TWM603510U

TWM603510U - 照明設備

Info

Publication number: TWM603510U
Application number: TW109209702U
Authority: TW
Inventors: 蕭賢德; 王宣復
Original assignee: 華洋精機股份有限公司
Priority date: 2020-07-29
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2020-11-01

Abstract

本創作的照明設備用以對照明區提供照明，照明設備包括至少兩個照明裝置。至少兩個照明裝置被設置在照明區周圍，且相面對。至少兩個照明裝置的每一個用以將水平排列的多個準直光束垂直匯聚成平行光後再以水平聚焦成照明光來照射照明區。

Description

照明設備

本創作與視覺檢查或掃描系統有關，特別是指視覺檢查或掃描系統的照明設備。

隨著半導體技術提升，半導體材料(例如晶圓)的結構、尺寸或線路愈來愈精細，各階段製程的檢查也變得愈來愈重要，檢查不僅是對半導體材料檢查，還包括製程中所使用的材料或裝置，例如光罩。

目前已知的暗區檢查技術是將照明光照(投)射在半導體材料或光罩上，再透過取像設備拍攝已獲得對應的影像，這種技術讓半導體材料或光罩上的粉塵或異物在影像上是明亮，而被發現。

目前照明光通常採用一個高強度光源來對光罩提供照明，光罩上由導電路徑所構成的圖案的反射率是比粉塵或異物的反射率更好，目前，照明光照射光罩被檢查區域時，被檢查區域範圍內的微小地粉塵或異物及圖案都會被照亮，但由於圖案的反射率高於微小地粉塵或異物的反射率，因此，將使得圖案的反射光強度大於微小地粉塵或異物的反射光強度，而不利於取像及檢查作業。

為了避免上述單一光源所產生的問題，目前照明光也有透過環狀排列的雷射光束組成的照明光，如圖6所示，圖6是透過環狀排列的八個雷射光束投射在物件上的受光角度圖，圖中可發現雷射光束是單一角度的大致準直光束，也就是說雷射光束投射的角度可以產生高強度的照明，雷射光束與雷射光束之間的間隔則幾乎沒有照明光。雖然這種照明方式可以增加被檢查區域範圍的受光角度，但仍不足以在360度的範圍中均勻分配照明光，因此，取像設備拍攝時，被檢查區域範圍內的圖案的反射光強度仍可能會特定角度中發生大於微小地粉塵或異物的反射光強度的現像，故也不利於取像及檢查作業。

本創作的照明設備可以提供更均勻角度及高強度的照明，以清楚地照亮異物或缺陷，而清楚識別異物或缺陷的位置及尺寸。

為了達成上述目的，本創作的照明設備用以對照明區提供照明，照明設備包括至少兩個照明裝置。至少兩個照明裝置被設置在照明區周圍，且相面對。至少兩個照明裝置的每一個用以將水平排列的多個準直光束垂直匯聚成平行光後再以水平聚焦成照明光來照射照明區。

如此，本創作的照明裝置可以透過多個準直光束聚焦的照明光來提供多角度的照明，並可對照明區提供高照度的照明。

為了達成上述目的，本創作的照明設備用以對照明區提供照明。照明設備包括多個照明裝置。多個照明裝置被環繞設置在照明區周圍。多個照明裝置的每一個用以將水平排列的多個準直光束垂直匯聚成平行光後再以水平聚焦成照明光來照射照明區。

如此，本創作的照明裝置可以透過多個準直光束提供更多角度及亮度的照明，並透過環繞照明區周圍的照明裝置來提供較廣角度的照明。

有關本創作所提供的照明設備的詳細構造、組成、特點、運作或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本創作領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本創作所列舉的特定實施例，僅係用於說明本創作，並非用以限制本創作之專利申請範圍。

以下，茲配合各圖式列舉對應之較佳實施例來對本創作的照明設備的組成構件及達成功效來作說明。然各圖式中照明設備的構件、尺寸、外觀、照明範圍僅用來說明本創作的技術特徵，而非對本創作構成限制。

如圖1所示，本創作的照明設備常被應用在特定製程的視覺掃描系統100，視覺掃描系統100透過拍攝被檢物的被檢表面的部分影像並透過已知影像處理技術來檢查影像對應被檢表面狀態，並在被檢面上標註資訊，例如，被檢面上的粉塵、灰塵、髒污或缺陷的位置。

