CN114459363A - 一种晶圆厚薄双向量测方法 - Google Patents

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CN114459363A CN202210042574.XA CN202210042574A CN114459363A CN 114459363 A CN114459363 A CN 114459363A CN 202210042574 A CN202210042574 A CN 202210042574A CN 114459363 A CN114459363 A CN 114459363A
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刘磊
高美山
姜红涛
黄金良
袁强
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Abstract

本发明公开了晶圆厚度测量领域内的一种晶圆厚薄双向量测方法，包括如下步骤：将晶圆定位放置在可在水平面内移动的量测载台上，对晶圆上需要进行量测的区域位置进行坐标扫描输入，在在量测区域内选定K个需要进行量测的点位坐标；针对待量测点位进行检测，分别根据上检测传感器接收的光束、下检测传感器接收的光束得出Thkopt上和Thkopt下，根据公式Thkopt/RI=Thkgeom，得到Thkgeomx；重复上述步骤K‑1次，依次针对下一个待量测点位进行检测，直至控制系统计算得到（K‑1）组Thkgeomx。本发明能够对晶圆Wafer进行多点位量测，作业模式多样化，可满足多元化的量测需求；通过上下双检测传感器作业模式，实现提高量测精度。

Description

一种晶圆厚薄双向量测方法
技术领域
本发明属于晶圆厚度测量领域，特别涉及一种晶圆厚薄双向量测方法。
背景技术
现有技术中，有一种晶圆厚度测量装置及含此装置的晶圆厚度测量系统，其专利申请号：201721438242.4；申请日：2017-11-01；公开号： 207407780U；公开日：2018-05-25；其测量装置结构包括测量支架、测量脚组和千分表，所述测量脚组包括至少三个测量脚；其测量系统包括旋转载台、平面标准件和用于放置待测量晶圆的陶瓷盘。该晶圆厚度测量系统测量速度快，不需频繁归零，能够减少陶瓷盘磨损，但是其不足之处在于：该测量装置采用千分表进行测量晶圆厚度的精确度较低，影响数据分析的准确性；测量系统测量晶圆厚度时，只能对晶圆上的某个点进行测量，作业模式单一，无法满足客户多元化的量测需求；针对数量较多的异常品进行确认时，量测时效性不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种晶圆厚薄双向量测方法，能够对晶圆Wafer进行多点位量测，作业模式多样化，可满足多元化的量测需求；通过上下双检测传感器作业模式，实现提高量测精度。
本发明的目的是这样实现的：一种晶圆厚薄双向量测方法，包括如下步骤：
（1）将晶圆定位放置在可在水平面内移动的量测载台上，所述量测载台的中部开设有可容光束穿过的镂空槽，位于量测载台的上方和下方分别设置有上检测传感器和下检测传感器；
（2）对晶圆上需要进行量测的区域位置进行坐标扫描输入；
（3）在在量测区域内选定K个需要进行量测的点位坐标；
（4）针对待量测点位进行检测：量测载台带动晶圆移动，使得相应待量测点位移到与上检测传感器、下检测传感器相对的位置，上检测传感器向下朝着晶圆的待量测点位发射光脉冲，当光束到达晶圆片的上表面后，一部分光束被反射，另一部分光束被折射并在晶圆介质中传播直到到达晶圆的下表面，反射回来的光束被上检测传感器所接收；下检测传感器也向上朝着晶圆的待量测点位发射光脉冲，当光束到达晶圆片的下表面后，一部分光束被反射，另一部分光束被折射并在晶圆介质中传播直到到达晶圆的上表面，反射回来的光束被下检测传感器所接收；
（5）分别根据上检测传感器接收的光束、下检测传感器接收的光束得出Thkopt上和Thkopt下，根据公式Thkopt / RI= Thkgeom，代入RI后，控制系统分别计算出Thkgeom上和Thkgeom下，对Thkgeom上和Thkgeom下作处理后，得到Thkgeomx；
（6）重复上述步骤（4）和（5）K-1次，依次针对下一个待量测点位进行检测，量测载台带动晶圆移动，使得下一个待量测点位依次移到与上检测传感器、下检测传感器相对应的位置进行检测作业，直至控制系统计算得到（K-1）组Thkgeomx。
