檢測晶片基底二維形貌的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及檢測晶片基底二維形貌的裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 申請?zhí)枮?01410189094. 1的發(fā)明專利申請涉及一種實(shí)時快速檢測晶片基底二維 形貌的裝置，包括N個PSD，N束激光和第一分光元件，所述N束激光沿直線排布，其中，所述 N為3以上的自然數(shù)，所述N個PSD與N束激光一一對應(yīng)，所述N束激光首先射向所述第一 分光元件，經(jīng)過所述第一分光元件后形成入射光，所述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(diǎn)，所述入射光被所述基底反射后形成N束第一種反射光束，所 述各第一種反射光束經(jīng)過所述第一分光元件透射后，入射到與所述N束激光相對應(yīng)的PSD 上，形成N個光斑。應(yīng)用該裝置得到基底二維形貌的方法是：根據(jù)所述N個光斑的位置信 號，計算晶片基底上任意兩個入射點(diǎn)之間在待測基底沿X方向的曲率C x，根據(jù)所述N個光斑 的位置信號，計算晶片基底上任意一個入射點(diǎn)在待測基底移動方向即Y方向的曲率CY，根據(jù) 各所述C x、CY的計算結(jié)果，得到基底的二維形貌。
[0003] 該裝置中，為了能夠使各PSD的布置更加緊湊，還包括通光裝置，通光裝置設(shè)置在 所述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 孔與所述N束激光一一對應(yīng)，通光孔間隔地設(shè)有反射鏡，用于使對應(yīng)經(jīng)過的光束方向翻轉(zhuǎn) 90°。由于通光裝置結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，自身存在系統(tǒng)誤差，難以保證各PSD接收到的光的一致 性。此外，該裝置中，各方向光束在光路上各有各的反射、透射元件，更加影響了各PSD接收 到的光的一致性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種能夠保證PSD接收到的光的一致性的檢測 晶片基底二維形貌的裝置。
[0005] 本發(fā)明提供的檢測晶片基底二維形貌的裝置包括N個PSD，N束激光、與所述N束 激光一一對應(yīng)的N個第一分光片、與所述N束激光一一對應(yīng)的N個第二分光片，所述N束激 光沿直線排布，其中，所述N為3以上的自然數(shù)，所述N個PSD與N束激光一一對應(yīng)，所述N 個PSD分別布置在所述N束激光的左右兩側(cè)，包括左側(cè)PSD和右側(cè)PSD，
[0006] 每束激光經(jīng)過第一分光片后入射到第二分光片，通過第二分光片后入射到晶片樣 品表面，晶片樣品表面反射的N束反射光束包括第一方向光束和第二方向光束，第一方向 光束通過第二分光片后，入射到第一分光片，經(jīng)過所述第一分光片后，入射到所述右側(cè)PSD 上；所述第二方向光束通過第二分光片后入射到所述左側(cè)PSD上；
[0007] 所述N個第一分光片和N個第二分光片上分別設(shè)有鍍膜區(qū)域，其中，對應(yīng)于所述第 一方向光束的區(qū)域，所述第一分光片能同時反射和透射所述激光；對應(yīng)于所述第二方向光 束的區(qū)域，所述第二分光片能同時反射和透射所述激光。
[0008] 本發(fā)明提供的檢測晶片基底二維形貌的裝置在與N束激光一一對應(yīng)的N個第一分 光片和與N束激光一一對應(yīng)的N個第二分光片設(shè)有鍍膜區(qū)域，鍍膜區(qū)域反射和透射的性質(zhì) 則根據(jù)各第一種反射光束的傳播方向決定，由于N個第一分光片和N個第二分光片結(jié)構(gòu)簡 單，并且，鍍膜精度極高，因此，能夠保證不同傳播方向PSD接收到的光的一致性。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的檢測晶片基底二維形貌的裝置中第一方向光束和 第二方向光束光路傳播方式對應(yīng)的光路圖；
[0010] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的檢測晶片基底二維形貌的裝置中第一方向光束和 第二方向光束光路傳播方式對應(yīng)的光路圖；
[0011] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的檢測晶片基底二維形貌的裝置中，光束為5束時集 成為一片的第一分光片或第二分光片的示意圖；
[0012] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例三提供的檢測晶片基底二維形貌的裝置中第一方向光束和 第二方向光束光路傳播方式對應(yīng)的光路圖；
