一种基片缺陷检测装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术是一种基片缺陷检测装置与方法，基片缺陷检测装置包括支撑框架、照明与拍摄模块、承片模块和控制系统；支撑框架包含半球壳、底座和连接段，半球壳通过连接段设置在底座上；连接段上设置有送片窗口，半球壳上均匀设置有多个安装孔，各安装孔的轴线设置为穿过半球壳的球心；承片模块安装在底座上，用于稳定承载待检测基片；照明与拍摄模块能够实现对承片模块上待检测基片的照明与拍摄；控制系统用于照明与拍摄模块和承片模块的信号采集、数据处理以及联动控制。本发明专利技术基于散射成像基本原理，采用全方位多场照明与拍摄的方式，进行基片缺陷检测，实现全方位的多场照明与拍摄，弥补散射成像方法在基片缺陷精确检测方面的不足。

【技术实现步骤摘要】
一种基片缺陷检测装置与方法
本专利技术涉及芯片缺陷检测
，具体涉及一种基片缺陷检测装置与方法。
技术介绍
经过几十年的发展，基于散射成像方法的基片缺陷检测技术已经开拓了多条技术路线：(1)斜入射(ObliqueIncidence)散射成像，斜入射散射成像方法是将照明光束从成像物镜外围斜入射在基片表面，散射光通过成像物镜被探测器收集，对缺陷进行检测。美国科磊(KLA)(美国专利：8605275)、日本日立(Hitachi)(美国专利：9933370)、中科飞测(中国专利：201810954898.4)等都基于该原理研究了系列缺陷检测系统与方法。(2)暗场(DarkField)显微成像，暗场显微成像的照明光束从成像物镜内部外环通孔进入，然后通过反射均匀的照射在基片表面上，散射光再从物镜中间回到探测器。美国科磊(KLA)(美国专利：19726615)和上海理工大学(中国专利：201611167202)等基于暗场显微成像原理开展了缺陷检测系统与方法的研究。(3)组合模式成像，组合模式成像主要是对不同的照明方式和不同的信号采集方式进行组合，一方面通过均匀照明提高缺陷信息的完整性，另一方面通过散射成像进行缺陷寻找，通过明场成像进行缺陷识别。为了尽可能兼顾检测效率和缺陷信息的完整性，研究人员提出了多种组合模式的散射成像方法：1)正入射与斜入射照明，散射成像(美国专利：6590645)；2)正入射与斜入射照明，同轴明场成像与散射成像(美国专利：9053390)。3)斜入射照明，反射明场成像与散射成像(美国专利：20160150191)。4)正入射与斜入射照明，同轴明场成像、反射明场成像和散射成像(美国专利：10551320)。散射成像方法本是对缺陷信息最为敏感的，但是为了兼顾检测效率和缺陷信息的完整性，只能选择组合成像的模式进行基片缺陷检测，甚至牺牲散射成像的优势。散射能量强度与散射角直接相关，采用传统的单场照明与拍摄，只能收集到能量场缺陷的局部信息，无法完整获取缺陷信息，进而无法准确识别缺陷的大小和类型，本专利技术全方位多场照明与拍摄方式将有效解决相关问题。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是：提出一种基片缺陷检测装置与方法，本专利技术基于散射成像基本原理，采用全方位多场照明与拍摄的方式，进行基片缺陷检测，实现全方位的多场照明与拍摄，弥补散射成像方法在基片缺陷精确检测方面的不足。本专利技术的技术解决方案是：一种基片缺陷检测装置，包括支撑框架、照明与拍摄模块、承片模块和控制系统；所述支撑框架包含半球壳、底座和连接段，所述半球壳通过连接段设置在所述底座上；所述连接段上设置有送片窗口，所述半球壳上均匀设置有多个安装孔，各所述安装孔的轴线设置为穿过所述半球壳的球心；所述承片模块安装在所述底座上，用于稳定承载待检测基片；所述照明与拍摄模块包括位于半球壳中心区域的至少一个中心照明与拍摄模块和位于所述半球壳中心区域外围的至少一个外围照明与拍摄模块，多个所述照明与拍摄模块分别对应安装在所述半球壳的所述多个安装孔上，所述照明与拍摄模块能够实现对所述承片模块上待检测基片的照明与拍摄；所述控制系统用于所述照明与拍摄模块和所述承片模块的信号采集、数据处理以及联动控制。