专利名称：一种晶片检测装置和晶片检测方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件的检测，特别涉及一种晶片检测装置和晶片检测方法。
背景技术：
超大规模集成电路(VLS1)的制作是以由半导体材质构成的晶片为基底，配合数十道甚至上百道的半导体工艺以于晶片上形成具有预设布局设计的电子元件以及连接线路，最后再利用切割以及封装工艺将形成的管芯(die)制作成多个芯片(c hip)以供使用。而为进行上述半导体工艺，如薄膜沉积、光刻、蚀刻与研磨等工艺，晶片必须不断地于各设备间传送，并载入各设备中以进行相关工艺。例如美国专利第6,547,504号描述了一种晶片传输设备用于在芯片的制造工艺中传输晶片。通常，在晶片传输过程中需要检测晶片尺寸及位置。图1所示为现有传输设备中的检测晶片尺寸及位置的晶片检测装置1’。该检测装置1’包括主体部10’、可以根据操作需要而上下升降的支撑台11’、位于主体部上的机械手12’以及位于机械手上方的检测器13’。其中装有晶片2’的盒子3’被放置在检测装置的支撑台11’上，并随着支撑台一起在垂直方向上下运动，以便机械手12’能够水平地从晶片盒子3’中取放晶片2’。机械手具有真空吸取单元，用于将晶片吸取到预定的位置，以利于检测器进行检测。检测器具有基座部及设置于基座部上的检测传感器，用于检测晶片的尺寸及位置。现有的这种晶片检测装置的支撑台处在最高位置时，晶片检测装置的检测器的位置低于支撑台上晶片盒内最上端的晶片的位置。
在晶片检测装置检测开始时，首先，支撑台从最高位置下降到最低位置，机械手将水平伸入晶片盒子中，并利用其上的真空吸取单元将晶片吸住，然后缩回到一定位置以使晶片能够置于检测器的正下方，在检测器检测出晶片的尺寸及位置后，机械手将转动一定角度以便将晶片置于显微镜下进行目检。在将晶片目检完毕后，机械手会转回到检测器的下放，并将晶片放回到晶片盒子中原来的位置处。此后，支撑台将自动上升一定位置，以使机械手能够水平伸入晶片盒子中吸取另一晶片，从而使另一晶片能够重复前述检测过程。支撑台继续上升，重复前述检测步骤，直到检测完晶片盒子中的所有晶片。最后，支撑台上升到起始工作时的最高位置处，便于操作者对晶片进行其他步骤的操作。
但是，当机械手将晶片从检测器的下方放回到盒子的过程中，所有晶片并不能都被准确地放回到晶片在盒子中最初的位置处，其中有部分晶片会在水平方向上偏离最初的位置，如图2所示。其原因是，机械手上的真空吸取单元对晶片的吸引力没能在晶片放回盒子的瞬间被完全释放掉，残留的吸引力将会把晶片从盒子中吸出一个较小的位置，使其偏离最初的位置。在这种情况下，在支撑台上升到最高位置的过程中，由于晶片检测装置检测器的高度较低，位于盒子上部的已经偏移原来位置的晶片可能会发生与检测器相撞击的危险(如图2所示)，从而造成晶片损坏。众所周知，晶片的价格相当昂贵，晶片的破损将给制造商带来巨大的经济损失。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够防止晶片在检测过程中造成损坏的晶片检测装置和晶片检测方法，以解决现有晶片检测装置存在的晶片检测过程中损坏晶片的问题。
为达到上述目的，本发明提供的一种检测装置包括主体部和支撑台，所述主体部包括吸取晶片的机械手、检测晶片的检测器，装有晶片的盒子放置在所述支撑台上，支撑台可沿垂直方向上下移动，所述支撑台移动到最高位置时，所述检测器的位置高于所述盒子的顶面。
相应地，本发明还提供了一种检测晶片的方法，包括以下步骤1)将装有晶片的盒子置于支撑台上；2)支撑台上升至最高位置；3)将检测器的位置调整到高于所述盒子的顶面的位置；4)将支撑台下降到机械手能够吸取晶片的位置；5)机械手吸取晶片并移动到检测装置的下方；6)检测器检测晶片尺寸与位置；7)机械手将晶片放回到晶片盒子中。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明的晶片检测装置的支撑台移动到最高位置时，所述检测器的位置高于所述盒子的顶面，因此，在检测完所有晶片后，支撑台上升过程中已经偏离原来位置的晶片不会撞击到检测器，从而避免晶片检测过程中可能造成的晶片损坏。
图1是现有晶片检测装置结构示意图；图2是现有晶片检测装置中偏离原来位置的晶片与检测器发生撞击的示意图；图3是本发明的装设有晶片的晶片检测装置结构示意图；图4是本发明晶片检测方法的流程图；图5是支撑台运动到机械手能够吸取晶片的位置的示意图；图6是晶片偏离原来位置的示意图；图7是支撑台继续运到机械手能够吸取其它晶片的位置的示意图；图8是支撑台上升到最高位置的示意图；图9是检测器检测晶片的工作原理示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细说明。
