發(fā)明提供的自動檢測晶片基底二維形貌的裝置在與N束激光一一對應的N個第一 分光片和與N束激光一一對應的N個第二分光片設有鍍膜區(qū)域,鍍膜區(qū)域反射和透射的性 質則根據(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個第二分光片結構 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。
[0033] 其中,Cx的計算公式為:
[0035] 其中,
[0036] Xl。,激光射到平面反射面后又反射到第一 PSD上形成的光斑的橫坐標,
[0037] x2。,激光射到平面反射面后又反射到第二PSD上形成的光斑的橫坐標,
[0038] xn,光線射到晶片基底后又反射到第一 PSD上形成的光斑的橫坐標,
[0039] x21,光線射到晶片基底后又反射到第二PSD上形成的光斑的橫坐標,
[0040] yi。,第一 PSD到晶片基底的距離,
[0041] y2。,第二PSD到晶片基底的距離,
[0042] dAB=x20-x10〇
[0043] CY的計算公式為:
[0045] 其中,
[0046] α,校準系數(shù),
[0047] k,所述各光斑的縱坐標隨時間變化按線性擬合的斜率,
[0048] f,所述各PSD的采樣頻率,
[0049] RPM,承載晶片基底的石墨盤每分鐘轉數(shù)。
[0050] 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:
[0051] N = 5時,形成五個光斑A、B、C、D、E,其各自對應的PSD分別為PSDA、PSDB、PSD C、 PSDd、PSDe〇
[0052] 先用平面反射面代替晶片進行校準,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 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。,
[0053] 根據(jù)上述各參數(shù)包括x1Q、X2。、Xn、X21、yi。、y 2。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:
[0055] 以此類推,即可以分別得到在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。
[0056] 另外,計算樣品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Cx 時,x1()、x2。、c^Xyi。和dABXy2。需要校準。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的反射鏡進行校準,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)過校準得到的真值,避免了系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生。
[0057] 令PSD1的采樣頻率為f,承載基底的石墨盤每分鐘轉數(shù)為RPM,k是PSD1上光斑 的縱坐標隨時間變化按線性擬合的斜率,校準系數(shù)為α,可以計算得到任意一個入射點在 待測基底移動方向即Υ方向的曲率為:
[0059] 另外,在計算得到晶片基底上任意一個入射點在待測基底移動方向即Υ方向的曲 率時,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,以勻速旋 轉,測量得到該標準樣品對應的斜率k,就可以計算出校準系數(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。
[0060] 根據(jù)上述各Cx和各C ,數(shù)據(jù)即可判斷待測基底的二維形貌。
[0061] 實施例二
