CN108508019A - 一种高效检测大面积微细电子器件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电子器件检测技术领域，公开了一种高效检测大面积微细电子器件的方法。通过光源控制模块A产生特定频率的光束，通过分光干涉光学模块B分为等频率等相位的相干光，一束通过被测电子器件表面反射，另一束通过反射镜反射，使两束反射光产生干涉，测试过程被测电子器件通过样品控制模块C进行测试条件的控制，通过数据采集分析模块D接收产生的干涉图样，并利用计算机软件进行分析。本发明的方法可以对大面积电子器件的表面及界面处微小形变进行的非接触式测量，具有高精度、全场、实时、无损检测等优点。

Description

一种高效检测大面积微细电子器件的方法
技术领域
本发明属于电子器件检测技术领域，具体涉及一种高效检测大面积微细电子器件的方法。
背景技术
随着科学技术的进步及制造工艺的进一步提高，加工制造过程中不同尺寸的材料和器件的缺陷对性能有着很大的影响，如何快速、准确地对缺陷进行检测，保证制造良品率，提高精密加工制造业的进一步发展具有重要意义。
以面板显示产业为例，近年来，以TFT-LCD、AMOLED、电子纸为代表的新型显示(FPD)产业发展迅猛。随着面板显示技术的飞速发展，大尺寸面板的生产制造成为主流，行业专注于提升产品品质和降低成本。而在降低成本方面最有效、最直接的方式是提高产品良品率。检测产品良品率传统方法则采用人工作业，不仅工作量大，而且易受到检测人员主观因素的影响，人工视觉检测越来越不能满足当今工业领域的要求。
在实验室研究以及工厂化生产中，缺陷检测主要在检测内容上分为静态无源状态下的检测以及动态实时有源状态的检测；在检测实施方式上分为接触式检测以及非接触式检测；在检测对样品影响上分为破坏性检测以及无损检测。其中，非接触式无损检测能够保证待测物体的完整性及稳定性。
工业生产的进步进一步要求检测工艺的高效性及准确性，由于非接触无损检测的限制，现有技术包括射线、超声波、电磁、渗透和磁粉检测技术等，难以满足。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种高效检测大面积微细电子器件的方法。该方法基于物体结构损伤处的外表面在静载荷或动载荷的作用下会产生非均匀的表面位移或变形，在有规则的干涉条纹中会出现明显的异状，如不连续、突变的形状变化和间距变化等；通过测算这些微小的变化，便可查明物体内部缺陷及其位置。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种高效检测大面积微细电子器件的方法，包括如下步骤：
(1)通过光源控制模块A产生特定频率的光束；
(2)将步骤(1)特定频率的光束通过分光干涉光学模块B分为等频率等相位的相干光，一束通过被测电子器件表面反射，另一束通过反射镜反射，使两束反射光产生干涉；
(3)步骤(2)的被测电子器件通过样品控制模块C进行测试条件的控制；
(4)通过数据采集分析模块D接收步骤(2)产生的干涉图样，并利用计算机软件进行分析。
进一步地，步骤(1)中所述的光源控制模块A根据检测需要产生特定频率的光用于产生相干光，所用器件包括激光器、可调频LED或其他高稳定性光源等可产生特定频率光束的仪器。
进一步地，步骤(2)中所述的分光干涉光学模块B包括分光镜B1，分光镜B2，反射镜M，扩束镜L1和成像透镜L2。所述的分光镜B1用于将光源控制模块A的光源出射的光束分为等频率等相位的相干光。所述的反射镜M用于反射经分光镜B1出射的一束光使之与投射到被测电子器件表面反射的光产生干涉。所述的扩束镜L1一个用于将经分光镜B1出射的用于投射于被测电子器件表面的光束扩束，使之照射在被测电子器件表面上产生反射，另一个用于将经过反射镜M的光束扩束投射至另一分光镜B2上。所述的成像透镜L2用于将被测电子器件表面反射的光进行汇聚。
进一步地，步骤(3)中所述的样品调控模块C由热量源、电信号源或其他改变待测物状态，使之处于温度变化、电流变化等工作或非工作状态的至少一种控制平台组成。
进一步地，步骤(4)中所述的数据采集分析模块D用于对干涉图样进行采集并用相关软件进行数学分析。
本发明的方法具有如下优点及有益效果：
(1)本发明的方法可实现对物体不同状态的实时检测与数据收集处理，一个对被测物调控模块控制，实时监测无源或有源情况及其他动态情况下器件温度、形变信息的收集分析。
(2)本发明的方法能进行大尺寸材料及器件的全场检验，实现大面积复杂器件的高效准确检测。
(3)本发明的方法可得到高精度波长级别测量结果以实现对器件性能的有效分析。
附图说明
图1为本发明实施例的一种高效检测大面积微细电子器件方法的检测系统结构示意图。
图2～4分别是本发明实施例中对氧化铝-铜直接键合基板加热到100℃、200℃和300℃，检测所得表面干涉条纹图像。
图5为本发明实施例中300℃加热前后，氧化铝-铜直接键合基板的表面相对位移测试结果的表面各对应点位置对比图。
