CN116631909B - 半导体测试设备及位置调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种半导体测试设备及位置调整方法，该设备包括套管；温度传感器，用于测量工艺腔室内的温度，置于套管内并可在套管内升降，温度传感器的下段伸出套管；连接装置，设置在温度传感器的下段和悬臂之间；连接装置能够使温度传感器能够相对于悬臂在水平面的预设范围内移动，以使得温度传感器在套管中升降的过程中，与套管发生接触产生摩擦或碰撞时，温度传感器可在水平面的预设范围内移动，并且温度传感器可在角度α范围内自由摆动；悬臂沿X向设置并与一升降装置连接。本发明可消除温度传感器相对于套管的位置偏差，实现温度传感器在受限范围内自由平面移动和自由倾斜摆动。

Description

半导体测试设备及位置调整方法

技术领域

本发明属于半导体领域晶圆制造工艺设备，尤其涉及一种半导体测试设备及位置调整方法。

背景技术

在半导体工艺制程设备中，晶圆承载装置承载多片晶圆放置于工艺腔室中，晶圆在工艺腔室中进行热处理反应，工艺腔室中设置有套管，温度传感器通过水平悬臂与升降装置连接，升降装置用于驱动温度传感器在套管中升降，调整温度传感器上部在工艺腔室内纵向的位置，对工艺腔室内纵向不同位置处的温度进行连续测量。

但是，由于温度传感器和套管都较细长，且非常脆弱，极易损坏，因此，在温度传感器升降的过程中，若温度传感器与套管的同心度出现偏差产生外力，很容易造成温度传感器与套管摩擦折断损坏。在调节悬臂的水平度的过程中很容易造成温度传感器和套管的折断，并且反复调整测试悬臂的水平度也使得温度传感器的安装极为繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体测试设备及位置调整方法，可消除温度传感器相对于套管的位置偏差，实现温度传感器在受限范围内自由平面移动和自由倾斜摆动。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种半导体测试设备，包括：

套管；

温度传感器，用于测量工艺腔室内的温度，置于所述套管内并可在所述套管内升降，所述温度传感器的下段伸出所述套管；

连接装置，设置在温度传感器的下段和悬臂之间；所述连接装置能够使温度传感器能够相对于悬臂在水平面的预设范围内移动，以使得温度传感器在套管中升降的过程中，与套管发生接触产生摩擦或碰撞时，温度传感器可在水平面的预设范围内移动，并且温度传感器可在角度α范围内自由摆动；

所述悬臂沿X向设置并与一升降装置连接。

优选地，所述连接装置包括：

固定环和连接杆，所述固定环用于安装所述温度传感器，一对所述固定环配合形成第一安装区域，以将所述温度传感器卡合在所述第一安装区域内；所述连接杆带动所述温度传感器在水平面内移动、在角度α范围内自由摆动，其上端固定于所述固定环的下表面，下段嵌入所述球形件内圈中以与球形件内圈配合；所述温度传感器的下端延伸至所述连接杆的腔体内，其导线所述连接杆的腔体中引出；

球形件外圈和所述球形件内圈，所述球形件外圈卡设于球形件内圈的外边缘；

上固定板和下固定板，两者配合时形成用于卡设所述球形件外圈和球形件内圈的第二安装区域，所述下固定板的下端面固定于一移动模块，其内开设一容纳球形件内圈下段的摆动槽，所述上固定板的下端面与下固定板的上端面接触，所述上固定板卡设在所述球形件外圈的外边缘；

所述移动模块，可在在水平面内沿着X向和Y向移动，其固定在所述悬臂上。

优选地，所述移动模块包括：

X直线导轨，固定于所述悬臂上且沿着X向布设；

X向滑块，与所述X直线导轨配合，所述X向滑块由连接杆带动其沿着X直线导轨移动；

连接板，其下端面固定于所述X向滑块，上端面上设置Y直线导轨；所述Y直线导轨沿着Y向布设；

Y向滑块，与所述Y直线导轨配合，所述Y向滑块由连接杆带动其沿着Y直线导轨移动。

优选地，所述上固定板上开设连通所述第二安装区域的限位槽；所述球形件内圈的上段伸出所述球形件外圈并位于所述限位槽内。

优选地，与所述连接杆的下段连接的部分位于所述限位槽内。

优选地，进一步包括机架和推车装置，所述工艺腔室设置于所述机架上；所述推车装置上设置连接温度传感器的电气控制装置；所述推车装置上设置上底板，所述上底板上设置所述升降装置。

