CN114459311B - 硅环台阶检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅环台阶检测装置，包括斜置的检测台以及转台组件和检测组件，所述转台组件包括与检测台平行设置且可被驱动转动的转台以及对中件和定位件，所述转台以在垂直于检测台方向上升降的方式设置于检测台上方，所述对中件设置于转台底部用于调节使得硅环对中，所述检测台侧部设置有缺口，所述检测组件设置于检测台缺口处并正对硅环台阶面检测，所述定位件设置于转台上，所述定位件用于对对中后的硅环夹持定位，且定位件随着转台转动并驱动硅环贴合于检测台表面转动。本发明中通过对中件使得硅环与转台保持同轴，在硅环随转台转动过程中，检测组件可快速对经过缺口上方的硅环台阶结构进行检测，整个检测过程较快，利于提高检测精度和检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及机械制造技术领域，特别涉及一种硅环台阶检测装置。
背景技术
刻蚀设备是半导体芯片生产环节必不可少的设备，而硅环是刻蚀设备中必不可少的零部件，硅环生产制造过程中需要对台阶检测以确定是否满足加工精度，现有的硅环台阶检测装置是通过使用三坐标测量仪手动检测，该检测方法对检测人员的要求非常高，而且检测误差拨动范围较大、检测效率较低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种硅环台阶检测装置，该装置可对硅环精确定位并利于硅环的自动检测，对检测人员的操作要求不高，且检测精度和检测效率有效提高。
本发明的硅环台阶检测装置，包括斜置的检测台以及转台组件和检测组件，所述转台组件包括与检测台平行设置且可被驱动转动的转台以及对中件和定位件，所述转台以在垂直于检测台方向上升降的方式设置于检测台上方，所述对中件设置于转台底部用于调节放置于检测台上的硅环以使得硅环中轴线与转台中轴线共线，所述检测台侧部设置有缺口，所述硅环对中后位于缺口上方，所述检测组件设置于检测台缺口处并正对硅环台阶面检测，所述定位件设置于转台上，所述定位件用于对对中后的硅环夹持定位，且定位件随着转台转动并驱动硅环贴合于检测台表面转动。
进一步，所述对中件包括对中块以及对中圆杆，所述对中圆杆垂直于检测台，且以可沿检测台倾斜方向滑动的方式安装于转台上，所述对中圆杆滑动路径经过转台中轴线，所述对中块固定于转台上，所述对中块朝向对中圆杆的侧壁上开设有对中半圆槽，所述对中半圆槽中轴线与转台中轴线共线，所述对中半圆槽内径与对中圆杆外径相同，所述对中圆杆滑动至对中半圆槽内时对中圆杆的外圆与对中半圆槽的内圆适形贴合，且对中圆杆的中轴线与对中半圆槽中轴线共线。
进一步，所述定位件包括上定位杆组和下定位杆组，所述上定位杆组包括两根定位圆杆，两根定位圆杆以对中圆杆滑动路径所在平面为中心平面对称设置，所述上定位杆组和下定位杆组沿检测台倾斜方向对称设置，所述上定位杆组和下定位杆组以可沿检测台倾斜方向滑动的方式安装于转台上。
进一步，所述检测组件包括千分表和电感测微仪，所述千分表以可升降的方式设置于检测台缺口上方并朝下正对缺口用于检测硅环上表面，所述电感测微仪以可升降的方式设置于检测台缺口内并朝上正对缺口用于检测硅环下表面。
进一步，所述检测台为圆形台，所述检测台中轴线与转台中轴线共线。
进一步，还包括一对垂直固定于检测台上表面的支撑圆柱，所述支撑圆柱位于检测台倾斜方向的中部偏下位置，两所述支撑圆柱以对中圆杆滑动路径所在平面为中心平面对称设置，硅环放置于检测台上时，所述硅环沿检测台上表面自然下滑并且硅环外圆支撑于支撑柱上。
进一步，还包括基台和安装台，所述基台上具有安装斜面，所述安装台斜置安装于安装斜面上，所述检测台适形斜置安装于安装台上，所述安装台上对应于检测台缺口的位置设有避让槽，所述避让槽用于对电感测微仪下滑时形成避让。
进一步，还包括升降柱和顶升架，所述转台转动配合安装于顶升架上并可被驱动转动，所述升降柱连接于顶升架和安装斜面之间并可驱动顶升架在垂直于安装斜面的方向升降。
本发明的有益效果：
