CN106030773A - 晶片检测方法及软件 - Google Patents

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Abstract

本发明实施方式一般涉及用于检测晶片的方法。在砖料被切片成多个裸晶片后，拍摄各个晶片的二维(2D)光致发光(PL)图像，接着将晶片的PL图像以相继次序(即，晶片从砖料切片下来的顺序)合并以建构砖料的三维(3D)模型，砖料的三维模型突显(highlight)了砖料中的相似区。

Description

晶片检测方法及软件
背景
技术领域
本发明的实施方式一般涉及用于检测半导体与太阳能晶片的方法。
背景技术
光伏(PV)装置或太阳能电池是将太阳光转换成直流(DC)电力的装置。一种形成太阳能电池的方法为：将多结晶(multi-crystalline)砖料(brick)切片成几百个薄的裸晶片，并处理这些裸晶片以形成太阳能电池。可以针对缺陷对裸晶片进行检测，这些缺陷诸如是位错或杂质。裸晶片具有越少的缺陷，则成品太阳能电池就越有效率。然而，电流检测方法无法为砖料或裸晶片制造商提供关于缺陷的有用信息，使得制造商能够改善砖料或晶片的品质。
因此，对于为晶片制造商提供关于砖料或晶片中缺陷的有用信息的改良方法存在需求。
发明内容
本发明的实施方式一般涉及用于检测晶片的方法。在砖料被切片成多个裸晶片后，拍摄各个晶片的二维(2D)光致发光(PL)图像，并且接着以相继(sequential)次序(即，晶片从砖料切片下来的顺序)合并晶片的PL图像以建构砖料的三维(3D)模型。
在一个实施方式中，公开了一种用于检测晶片的方法。该方法包括合并多个晶片的各个晶片的2D PL图像，其中多个晶片的图像以对应于砖料切片前砖料中各个晶片的位置的顺序被合并。该方法进一步包括建构使砖料中相似区突显(highlight)的砖料3D PL模型。
在另一个实施方式中，一种方法包括：将砖料切片以形成多个晶片，拍摄多个晶片的各个晶片的二维光致发光图像，将这些晶片的二维光致发光图像以相继次序分类，合并这些相继的二维光致发光图像，并建构砖料的三维光致发光模型。
附图简述
上述简要概述的本发明的上述特征能够被详细理解的方式、以及对于本发明的更详细描述，可以通过参考实施方式获得，本发明实施方式的一些实施方式在附图中示出。然而，应当注意，附图仅图示了本发明的典型实施方式，因而附图不应被视为对本发明范围的限制，且本发明可允许其它等效的实施方式。
图1示出根据一个实施方式的一种用于检测晶片的方法的流程图。
图2是根据一个实施方式的晶片的二维光致发光图像。
图3A-3B示出了根据一个实施方式的砖料的三维光致发光模型。
为了便于理解，尽可能使用了相同的数字符号以标示对于各图共通的相同的元件。考虑到，一个实施方式中所公开的元件在没有特定描述下可有益地运用于其它实施方式。
具体实施方式
本发明实施方式一般涉及用于检测晶片的方法。在砖料被切片成多个裸晶片后，拍摄各个晶片的2D PL图像，接着将晶片的PL图像以相继次序合并以建构砖料的3D模型。
图1为示出根据一个实施方式的一种用于检测晶片的方法的流程图100。在方块102，砖料被切片成多个薄晶片。砖料可为具有立方体形状的多结晶或单晶(mono-crystalline)硅砖料。硅砖料可具有约144mm(单晶)或156mm(多结晶)的长度、约144mm或156mm的宽度以及约500mm或大于500mm的高度。切片是沿着砖料的高度，因此每个晶片具有约20cm的长度、约20cm的宽度及基于预期的最终用途的厚度。在一个实施方式中，每个晶片为约200微米厚。因为切片产生的截口(kerf)损失的缘故，所以来自砖料的所有晶片厚度的总和会不等于砖料的高度。截口(kerf)是指在将砖料切片前相邻晶片之间的区域。截口的量取决于切片技术。在一个实施方式中，截口损失为每片约100微米。
在方块104，拍摄各个晶片的2D PL图像。PL为由半导体材料响应于光激发所发射的光。可通过引发PL同时横跨晶片表面来拍摄2D PL图像，晶片表面例如是具有约144mm或156mm的长度及约144mm或156mm的宽度的晶片表面。PL可由光源引发，光源例如是激光束。激光束可在到达晶片表面前，穿过准直器(collimator)和/或均匀器(homogenizer)。引发的PL的图像可由任何合适的图像捕捉装置获取，图像捕捉装置例如是线扫描式照相机(line scancamera)。可将滤光器设置于晶片表面与照相机之间。晶片的2D PL图像200示出于图2中。2D PL图像200可具有相似区202(暗)与204(亮)。暗区202可表示晶片中的缺陷，如位错丛(dislocation clusters)、杂质或晶界(grainboundaries)。然而，2D PL图像无法提供诸如砖料中缺陷的起始点与终止点之类的信息。
可以把来自单一砖料的晶片相继地放置于输送装置上，输送装置将晶片运送通过检测模块，在检测模块中为各个晶片拍摄2D PL图像。相继地表示晶片是依照对应于砖料切片前砖料中这些晶片位置的次序。如果是这种情况的话，方块106可以是不必要的。然而，如果晶片没有被相继地运送通过检测模块，则可将晶片的2D PL图像分类，从而图像为依照相继次序。为了能够将图像分类，晶片可以以切片前这些晶片在砖料中的相应位置得以标示。
在方块108，合并相继的2D PL图像以建构砖料的3D PL模型，如方块110所示。相继的2D PL图像的合并与3D PL模型的建构可由图像处理包(imageprocess package)执行，如Fiji。当合并2D PL图像时，沿着与砖料高度所对应的方向对来自砖料的所有晶片的缺陷区域(如图2所示的暗区202)进行更好地界定。由于有一些截口损失，可执行某种外插法(extrapolation)以表示原始的砖料。
图3A示出砖料的3D PL模型300的实施例。除示出了如图3A所示的砖料表面区域以外，3D PL模型突显了砖料中具有相似区的那些关注区域(area ofinterest)。图3B突显了移除非关注区域、留下关注区域302的相似区之后的砖料内部。关注区域302可使缺陷突显，缺陷诸如是位错丛或杂质，且3D PL模型提供诸如缺陷的起始点与缺陷的终止点之类的信息。可使用其它突显的方法，例如使用不同颜色。
由砖料的3D PL模型所提供的信息可用于改善砖料/晶片的品质。在一个实施方式中，拍摄2D PL图像的检测工具被设置于晶片生产线的下游。在晶片生产线的上游处，形成多结晶硅砖料并将多结晶硅砖料切片成薄晶片。通过执行以上所述的方法，使用多结晶硅砖料的3D PL模型所提供的信息，可以改善多结晶硅砖料的品质，并且转而改善晶片的品质。砖料可通过后形成处理(例如激光退火)以基于相同处理条件下预先形成的砖料的3D PL模型作缺陷校正。或者，砖料形成的工艺参数可基于砖料的3D PL模型受到调整以最小化将形成的砖料中的缺陷。
虽然前述是针对本发明实施方式，但在不脱离本发明基本范围的前提下，可设计其它的和进一步的实施方式，而且本发明范围由以下权利要求确定。

