TWI447345B - 光學量測設備 - Google Patents

Description

光學量測設備

本發明是有關於一種量測設備，且特別是有關於一種非接觸式的光學量測設備。

發光二極體(light-emitting diode,LED)晶圓的加工過程是先用石蠟將晶圓固持在陶瓷載盤上，接著再對上述晶圓進行研磨和抛光製程，以使晶圓的厚度符合需求。通常，每一個陶瓷載盤上可以放置8至10片2吋晶圓或是放置3片4吋晶圓。在上述的上蠟、研磨及拋光製程，均要對每一晶圓厚度進行量測。

圖1是習知技術中利用量測儀器量測晶圓厚度的示意圖。請參照圖1，習知技術是使用電子式錶頭或千分儀等量測儀器100來量測晶圓108的厚度。量測儀器100包括旋鈕102、接觸式量測件104及顯示面板106。測試過程中，利用人工將104工件向上拉高，放開後104向下掉落於待測物上方，接觸晶圓108，利用高度差來測定厚度，此時顯示面板106會顯示出所測到之厚度。然後，再由人工記錄所測得之厚度。

上述習知量測儀器100存在如下缺陷：首先，在量測過程中，需接觸晶圓108表面。由於接觸的力道不易控制，容易敲擊薄化後之晶圓108，導致晶圓108受損或破片。此外，為確保晶圓108之厚度均勻性，對於每一片2吋晶圓需取晶圓上的5個點進行量測，而對於每一片4吋晶圓需取晶圓上的9個點進行量測。由於每一陶瓷載盤上可以放置8至10片2吋晶圓或者3片4吋晶圓，所以每一陶瓷盤需量測的次數高達數十次。由於人工量測速度慢且不連續，導致量測效率差，進而降低產能。

本發明提供一種光學量測設備，以提高量測效率並避免待測件受損。

本發明提出一種光學量測設備，其用於量測至少一個待測件 的厚度。此光學量測設備包括基座、光學量測模組、轉動件及控制模組。光學量測模組及轉動件均配置於基座上。轉動件用於承載待測件並帶動待測件轉動。控制模組配置於基座上且電性連接至光學量測模組及轉動件。控制模組適於控制光學量測模組與轉動件相對移動，使光學量測模組對準待測件，並控制轉動件轉動，以量測待測件的厚度。

在本發明的一實施例中，上述之光學量測模組包括可動式支架及光學量測件。此可動式支架配置於基座上，光學量測件配置於可動式支架上，而可動式支架適於將光學量測件移動至待測件上方。

在本發明的一實施例中，上述之光學量測模組包括有固定式支架及光學量測件。固定式支架配置於基座上，光學量測件配置於固定式支架上，而轉動件更適於移動，以將待測件移至光學量測件下方。此外，光學量測件包括一個雷射量測頭。

在本發明的一實施例中，上述之光學量測模組包括第一固定式支架、第一光學量測件、第二固定式支架及第二光學量測件。第一固定式支架配置於基座上，而第一光學量測件配置於第一固定式支架上。第二固定式支架配置於基座上，而第二光學量測件配置於第二固定式支架上。第一光學量測件與第二光學量測件相對，而轉動件更適於移動，以將待測件移至第一光學量測件與第二光學量測件之間。此外，上述之第一光學量測件及第二光學量測件例如分別包括一個雷射量測頭。

在本發明的一實施例中，上述之轉動件包括轉盤和轉軸，其中轉盤用以放置待測件，轉軸的一端樞接於基座，另一端連接轉盤，且轉軸適於移動及轉動。

在本發明的一實施例中，上述之光學量測設備更包括一個載盤。此載盤適於配置於轉動件上，並設有多個容置孔，每一容置孔用以容置一個待測件。

在本發明的一實施例中，上述之轉動件更適於移動，以調整 轉動件之一承載面與基座之間的距離。

在本發明的一實施例中，上述之轉動件包括轉盤和轉軸，其中轉盤用以放置待測件，轉軸的一端樞接於基座，另一端連接轉盤。

在本發明的一實施例中，上述之光學量測設備更包括一個載盤，適於配置於轉動件上，用以承載多個待測件。

在本發明的一實施例中，上述之載盤為陶瓷盤。

在本發明的一實施例中，上述之光學量測設備更包括自動取放裝置。此自動取放裝置包括置物架、第一機械手臂及第二機械手臂。置物架配置於轉動件旁，且置物架具有沿一個預定方向排列的多個置物層。每一置物層用於放置待測件。此置物架適於沿上述預定方向來回移動，以使這些置物層其中之一移動至位於轉動件旁的一個預設位置。第一機械手臂配置於置物架旁，且第一機械手臂適於將位於上述預設位置之置物層上的待測件移動至轉動件。第二機械手臂配置於置物架旁，且第二機械手臂適於將位於轉動件上的待測件移動至位於預設位置之置物層上。

