专利名称：精确位置调节装置及具有该装置的半导体在线检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体工艺过程中的精确位置调节装置，尤其涉及一种在 薄膜半导体生产线上真空室内的精确位置调节装置及具有该装置的半导体在线 -险测系统。
背景技术：
近年来薄膜半导体市场蓬勃发展，使薄膜半导体应用领域逐渐深入，其趋
势朝向大面积扩展，如采用玻璃基板的薄膜太阳能电池器件以发展为1100mmx 1400mm尺寸为普遍尺寸，再有有机发光显示器件(OLED)面板也由传统手机 屏到大面积的电视、便携电脑显示屏的应用扩展，其尺寸也达到了 370 mmx 470mm以上，诸如此类的薄膜半导体产品都需要经过许多不同的镀膜制程或其 集成，如化学气象沉积(CVD)、物理气象沉积(PVD)、磁控溅射沉积、蒸发 沉积等。在薄膜半导体等半导体的制作过程中，须经历数十甚至上百道工序， 各种工艺的因素常常是环环相扣，也就是说，前一个工艺步骤所产生的缺陷常 常在下一个或是之后的工艺中也产生相对应的缺陷，以至于造成最后产品成品 率上的问题。如非晶硅薄膜太阳能电池的P小N层的沉积、有机发光显示器件 (OLED)的有机发光层(EL)、电子注入/传输层(EIL/ETL)、空穴注入/传输 层(HIL/HTL)沉积。为了确保产品性能合格、稳定可靠，并有高的成品率，根 据各种产品的生产情况，对所有工艺步骤都要有严格的具体要求。因而，在生产
过程中必须建立相应的系统和精确的监控措施，使能实时地对已产生的缺陷做 出分析，找出缺陷发生的原因，并加以排除，成为品保技术的核心能力之一。 一般传统的此类器件的检测方法大都为离线检测，即各种制程结束后的成品检测。然随着半导体尺寸的逐渐扩展、各种制程的一体化系统集成的推广，往往 不能及时发现镀膜的质量或各环节制程的缺陷存在，如第一镀膜制程环节出现 问题而不能及时发现及排除，其以后的镀膜制程都属无用功，这样将会浪费大 量原材料和能源，同时不利于故障排查。薄膜半导体工艺许多需要在真空环境 下进行，例如镀膜工艺，现有的基片承载检测平台设计复杂，难于制造，其采 用单独的大型链轮或大型带轮配合工作台，加工和装配比较复杂，不方便维修 和更换，且不易实现微小角度的调节。
因此，有必要提供一种改进的精确位置调节装置及具有该装置的半导体在 线检测系统来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种精确位置调节装置，所述精确位置调节装置加工 装配简单，维修更换方便，能精准的实现微小角度的调节。
本发明的另一目的在于提供一种半导体在线检测系统，所述半导体在线检 测系统具有精确位置调节装置，能精准的实现微小角度的调节，能实时检测分 析产品质量，有利于排除故障，节省原材料和能源。
为实现上述目的，本发明提供了一种精确位置调节装置，包括安装座、工 作台、传动4几构以及驱动才几构，所述驱动4几构驱动所述传动才几构，所述传动枳i 构带动所述工作台在所述安装座上转动，所述传动机构包括传动轴、传动带、 驱动轮、以及固定有多个传动轮的安装板，所述传动轴的一端与所述工作台固 定连接，所述传动轴的另一端固定地穿过所述安装板并与所述安装座枢4妾，所 述驱动轮安装在所述驱动机构上，多个所述传动轮以所述传动轴为中心对称的 分布，所述驱动轮与所述传动轮位于同一平面上，所述传动带绕设于所述传动 轮与所述驱动轮上并形成一闭合回路，所述工作台的旋转半径大于所述驱动轮 的旋转半径，所述驱动机构驱动所述传动带转动，所述传动带同步的带动所述 工作台旋转。所述精确位置调节装置加工装配简单，维修更换方便，所述工作台与驱动轮具有同步的线速度，使所述工作台具有相对所述驱动机构很小的角 速度，从而使工作台能够平稳、精确、小角度地运转。
