一種可補(bǔ)償軸系誤差的立式晶圓形狀測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】一種可補(bǔ)償軸系誤差的立式晶圓形狀測(cè)量裝置，包括鋼架底座；平臺(tái)，所述的平臺(tái)設(shè)在鋼架底座上；支撐座，所述的支撐座設(shè)在平臺(tái)上；橫梁，所述的橫梁設(shè)在支撐座上；軸系，所述的軸系包括X軸、Y軸、Z軸和旋轉(zhuǎn)軸；所述的X軸設(shè)在橫梁上；所述的Y軸設(shè)在平臺(tái)上，與X軸相互垂直；所述的Z軸固定在X軸動(dòng)板上、與X軸運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，且其運(yùn)動(dòng)方向垂直于測(cè)量平臺(tái)；所述的旋轉(zhuǎn)軸固定在Y軸動(dòng)板上；晶圓承載臺(tái)，所述的晶圓承載臺(tái)固定在旋轉(zhuǎn)軸上；接觸式測(cè)長裝置，所述的接觸式測(cè)長裝置固定在Z軸動(dòng)板上；平面平晶，所述的平面平晶設(shè)在與X軸運(yùn)動(dòng)方向平行的橫梁上。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集成度高、功能全面，為晶圓形狀參數(shù)測(cè)量提供了解決方案。
【專利說明】一種可補(bǔ)償軸系誤差的立式晶圓形狀測(cè)量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量裝置，尤其涉及一種可補(bǔ)償軸系誤差的立式晶圓形狀測(cè)
量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為滿足全球能源逐步擴(kuò)大的需求，太陽能作為綠色能源被廣泛加以利用，而晶圓作為太陽能電路板的關(guān)鍵元件，需求量和質(zhì)量均在不斷提高，晶圓一般由多層不同材料(第一層為多晶硅、第二層為粘合劑、第三層為玻璃、第四層為膠帶)采用壓合工藝制成，一般是從第一層到第四逐層壓合，各層壓合后平面度和壓合后厚度需要嚴(yán)密監(jiān)控，4層全部壓合后成品晶圓的平面度和厚度也需要進(jìn)行檢測(cè)，只有符合晶圓壓合質(zhì)量要求的產(chǎn)品才能作為合格基材進(jìn)入下一道工序進(jìn)行加工，并最終確保晶圓成品符合客戶要求。
[0003]傳統(tǒng)晶圓的測(cè)量設(shè)備，從測(cè)量方式上分為接觸式和非接觸式兩種:傳統(tǒng)接觸式測(cè)量設(shè)備，針對(duì)晶圓測(cè)量功能單一，不能在同一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行平面度和厚度的測(cè)量，另外，測(cè)量力難以精確控制，導(dǎo)致各點(diǎn)測(cè)量精度受到影響，甚至因測(cè)量力不均勻及無法控制導(dǎo)致測(cè)量過程中晶圓碎裂，而非接觸式晶圓測(cè)量儀，由于采用激光照射方式進(jìn)行測(cè)量，會(huì)因不同測(cè)量材料反光效應(yīng)不同導(dǎo)致各層測(cè)量數(shù)據(jù)難以統(tǒng)一，尤其是針對(duì)玻璃層及成品后的高亮度表層測(cè)量，會(huì)由于材料透明或是表面高亮度影響測(cè)量精度，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)失真，難以準(zhǔn)確判斷測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)性，由于在測(cè)量過程中是由X軸帶動(dòng)測(cè)頭左右運(yùn)動(dòng)，必然將軸系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)誤差引入最終的測(cè)量結(jié)果中。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集成度高、功能全面其測(cè)量精度高的立式晶圓形狀測(cè)量裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案，一種可補(bǔ)償軸系誤差的立式晶圓形狀測(cè)量裝置，包括鋼架底座；電控柜，所述的電控柜安裝在鋼架底座內(nèi)部，電控柜裝有電控系統(tǒng)；工控機(jī)，所述的工控機(jī)設(shè)在電控柜的側(cè)面、鋼架底座的內(nèi)部；平臺(tái)，所述的平臺(tái)設(shè)在鋼架底座上；支撐座，所述的支撐座設(shè)在平臺(tái)上；橫梁，所述的橫梁設(shè)在支撐座上；軸系，所述的軸系包括X軸、Y軸、Z軸和旋轉(zhuǎn)軸；所述的X軸設(shè)在橫梁上；所述的Y軸設(shè)在平臺(tái)上,與X軸相互垂直；所述的Z軸固定在X軸動(dòng)板上、與X軸運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，且其運(yùn)動(dòng)方向垂直于測(cè)量平臺(tái)；所述的旋轉(zhuǎn)軸固定在Y軸動(dòng)板上；晶圓承載臺(tái)，所述的晶圓承載臺(tái)固定在旋轉(zhuǎn)軸上；接觸式測(cè)長裝置，所述的接觸式測(cè)長裝置固定在Z軸動(dòng)板上；平面平晶，所述的平面平晶設(shè)在與X軸運(yùn)動(dòng)方向平行的橫梁上。
