TWI683087B

TWI683087B - 曝光光角量測設備

Info

Publication number: TWI683087B
Application number: TW107139872A
Authority: TW
Inventors: 張永裕; 陳明宗
Original assignee: 志聖工業股份有限公司
Priority date: 2018-11-09
Filing date: 2018-11-09
Publication date: 2020-01-21
Also published as: TW202018253A

Abstract

本發明公開一種曝光光角量測設備，包含光學頭與位於光學頭一側的偵測模組。光學頭包含不透光薄膜及設置於不透光薄膜的透光基層，並且不透光薄膜形成有由貫穿狀的多個次波長環孔。光學頭能供一基準入射光穿過透光基層及多個次波長環孔，以通過貝索聚焦方式於偵測模組上形成有多個基準聚焦點。當一曝光設備所發出的一入射光穿過光學頭，以通過貝索聚焦方式於偵測模組上形成有多個聚焦點時，偵測模組能夠依據多個聚焦點分別相對於多個基準聚焦點之間的位移距離，量測出入射光相對於基準入射光的一光角。

Description

曝光光角量測設備

本發明涉及一種光角量測設備，尤其涉及一種曝光光角量測設備。

在光學領域中，將光束能夠聚焦的更小一直是本領域所欲達成的主要目標之一。據此，第I370911號台灣專利提供了一種能夠實現貝索聚焦(Bessel focus)的光學頭。然而，在上述光學領域之外的曝光領域中，尚未有任何設備使用(或改良)上述能夠實現貝索聚焦的光學頭之技術，因而在無形中阻礙了曝光領域中的設備技術提升。

於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。

本發明實施例在於提供一種曝光光角量測設備，其能有效地改善目前曝光領域中所存在的缺陷。

本發明實施例公開一種曝光光角量測設備，包括：一光學頭，包含：一透光基層；及一不透光薄膜，具有位於相反側的一第一表面與一第二表面，並且所述透光基層設置於所述第一表面上；其中，所述不透光薄膜形成有由所述第一表面延伸至所述第二表面的多個次波長環孔；以及一偵測模組，位於所述光學頭的一側，並且所述偵測模組與所述光學頭相隔有一第一距離，其中，所述光學頭能供一基準入射光穿過所述透光基層及多個所述次波長環孔，以通過貝索聚焦方式於所述偵測模組上形成有多個基準聚焦點；其中，當一曝光設備所發出的一入射光穿過所述光學頭，以通過貝索聚焦方式於所述偵測模組上形成有多個聚焦點時，所述偵測模組能夠依據多個所述聚焦點分別相對於多個所述基準聚焦點之間的位移距離，量測出所述入射光相對於所述基準入射光的一光角。

優選地，所述偵測模組包含有相互電性連接的一影像感測器及一控制器，多個所述基準聚焦點及多個所述聚焦點是聚焦在所述影像感測器上，並且所述控制器能夠依據多個所述聚焦點分別相對於多個所述基準聚焦點之間的位移距離，量測出所述入射光相對於所述基準入射光的所述光角。

優選地，所述曝光光角量測設備進一步包括一暗箱，所述光學頭與所述影像感測器設置於所述暗箱內，並且所述光學頭的一側部位裸露於所述暗箱外，用以接收所述入射光。

優選地，所述曝光光角量測設備進一步包括一光學透鏡，並且所述光學透鏡位於遠離所述偵測模組的所述光學頭一側，所述光學透鏡與所述光學頭間隔有一第二距離，所述第二距離大於所述第一距離。

綜上所述，本發明實施例所公開的曝光光角量測設備，其設有相互搭配運作的光學頭與偵測模組，以通過光學頭的多個次波長環孔於偵測模組上形成有多個基準聚焦點及多個聚焦點，使得入射光相對於基準入射光的光角能由多個基準聚焦點及多個聚焦點相互對應而得知，據以光角的量測精準度能夠符合曝光領域中的曝光光角的要求。

