一种光学检测系统和光学检测方法技术方案

本发明专利技术提供了一种光学检测系统和光学检测方法，孔径限制单元用于对光收集单元出射的第二光的孔径进行限制；空间滤波单元用于在对特定结构进行检测时，进入孔径限制单元的出射光路，对孔径限制单元出射的第二光的孔径进行限制，在不对特定结构进行检测时，移出孔径限制单元的出射光路；测量单元用于根据孔径限制单元出射的第二光，获得待测区域内其他结构的结构信息，根据空间滤波单元出射的第二光，获得待测区域内特定结构的结构信息。本发明专利技术通过孔径限制单元和空间滤波单元有效滤除了第二光中的杂散光，实现了高深宽比结构等特定结构的测量。

【技术实现步骤摘要】
一种光学检测系统和光学检测方法
本专利技术涉及光学检测
，更具体地说，涉及一种光学检测系统和光学检测方法。
技术介绍
随着半导体芯片向小型化、多功能化以及高度集成化方向发展，其特征尺寸越来越小，加工难度越来越大，在加工过程中出现错误的可能性也越来越大。由于任一加工步骤中的芯片出现错误都可能导致整个芯片失效，因此，需要在关键的加工步骤之后引入芯片检测工序，通过检测芯片的表面三维形貌和膜厚等信息，及时排除不合格芯片，提高芯片产品的合格率。光学检测方法是检测半导体芯片的主要方法之一，其将光源出射的光照射到待测物表面，再根据待测物的反射光获得芯片的表面三维形貌和膜厚等信息。虽然现有的光学检测方法具有快速、非接触和无损伤等优点，但是，该光学检测方法主要是针对大面积的区域进行测量，对于很多小面积区域的特定结构，如高深宽比的TSV(ThroughSiliconVias，硅通孔)孔底等，难以实现膜厚等结构信息的测量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种光学检测系统和光学检测方法，以实现小面积区域的特定结构测量。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种光学检测系统，包括光发射单元、光收集单元、成像单元、处理单元、孔径限制单元、空间滤波单元和测量单元；所述光发射单元用于发射光线，以使所述光线照射到待测样品上，被所述待测样品反射形成反射光；所述光收集单元用于收集所述反射光，并将所述反射光分成第一光和第二光；所述成像单元用于根据所述第一光，获得所述待测样品的图像以及所述待测样品的任一待测区域的图像；所述处理单元用于对所述待测样品的图像进行识别，提取所述待测样品的图像中各个区域的特征信息，并根据所述区域的特征信息判断所述区域是否为待测区域，若是，获取所述待测区域的位置信息，并对所述待测区域的图像进行识别，提取所述待测区域的图像中各个结构的特征信息，并根据所述结构的特征信息判断所述结构是否为待测的特定结构，若是，获取所述特定结构的位置信息，根据所有的待测区域的位置信息生成第一检测路径，根据任一所述待测区域中所有的特定结构的位置信息生成第二检测路径，并控制所述待测样品进行相应移动；所述孔径限制单元用于对所述光收集单元出射的所述第二光的孔径进行限制；所述空间滤波单元用于在对所述特定结构进行检测时，进入所述孔径限制单元的出射光路，对所述孔径限制单元出射的第二光进行空间滤波，在不对所述特定结构进行检测时，移出所述孔径限制单元的出射光路；所述测量单元用于根据所述孔径限制单元出射的第二光，获得所述待测区域内其他结构的结构信息，根据所述空间滤波单元出射的第二光，获得所述待测区域内特定结构的结构信息，所述结构信息包括膜厚信息。可选地，所述孔径限制单元包括第一光阑。可选地，所述空间滤波单元包括第二光阑、第一透镜组和第二透镜组；所述第一透镜组位于所述第一光阑和所述第二光阑之间；所述第二透镜组位于所述第二光阑和所述测量单元之间。可选地，还包括移动单元；所述移动单元用于带动所述空间滤波单元进出所述孔径限制单元的出射光路；所述处理单元还用于根据所述特定结构的位置信息控制所述移动单元带动所述空间滤波单元进出所述孔径限制单元的出射光路。可选地，还包括电动移动平台；所述电动移动平台用于承载所述待测样品，并在所述处理单元的控制下，带动所述待测样品移动。可选地，所述测量单元包括光谱仪；所述光谱仪用于根据所述孔径限制单元或所述空间滤波单元出射的第二光，获得所述待测区域的膜厚信息。