类迈克尔逊干涉仪结构的晶粒相邻面等光程成像检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种类迈克尔逊干涉仪结构的晶粒相邻面等光程成像检测装置，包括光源、纵向同轴设置的相机、远心成像镜头、半透半反射平行平板合像器以及玻璃载物转盘、半导体晶粒，半透半反射平行平板合像器同一水平高度设置有平行平板补偿器及位于半导体晶粒正上方的天面直角转向棱镜，半导体晶粒同一水平高度与半透半反射平行平板合像器正下方设置有侧面直角转向棱镜，该装置在满足双面成像完全等光程共焦的条件下，获得相邻面的空间分离成像，能通过调节平行平板补偿器与光轴的夹角来校正补偿误差，从而可以实现半导体晶粒相邻双面同时完全等光程共焦成像检测，结构简单紧凑，装配调试容易，可靠性佳。可靠性佳。可靠性佳。

【技术实现步骤摘要】
类迈克尔逊干涉仪结构的晶粒相邻面等光程成像检测装置


[0001]本技术涉及一种类迈克尔逊干涉仪结构的晶粒相邻面等光程成像检测装置。

技术介绍

[0002]半导体制冷器件晶粒双面成像检测光路的完全等光程共焦成像是获得双面同时缺陷检测的主要核心技术问题之一。基于不同检测装置与方法，目前半导体晶粒相邻双面同时缺陷成像检测技术研究已有相关专利申请：
[0003]如图1所示：技术专利申请号202010171706.0X，专利申请名称：半导体晶粒相邻面同时准等光程共焦成像检测的新装置与方法，提出的光学检测装置与方法很好地解决了半导体晶粒相邻面“准”共焦成像检测，但是相邻双面成像光路之间仍然存在一个光程差。为了获得相邻面同时共焦成像，需要通过选择足够大景深的远心成像镜头来补偿这个小光程差。因此寻找晶粒相邻面完全等光程共焦成像检测的新途径具有必要性。
[0004]如图2所示：技术专利申请号为202010191734.8，专利申请名称：基于时间差分辨的晶粒双面同时等光程共焦成像检测的新方法，提出一种基于时间差分辨成像法，使用单组成像系统实现半导体晶粒相邻面完全等光程共焦成像检测的新方法。
[0005]如图3所示：专利申请名称：基于双色分离成像法的晶粒双面同时等光程共焦成像检测的装置与方法，技术专利申请号为202010203153.1，提出一种基于双色分离成像法的半导体晶粒相邻面同时完全等光程共焦成像检测的新方法。
[0006]如图4所示：技术专利申请号为202010250856.X，专利申请名称：基于偏振分离成像法的晶粒双面同时完全等光程共焦成像检测的装置与方法，使用偏振分束器，获得偏振方向互相垂直的两束照明光束，分别照明待测半导体晶粒的相邻双面。进一步提出一种基于偏振光分离成像（简称“偏振分像”）的方法，利用偏振相机来实现半导体晶粒相邻面同时完全等光程共焦成像检测的装置与方法。
[0007]如图5所示：技术专利申请号为202010296134.8，专利名称为使用偏振分像法实现晶粒双面同时等光程共焦检测的装置及方法，提出一种仍然基于偏振光分离成像（简称“偏振分像”）的原理，结合“偏振分像棱镜组件”并使用普通CMOS或CCD相机来实现半导体晶粒相邻面同时完全等光程共焦成像检测的又一新方法。
[0008]上述各种检测装置中通常需要通过使用偏振光学元件或偏振CMOS传感器，结构或使用略为复杂、成本较高且同时实现等光程与双面分离成像检测的误差补偿能力不足。

