电芯平面厚度测试仪原理

硅片TTV厚度测试仪配件是采用红外干涉技术的测量仪，能够精确给出衬底厚度和厚度变化 （TTV)，也能实时给出超薄晶圆的厚度（掩膜过程中的晶圆），非常适合晶圆的研磨、蚀刻、沉淀等应用。 硅片厚度测量仪配件采用的这种红外干涉技术具有独特优势，诸 多材料例如，Si, GaAs, InP, SiC, 玻璃，石英以及其他聚合物在红外光束下都是透明的，非常容易测量，标准的测量空间分辨率可达50微米，更小的测量点也可以做到。硅片厚度测量仪配件采用非接触式测量方法，对晶圆的厚度和表面形貌进行测量，可广泛用于：MEMS， 晶圆，电子器件，膜厚，激光打标雕刻等工序或器件的测量，专业为掩膜，划线的晶圆，粘到蓝宝石或玻璃衬底上的晶圆等各种晶圆的厚度测量而设计，同时，硅片厚度测试仪还适合50-300mm 直径的晶圆的表面形貌测量。硅片厚度测试仪配件具有探针系统配件，使用该探针系统后，硅片TTV厚度测试仪可以高精度地测量图案化晶圆,带保护膜的晶圆, 键合晶圆和带凸点晶圆（植球晶圆），wafers with patterns, wafer tapes,wafer bump or bonded wafers 。 硅片TTV厚度测试仪配件直接而精确地测量晶圆衬底厚度和厚度变化TTV，同时该硅片厚度测量仪能够测量晶圆薄膜厚度，硅膜厚度（membrane thickness) 和凸点厚度（wafer pump height).，沟槽深度 （trench depth)。

PSI-4型测定仪使用说明书 一、仪器简介及应用范围PSI-4系列为第四代透过法粒度测定仪，是测定金属、非金属及其化合物粉末的比表面积和粒度的装置。可广泛应用于粉末冶金、精细化工、硅酸盐工业、食品、制药、核工业、以及表面技术的各种粉末粒度和比表面积的测定。本仪器结构简单，操作方便，仪器有快速计算板，不需要复杂计算，测定一次只需3~5分钟。本仪器运用的测定方法为“张瑞福法”，该方法是测定金属及其化合物粉末比表面积和粒度的国家标准：GB11107-89和国际标准：ISO10070-91，荣获国家发明奖。PSI-4A型带快速计算板，无须复杂计算，可直接读出粒径值，使用操作非常方便。PSI-4B型带有游标卡尺，可精确测量粉末床的厚度及水柱高度，大大提高了测量范围和精度。 二、技术性能PSI-4APSI-4B仪器设计精度0.010.01粒度测量精度0.030.02粒度测量范围Dk0.1~100μm0.02~120μmDv0.02~1μm0.002~0.5μm比表面积测量Sk0.06~60(m2/g)0.05~300(m2/g)Sv6~300(m2/g)12~3000(m2/g)Sw2~150(m2/g)0.2~1.5×103(m2/g)注：Dk为包络比表面粒度，也称粘性流透过粒度； Dv为全比表面粒度；Sw为质量全比表面积 Sk为粉末包络比表面积； Sv为粉末全比表面积，也称粉末吸附全比表面积。工作环境： 干燥，无腐蚀，温度25±12℃，相对湿度＜80%电 源： 220ACV，50Hz，20W外型尺寸： 755×400×260 mm3净 重： 12 kg三、工作原理及结构本仪器是基于稳定空气流动下，气体透过粉末压缩床，气体的透过率受粉末的粒度、形状和床的有效孔隙度的影响。当已知粉末形状、孔隙度并测出其透过率时，就可以计算出粉末的粒度和各种比表面积。仪器由空气泵、干燥器、水柱稳压器、垂直压力计、泄气阀、试样管、粉末压缩装置、试样管夹紧装置、U型压力计、精密阀、游标卡尺和仪器计算面板等组成。仪器的气流及测压系统如(图一)。 空气由微型气泵(14)加压送入系统，泄气阀(1)和水柱稳压器(13)将过量的空气排入大气，垂直压力计(12)测量供气系统的压力。调节泄气阀开度和水柱稳压器的液面高度将供气压力稳定在500mm水柱。稳压后的少量的空气经干燥器后进入试样管，由U型压力计测得空气出试样管后、进精密阀前的压力。空气*后经精密阀排入大气。在上述系统中，对于一定量的粉末，按国标GB11107-89即可求得粒度值： Dk=aL … … … … … … … … … （1） 又：ΔP=50-2H … … … … … … … … … … … … … … … … … （2） … … … … … … … … … … … … … … … … （3） … … … … … … … … … … … … … … … … … … （4） 可得：Dk=5.34L… … … … … … （5）上列式中：m为粉末的质量（克）；ρe为粉末物质的物性密度或有效密度；εp定义为粉末床的孔隙度；α定义为试样的下料系数，是粉末质量与密度的比值；Δp是空气透过粉末床试样的压力降（厘米水柱）；H为U型压力计单根水柱上升高度值（厘米），U型压力计是精密等径管制成，真实的压力值应为2H厘米水柱；L为试样（粉末床）厚度，单位为（厘米）；a为仪器常数5.34，具有量纲（厘米）1.5，计算所得Dk值单位为（微米）。 A、B两种型号具有完全相同的气流系统。不同之处在于粉末床及水柱高度的测量方法。PSI-4A型如（图二）所示：中间的齿轮齿杆（8）的作用是压缩粉末床和测量压力计中水柱高度。四个腰圆型孔用来观察稳压系统的工作情况：左下孔观察水柱稳压器工作时的气泡冒出情况，以3-8（个/秒）的气泡冒出速率为宜。左上孔观察水柱稳压器的水位。右下孔观察垂直压力计的初始值，右上孔观察开泵后垂直压力计的水柱高度值，二者之差才是供气压力真实值。仪器正面的快速计算板上图形意义如下：横坐标表示的是试样的孔隙度值，纵坐标是公制的长度单位，可度量压力计的水柱高度和粉末床的厚度。中间互不相交的曲线簇是不同孔隙度和不同压力时的等粒度线，图形下部和等粒度线相交的粗黑线是试样（粉末床）厚度线L0，它的横坐标值是α=1时不同厚度粉末床对应的孔隙度值，计算板可左右移动。PSI-4B型外型见（图三）。与A型相比，少了快速计算板，多了游标卡尺。这样能更精确的测量试样（粉末床）的厚度值和压力计水柱高度。 四、仪器的调试与校准 仪器使用前必须进行调试和校准，两种型号基本相同，主要有三项： 1、U型压力计的校准 PSI-4A型：调节升降齿杆的旋钮，使齿杆上的指针与计算板的水平坐标基线平齐，此时U型压力计的基准水平面应与齿杆上的指针座平面平齐如（图四）所示。如不平齐，可先调节水位微调阀（图二-13）；如仍调节不到位，则须对U型压力计进行加水（当U型压力计的基准水平面低于指针座平面时）或放水的操作（当U型压力计的基准水平面高于指针座平面时）。加水操作：全部松开微调阀，将水加入加水小漏斗（图一-5），再松开流量计加水阀（图一-4，图二-11），慢慢放水入U型管，当U型管压力计的基准水平面接近指针座平面时，关闭加水阀。放水操作：松开加水阀（图二-11），用注射器吸出小漏斗内多余的水，直至U型压力计的基准水平面略低于齿杆上的指针座平面平面，关闭加水阀。最后调节微调阀，即可使U型压力计的基准水平面与齿杆上的指针座平面平齐。PSI-4B型：U型压力计的基准水平面应与游标卡尺游标左卡脚上水平面平齐如（图五）。具体方法与PSI-4A型相同。 1、仪器的准备：对于经常使用的仪器，在使用前须做前一节中1、2项，即U型压力计水平基准校准和供气压力校准两项。第3项只作定期的检查（一个星期左右一次，或视使用频度而定）。仪器调试好后，停泵侯用。2、试样的制备：在千分之一的天平上称待测干燥粉末m克，用漏斗将其灌入带有一片快速滤纸和一多孔塞的试管中，试管插入橡皮坐上，漏斗及纸上附着的粉末用毛刷扫入试管中，然后盖一片滤纸和多孔塞。称取粉末的数量时，应考虑下料系数α，以求得较高的测试精度。α取值的原则是：使测量时U型压力计的水柱高度落在满量程的1/3~2/3内，粉末越粗，α值应越大；粉末越细，α值应越小。当Dk=1~20微米范围，α可取值为1~2；当Dk=20~120微米范围，α可取值为2~5，此时滤纸应用针钻孔5~6个消除滤纸阻力；当Dk=0.5~1微米范围，α可取值为0.5~1；当Dk小于0.5微米时，α可取值为0.5~0.03。将装有被测粉末的试管一头套在压缩装置底座的圆柱上，另一头在齿杆下紧压，用游标卡尺测出粉末床的厚度L，由此算出试样的孔隙度。… … … … … … … … （6） 3、测量：将粉末试样管从齿杆下取出接入试样夹头处夹紧（图三-14），开气泵，通气3分钟，稳定后，利用游标测量出U型压力计的水柱上升量H。4、计算：将已知的α、εp、H和L值代入公式（5），即可求得Dk；粉末粘性流比表面积为（微米）-1，或（米2/厘米3）。 