[发明专利]晶圆移除量的测量装置以及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆移除量的测量装置以及测量方法。

背景技术

在半导体技术领域中的一种较为常见的器件结构—晶圆，如硅晶圆，它的厚度是极其重要的参数指标。对于半导体器件来说，对晶圆的厚度进行有效的控制，可以减少各个生产流程中产生的机械应力，以保证器件生产性能的稳定性；并且随着科技的发展，晶圆的减薄厚度的需求越来越高，因此通过精确的测量晶圆的厚度以及移除量(对晶圆进行抛光的厚度)成为大规模工业化生产的一个基本要求。

目前，晶圆的移除量在半导体晶圆制造车间(Fabrication，以下简称FAB)内有专门的精密仪器进行测量，但是对于FAB以外的晶圆(例如粗磨reclaim wafer)的厚度和移除量的测量就较为困难，现有技术中主要有两种方法以解决上述问题：一是称量法，二是直接测量法。

所谓称量法即采用称量晶圆的质量，并计算出晶圆的厚度，通过比较抛光前后的厚度差异即可计算出晶圆的移除量；如测量晶圆前后的质量分别为m1、m2，晶圆底表面积S，晶圆密度ρ，测量晶圆前后的厚度分别为h1、h2，其中抛光前后的厚度差异即为晶圆的厚度移除量：Δh＝(h1—h2)/(S×ρ)。这种方法存在较大的误差，并且该误差的主要来源于：风量、称量工具(电子秤)精度、晶圆干燥度、晶圆表面薄膜，对于目前使用的电子秤的精度为0.1g，那么采用该测量方法的误差范围为±10％。

所谓直接测量法即采用游标卡尺直接测量晶圆的厚度，通过比较抛光前后的厚度差异即可计算出晶圆的移除量，但是该测量方法也存在较大误差，其误差的主要来源于：称量工具(游标卡尺)精度、测量手法，对于目前的数显游标卡尺的误差为±0.03mm。

以上两种方法在测量晶圆的厚度以及移除量时，其误差控制都比较不理想，并且随着半导体技术日新月异的发展，以上精度早已无法满足半导体器件的需求，因此如何能够精确的测量晶圆的移除量成为本领域技术人员亟待解决的一个重要问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种晶圆移除量的测量装置以及测量方法，以解决现有技术中无法精确的测量晶圆的移除量的缺陷。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种晶圆移除量的测量装置，其中，所述装置包括：

晶圆支架，用于支撑所述晶圆，且所述晶圆支架的上表面位于同一水平面上；

两个滑轨，在竖直方向上正对设置于所述晶圆的上下两侧；

至少一对激光器，每对激光器均分别设置于所述滑轨之上，且每对激光器的激光束发射口在竖直方向上正对设置。

较佳的，上述的晶圆移除量的测量装置，其中，所述装置还包括：具有空腔的外壳；

所述晶圆支架设置于所述外壳内壁的左右两侧，且所述滑轨设置于所述外壳内壁的上下两侧。

较佳的，上述的晶圆移除量的测量装置，其中，所述装置还包括：电路控制盒；

所述电路控制盒设置于所述外壳的空腔内部，且所述电路控制盒设有：

按键控制电路，用于输入操作指令；

CPU控制电路，用于接收所述操作指令，并发送控制指令，以及采集激光器测量数据并进行运算；

伺服电路，用于接收所述控制指令，并驱动所述激光器于所述滑轨上进行移动；

显示电路，用于显示运算结果。

较佳的，上述的晶圆移除量的测量装置，其中，所述外壳的尺寸为400mm×400mm×200mm。

较佳的，上述的晶圆移除量的测量装置，其中，所述伺服电路包括有伺服电机和一丝杠结构，以带动所述激光器在所述滑轨上移动。

一种上述装置的测量方法，其中，包括：

步骤S1、将一晶圆水平放置于所述晶圆支架上，并在所述晶圆的上表面和/或下表面选取若干测量点；

步骤S2、启动所述装置，同时制动至少一对所述激光器于滑轨上进行移动，利用所述激光器的激光束分别照射所述晶圆的上表面和/或下表面的每个测量点，并采集每对所述激光器到晶圆表面的距离数据；

步骤S3、所述电路控制盒根据所述距离数据，计算出各激光器到晶圆表面距离的平均值L1、L2以及两平均距离之和L1+L2；

步骤S4、对所述晶圆进行抛光工艺之后，重复步骤S2、步骤S3，计算出各激光器到抛光后的晶圆表面距离的平均值L1′、L2′以及两平均距离之和L1′+L2′；