CN213456087U - 测试平台 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种测试平台，用于监测待测设备的运行精度，该测试平台包括：基座，包括固定架和与固定架连接的基准件，固定架用于固定待测设备，基准件具有朝向待测设备的运动部件的基准面；驱动装置，与基座连接，驱动装置用于为运动部件提供动力；感测单元，设置于运动部件上，用于感测运动部件运动到指定位置后其与基准面之间的距离或者角度；数据处理单元，配置为根据感测单元感测的距离与预设距离之间的偏差或者角度与预设角度之间的偏差判断待测设备是否满足验收要求。该测试平台能够自动监测待测设备的运行精度，并进行可量化的数据分析，提高了测试效率和测试结果的可信度。

Description

测试平台

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种测试平台。

背景技术

在半导体器件生产制造领域，光刻是非常关键的工艺。一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。为了完成这些工序，通常会设计各种设备来承载晶圆。这些设备在正式投入使用之前或者发生故障维修之后，通常需要检测设备的运行精度。如果设备运行时间较长的话，需要安排操作人员监控这些设备，以免发生意外影响测试结果，测试成本较高。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种测试平台，该测试平台可以自动监测待测设备的运行精度。

为此，本申请实施例提出了一种测试平台，用于监测待测设备的运行精度，该测试平台包括：基座，包括固定架和与固定架连接的基准件，固定架用于固定待测设备，基准件具有朝向待测设备的运动部件的基准面；驱动装置，与基座连接，驱动装置用于为运动部件提供动力；感测单元，设置于运动部件上，用于感测运动部件运动到指定位置后其与基准面之间的距离或者角度；数据处理单元，配置为根据感测单元感测的距离与预设距离之间的偏差或者角度与预设角度之间的偏差判断待测设备是否满足验收要求。

根据本申请实施例的一个方面，感测单元包括至少三个位移传感器，至少三个位移传感器设置于运动部件的朝向基准面一侧的平面上。

根据本申请实施例的一个方面，在运动部件的每个运行周期内，至少三个位移传感器感测的距离与预设距离之间的偏差均值或者角度与预设角度之间的偏差绝对值均值为a，待测设备的偏差阈值为b，如果a≤b，则数据处理单元判断待测设备满足验收要求。

根据本申请实施例的一个方面，在运动部件的第i个运行周期内，至少三个位移传感器感测的距离与预设距离之间的偏差绝对值均值或者角度与预设角度之间的偏差绝对值均值为a_i，其中，0<i≤n，i、n为自然数，待测设备的偏差阈值为b，运动部件的精度指数为T，且

如果T≤0.5时，且待测设备为未投入使用的新设备，则数据处理单元判断待测设备满足新设备的验收要求。

根据本申请实施例的一个方面，如果0.5<T≤1，且待测设备为维修后的旧设备，则数据处理单元判断待测设备满足旧设备的验收要求。

根据本申请实施例的一个方面，如果1<T≤2，且待测设备为维修后的旧设备，则数据处理单元判断待测设备满足旧设备在有限使用期限内的验收要求。

根据本申请实施例的一个方面，如果T>2，且待测设备为维修后的旧设备，则数据处理单元判断待测设备不满足验收要求。

根据本申请实施例的一个方面，运动部件由初始位置运动至指定位置，测试平台还包括设置于固定架上的第一传感器和第二传感器，第一传感器对应于初始位置设置，第二传感器对应于指定位置设置；当运动部件到达初始位置时，第一传感器输出第一电信号；当运动部件到达指定位置时，第二传感器输出第二电信号。

根据本申请实施例的一个方面，测试平台还包括继电器，继电器与驱动装置电连接，继电器根据第一传感器发出的第一电信号关闭驱动装置，并间隔第一预定时间后启动驱动装置正向转动；继电器根据第二传感器发出的第二电信号关闭驱动装置，并间隔第二预定时间后启动驱动装置反向转动。

根据本申请实施例的一个方面，待测设备为用于举升晶圆的承载装置，运动部件为沿竖直方向来回运动的承载平台，感测单元用于感测承载平台运动到指定位置后其与基准面之间的距离，以检测承载平台的平面度。

