TWI778988B - 用於檢驗透明基板上的缺陷的方法及裝置 - Google Patents

Abstract

一種檢驗透明基板之缺陷的方法可包括：照明透明基板；計算光之入射角範圍以使得其中光遇到透明基板之第一表面的第一區域與其中光遇到與透明基板之第一表面相對之第二表面的第二區域不彼此重疊；根據入射角範圍調節入射角；調節第一偵測器之位置以使得第一偵測器之第一視野覆蓋第一區域並且不覆蓋第二區域；調節第二偵測器之位置以使得第二偵測器之第二視野覆蓋第二區域並且不覆蓋第一區域；以及分別從第一及第二偵測器獲得第一區域之第一影像及第二區域之第二影像。

Description

用於檢驗透明基板上的缺陷的方法及裝置

本申請案根據專利法主張於2016年11月2日申請的美國臨時申請案第62/416,291號之優先權，其內容作為本文之基礎並且以全文引用方式併入本文中。

本文所揭示之一或多個實施例係關於一種用於判別並檢驗透明基板之第一表面上的缺陷及與透明基板之第一表面相對的第二表面上的缺陷的方法及裝置。

透明基板上的缺陷可藉由使用光學方法檢驗，該光學方法涉及將光發射至待檢驗之物件並偵測從待檢驗之物件反射及散射之光。在此情形中，由於發射之光穿過透明基板透射，不僅可偵測在待檢驗之物件之第一表面（亦即，光首先入射到其上的表面）上的缺陷，亦可偵測在與第一表面相對的第二表面上或在待檢驗之物件之第一與第二表面之間（亦即，在物件內）的缺陷。

存在對具有最小表面缺陷之透明基板的不斷增長之需要。亦存在對改良之技術的需求，該技術用於快速並準確地判別並偵測透明基板之第一表面上的缺陷及透明基板之第二表面上的缺陷。

一或多個實施例包括一種用於藉由判別透明基板之第一表面上的缺陷及透明基板之第二表面上的缺陷來快速並準確地偵測奈米級缺陷（亦即，約數百奈米或更小之缺陷）的方法及裝置。

額外態樣將部分在以下描述中闡述，並且將部分從該描述顯而易見，或可藉由實踐本實施例而瞭解到。

根據一或多個實施例，一種檢驗透明基板之缺陷的方法，該方法包括：藉由從照明光學系統發射光來照明透明基板；計算從照明光學系統發射並入射到透明基板上之光的入射角範圍，使得其中光遇到透明基板之第一表面的第一區域與其中穿過透明基板透射之光遇到透明基板之第二表面的第二區域不在垂直於透明基板的方向中彼此重疊；根據計算之入射角範圍調節光之入射角；調節第一偵測器之位置以使得第一偵測器之第一視野覆蓋第一區域並且不覆蓋第二區域；調節第二偵測器之位置以使得第二偵測器之第二視野覆蓋第二區域並且不覆蓋第一區域；以及從第一偵測器獲得第一區域之第一影像並從第二偵測器獲得第二區域之第二影像。

計算入射角範圍可包含決定在第一區域與第二區域之相對邊緣之間的水平分開距離。

入射角範圍可根據以下方程式計算：

其中D_R1R2 係在第一區域與第二區域之間的分開距離，T係透明基板之厚度，θ₁ 係入射角，n係透明基板之折射率，並且W_L 係入射光之波束寬度。

該方法可進一步包括調節第一偵測器之視野寬度及第二偵測器之視野寬度，使得第一視野與第二視野不彼此重疊。

該方法可進一步包括調節照射光學系統之波束寬度與第一及第二偵測器之視野寬度的至少一個，使得第一視野之寬度與第一區域彼此匹配並且第二視野之寬度與第二區域彼此匹配。

該方法可進一步包括移動安裝在平臺上之透明基板，其中照明透明基板與獲得第一及第二影像在移動透明基板時同時地進行。

在獲得第一及第二影像之後，該方法可進一步包括藉由使用第一及第二影像獲得第一表面影像及第二表面影像。

該方法可進一步包括：提取在第一影像上偵測的缺陷之第一位置分量及在第二影像上偵測的缺陷之第二位置分量；產生包括第一及第二位置分量的缺陷位置資料；比較在第一影像上之缺陷位置資料的各個位置分量之光強度與在第二影像上之缺陷位置資料的各個位置分量之光強度；以及藉由從第一影像移除在與第一影像上之光強度相比在第二影像上具有較大光強度的位置上之缺陷來獲得透明基板之第一表面影像。

該方法可進一步包括藉由從第二影像移除在與第二影像上之光強度相比在第一影像上具有較大光強度的缺陷位置上之缺陷來獲得透明基板之第二表面影像。

在調節入射光之入射角之後，該方法可進一步包括調節包括第一偵測器及第二偵測器的偵測光學系統之梯度，使得第一及第二偵測器之光軸之各者具有等於或小於入射角的偵測角。

第一及第二偵測器之至少一個之位置可根據以下方程式調節：

其中D_F1F2 係在第一視野與第二視野之間的分開距離，D_R1R2’ 係在第一區域與第二區域(2’nd region)之間的分開距離，第二區域(2’nd region)係當於偵測角看到第二區域(second region)時第二區域(second region)穿過其暴露至透明基板之第一表面的區域，並且D_R1R2’ 由以下方程式決定：

