一种连续旋转偏振的检测装置的制作方法

1.本技术涉及芯片检测技术领域，特别涉及一种连续旋转偏振的检测装置。


背景技术：

2.在这一部分中提供的信息是为了一般地呈现本公开的背景的目的。在本部分中描述的程度上，当前署名的发明人的工作以及在提交时可能不构成现有技术的描述的各方面，既不明示地也不暗示地被认为是本公开的现有技术。
3.芯片生产中，通常需要人工对料盘内的芯片进行检测，并且需要目视判断产品是否损坏，受限于人工检测效率较低，进而影响了产品的检测速率。
4.随着芯片发展，一个芯片具有多个不同的面需要采用不同的检测设备进行检测，现有的光学检测设备不能满足cmos芯片等带有偏振特性芯片的缺陷检测需求。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的缺陷，本技术提供一种连续旋转偏振的检测装置，以解决现有技术不能满足带有偏振特性芯片的缺陷检测需求的问题。
6.本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：
7.一种连续旋转偏振的检测装置，其包括：
8.光源，可输出不同颜色的第一光路；
9.第一反光部和第二反光部，所述第一反光部设于所述第一光路的路径中，并反射所述第一光路至所述第二反光部上，所述第二反光部用于设在芯片上方，并反射所述第一光路至所述芯片上；
10.拍摄部，用于设在所述芯片上方，并用于对所述芯片进行图像拍摄；；
11.起偏部，可转动的设于所述光源与所述第一反光部之间，以使所述第一光路具备第一角度偏振态；
12.检偏部，可转动的设于所述拍摄部与所述第二反光部之间，且所述检偏部具有第二角度偏振态。
13.进一步地，所述检测装置还包括驱动部，所述驱动部的输出端与所述起偏部连接，并用于驱动所述起偏部轴向旋转。
14.进一步地，所述检测装置还包括控制器及指示件，所述指示件设于所述驱动部上，并当所述驱动部每驱动所述起偏部旋转一圈时，向所述控制器输出识别信号，所述控制器与所述驱动部连接，并通过所述识别信号控制所述起偏部的旋转角度。
15.进一步地，所述指示件包括旋转部和识别部，所述旋转部与所述驱动部的输出端连接，所述识别部设在所述旋转部的移动路径上，所述控制器与所述识别部连接，所述识别部将所述旋转部经过所述识别部时产生的识别信号输送至所述控制器。
16.进一步地，所述起偏部的旋转轴与所述检偏部的旋转轴相互平行。
17.进一步地，所述第一光路穿过所述起偏部的旋转轴。
18.进一步地，所述第一光路由所述芯片进入所述拍摄部时，穿过所述检偏部的旋转轴。
19.进一步地，所述起偏部与所述检偏部采用偏振片。
20.进一步地，所述起偏部与所述光源之间、所述第一反光部与所述第二反光部之间、所述第二反光部与所述芯片之间、所述第二反光部与所述拍摄部之间均设有透镜。
21.进一步地，所述光源采用光纤引向所述第一反光部。
22.与现有技术相比，本发明的优点在于：
23.本发明通过设置光源，并通过光源可输出不同颜色的第一光路，相互平行设有第一反光部和第二反光部，在芯片上方设置拍摄的拍摄部，以及设置具有第一角度偏振态的起偏部，具有第二角度偏振态的检偏部，实际检测过程中，放置待检测的芯片之后，由光源单次输出单色光，控制起偏部旋转至该单色光对应的偏振角度，以使第一光路具备第一角度的偏振态，该第一光路在第一反光部与第二反光部的作用下照射至待检测的芯片上，同时光线穿过预设角度的检偏部进入拍摄部，并通过拍摄部对待测芯片进行拍摄，通过起偏部第一角度偏振态的旋转调节，使得明场光路的出光角度发生改变，配合检偏部的第一角度偏振态预设，能够从多种角度对芯片进行检测，待检测芯片上获得不同的打光效果，并结合光源切换不同的颜色时拍摄获得的图样，经过对比分析，可以更全面的获得芯片在不同打光效果下凸显出的缺陷，以满足带有偏振特性芯片的缺陷检测需求，提高检测效果和检测精准度。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本技术实施例提供的指示件处部分部件的结构示意图；
26.图2为本技术实施例提供的第一反光部处部分部件的结构示意图；
27.图3为本技术实施例提供的光路原理的示意图；
28.图4为本技术实施例提供的第一拍摄条件下获取的缺陷图像；
29.图5为本技术实施例提供的第二拍摄条件下获取的缺陷图像；
30.图6为本技术实施例提供的第三拍摄条件下获取的缺陷图像；
31.图7为本技术实施例提供的纵向升降装置处部分结构示意图；
