CN103217130A - 一种硅片缓冲装载装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅片缓冲装载装置，属于硅片样品光学测量技术领域。该装置包括硅片样品台和吸盘，吸盘与硅片样品台相配合，硅片样品台具有底座，还包括缓冲机构，缓冲机构连接于底座，缓冲机构包括接触平台和升降机构，接触平台固定连接于升降机构，接触平台在升降机构的带动下升降。该装置在对硅片样品进行装载时，机械手与硅片样品台能够实现任意装载，并且，装载过程简单、装载稳定。

Description

一种硅片缓冲装载装置

技术领域

本发明涉及硅片样品光学测量技术领域，特别涉及一种在半导体行业中，用于测量硅片样品反射的光信号的硅片装载装置。

背景技术

精确地测量硅片样品上单层或者多层薄膜形成的三维结构的临界尺度、空间形貌及材料特性等表面信息在半导体行业中具有十分重要的作用。通常情况下，利用光学测量技术，通过测量硅片样品反射的光信号获得硅片样品表面信息。

现有技术中，用于测量硅片样品表面信息的光学测量设备在使用过程中，硅片样品是通过机械手装载到硅片样品台的吸盘上的。附图1所示为现有技术中的吸盘的示意图；附图2所示为现有技术中的硅片样品台的示意图。该吸盘与该硅片样品台配合使用，该吸盘上设有凹槽，其中标号为1的位置是与机械手相配合的凹槽。在使用过程中，机械手带着硅片样品运动至吸盘，机械手进入吸盘上的凹槽中，将硅片样品放置于吸盘表面，吸盘再通过真空吸附将硅片样品吸附在硅片样品台上，然后，机械手退出，随后，便可以对硅片样品的表面信息进行光学测量。在这一装载过程中，机械手与吸盘内的凹槽必须相互匹配。但是，一般而言，机械手与硅片样品台通常产自不同的厂家，两者之间的绝对匹配往往难以达到，这就需要从厂家单独定制相互匹配的硅片样品台，势必增加光学测量设备的成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种能够实现机械手与硅片样品台任意装载，并且装载过程简单、装载稳定的硅片缓冲装载装置。

本发明提供的硅片缓冲装载装置包括硅片样品台和吸盘，所述吸盘与所述硅片样品台相配合，所述硅片样品台具有底座，还包括缓冲机构，所述缓冲机构连接于所述底座，

所述缓冲机构包括接触平台和升降机构，所述接触平台固定连接于所述升降机构，所述接触平台在所述升降机构的带动下升降。

本发明提供的硅片缓冲装载装置在对硅片样品进行装载时，机械手与硅片样品台能够实现任意装载，并且，装载过程简单、装载稳定。

附图说明

图1为现有技术中的吸盘及其上设有的与机械手相配合的凹槽的示意图；

图2为现有技术中的硅片样品台的示意图；

图3为本发明实施例提供的硅片缓冲装载装置中安装有缓冲机构（该缓冲机构包括接触平台和升降机构）的硅片样品台的示意图；

图4为本发明实施例提供的硅片缓冲装载装置中安装有缓冲机构（该缓冲机构包括接触平台、升降机构和三向调节机构）的硅片样品台的示意图；

图5为本发明实施例提供的硅片缓冲装载装置中三向调节机构一个方向的示意图；

图6为本发明实施例提供的硅片缓冲装载装置中三向调节机构另一个方向的示意图；

图7为本发明实施例提供的硅片缓冲装载装置中相互配合的两个三向调节机构的示意图；

图8为本发明实施例提供的硅片缓冲装载装置拆除吸盘之后的示意图；

图9为本发明实施例提供的硅片缓冲装载装置上应用的小凸块及其上设有的锥形凸起的示意图；

图10为本发明实施例提供的硅片缓冲装载装置上应用的小凸块及锥形凸起对硅片样品小范围误差进行纠正的过程示意图；

图11为本发明实施例提供的硅片缓冲装载装置的整体结构示意图。

具体实施方式

为了深入了解本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

参见附图11，本发明提供的硅片缓冲装载装置包括硅片样品台2和吸盘1，吸盘1与硅片样品台2相配合，硅片样品台2具有底座3，参见附图3，还包括缓冲机构，该缓冲机构连接于底座3。该缓冲机构包括接触平台4和升降机构5，接触平台4固定连接于升降机构5，接触平台4在升降机构5的带动下升降。

其中，缓冲机构可以通过升降机构5连接于底座3。

参见附图4，该缓冲机构还可以包括三向调节机构，升降机构5连接于该三向调节机构，该缓冲机构通过该三向调节机构连接于底座3。使该缓冲机构装配时可以实现三向的微调，避免硅片样品台2或升降机构4移动距离不足造成的机械手伸入空间制约，以及加工误差导致的装配误差。

参见附图5和6，作为三向调节机构的一种具体的实现方式，该三向调节机构包括第I配件6和第II配件7，第I配件6具有底面和第I侧面，第II配件7具有顶面和第II侧面。底面上设有第I种长圆孔8，第I种长圆孔8的长度方向为x方向，底面通过第I种长圆孔8连接于底座3。第I侧面和/或第II侧面上设有第II种长圆孔（本实施例中，第I侧面上设有第II种长圆孔9），第II种长圆孔9的长度方向为y方向，第I配件6和第II配件7通过第II种长圆孔9连接。顶面上设有第III种长圆孔10，第III种长圆孔10的长度方向为z方向。参见附图4～6，顶面通过第III种长圆孔10连接于升降机构。其中，x、y、z为空间的三个方向，y为上下方向。本实施例中，x方向为前后方向，y方向为上下方向，z方向为左右方向。本实施例中，第I种长圆孔8、第II种长圆孔9和第III种长圆孔10分别为1个。

