CN219497717U - 一种晶圆外观检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种晶圆外观检测设备，包括机台和设置在机台上的检测模组、多轴机械人，沿多轴机械人的外围固定有呈弧形排列的置料分类区，置料分类区包括上料仓架和收料仓架；多轴机械人位于检测模组和置料分类区之间，通过升降平台设置在机架上，多轴机械人的端部设置有旋转吸料手，其上设有吸盘；检测模组包括检测相机、产品吸附平台、测厚仪和检测光源，检测相机通过检测直线运动模组活动的架设在机台上，产品吸附平台固定在机台上，检测光源为两个，固定在检测相机的下方。该设备可以对晶圆外观存在的崩边、裂纹、划伤、厚度不合格等缺陷进行高效快速的检测，检测完成后可直接根据检测结果进行分类存放，提高整体设备的灵活性和适应性。

Description

一种晶圆外观检测设备

技术领域

本实用新型属于晶圆检测领域，具体涉及一种晶圆外观检测设备。

背景技术

随着半导体投资金额不断加码、对设计失误的容忍度几乎为零，因此必须在芯片进入量产之前进行严格的验证测试。首要的检测就是晶圆的外观，包括检测晶圆外观是否存在崩边、裂纹、划伤等缺陷，这个过程是必不可少的，其往往关系着晶圆后续使用的可靠性和准确性。目前，针对晶圆检测的设备种类繁多，可以在一定程度上满足晶圆产品的检测过程，但是现有的晶圆检测设备普遍功能单一，检测效率较低，制约了晶圆检测的效率和成本。

实用新型内容

鉴于以上，本申请提供一种晶圆外观检测设备，可以对晶圆外观存在的细微崩边、裂纹、划伤等缺陷进行高效快速的检测，同时还能对晶圆的厚度是否合格进行检测，检测完成后可直接根据检测结果进行分类存放，为后面的工序提供便利，提高整体设备的灵活性和适应性。

具体技术方案如下：

一种晶圆检测设备，包括机台和设置在机台上的检测模组，其特征在于：机台上还设置有多轴机械人，沿多轴机械人的外围固定有呈弧形排列的置料分类区，置料分类区包括上料仓架和收料仓架；多轴机械人位于检测模组和置料分类区之间，通过升降平台设置在机架上，多轴机械人的端部设置有旋转吸料手，其上设有吸盘；检测模组包括检测相机、产品吸附平台、测厚仪和检测光源，检测相机通过检测直线运动模组活动的架设在机台上，产品吸附平台固定在机台上，位于检测相机的下方，检测光源为两个，固定在检测相机的下方。

进一步晶圆检测设备还包括晶圆巡边器，固定在机台上且位于上料仓架一侧。

进一步，所述检测光源包括第一光源和第二光源，第一光源为同轴光源，通过第一固定座固定在检测相机的下方，第二光源为条形光源，通过弧形固定座固定在第一光源下方，第二光源为多个且沿弧形固定座的弧度可拆卸的设置在其上。

进一步，所述测厚仪通过连接件固定在所述第一固定座上。

进一步，所述检测模组中还包括平行架设的两个支架，所述检测直线运动模组固定在其中一个支架上，另一个支架上固定有滑轨，检测相机通过相机滑台架设在检测直线运动模组和滑轨上，相机滑台的一端固定在检测直线运动模组的活动端，相机滑台的另一端通过滑块配合连接在所述滑轨上。

进一步，所述相机滑台上设置有Z轴微调平台，检测相机通过Z轴微调平台设置在相机滑台上。

进一步，所述产品吸附平台上设有吸嘴吸盘，用于吸附固定产品。

进一步，上料仓架和收料仓架为多层支架结构，每一层可放置一个料仓。

进一步，收料仓架分为合格品料架和缺陷问题产品料架。

进一步晶圆检测设备，还包括控制模组，所述控制器与检测模组、检测光源、多轴机械人、升降平台和晶圆巡边器电性连接。

本申请的晶圆检测设备，通过多轴机械人在上料仓架、检测模组和收料仓架中灵活传送晶圆物料，从上料仓架中吸附出的晶圆产品经过晶圆巡边器的进一步定位再转运至产品吸附平台上，检测相机移动至产品上方对晶圆进行全面的外观检测分析，同时测厚仪也对晶圆产品进行厚度的测量，从而判断晶圆的厚度是否合格，而且完成一面检测的晶圆产品可由多轴机械人上的旋转吸料手进行翻面后再进行另一面检测，实现双面一机的高效检测，全部检测完成后的晶圆产品由多轴机械人依次根据检测结果分类存放在不同的料架，如合格品料架、崩边料架、划伤料架、裂纹料架、厚度料架，增强设备的功能性，这样检测完成的晶圆产品后续可以直接针对性处理，无需再进行缺陷分类挑选的步骤，节约时间和成本。另外在检测模组的检测相机下方设置有两组光源，一组同轴光源和一组全角度设置的条形光源，条形光源沿弧形固定座设置，可呈现多角度的摆放，可以针对晶圆的种类和检测缺陷的种类调整条形光源的数量和摆放角度，为检测相机提供优质的检测条件，提高设备的灵活性和适用性。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中进一步给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1所示为本申请晶圆检测设备俯视示意图：

