TW201506389A - 由摻鈦石英極紫外線平板印刷所用鏡基板胚件之方法，以及胚件缺陷之定位系統 - Google Patents

由摻鈦石英極紫外線平板印刷所用鏡基板胚件之方法，以及胚件缺陷之定位系統 Download PDF

Info

Publication number
TW201506389A
TW201506389A TW103120956A TW103120956A TW201506389A TW 201506389 A TW201506389 A TW 201506389A TW 103120956 A TW103120956 A TW 103120956A TW 103120956 A TW103120956 A TW 103120956A TW 201506389 A TW201506389 A TW 201506389A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
blank
light
defect
incident
defects
Prior art date
Application number
TW103120956A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI545315B (zh
Inventor
Klaus Becker
Original Assignee
Heraeus Quarzglas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heraeus Quarzglas filed Critical Heraeus Quarzglas
Publication of TW201506389A publication Critical patent/TW201506389A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI545315B publication Critical patent/TWI545315B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B24B13/0018—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor for plane optical surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/20—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B7/22—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B7/24—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain for grinding or polishing glass
    • B24B7/241—Methods
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/958—Inspecting transparent materials or objects, e.g. windscreens
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G01N2021/8854—Grading and classifying of flaws
    • G01N2021/8861—Determining coordinates of flaws
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/892—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the flaw, defect or object feature examined
    • G01N21/896—Optical defects in or on transparent materials, e.g. distortion, surface flaws in conveyed flat sheet or rod
    • G01N2021/8967—Discriminating defects on opposite sides or at different depths of sheet or rod
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/061—Sources
    • G01N2201/06113—Coherent sources; lasers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