参见附图7，两个三向调节机构可以相互配合使用，即三向调节机构a可以包括第I配件6a和第II配件7a，三向调节机构b可以包括第I配件6b和第II配件7b，第I种长圆孔、第II种长圆孔和第III种长圆孔还可以分别为2个，即三向调节机构a上设有第I种长圆孔8a、第II种长圆孔9a和第III种长圆孔10a，三向调节机构b上设有第I种长圆孔8b、第II种长圆孔9b和第III种长圆孔10b。

参见附图8和9，接触平台4上还可以对称地设有小凸块11，各小凸块11的上表面处于同一水平面内。该小凸块11的使用可以减小接触平台4与硅片样品的接触面积，从而，避免硅片样品收到污染。

其中，用于制成小凸块11的材料可以选自不锈钢、铝合金和聚醚醚酮中的一种。选取这些材料的目的也是避免硅片样品收到污染。

其中，各小凸块11上还可以设有凸起12，各凸起12的底部围成的区域与硅片样品的尺寸相当。该凸起12能够用于固定硅片样品，避免硅片样品在小凸块11上表面上的滑动。

参见附图10，该凸起12为锥形凸起。锥形可以使稍微放歪的硅片样品能滑动到接触平台4上的设定位置，从而纠正机械手在硅片样品放置时的小范围误差。

本发明提供的硅片缓冲装载装置的工作原理如下：

参见附图11，机械手取到硅片样品后，带着硅片样品运动至缓冲机构上方，然后再带着硅片样品向下运动，直至硅片样品与接触平台4接触，然后，机械手继续向下运动，并移出离开该缓冲装载机构，而硅片样品则被搁置在接触平台4上，与此同时，硅片样品台2带着吸盘1运动至硅片样品正下方。待硅片样品在接触平台4上稳定后，升降机构5带动接触平台4向下运动，硅片样品也随之一起向下，直至硅片样品与吸盘1接触，升降机构5继续向下运动，硅片样品则被吸盘1吸住固定。然后，硅片样品随吸盘1一起被硅片样品台2带动至待测区域，进行测量。测量完成后，硅片样品台2将硅片样品送至接触平台4的正上方，然后关闭真空吸附，升降机构5带动接触平台4向上运动，至与硅片样品接触后，顶住硅片样品向上运动至离开吸盘1一段距离。最后，机械手移动至硅片样品下方，将硅片样品移动至离开该硅片缓冲装载装置。

在本实施例中，升降机构4为两个直线气缸，该两个直线气缸需要同步运动，并通过调速阀实现。

若把本实施例提供的硅片缓冲装载装置的接触平台4的两端用机械件固定连接，则可以只用一个直线气缸实现接触平台4的两端同步运动，这时，则需要一些辅助的机械连接件将接触平台4的两端连接起来。

此外，升降机构4除直线气缸外，还可以是电磁铁，旋转电机+滚珠丝杆等。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硅片缓冲装载装置，包括硅片样品台和吸盘，所述吸盘与所述硅片样品台相配合，所述硅片样品台具有底座，其特征在于，

还包括缓冲机构，所述缓冲机构连接于所述底座，

所述缓冲机构包括接触平台和升降机构，所述接触平台固定连接于所述升降机构，所述接触平台在所述升降机构的带动下升降。

2.根据权利要求1所述的装置，所述缓冲机构通过所述升降机构连接于所述底座。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述缓冲机构还包括三向调节机构，所述升降机构连接于所述三向调节机构，所述缓冲机构通过所述三向调节机构连接于所述底座。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述三向调节机构包括第I配件和第II配件，所述第I配件具有底面和第I侧面，所述第II配件具有顶面和第II侧面，

所述底面上设有第I种长圆孔，所述第I种长圆孔的长度方向为x方向，所述底面通过所述第I种长圆孔连接于所述底座，

所述第I侧面和/或第II侧面上设有第II种长圆孔，所述第II种长圆孔的长度方向为y方向，所述第I配件和第II配件通过所述第II种长圆孔连接，

所述顶面上设有第III种长圆孔，所述第III种长圆孔的长度方向为z方向，所述顶面通过所述第III种长圆孔连接于所述升降机构，

其中，x、y、z为空间的三个方向，y为上下方向。

5.根据权利要求1～4中任一所述的装置，其特征在于，所述升降机构为直线气缸。

6.根据权利要求1～4中任一所述的装置，其特征在于，所述接触平台上对称地设有小凸块，所述各小凸块的上表面处于同一水平面内。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述接触平台上对称地设有小凸块，所述各小凸块的上表面处于同一水平面内。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，用于制成所述小凸块的材料选自不锈钢、铝合金和聚醚醚酮中的一种。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述各小凸块上设有凸起，所述各凸起的底部围成的区域与硅片样品的尺寸相当。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述凸起为锥形凸起。

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