一种光学检测系统及图像动态对准方法技术方案

本申请涉及一种光学检测系统及图像动态对准方法，其中光学检测系统主要包括位移台

【技术实现步骤摘要】
一种光学检测系统及图像动态对准方法


[0001]本申请涉及光学检测
，具体涉及一种光学检测系统及图像动态对准方法
。

技术介绍

[0002]随着大规模集成电路中芯片尺寸的不断缩小，与制造工艺相匹配的半导体表面检测的最小检测尺寸也在不断的缩小，由此带来了检测难度增加的情况
。
[0003]在诸如晶圆的半导体检测系统中，通常采用灵敏度较高的
TDI
相机配合扫描位移台来实现晶圆表面图像的快速采集，进而对比不同
Die(
即指裸片
、
晶圆体，是硅片中很小的单位，包括了设计完整的单个芯片以及芯片邻近水平和垂直方向上的部分划片槽区域
)
间图像的灰度差异来实现对表面缺陷的检出
。
然而，在对晶圆的扫描过程中存在很多不稳定的因素，如位移台本身结构的轻微弯曲
、
温度变化导致的结构形变等因素，都会导致被测的晶圆相对
TDI
相机的靶面在垂直扫描方向上的相对位移，这会导致用于检测的
Die
图像之间的相对位移
。
[0004]显而易见，对于采用图像灰度差值检出缺陷的检测方法而言，当用于差分的图像在晶圆结构上存在相对位移时，容易造成检出缺陷的灵敏度下降，甚至造成误检等严重后果
。
为了修正补偿这部分误差来提高光学检测的灵敏度，最常见方法的是图像后处理技术，即在进行差分计算前将两个图像进行对准，然而基于图像后处理技术的对准方式在亚像素对位的过程中，往往会引入部分误差，这就导致缺陷检出的信噪比相较无相对位移的结果会下降，从而无法达到预期效果
。

