光学检测设备及其光源寻边机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种应用于检测一同侧具有不同边界的表面的透光基板的光源寻边机构、一种光学检测设备及一种可供检测一同侧具有不同边界的表面的透光基板的光学检测设备，其中，光源寻边机构由一光源组、一遮蔽组及一调光组所组成，该光源组可产生射向该基板的一受测表面的一入射光线，该入射光线经过该基板后会产生一一次反射光线及至少一二次反射光线，该遮蔽组用以遮蔽该至少一二次反射光线，且让该照射受测表面的一次反射光线通过后由一设于外部的影像传感器接收，又该调光组用以让光源组对该基板的受测表面运动方向边界形成一反射光线，并让该照射受测表面运动方向边界的反射光线通过遮蔽组后由影像传感器接收，藉以确认该受测表面的边界。

【技术实现步骤摘要】
光学检测设备及其光源寻边机构
本技术涉及检测光罩保护膜的光学技术，具体而言涉及一种光学检测设备及其光源寻边机构，尤其能解决不同高度的检测表面的聚焦问题，供有效确认检测范围，并可提高检测的准确度。
技术介绍
近年来半导体制程中集成电路的线径越来越细，目前已发展至10纳米以下，因此制程中的任何污染物都可能直接影响到相对制程或产品的合格率。在半导体制程中，用于晶圆(Wafer)表面形成集成电路的所使用的光罩(Mask)是微影制程中不可或缺的元件的一，如图1所示的光罩100剖面图来看，在一些实施中该光罩100包含有一基板110、一框架120及一保护膜150【Pellicle】，其中基板110为透光材质，例如石英或玻璃，而基板110具有两平行间隔的表面111、112，其中一表面111中央具有一集成电路的图形层115【Pattern】，又该框架120设于该表面111、且包围该图形层115，一般框架120的材质是阳极处理过的铝合金，另该保护膜150固定于框架120上，且其表面151与基板110表面111相互平行间隔，该保护膜150用来避免图形层115遭受刮伤或污染，又该基板110中具图形层115的表面111于框架120外侧保留有空白表面113，而前述的保护膜150是透光材质，在某些实施例中保护膜150也可以涂上抗反射材质来提供适当的抗反射特性，例如具抗反射的氟聚合物【Fluoropolymers】可以形成一低能量的表面而且更容易去除微尘。然而，光罩污染问题是一直存在的，不论是光罩100中的基板110表面112还是保护膜150表面151会附着污染物A、B，这些污染物A、B包含附着于表面的微粒、化学物质等，为了避免这类受到污染的光罩100应用于黄光微影制程中造成晶圆不合格，通常在进入制程前需对光罩100进行目视或仪器的检查，对于保护膜150表面或基板110表面112的污染物A、B超出容许范围的光罩100进行清洗，而由于其集成电路的线径不断缩小，对于污染物的容许值也变小，故近来大都采仪器检查为主；现有用于光罩的检查用仪器设备主要由利用搭配光源及影像传感器【如CCD元件或CMOS元件】所组成的光学检测设备来进行。然如图2所示，由于光罩100的基板110为透光材质，当光源L的入射光线Lo是照射在基板110的一侧表面112时，入射光线Lo与基板110的接触点可定义一与表面112垂交的界面法线In，且入射光线Lo与界面法线In间形成一入射角θ1，而该入射光线Lo会产生一反射光线Lr，该入射光线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【与基板110垂交】与入射光线Lo及反射光线Lr间的夹角，而依据斯乃耳定律【Snell'sLaw】该入射光线Lo进入基板110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在穿出基板110的另一侧表面111及保护膜150时，除了会有一道透射光线穿出外，其也会形成另一道于基板110内部行进的反射光线，且该反射光线在穿出基板110的表面112形成所谓的二次反射光线Lr2或二次反射光线以后的反射光线，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；故当影像传感器C在扫描时，如接收到二次反射光线或二次反射光线以后的反射光线，就会形成影像重迭的问题，该基板110表面112上的污染物A与另侧表面111的图形层115或保护膜150上的污染物B会在影像传感器成像时出现迭影，如此将无法有效判断出表面112的真实污染状况，从而造成误判的问题。本案申请人曾提出中国台湾第106105196、106105198号专利技术专利，以解决前述透光性基板110中不同表面的迭影问题，从而提升光学检测设备的检查准确性；然当用于光罩100的保护膜150检测时，由于保护膜150供阻隔外界污染的实体屏障，防止微尘或挥发气体污染光罩100具图形层115的表面111，然而也因为它的厚度很薄所以在光学检测过程中，易因其高穿透率而影响聚焦的进行，也会因光源L穿透保护膜150及基板110于框架120外侧的空白表面113区域的反射，从而无法有效判断出保护膜150表面高度，同时不同高度的保护膜150与空白表面113的反射角与反射亮度相当，也无法准确判断保护膜150的范围，从而无法有效进行保护膜150表面的检测；换言之，如何有效寻找到前述保护膜150的高度及范围，对于光罩100的微尘及表面型污染物检出能力影响极为关键，如何解决前述问题，为本技术的重要课题。有鉴于此，本技术人针对前述现有光罩的保护膜于表面污染物检测时所面临的问题而专利技术出一种光学检测设备及其光源寻边机构，以克服现有技术中不易确定保护膜高度与范围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光源寻边机构，藉以能有效检知透光基板中不同高度的表面，以解决不同表面的聚焦问题，并可有效确定检测范围。又，本技术的次一主要目的在于提供一种应用光源寻边机构的光学检测设备，藉以能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物、尺寸及位置，能大幅减少误判，从而提高检出率。为此，本技术主要通过下列的技术手段，来具体实现上述的各项目的与效能，应用于检测一同侧具有不同边界的表面的透光基板的光源寻边机构，其至少包含有：一光源组，其可产生射向该基板的一受测表面的一入射光线，该入射光线经过该基板后会产生一一次反射光线及至少一二次反射光线；一遮蔽组，其用以遮蔽该至少一二次反射光线，且让该一次反射光线通过后由一设于外部的影像传感器接收，以及一调光组，其用以让光源组对该基板的受测表面运动方向边界形成一反射光线，并让该照射受测表面运动方向边界的反射光线通过遮蔽组后由影像传感器接收。藉此，通过前述技术手段的具体实现，使本技术利用该光源寻边机构相对受测表面的一次反射光线与边界的反射光射的不同亮度来确认该受测表面的边界以透过不同一次反射光线的明亮度来确认该受测表面的边界，且进一步能有效检出污染物，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为现有光罩的剖面示意图。图2为光学检测模块应用于光罩的光线示意图。图3为本技术光源寻边机构的仰视外观示意图。图4为本技术光源寻边机构的立体分解示意图。图5为本技术光源寻边机构照射保护膜的光源路径示意图。图6为本技术光源寻边机构照射保护膜框架的光源路径示意图。图7为本技术光学检测设备应用光源寻边机构的架构示意图。附图标记说明：100-光罩；110-基板；111-表面；112-表面；113-空白表面；115-图形层；120-框架；150-保护膜；151-表面；10-箱体；11-第一腔室；12-第二腔室；18-出光口；20-光源组；21-灯壳；22-发光元件；25-安装架；26-轴孔；27-长弧槽；291-凸轴；292-锁固件；30-遮蔽组；31-射出口；32-射入口；33-寻边孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于检测一同侧具有不同边界的表面的透光基板的光源寻边机构，其特征在于，包含：一光源组，其用于产生射向该基板的一受测表面的一入射光线，该入射光线经过该基板后产生一一次反射光线及至少一二次反射光线；一遮蔽组，其用以遮蔽该至少一二次反射光线，且让该一次反射光线通过后由一设于外部的影像传感器接收，以及一调光组，其用以让光源组对该基板的受测表面运动方向边界形成一反射光线，并让该照射受测表面运动方向边界的反射光线通过遮蔽组后由影像传感器接收；以通过受测表面的一次反射光线与边界的反射光射的不同亮度来确认该受测表面的边界。

