一种基于视觉数据分析的全自动晶圆检测设备的制作方法

本发明涉及晶圆检测，具体为一种基于视觉数据分析的全自动晶圆检测设备。

背景技术：

1、晶圆是一种常用的半导体材料，经常用于各种电子产品上，由于电子产品具有高精密性，因此晶圆在生产时往往需要经过多重检测，其中晶圆接触角测量便是一种非常重要的晶圆检测步骤，通过精确测量液体与晶圆表面的接触角，可以方便工作人员控制光刻工艺、获知晶圆在化学机械抛光和洗涤过程中受到的影响，进而提高晶圆的制造效率以及精度。

2、但目前国内市场全自动晶圆接触角测试仪器的设备几乎没有，传统使用的晶圆接触角测试是手动、半自动靠人工手动测试手动定位完成，进而影响工作效率，同时增加了失误的风险；另外，晶圆接触角测量结果很容易受到外界环境因素的影响，从而导致测量误差，例如湿度、温度、洁净度等，现有的晶圆检测装置在工作时通常直接放置在室内，若室内环境不佳，很容易导致检测结构不准确；最后，目前的晶圆接触角测量设备基本上都是直接设置一个载物平台，然后工作的时候将晶圆放置到载物平台上，但这种放置方式在遇到需要移动载物平台的情况时，晶圆会出现移位等现象，进而造成实际检测区域与目标检测区域不符，以至于最后的检测数据出现偏差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于视觉数据分析的全自动晶圆检测设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于视觉数据分析的全自动晶圆检测设备，所述全自动晶圆检测设备包括机罩、检测主体和分析机构，所述检测主体设置在机罩的内部，所述分析机构设置在机罩的外部，所述检测主体包括安装架，所述安装架的左右两端相对设置有发光组件和成像机构，所述发光组件通过控制箱与安装架相连接，所述成像机构的外侧设置有保护罩，所述发光组件与成像机构同轴设置，所述发光组件采用平行同轴led冷光设计，以使得发光均匀，成像清晰，提高使用寿命，所述成像机构采用ccd相机，进而确保拍摄稳定，图像清晰，真实可靠，所述成像机构的后端设置有调节机构，以使得成像机构倾斜或者水平移动，所述安装架的上下两端相对设置有注射机构和载物机构，所述注射机构通过升降机构与安装架相连接，所述载物机构通过旋转机构和水平移动机构与安装架相连接，通过所述旋转机构控制载物机构根据需要旋转，以方便工作人员对晶圆不同区域进行接触角检测。

3、进一步的，所述注射机构包括自动滴液补液系统和注射器，所述自动滴液补液系统和注射器可选用现有技术，通过所述自动滴液补液系统和注射器释放液体，所述机罩的内部设置有净化组件，通过所述净化组件控制机罩的内环境，相比于现有的晶圆检测装置，本发明能够自动进样、自动滴液、自动接液、自动切换下一个测试点，进而节约人力时间，提高了工作效率。

4、进一步的，所述载物机构包括第一载物台、第二载物台和固定组件，所述第一载物台设置在第二载物台上，所述固定组件设置有若干组，若干组所述固定组件均布在第二载物台上，所述第一载物台上设置有滑槽，所述第二载物台的下方设置有若干组直线电机，每组所述直线电机均与一组固定组件相连接，所述第一载物台和第二载物台上均标刻有尺度线，本发明在未工作时，若干组所述固定组件均位于第一载物台上方远离第一载物台圆心的位置，当晶圆放置到第一载物台上时，通过若干组所述直线电机驱动若干组所述固定组件移动，直至若干组所述固定组件与晶圆相接触，本发明设置的固定组件均为弧形结构且呈环形的分布方式设置在第一载物台的上方，因此通过若干组所述直线电机和若干组所述固定组件能够驱动晶圆的圆心自动与第一载物台的圆心相对齐，避免了人工对齐的麻烦，当晶圆的圆心与第一载物台的圆心相对齐后，通过所述固定组件能够夹固住晶圆，避免载物机构移动时，晶圆的圆心与第一载物台的圆心出现错开等现象，以至于后续检测位置不准确，最后本发明设置的载物机构还能固定不同直径的晶圆，提高了使用范围。

5、进一步的，所述固定组件包括固定架，所述固定架靠近第一载物台圆心的一端设置有固定腔，所述固定腔的内部设置有夹板，所述固定腔的上端设置有电磁铁，所述电磁铁的上方设置有支板，所述支板通过伸缩弹簧杆与夹板相连接，所述支板靠近电磁铁的一端镶嵌有磁块，通过所述电磁铁控制支板和夹板升降，所述固定腔的内壁上设置有气囊，所述气囊的内部设置有电磁线圈和磁流变液，所述电磁线圈与外界电源相连接，当晶圆放置到第一载物台上方最初的阶段时，本发明中的固定组件位于第一载物台上方远离第一载物台圆心的位置，同时所述电磁线圈未工作，所述电磁铁产生一组排斥磁块的磁场，以使得支板和夹板远离第一载物台，当直线电机驱动固定组件移动时，所述晶圆最终会与气囊相接触，通过所述气囊和气囊内部的磁流变液初步夹固晶圆，以方便工作人员通过控制若干组直线电机和若干组固定组件驱动晶圆的圆心与第一载物台的圆心相对齐，当晶圆的圆心与第一载物台的圆心相对齐后，所述电磁铁产生的磁场会逐渐减小直至消失，此时在伸缩弹簧杆的作用下，夹板会与晶圆接触并夹持，最后当外界电源向电磁线圈输入电源时，磁流变液会发生硬化现象，以此避免载物机构移动过程中，晶圆移动，以至于晶圆实际检测区域和晶圆目标检测区域不一致。

