[發(fā)明專利]一種缺陷檢測(cè)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610510897.1
• 申請(qǐng)日: 2016-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN107561081A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鵬黎;馬燕玲;王帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海微電子裝備（集團(tuán)）股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/88
• 分類號(hào): G01N21/88
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)31237
• 代理人: 屈蘅,李時(shí)云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種缺陷檢測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

在晶圓加工過程中需要自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(Automatic Optic Inspection，AOI)設(shè)備來定位缺陷，以提高芯片質(zhì)量和提高產(chǎn)量。與人工目檢相比，AOI設(shè)備能夠保證檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的一致性，并能對(duì)缺陷進(jìn)行分類，還可以幫助工藝工程師提供跟蹤和預(yù)防潛在問題的信息。采用AOI設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)主要有兩個(gè)原因：其一，AOI設(shè)備能夠檢測(cè)出刮痕、缺口之類的缺陷，雖然在該類缺陷不嚴(yán)重時(shí)，可以通過電性能測(cè)試檢測(cè)出，但是容易縮短產(chǎn)品的壽命；其二，電性能測(cè)試本身也可能造成產(chǎn)品缺陷。

現(xiàn)有的AOI設(shè)備都是基于灰度圖像進(jìn)行缺陷分析，而透明薄膜在圖像上的對(duì)比度較低，難以識(shí)別，因此現(xiàn)有的設(shè)備對(duì)透明薄膜的檢測(cè)能力不足，漏檢率較高，未能滿足人們對(duì)缺陷探測(cè)的分辨率、漏檢率的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種缺陷檢測(cè)裝置及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的對(duì)透明薄膜的檢測(cè)能力不足，漏檢率較高，以及對(duì)缺陷的分辨率不足的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種缺陷檢測(cè)裝置，包括：

照明模塊，包括沿光路依次設(shè)置的光源、擴(kuò)束準(zhǔn)直單元、偏振單元和反射鏡；

成像模塊，包括位置與所述反射鏡對(duì)應(yīng)的分束棱鏡、設(shè)于所述分束棱鏡和待測(cè)物之間的成像物鏡單元、依次設(shè)于所述分束棱鏡遠(yuǎn)離所述成像物鏡單元一側(cè)的成像鏡組和檢偏單元，所述成像物鏡單元包括若干普通物鏡和DIC物鏡；

探測(cè)單元，設(shè)于所述檢偏單元遠(yuǎn)離所述成像鏡組的一側(cè)，用于將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行缺陷檢測(cè)；

所述照明模塊提供的輻射光線經(jīng)所述成像模塊中的分束棱鏡和成像物鏡單元投射到待測(cè)物上，反射光線經(jīng)過所述成像模塊進(jìn)行成像，最終投射至探測(cè)單元。

進(jìn)一步的，所述光源采用氙燈、鹵素?zé)簟ED燈或激光光源。

進(jìn)一步的，所述偏振單元包括偏振片和偏振控制器，所述偏振控制器控制所述偏振片插入或拔出光路。

進(jìn)一步的，所述偏振控制器采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)、偏振快門或電動(dòng)轉(zhuǎn)盤。

進(jìn)一步的，所述成像物鏡單元還包括物鏡轉(zhuǎn)輪、轉(zhuǎn)輪控制器和干涉成像單元，所述若干普通物鏡和DIC物鏡設(shè)于所述物鏡轉(zhuǎn)輪上，所述轉(zhuǎn)輪控制器與所述物鏡轉(zhuǎn)輪連接，控制所述物鏡轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，所述干涉成像單元設(shè)于所述DIC物鏡上或物鏡轉(zhuǎn)輪上。

進(jìn)一步的，所述干涉成像單元包括DIC棱鏡和與所述DIC棱鏡連接的水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述DIC棱鏡與所述DIC物鏡的后焦面位置對(duì)應(yīng)。

進(jìn)一步的，所述DIC物鏡或物鏡轉(zhuǎn)輪上設(shè)有與所述DIC棱鏡相適配的插槽，所述DIC棱鏡設(shè)于所述插槽內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為螺紋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括與所述DIC棱鏡的水平一側(cè)連接的調(diào)節(jié)螺桿和套設(shè)于所述調(diào)節(jié)螺桿上的導(dǎo)向螺母。

進(jìn)一步的，所述垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為頂絲調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述頂絲調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括與所述DIC棱鏡頂端或底端連接調(diào)節(jié)頂絲和與所述調(diào)節(jié)頂絲連接的絲母板。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)輪控制器采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)或電動(dòng)轉(zhuǎn)盤。

進(jìn)一步的，所述檢偏單元包括檢偏器和與所述檢偏器連接的檢偏控制器，所述檢偏控制器控制所述檢偏器插入或拔出光路。

進(jìn)一步的，所述檢偏控制器為旋轉(zhuǎn)電機(jī)或電動(dòng)轉(zhuǎn)盤。

進(jìn)一步的，所述探測(cè)單元為面陣探測(cè)器或線陣探測(cè)器。

本發(fā)明還提供一種缺陷檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，包括以下步驟：

S1：將待測(cè)物上載到工件臺(tái)，并進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)和調(diào)焦；

S2：根據(jù)待測(cè)物選擇探測(cè)方式，包括金相探測(cè)和DIC探測(cè)，并根據(jù)探測(cè)方式調(diào)整偏振單元和檢偏單元，同時(shí)從成像物鏡單元中選擇對(duì)應(yīng)的物鏡，包括普通物鏡和DIC物鏡；

S3：打開光源進(jìn)行缺陷檢測(cè)，根據(jù)探測(cè)單元的探測(cè)信號(hào)輸出檢測(cè)結(jié)果。

進(jìn)一步的，所述步驟S2中具體為：當(dāng)待測(cè)物為透明薄膜時(shí)，選擇DIC探測(cè)，則通過偏振控制器控制偏振片插入光路，同時(shí)通過檢偏控制器控制檢偏器插入光路，并從成像物鏡單元中選擇DIC物鏡進(jìn)行探測(cè)；反之，選擇金相探測(cè)，則通過偏振控制器控制偏振片拔出光路，同時(shí)通過檢偏控制器控制檢偏器拔出光路，并從成像物鏡單元中選擇普通物鏡進(jìn)行探測(cè)。

進(jìn)一步的，當(dāng)選擇DIC物鏡進(jìn)行探測(cè)時(shí)，采用DIC棱鏡實(shí)現(xiàn)干涉成像，通過水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)DIC棱鏡進(jìn)行水平向調(diào)節(jié)以獲得不同干涉效果的圖像，通過垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)DIC棱鏡進(jìn)行垂向調(diào)節(jié)使DIC棱鏡與對(duì)應(yīng)的DIC物鏡的后焦面重合。