其中T係透明基板之厚度，θ₁ 係入射角，θ₂ 係偵測角，n係透明基板之折射率，並且W_L 係入射光之波束寬度。

根據一或多個實施例，一種檢驗透明基板之缺陷的裝置包括：照明光學系統，其經配置以將光發射到透明基板上；控制器，其經配置以計算入射光之入射角範圍，使得其中入射光遇到透明基板之第一表面的第一區域與其中穿過透明基板透射之光遇到透明基板之第二表面的第二區域不在垂直於透明基板之方向中彼此重疊，第二表面與第一表面相對；以及偵測光學系統，其經配置以具有經對準以具有垂直於透明基板之方向的光軸，並且包括具有第一視野之第一偵測器及具有第二視野之第二偵測器，其中第一視野覆蓋第一區域並且不覆蓋第二區域且第二視野覆蓋第二區域並且不覆蓋第一區域。

控制器可計算第一及第二偵測器之各者之位置範圍。

偵測光學系統包括從透明基板之第一表面順序地排列的成像透鏡及分束器，其中第一及第二偵測器彼此垂直，使得第一及第二偵測器分別面對從分束器反射並穿過分束器透射之光部分。

該裝置可進一步包括經配置以調節偵測光學系統之梯度的角度調節構件。

第一及第二偵測器之各者可包括使用時間延遲及積分的影像感測器。

根據一或多個實施例，一種用於檢驗透明基板之缺陷的裝置包括：光源，其位於透明基板上方；鏡，其經配置以調節從光源發射之光的入射角；控制器，其經配置以控制鏡旋轉，使得其中光遇到透明基板之第一表面的第一區域與其中穿過透明基板透射之光遇到透明基板之第二表面的第二區域不在垂直於透明基板的方向中彼此重疊，第二表面與第一表面相對；第一偵測器，其位於透明基板上方，使得第一偵測器之第一視野覆蓋第一區域並且不覆蓋第二區域；以及第二偵測器，其位於透明基板上方，使得第二偵測器之第二視野覆蓋第二區域並且不覆蓋第一區域。

光源可經配置以具有光軸，該光軸與垂直於透明基板方向的方向對準。

第一及第二偵測器可相對於透明基板之第一表面配置以具有與垂直於透明基板之方向對準的光軸。

控制器可控制鏡基於在第一區域與第二區域之相對邊緣之間的水平距離旋轉。

本文之實施例將參考附圖更全面地描述，其中圖示各個實施例並且相同元件符號指示相同或相似部分。應理解，儘管本文可使用術語第一、第二、等等以描述各個組件，此等組件應不受此等術語限制。此等術語僅用以區別一個組件與另一組件。

本揭示中所使用之術語用以描述實施例，並且除非在上下文中具有明確不同之含義，否則以單數形成使用之表述涵蓋複數表述。在本揭示中，應理解，術語諸如「包括(including)」、「具有(having)」、及「包含(comprising)」意欲指示在本揭示中所揭示之特徵、數量、步驟、動作、組件、部分、或其組合之存在，並且不意欲排除可存在或可添加一或多個其他特徵、數量、步驟、動作、組件、部分、或其組合的可能性。

若術語不經特別定義，包括本文所使用之技術及科學術語的全部術語具有可普遍為本領域一般技藝人士所理解的含義。應理解若在本文中術語不經特別定義，由詞典所定義之普遍術語具有可在本領域中結合上下文理解的含義並且不應具有理想或過分正式之含義。

當某一實施例可經不同方式而實施時，特定製程順序可與所描述之順序不同。例如，兩個連續描述之製程可實質上同時進行或以與所描述之順序相反的順序進行。

例如由於製造技術及/或容差而與示出形狀之差異係預期的。因此，實施例不應被視為限制於本文所示出的特定區域形狀，亦可包括由例如製造產生的形狀偏差。如本文所使用，術語「及/或」包括相關之列出項目的一或多個的任何及全部組合。

如本文所使用，術語「及/或」包括相關之列出項目的一或多個的任何及全部組合。當在要素之清單之前時諸如「至少一個」之表述修飾元件之完整清單並且不修飾清單之單個要素。

第1A圖係根據一實施例的用於檢驗透明基板TS之缺陷的裝置100之視圖。第1B圖係第1A圖之部分A之放大視圖，示出了透明基板TS的入射光L及透射光L_T 。

參看第1A圖及第1B圖，用於偵測透明基板TS之缺陷的裝置100可包括照明光學系統110、鏡120、包括第一偵測器130a及第二偵測器130b的偵測光學系統130、以及控制器140。

待由裝置100檢驗之物件係透明基板TS。透明基板TS可包括光入射到其上的第一表面TS_TS 以及與第一表面TS_TS 相對的第二表面BS_TS 。在此情形中，透明基板TS可係用於顯示器元件中（諸如液晶顯示器、有機發光二極體(organic light emitting diode; OLED)顯示器、量子點(quantum dot; QD)顯示器及等等）的玻璃基板。為外來材料的粒子P_TS 及P_BS 可分別在第一表面TS_TS 及第二表面BS_TS 上存在。在使用透明基板TS之後續製程中，粒子P_TS 及P_BS 可在透明基板TS上導致缺陷。由此，必須精確地監控在透明基板TS之第一表面TS_TS 上的具有約數百奈米或更小之大小的粒子P_TS 。亦必須監控具有預定大小或更大的粒子P_BS 或缺陷，諸如在運輸期間於第二表面BS_TS 上出現的裂紋。示出了具有與實際透明基板之厚度（例如，數毫米至數微米）相比誇示之厚度的透明基板TS。

