晶圆盒内晶圆摆放状态的检测方法及检测系统与流程

1.本发明涉及晶圆检测设备技术领域，尤其涉及一种晶圆盒内晶圆摆放状态的检测方法及检测系统。


背景技术：

2.晶圆封测厂内，传统的晶圆状态检测方法是，晶圆由机械手臂放置于晶圆盒内，上盖后需由检测人员目检晶圆盒内摆放的晶圆数量和位置是否符合规定，同时检测晶圆是否有破片、叠片的情况发生。
3.但，上述人工检测的方法检测效率低，容易出现漏检、错检的情况；尤其是针对一些半透明的晶圆盒，需要将光线强度增大，才可能看清晶圆盒里晶圆的摆放状态，而长期在强光下进行检测可能对人眼造成视觉损害；另外，针对不透明的晶圆盒无法实现人工检测。


技术实现要素：

4.有鉴于此，有必要提供一种能够快速有效检测晶圆盒内晶圆的摆放状态是否符合要求的检测方法。
5.另，本发明还提供一种用于执行上述晶圆盒内晶圆摆放状态检测方法的检测系统。
6.本发明提供一种晶圆盒内晶圆摆放状态的检测方法，包括以下步骤：
7.提供一晶圆盒，所述晶圆盒包括多个并排排列的存储位，每一所述存储位用于存储晶圆；
8.朝向所述晶圆盒发射光线，使所述光线穿过所述存储位和所述晶圆之间的间隙；
9.采集所述光线穿过所述间隙后形成的光信号并获得图像；
10.对所述图像进行特征信息提取；以及
11.将所述特征信息与预设模型的特征信息进行比对，并根据比对结果判断所述图像与所述预设模型是否一致，进而确定所述晶圆盒内晶圆的摆放状态是否合格。
12.进一步，所述特征信息包括每一存储位内晶圆的数量。
13.进一步，所述预设模型通过计算机视觉模型训练或ai深度学习模型训练得到。
14.本发明还提供一种晶圆盒内晶圆摆放状态的检测系统，包括：
15.晶圆盒，包括多个并排排列的存储位，每一所述存储位用于存储晶圆；
16.光源模块，设置于所述存储位的一端，所述光源模块用于朝向所述晶圆盒发出光线，使所述光线穿过所述存储位与所述晶圆之间的间隙；
17.图像采集模块，设置于所述存储位远离所述光源模块的一侧，所述图像采集模块用于采集所述光线穿过所述间隙后形成的光信号并获得图像；
18.识别模块，用于接收所述图像，并对所述图像进行特征信息提取；
19.判断模块，用于将所述特征信息与预设模型的特征信息进行比对，并根据比对结果判断所述图像与所述预设模型是否一致，进而确定所述晶圆盒内晶圆的摆放状态是否合
格。
20.进一步，所述特征信息包括每一存储位内晶圆的数量。
21.进一步，所述预设模型通过计算机视觉模型训练或ai深度学习模型训练得到。
22.进一步，所述晶圆盒包括外壳、设置于所述外壳内的多个平行设置的隔板及设置于所述外壳一端的盒盖，相邻两所述隔板之间构成一个所述存储位。
23.进一步，所述外壳为部分透明材质或不透明材质，所述盒盖为部分透明材质或不透明材质。
24.进一步，所述图像采集模块包括至少一图像采集器。
25.进一步，所述光源模块包括至少一光源，所有所述光源发出的所述光线覆盖所有所述存储位。
26.相较于现有技术，本发明提供的晶圆盒内晶圆摆放状态检测方法能够实现自动晶圆摆放状态的检测，检测简单，便于操作，检测过程方便快捷；避免人工错检、漏检以及人工无法检测等现象，提升产品良率；避免光线对人眼造成伤害，同时降低人工成本；尤其是针对不透明的晶圆盒能够实现有效的检测。
附图说明
27.图1是本发明一实施方式提供的一种晶圆状态检测方法的流程图。
28.图2是本发明一实施方式提供的一种晶圆状态检测系统的功能框图。
29.图3是本发明一实施方式提供的一种晶圆状态检测系统的结构示意图。
30.图4是本发明另一实施方式提供的一种晶圆状态检测系统的结构示意图。
31.主要元件符号说明
32.晶圆盒内晶圆摆放状态的检测系统100晶圆盒1存储位11外壳12隔板13盒盖14开口15锁紧装置16卡榫17晶圆2光源模块3光源31图像采集模块4识别模块5判断模块6控制主机7光线a间隙b
33.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
36.以下所描述的系统实施方式仅仅是示意性的，所述模块或电路的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由同一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