本申请实施例提供的一种测试平台，包括基座、驱动装置、感测单元和数据处理单元，基座包括固定架和与固定架连接的基准件，固定架用于固定待测设备，基准件具有朝向待测设备的运动部件的基准面；驱动装置与基座连接，驱动装置用于为运动部件提供动力；感测单元设置于运动部件上，用于感测运动部件运动到指定位置后其与基准面之间的距离或者角度；数据处理单元配置为根据感测单元感测的距离与预设距离之间的偏差或者角度与预设角度之间的偏差判断待测设备是否满足验收要求。该测试平台能够自动监测待测设备的运行精度，并进行可量化的数据分析，提高了测试效率和测试结果的可信度。

附图说明

下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

图1示出根据本申请实施例的测试平台测试待测设备的结构简图；

图2示出根据本申请实施例的测试平台的结构示意图；

图3示出图2中的测试平台测试的待测设备的运行精度曲线图。

附图标记说明：

S-待测设备；M-运动部件；B-基准面；P1-初始位置；P2-指定位置；

1-基座；11-固定架；12-基准件；

2-驱动装置；3-感测单元；31-位移传感器；

4-数据处理单元；5-第一传感器；6-第二传感器；7-继电器。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本申请的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本申请造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸式连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在半导体器件生产制造领域，光刻是非常关键的工艺。一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。为了完成这些工序，通常会设计各种设备来承载晶圆。例如，光刻工艺中常用的蚀刻机包括晶圆承载平台，晶圆承载平台沿竖直方向可升降，用于举升晶圆。这些设备例如蚀刻机在正式投入使用之前或者发生故障维修之后，需要检测设备的运行精度是否满足验收要求。

为了提高测试结果的可靠性，通常设备会连续运行24h或者更长时间，需要安排工程师监控这些设备，以免发生意外影响测试结果，测试成本较高。

鉴于此，本申请实施例提供了一种测试平台，其可以自动监测待测设备的运行精度。

图1示出根据本申请实施例的测试平台测试待测设备的结构简图。

如图1所示，本申请实施例提供的一种测试平台，用于监测待测设备S的运行精度，该测试平台包括：基座1、驱动装置2、感测单元3和数据处理单元4。

基座1包括固定架11和与固定架11连接的基准件12，固定架11用于固定待测设备S，基准件12具有朝向待测设备S的运动部件M的基准面B。

驱动装置2与基座1连接，驱动装置2用于为运动部件M提供动力。

感测单元3设置于运动部件M上，用于感测运动部件M运动到指定位置P2后其与基准面B之间的距离或者角度。

数据处理单元4配置为根据感测单元3感测的距离与预设距离之间的偏差或者角度与预设角度之间的偏差判断待测设备S是否满足验收要求。

为了便于描述，本申请实施例以图1所示的待测设备S为用于举升晶圆的承载装置为例进行说明。可选地，承载装置设置于基座1的固定架11与基准件12之间，运动部件M为沿竖直方向来回运动的承载平台。感测单元3设置于承载平台上，用于感测承载平台运动到指定位置P2后其与基准面B之间的距离，以检测承载平台的平面度。

在实际正常工作时，待测设备S通过升降装置驱动承载平台沿竖直方向来回运动，升降装置例如为滚珠丝杠与螺母的组合、蜗轮蜗杆与螺母的组合等结构形式。在测试平台进行测试时，驱动装置2代替升降装置驱动承载平台沿竖直方向来回运动。驱动装置2可以为例如但不限于驱动电机、气缸或者液压缸等，只要能够带动承载平台沿竖直方向来回运动即可。由于测试平台可以通过驱动装置2自动驱动待检设备S的运动部件M来回运动，不需要安排工程师监控待检设备S的运行情况，减少了人力成本。

当承载平台运动到指定位置P2后，感测单元3感测承载平台与基准面B之间的距离。数据处理单元4根据感测单元3感测的距离与预设距离之间的偏差可以确定承载平台的平面度，通过可量化的数据分析判断待测设备S是否满足验收要求。

