一种光学检测系统的制作方法

本申请涉及光学检测，具体涉及一种光学检测系统。

背景技术：

1、随着大规模集成电路中芯片尺寸的不断缩小，与制造工艺相匹配的半导体表面检测的最小检测尺寸也在不断的缩小，由此带来了检测难度增加的情况。

2、在诸如晶圆的半导体检测系统中，通常采用灵敏度较高的tdi相机配合扫描位移台来实现晶圆表面图像的快速采集，进而对比不同die(即指裸片、晶圆体，是硅片中很小的单位，包括了设计完整的单个芯片以及芯片邻近水平和垂直方向上的部分划片槽区域)间图像的灰度差异来实现对表面缺陷的检出。然而，在对晶圆的扫描过程中存在很多不稳定的因素，如位移台本身结构的轻微弯曲、温度变化导致的结构形变等因素，都会导致被测的晶圆相对tdi相机的靶面在垂直扫描方向上的相对位移，这会导致用于检测的die图像之间的相对位移。

3、显而易见，对于采用图像灰度差值检出缺陷的检测方法而言，当用于差分的图像在晶圆结构上存在相对位移时，会导致一些成像误差，从而造成检出缺陷的灵敏度下降，甚至造成误检等严重后果。为了修正补偿这部分误差来提高光学检测的灵敏度，最常见方法的是图像后处理技术，即在进行差分计算前将两个图像进行对准，然而基于图像后处理技术的对准方式在亚像素对位的过程中，往往会引入部分误差，这就导致缺陷检出的信噪比相较无相对位移的结果会下降，从而无法达到预期效果。

技术实现思路

1、本申请主要解决的技术问题是：如何物理修正半导体位移台的结构形变导致的成像误差。

2、为解决上述技术问题，本申请提出一种光学检测系统，包括：位移台，用于承载待测件；光源，用于向所述位移台上承载的待测件投射照明光；所述照明光用于投射到所述待测件的表面后产生第一反射光；显微物镜，用于按照一定的光学放大倍率调整第一反射光，并出射第一检测光；光电探测器，用于沿预设的扫描方向探测第一检测光并产生对应的探测图像；偏转机构，用于调节所述显微物镜的偏转角度，所述显微物镜的偏转形成的虚拟面的法线方向与所述预设的扫描方向保持一致或者平行。

3、所述偏转机构包括转动盘和支架；所述显微物镜设于所述转动盘上；所述转动盘连接在所述支架上，用于在所述支架上转动，并在转动过程中带动所述显微物镜产生预设的偏转角度；所述显微物镜产生的偏转角度与第一检测光的被改变的出射角度有关。

4、所述的光学检测系统包括多个所述显微物镜，且多个所述显微物镜的光学放大倍率各不相同；多个所述显微物镜分别设于所述转动盘上；所述转动盘还用于通过自身的转动将任一个所述显微物镜切换到第一反射光的传输光路上。

5、所述偏转机构还包括第一驱动部件；所述第一驱动部件与所述转动盘连接，用于驱动所述转动盘在所述支架上转动。

6、所述的光学检测系统还包括反射镜；多个所述显微物镜的出射口均正对于所述反射镜；所述反射镜用于对每个所述显微物镜的出射口出射的第一检测光进行反射，通过改变第一检测光的传输方向以产生第二反射光，并将第二反射光投射到预设的探测位；所述光电探测器设于所述探测位，且在所述探测位上沿预设的扫描方向探测第二反射光。

7、所述的光学检测系统还包括成像管镜；所述成像管镜设于所述第二反射光的传输光路上，用于对第二反射光进行光学调整，并将光学调整后的第二反射光传输至所述光电探测器。

8、所述的光学检测系统还包括分光镜；所述分光镜设于所述第二反射光的传输光路上，且斜对于所述光源；所述分光镜用于将所述光源产生的照明光分出一部分并反射至所述反射镜，反射至所述反射镜的照明光被再次反射后进入所述显微物镜，并经过所述显微物镜后投射到所述待测件的表面；所述分光镜还用于将所述反射镜产生的第二反射光分出一部分并透射至所述成像管镜。

9、所述的光学检测系统还包括照明管镜；所述照明管镜设于照明光的传输光路上，用于对照明光进行光学调整，并将调整后的照明光出射至所述分光镜。

10、所述的光学检测系统还包括第二驱动部件；所述第二驱动部件用于驱动所述位移台进行移动，通过所述位移台的移动改变所述待测件的表面在照明光下的被投射位置。

11、所述的光学检测系统还包括承载部件；所述承载部件设于所述位移台上，用于对所述待测件进行固定，以防止所述待测件跟随所述位移台的移动过程中发生脱落。

12、本申请的有益效果是：

13、依据上述实施例的一种光学检测系统，主要包括位移台、光源、显微物镜、光电探测器和偏转机构，其中的偏转机构用于调节显微物镜的偏转角度，显微物镜的偏转角度用于改变检测光的出射角度，通过修正检测光使探测图像对准于标准图像。技术方案利用偏转机构对显微物镜的偏转角度进行调节，如此能够对探测图像进行位移补偿，利于通过物理修正的手段解决探测图像相对位移的问题。技术方案由于从物理光学方面进行了图像特征的位置偏移补偿，可实现同一图像特征的准确对准，从而消除位移台结构形变的影响，利于提高系统对待测件表面异常区域检出的灵敏度。

技术特征：

1.一种光学检测系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的光学检测系统，其特征在于，所述偏转机构包括转动盘和支架；

3.如权利要求2所述的光学检测系统，其特征在于，包括多个所述显微物镜，且多个所述显微物镜的光学放大倍率各不相同；

4.如权利要求2或3所述的光学检测系统，其特征在于，所述偏转机构还包括第一驱动部件；

5.如权利要求3所述的光学检测系统，其特征在于，还包括反射镜；

6.如权利要求5所述的光学检测系统，其特征在于，还包括成像管镜；

7.如权利要求6所述的光学检测系统，其特征在于，还包括分光镜；

8.如权利要求7所述的光学检测系统，其特征在于，还包括照明管镜；

9.如权利要求1所述的光学检测系统，其特征在于，还包括第二驱动部件；

10.如权利要求9所述的光学检测系统，其特征在于，还包括承载部件；

技术总结
本申请涉及一种光学检测系统，主要包括位移台、光源、显微物镜、光电探测器和偏转机构，其中的偏转机构用于调节显微物镜的偏转角度，显微物镜的偏转角度用于改变检测光的出射角度，通过修正检测光使探测图像对准于标准图像。技术方案利用偏转机构对显微物镜的偏转角度进行调节，如此能够对探测图像进行位移补偿，利于通过物理修正的手段解决探测图像相对位移的问题。技术方案由于从物理光学方面进行了图像特征的位置偏移补偿，可实现同一图像特征的准确对准，从而消除位移台结构形变的影响，利于提高系统对待测体表面异常区域检出的灵敏度。

技术研发人员：胡诗铭,张鹏斌,陈鲁,张嵩
受保护的技术使用者：深圳中科飞测科技股份有限公司
技术研发日：20220517
技术公布日：2024/1/12