一種單透鏡型檢測(cè)晶片基底二維形貌和溫度的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種單透鏡型檢測(cè)晶片基底 二維形貌和溫度的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 參見(jiàn)附圖1，申請(qǐng)?zhí)枮?01410189094. 1的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種實(shí)時(shí)快速檢測(cè) 晶片基底二維形貌的裝置，其在實(shí)施例二中記載的技術(shù)方案是，N束激光經(jīng)過(guò)第一分光元件 4反射后入射到第二分光元件14,經(jīng)過(guò)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(gè)入射點(diǎn)，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(guò)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(duì)應(yīng)的PSD1上，形成N個(gè)光斑。溫度測(cè)量裝置包括激光發(fā)射裝置，第三分光元件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(guò)第三分光元件17透射后，又經(jīng)過(guò)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(guò) 第二分光元件14透射后，又經(jīng)過(guò)第三分光元件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。該單透鏡型檢測(cè)晶片基底二維形貌和溫度的裝置借助第二分光元件 14的和光作用增設(shè)了上述各元件之后，除能夠單透鏡型檢測(cè)晶片外延生長(zhǎng)薄膜基底二維形 貌之外，還能夠用于單透鏡型檢測(cè)晶片外延生長(zhǎng)薄膜基底的溫度，從而得到晶片外延生長(zhǎng) 過(guò)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)。
[0003] 但是，該實(shí)施例提供的實(shí)時(shí)快速檢測(cè)晶片基底二維形貌的裝置通過(guò)第二分光元件 14集成溫度測(cè)量裝置需要應(yīng)用兩個(gè)透鏡，即設(shè)置于激光發(fā)射裝置上，用于將激光器發(fā)射的 發(fā)散光折射為第一平行光束的第一透鏡16,和設(shè)置在激光接收裝置上，用于將第二平行光 束折射為匯聚光從而被激光接收裝置接收的第二透鏡18,從而，該實(shí)施例提供的實(shí)時(shí)快速 檢測(cè)晶片基底二維形貌的裝置成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種只選用單一的透鏡即可檢測(cè)晶片外延生長(zhǎng) 薄膜基底的溫度的單透鏡型檢測(cè)晶片基底二維形貌和溫度的裝置。
[0005] 本發(fā)明提供的單透鏡型檢測(cè)晶片基底二維形貌和溫度的裝置，包括單透鏡型檢測(cè) 晶片基底二維形貌和溫度的裝置、第二分光元件、和檢測(cè)晶片基底溫度的裝置，
[0006] 所述單透鏡型檢測(cè)晶片基底二維形貌和溫度的裝置包括N個(gè)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(gè)PSD與N束 激光一一對(duì)應(yīng)，
[0007] 所述N束激光經(jīng)過(guò)第一分光元件反射后入射到第二分光元件，經(jīng)過(guò)所述第二分光 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(gè)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(guò) 所述第二分光元件和所述第一分光元件后，入射到與所述N束激光相對(duì)應(yīng)的PSD上，形成N 個(gè)光斑；
[0008] 所述檢測(cè)晶片基底溫度的裝置包括激光器、探測(cè)器、分光平片和透鏡，
[0009] 所述激光器發(fā)出的經(jīng)過(guò)所述分光平片透射后，又經(jīng)過(guò)所述透鏡折射形成平行光 束，所述平行光束經(jīng)過(guò)所述第二分光元件射向晶片基底并被所述基底反射后形成第二種反 射光束，所述第二種反射光束依次經(jīng)過(guò)所述第二分光元件透射、所述透鏡折射后形成匯聚 光，又經(jīng)過(guò)所述分光平片反射后進(jìn)一步匯聚，最終被所述探測(cè)器接收。
[0010] 本發(fā)明提供的單透鏡型檢測(cè)晶片基底二維形貌和溫度的裝置借助第二分光元件 的和光作用增設(shè)了上述各元件之后，除能夠單透鏡型檢測(cè)晶片外延生長(zhǎng)薄膜基底二維形貌 之外，還能夠用于單透鏡型檢測(cè)晶片外延生長(zhǎng)薄膜基底的溫度，從而得到晶片外延生長(zhǎng)過(guò) 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)。同 時(shí)，該單透鏡型檢測(cè)晶片基底二維形貌和溫度的裝置在光束入射至晶片基底之前，將透鏡 設(shè)置于分光平片之后，而在形成第二種反射光束之后，將透鏡設(shè)置于分光平片之前，這樣， 只需要應(yīng)用一個(gè)透鏡即可，無(wú)需選用兩個(gè)透鏡，或者，在選用激光器和探測(cè)器時(shí)，無(wú)需它們 自身集成有透鏡，使得檢測(cè)晶片基底二維形貌的裝置的成本降低。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1申請(qǐng)?zhí)枮?01410189094. 1的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)趯?shí)施例二公開(kāi)的一種實(shí)時(shí)快速 檢測(cè)晶片基底二維形貌的裝置的光路示意圖；
