本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種晶片厚度測量裝置及其測量方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，晶片厚度的測量需要三個點(diǎn)，一般為晶片的平邊點(diǎn)、中心點(diǎn)及與平邊點(diǎn)對稱的晶片另一邊緣點(diǎn)。測量表采用的是點(diǎn)接觸測量，測量時，首先通過支架將測量表固定，然后將厚度測量裝置放在水平工作臺上，打開測量表并進(jìn)行置零校準(zhǔn)；之后輕輕抬起測量表的探針，將待測量晶片放置到測量平臺和探針之間；接著移動晶片，將其中心點(diǎn)放置在探針的正下方，并將探針壓在該中心點(diǎn)上，此時測量表上的讀數(shù)即為晶片中心點(diǎn)處的厚度。完成中心點(diǎn)的測量后，將探針輕輕抬起，移動晶片，按照上述方法完成晶片其余兩點(diǎn)處厚度的測量。

此外，在現(xiàn)有的測量平臺上一般會同時放置3片晶片，測量表需要依次測量9個點(diǎn)且探針需要進(jìn)行9次校零，9次測試，頻繁的調(diào)整探針不僅使得測量速度較慢，也加速了探針、測量平臺基座的損壞，尤其是當(dāng)需要對晶片進(jìn)行多點(diǎn)測量時，例如需要測量5個點(diǎn)，探針的損壞情況將會更嚴(yán)重。

因此，如何提高晶片厚度測量的速率，同時減少探針頻繁切換而造成的損壞， 節(jié)約時間和物質(zhì)成本，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前急需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出的一種厚度測量裝置，其至少包括：測量平臺及放置于所述測量平臺上的支架，所述測量平臺用于放置若干個待測晶片，所述支架上設(shè)置有用于測量晶片厚度的若干個測量表，其特征在于：所述厚度測量裝置用于同時測量所述若干個待測晶片，所述支架為環(huán)形支架，所述環(huán)形支架還包括一朝向環(huán)形支架中心的副支架，且所述測量表的個數(shù)大于所述待測量晶片的個數(shù)。

優(yōu)選的，所述測量表包括第一測量表和第二測量表，所述第一測量表與所述第二測量表的總數(shù)目小于晶片待測點(diǎn)的數(shù)目。

優(yōu)選的，所述若干個第一測量表設(shè)置于所述環(huán)形支架上，所述第二測量表設(shè)置于所述副支架上。

優(yōu)選的，所述第一測量表的個數(shù)與所述待測晶片的個數(shù)相同，每一個第一測量表用于測量相對應(yīng)待測晶片的其中某個待測點(diǎn)的厚度。

優(yōu)選的，所述若干個第一測量表用于測量不同晶片同一待測點(diǎn)的厚度。

優(yōu)選的，其中一個第一測量表與所述第二測量表用于分別測量同一待測晶片不同位置處的厚度。

優(yōu)選的，所述環(huán)形支架上設(shè)置有若干個可調(diào)節(jié)固定螺栓，所述固定螺栓用于調(diào)節(jié)環(huán)形支架相對于測量平臺在豎直方向上的位置。

優(yōu)選的，所述環(huán)形支架上還設(shè)置有若干個限位機(jī)構(gòu)，所述限位機(jī)構(gòu)用于限制環(huán)形支架與所述測量平臺在水平方向上的位置。

優(yōu)選的，所述可調(diào)節(jié)固定螺栓至少為3個，以用于確定一校零面。

優(yōu)選的，所述副支架為環(huán)形或者長方形或者正方形或者三角形或者十字形。

優(yōu)選的，所述測量裝置還包括數(shù)據(jù)采集處理裝置。

優(yōu)選的，所述環(huán)形支架還包括對稱設(shè)置的手持部。

優(yōu)選的，所述環(huán)形支架與所述測量平臺均包括定位部。

本發(fā)明還提供了一種晶片厚度測量裝置的方法，其特在于：至少包括測量表校零和測量步驟，具體如下：

（1）校零：首先取1標(biāo)準(zhǔn)校零盤，所述校零盤與測量平臺完全相同，將環(huán)形支架放置于校零盤上，其中限位機(jī)構(gòu)將將校零盤邊緣卡住，同時調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)固定螺栓，設(shè)置環(huán)形支架相對于測量平臺的位置，并保證所有可調(diào)節(jié)固定螺栓的底部均與測量平臺表面相接觸，最后對第一測量表及第二測量表依次校零；

（2）測量：校零完成后，將環(huán)形支架放置于測量平臺上對待測晶片進(jìn)行厚度測量；

（3）數(shù)據(jù)采集處理：數(shù)據(jù)采集處理裝置通過數(shù)據(jù)采集處理軟件，采集各第一測量表及第二測量表的數(shù)據(jù)，并通過處理軟件內(nèi)置的運(yùn)輸關(guān)系式帶出晶片其余各待測點(diǎn)的厚度數(shù)據(jù)；

