一种用于晶圆厚度多点测量装置及方法与流程

1.本发明涉及测量装置技术领域，尤其涉及一种用于晶圆厚度多点测量装置及方法。


背景技术：

2.半导体激光器芯片的器件在生产制造过程中，需将晶圆研磨减薄至一定厚度，该过程中需多次检测晶圆厚度。
3.传统的检测方式是由人工通过多个固定位置的基准点加千分表的治具进行检测,由于在检测过程中，需要人工对检测的晶圆进行不断的取放，导致晶圆在进行厚度检测时的效率较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于晶圆厚度多点测量装置及方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种用于晶圆厚度多点测量装置及方法，包括机台，所述机台的上表面与其相邻一侧的外表面开设有取料口，所述机台远离取料口一侧的上表面设有用于对晶圆厚度进行检测的检测机构，所述机台的上表面设有用于更换晶圆的送料机构，所述机台靠近取料口的上表面贯穿开设有卸料孔，所述机台靠近卸料孔的内部设有用于取出晶圆的卸料机构。
7.作为本发明的进一步方案，所述检测机构包括固定安装于机台上表面的支架，所述支架位于其中间位置的外表面固定安装有支撑盘，所述支撑盘的中心位置转动安装有转轴，所述转轴的底端固定安装有环形旋转架，所述环形旋转架靠近其中间位置的下表面开设有滑槽，所述滑槽的内壁滑动安装有滑块，所述滑块的下表面固定安装有厚度传感器，所述滑槽的内壁设有用于带动滑块移动的传动组件，所述支架的上表面设有用于驱动环形旋转架转动的驱动机构，所述转轴与送料机构之间设有槽轮机构。
8.作为本发明的进一步方案，所述传动组件包括转动安装于滑槽两端内壁之间的往复螺杆，所述往复螺杆贯穿滑块的外表面并与其螺纹连接，所述往复螺杆的一端贯穿环形旋转架的外表面并固定安装有齿轮，所述支撑盘的下表面固定安装有与齿轮相匹配的齿圈，所述齿轮与齿圈相啮合。
9.作为本发明的进一步方案，所述驱动机构包括固定安装于支架上表面的c形板，所述c形板的上表面固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端贯穿c形板的下表面并与转轴的顶端固定安装。
10.作为本发明的进一步方案，所述送料机构包括转动安装于机台上表面的支撑轴，所述支撑轴的外表面固定安装有送料盘，所述送料盘与机台的上表面相抵，所述送料盘的上表面圆周方向均匀贯穿开设有三个与晶圆尺寸相匹配的放置槽。
11.作为本发明的进一步方案，所述槽轮机构包括固定安装于支撑轴顶端外表面的槽
轮盘，所述槽轮盘的上表面圆周方向均匀贯穿开设有三条导向槽，所述转轴的外表面固定安装有转杆，所述转杆远离转轴一端的上表面固定安装有导向柱，所述导向柱与导向槽的内壁滑动安装，所述转杆的上表面固定安装有半圆形限位盘，所述槽轮盘的外表面圆周方向均匀开设有三个与半圆形限位盘相匹配的限位槽。
12.作为本发明的进一步方案，所述卸料机构包括固定安装于机台顶壁的l形板，所述l形板的下表面与机台的顶壁之间转动安装有升降螺杆，所述l形板的下表面与机台的顶壁之间还固定安装有导杆，所述升降螺杆的外表面螺纹连接有移动架，所述导杆贯穿移动架的外表面并与其滑动安装，所述移动架远离升降螺杆的一端固定安装有托盘，所述托盘的上表面设有压力传感器，所述托盘与卸料孔位于同一轴线设置，且托盘的相对两侧为平面设置，所述l形板的下表面固定安装有传动电机，所述传动电机的输出端贯穿l形板的下表面并与升降螺杆的底端固定安装，所述机台靠近托盘的顶壁设有传送组件。
13.作为本发明的进一步方案，所述传送组件包括固定安装于机台顶壁的传送架，所述传送架的相对两侧两两一组对称转动安装有四个辊轮，同侧两个所述辊轮的外表面套设有传送带，相对两个所述辊轮之间固定安装有连接轴，所述传送架的外表面固定安装有传送电机，所述传送电机的输出端贯穿传送架的外表面并与其中一个辊轮的转动中心固定安装。
