CN216816427U - 一种用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其中，包括：光学检测设备固定模块，用于固定光学检测设备；晶圆升降承载模块，用于承载晶圆，并带动晶圆移动，且晶圆升降承载模块位于光学检测设备下方；距离检测模块，设于自动对焦装置中能够检测到晶圆与光学检测设备之间的间隔距离的位置，且距离检测模块与晶圆升降承载模块相连接。采用该自动对焦装置通过固定光学检测设备，采用晶圆升降承载模块调节晶圆位置来实现调焦，可更好地对晶圆进行拍摄，有效缩短整定时间，更令光学检测设备可更快地完成调焦，并且由于晶圆整体结构较轻，其并不会在垂直方向产生很大的惯量，从而降低对制动马达扭力的要求。

Description

一种用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置

技术领域

本实用新型涉及芯片制造技术领域，尤其涉及一种用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置。

背景技术

在芯片生产制造过程中，需采用线扫瞄自动光学检测系统(Line Scan AOI)对晶圆进行检测，判断晶圆上是否存在瑕疵或者缺陷，为了能够更清晰地拍摄、捕捉晶圆的画面，往往需要在线扫瞄自动光学检测系统中设置自动对焦装置进行对焦。

现有技术中一般将晶圆放置在一固定的晶圆固定设备11上，然后将光学检测设备2放置在一可带动光学检测设备升降的升降设备上，升降设备包括龙门架12和升降部件13，由龙门架12上的升降部件13带动光学检测设备2上下移动，以实现对焦，其结构可参阅图1所示。

由于光学检测设备2自身重量较重，这导致升降部件13带动光学检测设备2上下移动时，整定时间较长，需要较长的时间才能稳定，从而导致光学检测设备2常常会出现失焦。同时，在带动光学检测设备2移动的过程中，会造成光学检测设备2产生震动，导致其在垂直方向有很大的惯量发生，从而对制动马达有较大的扭力要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种稳定性高、整定时间短、适应性好的用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置。

为了实现上述目的，本实用新型的用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置具有如下构成：

该用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其主要特征是，包括：

光学检测设备固定模块，用于固定光学检测设备；

晶圆升降承载模块，用于承载晶圆，并带动所述晶圆移动，且所述晶圆升降承载模块位于所述光学检测设备下方；

距离检测模块，设于所述自动对焦装置中能够检测到所述晶圆与所述光学检测设备之间的间隔距离的位置，且所述距离检测模块与所述晶圆升降承载模块相连接。

上述的一种用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其中，所述晶圆升降承载模块包括：

晶圆承载固定机构，用于承载并固定所述晶圆；

至少一个升降支撑机构，设于所述晶圆承载固定机构下方，且各个所述升降支撑机构均与所述距离检测模块相连接，所述升降支撑机构用于带动所述晶圆承载固定机构升降。

上述的一种用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其中，所述晶圆升降承载模块还包括：

至少一个角度调节机构，所述角度调节机构的数量与所述升降支撑机构的数量相匹配，各个所述升降支撑机构分别通过对应的角度调节机构与所述晶圆承载固定机构相连接。

上述的一种用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其中，所述角度调节机构由万向接头构成。

上述的一种用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其中，所述升降支撑机构包括导向组件、连接组件及升降驱动组件；

所述晶圆承载固定机构通过所述连接组件与所述导向组件相连接，所述升降驱动组件带动所述连接组件在所述导向组件上上下移动。

上述的一种用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其中，所述导向组件包括滑块和滑轨；

所述升降驱动组件包括电机；

所述连接组件固定于所述滑块上，所述电机带动所述滑块沿所述滑轨上下移动。

上述的一种用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其中，所述连接组件通过角度调节机构与所述晶圆承载固定机构相连接，所述升降驱动组件与所述距离检测模块相连接。

上述的一种用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其中，所述晶圆升降承载模块包括三个升降支撑机构，三个所述升降支撑机构均匀分布于所述晶圆承载固定机构的外缘。

