一种半导体基板用保护膜剥离与否监视装置及方法与流程

本发明涉及半导体基板用保护膜剥离与否监视装置及方法。

背景技术：

授权专利10-1119571号(半导体印刷电路板的保护膜自动剥离机及膜剥离方法)提供一种半导体印刷电路板的保护膜自动剥离机，其特征在于，包括：装料机，其将在上下面附着有膜的基板加载到工作台上；对齐机，其对齐位于工作台上的基板；刮扒器，其在膜的一侧(基板行进的方向侧)边缘形成上、下刮痕部，在基板与膜之间形成缝隙；上部运载器，其在工作台上吸附基板的上部，构成得按第一往复距离往复运动；下部带单元，其使第一粘着性带附着于形成有刮痕部的下部膜的一侧，所述上部运载器使基板移动到一侧，或下部带单元移动到另一侧，使下部膜剥离；下部运载器，其从所述上部运载器接受传递剥离了下部膜的基板并把持，构成得按第二往复距离往复运动；上部带单元，其使第二粘着性带附着于形成有刮痕部的上部膜的一侧，下部运载器使基板移动到一侧，或上部带单元移动到另一侧，剥离上部膜。

授权专利第10-1837443号(权利权人：与本发明的申请人相同)公开“一种利用视频照相机的半导体基板用保护膜剥离与否确认系统及利用视频照相机的半导体基板用保护膜剥离与否确认系统中使用的影像处理算法，其特征在于，包括：视频照相机10，其向剥离的基板照射照明而获得影像；影像处理部20，其执行为了在所述视频照相机10获得的影像中确认膜残存与否而对基板和膜进行区分的影像处理算法；控制部30，其根据所述影像处理部20的处理结果，控制膜自动剥离装置或者向操作者或管理者提出警告”。

如上所述，需要一种确认膜是否被膜自动剥离装置完全剥离的装置或方法，本申请人的数次测试结果显示，就无偏光影像分析的情况而言，存在因误感知以及未感知导致的问题。这成为影响量产、降低设备可靠度的因素。因此，需要一种准确判断剥离是否正确进行的系统。

本申请人在数年前开发膜自动剥离装置并商用化成功后，数年来尝试开发能现场应用的残存膜有无判别装置，但在技术开发及现场应用性方面存在障碍，最终终于开发了现场应用性优秀及差别误差极小、装置构成不复杂的本系统。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种半导体基板用保护膜剥离与否监视装置及方法，能够解决以往目视或利用无偏光影像分析的确认膜剥离与否的问题，准确而迅速地自动判断膜的剥离与否或膜一部分是否残余。

本发明旨在提供一种半导体基板用保护膜剥离与否监视装置及方法，利用圆偏光入射后因残余膜导致的双折射现象，使有无膜时反射光受光特性差异(光的强度差异)放大后，利用光传感器，通过少量的数据处理，迅速判断既定区域的膜是否残存。

旨在提供一种半导体基板用保护膜剥离与否监视装置及方法，不进行以往的精密影像分析等，而是根据放大的光的强度差异，仅以光电二极管信号和判别器，便能够准确地判别检查区域的膜是否残存，因而相比于优秀的性能，可以以简单而相对低价的构成要素体现装置，因而半导体生产线现场应用性、生产率、商品性优秀。