14.作为本发明的进一步方案，所述传送架靠近机台侧边的相对两侧外表面对称固定安装有两个限位块。
15.作为本发明的进一步方案，包括以下步骤：
16.s：上料，将待检测的晶圆放入送料盘远离检测机构与卸料机构的一个放置槽内，通过驱动电机带动转轴转动，使固定安装于转轴带动其外表面固定安装的转杆转动，使转杆上固定安装的导向柱通过槽轮盘上开设的导向槽将槽轮盘推动120
°
，使槽轮盘通过支撑轴带动送料盘转动，使送料盘带动其放置槽内放置的晶圆转动至支撑盘的正下方；
17.s2：多点检测，通过驱动电机带动转轴继续转动，使转轴带动环形旋转架转动，使往复螺杆在以转轴为转动中心转动的同时，齿轮能够带动往复螺杆绕其中心轴转动，使往复螺杆带动其外表面螺纹连接的滑块在滑槽内转动，使滑块带动其下表面固定安装的厚度传感器在跟随环形旋转架转动的同时，能够在环形旋转架的下方径向移动，使厚度传感器能够对放置槽内放置的晶圆厚度进行多点检测；
18.s3：自动换料，在转轴带动其外表面固定安装的半圆形限位盘转动一周后，槽轮机构将自动带动送料盘转动120
°
，使下一个晶圆被推送至检测机构的下方进行检测；
19.s4：卸料，在送料盘转动120
°
后，被检测完成的晶圆将被推送至卸料孔处，使卸料机构将检测完成的晶圆传送至取料口处，以便工作人员对检测完成的晶圆进行拿取。
20.本发明的有益效果为：
21.1.通过驱动电机带动转轴转动，使转轴带动环形旋转架转动，使环形旋转架带动往复螺杆转动，使往复螺杆在以转轴为中心转动的同时，固定安装于往复螺杆端部的齿轮将随之转动，由于齿轮与支撑盘下表面固定安装的齿圈相啮合，使得往复螺杆在以转轴为转动中心转动的同时，齿轮能够带动往复螺杆绕其中心轴转动，使往复螺杆带动其外表面螺纹连接的滑块在滑槽内转动，使滑块带动其下表面固定安装的厚度传感器在跟随环形旋转架转动的同时，能够在环形旋转架的下方径向移动，使厚度传感器能够对放置槽内放置
的晶圆厚度进行多点检测。
22.2.在转轴带动其外表面固定安装的半圆形限位盘转动一周后，槽轮机构将自动带动送料盘转动120
°
，使下一个晶圆被推送至检测机构的下方进行检测，在保证对待检测晶圆供料的同时，使得检测机构能够对晶圆的厚度进行连续检测，提高对晶圆厚度检测的效率。
23.3.在送料盘转动120
°
后，被检测完成的晶圆将被推送至卸料孔处，使被检测完成的晶圆落在托盘上，在托盘上设置的压力传感器检测到晶圆的重量后，压力传感器将通过控制器控制传动电机启动，使传动电机带动升降螺杆转动，使升降螺杆带动其外表面螺纹连接的移动架向下移动，使移动架带动托盘向下移动，使托盘上承载的晶圆落在传送带上，使传送带将检测完成的晶圆传送至取料口处，以便工作人员对检测完成的晶圆进行拿取。
附图说明
24.图1为本发明提出的一种用于晶圆厚度多点测量装置的整体结构示意图；
25.图2为本发明提出的一种用于晶圆厚度多点测量装置的顶部结构示意图；
26.图3为本发明提出的一种用于晶圆厚度多点测量装置的侧视结构示意图；
27.图4为本发明提出的一种用于晶圆厚度多点测量装置的检测机构结构示意图；
28.图5为本发明提出的一种用于晶圆厚度多点测量装置的卸料机构与传送组件结构示意图；
29.图6为图4中a处结构放大图；
30.图7为图4中b处结构放大图；
31.图8为图2中c处结构放大图。
32.图中：1、机台；2、检测机构；201、支架；202、支撑盘；203、转轴；204、环形旋转架；205、滑槽；206、往复螺杆；207、滑块；208、厚度传感器；209、齿轮；210、齿圈；3、驱动机构；301、c形板；302、驱动电机；4、送料机构；401、送料盘；402、放置槽；403、支撑轴；5、卸料机构；501、卸料孔；502、l形板；503、升降螺杆；504、导杆；505、移动架；506、托盘；507、压力传感器；508、传动电机；6、传送组件；601、传送架；602、辊轮；603、传送带；604、传送电机；605、限位块；606、连接轴；7、槽轮机构；701、转杆；702、半圆形限位盘；703、导向柱；704、槽轮盘；705、导向槽；706、限位槽；8、取料口。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