作为本发明的一实施例，多个所述传动轮以所述传动轴为中心对称的分布 形成长方形，所述安装板呈长方形，所述传动轮固定在呈长方形的安装;^反的边 角处。所述驱动机构驱动驱动轮转动，所述驱动轮通过传动带带动安装在呈长 方形的安装板的四边角上的传动轮转动，从而使所述工作台与所述驱动轮在具 有相同线速度的同时具有比所述驱动轮较小的角速度。
作为本发明的另 一实施例，多个所述传动轮以所述传动轴为中心对称的分 布形成正方形，所述安装板呈正方形，所述传动轮固定在呈正方形的安装^反的 边角处。所述驱动机构驱动驱动轮转动，所述驱动轮通过传动带带动安装在所 述呈正方形的安装板的四边角上的传动轮转动，从而使所述工作台与所述驱动 轮在具有相同线速度的同时具有比所述驱动轮较小的角速度。
较佳地，所述驱动机构为伺服电机。伺服电机响应速度快、精度高，能将 输入的控制电压信号平稳快速转换为电机输出轴上的机械输出量，使得传动快 速有效，从而使所述工作台更精确且平稳可靠地转动。
作为本发明的又一实施例，所述传动4几构为皮带传动才几构，所述传动轮为 带轮，所述传动带为皮带，所述驱动轮为驱动带轮。皮带传动摩擦力小，传动 效率高，能够使所述工作台更平稳转动。
作为本发明的再一实施例，所述传动机构为链条传动机构，所述传动轮为 链轮，所述传动带为链条，所述驱动轮为驱动链轮。链传动机构传动平稳，传 递扭矩大，结构紧凑，从而使所述工作台更平稳可靠地转动。
本发明提供的半导体在线检测系统包括精确位置调节装置、图像采集装 置、控制器、处理器及显示装置，所述图像采集装置设置在所述精确位置调节 装置的正上方，所述控制器分别电连接所述图像采集装置与所述处理器，所述 显示装置电连接所述处理器，所述处理器内部存储有标准成膜图傳 f言息，其中， 所述精确位置调节装置包括安装座、工作台、传动机构以及驱动机构，所述驱 动机构驱动所述传动机构，所述传动机构带动所述工作台在所述安装座上转动，
6所述图像采集装置设置在所述工作台正上方，所述传动机构包括传动轴、传动 带、驱动轮、以及固定有多个传动轮的安装板，所述传动轴的一端与所述工作 台固定连接，所述传动轴的另一端固定地穿过所述安装才反并与所述安装座冲区4妾， 所述驱动轮安装在所述驱动机构上，多个所述传动轮以所述传动轴为中心对称
的分布，所述驱动轮与所述传动4仑位于同一平面上，所述传动带绕设于所述传 动轮与所述驱动轮上并形成一闭合回路，所述工作台的旋转半径大于所述驱动 轮的旋转半径，所述驱动机构驱动所述传动带转动，所述传动带同步的带动所 述工作台旋转，所述图像釆集装置对所述工作台上的部件进行图像采集。所述 精确位置调节装置加工装配简单，维修更换方便，所述工作台与驱动轮具有同 步的线速度，使所述工作台具有相对所述驱动机构很小的角速度，从而使工作 台能够平稳、精确、小角度地运转。所述半导体在线检测系统具有精确位置调 节装置，能精准的实现微小角度的调节，同时能实时检测分析产品质量，有利 于排除故障，节省原材料和能源。
较佳地，所述驱动机构为伺服电机，所述伺服电机电连接所述控制器。所 述控制器可根据从图像采集装置获取的信息发送位置反馈信息给所述伺服电 机，伺服电机响应速度快、精度高，能将来自所述控制器的控制电压信号平稳 快速转换为电机输出轴上的机械输出量，使得传动准确有效，更精确地调节所 述工作台位置。
较佳地，多个所述传动轮以所述传动轴为中心对称的分布形成长方形，所 述安装板呈长方形，所述传动轮固定在呈长方形的安装板的边角处。所述驱动 机构驱动驱动轮转动，所述驱动轮通过传动带带动安装在呈长方形的安装板的 四边角上的传动轮转动，从而使所述工作台与所述驱动轮在具有相同线速度的 同时具有比所述驱动轮较小的角速度。
