【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于检测，具体涉及晶圆密封环检测装置。
技术介绍
1、晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片。进一步地，在晶圆上电镀一层导电金属层，并对导电金属层进行加工以制成导电线路。
2、目前，晶圆在实施电镀过程中，通常需要将晶圆装载于晶圆挂具上，并通过密封环压紧在晶圆边缘位置以形成密封和导电作用，因此，为了保证电镀质量，确保密封环相对晶圆装载符合装载要求，在进行电镀前对密封环的装载状态进行检测显得尤为重要。传统的密封环检测装置一般包括摄像头、用于补光的光源，当晶圆和密封环装载于晶圆挂具上时，将晶圆挂具移动至指定区域，通过光源发射的光束照射于密封环的表面，接着通过摄像头对光照区域获取密封环整体图像并通过处理系统进行分析判断密封环中心位置，以确定密封环的装载状态是否符合要求。
3、然而，在实际检测过程中，现有技术容易存在以下缺陷：
4、1、对空间要求高，需要很大的间距才能满足摄像头获取密封环整体轮廓信息的成像需求，导致检测装置整体体积很大，只能单独设置，而无法与其他工序所用设备进行集成，对晶圆的加工效率造成影响；
5、2、通过直接对密封环整体轮廓进行图像获取和分析，很容易在外部干扰（例如光线干扰、挂具振动等）下，对获取的图像造成不利影响，而且检测数据样本单一，现有的处理系统难以精准判断密封环中心位置，导致检测准确度低。
技术实现思
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种全新的晶圆密封环检测装置。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采取如下技术方案：
3、一种晶圆密封环检测装置，其包括光路单元和图像处理单元，光路单元包括呈环形阵列分布的多个光路发射部件、以环形阵列中心为基准且对齐设置的光路反射部件，其中多个光路发射部件所发射的光束形成光束检测区；图像处理单元包括与光路反射部件中心对齐且位于光路反射部件下方的视觉相机、图像处理器；密封环的中心线与环形阵列中心线平行装载于晶圆挂具上，检测装置还包括驱动晶圆挂具沿着环形阵列径向运动的移载器，密封环逐段经过光束检测区，光路反射部件逐段获取密封环反射的轮廓信息，视觉相机将轮廓信息转换成图像信息并汇总至图像处理器以拼凑成整个密封环轮廓，且基于密封环轮廓图像检测密封环的圆心位置。
4、优选地，每个光路发射部件所发射的光束与密封环所在平面相垂直设置。在垂直光束的照射下，避免形成阴影部分，有效提升所反射图像的质量。
5、根据本专利技术的一个具体实施和优选方面，每个光路发射部件的朝向与环形阵列中心线延伸方向相交或者平行设置。在实际应用中，现有光路发射部件在发射光束时，必然会产生折射（折射角度由所采用的透光元件材料决定），因此，本申请根据所采用的光路发射部件所发射光束的折射情况，调整光束发射部件的朝向，以确保光束能够垂直射向密封环。
6、优选地，每个光路发射部件包括用于发射光束的发射本体、设置在发射本体上且能够透光的透光罩，其中透光罩的中心线与环形阵列中心线相交设置。
7、具体的，透光罩的中心线和环形阵列中心线之间的夹角与光束通过透光罩所形成的折射角度相等。在此，根据光学上的常规计算，确定对透光罩的角度的设置，补偿光束通过透光罩所产生的折射，操作简单、方便，且精度高。
8、进一步的，透光罩呈矩形，且在环形阵列中心线延伸方向上的正投影中，透光罩的内侧边位于密封环的内侧、外侧边位于密封环的外侧。在此，确保密封环上每一段处于光束检测区内。
9、根据本专利技术的一个具体实施和优选方面，光束检测区能够覆盖整个密封环，且随着晶圆挂具的运动，密封环能够保持部分或者整体处于光束检测区内。
10、优选地，将密封环的运动过程划分为第一阶段、第二阶段以及第三阶段，其中处于第一阶段时，密封环的一部分处于光束检测区内并保持自身中心线逐渐靠近环形阵列中心线；处于第二阶段时，密封环整体处于光束检测区内；处于第三阶段时，密封环的另一部分处于光束检测区内并保持自身中心线逐渐远离环形阵列中心线，图像处理器在第一阶段和第三阶段中逐段获取图像并拼凑得到第一整体轮廓图像、在第二阶段中获取图像并得到第二整体轮廓图像，并基于第一整体轮廓图像和第二整体轮廓图像的对比以检测密封环的圆心位置。在此，通过将第一、三阶段获取的密封环分段图像进行拼凑得到的第一整体轮廓图像与第二阶段直接获取的第二整体轮廓图像进行综合对比验证，不仅确保足够的样本数据以供图像处理器分析，而且在两次整体轮廓图像的对比下，能够进一步对检测结果进行验证，从而确保检测结果的精准度。
