TW200900654A - Distortion measurement imaging system - Google Patents
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Description
200900654 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於扭曲測量成像系統。 【先前技術】 液晶顯示器是普遍的現代技術,液晶顯示器用在报夕 顯示裝置中’包括電視和電腦。液晶顯示器玻璃製造二二 常複雜精細的處理。為了符合容許度需求,需要相當$ 的控制才妬產生可以用在電視或電腦例如液晶顯示号應用 中的玻璃。因此,在液晶顯示器的製造上,測量和檢查: / 鍵的處理步驟,而用來實施測量和檢查處理的技術是任 液晶顯示器製造作業的關鍵因素。一個主要的測量和檢杳 裝置是用來測量液晶顯示器玻璃的扭曲。因為很多原因— 扭曲會在製造期間發生。這些原因的其中之一是熱製造循 環,或切割玻璃可能會產生應力而扭曲破璃。 有一種測量和檢查裝置使用相對測量以測量液晶顯示 器基板的扭曲。這種傳統的測量和檢查裝置包含支撐平二 用來支撐龜,並且使用真空將絲往下吸,使得龜不| 移動。此支撐平台包含參考標記雕刻在雜上。接著在^ 板上實施處理,之後將基板重新放置在支撐平台上。然後 ' 在級上的雕刻和參考標記之間作比較以決定扭曲量。 、一般5兒來,相對測量會使用含有目標格子圖樣的參考 平板^然後將液晶顯示器玻 璃紐樣本放在參考平板的上方。樣本紐有相似的目標 格子職。參科祕子稀核祕子彼此偏移。參考 格子圖樣和樣本破璃格子圖樣之間的向量距離稱為測 里筇點。圖1顯不先前技術之參考破璃格子,樣本玻璃格子 和兩者之間向置距離的例子。如圖1所示,顯示了參考玻璃 格子100。圖中還顯示樣本玻璃格子11〇,以及參考玻璃格 子100和樣本玻璃袼子110之間的向量距離12〇(也就是測量 第 5 200900654 節點)。 傳統的扭曲測量分兩階段來實施。第一階段包括相對 二支撐平台上的格子圖樣,測量玻璃紐上的·節點。 2需要次微東級的準確性,使用光學裝置例如相機以辨 別,子圖樣,並觀察測量節點的改變。第一階殺:發生在對 平板蝴祕鄕。—旦進行 处理’第二階段就要開始。第二階段包括相對於支撐平台 上的格子,樣,測量玻璃勤^上的制固節點。然後,測量第 P&b段和第二階段之間測量節點的任何改變以計算破璃的 。為了決定玻璃的變形,第-和第二階段之間的測量 差異需要作純平移和旋轉的訂正。 圖2顯示扭曲測量中所使用之元件的放大圖。其中顯 不了樣本鉍200。步驟1,將樣本絲200放在參考紐 ,0上。步驟2,在樣本魏2⑻上刻齡子23()。參考 210包含真空開口 220。第一個格子圖樣23〇顯示在樣本基 f 200 f、。第f個格子圖樣240顯示在參考紐上。圖 中也顯不視覺系統250,例如相機。步驟3,將樣本基板2〇〇 f合翻動,讓格子圖樣⑽,_面對彼此 250來測量第-個格子圖樣23〇相對於第二個格子^·^ ,位置。步驟4,然後除去樣本絲綱,接著實施處理(也 就是切割,熱猶環)。步驟5,重新放置樣本紐觀讓格子 圖樣面對彼此,就像步驟3 一樣,並且重新般。步輝3和 驟5之間的測量差異(也就是測量節點)就是樣本紐的扭 曲。 由於次微米級的扭曲,以及所需要的準確性,要辨別基 板中的扭曲(也就是測量節點的改變)需要高倍率的放大,土 限制焦點深度的高數值孔徑,此數值孔徑大約要〇卜要達 到ΐίΪΪίΐΪ和數儲猶敎約88絲的焦點深度 。欲測5式之樣本基板上的目標格子標示在它的上表面上。 第6 頁 200900654 樣本基板的厚度範圍從〇. 4公釐到1· 1公羞。兩個目標格子 同時被測量以降低測量誤差。因此,傳統方法將樣本基板 疊合翻動使得樣本基板的格子跟參考基板的格子在相同的 焦點平面上。在大尺寸基板疊合翻動之後以校正目標格子 (在整個薄片的格子之間產生大约+/_5〇微米的偏移)是相 當大的挑戰,因此需要特別的處理技術。 除了疊合翻動或反轉基板的問題之外,在使用傳統視 覺系統來辨別參考格子圖樣和樣本格子圖樣方面也遇到了 其他問題。具體來說,將樣本基板疊合翻動,並且將樣本基 板,格子圖樣放在參考基板的相同格子圖樣上,降低了視 覺系統辨別並對照這兩個格子圖樣的能力。傳統用來成像 目,格子的照明是使用明場科勒(K〇hler)照明器。