CN102338629A - 平板厚度的连续测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种平板厚度的连续测量方法，主要以一非接触式的探测源进行检测，通过测量平台的移动或旋转，使探测源可连续取得复数个被测量物表面的连续多处的高度值，再经由测量待测物两端平台表面至少二点的高度及平板表面任一点的高度值后，以计算取得平板表面任一点的厚度，以降低被测量物受到承载被测量物的平台平行度、平台表面缺陷及异常的粉尘的影响而造成测量上的误差，以增加测量的准确性，并提升测量效率。

Description

平板厚度的连续测量方法
技术领域
本发明涉及一种精密部件的厚度测量方法，尤指一种可同时精密测量多个晶圆、玻璃或石英之类平板厚度的方法。 
背景技术
随着科技的演进，业界对于产品精度及生产效率的提升都在不断地持续要求及提升水准，而各种精密的测量仪器及自动化设备也因此而相应而生。 
以应用于半导体晶圆的厚度测量为例，现有的测量方式大多是以非接触式的激光进行单点的厚度测量，或是利用高度规之类的量具进行单点或多点的接触式测量。然而，上述测试方式往往会受到承载被测量物的平台平行度、平台表面缺陷及异常的粉尘所影响，而造成测量上的误差。即使通过反复修整承载被测量物的平台来弥补，却也会造成工作效率上的降低及制造成本上的增加，同时，在可靠度上也会因为测量数据的不足而产生偏差。 
有鉴于此，为了改善上述的缺点，此平板厚度的连续测量方法能有效减少误差，从而提高测量精度，确保产品品质，发明人积多年的经验及不断的研发改进，遂有本发明的产生。 
发明内容
本发明的主要目的在提供一种可降低被测量物受到承载被测量物的平台平行度的影响而造成测量上的误差，以增加测量的准确性及稳定性的平板厚度的连续测量方法。 
本发明的次要目的在提供一种可排除被测量物受到承载被测量物的平台表面缺陷及异常的粉尘的影响而造成测量上的异常误差，以减少平台的整修加工时间及人力浪费，而可提升效率、降低成本的平板厚度的连续测量方法。 
为达上述发明的目的，本发明主要是在一测量平台移动或旋转时，以一非接触式探测源连续取得复数个被测量物表面的连续多处的高度值，再经由软件 运算后，以取得被测量物的实际厚度。 
前述的平板厚度的连续测量方法包括下列步骤：a.将复数个平板放置于一测量平台上；b.水平移动或旋转测量平台，并以一非接触式的探测源在至少一个测量轨迹上进行测量，以取得复数个被测量平板表面的高度值；c.于测量轨迹上邻近待测物两端的测量平台表面取得二点以上的高度值；d.测量平板表面的高度值，并比较测量平台表面所取得的二点以上的高度值，以计算取得平板表面任一点的厚度。 
实施时，步骤b的探测源以复数个测量轨迹进行测量，以取得复数个被测量平板表面的连续多处的高度值。 
实施时，本发明更包括一滤波步骤，设定一滤波的上限及下限，以滤除探测源所测量到的向上异常凸波及向下异常凸波。 
实施时，所述平板表面任一点的实际厚度＝平板表面该任一点的测量高度值-测量平台斜面上相对应于该任一点位置的高度值。 
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是： 
1、本发明可降低被测量平板因承载平台的平行度误差所造成的影响，因此，能有效增加测量的准确性及稳定性。 
2、本发明可排除被测量物受到承载被测量物的平台表面缺陷及异常的粉尘的影响所造成的测量误差，因此，能有效减少平台的整修加工时间及人力浪费，而可提升测量效率、降低成本。 
3、本发明除了可以测量平板的表面高度之外，也可通过电脑连线的方式将测量结果与上下制程的设备作整合，因此，对于制程上有大幅度的助益。 
附图说明
图1是本发明的较佳实施例的步骤流程图； 
图2是本发明的测量装置的立体外观示意图； 
图3是本发明的探测源对被测量平板实施测量的示意图； 
图4是本发明的探测源实施连续式测量的环形轨迹； 
图5是本发明的探测源实施连续式测量的直线轨迹； 
图6是本发明在连续式测量后的平台及被测量平板表面的实际高度所产生的曲线图； 
图7是图6在排除异常凸波后的曲线图； 
图8是本发明的运算方式示意图。 
附图标记说明：测量装置1；探测源2；平台3；机台4；平板5；滑台6；测量轨迹7、71；测量曲线72、75；上限H1、h1；下限H2、h2；凸波73、74；水平线X；倾斜角度θ；点P1、P2、P3、P4。 
具体实施方式
请参阅图1所示，其为本发明平板厚度的连续测量方法的较佳实施例，包括下列步骤： 
a.将复数个平板放置于一平台上。 
b.水平移动或旋转平台，并以一非接触式的探测源在至少一个测量轨迹上进行测量，以取得复数个被测量平板表面的高度值。 
c.在测量轨迹上邻近待测平板两端的测量平台表面取得二点以上的高度值。 
d.测量平板表面的高度值，并比较测量平台表面所取得的二点以上的高度值，以计算取得平板表面任一点的实际厚度。 