图2所示为本申请晶圆检测设备的检测模组结构示意图；

图3所示为本申请晶圆检测设备中多轴机械人和置料分类区的结构示意图；

图4所示为检测模组的局部结构示意图；

其中，1-多轴机械人,2-置料分类区,3-检测模组,4-晶圆巡边器,11-升降平台,12-旋转吸料手,13-吸盘,21-上料仓架,22-合格品料架,23-崩边料架，24-划伤料架，25-裂纹料架，26-厚度料架，310-检测相机，311-第一光源，312-第二光源，313-第一固定座，314-弧形固定座，315-相机滑台，316-Z轴微调平台，320-产品吸附平台，321-吸嘴吸盘，330-测厚仪，331-连接件，340-检测直线运动模组，350-支架，360-滑轨，361-滑块，100-机台，200-晶圆。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的技术人员而言，是可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义的。

参照图1示出了本实施例的一种晶圆检测设备，包括机台100和设置在机台100上的检测模组3，机台上还设置有多轴机械人1，沿多轴机械人1的外围固定有呈弧形排列的置料分类区2，置料分类区2包括上料仓架21和收料仓架，上料仓架21和收料仓架为多层支架结构，每一层可放置一个料仓，收料仓架可分为合格品料架和缺陷问题产品料架，如合格品料架22、崩边料架23、划伤料架24、裂纹料架25、厚度料架26，根据检测模组3的检测结果，在收料时多轴机械人1自动将外观及厚度合格的晶圆200放入合格品料架22的料仓内，将厚度不合格的的晶圆200放入厚度料架26的料仓内，其余有缺陷问题的晶圆对应放在该缺陷的料架内，收料仓架的位置和数量可以根据实际生产需要进行调整，缺陷问题产品料架的名称和放置晶圆存在的问题对应即可，不仅限于崩边、划伤、裂纹这几种缺陷问题。

多轴机械人2位于检测模组3和置料分类区2之间，通过升降平台11设置在机架上，升降平台11设置在机台100内部，负责多轴机械人2竖直方向的升降运动。升降平台11搭配多轴机械人2的多自由度的运动可以灵活的在检测模组3、置料分类区2周转运料，多轴机械人2的端部还设置有旋转吸料手12，其上设有吸盘13，用于吸附晶圆，旋转吸料手12可进行旋转，带动晶圆进行翻面，从而进行晶圆双面的切换检测。

检测模组3包括检测相机310、产品吸附平台320、测厚仪330和检测光源，检测相机通过检测直线运动模组340活动的架设在机台100上，在本实施例中检测相机310优选16K线扫相机，产品吸附平台320固定在机台100上，位于检测相机310的下方，检测光源为两个，固定在检测相机310的下方。

优选的，晶圆检测设备还包括晶圆巡边器4，参照图1和图3，固定在机台上且位于上料仓架21一侧。多轴机械人1从上料仓架21的料仓中将晶圆取出先放置到晶圆巡边器4上，由晶圆巡边器4自动定位出晶圆的边缘和中心，多轴机械人1再根据晶圆的中心位置进行抓取将晶圆运送到产品吸附平台320上，也进一步确保晶圆放置位置的精度。晶圆巡边器4为现有技术标准件，此处不做过多赘述也不影响理解。

优选的参照图2和图4，检测光源包括第一光源311和第二光源312，第一光源311为同轴光源，通过第一固定座313固定在检测相机的下方，第二光源312为条形光源，通过弧形固定座314固定在第一光源311下方，第二光源312为多个且沿弧形固定座的弧度可拆卸的设置在其上，第二光源312的数量和摆放位置可以根据检测产品的规格进行调整，可呈现多角度的摆放，对晶圆200进行全面的打光，结合第一光源311进一步提高检测质量。