這會造 成冗的背景(也就是基板的反射)和暗的前景(也就是在成 像透鏡數值孔徑外部的目標格子反射)。此背景容易受到 降低目標格子對比的兩個主要因素影響。首先,在測量期 間’^真空施加到樣本玻璃基板的底面。這是需要的,以便 參考龜之間沒有相對位移,並且讓樣本薄片 =致的形狀。在兩個薄片之間所產生關隙降低到次微 會細讎蚊奸擾,這會嚴魏讓成像之 ^___級。第二,參考平板上表面容易受到污 =列2多個來源所造成的刮痕像將樣本級疊合翻動, 等。這也會讓影像以及樣本級和參考雜 ^圖樣之間的對崎級。比對比和影像品歸級更重要 =、些干擾和灰塵在第一個和第二個測量是不同的。 不同的方式來影響兩個測量節點的測量值,因而 ^成顯者的測量誤差。 將是有利的。 栌正和翻動來測量勤反扭曲所造成的機械,處理, k正’和成像問題,將是有利的。 200900654 【發明内容】 本發明提出了方法和裝置以解決將基板疊合翻動以便 測里和檢查所造成的機械,處理,校正和成像問題。根據本 發明的原理,使用成像方法和對比增進之組合以消除將基 板疊合翻動的需求。在一個實施例中,使用雙焦點平面成 像方法來決定扭曲。在第二個實施例中,將高度反射的均 質表面施加到參考基板的背面以產生對比增進組合。要瞭 解的是,制固實施例可以單獨或合併使用以解決將龜疊 合翻動或不一致的背景所造成的問題。 根據本發明揭示内容,在玻璃測量和檢查系統中實施 雙焦點平面成像。在—個實施辦,制雙焦點平面成像, 同時將樣本基板和參考基板上的目標格子成像以提供高解 ^度’如此提供兩個明顯區別的焦點平面彼此間隔基板的 寬度(也就是沿著光軸從〇· 4公釐到1.1公釐)。有各種方法 可以使用來實施雙焦點平面成像,例如極化多工,顏色多工 等等。 根據本發明揭示内容,提供了對比增進組合包含高度 反射^均質表面,放在參考基板上跟成像系統相對的一面 〇此高反射性(也就是鏡子表面)用來降低樣本基板和參考 5之間’由於干擾和污染所造成的對比變動。要瞭解的 是5另一個實施例中也可以使用高度反射的漫射表面例 如亮白表面。 、在一個,施例中,提出了成像系統。此成像系統包含 成像光學子系統和照明光學子系統。此成像系統用來作焦 點平面結合,放A,綱,絲生,影髓訊和影像偵測。 一由於所需要扭曲以及精確度為次微米,依據本發明揭 不内容所需要放大率約為15X以及數值孔徑(NA)約為〇. i以 纖紐中之扭曲(即量測節點變化)。達成所需要放大以 及NA所需要焦點深度約為88微米。 200900654 【實施方式】 根據本發明揭示内容,在玻璃測量和檢查系統中使 雙焦點平面視覺系統。在一個實施例中併入—個測量和 檢查系統來作為參考,例如在測量透通基板之維度改變的 方法和裝置中所提出的,其為本公司2〇〇5年4月^28日申过 美國第2006247891A1號專利公告案。 "月之 此雙焦點平面成像系統包含雙焦點平面產生系統和 雙焦點平面檢測系統。雙焦點平面視覺系統可以視為是任 何視覺系統,只要可以將兩個物體焦點平面同時成像到一 個檢測器影像平面以提供兩個格子圖樣之間次微米等級的 視覺辨別。根據本發明揭示内容,雙焦點平面系統可以使用 偏極多工,顏色多工,或是仿光學元件結構來實施。 根據本發明揭示内容,將樣本基板和參考基板彼Μ目 卻放置,在接觸點處形成彼此的介面。樣本基板的位置比 參考基板更接近成像平面。樣本基板的前側形成第一焦點 平,,而樣本基板的背側(也就是接觸參考基板的一侧$ 成第二焦點平面。在一個實施例中,第一焦點平面和第二 焦點平面被稱為雙焦點平面。樣本^板和參考基板包含位 置資訊,例如各別基板的寬度,基板相對於彼此的側面和水 平位置等等。在各種測量動作期間,可能會將標記放在樣 本^板和參考基板上,因此位置資訊還包含標記的相對位 置。 入射光被導向雙焦點平面。此入射光從雙焦點平面反 射回來產生反射光。在一個實施例中,此反射光包含至少 兩個重合的正交光束。根據本發明揭示内容,重合是幾何 名詞,界定出兩個光束(也就是光線,通常以向量來描述)之 間的關係,表示它們的方向相同但是大小可能不同。換句 話說,這兩個光束中的一個位在佔據相同空間和時間之另 一個的上方。 200900654 f兩健細正交縣横獻體上刺的 。在本發明一個實施例中,横越大體上 l 描述兩個光細康相同的空間,並且在相疋 同的元件,·财相同的空間界定為元件的移動所 扭曲;而相同的時間界定為兩個測; ί 广像的移動可能超過欲測量之扭曲的時 ,魏嘯树料級界定 你署ίϊϊίίΐ共同的光學藤之後以自雙焦點平面的 ,置貝訊被精輕觀在單一成像平面上,其中 襄是指小於欲測#之扭曲等級的複製 此成像平祕縣少—個麵聲麵。