32.图中：1、光源；11、第一光路；21、第一反光部；22、第二反光部；3、拍摄部；41、起偏部；42、检偏部；5、驱动部；51、驱动轮；52、从动轮；6、控制器；7、指示件；71、旋转部；72、识别部；8、透镜；9、芯片；100、纵向升降装置；101、第一调节部；102、第二调节部；103、光栅尺组件；104、扫码头；105、光栅尺主体。
具体实施方式
33.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定
结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
34.目前，芯片为半导体元件产品的总称，又称集成电路，或称微电路、微芯片、晶片/芯片在电子学中是一种把电路(主要包括半导体设备，也包括被动组件等)小型化的方式，并时常制造在半导体晶圆表面上。仅仅在其开发后半个世纪，集成电路变得无处不在，计算机、手机和其他数字电器成为社会结构不可缺少的一部分。这是因为，现代计算、交流、制造和交通系统，包括互联网，全都依赖于集成电路的存在。甚至很多学者认为有集成电路带来的数字革命是人类历史中最重要的事件。ic的成熟将会带来科技的大跃进，不论是在设计的技术上，或是半导体的工艺突破，两者都是息息相关，因此对于芯片的加工制造要求日益提高，但芯片的工艺生产步骤尤为繁多，其中一个重要的工艺步骤便是镜检，以排除一些芯片中的不良品。
35.如图1-7所示，一种连续旋转偏振的检测装置，其包括光源1、第一反光部21、第二反光部22、拍摄部3、起偏部41和检偏部42，其中：
36.光源1可输出不同颜色的第一光路11，且光源1每次输出第一光路11时都是以单次输出单色光进行作业的，为了提高检测效率，可以缩短两次单色光之间的切换间歇时间，并配合不同颜色拍摄之间的间歇时间，加快拍摄检测节拍，提高拍摄效率。
37.第一反光部21和第二反光部22，所述第一反光部21设于所述第一光路11的路径中，并反射所述第一光路11至所述第二反光部22上，所述第二反光部22用于设在芯片9上方，并反射所述第一光路11至所述芯片9上。
38.为了保持第一光路11更稳定精准的打到芯片9上，还可以将第一反光部21和第二反光部22相互平行设置，避免第一光路11倾斜打在芯片9上，以及避免拍摄部3倾斜拍摄芯片9，提高空间占用率。
39.所述拍摄部3用于设在所述芯片9上方，且当经过反射的所述第一光路11由所述芯片9进入所述拍摄部3后，所述拍摄部3对所述芯片9进行图像拍摄。
40.所述起偏部41可转动的设于所述光源1与所述第一反光部21之间，以使所述第一光路11具备第一角度偏振态，也就是起偏部41在第一角度偏振态状态时，第一光路11穿过起偏部41之后，也是以第一角度偏振态继续朝向第一反光部21运动。
41.检偏部42可转动的设于所述拍摄部3与所述第二反光部22之间，且所述检偏部42具有第二角度偏振态，也就是检偏部42在第二角度偏振态状态时，由芯片9进入拍摄部3的第一光路11继续以第一角度偏振态运动，在到达检偏部42时，会部分或者全部的穿过第二角度偏振态的检偏部42，已达到不同打光效果的切换，进而达到在芯片9上呈现出不同状态的亮斑，以突显芯片9不同材质或不同区域的缺陷。
42.偏振是指横波的振动矢量(垂直于波的传播方向)偏于某些方向的现象。纵波不发生偏振。振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振(polarization)，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志。光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向失去对称性的现象叫做光的偏振。只有横波才能产生偏振现象，故光的偏振是光的波动性的又一例证。
43.偏振光包括线偏振光和部分偏振光，其中：
44.1、线偏振光，在光的传播过程中，只包含一种振动，其振动方向始终保持在光的偏振同一平面内，这种光称为线偏振光(或平面偏振光)。
45.2、部分偏振光，光波包含一切可能方向的横振动，但不同方向上的振幅不等，在两个互相垂直的方向上振幅具有最大值和最小值，这种光称为部分偏振光。自然光和部分偏振光实际上是由许多振动方向不同的线偏振光组成。
