TWI807567B - 多功能標準校正片及光學檢測設備的檢測方法 - Google Patents

Abstract

一種多功能標準校正片，其包括載體與複數個瑕疵樣品。載體具有光源檢測區與微粒檢測區。光源檢測區較微粒檢測區靠近載體的邊緣。瑕疵樣品位於載體的微粒檢測區上且彼此分開。

Description

多功能標準校正片及光學檢測設備的檢測方法

本揭露是有關一種多功能標準校正片及一種光學檢測設備的檢測方法。

光學檢測設備(例如自動光學檢測設備；AOI)需要監控其光源狀態與系統狀態，以確保功能正常。舉例來說，光學檢測設備可利用光源搭配取像系統(如相機)取得待測物(例如晶圓吸盤)的表面狀態，可用來偵測異物微粒之瑕疵。

由於光源在長時間使用後會有光強衰減的現象，因此需監控光源強度。常見的監控方式是使用一個反射率穩定的物體作為標準片(例如灰卡、色磚、反射率標準片) 並利用光源照射取像，根據所得到影像判斷光源強度是否正常。此外，針對光學檢測設備的3D量檢測值除了系統元件本身變異(例如取像系統損壞)的影響，同時也會受到待測物變異、環境等因素的影響，因此需要有一個穩定的標準來監控，例如階高標準片與微粒(Particle；PA)標準片，並利用光源照射取像，根據所得到影像判斷取像系統是否正常。然而，傳統的標準片無法同時進行光源監控與校正及監控系統元件的3D量檢測值，難以縮短監控流程的時間、降低標準片樣本的成本及降低監控時的量測誤差。

本揭露之一技術態樣為一種多功能標準校正片。

根據本揭露之一些實施方式，一種多功能標準校正片包括載體與複數個瑕疵樣品。載體具有光源檢測區與微粒檢測區。光源檢測區較微粒檢測區靠近載體的邊緣。瑕疵樣品位於載體的微粒檢測區上且彼此分開。

在一些實施方式中，上述瑕疵樣品包括直徑相同的一個部分或直徑不同的複數個部分。

在一些實施方式中，上述一第一部分的該些瑕疵樣品的直徑相同，一第二部分的該些瑕疵樣品的直徑相同，且該第一部分的該些瑕疵樣品的直徑小於該第二部分的該些瑕疵樣品的直徑。

在一些實施方式中，上述第一部分的瑕疵樣品的其中相鄰兩者沿微粒檢測區之長度方向的間距為第一部分的瑕疵樣品的直徑的10倍，第二部分的瑕疵樣品的其中相鄰兩者沿微粒檢測區之長度方向的間距為第二部分的瑕疵樣品的直徑的10倍。

在一些實施方式中，上述第一部分的瑕疵樣品最靠近第二部分的瑕疵樣品之一者與第二部分的瑕疵樣品最靠近第一部分的瑕疵樣品之一者之間沿微粒檢測區之長度方向的距離在9mm至11mm的範圍中。

在一些實施方式中，上述多功能標準校正片更包括膠體。膠體配置以將每一瑕疵樣品固定於載體的微粒檢測區上。

本揭露之一技術態樣為一種光學檢測設備的檢測方法。

根據本揭露之一些實施方式，一種光學檢測設備的檢測方法包括放置多功能標準校正片於光學檢測設備的平台上，其中多功能標準校正片具有光源檢測區與微粒檢測區；使用光學檢測設備的光源模組與取像系統對光源檢測區與微粒檢測區進行一次取像以得到影像，其中影像的第一部分對應光源檢測區，影像的第二部分對應微粒檢測區；根據影像的第一部分分析光源模組的狀態；以及當光源模組的狀態分析為正常時，根據影像的第二部分分析取像系統的狀態。

在一些實施方式中，上述光學檢測設備的檢測方法更包括當光源模組的狀態分析為異常時，對光源模組進行校正，使光源模組的狀態在校正後分析為正常。

在一些實施方式中，上述光學檢測設備的檢測方法更包括當取像系統的狀態分析為正常時，產出報告。

在一些實施方式中，上述放置多功能標準校正片於光學檢測設備的平台上使得光源檢測區位於光源模組與微粒檢測區之間。

在本揭露上述實施方式中，由於多功能標準校正片的載體具有光源檢測區與微粒檢測區，且直徑不同的瑕疵樣品位於微粒檢測區上且彼此分開，因此當使用光學檢測設備的光源模組與取像系統對光源檢測區與微粒檢測區進行一次取像時可得到一影像，且此影像的第一部分對應光源檢測區，影像的第二部分對應微粒檢測區。如此一來，可根據影像的第一部分分析光源模組的狀態，並根據影像的第二部分分析取像系統的狀態，實現利用單一標準校正片同時進行光源模組監控與校正及監控取像系統的3D量檢測值(判斷系統元件是否異常)。本揭露之多功能標準校正片與光學檢測設備的檢測方法可有效縮短監控流程的時間、降低標準片樣本的成本及降低監控時的量測誤差。