絲,在隹Γ平 訊(也就是參考標記,相對位置資訊等等; 建構此1 生卜對-1的關係。在一個實施例中 ,建構此1-對-1 _係可以被定義為成像。 在另-個實_巾,絲了絲雜 此光學路徑放置。雙焦點平面組合放在光學路徑的一; 上跟雙焦點平_對的一側(也 °根據本發彌示内容,光線從彼 產生位置資訊)的雙焦點平面反射離開 予路徑到成像平面。如此,成像被定義成光線從雙 離開,經由大體上共同的光學路徑處理此反 然後在光學路捏上跟雙焦點平面相對的成像平面 上建構1-對-1的關係。 ,卩枝細魏讓我們可以 i^r占千面作各種不同種類的測量。例如,絲可以成 像’邊在絲上實施處理例如為熱循環。當級重新放 欠成像,然後得到扭曲測量。要暸 解的是,使__機制也可峨得應力測量等等。 第10 頁 200900654 在一個實施例中,照明光學子系統包含照明光學路徑, 如圖3所示,而成像光學子系統包含成像光學路徑,如圖*所 示。在一個實施例中,圖3的照明光學子系統產生明場反射 科勒照明。照明光學路徑和成像光學路徑有各別的孔徑光 闌提供調整系統(7值的能力。σ值是照明數值孔徑c照明 光學路徑的數值孔徑),對成像數值孔徑(成像光學路^的 數值孔徑)的比率。較高的ex值會產生滿溢的成像光瞳,在 側向和焦點變動改變時,使照明均勻。 ’ 圖3顯示;f艮據本發明學說的照明光學子系統。圖3顯示 出照明光學子系統產生均勻的軸上照明。在一個實施例中 ,此照明光學子系統產生細,中強度,穩定,軸上的遠心光 其中數值孔徑可以被控制。數值孔徑是指系統可以接 叉或發射光線的角度範圍。遠心透鏡被定義成通過入口中 心’或離開透鏡光瞳的射線,在透鏡的一或兩端都平行於光 軸,不f它們橫越影像空間或物體空間的什麼部分^換句 話說,遠心成遠心照明所產生的光線都是平行於光轴 的^央躲。此絲子纟、_配置魏得絲跟焦點平面 =°在-個實施例t,在照明光學子系統中用來操縱所 產生之光、_TG件,例如親,雜,放
,稱為照明略卜 X 圖帽不了白光發光二極體照明源3〇〇。在一個實施 喊發光4财生隸—_寬頻先線, 伸是要。__提㈣級光沐鼠 =二任免同調以降低牛頓環的多色 雙膠合透鏡310。此聚光透鏡310用來校正 所有。視場光鬧被整合在 200900654 視場光闌的大小就可以調整被照明的物體大小。 第二透鏡330將光源重新成像在中間位置34〇上,在此 處放置了第二孔徑稱為孔徑光闌。此孔徑位在透鏡350的 焦點平面,使得改變此孔徑光闌的直徑就可以修改照明的 數值孔徑。 此照明系統稱為科勒照明可以控制照明的大小和數值 孔徑還可以確保遠心照明,意指著物體的每一點都由方向 垂直於此物體的光錐來照射。 最後,鏡子425可以是50%的分光鏡,用來收集由物體所 反射的光。圖4中的成像系統可以跟圖3的照明系統結合使 用以便在同一個儀器中提供照明和成像功能。 圖4顯示根據本發明學說之雙焦點成像系統的成像光 學子系統。此成像光學子系統提供方式將兩個焦點平面結 合到至少一個檢測器中。在一個實施例中,使用偏極化多 工來實施雙焦點平面視覺系統。在一個實施例中,使用雙 折射透鏡來實施偏極化多工。根據本發明學說的雙折射透 鏡疋使用成像光學元件將初始光束分裂到兩個不同的焦點 平面上。依據入射光線的偏極化向量定向,此雙折射透鏡 有不同的折射率,結果雙折射透鏡將入射光線分解成兩個 射線(也就是通常稱為常光線和異常光線)。使用雙折射透 鏡將兩個位在不同軸向位置的物體成像是大家所熟知的, 例如在US4566762A和US5073021A中有描述。使用雙折射材 料作為透鏡除了可以對兩個偏極化有不同的指數,而且經 過雙折射透鏡處理的光束(也就是射線)還會側向移位。'二 為了控制側向移位,將光線在雙折射透鏡上的入射角 降到最小。在一個實施例中,要將光線在雙折射透鏡上的 入射角降到最小,首先將由物體所發射的光束準直,然後再 使用位於光束被準直處的低光功率雙折射透鏡。 在圖4中顯不了參考絲400和樣本紐410。根據本 第12 g 200900654 lift不=鉍400是使用鋁,矽酸鹽顯示玻璃 ίί的厚度娜大約是6·8公釐,崎本鉍 2厚ΐ約是G.7公釐七本紐4ig使用銘-寿酸鹽 f 1 例如本公司商標的―吆1737,Comi呢 gle 2000★專等。樣本勤反的前側或第一焦點平面是偷 ’而後側或第二焦點平面是娜。為了作為說明,光線從前 焦點平面410a和後焦點平面4i〇b反射離開。 