一种图形化衬底底径快速检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及检测装置技术领域，尤其涉及一种图形化衬底底径快速检测装置。


背景技术：

2.随着用户对图形尺寸集中度的需求不断提高，传统产线中，刻蚀完成后，刻蚀腔室送出装载有图形化蓝宝石衬底的夹具，人工直接拿出并在显微镜下进行一一目检，做出一个主观性判断，并初步指导配方调试；然后拆卸夹具，将晶片装盒后，依次送清洗站去除表面杂质，以及送检测站进行adi光学检测，最终得到一个准确的底径规格，进一步指导刻蚀配方的调整。
3.虽然人工目检迅速及时，但准确性低，对人员要求高；adi检测准确性高，但整个过程耗时至少2小时，不能快速反馈底径结果并指导配方调整。
4.为此，亟需提供一种图形化衬底底径快速检测装置以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种图形化衬底底径快速检测装置，可以快速准确的检测出产品的衬底底径，提高检测效率。
6.为实现上述目的，提供以下技术方案：
7.一种图形化衬底底径快速检测装置，其特征在于，包括：
8.箱体，内设有腔室；
9.至少两个承载单元，夹具能够放置于所述承载单元上；
10.传输单元，设置于所述腔室的底部，所述承载单元与所述传输单元之间从上到下依次设置于旋转机构和升降机构，所述传输单元能够带动至少两个所述承载单元进出所述腔室；
11.光学检测单元，设置于所述腔室的顶部。
12.作为图形化衬底底径快速检测装置的可选方案，还包括数据处理单元和数据显示单元，所述光学检测单元与所述数据处理单元电性连接，所述数据显示单元与所述数据处理单元电性连接。
13.作为图形化衬底底径快速检测装置的可选方案，所述承载单元包括托盘平台以及能够相对所述托盘平台径向移动的至少三个夹爪。
14.作为图形化衬底底径快速检测装置的可选方案，所述夹爪上设置有激光传感器。
15.作为图形化衬底底径快速检测装置的可选方案，所述托盘平台沿自身径向延伸设置有支管，第一丝杠转动设置于所述支管内并伸出，所述第一丝杠伸出的部分与所述夹爪螺接。
16.作为图形化衬底底径快速检测装置的可选方案，所述第一丝杠设置有三个，所述托盘平台内设有齿轮箱，三个所述第一丝杠均与所述齿轮箱传动连接。
17.作为图形化衬底底径快速检测装置的可选方案，所述传输单元包括运动平台和转动设置于所述运动平台内的第二丝杠，所述升降机构固设于所述运动平台上。
18.作为图形化衬底底径快速检测装置的可选方案，所述数据显示单元设置于所述箱体的外壁面。
19.作为图形化衬底底径快速检测装置的可选方案，还包括正压过滤装置，所述正压过滤装置设置于所述腔室的顶部且向下吹气。
20.作为图形化衬底底径快速检测装置的可选方案，所述箱体底部的相对两侧壁上设置有进出窗口。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
22.本实用新型所提供的图形化衬底底径快速检测装置，在传输单元上设置至少两个承载单元，当其中一个承载单元上的夹具进行检测时，另一个承载单元上的夹具输出箱体外，并可以进行更换待检测的夹具，提高检测效率；在传输单元和承载单元之间设置旋转机构和升降机构，将光学检测单元设置在箱体内腔室的顶部，通过升降机构调节承载单元与光学检测单元之间的间距，使夹具内的图形化衬底位于光学检测单元的焦距范围内，便于对焦，提高检测精度；由于夹具内有多个图形化衬底，通过旋转机构带动承载单元旋转，方便对多个图形化衬底进行检测，有利于批量化检测，加快检测速度。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
24.图1为图形化蓝宝石衬底的结构示意图；
25.图2为装有图形化蓝宝石衬底的夹具的结构示意图；
26.图3为夹具的结构示意图；
27.图4为本实用新型实施例中检测装置的结构示意图；
28.图5为本实用新型实施例中承载单元的结构示意图；
29.图6为本实用新型实施例中承载单元和传输单元的结构示意图；
30.图7为本实用新型实施例中图形化衬底底径快速检测的方法。
31.附图标记：
32.100、图形化蓝宝石衬底；200、夹具；201、托盘；202、盖板；
33.1、箱体；2、传输单元；3、承载单元；4、旋转机构；5、升降机构；6、光学检测单元；7、数据处理单元；8、数据显示单元；9、正压过滤装置；10、进出窗口；
34.21、运动平台；22、第二丝杠；
