CN114695160B - 一种晶圆表面粗糙度测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆表面粗糙度测量装置及方法,涉及晶圆表面粗糙度测量技术领域,包括底座、转动设置于底座顶部用于放置晶圆本体的转台、上下滑动设置于转台正上方的测量机构、左右滑动设置于转台右方的送料机构和转动设置于转台内用于夹紧晶圆本体的夹紧机构。在本发明中,通过送料机构将晶圆本体的送至T状放置台上或是从T状放置台上取下;在送料机构工作的同时带动夹紧机构夹紧晶圆本体或是解锁晶圆本体;第一电动伸缩杆多次带动触针式测量头下移靠近晶圆本体进行检测,在第一电动伸缩杆多次工作后的复位将会带动T状放置台转动,使得晶圆本体改变位置,快速的实现多点检测,从而提高晶圆表面粗糙度测量效率较低。
Description
技术领域
本发明涉及晶圆表面粗糙度测量技术领域,尤其涉及一种晶圆表面粗糙度测量装置及方法。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆;在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构,而成为有特定电性功能之IC产品。
由于晶圆各层的表面粗糙度会影响最终产品的良率,因此,在半导体制造领域中,需要对其进行表面粗糙度的检测,目前较为常见的检测表面粗糙度的方法有:比较法、光切法、印模法和触针法等。其中,触针法因其有测量迅速方便、精度高的特点,成为应用最广泛的测量表面粗糙度的方法,但是在实际的检测操作中,需要人员手动的将晶圆固定在检测台上,且多点检测时还需要不断的调整检测台上晶圆,或是调整触针式测量头,操作较为复杂,从而导致晶圆表面粗糙度测量效率较低。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中不足的问题,而提出的一种晶圆表面粗糙度测量装置及方法。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种晶圆表面粗糙度测量装置及方法,包括底座、转动设置于底座顶部用于放置晶圆本体的转台、上下滑动设置于转台正上方的测量机构、左右滑动设置于转台右方的送料机构和转动设置于转台内用于夹紧晶圆本体的夹紧机构;
所述送料机构包括左右滑动设置于底座内的滑座、转动设置滑座顶部的转轴、固定设置于转轴顶部的顶座、嵌设于顶座内的第二电动伸缩杆和设置于第二电动伸缩杆顶部的延伸板,所述延伸板的一端贯穿顶座,且贯穿端安装有侧板,所述侧板远离延伸板一侧的前后两端均安装有承载板;所述滑座内转动设置有行走轮,所述行走轮的周向表面安装有多个第一齿块,所述底座内设置有与多个第一齿块啮合的固定齿轨,所述行走轮通过电机驱动;所述转轴下部表面安装有第四齿轮,所述底座有上端安装有背板,所述背板表面设置有与第四齿轮啮合的第二齿块;
所述夹紧机构包括转动设置于转台内的四个夹紧板,四个所述夹紧板呈周向均匀分布,四个所述夹紧板下部相近的一侧均铰接有滑板,四个所述滑板分别与转台内壁水平滑动连接,四个所述滑板相近的一端均铰接有推杆,四个所述推杆均倾斜设置,且远离滑板的一端为较低端,均与第一活塞杆顶部铰接,所述第一活塞杆上下滑动设置于空心轴内,所述空心轴顶部与转台底部固定连接,空心轴底部与底座顶部转动连接。
优选地,所述空心轴下部表面通过密封轴承转动连接有储气板,所述储气板通过立板与底座连接,所述储气板内开设有过气槽,所述空心轴表面开设有与过气槽连通的气孔,所述储气板右侧开设有进气口,所述储气板右表面设置有与进气口连通的进气管,所述进气口远离进气口的一端与密封箱左端连通,所述密封箱右侧内壁左右滑动设置有第二活塞杆,所述第二活塞杆右端设置有L状齿板,所述L状齿板上部与第二活塞杆平行设置,且L状齿板上部啮合连接有第五齿轮,所述第五齿轮转动设置于安装罩内,所述第五齿轮上部啮合连接有第二齿板,所述第二齿板左右滑动设置于安装罩上部内壁,所述转轴表面安装有与第二齿板抵接的推板,所述第二齿板与安装罩内壁之间设置有第一复位弹簧。
优选地,所述测量机构包括与晶圆本体顶部接触的触针式测量头和设置于触针式测量头顶部的安装板,所述安装板左下端安装有第一电动伸缩杆,所述第一电动伸缩杆底端通过安装座与底座顶部连接。
优选地,所述转台顶部设置有T状放置台,所述转台表面安装有第一齿环,所述安装座内转动设置有与第一齿环啮合连接的第一齿轮,所述第一齿轮通过第一安装轴与安装座内壁转动连接;
