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[發(fā)明專利]缺陷檢測系統(tǒng)以及方法在審

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 201910550517.0 申請日: 2019-06-24
公開(公告)號: CN112129772A 公開(公告)日: 2020-12-25
發(fā)明(設(shè)計)人: 季中;陳榮灣;楊振輝 申請(專利權(quán))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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227 代理人: 張靜
地址: 310051 浙江省杭州*** 國省代碼: 浙江;33
權(quán)利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 缺陷 檢測 系統(tǒng) 以及 方法
【說明書】:

發(fā)明公開了一種缺陷檢測系統(tǒng)以及方法,本發(fā)明技術(shù)方案將檢測光線從待測結(jié)構(gòu)件的側(cè)壁導(dǎo)入待測結(jié)構(gòu)件的內(nèi)部,通過全內(nèi)反射的原理來檢測待測結(jié)構(gòu)件表面和內(nèi)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(tǒng)的光學(xué)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(nèi)反射的方向和角度范圍很大,有助于將形態(tài)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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及缺陷檢測技術(shù)領(lǐng)域,更具體的說,涉及一種缺陷檢測系統(tǒng)以及方法。

背景技術(shù)

控制芯片是電子設(shè)備實現(xiàn)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(guān)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(xù)各工藝步驟中會產(chǎn)生結(jié)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(xiàn)各種影響制作芯片質(zhì)量的污染等。

故先進晶圓技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)是減少和控制晶圓內(nèi)部和表面的缺陷,以保持整個晶圓介質(zhì)和規(guī)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(dá)到應(yīng)用廠商之前發(fā)現(xiàn)缺陷至關(guān)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(chǎn)廠家進行清潔或再加工,以消除其缺陷,使之符合規(guī)范要求。不符合規(guī)范要求的晶圓在進入光刻環(huán)節(jié)之前被剔除。

晶圓缺陷檢測效果直接影響半導(dǎo)體加工制備控制芯片的各個環(huán)節(jié),故實現(xiàn)低成本和高靈敏度晶圓缺陷檢測是晶圓檢測技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此,本發(fā)明技術(shù)方案提供了一種缺陷檢測系統(tǒng)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(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:

一種缺陷檢測系統(tǒng),其特征在于,所述檢測系統(tǒng)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(jié)構(gòu)件的側(cè)壁入射到所述待測結(jié)構(gòu)件內(nèi),在所述待測結(jié)構(gòu)件內(nèi)形成全內(nèi)反射;所述待測結(jié)構(gòu)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(shè)置,用于采集所述待測結(jié)構(gòu)件整個圖像采集區(qū)域的第一影像;如果所述待測結(jié)構(gòu)件表面或是所述待測結(jié)構(gòu)件內(nèi)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(yōu)選的,在上述檢測系統(tǒng)中,所述待測結(jié)構(gòu)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(cè)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(qū)域,所述四周邊緣區(qū)域和所述遮光腔室外殼之間具有遮光環(huán),以使得所述檢測光線滿足全內(nèi)反射條件;

光源裝置,所述光源裝置位于所述遮光腔室內(nèi),至少包圍部分所述側(cè)壁。

優(yōu)選的,在上述檢測系統(tǒng)中,所述光源裝置包括:環(huán)繞所述側(cè)壁的環(huán)形光源管以及設(shè)置在所述光源管內(nèi)的燈絲。

優(yōu)選的,在上述檢測系統(tǒng)中,所述環(huán)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(dǎo)體晶體、或離子晶體、或金剛石;

所述燈絲為白熾燈的燈絲。

優(yōu)選的,在上述檢測系統(tǒng)中,所述光源裝置為環(huán)繞所述側(cè)壁的環(huán)形紅外LED發(fā)光元件、或環(huán)形紅外激光管。

優(yōu)選的,在上述檢測系統(tǒng)中,所述遮光環(huán)的最小寬度滿足:

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