基于利用光学技术扫描透明板材表面污染的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于利用光学技术扫描透明板材表面污染的系统以及一种可供检测一板材的系统，其中，该透明板材具有相对平行的一受测的第一表面及一未受测的第二表面，其包含有一能发出光线的光源、一供接收光线的影像传感器及一遮蔽光线的光栅，该光源与该影像传感器等角分设于受测的第一表面的界面法线的两侧，光栅设于光源及影像传感器与透明板材间，该光栅上形成有位于界面法线两侧等角的入射通道与反射通道，藉此，利用光栅的设计，使透明板材所反射的反射光线中只有受测第一表面的一次反射光线能被影像传感器接收成像，有效的滤除了非受测表面的二次反射光线或二次以上的反射光线，不致使上、下表面的影像相互干扰。

【技术实现步骤摘要】
基于利用光学技术扫描透明板材表面污染的系统
本技术涉及透明板材表面检测
，具体而言，涉及一种避免透明板材两侧表面影像相互干扰的基于利用光学技术扫描透明板材表面污染的系统，以快速且准确判断污染大小、位置及种类，同时降低整体成本。
技术介绍
目前，半导体、面板、封装等高精密产业的制造过程中，时常运用到透明板材，例如以玻璃或石英等制成的光罩、基板、面板等等，由于产品的微细化及高精密化，这些透明板材也直接影响到相对制造过程或产品的合格率与生产效率。其中，用于晶圆(Wafer)供微影过程使用的光罩(Mask)具有不可或缺的关键地位。光罩为一绘有特定图案的透明板，其中包含一具图形(Pattern)的图案区，供利用一光源，将图案区上的图形转移至晶圆上的光阻，再经过蚀刻过程于晶圆表面完成图案。而光罩为了保护图案区上的图形，图案区的上方通常会设有一图罩护膜(Pellicle)，用来避免图案区上的图形遭受刮伤、污染或破坏。然而，光罩污染是一直存在发生的问题，这些污染包含附着于光罩表面的微粒、结晶、又或雾化等现象，以这类受到污染的光罩应用于黄光微影过程中，其会直接影响光罩上的图形，进一步会造成晶圆制造集成电路的合格率降低。因此，一般会针对不同的光罩设定污染的容许标准，并于光罩进入制造过程或储存时进行检测，当污染未超过容许标准时即不进行清洗，反之，当超出容许标准时即进行清洗。现有的光罩检测设备是由利用光源及影像传感器【如CCD元件或CMOS元件】所组成的光学模块来进行，如图1所示，其原理是以光源L照射在透明板材P表面，如光罩，而由于入射光线Lo的入射角θ1与反射光线Lr的反射角θ2是相等的，其中入射角θ1与反射角θ2指界面法线In【与透明板材垂交】与入射光线L1及反射光线Lr间的夹角，再由影像传感器C接收透明板材P的反射光线Lr，经成像处理后，藉此检测出光罩上的污染物。然而，因光罩由透明板材所制成，而依据斯乃耳定律【Snell'sLaw】该入射光线Lo进入透明板材P后会因介质改变【如由空气进入玻璃】产生折射光线Lc，且该折射光线Lc在穿出透明板材P的第二表面P2时，除了会有一道透射光线穿出外，其也会形成另一道于透明板材P内部行进的反射光线，且该反射光线在穿出透明板材P的第一表面P1形成所谓的二次反射光线Lr2，并依此不断的产生反射光线至光线衰减为止，而之前第一次的反射光线Lr也被定义为一次反射光线Lr1；如此，当影像传感器在扫描时，如接收到二次反射光线Lr2或二次反射光线Lr2以后的反射光线，就会形成影像重迭的问题，如图1、图1A所示，该透明板材P第一表面P1上的污染物A与第二表面P2上的污染物B，会在影像传感器成像时出现污染物A、B，使第二表面P2的污染物或图形干扰到第一表面P1的真实状况，如此将无法有效检出第一表面P1的污染物，从而造成误判的问题。同时因光罩是透明板材，影像传感器在聚焦时也会因无固定判断标的，从而发生聚焦不易的状况，降低其检测的效率；为了解决这个问题，有研究人员将光学模块的光源改成使用光束(例如：激光束或电子束)的点状小范围的光学扫描技术。然而，光罩通常是由透明平坦的石英片或是玻璃片所构成的，于进行光学扫描时会有难以聚焦，因此其检测扫描速度很慢，同时受到上、下表面迭影误判的影响，其检出的微尘尺寸一般仅能达到50um*50um，对于更小的微尘检出能力受限相当的限制，其逐渐无法满足现有集成电路线径越来越小的微尘检出需求。另外，由于其是以光束扫描为主，不仅扫描速度慢，且难以组成完整的光罩表面，如此即难以让检测设备记住微尘位置，从而无法提供操作人员于检测后进行以定位直接将光学模块移至微尘上方进行人工判读，也无法做为后续生产异常的原因判断依据。为此，进一步开发有使用线性光源、且令入射角θ1接近85度左右【即入射光线接近透明板材受测表面】的方式，来克服扫描面积小及迭影干扰的问题，虽然入射角θ1大时能减少二次反射光线Lr2被接收的现象，但入射光线与受测表面间夹角越小则微粒状的污染会产生较长的阴影，造成污染大小误判的状况，且过于贴近受测表面的入射光线会使表面型的污染如雾化、油污、指纹因不具高度，无法利用污染阴影成像，从而难以被检出。而使用两个以上交错的光源虽能解决部分光影所造成的污染尺寸误判问题，但其会进一步增加光学模块的成本；换言之，以现有透明板材的检查方法或设备而言，不仅易误判污染大小、且检出速度慢，同时表面型污染检出能力受限，影响到整体制造过程的合格率与效率，如何解决前述问题，是业界的重要课题。因此，本案专利技术人针对前述现有透明板材于表面污染检测时时所面临的问题深入探讨，并根据本专利技术人多年从事相关开发的经验专利技术出一种基于利用光学技术扫描透明板材表面污染的系统，以克服现有技术中因透明板材上下表面迭影及影像不专一难以聚焦所造成的困扰与不便。