优选的，测厚仪330通过连接件331固定在第一固定座313上，用于对晶圆200的厚度进行检测，可跟随检测直线运动模组340上的检测相机310一起运动。

优选的如图2，检测模组3中还包括平行架设的两个支架350，检测直线运动模组340固定在其中一个支架350上，另一个支架350上固定有滑轨360，检测相机310通过相机滑台315架设在检测直线运动模组340和滑轨360上，相机滑台315的一端固定在检测直线运动模组340的活动端，相机滑台315的另一端通过滑块361配合连接在滑轨360上，检测直线运动模组340带动检测相机310沿着滑轨360移动到晶圆200上方进行检测，晶圆200一面检测完成后，检测直线运动模组340带动检测相机310后移，为多轴机械人1提供取料空间，翻面后再移回晶圆上方的检测位。检测直线运动模组340优选配置伺服电机作为驱动动力。

另外，相机滑台315上设置有Z轴微调平台316，检测相机310通过Z轴微调平台316设置在相机滑台315上，检测相机310可以通过Z轴微调平台316进行竖直方向的细微调节，Z轴微调平台为现有标准件，此处不做过多赘述也不影响理解。

优选的，产品吸附平台320上设有吸嘴吸盘321，用于吸附固定晶圆200。

本实施例的晶圆检测设备，还包括控制模组，控制器与检测模组3、检测光源、多轴机械人2、升降平台11和晶圆巡边器4电性连接，各部件并在其调控下完成整个自动化工作，在本实施例中控制模组可以为基于可编程控制器PLC（Programmable Logic Controller）的工控机和计算机，此处不做赘述不影响本发明的理解，故在此不作具体展开说明。

尽管参照本实用新型的示意性实施例对本实用新型的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本实用新型原理的精神和范围之内。具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神。除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种晶圆外观检测设备，包括机台和设置在机台上的检测模组，其特征在于：机台上还设置有多轴机械人(1)，沿多轴机械人(1)的外围固定有呈弧形排列的置料分类区(2)，置料分类区(2)包括上料仓架(21)和收料仓架；多轴机械人(1)位于检测模组(3)和置料分类区(2)之间，通过升降平台(11)设置在机架上，多轴机械人(1)的端部设置有旋转吸料手(12)，其上设有吸盘(13)；检测模组(3)包括检测相机(310)、产品吸附平台(320)、测厚仪(330)和检测光源，检测相机通过检测直线运动模组(340)活动的架设在机台上，产品吸附平台(320)固定在机台上，位于检测相机(310)的下方，检测光源为两个，固定在检测相机(310)的下方。

2.根据权利要求1所述的晶圆外观检测设备，其特征在于，还包括晶圆巡边器(4)，固定在机台上且位于上料仓架(21)一侧。

3.根据权利要求1所述的晶圆外观检测设备，其特征在于，所述检测光源包括第一光源(311)和第二光源(312)，第一光源(311)为同轴光源，通过第一固定座(313)固定在检测相机的下方，第二光源(312)为条形光源，通过弧形固定座(314)固定在第一光源(311)下方，第二光源(312)为多个且沿弧形固定座的弧度可拆卸的设置在其上。

4.根据权利要求3所述的晶圆外观检测设备，其特征在于，所述测厚仪(330)通过连接件(331)固定在所述第一固定座(313)上。

5.根据权利要求1所述的晶圆外观检测设备，其特征在于，所述检测模组(3)中还包括平行架设的两个支架(350)，所述检测直线运动模组(340)固定在其中一个支架(350)上，另一个支架(350)上固定有滑轨(360)，检测相机(310)通过相机滑台(315)架设在检测直线运动模组(340)和滑轨(360)上，相机滑台(315)的一端固定在检测直线运动模组(340)的活动端，相机滑台(315)的另一端通过滑块(361)配合连接在所述滑轨(360)上。

6.根据权利要求5所述的晶圆外观检测设备，其特征在于，所述相机滑台(315)上设置有Z轴微调平台(316)，检测相机(310)通过Z轴微调平台(316)设置在相机滑台(315)上。

7.根据权利要求1所述的晶圆外观检测设备，其特征在于，所述产品吸附平台(320)上设有吸嘴吸盘(321)，用于吸附固定产品。

8.根据权利要求1所述的晶圆外观检测设备，其特征在于，上料仓架(21)和收料仓架为多层支架结构，每一层可放置一个料仓。

9.根据权利要求7所述的晶圆外观检测设备，其特征在于，收料仓架分为合格品料架和缺陷问题产品料架。

10.根据权利要求2所述的晶圆外观检测设备，其特征在于，还包括控制模组，所述控制模组与检测模组(3)、检测光源、多轴机械人(1)、升降平台(11)和晶圆巡边器(4)电性连接。