[发明专利]光学测量系统及方法

说明书

本发明公开了光学测量系统及方法。该系统包括：入射光产生单元，其被配置为产生用于测量待测物的入射光；反射光检测单元，其被配置为接收来自待测物的反射光，并确定相应的测量结果；以及处理单元，并被配置为利用入射光在待测物表面上形成的光斑以指定测量路径对待测物进行测量，处理单元基于测量结果来确定缺陷在待测物中的分布。本发明的测量系统结构简单、检测速度快、成本低，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，尤其涉及一种涉及检测晶圆缺陷的光学测量系统及方法。

背景技术

芯片裂痕是集成电路最致命的失效模式之一，芯片加工中收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，然而面阵探测器是成像式测量的必要组成元件，而现有红外波段面阵探测器皆具有响应速度慢、照价昂贵的缺点，加上需要使用大数值孔径的物镜以保证成像精度，致使单次成像视野较小，因此红外显微成像的速度及成本严重制约了其应用。另外，采用圆形光斑成像的技术方案会存在大量杂散光，它们非常容易将裂痕成像覆盖，导致无法检测

因此，亟需一种能够速度快、定位准的裂痕检测方法。

发明内容

本发明针对上述问题，提出一种基于线光束来对待测物进行测量的光学测量系统以及方法。

本发明一方面提出了一种光学测量系统，其包括：入射光产生单元，其被配置为产生用于测量待测物的入射光；反射光检测单元，其被配置为接收来自所述待测物的反射光，并确定相应的测量结果；以及处理单元，并被配置为利用所述入射光在所述待测物表面上形成的光斑以指定测量路径对所述待测物进行测量，所述处理单元基于所述测量结果来确定所述缺陷在所述待测物中的分布。

在一种实施方式中，所述测量系统还包括承载单元，其被配置为承载所述待测物。

在一种实施方式中，所述入射光为线光束。

在一种实施方式中，所述入射光相对于所述待测物透明。

在一种实施方式中，所述处理单元通信耦合至所述承载单元和/或所述入射光产生单元，以调整所述承载单元和所述入射光产生单元之间的相对角度，从而按照至少一种指定测量路径对待测物进行测量。

在一种实施方式中，所述反射光检测单元包括至少一个线阵检测器，以接收所述反射光。

在一种实施方式中，所述指定测量路径包括第一指定测量路径和第二指定测量路径，并且所述处理单元被配置为通过以所述第一指定测量路径对所述待测物进行测量，进而确定第一测量值组；以所述第二指定测量路径对所述待测物进行测量，进而获得第二测量值组。