在-個實施例中,第二焦點平面概是由龜和參 考巧4〇5相鄰放置達成。也應注意的是,參考絲4〇5也 包含前側405a和後侧405b。在本發明的一個實施例中,樣 本勤反410後側41Gb,和參考麵^〇5前侧4G5a之間的介面 形成了第二焦點平面。 照明光420進入成像子,系統如圖4所示。在一個實施例 中,照明光420由圖3的照明光學子系統來產生。非—偏極化 平板分光鏡425接收照明光420,將它導向各個物體平面上 〇照明光420通過雙折射透鏡430和雙谬合物鏡435。雙折 射透鏡430作為矯正聚光透鏡,讓光線可以適當結合在成像 器上。圖中也顯示孔徑445,多工解訊器450,和電荷耦合檢 測器460。分光鏡425,雙折射透鏡43〇,成像雙勝合透鏡435 ,孔徑445,多工解訊器450和電荷耦合檢測器46〇都沿著成 像路徑放置。 在作業期間,圖3的照明光學子系統產生圖4所示的照 明光線420。照明光線420照射到分光鏡425。照明光線12〇 的50%如圖所示的462沿著正向路徑被導向雙折射透鏡43〇, 而另外50%如圖所示的422被導向束捕集器。光線通過雙折 射透鏡430和雙膠合透鏡435聚焦到樣本41〇上。 在一個實施例中,反射光468以反方向經過成像雙膠合 透鏡435,此雙膠合透鏡的放置要使得系統可以將物體放大 (也就是15倍到19倍)到電荷耦合平面460上。光線通過雙 200900654 折射透鏡430,它有兩個不同的折射率作用在兩個不同的第 一和第一正父偏極光線上。這兩個指數中較大的一個作用 在所謂第一正交偏極化上,使得從樣本41 〇上方反射的第一 偏極光線準確地聚焦在電荷耦合平面46〇上。這兩個折射 率中較小的了個作用在所謂第二個正交偏極化上,使得從 樣本410和參考基板4〇〇之間的介面所反射的第二偏極光線 準確地聚焦在電荷搞合平面棚上。在一個實施例中,使用 轉台442來旋轉包含雙膠合透鏡435和雙折射透鏡43〇的平 口 440,使付經過调整以呈現樣本基板厚度415之準確對焦 ^不=雙膠合透鏡435和雙折射透鏡430可以被置換到成像 在反方向,分光鏡425有50%的信號468被反射回到照明 光學子系統,而另外50%橫越在孔徑光闌445方向的逆向路 徑(也就是如474所示)。孔徑光闌445協助控制成像光學元 件的數值孔徑。孔徑光闌445可以提供彈性,藉由改變(也 就是微調)對比度或操縱σ值以調整影像的品質。 多工解訊器450從孔徑光闌445接收光線476對應兩個 不同的焦點平面。光線476包含兩個共有相同光軸的不同 偏極光線路徑。每一焦點平面(也就是41〇a,41〇b)結合不 同偏極化的光線。多工解訊器包含第一部分45〇Μσ第二部 分450b。第一部分450a通過第一正交偏極光線,而多工解 訊器的第二部分450b通過第二正交偏極光線。 多工解訊器450達成了幾個目的,例如多工解訊器分離 對應兩個不同焦點平面的光線;多工解訊器讓對比值提高; 而且使用多工解訊器可以避免焦點平面的資訊被包含到到 另一焦點平面上。多工解訊器接收不同偏極化光線,並且 分離不同偏極化光線。多工解訊器的第一部分45〇a接收一 個偏極化光線,並加以處理。多工解訊器的第二部分45〇b 接收苐一偏極化光線,並力口以處理。然後多工解訊器產生 第14 頁 200900654 第一偏極光線455a和第二偏極光線455b。 最後,在逆向路徑上,第一偏極光線455a和第二偏極光 線455b跟成像平面460相通,在一個實施例中此成像平面可 以使用檢測器來實施。根據本發明揭示内容,第一偏極光 線455a和第二偏極光線455b結合在成像平面460,例如使用 檢測器。成像平面的第一部分460a接收並處理第一偏極光 線455a,而成像平面的第二部分46〇b接收並處理第二偏極 光線455b。 在第二實施例中,反射了第一,第二,第三和第四偏極 光束(也就是如468所示)。第一和第二偏極化光束從第一 焦點平面410a反射,而第三和第四偏極化光束從第二焦點 平面410b反射。 在一個實施例中,光線466包含兩個正交偏極光束。這 兩個正交偏極光束從第一焦點平面410a和第二焦點平面 410b反射離開。圖中的反射光468概括地代表從各焦點平 面(也就是410a,410b)以及高度反射表面4〇2反射離開的光 線。 兩個重合的正交偏極光束從第一焦點平面41〇a反射離 =黃越雙膠合物鏡435。這兩個重合的正交偏極光束概括 由反射光468來表示,經過雙膠合物鏡435的處理提供光 =/放大。