[0006]作為優(yōu)選，所述的接觸式測(cè)長裝置底板的上下分別安裝有空氣導(dǎo)軌，上、下空氣導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)相同，其靠外側(cè)分別安裝有探針，而空氣導(dǎo)軌的導(dǎo)芯與測(cè)長裝置的下端板、上端板之間安裝有精密彈簧，導(dǎo)芯的另一端分別安裝有連接件，連接件上分別安裝有激光尺，激光尺對(duì)應(yīng)位置安裝有激光位移傳感器，激光位移傳感器相對(duì)激光尺的安裝精度通過激光位移傳感器安裝板來進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0007]作為優(yōu)選，所述的空氣導(dǎo)軌僅具有一維運(yùn)動(dòng)自由度。
[0008]作為優(yōu)選，所述的軸系全部通過伺服電機(jī)精確控制。
[0009]作為優(yōu)選，所述的晶圓承載臺(tái)包括承載臺(tái)安裝座、轉(zhuǎn)接板、調(diào)節(jié)螺釘、精密彈簧、吸氣孔氣管接頭、直角定位塊、吸附孔板和吸附槽板，所述的轉(zhuǎn)接板設(shè)在承載臺(tái)安裝座的上表面，吸附槽板設(shè)在轉(zhuǎn)接板的上方，吸附槽板與轉(zhuǎn)接板通過調(diào)節(jié)螺釘連接在一起，吸附槽板與轉(zhuǎn)接板之間設(shè)有精密彈簧，所述的吸附孔板設(shè)在吸附槽板的上表面，直角定位塊通過定位銷釘固定在吸附孔板的兩條直角邊上，所述轉(zhuǎn)接板上有若干個(gè)圓孔，在吸附槽板對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)接板上圓孔的位置設(shè)有吸氣孔氣管接頭。
[0010]本實(shí)用新型提供了一種可補(bǔ)償軸系誤差的立式晶圓形狀測(cè)量裝置，解決了以往接觸式測(cè)量設(shè)備功能單一、測(cè)量力難以控制等問題，并在此基礎(chǔ)上，通過利用接觸式測(cè)長裝置和平面平晶，對(duì)軸系運(yùn)動(dòng)誤差進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)一步提高了測(cè)量精度，使對(duì)晶圓形狀實(shí)現(xiàn)納米級(jí)精度測(cè)量成為可能，且解決了以往非接觸式測(cè)量儀面對(duì)透明材料和高亮度表面測(cè)量精度不準(zhǔn)等問題，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集成度高、功能全面，為晶圓平面度、厚度等形狀參數(shù)測(cè)量提供了優(yōu)化綜合解決方案。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為接觸式測(cè)長裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為圓晶承載臺(tái)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0014]圖4為圓晶承載臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1.工控機(jī)；2.鋼架底座；3.花崗巖支撐座；4.Y軸動(dòng)板；5.晶圓；6.平面平晶；7.Z軸；8.花崗巖橫梁；9.平面平晶固定座；10.X軸；11.接觸式測(cè)長裝置；12.晶圓承載臺(tái)；13.旋轉(zhuǎn)軸；14.Y軸；15.花崗巖平臺(tái)；16.電控柜；17.下測(cè)針；18.下空氣導(dǎo)軌；19.下激光尺；20.下端板；21.下激光位移傳感器；22.下激光位移傳感器安裝板；23.下連接件；24.下數(shù)據(jù)線接頭；25.底板；26.上激光位移傳感器安裝板；27.上激光尺；28.上激光位移傳感器；29.上數(shù)據(jù)線接頭；30.上端板；31.上測(cè)針；32.上彈簧；33.上空氣導(dǎo)軌；34.上連接件；35.上進(jìn)氣接頭；36.下進(jìn)氣接頭；37.下彈簧；38.承載臺(tái)安裝座；39.轉(zhuǎn)接板；40.調(diào)節(jié)螺釘；41.精密彈簧；42.氣孔氣管接頭；43.鎖緊螺釘；44.鎖緊螺母；45.定位銷釘；46.直角定位塊；47.吸附孔板；48.吸附槽板。