一种晶圆片平面测量仪制造技术

本发明专利技术公开了一种晶圆片平面测量仪，包括主机架；副机架，所述副机架顶部固定设有测试模组；气浮平台，固定安装于主机架上；所述气浮平台上设有用于放置待测片的旋转放置平台和垂直于台面的标准平镜，所述测试模组位于标准平镜和被测片之间；所述旋转放置平台包括固定底座和转动连接在固定底座上的旋转底座，所述旋转底座至少包括一个用于测试时的竖直状态，所述旋转底座的一端设有抱持机构。本发明专利技术的优点是：通过将需要测试的晶圆片竖直放置，减小了传统测试方法中重力对晶圆片的影响，同时增加了一个传感器，形成双传感器，减小测试模组在运动时产生的误差，增加了测量仪的精确度也能保证重复性测量的一致性。

A kind of wafer plane measuring instrument

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆片平面测量仪
本专利技术涉及光学或半导体测试仪器领域，特别涉及一种晶圆片平面测量仪。
技术介绍
在集成电路在片制造中，为增加产能和降低成本，大尺寸硅晶圆应用越来越广；同时为了提高片性能与封装密度，发展三维封装技术要求对大尺寸硅晶圆进行减薄加工。减薄过程中产生的残余应力导致硅晶圆产生翘曲变形，将会増加硅晶圆在传输和后续加工中的碎片率。硅晶圆的翘曲变形是评价硅晶圆加工质量的重要技术指标，也是分析硅晶圆加工残余应力、优化减薄工艺的重要依据。在石英晶圆的应用中，大多数是以平放进行加工，迫切需要消除重力变形的影响后的数据平面测量数据，特别是WARP值和BOW值。晶圆原始面形的数据比重力变形后的数据更具有价值。重力变形后的数据因放置方法不同而导致测量结果存在很大的测量差异，难以成为标准。在美国和日本的晶圆片测试仪中，大多数是通过平面放置的方式来对晶圆片进行测试，但同样也没有对重力变形产生的测量数据进行补偿；或者进行补偿后精度又难以得到保证。现有测试晶圆片的表面凹凸程度方法一般有扫描法、探针法、位相干涉法等。公开号为CN101261306B的中国专利技术公开了一种全自动晶圆测试方法及实现该测试方法的设备，实现上述测试方法的设备它包括在机架上设置的置片及数片装置，在置片及数片装置一侧的机架上设有晶圆传输装置，在晶圆传输装置一侧设有与其配合的晶圆测试平台装置，机架上设置片盒放置架，在片盒放置架上设置片盒及晶圆探测传感器，在靠近晶圆测试平台装置的机架上设有光学传感器安装盘，其内可安装光学传感器，该专利技术通过晶圆片平放在晶圆测试平台装置上进行测试，但仍然没有消除平放重力产生的变形影响，或者对变形后测试的数据进行补偿。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种晶圆片平面测量仪，通过放置晶圆片的旋转放置平台在测试时呈竖直状态，能够有效解决平放测量不精确的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种晶圆片平面测量仪，包括主机架；副机架，所述副机架固定设于主机架上，所述副机架顶部固定设有测试模组；气浮平台，固定安装于主机架上，用于减缓测试时产生的抖动；其中，所述气浮平台上设有用于放置待测片的旋转放置平台和垂直于台面的标准平镜，所述测试模组位于标准平镜和被测片之间；所述旋转放置平台包括固定底座和转动连接在固定底座上的旋转底座，所述旋转底座至少包括一个用于测试时的竖直状态，所述旋转底座的一端设有抱持机构，用于抱持住被测片，通过将被测片在测试时呈竖直状态，避免了由于晶圆片过薄产生的重力变形导致测量结果不精确的问题，设置气浮平台同样也能减少晃动等情况对测试的影响，在旋转底座上安装抱持机构在竖直状态下抱持住被测片，再通过软件算法补偿解决余下的重力影响，大幅度提升测量精度，保证了重复性测量的一致性。优选的，所述旋转底座内沿周向间隔60°均布有三组滑道和与滑道匹配的滑块，三组滑块上均设有支撑点连接件，用于支撑被测片；其中，在所述旋转底座为竖直状态时，最顶端一组的滑块上固定连接有抱持机构，其余两组的滑块上固定设有能够卡住被测片的支撑柱连接件，支撑点连接件进一步对被测片进行支撑，再通过支撑柱连接件卡住被测片，减少测试时会产生的晃动等问题对测试结果的影响。进一步的，所述抱持机构包括固定座，所述固定座通过滑杆滑动安装有抱持夹手，所述抱持夹手的后端连接有第一驱动装置，用于控制保持夹手的松紧动作，在测试时，第一驱动装置启动驱动固定座在滑杆上调整位置，夹持被测片，滑杆能够灵活适应各种尺寸的晶圆片，增加了测量仪的便捷性。进一步的，所述抱持夹手包括一对夹爪和分别安装在两个夹爪上的测力传感器，晶圆片的夹持需要两个夹爪共同动作，需要设置测力传感器，保证晶圆片两端的抓力相同，进一步增加测量仪的精度。优选的，所述旋转底座侧壁上沿轴线对称安装有旋转轴，所述固定底座上固定安装有第二驱动装置，所述第二驱动装置通过一端的旋转轴与旋转底座连接，用于驱动旋转底座沿旋转轴转动，旋转底座能够沿着旋转轴从平放状态转动至竖直状态，减小重力对测试晶圆片性能的影响，提高测量的精度。进一步的，所述第一驱动装置和第二驱动装置为旋转电机；或者，所述第一驱动装置和第二驱动装置为旋转气缸，第一驱动装置和第二驱动装置也可以选择其他方式驱动，例如皮带机构、蜗轮蜗杆机构等等。优选的，所述测试模组包括沿副机架横向固定的X模组和在滑动连接在X模组上的Z模组，所述Z模组上滑动安装有传感器A和传感器B，测试模组在被测片和标准平镜之间通过设定好的坐标运动，并且使用双传感器进一步增加了测量的精度，消除了因测试模组的运动而产生的精度误差问题。进一步的，所述X模组包括第一滑轨，所述第一滑轨上滑动连接有与第一滑轨垂直的第二滑轨，所述传感器A和传感器B通过滑片滑动安装在第二滑轨上，并且与第一滑轨和第二滑轨均垂直，所述传感器A和传感器B沿第二滑轨对称设于滑片两端，第二滑轨在X模组上做水平运动，滑片在第二滑轨上做垂直运动，传感器A和传感器B能够运动至被测片和标准平镜之间任意一点采集数据。优选的，所述旋转放置平台与气浮平台之间通过Y模组滑动连接，所述Y模组包括固定设于气浮平台上的第三滑轨，所述固定底座底部设有与第三滑轨匹配的滑动块，旋转放置平台可以通过Y模组来调整被测片和标准平镜之间的距离，增加了测量仪的灵活性。优选的，所述气浮平台通过气浮减震器A和主机架连接，所述副机架通过气浮减震器B和主机架连接；所述气浮减震器A和气浮减震器B为空气弹簧，气浮减震器A减小外界环境对主机架的影响，传感器的运动通过气浮减震器B和标准平镜之间隔离，保证运动机构的抖动不会影响到被测片。与现有技术相比，本专利技术的优点是：通过将需要测试的晶圆片竖直放置，减小了传统测试方法中重力对晶圆片的影响，同时增加了一个传感器，形成双传感器，减小测试模组在运动时产生的误差，增加了测量仪的精确度也能保证重复性测量的一致性。附图说明图1为本专利技术的主体结构示意图；图2为本专利技术中旋转放置平台的主体结构示意图；图3为本专利技术中旋转底座的主体结构示意图；图4为本专利技术中测试模组的主体结构示意图；图5为本专利技术中测试模组的仰视结构示意图；图6为本专利技术中气浮平台上安装的主体结构示意图；图7为图6的侧视图；图中：10、主机架；11、副机架；12、测试模组；13、气浮平台；14、旋转放置平台；15、标准平镜；16、固定底座；17、旋转底座；18、抱持机构；19、滑道；20、滑块；21、支撑点连接件；22、支撑柱连接件；23、固定座；24、滑杆；25、第一驱动装置；26、夹爪；27、测力传感器；28、旋转轴；29、第二驱动装置；30、X模组；31、Z模组；32、传感器A；33、传感器B；34、第一滑轨；35、第二滑轨；36、滑片；37、Y模组；38、第三滑轨；39、滑动块；40、气浮减震器A；41、气浮减震器B。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆片平面测量仪，其特征在于：包括/n主机架(10)；/n副机架(11)，所述副机架(11)固定设于主机架(10)上，所述副机架(11)顶部固定设有测试模组(12)；/n气浮平台(13)，固定安装于主机架(10)上，用于减缓测试时产生的抖动；/n其中，所述气浮平台(13)上设有用于放置待测片的旋转放置平台(14)和垂直于台面的标准平镜(15)，所述测试模组(12)位于标准平镜(15)和被测片之间；所述旋转放置平台(14)包括固定底座(16)和转动连接在固定底座(16)上的旋转底座(17)，所述旋转底座(17)至少包括一个用于测试时的竖直状态，所述旋转底座(17)的一端设有抱持机构(18)，用于抱持住被测片。/n

