CN218631926U - 一种激光测量装置、高温设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光测量装置、高温设备，装置包括：发射单元，用于发射波长在紫色或紫外波长范围内的激光束，反射单元，用于将激光束反射以将激光束投射至测定对象的被测面上，成像单元，设有弧形凹面，用于对投射至被测面上的激光束中被被测面反射的反射光进行再次反射，并经滤光单元滤除红外光和可见光后，成像在位置探测单元上，控制单元，用于根据位置探测单元输出的被测面在测量点上的当前位置信号，计算其与前一位置信号之间的变化量，确定被测面在测量点上的相对高度变化量。本实用新型能够有效解决针对高温物体的距离测量问题，并可用于对在高温设备中处于高速旋转中的晶片进行翘曲测量，装置结构简单，适于推广。

Description

一种激光测量装置、高温设备

技术领域

本实用新型涉及半导体制造测试技术领域，尤其涉及一种用于对高温测定对象的相对位置进行测量的激光测量装置和用于对测定对象进行高温处理并进行位置测量的高温设备。

背景技术

半导体晶片在高温设备中进行高温生长膜层过程中，通常会发生不同程度的平面翘曲现象。这种翘曲现象会影响到后续的产品质量，因而需要对翘曲进行测量以控制。

传统的晶片翘曲测量方法，多采用反射光测量方法，但其存在如下问题：

(1)反射光测量仅能反映晶片表面倾斜的角度，而不能反映晶片的轮廓高度，因而不能直观表征晶片翘曲的程度。

(2)采用反射光测量方法进行翘曲测量，必须假设晶片的主表面是球面的片段，且承载晶片的托盘处于水平状态。由于反射光测量方法反映的是倾斜特征，因此晶片装载的倾斜和支撑底座的倾斜(例如托盘转动影响、托盘加工公差影响等使之倾斜)等因素的存在，都将影响到测量结果的精准度。

(3)现有测量时使用的位移传感器，多采用波长为可见光(例如红光)的激光反射信号测量距离，如果测量表面是高温物体表面，例如处于高温工艺中的晶片等高温物体表面，就会存在因物体表面的高辐射造成的背景干扰问题，导致距离测量无法正常进行。而即使可通过信号调制测量差值，来减少上述因物体表面的高辐射造成的背景干扰问题，但对于在托盘上高速旋转的晶片等物体，却存在着难以施行的困难。

同时，现有的测量装置一般是固定安装在高温设备上，针对具有不同直径及厚度尺寸的晶片，或者针对多个晶片同时在一个托盘上进行工艺的场景，需要在改换规格时，停机调整测量装置在高温设备上的安装位置，从而影响了效率。

因此，有必要提供一种新的用于高温物体的激光位移测量技术，以解决现有技术中存在的上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种激光测量装置、高温设备。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种激光测量装置，包括：设于测定对象上方并依次耦合的发射单元、反射单元、成像单元、滤光单元、位置探测单元和控制单元；所述发射单元用于发射波长在紫色或紫外波长范围内的激光束，所述反射单元用于将所述激光束反射以将所述激光束投射至所述测定对象的被测面上，所述成像单元设有弧形凹面，用于对投射至所述被测面上的所述激光束中被所述被测面反射的反射光进行再次反射，并经所述滤光单元滤除红外光和可见光后，成像在所述位置探测单元上，以生成所述被测面在测量点上的位置信号，所述控制单元用于根据所述位置探测单元输出的所述被测面在测量点上的当前位置信号，计算其与前一位置信号之间的变化量，确定所述被测面在测量点上的相对高度变化量。

进一步地，还包括：壳体；所述发射单元、所述反射单元、所述成像单元、所述滤光单元和所述位置探测单元设于所述壳体内，所述壳体面向所述测定对象的下端面上设有窗口，所述反射单元通过所述窗口将反射的所述激光束投射至所述测定对象的被测面上，且所述成像单元通过所述窗口对投射至所述被测面上的所述激光束中被所述被测面反射的反射光进行接收以再次反射。

