【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及阴极发光显微镜，且更具体而言，涉及使用阴极发光显微镜探测μled，以在μled的大量制造中进行有效监控的方法。
技术介绍
1、microled或μled是一种新兴的平板显示器技术，平板显示器由微型led阵列组成，微型led形成各个红/蓝/绿像素元件。标准的4k显示器具有3840×2160个图像像素，即，超过800万个像素，每个像素由红/蓝/绿三种颜色像素构成，总计约2500万个单独的微型led。由于人眼对颜色变化非常敏感，因此每个led的发光强度和颜色必须一致，对激活电位的响应也必须一致。因此，在生产期间测试这些led是重要的，才能确保所制造的led能够正常运行。
2、本申请人先前已在例如pct/ep2020/063093中公开一种新颖的扫描阴极发光显微镜，其公开的全部内容通过引用并入本文中。这种显微镜基于的工作原理是，当扫描电子显微镜(sem)的电子束扫描样本时，电子与样本相互作用，产生各种可以被检测到的信号，其中包含有关样本表面形貌、结构和组分的信息。sem产生的信号类型包括二次电子(se)、背散射电子(bse)、特征或韧致辐射(bremstrahlung)x射线、光、吸收/感应电流(ebac/ebic)和透射电子(tem)。样本在电子轰击时发射的光(定义为光子，其能量范围约为0.1到10ev)称为阴极发光(cl)。对阴极发光的测量方式包括以扫描电子显微镜量测，其方法是以电子显微镜的高度聚焦电子束探针在样本表面上扫描，并记录阴极发光信号强度，以作为电子束在样本上位置的函数。可以产生阴极发光图(在本专利技
3、led被制造在半导体晶圆上，且随着led尺寸的缩小，晶圆上的led数量增加。申请人调查了在前端制造期间、即当led仍在晶圆上时，使用cl显微镜作为非接触方法测试led的可能性。但本专利技术人却已经注意到，随着led尺寸的缩小，在需要物理电接触时，如果使用常规电光测试，单是测试一个晶圆所要花费的时间已是令人望而却步。例如，对芯片尺寸为1000微米的晶圆进行电光测试需要大约一个小时，对芯片尺寸为50微米的晶圆进行检查需要两周的时间，对芯片尺寸为10微米的晶圆进行检查需要大约一年的时间，对芯片尺寸为5微米的晶圆进行检查需要大约四年的时间。因此，本专利技术人寻求开发新的硬件和新的测试方法，以实现对具有微型led(即，芯片尺寸为100微米或更小)的全晶圆的非接触式测试。
技术实现思路
1、以下对本公开的简述，目的在于对本专利技术的一些方面和技术特征进行基本的理解。本
技术实现思路
并非对本专利技术的广泛概述，因此其目的不在于特别识别本专利技术的关键性或重要元件，也不是用来界定本专利技术的范围。
技术实现思路
的唯一目的是以简明的方式呈现本专利技术的一些概念，作为以下更详细说明的前言。
2、本公开的目的在于识别和分类半导体晶圆内的微型led芯片。本文所公开的硬件和方法可用于开发并监控微型led的前端生产。使用本文所公开的设备和方法，例如，可以确定影响所制造的微型led的工艺步骤中的变化、检测制造工艺中的偏差、检测制造工艺的一个或多个步骤中的失误，以识别不可修复的晶圆，从而将其丢弃而无需进一步的处理，或根据一致性/性能对led芯片进行分类/分级。
3、根据所公开的方面，cl显微镜装配有分束器，以将进入的cl光束分离成若干束。将各种滤光器插入分束光束的光路中，并放置单独的点检测器以检测通过滤光器的光。将来自检测器的信号用于分析所检查的晶圆内所制造的微型led的特性。每个点检测器可以是偏置光电二极管、雪崩光电二极管、放大光电二极管或光电倍增管(pmt)。
4、在所公开的实施例中，提供一种用于检查具有多个微型led的晶圆的阴极发光显微镜，显微镜包括：电子束柱，其具有电子源、用于聚焦从电子源发射的电子以形成电子束的磁透镜、以及在晶圆上扫描电子束的扫描器；光物镜，其收集响应于电子束扫描而从晶圆发射的cl光并形成cl光束；分束装置，其由cl光束同时生成多个分束光束，其中，所述多个分束光束在空间和时间上固有地配准；滤光装置，其定位成与cl光束中的至少一个或分束光束中的至少一个的光路相交；以及多个点检测器，每个点检测器定位成检测分束光束之一。在一个实施例中，将不同的滤光器放置在分束光束之一以外的每个分束光束的光路中，使得一个点检测器生成全色图像，而其余点检测器生成滤光图像。此外，在其他实施例中，还可以在因任何原因未滤光的通道中使用滤光器，以便将对应于led的发射与在芯片之间发生的gan体积式发射(gan bulk emission)分离。使用能阻挡400nm以下发射的滤光器，可以去除gan体积式发射，但可使台面发射(mesa emission)的全光谱通过。在进一步的实施例中，可以使用一个或多个分色分束器以便同时执行分束以及滤光部分，在没有滤光器或使用400nm滤光器来阻挡gan体积式发射的情况下，仍然可以生成至少一个全色参考。显微镜可以包括控制器，用以将从每个点检测器接收的信号积分，以生成多个被积分的发射，以及分析这些被积分的发射，从而确定微型led的结构和光学参数。
