專利名稱:Wafer厚度及平面度的測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
Wafer厚度及平面度的測量裝置技術(shù)領(lǐng)域?qū)儆赪afer測量設(shè)備領(lǐng)域,具體涉及針對Wafer厚度和平面度精密測量的測量裝置。
背景技術(shù):
隨著半導(dǎo)體和芯片技術(shù)的飛速發(fā)展,各類規(guī)格Wafer產(chǎn)品越來越多,產(chǎn)品多樣化必然對Wafer產(chǎn)品制造工藝和質(zhì)量控制提出更高要求。Wafer產(chǎn)品一般規(guī)格有4英寸、6英寸、8英寸、12英寸甚至更大規(guī)格不等,整體為圓形平板狀(一般會有一個小的直邊缺口),厚度一般在3mm以下,其材質(zhì)為脆性材料。由于Wafer產(chǎn)品由多層材料組成,組成為成品的Wafer產(chǎn)品平面度和厚度均有嚴格要求,平面度不好說明Wafer產(chǎn)品厚度均勻性不好,而厚度不好則直接導(dǎo)致平面度不好,因此平面度和厚度都將極大影響最終決定Wafer成品的品質(zhì)和性能。傳統(tǒng)Wafer測量基本針對厚度進行測量,采用的測量方法大多為接觸式測量,這種方式由于測頭的探針必須接觸到Wafer表面,一旦測量力發(fā)生變化,就極有可能導(dǎo)致Wafer碎裂,為了盡可能降低這種風險,用戶一般通過減少測量點來進行控制,并且一般僅接觸Wafer邊上的點,對于中間點則很少去測量,這樣必然導(dǎo)致測得的數(shù)據(jù)不能完全反映出Wafer真實厚度,也無法反映出整張Wafer上的厚度均勻性。為了降低因接觸式測量帶來這種導(dǎo)致Wafer碎裂的風險,非接觸式測量漸漸開始應(yīng)用于Wafer厚度測量設(shè)備中,目前一般采用雙測頭對射方式,考慮到流水線上的Wafer一般是放置在一個圓柱形平臺上,這種放置方式必然使得采用雙測頭對射測量僅能測量到Wafer邊緣上的厚度,而中間區(qū)域因需要Wafer放置的固定平臺與下測頭發(fā)生干涉而無法進行測量,同樣也無法針對Wafer平面度進行整張幅面掃描式測量。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種Wafer厚度及平面度的測量裝置,采用固定龍門式結(jié)構(gòu),采用天然花崗巖作為底座材料,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠,包括一個測量操作平臺、真空吸附及調(diào)整平臺、相互正交的X軸和Y軸、精密測頭等部件;測量時,Wafer放置在真空吸附及調(diào)整平臺上,并通過真空技術(shù)將Wafer吸附在真空吸附及調(diào)整平臺上,針對真空吸附及調(diào)整平臺上表面特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計,確保Wafer不會在吸附操作中發(fā)生碎裂;Wafer吸附好后,可以通過底部調(diào)整座將Wafer上表面調(diào)整好與測量光束垂直;真空吸附及調(diào)整平臺整體位于精密測頭正下方的Y軸上,可進行前后運動。精密測頭被固定在橫粱上的X軸上,隨X軸左右運動,精密測頭與X軸垂直構(gòu)成Z軸;該結(jié)構(gòu)布局確??稍谕黄脚_上對Wafer的厚度和平面度進行測量。本實用新型的工作原理為先將厚度為A的標準塊放置在Wafer裝夾平臺工作面上吸附住,測量得hi值,將該值設(shè)定為零點,再將標準塊移開,將Wafer放置在Wafer裝夾平臺工作面上吸附住,測量得Y值,從而準確得到Wafer的厚度X為A_Y。[0007]為了解決上述技術(shù)問題,本實用新型采取的技術(shù)方案如下一種Wafer厚度及平面度的測量裝置,其特征在于,包括龍門架、測量平臺、Wafer裝夾平臺、精密測頭和固定橫梁;在測量平臺上設(shè)有直線軸Y軸,Wafer裝夾平臺設(shè)置于直線軸Y軸上,可沿直線軸Y軸前后運動,在龍門架上設(shè)有固定橫梁,在固定橫梁上設(shè)有直線軸X軸,在直線軸X軸的Z軸上設(shè)有Z軸動板,在Z軸動板上設(shè)有精密測頭,精密測頭可沿直線軸X軸左右運動、沿Z軸上下運動,精密測頭正下方為Wafer裝夾平臺。