[发明专利]干涉相位差显微镜

说明书

技术领域

本发明是有关于一种显微镜，且特别是有关于一种干涉相位差显微镜 (Differential Interference Contrast Microscope，DIC Microscope)。

背景技术

目前薄膜晶体管显示器的工艺之一是将薄膜晶体管形成于透明玻璃基板 上，而以干涉相位差的方式进行检测。

图1A为现有的一种干涉相位差显微镜的结构示意图，而揭露于美国第 6,034,814号专利。请参考图1A，现有的干涉相位差显微镜100是用于检测待 测物50是否有制作上的缺陷，而干涉相位差显微镜100包括光源110、第一 偏极片120、分光镜130、干涉相位差棱镜140、第二偏极片150以及影像传 感器160，其中分光镜130会将光源110所产生的光束112反射至待测物50 上，而被待测物50反射的光束112会在穿过分光镜130后入射影像传感器160， 且第一偏极片120、干涉相位差棱镜140与第二偏极片150均位于光束112的 光路上。

现有技术可对光束112定义出基准轴(未绘示)，而光束112的基准轴是 与第一干涉相位差棱镜140的主轴夹0度角，亦即光束112的基准轴便等同对 齐于干涉相位差棱镜140的主轴。如此一来，便可从光束112的基准轴来相对 配置第一偏极片120与第二偏极片150。值得注意的是，光束112均是垂直入 射第一偏极片120、干涉相位差棱镜140与第二偏极片150，因此前述的基准 轴或是主轴均是位于垂直光束112的平面上，熟悉此项技术的人当可轻易理解 基准轴或主轴的意义而不至混淆。此外，为提升成像质量，现有技术另会于光 束112的光路上配置多个透镜170。

请再参考图1A，干涉相位差棱镜140一般是由两个不同材质的双轴 (biaxial)折射晶体所组成，而其中一个双轴折射晶体的任一光轴会对齐另外一 个双轴折射晶体的任一光轴。因此光束112在通过干涉相位差棱镜140后会分 为两道不同光程差的光束112a、112b而入射待测物50，接着，光束112a、112b 在被待测物50反射后会通过干涉相位差棱镜140而合为光束112c，其中光束 112c带有光束112a、112b干涉的信息而入射影像传感器160进行解析。

图1A为强调而特别区分光束112a、112b，然而在实际上，光束112a、 112b是几乎叠合在一起而入射至待测物50相同的位置。

图1B为待测物的示意图，而图1C为利用图1A的干涉相位差显微镜对 图1B的待测物进行量测的示意图，其中待测物50表面具有长方形方块的结 构，而清楚显示在图1B中。在图1C的示意图中，垂直解析轴x的影像均非 常清楚而呈现出较亮区域的对比，因此可以清楚看出长方形方块左右两侧的轮 廓线条。不过平行解析轴x的影像均无法解析而呈现暗状态，因此较难看出长 方形方块上下两侧的轮廓线条，而解析轴x即为干涉相位差棱镜140的主轴。 换句话说，干涉相位差棱镜140单次仅能对特定垂直解析轴的轴向进行解析， 而对平行解析轴的轴向便无法进行解析。

图2为现有的另一种干涉相位差显微镜的结构示意图，而揭露于美国第 6,433,876号专利。请参考图2，现有的干涉相位差显微镜200亦是用于检测待 测物50是否有制作上的缺陷，而干涉相位差显微镜200主要是内建两套干涉 系统以分别取得两个独立解析轴的信息。详细而言，干涉相位差显微镜200 包括第一光源210、第一干涉相位差棱镜220、第一影像传感器230、第二光 源240、第二干涉相位差棱镜250、第二影像传感器260、多个分光镜270以 及控制单元280，其中第一光源210、第一干涉相位差棱镜220与第一影像传 感器230可视为第一套干涉系统，而第二光源240、第二干涉相位差棱镜250 与第二影像传感器260可视为第二套干涉系统。

第一干涉相位差棱镜220的解析轴与第二干涉相位差棱镜250的解析轴 是相互垂直，而第一影像传感器230与第二影像传感器260的影像均有无法解 析的部分。透过控制单元280连接第一影像传感器230与第二影像传感器260， 便可将影像叠合而补足无法解析的部分，藉以达成检测待测物50的缺陷。