,校準系數(shù)α需要校準。此時,將一片已知曲率的標準樣品放在石墨盤上,W勻速旋 轉(zhuǎn),測量得到該標準樣品對應(yīng)的斜率k,就可W計算出校準系數(shù)α。檢測時,由于α是經(jīng)過 校準得到的真值,避免了系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生。
[0048] 根據(jù)上述各。和各C Υ數(shù)據(jù)即可判斷待測基底的二維形貌。
[0049] 本發(fā)明提供的實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置采用PSD作為光電轉(zhuǎn)換器 件,隨著基底的移動,既可W獲得晶片基底上任意一個入射點在待測基底移動方向即Y方 向的曲率Cy,又可W獲得兩光斑之間在沿入射光排列方向即X方向的曲率C、,根據(jù)各。、Cy 的計算結(jié)果,最終可W得到晶片基底的二維形貌。由于PSD是基于娃光電二極管制成,所W 光電轉(zhuǎn)換是實時的,因此本方案的數(shù)據(jù)讀出速度取決于數(shù)據(jù)采集卡的讀出速度。W沿入射 光排列方向有5個測試點為例,對于同樣的電路,PSD數(shù)據(jù)讀出頻率為F,所W總的讀出頻 率是F/15,而對于CCD,根據(jù)一般CCD的像素,欲達到PSD的效果,最少也需要512X512 = 262144,所W基于CCD的讀出頻率是F/262144,所W理論上PSD方案的數(shù)據(jù)讀出速度是CCD 方案的數(shù)據(jù)讀出速度的17476倍。能夠與高速旋轉(zhuǎn)的石墨盤上的藍寶石基底相適應(yīng)。
[0050] 更多地,本發(fā)明實施例一提供的實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置還可W包 括第一計算單元,N個PSD將探測到光斑位置信號輸送到第一計算單元,第一計算單元根據(jù) 各光斑的實時位置信號計算得到晶片基底上任意兩個入射點之間在沿入射光排列方向,即 X方向的曲率,和,晶片基底上任意一個入射點在待測基底移動方向,即Y方向的曲率,進而 得到晶片基底的二維形貌。
[0051] 實時例二
[0052] 為了便于理解,附圖2僅給出了其中一個光斑的光路圖。
[0053] 參見附圖2,本發(fā)明實施例二提供的實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置與本 發(fā)明實施例一提供的實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置的不同之處在于,還包括第二 分光元件14, W及溫度測量裝置。N束激光經(jīng)過第一分光元件4反射后入射到第二分光元 件14,經(jīng)過第二分光元件14后形成入射光,入射光入射到晶片基底上,并在晶片基底上沿 徑向形成N個入射點,入射光被基底反射后形成N束第一種反射光束,各第一種反射光束經(jīng) 過第二分光元件14和第一分光元件4后,入射到與N束激光相對應(yīng)的PSD1上,形成N個光 斑。
[0054] 溫度測量裝置包括激光發(fā)射裝置,第Ξ分光元件17,激光接收裝置,激光發(fā)射裝置 發(fā)出的第一平行光經(jīng)過第Ξ分光元件17透射后,又經(jīng)過第二分光元件14透射后,射向晶片 基底并被基底反射后形成第二種反射光束,第二種反射光束經(jīng)過第二分光元件14透射后, 又經(jīng)過第Ξ分光元件17反射后形成第二平行光束,第二平行光束被激光接收裝置接收。
[0055] 本發(fā)明實施例二提供的實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置借助第二分光元 件14的禪合作用增設(shè)了上述各元件之后,除能夠?qū)崟r快速檢測晶片外延生長薄膜基底二 維形貌之外,還能夠用于實時快速檢測晶片外延生長薄膜基底的溫度,從而得到晶片外延 生長過程中不同溫度下的基底二維形貌,為尋找基底的形貌與基底的溫度分布關(guān)系提供數(shù) 據(jù)。