可以理解的是，基座1的结构形式不限，根据待检设备S的结构而定。如果待检设备S的运动部件M的运动形式为旋转运动，则感测单元3用于感测运动部件M运动到指定位置P2后其与基准面B之间的角度，数据处理单元4根据感测单元3感测的角度与预设角度之间的偏差来判断待测设备S是否满足验收要求。

本申请实施例提供的一种测试平台，包括基座1、驱动装置2、感测单元3和数据处理单元4，基座1包括固定架11和与固定架11连接的基准件12，固定架11用于固定待测设备，基准件12具有朝向待测设备S的运动部件M的基准面B；驱动装置2与基座1连接，驱动装置2用于为运动部件M提供动力；感测单元3设置于运动部件M上，用于感测运动部件M运动到指定位置P2后其与基准面B之间的距离或者角度；数据处理单元4配置为根据感测单元3感测的距离与预设距离之间的偏差或者角度与预设角度之间的偏差判断待测设备S是否满足验收要求。该测试平台能够自动监测待测设备S的运行精度，并进行可量化的数据分析，提高了测试效率和测试结果的可信度。

下面结合附图进一步详细描述本申请实施例提供的测试平台的具体结构。

图2示出根据本申请实施例的测试平台的结构示意图，图3示出图2中的测试平台测试的待测设备的运行精度曲线图。

如图2所示，感测单元3包括至少三个位移传感器31，至少三个位移传感器31设置于运动部件M的朝向基准面B一侧的平面上。当运动部件M的运动形式为直线运动时，位移传感器31为距离传感器。当运动部件M的运动形式为旋转运动时，位移传感器31为角度传感器。位移传感器31的数量越多，测量的数据越准确。至少三个位移传感器31可以确定运动部件M到达指定位置P2时其与基准面B之间的距离或角度，进而确定运动部件M的平面度。

进一步地，在运动部件M的每个运行周期内，至少三个位移传感器31感测的距离与预设距离之间的偏差绝对值均值或者角度与预设角度之间的偏差均值为a，待测设备S的偏差阈值为b，如果a≤b，则数据处理单元4判断待测设备S满足验收要求。

仍以待测设备S为用于举升晶圆的承载装置为例进行说明。运动部件M为可升降的承载平台，承载平台由初始位置P1上升至指定位置P2，再由指定位置P2下降至初始位置P1为一个运行周期，在该运行周期内，承载平台在指定位置P2处与基准面B之间的距离为测试距离。一般测试过程会包括多个运行周期，至少三个位移传感器31感测的每个运行周期内的测试距离与预设距离之间的偏差绝对值均值a不大于偏差阈值b，则数据处理单元4判断待测设备S满足验收要求。

如图3所示，示出了三个位移传感器31测得的5个运行周期内的距离偏差数据曲线。其中，第一个位移传感器31测得的5个运行周期内的距离偏差分别为-0.08mm、-0.03mm、+0.02mm、-0.07mm、-0.05mm；第二个位移传感器31测得的5个运行周期内的距离偏差分别为+0.05mm、-0.02mm、+0.09mm、-0.10mm、+0.08mm；第三个位移传感器31测得的5个运行周期内的距离偏差分别为-0.08mm、-0.02mm、+0.095mm、-0.10mm、+0.09mm；则三个位移传感器31测得的5个运行周期内的偏差绝对值均值分别为0.07mm、0.047mm、0.068mm、0.09mm、0.073mm，均小于偏差阈值b＝0.1mm。由此，数据处理单元4判断承载平台的平面度满足运行精度要求，即待测设备S满足验收要求。

根据上述测量数值可以看出，每个运行周期内的偏差绝对值均值a≤b，但有一些偏差绝对值均值a接近偏差阈值b，有一些偏差绝对值均值a远离偏差阈值b。如果运行周期数更多，可能会有一些偏差绝对值均值a超过偏差阈值b。为了更加全面评估待检设备的运行精度，可以采用设备精度指数来评估。

