[發明專利]一種硅片厚度測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201510023799.0
• 申請日: 2015-01-19
• 公開（公告）號: CN104613879B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 李俊林
• 申請（專利權）人: 無錫名谷科技有限公司
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙)32227
• 代理人: 顧吉云

技術領域

本發明涉及硅片測量技術領域，具體為一種硅片厚度測量裝置及測量方法。

背景技術

硅片在整個光伏產業上是最常見的東西，其經過后續加工后形成LED上的發光芯片，而生產加工過程中對于硅片有一定的要求，需要對其進行測量，比如整個硅片的厚度分別以及形貌，即厚度、翹曲度等參數，目前一般都采用電容法來測量硅片的厚度（傳送速度為250m/s或者450m/s），但是電容法受到溫度、濕度、電路雜散參數影響很大，每次測量必須根據環境參數進行定標，抗環境干擾能力非常弱，使用極為不便。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種硅片厚度測量裝置及測量方法，其操作簡單，抗干擾能力強，能夠方便地測出硅片厚度。

其技術方案是這樣的：一種硅片厚度測量裝置，其特征在于，其包括順次布置的激光發射器、分束器、探頭、干涉信號接收器，所述探頭包括上探頭和下探頭，所述上探頭和/或下探頭連接電源，所述上探頭、下探頭之間設置激光晶體。

其進一步特征在于，所述探頭為平板。

一種硅片厚度測量方法，其特征在于，其包括以下步驟：

（1）在上探頭和下探頭之間平放硅片，并在上探頭內側放置激光晶體，上探頭連接電源；

（2）激光發射器發出的激光通過分束器分出兩道激光，其中一道激光穿過激光晶體，另一道激光直接通過上探頭和下探頭之間；

（3））干涉信號接收器檢測到兩束激光的干涉信號得出相位變化量；

（4）通過相位變化量和電光效應得到電場強度E，根據公式U = E×d + E×dc/計算得到硅片和上探頭處的激光晶體的距離d₁，其中U為電源電壓，dc為激光晶體厚度，為激光晶體相對介電常數都為已知；

（5）將激光晶體放置在下探頭內側，將電源連接下探頭；

（6）重復步驟（2）、（3）、（4）得到硅片和下探頭處的激光晶體的距離d₂；

（7）設上探頭和下探頭之間的距離為D，硅片的厚度T=D-（d₁ +d₂+2dc）。

其進一步特征在于，分束器分出的兩道激光強度分別為I1、I2，干涉信號接收器接收到的總光強為I，根據公式 得到相位變化量；

由電光效應，當電場加到激光晶體上會引起折射率變化Δn=（a*E），a為常數，設激光晶體的長度為L，激光光程變化為Δn*L，根據公式=(Δn*L÷λ)*2*π，其中λ為激光波長，得到電場強度E。

采用本發明的裝置和方法后，即可方便測得硅片的厚度，其屬于絕對距離的測量，不是相對測量，不需要每次都標定，操作簡單，且受各種雜散參數影響小，抗環境干擾性強。

附圖說明

圖1為本發明裝置結構示意圖；

圖2為硅片放置示意圖；

圖3為本發明測量激光晶體與硅片距離示意圖。

具體實施方式

見圖1，圖2，圖3所示，一種硅片厚度測量裝置，其包括順次布置的激光發射器1、分束器2、探頭、干涉信號接收器3，探頭包括上探頭5和下探頭6，上探頭5和/或下探頭6連接電源4，上探頭5、下探頭6之間設置激光晶體7，當上探頭5內側放置激光晶體7時，上探頭5連接電源4，此時下探頭6可以連接電源4也可以不連接電源4，當下探頭6內側放置激光晶體7時也一樣；上探頭5和下探頭6均為金屬平板，可當做電極。

一種硅片厚度測量方法，其包括以下步驟：

（1）在上探頭5和下探頭6之間平放硅片8，在低頻情況下，硅片7可以看做是導體，并在上探頭5內側放置激光晶體7，上探頭5連接電源4；

（2）激光發射器1發出的激光通過分束器2分出兩道激光9，其中一道激光9穿過激光晶體7，另一道激光9直接通過上探頭5和下探頭6之間，也就是直接通過參考光路，作為參考光路，其光程不發生變化；

（3）干涉信號接收器3檢測兩束激光9的干涉信號得出相位變化量，其原理如下所述：分束器2分出的兩道激光9強度分別為I1、I2，干涉信號接收器3接收到的總光強為I，根據公式得到相位變化量；