本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)備，具體為一種特殊形狀晶圓的平坦度測量設(shè)備及測量方法。

背景技術(shù)：

1、晶圓是半導(dǎo)體積體電路制作所用的硅晶片，其形狀為圓形，因此得名，晶圓是半導(dǎo)體集成電路的核心材料，被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，因晶圓主要用于半導(dǎo)體設(shè)備當(dāng)中，故對其精度要求較高，在晶圓生產(chǎn)完畢后需要對平坦度進(jìn)行測量，而對晶圓進(jìn)行平坦度測量需要使用平坦度測量設(shè)備。

2、申請?zhí)枮閏n201611100690.3的一種晶圓表面平坦度測量系統(tǒng)，包括：托盤、夾片夾、機械手臂、測量腔室及傳送裝置；托盤內(nèi)設(shè)有通孔，夾片夾位于通孔的側(cè)壁上；測量腔室上設(shè)有與其內(nèi)部相連通的入口；托盤處于豎直狀態(tài)時遠(yuǎn)離機械手臂的一側(cè)設(shè)有與通孔相連通的開口；測量腔室內(nèi)對應(yīng)于入口的位置由上至下依次設(shè)有第一傳感器、第二傳感器及第三傳感器；控制器，與第一傳感器、第二傳感器及第三傳感器相連接。通過在測量腔室內(nèi)設(shè)置第一傳感器及第三傳感器，可以測量托盤處于豎直狀態(tài)時與測量腔室入口的相對高度，并在托盤處于豎直狀態(tài)時的高度有偏差時及時予以自動調(diào)整，以確保托盤可以順利經(jīng)由入口進(jìn)入測量腔室，整個過程不需要人工操作，大大節(jié)省了人力，提高了工作效率。

3、該裝置在托盤上端安裝夾片夾，通過機械結(jié)構(gòu)從而對晶圓本體進(jìn)行固定，但是夾片夾在對晶圓進(jìn)行夾持的時候極易對晶圓外表面造成磨損，且只能對單一形態(tài)的晶圓本體進(jìn)行夾持，無法適應(yīng)特殊形狀的晶圓本體夾持，在使用的時候具有一定的局限性。

4、申請?zhí)枮閏n201710312102.0的一種晶圓平坦度測量裝置及晶圓平坦度測量系統(tǒng)，所述晶圓平坦度測量裝置包括：測量腔室，所述測量腔室的頂部設(shè)有進(jìn)氣口，所述測量腔室的底部設(shè)有排氣口；所述進(jìn)氣口與一氣體管路相連通，適于向所述測量腔室內(nèi)通入干燥氣體；超平面鏡組件，位于所述測量腔室內(nèi)；所述超平面鏡組件包括一對間隔排布的超平面鏡，兩個所述超平面鏡的間距大于待檢測晶圓的厚度；至少所述超平面鏡的內(nèi)側(cè)面為超平面，兩個所述超平面鏡的超平面相平行。在本裝置的晶圓平坦度測量裝置中，通過不斷向放置有超平面鏡的測量腔室內(nèi)通入干燥氣體，可以確保超平面鏡及置于測量腔室內(nèi)的待測晶圓處于干燥狀態(tài)，有效避免了冷凝水在超平面鏡的超平面表面冷凝而對測量產(chǎn)生的不利影響。