进一步地，所述壳体设于移载机构上，所述移载机构用于带动使所述壳体在所述测定对象的上方升降和平移，所述控制单元还用于控制所述移载机构的升降和平移。

进一步地，所述发射单元包括激光器。

进一步地，所述反射单元包括反射镜。

进一步地，所述成像单元包括具有弧形凹面的凹面镜。

进一步地，所述滤光单元包括设于所述成像单元和所述位置探测单元之间的平面型滤光片。

进一步地，所述位置探测单元包括设有紫外增强薄膜的位置敏感探测器。

本实用新型还提供一种高温设备，含有上述的激光测量装置，所述高温设备用于对放置其中并处于旋转状态的测定对象进行高温处理，所述激光测量装置用于对所述测定对象的被测面在测量点上的高低位置变化进行在线测量。

进一步地，所述高温设备包括用于半导体高温生长工艺的成膜设备。

由上述技术方案可以看出本实用新型具有以下优点：

(1)通过采用紫色或紫外波长的激光测量信号，可防止热辐射现象对测量造成的背景干扰问题，适用于对高温物体进行位置检测；

(2)采用凹面镜对来自被测面的反射光进行再次反射，不但可以对反射的激光束进行更好的聚光，使更短波长的紫外光被位置敏感探测器探测到，而且有效解决了普通光学玻璃无法透射深紫外光的问题。

(3)采用滤光片和紫外增强镀膜的组合，可以滤除红外光和可见光的干扰，并获取增强的紫外激光，有效解决了普通硅探测器无法探测深紫外光的问题，提高了位移测量精度。

(4)通过设置带有窗口的壳体，可对装置的发射单元、反射单元、成像单元、滤光单元和位置探测单元等进行集成，并加以支撑和保护。

(5)通过设置移载机构，带动装有装置的各测量单元的壳体的升降或平移运动，可针对具有不同直径及厚度尺寸的晶片，或者针对多个晶片同时在一个托盘上进行工艺的场景，对测量装置在测定对象上方的安装位置进行自动调整，从而能够适应多规格产品的在线测量，提高了效率。

(6)光路简单，结构精巧，适于推广。

本实用新型通过具有的上述优点，能够有效解决针对测定对象的高度位置变化的测量问题，并可以应用于针对例如在高温设备中进行高温生长工艺并处于高速旋转中且具有不同表面轮廓的晶片的翘曲测量。

附图说明

图1-图4为本实用新型一较佳实施例的一种激光测量装置的结构示意图；

图5为本实用新型一较佳实施例的一种带有壳体的激光测量装置的设置状态示意图；

图6为本实用新型一较佳实施例的一种用于测量晶片翘曲的原理示意图。

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作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。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。

请参阅图1，图1为本实用新型一较佳实施例的一种激光测量装置的结构示意图。如图1所示，本实用新型的一种激光测量装置100，可包括设于测定对象上方，并依次耦合于激光测量光路中的发射单元110，反射单元120，成像单元130，滤光单元140，以及位置探测单元160等主要结构组成部分。

其中，发射单元110用于发射波长在紫色或紫外波长范围内的激光束。

反射单元120可设于测定对象200与发射单元110之间的入射光路中，用于将发射单元110发射的激光束反射，以将激光束投射至测定对象200的被测面201上。

成像单元130和滤光单元140依次设于测定对象200与位置探测单元160之间的反射光路中，成像单元130设有弧形凹面，用于对投射至被测面201上的激光束中被被测面201反射的反射光进行再次反射，并经滤光单元140滤除反射光中的红外光和可见光后，成像在位置探测单元160上，以通过位置探测单元160生成被测面201在测量点400上的位置信号。

控制单元170根据位置探测单元160输出的被测面201在测量点400上的当前位置信号，计算其与前一位置信号之间的变化量，确定被测面201在测量点400上的相对高度变化量。

请参阅图1。在一较佳实施例中，本实用新型的一种激光测量装置100中，发射单元110例如可采用能发射波长在紫色或紫外波长范围内的激光束的激光器111。

在一较佳实施例中，反射单元120可采用反射镜，反射镜例如可采用平面镜121。

在一较佳实施例中，反射镜也可以采用第一凹面镜122(参考图4)。

在一较佳实施例中，成像单元130例如可采用具有弧形凹面的第二凹面镜132。

在一较佳实施例中，滤光单元140例如可采用平面型的第一滤光片141。

在一较佳实施例中，位置探测单元160例如可采用位置敏感探测器(PSD)161；

进一步地，位置敏感探测器161上可加设紫外增强单元150；紫外增强单元150例如可设有紫外增强镀膜151。这样，位置敏感探测器161即成为紫外增强镀膜位置敏感探测器161。