本发明的量测方法将晶圆定位放置在量测载台上，上检测传感器、下检测传感器的位置固定，通过先将晶圆上的基准位置坐标输入控制系统，然后选择需要量测的各点位坐标，量测载台带动晶圆移动使得晶圆上待量测点位依次移动到与检测传感器相对应的位置，上检测传感器、下检测传感器分别向晶圆发出光脉冲，当光束到达晶圆片的表面后，一部分光束被反射，另一部分光束被折射并在晶圆介质中传播直到到达晶圆的另一表面，根据公式Thkopt / RI= Thkgeom，Thkopt为光学厚度，RI为折射率，Thkgeom为实际厚度，代入RI后，控制系统分别计算出上检测传感器、下检测传感器测得的Thkgeom；上检测传感器、下检测传感器可以在竖直线上同轴设置，通过对两个传感器测得的Thkgeom计算处理后得到数据更为精确、误差更小的实际Thkgeom；上检测传感器和下检测传感器也可以错开设置在不同的竖直线上，两个传感器分别对晶圆的不同部分进行检测，可以加快对各待量测点位的量测效率和速率；完成一次点位测量后，量测载台带动晶圆移动使得晶圆上下一个待量测点位移动到与检测传感器相对应的位置，进行量测作业，如此循环直至完成所有点位的量测。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：能够对晶圆Wafer进行多点位量测，作业模式多样化，可满足多元化的量测需求；特殊点位量测，效率更高，质量保证可靠；通过上下双检测传感器作业模式，实现提高量测精度，提高量测效率。
作为本发明的进一步改进，所述量测载台呈圆形，镂空槽呈圆形，量测载台镂空槽处同轴设置有支撑环，支撑环下表面位于量测载台下表面的下方，量测载台镂空槽内壁沿周向等间隔设置有若干定位块，各定位块与支撑环之间均径向设置有一连接筋板；晶圆通过定位工具或者铁框安装在支撑环上。镂空槽与晶圆相对应设置，上检测传感器、下检测传感器发出的光束可以射到晶圆的表面，量测载台带动晶圆可以自由移动到与检测传感器相对应的位置。
作为本发明的进一步改进，所述定位工具包括与支撑环相同轴设置的主定位环，主定位环位于支撑环和连接筋板上，各定位块配合贴靠着主定位环外周，主定位环的中心孔内左右对称设置有两根纵向支撑条，两根纵向支撑条之间设置有两根前后对称的横向支撑条，各支撑条的厚度均小于主定位环的厚度，各支撑条上方留有晶圆嵌入的圆形定位槽，主定位环上侧对应晶圆外周设置有至少四个限位凸块，量测的点位与各支撑条相错开设置。晶圆匹配放置在主定位环的定位槽内，晶圆支撑在各支撑条上，多个限位凸块对晶圆外周限位。
作为本发明的进一步改进，所述铁框外周与各定位块相对应设置，铁框下侧设置有胶膜，晶圆粘贴固定在胶膜上表面，胶膜位于支撑环上方。晶圆通过胶膜合框在铁框上，合框后的晶圆直接放置在量测载台的镂空槽内。
作为本发明的进一步改进，所述上检测传感器和下检测传感器均竖直设置，上检测传感器和下检测传感器的轴线相重合。上检测传感器、下检测传感器在一竖直线上同轴设置，通过对两个传感器分别从上方和下方同时对某一点位发出检测光束，两个传感器从上下两侧同时检测晶圆片该点位的光学厚度，根据公式Thkopt / RI= Thkgeom，再对测得的两个Thkgeom计算处理后得到数据更为精确、误差更小的实际Thkgeom。
作为本发明的进一步改进，所述定位工具的定位槽内的晶圆包括下方的硅层和上方的线路层，步骤（5）中，分别根据上检测传感器接收的光束、下检测传感器接收的光束得出硅层、线路层的Thkopt上和Thkopt下，根据公式Thkopt / RI= Thkgeom，分别代入硅层、线路层的RI后，控制系统分别计算出硅层、线路层的Thkgeom上和Thkgeom下，上检测传感器测得的晶圆片的厚度等于硅层、线路层的Thkgeom上之和，下检测传感器测得的晶圆片的厚度等于硅层、线路层的Thkgeom下之和，对晶圆片的Thkgeom上和Thkgeom下作处理后，得到Thkgeomx。将表面具有线路层的硅片通过定位工具放置在量测载台的镂空槽内，上检测传感器发出的光束依次穿过线路层、硅层，下检测传感器发出的光束依次穿过硅层、线路层，光束经过线路层、硅层时均会发生反射、折射，两个传感器从上下两侧同时检测晶圆片该点位的光学厚度，提高量测精度。