所述安装座上部上下滑动设置有压板,所述压板的顶端与安装板底端连接,所述压板底端铰接有倾斜设置的撑杆,所述撑杆较低的一端远离压板,且铰接有第一齿板,所述第一齿板与安装座内壁左右滑动连接,所述第一齿板前侧啮合连接有第二齿环,所述第二齿环内套设有转板,所述转板的表面周向设置有多个卡齿,所述第二齿环内壁通过多个扭簧轴转设置有多个L状卡板,所述L状卡板与多个卡齿卡合,所述转板底部通过第二安装轴与安装座内壁转动连接,所述第二安装轴下方安装有第二齿轮,所述第二齿轮与第三齿轮啮合连接,且第三齿轮安装于第一安装轴下部,所述第二安装轴位于第一安装轴左侧。
优选地,四个所述滑板相近一端的上部均安装有固定块,所述转台内壁中部设置定位块,所述定位块的四周均设置有导向杆,四个固定块分别与四个导向杆滑动连接。
优选地,所述测量机构与控制面板电连接,所述控制面板安装于底座左上端,所述控制面板内嵌设有处理器和继电器,所述控制面板表面嵌设有显示屏和键盘,所述触针式测量头、显示屏和键盘均与处理器电连接;
所述底座内壁左右两侧均设置有与滑座接触的第一压力传感器;
所述承载板顶部上下滑动设置有触发板,所述承载板内嵌设有与触发板底部接触的第二压力传感器,所述触发板与承载板内壁之间设置有第二复位弹簧;
所述第二压力传感器和两个第一压力传感器的输出端均与处理器的输入端电连接,所述处理器的输出端与继电器的输入端电连接,所述继电器的输出端与电机、第二电动伸缩杆和第一电动伸缩杆电连接。
优选地,所述侧板的顶端高于两个承载板的顶端。
优选地,所述卡齿与L状卡板卡合时,相互接触侧的横截面均为平面,且相互背离侧的横截面均为曲面。
优选地,所述滑板端部设置有铰接座,所述铰接座滑动设置于夹紧板转动点的下方。
优选地,一种晶圆表面粗糙度测量装置的操作方法,包括以下步骤:
S1:先通过键盘和显示屏在处理器内设定触针式测量头测量的次数,即第一电动伸缩杆启动和复位的工作次数,工作次数为第一齿环与第一齿轮的齿数比;设定第一电动伸缩杆复位的时间,复位的时间为大于触针式测量头测量的时间;
S2:先将待检测的晶圆本体放置在两个承载板的顶端,此时触发板下压与第二压力传感器接触,进而第二压力传感器被触发,此时第二压力传感器将信号发送给处理器进行处理,进而处理器给继电器发送指令,控制第二电动伸缩杆上移;
接着启动电机正转,带动行走轮在固定齿轨上行走,使得承载板上的晶圆本体靠近转台,且在行走轮行走时,转轴上的第四齿轮与背板表面的多个第二齿块啮合,进而使得转轴转动,带动承载板转动,使得承载板上的晶圆本***于转轴靠近转台的一侧;
S3:随着行走轮的行走,在晶圆本***于T状放置台上方时,滑座将与左侧的第一压力传感器接触,从而使得左侧第一压力传感器被触发,此时左侧第一压力传感器将信号发送给处理器进行处理,进而处理器给继电器发送指令,控制第二电动伸缩杆缩短,带动承载板下移,使得承载板上的晶圆本体落在T状放置台顶部,进而处理器控制电机反转,带动承载板移动远离转台,当滑座与右侧的第一压力传感器接触时,右侧的第一压力传感器被触发,此时右侧的第一压力传感器将信号发送给处理器进行处理,进而处理器给继电器发送指令,控制电机停转;
S4:其中,在承载板移动靠近转台的过程中,转轴上的推板与第二齿板接触,使得第二齿板左移,挤压第一复位弹簧,进而带动第五齿轮转动,进而带动L状齿板右移,使得第二活塞杆右移,进而通过软管抽动空心轴内的气体,带动第一活塞杆下移,进而通过四个推杆带动四个滑板移动,进而拉动四个夹紧板均转动远离T状放置台,直至使得四个夹紧板的顶部低于T状放置台的顶部,便于承载板移动,将晶圆本体运送至T状放置台上方;
其中,在承载板移动远离转台的过程中,转轴上的推板与第二齿板脱离,第一复位弹簧使得第二齿板右移复位,进而带动第五齿轮转动,而带动L状齿板左移,使得第二活塞杆左移,进而通过软管将密封箱内的气体压入空心轴内,带动第一活塞杆上移,进而通过四个推杆带动四个滑板移动,进而推动四个夹紧板均转动靠近T状放置台,直至使得四个夹紧板夹紧T状放置台顶部的晶圆本体,使得晶圆本体固定在T状放置台上;
S5:同时,控制第一电动伸缩杆启动,使其缩短,进而带动安装板下移,使得触针式测量头贴近晶圆本体,进而处理器驱动触针式测量头启动,使得触针式测量头在晶圆本体表面移动,进而触针式测量头将检测的数据传输给处理器,进而显示在显示屏,便于操作人员观测;
其中,在安装板下移的过程中,带动压板下移,进而通过撑杆带动第一齿板移动,进而带动第二齿环转动,此时由于第二齿环内的L状卡板与转板表面的卡齿为曲面接触,故而第二齿环转动时不会带动转板转动;