在雙折射透鏡430處,這兩個重合的正交偏極 歷兩個不同的折射率。在一個實施例中,反射離開 的光線466(兩個重合的正交偏極光束)由 „30的高折射率或者高光功率部分來處理。结 in =的正交偏極光束會聚焦在稍微不同的距離 f、乃較N折射縣雜的重合正交触光線束合聚隹在 ,測盗460(也就是成像平面)處。另—個重A正曰^' ^=1謂幅。躲t贼 简’多工解訊器450會傳過第—光束而阻‘月第的二:口 第15 頁 200900654 這兩個重合正交偏極光束的相對焦點位置已經改 =,但疋這兩個重合正交偏極絲健在相同的光轴上 行進。 另外兩個重合的正交偏極光束(也就是第三和第四光 ^)從第二焦點平面概反射離開,橫越雙膠合物鏡435。 這^個重合的正交偏極絲概括地由反縣來表示絲 過雙膠合物鏡435的處理提供光功率/放大。在雙折射透^ 430處,這_重合的正交絲錄會麵的折射 率。在一個實施例中,反射離開第二焦點平面41〇的光線 , 466(兩個重合的正交偏極光束)由雙折射透鏡棚的低折射 率,者低光功率部分來處理。結果,這兩個重合的正交偏 極光束會聚焦在稍微不同的距離處。由較低折射率 的重合正交偏極光束(也就是第三個光束)會聚焦在 ,也就是成像平面)。另一個重合正交偏極光束(也就是 第四光束)會聚焦在檢測器460的前面。要注意的是,在本 發,-個實施例中,多工解訊器' 45〇會傳過第^光束:而阻 斷第四光束。雖然這兩個重合正交偏極光束的相對焦點位 置已經改變了,但是這兩個重合正交偏極光束仍然在相同 的光軸上行進。 在第三實施例中,光線466在橫越正向^徑之後,照射 在樣本410上’並且從三個平面反射回來。樣本41〇的上表 面會反射光線,樣本410和參考基板4〇〇之間的介面會反射 光線;而咼度反射表面402也會反射光。這三個反射產生了 反射光468跟在正向路徑上進入樣本的入射光466成正比。 要瞭解的是,圖中所顯示的共同光學路徑在反射光468 和光476之間。而在450和460之間顯示了大體上共同的光 學路徑,在其上不同的正交偏極光束被分離,而到達成像平 面460上不同的位置。 根據本發明揭示内容,可以使用成像平面46〇有各種檢 第16 頁 200900654 測方法。在一個實施例中,將偏極化分光鏡放置在孔徑光 闌445後方,而兩個偏極光線路徑被傳送到位在相同焦距的 兩個=同電荷耦合相機上。在第二實施例中,將偏光鏡放 在電荷耦合相機感光區的前方,使得此感光區的一部分接 ,一個偏極化方向(也就是第一正交偏極化)的光線,而感 光區的另一部分接收另一偏極化方向(也就是第二正交偏 ,化)的光線。在第三實施例中,可以使用交替方法(也就 是f液晶裝置或偏光鏡放在旋轉輪上),使得感光區由第一 正交偏極光線照射一段時間,而由第二正交偏極光線照射 s 另一段時間。在一個實施例中,要測量具有不同厚度的平 板’可以使用雙折射透鏡的焦距以分離正常和異常焦點平 面,兩者之間相當於樣本基板的厚度。 ....... 圖5顯示根據本發明揭示内容,偏極化多工的概念實施 例。光線從兩個平面反射。來自較近平面51〇的光通過物 鏡520,並通過雙折射透鏡540,在該處被分離成第一和第二 個重合的正交線性偏極光束。第一光束經歷雙折射透鏡 540的較高折射率,因此會準確地聚焦在成像平面56〇上。 所謂第二光束無法準確地聚焦。多工器550選擇第一光束, 將第一光束阻斷在成像平面的預定部分之外。來自較遠平 面500的光線通過物鏡520,並通過雙折射透鏡54〇,在該處 1 皮分離成第二組的第一和第二重合的正交線性偏極光束。 第二光束經歷雙折射透鏡540的較低折射率,因此會準確地 聚焦在成像平面560上。而第一光束無法準確地聚焦。多 工器550選擇第二光束,而將第一光束阻斷在成像平面的預 定部分之外。 根據本發明揭示内容,在測量和檢查系統中使用顏色 ^束系統以產生雙焦點平面。在一個實施例中,使用顏色 分束方法來產生光學系統,讓每種顏色對應不同的焦點平 面。在一個實施例中,將二色分光鏡插入光束路徑中。此 第17 頁 200900654 二色分光鏡分離兩種顏色,然後沿著各別的路徑行進。每 個路徑有不同焦距的負透鏡,產生等於樣本基板厚度的路 徑長度差異。然後這些路徑重新結合,行進到共同的成像 平面。類似偏極化多工,可以使用兩個滤色器,或者使用一 個濾色器旋轉輪以交替傳送到電荷耦合裝置的顏色,將電 荷耦合裝置分割成兩半,如此來實施檢測。 圖6顯示了色彩多工的概念圖。