CN219830885U - 蓝宝石晶片缺陷检测装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种蓝宝石晶片缺陷检测装置，具体包括镜头移动支撑组件和安装于镜头移动支撑组件上的光学显微镜头，装有蓝宝石晶片的陶瓷盘放置在光学显微镜头的下方，以光学显微镜头在镜头移动支撑组件的移动作用下观察不同蓝宝石晶片的缺陷。可以对多片蓝宝石晶片进行检测，提高生产效率；还可以对单片蓝宝石晶片多角度检测，缺陷晶片被提前发现，降低了后续生产的生产成本；提高了成本阶段的良品率。

Description

蓝宝石晶片缺陷检测装置

技术领域

本公开涉及蓝宝石晶片缺陷检测技术领域，尤其涉及一种蓝宝石晶片缺陷检测装置。

背景技术

蓝宝石晶体因其具有硬度高、熔点高等优良特性而在国防、航空、航天、工业以及生活领域都得到广泛应用。蓝宝石晶片加工质量对其应用有着重要的影响。先进陶瓷材料具有优异的特性，已被广泛应用于电子、通讯、宇航、光学、生物工程等凹高技术领域，其中蓝宝石(x-AIO品体因其具有硬度高(莫氏9级、熔点高(高达2045°)光透性好、热稳定性强、化学性质稳定等优良特性得到广泛应用。如用作激光红外窗口、半导体衬底片、精密耐磨轴承等高精技术领域零件，以及用来生长新型实用MgB高温超导薄膜、半导体GaN的外延衬底材料、制作丫系、3-511a系等高温超导薄膜等，蓝宝石品片的质量直接影响相应产品的技术性能。为生产出高质量的蓝宝石晶片，需要不断地改进蓝宝石晶片的加工方法，寻找更加有效的加工手段。

目前常见的蓝宝石晶片加工方法有磨削、机械抛光、干式机械化学抛光、湿式机械化学、化学机械抛光、水合抛光、浮法抛光等多种加工方法。但是除了寻求更加有效的加工方法外，蓝宝石晶片的质量检测也是一个不容忽视的关键问题。通过对蓝宝石晶片的检测，不仅可以了解该晶片是否满足产品要求，还可以通过分析晶片加工时产生的各种缺陷，改进晶片的加工方法，获得更高的加工质量，进而促进蓝宝石晶片加工技术的发展。目前，关于蓝宝石晶片加工方法较多，但是关于蓝宝石质量检测方法的方法还是比较少。

蓝宝石晶片加工缺陷要保证产品质量，所使用的蓝宝石村底晶片必须满足一定的质量要求，根据国际SEMI标准，蓝宝石晶片的质量要求为：晶片洁净、晶格完整、尺寸规范、表面平整光滑、无损伤层1-81等。但在实际的加工中，无论采用什么样的加工方式，所得到的蓝宝石晶片都难以达到无任何加工缺陷。

蓝宝石晶片加工中常见的质量缺陷为损伤，其分为表面损伤和亚表面损伤。加工中出现的表面损伤主要有划痕、微裂纹、桔皮、凹坑、塌边、麻点等。损伤的存在会直接影响晶片的表面粗糙度大小，对产品的精度、使用性能和寿命产生直接影响。通常可以使用光学显微镜观察晶片表面的划痕、桔皮、麻点、凹坑等缺陷，在蓝宝石品片加工过程中，增加去除量可以提高加工效率，但是去除单位的增大，相应的表面损伤缺陷也会增多，为了确保下机后晶片表面质量问题，需使用光学显微镜利用光学原理，将所要观测的部分放大成像，可观测到不同加工条件下的加工表面痕迹，比如加工中产生的塌边、划痕等。为保证下机质量，对晶片进行整批检测，但目前只能对单个晶片进行检测，检测效率低下。