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0017]參見圖1至圖4所示，一種可補(bǔ)償軸系誤差的立式晶圓形狀測(cè)量裝置，包括鋼架底座2 ;電控柜16，所述的電控柜16安裝在鋼架底座2內(nèi)部，電控柜16裝有電控系統(tǒng)；工控機(jī)1，所述的工控機(jī)I設(shè)在電控柜16的側(cè)面、鋼架底座2的內(nèi)部；花崗巖平臺(tái)15，所述的平臺(tái)15設(shè)在鋼架底座2上；花崗巖支撐座3，所述的支撐座3設(shè)在平臺(tái)15上；花崗巖橫梁8，所述的橫梁8設(shè)在支撐座3上；軸系，所述的軸系包括X軸10、Y軸14、Ζ軸7和旋轉(zhuǎn)軸13，所述的軸系全部通過伺服電機(jī)精確控制；所述的X軸10設(shè)在橫梁8上；所述的Y軸14設(shè)在平臺(tái)15上，與X軸10相互垂直；所述的Z軸7固定在X軸10動(dòng)板上、與X軸10運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，且其運(yùn)動(dòng)方向垂直于測(cè)量平臺(tái)15 ;所述的旋轉(zhuǎn)軸13固定在Y軸動(dòng)板4上；晶圓承載臺(tái)12，所述的晶圓承載臺(tái)12固定在旋轉(zhuǎn)軸13上；接觸式測(cè)長裝置11，所述的接觸式測(cè)長裝置11固定在Z軸7動(dòng)板上；平面平晶6，所述的平面平晶6通過平面平晶固定座9設(shè)在與X軸10運(yùn)動(dòng)方向平行的橫梁8上。
[0018]所述的接觸式測(cè)長裝置底板12的上下分別安裝有僅具有一維運(yùn)動(dòng)自由度的空氣導(dǎo)軌，分別為上空氣導(dǎo)軌33和下空氣導(dǎo)軌18，上、下空氣導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)相同，其靠外側(cè)分別安裝有上探針31和下探針17，而空氣導(dǎo)軌的導(dǎo)芯與測(cè)長裝置的下端板30、上端板20之間分別安裝有下精密彈簧37和上精密彈簧32，導(dǎo)芯的另一端分別安裝有下連接件23和上連接件34，連接件上分別安裝有下激光尺19和上激光尺27，激光尺對(duì)應(yīng)位置安裝有下激光位移傳感器21和上激光位移傳感器28，激光位移傳感器相對(duì)激光尺的安裝精度分別通過下激光位移傳感器安裝板22和上激光位移傳感器安裝板26來進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0019]所述的晶圓承載臺(tái)12包括承載臺(tái)安裝座38、轉(zhuǎn)接板39、調(diào)節(jié)螺釘40、精密彈簧41、吸氣孔氣管接頭42、直角定位塊46、吸附孔板47和吸附槽板48，所述的轉(zhuǎn)接板39設(shè)在承載臺(tái)安裝座38的上表面，吸附槽板48設(shè)在轉(zhuǎn)接板39的上方，吸附槽板48與轉(zhuǎn)接板39通過調(diào)節(jié)螺釘40連接在一起，吸附槽板48與轉(zhuǎn)接板39之間設(shè)有精密彈簧41，所述的吸附孔板47設(shè)在吸附槽板48的上表面，直角定位塊46通過定位銷釘45固定在吸附孔板47的兩條直角邊上，所述轉(zhuǎn)接板39上有若干個(gè)圓孔，在吸附槽板48對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)接板39上圓孔的位置設(shè)有吸氣孔氣管接頭42。
[0020]測(cè)量時(shí)，晶圓承載臺(tái)12將晶圓5固定住，而X軸10和Y軸14分別帶動(dòng)接觸式測(cè)長裝置11及晶圓5做直線運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓5表面進(jìn)行掃描式測(cè)量，測(cè)量過程中，上探針31始終與平面平晶6接觸，下探針17則始終與晶圓5表面保持接觸，上探針31實(shí)時(shí)讀取在X軸10運(yùn)動(dòng)過程中引入的運(yùn)動(dòng)誤差，而下探針17讀取測(cè)量到的晶圓12某點(diǎn)的相對(duì)高度位移值，兩者的測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)被測(cè)針后部對(duì)應(yīng)的激光位移傳感器讀出，假設(shè)下探針17運(yùn)動(dòng)到被測(cè)物表面的B點(diǎn)，此時(shí)從上探針31對(duì)應(yīng)的上激光位移傳感器28讀取的誤差值為Λ XI，下探針對(duì)應(yīng)的下激光位移傳感器21讀取的測(cè)量值為Λ Χ2，則實(shí)際該點(diǎn)測(cè)量值Xl= Δ Χ2- Δ XI，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)軸系精度的實(shí)時(shí)補(bǔ)償，電控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)軸系運(yùn)動(dòng)，確保測(cè)針掃描到被測(cè)物表面的各點(diǎn)，從而能得到被測(cè)物表面各點(diǎn)的測(cè)量值。