图6为本发明实施例的检测系统进行缺陷检测的原理示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
本实施例的一种高效检测大面积微细电子器件的方法，该方法的检测系统结构示意图如图1所示，由光源控制模块A、分光干涉光学模块B、样品控制模块C和数据采集分析模块D构成。所述分光干涉光学模块B由分光镜B1、分光镜B2、3块反射镜M，两个扩束镜L1和成像透镜L2构成。样品控制模块为石英高温加热炉，待测大面积微细电子器件为氧化铝-铜直接键合基板。
具体检测方法包括如下步骤：
(1)通过光源控制模块A产生特定频率的光束。
(2)步骤(1)特定频率的光束首先通过分光干涉光学模块的分光镜B1将光源出射的光束分为等频率等相位的两束相干光，一束通过扩束镜L1扩束后使之照射在被测电子器件表面上产生反射；另一束经过3块反射镜M反射后进入另一个扩束镜L1扩束后投射至另一分光镜B2上；被测电子器件表面上产生的反射光通过成像透镜L2进行汇聚，然后与经分光镜B2的反射光产生干涉。
(3)步骤(2)的被测电子器件通过样品控制模块C进行测试条件的控制，使用石英高温加热炉加热氧化铝-铜直接键合基板，升温速率可控，炉内装有温度传感器，加热炉采用高温石英玻璃进行密封。
(4)通过数据采集分析模块D接收步骤(2)产生的干涉图样，并利用计算机软件进行分析。
图2、图3和图4分别是氧化铝-铜直接键合基板加热到100℃、200℃和300℃的表面干涉条纹图像。我们发现在加热过程中铜导体层相对氧化铝陶瓷层有一定的均匀位移，但在整个测试平面上是均匀发生的，没有明显的条纹扭曲，说明加热过程没有导致界面的裂纹产生和扩展，300℃以下热冲击不会损害直接键合基板的性能。
对300℃下，氧化铝-铜直接键合基板的表面相对位移进行了测量。实验条件如下：环境温度18℃，入射角45度，光波的波长0.6528微米。图5为加热前后表面各对应点位置对比图。通过图5，我们也可以发现基板在受热过程中，变形均匀，有良好的耐热冲击性能。
本实施例的检测系统可以在不损坏被测器件的前提下，对被测器件进行非接触式的精确缺陷检测。其缺陷检测的原理示意图如图6所示。特定频率的光束经扩束镜L1达到待测样品表面，在无缺陷处，光束经反射到达B2，与经过反射镜M反射后通过另一扩束镜的光束汇合，产生干涉，在数据采集分析模块D上产生明条纹；在存在缺陷的位置，L1产生的光束在缺陷处发生散射，因此，在B2处无法接受到该位置的反射光线，不会产生光束的干涉现象，在数据采集分析模块D处产生暗条纹。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高效检测大面积微细电子器件的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)通过光源控制模块A产生特定频率的光束；
(2)将步骤(1)特定频率的光束通过分光干涉光学模块B分为等频率等相位的相干光，一束通过被测电子器件表面反射，另一束通过反射镜反射，使两束反射光产生干涉；
(3)步骤(2)的被测电子器件通过样品控制模块C进行测试条件的控制；
(4)通过数据采集分析模块D接收步骤(2)产生的干涉图样，并利用计算机软件进行分析。
2.根据权利要求1所述的一种高效检测大面积微细电子器件的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的光源控制模块A包括激光器或可调频LED。
3.根据权利要求1所述的一种高效检测大面积微细电子器件的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的分光干涉光学模块B包括分光镜B1，分光镜B2，反射镜M，扩束镜L1和成像透镜L2。
4.根据权利要求3所述的一种高效检测大面积微细电子器件的方法，其特征在于：所述的分光镜B1用于将光源控制模块A的光源出射的光束分为等频率等相位的相干光。
5.根据权利要求3所述的一种高效检测大面积微细电子器件的方法，其特征在于：所述的反射镜M用于反射经分光镜B1出射的一束光使之与投射到被测电子器件表面反射的光产生干涉。
6.根据权利要求3所述的一种高效检测大面积微细电子器件的方法，其特征在于：所述的扩束镜L1一个用于将经分光镜B1出射的用于投射于被测电子器件表面的光束扩束，使之照射在被测电子器件表面上产生反射，另一个用于将经过反射镜M的光束扩束投射至另一分光镜B2上。
7.根据权利要求3所述的一种高效检测大面积微细电子器件的方法，其特征在于：所述的成像透镜L2用于将被测电子器件表面反射的光进行汇聚。
8.根据权利要求1所述的一种高效检测大面积微细电子器件的方法，其特征在于：步骤(3)中所述的样品调控模块C由热量源、电信号源中的至少一种控制平台组成。
9.根据权利要求1所述的一种高效检测大面积微细电子器件的方法，其特征在于：步骤(4)中所述的数据采集分析模块D用于对干涉图样进行采集并进行数学分析。
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