作为本发明的进一步改进，所述定位工具的定位槽内的晶圆包括硅层，步骤（5）中，分别根据上检测传感器接收的光束、下检测传感器接收的光束得出硅层的Thkopt上和Thkopt下，根据公式Thkopt / RI= Thkgeom，分别代入硅层的RI后，控制系统分别计算出硅层的Thkgeom上和Thkgeom下，对晶圆片的Thkgeom上和Thkgeom下作处理后，得到Thkgeomx。将未制造好线路层的硅片通过定位工具放置在量测载台的镂空槽内，上检测传感器、下检测传感器发出的光束分别从上下两侧穿过硅层，光束经过硅层时会发生反射、折射，两个传感器从上下两侧同时检测晶圆片该点位的光学厚度，提高量测精度。
作为本发明的进一步改进，所述支撑环上的晶圆包括从上到下依次设置的线路层、硅层和胶膜层，步骤（5）中，分别根据上检测传感器接收的光束、下检测传感器接收的光束得出线路层、硅层和胶膜层的Thkopt上和Thkopt下，根据公式Thkopt / RI= Thkgeom，分别代入线路层、硅层和胶膜层的RI后，控制系统分别计算出线路层、硅层和胶膜层的Thkgeom上和Thkgeom下，上检测传感器测得的晶圆片的厚度等于硅层、线路层的Thkgeom上之和，下检测传感器测得的晶圆片的厚度等于硅层、线路层的Thkgeom下之和，对晶圆片的Thkgeom上和Thkgeom下作处理后，得到Thkgeomx。将表面具有线路层的硅片通过胶膜固定在铁框上，合框后的晶圆放置在量测载台的镂空槽内，上检测传感器发出的光束依次穿过线路层、硅层和胶膜层，下检测传感器发出的光束依次穿过胶膜层、硅层和线路层，光束经过线路层、硅层和胶膜层时均会发生反射、折射，两个传感器从上下两侧同时检测晶圆片该点位的光学厚度，提高量测精度。
作为本发明的进一步改进，所述步骤（5）中，对Thkgeom上和Thkgeom下的处理公式为：Thkgeomx=（Thkgeom上+Thkgeom下）/2。通过对两个Thkgeom做平均值计算处理，提高晶圆厚度的数据精度。
为了进一步提高晶圆厚度的数据精度，所述步骤（5）中，对Thkgeom上和Thkgeom下的处理方式为：对（Thkgeom上 2+Thkgeom下 2）/2开根号，即为Thkgeomx。
附图说明
图1为量测载台的俯视图。
图2为图1的BB向剖视图。
图3为定位工具放置在量测载台上的俯视图。
图4为定位工具的俯视图。
图5为图4的CC向剖视图。
图6为第一种量测模式的结构示意图。
图7为第二种量测模式的结构示意图。
图8为铁框放置在量测载台上的结构示意图。
图9为晶圆合框后的俯视图。
图10为两个检测传感器对晶圆待量测点位发射光束的示意图。
图11为第三种量测模式的结构示意图。
图12为第四种量测模式的结构示意图。
其中，1晶圆，1a硅层，1b线路层，2量测载台，3镂空槽，4上检测传感器，5下检测传感器，6支撑环，7定位块，8连接筋板，9主定位环，10支撑条，11定位槽，12限位凸块，13铁框，14胶膜，15点位。
具体实施方式
实施例1
如图1-6所示，为本实施例的晶圆1厚薄双向量测方法，包括如下步骤：
（1）将晶圆1定位放置在可在水平面内移动的量测载台2上，量测载台2的中部开设有可容光束穿过的镂空槽3，位于量测载台2的上方和下方分别设置有上检测传感器4和下检测传感器5；量测载台2呈圆形，镂空槽3呈圆形，量测载台2镂空槽3处同轴设置有支撑环6，支撑环6下表面位于量测载台2下表面的下方，量测载台2镂空槽3内壁沿周向等间隔设置有若干定位块7，各定位块7与支撑环6之间均径向设置有一连接筋板8；晶圆1通过定位工具安装在支撑环6上；镂空槽3与晶圆1相对应设置，上检测传感器4、下检测传感器5发出的光束可以射到晶圆1的表面，量测载台2带动晶圆1可以自由移动到与检测传感器相对应的位置；所述定位工具包括与支撑环6相同轴设置的主定位环9，主定位环9位于支撑环6和连接筋板8上，各定位块7配合贴靠着主定位环9外周，主定位环9的中心孔内左右对称设置有两根纵向支撑条10，两根纵向支撑条10之间设置有两根前后对称的横向支撑条10，各支撑条10的厚度均小于主定位环9的厚度，各支撑条10上方留有晶圆1嵌入的圆形定位槽11，主定位环9上侧对应晶圆1外周设置有至少四个限位凸块12，量测的点位15与各支撑条10相错开设置；晶圆1匹配放置在主定位环9的定位槽11内，晶圆1支撑在各支撑条10上，多个限位凸块12对晶圆1外周限位；
（2）对晶圆1上需要进行量测的区域位置进行坐标扫描输入；将2~5个待量测点位15或定位点位15的坐标位置输入控制系统；
（3）如图6，在在量测区域内选定K个需要进行量测的点位15坐标；对于越厚或表面越粗糙的晶圆1，需要将检测传感器的功率調強，将光栅調小；对于越薄或表面越光亮的晶圆1，需要将功率調若，将光栅調大；检测传感器的功率为-20~20dB；