所述直線軸X軸、直線軸Y軸和Z軸相互垂直。所述Wafer裝夾平臺包括安裝座、多孔薄纖維板、定位邊條和定位銷;所述多孔薄纖維板位于安裝座上方,所述定位邊條位于多孔薄纖維板的邊緣,所述定位銷位于定位邊 條上。 優(yōu)選的,在所述邊條上設(shè)有兩個定位銷。在所述多孔薄纖維板正下方為氣流槽結(jié)構(gòu),通過抽真空,將多孔薄纖維板和Wafer一起吸附住。在所述測量平臺的下方設(shè)有控制柜,用于控制所述測量裝置的工作。所述測量裝置的工作原理為先將厚度為A的標準塊放置在Wafer裝夾平臺工作面上吸附住,測量得hi值,將該值設(shè)定為零點,再將標準塊移開,將Wafer放置在Wafer裝夾平臺工作面上吸附住,測量得Y值,從而準確得到Wafer的厚度X為A_Y。優(yōu)選的,所述測量平臺的材質(zhì)為天然花崗巖。本實用新型提供的一種Wafer厚度及平面度的測量裝置,采用固定龍門式結(jié)構(gòu),采用天然花崗巖作為底座材料,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠,包括一個測量操作平臺、真空吸附及調(diào)整平臺、相互正交的X軸和Y軸、精密測頭等部件。本實用新型的測量裝置與以往Wafer測量設(shè)備相比,具有如下優(yōu)勢I)該測量裝置兼容Wafer厚度測量和平面度測量兩大功能于一體;2)該測量裝置采用非接觸式測量方式,不會造成Wafer碎裂;3)該測量裝置采用特殊真空吸附平臺裝夾Wafer,該真空吸附平臺上具有一層薄的多孔材料,能確保吸附好Wafer但不會對Wafer造成損傷;4)ffafer裝夾好后能通過精密二維角度調(diào)整來確保測量光束與Wafer被測量面相互垂直,保證測量精度。
以下結(jié)合附圖
對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的說明。圖I為Wafer厚度及平面度的測量裝置結(jié)構(gòu)圖;圖2為Wafer裝夾平臺的結(jié)構(gòu)圖;圖3為測量模型圖;圖中I為控制柜,2為測量平臺,3為直線軸Y軸,4為Wafer裝夾平臺,5為Wafer,6為精密測頭,7為直線軸X軸,8為固定橫梁,8-1為龍門架,9為安裝座,10為多孔薄纖維板,12為定位邊條,13為定位銷,14為標準塊。
具體實施方式
實施例如圖I所示,一種Wafer厚度及平面度的測量裝置,包括控制柜I,測量平臺2,直線軸Y軸3,Wafer裝夾平臺4,精密測頭6,直線軸X軸7,固定橫梁8和龍門架8_1 ;在測量平臺2上設(shè)有直線軸Y軸3,Wafer裝夾平臺4設(shè)置于直線軸Y軸3上,可沿直線軸Y軸3前后運動,在龍門架8-1上設(shè)有固定橫梁8,在固定橫梁8上設(shè)有直線軸X軸7,在直線軸X軸7的Z軸上設(shè)有Z軸動板,在Z軸動板動板上設(shè)有精密測頭6,精密測頭6可沿直線軸X軸7左右運動、沿Z軸上下運動,精密測頭6正下方為Wafer裝夾平臺4。在測量平臺2的下方設(shè)有控制柜1,用于控制所述測量裝置的工作。所述測量平臺2的材質(zhì)為天然花崗巖。工作時,將Wafer5置于Wafer裝夾平臺4上進行測量。如圖2所示,Wafer裝夾平臺4包括安裝座9、多孔薄纖維板10、定位邊條12和定位銷13 ;所述多孔薄纖維板10位于安裝座9上方,所述定位邊條12位于多孔薄纖維板10的邊緣,所述定位銷13位于定位邊條12上,邊條12上設(shè)有兩個定位銷13。多孔薄纖維板10正下方為氣流槽結(jié)構(gòu),通過抽真空,將多孔薄纖維板10和Wafer5 —起吸附住,由于中間 有一層多孔薄纖維板10,可確保與Wafer5完全貼合和不發(fā)生脆裂,保證Wafer5能完全被固定。如圖3所示,測量前,一般將Wafer5的直邊缺口靠緊在定位邊條12上,再啟動抽真孔按鈕將Wafer5吸附固定在Wafer裝夾平臺4上,固定好后,通過該平臺下方精密二維角度調(diào)整機構(gòu)調(diào)整Wafer5上表面與測量光束垂直,調(diào)整好后,直接進行Wafer5厚度和平面度測量即可。