同样较佳地，多个所述传动轮以所述传动轴为中心对称的分布形成正方形， 所述安装板为呈正方形，所述传动轮固定在呈正方形的安装板的边角处。所述 驱动机构驱动驱动轮转动，所述驱动轮通过传动带带动安装在呈正方形的安装 板的四边角上的传动轮转动，从而使所述工作台与所述驱动轮在具有相同线速度的同时具有比所述驱动轮较小的角速度。
与现有技术相比，本发明的精确位置调节装置采用边角带有传动轮的安装板通过传动带与驱动机构相连带动工作台转动，能够在保证工作台与驱动才几构具有同步的线速度时，使所述的工作台具有相对所述驱动机构4艮小的角速度，使工作台能够平稳、精确、小角度的运转，取代了单独的大型链轮或大型带轮，加工和装配比较简单，维修更换方便，同时也能节省大量的材并牛。本发明的半导体在线检测系统具有所述精确位置调节装置，能精准的实现孩t小角度的调节，可安装于各镀膜制程后，采用图像采集分析，通过处理器对比人工建立的图像数据库，能够准确分析判断前述镀膜制程的合格与否，并由控制器作出相应的处理，如准许进入下一工序、报废、重新镀膜、报警等，节省离线检测时间、降低不合格产品率、节约能源和原材料以及及时判断各镀膜工序工作状况，为工艺改进、设备检修和维护提供精确信息指向。
图1为本发明精确位置调节装置一实施例的结构示意图。
图2为本发明精确位置调节装置另一实施例的结构示意图。图3为本发明精确位置调节装置又一实施例的结构示意图。图4为本发明半导体在线检测系统的结构框图。图5为本发明半导体在线^^测系统的原理示意图。
具体实施例方式
为了详细说明本发明的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明，其中不同图中相同的标号代表相同的部件。如上所述，本发明涉及的是一种精确位置调节装置，包括安装座、工作台、传动机构及驱动机构，所述传动机构包括传动轴、传动带、驱动轮及固定有多个传动轮的安装板，
8所述工作台的旋转半径大于所述驱动轮的旋转半径。所述精确位置调节装置装配简单，维修更换方便，利用驱动轮带动边角固定有传动轮的安装板转动，从而带动工作台在所述安装座上转动，实现在驱动轮与工作台具有相同线速度的同时使工作台具有相对驱动轮很小的角速度，使工作台能够平稳、精确、小角度的运转。
图1展示了本发明第一实施例的精确位置调节装置100a。参考图1,所述精确位置调节装置100a包括安装座105、工作台110、传动机构120及驱动才几构130，所述传动机构120为皮带传动机构，包括传动轴112,皮带122a、驱动带轮124a及固定有多个传动带轮126a的安装板128a，所述传动轴112的一端与所述工作台110固定连接，所述传动轴112的另一端固定地穿过所述安装寺反128a并与所述安装座105枢接，使得安装板128a与工作台110同轴固定连接。在本实施例中，多个所述传动带轮126a以所述传动轴105为中心对称的分布形成长方形，从而使所述工作台110的旋转半径大于所述驱动带轮124a的旋转半径，使得工作台110旋转的角速度小于驱动带轮124a旋转的角速度。所述安装板128a呈长方形，所述传动带轮126a固定在呈长方形的安装板128a的边角处。所述安装板128a与位于所述工作台IIO下方的传动轴112段固定，且所述安装板128a的最高端面低于所述工作台110,所述驱动带轮124a安装在驱动机构130上，较佳地，所述驱动机构130为具有输出轴134的伺服电机132，所述驱动带轮124a固定在所述电机132的输出轴134上，所述伺服电机132响应速度快、精度高，能将输入的控制电压信号平稳快速转换为输出轴134上的机械输出量，使得传动快速有效，从而使所述工作台110更精确且平稳可靠地转动。