CN1896725A - 检验晶片的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于自动检验晶片的装置和方法，其具有对晶片照明以便进行检验的光源和光学照明器件，其中光学照明器件包括用于调节亮度的可变灰色滤光片。

Description

检验晶片的装置

技术领域

本发明涉及一种晶片检验装置的背景下的晶片照明装置。本发明还涉及晶片检验的背景下的亮度调整方法。

背景技术

上述类型的装置及方法已得到公认。通过这些装置及方法，可用带光源的照明装置以及检验装置内的光学照明器件照亮晶片，以便由检测装置记录测试信号或晶片图像，用于进一步处理。

上述类型的装置用于计算机芯片制造工业，作为自动宏缺陷检测及分类***。Leica LDS 3300M***即是一个典型的例子。此***以完整及整体的***在工业中进行销售。在操作过程中，***需要得到持续的、质量统一的检验和缺陷控制。对于相同类型的各种晶片设计，这些***采用实质上相同的软件，尤其是实质上相同的技巧。相同的晶片设计类型指的是具有相同晶片设计的晶片以及生产过程中相应的阶段。相同类型的晶片设计将由相同条件下的检验***进行检验。这也适用在多个相同类型的独立式安装***。上述“技巧”指的是使测量软件适应不同类型的晶片设计及生产阶段的预定调整。

均匀照明对取得可再现检验而言尤为重要。通常采用闪光灯照明，不过闪光灯的光功率甚至最新制造状态都存在极大差异。在闪光灯的使用寿命内，闪光灯的功率会明显下降，造成光功率减少到1/2。闪光灯的光功率能够用电子仪器比如电容器进行控制。此控制是必需的，至少可以达到改变检验背景下亮度的目的。闪光灯最大亮度的差异限制了用闪光灯电子驱动装置进行检验测量时亮度调整的有效动态范围。

发明内容

本发明的目的之一是进一步改进本文最初提到的装置及设备，以使照明装置的电子控制变量范围在长时间内适用于多个相同类型的***。

本发明使用申请专利范围第1项的装置以及申请专利范围第17项的方法达到上述目的。本发明的具体优势阐述在从属申请专利范围中。

本发明使用一种晶片检验装置达到上述目的，此检验装置具有对晶片照明以便进行检验的光源和光学照明器件，此光学照明器件包括用于调节亮度的可变灰色滤光片。在灰色滤光片的作用下，高亮度的光源能被调节到使用低亮度的光源水平。本发明针对容许的最弱光源及其最大容许老化进行了适当的设计。

灰色滤光片一边安装在闪光灯与其反光镜之间，另一边安装在闪光灯与光学照明器件之间，其中光学照明器件包括一或两根光纤。此布置特别增强了结构的紧凑性。

光源和灰色滤光片安装在共同的托架上，其优点是使灰色滤光片和闪光灯具有确定的布置，特别是具有确定的距离，以便取得确定的光学效应。

光源和灰色滤光片安装在共同的外壳中，其优点是使位于检验***中的共同外壳内的光源和已调节的灰色滤光片成为标准化的总体光源。同样，在检验***外也可对外壳内的光源进行标准化调节。

灰色滤光片的传输可无限度改变，其优点是能将光源的光功率调节到最佳状态以达到相关标准的要求。

灰色滤光片被制作成可旋转滤光轮，其优点是特别节省空间并且十分便于对调整的驱动。

灰色滤光片还可被制作成灰度楔，或具有距离比灰色滤光片上的孔径略小的色调或刻度。灰色滤光片也可被制作成缝隙孔或筛孔，其中孔径将覆盖多个缝隙孔或小孔。滤光片也可根据孔径大小无限度地改变。

灰色滤光片的传输是可自动调节的，其优点是可确定光源的标准最大亮度或在无用户干预的情况下按照设定的时间间隔恢复光源的标准最大亮度。

灰色滤光片适宜的传输范围从10％到大约100％，尤其是处于5％到100％之间。

灰色滤光片有利的传输范围从1％到大约100％，其优点是使因闪光的不同或老化造成的最大亮度的强度起伏得到补偿。

灰色滤光片同时也是紫外线阻挡滤光片，其阻挡作用可通过选择适当的托架玻璃或采用额外滤光镜涂层而获得。

灰色滤光片将与彩色转换滤光片一起组合使用。彩色转换滤光作用可通过灰色滤光片的额外涂层获得。此涂层将用于灰色涂层的对侧。此涂层将同样用于紫外线阻挡滤光片。通过紫外线阻挡作用和/或彩色转换滤光作用，灰色滤光片可实现额外用途，因此节省一至两个额外元件。

