[实用新型]Wafer厚度及平面度的测量装置

说明书

技术领域

属于Wafer测量设备领域，具体涉及针对Wafer厚度和平面度精密测量的测量装置。 

背景技术

随着半导体和芯片技术的飞速发展，各类规格Wafer产品越来越多，产品多样化必然对Wafer产品制造工艺和质量控制提出更高要求。Wafer产品一般规格有4英寸、6英寸、8英寸、12英寸甚至更大规格不等，整体为圆形平板状（一般会有一个小的直边缺口），厚度一般在3mm以下，其材质为脆性材料。由于Wafer产品由多层材料组成，组成为成品的Wafer产品平面度和厚度均有严格要求，平面度不好说明Wafer产品厚度均匀性不好，而厚度不好则直接导致平面度不好，因此平面度和厚度都将极大影响最终决定Wafer成品的品质和性能。 

传统Wafer测量基本针对厚度进行测量，采用的测量方法大多为接触式测量，这种方式由于测头的探针必须接触到Wafer表面，一旦测量力发生变化，就极有可能导致Wafer碎裂，为了尽可能降低这种风险，用户一般通过减少测量点来进行控制，并且一般仅接触Wafer边上的点，对于中间点则很少去测量，这样必然导致测得的数据不能完全反映出Wafer真实厚度，也无法反映出整张Wafer上的厚度均匀性。 

为了降低因接触式测量带来这种导致Wafer碎裂的风险，非接触式测量渐渐开始应用于Wafer厚度测量设备中，目前一般采用双测头对射方式，考虑到流水线上的Wafer一般是放置在一个圆柱形平台上，这种放置方式必然使得采用双测头对射测量仅能测量到Wafer边缘上的厚度，而中间区域因需要Wafer放置的固定平台与下测头发生干涉而无法进行测量，同样也无法针对Wafer平面度进行整张幅面扫描式测量。 

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种Wafer厚度及平面度的测量装置，采用固定龙门式结构，采用天然花岗岩作为底座材料，结构稳定可靠，包括一个测量操作平台、真空吸附及调整平台、相互正交的X轴和Y轴、精密测头等部件；测量时，Wafer放置在真空吸附及调整平台上，并通过真空技术将Wafer吸附在真空吸附及调整平台上，针对真空吸附及调整平台上表面特殊结构设计，确保Wafer不会在吸附操作中发生碎裂；Wafer吸附好后，可以通过底部调整座将Wafer上表面调整好与测量光束垂直；真空吸附及调整平台整体位于精密测头正下方的Y轴上，可进行前后运动。精密测头被固定在横粱上的X轴上，随X轴左右运动，精密测头与X轴垂直构成Z轴；该结构布局确保可在同一平台上对Wafer的厚度和平面度进行测量。 

本实用新型的工作原理为先将厚度为A的标准块放置在Wafer装夹平台工作面上吸附住，测量得h1值，将该值设定为零点，再将标准块移开，将Wafer放置在Wafer装夹平台工作面上吸附住，测量得Y值，从而准确得到Wafer的厚度X为A-Y。 

为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案如下： 

一种Wafer厚度及平面度的测量装置，其特征在于，包括龙门架、测量平台、Wafer装夹平台、精密测头和固定横梁；在测量平台上设有直线轴Y轴，Wafer装夹平台设置于直线轴Y轴上，可沿直线轴Y轴前后运动，在龙门架上设有固定横梁，在固定横梁上设有直线轴X轴，在直线轴X轴的Z轴上设有Z轴动板，在Z轴动板上设有精密测头，精密测头可沿直线轴X轴左右运动、沿Z轴上下运动，精密测头正下方为Wafer装夹平台。

所述直线轴X轴、直线轴Y轴和Z轴相互垂直。 

所述Wafer装夹平台包括安装座、多孔薄纤维板、定位边条和定位销；所述多孔薄纤维板位于安装座上方，所述定位边条位于多孔薄纤维板的边缘，所述定位销位于定位边条上。 

优选的，在所述边条上设有两个定位销。 

在所述多孔薄纤维板正下方为气流槽结构，通过抽真空，将多孔薄纤维板和Wafer一起吸附住。 

在所述测量平台的下方设有控制柜，用于控制所述测量装置的工作。 

所述测量装置的工作原理为先将厚度为A的标准块放置在Wafer装夹平台工作面上吸附住，测量得h1值，将该值设定为零点，再将标准块移开，将Wafer放置在Wafer装夹平台工作面上吸附住，测量得Y值，从而准确得到Wafer的厚度X为A-Y。 

优选的，所述测量平台的材质为天然花岗岩。