一种用于晶圆的高精度图像采集处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于图像采集处理领域，提供了一种用于晶圆的高精度图像采集处理装置，包括成像装置、控制装置和图像处理装置；成像装置包括CCD工业相机、光学显微镜、电动载物台和成像光源；所述控制装置连接成像装置，所述图像处理装置与控制装置相连；本实用新型专利技术涉及高精度线性电动载物台和高清晰度高采样率的工业相机，能采集多个角度多个观察倍数下的局部晶圆图像，并合成高精度全局细节图像，能更好地应对多种检测状况，为晶圆的缺陷检测提供高精度全局细节图像，提高晶圆缺陷检测的准确性和高效性。高效性。高效性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于晶圆的高精度图像采集处理装置


[0001]本技术属于图像采集处理领域，具体涉及一种用于晶圆的高精度图像采集处理装置。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅，高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅，硅晶棒在经过研磨、抛光、切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆，主要用来生产集成电路；随着集成电路制造技术的飞速发展，晶圆表面缺陷已成为影响其良率的主要原因，因此，晶圆表面缺陷的检测是工艺过程中的重要一环。
[0004]现有的晶圆缺陷检测装置，通常是采集晶圆表面的图像，传输到服务器上进行深度学习，智能识别晶圆缺陷；在这个检测过程中，采集到的图像的质量，关系到缺陷识别的精确度。
[0005]专利“一种半导体晶圆缺陷检测设备及检测方法”（申请号：202110982843.6）通过光学头配合工业相机采集晶圆表面的扫描图像，接收扫描图像后，对扫描图像进行缺陷检测，然后根据缺陷检测的分析结果从不同的成像检测方式中选择出最佳成像检测方式，但此方法只能从固定的观察倍数下采集，不能调整观察倍数，导致结果具有不准确性。
[0006]专利“一种半导体生产用晶圆缺陷检测机”（申请号：202110040720.0）提出通过转盘带动多个晶圆快速变换工位，利用CCD高清数字摄像机捕捉图像，可进行连续的缺陷检测，晶圆缺陷检测效率有所提升，但正是由于变换速度过快，在采集图像时，仅能采集到粗略的全局图像，许多需要一定放大倍数才能看到的缺陷，如微管和位错就不能被检测到，导致检测结果不理想。

