TWI756287B - 用於在透明基板上檢查缺陷的方法及裝置和發射入射光之方法 - Google Patents

Abstract

一種在透明基板上檢查缺陷的方法可包括：選擇照明光學系統之梯度以使得入射到透明基板上的光具有第一角度；選擇偵測光學系統之梯度以使得位於透明基板上方的偵測光學系統之光軸具有等於或小於第一角度的第二角度；調節照明光學系統、透明基板、及偵測光學系統之至少一個的位置，使得偵測光學系統之視野覆蓋光遇到透明基板之第一表面的第一區域並且不覆蓋光遇到透明基板之第二表面的第二區域，第二表面與第一表面相對；照明透明基板；以及偵測從透明基板散射的光。

Description

用於在透明基板上檢查缺陷的方法及裝置和發射入射光之方法

本申請案主張於2016年11月2日申請的美國臨時申請案第62/416,308號之優先權，其全部內容作為本文之基礎並且以參考方式併入本文中。

本文所揭示之一或多個實施例係關於一種用於藉由判別透明基板上的缺陷來檢查缺陷的裝置及方法以及一種發射入射光的方法。

透明基板上的缺陷可藉由使用光學方法檢查，該光學方法涉及將光發射至待檢查之物件並偵測從待檢查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，不僅偵測在待檢查之物件之第一表面（亦即，光首先入射到其上的表面）上的缺陷，亦偵測在與第一表面相對的第二表面上或在待檢查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與透明基板之第一表面相對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）的裝置及方法。

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認識到。

根據一或多個實施例，一種檢查透明基板之缺陷的方法包括：選擇照明光學系統之梯度以使得從照明光學系統發射並入射到透明基板上的光相對於透明基板之垂直方向具有第一角度；選擇偵測光學系統之梯度以使得位於透明基板上方之偵測光學系統的光軸相對於透明基板之垂直方向具有等於或小於第一角度的第二角度；調節照明光學系統、透明基板、及偵測光學系統之至少一個的位置，使得偵測光學系統之視野覆蓋光遇到透明基板之第一表面的第一區域並且不覆蓋穿過透明基板透射的光遇到透明基板之第二表面的第二區域，第二表面與第一表面相對；藉由從照明光學系統發射光來照明透明基板；以及藉由偵測光學系統偵測從透明基板散射的光。

選擇照明光學系統之梯度可包括選擇第一角度以使得第一區域與第三區域不彼此重疊，其中第三區域係透射光從第二區域反射並遇到透明基板之第一表面的區域。

第一角度可根據以下方程式選擇：

其中D_R1R3 係在第一區域與第三區域之間的分開距離，T係透明基板之厚度，θ₁ 係第一角度，n係透明基板之折射率，並且W_L 係入射光之波束寬度。

照明光學系統、透明基板、及偵測光學系統之至少一個的位置可根據以下方程式調節：

其中D_FOVR2’ 係在視野與第二區域(2'nd region)之間的分開距離，第二區域(2'nd region)係當於第二角度看到第二區域(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，以及D_R1R2’ 係在第一區域與第二區域(2'nd region)之間的分開距離並且由以下方程式決定：

其中T係透明基板之厚度，θ₁ 係第一角度，θ₂ 係第二角度，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照明光學系統之波束寬度及偵測光學系統之視野寬度的至少一個，使得偵測光學系統之視野與第一區域匹配。

調節照明光學系統之波束寬度及偵測光學系統之視野寬度的至少一個可包括根據以下方程式調節照明光學系統之波束寬度及偵測光學系統之視野寬度的至少一個：

其中θ₁ 係第一角度，θ₂ 係第二角度，W_L 係入射光之波束寬度，並且W_FOV 係偵測光學系統之視野寬度。

入射光可係S偏振。

該方法可進一步包括獲得根據偵測光學系統之梯度指示從透明基板散射的散射光之強度的資料。

第二角度可經選擇為基於資料指示最大散射光強度的梯度。

該方法可進一步包括移動安裝在平臺上的透明基板，其中照明與偵測在移動透明基板時同時進行。

偵測光學系統可包括使用時間延遲及積分的互補金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide-semiconductor; CMOS)影像感測器。