装置100可通过位置敏感探测器161连接设于外部的控制单元170。控制单元170例如可以是上位机171。或者，控制单元170也可以设置于上位机171上。上位机171可根据位置敏感探测器161输出的被测面201在测量点400上的当前位置信号，计算其与前一位置信号之间的变化量，确定被测面201在测量点400上的相对高度变化量，从而可以探测出测定对象200的被测面201在测量点400上的相对高度是否发生了变化，以及变化的幅度。可参考现有技术加以理解。

本实施例中，测定对象200可处于高温状态，并可以在垂直方向上产生整体位移，或者在垂直方向上产生局部偏摆。

为了对上述现象进行测量，可利用设置于测定对象200上方的激光器111，按预定方向发射波长在紫色或紫外波长范围内的激光束。例如，激光束的波长范围可以为410～365nm。通过采用紫色或紫外波长的激光测量信号，可有效防止热辐射现象对位移测量造成的干扰。

同时，可利用设置于测定对象200上方，且位于测定对象200和激光器111之间的平面镜121，对来自激光器111发射的激光束进行反射，并通过对激光束进行反射，改变激光束的方向，从而将激光束自上方投射至测定对象200的表面，即投射至测定对象200的被测面201上。

在一较佳实施例中，利用平面镜121，可将来自激光器111发射的激光束，例如水平方向的激光束，在经过反射后，以垂直(也可以是其他的角度)的方向投射至水平放置的测定对象200的表面被测面201上。

激光束在被投射至测定对象200的被测面201上后，其中的部分激光束将被测定对象200的被测面201反射。利用设置在测定对象200上方，且与激光器111和平面镜121处于相对位置上的第二凹面镜132，并利用第二凹面镜132上弧形凹面所具有的反射作用，可对投射至被测面201上的激光束中被被测面201反射的反射光进行再次反射，并在再次反射的光路上经第一滤光片141滤除红外光和可见光后，汇聚在具有紫外增强镀膜的位置敏感探测器161的成像平面上，并获得成像。

在被第二凹面镜132再次反射而发生转折后的反射光路上，依次设置有第一滤光片141和紫外增强镀膜位置敏感探测器161。利用第一滤光片141，可对被第二凹面镜132再次反射的反射光中的红外和可见光进行过滤，以消除这些波长的光线对测量产生的干扰作用。

投射至被测面201上的激光束中被被测面201反射的反射光，经过第二凹面镜132的再次反射，并经过第一滤光片141滤掉其中的红外和可见光后，再经过紫外增强镀膜151的紫外增强作用，使得增强后的紫外光进入位置敏感探测器161，得到准确成像。这样，利用第二凹面镜132，不但可以对反射的激光束进行更好的聚光，使更短波长的紫外光能够被位置敏感探测器161探测到，而且还有效解决了普通光学玻璃无法透射深紫外光的问题，并提高了位移测量精度。

可以看出，本实施例通过采用第二凹面镜132对来自被测面201的反射光进行二次反射，使反射光路发生了再次转折，因而可将图3实施例中的直线型反射光路改变为折线型反射光路，从而对缩小装置100在高温设备上的占用面积带来了积极影响。

在一较佳实施例中，紫外增强镀膜151可采用荧光膜，并可以通过镀膜在位置敏感探测器161的成像平面上形成荧光膜层。

位置敏感探测器161可将成像的光信号通过模拟量输出为电压信号，以生成被测面201在测量点400上的位置信号。

上位机171(控制单元170)根据位置敏感探测器161输出的被测面201在测量点400上的当前位置信号，可通过计算生成反映测定对象200的被测面201在测量点400上的当前位置值(高度值)。并且，上位机171还可将当前位置值与通过前一位置信号生成的反映测定对象200的被测面201在测量点400上的前一位置值(高度值)进行比较，获取两者之间的变化量差值，从而确定被测面201在测量点400上的相对高度变化量。

上述当前位置值(当前位置信号)和前一位置值(前一位置信号)之间的差异，反映出测定对象200(或在测量点400位置上的被测面201)是否发生了上下移动，以及上下移动的幅度。