5、根据所公开的方面，提供一种储存在储存设备中的计算机程序，当由计算机执行时，计算机程序使计算机执行包括以下的步骤：接收与第一滤光的阴极发光光束相对应的第一电信号，以及与第二滤光的阴极发光光束相对应的第二电信号，第二滤光的阴极发光光束具有与第一滤光的阴极发光光束不同的滤光波长；将第一和第二电信号积分，以产生第一积分信号和第二积分信号；使用第一和第二积分信号重建发射光谱曲线；分析发射光谱曲线以确定微型led的特性。分析发射光谱曲线的步骤可以包括：确定峰值波长偏移、发射强度变化、fwhm(半峰全宽)等。处理器可以进一步根据发射光谱曲线将可用性(可行性)分数(viability score)分配至样本的每个区域，以表示：高可用性区域，在高可用性区域内的led可能在可接受的规范内；低可用性区域，在低可用性区域内的led可能不在可接受的规范内且不值得进一步调查；以及临界可用性区域，在临界可用性区域内的led尚值得进一步深入调查。
6、根据本专利技术的另一方面，公开了一种操作阴极发光显微镜以确定半导体样本内的微型led的物理和光学性质的方法，包括以下步骤：通过电子束以第一解析度扫描样本；收集在扫描期间从区域发射的阴极发光的光，并以阴极发光的光形成光束；将光束分离成多个分束光束；对所述多个分束光束的至少一个子集滤光；通过多个点检测器同时检测分束光束并产生多个电信号，每个电信号对应一个分束光束的强度；分析所述多个信号以识别样本内的可疑区域；使用电子束以高于第一解析度的第二解析度扫描每个可本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于检查晶圆的阴极发光显微镜，所述晶圆具有形成在其中的多个微型LED台面，阴极发光显微镜包括：
2.如权利要求1所述的阴极发光显微镜，其中，点检测器包括：偏置光电二极管、雪崩光电二极管、放大光电二极管或光电倍增管(PMT)。
3.如权利要求1所述的阴极发光显微镜，还包括背景滤光器，其阻挡低于400纳米的波长。
4.如权利要求1所述的阴极发光显微镜，其中，滤光装置包括至少一个分色镜。
5.如权利要求1所述的阴极发光显微镜，其中，滤光装置包括具有不同中心频率或不同带宽的多个带通滤光器。
6.如权利要求1所述的阴极发光显微镜，其中，滤光装置包括至少一个偏置LED晶圆。
7.如权利要求1所述的阴极发光显微镜，其中，控制器将所述比率与参考比率进行比较，并识别所述比率与参考比率发生偏差的晶圆的区域。
8.如权利要求7所述的阴极发光显微镜，其中，控制器还将可用性分数分配至所述区域。
9.一种用于检查晶圆的方法，所述晶圆具有多个台面，以用于在每个台面中形成微型LED，其中，每个台面具有100微
10.如权利要求9所述的方法，其中，第一解析度设置成产生每个台面至少一个像素、最高达每个台面10×10个像素。
11.如权利要求9所述的方法，其中，所述多个点检测器之一配置成接收波长长于背景波长的光谱。
12.如权利要求9所述的方法，还包括使用从所述多个检测器接收的信号重建在每个被扫描的台面处的光谱发射。
13.如权利要求9所述的方法，还包括使用从所述多个检测器接收的信号确定在每个被扫描的台面处的CL发射的不对称性。
14.如权利要求9所述的方法，还包括使用从所述多个检测器接收的信号以确定在每个被扫描的台面处的强度分布，并且与从所有被扫描的台面确定的总群体强度分布进行比较。
15.如权利要求9所述的方法，还包括使用从所述多个检测器接收的信号将被扫描的台面分配至多个群组中。
16.如权利要求9所述的方法，还包括：
17.如权利要求16所述的方法，还包括使用二次电子检测器形成每个被扫描的受关注区域的二次电子图像。
18.如权利要求17所述的方法，还包括使用图像处理确定在每个被扫描的受关注区域内的每个台面的物理形状。
19.如权利要求17所述的方法，还包括检查二次电子图像以识别被扫描的受关注区域内的污染物。
20.如权利要求16所述的方法，还包括将可用性分数分配至每个被扫描的受关注区域。