37.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
38.请参阅图1，本发明实施例提供的一种晶圆盒内晶圆摆放状态检测方法，具体包括以下步骤：步骤s1，请一并参阅图2与图3，提供一晶圆盒1，所述晶圆盒1包括多个并排排列的存储位11，每一所述存储位11用于存储晶圆2。所述晶圆盒1包括外壳12、设置于所述外壳12内的多个平行设置的隔板13、设于所述外壳12一端的盒盖14。相邻两所述隔板13之间构成一个所述存储位11。所述盒盖14所在的平面垂直所述隔板13，所述存储位11朝向所述盒盖14的一侧设有一开口15，所述晶圆2由所述开口15放入所述存储位11内。
39.一实施方式中，所述盒盖14一侧边转动设置于所述外壳12的侧壁上，所述盒盖14与所述外壳12通过锁紧装置16实现锁定和解锁。
40.请参阅图4，一实施方式中，所述晶圆盒1还包括设于所述盒盖14内侧与所述隔板13一一对应的卡榫17，相邻两所述卡榫17之间的距离大致等于所述晶圆2的厚度，所述晶圆2被卡在相邻两所述卡榫17之间，所述卡榫17用于将所述存储位11内的所述晶圆2固定住，避免所述晶圆2在所述存储位11内晃动。
41.一实施方式中，所述盒盖14设于所述外壳12的顶部，所述开口15朝上设置，此时方便所述晶圆2的摆放，而且不会在移动所述晶圆盒1的时候出现所述晶圆2意外脱出的现象。
42.一实施方式中，每一所述存储位11内摆放一所述晶圆2，这样能够避免所述晶圆2叠在一起，造成损伤，同时方便所述晶圆2的后续检测。但，在机械手进行摆片操作时，难免会出现叠片的情况，因此，本发明的所述检测方法也能准确判断出同一所述存储位11内是否有叠片的情况。且构成所述存储位11的两所述隔板13与所述晶圆2之间会存在间隙b，这
样方便光线能够穿过所述晶圆盒1。
43.一实施方式中，所述外壳12可以是透明材质、半透明材质或不透明材质，所述盒盖14可以是透明材质、半透明材质或不透明材质。针对不透明的所述外壳12和所述盒盖14可以选择特殊波段的光线(如红外线)对所述晶圆盒1进行照射，使位于所述晶圆盒1内部的所述晶圆2和所述存储位11能够成像。采用所述检测方法，能够实现自动高效检测，避免人工错检、漏检，提升产品良率，避免光线对人眼造成伤害，同时降低人工成本。尤其针对不透明的所述外壳12所述盒盖14该检测方法弥补了因肉眼无法看到而无法人工检测的缺陷。
44.所述外壳12的材质可以是塑料，也可以是玻璃，所述盒盖14的材质可以是塑料，也可以是玻璃。一实施方式中，所述外壳12和所述盒盖14的材质均是塑料，所述卡榫17的材质是塑料或其他弹性材料，当所述卡榫17受到挤压时会发生变形。
45.步骤s2，朝向所述晶圆盒1发射光线a，使所述光线a穿过所述存储位11和所述晶圆2之间的所述间隙b，也就是所述隔板13与所述晶圆2之间的所述间隙b。
46.一实施方式中，采用一光源模块3发出所述光线a，所述光源模块3位于所述晶圆盒1的底部，此时，所述晶圆2垂直所述光源模块3设置，所述光源模块3发出的所述光线a大致平行所述晶圆2所在的平面。将所述晶圆盒1放置于所述光源模块3的合适位置，打开所述光源模块3，所述光线a遇到所述晶圆2后被所述晶圆2遮挡，其他部分的所述光线a穿过所述隔板13和所述晶圆2之间的间隙b，使所述晶圆2能够成像，同时调整所述光源模块3的光强度及色温等使所述晶圆盒1内部的所述晶圆2能清楚成像。
47.一实施方式中，所述光源模块3采用led灯条，在所述晶圆盒1的底部均匀排列设置多条所述led灯条，能够将整个所述晶圆盒1照亮，避免出现暗区。
48.步骤s3，采集所述光线a穿过所述间隙b后形成的光信号并获得图像。
49.一实施方式中，通过一图像采集模块4进行所述图像的采集，所述图像采集模块4设于所述晶圆盒1远离所述光源模块3的一侧。
50.所述图像采集模块4包括至少一图像采集器，通过沿所述光线a的传输方向设置至少一所述图像采集器，来采集所述晶圆盒1的所述图像。具体地，本实施方式中，为了得到所述晶圆盒1不同角度的所述图像，可以在所述晶圆盒1的顶部不同的位置设置多个所述图像采集器，便于得到所述晶圆盒1内的不同位置的所述存储位11和所述晶圆2的图像，以及同一位置的所述晶圆2的不同角度的图像。
51.所述图像采集器包括但不限于一般光学相机或ccd相机，只要相机拍摄出的影像能清楚呈现所述晶圆盒1内部的所述存储位11和所述晶圆2的光影图像皆可。