（4）针对待量测点位15进行检测：量测载台2带动晶圆1移动，使得相应待量测点位15移到与上检测传感器4、下检测传感器5相对的位置，上检测传感器4向下朝着晶圆1的待量测点位15发射光脉冲，当光束到达晶圆1片的上表面后，一部分光束被反射，另一部分光束被折射并在晶圆1介质中传播直到到达晶圆1的下表面，反射回来的光束被上检测传感器4所接收；下检测传感器5也向上朝着晶圆1的待量测点位15发射光脉冲，当光束到达晶圆1片的下表面后，一部分光束被反射，另一部分光束被折射并在晶圆1介质中传播直到到达晶圆1的上表面，反射回来的光束被下检测传感器5所接收；上检测传感器4和下检测传感器5均竖直设置，上检测传感器4和下检测传感器5的轴线相重合，上检测传感器4、下检测传感器5在一竖直线上同轴设置，通过对两个传感器分别从上方和下方同时对某一点位15发出检测光束，两个传感器从上下两侧同时检测晶圆1片该点位15的光学厚度，根据公式Thkopt/ RI= Thkgeom，再对测得的两个Thkgeom计算处理后得到数据更为精确、误差更小的实际Thkgeom；
（5）分别根据上检测传感器4接收的光束、下检测传感器5接收的光束得出Thkopt上和Thkopt下，根据公式Thkopt / RI= Thkgeom，代入RI后，控制系统分别计算出Thkgeom上和Thkgeom下，对Thkgeom上和Thkgeom下作处理后，得到Thkgeomx；所述定位工具的定位槽11内的晶圆1包括下方的硅层1a和上方的线路层1b，步骤（5）中，分别根据上检测传感器4接收的光束、下检测传感器5接收的光束得出硅层1a、线路层1b的Thkopt上和Thkopt下，根据公式Thkopt / RI= Thkgeom，分别代入硅层1a、线路层1b的RI后，硅层1a的RI为3.699，线路层1b的RI为1.5196，控制系统分别计算出硅层1a、线路层1b的Thkgeom上和Thkgeom下，上检测传感器4测得的晶圆1片的厚度等于硅层1a、线路层1b的Thkgeom上之和，下检测传感器5测得的晶圆1片的厚度等于硅层1a、线路层1b的Thkgeom下之和，对晶圆1片的Thkgeom上和Thkgeom下作处理后，得到Thkgeomx。将表面具有线路层1b的硅片通过定位工具放置在量测载台2的镂空槽3内，上检测传感器4发出的光束依次穿过线路层1b、硅层1a，下检测传感器5发出的光束依次穿过硅层1a、线路层1b，光束经过线路层1b、硅层1a时均会发生反射、折射，两个传感器从上下两侧同时检测晶圆1片该点位15的光学厚度，提高量测精度；步骤（5）中，对Thkgeom上和Thkgeom下的处理公式为：Thkgeomx=（Thkgeom上+Thkgeom下）/2。通过对两个Thkgeom做平均值计算处理，提高晶圆1厚度的数据精度；
（6）重复上述步骤（4）和（5）K-1次，依次针对下一个待量测点位15进行检测，量测载台2带动晶圆1沿横向移动先依次完成第一排的各点位15的测量，然后带动晶圆1纵向前进至下一排点位15的末端，量测载台2再带动晶圆1反向横向移动并完成下一排的各点位15的测量，接着带动晶圆1纵向前进至下一排点位15的末端，如此循环，直至完成所有点位15的量测，使得下一个待量测点位15依次移到与上检测传感器4、下检测传感器5相对应的位置进行检测作业，直至控制系统计算得到（K-1）组Thkgeomx。
本发明的量测方法将晶圆1定位放置在量测载台2上，上检测传感器4、下检测传感器5的位置固定，通过先将晶圆1上的基准位置坐标输入控制系统，然后选择需要量测的各点位15坐标，量测载台2带动晶圆1移动使得晶圆1上待量测点位15依次移动到与检测传感器相对应的位置，上检测传感器4、下检测传感器5分别向晶圆1发出光脉冲，当光束到达晶圆1片的表面后，一部分光束被反射，另一部分光束被折射并在晶圆1介质中传播直到到达晶圆1的另一表面，根据公式Thkopt / RI= Thkgeom，Thkopt为光学厚度，RI为折射率，Thkgeom为实际厚度，代入RI后，控制系统分别计算出上检测传感器4、下检测传感器5测得的Thkgeom；上检测传感器4、下检测传感器5可以在竖直线上同轴设置，通过对两个传感器测得的Thkgeom计算处理后得到数据更为精确、误差更小的实际Thkgeom；上检测传感器4和下检测传感器5也可以错开设置在不同的竖直线上，两个传感器分别对晶圆1的不同部分进行检测，可以加快对各待量测点位15的量测效率和速率；完成一次点位15测量后，量测载台2带动晶圆1移动使得晶圆1上下一个待量测点位15移动到与检测传感器相对应的位置，进行量测作业，如此循环直至完成所有点位15的量测。本发明的优点在于：能够对晶圆1Wafer进行多点位15量测，作业模式多样化，可满足多元化的量测需求；特殊点位15量测，效率更高，质量保证可靠；通过上下双检测传感器作业模式，实现提高量测精度，提高量测效率。本实施例可以测得晶圆1中心部分的各点位15厚度情况，并得到中心部分的TTV（最大厚度与最小厚度的差值）、IC晶粒的厚度和TTV。