照明光學系統110可位於透明基板TS上方以具有與垂直於透明基板TS之方向對準的光軸。照明光學系統110可包括光源110-1及聚焦透鏡110-2。聚焦透鏡110-2位於由光源110-1產生的光路徑中。

光源110-1之實例可包括發光元件、照明元件、燈、及波束形成器。入射光L可係光射線或雷射束。光源110-1可例如產生藍光。在一實施例中，光源110-1可產生具有範圍從約400nm至約500nm變化之波長頻帶的光。

聚焦透鏡110-2可聚焦在透明基板TS之發射區域上由光源110-1產生的光。亦即，聚焦透鏡110-2可調節透明基板TS之發射區域之大小。

鏡120可位於從照明光學系統110發射的光L₀之路徑中，使得將入射光L發射至透明基板TS之第一表面TS_TS。入射光L之入射角θ₁可由位於光L₀之路徑中的鏡120調節。由此，可於相對大的入射角θ₁將入射光L發射至透明基板TS之第一表面TS_TS。

鏡120可電氣連接至控制器140並且可基於來自控制器140之控制訊號旋轉。鏡120可關於旋轉軸121順時針或逆時針旋轉。為此，鏡120可包括驅動機構及動力傳動機構。驅動機構之實例可包括驅動馬達及電動馬達。動力傳動機構之實例可包括滑輪及帶、鏈輪及鏈條、以及主動齒輪及從動齒輪。鏡120之實例可包括反射鏡、反射元件、及反射器。

控制器140可計算入射光L之入射角θ₁並且可控制鏡120基於計算之入射角θ₁旋轉。詳細而言，控制器140可計算入射光L之入射角θ₁，使得當從上方觀察透明基板TS時，其中入射光L遇到透明基板TS之第一表面TS_TS的第一區域與其中從入射光L穿過透明基板TS透射的透射光L_T遇到透明基板TS之第二表面BS_TS的第二區域不彼此重疊，這將在下文參考第2圖及第3圖詳細說明。

此外，控制器140可計算第一偵測器130a及第二偵測器130b的位置範圍。亦即，控制器140可計算第一偵測器130a之位置範圍，使得第一偵測器130a之第一視野FOV1覆蓋第一區域並且不覆蓋第二區域。同樣，控制器140可計算第二偵測器130b之位置範圍，使得第二偵測器130b之第二視野FOV2覆蓋第二區域並且不覆蓋第一區域。

此外，控制器140可經配置以分析由第一偵測器130a及第二偵測器130b獲得之影像、決定所偵測之粒子是否在透明基板TS之第一表面TS_TS 及第二表面BS_TS 上存在、以及獲得透明基板TS之第一表面影像及第二表面影像。

在一些實施例中，控制器140可包括電腦，該電腦包括程式儲存單元。用於計算照明光學系統110、透明基板TS、及偵測光學系統130之至少一個的位置範圍並分析影像的程式或任意程式可儲存在程式儲存單元中。程式儲存單元之實例可包括電腦可讀硬碟、軟性磁碟、壓縮碟、磁光碟、及記憶卡。

偵測光學系統130可位於透明基板TS上方以具有垂直於透明基板TS之第一表面TS_TS 的光軸。偵測光學系統130可包括濾光器133、成像透鏡135、分束器137、第一偵測器130a及第二偵測器130b、以及分別連接至第一偵測器130a及第二偵測器130b的第一位置調節構件131a及第二位置調節構件131b。第一偵測器130a及第二偵測器130b可彼此垂直，使得第一偵測器130a及第二偵測器130b分別面對從分束器137反射並穿過分束器137透射的光片段。

第一偵測器130a及第二偵測器130b之各者可經定位以具有垂直於透明基板TS之第一表面TS_TS 的光軸。由此，第一偵測器130a及第二偵測器130b可向下延伸以垂直於透明基板TS，進而在透明基板TS上形成第一視野FOV1及第二視野FOV2。在此情形中，第一偵測器130a及第二偵測器130b之位置可根據由控制器140計算之位置範圍來調節。由此，第一偵測器130a可經定位以使得第一視野FOV1覆蓋第一區域並且不覆蓋第二區域。同樣，第二偵測器130b可經定位以使得第二視野FOV2覆蓋第二區域並且不覆蓋第一區域。

由此，第一偵測器130a可最小化在透明基板TS之第二表面BS_TS 上從粒子P_BS 散射的光並且可偵測在透明基板TS之第一表面TS_TS 上從粒子P_TS 散射的光。同樣，第二偵測器130b可最小化在透明基板TS之第一表面TS_TS 上從粒子P_TS 散射的光並且可偵測在透明基板TS之第二表面BS_TS 上從粒子P_BS 散射的光。亦即，第一偵測器130a及第二偵測器130b可判別並偵測在透明基板TS之第一表面TS_TS 上的粒子P_TS 以及在透明基板TS之第二表面BS_TS 上的粒子P_BS ，其將在下文參考第2圖及第3圖詳細說明。

