本發(fā)明主要涉及半導(dǎo)體晶圓檢測，尤其是一種晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置和方法。

背景技術(shù)：

1、隨著技術(shù)發(fā)展，半導(dǎo)體技術(shù)在日常領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛；半導(dǎo)體生產(chǎn)從前到后有不同的，復(fù)雜的，數(shù)量眾多的工藝段/工藝制程。由于工藝繁雜，工序多，所以每一段都需要有嚴(yán)格的質(zhì)量檢查和評定的儀器與方法；例如在晶圓階段，需要對半導(dǎo)體進(jìn)行外觀缺陷檢測，或者是光致發(fā)光測量。從而將該制程段的不良品攔截下來，防止繼續(xù)流入后續(xù)工藝段，影響產(chǎn)品的良率。同時發(fā)現(xiàn)不良也可以促進(jìn)工藝改進(jìn)和優(yōu)化。

2、在半導(dǎo)體晶圓檢測階段，光致發(fā)光測量目前是主流的檢測方法之一。利用大于半導(dǎo)體禁帶寬度的波長激發(fā)，可以將半導(dǎo)體晶圓樣品激發(fā)出光線，對于異常的晶圓，和正常的晶圓，其發(fā)光光譜形狀是不一樣的，包括被熒光強(qiáng)度，峰值波長，半寬等都是表征晶圓質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。

3、目前的光譜測量技術(shù)，每次只能測量一個點(diǎn)，如圖1的方案。這樣，就不足以得到整個視野能各處的光譜，從而不能很好的表征晶圓各個位置的質(zhì)量。另一種方式是利用位移平臺，逐步的掃描測量各點(diǎn)的光譜，但是這樣效率很低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的至少一個缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置和方法，利用多通道光譜測量模塊，使得可以同時測量多個點(diǎn)位的光致發(fā)光光譜，提高光致發(fā)光檢測的效率。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的第一個方面，提供了一種晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，該裝置包括：

3、載臺，用于承載待測樣品；光源模塊，用于發(fā)出單色光，沿第一光路照射所述待測樣品的表面；沿第二光路設(shè)置的光譜測量模塊，光纖探頭、光纖光路、管鏡；其中，所述光纖光路連接所述光纖探頭和所述光譜測量模塊；所述光纖探頭是陣列結(jié)構(gòu)，所述光譜測量模塊可以實(shí)現(xiàn)多通道光譜檢測；所述管鏡至少包括設(shè)置于接近所述待測樣品一側(cè)的物鏡；

4、所述光纖探頭用于接收所述待測樣品表面多個點(diǎn)在受到所述單色光激發(fā)后發(fā)出的、沿所述第二光路傳輸?shù)臒晒?；所述管鏡用于使得述熒光在所述光纖探頭處成像；所述光譜測量模塊用于接收所述光纖探頭接收到的，并沿所述光纖光路傳輸?shù)乃鰺晒猓瑢λ龃郎y樣品表面多個點(diǎn)同時進(jìn)行光致發(fā)光光譜檢測。

5、進(jìn)一步地，上述晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，還包括：

6、所述光譜測量模塊是多通道光譜儀，或多個單通道光譜儀，或多個單通道光譜儀與多通道光譜儀共用。

7、進(jìn)一步地，上述晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，還包括：

8、第一位移模塊，控制所述光纖探頭，使所有的所述光纖探頭均位于所述管鏡的像平面處。

9、進(jìn)一步地，上述晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，還包括：

10、第一位移模塊，控制所述光纖探頭，沿所述管鏡的光軸方向移動第一位移。

11、進(jìn)一步地，上述晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，還包括：

12、所述光譜測量模塊是第一光譜測量模塊和第二光譜測量模塊，所述光纖光路包括第一光纖光路和第二光纖光路，所述光纖探頭包括對應(yīng)的第一光纖探頭和第二光纖探頭；

13、還包括第一分光模塊，設(shè)置于所述管鏡內(nèi)部；所述熒光沿所述第二光路，經(jīng)所述第一分光模塊分光后，分別由所述第一光纖光路和所述第二光纖光路進(jìn)入所述第一光譜測量模塊和所述第二光譜測量模塊。