在本發明的一實施例中，上述之控制模組包括操作板、控制電路及顯示裝置。控制電路電性連接至操作板、轉動件及光學量測模組，且控制電路適於控制轉動件及光學量測模組運作，以量測並記錄待測件的厚度。顯示裝置電性連接至控制電路，以顯示待測件的厚度。

本發明之光學量測設備因使用控制模組控制光學量測模組量測待測件的厚度，且控制模組可自動記錄量測出的厚度，所以能有效提升量測效率。此外，由於量測厚度的方式是採用非接觸式的方式，所以能避免待測物在量測的過程中受損。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖2是本發明一實施例之光學量測設備的示意圖。請參照圖2，本實施例之光學量測設備200適於用來量測至少一個待測件300的厚度。此光學量測設備200包括基座210、光學量測模組220、轉動件230及控制模組240，光學量測模組220及轉動件230均配置於基座210上。轉動件230用於承載待測件300並帶動待測件300轉動，而控制模組240配置於基座210上且電性連接至光學量測模組220及轉動件230。控制模組240適於控制光學量測模組220與轉動件230相對移動，使光學量測模組220對準待測件300，並控制轉動件230轉動，以量測待測件300的厚度。

上述之光學量測設備200中，基座210具有一個平台，而光學量測模組220、轉動件230及控制模組240是設置於此平台的承載面211上。

光學量測模組220例如包括支架221及光學量測件222，其中支架221配置於基座210上，而光學量測件222配置於支架221上。在本實施例中，光學量測件222可為雷射量測頭。支架221例如是可動式支架，其適於將光學量測件222移動至轉動件230所承載之待測件300上方。控制模組240控制支架221移動，以將光學量測件222移動至轉動件230所承載之待測件300上方，使光學量測模組220對準待測件300。而且，控制模組240還可控制轉動件230轉動，以利量測待測件300之多個位置的厚度。

在另一實施例中，支架221還可為固定式支架，而轉動件230可移動。量測時，控制模組240控制轉動件230移動至光學量測模組220下方，使光學量測模組220的光學量測件222對準待測件300，並控制轉動件230轉動，以利量測待測件300之多個位置的厚度。

上述之轉動件230例如包括轉盤232和轉軸234，其中轉盤232用以放置待測件300，轉軸234的一端樞接於基座210，另一端連接轉盤232。轉軸234適於轉動以帶動轉盤232轉動。此外，在一實施例中，轉軸234可沿平行於基座210的承載面211之方 向微幅移動，以調整待測件300與光學量測件222之間的相對位置。另外，在一實施例中，轉軸234可朝遠離或接近基座210的承載面211之方向移動(即沿圖2之上下方向移動)，以調整轉動件230之一承載面231與基座210之間的距離，進而使待測件300與光學量測件222之間保持適當的距離。

上述之控制模組240例如包括操作板241、控制電路(未繪示)及顯示裝置242。控制電路電性連接至操作板241、轉動件230及光學量測模組220，且控制電路適於控制轉動件230及光學量測模組220運作，以量測並記錄待測件300的厚度。操作板241為用戶操作介面，其可設有操作鍵。量測人員可透過操作板241控制控制模組240進行量測工作。顯示裝置242可顯示所量測出的待測件300的厚度。

使用本實施例之光學量測設備200來量測待測件300的厚度時，只需將待測件300放置於轉動件230上，然後透過操作板241啟動控制模組240進行量測工作。接著，控制模組240就會自行控制光學量測模組220對準待測件300，並控制光學量測件222量測待測件300的厚度。此外，控制模組240會自動記錄所測得的待測件300的厚度，且顯示裝置242會顯示所測得的待測件300的厚度。

本實施例之光學量測設備200因使用控制模組240控制光學量測模組220量測待測件300的厚度，且控制模組240可自動記錄所測得的厚度，所以能有效提升量測效率。此外，由於量測厚度的方式是採用非接觸式的方式，所以能避免待測物300在量測的過程中受損。另外，量測時，控制模組240可控制轉動件230轉動，以使光學量測件222能隨著待測件300的轉動而連續量測待測件300之不同位置的厚度。而且，因為轉動件230與光學量測件222之間的相對位置可以微調，所以能量測待測件300之任一位置的厚度。

