[發明專利]一種光學檢測裝置及其方法

有效

• 申請號: 201910898538.1
• 申請日: 2019-09-23
• 公開（公告）號: CN110609039B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 楊朝興
• 申請（專利權）人: 上海御微半導體技術有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/01
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明公開了一種光學檢測裝置及其方法，其中，裝置包括工件臺；載物臺，位于工件臺上，用于承載待測物；光源單元，位于載物臺的上方，且光源單元至少包括光源方向向量不共面的第一光源、第二光源和第三光源；相機，位于光源單元的上方，且相機的焦面與待測物待測表面之間的距離可調節；控制單元，分別與光源單元和相機電連接，用于控制光源單元輸出不同照明條件；并在不同照明條件下，控制相機分別獲取待測物表面圖像以及缺陷檢測圖像，并根據待測物表面圖像以及缺陷檢測圖像獲取待測物的不同高度表面清晰圖像，從而可實現無需重新調焦就可檢測待測物不同高度表面的特征。

技術領域

本發明涉及光學檢測技術領域，尤其涉及一種光學檢測裝置及其方法。

背景技術

“超摩爾定律”等概念引領集成電路(Integrated circuit,IC)行業從追求工藝技術節點的時代，轉向更多地依賴于芯片封裝技術發展的全新時代。相比于傳統封裝，晶圓級封裝(Wafer Level Packaging，WLP)在縮小封裝尺寸、節約工藝成本方面有著顯著的優勢。因此，WLP將是未來支持IC不斷發展的主要技術之一。

WLP主要包括焊接Pillar/Gold/Solder Bump、重布線層RDL、硅通孔(ThroughSilicon Via,TSV)等工藝技術。為了增加芯片制造的良率，在整個封裝工藝過程都需要對芯片進行缺陷檢測，早期的設備主要集中在表面2D的缺陷檢測，例如污染、劃痕、顆粒等。隨著工藝控制要求的增加，越來越需要對表面3D特征進行檢測，例如Bump高度、RDL厚度、TSV的孔深等。但存在的問題是，現有設備的焦深有限，無法滿足不同高度特征的同時檢測，需要通過干涉儀等方法獲得高度信息之后垂向調焦重新進行檢測，降低了檢測速度，增加了設備復雜性。

發明內容

本發明提供一種光學檢測裝置及其方法，以實現無需重新調焦就可檢測待測物不同高度表面的特征，提升了檢測速度，減少了設備復雜性。

為實現上述目的，本發明一方面實施例提出了一種光學檢測裝置，包括：

工件臺；載物臺，位于所述工件臺上，用于承載待測物；光源單元，位于所述載物臺的上方，且所述光源單元至少包括光源方向向量不共面的第一光源、第二光源和第三光源；其中，光源方向向量與光源幾何中心指向所述待測物的待測表面幾何中心的方向平行；相機，位于所述光源單元的上方，且所述相機的焦面與所述待測物的待測表面之間的距離可調節；控制單元，分別與所述光源單元和所述相機電連接，用于控制所述光源單元輸出不同照明條件；并在不同照明條件下，控制所述相機分別獲取所述待測物表面圖像以及缺陷檢測圖像，并根據所述待測物表面圖像和光度立體算法獲取待測物表面高度分布信息；并獲取與所述高度分布信息對應的相機焦面的點擴散函數，根據所述高度分布信息、所述點擴散函數和所述缺陷檢測圖像進行反卷積運算獲取所述待測物不同高度表面的清晰圖像。

可選地，所述光源單元包括第一環形光源，所述第一環形光源包括多個第一分區光源；所述控制單元分別與每個所述第一分區光源電連接，用于獨立控制每個所述第一分區光源的開啟狀態；其中，所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源為多個所述第一分區光源中其中的任意三個。

可選地，所述光源單元包括第二環形光源和第三環形光源，所述第三環形光源位于所述第二環形光源背離所述工件臺的一側；所述第二環形光源包括多個第二分區光源，所述第三環形光源包括多個第三分區光源，所述控制單元分別與每個所述第二分區光源和每個所述第三分區光源電連接，用于獨立控制每個所述第二分區光源和每個所述第三分區光源的開啟狀態；其中，所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源中的至少一個光源為所述第二分區光源，至少一個光源為所述第三分區光源。