基于线阵布里渊显微的晶圆和芯片缺陷检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于线阵布里渊显微的晶圆和芯片缺陷检测系统及方法，属于光学精密测量领域和晶圆检测领域。系统中布里渊散射探测模块、明场探测模块和信号处理与反馈模块相连，信号处理与反馈模块与位移模块相连；信号处理与反馈模块和成像与分析模块相连，将单次线束测量数据传输至成像与分析模块；位移模块与样品相连；布里渊散射探测模块、明场探测模块与样品相连，实现对样品信息的采集。本发明专利技术通过布里渊散射探测模块能对晶圆和非透明的芯片等样品的机械性质进行线扫描共聚焦测量，大大提高布里渊散射探测的速度；明场线阵探测和布里渊散射线阵探测的结合，可同时获取晶圆和芯片样品的几何缺陷和机械应力缺陷，拓宽缺陷检测参量。陷检测参量。陷检测参量。

【技术实现步骤摘要】
基于线阵布里渊显微的晶圆和芯片缺陷检测系统及方法


[0001]本专利技术属于光学精密测量领域和晶圆检测领域，主要涉及一种基于线阵布里渊显微的晶圆和芯片缺陷检测系统及方法。

技术介绍

[0002]晶圆和芯片的缺陷检测是芯片制造加工的关键环节，随着芯片制造工艺的发展，不仅要求对其表面划痕、颗粒、凹槽等缺陷进行记录，还逐渐要求对其机械性质、化学成分、晶格结构缺陷等进行测量。
[0003]传统的晶圆缺陷检测方法是基于明场照明或暗场光致激发照明进行晶圆表面或亚表面缺陷的检测，如公开号为CN112505064A和CN114441440A的中国专利技术专利文献公开了一种分面区域晶圆缺陷检测方法，实现了明场线阵和暗场面阵的同步快速检测，但检测范围局限于几何缺陷。
[0004]布里渊散射显微成像作为一种新兴的显微方法，能检测晶圆和芯片的机械性质和应力分布，从而了解其更多性能和缺陷信息。如公开号为CN113916891A的中国专利技术专利文献公开了一种兼顾明场共焦探测和暗场共焦布里渊探测的显微系统，通过光纤产生环形照明光束与互补孔径遮挡探测，从而有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于线阵布里渊显微的晶圆和芯片缺陷检测系统，其特征在于，包括布里渊散射探测模块(101)、明场探测模块(102)、位移模块(104)、信号处理与反馈模块(105)和成像与分析模块(106)；所述样品(103)置于位移模块(104)上，信号处理与反馈模块(105)能通过位移模块(104)控制样品(103)的移动；所述布里渊散射探测模块(101)通过探测样品(103)表面的布里渊光谱信息以获得其机械应力缺陷分布信息，明场探测模块(102)通过探测样品(103)表面的明场光强信息以获得其几何缺陷分布信息；所述信号处理与反馈模块(105)分别与布里渊散射探测模块(101)和明场探测模块(102)相连，用于接收采集到的探测信号并将其处理为单次线束测量数据；所述成像与分析模块(106)和信号处理与反馈模块(105)相连，用于接收、储存和成像处理所述单次线束测量数据，同时能将结果反馈给所述信号处理与反馈模块(105)。2.根据权利要求1所述的基于线阵布里渊显微的晶圆和芯片缺陷检测系统，其特征在于，所述样品(103)为晶圆或芯片。3.根据权利要求1所述的基于线阵布里渊显微的晶圆和芯片缺陷检测系统，其特征在于，所述布里渊散射探测模块(101)包括共同构成光学系统的布里渊散射线阵光源组件(210)、第三滤光片(211)、第二偏振分光棱镜(212)、第二四分之一波片(213)、二向色镜(205)、物镜(206)、反射镜(214)、滤光组件(215)、第二柱面镜(216)、虚空成像相位阵列(217)、第三柱面镜(218)、可调狭缝(219)、会聚透镜(220)和面阵相机(221)；所述布里渊散射线阵光源组件(210)输出的平行偏振光束能依次经第三滤光片(211)、第二偏振分光棱镜(212)、第二四分之一波片(213)、二向色镜(205)、物镜(206)后会聚成线形光照射在样品(103)表面上，经样品(103)表面反射形成的光束能依次经物镜(206)、二向色镜(205)、第二四分之一波片(213)、第二偏振分光棱镜(212)、反射镜(214)、滤光组件(215)、第二柱面镜(216)后会聚成线形光入射到虚空成像相位阵列(217)的入射面，由所述虚空成像相位阵列(217)色散后再经过第三柱面镜(218)会聚成线形光入射到可调狭缝(219)上，经可调狭缝(219)进行空间滤波滤除杂散光后再经会聚透镜(220)会聚到面阵相机(221)上。4.根据权利要求3所述的基于线阵布里渊显微的晶圆和芯片缺陷检测系统，其特征在于，经所述第二柱面镜(216)线聚焦至虚空成像相位阵列(217)入射面的线形光斑与物镜(206)聚焦后形成的线形光斑均沿X方向平行。5.根据权利要求3所述的基于线阵布里渊显微的晶圆和芯片缺陷检测系统，其特征在于，所述滤光组件(215)用于滤除反射光和弹性背景光，包括但不限于超窄带宽滤波器和原子吸收池。6.根据权利要求3所述的基于线阵布里渊显微的晶圆和芯片缺陷检测系统，其特征在于，所述明场探测模块(102)包括共同构成光学系统的明场线阵光源组件(201)、第一滤光片(202)、第一偏振分光棱镜(203)、第一四分之一波片(204)、二向色镜(205)、物镜(206)、第二滤光片(207)、第一柱面镜(208)和线阵相机(209)；所述明场线阵光源组件(201)输出的垂直偏振光束能依次经第一滤光片(202)、第一偏振分光棱镜(203)、第一四分之一波片(204)、二向色镜(205)和物镜(206)后会聚成线形光照射在样品(103)表面上，经样品(103)表面反射形成的光束能依次经物镜(206)、二向色镜
(205)、第一四分之一波片(204)、第一偏振分光棱镜(203)、第二滤光片(207)和第一柱面镜(208)会聚到线阵相机(209)上。7.根据权利要求1所述的基于线阵布里渊显微的晶圆和芯片缺陷检测系统，其特征在于，所述布里渊散射探测模块(101)和明场探测模块(102)的物方探测区域均为线形，并且在物方线聚焦的方向均沿X方向并保持长度一致。8.根据权利要求1所述的基于线阵布里渊显微的晶圆和芯片缺陷检测系统，其特征在于，所述位移模块(104)包括用于夹持样品(103)的夹具和能使样品(103)沿X,Y,Z轴三个方向移动的驱动装置。9.根据权利要求1所述的基于线阵布里渊显微的晶圆和芯片缺陷检测系统，其特征在于，所述成像与分析模块(106)能对接收到的单次线束测量数据进行存储，能对多次线束测量数据进行拼接成像以获得样品(103)的形貌图和机械应力分布图，并能对成像结果进行实时分析、统计并识别各类缺陷的数量和位置；当识别出已测量得到完整样品(103)形貌后，反馈信息给信号处理与反馈模块(105)，信号处理与反馈模块(105)能根据反馈结果控制位移模块(104)的移动和停止。10.一种利用权利要求6所述基于线阵布里渊显微的晶圆和芯片缺陷检...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨青，林飞宏，王力宁，王智，庞陈雷，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：