S6:一段时间后,当设定的第一电动伸缩杆复位时间到达时,处理器给继电器发送指令,控制第一电动伸缩杆复位,使其伸长,进而带动安装板上移,使得触针式测量头远离晶圆本体;
其中,在安装板上移的过程中,带动压板上移,进而通过撑杆带动第一齿板移动,进而带动第二齿环转动,此时由于第二齿环内的L状卡板与转板表面的卡齿为平面接触,故而第二齿环转动时带动转板转动,进而带动第二安装轴转动,进而通过第二齿轮带动第三齿轮转动,进而带动第一安装轴转动,此时第一安装轴顶部的第一齿轮与第一齿环啮合,带动转台转动;
S7:一段时间后,当设定的第一电动伸缩杆复位时间到达时,重复S5-S6,直至检测的次数与上述设定的次数一致时,处理器给继电器发送指令,控制电机转动,进而带动承载板靠近转台,此时由于承载板顶部没有晶圆本体,故而第二压力传感器未被触发,故而处理器仅仅接收右侧第一传感器的信号,此时第二电动伸缩杆处于收缩状态,故而承载板位于晶圆本体下方,当滑座与左侧第一压力传感器接触时,第二电动伸缩杆带动承载板上移,使得晶圆本体远离T状放置台与承载板接触;
进一步,处理器给继电器发送指令,控制电机反转,带动滑座移动,使得承载板远离转台;在承载板移动时,承载板上的第四齿轮与第二齿块接触,进而带动转轴转动,使得承载板转动,便于操作人员取下检测后的晶圆本体,放置未检测的晶圆本体,此时即可重复上述的检测操作。
与现有技术相比,本发明具备以下有益效果:
在本发明中,通过送料机构将晶圆本体的送至T状放置台上或是从T状放置台上取下,实现晶圆本体的上料和出料;在上料的同时解锁转台上的夹紧机构,便于晶圆本体放置在T状放置台上,在上料复位时,带动夹紧机构对中的夹紧晶圆本体,使得晶圆本体固定在T状放置台顶部,且位于触针式测量头正下方;第一电动伸缩杆多次带动触针式测量头下移靠近晶圆本体进行多点检测,同时在第一电动伸缩杆多次工作后的复位将会带动T状放置台转动,使得晶圆本体改变与触针式测量头接触的位置,快速的实现多点检测,从而提高晶圆表面粗糙度测量效率较低。
附图说明
图1为本发明提出的一种晶圆表面粗糙度测量装置及方法外部的整体结构示意图;
图2为本发明提出的一种晶圆表面粗糙度测量装置及方法内部的整体结构示意图;
图3为图2的运动状态图
图4为本发明提出的一种晶圆表面粗糙度测量装置及方法中送料机构的结构示意图;
图5为图4的运动状态图;
图6为本发明提出的一种晶圆表面粗糙度测量装置及方法中顶座、第二电动伸缩杆、延伸板、侧板和承载板的主视图;
图7为本发明提出的一种晶圆表面粗糙度测量装置及方法中延伸板、侧板和承载板的俯视图;
图8为本发明提出的一种晶圆表面粗糙度测量装置及方法中承载板的主视方向的内部结构示意图;
图9为本发明提出的一种晶圆表面粗糙度测量装置及方法中夹紧机构的内部结构示意图;
图10为图9的运动状态图;
图11为本发明提出的一种晶圆表面粗糙度测量装置及方法中空心轴和安装罩的内部结构示意图;
图12为图11的运动状态图;
图13为本发明提出的一种晶圆表面粗糙度测量装置及方法中安装座的内部结构示意图;
图14为图13的运动状态图;
图15为本发明提出的一种晶圆表面粗糙度测量装置及方法中第二齿环、转板、第二安装轴和L状卡板的俯视图。
图中:1、底座;2、转台;201、T状放置台;202、第一齿环;203、第一齿轮;204、第一安装轴;205、压板;206、撑杆;207、第一齿板;208、第二齿环;209、转板;210、第二安装轴;211、L状卡板;212、第三齿轮;213、第二齿轮;3、晶圆本体;4、测量机构;41、触针式测量头;42、安装板;43、第一电动伸缩杆;44、安装座;5、送料机构;501、滑座;502、转轴;503、顶座;504、第二电动伸缩杆;505、延伸板;506、侧板;511、承载板;5111、触发板;5112、第二压力传感器;507、背板;508、第四齿轮;509、行走轮;510、固定齿轨;6、夹紧机构;601、夹紧板;602、滑板;603、推杆;604、第一活塞杆;605、空心轴;606、储气板;607、密封箱;608、第二活塞杆;609、L状齿板;610、第五齿轮;611、安装罩;612、第二齿板;614、固定块;615、导向杆;616、推板。
具体实施方式
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。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
