CN213396971U - 研磨盘平坦度测量装置及测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种研磨盘平坦度测量装置，包括至少一个测量本体，所述测量本体包括能够固定于研磨盘一侧的基座，所述基座上设置有测量杆，所述测量杆上设置有测量部；还包括第一驱动结构和第二驱动结构，所述第一驱动结构用于驱动所述测量杆在水平面内旋转，以使得所述测量杆旋转至研磨盘上的待测区域，所述第二驱动结构用于驱动所述测量部沿着所述测量杆的延伸方向移动，以测量所述待测区域内的平坦度信息；还包括处理结构，用于根据所述测量部的测量结果获得研磨盘的形貌。本实用新型还涉及一种研磨盘平坦度测量系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及硅产品制作技术领域，尤其涉及一种研磨盘平坦度测量装置及测量系统。
背景技术
半导体硅片加工主要包括以下几个主要环节：长晶，成型，抛光，清洗，其中成型工序主要用于对产品进行研磨，以求达到目标厚度和直径。
现有的研磨工艺中，常使用行星式研磨加工设备，通过上下两块球磨铸铁定盘辅以砂浆，对硅片的两面进行磨削，使其达到预设的厚度及平坦度。在此加工过程中，定盘本身的平坦度将直接决定硅片研磨后的平坦度，因此，控制定盘表面平坦度是研磨工艺的核心要求。在已有工艺中，通过独立的测量装置，手动测量定盘表面的平坦度，根据测量结果对研磨盘的平坦度进行修正，修正过程中需要反复多次测量，以确保研磨盘修正效果，测量方法操作复杂且效率低下。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种研磨盘平坦度测量装置及测量系统，解决人工测量研磨盘平坦度，效率低的问题。
为了达到上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案是：一种研磨盘平坦度测量装置，包括至少一个测量本体，所述测量本体包括能够固定于研磨盘一侧的基座，所述基座上设置有测量杆，所述测量杆上设置有测量部；
还包括第一驱动结构和第二驱动结构，所述第一驱动结构用于驱动所述测量杆在水平面内旋转，以使得所述测量杆旋转至研磨盘上的待测区域，所述第二驱动结构用于驱动所述测量部沿着所述测量杆的延伸方向移动，以测量所述待测区域内的平坦度信息；
还包括处理结构，用于根据所述测量部的测量结果获得研磨盘的形貌。
可选的，所述测量部包括激光探头，信号接收器和信号发射器，所述信号接收器用于接收控制信号以控制所述激光探头获得研磨盘的平坦度信息，所述信号发射器用于将所述激光探头获得的平坦度信息发送至所述处理结构。
可选的，所述测量部包括套设于所述测量杆上的滑块，所述滑块的底部设置有所述激光探头，所述滑块的顶部设置有所述信号接收器和所述信号发射器，所述滑块与所述测量杆之间设置有滑轮。
可选的，所述测量杆远离所述基座的一端设置有支撑杆，所述支撑杆用于在所述测量杆旋转至所述待测区域时，支撑所述测量杆以使得所述测量杆与研磨盘平行设置。
可选的，所述支撑杆远离所述测量杆的一端设置有能够在研磨盘的表面滑动的滑轮。
可选的，所述基座和所述测量杆之间设置有加强杆。
本实用新型还提供一种研磨盘平坦度测量系统，包括相对设置的第一研磨盘和第二研磨盘，还包括上述的研磨盘平坦度测量装置，所述研磨盘平坦度测量装置包括至少两个所述测量本体，至少两个所述测量本体中，至少一个所述测量本体用于测量所述第一研磨盘的平坦度信息，至少一个所述测量本体用于测量所述第二研磨盘的平坦度信息。
可选的，研磨盘平坦度测量装置包括第一测量本体和第二测量本体，研磨盘平坦度测量系统还包括：
第三驱动结构，所述第三驱动结构用于控制所述第一研磨盘旋转，所述第一测量本体用于在所述第一研磨盘旋转过程中，每隔预设旋转角度，测量所述第一研磨盘的待测区域的平坦度信息；
第四驱动结构，所述第四驱动结构用于控制所述第二研磨盘旋转，所述第二测量本体用于在所述第二研磨盘旋转过程中，每隔预设旋转角度，测量所述第二研磨盘的待测区域的平坦度信息。
