專(zhuān)利名稱(chēng)：檢驗(yàn)晶片的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶片檢驗(yàn)裝置的背景下的晶片照明裝置。本發(fā)明還涉及晶片檢驗(yàn)的背景下的亮度調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
上述類(lèi)型的裝置及方法已得到公認(rèn)。通過(guò)這些裝置及方法，可用帶光源的照明裝置以及檢驗(yàn)裝置內(nèi)的光學(xué)照明器件照亮晶片，以便由檢測(cè)裝置記錄測(cè)試信號(hào)或晶片圖像，用于進(jìn)一步處理。
上述類(lèi)型的裝置用于計(jì)算機(jī)芯片制造工業(yè)，作為自動(dòng)宏缺陷檢測(cè)及分類(lèi)系統(tǒng)。Leica LDS 3300M系統(tǒng)即是一個(gè)典型的例子。此系統(tǒng)以完整及整體的系統(tǒng)在工業(yè)中進(jìn)行銷(xiāo)售。在操作過(guò)程中，系統(tǒng)需要得到持續(xù)的、質(zhì)量統(tǒng)一的檢驗(yàn)和缺陷控制。對(duì)于相同類(lèi)型的各種晶片設(shè)計(jì)，這些系統(tǒng)采用實(shí)質(zhì)上相同的軟件，尤其是實(shí)質(zhì)上相同的技巧。相同的晶片設(shè)計(jì)類(lèi)型指的是具有相同晶片設(shè)計(jì)的晶片以及生產(chǎn)過(guò)程中相應(yīng)的階段。相同類(lèi)型的晶片設(shè)計(jì)將由相同條件下的檢驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)。這也適用在多個(gè)相同類(lèi)型的獨(dú)立式安裝系統(tǒng)。上述“技巧”指的是使測(cè)量軟件適應(yīng)不同類(lèi)型的晶片設(shè)計(jì)及生產(chǎn)階段的預(yù)定調(diào)整。
均勻照明對(duì)取得可再現(xiàn)檢驗(yàn)而言尤為重要。通常采用閃光燈照明，不過(guò)閃光燈的光功率甚至最新制造狀態(tài)都存在極大差異。在閃光燈的使用壽命內(nèi)，閃光燈的功率會(huì)明顯下降，造成光功率減少到1/2。閃光燈的光功率能夠用電子儀器比如電容器進(jìn)行控制。此控制是必需的，至少可以達(dá)到改變檢驗(yàn)背景下亮度的目的。閃光燈最大亮度的差異限制了用閃光燈電子驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行檢驗(yàn)測(cè)量時(shí)亮度調(diào)整的有效動(dòng)態(tài)范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是進(jìn)一步改進(jìn)本文最初提到的裝置及設(shè)備，以使照明裝置的電子控制變量范圍在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)適用于多個(gè)相同類(lèi)型的系統(tǒng)。
本發(fā)明使用申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第1項(xiàng)的裝置以及申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第17項(xiàng)的方法達(dá)到上述目的。本發(fā)明的具體優(yōu)勢(shì)闡述在從屬申請(qǐng)專(zhuān)利范圍中。
本發(fā)明使用一種晶片檢驗(yàn)裝置達(dá)到上述目的，此檢驗(yàn)裝置具有對(duì)晶片照明以便進(jìn)行檢驗(yàn)的光源和光學(xué)照明器件，此光學(xué)照明器件包括用于調(diào)節(jié)亮度的可變灰色濾光片。在灰色濾光片的作用下，高亮度的光源能被調(diào)節(jié)到使用低亮度的光源水平。本發(fā)明針對(duì)容許的最弱光源及其最大容許老化進(jìn)行了適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)。
灰色濾光片一邊安裝在閃光燈與其反光鏡之間，另一邊安裝在閃光燈與光學(xué)照明器件之間，其中光學(xué)照明器件包括一或兩根光纖。此布置特別增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的緊湊性。
光源和灰色濾光片安裝在共同的托架上，其優(yōu)點(diǎn)是使灰色濾光片和閃光燈具有確定的布置，特別是具有確定的距離，以便取得確定的光學(xué)效應(yīng)。
光源和灰色濾光片安裝在共同的外殼中，其優(yōu)點(diǎn)是使位于檢驗(yàn)系統(tǒng)中的共同外殼內(nèi)的光源和已調(diào)節(jié)的灰色濾光片成為標(biāo)準(zhǔn)化的總體光源。同樣，在檢驗(yàn)系統(tǒng)外也可對(duì)外殼內(nèi)的光源進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)節(jié)。