实用新型内容

本公开所要解决的一个技术问题是：只能对单个晶片进行缺陷检测。

为方便检测蓝宝石晶片的表面缺陷，可以全方位观察每盘陶瓷盘所贴晶片的表面缺陷，且还可以对多片晶片进行检测，从而节约检测时间提升工作效率。本公开实施例提供了一种蓝宝石晶片缺陷检测装置，具体包括镜头移动支撑组件和安装于镜头移动支撑组件上的光学显微镜头，装有蓝宝石晶片的陶瓷盘放置在光学显微镜头的下方，镜头移动支撑组件设置有移动机构和控制系统，以光学显微镜头在镜头移动支撑组件的移动作用下观察不同蓝宝石晶片的缺陷。

光学显微镜头安装在镜头移动支撑组件上，镜头移动支撑组件不仅对光学显微镜头起支撑作用，还可以带动光学显微镜头在自身的作用下产生位移变化，从而实现光学显微镜头的位置变化。蓝宝石晶片在加工过程中，是将多片蓝宝石晶片放置在陶瓷盘工装内进行加工操作，陶瓷盘内放置有多片蓝宝石晶片。使用本申请的蓝宝石晶片缺陷检测装置，可以将生产线上暂时加工环节完成的装有蓝宝石晶片的陶瓷盘工装整体移动至本申请的检测装置内进行缺陷检测，不用移动单个晶片的位置，从而减少了晶片在缺陷检测环节产生缺陷的情况。本申请的光学显微镜头可以在镜头移动支撑组件的移动作用下移动位置，可以将光学显微镜头移动至需要检测的每片蓝宝石晶片的上方进行检测，改变了传统的显微镜只能对单个晶片做检测的情况，实现了多片晶片一起检测，提前将有缺陷的晶片取出，减少后期的加工成本，从而提高了产线的工作效率，整体提升了成品的良品率。

在一些实施例中，镜头移动支撑组件包括两组第一移动导轨和一组第二移动导轨，两组第一移动导轨分布于陶瓷盘的两侧，第二移动导轨通过两组相对的支撑架与第一移动导轨垂直连接，第二移动导轨在两组第一移动导轨的作用下做沿第一移动导轨的方向上移动。

镜头移动支撑组件含有两组第一移动导轨、二组支撑架和一组第二移动导轨。两组第一移动导轨分别分布在陶瓷盘的两侧，每组第一移动导轨相对的位置上连接一组支撑架，在两组支撑架的顶部横跨连接第二移动导轨，从而实现了两组第一移动导轨和第一移动导轨在空间上垂直。两组第一移动导轨同向工作时，两组相对的支撑架随之移动，从而带动第二移动导轨沿第一移动导轨的方向上移动。

在一些实施例中，光学显微镜头安装在第二移动导轨上，光学显微镜头在第二移动导轨的作用下做沿第二移动导轨的方向上移动，光学显微镜头还随第二移动导轨做沿第一移动导轨的方向上移动。

第二移动导轨有两个方向的移动，一是在第二移动导轨自身作用下带来的主动移动，二是随支撑杆的移动而从动移动。光学显微镜头与第二移动导轨连接，从而实现了光学显微镜头两个方向的位移变化，一是随第二移动导轨自身作用下带来的主动移动做沿第二移动导轨方向上的移动(即左右移动)，二是在第一移动导轨的作用下随第二移动导轨的从动移动做沿第一移动导轨方向上的移动(即前后移动)，且两个移动方向相互垂直。由此，光学显微镜头可以针对蓝宝石晶片的位置做位移调整而实现蓝宝石晶片的精准定位。在观察蓝宝石晶片时，可以对单个晶片做多方位的缺陷检测，也可以对多个晶片进行缺陷检测，增加了单个晶片的观察角度，从而提高了减率效率，提高了缺陷晶片的检测率，从而降低了后续的加工成本，提高了成品的良品率；也实现了多个晶片可以在一台设备上完成缺陷检测，缩短了晶片缺陷检测的时间，提高了生产效率，也减少了晶片的移动带来的缺陷情况。

