一种新型晶圆缺陷检测装置

技术领域：

本发明涉及芯片技术领域，特别涉及一种新型晶圆缺陷检测装置。

背景技术：

晶圆在生产制造过程中，表面往往会发生划痕，且在生产过程中会有表面污渍，这种含有表面划痕或表面污渍的晶圆，在后续切片成芯片时，划痕或污渍处的芯片，一般会品质不良，为避免这种不良现象，在切片前要对晶圆进行检测，剔除不良晶圆，或对晶圆不良处进行标记，在切片时，将标记处的晶圆剔除，以避免切片的芯片品质不良。目前晶圆划痕或污渍的的检测一般采用人工识别，效率低，且容易漏检，同时对晶圆标记时在墨迹未干燥情况下放入晶圆盒，会造成晶圆二次污染，将标记墨迹干燥，又会造成时间等待，影响生产效率。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容：

为实现上述目的，本发明提供了一种新型晶圆缺陷检测装置，包括底座及依次设置在底座上的料架、取料装置、晶圆旋转定位装置、晶圆架移动装置、晶圆翻转装置、晶圆缺陷检测装置、打点装置、烘干装置和放料装置；在所述晶圆架移动装置上设置晶圆架，用于放置晶圆；所述晶圆架移动装置将所述晶圆架分别移动到晶圆翻转位、晶圆检测位、晶圆打点位、晶圆烘干位和晶圆架初始位；所述取料装置将料架上的晶圆移动到定位晶圆放置位，且将定位晶圆放置位上定位后的晶圆放置到晶圆架初始位的晶圆架上；所述晶圆旋转定位装置从定位晶圆放置位拿取晶圆，对晶圆进行定位，后将定位后的晶圆放置到定位晶圆放置位；所述晶圆翻转装置从晶圆翻转位的晶圆架上拿取晶圆，并对晶圆进行翻转，后将翻转的晶圆放置到晶圆翻转位的晶圆架上；所述晶圆缺陷检测装置对晶圆检测位的晶圆架的晶圆进行拍照；所述打点装置对晶圆打点位的晶圆架的晶圆进行打点标记；所述烘干装置将晶圆烘干位的晶圆架的打点后的晶圆拿取烘干；所述放料装置将烘干后的晶圆放入废料盒或良品盒中。

进一步地，所述取料装置包括设置在所述底座上的取料滑轨和取料移动气缸；在所述取料滑轨上可滑动设置取料移动支架；所述取料移动气缸和所述取料移动支架连接，驱动取料移动支架在取料滑轨上移动；在所述取料移动支架上分别固定设置取料升降气缸和可滑动设置取料支架；所述取料升降气缸和所述取料支架连接，驱动取料支架在取料移动支架上移动；在所述取料支架上分别设置取料吸盘一和取料吸盘二，取料吸盘一将料架上的晶圆吸取或释放。

进一步地，所述晶圆旋转定位装置包括分别设置在所述底座上的定位滑轨和定位座；在所述定位滑轨上分别固定设置定位移动气缸和可滑动设置定位放置架；所述定位移动气缸和所述定位放置架连接，驱动定位放置架在定位滑轨上移动；在所述定位放置架上分别固定设置定位转动马达和可转动设置晶圆定位放置座；所述定位转动马达和晶圆定位放置座连接，驱动晶圆定位放置座转动；在所述定位座上设置定位支架；在所述定位支架上分别固定设置定位光源和可滑动设置定位相机支架；在所述定位相机支架上设置定位相机。

进一步地，所述晶圆架包括晶圆架底座、多根撑开杆、分别设置在晶圆架底座上的撑开气缸和晶圆放置吸盘；所述撑开杆可活动穿过晶圆放置吸盘，且和撑开气缸相连。

进一步地，所述晶圆移动装置包括固定设置在所述底座上的水平直线电机；在水平直线电机的滑动板上设置垂直直线电机；所述晶圆架固定设置在垂直直线电机的滑动板上。

进一步地，所述晶圆翻转装置包括翻转座；在所述翻转座上分别固定设置翻转移动气缸和翻转移动滑轨；在所述翻转移动滑轨上滑动设置翻转滑块；所述翻转移动气缸和所述翻转滑块连接，驱动翻转滑块在翻转移动滑轨上移动；在所述翻转滑块上分别固定设置翻转转动气缸和可转动设置翻转吸盘；所述翻转转动气缸和所述翻转吸盘连接，驱动翻转吸盘转动。