46.本实施例的工作原理是：通过设置光源1，并通过光源1可输出不同颜色的第一光路11，相互平行设有第一反光部21和第二反光部22，在芯片9上方设置拍摄的拍摄部3，以及设置具有第一角度偏振态的起偏部41，具有第二角度偏振态的检偏部42，实际检测过程中，放置待检测的芯片9之后，由光源1单次输出单色光，控制起偏部41旋转至该单色光对应的偏振角度，以使第一光路11具备第一角度的偏振态，该第一光路11在第一反光部21与第二反光部22的作用下照射至待检测的芯片9上，同时光线穿过预设角度的检偏部42进入拍摄部3，并通过拍摄部3对待测芯片9进行拍摄，通过起偏部41第一角度偏振态的旋转调节，使得明场光路的出光角度发生改变，配合检偏部42的第一角度偏振态预设，能够从多种角度对芯片9进行检测，待检测芯片9上获得不同的打光效果，并结合光源1切换不同的颜色时拍摄获得的图样，经过对比分析，可以更全面的获得芯片9在不同打光效果下凸显出的缺陷，以满足带有偏振特性芯片的缺陷检测需求，提高检测效果、检测精准度。
47.值得说明的是，为了进一步说明检测过程以及检测原理，可以在检测操作之前预设当光源1输出为红色第一光路11的时候，预设检偏部42的第二角度偏振态为30
°
，且驱动起偏部41的第一角度偏振态为30
°
后，第一光路11经过第一反光部21和第二反光部22的反光，以及穿过起偏部41和检偏部42之后，通过拍摄部3拍摄的芯片9图像为第一拍摄条件下的缺陷图像。
48.在检测操作之前预设当光源1输出为蓝色第一光路11的时候，预设检偏部42的第二角度偏振态为60
°
，且驱动起偏部41的第一角度偏振态为30
°
后，第一光路11经过第一反光部21和第二反光部22的反光，以及穿过起偏部41和检偏部42之后，通过拍摄部3拍摄的芯片9图像为第二拍摄条件下缺陷图像。
49.在检测操作之前预设当光源1输出为红色第一光路11的时候，预设检偏部42的第二角度偏振态为80
°
，且驱动起偏部41的第一角度偏振态为60
°
后，第一光路11经过第一反光部21和第二反光部22的反光，以及穿过起偏部41和检偏部42之后，通过拍摄部3拍摄的芯片9图像为第三拍摄条件下缺陷图像。
50.如图4-6所示，然后将第一拍摄条件、第二拍摄条件、第三拍摄条件下获取的缺陷图像进行对比分析，以获得更全的样片缺陷信息，提高剔除效率以及准确性，还可以根据不同拍摄条件下对芯片9上不同待检测面的打光效果进行第一角度偏振态与第二角度偏振态的调节角度，以及设置检偏部42旋转的时机。
51.相应的，在操作起偏部41由初始状态旋转360
°
的过程中，可以操作光源1切换不同的颜色，并在起偏部41第一角度偏振态位于30
°
和60
°
时，通过拍摄部3进行分别拍摄，在作业节拍的调试后，可以实现拍摄部3的连续拍摄，进而降低起偏部41反复停止、转动的过程，因为起偏部41每次由静止状态开始旋转的时候，起偏部41的旋转速度存在一个线性提高的过程，又因为起偏部41的旋转时机和精确程度，会导致拍摄部3拍摄的图像与设置的第一拍摄条件、第二拍摄条件、第三拍摄条件存在设置偏差，该偏差可以直接使拍摄图像失去检测作用，然而，通过起偏部41的连续旋转，以及光源1颜色的切换，降低起偏部41在由初始状态旋转360
°
过程中的停止、启动次数，进而减小拍摄部3的拍摄时机与偏部第一角度偏振态之
间的配合误差，提高检测效率和准确性。
52.进一步地，在上述实施例的基础上，所述检测装置还包括驱动部5，所述驱动部5的输出端与所述起偏部41连接，并用于驱动所述起偏部41轴向旋转，驱动部5可以采用驱动电机，为了提高驱动精度，可以在驱动部5的输出端上设置驱动轮51，并在起偏部41外圈上设置与该齿轮啮合的从动轮52，从动轮52与起偏部41同步旋转，以保持驱动部5可以精准的驱动起偏部41执行旋转动作。
53.进一步地，在上述实施例的基础上，所述检测装置还包括控制器6及指示件7，所述指示件7设于所述驱动部5上，并当所述驱动部5每驱动所述起偏部41旋转一圈时，向所述控制器6输出识别信号，所述控制器6与所述驱动部5连接，并通过所述识别信号控制所述起偏部41的旋转角度。
54.具体的，通过指示件7检测起偏部41是否旋转一圈，伴随起偏部41的持续旋转，可以通过指示件7每一次对起偏部41的检测避免误差的持续叠加，并在指示件7每一次识别后，以该时机下检偏部42的位置作为初始位置，并以该位置进行起偏部41第一角度偏振态的判断和控制，在起偏部41进行持续性、重复性的操作时，以一圈为单位，便于起偏部41可以更精准的完成检测作业。
55.进一步地，在上述实施例的基础上，所述指示件7包括旋转部71和识别部72，所述旋转部71与所述驱动部5的输出端连接，所述识别部72设在所述旋转部71的移动路径上，所述控制器6与所述识别部72连接，所述识别部72将所述旋转部71经过所述识别部72时产生的识别信号输送至所述控制器6。
