专利名称：能控制点测压力的点测系统的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种能控制点测压力的点测系统，主要是利用一感测元件检测一摆 臂的变形量，并产生一对应的感测数值，当该感测数值达到一门槛值时，该点测系统即停止 推升待测物，以避免该待测物受到一点测针的下压力量超出其荷重容忍范围。
背景技术：
在半导体产业中，所谓晶圆是指制作硅半导体集成电路所用的硅晶片，由于其形 状为圆形，故将其通称为晶圆。晶圆的材质为硅，晶圆的主要制作方式，是先以还原等处理 程序，从地壳表面的砂石(含有二氧化硅)中萃取得到粗晶体后，再利用纯化处理，制作出 纯化多晶硅的硅晶棒，再经过研磨、抛光、切片后，即可制作出晶圆。由于整片晶圆是单一完 整的晶体，故又称为单晶体。根据相关统计数据显示，半导体产业的晶圆总出货面积预估从 2009年的70亿平方英尺增加至2010年的82亿平方英尺，年成长率估计可达17. 4%，其成 长趋势由此可见一斑。晶圆包括有IC晶圆、LED晶圆等种类，在本发明说明书中，将LED晶圆统称为晶圆， 合先陈明。制造厂商为确保晶圆的出厂品质，一般会在制作出晶圆后，以一点测装置对晶圆 进行检测，主要的方式是使电流通过晶圆上的LED晶粒，并测量该LED晶粒所发出的光线特 性(如波长、发光强度、颜色等)，以确认晶圆的品质。承上，以下兹针对现有的点测装置的结构及缺点，进行说明。请参阅图1所示，点 测装置1主要是由一座体11、一摆臂12及一点测针13所组成，在图1中，该座体11的左 端上表面凸设有一第一导电接点111，此外，该座体11的左端顶部固定有一弹簧112，亦即， 该弹簧112的上端固定在该座体11上。此外，该摆臂12的右端枢接在该座体11上，使该 摆臂12可沿其枢接位置上下摆动，且该摆臂12的右端与该座体11形成电气连接。另一方 面，该点测针13通过一夹针座14，装设于该摆臂12的左端上，该摆臂12的左端底侧凸设有 一第二导电接点120，随着该摆臂12的摆动，该第一、第二导电接点111、120即能相互分离 或相互接触。由于该摆臂12的顶侧受到该弹簧112的抵压，故该第一、第二导电接点111、 120将保持在互相接触状态，当该点测针13抵压在待测晶圆15时，该点测针13即被反作 用力向上推动，使该摆臂12克服该弹簧112的弹力，并向上移动，此时，该第一、第二导电接 点111、120即相互分离，使电流通过该座体11、摆臂12、该夹针座14及该点测针13，并传送 至晶圆15上的LED晶粒，使得该LED晶粒因接收到电流而发光，其后，该晶圆15上方的积 分球(integrating sphere) 16接收晶圆15上的光线，经过测量计算后确认该晶圆15的品 质。在上述现有的点测装置1中，该点测针13对该晶圆15的下压力量必须受到精准 的控制，以避免晶圆15被该点测针13压损，由于点测装置1利用该弹簧112的弹力，来决 定该点测针13对该晶圆15的下压力量，一般业者是通过调整该弹簧112的松紧程度，以控 制该点测针13的下压力量，然而，此一调校工作是以人工方式完成，因此，常会因人为误差 的缘故，导致该点测针13的下压力量超出晶圆15的荷重容忍范围，造成该晶圆15的表面损坏，非常不理想。检测的目的本来是在于确认晶圆15的品质，却反倒在检测的过程中，造 成更多不良产品，不仅大幅降低检测的准确度，更大幅增加晶圆的生产成本，对制造厂商相 当不利。因此，如何改善现有点测装置，设计出能精准控制下压力量的点测系统，以避免晶 圆在检测的过程中损坏，并据以提升检测的准确性，即为本发明在此欲探讨的一重要课题。
发明内容