[0012] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的單透鏡型檢測(cè)晶片基底二維形貌和溫度的裝置的 光路不意圖；
[0013] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的單透鏡型檢測(cè)晶片基底二維形貌和溫度的裝置的 光路不意圖；
[0014] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的單透鏡型檢測(cè)晶片基底二維形貌和溫度的裝置中 應(yīng)用的多路激光發(fā)射裝置的光路示意圖；
[0015] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例三提供的單透鏡型檢測(cè)晶片基底二維形貌和溫度的裝置當(dāng) 通光孔內(nèi)設(shè)置的反射鏡使得光路翻轉(zhuǎn)90°時(shí)的光路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 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(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0017] 實(shí)施例一
[0018] 為了便于理解，附圖2僅給出了其中一個(gè)光斑的光路圖。
[0019] 本發(fā)明提供的單透鏡型檢測(cè)晶片基底二維形貌和溫度的裝置，包括單透鏡型檢測(cè) 晶片基底二維形貌和溫度的裝置、第二分光元件、和檢測(cè)晶片基底溫度的裝置。
[0020] 單透鏡型檢測(cè)晶片基底二維形貌和溫度的裝置包括N個(gè)PSD，N束激光和第一分光 元件，N束激光沿直線排布，其中，N為3以上的自然數(shù)，N個(gè)PSD與N束激光一一對(duì)應(yīng)，N束 激光經(jīng)過(guò)第一分光元件反射后入射到第二分光元件，經(jīng)過(guò)第二分光元件后形成入射光，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(gè)入射點(diǎn)，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(guò)第二分光元件和第一分光元件后，入射到 與N束激光相對(duì)應(yīng)的PSD上，形成N個(gè)光斑；
[0021] 檢測(cè)晶片基底溫度的裝置包括激光器、探測(cè)器、分光平片和透鏡，激光器發(fā)出的經(jīng) 過(guò)分光平片透射后，又經(jīng)過(guò)透鏡折射形成平行光束，平行光束經(jīng)過(guò)第二分光元件射向晶片 基底并被基底反射后形成第二種反射光束，第二種反射光束依次經(jīng)過(guò)第二分光元件透射、 透鏡折射后形成匯聚光，又經(jīng)過(guò)分光平片反射后進(jìn)一步匯聚，最終被探測(cè)器接收。
[0022] 本發(fā)明提供的單透鏡型檢測(cè)晶片基底二維形貌和溫度的裝置借助第二分光元件 14的和光作用增設(shè)了上述各元件之后，除能夠單透鏡型檢測(cè)晶片外延生長(zhǎng)薄膜基底二維 形貌之外，還能夠用于單透鏡型檢測(cè)晶片外延生長(zhǎng)薄膜基底的溫度，從而得到晶片外延生 長(zhǎng)過(guò)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)。同時(shí)，該單透鏡型檢測(cè)晶片基底二維形貌和溫度的裝置在光束入射至晶片基底之前，將 透鏡設(shè)置于分光平片之后，而在形成第二種反射光束之后，將透鏡設(shè)置于分光平片之前，這 樣，只需要應(yīng)用一個(gè)透鏡即可，無(wú)需選用兩個(gè)透鏡，或者，在選用激光器和探測(cè)器時(shí)，無(wú)需它 們自身集成有透鏡，使得單透鏡型檢測(cè)晶片基底二維形貌和溫度的裝置的成本降低。
[0023] 其中，激光器發(fā)射出的發(fā)射光在到達(dá)透鏡時(shí)的行程為透鏡的焦距；第二種反射光 經(jīng)過(guò)透鏡折射并經(jīng)過(guò)分光平片反射后，匯聚至探測(cè)器的接收光纖時(shí)的總行程為透鏡的焦 距。根據(jù)光線傳播的幾何關(guān)系，只有滿足了這一條件，才能保證發(fā)射光在經(jīng)過(guò)改透鏡后成為 平行光，第二種反射光最終到達(dá)探測(cè)器的接收光纖時(shí)匯聚至一點(diǎn)，使得該單透鏡型檢測(cè)晶 片基底二維形貌和溫度的裝置的檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。
[0024] 其中，接收光纖19的芯徑大于發(fā)射光纖15的芯徑。光纖芯徑越大，能夠接收的光 的光強(qiáng)就越大，當(dāng)接收光纖19的芯徑大于發(fā)射光纖15的芯徑時(shí)，接收光纖19能夠保證第 二種反射光束能夠完全被接收光纖接收，從而，系統(tǒng)穩(wěn)定性更好。
[0025] 其中，作為N束激光的第一種實(shí)現(xiàn)方式，N束激光由N個(gè)第一種激光器射出，N個(gè)第 一種激光器構(gòu)成的激光器陣列。
[0026] 其中，N為5以上的自然數(shù)，當(dāng)N為5以上的自然數(shù)時(shí)，可以形成的光斑的數(shù)量也 增大。
[0027] 為了便于理解，僅以N = 5為例說(shuō)明晶片外延生長(zhǎng)薄膜基底二維形貌的檢測(cè)方法 如下：
[0028] N = 5時(shí)，形成五個(gè)光斑A、B、C、D、E，其各自對(duì)應(yīng)的PSD分別為PSDA、PSDB、PSD C、 PSDd、PSDe〇
[0029] 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(guò)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(guò)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(zhǎng)薄膜基底的距離為y20，
[0030] 根據(jù)上述各參數(shù)包括x1Q、x2。、Xn