[发明专利]基板内部缺陷检查装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基板内部缺陷检查装置及方法。 

背景技术

在半导体工艺中，主要是对基板进行薄膜沉积等工艺，以便在基板上形成若干电子元件，因此基板本身的异物、气泡，或裂纹等内部缺陷的多少往往影响电子元件的质量好坏。此外，由于基板常需进行搬运，或经过高温热处理或酸蚀等工艺，皆使得基板容易产生裂纹。 

因此，针对基板进行内部缺陷检查是一项不可或缺的非破坏性检查项目。目前最常见的裂纹检查方式是利用一可发出穿透基板的光线的照明光源，由基板下方对该基板下表面进行照射，并在基板上方利用摄像机取得该基板上表面的影像，由于内部缺陷会使光线反射、折射或散射，导致缺陷处的光线穿透率降低，因此内部缺陷的影像明亮度与其它区域相比明显较低，可便于后续以人工或计算机装置进行影像分析，以辨认出内部缺陷的位置与大小。 

由于内部缺陷影像的清晰与否攸关检查成效与后续的分析难易度，因此如何正确且清晰地取得内部缺陷的影像一直是检查流程中迫切需要解决的问题之一。然而，上述的内部缺陷检查方式会有以下几个缺点。首先，如图1所示，为上述内部缺陷检查方式的一示意图。由于不只异物或裂纹等内部缺陷12会影响光线穿透率，在工艺中常会附着于基板10正面或背面的污染物11或是基板10的表面纹理也会影响光线穿透率，因此在判读摄像机30所撷取的影像时，并无法有效地将影像中的暗点区分为内部缺陷12或表面污染物11，以致常会有将表面污染物11误判为内部缺陷12的情况发生。 

并且，如图2A、图2B所示，由于光线遇到阻挡时会绕射，使得影像中的微小内部缺陷12可能在提供的光线亮度稍亮时消失，亦即内部缺陷12的影像宽度会与光线亮度成反比，因此，当基板10厚度稍厚而需提高光线强度以加强影像的明亮度时，在光线强度提升至一特定强度之后，光线强度的再提升 反而会使得绕射光强度过强，造成内部缺陷12的影像清晰度下降，以致于需要搭配更高成本的高分辨率摄像机才能清楚拍摄。并且，这种状况在遇到基板10本身厚度公差较大时，常导致难以决定出一最佳的光线强度来获取最佳的影像。此外，如图3A、图3B所示，微细缺陷12在光线并非为平行光的情况下，裂纹宽度会减小，亦即无法通过多方向光线加强微细裂痕的影像清晰度。图14的照片为利用现有缺陷检查方式所取得的裂纹影像照片。 

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种特殊设计的基板照明方法，来解决上述困扰业界已久的难题。本发明利用光线于基板内部以全反射的方式传递，可直接照明该基板的内部缺陷，并可强化基板内部的裂痕、孔洞、杂质、气泡、断差等内部缺陷的影像清晰度，还可有效避免表面脏污等异物成像。除提供更佳的内部缺陷检出能力外，还可解决基板在表面加工后，即无法对基板内部进行检测的难题。 

因此，本发明的一目的，在于提供一种基板内部缺陷检查方法，其可获取基板内部缺陷较佳的影像清晰度。 

为达到上述目的，本发明提供的基板内部缺陷检查方法，用以对一基板进行内部缺陷检查，该基板具有一上表面，以及连接该上表面的多个侧面，该基板内部缺陷检查方法提供多个光源，分别设在该基板的各该侧面处，各该光源可朝各该侧面发射一对应穿透该基板的光线，并使该光线相对该侧面的入射角度限制在一可使该光线在该基板内可大致以全反射方式传递的第一预定角度内；以及提供一取像模块，设于该基板的上方，并撷取该基板的上表面的影像，借此，轮流使该多个光源朝对应的侧面发射光线，并在任一光源朝对应的侧面发射光线时，以该取像模块对应撷取靠近另一相反的侧面的该上表面的半部区域影像，并将该多个半部区域影像合成为一该上表面的完整影像。 

此外，本发明的另一目的，在于提供一种基板内部缺陷检查装置，其可获取基板内部缺陷较佳的影像清晰度。 

本发明提供的基板内部缺陷检查装置，用以对一基板进行内部缺陷检查，该基板具有一上表面，以及连接该上表面的多个侧面，该基板内部缺陷检查装置包含至少一光源、一取像模块，以及一遮光罩。光源设在该基板的其中一侧 面处，该光源朝该侧面发射一可对应穿透该基板的光线，该光线相对该侧面的入射角度限制在一可使该光线在该基板内可大致以全反射方式传递的第一预定角度内。取像模块设于该基板的上方，用以撷取该基板的上表面的影像。遮光罩设置于该取像模块与该基板之间，用以遮蔽该基板的上表面的至少一侧的边缘。