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一、设备简介
1、应用范围
晶圆几何形貌测量及参数自动检测机使用高精度高速光谱共焦双探头对射传感器实现晶圆的非接触式测量，结合高精度运动模组及晶圆机械手可实现晶圆形貌的亚微米级精度的测量，该系统适用于晶圆多种材质的晶圆，包括蓝宝石、GaAs、GaN、SiC 以及 Si 等；可以实现的尺寸与结构测量内容包括：包括 TTV, Bow, Warp, Thickness， TIR, Sag, LTV (Fullmap 测试)。
2、检测原理
晶圆几何形貌测量及参数自动检测机设备系统白色光源用于照亮零件表面。如图所示，光通过光纤从控制单元传输到光学传感器，该传感器根据波长将光分为不同的焦距。根据反射光的波长，进行纳米级高精度距离测量。光学传感器性能决定测量范围。由于探头的高数值孔径和光学传感器的动态范围，可以在多种材料上进行测量。检测原理如图 1-1 所示。通过将上下探头间的标准块进行手次厚度校准后，就可以进行厚度测量。
3、光谱共焦测量原理
二、设备规格
1、整体基本结构
测控系统的硬件由高精度 X-Y 运动平台、晶圆机械手、数据获取与检测模组、检测控制系统以及自动上下料系统组成。
PLS-F1000设备外观图
2、基本技术规格说明：
设备基本技术规格
部 件 | 规 格 |
对射式光谱共焦检测系统 | l 两个光谱共焦传感器 l 横向分辨率 4um l 分辨率 3nm l 蕞大采样频率 10kHz |
X-Y 自动运动平台 | l 定制水平载物台，蕞大 350mm*350mm l 平台平整度 < 1.5μm/100mm l 平台蕞大移动速度 > 100mm/s l 支持 4-8 寸的载具平台，可替换的 12 寸载具平台 |
自动上下料与分选系统 | l 高速晶圆机器人上下料系统 l 2 进 2 出 cassettes 结构（或 Open Cassettes） |
计算机系统 | l 定制检测软件系统，包含数据库管理系统，支持 PDF 报告和 Excel 报告导出 l 带通讯端口对接MES 系统或其他数据系统 |
其他 | l 使用手册 l 含安装调试和使用培训服务 |
3、设备性能指标
以下为设备的主要性能参数与指标：
设备产能指标
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 |
检测关键指标参数如下：
设备关键参数指标
项目 | 关键指标参数 |
晶圆厚度测试范围 | 50um~2500um |
厚度 TTV 检测精度 | ±0.15um |
厚度 TTV 检测重复性 | σ ≤ 0.2um |
Bow/Warp 检测精度 | ±0.8um |
Bow/Warp 检测重复性 | σ ≤ 1um |
准确性 | l （对标 FRT）：Bow/Warp 线性 ≥ 90% l （对标 FRT）：Thickness/TTV/TIR 线性 ≥ 90% |
测控系统安装在 Windows 系统的工业计算机上，并配置砖用控制软件。测控系统软件主要由系统控制模块（包含定位、校准及自动上下料及分选）、晶圆关键尺寸测量模块和数据处理与输出模块三部分组成。分为开发者模式与操作工简易操作模式两种。易于现场操作和数据结果获取。可以根据需求设定报警与分选特定方式。
系统功能设计
功能模块 | 功能设计 |
系统控制模块 | l 平台定位控制系统； l 自动上下料操作控制 l 平台控制与检测路径规划控制系统 |
晶圆关键尺寸检测模块 | l 控制红外干涉传感器数据校准系统 l 控制传感器切换 recipe 及其设定系统 l 晶圆数据获取与预处理系统 |
数据处理模块与输出 | l 定制检测软件系统，包含数据库管理系统，支持 PDF 报告和 Excel 报告导出（可选配打印系统） l 带通讯端口对接 MES 系统 |