11、优选地，在密封环运动方向上，密封环的中心线与环形阵列的中心线对齐设置，且在第二阶段中，当密封环的中心线与环形阵列的中心线重合时，图像处理器得到第二整体轮廓图像。在此位置下获得的整体轮廓图像，光照分布均匀，图像质量高。
12、根据本专利技术的又一个具体实施和优选方面，光路单元还包括形成有检测窗口的支架，其中多个光路发射部件环绕检测窗口分布；光路反射部件包括安装在支架上并上下倾斜延伸的平面镜，其中平面镜能够通过检测窗口获取密封环反射的部分或者整个轮廓信息。在此，结构简单，便于安装和实施。
13、优选地，平面镜的上侧边向靠近密封环方向穿过检测窗口并冒出光路发射部件设置。在此，避免光路发射部件所发射光束在折射下误入平面镜形成反射，降低对视觉相机所获取图像信息产生的干扰。
14、优选地，检测装置还包括导向模组，其中导向模组上形成有竖直延伸并与晶圆挂具相匹配的导向通道，晶圆挂具插设在导向通道内，且移载器驱动晶圆挂具沿着导向通道上下运动。在此，确保密封环运动平稳，以确保密封环在动态下的成像质量。
15、此外，晶圆和密封环装载于晶圆挂具上的安装槽内；图像处理器基于密封环各段轮廓与所述安装槽的边缘比对以检测所述晶圆和密封环的圆心与所述安装槽的中心是否对齐。
16、由于以上技术方案的实施，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：
17、现有技术对空间要求高，需要很大的间距才能满足摄像头获取密封环整体轮廓信息的成像需求，导致检测装置整体体积很大，只能单独设置，而无法与其他工序所用设备进行集成，对晶圆的加工效率造成影响；而且通过直接对密封环整体轮廓进行图像获取和分析，很容易在外部干扰（例如光线干扰、挂具振动等）下，对获取的图像造成不利影响，而且检测数据样本单一，现有的处理系统难以精准判断密封环中心位置，导致检测准确度低；而本申请对晶圆密封环检测装置的结构进行整体设计，巧妙解决现有技术的不足和缺陷，采取该检测装置后，将晶圆和密封环装载于晶圆挂具上，并保持密封环的中心线与多个光路发射部件所构成的环形阵列中心线平行；在移载器驱动晶圆挂具沿着环形阵列径向运动下，密封环逐段经过多个光路发射部件所发射光束形成的光束检测区，此时，光路反射部件逐段获取密封环反射的轮廓信本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种晶圆密封环检测装置，其包括光路单元和图像处理单元，其特征在于，所述光路单元包括呈环形阵列分布的多个光路发射部件、以环形阵列中心为基准且对齐设置的光路反射部件，其中多个所述光路发射部件所发射的光束形成光束检测区；所述图像处理单元包括与所述光路反射部件中心对齐且位于所述光路反射部件下方的视觉相机、图像处理器；所述密封环的中心线与环形阵列中心线平行地装载于晶圆挂具上，所述检测装置还包括驱动所述晶圆挂具沿着环形阵列径向运动的移载器，所述密封环逐段经过所述光束检测区，所述光路反射部件逐段获取所述密封环反射的轮廓信息，所述视觉相机将所述轮廓信息转换成图像信息并汇总至所述图像处理器以拼凑成整个所述密封环轮廓，且基于所述密封环轮廓图像检测密封环的圆心位置。
2.根据权利要求1所述的晶圆密封环检测装置，其特征在于，每个所述光路发射部件所发射的光束与所述密封环所在平面相垂直设置。
3.根据权利要求1或2所述的晶圆密封环检测装置，其特征在于，每个所述光路发射部件的朝向与环形阵列中心线延伸方向相交或者平行设置。
4.根据权利要求3所述的晶圆密封环检测装置，其特
5.根据权利要求4所述的晶圆密封环检测装置，其特征在于，所述透光罩的中心线和环形阵列中心线之间的夹角与光束通过所述透光罩所形成的折射角度相等。
6.根据权利要求4所述的晶圆密封环检测装置，其特征在于，所述透光罩呈矩形，且在环形阵列中心线延伸方向上的正投影中，所述透光罩的内侧边位于所述密封环的内侧、外侧边位于所述密封环的外侧。
7.根据权利要求1所述的晶圆密封环检测装置，其特征在于，所述光束检测区能够覆盖整个所述密封环，且随着所述晶圆挂具的运动，所述密封环能够保持部分或者整体处于所述光束检测区内。
