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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
晶圓幾何形貌測量及參數自動檢測機設備系統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到光學傳感器，該傳感器根據波長將光分為不同的焦距。根據反射光的波長，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。由于探頭的高數值孔徑和光學傳感器的動態范圍，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。
PLS-F1000設備外觀圖
2、基本技術規格說明：
設備基本技術規格
部 件 | 規 格 |
對射式光譜共焦檢測系統 | 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 | l 高速晶圓機器人上下料系統 l 2 進 2 出 cassettes 結構（或 Open Cassettes） |
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 |
3、設備性能指標
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 | Mapping | |
4 寸 | 280WPH | 240WPH | 120WPH |
6 寸 | 240WPH | 200WPH | 90WPH |
8 寸 | 180WPH | 120WPH | 60WPH |
12 寸 | 120WPH | 80WPH | 30WPH |
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~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% |
測控系統安裝在 Windows 系統的工業計算機上，并配置磚用控制軟件。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。可以根據需求設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 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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