CN220474574U - 一种半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于半导体晶圆缺陷检测技术领域，具体涉及一种半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置，包括：XY平移台、视觉系统和水平自动调节系统；所述水平自动调节系统设置在所述XY平移台上；所述视觉系统设置在所述水平自动调节系统上方；所述XY平移台适于带动所述水平自动调节系统在所述视觉系统下方移动；所述视觉系统适于拍摄所述水平自动调节系统的图像，并且所述水平自动调节系统适于根据图像进行水平调节；实现了水平自动调节系统中采用压电陶瓷电机直接驱动，将电能与机械能进行直接转换，能实现亚纳米范围内的运动，压电陶瓷电机中无齿轮和轴承等运动部件，其位移是基于晶体固态动力学，无磨损，响应频率快，结构简单，操作方便。
Description
技术领域
本实用新型属于半导体晶圆缺陷检测技术领域，具体涉及一种半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置。
背景技术
现有的精密调试装置及方法，是通过多点支撑，使用螺丝调节承载平台水平，精度差调节难度大，长时间工作后会产生偏差。此方式在一定误差范围内可以解决部分产品的水平度要求，但是由于此方式螺丝牙距大，调节过程中均使用内六角或其他扳手调节，调节时效较长，且当设备在运行过程中还存在螺丝自转出现的松动现象，导致水平度加大，对此现象厂家后期耗费维修费用高。
因此，基于上述技术问题需要设计一种新的半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置，以解决承载平台水平难以调节的技术问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置，包括：
XY平移台、视觉系统和水平自动调节系统；
所述水平自动调节系统设置在所述XY平移台上；
所述视觉系统设置在所述水平自动调节系统上方；
所述XY平移台适于带动所述水平自动调节系统在所述视觉系统下方移动；
所述视觉系统适于拍摄所述水平自动调节系统的图像，并且所述水平自动调节系统适于根据图像进行水平调节。
进一步，所述水平自动调节系统包括：载物台、检测机构和调节机构；
所述载物台设置在所述XY平移台上；
所述检测机构和所述调节机构设置在所述XY平移台上，并且所述检测机构和所述调节机构设置在所述载物台下方；
所述检测机构和所述调节机构与所述载物台底面连接。
进一步，所述调节机构包括：若干压电陶瓷电机；
所述压电陶瓷电机设置在所述XY平移台上，并且所述压电陶瓷电机的伸缩端与所述载物台的底面连接。
进一步，所述压电陶瓷电机的数量为三个，三个压电陶瓷电机与所述载物台底面的接触点构成三角形。
进一步，所述调节机构包括：若干高精度位置传感器；
所述高精度位置传感器设置在所述XY平移台上，并且所述高精度位置传感器与所述载物台的底面连接；
所述高精度位置传感器与所述压电陶瓷电机对应。
进一步，所述载物台的顶面适于承载光刻掩膜板。
进一步，所述XY平移台包括：XY移动机构和底座；
所述底座设置在所述XY移动机构上，所述移动机构适于带动所述底座移动；
所述高精度位置传感器和所述压电陶瓷电机均设置在所述底座上。
进一步，所述视觉系统包括：摄像头；
所述摄像头设置在所述载物台上方；
所述摄像头适于拍摄所述载物台顶面上承载的光刻掩膜板的图像。
进一步，所述XY平移台设置在一平台上。
进一步，所述平台上设置有横梁，所述摄像头设置在所述横梁上。
本实用新型的有益效果是，本实用新型通过XY平移台、视觉系统和水平自动调节系统；所述水平自动调节系统设置在所述XY平移台上；所述视觉系统设置在所述水平自动调节系统上方；所述XY平移台适于带动所述水平自动调节系统在所述视觉系统下方移动；所述视觉系统适于拍摄所述水平自动调节系统的图像，并且所述水平自动调节系统适于根据图像进行水平调节；实现了水平自动调节系统中采用压电陶瓷电机直接驱动，将电能与机械能进行直接转换，能实现亚纳米范围内的运动，压电陶瓷电机中无齿轮和轴承等运动部件，其位移是基于晶体固态动力学，无磨损，响应频率快，结构简单，操作方便。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的一种半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置的结构示意图；
图2是本实用新型的一种半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置的侧视图；
图3是本实用新型的水平自动调节系统的结构示意图；
图4是本实用新型的水平自动调节系统的侧视图；