對於極紫外線平版印刷所用之摻鈦石英玻璃而言，其大型光學器械之製造及品管，既有技術之一般測量方法對於玻璃材料缺陷之定位並不足夠。因此，建議一種方法，用以製造一極紫外線平版印刷所用、厚度至少為40毫米之摻鈦石英玻璃鏡基板胚件，其具下列方法步驟：a)磨平該胚件表面b)獲取該胚件表面層之缺陷資料，其中b1)光線以一小於90°之預定入射角α，入射於該胚件平坦表面之一點，b2)該光線在胚件內之一缺陷產生散射，而且b3)於胚件表面距入射點距離x之處，以一垂直置於上方之光線收集元件偵測其散射光；c)根據方法步驟b)所獲得資料，確定其表面層之缺陷位置d)參照方法步驟c)所得之定位以及該鏡基板胚件之成型，將其表面層局 部或全部去除。(第1a圖)

Description

由摻鈦石英玻璃製造極紫外線平版印刷所用鏡基板胚件之方法，以及胚件缺陷之定位系統
本發明係關於一種方法，由摻鈦石英玻璃製造一極紫外線平版印刷所用之鏡基板胚件，其厚度至少為40毫米。
此外，本發明亦關於一種系統，為一極紫外線平版印刷所用之摻鈦石英玻璃鏡基板之胚件缺陷進行定位。
在極紫外線平版印刷(Extreme Ultra Violet)中，其光罩及鏡基板材料在20℃至40℃之溫度範圍內不得有任何明顯之溫度膨脹。摻入氧化鈦之高矽酸含量玻璃即滿足此一條件，下文將稱之為摻鈦石英玻璃。但是摻入氧化鈦將使該玻璃染成褐色。此一應用之本體，下文亦稱之為胚件或胚體，係指一大而厚之深褐色平板，尺寸約為70×60×20cm3，其經適度研磨和拋光及量測之後，將再加工成為例如反射鏡。
但會產生一問題，即製造條件所致之缺陷，可能在該胚件表面鄰近區域以氣泡或雜物之形式出現，而且可能在拋光時出現在鏡面之幾何表面，甚至影響該鏡面或光罩胚件之成像品質。因此，該胚件在拋光前任何缺陷之定位，對於極紫外線平版印刷器械之光學製造商而言，即為基本要求。
偵測玻璃內部缺陷之光學測量方法，通常係基於一種架構，使光線垂直入射於玻璃板，而缺陷所散射之光線則以垂直於照射之方向截取。此一示意圖示於圖1b。如此，即可能由該玻璃表面之外確定其缺陷之精確位置，無論其為氣泡或雜物。該方法適用於透明玻璃，但不適用於有色玻璃，因為該玻璃強烈吸收光線。此外，對於透明玻璃本身亦有樣品大小之限制，因為光線強度(散射光線之強度亦如此)會隨路徑長度強烈衰減，而使觀察者自一定距離之後，該距離係取決於玻璃板之橫向幅度，再也看不到其缺陷之成像。位於玻璃板中心之缺陷，亦即距觀察位置有一較大橫向距離者，將無法精確獲取或完全無法獲取。
此外已知，不透明或半透明材料之缺陷，已能在其表面針對其位置進行偵測，其係利用一雷射光以一角度對準被檢查之表面，而缺陷所反射之散射光線則以一光感應器截取，而其材料樣品係控制於一水平面移動。此一測量架構可由例如JP 02-116704得知。但該架構不適合用以獲取材料樣品內部之缺陷，以及測定其深度。
WO 2006/108137 A2有提出許多不同系統，用以獲取一液晶顯示器(LCD)所用之非常薄透明玻璃材料內部或上方之缺陷。此類玻璃板厚度，範圍自小於一毫米至最大約為二毫米之間。大面積玻璃材料係於一測量系統內穿越運行，其係基於一種偵測缺陷之變化方法，利用一以斜角射向表面之雷射光線在此薄玻璃板內側邊界表面所產生之全反射。位於內部之缺陷，若遭遇經全反射之「間接」雷射光時，將產生散射光線。以一定距離置於雷射光源外之照相機，將接收此散射光線，並能為其水平方向(x/y 方向)之缺陷定位，但無法在此薄玻璃板之深度(z方向)定位。
根據WO 2006/108137 A2之另一種變化方法，可以獲知薄玻璃板兩側表面或內部缺陷之位置，其係使用兩雷射和兩偵測器，利用平行軸偏移原理，使二者之間調成一角度。參照玻璃板移動運行時間之測量，亦可導出該玻璃樣品內部缺陷之位置。此一測量架構很貴，因為各需要兩組雷射和感應器操作。此外，需要得知精確之運動速度方能得知其值。
由DE 10 2011 087 460 B3可知一種方法，用以偵測一未定義、具複雜表面之透明體之缺陷位置，尤指應用於藍寶石結晶之檢驗者。入射該透明體之光線，會在缺陷位置和複雜表面產生散射。藉助照相機系統，即可在多個光線輸出耦合點取得一連串照片。類似於電腦斷層掃描術，由此即可重建入射光線之演變。如此即可辨識出該檢體(藍寶石結晶)之無缺陷區域。
依據DE 10 2009 043 001 A1，即可確認一透明材料內部缺陷之大小及形狀，其光線係入射在待測物之入射面，穿越該面，並於一缺陷產生散射。其輸出面將針對缺陷所生之散射光線進行角度解析測量。此方法只適用於全透明材料。該缺陷深度位置之探查，則需要其他昂貴成像光學器械。
類似於DE 10 2009 043 001 A1，有一種根據DE 10 2004 017 237 A1之方法，可獲得一透明材料之光學品質之測量值。
DE 693 07 722 T2終究揭露一種方法及一種裝置，用以探查玻璃之缺陷，尤其係氣泡。該量測設備係利用穿越該透明材料之X、Y和Z三維成像，使缺陷成為可見化為基礎。