可选地，所述光收集单元包括第一分束器、物镜、管镜和第二分束器；所述第一分束器用于将所述光发射单元出射的光线反射至所述物镜；所述物镜用于对所述第一分束器反射的光线进行会聚，使所述光线垂直入射到所述待测样品的表面，并收集所述待测样品反射的光线；所述第一分束器还用于将所述物镜出射的反射光透射至所述管镜；所述管镜用于将所述反射光聚焦至所述第二分束器；所述第二分束器用于将所述反射光分成所述第一光和所述第二光。可选地，还包括自动聚焦单元；所述自动聚焦单元用于带动所述物镜移动，以使所述物镜将光线会聚到所述待测区域的待测表面上。一种光学检测方法，应用于如上任一项所述的光学检测系统，包括：根据所述第一光，获得待测样品的图像；对所述图像进行识别，提取所述图像中各个区域的特征信息，并根据所述特征信息判断所述区域是否为待测区域，若是，获取所述待测区域的位置信息；根据所有的待测区域的位置信息生成第一检测路径，并控制所述待测样品沿所述第一检测路径移动，以对所述所有的待测区域一一进行检测；根据所述第一光，获得所述待测样品的任一待测区域的图像；对所述待测区域的图像进行识别，提取所述待测区域的图像中各个结构的特征信息，并根据所述结构的特征信息判断所述结构是否为待测的特定结构，若是，获取所述特定结构的位置信息；根据所述待测区域中所有的特定结构的位置信息生成第二检测路径，并控制所述待测样品沿所述第二检测路径移动，以对所述所有的特定结构一一进行检测；根据所述孔径限制单元出射的第二光，获得所述待测区域内其他结构的结构信息，根据所述空间滤波单元出射的第二光，获得所述待测区域内特定结构的结构信息，所述结构信息包括膜厚信息。可选地，还包括：当对特定结构进行检测时，控制所述空间滤波单元进入所述孔径限制单元的出射光路，通过所述孔径限制单元和所述空间滤波单元对所述光收集单元出射的所述第二光进行孔径限制和空间滤波，获得所述待测区域内特定结构的结构信息；当不对特定结构进行检测时，控制所述空间滤波单元移出所述孔径限制单元的出射光路，通过所述孔径限制单元对所述光收集单元出射的所述第二光进行孔径限制，获得所述待测区域内其他结构的结构信息。与现有技术相比，本专利技术所提供的技术方案具有以下优点：本专利技术所提供的光学检测系统和光学检测方法，在不对特定结构进行检测时，空间滤波单元移出孔径限制单元的出射光路，测量单元根据孔径限制单元出射的第二光获得待测区域内其他结构的结构信息；在对特定结构进行检测时，空间滤波单元进入孔径限制单元的出射光路，测量单元根据空间滤波单元出射的第二光，获得待测区域内特定结构的结构信息，即通过孔径限制单元和空间滤波单元有效滤除了第二光中的斜向传播杂散光，实现了高深宽比结构等特定结构的测量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种光学检测系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的TSV孔的反射光的分布示意图；图3为本专利技术实施例提供的另一种光学检测系统的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种光学检测方法的流程图。具体实施方式以上是本专利技术的核心思想，为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种光学检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学检测系统，其特征在于，包括光发射单元、光收集单元、成像单元、处理单元、孔径限制单元、空间滤波单元和测量单元；所述光发射单元用于发射光线，以使所述光线照射到待测样品上，被所述待测样品反射形成反射光；所述光收集单元用于收集所述反射光，并将所述反射光分成第一光和第二光；所述成像单元用于根据所述第一光，获得所述待测样品的图像以及所述待测样品的任一待测区域的图像；所述处理单元用于对所述待测样品的图像进行识别，提取所述待测样品的图像中各个区域的特征信息，并根据所述区域的特征信息判断所述区域是否为待测区域，若是，获取