測量原理,先將厚度為A的標準塊14放置在Wafer裝夾平臺4工作面上吸附住,測量得hi值,將該值設(shè)定為零點,再將標準塊14移開,將Wafer5放置在Wafer裝夾平臺4工作面上吸附住,測量得Y值,從而準確得到Wafer5的厚度X為A-Y。測量平面度的原理如下直接將Wafer放置在擺放平臺上吸附固定好,即可通過軸系運動帶動測頭進行掃描式測量,掃描會得到一條波浪式曲線,通過軟件算法處理,將波浪線最高點連成直線、將波浪線最低點連成直線,兩條平行直線之間的相對高度差即為Wafer的平面度。以上實施例目的在于說明本實用新型,而非限制本實用新型的保護范圍,所有由本實用新型簡單變化而來的應(yīng)用均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種Wafer厚度及平面度的測量裝置,其特征在于,包括龍門架(8-1)、測量平臺(2 )、Wafer裝夾平臺(4 )、精密測頭(6 )和固定橫梁(8 );在測量平臺(2 )上設(shè)有直線軸Y軸(3),Wafer裝夾平臺(4)設(shè)置于直線軸Y軸(3)上,可沿直線軸Y軸(3)前后運動,在龍門架(8-1)上設(shè)有固定橫梁(8 ),在固定橫梁(8 )上設(shè)有直線軸X軸(7 ),在直線軸X軸(7 )的Z軸上設(shè)有Z軸動板,在Z軸動板上設(shè)有精密測頭(6),精密測頭(6)可沿直線軸X軸(7)左右運動、沿Z軸上下運動,精密測頭(6)正下方為Wafer裝夾平臺(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測量裝置,其特征在于,所述直線軸X軸(7)、直線軸Y軸(3)和Z軸相互垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測量裝置,其特征在于,所述Wafer裝夾平臺(4)包括安裝座(9)、多孔薄纖維板(10)、定位邊條(12)和定位銷(13);所述多孔薄纖維板(10)位于安裝座(9)上方,所述定位邊條(12)位于多孔薄纖維板(10)的邊緣,所述定位銷(13)位于定位邊條(12)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量裝置,其特征在于,在所述邊條(12)上設(shè)有兩個定位銷(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量裝置,其特征在于,在所述多孔薄纖維板(10)正下方為氣流槽結(jié)構(gòu),通過抽真空,將多孔薄纖維板(10)和Wafer (5) 一起吸附住。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的測量裝置,其特征在于,在所述測量平臺(2)的下方設(shè)有控制柜(I ),用于控制所述測量裝置的工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的測量裝置,其特征在于,所述測量平臺(2)的材質(zhì)為天然花崗巖。
專利摘要本實用新型涉及一種Wafer厚度及平面度的測量裝置,其特征在于,包括龍門架(8-1)、測量平臺(2)、Wafer裝夾平臺(4)、精密測頭(6)和固定橫梁(8)。本實用新型提供的一種Wafer厚度及平面度的測量裝置,采用固定龍門式結(jié)構(gòu),采用天然花崗巖作為底座材料,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠,具有如下特點該測量裝置兼容Wafer厚度測量和平面度測量兩大功能于一體;該測量裝置采用非接觸式測量方式,不會造成Wafer碎裂;該測量裝置采用特殊真空吸附平臺裝夾Wafer,該真空吸附平臺上具有一層薄的多孔材料,能確保吸附好Wafer但不會對Wafer造成損傷;Wafer裝夾好后能通過精密二維角度調(diào)整來確保測量光束與Wafer被測量面相互垂直,保證測量精度。
文檔編號G01B11/30GK202511761SQ20122002330
公開日2012年10月31日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者夏發(fā)平, 寧軍, 魏志凌 申請人:昆山思拓機器有限公司