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一、設備簡介
1、應用范圍
自動晶圓幾何形貌及參數檢測系統使用高精度高速紅外干涉點傳感器實現晶圓的非接觸式測量，結合高精度運動模組及晶圓機械手可實現晶圓形貌的亞微米級精度的測量，該系統適用于晶圓多種材質的晶圓，包括藍寶石、GaAs、GaN、SiC 以及 Si 等；可以實現的尺寸與結構測量內容包括： 包括 TTV, Bow, Warp, Thickness ， TIR, Sag, LTV(Fullmap 測試)。
2、檢測原理
設備系統使用紅外干涉光源，本身具有通過對物體上表面與下表面反射光直接的相位差進行傅里葉變化求得位移差的能力。在此基礎上，我司設計了參考鏡等效光路，通過計算參考鏡上表面與物體上表面反射光之間的距離來計算物體表面的高度信息，實現表面高度數據相關的粗糙度、翹曲度參數的獲取。
紅外干涉原理圖
紅外干涉測量方式與位置圖
二、設備規格
1、整體基本結構
測控系統的硬件由高精度 X-Y 運動平臺、晶圓機械手、數據獲取與檢測模組、檢測控制系統以及自動上下料系統組成。
2、設備外觀圖
3、基本技術規格說明：
設備基本技術規格
部 件 | 規 格 |
高分辨率紅外干涉光檢測系統 | l 紅外干涉點傳感器 l 橫向分辨率 3.7um l 分辨率 1nm l 蕞大采樣頻率 70kHz |
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 | l 高速晶圓機器人上下料系統 l 2 進 2 出cassettes 結構 |
計算機系統 | l 定制檢測軟件系統，包含數據庫管理系統，支持 PDF 報告和 Excel 報告導出 l 帶通訊端口對接MES 系統或其他數據系統 |
其他 | l 使用手冊 l 含安裝調試和使用培訓服務 |
以下為設備的主要性能參數與指標：
設備產能指標
十字 | 米字 | |
4 寸 | 280WPH | 240WPH |
6 寸 | 240WPH | 200WPH |
8 寸 | 180WPH | 120WPH |
12 寸 | 120WPH | 80WPH |
5、檢測關鍵指標參數如下：
設備關鍵參數指標
項目 | 關鍵指標參數 |
晶圓厚度測試范圍 | 50um~1000um (Si) (具備鍵結片各層厚度能力) |
厚度 TTV 檢測精度 | ±0.2um |
厚度 TTV 檢測重復性 | σ ≤ 0.1um |
Bow/Warp 檢測精度 | ±0.5um |
Bow/Warp 檢測重復性 | σ ≤ 0.5um |
準確性 | l （對標 FRT）Bow/Warp 線性 ≥ 90% l （對標 FRT）：Thickness/TTV/TIR 線性 ≥ 95% |
測控系統安裝在Windows 系統的工業計算機上，并配置我司磚用控制軟件。測控系統軟件主要由系統控制模塊（包含定位、校準及自動上下料及分選）、晶圓關鍵尺寸測量模塊和數據處理與輸出模塊三部分組成。分為開發者模式與操作工簡易操作模式兩種。易于現場操作和數據結果獲取?？梢愿鶕枨笤O定報警與分選特定方式。
系統功能設計
功能模塊 | 功能設計 |
系統控制模塊 | l 平臺定位控制系統； l 自動上下料操作控制 |
l 平臺控制與檢測路徑規劃控制系統 | |
晶圓關鍵尺寸檢測模塊 | l 控制紅外干涉傳感器數據校準系統 l 控制傳感器切換 recipe 及其設定系統 l 晶圓數據獲取與預處理系統 |
數據處理模塊與輸出 | l 根據不同檢測目標設定的數據處理算法與可視化窗口 l 定制檢測軟件系統，包含數據庫管理系統，支持 PDF 報告和 Excel 報告導出（可選配打印系統） l 帶通訊端口對接 MES 系統 |
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