一种颗粒检测装置及方法与流程

本发明属于半导体制造领域，尤其涉及一种颗粒检测装置及方法。

背景技术

在半导体集成电路或平板显示的制备工艺中，为提高产品良率，污染控制是一个至关重要的环节。掩模版、硅片或玻璃基板等在进行曝光前，都需要进行颗粒检测。

请参阅图1，图1为一种颗粒检测装置的结构示意图，从第一发射器a发出发射发射光a经第一反射面c1上的颗粒散射，被散射的散射激光由第一透镜d1成像后进入第一探测器e1，为保证曝光质量，物料的第一反射面c1和第二反射面c2都必须检测，第二发射器b发出第二反射光b经第二反射面c2上的颗粒散射，被散射的激光由第二透镜d2成像后进入第二探测器e2。

在检测不同规格物料时，第一反射面c1和第二反射面c2无法同时处于其对应光路的最佳焦面，请参阅图2，图2为一种颗粒检测装置的工作流程图，需要将第一反射面c1和第二反射面c2的检测分为两次，先将第一反射面c1调整到最佳焦面，进行颗粒测量，再沿垂直方向调整所述物料，将第二反射面c2调整到最佳焦面，进行颗粒测量，至此完成一次测量流程。由于在所述垂直方向调整过程中，电机需要所述物料进行垂直方向的运动，增加了测量过程中的沾染颗粒的风险，同时调整到焦面这一动作需要耗时2-3s时间，影响了设备检测效率。

综上所述，现有的颗粒检测技术需要采用两个发射器对物料的两个测量面分别进行检测，降低了颗粒检测的效率，而且在移动物料的过程中可能存在玷污颗粒的风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种颗粒检测装置及方法，以解决现有技术中颗粒检测效率低下的目的，达到了提高颗粒检测的速度、简化颗粒检测装置的目的。

为了达到上述目的，本发明提供了一种颗粒检测装置及方法，用于检测物料的第一检测面和第二检测面的颗粒度，包括：用一激光发射器，用于提供入射激光；

分束镜，用于将所述入射激光进行折射和反射后生成第一激光束和第二激光束；

用于产生延时周期的光束延时器，用于将所述第二激光束进行透射后生成第三激光束，所述第三激光束的时序比所述第二激光束延后一个所述延时周期t；

第一入射镜组和第二入射镜组，所述第一入射镜组将第一激光束折射和/或反射至所述第一检测面，所述第二入射镜组将所述第三激光束折射和/或反射至所述第二检测面；

用于检测所述第一检测面反射的所述第一激光束信号的第一检测器，用于检测所述第二检测面反射的所述第三激光束信号的第二检测器。

进一步的，所述分束镜为1/2分束镜，所述第一激光束的激光强度等于所述第二激光束。

进一步的，所述激光发射器为闪烁光源，其闪烁周期为t1，所述第一检测器的第一检测周期为t2，所述第二检测器的第二检测周期t3，t1+t＞t2＞t1，t1+t＞t3＞t1。