照明光學系統可包括經配置以產生藍光的光源。

照明光學系統可包括光源，該光源經配置以產生具有從約400 nm至約500 nm範圍變化之波長頻帶的光。

在偵測從透明基板散射的散射光之後，該方法可進一步包括決定經偵測具有等於或大於參考光強度之光強度的部分為在透明基板之第一表面上的缺陷。

根據一或多個實施例，一種發射入射光的方法包括：準備透明基板；計算入射到透明基板上的光之入射角範圍，使得其中入射光遇到透明基板之第一表面的第一區域不重疊穿過透明基板透射並從透明基板之第二表面反射的光遇到透明基板之第一表面的第二區域，第二表面與第一表面相對；以及基於入射角範圍調節發射入射光之照明光學系統的梯度。

入射光之入射角可基於以下方程式計算：

其中D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。

無論何時改變透明基板之厚度、透明基板之折射率、及入射光之波束寬度的至少一個，可進行入射角範圍之計算及照明光學系統之梯度之調節。

根據一或多個實施例，一種用於檢查透明基板之缺陷的裝置包括：第一平臺，其經配置以移動安裝在第一平臺上的透明基板；照明光學系統，其位於透明基板上方，具有相對於透明基板之垂直方向成第一角度傾斜的光軸，並且包括產生藍光之光源；偵測光學系統，其位於透明基板上方並且包括時間延遲及積分互補金屬氧化物半導體(time delay and integration complementary metal-oxide-semiconductor; TDI CMOS)影像感測器，該影像感測器具有相對於透明基板之垂直方向成等於或小於第一角度之第二角度傾斜的光軸；以及控制器，其經配置以計算照明光學系統、透明基板、及偵測光學系統之至少一個之位置範圍，使得偵測光學系統之視野覆蓋從照明光學系統發射的光遇到透明基板之第一表面的第一區域並且不覆蓋穿過透明基板透射的光遇到透明基板之第二表面的第二區域，第二表面與第一表面相對。

該裝置可進一步包括連接至照明光學系統及偵測光學系統之任一個並且經配置以移動照明光學系統或偵測光學系統的第二平臺。

該裝置可進一步包括：第一波束收集器，其位於透明基板上方以與照明光學系統相對而透明基板處於其之間並且經配置以擷取並吸收從透明基板反射的反射光；以及第二波束收集器，其位於透明基板下方以與照明光學系統相對而透明基板處於其之間並且經配置以擷取並吸收穿過透明基板透射的透射光。

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号指示相同或相似部分。應理解，儘管術語第一、第二、等等本文可用以描述各個組件，但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，否則以單數形式使用之表達涵蓋複數表達。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、或其組合的存在，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。若在本文中術語不經特別定義，應理解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。

预期有例如由於製造技術及/或容差而與示出形狀之差異。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。當在元件清單之前時諸如「至少一個」的表達修飾元件之完整清單並且不修飾清單之獨立元件。

第1A圖係根據一實施例的用於偵測透明基板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之入射光L、透射光L_T 、及反射光L_R ，以及偵測光學系統120之視野FOV。

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、偵測光學系統120、控制器130、其上安裝有透明基板TS的第一平臺140、以及第一波束收集器151a及第二波束收集器151b。照明光學系統110及偵測光學系統120與透明基板TS之垂直方向成不同角度傾斜。

待由裝置100檢查的物件係透明基板TS。透明基板TS可包括光入射到其上的第一表面TS_TS 及與第一表面TS_TS 相對的第二表面BS_TS 。為外來材料之粒子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。粒子P_TS 及P_BS 可在使用透明基板TS的後續製程中在透明基板TS上導致缺陷。特定言之，必須精確地監視透明基板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 。

透明基板TS可係用於顯示器元件（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）中的玻璃基板。透明基板TS經示出為具有與實際透明基板之厚度（例如，數毫米至數微米）相比誇示的厚度。

照明光學系統110可位於透明基板TS上方以具有相對於透明基板TS之垂直方向成第一角度傾斜的光軸。照明光學系統110可包括光源110-1、偏振器110-2、及聚焦透鏡110-3。偏振器110-2及聚焦透鏡110-3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可係光射線或雷射波束。光源110-1可例如產生藍光。在一實施例中，光源110-1可產生具有從約400 nm至約500 nm範圍變化之波長頻帶的光。