被檢查物例如玻璃、晶圓及光罩等檢查環境。隨後實施例說明中被檢物以光罩300為例。光罩300包括玻璃31、框架33及膜35，玻璃31的表面包括圖案層32。框架33連接玻璃31，且框住圖案層32。膜35連接框架33，用以防止異物(例如粉塵)附著在圖案層32。被檢面是圖案層32。

視覺掃描系統100包括照明設備11及取像設備13。照明設備11用以對圖案層32的照明區15提供照明，照明區15是圖案層32的部分區域。照明設備11包括二照明裝置17、19。二照明裝置17、19被設置在照明區15周圍，且相面對。取像設備13用以拍攝取像區137內圖案層32的影像，取像區137是取像設備13觀察圖案層32的範圍，如圖中兩虛線界定範圍。照明區15的範圍大致是小於取像區137。取像設備13拍攝照明區15的影像，且包括第一照相機131、第二照相機133及分光鏡135。

本實施例中，照明裝置17產生藍色可見光的照明，照明裝置19產生綠色可見光的照明。取像設備13的第一照相機131及第二照相機133分別有濾鏡132、134，第一照相機131的濾鏡132是濾除藍色可見光，以接收綠色可見光，第二照相機133的濾鏡134是濾除綠色可見光，以接收藍色可見光。其他實施例中，照明裝置17、19也可以是其他顏色或全部相同顏色的可見光或不可見光，故照明裝置17、19的照明光線顏色選用不以本實施例所述為限。

本實施例中，照明區15內照明的反射光151會進入取像設備13內，並通過分光鏡135而分別進入第一照相機131及第二照相機133，以形成對應影像，影像再透過已知的影像處理技術處理來辨別圖案層的狀態。

因為取像區或照明區15是比圖案層32小，本實施例中，照明區15的尺寸大致是10mm*10mm，因此，為了檢察整個圖案層32，光罩300及視覺掃描系統100會相對移動，例如移動光罩300以讓視覺掃描系統100的檢查整個圖案層32，或者，移動視覺掃描系統100以依序檢查完整個光罩300的圖案層32。

如圖2及圖3所示，照明裝置17、19是相同的結構，隨後以編號17的照明裝置為例，照明裝置17包括發光單元171、微透鏡陣列173、第一透鏡175及第二透鏡176。發光單元171包括多個發光元件172，以產生多個發散光1721，發光元件172可以是發光二極體(LED)。發光元件172是沿水平線間隔排列，以提供多角度水平排列的發光源。微透鏡陣列173位在發光單元171及聚光透鏡175之間，且包括多個微透鏡174，微透鏡174沿著與發光元件172排列相同的水平線排列，發光元件172及微透鏡174的排列與水平線是平行排列。發光元件172產生的發散光1721一對一通過微透鏡174以輸出水平排列且大致準直光束1741，準直光束1741是沿水平線排列。發光元件172是一對一對準微透鏡174，微透鏡174可以是柱狀。其中，水平排列的準直光束1741大致呈線光源。第一透鏡175包括球面，準直光束1741通過第一透鏡175以垂直匯聚輸出平行光1751，垂直匯聚是透過第一透鏡175限制平行光1751的最高及最低的投射範圍，以使平行光1751匯聚在特定高度的線光源照明。第二透鏡176面對第一透鏡175，且用以供平行光1751通過而水平聚焦輸出照明光177，照明光177最終聚焦成點光源如此，照明裝置17、19產生的照明光177可達成多角度共焦且增加亮度的目的的，即擁有高亮度且受光角度豐富的特性。

如此，本創作的照明裝置17、19可透過將水平排列的準直光束1741透過垂直匯聚成平行光1751後在以水平聚焦成照明光175而提供多角度且高亮度的照明。

如圖4所示，圖4是取像設備觀看照明區的示意圖。照明設備51包括八個照明裝置53，八個照明裝置53是設置在照明區55周圍，並環繞成360度照明，八個照明裝置53的照明光57是照設在照明區55內，以提供照明區55多角度且高亮度(光強度)的照明，每個照明裝置53的組成及應用與前述照明裝置17相同，於此不在贅述。照明區55在取像區59內，取像區59大致呈圓形。如此，照明設備51可以提供大致涵蓋360度的光線的照明並具備高亮度的特性。

