一种明暗场和白光干涉的缺陷检测系统和检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种明暗场和白光干涉的缺陷检测系统和检测方法，该系统包括明暗场缺陷检测模块

【技术实现步骤摘要】
一种明暗场和白光干涉的缺陷检测系统和检测方法


[0001]本专利技术涉及一种光学检测领域，尤其涉及一种明暗场和白光干涉检测图案化蓝宝石衬底缺陷的系统和方法
。

技术介绍

[0002]目前资源匮乏，全球节能装备产业已形成一定的规模，且发展速度迅猛，
LED
照明作为一种绿色照明产品，是当前能源危机
、
温室效应和生态环境恶化大背景下重要的节能环保手段
。
[0003]图案化蓝宝石衬底
(PSS)
技术作为一种无掩膜
、
无生长打断的侧向合并生长技术，不仅能有效降低与外延层的位错密度，还能提高
LED
的光提取效率，是提高
LED
照明亮度常用的技术手段
。
图案化蓝宝石衬底技术在单抛的蓝宝石衬底上光刻
、
蚀刻等技术在蓝宝石表面加工出周期的图案，图案化蓝宝石衬底质量检测成为
LED
产业链中的重要一环，提高图案化蓝宝石衬底的检测效率和检出准确率能够提高
LED
产业的产能
。
目前常用于检测图案化蓝宝石衬底的主要检测方式主要包括
3D
显微镜
、
扫描电子显微镜
(SEM)、
原子力显微镜
(AFM)
，然而常规的
3D
显微镜检测单片扫描效率低，难以实现大批量生产的检测要求；
SEM
检测对象的尺寸有限，要求样品表面导电，且需要在真空环境下检测，难以实现即时
、
高效的检测；
AFM
检测会导致探针的损耗严重，需要及时更换探针，且检测效率较低；基于此，一种既能实现图案化蓝宝石衬底全局缺陷检出也能实现缺陷的三维高精度定量测量十分必要
。
[0004]中国专利申请
CN109459417A
公开了一种用于检测图形衬底的方法和装置，通过光学检测仪获取图形化衬底表面的中心区域至边缘的多个独立的环形区域反射率或透光值，并通过一控制单元，依据获取的每个环形区域内多个反射率或透光值计算出多个反射率或多个透光率的平均值与偏差值并与预设的目标图案化衬底的反射率或透过率阈值进行比较，来判断待测晶片是否合格
。
然而该方法能够实现图案化衬底表面均匀性的判断，无法直观观察缺陷的形貌及计算缺陷的大小，获取图形化衬底缺陷信息十分有限
。
[0005]中国专利申请
CN217655026U
公开了一种明暗场检测装置，在明场照明单元中设置明场光斑偏置单元，来增大明场光斑与暗场光斑之间的间距，以防止明场检测与暗场检测之间的串扰
。
该方法能够保证明暗场检测的精度，且有效提高缺陷检测的准确率，但对于半导体检测，仅通过二维成像方法难以分辨缺陷类别，且无法获取缺陷的表面形貌
。
[0006]中国专利申请
CN114264664A
公开了一种基于明暗场和结构光检测的缺陷检测系统，该方法检测包括明暗场缺陷检测模块和结构光检测模块，在结构光检测模块中，光源投射装置将正弦条纹图案投射到待测镜片上，控制采集设备进行采集结构光图像，并对采集的图像进行相位分析，获取相位图中具有深度信息的缺陷位置，并将缺陷位置在镜片中标记，控制传输模块移动至明暗场缺陷检测模块中检测
。
然而结构光检测过程中易受外部光源影响，外部光源使得获取到的点云数据坐标值产生较大的误差，通常需要在暗室箱体中进行光学检测，对检测环境有着较高的要求，且难以满足生产线上在位检测
。
[0007]综上，现有技术的光学检测装置，包括明场检测装置
、
暗场检测装置
、
光反射率检
测法等分别针对不同工艺
、
不同种类的缺陷检测，但这些检测设备获取的缺陷信息有限，检测效果难以适应当前工艺需求，需要一种对图案化蓝宝石衬底的全局
、
高精度三维缺陷检测的系统和方法，并且需要提高检测效率和检测准确率
。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供了一种明暗场和白光干涉的缺陷检测系统和检测方法，其克服了
技术介绍
中所存在的不足
。
[0009]本专利技术解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：一种明暗场和白光干涉检测的缺陷检测系统，包括明暗场缺陷检测模块
、
白光干涉缺陷检测模块
、
图像数据处理模块
、
传输模块和上位机模块；所述明暗场缺陷检测模块和白光干涉缺陷检测模块包括镜筒
、
物镜转塔
、
明暗场显微物镜
、
干涉物镜
、
第一光源
、
