阅读说明：本技术 一种晶圆形貌量测设备及其使用方法 (Wafer morphology measuring equipment and using method thereof ) 是由 杨杰 蒋君 孔玉朋 宋昌万 于 2021-07-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种晶圆形貌量测设备及其使用方法,包括量测机架、位于所述量测机架上的量测平台、位于所述量测平台上的X轴模组、能够沿所述X轴模组长度方向进行运动的Y轴模组、能够沿所述Y轴模组长度方向进行运动的驱动气缸以及位于所述驱动气缸活塞杆端的量测传感器；所述量测平台数量为两个,所述量测平台通过减震支撑块与所述量测机架连接,所述量测平台上设置有载具,晶圆位于所述载具上；所述X轴模组位于一量测平台上,另一量测平台上设置有驱动模组。本发明在量测机架、量测平台、X轴模组、Y轴模组、驱动气缸以及量测传感器的配合作用下,实现了对晶圆表面平坦度的快速量测,量测精度高,误差较低。(The invention discloses wafer morphology measuring equipment and a using method thereof, wherein the wafer morphology measuring equipment comprises a measuring rack, a measuring platform positioned on the measuring rack, an X-axis module positioned on the measuring platform, a Y-axis module capable of moving along the length direction of the X-axis module, a driving cylinder capable of moving along the length direction of the Y-axis module and a measuring sensor positioned at the piston rod end of the driving cylinder; the number of the measuring platforms is two, the measuring platforms are connected with the measuring rack through shock absorption supporting blocks, a carrier is arranged on each measuring platform, and the wafers are located on the carriers; the X-axis module is positioned on one measuring platform, and the other measuring platform is provided with a driving module. The invention realizes the rapid measurement of the flatness of the surface of the wafer under the matching action of the measuring frame, the measuring platform, the X-axis module, the Y-axis module, the driving cylinder and the measuring sensor, and has high measuring precision and lower error.)

一种晶圆形貌量测设备及其使用方法

技术领域

本发明属晶圆检测

技术领域

，尤其涉及一种晶圆形貌量测设备及其使用方法。

背景技术

晶圆是指制作半导体电路所用的衬底晶片，晶圆在使用之前，需要对其形貌进行量测，传统的量测方式为采用双探头的光谱共焦对射形式进行形貌量测，通常在晶圆面上采用米字形或十字形取点较少的方式进行取点，再进行人工数据拟合，这种方式的取点数量较少，点间距较大，会导致整个晶圆形貌的测量结果不完整。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种晶圆形貌量测设备及其使用方法，以解决现有技术中存在的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种晶圆形貌量测设备，包括量测机架、位于所述量测机架上的量测平台、位于所述量测平台上的X轴模组、能够沿所述X轴模组长度方向进行运动的Y轴模组、能够沿所述Y轴模组长度方向进行运动的驱动气缸以及位于所述驱动气缸活塞杆端的量测传感器；其中：

所述量测平台数量为两个，所述量测平台通过减震支撑块与所述量测机架连接，所述量测平台上设置有载具，晶圆位于所述载具上；

所述X轴模组位于一量测平台上，另一量测平台上设置有驱动模组，所述驱动模组与所述X轴模组平行；

所述Y轴模组通过安装平台与所述X轴模组连接；

所述量测传感器能够对晶圆表面进行数据采集。

优选的，所述量测平台与所述安装平台均为大理石高精密平台。

优选的，所述X轴模组、Y轴模组以及驱动模组均为直线电机模组。

优选的，所述减震支撑块数量为四个且分别位于所述量测机架的四个边角位置处。

优选的，所述减震支撑块包括减震块体与减震弹簧，所述减震块体与所述减震弹簧之间设置有填充膜。

优选的，所述减震弹簧为气体弹簧。

优选的，所述填充膜内充有惰性气体。

本发明还公开了一种晶圆形貌量测设备的使用方法，包括以下步骤：

S1、将装有晶圆的载具放置在量测平台上，此时晶圆位于量测传感器的量测区域内；

S2、使用量测传感器对晶圆表面进行全面覆盖取点，得到整个晶圆表面的数据；

S3、通过晶圆表面的数据，计算得出晶圆表面的平坦度。

优选的，步骤S2中，量测传感器采用红外面干涉的测量方式对晶圆表面进行数据采集。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