值得一提的是，為了進一步提升量測效率，光學量測設備200 可進一步包括一個載盤260(如圖3所示)，此載盤260設於轉動件230上，且可用以承載一個或多個待測件300。當轉動件230帶動載盤260轉動時，光學量測設備200可量測載盤260上的這些待測件300的厚度，所以能大幅提升量測效率。

圖4繪示為本發明另一實施例之光學量測設備的示意圖，而圖5是從圖4中方向A觀看的自動取放裝置與轉動件的示意圖。請參照圖4與圖5，本實施例之光學量測設備200’與圖2之光學量測設備200的主要區別在於光學量測設備200’更包括自動取放裝置250。此自動取放裝置250是用以將多個待測件300依序放至轉動件230上。

此自動取放裝置250包括置物架251、第一機械手臂253及第二機械手臂254。置物架251配置於轉動件230旁，且置物架251具有沿一個預定方向D(如圖4中上下方向)排列的多個置物層252，而每一置物層252用於放置一個待測件300。此置物架251適於沿上述預定方向D來回移動，以使這些置物層252其中之一移動至位於轉動件230旁的一個預設位置。位於預設位置的置物層252大約是與轉動件230之轉盤232位於同一高度。第一機械手臂253配置於置物架251旁，且第一機械手臂253適於將位於上述預設位置之置物層252上的待測件300移動至轉動件230，以便對此置物層252上的待測件300進行量測。在圖5中，第一機械手臂253例如是將位於預設位置之置物層252上的待測件300朝向左方移動至轉動件230上。

此外，第二機械手臂254配置於置物架251旁，且第二機械手臂254適於將位於轉動件230上的待測件300移動至位於預設位置之置物層252上。也就是說，當量測完後，第二機械手臂254可用於將位於轉動件230上的待測件300向圖5之右方移動至位於預設位置之置物層252上，以利進行下一個待測件300的量測。

在本實施例中，置物架251可沿預定方向D來回移動，以依序將每一置物層252移動至預設位置，而第一機械手臂253可用 以將位於預設位置之置物層252上的待測件300移至轉動件230上，且第二機械手臂254可用以將量測完後的待測件300移回位於預設位置之置物層252上。換言之，本實施例之光學量測設備200可自動量測完置物架251上的多個待測件300，所以能進一步提升量測效率。在本實施例中，分別使用第一機械手臂253與第二機械手臂254將待測件300移動至轉動件230以及置物層252。然，本技術領域中具有通常知識者，可以理解在不同實施例中，亦可以使用其他傳動機具或僅使用一機器手臂達到第一機械手臂253與第二機械手臂254之功能。

需注意的是，在另一實施例中，上述之每一置物層252可用以放置圖3所示之載盤260，而每一載盤260上可承載一個或多個待測件300。第一機械手臂253則用以將位於預設位置之置物層252上的載盤260移至轉動件230上，而第二機械手臂254則用以將轉動件230上的載盤260移回位於預設位置之置物層252上。

圖6繪示為本發明又一實施例之光學量測設備之示意圖。請參照圖6，本實施例之光學量測設備200”與圖2之光學量測設備200的主要區別在於光學量測模組之結構不同。

光學量測設備200”的光學量測模組220”例如包括第一固定式支架223、第一光學量測件224、第二固定式支架225及第二光學量測件226。第一固定式支架223配置於基座210上，第一光學量測件224配置於第一固定式支架223上。第二固定式支架225配置於基座210上，第二光學量測件226配置於第二固定式支架225上，且第一光學量測件224與第二光學量測件226相對。此外，轉動件230除了能轉動外還能移動，以將待測件300移至第一光學量測件224與第二光學量測件226之間。在本實施例中，第一光學量測件224及第二光學量測件226例如分別包括一個雷射量測頭。

本實施例中，用於承載待測件300之承載面231的面積例如是小於待測件300之底面302的面積，以使部分待測件300能位 於轉盤232外，進而讓第一光學量測件224與第二光學量測件226都能量測到待測件300的厚度。

本實施例之光學量測設備200”除了與圖2之光學量測設備200具有相似的優點外，光學量測設備200”因具有兩個光學量測件(即第一光學量測件224與第二光學量測件226)，所以能更精確地測出待測件300的厚度。而且，即使待測件300有翹曲的情形，本實施例之光學量測設備200”仍可精確測出待測件300的厚度。