所述驱动带轮124a与传动带轮126a位于同一平面上，所述皮带122a绕设于传动带轮126a与驱动带轮124a上形成一闭合回路，由于传动带轮126a固定在呈长方形的安装板128a的边角，电机驱动时，其上的驱动带轮124a通过皮带122a与传动带轮126a的接触带动安装板128a转动，从而带动同轴的工作台IIO在所述安装座105上转动。此种设计使所述精确位置调节装置100a取代了传统的单独的大型链轮或大型带轮，加工和装配比较简单，维修更换方便，同时也能节省大
9量的材料。所述驱动带轮124a的旋转半径小于工作台110的旋转半径，从而能 方便实现在驱动机构130与工作台IIO具有相同线速度的同时使工作台110具 有相对所述驱动机构130很小的角速度，使工作台能够平稳、精确、小角度的 运转。
图2展示了本发明另一实施的例精确位置调节装置100b，此实施例与上述 第一实施例不同点主要在于传动轮的数量和分布以及安装板的结构，如图2所 示，所述传动带轮126a数量为四个，四个所述传动带轮126a以所述传动轴112 为中心对称的分布形成正方形，所述安装板为呈正方形，四个所述传动带轮126a 固定在呈正方形的安装板128b的各个边角。所述驱动带轮124a与传动带轮126a 设置在同一平面，所述皮带122a绕设于传动带轮126a与驱动带4仑124a上形成 一闭合回路，此种设计使所述精确位置调节装置100b加工装配简单，维修更换 方便，电机驱动时，电机通过传动带轮126a与固定在安装板128b各边角的传 动带轮126a相连，使与所述安装板128b同轴固定的工作台110与所述电机132 具有相同的线速度同步运转，由于所述工作台110与所电机132具有相同的线 速度，但所述工作台110的旋转半径远大于所述驱动带轮124a的旋转半径，因 此所迷工作台110可精准的实现微小角度的转动。在上述两实施例中，所述传 动机构采用皮带传动机构，摩擦力小，传动效率高，能够使所述工作台110更 平稳转动。
图3展示了本发明再一实施例的精确位置调节装置100c,此实施例与第一 实施例不同点主要在于所述传动机构120为链条传动机构120b,采用链传动传 动平稳，传递扭矩大，结构紧凑，从而使所述工作台110更平稳可靠地转动。 如图3所示，所述传动轮为传动链轮126b,所述传动带为链条122b，所述驱动 轮为驱动链轮124b。所述驱动链轮124b与传动链轮126b设置在同一平面，所 述链条122b绕设于传动链轮126b与驱动链轮124b上形成一闭合回路，此种设 计的精确位置调节装置100c加工装配简单，维修更换方便，电机驱动时，电机 通过传动链轮126b与固定在安装板128a各边角的传动链轮126b相连，使与所 述安装板128a同轴固定的工作台110与所述电机132具有相同的线速度同步运转，由于所述工作台110与所电机132具有相同的线速度，但所述工作台110 的旋转半径远大于所述电机132的旋转半径，因此所述工作台110可精准的实 现微小角度的转动。可以理解地，所述传动机构也可以采用齿轮传动。
在本发明中，所述传动轮固定在所述安装板上并相对于所述传动轴112对 称分布成多边形。可以理解的，所述传动轮的数量可根据实际需要设置，所述 安装板可以为任意多边形安装板或其他类似物。