56.上述识别部72可以采用红外对射式传感器，达到旋转部71跟随旋转过程中，每当旋转部71旋转一圈之后，旋转部71必须经过一次识别部72，以有效触发识别部72产生识别信号。
57.进一步地，在上述实施例的基础上，所述起偏部41的旋转轴与所述检偏部42的旋转轴相互平行，保持第一光路11分别穿过起偏部41和检偏部42后的稳定性。
58.进一步地，在上述实施例的基础上，所述第一光路11穿过所述起偏部41的旋转轴，保持第一光路11均匀穿过起偏部41，保持第一光路11分别穿过起偏部41和检偏部42后的稳定性。
59.进一步地，在上述实施例的基础上，所述第一光路11由所述芯片9进入所述拍摄部3时，穿过所述检偏部42的旋转轴，保持第一光路11均匀穿过检偏部42，保持第一光路11分别穿过起偏部41和检偏部42后的稳定性。
60.进一步地，在上述实施例的基础上，所述起偏部41与所述检偏部42采用偏振片。
61.进一步地，在上述实施例的基础上，所述起偏部41与所述光源1之间、所述第一反光部21与所述第二反光部22之间、所述第二反光部22与所述芯片9之间、所述第二反光部22与所述拍摄部3之间均设有透镜8。
62.进一步地，在上述实施例的基础上，所述光源1采用光纤引向所述第一反光部21，并可以在光纤远离第一反光部21的一端耦合多种不同颜色的光源1，通过不同光源1的依次点亮可以在起偏部41不停止旋转的过程中，实现多颜色光源1的检测目的。
63.另外，需要说明的是，现有待检测的芯片9类型中，还存在单个芯片9上具有多个不同高度位置的检测面，其中芯片9上的检测面包括正面待测面，背面待测面和夹层面，该情
况下给芯片9的缺陷检测操作造成了很大困难。
64.为了解决该状况，还可以在上述检测检测装置上增加纵向升降装置100，以驱动上述检测装置靠近或者远离芯片9移动，进而降低拍摄部3的运算压力，通过驱动纵向升降装置100消除芯片9在不同的待检测面之间存在的高度位置差，保持拍摄出的图像能够更准确的反映出芯片9的缺陷状态，且可以将上述纵向升降装置100设置为直线驱动器、丝杆或者气缸。
65.另外，芯片9的大小规格还存在一定差异，拍摄部3对应的拍摄范围是相对固定的，由于待检测的芯片9大小尺寸无法保持统一化，在一定尺寸范围内的芯片9拍摄部3的视场范围所覆盖，也就是通过纵向升降装置100，调节所述拍摄部3的纵向高度之后，可以覆盖芯片9并实现不缺失的检测拍摄，但是如果待检测的芯片9较大时，所述拍摄部3就无法实现单次拍摄。
66.此时，在上述检测装置上增加第一调节部101和第二调节部102。
67.第一调节部101的驱动路径与第二调节部102的驱动路径垂直设置，进而形成第一调节部101与第二调节部102驱动检测装置可以在一个平面上移动，进而使得拍摄部3可以对芯片9进行某一个区域拍摄，并将多个区域中拍摄后的图像通过处理系统的拼接后，形成完整的拍摄图像，提高对不同规格芯片9检测的适用性。
68.所述第一调节部101和所述第二调节部102可以采用直线驱动器或气缸，以实现驱动拍摄部3以不同的方向进行直线往复运动。
69.直线驱动器是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置。可用于各种简单或复杂的工艺流程中做为执行机械使用，以实现远距离控制、集中控制或自动控制。
70.直线驱动器的工作原理是：电动机经齿轮或蜗轮蜗杆减速后，带动一对丝杆螺母。把电机的旋转运动变成直线运动，利用电动机正反转完成推杆动作。如通过各种杠杆、摇杆或连杆等机构可完成转动、摇动等复杂动作。通过改变杠杆力臂长度，可以增大或减小行程。将直线驱动器设置为蜗轮蜗杆传动形式时：电机齿轮上的蜗杆带动蜗轮转动，使蜗轮内的小丝杆作轴向移动，由连接板带动限位杆相应作轴向移动，至所需行程时，通过调节限位块压下行程开关断电，电动机停止运转。将直线驱动器设置为齿轮传动形式时：电机通过减速齿轮后带动安装于内管的小丝杆，带动与之连接一起的做轴向运行螺母，至所设定的行程时螺母触角压住限位开关断开电源，电机停止运动。
71.气缸是指引导活塞在缸内进行直线往复运动的圆筒形金属机件。空气在发动机气缸中通过膨胀将热能转化为机械能；气体在压缩机气缸中接受活塞压缩而提高压力。相比直线驱动器，气缸可在恶劣条件下可靠地工作，且操作简单，基本可实现免维护。气缸擅长作往复直线运动，而且，仅仅调节安装在气缸两侧的单向节流阀就可简单地实现稳定的速度控制，也成为气缸驱动最大的特征和优势。