图5是本实用新型的水平自动调节系统的俯视图；
图6是本实用新型的一种半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置的工作流程图；
图7是本实用新型的一种半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置测试位置示意图。
图中：
1为XY平移台、2为视觉系统、3为水平自动调节系统、4为载物台、5为压电陶瓷电机、6为高精度位置传感器、7为光刻掩膜板。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1至图7所示，本实施例提供了一种半导体晶圆载物台4水平与自动聚焦的装置，包括：XY平移台1、视觉系统2和水平自动调节系统3；所述水平自动调节系统3设置在所述XY平移台1上；所述视觉系统2设置在所述水平自动调节系统3上方；所述XY平移台1适于带动所述水平自动调节系统3在所述视觉系统2下方移动；所述视觉系统2适于拍摄所述水平自动调节系统3的图像，并且所述水平自动调节系统3适于根据图像进行水平调节；实现了水平自动调节系统3中采用压电陶瓷电机5直接驱动，将电能与机械能进行直接转换，能实现亚纳米范围内的运动，压电陶瓷电机5中无齿轮和轴承等运动部件，其位移是基于晶体固态动力学，无磨损，响应频率快，结构简单，操作方便。
在本实施例中，所述水平自动调节系统3包括：载物台4、检测机构和调节机构；所述载物台4设置在所述XY平移台1上；所述检测机构和所述调节机构设置在所述XY平移台1上，并且所述检测机构和所述调节机构设置在所述载物台4下方；所述检测机构和所述调节机构与所述载物台4底面连接；所述调节机构可以调节载物台4面的水平；所述检测机构可以检测载物台4水平时调节机构的数据，以便于保持载物台4的水平。
在本实施例中，所述调节机构包括：若干压电陶瓷电机5；所述压电陶瓷电机5设置在所述XY平移台1上，并且所述压电陶瓷电机5的伸缩端与所述载物台4的底面连接；压电陶瓷电机5直接驱动，将电能与机械能进行直接转换，能实现亚纳米范围内的运动，压电陶瓷电机5中无齿轮和轴承等运动部件，其位移是基于晶体固态动力学，无磨损，响应频率快，结构简单，操作方便。
在本实施例中，所述压电陶瓷电机5的数量为三个，三个压电陶瓷电机5与所述载物台4底面的接触点构成三角形；三角形可以为等边三角形便于更加保持稳定；设置三个压电陶瓷电机5用以支撑载物台4可以保持载物台4的稳定，并且便于调节载物台4的水平。
在本实施例中，所述调节机构包括：若干高精度位置传感器6；所述高精度位置传感器6设置在所述XY平移台1上，并且所述高精度位置传感器6与所述载物台4的底面连接；所述高精度位置传感器6与所述压电陶瓷电机5对应；高精度位置传感器6可以设置在对应的压电陶瓷电机5一侧，可以在载物台4水平时检测对应压电陶瓷电机5的数据，以便于保持载物台4的水平。
在本实施例中，所述载物台4的顶面适于承载光刻掩膜板7。
在本实施例中，所述XY平移台1包括：XY移动机构和底座；所述底座设置在所述XY移动机构上，所述移动机构适于带动所述底座移动；所述高精度位置传感器6和所述压电陶瓷电机5均设置在所述底座上；XY移动机构可以在带动底座在一个平面内移动，XY移动机构可以采用气浮平台的原理，在带动底座移动时减少振动。
在本实施例中，所述视觉系统2包括：摄像头；所述摄像头设置在所述载物台4上方；所述摄像头适于拍摄所述载物台4顶面上承载的光刻掩膜板7的图像；通过拍摄的图像可以用以判断载物台4是否水平。
在本实施例中，所述XY平移台1设置在一平台上。
在本实施例中，所述平台上设置有横梁，所述摄像头设置在所述横梁上。
在本实施例中，当设置有三个压电陶瓷电机5时，可以将三个压电陶瓷电机5对应的位置作为测试点，其中一个作为前测试点，一个作为左侧测试点，一个作为右侧测试点。
在本实施例中，底座与载物台4之间通过三个压电陶瓷电机5形成三点支承，在视觉系统2下，移动XY移动机构，使得摄像头分别移到载物台4上光刻掩膜板7中心及前、后左、右边缘位置的上方，并拍摄图像，通过图像清晰来判断、调整载物台4水平；首先移动载物台4使得光刻掩膜板7中心移动至摄像头下方，三轴个压电陶瓷电机5同时同向上下运动，找到中心清晰图像，记录三个压电陶瓷电机5此时的位置，微调载物台4水平，然后移到前测试点位置(此时摄像头位于前测试点上方)，上下运动前测试点处压电陶瓷电机5，找到清晰图像，同时后侧两个压电陶瓷电机5反向移动一半行程，防止电机卡死，调节完Y向后，移动到载物台4左侧测试点位置(此时摄像头位于左侧测试点上方)，上下运动左后侧压电陶瓷电机5，找到清晰图像，同时右后侧压电陶瓷电机5反向运动相同，防止卡死；移动到载物台4右侧测试点位置(此时摄像头位于右侧测试点上方)，上下微调右后侧压电陶瓷电机5，直到找到清晰图像，调节完X向水平后，再次移动到Y向前后测试点位置，X轴的水平可能会干扰Y轴上的水平,如果干扰，需要重复以上步骤，往复几次调节，逐步缩小水平调节量，完成载物台4的水平调节；水平调节完后，记录三个压电陶瓷电机5附近对应的高精度位置传感器6的电压输出值，从而记录三个压电陶瓷电机5调节高度，绑定三轴压电电机，在视觉系统2下，晶圆扫描时，可以随着晶圆幅面微小的高低变化，三轴压电陶瓷电机5高频微动，实时调整位置，使得图像清晰，形成自动聚焦系统。