本发明的一种半导体基板用保护膜剥离与否监视装置，其特征在于，包括：

发光装置、偏光片、相位延迟器、pcb基板、受光装置和控制部，

所述发光装置、偏光片、相位延迟器正向依次配置，透过偏光片的光线偏光透过相位延迟器而投射到检查对象pcb基板，

pcb基板位于相位延迟器的前方，对入射的圆偏光或椭圆偏光光线进行反射，

pcb基板反射后逆向行进的反射光重新依次经过相位延迟器和偏光片，位于偏光片后方的受光装置对反射光进行聚光并变换成电信号，

控制部利用受光装置生成的与光线强度相关的电信号，判断在pcb基板表面是否附着有膜。

一种半导体基板用保护膜剥离与否监视装置，其特征在于，包括：

发光装置，其发出第一光线(无偏光)并使之前进；

偏光片，其隔开地位于所述发光装置的前方，使正向前进的所述发光装置的第一光线变换成第二线偏光；

1/4λ波长板(quarterwaveplate)，其邻接位于所述偏光片的前方，使正向通过的所述第二线偏光变换成第三圆偏光或椭圆偏光；

光学透镜，其对碰到成为膜附着与否判断对象的pcb基板表面而反射后逆向依次通过1/4λ波长板和偏光片的光线进行聚光；

光传感器，其对通过所述光学透镜的光线进行受光，生成与光线相关的电信号并传送给控制部；

控制部，其利用从光传感器传送的光线相关电信号，算出光线的强度值，利用算出的光线的强度值，判断膜在检查对象pcb基板表面附着与否(膜剥离与否)。

就本发明的半导体基板用保护膜剥离与否监视装置而言，优选发光装置发出的第一光线正向依次通过偏光片和1/4λ波长板(quarterwaveplate)，碰到成为膜附着与否判断对象的pcb基板表面而反射后，重新依次逆向通过1/4λ波长板和偏光片，发生偏光阻断效果(反射光去除效果)，

当在检查对象pcb基板的表面无膜时(相比有膜)，折射或双折射程度小，偏光阻断效果大，到达透镜的光线的强度表现得较弱(暗)，

当在检查对象pcb基板的表面有膜时(相比无膜时)，折射或双折射程度大，偏光阻断效果小，到达透镜的光线的强度表现得相对较大(亮)，

控制部利用从光传感器传送的光线相关电信号，算出光线的强度值，将算出的光线的强度值与光线强度相关比较值进行比较，判断膜在pcb基板表面附着与否(膜剥离与否)。

一种半导体基板用保护膜剥离与否监视方法，其特征在于，包括：

从发光装置发出第一光线并使之前进的步骤；

所述发光装置的光线正向前进，通过偏光片而变换成第二线偏光的步骤；

所述第二线偏光正向通过1/4λ波长板而成为第三圆偏光或椭圆偏光的步骤；

所述第三圆偏光或椭圆偏光碰到成为膜附着与否判断对象的pcb基板表面，第四反射光逆向反射的步骤；

所述第四反射光逆向通过1/4λ波长板而成为第五反射-中间波的步骤；

所述第五反射-中间波通过偏光片而变换成第五反射-受光波的步骤；

所述第五反射-受光波通过光学透镜而到达光传感器，所述光传感器生成与到达的光线相关的电信号并传送给控制部的受光及传送步骤；

所述控制部利用从光传感器传送的光线相关电信号，算出光线的强度值，将算出的光线的强度值与光线强度相关的比较值进行比较，判断膜在pcb基板表面附着与否的步骤。

本发明的有益效果为：根据本发明，提供一种半导体基板用保护膜剥离与否监视装置及方法，能够解决以往目视或利用无偏光影像分析的确认膜剥离与否的问题，准确而迅速地自动判断膜的剥离与否或膜一部分是否残余。

另外，提供一种半导体基板用保护膜剥离与否监视装置及方法，能够利用圆偏光入射后因残余膜导致的双折射现象，使有无膜时反射光受光特性差异(光的强度差异)放大后，利用光传感器，通过少量的数据处理，迅速判断既定区域的膜是否残存。

另外，提供一种半导体基板用保护膜剥离与否监视装置及方法，不进行以往的精密影像分析等，而是根据放大的光的强度差异，仅以光电二极管信号和判别器，便能够准确地判别检查区域是否残存膜，因而相比于优秀的性能，可以以简单而相对低价的构成要素体现装置，因而半导体生产线现场应用性、生产率、商品性优秀。