上述的一种用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其中，所述距离检测模块由位移计构成，所述位移计设于所述光学检测设备固定模块中能够检测到所述晶圆与所述光学检测设备之间的间隔距离的位置。

上述的一种用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其中，所述自动对焦装置还包括平移模块，所述平移模块固定于所述晶圆升降承载模块下方。

本实用新型的用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置的有益效果：

通过设置可带动晶圆升降的晶圆升降承载模块来带动晶圆升降，以使得固定于光学检测设备固定模块上的光学检测设备在静止状态也可实现调焦，更好地对晶圆进行拍摄，由于晶圆整体结构较轻，故晶圆升降承载模块在带动晶圆升降过程中，可有效缩短整定时间，更令光学检测设备可更快地完成调焦，并且由于晶圆整体结构较轻，其并不会在垂直方向产生很大的惯量，从而降低对制动马达扭力的要求。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

图1是现有技术中用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置的结构示意图。

图2为一实施例中本实用新型的用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置的结构示意图。

图3为一实施例中本实用新型的用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置的主视图。

图4为一实施例中本实用新型的用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置的侧视图。

图5为图4中A区域的局部放大图。

附图标记

11 晶圆固定设备

12 龙门架

13 升降部件

2 光学检测设备

3 光学检测设备固定模块

4 晶圆升降承载模块

41 晶圆承载固定机构

42 升降支撑机构

421 连接杆

422 滑块

423 滑轨

424 电机

43 角度调节机构

5 位移计

具体实施方式

为了使实用新型实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本实用新型。但本实用新型不仅限于以下实施的案例。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

参阅图2至图5所示，该实施了中的用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置包括：

光学检测设备固定模块3，用于固定光学检测设备2；

晶圆升降承载模块4，用于承载晶圆，并带动所述晶圆移动，且所述晶圆升降承载模块4位于所述光学检测设备2下方；

距离检测模块，设于所述自动对焦装置中能够检测到所述晶圆与所述光学检测设备2之间的间隔距离的位置，且所述距离检测模块与所述晶圆升降承载模块4相连接。

该实施例中，通过将光学检测设备2固定在光学检测设备固定模块3上，不对光学检测设备2进行移动，并设置一可带动晶圆上下移动的晶圆升降承载模块4带动晶圆移动来实现调焦操作，同时通过距离检测模块对晶圆和光学检测设备2之间的相对距离进行检测，并将检测到的数据发送给晶圆升降承载模块4，从而控制晶圆升降承载模块4带动晶圆的移动距离，进行有效、准确、快速的调焦，更好地对晶圆进行拍摄，由于晶圆整体结构较轻，故晶圆升降承载模块4在带动晶圆升降过程中，可有效缩短整定时间，更令光学检测设备2可更快地完成调焦，并且由于晶圆整体结构较轻，其并不会在垂直方向产生很大的惯量，从而降低对制动马达扭力的要求。

在该实施例中，所述晶圆升降承载模块4包括：

晶圆承载固定机构41，用于承载并固定所述晶圆，该晶圆承载固定机构41可由吸盘机构构成，为装置可更好地带动该晶圆承载固定机构41升降，实际应用时，可采用尽可能轻的吸盘机构构成晶圆承载固定机构41；

至少一个升降支撑机构42，设于所述晶圆承载固定机构41下方，且各个所述升降支撑机构42均与所述距离检测模块相连接，所述升降支撑机构42用于带动所述晶圆承载固定机构41升降，从而调节晶圆与光学检测设备2之间的相对距离，进行有效调焦。

在该实施例中，所述晶圆升降承载模块4还包括：

至少一个角度调节机构43，所述角度调节机构43的数量与所述升降支撑机构42的数量相匹配，各个所述升降支撑机构42分别通过对应的角度调节机构43与所述晶圆承载固定机构41相连接。