本发明中通过对中件使得硅环与转台保持同轴，在硅环随转台转动过程中，检测组件可快速对经过缺口上方的硅环台阶结构进行检测，整个检测过程较快，且利于围绕硅环检测多组数据，检测位置位于硅环的同一半径处，利于提高检测精度和检测效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明结构示意图；
图2为检测台俯视结构示意图；
图3为转台仰视结构示意图；
图4为对中块安装结构示意图；
具体实施方式
如图所示，本实施例提供了一种硅环台阶检测装置，包括斜置的检测台1以及转台组件和检测组件，所述转台组件包括与检测台1平行设置且可被驱动转动的转台2以及对中件和定位件，所述转台2以在垂直于检测台1方向上升降的方式设置于检测台1上方，所述对中件设置于转台2底部用于调节放置于检测台1上的硅环25以使得硅环25中轴线与转台2中轴线共线，所述检测台1侧部设置有缺口1a，所述硅环25对中后位于缺口上方，所述检测组件设置于检测台1缺口处并正对硅环25台阶面检测，所述定位件设置于转台2上，所述定位件用于对对中后的硅环25夹持定位，且定位件随着转台2转动并驱动硅环25贴合于检测台1表面转动。
检测台1与现有的检测台结构相同，检测台的结构此处不在赘述；结合图1所示，检测台1上表面用于放置硅环25，由于检测台1斜置的设置方式，使得硅环25放置于检测台1表面时可沿着检测台1的斜面向下滑动；要保证硅环25向下滑动，则需要控制检测台1的倾斜角度以及检测台1上表面的光滑度；放置硅环25过程中，首先升高转台2，同时对中件与定位件同步上移，使得检测台1上方避让出足够的空间用于放置硅环25，硅环25放置完成后下降转台2，使得对中间和定位件位于硅环25的内部，通过对中件调整硅环25的位置，使得硅环25与转台2同轴，通过定位件对对中后的硅环25夹持定位，检测组件用于检测位于缺口1a处硅环25的台阶面，硅环25随着转台2转动时，检测组件可依次检测经过缺口1a上方处硅环25的台阶面的精度；
该结构通过对中件使得硅环25与转台2保持同轴，在硅环25随转台2转动过程中，检测组件可快速对经过缺口1a上方的硅环25台阶结构进行检测，整个检测过程较快，且利于围绕硅环25检测多组数据，检测位置位于硅环25的同一半径处，利于提高检测精度和检测效率。
本实施例中，所述对中件包括对中块3以及对中圆杆4，所述对中圆杆垂直于检测台1，且以可沿检测台1倾斜方向滑动的方式安装于转台2上，所述对中圆杆滑动路径经过转台2中轴线，所述对中块固定于转台2上，所述对中块朝向对中圆杆的侧壁上开设有对中半圆槽3a，所述对中半圆槽中轴线与转台2中轴线共线，所述对中半圆槽内径与对中圆杆外径相同，所述对中圆杆4滑动至对中半圆槽内时对中圆杆的外圆与对中半圆槽的内圆适形贴合，且对中圆杆4的中轴线与对中半圆槽中轴线共线。
对中圆杆滑动路径是指对中圆杆中轴线滑动的路径，该滑动路径实质为一个平面，转台2中轴线位于路径所在的平面内，该滑动路径为如图2所示的路径A，路径A也为转台2的某一直径方向；
如图2所示，对中圆杆的初始位置为滑动至对中半圆槽内，需要对中时，对中圆杆被驱动沿路径A向上滑动，滑动的距离为硅环25的半径减对中圆杆的半径；硅环25放置在检测台1上时，由于重力自然下滑，若无支撑圆杆支撑，则硅环25的内壁抵在对中块上，对中圆杆沿斜面向上滑动过程中，对中圆杆自然驱动硅环25沿检测台1斜面上滑，应保证检测台1表面的光滑度，使得硅环25在随着对中圆杆上滑过程中，由于重力自然在检测台1表面滑动自适应调整，对中圆杆滑动到位后，则硅环25自然对中；
对中半圆槽内径与对中圆杆外径相同，且二者啮合时对中半圆槽内圆与对中圆杆外圆贴合，若对中圆杆4的中轴线与对中半圆槽中轴线完全共线或者共线误差位于允许范围内时，则对中圆杆4与对中半圆槽可很好的啮合，若二者共线误差较大时，则对中圆杆与无法啮合至对中半圆槽内，利于肉眼直观的观察使用过程中二者的配合精度；
本实施例中，所述定位件包括上定位杆组5和下定位杆组6，所述上定位杆组包括两根定位圆杆，两根定位圆杆以对中圆杆滑动路径所在平面为中心平面对称设置，所述上定位杆组和下定位杆组沿检测台1倾斜方向对称设置，所述上定位杆组5和下定位杆组6以可沿检测台1倾斜方向滑动的方式安装于转台2上。
