[發明專利]線寬測量系統

無效

• 申請號: 201280048336.4
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN104040323A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 喬軼;邁克爾·W·多萊扎爾;大衛·L·霍費爾特;杰克·W·萊;凱瑟琳·P·塔爾諾夫斯基
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: G01N21/89
• 分類號: G01N21/89;G01B11/25
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 梁曉廣;關兆輝

相關專利申請的交叉引用

本專利申請要求于2011年9月30日提交的美國臨時專利申請號61/542,061的權益，所述文獻的公開內容全文以引用方式并入本文。

技術領域

本公開涉及材料檢測系統，如用于檢測材料幅材移動的計算機化系統。

背景技術

許多不同行業利用在基板表面上形成微尺度圖案的工藝。這些微尺度圖案包括表面特征的陣列，如在表面下方延伸的伸長凹槽或在表面上方延伸的凸起肋狀物。在制造包括這類表面特征的陣列的基板過程中，顯微成像被用于測量陣列中一個或多個特征的尺寸。然而，顯微成像景深小視角窄，這限制了其在基板上表面特征的離線分析方面的應用。

發明內容

需要一種檢測技術以在制造材料時提供材料表面上表面特征尺寸的實時測量。一般來講，本公開涉及一種設備和方法，所述設備和方法通過處理表面特征的夫瑯和費衍射（Fraunhofer?diffraction）圖案的圖像來測量材料中選定表面特征的尺寸。該測量技術可用于在制造材料時，監控選定離線或在線特征的尺寸。

在一個實施例中，本公開涉及一種方法，其包括使詢問光束穿過傅里葉變換透鏡并且到達材料的表面上，以形成材料的一個或多個表面特征的夫瑯和費衍射圖案；形成衍射圖案的圖像；以及處理衍射圖案的圖像以確定特征的尺寸。

在另一個實施例中，本公開涉及一種設備，其包括發射詢問光束到傅里葉變換透鏡中并且到達表面上以在表面上形成一個或多個特征的夫瑯和費衍射圖案的光源，其中透鏡和表面以逆傅里葉變換模式布置；圖像采集裝置，其捕獲表面上的特征的夫瑯和費衍射圖案的圖像；以及處理器，其確定衍射圖案的大小，并計算表面上的特征的尺寸。

在另一個實施例中，本公開涉及用于監控材料表面上的一個或多個選定特征的尺寸的系統，其包括鄰近表面定位的光源，其中所述光源發射詢問光束穿過傅里葉變換透鏡并且到達表面上，其中所述表面位于傅里葉變換透鏡和其焦點之間；攝像機，其用于捕獲表面上的特征的夫瑯和費衍射圖案的圖像；以及處理器，其測量夫瑯和費衍射圖案的大小，以確定特征的尺寸。

在另一個實施例中，本公開涉及一種方法，其包括鄰近柔性材料非靜止幅材表面定位光源，其中幅材包括其表面中的特征布置，并且其中光源發射詢問光束穿過傅里葉變換透鏡并且到達幅材表面上，并且其中幅材表面和傅里葉變換透鏡以逆傅里葉變換模式定位；在幅材的表面之上掃描詢問光束以形成一個或多個特征的夫瑯和費衍射圖案；將衍射圖案的圖像投射到屏幕或透鏡上；用攝像機捕獲屏幕或透鏡上的衍射圖案的圖像；并測量衍射圖案的大小，以確定選定特征的尺寸。

在另一個實施例中，本公開涉及一種方法，其用于在制造材料時實時檢測幅材材料以及計算幅材材料的表面上的一個或多個特征的尺寸，包括將鄰近幅材材料的表面定位光源，其中光源發射詢問光束穿過傅里葉變換透鏡并且到達幅材表面上，并且幅材材料的表面和傅里葉變換透鏡以逆傅里葉變換模式布置；在幅材材料的表面之上掃描詢問光束以形成該表面上的特征的夫瑯和費衍射圖案；將衍射圖案的圖像投射到屏幕或透鏡上；用攝像機對屏幕或透鏡成像，其中攝像機測量衍射圖案的大小；以及基于衍射圖案的大小計算選定特征的尺寸。

在另一個實施例中，本公開涉及用于實時檢測幅材材料的在線計算機化檢測系統，該系統包括設鄰近幅材表面定位的光源，其中光源發射詢問光束穿過傅里葉變換透鏡并且到達幅材材料的表面上，并且其中幅材材料的表面和傅里葉變換透鏡以逆傅里葉變換模式定位；掃描儀，其用于在幅材材料的表面之上掃描詢問光束以形成幅材材料中一個或多個特征的夫瑯和費衍射圖案；屏幕或透鏡，其上具有衍射圖案的圖像；攝像機，其用于捕獲屏幕或透鏡上的衍射圖案的圖像，其中所述攝像機測量衍射圖案的大小；以及計算機，其執行軟件以基于測量的衍射圖案的大小確定選定特征的尺寸。

在另一個實施例中，本公開涉及非瞬時性計算機可讀介質，其包括軟件指令，計算機指令使計算機處理器：通過在線計算機化檢測系統接收在制造幅材材料期間其表面上一個或多個特征的夫瑯和費衍射圖案的圖像，其中所述檢測系統測量衍射圖案的大小；基于測量的衍射圖案的大小確定選定特征的尺寸；以及基于所計算的選定特征的尺寸計算幅材材料中不均勻性缺陷的嚴重性。

以下附圖和具體實施方式中詳細說明了本發明的一個或多個實施例。本發明的其它特征、目標和優點在具體實施方式和附圖以及權利要求書中顯而易見。

附圖說明