一种硅片厚度测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及硅片测量技术领域，具体为一种硅片厚度测量装置及测量方法，操作简单，抗干扰能力强，能够方便地测出硅片厚度，其包括顺次布置的激光发射器、分束器、探头、干涉信号接收器，探头包括上探头和下探头，上探头和/或下探头连接电源，上探头、下探头之间设置激光晶体，包括以下步骤：在上探头和下探头之间平放硅片，并在上探头内侧放置激光晶体，上探头连接电源；激光发射器发出的激光通过分束器分出两道激光，其中一道激光穿过激光晶体，另一道激光直接通过上探头和下探头之间干涉信号接收器检测到两束激光的干涉信号得出相位变化量得到硅片和上探头处的激光晶体的距离，将激光晶体放置于下探头内侧重复上述步骤，最后计算得到硅片厚度。

【技术实现步骤摘要】
一种硅片厚度测量装置及测量方法
本专利技术涉及硅片测量
，具体为一种硅片厚度测量装置及测量方法。
技术介绍
硅片在整个光伏产业上是最常见的东西，其经过后续加工后形成LED上的发光芯片，而生产加工过程中对于硅片有一定的要求，需要对其进行测量，比如整个硅片的厚度分别以及形貌，即厚度、翘曲度等参数，目前一般都采用电容法来测量硅片的厚度（传送速度为250m/s或者450m/s），但是电容法受到温度、湿度、电路杂散参数影响很大，每次测量必须根据环境参数进行定标，抗环境干扰能力非常弱，使用极为不便。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种硅片厚度测量装置及测量方法，其操作简单，抗干扰能力强，能够方便地测出硅片厚度。其技术方案是这样的：一种硅片厚度测量装置，其特征在于，其包括顺次布置的激光发射器、分束器、探头、干涉信号接收器，所述探头包括上探头和下探头，所述上探头和/或下探头连接电源，所述上探头、下探头之间设置激光晶体。其进一步特征在于，所述探头为平板。一种硅片厚度测量方法，其特征在于，其包括以下步骤：（1）在上探头和下探头之间平放硅片，并在上探头内侧放置激光晶体，上探头连接电源；（2）激光发射器发出的激光通过分束器分出两道激光，其中一道激光穿过激光晶体，另一道激光直接通过上探头和下探头之间；（3））干涉信号接收器检测到两束激光的干涉信号得出相位变化量；（4）通过相位变化量和电光效应得到电场强度E，根据公式U=E×d+E×dc/计算得到硅片和上探头处的激光晶体的距离d1，其中U为电源电压，dc为激光晶体厚度，为激光晶体相对介电常数都为已知；（5）将激光晶体放置在下探头内侧，将电源连接下探头；（6）重复步骤（2）、（3）、（4）得到硅片和下探头处的激光晶体的距离d2；（7）设上探头和下探头之间的距离为D，硅片的厚度T=D-（d1+d2+2dc）。其进一步特征在于，分束器分出的两道激光强度分别为I1、I2，干涉信号接收器接收到的总光强为I，根据公式得到相位变化量；由电光效应，当电场加到激光晶体上会引起折射率变化Δn=（a*E），a为常数，设激光晶体的长度为L，激光光程变化为Δn*L，根据公式=(Δn*L÷λ)*2*π，其中λ为激光波长，得到电场强度E。采用本专利技术的装置和方法后，即可方便测得硅片的厚度，其属于绝对距离的测量，不是相对测量，不需要每次都标定，操作简单，且受各种杂散参数影响小，抗环境干扰性强。附图说明图1为本专利技术装置结构示意图；图2为硅片放置示意图；图3为本专利技术测量激光晶体与硅片距离示意图。具体实施方式见图1，图2，图3所示，一种硅片厚度测量装置，其包括顺次布置的激光发射器1、分束器2、探头、干涉信号接收器3，探头包括上探头5和下探头6，上探头5和/或下探头6连接电源4，上探头5、下探头6之间设置激光晶体7，当上探头5内侧放置激光晶体7时，上探头5连接电源4，此时下探头6可以连接电源4也可以不连接电源4，当下探头6内侧放置激光晶体7时也一样；上探头5和下探头6均为金属平板，可当做电极。一种硅片厚度测量方法，其包括以下步骤：（1）在上探头5和下探头6之间平放硅片8，在低频情况下，硅片7可以看做是导体，并在上探头5内侧放置激光晶体7，上探头5连接电源4；（2）激光发射器1发出的激光通过分束器2分出两道激光9，其中一道激光9穿过激光晶体7，另一道激光9直接通过上探头5和下探头6之间，也就是直接通过参考光路，作为参考光路，其光程不发生变化；（3）干涉信号接收器3检测两束激光9的干涉信号得出相位变化量，其原理如下所述：分束器2分出的两道激光9强度分别为I1、I2，干涉信号接收器3接收到的总光强为I，根据公式得到相位变化量；（4）通过相位变化量和电光效应得到电场强度E，其原理如下所述：根据非线性光学，晶体的折射率和电场的关系有n=n0+a*E+b*E2+……，式中n0是E=0时的折射率，a、b是常数，其中电场一次项引起的变化成为线性电光效应，也成为Pokels效应，由电场的二次项引起的效应称为二次电光效应，也成为Kerr效应。在本专利技术中，主要应用线性电光效应。由电光效应，当电场加到激光晶体7上会引起折射率变化Δn=（a*E），a为常数，根据非线性光学理论，外加电场的变化会导致激光晶体7的折射率发生改变，从而会导致激光9通过激光晶体7的光程发生改变，设激光晶体7的长度为L，激光光程变化为Δn*L，根据公式=(Δn*L÷λ)*2*π，其中λ为激光波长，得到电场强度E，最后根据公式U=E×d+E×dc/计算得到硅片和上探头处的激光晶体的距离d1，其中U为电源电压，dc为激光晶体厚度，为激光晶体相对介电常数，都为已知；（5）将激光晶体7放置在下探头6内侧，将电源4连接下探头6；（6）重复步骤（2）、（3）、（4）得到硅片8和下探头6处的激光晶体7的距离d2；（7）设上探头5和下探头6之间的距离为D，硅片的厚度T=D-（d1+d2+2dc）。移动硅片8的位置即可得到硅片8不同部位的厚度，从而得到翘曲度等外形参数，本专利技术可以提供卓越的动态范围（<10-6），远大于其他方法。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅片厚度测量装置，其特征在于，其包括顺次布置的激光发射器、分束器、探头、干涉信号接收器，所述探头包括上探头和下探头，所述上探头和/或下探头连接电源，所述上探头、下探头之间设置激光晶体。

【技术特征摘要】
1.一种硅片厚度测量装置，其特征在于，其包括顺次布置的激光发射器、分束器、探头、干涉信号接收器，所述探头包括上探头和下探头，所述上探头和/或下探头连接电源，所述上探头、下探头之间设置激光晶体。2.根据权利要求1所述的一种硅片厚度测量装置，其特征在于，所述探头为平板。3.一种硅片厚度测量方法，其特征在于，其包括以下步骤：（1）在上探头和下探头之间平放硅片，并在上探头内侧放置激光晶体，上探头连接电源；（2）激光发射器发出的激光通过分束器分出两道激光，其中一道激光穿过激光晶体，另一道激光直接通过上探头和下探头之间；（3）干涉信号接收器检测到两束激光的干涉信号得出相位变化量；（4）通过相位变化量和电光效应得到电场强度E，根据公式U=E×d+E×dc/计算得到硅片和上探头处的激光晶体的距离d=...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊林，
申请(专利权)人：无锡名谷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32