一种晶圆检测实时对焦装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种晶圆检测实时对焦装置及方法，其中，该装置包括：镜头模块、控制器和距离检测模块；其中，镜头模块和距离检测模块相对设置，镜头模块与距离检测模块之间留有放置晶圆的间隙；镜头模块用于拍摄晶圆检测表面的图像；距离检测模块用于检测晶圆背面的起伏变化信息，并将起伏变化信息传输到控制器；控制器用于根据接收到的起伏变化信息计算镜头模块的移动补偿量，并根据计算的移动补偿量向镜头模块发出移动控制信号；镜头模块还用于根据接收到的移动控制信号调整镜头与晶圆表面的距离。本发明专利技术能够在基于简单和低成本的镜头整体设计的情况下，确保镜头对焦的准确性和效果，有助于提高了晶圆表面检测的准确性和效率。率。率。

A real-time focusing device and method for wafer detection

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆检测实时对焦装置及方法


[0001]本专利技术涉及半导体晶圆检测
，特别是一种晶圆检测实时对焦装置及方法。

技术介绍

[0002]对于高精度的晶圆表面检测，通常使用光学镜头对晶圆表面进行检测，高精度检测过程中需要让镜头与晶圆表面在扫描过程中处于一个稳定恒定的距离(即对焦距离)，通常这个距离偏差不能超过镜头的景深，不然所拍摄到的图像会变模糊。
[0003]但晶圆由于加工等因素，不一定完全平整，横跨整个晶圆可能存在几十微米甚至更大的起伏波动，这对于比较高倍的镜头而言，此波动已经远超过镜头本身的景深，不采取对焦的话无法确保在扫描过晶圆的过程中可以拍摄到清晰的图案。
[0004]为了确保扫描晶圆过程中镜头能保持和晶圆表面相对恒定的距离，设备通常需要通过一些机制和方法，来对晶圆表面进行实时对焦。现有技术中，也提出有一些关于上述问题的解决方案如下：
[0005]1)垂直扫描结合图像算法：针对晶圆上的每个拍摄点位，镜头会在垂直方向上移动采集一系列图片，通过图像算法找出最锐利清晰的一张图。但是上述方式因为需要针对晶圆上每个拍摄点位都需要采集多张图片，整体的设备检测效率会比较低。
[0006]2)反射式镜头同轴对焦法：通过激光传感器透过镜头垂直向下打到晶圆上表面，收集反馈的信号来计算镜头此刻到晶圆表面的距离，然后对比应该有的对焦距离的偏差，对镜头高度进行一次调节后拍照。这种方式相对垂直扫描加图像算法效率快很多，因为物镜只需要移动一次。但是上述方式由于激光传感器发射的光线通过镜头照射到晶圆表面，对于激光传感器光的波长需要避开镜头采集图像用的波长，不然镜头拍摄到的图像会被激光传感器的光斑影响到(比如镜头拍摄的图像采集的是整个白光波段，激光传感器用的是红光，这个红光光斑就会被拍摄到镜头采集的图案里，而干扰到镜头想要看的其他图像细节)。特别如果镜头后面配备一系列复杂的光学系统时候，如固定波长的荧光激发等光学光路，要确保各路光线和激光传感器光线不干扰，就会增加镜头整体设计的复杂性和成本。
[0007]3)预扫法：先通过一个高度传感器对晶圆表面进行一个面型预采集，然后记录下每个需要拍摄点位的高度信息，这样在镜头后续采集拍照的时候就能够很好的对焦到响应的高度。但是上述方式由于需要预扫的步骤，整体测试多了一个环节，会影响检测效率。