实施例2
如图 1-5和7所示，为本实施例的晶圆1厚薄双向量测方法，包括如下步骤：
（1）将晶圆1定位放置在可在水平面内移动的量测载台2上，量测载台2的中部开设有可容光束穿过的镂空槽3，位于量测载台2的上方和下方分别设置有上检测传感器4和下检测传感器5；量测载台2呈圆形，镂空槽3呈圆形，量测载台2镂空槽3处同轴设置有支撑环6，支撑环6下表面位于量测载台2下表面的下方，量测载台2镂空槽3内壁沿周向等间隔设置有若干定位块7，各定位块7与支撑环6之间均径向设置有一连接筋板8；晶圆1通过定位工具安装在支撑环6上；镂空槽3与晶圆1相对应设置，上检测传感器4、下检测传感器5发出的光束可以射到晶圆1的表面，量测载台2带动晶圆1可以自由移动到与检测传感器相对应的位置；所述定位工具包括与支撑环6相同轴设置的主定位环9，主定位环9位于支撑环6和连接筋板8上，各定位块7配合贴靠着主定位环9外周，主定位环9的中心孔内左右对称设置有两根纵向支撑条10，两根纵向支撑条10之间设置有两根前后对称的横向支撑条10，各支撑条10的厚度均小于主定位环9的厚度，各支撑条10上方留有晶圆1嵌入的圆形定位槽11，主定位环9上侧对应晶圆1外周设置有至少四个限位凸块12，量测的点位15与各支撑条10相错开设置；晶圆1匹配放置在主定位环9的定位槽11内，晶圆1支撑在各支撑条10上，多个限位凸块12对晶圆1外周限位；
（2）对晶圆1上需要进行量测的区域位置进行坐标扫描输入；将2~5个待量测点位15或定位点位15的坐标位置输入控制系统；
（3）如图7，在在量测区域内选定K个需要进行量测的点位15坐标；对于越厚或表面越粗糙的晶圆1，需要将检测传感器的功率調強，将光栅調小；对于越薄或表面越光亮的晶圆1，需要将功率調若，将光栅調大；检测传感器的功率为-20~20dB；
（4）针对待量测点位15进行检测：量测载台2带动晶圆1移动，使得相应待量测点位15移到与上检测传感器4、下检测传感器5相对的位置，上检测传感器4向下朝着晶圆1的待量测点位15发射光脉冲，当光束到达晶圆1片的上表面后，一部分光束被反射，另一部分光束被折射并在晶圆1介质中传播直到到达晶圆1的下表面，反射回来的光束被上检测传感器4所接收；下检测传感器5也向上朝着晶圆1的待量测点位15发射光脉冲，当光束到达晶圆1片的下表面后，一部分光束被反射，另一部分光束被折射并在晶圆1介质中传播直到到达晶圆1的上表面，反射回来的光束被下检测传感器5所接收；上检测传感器4和下检测传感器5均竖直设置，上检测传感器4和下检测传感器5的轴线相重合，上检测传感器4、下检测传感器5在一竖直线上同轴设置，通过对两个传感器分别从上方和下方同时对某一点位15发出检测光束，两个传感器从上下两侧同时检测晶圆1片该点位15的光学厚度，根据公式Thkopt/ RI= Thkgeom，再对测得的两个Thkgeom计算处理后得到数据更为精确、误差更小的实际Thkgeom；
（5）分别根据上检测传感器4接收的光束、下检测传感器5接收的光束得出Thkopt上和Thkopt下，根据公式Thkopt / RI= Thkgeom，代入RI后，控制系统分别计算出Thkgeom上和Thkgeom下，对Thkgeom上和Thkgeom下作处理后，得到Thkgeomx；所述定位工具的定位槽11内的晶圆1包括硅层1a，步骤（5）中，分别根据上检测传感器4接收的光束、下检测传感器5接收的光束得出硅层1a的Thkopt上和Thkopt下，根据公式Thkopt / RI= Thkgeom，分别代入硅层1a的RI后，硅层1a的RI为3.699，控制系统分别计算出硅层1a的Thkgeom上和Thkgeom下，对晶圆1片的Thkgeom上和Thkgeom下作处理后，得到Thkgeomx；将未制造好线路层1b的硅片通过定位工具放置在量测载台2的镂空槽3内，上检测传感器4、下检测传感器5发出的光束分别从上下两侧穿过硅层1a，光束经过硅层1a时会发生反射、折射，两个传感器从上下两侧同时检测晶圆1片该点位15的光学厚度，提高量测精度；为了进一步提高晶圆1厚度的数据精度，步骤（5）中，对Thkgeom上和Thkgeom下的处理方式为：对（Thkgeom上 2+Thkgeom下 2）/2开根号，即为Thkgeomx；