來自照明器的光線被 引進。在從平板分光鏡傳回之後,光線到達二色濾、光器,它 會反射光線的藍色成分,而允許光線的紅色成分通過。光 線的紅色成分從鏡子通過SEAL(單焦點調整透鏡),到達第 --色濾、光器。光線的藍色成分在它的通道中做相同的動 作。SEAL位在不同的位置,可以有不同的焦距。 在圖6中,顯示了參考基板600。圖中顯示了樣本基板 605,成像雙膠合物鏡610,以及來自照明光學元件620的光 線。平板分光鏡615從成像雙膠合物鏡610,和照明光學元 件620接收光線。二色濾光器625通過光線的紅色成分,而 反射光線的藍色成分。光線665的藍色成分被反射離開鏡 子640。SEAL650調整光線665的藍色成分,而二色濾光器 655通過光線665的藍色成分,而反射光線的紅色成分66〇 。單焦點調整透鏡645聚焦紅光成分660。鏡子670反射紅 光成分660。紅光和藍光重新結合成675。此結合光被傳送 過聚光透鏡680。最後,使用濾色器685將藍和紅光解多工 只允許特定顏色通過到電荷耦合裝置690。 ’ 圖7顯示根據本發明揭示内容之仿干涉儀,用來實施偏 極化多工。在一個實施例中,當兩個物體表面間隔特定的 光學路控長度,且被結合到一個成像表面上時,可以使用仿 干涉儀。為了將兩個表面摺疊到共同的成像焦點平面上, 將50/50的分光鏡引進光束中來提供兩個分開的光學路徑 。這兩個光學路徑的長度彼此偏移的距離,相當於欲測量 200900654 ΐίίίϊ的厚度。然後將這兩個雜重新結合到共同的 上,如底下所示。要瞭解的是,不像前面提ίί 的又,、、、點成倾制,此方法沒有使用兩個路徑的多工 在一個實施僧,檢·沒有姻乡工解訊ϋ。’ si til中Ϊ示出樣本彻。放大透鏡7G5將樣本 =還顯不出孔徑710和稜鏡72〇。分光鏡72〇從放大透 ΐί 元件77G接收線。綱絲元件包含鏡 725,視場光闌735和光源765。圖中還顯示 ΐ像Λ丨機745和分光鏡750。5G/5G分光鏡的50%光 ^進到鏡子7¾另外5蟖賴鏡子。這些鏡子被放 „位置’以便在· 775和之間引進_長度產 ^差異相當於樣本7〇〇的厚度。這兩個雜重新結合在 790,由電荷耦合裝置745接收。 =最後^由於物體位在不同的焦點位置,因此需要一些影 像°第一訂正是由於物體對影像的放大倍率在這兩焦 ft面是不同的。為了說明這個問題,讓我們考慮兩個物 p別位於xl和X2的測量節點。在第一步驟的測量期間, 匕們在電荷耦合裝置上的位置分別是 Y1 = G1 * xl Y2 = G2 * χ2, 其中Q和G2是喊點平面的義放大係數。 當在第二步驟重複測量時因為例如視覺系統並非在 f同位置節點的正巾央,因此兩錄體可能動偏移向量 办。那麼現在的位置就成為: Y,1 = G1 * (χΐ + 办) Y,2 = G2*(x2 + dx)。 因此,兩個放大倍率不同的因素會產生大小為(G1 -G2) * dx的測量誤差。因此需要校正兩個放大係數,並訂 正測量健麵差異。最後,可能冑要餅訂正的另一方 第19頁 200900654 面是關於視差效應。事實上,因為兩個物體位於不同的隹 點巧置,因此它們的舰會受到視憾勒度*正的影 。這可以由確保讓視覺系统的角度穩定度保持得夠小^ 低’或者可以一監視視覺系、统的角度不正,並做資料的訂正。 圖8顯示根據本發明學說的對比增進組合。圖中顯示 了樣本基板800。樣本基板800包含上側8〇5和下側8〇7。樣 本施800被放在參考絲⑽上。參考紐81〇包含上側 815和下側820。高度反射表面860相對於參考絲81〇的下 侧820放置。參考基板810包含真空開口 850。第一格子圖 樣840顯示在參考紐81〇上。第4各子圖樣83〇應用在樣 本巧800上。還有根據本發明揭示内容的視覺系統87〇。 視覺系統870同時處理兩焦點平面(對應光線88〇和卿。 光線880是用來說明第一焦點平面8〇5的處理,而光線· 用來說明第二焦點平面8〇7的處理。 办測里和檢查系統中所使用的石英鹵素白光源具有非常 ,的光f輸出。因此,系統的光譜透射率是受到作為感測 器之^電荷耦合相機的光譜響應度所限制。在一個實施例中 ,電荷輕合相機的響應度從大約35〇到9〇〇奈米。結果,相干 長度可以計算成:CL = λ2/Λλ = 0.710微米,其中α是 相干長度,λ是中央波長,而是光譜寬度。因此,如果 兩個平面之間的間隙小於〇. 710微米將會產生干擾。當樣 本基板被真空吸到參考基板上時實際上就是這種情況。