如圖5所示，圖5是圖4中物件受光的光強度量測圖。由於本創作的照明設備是將多角度發光源形成的線光源轉換成聚焦的照明光，因此，從圖5中可理解各照明裝置可以提供較廣角度的照明光，以讓物件受光角度更豐富，此外，各照明裝置輸出的聚焦照明光能輸出發光元件的光強度，而有效提升物件表面受光的光強度。

在進行暗區檢查時，本創作的照明裝置的照明光可避免光罩的圖案產生較強的反射光，並可提高粉塵或異物的反射光強度，而更適合辨別粉塵或異物的位置及尺寸等，以提高視覺掃描系統的識別能力。

最後，再次強調，本創作於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

100:視覺掃描系統 11, 51:照明設備 13:取像設備 131:第一照相機 132, 134:濾鏡 133:第二照相機 135:分光鏡 137, 59:取像區 15, 55:照明區 151:反射光 17, 19, 53:照明裝置 171:發光單元 172:發光元件 1721:發散光 173:微透鏡陣列 174:微透鏡 1741:準直光束 175:第一透鏡 1751:平行光 176:第二透鏡 177, 57:照明光 300:光罩 31:玻璃 32:圖案層 33:框架 35:膜

圖1是本創作的照明設備應用在視覺掃描系統以檢查被檢物的示意圖。圖2是圖1中照明設備的其中一照明裝置的光學結構及照明光的俯視示意圖。圖3是圖1中照明設備的其中一照明裝置的光學結構及照明光的側視視意圖。圖4是圖1中從視覺掃描系統的取像設備觀察照明區，及環狀排列的照明裝置的示意圖。圖5是應用圖4中照明裝置照射物件，物件受光角度及光強度的關係圖。圖6是應用環狀雷射光束量測物件受光角度及光強度的關係圖。

100:視覺掃描系統

11:照明設備

13:取像設備

131:第一照相機

132,134:濾鏡

133:第二照相機

135:分光鏡

137:取像區

15:照明區

151:反射光

17,19:照明裝置

300:光罩

31:玻璃

32:圖案層

33:框架

35:膜

Claims

一種照明設備，用以對一照明區提供照明，包括：至少二個照明裝置，被設置在該照明區周圍，且相面對，該至少二個照明裝置的每一個用以將水平排列的多個準直光束垂直匯聚成一平行光後再以水平聚焦成一照明光來照射該照明區。
如請求項1所述的照明設備，其中，該平行光是一線光源，該照明光是一點光源。
如請求項1所述的照明設備，其中，該至少二個照明裝置的每一個包括一發光單元、一微透鏡陣列、一第一透鏡及一第二透鏡，該發光單元包括多個發光元件，以產生多個發散光，該微透鏡陣列位在該發光單元及該第一透鏡之間，且包括多個微透鏡，該多個發散光一對一通過該多個微透鏡以輸出該多個準直光束，該多個準直光束通過該第一透鏡以垂直匯聚輸出該平行光，該第二透鏡面對該第一透鏡，且用以供該平行光通過而水平聚焦輸出該照明光。
如請求項3所述的照明設備，其中，該多個發光元件及該多個微透鏡的排列是平行排列。
如請求項1所述的照明設備，其中，該至少二個照明裝置的照明光包括一藍色可見光及一綠色可見光。
一種照明設備，用以對一照明區提供照明，包括：多個照明裝置，被環繞設置在該照明區周圍，該多個照明裝置的每一個用以將水平排列的多個準直光束垂直匯聚成一平行光後再以水平聚焦成一照明光來照射該照明區。
如請求項6所述的照明設備，其中，該平行光是線光源，該照明光是一點光源。
如請求項6所述的照明設備，其中，該多個照明裝置的每一個包括一發光單元、一微透鏡陣列、一第一透鏡及一第二透鏡，該發光單元包括多個發光元件，以產生多個發散光，該微透鏡陣列位在該發光單元及該第一透鏡之間，且包括多個微透鏡，該多個發散光一對一通過該多個微透鏡以輸出該多個準直光束，該多個準直光束通過該第一透鏡以垂直匯聚輸出該平行光，該第二透鏡面對該第一透鏡，且用以供該平行光通過而水平匯聚輸出該照明光。
如請求項8所述的照明設備，其中，該多個發光元件及該多個微透鏡的排列是平行排列。