进一步的，还包括用于所述第一检测面反射的所述第一激光束成像的第一成像镜组和用于所述第二检测面反射的所述第三激光束成像的第二成像镜组。

进一步的，还包括测距传感器，所述测距传感器测量所述第一检测面和/或第二检测面位置信息，作为所述第一成像镜组和/或所述第二成像镜组调焦参考信息。

进一步的，还包括焦距调整装置，所述焦距调整装置控制并带动所述第一成像镜组和/或所述第二成像镜组移动，调节成像光路的焦距。

进一步的，还包括变焦调整装置，所述第一成像镜组和/或所述第二成像镜组为液体透镜，所述变焦调整装置用于控制并改变所述第一成像镜组和/或所述第二成像镜组的焦距。

进一步的，所述第一检测器和/或所述第二检测器为ccd、cmos或tdi相机。

进一步的，本发明提供了一种颗粒检测的方法，包括：

s1：将被测物料放置在待检测位置，所述第一检测面位于所述第一检测器视场内，所述第二检测面位于所述第二检测器视场内；

s2：所述激光发射器打开，所述第一检测器在所述第一检测周期内检测所述第一检测面反射的所述第一激光束信号；

s3：所述第二检测器在第二检测周期内检测所述第二检测面反射的所述第二激光束信号。

进一步的，还包括s4：以步进运动的形式平移所述被测物料，重复s2至s3，扫描所述被测物料。

进一步的，s1还包括：

s11：将所述被测物料放置在待检测位置；

s12：测量所述被测物料的位置信息；

s13：调节所述第一检测面反射的所述第一激光束信号的焦距和/或第二检测面反射的所述第二激光束信号的焦距。

与现有技术相比，本发明公开的一种颗粒检测装置及方法，具有以下有益效果：

1、不需要沿着垂直方向移动被测物料，避免了在此过程中产生的玷污现象，不必对物料的检测面进行重新对焦，缩减了颗粒检测的流程，提高了颗粒检测的效率。

2、简化了结构，只需要一个激光发射器即可，减少了颗粒检测装置的成本。

附图说明

图1为一种颗粒检测装置的结构示意图；

图2为一种颗粒检测装置的工作流程图；

图3为本发明提供一种颗粒检测装置的第一实施例结构示意图；

图4为本发明提供的一种颗粒检测装置的工作时序图；

图5为本发明提供一种颗粒检测装置的第二实施例结构示意图；

图6为本发明提供的一种颗粒检测方法的流程图。

其中，a-第一发射器，a-发射光，b-第二发射器，b-第二发射光，c1-第一反射面，c2-第二反射面，d1-第一透镜，d2-第二透镜，e1-第一探测器，e2-第二探测器，10-激光发射器，100-入射激光，20-分束镜，201-第一激光束，201a-第一检测激光，202-第二激光束，22-光束延时器，21-第一反射镜，211-第三激光束，211a-第二检测激光，30-第二反射镜，31第三反射镜，40-第一成像镜组，41-第二成像镜组，401-焦距调整装置，401a-变焦调整装置，50-第一检测器，51第二检测器，61-第一检测面，62-第二检测面，70-控制器，80-测距传感器。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。且下列描述所述的位置关系如“靠近……一侧”仅为以附图进行的易于理解的技术方案的说明，一切能够实现下述装置、结构及位置关系的功能形式皆属本发明保护范围。

本发明提供了一种颗粒检测装置及方法，请参阅图3，图3为本发明提供一种颗粒检测装置的第一实施例结构示意图，包括：用于提供入射激光100的激光发射器10，激光发射器10与控制器70相连接；分束镜20，用于将入射激光100折射和反射生成为第一激光束201和第二激光束202，，第一激光束201照射第一检测面61时生成第一检测激光201a；用于生成延时周期t的光束延时器22，第二激光束202经过光束延时器22透射后变为第三激光束211，第三激光束211的时序比第二激光束202延后一个延时周期t；，第三激光束211照射第二检测面62时生成第二检测激光211a；用于检测第一检测激光201a的第一检测器50，第一检测器50设置于靠近第一检测面61的一侧，第一检测器50与控制器70相连接；用于检测第二检测激光211a的第二检测器51，第二检测器51设置于靠近第二检测面62的一侧，第二检测器51与控制器70相连接。采用此设计，只需要一台激光发射器10发射入射激光100通过分束镜20变为第一激光束201和第二激光束202，减少了成本投入，在一个检测行程中即可完成物料第一检测面61和第二检测面62检测，无需在垂直方向移动所述物料，重新对所述物料对焦，避免了所述物料被玷污，第二激光束202通过光束延时器20其时序得到延后，进而第一检测激光201a和第二检测激光211a的时序有相位差，保障了第一检测器50检测第一检测面61和第二检测器51检测第二检测面62的精确性。

优选地，还包括第一入射镜组和第二入射镜组，第一入射镜组通过折射、反射等方式将第一激光束201转至第一检测面61，第二入射镜组通过折射、反射等方式将第三激光束211转至第二检测面51。第一入射镜组和第二入射镜组可以由透镜、反射镜或其他光学元件组成。采用此设计，更加方便地调整第一激光束201照射到第一检测面61的角度及第三激光束211照射第二检测面62的角度。

优选地，还包括测距传感器，所述测距传感器测量所述第一检测面和/或第二检测面位置信息，作为所述第一成像镜组和/或所述第二成像镜组调焦参考信息，所述测距传感器与控制器70相连接。采用此设计，为第一检测器50和第二检测器51的焦距调整至最佳焦面提供一个参考信号。

优选地，第一入射镜组具有用于反射第一激光束201的第二反射镜30，第二入射镜组包括用于反射第三激光束211的第一反射镜21和第三反射镜31，第二反射镜30设置于靠近第一检测面61的一侧，第一反射镜21和第三反射镜31设置于靠近第二检测面62的一侧。采用此设计，第二反射镜30更加方便地调整第一激光束201照射到第一检测面61的照射位置，同时第一反射镜21和第三反射镜31更加方便地调整第三激光束211照射到第二检测面62的照射位置。优选地，分束镜20为1/2分束镜20，第一激光束201的激光强度等于第二激光束202。采用此设计，当所述物料上颗粒直径大小相同时，第一检测激光201a和第二检测激光211a的激光强度相同，方便第一检测器50和第二检测器51以第一检测激光201a和第二检测激光211a的强度来反应颗粒存在情况及直径大小数据。

