一种晶体自动检验设备的制作方法

本实用新型属于半导体制造领域，尤其涉及一种晶体自动检验设备。

背景技术：

目前生产车间整个流程为晶体成长完成后形成整根晶棒，根据一根完整的晶棒的具体形态将晶棒切割成长度不等的晶棒。整个检测流程采用人为方式,并需要对切割后的晶棒进行检测得到相关形态信息及电参量信息。

现有的技术中，采用人为搬运和检测，容易产生检测精度低，同时伴随晶棒直径的增加和单体长度的增加，人工操作难度加大，存在安全隐患。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型能够提供一晶体自动检验设备，检测放置于工作台上的晶体的长度、直径、电阻率和少子寿命检测装置，采用自动化测量方法，降低人为测试的误差，检测精度高、耗时短、可自动控制、减少人工参与、提高测试效率。利用测试设备集成优化，采用搬运机械手、晶体托架和多个传感器相结合的方式，实现晶棒的自动上下料、各道工序间晶棒的搬运、晶棒长度检测以及晶棒直径检测，同时结合电阻率和少子寿命检测数据进行数据处理和整理，该自动检验设备可实现检测数据的实时性和准确性，同时减少人工成本，节约人力，提高车间的生产效率。

本实用新型的技术方案：晶体自动检验设备，包括晶体长度检测装置、晶体直径检测装置、晶体电阻率检测装置、晶体少子寿命检测装置、晶体托架、搬运机械手，其特征在于所述晶体长度检测装置、所述晶体直径检测装置、所述晶体电阻率检测装置、所述晶体少子寿命检测装置依次设置在测试平台上；

所述搬运机械手放置在所述晶体托架和测试平台之间；

所述晶体长度检测装置包括第一滑动组件、支撑底板、托辊平台、长度检测对射支架和激光测距传感器，所述支撑底板与所述测试平台固定连接，所述第一滑动组件与测试平台固定连接。所述托辊平台设置在所述支撑底板上，所述长度检测对射支架通过滑块与第一滑动组件滑动连接，所述长度检测对射支架与所述激光测距传感器连接。

进一步地，所述晶体直径检测装置包括第一旋转平台、直径扫描架、直径传感器、第二滑动组件，所述第一旋转平台与所述测试平台固定连接，所述第二滑动组件与测试平台固定连接，所述直径扫描架设置在所述旋转平台上方，多个所述直径传感器设置在所述直径扫描架，所述直径扫描架与所述第二滑动组件滑动连接。

进一步地，所述电阻率检测装置包括第二旋转平台、测电阻率探针、第三滑动组件，所述第二旋转平台与所述测试平台固定连接，所述第三滑动组件与测试平台固定连接，所述测电阻率探针设置在所述第三滑动组件上。

进一步地，所述晶体少子寿命检测装置包括双头泵和少子寿命平台，所述双头泵设置在所述少子寿命平台上，所述双头泵通过点水管连接气缸。

进一步地，还包括电脑，所述晶体长度检测装置、所述晶体直径检测装置、所晶体电阻率检测装置、所述晶体少子寿命检测装置均与所述电脑连接。

所述晶体托架包括待测晶体托架、不合格晶体托架和合格晶体托架，所述待测晶体托架、所述不合格晶体托架和所述合格晶体托架相邻设置。

进一步地，所述晶体托架包括基础架和W型取放料结构，所述W型取放料结构设置在基础架上。

进一步地，所述托辊平台下设置滑道，所述支撑底板设置与所述滑道相匹配的条状凸起。

进一步地，所述支撑底板上设置多个安装孔。

进一步地，所述第一旋转平台和所述第二旋转平台上面安装绝缘塑料垫板。

本实用新型有益效果是：设计合理，检测放置于工作台上的晶体的长度、直径、电阻率和少子寿命检测装置，利用测试设备集成优化，采用搬运机械手、晶体托架和多个传感器相结合的方式，实现晶棒的自动上下料、各道工序间晶棒的搬运，采用自动化测量方法，降低人为测试的误差，检测精度高、耗时短、可自动控制、减少人工参与、提高测试效率；可以实现不同规格晶体质量各影响因素的测试，有效地避免了测试位置不固定、出错率高、采集不确定性等弊端,避免了人为测试带来的测试误差，提高测试准确度，同时结合电阻率和少子寿命检测数据进行数据处理和整理，该自动检验设备可实现检测数据的实时性和准确性，同时减少人工成本，节约人力，提高车间的生产效率。