有鉴于现有点测装置的诸多问题，发明人经过长久努力研究与实验，终于开发设 计出本发明的能控制点测压力的点测系统，期能精准控制点测系统对待测物的下压力量， 避免待测物受力超出其荷重容忍范围，并提高点测系统的检测准确性。本发明的一目的，是提供一种能控制点测压力的点测系统，包括一摆臂、一感测元 件、一升降电机及一控制单元，其中该摆臂的一端装设有一夹针座，且该夹针座上夹持固定 有一点测针；该升降电机上设有一承载盘，该承载盘用以承载一待测物，使该待测物能通过 该承载盘的升降，而在该点测针的下方进行上下移动，以便该点测针能在接触到该待测物 时，对该待测物进行检测；该感测元件能检测该摆臂的变形量，且产生对应于该变形量的感 测数值；该控制单元分别与该感测元件及该升降电机相连接，该控制单元驱动该升降电机， 使该升降电机推动该承载盘上升，以令该待测物接触到该点测针，此外，该控制单元中预设 有一门槛值，且能自该感测元件接收该感测数值，当该控制单元判断该感测数值达到该门 槛值时，该控制单元即对该升降电机送出一停止信号，使该升降电机停止升高该承载盘，以 避免该待测物的表面受到该点测针过度压迫，有效防止该待测物的表面被压迫损坏。通过 本发明的技术特征，检测人员即可根据该待测物的荷重特性，预先在该控制单元中设定该 门槛值，使该升降电机能于该感测数值达到该门槛值时，停止推升该待测物，以避免该点测 针对该待测物的下压力量超出该待测物的荷重容忍范围，如此，不仅能避免待测物损坏，更 能大幅提升该点测系统的检测灵敏度及准确度。本发明的另一目的，是当该感测数值达到该门槛值的一定比例时，该控制单元即 对该升降电机送出一减速信号，使该升降电机降低推动该承载盘的速率，以保护该待测物 不受损坏。
图1是现有点测装置的示意图； 图2是本发明的第一较佳实施例的示意图； 图3是本发明的第一较佳实施例的另一示意图；及 图4是本发明的第二较佳实施例的示意图。 附图标号
点测系统..................2
摆臂..................20
夹针座..................200
点测针..................201
感测元件..................21、41
升降电机..................22承载盘..................220待测物..................221控制单元..................23摄影机..................410影像分析装置..................41具体实施例方式为便贵审查委员能对本发明的目的、结构及其功效，做更进一步的认识与了解，兹 举实施例配合图式，详细说明如下发明人在长期从事晶圆检测仪器的研发中，发现现有的点测装置是以人工的方式 调整弹簧，以设定晶圆于检测中所受的荷重，然而，却常因为人为误差或疏失等原因，导致 许多晶圆在检测中被点测针压损。目前虽有部分业者投入研发，欲寻求上述问题的改善方 案，但尚未寻找到完善的解决方案。有鉴于此，发明人乃思及以一感测元件检测摆臂的变形 量，并以设定门槛值的方式，以达成调整荷重的效果。本发明是一种能控制点测压力的点测系统，在本发明的第一较佳实施例中，请参 阅图2所示，该点测系统2包括一摆臂20、一感测元件21、一升降电机22及一控制单元23， 其中该摆臂20的一端装设有一夹针座200，且该夹针座200上夹持固定有一点测针201。 另外，该升降电机22上设有一承载盘220，该承载盘220用以承载一待测物221，在本较佳 实施例中，该待测物221为一晶圆。该升降电机22可推动升降该承载盘220，使该待测物 221能通过该承载盘220的升降，而在该点测针201的下方进行上下移动。在第一较佳实 施例中，该感测元件21是一应变规(Strain fege)，其是利用金属导线的电阻值的变化，来 量测一物体的应变量，主要原理是由于电阻值与金属导线的长度成正比，故当一物体被拉 伸或弯折变形时，该长度变化将使应变规的电阻值发生相对应的变化，藉此即可量测物体 的变形量(应变量)。