参照图1-8,一种晶圆表面粗糙度测量装置,包括底座1、转动设置于底座1顶部用于放置晶圆本体3的转台2、上下滑动设置于转台2正上方的测量机构4、左右滑动设置于转台2右方的送料机构5和转动设置于转台2内用于夹紧晶圆本体3的夹紧机构6;
送料机构5包括左右滑动设置于底座1内的滑座501、转动设置滑座501顶部的转轴502、固定设置于转轴502顶部的顶座503、嵌设于顶座503内的第二电动伸缩杆504和设置于第二电动伸缩杆504顶部的延伸板505,延伸板505的一端贯穿顶座503,且贯穿端安装有侧板506,侧板506远离延伸板505一侧的前后两端均安装有承载板511;滑座501内转动设置有行走轮509,行走轮509的周向表面安装有多个第一齿块,底座1内设置有与多个第一齿块啮合的固定齿轨510,行走轮509通过电机驱动;转轴502下部表面安装有第四齿轮508,底座1有上端安装有背板507,背板507表面设置有与第四齿轮508啮合的第二齿块;
侧板506的顶端高于两个承载板511的顶端;
底座1内壁左右两侧均设置有与滑座501接触的第一压力传感器;
承载板511顶部上下滑动设置有触发板5111,承载板511内嵌设有与触发板5111底部接触的第二压力传感器5112,触发板5111与承载板511内壁之间设置有第二复位弹簧;
第二压力传感器5112和两个第一压力传感器的输出端均与处理器的输入端电连接,处理器的输出端与继电器的输入端电连接,继电器的输出端与电机和第二电动伸缩杆504电连接;
通过电机驱动行走轮509转动,行走轮509上的多个第一齿块与固定齿轨510啮合,带动滑座501在底座1内左右滑动,使得承载板511靠近或是远离转台2,实现晶圆本体3的上料和出料;
在实际的使用中,上料操作如下:
将待检测的晶圆本体3放置在两个承载板511的顶端,此时触发板5111下压与第二压力传感器5112接触,进而第二压力传感器5112被触发,此时第二压力传感器5112将信号发送给处理器进行处理,进而处理器给继电器发送指令,控制第二电动伸缩杆504上移,此时承载板511上的晶圆本体3位于T状放置台201上方;
接着启动电机正转,带动行走轮509在固定齿轨510上行走,使得承载板511上的晶圆本体3靠近转台2,且在行走轮509行走时,转轴502上的第四齿轮508与背板507表面的多个第二齿块啮合,进而使得转轴502转动,带动承载板511转动,使得承载板511上的晶圆本体3位于转轴502靠近转台2的一侧;
随着行走轮509的行走,在晶圆本体3位于T状放置台201上方时,滑座501将与左侧的第一压力传感器接触,从而使得左侧第一压力传感器被触发,此时左侧第一压力传感器将信号发送给处理器进行处理,进而处理器给继电器发送指令,控制第二电动伸缩杆504缩短,带动承载板511下移,使得承载板511上的晶圆本体3落在T状放置台201顶部,进而处理器控制电机反转,带动承载板511移动远离转台2,当滑座501与右侧的第一压力传感器接触时,右侧的第一压力传感器被触发,此时右侧的第一压力传感器将信号发送给处理器进行处理,进而处理器给继电器发送指令,控制电机停转;
出料操作如下:
检测结束后,电机正转动,进而带动承载板511靠近转台2,此时由于承载板511顶部没有晶圆本体3,故而第二压力传感器5112未被触发,故而处理器仅仅接收右侧第一传感器的信号,此时第二电动伸缩杆504处于收缩状态,故而承载板511位于晶圆本体3下方,当滑座501与左侧第一压力传感器接触时,第二电动伸缩杆504带动承载板511上移,使得晶圆本体3远离T状放置台201与承载板511接触;控制电机反转,带动滑座501移动,使得承载板511远离转台2;在承载板511移动时,承载板511上的第四齿轮508与第二齿块接触,进而带动转轴502转动,使得承载板511转动,便于操作人员取下检测后的晶圆本体3;
实施例2:
参照图5和图9-12,一种晶圆表面粗糙度测量装置,夹紧机构6包括转动设置于转台2内的四个夹紧板601,四个夹紧板601呈周向均匀分布,四个夹紧板601下部相近的一侧均铰接有滑板602,四个滑板602分别与转台2内壁水平滑动连接,四个滑板602相近的一端均铰接有推杆603,四个推杆603均倾斜设置,且远离滑板602的一端为较低端,均与第一活塞杆604顶部铰接,第一活塞杆604上下滑动设置于空心轴605内,空心轴605顶部与转台2底部固定连接,空心轴605底部与底座1顶部转动连接;
