本发明涉及外延片膜厚领域,特别涉及一种测量外延片的外延层厚度的装置及其测量方法。
背景技术:
1、外延片是一种在半导体制造中使用的材料,通常是指在基底材料上生长的单晶薄膜,生长的单晶薄膜通常被称为外延层,外延层厚度一般为微米级别,新的外延层会复制硅片的晶体结构,外延层可以根据需要调整其电子和光学性质,以适应不同领域的应用,例如高频器件、光电探测器和太阳能电池等。外延层厚度的测量对于半导体材料的质量控制至关重要,它直接影响到最终器件的性能。
2、如申请号为202410223349.5的中国专利公开了一种用于测试外延片膜厚的测试工装,涉及外延片膜厚技术领域,包括底板、支持柱和支撑腿,支持柱固定安装在底板上侧,支撑腿固定安装在底板上侧,底板上侧固定安装有框架,支持柱和支撑腿之间设置有传输机构,框架上侧开设有滑槽,滑槽内滑动安装有滑块,框架一侧固定安装有双向电机,双向电机输出端固定安装有螺纹杆,滑块螺纹安装在螺纹杆周侧,滑块下侧固定安装有红外线光谱分析仪。通过双向电机、螺纹杆和红外线光谱分析仪,能对外延片膜厚度进行检测。
3、上述技术方案在使用过程中存在一些问题,该技术方案无法有效的在分类外延片时保证外延片质量,其分类过程中容易导致外延片损坏,连续放置外延片时,不能保证多次放置的外延片位置准确,容易对检测结果造成影响,检测完成后的外延片集中存放,容易造成彼此之间产生摩擦,对外延层造成损伤。
4、因此,发明采用一种测量外延片的外延层厚度的装置及其测量方法来解决上述问题很有必要。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种测量外延片的外延层厚度的装置及其测量方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种测量外延片的外延层厚度的装置,包括检测组件、待检样片与置物台,还包括切换组件,其置于所述置物台的下端,用于转移所述待检样片的位置;抓取组件,其置于放置槽的上方,且不与所述检测组件对应,用于抓取检测完成后的待检样片;置物组件,其数量为两组,且对称设置,所述置物组件包括置物架与引导杆,置物架套装在引导杆的外侧;每个所述置物组件还包括固定盘,其固定连接在所述引导杆的下端,所述引导杆数量为多个,且相对固定盘轴线均匀设置;引导套环,其固定连接在对应所述引导杆的外侧,且外侧开设有引导槽与拆卸槽,所述引导槽用于引导置物架翻转与下落,所述拆卸槽用于拆除置物架;所述引导槽包括下落槽与翻转槽;缓冲垫圈,其滑动套装在对应所述引导杆的外侧,下端固定连接有支撑弹簧,支撑弹簧的下端与所述固定盘固定连接,用于支撑下落到极限位置的置物架;驱动电机,其输出轴与所述固定盘的轴心位置固定连接,且置于固定盘的下端,用于切换置物架的位置;
3、所述抓取组件的一侧固定连接有引导组件,引导组件置于两个所述置物架之间,用于驱动所述置物架承接待检样片。
4、优选的,所述置物台上开设有至少两个放置槽,所述待检样片置于对应的放置槽内,所述检测组件与其中一个所述放置槽竖直水平设置。
5、优选的,每个所述置物架均包括引导套管,其套装在引导杆外侧;承接盘,其数量为多个,且沿所述引导套管的轴线方向均匀设置,所述承接盘与所述引导套管固定连接,每个所述承接盘的上端均固定连接有限位环,用于限制所述待检样片位置;限位凸台,其固定连接在所述引导套管的内侧,且能够沿所述引导槽与所述拆卸槽滑动;所述限位凸台数量与所述承接盘一一对应,所述限位凸台沿所述引导套管的轴线方向均匀设置,两个所述限位凸台间距与两个所述承接盘间距相同;推动槽,其开设在所述引导套管的外侧,且沿所述引导套管的轴线方向设置。
6、优选的,所述下落槽内固定连接有阻尼垫,用于减慢限位凸台的下落速度。
7、优选的,所述引导组件包括引导架,其与所述抓取组件固定连接,且对应每个所述置物组件的方向均开设有弧形滑槽;推动滑块,其分别设置在所述弧形滑槽内,且能沿对应的所述弧形滑槽滑动,每个所述推动滑块的端部均置于对应的所述推动槽内;弧形簧片,其设置在所述弧形滑槽内,且端部与对应的所述推动滑块固定连接;滑动架,其设置在所述引导架内,且能沿所述引导架滑动,所述滑动架的中部滑动连接有插入杆,插入杆远离所述置物台的一侧固定连接有复位弹簧;定位孔,其开设在所述置物台的外侧,所述插入杆远离所述复位弹簧的一端能够进入所述定位孔内;拉绳,其分别贯穿所述弧形滑槽,并与所述推动滑块固定连接,每个所述拉绳的另一端均与所述滑动架固定连接。
8、优选的,所述置物台的上方开设有多个定位槽,定位槽与对应的所述放置槽同轴设置;所述置物台的上方设有引导环,引导环的下端能够插入对应的所述定位槽内;所述置物台的下方转动连接有多个支撑滚轮。
9、优选的,所述切换组件包括环形导轨,所述支撑滚轮置于环形导轨内,且能沿所述环形导轨滑动;直线推杆,其数量为多个,且均匀分别在所述环形导轨的下端,每个所述直线推杆的输出端均通过球接的方式与所述环形导轨连接,用于推动所述环形导轨上下移动;从动齿轮,其滑动套装在所述置物台的下端;步进电机,其置于所述置物台的下端,且输出轴的外侧固定连接有主动齿轮,所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合;支撑板,其置于所述环形导轨的下方,所述直线推杆的固定端、步进电机均与所述支撑板固定连接,所述从动齿轮与所述支撑板转动连接。