灰色濾光片的傳輸可無(wú)限度改變，其優(yōu)點(diǎn)是能將光源的光功率調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)以達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
灰色濾光片被制作成可旋轉(zhuǎn)濾光輪，其優(yōu)點(diǎn)是特別節(jié)省空間并且十分便于對(duì)調(diào)整的驅(qū)動(dòng)。
灰色濾光片還可被制作成灰度楔，或具有距離比灰色濾光片上的孔徑略小的色調(diào)或刻度?；疑珵V光片也可被制作成縫隙孔或篩孔，其中孔徑將覆蓋多個(gè)縫隙孔或小孔。濾光片也可根據(jù)孔徑大小無(wú)限度地改變。
灰色濾光片的傳輸是可自動(dòng)調(diào)節(jié)的，其優(yōu)點(diǎn)是可確定光源的標(biāo)準(zhǔn)最大亮度或在無(wú)用戶(hù)干預(yù)的情況下按照設(shè)定的時(shí)間間隔恢復(fù)光源的標(biāo)準(zhǔn)最大亮度。
灰色濾光片適宜的傳輸范圍從10％到大約100％，尤其是處于5％到100％之間。
灰色濾光片有利的傳輸范圍從1％到大約100％，其優(yōu)點(diǎn)是使因閃光的不同或老化造成的最大亮度的強(qiáng)度起伏得到補(bǔ)償。
灰色濾光片同時(shí)也是紫外線阻擋濾光片，其阻擋作用可通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)耐屑懿ＡЩ虿捎妙~外濾光鏡涂層而獲得。
灰色濾光片將與彩色轉(zhuǎn)換濾光片一起組合使用。彩色轉(zhuǎn)換濾光作用可通過(guò)灰色濾光片的額外涂層獲得。此涂層將用于灰色涂層的對(duì)側(cè)。此涂層將同樣用于紫外線阻擋濾光片。通過(guò)紫外線阻擋作用和/或彩色轉(zhuǎn)換濾光作用，灰色濾光片可實(shí)現(xiàn)額外用途，因此節(jié)省一至兩個(gè)額外元件。
在一種實(shí)施例情況下，光源本身帶有功率調(diào)整裝置，比如電子調(diào)整裝置。
在另一種實(shí)施例情況下，光源是閃光燈。
在首選實(shí)施例情況下，閃光燈包括可變充電式閃光電容器。
本發(fā)明通過(guò)下列步驟，使用依賴(lài)相同晶片檢驗(yàn)技巧的類(lèi)似檢驗(yàn)系統(tǒng)的亮度調(diào)節(jié)方法達(dá)到上述目的
在光源功率的預(yù)定百分比上，利用照明光束路徑中的可變?yōu)V光片從光學(xué)上削弱檢驗(yàn)系統(tǒng)中的亮度，以便達(dá)到預(yù)定的功率水平；在光源功率的預(yù)定百分比上，測(cè)量照明的功率；完成測(cè)量之后，在燈功率的預(yù)定百分比上將光衰減再次調(diào)節(jié)到預(yù)定的功率水平。
上述“技巧”指的是使測(cè)量軟件適應(yīng)不同晶片設(shè)計(jì)類(lèi)型及生產(chǎn)階段的預(yù)定調(diào)整。“燈功率的確定百分比”指的是通過(guò)電子控制使燈的功率達(dá)到最大燈功率的預(yù)定百分比，比如最大燈功率的100％。“預(yù)定的功率水平”指的是符合晶片檢驗(yàn)系統(tǒng)要求的最弱閃光燈的亮度減去由于老化原因而造成的預(yù)計(jì)功率損耗。功率的測(cè)量將與強(qiáng)度的測(cè)量保持一致，以便同時(shí)考慮功率的強(qiáng)度。
如果不依賴(lài)可變灰色濾光片而通過(guò)電子可控設(shè)備進(jìn)行功率調(diào)整，軟件程序可以自由控制亮度，以便在可變灰色濾光片確定的標(biāo)準(zhǔn)化最大亮度上操作晶片檢驗(yàn)系統(tǒng)。
利用可變灰色濾光片在照明光束路徑中的光學(xué)衰減步驟位于光源的下游?？勺兓疑珵V光片可以是灰度楔或?yàn)V光盤(pán)。
測(cè)量和再調(diào)節(jié)步驟將按預(yù)定的時(shí)間間隔進(jìn)行，目的是確保照明的均勻質(zhì)量。此時(shí)間間隔可能是晶片吞吐量或使用壽命的函數(shù)。
在一實(shí)施例情況下，測(cè)量和再調(diào)節(jié)的時(shí)間間隔是一天。但幾小時(shí)、幾天或幾周的時(shí)間間隔也是可能的。
在本發(fā)明的首選實(shí)施例情況下，測(cè)量和再調(diào)節(jié)將自動(dòng)進(jìn)行。


以下將通過(guò)示意圖的方式對(duì)本發(fā)明的首選實(shí)施例情況進(jìn)行詳細(xì)解釋。圖中相同參考數(shù)字表示相同的元件。
