光学系统中的焦点和其他特征的测量的制作方法_3

文档序号:9382970阅读:来源:国知局
片堆叠48的平台,或耦接至保持装置的托盘。在一些实施方案中,传感器和装置两者可相对于彼此移动。例如,在一些情况下,晶片堆叠48仅在X方向上移动,并且传感器22仅在y方向上移动。在一些情况下,也有可能发射在z方向上的移动。例如,为了匹配传感器和受测试的装置的焦点,测量范围应当覆盖焦点。因此,根据特定布置,共焦传感器22可通过移动共焦传感器、通过移动装置或者通过移动传感器和装置两者来扫描一或多个装置10。
[0039]在一些实施方案中,代替确定光学系统的焦点的共焦传感器,可使用共焦显微镜。正如在共焦传感器的情况下,光学系统(例如,透镜12A、12B)的焦点可通过以下方式确定:导引来自共焦显微镜的光穿过光学系统,将光通过光学系统而反射回,并且基于由共焦显微镜感测到的光来确定光学系统的焦点匹配共焦显微镜的焦点时所在位置。
[0040]另外,共焦显微镜可以已知的方式用作表面轮廓仪,以确定离参考表面(例如,装置10的最靠近传感器22的物理平面)的距离。此外,在一些实施方案中,两种类型的测量(即,用来确定光学系统的焦点的光学传感技术和用来确定距参考表面的距离的距离传感技术)可在不沿X轴或y轴水平移动共焦显微镜的情况下执行。因此,在一些情况下,共焦显微镜可从单个位置获得对给定光学系统的两种类型的测量。
[0041]正如共焦传感器那样,共焦显微镜可在晶片级制造工艺期间用来扫描光学系统的整个阵列。扫描可通过相对于光学系统移动共焦显微镜或通过相对于共焦显微镜移动光学系统来执行。在光学系统已彼此分离后,共焦显微镜可用来在光学系统上执行测量。计算系统可使用所测量的值来计算每个装置的对应FFL值。
[0042]在其他实施方案中,白光干涉仪可用来确定光学系统(例如,透镜12A、12B)的焦点。在此同样如此,光学系统的焦点可通过将光学系统的焦点与白光干涉仪的焦点进行匹配来确定。白光干涉仪还可用来同时执行光学传感技术和距离传感技术。
[0043]除了共焦传感器、共焦显微镜和白光干涉仪之外,可用于焦点检测的另一类型的传感器系统为包括作为传感器系统的中继光学器件的部分或作为所述中继光学器件的补充的散光部件(例如,散光透镜)的传感器系统。图10中例示了这种传感器系统58的实例,图中示出呈准直光61形式的背面照明正被提供至受测试的光学系统63中。在所例示的实例中,光学系统63包括单个透镜;然而,在其他实施方案中,光学系统可包括另外的透镜或其他光学元件。用于背面照明的光源可例如为LED或激光。包括散光部件的中继光学器件64将入射光聚焦至半导体光传感器(例如,CMOS传感器)66上。在一些情况下,准直背光可用于共焦传感器中。在此类情况下,反射表面可用准直背光替代,并且共焦传感器的光源可被关闭。然而,这种类型的布置将失去它的“共焦”行为,这是因为仅使用了传感器部分。
[0044]如果受测试的透镜63的焦点匹配中继光学器件64的焦点,那么焦点将基本完全聚焦至传感器上,并且基本将被检测为圆圈(参见图1lA中的‘A’)。在一些情况下,在传感器上显现的图像可具有圆形但模糊的形状,几乎没有或没有椭圆度。另一方面,如果沿光轴(SP,图10中的z轴)的两个焦点之间存在失配,那么传感器66上的图像将呈现椭圆形,其中椭圆形的主轴方向是取决于失配的前缀(prefix)(参见图1lB中的‘BI’和‘B2’)。如果存在失配,那么在一些实施方案中,中继光学器件64(或整个传感器系统)沿z轴移动,直到两个焦点基本匹配(即,直到由传感器66检测到的图像呈现基本上圆形的)。或者,在使中继光学器件64沿z轴移动到数个预先确定位置的情况下执行扫描,并且识别存在最佳匹配的位置(即,产生具有最小量的椭圆度的检测图像的位置)。这个位置将对应于传感器系统的焦点和光学系统的焦点匹配或密切匹配的情况。在一些情况下,可通过拟合测量曲线来获得较高的准确度,从而支持找出最佳匹配。传感器系统控制器70可存储中继光学器件64的位置与传感器系统的焦点的位置之间的相关性。然后,可自动地确定(例如,通过计算装置,如个人计算机72)受测试的透镜63的焦点的位置,因为所述位置匹配传感器系统的焦点的位置。
[0045]在一些实施方案中,代替调整中继光学器件64的位置直到光学系统的焦点匹配传感器系统的焦点,可以替代方式使用图10的传感器系统来确定光学系统(例如,透镜63)的焦点。如上所述,由传感器66检测到的图像的椭圆度(如果存在的话)指示传感器系统和光学系统的焦点匹配或失配程度。当焦点之间存在失配时,椭圆形的主轴是取决于在z方向上(即,沿光轴)的失配的前缀。计算装置72可在存储器中存储与以下各项相关的信息:由传感器66检测到的图像的椭圆度以及传感器系统的焦点与光学系统的焦点之间的距离。因此,光学系统63的焦点可基于由传感器66进行的单个测量来确定。这种技术的一个优点是不必沿z轴(即,光轴)进行扫描。另一方面,如上所述沿z轴进行扫描可产生对光学系统的焦点的位置的更准确的确定。
[0046]在图10的实施方案中,使背面照明以使得光源位于光学系统63 —侧,并且传感器系统(包括传感器66和中继光学器件64)位于光学系统的相对侧上。在其他实施方案中,如图12所示,光源73和中继光学器件64可位于光学系统63的同一侧,并且镜面或其他反射表面74可放置在光学系统63后方。在那种情况下,分束器76可提供来分离入射光束77和反射光束78。
[0047]如图13所示,距离传感器80可提供在公共平台82上、邻近传感器系统58。距离传感器80可用来确定距与光学系统63相关联的参考表面84的距离。此外,在一些实施方案中,可在不沿X轴或I轴水平移动平台的情况下,相对于特定光学系统63来执行两类测量(即,用来确定光学系统的焦点的光学传感技术和用来确定距参考表面的距离的距离传感技术)。如以上所解释,两种测量可用来(例如,通过耦接至传感器的计算装置)计算距光学系统63的FFL。
[0048]图12的传感器系统还可用来进行两型测量(即,用来确定光学系统的焦点的光学传感测量和用来确定距参考表面的距离的距离传感测量)。然而,在那种情况下,可能必须将传感器系统沿X轴或I轴稍微移动,以便执行两种测量中的第二种。
[0049]同样如上所述,在一些实施方案中,代替使传感器相对于单独装置或装置阵列沿X轴或I轴移动,可相对于传感器系统来移动装置或装置阵列。因此,根据特定布置,任何前述传感器系统都可通过移动传感器系统、通过移动装置或者通过使传感器系统和装置两者相对于彼此移动来扫描一或多个受测试的装置。
[0050]其他实施方案在权利要求书的范围内。
【主权项】
1.一种识别光学系统的焦点的位置的方法,所述方法包括: 使用传感器系统来检测通过所述光学系统的光;以及 基于所述传感器系统的焦点的位置确定所述光学系统的焦点的位置,所述传感器系统的所述焦点的所述位置基本匹配所述光学系统的
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