一般為玻璃材料缺陷定位之測量方法，係以透明玻璃為主，用以偵測其表面、或表面下很淺之區域、或任何有興趣之母體區域。對於極紫外線平版印刷，則需使用摻鈦石英玻璃所製之大型光學器械，但是針對製造及品管而言，既有技術之測量方法對於玻璃材料缺陷之定位仍舊不足。
因此，本發明之基本目的即提出一種方法，用以製造極紫外線平版印刷所用之摻鈦石英玻璃鏡基板胚件，並針對該胚件於再加工步驟之缺陷定位品管進行優化。
此外，本發明基本目的亦提出一種系統，為極紫外線平版印刷所用之摻鈦石英玻璃鏡基板之胚件缺陷進行定位，其於本發明方法中，能為胚件之缺陷進行簡單而又精確之定位。
關於一極紫外線平版印刷所用、厚度至少為40毫米之摻鈦石英玻璃鏡基板胚件之製造方法，本發明目的係以具下列方法步驟之方法解決：a)磨平該胚件表面b)獲取該胚件表面層之缺陷資料，其中b1)光線以一小於90°之預定入射角α，入射於該胚件平坦表面之一點，b2)該光線在胚件內之一缺陷產生散射，而且b3)於胚件表面距入射點距離x之處，以一垂直置於上方之光線收集元件偵測其散射光； c)根據方法步驟b)所獲得資料，確定其表面層之缺陷位置d)參照方法步驟c)所得之定位以及該鏡基板胚件之成型，將其表面層局部或全部去除。
鏡基板胚件之起始材料為摻鈦石英玻璃塊，其將整形為一典型尺寸為50×40×15cm3之平板狀胚件，而且在所有三個觀察方向均無片層狀及紋影。
摻鈦石英玻璃胚件在熔化及塑造時，基本上可以假設能產生一均勻且氣泡稀少之材料，滿足DIN 58927 2/70氣泡等級0之要求。此一規範之規定如下：在每一100cm3之塊狀物內，所有氣泡之截面積總和為0.03mm2；氣泡及雜物之直徑<0.08mm可不計。位於鏡面預定凹面研磨線區域外之氣泡，基本上為可接受。此一區域之典型厚度為數毫米，但深度亦可深達鏡基板胚件內50mm。
鏡基板胚件之製造，需要此一胚件表面層內缺陷位置之精確資料。如此即可精細定位其鏡表面，使其最終表面無氣泡出現。此處，首先須將平板狀胚件之表面磨平。然後再以下列方法步驟，獲知此一不透明、褐色胚件表面層之內部缺陷資料：一光線係以聚焦光束之形式，以一小於90°之預定入射角α射至該胚件基本上為平坦之胚件表面。其入射角α，係指光線與設為水平面之胚件表面之夾角。在入射點(定義為零點)，此一光線將依據摻鈦石英玻璃之折射係數而折射進入該胚件體內，而在遇到氣泡形式之缺陷或遇到雜物時產生散射光線，並於一距光線入射點距離x之處抵達表面。該散射光將在此處被光線收集元件截取，而該元件係以直角置於該胚件表面上。利用所獲得之資料為其表面層缺陷定位，則其氣泡在表面下 方之深度T適用下列公式：T=x/(tan(arcsin(sin(90-α)/n))
對於摻入8重量百分比TiO2之石英玻璃，其折射係數n為1.48。該氣泡位置經此一方法確認之後，其表面層將再度研磨，而使後來最終拋光時，通常為凹面之鏡面，沒有氣泡出現在該表面上。表面區域附近之任何氣泡，將隨表面層之局部或全部去除而消失。若個案中於相關表面區域未發現氣泡或雜物形式之缺陷，則無必要削去其表面層。個案中，亦可能發生所獲知之缺陷極靠近其表面，故進行最終研磨時可直接將其去除，省略將符合條件之胚件表面層去除之方法步驟d)。藉助摻鈦石英玻璃胚件之缺陷定位，該鏡基板胚件即可在繁複加工步驟形成鏡面表面之前，確認為品管合格之半成品。如此，即可將一極紫外線平版印刷所用之摻鈦石英玻璃鏡基板胚件之製造步驟加以優化。
最簡單狀況，係利用一置於胚件表面之尺規，由觀察者直接讀出該氣泡在水平面之位置，即可獲知缺陷之資料，為表面層之缺陷定位。
若該光線係以5°至75°範圍之入射角α，入射在該胚件平坦表面，可使本發明方法得以特別簡單形式進行。此一範圍之光線入射角，能使定位之機械設備有足夠之操作空間。若角度較小，散射光線之輸出點距入射點會相當遠，致使散射光線強度變得極小。如此，對於表面層以下較深之氣泡，其定位將特別困難而且不準。對於由胚件表面上方陡峭入射之光源，即角度大於75°者，其光線之入射點和散射光之輸出點會相當緊密靠在一起。如此將干擾測量並導致誤差。
本發明方法所使用之入射光，係以雷射光為佳。由於雷射光 具有特定、可選用之波長(顏色)，故能針對測量環境及胚件之輝度選出最適合之雷射光。
雷射光係以產生線形焦點為優，而雷射光源係採用一額定功率至少為1mW之雷射。線形焦點係把原為點狀之雷射光線轉變成直線狀平行雷射光。利用此一雷射線，即能在摻鈦石英玻璃胚件表面層得到一比點狀照射更大之區域，使摻鈦石英玻璃胚件之缺陷資料獲取能被加速。雷射光之額定功率，典型值係位於5至50mW範圍內。額定功率小於1mW之雷射光太弱，不適合用於偵測胚件內部之缺陷。但是略大於一毫瓦之額定功率即適用於本發明。此類雷射光之售價便宜，而且具有大於10000小時之高額壽命。此外，該雷射光之額定功率亦不得明顯高於50mW，因為如此即須以強化之雷射防護進行作業。
為使本方法能最有效進行，應選用一種雷射，其輻射波長範圍自500nm至1500nm者。此一波長範圍具有優點，因為可用視覺進行偵測，亦可使用紅外線感應器做為自動偵測散射光線之光線收集元件。摻鈦石英玻璃恰好在紅外線範圍有良好透明度，所以具有相同波長之雷射光即具有優點。
