专利名称：非接触式硅片测厚装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种非接触式硅片测厚装置。
背景技术：
对于硅片厚度的测量，过去传统是采用机械方式，即是用卡尺或镙旋测微仪测量。 但是，这样的测量方式可能会损伤硅片表面、引起硅片破碎。因而，研发一种非接触式的测 量方式，是非常有价值和前景的。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种非接触式硅片测厚装置，它结构简单、性能可靠， 使用方便、智能控制、自动化程度高，可用于非接触测量单晶硅、多晶硅硅片厚度并自动计 算厚度平均偏差。
本实用新型的技术方案是一种非接触式硅片测厚装置，它包括有一对同心的相
对设置的第一电容传感器和第二电容传感器、以及第一激励信号单元、第一信号放大单元、
第一信号处理单元、第一自动调零单元、第一输出单元、第二激励信号单元、第二信号放大
单元、第二信号处理单元、第二自动调零单元、第二输出单元、单片机；所述第一激励信号单
元依次连接第一电容传感器、第一信号放大单元、第一信号处理单元、第一输出单元，并且
第一信号处理单元连接单片机，单片机连接第一自动调零单元，第一自动调零单元连接第
一信号处理单元；所述第二激励信号单元依次连接第二电容传感器、第二信号放大单元、第
二信号处理单元、第二输出单元，并且，第二信号处理单元连接单片机，单片机连接第二自
动调零单元，第二自动调零单元连接第二信号处理单元。 所述第一 自动调零单元为第一数字电位器。 所述第二自动调零单元为第二数字电位器。 本实用新型具有以下优点 1、本实用新型的非接触式硅片测厚装置，结构简单、性能可靠，使用方便、智能控 制、自动化程度高，可用于非接触测量单晶硅、多晶硅硅片厚度并自动计算厚度平均偏差。 2、本实用新型的非接触式硅片测厚装置，采用非接触方式测量间距(厚度)，利用 测量电容的方式间接测量间距(厚度)来实现，所用专用电容传感器，由于其特定结构和材 料，当其表面接近硅片时电容值将受到影响，且电容值和间距(电容表面与硅片表面)近似 线性变化。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述
图1为本实用新型的实施例一的原理框图； 图2为本实用新型的实施例二的原理框图； 图3为本实用新型使用时的示意图。[0014] 其中10第一电容传感器；20第二电容传感器；11第一激励信号单元；12第一信 号放大单元；13第一信号处理单元；14第一自动调零单元；15第一输出单元；21第二激励 信号单元；22第二信号放大单元；23第二信号处理单元；24第二自动调零单元；25第二输 出单元；30单片机；50待测硅片；60工作面。
具体实施方式实施例一 如图1、图3所示，一种非接触式硅片测厚装置，它包括有一对同心的相对设置的 第一电容传感器10和第二电容传感器20、以及第一激励信号单元11、第一信号放大单元 12、第一信号处理单元13、第一自动调零单元14、第一输出单元15、第二激励信号单元21、 第二信号放大单元22、第二信号处理单元23、第二自动调零单元24、第二输出单元25、单片 机30。 第一激励信号单元11依次连接第一电容传感器10、第一信号放大单元12、第一信
号处理单元13、第一输出单元15 ;并且，第一信号处理单元13连接单片机30，单片机30连
接第一 自动调零单元14，第一 自动调零单元14连接第一信号处理单元13。 第二激励信号单元21依次连接第二电容传感器20、第二信号放大单元22、第二信
号处理单元23、第二输出单元25 ;并且，第二信号处理单元23连接单片机30，单片机30连
接第二自动调零单元24，第二自动调零单元24连接第二信号处理单元23。 第一自动调零单元14、第二自动调零单元24采用数字电位器。 本实用新型采用非接触方式测量间距(厚度)，利用测量电容的方式间接测量间
距(厚度)来实现，所用专用电容传感器，由于其特定结构和材料，当其表面接近硅片时电
容值将受到影响，且电容值和间距(电容表面与硅片表面)近似线性变化。 如图3所示，使用时，二个电容传感器10、20测量面相对安装，一个安装在工作面
60的上方；另一个安装在孔中工作面60的下方。该系统中，硅片测厚测量关系为SiS =
D- (Cu A+CdA)，式中， Si S :硅片的厚度； D :二个电容传感器端面的总距离； CuA :上面一个电容传感器端面与硅片测量面的距离； CdA :下面一个电容传感器端面与硅片测量面的距离。
实施例二 如图2所示，本实施例与实施例一的区别在于采用有两块单片机来控制上下两 路。 应当指出，对于经充分说明的本实用新型来说，还可具有多种变换及改型的实施 方案，并不局限于上述实施方式的具体实施例。上述实施例仅仅作为本实用新型的说明，而 不是对本实用新型的限制。总之，本实用新型的保护范围应包括那些对于本领域普通技术 人员来说显而易见的变换或替代以及改型。
权利要求一种非接触式硅片测厚装置，其特征在于它包括有一对同心的相对设置的第一电容传感器(10)和第二电容传感器(20)、以及第一激励信号单元(11)、第一信号放大单元(12)、第一信号处理单元(13)、第一自动调零单元(14)、第一输出单元(15)、第二激励信号单元(21)、第二信号放大单元(22)、第二信号处理单元(23)、第二自动调零单元(24)、第二输出单元(25)、单片机(30)；所述第一激励信号单元(11)依次连接第一电容传感器(10)、第一信号放大单元(12)、第一信号处理单元(13)、第一输出单元(15)，并且，第一信号处理单元(13)连接单片机(30)，单片机(30)连接第一自动调零单元(14)，第一自动调零单元(14)连接第一信号处理单元(13)；所述第二激励信号单元(21)依次连接第二电容传感器(20)、第二信号放大单元(22)、第二信号处理单元(23)、第二输出单元(25)，并且，第二信号处理单元(23)连接单片机(30)，单片机(30)连接第二自动调零单元(24)，第二自动调零单元(24)连接第二信号处理单元(23)。
2. 根据权利要求1所述的非接触式硅片测厚装置，其特征在于所述第一自动调零单 元(14)为第一数字电位器。
3. 根据权利要求1所述的非接触式硅片测厚装置，其特征在于所述第二自动调零单 元(24)为第二数字电位器。
专利摘要本实用新型公开了一种非接触式硅片测厚装置，它包括一对同心的相对设置的电容传感器，第一激励信号单元(11)依次连接第一电容传感器(10)、第一信号放大单元(12)、第一信号处理单元(13)、第一输出单元(15)，第一信号处理单元(13)连接单片机(30)，单片机(30)依次连接第一自动调零单元(14)、第一信号处理单元(13)；第二激励信号单元(21)依次连接第二电容传感器(20)、第二信号放大单元(22)、第二信号处理单元(23)、第二输出单元(25)，第二信号处理单元(23)连接单片机(30)，单片机(30)依次连接第二自动调零单元(24)、第二信号处理单元(23)。本实用新型采用非接触方式测量，性能可靠，使用方便、智能程度高。
文档编号G01B7/06GK201449246SQ20092004702
公开日2010年5月5日 申请日期2009年7月7日 优先权日2009年7月7日
发明者赵丹, 郑钰, 颜友钧 申请人:苏州工业园区瑞新自动化设备有限公司