[發明專利]缺陷檢測系統以及方法

在審

• 申請號: 201910550517.0
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN112129772A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 季中;陳榮灣;楊振輝
• 申請（專利權）人: 杭州元色科技有限公司
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張靜

本發明公開了一種缺陷檢測系統以及方法，本發明技術方案將檢測光線從待測結構件的側壁導入待測結構件的內部，通過全內反射的原理來檢測待測結構件表面和內部的缺陷，避免了任何表面光線反射造成的信噪比降低的問題，而且相比于傳統的光學檢測方法，排除了相機以及光源角度敏感而造成的測試不確定性，由于全內反射的方向和角度范圍很大，有助于將形態隨機的缺陷在無背景光的條件下直接暴露出來，大大提高了缺陷檢測的精度和可靠性。

技術領域

本發明涉及缺陷檢測技術領域，更具體的說，涉及一種缺陷檢測系統以及方法。

背景技術

控制芯片是電子設備實現各種功能的主要元件之一。晶圓是制作控制芯片的基底，為了避免最終制備的控制芯片存在缺陷，制作平整且無顆粒的晶圓至關重要。晶圓是通過硅錠切割而成，原料在鑄錠過程時，晶體生長和后續各工藝步驟中會產生結晶缺陷，故最終形成的晶圓可能存在如下缺陷，如簡單的顆粒，晶體衍生的顆粒或凹坑(COP)，殘留物和劃痕。晶圓表面還可能會出現各種影響制作芯片質量的污染等。

故先進晶圓技術面臨的挑戰是減少和控制晶圓內部和表面的缺陷，以保持整個晶圓介質和規格的一致性。而隨著晶圓基板的不斷增大，特征尺寸的不斷縮小，晶圓上允許缺陷的尺寸也變得越來越小。故在裸晶圓達到應用廠商之前發現缺陷至關重要。在一些情況下，檢測出存在缺陷的不完美晶圓可以在晶圓生產廠家進行清潔或再加工，以消除其缺陷，使之符合規范要求。不符合規范要求的晶圓在進入光刻環節之前被剔除。

晶圓缺陷檢測效果直接影響半導體加工制備控制芯片的各個環節，故實現低成本和高靈敏度晶圓缺陷檢測是晶圓檢測技術領域亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明技術方案提供了一種缺陷檢測系統以及方法，用于晶圓缺陷檢測時，具有較低的成本和較高的靈敏度。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種缺陷檢測系統，其特征在于，所述檢測系統包括：

光源組件，所述光源組件用于提供檢測光線，所述檢測光線從待測結構件的側壁入射到所述待測結構件內，在所述待測結構件內形成全內反射；所述待測結構件具有相反的上表面和下表面；

第一相機，所述第一相機與所述上表面相對設置，用于采集所述待測結構件整個圖像采集區域的第一影像；如果所述待測結構件表面或是所述待測結構件內存在缺陷，所述缺陷使得所述檢測光線從所述上表面出射，在所述第一影像形成缺陷信息。

優選的，在上述檢測系統中，所述待測結構件為硅材料的待測晶圓，所述檢測光線為紅外射線；

所述光源組件包括：

遮光腔室外殼，所述遮光腔室外殼包圍所述側壁，以形成遮光腔室；所述遮光腔室外殼覆蓋所述上表面的和所述下表面的四周邊緣區域，所述四周邊緣區域和所述遮光腔室外殼之間具有遮光環，以使得所述檢測光線滿足全內反射條件；

光源裝置，所述光源裝置位于所述遮光腔室內，至少包圍部分所述側壁。

優選的，在上述檢測系統中，所述光源裝置包括：環繞所述側壁的環形光源管以及設置在所述光源管內的燈絲。

優選的，在上述檢測系統中，所述環形光源管的材料為氧化物紅外玻璃、或硫系玻璃、或氟化物玻璃、或透明陶瓷、或半導體晶體、或離子晶體、或金剛石；

所述燈絲為白熾燈的燈絲。

優選的，在上述檢測系統中，所述光源裝置為環繞所述側壁的環形紅外LED發光元件、或環形紅外激光管。

優選的，在上述檢測系統中，所述遮光環的最小寬度滿足：

tanβ＝w/d