因 此’必須降低這種干擾以提供一致而準確的測量結果。圖8 顯不使用高度反射表面860例如鏡子所產生的反射。在一 個實施例中,此高度反射表面被視為100%反射的理想鏡子 。在一個實施例中,從基板上側的反射是4%(也就是顯示為 865)。從基板8〇〇下側和參考基板8ι〇上側介面的反射也稱 ,干擾介面,大約是在〇和8%之間(也就是顯示為89〇)。從 鬲度反射表面的反射是88%,顯示為895。最終的反射是96% 第20 頁 200900654 ΪίΪ 4%。最壞情況的差異是8/92_ = 8. 7%。結論是 干擾層的效應,理論上最大可以降低91.挪。 f表面的反射,壓倒了樣本液晶顯示器紐⑽底部 二1 考平板815上方之間的干擾效應。引進高度反射表面 湖將照明機制從明場反射改變成虛擬明場透射$種照 明減小了在曝絲面上絲面污染效應,因為跟第4表面比 較起來’它們的反射貢獻是極小的。 在整個申請書中,參考了很多出版物。在這裡我們將 這些出版物完全讀絲作林考,讀更完整地描述這 裡所提到的化合物,組成,和方法。 ^人們了解雖然本發明已詳細對列舉性及特定項目加以 說明,本發明並不應《祕此,本發明能夠作許多改變而並 不會脫離申請專利範圍界定出本發明廣泛範圍。 【圖式簡單說明】 圖1顯示先前技彳标之測量節點的描繪。 圖2顯示先鈿技術之測量和檢查系統的描繪。 圖3顯示根據本發明揭示内容所使用的照明子系統。 圖4顯示根據本發明揭示内容所使用的成像子系統。 圖5顯示本發明之雙焦點平面光學元件實施例^念圖。 圖6顯示本發明之色彩過濾器實施例的概念圖。 圖7顯示本發明之仿光學元件實施例的概念圖。 圖8顯示根據本發明揭示内容,結合高度反射表面的視 【主要元件符號說明】 參考玻璃格子100;樣本玻璃格子11 〇;向量距離 120,樣本基板2〇〇;參考基板210;真空開口 220.格子 230;格子圖樣240;視覺系統250;白光發光二極體照明光 源300;雙膠合透鏡31〇;透鏡330, 350;中間位置340;參 考基板400;尚度反射表面402;參考基板的厚度4〇5;參 第21 頁 200900654 考板前侧405a;參考基板後侧405b;樣本基板410;前 焦點平面410a;後焦點平面410b;樣本基板厚度415;照 明光420,422;分光鏡425;雙折射透鏡430;雙膠合物鏡 435;平台440;轉台442;孔徑光闌445;多工解訊器450; 多工解訊器第一部分450a;多工解訊器第二部分450b;多 工解訊器第一偏極光線455a;多工解訊器第二個偏極光線 455b;成像平面460;成像平面第一部分460a;成像平面第 二部分460b;照明光線462;光線466;反射光線468;光 線474,476;較遠平面500;較近平面510;物鏡520;雙折 射透鏡540;多工器550;成像平面560;參考基板600;樣 板605;成像雙膠合物鏡610;平板分光鏡615;照明 光學元件620;二色濾光器625;鏡子640;單焦點調整透 鏡645,650;二色濾光器655;光線的紅色成分66〇;光線 665;鏡子670;重新結合光線675;聚光透鏡680;滤色器 電荷耦合裝置690;樣本700;放大透鏡705;孔徑 710j鏡子715;分光鏡720;聚光器725;再-成像器730; 視場光闌735;相機745;分光鏡750;鏡子755, 760;光源 7跖;照明光學元件770;路徑775,78〇;重新結合路徑79〇 基板800;上側805;下側807;參考基板81〇;上側 815;下側820;格子圖樣830,840;真空開口 850;高度反 射表面860;視覺系統870;光線880,885;反射865,890, 895 。 ,, 第22 頁
Claims (1)
- 200900654 十、申請專利範圍: 1. 一種處理光線之方法,其包含下列步驟: (a)產生兩個正交偏極重合的光束,其包含入射光束離 兩個焦面之位置資訊,位置資訊代表兩個焦面之每一隹 中點之相對位置; … ⑹處理兩個正交偏極之重合絲經由姻的光學路獲 以及再分離作為單一影像平面處之處理;以及 (c)再產生單一影像面處之位置資訊。 2. 依據申請專利範圍第1項之處理光線方法,其中更進—步 包含決定出扭曲以回應在影像面處之位置資訊'。 9 3. —種量測扭曲之方法,其包含下列步驟: 放置包含第一焦面之第一基板相對於包含第二焦面之第 一基板,其中第一焦面比第二焦面更靠近於形成影像位 以及 ’ 由形成影像位置同時地形成第一焦面及第二焦面影像;及 決定第二基板中扭曲以回應由形成影像位置同時地形成 第一焦面以及第二焦面影像。 