设备精度指数是衡量机器设备是否具有满足生产需要的综合精度的参数，是评价机器设备有形磨损造成各部件之间相互位置变动的一个重要数据，设备的精度指数值越小，说明其精度越高。设备精度指数的评价方法是在机床精度检查中运用数理统计方法求得的，故经常应用于机床设备评价中。对于其他设备，如果对所有技术质量要求都定出定量标准，同样可利用此法评定。

设备精度指数T是将设备的各项精度的检查实测值(Tp)和规定的允差值(Ts)在测定项数(n)内通过下述公式(1)计算而得。

在本申请实施例中，在运动部件M的第i个运行周期内，至少三个位移传感器31感测的距离与预设距离之间的偏差绝对值均值或者角度与预设角度之间的偏差绝对值均值为a_i，其中，0<i≤n，i、n为自然数，待测设备S的偏差阈值为b，运动部件M的精度指数为T，且

发明人根据实践经验得出，如果T≤0.5时，且待测设备S为未投入使用的新设备，则数据处理单元4判断待测设备S满足新设备的验收要求。

如果0.5<T≤1，且待测设备S为维修后的旧设备，则数据处理单元4判断待测设备S满足旧设备的验收要求。

如果1<T≤2，且待测设备S为维修后的旧设备，则数据处理单元4判断待测设备S满足旧设备在有限使用期限内的验收要求。例如，正常使用的设备在使用一年后需要检修，则该设备需要在使用六个月后需要检修，检修完毕后测试其设备精度指数。

如果T>2，且待测设备S为维修后的旧设备，则数据处理单元4判断待测设备S不满足验收要求。此时待检设备S需要进行重点维修，如果重点维修后仍不满足验收要求，则作废处理。

以图3所示的三个位移传感器31测得的5个运行周期内的距离偏差数据曲线数据为例，n＝5，偏差绝对值均值a1＝0.07mm、a2＝0.047mm、a3＝0.068mm、a4＝0.09mm、a5＝0.073mm，偏差阈值b＝0.1mm，则T＝0.682。

如果待检设备S为未投入使用的新设备，则数据处理单元4判断待测设备S不满足新设备的验收要求。如果待检设备S为维修后的旧设备，则数据处理单元4判断待测设备S满足旧设备的验收要求。

可以理解的是，为了提高测试平台的测量精度，应测量多个运行周期内的数据，且测量数据越多，测量结果的准确性越高。由于设备精度指数T考虑了几何精度和工作精度，从两个维度对待检设备S进行综合评价，提高了测量结果的可信度。

在一些实施例中，如图1所示，为了提高待检设备S运行位置的准确性，提高测量结果的准确性，测试平台还包括设置于固定架11上的第一传感器5和第二传感器6，第一传感器5对应于初始位置P1设置，第二传感器6对应于指定位置P2设置；当运动部件M到达初始位置P1时，第一传感器5输出第一电信号，当运动部件M到达指定位置P2时，第二传感器6输出第二电信号。

可选地，第一传感器5和第二传感器6均为位置传感器，例如红外传感器或者成对设置的光电传感器等。

进一步地，本申请实施例提供的测试平台还包括继电器7，继电器7与驱动装置2电连接，继电器7根据第一传感器5发出的第一电信号关闭驱动装置2，并间隔第一预定时间后启动驱动装置2正向转动，根据第二传感器6发出的第二电信号关闭驱动装置2，并间隔第二预定时间后启动驱动装置2反向转动。

例如，继电器7启动驱动装置2正向转动，使驱动装置2驱动承载平台由初始位置P1上升至指定位置P2，然后继电器7接收第二传感器6发出的第二电信号，关闭驱动装置2，由感测单元3感测承载平台与基准面B之间的距离，间隔第二预定时间例如1s后，启动驱动装置2反向转动，驱动装置2驱动承载平台由指定位置P2下降至初始位置P1；此时继电器7接收第一传感器5发出的第一电信号，关闭驱动装置2，完成一个运行周期。间隔第一预定时间例如2s后，重新启动驱动装置2正向转动，开始下一个运行周期的循环。

本申请实施例中，通过继电器7与第一传感器5和第二传感器6的配合，可以连续且有序地控制驱动装置2的启动与关闭，实现了测试过程的自动化控制，提高了测试效率，节省了人力成本。