进一步地，所述晶圆缺陷检测装置包括检测座；在所述检测座上设置检测支架；在所述检测支架上分别固定设置检测光源和可滑动设置检测相机支架；在所述检测相机支架上设置检测相机。

进一步地，所述打点装置包括设置在所述检测座上的打点机支架；在所述打点机支架上设置打点机，对晶圆的缺陷进行画点标记。

进一步地，所述烘干装置包括分别设置在所述底座上的烘干台和放料支架；在所述放料支架上固定设置烘干水平移动气缸；在所述烘干水平移动气缸的滑块上设置烘干垂直移动气缸；在所述烘干垂直移动气缸的滑块上设置烘干升降气缸；在所述烘干升降气缸的滑块上设置烘干移动架；在所述烘干移动架上设置烘干取片吸盘；在烘干台上设置取片吸盘插入槽。

进一步地，所述放料装置包括分别固定设置在所述放料支架上的放料移动气缸和放料移动滑轨；在所述放料移动滑轨上可滑动设置放料升降气缸；在所述放料升降气缸的滑块上设置放料吸盘。

进一步地，还包括晶圆盒装置；所述晶圆盒装置包括废料盒、良品盒及晶圆盒切换气缸；所述晶圆盒切换气缸分别和废料盒、良品盒连接。

进一步地，所述料架包括料架本体和多根导向杆；在所述料架本体上设置夹爪气缸；所述导向杆可活动穿过料架本体的顶面，且和夹爪气缸连接。

进一步地，还包括中央控制单元，所述中央控制单元包括：

定位图片提取模块，用于提取定位相机拍摄的晶圆定位图片；

定位识别模块，用于分析晶圆定位图片的晶圆刻痕方向是否符合要求；

缺陷图片提取模块，用于提取检测相机拍摄的晶圆图片；

缺陷识别模块，用于发现晶圆图片上的晶圆缺陷；

缺陷打印模块，用于控制打点机将缺陷识别模块发现的晶圆缺陷打印到晶圆上；

工作调度模块，用于控制取料移动气缸、取料升降气缸、取料吸盘一、取料吸盘二、定位移动气缸、定位转动马达、水平直线电机、垂直直线电机、翻转移动气缸、翻转转动气缸、翻转吸盘、撑开气缸、烘干水平移动气缸、烘干垂直移动气缸、烘干升降气缸、烘干取片吸盘、放料移动气缸、放料升降气缸、放料吸盘和晶圆盒切换气缸的工作。

与现有技术相比，本发明的一种新型晶圆缺陷检测装置，设置晶圆旋转定位装置，对晶圆进行定位，晶圆缺陷检测装置对晶圆缺陷进行识别，还设置晶圆翻转装置,对晶圆进行翻转,可对晶圆背面进行检测，检测的缺陷在打点装置上打点标记到晶圆上，进一步地，还设置烘干装置，将打点后的晶圆烘干，防止墨迹二次污染晶圆，且缩短墨迹干燥时间，提高生产效率。由此可见，本发明具有方便检测晶圆双面缺陷及对检测缺陷打点标记，同时可对打点标记进行烘干，防止墨迹二次污染晶圆，提高生产效率等优点。

