CN112630234A - 光致抗蚀剂料片缺陷检测系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光致抗蚀剂料片缺陷检测系统及其方法。处理单元接收频宽范围相应的中心波长，并依据中心波长数据决定可调光束的中心波长，以使可调光束的中心波长不同于频宽范围相应的中心波长。可调波长光源装置依据中心波长发出可调光束，光致抗蚀剂料片位于可调光束的传递路径上。可调光束的第二部分穿透光致抗蚀剂料片后而形成穿透光束。成像镜头位于穿透光束的传递路径上。图像传感器具有图像感测面，穿透光束成像于图像感测面，以产生检测图像。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测技术，尤其涉及一种光致抗蚀剂料片缺陷检测系统及其方法。
背景技术
由于温度、材料、器材等因素的影响，电子零件的缺陷是难以完全避免的。为确保良率提升，对电子零件的制成品进行瑕疵检测为制程中重要的一环。在现有的技术中，多采用光学的方式检测膜厚不均。然而，现有的机台仅能通过固定波长的光学机台进行检测，无法针对不同的待测物采用适当的检测波长，使得检测效果有限。
发明内容
本发明提供一种光致抗蚀剂料片缺陷检测系统及其方法，以依据不同的光致抗蚀剂料片采用适当的检测波长，以提供更精细的检测结果。
本发明的光致抗蚀剂料片缺陷检测系统适用于检测光致抗蚀剂料片，且位于频宽范围中的光会通过光致抗蚀剂料片。光致抗蚀剂料片缺陷检测系统具有处理单元、可调波长光源装置、成像镜头以及图像传感器。处理单元接收频宽范围相应的中心波长，并依据中心波长数据决定可调光束的中心波长，以使可调光束的中心波长不同于频宽范围相应的中心波长。可调波长光源装置电性连接处理单元，依据中心波长发出可调光束，光致抗蚀剂料片位于可调光束的传递路径上，其中可调光束的第一部分被光致抗蚀剂料片吸收，且可调光束的第二部分穿透光致抗蚀剂料片后而形成穿透光束。成像镜头位于穿透光束的传递路径上。图像传感器电性连接处理单元，具有图像感测面，穿透光束通过成像镜头，成像于图像感测面，以产生检测图像。
本发明的光致抗蚀剂料片缺陷检测方法，适用于检测光致抗蚀剂料片，且位于频宽范围中的光会通过光致抗蚀剂料片。光致抗蚀剂料片缺陷检测方法具有下列步骤。接收频宽范围相应的中心波长；依据中心波长决定可调光束的中心波长，以使可调光束的中心波长不同于频宽范围相应的中心波长；以及依据中心波长发出可调光束。可调光束被光致抗蚀剂料片吸收色光束且穿透光致抗蚀剂料片后而形成穿透光束，且穿透光束通过成像镜头，成像于图像感测面，以产生检测图像。
基于上述，本发明的光致抗蚀剂料片缺陷检测系统及其方法能够通过可调波长光源装置进一步调整可调光束的中心波长，并使可调光束的中心波长不同于频宽范围相应的中心波长。基此，可调波长光源装置会依据不同的待测物采用适当的中心波长及频宽范围进行检测，以强化检测效果。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1示出本发明一实施例光致抗蚀剂料片缺陷检测系统的系统示意图；
图2示出本发明一实施例光致抗蚀剂料片缺陷检测方法的流程示意图。
附图标记说明
10：光致抗蚀剂料片
100：光致抗蚀剂料片缺陷检测系统
110：处理单元
120：可调波长光源装置
130：成像镜头
140：图像传感器
P1、P2：传递路径
S210～S230：步骤
具体实施方式
图1示出本发明一实施例光致抗蚀剂料片缺陷检测系统的系统示意图。请参照图1，在本发明的实施例中，待测物为光致抗蚀剂料片10。光致抗蚀剂料片10涂布光致抗蚀剂膜，以吸收或反射在频宽范围外的光。并且，在频宽范围中的光能够通过光致抗蚀剂料片10。换句话说，光致抗蚀剂料片10能够用以使频宽范围内的光通过。举例来说，红光光致抗蚀剂料片能够吸收红光，例如，频宽范围为620-750纳米间的红光。并且，频宽范围相应的中心波长为685纳米，也就是说，在中心波长为685纳米的光穿透光致抗蚀剂力片10的效果会较好，然本发明并不限制光致抗蚀剂膜所适用的频宽范围。须说明的是，虽然光致抗蚀剂料片10理论上仅会让频宽范围中的光通过，但因材质、厚度等因素，光致抗蚀剂膜不易达到100％的遮光率。因此，落在频宽范围620-750外的光束仍有少部分会穿透光致抗蚀剂料片10。然而，在实际的一个例子中，落在频宽范围外的光穿透率约为1％以下。相似地，落在频宽范围内的光束亦会有少部分无法穿透光致抗蚀剂料片，特别是，波长相同于中心波长的光穿透光致抗蚀剂料片10的效果较佳。倘若光的波长由中心波长沿着频宽范围慢慢改变，直至频宽范围的边界，穿透率整体的趋势会递减。