在一些实施例中，光学显微镜头与镜座活动连接，镜座固定安装在第二移动导轨上。

镜座固定安装在第二移动导轨上，保持了检测的稳定性，光学显微镜头与镜座活动连接，在光学显微镜头损坏需要更换时带来方便。

在一些实施例中，陶瓷盘限位于下方的陶瓷盘定位销，陶瓷盘定位销下部设置有陶瓷盘放置底座。

陶瓷盘放置底座上设置了陶瓷盘定位销，陶瓷盘定位销限定了陶瓷盘放置的位置，使得陶瓷盘能稳定放置便于检测。

通过上述技术方案，本公开提供的蓝宝石晶片缺陷检测装置具有以下

有益效果：

第一、可以对多片蓝宝石晶片进行检测，提高生产效率；

第二、可以对单片蓝宝石晶片多角度检测，缺陷晶片被提前发现，降低了后续生产的生产成本；

第四、提高了成本阶段的良品率。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例公开的蓝宝石晶片缺陷检测装置的结构示意图；

图2是本公开实施例公开的蓝宝石晶片缺陷检测装置的俯视图；

附图标记说明：

1、镜头移动支撑组件；11、第一移动导轨；12、支撑架；13、第二移动导轨；14、光学显微镜头；15、镜座；21、陶瓷盘放置底座；22、陶瓷盘定位销；23、陶瓷盘；3、蓝宝石晶片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本公开的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本公开的原理，但不能用来限制本公开的范围，本公开可以以许多不同的形式实现，不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

本公开提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

需要说明的是，在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是大于或等于两个；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本公开和简化描述，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公开的限制。当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

此外，本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。

还需要说明的是，在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。

本公开使用的所有术语与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术和设备应当被视为说明书的一部分。

如图1和图2所示的一种蓝宝石晶片缺陷检测装置，包括镜头移动支撑组件1和安装于镜头移动支撑组件1上的光学显微镜头14，装有蓝宝石晶片3的陶瓷盘23放置在光学显微镜头14的下方，镜头移动支撑组件1设置有移动机构和控制系统，以光学显微镜头14在镜头移动支撑组件1的移动作用下观察不同蓝宝石晶片3的缺陷。

镜头移动支撑组件1可以使用内置电机的履带导轨和PLC控制器，实现自身移动，并且可以精确位移控制；也可以是电机通过传动轴带动拖链导轨实现自身的移动再结合数控系统实现位移的精准控制。光学显微镜头14安装在镜头移动支撑组件1上的，镜头移动支撑组件1可以移动，起到了支撑和带动光学显微镜头14移动的作用。学显微镜头14的下方放置有需要检测的多片蓝宝石晶片3，蓝宝石晶片3装在陶瓷盘23内。光学显微镜头14在镜头移动支撑组件1的作用下移动至每片蓝宝石晶片3的下方，对每片蓝宝石晶片3进行观察，也可以对单片蓝宝石晶片3进行多角度观察。陶瓷盘23则为蓝宝石晶片3在生产加工过程中的陶瓷盘工装。在使用本申请的检测装置时，直接将生产线上的装有蓝宝石晶片3的陶瓷盘工装整体移动至本申请的检测装置下方进行蓝宝石晶片3的缺陷检测。

在一些实施例中，镜头移动支撑组件1包括两组第一移动导轨11和一组第二移动导轨13，两组第一移动导轨11分布于陶瓷盘23的两侧，第二移动导轨13通过两组相对的支撑架12与第一移动导轨11垂直连接，第二移动导轨13在两组第一移动导轨11的作用下做沿第一移动导轨11的方向上移动。

镜头移动支撑组件1的移动需要两组第一移动导轨11、两组相对的支撑架12和一组第二移动导轨13来实现。陶瓷盘23的两侧分别分布一组第一移动导轨11，两组第一移动导轨11在其相对的位置上，且在第一移动导轨11的竖直方向上，分别连接有支撑架12，在支撑架12顶端部，横跨连接第二移动导轨13，从而实现第二移动导轨13和两组第一移动导轨11在空间上是垂直关系。在两组第一移动导轨11同向工作时，两组支撑架12在两组第一移动导轨11的作用下做沿第一移动导轨11自身的方向上移动，第二移动导轨13随两组支撑架12移动而同向移动，从而实现了第二移动导轨13的前后位移变化。移动导轨可以选择履带式移动导轨也可以选择轴承式移动导轨，可根据实际需求灵活选择。