本发明的晶片检测装置在晶片的传输过程中起着检测晶片尺寸以及位置的作用。本发明通过调整晶片检测装置检测器与晶片盒子顶部的位置关系，使得在晶片检测装置的支撑台上升到最高位置的时候，晶片检测装置的检测器高于晶片盒子的顶面，避免晶片检测过程中可能造成的晶片损坏。
图3为本发明的装设有晶片的晶片检测装置结构示意图。如图3所示，本发明的晶片检测装置1包括主体部10、位于主体部10上的检测器13、位于检测器13下方的机械手12以及垂直方向可动的支撑台11。支撑台11设有承载装有晶片2的晶片盒子3的台板111，台板111下侧连接纵向导向体112，导向体112与升降驱动装置(未图示)、行程开关(未图示)及控制电路(未图示)连接，用于自动控制台板111的上下运动。机械手12上设有真空吸取单元121，用于从晶片盒子3中水平取放晶片2，以利于检测器13进行检测。检测器13具有基座部132以及设置于基座部132上的红外检测传感单元131，用于检测晶片尺寸及位置。晶片盒子3具有一个与支撑台11相配合的底面32，以及一个与前述底面32相对的顶面31，底面32与顶面31之间形成有半周侧壁(未图示)及开口(未标号)，晶片盒子3侧壁上形成有若干槽道(未图示)，用于将晶片2装设于其内。本发明的晶片检测装置1的支撑台111上升到最高位置时，检测器13高于晶片盒子3的顶面32，可以有效避免支撑台上升过程中已经偏离原来位置的晶片撞击到检测器，从而避免晶片检测过程中可能造成的晶片损坏。
图4为本发明晶片检测方法的流程图。为了避免支撑台上升过程中已经偏离原来位置的晶片撞击到检测器，本发明的晶片检测方法包括以下步骤首先将装有晶片的盒子置于支撑台上(S101)；然后将支撑台上升至最高位置(S102)；接着将检测器的位置调整到高于所述盒子的顶面的位置(S103)；在接下来的步骤中，将支撑台下降到机械手能够吸取晶片的位置(S104)；机械手吸取晶片并移动到检测装置的下方(S105)；检测器检测晶片尺寸与位置后(S106)；机械手将晶片放回到晶片盒子中(S107)。
下面结合图5至图8具体说明本发明的晶片检测方法。在步骤S101和S102中，将装有晶片2的晶片盒子3承载于支撑台11的台板111上，支撑台11根据升降驱动装置的指令自动上升到最高位置处。在步骤S103中，将检测器13的位置调整到高于晶片盒子3的顶面31，如图3所示。在步骤S104中，支撑台11根据升降驱动装置的指令，从最高位置下降到机械手12正好可以水平取放邻近晶片盒子3顶面31的第一晶片21，如图5所示。在步骤S105和S106中，机械手12从晶片盒子3的开口水平伸入其内，并置于待取的临近晶片盒子顶面31的第一晶片(未标号)的底面(未图示)(未有电路的一面)，机械手12上的真空吸取单元121将第一晶片吸附于其上，随后，机械手12缩回到以使第一晶片能够置于检测器13的正下方，在检测器13对第一晶片进行尺寸及位置检测后，机械手12将转动某一角度，以将第一晶片21置于显微镜(未图示)下进行目检，以便对晶片进行最后的质量审核，然后检测器利用红外传感单元对晶片进行尺寸与位置检测。在步骤S107中，机械手12将晶片2放回到晶片盒子3的过程中，所有晶片2并不是都能被准确地放回到晶片2在晶片盒子3中最初的位置处，其中有部分晶片2会在水平方向上偏离最初的位置，如图6所示，第一晶片从晶片盒子3的开口处水平伸出。其原因是机械手12上的真空吸取单元121对晶片2的吸引力没能在晶片2放回晶片盒子3的瞬间被完全释放掉，其残留的吸引力将可能会把晶片2从晶片盒子3中吸出一个较小的位置，使其偏离最初的位置。
在晶片检测过程中，如果还有其他晶片待检测，支撑台11将运动上升到机械手12能够继续吸取所述其它晶片的位置，并继续步骤5-7，如图7所示。直到检测完晶片盒子中的所有晶片后，支撑台将上升到最高位置，以进行其他操作。
图8是支撑台上升到最高位置的示意图。如图8所示，检测器13的位置高于晶片盒子3的顶面31。因此可推知在支撑台的整个上升过程，晶片盒子中的晶片不可能撞击到检测器，即使第一晶片偏离原来的位置，也不会撞击到检测器，从而有效防止了检测过程中晶片受到损坏。
