專利名稱：接觸式測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能加工及測(cè)量精密設(shè)備，尤其涉及一種用于測(cè)量不同厚度晶圓的平面度和厚度的接觸式測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
為滿足全球能源逐步擴(kuò)大的需求，太陽(yáng)能作為綠色能源被廣泛加以利用，而晶圓作為收集太陽(yáng)能的關(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采用 壓合工藝制成，通常是第一層為晶圓、第二層為粘合劑、第三層為玻璃、第四層為膠帶，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監(jiān)控，4層全部壓合后成品晶圓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。傳統(tǒng)晶圓測(cè)量設(shè)備，有接觸式和非接觸式兩種，現(xiàn)有傳統(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(wú)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?jī)x，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。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述背景技術(shù)中存在的缺陷和問題，本發(fā)明的目的是提供一種兼具平面度和厚度測(cè)量雙項(xiàng)功能的接觸式測(cè)量?jī)x。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種接觸式測(cè)量?jī)x，包括底座、3個(gè)直線軸、真空吸盤安裝座、抽氣管、晶圓、真空吸盤、標(biāo)準(zhǔn)塊、標(biāo)準(zhǔn)塊固定座、接觸式測(cè)頭；所述的3個(gè)直線軸分別為X軸、Y軸、Z軸，其中X軸和Y軸相互垂直并分別固定在底座上，Z軸與X軸和Y軸構(gòu)成的平面垂直，X軸上通過真空吸盤安裝座固定有真空吸盤，Z軸上固定有側(cè)向水平安裝的接觸式測(cè)頭。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述的接觸式測(cè)頭包括探針、空氣導(dǎo)軌、激光尺、右端板、激光位移傳感器、激光位移傳感器安裝板、連接件、信號(hào)線纜、底板、左端板、彈簧、進(jìn)氣管接頭。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述真空吸盤具有抽真空吸附固定住晶圓及調(diào)節(jié)晶圓表面相對(duì)接觸測(cè)頭探針的垂直度的功能。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述探針設(shè)在所述接觸式測(cè)頭的左右兩側(cè)，左右兩根探針分別被固定在其內(nèi)部左右兩個(gè)對(duì)稱布局的空氣導(dǎo)軌的導(dǎo)芯的一端，左側(cè)探針向左伸出時(shí)，將接觸在與Y軸運(yùn)動(dòng)方向保持平行的標(biāo)準(zhǔn)塊上，當(dāng)接觸式測(cè)頭在Y軸和Z軸帶動(dòng)下前后、上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，左側(cè)探針時(shí)刻保持與標(biāo)準(zhǔn)塊接觸，可實(shí)時(shí)測(cè)出Y軸和Z軸在側(cè)向直線度誤差L，右側(cè)探針向右伸出接觸到晶圓表面，并以可控測(cè)量力保持與晶圓表面接觸，實(shí)時(shí)測(cè)量出晶圓表面的平整度誤差K，通過測(cè)量軟件補(bǔ)償各點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的實(shí)際誤差值J=K-L,該值即為晶圓表面各點(diǎn)的誤差值，通過算法可擬合出晶圓表面全貌，從而計(jì)算出晶圓的平面度和厚度值。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，探針向外側(cè)伸出力通過精密氣動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并在探針另一頭固定有精密彈簧，當(dāng)探針被吹氣氣壓作用向左右伸出時(shí)，精密彈簧受壓縮，會(huì)抵消部分推力，這樣可通過控制吹壓大小來(lái)控制向外伸出時(shí)的推力，從而確保探針與被測(cè)表面保持接觸但又不會(huì)對(duì)其表面造成損傷。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述晶圓被固定在X軸上的真空吸盤吸附住，可以隨X軸左右運(yùn)動(dòng)以根據(jù)晶圓自身厚度不同調(diào)節(jié)與探針接觸狀態(tài)。 