偏振器110-2可將由光源110-1產生的光轉化為S偏振光。在照明光學系統110及偵測光學系統120傾斜而透明基板TS處於其之間的結構中，偵測光學系統120可具有用於偵測S偏振光的較高效率，這將在下文參考第6圖詳細說明。

聚焦透鏡110-3可在透明基板TS之發射區域上聚焦由光源110-1產生的光。亦即，聚焦透鏡110-3可調節透明基板TS之發射區域之大小。

照明光學系統110可連接至第一角度調節構件111。第一角度調節構件111可調節照明光學系統110之梯度，使得照明光學系統110具有相對於透明基板100之垂直方向傾斜的第一角度。

照明光學系統110及第一角度調節構件111可安裝在第二平臺113上。照明光學系統110之位置可藉由連接至第二平臺113的第一位置調節構件115來調節。歸因於第一支撐構件117，照明光學系統110、第一角度調節構件111、第二平臺113、及第一位置調節構件115可位於距離底部之預定高度處。

偵測光學系統120可與照明光學系統110相對地定位而透明基板TS處於其之間，使得偵測光學系統120具有相對於透明基板TS之垂直方向成等於或小於第一角度之第二角度傾斜的光軸。偵測光學系統120可包括成像透鏡120-1及照相機120-2。成像透鏡120-1可調節偵測光學系統120之視野FOV之範圍。照相機120-2可係使用時間延遲及積分(time delay and integration; TDI)的CMOS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第一平臺140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影像感測器對藍光具有高敏感度，甚至當粒子P_TS 係微小的並且散射強度較低時，TDI CMOS影像感測器可顯示高偵測效率。

偵測光學系統120可連接至第二角度調節構件121。第二角度調節構件121可調節偵測光學系統120之梯度，使得偵測光學系統120具有相對於透明基板110之垂直方向傾斜的第二角度。

偵測光學系統120及第二角度調節構件121可連接至第三平臺123。偵測光學系統120之位置可根據第二支撐構件127藉由連接至第三平臺123的第二位置調節構件125來調節。歸因於第二位置調節構件125及第二支撐構件127，偵測光學系統120、第二角度調節構件121、及第三平臺123可位於距離底部之預定高度處。

控制器130可計算照明光學系統110、透明基板TS、及偵測光學系統120之至少一個的位置範圍。由此，偵測光學系統120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，並且可僅偵測在透明基板TS之第一表面TS_TS 上從粒子P_TS 散射的光。亦即，裝置100可判別並偵測透明基板TS之第一表面TS_TS 上的粒子P_TS 及透明基板TS之第二表面BS_TS 上的粒子P_BS ，這將在下文參考第4圖詳細說明。

控制器130可基於在偵測到從透明基板TS散射的散射光之後獲得的結果來決定具有等於或大於參考光強度之光強度的部分為透明基板TS之第一表面TS_TS 之缺陷並且可輸出決定結果。亦即，控制器130可決定具有等於或小於參考光強度之光強度的部分為透明基板TS之第二表面BS_TS 之缺陷並且可從所得結構移除缺陷。

在一些實施例中，控制器130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120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、光碟、磁光碟、及記憶卡。

透明基板TS可藉由第一平臺140水平並垂直地移動。在一些實施例中，第一平臺140可包括第三支撐構件141、可移動構件143、及輸送構件145。透明基板TS可於距離底部之預定高度處穿過支撐透明基板TS之末端的第三支撐構件141連接至可移動構件143。可移動構件143可在輸送構件145上移動。然而，第一平臺140不限於上述配置。在一些實施例中，第一平臺140可包括空氣軸承組件。在此情形中，真空壓力或空氣壓力可在透明基板TS與空氣軸承組件之頂部表面第一表面之間經由在空氣軸承組件中形成的空氣孔施加以支撐或移動透明基板TS。由於空氣軸承組件難以接觸透明基板TS，空氣軸承組件可在偵測缺陷的過程中保護透明基板TS。

第一波束收集器151a及第二波束收集器151b可移除與從透明基板TS之第一表面TS_TS 上的粒子P_TS 散射的光不同的雜訊光。第一波束收集器151a可位於透明基板TS上方以與照明光學系統110相對而透明基板TS處於其之間。第一波束收集器151a可擷取並吸收從透明基板TS之第一表面TS_TS 反射的反射光L_R 。第二波束收集器151b可位於透明基板TS下方以與照明光學系統110相對而透明基板TS處於其之間。第二波束收集器151b可擷取並吸收穿過透明基板TS透射的透射光L_T 。在一些實施例中，第一波束收集器151a及第二波束收集器151b之各者可由碳奈米管箔形成。