技术实现思路

[0008]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种晶圆检测实时对焦装置及方法。
[0009]本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：
[0010]第一方面，本专利技术提出一种晶圆检测实时对焦装置，包括：镜头模块、控制器和距离检测模块；其中，镜头模块和距离检测模块相对设置，镜头模块与距离检测模块之间留有放置晶圆的间隙；
[0011]镜头模块用于拍摄晶圆检测表面的图像；
[0012]距离检测模块用于检测晶圆背面的起伏变化信息，并将起伏变化信息传输到控制器；
[0013]控制器用于根据接收到的起伏变化信息计算镜头模块的移动补偿量，并根据计算的移动补偿量向镜头模块发出移动控制信号；
[0014]镜头模块还用于根据接收到的移动控制信号调整镜头与晶圆表面的距离。
[0015]优选的，镜头模块包括运动轴和镜头；其中运动轴正对间隙设置，镜头与运动轴连接；
[0016]运动轴用于根据接收到的移动控制信号控制镜头在运动轴上远离或接近晶圆移动。
[0017]优选的，距离检测模块包括距离传感器；
[0018]距离传感器用于检测自身与晶圆背面之间的距离，并将得到的距离信息传输到控制器；
[0019]控制器根据接收到的距离信息计算所述移动补偿量。
[0020]优选的，距离检测模块包括距离传感器；
[0021]当晶圆为透膜或者半透明时，距离传感器用于检测自身与晶圆背面之间的第一距离，以及透过晶圆得到自身与晶圆正面之间的第二距离，并将得到的第一距离和第二距离信息传输到控制器；
[0022]控制器根据接收到的第一距离和/或第二距离信息计算所述移动补偿量。
[0023]优选的，该装置还包括放置模块，放置模块用于将晶圆固定在镜头模块与距离检测模块之间的间隙中。
[0024]第二方面，基于上述第一方面提出的晶圆检测实时对焦装置，还提出一种晶圆检测实时对焦方法，包括：
[0025]控制器控制镜头模块和距离检测模块同时移动到晶圆的任意位置进行检测；
[0026]在检测的过程中，距离检测模块获取晶圆背面的起伏变化信息，并将起伏变化信息传输到控制器；
[0027]控制器根据接收到的起伏变化信息计算镜头模块的移动补偿量，并根据计算的移动补偿量向镜头模块发出移动控制信号；
[0028]镜头模块根据接收到的移动控制信号调整镜头与晶圆表面的距离。
[0029]优选的，控制器根据接收到的起伏变化信息计算镜头模块的移动补偿量，包括：
[0030]控制器根据接收到的距离检测模块反馈的距离数据，计算距离检测模块与晶圆背面之间的距离变化量，并根据得到的距离变化量得到相应的移动补偿量。
[0031]优选的，该方法还包括：当控制器计算得到距离检测模块与晶圆背面之间的距离减少第一长度时，得到的移动补偿量为镜头向晶圆检测表面靠近移动第一长度；
[0032]当控制器计算得到距离检测模块与晶圆背面之间的距离增加第二长度时，得到的移动补偿量为镜头向晶圆检测表面远离移动第二长度。
[0033]优选的，该方法还包括：控制器根据得到的移动补偿量向镜头模块的运动轴发出相应的控制指令，以使得运动轴控制其上的镜头根据移动补偿量靠近或原理晶圆移动相应的长度距离。
[0034]优选的，该方法还包括：将待检测的晶圆放置在放置模块上，将晶圆的目标检测表面正对镜头模块。
[0035]本专利技术的有益效果为：本专利技术上述提出的晶圆检测实时对焦装置和方法，能够在基于简单和低成本的镜头整体设计的情况下，在检测的过程中实时调节镜头模块的高度，以确保镜头对焦的准确性和效果，有助于提高了晶圆表面检测的准确性和效率。
附图说明
[0036]利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0037]图1为本专利技术实例性实施例所示的一种晶圆检测实时对焦装置的结构示意图；
[0038]图2为本专利技术实例性实施例所示的一种晶圆检测实时对焦方法的流程示意图。
[0039]附图说明：
[0040]1‑
镜头模块，2
‑
控制器，3
‑
距离检测模块，4
‑
晶圆。
具体实施方式
[0041]结合以下应用场景对本专利技术作进一步描述。
[0042]参见图1，其示出一种晶圆检测实时对焦装置，包括：镜头模块1、控制器2和距离检测模块3；其中，镜头模块1和距离检测模块3相对设置，镜头模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆检测实时对焦装置，其特征在于，包括：镜头模块、控制器和距离检测模块；其中，镜头模块和距离检测模块相对设置，镜头模块与距离检测模块之间留有放置晶圆的间隙；镜头模块用于拍摄晶圆检测表面的图像；距离检测模块用于检测晶圆背面的起伏变化信息，并将起伏变化信息传输到控制器；控制器用于根据接收到的起伏变化信息计算镜头模块的移动补偿量，并根据计算的移动补偿量向镜头模块发出移动控制信号；镜头模块还用于根据接收到的移动控制信号调整镜头与晶圆表面的距离。2.根据权利要求1所述的一种晶圆检测实时对焦装置，其特征在于，镜头模块包括运动轴和镜头；其中运动轴正对间隙设置，镜头与运动轴连接；运动轴用于根据接收到的移动控制信号控制镜头在运动轴上远离或接近晶圆移动。3.根据权利要求1所述的一种晶圆检测实时对焦装置，其特征在于，距离检测模块包括距离传感器；距离传感器用于检测自身与晶圆背面之间的距离，并将得到的距离信息传输到控制器；控制器根据接收到的距离信息计算所述移动补偿量。4.根据权利要求1所述的一种晶圆检测实时对焦装置，其特征在于，还包括放置模块，放置模块用于将晶圆固定在镜头模块与距离检测模块之间的间隙中。5.根据权利要求1所述的一种晶圆检测实时对焦装置，其特征在于，距离检测模块包括距离传感器；当晶圆为透膜或者半透明时，距离传感器用于检测自身与晶圆背面之间的第一距离，以及透过晶圆得到自身与晶圆正面之间的第二距离，并将得到的第一距离和第二距离信息传输到控制器；控制器根据接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄英俊，
申请(专利权)人：上海谦视智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：