可选的，所述第一研磨盘位于所述第二研磨盘的上方，研磨盘平坦度测量系统还包括升降驱动结构，所述升降驱动结构用于控制所述第一研磨盘升降移动，以使得所述的第一研磨盘与所述第一测量本体之间的距离为预设距离。
本实用新型的有益效果是：测量杆可在需要测量时自动旋转于研磨盘的待测区域之上，测量部可沿着测量杆移动以对研磨盘的平坦度进行自动测量，提高测量效率和测量准确率。
附图说明
图1表示相关技术中研磨盘测量装置示意图；
图2表示本实用新型实施例中研磨盘测量装置示意图一；
图3表示本实用新型实施例中研磨盘测量装置示意图二；
图4表示本实用新型实施例中测量本体示意图一；
图5表示本实用新型实施例中测量本体示意图二；
图6表示本实用新型实施例中研磨盘测量系统示意图。
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的附图，对本实用新型实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，相关技术中，对于研磨盘的平坦度的测量是通过千分表006进行人工测量，每测量研磨盘002上的一个区域都需要重新固定千分表006的位置，操作繁琐，效率低。针对上述问题，本实施例提供一种研磨盘平坦度测量装置，可自动对研磨盘的平坦度进行测量，且研磨盘每旋转预设角度，则自动对研磨盘上相应的区域进行测量，无需重新安装固定测量装置，减少人工的操作，提高测量效率。
具体的，如图2-图5所示，本实施例提供一种研磨盘平坦度测量装置，包括至少一个测量本体111，所述测量本体111包括能够固定于研磨盘002一侧的基座101，所述基座101上设置有测量杆103，所述测量杆103上设置有测量部100；
还包括第一驱动结构102和第二驱动结构，所述第一驱动结构102用于驱动所述测量杆103在水平面内旋转，以使得所述测量杆103旋转至研磨盘002上的待测区域，所述第二驱动结构用于驱动所述测量部100沿着所述测量杆103的延伸方向移动，以测量所述待测区域内的平坦度信息；
还包括处理结构，用于根据所述测量部100的测量结果获得研磨盘的形貌。
所述测量杆103的移动和所述测量部100的移动均是自动控制，在需要测量研磨盘002的平坦度时，可将测量杆103旋转至研磨盘002之上，不需要测量时，则可将测量杆103旋转至研磨盘002的一侧(图2中的箭头表示将测量杆103旋转至研磨盘002的一侧的旋转方向)，不会对研磨盘002的其他工作状态产生影响，简单便捷。
本实施例中，研磨盘002设置于承载架001上，所述基座101可设置于所述承载架001上，减少整体占据的空间，且本实施例中，所述研磨盘平坦度测量装置还包括一收纳结构，所述收纳结构包括设置于所述基座101上的防护罩，所述防护罩的一侧具有开口，用于使得所述测量杆103旋进或旋出，该开口处也可以设置一个门，以在所述测量杆103旋进所述防护罩内后，对所述测量杆进行有效的防护，所述收纳结构位于研磨盘002的一侧，且在一实施方式中，所述测量杆103收纳于所述防护罩内后的延伸方向为第一方向，所述测量杆103旋转于研磨盘002上进行测量时的延伸方向为第二方向，所述第二方向经过研磨盘002的中心点，所述第一方向与所述第二方向相垂直，有效的避免在非工作状态所述研磨盘平坦度测量装置对研磨盘的影响，图3中研磨盘002上设置了多个硅片研磨载具020(具体可为游星轮，但并不以此为限)，研磨盘平坦度测量装置位于研磨盘的两侧(测量杆103收纳于收纳结构内)，完全不会影响硅片的研磨。
本实施例中，所述测量本体111的数量可根据实际需要设定，在设置多个所述测量本体111时，可以同时对研磨盘002上的多个区域进行测量，提高测量效率，图2中表示出了两个所述测量本体111，但并不以此为限。
研磨盘002是中空的环形结构，所述测量部100沿着所述测量杆103移动一次，是线性测量，本实施例中可以控制所述测量杆103在水平面旋转，可以对所述测量杆103的旋转面在研磨盘002上的正投影所覆盖的区域进行测量，但也只能测量部分研磨盘002的平坦度。本实施例的一实施方式中，设置于研磨盘002中间通孔的传动轴004可以带动研磨盘002旋转，研磨盘002每旋转预设角度，则通过所述测量本体111进行一次测量，直至测量整个研磨盘002。
