[发明专利]一种晶圆面形实时在线测量系统及其测量方法

权利要求书

1.一种晶圆面形实时在线测量系统，其特征在于：包括光路结构、扫频激光器和数据采集运算装置，所述数据采集运算装置包括光电探测器、高频数采卡、PC、PLC和光电编码器；

所述扫频激光器向光路结构输出光束，光路结构对光束进行分路处理生成测量干涉光M_UR和测量干涉光M_LR，光电探测器对探测到的测量干涉光M_UR和测量干涉光M_LR进行光电转换生成相应的光电信号，高频数采卡对光电信号进行数据采集并传输至PC，PC对采集到的信号处理获得晶圆厚度信息，光电编码器将晶圆加工设备的运动参数传输给PLC进行采集，进而传输至PC，PC计算处理获得晶圆面形曲线；所说光路结构安装在晶圆加工设备上并随之一起运动，所述光路结构包括耦合器、第一环形器、第二环形器、第一光纤准直器、第二光纤准直器、第一λ/2波片、第二λ/2波片、第一透镜、第二透镜、参考臂反光镜和光纤合束器；扫频激光器输出的光束入射至耦合器，耦合器将光束分为测量光M和参考光R，沿测量光M的光路方向，依次设有第一环形器、第一光纤准直器、第一λ/2波片和第一透镜，其中第一环形器和第一光纤准直器通过接口对插连接；沿参考光R的光路方向，依次设有第二环形器、第二光纤准直器、第二λ/2波片、第二透镜和参考臂反光镜，其中第二环形器和第二光纤准直器通过接口对插连接；所述耦合器分别与第一环形器和第二环形器通过接口连接、并且所述第一环形器和第二环形器还通过接口与光线合束器连接；所述第一透镜和第一λ/2波片、所述第二透镜和第二λ/2波片均需要一直线排布。

2.根据权利要求1所述的晶圆面形实时在线测量系统，其特征在于：所述扫频激光器产生的光束波长或波数随时间均匀变化，中心波长、波长范围和波长或波数变化率是可设定的。

3.根据权利要求1所述的晶圆面形实时在线测量系统，其特征在于：所述光路结构的耦合器对光束进行分路为测量光M和参考光R，测量光M经第一环形器后入射至第一光纤准直器，第一光纤准直器输出的测量光M依次经过第一λ/2波片和第一透镜后入射至晶圆，分别在晶圆的上表面和下表面进行反射后生成测量光M_U和测量光M_L，测量光M_U和测量光M_L再次分别经过第一透镜和第一λ/2波片后回到第一光纤准直器，并入射至第一环形器；

参考光R经第二环形器后入射至第二光纤准直器，第二光纤准直器输出的参考光R依次经过第二λ/2波片和第二透镜后照射至参考臂反光镜，经过参考臂反光镜反射后，再次分别经过第二透镜和第二λ/2波片后回到第二光纤准直器，并入射至第二环形器；第一环形器输出的测量光M_U和测量光M_L分别与第二环形器输出的参考光R在光纤合束器中合束后生成测量干涉光M_UR和测量干涉光M_LR。

4.根据权利要求1所述的晶圆面形实时在线测量系统，其特征在于：所述的光路结构被固定安装在晶圆加工设备的上抛光盘上。

5.根据权利要求1所述的晶圆面形实时在线测量系统，其特征在于：光电编码器将晶圆加工设备的运动参数传输给PLC进行采集为：通过安装于晶圆加工设备中的上抛光盘、内齿圈、下抛光盘和外齿圈电机上的光电编码器可分别获得上抛光盘、内齿圈、下抛光盘和外齿圈所转过的角度信息，并将这些角度信息传输给PLC进行采集。

6.根据权利要求1所述的晶圆面形实时在线测量系统，其特征在于：所述耦合器为10/90耦合器，10/90耦合器、第一环形器、第二环形器、第一光纤准直器、第二光纤准直器和光纤合束器均为保偏型光纤。