[发明专利]一种自动校准补偿的透明晶圆表面曲率半径测量方法

权利要求书

1.一种自动校准补偿的透明晶圆表面曲率半径测量方法，其特征在于，测量方法基于薄膜应力测量仪实现，所述薄膜应力测量仪包括共焦测距传感器及与其相连的传感器控制器、承载所述共焦测距传感器水平移动的传感器移动台、承载透明晶圆沿所述共焦测距传感器轴向移动的晶圆移动台、用于采集所述晶圆移动台轴向调整高度值的位移传感器、置于所述传感器移动台上的振动传感器及距离所述传感器移动台固定高度的固定漫反射板，所述传感器控制器包括光源和光谱仪，所述光源用于提供多波长光源，所述光谱仪对所述共焦测距传感器采集的各波长的最大反射光强进行光谱分析，得到各波长对应的透明晶圆表面位置至传感器测头的距离值；所述振动传感器采集所述共焦测距传感器水平移动时的振动测量值；

所述测量方法包括：

在所述共焦测距传感器的测量范围内轴向移动所述透明晶圆，通过所述光谱仪读取各波长在透明晶圆表面的最大反射光强信号及其对应的半峰宽，并建立各波长与所述距离值的对应关系；

根据所述最大反射光强信号及其对应的半峰宽确定晶圆检测范围；

水平移动所述共焦测距传感器至所述透明晶圆一个直径方向的边缘位置并作为检测位置，轴向移动所述透明晶圆至所述晶圆检测范围的中心位置并作为高度测量的原点位置；

判断所述检测位置是否在所述晶圆检测范围内：

若所述检测位置超出所述晶圆检测范围，则轴向移动所述透明晶圆直至所述检测位置位于所述晶圆检测范围的中心位置，并记录轴向调整高度值；规定向所述原点位置上方移动时，所述轴向调整高度值为正，反之为负；

若所述检测位置位于所述晶圆检测范围内，则读取各波长在所述检测位置的实测反射光强信号，根据所述最大反射光强信号和实测反射光强信号计算得到各波长的反射光小孔透过率为其中，I_kλ为波长λ的实测反射光强信号，I_maxλ为波长λ的最大反射光强信号；

选择所述反射光小孔透过率最大的波长作为所述检测位置的焦点波长，根据所述对应关系得到所述焦点波长对应的距离值；

根据所述焦点波长对应的距离值、轴向调整高度值和振动测量值计算补偿得到所述检测位置的高度变化值；

水平移动所述共焦测距传感器至所述透明晶圆一个直径方向的下一检测位置，重新执行所述判断所述检测位置是否在所述晶圆检测范围内，直至直径方向上所有检测位置全部检测完毕；

对所有所述高度变化值进行拟合得到透明晶圆表面高度变化曲线，并对其进行拟合得到透明晶圆一个直径方向的表面曲率半径。

2.根据权利要求1所述的自动校准补偿的透明晶圆表面曲率半径测量方法，其特征在于，所述根据所述最大反射光强信号及其对应的半峰宽确定晶圆检测范围，包括：

从所述共焦测距传感器的测量范围内选取连续满足的最宽检测段作为晶圆检测范围，其中，W_λ为I_maxλ对应的半峰宽，δ为经验值。

3.根据权利要求1所述的自动校准补偿的透明晶圆表面曲率半径测量方法，其特征在于，所述根据所述焦点波长对应的距离值、轴向调整高度值和振动测量值计算补偿得到所述检测位置的高度变化值，包括：

根据所述焦点波长对应的距离值和轴向调整高度值计算得到所述检测位置的高度距离为D_k＝d_k+s_k，其中，d_k为所述焦点波长对应的距离值，s_k为所述轴向调整高度值；

利用所述振动测量值对所述检测位置的高度距离进行振动补偿，得到D_k1＝d_k+s_k+Δe_k，其中，Δe_k为所述检测位置的振动量且Δe_k＝Y_k-e_k，Y_k为移动基准数据，e_k为所述振动测量值；

获取高度变化值为h_k＝D_max-D_k1，其中，D_max为补偿后所有所述高度距离中的最大值；

获取所述移动基准数据的方法包括：对所有所述振动测量值进行直线拟合，以拟合后的直线数据作为振动传感器的移动基准数据。