CN116698749A - 一种晶圆内部瑕疵检测方法及装置 - Google Patents

一种晶圆内部瑕疵检测方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116698749A
CN116698749A CN202310691804.XA CN202310691804A CN116698749A CN 116698749 A CN116698749 A CN 116698749A CN 202310691804 A CN202310691804 A CN 202310691804A CN 116698749 A CN116698749 A CN 116698749A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wafer
image
light beam
light
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310691804.XA
Other languages
English (en)
Inventor
黄英俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Qianshi Intelligent Technology Co ltd
Original Assignee
Shanghai Qianshi Intelligent Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Qianshi Intelligent Technology Co ltd filed Critical Shanghai Qianshi Intelligent Technology Co ltd
Priority to CN202310691804.XA priority Critical patent/CN116698749A/zh
Publication of CN116698749A publication Critical patent/CN116698749A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • G01N21/9505—Wafer internal defects, e.g. microcracks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

本发明提出一种晶圆内部瑕疵检测方法及装置，其中，所述方法包括以下步骤，以一光源发生单元产生光束；以一光耦合单元将所述光束耦合后从晶圆侧面入射到晶圆内部；以一光感应单元获取晶圆内部光束反射的数据；以一成像单元根据所述晶圆内部光束反射的数据生成晶圆图像；以一图像处理单元根据所述晶圆图像获取和分析晶圆内部的光束散射数据，并判断晶圆内部是否存在瑕疵。通过采用光源耦合单元将光束耦合后从晶圆侧面进入晶圆内部，并设计光束在晶圆内部以内反射为主要传播方式，然后通过图像处理单元生成晶圆图像，最终识别晶圆图像中发生散光的区域，以此高效地检测出晶圆内部的瑕疵，同时也能够有效地避开晶圆表面瑕疵的干扰，提高检测质量。