参考图3-4,本发明的半导体在线检测系统包括精确位置调节装置100、图 像采集装置200、控制器300、处理器400及显示装置500,所述图像采集装置 200设置在所述精确位置调节装置100的工作台110正上方，并对所述工作台 110上的部件进行图像采集。所述控制器300分别电连接所述图像采集装置200 与所述处理器400，所述显示装置500电连接所述处理器400，所述处理器400 内部存储有标准成膜图像信息，所述半导体在线检测系统能实时才企测分析产品 质量，有利于排除故障，节省原材料和能源。详细地，所述图像采集装置200 固定于所述工作台IIO正上方某处或可沿工作台IIO的X轴或Y轴方向平动。 所述图像采集装置200具有至少一个图像采集单元，能够形成高清晰、高倍数 的影像，获取工作台110上产品的图像信息并发送给所迷控制器300,依不同的 检测范围可适当增减图像采集装置200的数量，所述图^f象采集装置200采用电 荷耦合器件(Charge Coupled Device, CCD)来获取图像信息，可以理解地，所 述图像釆集装置200亦可以利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM )、透射电子显孩吏镜434笛电4竟(Transmission electron microscopy, TEM)等。 所述控制器300为可扩展控制器，可调节图像采集装置200的焦距、照相频率 以及外接其他应用模块，所述控制器300获取来自所述图像釆集装置200的图 像信息并将图像信息传送给处理器400，较佳地，所述精确位置调节装置100的 驱动机构为伺服电机132，并与所述控制器300电连接，伺服电机响应速度快、 精度高，能将来自所述控制器300的控制电压信号平稳快速转换为电机输出轴 上的机械输出量，使得传动准确有效，更精确地调节所述工作台110的角度位 置。详细地，所述控制器300可通过图像采集系统200获取精确位置调节装置100的运动状态并反馈位置信号给精确位置调节装置100，通过反馈信号由位置 反馈电机来调整所述工作台110的位置角度，从而获取更高精确度的成膜图像 信息。所述处理器400内部置有大量的人工建立的薄膜成膜图像数据库，即存 储有标准成膜图像信息，当所述处理器400收到来自所述控制器300的图《象信 息后，将自动与其内部数据库对比并作出此次镀膜制程的合格与否的判断，并 将此信息反映在显示装置500上，同时指令相关机械手将被检测物放入下一工 序或放入报废流程或放入重镀流程或发出报警信号等预设指令，控制整体工作 的自动化运行。本发明的半导体在线检测系统可安装于各镀膜制程后，采用图 像釆集装置200分析图像信息，通过处理器400对比人工建立的图像数据库， 能够准确分析判断前述镀膜制程的合格与否，并由控制器300作出相应的处理， 如准许进入下一工序、报废、重新镀膜、报警等，实时检测分析产品质量，有 利于排除故障，节省原材料和能源，大大节省了离线检测时间、降低不合格产 品率、节约能源和原材料以及及时判断各镀膜工序工作状况，为工艺改进、设 备检修和维护提供精确信息指向。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之 权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范 围。
权利要求
1.一种精确位置调节装置，包括安装座、工作台、传动机构以及驱动机构，所述驱动机构驱动所述传动机构，所述传动机构带动所述工作台在所述安装座上转动，其特征在于所述传动机构包括传动轴、传动带、驱动轮、以及固定有多个传动轮的安装板，所述传动轴的一端与所述工作台固定连接，所述传动轴的另一端固定地穿过所述安装板并与所述安装座枢接，所述驱动轮安装在所述驱动机构上，多个所述传动轮以所述传动轴为中心对称的分布，所述驱动轮与所述传动轮位于同一平面上，所述传动带绕设于所述传动轮与所述驱动轮上并形成一闭合回路，所述工作台的旋转半径大于所述驱动轮的旋转半径，所述驱动机构驱动所述传动带转动，所述传动带同步的带动所述工作台旋转。