基本上，使用多數不同波長範圍之雷射光源，以彼此間隔方式分別探查表面層範圍之不同深度，係為優點。如此能使本發明方法得以一更有效之方式建構。
另一針對胚件表面層缺陷資料獲取方法之優化，係以如下方式進行，即用以獲取胚件內缺陷所生散射光之光線收集元件，係為一具計量單元之照相機系統之一部分。利用該照相機系統之光線收集元件，即可 獲取玻璃胚件缺陷所生之散射光，並使其轉換成訊號。計量單元為該訊號進行計算處理之後，即可得知該缺陷在胚件內之空間位置。此外，亦可額外使照相機系統再與一影像供應系統連結，使其缺陷之定位資料能經由計量單元獲得計算座標之外，亦能獲得該胚件表面層之缺陷分布圖。
如此選擇之照相機系統，保證能獲得其散射光之強度，亦可獲知由計量單元計算而得之缺陷大小。若能定義最小或最大缺陷尺寸，則此一變化方法即有優點，能為極紫外線平版印刷所用鏡基板胚件之再加工進行限制。
若光線之入射點以及光線收集元件係在該胚件磨平之表面以點陣式進行，則保證有一特別快速且經濟之方法。此處，可以利用入射光以及光線收集元件，在胚件表面進行大面積掃描，使其光線入射點之水平座標，以及由此導出之缺陷點座標均能被記錄，猶如光線收集元件探知缺陷深度位置那般。此一光線入射點和光線收集元件在胚件表面之點陣式執行方式，可以輕易自動化。基本上，亦可採用胚件移動之方式。由於胚件重量可達50至80kg，相當高，若反之以光線入射點和光線收集元件運動，則較為容易。較佳方式，係以一固定入射角架設，以及使光線收集元件位於預定位置運行，其距離等於光線入射點和散射光輸出點之間距x。在胚件相同表面區塊上，使入射點和光線收集元件共同以點陣方式重複運行，即可改變光變收集元件之位置，逐步獲知胚件表面層不同深度之區塊。
此外，依方法步驟b)獲取缺陷資料之前，先在磨平之胚件表面全面使用浸鏡油，則有優點。為摻鈦石英玻璃胚件表面層之缺陷進行定位時，需要先為其表面進行磨平。若在第一次磨平程序之後，全面為該胚 件使用浸鏡油，則可減少研磨之工夫。利用此一方式，即可使該胚件之表面足堪獲取缺陷之資料。
針對其缺陷定位系統而言，本發明由摻鈦石英玻璃製造一極紫外線平版印刷所用鏡基板胚件之方法，而其厚度至少為40毫米者，上述之目的係依據本發明以下列方式解決，其係以一產生光線之光源以及一用以偵測散射光線之光線收集元件為基礎，該光源在胚件之架設，係使其光線以一小於90°之預定入射角α入射於該胚件被磨平之表面，使其光線在胚件內之缺陷產生散射，而光線收集元件之架設方式，則是垂直置於胚件表面上方以一距入射點距離x之處偵測其散射光，以及一利用光線收集元件所獲資料為其缺陷定位之計量單元。
本發明在一摻鈦石英玻璃所製、穿透量較低之褐色胚件表面層之缺陷定位系統，其特徵為，有一照射光源之設置，其光線係於一基本上為平坦表面之胚件上方以一小於90°之預定入射角α入射於該胚件一點。其入射角係指光線與設為水平面之胚件表面之夾角。光線在該入射點將依據摻鈦石英玻璃之折射係數折射進入胚件體內，而在遭遇一形式為氣泡或雜物之缺陷點後產生散射光。該散射光係於距入射點(定義為零點)x之處由表面射出，而且由一垂直置於該胚件表面之光線收集元件截取。利用所獲得之資料為其表面層缺陷定位，則其表面下方之缺陷-例如氣泡或雜物，其深度T適用下列公式：T=x/(tan(arcsin(sin(90-α)/n))。
對於摻入8重量百分比TiO2之石英玻璃，其折射係數n為1.48，折射公式亦使用該值。
因此，本發明系統，能在一穿透量較低之玻璃母體中-例如 摻鈦石英玻璃中，為其缺陷(氣泡或雜物)進行簡單而又精確之定位。該系統與樣品之面積大小無關，因為其偵測只由磨平之表面上方進行。就此而言，該系統不僅適用於摻鈦石英玻璃所製之穿透量較低且染成褐色之玻璃，亦適用於大尺寸之透明玻璃樣品，其散射光之截取係垂直於入射光線，不可能由側面觀察該樣品取得。因此，該系統特別適用於鏡基板胚件，猶如極紫外線平版印刷所用光罩板般。
1‧‧‧胚件
11‧‧‧厚度縮減之胚件
2‧‧‧表面
21‧‧‧新表面
3‧‧‧光
4‧‧‧入射點
5‧‧‧散射光
6‧‧‧缺陷
6.1‧‧‧氣泡缺陷
6.2‧‧‧氣泡缺陷
6.3‧‧‧氣泡缺陷
7‧‧‧光源
8‧‧‧光源收集元件
10‧‧‧凹面鏡面
T‧‧‧深度位置
A‧‧‧座標軸
B‧‧‧座標軸
本發明於下文將根據一專利圖式及實施例進一步說明。個別之圖式中：圖1a 本發明系統之示意圖，圖1b 一依據既有技術偵測玻璃內缺陷之系統之示意圖，圖2a，圖2b 例1之鏡基板胚件在表面層磨除前後之氣泡分布圖，各為俯視圖及側視圖。
實施例
例1