空心轴605下部表面通过密封轴承转动连接有储气板606,储气板606通过立板与底座1连接,储气板606内开设有过气槽,空心轴605表面开设有与过气槽连通的气孔,储气板606右侧开设有进气口,储气板606右表面设置有与进气口连通的进气管,进气口远离进气口的一端与密封箱607左端连通,密封箱607右侧内壁左右滑动设置有第二活塞杆608,第二活塞杆608右端设置有L状齿板609,L状齿板609上部与第二活塞杆608平行设置,且L状齿板609上部啮合连接有第五齿轮610,第五齿轮610转动设置于安装罩611内,第五齿轮610上部啮合连接有第二齿板612,第二齿板612左右滑动设置于安装罩611上部内壁,转轴502表面安装有与第二齿板612抵接的推板616,第二齿板612与安装罩611内壁之间设置有第一复位弹簧;
四个滑板602相近一端的上部均安装有固定块614,转台2内壁中部设置定位块,定位块的四周均设置有导向杆615,四个固定块614分别与四个导向杆615滑动连接;
滑板602端部设置有铰接座,铰接座滑动设置于夹紧板601转动点的下方;通过送料机构5的上料和出料工作,带动夹紧机构6夹紧或是解锁放置在T状放置台201上的晶圆本体3;
在实际的使用中,夹紧机构6的夹紧操作:
在承载板511移动远离转台2的过程中,转轴502上的推板616与第二齿板612脱离,第一复位弹簧使得第二齿板612右移复位,进而带动第五齿轮610转动,而带动L状齿板609左移,使得第二活塞杆608左移,进而通过软管将密封箱607内的气体压入空心轴605内,带动第一活塞杆604上移,进而通过四个推杆603带动四个滑板602移动,进而推动四个夹紧板601均转动靠近T状放置台201,直至使得四个夹紧板601夹紧T状放置台201顶部的晶圆本体3,使得晶圆本体3固定在T状放置台201上;
夹紧机构6的解锁操作:
在承载板511移动靠近转台2的过程中,转轴502上的推板616与第二齿板612接触,使得第二齿板612左移,挤压第一复位弹簧,进而带动第五齿轮610转动,进而带动L状齿板609右移,使得第二活塞杆608右移,进而通过软管抽动空心轴605内的气体,带动第一活塞杆604下移,进而通过四个推杆603带动四个滑板602移动,进而拉动四个夹紧板601均转动远离T状放置台201,直至使得四个夹紧板601的顶部低于T状放置台201的顶部,便于承载板511移动,将晶圆本体3运送至T状放置台201上方;
实施例3:
参照图9-10和图13-15,一种晶圆表面粗糙度测量装置,测量机构4包括与晶圆本体3顶部接触的触针式测量头41和设置于触针式测量头41顶部的安装板42,安装板42左下端安装有第一电动伸缩杆43,第一电动伸缩杆43底端通过安装座44与底座1顶部连接;
转台2顶部设置有T状放置台201,转台2表面安装有第一齿环202,安装座44内转动设置有与第一齿环202啮合连接的第一齿轮203,第一齿轮203通过第一安装轴204与安装座44内壁转动连接;
安装座44上部上下滑动设置有压板205,压板205的顶端与安装板42底端连接,压板205底端铰接有倾斜设置的撑杆206,撑杆206较低的一端远离压板205,且铰接有第一齿板207,第一齿板207与安装座44内壁左右滑动连接,第一齿板207前侧啮合连接有第二齿环208,第二齿环208内套设有转板209,转板209的表面周向设置有多个卡齿,第二齿环208内壁通过多个扭簧轴转设置有多个L状卡板211,L状卡板211与多个卡齿卡合,转板209底部通过第二安装轴210与安装座44内壁转动连接,第二安装轴210下方安装有第二齿轮213,第二齿轮213与第三齿轮212啮合连接,且第三齿轮212安装于第一安装轴204下部,第二安装轴210位于第一安装轴204左侧;
卡齿与L状卡板211卡合时,相互接触侧的横截面均为平面,且相互背离侧的横截面均为曲面;
测量机构4与控制面板电连接,控制面板安装于底座1左上端,控制面板内嵌设有处理器和继电器,控制面板表面嵌设有显示屏和键盘,触针式测量头41、显示屏和键盘均与处理器电连接,继电器的输出端与第一电动伸缩杆43电连接;
通过第一电动伸缩杆43多次工作和复位,带动触针式测量头41靠近晶圆本体3进行多点检测,同时在第一电动伸缩杆43多次工作和复位中带动T状放置台201转动,使得晶圆本体3改变与触针式测量头41接触的位置;
在实际的检测中:
滑座501与右侧的第一压力传感器接触时,处理器还将给继电器发送指令,控制第一电动伸缩杆43启动,使其缩短,进而带动安装板42下移,使得触针式测量头41贴近晶圆本体3,进而处理器驱动触针式测量头41启动,使得触针式测量头41在晶圆本体3表面移动,进而触针式测量头41将检测的数据传输给处理器,进而显示在显示屏,便于操作人员观测;