34.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
35.实施例
36.参照图1-8，一种用于晶圆厚度多点测量装置及方法，包括机台1，机台1的上表面与其相邻一侧的外表面开设有取料口8，机台1远离取料口8一侧的上表面设有用于对晶圆厚度进行检测的检测机构2，机台1的上表面设有用于更换晶圆的送料机构4，机台1靠近取料口8的上表面贯穿开设有卸料孔501，机台1靠近卸料孔501的内部设有用于取出晶圆的卸
料机构5。
37.本实施例中，检测机构2包括固定安装于机台1上表面的支架201，支架201位于其中间位置的外表面固定安装有支撑盘202，支撑盘202的中心位置转动安装有转轴203，转轴203的底端固定安装有环形旋转架204，环形旋转架204靠近其中间位置的下表面开设有滑槽205，滑槽205的内壁滑动安装有滑块207，滑块207的下表面固定安装有厚度传感器208，滑槽205的内壁设有用于带动滑块207移动的传动组件，支架201的上表面设有用于驱动环形旋转架204转动的驱动机构3，转轴203与送料机构4之间设有槽轮机构7。
38.本实施例中，传动组件包括转动安装于滑槽205两端内壁之间的往复螺杆206，往复螺杆206贯穿滑块207的外表面并与其螺纹连接，往复螺杆206的一端贯穿环形旋转架204的外表面并固定安装有齿轮209，支撑盘202的下表面固定安装有与齿轮209相匹配的齿圈210，齿轮209与齿圈210相啮合。
39.在使用时，通过驱动电机302带动转轴203转动，使转轴203带动环形旋转架204转动，使环形旋转架204带动往复螺杆206转动，使往复螺杆206在以转轴203为中心转动的同时，固定安装于往复螺杆206端部的齿轮209将随之转动，由于齿轮209与支撑盘202下表面固定安装的齿圈210相啮合，使得往复螺杆206在以转轴203为转动中心转动的同时，齿轮209能够带动往复螺杆206绕其中心轴转动，使往复螺杆206带动其外表面螺纹连接的滑块207在滑槽205内转动，使滑块207带动其下表面固定安装的厚度传感器208在跟随环形旋转架204转动的同时，能够在环形旋转架204的下方径向移动，使厚度传感器208能够对放置槽402内放置的晶圆厚度进行多点检测。
40.本实施例中，驱动机构3包括固定安装于支架201上表面的c形板301，c形板301的上表面固定安装有驱动电机302，驱动电机302的输出端贯穿c形板301的下表面并与转轴203的顶端固定安装。
41.在使用时，驱动电机302带动转轴203转动，使转轴203对检测机构2与槽轮机构7提供动力。
42.本实施例中，送料机构4包括转动安装于机台1上表面的支撑轴403，支撑轴403的外表面固定安装有送料盘401，送料盘401与机台1的上表面相抵，送料盘401的上表面圆周方向均匀贯穿开设有三个与晶圆尺寸相匹配的放置槽402。
43.在使用时，通过在送料盘401上开设三个放置槽402，可以分别设为待检测晶圆放置槽、晶圆检测槽和检测完成后晶圆放置槽进行使用，保证对晶圆检测的连续性，同时，能够避免放置槽402过多，而造成晶圆检测时发生混乱；
44.本实施例中，槽轮机构7包括固定安装于支撑轴403顶端外表面的槽轮盘704，槽轮盘704的上表面圆周方向均匀贯穿开设有三条导向槽705，转轴203的外表面固定安装有转杆701，转杆701远离转轴203一端的上表面固定安装有导向柱703，导向柱703与导向槽705的内壁滑动安装，转杆701的上表面固定安装有半圆形限位盘702，槽轮盘704的外表面圆周方向均匀开设有三个与半圆形限位盘702相匹配的限位槽706。