5、該裝置通過不斷向放置有超平面鏡的測量腔室內(nèi)通入干燥氣體，從而確保超平面鏡及置于測量腔室內(nèi)的待測晶圓處于干燥狀態(tài)，從而避免冷凝水在超平面鏡的超平面表面冷凝對測量產(chǎn)生的不利影響，但是該裝置卻沒有設(shè)置密封結(jié)構(gòu)，在對測量腔室內(nèi)側(cè)輸送晶圓本體的時候輸送晶圓本體的托盤和測量腔室內(nèi)側(cè)會存在一定的縫隙，這些存在的間隙會造成測量腔室內(nèi)側(cè)干燥氣體出現(xiàn)流失的情況，從而會影響測量腔室內(nèi)側(cè)的干燥度，從而造成待測晶圓在測量的時候仍然可能存在一定的精度誤差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種特殊形狀晶圓的平坦度測量設(shè)備及測量方法，以解決上述背景技術(shù)提出夾片夾在對晶圓進(jìn)行夾持的時候極易對晶圓外表面造成磨損，且只能對單一形態(tài)的晶圓本體進(jìn)行夾持，無法適應(yīng)特殊形狀的晶圓本體夾持，在使用的時候具有一定的局限性、該裝置卻沒有設(shè)置密封結(jié)構(gòu)，在對測量腔室內(nèi)側(cè)輸送晶圓本體的時候輸送晶圓本體的托盤和測量腔室內(nèi)側(cè)會存在一定的縫隙，這些存在的間隙會造成測量腔室內(nèi)側(cè)干燥氣體出現(xiàn)流失的情況，從而會影響測量腔室內(nèi)側(cè)的干燥度，從而造成待測晶圓在測量的時候仍然可能存在一定的精度誤差的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種特殊形狀晶圓的平坦度測量設(shè)備及測量方法，包括測量底座，所述測量底座底部固定安裝有支撐腿；測量腔室，所述測量腔室開設(shè)在測量底座內(nèi)側(cè)；激光傳感器，所述激光傳感器固定安裝在測量底座內(nèi)側(cè)；控制模塊，所述控制模塊固定安裝在測量底座外側(cè)，且測量底座外側(cè)固定安裝有數(shù)據(jù)分析模塊；送料組件，所述送料組件設(shè)置在測量腔室外側(cè)；定位組件，所述定位組件設(shè)置在測量底座和送料組件之間；除濕組件，所述除濕組件設(shè)置在測量腔室內(nèi)側(cè)；其中，通過所述送料組件，可將晶圓本體送入測量腔室內(nèi)側(cè)；通過所述定位組件，可將送料組件固定；通過所述除濕組件，可對晶圓本體外側(cè)的水汽和灰塵進(jìn)行清理。

3、優(yōu)選的，所述送料組件包括滑動桿、送料箱和第一伸縮彈簧，所述滑動桿滑動連接在測量底座內(nèi)側(cè)，且滑動桿尾端固定連接有送料箱，所述送料箱與測量底座之間連接有第一伸縮彈簧，此結(jié)構(gòu)通過第一伸縮彈簧的彈力可以使送料箱自行復(fù)位。

4、優(yōu)選的，所述送料組件還包括空置槽、伺服電機和旋轉(zhuǎn)托盤，所述空置槽開設(shè)在送料箱內(nèi)側(cè)，且空置槽內(nèi)側(cè)固定安裝有伺服電機，所述伺服電機輸出端貫穿空置槽內(nèi)側(cè)，且伺服電機輸出端固定安裝有旋轉(zhuǎn)托盤；此結(jié)構(gòu)通過伺服電機輸出端帶動旋轉(zhuǎn)托盤轉(zhuǎn)動，從而使旋轉(zhuǎn)托盤上端分布的多組圓晶本體依次移動至激光傳感器下端進(jìn)行測量。

5、優(yōu)選的，所述送料組件還包括吸盤、第一密封圈和負(fù)壓吸引器，所述吸盤關(guān)于旋轉(zhuǎn)托盤圓心等角度分布有六組，且吸盤上表面固定安裝有第一密封圈，所述吸盤底部連接有負(fù)壓吸引器，且負(fù)壓吸引器固定安裝在旋轉(zhuǎn)托盤底部，并且負(fù)壓吸引器與上端吸盤呈一一對應(yīng)分布；此結(jié)構(gòu)通過吸盤從而使圓晶本體固定在旋轉(zhuǎn)托盤上端便于測量。

6、優(yōu)選的，所述定位組件包括第一折疊桿和第二折疊桿，所述第一折疊桿轉(zhuǎn)動連接在送料箱外側(cè)，且第一折疊桿尾端轉(zhuǎn)動連接有第二折疊桿，并且第二折疊桿尾部轉(zhuǎn)動連接在測量底座外側(cè)；此結(jié)構(gòu)通過第一折疊桿和第二折疊桿的狀態(tài)從而對送料箱進(jìn)行固定。