本发明的检测器检测晶片的工作原理如图9所示，当机械手12将晶片2置于检测器13的下方后，检测器13的基座部132上的红外检测传感单元131将发射出红外光线。当基座部132两端的第一对红外检测传感单元1311发射出的红外光线探测到晶片2的边缘时候，表示该晶片为8寸晶片，同时表明该晶片2在机械手12上的位置没有偏离，且正置于检测器13的正下方。如果第一对红外传感单元1311发射出的红外光线没有探测到晶片2，而是被第一对红外检测传感单元1311相邻的第二对红外检测传感单元1312探测到晶片的两端则表明该晶片为6寸晶片，同时也证明了机械手上的该6寸晶片的位置也没有偏移。在机械手12上的晶片2位置没有偏移的情形下，机械手12按照检测装置1正常设定的操作进程即可以将晶片2放置到显微镜下的正确处置处。但是，如果每对红外检测传感单元1311或者1312中的一个探测到晶片2，而另一个红外检测传感单元1311或者1312却没有探测到晶片2，则证明此时机械手12上的晶片2位置已经偏移正常的位置。检测器3会将该晶片位置偏移信息发送到晶片检测装置1，晶片检测装置1将给机械手12发出指令，在机械手12将该晶片2放到显微镜下目检的时候，机械手12会根据晶片检测装置1的指令自动调节晶片2在显微镜下的位置，以保证晶片2能够准确置于显微镜的正下方。如果在检测过程中，红外检测传感单元131发出的所有红外线均没有探测到晶片2，则表明该机械手12上根本没有晶片2存在，晶片检测装置1可以记录下晶片盒子3中没有装设晶片2的槽道位置，此后，支撑台11会根据升降驱动装置的指令，自动上升一个位置，机械手12将继续吸取其它晶片，直到检测器13探测到机械手12上的晶片2后才进入目检程序。
本发明中的晶片检测装置利用红外光线进行晶片检测，所以检测器的位置提高后不会影响晶片检测装置的检测效果。另外，发明人经过多次实验操作，结果也证实了本发明的晶片检测装置的检测器的位置提高后，在避免了晶片损坏的同时并没有对检测效果产生任何影响。
本发明不限于上述的实施方式。本发明中支撑台的开始工作状态和结束工作状态可以不在同一个位置。此外，本发明的晶片检测顺序可以从接近晶片盒子底面的晶片开始向着晶片盒子顶面的方向检测，也可以是其它的任何顺序，只要晶片检测装置检测工作结束后，检测器的位置在晶片盒子的顶面之上，均落在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种晶片检测装置，包括主体部和支撑台，所述主体部包括吸取晶片的机械手、检测晶片的检测器，装有晶片的盒子放置在所述支撑台上，支撑台可沿垂直方向上下移动，其特征在于所述支撑台移动到最高位置时，所述检测器的位置高于所述盒子的顶面。
2.如权利要求1所述的晶片检测装置，其特征在于所述机械手位于检测器的下方。
3.如权利要求2所述的晶片检测装置，其特征在于所述机械手上具有真空吸取单元，用于取放盒子中的晶片。
4.如权利要求2所述的晶片检测装置，其特征在于所述的检测器包括基座部和设置在基座部上的检测传感单元。
5.如权利要求4所述的晶片检测装置，其特征在于所述的检测传感单元为红外检测传感单元。
6.一种晶片检测方法，包括以下步骤1)将装有晶片的盒子置于支撑台上；2)支撑台上升至最高位置；3)将检测器的位置调整到高于所述盒子的顶面的位置；4)将支撑台下降到机械手能够吸取晶片的位置；5)机械手吸取晶片并移动到检测装置的下方；6)检测器检测晶片尺寸与位置；7)机械手将晶片放回到晶片盒子中。
7.如权利要求6所述的晶片检测方法，其特征在于如果还有其他晶片待检测，则支撑台移动到机械手能够继续吸取其它晶片的位置，并继续步骤5-7。
8.如权利要求6所述的晶片检测方法，其特征在于所述机械手位于检测器的下方。
9.如权利要求6所述的晶片检测方法，其特征在于所述机械手上具有真空吸取单元，用于取放盒子中的晶片。
10.如权利要求6所述的晶片检测方法，其特征在于所述的检测器包括基座部，及设置在基座部上的检测传感单元。
11.如权利要求6所述的晶片检测方法，其特征在于所述的步骤6中的检测器利用红外光线对晶片进行尺寸与位置检测。
全文摘要
一种晶片检测装置(1)，包括主体部(10)和支撑台(11)，主体部包括吸取晶片的机械手(12)、检测晶片(2)的检测器(13)，装有晶片的盒子(3)放置在所述支撑台上，支撑台可沿垂直方向上下移动，支撑台升至最高位置时，检测器的位置高于盒子顶面(31)。本发明相应提供一种晶片检测方法，包括步骤将装有晶片的盒子置于支撑台上；支撑台上升至最高位置；将检测器的位置调整到高于所述盒子的顶面的位置；将支撑台下降到机械手能够吸取晶片的位置；机械手吸取晶片并移动到检测装置的下方；检测器检测晶片尺寸与位置；机械手将晶片放回到晶片盒子中。本发明的晶片检测装置和晶片检测方法有效避免晶片检测过程中造成晶片损坏。
文档编号H01L21/677GK101026116SQ20061002398
公开日2007年8月29日 申请日期2006年2月20日 优先权日2006年2月20日
发明者左仲, 王明珠, 许俊, 赵庆国 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司