技术实现思路

[0005]本申请主要解决的技术问题是：如何克服半导体位移台的结构形变导致的图像特征相对位移的问题
。
为解决上述技术问题，本申请提出一种光学检测系统及图像动态对准方法
。
[0006]根据第一方面，一种实施例中提供一种光学检测系统，包括：位移台，用于承载待测件；光源，用于向所述位移台上承载的待测件投射照明光；所述照明光用于投射到所述待测件的表面后产生第一反射光；反射镜，倾斜设于第一反射光的传输光路上，用于反射第一反射光以产生第二反射光，并将第二反射光投射到预设的探测位；调节机构，用于调节所述反射镜的姿态；光电探测器，设于所述探测位，用于沿预设的扫描方向探测第二反射光并产生对应的探测图像；处理单元
。
[0007]所述处理单元从所述光电探测器获得所述探测图像；所述处理单元所述探测图像相对于预设的标准图像，在垂直于所述光电探测器的扫描方向上的偏移值；所述标准图像为光学检测初始时刻得到的探测图像，或者为光学检测过程中一时间点得到的探测图像；所述处理单元根据所述偏移值换算得到所述反射镜的姿态调节量；所述处理单元根据所述姿态调节量对所述调节机构进行控制，通过改变所述反射镜的姿态对第二反射光的像点位
置进行补偿，使再次探测产生的探测图像对准于所述标准图像
。
[0008]所述的光学检测系统还包括显微物镜；所述显微物镜设于第一反射光的传输光路上，用于按照一定的光学放大倍率调整第一反射光，调整后的第一反射光传输至所述反射镜
。
[0009]所述的光学检测系统还包括照明管镜和分光镜；所述照明管镜设于照明光的传输光路上，用于对照明光进行光学调整，并通过自身的出光口出射调整后的照明光；所述分光镜倾斜设于第一反射光的传输光路上，且斜对于所述照明管镜的出光口；所述分光镜用于将所述照明管镜出射的照明光分出一部分并反射入所述显微物镜，反射入所述显微物镜的照明光经过所述显微物镜后投射到所述待测件的表面；所述分光镜还用于将所述显微物镜调整后的第一反射光分出一部分并透射至所述反射镜
。
[0010]所述的光学检测系统还包括成像管镜；所述成像管镜设于所述分光镜和所述反射镜之间，用于对所述分光镜透射的第一反射光进行光学调整，并将光学调整后的第一反射光传输至所述反射镜
。
[0011]所述的光学检测系统还包括驱动部件和承载部件；所述驱动部件用于驱动所述位移台进行移动，通过所述位移台的移动改变所述待测件的表面在照明光下的被投射位置；所述承载部件设于所述位移台上，用于对所述待测件进行固定，以防止所述待测件跟随所述位移台的移动过程中发生脱落
。
[0012]所述调节机构通过平移所述反射镜，或者偏转所述反射镜对所述反射镜的姿态进行调节；所述反射镜在被平移调节或被偏转调节的过程中改变第二反射光的像点位置
。
[0013]所述处理单元所述探测图像相对于预设的标准图像，在垂直于所述光电探测器的扫描方向上的偏移值，包括：从所述标准图像中选取参考特征点；从所述探测图像中获取与所述参考特征点属于同一个图像特征的对位特征点；计算所述对位特征点相比所述参考特征点在垂直于所述光电探测器的扫描方向上的像素差值；垂直于所述光电探测器的扫描方向和所述第二反射光的传输方向一致；根据所述像素差值得到所述偏移值
。
[0014]所述处理单元根据所述偏移值换算得到所述反射镜的姿态调节量，包括：根据预设的函数曲线对所述偏移值进行换算，得到对应的函数值；所述函数曲线用于表示所述偏移值和所述姿态调节量之间的线性关系；根据换算得到的函数值确定所述反射镜的姿态调节量；所述姿态调节量为平移量或偏转量，所述平移量用于调节所述反射镜的平移运动距离，所述偏转量用于调节所述反射镜的偏转转动角度
。
[0015]所述处理单元还用于：在再次探测产生的探测图像对准于所述标准图像之后，所述处理单元根据再次探测产生的探测图像对所述待测件的表面瑕疵特征进行检测，得到所述待测件的表面瑕疵特征的位置和
/
或类型
。
[0016]根据第二方面，一种实施例中提供一种图像动态对准方法，包括：从一光电探测器获得待测件的探测图像；所述待测件的表面反射光经过一反射镜的反射后被传输到所述光电探测器；计算所述探测图像相对于预设的标准图像，在垂直于所述光电探测器的扫描方向上的偏移值；根据所述偏移值换算得到所述反射镜的姿态调节量；根据所述姿态调节量控制改变所述反射镜的姿态，通过对所述反射镜的反射光的像点位置进行补偿，使再次从所述光电探测器获得的探测图像对准于所述标准图像；再次从所述光电探测器获得的探测图像用于被检测得到所述待测件的表面瑕疵特征
。
[0017]本申请的有益效果是：
[0018]依据上述实施例的一种光学检测系统及图像动态对准方法，其中光学检测系统主要包括位移台
、
光源
、
反射镜
、
调节机构
、
光电探测器和处理单元
。
技术方案利用调节机构可对反射镜的姿态进行调节，如此能够对探测图像进行修正补偿，利于解决因位移台结构形变导致的图像特征相对位移的问题；在系统的检测扫描过程中，处理单元是依据探测图像在垂直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光学检测系统，其特征在于，包括：位移台，用于承载待测件；光源，用于向所述位移台上承载的待测件投射照明光，所述照明光用于投射到所述待测件的表面后产生第一反射光；反射镜，倾斜设于所述第一反射光的传输光路上，用于反射所述第一反射光以产生第二反射光，并将所述第二反射光投射到预设的探测位；调节机构，用于调节所述反射镜的姿态；光电探测器，设于所述探测位，用于沿预设的扫描方向探测所述第二反射光并产生对应的探测图像；处理单元，用于：从所述光电探测器获得所述探测图像；计算所述探测图像相对于预设的标准图像，在垂直于所述光电探测器的扫描方向上的偏移值；所述标准图像为光学检测初始时刻得到的探测图像，或者为光学检测过程中一时间点得到的探测图像；根据所述偏移值换算得到所述反射镜的姿态调节量；根据所述姿态调节量对所述调节机构进行控制，通过改变所述反射镜的姿态对第二反射光的像点位置进行补偿，使再次探测产生的探测图像对准于所述标准图像
。2.
如权利要求1所述的光学检测系统，其特征在于，还包括显微物镜；所述显微物镜设于所述第一反射光的传输光路上，用于按照预设的光学放大倍率调整所述第一反射光，调整后的所述第一反射光传输至所述反射镜
。3.
如权利要求2所述的光学检测系统，其特征在于，还包括照明管镜和分光镜；所述照明管镜设于照明光的传输光路上，用于对照明光进行光学调整，并通过自身的出光口出射调整后的照明光；所述分光镜倾斜设于所述第一反射光的传输光路上，且斜对于所述照明管镜的出光口；所述分光镜用于将所述照明管镜出射的照明光分出一部分并反射入所述显微物镜，反射入所述显微物镜的照明光经过所述显微物镜后投射到所述待测件的表面；所述分光镜还用于将所述显微物镜调整后的第一反射光分出一部分并透射至所述反射镜
。4.
如权利要求3所述的光学检测系统，其特征在于，还包括成像管镜；所述成像管镜设于所述分光镜和所述反射镜之间，用于对所述分光镜透射的第一反射光进行光学调整，并将光学调整后的第一反射光传输至所述反射镜
。5.
如权利要求1所述的光学检测系统，其特征在于，还包括驱动部件和承载部件；所述驱动部件用于驱动所述位移台运动，通过所述位移台的运动改变所述待测件的表面在照明光下的被投射位置；所述承载部件设于所述位移台上，用于对所述待测件进行固定，以防止所述待测件跟随所述位移台的移动过程中发生脱落
。6.

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鲁，胡诗铭，张鹏斌，张嵩，
申请(专利权)人：深圳中科飞测科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：