如图2和图3所示，对中圆杆4、上定位杆组5和下定位杆组6的滑动方向相同，如图2所示，上定位杆组中两个定位圆杆以路径A所在平面为中心左右对称，下定位杆组同理设置，如图3所示，上定位杆组安装于上定位滑块15上，下定位杆组安装于下定位滑块16上，对中圆杆4安装于对中滑块14上，在转台2底部沿倾斜方向平行设有中部轨道17和位于中部轨道左右两侧的两个侧部轨道18，其中中部轨道过转台2的中轴线；
对中滑块14滑动安装于中部轨道17上，上定位杆组5和下定位杆组6滑动安装于两个侧壁轨道上，中部轨道17和侧部轨道可以为工字轨道，相应的与各轨道配合的滑块上适形开设于有与轨道适配的滑槽，在转台2底部上位于定位滑块15和下定位滑块16之间设置有双输出液压缸19，液压缸19的两个输出端分别驱动上定位滑块15和下定位滑块16相互远离或者相互靠近滑动，在转台2底部还设置有直线电机20，直线电机20驱动对中滑块14沿滑轨滑动；
上定位滑块15和下定位滑块16优选沿侧部滑轨所在方向距离转盘中部位置距离相等，且上定位滑块15和下定位滑块16同步等速滑动，上定位滑块15和下定位滑块16的初始位置应保证上定位杆组和下定位杆组位于硅环25内，此时当硅环25对中后，上定位杆组和下定位杆组同步相互远离滑动，且上定位杆组和下定位杆组同时与硅环25内圆接触，上定位杆组和下定位杆组压于硅环25内圆对硅环25形成定位并具有夹持作用，此时不会由于上定位杆组和下定位杆组先后与硅环25接触导致对硅环25产生作用力进而导致硅环25偏移，上定位杆组和下定位杆组的定位圆杆上与硅环25内圆接触的位置可设置橡胶层，以增大与定位硅环25内圆的摩擦力，同时也作为缓冲层防止定位圆杆与硅环25内圆刚性接触，其中上定位杆组和下定位杆组以及对中圆杆4的滑动驱动结构还可以设置为现有的其他结构，此处不在赘述；
如图4所示，对中块3与Y字形的支架23连接，支架23的两个分支端连接于转台2的两个位置B处，支架23的分支结构可为对中滑块14的滑动形成避让，同理，上定位滑块15的中部位置为内凹结构，同样也为对中滑块14的滑动形成避让。
本实施例中，所述检测组件包括千分表7和电感测微仪8，所述千分表7以可升降的方式设置于检测台缺口1a上方并朝下正对缺口用于检测硅环25上表面，所述电感测微仪8以可升降的方式设置于检测台缺口1a内并朝上正对缺口用于检测硅环25下表面。
千分表表针通过千分表数值与电感测微仪数值进行测量石英环台阶深度；如图1所示，基台10上垂直于安装斜面10a安装于升降支架21，升降支架21上可升降的安装有两个安装梁22，安装梁可通过液压驱动或者直线电机驱动沿升降支架滑动，该安装梁可沿检测台1倾斜方向伸缩，进而调节千分表和电感测微仪的位置；安装梁可直接采用现有的电动伸缩杆，通过该结构便于调节千分表7和电感测微仪8的位置，进而与不同规格的硅环25适配。
本实施例中，所述检测台1为圆形台，所述检测台1中轴线与转台2中轴线共线。检测台1上的缺口口为向外扩大的扇形缺口；检测台1和转台2都为圆形台，且硅环25为圆形环，利于三者对中。
本实施例中，还包括一对垂直固定于检测台1上表面的支撑圆柱9，所述支撑圆柱位于检测台1倾斜方向的中部偏下位置，两所述支撑圆柱以对中圆杆滑动路径所在平面为中心平面对称设置，硅环25放置于检测台1上时，所述硅环25沿检测台1上表面自然下滑并且硅环25外圆支撑于支撑柱上。
结合图2所示，支撑圆柱优选固定于检测台1斜面最低处，在初始放置硅环25时，硅环25下滑通过两个支撑圆柱9支撑定位，两个支撑圆柱以路径A所在平面为中心对称，则硅环25被两个支撑圆柱支撑定位后，硅环25的中心线自动落在了路径A所在平面上，当对中圆杆4上滑与硅环25内圆接触时，则接触的位置为硅环25内圆处于路径A所在平面交点位置，此时使得硅环25自动在图2中沿路径A所在平面左右对称，利于硅环25的对中。
本实施例中，还包括基台10和安装台11，所述基台上具有安装斜面10a，所述安装台斜置安装于安装斜面上，所述检测台1适形斜置安装于安装台上，所述安装台上对应于检测台缺口1a的位置设有避让槽11a，所述避让槽用于对电感测微仪8下滑时形成避让。