72.在所述拍摄部3对芯片9进行区域划分拍摄时，如将芯片9平均分为九个区域，并分别对九个区域拍摄后的图像进行拼接，以得到芯片9整个区域内的拍摄图像，但是由于芯片9上大都没有固定的特征点，也就是说，相对于拍摄部3来说，在对芯片9上的某一个区域进行拍摄以后，需要通过第一调节部101与第二调节部102将拍摄部3的拍摄区域向芯片9上相邻的下一个区域移动的过程中，已经拍摄过的区域没有特征点或者边界进行参考，那么此
时，就无法得知需要第一调节部101和第二调节部102需要驱动拍摄部3产生的位移量，由于第一调节部101与第二调节部102均为机械传动部件，相较于拍摄部3的光学精度来说，存在很大的相对误差，且通过提高机械进度适应光学精度，需要较大的成本投入以及空间占用，为了解决该问题，还设置有分别与所述第一调节部101与所述第二调节部102相对应设置的光栅尺组件103。
73.所述光栅尺组件103包括扫码头104和光栅尺主体105，所述扫码头104夹设在所述光栅尺主体105上，并沿所述光栅尺的长度延伸方向移动，当第一调节部101驱动拍摄部3往复运动时，扫码头104与拍摄部3连接并同步移动，扫码头104在光栅尺主体105上移动，并将直线位移通过光学信号转化为脉冲，进而得到拍摄部3在第一调节部101的驱动方向上获得更精准的位移距离，进而根据该位移距离实现拍摄部3移动过程中的参照，提高拍摄精度。
74.同样的，当第二调节部102驱动拍摄部3往复运动时，与第二调节部102相对应的光栅尺组件103中的扫码头104与拍摄部3连接并同步移动，扫码头104在光栅尺主体105上移动，并将直线位移通过光学信号转化为脉冲，进而得到拍摄部3在第二调节部102的驱动方向上获得更精准的位移距离，进而根据该位移距离实现拍摄部3移动过程中的参照，提高拍摄精度。
75.应当理解，术语第一、第二等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。尽管本文可以使用术语第一、第二等等来描述各种单元，这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元，并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。
76.应当理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，单独存在b，同时存在a和b三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，a/和b，可以表示：单独存在a，单独存在a和b两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
77.应当理解，在本发明的描述中，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，是该公开产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
78.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
79.本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本发明的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”、和/或“包含了”当在本文中使用时，指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性，并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。
80.在下面的描述中提供了特定的细节，以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。在其他实施
例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。
81.以上仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
82.需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。