半導體元件內部影像信息檢測方法技術

一種用于半導體元件內部影像信息的檢測方法，應用于一半導體元件，該半導體元件包含一垂直堆棧結構，其內部信息無法以單次掃描完整取得。內部信息檢測方法首先是將鏡頭對焦于半導體元件表面清晰的焦平面位置取像，接者將焦平面位置向下移動一景深距離取像，重復動作至半導體元件底層，最后依據取得的多個影像判斷半導體元件內部信息。斷半導體元件內部信息。斷半導體元件內部信息。

【技術實現步驟摘要】
半導體元件內部影像信息檢測方法


[0001]本專利技術涉及一種半導體元件內部影像信息檢測方法，特別是有關一種具有多層次厚度影像信息的半導體元件內部檢測。

技術介紹

[0002]在美國專利公開號US20080037859A1中，描述一晶圓檢測技術，利用紅外線將一鏡頭景深范圍內的晶圓表面下瑕疵投影為二維平面影像取得晶圓內部信息。
[0003]然而，隨著半導體元件尺寸持續縮小，對光學檢測的分辨率性能要求日益增加，但提升分辨率的同時也因光學物理限制造成景深范圍的損失，亦即無法同時達成高分辨率以及足夠的景深，而當半導體元件垂直方向結構深度大于光學檢測的鏡頭景深時，將會造成鏡頭景深范圍外晶圓內部信息的遺失。
[0004]如圖1，光學檢測以鏡頭取得鏡頭景深范圍內半導體元件內部信息。又如圖1所示，其中含有一光學鏡頭101，具有一景深范圍102，其景深范圍長度為d1；一半導體元件110，具有一深度h1，以及另一半導體元件120，具有一深度h2；其中，d1、h1以及h2的關系為：d1大于等于h1、d1小于h2。當光學鏡頭101，對一半導體元件110，進行掃描，因其光學鏡頭景深范圍長度d1，大于等于h1，半導體元件110，垂直方向于d1范圍內的內部信息皆可被取得；當光學鏡頭101，對一半導體元件120，進行掃描，因其光學鏡頭景深范圍長度d1小于h2，半導體元件120，垂直方向于d1范圍內的內部信息將被取得，而光學鏡頭景深范圍長度d1以外的信息將于該次掃描中遺失。