4. 依據申凊專利範圍第3項之量測扭曲方法,其中由形成影 像位置同時地形成第-焦面以及第二焦面影像之步驟更 一步包含實施偏極多工之步驟。 5. 依據申請專利範圍第3項之量測扭曲方法,其中由形成影 像位置同時地形成第一焦面以及第二焦面影像之步驟更進~ 一步包含實施色彩多工之步驟。 6. 依據申凊專利範圍第3項之量測扭曲方法,其中由形成影 像位置同時地形成第一焦面以及第二焦面影像之步驟更進 一步包含實施仿干涉儀之步驟。 7. 依據申專利範圍第3項之量測扭曲方法,其中由形成影 像位置同時地形成第一焦面以及第二焦面影像之步驟更進 一步包含提供低光功率雙折射透鏡至接近準直光束部份使 第23 頁 200900654 第一及第二焦面形成影像之步驟。 8. 依據申請專利範圍第4項之量測扭曲方法,其中測定扭曲 步驟由形成影像位置同時地形成第一焦面以及第二焦面影 像之步驟更進一步包含提供偏極光束分裂器於形成影像位 置之前,產生兩個偏極光線路徑,以及使用不同的感測器以 感測每一光線路徑之步驟。 9. 依據申請專利範圍第4項之量測扭曲方法,其中測定扭曲 步驟由形成影像位置同時地形成第一焦面以及第二焦面影 像之步驟其更進一步包含放置不同的偏極器於每一半個感 測器前之步驟,因而感測器一侧接收具有一個偏極方向之 光線以及感測器另一側接收具有另一偏極方向之光線。 10. 依據申請專利範圍第4項之量測扭曲方法,其中測定扭 曲步驟由形成影像位置同時地形成第一焦面以及第二焦面 影像之步驟更進一步包含放置切換裝置於焦面及形成影像 位置之間以及放置感測器於焦面處,因而感測器以時間為 函數交替地感測一個偏極方向及再感測另一偏極方向之 驟。 11·依據申请專利範圍第3項之量測扭曲方法,其中位置資 讯加以改正以考慮兩個焦面間之不同的放大係數。 12. 依據申請專利範圍第3項之量測扭曲方法,其中監測形 成影像系統之角度不對準或減為最低以避免視差效應。/ 13. 依據申請專利範圍第3項之量測扭曲方法其中顯示 之數值孔徑相對於形成影像光學路徑之數值孔徑顯著: 為過大。 14· 一種量測扭曲之方法,該方法包含下列步驟: 二包ϋ—焦面之第一紐相對於包含第二焦面之第 中第-焦面比第二焦面更靠近於形成影像位置第 放置反射表面於第二焦面之第二紐相反一側上. 第24 頁 200900654 由形成影像位置同時地形成第一焦面以及苐一焦面影像 ,其中同時地形成第一焦面以及第二焦面影像包含傳送光 線通過第一焦面,經由第二焦面,以及反射離開反射性表面 回到影像形成位置;以及 測定出第二基板中扭曲以回應由影像位置同時地形成第 一焦面及第二焦面影像。 15.依據申請專利範圍第14項之量測扭曲方法,其中由影像 位置同時地形成第一焦面及第二焦面影像之步驟更進一步 包含進行偏極多工之步驟。 16·依據申請專利範圍第14項之量測扭曲方法,其中由影像 位置同時地形成第一焦面及第二焦面影像之步驟更進一步 包含進行色彩多工之步驟。 17.依據申請專利範圍第14項之量測扭曲方法,其中由影像 位置同時地形成第一焦面及第二焦面影像之步驟更進一步 包含進行仿干涉儀之步驟。 18·依據申請專利範圍第15項之量測扭曲方法,其中由影像 位置同時地形成第一焦面及第二焦面影像之步驟更進一步 包含在形成影像位置之前提供雙折射性透鏡以形成第一及 第二焦面影像之步驟。 19·依據申請專利範圍第15項之量測扭曲方法,其中由影像 位置同時地形成第一焦面及第二焦面影像之步驟更進一步 包含在形成影像位置之前提供偏極光束分裂器,產生兩個 偏極光線路徑,以及使用不同的感測器以感測每一光線路 徑之步驟。 20·依據申請專利範圍第15項之量測扭曲方法,其中由影像 位置同時地形成第一焦面及第二焦面影像之步驟更進一步 巧含放置不同的偏極器在每一半個感測器之前,因而感測 器一侧接收具有一個偏極方向光線以及感測器另一侧接收 具有另一偏極方向光線之步驟。 第25 頁 200900654 21· &據申請專利範圍第15項之量測扭曲方法,其中由影像 位置同時地形成第一焦面及第二焦面影像之步驟更進一步 包含放置場裝置於f、面細彡輕像位置之_及放置感 測器於焦面處,因喊以時間為函數交替地感測一個 偏極方向及再感測另一偏極方向之并^驟
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