半导体显微检测的筒镜镜组及半导体显微检测系统技术方案

本披露公开了一种半导体显微检测的筒镜镜组及半导体显微检测系统。该筒镜镜组包括：第一透镜，为双凸透镜；第一透镜的第一面面向待测半导体；第二透镜，为弯月形负透镜；第二透镜的第一面与第一透镜的第二面胶合形成胶合双透镜；第三透镜，为弯月形正透镜；第三透镜的第一面面向第二透镜的第二面；第四透镜，为弯月形负透镜；第四透镜的第一面面向第三透镜的第二面；胶合双透镜、第三透镜和第四透镜的间隔设置形成筒镜镜组。本披露公开的技术方案能够提高单次检测所覆盖的晶圆范围，从而缩减了半导体检测所需时长，并且本方案的筒镜镜组配置能够保证各个半导体检测场景下的成像像质，构成多中半导体显微检测系统的标准化模块。构成多中半导体显微检测系统的标准化模块。构成多中半导体显微检测系统的标准化模块。

【技术实现步骤摘要】
半导体显微检测的筒镜镜组及半导体显微检测系统


[0001]本披露一般涉及半导体检测
更具体地，本披露涉及一种半导体显微检测的筒镜镜组及半导体显微检测系统。

技术介绍

[0002]随着半导体芯片朝着小型化和集成化发展，半导体芯片的集成度越来越高，体积越来越小，检测精度要求越来越高，使用传统的高倍远心镜头已不能满足其缺陷检测要求，对于微型半导体芯片需要通过显微系统才能有效检测。
[0003]在工业生产中，半导体芯片通常在一整张晶圆上生产，虽然显微系统可以高精度检测微型芯片，而显微系统的检测范围由物镜和筒镜共同决定，由于显微物镜视场很小，并且标准筒镜的视场也有限，例如，现有的1X筒镜的通常视场仅有24mm，部分经过特殊设计的筒镜最大视场为28mm，因此每次检测只能检测整张晶圆中很小的一部分，对于整张晶圆或者较大的封装的芯片样品来说需要沿特有路径进行多次扫描检测。而实际上目前研制的显微物镜在1X筒镜下，最大像方视场可以达到33mm，使用现有筒镜就会造成了显微物镜性能的浪费，如果能最大利用显微物镜的视场，即使每次检测的范围提高有限，但对需要大量检测次数的整张晶圆和芯片样片也能较大地提高检测效率。
[0004]另外，半导体芯片种类繁多，需要不同的检测需求，比如有些样品只需可见光就可以检测，有些样品的缺陷需要在明场下检测，有些样品缺陷需要在暗场下检测，有些样品需要在紫外光下进行检测，还有些样品需要在红外光下进行检测。而普通筒镜只能适用于单一的检测场景，最常用的就是在可见光下使用，当应用于其他检测场景时，为了保证成像质量，筒镜通常需要单独设计，这样就会导致成本浪费，不利于半导体检测设备的标准化。
[0005]有鉴于此，亟需提供一种多用途半导体显微检测的筒镜镜组，能够满足大部分的半导体检测需求，并且能够提供大视场，以提高半导体芯片和IC元件检测的效率。

