[发明专利]基于利用光学技术扫描透明板材表面污染的方法及其系统

说明书

本发明公开了一种基于利用光学技术扫描透明板材表面污染的方法及其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。

技术领域

本发明涉及透明板材表面检测技术领域，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方法及其系统，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。

背景技术

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's Law】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；