由第一偵測器130a及第二偵測器130b所獲得之影像可作為電訊號傳輸至控制器140。在一實施例中，第一偵測器130a及第二偵測器130b之各者可係使用時間延遲及積分(time delay and integration; TDI)的影像感測器（稱為TDI CMOS影像感測器）。TDI CMOS影像感測器可在移動安裝在平臺上的透明基板TS時以高精確度偵測透明基板TS上的粒子P_TS 。此外，由於TDI CMOS影像感測器對具有範圍從約400 nm至約500 nm變化之波長頻帶的藍光具有高敏感度，甚至當粒子係微小的並且散射強度係低的時，TDI CMOS影像感測器亦可展示高偵測效率。影像感測器之實例可包括CMOS相機及接線電荷耦合元件(charge-coupled device; CCD)相機。第一偵測器130a及第二偵測器130b之各者之實例可包括攝影元件、成像元件、偵測元件、及偵測器。

第一位置調節構件131a及第二位置調節構件131b可分別連接至第一偵測器130a及第二偵測器130b並且可分別調節第一偵測器130a及第二偵測器130b之位置。第一位置調節構件131a及第二位置調節構件131b可基於由控制器140計算之位置範圍調節第一偵測器130a及第二偵測器130b之位置。

濾光器133可位於成像透鏡135之前端以移除具有與目標波長頻帶不同之波長頻帶的光或引入第一偵測器130a及第二偵測器130b中的背景雜訊。成像透鏡135可調節第一感測器130a及第二感測器130b之第一視野FOV1及第二視野FOV2的範圍。提供分束器137以使得第一偵測器130a及第二偵測器130b分開從透明基板TS散射的光L1及L2之片段。在此情形中，當成像透鏡135係高倍率透鏡時，分束器137可位於遠離透明基板TS之第一表面TS_TS 的成像透鏡135之後端處。

透明基板TS可藉由平臺水平或垂直地移動。在一些實施例中，平臺可包括空氣軸承組件。空氣軸承組件可經配置以最小化與透明基板TS之接觸，並且因此可在檢驗缺陷之製程中保護透明基板TS。

由於照明光學系統110及偵測光學系統130垂直於透明基板TS之垂直方向而定位，裝置100可緊湊地製成並且可具有高機械強度。然而，本揭示不限於此，並且照明光學系統110及偵測光學系統130可與透明基板TS之垂直方向成不同角度來傾斜，這將在下文參考第5A圖及第5B圖詳細說明。

第2圖係根據一實施例的偵測透明基板TS之缺陷的方法之流程圖。第3圖係部分A之放大視圖，用於說明選擇照明光學系統110之梯度的操作及調節第一偵測器130a及第二偵測器130b之位置的操作。第4A圖係用於說明第2圖之藉由使用第一及第二影像獲得透明基板之第一表面影像及第二表面影像之操作S115的流程圖。第4B圖至第4E圖圖示了獲得第4A圖所示之第一表面影像及第二表面影像之操作的實施例。偵測透明基板TS之缺陷的方法可使用用於檢驗第1A圖及第1B圖的透明基板TS之缺陷的裝置100。相同元件由相同元件符號指示，並且由此將不給出其重複說明。

參看第1A圖至第3圖，當從照明光學系統110發射並且入射到透明基板TS上的入射光L遇到透明基板TS之第一表面TS_TS 時可形成第一區域R1。當從入射光L穿過透明基板TS透射的透射光L_T 遇到透明基板TS之第二表面BS_TS 時可形成第二區域R2。在此情形中，在操作S101中，控制器140可計算入射光L之入射角範圍，使得第一區域R1與第二區域R2不在透明基板TS之垂直方向中重疊。

亦即，控制器140可計算入射光L之入射角θ₁ 之範圍，使得在第一區域R1與第二區域R2之相對邊緣之間的水平分開距離D_R1R2 大於0。由此，照明光學系統110可判別並照明第一表面TS_TS 之粒子P_TS 及第二表面BS_TS 之粒子P_BS 。

詳細而言，入射角θ₁ 可在根據方程式1計算的入射角範圍內選擇。

其中D_R1R2 係在第一區域R1與第二區域R2之間的分開距離，T係透明基板TS之厚度，θ₁ 係入射角，n係透明基板TS之折射率，並且W_L 係入射光L之波束寬度。

方程式1可基於以下條件導出：入射光L、透射光L_T 、及反射光L_R 各者係平行光並且將入射光L發射到其的空氣之折射率係1。從照明光學系統110發射之入射光L可具有第一波束寬度W_L ，並且隨後當遇到透明基板TS時可具有在第一區域R1上之第二波束寬度W_L ’。在此情形中，第二波束寬度W_L ’與第一波束寬度W_L 具有關係

。當遇到透明基板TS之第二表面BS_TS 時，透射光L_T 可具有與第二波束寬度W_L ’相同的在第二區域R2上之第三波束寬度W_LT ’。

因此，控制器140可藉由使用方程式1來計算入射光L之入射角範圍，使得第一區域R1與第二區域R2不在透明基板TS之垂直方向中彼此重疊。無論何時改變透明基板TS之厚度T、透明基板TS之折射率、及入射光之第一波束寬度W_L 的至少一個，可進行入射角範圍之計算。

接下來，在操作S103中，入射光L之入射角θ₁ 可基於所計算之入射角範圍選擇，並且可經調節。在此情形中，入射光L之入射角θ₁ 可藉由旋轉鏡120來調節。

接下來，在操作S105中，可調節第一偵測器130a之位置以使得第一偵測器130a之第一視野FOV1覆蓋第一區域R1並且不覆蓋第二區域R2。同樣，在操作S107中，可調節第二偵測器130b之位置以使得第二偵測器130b之第二視野FOV2覆蓋第二區域R2並且不覆蓋第一區域R1。

