[實用新型]一種面型檢測系統

有效

• 申請號: 202120367903.9
• 申請日: 2021-02-09
• 公開（公告）號: CN214173285U
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 肖鵬飛
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 王宏婧

本實用新型提供的一種面型檢測系統，包括光源、成像鏡頭以及圖像傳感器，所述光源提供的光束經過所述成像鏡頭照射在被測樣品的被測面上，所述圖像傳感器檢測所述被測面的散射光以確定所述被測面上各點的散射光的光強最大時對應的波長，并根據各點確定的波長確定該點相對于所述成像鏡頭的距離，以確定所述被測樣品的形貌。該面型檢測系統的檢測速度要高于探針式面型測量的系統的檢測速度，無需采用高精度(X，Y，Z)三維位移定位系統或者一維Z向位移定位系統，可以實現高通量、低成本檢測。

技術領域

本實用新型涉及光學檢測技術領域，特別涉及一種面型檢測系統。

背景技術

在晶圓缺陷檢測、手機鏡頭面型檢測和精密光學檢測等領域，存在大量的精密面型缺陷檢測需求。在手機鏡頭模組裝配領域，隨著手機成像質量要求越來越高，對手機鏡頭模具的面型精度檢測要求越來越高，甚至需要對手機鏡頭模組的鏡片進行直接面型檢測。但是，這些手機鏡頭絕大部分為自由曲面鏡片，普通面型干涉儀無法直接測量，而能夠進行自由曲面測量的系統普遍成本高且速度低。

對于高精度面型測量而言，一般是采用激光干涉測量方法，其基本原理如圖1所示，激光光束111通過參考鏡112然后被被測樣品113表面反射，假設參考鏡112和被測樣品113表面的距離為Δd，那么光學公式為：

Δd*Δn＝m*λ/2 (1)

其中，Δn為介質折射率(空氣折射率大約為1)，m取整數，λ為激光波長。

當m＝1，3，5…奇數時，測量光114和參考光115相位相差半個波長整數倍，二者發生相消干涉，形成暗條紋；當m＝2，4，6…偶數時，測量光114和參考光115相位相差整個波長整數倍，二者發生相長干涉，形成亮條紋。由于激光波長可以精確確定，并且為納米級精度，因此，通過將激光干涉條紋轉換為激光強度電子信號，并且通過插入算法技術就可以對被測樣本面型進行納米級高精度測量。

但是，普通的激光干涉測量方法難以解決自由曲面面型測量問題。如圖2所示，激光光束121經過參考鏡122后照射到被測樣品123的曲面，參考鏡122產生參考光125，被測樣品123的曲面產生測量光124，由于測量光124的反射方向不確定，因而，測量光124和參考光125難以全部相遇發生干涉，這樣導致部分區域干涉信號缺失，無法完成被測樣品123的曲面的面型測量。

為了解決自由曲面面型測量問題，目前一般采用拼接式面型測量方法。如圖3所示，面型激光干涉儀單獨測量位置131、位置132、位置133、位置134等，然后通過拼接技術將單次測量的局部小范圍面型拼接在一起，形成整個被測樣品135面型的面型測量數據。然而，該方法存在一些缺陷：一方面，通常情況對被測樣品135面型的檢測精度要求很高，否則也不需要采用激光干涉測量技術檢測面型，在面型激光干涉儀或者被測樣品135的運動過程中，會引入運動誤差，該運動誤差與被測樣品135的面型耦合在一起無法區分，為了將引入的誤差限制在一個合適的范圍內，對運動機構的運動精度要求將會非常高，這將極大的增加設備成本；另一方面，由于參考鏡加工工藝限制，面型激光干涉儀一般只能檢測接近平面，或者接近球形的被測樣本面型，對于面型變化比較劇烈的局部區域，則無法獲得檢測數據，會形成面型檢測數據缺失。