[发明专利]半导体元件内部影像信息检测方法

说明书

一种用于半导体元件内部影像信息的检测方法，应用于一半导体元件，该半导体元件包含一垂直堆栈结构，其内部信息无法以单次扫描完整取得。内部信息检测方法首先是将镜头对焦于半导体元件表面清晰的焦平面位置取像，接者将焦平面位置向下移动一景深距离取像，重复动作至半导体元件底层，最后依据取得的多个影像判断半导体元件内部信息。

技术领域

本发明涉及一种半导体元件内部影像信息检测方法，特别是有关一种具有多层次厚度影像信息的半导体元件内部检测。

背景技术

在美国专利公开号US20080037859A1中，描述一晶圆检测技术，利用红外线将一镜头景深范围内的晶圆表面下瑕疵投影为二维平面影像取得晶圆内部信息。

然而，随着半导体元件尺寸持续缩小，对光学检测的分辨率性能要求日益增加，但提升分辨率的同时也因光学物理限制造成景深范围的损失，亦即无法同时达成高分辨率以及足够的景深，而当半导体元件垂直方向结构深度大于光学检测的镜头景深时，将会造成镜头景深范围外晶圆内部信息的遗失。

如图1，光学检测以镜头取得镜头景深范围内半导体元件内部信息。又如图1所示，其中含有一光学镜头101，具有一景深范围102，其景深范围长度为d1；一半导体元件110，具有一深度h1，以及另一半导体元件120，具有一深度h2；其中，d1、h1以及h2的关系为：d1大于等于h1、d1小于h2。当光学镜头101，对一半导体元件110，进行扫描，因其光学镜头景深范围长度d1，大于等于h1，半导体元件110，垂直方向于d1范围内的内部信息皆可被取得；当光学镜头101，对一半导体元件120，进行扫描，因其光学镜头景深范围长度d1小于h2，半导体元件120，垂直方向于d1范围内的内部信息将被取得，而光学镜头景深范围长度d1以外的信息将于该次扫描中遗失。

发明内容

本文描述用于半导体元件内的三维信息检测方法。

有鉴于在现有技术中，检测表面不可见的半导体元件内部信息，主要是以单次扫描的方式对半导体元件进行扫描，又因于自动检测中所取得的影像需具备清晰的参考点影像，一般而言，会将镜头景深范围涵盖受测半导体元件表面位置，以取得半导体元件表面的参考点影像位置。然而，仅依据单次扫描所获得的影像，因其是将镜头景深范围内的半导体元件内部垂直方向信息以投影方式压缩为二维影像，在半导体元件垂直方向结构深度大于光学检测的镜头景深时，将造成镜头景深范围外晶圆内部信息的遗失，以致进行完整精细的半导体元件内部信息检测难以实现。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体元件内部影像信息的检测方法，是以涵盖半导体元件内部完整景深范围的影像集来分辨半导体元件内部信息，此影像集是由多个影像所构成，而此多个影像是分别由不同焦平面深度所取得，所代表的不同厚度层信息经过整合处理后，进而得到半导体元件内部完整信息及其三维分布关系。

承上所述，本发明为解决传统检测技术的问题，所必要技术手段为将镜头焦平面移至半导体元件内部一厚度层，并对半导体元件内部该厚度层进行扫描，以取得该厚度层的焦平面影像；接者将镜头焦平面向下移动一景深距离，到达一新厚度层，并对半导体元件进行取像取得该新厚度层的焦平面影像；接者重复向下移动、取像直至镜头焦平面向下移动至半导体元件最底层；最后以取得上述的焦平面影像集，依据该影像集判断分析半导体元件内部信息。

由上述的必要技术手段所衍生的操作方法为，将镜头焦平面移至半导体元件内部一厚度层的步骤包含：镜头焦平面由放置半导体元件平台向上移动对焦至半导体元件表面，再依检测需求将焦平面移至半导体元件内部特定高度层。

由上述的必要技术手段所衍生的操作方法为，依据扫描影像判断分析半导体元件内部信息的步骤包含：判断影像内信息分类，并结合上述移至半导体元件内部一高度层的步骤得出的特定高度层位置信息，得出半导体元件内部特定信息与三维位置的关系。

其中，上述半导体元件内部信息包含，半导体元件表面不可见的分层堆栈电路，以及半导体元件基板内部的表面不可见瑕疵。

附图说明