[發明專利]水平度測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201410066598.4
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN104864805B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 金一諾;王堅;王暉
• 申請（專利權）人: 盛美半導體設備(上海)有限公司
• 主分類號: G01B7/34
• 分類號: G01B7/34;G01B7/14;H01L21/66
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸嘉

本發明揭示了一種水平度測量裝置，測量一待測對象的水平度，該測量裝置包括參考平面、數個測量探針、參考探針、電源、伺服電機及控制器。參考平面具有上表面及下表面。數個測量探針布置在參考平面的上表面，數個測量探針高出參考平面上表面的高度已知。參考探針布置在參考平面的上表面，參考探針的高度高于測量探針。電源的一電極與數個測量探針電連接，電源的另一電極與參考探針電連接。伺服電機驅動待測對象在豎直方向運動?？刂破鹘邮詹⒂涗洈祩€測量探針與待測對象接觸時伺服電機的反饋值，根據伺服電機的反饋值判斷待測對象的水平度是否符合要求。本發明還揭示了一種使用該測量裝置測量一待測對象的水平度的方法。

技術領域

本發明涉及測量技術領域，尤其涉及一種水平度和相對距離測量裝置及方法，以測量一待測對象的水平度和待測對象與該測量裝置之間的相對距離。

背景技術

隨著半導體技術的快速發展及半導體器件的特征尺寸不斷縮小，對工藝加工精度的要求越來越高。在工藝加工的各步驟中，對工藝加工設備的檢測和校準是確保工藝加工精度很重要的環節。例如，在電化學拋光工藝中，晶圓夾盤夾持晶圓并攜帶晶圓至噴嘴的上方，晶圓的待拋光面朝向噴嘴，通過噴嘴向晶圓的待拋光面噴射電解液，以對晶圓進行電拋光。在電化學拋光過程中，晶圓夾盤的水平度和晶圓夾盤與噴嘴之間的相對距離決定了夾持在晶圓夾盤上的晶圓的水平度以及晶圓與噴嘴之間的相對距離。如果晶圓夾盤的水平度不滿足要求，晶圓夾盤與噴嘴之間存在一定角度，或者晶圓夾盤與噴嘴之間的相對距離沒有達到設定距離，均會對電化學拋光工藝結果造成不良影響，例如，影響電化學拋光均勻性等。因此，在進行電化學拋光工藝前，測量晶圓夾盤的水平度及晶圓夾盤與噴嘴之間的相對距離是有必要的。

上述僅以電化學拋光工藝為例，說明水平度及相對距離測量在半導體工藝加工中的重要性。除了電化學拋光工藝以外，電鍍工藝、化學氣相沉積工藝等，晶圓的水平度均是很關鍵的工藝參數。然而，目前還沒有適用于前述工藝的水平度和相對距離測量裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種水平度和相對距離測量裝置，該測量裝置結構簡單，能夠測量一待測對象的水平度和待測對象與該測量裝置之間的相對距離。

為實現上述目的，本發明提出的水平度和相對距離測量裝置，在進行水平度測量時，該水平度和相對距離測量裝置可稱為水平度測量裝置，包括：參考平面、數個測量探針、參考探針、電源、伺服電機及控制器。參考平面具有上表面及下表面。數個測量探針布置在參考平面的上表面，數個測量探針高出參考平面上表面的高度已知。參考探針布置在參考平面的上表面，參考探針的高度高于測量探針。電源的一電極與數個測量探針電連接，電源的另一電極與參考探針電連接。伺服電機驅動待測對象在豎直方向運動?？刂破鹘邮詹⒂涗洈祩€測量探針與待測對象接觸時伺服電機的反饋值，根據伺服電機的反饋值判斷待測對象的水平度是否符合要求。還能夠根據伺服電機的反饋值判斷待測對象與該測量裝置之間的相對距離。

本發明還提出一種使用上述測量裝置測量一待測對象的水平度的方法，包括如下步驟：

調節參考平面的水平度，以使參考平面保持水平；

伺服電機驅動待測對象下降，參考平面上的參考探針率先與待測對象接觸；

伺服電機驅動待測對象繼續下降，參考平面上的第一個測量探針與待測對象接觸，控制器接收并記錄此時伺服電機反饋的第一反饋值；

伺服電機驅動待測對象繼續下降，參考平面上的第二個測量探針與待測對象接觸，控制器接收并記錄此時伺服電機反饋的第二反饋值；

伺服電機驅動待測對象繼續下降，參考平面上的第三個測量探針與待測對象接觸，伺服電機停止驅動待測對象向下運動，控制器接收并記錄此時伺服電機反饋的第三反饋值；

控制器根據伺服電機的第一反饋值、第二反饋值及第三反饋值，計算出該三個值中最大值與最小值之間的差值；