在安装板42下移的过程中,带动压板205下移,进而通过撑杆206带动第一齿板207移动,进而带动第二齿环208转动,此时由于第二齿环208内的L状卡板211与转板209表面的卡齿为曲面接触,故而第二齿环208转动时不会带动转板209转动;
在安装板42上移的过程中,带动压板205上移,进而通过撑杆206带动第一齿板207移动,进而带动第二齿环208转动,此时由于第二齿环208内的L状卡板211与转板209表面的卡齿为平面接触,故而第二齿环208转动时带动转板209转动,进而带动第二安装轴210转动,进而通过第二齿轮213带动第三齿轮212转动,进而带动第一安装轴204转动,此时第一安装轴204顶部的第一齿轮203与第一齿环202啮合,带动转台2转动;
一段时间后,当设定的第一电动伸缩杆43复位时间到达时,重复上述的检测操作,直至检测的次数与上述设定的次数一致时,处理器给继电器发送指令,控制送料机构5进行出料。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种晶圆表面粗糙度测量装置,其特征在于,包括底座(1)、转动设置于底座(1)顶部用于放置晶圆本体(3)的转台(2)、上下滑动设置于转台(2)正上方的测量机构(4)、左右滑动设置于转台(2)右方的送料机构(5)和转动设置于转台(2)内用于夹紧晶圆本体(3)的夹紧机构(6);
所述送料机构(5)包括左右滑动设置于底座(1)内的滑座(501)、转动设置滑座(501)顶部的转轴(502)、固定设置于转轴(502)顶部的顶座(503)、嵌设于顶座(503)内的第二电动伸缩杆(504)和设置于第二电动伸缩杆(504)顶部的延伸板(505),所述延伸板(505)的一端贯穿顶座(503),且贯穿端安装有侧板(506),所述侧板(506)远离延伸板(505)一侧的前后两端均安装有承载板(511);所述滑座(501)内转动设置有行走轮(509),所述行走轮(509)的周向表面安装有多个第一齿块,所述底座(1)内设置有与多个第一齿块啮合的固定齿轨(510),所述行走轮(509)通过电机驱动;所述转轴(502)下部表面安装有第四齿轮(508),所述底座(1)有上端安装有背板(507),所述背板(507)表面设置有与第四齿轮(508)啮合的第二齿块;
所述夹紧机构(6)包括转动设置于转台(2)内的四个夹紧板(601),四个所述夹紧板(601)呈周向均匀分布,四个所述夹紧板(601)下部相近的一侧均铰接有滑板(602),四个所述滑板(602)分别与转台(2)内壁水平滑动连接,四个所述滑板(602)相近的一端均铰接有推杆(603),四个所述推杆(603)均倾斜设置,且远离滑板(602)的一端为较低端,均与第一活塞杆(604)顶部铰接,所述第一活塞杆(604)上下滑动设置于空心轴(605)内,所述空心轴(605)顶部与转台(2)底部固定连接,空心轴(605)底部与底座(1)顶部转动连接。
2.据权利要求1所述的一种晶圆表面粗糙度测量装置,其特征在于,所述空心轴(605)下部表面通过密封轴承转动连接有储气板(606),所述储气板(606)通过立板与底座(1)连接,所述储气板(606)内开设有过气槽,所述空心轴(605)表面开设有与过气槽连通的气孔,所述储气板(606)右侧开设有进气口,所述储气板(606)右表面设置有与进气口连通的进气管,所述进气口远离进气口的一端与密封箱(607)左端连通,所述密封箱(607)右侧内壁左右滑动设置有第二活塞杆(608),所述第二活塞杆(608)右端设置有L状齿板(609),所述L状齿板(609)上部与第二活塞杆(608)平行设置,且L状齿板(609)上部啮合连接有第五齿轮(610),所述第五齿轮(610)转动设置于安装罩(611)内,所述第五齿轮(610)上部啮合连接有第二齿板(612),所述第二齿板(612)左右滑动设置于安装罩(611)上部内壁,所述转轴(502)表面安装有与第二齿板(612)抵接的推板(616),所述第二齿板(612)与安装罩(611)内壁之间设置有第一复位弹簧。
3.据权利要求1所述的一种晶圆表面粗糙度测量装置,其特征在于,所述测量机构(4)包括与晶圆本体(3)顶部接触的触针式测量头(41)和设置于触针式测量头(41)顶部的安装板(42),所述安装板(42)左下端安装有第一电动伸缩杆(43),所述第一电动伸缩杆(43)底端通过安装座(44)与底座(1)顶部连接。