在一种实施例情况下，光源本身带有功率调整装置，比如电子调整装置。

在另一种实施例情况下，光源是闪光灯。

在首选实施例情况下，闪光灯包括可变充电式闪光电容器。

本发明通过下列步骤，使用依赖相同晶片检验技巧的类似检验***的亮度调节方法达到上述目的：

在光源功率的预定百分比上，利用照明光束路径中的可变滤光片从光学上削弱检验***中的亮度，以便达到预定的功率水平；

在光源功率的预定百分比上，测量照明的功率；

完成测量之后，在灯功率的预定百分比上将光衰减再次调节到预定的功率水平。

上述“技巧”指的是使测量软件适应不同晶片设计类型及生产阶段的预定调整。“灯功率的确定百分比”指的是通过电子控制使灯的功率达到最大灯功率的预定百分比，比如最大灯功率的100％。“预定的功率水平”指的是符合晶片检验***要求的最弱闪光灯的亮度减去由于老化原因而造成的预计功率损耗。功率的测量将与强度的测量保持一致，以便同时考虑功率的强度。

如果不依赖可变灰色滤光片而通过电子可控设备进行功率调整，软件程序可以自由控制亮度，以便在可变灰色滤光片确定的标准化最大亮度上操作晶片检验***。

利用可变灰色滤光片在照明光束路径中的光学衰减步骤位于光源的下游。可变灰色滤光片可以是灰度楔或滤光盘。

测量和再调节步骤将按预定的时间间隔进行，目的是确保照明的均匀质量。此时间间隔可能是晶片吞吐量或使用寿命的函数。

在一实施例情况下，测量和再调节的时间间隔是一天。但几小时、几天或几周的时间间隔也是可能的。

在本发明的首选实施例情况下，测量和再调节将自动进行。

附图说明

以下将通过示意图的方式对本发明的首选实施例情况进行详细解释。图中相同参考数字表示相同的元件。

图1：本发明的闪光灯剖视图，包括其过滤器和外壳

图2：晶片检验***中光学照明器件的示意图

图3：晶片检验***中光学照明器件的第二张示意图

图4：晶片检验***中光学照明器件的第三张示意图

具体实施方式

图1显示的是作为光源的闪光灯10和闪光灯泡11以及底座12和反光镜13。通过底座向闪光灯泡供电包括电感器42，而此电感器可以控制闪光灯的闪光功率。举个例：闪光灯的正常最大功率是50mJ。上述电感器将在最大闪光功率的100％至10％范围内调整闪光灯泡的功率，在此例中调整范围为50mJ至5mJ。对于不同的闪光灯而言，闪光灯容许的最大闪光功率变化范围为50mJ至125mJ，是波动范围的2.5倍。由于反光镜的缘故，闪光灯泡将射出孔径锥体14。此孔径锥体将采用滤光装置20的滤光盘21。此滤光盘含有旋转轴22，支撑在旋转支座23中。旋转轴22的末端位于联轴器24中，通过此联轴器滤光盘的位置可以旋转。此旋转可以是手动旋转也可以通过用法兰连接到轴的驱动装置实现机械旋转。孔径锥体14将穿过位于光纤底座30区域内的滤光盘。在引入的光纤电缆(图中未显示)中，孔径锥体14将连接进光纤电缆。闪光灯泡10和滤光装置20由共同外壳40包围并安装在共同托架41上。外壳也包括电感器42。

由于老化的原因，闪光功率将下降到1/2，即下降50％，在此例中将从50mJ下降到25mJ。且在此例中闪光功率的容差范围是从最小25mJ到最大125mJ。为了通过闪光灯泡的电感器补偿这一容差范围，电感器的极大部分动态范围都将因为调整而损失。然而，在晶片检验背景下，需要很大的动态范围来改变闪光灯的功率。有时为了执行软件控制的测量程序，电感器的全范围变化是必需的。由于将滤光盘调整到预定的功率水平，在此例中是25mJ，每个容许的闪光灯和每个老化阶段都可以用在我们的实例中，并可提供相同的最大功率25mJ。这样，对于每个闪光灯而言，可以利用电感器的整个动态范围来改变灯的功率，以便执行测量程序。

