自動實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及半導體材料無損檢測技術領域，特別涉及一種自動自動實時快速檢測 晶片基底二維形貌的裝置。
【背景技術】
[0002] 目前生產LED的主要工藝是采用金屬有機化合物化學氣相沉淀（MOCVD)的方法。 該方法是在某幾個較高溫度下，在藍寶石基底上生長量子阱薄膜。基底的尺寸限制了 LED 的生產效率，目前成熟的技術是在2英寸基底上生長量子阱薄膜。如果藍寶石基底的尺寸 從2英寸提高到6英寸，LED生產率將提高30%。然而，由于量子阱薄膜與藍寶石基底的熱 膨脹系數不一致，當藍寶石基底的尺寸增大時，導致高溫生長時大尺寸的藍寶石基底發生 明顯形變。這種明顯的形變導致藍寶石基底不能完全與石墨盤接觸，使藍寶石基底的出現 溫度分布不均的現象，溫度最大差異能夠達到KTC，溫度的差異最終會導致藍寶石基底不 同位置生長的量子阱所輻射的光譜不同，根據溫度差異能夠導致的光譜差異達到14nm。這 對LED照明是不能接受的。為了獲得均勻厚度的量子阱薄膜，就需要研究藍寶石基底的二 維形貌，并確定該二維形貌與藍寶石基底溫度分布的數值關系。目前，可以檢測藍寶石基底 二維形貌的方法很多，但能用于實時快速檢測藍寶石基底二維形貌的只有激光宏觀變形分 析法。該方法是用兩束已知距離的平行的激光射在藍寶石基底表面，由于該藍寶石基底表 面面型不同，這兩束激光的反射角度就不同。在離激光入射點某一已知距離處分別用一CCD 接收這兩束激光，CCD就可以獲取兩束激光光斑的位置。利用圖像處理方法獲取兩束光斑 的距離D，再根據兩束激光入射前的距離d和入射點距CCD的距離Z就可以計算出兩束激光 在藍寶石基底上的入射點間的圓弧的曲率。
[0003] 然而，MOCVD工藝中，隨著承載晶片外延薄膜生長的基底的石墨盤轉速的提高，量 子阱薄膜的生長率有了較大幅度的提高，而由于CCD最小積分時間和讀取速度的限制，目 前基于CXD的檢測技術在檢測高速旋轉的石墨盤上的藍寶石基底已經略顯不足。
【發明內容】
[0004] 為了解決上述問題，本發明提出了一種能夠與高速旋轉的石墨盤上的藍寶石基底 相適應的自動實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置。
[0005] 本發明提供的自動實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置包括第一運算模塊、第 二運算模塊和分析模塊，
[0006] 所述第一運算模塊根據N個光斑的位置信號，計算晶片基底上任意兩個入射點之 間在待測基底沿X方向的曲率Cx，
[0007] 所述第二運算模塊根據N個光斑的位置信號，計算晶片基底上任意一個入射點在 待測基底移動方向即Y方向的曲率c Y，
[0008] 其中，N為3以上的自然數，所述N個光斑是由N束激光沿晶片基底徑向即X方向 入射到晶片基底后又分別反射到與所述入射光一一對應的PSD (位置靈敏探測器Position SensitiveDevice)上形成的，
[0009] 所述分析模塊根據各所述cx、Cy的計算結果，得到基底的二維形貌。
[0010] 本發明提供的自動實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置采用PSD作為光電轉 換器件，隨著基底的移動，既可以獲得晶片基底上任意一個入射點在待測基底移動方向即Y 方向的曲率CY，又可以獲得兩光斑之間在沿入射光排列方向即X方向的曲率Cx，根據各c x、 Cy的計算結果，最終可以得到晶片基底的二維形貌。由于PSD是基于硅光電二極管制成，所 以光電轉換是實時的，因此本方案的數據讀出速度取決于數據采集卡的讀出速度。以沿入 射光排列方向有5個測試點為例，對于同樣的電路，PSD數據讀出頻率為F，所以總的讀出頻 率是F/15,而對于(XD，根據一般CXD的像素，欲達到PSD的效果，最少也需要512X512 = 262144,所以基于CXD的讀出頻率是F/262144,所以理論上PSD方案的數據讀出速度是CXD 方案的數據讀出速度的17476倍。能夠與高速旋轉的石墨盤上的藍寶石基底相適應。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發明提供的自動實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置各模塊之間的 關系意圖；
[0012] 圖2為用于實現本發明提供的自動實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置的第 一種裝置光路示意圖；
[0013] 圖3為用于實現本發明提供的自動實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置的第 -種裝置光路不意圖；
[0014] 圖4為用于實現本發明提供的自動實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置的第 三種裝置中，當通光孔內設置的反射鏡使得光路翻轉90°時的光路示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 為了深入了解本發明，下面結合附圖及具體實施例對本發明進行詳細說明。
[0016] 參見附圖1，本發明提供的自動實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置包括第一 運算模塊、第二運算模塊和分析模塊，
[0017] 第一運算模塊根據N個光斑的位置信號，計算晶片基底上任意兩個入射點之間在 待測基底沿X方向的曲率c x，
[0018] 第二運算模塊根據N個光斑的位置信號，計算晶片基底上任意一個入射點在待測 基底移動方向即Y方向的曲率c Y，
[0019] 其中，N為3以上的自然數，N個光斑是由N束激光沿晶片基底徑向即X方向入射 到晶片基底后又分別反射到與入射光一一對應的PSD上形成的，
[0020] 分析模塊根據各Cx、Cy的計算結果，得到基底的二維形貌。
[0021] 其中，該自動實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置還可以包括數據采集模塊， 數據采集模塊用于采集各光斑的橫坐標，并將各光斑的橫坐標輸送到第一運算模塊和第二 運算模塊。從而，個光斑的橫坐標無需人工輸入，使得本發明提供的自動實時快速檢測晶片 基底二維形貌的裝置自動化程度更高。
[0022] 其中，本發明提供的自動實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置還包括數據采集 模塊，數據采集模塊用于采集各光斑的橫、縱坐標，并將各光斑的橫坐標和縱坐標分別輸送 到第一運算模塊和第二運算模塊。由于該數據采集模塊的引入，各光斑的橫坐標可以自動 輸送到第一運算模塊和第二運算模塊，避免了人工輸入，自動化程度更高且準確率更高。
[0023] 實施例一
[0024] 為了便于理解，附圖1僅給出了其中一個光斑的光路圖。
[0025] 參見附圖1，本發明實施例一提供的實時快速檢測晶片基底二維形貌的裝置包括 N個PSDl，N束激光和第一分光元件4, N束激光沿直線排布，其中，N為3以上的自然數，N 個PSDl與N束激光--對應，
[0026] N束激光首先射向第一分光元件4的10位置，經過第一分光元件4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個入射點，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過第一分光兀件透射后，入射到與N束激光 相對應的PSDl上，形成N個光斑。
[0027] 其中，作為N束激光的一種具體的形成方式，N束激光由N個第一種激光器3射出， N個第一種激光器3構成的激光器陣列。
[0028] 其中，N為5以上的自然數，當N為5以上的自然數時，可以形成的光斑的數量也 增大。
[0029] 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：
[0030] 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。
[0031] 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PSDaI 形成的光斑的橫坐標為x1(]，激光射到平面反射面后又反射到PSDb上形成的光斑的橫坐標 為x 2D，第一種反射光束經過第一分光元件透射后投射到PSDa上形成的光斑的橫坐標為xn，