摻入8重量百分比TiO2之圓柱體石英玻璃胚件1，直徑為381mm(約為15吋)，厚度為100mm，其表面2將磨平，然後再拋光。之後該表面之平均粗糙度Ra約為1nm。該胚件1內之缺陷6，例如氣泡，其定位資料之獲取，係利用一形式為雷射光之光線3，以一25°之入射角α入射於該胚件1經磨平拋光之表面2上。此處，一般雷射筆已足夠做為光源7。該雷射筆有一5mW之額定 功率，放射波長為532nm之綠光3。雷射光3在摻鈦石英玻璃胚件1之入射點，將放一直尺在該胚件表面，而且尺緣與做為零點之雷射光入射點4對齊。其散射光5將以視覺偵測，距雷射光3入射點4距離x之散射光5係垂直於尺緣上方觀察。該氣泡之深度位置T，係由下列公式計算：T=x/(tan(arcsin(sin(90-α)/n))。所得之氣泡6位置資料，包括水平方向及深度方向T均被記錄。在胚件1中，有三形式為氣泡之缺陷6被發現，其位置資料係登錄於表1。有一氣泡缺陷6係於胚件1表面2下方3毫米處被發現，其餘二者位於18mm及21mm之深度。針對其外形，氣泡6有一大於100μm之直徑。在圖2a中，所偵測之氣泡缺陷6.1、6.2、6.3，其位置在胚件1之俯視圖係依據座標軸A及B顯示，而在側視圖則以深度T顯示。此一鏡基板胚件1有一預設之凹面鏡面10，其位置應距胚件1此時之表面2約19至22mm。預定最終鏡面10之弧形區域，在圖2a及圖2b之鏡基板胚件1側視圖中係以斜線表示。具體而言，其表面層經磨除減去4mm，消除原先在3毫米深度之氣泡缺陷6.1，即已足夠。原先深度為18及21mm之其餘二氣泡6.2和6.3，在磨除4mm之後，其深度位置即往新表面21之方向平移，無礙於預定之最終凹面鏡拋光，而且在消除凹面鏡之鏡面10時，亦同時被去除。厚度縮減4mm之胚件11，一如圖2b所示，已適合出貨至極紫外線平版印刷器械之光學製造商。
例2
一摻入8重量百分比TiO2之石英玻璃胚件1，一如例1所述，將被磨平，但是取消拋光。被磨平之表面，其平均粗糙度Ra約為1.2μm。然後該表面2將全面抹上浸鏡油，其與摻鈦石英玻璃約有相同之折射係數。浸鏡油會使粗糙度變平滑，使缺陷6之散射光5能有良好之解析度。按此方式準備之石 英玻璃胚件1將安裝在一測量桌上，該桌係與一可運行之設備相連，且由一雷射光源7以及一光線收集元件8組成，而該元件係為一具計量單元之照相機系統之一部分。其雷射光3線形焦點之裝備，所以有一長度為100mm之直線係以一25°之入射角α入射於該胚件1之表面2上。其係使用額定功率為50mW雷射，波長為532nm。其照相機系統之光線收集元件8係垂直置於該胚件1表面2上方，做為偵測器截取由胚件之缺陷6射出之散射光5。光線收集元件8係由一紅外線感應器構成。距雷射光線距離x之光線收集元件8所截取之散射光，可獲得一訊號，該訊號將再傳送至計量單元。此處將依據散射光5之位置資料以及雷射光之入射點4，運用公式T=x/(tan(arcsin(sin(90-α)/1.48))計算出各缺陷6之深度位置。1.48之值代表摻鈦石英玻璃胚件之折射係數。此外，散射光5之強度亦將被截取，並由計量單元換算出代表該缺陷6直徑之值。
此一15吋鏡玻璃胚件1，將透過雷射光3入射點4和光線收集元件8之點陣狀運行，掃描該胚件1之全部表面2，以便快速而有效獲知其缺陷6。此處，長度為100mm之雷射線，係垂直於其直線指向方向連續在該胚件1表面2上(x方向)運行，而在第一測量行程中，垂直置於胚件1表面2之光線收集元件8，係以最小間距為一毫米之間距x垂直置於直線狀光線入射點4之處，而本身則以一約為25mm/s之速度以平行於雷射線之方向(y方向)運行。利用此一方式，最後即可獲知表面層最淺位置之氣泡缺陷6。在同一長條狀表面區域x方向之後續測量行程中，光線收集元件8將逐步以0.5毫米之步幅加長與光線入射點4之距離，如此，在其表面或表面之局部重複進行光線入射點4和光線收集元件8之行程，即可逐步獲取相對應表面下不斷深入 之區域之缺陷。0.5毫米之步幅，約等於0.635mm之深度解析度。
本例中，該胚件含有五氣泡，其位置係登錄於表1。利用計量單元，亦可得知氣泡大小之資料。其值介於40μm和280μm之間。氣泡位置之資料，必須截除表面層5mm，方能製做一極紫外線平版印刷所用之鏡基板胚件。有一非常靠邊之氣泡係位於深度12mm處，無礙於最終之鏡面，所以截除超過5mm已足夠。
1‧‧‧胚件
2‧‧‧表面
3‧‧‧光
4‧‧‧入射點
5‧‧‧散射光
6‧‧‧缺陷
7‧‧‧光源
8‧‧‧光源收集元件
T‧‧‧深度位置

Claims (10)

  1. 一種方法，用以製造一極紫外線平版印刷所用、厚度至少為40毫米之摻鈦石英玻璃鏡基板胚件(1；11)，其具下列方法步驟：a)磨平該胚件(1；11)表面(2；21)b)獲取該胚件表面層之缺陷(6；6.1；6.2；6.3)資料，其中b1)光線(3)以一小於90°之預定入射角α，入射於該胚件(1；11)之胚件(1；11)平坦表面(2；21)之一點，b2)該光線(3)在胚件內之一缺陷(6；6.1；6.2；6.3)產生散射，而且b3)於胚件(1；11)表面(2；21)距入射點(4)距離x之處，以一垂直置於上方之光線收集元件(8)偵測其散射光(5)；c)根據方法步驟b)所獲得資料，確定其表面層之缺陷(6；6.1；6.2；6.3)位置d)參照方法步驟c)所得之定位以及該鏡基板胚件(1；11)之成型，將其表面層局部或全部去除。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其特徵為，光線(3)入射至胚件(1；11)平坦表面(2；21)之入射角α，係介於5°至75°之範圍。
