一种用于晶圆生产的挑芯监测装置及其生产方法与流程

1.本发明属于晶圆检测装置技术领域，具体涉及一种用于晶圆生产的挑芯监测装置及其生产方法。


背景技术：

2.由于在对晶圆切割时可能因为工装或参数设定存在偏移，从而使得晶圆在切割时在其表面造成划痕。
3.同时如果晶圆表面存在划痕而造成晶圆上相应芯片报废，从而影响对晶圆的后续加工。
4.因此，亟需开发一种新的用于晶圆生产的挑芯监测装置及其生产方法，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种用于晶圆生产的挑芯监测装置及其生产方法。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于晶圆生产的挑芯监测装置，其包括：工控机、与工控机电性相连的划痕检测机构、收集机构、转移机构、转动平台和取芯机构；其中所述划痕检测机构活动设置在收集机构的上方，所述转移机构活动设置在收集机构与转动平台之间，所述取芯机构活动设置在转动平台的上方；所述划痕检测机构检测放置于收集机构上晶圆是否存在划痕，即当晶圆上存在划痕时，所述工控机控制收集机构收集该晶圆；当晶圆合格时，所述工控机驱动转移机构将晶圆转移至转动平台上，并控制所述取芯机构朝向转动平台上晶圆移动，以从晶圆上相应区域取下芯片；以及所述工控机控制转动平台及取芯机构按设定路径运动，以使所述取芯机构将转动平台上晶圆的各芯片逐个取下。
7.进一步，所述划痕检测机构包括：与工控机电性相连的图像采集模块；所述图像采集模块吊装在收集机构的上方；所述图像采集模块采集放置于收集机构上晶圆的图像信息，以发送至所述工控机，即所述工控机根据相应图像信息判断晶圆是否存在划痕。
8.进一步，所述图像采集模块包括：若干ccd相机；各所述ccd相机均与工控机电性相连，以采集晶圆的图像信息。
9.进一步，所述收集机构包括：收集盒、活动板、转动板、推板和驱动组件；所述活动板通过驱动组件活动设置在收集盒内；所述活动板上开设有安装孔，且所述转动板位于安装孔内且与活动板铰接；所述推板纵向设置在收集盒内且位于转动板的下方；所述活动板用于放置晶圆，当晶圆上存在划痕时，所述工控机控制驱动组件带动活动板向下运动，即所述转动板在推板抵推下发生倾斜，以使所述活动板上晶圆滑落至收集盒内。
10.进一步，所述驱动组件包括：转动丝杆、丝杆电机和丝杆螺母；所述丝杆电机的活动轴连接转动丝杆，所述活动板通过丝杆螺母与转动丝杆连接；所述丝杆电机驱动转动丝杆转动，以带动所述丝杆螺母及活动板纵向移动。
11.进一步，所述转动板的两侧分别通过扭簧铰接在安装孔内。
12.进一步，所述转动板的顶面与安装孔形成放置槽，以用于放置晶圆。
13.进一步，所述转移机构包括：与工控机电性相连的转移机械手；当晶圆合格时，所述工控机驱动转移机械手夹取放置于收集机构上的晶圆，以将晶圆转移至所述转动平台上相应工位处。
14.进一步，所述取芯机构包括：缸筒、活动杆、烘干块、限位组件、堵风组件和挑芯机械手；所述缸筒位于转动平台的上方，所述活动杆的顶部穿入缸筒内，所述缸筒的底部连接烘干块；所述烘干块内从上至下依次开设有第一内腔、第二内腔和分离槽，所述第一内腔与第二内腔连通，所述第二内腔与分离槽连通，所述缸筒内纵向设置风道，所述风道与缸筒的内部连通，所述风道与第二内腔连通；所述分离槽的槽口呈刃口设置；所述限位组件位于烘干块的下方，所述堵风组件位于第二内腔内且从烘干块穿出；所述旋转组件带动缸筒转动，以使所述烘干块对准晶圆上相应芯片；所述缸筒内充气驱动活动杆下压，以带动所述烘干块朝向晶圆上相应芯片运动，且所述缸筒内气体通过风道从第二内腔、分离槽吹出，以对晶圆进行烘干及清理表面杂质；当所述烘干块与限位组件相对移动，直至所述限位组件抵推堵风组件，以使所述堵风组件在第二内腔内摆动将第二内腔与分离槽隔断，即气体从所述第二内腔充入第一内腔中，以推动所述第一内腔中海绵层朝向烘干块外侧移动，以使所述海绵层在限位组件上涂抹润滑油；所述烘干块通过分离槽罩在晶圆上相应芯片，所述分离槽的槽口处刃口将该芯片与晶圆预分离，且在所述烘干块与芯片脱离时，所述堵风组件在第二内腔内复位以使充入第一内腔中的气体朝向芯片吹出；所述挑芯机械手朝向转动平台上晶圆移动，以从晶圆上挑出第一规格芯片或第二规格芯片。