技术实现思路

[0006]为了至少解决如上所提到的一个或多个技术问题，本披露在多个方面中提出了半导体显微检测的筒镜镜组及半导体显微检测系统，能够提供大视场，以提高半导体检测的效率，筒镜镜组模块化设计，有助于提高筒镜镜组的适用性，使其具有多用途的检测能力。
[0007]在第一方面中，本披露提供一种半导体显微检测的筒镜镜组，包括：第一透镜11，为双凸透镜；所述第一透镜的第一面面向待测半导体；第二透镜12，为弯月形负透镜；所述第二透镜的第一面与所述第一透镜的第二面胶合形成胶合双透镜，所述第二透镜的第一面的曲率半径绝对值小于所述第二透镜的第二面的曲率半径绝对值；第三透镜13，为弯月形正透镜；所述第三透镜的第一面面向所述第二透镜的第二面，且其曲率半径绝对值小于所述第三透镜的第二面的曲率半径绝对值；第四透镜14，为弯月形负透镜；所述第四透镜的第一面面向所述第三透镜的第二面，且其曲率半径绝对值大于所述第四透镜的第二面的曲率半径绝对值；所述胶合双透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的间隔设置形成所述筒镜镜
组。
[0008]在一些实施例中，所述第一透镜11的第一面的曲率半径介于120mm至140mm之间；所述第一透镜11的第二面的曲率半径介于
‑
45mm至
‑
55mm之间；所述第一透镜11的厚度介于12mm至18mm之间。
[0009]在一些实施例中，所述第一透镜11的折射率介于1.3至1.5之间，阿贝数介于90至93之间。
[0010]在一些实施例中，所述第二透镜12的第二面的曲率半径介于
‑
2630mm至
‑
2670mm之间；所述第二透镜12的厚度介于7mm至9 mm之间。
[0011]在一些实施例中，所述第二透镜12的折射率介于1.4至1.6之间，阿贝数介于60至63之间。
[0012]在一些实施例中，所述第三透镜13的第一面与所述第二透镜的第二面的第一间距介于16mm至20mm之间。
[0013]在一些实施例中，所述第三透镜13的第一面的曲率半径介于45mm至55mm之间；所述第三透镜13的第二面的曲率半径介于205mm至235mm之间；所述第三透镜13的厚度介于11mm至15mm之间。
[0014]在一些实施例中，所述第三透镜13的折射率介于1.3至1.7之间，阿贝数介于75至85之间。
[0015]在一些实施例中，所述第四透镜14的第一面与所述第三透镜的第二面的第二间距介于1mm至4mm之间。
[0016]在一些实施例中，所述第四透镜14的第一面的曲率半径介于60mm至80mm之间；所述第四透镜14的第二面的曲率半径介于30mm至40mm之间；所述第四透镜14的厚度介于6mm至9mm之间。
[0017]在一些实施例中，所述第四透镜14的折射率介于1.4至1.7之间，阿贝数介于55至65之间。
[0018]在一些实施例中，所述第一透镜11、所述第二透镜12、所述第三透镜13和所述第四透镜14中的一个或多个透镜上镀有增透膜。
[0019]在第二方面中，本披露提供一种半导体显微检测系统，包括：物镜镜组2、光源装置3、成像装置4和如上任一项所述的筒镜镜组1；其中，所述物镜镜组2、所述筒镜镜组1和所述成像装置4依次沿主光轴设置，所述光源装置3提供检测光源；待测半导体的检测光线沿所述主光轴传输，经所述物镜镜组和所述筒镜镜组传输至所述成像装置形成检测图像。
[0020]在一些实施例中，所述半导体显微检测系统还包括：设置在所述主光轴上的分光棱镜5；所述成像装置4包括：第一成像装置41和第二成像装置42；所述分光棱镜5用于将所述检测光线分束，并将分束后的检测光线分别传输至所述第一成像装置41和所述第二成像装置42。
[0021]在一些实施例中，所述光源装置3包括：明场光源装置；所述第一成像装置为黑白相机，所述第二成像装置为彩色相机。
[0022]在一些实施例中，所述光源装置3包括：明场光源装置31和暗场光源装置32；所述检测光线包括：明场检测光线和暗场检测光线；所述明场光源装置的明场光源经所述待测半导体反射形成所述明场检测光线；所述暗场光源装置的暗场光源经所述待测半导体散射
形成所述暗场检测光线；所述明场光源与所述暗场光源的波长不同；所述第一成像装置的接收波长与所述明场检测光线相匹配；所述第二成像装置的接收波长与所述暗场检测光线相匹配。