  3. 根據申請專利範圍第1項或第2項所述之方法，其特徵為，光線(3)係為雷射光。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述之方法，其特徵為，雷射光(3)能產生線形焦點，而雷射光源係採用一額定功率至少為1mW之雷射。
  5. 根據申請專利範圍第3項或第4項所述之方法，其特徵為，選用一種雷射， 其輻射波長範圍自500nm至1500nm者。
  6. 根據申請專利範圍第1項至第5項其中一項所述之方法，其特徵為，用以獲取胚件(1；11)內缺陷(6；6.1；6.2；6.3)所生散射光(5)之光線收集元件(8)，係為一具計量單元之照相機系統之一部分。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述之方法，其特徵為，其照相機系統能獲得散射光(5)之強度，而計量單元可由此計算出缺陷(6；6.1；6.2；6.3)之大小。
  8. 根據申請專利範圍第1項至第7項其中一項所述之方法，其特徵為，依方法步驟b)獲取缺陷(6；6.1；6.2；6.3)資料之前，先在磨平之胚件(1；11)全面使用浸鏡油。
  9. 根據申請專利範圍第1項至第8項其中一項所述之方法，其特徵為，光線之入射點(4)以及光線收集元件(8)係在該胚件(1；11)磨平之表面(2；21)以點陣式進行。
  10. 一種缺陷(6；6.1；6.2；6.3)定位系統，用於申請專利範圍第1項至第9項其中一項所述之方法，其係由摻鈦石英玻璃製造一極紫外線平版印刷所用之鏡基板胚件(1；11)，而其厚度至少為40毫米者，並具一光源(7)以及一用以偵測散射光(5)之光線收集元件(8)，其特徵為，該光源(7)在胚件(1；11)之架設，係使光線(3)以一小於90°之預定入射角α入射於胚件(1；11)被磨平之表面(2；21)，使其光線在胚件(1；11)內之缺陷(6；6.1；6.2；6.3)產生散射，而光線收集元件(8)之架設方式，則是垂直置於胚件(1；11)表面(2；21)上方以一距入射點(4)距離x之處偵測射出之散射光(5)，以及一利用光線收集元件(8)所獲資料為其缺陷(6；6.1；6.2；6.3)定位之計量單元。
TW103120956A 2013-07-09 2014-06-18 由摻鈦石英玻璃製造極紫外線平版印刷所用鏡基板胚件之方法，以及胚件缺陷之定位系統 TWI545315B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013107215.1A DE102013107215B3 (de) 2013-07-09 2013-07-09 Verfahren zur Herstellung eines Spiegelsubstrat-Rohlings aus Titan-dotiertem Kieselglas für die EUV-Lithographie, sowie System zur Positionsbestimmung von Defekten in einem Rohling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201506389A true TW201506389A (zh) 2015-02-16
TWI545315B TWI545315B (zh) 2016-08-11

Family

ID=51210422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103120956A TWI545315B (zh) 2013-07-09 2014-06-18 由摻鈦石英玻璃製造極紫外線平版印刷所用鏡基板胚件之方法，以及胚件缺陷之定位系統

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10016872B2 (zh)
JP (1) JP6530747B2 (zh)
CN (1) CN105378464B (zh)
DE (1) DE102013107215B3 (zh)
TW (1) TWI545315B (zh)
WO (1) WO2015003966A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110806412A (zh) * 2019-11-15 2020-02-18 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种基于光学元件的缺陷尺寸检测方法及系统
KR102320506B1 (ko) * 2020-07-22 2021-11-03 이화다이아몬드공업 주식회사 데미지층의 깊이 및 데미지층 내의 결함의 농도를 측정하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 시스템
WO2023058784A1 (ko) * 2021-10-05 2023-04-13 이화다이아몬드공업 주식회사 데미지층의 깊이 및 데미지층 내의 결함의 농도를 측정하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 시스템