14、進(jìn)一步地，上述晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，還包括：

15、第二位移模塊，控制所述第一光纖探頭和所述第二光纖探頭的相對位置，使所述第一光纖探頭和所述第二光纖探頭錯開第二位移。

16、進(jìn)一步地，上述晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，還包括：

17、第二分光模塊，設(shè)置于所述管鏡內(nèi)部；

18、所述單色光進(jìn)入所述管鏡后，沿所述第一光路，經(jīng)所述第二分光模塊和所述物鏡后照射所述待測樣品的表面；所述熒光經(jīng)所述物鏡進(jìn)入所述管鏡后，經(jīng)所述第二分光模塊后成像于所述光纖探頭處。

19、進(jìn)一步地，上述晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，還包括：

20、相機(jī)模塊；用于接收來自所述待測樣品表面的成像光，對所述待測樣品的表面進(jìn)行拍照3d測量。

21、進(jìn)一步地，上述晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，還包括：

22、第三分光模塊，設(shè)置于所述管鏡內(nèi)部；

23、所述相機(jī)模塊、所述第三分光模塊與所述物鏡沿第三光路依次設(shè)置，用于接收沿所述第三光路傳來的所述待測樣品表面的成像光，對所述待測樣品的表面進(jìn)行拍照3d測量；所述第三光路與所述第二光路部分同軸；所述第三分光模塊用于分離所述第三光路與所述第二光路。

24、按照本發(fā)明的第二個方面，還提供了一種晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測方法，使用上述晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，包括：

25、光源模塊發(fā)出單色光，沿第一光路照射待測樣品的表面；

26、調(diào)整光纖探頭的位置，使所述光纖探頭位于預(yù)定位置；

27、所述光纖探頭接收所述待測樣品接收到所述單色光后產(chǎn)生的激發(fā)光，并沿所述光纖光路進(jìn)入光譜測量模塊，實(shí)現(xiàn)多通道光致發(fā)光光譜檢測。

28、總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

29、（1）本發(fā)明提供的一種晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置和方法，利用多通道光譜測量模塊，使得可以同時測量多個點(diǎn)位的光致發(fā)光光譜，提高光致發(fā)光檢測的效率；

30、（2）本發(fā)明提供的一種晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置和方法，設(shè)置光纖探頭可以沿光軸方向移動，可以有效增大了測量的空間區(qū)域，整體表征整個區(qū)域內(nèi)的光致發(fā)光光譜特性；

31、（3）本發(fā)明提供的一種晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置和方法，利用無限遠(yuǎn)成像系統(tǒng)的特點(diǎn)，對光路進(jìn)行分路，在其共軛面上不同位置放置不同的光纖陣列，進(jìn)一步擴(kuò)大測量點(diǎn)位。

技術(shù)特征：

1.一種晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，其特征在于，還包括：

3.如權(quán)利要求1所述的晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，其特征在于，還包括：

4.如權(quán)利要求1所述的晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，其特征在于，還包括：

5.如權(quán)利要求1所述的晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，其特征在于，還包括：

6.如權(quán)利要求5所述的晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，其特征在于，還包括：

7.如權(quán)利要求1所述的晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，其特征在于，還包括：

8.如權(quán)利要求1所述的晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，其特征在于，還包括：

9.如權(quán)利要求8所述的晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，其特征在于，還包括：

10.一種晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測方法，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種晶圓光致發(fā)光多點(diǎn)檢測裝置和方法，包括：載臺，用于承載待測樣品；光源模塊，光譜測量模塊，管鏡，光纖探頭和光纖光路；其中，光纖光路連接光纖探頭和光譜測量模塊；光纖探頭是陣列結(jié)構(gòu)，光譜測量模塊可以實(shí)現(xiàn)多通道光譜檢測。本發(fā)明利用多通道光譜測量模塊，使得可以同時測量多個點(diǎn)位的光致發(fā)光光譜，提高光致發(fā)光檢測的效率。

技術(shù)研發(fā)人員：洪志坤,孫軍強(qiáng),鄭增強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢精立電子技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2