CN204927247U - 测量装置和自动减薄机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种测量装置和自动减薄机，所述测量装置包括：基准台、弹性臂和测量头；所述弹性臂的一端与所述基准台连接，所述弹性臂的另一端与所述测量头连接；所述弹性臂用于按照预设频率带动所述测量头上下移动；所述测量头上设置有与所述测量头电连接的显示屏，所述测量头用于测量晶圆片的厚度，所述显示屏用于显示测量数据。本实用新型提供的测量装置，可以在晶圆片减薄过程中实时测量晶圆片的厚度，提高了晶圆片的减薄良率。

Description

测量装置和自动减薄机

技术领域

本实用新型涉及发光二极管(LightEmittingDiode，简称LED)制造领域，尤其涉及一种测量装置和自动减薄机。

背景技术

在LED芯片的制作流程中，将厚片减薄是关系到成品最终良率的关键，所谓厚片，是指经过前道工序但未经过厚度减薄处理的晶圆片。减薄工艺主要是利用自动减薄机将晶圆片的蓝宝石衬底部分减薄。自动减薄机通常包括：工作台和砂轮，其中，工作台上先放置陶瓷盘，再将厚片通过蜡粘贴在陶瓷盘上，砂轮用于磨削厚片，砂轮与工作台反向旋转。

在现有技术中，为了保证减薄后晶圆片的厚度及粗糙度达到要求，减薄过程通常分段进行，每段设置不同的工艺参数以及目标厚度，经过多段减薄最终达到工艺要求。在这过程中，对于晶圆片厚度的检测，是在每段减薄完成后自动减薄机停下来进行测量的。图1为现有技术中的测量装置的结构示意图，如图1所示，伸缩杆102与测量头103固定连接，伸缩杆102与固定杆101伸缩连接，在每段减薄过程中，伸缩杆102带动测量头103缩在固定杆101内，在每段减薄完成后，伸缩杆102带动测量头103伸出固定杆101外，测量头103接触晶圆片进行厚度测量。

由于在现有技术中，只在每段减薄完成后对晶圆片进行厚度测量，而每段减薄过程中设置的工艺参数并不完全精确，例如：若砂轮转速或者砂轮的前进速度设置的稍大，则对晶圆片的磨削将超过预期，导致该段减薄结束后，晶圆片的厚度小于该段设定的目标值；或者在减薄过程中自动减薄机出现故障导致对晶圆片造成损坏；或者其他异常问题。所以，如果仅在每段减薄完成后对晶圆片进行厚度测量，容易出现每段减薄完成后，晶圆片厚度的实际值与该段设定值不符的问题，造成晶圆片的减薄良率下降。

实用新型内容

本实用新型提供一种测量装置和自动减薄机，可以在晶圆片减薄过程中实时测量晶圆片的厚度，提高了晶圆片的减薄良率。

本实用新型提供的测量装置，包括：基准台、弹性臂和测量头；

所述弹性臂的一端与所述基准台连接，所述弹性臂的另一端与所述测量头连接；所述弹性臂用于按照预设频率带动所述测量头上下移动；

所述测量头上设置有与所述测量头电连接的显示屏，所述测量头用于测量晶圆片的厚度，所述显示屏用于显示测量数据。

可选的，还包括固定装置；

所述弹性臂与所述测量头之间通过所述固定装置固定连接。

可选的，所述测量头还与报警装置电连接。

可选的，所述测量数据为：晶圆片厚度的测量值，或者晶圆片厚度的测量值与目标值的差值。

本实用新型提供的自动减薄机，包括：工作台、砂轮，以及本实用新型提供的测量装置；

所述工作台绕位于所述工作台中心的工作轴旋转，所述工作台用于放置晶圆片；

所述砂轮与所述工作台相对设置且位于所述工作台的一侧；所述砂轮可绕砂轮轴心旋转，且可接近或者远离所述工作台，所述砂轮用于磨削所述晶圆片；

所述测量装置位于所述工作台的远离所述砂轮的另一侧。

本实用新型提供了一种测量装置和自动减薄机，其中，测量装置包括：基准台、弹性臂和测量头，弹性臂的一端与基准台连接，弹性臂的另一端与测量头连接，弹性臂用于按照预设频率带动测量头上下移动，测量头上设置有与测量头电连接的显示屏，测量头用于测量晶圆片的厚度，显示屏用于显示测量数据。本实用新型提供的测量装置，通过测量头可以在每段自动减薄过程中实时测量晶圆片的厚度，而不是仅在每段自动减薄过程完成后才进行晶圆片厚度的测量，可以及时发现自动减薄过程中的问题并及时处理，大大提高了晶圆片的减薄良率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的测量装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的测量装置的结构示意图。

