(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211418776.6 (22)申请日 2022.11.14 (71)申请人 苏州天准科技股份有限公司 地址 215153 江苏省苏州市高新区科技城 浔阳江路70号 (72)发明人 骆聪　焦雅　谷孝东　曹葵康　 朱怡　 (74)专利代理 机构 北京千壹知识产权代理事务 所(普通合伙) 11940 专利代理师 王玉玲 (51)Int.Cl. G01N 21/95(2006.01) G01N 21/88(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种微调焦高精成像光学检测系统 (57)摘要 本发明提供了一种微调焦高精成像光学检 测系统， 属于半导体检测领域， 检测系统包括设 置于安装大板上的照明模组、 微调物镜、 粗定位 模组、 自动对焦模组和晶圆图像精采模组； 照明 模组产生的光照经过微调物镜投射于待检测晶 圆表面； 粗定位模组临近微调物镜设置， 用于观 察微调物镜下方的晶圆载台； 自动对焦模组用于 实时调节 微调物镜与待测晶圆之间的距离， 以高 清采集晶圆图像； 晶圆图像精采模组用于待测晶 圆的图像采集， 晶圆图像精采模组经微调物镜以 线扫方式采集图像， 获取晶圆表面的图像信息。 本方案的照明光路稳定可控， 晶圆图像精采模组 匹配不同功率档的光照， 在图像采集前， 可提供 独立的载台预定位， 提高了检测效率和成像的稳 定性。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 115524344 A 2022.12.27 CN 115524344 A 1.一种微调焦高精成像光学检测系统， 其特征在于： 所述检测系统包括设置于安装大 板上的照明模组 （100） 、 微调物镜 （200） 、 粗定位模组 （300） 、 自动对焦模组 （400） 和晶圆图像 精采模组 （500） ； 所述照明模组 （100） 产 生的光照经过所述微调物镜 （200） 投射于待检测晶圆表面， 用于 图像采集的视野照明； 所述粗定位模组 （300） 临近所述微调物镜 （200） 设置， 用于观察微调物镜 （200） 下方的 晶圆载台； 所述自动对焦模组 （400） 用于实时调节微调物镜 （200） 与待测晶圆之间的距离， 以高清 采集晶圆图像； 所述晶圆 图像精采模组 （500） 用于待测晶圆的图像采集， 所述晶圆 图像精采模组 （500） 经微调物镜 （20 0） 以线扫方式采集图像， 获取晶圆表面的图像信息 。 2.根据权利要求1所述的微调焦高精成像光学检测系统， 其特征在于： 所述照明模组 （100） 包括光源组件 （1） 、 准直镜 （2） 、 匀光镜组 （3） 、 衰减镜组 （4） 、 滤光镜组 （5） 、 成像中继镜 组 （6） 、 光瞳光阑 （7） 、 视场光阑与快门组件 （8） 、 第一半透半反镜 （9） 、 能量探测器 （10） 、 二向 色镜 （11） 和第二半反半透 镜 （12） ； 其中， 所述成像中继镜组 （6） 用于1:1转向成像； 其中， 所述第一半透半反镜 （9） 的反光光路连接至所述能量探测器 （10） ， 以实时监测光 源组件 （1） 的光照能量； 所述二向色镜 （1 1） 用于连接自动对焦模组 （40 0） ； 所述第二半反半透镜 （12） 用于连接微调物镜 （200） 、 粗定位模 组 （300） 和晶圆 图像精采 模组 （500） 。 3.根据权利要求2所述的微调焦高精成像光学检测系统， 其特征在于： 在所述照明模组 （100） 的光路上还设置辅助匀光组件， 包括辅助匀光透镜 （15） 、 辅助匀光棒 （16） 和辅助匀光 反射镜 （17） ， 所述辅助匀光组件从同一 光源组件 （1） 引光至照明光路上。 4.根据权利要求2或3所述的微调焦高精成像光学检测系统， 其特征在于： 所述微调物 镜 （200） 包括物镜本体 （21） 和压电微调器 （22） ， 所述压电微调器 （22） 设置在物镜本体 （21） 上， 在电信号的驱控下伸缩， 从而带动物镜 本体 （21） 的焦距调节。 5.根据权利要求2或3所述的微调焦高精成像光学检测系统， 其特征在于： 所述粗定位 模组 （300） 包括观察相机 （31） 、 粗定放大镜 （32） 、 粗定半透半反镜 （33） 、 粗定光源 （34） 和调 整粗定反射镜 （35） ； 所述观 察相机 （31） 经粗定放大镜 （32） 后透过粗定半透半反镜 （33） 及调 整粗定反射镜 （35） 采集晶圆载台位置； 所述粗定光源 （34） 的光照通过所述粗定 半透半反镜 （33） 反射再 经调整粗定反射镜 （3 5） 射向观察视场。 6.根据权利要求2或3所述的微调焦高精成像光学检测系统， 其特征在于： 所述自动对 焦模组 （400） 包括对焦光源 （40） 、 对焦准直镜 （41） 、 对焦筒镜 （42） 、 对焦分光镜组和对焦探 测器组； 对焦光源 （40） 的光照经对焦准直镜 （41） 、 对焦 筒镜 （42） 后通过微调物镜 （200） 射向 待测晶圆； 通过对焦探测器组采集的晶圆反射光信号在处理器拟合计算， 获得微调物镜 （200） 与待测晶圆表面之间的实施 距离， 并以此驱控微调物镜 （20 0） 的实时自动对焦。 7.根据权利要求6所述的微调焦高精成像光学检测系统， 其特征在于： 所述自动对焦模 组 （400） 的对焦光源 （40） 包括依次发光且光路垂直设置的对焦第一光源 （401） 和 对焦第二权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115524344 A 2光源 （402） ； 所述对焦分光镜组包括对焦第一分光镜 （43a） 、 对焦第二分光镜 （44a） 和第三对 焦分光镜 （45a） ， 所述对焦探测器组包括对焦第一探测器 （43b） 、 对焦第二探测器 （44b） 和对 焦第三探测器 （45b） 。 8.根据权利要求6所述的微调焦高精成像光学检测系统， 其特征在于： 在对焦筒镜 （42） 末端设置对焦反射镜 （46） ， 用于调节与微调物镜 （20 0） 的光路衔接 。 9.根据权利要求8所述的微调焦高精成像光学检测系统， 其特征在于：  所述晶圆图像 精采模组 （500） 包括采集相机 （51） 和转折镜组 （52） ， 所述转折镜组 （52） 设置于微调物镜 （200） 上方， 其中， 自动对焦模组 （400） 的对焦反射镜 （46） 与转折镜组 （52） 的部分光路连接 并通过微调物镜 （20 0） 照向待测晶圆。 10.根据权利要求9所述的微调焦高精成像光学检测系统， 其特征在于：  所述转折镜组 （52） 包括转折第一可调角反射镜 （521） 、 转折第二可调角反射镜 （522） 、 转折偏振片 （523） 、 转折滤光片 （524） 和转折中继镜 （525） ； 其中， 所述转折中继镜 （525） 从第二半反半透镜 （12） 接收经微调物镜 （200） 反射的图像信号， 并可在转折中继镜 （525） 处实现多档放大功率切 换； 所述采集相机 （51） 采用TDI， 采集相机 （51） 在转折第一可调角反射镜 （521） 的反射出射 光路处连接 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115524344 A 3