Description

一种晶圆内部瑕疵检测方法及装置
技术领域
本发明涉及晶圆瑕疵检测技术领域，特别是涉及一种晶圆内部瑕疵检测方法及装置。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，因而在半导体行业被广泛应用。
由于透明或半透明晶圆本身具有透光的特性，针对晶圆内部瑕疵进行检测时，晶圆表面的瑕疵容易产生视觉上的干扰，导致难以判断晶圆内部是否存在瑕疵。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种晶圆内部瑕疵检测方法及装置，旨在解决针对晶圆内部瑕疵进行检测时，晶圆表面的瑕疵容易产生视觉上的干扰，导致难以判断晶圆内部是否存在瑕疵技术问题。
为实现上述目的，一方面，本发明提出一种晶圆内部瑕疵检测方法，包括以下步骤：
以一光源发生单元产生光束；
以一光耦合单元将所述光束耦合后从晶圆侧面入射到晶圆内部；
以一光感应单元获取晶圆内部光束反射的数据；
以一成像单元根据所述晶圆内部光束反射的数据生成晶圆图像；
以一图像处理单元根据所述晶圆图像获取和分析晶圆内部的光束散射数据，并判断晶圆内部是否存在瑕疵。
进一步的，所述光束耦合后从晶圆侧面入射到晶圆内部的入射角为θ3，光束从空气中进入到晶圆内部时的折射角为θ2，光束在晶圆内部反射时的入射角为θ1，其被配置为满足以下条件：
θ3*sin(n1)＝θ2*sin(n2)；(1)
θ1+θ2＝90°；(2)
θ1＞arcsin(n2/n1)；(3)
其中，n1为光束在空气中的折射率，n2为光束在晶圆内部的折射率，且n2＞n1。
进一步的，所述图像处理单元根据所述晶圆图像获取和分析晶圆内部的光束散射数据，并判断晶圆内部是否存在瑕疵包括以下步骤：
以一设于所述图像处理单元上的图像接收模块接收并存储所述晶圆图像；
以一设于所述图像处理单元上的散射识别模块根据所述晶圆图像生成晶圆内部光束散射数据图像；
以一设于所述图像处理单元上的光亮对比模块根据所述晶圆内部光束散射数据图像判定出晶圆内部是否存在瑕疵。
进一步的，所述散射识别模块根据所述晶圆图像生成晶圆内部光束散射数据图像包括以下步骤：
拾取所述晶圆图像中具有光束散射的区域，标记为光亮区域；
拾取所述晶圆图像中不具有光束散射的区域，标记为正常区域；
将所述光亮区域与所述正常区域合并，生成晶圆内部光束散射数据图像。
进一步的，所述光亮对比模块根据所述晶圆内部光束散射数据图像判定出晶圆内部是否存在瑕疵包括以下步骤：
所述光亮对比模块拾取所述晶圆内部光束散射数据图像的所有区域进行对比；
若只拾取到正常区域，则判定晶圆内部不存在瑕疵；
若拾取到光亮区域和正常区域，则判定光亮区域为晶圆内部的瑕疵，判定正常区域为晶圆内部不存在瑕疵。
另一方面，本发明还提出一种晶圆内部瑕疵检测装置，包括：
一光源发生单元，用于产生光束；
一光耦合单元，其设于晶圆侧面，用于将光束耦合后从晶圆侧面入射到晶圆内部；
一光感应单元，其设于晶圆表面的上方或者下方，用于获取晶圆内部光束反射的数据；
一成像单元，其输入端与所述光感应单元连接，用于将所述光感应单元获取的晶圆内部光束反射的数据生成晶圆图像；
一图像处理单元，其输入端与所述成像单元的输出端连接，用于获取和分析晶圆图像中的光束散射数据，并判断晶圆内部是否存在瑕疵。
进一步的，所述图像处理单元上设有一图像接收模块，用于接收并存储所述晶圆图像；
一散射识别模块，其输入端与所述图像接收模块的输出端连接，用于生成晶圆内部光束散射数据图像；
一光亮对比模块，其输入端与所述散射识别模块的输出端连接，用于对所述晶圆内部光束散射数据图像的所有区域进行对比，从而判定出晶圆内部是否存在瑕疵。
进一步的，所述光源发生单元为LED灯或者激光发生器。
进一步的，所述光耦合单元为透镜或者光纤。
相较于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明采用光源耦合单元将光束耦合后从晶圆侧面进入晶圆内部，并设计光束在晶圆内部以内反射为主要传播方式，然后通过图像处理单元生成晶圆图像，最终识别晶圆图像中发生散光的区域，以此高效便捷地检测出晶圆内部的瑕疵，同时也能够有效地避开晶圆表面瑕疵的干扰，提高检测质量。
附图说明
图1为本发明实施例中所述晶圆内部瑕疵检测方法的整体流程图；
图2为本发明实施例中所述图像处理单元获取和分析晶圆内部的光束散射数据，并判断晶圆内部是否存在瑕疵的流程图；
图3为本发明实施例中散射识别模块生成晶圆内部光束散射数据图像的流程图；
图4为本发明实施例中所述光亮对比模块判定晶圆内部是否存在瑕疵的流程图；
