一种碳化硅单晶衬底片专用的外观自动分选装置的制作方法

本发明涉及第三代半导体材料制造，具体涉及一种碳化硅单晶衬底片专用的外观自动分选装置。

背景技术：

1、碳化硅单晶衬底片在切、磨、抛加工和清洗过程中需对晶片进行外观挑选，并将碳化硅晶片按不同类型的缺陷进行分类存放，缺陷不同类型如下：裂纹、崩边、划痕、相变、多晶、六方空洞、微管、杂质、包裹体、污染物。

2、现有aoi技术由于是通用视觉技术，对碳化硅单晶衬底晶片特有的缺陷很难分辨，具有局限性完不成自动分选功能；现有通用aoi摄像头的数量、精度等级和效率很难同时满足碳化硅晶片分辨技术要求和产业化的综合需求，而靠人分选效率低且常常会因不同原因出现漏判和误判。

3、此外，靠昂贵的进口仪器（美国kla产8520表面缺陷检测系统）进行抽测或全测（终检），成本居高且无效率，不适宜产业化大规模生产。

4、由于碳化硅单晶莫氏硬度很高（9.2—9.4接近金刚石硬度10.0）加工很难，加工成本很高，在产线中尽早对有外观缺陷的晶片剔除，避免后续加工无效浪费十分重要，因此，急需开发一种碳化硅单晶衬底片专用的外观自动分选设备。

技术实现思路

1、本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供了一种碳化硅单晶衬底片专用的外观自动分选装置。

2、本发明的技术方案是：一种碳化硅单晶衬底片专用的外观自动分选装置，包括大支架，所述大支架上设有晶片卡塞盒、晶片分类存放卡塞盒、检测平台、无影光源、强光源、扫码装置、测厚装置、检测组件和扫描运动机构，所述检测平台固定在大支架的中部，所述扫描运动机构和检测组件前后并排设置在检测平台上，所述无影光源和强光源安装在检测平台后部、所述扫码装置和测厚装置均安装在检测平台上，二者分别位于扫描运动机构的左右两侧；所述晶片卡塞盒和晶片分类存放卡塞盒均固定在大支架上，二者分别位于检测平台的左右两侧，且二者与检测平台之间均设有转运组件。

3、优选的，所述晶片卡塞盒和晶片分类存放卡塞盒均设有多个，且在平面上均呈圆弧形排布。

4、优选的，所述转运组件包括晶片升降组件、旋转组件和直线导轨臂组件，所述晶片升降组件竖向固定在大支架上，所述旋转组件竖向安装在晶片升降组件的输出端上，所述直线导轨臂组件的基体安装在旋转组件的输出端上，其输出端设有水平的晶片吸盘；所述晶片吸盘上设有真空吸孔。

5、优选的，所述扫码装置通过扫码支架安装在检测平台上。

6、优选的，所述测厚装置包括厚度检测头、连杆和厚度检测组件支架，所述厚度检测组件支架固定在检测平台上，所述厚度检测头竖直向下，其通过连杆与厚度检测组件支架相连。

7、优选的，所述扫描运动机构包括纵向移动组件、横向移动组件和检测支架，所述纵向移动组件纵向固定在检测平台上，所述横向移动组件横向固定在纵向移动组件的输出端上，所述检测支架包括检测支架臂，所述检测支架臂纵向设置，其前端固定在横向移动组件的输出端上，后端设有环形架；所述环形架上呈圆周阵列设有多个真空吸嘴。

8、优选的，所述检测组件包括上无影光源、下无影光源、强光源、左相机和右相机，所述上无影光源和下无影光源均为环形，二者上下对称设置，且二者分别连接有光源升降组件；所述强光源安装在检测平台上，其倾斜向上设置，且其镜头位于上无影光源和下无影光源之间；所述左相机和右相机分别通过l形支架连接有伺服电机，两个所述伺服电机分别固定安装在检测平台的左右两侧。

9、本发明与现有技术相比较，具有以下优点：

10、本装置可对晶片的各缺陷项进行光源场自行配组（光源远近、强度、相机角度等）充分暴露缺陷项缺陷而进行自动外观挑选，通过智能视觉系统将碳化硅晶片的宏观缺陷按不同类型的缺陷进行分类存放；本装置代替人工，可使产线人工卡点实现自动化连接，如产品条码的自动辨认，多点厚度自动测量，良品与缺陷的分类统计和存放，晶片检测到的所有数据自动进入到产线管理系统中去，对产线自动化智能化管理有重要意义，对产品实现高品质低成本的产出有重要意义。

