[发明专利]一种非接触式高精密晶片面型测量仪器及其测量计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及晶片面型测量，特别是一种非接触式高精密晶片面型测量仪器及其测量计算方法。

背景技术

晶片厚度测量仪器分为接触式和非接触式测量，但是在传统的测量中，只能够单点测量，并不能有效测量整个晶片的厚度分布以及差异，现在大多数晶片在进行晶片面型测量时，所使用的晶片面型测量仪器，多是采用的接触式的方法，通过机械位移的变化以计算晶片单面的面型。该测量计算方法只能够以单线测量的方式计算面型的变化；却不能反应晶片整体的面型变化趋势。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种非接触式高精密晶片面型测量仪器及其测量计算方法。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是:

一种非接触式高精密晶片面型测量仪器，其特征在于，包括台面、移动载台、滑动导轨和激光测距感测器，所述台面为大理石台面，其一侧设有横梁，所述移动载台包括上移动载台和下移动载台，所述下移动载台的中部镂空，所述上移动载台的中部设有支撑孔，所述支撑孔呈圆形，其所呈的圆形的周边设有3个晶片支撑脚，所述3个晶片支撑脚固定设置，并呈正三角形分布，所述滑动导轨数量为3个，包括第一滑轨、第二滑轨和第三滑轨，所述激光测距感测器包括发射器和接收器，激光测距感测器数量为2个，分别为上感测器和下感测器；

所述第一滑轨数量2个，水平对称固定设置于台面上，所述下移动载台滑动设置于第一滑轨上，所述第二滑轨水平固定设置于下移动载台的上端面上，所述上移动载台滑动设置于第二滑轨上，所述第三滑轨竖直固定设置于横梁中部，所述台面的中部设有凹槽，所述下感测器设置于凹槽内，所述上感测器通过固定杆与第三滑轨连接；

进一步的，所述上感测器和下感测器相对设置，并在同一地面垂直线上；

进一步的，所述3个晶片支撑脚所构成的平面与水平面平行；

进一步的，所述上感测器和下感测器的连线与3个晶片支撑脚所构成的平面为垂直关系；

进一步的，所述第一滑轨和第二滑轨的滑动导向方向互相垂直。

一种非接触式高精密晶片面型测量计算方法，其特征在于，包括以下四个部分：

1、测量原理：放置被测晶片到支撑孔的晶片支撑脚上，通过调节第一导轨和第二导轨，使被测晶片位于上感测器的下方，测量被测晶片下端面与凹槽之间的竖直距离，根据此竖直距离，调节并固定下感测器，使下感测器与被测晶片下端面之间的距离达到5-10cm，同时通过调节第三滑轨，使上感测器与被测晶片上端面之间的距离达到5-10cm，启动激光测距感测器，激光测距感测器的发射器向被测晶片射出一束激光，激光到达被测晶片，被发生反射，反射的激光被接收器接受，随后根据计时器测得到激光束从发射到接收的时间，计算出发射器到目标的距离，在通过左右前后滑动移动载台，得到多组距离数据，最后根据计算公式，得出厚度、整体平均厚度、整体厚度差、翘曲度和凹陷程度的数据，进而对被测晶片的面型进行判断；

2、测量：（1）设定：以三个晶片支撑脚所呈的正三角形的中心作为测量中心，得坐标（X0,Y0），此时，未放置晶片，上感测器和下感测器距(X0,Y0)坐标的距离为(a0,b0)，a0对应上感测器与坐标（X0,Y0）的距离，b0对应下感测器与坐标（X0,Y0）的距离；设定上感测器距下感测器距离固定，距离为s；放置被测晶片，多次移动移动载台，每次移动载台移动后，激光测距感测器测量和采集相应的距离数据，定为(a1,b1)，(a2,b2)，(a3,b3)，(a4,b4)...…(an,bn)；根据对数据精度的需求，可调整距离数据的收集次数；