半導體晶片的檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明為一種半導體晶片的檢測裝置，涉及半導體晶片的檢測領域，特別是一種利用數(shù)字相機拍攝半導體晶片的輪廓，通過計算機對半導體晶片輪廓圖像的計算和分析，控制運動控制器對兩組水平運動機構(gòu)的配合插補運動，實現(xiàn)將檢測光源投射到半導體晶片上的特定位置和軌跡路徑，同時利用光路收集系統(tǒng)將光強度和光譜信息傳送給計算機，由計算機形成與半導體晶片上位置相對應的光強、光譜數(shù)據(jù)信息圖的裝置。
【背景技術】
[0002]半導體晶片的非接觸熒光光譜測量、膜厚測量、反射率測量等測量過程，是將約Imm左右直徑的檢測光源投射到直徑約為2至6英寸半導體晶片上，投射在半導體晶片上的光斑上方布置有光路收集系統(tǒng)。在檢測過程中，半導體晶片被放置在檢測平臺上，在計算機及運動控制器的控制下，運動系統(tǒng)帶著檢測平臺上的半導體晶片進行有方向性的運動，從而實現(xiàn)檢測光源的光斑可投射在半導體晶片上需要檢測的位置和軌跡路徑上，同時光路收集系統(tǒng)上的傳感器或光譜儀，獲得與運動位置相對應的半導體晶片上的光強或光譜數(shù)據(jù)，并同步傳輸給計算機，由計算機最終形成與半導體晶片上位置相對應的光強、光譜數(shù)據(jù)信息圖，業(yè)內(nèi)稱為Mapping圖。半導體晶片一般被加工成去掉一個短平弦邊的圓形，去掉的弦邊可作為半導體晶片上相對位置的標識，方便工藝人員將所測的Mapping圖與半導體晶片上相應位置對應，實際生產(chǎn)中，為了更好的對不同半導體晶片的Mapping圖做對比，要求所有形成的Mapping圖對應關系也要一致，這樣就需要每次檢測時半導體晶片被放置在同一位置，相同角度，以相同的運動過程進行檢測。針對手工放片、自動檢測設備，檢測平臺上往往標識有圖案或凹槽，指導操作人員將片子按固定位置和角度擺放。針對自動放片、自動檢測設備，一般先由搬運機械手將隨機擺放在料盒中的半導體晶片從料盒中取出放在正片機上，經(jīng)過正片之后，半導體晶片在正片機上的位置和角度是固定的，再由搬運機械手再將其取出放到檢測平臺上，這樣就保證了每次半導體晶片在檢測平臺上的位置和角度都是一樣的，最后由測試裝置對其進行檢測。目前實際中經(jīng)常使用的正片機的工作過程如下:搬運機械手將半導體晶片放置在正片機的兩個半圓形定位卡盤上，兩個定位卡盤從兩側(cè)抱合，使半導體晶片圓心與定位卡盤圓心、半導體晶片底部的旋轉(zhuǎn)軸軸心同心，然后兩定位卡盤略微松開，但對半導體晶片仍起托舉作用，接著旋轉(zhuǎn)軸升起，將半導體晶片托起在旋轉(zhuǎn)軸端面上，并用負壓孔將半導體晶片吸附在旋轉(zhuǎn)軸端面上，接著旋轉(zhuǎn)軸帶動半導體晶片開始旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中，通過安裝在半導體晶片半徑邊緣的傳感器，探測半導體晶片邊緣對傳感器的遮擋率，所探測到的遮擋率最低的位置，即為半導體晶片的弦邊中心，控制系統(tǒng)記錄下該位置后，按正片機設定再轉(zhuǎn)過一定角度，使半導體晶片放置于期望的角度，最后，旋轉(zhuǎn)軸下降，使半導體晶片再次托舉到兩定位卡盤上，等待搬運機械手將半導體晶片取走。為了實現(xiàn)檢測時每個半導體晶片均處于相同位置、角度所使用的這種正片機構(gòu)復雜，實際操作中正片所占時間較長，影響半導體晶片的測量效率，而且在搬運機械手將半導體晶片放到檢測平臺的搬運過程中，也難免會由于振動原因，使半導體晶片出現(xiàn)位置的錯動，與預期位置略有偏差，從而影響測試結(jié)果的準確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種半導體晶片的檢測裝置，其具有不用正片機單獨正片，解決了現(xiàn)有技術中的正片所占時間較長，不會產(chǎn)生由于搬運機械手的振動誤差從而導致的檢測結(jié)果不準確的問題。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案如下:
本發(fā)明主要包括:機架6、數(shù)字相機5、計算機8、檢測光源3、光路收集系統(tǒng)4、運動控制器7、檢測運動機構(gòu)2，其中，數(shù)字相機5檢測光源3、光路收集系統(tǒng)4固定在機架6上，并布置在檢測運動機構(gòu)2的上方，其中，數(shù)字相機5、光路收集系統(tǒng)4分別通過數(shù)據(jù)線與計算機8相連，運動控制器7通過數(shù)據(jù)線與計算機8相連，檢測運動機構(gòu)2包括第一水平運動機構(gòu)17、第二水平運動機構(gòu)19和檢測平臺18，運動控制器7通過控制線纜與檢測運動機構(gòu)2中的第一水平運動機構(gòu)17和第二水平運動機構(gòu)19的電機分別相連接，第一水平運動機構(gòu)17和第二水平運動機構(gòu)19的運動方向互相垂直，檢測平臺18置于第一水平運動機構(gòu)17上，使得運動控制器7接收計算機8發(fā)出的指令，并通過對檢測運動機構(gòu)2的第一水平運動機構(gòu)17和第二水平運動機構(gòu)19的電機的控制，實現(xiàn)對第一水平運動機構(gòu)17的滑動板和第二水平運動機構(gòu)19的滑動板位置、速度和加速度的控制，實現(xiàn)對檢測運動機構(gòu)的檢測平臺18及其上半導體晶片I運動過程的控制，使計算機獲得檢測平臺運動過程中的實時位置信息；所述的數(shù)字相機5的焦軸線與需檢測半導體晶片表面相垂直，數(shù)字相機距離半導體晶片表面的距離應為可使數(shù)字相機的畫面清晰的占滿半導體晶片的全部輪廓；所述的光路收集系統(tǒng)4主要包括用于收光的鏡頭系統(tǒng)及收光未端用于采集光信號的傳感器和光譜儀，可向計算機8傳輸數(shù)據(jù)的檢測器件，安裝在由檢測光源3在半導體晶片I上所形成光斑的上方；所述的檢測運動機構(gòu)2固定在機架6上，布置在數(shù)字相機5，檢測光源3和光路收集系統(tǒng)4的下方，其行程可保證檢測光源3的光斑可投射到隨機擺放的半導體晶片I的任何位置上，其行程還可保證數(shù)字相機5對半導體晶片I整體輪廓的拍照；第一水平運動機構(gòu)17主要包括固定直線導軌的固定板9、直線導軌10、滑入導軌的滑塊12、電機16、兩端以內(nèi)圈或外圈固定在固定板上的軸承為支撐的絲杠14、軸承15、旋入絲杠的絲杠螺母13、及與絲杠螺母及滑塊相固定的滑動板11組成，第一水平運動機構(gòu)17在電機16驅(qū)動下，帶動絲杠14以軸承15為支撐旋轉(zhuǎn)，并推動絲杠14上的絲杠螺母13、滑入導軌上的滑塊12及滑動板11，沿與絲杠軸線相平行的直線導軌方向，相對于固定板做直線運動；所述的第一水平運動機構(gòu)17的另一種結(jié)構(gòu)主要包括固定直線導軌的固定板21、直線導軌10、滑入導軌的滑塊12、電機16、以內(nèi)圈或外圈固定在固定板上的軸承為支撐的主動滑輪和被動滑輪25、軸承15、用于傳動滑輪旋轉(zhuǎn)的皮帶24、及與皮帶及滑塊相固定的滑動板11組成，使得第一水平運動機構(gòu)17在電機驅(qū)動下，帶動主動滑輪以軸承為支撐旋轉(zhuǎn)，并帶動傳動主動滑輪與被動滑輪旋轉(zhuǎn)的皮帶、滑入導軌上的滑塊及滑動板，沿直線導軌方向，相對于固定板做直線運動；所述的第一水平運動機構(gòu)17和第二水平運動機構(gòu)19結(jié)構(gòu)與運動方式相同，并且第一水平運動機構(gòu)17和第二水平運動機構(gòu)19的固定部分相固定，第一水平運動機構(gòu)的滑動板11與檢測平臺18相固定，第一水平運動機構(gòu)17的滑動板11運動方向與第二水平運動機構(gòu)19滑動板的運動方向相垂直，使得第一水平運動機構(gòu)17和第二水平運動機構(gòu)19的共同運動，使得在第一水平運動機構(gòu)滑動板11上的檢測平臺18在某一平面內(nèi)運動。