通过设置角度调节机构43，可有效调节晶圆承载固定机构41的倾斜角度，从而可以调整出晶圆与光学检测设备2之间的最佳平行线，满足检测需求。

在该实施例中，所述角度调节机构43由万向接头构成。

在该实施例中，所述升降支撑机构42包括导向组件、连接组件及升降驱动组件；

所述晶圆承载固定机构41通过所述连接组件与所述导向组件相连接，所述升降驱动组件带动所述连接组件在所述导向组件上上下移动。

该实施例中通过连接杆421构成连接组件。

在该实施例中，所述导向组件包括滑块422和滑轨423；

所述升降驱动组件包括电机424；

所述连接组件固定于所述滑块422上，所述电机424带动所述滑块422沿所述滑轨423上下移动，从而实现带动晶圆进行升降，所述升降驱动组件与所述距离检测模块相连接。

这样的结构设计，可更好地控制晶圆承载固定机构41的移动方向，使其沿直线方向上下移动。

在其他实施例中可在滑块422的上下两侧设置限位组件，从而限制晶圆承载固定机构41的移动距离。

在该实施例中，所述连接组件通过角度调节机构43与所述晶圆承载固定机构41相连接。

在具体实施时，当晶圆升降承载模块4包括两个及以上的升降支撑机构42，并在各升降支撑机构42上设置角度调节机构43时，仅需调节各升降支撑机构42之间的升降高度差就可实现对晶圆承载固定机构41倾斜度的调整，无需设置额外的控制机构对晶圆承载固定机构41倾斜度进行调整，整体结构十分简约，操作方便。

在该实施例中，所述晶圆升降承载模块4包括三个升降支撑机构42，三个所述升降支撑机构42均匀分布于所述晶圆承载固定机构41的外缘。

这样的结构可使得晶圆承载固定机构41可更平稳地被固定于三个升降支撑机构42上。

需要调节晶圆承载固定机构41的倾斜角度时，仅需分别对各个升降支撑机构42的升降距离及角度调节机构43的角度就可实现对晶圆承载固定机构41的倾斜角度的调整。

如图3所示的晶圆承载固定机构41当前处于向右倾斜的状态，若需将其调整到水平状态，仅需固定中间的升降支撑机构42不动，并将左侧的升降支撑机构42向下调整，同时将右侧的升降支撑机构42向上调整，各个角度调节机构43在调节过程中会转到对应的角度，从而将晶圆承载固定机构41调整到水平状态(或者也可以保持最低的升降支撑机构42不动，调节另外两个升降支撑机构42的高度，使得晶圆承载固定机构41处于水平状态)。

即该实施例中，通过在晶圆承载固定机构41下方设置了三个带万向接头的升降支撑机构42来调整晶圆承载固定机构41的高度及倾斜方向，以调整出对焦过程中的最佳平行线，当完成倾斜角度的调整后，三个升降支撑机构42同时等距升降进行对焦。

通过这样的结构设计，可使得该晶圆升降承载模块4可适用的范围更广，当光学检测设备2的照射晶圆的角度并不处于一水平状态时，可通过调节晶圆承载固定机构41的水平角度，满足扫描需求。

在该实施例中，所述距离检测模块由位移计5构成，所述位移计5设于所述光学检测设备固定模块3中能够检测到所述晶圆与所述光学检测设备2之间的间隔距离的位置，从而对晶圆与光学检测设备2之间的距离进行检测。

该位移计5可实时监测晶圆承载固定机构41的升降距离及倾斜角度，从而实施对电机424进行调整，保障对焦的准确性及快速性。

在该实施例中，所述自动对焦装置还包括平移模块(由于该平移模块可采用现有技术中的可承载并带动物体平移的机构构成，故图中并未绘制出该模块)，所述平移模块固定于所述晶圆升降承载模块4下方，以带动晶圆进行水平方向的移动，以此实现线扫描的效果。如图1所示，该实施例中采用了龙门架来构成光学检测设备固定模块3，对光学检测设备2进行固定。可由平移模块带动晶圆升降承载模块4从龙门架下方来回往复运动，以使得光学检测设备2可实现对晶圆的线扫描操作。