52.一实施方式中，所述图像采集器为ccd相机，通过在所述晶圆盒1的顶部的不同位置设置多个ccd相机，可以采集到所述晶圆盒1内不同位置的所述存储位11和所述晶圆2清晰的图像，便于后续特征提取和比对判断。
53.步骤s4，对所述图像进行特征信息提取。
54.一实施方式中，通过一识别模块5进行所述特征信息的提取过程，所述识别模块5与所述图像采集模块4信号连接，用于接收所述图像采集模块4传输的所述图像。
55.所述识别模块5接收到所述图像，将不同位置角度的所述图像进行排列组合，再提取每一所述图像的相应特征信息。
56.一实施方式中，特征信息包括每一存储位11内晶圆2的数量。其中所述每一存储位
11内晶圆2的数量可以通过所述图像反应出来，是指从每一所述存储位11内放置的所述晶圆2的数量，所述图像中包含了所述存储位11清晰的图像，所述卡榫17清晰的图像和所述晶圆2清晰的图像，通过计算每个所述存储位11相邻的两所述卡榫17之间卡住的所述晶圆2的个数便可得到所述每一存储位11内晶圆2的数量这一特征信息。
57.步骤s5，将所述特征信息与预设模型的特征信息进行比对，并根据比对结果判断所述图像与所述预设模型是否一致，进而确定所述晶圆盒内晶圆的摆放状态是否合格。
58.一实施方式中，通过一判断模块6执行上述判断过程，所述判断模块6与所述识别模块5信号连接，用于接收所述识别模块5传输的所述特征信息，并将所述特征信息与预设模型的特征信息进行比对，并根据比对结果判断所述图像与所述预设模型是否一致，进而确定所述晶圆盒1内晶圆2的摆放状态是否合格。
59.针对所述每一存储位11内的晶圆2的数量这一特征信息，当某一所述存储位11对应的相邻两所述卡榫17之间的所述晶圆2的数量为0时，则判断此所述存储位11缺片或晶圆2出现破损；当某一所述存储位11对应的相邻两所述卡榫17之间的所述晶圆2的数量大于1时，则判断此所述存储位11出现叠片，可以理解的是，当一个存储位11内的晶圆2出现叠片时，由于卡榫17为塑料材质或其他弹性材料，卡榫17便会被挤压发生变形，当所述图像上的所述卡榫17的图像出现挤压变形的情况时，可以判断此时存储位11内出现叠片的现象；只有当每一所述存储位11对应的相邻两所述卡榫17之间的所述晶圆2的数量均为1时，才能判断所述每一存储位11内的晶圆2的数量这一特征信息与预设模型的相应特征信息是一致的。
60.因此，通过上述特征信息的判断，最终只有当所述特征信息符合所述预设模型的相应特征信息时，才能判断所述晶圆盒1内的所述晶圆2的摆放状态是合格的。
61.具体地，所述预设模型是通过计算机视觉模型训练或ai深度学习模型训练得到。
62.首先是建立所述预设模型，将采集到的大量所述图像进行排列组合以及特征提取，并得出符合控制要求的所述特征信息建立模型。
63.再将待检测的所述晶圆盒1于建立所述预设模型时的检测环境相同的条件下进行检测。
64.将检测结果与预设模型进行比对，通过所述判断模块6对提取的所述特征信息与所述预设模型相应的所述特征信息进行比对。符合预设模型的所有相应特征信息的所述晶圆盒1内的晶圆2的摆放状态是合格的，针对不符合所述预设模型的相应特征信息，处理系统会自动在对应的所述图像上进行标注。
65.后续可以根据所述图像上的标注对所述晶圆盒1内的晶圆2的摆放状态进行改善，如在所述存储位11内有叠片现象、所述晶圆2有破损现象的可以剔除相应的晶圆2，有所述存储位11内缺片现象的，进行补片。通过上述检测方法，能够准确得出需要改善的位点，提升了检测效率的同时提升了产品良率。
66.请参阅图2与图3所示，为本发明实施例提供一种晶圆盒内晶圆摆放状态的检测系统100，包括光源模块3、设于所述光源模块3的出光侧的图像采集模块4、与所述图像采集模块4信号连接的识别模块5和与所述识别模块5信号连接的判断模块6，所述识别模块5与所述判断模块6集成与一控制主机7内。
67.需要检测装有所述晶圆2的所述晶圆盒1时，只需要将所述晶圆盒1摆放在所述光
源模块3的出光侧，所述光源模块3朝向所述晶圆盒1发出所述光线a，使所述光线a大致平行所述晶圆2的表面，同时所述光线a能够穿过所述隔板13和所述晶圆2之间的间隙b。
68.所述光源模块3包括至少一光源31，通过在所述存储位11的相应位置设置所述光源31，使所有所述光源31发出的所述光线a能够覆盖所有所述存储位11，同时使所述光线a平行所述晶圆2的表面，这样便可照亮所述晶圆盒1内的所有所述存储位11和所述晶圆2。