本实施例的一实施方式中，在所述测量本体111对研磨盘002进行平坦度测量时，可以将所述测量杆103旋转至预设位置(例如旋转至所述测量杆103的延伸方向经过研磨盘002的中心点)固定不动，研磨盘002每旋转预设角度，则所述测量部100从所述测量杆103的一端移动至所述测量杆103的另一端，以完成一次测量，直至研磨盘002旋转一周，完成研磨盘002的平坦度的测量。
本实施例的一实施方式中，在所述测量本体111对研磨盘002进行平坦度测量时，研磨盘002每旋转预设角度，则所述测量部100从所述测量杆103的一端移动至所述测量杆103的另一端，以完成一次线性测量，且所述测量杆103每旋转预设角度，则所述测量部100完成一次线性测量，此实施方式中，在测量过程中，所述测量杆103不是固定不动的，也就是说，研磨盘002每旋转预设角度，所述测量部100的测量区域是所述测量杆103的旋转面在研磨盘002上的正投影所覆盖的区域。
本实施例中示例性的，所述测量杆103远离所述基座101的一端与所述传动轴004之间具有间隙，避免所述测量杆103与所述传动轴004接触。
本实施例中示例性的，所述测量部100包括激光探头105，信号接收器和信号发射器(信号接收器和信号发射器集成设置为感应部107)，所述信号接收器用于接收控制信号以控制所述激光探头105测量研磨盘的平坦度信息，所述信号发射器用于将所述激光探头105获得的平坦度信息发送至所述处理结构。
在测试时，所述测量杆103的延伸方向经过研磨盘002的中心点(所述测量杆103移动至其延伸方向经过研磨盘002的中心点的位置后，在测量过程中所述测量杆103的位置固定不动)，根据所述信号接收器的信号，所述激光探头105沿着所述测量杆103的延伸方向，在所述测量杆103上移动，以获取研磨盘002的待测区域(即激光探头105沿着测量杆103的延伸方向移动所覆盖的范围)的平坦度信息，所述信号发射器将所述平坦度信息发射至所述处理结构进行处理，本实施例中，研磨盘002是可旋转的，研磨盘002每旋转预设角度(可根据实际需要设定，例如5度)，则所述激光探头105沿着所述测量杆103移动，以获取一次研磨盘002的待测区域的平坦度信息，研磨盘002旋转一周后，所述处理结构根据所接收的所有的所述平坦度信息获得研磨盘002的2D形貌和/或3D形貌，然后根据研磨盘002的2D形貌和/或3D形貌对研磨盘002的平坦度进行修正。
本实施例中示例性的，所述测量部100包括套设于所述测量杆103上的滑块108，所述滑块108的底部(在垂直于研磨盘的方向上靠近研磨盘的一侧)设置有所述激光探头105，所述滑块108的顶部(在垂直于研磨盘的方向上远离研磨盘的一侧)设置有所述信号接收器和所述信号发射器(本实施例中将所述信号接收器和所述信号发射器集成设置为感应部107，但并不以此为限)，所述滑块108与所述测量杆103之间设置有滑轮110，参考图4和图5。
所述测量杆103包括相对设置的第一侧和第二侧，所述第一侧和所述滑块108之间设置有滑轮110，所述第二侧和所述滑块108之间设置有滑轮110，所述滑轮110设置于所述滑块108的相应的内壁上。
本实施例中示例性的，所述测量杆103远离所述基座101的一端设置有支撑杆104，所述支撑杆104用于在所述测量杆103旋转至研磨盘002之上时，支撑所述测量杆103以使得所述测量杆103与研磨盘002平行设置，保证测量部100测量的准确性。
本实施例中示例性的，为了避免所述支撑杆104对研磨盘002的损伤，所述支撑杆104远离所述测量杆103的一端设置有能够在研磨盘002的表面滑动的滑轮。
本实施例中示例性的，所述基座101和所述测量杆103之间设置有加强杆106。所述加强杆106的设置增强了所述测量杆103与所述基座101之间的连接稳定性。
如图6所示，本实施例还提供一种研磨盘平坦度测量系统，包括承载架001，相对设置的第一研磨盘003和第二研磨盘007，所述研磨盘平坦度测量系统还包括上述的研磨盘平坦度测量装置，所述第一研磨盘003、第二研磨盘007和所述研磨盘平坦度测量装置均设置于承载架001上，所述研磨盘平坦度测量装置包括至少两个所述测量本体111，至少两个所述测量本体111中，至少一个所述测量本体111用于测量所述第一研磨盘003的平坦度信息，至少一个所述测量本体111用于测量所述第二研磨盘007的平坦度信息。
