形变测量成像系统技术方案

本公开涉及形变测量成像系统。在一个实施方式中，实现了一种观测系统。该观测系统执行双焦平面成像，其中在样本基板和基准基板上同时执行同时对两个焦平面的同时成像以确定形变。此外，实现了高反射背景以在形变测量期间提供更高分辨率。

【技术实现步骤摘要】
形变测量成像系统本申请是申请号为200880013130.1、国际申请日为2008年2月26日、专利技术名称为“形变测量成像系统”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请本申请要求2007年2月26日提交的美国专利申请S/N60/903,443的权益和优先权，并基于该申请，而且该申请的全部内容通过引用结合于此。
本专利技术涉及形变测量成像系统。
技术介绍
液晶显示器(LCD)是流行的当代技术。LCD用于包括电视机和计算机的许多显示设备。LCD玻璃制造是非常复杂的工艺。需要极其严格的控制来满足制造可用于诸如液晶显示器(LCD)之类的电视或计算机应用的玻璃所必需的公差要求。同样，测量和检验是LCD制造中关键的步骤，而且用来实现测量和检验过程的技术是任何LCD制造操作的关键组成部分。使用了一个关键的测量和检验设备来测量LCD玻璃中的形变。在制造期间，形变会因为许多原因而出现。这些原因有热或热制造循环等。切割玻璃会引起应力且使玻璃形变。一种测量和检验设备使用相对测量来测量LCD基板中的形变。常规的测量和检验设备包括支承台，其用来支承基板，并对基板向下抽真空以使基板不移动。支承台包括基准标记和用来在基板上施加标志的装置。然后对该基板执行一工艺，再将该基板重新定位在支承台上。可对该基板上的标志与基准标记作比较以确定形变量。一般而言，相对测量包括使用诸如上述支承板之类的具有目标网格图案的基准板。然后将样本LCD玻璃基板放置在基准板上。样本基板具有类似的目标网格图案。基准板网格和样本玻璃网格相对于彼此偏移。基准板网格目标和样本玻璃网格目标之间的矢量距离被称为测量节点。图1示出基准玻璃网格、样本玻璃网格以及两个网格之间的矢量距离的现有技术示例。如图1所示，示出了基准玻璃网格100。还将样本玻璃网格示为110。还示出了基准玻璃网格100与样本玻璃网格110之间的矢量距离120(即测量节点)。常规的形变测量以两阶段来进行。第一阶段包括相对于支承台上的网格图案测量玻璃基板上的各个节点。如果需要亚微米准确度，则使用诸如照相机之类的光学设备来区分网格图案并观测测量节点中的改变。在玻璃样本上执行诸如板切割或热循环之类的工艺之前进行第一阶段。一旦已经进行此工艺，就进行第二阶段。第二阶段包括相对于支承台上的网格图案测量玻璃基板上的各个节点。然后通过测量第一阶段与第二阶段之间的测量节点中的任何改变可计算玻璃的形变。为测定玻璃形变，需要修正第一与第二阶段之间的测量结果之差中的净平移和旋转。图2示出用于形变测量的组件的放大图。示出了样本基板200。在步骤一，将样本基板200定位在基准基板210上。在步骤二，在样本基板200上划线网格230。基准基板210包括被示为220的真空端口。示出第一网格图案230在样本基板200上。示出第二网格图案240在基准基板210上。示出了诸如照相机之类的观测系统250。在步骤三，反转样本基板200，以使网格图案(230、240)彼此正对，并使用观测系统250测量第一网格图案230相对于第二网格图案240的位置。在步骤四，然后去除样本基板200，执行一工艺(例如切割、热循环)。在步骤五，重新定位样本基板200，使网格图案如步骤三中一样彼此正对并重新测量。步骤三与步骤五之间的测量结果差(即测量节点)即样本基板的形变。受测样本基板上的目标网格标记在其上表面上。样本基板厚度范围为从0.4mm到1.1mm。同时测量两个目标网格以减小测量误差。因此，常规方法反转样本基板，以使样本基板的网格与基准基板的网格在同一焦平面中。在反转之后对齐大尺寸基板的目标网格(即在整个薄板中的网格之间产生约+/-50μm的偏移)是极富挑战性的，而且因此需要特殊的处理技术。除与翻转或反转基板相关联的问题之外，在使用常规观测系统区分基准网格图案与样本网格图案时遇到另外的问题。具体而言，翻转样本基板并将样本基板的网格图案放置在与基准基板相同的焦平面上降低了观测系统区分和对比两个网格图案的能力。用于成像目标网格的常规照明利用明场科勒照明。这引起明背景(即基板的反射)和暗前景(即散射出成像透镜的数值孔径之外的目标网格)。此背景易受降低目标网格的对比度的两个主要因素影响。首先，在测量期间，对样本玻璃基板的下表面施加了真空。这是确保样本与基准板之间无相对位移、以及对样本基板施加一致形状所必需的。两个基板之间所产生的间隙被最小化至亚微米级，这将允许在两个表面之间出现干涉，而这会严重降低所成像测量节点的对比度。其次，基准基板的上表面易遭诸如来自多种源——诸如翻转样本基板、清洗、灰尘等——的刮擦之类的污染。这也使样本基板与基准基板的网格图案之间的图像和对比度降低。比对比度和图像质量降级更重要得多的是，那些干扰和灰尘将与第一和第二次测量不同。然后它们对于两次测量将会以不同的方式影响节点测量结果，从而导致重大测量结果误差。因此解决与翻转基板相关联的问题会是有好处的。例如，解决与翻转和测量基板形变相关联的机械、搬动、对齐以及成像问题会是有好处的。
技术实现思路
提出了一种用于解决与翻转基板以便测量和检验相关联的机械、移动、对齐以及成像问题的方法和装置。根据本专利技术的示教，使用成像方法和对比度增强组件来消除翻转基板的需要。在一个实施方式中，使用双焦平面成像方法来确定形变。在第二实施方式中，对基准基板的背面涂敷高反射均匀表面以建立对比度增强的组件。应当理解的是，可单独地或组合地使用各个实施方式以解决与翻转基板相关联的问题。根据本专利技术的示教，双焦平面成像被实现成玻璃测量和检验系统。在一个实施方式中，实现了双焦平面成像，以通过对样本基板和基准基板上的目标网格同时成像——这又提供由基板厚度分开(即沿光轴从0.4mm到1.1mm)的两个分立焦平面——来提供高分辨率。可实现多种方法以执行诸如偏振多路复用、色彩多路复用等等之类的双焦平面成像。根据本专利技术的示教，提出了一种对比度增强组件，其包括定位于来自成像系统的基准基板的背面的高反射均匀表面。使用了高反射率(即镜面)以使样本基板与基准基板之间由干涉和污染引起的对比度变化最小化。应当理解的是，在替代实施方式中，还可实现诸如亮白表面之类的高反射漫射表面。在一个实施方式中，公开了一种成像系统。该成像系统包括成像光学子系统和照明光学子系统。成像系统用于焦平面组合、放大、照明、发光、成像以及像检测。由于形变的亚微米级以及所要求的准确度，根据本专利技术的示教，需要约15X的放大倍数和约0.1的数值孔径(NA)来辨别基板中的形变(即测量节点中的变化)。实现所需放大倍数和NA需要约88μm的焦点深度。附图简述包含在此说明书中且构成此说明书一部分的附图说明了本专利技术的特定方面，而且与描述一起用来非限制地说明本专利技术的原理。图1示出现有技术的测量节点的示图。图2示出现有技术的测量和检验系统的示图。图3示出根据本专利技术的示教实现的照明子系统。图4示出根据本专利技术的示教实现的成像子系统。图5示出本专利技术的双焦平面光学器件实施方式的概念性示图。图6示出本专利技术的滤色器实施方式的概念性示图。图7示出本专利技术的人造干涉仪光学器件实施方式的概念性示图。图8示出根据本专利技术的示教实现的与高反射表面组合的观测系统。具体实施方式根据本专利技术的示教，双焦平面观测系统被实现为玻璃测量和检验系统。在一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理光的系统，所述系统包括：照明光学子系统，所述照明光学子系统被构造成产生照明光：双焦平面成像系统，所述双焦平面成像系统包括：分束器，所述分束器被定位成接收来自所述照明光学子系统的所述照明光；双折射透镜，所述双折射透镜被定位成接收来自所述分束器的所述照明光的至少一部分；和双合物镜，所述双合物镜被定位成接收从所述双折射透镜通过的所述照明光，并且所述双合物镜被进一步定位成将所述照明光引导到(1)前焦平面，所述前焦平面在样本基板上，和(2)后焦平面，所述后焦平面位于所述样本基板和基准基板之间的界面上，其中，所述前焦平面比所述后焦平面更接近所述双合物镜；所述双合物镜被进一步定位成接收从所述前焦平面和所述后焦平面反射的光；双折射透镜被进一步定位成接收从所述双合物镜通过的反射光；所述分束器被进一步定位成接收来自所述双折射透镜的所述反射光；其中，所述双焦平面成像系统进一步包括：孔径光阑，所述孔径光阑被定位成接收从所述分束器通过的所述反射光的至少一部分；去多路复用器，所述去多路复用器被定位成接收从所述孔径光阑通过的反射光，所述去多路复用器分离与所述前焦平面和所述后焦平面相对应的反射光；以及探测装置，所述探测装置被定位成在单个像平面上接收经分离的与所述前焦平面和所述后焦平面相对应的反射光。...

