[发明专利]一种半导体晶片无损探伤装置及方法

权利要求书

1.一种半导体晶片无损探伤方法，采用半导体晶片无损探伤装置执行，其特征在于，所述半导体晶片无损探伤装置包括，

所述半导体晶片包括多个扫描区域，所述半导体晶片无损探伤装置包括：激光出射模块、探测光出射模块、光电探测模块、合束模块、光扫描模块及可移动样品台；

所述激光出射模块用于提供入射激光光束；

所述探测光出射模块用于提供入射探测光束；

所述入射激光光束和所述入射探测光束均依次经所述合束模块和所述光扫描模块后，投射至所述半导体晶片，所述入射激光光束激发所述半导体晶片产生光声信号，所述入射探测光束经所述半导体晶片反射后携带所述光声信号生成光声探测光束；

其中，同一时间段出射的所述入射激光光束和所述入射探测光束依次经所述合束模块和所述光扫描模块后，投射至所述半导体晶片的同一位置处；

所述光扫描模块用于改变所述入射激光光束和所述入射探测光束在所述半导体晶片上的投射位置，以使所述入射激光光束和所述入射探测光束依次投射至所述半导体晶片中同一所述扫描区域内的各个位置；

所述可移动样品台用于承载和固定所述半导体晶片，并带动所述半导体晶片进行运动，以改变所述入射激光光束和所述入射探测光束投射至所述半导体晶片的位置所在的所述扫描区域；

所述光电探测模块用于接收依次经所述半导体晶片和所述光扫描模块返回的所述光声探测光束，并根据所述光声探测光束生成所述半导体晶片的探测结果；所述扫描区域的范围D满足：50μm*50μm≤D≤400μm*400μm；

所述半导体晶片的面积S满足：S≥400μm*400μm；

所述半导体晶片无损探伤方法包括：

控制所述可移动样品台上的所述半导体晶片运动至预设位置，以及控制所述光扫描模块处于预设角度；

配置所述激光出射模块提供入射激发光束，以及配置所述探测光出射模块提供入射探测光束，以使入射激光光束和所述入射探测光束均依次经所述合束模块和所述光扫描模块后，投射至所述半导体晶片的一所述扫描区域的预设位置，所述入射激光光束激发所述半导体晶片产生光声信号，所述入射探测光束经所述半导体晶片反射后携带所述光声信号并生成光声探测光束，由所述光电探测模块接收后生成与所述半导体晶片的所述扫描区域的预设位置对应的探测结果；

控制所述光扫描模块旋转第一预设角，并返回执行配置所述激光出射模块提供入射激发光束，以及配置所述探测光出射模块提供入射探测光束的步骤，以改变所述入射激光光束和所述入射探测光束投射至所述半导体晶片的位置，直至所述光电探测模块接收到与所述半导体晶片的同一所述扫描区域的各个位置对应的光声探测光束；

获取所述可移动样品台的当前位置坐标、当前所述入射激光光束和所述入射探测光束在所述半导体晶片的投射位置所属的所述扫描区域的区域面积、以及所述可移动样品台的位置坐标的坐标系相对于所述光扫描模块坐标系的旋转角；

根据所述可移动样品台的当前位置坐标、所述旋转角以及当前所述入射激光光束和所述入射探测光束在所述半导体晶片的投射位置所属的所述扫描区域的区域面积，确定所述可移动样品台移动至下一预设位置的位置坐标，以控制所述可移动样品台移动至下一预设位置；

其中，假设可移动样品台的预设位置为(x，y)，可移动样品台下一个预设位置为(x1，y1)；考虑到光扫描模块在半导体晶片上投射的扫描区域的坐标系与可移动样品台的坐标系难以完全重合，即光扫描模块和可移动样品台的坐标系难以完全重合，由下面公式精确地计算得到可移动样品台下一个预设位置为(x1，y1)；

x1＝x+Dcosθ；

y1＝y-Dcosθ；

其中，公式中x和y为可移动平移台的当前位置坐标，x1和y1为可移动样品台的下一个预设位置的位置坐标，θ为可移动样品台的位置坐标的坐标系相对于光扫描模块坐标系的旋转角，D为当前入射激光光束和入射探测光束在半导体晶片的投射位置所属的扫描区域的区域面积；

控制所述可移动样品台带动所述半导体晶片运动至下一预设位置，并返回执行配置所述激光出射模块提供入射激发光束，以及配置所述探测光出射模块提供入射探测光束的步骤，以改变所述入射激光光束和所述入射探测光束投射至所述半导体晶片的所述扫描区域，直至所述光电探测模块接收到与所述半导体晶片的各个所述扫描区域对应的光声探测光束；

根据与各个所述扫描区域的各个位置对应的所述光声探测光束，生成所述半导体晶片的探测图像；包括：

根据所述半导体晶片的各个所述扫描区域设定重建网格，所述重建网格与所述扫描区域一一对应；

各个所述扫描区域的各个位置对应的所述光声探测光束匹配对应的所述重建网格；

对各所述重建网格内的光声探测光束求平均生成所述半导体晶片的探测图像；

其中，各个扫描区域的各个位置对应的光声探测光束包括光声探测光束的光强信号及坐标信号，依照各扫描区域的各个位置的光声探测光束的坐标信号匹配对应的重建网格；然后对各重建网格内的光声探测光束的光强信号求平均生成各个像素单元，各像素单元形成一完整、分辨率较高的半导体晶片的探测图像。