CN206725414U

CN206725414U - 光学检查设备

Info

Publication number: CN206725414U
Application number: CN201720290027.8U
Authority: CN
Inventors: 王宣復
Original assignee: Huayang Seiki Ltd By Share Ltd
Current assignee: Huayang Seiki Ltd By Share Ltd
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2017-12-08
Anticipated expiration: 2027-03-23

Abstract

本实用新型的光学检查设备包括一光源装置、一滤光装置及一影像捕获设备。光源装置沿一入射光轴照射一待测物，在待测物的一脏污形成漫反射光。影像捕获设备沿一漫反射光轴接收通过滤光装置的漫反射光。漫反射光轴与入射光轴相对于待测物的一法线呈不对称。其中，滤光装置仅允许沿漫反射光轴的漫反射光通过滤光装置。本实用新型的光学检查设备是通过滤光装置的配置使依循反射定理形成的反射光不会通过滤光装置，仅有部分的漫反射光能沿着漫反射光轴通过滤光装置，进而让影像捕获设备接收及成像，以提高检查的效率及避免受到阴影干扰。

Description

光学检查设备

技术领域

本实用新型与光学检查有关，特别是指一种光学检查设备。

背景技术

光学检查技术用以检查待测物的表面是否存在脏污或内部某一层的图案是否存在断线、短路及脏污(particle)，以确保待测物符合特定质量要求。

待测物以晶圆、光罩或玻璃基板为例，由于晶圆、光罩或玻璃基板都是透明的，目前，检查待测物的上表面时，通常会让光源照射的入射光轴与待测物的上表面形成的锐角角度接近0度，如此，以确保影像捕获设备仅撷取待测物的上表面的影像，来降低待测物底层或内部的影像所造成的干扰。但这种方式通常需搭配图像处理技术来滤除非待测物上表面的影像，而增加检查步骤的繁琐。

再者，一般脏污都是立体的，例如颗粒、线或粉末等，因此，光线照射脏污时，脏污的另一面会产生阴影，而使影像捕获设备无法准确获得脏污的实际尺寸。

另一种方式，例如中国台湾发明第I534409号专利揭露一种光学检测系统，其通过影像捕获设备的撷取光轴与入射光轴于待测物的上表面的法线呈对称关系，这种配置虽然可以改善脏污阴影的问题，但仍无法快速检查待测物。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光学检查设备，其可应用于检查待测物的特定层，例如顶层、底面或其内部的特定层，且不会受到待测物的其他层影像干扰。

为达成上述目的，本实用新型的光学检查设备包括一光源装置、一滤光装置以及一影像捕获设备。光源装置沿一入射光轴照射一待测物并在待测物的一脏污形成漫反射光。影像捕获设备沿一漫反射光轴接收通过滤光装置的漫反射光。漫反射光轴与入射光轴相对于待测物的一法线呈不对称。其中，滤光装置仅允许沿漫反射光轴的漫反射光通过滤光装置。

其中，该滤光装置包括一顶面、一底面及一漫反射通道，该漫反射通道贯穿该顶面及该底面，该漫反射光轴通过该漫反射通道。

其中，该滤光装置包括一入射通道，该入射通道贯穿该顶面及底面，且供该入射光轴通过，并与该底面形成一第一锐角，该漫反射通道与该底面形成一第二锐角，该第一锐角的角度与该第二锐角的角度不相同。

其中，该第一锐角的角度介于50-75度之间，该第二锐角的角度介于50-80度之间。

其中，该滤光装置包括一定位系统，该光源装置沿该入射光轴照射该待测物，在该待测物上形成反射光，该影像捕获设备接收通过该定位系统的反射光。

其中，该定位系统包括贯穿该顶面及该底面的一第一定位通道及一第二定位通道，该第一定位通道与该入射通道相互连通，该第二定位通道与该漫反射通道相互连通，该第一定位通道及该第二定位通道位于该滤光装置相同侧边。

其中，该光源装置包括一发光二极管。

如此，当待测物上不存在脏污时，沿入射光轴照射的光线在待测物上依循反射定理反射，因此，反射光线将被滤光装置滤除(挡住)。当沿入射光轴照射的光线照射到待测物上的脏污时，光线在脏污上形成漫反射光，以使位于漫反射光轴的反射光被影像捕获设备接收，而形成对应图案，以达成快速检查及避免阴影干扰。