技術實現思路

[0005]本文描述用于半導體元件內的三維信息檢測方法。
[0006]有鑒于在現有技術中，檢測表面不可見的半導體元件內部信息，主要是以單次掃描的方式對半導體元件進行掃描，又因于自動檢測中所取得的影像需具備清晰的參考點影像，一般而言，會將鏡頭景深范圍涵蓋受測半導體元件表面位置，以取得半導體元件表面的參考點影像位置。然而，僅依據單次掃描所獲得的影像，因其是將鏡頭景深范圍內的半導體元件內部垂直方向信息以投影方式壓縮為二維影像，在半導體元件垂直方向結構深度大于光學檢測的鏡頭景深時，將造成鏡頭景深范圍外晶圓內部信息的遺失，以致進行完整精細的半導體元件內部信息檢測難以實現。
[0007]為解決上述問題，本專利技術提供一種半導體元件內部影像信息的檢測方法，是以涵蓋半導體元件內部完整景深范圍的影像集來分辨半導體元件內部信息，此影像集是由多個影像所構成，而此多個影像是分別由不同焦平面深度所取得，所代表的不同厚度層信息經過整合處理后，進而得到半導體元件內部完整信息及其三維分布關系。
[0008]承上所述，本專利技術為解決傳統檢測技術的問題，所必要技術手段為將鏡頭焦平面移至半導體元件內部一厚度層，并對半導體元件內部該厚度層進行掃描，以取得該厚度層的焦平面影像；接者將鏡頭焦平面向下移動一景深距離，到達一新厚度層，并對半導體元件
進行取像取得該新厚度層的焦平面影像；接者重復向下移動、取像直至鏡頭焦平面向下移動至半導體元件最底層；最后以取得上述的焦平面影像集，依據該影像集判斷分析半導體元件內部信息。
[0009]由上述的必要技術手段所衍生的操作方法為，將鏡頭焦平面移至半導體元件內部一厚度層的步驟包含：鏡頭焦平面由放置半導體元件平臺向上移動對焦至半導體元件表面，再依檢測需求將焦平面移至半導體元件內部特定高度層。
[0010]由上述的必要技術手段所衍生的操作方法為，依據掃描影像判斷分析半導體元件內部信息的步驟包含：判斷影像內信息分類，并結合上述移至半導體元件內部一高度層的步驟得出的特定高度層位置信息，得出半導體元件內部特定信息與三維位置的關系。
[0011]其中，上述半導體元件內部信息包含，半導體元件表面不可見的分層堆棧電路，以及半導體元件基板內部的表面不可見瑕疵。
附圖說明
[0012]圖1顯示一半導體元件垂直深度與鏡頭景深關系示意圖；
[0013]圖2為一實施例的系統示意圖；
[0014]圖3為一半導體元件三維立體模型；
[0015]圖4為一種用于半導體元件的三維信息檢測方法的一項實施例的一簡化剖面信息示意圖；
[0016]圖5為本專利技術半導體元件的內部信息檢測方法的步驟流程。
[0017]附圖標記說明：101-光學鏡頭；102-景深范圍；110-半導體元件；120-半導體元件；d1-景深范圍長度；h1-半導體元件深度；h2-半導體元件深度；200-系統方塊圖；201-半導體元件；202-承盤；203-成像光學系統；204-鏡頭；205-邏輯計算單元；206-光源總成；300-三維立體模型；301-半導體元件基板；302-檢測鏡頭；310-基板上分層電路；320-半導體元件基板上層瑕疵；330-表面不可見的半導體元件基板內部瑕疵；340-表面不可見的半導體元件基板底部瑕疵；400-半導體元件的三維信息檢測方法的一項實施例的一簡化剖面信息示意圖；401-景深涵蓋范圍；402-景深涵蓋范圍；403-景深涵蓋范圍；410-基板上分層電路剖面；420-表面不可見的半導體元件基板上層瑕疵剖面；430-表面不可見的半導體元件基板內部瑕疵剖面；440-表面不可見的半導體元件基板底部瑕疵剖面；h2-半導體元件垂直方向高度；d3-景深范圍長度；z1-焦平面中心位置；z2-焦平面中心位置；z3-焦平面中心位置；S110-步驟；S120-步驟；S130-步驟；S140-步驟；S150-步驟。
具體實施方式
[0018]本文中描述用于分析一具垂直堆棧結構的半導體元件內部影像信息的檢測裝置及方法。
[0019]在本實施例中，多個半導體元件是由一晶圓經半導體制程所形成的多個晶粒，其中構成上述晶圓的基板是由砷化鎵所組成。
[0020]本專利技術的半導體元件內部影像信息檢測裝置，請參閱圖2是一實施例的系統200示意圖，其中包含一承盤202、一成像光學系統203、一光源總成206、一鏡頭204以及一邏輯計算單元205。其中，承盤202用以承載多個半導體元件201，以及成像光學系統203設置于距離
承盤202一工作距離并連接邏輯計算單元205，鏡頭204設置于光學系統203及承盤202之間，且光源總成206鄰設于鏡頭204，并用以發射至少一線光束至半導體元件201表面。圖2為一實施例的系統200示意圖。系統200包含執行檢測時用以固持一待檢測半導體元件201的承盤202。其中檢測半導體元件201如圖3所述半導體元件三維立體模型300，為一垂直堆棧結構。
[0021]系統200包含一成像光學系統203，其中成像光學系統203包含具有一景深范圍的鏡頭204，用以取得該景深范圍內焦平面的影像，其中，前述鏡頭204可為暗視野鏡頭、相位差鏡頭、偏光鏡頭或為明視野鏡頭。。
[0022]成像光學系統203包含可移動鏡頭204焦平面的機構。在一實施例中，前述的機構可為一垂直運動軸，藉由移動成像光學系統203的垂直位置，達到移動鏡頭204焦平面的目的，其中該對焦系統除可為機械線性移動機構，移動成像光本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種半導體元件內部影像信息的檢測方法，用以得到半導體元件內部信息的三維分布關系，其特征在于，包含下列步驟：(A)將鏡頭焦平面移動對焦至半導體元件表面，再依檢測需求將焦平面移至半導體元件內部特定高度層，并對半導體元件內部該高度層進行掃描；(B)依據該影像判斷分析半導體元件內部信息；(C)綜合該影像高度層位置與上述內部信息，得到半導體元件內部信息的三維分布關系。2.如權利要求1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏汝超，孫泰炎，羅仁昱，陳東林，
申請(專利權)人：超能高新材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：