例如，当图1中所示的测定对象200原位于第一位置A上时，上位机171根据位置敏感探测器161输出的测定对象200表面(被测面201)在激光束投射形成的测量点400上的第一位置信号(前一位置信号)，通过设有的一般商用软件，计算生成反映测定对象200的被测面201在测量点400上的第一位置值(第一高度值)。当被测面201在垂直方向上由第一位置A移动到第二位置B上从而发生位置变化时，上位机171即可根据位置敏感探测器161输出的测定对象200表面在测量点400上的第二位置信号(当前位置信号)，计算生成反映测定对象200的被测面201在测量点400上的第二位置值(第二高度值)。上位机171将第二位置值(第二高度值)与第一位置值(第一高度值)进行比较，获取两者之间的变化量差值，即可确定测定对象200(被测面201)在测量点400上是否发生了整体的上下移动(即是否发生了位置变化)，以及发生上下移动时的相对高度变化量，也即可确定测定对象200(被测面201)在测量点400垂直方向上的位移。

上述当前位置值(当前位置信号)和前一位置值(前一位置信号)之间的差异，还可反映出测定对象200与测量点400位置对应的被测面201是否发生了局部的上下偏移(即发生了局部位移)，以及上下偏移的幅度。例如，可利用本实用新型对半导体晶片的翘曲情况进行测量(详见后文针对本实用新型的一种用于测量晶片翘曲的方法的说明)。

请参阅图2。与上述图1所示实施例的不同之处在于，本实施例中，滤光单元140采用了曲面型的第二滤光片142替代了图1中平面型的第一滤光片141。并且，第二滤光片142具有与第二凹面镜132的凹面弧度对应的弧度，并直接贴合在第二凹面镜132的凹面表面上，与第二凹面镜132形成一体结构，即形成一个新的一体化的受光成像和滤光单元134，使得第二凹面镜132同时具有了反射光和滤光的效果。

本实施例中的其他结构，可与图1所示实施例相同，可参考图1所示实施例加以理解，不再赘述。

利用第二凹面镜132上的设有相同曲率的第二滤光片142的凹面，在对投射至被测面201上的激光束中被被测面201反射的反射光进行再次反射的同时，也实现了对红外光和可见光的滤除，从而可进一步简化光路结构设计，提高装置100的集成度。

请参阅图3。与上述图1所示实施例的不同之处在于，本实施例中，成像单元130采用了透紫外光透镜131。透紫外光透镜131设置在测定对象200上方，且与激光器111和平面镜121处于相对位置上。透紫外光透镜131可在投射至被测面201上的激光束中被被测面201反射的反射光的反射路径上，对投射至被测面201上的激光束中被被测面201反射的反射光进行透射和汇聚，以便使投射至被测面201上的激光束中被被测面201反射的反射光能够在位置敏感探测器161上获得成像。

在一较佳实施例中，透紫外光透镜131可采用能够透过紫外光的材料制作。例如，透紫外光透镜131可采用紫外石英透镜，其可使波长为410～365nm的光线透过。

在透紫外光透镜131后侧的反射光路上，依次设置平面型的第一滤光片141和紫外增强镀膜位置敏感探测器161。投射至被测面201上的激光束中被被测面201反射的反射光，经过透紫外光透镜131的透射和汇聚，并经过第一滤光片141滤掉其中的红外和可见光后，再经过紫外增强镀膜151的紫外增强作用，使得增强后的紫外光进入位置敏感探测器161，得到准确成像。这样，在保证位移测量精度的基础上，有效解决了普通光学玻璃无法透射深紫外光的问题。

本实施例中的其他结构，可与图1所示实施例相同，可参考图1所示实施例加以理解，不再赘述。

与图1实施例相比，本实施例通过采用透紫外光透镜131对来自被测面201的反射光进行直接透射成像，使反射光路构成了传统的直线型光路，可简化光路结构设计，降低光路调整难度。