【技术特征摘要】
2007.02.26 US 60/903,4431.一种处理光的系统，所述系统包括：照明光学子系统，所述照明光学子系统被构造成产生照明光：双焦平面成像系统，所述双焦平面成像系统包括：分束器，所述分束器被定位成接收来自所述照明光学子系统的所述照明光；双折射透镜，所述双折射透镜被定位成接收来自所述分束器的所述照明光的至少一部分；和双合物镜，所述双合物镜被定位成接收从所述双折射透镜通过的所述照明光，并且所述双合物镜被进一步定位成将所述照明光引导到前焦平面和后焦平面，其中所述前焦平面在样本基板上，所述后焦平面位于所述样本基板和基准基板之间的界面上，其中，所述前焦平面比所述后焦平面更接近所述双合物镜；所述双合物镜被进一步定位成接收从所述前焦平面和所述后焦平面反射的光；双折射透镜被进一步定位成接收从所述双合物镜通过的反射光；所述分束器被进一步定位成接收来自所述双折射透镜的所述反射光；其中，所述双焦平面成像系统进一步包括：孔径光阑，所述孔径光阑被定位成接收从所述分束器通过的所述反射光的至少一部分；去多路复用器，所述去多路复用器被定位成接收从所述孔径光阑通过的反射光，所述去多路复用器分离与所述前焦平面和所述后焦平面相对应的反射光；以及探测装置，所述探测装置被定位成在单个像平面上接收经分离的与所述前焦平面和所述后焦平面相对应的反射光,其中，所述去多路复用器被构造成用于实现...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·伯格，J·高里尔，D·S·古德曼，C·R·尤斯坦尼克，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US