停泵开泵重新读一次，测量数据，两数相对误差小于3%，就是本次测试的最终结果。若大于3%，再重新测样，在此孔隙度下或接近此孔隙度值，测出试样的Dk值，最后，三数据平均值为试样结果。 若试样Dk小于0.4微米，通常应计算β值，和δ值。 … … … … … … … … … … … … … … （7） … … … … … … … … … … （8） 也可从β值查δ-β曲线（图六）得到δ，则Dv，Sv为 Dv=Dk/δ… … … … … … … … … … … … … … … （9） Sv==… … … … … … … … … … … （10）注意：三次测量应给粉末床加不同压力，以得到三种不同孔隙度下测得的粒度值。三值比较起伏应不超过3%。报告结果时，应指明测量时的孔隙度。Dv是纳米级粉末所须粒度。PSI-4A型 1、仪器的准备：同B型。对于经常使用的仪器，在使用前须做前一节中1、2项。第3项只作定期的检查（视使用频度而定）。仪器调试好后，停泵侯用。 2、试样的制备：下料系数α取1，即m=ρe。在千分之一的天平上称待测干燥粉末m克，用漏斗将其灌入带有一片快速滤纸和一多孔塞的试管中，试管插入橡皮坐上，漏斗及纸上附着的粉末用毛刷扫入试管中，然后盖一片滤纸和多孔塞。将装有被测粉末的试管一头套在压缩装置底座的圆柱上，另一头在齿杆下紧压，移动计算板，找到试样高度线L0上与齿杆上的指针针尖等高的点并对准，该点的横坐标值即为粉末床的孔隙度εp。计算板保持不动。3、 测量：将粉末试样管从齿杆下取出接入试样夹头处夹紧如（图二-14），开气泵，通气三分钟，待U型压力计读数稳定，调节齿杆，使指针座平面与U型压力计水面平齐，此时齿杆指针所指的粒度值即为Dk。4、 α≠1时的测量：当粉末粒度Dk≥20或≤1微米，改变粉末的下料系数（取α≠1）可提高测量的精度。此时，可采用与PSI-4B型相同的计算法测量。α取值的原则亦同。利用升降齿杆测出粉末床的厚度和水柱高度，代入公式（3）、（4）、（5）即可得出Dk。 粉末粘性流比表面积为：（微米）-1，或（米2/厘米3）。六、仪器的维护与保养1、仪器内使用的水必须是蒸馏水。2、经常保持仪器清洁，注意不要让粉末进入系统中。 3、经常检查橡皮管是否有老化、开裂导致的漏气。如有应及时更换。4、精密阀校准后，一般不准再动。如果不小心碰动，应重新校准。5、橡皮和玻璃管道内的水柱中不能夹带气泡。 6、仪器干燥剂的检查与更换：仪器出厂时以装好变色硅胶干燥剂在气路中，正常状态硅胶为兰色，受潮时变为粉红色。硅胶变红后，将其从管道中取出，换上干燥硅胶，管道不得泄漏溢气。原硅胶可在120℃~130℃干燥2~3小时脱去已吸附的水分后，可反复多次使用。 附注：仪器附件箱装有：试样管一只，多孔塞两只，毛刷一把，多孔塞提推杆一条，漏斗一个，橡皮坐一个，快速滤纸一盒，标准管一支，金属勺子一把，注射器一只，软管一根。 2、气源压力的校准与调节：供气压力应始终保持在500±0.5mm水柱。将水柱稳压器加水至规定高度，记下垂直压力计的初始刻度值（图三-15）。将空试样管接入气流系统如（图二-14）、（图三-14）并夹紧。开气泵，垂直压力计水位上升，调节泄气阀（图二-2），使压力计水柱上升500毫米，即达到（500毫米+初始值），并维持此高度至测试结束。测试过程中，如有变动，随时调节泄气阀，保持气源压力的稳定。 3、精密阀的校准：将标准管代替试样管进行测试，气流稳定后，U型压力计的读数应与标准管上标定的数值一致：若不一致，旋转调节精密阀（图二-10），使U型压力计的读数与标准管上标定的数值一致，稳定三分钟不变即可关泵停止。五、使用与操作步骤PSI-4B型

薄膜厚度测量系统配件是一种模块化设计的薄膜厚度测量仪，可灵活扩展成精密的薄膜测量仪器，可在此基础上衍生出多种基于白光反射光谱技术的薄膜厚度测试仪，比如标准吸收/透过率，反射率的测量，薄膜的测量，薄膜温度和厚度的测量。薄膜厚度测量系统配件：核心模块----光谱仪；外壳模块----各种精密精美的仪器外壳；工作面积模块----测量工作区域；光纤模块----根据不同测量任务配备各种光纤附件；测量室-/环境罩---给测量带去超净工作区域。薄膜厚度测量仪核心模块---光谱仪孚光精仪提供多种光谱仪类型，不同光谱范围和光源，满足各种测量应用