（6）重复上述步骤（4）和（5）K-1次，依次针对下一个待量测点位15进行检测，量测载台2带动晶圆1沿横向移动先依次完成第一排的各点位15的测量，然后带动晶圆1纵向前进至下一排点位15的末端，量测载台2再带动晶圆1反向横向移动并完成下一排的各点位15的测量，接着带动晶圆1纵向前进至下一排点位15的末端，如此循环，直至完成所有点位15的量测，使得下一个待量测点位15依次移到与上检测传感器4、下检测传感器5相对应的位置进行检测作业，直至控制系统计算得到（K-1）组Thkgeomx。
本发明的量测方法将晶圆1定位放置在量测载台2上，上检测传感器4、下检测传感器5的位置固定，通过先将晶圆1上的基准位置坐标输入控制系统，然后选择需要量测的各点位15坐标，量测载台2带动晶圆1移动使得晶圆1上待量测点位15依次移动到与检测传感器相对应的位置，上检测传感器4、下检测传感器5分别向晶圆1发出光脉冲，当光束到达晶圆1片的表面后，一部分光束被反射，另一部分光束被折射并在晶圆1介质中传播直到到达晶圆1的另一表面，根据公式Thkopt / RI= Thkgeom，Thkopt为光学厚度，RI为折射率，Thkgeom为实际厚度，代入RI后，控制系统分别计算出上检测传感器4、下检测传感器5测得的Thkgeom；上检测传感器4、下检测传感器5可以在竖直线上同轴设置，通过对两个传感器测得的Thkgeom计算处理后得到数据更为精确、误差更小的实际Thkgeom；上检测传感器4和下检测传感器5也可以错开设置在不同的竖直线上，两个传感器分别对晶圆1的不同部分进行检测，可以加快对各待量测点位15的量测效率和速率；完成一次点位15测量后，量测载台2带动晶圆1移动使得晶圆1上下一个待量测点位15移动到与检测传感器相对应的位置，进行量测作业，如此循环直至完成所有点位15的量测。本发明的优点在于：能够对晶圆1Wafer进行多点位15量测，作业模式多样化，可满足多元化的量测需求；特殊点位15量测，效率更高，质量保证可靠；通过上下双检测传感器作业模式，实现提高量测精度，提高量测效率。本实施例可以测得晶圆1中心和外周部分的各点位15厚度情况，并得到该部分的TTV（最大厚度与最小厚度的差值）、IC晶粒的厚度和TTV。
实施例3
如图 1-2和8-11所示，为本实施例的晶圆1厚薄双向量测方法，包括如下步骤：
（1）将晶圆1定位放置在可在水平面内移动的量测载台2上，量测载台2的中部开设有可容光束穿过的镂空槽3，位于量测载台2的上方和下方分别设置有上检测传感器4和下检测传感器5；量测载台2呈圆形，镂空槽3呈圆形，量测载台2镂空槽3处同轴设置有支撑环6，支撑环6下表面位于量测载台2下表面的下方，量测载台2镂空槽3内壁沿周向等间隔设置有若干定位块7，各定位块7与支撑环6之间均径向设置有一连接筋板8；晶圆1通过铁框13安装在支撑环6上；镂空槽3与晶圆1相对应设置，上检测传感器4、下检测传感器5发出的光束可以射到晶圆1的表面，量测载台2带动晶圆1可以自由移动到与检测传感器相对应的位置；铁框13外周与各定位块7相对应设置，铁框13下侧设置有胶膜14，晶圆1粘贴固定在胶膜14上表面，胶膜14位于支撑环6上方。晶圆1通过胶膜14合框在铁框13上，合框后的晶圆1直接放置在量测载台2的镂空槽3内；
（2）对晶圆1上需要进行量测的区域位置进行坐标扫描输入；将2~5个待量测点位15或定位点位15的坐标位置输入控制系统；
（3）如图11，在在量测区域内选定K个需要进行量测的点位15坐标；对于越厚或表面越粗糙的晶圆1，需要将检测传感器的功率調強，将光栅調小；对于越薄或表面越光亮的晶圆1，需要将功率調若，将光栅調大；检测传感器的功率为-20~20dB；
（4）针对待量测点位15进行检测：量测载台2带动晶圆1移动，使得相应待量测点位15移到与上检测传感器4、下检测传感器5相对的位置，上检测传感器4向下朝着晶圆1的待量测点位15发射光脉冲，当光束到达晶圆1片的上表面后，一部分光束被反射，另一部分光束被折射并在晶圆1介质中传播直到到达晶圆1的下表面，反射回来的光束被上检测传感器4所接收；下检测传感器5也向上朝着晶圆1的待量测点位15发射光脉冲，当光束到达晶圆1片的下表面后，一部分光束被反射，另一部分光束被折射并在晶圆1介质中传播直到到达晶圆1的上表面，反射回来的光束被下检测传感器5所接收；上检测传感器4和下检测传感器5均竖直设置，上检测传感器4和下检测传感器5的轴线相重合，上检测传感器4、下检测传感器5在一竖直线上同轴设置，通过对两个传感器分别从上方和下方同时对某一点位15发出检测光束，两个传感器从上下两侧同时检测晶圆1片该点位15的光学厚度，根据公式Thkopt/ RI= Thkgeom，再对测得的两个Thkgeom计算处理后得到数据更为精确、误差更小的实际Thkgeom；
（5）分别根据上检测传感器4接收的光束、下检测传感器5接收的光束得出Thkopt上和Thkopt下，根据公式Thkopt / RI= Thkgeom，代入RI后，控制系统分别计算出Thkgeom上和Thkgeom下，对Thkgeom上和Thkgeom下作处理后，得到Thkgeomx；支撑环6上的晶圆1包括从上到下依次设置的线路层1b、硅层1a和胶膜14层，步骤（5）中，分别根据上检测传感器4接收的光束、下检测传感器5接收的光束得出线路层1b、硅层1a和胶膜14层的Thkopt上和Thkopt下，根据公式Thkopt / RI= Thkgeom，分别代入线路层1b、硅层1a和胶膜14层的RI后，线路层1b的RI为1.5196，硅层1a的RI为3.699，胶膜14层的RI为1.56，控制系统分别计算出线路层1b、硅层1a和胶膜14层的Thkgeom上和Thkgeom下，上检测传感器4测得的晶圆1片的厚度等于硅层1a、线路层1b的Thkgeom上之和，下检测传感器5测得的晶圆1片的厚度等于硅层1a、线路层1b的Thkgeom下之和，对晶圆1片的Thkgeom上和Thkgeom下作处理后，得到Thkgeomx。将表面具有线路层1b的硅片通过胶膜14固定在铁框13上，合框后的晶圆1放置在量测载台2的镂空槽3内，上检测传感器4发出的光束依次穿过线路层1b、硅层1a和胶膜14层，下检测传感器5发出的光束依次穿过胶膜14层、硅层1a和线路层1b，光束经过线路层1b、硅层1a和胶膜14层时均会发生反射、折射，两个传感器从上下两侧同时检测晶圆1片该点位15的光学厚度，提高量测精度；为了进一步提高晶圆1厚度的数据精度，步骤（5）中，对Thkgeom上和Thkgeom下的处理方式为：对（Thkgeom上 2+Thkgeom下 2）/2开根号，即为Thkgeomx；
（6）重复上述步骤（4）和（5）K-1次，依次针对下一个待量测点位15进行检测，量测载台2带动晶圆1沿横向移动先依次完成第一排的各点位15的测量，然后带动晶圆1纵向前进至下一排点位15的末端，量测载台2再带动晶圆1反向横向移动并完成下一排的各点位15的测量，接着带动晶圆1纵向前进至下一排点位15的末端，如此循环，直至完成所有点位15的量测，使得下一个待量测点位15依次移到与上检测传感器4、下检测传感器5相对应的位置进行检测作业，直至控制系统计算得到（K-1）组Thkgeomx。
本实施例可以测得晶圆1中部80%和晶圆1外周部分的各点位15厚度情况，并得到该部分的TTV（最大厚度与最小厚度的差值）、IC晶粒的厚度和TTV。
实施例4
如图12，与实施例3的不同之处在于：步骤（3）中，如图12，在量测区域内选定K个需要进行量测的点位15坐标。
本实施例可以测得晶圆1的TTV（最大厚度与最小厚度的差值）、IC晶粒的厚度和TTV。
本发明的各实施例可以根据不同量测需求进行选择，以实现高效快速地测量晶圆不同位置的厚度和TTV情况。

Claims (10)

1.一种晶圆厚薄双向量测方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将晶圆定位放置在可在水平面内移动的量测载台上，所述量测载台的中部开设有可容光束穿过的镂空槽，位于量测载台的上方和下方分别设置有上检测传感器和下检测传感器；
（2）对晶圆上需要进行量测的区域位置进行坐标扫描输入；
（3）在在量测区域内选定K个需要进行量测的点位坐标；
（4）针对待量测点位进行检测：量测载台带动晶圆移动，使得相应待量测点位移到与上检测传感器、下检测传感器相对的位置，上检测传感器向下朝着晶圆的待量测点位发射光脉冲，当光束到达晶圆片的上表面后，一部分光束被反射，另一部分光束被折射并在晶圆介质中传播直到到达晶圆的下表面，反射回来的光束被上检测传感器所接收；下检测传感器也向上朝着晶圆的待量测点位发射光脉冲，当光束到达晶圆片的下表面后，一部分光束被反射，另一部分光束被折射并在晶圆介质中传播直到到达晶圆的上表面，反射回来的光束被下检测传感器所接收；