如上文所述，調節入射光L之入射角θ₁ 以使得第一區域R1與第二區域R2不在透明基板TS之垂直方向中重疊。由此，僅覆蓋第一區域R1之第一偵測器130a在最小化第二區域R2之影像同時可獲得第一區域R1之影像。亦即，儘管透明基板TS之第二表面BS_TS 之第二區域R2係將接收光的區域，第二區域R2不由第一偵測器130a暴露出。由此，第一偵測器130a難以獲得粒子P_BS 在第二區域R2上的影像。此外，由於任何光都不到達與透明基板TS之第二表面BS_TS 之第二區域R2不同的區域上的粒子P_BS ，第一偵測器130a亦難以獲得粒子P_BS 在與第二區域R2不同的區域上的影像。由此，第一偵測器130a可在最小化粒子P_BS 在透明基板TS之第二表面BS_TS 上的影像同時獲得粒子P_TS 在第一區域R1上的影像。

同樣，當第一區域R1與第二區域R2不彼此重疊時，第二偵測器130b可在最小化第一區域R1之影像同時獲得第二區域R2之影像。亦即，在透明基板TS之第一表面TS_TS 上的第一區域R1不由第二偵測器130b暴露出。由此，第二偵測器130b難以獲得粒子P_TS 在第一區域R1上的影像。由此，第二偵測器130b可在最小化粒子P_TS 在透明基板TS之第一表面TS_TS 上的影像同時獲得粒子P_BS 在第二區域R2上的影像。

當使用用於檢驗第5A圖及第5B圖之缺陷的裝置200時，在調節第一偵測器130a及第二偵測器130b之位置的操作S105及S107之前，可進一步進行調節偵測光學系統130之梯度的操作S104，這將在下文參考第5A圖及第5B圖詳細說明。

接下來，在操作S109中，可調節第一偵測器130a之第一視野寬度W_FOV1 及第二偵測器130b之第二視野寬度W_FOV2 以使得第一視野FOV1與第二視野FOV2不彼此重疊。在此情形中，在第一視野FOV1與第二視野FOV2之間的分開距離應大於0並小於在第一區域R1與第二區域R2之間的分開距離D_R1R2 。

在一實施例中，第一視野FOV1之第一視野寬度W_FOV1 可等同匹配第一區域R1之寬度。第一區域R1之寬度係如上文所述的第二波束寬度W_L ’。並且第二視野FOV2之第二視野寬度W_FOV2 可等同匹配第二區域R2之寬度。第二區域R2之寬度係如上文所述的第三波束寬度W_LT ’。在此情形中，藉由調節照明光學系統110之第一波束寬度W_L 或藉由調節第一偵測器130a及第二偵測器130b之第一視野寬度W_FOV1 及第二視野寬度W_FOV2 ，第一視野寬度W_FOV1 可匹配第二波束寬度W_L ’並且第二視野寬度W_FOV2 可匹配第三波束寬度W_LT ’。從照明光學系統110發射之入射光L可具有第一波束寬度W_L 並且可具有第一區域R1上的第二波束寬度W_L ’。透射光L_T 可具有第二區域R2上的實質上與第二波束寬度W_L ’相同的第三波束寬度W_LT ’。

藉由使第一視野FOV1及第一區域R1匹配，可防止將與第一區域R1之影像不同的雜訊光引入第一偵測器130a中並且可防止浪費照明光學系統110之入射光L。同樣，藉由匹配第二視野FOV2與第二區域R2，可防止將與第二區域R2之影像不同的雜訊光引入第二偵測器130b中。儘管出於方便說明之目的，在第3圖中第二波束寬度W_L ’與第一視野寬度W_FOV1 、或第三波束寬度W_LT ’與第二視野寬度W_FOV2 彼此不同，第二波束寬度W_L ’與第一視野寬度W_FOV1 可實質上相同或第三波束寬度W_LT ’與第二視野寬度W_FOV2 可實質上相同。

在操作S111中，照明光學系統110及偵測光學系統130可如上文所述設定並且透明基板TS可藉由使用照明光學系統110來照明。同時，在操作S113中，第一區域R1之第一影像可藉由使用第一偵測器130a獲得並且第二區域R2之第二影像可藉由第二偵測器R2獲得。

照明透明基板TS的操作S111與獲得第一及第二影像的操作S113在移動安裝在平臺上之透明基板TS時可同時進行。由此，可快速地檢驗甚至在整個透明基板TS上的缺陷。

接下來，在操作S115中，可獲得藉由使用第一及第二影像從其移除雜訊的透明基板TS之第一表面影像及第二表面影像。如上文所述，由於入射光L經入射以使得第一區域R1與第二區域R2不彼此重疊並且第一偵測器130a及第二偵測器130b分別覆蓋第一區域R1及第二區域R2，第一及第二影像可以高精確度反射透明基板TS之第一表面TS_TS 及第二表面BS_TS 。然而，可進一步進行藉由結合第一與第二影像來移除雜訊的操作以更精確地區別粒子P_TS 在第一表面TS_TS 上的影像與粒子P_BS 在第二表面BS_TS 上的影像。