【技术特征摘要】
1.一种应用于检测一同侧具有不同边界的表面的透光基板的光源寻边机构，其特征在于，包含：一光源组，其用于产生射向该基板的一受测表面的一入射光线，该入射光线经过该基板后产生一一次反射光线及至少一二次反射光线；一遮蔽组，其用以遮蔽该至少一二次反射光线，且让该一次反射光线通过后由一设于外部的影像传感器接收，以及一调光组，其用以让光源组对该基板的受测表面运动方向边界形成一反射光线，并让该照射受测表面运动方向边界的反射光线通过遮蔽组后由影像传感器接收；以通过受测表面的一次反射光线与边界的反射光射的不同亮度来确认该受测表面的边界。2.如权利要求1所述的光源寻边机构，其特征在于，该光源寻边机构进一步包含有一封闭式且不透光的箱体，该箱体内部形成有间隔不透光的一第一腔室及一第二腔室，又箱体的第一腔室与第二腔室底部呈开口状供组装前述的遮蔽组，其中该第一腔室供安装前述的光源组，箱体于第二腔室异于第一腔室的侧壁形成有一供一次反射光线通过的出光口。3.如权利要求1所述的光源寻边机构，其特征在于，该光源组具有一灯壳，且灯壳内设有至少一向下射出光线的发光元件。4.如权利要求3所述的光源寻边机构，其特征在于，该光源组的灯壳能够利用两个锁设于箱体第一腔室内壁面的安装架固定，该多个相对的安装架上具有一轴孔及一同轴心的长弧槽，供分别设有一凸轴及一锁固件锁设该灯壳两端，以通过凸轴与长弧槽而调整灯壳内发光元件光线射出的角度。5.如权利要求2所述的光源寻边机构，其特征在于，该遮蔽组设于箱体底部，该遮蔽组分别具有一道对应第一腔室、供入射光线通过的射出口及一道对应第二腔室、供一次反射光线通过的射入口，该遮蔽组于射出口两端中至少一端相对射入口的一侧分别具有一对应受测表面边界的寻边孔槽，供调光组的反射光线通过。6.如权利要求5所述的光源寻边机构，其特征在于，该遮蔽组由一第一遮光板及一第二遮光板所组成，该第一遮光板上具有射出口及寻边孔槽，该第二遮光板具有射入口，又该遮蔽组于箱体底面两侧分别锁设有一夹压板，供选择性限制第一遮...

【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