一种划片机回转轴中心位置调整方法、装置及划片机

摘要

本发明提供一种划片机回转轴中心位置调整方法、装置及划片机，其中，该方法包括：获取划片机CCD镜头几何中心点与所述划片机工作台上一特征点重合后，该镜头几何中心点在一坐标系中Y轴上的第一坐标参数以及工作台几何中心点在X轴上的第二坐标参数；获取在工作台绕所述工作台几何中心点沿一预设方向旋转一预设角度后该镜头几何中心点与所述特征点再次重合后，该镜头几何中心点在Y轴上的第三坐标参数以及所述工作台几何中心点在X轴上的第四坐标参数；根据该第一坐标参数、该第二坐标参数、该第三坐标参数、该第四坐标参数，获取该X轴与所述Y轴的交点坐标参数；根据该交点坐标参数，控制该镜头几何中心点、该工作台几何中心点与该交点重合。

说明书

技术领域

本发明涉及机械设计及制造领域，特别是涉及一种划片机回转轴中心位置 调整方法、装置及划片机。

背景技术

划片机广泛应用于半导体切割领域，它的工作台几何中心与CCD镜头几 何中心重合时的位置直接决定着划片机切割刀的划切位置，其精度的高低决定 了切割道X行进步距和划切街区的偏差多少。

作为一种高精尖的高速精密设备，普通的划片机中一般采用第三方的测量 工具来测定工作台几何中心与CCD镜头的几何中心，来调整其回转轴中心位 置。由于引入了第三方的测量工具，就不可避免的添加其他不确定因素，造成 工作台几何中心和CCD镜头几何中心有一定的精度误差。此种方法调整的划 片机回转轴中心，对于一般精度要求不高，划切街区大，集成度小的晶圆或者 玻璃小型切割物等，一般影响不大。随着科技的发展，芯片的集成度越来越高， 单一晶圆上集成的芯片越来越多，其划切街区越来越小。在这种情况下，采用 第三方工具来测量划片机回转轴的中心位置因误差过大，切割道就不能与划切 街区很好的重合，工作台几何中心与CCD镜头的几何中心的误差越大，越靠 近切割晶圆的边缘，其偏差越大，就越有可能划切上切割晶圆的芯片。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种划片机回转轴中心位置调整方法、装 置及划片机，可以解决现有划片机回转轴中心位置调整由于采用第三方测量工 具而造成切割物的划切区划割精度不高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种划片机回转轴中心位置 调整方法，其中，该方法包括如下步骤：

获取划片机CCD镜头几何中心点与所述划片机工作台上一特征点重合后， 所述镜头几何中心点在一坐标系中Y轴上的第一坐标参数以及工作台几何中 心点在X轴上的第二坐标参数；

获取在工作台绕所述工作台几何中心点沿一预设方向旋转一预设角度后 所述镜头几何中心点与所述特征点再次重合后，所述镜头几何中心点在Y轴 上的第三坐标参数以及所述工作台几何中心点在X轴上的第四坐标参数；

根据所述第一坐标参数、所述第二坐标参数、所述第三坐标参数、所述第 四坐标参数，获取所述X轴与所述Y轴的交点坐标参数；其中，所述交点为 所述回转轴中心位置点；

根据所述交点坐标参数，控制所述镜头几何中心点、所述工作台几何中心 点与所述交点重合。

进一步地，所述预设角度为90度。

进一步地，所述获取在工作台绕所述工作台几何中心点沿一预设方向旋转 一预设角度后所述镜头几何中心点与所述特征点再次重合后，所述镜头几何中 心点在Y轴上的第三坐标参数以及所述工作台几何中心点在X轴上的第四坐 标参数的步骤具体为：

获取在工作台绕所述工作台几何中心点沿逆时针方向旋转90度后所述镜 头几何中心点与所述特征点再次重合后，所述镜头几何中心点在Y轴上的第 三坐标参数以及所述工作台几何中心点在X轴上的第四坐标参数；或者

获取在工作台绕所述工作台几何中心点沿顺时针方向旋转90度后所述镜 头几何中心点与所述特征点再次重合后，所述镜头几何中心点在Y轴上的第 三坐标参数以及所述工作台几何中心点在X轴上的第四坐标参数。