[0056] 其中,作為激光發(fā)射裝置的一種具體的實現(xiàn)方式,激光發(fā)射裝置包括第二種激光 器、發(fā)射光纖15和第一透鏡16,發(fā)射光纖15處于第一透鏡16的發(fā)射端焦點上,使得發(fā)射光 纖15發(fā)射出的發(fā)散光經(jīng)過第一透鏡16的折射后成為第一平行光;作為激光接收裝置的一 種具體的實現(xiàn)方式,激光接收裝置包括第二透鏡18、接收光纖19和探測器,接收光纖19處 于第二透鏡18接收端的焦點上,使得第二平行光經(jīng)過第二透鏡18的折射后匯聚至接收光 纖19,便于探測器的探測。
[0057] 其中,接收光纖19的忍徑大于發(fā)射光纖15的忍徑,光纖忍徑越大,能夠接收的光 的光強就越大,當接收光纖19的忍徑大于發(fā)射光纖的忍徑時,接收光纖能夠保證第二平行 光束經(jīng)過第二透鏡18折射后得到的光能夠完全被接收光纖19接收,從而,系統(tǒng)穩(wěn)定性更 好。 陽05引 此外,
[0059] 第一分光元件4的分光比是50%透射率和50%反射率。在本發(fā)明實施例一~二 提供的實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置中,經(jīng)過第一分光元件4得到的反射光是用 于入射到基底的光,而經(jīng)過第一分光元件4的透射光是用于投射到PSD1上的光,對第一分 光元件4而言,反射和透射作用同樣重要,因此,第一分光元件4需要設(shè)計成50%透射率和 50 %反射率。
[0060] 第二分光元件14的分光比是92%透射率和8%反射率。在本發(fā)明實施例二中,第 二分光元件是作為將實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置與檢測晶片外延生長薄膜基 底溫度的裝置禪合的媒介,在檢測晶片外延生長薄膜基底溫度時,只有入射到基底的光線 足夠強,才能有利于采集基底的黑體熱福射值Pb ( λ,T)和基底的熱福射強度L ( λ,T),從而 檢測到晶片外延生長薄膜基底溫度。因此,第二分光元件14需要設(shè)計成92%透射率和8% 反射率。
[0061] 第Ξ分光元件17的分光比是50%透射率和50%反射率。在本發(fā)明實施例二中, 第Ξ分光元件17首先用于透射第一平行光束后形成用于檢測晶片外延生長薄膜基底溫度 的入射光,還用于反射第二種反射光后形成能夠被接收光纖19接收的第二平行光束,對第 Ξ分光元件17而言,反射和透射的作用同樣重要,因此,第Ξ分光元件17需要設(shè)計成50% 透射率和50 %反射率。
[0062] 作為第Ξ分光元件17具體的實現(xiàn)方式,第Ξ分光元件17是分光棱鏡或者分光平 片。
[0063] 其中,N束激光波長選自405皿、532皿、633皿和650皿、780皿、980皿等所有常見 半導(dǎo)體激光器的波長中的任一,由于運些波長對應(yīng)的光大都是可見光,因此,對激光器的調(diào) 試更加方便,由于激光器發(fā)出的光是可見光,最終投射到PSD1上形成的光斑也與該可見光 的波長相同,即,此時比較容易尋找光斑的位置,從而使檢測晶片外延生長薄膜基底二維形 貌更加容易。
[0064] 本實施例二提供的自動檢測晶片基底二維形貌的裝置還可W包括第Ξ運算模塊, 激光接收裝置將探測得到的光強信號輸送到第Ξ運算模塊,第Ξ運算模塊根據(jù)光強信號計 算得到晶片基底的實時溫度。
[0065] 此時,根據(jù)多次測量得到的晶片基底的二維形貌和晶片基底的實時溫度,得到晶 片基底的二維形貌和晶片基底的實時溫度之間的分布關(guān)系。
[0066] 實施例Ξ
[0067] 本發(fā)明實施例Ξ提供的實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置與本發(fā)明實施例 一和實施例二的區(qū)別在于,本發(fā)明實施例Ξ提供的實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置 還可W包括通光裝置,通光裝置設(shè)置在入射光和第一種反射光束共同經(jīng)過的光路上,通光 裝置上設(shè)有N個通光孔,N個通光孔與N束激光一一對應(yīng),通光孔間隔地設(shè)有反射鏡11,用 于使對應(yīng)經(jīng)過的光束方向翻轉(zhuǎn)90°,從而使對應(yīng)的PSD轉(zhuǎn)到另一方向,節(jié)省擺放空間。
[0068] 為了便于理解,附圖3僅給出了其中一個光斑的光路圖。
[0069] 參見附圖3,由激光器陣列中各第一種激光器3發(fā)出的光束經(jīng)過第一分光元