2. 如权利要求1所述的精确位置调节装置，其特征在于多个所述传动轮以所述传动轴为中心对称的分布形成长方形，所述安装板呈长方形，所述传动轮固定在呈长方形的安装板的边角处。
3. 如权利要求1所述的精确位置调节装置，其特征在于多个所述传动轮以所述传动轴为中心对称的分布形成正方形，所述安装板呈正方形，所述传动轮固定在呈正方形的安装板的边角处。
4. 如权利要求1所述的精确位置调节装置，其特征在于所述驱动机构为伺服电机。
5. 如权利要求1所述的精确位置调节装置，其特征在于所述传动机构为皮带传动机构，所述传动轮为带轮，所述传动带为皮带，所述驱动轮为驱动带轮。
6. 如权利要求1所述的精确位置调节装置，其特征在于所述传动机构为链条传动机构，所述传动轮为链轮，所述传动带为链条，所述驱动轮为驱动链轮。
7. —种半导体在线检测系统，包括精确位置调节装置、图像采集装置、控制器、处理器及显示装置，所述图像采集装置设置在所述精确位置调节装置的正上方，所述控制器分别电连接所述图像采集装置与所述处理器，所述显示装置电连接所述处理器，所迷处理器内部存储有标准成膜图4象信息，其特征在于所述精确位置调节装置包括安装座、工作台、传动机构以及驱动机构，所述驱动机构驱动所述传动机构，所述传动机构带动所述工作台在所述安装座上转动，所述图像采集装置设置在所述工作台正上方，所述传动机构包括传动轴、传动带、驱动轮、以及固定有多个传动轮的安装板，所述传动轴的一端与所述工作台固定连接，所述传动轴的另一端固定地穿过所述安装板并与所述安装座枢接，所述驱动轮安装在所述驱动机构上，多个所述传动轮以所述传动轴为中心对称的分布，所述驱动轮与所述传动轮位于同一平面上，所述传动带绕设于所述传动轮与所述驱动轮上并形成一闭合回路，所述工作台的旋转半径大于所述驱动轮的旋转半径，所述驱动机构驱动所述传动带转动，所述传动带同步的带动所述工作台旋转，所述图像采集装置对所述工作台上的部件进行图像采集。
8. 如权利要求7所述的半导体在线检测系统，其特征在于所述驱动机构为伺服电机，所述伺服电机电连接所述控制器。
9. 如权利要求7所述的半导体在线检测系统，其特征在于多个所述传动轮以所述传动轴为中心对称的分布形成长方形，所述安装板呈长方形，所迷传动轮固定在呈长方形的安装板的边角处。
10. 如权利要求7所述的半导体在线检测系统，其特征在于多个所迷传动轮以所述传动轴为中心对称的分布形成正方形，所述安装板呈正方形，所述传动轮固定在呈正方形的安装板的边角处。
全文摘要
本发明公开了一种精确位置调节装置，包括安装座、工作台、传动机构及驱动机构，所述传动机构包括传动轴、传动带、驱动轮及固定有多个传动轮的安装板，所述传动轴一端与工作台固定连接，另一端固定地穿过安装板并与安装座枢接，多个所述传动轮以传动轴为中心对称分布，所述驱动轮与传动轮位于同一平面上，所述工作台的旋转半径大于驱动轮的旋转半径。所述精确位置调节装置装配简单，维修更换方便，利用驱动轮带动边角固定有传动轮的安装板转动，从而带动工作台转动，实现在驱动轮与工作台具有相同线速度的同时使工作台具有相对驱动轮很小的角速度，使工作台能够平稳、精确、小角度的运转。本发明也公开了一种具有该装置的半导体在线检测系统。
文档编号H01L21/68GK101651114SQ200910042110
公开日2010年2月17日 申请日期2009年8月25日 优先权日2009年8月25日
发明者刘惠森, 张永红, 杨明生, 勇 王, 王曼媛, 范继良 申请人:东莞宏威数码机械有限公司