进一步地，所述根据所述第一坐标参数、所述第二坐标参数、所述第三坐 标参数、所述第四坐标参数，获取所述X轴与所述Y轴的交点坐标参数的步 骤具体为：

在所述工作台绕所述工作台几何中心点沿逆时针方向旋转90度时，根据 公式x0=(x2+x1+y1-y2)/2，以及公式y0=(x2-x1+y1+y2)/2，计算得到所述X轴 与所述Y轴的交点坐标参数（x0，y0）；其中，y1为第一坐标参数，y2为第 三坐标参数，x1为第二坐标参数，x2为第四坐标参数，（x0，y0）为所述回转 轴中心位置点坐标参数；或者

在所述工作台绕所述工作台几何中心点沿顺时针方向旋转90度时，根据 公式x0=(x2+x1+y2-y1)/2，以及公式y0=(x1-x2+y1+y2)/2，计算得到所述X轴 与所述Y轴的交点坐标参数（x0，y0）；其中，y1为第一坐标参数，y2为第 三坐标参数，x1为第二坐标参数，x2为第四坐标参数，（x0，y0）为所述回转 轴中心位置点坐标参数。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例还提供一种划片机回转轴中心位 置调整装置，其中，该装置包括：

第一获取模块，用于获取划片机CCD镜头几何中心点与所述划片机工作 台上一特征点重合后，所述镜头几何中心点在一坐标系中Y轴上的第一坐标 参数以及工作台几何中心点在X轴上的第二坐标参数；

第二获取模块，用于获取在工作台绕所述工作台几何中心点沿一预设方向 旋转一预设角度后所述镜头几何中心点与所述特征点再次重合后，所述镜头几 何中心点在Y轴上的第三坐标参数以及所述工作台几何中心点在X轴上的第 四坐标参数；

第三获取模块，用于根据所述第一坐标参数、所述第二坐标参数、所述第 三坐标参数、所述第四坐标参数，获取所述X轴与所述Y轴的交点坐标参数； 其中，所述交点为所述回转轴中心位置点；

控制模块，用于根据所述交点坐标参数，控制所述镜头几何中心点、所述 工作台几何中心点与所述交点重合。

进一步地，所述预设角度为90度。

进一步地，所述第二获取模块具体用于获取在工作台绕所述工作台几何中 心点沿逆时针方向旋转90度后所述镜头几何中心点与所述特征点再次重合后， 所述镜头几何中心点在Y轴上的第三坐标参数以及所述工作台几何中心点在 X轴上的第四坐标参数；或者

用于获取在工作台绕所述工作台几何中心点沿顺时针方向旋转90度后所 述镜头几何中心点与所述特征点再次重合后，所述镜头几何中心点在Y轴上 的第三坐标参数以及所述工作台几何中心点在X轴上的第四坐标参数。

进一步地，所述第三获取模块具体用于在所述工作台绕所述工作台几何中 心点沿逆时针方向旋转90度时，根据公式x0=(x2+x1+y1-y2)/2，以及公式 y0=(x2-x1+y1+y2)/2，计算得到所述X轴与所述Y轴的交点坐标参数（x0，y0）； 其中，y1为第一坐标参数，y2为第三坐标参数，x1为第二坐标参数，x2为第 四坐标参数，（x0，y0）为所述回转轴中心位置点坐标参数；或者

用于在所述工作台绕所述工作台几何中心点沿顺时针方向旋转90度时， 根据公式x0=(x2+x1+y2-y1)/2，以及公式y0=(x1-x2+y1+y2)/2，计算得到所述 X轴与所述Y轴的交点坐标参数（x0，y0）；其中，y1为第一坐标参数，y2 为第三坐标参数，x1为第二坐标参数，x2为第四坐标参数，（x0，y0）为所述 回转轴中心位置点坐标参数。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例还提供一种划片机，包括如上所 述的划片机回转轴中心位置调整装置。

本发明的有益效果是：

本发明的回转轴中心位置调整方法，在不引入第三方测量工具的情况下， 利用划片机自有的功能部件来测量调整划片机回转轴中心位置，并利用程序自 动的调整，具有调整实时性好，精度高，不引入第三方误差等优点。

附图说明

图1表示本发明实施例的一种划片机回转轴中心位置调整方法流程示意 图；

图2表示CCD镜头在Y轴上运动与工作台在X轴上运的动示意图；

图3表示表示本发明实施例的一种划片机回转轴中心位置调整方法原理 示意图；

图4表示划片机回转轴中心位置调整完成后示意图；

图5表示本发明划片机回转轴中心位置调整装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实 施例对本发明进行详细描述。