进一步地，所述照明与拍摄模块包括探测器、照明光源、分光镜筒、锁紧环、镜筒透镜和成像物镜，所述照明与拍摄模块通过锁紧环安装在所述安装孔上，所述探测器、所述照明光源和所述镜筒透镜安装在所述分光镜筒上，所述成像物镜与所述镜筒透镜连接。进一步地，所述成像物镜为无限远物镜；所述镜筒透镜与所述探测器、所述照明光源和所述成像物镜相匹配。进一步地，所述承片模块包括位移台和吸盘，所述位移台设置在所述底座上，所述吸盘设置在所述位移台上并用于吸附待检测基片。进一步地，所述位移台为六轴位移台；所述控制系统用于所述探测器、所述照明光源和所轴位移台的信号采集、数据处理以及联动控制。进一步地，利用所述基片缺陷检测装置的控制系统协同控制照明与拍摄模块和承片模块，实现对承片模块上待检测基片的散射特性分析处理、全方位信号采集处理、缺陷识别处理或拼接检测处理。进一步地，在散射特性分析处理过程中，控制所述至少一个外围照明与拍摄模块依次开启照明功能，控制所述至少一个中心照明与拍摄模块开启拍摄功能并采集图像，并用于分析不同照明条件下待检测基片上缺陷的散射能量强度信息。进一步地，在全方位信号采集处理过程中，控制所述至少一个中心照明与拍摄模块开启照明功能，控制所述至少一个外围照明与拍摄模块同时开启拍摄功能，用于分析待检测基片上缺陷各角度的散射能量强度信息。进一步地，在缺陷识别处理过程中，基于检测要求切换多个所述照明与拍摄模块的照明功能与拍摄功能，对采集的图像进行分析并对待检测基片上表面的颗粒、凹坑、划伤和/或水渍缺陷进行识别。进一步地，在拼接检测处理的过程中，利用所述控制系统协同控制所述承片模块和多个所述照明和拍摄模块，实现整个待检测基片的缺陷拼接检测。本专利技术的有益效果是：1、该装置基于球面布置多路照明和拍摄模块，实现了全方位的多场照明与拍摄，弥补了散射成像方法在基片缺陷精确检测方面的不足。2、该装置半球壳上不同位置可以配置相同或者不同性能指标的照明和拍摄模块，工作时可以开启或者关闭任一照明和拍摄模块的照明或者拍摄功能，进而实现任意组合形式的照明和拍摄。3、基于该装置可以分析不同照明条件下缺陷的散射能量强度信息，进而获取缺陷的散射特性。基于该装置可以分析缺陷各维度的散射能量强度信息，并且基于多维度散射能量强度信息协同分析缺陷特征。基于该装置可以对各路采集的图像进行综合分析，进而对基片表面颗粒、凹坑、划伤、水渍等缺陷进行高效精准识别。4、基于该装置可以通过控制系统协同控制承片模块和照明和拍摄模块，进而实现整个基片缺陷的高效拼接检测。附图说明图1为本专利技术的一种基片缺陷检测装置的整体结构示意图；图2为本专利技术的一种基片缺陷检测装置的支撑框架结构示意图；图3为本专利技术的一种基片缺陷检测装置的照明与拍摄模块结构示意图；图4为本专利技术的一种基片缺陷检测装置的承片模块结构示意图。附图标记：1-支撑框架、1-1-半球壳、1-2-底座、2-照明与拍摄模块、2-1-探测器、2-2-照明光源、2-3-分光镜筒、2-4-锁紧环、2-5-镜筒透镜、2-6-成像物镜、2-7-缺陷特征、3-承片模块、3-1-六轴位移台、3-2-吸盘、3-3-待检测基片、4-控制系统。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和装置等的优点更加清楚，以下结合附图对本专利技术做进一步详细说明。