值得一提的是，為了進一步提升量測效率，光學量測設備200”可進一步包括一個載盤260”(如圖7所示)。此載盤260”設於轉動件230上，且可用以承載一個或多個待測件300。轉盤260”具有多個貫孔261，每一待測件300(圖7未繪示)例如是放置於一個貫孔261處，以使第一光學量測件224能通過貫孔261而量測待測件300的厚度。此外，前述實施例所述之自動取放裝置250亦可應用於本實施例之光學量測設備200”，以提升量測效率。

綜上所述，本發明之光學量測設備至少具有下列優點：

1.本發明之光學量測設備中，因控制模組可控制光學量測模組及轉動件運作，以進行量測工作，且可自動記錄測得的數據，所以能有效提升量測精準度及量測效率。

2.由於本發明之量測模組是採用非接觸的量測方式，所以能避免習知採用接觸式量測的方式容易損壞待測件的風險。

3.在一實施例中，增設自動取放裝置可進一步提升量測效率。

4.在一實施例中，使用載盤來承載多個待測件可進一步提升量測效率。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧電子量測儀器

102‧‧‧旋鈕

104‧‧‧接觸式量測件

106‧‧‧顯示面板

108‧‧‧待測晶圓

200、200’、200”‧‧‧光學量測設備

210‧‧‧基座

211‧‧‧承載面

220、220”‧‧‧光學量測模組

221‧‧‧支架

222‧‧‧光學量測件

223‧‧‧第一固定式支架

224‧‧‧第一光學量測件

225‧‧‧第二固定式支架

226‧‧‧第二光學量測件

230‧‧‧轉動件

231‧‧‧承載面

232‧‧‧轉盤

234‧‧‧轉軸

240‧‧‧控制模組

241‧‧‧操作板

242‧‧‧顯示裝置

250‧‧‧自動取放裝置

251‧‧‧置物架

252‧‧‧置物層

253‧‧‧第一機械手臂

254‧‧‧第二機械手臂

260、260”‧‧‧載盤

261‧‧‧貫孔

300‧‧‧待測件

302‧‧‧待測件之底面

A‧‧‧方向

D‧‧‧預定方向

圖1是習知技術中利用量測儀器量測晶圓厚度的示意圖。

圖2是本發明一實施例之光學量測設備的示意圖。

圖3是本發明一實施例之光學量測設備的載盤的示意圖。

圖4繪示為本發明另一實施例之光學量測設備的示意圖。

圖5是從圖4中方向A觀看的自動取放裝置與轉動件的側視示意圖。

圖6繪示為本發明又一實施例之光學量測設備之示意圖。

圖7是本發明另一實施例之光學量測設備的載盤的示意圖。

200‧‧‧光學量測設備

210‧‧‧基座

211‧‧‧承載面

220‧‧‧光學量測模組

221‧‧‧支架

222‧‧‧光學量測件

230‧‧‧轉動件

231‧‧‧承載面

232‧‧‧轉盤

234‧‧‧轉軸

240‧‧‧控制模組

241‧‧‧操作板

242‧‧‧顯示裝置

300‧‧‧待測件

Claims (5)

1. 一種光學量測設備，用於量測至少一待測件的厚度，該光學量測設備包括：一基座；一光學量測模組，配置於該基座上，且該光學量測模組包括：一第一固定式支架，配置於該基座上；一第一光學量測件，配置於該第一固定式支架上；一第二固定式支架，配置於該基座上；一第二光學量測件，配置於該第二固定式支架上，且該第一光學量測件與該第二光學量測件相對，而該轉動件更適於移動，以將該待測件移至該第一光學量測件與該第二光學量測件之間；一轉動件，配置於該基座上，該轉動件用於承載該待測件，並帶動該待測件轉動；以及一控制模組，配置於該基座上，且電性連接至該光學量測模組及該轉動件，該控制模組適於控制該光學量測模組與該轉動件相對移動，使該光學量測模組對準該待測件，並控制該轉動件轉動，以量測該待測件的該厚度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學量測設備，其中該第一光學量測件及第二光學量測件分別包括一雷射量測頭。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光學量測設備，其中該轉動件包括：一轉盤，用以放置該待測件；以及一轉軸，一端樞接於該基座，另一端連接該轉盤，且該轉軸適於移動及轉動。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光學量測設備，更包括：一載盤，適於配置於該轉動件上，該載盤設有多個容置孔，每一容置孔用以容置該待測件。
5. 如申請專利範圍第4項所述之光學量測設備，其中該載盤為一陶瓷盤。