本发明针对现有划片机回转轴中心位置调整由于采用第三方测量工具而 造成切割物的划切区划割精度不高的问题，提供一种划片机回转轴中心位置调 整方法，其中，该方法包括如下步骤：获取划片机CCD镜头几何中心点与所 述划片机工作台上一特征点重合后，所述镜头几何中心点在一坐标系中Y轴 上的第一坐标参数以及工作台几何中心点在X轴上的第二坐标参数；获取在 工作台绕所述工作台几何中心点沿一预设方向旋转一预设角度后所述镜头几 何中心点与所述特征点再次重合后，所述镜头几何中心点在Y轴上的第三坐 标参数以及所述工作台几何中心点在X轴上的第四坐标参数；根据所述第一 坐标参数、所述第二坐标参数、所述第三坐标参数、所述第四坐标参数，获取 所述X轴与所述Y轴的交点坐标参数；其中，所述交点为所述回转轴中心位 置点；根据所述交点坐标参数，控制所述镜头几何中心点、所述工作台几何中 心点与所述交点重合。本发明的回转轴中心位置调整方法，在不引入第三方测 量工具的情况下，利用划片机自由的功能部件来测量调整划片机回转轴中心位 置，并利用程序自动的调整，具有调整实时性好，精度高，不引入第三方误差 等优点。

下面结合附图及具体的实施例对本发明的回转轴中心位置调整方法作详 细描述：

如图1所示，本发明的实施例提供一种划片机回转轴中心位置调整方法， 包括如下步骤：

步骤100，获取划片机CCD镜头几何中心点与所述划片机工作台上一特 征点重合后，所述镜头几何中心点在一坐标系中Y轴上的第一坐标参数以及 工作台几何中心点在X轴上的第二坐标参数；

步骤101，获取在工作台绕所述工作台几何中心点沿顺时针方向或者逆时 针方向旋转90度后所述镜头几何中心点与所述特征点再次重合后，所述镜头 几何中心点在Y轴上的第三坐标参数以及所述工作台几何中心点在X轴上的 第四坐标参数；

步骤102，根据所述第一坐标参数、所述第二坐标参数、所述第三坐标参 数、所述第四坐标参数，获取所述X轴与所述Y轴的交点坐标参数；其中， 所述交点为所述回转轴中心位置点；

步骤103，根据所述交点坐标参数，控制所述镜头几何中心点、所述工作 台几何中心点与所述交点重合。

其中，CCD镜头用于采集工作台上需要划切的晶圆或者玻璃等切割物的 切割区图像，由于CCD镜头所采集到的图像均为矩形形状，CCD镜头的“十” 准星的几何中心则与该采集到的图像的几何中心点重合，当然该“十”准星在 CCD镜头中并不真实存在，该“十”准星中心点对应于该CCD镜头的几何中 心点。

如图2所示，CCD镜头在Y轴的驱动电机的驱动下，沿Y轴运动，且该 CCD镜头几何中心点位于该Y轴上。工作台在X轴驱动电机的驱动下，沿X 轴运动，且该工作台的几何中心点位于该X轴上，该工作台可以为圆形也可 以为方形，这要根据晶片的形状来选择。X轴、Y轴垂直且构成一平行于地面 的平面坐标系，X轴、Y轴的交点即为该回转轴中心位置点。

下面以一圆形工作台为例，对本发明的划片机回转轴中心位置调整方法作 详细描述：

如图3所示，首先控制该工作台移动到CCD镜头视野范围内，在工作台 上或者放在工作台的晶片上找一“十”字特征点A，并确保该“十”字特征 点A唯一，以便在工作台旋转后再次找到该特征点A。调整CCD镜头的倍率， 使能够清晰的看到工作台的“十”字特征点A，调整CCD镜头以及工作台， 使CCD镜头的“十”字准星与该“十”字特征点A重合于Y轴上，此时驱动 CCD镜头运动的电机以及驱动工作台运动的电机会根据各自的驱动程序自动 读取该镜头几何中心点在Y轴上的第一坐标参数为y1，该工作台圆心E在X 轴上的第二坐标参数为x1，此时工作台圆心以及CCD镜头几何中心的平面坐 标为D（y1，x1）。