优选地，激光发射器10为闪烁光源，入射激光100为闪烁激光，其闪烁周期为t1，第一检测器50与第二检测器51为常闭检测器，第一检测器50的第一检测周期为t2，第二检测器51的第二检测周期为t3，t1+t＞t2＞t1，t1+t＞t3＞t1。请参阅图4，采用此设计，不仅能够保障在t2和t3内能够完成入射激光100转化为的第一检测激光201a和第二检测激光211a的接收；而且能够保障第一检测器50完成第一检测激光201a接收后第二检测激光211a照射入第二检测器51，防止第一检测激光201a会对第二检测器51产生信号干扰或者第二检测激光211a会对第一检测器50产生信号干扰。

优选地，还包括用于第一检测激光201a成像的第一成像镜组40和用于第二检测激光211a成像的第二成像镜组41，第一成像镜组40设置于第一检测器50与第一检测面61之间，第二成像镜组41设置于第二检测器51与第二检测面62之间。采用此设计，第一成像镜组40和第二成像镜组41能够聚焦第一检测激光201a和第二检测激光211a，使第一检测器50和第二检测器51接收到的第一检测激光201a和第二检测激光211a信号最优。

优选地，还包括焦距调整装置401，第一成像镜组40和第二成像镜组41通过焦距调整装置401与控制器70相连接，根据测距传感器80的参考信息，焦距调整装置401用于带动第一成像镜组40朝靠近或者远离第一检测面61的方向移动及带动第二成像镜组41朝靠近或者远离第二检测面62的方向移动。采用此设计，可以通过焦距调整装置401调整第一成像镜组40和第二成像镜组41到第一检测面61和第二检测面62的物距，使第一检测器50和第二检测器51能够达到最佳对焦。请参阅图5，或者采用改变第一成像镜组40和第二成像镜组41焦距的技术方案，具体为：第一成像镜组40和第二成像镜组41为液体透镜，还包括一变焦调整装置401a，第一成像镜组40和第二成像镜组41通过变焦调整装置401a与控制器70相连接，根据测距传感器80的参考信息，变焦调整装置401a通过改变第一成像镜组40和第二成像镜组41的输入电压进而改变第一成像镜组40和第二成像镜组41的焦距，进而使第一检测器50和第二检测器51能够达到最佳对焦。

优选地，第一检测器50和第二检测器51为ccd、cmos或tdi相机。采用此设计，具有成像质量高、快门速度快、便于自动化控制及技术应用成熟的特点。

请参阅图6，图6为本发明实施例提供的一种颗粒检测方法的流程图，优选地，本发明提供了一种颗粒检测的方法，包括：

s1：将被测物料放置在第一检测器50和第二检测器51之间，第一检测器50面向第一检测面61，第二检测器51面向第二检测面62，即使第一检测面61位于第一检测器50的视场内，第二检测面62位于第二检测器51的视场内；

s2：所述激光发射器10打开，所述第一检测器50在所述第一检测周期内检测所述第一检测面61反射的所述第一激光束201信号；

s3：所述第二检测器51在第二检测周期内检测所述第二检测面62反射的所述第二激光束信号202信号。

优选的，s1还包括：

s11：将所述被测物料放置在待检测位置；

s12：测量所述被测物料的位置信息；

s13：调节所述第一检测面61反射的所述第一激光束201信号的焦距和/或

第二检测面62反射的所述第二激光束202信号的焦距。

优选地，还包括s4：以直线步进运动的形式平移被测物料，重复s2至s3，扫描被测物料。

综上，在本发明实施例提供的一种颗粒检测装置及方法中，通过分束镜将入射激光变为第一激光束和第二激光束，将第二激光束通过光束延时器延后其时序，在一个颗粒检测行程中，第一激光束与第二激光束具有时序的相位差，进而第一检测器和第二检测器接收第一检测激光和第二检测激光也具有时序的相位差，不仅减少了激光发射器的数量同时减少了颗粒检测行程次数，提高了颗粒检测的效率，还避免了第一检测激光对第二检测器的干扰及第二检测激光对第一检测器的干扰，提高了颗粒检测的精确性，而且减少了被测物料的测量前调焦的时间，提高了检测速度。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。