CN113871314A - 一种晶圆边缘形貌检查系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆边缘形貌检查系统及其检测方法，包括工作台和位于工作台上方的检查器，所述工作台的顶部固定有安装座，所述安装座的一侧固定有折架，所述折架与安装座之间设置有翻转单元，本发明涉及晶圆边缘形貌检查技术领域。该晶圆边缘形貌检查系统及其检测方法，通过在折架与安装座之间设置翻转单元，利用固定座的上下移动过程，可以带动转轴推动三角块调节挡板的位置，并在挡板的作用下带动转轴进行翻转，配合稳定机构保证转轴翻转后的稳定性，在对晶圆边缘形貌检查时，可以实现晶圆的全方位检查，无需人工手动介入翻转，一来避免了人工手动介入会影响晶圆形貌检查结果，二来可以实现晶圆的全方位检查，保证了结果的精确性。

Description

一种晶圆边缘形貌检查系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及晶圆边缘形貌检查技术领域，具体为一种晶圆边缘形貌检查系统及其检测方法。

背景技术

晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。目前国内晶圆生产线以8英寸和12英寸为主。

现有的晶圆边缘形貌检查系统及其检测方法，存在下列缺陷：

1、在对晶圆边缘形貌进行全方位检查时，由于晶圆工件的面不能直接与检查器正对，大都是需要借助人工进行翻转，但是人工手动介入可能会影响晶圆形貌检查结果，晶圆边缘形貌检查的精确性降低；

2、在对晶圆边缘形貌检查时需要检查晶圆工件的多个方位，此时需要人工或者机器多次调节晶圆工件的位置，操作过程繁琐，使用不便，并且传统检查器位置固定影响晶圆工件的安装过程。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种晶圆边缘形貌检查系统及其检测方法，解决了现有的晶圆边缘形貌检查系统及其检测方法，需要借助人工进行翻转，但是人工手动介入可能会影响晶圆形貌检查结果，需要人工或者机器多次调节晶圆工件的位置和检查器位置固定影响晶圆工件的安装过程的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种晶圆边缘形貌检查系统，包括工作台和位于工作台上方的检查器，所述工作台的顶部固定有安装座，所述安装座的一侧固定有折架，所述折架与安装座之间设置有翻转单元，所述翻转单元的一侧设置有控制机构，且工作台的顶部设置有检查机构；所述翻转单元包括设置在折架一侧的固定座，所述固定座的一侧固定有T型块，所述折架的一侧开设有T型槽，且T型块的外表面与T型槽的内表面滑动，所述固定座的表面转动有转轴，且转轴的外表面固定有凸盘，且凸盘表面的两侧均固定有凸柱，所述安装座的顶部开设有限位槽，且限位槽的内表面滑动有滑板，所述滑板的顶部固定有三角块，所述滑板顶部的两侧均固定有竖板，两个所述竖板的相对侧均一体固定有挡板，且转轴的外表面与三角块的斜面接触，所述固定座的一侧固定有延伸部，所述延伸部上贯穿螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的顶端与折架内壁的顶部转动并延伸至折架的外部，所述折架的顶部固定有第一电机，所述第一电机的输出端通过联轴器与螺纹杆的顶端固定，所述转轴的一端贯穿固定座并延伸至固定座的外部，且转轴的一端设置有稳定机构；所述稳定机构包括固定在转轴一端的衔接套，所述衔接套的一侧固定有转动套，所述固定座表面的两侧均固定有挡柱，且挡柱的表面与转动套的表面接触，所述固定座的底部固定有衔接座，所述衔接座的表面固定有安装套，所述安装套的表面固定有弹簧，且弹簧的一端与转动套的一侧固定。

优选的，所述控制机构包括固定在转轴一端的横座，所述横座的一侧设置有两个放置板，两个所述放置板的一侧均固定有凸条，所述横座的一侧开设通槽，且凸条的外表面与通槽的内表面滑动。