附图说明：

图1为本发明一种新型晶圆缺陷检测装置的左向示意图；

图2为本发明一种新型晶圆缺陷检测装置的右向示意图；

图3为本发明一种新型晶圆缺陷检测装置的晶圆架移动装置示意图；

图4为本发明一种新型晶圆缺陷检测装置的晶圆架示意图；

图5为本发明一种新型晶圆缺陷检测装置的料架示意图；

图6为本发明一种新型晶圆缺陷检测装置的俯视工作过程示意图；

附图标记为：1-底座、2-取料滑轨、3-料架、301-料架本体、302-夹爪气缸、303-导向杆、4-放料吸盘、5-晶圆盒装置、6-放料移动气缸、7-放料支架、8-烘干水平移动气缸、9-烘干移动架、10-烘干升降气缸、11-烘干取片吸盘、12-检测座、13-晶圆架移动装置、1301-水平直线电机、1302-垂直直线电机、14-打点机支架、15-打点机、16-检测支架、17-检测相机支架、18-检测相机、19-检测光源、20-晶圆架、2001-晶圆架底座、2002-撑开气缸、2003-晶圆放置吸盘、2004-撑开杆、21-烘干台、22-翻转吸盘、23-翻转滑块、24-定位座、25-定位支架、26-定位相机支架、27-定位光源、28-定位滑轨、29-定位放置架、30-定位移动气缸、31-定位转动马达、32-晶圆定位放置座、33-定位相机、34-翻转座、35-翻转移动气缸、36-翻转移动滑轨、37-翻转移动气缸、38-放料移动滑轨、39-放料升降气缸、40-取料移动气缸、41-取料移动支架、42-取料支架、43-取料吸盘一、44-取料升降气缸、45-取料吸盘二、46-烘干垂直移动气缸。

具体实施方式：

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1、图2所示，一种新型晶圆缺陷检测装置，包括底座1及依次设置在底座1上的料架3、取料装置、晶圆旋转定位装置、晶圆架移动装置13、晶圆翻转装置、晶圆缺陷检测装置、打点装置、烘干装置和放料装置；在所述晶圆架移动装置13上设置晶圆架20，用于放置晶圆；所述晶圆架移动装置13将所述晶圆架20分别移动到晶圆翻转位、晶圆检测位、晶圆打点位、晶圆烘干位和晶圆架初始位；所述取料装置将料架3上的晶圆移动到定位晶圆放置位，且将定位晶圆放置位上定位后的晶圆放置到晶圆架初始位的晶圆架20上；所述晶圆旋转定位装置从定位晶圆放置位拿取晶圆，对晶圆进行定位，后将定位后的晶圆放置到定位晶圆放置位；所述晶圆翻转装置从晶圆翻转位的晶圆架20上拿取晶圆，并对晶圆进行翻转，后将翻转的晶圆放置到晶圆翻转位的晶圆架20上；所述晶圆缺陷检测装置对晶圆检测位的晶圆架20的晶圆进行拍照；所述打点装置对晶圆打点位的晶圆架20的晶圆进行打点标记；所述烘干装置将晶圆烘干位的晶圆架20的打点后的晶圆拿取烘干；所述放料装置将烘干后的晶圆放入废料盒或良品盒中。

进一步地，本发明给出取料装置的实施例，其包括设置在底座1上的取料滑轨2和取料移动气缸40，在取料滑轨2上可滑动设置取料移动支架41，将取料移动气缸40和取料移动支架41连接，取料移动气缸40驱动取料移动支架41在取料滑轨2上移动，在取料移动支架41上分别固定设置取料升降气缸44和可滑动设置取料支架42，取料升降气缸44和取料支架42连接，取料升降气缸44驱动取料支架42在取料移动支架41上移动，在取料支架42上分别设置取料吸盘一43和取料吸盘二45，取料吸盘一43将料架3上的晶圆吸取或释放。

进一步地，本发明给出晶圆旋转定位装置的实施例，其包括分别设置在底座1上的定位滑轨28和定位座24，在定位滑轨28上分别固定设置定位移动气缸30和可滑动设置定位放置架29，定位移动气缸30和定位放置架29连接，定位移动气缸30驱动定位放置架29在定位滑轨28上移动，在定位放置架29上分别固定设置定位转动马达31和可转动设置晶圆定位放置座32，定位转动马达31和晶圆定位放置座32连接，定位转动马达31驱动晶圆定位放置座32转动，在定位座24上设置定位支架25，在定位支架25上分别固定设置定位光源27和可滑动设置定位相机支架26，在定位相机支架26上设置定位相机33。

进一步地，本发明给出晶圆架20具体实施例，如图4所示，其包括晶圆架底座2001、多根撑开杆2004、分别设置在晶圆架底座2001上的撑开气缸2002和晶圆放置吸盘2003，撑开杆2004可活动穿过晶圆放置吸盘2003，且和撑开气缸2002相连。

进一步地，本发明给出晶圆移动装置具体实施例，如图3所示，其包括固定设置在底座1上的水平直线电机1301，在水平直线电机1301的滑动板上设置垂直直线电机1302，晶圆架20固定设置在垂直直线电机1302的滑动板上。