69.所述光源31可以通过调整光强度及色温等使不透明的所述晶圆盒1的内部所述存储位11和所述晶圆2能清楚成像。
70.所述光源31包括但不限于灯板、灯条，只要能照射不透明的所述晶圆盒1时使内部影像清晰呈现的任何适合的波段、色温、光线强度的光源都可以。
71.一实施方式中，所述光源31为led灯条或led灯板。
72.一实施方式中，将所述led灯条或所述led灯板安装在所述晶圆盒1的底部，所述光源31发出的所述光线a沿垂直方向向上射出，照射到所述晶圆2上的光线a被所述晶圆2挡住，其余所述光线a能够穿过所述隔板13和所述晶圆2之间的间隙b，这样便可以使每一片所述晶圆2能够形成清晰的图像。
73.所述图像采集模块4用于采集所述光线穿过所述间隙b后形成的光信号，得到所述图像。所述图像包含所述存储位11、所述卡榫17和所述晶圆2的图像信息，通过所述图像可以看出所述存储位11和所述卡榫17的分布状态，存储位11内是否有晶圆2，相邻两所述卡榫17之间是否只有一片所述晶圆2，通过所述图像还可以看出所述晶圆2的分布状态，晶圆2是否被卡在所述存储位11对应的相邻两所述卡榫17之间，同一存储位11内是否有叠片现象，也就是相邻两所述卡榫17之间是否存在多片晶圆2，所述卡榫17是否发生挤压变形的情况，以及晶圆2是否有破损现象等等。
74.所述图像采集模块4包括至少一图像采集器，通过沿所述光线a的传输方向设置所述图像采集器，来采集所述晶圆盒1的图像。
75.所述图像采集器(所述图像采集模块4)可以是多个，通过在所述晶圆盒1的相应位置设置所述图像采集器，可以拍摄到所述存储位11和所述晶圆2的不同角度的图像。
76.一实施方式中，所述图像采集器(所述图像采集模块4)包括但不限于一般光学相机或ccd相机，只要相机拍摄出的影像能清楚呈现所述晶圆盒1内部所述存储位11和所述晶圆2的光影图像皆可。
77.所述识别模块5用于接收所述图像采集模块4传输的所述图像，并将所述图像进行特征信息提取。
78.所述图像采集模块4采集到很多所述晶圆盒1内部的所述存储位11和所述晶圆2的图像，将不同位置角度的所述图像进行排列组合，再提取每一所述图像的相应特征信息。
79.一实施方式中，所述特征信息包括每一存储位11内晶圆2的数量，具体的含义同上所述。
80.所述判断模块6用于将所述特征信息与预设模型的特征信息进行比对，并根据比对结果判断所述图像与所述预设模型是否一致，进而确定所述晶圆盒1内的晶圆2的摆放状态是否合格。
81.所述预设模型是预先通过计算机视觉模型训练或ai深度学习模型训练得到。将采集到的大量所述图像进行排列组合以及特征提取，并得出符合控制要求的所述特征信息建
立模型，后续检测过程中，只需要将待检测的所述晶圆盒1放置在所述光源模块3上，通过所述图像采集模块4采集图像，便可以通过所述判断模块6对所述图像中包含的所述特征信息与所述预设模型相应的所述特征信息进行比对。符合预设模型的所有相应特征信息的所述晶圆盒1内的晶圆2的摆放状态是合格的，针对不符合所述预设模型的相应特征信息，处理系统会自动在对应的所述图像上进行标注，后续可以根据相应的所述图像上的标注进行改善，如在所述存储位11内有叠片现象、所述晶圆2有破损现象的可以剔除相应的晶圆2，有所述存储位11内缺片现象的，进行补片。通过上述检测方法，能够准确得出需要改善的位点，提升了检测效率的同时提升了产品良率。
82.一实施方式中，所述识别模块5与所述判断模块6集成于一控制主机7内，通过在所述控制主机7内进行图像显示、进行特征提取和判断过程，并显示判断结果。
83.通过所述晶圆盒内晶圆摆放状态的检测系统100，可以实现快速、有效、自动晶圆2的状态检测，避免人工错检、漏检、无法检测等问题，提升产品良率，避免光线对人眼造成伤害，同时降低人工成本。
84.相较于现有技术，本发明提供的晶圆盒内晶圆摆放状态的检测方法能够实现自动晶圆摆放状态的检测，检测简单，便于操作，检测过程方便快捷；避免人工错检、漏检以及人工无法检测等现象，提升产品良率；避免光线对人眼造成伤害，同时降低人工成本；尤其是针对不透明的晶圆盒能够实现有效的检测。
85.另外，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。