优选的，两个所述放置板的相对侧均开设有圆形槽，所述圆形槽上贯穿转动有转盘，所述放置板的一侧固定有机架。

优选的，所述机架的表面固定有第二电机，所述第二电机的输出轴端部与转盘的轴心处固定，所述转盘上固定有气泵。

优选的，所述气泵的进气口连通有进气管，且气泵的出气口连通有出气管，所述进气管的一端贯穿转盘并与转盘的表面齐平。

优选的，所述检查机构包括转动设置在工作台顶部的转柱，所述转柱的外表面上方固定有连接板，且连接板的一侧与检查器的一侧固定。

优选的，所述工作台的顶部固定有架板，所述架板的表面固定有第三电机。

优选的，所述第三电机的输出轴表面与转柱的表面均固定有齿轮，两个所述齿轮之间啮合。

本发明还公开了一种晶圆边缘形貌检查系统的检测方法，具体包括以下步骤：

S1、首先将晶圆工件放置在放置板上的圆形槽内，此时启动气泵，经过气泵使得进气管处产生负压，此时晶圆工件与转盘的接触面上产生负压，然后经过进气管对晶圆工件进行固定，此时启动第二电机，利用第二电机带动转盘转动，转盘转动使得晶圆工件转动，然后启动第三电机，经过第三电机带动两个啮合的齿轮转动，两个啮合的齿轮转动进一步带动转柱转动，转柱转动进而带动连接板转动，连接板转动使得检查器转动至晶圆工件处，利用检查器对晶圆工件边缘形貌检查即可；

S2、需要翻转时，将位于上侧的放置板移动至与下侧的放置板位置对齐，使得凸条在通槽内滑动，然后启动第一电机，经过第一电机带动螺纹杆转动，螺纹杆转动使得延伸部向上运动，延伸部向上运动然后带动固定座向上运动，固定座向上运动使得T型块在T型槽内向上移动，此时凸柱跟随向上运动时触碰挡板，在触碰挡板的作用下带动凸柱翻转，此时转轴转动180°，此时放置板在转轴的作用下翻转180°即可，同时在转轴的作用下带动衔接套和转动套转动，在弹簧的作用下维持稳定；

S3、然后反向启动第一电机，在第一电机的作用下带动转轴和放置板向下运动，然后利用转轴挤压三角块的斜面，此时在三角块的作用下推动滑板在限位槽内向一侧滑动，此时转轴恢复至初始位置，此时再启动第三电机，利用检查器对晶圆工件边缘形貌检查即可。

优选的，所述S2中将位于上侧的放置板移动至与下侧的放置板位置对齐时，上侧和下侧的放置板都不能完全滑出横座。

(三)有益效果

本发明提供了一种晶圆边缘形貌检查系统及其检测方法。与现有技术相比，具备以下有益效果：

(1)、该晶圆边缘形貌检查系统及其检测方法，通过在折架与安装座之间设置翻转单元，利用固定座的上下移动过程，可以带动转轴推动三角块调节挡板的位置，并在挡板的作用下带动转轴进行翻转，配合稳定机构保证转轴翻转后的稳定性，在对晶圆边缘形貌检查时，可以实现晶圆的全方位检查，无需人工手动介入翻转，一来避免了人工手动介入会影响晶圆形貌检查结果，二来可以实现晶圆的全方位检查，保证了结果的精确性。

(2)、该晶圆边缘形貌检查系统及其检测方法，通过在翻转单元的一侧设置控制机构，利用控制机构中的第二电机提供动力输出，经过转盘转动过程，配合气泵和进气管对晶圆进行固定，在对晶圆边缘形貌检查时无需检查晶圆工件的多个方位，可以只对一个方位进行检查，就能实现晶圆工件的全面检查过程，操作简单，使用便捷。

(3)、该晶圆边缘形貌检查系统及其检测方法，通过在工作台的顶部设置检查机构，利用检查机构中的第三电机提供动力输出，经过两个齿轮之间的啮合传动，可以实现转柱带动连接板的转动过程，从而控制检查器的位置，避免了传统检查器位置固定影响晶圆工件的安装过程，操作更加便捷。