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3814946A (en) * 1972-12-04 1974-06-04 Asahi Glass Co Ltd Method of detecting defects in transparent and semitransparent bodies
JPH02116704A (ja) 1988-10-26 1990-05-01 Toshiba Corp 欠陥検査方法
JPH0424541A (ja) * 1990-05-21 1992-01-28 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 内部欠陥測定方法および装置
FR2697086B1 (fr) 1992-10-20 1994-12-09 Thomson Csf Procédé et dispositif d'inspection de matériau transparent.
JPH08201307A (ja) * 1995-01-26 1996-08-09 Fujikura Ltd ボイド検査方法
JP3422935B2 (ja) * 1997-07-17 2003-07-07 Ｈｏｙａ株式会社 透光性物質の不均一性検査方法及びその装置並びに透明基板の選別方法
JPH11101624A (ja) * 1997-09-29 1999-04-13 Hitachi Ltd 欠陥評価装置およびその方法並びに半導体の製造方法
AUPQ262299A0 (en) 1999-09-02 1999-09-23 Resolve Engineering Pty Ltd Detection of inclusions in glass
US6542849B2 (en) * 2001-01-19 2003-04-01 The University Of Chicago Method for determining defect depth using thermal imaging
DE10210209A1 (de) 2002-03-01 2003-09-11 Zeiss Carl Smt Ag Verfahren und Vorrichtung zur Streulichtinspektion transparenter Prüflinge
JP2004130851A (ja) * 2002-10-08 2004-04-30 Advics:Kk ハイブリッド式車両スリップ防止装置
SE526617C2 (sv) 2003-10-01 2005-10-18 Sick Ivp Ab System och metod för att avbilda ett objekts egenskaper
DE102004017237B4 (de) 2004-04-05 2006-04-06 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung der optischen Güte eines transparenten Materials
EP1866625A4 (en) 2005-04-06 2010-12-29 Corning Inc GLASS TESTING SYSTEM AND METHOD FOR ITS USE
JP4683416B2 (ja) * 2005-06-10 2011-05-18 Ｈｏｙａ株式会社 マスクブランク用ガラス基板の欠陥検査方法、マスクブランク用ガラス基板、マスクブランク、露光用マスク、マスクブランク用ガラス基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、及び露光用マスクの製造方法
DE102005039679A1 (de) * 2005-08-22 2007-03-08 Galatea Ltd. Verfahren zum Bestimmen des Wertes eines Objekts
JP4961541B2 (ja) * 2007-03-26 2012-06-27 レーザーテック株式会社 欠陥修正方法及び装置
JP5046394B2 (ja) * 2007-08-07 2012-10-10 Ｈｏｙａ株式会社 マスクブランク用基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、マスクの製造方法、及びマスクブランク用基板
DE102009043001A1 (de) * 2009-09-25 2011-04-14 Schott Ag Verfahren zur Bestimmung von Defekten in einem Für elektromagnetische Wellen transparenten Material, insbesonders für optische Zwecke, eine Vorrichtung hierzusowie die Verwendung dieser Materialien