優(yōu)選的，所述第一測量表、第二測量表為具有數(shù)據(jù)輸出功能的厚度千分測量表，其操作功能包括校零、厚度量測。

本發(fā)明至少具有以下有益效果：本發(fā)明提供的厚度測量裝置通實(shí)現(xiàn)一次校零后一次測量并且同時得到待測晶片上待測位置的厚度，避免測量表的頻繁操作及晶片的移動，提高工作效率，同時減小測量表的損壞，提高測量的準(zhǔn)確度。

本發(fā)明適用但不僅限于晶片的測量。只要是剛性物體，質(zhì)量和厚度在可測量物體范圍內(nèi)的，均可通過本發(fā)明得到厚度數(shù)據(jù)。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。

圖1 本發(fā)明實(shí)施例1之厚度測量裝置正視圖。

圖2 本發(fā)明實(shí)施例1之厚度測量裝置之環(huán)形支架俯視圖。

圖3 本發(fā)明實(shí)施例1之厚度測量裝置之測量平臺與待測晶片俯視圖。

圖4 本發(fā)明實(shí)施例1之厚度測量裝置俯視圖。

圖5 本發(fā)明實(shí)施例2之厚度測量裝置之測量平臺與待測晶片俯視圖。

圖6 本發(fā)明實(shí)施例3之厚度測量裝置之環(huán)形支架俯視圖。

附圖標(biāo)注：100：測量平臺；200：環(huán)形支架；210：副支架；220：定位平邊；310：第一測量表；320：第二測量表；330：探針；400：可調(diào)節(jié)固定螺栓；410：通孔；500：限位片；600：數(shù)據(jù)采集處理裝置；700：晶片。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供一種晶片厚度測量裝置及測量方法，能夠同時測量快速準(zhǔn)確測量出多片晶片不同測量點(diǎn)的厚度，提高測量速率，減少測量表移動頻次，進(jìn)而減少其損耗。

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的方案，下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

參看圖1~圖4本發(fā)明提出的一種厚度測量裝置，用于同時測量若干個待測晶片，其包括：測量平臺100及放置于測量平臺100上的支架，測量平臺100用于放置待測晶片700，支架上設(shè)置有用于測量晶片700厚度的若干個測量表，支架為環(huán)形支架200，所述環(huán)形支架200還包括一朝向環(huán)形支架200中心的副支架210，且測量表的個數(shù)大于所述待測量晶片700的個數(shù)。

具體地，測量表包括若干個設(shè)置于環(huán)形支架200上的第一測量表310以及設(shè)置于副支架210上的第二測量表320。同時，第二測量表320與其中一個第一測量表310分別用于測量同一晶片700的不同位置處的厚度。第一測量表310的個數(shù)與待測晶片700的個數(shù)相同，每一個第一測量表310用于測量相對應(yīng)待測晶片700的其中某個待測點(diǎn)的厚度，具體地，若干個第一測量表310用于測量不同晶片同一待測點(diǎn)的厚度。而第二測量表320的個數(shù)則需要根據(jù)待測晶片700待測點(diǎn)的個數(shù)確定，但第一測量表310與第二測量表320的總數(shù)目少于晶片待測點(diǎn)的數(shù)目。

環(huán)形支架200放置于測量平臺100之上，因此，環(huán)形支架200形狀與測量平臺100的形狀相同，同時環(huán)形支架200與所述測量平臺100均包括定位部，如圖2中所示，環(huán)形支架200的定位部為一定位平邊220，測量平臺100的定位部為于測量平臺上表面的定位點(diǎn)（圖中未示出）。為實(shí)現(xiàn)環(huán)形支架200與測量平臺100之間的距離調(diào)整，環(huán)形支架200上均勻分布有若干個可調(diào)節(jié)固定螺栓400，以可調(diào)節(jié)固定螺栓400的底部作為支撐點(diǎn)使環(huán)形支架200放置于測量平臺100上，并通過調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)固定螺栓400來調(diào)節(jié)環(huán)形支架200與測量平臺100之間在豎直方向上的距離；當(dāng)然，測量表與測量平臺100之間也可以采用螺栓等活動鏈接的方式，通過兩種鏈接位置的同時變動實(shí)現(xiàn)測量表與測量平臺100之間距離的調(diào)整。顯然，實(shí)現(xiàn)測量表與測量平臺100之間的距離調(diào)整方式不僅僅限于上述提到的螺栓等活動連接方式，還可以采用卡接等其他連接方式實(shí)現(xiàn)。