进一步地，本发明给出晶圆翻转装置的实施例，其包括翻转座34，在翻转座34上分别固定设置翻转移动气缸35和翻转移动滑轨36，在翻转移动滑轨36上滑动设置翻转滑块23，翻转移动气缸35和翻转滑块23连接，驱动翻转滑块23在翻转移动滑轨36上移动，在翻转滑块23上分别固定设置翻转转动气缸37和可转动设置翻转吸盘22，翻转转动气缸37和翻转吸盘22连接，驱动翻转吸盘22转动。

进一步地，本发明给出晶圆缺陷检测装置的实施例，其包括检测座12，在检测座12上设置检测支架16，在检测支架上分别固定设置检测光源19和可滑动设置检测相机支架17，在检测相机支架17上设置检测相机18。

进一步地，本发明给出打点装置的实施例，包括设置在检测座12上的打点机支架14，在打点机支架14上设置打点机15，打点机15对晶圆的缺陷进行画点标记，打点机15采用现有技术使用三轴微调，夹一个打点器，打点器由电磁铁驱动，夹着一根细丝做上下动作来带动墨斗里的墨水至晶圆上，打点的大小可调整细丝的回缩长度或者粗细来控制墨点的大小。

进一步地，本发明给出烘干装置的实施例，包括分别设置在底座1上的烘干台21和放料支架7，烘干台21里设置加热丝，对放置其上的晶圆加热烘干，在放料支架7上固定设置烘干水平移动气缸8，在烘干水平移动气缸8的滑块上设置烘干垂直移动气缸46，在烘干垂直移动气缸46的滑块上设置烘干升降气缸10，在烘干升降气缸10的滑块上设置烘干移动架9，在烘干移动架9上设置烘干取片吸盘11，烘干取片吸盘11设置3个，为方便烘干取片吸盘11将烘干台21上的晶圆吸取，在烘干台21上设置取片吸盘插入槽，取片时，烘干取片吸盘11由取片吸盘插入槽进入到晶圆底部，将晶圆吸住托起移动。

进一步地，本发明给出放料装置的实施例，其包括分别固定设置在放料支架7上的放料移动气缸6和放料移动滑轨38，在放料移动滑轨38上可滑动设置放料升降气缸39，在放料升降气缸39的滑块上设置放料吸盘4。

进一步地，为将检测烘干后的晶圆归类收纳，本发明在上述实施例的基础上还设置晶圆盒装置5，晶圆盒装置5具体包括废料盒、良品盒及晶圆盒切换气缸，晶圆盒切换气缸分别和废料盒、良品盒连接，推动废料盒、良品盒切换位置到放料装置的放料位置上。

进一步地，晶圆有各种不同的尺寸规格，为使晶圆不散乱，放置晶圆的料架3如图5所示，包括料架本体301和多根导向杆303，在料架本体301上设置夹爪气缸302，导向杆303可活动穿过料架本体301的顶面，且和夹爪气缸302连接，夹爪气缸302工作时，夹爪气缸302的夹爪驱动导向杆303将晶圆夹紧料架本体301顶面中心，以方便取料装置取料。

进一步地，还包括中央控制单元，所述中央控制单元包括：

定位图片提取模块，用于提取定位相机33拍摄的晶圆定位图片；

定位识别模块，用于分析晶圆定位图片的晶圆刻痕方向是否符合要求，定位识别模块可使用能运行图形识别软件的处理器；

缺陷图片提取模块，用于提取检测相机18拍摄的晶圆图片；

缺陷识别模块，用于发现晶圆图片上的晶圆缺陷，缺陷识别模块可使用能运行图形识别软件的处理器；

缺陷打印模块，用于控制打点机15将缺陷识别模块发现的晶圆缺陷打印到晶圆上；

工作调度模块，用于控制取料移动气缸40、取料升降气缸44、取料吸盘一43、取料吸盘二45、定位移动气缸30、定位转动马达31、水平直线电机1301、垂直直线电机1302、翻转移动气缸35、翻转转动气缸37、撑开气缸2002、烘干水平移动气缸8、烘干垂直移动气缸46、烘干升降气缸10、烘干取片吸盘11、放料移动气缸6、放料升降气缸39、放料吸盘4和晶圆盒切换气缸的工作。