附图说明

图1是说明本发明的偏光阻断效果的示意图。

图2是本发明第一实施例的半导体基板用保护膜剥离与否监视装置构成图。

图3是本发明第二实施例的半导体基板用保护膜剥离与否监视装置构成图。

图4是本发明第二实施例的半导体基板用保护膜剥离与否监视方法流程图。

[附图标记]

10：发光装置20：偏光片

30：1/4λ波长板40：光学透镜

50：光传感器60：控制部

110：后壳130：固定口

150：前壳

具体实施方式

下面参照附图，针对本发明一个实施例的半导体基板用保护膜剥离与否监视装置及方法进行详细说明。

在本发明中，所谓偏光阻断效果，是指透过偏光片(直线偏光片或线偏光片)的线偏光正向透过1/4λ波长板相位延迟器，在基板反射后重新逆向透过时发生的偏光阻断效果(反射光去除效果，例如，当为p偏光时，基板反射后重新逆向透过时，使主要的s偏光、电波的振动方向变化90°，反射光大部分无法重新通过偏光片而被阻断的效果，如图1所示。在本发明中，偏光片是指直线或线偏光片。

1/4波长板(quarter-waveplate)是指在沿相互垂直方向振动的直线偏光之间引起1/4波长的光程差的厚度既定的双折射板。如果放入直线偏光，则透过光成为圆偏光。

第一、第二实施例共有如图1至图3所示，本发明的半导体基板用保护膜剥离与否监视装置，包括：

发光装置10、偏光片20、相位延迟器(例如采用1/4λ波长板)、pcb基板t、受光装置450和控制部60，

所述发光装置10、偏光片20、相位延迟器30正向依次配置，透过偏光片的光线偏光透过相位延迟器而投射到检查对象pcb基板t，

pcb基板t位于相位延迟器的前方，对入射的圆偏光或椭圆偏光光线进行反射。

另外，pcb基板反射后逆向行进的反射光重新依次经过相位延迟器和偏光片，位于偏光片20后方(逆向)的受光装置450对反射光进行聚光并变换成电信号，控制部60利用受光装置450生成的与光线强度相关的电信号，判断在pcb基板t表面是否附着有膜(膜剥离与否)。

如图1至图3所示，本发明的半导体基板用保护膜剥离与否监视装置包括：发光装置10，其发出第一光线l1(无偏光)并使之前进；偏光片20，其隔开地位于所述发光装置10的前方，使正向前进的所述发光装置10的第一光线l1变换成第二线偏光l2；1/4λ波长板30，其邻接位于所述偏光片20的前方，使正向通过的所述第二线偏光l2变换成第三圆偏光l3或椭圆偏光。

另外，还包括：光学透镜40，其对碰到成为膜附着与否判断对象的pcb基板t表面而反射后逆向依次通过1/4λ波长板30和偏光片20的光线进行聚光；

光传感器50，其对通过所述光学透镜40的光线进行受光，生成与光线相关的电信号并传送给控制部60。

控制部60利用从光传感器50传送的光线相关电信号，算出光线的强度值v_1，对算出的光线的强度值与预先存储的光线的强度相关基准值v_0进行比较，判断膜在pcb基板t的表面附着与否(膜剥离与否)。

其中，发光装置10发出的第一光线l1正向依次通过偏光片20和1/4λ波长板(quarterwaveplate)30，碰到成为膜附着与否判断对象的pcb基板t表面而反射后，重新依次逆向通过1/4λ波长板(quarterwaveplate)30和偏光片20，发生偏光阻断效果(反射光去除效果)。当在检查对象pcb基板t的表面无膜时(相比有膜)，折射或双折射程度小，偏光阻断效果大，到达透镜的光线的强度表现得较弱(暗)。当在检查对象pcb基板t的表面有膜时(相比无膜时)，折射或双折射程度大，偏光阻断效果小，到达透镜的光线的强度表现得相对(相比无膜时)较大(亮)。

