[發明專利]光學測量系統及方法

有效

• 申請號: 201710770658.4
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN109425618B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 劉濤;張凌云;張鵬斌;陳魯
• 申請（專利權）人: 深圳中科飛測科技股份有限公司
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95;G01N21/88
• 代理公司: 北京永新同創知識產權代理有限公司 11376
• 代理人: 鐘勝光

本發明公開了一種光學測量系統及方法，該系統包括：光源組件，其被配置為產生出射光；遮光組件，其沿光學路徑設置在透鏡組件和光源組件之間，用于限制透鏡組件能夠接收到的出射光；透鏡組件，其被配置為基于經過遮光組件的出射光，向待測物提供入射光，并獲取由待測物基于入射光所產生的反射光；光探測組件，其被配置為接收反射光；以及處理器，其通信耦合至光探測組件和遮光組件，處理器被配置為通過調整遮光組件對出射光的遮擋來調整入射光的入射方向，并根據反射光確定待測物是否包括缺陷。通過實施本發明的技術方案，能夠快速地對待測物(譬如，晶圓)進行測量，并且雜散光較少，具有更高的檢測靈敏度。

技術領域

本發明屬于封裝技術檢測領域，尤其涉及一種涉及晶圓缺陷的測量系統及方法。

背景技術

芯片裂痕是集成電路最致命的失效模式之一，芯片加工中受到較大應力或者工作時溫度不斷改變均會導致芯片裂痕不斷延伸直至產品失效。因此，制造商往往試圖在芯片裂痕產生之初就發現它，并將具有裂痕的產品篩選掉，以降低成本，提高產品合格率。

芯片裂痕最初發生在芯片背面硅基底部分，以晶圓裂痕形式存在，由于硅片非常薄且脆，因此打薄、切割、封裝等加工工藝過程均可能造成晶圓裂痕。因此，對應于不同的加工工藝，裂痕的分布也有不同特點。例如，晶圓裂痕可以是內部隱裂、邊緣裂痕、chipping缺角或是邊緣缺角。可以發現，部分裂痕完全隱藏在晶圓內部，即使是用高倍顯微鏡也無法分辨。因此，工業生產中如何快速檢測晶圓裂痕成為了半導體生產需要解決的重要問題。

目前使用的晶圓裂痕檢測方法可以分為非光學方法以及光學方法。非光學方法的典型示例是超聲波檢測法，該方法基于裂痕存在影響超聲波波形波幅實現，具有較好的效果。然而，超聲波檢測法需要將芯片放置至液體中，可能造成芯片污染，并且檢測速度較慢。光學方法一般可以分為三類：(1)背光式檢測法，光源和探測器分別位于芯片的兩側，通過探測透過芯片的信號光實現裂痕檢測，然而它對被測芯片透過率要求較高，僅能測裸片，常用于研磨過程中檢測；(2)光/電致發光檢測法，該方法要求被測樣品有相應發光媒介，一般用于太陽能芯片檢測；(3)紅外顯微成像檢測法，該方法通過紅外波段光源垂直照明、接收反射光進行成像，然而該方法單次檢測視野往往受到分辨率的限制，導致檢測速度較慢。

因此，亟需一種速度快、定位準的裂痕檢測系統與方法。

發明內容

本發明針對上述問題，提出一種通過對待測物透明的光源來對待測物進行單側測量的測量系統與方法。

本發明一方面提出了一種測量系統，該系統包括：光源組件，其被配置為產生出射光；遮光組件，其沿光學路徑設置在透鏡組件和光源組件之間，用于限制所述透鏡組件能夠接收到的所述出射光；透鏡組件，其被配置為基于經過所述遮光組件的出射光，向所述待測物提供入射光，并獲取由所述待測物基于所述入射光所產生的反射光；光探測組件，其被配置為接收所述反射光；以及處理器，其通信耦合至所述光探測組件和所述遮光組件，所述處理器被配置為通過調整所述遮光組件對所述出射光的遮擋來調整所述入射光的入射方向，并根據所述反射光確定所述待測物是否包括缺陷。

在一種實施方式中，所述遮光組件包括光闌，所述光闌包括第一半區和第二半區，其中，在所述第一半區上設置有通光孔。

在一種實施方式中，所述處理器進一步被配置為根據所述缺陷在平行于所述待測物中指定的平面上的延展特征來確定所述入射光的入射方向。一般而言，缺陷在不同材料中的分布具有不同的特征，因此，在測量前，可以根據待測物中缺陷在指定的平面上的延展特征來確定入射方向，可以提高測量分辨率。這里的指定平面可以根據缺陷的特征而定。對于本發明而言，缺陷可以包括裂痕、氣泡、缺角等等。以裂痕為例，裂痕一般沿著晶格的軸向進行延展，因此，通過兩次入射方向相垂直的檢測即可確定晶圓中是否存在裂痕。

在一種實施方式中，所述處理器進一步被配置為通過調整所述遮光組件來使得所述入射光的入射方向垂直于所述缺陷在平行于所述待測物中指定的平面上的至少一個延展方向。