技术实现思路

[0007]本技术为了解决上述问题，提出了一种用于晶圆的高精度图像采集处理装置，本技术涉及高精度线性电动载物台和高清晰度高采样率的工业相机，能采集多个角度多个观察倍数下的局部晶圆图像，并合成高精度全局细节图像，能更好地应对多种检测状况，为晶圆的缺陷检测提供高精度全局细节图像，提高晶圆缺陷检测的准确性和高效性。
[0008]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0009]本技术第一方面提供了一种用于晶圆的高精度图像采集处理装置。
[0010]一种用于晶圆的高精度图像采集处理装置，包括成像装置、控制装置和图像处理装置；
[0011]成像装置包括CCD工业相机、光学显微镜、电动载物台和成像光源，所述CCD工业相
机设置在光学显微镜的上方，所述光学显微镜搭配大倍数的物镜头，所述电动载物台放置在光学显微镜下方，所述成像光源固定在电动载物台的斜上方；
[0012]所述控制装置连接成像装置，所述图像处理装置与控制装置相连。
[0013]作为进一步的限定，所述控制装置，包括电机驱动器、RS485接口、PLC控制器、HUB集线器；
[0014]所述电动载物台和电机驱动器与PLC的IO控制器相连，再通过RS485接口连入HUB集线器，之后与CCD工业相机一同连接到计算机，通过计算机程序控制成像装置在电动载物台的移动配合下，装置采集晶圆不同位置的多张局部高精度图像，并将采集的图像上传到图像处理装置进行处理。
[0015]作为进一步的限定，图像处理装置包括高性能工控机、高清显示器、操作键盘鼠标和可上下拉动的移动机械臂支架。
[0016]作为进一步的限定，所述CCD工业相机像素为1600万，采集帧率为60fps，采集分辨率为1080P。
[0017]作为进一步的限定，所述光学显微镜搭载10
‑
1000倍的放大范围。
[0018]作为进一步的限定，所述电动载物台包括载物台和高精度线性移动模组，高精度线性移动模组XY行程为100mm，采用交叉滚子导轨，主要材料为铝合金，中心负载15kg，重复精度3um，绝对精度10um，直线度5um，平行度20um，驱动电压在DC12
‑
24V。
[0019]作为进一步的限定，所述成像光源包括亮场光源和暗场光源，所述亮场光源为晶圆表面提供亮场照明，所述暗场光源为晶圆表面提供不同角度的暗场照明。
[0020]作为进一步的限定，所述亮场光源包括第一发光源、第二发光源和第三发光源。
[0021]作为进一步的限定，所述第一发光源、第二发光源和第三发光源可以是LED光源、氙灯或卤素灯。
[0022]作为进一步的限定，所述暗场光源为具有四个角度（0
°
、90
°
、180
°
、270
°
）的方位角和四个角度（45
°
、51
°
、58
°
、61
°
）的入射角的环形白光LED灯。
[0023]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0024]本技术使用定制的高精度线性电动载物台和高清晰度高采样率的工业相机，能采集多个角度多个观察倍数下的晶圆图像，在图像采集和合成时能得到更加细致的结果，为晶圆的缺陷检测提供高精度全局细节图像。
[0025]本技术中使用了10
‑
1000倍的可选放大范围，精细度高，能更好地应对多种情况的多种缺陷检测，能为多种缺陷的识别提供合适分辨率的图像。
[0026]本技术中使用了可控调节的成像光源以及定制的可上下拉动的移动机械臂支架，使得操作人员在使用时能更好的进行自我调节，达到最舒适的操作体验。
[0027]本技术中采集检测图像信息时，由于精度高，需要一定的采集时间，故为高性能工控机使用了UPS电源，结合电控装置，能在遇到紧急停电等问题时，提供稳定的电能输入，极大程度的保障数据信息安全。
附图说明
[0028]构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限
定。
[0029]图1为本技术实施例提供的高精度图像采集处理装置的立体结构示意图。
[0030]图2为本技术实施例提供的高精度图像采集处理装置第一视角的结构示意图。
[0031]图3为本技术实施例提供的高精度图像采集处理装置第二视角的结构示意图。
[0032]图中，1、检测机柜，2、光学显微镜，3、CCD工业相机，4、亮场光源，5、暗场光源，6、电动载物台，7、高精度线性移动模组，8、控制电路板，9、高性能工控机，10、UPS电源，11、电机驱动器，12、电控箱，13、RS485接口，14、PLC控制器，15、高清显示器，16、带握把的托架，17、操作键盘鼠标，18、可上下拉动的移动机械臂支架，19、晶圆，20、操作台。
[0033]具体实施方式：
[0034]下面结合附图与实施例对本技术作进一步说明。
[0035]应该指出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于晶圆的高精度图像采集处理装置，其特征在于，包括：成像装置、控制装置和图像处理装置；成像装置包括CCD工业相机、光学显微镜、电动载物台和成像光源，所述CCD工业相机设置在光学显微镜的上方，所述光学显微镜搭配大倍数的物镜头，所述电动载物台放置在光学显微镜下方，所述成像光源固定在电动载物台的斜上方；所述控制装置连接成像装置，所述图像处理装置与控制装置相连。2.如权利要求1所述的一种用于晶圆的高精度图像采集处理装置，其特征在于，所述控制装置，包括电机驱动器、RS485接口、PLC控制器、HUB集线器；所述电动载物台和电机驱动器与PLC控制器的IO控制器相连，再通过RS485接口连入HUB集线器，之后与CCD工业相机一同连接到计算机，通过计算机程序控制成像装置在电动载物台的移动配合下，装置采集晶圆不同位置的多张局部高精度图像，并将采集的图像上传到图像处理装置进行处理。3.如权利要求1所述的一种用于晶圆的高精度图像采集处理装置，其特征在于，图像处理装置包括高性能工控机、高清显示器、操作键盘鼠标和可上下拉动的移动机械臂支架。4.如权利要求1所述的一种用于晶圆的高精度图像采集处理装置，其特征在于，所述CCD工业相机像素为1600万，采集帧率为60fps，采集分辨率为1080P。5.如权利要求1所述的一种用于晶圆的高精度图像采集处理装置，其特征在于，所述光学显微镜搭载10
‑
1000倍的放大范围。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐文婧，史浩琛，夏伟，蒋锴，王静，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：新型
国别省市：