本发明的光致抗蚀剂料片缺陷检测系统100是用以检测光致抗蚀剂料片10所涂布的光致抗蚀剂膜是否具有膜厚不均的情形。光致抗蚀剂料片缺陷检测系统100具有处理单元110、可调波长光源装置120、成像镜头130以及图像传感器140。
处理单元110用以接收光致抗蚀剂料片缺陷检测系统100的元件所获取的各类信息，运行光致抗蚀剂料片缺陷检测系统100中的各类运算，发送各类型的控制信号至各元件，并接收来自各元件的各类信息。处理单元110运行的细节将于后方再进行说明。处理单元110包含但不限于，例如是以中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)、图形处理器(graphics processing unit,GPU)、或是其他可程序化的一般用途或特殊用途的微处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuits,ASIC)、可程序化逻辑装置(Programmable Logic Device,PLD)或其他类似装置或这些装置的组合进行实作，然不限于此。
可调波长装置120电性连接于处理单元110，并具有控制器及发光元件。控制器接收来自处理单元110所发送的信号，并进而依据信号控制发光元件进行发光。控制器能够以任何的控制芯片进行实作，本发明不限于此。发光元件例如为发光二极管、激光二极管等的单一光源或者是上述两者其中之一所构成的矩阵(例如多个激光二极管所构成)，本发明并不以此为限，以发射激光或LED光源，并经由波长的调整进而发射不同颜色的可调光束。本发明不以上述的发光元件为限。在本发明的一实施例中，可调波长装置120能够在波长400纳米至800纳米间调整，然本发明不限于此，并非用于限制本发明范围。
成像镜头130设置于用以使光通过形成图像，例如是包括具有屈光度的一或多个光学镜片的组合，光学镜片例如包括双凹透镜、双凸透镜、凹凸透镜、凸凹透镜、平凸透镜以及平凹透镜等非平面镜片的各种组合。本发明对成像镜头130的型态及其种类并不加以限制。
图像传感器140电性连接于处理单元110，具有图像感测面。图像感测面可以感测光所形成的图像，以产生相应的图像。在本发明的一实施例中，图像传感器140例如是互补式金氧半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)图像传感器或电荷耦合元件(charge coupled device,CCD)，然本发明不限于此。
图2示出本发明一实施例的光致抗蚀剂料片缺陷检测方法的流程示意图。图2的光致抗蚀剂料片缺陷检测方法至少适用于图1光致抗蚀剂料片缺陷检测系统100，然不限于此。请同时参照图1与图2，于以下的段落中会详细地说明如何通过上述元件之间的运作关系而完成光致抗蚀剂料片缺陷检测方法以及在光致抗蚀剂料片缺陷检测系统100中的光学行为。
在步骤S210，由处理单元110接收频宽范围相应的中心波长。在本发明的一实施例中，处理单元110能够接收使用者所输入的中心波长。或者是，光致抗蚀剂料片缺陷检测系统100也能够具备一感测装置，例如为光谱仪或色度检测仪，以自动检测光致抗蚀剂料片10的频宽范围及中心波长。并且，色度检测仪会电性连接至处理单元110，以将测量到的频宽范围及其相应的中心波长输入至处理单元110，本发明并不以此为限。在本实施例中，频宽范围为620-750纳米间的红光，且相应的中心波长为685纳米。
在步骤S220，由处理单元110依据频宽范围相应的中心波长决定可调光束的中心波长。在本发明中，由处理单元110所决定的可调光束的中心波长会不同于频宽范围相应的中心波长。详细来说，由于光的穿透率会与其穿透的物体厚度有所关联，倘若光致抗蚀剂膜的厚度不同，光的穿透率就会相应的有所差异。唯光致抗蚀剂膜的厚度多半很薄，倘若采用的光波长相同于频宽范围相应的中心波长，不论光致抗蚀剂膜是否存在膜厚不均的情形，整体光致抗蚀剂料片的穿透率仍然相当高，不易突显差异。