7、優(yōu)選的，所述定位組件還包括擋板、導(dǎo)向桿、套管和第二伸縮彈簧，所述擋板固定安裝在第一折疊桿外側(cè)，且擋板內(nèi)側(cè)滑動連接有導(dǎo)向桿，并且導(dǎo)向桿關(guān)于擋板圓心呈前后對應(yīng)對稱分布有兩組，所述導(dǎo)向桿尾端固定連接有套管，且套管滑動連接在第一折疊桿外側(cè)，并且套管與擋板之間連接有第二伸縮彈簧；此結(jié)構(gòu)通過第二伸縮彈簧的彈力從而使套管自行復(fù)位。

8、優(yōu)選的，所述除濕組件包括彈性氣囊、氣管、加熱器和氣嘴，所述彈性氣囊固定安裝在測量腔室外側(cè)，且彈性氣囊通過氣管連接有氣嘴，并且氣嘴固定安裝在測量腔室內(nèi)側(cè)，所述氣管外側(cè)設(shè)置有加熱器，且加熱器固定安裝在測量底座外側(cè)；此結(jié)構(gòu)通過加熱器可對氣管內(nèi)側(cè)的氣體進(jìn)行加熱。

9、優(yōu)選的，所述除濕組件還包括出氣口，所述出氣口開設(shè)在測量底座底部。

10、優(yōu)選的，所述彈性氣囊內(nèi)圈固定安裝有第二密封圈；此結(jié)構(gòu)通過第二密封圈從而保證測量腔室內(nèi)側(cè)的密封性。

11、優(yōu)選的，所述防塵組件包括懸吊板、記憶合金、推桿、活塞和第三伸縮彈簧，所述懸吊板固定安裝在出氣口內(nèi)側(cè)，且懸吊板底部固定連接有記憶合金，所述記憶合金尾端固定連接有推桿，且推桿尾端固定連接有活塞，并且活塞通過第三伸縮彈簧與測量底座底部相連接。

12、一種特殊形狀晶圓的平坦度測量設(shè)備的測量方法，包括：

13、步驟一：通過向外拉動送料箱，從而使滑動桿沿著測量底座內(nèi)側(cè)向外滑動，當(dāng)送料箱與測量底座之間的第一折疊桿和第二折疊桿處于水平放置的時候，套管會通過第二伸縮彈簧的彈力沿著第一折疊桿外側(cè)向外滑動，對第一折疊桿和第二折疊桿的連接處進(jìn)行包裹，此時第一折疊桿和第二折疊桿的連接處外側(cè)受到包裹限位，無法發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而使送料箱固定；

14、步驟二：將第一密封圈設(shè)置在吸盤和晶圓本體之間，從而保證吸盤與晶圓本體之間的密封性，隨后通過負(fù)壓吸引器的負(fù)壓吸引力，將晶圓本體與吸盤之間的空氣抽空，使其之間保持一個真空狀態(tài)，通過這種真空狀態(tài)從而使晶圓本體固定在吸盤上端；

15、步驟三：伺服電機輸出端帶動旋轉(zhuǎn)托盤轉(zhuǎn)動，從而使旋轉(zhuǎn)托盤旋轉(zhuǎn)使上端多組晶圓本體依次轉(zhuǎn)動至激光傳感器下端進(jìn)行測量；

16、步驟四：當(dāng)送料箱通過第一伸縮彈簧的彈力進(jìn)行復(fù)位沿著測量腔室內(nèi)側(cè)向內(nèi)滑動的時候，送料箱會擠壓彈性氣囊，彈性氣囊受到擠壓后其內(nèi)側(cè)的氣體會通過氣管導(dǎo)至氣嘴內(nèi)側(cè)，并通過氣嘴噴向向測量腔室內(nèi)側(cè)滑動的送料箱內(nèi)側(cè)，對晶圓表面的灰塵和水汽進(jìn)行清理，同時加熱器會對氣管內(nèi)側(cè)的氣體進(jìn)行加熱，從而使噴入的加熱氣體對測量腔室內(nèi)側(cè)進(jìn)行干燥處理；

17、步驟五：在彈性氣囊受到擠壓的時候，會推動內(nèi)圈的第二密封圈向著送料箱外表面方向移動，從而使第二密封圈貼合在送料箱外壁，增加測量腔室內(nèi)側(cè)的密封性。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：該特殊形狀晶圓的平坦度測量設(shè)備及測量方法設(shè)置有：