即使水平自动调节系统3断电重启，也能根据上一次调节输出值，很快恢复载物台4水平；本实施例的一种半导体晶圆载物台4水平与自动聚焦的装置能够方便地调整载物台4的水平，及实现晶圆扫描时的自动聚焦，结构简单，运动平稳顺畅。
综上所述，本实用新型通过XY平移台1、视觉系统2和水平自动调节系统3；所述水平自动调节系统3设置在所述XY平移台1上；所述视觉系统2设置在所述水平自动调节系统3上方；所述XY平移台1适于带动所述水平自动调节系统3在所述视觉系统2下方移动；所述视觉系统2适于拍摄所述水平自动调节系统3的图像，并且所述水平自动调节系统3适于根据图像进行水平调节；实现了水平自动调节系统3中采用压电陶瓷电机5直接驱动，将电能与机械能进行直接转换，能实现亚纳米范围内的运动，压电陶瓷电机5中无齿轮和轴承等运动部件，其位移是基于晶体固态动力学，无磨损，响应频率快，结构简单，操作方便。
本申请中选用的各个器件(未说明具体结构的部件)均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置，其特征在于，包括：
XY平移台、视觉系统和水平自动调节系统；
所述水平自动调节系统设置在所述XY平移台上；
所述视觉系统设置在所述水平自动调节系统上方；
所述XY平移台适于带动所述水平自动调节系统在所述视觉系统下方移动；
所述视觉系统适于拍摄所述水平自动调节系统的图像，并且所述水平自动调节系统适于根据图像进行水平调节。
2.如权利要求1所述的半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置，其特征在于，
所述水平自动调节系统包括：载物台、检测机构和调节机构；
所述载物台设置在所述XY平移台上；
所述检测机构和所述调节机构设置在所述XY平移台上，并且所述检测机构和所述调节机构设置在所述载物台下方；
所述检测机构和所述调节机构与所述载物台底面连接。
3.如权利要求2所述的半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置，其特征在于，
所述调节机构包括：若干压电陶瓷电机；
所述压电陶瓷电机设置在所述XY平移台上，并且所述压电陶瓷电机的伸缩端与所述载物台的底面连接。
4.如权利要求3所述的半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置，其特征在于，
所述压电陶瓷电机的数量为三个，三个压电陶瓷电机与所述载物台底面的接触点构成三角形。
5.如权利要求3所述的半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置，其特征在于，
所述调节机构包括：若干高精度位置传感器；
所述高精度位置传感器设置在所述XY平移台上，并且所述高精度位置传感器与所述载物台的底面连接；
所述高精度位置传感器与所述压电陶瓷电机对应。
6.如权利要求5所述的半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置，其特征在于，
所述载物台的顶面适于承载光刻掩膜板。
7.如权利要求5所述的半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置，其特征在于，
所述XY平移台包括：XY移动机构和底座；
所述底座设置在所述XY移动机构上，所述移动机构适于带动所述底座移动；
所述高精度位置传感器和所述压电陶瓷电机均设置在所述底座上。
8.如权利要求7所述的半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置，其特征在于，
所述视觉系统包括：摄像头；
所述摄像头设置在所述载物台上方；
所述摄像头适于拍摄所述载物台顶面上承载的光刻掩膜板的图像。
9.如权利要求8所述的半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置，其特征在于，
所述XY平移台设置在一平台上。
10.如权利要求9所述的半导体晶圆载物台水平与自动聚焦的装置，其特征在于，
所述平台上设置有横梁，所述摄像头设置在所述横梁上。
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