当该工作台在Theta驱动电机的驱动下绕该工作台圆点E沿逆时针方向旋 转90度，此时该特征点A旋转到B位置，在此调整CCD镜头倍率以及CCD 镜头位置、工作台的位置，使得该CCD镜头的“十”准星与该“十”字特征 点在此重合于F位置于Y轴上，此时该工作台圆点到达H位置，CCD镜头几 何中心点到达F位置，此时，驱动CCD镜头运动的电机以及驱动工作台运动 的电机会根据各自的驱动程序自动读取此时CCD镜头几何中心点在Y轴上的 第三坐标参数为y2，以及工作台圆点在X轴上的第四坐标参数为x2。此时工 作台圆心与CCD镜头几何中心平面坐标为M（y2，x2），划片机利用程序根 据公式x0=(x2+x1+y1-y2)/2，以及公式y0=(x2-x1+y1+y2)/2，计算得到所述X 轴与所述Y轴的交点坐标参数O（x0，y0）；且驱动CCD镜头运动的电机将 （x0，y0）作为驱动参数，利用其本身的驱动程序驱动该CCD镜头，使该CCD 镜头几何中心点运动至该交点位置，以及驱动工作台运动的电机将（x0，y0） 作为驱动参数，并利用其本身的驱动程序驱动该工作台，使该工作台圆心运动 至交点位置。即回转轴调整完毕之后使得工作台圆心和CCD镜头几何中心都 运动到交点位置，如图4所示。

其中，公式x0=(x2+x1+y1-y2)/2，以及公式y0=(x2-x1+y1+y2)/2的推导过 程如下：

工作台逆时针旋转90度，假定D点绕E点逆时针旋转90度后的点为G， 此时，ED=EG；又因AE=BE，∠BEG=∠DEA，可得，BG⊥AD且BG=AD=OF。 过F点做BE的平行线，与X轴的交点为H，有FH∥BE，BF=EH。

B点为特征点，若要使B点再次在镜头中心，工作台需正向移动BF的距 离，即工作台由E点运动到H点，显微镜需从A点运动到F点，此时显微镜 与工作台的坐标即为M点的坐标，设M点坐标为(y2，x2)。

根据图中各坐标点之间的几何关系可得：

AF=AO+OF=AO+AD

BF=EG-EO=ED–EO

由上面的式子可得：

y₂-y₁＝y_o-y₁-(x_o-x₁)

x₂-x₁＝y_o-y₁+x_o-x₁

整理后，得出

$x_0=\frac{x_2+x_1+y_1-y_2}{2}$

$y_0=\frac{x_2-x_1+y_1+y_2}{2}$

或者，当该工作台在Theta驱动电机的驱动下绕该工作台圆点E沿顺时针 方向旋转90度，特征点A旋转至B位置，并在通过调整CCD镜头以及工作 台，使得该CCD镜头“十”字准星，与该“十”字特征点再次重合与F于Y 轴以后，驱动CCD镜头运动的电机以及驱动工作台运动的电机会根据各自的 驱动程序自动读取此时CCD镜头几何中心点在Y轴上的第三坐标参数为y2， 以及工作台圆点在X轴上的第四坐标参数为x2，获得工作台圆心与CCD镜头 几何中心的平面坐标（y2，x2），划片机利用程序根据公式x0=(x2+x1+y2-y1)/2， 以及公式y0=(x1-x2+y1+y2)/2，该公式的推到原理与上述公式推导原理相同， 在此不作详细推理，计算得到所述X轴与所述Y轴的交点坐标参数（x0，y0）， 且驱动CCD镜头运动的电机将（x0，y0）作为驱动参数，利用其本身的驱动 程序驱动该CCD镜头，使该CCD镜头几何中心点运动至该交点位置，以及 驱动工作台运动的电机将（x0，y0）作为驱动参数，并利用其本身的驱动程序 驱动该工作台，使该工作台圆心运动至交点位置。即回转轴调整完毕之后使得 工作台圆心和CCD镜头几何中心都运动到交点位置，如图4所示。

但是，当发生以下几种情况或之一时，轴条件被更换，必须对划片机的回 转轴中心根据上述步骤进行调整：

情况一，更换CCD显微镜时；当划片机更换CCD镜头，可能导致CCD 镜头位置的变更。当按照更换之前的CCD镜头位置调整回转轴，有个可能导 致观察区域在新CCD在旋转时移出镜头观察区域；

情况二，更换工作台组建时；更换工作台组建时，有可能导致工作台几何 中心位置的变化，当工作台旋转90度时，造成旋转之后坐标位置的变化。此 时，程序按更换之前的位置来确定划片机回转轴的中心位置，造成观察物移出 CCD镜头的视场范围；