圖1本發(fā)明的閃光燈剖視圖，包括其過(guò)濾器和外殼圖2晶片檢驗(yàn)系統(tǒng)中光學(xué)照明器件的示意3晶片檢驗(yàn)系統(tǒng)中光學(xué)照明器件的第二張示意4晶片檢驗(yàn)系統(tǒng)中光學(xué)照明器件的第三張示意圖具體實(shí)施方式
圖1顯示的是作為光源的閃光燈10和閃光燈泡11以及底座12和反光鏡13。通過(guò)底座向閃光燈泡供電包括電感器42，而此電感器可以控制閃光燈的閃光功率。舉個(gè)例閃光燈的正常最大功率是50mJ。上述電感器將在最大閃光功率的100％至10％范圍內(nèi)調(diào)整閃光燈泡的功率，在此例中調(diào)整范圍為50mJ至5mJ。對(duì)于不同的閃光燈而言，閃光燈容許的最大閃光功率變化范圍為50mJ至125mJ，是波動(dòng)范圍的2.5倍。由于反光鏡的緣故，閃光燈泡將射出孔徑錐體14。此孔徑錐體將采用濾光裝置20的濾光盤(pán)21。此濾光盤(pán)含有旋轉(zhuǎn)軸22，支撐在旋轉(zhuǎn)支座23中。旋轉(zhuǎn)軸22的末端位于聯(lián)軸器24中，通過(guò)此聯(lián)軸器濾光盤(pán)的位置可以旋轉(zhuǎn)。此旋轉(zhuǎn)可以是手動(dòng)旋轉(zhuǎn)也可以通過(guò)用法蘭連接到軸的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)?？讖藉F體14將穿過(guò)位于光纖底座30區(qū)域內(nèi)的濾光盤(pán)。在引入的光纖電纜(圖中未顯示)中，孔徑錐體14將連接進(jìn)光纖電纜。閃光燈泡10和濾光裝置20由共同外殼40包圍并安裝在共同托架41上。外殼也包括電感器42。
由于老化的原因，閃光功率將下降到1/2，即下降50％，在此例中將從50mJ下降到25mJ。且在此例中閃光功率的容差范圍是從最小25mJ到最大125mJ。為了通過(guò)閃光燈泡的電感器補(bǔ)償這一容差范圍，電感器的極大部分動(dòng)態(tài)范圍都將因?yàn)檎{(diào)整而損失。然而，在晶片檢驗(yàn)背景下，需要很大的動(dòng)態(tài)范圍來(lái)改變閃光燈的功率。有時(shí)為了執(zhí)行軟件控制的測(cè)量程序，電感器的全范圍變化是必需的。由于將濾光盤(pán)調(diào)整到預(yù)定的功率水平，在此例中是25mJ，每個(gè)容許的閃光燈和每個(gè)老化階段都可以用在我們的實(shí)例中，并可提供相同的最大功率25mJ。這樣，對(duì)于每個(gè)閃光燈而言，可以利用電感器的整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍來(lái)改變燈的功率，以便執(zhí)行測(cè)量程序。
圖2顯示的是閃光燈泡10以及晶片檢驗(yàn)系統(tǒng)70中的可旋轉(zhuǎn)濾光盤(pán)21。晶片檢驗(yàn)系統(tǒng)包括攝像機(jī)60、光束分裂鏡61、發(fā)光區(qū)62、光纖31以及將要檢驗(yàn)的晶片50。光纖31通過(guò)濾光盤(pán)21將來(lái)自閃光燈閃光燈泡的光傳導(dǎo)到發(fā)光區(qū)62內(nèi)。分散衍射的光將通過(guò)光束分裂鏡到達(dá)晶片50的表面，并將晶片50照亮，以便攝像機(jī)60成像。光束分裂鏡、發(fā)光區(qū)和攝像機(jī)的安裝位置將使發(fā)光區(qū)62的光的中心光束同攝像機(jī)的中心光束一樣垂直照射到晶片表面上，以獲得明場(chǎng)像。
圖3顯示的是晶片檢驗(yàn)系統(tǒng)，其布置與圖2中的布置相似。不過(guò)，旋轉(zhuǎn)濾光盤(pán)21未安裝在閃光燈的外殼內(nèi)，而是位于避開(kāi)閃光燈的光纖31的末端與用于垂直照明晶片的光學(xué)鏡頭之間。光束分裂鏡61的布置仍然能使晶片表面在明場(chǎng)像中經(jīng)攝像機(jī)垂直成像。
圖4顯示的是晶片檢驗(yàn)系統(tǒng)，其進(jìn)一步布置與圖2中的布置相似。其中，旋轉(zhuǎn)濾光盤(pán)21安裝在光學(xué)鏡頭32內(nèi)。同樣為明場(chǎng)成像設(shè)計(jì)了照明和檢測(cè)，但其中心照明光束和成像光束并非如圖2和圖3那樣垂直照射在晶片表面上，但會(huì)具有相同的反射角。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)檢驗(yàn)晶片的裝置，其特征在于其包括照亮晶片以便進(jìn)行檢驗(yàn)的光源、安裝在所述光源前面的光學(xué)照明器件以及用于調(diào)整所述光源亮度的可變灰色濾光片。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述光源是閃光燈，所述灰色濾光片一邊安裝在所述閃光燈與其反光鏡之間，另一邊安裝在所述閃光燈與所述光學(xué)照明器件之間，其中所述光學(xué)照明器件包括至少一根光纖。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述灰色濾光片安裝在所述光學(xué)照明器件和所述晶片之間，其中所述光學(xué)照明器件包括一或兩根光纖。