本發(fā)明中，所述的運動機構(gòu)固定在機架上，布置在數(shù)字相機，檢測光源和光路收集系統(tǒng)的下方，其行程可保證檢測光源的光斑可投射到隨機擺放的半導體晶片的任何位置上，其行程還可保證數(shù)字相機對半導體晶片整體輪廓的拍照。本發(fā)明中，所述的在對隨機擺放的半導體晶片的檢測時，控制算法上先假設在檢測平臺上有一個按一定位置和角度擺放的標準半導體晶片，并計算出對該假設半導體晶片需要檢測的位置和軌跡路徑，通過對隨機擺放的半導體晶片圖像輪廓信息的處理和分析，可獲得隨機擺放的半導體晶片與假設標準半導體晶片的相對圓心位置和相對弦邊偏轉(zhuǎn)角度，將假想半導體晶片需要檢測的位置和軌跡路徑進行相應的數(shù)學平面坐標偏移和平面坐標旋轉(zhuǎn)，即可獲得對隨機擺放的半導體晶片的檢測位置和軌跡路徑的算法。
[0005]本發(fā)明的檢測裝置的優(yōu)點是，具有不用正片機單獨正片，解決了現(xiàn)有技術中的正片所占時間較長，不會產(chǎn)生由于搬運機械手的振動誤差從而導致的檢測結(jié)果不準確的問題。
【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為附圖2中第一水平運動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為附圖2中第一水平運動機構(gòu)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為附圖2中半導體晶片的掃描路線圖。
[0007]圖5為本發(fā)明所檢測物(去掉一短平弦邊的圓形半導體晶片)示意圖。
【具體實施方式】
[0008]以下結(jié)合附圖通過實施例對本發(fā)明技術特征及其相關技術特征做進一步詳述: 如附圖1-5示意，其中的標號分別表示:1_半導體晶片、2-檢測運動機構(gòu)、3-檢測光源、4-光路收集系統(tǒng)、5-數(shù)字相機、6-機架、7-運動控制器、8-計算機、9-導軌的固定板、10-直線導軌、11-滑動板、12-滑入導軌的滑塊、13-絲杠螺母、14-絲杠、15-軸承、16-電機、17-第一水平運動機構(gòu)、18-檢測平臺、19-第二水平運動機構(gòu)、21-固定板、24-皮帶、25-被動滑輪。
[0009]本實施例主要包括:機架6、數(shù)字相機5、計算機8、檢測光源3、光路收集系統(tǒng)4、運動控制器7、檢測運動機構(gòu)2，其中，數(shù)字相機5、檢測光源3、光路收集系統(tǒng)4固定在機架6上，并布置在檢測運動機構(gòu)2的上方，其中，數(shù)字相機5、光路收集系統(tǒng)4分別通過數(shù)據(jù)線與計算機8相連，運動控制器7通過數(shù)據(jù)線與計算機8相連，檢測運動機構(gòu)2包括第一水平運動機構(gòu)17、第二水平運動機構(gòu)19和檢測平臺18，運動控制器7通過控制線纜與檢測運動機構(gòu)2中的第一水平運動機構(gòu)17和第二水平運動機構(gòu)19的電機分別相連接，第一水平運動機構(gòu)17和第二水平運動機構(gòu)19的運動方向互相垂直，檢測平臺18置于第一水平運動機構(gòu)17上，使得運動控制器7接收計算機8發(fā)出的指令，并通過對檢測運動機構(gòu)2的第一水平運動機構(gòu)17和第二水平運動機構(gòu)19的電機的控制；計算機8通過數(shù)據(jù)線控制數(shù)字相機5對隨機放置在檢測運動機構(gòu)2的檢測平臺18上的，一