由此，本申请实施例提供的一种测试平台，结构简单、轻巧便捷、操作简便，能够自动监测待测设备S的运行精度，并进行可量化的数据分析，还可以从几何精度和工作精度两个维度评价待检设备的运行精度，提高了测试效率和测试结果的可信度。

需要说明的是，本申请实施例提供的一种测试平台不仅可以测量晶圆承载装置的运行精度，还可以用于其它需要测量的待检设备的场合，不再赘述。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种测试平台，用于监测待测设备的运行精度，其特征在于，所述测试平台包括：

基座，包括固定架和与所述固定架连接的基准件，所述固定架用于固定所述待测设备，所述基准件具有朝向所述待测设备的运动部件的基准面；

驱动装置，与所述基座连接，所述驱动装置用于为所述运动部件提供动力；

感测单元，设置于所述运动部件上，用于感测所述运动部件运动到指定位置后其与所述基准面之间的距离或者角度；

数据处理单元，配置为根据所述感测单元感测的所述距离与预设距离之间的偏差或者所述角度与预设角度之间的偏差判断所述待测设备是否满足验收要求。

2.根据权利要求1所述的测试平台，其特征在于，所述感测单元包括至少三个位移传感器，所述至少三个位移传感器设置于所述运动部件的朝向所述基准面一侧的平面上。

3.根据权利要求2所述的测试平台，其特征在于，在所述运动部件的每个运行周期内，所述至少三个位移传感器感测的距离与预设距离之间的偏差均值或者所述角度与预设角度之间的偏差绝对值均值为a，所述待测设备的偏差阈值为b，如果a≤b，则所述数据处理单元判断所述待测设备满足验收要求。

4.根据权利要求2所述的测试平台，其特征在于，在所述运动部件的第i个运行周期内，所述至少三个位移传感器感测的距离与预设距离之间的偏差绝对值均值或者所述角度与预设角度之间的偏差绝对值均值为a_i，其中，0<i≤n，i、n为自然数，所述待测设备的偏差阈值为b，所述运动部件的精度指数为T，且

如果T≤0.5时，且所述待测设备为未投入使用的新设备，则所述数据处理单元判断所述待测设备满足新设备的验收要求。

5.根据权利要求4所述的测试平台，其特征在于，如果0.5<T≤1，且所述待测设备为维修后的旧设备，则所述数据处理单元判断所述待测设备满足旧设备的验收要求。

6.根据权利要求4所述的测试平台，其特征在于，如果1<T≤2，且所述待测设备为维修后的旧设备，则所述数据处理单元判断所述待测设备的运行精度满足旧设备在有限使用期限内的验收要求。

7.根据权利要求4所述的测试平台，其特征在于，如果T>2，且所述待测设备为维修后的旧设备，则所述数据处理单元判断所述待测设备不满足验收要求。

8.根据权利要求1所述的测试平台，其特征在于，所述运动部件由初始位置运动至所述指定位置，所述测试平台还包括设置于所述固定架上的第一传感器和第二传感器，所述第一传感器对应于所述初始位置设置，所述第二传感器对应于所述指定位置设置；当所述运动部件到达所述初始位置时，所述第一传感器输出第一电信号，当所述运动部件到达所述指定位置时，所述第二传感器输出第二电信号。

9.根据权利要求8所述的测试平台，其特征在于，还包括继电器，所述继电器与所述驱动装置电连接，所述继电器根据所述第一传感器发出的第一电信号关闭所述驱动装置，并间隔第一预定时间后启动所述驱动装置正向转动；所述继电器根据所述第二传感器发出的第二电信号关闭所述驱动装置，并间隔第二预定时间后启动所述驱动装置反向转动。

10.根据权利要求1所述的测试平台，其特征在于，所述待测设备为用于举升晶圆的承载装置，所述运动部件为沿竖直方向来回运动的承载平台，所述感测单元用于感测所述承载平台运动到指定位置后其与所述基准面之间的距离，以检测所述承载平台的平面度。

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