21.一种用于检查晶圆的阴极发光显微镜，所述晶圆在其中形成有多个微型LED，显微镜包括：
22.如权利要求21所述的显微镜，其中，滤光装置包括背景滤光器，其阻挡低于400nm的发射。
23.如权利要求21所述的显微镜，还包括控制器，其将从每个点检测器接收的信号积分，以产生多个被积分的发射。
24.如权利要求21所述的显微镜，其中，滤光装置包括以下之一：多个带通滤光器、至少一个分色镜、以及偏置LED晶圆。
25.一种储存在储存装置中的计算机程序，用于检查具有多个台面的晶圆，当由计算机执行时，计算机程序使计算机执行步骤，所述步骤包括：接收与由台面之一发射的第一滤光阴极发光光束相对应的第一电信号、以及与由台面发射且具有与第一滤光阴极发光光束不同的滤光波长的第二滤光阴极发光光束相对应的第二电信号；将第一和第二电信号积分，以产生第一积分信号和第二积分信号；使用第一和第二积分信号重建台面的发射光谱曲线；分析发射光谱曲线以确定台面的特性。
26.如权利要求25所述的计算机程序，其中，分析发射光谱曲线能够包括；确定峰值波长偏移、发射强度变化、或半峰全宽。
27.如权利要求26所述的计算机程序，还包括根据发射光谱曲线将可用性分数分配至晶圆的每个区域。
28.一种操作阴极发光显微镜以确定用于制造微型LED的半导体晶圆内的台面的物理和光学性质的方法，包括以下步骤：通过电子束以第一解析度扫描晶圆的区域；收集在扫描期间从所述区域发射的阴极发光的光，并以阴极发光的光形成光束；将光束分离成多个分束光束；对所述多个分束光束的至少一个子集进行滤光；使用多个点检测器同时检测分束光束并产生多个电信号，每个电信号对应于在滤光频率处的分束光束之一的强度；分析所述多个信号以识别晶圆内的可疑区域。
29.如权利要求28所述的方法，还包括以下步骤；通过电子束以高于第一解析度的第二解析度扫描每个可疑区域；收集扫描期间从可疑区域发射的阴极发光的...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于检查晶圆的阴极发光显微镜，所述晶圆具有形成在其中的多个微型led台面，阴极发光显微镜包括：
2.如权利要求1所述的阴极发光显微镜，其中，点检测器包括：偏置光电二极管、雪崩光电二极管、放大光电二极管或光电倍增管(pmt)。
3.如权利要求1所述的阴极发光显微镜，还包括背景滤光器，其阻挡低于400纳米的波长。
4.如权利要求1所述的阴极发光显微镜，其中，滤光装置包括至少一个分色镜。
5.如权利要求1所述的阴极发光显微镜，其中，滤光装置包括具有不同中心频率或不同带宽的多个带通滤光器。
6.如权利要求1所述的阴极发光显微镜，其中，滤光装置包括至少一个偏置led晶圆。
7.如权利要求1所述的阴极发光显微镜，其中，控制器将所述比率与参考比率进行比较，并识别所述比率与参考比率发生偏差的晶圆的区域。
8.如权利要求7所述的阴极发光显微镜，其中，控制器还将可用性分数分配至所述区域。
9.一种用于检查晶圆的方法，所述晶圆具有多个台面，以用于在每个台面中形成微型led，其中，每个台面具有100微米或更小的长度，所述方法包括以下步骤：
10.如权利要求9所述的方法，其中，第一解析度设置成产生每个台面至少一个像素、最高达每个台面10×10个像素。
11.如权利要求9所述的方法，其中，所述多个点检测器之一配置成接收波长长于背景波长的光谱。
12.如权利要求9所述的方法，还包括使用从所述多个检测器接收的信号重建在每个被扫描的台面处的光谱发射。
13.如权利要求9所述的方法，还包括使用从所述多个检测器接收的信号确定在每个被扫描的台面处的cl发射的不对称性。
14.如权利要求9所述的方法，还包括使用从所述多个检测器接收的信号以确定在每个被扫描的台面处的强度分布，并且与从所有被扫描的台面确定的总群体强度分布进行比较。
15.如权利要求9所述的方法，还包括使用从所述多个检测器接收的信号将被扫描的台面分配至多个群组中。
16.如权利要求9所述的方法，还包括：
17.如权利要求16所述的方法，还包括使用二次电子检测器形成每个被扫描的受关注区域的二次电子图像。
18.如权利要求17所述的方法，还包括使用图像处理确定在每个被扫描的受关注区域内的每个台面的物理形状。
19.如权利要求17所述的方法，还包括检查二次电子图像以识别被扫描的受关注区域内的污染物。
20.如权利要求16所述的方法，还包括将可用性分数分配至每个被扫描的受关注区域。
21.一种用于检查晶圆的阴极发光显微镜，所述...
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