15.另一方面，本发明提供一种采用如上述的挑芯监测装置的生产方法，其包括：检测晶圆是否存在划痕；当晶圆上存在划痕时，通过工控机控制收集机构收集该晶圆；当晶圆合格时，通过工控机驱动转移机构将晶圆转移至转动平台上，并控制取芯机构朝向转动平台上晶圆移动，以从晶圆上相应区域取下芯片；以及通过工控机控制转动平台及取芯机构按设定路径运动，以使取芯机构将转动平台上晶圆的各芯片逐个取下。
16.本发明的有益效果是，本发明通过设置划痕检测机构配合收集机构对晶圆进行预处理，从中挑出合格的晶圆通过转移机构转移到转动平台，同时配合取芯机构将晶圆上芯片逐个取下，实现了自动化检测、挑芯的功能。
17.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
18.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
20.图1是本发明的用于晶圆生产的挑芯监测装置的整装图；
图2是本发明的收集机构的结构图；图3是本发明的收集机构的剖视图；图4是本发明的取芯机构的结构图；图5是本发明的限位组件的结构图；图6是本发明的取芯机构的剖视图；图7是本发明的堵风组件的结构图。
21.图中：1、划痕检测机构；11、ccd相机；2、收集机构；21、收集盒；22、活动板；23、转动板；24、推板；25、驱动组件；251、转动丝杆；252、丝杆电机；253、丝杆螺母；3、转移机构；31、转移机械手；4、转动平台；5、取芯机构；51、缸筒；52、活动杆；521、风道；53、烘干块；531、第一内腔；5311、海绵层；532、第二内腔；533、分离槽；534、限位槽；54、限位组件；541、限位块；542、活动柱；55、堵风组件；551、铰接杆；552、u形夹板；553、堵风板。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例1在本实施例中，如图1至图7所示，本实施例提供了一种用于晶圆生产的挑芯监测装置，其包括：工控机、与工控机电性相连的划痕检测机构1、收集机构2、转移机构3、转动平台4和取芯机构5；其中所述划痕检测机构1活动设置在收集机构2的上方，所述转移机构3活动设置在收集机构2与转动平台4之间，所述取芯机构5活动设置在转动平台4的上方；所述划痕检测机构1检测放置于收集机构2上晶圆是否存在划痕，即当晶圆上存在划痕时，所述工控机控制收集机构2收集该晶圆；当晶圆合格时，所述工控机驱动转移机构3将晶圆转移至转动平台4上，并控制所述取芯机构5朝向转动平台4上晶圆移动，以从晶圆上相应区域取下芯片；以及所述工控机控制转动平台4及取芯机构5按设定路径运动，以使所述取芯机构5将转动平台4上晶圆的各芯片逐个取下。
24.在本实施例中，本实施例通过设置划痕检测机构1配合收集机构2对晶圆进行预处理，从中挑出合格的晶圆通过转移机构3转移到转动平台4，同时配合取芯机构5将晶圆上芯片逐个取下，实现了自动化检测、挑芯的功能。
25.在本实施例中，所述划痕检测机构1包括：与工控机电性相连的图像采集模块；所述图像采集模块吊装在收集机构2的上方；所述图像采集模块采集放置于收集机构2上晶圆的图像信息，以发送至所述工控机，即所述工控机根据相应图像信息判断晶圆是否存在划痕。
26.在本实施例中，通设置图像采集模块能够采集晶圆的图像信息，从而实现识别晶
圆是否存在划痕，进而将不合格的晶圆进行收集，将合格的晶圆送至转动平台4上进行取芯。
27.在本实施例中，所述图像采集模块包括：若干ccd相机11；各所述ccd相机11均与工控机电性相连，以采集晶圆的图像信息。
28.在本实施例中，所述收集机构2包括：收集盒21、活动板22、转动板23、推板24和驱动组件25；所述活动板22通过驱动组件25活动设置在收集盒21内；所述活动板22上开设有安装孔，且所述转动板23位于安装孔内且与活动板22铰接；所述推板24纵向设置在收集盒21内且位于转动板23的下方；所述活动板22用于放置晶圆，当晶圆上存在划痕时，所述工控机控制驱动组件25带动活动板22向下运动，即所述转动板23在推板24抵推下发生倾斜，以使所述活动板22上晶圆滑落至收集盒21内。
29.在本实施例中，所述驱动组件25包括：转动丝杆251、丝杆电机252和丝杆螺母253；所述丝杆电机252的活动轴连接转动丝杆251，所述活动板22通过丝杆螺母253与转动丝杆251连接；所述丝杆电机252驱动转动丝杆251转动，以带动所述丝杆螺母253及活动板22纵向移动。
