[发明专利]光学测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种光学测量系统及方法，该系统包括：光源组件，其被配置为产生出射光；遮光组件，其沿光学路径设置在透镜组件和光源组件之间，用于限制透镜组件能够接收到的出射光；透镜组件，其被配置为基于经过遮光组件的出射光，向待测物提供入射光，并获取由待测物基于入射光所产生的反射光；光探测组件，其被配置为接收反射光；以及处理器，其通信耦合至光探测组件和遮光组件，处理器被配置为通过调整遮光组件对出射光的遮挡来调整入射光的入射方向，并根据反射光确定待测物是否包括缺陷。通过实施本发明的技术方案，能够快速地对待测物(譬如，晶圆)进行测量，并且杂散光较少，具有更高的检测灵敏度。

技术领域

本发明属于封装技术检测领域，尤其涉及一种涉及晶圆缺陷的测量系统及方法。

背景技术

芯片裂痕是集成电路最致命的失效模式之一，芯片加工中受到较大应力或者工作时温度不断改变均会导致芯片裂痕不断延伸直至产品失效。因此，制造商往往试图在芯片裂痕产生之初就发现它，并将具有裂痕的产品筛选掉，以降低成本，提高产品合格率。

芯片裂痕最初发生在芯片背面硅基底部分，以晶圆裂痕形式存在，由于硅片非常薄且脆，因此打薄、切割、封装等加工工艺过程均可能造成晶圆裂痕。因此，对应于不同的加工工艺，裂痕的分布也有不同特点。例如，晶圆裂痕可以是内部隐裂、边缘裂痕、chipping缺角或是边缘缺角。可以发现，部分裂痕完全隐藏在晶圆内部，即使是用高倍显微镜也无法分辨。因此，工业生产中如何快速检测晶圆裂痕成为了半导体生产需要解决的重要问题。

目前使用的晶圆裂痕检测方法可以分为非光学方法以及光学方法。非光学方法的典型示例是超声波检测法，该方法基于裂痕存在影响超声波波形波幅实现，具有较好的效果。然而，超声波检测法需要将芯片放置至液体中，可能造成芯片污染，并且检测速度较慢。光学方法一般可以分为三类：(1)背光式检测法，光源和探测器分别位于芯片的两侧，通过探测透过芯片的信号光实现裂痕检测，然而它对被测芯片透过率要求较高，仅能测裸片，常用于研磨过程中检测；(2)光/电致发光检测法，该方法要求被测样品有相应发光媒介，一般用于太阳能芯片检测；(3)红外显微成像检测法，该方法通过红外波段光源垂直照明、接收反射光进行成像，然而该方法单次检测视野往往受到分辨率的限制，导致检测速度较慢。

因此，亟需一种速度快、定位准的裂痕检测系统与方法。

发明内容

本发明针对上述问题，提出一种通过对待测物透明的光源来对待测物进行单侧测量的测量系统与方法。

本发明一方面提出了一种测量系统，该系统包括：光源组件，其被配置为产生出射光；遮光组件，其沿光学路径设置在透镜组件和光源组件之间，用于限制所述透镜组件能够接收到的所述出射光；透镜组件，其被配置为基于经过所述遮光组件的出射光，向所述待测物提供入射光，并获取由所述待测物基于所述入射光所产生的反射光；光探测组件，其被配置为接收所述反射光；以及处理器，其通信耦合至所述光探测组件和所述遮光组件，所述处理器被配置为通过调整所述遮光组件对所述出射光的遮挡来调整所述入射光的入射方向，并根据所述反射光确定所述待测物是否包括缺陷。

在一种实施方式中，所述遮光组件包括光阑，所述光阑包括第一半区和第二半区，其中，在所述第一半区上设置有通光孔。

在一种实施方式中，所述处理器进一步被配置为根据所述缺陷在平行于所述待测物中指定的平面上的延展特征来确定所述入射光的入射方向。一般而言，缺陷在不同材料中的分布具有不同的特征，因此，在测量前，可以根据待测物中缺陷在指定的平面上的延展特征来确定入射方向，可以提高测量分辨率。这里的指定平面可以根据缺陷的特征而定。对于本发明而言，缺陷可以包括裂痕、气泡、缺角等等。以裂痕为例，裂痕一般沿着晶格的轴向进行延展，因此，通过两次入射方向相垂直的检测即可确定晶圆中是否存在裂痕。

在一种实施方式中，所述处理器进一步被配置为通过调整所述遮光组件来使得所述入射光的入射方向垂直于所述缺陷在平行于所述待测物中指定的平面上的至少一个延展方向。