[發明專利]一種監測晶片生長薄膜特性的裝置

有效

• 申請號: 201410035799.8
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN104807754B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 馬鐵中;嚴冬;劉健鵬;王林梓
• 申請（專利權）人: 北京智朗芯光科技有限公司
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01J5/00;G01L1/24
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所11302
• 代理人: 劉杰

1.一種監測晶片生長薄膜特性的裝置，其特征在于，包括反射率運算模塊、溫度運算模塊和應力運算模塊；

所述反射率運算模塊根據待測晶片的反射光束的光強數據和待測晶片參考光束的光強數據得到待測晶片的反射率；

所述溫度運算模塊根據待測晶片的黑體輻射值得到待測晶片的溫度；

所述應力運算模塊根據待測晶片沿其運動方向的曲率半徑得到待測晶片的應力；

還包括第一激光光源、第二激光光源、第一二相色鏡、分束鏡、第二二相色鏡、第一探測器、第二探測器、位置探測器、腔室、狹縫窗口、樣品托盤和轉軸；

所述數據處理單元上至少設有第一探測器接口、第二探測器接口和位置探測器接口；

所述樣品托盤所述腔室中，所述腔室上方設有狹縫窗口，所述狹縫窗口用于使光通過，所述樣品托盤用于承載待測晶片；

所述第一二相色鏡用于使所述第一激光光源或者第二激光光源發出的光通過，經過所述分束鏡后，所述第一激光光源或者第二激光光源發出的光被分為參考光束和入射光束，所述參考光束被所述第一探測器接收后發送給所述參考光束光強獲取模塊，所述入射光束經過所述狹縫窗口入射至待測晶片，經過所述待測晶片反射后成為反射光束，所述反射光束經過所述第二二相色鏡后分別被所述第二探測器和所述位置探測器接收后發送給所述反射光束光強獲取模塊；

當所述第一激光光源開啟而所述第二激光光源關閉時，所述第一探測器用于探測所述參考光束光強I_r，所述第二探測器用于探測所述反射光束光強I_i；所述位置探測器用于探測沿待測晶片運動方向的各入射點的光斑偏移量并將所述光斑偏移量發送給所述光斑偏移量獲取模塊；

當所述第一激光光源關閉而所述第二激光光源開啟時，所述第二探測器用于探測待測晶片熱輻射強度L(λ，T)并將所述熱輻射強度發送給所述熱輻射強度獲取模塊；

所述樣品托盤設置有轉軸，可以在所述腔室內自由旋轉。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括參考光束光強獲取模塊、反射光束光強獲取模塊所述參考光束光強獲取模塊用于獲取參考光束的光強數據I_r，所述反射光束光強獲取模塊用于獲取待測晶片的反射光束的光強數據I_i，所述反射率運算模塊利用一標準晶片，根據公式計算得出反射率標準系數α，并由公式得到所述待測晶片的反射率R；其中，r₀，標準晶片的反射率；I_r，參考光束光強；I_i，反射光束光強；α，反射率校準系數；R，待測晶片的反射率。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括熱輻射強度獲取模塊和黑體輻射值運算模塊，所述熱輻射強度獲取模塊用于獲取待測晶片的熱輻射強度值L(λ，T)，所述黑體輻射值運算模塊根據公式得到待測晶片的黑體輻射值P_b(λ，T)，所述溫度運算模塊根據所述P_b(λ，T)，由公式得到所述待測晶片的溫度T；其中，P_b(λ,T)，待測晶片的黑體輻射值；L(λ,T)，待測晶片的熱輻射強度；ε(R)，晶片的熱發射率，與反射率有關的函數；R，待測晶片的反射率；h，普朗克常數；k，玻爾茲曼常數；c，光速；λ，波長；T，溫度。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括光斑偏移量獲取模塊，所述光斑偏移量獲取模塊用于從所述位置探測器獲取沿待測晶片運動方向的各入射點的光斑偏移量，所述應力運算模塊根據所述光斑偏移量計算出待測晶片沿其運動方向的曲率半徑R或者所述待測晶片的應力。

5.根據權利要求1所述的裝置，所述反射率運算模塊、溫度運算模塊和應力運算模塊集成于同一數據處理單元中。

6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括第三二相色鏡和第三探測器，所述數據處理單元還集成有第三探測器獲取模塊，所述數據處理單元上還設有第三探測器接口，所述反射光束通過所述第三二相色鏡還能被所述第三探測器接收，所述第三探測器獲取模塊用于從所述第三探測器獲取光強數據。