附图说明

图1是本实用新型的光学检查设备的示意图。

图2是本实用新型的光学检查设备的滤光装置的顶视示意图。

图3是本实用新型的光学检查设备检查到待测物的顶层有脏污的示意图。

图4是本实用新型的光学检查设备的影像捕获设备检查待测物后得到的影像。

其中，附图标记：

10 光学检查设备

11 光源装置

111 入射光轴

113 反射光轴

115 漫反射光轴

117 法线

119 内反射光

13 滤光装置

131 顶面

133 底面

135 入射通道

1351 第一定位通道

137 漫反射通道

1371 第二定位通道

15 影像捕获设备

30 待测物

31 被检查层

32 内部的特定层

33 底层

50 脏污

70 定位边界

θ₁ 第一锐角

θ₂ 第二锐角

具体实施方式

以下，配合附图列举对应的较佳实施例来对本实用新型的光学检查设备的组成构件及达成功效来作说明。然各图式中光学检查设备的构件、尺寸及外观仅用来说明本实用新型的技术特征，而非对本实用新型构成限制。

如图1所示，该图是本实用新型的光学检查设备10的立体图。本实用新型的光学检查设备10包括一光源装置11、一滤光装置13及一影像捕获设备15。

光源装置11沿一入射光轴111照射光线至一待测物30，以在待测物30上依据反射定理形成反射光。依循反射定理，当待测物30的被检查层31不存在脏污时，沿入射光轴111照射的光线会在被检查层31上形成反射，此时，反射光沿反射光轴113反射，也就是入射光轴111与反射光轴113相对于待测物30的被检查层31的法线117呈对称。但当待测物30的被检查层31存在脏污(如图3所示)，漫反射光不会沿反射光轴113进行反射，而会沿着漫反射光轴进行反射，详细请容后再述。

滤光装置13位于待测物30及影像捕获设备15之间。影像捕获设备15沿漫反射(diffuse reflection)光轴115(如图3所示)接收通过滤光装置13的漫反射光。滤光装置13仅允许沿漫反射光轴115的漫反射光通过滤光装置13。

其中，内反射光119是指光线折射进入待测物30的内部，并在底层33形成反射，最终折射射出待测物30的顶面31，但沿内反射光119反射的光线也不会通过滤光装置13，因此，对透明的待测物30表面进行检查时，影像捕获设备15不会被待测物30的底层33图案影响，相同地也不会被待测物30的内部的特定层32影响。

本实施例中，被检查层31是指待测物的顶层，但实际中，本实用新型的光学检查设备10也可以检查待测物30的底层33或内部的特定层32，故不以顶层为限。

漫反射光轴15是指入射光轴111的光线照射在有脏污(particle)的被检查层31所形成没有规则向四面八方反射的现象，也就是说，入射光轴111与漫反射光轴115相对于待测物30的被检查层31的法线117呈不对称。

由于本实用新型的光学检查设备10有滤光装置13且阻挡反射光轴113的光线、底层33的内反射光119或内部的特定层32的反射光，因此，待测物30的被检查层31若是干净无暇，影像捕获设备15不会接收到反射光轴113的光线、底层33的内反射光119或内部的特定层32的反射光，影像捕获设备15仅在有脏污时，影像捕获设备15才会接收到漫反射光轴115的光线，故可通过漫反射光轴115的光线来判断待测物30的被检查层31是否存在脏污。

光源装置11的发光源可以是激光元件或发光二极管(LED)。通常光源除了前述的两种发光元件外，也可以是其他发光元件，故不以上述两种为限。再者，光源装置11除了发光元件还包括反光镜、凸透镜及凹透镜等，但这些是用以控制发光元件朝入射光轴111发射光线，且有多种已知组合，于此不做赘述。因此，本实用新型的光源装置11只要产生朝入射光轴111发射的光线都可应视为本实用新型的光源装置11。

滤光装置13是一遮光板，且包括一顶面131、一底面133、一入射通道135及一漫反射通道137，入射通道135及漫反射通道137分别贯穿遮光板的顶面131及底面135，且间隔排列。入射通道135与底面135形成一第一锐角θ₁，第一锐角θ₁的角度介于50-75度之间。入射光轴111通过入射通道135。漫反射通道137与底面133形成一第二锐角θ₂，第二锐角θ₂的角度介于50-80度之间。漫反射光轴115通过漫反射通道137。应注意的是，第一锐角θ₁的角度与第二锐角θ₂的角度不相同，以避免沿反射光轴通过的光线。