采用上述实施例中的自动对焦装置进行对焦时，可先控制升降支撑机构42及角度调节机构43调节晶圆承载固定机构41的倾斜角度，然后再控制所有升降支撑机构42同时进行升降，调节晶圆承载固定机构41的水平高度，调整完成后，再由平移模块带动整个晶圆承载固定机构41移动，从而实现对晶圆的线扫描操作。

该实施例中，通过将升降机构设于承载晶圆的设备上，通过带动晶圆移动实现调焦，这样的结构设计可有效缩短调焦过程中的整定时间，减少发生失焦的几率，在对焦过程中，通过距离检测模块对晶圆升降承载模块4的升降距离反馈给晶圆升降承载模块4，使得晶圆升降承载模块4可及时进行升降距离的调整，保障对焦的精准性。

上述实施例中的自动对焦装置具备多自由度，可保障对焦灵活，并保持晶圆承载固定机构41的水平面与扫描线平行，应用范围广泛。

本实用新型的用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置技术方案中，其中所包括的各个功能模块和模块单元均能够对应于集成电路结构中的具体硬件电路，因此仅涉及具体硬件电路的改进，硬件部分并非仅仅属于执行控制软件或者计算机程序的载体，因此解决相应的技术问题并获得相应的技术效果也并未涉及任何控制软件或者计算机程序的应用，也就是说，本实用新型仅仅利用这些模块和单元所涉及的硬件电路结构方面的改进即可以解决所要解决的技术问题，并获得相应的技术效果，而并不需要辅助以特定的控制软件或者计算机程序即可以实现相应功能。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其特征在于，包括：

光学检测设备固定模块，用于固定光学检测设备；

晶圆升降承载模块，用于承载晶圆，并带动所述晶圆移动，且所述晶圆升降承载模块位于所述光学检测设备下方；

距离检测模块，设于所述自动对焦装置中能够检测到所述晶圆与所述光学检测设备之间的间隔距离的位置，且所述距离检测模块与所述晶圆升降承载模块相连接。

2.根据权利要求1所述的用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其特征在于，所述晶圆升降承载模块包括：

晶圆承载固定机构，用于承载并固定所述晶圆；

至少一个升降支撑机构，设于所述晶圆承载固定机构下方，且各个所述升降支撑机构均与所述距离检测模块相连接，所述升降支撑机构用于带动所述晶圆承载固定机构升降。

3.根据权利要求2所述的用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其特征在于，所述晶圆升降承载模块还包括：

至少一个角度调节机构，所述角度调节机构的数量与所述升降支撑机构的数量相匹配，各个所述升降支撑机构分别通过对应的角度调节机构与所述晶圆承载固定机构相连接。

4.根据权利要求3所述的用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其特征在于，所述角度调节机构由万向接头构成。

5.根据权利要求2所述的用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其特征在于，所述升降支撑机构包括导向组件、连接组件及升降驱动组件；

所述晶圆承载固定机构通过所述连接组件与所述导向组件相连接，所述升降驱动组件带动所述连接组件在所述导向组件上上下移动，所述升降驱动组件与所述距离检测模块相连接。

6.根据权利要求5所述的用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其特征在于，

所述导向组件包括滑块和滑轨；

所述升降驱动组件包括电机；

所述连接组件固定于所述滑块上，所述电机带动所述滑块沿所述滑轨上下移动。

7.根据权利要求5所述的用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其特征在于，所述连接组件通过角度调节机构与所述晶圆承载固定机构相连接。

8.根据权利要求2所述的用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其特征在于，所述晶圆升降承载模块包括三个升降支撑机构，三个所述升降支撑机构均匀分布于所述晶圆承载固定机构的外缘。

9.根据权利要求1所述的用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其特征在于，所述距离检测模块由位移计构成，所述位移计设于所述光学检测设备固定模块中能够检测到所述晶圆与所述光学检测设备之间的间隔距离的位置。

10.根据权利要求1所述的用于线扫瞄自动光学检测系统的自动对焦装置，其特征在于，所述自动对焦装置还包括平移模块，所述平移模块固定于所述晶圆升降承载模块下方。

Images