詳細而言，參看第4A圖至第4E圖，在操作S115-1中，可提取在藉由第一偵測器130a獲得之第一影像pIMG1上偵測到的缺陷D1、D2、及D3之各者之第一位置分量P1、P2、及P3以及在藉由第二偵測器130b獲得之第二影像pIMG2上偵測到的缺陷D4、D5、及D6之各者之第二位置分量P1、P2、及P4。第一位置分量P1、P2、及P3可係在第一影像pIMG1上偵測到的缺陷D1、D2、及D3之一組位置。另外，第二位置分量P1、P2、及P4可係在第二影像pIMG2上偵測到的缺陷D4、D5、及D6之一組位置。在操作S115-2中，可產生包括第一位置分量P1、P2及P3以及第二位置分量P1、P2及P4的缺陷位置資料。缺陷位置資料可係第一位置分量P1、P2、及P3以及第二位置分量P1、P2、及P4的一組位置分量P1、P2、P3、及P4。接下來，在操作S115-3中，缺陷位置資料在第一影像pIMG1上的各個位置分量P1、P2、P3、及P4之光強度以及缺陷位置資料在第二影像pIMG2上的各個位置分量P1、P2、P3、及P4之光強度可彼此比較。根據比較結果，可決定在位置分量P1上的缺陷D1及D4中偵測到之真實粒子以及在位置分量P2上的缺陷D2及D5中偵測到之另一真實粒子是否設置在第一表面TS_TS 及第二表面BS_TS 上。在操作S115-4中，可從第一影像pIMG1移除在位置分量P2（具有與在第二影像pIMG2上的相同位置分量P2上之缺陷D5之光強度I5相比較低的第一影像pIMG1上之光強度I2）上的缺陷D2以獲得透明基板TS之第一表面影像IMG1。可在第一影像pIMG1中維持在位置分量P1（具有與第二影像pIMG2上的相同位置分量P1上之缺陷D4之光強度I4相比較高的第一影像pIMG1上之光強度I1）上的缺陷D1以及在位置分量P3（具有光強度I3）上之缺陷D3。此外，在操作S115-5中，可從第二影像pIMG2移除在位置分量P1（具有與第一影像pIMG1上的相同位置分量P1上之缺陷D1之光強度I1相比較低的第二影像pIMG2上之光強度I4）上的缺陷D4以獲得透明基板TS之第二表面影像IMG2。可在第二影像pIMG1中維持在位置分量P2（具有與第一影像pIMG1上的相同位置分量P2上之缺陷D2之光強度I2相比較高的第二影像pIMG2上之光強度I5）上的缺陷D5以及在位置分量P4（具有光強度I6）上的缺陷D6。

由此，可獲得與第一影像pIMG1及第二影像pIMG2相比更精確的粒子P_TS在第一表面TS_TS上的第一表面影像IMG1以及粒子P_BS在透明基板TS之第二表面BS_TS上的第二表面影像IMG2。

儘管在第1B圖中，粒子P_TS及P_BS在透明基板TS的第一表面TS_TS及第二表面BS_TS上存在，根據本揭示偵測透明基板TS之缺陷的方法亦可用以檢驗與粒子P_TS及P_BS不同的一般缺陷。

第5A圖係根據一實施例的用於檢驗透明基板TS之缺陷的裝置200之視圖。第5B圖係第5A圖之部分A之放大視圖，用於說明選擇照明光學系統110之梯度的操作及調節第一偵測器130a及第二偵測器130b之位置的操作。裝置200與第1A圖及第1B圖之裝置100相同，不同之處為裝置200進一步包括用於調節偵測光學系統130之梯度的角度調節構件250。

參看第5A圖及第5B圖，裝置200之偵測光學系統130可連接至角度調節構件250。角度調節構件250可調節偵測光學系統130之梯度，使得偵測光學系統130與透明基板110之垂直方向成預定角度而傾斜。

由此，偵測光學系統130可與照明光學系統110相對(其間具有透明基板TS)並且可具有與透明基板TS之垂直方向成偵測角θ₂而傾斜的光軸，偵測角θ₂等於或小於入射角θ₁。亦即，第一偵測器130a之光軸iAX2及第二偵測器130b之光軸iAX3可與透明基板TS之垂直方向成偵測角θ₂ 而傾斜。在此情形中，可選擇偵測角θ₂ 以等於或小於入射角θ₁ 。由此，第一偵測器130a及第二偵測器130b之第一視野iFOV1及第二視野iFOV2可不重疊從透明基板TS之第二表面BS_TS 反射並以與透明基板TS之第一表面TS_TS 成與入射角θ₁ 相同之角度發射的反射光。由此，歸因於第二表面BS_TS 之反射光，偵測光學系統130可最小化雜訊光之影響。

如參考第1A圖至第3圖所述，調節第一偵測器130a之位置以使得第一偵測器130a之第一視野iFOV1覆蓋第一區域R1並且不覆蓋第二區域R2。同樣，調節第二偵測器130b之位置以使得第二偵測器130b之第二視野iFOV2覆蓋第二區域R2並且不覆蓋第一區域R1。詳細而言，第一偵測器130a及第二偵測器130b之至少一個之位置可根據以下方程式調節。

其中iD_F1F2 係在第一視野iFOV1與第二視野iFOV2之間的分開距離。D_R1R2 ’係在第一區域R1與第二區域(2’nd region)R2’之間的分開距離，並且第二區域(2’nd region)係當以與偵測角θ₂ 相同之角度看到第二區域(second region) R2時第二區域(second region) R2穿過其暴露至透明基板TS之第一表面TS_TS 的區域。D_R1R2 ’由以下方程式決定。