[0013] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例三提供的檢測晶片基底二維形貌的裝置中應(yīng)用的多路激光 發(fā)射裝置的示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0014] 為了深入了解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015] 實(shí)施例一
[0016] 為了便于理解，本發(fā)明實(shí)施例一僅針對第一方向光束和第二方向光束給出了其中 的一路。
[0017] 參見附圖1，本發(fā)明實(shí)施例一提供的檢測晶片基底二維形貌的裝置包括N個PSD1 或1 '，N束激光、與N束激光一一對應(yīng)的N個第一分光片4或4 '、與N束激光一一對應(yīng) 的N個第二分光片14或14、N束激光沿直線排布，其中，N為3以上的自然數(shù)，N個PSD1 或1 '與N束激光一一對應(yīng)，N個PSD1或1 '分別布置在N束激光的左右兩側(cè)，包括左側(cè) PSD 1 '和右側(cè) PSD 1，
[0018] 每束激光經(jīng)過第一分光片4或4 '后入射到第二分光片14或14 '，通過第二分 光片14或14 '后入射到晶片樣品表面，晶片樣品表面反射的N束反射光束包括第一方向 光束和第二方向光束，第一方向光束通過第二分光片14反射后，入射到第一分光片4,經(jīng)過 第一分光片4后，入射到右側(cè)PSD1上；第二方向光束通過第二分光片14 '透射后入射到左 側(cè)PSD1 '上；
[0019] N個第一分光片4或4 '和N個第二分光片14或14 '對應(yīng)于N束激光的位置設(shè) 有鍍膜區(qū)域，其中，對應(yīng)于第一方向光束的區(qū)域，第一分光片4能同時反射和透射該波長的 激光；對應(yīng)于第二方向光束的區(qū)域，第二分光片14 '能同時反射和透射該波長的激光。 [0020] 本發(fā)明提供的檢測晶片基底二維形貌的裝置在N個第一分光片和N個第二分光片 對應(yīng)于N束激光的位置設(shè)有鍍膜區(qū)域，鍍膜區(qū)域反射和透射的性質(zhì)則根據(jù)各第一種反射光 束的傳播方向決定，由于N個第一分光片4或4 '和N個第二分光片14或14 '結(jié)構(gòu)簡單， 并且，鍍膜精度極高，因此，能夠保證不同傳播方向PSD接收到的光的一致性。
[0021] 同時，為保證N個第一分光片4或4 ^和N個第二分光片14或14 ^的成本還應(yīng) 考慮所用激光器的偏振特性，如果激光器所輻射的光束是偏振光，則上述分光片分光指標(biāo) 均是對P光所做的要求，這樣可以與分光棱鏡所分出的光的偏振方位角匹配。如果所用激 光器輻射的光是非偏振光，上述分光片分光指標(biāo)是對S光與P光的平均值所做的要求。
[0022] 為了便于理解，僅以N = 5為例說明晶片外延生長薄膜基底二維形貌的檢測方法 如下：
[0023] N = 5時，形成五個光斑A、B、C、D、E，其各自對應(yīng)的PSD分別為PSDA、PSDB、PSD C、 PSDd、PSDe〇
[0024] 先用平面反射面代替晶片進(jìn)行校準(zhǔn)，令激光射到平面反射面后又反射到PSDa1 形成的光斑的橫坐標(biāo)為x 1(]，激光射到平面反射面后又反射到PSDJ：形成的光斑的橫坐標(biāo) 為x2。，第一種反射光束經(jīng)過第一分光元件透射后投射到PSD A上形成的光斑的橫坐標(biāo)為X n， 第一種反射光束經(jīng)過第一分光元件透射后投射到PSDB上形成的光斑的橫坐標(biāo)為x 21，dAB = x2Q-Xl。，PSDjIj基底的距離為y 1(]，PSDglj晶片外延生長薄膜基底的距離為y 2。，
[0025] 根據(jù)上述各參數(shù)包括x1Q、x2。、xn、x 21、y1Q、y2。和d AB，可以計算得到在光斑A和B之 間，在入射光排列方向，即X方向的曲率為：
[0027] 以此類推，即可以分別得到在晶片基底上任意兩個入射點(diǎn)之間在沿入射光排列方 向即X方向的曲率。
[0028] 另外，計算樣品上任意兩個入射點(diǎn)之間在沿入射光排列方向，即X方向的曲率Cx 時，x1()、x2。、c^Xyi。和dABXy2。需要校準(zhǔn)。此時，可以在用于承載待測基底的石墨盤上首先 放置一平面反射鏡（C x= 0, C γ= 0)，即可以得到X 1Q、x2。的值，然后再依次放置兩片已知曲 率Cx的反射鏡進(jìn)行校準(zhǔn)，又可以得到d AB · y2。和d AB · yi。在檢測基底時的真值。檢測時，由 于Xl。、x2。、d AB · y2。和dAB · yi。都是經(jīng)過校準(zhǔn)得到的真值，避免了系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生。
[0029] 令PSD1的采樣頻率為f，承載基底的石墨盤每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)為RPM，k是PSD1上光斑 的縱坐標(biāo)隨時間變化按線性擬合的斜率，校準(zhǔn)系數(shù)為α，可以計算得到任意一個入射點(diǎn)在 待測基底移動方向即Υ方向的曲率為：
[0031] 另外，在計算得到晶片基底上任意一個