（5）分别根据上检测传感器接收的光束、下检测传感器接收的光束得出Thkopt上和Thkopt下，根据公式Thkopt / RI= Thkgeom，代入RI后，控制系统分别计算出Thkgeom上和Thkgeom下，对Thkgeom上和Thkgeom下作处理后，得到Thkgeomx；
（6）重复上述步骤（4）和（5）K-1次，依次针对下一个待量测点位进行检测，量测载台带动晶圆移动，使得下一个待量测点位依次移到与上检测传感器、下检测传感器相对应的位置进行检测作业，直至控制系统计算得到（K-1）组Thkgeomx。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆厚薄双向量测方法，其特征在于，所述量测载台呈圆形，镂空槽呈圆形，量测载台镂空槽处同轴设置有支撑环，支撑环下表面位于量测载台下表面的下方，量测载台镂空槽内壁沿周向等间隔设置有若干定位块，各定位块与支撑环之间均径向设置有一连接筋板；晶圆通过定位工具或者铁框安装在支撑环上。
3.根据权利要求2所述的一种晶圆厚薄双向量测方法，其特征在于，所述定位工具包括与支撑环相同轴设置的主定位环，主定位环位于支撑环和连接筋板上，各定位块配合贴靠着主定位环外周，主定位环的中心孔内左右对称设置有两根纵向支撑条，两根纵向支撑条之间设置有两根前后对称的横向支撑条，各支撑条的厚度均小于主定位环的厚度，各支撑条上方留有晶圆嵌入的圆形定位槽，主定位环上侧对应晶圆外周设置有至少四个限位凸块，量测的点位与各支撑条相错开设置。
4.根据权利要求2所述的一种晶圆厚薄双向量测方法，其特征在于，所述铁框外周与各定位块相对应设置，铁框下侧设置有胶膜，晶圆粘贴固定在胶膜上表面，胶膜位于支撑环上方。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种晶圆厚薄双向量测方法，其特征在于，所述上检测传感器和下检测传感器均竖直设置，上检测传感器和下检测传感器的轴线相重合。
6.根据权利要求3所述的一种晶圆厚薄双向量测方法，其特征在于，所述定位工具的定位槽内的晶圆包括下方的硅层和上方的线路层，步骤（5）中，分别根据上检测传感器接收的光束、下检测传感器接收的光束得出硅层、线路层的Thkopt上和Thkopt下，根据公式Thkopt /RI= Thkgeom，分别代入硅层、线路层的RI后，控制系统分别计算出硅层、线路层的Thkgeom上和Thkgeom下，上检测传感器测得的晶圆片的厚度等于硅层、线路层的Thkgeom上之和，下检测传感器测得的晶圆片的厚度等于硅层、线路层的Thkgeom下之和，对晶圆片的Thkgeom上和Thkgeom下作处理后，得到Thkgeomx。
7.根据权利要求3所述的一种晶圆厚薄双向量测方法，其特征在于，所述定位工具的定位槽内的晶圆包括硅层，步骤（5）中，分别根据上检测传感器接收的光束、下检测传感器接收的光束得出硅层的Thkopt上和Thkopt下，根据公式Thkopt / RI= Thkgeom，分别代入硅层的RI后，控制系统分别计算出硅层的Thkgeom上和Thkgeom下，对晶圆片的Thkgeom上和Thkgeom下作处理后，得到Thkgeomx。
8.根据权利要求4所述的一种晶圆厚薄双向量测方法，其特征在于，所述支撑环上的晶圆包括从上到下依次设置的线路层、硅层和胶膜层，步骤（5）中，分别根据上检测传感器接收的光束、下检测传感器接收的光束得出线路层、硅层和胶膜层的Thkopt上和Thkopt下，根据公式Thkopt / RI= Thkgeom，分别代入线路层、硅层和胶膜层的RI后，控制系统分别计算出线路层、硅层和胶膜层的Thkgeom上和Thkgeom下，上检测传感器测得的晶圆片的厚度等于硅层、线路层的Thkgeom上之和，下检测传感器测得的晶圆片的厚度等于硅层、线路层的Thkgeom下之和，对晶圆片的Thkgeom上和Thkgeom下作处理后，得到Thkgeomx。
9.根据权利要求1-4任一项所述的一种晶圆厚薄双向量测方法，其特征在于，所述步骤（5）中，对Thkgeom上和Thkgeom下的处理公式为：Thkgeomx=（Thkgeom上+Thkgeom下）/2。
10.根据权利要求1-4任一项所述的一种晶圆厚薄双向量测方法，其特征在于，所述步骤（5）中，对Thkgeom上和Thkgeom下的处理方式为：对（Thkgeom上 2+Thkgeom下 2）/2开根号，即为Thkgeomx。
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