[发明专利]一种侦测硅片平坦度的装置及方法

权利要求书

1.一种侦测硅片平坦度的装置，其特征在于，包括多个并排排列的传感器、金属槽和注液管；相邻两个所述传感器之间具有预设的间距；每个所述传感器固定在一个相应的所述金属槽上，并配备一个相应的所述注液管对所述传感器内部注入液体；每个所述传感器用于侦测所述硅片上的一个对应的侦测点的高度；

所述传感器包括一个主体金属管，所述主体金属管下部外圈包括一排喷气管，所述喷气管用于向所述主体金属管内喷入超洁净空气；所述主体金属管内壁一侧设有光发射器，另一侧设有光接收器，所述光接收器位于所述光发射器的上方。

2.如权利要求1所述的侦测硅片平坦度的装置，其特征在于，所述主体金属管的横截面为正方形或长方形或圆形；所述喷气管的横截面为正方形或长方形或圆形。

3.如权利要求1所述的侦测硅片平坦度的装置，其特征在于，所述光发射器发射一束斜向上的平行光束，所述平行光束与竖直位置呈预设夹角θ；所述光接收器的位置和尺寸设定为在所述传感器内部无液体的状态下能完全接收所有所述光发射器发射的所述平行光束。

4.如权利要求3所述的侦测硅片平坦度的装置，其特征在于，所述夹角θ满足关系式：

其中，sinθ为夹角θ的正弦值，N1为所述平行光束在空气中的折射率，N2为所述平行光束在所述液体中的折射率。

5.一种侦测硅片平坦度的方法，应用于光刻机中侦测所述硅片的平坦度，并采用超纯水作为传感器内部的所述液体，其特征在于，采用如权利要求1-4中任意一项所述的侦测硅片平坦度的装置，所述侦测硅片平坦度的装置安装在光刻机上，具体步骤包括：

步骤a，所述注液管向所述传感器中注入超纯水，同一个所述传感器中每次侦测时被注入的超纯水水量固定为预设值；所述喷气管持续向下喷出超洁净空气以防止所述超纯水从金属管下方溢出；

步骤b，所述光发射器发出一束斜向上与竖直方向呈预设夹角θ的平行光束，所述光接收器完全接收位于所述水平面上的所有所述平行光束； 

步骤c，根据所述光接收器接收到的所述平行光束的光强，通过预设的方法计算得出所述传感器对应的硅片上的侦测点的高度；

步骤d，结合所有所述传感器侦测到的高度，得到整片硅片内各点的高度，并最终拟合出整片硅片的平坦度。

6.如权利要求5所述的侦测硅片平坦度的方法，其特征在于，所述步骤a中，所述预设值是指能使所述超纯水的水平面位于所述光发射器竖直方向的中心点附近的水量值。

7.如权利要求5所述的侦测硅片平坦度的方法，其特征在于，所述步骤c中，所述预设的方法具体包括：

步骤1，在所述光刻机的硅片载片台上放置一个测试用硅片；所述测试用硅片为没有沉积任何薄膜的全新的超平坦硅片；

步骤2，侦测所述硅片上每点在不同高度下对应每个所述传感器的所述光接收器接收的光强，并在所述硅片各点高度和对应所述光强之间建立函数关系式；所述函数关系式作为特定的所述光刻机的关系模型保存在所述光刻机内； 

步骤3，在所述步骤c中，根据所述光接收器接收到的所述平行光束的光强，调用所述步骤2中的所述关系模型，计算得出所述传感器对应的硅片上的侦测点的高度。

8.如权利要求7所述的侦测硅片平坦度的方法，其特征在于，所述关系模型保存在每个特定的所述光刻机内。