[发明专利]微观几何形貌量测系统

说明书

技术领域

本发明关于一种微观几何形貌量测系统(microscopic geometry system)，并且特别地，关于采用两探针的差动式微观几何形貌量测系统。

背景技术

请参阅图1，现有技术的微观几何形貌量测系统1的架构为示意地绘示于图1中。微观几何形貌量测系统1用以量测试片2的微观几何形貌。

微观几何形貌量测系统1包含基座10、升降台11、扫描横移台12、扫描装置13、平坦基板15、位移感测装置16以及致动装置18。

平坦基板15为固定在基座10上。试片2为安置在扫描横移台12上。扫描横移台12为安置在扫描横移台12。扫描横移台12的结构为让其能在平坦基板15上低摩擦地移动。做为平坦基板15的条件，其表面必须被抛光到相当平坦的平坦度，所以，平坦基板15制造成本昂贵。平坦基板15的面积越大，其制造成本越加昂贵。

升降台11为可升降地连接至基座10。扫描装置13包含可枢转臂132以及探针134。可枢转臂132可枢转地连接至升降台11。例如，如图1所示，可枢转臂132为以无摩擦或低摩擦铰链112(例如，宝石轴承、线切割弹性体等)连接至升降台11。如图1所示，探针134为连接至可枢转臂132的头端。藉由调整升降台11的高度，探针134接触试片2的量测表面20。

致动装置18为固定在基座10上，且操作性地连接至扫描横移台12。图1中所示致动装置18为藉由传动机构182连接至扫描横移台12。致动装置18致动扫描横移台12以及安置在扫描横移台12上的试片2，进而让探针134在试片2的量测表面20上移动。实际上，扫描装置13并未被致动。于实际应用中，致动装置18可以是高解析度马达。传动机构182可以是挠性钢琴线。

位移感测装置16为固定在升降台11上。位移感测装置16用以感测可枢转臂132的位移。一般，位移感测装置16感测可枢转臂132的尾端的位移，如图1所示。试片2的量测表面20的微观几何形貌即藉由感测到可枢转臂132的位移而被解析。

扫描过程中，位移感测装置1感测到的位移信号，实际上是关于量测表面20的表面形貌的信号与关于横向运动基底的信号加成混合而成。由于平坦基板15表面非常光滑，所以关于横向运动基底的信号非常平滑，可以被忽略。因此，位移感测装置1感测到的位移信号可以视为关于量测表面20的表面形貌的信号。

然而，利用现有技术的微观几何形貌量测系统1来量测大尺寸试片2，例如，大尺寸晶圆、触控面板、显示面板、太阳能面板等，是必须采用更大尺寸的平坦基板。如图1所示，扫描横移台12的尺寸需大于试片2的尺寸，平坦基板15的尺寸须让扫描横移台12在其上移动。大尺寸的平坦基板15其制造成本相当高。但是，一般量测试片的微观几何形貌与量测有关的面积仅约1cm²而已。在成本考量下，平坦基板的最理想尺寸自然是约大于1cm²。在现有技术的微观几何形貌量测系统1的架构下，此理想不可能达成。

显见地，目前微观几何形貌量测系统尚未见到随着量测不同尺寸试片，而不需更动平坦基板的架构设计被提出。

发明内容

因此，本发明所欲解决的技术问题在于提供一种微观几何形貌量测系统，尤其是采用两探针的差动式微观几何形貌量测系统。藉此，本发明的微观几何形貌量测系统可以随着量测不同尺寸试片，不需更动平坦基板。

本发明的第一较佳具体实施例的微观几何形貌量测系统，用以量测试片的微观几何形貌。本发明的第一较佳具体实施例的微观几何形貌量测系统包含第一扫描装置、第二扫描装置、平坦基板、第一位移感测装置、第二位移感测装置以及处理单元。第一扫描装置包含第一可枢转臂以及一第一探针。第一探针为连接至第一可枢转臂，并且接触试片的量测表面。第一扫描装置被致动，致使第一探针在量测表面上移动。第二扫描装置包含第二可枢转臂以及第二探针。第二探针为连接至第二可枢转臂。第二探针为接触平坦基板的平坦表面。第二可枢转臂为操作性连接至第一可枢转臂，致使第二扫描装置与第一扫描装置被同步致动，让第二探针在平坦表面上移动。第一位移感测装置用以感测第一可枢转臂的第一位移，以输出第一信号。第二位移感测装置用以感测第二可枢转臂的第二位移，以输出第二信号。处理单元为分别电连接至第一位移感测装置以及第二位移感测装置。处理单元根据第一信号以及第二信号计算试片的微观几何形貌。