45.在使用时，通过驱动电机302带动转轴203转动，使固定安装于转轴203带动其外表面固定安装的转杆701转动，使转杆701上固定安装的导向柱703通过槽轮盘704上开设的导向槽705将槽轮盘704推动120
°
，使槽轮盘704通过支撑轴403带动送料盘401转动，使送料盘401带动其放置槽402内放置的晶圆转动至支撑盘202的正下方，方便检测机构2对晶圆的厚
度进行检测。
46.本实施例中，卸料机构5包括固定安装于机台1顶壁的l形板502，l形板502的下表面与机台1的顶壁之间转动安装有升降螺杆503，l形板502的下表面与机台1的顶壁之间还固定安装有导杆504，升降螺杆503的外表面螺纹连接有移动架505，导杆504贯穿移动架505的外表面并与其滑动安装，移动架505远离升降螺杆503的一端固定安装有托盘506，托盘506的上表面设有压力传感器507，托盘506与卸料孔501位于同一轴线设置，且托盘506的相对两侧为平面设置，l形板502的下表面固定安装有传动电机508，传动电机508的输出端贯穿l形板502的下表面并与升降螺杆503的底端固定安装，机台1靠近托盘506的顶壁设有传送组件6。
47.在送料盘401转动120
°
后，被检测完成的晶圆将被推送至卸料孔501处，使被检测完成的晶圆落在托盘506上，在托盘506上设置的压力传感器507检测到晶圆的重量后，压力传感器507将通过控制器控制传动电机508启动，使传动电机508带动升降螺杆503转动，使升降螺杆503带动其外表面螺纹连接的移动架505向下移动，使移动架505带动托盘506向下移动，使托盘506上承载的晶圆落在传送带603上。
48.本实施例中，传送组件6包括固定安装于机台1顶壁的传送架601，传送架601的相对两侧两两一组对称转动安装有四个辊轮602，同侧两个辊轮602的外表面套设有传送带603，相对两个辊轮602之间固定安装有连接轴606，连接轴606用于将传送架601两侧设置的传送带603的动力进行连接，使两个传送带603能够同步对晶圆进行传送，提高传送时的稳定性；传送架601的外表面固定安装有传送电机604，传送电机604的输出端贯穿传送架601的外表面并与其中一个辊轮602的转动中心固定安装。
49.在使用时，通过传送电机604带动辊轮602转动，使辊轮602带动其外表面套设的传送带603对检测完成的晶圆进行传送。
50.本实施例中，传送架601靠近机台1侧边的相对两侧外表面对称固定安装有两个限位块605，两个限位块605用于对晶圆进行阻挡，防止传送带603将晶圆传送至取料口8处发生掉落。
51.本实施例中，包括以下步骤：
52.s1：上料，将待检测的晶圆放入送料盘401远离检测机构2与卸料机构5的一个放置槽402内，通过驱动电机302带动转轴203转动，使固定安装于转轴203带动其外表面固定安装的转杆701转动，使转杆701上固定安装的导向柱703通过槽轮盘704上开设的导向槽705将槽轮盘704推动120
°
，使槽轮盘704通过支撑轴403带动送料盘401转动，使送料盘401带动其放置槽402内放置的晶圆转动至支撑盘202的正下方；
53.s2：多点检测，通过驱动电机302带动转轴203继续转动，使转轴203带动环形旋转架204转动，使往复螺杆206在以转轴203为转动中心转动的同时，齿轮209能够带动往复螺杆206绕其中心轴转动，使往复螺杆206带动其外表面螺纹连接的滑块207在滑槽205内转动，使滑块207带动其下表面固定安装的厚度传感器208在跟随环形旋转架204转动的同时，能够在环形旋转架204的下方径向移动，使厚度传感器208能够对放置槽402内放置的晶圆厚度进行多点检测；