第一波束收集器151a及第二波束收集器151b可分別藉由第一固定構件153a及第二固定構件153b固定至第四支撐構件155。儘管未在第1A圖及第1B圖中圖示，位置調節構件可分別連接至第一固定構件153a及第二固定構件153b，並且第一波束收集器151a及第二波束收集器151b可藉由第一固定構件153a及第二固定構件153b移動。

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圖係第1A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。第4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110之梯度及偵測光學系統120之梯度的操作以及調節照明光學系統110、透明基板TS、及偵測光學系統120之位置的操作。偵測第2圖之透明基板TS之缺陷的方法可使用第1A圖之裝置100。相同元件由相同元件符號指示，並且因此將不給出其重複說明。

參看第1A圖直至第2圖，在操作S101中，可選擇照明光學系統110之梯度以使得從照明光學系統110發射並且入射到透明基板TS上的入射光L之光軸AX1相對於透明基板TS之垂直方向具有第一角度θ₁ 。

當入射光L遇到透明基板TS之第一表面TS_TS 時，可形成第一區域R1。當穿過透明基板TS透射的透射光L_T （來自入射光L中）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，當在第二區域R2上存在粒子P_BS 時，從第二區域R2上之粒子P_BS 散射並反射的光可到達第一區域R1。在此情形中，由於可同時偵測到從第一表面TS_TS 上之粒子P_TS 散射的光及從第二表面BS_TS 上之粒子P_BS 散射的光，不能判別第一表面TS_TS 上之粒子P_TS 及第二表面BS_TS 上之粒子P_BS 。

由此，可調節入射光L之入射角以使得最小化從第二表面BS_TS 散射的光對作為待檢查之表面的第一表面TS_TS 的影響。

詳細而言，當透射光L_T 從第二區域R2反射並遇到透明基板TS之第一表面TS_TS 時，可形成第三區域R3。在此情形中，可選擇第一角度θ₁ 以使得第一區域R1與第三區域R3不彼此重疊。由此，第一角度θ₁ 可在根據方程式1計算的入射角範圍內選擇。

其中D_R1R3 係在區域R1與第三區域R3之間的分開距離，T係透明基板TS之厚度，θ₁ 係第一角度，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 各者係平行光並且接受入射光L的空氣之折射率係1。從照明光學系統110發射的入射光L可具有第一波束寬度W_L ，並且隨後當遇到透明基板TS時可在第一區域R1上具有第二波束寬度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W_L ’=

。透射光L_T 及反射光L_R 在第二區域R2及第三區域R3上具有第二波束寬度WL’。

因此，入射光L之入射角範圍可藉由使用方程式1計算，使得最小化從透明基板TS之第二表面BS_TS 散射的光對作為待檢查之表面的第一表面TS_TS 的影響。接下來，照明光學系統110之第一角度θ₁ 可基於入射角範圍選擇。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，可進行計算入射角範圍及選擇照明光學系統之梯度。

接下來，參看第2圖及第4圖，在操作S103中，可選擇偵測光學系統120之梯度以使得位於透明基板TS上方的偵測光學系統120之光軸AX2相對於透明基板TS之垂直方向具有第二角度θ₂ 。偵測光學系統120之光軸AX2可指偵測光學系統之視野FOV之光路徑。

在此情形中，第二角度θ₂ 可經選擇為等於或小於第一角度θ₁ 。由此，偵測光學系統120之視野FOV可不重疊從透明基板TS之第二表面BS_TS 反射並從透明基板TS之第一表面TS_TS 於第一角度θ₁ 發射的反射光L_R 。由此，偵測光學系統120可最小化歸因於第二表面BS_TS 之反射光L_R 導致之雜訊之影響。

此外，第二角度θ₂ 可經選擇為根據偵測光學系統120之梯度指示散射強度中最大散射強度的值。在此情形中，由於S偏振光之平均散射強度大於P偏振光之平均散射強度，入射光L可係S偏振。在一些實施例中，當在選擇偵測光學系統120之梯度的操作S103之前為S偏振之入射光L入射到透明基板TS上時，可進行獲得資料的操作，該資料根據偵測光學系統120之梯度指示從透明基板TS散射的光之散射強度。接下來，第二角度θ₂ 可經選擇為基於資料指示最大散射強度的角度，這將在下文參考第6圖詳細說明。