19、(1)適用特殊形狀晶圓的夾持結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)通過將第一密封圈設(shè)置在吸盤和晶圓本體之間，從而保證吸盤與晶圓之間的密封性，隨后通過負(fù)壓吸引器的負(fù)壓吸引力，將晶圓本體與吸盤之間的空氣抽空，使其之間保持一個真空狀態(tài)，通過這種真空狀態(tài)從而使晶圓本體固定在吸盤上端，此結(jié)構(gòu)不僅可以最大程度的避免晶圓本體外側(cè)受到磨損，且可以適用多種形狀的晶圓，從而增加晶圓本體的適用性；

20、(2)多工位測量結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)通過在送料箱內(nèi)側(cè)安裝伺服電機，通過伺服電機輸出端帶動旋轉(zhuǎn)托盤轉(zhuǎn)動，從而使旋轉(zhuǎn)托盤旋轉(zhuǎn)使上端多組晶圓本體依次轉(zhuǎn)動至激光傳感器下端進(jìn)行測量，從而實現(xiàn)一次測量多組晶圓本體的效果；

21、(3)自動定位結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)當(dāng)需要固定晶圓本體的時候，通過向外拉動送料箱，從而使滑動桿沿著測量底座內(nèi)側(cè)向外滑動，當(dāng)送料箱與測量底座之間的第一折疊桿和第二折疊桿處于水平放置的時候，套管會通過第二伸縮彈簧的彈力沿著第一折疊桿外側(cè)向外滑動，對第一折疊桿和第二折疊桿的連接處進(jìn)行包裹，此時第一折疊桿和第二折疊桿的連接處外側(cè)受到包裹限位，無法發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而使送料箱固定，便于工作人員將晶圓本體固定在旋轉(zhuǎn)托盤內(nèi)側(cè)；

22、(4)除濕除塵結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)當(dāng)送料箱通過第一伸縮彈簧的彈力進(jìn)行復(fù)位沿著測量腔室內(nèi)側(cè)向內(nèi)滑動的時候，送料箱會擠壓彈性氣囊，彈性氣囊受到擠壓后其內(nèi)側(cè)的氣體會通過氣管導(dǎo)至氣嘴內(nèi)側(cè)，并通過氣嘴噴向向測量腔室內(nèi)側(cè)滑動的送料箱內(nèi)側(cè)，對晶圓表面的灰塵和水汽進(jìn)行清理，同時加熱器會對氣管內(nèi)側(cè)的氣體進(jìn)行加熱，從而使噴入的加熱氣體對測量腔室內(nèi)側(cè)進(jìn)行干燥處理，通過上述對測量腔室的除濕和對晶圓本體的除塵，從而提升晶圓本體測量的精度；

23、(5)密封結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)在彈性氣囊受到擠壓的時候，會推動內(nèi)圈的第二密封圈向著送料箱外表面方向移動，從而使第二密封圈貼合在送料箱外壁，增加測量腔室內(nèi)側(cè)的密封性，避免送料箱與測量腔室之間留有間隙，造成干燥氣體流失，影響測量腔室內(nèi)側(cè)的干燥性；

24、(6)防塵結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)當(dāng)加熱的氣體通過氣嘴輸入測量腔室內(nèi)側(cè)后，測量腔室內(nèi)側(cè)的溫度和壓強會發(fā)生變化，此時記憶合金受到溫度的變化會發(fā)生形變，從而推動推桿底部的活塞向下滑動，使出氣口處于開口狀態(tài)，便于將測量腔室內(nèi)側(cè)的濕氣排出，當(dāng)測量完畢后，測量腔室內(nèi)側(cè)的溫度會隨時間的推移而逐漸下降，此時記憶合金通過自身的特性在較低溫度下恢復(fù)原狀，從而通過第三伸縮彈簧的配合帶動活塞沿著出氣口內(nèi)側(cè)向上滑動，使出氣口閉合，避免在不進(jìn)行測量的時候外側(cè)的灰塵通過出氣口進(jìn)入測量腔室內(nèi)側(cè)，對測量腔室內(nèi)側(cè)造成污染。