30.在本实施例中，丝杆电机252由工控机进行控制，在需要收集活动板22上晶圆时，工控机控制丝杆电机252工作，以带动转动丝杆251转动，进而通过丝杆螺母253带动活动板22下移。
31.在本实施例中，所述转动板23的两侧分别通过扭簧铰接在安装孔内。
32.在本实施例中，转动板23通过相应扭簧与安装孔连接，能够实现转动板23在安装孔内转动，并且还能够进行复位。
33.在本实施例中，所述转动板23的顶面与安装孔形成放置槽，以用于放置晶圆。
34.在本实施例中，所述转移机构3包括：与工控机电性相连的转移机械手31；当晶圆合格时，所述工控机驱动转移机械手31夹取放置于收集机构2上的晶圆，以将晶圆转移至所述转动平台4上相应工位处。
35.在本实施例中，所述取芯机构5包括：缸筒51、活动杆52、烘干块53、限位组件54、堵风组件55和挑芯机械手；所述缸筒51位于转动平台4的上方，所述活动杆52的顶部穿入缸筒51内，所述缸筒51的底部连接烘干块53；所述烘干块53内从上至下依次开设有第一内腔531、第二内腔532和分离槽533，所述第一内腔531与第二内腔532连通，所述第二内腔532与分离槽533连通，所述缸筒51内纵向设置风道521，所述风道521与缸筒51的内部连通，所述风道521与第二内腔532连通；所述分离槽533的槽口呈刃口设置；所述限位组件54位于烘干块53的下方，所述堵风组件55位于第二内腔532内且从烘干块53穿出；所述旋转组件带动缸筒51转动，以使所述烘干块53对准晶圆上相应芯片；所述缸筒51内充气驱动活动杆52下压，以带动所述烘干块53朝向晶圆上相应芯片运动，且所述缸筒51内气体通过风道521从第二内腔532、分离槽533吹出，以对晶圆进行烘干及清理表面杂质；当所述烘干块53与限位组件54相对移动，直至所述限位组件54抵推堵风组件55，以使所述堵风组件55在第二内腔532内摆动将第二内腔532与分离槽533隔断，即气体从所述第二内腔532充入第一内腔531中，以推动所述第一内腔531中海绵层5311朝向烘干块53外侧移动，以使所述海绵层5311在限位组件54上涂抹润滑油；所述烘干块53通过分离槽533罩在晶圆上相应芯片，所述分离槽533的槽口处刃口将该芯片与晶圆预分离，且在所述烘干块53与芯片脱离时，所述堵风组件55
在第二内腔532内复位以使充入第一内腔531中的气体朝向芯片吹出；所述挑芯机械手朝向转动平台4上晶圆移动，以从晶圆上挑出第一规格芯片或第二规格芯片。
36.由于晶圆在切割完毕后，需要通过超纯水进行清洗，如果不对其及时进行烘干，超纯水会在芯片上形成水渍，从而影响使用效果，同时晶圆上芯片与托盘分离并不会很彻底，不利于后续对其挑芯，若挑芯时作用力太重则会压裂芯片，若挑芯时作用力太轻则无法把芯片取下。
37.在本实施例中，第一规格芯片为问题芯片，第二规格芯片为合格芯片，因此，根据晶圆上芯片的尺寸规格及数量，取芯机构5对芯片进行精准定位，根据指定的问题芯片位置先挑选出问题芯片，放入问题芯片收集盒21/箱中，再对合格芯片进行逐次快速拾取，并放入合格芯片收集盒21/箱中，最终实现问题芯片和合格芯片的准确高效的分开收纳包装。
38.在本实施例中，转动平台4能够转动以配合取芯机构5对晶圆上各芯片进行预分离、吹气及配合挑芯机械手从晶圆上挑出第一规格芯片、第二规格芯片。
39.在本实施例中，转动平台4能够对晶圆进行定位，当晶圆放置在转动平台4上，整个晶圆上所有芯片都能够被定位，因此工控机控制转动平台4及取芯机构5按设定路径运动，以从晶圆上挑出第一规格芯片、第二规格芯片。
40.在本实施例中，挑芯机械手能够进行单轴或多轴转动，从而实现挑芯机械手对转动平台4上晶圆进行操作，从而实现对晶圆挑芯。
41.在本实施例中，烘干块53与限位组件54相对移动且堵风组件55未将第二内腔532与分离槽533隔断，会存在少量气体从第二内腔532充入第一内腔531中，但由于气体是从上而下吹动，此时少量气体是无法推动第一内腔531中海绵层5311朝向烘干块53外侧移动。
42.在本实施例中，缸筒51为气缸的驱动部件，缸筒51内通入高压气体，在缸筒51内充入气体时，活动杆52呈活塞状设置在缸筒51内，活动杆52会被气体推动下压，同时气体进入风道521，气体沿着风道521、第二内腔532、分离槽533吹向定位平台上晶圆，能够对晶圆进行烘干，并清理晶圆表面杂质。