接下來，在操作S105中，可調節照明光學系統110之第一波束寬度W_L 及偵測光學系統120之第一視野寬度W_FOV 的至少一個，使得偵測光學系統120之視野FOV之寬度與第一區域R1彼此匹配。

詳細而言，從照明光學系統110發射的入射光L具有第一波束寬度W_L 並且隨後具有在第一區域R1上之第二波束寬度W_L ’，並且第一波束寬度W_L 與第二波束寬度W_L ’具有關係

。 同樣，偵測光學系統120之視野FOV具有在透明基板TS上之第二視野寬度W_FOV ’，並且第一視野寬度W_FOV 與第二視野寬度W_FOV ’具有關係

。由此，照明光學系統110之第一波束寬度W_L 及偵測光學系統120之第一視野寬度W_FOV 的至少一個可根據方程式4調節。

藉由使第二波束寬度W_L ’與第二視野寬度W_FOV ’相匹配，可防止將雜訊光不必要地引入偵測光學系統120中並且可防止浪費照明光學系統110之入射光L。儘管出於方便說明之目的，在第4圖中第二波束寬度W_L ’與第二視野寬度W_FOV ’彼此不同，第二波束寬度W_L ’與第二視野寬度W_FOV ’可實質上相同。

接下來，在操作S107中，可調節照明光學系統110、透明基板TS、及偵測光學系統120之至少一個的位置。在此情形中，可調節照明光學系統110、透明基板TS、及偵測光學系統120之相對位置以使得偵測光學系統120之視野FOV覆蓋第一區域R1並且不覆蓋第二區域R2。

亦即，當偵測光學系統120之視野FOV亦覆蓋第二區域R2時，偵測光學系統120亦偵測第二區域R2上的粒子P_BS 。在此情形中，由於同時偵測到從第一表面TS_TS 上之粒子P_TS 散射的光及從第二表面BS_TS 上之粒子P_BS 散射的光，第一表面TS_TS 上之粒子P_TS 及第二表面BS_TS 上之粒子P_BS 可能無法區別彼此。

由此，可調節元件之位置以使得偵測光學系統120之視野FOV僅覆蓋第一區域R1。

詳細而言，當在透明基板TS上之第二角度θ₂ 之視野tFOV中觀察第二區域R2時，第二區域R2可穿過第二區域R2’暴露至透明基板TS之第一表面TS_TS 。由此，偵測光學系統120之視野FOV覆蓋第一區域R1並且與第二區域R2’間隔開預定分開距離D_R1R2 ’。由此，照明光學系統110、透明基板TS、及偵測光學系統120之至少一個的位置可根據方程式2調節。

其中D_FOVR2 ’係在視野FOV與第二區域R2’之間的分開距離並且D_R1R2 ’係在第一區域R1與第二區域R2’之間的分開距離。分開距離D_FOVR2 ’及分開距離D_R1R2 ’可根據方程式3決定。

其中T係透明基板TS之厚度，θ₁ 係第一角度，θ₂ 係第二角度，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3可在以下條件下導出：視野FOV可具有第三寬度W_FOV 並且當遇到透明基板TS時可具有第四寬度W_FOV ’。在此情形中，第四寬度W_FOV ’與第三寬度W_FOV 具有關係

。

因此，可藉由使用方程式2及方程式3調節照明光學系統110、透明基板TS、及偵測光學系統120之相對位置以使得偵測光學系統120之視野FOV僅覆蓋第一區域R1。無論何時改變透明基板TS之厚度T、透明基板TS之折射率、入射光L之波束寬度W_L 、第一角度θ₁ 及第二角度θ₂ 之至少一個，可進行照明光學系統110、透明基板TS、及偵測光學系統120之位置的調節。

在操作S109中，照明光學系統110及偵測光學系統120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S111中，從透明基板TS散射的散射光可藉由使用偵測光學系統120來偵測。照明透明基板TS的操作S109以及偵測散射光的操作S111可在移動安裝在第一平臺140上的透明基板TS時同時進行。由此，可快速地檢查甚至在完整透明基板TS上的缺陷。

