【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体缺陷检测，特别涉及一种半导体缺陷检测系统及方法。
技术介绍
1、半导体器件广泛应用于通信系统、集成电路、光伏发电、照明等领域，半导体材料的缺陷直接影响到半导体器件的性能。所以对半导体缺陷的检测显得尤为重要，光致发光是常应用于半导体缺陷检测的一种检测方法，具有无损、高灵敏度等特点。
2、在传统半导体缺陷检测系统中大多数都是采用单色光对半导体进行光致发光由光谱仪收集荧光光谱进而获取半导体缺陷相关信息。而若要获取缺陷在半导体二维空间上的分布还需要结合机械扫描机构对半导体表面进行二维扫描，因此传统的半导体检测系统对系统环境的稳定性要求很高。其二维空间分辨率取决于机械扫描的精度，精度越高获取荧光二维多光谱图像的耗时越长。如果想要获得不同深度上的缺陷信息则需要使用单色仪对激发光源波长进行选择，但单色仪需要电机驱动光栅，对系统稳定性要求也较高，其狭缝散射对光学分辨率影响较大。若采用更换激发光源或者添加滤光片的方式，其选取的激发波段有限，且流程较为繁琐。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术提出一种基于液晶可调谐滤波器多光谱成像技术的半导体缺陷检测系统及方法。通过调节多级液晶可调谐滤波器(lctf)中多个液晶阵列单元上的驱动电压滤波实现单色光输出。将荧光通过多级lctf进行滤波由面阵ccd接收可直接获取不同波长上二维光谱图像，其空间分辨率仅取决于液晶阵列单元的大小和对应面阵ccd像素的大小。由宽光谱白光光源与多级lctf相结合形成连续可调谐光源可以选择输出不同
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种液晶可调谐滤波器多光谱成像的半导体缺陷检测系统，包括：连续可调谐光源单元、空间滤波单元、匀光调光自适应单元、光谱图像检测单元、计算机读取控制单元；
4、所述连续可调谐光源单元：包括白光光源1、与其同轴设置的多级第一液晶可调谐滤光器lctf2，所述白光光源1发出白光经过所述多级第一液晶可调谐滤光器lctf2滤波后输出单色光；
5、所述空间滤波单元：包括与白光光源1、多级第一液晶可调谐滤光器lctf2同轴设置的第一透镜3、针孔光阑4和第二透镜5，所述第一透镜3与第二透镜5构成4f光学系统，针孔光阑4位于所述4f光学系统的共焦面处，所述单色光经过所述空间滤波单元进行空间滤波并扩束；
6、所述匀光调光自适应单元：包括与白光光源1、多级第一液晶可调谐滤光器lctf2同轴设置的偏振片6、液晶阵列7、可调光阑8、第一分束镜9和第一面阵ccd10；所述空间滤波后扩束的单色光通过所述偏振片6得到确定方向的线偏振光，所述线偏振光通过暂未施加驱动电压的所述液晶阵列7、及可调光阑8，再透过所述第一分束镜9，由所述第一面阵ccd10得到所述线偏振光的二维光强分布；由计算机读取控制单元17读取所述第一面阵ccd10上的光强分布，按所需光强标准判断所述线偏振光光强分布是否均匀，若不均匀由所述计算机读取控制单元17对所述第一面阵ccd10上的像素相应空间位置对应的液晶阵列单元施加驱动电压，通过驱动电压改变液晶阵列7上多个阵列单元的长轴方向，实现对相应空间位置上的光束光强的调节；所述液晶阵列单元与所述第一面阵ccd10像素一一对应；由光谱检测单元中的第三面阵ccd16检测样品尺寸；所述可调光阑8根据样品尺寸对整个匀光后的单色光光束大小进行调节后由所述第一分束镜9反射输出到光谱检测单元；
7、所述光谱图像检测单元：包括第二分束镜11、样品架13、样品架13上的样品12、多级第二液晶可调谐滤光器lctf14、第二面阵ccd15和第三面阵ccd16；第二分束镜11与第一分束镜9的平行反射光同轴设置，第二分束镜11的样品12、样品架13、第三面阵ccd16同轴设置于第二分束镜11的透射光下方，多级第二液晶可调谐滤光器lctf14、第二面阵ccd15同轴设置且其轴线与所述第二分束镜11的透射光方向垂直；