优选地，所述上底板通过调平件与下底板连接，所述下底板固定于所述推车装置上。

优选地，所述推车装置上设置插销支架，所述插销支架上安装沿Z向延伸的插销，所述机架上设置插销定位件，所述插销与插销定位件配合时，所述推车装置限位于所述机架。

一种半导体测试设备的位置调整方法，包括：

在温度传感器在套管中升降的过程中，当与套管发生接触产生摩擦或碰撞时，温度传感器带动移动模块在水平面内沿着X向或Y向移动，从而消除温度传感器在安装和升降测试过程相对于套管的位置偏差；

同时温度传感器可相对于球形件外圈在受限的角度α内自由摆动，从而消除温度传感器在安装和升降测试过程相对于套管的角度偏差。

与现有技术相比，本发明的优点为：可消除温度传感器相对于套管的位置偏差，实现温度传感器在受限范围内自由平面移动和自由倾斜摆动。具体的，在温度传感器在套管中升降的过程中，当与套管发生接触产生摩擦或碰撞时，温度传感器带动移动模块在水平面内沿着X向或Y向移动，从而消除温度传感器在安装和升降测试过程相对于套管1的位置偏差。同时温度传感器可相对于球形件外圈在受限的角度α内自由摆动，从而消除温度传感器在安装和升降测试过程相对于套管的角度偏差。

附图说明

图1为半导体测试设备的剖视图；

图2为图1的局部视图；

图3为连接装置的剖视图；

图4为连接装置的立体图；

图5为温度传感器固定结构示意图；

图6为温度传感器平面移动示意图；

图7为温度传感器倾斜摆动角度示意图；

图8为调平装置俯视图；

图9为调平装置的剖视图；

图10为定位装置的俯视图；

图11为定位装置的剖视图；

图12为电气控制装置结构示意图；

图13为图12的局部图。

其中，1-套管，2-温度传感器，3-连接装置，31-固定环，32-连接杆，33-球形件外圈，34-球形件内圈，35-上固定板，36-下固定板，260-连接板，370-X直线导轨，371-X向滑块，380-Y直线导轨，381-Y向滑块，382-Y向限位板，4-悬臂，5-工艺腔室，6-晶圆承载装置，7-升降装置，8-机架，81-插销定位件，9-推车装置，91-上底板，92-下底板，93-调平件，94-水平仪，95-插销支架，96-插销，10-电气控制装置，11-调平装置，12-定位装置，13-操作屏，14-螺栓。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的半导体测试设备及位置调整方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

如图1～13所示，一种半导体测试设备，目的降低温度传感器2和套管1在安装和测试时损坏的风险，提高半导体测试设备工作的稳定性，并且能够便于温度传感器2的安装，可在安装和升降测试过程中连接装置3可以消除温度传感器2相对于套管1的位置偏差，实现温度传感器2在受限范围内自由平面移动(图6)和自由倾斜摆动(图7)。

该测试设备具体包括：温度传感器2、套管1、连接装置3、悬臂4、升降装置7、机架8和推车装置9。晶圆承载装置6承载多片晶圆放置于工艺腔室5中。

套管1，至于工艺腔室5内，为结构及安装方式均为现有技术。

温度传感器2，用于测量工艺腔室5内的温度，竖直置于套管1内并可在套管1内升降，温度传感器2的下段伸出套管1。

连接装置3，设置在温度传感器2的下段和悬臂4之间；连接装置3能够使温度传感器2能够相对于悬臂4在水平面的预设范围内移动，以使得温度传感器2在套管1中升降的过程中，与套管1发生接触产生摩擦或碰撞时，温度传感器2可在水平面的预设范围内移动，并且温度传感器2可在角度α范围内自由摆动，以避免温度传感器2折断，从而降低温度传感器2损坏的风险，提高半导体测试设备工作的稳定性。