情况三，在对准过程中，划片机切割向两侧目标没有显示在事先确定的逃 逸参数所指定的区域内时；由于在确定回转轴中心时，需要在工作台上找一“十” 字特征点，用来与CCD镜头“十”字准星重合，确保坐标精度。但由于眼睛 观察存在误差，导致坐标不精确，所以在程序对划片机回转轴进行校准时，设 计有一定的误差区域，当工作台旋转90度时，能够使在一定的坐标误差内观 察物出现在CCD镜头的视野范围内。当超出一定的坐标误差时，需要再次调 整划片机的回转轴；

情况四，X轴，Y轴原点传感器变更时；划片机中，工作台的位置是相对 于X轴原点，CCD镜头的位置，是相对于Y轴原点，当X轴，Y轴原点变化 时，需要重新按照新的坐标原点对回转轴中心位置进行调整；

情况五，由于某些原因初始参数变更，可能导致机器的回转轴中心发生变 化；当划片机有其他因素导致X轴，Y轴坐标点变化以及使工作台和CCD镜 头位置变化的条件时，需要对回转轴中心位置重新进行调整。

本发明的回转轴中心位置调整方法，在不引入第三方测量工具的情况下， 利用划片机自有的功能部件来测量调整划片机回转轴中心位置，并利用程序自 动的调整，调整实时性好且精度高。

如图5所示，本发明的实施例还提供一种划片机回转轴中心位置调整装置， 包括：

第一获取模块51，用于获取划片机CCD镜头几何中心点与所述划片机工 作台上一特征点重合后，所述镜头几何中心点在一坐标系中Y轴上的第一坐 标参数以及工作台几何中心点在X轴上的第二坐标参数；

第二获取模块52，用于获取在工作台绕所述工作台几何中心点沿一预设 方向旋转一预设角度后所述镜头几何中心点与所述特征点再次重合后，所述镜 头几何中心点在Y轴上的第三坐标参数以及所述工作台几何中心点在X轴上 的第四坐标参数；其中，该预设角度为90度；

第三获取模块53，用于根据所述第一坐标参数、所述第二坐标参数、所 述第三坐标参数、所述第四坐标参数，获取所述X轴与所述Y轴的交点坐标 参数；其中，所述交点为所述回转轴中心位置点；

控制模块54，用于根据所述交点坐标参数，控制所述镜头几何中心点、 所述工作台几何中心点与所述交点重合。

上述第二获取模块具体用于，获取在工作台绕所述工作台几何中心点沿逆 时针方向旋转90度后所述镜头几何中心点与所述特征点再次重合后，所述镜 头几何中心点在Y轴上的第三坐标参数以及所述工作台几何中心点在X轴上 的第四坐标参数；或者

用于获取在工作台绕所述工作台几何中心点沿顺时针方向旋转90度后所 述镜头几何中心点与所述特征点再次重合后，所述镜头几何中心点在Y轴上 的第三坐标参数以及所述工作台几何中心点在X轴上的第四坐标参数。

上述第三获取模块具体用于，在所述工作台绕所述工作台几何中心点沿逆 时针方向旋转90度时，根据公式x0=(x2+x1+y1-y2)/2，以及公式 y0=(x2-x1+y1+y2)/2，计算得到所述X轴与所述Y轴的交点坐标参数（x0，y0）； 其中，y1为第一坐标参数，y2为第三坐标参数，x1为第二坐标参数，x2为第 四坐标参数，（x0，y0）为所述回转轴中心位置点坐标参数；或者

用于在所述工作台绕所述工作台几何中心点沿顺时针方向旋转90度时， 根据公式x0=(x2+x1+y2-y1)/2，以及公式y0=(x1-x2+y1+y2)/2，计算得到所述 X轴与所述Y轴的交点坐标参数（x0，y0）；其中，y1为第一坐标参数，y2 为第三坐标参数，x1为第二坐标参数，x2为第四坐标参数，（x0，y0）为所述 回转轴中心位置点坐标参数。

需要说明的是，该装置是与上述方法实施例对应的装置，上述方法实施例 中所有实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。

本发明的实施例还提供一种划片机，包括如上所述的划片机回转轴中心位 置调整装置。

需要说明的是，该划片机是与上述装置实施例对应的划片机，上述装置实 施例中所有实现方式均适用于该划片机的实施例中，也能达到相同的技术效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。