附图说明

图1是本实用新型的实施例的总装结构示意图。

图2是本实用新型的实施例的晶体长度检测装置结构图。

图3是本实用新型的实施例的晶体直径检测装置结构图。

图4是本实用新型的实施例的晶体电阻率检测装置结构图。

图5是本实用新型的实施例的晶体少子寿命检测装置结构图。

图中：1、晶体，2、待测晶体托架，3、不合格晶体托架，4、合格晶体托架，5、搬运机械手，6、测试平台，7、托辊平台，8、长度检测对射支架，9、第一滑动组件，10、直径传感器，11、第二滑动组件，12、测电阻率探针，13、第三滑动组件，14、双头泵， 15、少子寿命平台，16、支撑底板，17、激光测距传感器，18、直径扫描架，19、第一旋转平台，20、第二旋转平台，21、安装孔，22、测量支架，23、触点，24、移动支架， 25、移动滑轨，26、气缸，27、晶体长度检测装置，28、晶体直径检测装置，29、晶体电阻率检测装置，30、晶体少子寿命检测装置，31、搬运机械手，32、基础架，33、W 型取放料结构，34、滑道，35、条状凸起。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做出说明。

本实用新型涉及晶体自动检验设备，包括晶体长度检测装置27、晶体直径检测装置 28、晶体电阻率检测装置28、晶体少子寿命检测装置30、晶体托架和搬运机械手31，晶体长度检测装置27、晶体直径检测装置28、晶体电阻率检测装置28、晶体少子寿命检测装置30依次设置在测试平台上。

搬运机械手31放置在晶体托架和测试平台之间。搬运机械手31采用MS210六轴机器人。

晶体长度检测装置27包括支撑底板16、托辊平台7、长度检测对射支架8和激光测距传感器17，支撑底板18与测试平台6固定连接，第一滑动组件9与测试平台6固定连接，托辊平台7设置在支撑底板16上，托辊平台7与支撑底板16上滑动连接，托辊平台7下设置滑道34，支撑底板16设置与滑道34相匹配的条状凸起35，滑动托辊平台7，实现托辊平台7和支撑底板16相对位置的调整，支撑底板16上设置多个安装孔21，方便与测试平台6固定，如通过定位销通过安装孔21与测试平台6定位固定，托辊平台7 上放置待测晶体，长度检测对射支架8通过滑块与第一滑动组件滑动连接，长度检测对射支架与激光测距传感器连接。激光测距传感器采用Optimet公司位移传感器 ConoPoint-10HD或ConoPoint-3。

检测时，通过第一滑动组件调节长度检测对射支架升降高度，第一滑动组件为一维平面坐标滑动组件，控制长度检测对射支架上激光测距传感器的探头与待测晶体对中，用于待测检测晶体长度。

晶体直径检测装置28包括第一旋转平台19、直径扫描架18、直径传感器16、第二滑动组件11，第一旋转平台19与测试平台6固定连接，第二滑动组件11与测试平台6 固定连接，直径扫描架设置在旋转平台上方，4个直径传感器16设置在直径扫描架18 上，直径扫描架18与第二滑动组件11滑动连接。直径传感器16是固定的,旋转平台带动待测晶体转动进而测试不同位置的直径，旋转平台使测试数据更加全面。直径传感器采用CCD直径测量仪。第一旋转平台19为采用伺服电机控制中的空旋转平台；第一旋转平台19上面安装绝缘塑料垫板，隔绝待测晶体和旋转平台；

检测时，搬运机械手31夹具松开，晶棒落下；晶棒利用自身重量下压第一旋转平台，到位后，旋转平台内部气缸通气拉紧旋转平台(气缸通气前利用电磁阀控制，使气缸处于自由状态)；旋转平台上安装三个传感器，当三个传感器均感应到待测晶体下端面，则认为晶棒放置平稳，无歪斜，搬运机械手31离开；测量过程中，如有传感器丢失信号，则认为晶棒倾斜，此工序立即停止运行；第二滑动组件11直径传感器16完成一个单向运动后，旋转平台旋转预设的角度；第二滑动组件11带动直径扫描架18上的直径传感器16往复运动，直至完成晶棒一周的直径测量；通过软件数据分析得到晶棒的有效直径信息；

电阻率检测装置29包括第二旋转平台20、测电阻率探针12、第三滑动组件13，第二旋转平台20与测试平台6固定连接，第三滑动组件13与测试平台6固定连接，测电阻率探针12设置在第三滑动组件13上。旋转平台带动待测晶体转动进而测试不同位置的电阻率，旋转平台使测试数据更加全面。电阻率检测装置装置选用日本Napson RT70V/TS-7D电阻率测试仪。第三滑动组件13上还设置有P/N型检测仪器，选用广州昆德STY-3半导体型号鉴别仪，第三滑动组件13上设置四个P/N型探针。