技术实现思路
因此，本技术的主要目的在于提供一种基于利用光学技术扫描透明板材表面污染的系统，以避免透明板材上下表面迭影的现象，可以有效检出各种污染、尺寸及位置，能大幅减少误判，从而提高检出率。又，本技术的次一主要目的在于提供一种基于利用光学技术扫描透明板材表面污染的系统，其能使检测表面的影像具有专一性，能加速扫描时的聚焦，可提高检出效率。另外，本技术的另一主要目的在于提供一种基于利用光学技术扫描透明板材表面污染的系统，其能使用一般光源来进行扫描，可以有效的降低后续光学模块的设备成本。为此，本技术主要通过下列技术手段来具体实现上述各项目的与效能，该系统用于检测一透明板材的表面污染，该透明板材具有相对平行的一受测的第一表面及一未受测的第二表面，该系统包含有一能发出光线的光源、一供接收光线的影像传感器及一供遮蔽光线的光栅，且透明板材可与光源、影像传感器及光栅相对运动；其中光源与影像传感器设于对应该透明板材中受测第一表面的一侧，该光源与该影像传感器等角分设于第一表面的界面法线的两侧；该光栅设于光源及影像传感器与透明板材之间，且该光栅于相对界面法线一侧具有一对应光源的入射通道，令该光源能经入射通道产生一射向透明板材第一表面的入射光线，又该光栅异于界面法线另一侧具有一反射通道，该反射通道可供前述入射光线经透明板材的受测第一表面反射后形成的一次反射光线穿经，该一次反射光线可供与光源等角设置的影像传感器接收，且反射通道的宽度介于界面法线与经该透明板材的未受测第二表面反射的二次反射光线之间且不超过该二次反射光线。藉此，通过前述技术手段的具体实现，使本技术利用光栅使透明板材所反射的反射光线中只有受测第一表面的一次反射光线能被影像传感器接收成像，有效的滤除了非受测表面的二次反射光线或二次以上的反射光线，不致使上、下表面的影像相互干扰，可以有效检出各种污染、尺寸及位置，能大幅减少误判，且进一步能有效检出平面型污染如雾化、油污、指纹、甚至是表面裂痕，从而提高检出率；另外，其影像传感器仅单纯接收受测表面的影像，使其反射光线具有专一性，能加速扫描时的聚焦，大幅提高其扫描检测的效率，同时能使用一般性光源来进行扫描，可以有效的降低后续光学模块的设备成本，大幅增进其实用性，从而能增加其附加价值，并能提高其经济效益。附图说明图1为现有的光学模块应用于透明板材的光线示意图；图1A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于利用光学技术扫描透明板材表面污染的系统，该系统用于检测一透明板材的表面污染，其特征在于，该透明板材具有相对平行的一受测的第一表面及一未受测的第二表面，该系统包含有一能发出光线的光源、一供接收光线的影像传感器及一供遮蔽光线的光栅，且透明板材能够与光源、影像传感器及光栅相对运动；其中光源与影像传感器设于对应该透明板材中受测第一表面的一侧，该光源与该影像传感器等角分设于第一表面的界面法线的两侧；该光栅设于光源及影像传感器与透明板材之间，且该光栅于相对界面法线一侧具有一对应光源的入射通道，令该光源能经入射通道产生一射向透明板材第一表面的入射光线，又该光栅异于界面法线另一侧具有一反射通道，该反射通道供前述入射光线经透明板材的受测第一表面反射后形成的一次反射光线穿过，该一次反射光线供与光源等角设置的影像传感器接收，且反射通道的宽度介于界面法线与经该透明板材的未受测第二表面反射的二次反射光线之间且不超过该二次反射光线。

【技术特征摘要】
2017.02.17 TW 1061051961.一种基于利用光学技术扫描透明板材表面污染的系统，该系统用于检测一透明板材的表面污染，其特征在于，该透明板材具有相对平行的一受测的第一表面及一未受测的第二表面，该系统包含有一能发出光线的光源、一供接收光线的影像传感器及一供遮蔽光线的光栅，且透明板材能够与光源、影像传感器及光栅相对运动；其中光源与影像传感器设于对应该透明板材中受测第一表面的一侧，该光源与该影像传感器等角分设于第一表面的界面法线的两侧；该光栅设于光源及影像传感器与透明板材之间，且该光栅于相对界面法线一侧具有一对应光源的入射通道，令该光源能经入射通道产生一射向透明板材第一表面的入射光线，又该光栅异于界面法线另一侧具有一反射通道，该反射通道供前述入射光线经透明板材的受测第一表面反射后形成的一次反射光线穿过，该一次反射光线供与光源等角设置的影像传感器接收，且反射通道的宽度介于界面法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明生，
申请(专利权)人：特铨股份有限公司，
类型：新型
国别省市：中国台湾,71