再者，由於所述光學頭的結構設計是基於貝索聚焦方式，使其在偵測模組上形成任一個基準聚焦點(或聚焦點)能夠具備較小的直徑，進而有助於提升光角的量測精準度。

為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。

1‧‧‧光學頭

11‧‧‧透光基層

12‧‧‧不透光薄膜

121‧‧‧第一表面

1211‧‧‧次波長環孔

122‧‧‧第二表面

1221‧‧‧環溝

2‧‧‧偵測模組

21‧‧‧影像感測器

22‧‧‧控制器

3‧‧‧暗箱

4‧‧‧光學透鏡

D1‧‧‧第一距離

D2‧‧‧第二距離

L0‧‧‧基準入射光

CL0‧‧‧基準光軸

L‧‧‧入射光

CL‧‧‧光軸

P0‧‧‧基準聚焦點

DP0‧‧‧直徑

P‧‧‧聚焦點

DP‧‧‧直徑

α‧‧‧光角

△x、△y‧‧‧位移距離

C‧‧‧中心軸線

圖1為本發明實施例的曝光光角量測設備的使用狀態示意圖。

圖2為本發明實施例的光學頭的立體示意圖。

圖3為本發明實施例的光學頭的另一視角立體示意圖。

圖4為圖3沿剖線IV-IV的剖視示意圖。

圖5為本發明實施例的光學頭與偵測模組於接收基準入射光的光學路徑示意圖。

圖6為圖5中的偵測模組的側視示意圖。

圖7為本發明實施例的光學頭與偵測模組於接收一入射光的光學路徑示意圖。

圖8為圖7中的偵測模組的側視示意圖。

請參閱圖1至圖8，其為本發明的實施例，需先說明的是，本實施例對應附圖所提及的相關數量與外型，僅用來具體地說明本發明的實施方式，以便於了解本發明的內容，而非用來侷限本發明的保護範圍。

如圖1所示，本實施例公開一種曝光光角量測設備(measuring apparatus for exposure angle)。其中，所述曝光光角量測設備包含有一光學頭1、位於所述光學頭1一側的一偵測模組2、一暗箱3、及一光學透鏡4。

所述光學頭1以及至少部分偵測模組2皆設置於上述暗箱3內、並相隔有一第一距離D1，而所述光學頭1的一側部位(如：圖1中的光學頭1左側部位)裸露於上述暗箱3外，用以接收一入射光L。也就是說，上述入射光L本實施例中僅能通過光學頭1進入暗箱3中。

再者，所述光學透鏡4位於上述暗箱3之外，並且光學透鏡4位於遠離偵測模組2的所述光學頭1一側(如：圖1中的光學頭1左側)。進一步地說，所述光學頭1定義有一中心軸線C，上述光學透鏡4於本實施例中為一凸透鏡，並且光學透鏡4位於中心軸線C上、其位置較佳是對稱於上述中心軸線C，但本發明不受限於此。

另，所述光學透鏡4與光學頭1於本實施例中是彼此間隔有一第二距離D2，上述第二距離D2大於第一距離D1，並且所述第一距離D1可以是介於60微米(μm)至100微米(如：第一距離D1為80微米)，但本發明不受限於此。

需額外說明的是，所述光學頭1與偵測模組2於本實施例中是以搭配於上述暗箱3及光學透鏡4來說明，但本發明不以此為限。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述光學頭1與偵測模組2也可以是單獨地運用(如：販賣)或搭配其他購艦使用。以下將分別就光學頭1與偵測模組2的構造作一說明，並適時地介紹兩者之間的連接關係。

所述光學頭1於本實施例中是以第I370911號台灣專利所公開的光學頭進行結構改良而形成的構造，據以使其能夠適用於曝光領域中、並進而能夠用來量測曝光時的光角。也就是說，所述光學頭1於本實施例中所述及的改良特徵是有其目的性及特定的技術效果、其並非由上述第I370911號台灣專利公開的技術內容而能輕易得知。

如圖2至圖4所示，所述光學頭1包含有一透光基層11及一不透光薄膜12，上述不透光薄膜12具有位於相反側的一第一表面121與一第二表面122，並且所述透光基層11設置於不透光薄膜12的第一表面121上。再者，所述透光基層11於本實施例中是位於遠離上述偵測模組2的所述光學頭1部位(如：圖1中的光學頭1左側部位)；也就是說，所述光學頭1的不透光薄膜12第二表面122是面向上述偵測模組2，但本發明不受限於此。

進一步地說，所述不透光薄膜12形成有由所述第一表面121延伸至第二表面122的多個次波長環孔1211，並且上述透光基層11於第一表面121覆蓋上述多個次波長環孔1211。所述不透光薄膜12於所述第二表面122上凹設有多個環溝1221，並且每個環溝1221未貫穿至第一表面121，而上述多個環溝1221分別位於多個次波長環孔1211的內側。於本實施例中，所述每個次波長環孔1211的內側設有一個所述環溝1221，但本發明不以此為限。