一般对硅片进行研磨的研磨盘是两个，通过至少两个测量本体111的设置，可同时对第一研磨盘003和第二研磨盘007的平坦度进行测量，提高测量效率。
本实施例中示例性的，研磨盘平坦度测量装置包括第一测量本体和第二测量本体，研磨盘平坦度测量系统还包括：
设置于所述承载架001上的第三驱动结构，所述第三驱动结构用于控制所述第一研磨盘003旋转，所述第一测量本体用于在所述第一研磨盘003旋转过程中，每隔预设旋转角度，测量所述第一研磨盘003的待测区域的平坦度信息；
设置于所述承载架001上的第四驱动结构，所述第四驱动结构用于控制所述第二研磨盘007旋转，所述第二测量本体用于在所述第二研磨盘007旋转过程中，每隔预设旋转角度，测量所述第二研磨盘007的待测区域的平坦度信息。
本实施例的一实施方式中，所述测量部100沿着所述测量杆103移动，对研磨盘上的待测区域进行平坦度测量，所述测量部100的移动是线性的，而研磨盘是一个环形结构，为了测量研磨盘的整体的平坦度，研磨盘是转动的，在研磨盘转动一周的过程中，研磨盘每旋转预设角度，则所述测量部100沿着所述测量杆103移动以完成一次测量，直至研磨盘旋转一周结束。
本实施例中示例性的，所述第一研磨盘003位于所述第二研磨盘007的上方，研磨盘平坦度测量系统还包括升降驱动结构005，所述升降驱动结构005用于控制所述第一研磨盘003进行升降移动，以使得所述的第一研磨盘003与所述第一测量本体之间的距离为预设距离。
所述升降驱动结构005的设置，使得所述第一研磨盘003和相应的第一测量本体之间的距离为预设距离，避免测量部100与第一研磨盘003的接触，并保证第一研磨盘003在测量部100的测量范围内。
本实施例中示例性的，所述研磨盘平坦度测量系统还包括平衡梁006，所述平衡梁006与水平面平行设置，所述平衡梁006与所述第一研磨盘003之间均匀的设置多个连接部，且所述平衡梁006能够与所述第一研磨盘003同步移动(包括同步升降和同步旋转)，保证所述第一研磨盘003在升降或旋转过程中，保持与水平面平行的状态。
本实施例中示例性的，所述连接部包括与所述平衡梁006连接的第一连接轮，与所述第一研磨盘003连接的第二连接轮，以及连接于所述第一连接轮和第二连接轮之间的皮带。
以下具体介绍本实施例中研磨盘平坦度测量过程。
控制升降驱动结构005升降以使得第一研磨盘003与对应的第一测量本体之间的距离为预设距离；
旋转第一测量本体的测量杆103至第一研磨盘003的待测区域；
控制第一测量本体的测量部100沿着测量杆103移动，以测量第一研磨盘003的平坦度信息；
第一研磨盘003旋转预设角度，控制第一测量本体的测量部100沿着测量杆103再次移动，以测量第一研磨盘003的平坦度信息；
重复上述步骤，第一研磨盘003每旋转预设角度，则控制第一测量本体的测量部100沿着测量杆103移动，以测量第一研磨盘003的平坦度信息，直至第一研磨盘003旋转一周；
根据所述测量部100获取的第一研磨盘003的全部的平坦度信息，形成第一研磨盘003的2D形貌和/或3D形貌。
对于第二研磨盘007的平坦度的测量与对第一研磨盘003的平坦度的测量相同，区别在于无需调整第二研磨盘007与对应的第二测量本体之间的距离，具体如下：
旋转第二测量本体的测量杆103至第二研磨盘007的待测区域；
控制第二测量本体的测量部100沿着测量杆103移动，以测量第二研磨盘007的平坦度信息；
第二研磨盘007旋转预设角度，控制第二测量本体的测量部100沿着测量杆103再次移动，以测量第二研磨盘007的平坦度信息；
重复上述步骤，第二研磨盘007每旋转预设角度，则控制第二测量本体的测量部100沿着测量杆103移动，以测量第二研磨,007的平坦度信息，直至第二研磨盘007旋转一周；
根据所述测量部100获取的第二研磨盘007的全部的平坦度信息，形成第二研磨盘007的2D形貌和/或3D形貌。