DE102009043680A1 (de) * 2009-09-30 2011-03-31 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Rohling aus Titan-dotiertem, hochkieselsäurehaltigem Glas für ein Spiegelsubstrat für den Einsatz in der EUV-Lithographie und Verfahren für seine Herstellung
WO2011062279A1 (ja) * 2009-11-20 2011-05-26 独立行政法人産業技術総合研究所 欠陥を検査する方法、欠陥の検査を行ったウエハまたはそのウエハを用いて製造された半導体素子、ウエハまたは半導体素子の品質管理方法及び欠陥検査装置
JP5476982B2 (ja) * 2009-12-25 2014-04-23 信越化学工業株式会社 チタニアドープ石英ガラスの選定方法
DE102011087460B3 (de) * 2011-11-30 2013-06-06 Intego Gmbh Verfahren sowie Vorrichtung zur Überprüfung eines optisch transparenten Körpers auf Fehlstellen

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016531313A (ja) 2016-10-06
CN105378464B (zh) 2017-11-24
US20160151880A1 (en) 2016-06-02
JP6530747B2 (ja) 2019-06-12
DE102013107215B3 (de) 2014-10-09
WO2015003966A1 (de) 2015-01-15
US10016872B2 (en) 2018-07-10
CN105378464A (zh) 2016-03-02
TWI545315B (zh) 2016-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7920257B2 (en) Systems and methods for determining the shape of glass sheets
CN109099859B (zh) 大口径光学元件表面缺陷三维形貌测量装置和方法
US20130010286A1 (en) Method and device of differential confocal and interference measurement for multiple parameters of an element
TW202004149A (zh) 檢測浸於溶液中眼用鏡片屈光度及厚度之系統及方法
CN110686614B (zh) 一种光学元件亚表面缺陷深度信息的检测装置及检测方法
CN110044293A (zh) 一种三维重构系统及三维重构方法
CN109060816A (zh) 大口径元件体内缺陷快速检测装置和方法
CN103201830A (zh) 使用红外线的贯通孔图案检查方法
CN109632828A (zh) 一种平板玻璃缺陷复检系统及复检方法
TWI545315B (zh) 由摻鈦石英玻璃製造極紫外線平版印刷所用鏡基板胚件之方法，以及胚件缺陷之定位系統
CN106403843A (zh) 基于共焦显微技术的大口径高曲率光学元件的轮廓扫描测量装置及方法
KR101987223B1 (ko) 버 검사 시스템 및 방법
CN210720179U (zh) 复检相机对焦测距装置和玻璃复检设备
CN110502947B (zh) 结构光测深系统、测量信息码深度的方法及数据处理方法
CN116256793A (zh) 一种基于深度学习的x射线聚焦系统自动调节方法
WO2015064098A1 (ja) 全反射顕微鏡
CN115096768A (zh) 可同时测量颗粒粒径与体积浓度的背光成像系统和方法
CN109141272B (zh) 基于扫描振镜的高速运动目标形变模拟系统及测量方法
CN111220095B (zh) 一种用于高精度检测发散光束光轴垂直度的方法及装置
CN105486693A (zh) 一种无损检测高精度元件缺陷的方法
JP3711892B2 (ja) ３次元表面形状測定方法
CN110780539A (zh) 微影投影设备
CN221594789U (zh) 一种半透明膜材的缺陷检测装置
KR20090107335A (ko) 판유리 두께의 측정오차 보정방법
CN214201178U (zh) 一种基于线激光的液体折射率测量装置