具体的，连接装置3包括：固定环31、连接杆32、球形件外圈33、球形件内圈34、上固定板35和下固定板36。如图3～4所示。

固定环31和连接杆32，固定环31用于安装温度传感器2，一对固定环31配合形成第一安装区域，以将温度传感器2卡合在第一安装区域内，一对固定环31之间通过螺栓14固定；连接杆32带动温度传感器2在水平面内移动、在角度α范围内自由摆动，其上端通过螺栓固定于固定环31的下表面，下段嵌入球形件内圈34中以与球形件内圈34配合；温度传感器2的下端延伸至连接杆32的腔体内，其导线连接杆32的腔体中引出。由上，固定环31固定连接杆32和温度传感器2，从而使得球形件内圈34、连接杆32、固定环31、温度传感器2相对于球形件外圈33在受限的角度α内自由摆动(如α＝8°)，从而消除温度传感器2在安装和升降测试过程相对于套管1的角度偏差。

球形件外圈33和球形件内圈34，球形件外圈33卡设于球形件内圈34的外边缘；球形件内圈34可在球形件外圈33内摆动。

上固定板35和下固定板36，两者配合时形成用于卡设球形件外圈33和球形件内圈34的第二安装区域，两者通过螺栓固定；下固定板36的下端面固定于一移动模块，其内开设一容纳球形件内圈34下段的摆动槽，上固定板35的下端面与下固定板36的上端面接触，上固定板35卡设在球形件外圈33的外边缘。

进一步地，上固定板35上开设连通第二安装区域的限位槽；球形件内圈34的上段伸出球形件外圈33并位于限位槽内。与连接杆32的下段连接的部分位于限位槽内。

悬臂4沿X向设置并与一升降装置7连接。升降装置7为一模组，可外部采购，由伺服电机，丝杠，滑轨和底座组成。

移动模块，可在在水平面内沿着X向和Y向移动，其固定在悬臂4上。具体包括：X直线导轨370、X向滑块371、连接板260、Y向滑块381、Y直线导轨380和Y向限位板382。如图3～4、图6所示。

X直线导轨370，固定于悬臂4上且沿着X向布设；

X向滑块371，与X直线导轨370配合，X向滑块371由连接杆32带动其沿着X直线导轨370移动；，X轴滑块相对于X轴直线导轨在受限的范围内可自由的线性滑动(如两端分别可自由滑动12.5mm)。

连接板260，用于连接X轴滑块和Y轴直线导轨，其下端面固定于X向滑块371，上端面上设置Y直线导轨380；Y直线导轨380沿着Y向布设。

Y向滑块381，与Y直线导轨380配合，Y向滑块381由连接杆32带动其沿着Y直线导轨380移动。Y轴滑块相对于Y轴直线导轨在受限的范围内可自由的线性滑动。

以上X轴和Y轴可以组成一个受限的平移区域(位于水平面内)，从而消除温度传感器2相对于套管1的平面位置偏差。

机架8和推车装置9，工艺腔室5设置于机架8上；推车装置9上设置连接温度传感器2的电气控制装置10；推车装置9上设置上底板91，上底板91上设置升降装置7。上底板91通过调平件93与下底板92连接，下底板92固定于推车装置9上。推车装置9上设置插销支架95，插销支架95上安装沿Z向延伸的插销96，机架8上设置插销定位件81，插销96与插销定位件81配合时，推车装置9限位于机架8。

具体的，如图1、图8～9所示的调平装置11，根据水平仪94的指示，调节调平件93来调节上底板91的水平度，从而使得升降装置7自身达到水平度的要求。调平件93可以为螺栓。如图1、图10～11所示的定位装置12，插销支架95固定于推车装置9，插销定位销固定于机架8，使用时插销插入插销定位件81使得测试设备相对于机架8形成定位作用。图12、图13电气控制装置。该系统用于控制设备(如温度传感器2、升降装置7等)，包含HMI操作屏13等。