Claims (15)

1.一种用于检测晶片的方法，所述方法包括以下步骤：
合并多个晶片的各个晶片的二维光致发光图像，其中以对应于砖料切片前在所述砖料中各个晶片的位置的顺序合并所述多个晶片的所述图像；及
建构使所述砖料中相似区突显的所述砖料的三维光致发光模型。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述砖料具有约144mm的长度、约144mm的宽度及约500mm或大于500mm的高度。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述多个晶片的每个晶片具有约144mm的长度、约144mm的宽度及约200微米的厚度。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述砖料具有约156mm的长度、约156mm的宽度及约500mm或大于500mm的高度。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述多个晶片的每个晶片具有约156mm的长度、约156mm的宽度及约200微米的厚度。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述相似区表示缺陷。
7.一种方法，所述方法包括以下步骤：
将砖料切片以形成多个晶片；
拍摄所述多个晶片的各个晶片的二维光致发光图像；
将所述晶片的所述二维光致发光图像以相继次序分类；
将相继的二维光致发光图像合并；及
建构所述砖料的三维光致发光模型。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述砖料具有约144mm的长度、约144mm的宽度及约500mm或大于500mm的高度。
9.如权利要求18所述的方法，其中所述多个晶片的每个晶片具有约144mm的长度、约144mm的宽度及约200微米的厚度。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述砖料具有约156mm的长度、约156mm的宽度及约500mm或大于500mm的高度。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述多个晶片的每个晶片具有约156mm的长度、约156mm的宽度及约200微米的厚度。
12.如权利要求7所述的方法，其中拍摄各个晶片的所述二维光致发光图像的步骤包括以下步骤：借助于光源引发横跨所述晶片的表面的光致发光。
13.如权利要求7所述的方法，进一步包括以下步骤：使所述三维光致发光模型中的相似区突显，其中所述相似区表示缺陷。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括以下步骤：基于所述砖料的所述三维光致发光模型处理后续的砖料，其中所述砖料及所述后续的砖料在相同工艺条件下形成。
15.如权利要求14所述的方法，其中处理所述后续的砖料的步骤包括激光退火。
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