因此，在本发明中，处理单元110会决定可调光束的中心波长不同于频宽范围相应的中心波长。举例来说，在本发明一实施例中，处理单元110会依据频宽范围及其相应的中心波长，决定可调光束的中心波长位于频宽范围相应的半高频宽外，并在频宽范围相应的半高频宽外的范围中采用随机的方式决定可调光束的中心波长。或者是，处理单元110会以相应红光、蓝光、绿光的频宽及中心波长为基准，并选取频宽范围与相应红光、蓝光、绿光的频宽重叠的范围较小的作为可调光束的中心波长，本发明并不以此为限。特别是，由于落在频宽范围外的光束仅有少部分会穿透光致抗蚀剂料片，通过在适当时间的曝光，膜厚不均的部位灰阶差会更加明显。
在步骤S230，由可调波长光源装置120依据中心波长发出可调光束，以使可调光束的第一部分被光致抗蚀剂料片10吸收，且可调光束的第二部分穿透光致抗蚀剂料片10后而形成穿透光束，通过成像镜头130，成像于图像传感器140的图像感测面，以产生检测图像。
详细来说，在此实施例中，可调光束会沿着传递路径P1前进，光致抗蚀剂料片10会位于可调光束的传递路径P1。并且，穿透光致抗蚀剂料片10的穿透光束会沿着传递路径P2前进，成像镜头130以及图像传感器140会位于穿透光束的传递路径上P2。穿透光束会经过成像镜头130后被传递至图像感测面，以产生检测图像。藉此，操作人员能够通过检测图像判断光致抗蚀剂料片10是否存在膜厚不均的情形。
在本发明的一个实作例子中，倘若成像镜头130采用KOWA焦距35的镜头，且图像传感器140采用Basler型号aca2040，波长、曝光时间、正常部分及膜厚不均部分灰阶的结果如下表一：
表一：波长、曝光时间、正常部分及膜厚不均部分灰阶
由表一可以看出，随着可调光束的波长范围改变，并远离中心波长，灰阶差会越加明显。须说明的是，曝光时间、灰阶值皆会依据不同的图像传感器140而有所不同，本发明不限于此。
在本发明的一实施例中，检测图像会被传送至处理单元110，处理单元110会依据检测图像的灰阶差，判断光致抗蚀剂料片10是否存在瑕疵。
具体来说，首先，处理单元110会接收存在膜厚差的光致抗蚀剂料片的厚度差。如前述，处理单元110能够通过使用者输入而接收此厚度差。又或者是，光致抗蚀剂料片缺陷检测系统100具有厚度测量仪器，以自动检测存在瑕疵的光致抗蚀剂料片的厚度差。并且，厚度测量仪器电性连接至处理单元110，并将厚度差传送至处理单元110。
接着，处理单元110会获取相应可调光束的中心波长的灰阶差。处理单元110是依据步骤S210～S230获取相应存在膜厚差的光致抗蚀剂料片的检测图像，并进一步获取存在厚度差光致抗蚀剂料片中的灰阶差。
基此，处理单元110能够通过厚度差以及灰阶差进而获取标准瑕疵比例。即，在存在瑕疵的当下，厚度差与灰阶差的比例。藉此，处理单元110能够进一步通过标准瑕疵比例判断光致抗蚀剂料片10是否存在瑕疵。惟须说明的是，存在膜厚差的光致抗蚀剂料片不一定会属于具有膜厚不均瑕疵的料片。在实际检测的标准中，倘若厚度差大于0.2微米，则表示有膜厚不均的瑕疵，厚度差小于0.2微米则属于可容忍的不均情形。然在本发明的实施例中，获取标准瑕疵比例的过程仅须通过分析具有膜厚差的光致抗蚀剂料片，本发明并不限制此光致抗蚀剂料片的厚度差是否大于或小于0.2微米。
举例来说，在相应表一的实验例中，存在厚度差的光致抗蚀剂料片在正常部分的厚度是2.044微米，膜厚不均部分的厚度是3.019微米。并且，倘若在波长为400～595纳米范围中，正常灰阶部分和膜厚不均部分的灰阶差为30，实际厚度差为1微米。
因此，处理单元110能够依据比例估算每灰阶差差6，实际的光致抗蚀剂膜差约为0.2微米，并将此设定为标准瑕疵比例。基此，处理单元110会依据标准瑕疵比例而对其他光致抗蚀剂料片进行检测，并每当灰阶差大于6阶时，判断光致抗蚀剂料片存在膜厚不均的瑕疵。
并且，值得一提的是，依据表一实测的结果，倘若波长的范围变小，灰阶差的差值还可以进一步增加，使得处理单元110能够进行更精细的判断。
除此之外，在本发明的实施例中，可调光束能够以点、线或面的方式同时传递至待测物。也就是说，光致抗蚀剂料片缺陷检测系统能够直接对一整个区域进行扫描，减少了检测的时间，改善传统以点或线扫描时相当耗时的情形。