8.根据权利要求7所述的晶圆密封环检测装置，其特征在于，将所述密封环的运动过程划分为第一阶段、第二阶段以及第三阶段，其中处于第一阶段时，所述密封环的一部分处于所述光束检测区内并保持自身中心线逐渐靠近所述环形阵列中心线；处于第二阶段时，所述密封环整体处于所述光束检测区内；处于第三阶段时，所述密封环的另一部分处于所述光束检测区内并保持自身中心线逐渐远离所述环形阵列中心线，所述图像处理器在第一阶段和第三阶段中逐段获取图像并拼凑得到第一整体轮廓图像、在第二阶段中获取图像并得到第二整体轮廓图像，并基于第一整体轮廓图像和第二整体轮廓图像的对比以检测密封环的圆心位置。
9.根据权利要求8所述的晶圆密封环检测装置，其特征在于，在所述密封环运动方向上，所述密封环的中心线与环形阵列中心线对齐设置，且在第二阶段中，当所述密封环的中心线与环形阵列中心线重合时，所述图像处理器得到所述第二整体轮廓图像。
10.根据权利要求1所述的晶圆密封环检测装置，其特征在于，所述光路单元还包括形成有检测窗口的支架，其中多个所述光路发射部件环绕所述检测窗口分布；所述光路反射部件包括安装在所述支架上并上下倾斜延伸的平面镜，其中所述平面镜能够通过所述检测窗口获取密封环反射的部分或者整个轮廓信息。
11.根据权利要求10所述的晶圆密封环检测装置，其特征在于，所述平面镜的上侧边向靠近密封环方向穿过所述检测窗口并冒出所述光路发射部件设置。
12.根据权利要求1所述的晶圆密封环检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括导向模组，其中所述导向模组上形成有竖直延伸并与所述晶圆挂具相匹配的导向通道，所述晶圆挂具插设在所述导向通道内，且所述移载器驱动所述晶圆挂具沿着所述导向通道上下运动。
13.根据权利要求1所述的晶圆密封环检测装置，其特征在于，所述晶圆和密封环装载于所述晶圆挂具上的安装槽内；所述图像处理器基于密封环各段轮廓与所述安装槽的边缘比对以检测所述晶圆和密封环的圆心与所述安装槽的中心是否对齐。
...【技术特征摘要】
1.一种晶圆密封环检测装置，其包括光路单元和图像处理单元，其特征在于，所述光路单元包括呈环形阵列分布的多个光路发射部件、以环形阵列中心为基准且对齐设置的光路反射部件，其中多个所述光路发射部件所发射的光束形成光束检测区；所述图像处理单元包括与所述光路反射部件中心对齐且位于所述光路反射部件下方的视觉相机、图像处理器；所述密封环的中心线与环形阵列中心线平行地装载于晶圆挂具上，所述检测装置还包括驱动所述晶圆挂具沿着环形阵列径向运动的移载器，所述密封环逐段经过所述光束检测区，所述光路反射部件逐段获取所述密封环反射的轮廓信息，所述视觉相机将所述轮廓信息转换成图像信息并汇总至所述图像处理器以拼凑成整个所述密封环轮廓，且基于所述密封环轮廓图像检测密封环的圆心位置。
2.根据权利要求1所述的晶圆密封环检测装置，其特征在于，每个所述光路发射部件所发射的光束与所述密封环所在平面相垂直设置。
3.根据权利要求1或2所述的晶圆密封环检测装置，其特征在于，每个所述光路发射部件的朝向与环形阵列中心线延伸方向相交或者平行设置。
4.根据权利要求3所述的晶圆密封环检测装置，其特征在于，每个所述光路发射部件包括用于发射光束的发射本体、设置在所述发射本体上且能够透光的透光罩，其中所述透光罩的中心线与环形阵列中心线相交设置。
5.根据权利要求4所述的晶圆密封环检测装置，其特征在于，所述透光罩的中心线和环形阵列中心线之间的夹角与光束通过所述透光罩所形成的折射角度相等。
6.根据权利要求4所述的晶圆密封环检测装置，其特征在于，所述透光罩呈矩形，且在环形阵列中心线延伸方向上的正投影中，所述透光罩的内侧边位于所述密封环的内侧、外侧边位于所述密封环的外侧。
7.根据权利要求1所述的晶圆密封环检测装置，其特征在于，所述光束检测区能够覆盖整个所述密封环，且随着所述晶圆挂具的运动，所述密封环能够保持部分或者整体处于所述光束检测区内。
8.根据权利要求7...
【专利技术属性】
技术研发人员：程郡，徐传勇，孙文杰，
申请(专利权)人：晟盈半导体设备江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：
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