本发明工作过程结合图6说明如下：

取料移动气缸将取料吸盘一移动到料架上方，即A位，此时取料吸盘二在定位放置架上方，即B位，定位晶圆放置位->取料升降气缸下移->取料吸盘一将A位(料架)上的晶圆吸附住，取料吸盘二将B位，定位晶圆放置位(定位放置架)的晶圆吸附住->取料升降气缸上移->取料移动气缸右移，取料吸盘一移动B位，定位晶圆放置位(定位放置架)，取料吸盘二移动到D位，晶圆架初始位(晶圆架)->取料升降气缸下移->取料吸盘一将A位上吸附的晶圆放置到B位，定位晶圆放置位(定位放置架)，取料吸盘二将B位，定位晶圆放置位吸附的晶圆放置到D位，晶圆架初始位上的晶圆架上->定位移动气缸将定位放置架移动到C位，定位相机拍摄晶圆照片，定位图片提取模块提取定位相机拍摄的晶圆定位图片，定位识别模块分析晶圆定位图片的晶圆刻痕方向是否符合要求->不符合要求->定位转动马达转动，驱动晶圆定位放置座转动，放置其上的晶圆跟着转动，达到定位要求->定位移动气缸将定位放置架返回到B位，定位晶圆放置位->水平直线电机将晶圆架移动到F位，晶圆翻转位->垂直直线电机将晶圆架移动到G位，晶圆检测位->检测相机拍摄晶圆正面照片，缺陷图片提取模块提取检测相机拍摄的晶圆正面图片，缺陷识别模块识别发现晶圆正面图片上的晶圆缺陷->垂直直线电机将晶圆架移动到F位，晶圆翻转位–>晶圆架的撑开气缸驱动撑开杆将晶圆托起->翻转移动气缸驱动翻转吸盘到F位，并伸入到晶圆架上的晶圆底部->翻转吸盘将晶圆吸附->翻转移动气缸驱动吸附了晶圆的翻转吸盘到E位->翻转转动气缸驱动翻转吸盘旋转，吸附在翻转吸盘上的晶圆同时翻转->翻转移动气缸驱动翻转吸盘到F位，晶圆翻转位->翻转吸盘将晶圆释放到晶圆架上->垂直直线电机将晶圆架移动到G位，晶圆检测位->检测相机拍摄晶圆背面照片，缺陷图片提取模块提取检测相机拍摄的晶圆背面图片，缺陷识别模块识别发现晶圆背面图片上的晶圆缺陷->垂直直线电机将晶圆架移动到H位，晶圆打点位->缺陷打印模块控制打点机将缺陷识别模块发现的晶圆缺陷打印到晶圆上->垂直直线电机将晶圆架移动到I位，晶圆烘干位–>撑开气缸驱动撑开杆将晶圆托起–>本发明实施例的烘干取片吸盘为3组，依次编号为：烘干取片吸盘I、烘干取片吸盘II和烘干取片吸盘III，烘干水平移动气缸驱动烘干取片吸盘I到I位前方,烘干取片吸盘II到J位前，烘干取片吸盘III到K位前->烘干垂直移动气缸驱动烘干取片吸盘I伸入到晶圆架上的晶圆底部，烘干取片吸盘II到烘干台J位的晶圆底部(取片吸盘插入槽)，烘干取片吸盘III到烘干台K位的晶圆底部(取片吸盘插入槽)->烘干取片吸盘分别将I位、J位和K位的晶圆吸附->烘干升降气缸驱动吸附了晶圆的烘干取片吸盘抬升->烘干水平移动气缸驱动烘干取片吸盘分别到J位、K位和L位，同时垂直直线电机将晶圆架移动到D位，晶圆架初始位->烘干升降气缸驱动烘干取片吸盘下降–>烘干取片吸盘释放晶圆到J位、K位和L位->放料移动气缸驱动放料吸盘到L位->放料升降气缸驱动放料吸盘下降->放料吸盘将L为晶圆吸附->放料升降气缸驱动吸附了晶圆的放料吸盘上升->放料移动气缸驱动放料吸盘到放料位，晶圆无缺陷时晶圆盒切换气缸将良品盒推放到放料位，晶圆有缺陷时晶圆盒切换气缸将废料盒推放到放料位->放料吸盘释放晶圆到良品盒或废料盒。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。