请参阅图4。与上述图3所示实施例的不同之处在于，本实施例中，反射单元120采用了第一凹面镜122替代了图3中的平面镜121。

本实施例中的其他结构，可与图3所示实施例相同，可参考图3所示实施例加以理解，不再赘述。

本实施例相比图3所示实施例的进一步优点在于，将平面镜121变更为凹面镜，可利用第一凹面镜122的凹面，对来自激光器111的激光束进行更好的聚光，提高信噪比。

在其他一些实施例中，可将上述与图1-图2对应的实施例中的平面镜121以图4实施例中的第一凹面镜122替代，以实现性能得到综合优化的装置100配置结构。

请参阅图5。在一些实施例中，本实用新型的一种激光测量装置100，还可包括中空壳体180。激光测量装置100的发射单元110、反射单元120、成像单元130、滤光单元140以及位置探测单元160等设于壳体180内，从而可得到壳体180的有效保护。壳体180面向测定对象200的下端面上设有窗口181。反射单元120可通过窗口181将反射的激光束投射至测定对象200的被测面201上。成像单元130可通过窗口181对投射至被测面201上的激光束中被被测面201反射的反射光进行接收，以进行再次反射。

发射单元110、反射单元120、成像单元130、滤光单元140和位置探测单元160等可以固定方式或者可调整的方式安装在壳体180内。

进一步地，发射单元110、反射单元120、成像单元130、滤光单元140和位置探测单元160等也可以具有对自身的相对位置及角度等进行调节的功能，以便在测量前对光路进行相应的调整。

在一些实施例中，壳体180的内壁上可设置冷却管路，以便对壳体180内部设有的工作中的激光测量装置100的上述各功能单元进行降温保护。

在一些实施例中，窗口181可分设为两个独立的第一窗口182和第二窗口183。其中，反射单元120可通过第一窗口182将反射的激光束投射至测定对象200的被测面201上。成像单元130可通过第二窗口183对投射至被测面201上的激光束中被被测面201反射的反射光进行接收，以进行再次反射。

在一些实施例中，窗口181上可设置透明薄膜。

在另一些实施例中，窗口181上也可设置可自动开合的窗门。

在一些实施例中，壳体180可设于移载机构上。移载机构用于带动使壳体180在测定对象200的上方升降和平移。控制单元170还可用于通过控制移载机构的升降和平移，以控制对壳体180在测定对象200上方的相对位置进行调整。

在一些实施例中，移载机构可包括水平电缸，和设置在水平电缸的水平运动部(滑块)上的垂直电缸。壳体180可设于垂直电缸的垂直运动部上。控制单元170通过控制水平电缸，使水平电缸的水平运动部在水平电缸(导轨)上平移运动，带动垂直电缸及其携带的壳体180同步平移。控制单元170还通过控制垂直电缸，使垂直电缸的垂直运动部在垂直电缸上上下运动，带动其携带的壳体180同步上下移动，从而实现对壳体180在测定对象200上方的位置的调整，因此能够根据测定对象200尺寸(例如直径和厚度)的变化，对激光测量装置100的测量位置进行及时的自动调整，提高了效率。

本实用新型的一种高温设备，可设有上述的激光测量装置100。其中，高温设备可用于对放置其中并处于旋转状态的测定对象200，例如晶片等进行高温处理。激光测量装置100可用于对处于高温设备中的测定对象200的被测面201在测量点400上的高低位置变化进行在线测量。

在一些实施例中，高温设备可以是用于半导体高温生长工艺的成膜设备，例如CVD、PVD等半导体成膜设备。

在一些实施例中，高温设备也可以是其他用于对产品加热的设备。

在一些实施例中，激光测量装置100可设置在高温设备的工艺腔室的上方，并可通过工艺腔室顶面上设有的探测口，对放置在工艺腔室中的托盘上的例如晶片等进行位置及位置变化的在线测量。

在一些实施例中，移载机构可设置在探测口上方的适当位置上，并可带动内部安装有发射单元110、反射单元120、成像单元130、滤光单元140和位置探测单元160等测量元件的壳体180在探测口的开口区域内进行平移或升降运动。

在一些实施例中，探测口上可设置能自动开合的挡板。

需要说明的是，本实用新型对高温不作严格定义，所指高温可适用于高于室温的任意温度。所指高温测定对象200可适用于具有高于室温的任意温度的测定对象200。

测定对象200例如可以是具有不同轮廓形状的半导体晶片或其他基板等。测定对象200也可以是其他处于高温设备中或处于高温状态的其他各类产品或样品等。并且，可利用本实用新型的上述装置100，对高速旋转中的测定对象200进行高度位移或偏移等的测量。