技术实现思路

[0009]本技术对上述问题进行了改进，即本技术要解决的技术问题是目前设计的完全等光程共焦成像检测成本较高，误差补偿能力不足。
[0010]本技术的具体实施方案是：类迈克尔逊干涉仪结构的晶粒相邻面等光程成像检测装置，包括在光路方向上依次设置的CMOS或CCD相机、远心成像镜头、半透半反射平行平板合像器以及玻璃载物转盘、置于玻璃载物转盘上的半导体晶粒，在半导体晶粒与半透
半反射平行平板合像器之间的光路上分别依次设有天面直角转像棱镜、平行平板补偿器和侧面直角转向棱镜，侧面直角转像棱镜和天面直角转像棱镜分别位于半导体晶粒的正侧部和天面正上方，所述天面直角转向棱镜与平行平板补偿器、半透半反射平行平板合像器位于同一水平高度，侧面直角转像棱镜与半透半反射平行平板合像器位于远心成像镜头的光轴上，同时侧面直角转像棱镜的第一直角面与半透半反射平行平板合像器的第一面相对，侧面直角转像棱镜的第二直角面与半导体晶粒侧面相对，侧面直角转像棱镜的斜面与远心成像镜头光轴倾斜设置；
[0011]天面直角转像棱镜的两个直角面分别与半导体晶粒的天面和半透半反射平行平板合像器的第二面相对；半透半反射平行平板合像器背离第二面旁侧设有同轴外置照明光源；
[0012]所述光源经半透半反射平行平板合像器分离为水平第一光路及纵向的第二光路，第一光路经第一直角转像棱镜后照明位于玻璃载物转盘半导体晶粒的天面；第二光路经第二直角转像棱镜后照明待测半导体晶粒的侧面；
[0013]半导体晶粒天面的成像光束经第一直角转像棱镜入射到平行平板补偿器上，再经过平行平板补偿器平行出射的产生了一个s的位移，然后经半透半反射平行平板合像器反射抵达参考输出面上；
[0014]半导体晶粒侧面的成像光束经第二直角转像棱镜反射转向，再经半透半反射平行平板合像器透射抵达参考输出面上；相机获得双面各自独立的像。
[0015]进一步的，所述天面直角转向棱镜与侧面直角转向棱镜的棱镜直角边长d相同，半导体晶粒位于玻璃载物转盘中心，半透半反射平行平板合像器中心、天面直角转向棱镜与侧面直角转向棱镜的反射面中心及半导体晶粒中心相连形成一个边长为D/2+d的方形对称光路结构，D为透明玻璃载物台宽度玻璃载物转盘中心。
[0016]进一步的，半透半反射平行平板合像器中心与侧面直角转向棱镜斜面中心距离D/2+d，半导体晶粒侧面的成像光路工作距WD=D/2+d/2, 半透半反射平行平板合像器与天面直角转向棱镜斜面在同一水平高度上，二者距离D/2+d，半导体晶粒天面成像光路工作距离WD=D/2+d/2。
[0017]进一步的，天面直角转像棱镜的尺寸为15*15*15mm，侧面直角转像棱镜的尺寸15*15*15mm。
[0018]进一步的，平行平板补偿器产生的双像分离s= 1.5mm，焦距f=51.5mm，WD=110 mm。
[0019]进一步的，平行平板补偿器厚度为6.5mm，其法线与光轴夹角为12
°
，平行平板补偿器的材料为K9玻璃。
[0020]进一步的，所述同轴外置照明光源是单色光，或是具有一定光谱带宽的准单色光源或白光。
[0021]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本专利申请提出一种基于类迈克尔逊干涉仪结构的相邻面完全等光程共焦成像检测的新装置与方法，在相邻双面成像光路中采用双玻璃平行平板来实现相邻双面成像的空间分离。该新装置可以获得半导体晶粒相邻双面同时完全等光程共焦成像检测，也无需使用偏振光学元件与偏振CMOS传感器（相机），有效降低了检测装置的成本。
[0022]1)本装置是基于类迈克尔逊干涉仪结构的双平行平板结构，可实现半导体晶粒相
邻双面同时完全等光程共焦成像检测，且结构简单，易于安装调整；
[0023]2)本装置成像光路中可以通过调节平行平板补偿器与光轴的夹角来增大或减小双像分离间距s，且对光程差的影响很小；产生的微小光程差可以通过远心成像镜头的景深来补偿。
[0024]3)本装置成像光路中可以通过更换不同厚度的平行平板补偿器来补偿改变平行平板补偿器7与光轴夹角和机构原有的微小光程差，从而实现半导体晶粒相邻双面同时完全等光程共焦成像检测。
[0025]4)本装置亦可以通过调节平行平板补偿器与光轴的夹角来校正补偿由于半透半反射平行平板合像器或直角转像棱镜的角度制造误差及装配误差而导致的微小光程差。
[0026]5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.类迈克尔逊干涉仪结构的晶粒相邻面等光程成像检测装置，其特征在于，包括在光路方向上依次设置的CMOS或CCD相机、远心成像镜头、半透半反射平行平板合像器以及玻璃载物转盘、置于玻璃载物转盘上的半导体晶粒，在半导体晶粒与半透半反射平行平板合像器之间的光路上分别依次设有天面直角转像棱镜、平行平板补偿器和侧面直角转向棱镜，侧面直角转像棱镜和天面直角转像棱镜分别位于半导体晶粒的正侧部和天面正上方，所述天面直角转向棱镜与平行平板补偿器、半透半反射平行平板合像器位于同一水平高度，侧面直角转像棱镜与半透半反射平行平板合像器位于远心成像镜头的光轴上，同时侧面直角转像棱镜的第一直角面与半透半反射平行平板合像器的第一面相对，侧面直角转像棱镜的第二直角面与半导体晶粒侧面相对，侧面直角转像棱镜的斜面与远心成像镜头光轴倾斜设置；天面直角转像棱镜的两个直角面分别与半导体晶粒的天面和半透半反射平行平板合像器的第二面相对；半透半反射平行平板合像器背离第二面旁侧设有同轴外置照明光源；所述光源经半透半反射平行平板合像器分离为水平第一光路及纵向的第二光路，第一光路经第一直角转像棱镜后照明位于玻璃载物转盘半导体晶粒的天面；第二光路经第二直角转像棱镜后照明待测半导体晶粒的侧面；半导体晶粒天面的成像光束经第一直角转像棱镜入射到平行平板补偿器上，再经过平行平板补偿器平行出射的产生了一个s的位移，然后经半透半反射平行平板合像器反射抵达参考输出面上；半导体晶粒侧面的成像光束经第二直角转像棱镜反射转向，再经半透半反射平行平板合像器透射抵达参考输出面上；相机获得双面各自独立的像。2.根据权利要求1所述的类迈克尔逊干涉仪结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑恒，陈武，颜少彬，段亚凡，廖廷俤，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：新型
国别省市：