其中T係透明基板Ts之厚度，θ₁ 係入射角，θ₂ 係偵測角，n係透明基板TS之折射率，並且W_L 係入射光L之波束寬度。

在一實施例中，第一視野iFOV1之寬度可等同匹配第一區域R1，並且第二視野iFOV2之寬度可等同匹配第二區域R2。在此情形中，可調節第一偵測器130a及第二偵測器130b的第一視野寬度iW_FOV1 及第二視野寬度iW_FOV2 或照明光學系統110之第一波束寬度W_L 的至少一個。

照明光學系統110及偵測光學系統130可如上文所述設定，透明基板TS可藉由使用照明光學系統110照明，第一區域R1之第一影像可藉由使用第一偵測器130a獲得，並且第二區域R2之第二影像可藉由使用第二偵測器130b獲得。

第6圖係根據一實施例的用於偵測透明基板TS之缺陷的裝置300之視圖。裝置300與第1A圖及第1B圖之裝置100相同，不同之處在於裝置300進一步包括角度調節構件321，該角度調節構件用於致使照明光學系統110於預定角度傾斜以調節入射到透明基板TS上的入射光L之入射角。然而，本揭示不限於此，並且各種其他結構可用以調節入射光L之入射角。

根據本揭示，可快速並準確地判別並偵測在透明基板之第一表面及第二表面上存在的奈米級缺陷。

儘管本揭示已參考其實施例特別地顯示並描述，此等實施例出於說明之目的提供並且本領域一般技藝人士應理解，可由本揭示產生各種修改及等效之其他實施例。由此，本揭示之真實技術範疇係由隨附申請專利範圍之技術精神來定義。

100‧‧‧裝置110‧‧‧照明光學系統110-1‧‧‧光源110-2‧‧‧聚焦透鏡120‧‧‧鏡121‧‧‧旋轉軸130‧‧‧偵測光學系統130a‧‧‧第一偵測器130b‧‧‧第二偵測器131a‧‧‧第一位置調節構件131b‧‧‧第二位置調節構件133‧‧‧濾光器135‧‧‧成像透鏡137‧‧‧分束器140‧‧‧控制器200‧‧‧裝置250‧‧‧角度調節構件300‧‧‧裝置321‧‧‧角度調節構件D1‧‧‧缺陷D2‧‧‧缺陷D3‧‧‧缺陷D4‧‧‧缺陷D5‧‧‧缺陷D6‧‧‧缺陷S101‧‧‧操作S103‧‧‧操作S104‧‧‧操作S105‧‧‧操作S107‧‧‧操作S109‧‧‧操作S111‧‧‧操作S113‧‧‧操作S115‧‧‧操作S115-1‧‧‧操作S115-2‧‧‧操作S115-3‧‧‧操作S115-4‧‧‧操作S115-5‧‧‧操作

此等及/或其他態樣將從以下結合附圖對實施例之描述中變得顯而易見並且更容易理解，其中：

第1A圖係根據一實施例的用於檢驗透明基板之缺陷的裝置之視圖；

第1B圖係第1A圖之部分A之放大視圖，示出了透明基板之入射光及透射光；

第2圖係根據一實施例的偵測透明基板之缺陷的方法之流程圖；

第3圖係第1A圖之部分A之放大視圖，用於說明選擇照明光學系統之梯度的操作以及調節第一及第二偵測器之位置的操作；

第4A圖係用於說明藉由使用第一及第二影像獲得透明基板之第一表面影像及第二表面影像的操作之流程圖，並且第4B圖至第4E圖圖示了獲得第1A圖所示之第一表面影像及第二表面影像之操作的實施例；

第5A圖係根據一實施例的用於檢驗透明基板之缺陷的裝置之視圖；

第5B圖係第5A圖之部分B之放大視圖，用於說明選擇照明光學系統之梯度的操作及調節第一及第二偵測器之位置的操作；以及

第6圖係根據一實施例的用於檢驗透明基板之缺陷的裝置之視圖。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100‧‧‧裝置

110‧‧‧照明光學系統

110-1‧‧‧光源

110-2‧‧‧聚焦透鏡

120‧‧‧鏡

121‧‧‧旋轉軸

130‧‧‧偵測光學系統

130a‧‧‧第一偵測器

130b‧‧‧第二偵測器

131a‧‧‧第一位置調節構件

131b‧‧‧第二位置調節構件

133‧‧‧濾光器

135‧‧‧成像透鏡

137‧‧‧分束器

Claims (20)

1. 一種檢驗一透明基板之缺陷的方法，該方法包含以下步驟：藉由從一照明光學系統發射光來照明該透明基板；計算從該照明光學系統發射並入射到該透明基板上的光之一入射角範圍，使得其中該光遇到該透明基板之一第一表面的一第一區域與其中穿過該透明基板透射的光遇到該透明基板之一第二表面的一第二區域不在垂直於該透明基板的一方向中彼此重疊，該第二表面與該第一表面相對；根據所計算之該入射角範圍調節該光之一入射角；調節一第一偵測器之一位置以使得該第一偵測器之一第一視野覆蓋該第一區域並且不覆蓋該第二區域；調節一第二偵測器之一位置以使得該第二偵測器之一第二視野覆蓋該第二區域並且不覆蓋該第一區域；以及從該第一偵測器獲得該第一區域之一第一影像並且從該第二偵測器獲得該第二區域之一第二影像。
2. 如請求項1所述之方法，其中計算該入射角範圍之步驟包含以下步驟：決定在該第一區域與該第二區域之相對邊緣之間的一水平分開距離。
3. 如請求項2所述之方法，其中計算該入射角 範圍之步驟包含以下步驟：採用方程式：

