一种在线光谱缺陷检测系统及其检测方法技术方案

本发明专利技术涉及一种晶圆缺陷检测系统，具体涉及一种在线光谱缺陷检测系统及其检测方法，包括暗场光源、待测件、物镜、筒镜和成像机构；还包括半反半透镜、扩束镜、二维振镜、准直透镜、二向色镜、激光光源和光学检测机构；半反半透镜可动的设置于物镜与筒镜之间，且位于荧光的光路的同一水平面内。与现有技术相比，本发明专利技术解决现有技术中需要频繁更换滤光片以及每次更换滤光片后需要重新完整扫描的缺陷，实现了在线对重点关注缺陷进行快速荧光光谱分析，有效提高检测效率，并能够降低定位差错的情况。并能够降低定位差错的情况。并能够降低定位差错的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种在线光谱缺陷检测系统及其检测方法


[0001]本专利技术涉及一种晶圆缺陷检测系统，具体涉及一种在线光谱缺陷检测系统及其检测方法。

技术介绍

[0002]晶圆缺陷检测是指检测晶圆表面及内部生长缺陷并记录缺陷位置和数量的技术。晶圆缺陷检测能够提前发现问题，因此被广泛的应用于晶圆光片制造、有图案晶圆光刻等芯片制造中的各个环节。晶圆检测逐渐通过自动化检测实现，且伴随着制程工艺的提高以及需求量的日益增多，晶圆缺陷检测设备被要求能够检测晶圆的更小的缺陷尺寸，并且对设备的检测速率提出了更高的要求。
[0003]无图案晶圆指晶圆还没有经历蚀刻，表面无图案的光滑晶圆。无图案晶圆检测的一个难点是检测晶圆的内部晶体缺陷，并且晶体缺陷种类多，产生机理复杂，且易发生错误归类。晶圆的晶体检测常规采用的方法是光致发光的方法，在激发光的照射下，不同种类的缺陷会产生不同波长的荧光，这对荧光进行识别和分析是进行缺陷识别的重要一环。
[0004]常规的检测方法通过切换滤光片透过不同波段的波长对缺陷进行识别归类，但是滤光片是分立的，同时如果要进行识别需要多次切换滤光片进行扫描，速度极慢。如中国专利CN202211482591.1、CN201911412574.9和CN202011506981.9等提供的检测系统及成像方法，在检测过程中需要采用滤光片进行滤光，该特征使得在检测同一晶圆的不同缺陷时需要反复更换合适的滤光片，并且在每一次更换完成后都需要重新对晶圆进行一次完整的扫描以获取该波长下缺陷的位置，导致检测时间会被大幅拉长。此外，在扫描完成后仍需对指定的缺陷进行标记定位，然后才能通过其他设备进行检测，无法实现在线检测。
[0005]由此可见，在对于晶圆的晶体缺陷的检测中，迫切需要一套设备能够在线检测晶圆晶体缺陷的荧光光谱信息，以有效提高检测的效率。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种在线光谱缺陷检测系统及其检测方法，以解决现有技术中需要频繁更换滤光片以及每次更换滤光片后需要重新完整扫描的缺陷，实现了在线对重点关注缺陷进行快速荧光光谱分析，有效提高检测效率，并能够降低定位差错的情况。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0008]一种在线光谱缺陷检测系统，包括激发光源、待测件、物镜、筒镜和成像机构；所述的待测件表面有晶体缺陷，所述的激发光源朝向待测件设置，待测件、物镜、筒镜和成像机构同轴依次排列；
[0009]还包括半反半透镜、扩束镜、二维振镜、准直透镜、二向色镜、激光光源和光学检测机构；
[0010]所述的半反半透镜可动的设置于物镜与筒镜之间，且位于荧光的光路的同一水平
面内；
[0011]所述的激光光源射出激光并入射二向色镜，反射的激光依次经过准直透镜的准直、二维振镜的调向、扩束镜的扩束和半反半透镜的反射后，激光入射物镜并汇聚于待测件表面；
[0012]所述的待测件的晶体缺陷激发发出的荧光经物镜的准直、半反半透镜的反射、扩束镜的缩束、二维振镜的调向和准直透镜的汇聚后，荧光透过二向色镜并输入光学检测机构。
[0013]优选地，所述的成像机构为工业相机，进一步优选为面阵相机。
[0014]优选地，所述的激发光源为暗场光源或紫外激光器。
[0015]优选地，所述的暗场光源呈环形，环绕于物镜外侧设置。
[0016]优选地，所述的半反半透镜的运动为平移运动或旋转运动或伸缩运动，通过半反半透镜的运动使半反半透镜进入或移出光路。
[0017]优选地，所述的半反半透镜为平移运动，半反半透镜与荧光的光路呈45
°
。
[0018]优选地，所述的半反半透镜为旋转运动，旋转范围为0
‑
45
°
，其中，0
°
时半反半透镜不位于荧光的光路上且平行于荧光的光路，45
°
时半反半透镜位于荧光的光路上且与荧光的光路呈45
°
。
[0019]优选地，所述的半反半透镜为伸缩运动，半反半透镜与荧光的光路呈45
°
。
[0020]优选地，所述的扩束镜的倍率为1
‑
10倍。
[0021]本专利技术第二方面公开了一种在线光谱缺陷检测系统的检测方法，采用如上任一所述的检测系统进行，具体为：