接下來，在操作S113中，可選擇性決定偵測為具有等於或大於參考光強度之光強度的部分為透明基板TS之第一表面TS_TS 上的粒子P_TS 。因此，藉由基於待檢查之物件係透明基板的特性精確地調節照明光學系統110之梯度、偵測光學系統120之梯度、及各個部件之位置，透明基板TS之第一表面TS_TS 上的粒子P_TS 可藉由與第二表面BS_TS 上的粒子P_BS 相區別以高精確度偵測。

儘管粒子P_TS 及P_BS 分別在透明基板TS的第一表面TS_TS 及第二表面BS_TS 上存在，根據本揭示檢查透明基板之缺陷的方法亦可用以檢查與粒子P_TS 及P_BS 不同的普遍缺陷。

第5圖係示出了在偵測光學系統120之第二角度θ₂ 與在第一區域R1與第二區域R2’之間的分開距離D_R1R2 ’之間的關係之圖。在此情形中，照明光學系統110之第一角度θ₁ 可維持恆定。

參看第1A圖、第4圖、及第5圖，隨著偵測光學系統120之第二角度θ₂ 增加，在第一區域R1與第二區域R2’之間的分開距離D_R1R2 ’可增加。亦即，隨著偵測光學系統120之第二角度θ₂ 增加，將第二區域R2之雜訊光引入偵測光學系統120之視野FOV中的風險可減小。此外，根據方程式2，視野FOV之可變範圍可增加。然而，甚至在此情形中，偵測光學系統120之第二角度θ₂ 應如上文詳細描述選擇為等於或小於照明光學系統110之第一角度θ₁ 。

隨著入射光L之波束寬度增加到50 μm、75 μm、100 μm、125 μm、及150 μm，分開距離D_R1R2’ 減小並且因此將第二區域R2之雜訊光引入偵測光學系統120之視野FOV中的風險可增加。由此，隨著從照明光學系統110發射的入射光L之波束寬度減小，透明基板TS之第二表面BS_TS 之影響可更有效地降低。

第6圖係示出了在偵測光學系統120之梯度與散射光之散射強度之間的關係之圖。圖之水平軸表示從在透明基板TS中形成的垂直軸逆時針增加的角度。

參看第6圖，歸因於在透明基板TS之第一表面上的缺陷，入射到透明基板TS上的入射光L可散射以變為向後之散射光L_BS 或向前之散射光。向前之散射光可包括從透明基板TS反射的反射之向前之散射光L_FSR 以及穿過透明基板TS透射的透射之向前之散射光L_FST 。

參看第4圖及第6圖，定位偵測光學系統120以與照明光學系統110相對而透明基板TS處於其前之間，並且偵測光學系統120之第二角度θ₂ 可根據偵測光學系統120之梯度選擇為當反射之向前之散射光L_FSR 具有最大強度時的值。

參看第6圖之圖，在從90°至180°之偵測光學系統之位置範圍中，當反射之向前之散射光L_FSR 係S偏振時反射之向前之散射光L_FSR 的強度大於當反射之向前之散射光L_FSR 不係偏振或係P偏振時的強度。由此，照明光學系統110發射如上文所述的S偏振之入射光。

當反射之向前之散射光L_FSR 係S偏振時，反射之向前之散射光L_FSR 於偵測光學系統之梯度係約157.5°的點處具有最大散射強度。由此，偵測光學系統之梯度可選擇為約157.5°，於此處反射之向前之散射光L_FSR 具有最大強度。然而，該值係基於特定照明光學系統之入射角，並且根據偵測光學系統之梯度的散射強度資料可根據照明光學系統之入射角而變化。

第7圖係根據一實施例的將入射光發射至透明基板的方法之流程圖。

參看第7圖，在操作S201中，可製備透明基板。可計算在透明基板上發射至透明基板的入射光之入射角範圍。在此情形中，在操作S203中，可計算入射角範圍以使得入射光遇到透明基板之第一表面的第一區域與入射光中穿過透明基板透射並從透明基板之第二表面反射的反射光遇到透明基板之第一表面的第二區域不彼此重疊。接下來，在操作S205中，發射入射光的照明光學系統之梯度可基於入射角範圍來調節。在此情形中，如上文參考第2圖詳細描述，入射角範圍可藉由使用方程式1來計算。