如图2所示，该图是滤光装置13的顶视图。滤光装置13还包括一定位系统，光源装置沿入射光轴照射待测物，以在待测物上形成反射光，影像捕获设备接收通过定位系统的反射光，简言之，影像捕获设备可从定位系统接收各种反射光，包括依据反射定理的反射光及漫反射光。

本实施例中，滤光装置13的定位系统包括贯穿遮光板的顶面131及底面133的一第一定位通道1351及一第二定位通道1371，第一定位通道1351及第二定位通道1371位于遮光板的相同侧边。第一定位通道1351与入射通道135相互连通，第二定位通道1371与漫反射通道137相互连通。

如此，光源装置对第一定位通道1351照射的入射光可在待测物的表面形成反射光，影像捕获设备接收通过第二定位通道1371的反射光，因此，在检查的过程中，影像捕获设备15除了接收来自漫反射通道137的漫反射光线外，同时也接收来自第二定位通道1371的反射光，以便在检查过程中同时通过第二定位通道的反射光来对待测物的脏污进行定位。这样，避免传统将检查与定位分开进行(例如先扫描定位再检查)的问题，进而缩短检查时间。

其中，定位系统还有反光镜或透镜等，以便接收反射光，但这已为业界周知，于此不再赘述。定位系统也可以利用其他方式、结构或组合来达成影像捕获设备能通过滤光装置的定位系统来接收待测物反射的光线，以作为影像定位的目的，故定位系统不以本实施例所述为限。

如图3所示，以检查待测物30的被检查层31(即顶层)为例，当被检查层31上存在脏污50时，光源装置11沿入射光轴111照射的光线在脏污50的表面产生沿多方向漫反射光轴115射出的光线，仅有部分漫反射光线能通过滤光装置13的漫反射通道137，以使影像捕获设备15取得脏污50对应的影像，如图4所示，该图是本实用新型的光学检查设备10沿待测物表面移动检查后，影像捕获设备15所拍摄的结果影像。影像中仅脏污50及定位边界70显示对应图案，其余地区因为不存在脏污，因此不会显示图案。其中，定位边界70是影像捕获设备通过定位系统取得的光线所形成的影像。

虽然，本实施例的滤光装置是通过遮光板来滤除反射光线，但实际上，滤光装置也可以用其他方式来筛选特定角度的漫反射光线，因此，滤光装置不以本实施例所述为限。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims

1.一种光学检查设备，其特征在于，该设备包括：

一光源装置，沿一入射光轴照射一待测物并在该待测物的一脏污形成漫反射光；

一滤光装置；以及

一影像捕获设备，沿一漫反射光轴接收通过该滤光装置的该漫反射光，该漫反射光轴与该入射光轴相对于该待测物的一法线呈不对称，其中，该滤光装置仅允许沿该漫反射光轴的该漫反射光通过该滤光装置。

2.如权利要求1所述的光学检查设备，其特征在于，该滤光装置包括一顶面、一底面及一漫反射通道，该漫反射通道贯穿该顶面及该底面，该漫反射光轴通过该漫反射通道。

3.如权利要求2所述的光学检查设备，其特征在于，该滤光装置包括一入射通道，该入射通道贯穿该顶面及底面，且供该入射光轴通过，并与该底面形成一第一锐角，该漫反射通道与该底面形成一第二锐角，该第一锐角的角度与该第二锐角的角度不相同。

4.如权利要求3所述的光学检查设备，其特征在于，该第一锐角的角度介于50-75度之间，该第二锐角的角度介于50-80度之间。

5.如权利要求3所述的光学检查设备，其特征在于，该滤光装置包括一定位系统，该光源装置沿该入射光轴照射该待测物并在该待测物上形成反射光，该影像捕获设备接收通过该定位系统的反射光。

6.如权利要求5所述的光学检查设备，其特征在于，该定位系统包括贯穿该顶面及该底面的一第一定位通道及一第二定位通道，该第一定位通道与该入射通道相互连通，该第二定位通道与该漫反射通道相互连通，该第一定位通道及该第二定位通道位于该滤光装置相同侧边。

7.如权利要求1所述的光学检查设备，其特征在于，该滤光装置包括一定位系统，该光源装置沿该入射光轴照射该待测物并在该待测物上形成反射光，该影像捕获设备接收通过该定位系统的反射光。

8.如权利要求1所述的光学检查设备，其特征在于，该光源装置包括一发光二极管。