不管-瑞利散射理论还-米氏散射理论，散射能量强度与散射角都直接相关，采用传统的单场照明与拍摄，只能收集到能量场缺陷的局部信息，无法完整获取缺陷信息，进而无法准确识别缺陷的大小和类型。单场照明时，缺陷在不同球面位置的散射角存在差异，不同球面位置获得的散射能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基片缺陷检测装置，其特征在于：包括支撑框架(1)、照明与拍摄模块(2)、承片模块(3)和控制系统(4)；/n所述支撑框架(1)包含半球壳(1-1)、底座(1-2)和连接段，所述半球壳(1-1)通过连接段设置在所述底座(1-2)上；所述连接段上设置有送片窗口，所述半球壳(1-1)上均匀设置有多个安装孔，各所述安装孔的轴线设置为穿过所述半球壳(1-1)的球心；/n所述承片模块(3)安装在所述底座(1-2)上，用于稳定承载待检测基片(3-3)；/n所述照明与拍摄模块(2)包括位于半球壳(1-1)中心区域的至少一个中心照明与拍摄模块(2)和位于所述半球壳(1-1)中心区域外围的至少一个外围照明与拍摄模块(2)，多个所述照明与拍摄模块(2)分别对应安装在所述半球壳(1-1)的所述多个安装孔上，所述照明与拍摄模块(2)能够实现对所述承片模块(3)上待检测基片(3-3)的照明与拍摄；/n所述控制系统(4)用于所述照明与拍摄模块(2)和所述承片模块(3)的信号采集、数据处理以及联动控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种基片缺陷检测装置，其特征在于：包括支撑框架(1)、照明与拍摄模块(2)、承片模块(3)和控制系统(4)；
所述支撑框架(1)包含半球壳(1-1)、底座(1-2)和连接段，所述半球壳(1-1)通过连接段设置在所述底座(1-2)上；所述连接段上设置有送片窗口，所述半球壳(1-1)上均匀设置有多个安装孔，各所述安装孔的轴线设置为穿过所述半球壳(1-1)的球心；
所述承片模块(3)安装在所述底座(1-2)上，用于稳定承载待检测基片(3-3)；
所述照明与拍摄模块(2)包括位于半球壳(1-1)中心区域的至少一个中心照明与拍摄模块(2)和位于所述半球壳(1-1)中心区域外围的至少一个外围照明与拍摄模块(2)，多个所述照明与拍摄模块(2)分别对应安装在所述半球壳(1-1)的所述多个安装孔上，所述照明与拍摄模块(2)能够实现对所述承片模块(3)上待检测基片(3-3)的照明与拍摄；
所述控制系统(4)用于所述照明与拍摄模块(2)和所述承片模块(3)的信号采集、数据处理以及联动控制。


2.如权利要求1所述的基片缺陷检测装置，其特征在于：所述照明与拍摄模块(2)包括探测器(2-1)、照明光源(2-2)、分光镜筒(2-3)、锁紧环(2-4)、镜筒透镜(2-5)和成像物镜(2-6)，所述照明与拍摄模块(2)通过锁紧环(2-4)安装在所述安装孔上，所述探测器(2-1)、所述照明光源(2-2)和所述镜筒透镜(2-5)安装在所述分光镜筒(2-3)上，所述成像物镜(2-6)与所述镜筒透镜(2-5)连接。


3.如权利要求2所述的基片缺陷检测装置，其特征在于：所述成像物镜(2-6)为无限远物镜；所述镜筒透镜(2-5)与所述探测器(2-1)、所述照明光源(2-2)和所述成像物镜(2-6)相匹配。


4.如权利要求1所述的基片缺陷检测装置，其特征在于：所述承片模块(3)包括位移台(3-1)和吸盘(3-2)，所述位移台设置在所述底座...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗先刚，赵承伟，王长涛，马晓亮，罗云飞，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51