繼續(xù)參看圖1，此外，為了限定環(huán)形支架200與測量平臺100之間在水平方向上的位置，環(huán)形支架200上還均勻設(shè)置有若干個限位機(jī)構(gòu)，本實(shí)施例優(yōu)選限定機(jī)構(gòu)為“倒L倒形限位片500，限位片500上表面具有一通孔410，可調(diào)節(jié)固定螺栓400通過此通孔410將限位機(jī)構(gòu)固定于環(huán)形支架200上，限位片500下部則卡住測量平臺100的外邊緣，以此來固定環(huán)形支架200與測量平臺100?？烧{(diào)節(jié)固定螺栓400與限位片500的個數(shù)相同，為起到支撐固定的作用，其分別至少為3個。根據(jù)三點(diǎn)確定一平面的原理，同時簡化本發(fā)明提供的測量裝置的，本實(shí)施例優(yōu)選可調(diào)節(jié)固定螺栓400與限位片500均為3個，其均勻設(shè)置于環(huán)形支架200上。當(dāng)然，限位片500可以通過其它固定元件單獨(dú)固定于環(huán)形支架200上，其數(shù)目也可以與可調(diào)節(jié)固定螺栓400的個數(shù)不同。為了便于環(huán)形支架的移動或者轉(zhuǎn)移，其還包括對稱設(shè)置的手持部，所述手持部可以設(shè)置于環(huán)形支架下表面邊緣處的內(nèi)凹部，也可以為設(shè)置于環(huán)形支架的手柄。

環(huán)形支架200的形狀可以為圓環(huán)形或者四方環(huán)形或者三角環(huán)形或者多邊環(huán)形，其形狀可以根據(jù)測量平臺100形狀的不同而進(jìn)行改變，其大小也可以根據(jù)每一需測量的晶片700數(shù)據(jù)來進(jìn)行調(diào)整。同時，副支架210的形狀可以為環(huán)形或者半環(huán)形或者長方形或者正方形或者三角形或者十字形，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。副支架210與環(huán)形支架200可以一體成型，也可以活動連接。

同時，本發(fā)明提供的厚度測量裝置還包括一數(shù)據(jù)采集處理裝置600，以采集記錄測量表的測量數(shù)據(jù)并通過運(yùn)算處理得出待測晶片700各待測點(diǎn)的數(shù)據(jù)。

在圖1~圖4所述的優(yōu)選的實(shí)施方式中，第一測量表310與第二測量表320均為具有數(shù)據(jù)輸出功能的厚度千分測量表，千分表的測量位為一個探針330結(jié)構(gòu)，該探針330結(jié)構(gòu)相對于數(shù)顯千分表的主體伸出或者縮回。當(dāng)環(huán)形支架200相對于測量平臺100的位置調(diào)節(jié)固定之后，只需改變探針330的伸縮狀態(tài)就能夠?qū)崿F(xiàn)待測晶片700厚度的測量。環(huán)形支架200為圓環(huán)形，副支架210是與環(huán)形支架200一體成型的半環(huán)形。測量平臺100為圓形測量平臺100其上可以同時放置3片晶片700進(jìn)行測試，如附圖3所示，每片晶片700需要測量上邊緣（A1、A2、A3）、下邊緣（C1、C2、C3）及中心點(diǎn)（B1、B2、B3）三處的厚度。三個第一測量表310位于3片晶片700的外邊緣處，分別用于測量三片晶片700上邊緣（A1、A2、A3）的厚度，一個第二測量表320用于測量其中一個晶片700的下邊緣點(diǎn)C1處的厚度。同時，本發(fā)明提供的測量裝置還包括數(shù)據(jù)采集處理裝置600，采集裝置包括自動采集處理軟件，可以自動采集第一測量表310與第二測量表320的數(shù)值，并通過軟件處理得到待測晶片700其余五點(diǎn)的厚度。

其中，軟件處理的過程運(yùn)用到的經(jīng)驗公式為：C1=C2=C3，B1=0.5*(A1+C1)，B2=0.5*(A2+C2)，B3=0.5*(A3+C3)，即C1、C2、C3三點(diǎn)處的厚度相同，B1處的厚度等于A1處的厚度與C1處的平均值，B2處的厚度等于A2處的厚度與C2處的平均值，B3處的厚度等于A3處的厚度與C3處的平均值。系統(tǒng)根據(jù)此運(yùn)算公式輸出9點(diǎn)數(shù)據(jù)并自動依次錄入電腦中。