根據本揭示，可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。

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‧‧‧偏振器110-3‧‧‧聚焦透鏡111‧‧‧第一角度調節構件113‧‧‧第二平臺115‧‧‧第一位置調節構件117‧‧‧第一支撐構件120‧‧‧偵測光學系統120-1‧‧‧成像透鏡120-2‧‧‧照相機121‧‧‧第二角度調節構件123‧‧‧第三平臺125‧‧‧第二位置調節構件127‧‧‧第二支撐構件130‧‧‧控制器140‧‧‧第一平臺141‧‧‧第三支撐構件143‧‧‧可移動構件145‧‧‧輸送構件151a‧‧‧第一波束收集器151b‧‧‧第二波束收集器153a‧‧‧第一固定構件153b‧‧‧第二固定構件155‧‧‧第四支撐構件S101‧‧‧操作S103‧‧‧操作S105‧‧‧操作S107‧‧‧操作S109‧‧‧操作S111‧‧‧操作S113‧‧‧操作S201‧‧‧操作S203‧‧‧操作S205‧‧‧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偵測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、透射光、或反射光以及偵測光學系統之視野；

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；

第4圖係第1A圖之部分A之放大視圖，用於說明選擇偵測光學系統之梯度的操作及調節照明光學系統、透明基板、及偵測光學系統之位置的操作；

第5圖係示出了在偵測光學系統之梯度與第一區域與第二區域(2'nd region)之間的分開距離之間的關係之圖。

第6圖係示出了在偵測光學系統之梯度與散射光之散射強度之間的關係之圖；以及

第7圖係根據一實施例的將入射光發射至透明基板的方法之流程圖。

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‧‧‧偏振器

110-3‧‧‧聚焦透鏡

111‧‧‧第一角度調節構件

113‧‧‧第二平臺

115‧‧‧第一位置調節構件

117‧‧‧第一支撐構件

120‧‧‧偵測光學系統

120-1‧‧‧成像透鏡

120-2‧‧‧照相機

121‧‧‧第二角度調節構件

123‧‧‧第三平臺

125‧‧‧第二位置調節構件

127‧‧‧第二支撐構件

130‧‧‧控制器

140‧‧‧第一平臺

141‧‧‧第三支撐構件

143‧‧‧可移動構件

145‧‧‧輸送構件

151a‧‧‧第一波束收集器

151b‧‧‧第二波束收集器

153a‧‧‧第一固定構件

153b‧‧‧第二固定構件

155‧‧‧第四支撐構件

Claims (20)

1. 一種檢查一透明基板之缺陷的方法，該方法包含以下步驟： 選擇一照明光學系統之一梯度以使得從該照明光學系統發射並入射到該透明基板上的光相對於該透明基板之一垂直方向具有一第一角度；選擇一偵測光學系統之一梯度以使得位於該透明基板上方的該偵測光學系統之一光軸相對於該透明基板之該垂直方向具有等於或小於該第一角度的一第二角度；調節該照明光學系統、該透明基板、及該偵測光學系統之至少一個之一位置，使得該偵測光學系統之一視野覆蓋該光遇到該透明基板之一第一表面的一第一區域並且不覆蓋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，該第二表面與該第一表面相對；藉由從該照明光學系統發射光來照明該透明基板；以及偵測從該透明基板散射並藉由該偵測光學系統偵測的光。
2. 如請求項1所述之方法，其中該選擇該照明光學系統之該梯度之步驟包含以下步驟：選擇該第一角度以使得該第一區域與一第三區域不彼此重疊， 其中該第三區域係其中該透射光從該第二區域反射並遇到該透明基板之該第一表面的一區域。
3. 如請求項2所述之方法，其中根據以下方程式選擇該第一角度：

   

   其中D_R1R3 係在該第一區域與該第三區域之間的一分開距離，T係該透明基板之一厚度，θ₁ 係該第一角度，n係該透明基板之一折射率，並且W_L 係該入射光之一波束寬度。
4. 如請求項1所述之方法，其中該照明光學系統、該透明基板、及該偵測光學系統之至少一個之該位置根據以下方程式調節：

   

   其中D_FOVR2 ’係在該視野與一第二區域之間的一分開距離，該第二區域係當於該第二角度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_DR1R2’ 係在該第一區域與該第二區域之間的一分開距離並且由該以下方程式決定：

