【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶圆缺陷检测领域，尤其涉及一种用于半导体样品检测的自动聚焦装置、一种半导体样品离焦距离的确定方法，以及一种计算机可读存储介质。
技术介绍
1、在半导体行业中，晶圆的生产工序复杂、过程繁多，这直接影响到芯片的最终质量和性能。随着器件尺寸的不断缩小，生产过程中出现的缺陷严重影响着芯片性能。因此，半导体晶圆缺陷检测是晶圆生产流程中不可缺少的一个环节。目前的晶圆缺陷检测通常采用光学显微成像系统，例如利用线扫相机在运动过程中对晶圆进行扫描。然而，这种方法无法保证在检测过程中晶圆始终保持在焦面范围内，无法获得清晰的高分辨率晶圆图像，存在晶圆缺陷检测的准确性低的问题。
2、为了克服现有技术存在的上述缺陷，本专利技术提供了一种用于半导体样品检测的自动聚焦装置、一种半导体样品离焦距离的确定方法及一种计算机可读存储介质，用于实现待测样品在扫描过程中的实时对焦，以进一步提升晶圆缺陷检测的准确性与精度。
技术实现思路
1、以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。
2、为了克服现有技术存在的上述缺陷，本专利技术提供了一种用于半导体样品检测的自动聚焦装置、一种半导体样品离焦距离的确定方法及一种计算机可读存储介质，可以通过在检测过程中将待测样品保持在
3、具体来说，根据本专利技术的第一方面提供的上述用于半导体样品检测的自动聚焦装置包括多通道光源、第一光栅掩模、显微物镜、第一分光元件、第二光栅掩模、第一多象限探测器、第二多象限探测器及处理器。所述多通道光源用于提供多通道照明光束。所述第一光栅掩模位于所述多通道照明光束的传输路径，以用作所述多通道照明光束的视场光阑。所述显微物镜位于所述第一光栅掩模的后端，用于将所述多通道照明光束经过所述第一光栅掩模产生的第一图案投影到待测样品的表面，并收集所述待测样品的表面产生的反射光束。所述第一分光元件位于所述显微物镜的后端，用于将所述反射光束分别传输到第一探测光路和第二探测光路。所述第二光栅掩模位于所述第一探测光路，并具有与所述第一光栅掩模不同的第二图案。所述第一多象限探测器位于所述第一探测光路的所述第二光栅掩模的后端，以采集其输出的第一光信号。所述第二多象限探测器，位于所述第二探测光路，以采集所述第一分光元件向所述第二探测光路传输的第二光信号。所述处理器根据所述第一光信号与所述第二光信号的差异，确定所述待测样品的离焦距离。
4、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述多通道光源为双通道光源。所述第一多象限探测器和/或所述第二多象限探测器为二象限探测器。所述第一光栅掩模的第一图案与所述第二光栅掩模的第二图案之间保持1/4周期透光位置差异。
5、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述第一光信号包括对应所述双通道光源的第一通道的第一象限信号，以及对应所述双通道光源的第二通道的第二象限信号。所述第二光信号包括对应所述双通道光源的第一通道的第三象限信号，以及对应所述双通道光源的第二通道的第四象限信号。所述根据所述第一光信号与所述第二光信号的差异，确定所述待测样品的离焦距离的步骤包括：经由所述第一多象限探测器，获取所述第一象限信号及所述第二象限信号；经由所述第二多象限探测器，获取所述第三象限信号及所述第四象限信号；以及根据所述第一象限信号与所述第三象限信号的第一比值，以及所述第二象限信号与所述第四象限信号的第二比值的差异，确定所述待测样品的离焦距离。
6、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述根据所述第一象限信号与所述第三象限信号的第一比值，以及所述第二象限信号与所述第四象限信号的第二比值的差异，确定所述待测样品的离焦距离的步骤包括：根据所述第一象限信号与所述第三象限信号的第一比值，以及所述第二象限信号与所述第四象限信号的第二比值，计算归一化偏差信号：
7、
8、其中，focusup为所述第一象限信号。focusdown为所述第二象限信号。normalup为所述第三象限信号。normaldown为所述第四象限信号；以及根据预先标定的所述归一化偏差信号与所述离焦距离的对应关系，确定对应于所述归一化偏差信号normalized signal的离焦距离。
9、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述双通道光源包括两个led光箱及一根合束光纤。所述两个led光箱中分别设有至少一个led光源。所述合束光纤的第一入光口连接第一led光箱的输出接口，而其第二入光口连接第二led光箱的输出接口。所述合束光纤的出光口设有两个半圆形的输出孔径光阑。所述两个半圆形的输出孔径光阑分别连接一个对应的入光口，并合并为一个圆形的双通道孔径光阑，以输出圆形的双通道照明光束。
10、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述双通道光源的两个通道交替输出照明光束，以供所述述第一多象限探测器交替采集对应所述双通道光源的第一通道的第一象限信号，以及对应所述双通道光源的第二通道的第二象限信号，并供所述第二多象限探测器交替采集对应所述双通道光源的第一通道的第三象限信号，以及对应所述双通道光源的第二通道的第四象限信号。