本發(fā)明提供的厚度測量裝置的測量方法包括測量表校零和測量步驟，具體如下：

（1）校零：首先取1標(biāo)準(zhǔn)校零盤，所述校零盤與測量平臺100完全相同，將環(huán)形支架200放置于校零盤上，其中限位機(jī)構(gòu)將將校零盤邊緣卡住，同時調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)固定螺栓400，設(shè)置環(huán)形支架200相對于測量平臺100的位置，并保證所有可調(diào)節(jié)固定螺栓400的底部均與測量平臺100表面相接觸以此來確定一校零面，最后對三個第一測量表310及一個第二測量表320依次校零；

（2）測量：校零完成后，將環(huán)形支架200放置于測量平臺100上對待測晶片700進(jìn)行厚度測量；

（3）數(shù)據(jù)采集處理：數(shù)據(jù)采集處理裝置600通過數(shù)據(jù)采集處理軟件，采集各第一測量表310及第二測量表320的數(shù)據(jù)，并通過軟件處理后得到每一待測晶片700不同待測點(diǎn)的厚度。

本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)一次校零后一次測量并且同時得到3片待測晶片上9個點(diǎn)測點(diǎn)的厚度，避免測量表的頻繁操作及晶片的移動，提高工作效率，同時減小測量表的損壞，提高測量的準(zhǔn)確度。

實(shí)施例2

由于對晶片700厚度測量精確度要求的不同，有時需要對待測晶片700上選取五點(diǎn)同時進(jìn)行測量，如圖5和圖6所示，一般為晶片700的邊緣均勻分布的四個點(diǎn)及晶片700的中心點(diǎn)。本實(shí)施例優(yōu)選3個第二測量表320通過十字型副支架210固定于環(huán)形支架200上，3個第二測量表320與其距離最近的1個第一測量表310用于測量同樣晶片700不同邊緣位置處的厚度。

第一測量表310測量晶片700A1位置處的厚度，依此為起點(diǎn)3個第二測量表320的數(shù)值順序為D1、C1、E1處的厚度。

其中，軟件處理的過程運(yùn)用到的經(jīng)驗公式為：C1=C2=C3，B1=0.5*(A1+C1)，B2=0.5*(A2+C2)，B3=0.5*(A3+C3)，E2=B2-B1+E1，E3=B3-B1+E1，D2=B2-B1+D1，D3=B3-B1+D1，即C1、C2、C3三點(diǎn)處的厚度相同，B1處的厚度等于A1處的厚度與C1處的平均值，同時也是D1處的厚度與E1處的厚度平均值；B2處的厚度等于A2處的厚度與C2處的平均值，同時也是D2處的厚度與E2處的厚度平均值；B3處的厚度等于A3處的厚度與C3處的平均值，同時也是D3處的厚度與E3處的厚度平均值。系統(tǒng)根據(jù)此運(yùn)算公式輸出15點(diǎn)數(shù)據(jù)并自動依次錄入電腦中。

同時，當(dāng)A1、C1處厚度的平均值與D1、 E1處厚度的平均值差值較大時，說明測量有誤，需要重新測量。

當(dāng)然根據(jù)待測晶片上測量點(diǎn)的不同，其所用到的運(yùn)算公式可能不同，但只要是在本發(fā)明實(shí)施例基礎(chǔ)上進(jìn)行的修改及優(yōu)化，均屬于本實(shí)施例保護(hù)的范圍。

本實(shí)施例提供的厚度測量裝置的測量方法，同樣包括測量表校零和測量步驟，具體如下：

（1）校零：首先取1標(biāo)準(zhǔn)校零盤，所述校零盤與測量平臺100完全相同，將環(huán)形支架200放置于校零盤上，其中限位機(jī)構(gòu)將將校零盤邊緣卡住，同時調(diào)節(jié)三個可調(diào)節(jié)固定螺栓400，設(shè)置環(huán)形支架200相對于測量平臺100的位置，并保證所有可調(diào)節(jié)固定螺栓400的底部均與測量平臺100表面相接觸以此來確定一校零面，然后對3個第一測量表310及3個第二測量表320依次校零；

（2）測量：校零完成后，將環(huán)形支架200放置于測量平臺100上對待測晶片700進(jìn)行厚度測量，首先得到A1、A2、A3及D1、C1、E1共六點(diǎn)的數(shù)據(jù)；

（3）數(shù)據(jù)采集處理：數(shù)據(jù)采集處理裝置600通過數(shù)據(jù)采集處理軟件匯入A1、A2、A3及D1、C1、E1六點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并通過軟件處理后得出其余各點(diǎn)的厚度。

本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)一次校零后一次測量并且同時得到3片待測晶片上15個點(diǎn)測點(diǎn)的厚度，避免測量表的頻繁操作及晶片的移動，提高工作效率，同時減小測量表的損壞，提高測量的準(zhǔn)確度。

需要說明的是，以上實(shí)施方式僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解；其依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施方案的范圍。