[0021]本實(shí)用新型提供了一種可補(bǔ)償軸系誤差的立式晶圓形狀測(cè)量裝置，解決了以往接觸式測(cè)量設(shè)備功能單一、測(cè)量力難以控制等問題，并在此基礎(chǔ)上，通過利用接觸式測(cè)長裝置和平面平晶，對(duì)軸系運(yùn)動(dòng)誤差進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)一步提高了測(cè)量精度，使對(duì)晶圓形狀實(shí)現(xiàn)納米級(jí)精度測(cè)量成為可能，且解決了以往非接觸式測(cè)量儀面對(duì)透明材料和高亮度表面測(cè)量精度不準(zhǔn)等問題，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集成度高、功能全面，為晶圓平面度、厚度等形狀參數(shù)測(cè)量提供了優(yōu)化綜合解決方案。
[0022]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“ 一個(gè)實(shí)施例”、“ 一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0023]盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本實(shí)用新型的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種可補(bǔ)償軸系誤差的立式晶圓形狀測(cè)量裝置，其特征在于，包括: 鋼架底座； 電控柜，所述的電控柜安裝在鋼架底座內(nèi)部，電控柜裝有電控系統(tǒng)； 工控機(jī)，所述的工控機(jī)設(shè)在電控柜的側(cè)面、鋼架底座的內(nèi)部； 平臺(tái)，所述的平臺(tái)設(shè)在鋼架底座上； 支撐座，所述的支撐座設(shè)在平臺(tái)上； 橫梁，所述的橫梁設(shè)在支撐座上； 軸系，所述的軸系包括X軸、Y軸、Z軸和旋轉(zhuǎn)軸； 所述的X軸設(shè)在橫梁上； 所述的Y軸設(shè)在平臺(tái)上，與X軸相互垂直； 所述的Z軸固定在X軸動(dòng)板上、與X軸運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，且其運(yùn)動(dòng)方向垂直于測(cè)量平臺(tái)； 所述的旋轉(zhuǎn)軸固定在Y軸動(dòng)板上； 晶圓承載臺(tái)，所述的晶圓承載臺(tái)固定在旋轉(zhuǎn)軸上； 接觸式測(cè)長裝置，所述的接觸式測(cè)長裝置固定在Z軸動(dòng)板上； 平面平晶，所述的平面平晶設(shè)在與X軸運(yùn)動(dòng)方向平行的橫梁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述的接觸式測(cè)長裝置底板的上下分別安裝有空氣導(dǎo)軌，上、下空氣導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)相同，其靠外側(cè)分別安裝有探針，而空氣導(dǎo)軌的導(dǎo)芯與測(cè)長裝置的下端板、上端板之間安裝有精密彈簧，導(dǎo)芯的另一端分別安裝有連接件，連接件上分別安裝有激光尺，激光尺對(duì)應(yīng)位置安裝有激光位移傳感器，激光位移傳感器相對(duì)激光尺的安裝精度通過激光位移傳感器安裝板來進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述的空氣導(dǎo)軌僅具有一維運(yùn)動(dòng)自由度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述的軸系全部通過伺服電機(jī)精確控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述的晶圓承載臺(tái)包括承載臺(tái)安裝座、轉(zhuǎn)接板、調(diào)節(jié)螺釘、精密彈簧、吸氣孔氣管接頭、直角定位塊、吸附孔板和吸附槽板，所述的轉(zhuǎn)接板設(shè)在承載臺(tái)安裝座的上表面，吸附槽板設(shè)在轉(zhuǎn)接板的上方，吸附槽板與轉(zhuǎn)接板通過調(diào)節(jié)螺釘連接在一起，吸附槽板與轉(zhuǎn)接板之間設(shè)有精密彈簧，所述的吸附孔板設(shè)在吸附槽板的上表面，直角定位塊通過定位銷釘固定在吸附孔板的兩條直角邊上，所述轉(zhuǎn)接板上有若干個(gè)圓孔，在吸附槽板對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)接板上圓孔的位置設(shè)有吸氣孔氣管接頭。
【文檔編號(hào)】G01B11/06GK203375951SQ201320485954
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】夏發(fā)平 申請(qǐng)人:昆山允可精密工業(yè)技術(shù)有限公司