附图说明

图1为本发明的未检查状态第一立体结构示意图；

图2为本发明的未检查状态第二立体结构示意图；

图3为本发明的检查状态立体结构示意图；

图4为本发明翻转单元的立体结构示意图；

图5为本发明翻转单元的第一局部立体结构示意图；

图6为本发明稳定机构的立体结构示意图；

图7为本发明翻转单元的第二局部立体结构示意图；

图8为本发明控制机构的立体结构示意图；

图9为本发明控制机构的立体结构剖视图；

图10为本发明检查机构的立体结构剖视图。

图中，1-工作台、2-检查器、3-安装座、4-折架、5-翻转单元、51-固定座、52-T型块、53-T型槽、54-转轴、55-凸盘、56-凸柱、57-限位槽、58-滑板、59-稳定机构、59-1-衔接套、59-2-转动套、59-3-挡柱、59-4-衔接座、59-5-安装套、59-6-弹簧、510-三角块、511-竖板、512-挡板、513-延伸部、514-螺纹杆、515-第一电机、6-控制机构、61-横座、62-放置板、63-凸条、64-通槽、65-圆形槽、66-转盘、67-机架、68-第二电机、69-气泵、610-进气管、611-出气管、7-检查机构、71-转柱、72-连接板、73-架板、74-第三电机、75-齿轮。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10，本发明实施例提供一种技术方案：一种晶圆边缘形貌检查系统，包括工作台1和位于工作台1上方的检查器2，检查器2为现有的晶圆边缘形貌检查技术，工作台1的顶部固定有安装座3，安装座3的一侧固定有折架4，折架4与安装座3之间设置有翻转单元5，翻转单元5的一侧设置有控制机构6，且工作台1的顶部设置有检查机构7；翻转单元5包括设置在折架4一侧的固定座51，固定座51的一侧固定有T型块52，折架4的一侧开设有T型槽53，且T型块52的外表面与T型槽53的内表面滑动，固定座51的表面转动有转轴54，且转轴54的外表面固定有凸盘55，且凸盘55表面的两侧均固定有凸柱56，安装座3的顶部开设有限位槽57，且限位槽57的内表面滑动有滑板58，滑板58的顶部固定有三角块510，滑板58顶部的两侧均固定有竖板511，两个竖板511的相对侧均一体固定有挡板512，且转轴54的外表面与三角块510的斜面接触，固定座51的一侧固定有延伸部513，延伸部513上贯穿螺纹连接有螺纹杆514，螺纹杆514的顶端与折架4内壁的顶部转动并延伸至折架4的外部，折架4的顶部固定有第一电机515，第一电机515为三相异步电动机，且与外部电源电性连接，第一电机515的输出端通过联轴器与螺纹杆514的顶端固定，转轴54的一端贯穿固定座51并延伸至固定座51的外部，且转轴54的一端设置有稳定机构59；稳定机构59包括固定在转轴54一端的衔接套59-1，衔接套59-1的一侧固定有转动套59-2，固定座51表面的两侧均固定有挡柱59-3，且挡柱59-3的表面与转动套59-2的表面接触，固定座51的底部固定有衔接座59-4，衔接座59-4的表面固定有安装套59-5，安装套59-5的表面固定有弹簧59-6，弹簧59-6的弹性系数可根据需求设定，且弹簧59-6的一端与转动套59-2的一侧固定。

本发明实施例中，控制机构6包括固定在转轴54一端的横座61，横座61的一侧设置有两个放置板62，两个放置板62的一侧均固定有凸条63，横座61的一侧开设通槽64，凸条63和通槽64均设置为T型，保证放置板62不会滑出横座61，且凸条63的外表面与通槽64的内表面滑动，两个放置板62的相对侧均开设有圆形槽65，圆形槽65的大小与晶圆工件大小适配，圆形槽65上贯穿转动有转盘66，放置板62的一侧固定有机架67，机架67的表面固定有第二电机68，第二电机68与外部电源电性连接，第二电机68的输出轴端部与转盘66的轴心处固定，转盘66上固定有气泵69，气泵69与外部电源电性连接，气泵69的进气口连通有进气管610，且气泵69的出气口连通有出气管611，管道上均设置有对应的电磁阀门，进气管610的一端贯穿转盘66并与转盘66的表面齐平。

本发明实施例中，检查机构7包括转动设置在工作台1顶部的转柱71，转柱71的外表面上方固定有连接板72，且连接板72的一侧与检查器2的一侧固定，工作台1的顶部固定有架板73，架板73的表面固定有第三电机74，第三电机74为三相异步电动机，且与外部电源电性连接，第三电机74的输出轴表面与转柱71的表面均固定有齿轮75，两个齿轮75之间啮合。