[0022]所述的激发光源朝向待测件射出激发光，使待测件上的晶体缺陷受激发发出荧光，荧光依次通过物镜和筒镜后，汇聚于成像机构，此时成像机构对所有发出荧光的晶体缺陷进行成像；
[0023]调整所述的半反半透镜使其位于荧光的光路上，对荧光进行反射和透射；
[0024]所述的激光光源射出激光并入射二向色镜，反射的激光依次经过准直透镜的准直、二维振镜的调向、扩束镜的扩束和半反半透镜的反射后，激光入射物镜并汇聚于待测件表面；
[0025]通过二维振镜的光束偏转扫描，使激光的聚焦点与待检测的晶体缺陷重合；
[0026]待检测的晶体缺陷激发发出的荧光经物镜的准直、半反半透镜的反射、扩束镜的缩束、二维振镜的调向和准直透镜的汇聚后，荧光透过二向色镜并输入光学检测机构进行荧光光谱成分分析。
[0027]本专利技术的工作原理为：
[0028]激发光源朝向待测件射出激发光，使待测件上的晶体缺陷受激发发出荧光，荧光依次通过物镜和筒镜后，汇聚于成像机构，此时成像机构对所有发出荧光的晶体缺陷进行成像；
[0029]翻转半反半透镜使其位于荧光的光路上，对荧光进行反射和透射；
[0030]激光光源射出激光并入射二向色镜，反射的激光依次经过准直透镜的准直、二维振镜的调向、扩束镜的扩束和半反半透镜的反射后，激光入射物镜并汇聚于待测件表面；
[0031]通过二维振镜的光束偏转扫描，使激光的聚焦点与待检测的晶体缺陷重合；
[0032]待检测的晶体缺陷激发发出的荧光经物镜的准直、半反半透镜的反射、扩束镜的缩束、二维振镜的调向和准直透镜的汇聚后，荧光透过二向色镜并输入光学检测机构进行荧光光谱成分分析。
[0033]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0034]本专利技术公开了一种在线光谱缺陷检测系统。其可以在线检测无图案待测件的晶体缺陷的发光光谱，辅助科研人员对晶体缺陷的发光特性进行研究，也能够帮助产线的员工更好的识别缺陷。相比于其他检测系统只能够拍摄到晶体缺陷的图像，无法在线获知该晶体缺陷的光谱信息，需要做标记离线做相应检测，本系统可以实现在线晶体缺陷的光谱识别，在获取缺陷位置后能够立即对晶体缺陷进行光谱分析，大幅提升了检测效率和准确性。
[0035]本设备能够检测待测件晶体缺陷，尤其是晶圆的晶体缺陷，且能够在线对重点关注缺陷进行快速荧光光谱分析。
附图说明
[0036]图1为待测件上不同晶体缺陷发出的荧光光谱图；
[0037]图2为现有技术中检测待测件上晶体缺陷的系统的结构示意图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在线光谱缺陷检测系统，包括激发光源、待测件(102)、物镜(103)、筒镜(106)和成像机构(107)；所述的待测件(102)表面有晶体缺陷，所述的激发光源朝向待测件(102)设置，待测件(102)、物镜(103)、筒镜(106)和成像机构(107)同轴依次排列；其特征在于，还包括半反半透镜(108)、扩束镜(114)、二维振镜(113)、准直透镜(112)、二向色镜(111)、激光光源(109)和光学检测机构(116)；所述的半反半透镜(108)可动的设置于物镜(103)与筒镜(106)之间，且位于荧光的光路的同一水平面内；所述的激光光源(109)射出激光并入射二向色镜(111)，反射的激光依次经过准直透镜(112)的准直、二维振镜(113)的调向、扩束镜(114)的扩束和半反半透镜(108)的反射后，激光入射物镜(103)并汇聚于待测件(102)表面；所述的待测件(102)的晶体缺陷激发发出的荧光经物镜(103)的准直、半反半透镜(108)的反射、扩束镜(114)的缩束、二维振镜(113)的调向和准直透镜(112)的汇聚后，荧光透过二向色镜(111)并输入光学检测机构(116)。2.根据权利要求1所述的一种在线光谱缺陷检测系统，其特征在于，所述的成像机构(107)为工业相机。3.根据权利要求1所述的一种在线光谱缺陷检测系统，其特征在于，所述的激发光源为暗场光源(101)或紫外激光器(117)。4.根据权利要求3所述的一种在线光谱缺陷检测系统，其特征在于，所述的暗场光源(101)呈环形，环绕于物镜(103)外侧设置。5.根据权利要求1所述的一种在线光谱缺陷检测系统，其特征在于，所述的半反半透镜(108)的运动为平移运动或旋转运动或伸缩运动，通过半反半透镜(108)的运动使半反半透镜(108)进入或移出光路。6.根据权利要求5所述的一种在线光谱缺陷检测系统，其特征在于，所述的半反半透镜(108)为平移运动，半反半透镜(108)与荧光的光路呈45
°
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智，杨青，庞陈雷，陆宏杰，王兴锋，卓桐，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：