下面以本实用新型应用于对半导体晶片进行翘曲测量为例，对本实用新型的工作原理进行详细说明。

请参阅图6。以在高温设备中对晶片进行CVD、PVD等高温膜层生长工艺为例。晶片300水平放置在高温设备的工艺腔室中的托盘(图略)上；托盘安装在支撑底座上。通过驱动托盘在支撑底座上旋转，带动放置在托盘上的晶片300同步水平旋转。

晶片300在高温设备中进行高温生长膜层过程中，通常会发生不同程度的平面翘曲现象。这种翘曲现象会影响到后续的产品质量，因而需要对翘曲进行测量以控制。

在一较佳实施例中，可利用例如图1所示的激光测量装置100(但不限于此，也可以利用例如图2-图4所示的激光测量装置100)，对晶片300在高速旋转中进行高温生长膜层过程中的翘曲现象进行跟踪测量。

首先，对激光测量装置100(包括其中的各测量单元)的位置及光路进行调整到位。

然后，启动激光器111发射激光束。利用平面镜121，对激光器111发射的激光束进行反射，并将反射光以垂直(或接近垂直)的方向(为清楚显示不同时刻的光线，图中对两束垂直反射光进行了分离绘制))投射至水平放置的晶片300接近边缘的表面上，例如距边缘5mm以内的晶片300表面上。

可利用第二凹面反射镜132的凹面反射作用，对投射至晶片300表面的被测面上的激光束中被被测面反射的反射光进行再次反射，经第一滤光片141滤除红外光和可见光，并利用荧光膜层(紫外增强镀膜151)进行紫外增强后，汇聚至位置敏感探测器161上进行成像，生成晶片300表面的被测面在测量点400上的位置信号，获取位于测量点400位置上的被测面的第一高度值h1。测量过程中，测量点400的位置保持不变，位置发生变化的是晶片300表面的被测面。

当晶片300在托盘带动下发生旋转时，顺旋转方向后侧的晶片300表面的被测面将连续地经过测量点400。按照设定的采样频率，即可依次得到旋转中的晶片300表面的被测面在经过测量点400时的第二高度值、第三高度值等。

例如，假定图示晶片300右侧当前位于测量点400位置(代表激光束的箭头所指位置)上的第一被测面301(以实线代表)处未发生翘曲，并假定图示晶片300左侧当前位置上的第二被测面302处发生了翘曲(以实线代表)。

这样，当晶片300右侧的第一被测面301当前位于测量点400位置上，即该第一被测面301处于垂直方向的第一位置t1上时，可测得对应该第一被测面301的第一高度值h1。

当晶片300在托盘带动下发生例如180度旋转时，第二被测面302将转至正好位于测量点400位置上，即第二被测面302(以虚线代表)处于垂直方向的第二位置t2上，而第一被测面301(以虚线代表)转至位于第二被测面302原有的位置上。此时，可测得对应该第二被测面302的第二高度值h2。可以看出，由于晶片300上在第二被测面302处相对于第一被测面301发生了翘曲，因而测得的第二高度值h2与第一高度值h1不等。即第二被测面302对应的第二位置t2与第一被测面301对应的第一位置t1处于不同的高度位置上。

上位机171(控制单元170)可计算出第二高度值h2与第一高度值h1之间的高度差值h(h＝h2-h1)，并在高度差值h不为零时，得出晶片300的圆周(边缘)上的第二被测面302存在翘曲现象的结果。同时，根据第二高度值h2与第一高度值h1之间的高度差值h大小，也反映了翘曲幅度的大小(此翘曲幅度为与未发生翘曲的第一被测面301比较的结果)。

选取适当的采样频率，即可获得晶片300在整个圆周上的翘曲幅度。

其中，上位机171可通过将计算得到的各个高度值与其中的某一个高度值进行对比，以确定翘曲幅度。或者，也可将计算得到的各个高度值与一个基准高度值，例如与晶片300的标定厚度对应的高度或与各个高度值的均值进行对比等，以确定翘曲幅度。也可采用行业其他的方法确定翘曲幅度。

上位机171还可根据采样频率，根据随时间变化的位置信号，计算得出晶片300在工艺过程中边缘高度(测量点400位置上的被测面高度)与时间之间对应关系的曲线，从而可获得不同时间的翘曲程度情况，便于在过程中及时进行工艺调整。