其中，如图2所示，本发明的测量装置1主要包括一非接触式的探测源2及一平台3，该探测源2及平台3分别连结于一机台4上，该探测源2是一激光探测器，该探测源2设置于平台3的上方，且该探测源2连接一电脑，以记录并计算探测源2所取得的数据。而该平台3呈圆板状，复数个将被测量的晶圆平板5以圆形阵列状放置在平台3的板面上，且该平台3连接一驱动装置，以驱动该平台3使其相对于探测源2水平转动。实施时，该机台4上也可设置一滑台6，该滑台6连接于平台3的下方，复数个将被测量的晶圆平板5以矩形阵列状放置在平台3的板面上。如此，当滑台6移动时，即可带动静止的平台3使其相对于探测源2呈水平方向前、后移动。 
请参阅图3所示，显示非接触式的探测源2以激光对平台3表面及平台3上的复数个被测量平板5进行高度的测量。其中，如图4所示，显示平台3水平转动时，探测源2以3条圆形的测量轨迹7分别对复数个呈圆形阵列状的晶圆平板5进行测量；而如图5所示，显示平台3以水平方向前、后移动时，探测源2以3条直线状的测量轨迹71对复数个呈矩形阵列状的晶圆平板5进行测量。而在完成3条测量轨迹的测量后，即可取得复数个被测量平板5表面的连续多处的高度值，并依此高度值产生如图6所示的测量曲线72。实施时，所述的测量轨迹7、71也可设为1条、2条或3条以上。 
而在连接探测源2的电脑中，已预先设定滤波的上限H1、h1及下限H2、h2，因此，即可滤除测量曲线72上的异常向上凸波73及向下凸波74。通常所述的这些异常凸波73、74由存在于平台3表面的缺陷及异常的粉尘所产生，经由电脑软件的分析及设定，即可将此异常凸波73、74予以排除，进而得到如图7所示的正确测量曲线75。 
在整个测量过程中，除上述承载平台3表面存有的缺陷及异常的粉尘会造成测量上的误差外，承载平台3自身的平行度也是造成测量误差的重大问题。而步骤c、d即是在解决承载平台3自身的平行度所造成的测量误差。 
如图8所示，当被测量的平板5放置在平台3上时，由于平台3本身加工及组装上的限制，与水平线X呈一倾斜角度θ。步骤c即是在被测量平板5外侧二点P1、P2的位置，各取复数个高度数值，并分别取其高度平均值L1、L2。 
而步骤d则是利用图7中所得到的正确测量曲线75，自被测量平板5所测得的连续曲线中选取任意点P3，并测量取得平板5上该任意点P3的测量高度值L3。 
该平板5表面任一点P3的高度值W＝平板5表面该任一点P3的测量高度值L3-测量平台3斜面上相对应于该任一点P3的位置P4的高度值L3’。 
其中，由于一般测量平台3的倾斜角度在1度以内，平板5上任意点P3的高度值W与平板5的实际厚度W1之间的误差量可以忽略，因此，可将平板5上任意点P3的高度值W视为相等于平板5的实际厚度W1。 
依此原理，即可有效率及准确的测量计算出复数个被测量平板5的任意指定位置的高度。而当上述测量结果通过电脑连线的方式传输给上、下制程的设备时，则可与上下制程的设备作整合。 
因此，本发明具有以下的优点： 
1、本发明可降低被测量平板因承载平台的平行度误差所造成的影响，因此，能有效增加测量的准确性及稳定性。 
2、本发明可排除被测量物受到承载被测量物的平台表面缺陷及异常的粉尘的影响所造成的测量误差，因此，能有效减少平台的整修加工时间及人力浪费，而可提升测量效率、降低成本。 
3、本发明除了可以测量平板的表面高度之外，也可通过电脑连线的方式将测量结果与上下制程的设备作整合，因此，对于制程上有大幅度的助益。 
综上所述，依上文所揭示的内容，本发明确可达到发明的预期目的，提供 一种能有效减少误差，从而提高测量精度，确保产品品质，并可提供信息以整合上、下制程设备的平板厚度的连续测量方法，极具产业上利用的价值。 

Claims (4)

1.一种平板厚度的连续测量方法，其特征在于，包括：
a.将复数个平板放置于一测量平台上；
b.水平移动或旋转测量平台，并以一非接触式的探测源在至少一个测量轨迹上进行测量，以取得复数个被测量平板表面的高度值；
c.在测量轨迹上邻近待测平板两端的测量平台表面取得二点以上的高度值；
d.测量平板表面的高度值，并比较测量平台表面所取得的二点以上的高度值，以计算取得平板表面任一点的厚度。
2.根据权利要求1所述的平板厚度的连续测量方法，其特征在于：步骤b的探测源以复数个测量轨迹进行测量，以取得复数个被测量平板表面的连续多处的高度值。
3.根据权利要求1或2所述的平板厚度的连续测量方法，其特征在于：更包括一滤波步骤，设定一滤波的上限及下限，以滤除探测源所测量到的向上异常凸波及向下异常凸波。
4.根据权利要求1所述的平板厚度的连续测量方法，其特征在于：平板表面任一点的厚度＝平板表面该任一点的测量高度值-测量平台斜面上相对应于该任一点的位置的高度值。
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