43.在本实施例中，活动杆52下压时，限位组件54会触发堵风组件55摆动，从而将第二内腔532与分离槽533隔断，此时气体无法从分离槽533吹出去，气体会回流到第一内腔531中去，从而推动所述第一内腔531中海绵层5311朝向烘干块53外侧移动，使得海绵层5311在限位组件54上涂抹润滑油，同时烘干块53与限位组件54相对活动，烘干块53能够将润滑油抹匀，烘干块53能够稳定与限位组件54相对移动，从而提升烘干块53对芯片预分离的稳定性，烘干块53带出的芯片在落回晶圆时保持原位；烘干块53通过分离槽533罩在晶圆上相应芯片，分离槽533的槽口处刃口能够将芯片与晶圆预分离，同时烘干块53向上运动与芯片脱离，堵风组件55在第二内腔532内复位，充入第一内腔531中的气体从第二内腔532、分离槽533朝向芯片吹出，使得预分离的芯片落回晶圆时保持原位。
44.在本实施例中，所述限位组件54包括：至少两块限位块541；两所述限位块541分别设置在烘干块53的两侧下方，各所述限位块541上设置活动槽，所述活动槽内设置有活动弹簧、活动柱542，所述活动柱542通过活动弹簧露出活动槽；所述堵风组件55包括：两铰接杆551、两u形夹板552和堵风板553；所述烘干块53上对应各活动槽开设有相应限位槽534，两所述铰接杆551的中部分别铰接在相应限位槽534内，各所述铰接杆551的一端从相应限位槽534露出，各所述铰接杆551的另一端与相应u形夹板552铰接，两所述u形夹板552在第二
内腔532内夹持堵风板553；当所述烘干块53与两块限位块541相对移动，各所述活动柱542通过活动弹簧缩入活动槽内，直至所述活动柱542从活动槽弹出至限位槽534内，即所述活动柱542抵推铰接杆551的端部，各所述铰接杆551带动相应u形夹板552摆动，以带动所述堵风板553下移将第二内腔532与分离槽533隔断。
45.在本实施例中，铰接杆551的两侧分别设置相应风琴板，风琴板的作用在于防止气体从限位槽534中吹出去。
46.在本实施例中，活动柱542的头部呈半圆球设置，能够实现烘干块53与两块限位块541相对移动时，各活动柱542通过活动弹簧缩入活动槽内。
47.在本实施例中，铰接杆551的端部能够被活动柱542推动，从而使得铰接杆551发生转动，进而带动u形夹板552下压即堵风板553下压，从而将第二内腔532堵住，使得第二内腔532与分离槽533隔断，气体只能够回流至第一内腔531中去。
48.实施例2在实施例1的基础上，本实施例提供一种采用如实施例1所提供的挑芯监测装置的生产方法，其包括：检测晶圆是否存在划痕；当晶圆上存在划痕时，通过工控机控制收集机构2收集该晶圆；当晶圆合格时，通过工控机驱动转移机构3将晶圆转移至转动平台4上，并控制取芯机构5朝向转动平台4上晶圆移动，以从晶圆上相应区域取下芯片；以及通过工控机控制转动平台4及取芯机构5按设定路径运动，以使取芯机构5将转动平台4上晶圆的各芯片逐个取下。
49.综上所述，本发明通过设置划痕检测机构配合收集机构对晶圆进行预处理，从中挑出合格的晶圆通过转移机构转移到转动平台，同时配合取芯机构将晶圆上芯片逐个取下，实现了自动化检测、挑芯的功能。
50.本技术中选用的各个器件（未说明具体结构的部件）均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
51.在本发明实施例的描述中，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
52.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
53.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接
耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
54.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
55.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
56.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。