[發(fā)明專利]一種監(jiān)測晶片生長薄膜特性的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410035799.8
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN104807754B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬鐵中;嚴(yán)冬;劉健鵬;王林梓
• 申請（專利權(quán)）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(quán)律師事務(wù)所11302
• 代理人: 劉杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料無損檢測領(lǐng)域，詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及監(jiān)測外延薄膜生長工藝過程中的反射率、溫度和應(yīng)力特性參數(shù)的裝置。

背景技術(shù)

溫度、生長應(yīng)力、生長率等是決定化學(xué)氣相淀積（CVD）、分子束外延（MBE）、物理氣相沉積（PECVD）等工藝過程中外延晶片薄膜生長質(zhì)量的關(guān)鍵因素。實(shí)時監(jiān)控晶片的反射率（分離出生長率、組成成分、表面粗糙度等信息）、溫度及晶片表面彎曲度（即晶片表面應(yīng)力）等關(guān)鍵信息，有助于優(yōu)化工藝控制，提高外延材料層的均勻度和良率、減少生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率。

申請?zhí)枮?01110191716.0的中國專利公開了一種外延材料層特性的測試裝置。通過探針單元向外延材料層提供電信號，電信號能夠使外延材料層發(fā)出光信號，通過接收分析光信號，獲得外延材料層的特性參數(shù)。而申請?zhí)枮?01010515176.2的中國專利、申請?zhí)枮閁S2002/0113971A1、US6398406B1的美國專利等涉及半導(dǎo)體晶片的溫度測試的方法。02827543.8的中國專利、申請?zhí)枮閁S7505150B2的美國專利涉及半導(dǎo)體晶片的應(yīng)力測試的方法。以上專利僅實(shí)現(xiàn)對外延晶片薄膜一個或兩個參數(shù)的測試，而無法實(shí)現(xiàn)反射率、溫度和應(yīng)力三個特性參數(shù)的集成監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種能夠集成實(shí)現(xiàn)對待測晶片反射率、溫度和應(yīng)力三個特性參數(shù)集成監(jiān)測的監(jiān)測晶片生長薄膜特性的裝置。

本發(fā)明提供的檢測晶片生長薄膜特性的裝置包括反射率運(yùn)算模塊、溫度運(yùn)算模塊和應(yīng)力運(yùn)算模塊；

所述反射率運(yùn)算模塊根據(jù)待測晶片的反射光束的光強(qiáng)數(shù)據(jù)和待測晶片參考光束的光強(qiáng)數(shù)據(jù)得到待測晶片的反射率；

所述溫度運(yùn)算模塊根據(jù)待測晶片的黑體輻射值得到待測晶片的溫度；

所述應(yīng)力運(yùn)算模塊根據(jù)待測晶片沿其運(yùn)動方向的曲率半徑得到待測晶片的應(yīng)力。

本發(fā)明提供的監(jiān)測晶片生長薄膜特性的裝置反射率運(yùn)算模塊可以得到待測晶片的反射率R。

本發(fā)明提供的監(jiān)測晶片生長薄膜特性的裝置在待測晶片黑體熱輻射值已知的情況下，溫度運(yùn)算模塊可以得到待測晶片的溫度T。

本發(fā)明提供的監(jiān)測晶片生長薄膜特性的裝置在待測晶片沿其運(yùn)動方向的曲率半徑已知的情況下，應(yīng)力運(yùn)算模塊可以得到待測晶片的應(yīng)力。

綜上所述，本發(fā)明提供的檢測晶片生長薄膜特性的裝置能夠集成實(shí)現(xiàn)對待測晶片反射率、溫度和應(yīng)力三個特性參數(shù)的監(jiān)測。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一～三提供的監(jiān)測晶片生長薄膜特性的裝置的概括示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的監(jiān)測晶片生長薄膜特性的裝置的邏輯框圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的監(jiān)測晶片生長薄膜特性的裝置的示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的檢測晶片生長薄膜特性的裝置的邏輯框圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例三提供的檢測晶片生長薄膜特性的裝置的示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例三提供的檢測晶片生長薄膜特性的裝置中待測晶片在樣品托盤上的布置結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

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。

參見附圖1，本發(fā)明提供的監(jiān)測晶片生長薄膜特性的裝置包括反射率運(yùn)算模塊、溫度運(yùn)算模塊和應(yīng)力運(yùn)算模塊；

反射率運(yùn)算模塊根據(jù)待測晶片的反射光束的光強(qiáng)數(shù)據(jù)和待測晶片參考光束的光強(qiáng)數(shù)據(jù)得到待測晶片的反射率；

溫度運(yùn)算模塊根據(jù)待測晶片的黑體輻射值得到待測晶片的溫度；

應(yīng)力運(yùn)算模塊根據(jù)待測晶片沿其運(yùn)動方向的曲率半徑得到待測晶片的應(yīng)力。

本發(fā)明提供的監(jiān)測晶片生長薄膜特性的裝置反射率運(yùn)算模塊可以得到待測晶片的反射率R。

本發(fā)明提供的監(jiān)測晶片生長薄膜特性的裝置在待測晶片黑體熱輻射值已知的情況下，溫度運(yùn)算模塊可以得到待測晶片的溫度T。

本發(fā)明提供的監(jiān)測晶片生長薄膜特性的裝置在待測晶片沿其運(yùn)動方向的曲率半徑已知的情況下，應(yīng)力運(yùn)算模塊可以得到待測晶片的應(yīng)力。

綜上所述，本發(fā)明提供的檢測晶片生長薄膜特性的裝置能夠集成實(shí)現(xiàn)對待測晶片反射率、溫度和應(yīng)力三個特性參數(shù)的監(jiān)測。

實(shí)施例一