图5为本发明实施例中所述晶圆内部瑕疵检测装置的工作示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
由于透明或半透明晶圆本身具有透光的特性，针对晶圆内部瑕疵进行检测时，晶圆表面的瑕疵容易产生视觉上的干扰，导致难以判断晶圆内部是否存在瑕疵。为解决上述技术问题，本发明提出一种晶圆内部瑕疵检测方法及装置。
一方面，参照图1和图5，本发明实施例提出一种晶圆内部瑕疵检测方法，包括以下步骤：
以一光源发生单元1产生光束11；
以一光耦合单元2将所述光束11耦合后从晶圆A侧面入射到晶圆内部；
以一光感应单元3获取晶圆A内部光束11反射的数据；
以一成像单元4根据所述晶圆A内部光束11反射的数据生成晶圆图像；
以一图像处理单元5根据所述晶圆图像获取和分析晶圆A内部的光束11散射数据，并判断晶圆A内部是否存在瑕疵B。该瑕疵为晶圆A内部的空洞或杂质。
在一些实施例中，为保证光束11在晶圆A内部以反射传播为主，需要对从空气中入射到晶圆A内部的光束进行角度设计，即所述光束11耦合后从晶圆A侧面入射到晶圆A内部的入射角为θ3，光束11从空气中进入到晶圆A内部时的折射角为θ2，光束11在晶圆A内部反射时的入射角为θ1，其被配置为满足以下条件：
θ3*sin(n1)＝θ2*sin(n2)；(1)
θ1+θ2＝90°；(2)
θ1＞arcsin(n2/n1)；(3)
其中，n1为光束11在空气中的折射率，n2为光束在晶圆A内部的折射率，且n2＞n1。
在一些实施例中，参照图2，所述图像处理单元根据所述晶圆图像获取和分析晶圆A内部的光束散射数据，并判断晶圆A内部是否存在瑕疵包括以下步骤：
以一设于所述图像处理单元5上的图像接收模块接收并存储所述晶圆图像；
以一设于所述图像处理单元5上的散射识别模块根据所述晶圆图像生成晶圆内部光束散射数据图像；
以一设于所述图像处理单元5上的光亮对比模块根据所述晶圆内部光束散射数据图像判定出晶圆A内部是否存在瑕疵B。
在一些实施例中，参照图3，所述散射识别模块根据所述晶圆图像生成晶圆内部光束散射数据图像包括以下步骤：
拾取所述晶圆图像中具有光束散射的区域，标记为光亮区域；
拾取所述晶圆图像中不具有光束散射的区域，标记为正常区域；
将所述光亮区域与所述正常区域合并，生成晶圆内部光束散射数据图像。
在一些实施例中，参照图4，所述光亮对比模块根据所述晶圆内部光束散射数据图像判定出晶圆内部是否存在瑕疵包括以下步骤：
所述光亮对比模块拾取所述晶圆内部光束散射数据图像的所有区域进行对比；
若只拾取到正常区域，则判定晶圆A内部不存在瑕疵；
若拾取到光亮区域和正常区域，则判定光亮区域为晶圆A内部的瑕疵，判定正常区域为晶圆A内部不存在瑕疵。
参照图5，本发明实施例还提出一种晶圆内部瑕疵检测装置，包括：
一光源发生单元1，用于产生光束11；
一光耦合单元2，其设于晶圆A侧面，用于将光束11耦合后从晶圆A侧面入射到晶圆A内部；为增强成像效果，可以在晶圆A的四周同时入射光束11；
一光感应单元3，其设于晶圆A表面的上方或者下方，用于获取晶圆A内部光束反射的数据；
一成像单元4，其输入端与所述光感应单元3连接，用于将所述光感应单元3获取的晶圆A内部光束反射的数据生成晶圆图像；
一图像处理单元5，其输入端与所述成像单元4的输出端连接，用于获取和分析晶圆图像中的光束散射数据，并判断晶圆A内部是否存在瑕疵。
可以理解的是，光感应单元3、成像单元4、图像处理单元5集成为探测器6。
在一些实施例中，所述图像处理单元5上设有一图像接收模块，用于接收并存储所述晶圆图像；
一散射识别模块，其输入端与所述图像接收模块的输出端连接，用于生成晶圆A内部光束散射数据图像；
一光亮对比模块，其输入端与所述散射识别模块的输出端连接，用于对所述晶圆A内部光束散射数据图像的所有区域进行对比，从而判定出晶圆A内部是否存在瑕疵。
可以理解的是，如果在晶圆A内部有瑕疵，比如空洞，杂质等，瑕疵就会对入射的光束产生散射，则瑕疵所在区域的亮度明显高于无散射的区域；如果晶圆内无瑕疵，光束11将继续传播至晶圆A的另一侧导出。
在一些实施例中，所述光源发生单元1为LED灯或者激光发生器。可以理解的是，可以通过选用不同的光源发生单元1来调整入射光束的强度，以改善晶圆成像效果，提高瑕疵检测的质量。
在一些实施例中，所述光耦合单元2为透镜或者光纤。可以理解的是，利用光耦合单元2可以对入射的光束进行调整，以满足光束入射的角度。
以上所述的仅为本发明的部分或较佳实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