安装台11的上表面、检测台1的上表面均平行于安装斜面10a，安装斜面10a的倾斜方向即为检测台1的倾斜方向，通过安装台的设置利于为电感测微仪8提供安装空间，通过基台的设置，利于使检测台1倾斜设置。
本实施例中，还包括升降柱12和顶升架13，所述转台2转动配合安装于顶升架上并可被驱动转动，所述升降柱12连接于顶升架和安装斜面10a之间并可驱动顶升架13在垂直于安装斜面10a的方向升降。
升降柱12可以为液压升降柱，顶升架13外安装有驱动电机24，驱动电机24驱动转台2转动；顶升架13由上下壳构成，转台2转动配合安装于下壳内，上壳盖于下壳上，驱动电机24安装于上壳外，下壳中部具有开孔以避让定位件和对中件。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种硅环台阶检测装置，其特征在于：包括斜置的检测台以及转台组件和检测组件，所述转台组件包括与检测台平行设置且可被驱动转动的转台以及对中件和定位件，所述转台以在垂直于检测台方向上升降的方式设置于检测台上方，所述对中件设置于转台底部用于调节放置于检测台上的硅环以使得硅环中轴线与转台中轴线共线，所述检测台侧部设置有缺口，所述硅环对中后位于缺口上方，所述检测组件设置于检测台缺口处并正对硅环台阶面检测，所述定位件设置于转台上，所述定位件用于对对中后的硅环夹持定位，且定位件随着转台转动并驱动硅环贴合于检测台表面转动；
所述对中件包括对中块以及对中圆杆，所述对中圆杆垂直于检测台，且以可沿检测台倾斜方向滑动的方式安装于转台上，所述对中圆杆滑动路径经过转台中轴线，所述对中块固定于转台上，所述对中块朝向对中圆杆的侧壁上开设有对中半圆槽，所述对中半圆槽中轴线与转台中轴线共线，所述对中半圆槽内径与对中圆杆外径相同，所述对中圆杆滑动至对中半圆槽内时对中圆杆的外圆与对中半圆槽的内圆适形贴合，且对中圆杆的中轴线与对中半圆槽中轴线共线；
所述定位件包括上定位杆组和下定位杆组，所述上定位杆组包括两根定位圆杆，两根定位圆杆以对中圆杆滑动路径所在平面为中心平面对称设置，所述上定位杆组和下定位杆组沿检测台倾斜方向对称设置，所述上定位杆组和下定位杆组以可沿检测台倾斜方向滑动的方式安装于转台上。
2.根据权利要求1所述的硅环台阶检测装置，其特征在于：所述检测组件包括千分表和电感测微仪，所述千分表以可升降的方式设置于检测台缺口上方并朝下正对缺口用于检测硅环上表面，所述电感测微仪以可升降的方式设置于检测台缺口内并朝上正对缺口用于检测硅环下表面。
3.根据权利要求1所述的硅环台阶检测装置，其特征在于：所述检测台为圆形台，所述检测台中轴线与转台中轴线共线。
4.根据权利要求1所述的硅环台阶检测装置，其特征在于：还包括一对垂直固定于检测台上表面的支撑圆柱，所述支撑圆柱位于检测台倾斜方向的中部偏下位置，两所述支撑圆柱以对中圆杆滑动路径所在平面为中心平面对称设置，硅环放置于检测台上时，所述硅环沿检测台上表面自然下滑并且硅环外圆支撑于支撑柱上。
5.根据权利要求2所述的硅环台阶检测装置，其特征在于：还包括基台和安装台，所述基台上具有安装斜面，所述安装台斜置安装于安装斜面上，所述检测台适形斜置安装于安装台上，所述安装台上对应于检测台缺口的位置设有避让槽，所述避让槽用于对电感测微仪下滑时形成避让。
6.根据权利要求5所述的硅环台阶检测装置，其特征在于：还包括升降柱和顶升架，所述转台转动配合安装于顶升架上并可被驱动转动，所述升降柱连接于顶升架和安装斜面之间并可驱动顶升架在垂直于安装斜面的方向升降。
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| 吴天强 等.三指形旋转手爪的设计与实现.《机电信息》.2015,全文. * |
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| CN114459311A (zh) | 2022-05-10 |
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