4.据权利要求3所述的一种晶圆表面粗糙度测量装置,其特征在于,所述转台(2)顶部设置有T状放置台(201),所述转台(2)表面安装有第一齿环(202),所述安装座(44)内转动设置有与第一齿环(202)啮合连接的第一齿轮(203),所述第一齿轮(203)通过第一安装轴(204)与安装座(44)内壁转动连接;
所述安装座(44)上部上下滑动设置有压板(205),所述压板(205)的顶端与安装板(42)底端连接,所述压板(205)底端铰接有倾斜设置的撑杆(206),所述撑杆(206)较低的一端远离压板(205),且铰接有第一齿板(207),所述第一齿板(207)与安装座(44)内壁左右滑动连接,所述第一齿板(207)前侧啮合连接有第二齿环(208),所述第二齿环(208)内套设有转板(209),所述转板(209)的表面周向设置有多个卡齿,所述第二齿环(208)内壁通过多个扭簧轴转设置有多个L状卡板(211),所述L状卡板(211)与多个卡齿卡合,所述转板(209)底部通过第二安装轴(210)与安装座(44)内壁转动连接,所述第二安装轴(210)下方安装有第二齿轮(213),所述第二齿轮(213)与第三齿轮(212)啮合连接,且第三齿轮(212)安装于第一安装轴(204)下部,所述第二安装轴(210)位于第一安装轴(204)左侧。
5.据权利要求2所述的一种晶圆表面粗糙度测量装置,其特征在于,四个所述滑板(602)相近一端的上部均安装有固定块(614),所述转台(2)内壁中部设置定位块,所述定位块的四周均设置有导向杆(615),四个固定块(614)分别与四个导向杆(615)滑动连接。
6.据权利要求3所述的一种晶圆表面粗糙度测量装置,其特征在于,所述测量机构(4)与控制面板电连接,所述控制面板安装于底座(1)左上端,所述控制面板内嵌设有处理器和继电器,所述控制面板表面嵌设有显示屏和键盘,所述触针式测量头(41)、显示屏和键盘均与处理器电连接;
所述底座(1)内壁左右两侧均设置有与滑座(501)接触的第一压力传感器;
所述承载板(511)顶部上下滑动设置有触发板(5111),所述承载板(511)内嵌设有与触发板(5111)底部接触的第二压力传感器(5112),所述触发板(5111)与承载板(511)内壁之间设置有第二复位弹簧;
所述第二压力传感器(5112)和两个第一压力传感器的输出端均与处理器的输入端电连接,所述处理器的输出端与继电器的输入端电连接,所述继电器的输出端与电机、第二电动伸缩杆(504)和第一电动伸缩杆(43)电连接。
7.据权利要求1所述的一种晶圆表面粗糙度测量装置,其特征在于,所述侧板(506)的顶端高于两个承载板(511)的顶端。
8.据权利要求4所述的一种晶圆表面粗糙度测量装置,其特征在于,所述卡齿与L状卡板(211)卡合时,相互接触侧的横截面均为平面,且相互背离侧的横截面均为曲面。
9.据权利要求1所述的一种晶圆表面粗糙度测量装置,其特征在于,所述滑板(602)端部设置有铰接座,所述铰接座滑动设置于夹紧板(601)转动点的下方。
10.如据权利要求1-9任一项所述的一种晶圆表面粗糙度测量装置的操作方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:先通过键盘和显示屏在处理器内设定触针式测量头(41)测量的次数,即第一电动伸缩杆(43)启动和复位的工作次数,工作次数为第一齿环(202)与第一齿轮(203)的齿数比;设定第一电动伸缩杆(43)复位的时间,复位的时间为大于触针式测量头(41)测量的时间;
S2:先将待检测的晶圆本体(3)放置在两个承载板(511)的顶端,此时触发板(5111)下压与第二压力传感器(5112)接触,进而第二压力传感器(5112)被触发,此时第二压力传感器(5112)将信号发送给处理器进行处理,进而处理器给继电器发送指令,控制第二电动伸缩杆(504)上移;
接着启动电机正转,带动行走轮(509)在固定齿轨(510)上行走,使得承载板(511)上的晶圆本体(3)靠近转台(2),且在行走轮(509)行走时,转轴(502)上的第四齿轮(508)与背板(507)表面的多个第二齿块啮合,进而使得转轴(502)转动,带动承载板(511)转动,使得承载板(511)上的晶圆本体(3)位于转轴(502)靠近转台(2)的一侧;
S3:随着行走轮(509)的行走,在晶圆本体(3)位于T状放置台(201)上方时,滑座(501)将与左侧的第一压力传感器接触,从而使得左侧第一压力传感器被触发,此时左侧第一压力传感器将信号发送给处理器进行处理,进而处理器给继电器发送指令,控制第二电动伸缩杆(504)缩短,带动承载板(511)下移,使得承载板(511)上的晶圆本体(3)落在T状放置台(201)顶部,进而处理器控制电机反转,带动承载板(511)移动远离转台(2),当滑座(501)与右侧的第一压力传感器接触时,右侧的第一压力传感器被触发,此时右侧的第一压力传感器将信号发送给处理器进行处理,进而处理器给继电器发送指令,控制电机停转;