8、第一分束镜9反射的均匀单色光透过所述第二分束镜11，作为激发光对所述样品架上的样品进行光致发光，所述样品产生的荧光和被样品反射的激发光被所述第二分束镜11反射到所述多级第二液晶可调谐滤光器lctf14，通过电压驱动调谐多级第二液晶可调谐滤光器lctf14将样品反射的激发光滤除，并调谐所述多级第二液晶可调谐滤光器lctf14将荧光滤出不同波长并由第二面阵ccd15获取二维荧光光谱图像；通过电压驱动调谐多级第一液晶可调谐滤光器lctf2输出不同波长的单色光，不同波长单色光作为激发光对样品进行光致发光所得到的二维荧光光谱图像能获取不同深度的半导体缺陷信息；由所述第三面阵ccd16接收来自第二分束镜11的并透过样品12的不同波长的激发光得到二维吸收光谱图像获取半导体缺陷相关信息；
9、所述计算机读取控制单元17：与多级第一液晶可调谐滤光器lctf2、液晶阵列7、可调光阑8、第一面阵ccd10、多级第二液晶可调谐滤光器lctf14、第二面阵ccd15和第三面阵ccd16电性连接，读取所述第一面阵ccd10、第二面阵ccd15、第三面阵ccd16的二维图像信息，接收并分析所述二维图像信息，再对多级第一液晶可调谐滤光器lctf2、多级第二液晶可调谐滤光器lctf14、偏振片6、液晶阵列7和可调光阑8实现电压驱动控制。
10、作为优选方式，白光光源1为氙灯。
11、作为优选方式，多级第一液晶可调谐滤光器lctf2、和/或多级第二液晶可调谐滤光器lctf14为6级以上的单级可调谐滤波器组成。
12、作为优选方式，多级第一液晶可调谐滤光器lctf2、和/或多级第二液晶可调谐滤光器lctf14为6级以上的单级lyot型液晶可调谐滤波器组成。
13、本专利技术的第二个目的是提供一种所述系统进行半导体缺陷检测的方法，其为：
14、所述白光光源1发出白光经过所述多级第一液晶可调谐滤光器lctf2滤波后输出单色光；所述单色光经过所述空间滤波单元进行空间滤波并扩束；
15、所述空间滤波后扩束的单色光通过所述偏振片6得到确定方向的线偏振光，所述线偏振光通过暂未施加驱动电压的所述液晶阵列7、及可调光阑8，再透过所述第一分束镜9，由所述第一面阵ccd10得到所述线偏振光的二维光强分布；由计算机读取控制单元17读取所述第一面阵ccd10上的光强分布，按所需光强标准判断所述线偏振光光强分布是否均匀，若不均匀由所述计算机读取控制单元17对所述第一面阵ccd10上的像素相应空间位置对应的液晶阵列单元施加驱动电压，通过驱动电压改变液晶阵列7上多个阵列单元的长轴方向，实现对相应空间位置上的光束光强的调节；所述液晶阵列单元与所述第一面阵ccd10像素一一对应；由光谱检测单元中的第三面阵ccd16检测样品尺寸；所述可调光阑8根据样品尺寸对整个匀光后的单色光光束大小进行调节后由所述第一分束镜9反射输出到光谱检测单元；
16、第一分束镜9反射的均匀单色光透过所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种液晶可调谐滤波器多光谱成像的半导体缺陷检测系统，其特征在于包括：连续可调谐光源单元、空间滤波单元、匀光调光自适应单元、光谱图像检测单元、计算机读取控制单元；
2.根据权利要求1所述的一种液晶可调谐滤波器多光谱成像的半导体缺陷检测系统，其特征在于：白光光源(1)为氙灯。
3.根据权利要求1所述的一种液晶可调谐滤波器多光谱成像的半导体缺陷检测系统，其特征在于：多级第一液晶可调谐滤光器LCTF(2)、和/或多级第二液晶可调谐滤光器LCTF(14)为6级以上的单级可调谐滤波器组成。
4.根据权利要求1所述的一种液晶可调谐滤波器多光谱成像的半导体缺陷检测系统，其特征在于：多级第一液晶可调谐滤光器LCTF(2)、和/或多级第二液晶可调谐滤光器LCTF(14)为6级以上的单级Lyot型液晶可调谐滤波器组成。
5.根据权利要求1至4任意一项所述系统进行半导体缺陷检测的方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种液晶可调谐滤波器多光谱成像的半导体缺陷检测系统，其特征在于包括：连续可调谐光源单元、空间滤波单元、匀光调光自适应单元、光谱图像检测单元、计算机读取控制单元；
2.根据权利要求1所述的一种液晶可调谐滤波器多光谱成像的半导体缺陷检测系统，其特征在于：白光光源(1)为氙灯。
3.根据权利要求1所述的一种液晶可调谐滤波器多光谱成像的半导体缺陷检测系统，其特征在于：多级第一液晶可调谐滤光器lc...
【专利技术属性】
技术研发人员：高椿明，杨上洁，宋群粱，王艳，钟源鑫，何亚东，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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