Claims (9)

1.一种晶圆内部瑕疵检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
以一光源发生单元产生光束；
以一光耦合单元将所述光束耦合后从晶圆侧面入射到晶圆内部；
以一光感应单元获取晶圆内部光束反射的数据；
以一成像单元根据所述晶圆内部光束反射的数据生成晶圆图像；
以一图像处理单元根据所述晶圆图像获取和分析晶圆内部的光束散射数据，并判断晶圆内部是否存在瑕疵。
2.根据权利要求1所述的晶圆内部瑕疵检测方法，其特征在于，所述光束耦合后从晶圆侧面入射到晶圆内部的入射角为θ3，光束从空气中进入到晶圆内部时的折射角为θ2，光束在晶圆内部反射时的入射角为θ1，其被配置为满足以下条件：
θ3*sin(n1)＝θ2*sin(n2)；(1)
θ1+θ2＝90°；(2)
θ1＞arcsin(n2/n1)；(3)
其中，n1为光束在空气中的折射率，n2为光束在晶圆内部的折射率，且n2＞n1。
3.根据权利要求1所述的晶圆内部瑕疵检测方法，其特征在于，所述图像处理单元根据所述晶圆图像获取和分析晶圆内部的光束散射数据，并判断晶圆内部是否存在瑕疵包括以下步骤：
以一设于所述图像处理单元上的图像接收模块接收并存储所述晶圆图像；
以一设于所述图像处理单元上的散射识别模块根据所述晶圆图像生成晶圆内部光束散射数据图像；
以一设于所述图像处理单元上的光亮对比模块根据所述晶圆内部光束散射数据图像判定出晶圆内部是否存在瑕疵。
4.根据权利要求3所述的晶圆内部瑕疵检测方法，其特征在于，所述散射识别模块根据所述晶圆图像生成晶圆内部光束散射数据图像包括以下步骤：
拾取所述晶圆图像中具有光束散射的区域，标记为光亮区域；
拾取所述晶圆图像中不具有光束散射的区域，标记为正常区域；
将所述光亮区域与所述正常区域合并，生成晶圆内部光束散射数据图像。
5.根据权利要求4所述的晶圆内部瑕疵检测方法，其特征在于，所述光亮对比模块根据所述晶圆内部光束散射数据图像判定出晶圆内部是否存在瑕疵包括以下步骤：
所述光亮对比模块拾取所述晶圆内部光束散射数据图像的所有区域进行对比；
若只拾取到正常区域，则判定晶圆内部不存在瑕疵；
若拾取到光亮区域和正常区域，则判定光亮区域为晶圆内部的瑕疵，判定正常区域为晶圆内部不存在瑕疵。
6.一种晶圆内部瑕疵检测装置，其特征在于，包括：
一光源发生单元，用于产生光束；
一光耦合单元，其设于晶圆侧面，用于将光束耦合后从晶圆侧面入射到晶圆内部；
一光感应单元，其设于晶圆表面的上方或者下方，用于获取晶圆内部光束反射的数据；一成像单元，其输入端与所述光感应单元连接，用于将所述光感应单元获取的晶圆内部光束反射的数据生成晶圆图像；
一图像处理单元，其输入端与所述成像单元的输出端连接，用于获取和分析晶圆图像中的光束散射数据，并判断晶圆内部是否存在瑕疵。
7.根据权利要求6所述的晶圆内部瑕疵检测装置，其特征在于，所述图像处理单元上设有一图像接收模块，用于接收并存储所述晶圆图像；
一散射识别模块，其输入端与所述图像接收模块的输出端连接，用于生成晶圆内部光束散射数据图像；
一光亮对比模块，其输入端与所述散射识别模块的输出端连接，用于对所述晶圆内部光束散射数据图像的所有区域进行对比，从而判定出晶圆内部是否存在瑕疵。
8.根据权利要求6所述的晶圆内部瑕疵检测装置，其特征在于，所述光源发生单元为LED灯或者激光发生器。
9.根据权利要求6所述的晶圆内部瑕疵检测装置，其特征在于，所述光耦合单元为透镜或者光纤。
CN202310691804.XA 2023-06-12 2023-06-12 一种晶圆内部瑕疵检测方法及装置 Pending CN116698749A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310691804.XA CN116698749A (zh) 2023-06-12 2023-06-12 一种晶圆内部瑕疵检测方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310691804.XA CN116698749A (zh) 2023-06-12 2023-06-12 一种晶圆内部瑕疵检测方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116698749A true CN116698749A (zh) 2023-09-05

Family

ID=87835338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310691804.XA Pending CN116698749A (zh) 2023-06-12 2023-06-12 一种晶圆内部瑕疵检测方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116698749A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117347382A (zh) * 2023-10-27 2024-01-05 珠海诚锋电子科技有限公司 一种晶圆检测瑕疵检测装置及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117347382A (zh) * 2023-10-27 2024-01-05 珠海诚锋电子科技有限公司 一种晶圆检测瑕疵检测装置及方法
CN117347382B (zh) * 2023-10-27 2024-05-24 珠海诚锋电子科技有限公司 一种晶圆检测瑕疵检测装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI491871B (zh) 用於光學檢測的照明系統及使用其之檢測系統、檢測方法
KR101326455B1 (ko) 투명 기판에서의 결함을 특성화하기 위한 장치 및 방법
JP5572602B2 (ja) ウェーハ欠陥分類
US8396281B2 (en) Apparatus and method for inspecting substrate internal defects
JP4511978B2 (ja) 表面疵検査装置
JP6296499B2 (ja) 透明基板の外観検査装置および外観検査方法
JPWO2009031420A1 (ja) 透明板体内部の微小異物を検出する方法及びその装置
CN116698749A (zh) 一种晶圆内部瑕疵检测方法及装置
CN109283197A (zh) 透明板材表面及内部瑕疵的检测方法及检测装置
US20120044346A1 (en) Apparatus and method for inspecting internal defect of substrate
US7894053B2 (en) Inspection apparatus
CN104458758A (zh) 一种人造蓝宝石晶片缺陷检测装置
US20220101516A1 (en) Non-lambertian surface inspection system for line scan cross reference to related application
JP3677133B2 (ja) 透明体検査装置
KR20130143226A (ko) 도광판 검사장치
TW202127012A (zh) 光學檢測設備與光學檢測方法
KR101188404B1 (ko) 디스플레이 패널 글라스 표면의 결함 검사 방법
JP2007298416A (ja) シート状透明体検査装置、シート状透明体の検査方法およびシート状透明体の製造方法
TWI705244B (zh) 半導體瑕疵檢測設備
JPH0236893B2 (zh)
JP5521283B2 (ja) 基板検査装置
JP2895773B2 (ja) 透明物品の検査装置
KR101785069B1 (ko) 다크 필드 조명 장치
JPH05322780A (ja) 光透過性成形品の検査方法
JPS5848837A (ja) 欠陥検査方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination