CN201293627Y

CN201293627Y - 厚度测量仪

Info

Publication number: CN201293627Y
Application number: CNU2008201543024U
Authority: CN
Inventors: 张新军; 陈涛
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Priority date: 2008-10-21
Filing date: 2008-10-21
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2018-10-21

Abstract

本实用新型提供了一种厚度测量仪，它包括：基座、测量转台、测量表；基座表面安装有相对基座可转动的测量转台；测量表具有测试头、表盘及操作钮，测试头垂直于所述测量转台所在的平面。该厚度测量仪还包括支架。支架由固定杆和横杆组成，横杆通过穿孔连接块连接固定杆；测量表安装在横杆上，固定杆安装于基座。本实用新型提供的厚度测量仪是在测量转台上放置待测物品-晶圆，因此可解决传统厚度测量仪测量的晶圆尺寸受限的问题。转动测量转台及调节横杆相对固定杆的角度和位置，可快捷地实现测量转台上晶圆不同位置厚度的测量，提高测量效率。

Description

厚度测量仪

技术领域

本实用新型属于精密测量仪器领域，尤其涉及一种厚度测量仪。

背景技术

在半导体芯片后道封装中，待封装的晶圆厚度通常是大于封装工艺中要求的晶片厚度。因此，由芯片制造厂生产出的原始厚度的晶圆需研磨到封装工艺要求的晶圆厚度后才可进行后续过程的封装。研磨后的晶圆厚度若不符合封装要求的晶圆厚度会极大影响后续晶圆上芯片的封装良率。为确保后续封装芯片的良率，研磨工艺稳定性的监测就显得尤为重要。直接测量研磨后晶圆的厚度可实现研磨工艺稳定性的监测。

请参阅图1所示的传统晶圆厚度测量仪的示意图。该厚度测量仪包括测量台1，测量支架2，以及带有测试头的测量表3。通常采用千分表作为测量表3来测量晶圆厚度，以提高测量精度。图1所示的测量支架2具有三个支撑点21，该三个支撑点21共面，使其能平放在测量台1表面。测量表3在测试前需进行调零。调零时使测量表3的测试头(被测量支架2挡住，未示意出)与测量支架2的三个支撑点21共面，测量表指针归零。测量时，将厚度测量仪的测量支架2抬起，将晶圆放入测量支架2下后平置测量支架2。晶圆放入测量支架2后，测量表3的测试头贴着晶圆表面，支撑点21位于测量台1表面，此时通过测量表3读出测试头所处晶圆表面到测量台1表面的距离，即晶圆的厚度。为能获知研磨后晶圆厚度的均匀性，厚度测量仪需测量晶圆上多处位置的晶圆厚度，例如晶圆中心、边缘处，以进行比较。

由图1可以看出，传统的厚度测量仪所测的晶圆尺寸受测量仪器的测量支架2长度的限制。该厚度测量仪只能测量尺寸小于测量支架2长度的晶圆。由于尺寸大于测量支架2长度的晶圆无法放入测量支架下，因此该厚度测量仪无法测量尺寸大于测量支架2长度的晶圆的厚度。在多处晶圆位置的厚度测量过程中，需反复抬起和放下笨重的测量支架，测量时十分不方便，且稍有不慎就会发生测量支架摔在晶圆上导致晶圆破碎产生大量废品。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种厚度测量仪以解决传统厚度测量仪测量的晶圆尺寸受限制以及晶圆多处位置厚度测量不方便的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的厚度测量仪包括基座、测量转台、支架和测量表，所述测量转台安装在所述基座表面并且可相对基座转动，所述测量表通过支架连接至基座，且所述测量表包括垂直于所述测量转台表面设置的测试头。

可选地，所述支架由相互垂直设置的固定杆和横杆组成，所述固定杆垂直固定于基座上，所述横杆通过穿孔连接块连接至所述固定杆，所述测量表安装在所述横杆上，所述横杆上还安装有位置固定销和调零钮。