其中，上述多個次波長環孔1211於本實施例中各呈圓環狀且具有相同的直徑，並且所述多個次波長環孔1211呈矩陣狀排列並對稱於上述中心軸線C，但本發明不受限於此。需說明的是，上述每個次波長環孔1211的具體數據(如：深度、寬度、及直徑)可以依據設計需求而加以調整變化。

再者，上述多個環溝1221於本實施例中各呈圓環狀且具有相同的直徑，並且每個次波長環孔1211及其內側的環溝1221大致呈同心圓設置；也就是說，多個環溝1221也是呈矩陣狀排列並對稱於上述中心軸線C，但本發明不受限於此。需說明的是，上述每個環溝1221的具體數據(如：深度、寬度、及直徑)也可以依據設計需求而加以調整變化。

依上所述，如圖5和圖6所示，所述光學頭1能供一基準入射光L0穿過所述透光基層11及多個次波長環孔1211，以通過貝索聚焦(Bessel focus)方式於所述偵測模組2上形成有多個基準聚焦點P0。換個角度來說，上述光學頭1是先通過接收基準入射光L0，以達到校正的效果，所以上述基準入射光L0穿過任一個所述次波長環孔1211而形成的一基準光軸CL0，其較佳是平行於光學頭1的中心軸線C，但本發明不以此為限。

據此，在所述光學頭1通過上述校正程序，以使偵測模組2記錄沿經特定行徑路線的基準入射光L0所形成的多個基準聚焦點P0之後，所述光學頭1及偵測模組2能夠彼此配合用來量測曝光時的光角α(如：圖7)。

更詳細地說，如圖7和圖8所示，當一曝光設備(圖中未示出)所發出的一入射光L穿過所述光學頭1，以通過貝索聚焦方式於所述偵測模組2上形成有多個聚焦點P時，所述偵測模組2能夠依據上述多個聚焦點P分別相對於多個基準聚焦點P0之間的位移距離△x、△y，量測出所述入射光L相對於所述基準入射光L0的一光角α。換個角度來說，上述光角α於本實施例中可以視為相夾於所述入射光L穿過任一個所述次波長環孔1211而形成的一光軸CL以及上述基準入射光L0的相對應基準光軸CL0之間的角度。

此外，上述光學頭1與偵測模組2在運作時還包含有下述技術特徵：形成於所述偵測模組2上的任一個基準聚焦點P0的直徑DP0或任一個聚焦點P的直徑DP是介於0.3微米至5微米(如：2~3微米)；每個次波長環孔1211能使由所述透光基層11往不透光薄膜12行進的所述入射光L於不透光薄膜12上產生一表面電漿波；對應於每個次波長環孔1211的所述表面電漿波能於相對應的所述環溝1221進行耦合成光。

另，如圖1、圖7、及圖8所示，所述偵測模組2的具體構造可依據設計需求而加以調整，但於本實施例中，為使偵測模組2的構造能夠更為適用於曝光領域，其較佳是包含有相互電性連接的一影像感測器21及一控制器22。其中，所述影像感測器21設置於暗箱3內，上述多個基準聚焦點P0及多個聚焦點P是聚焦在所述影像感測器21上，並且所述控制器22能夠依據多個聚焦點P分別相對於多個基準聚焦點P0之間的位移距離△x、△y，量測出所述入射光L相對於基準入射光L0的光角α。

再者，於本實施例未繪示的其他實施例中，所述控制器22能被進一步地電性耦接至一電子裝置，據以將其所量測出的光角α資訊傳遞至上述電子裝置。其中，所述控制器22與電子裝置可以皆設置於上述曝光設備中、或是上述控制器22與電子裝置的至少其中一個設置於曝光設備的外部，本發明在此不加以限制。此外，上述控制器22與電子裝置之間可以是通過無線傳輸或有線傳輸的方式達成電性耦接。

[本發明實施例的技術效果]

綜上所述，本發明實施例所公開的曝光光角量測設備，其設有相互搭配運作的光學頭與偵測模組，以通過光學頭的多個次波長環孔於偵測模組上形成有多個基準聚焦點及多個聚焦點，使得入射光相對於基準入射光的光角能由多個基準聚焦點及多個聚焦點相互對應而得知，據以令光角的量測精準度能夠符合曝光領域中的曝光光角的要求。

此外，為使本發明實施例的曝光光角量測設備還能夠進一步設有暗箱及/或光學透鏡，或是所述偵測模組包含有相互電性連接的影像感測器及控制器，據以使其能更為適用於量測曝光領域中的曝光光角。

以上所述僅為本發明的優選可行實施例，並非用來侷限本發明的保護範圍，凡依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的權利要求書的保護範圍。