技术特征：

1.一种碳化硅单晶衬底片专用的外观自动分选装置，包括大支架，其特征在于：所述大支架上设有晶片卡塞盒、晶片分类存放卡塞盒、检测平台、无影光源、强光源、扫码装置、测厚装置、检测组件和扫描运动机构，所述检测平台固定在大支架的中部，所述扫描运动机构和检测组件前后并排设置在检测平台上，所述扫码装置和测厚装置均安装在检测平台上，二者分别位于扫描运动机构的左右两侧，所述无影光源和强光源安装在检测平台后部；所述晶片卡塞盒和晶片分类存放卡塞盒均固定在大支架上，二者分别位于检测平台的左右两侧，且二者与检测平台之间均设有转运组件。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅单晶衬底片专用的外观自动分选装置，其特征在于：所述晶片卡塞盒和晶片分类存放卡塞盒均设有多个，且在平面上均呈圆弧形排布。

3.根据权利要求2所述的一种碳化硅单晶衬底片专用的外观自动分选装置，其特征在于：所述转运组件包括晶片升降组件、旋转组件和直线导轨臂组件，所述晶片升降组件竖向固定在大支架上，所述旋转组件竖向安装在晶片升降组件的输出端上，所述直线导轨臂组件的基体安装在旋转组件的输出端上，其输出端设有水平的晶片吸盘；所述晶片吸盘上设有真空吸孔。

4.根据权利要求1所述的一种碳化硅单晶衬底片专用的外观自动分选装置，其特征在于：所述扫码装置通过扫码支架安装在检测平台上。

5.根据权利要求1所述的一种碳化硅单晶衬底片专用的外观自动分选装置，其特征在于：所述测厚装置包括厚度检测头、连杆和厚度检测组件支架，所述厚度检测组件支架固定在检测平台上，所述厚度检测头竖直向下，其通过连杆与厚度检测组件支架相连。

6.根据权利要求1所述的一种碳化硅单晶衬底片专用的外观自动分选装置，其特征在于：所述扫描运动机构包括纵向移动组件、横向移动组件和检测支架，所述纵向移动组件纵向固定在检测平台上，所述横向移动组件横向固定在纵向移动组件的输出端上，所述检测支架包括检测支架臂，所述检测支架臂纵向设置，其前端固定在横向移动组件的输出端上，后端设有环形架；所述环形架上呈圆周阵列设有多个真空吸嘴。

7.根据权利要求1所述的一种碳化硅单晶衬底片专用的外观自动分选装置，其特征在于：所述检测组件包括上无影光源、下无影光源、强光源、左相机和右相机，所述上无影光源和下无影光源均为环形，二者上下对称设置，且二者分别连接有光源升降组件；所述强光源安装在检测平台上，其倾斜向上设置，且其镜头位于上无影光源和下无影光源之间；所述左相机和右相机分别通过l形支架连接有伺服电机，两个所述伺服电机分别固定安装在检测平台的左右两侧。

技术总结本发明公开了一种碳化硅单晶衬底片专用的外观自动分选装置，涉及第三代半导体材料制造技术领域，包括大支架，大支架上设有晶片卡塞盒、晶片分类存放卡塞盒、检测平台、无影光源、强光源、扫码装置、测厚装置、检测组件和扫描运动机构，检测平台固定在大支架的中部，扫描运动机构和检测组件前后并排设置在检测平台上，扫码装置和测厚装置均安装在检测平台上，二者分别位于扫描运动机构的左右两侧，所述无影光源和强光源安装在检测平台后部；晶片卡塞盒和晶片分类存放卡塞盒均固定在大支架上，二者分别位于检测平台的左右两侧，并且二者与检测平台之间均设有转运组件；本装置可对晶片进行自动外观挑选，通过智能视觉系统将碳化硅晶片的宏观缺陷按不同类型的缺陷进行分类存放。技术研发人员：黄禹宁,张轩,于绍展,时远程,王锡铭,蔡立志受保护的技术使用者：山东粤海金半导体科技有限公司技术研发日：20231218技术公布日：2024/7/23