与传统厚度测量仪相比，本实用新型提供的厚度测量仪是在测量转台上放置待测物品-晶圆，因此可解决传统厚度测量仪测量的晶圆尺寸受限的问题。转动测量转台及调节横杆相对固定杆的角度和位置，可快捷地实现测量转台上晶圆不同位置厚度的测量，提高测量效率。

附图说明

以下结合附图和具体实施例对本实用新型的厚度测量仪作进一步详细的描述。

图1是传统厚度测量仪的示意图。

图2是本实用新型实施例提供的厚度测量仪的示意图。

图3是图2所示的厚度测量仪的后视示意图。

具体实施方式

本实施例提供的厚度测量仪请参阅图2，它包括基座5、测量转台、测量表3。基座5表面安装有相对基座5可转动的测量转台(为清楚表明基座与测量转台的连接方式，图2中未示意出测量转台)。测量表3具有测试头33、表盘31及操作钮32，测试头31垂直于测量转台所在的平面。在用于测量晶圆厚度时，由于晶圆厚度本身是十分薄的，通常是小于1毫米的厚度。为使得测量出的晶圆厚度值准确，必须要求用于放置晶圆的测量台的平整度好。如若用于放置晶圆的测量台平整度较差，就会在实际晶圆厚度测量值中引入了测量台表面平整度的误差，导致测量值失真。因此，对用于晶圆厚度测量的厚度测量仪需要求其测量台具有高的平整度。众所周知，测量转台平整度要求越高，其制作成本就越为昂贵。为降低厚度测量仪的制作成本，本实施例提供的厚度测量仪中直接利用图1所示的传统厚度测量仪中的圆盘状的测量台1作为本实施例的测量转台。

为使得测量转台能相对基座5转动，测量转台底部具有一圆形凹槽。测量仪的基座5中心具有与该圆形凹槽相匹配的圆形凸部5b，用于连接测量转台，围绕凸部5b开有圆环形槽5c。圆环形槽5c的外直径等于圆盘状测量转台的直径。测量转台底部的圆形凹槽对准基座5的圆形凸部5b，整个测量转台就刚好可卡入基座5，且可绕着基座5的圆形凸部5b转动。这样整个测量转台与基座5可形成转动连接。

本实施例给出的测量转台与基座5的转动连接方式并不作为对本实用新型的限制，也可以在测量转台与基座5之间增设转动轴承实现测量转台与基座5的连接。这些转动连接方式是本领域技术人员所熟知的连接方式，因此不在这赘述。

如图2所示，本实施例提供的厚度测量仪还包括支架。该支架由固定杆71和横杆72组成，横杆72通过穿孔连接块71a连接至固定杆71。调节穿孔连接块71a的固定角度，可实现横杆72与固定杆71连接角度的调节。固定杆71安装于基座5上。测量表3安装在横杆72上，测量表3的测试头33朝下，垂直于测量转台所在的平面。横杆72上还安装有位置固定销72a和调零钮72c。本实施例提供的位置固定销72a有两个。两个位置固定销72a可实现横杆72安装测量表3一端长度的调节。若使两个位置固定销72a均位于穿孔连接块71a的一侧，则横杆72安装测量表3的一端较短；若使两个位置固定销72a分别位于穿孔连接块71a的两侧，如图2所示，则横杆72安装测量表3的一端相对固定杆71伸出得较长。

如图2所示基座5为方形块，方形块基座5具有四个位于其角落的支撑脚5a，该支撑脚5a对基座5所受的外力可起到缓冲的作用，减小测量时测量转台上晶圆所受的外力影响。

利用本实用新型提供的厚度测量仪所测的对象均为厚度低于1毫米的晶圆。因此测量表3为量程1毫米的千分表。在使用厚度测量仪时，需先对测量表3进行调零。请参考图3所示的测量仪的示意图。调零时先进行粗调，调节穿孔连接块71a，改变图2所示横杆72与固定杆71的角度，使横杆72位于测量转台的上方，降低穿孔连接块71a，使位于横杆72上的测量表3的测试头33与基座5上的测量转台接触。然后可利用横杆72上的调零钮72c实现测量表3的微调。调节调零钮72c可微调横杆72的水平倾斜度，使得测量表3表盘31上的指针归零。

