[发明专利]一种硅片厚度测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅片测量技术领域，具体为一种硅片厚度测量装置及测量方法。

背景技术

硅片在整个光伏产业上是最常见的东西，其经过后续加工后形成LED上的发光芯片，而生产加工过程中对于硅片有一定的要求，需要对其进行测量，比如整个硅片的厚度分别以及形貌，即厚度、翘曲度等参数，目前一般都采用电容法来测量硅片的厚度（传送速度为250m/s或者450m/s），但是电容法受到温度、湿度、电路杂散参数影响很大，每次测量必须根据环境参数进行定标，抗环境干扰能力非常弱，使用极为不便。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种硅片厚度测量装置及测量方法，其操作简单，抗干扰能力强，能够方便地测出硅片厚度。

其技术方案是这样的：一种硅片厚度测量装置，其特征在于，其包括顺次布置的激光发射器、分束器、探头、干涉信号接收器，所述探头包括上探头和下探头，所述上探头和/或下探头连接电源，所述上探头、下探头之间设置激光晶体。

其进一步特征在于，所述探头为平板。

一种硅片厚度测量方法，其特征在于，其包括以下步骤：

（1）在上探头和下探头之间平放硅片，并在上探头内侧放置激光晶体，上探头连接电源；

（2）激光发射器发出的激光通过分束器分出两道激光，其中一道激光穿过激光晶体，另一道激光直接通过上探头和下探头之间；

（3））干涉信号接收器检测到两束激光的干涉信号得出相位变化量；

（4）通过相位变化量和电光效应得到电场强度E，根据公式U = E×d + E×dc/计算得到硅片和上探头处的激光晶体的距离d₁，其中U为电源电压，dc为激光晶体厚度，为激光晶体相对介电常数都为已知；

（5）将激光晶体放置在下探头内侧，将电源连接下探头；

（6）重复步骤（2）、（3）、（4）得到硅片和下探头处的激光晶体的距离d₂；

（7）设上探头和下探头之间的距离为D，硅片的厚度T=D-（d₁ +d₂+2dc）。

其进一步特征在于，分束器分出的两道激光强度分别为I1、I2，干涉信号接收器接收到的总光强为I，根据公式 得到相位变化量；

由电光效应，当电场加到激光晶体上会引起折射率变化Δn=（a*E），a为常数，设激光晶体的长度为L，激光光程变化为Δn*L，根据公式=(Δn*L÷λ)*2*π，其中λ为激光波长，得到电场强度E。

采用本发明的装置和方法后，即可方便测得硅片的厚度，其属于绝对距离的测量，不是相对测量，不需要每次都标定，操作简单，且受各种杂散参数影响小，抗环境干扰性强。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图；

图2为硅片放置示意图；

图3为本发明测量激光晶体与硅片距离示意图。

具体实施方式

见图1，图2，图3所示，一种硅片厚度测量装置，其包括顺次布置的激光发射器1、分束器2、探头、干涉信号接收器3，探头包括上探头5和下探头6，上探头5和/或下探头6连接电源4，上探头5、下探头6之间设置激光晶体7，当上探头5内侧放置激光晶体7时，上探头5连接电源4，此时下探头6可以连接电源4也可以不连接电源4，当下探头6内侧放置激光晶体7时也一样；上探头5和下探头6均为金属平板，可当做电极。

一种硅片厚度测量方法，其包括以下步骤：

（1）在上探头5和下探头6之间平放硅片8，在低频情况下，硅片7可以看做是导体，并在上探头5内侧放置激光晶体7，上探头5连接电源4；

（2）激光发射器1发出的激光通过分束器2分出两道激光9，其中一道激光9穿过激光晶体7，另一道激光9直接通过上探头5和下探头6之间，也就是直接通过参考光路，作为参考光路，其光程不发生变化；

（3）干涉信号接收器3检测两束激光9的干涉信号得出相位变化量，其原理如下所述：分束器2分出的两道激光9强度分别为I1、I2，干涉信号接收器3接收到的总光强为I，根据公式得到相位变化量；