因此，该感测元件21能检测该摆臂20的变形量，且产生对应于该变 形量的感测数值(电阻值)。需特别一提的是，该感测元件21并不限为应变规，制造厂商 亦得以一光学应变计(Optical Strain fege)，作为该感测元件21，以检测该摆臂20的变 形量。或者，制造厂商亦可使用其他测量装置，其是通过物体的变形量，产生相对应的电容、 电感或电阻变化，使该测量装置能根据上述变化发出一信号，以作为该感测数值，同样能达 成上述检测摆臂20变形量的效果。此外，在第一较佳实施例中是以一计算机作为该控制单 元23，但本发明并不以此为限，制造厂商在根据本发明所揭露的内容，设计制造点测系统2 时，亦可以一控制电路作为该控制单元23，同样能达成相同的效果，凡本技术领域技术人员 所能轻易联想的变化，均应属本案所欲保护的范围。承上，复请参阅图2所示，该控制单元23分别与该感测元件21及该升降电机22相 连接，当检测人员欲以该点测系统2检测该待测物221时，即可通过操作该控制单元23，驱 动该升降电机22，使该升降电机22推动该承载盘220上升，如此，该待测物221即可逐渐接 近该点测针201。请参阅图3所示，当该待测物221接触到该点测针201，且该升降电机22 继续推动该承载盘220上升时，该待测物221所受到的荷重即随之增大，同时，该摆臂20也 因为受到该待测物221(该承载盘220)的向上推挤力，逐渐发生弯曲变形。需特别一提的是，为便审查委员了解本发明的技术特征，故在图3中以较为夸张的方式描绘该摆臂20的 弯曲变形，实际上该摆臂20的弯曲变形量相当小，并不容易以肉眼辨识，但由于应变规等 类型的感测元件21十分灵敏，故仍可以精确地检测到该摆臂20的变形量，并产生相对应的 感测数值。在上述较佳实施例中，请参阅图3所示，该控制单元23自该感测元件21接收该感 测数值，且该控制单元23中预设有一门槛值，该门槛值一般是由检测人员预先根据该待测 物的性质，在经过缜密计算后所设定的。又，当该摆臂20持续受力发生变形时，该感测元件 21即不断地产生相对应的感测数值，使该控制单元23不断地接收到新的感测数值。当该控 制单元23判断该感测数值达到该门槛值时，该控制单元23即对该升降电机22送出一停止 信号，使该升降电机22停止升高该承载盘220，此时，该待测物221表面受到的荷重便不再 增加，以避免该待测物221的表面受到该点测针201过度压迫，有效防止该待测物221的表 面被压迫损坏。通过上述较佳实施例的技术特征，检测人员即可根据该待测物221的荷重特性， 例如根据该待测物221的荷重容忍范围，预先在该控制单元23中设定该门槛值，使该升降 电机22能于该感测数值达到该门槛值时，停止推升该待测物221，以避免该点测针201对该 待测物221的下压力量超出该待测物221的荷重容忍范围，如此，不仅能避免待测物221损 坏，更能大幅提升该点测系统2的检测灵敏度及准确度。此外，在上述较佳实施例中，请参阅图3所示，为避免该升降电机22紧急停止时， 该待测物221与该点测针201间发生瞬间推挤力，发明人乃思及一减速机制，当该控制单 元23判断该感测数值达到该门槛值的一定比例(如80% )时，该控制单元23即对该升 降电机22送出一减速信号，使该升降电机22减少推动该承载盘220的速率，以保护该待测 物221不受损坏。惟，本发明并不以此为限，上述比例并不限于80%，制造厂商或检测人员 亦可根据实际检测需求，或根据待测物的特性，调整上述比例，例如将比例调整为70%或 90%，凡本技术领域技术人员所能轻易联想的变化，均应涵盖在本发明的权利范围中。除了上述第一较佳实施例的技术特征外，在本发明的第二较佳实施例中，请参阅 图4所示，主要是以一组非接触式影像测量仪作为感测元件41，以取代第一较佳实施例的 应变规(感测元件21)。在本较佳实施例中，是选用英国艾美创公司(IMETRUM)所开发生产 的非接触式影像测量仪，该感测元件41 (非接触式影像测量仪)是由一摄影机410及一影 像分析装置411所构成，至于其他元件均与上述第一较佳实施例相同，故于图4中继续沿用 相同的元件编号，合先陈明。该摄影机410是用以拍摄该摆臂20，并将影像传送至该影像 分析装置411。该影像分析装置411针对连续取得的影像，进行比对分析，当影像发生变化 时，该影像分析装置411即可据此判断该摆臂20发生变形，且能由影像的变化情况，计算出 该摆臂20的变形量，并产生相对应的感测数值，且将该感测数值传送至该控制单元23。如 此，当该控制单元23判断该感测数值达到该门槛值时，即可对该升降电机22送出一停止信 号，使该升降电机22停止升高该承载盘220，令该待测物221上的荷重停止增加，藉此保护 该待测物221的表面。需补充一提的是，除了以摄影机410及影像分析装置411测量该摆臂20的变形量 外，制造厂商或检测人员亦可采用其他非接触式的测量方式，包括雷射测量及光栅测量等 方式，来检测摆臂20的变形量，使本发明的点测系统2能达到防止荷重过大的效果。
以上所述，仅为本发明的若干较佳实施例，本发明的技术特征并不局限于此，凡本 技术领域技术人员，在本发明的技术领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆应涵盖在权利要 求中。
权利要求
1.一种能控制点测压力的点测系统，其特征在于，所述的点测系统包括一摆臂，其一端装设有一夹针座，且所述夹针座上夹持固定有一点测针；一升降电机，其上设有一承载盘，所述承载盘用以承载一待测物，使所述待测物能通过 所述承载盘的升降，在所述点测针的下方进行上下移动；一感测元件，其能检测所述摆臂的变形量，且产生对应于所述变形量的感测数值；及一控制单元，分别与所述感测元件及所述升降电机相连接，所述控制单元中预设有一 门槛值，且所述控制单元自所述感测元件取得所述感测数值，当所述控制单元判断所述感 测数值达到所述门槛值时，所述控制单元即对所述升降电机送出一停止信号，使所述升降 电机停止升高所述承载盘。
2.如权利要求1所述的能控制点测压力的点测系统，其特征在于，当所述控制单元判 断所述感测数值达到所述门槛值的一定比例时，所述控制单元即对所述升降电机送出一减 速信号，使所述升降电机降低推动所述承载盘的速率。
3.如权利要求2所述的能控制点测压力的点测系统，其特征在于，所述感测元件是一 应变规。
4.如权利要求2所述的能控制点测压力的点测系统，其特在于，所述感测元件是一光 学应变计。
5.如权利要求2所述的能控制点测压力的点测系统，其特征在于，所述感测元件是一 非接触式影像测量仪。
6.如权利要求5所述的能控制点测压力的点测系统，其特征在于，所述感测元件是由 一摄影机及一影像分析装置所构成。
全文摘要
本发明提供一种能控制点测压力的点测系统，该系统包括一摆臂、一感测元件、一升降电机及一控制单元，其中摆臂上设有一点测针；升降电机上设有一承载盘，以承载一待测物，使待测物能通过该承载盘的升降，而在点测针的下方进行上下移动；感测元件能检测该摆臂的变形量，且产生对应于该变形量的感测数值；控制单元分别与感测元件及该升降电机相连接，控制单元驱动升降电机，使升降电机推动该承载盘上升，以令待测物接触到该点测针，控制单元中预设有一门槛值，当控制单元判断该感测数值达到门槛值时，即对升降电机送出一停止信号，使升降电机停止升高该承载盘，以避免该待测物的表面受到点测针过度压迫，有效防止该待测物的表面被压迫损坏。
文档编号G01B7/16GK102141596SQ20101061208
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者戴谷芳, 李志宏, 陈志伟, 陈正泰 申请人:豪勉科技股份有限公司