附图标记说明：

11：基准台；13：弹性臂；

15：测量头；17：显示屏；

19：固定装置；101：固定杆；

102：伸缩杆；103：测量头。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图2为本实用新型实施例一提供的测量装置的结构示意图，本实施例提供的测量装置，应用于自动减薄机中，用于减薄过程中对晶圆片厚度的测量。本实施例提供的测量装置，可以包括：基准台11、弹性臂13和测量头15。

弹性臂13的一端与基准台11连接，弹性臂13的另一端与测量头15连接。其中，弹性臂13用于按照预设频率带动测量头13上下移动。

测量头15上设置有与测量头15电连接的显示屏17，测量头15用于测量晶圆片的厚度，显示屏17用于显示测量数据。

本实施例提供的测量装置，应用于自动减薄机中，工作原理如下：

基准台11将测量装置固定在自动减薄机中的工作平台上，并为弹性臂13设置初始基准点，弹性臂13以一定的频率和振幅做上下移动，并带动测量头15以一定的频率和振幅做上下移动，测量头15不是一直测量晶圆片的厚度的，只有当测量头15下降到最低点接触到晶圆片时，才对晶圆片进行厚度测量，这样的结构，通过设置弹性臂13的频率和振幅进而灵活设置测量头15的测量次数，可以在自动减薄过程中减少不必要的测试次数，提高测试效率。测量头15的测试数据将在显示屏17上显示。

具体的，在自动减薄过程中，至少一个晶圆片放置在自动减薄机的工作平台上，工作平台以一定转速绕工作轴旋转，砂轮与工作平台相对设置且重合面积固定，砂轮以一定转速绕砂轮轴旋转，同时，砂轮以一定的进给速度向着工作平台上的晶圆片靠近，直至接触晶圆片进行磨削。本实施例提供的测量装置，设置在工作平台上远离砂轮的一侧。

在工作轴的旋转过程中，每一个晶圆片都会依次经过测量头15的下方，测量头15通过弹性臂13以一定频率f和振幅A上下运动来对晶圆片进行厚度测量，其中，弹性臂13的振幅A的变化函数为A＝a*t，a为自动减薄时砂轮的进给速度，单位为um/s，t为时间，单位为s。当振幅A等于预设的振动门限值A_th时，测量头15上下移动的距离已经很大，不利于测量的精准性，此时，弹性臂13下降振动门限值A_th的距离，并将振幅A重新置0，即，将测量装置的计时归0，如此反复循环，直到显示屏17显示的测量数值X在此段减薄目标值的允许误差范围内，此段自动减薄结束。

可选的，预设的振动门限值A_th可以为30um。

可选的，减薄目标值的允许误差范围可以为±10um。

需要说明的是，弹性臂13的频率f和振动门限值A_th根据实际生产过程中各晶圆片型号的不同以及减薄精度进行设置，例如：如果对晶圆片厚度的减薄精度要求高，则在自动减薄过程中需要增加测量的次数，则可以设置较大的频率值f和较小的振动门限值A_th。

可选的，测量数据X可以为晶圆片厚度的测量值，或者可以为晶圆片厚度的测量值与目标值的差值。

本实施例提供一种测量装置，包括：基准台、弹性臂和测量头。其中，弹性臂的一端与基准台连接，弹性臂的另一端与测量头连接，弹性臂用于按照预设频率带动测量头上下移动，测量头上设置有与测量头电连接的显示屏，测量头用于测量晶圆片的厚度，显示屏用于显示测量数据。本实施例提供的测量装置，通过测量头可以在每段自动减薄过程中实时测量晶圆片的厚度，而不是仅在每段自动减薄过程完成后自动减薄机停下来才能进行晶圆片厚度的测量，可以及时发现自动减薄过程中的问题并及时处理，大大提高了晶圆片的减薄良率。而且，由于不需要自动减薄机停下来才能对晶圆片进行厚度的测量，节约了时间，确保了自动减薄机的减薄速度和效率。

可选的，测量装置还包括固定装置19，弹性臂13与测量头15之间通过固定装置19固定连接。固定装置19增强了弹性臂13与测量头15的连接稳固性，在晶圆片减薄过程中，提升了晶圆片厚度测试的稳定性和准确性。

需要说明的是，本实施例对固定装置19的形状不加以限制，固定装置19可以是套设在弹性臂13和测量头15外围的金属丝，也可以是将测量头15螺接在弹性臂13上的螺钉，等等。

可选的，测量头15还与报警装置(未示出)电连接。当测量头15测得的测试数据超过系统误差时，报警装置将启动报警，自动减薄机将停机检查，及时处理自动减薄过程中出现的异常问题，进一步提高了晶圆片的减薄良率。

具体的，在某一时刻显示屏17显示的测量数据为X，测量数据X具体为晶圆片厚度的测量值，假设晶圆片的初始厚度为L，则定义系统误差值Y为Y＝ABS(L-X-a*t)，其中，a为自动减薄时砂轮的进给速度，单位为um/s，t为时间，单位为s。当系统误差值Y大于预设的系统误差门限值Y_th时，即，Y>Y_th时，报警装置报警，停机检查。