本发明还公开了一种晶圆边缘形貌检查系统的检测方法，具体包括以下步骤：

S1、首先将晶圆工件放置在放置板62上的圆形槽65内，此时启动气泵69，经过气泵69使得进气管610处产生负压，此时晶圆工件与转盘66的接触面上产生负压，然后经过进气管610对晶圆工件进行固定，此时启动第二电机68，利用第二电机68带动转盘66转动，转盘66转动使得晶圆工件转动，然后启动第三电机74，经过第三电机74带动两个啮合的齿轮75转动，两个啮合的齿轮75转动进一步带动转柱71转动，转柱71转动进而带动连接板72转动，连接板72转动使得检查器2转动至晶圆工件处，利用检查器2对晶圆工件边缘形貌检查即可；

S2、需要翻转时，将位于上侧的放置板62移动至与下侧的放置板62位置对齐，使得凸条63在通槽64内滑动，然后启动第一电机515，经过第一电机515带动螺纹杆514转动，螺纹杆514转动使得延伸部513向上运动，延伸部513向上运动然后带动固定座51向上运动，固定座51向上运动使得T型块52在T型槽53内向上移动，此时凸柱56跟随向上运动时触碰挡板512，在触碰挡板512的作用下带动凸柱56翻转，此时转轴54转动180°，此时放置板62在转轴54的作用下翻转180°即可，同时在转轴54的作用下带动衔接套59-1和转动套59-2转动，在弹簧59-6的作用下维持稳定；

S3、然后反向启动第一电机515，在第一电机515的作用下带动转轴54和放置板62向下运动，然后利用转轴54挤压三角块510的斜面，此时在三角块510的作用下推动滑板58在限位槽57内向一侧滑动，此时转轴54恢复至初始位置，此时再启动第三电机74，利用检查器2对晶圆工件边缘形貌检查即可。

本发明实施例中，S2中将位于上侧的放置板62移动至与下侧的放置板62位置对齐时，上侧和下侧的放置板62都不能完全滑出横座61。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种晶圆边缘形貌检查系统，包括工作台(1)和位于工作台(1)上方的检查器(2)，其特征在于：所述工作台(1)的顶部固定有安装座(3)，所述安装座(3)的一侧固定有折架(4)，所述折架(4)与安装座(3)之间设置有翻转单元(5)，所述翻转单元(5)的一侧设置有控制机构(6)，且工作台(1)的顶部设置有检查机构(7)；

所述翻转单元(5)包括设置在折架(4)一侧的固定座(51)，所述固定座(51)的一侧固定有T型块(52)，所述折架(4)的一侧开设有T型槽(53)，且T型块(52)的外表面与T型槽(53)的内表面滑动，所述固定座(51)的表面转动有转轴(54)，且转轴(54)的外表面固定有凸盘(55)，且凸盘(55)表面的两侧均固定有凸柱(56)，所述安装座(3)的顶部开设有限位槽(57)，且限位槽(57)的内表面滑动有滑板(58)，所述滑板(58)的顶部固定有三角块(510)，所述滑板(58)顶部的两侧均固定有竖板(511)，两个所述竖板(511)的相对侧均一体固定有挡板(512)，且转轴(54)的外表面与三角块(510)的斜面接触，所述固定座(51)的一侧固定有延伸部(513)，所述延伸部(513)上贯穿螺纹连接有螺纹杆(514)，所述螺纹杆(514)的顶端与折架(4)内壁的顶部转动并延伸至折架(4)的外部，所述折架(4)的顶部固定有第一电机(515)，所述第一电机(515)的输出端通过联轴器与螺纹杆(514)的顶端固定，所述转轴(54)的一端贯穿固定座(51)并延伸至固定座(51)的外部，且转轴(54)的一端设置有稳定机构(59)；

所述稳定机构(59)包括固定在转轴(54)一端的衔接套(59-1)，所述衔接套(59-1)的一侧固定有转动套(59-2)，所述固定座(51)表面的两侧均固定有挡柱(59-3)，且挡柱(59-3)的表面与转动套(59-2)的表面接触，所述固定座(51)的底部固定有衔接座(59-4)，所述衔接座(59-4)的表面固定有安装套(59-5)，所述安装套(59-5)的表面固定有弹簧(59-6)，且弹簧(59-6)的一端与转动套(59-2)的一侧固定。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆边缘形貌检查系统，其特征在于：所述控制机构(6)包括固定在转轴(54)一端的横座(61)，所述横座(61)的一侧设置有两个放置板(62)，两个所述放置板(62)的一侧均固定有凸条(63)，所述横座(61)的一侧开设通槽(64)，且凸条(63)的外表面与通槽(64)的内表面滑动。