   

   其中T係該透明基板之一厚度，θ₁ 係該第一角度，θ₂ 係該第二角度，n係該透明基板之一折射率，並且W_L 係該入射光之一波束寬度。
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及該偵測光學系統之一視野寬度的至少一個以使得該偵測光學系統之該視野寬度與該第一區域之該寬度相匹配。
6. 如請求項5所述之方法，其中該調節該照明光學系統之該波束寬度及該偵測光學系統之該視野寬度的至少一個之步驟包含以下步驟：根據該以下方程式調節該照明光學系統之該波束寬度及該偵測光學系統之該視野寬度的至少一個：

   

   其中θ₁ 係該第一角度，θ₂ 係該第二角度，W_L 係該入射光之一波束寬度，並且W_FOV 係該偵測光學系統之該視野寬度。
7. 如請求項1所述之方法，其中該入射光係S偏振。
8. 如請求項7所述之方法，進一步包含以下步驟：獲得根據該偵測光學系統之該梯度指示從該透明基板散射的該散射光之一強度的資料。
9. 如請求項8所述之方法，其中基於該資料將該第二角度選擇為指示一最大散射光強度的一梯度。
10. 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， 其中該照明及該偵測在移動該透明基板時同時進行。
11. 如請求項10所述之方法，其中該偵測光學系統包含使用時間延遲及積分的一互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器。
12. 如請求項1所述之方法，其中該照明光學系統包含經配置以產生藍光的一光源。
13. 如請求項1所述之方法，其中該照明光學系統包含一光源，該光源經配置以產生具有從約400 nm至約500 nm範圍變化的一波長頻帶的光。
14. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟：在該偵測到從該透明基板散射的該散射光之後，決定經偵測以具有等於或大於一參考光強度之一光強度的部分為該透明基板之該第一表面上的缺陷。
15. 一種發射入射光的方法，該方法包含以下步驟：： 製備一透明基板；計算在該透明基板上發射的光之一入射角範圍以使得該入射光遇到該透明基板之一第一表面的一第一區域不重疊穿過該透明基板透射並從該透明基板之一第二表面反射的光遇到該透明基板之該第一表面的一第二區域，該第二表面與該第一表面相對；以及基於該入射角範圍調節發射該入射光的一照明光學系統之一梯度。
16. 如請求項15所述之方法，其中該入射光之一入射角基於該以下方程式計算：

    

    其中D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 係該入射光之一波束寬度。
17. 如請求項15所述之方法，其中無論何時改變該透明基板之一厚度、該透明基板之一折射率、及該入射光之一波束寬度的至少一個，進行該計算該入射角範圍之步驟及該調節該照明光學系統之該梯度之步驟。
18. 一種用於檢查一透明基板之缺陷的裝置，該裝置包含： 一第一平臺，其經配置以移動安裝在該第一平臺上的一透明基板；一照明光學系統，其位於該透明基板上方，具有相對於該透明基板之一垂直方向成一第一角度傾斜的一光軸，並且包含產生藍光之一光源；一偵測光學系統，其位於該透明基板上方並且包含一時間延遲及積分互補金屬氧化物半導體(TDI CMOS)影像感測器，該影像感測器具有相對於該透明基板之該垂直方向成等於或小於該第一角度的一第二角度傾斜的一光軸；以及一控制器，其經配置以計算該照明光學系統、該透明基板、及該偵測光學系統之至少一個的一位置範圍，使得該偵測光學系統之一視野覆蓋從該照明光學系統發射的光遇到該透明基板之一第一表面的一第一區域並且不覆蓋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，該第二表面與該第一表面相對。
19. 如請求項18所述之裝置，進一步包含連接至該照明光學系統及該偵測光學系統之任一個並且經配置以移動該照明光學系統或該偵測光學系統的一第二平臺。
20. 如請求項18所述之裝置，進一步包含： 一第一波束收集器，其位於該透明基板上方以與該照明光學系統相對而處於該透明基板其之間並且經配置以擷取並吸收從該透明基板反射的反射光；以及一第二波束收集器，其位於該透明基板下方以與該照明光學系統相對而處於該透明基板其之間並且經配置以擷取並吸收穿過該透明基板透射的透射光。

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