检测时，放置待测晶棒前，第三滑动组件落至最低位，探针藏于平台避让孔内；搬运机械手31利用已测得的直径信息，得到待测晶棒轴线；带动夹具放置待测晶棒于第二旋转平台上；使得轴线和待测晶棒平台中心重合；第三滑动组件带动测电阻率探针升降及平移；在中心位置范围内预设位置测得电阻率；提取有效的电阻率值；通过软件数据分析得到待测晶棒的中心电阻率信息；第三滑动组件带动探针升降及平移；在待测晶棒预设位置测量电阻率值并记录；P/N型探针气缸伸出，在预设位置测量P/N型；搬运机械手31翻转晶棒，继续测量另一端。

晶体少子寿命检测装置30包括双头泵14和少子寿命平台15，双头泵14通过移动支架24设置在少子寿命平台上，移动支架24与移动滑轨25滑动连接实现位置调节，双头泵14通过点水管连接气缸26。少子寿命平台15选用广州昆德LT-1B少子寿命测试仪，

双头泵采用兰格恒流泵有限公司的蠕动泵。少子寿命平台还可以下设中空平台支撑，中空平台支撑设置安装油压缓冲器，起到缓冲的作用组成。

检测时，气缸控制点水管按照预设频率滴水到少子寿命平台的触点上，搬运机械手 31夹取待测晶棒放置于少子寿命平台上；测量仪测量少子寿命并记录；

还包括电脑，晶体长度检测装置27、晶体直径检测装置28、所晶体电阻率检测装置 28、晶体少子寿命检测装置30均与电脑连接。

晶体托架包括待测晶体托架2、不合格晶体托架3和合格晶体托架4，待测晶体托架 2、不合格晶体托架3和合格晶体托架4相邻设置。待测晶体托架2上放置待测晶体、不合格晶体托架3和合格晶体托架上4放置合格晶体和不合格晶体。

晶体托架包括基础31和W型取放料结构32，W型取放料结构设置在基础架上，W 型取放料结构包括相邻V型结构构成，方便取放待测晶体。

第一滑动组件9、第二滑动组件11、第三滑动组件13均与动力设备如液压气缸连接，动力设备带动第一滑动组件、第二滑动组件、第三滑动组件运动，第一滑动组件、第二滑动组件、第三滑动组件采用现有技术，第一滑动组件为一维坐标滑动组件，调节对射支架升降高度；第二滑动组件为二维坐标滑动组件，调节直径传感器的间距和升降高度，第三滑动组件为三维坐标滑动组件，调节测电阻率探针升降高度和水平移动位置。

利用上述检验设备进行晶体自动检验的方法为：

步骤一：将待测晶体托架上待测晶体利用搬运机械手31转运至晶体长度检测装置27 上，待测晶体水平放置在托辊平台上，通过第一滑动组件调节长度检测对射支架升降高度，第一滑动组件为一维平面坐标滑动组件，控制长度检测对射支架上激光测距传感器的探头与待测晶体对中，测量待测晶体长度；

步骤二：将晶体长度检测装置27工位的待测晶体利用搬运机械手31转运至晶体直径检测装置28上，待测晶体竖直放置在第一旋转平台上，通过第二滑动组件调节直径传感器的间距和升降高度，第二滑动组件为二维坐标滑动组件，根据待测晶体直径调节直径传感器的探针间距，测量待测晶体直径；

步骤三：将晶体直径检测工位的晶体利用搬运机械手31转运至晶体电阻率检测装置28上，待测晶体竖直放置在第二旋转平台上，通过第三滑动组件调节测电阻率探针升降高度和水平移动位置，第三滑动组件为三维坐标滑动组件，用于在待测晶体装置预设位置测量晶体电阻率；

步骤四：将晶体电阻率检测装置28工位的待测晶体利用搬运机械手31转运至晶体少子寿命检测装置30上，待测晶体竖直放置在少子寿命平台上，通过气缸控制与点水管连接的双头泵按照预设频率滴水到触点上，测量晶体少子寿命；

步骤五：电脑主机将测试的数据按照控制图表的形式在显示器上输出。

与现有技术相比，设计合理，检测放置于工作台上的晶体的长度、直径、电阻率和少子寿命检测装置，利用测试设备集成优化，采用搬运机械手、晶体托架和多个传感器相结合的方式，实现晶棒的自动上下料、各道工序间晶棒的搬运，采用自动化测量方法，降低人为测试的误差，检测精度高、耗时短、可自动控制、减少人工参与、提高测试效率；可以实现不同规格晶体质量各影响因素的测试，有效地避免了测试位置不固定、出错率高、采集不确定性等弊端,避免了人为测试带来的测试误差，提高测试准确度，同时结合电阻率和少子寿命检测数据进行数据处理和整理，该自动检验设备可实现检测数据的实时性和准确性，同时减少人工成本，节约人力，提高车间的生产效率。

以上对本实用新型的实例进行了详细说明，但内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。