以上所述为本实用新型较佳实施例，需要说明的是，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型保护范围。
Claims (9)
1.一种研磨盘平坦度测量装置，其特征在于，包括至少一个测量本体，所述测量本体包括能够固定于研磨盘一侧的基座，所述基座上设置有测量杆，所述测量杆上设置有测量部；
还包括第一驱动结构和第二驱动结构，所述第一驱动结构用于驱动所述测量杆在水平面内旋转，以使得所述测量杆旋转至研磨盘上的待测区域，所述第二驱动结构用于驱动所述测量部沿着所述测量杆的延伸方向移动，以测量所述待测区域内的平坦度信息；
还包括处理结构，用于根据所述测量部的测量结果获得研磨盘的形貌。
2.根据权利要求1所述的研磨盘平坦度测量装置，其特征在于，所述测量部包括激光探头，信号接收器和信号发射器，所述信号接收器用于接收控制信号以控制所述激光探头获得研磨盘的平坦度信息，所述信号发射器用于将所述激光探头获得的平坦度信息发送至所述处理结构。
3.根据权利要求2所述的研磨盘平坦度测量装置，其特征在于，所述测量部包括套设于所述测量杆上的滑块，所述滑块的底部设置有所述激光探头，所述滑块的顶部设置有所述信号接收器和所述信号发射器，所述滑块与所述测量杆之间设置有滑轮。
4.根据权利要求1所述的研磨盘平坦度测量装置，其特征在于，所述测量杆远离所述基座的一端设置有支撑杆，所述支撑杆用于在所述测量杆旋转至所述待测区域时，支撑所述测量杆以使得所述测量杆与研磨盘平行设置。
5.根据权利要求4所述的研磨盘平坦度测量装置，其特征在于，所述支撑杆远离所述测量杆的一端设置有能够在研磨盘的表面滑动的滑轮。
6.根据权利要求1所述的研磨盘平坦度测量装置，其特征在于，所述基座和所述测量杆之间设置有加强杆。
7.一种研磨盘平坦度测量系统，其特征在于，包括相对设置的第一研磨盘和第二研磨盘，还包括权利要求1-6任一项所述的研磨盘平坦度测量装置，所述研磨盘平坦度测量装置包括至少两个所述测量本体，至少两个所述测量本体中，至少一个所述测量本体用于测量所述第一研磨盘的平坦度信息，至少一个所述测量本体用于测量所述第二研磨盘的平坦度信息。
8.根据权利要求7所述的研磨盘平坦度测量系统，其特征在于，所述研磨盘平坦度测量装置包括第一测量本体和第二测量本体，所述研磨盘平坦度测量系统还包括：
第三驱动结构，所述第三驱动结构用于控制所述第一研磨盘旋转，所述第一测量本体用于在所述第一研磨盘旋转过程中，每隔预设旋转角度，测量所述第一研磨盘的待测区域的平坦度信息；
第四驱动结构，所述第四驱动结构用于控制所述第二研磨盘旋转，所述第二测量本体用于在所述第二研磨盘旋转过程中，每隔预设旋转角度，测量所述第二研磨盘的待测区域的平坦度信息。
9.根据权利要求8所述的研磨盘平坦度测量系统，其特征在于，所述第一研磨盘位于所述第二研磨盘的上方，所述研磨盘平坦度测量系统还包括升降驱动结构，所述升降驱动结构用于控制所述第一研磨盘进行升降运动，以使得所述的第一研磨盘与所述第一测量本体之间的距离为预设距离。
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| CN113701674A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-11-26 | 蚌埠高华电子股份有限公司 | 液晶玻璃基板研磨盘平坦度辅助检测装置及检测方法 |
| CN113701674B (zh) * | 2021-07-29 | 2023-11-17 | 蚌埠高华电子股份有限公司 | 液晶玻璃基板研磨盘平坦度辅助检测装置及检测方法 |
| CN115284161A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-11-04 | 上海中欣晶圆半导体科技有限公司 | 一种降低晶圆ttv的磨片加工方法 |
| CN115284161B (zh) * | 2022-07-04 | 2024-03-01 | 上海中欣晶圆半导体科技有限公司 | 一种降低晶圆ttv的磨片加工方法 |
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