在测量表3表盘31归零后，给测量表3的操作钮32施加一作用力使测试头33上升。本实施例施加给操作钮32的作用力为一拉力，对于不同类型的测量表3，可以通过给操作钮32施加一推力使测试头33上升。测试头33上升一定距离后，可将晶圆放在测量转台上，然后撤销给操作钮32的作用力，测试头33回落到晶圆表面，表盘31显示的读数即为晶圆的厚度。若需要测量晶圆其他位置的厚度，可调节横杆72相对固定杆71的角度实现晶圆其他位置的测量，或通过调节横杆72安装测量表3一端的长度实现晶圆其他位置的测量。

在测量晶圆的厚度时，通常需要测量晶圆中心的厚度和若干边缘处的厚度。为实现本测量仪对不同尺寸晶圆的测量，横杆72的长度至少要大于所测的最大尺寸晶圆的半径。在测量时横杆72上测量表3的测试头33可接触到晶圆的中心进行测量。相对传统厚度测量仪，本实施例提供的厚度测量仪，其横杆72安装测量表3一端的长度可通过位置固定销灵活改变，实现不同尺寸晶圆的厚度测量。横杆72长度的调节也可采用本领域技术人员所熟知的方式，例如伸缩杆实现。因此，本实用新型提供的横杆72安装测量表3的一端长度的调节不局限于用位置固定销72a实现。

在测量晶圆边缘处厚度时，调节横杆72相对固定杆71的角度即可将横杆72上测量表3的测试头33转移到晶圆的边缘处进行测量。基座5上的测量转台可实现对若干不同边缘处晶圆厚度的测量。当然也可通过调节位置固定销72a实现横杆72上测量表3安装位置的调节，从而实现晶圆边缘处厚度测量和其中心厚度测量的位置变化。由于调节位置固定销72a来改变横杆72上测量表3的安装位置操作起来不够快捷，因此，测试时优选将横杆72的两个位置固定销72a固定在穿孔连接块71a两侧，让横杆72上安装有测量表3的一端较长。这样测量表3可直接测量晶圆中心位置的厚度，调节横杆72相对固定杆71的角度可快捷地将测试头33从晶圆中心转移到晶圆边缘，旋转测量转台实现晶圆若干不同边缘处厚度的测量。因此，本实用新型的厚度测量仪可有效实现不同尺寸晶圆厚度的测量，同时可快捷地实现晶圆不同位置厚度的测量，提高测量效率。

Claims

1、一种厚度测量仪，其特征是，包括：基座、测量转台、支架和测量表；所述测量转台安装在所述基座表面并且可相对基座转动；所述测量表通过支架连接至基座，且所述测量表包括垂直于所述测量转台表面设置的测试头。

2、如权利要求1所述的厚度测量仪，其特征是，所述基座中心具有一圆形凸部，围绕所述凸部开有圆环形槽。

3、如权利要求2所述的厚度测量仪，其特征是，所述测量转台为圆盘状，其直径等于所述基座圆环形槽的外直径，其底部中心具有与所述基座圆形凸部相匹配的圆形凹槽。

4、如权利要求1所述的厚度测量仪，其特征是，所述支架由相互垂直设置的固定杆和横杆组成，所述固定杆垂直固定于基座上，所述横杆通过穿孔连接块连接至所述固定杆，所述测量表安装在所述横杆上。

5、如权利要求4所述的厚度测量仪，其特征是，所述横杆上还安装有位置固定销和调零钮。

6、如权利要求1所述的厚度测量仪，其特征是，所述基座为方形块，所述方形块基座底部均匀设有四个支撑脚。

7、如权利要求1所述的厚度测量仪，其特征是，所述测量表为千分表。