一种基于空间编码照明的芯片套刻测量装置制造方法及图纸

本技术公开了一种基于空间编码照明的芯片套刻测量装置，包括显微成像单元，用于将待检测芯片反射成像得到图像，并获取调节指令进行光线调节直至获取到高精度测量图像；计算机控制单元，用于获取图像分析明暗信息，计算误差后进行输出或上传调节指令；所述显微成像单元包括激光驱动器、会聚透镜、可调光阑、准直物镜、聚焦物镜、分光棱镜一、分光棱镜二、显微物镜、管镜和图像传感器。本技术装置结构简单，容易集成，通过空间光调制器对光线的强度、照射角度进行动态调制，解决了现有芯片套刻测量方法中照明光线不均、角度有限导致的芯片套刻检测图像质量较差、检测精度低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光学检测，具体涉及一种基于空间编码照明的芯片套刻测量装置。

技术介绍

1、芯片制造过程中，实时性能与缺陷检测是确保产品质量可控性的重要步骤。在关键层的光学套刻对准直接影响芯片的性能、成品率和可靠性。随着芯片集成度的提高、线宽缩小和多重光刻工艺的应用，对套刻误差的控制要求越来越严格。因此，套刻误差测量成为关键的工艺控制步骤之一。

2、套刻误差测量常通过光学显微成像系统进行。该系统会获取两层刻套目标图形的数字化图像，并利用数字图像算法计算每一层的中心位置，从而得出套刻误差的数值。具体而言，该方法涉及获取当前层和前一层测量标识的图像，并进行影像分析以确定两层测量标识的相对位移。为了获得测量标识的图像，使用了亮场显微镜，并通过分析图像的灰度来确定测量标识的重心，进而获得位移矢量。因此，图像质量对于套刻误差的测量结果至关重要。由于前层被多种材质的薄膜层所覆盖，因此在检测过程中需要不断调整焦距和照射光波的波长，以获取高对比度的图像。光线高光和测量遮挡导致的线宽不一致是常见产生测量误差的原因。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种基于空间编码照明的芯片套刻测量装置。

2、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种基于空间编码照明的芯片套刻测量装置，包括：

3、显微成像单元，用于将待检测芯片反射成像得到图像，并获取调节指令进行光线调节直至获取到高精度测量图像；

4、计算机控制单元，用于获取图像分析明暗信息，计算误差后进行输出或上传调节指令；

5、所述显微成像单元包括激光驱动器、会聚透镜、可调光阑、准直物镜、聚焦物镜、分光棱镜一、分光棱镜二、显微物镜、管镜和图像传感器，所述会聚透镜、可调光阑、准直物镜依次同轴设置，且可调光阑分别对应会聚透镜的像方焦面以及准直物镜的物方焦面，所述显微物镜、管镜依次同轴设置，所述分光棱镜一位于准直物镜远离可调光阑的一侧，所述分光棱镜二位于显微物镜与管镜之间，且分光棱镜一、分光棱镜二相对应且平行设置，所述聚焦物镜设置在分光棱镜一、分光棱镜二之间，所述图像传感器位于管镜远离分光棱镜二的一侧，所述激光驱动器用于产生白光光源，该白光光源依次通过会聚透镜、可调光阑、准直物镜、分光棱镜一形成平行光线；

6、所述显微成像单元还包括空间光调制器，所述空间光调制器位于分光棱镜一远离聚焦物镜的一侧，通过空间光调制器获取调节指令并对平行光线进行调节后，该平行光线依次经过聚焦物镜、分光棱镜二、显微物镜最终聚到待检测芯片上并成像在图像传感器上。

7、进一步地，所述会聚透镜由多个同轴的透镜组成，用于把白光光源产生的光线汇聚在可调光阑处。

8、进一步地，所述激光驱动器产生的白光光源的光谱范围为170nm-2100nm。

9、进一步地，所述分光棱镜一、分光棱镜二的分光比50：50，且分光棱镜一、分光棱镜二均为消偏振分光棱镜。

10、进一步地，所述空间光调制器像素大小为1920×1200。

11、进一步地，所述显微物镜为半复消色差显微物镜。

12、由上述技术方案可知，本技术具有如下有益效果：

13、本技术装置结构简单，容易集成，通过空间光调制器对光线的强度、照射角度进行动态调制，解决了现有芯片套刻测量方法中照明光线不均、角度有限导致的芯片套刻检测图像质量较差、检测精度低的技术问题。

14、本技术的芯片套刻测量装置，能够快速实现对芯片样品表面的均匀照明，从而得到更精确的测量结果，可广泛应用于光学成像和检测领域，为提升芯片套刻测量结果精度提供了一种简单可行的装置。

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【技术保护点】

1.一种基于空间编码照明的芯片套刻测量装置，其特征在于，包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于空间编码照明的芯片套刻测量装置，其特征在于：所述会聚透镜(1-2)由多个同轴的透镜组成，用于把白光光源产生的光线汇聚在可调光阑(1-3)处。

3.根据权利要求1所述的一种基于空间编码照明的芯片套刻测量装置，其特征在于：所述激光驱动器(1-1)产生的白光光源的光谱范围为170nm-2100nm。

4.根据权利要求1所述的一种基于空间编码照明的芯片套刻测量装置，其特征在于：所述分光棱镜一(1-6)、分光棱镜二(1-7)的分光比50：50，且分光棱镜一(1-6)、分光棱镜二(1-7)均为消偏振分光棱镜。

5.根据权利要求1所述的一种基于空间编码照明的芯片套刻测量装置，其特征在于：所述空间光调制器(1-11)像素大小为1920×1200。

6.根据权利要求1所述的一种基于空间编码照明的芯片套刻测量装置，其特征在于：所述显微物镜(1-8)为半复消色差显微物镜。

【技术特征摘要】

1.一种基于空间编码照明的芯片套刻测量装置，其特征在于，包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于空间编码照明的芯片套刻测量装置，其特征在于：所述会聚透镜(1-2)由多个同轴的透镜组成，用于把白光光源产生的光线汇聚在可调光阑(1-3)处。

3.根据权利要求1所述的一种基于空间编码照明的芯片套刻测量装置，其特征在于：所述激光驱动器(1-1)产生的白光光源的光谱范围为170nm-2100nm。

4.根据权利要求1所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志平，邱志群，叶颖，
申请(专利权)人：奈米科学仪器设备上海有限公司，
类型：新型
国别省市：