35.31、托盘平台；32、夹爪；33、激光传感器；34、支管；35、第一丝杠；36、齿轮箱。
具体实施方式
36.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描
述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
37.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
38.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
40.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。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。
41.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
42.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
43.如图1所示为图形化蓝宝石衬底100。如图2和图3所示，夹具200包括托盘201和盖板202，一个夹具200中可以放置多个图形化蓝宝石衬底100。
44.图形化蓝宝石衬底100制造由2大环节组成：1)光刻获得合格掩膜体，2)干法刻蚀获得合规蓝宝石图形。过程1)如有偏离，掩膜体层可以通过清洗去除、对应蓝宝石平片被二次利用，返工成本低；而过程2)如有波动，形貌偏离的图形化蓝宝石衬底100只能当做不合格品入库，呆滞成本高。
45.干法刻蚀产生的形貌偏离，包括底径、高度、侧壁弧度等；其中底径规格偏离在整个不合格品的占比就超过了90％。因此，如何提高底径规格集中度、增加有效出货率成为制程提升的一个重要课题。
46.传统产线中，刻蚀完成后，刻蚀腔室送出装载有图形化蓝宝石衬底100的夹具200。
如图2和图3所示，人工直接拿出并在显微镜下一一进行目检，做出一个主观性判断，并初步指导配方调试；然后拆卸夹具200，将晶片装盒好，依次送清洗站去除表面杂质，送检测站进行adi光学检测，最终得到一个准确的底径规格，进一步指导刻蚀配方的调整。人工目检迅速及时，但准确性低，对人员要求高；adi检测准确性高，但整个过程耗时至少2小时，不能快速反馈底径结果，指导配方调整。
47.为了可以快速准确的检测出产品的衬底底径，提高检测效率，本实施例提供一种图形化衬底底径快速检测装置，以下结合图4至图7对本实施例的具体内容进行详细描述。
48.如图4所示，该图形化衬底底径快速检测装置包括箱体1、至少两个承载单元3、传输单元2、旋转机构4、升降机构5和光学检测单元6。其中，箱体1内设有腔室。装有多个图形化蓝宝石衬底100的夹具200能够放置于承载单元3上。传输单元2设置于腔室的底部，承载单元3与传输单元2之间从上到下依次设置有旋转机构4和升降机构5，传输单元2能够带动至少两个承载单元3进出腔室。光学检测单元6设置于腔室的顶部。
49.简而言之，本实用新型所提供的图形化衬底底径快速检测装置，在传输单元2上设置至少两个承载单元3，当其中一个承载单元3上的夹具200进行检测时，另一个承载单元3上的夹具200输出箱体1外，并可以进行更换待检测的夹具200，提高检测效率；在传输单元2和承载单元3之间设置旋转机构4和升降机构5，将光学检测单元6设置在箱体1内腔室的顶部，通过升降机构5调节承载单元3与光学检测单元6之间的间距，使夹具200内的图形化蓝宝石衬底100位于光学检测单元6的焦距范围内，便于对焦，提高检测精度；由于夹具200内有多个图形化蓝宝石衬底100，通过旋转机构4带动承载单元3旋转，方便对多个图形化蓝宝石衬底100进行检测，有利于批量化检测。该图形化衬底底径检测装置能够及时反馈刻蚀底径规格、指导工艺调试，最终提高底径规格集中度、减少规格偏出。
50.进一步地，图形化衬底底径快速检测装置还包括数据处理单元7和数据显示单元8，光学检测单元6与数据处理单元7电性连接，数据显示单元8与数据处理单元7电性连接。
