[發明專利]半導體晶片的高速熒光光譜檢測裝置

在審

• 申請號: 201510034852.7
• 申請日: 2015-01-24
• 公開（公告）號: CN104568893A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 徐杰;郭金源
• 申請（專利權）人: 北京中拓機械集團有限責任公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 上海申蒙商標專利代理有限公司 31214
• 代理人: 周豐

技術領域

本發明涉及半導體晶片檢測裝置，特別是一種半導體晶片的高速熒光光譜檢測裝置。

背景技術

目前，對半導體晶片的熒光光譜檢測多采用點激光投射到半導體晶片上，通過帶激光濾光片的光路收集系統收集熒光的同時，濾除激光，將半導體晶片相應點上的熒光收集入光譜儀，在光譜儀內，通過光譜儀上安裝的光柵將熒光在空間上按不同波長展開，投射到一線陣CCD上，線陣CCD上不同點上的強度，對應相應點熒光在不同波長下的強度，通過對線陣CCD的讀取可獲得檢測點的熒光光譜曲線。在檢測過程中，半導體晶片在水平運動機構的帶動下可進行有方向性的運動，從而可獲得與運動位置相對應的半導體晶片上各點的熒光光譜數據，并同步傳輸給控制計算機，由計算機最終形成與半導體晶片上位置相對應的光強、光譜數據信息圖，業內稱為Mapping圖。這種檢測方法的不足是獲得高密度的Mapping必須使運動機構在半導體晶片上按要求密度逐一點掃描，用時很長。有些熒光光譜檢測系統為了提高掃描效率，采用線激光進行掃描，如申請號為201320228457.9的《太陽能硅片高速線掃描光致熒光成像檢測設備》專利，雖然可大幅縮短掃描時間，但只能獲得相應線激光激發下熒光的光強度信息，不能獲得相關的光譜形狀、峰值波長、半高寬等信息，而這些信息在熒光光譜檢測中也是非常重要的。所以既要實現高速掃描，又可獲得熒光光譜形狀、強度、峰值波長、半高寬等豐富信息的半導體晶片掃描設備是業內迫切需要的。

發明內容

本發明的目的在于通過一種半導體晶片的高速熒光光譜檢測裝置，來解決以上背景技術提到的既能實現高速掃描，又可獲得熒光光譜形狀、強度、峰值波長、半高寬等豐富信息的半導體晶片掃描設備。

本發明為了達到上述目的所采用的技術方案如下：

本發明主要包括機架1、半導體晶片運動機構2、激光發生裝置3、光路收集系統4、光譜儀5、面陣CCD相機6、控制計算機7，其中，半導體晶片運動機構2、激光發生裝置3、光路收集系統4和光譜儀5均固定在機架1上端，半導體晶片運動機構2固定在機架1下端，光譜儀5包括：入光狹縫11、第一柱狀弧面反射鏡12、光柵13、第二柱狀弧面反射鏡14、出光口15，其中光路收集系統4安裝在光譜儀5的入射狹縫前端，面陣CCD相機6安裝在光譜儀5的出光口15處，使得激光發生裝置3發出的激光線投射在半導體晶片運動機構2上的半導體晶片上形成線形光斑，線形光斑經光路收集系統4和光譜儀5入光狹縫，投射在光譜儀5第一柱狀弧面反射鏡12上，經第一柱狀弧面反射鏡12反射到光譜儀5的光柵13上，經光柵13衍射后，將線形光斑按柱狀梯形形狀沿光的傳播方向展開，其中每一個梯形截面代表一段光斑點在空間上按不同連續波長的分布，被展開后的柱狀梯形光投射到光譜儀5內的第二柱狀弧面反射鏡14上，經第二柱狀弧面反射鏡14反射后，投射到安裝在光譜儀5出光口15處的面陣CCD相機6上，所述的半導體晶片運動機構2、激光發生裝置3、光路收集系統4、光譜儀5、面陣CCD相機6，在使用時在暗室（8）內，所述的半導體晶片運動機構2可載半導體晶片在平面內沿兩個相互垂直方向的運動機構，其中一個運動方向與激光發生裝置所投射在半導體晶片上的線形光斑長度方向相垂直，在線形光斑不能一次掃描覆蓋所檢測半導體晶片需檢測區域時，另一方向運動機構用于切換不同掃描區域，所述的光譜儀5入光狹縫與面陣CCD相機6的列方向相平行，所述的光路收集系統4包括一套用于成像的鏡頭組21和用于濾除激光的濾光片22，使得能夠對光路收集系統4焦距的調節，不影響線形光斑在第一柱狀弧面反射鏡12上的成像大小。

本發明的檢測裝置的優點是既能實現高速掃描半導體晶片，又可獲得半導體晶片的熒光光譜形狀、強度、峰值波長、半高寬等豐富信息。

附圖說明

圖1為本發明裝置示意圖；

圖2為本發明中光譜儀的結構原理圖；

圖3為線形光經過光路收集系統的傳播圖；

圖4為垂直于線形光的線方向平面內，線形光經過光路收集系統傳播的截面圖。

具體實施方式