综上所述，本发明的光致抗蚀剂料片缺陷检测系统及其方法能够通过可调波长光源装置进一步调整可调光束的中心波长，并使可调光束的中心波长不同于频宽范围相应的中心波长。基此，可调波长光源装置会依据不同的待测物采用适当的中心波长及频宽范围进行检测，以强化检测效果。不仅如此，光致抗蚀剂料片缺陷检测系统及其方法还能够依据可调光束最终成像的检测图像上所产生的灰阶差，进而判断是否存在膜厚不均的瑕疵。此外，光致抗蚀剂料片缺陷检测系统及其方法亦能够减少对待测物扫描检测所需的时间。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。
Claims (11)
1.一种光致抗蚀剂料片缺陷检测系统，其特征在于，适用于检测光致抗蚀剂料片，所述光致抗蚀剂料片缺陷检测系统包括：
处理单元，接收频宽范围相应的中心波长，并依据所述中心波长决定可调光束的中心波长，以使所述可调光束的中心波长不同于所述频宽范围相应的中心波长；
可调波长光源装置，电性连接所述处理单元，依据所述中心波长发出所述可调光束，所述光致抗蚀剂料片位于所述可调光束的传递路径上，其中所述可调光束的第一部分被所述光致抗蚀剂料片吸收，且所述可调光束的第二部分穿透所述光致抗蚀剂料片后而形成穿透光束；
成像镜头，位于所述穿透光束的传递路径上；以及
图像传感器，电性连接所述处理单元，具有图像感测面，所述穿透光束通过所述成像镜头，成像于所述图像感测面，以产生检测图像。
2.根据权利要求1所述的光致抗蚀剂料片缺陷检测系统，其特征在于，其中所述可调光束的中心波长位于所述频宽范围相应的半高频宽外。
3.根据权利要求1所述的光致抗蚀剂料片缺陷检测系统，其特征在于，其中所述处理单元分别判断所述频宽范围与红光、蓝光、绿光的频宽重叠的范围，并依据最小的频宽重叠的范围决定所述可调光束的中心波长，其中所述可调光束的中心波长会相同最小的频宽重叠的范围相应的所述红光、所述蓝光或所述绿光。
4.根据权利要求1所述的光致抗蚀剂料片缺陷检测系统，其特征在于，其中，
所述处理单元还接收存在膜厚差的光致抗蚀剂料片的厚度差，并获取所述存在膜厚差的光致抗蚀剂料片相应所述可调光束的灰阶差，
所述处理单元还依据所述厚度差及所述灰阶差获取标准瑕疵比例。
5.根据权利要求4所述的光致抗蚀剂料片缺陷检测系统，其特征在于，其中，所述处理单元会依据所述标准瑕疵比例及所述检测图像的灰阶差，判断所述光致抗蚀剂模片是否存在瑕疵。
6.根据权利要求1所述的光致抗蚀剂料片缺陷检测系统，其特征在于，还包括：
感测装置，感测所述中心波长。
7.一种光致抗蚀剂料片缺陷检测方法，其特征在于，适用于检测光致抗蚀剂料片，且位于频宽范围中的光会通过所述光致抗蚀剂料片，所述光致抗蚀剂料片缺陷检测方法包括：
接收所述频宽范围相应的中心波长；
依据所述中心波长决定可调光束的中心波长，以使所述可调光束的中心波长不同于所述频宽范围相应的中心波长；以及
依据所述中心波长发出所述可调光束，其中所述可调光束被所述光致抗蚀剂料片吸收且穿透所述光致抗蚀剂料片后而形成穿透光束，所述穿透光束通过成像镜头，成像于图像感测面，以产生检测图像。
8.根据权利要求7所述的光致抗蚀剂料片缺陷检测方法，其特征在于，其中，所述可调光束的中心波长位于所述频宽范围相应的半高频宽外。
9.根据权利要求7所述的光致抗蚀剂料片缺陷检测方法，其特征在于，其中，于依据所述中心波长决定所述可调光束的中心波长的步骤中，还包括：
分别判断所述频宽范围与红光、蓝光、绿光的频宽重叠的范围；以及
依据最小的频宽重叠的范围决定所述可调光束的中心波长，其中所述可调光束的中心波长会相同最小的频宽重叠的范围相应的所述红光、所述蓝光或所述绿光。
10.根据权利要求7所述的光致抗蚀剂料片缺陷检测方法，其特征在于，还包括：
接收存在膜厚差的光致抗蚀剂料片的厚度差，并获取所述存在膜厚差的光致抗蚀剂料片相应所述可调光束的灰阶差；以及
依据所述厚度差及所述灰阶差获取标准瑕疵比例。
11.根据权利要求10所述的光致抗蚀剂料片缺陷检测方法，其特征在于，还包括：
依据所述标准瑕疵比例及所述检测图像的灰阶差，判断所述光致抗蚀剂模片是否存在瑕疵。
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