用于晶圆检测的光学滤波系统以及晶圆检测设备的制作方法

本披露一般涉及半导体检测。更具体地，本披露涉及一种用于晶圆检测的光学滤波系统以及晶圆检测设备。

背景技术：

1、晶圆是半导体的基础材料，在其生产过程中容易出现破损、隐裂和划伤等各种缺陷。特别是半导体晶圆的内部晶体结构的异常还会导致后续形成的ic芯片出现不良。

2、一部分半导体芯片产品经过光刻后，在晶圆上会存在有规律的图案阵列，这些图案阵列具有一定的周期频率，因此可以通过滤波技术将这些周期频率的图案消除，达到消除背景图案且只保留破损、隐裂、划伤和脏污等没有固定频率的缺陷图案的效果，从而便于对晶圆缺陷进行检测。

3、然而，目前通常是利用处理器对获取的图像进行卷积运算和高斯滤波等算法进行滤波操作，需要耗费处理器大量的算力资源，对处理器性能要求较高。

4、有鉴于此，亟需提供一种光学滤波方案，以便降低滤波操作对处理器的要求，节省处理器算力，从而显著提高晶圆检测效率。

技术实现思路

1、为了至少解决如上所提到的一个或多个技术问题，本披露在多个方面中提出了光学滤波方案。

2、在第一方面中，本披露提供一种用于晶圆检测的光学滤波系统包括：沿光轴依次布置的第一透镜、液晶屏和第二透镜，其中液晶屏布置成位于第一透镜的后焦面和第二透镜的前焦面处，液晶屏包括液晶单元；以及控制器，用于控制液晶屏并且配置成：接收晶圆在第一透镜的后焦面上形成的傅里叶图像；根据傅里叶图像来调整液晶单元的方向，以屏蔽傅里叶图像中预设频域点的光线；向第二透镜传递经屏蔽的光线，以便通过第二透镜得到晶圆检测图像。

3、在一些实施例中，该光学滤波系统还包括：分光棱镜，其设置在第一透镜和液晶屏之间；以及像屏，其位于分光棱镜的反射方向上且位于第一透镜的后焦面；其中在根据傅里叶图像来调整液晶单元的方向，以屏蔽傅里叶图像中预设频域点的光线中，控制器配置成：将预设频域点在像屏上的第一坐标换算成其在液晶屏上的第二坐标；以及调整第二坐标处的液晶单元的方向。

4、在一些实施例中，该光学滤波系统还包括：激光发生器，其与控制器连接；其中在将第一坐标换算成第二坐标之前，控制器还配置成：控制激光发生器沿着光轴向第一透镜发射准直激光光线；以及根据准直激光光线的光斑在像屏上的坐标和准直激光光线的光斑在液晶屏上的坐标，生成像屏与液晶屏的坐标换算关系，其中坐标换算关系用于第一坐标换算成第二坐标。

5、在一些实施例中，第二透镜用于对滤波后的傅里叶图像进行傅里叶逆变换，以形成晶圆检测图像；该光学滤波系统还包括成像相机，成像相机位于第二透镜的后焦面并且配置成：接收晶圆检测图像，以用于晶圆检测。

6、在一些实施例中，像屏包括带有坐标刻度的白屏；在将第一坐标换算成第二坐标之前，控制器还配置成：根据坐标刻度读取预设频域点的第一坐标。

7、在一些实施例中，控制器为控制液晶单元的上位机；其中在调整第二坐标处的液晶单元的方向中，上位机配置成：发出显示图像指令，以控制液晶屏显示基于傅里叶图像所生成的傅里叶滤波图像。

8、在一些实施例中，控制器为连接液晶单元的驱动电路；其中在调整第二坐标处的液晶单元的方向中，驱动电路配置成：调整驱动液晶单元的驱动电流，以将液晶屏上第二坐标处的液晶单元的方向调整为横向。

9、在一些实施例中，第一透镜包括凸透镜，并且第二透镜包括凸透镜。

10、在第二方面中，本披露提供一种晶圆检测设备包括：根据第一方面任一项的光学滤波系统；以及晶圆检测系统，其配置成：对从光学滤波系统所获得的晶圆检测图像进行缺陷检测，以生成晶圆检测结果。

11、在一些实施例中，光学滤波系统中的第二透镜用于对滤波后的傅里叶图像进行傅里叶逆变换，以形成晶圆检测图像；光学滤波系统还包括成像相机，成像相机位于第二透镜的后焦面且与晶圆检测系统连接；其中成像相机配置成：接收晶圆检测图像并将其传递给晶圆检测系统。

12、通过如上所提供的用于晶圆检测的光学滤波系统，本披露实施例利用第一透镜在其后焦面处形成晶圆的傅里叶图像，然后通过设置在第一透镜的后焦面和第二透镜的前焦面上的液晶屏能够屏蔽傅里叶图像中预设频域点的光线，使得传递至第二透镜处的是经过滤波处理后的光线，从而能够再通过第二透镜得到滤波后的晶圆检测图像。在此过程中，光线屏蔽的过程由控制器调整液晶屏中液晶单元的方向来完成，傅里叶转换则是由光学透镜来完成，此时傅里叶滤波功能设置于光学成像光路中，因此控制器只需控制液晶单元方向，而无需执行算法来对图像进行傅里叶变换，不仅大幅节省了算力资源，还提高了晶圆检测的效率。

13、另外，由于傅里叶图像是频域空间图像，因此基于傅里叶图像可以实现滤除物面中预设频域点的图案，进而去除晶圆图案阵列的干扰，只保留需要检测的缺陷的图案，有利于执行晶圆缺陷检测。

技术特征：

1.一种用于晶圆检测的光学滤波系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光学滤波系统，其特征在于，所述光学滤波系统还包括：

3.根据权利要求2所述的光学滤波系统，其特征在于，所述光学滤波系统还包括：

4.根据权利要求1-3任一项所述的光学滤波系统，其特征在于，

5.根据权利要求2所述的光学滤波系统，其特征在于，所述像屏包括带有坐标刻度的白屏；

6.根据权利要求2所述的光学滤波系统，其特征在于，所述控制器包括控制所述液晶单元的上位机，其中在调整所述第二坐标处的液晶单元的方向中，所述上位机配置成：

7.根据权利要求2所述的光学滤波系统，其特征在于，所述控制器为连接所述液晶单元的驱动电路，其中在调整所述第二坐标处的液晶单元的方向中，所述驱动电路配置成：

8.根据权利要求1所述的光学滤波系统，其特征在于，所述第一透镜包括凸透镜，并且所述第二透镜包括凸透镜。

9.一种晶圆检测设备，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的晶圆检测设备，其特征在于，

技术总结
本披露公开了一种用于晶圆检测的光学滤波系统以及晶圆检测设备。该血光滤波系统包括：沿光轴依次布置的第一透镜、液晶屏和第二透镜，其中液晶屏布置成位于第一透镜的后焦面和第二透镜的前焦面处，液晶屏包括液晶单元；以及控制器，用于控制液晶屏并且配置成：接收晶圆在第一透镜的后焦面上形成的傅里叶图像；根据傅里叶图像来调整液晶单元的方向，以屏蔽傅里叶图像中预设频域点的光线；向第二透镜传递经屏蔽的光线，以便通过第二透镜得到晶圆检测图像。本披露实施例通过将傅里叶滤波功能设置于光学成像光路中，使得控制器免于执行傅里叶滤波相关算法，只需控制液晶单元方向即可完成滤波，不仅大幅节省了算力资源，还提高了晶圆检测的效率。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：苏州高视半导体技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15