300 mm晶圆翘曲检测竖直装夹形变分析及验证

针对晶圆翘曲检测中晶圆受外力引入附加形变难以消除及量化的问题,面向快速高精度晶圆翘曲工业检测提出一种改进的竖直自动装夹方案,具有精确约束、装夹流程简单等优势。借助理论分析和有限元仿真结合晶圆翘曲表征方法,提出了一种晶圆装夹设计的分析方法,得到了不同关键设计参数与晶圆附加翘曲的关系,实现了竖直装夹机构关键参数的正向设计,并基于设计结果进行了重复装夹验证实验。分析及实验结果表明,竖直装夹在保证晶圆姿态倾角小于0.02°、底部固定约束位置斜面角度35°±1°、夹持力不大于2 N且与竖直方向夹角不超过2°时,可以保证300 mm单晶硅晶圆的附加翘曲弯曲度不超过70 nm,翘曲度不超过1000 nm。该装夹方案拥有精确约束和简洁装夹流程等优势,对研制300 mm晶圆高精度几何形貌测量仪及大尺寸光学元件装夹具有一定的指导意义。