第二光源和图像采集设备，图像采集设备设于镜筒正上方，镜筒内设分光镜和管状透镜，物镜转塔连接于镜筒正下方且设有两物镜接口，明暗场显微物镜和干涉物镜分别连接在物镜转塔的两物镜接口；所述明暗场缺陷检测模块实现明场成像和暗场成像；明场成像应用第一光源
、
分光镜
、
明暗场显微物镜
、
物镜转塔和图像采集设备，第一光源发出的光束发出的光经过分光镜和明暗场显微物镜到达样品图案化蓝宝石衬底表面，经图案化蓝宝石衬底表面反射后依序经明暗场显微物镜和分光镜后到达图像采集设备；暗场成像应用第二光源
、
分光镜
、
明暗场显微物镜
、
物镜转塔和图像采集设备，第二光源发出的光束照射在图像采集设备的正下方的样品上，经由图案化蓝宝石衬底表面反射后依序入射至明暗场显微物镜和分光镜后到达图像采集设备；所述白光干涉缺陷检测模块应用第一光源
、
分光镜
、
明暗场显微物镜
、
物镜转塔和图像采集设备，第一光源发出的光束依序入射至分光镜
、
干涉物镜到达图案化蓝宝石衬底表面，经由图案化蓝宝石衬底反射后依序到达干涉物镜和分光镜后到达图像采集设备；所述明暗场缺陷检测模块和白光干涉缺陷检测模块通过物镜转塔转动实现明暗场检测模式和白光干涉检测模式的切换；所述传输模块包括
x
轴位移台
、
设于
x
轴位移台的
y
轴位移台和设于
y
轴位移台的晶圆载物台，图案化蓝宝石衬底设置在晶圆载物台；该上位机模块在明暗场缺陷检测模块中通过图像数据处理模块识别图像采集设备采集的数据并获取缺陷位置，若待测图案化的衬底上存在多个缺陷，则先后逐一进行缺陷位置的标注，并计算标注的缺陷位置坐标，计算图像采集设备的位置坐标差值，并驱动传输装置对缺陷定位
。
[0010]一实施例之中：所述第一光源为白光光源，第二光源为
405nm
激光点光源，图像采集设备为
CCD
相机，分光镜为
45
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种明暗场和白光干涉检测的缺陷检测系统，其特征在于：包括明暗场缺陷检测模块
、
白光干涉缺陷检测模块
、
图像数据处理模块
、
传输模块和上位机模块；所述明暗场缺陷检测模块和白光干涉缺陷检测模块包括镜筒
、
物镜转塔
、
明暗场显微物镜
、
干涉物镜
、
第一光源
、
第二光源和图像采集设备，图像采集设备设于镜筒正上方，镜筒内设分光镜和管状透镜，物镜转塔连接于镜筒正下方且设有两物镜接口，明暗场显微物镜和干涉物镜分别连接在物镜转塔的两物镜接口；所述明暗场缺陷检测模块实现明场成像和暗场成像；明场成像应用第一光源
、
分光镜
、
明暗场显微物镜
、
物镜转塔和图像采集设备，第一光源发出的光束发出的光经过分光镜和明暗场显微物镜到达样品图案化蓝宝石衬底表面，经图案化蓝宝石衬底表面反射后依序经明暗场显微物镜和分光镜后到达图像采集设备；暗场成像应用第二光源
、
分光镜
、
明暗场显微物镜
、
物镜转塔和图像采集设备，第二光源发出的光束照射在图像采集设备的正下方的样品上，经由图案化蓝宝石衬底表面反射后依序入射至明暗场显微物镜和分光镜后到达图像采集设备；所述白光干涉缺陷检测模块应用第一光源
、
分光镜
、
明暗场显微物镜
、
物镜转塔和图像采集设备，第一光源发出的光束依序入射至分光镜
、
干涉物镜到达图案化蓝宝石衬底表面，经由图案化蓝宝石衬底反射后依序到达干涉物镜和分光镜后到达图像采集设备；所述明暗场缺陷检测模块和白光干涉缺陷检测模块通过物镜转塔转动实现明暗场检测模式和白光干涉检测模式的切换；所述传输模块包括
x
轴位移台
、
设于
x
轴位移台的
y
轴位移台和设于
y
轴位移台的晶圆载物台，图案化蓝宝石衬底设置在晶圆载物台；该上位机模块在明暗场缺陷检测模块中通过图像数据处理模块识别图像采集设备采集的数据并获取缺陷位置，若待测图案化的衬底上存在多个缺陷，则先后逐一进行缺陷位置的标注，并计算标注的缺陷位置坐标，计算图像采集设备的位置坐标差值，并驱动传输装置对缺陷定位
。2.
根据权利要求1所述的一种明暗场和白光干涉检测的缺陷检测系统，其特征在于：所述第一光源为白光光源，第二光源为
405nm
激光点光源，图像采集设备为
CCD
相机，分光镜为
45
°
半透半反分光镜
。3.
根据权利要求1所述的一种明暗场和白光干涉检测的缺陷检测系统，其特征在于：所述明暗场缺陷检测模块和白光干涉缺陷检测模块还包括丝杆螺母机构，丝杆螺母机构设能上下活动的运动平台，通过运动平台上下活动控制镜筒活动以实现明暗场和白光干涉检测的对焦
。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔长彩，王明鑫，黄辉，黄国钦，徐西鹏，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：