51.进一步地，承载单元3包括托盘平台31以及能够相对托盘平台31径向移动的至少三个夹爪32。如图5所示，设置三个夹爪32，将夹具200放到托盘平台31后，三个夹爪32沿托盘平台31的径向移动并夹紧固定住夹具200，保证夹具200在托盘平台31上安装牢固不发生偏移。旋转机构4和升降机构5使承载单元3具有水平面旋转与垂直上下升降的功能，与光学检测单元6相互配合，调整反射率测试点位与焦距。传输单元2用于将装载有图形化蓝宝石衬底100的夹具200送入箱体1内的光学检测单元6的下方，完成检测后再送出，人员取走夹具200。光学检测单元6用于晶片反射率的测量，由一镜头模组组成。数据处理单元7用于各测量点位的反射率与实际底径的拟合，与反射率数值以及基于片内若干点所拟合形成的单片云图、基于若干单片云图组合形成的炉盘图的各形式呈现。
52.具体地，旋转机构4可以为但不限于旋转伺服电机，具有水平旋转360度，精度为0.1度的功能。升降机构5可以为但不限于升降气缸或升降伺服电机传动结构，具有垂直上下升降
±
5mm，精度0.5μm的功能，满足镜头对夹具200上晶片面焦面的准确寻找的距离补偿，获得可信的反射率数据。承载单元3垂直上下升降功能与镜头模组形成互联——晶片面初步处于焦面范围内，承载单元3垂直上下升降达到最佳焦面。
53.进一步地，托盘平台31沿自身径向延伸设置有支管34，第一丝杠35转动设置于支管34内并伸出，第一丝杠35伸出的部分与夹爪32螺接，第一丝杠35设置有三个，在托盘平台
31内设有齿轮箱36，三个第一丝杠35均与齿轮箱36传动连接。
54.其中齿轮箱36包括一个主动锥齿轮和同时与主动锥齿轮啮合的三个从动锥齿轮，一个从动锥齿轮对应连接一个第一丝杠35。其中，三个从动锥齿轮之间的夹角为120度。主动锥齿轮带动三个从动锥齿轮转动，从动锥齿轮带动第一丝杠35转动。托盘平台31的直径小于夹具200的直径。夹爪32的顶端高度不小于夹具200放置到托盘平台31后的高度。在夹爪32上设置有激光传感器33，激光传感器33的光发射和接受端的高度小于夹具200放置到托盘平台31后的高度，当夹爪32向内移动，激光传感器33光接收到达某一设定阀值，即代表夹具200被固定完成。承载单元3能够自适应地承载和固定直径300mm-600mm的夹具200，满足各型号刻蚀机对应夹具系统的需求。
55.进一步地，传输单元2包括运动平台21和转动设置于运动平台21内的第二丝杠22，传输单元2采用丝杆传动的方式，耐磨损、精度高和稳定性好，而且产生碎屑少。升降机构5固设于运动平台21上。运动平台21上承载有两个托盘平台31，在镜头测量第一个托盘平台31上的图形化蓝宝石衬底100的时候，第二个托盘平台31上已经完成图形化蓝宝石衬底100检测的夹具200被取下，并重新放入待测量的夹具200，如此往复循环，能够简化操作，提高作业效率。
56.进一步地，数据显示单元8设置于箱体1的外壁面，方便检测人员随时查看数据。
57.进一步地，图形化衬底底径快速检测装置还包括正压过滤装置9，正压过滤装置9设置于腔室的顶部且能够向下吹气，箱体1底部的相对两侧壁上设置有进出窗口10。具体地，将光学检测单元6的镜头模组固定在箱体1的腔室顶部，位于晶片的正上方；镜头与晶片之间的距离位于镜头组的有效焦距范围之内，镜头组四周有向下吹气的正压过滤装置9，使腔室内部形成向进出窗口10外部排气的正压，避免未清洗的晶片上的残留腐蚀性物质向上挥发，长期使用最终腐蚀镜头。镜头模组、传输单元2和承载单元3三者的相对位置进行最佳匹配，获得晶片上各点位的准确反射率数值。本实施例中图形化蓝宝石衬底100又叫晶片。
58.数据处理单元7支持对晶片背面的托盘201反射率干扰的扣除，减少不同寿命托盘201本身对晶片实际反射率的干扰；数据处理单元7支持夹具200上所有晶片的全片反射率云图、特殊单点反射率的提取与呈现。数据处理单元7以图形衬底某点位反射率与图形底径或高度的大数据对应关系为逻辑基础，通过反射率反向拟合获得图形底径或高度数据。
59.如图7所示为图形化衬底底径快速检测的方法，包括以下步骤：
60.1)从刻蚀机物料腔取出晶片刻蚀完成后的夹具200；
61.2)将夹具200放置在承载单元3(第一个托盘平台31和第二个托盘平台31中的其中一个处于满载夹具200的状态，其中另一个处于空载状态)；
62.3)传输单元2将满载夹具200的承载单元3送至光学检测单元6的镜头下，托盘平台31旋转或升降，调节镜头与晶片的位置，进行测量，形成数据被数据处理单元7计算处理，数据显示单元8显示各类型结果，指导工艺调试；
63.(4)传输单元2将夹具200送出，人工取下夹具200，拆卸夹具200，收集晶片装盒送洗。
64.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例
对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。