[發(fā)明專利]缺陷檢測系統(tǒng)以及方法

在審

• 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

本發(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：

tanβ＝w/d