11、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述自动聚焦装置还包括第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和/或第四透镜组。所述第一透镜组位于所述多通道光源与所述第一光栅掩模之间，用于收集所述多通道光源发出的多通道照明光束，并将其传输到所述第一光栅掩模。所述第二透镜组可以位于所述第一光栅掩模与所述显微物镜之间，以将所述多通道照明光束经过所述第一光栅掩模产生的第一图案，经由所述显微物镜投影到待测样品的表面。此外，所述第二透镜组还可以位于所述显微物镜与所述第一分光元件之间，以将所述显微物镜收集并输出的反射光束传输到所述第一分光元件。所述第三透镜组，位于所述第二光栅掩模与所述第一多象限探测器之间，用于将所述反射光束经过所述第二光栅掩模产生的叠加图案，会聚到所述第一多象限探测器的探测表面。所述第四透镜组位于所述第一分光元件与所述第二多象限探测器之间，用于将所述第一分光元件传输到所述第二探测光路的分光光束，会聚到所述第二多象限探测器的探测表面。
12、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述多通道光源的输出面与所述显微物镜的入瞳面共轭。此外，所述多通道光源、所述第一透镜组、所述第一光栅掩模、所述第二镜组及所述显微物镜，可以共同组成所述多通道照明光束的科勒照明系统。
13、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述自动聚焦装置还包括第二分光元件及反射镜。所述第二分光元件位于所述第一光栅掩模与所述显微物镜之间，用于将所述多通道照明光束从所述多通道光源及所述第一光栅掩模所在的第一光路，弯折到与其垂直的第二光路，并将所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于半导体样品检测的自动聚焦装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的自动聚焦装置，其特征在于，所述多通道光源为双通道光源，所述第一多象限探测器和/或所述第二多象限探测器为二象限探测器，所述第一光栅掩模的第一图案与所述第二光栅掩模的第二图案之间保持1/4周期透光位置差异。
3.如权利要求2所述的自动聚焦装置，其特征在于，所述第一光信号包括对应所述双通道光源的第一通道的第一象限信号，以及对应所述双通道光源的第二通道的第二象限信号，所述第二光信号包括对应所述双通道光源的第一通道的第三象限信号，以及对应所述双通道光源的第二通道的第四象限信号，所述根据所述第一光信号与所述第二光信号的差异，确定所述待测样品的离焦距离的步骤包括：
4.如权利要求3所述的自动聚焦装置，其特征在于，所述根据所述第一象限信号与所述第三象限信号的第一比值，以及所述第二象限信号与所述第四象限信号的第二比值的差异，确定所述待测样品的离焦距离的步骤包括：
5.如权利要求2所述的自动聚焦装置，其特征在于，所述双通道光源包括：
6.如权利要求2所述的自
7.如权利要求1所述的自动聚焦装置，其特征在于，还包括：
8.如权利要求7所述的自动聚焦装置，其特征在于，所述多通道光源的输出面与所述显微物镜的入瞳面共轭，和/或
9.如权利要求1所述的自动聚焦装置，其特征在于，还包括：
10.如权利要求1所述的自动聚焦装置，其特征在于，还包括：
11.一种半导体样品离焦距离的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时，实施如权利要求11所述的半导体样品离焦距离的确定方法。
...【技术特征摘要】
1.一种用于半导体样品检测的自动聚焦装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的自动聚焦装置，其特征在于，所述多通道光源为双通道光源，所述第一多象限探测器和/或所述第二多象限探测器为二象限探测器，所述第一光栅掩模的第一图案与所述第二光栅掩模的第二图案之间保持1/4周期透光位置差异。
3.如权利要求2所述的自动聚焦装置，其特征在于，所述第一光信号包括对应所述双通道光源的第一通道的第一象限信号，以及对应所述双通道光源的第二通道的第二象限信号，所述第二光信号包括对应所述双通道光源的第一通道的第三象限信号，以及对应所述双通道光源的第二通道的第四象限信号，所述根据所述第一光信号与所述第二光信号的差异，确定所述待测样品的离焦距离的步骤包括：
4.如权利要求3所述的自动聚焦装置，其特征在于，所述根据所述第一象限信号与所述第三象限信号的第一比值，以及所述第二象限信号与所述第四象限信号的第二比值的差异，确定所述待测样品的离焦距离的步骤包括：
5.如权利要求2所述的自动聚焦装置，其特征在于，所述双...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩景珊，张艳琳，陈还，姚岭，
申请(专利权)人：睿励科学仪器上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。