[发明专利]光箱结构及应用其的光学检测设备

说明书

本发明涉及一种光箱结构、一种应用该光箱结构的光学检测设备以及一种可供检测一板材的光学检测模块，其中，该光箱结构是于一机台上至少一光学模块，该多个光学模块包含有一同侧等角设置的一光箱结构及一影像传感器，其中光箱结构由一箱体构成，该箱体内设有一光源，又该箱体具有一对应光源的入射通道，且该箱体具有一与入射通道等角的反射通道，藉此，利用光箱结构的入射通道与反射通道，使受测物所反射的反射光线中只有受测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，使上、下表面的影像不会相互干扰，可以有效检出各种污染物、尺寸及位置，从而提高检出率。

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，具体而言涉及一种能滤除不必要的反射光线的光箱结构及应用其的光学检测设备，尤其能解决透明板材两侧表面相互干扰的检测问题，同时可以准确判断污染物大小、位置及种类，并降低设备整体成本。

背景技术

受到近年来科技发展迅速的影响，各种电子产品越来越要求微细化，使半导体制造过程中集成电路的线径也越来越小，目前已发展至10纳米以下，因此制造过程中的任何污染物都可能直接影响到相对制造过程或产品的合格率。以用于半导体制造过程中供晶圆(Wafer)微影过程使用的光罩(Mask)为例，其为一种具有两侧表面的透明板材，其中一侧表面绘有集成电路图形(Pattern)的图案区，供利用一光源由光罩上方照射，将该图案区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形。而光罩为了保护图案区上的图形，于图案区的上方通常会设有一图罩护膜 (Pellicle)，用来避免图案区的图形遭受刮伤、污染物或破坏。

然而，光罩污染问题是一直存在的，不论是光罩无图案区一侧的表面还是另一侧图罩护膜的表面，这些污染物包含附着于表面的微粒、结晶、油污又或玻璃表面的雾化、指纹等现象，如果将这类受到污染的光罩应用于黄光微影过程中，其会直接将这些污染当作图形的一部分而形成于光罩光阻上，进一步会该集成电路形成不良品，从而降低产品合格率。虽然进行光罩清洗可以解决上述污染问题，但清洗次数过多，会拖延制造过程的循环时间，且会造成图形磨耗，从而需送回光罩厂进行修护，因而会影响到晶圆的加工效率，因此，一般对于会针对不同的光罩设定污染物的容许标准，并令光罩于制造过程或储存的前后进行检测，当污染物规格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。

现有用于光罩的检测设备主要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。而光学模块的原理令一斜设的光源将光线照射在该光罩的受测表面，再由一等角设置的影像传感器接收光罩表面反射的光线，经连接影像传感器的处理装置将反射光线能量转换成电荷进行成像处理，且利用反射光线的强弱【污染物降低光线反射强度】而形成整个光罩表面的画面，供辨识光罩表面上的污染物；

如图1所示，由于光罩是一种透明板材P，其具有平行的第一表面P1与第二表面P2，当光源L的入射光线Lo是照射在透明板材P的第一表面P1时，入射光线Lo与透明板材P的接触点可定义一与第一表面P1垂交的界面法线In，且入射光线Lo与界面法线In间形成一入射角θ1，而该入射光线Lo会产生一反射光线Lr，该入射光线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Lo及反射光线Lr间的夹角，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；