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一、設備簡介
1、應用范圍
晶圓幾何形貌測量及參數(shù)自動檢測機使用高精度高速光譜共焦雙探頭對射傳感器實現(xiàn)晶圓的非接觸式測量，結(jié)合高精度運動模組及晶圓機械手可實現(xiàn)晶圓形貌的亞微米級精度的測量，該系統(tǒng)適用于晶圓多種材質(zhì)的晶圓，包括藍寶石、GaAs、GaN、SiC 以及 Si 等；可以實現(xiàn)的尺寸與結(jié)構(gòu)測量內(nèi)容包括：包括 TTV, Bow, Warp, Thickness， TIR, Sag, LTV (Fullmap 測試)。
2、檢測原理
晶圓幾何形貌測量及參數(shù)自動檢測機設備系統(tǒng)白色光源用于照亮零件表面。如圖所示，光通過光纖從控制單元傳輸?shù)焦鈱W傳感器，該傳感器根據(jù)波長將光分為不同的焦距。根據(jù)反射光的波長，進行納米級高精度距離測量。光學傳感器性能決定測量范圍。由于探頭的高數(shù)值孔徑和光學傳感器的動態(tài)范圍，可以在多種材料上進行測量。檢測原理如圖 1-1 所示。通過將上下探頭間的標準塊進行手次厚度校準后，就可以進行厚度測量。
3、光譜共焦測量原理
二、設備規(guī)格
1、整體基本結(jié)構(gòu)
測控系統(tǒng)的硬件由高精度 X-Y 運動平臺、晶圓機械手、數(shù)據(jù)獲取與檢測模組、檢測控制系統(tǒng)以及自動上下料系統(tǒng)組成。
PLS-F1000設備外觀圖
2、基本技術(shù)規(guī)格說明：
設備基本技術(shù)規(guī)格
部 件 | 規(guī) 格 |
對射式光譜共焦檢測系統(tǒng) | l 兩個光譜共焦傳感器 l 橫向分辨率 4um l 分辨率 3nm l 蕞大采樣頻率 10kHz |
X-Y 自動運動平臺 | l 定制水平載物臺，蕞大 350mm*350mm l 平臺平整度 < 1.5μm/100mm l 平臺蕞大移動速度 > 100mm/s l 支持 4-8 寸的載具平臺，可替換的 12 寸載具平臺 |
自動上下料與分選系統(tǒng) | l 高速晶圓機器人上下料系統(tǒng) l 2 進 2 出 cassettes 結(jié)構(gòu)（或 Open Cassettes） |
計算機系統(tǒng) | l 定制檢測軟件系統(tǒng)，包含數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，支持 PDF 報告和 Excel 報告導出 l 帶通訊端口對接MES 系統(tǒng)或其他數(shù)據(jù)系統(tǒng) |
其他 | l 使用手冊 l 含安裝調(diào)試和使用培訓服務 |
3、設備性能指標
以下為設備的主要性能參數(shù)與指標：
設備產(chǎn)能指標
十字 | 米字 | Mapping | |
4 寸 | 280WPH | 240WPH | 120WPH |
6 寸 | 240WPH | 200WPH | 90WPH |
8 寸 | 180WPH | 120WPH | 60WPH |
12 寸 | 120WPH | 80WPH | 30WPH |
檢測關(guān)鍵指標參數(shù)如下：
設備關(guān)鍵參數(shù)指標
項目 | 關(guān)鍵指標參數(shù) |
晶圓厚度測試范圍 | 50um~2500um |
厚度 TTV 檢測精度 | ±0.15um |
厚度 TTV 檢測重復性 | σ ≤ 0.2um |
Bow/Warp 檢測精度 | ±0.8um |
Bow/Warp 檢測重復性 | σ ≤ 1um |
準確性 | l （對標 FRT）：Bow/Warp 線性 ≥ 90% l （對標 FRT）：Thickness/TTV/TIR 線性 ≥ 90% |
軟件系統(tǒng)功能
測控系統(tǒng)安裝在 Windows 系統(tǒng)的工業(yè)計算機上，并配置磚用控制軟件。測控系統(tǒng)軟件主要由系統(tǒng)控制模塊（包含定位、校準及自動上下料及分選）、晶圓關(guān)鍵尺寸測量模塊和數(shù)據(jù)處理與輸出模塊三部分組成。分為開發(fā)者模式與操作工簡易操作模式兩種。易于現(xiàn)場操作和數(shù)據(jù)結(jié)果獲取。可以根據(jù)需求設定報警與分選特定方式。
系統(tǒng)功能設計
功能模塊 | 功能設計 |
系統(tǒng)控制模塊 | l 平臺定位控制系統(tǒng)； l 自動上下料操作控制 l 平臺控制與檢測路徑規(guī)劃控制系統(tǒng) |
晶圓關(guān)鍵尺寸檢測模塊 | l 控制紅外干涉?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)校準系統(tǒng) l 控制傳感器切換 recipe 及其設定系統(tǒng) l 晶圓數(shù)據(jù)獲取與預處理系統(tǒng) |
數(shù)據(jù)處理模塊與輸出 | l 定制檢測軟件系統(tǒng)，包含數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，支持 PDF 報告和 Excel 報告導出（可選配打印系統(tǒng)） l 帶通訊端口對接 MES 系統(tǒng) |
