[发明专利]一种用于基片对准的机器视觉系统及对准装置

说明书

本发明公开了一种用于基片对准的机器视觉系统及对准装置，该系统包括第一、第二照明光源，第一、第二反射镜，第一、第二物镜，第一、第二探测器，所述第一、第二照明光源之间，所述第一、第二反射镜之间，所述第一、第二物镜之间以及第一、第二探测器之间关于X轴对称，所述第一、第二照明光源发出的照明光线照射至对应的基片上进行反射，并经对应的物镜放大之后投射至对应的探测器上进行探测。本发明通过将所述第一、第二照明光源之间，所述第一、第二反射镜之间，所述第一、第二物镜之间以及第一、第二探测器之间关于X轴对称设置，大大减少了机器视觉系统在镜筒方向的占用体积，扩大机器视觉系统的检测范围，提高对准效率和精度。

技术领域

本发明涉及基片键合技术领域，具体涉及一种用于基片对准的机器视觉系统及对准装置。

背景技术

现有技术中用于半导体工艺中基片键合的配套设备，在键合进行之前需将两片基片进行对准。基片对准是基片键合设备中最重要的技术之一。

现有的基片对准方法为：先将两片基片的表面相对，使用两组显微物镜分别检测出两片基片上对准标记的位置，然后通过执行器补偿检测出的两片基片上对准标记的相对位置偏差。然而由于基片键合工艺的需求，在对准过程中，两片基片中间必须放置间隔片，用于确保在键合之前两片基片相互不接触，这导致了两片基片之间存在较大的间隙，该间隙通常大于0.4mm，而该间隙的存在使得所选用的显微物镜的景深必须大于两片基片之间存在的距离，这样两片基片上的对准标记才能清晰成像，而对于显微物镜来说，其景深与分辨率是矛盾的关系，即景深越大的显微物镜，其分辨率就越低，因此想要进一步提高对准精度，首先应该提高显微物镜的分辨率，如此便会导致显微物镜的景深大大降低，最终降低了基片的对准精度。

针对上述问题，现有技术中提出一种检测装置，如图1所示，通过将两对显微物镜3’布置在第一基片1’和第二基片2’之间，使用两对显微物镜2’分别观测第一基片1’和第二基片2’上的对准标记，最终通过承载台六个自由度的运动，实现第一基片1’和第二基片2’的对准。然而该技术中为了实现显微物镜对第一基片1’和第二基片2’的对焦及找寻对准标记，需要机器视觉系统中的显微物镜3’能够实现X、Y、Z三个方向的运动，然而由于机器视觉系统中显微物镜3’是水平同轴布置的，在镜筒方向需要占用的空间较多，导致机器视觉系统在镜筒方向能够检测的范围较小，因此无法实现对整张基片上的任意位置进行检测，最终降低了基片的对准精度。

发明内容

本发明提供了一种用于基片对准的机器视觉系统及对准装置，以解决现有技术中存在的显微物镜水平同轴布置，在镜筒方向所占用的空间较多而导致检测的范围较小以及降低基片对准精度的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种用于基片对准的机器视觉系统，设于沿Y轴对称设置的第一、第二基片之间，包括第一、第二照明光源，第一、第二反射镜，第一、第二物镜，第一、第二探测器，所述第一、第二照明光源之间，所述第一、第二反射镜之间，所述第一、第二物镜之间以及第一、第二探测器之间关于X轴对称，所述第一、第二照明光源发出的照明光线照射至对应的基片上进行反射，并经对应的物镜放大之后投射至对应的探测器上进行探测。

进一步的，所述第一、第二照明光源，所述第一、第二反射镜，所述第一、第二物镜，以及所述第一、第二探测器固设于基础框架上，所述基础框架上连有驱动机构，带动所述基础框架沿X/Y/Z方向运动。

进一步的，所述第一物镜和第二物镜沿Y轴对称设置，且分别与所述第一基片和第二基片对应，所述第一、第二反射镜关于所述第一物镜/第二物镜对称设置。

进一步的，所述第一反射镜和第一探测器沿所述X轴水平设置，所述第二反射镜和第二探测器沿所述X轴水平设置，且所述第一、第二探测器位于所述第一物镜/第二物镜沿X轴方向的同一侧。