S4:其中,在承载板(511)移动靠近转台(2)的过程中,转轴(502)上的推板(616)与第二齿板(612)接触,使得第二齿板(612)左移,挤压第一复位弹簧,进而带动第五齿轮(610)转动,进而带动L状齿板(609)右移,使得第二活塞杆(608)右移,进而通过软管抽动空心轴(605)内的气体,带动第一活塞杆(604)下移,进而通过四个推杆(603)带动四个滑板(602)移动,进而拉动四个夹紧板(601)均转动远离T状放置台(201),直至使得四个夹紧板(601)的顶部低于T状放置台(201)的顶部,便于承载板(511)移动,将晶圆本体(3)运送至T状放置台(201)上方;
其中,在承载板(511)移动远离转台(2)的过程中,转轴(502)上的推板(616)与第二齿板(612)脱离,第一复位弹簧使得第二齿板(612)右移复位,进而带动第五齿轮(610)转动,而带动L状齿板(609)左移,使得第二活塞杆(608)左移,进而通过软管将密封箱(607)内的气体压入空心轴(605)内,带动第一活塞杆(604)上移,进而通过四个推杆(603)带动四个滑板(602)移动,进而推动四个夹紧板(601)均转动靠近T状放置台(201),直至使得四个夹紧板(601)夹紧T状放置台(201)顶部的晶圆本体(3),使得晶圆本体(3)固定在T状放置台(201)上;
S5:同时,控制第一电动伸缩杆(43)启动,使其缩短,进而带动安装板(42)下移,使得触针式测量头(41)贴近晶圆本体(3),进而处理器驱动触针式测量头(41)启动,使得触针式测量头(41)在晶圆本体(3)表面移动,进而触针式测量头(41)将检测的数据传输给处理器,进而显示在显示屏,便于操作人员观测;
其中,在安装板(42)下移的过程中,带动压板(205)下移,进而通过撑杆(206)带动第一齿板(207)移动,进而带动第二齿环(208)转动,此时由于第二齿环(208)内的L状卡板(211)与转板(209)表面的卡齿为曲面接触,故而第二齿环(208)转动时不会带动转板(209)转动;
S6:一段时间后,当设定的第一电动伸缩杆(43)复位时间到达时,处理器给继电器发送指令,控制第一电动伸缩杆(43)复位,使其伸长,进而带动安装板(42)上移,使得触针式测量头(41)远离晶圆本体(3);
其中,在安装板(42)上移的过程中,带动压板(205)上移,进而通过撑杆(206)带动第一齿板(207)移动,进而带动第二齿环(208)转动,此时由于第二齿环(208)内的L状卡板(211)与转板(209)表面的卡齿为平面接触,故而第二齿环(208)转动时带动转板(209)转动,进而带动第二安装轴(210)转动,进而通过第二齿轮(213)带动第三齿轮(212)转动,进而带动第一安装轴(204)转动,此时第一安装轴(204)顶部的第一齿轮(203)与第一齿环(202)啮合,带动转台(2)转动;
S7:一段时间后,当设定的第一电动伸缩杆(43)复位时间到达时,重复S5-S6,直至检测的次数与上述设定的次数一致时,处理器给继电器发送指令,控制电机转动,进而带动承载板(511)靠近转台(2),此时由于承载板(511)顶部没有晶圆本体(3),故而第二压力传感器(5112)未被触发,故而处理器仅仅接收右侧第一传感器的信号,此时第二电动伸缩杆(504)处于收缩状态,故而承载板(511)位于晶圆本体(3)下方,当滑座(501)与左侧第一压力传感器接触时,第二电动伸缩杆(504)带动承载板(511)上移,使得晶圆本体(3)远离T状放置台(201)与承载板(511)接触;
进一步,处理器给继电器发送指令,控制电机反转,带动滑座(501)移动,使得承载板(511)远离转台(2);在承载板(511)移动时,承载板(511)上的第四齿轮(508)与第二齿块接触,进而带动转轴(502)转动,使得承载板(511)转动,便于操作人员取下检测后的晶圆本体(3),放置未检测的晶圆本体(3),此时即可重复上述的检测操作。
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---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |