[發明專利]用于檢測半導體異常的裝置和方法

無效

• 申請號: 200880104890.3
• 申請日: 2008-08-29
• 公開（公告）號: CN101796398A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: D·詹森斯;L·范德海特;J·德格里夫;L·戈維爾茨
• 申請（專利權）人: ICOS視覺系統股份有限公司
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95;G01N21/88;G06T7/00;H01L21/00;H01L21/66
• 代理公司: 北京嘉和天工知識產權代理事務所 11269
• 代理人: 嚴慎

技術領域

本發明涉及用于檢測半導體襯底中異常的裝置和方法。

背景技術

在半導體部件和集成電路的半導體處理和制造中，質量控制在制造過程的每個階段都 是非常重要的。這種質量控制在很大程度上是指缺陷檢測，尤其是對諸如裂(crack)和微 裂(micro-crack)、劃痕、臟污、空隙等半導體襯底異常的檢測。因為即使是襯底中的微 裂(穿透或不穿透)也可能在進一步的處理期間導致襯底的破損，所以能夠在處理早期階 段檢測這些裂是非常重要的。例如，對于太陽能電池生產來說，使用了非常易碎的多晶硅 襯底。如果存在微裂，則襯底將很可能在進一步的處理期間破損。

半導體襯底的質量控制嚴重依賴于光學檢查，因為對于檢測異常來說，光學檢查方法 與其他檢查方法相比在吞吐率方面是有益的。

以光學方式檢測半導體襯底上異常的一種普遍方法是將待檢查的襯底部分的圖像與 基本上不包含至少任何待檢測異常類型的異常的這些襯底部分圖像進行比較。前者通常被 稱為檢查圖像，而后者通常被稱為參考圖像。為了比較兩種圖像，則從檢查圖像減去參考 圖像。在減去操作之后，比固定閾值高的像素值被標記為表面異常。

然而，該方法僅可以在參考圖像具有與檢查圖像基本上相同的灰度值(即相同的背景 圖像)時應用。另外，其僅可以在檢查圖像和參考圖像之間不存在幾何變化(例如縮放或 扭曲)并且兩種圖像均可以良好對齊時應用，以便于從來自于彼此的精確相應襯底部分減 去圖像并且不會由于未對齊而導致錯誤肯定。

在某些情況下，具有與檢查圖像基本上相同的灰度值的參考圖像并非是可獲得的，只 是因為待檢查的半導體襯底從來不與可以用作參考表面的相應襯底等同。

一個證明參考檢查方法的不足之處的例子是檢查用于太陽能電池生產的多晶硅襯底。 其表面的晶體邊界圖形從來不是等同的。結果，具有與檢查圖像相同灰度值的參考圖像可 能永遠不會被捕獲。

已經提出了數種方法和裝置來潛在地緩解上述問題。例如，在“Solar?Cell?Crack Inspection?by?Image?Processing(通過圖像處理進行太陽能電池的裂檢查)”中，Fu?Zhang 等人提出了所謂的非參考方法，即其中不使用參考圖像的檢查方法。高斯-拉普拉斯5X5 濾波被用來銳化圖像，這在計算上是非常昂貴的。另外，僅給出了在具有同種圖形的太陽 能電池上的測試結果。

在DE-A1-10?2005?061?785中描述了另一種用于檢測微裂的方法還有裝置，其中以紅 外背光和漫射的可見前光照亮襯底，并且其中捕獲并圖像處理兩種襯底圖像。為了在不同 的波長捕獲兩種圖像，需要兩種具有不同焦平面的照相機，這是非常昂貴的，并且要求對 兩種照相機的非常精確的校準。

在EP-A1-0?985?924中描述了用于檢測微裂的方法和裝置的第二種例子，其中應用了 成某個角度的2微米以上紅外前(front)照明裝置。至此，使用了昂貴的低分辨率照相機。

鑒于現有技術的方法和裝置的以上缺點，本發明的目的在于提供用以非參考方式來檢 測半導體襯底異常(例如裂、劃痕、空隙、凹點)或者襯底中包括的異物以便于能夠選出 有缺陷的襯底的方法和裝置。

具體來說，本發明的目的在于提供用于檢測多晶硅襯底中穿透或非穿透的微裂的方法 和裝置。

本發明的進一步的目的在于提供用以與已知的現有技術方法和裝置相比不那么昂貴 的方式檢測半導體襯底異常(包括微裂)的方法和裝置。

本發明通過提供一方法并且通過提供優選地使用單個照相機執行這樣的方法的裝置 來滿足上述目的，所述方法包括使用高通卷積濾波的圖像和權重圖像(weight?image)的 乘積進行的圖像處理。

發明內容

本發明涉及用于檢測半導體襯底中異常的方法，所述方法包括以下步驟：

a.提供半導體襯底，

b.制作所述襯底的檢查圖像I，

c.通過圖像處理從圖像I生成圖像K，

d.通過使圖像K二值化而生成圖像B，

e.使用圖像B檢視圖像I；

其特征在于，步驟c包括將得自于圖像I的高通卷積濾波圖像G(I)乘以第一權重圖像 W1。

進一步，本發明涉及用于檢測半導體襯底中異常的裝置，所述裝置包括：

a.用于保持半導體襯底的裝置，

b.用于照亮所述襯底背側的背光