可选的，系统误差门限值Y_th的范围可以为0-50um。

下面以一种具体规格为例，详细说明本实施例提供的测量装置的工作过程。

假设自动减薄机的工作台最多放置10片晶圆片，晶圆片的初始厚度为440um，目标厚度为110um，晶圆片的晶粒尺寸为305um*152un。现设置自动减薄的目标厚度为140um，分三段自动减薄，其中，一段自动减薄的参数为：目标厚度为280um，砂轮进给速度为0.7um/s，砂轮转速为1500r/min，工作台转速为1000r/min；二段自动减薄的参数为：目标厚度为190um，砂轮进给速度为0.5um/s，砂轮转速为1500r/min，工作台转速为1000r/min；三段自动减薄的参数为：目标厚度为140um，砂轮进给速度为0.4um/s，砂轮转速为1500r/min，工作台转速为1000r/min。

一段减薄过程如下：

设置基准台11的位置为0，弹性臂13的初始基准点为0，设置弹性臂13的振幅A的变化函数A＝0.7um/s*t，时间t的单位为s，频率f为0.1HZ，预设的振动门限值A_th为30um，显示屏17显示的测量数值X为晶圆片厚度的测量值，系统误差值Y为Y＝ABS(L-X-0.7t)，预设的系统误差门限值Y_th为20um。则当A＝30um时，弹性臂13下降30um，此时A重置为0，测量装置计时归0，如此反复循环，直到显示屏17显示的测量数值X为280um±10um时循环停止，一段自动减薄结束。在一段自动减薄过程中，若Y>Y_th时，报警装置报警，停机检查。

二段减薄过程如下：

设置基准台11的位置为0，弹性臂13的位置为-160um，设置弹性臂13的振幅A的变化函数A＝0.5um/s*t，时间t的单位为s，频率f为0.2HZ，预设的振动门限值A_th为30um，显示屏17显示的测量数值X为晶圆片厚度的测量值，系统误差值Y为Y＝ABS(L-X-0.5t)，预设的系统误差门限值Y_th为20um。则当A＝30um时，弹性臂13下降30um，此时A重置为0，测量装置计时归0，如此反复循环，直到显示屏17显示的测量数值X为190um±10um时循环停止，一段自动减薄结束。在一段自动减薄过程中，若Y>Y_th时，报警装置报警，停机检查。

三段减薄过程如下：

设置基准台11的位置为0，弹性臂13的位置为-240um，设置弹性臂13的振幅A的变化函数A＝0.4um/s*t，时间t的单位为s，频率f为0.2HZ，预设的振动门限值A_th为20um，显示屏17显示的测量数值X为晶圆片厚度的测量值，系统误差值Y为Y＝ABS(L-X-0.4t)，预设的系统误差门限值Y_th为10um。则当A＝20um时，弹性臂13下降20um，此时A重置为0，测量装置计时归0，如此反复循环，直到显示屏17显示的测量数值X为140um±10um时循环停止，一段自动减薄结束。在一段自动减薄过程中，若Y>Y_th时，报警装置报警，停机检查。

本实用新型还提供一种自动减薄机，本实用新型实施例一提供的自动减薄机，可以包括：工作台、砂轮，以及本实用新型提供的测量装置。

其中，工作台绕位于工作台中心的工作轴旋转，工作台用于放置晶圆片。

砂轮与工作台相对设置且位于工作台的一侧，砂轮可绕砂轮轴心旋转，且可接近或者远离工作台，砂轮用于磨削晶圆片。

测量装置位于工作台的远离砂轮的另一侧。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种测量装置，其特征在于，包括：基准台、弹性臂和测量头；

所述弹性臂的一端与所述基准台连接，所述弹性臂的另一端与所述测量头连接；所述弹性臂用于按照预设频率带动所述测量头上下移动；

所述测量头上设置有与所述测量头电连接的显示屏，所述测量头用于测量晶圆片的厚度，所述显示屏用于显示测量数据。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，还包括固定装置；

所述弹性臂与所述测量头之间通过所述固定装置固定连接。

3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量头还与报警装置电连接。

4.根据权利要求1至3任一所述的测量装置，其特征在于，所述测量数据为：晶圆片厚度的测量值，或者晶圆片厚度的测量值与目标值的差值。

5.一种自动减薄机，其特征在于，包括：工作台、砂轮，以及如权利要求1至4任一所述的测量装置；

所述工作台绕位于所述工作台中心的工作轴旋转，所述工作台用于放置晶圆片；

所述砂轮与所述工作台相对设置且位于所述工作台的一侧；所述砂轮可绕砂轮轴心旋转，且可接近或者远离所述工作台，所述砂轮用于磨削所述晶圆片；

所述测量装置位于所述工作台的远离所述砂轮的另一侧。