6、进一步的，所述旋转机构包括底座、外筒和内筒，所述底座设置在水平移动机构上，所述外筒设置在底座的上方，所述内筒设置在外筒的内部，所述内筒的的上方设置有旋转台，所述旋转台与第二载物台固定连接，所述内筒的内部设置有旋转电机，所述内筒的上端设置有固定槽，所述固定槽的内部设置有齿轮组件，所述齿轮组件的一端与旋转台相连接，所述旋转电机的另一端与旋转电机相连接，本发明中的齿轮组件类似与行星齿轮组(可直接选用现有技术)，当需要更换晶圆的检测位置时，可通过所述旋转电机驱动齿轮组件工作，通过所述齿轮组件使得旋转台和载物机构旋转。

7、进一步的，所述底座的内部设置有升降气缸和感应室，所述升降气缸的工作端与内筒相连接，所述感应室的内部设置有感应板和导电环，所述感应板通过连杆与内筒相连接，所述导电环设置有两组，其中一组所述导电环固定安装在感应板上，另外一组所述导电环固定安装在感应室的顶端，两组所述导电环通过导电杆相连接，本发明通过所述升降机构控制注射机构上下移动，以使得注射机构能够将液滴释放到晶圆上，当工作过程中，升降机构出现故障时，本发明可通过升降气缸驱动内筒上升，进而使得晶圆自动接触到液滴，当液滴沾附到晶圆上后，升降气缸复位，以方便发光组件和成像机构对晶圆进行检测，为了提高检测精度，本发明设置有感应板和导电环，本发明在工作时，两组所述导电环与外界电源和电流检测装置相连接，当内筒上升或者复位时，两组所述导电环之间的距离会发生变化，进而使得电流检测装置检测到的电流出现变化，通过电流的变化即可判断内筒上升和下降的距离是否正常，避免晶圆、发光组件和成像机构高度不一致，以至于检测效果降低。

8、进一步的，所述外筒的内部左右两端分别设置有一组联通槽，两组所述联通槽靠近固定槽的一端均设置有一组升降管，每组所述联通槽均通过一组升降管与固定槽相连通，所述底座的内部设置有两组除杂室，每组所述除杂室均与一组联通槽相连接，每组所述除杂室的内部均设置有滤网，本发明在固定槽内设置有润滑液，当工作结束之后，通过升降气缸驱动内筒升降能够带动感应板在感应室内活动，本发明中其中一组所述除杂室通过导槽和单向进液阀与感应室相连通，另外一组所述除杂室通过导槽和单向出液阀与感应室相连通，所述感应板在感应室内移动时，所述固定槽内的润滑液会沿着两组除杂室和两组联通槽循环流动，在流动的过程中，通过滤网对润滑液进行除杂过滤，以此提高齿轮组件的使用寿命，避免晶圆检测精度受到影响。

9、进一步的，所述机罩的侧端设置有舱门，所述净化组件包括环形架和气泵，所述环形架的内部设置有进气腔和出气腔，所述气泵的一端与进气腔相连接，所述气泵的另一端与出气腔相连接，所述出气腔的内部设置有滤板和温度控制组件，本发明在检测之前，当晶圆放置到载物机构上后，通过所述舱门使得机罩与外界环境相隔开，然后开启所述气泵，使得机罩内的气体沿着进气腔和出气腔流动，本发明中的温度控制组件可选用现有技术，通过温度控制组件根据需要调整出气腔内部的温度，通过滤板去除机罩内的杂物和湿度，以此保证检测环境的稳定性。

10、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明相比于目前的晶圆检测装置能够自动进样、自动滴液、自动接液、自动切换下一个测试点，进而节约人力时间，提高了工作效率，同时可与生产线自动化对接，同时本发明还设置有载物机构，载物机构由第一载物台、第二载物台和若干组固定组件构成，每组固定组件均为弧形结构且呈环形的分布方式设置在第一载物台的上方，当晶圆放置到第一载物台上时，通过若干组直线电机驱动若干组固定组件移动，能够使得晶圆的圆心自动与第一载物台的圆心相对齐，避免了人工对齐的麻烦，进而提高了工作效率，同时当晶圆的圆心与第一载物台的圆心相对齐后，本发明中设置的固定组件能够通过多面接触的方式夹固住不同直径的晶圆，相比于目前的夹具能够有效避免点接触或者线接触等夹固方式，避免单位面积内作用的夹持力过大而损伤晶圆，最后本发明还设置有旋转机构，正常情况下，本发明通过升降机构控制注射机构上下移动，以使得注射机构能够将液滴释放到晶圆上，当发生异常情况时，例如升降机构故障，本发明可通过旋转机构驱动晶圆上升，以使得液滴沾附到晶圆，在晶圆升降的过程中，通过感应板和导电环，实时判断内筒上升和下降的距离是否正常，避免晶圆、发光组件和成像机构高度不一致，以至于影响检测效果，另外本发明中的旋转机构还具有自我净化功能，以此保证旋转机构的的精度始终处于一个较高的水平，降低维修频率，最后，本发明还设置有净化组件，通过净化组件控制晶圆检测环境的稳定性，避免外界环境干扰晶圆检测的精度。