54.s3：自动换料，在转轴203带动其外表面固定安装的半圆形限位盘702转动一周后，槽轮机构7将自动带动送料盘401转动120
°
，使下一个晶圆被推送至检测机构2的下方进行
检测；
55.s4：卸料，在送料盘401转动120
°
后，被检测完成的晶圆将被推送至卸料孔501处，使卸料机构5将检测完成的晶圆传送至取料口8处，以便工作人员对检测完成的晶圆进行拿取。
56.从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：在使用时，将待检测的晶圆放入送料盘401远离检测机构2与卸料机构5的一个放置槽402内，通过驱动电机302带动转轴203转动，使固定安装于转轴203带动其外表面固定安装的转杆701转动，使转杆701上固定安装的导向柱703通过槽轮盘704上开设的导向槽705将槽轮盘704推动120
°
，使槽轮盘704通过支撑轴403带动送料盘401转动，使送料盘401带动其放置槽402内放置的晶圆转动至支撑盘202的正下方，此时，随着驱动电机302带动转轴203继续转动，使转轴203带动环形旋转架204转动，使环形旋转架204带动往复螺杆206转动，使往复螺杆206在以转轴203为中心转动的同时，固定安装于往复螺杆206端部的齿轮209将随之转动，由于齿轮209与支撑盘202下表面固定安装的齿圈210相啮合，使得往复螺杆206在以转轴203为转动中心转动的同时，齿轮209能够带动往复螺杆206绕其中心轴转动，使往复螺杆206带动其外表面螺纹连接的滑块207在滑槽205内转动，使滑块207带动其下表面固定安装的厚度传感器208在跟随环形旋转架204转动的同时，能够在环形旋转架204的下方径向移动，使厚度传感器208能够对放置槽402内放置的晶圆厚度进行多点检测；在转轴203带动其外表面固定安装的半圆形限位盘702转动一周后，槽轮机构7将自动带动送料盘401转动120
°
，使下一个晶圆被推送至检测机构2的下方进行检测，在保证对待检测晶圆供料的同时，使得检测机构2能够对晶圆的厚度进行连续检测，提高对晶圆厚度检测的效率；
57.在送料盘401转动120
°
后，被检测完成的晶圆将被推送至卸料孔501处，使被检测完成的晶圆落在托盘506上，在托盘506上设置的压力传感器507检测到晶圆的重量后，压力传感器507将通过控制器控制传动电机508启动，使传动电机508带动升降螺杆503转动，使升降螺杆503带动其外表面螺纹连接的移动架505向下移动，使移动架505带动托盘506向下移动，使托盘506上承载的晶圆落在传送带603上，使传送带603将检测完成的晶圆传送至取料口8处，以便工作人员对检测完成的晶圆进行拿取；在拿取完晶圆后，传送带603停止传送，同时，传动电机508通过升降螺杆503带动移动架505与托盘506复位，以便托盘506对下一片晶圆进行卸料。
58.本方案中电气元件的控制方式通过与其配套的外设控制器进行控制的，且控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，仅对其进行使用，未对其进行改进，并且本发明本发明本发明主要用来保护机械装置，所以本发明本发明本发明不再详细解释控制方式和电路连接。
59.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(转90度或处于其他方位)，并且
对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
60.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
61.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
62.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。