   

   其中D_R1R2係在該第一區域與該第二區域之間的一分開距離，T係該透明基板之一厚度，θ₁係該入射角，n係該透明基板之一折射率，並且W_L係入射的該光之一波束寬度。
4. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟：調節該第一偵測器之一視野寬度及該第二偵測器之一視野寬度以使得該第一視野與該第二視野不彼此重疊。
5. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟：調節該照明光學系統之一波束寬度以及該第一及該第二偵測器之視野寬度的至少一個，使得該第一視野之該寬度與該第一區域彼此匹配並且該第二視野之該寬度與該第二區域彼此匹配。
6. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟：移動安裝在一平臺上的該透明基板，其中該透明基板之該照明與該第一影像及該第二影像之該獲得在移動該透明基板時同時進行。
7. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟，在該第一影像及該第二影像之該獲得之後，藉由 使用該第一影像及該第二影像來獲得一第一表面影像及一第二表面影像。
8. 如請求項7所述之方法，進一步包含以下步驟：提取在該第一影像上偵測到的缺陷之一第一位置分量及在該第二影像上偵測到的缺陷之一第二位置分量；產生包含該第一位置分量及該第二位置分量的缺陷位置資料；比較在該第一影像上之該缺陷位置資料的各個位置分量之一光強度與在該第二影像上之該缺陷位置資料的各個位置分量之一光強度；以及藉由從該第一影像移除在與該第一影像上之一光強度相比在該第二影像上具有一較大光強度的位置上之缺陷來獲得該透明基板之該第一表面影像。
9. 如請求項8所述之方法，進一步包含以下步驟：藉由從該第二影像移除在與該第二影像上之一光強度相比在該第一影像上之具有一較大光強度的位置上之缺陷來獲得該透明基板之該第二表面影像。
10. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟，在入射的該光之該入射角之該調節之後，調節包含該第一偵測器及該第二偵測器的一偵測光學系統 之一梯度，使得該第一偵測器及該第二偵測器之光軸之各者具有等於或小於該入射角的一偵測角。
11. 如請求項10所述之方法，其中該第一偵測器及該第二偵測器之至少一個之一位置根據以下方程式調節：D _R1R2'

    

    D _F1F2

    

    0其中D_F1F2係在該第一視野與該第二視野之間的一分開距離，D_R1R2’係在該第一區域與一第二區域之間的一分開距離，該第二區域係當於該偵測角看到該第二區域時該第二區域穿過其暴露至該透明基板之該第一表面的一區域，並且D_R1R2’由以下方程式決定：

    

    其中T係該透明基板之一厚度，θ₁係該入射角，θ₂係該偵測角，n係該透明基板之一折射率，並且W_L係入射的該光之一波束寬度。
12. 一種用於檢驗一透明基板之缺陷的裝置，該裝置包含：一照明光學系統，其經配置以將光發射到該透明基板上；一控制器，其經配置以計算該光之一入射角範圍， 使得其中該光遇到該透明基板之一第一表面的一第一區域與其中穿過該透明基板透射的光遇到該透明基板之一第二表面的一第二區域不在垂直於該透明基板之一方向中彼此重疊，該第二表面與該第一表面相對；以及一偵測光學系統，其經配置以具有與垂直於該透明基板之一方向對準的一光軸，並且包含具有一第一視野的一第一偵測器及具有一第二視野之一第二偵測器，其中該第一視野覆蓋該第一區域並且不覆蓋該第二區域並且該第二視野覆蓋該第二區域並且不覆蓋該第一區域。
13. 如請求項12所述之裝置，其中該控制器計算該第一偵測器及該第二偵測器之各者之一位置範圍。
14. 如請求項12所述之裝置，其中該偵測光學系統包含從該透明基板之該第一表面順序地排列的一成像透鏡及一分束器，其中該第一偵測器及該第二偵測器彼此垂直，使得該第一偵測器及該第二偵測器分別面對從該分束器反射並穿過該分束器透射的光之部分。
15. 如請求項12所述之裝置，進一步包含經配置以調節該偵測光學系統之一梯度的一角度調節構 件。
16. 如請求項12所述之裝置，其中該第一偵測器及該第二偵測器之各者包含使用時間延遲及積分的一影像感測器。
17. 一種用於檢驗一透明基板之缺陷的裝置，該裝置包含：一光源，其位於該透明基板上方；一鏡，其經配置以調節從該光源發射的光之一入射角；一控制器，其經配置以控制該鏡旋轉，使得其中該光遇到該透明基板之一第一表面的一第一區域與其中穿過該透明基板透射的光遇到該透明基板之一第二表面的一第二區域不在垂直於該透明基板的一方向中彼此重疊，該第二表面與該第一表面相對；一第一偵測器，其位於該透明基板上方，使得該第一偵測器之一第一視野覆蓋該第一區域並且不覆蓋該第二區域；以及一第二偵測器，其位於該透明基板上方，使得該第二偵測器之一第二視野覆蓋該第二區域並且不覆蓋該第一區域。
18. 如請求項17所述之裝置，其中該光源經配置以具有與垂直於該透明基板之一方向對準的一光 軸。
19. 如請求項17所述之裝置，其中該第一偵測器及該第二偵測器相對於該透明基板之該第一表面配置以具有與垂直於該透明基板之一方向對準的光軸。
20. 如請求項17所述之裝置，其中該控制器控制該鏡基於在該第一區域與該第二區域之相對邊緣之間的一水平距離旋轉。

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