(1)本发明在量测机架、量测平台、X轴模组、Y轴模组、驱动气缸以及量测传感器的配合作用下，实现了对晶圆表面平坦度的快速量测，量测精度高，误差较低；

(2)量测平台与安装平台均采用高精度大理石平台，能够有效地从硬件方面对量测精度进行保证，降低量测误差；

(3)减震支撑块的存在，能够对量测平台进行减震支撑，避免量测平台出现角度偏差，从而保证晶圆处于标准平面上，保证量测精度；

(4)采用填充膜设置在减震块体与减震弹簧之间，无需采用复杂的机械结构即可达到稳定的减震效果，占用空间小，能够持续使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明优选实施例的整体结构示意图；

图2为图1中A部放大图；

图3为本发明优选实施例减震支撑块的结构示意图；

图4为图3中B部放大图；

图5为本发明优选实施例的流程图；

图中：1、量测机架；2、量测平台；3、X轴模组；4、Y轴模组；5、驱动气缸；6、量测传感器；7、载具；8、减震支撑块；81、减震块体；82、减震弹簧；9、驱动模组；10、安装平台；11、填充膜；12、晶圆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图4所示，一种晶圆形貌量测设备，包括量测机架1、位于量测机架1上的量测平台2、位于量测平台2上的X轴模组3、能够沿X轴模组3长度方向进行运动的Y轴模组4、能够沿Y轴模组4长度方向进行运动的驱动气缸5以及位于驱动气缸5活塞杆端的量测传感器6；其中：

量测平台2数量为两个，量测平台2通过减震支撑块8与量测机架1连接，载具7位于两个量测平台2上，而晶圆12位于载具7上，减震支撑块8包括减震块体81与减震弹簧82，减震块体81与减震弹簧82之间设置有填充膜11，减震支撑块8安装在量测机架1的四个边角位置处，从四个边角对两个量测平台2进行减震支撑，避免两个量测平台2出现角度偏差，进而保证载具7上的晶圆12处于标准平面上，保证量测精度，而填充膜11的存在，能够达到更为稳定的减震效果。

具体地，填充膜11内填充的气体为氮气，而减震弹簧82采用的是氮气气体弹簧。

在本实施例中，X轴模组3位于一量测平台2上，另一量测平台2上设置有驱动模组9，驱动模组9与X轴模组3平行，X轴模组3与驱动模组9配合，形成双驱模组结构，使Y轴模组4能够沿X轴方向进行精准运动，不会出现运动角度偏移，保证Y轴模组4的运动精度。

具体地，本实施例中采用安装平台10将Y轴模组4与X轴模组3、驱动模组9连接。

在本实施例中，量测传感器6在X轴模组3、驱动模组9、Y轴模组4以及驱动气缸5的配合作用下，在载具7上方进行运动，在量测传感器6的量测区域内对晶圆12表面进行数据采集，数据采集完成之后，通过采集的数据，计算得出晶圆12表面的平坦度。

具体地，本实施例中采用的量测平台2与安装平台10均为大理石高精密平台，能够有效地从硬件方面对量测精度进行保证，降低量测误差。

具体而言，本实施例中采用的X轴模组3、Y轴模组4以及驱动模组9均为直线电机模组，同样能够有效地从硬件方面对量测精度进行保证，降低量测误差。

如图5所示，一种晶圆形貌量测设备的使用方法，包括以下步骤：

S1、将装有晶圆12的载具7放置在量测平台2上，此时晶圆12位于量测传感器6的量测区域内；

S2、使用量测传感器6对晶圆12表面进行全面覆盖取点，得到整个晶圆12表面的数据；

S3、通过晶圆12表面的数据，计算得出晶圆12表面的平坦度。

具体地，在本实施例中，量测传感器6采用红外面干涉的测量方式对晶圆12表面进行全面覆盖取点，点间距较小，获取的数据量较多，能够完整的体现晶圆12形貌的测量真实性，通过对数据进行归集计算，得出晶圆12表面的平坦度。

总而言之，本发明在量测机架1、量测平台2、X轴模组3、Y轴模组4、驱动气缸5以及量测传感器6的配合作用下，实现了对晶圆12表面平坦度的快速量测，量测精度高，误差较低。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。