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述空氣導(dǎo)軌的導(dǎo)芯另一端分別通過連接件固定有激光尺，激光尺對(duì)應(yīng)位置安裝有激光位移傳感器，可隨時(shí)測(cè)量因探針?biāo)轿灰频淖兓?。本發(fā)明提供的接觸式測(cè)量?jī)x，采用獨(dú)特的接觸式測(cè)頭和儀器布局方式，能在測(cè)量過程中對(duì)測(cè)量?jī)x自身軸系精度進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)一步在傳統(tǒng)接觸式測(cè)量?jī)x基礎(chǔ)上提高晶圓的測(cè)量精度，而相對(duì)非接觸式測(cè)量?jī)x，不存在透明材料和高亮度表面影響測(cè)量精度的問題。另夕卜，相對(duì)傳統(tǒng)接觸式測(cè)量?jī)x，本測(cè)量?jī)x兼具平面度和厚度測(cè)量雙項(xiàng)功能。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集成度高、功能全面，為晶圓測(cè)量提供更為科學(xué)的測(cè)量?jī)x器。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明的接觸式測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所述的接觸式測(cè)頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖I所示，發(fā)明實(shí)施例提供的一種接觸式測(cè)量?jī)x，包括底座1、3個(gè)直線軸、真空吸盤安裝座3、抽氣管4、晶圓6、真空吸盤5、標(biāo)準(zhǔn)塊9、標(biāo)準(zhǔn)塊固定座10、接觸式測(cè)頭8 ；所述的3個(gè)直線軸分別為X軸2、Y軸11、Z軸7，其中X軸2和Y軸11相互垂直并分別固定在底座I上，Z軸7與X軸2和Y軸11構(gòu)成的平面垂直，X軸2上通過真空吸盤安裝座3固定有真空吸盤5，Z軸上固定有側(cè)向水平安裝的接觸式測(cè)頭8。如圖2所示，所述的接觸式測(cè)頭8包括探針12、空氣導(dǎo)軌13、激光尺14、右端板
15、激光位移傳感器16、激光位移傳感器安裝板17、連接件18、信號(hào)線纜19、底板20、左端板21、彈簧22、進(jìn)氣管接頭23。
所述真空吸盤5具有抽真空吸附固定住晶圓6及調(diào)節(jié)晶圓6表面相對(duì)接觸式測(cè)頭8的探針垂直度的功能。所述探針12設(shè)在接觸式測(cè)頭8的左右兩側(cè)，左右兩根探針12分別被固定在其內(nèi)部左右兩個(gè)對(duì)稱布局的空氣導(dǎo)軌13導(dǎo)芯的一端，左側(cè)探針向左伸出時(shí)，將接觸在與Y軸11運(yùn)動(dòng)方向保持平行的標(biāo)準(zhǔn)塊9上，當(dāng)接觸式測(cè)頭8在Y軸11和Z軸7帶動(dòng)下前后、上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，左側(cè)探針時(shí)刻保持與標(biāo)準(zhǔn)塊9接觸，可實(shí)時(shí)測(cè)出Y軸11和Z軸7在側(cè)向直線度誤差L，右側(cè)探針向右伸出接觸到晶圓6的表面，并以可控測(cè)量力保持與晶圓6表面接觸，實(shí)時(shí)測(cè)量出晶圓6表面的平整度誤差K，通過測(cè)量軟件補(bǔ)償各點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的實(shí)際誤差值J=K-L,該值即為晶圓6表面各點(diǎn)的誤差值，通過算法可擬合出晶圓6表面全貌，從而計(jì)算出晶圓6的平面度和厚度值。
所述探針12向外側(cè)伸出力通過精密氣動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并在探針12的另一頭固定有精密彈簧22，當(dāng)探針12被吹氣氣壓作用向左右伸出時(shí)，精密彈簧22受壓縮，會(huì)抵消部分推力，這樣可通過控制吹壓大小來(lái)控制向外伸出時(shí)的推力，從而確保探針12與被測(cè)表面保持接觸但又不會(huì)對(duì)其表面造成損傷。所述晶圓6被固定在X軸上的真空吸盤5吸附住，可以隨X軸2左右運(yùn)動(dòng)以根據(jù)晶圓6自身厚度不同調(diào)節(jié)與探針12的接觸狀態(tài)。所述空氣導(dǎo)軌12的導(dǎo)芯另一端分別通過連接件18固定有激光尺14，激光尺14對(duì)應(yīng)位置安裝有激光位移傳感器16，可隨時(shí)測(cè)量因探針12的水平位移變化值。