10、优选的,所述抓取组件包括支撑架,其底部贯穿所述置物台的中部,用于引导所述置物台的滑动方向;翻转钩,其数量为多个,且呈圆周均匀设置,所述翻转钩与所述定位槽竖直方向对应;摆动杆,其固定连接在对应的所述翻转钩的外侧,且上端置于支撑架内;l形杆,其转动连接在所述支撑架的内侧,每个所述l形杆的中部均开设有通孔,对应的所述摆动杆贯穿对应的通孔,所述l形杆的上端贯穿所述支撑架;驱动环,其转动连接在支撑架的上端,每个所述l形杆的端部均与所述驱动环啮合;舵机,其输出轴与所述驱动环啮合,所述舵机固定安装在所述支撑架的上端,用于调整所述翻转钩的转动角度。
11、优选的,还包括外壳,所述检测组件、支撑板与引导环均与外壳固定连接。
12、本发明还公开了一种测量外延片的外延层厚度的测量方法,包括以下步骤:
13、s1、准备工作:根据检测需要设定检测参数,预先设置检测标准;
14、s2、上料检测:通过前序工艺将待检样片放置在检测位置;
15、s3、检测:通过检测组件对待检样片进行多个位置检测,并与s1设定的检测标准对比;
16、s4、结果判断:根据对比结果对判定当前待检样片是否合格;
17、s5、转移样品:将检测完成后的待检样片转移至非检测位置;
18、s6、循环检测:循环s2-s3,对下一个待检样片进行检测,并抓取检测后的待检样片;
19、s7、样品分类:循环s4-s5,根据被抓取待检样片的检测结果,将被抓取的待检样片放置在对应的收集架内。
20、本发明的技术效果和优点:
21、1、本发明通过设置引导组件与多组置物组件,当置物台逆时针转动使插入杆与滑动架向右侧滑动,拉绳带动左侧的置物架翻转,将对应的承接盘翻转到抓取组件的下方,抓取组件将检测后的待检样片放置在承接盘上,置物台继续转动,使定位孔与插入杆分离,弧形簧片推动置物架复位,当需要放置在另一侧的置物组件上时,使置物台顺时针转动即可,在使用过程中通过判断待检样片的质量,决定置物台的转动方向,进而选择待检样片的放置位置,有效的达到了分类放置合格与不合格外延片的目的。
22、2、本发明通过设置抓取组件于置物台,待检样片的检测及转移过程中,待检样片置于置物台上的置物槽内,防止待检样片的移位对检测结果造成影响,检测完成后的待检样片通过置物台的转动达到抓取组件的下方,多个翻转钩同步转动将待检样片固定在翻转钩上方,在翻转钩的转动过程中,时刻不与待检样片的上端面接触,避免对外延层造成损伤。
23、3、本发明通过设置置物架与引导槽,弧形簧片快速推动置物架复位,限位凸台滑入下落槽内,使置物架向下滑动,并使上侧对应的限位凸台进入翻转槽内,完成置物架的下落调整,为下次承接待检样片做准备,达到了自动堆叠的功能,避免待检样片摩擦造成外延层损坏。
24、4、本发明通过设置在下落槽内的阻尼垫,使置物架下落的过程中,限位凸台与阻尼垫摩擦,使置物架下落速度降低,提升待检样片的安全性,降低待检样片损坏的风险。
1.一种测量外延片的外延层厚度的装置,包括检测组件(1)、待检样片(2)与置物台(3),其特征在于,还包括:
2.根据权利要求1所述的一种测量外延片的外延层厚度的装置,其特征在于:所述置物台(3)上开设有至少两个放置槽(4),所述待检样片(2)置于对应的放置槽(4)内,所述检测组件(1)与其中一个所述放置槽(4)竖直水平设置。
3.根据权利要求2所述的一种测量外延片的外延层厚度的装置,其特征在于:每个所述置物架(70)均包括引导套管(701),其套装在引导杆(71)外侧;
4.根据权利要求3所述的一种测量外延片的外延层厚度的装置,其特征在于:所述下落槽(741)内固定连接有阻尼垫(9),用于减慢限位凸台(704)的下落速度。
5.根据权利要求4所述的一种测量外延片的外延层厚度的装置,其特征在于:所述引导组件(8)包括引导架(80),其与所述抓取组件(6)固定连接,且对应每个所述置物组件(7)的方向均开设有弧形滑槽(81);
6.根据权利要求1所述的一种测量外延片的外延层厚度的装置,其特征在于:所述置物台(3)的上方开设有多个定位槽(10),定位槽(10)与对应的所述放置槽(4)同轴设置;
7.根据权利要求6所述的一种测量外延片的外延层厚度的装置,其特征在于:所述切换组件(5)包括环形导轨(50),所述支撑滚轮(12)置于环形导轨(50)内,且能沿所述环形导轨(50)滑动;
8.根据权利要求6所述的一种测量外延片的外延层厚度的装置,其特征在于:所述抓取组件(6)包括支撑架(60),其底部贯穿所述置物台(3)的中部,用于引导所述置物台(3)的滑动方向;
9.根据权利要求7所述的一种测量外延片的外延层厚度的装置,其特征在于:还包括外壳(13),所述检测组件(1)、支撑板(55)与引导环(11)均与外壳(13)固定连接。
10.一种测量外延片的外延层厚度的测量方法,应用于权利要求1-9任意项所述的一种测量外延片的外延层厚度的装置,其特征在于,包括以下步骤: