[发明专利]硅球表面氧化层形貌测量机构

摘要

硅球表面氧化层形貌测量机构属于薄膜厚度及折射率测量技术领域，特别涉及应用于单晶硅球表面氧化层厚度及折射率测量技术的一种新的薄膜形貌测量机构，其特征在于采用椭圆偏振测量技术测量硅球表面单点的氧化层信息，采用硅球扫描机构对硅球表面氧化层进行扫描式多点测量，并采用拟合算法对测量数据进行拟合，精确得到硅球表面氧化层的二维形貌信息。它有效解决了现有方法的不足，可对硅球表面氧化层的形貌进行精确描述，从而提高对硅球直径测量结果的修正精度。

主权项

1.硅球表面氧化层形貌测量机构，其特征在于，含有：带有光斑会聚组件的椭圆偏振测量仪，待测硅球以及硅球转动扫描部，其中：带有光斑会聚组件的椭圆偏振测量仪，含有：入射臂(1)、接收臂(2)、精密度盘(3)、支撑架(4)，以及第一底座(11)，其中：入射臂(1)在出光端装有光斑会聚组件，输入到入射臂的光束，经起偏、补偿、光斑会聚后，输出一束会聚的入射偏振光；接收臂(2)，包含偏振光检测元件和光电探测器，其接收端装有光斑会聚组件，接收经待测硅球表面正上方顶端一点处反射回的光束；精密度盘(3)，悬挂入射臂(1)和接收臂(2)，能精确定位对称于该精密度盘(3)的刻度尺中心和待测硅球中心的连线的入射臂(1)和接收臂(2)的倾斜角度，能使入射臂(1)发出的入射偏振光聚焦在所选待测硅球表面正上方顶端一点处；支撑架(4)，从精密度盘(3)的底部支撑悬挂有入射臂(1)和接收臂(2)的精密度盘(3)；第一底座(11)，固定在支撑架(4)的底部，用于支撑所述椭圆偏振测量仪及硅球转动扫描部；硅球转动扫描部，含有：橡皮吸盘(6)、第一步进电机(7)、Y形支架(8)、第二步进电机(9)以及第二底座(10)，其中：橡皮吸盘(6)，对称地紧密吸附于待测硅球(5)水平方向的两侧，各有一个，这两个橡皮吸盘(6)吸附区域中心点的连线经过待测硅球(5)的球心；第一步进电机(7)，同轴连接橡皮吸盘(6)，且通过橡皮吸盘(6)驱动待测硅球(5)以通过其球心的水平线为轴转动，该第一步进电机(7)每旋转一周的步进数为Nx，步进角度为360/Nx度；Y形支架(8)，支撑待测硅球(5)及作为其连接部件的橡皮吸盘(6)和第一步进电机(7)；第二步进电机(9)，同轴驱动Y形支架(8)以通过待测硅球(5)球心的竖直线为轴转动，第二步进电机(9)旋转一周的步进数为Ny，每次步进的角度为360/Ny度，每当第一步进电机(7)旋转一周，第二步进电机(9)便旋转一个步进角度，接着，第一步进电机(7)再旋转一周，如此循环，直到第二步进电机(9)旋转一周后，所述椭圆偏振测量仪便扫描了待测硅球(5)的整个表面，测得待测硅球(5)表面薄膜上每一点的厚度d和折射率n；第二底座(10)，通过第二步进电机(9)与Y形支架(8)的底部相连接，并放置在第一底座(11)上。