以上所述，僅為發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種接觸式測(cè)量?jī)x，其特征在于，包括底座、3個(gè)直線軸、真空吸盤安裝座、抽氣管、晶圓、真空吸盤、標(biāo)準(zhǔn)塊、標(biāo)準(zhǔn)塊固定座、接觸式測(cè)頭；所述的3個(gè)直線軸分別為X軸、Y軸、Z軸，其中X軸和Y軸相互垂直并分別固定在底座上，Z軸與X軸和Y軸構(gòu)成的平面垂直，X軸上通過真空吸盤安裝座固定有真空吸盤，Z軸上固定有側(cè)向水平安裝的接觸式測(cè)頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種接觸式測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述的接觸式測(cè)頭包括探針、空氣導(dǎo)軌、激光尺、右端板、激光位移傳感器、激光位移傳感器安裝板、連接件、信號(hào)線纜、底板、左端板、彈簧、進(jìn)氣管接頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種接觸式測(cè) 量?jī)x，其特征在于，所述的真空吸盤具有抽真空吸附固定住晶圓及調(diào)節(jié)晶圓表面相對(duì)接觸測(cè)頭探針的垂直度的功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種接觸式測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述的探針設(shè)在所述接觸式測(cè)頭的左右兩側(cè)，左右兩根探針分別被固定在其內(nèi)部左右兩個(gè)對(duì)稱布局的空氣導(dǎo)軌的導(dǎo)芯的一端，左側(cè)探針向左伸出時(shí)，將接觸在與Y軸運(yùn)動(dòng)方向保持平行的標(biāo)準(zhǔn)塊上，當(dāng)接觸式測(cè)頭在Y軸和Z軸帶動(dòng)下前后、上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，左側(cè)探針時(shí)刻保持與標(biāo)準(zhǔn)塊接觸，可實(shí)時(shí)測(cè)出Y軸和Z軸在側(cè)向直線度誤差L，右側(cè)探針向右伸出接觸到晶圓表面，并以可控測(cè)量力保持與晶圓表面接觸，實(shí)時(shí)測(cè)量出晶圓表面的平整度誤差K，通過測(cè)量軟件補(bǔ)償各點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的實(shí)際誤差值J=K-L,該值即為晶圓表面各點(diǎn)的誤差值，通過算法可擬合出晶圓表面全貌，從而計(jì)算出晶圓的平面度和厚度值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的一種接觸式測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述的探針向外側(cè)伸出力通過精密氣動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并在探針另一頭固定有精密彈簧，當(dāng)探針被吹氣氣壓作用向左右伸出時(shí)，精密彈簧受壓縮，會(huì)抵消部分推力，這樣可通過控制吹壓大小來(lái)控制向外伸出時(shí)的推力，從而確保探針與被測(cè)表面保持接觸但又不會(huì)對(duì)其表面造成損傷。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種接觸式測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述的晶圓被固定在X軸上的真空吸盤吸附住，可以隨X軸左右運(yùn)動(dòng)以根據(jù)晶圓自身厚度不同調(diào)節(jié)與探針接觸狀態(tài)。
7.根根權(quán)利要求I所述的一種接觸式測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述的空氣導(dǎo)軌的導(dǎo)芯另一端分別通過連接件固定有激光尺，激光尺對(duì)應(yīng)位置安裝有激光位移傳感器，可隨時(shí)測(cè)量因探針?biāo)轿灰频淖兓怠?br> 全文摘要
本發(fā)明提供了一種接觸式測(cè)量?jī)x，包括底座、3個(gè)直線軸、真空吸盤安裝座、抽氣管、晶圓、真空吸盤、標(biāo)準(zhǔn)塊、標(biāo)準(zhǔn)塊固定座、接觸式測(cè)頭；所述的3個(gè)直線軸分別為X軸、Y軸、Z軸，其中Ｘ軸和Ｙ軸相互垂直并分別固定在底座上，Z軸與Ｘ軸和Ｙ軸構(gòu)成的平面垂直，Ｘ軸上通過真空吸盤安裝座固定有真空吸盤，Ｚ軸上固定有側(cè)向水平安裝的接觸式測(cè)頭。本測(cè)量?jī)x能在測(cè)量過程中對(duì)測(cè)量?jī)x自身軸系精度進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)一步在傳統(tǒng)接觸式測(cè)量?jī)x基礎(chǔ)上提高晶圓的測(cè)量精度，而相對(duì)非接觸式測(cè)量?jī)x，不存在透明材料和高亮度表面影響測(cè)量精度的問題。另外，相對(duì)傳統(tǒng)接觸式測(cè)量?jī)x，本測(cè)量?jī)x兼具平面度和厚度測(cè)量雙項(xiàng)功能。
文檔編號(hào)G01B11/30GK102829740SQ20121033747
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者趙春花 申請(qǐng)人:昆山允可精密工業(yè)技術(shù)有限公司