一种半导体测试设备的位置调整方法，包括：在温度传感器2在套管1中升降的过程中，当与套管1发生接触产生摩擦或碰撞时，温度传感器2带动移动模块在水平面内沿着X向或Y向移动，从而消除温度传感器2在安装和升降测试过程相对于套管1的位置偏差。

同时温度传感器2可相对于球形件外圈33在受限的角度α内自由摆动，从而消除温度传感器2在安装和升降测试过程相对于套管1的角度偏差。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种半导体测试设备，其特征在于，包括：

套管；

温度传感器，用于测量工艺腔室内的温度，置于所述套管内并可在所述套管内升降，所述温度传感器的下段伸出所述套管；

连接装置，设置在温度传感器的下段和悬臂之间；所述连接装置能够使温度传感器能够相对于悬臂在水平面的预设范围内移动，以使得温度传感器在套管中升降的过程中，与套管发生接触产生摩擦或碰撞时，温度传感器可在水平面的预设范围内移动，并且温度传感器可在角度α范围内自由摆动；

所述悬臂沿X向设置并与一升降装置连接；

所述连接装置包括：

固定环和连接杆，所述固定环用于安装所述温度传感器，一对所述固定环配合形成第一安装区域，以将所述温度传感器卡合在所述第一安装区域内；所述连接杆带动所述温度传感器在水平面内移动、在角度α范围内自由摆动，其上端固定于所述固定环的下表面，下段嵌入球形件内圈中以与球形件内圈配合；所述温度传感器的下端延伸至所述连接杆的腔体内，其导线所述连接杆的腔体中引出；

球形件外圈和所述球形件内圈，所述球形件外圈卡设于球形件内圈的外边缘；

上固定板和下固定板，两者配合时形成用于卡设所述球形件外圈和球形件内圈的第二安装区域，所述下固定板的下端面固定于一移动模块，其内开设一容纳球形件内圈下段的摆动槽，所述上固定板的下端面与下固定板的上端面接触，所述上固定板卡设在所述球形件外圈的外边缘；

所述移动模块，可在在水平面内沿着X向和Y向移动，其固定在所述悬臂上。

2.根据权利要求1所述的半导体测试设备，其特征在于，所述移动模块包括：

X直线导轨，固定于所述悬臂上且沿着X向布设；

X向滑块，与所述X直线导轨配合，所述X向滑块由连接杆带动其沿着X直线导轨移动；

连接板，其下端面固定于所述X向滑块，上端面上设置Y直线导轨；所述Y直线导轨沿着Y向布设；

Y向滑块，与所述Y直线导轨配合，所述Y向滑块由连接杆带动其沿着Y直线导轨移动。

3.根据权利要求1所述的半导体测试设备，其特征在于，所述上固定板上开设连通所述第二安装区域的限位槽；所述球形件内圈的上段伸出所述球形件外圈并位于所述限位槽内。

4.根据权利要求3所述的半导体测试设备，其特征在于，与所述连接杆的下段连接的部分位于所述限位槽内。

5.根据权利要求1所述的半导体测试设备，其特征在于，进一步包括机架和推车装置，所述工艺腔室设置于所述机架上；所述推车装置上设置连接温度传感器的电气控制装置；所述推车装置上设置上底板，所述上底板上设置所述升降装置。

6.根据权利要求5所述的半导体测试设备，其特征在于，所述上底板通过调平件与下底板连接，所述下底板固定于所述推车装置上。

7.根据权利要求5所述的半导体测试设备，其特征在于，所述推车装置上设置插销支架，所述插销支架上安装沿Z向延伸的插销，所述机架上设置插销定位件，所述插销与插销定位件配合时，所述推车装置限位于所述机架。

8.一种半导体测试设备的位置调整方法，其特征在于，包括：

在温度传感器在套管中升降的过程中，当与套管发生接触产生摩擦或碰撞时，温度传感器带动移动模块在水平面内沿着X向或Y向移动，从而消除温度传感器在安装和升降测试过程相对于套管的位置偏差；

同时温度传感器可相对于球形件外圈在受限的角度α内自由摆动，从而消除温度传感器在安装和升降测试过程相对于套管的角度偏差。