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述灰色濾光片安裝在托架上。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述光源和所述灰色濾光片安裝在外殼中。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述灰色濾光片的傳輸可無(wú)限度改變。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述灰色濾光片被制作成旋轉(zhuǎn)濾光盤(pán)。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述灰色濾光片具有不同傳輸?shù)臑V光片刻度，并且所述灰色濾光片具有覆蓋至少兩個(gè)濾光片刻度的孔徑。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述灰色濾光片具有可自動(dòng)變化的傳輸。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述灰色濾光片的傳輸范圍從10％到大約100％。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述灰色濾光片的傳輸范圍從1％到大約100％。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述灰色濾光片也是紫外線阻擋濾光片。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述灰色濾光片與彩色轉(zhuǎn)換濾光片組合在一起。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述光源本身配備有改變照明強(qiáng)度的裝置。
15.一種調(diào)節(jié)亮度的方法，其特征在于其用于采用相同晶片檢驗(yàn)技巧的相同類(lèi)型的檢驗(yàn)系統(tǒng)，包括下列步驟在光源功率的預(yù)定百分比上，利用光源照明光束路徑中的可變?yōu)V光片從光學(xué)上削弱所述檢驗(yàn)系統(tǒng)中的亮度，以便達(dá)到預(yù)定的功率水平；在所述光源功率的預(yù)定百分比上，測(cè)量所述照明的功率；在所述光源功率的預(yù)定百分比上測(cè)量了所述預(yù)定功率水平之后，再次調(diào)節(jié)光衰減。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于其中所述光衰減步驟將通過(guò)所述光源下游的照明光束路徑中的可變灰色濾光片完成。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于其中測(cè)量和再調(diào)節(jié)步驟將按預(yù)定的時(shí)間間隔進(jìn)行。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于其中所述預(yù)定時(shí)間間隔為1天。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于其中所述光源是閃光燈。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于其中所述預(yù)定功率水平等于符合所述晶片檢驗(yàn)系統(tǒng)要求的最弱閃光燈的亮度減去由于老化原因而造成的預(yù)計(jì)功率損耗。
21.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于其中所述光源功率的預(yù)定百分比是光源最大功率的100％。
22.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于其中測(cè)量和再調(diào)節(jié)步驟自動(dòng)進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于自動(dòng)檢驗(yàn)晶片的裝置和方法，其具有對(duì)晶片照明以便進(jìn)行檢驗(yàn)的光源和光學(xué)照明器件，其中光學(xué)照明器件包括用于調(diào)節(jié)亮度的可變灰色濾光片。
文檔編號(hào)G01R31/28GK1896725SQ20061009885
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2006年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月15日
發(fā)明者貝克后斯·賀寧, 苛立·艾伯特, 奎柏·查德?tīng)枴た死锼苟喾?申請(qǐng)人:比斯泰克半導(dǎo)體系統(tǒng)股份有限公司