[0062] 參見附圖2,與本發(fā)明實施例一提供的自動檢測晶片基底二維形貌的裝置的不同 之處在于,本發(fā)明實施例而提供的自動檢測晶片基底二維形貌的裝置中,與N束激光一一 對應的N個第一分光片4或4 '和/或與N束激光一一對應的N個第二分光片14或14 ' 分別集成為一片,在附圖2中,N個第一分光片集成為一片,標號是21,N個第二分光片集成 為一片,標號是22 ;對應于第一方向光束的區(qū)域,第一分光片21的鍍膜使其在(λ-l〇nm, λ+10nm)的波長范圍內(nèi)的反射率為50%,對應于第二方向光束的區(qū)域,第二分光片22的鍍 膜使其在(λ-lOnm,λ+lOnm)的波長范圍內(nèi)的反射率為50%,其中,λ為N束激光的中心 波長。將與Ν束激光一一對應的Ν個第一分光片4或4 '和/或與Ν束激光一一對應的Ν 個第二分光片14或14 '分別集成為一片之后,由于第一分光片21和第二分光片22自身 的一致性增強,更進一步減小了系統(tǒng)誤差。
[0063] 其中,對應于第二方向光束的區(qū)域,第一分光片21的鍍膜使其在(λ-lOnm, λ+l〇nm)的波長范圍內(nèi)的反射率為大于90%,對應于第一方向光束的區(qū)域,第二分光片22 的鍍膜使其在(λ-lOnm,λ+lOnm)的波長范圍內(nèi)的反射率為大于90%,其中,λ為N束激 光的中心波長,從而,各PSD1或1 '接收到的光強能夠達到足夠大,光學效率更高。
[0064] 其中,對應于第一方向光束的區(qū)域,第一分光片21的鍍膜使其在(λπ?η, λ-l〇 nm)以及(λ+l〇nm,λ max)的波長范圍內(nèi)的透射率小于20%,第二分光片22的鍍膜 使其在(λη?η,λ-lOnm)以及(λ+lOnm,Xmax)的波長范圍內(nèi)的透射率大于85%,對應于 第二方向光束的區(qū)域,第二分光片的鍍膜使其在(Xmin,λ-lOnm)以及(λ+lOnm,λη?η) 的波長范圍內(nèi)的透射率小于20%,其中,λ為Ν束激光的中心波長,λπ?η和A max分別為 PSD的最小響應波長和最大響應波長,如此的鍍膜設置可以使光路中的雜散光被分光片隔 離,從而濾除雜散光,更進一步減小誤差。
[0065] 其中,第一分光片21和第二分光片22的內(nèi)表面鍍有波長為λ的增透膜,從而避 免激光在第一分光片和第二分光片內(nèi)部多次反射,造成光強損失。
[0066] 其中,參見附圖1和附圖2,還可以包括第三分光片20,第二方向光束通過第二分 光片14 '后,入射到第三分光片20上,經(jīng)過第三分光片20反射后,入射到左側PSD1 '上; 第三分光片20為全介質二向色分光片,第三分光片20的鍍膜使其在(λ min,λ-l〇nm)以 及(λ+lOnm,Amax)的波長范圍內(nèi)反射率大于95%,在(λη?η,λ-lOnm)以及(λ+lOnm, λ max)的波長范圍內(nèi)的透射率大于85%,從而避免雜散光進入左側PSD1 ',更進一步減小 誤差。
[0067] 其中,參見附圖6,第一分光片21分別對應于第一方向光束和第二方向光束的鍍 膜區(qū)域間隔設置;第二分光片22分別對應于第一方向光束和第二方向光束的鍍膜區(qū)域間 隔設置。即在附圖3中,標號1、3、5所對應的區(qū)域的鍍膜對應第一方向光束,而標號2、4所 對應的區(qū)域的鍍膜對應第二方向光束,或者反之。這樣,左側PSD1 '和右側PSD1也可以間 隔設置,一左一右的設置方式,能夠減小布置所有PSD所需的空間,使整個檢測晶片基底二 維形貌的裝置尺寸減小。
[0068] 實施例三
[0069] 參見附圖3和附圖7,與本發(fā)明實施例二提供的自動檢測晶片基底二維形貌的裝 置的不同之處在于,本發(fā)明實施例三提供的自動檢測晶片基底二維形貌的裝置中,N束激光 由一個多路激光發(fā)射裝置發(fā)出。
[0070] 多路激光發(fā)射裝置包括多路分光棱鏡37和激光器36,多路分光棱鏡37包括多個 分光面,多個分光面之間平行,多個分光面與水平方向的夾角α分別為45°,多個分光面 的中心處在同一直線上,激光器36發(fā)射的激光沿著與該直線的垂直方向射向其中一處于 最外側的分光面,通過給多個分光面賦予差異化的反射率和透射率,使得經(jīng)過多個分光面 透射或者反射的多路出射光光強相同,激光器36內(nèi)部增設反饋電路。
[0071] 該多路激光發(fā)射裝置的多路出射光是由一個激光器36經(jīng)過多個分光面,通過給 所述多個分光面賦予差異化的反射率和透射率,使得經(jīng)過該多個分光面透射或者反射