在一些实施例中，光学显微镜头14安装在第二移动导轨13上，光学显微镜头14在第二移动导轨13的作用下做沿第二移动导轨13的方向上移动，光学显微镜头14还随第二移动导轨13做沿第一移动导轨11的方向上移动。

第二移动导轨13有两个方向的移动，一是在第二移动导轨13自身作用下带来的主动移动，二是随支撑杆12的移动而从动移动。光学显微镜头14与第二移动导轨13连接，从而实现了光学显微镜头14两个方向的位移变化，一是随第二移动导轨13自身作用下带来的主动移动做沿第二移动导轨13方向上的移动(即左右移动)，二是在第一移动导轨11的作用下随第二移动导轨13的从动移动做沿第一移动导轨11方向上的移动(即前后移动)，且两个移动方向相互垂直。从而实现了光学显微镜头14的前后位置变化和左右位置变化。由此，光学显微镜头14可以精准定位到每片蓝宝石晶片3上方，对其进行缺陷检测；也可以对单片蓝宝石晶片3进行多角度缺陷检测。

在一些实施例中，光学显微镜头14与镜座15活动连接，镜座15固定安装在第二移动导轨13上。

镜座15固定安装在第二移动导轨13上，光学显微镜头14与镜座15活动连接，在光学显微镜头14损坏时，可灵活更换。

在一些实施例中，陶瓷盘23限位于下方的陶瓷盘定位销22，陶瓷盘定位销22下部设置有陶瓷盘放置底座21。

陶瓷盘放置底座21上设置有陶瓷盘定位销22，陶瓷盘定位销22限定了陶瓷盘23放置的位置，使得陶瓷盘23能稳定放置便于检测。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。

Claims (5)

1.一种蓝宝石晶片缺陷检测装置，其特征在于，包括镜头移动支撑组件(1)和安装于所述镜头移动支撑组件(1)上的光学显微镜头(14)，装有蓝宝石晶片(3)的陶瓷盘(23)放置在所述光学显微镜头(14)的下方，所述镜头移动支撑组件(1)设置有移动机构和控制系统，以所述光学显微镜头(14)在所述镜头移动支撑组件(1)的移动作用下观察不同所述蓝宝石晶片(3)的缺陷。

2.根据权利要求1所述的蓝宝石晶片缺陷检测装置，其特征在于，所述镜头移动支撑组件(1)包括两组第一移动导轨(11)和一组第二移动导轨(13)，两组所述第一移动导轨(11)分布于所述陶瓷盘(23)的两侧，所述第二移动导轨(13)通过两组相对的支撑架(12)与所述第一移动导轨(11)垂直连接，所述第二移动导轨(13)在两组所述第一移动导轨(11)的作用下做沿所述第一移动导轨(11)的方向上移动。

3.根据权利要求2所述的蓝宝石晶片缺陷检测装置，其特征在于，所述光学显微镜头(14)安装在所述第二移动导轨(13)上，所述光学显微镜头(14)在所述第二移动导轨(13)的作用下做沿所述第二移动导轨(13)的方向上移动，所述光学显微镜头(14)还随所述第二移动导轨(13)做沿所述第一移动导轨(11)的方向上移动。

4.根据权利要求3所述的蓝宝石晶片缺陷检测装置，其特征在于，所述光学显微镜头(14)与镜座(15)活动连接，所述镜座(15)固定安装在所述第二移动导轨(13)上。

5.根据权利要求1所述的蓝宝石晶片缺陷检测装置，其特征在于，所述陶瓷盘(23)限位于下方的陶瓷盘定位销(22)，所述陶瓷盘定位销(22)下部设置有陶瓷盘放置底座(21)。