图2显示的是闪光灯泡10以及晶片检验***70中的可旋转滤光盘21。晶片检验***包括摄像机60、光束***镜61、发光区62、光纤31以及将要检验的晶片50。光纤31通过滤光盘21将来自闪光灯闪光灯泡的光传导到发光区62内。分散衍射的光将通过光束***镜到达晶片50的表面，并将晶片50照亮，以便摄像机60成像。光束***镜、发光区和摄像机的安装位置将使发光区62的光的中心光束同摄像机的中心光束一样垂直照射到晶片表面上，以获得明场像。

图3显示的是晶片检验***，其布置与图2中的布置相似。不过，旋转滤光盘21未安装在闪光灯的外壳内，而是位于避开闪光灯的光纤31的末端与用于垂直照明晶片的光学镜头之间。光束***镜61的布置仍然能使晶片表面在明场像中经摄像机垂直成像。

图4显示的是晶片检验***，其进一步布置与图2中的布置相似。其中，旋转滤光盘21安装在光学镜头32内。同样为明场成像设计了照明和检测，但其中心照明光束和成像光束并非如图2和图3那样垂直照射在晶片表面上，但会具有相同的反射角。

Claims (22)

1.一种自动检验晶片的装置，其特征在于其包括照亮晶片以便进行检验的光源、安装在所述光源前面的光学照明器件以及用于调整所述光源亮度的可变灰色滤光片。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于其中所述光源是闪光灯，所述灰色滤光片一边安装在所述闪光灯与其反光镜之间，另一边安装在所述闪光灯与所述光学照明器件之间，其中所述光学照明器件包括至少一根光纤。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于其中所述灰色滤光片安装在所述光学照明器件和所述晶片之间，其中所述光学照明器件包括一或两根光纤。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于其中所述灰色滤光片安装在托架上。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于其中所述光源和所述灰色滤光片安装在外壳中。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于其中所述灰色滤光片的传输可无限度改变。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于其中所述灰色滤光片被制作成旋转滤光盘。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于其中所述灰色滤光片具有不同传输的滤光片刻度，并且所述灰色滤光片具有覆盖至少两个滤光片刻度的孔径。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于其中所述灰色滤光片具有可自动变化的传输。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于其中所述灰色滤光片的传输范围从10％到大约100％。

11.如权利要求1所述的装置，其特征在于其中所述灰色滤光片的传输范围从1％到大约100％。

12.如权利要求1所述的装置，其特征在于其中所述灰色滤光片也是紫外线阻挡滤光片。

13.如权利要求1所述的装置，其特征在于其中所述灰色滤光片与彩色转换滤光片组合在一起。

14.如权利要求1所述的装置，其特征在于其中所述光源本身配备有改变照明强度的装置。

15.一种调节亮度的方法，其特征在于其用于采用相同晶片检验技巧的相同类型的检验***，包括下列步骤：

在光源功率的预定百分比上，利用光源照明光束路径中的可变滤光片从光学上削弱所述检验***中的亮度，以便达到预定的功率水平；

在所述光源功率的预定百分比上，测量所述照明的功率；

在所述光源功率的预定百分比上测量了所述预定功率水平之后，再次调节光衰减。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于其中所述光衰减步骤将通过所述光源下游的照明光束路径中的可变灰色滤光片完成。

17.如权利要求15所述的方法，其特征在于其中测量和再调节步骤将按预定的时间间隔进行。

18.如权利要求15所述的方法，其特征在于其中所述预定时间间隔为1天。

19.如权利要求15所述的方法，其特征在于其中所述光源是闪光灯。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于其中所述预定功率水平等于符合所述晶片检验***要求的最弱闪光灯的亮度减去由于老化原因而造成的预计功率损耗。

21.如权利要求15所述的方法，其特征在于其中所述光源功率的预定百分比是光源最大功率的100％。

22.如权利要求15所述的方法，其特征在于其中测量和再调节步骤自动进行。

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