[發明專利]光箱結構及應用其的光學檢測設備

有效

• 申請號: 201710404345.7
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN108458972B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 陳明生
• 申請（專利權）人: 特銓股份有限公司
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/958;G01B11/00
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

本發明涉及一種光箱結構、一種應用該光箱結構的光學檢測設備以及一種可供檢測一板材的光學檢測模塊，其中，該光箱結構是于一機臺上至少一光學模塊，該多個光學模塊包含有一同側等角設置的一光箱結構及一影像傳感器，其中光箱結構由一箱體構成，該箱體內設有一光源，又該箱體具有一對應光源的入射通道，且該箱體具有一與入射通道等角的反射通道，藉此，利用光箱結構的入射通道與反射通道，使受測物所反射的反射光線中只有受測表面的一次反射光線能被影像傳感器接收成像，有效的濾除了非受測表面的二次反射光線或二次以上的反射光線，使上、下表面的影像不會相互干擾，可以有效檢出各種污染物、尺寸及位置，從而提高檢出率。

技術領域

本發明涉及光學檢測技術領域，具體而言涉及一種能濾除不必要的反射光線的光箱結構及應用其的光學檢測設備，尤其能解決透明板材兩側表面相互干擾的檢測問題，同時可以準確判斷污染物大小、位置及種類，并降低設備整體成本。

背景技術

受到近年來科技發展迅速的影響，各種電子產品越來越要求微細化，使半導體制造過程中集成電路的線徑也越來越小，目前已發展至10納米以下，因此制造過程中的任何污染物都可能直接影響到相對制造過程或產品的合格率。以用于半導體制造過程中供晶圓(Wafer)微影過程使用的光罩(Mask)為例，其為一種具有兩側表面的透明板材，其中一側表面繪有集成電路圖形(Pattern)的圖案區，供利用一光源由光罩上方照射，將該圖案區的圖形轉移至晶圓上的光阻，再經過蝕刻過程于晶圓表面完成圖形。而光罩為了保護圖案區上的圖形，于圖案區的上方通常會設有一圖罩護膜 (Pellicle)，用來避免圖案區的圖形遭受刮傷、污染物或破壞。

然而，光罩污染問題是一直存在的，不論是光罩無圖案區一側的表面還是另一側圖罩護膜的表面，這些污染物包含附著于表面的微粒、結晶、油污又或玻璃表面的霧化、指紋等現象，如果將這類受到污染的光罩應用于黃光微影過程中，其會直接將這些污染當作圖形的一部分而形成于光罩光阻上，進一步會該集成電路形成不良品，從而降低產品合格率。雖然進行光罩清洗可以解決上述污染問題，但清洗次數過多，會拖延制造過程的循環時間，且會造成圖形磨耗，從而需送回光罩廠進行修護，因而會影響到晶圓的加工效率，因此，一般對于會針對不同的光罩設定污染物的容許標準，并令光罩于制造過程或儲存的前后進行檢測，當污染物規格未超過容許標準時即不進行清洗，反之，當超出容許標準時即進行清洗。

現有用于光罩的檢測設備主要由利用光源及影像傳感器【如 CCD元件或CMOS元件】所組成的光學模塊來進行。而光學模塊的原理令一斜設的光源將光線照射在該光罩的受測表面，再由一等角設置的影像傳感器接收光罩表面反射的光線，經連接影像傳感器的處理裝置將反射光線能量轉換成電荷進行成像處理，且利用反射光線的強弱【污染物降低光線反射強度】而形成整個光罩表面的畫面，供辨識光罩表面上的污染物；

如圖1所示，由于光罩是一種透明板材P，其具有平行的第一表面P1與第二表面P2，當光源L的入射光線Lo是照射在透明板材P的第一表面P1時，入射光線Lo與透明板材P的接觸點可定義一與第一表面P1垂交的界面法線In，且入射光線Lo與界面法線In間形成一入射角θ1，而該入射光線Lo會產生一反射光線Lr，該入射光線Lo的入射角θ1與反射光線Lr的反射角θ2是相等的，其中入射角θ1與反射角θ2指界面法線In【與透明板材垂交】與入射光線Lo及反射光線Lr間的夾角，而依據斯乃耳定律【Snell's Law】該入射光線Lo進入透明板材P后會因介質改變【如由空氣進入玻璃】產生折射光線Lc，且該折射光線Lc在穿出透明板材P 的第二表面P2時，除了會有一道透射光線穿出外，其也會形成另一道于透明板材P內部行進的反射光線，且該反射光線在穿出透明板材P的第一表面P1形成所謂的二次反射光線Lr2，并依此不斷的產生反射光線至光線衰減為止，而之前第一次的反射光線Lr 也被定義為一次反射光線Lr1；