由上述实施例可以看出，本实用新型针对晶片300翘曲现象，采用高度法进行测量，优点是可直观地测得晶片300相对于位置敏感探测器161的高度的变化，因此相对于现有采用反射光测量翘曲的方法而言，准确度更高，能够有效解决针对高温物体的距离测量问题，并可以应用于针对例如高温生长工艺过程并处于高速旋转中且具有不同表面轮廓(例如马鞍形，洋芋形，多次曲面形等不同轮廓)的晶片300的翘曲测量，而不受晶片300形状的影响。

晶片300可以为放置在托盘上的一个整体物体，也可以是放置在托盘上的多个相互独立的物体。

上述本实用新型装置100中的激光器111、平面镜121、第一凹面镜122、透紫外光透镜131、第一滤光片141、第二凹面镜132和位置敏感探测器161等元件，都可以采用市售的商品元件。上位机171上可安装由位置敏感探测器161的销售商提供的配套用以测量位移的软件，或市售的用于对位置敏感探测器161的输出信号进行解析并计算的其他商品分析软件。带有第二滤光片142的第二凹面镜132，可向有关厂商定制，或可采用常规沉积等方式将第二滤光片142的膜层加工在第二凹面镜132的凹面上。可向位置敏感探测器的销售商定制具有紫外增强镀膜151的位置敏感探测器161，也可采用常规镀膜等方式，在位置敏感探测器161上形成紫外增强镀膜151膜层，实现简便。

综上，本实用新型能够有效解决针对高温物体的距离测量问题，并可以应用于针对例如在高温设备中进行高温生长工艺，并处于高速旋转中且具有不同表面轮廓的晶片进行翘曲测量，装置结构简单实用，并适于推广。

虽然在上文中详细说明了本实用新型的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本实用新型的范围和精神之内。而且，在此说明的本实用新型可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (10)

1.一种激光测量装置，其特征在于，包括：设于测定对象上方并依次耦合的发射单元、反射单元、成像单元、滤光单元、位置探测单元和控制单元；所述发射单元用于发射波长在紫色或紫外波长范围内的激光束，所述反射单元用于将所述激光束反射以将所述激光束投射至所述测定对象的被测面上，所述成像单元设有弧形凹面，用于对投射至所述被测面上的所述激光束中被所述被测面反射的反射光进行再次反射，并经所述滤光单元滤除红外光和可见光后，成像在所述位置探测单元上，以生成所述被测面在测量点上的位置信号，所述控制单元用于根据所述位置探测单元输出的所述被测面在测量点上的当前位置信号，计算其与前一位置信号之间的变化量，确定所述被测面在测量点上的相对高度变化量。

2.根据权利要求1所述的激光测量装置，其特征在于，还包括：壳体；所述发射单元、所述反射单元、所述成像单元、所述滤光单元和所述位置探测单元设于所述壳体内，所述壳体面向所述测定对象的下端面上设有窗口，所述反射单元通过所述窗口将反射的所述激光束投射至所述测定对象的被测面上，且所述成像单元通过所述窗口对投射至所述被测面上的所述激光束中被所述被测面反射的反射光进行接收以再次反射。

3.根据权利要求2所述的激光测量装置，其特征在于，所述壳体设于移载机构上，所述移载机构用于带动使所述壳体在所述测定对象的上方升降和平移，所述控制单元还用于控制所述移载机构的升降和平移。

4.根据权利要求1所述的激光测量装置，其特征在于，所述发射单元包括激光器。

5.根据权利要求1所述的激光测量装置，其特征在于，所述反射单元包括反射镜。

6.根据权利要求1所述的激光测量装置，其特征在于，所述成像单元包括具有弧形凹面的凹面镜。

7.根据权利要求1所述的激光测量装置，其特征在于，所述滤光单元包括设于所述成像单元和所述位置探测单元之间的平面型滤光片。

8.根据权利要求1所述的激光测量装置，其特征在于，所述位置探测单元包括设有紫外增强薄膜的位置敏感探测器。

9.一种高温设备，其特征在于，含有权利要求1-8任意一项所述的激光测量装置，所述高温设备用于对放置其中并处于旋转状态的测定对象进行高温处理，所述激光测量装置用于对所述测定对象的被测面在测量点上的高低位置变化进行在线测量。

10.根据权利要求9所述的高温设备，其特征在于，所述高温设备包括用于半导体高温生长工艺的成膜设备。

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