所述待测区域的位置信息，对任一所述待测区域的图像进行识别，提取所述待测区域的图像中各个结构的特征信息，并根据所述结构的特征信息判断所述结构是否为待测的特定结构，若是，获取所述特定结构的位置信息，根据所有的待测区域的位置信息生成第一检测路径，根据任一所述待测区域中所有的特定结构的位置信息生成第二检测路径，并控制所述待测样品进行相应移动；所述孔径限制单元用于对所述光收集单元出射的所述第二光的孔径进行限制；所述空间滤波单元用于在对所述特定结构进行检测时，进入所述孔径限制单元的出射光路，对所述孔径限制单元出射的第二光进行空间滤波，在不对所述特定结构进行检测时，移出所述孔径限制单元的出射光路；所述测量单元用于根据所述孔径限制单元出射的第二光，获得所述待测区域内其他结构的结构信息，根据所述空间滤波单元出射的第二光，获得所述待测区域内特定结构的结构信息，所述结构信息包括膜厚信息。...

【技术特征摘要】
1.一种光学检测系统，其特征在于，包括光发射单元、光收集单元、成像单元、处理单元、孔径限制单元、空间滤波单元和测量单元；所述光发射单元用于发射光线，以使所述光线照射到待测样品上，被所述待测样品反射形成反射光；所述光收集单元用于收集所述反射光，并将所述反射光分成第一光和第二光；所述成像单元用于根据所述第一光，获得所述待测样品的图像以及所述待测样品的任一待测区域的图像；所述处理单元用于对所述待测样品的图像进行识别，提取所述待测样品的图像中各个区域的特征信息，并根据所述区域的特征信息判断所述区域是否为待测区域，若是，获取所述待测区域的位置信息，对任一所述待测区域的图像进行识别，提取所述待测区域的图像中各个结构的特征信息，并根据所述结构的特征信息判断所述结构是否为待测的特定结构，若是，获取所述特定结构的位置信息，根据所有的待测区域的位置信息生成第一检测路径，根据任一所述待测区域中所有的特定结构的位置信息生成第二检测路径，并控制所述待测样品进行相应移动；所述孔径限制单元用于对所述光收集单元出射的所述第二光的孔径进行限制；所述空间滤波单元用于在对所述特定结构进行检测时，进入所述孔径限制单元的出射光路，对所述孔径限制单元出射的第二光进行空间滤波，在不对所述特定结构进行检测时，移出所述孔径限制单元的出射光路；所述测量单元用于根据所述孔径限制单元出射的第二光，获得所述待测区域内其他结构的结构信息，根据所述空间滤波单元出射的第二光，获得所述待测区域内特定结构的结构信息，所述结构信息包括膜厚信息。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述孔径限制单元包括第一光阑。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述空间滤波单元包括第二光阑、第一透镜组和第二透镜组；所述第一透镜组位于所述第一光阑和所述第二光阑之间；所述第二透镜组位于所述第二光阑和所述测量单元之间。4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，还包括移动单元；所述移动单元用于带动所述空间滤波单元进出所述孔径限制单元的出射光路；所述处理单元还用于根据所述特定结构的位置信息控制所述移动单元带动所述空间滤波单元进出所述孔径限制单元的出射光路。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括电动移动平台；所述电动移动平台用于承载所述待测样品，并在所述处理单元的控制下，带动所述待测样品移动。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测量单元包括光谱仪；所述光谱仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：路鑫超，刘虹遥，陈鲁，杨乐，马砚忠，张朝前，孙旭晴，江丽雯，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，深圳中科飞测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11