在本发明的第一实施例中，控制部60利用从光传感器50传送的光线相关电信号，算出光线的强度值v_1，对算出的光线的强度值与光线强度相关比较值v_0(例如，为了减小判断误差而在无膜时测量的光线强度值基础上加上既定值后的值)进行比较，判断膜在pcb基板t表面附着与否(膜剥离与否)。

其中，光线强度相关比较值v_0例如可以是为了减小判断误差而在无膜时测量的光线强度值基础上加上既定值后的值，或预先存储的根据反复的无偏光及偏光入射投射实验及经验而判断为有膜的值，是指在实时测量前预先输入于判别程序或存储于存储器的值。

如图2所示，优选光传感器50为光电传感器或光电二极管。本发明的半导体基板用保护膜剥离与否监视装置还包括：后壳110，其以塑料树脂形成；前壳150，其以塑料树脂形成，结合于所述后壳110的前方；固定口130，其位于由所述后壳110与前壳150形成的内腔的中间。

所述发光装置10、光学透镜40、光传感器50位于所述固定口130的后面与后壳110之间；所述偏光片20、1/4λ波长板30位于所述固定口130的前面与前壳150之间；所述发光装置10位于后壳110的前方，组成受光装置450的光传感器50和光学透镜40依次正向排列。

在固定部130的前面固定有玻璃罩140，在所述玻璃罩140的前面依次固定有偏光片20和1/4λ波长板(quarterwaveplate)30；led型发光装置10与光传感器50以有线或无线方式与所述控制部60电连接。

如图2所示，所述固定口130包括在与所述发光装置10相应的位置处形成的发光用开口部131、在与所述光学透镜40相应的位置处形成的受光用开口部133，所述前壳150包括供所述发光装置10的光线和受光用反射光通过的第三开口部153，所述前壳150与所述后壳110结合而构成一个能移动的检查本体b，所述检查本体b连接于位移装置(前进后退及/或升降装置)上，以便能够根据与能移动的检查本体b一体或独立地形成的控制部60的指令而在三维空间中位移。

在本发明第一、第二实施例的半导体基板用保护膜剥离与否监视装置中，所述发光装置10、偏光片20、1/4λ波长板30、光学透镜40和光传感器50内置于由前壳150与后壳110形成的空间中，构成一个能移动的检查本体b，检查本体b连接于位移装置上，以便能够根据与能移动的检查本体b一体或独立地形成的控制部60的指令而在三维空间中位移，所述光传感器50为光电传感器或光电二极管，所述检查本体b的前面与检查对象pcb基板t的检查区域之间的距离为0.1～10cm。利用本发明的方法，可以在近距离准确地判别膜残存与否。

本发明第一实施例的半导体基板用保护膜剥离与否监视方法包括：从发光装置10发出第一光线(无偏光)l1并使之前进的步骤s10；所述发光装置10的光线正向前进，通过偏光片20而变换成第二线偏光l2的步骤s20；所述第二线偏光l2正向通过1/4λ波长板(quarterwaveplate)30而成为第三圆偏光l3或椭圆偏光的步骤s30；所述第三圆偏光l3或椭圆偏光碰到成为膜附着与否判断对象的pcb基板t表面，第四反射光l4逆向反射的步骤s40。

然后执行：所述第四反射光l4逆向通过1/4λ波长板(quarterwaveplate)而成为第五反射-中间波l5的步骤s50；所述第五反射-中间波l5通过偏光片而变换成第五反射-受光波l6的步骤s60；所述第五反射-受光波l6通过光学透镜40而到达光传感器50，所述光传感器50生成与到达的光线相关的电信号并传送给控制部60的受光及传送步骤s70。

最后，控制部60利用从光传感器50传送的光线相关电信号，算出光线的强度值v_1，对算出的光线的强度值与预先存储的光线强度相关基准值v_0进行比较，判断膜在pcb基板t表面附着与否(膜剥离与否)s80。

第二实施例

如图3和图4所示，本发明第二实施例的半导体基板用保护膜剥离与否监视装置与第一实施例相比，还包括用于向检查对象pcb基板照射无偏光入射光的第二发光装置12，控制部60利用从光传感器50传送的光线相关电信号，算出光线的强度值，控制部60比较来自偏光入射光的受光光线的强度值v_1与来自无偏光入射光(入射时未通过偏光片的入射光)的受光光线的强度值v_2，当差异值超过临界值时，判断为在pcb基板t的表面残存有膜。

如图3所示，发明的第二实施例的半导体基板用保护膜剥离与否监视装置还包括：第二发光装置12，其用于向检查对象pcb基板照射无偏光入射光；

后壳110，其以塑料树脂形成；前壳150，其以塑料树脂形成，结合于所述后壳110的前方；固定口130，其位于由所述后壳110与前壳150形成的内腔的中间。

所述发光装置10、光学透镜40、光传感器50位于所述固定口130的后面与后壳110之间；所述偏光片20和1/4λ波长板(quarterwaveplate)30位于所述固定口130的前面与前壳150之间；所述发光装置10位于后壳110的前方，组成受光装置450的光传感器50和光学透镜40正向依次排列。

在固定口130的前面固定有玻璃罩140，在所述玻璃罩140的前面依次固定有偏光片20和1/4λ波长板(quarterwaveplate)30；发光装置10和光传感器50以有线或无线方式而与所述控制部60电连接。

与第一实施例稍稍不同，其特征在于，发光装置10发出的第一光线在入射过程中通过发光用开口部131和偏光片20，但所述第二发光装置12发光的光线在入射过程中穿过第三开口部135，但在第三开口部135直进方向前后不存在偏光片20，因而不通过偏光片20，而是以无偏光状态入射到检查对象pcb基板。

如图3、4所示，本发明第二实施例的半导体基板用保护膜剥离与否监视方法包括：从第一发光装置发出第一无偏光并使之前进，通过偏光片20而变换成第二线偏光l2的步骤s110；所述第二线偏光沿正向通过1/4λ波长板(quarterwaveplate)30而成为圆偏光或椭圆偏光的步骤s120；所述第三圆偏光或椭圆偏光碰到成为膜附着与否判断对象的pcb基板t的表面而逆向反射，通过1/4λ波长板30和偏光片20的步骤s130。

然后，进行通过所述1/4λ波长板(quarterwaveplate)30和偏光片20的反射光，通过光学透镜40而到达光传感器50，所述光传感器50生成与到达的光线相关的电信号并传送到控制部60的源自偏光的反射光受光步骤s140。

在此基础上，进行：从第二发光装置发出第二无偏光并使之前进，未通过偏光片而碰到检查对象pcb基板t的表面并逆向反射的无偏光反射步骤s150；从pcb基板反射的无偏光反射光的光线通过光学透镜而到达光传感器，光传感器生成与到达的光线相关的电信号并传送给控制部60的源自无偏光的反射光受光步骤s160。

最终，进行所述控制部60接收在步骤s140中传送的电信号并计算出相应光线强度值v_1，所述控制部60接收在步骤s160中传送的电信号并计算出相应光线强度值v_2，所述控制部60求出两光线强度值的差异值；当所述差异值超过临界值时，判断为在pcb基板t的表面残存有膜的步骤s170。

本发明就以上提及的优选实施例进行了说明，但并非本发明的范围限定于这种实施例，本发明的范围由以下权利要求书确定，包括属于与本发明均等范围的多样修订及变形。

需要指出的是，在以下权利要求书中记载的附图标记单纯用于辅助发明的理解，不影响对权利范围的解释，不得根据记载的附图标记而缩窄解释权利范围。