[0023]在一些实施例中，所述半导体显微检测系统还包括：两个带通滤光片；所述两个带通滤光片分别设置在所述第一成像装置和所述第二成像装置的光线接收侧。
[0024]在一些实施例中，所述半导体显微检测系统还包括：设置在所述主光轴上的第一分光镜6；所述第一分光镜6用于将所述明场光源沿所述主光轴反射至所述待测半导体的表面。
[0025]在一些实施例中，所述半导体显微检测系统还包括：自动对焦装置7和设置在所述主光轴上的第二分光镜8；所述自动对焦装置7发出的对焦光线至所述待测半导体的表面进行自动对焦；所述第二分光镜8用于将所述对焦光线从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体显微检测的筒镜镜组，其特征在于，包括：第一透镜（11），为双凸透镜；所述第一透镜的第一面面向待测半导体；第二透镜（12），为弯月形负透镜；所述第二透镜的第一面与所述第一透镜的第二面胶合形成胶合双透镜，所述第二透镜的第一面的曲率半径绝对值小于所述第二透镜的第二面的曲率半径绝对值；第三透镜（13），为弯月形正透镜；所述第三透镜的第一面面向所述第二透镜的第二面，且其曲率半径绝对值小于所述第三透镜的第二面的曲率半径绝对值；第四透镜（14），为弯月形负透镜；所述第四透镜的第一面面向所述第三透镜的第二面，且其曲率半径绝对值大于所述第四透镜的第二面的曲率半径绝对值；所述胶合双透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的间隔设置形成所述筒镜镜组。2.根据权利要求1所述的半导体显微检测的筒镜镜组，其特征在于，所述第一透镜（11）的第一面的曲率半径介于120mm至140mm之间；所述第一透镜（11）的第二面的曲率半径介于
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45mm至
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55mm之间；所述第一透镜（11）的厚度介于12mm至18mm之间。3.根据权利要求1或2所述的半导体显微检测的筒镜镜组，其特征在于，所述第一透镜（11）的折射率介于1.3至1.5之间，阿贝数介于90至93之间。4.根据权利要求2所述的半导体显微检测的筒镜镜组，其特征在于，所述第二透镜（12）的第二面的曲率半径介于
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2630mm至
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2670mm之间；所述第二透镜（12）的厚度介于7mm至9 mm之间。5.根据权利要求1或4所述的半导体显微检测的筒镜镜组，其特征在于，所述第二透镜（12）的折射率介于1.4至1.6之间，阿贝数介于60至63之间。6.根据权利要求1所述的半导体显微检测的筒镜镜组，其特征在于，所述第三透镜（13）的第一面与所述第二透镜的第二面的第一间距介于16mm至20mm之间。7.根据权利要求1所述的半导体显微检测的筒镜镜组，其特征在于，所述第三透镜（13）的第一面的曲率半径介于45mm至55mm之间；所述第三透镜（13）的第二面的曲率半径介于205mm至235mm之间；所述第三透镜（13）的厚度介于11mm至15mm之间。8.根据权利要求1或7所述的半导体显微检测的筒镜镜组，其特征在于，所述第三透镜（13）的折射率介于1.3至1.7之间，阿贝数介于75至85之间。9.根据权利要求1所述的半导体显微检测的筒镜镜组，其特征在于，所述第四透镜（14）的第一面与所述第三透镜的第二面的第二间距介于1mm至4mm之间。10.根据权利要求1所述的半导体显微检测的筒镜镜组，其特征在于，所述第四透镜（14）的第一面的曲率半径介于60mm至80mm之间；所述第四透镜（14）的第二面的曲率半径介于30mm至40mm之间；所述第四透镜（14）的厚度介于6mm至9mm之间。11.根据权利要求1所述的半导体显微检测的筒镜镜组，其特征在于，所述第四透镜（14）的折射率介于1.4...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：苏州高视半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：