【技术特征摘要】
1.一种晶圆片平面测量仪，其特征在于：包括
主机架(10)；
副机架(11)，所述副机架(11)固定设于主机架(10)上，所述副机架(11)顶部固定设有测试模组(12)；
气浮平台(13)，固定安装于主机架(10)上，用于减缓测试时产生的抖动；
其中，所述气浮平台(13)上设有用于放置待测片的旋转放置平台(14)和垂直于台面的标准平镜(15)，所述测试模组(12)位于标准平镜(15)和被测片之间；所述旋转放置平台(14)包括固定底座(16)和转动连接在固定底座(16)上的旋转底座(17)，所述旋转底座(17)至少包括一个用于测试时的竖直状态，所述旋转底座(17)的一端设有抱持机构(18)，用于抱持住被测片。


2.如权利要求1所述的测量仪，其特征在于：所述旋转底座(17)内沿周向间隔60°均布有三组滑道(19)和与滑道(19)匹配的滑块(20)，三组滑块(20)上均设有支撑点连接件(21)，用于支撑被测片；其中，在所述旋转底座(17)为竖直状态时，最顶端一组的滑块(20)上固定连接有抱持机构(18)，其余两组的滑块(20)上固定设有能够卡住被测片的支撑柱连接件(22)。


3.如权利要求1或2所述的测量仪，其特征在于：所述抱持机构(18)包括固定座(23)，所述固定座(23)通过滑杆(24)滑动安装有抱持夹手，所述抱持夹手的后端连接有第一驱动装置(25)，用于控制保持夹手的松紧动作。


4.如权利要求3所述的测量仪，其特征在于：所述抱持夹手包括一对夹爪(26)和分别安装在两个夹爪(26)上的测力传感器(27)。


5.如权利要求1所述的测量仪，其特征在于：所述旋转底座(17)侧壁上沿轴线对称安装有旋转轴(28...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈跃华，彭从峰，卜志超，陈时兴，
申请(专利权)人：嘉兴百盛光电有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33