3.根据权利要求2所述的一种晶圆边缘形貌检查系统，其特征在于：两个所述放置板(62)的相对侧均开设有圆形槽(65)，所述圆形槽(65)上贯穿转动有转盘(66)，所述放置板(62)的一侧固定有机架(67)。

4.根据权利要求3所述的一种晶圆边缘形貌检查系统，其特征在于：所述机架(67)的表面固定有第二电机(68)，所述第二电机(68)的输出轴端部与转盘(66)的轴心处固定，所述转盘(66)上固定有气泵(69)。

5.根据权利要求4所述的一种晶圆边缘形貌检查系统，其特征在于：所述气泵(69)的进气口连通有进气管(610)，且气泵(69)的出气口连通有出气管(611)，所述进气管(610)的一端贯穿转盘(66)并与转盘(66)的表面齐平。

6.根据权利要求1所述的一种晶圆边缘形貌检查系统法，其特征在于：所述检查机构(7)包括转动设置在工作台(1)顶部的转柱(71)，所述转柱(71)的外表面上方固定有连接板(72)，且连接板(72)的一侧与检查器(2)的一侧固定。

7.根据权利要求6所述的一种晶圆边缘形貌检查系统法，其特征在于：所述工作台(1)的顶部固定有架板(73)，所述架板(73)的表面固定有第三电机(74)。

8.根据权利要求7所述的一种晶圆边缘形貌检查系统及其检测方法，其特征在于：所述第三电机(74)的输出轴表面与转柱(71)的表面均固定有齿轮(75)，两个所述齿轮(75)之间啮合。

9.一种晶圆边缘形貌检查系统的检测方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

S1、首先将晶圆工件放置在放置板(62)上的圆形槽(65)内，此时启动气泵(69)，经过气泵(69)使得进气管(610)处产生负压，此时晶圆工件与转盘(66)的接触面上产生负压，然后经过进气管(610)对晶圆工件进行固定，此时启动第二电机(68)，利用第二电机(68)带动转盘(66)转动，转盘(66)转动使得晶圆工件转动，然后启动第三电机(74)，经过第三电机(74)带动两个啮合的齿轮(75)转动，两个啮合的齿轮(75)转动进一步带动转柱(71)转动，转柱(71)转动进而带动连接板(72)转动，连接板(72)转动使得检查器(2)转动至晶圆工件处，利用检查器(2)对晶圆工件边缘形貌检查即可；

S2、需要翻转时，将位于上侧的放置板(62)移动至与下侧的放置板(62)位置对齐，使得凸条(63)在通槽(64)内滑动，然后启动第一电机(515)，经过第一电机(515)带动螺纹杆(514)转动，螺纹杆(514)转动使得延伸部(513)向上运动，延伸部(513)向上运动然后带动固定座(51)向上运动，固定座(51)向上运动使得T型块(52)在T型槽(53)内向上移动，此时凸柱(56)跟随向上运动时触碰挡板(512)，在触碰挡板(512)的作用下带动凸柱(56)翻转，此时转轴(54)转动180°，此时放置板(62)在转轴(54)的作用下翻转180°即可，同时在转轴(54)的作用下带动衔接套(59-1)和转动套(59-2)转动，在弹簧(59-6)的作用下维持稳定；

S3、然后反向启动第一电机(515)，在第一电机(515)的作用下带动转轴(54)和放置板(62)向下运动，然后利用转轴(54)挤压三角块(510)的斜面，此时在三角块(510)的作用下推动滑板(58)在限位槽(57)内向一侧滑动，此时转轴(54)恢复至初始位置，此时再启动第三电机(74)，利用检查器(2)对晶圆工件边缘形貌检查即可。

10.根据权利要求9所述的一种晶圆边缘形貌检查系统的检测方法，其特征在于：所述S2中将位于上侧的放置板(62)移动至与下侧的放置板(62)位置对齐时，上侧和下侧的放置板(62)都不能完全滑出横座(61)。

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