以下揭示之實施方式內容提供了用於實施所提供的標的之不同特徵的許多不同實施方式，或實例。下文描述了元件和佈置之特定實例以簡化本案。當然，該等實例僅為實例且並不意欲作為限制。此外，本案可在各個實例中重複元件符號及/或字母。此重複係用於簡便和清晰的目的，且其本身不指定所論述的各個實施方式及/或配置之間的關係。

諸如「在……下方」、「在……之下」、「下部」、「在……之上」、「上部」等等空間相對術語可在本文中為了便於描述之目的而使用，以描述如附圖中所示之一個元件或特徵與另一元件或特徵之關係。空間相對術語意欲涵蓋除了附圖中所示的定向之外的在使用或操作中的裝置的不同定向。裝置可經其他方式定向(旋轉90度或以其他定向)並且本文所使用的空間相對描述詞可同樣相應地解釋。

第1圖繪示根據本揭露一實施方式之多功能標準校正片100的上視圖。第2圖繪示第1圖之載體110的微粒檢測區114的放大圖。同時參閱第1圖與第2圖，多功能標準校正片100包括載體110與複數個瑕疵樣品120。載體110具有光源檢測區112與微粒檢測區114。光源檢測區112較微粒檢測區114靠近載體110的邊緣111。瑕疵樣品120位於載體110的微粒檢測區114上且彼此分開，且這些瑕疵樣品120的直徑可以是相同的也可以是不同的。

在本實施方式中，載體110的材料可包括陶瓷或硫酸鋇，其反射特性為在光源強度變化時與取像的灰階平均可呈線性關係(將於第7圖說明)，以用於光源強度的監控與校正。藉由載體110的材料特性，其表面的一部分可作為光源檢測區112。載體110的形狀可為長方形、圓形或其他形狀，依多功能標準校正片100使用的光學檢測設備(例如AOI)設計而定。此外，瑕疵樣品120可以為錫球，但並不以此為限。

在監控與校正光學檢測設備時，多功能標準校正片100可放置於光學檢測設備的晶圓吸盤(Chuck)上，接著光學檢測設備的光源模組與取像系統(如相機)可對光源檢測區112與微粒檢測區114進行一次取像時可得到一影像，且此影像的第一部分對應光源檢測區112，影像的第二部分對應微粒檢測區114。如此一來，可根據影像的第一部分分析光源模組的狀態，並根據影像的第二部分分析取像系統的狀態，實現利用單一標準校正片同時進行光源模組監控與校正及監控取像系統的3D量檢測值，其中取像系統對瑕疵樣品120的3D量檢測值可判斷系統元件是否異常，以監控取像系統的異物檢測能力。

瑕疵樣品120可包括直徑相同的一個部分(例如只有第一部分的瑕疵樣品122)或直徑不同的複數個部分(例如第一部分的瑕疵樣品122與第二部分的瑕疵樣品124)。在本實施方式中，瑕疵樣品120包括第一部分的瑕疵樣品122與第二部分的瑕疵樣品124，且第一部分的瑕疵樣品122皆具有直徑d1，第二部分的瑕疵樣品124皆具有直徑d2。第一部分的瑕疵樣品122的直徑d1小於第二部分的瑕疵樣品124的直徑d2。此外，在本實施方式中，第一部分的瑕疵樣品122與第二部分的瑕疵樣品124的數量皆為五，但並不用以限制本揭露。

在本實施方式中，第一部分的瑕疵樣品122的直徑d1在190μm至210μm的範圍中，例如200μm，第二部分的瑕疵樣品124的直徑d2在580μm至620μm的範圍中，例如600μm。在另一實施方式中，直徑d1可在40μm至60μm的範圍中，直徑d2可在90μm至110μm的範圍中，但並不以上述直徑d1、d2的範圍為限，可有多種排列組合，依設計需求而定。第一部分的瑕疵樣品122的直徑d1與待測光學檢測設備之晶圓吸盤上的微粒的直徑相似，以作為標準瑕疵樣品。第二部分的瑕疵樣品124因直徑d2大，反射光線多，有利於檢測光源位置變化的靈敏度，可作為輔助判斷用的瑕疵樣品。

此外，第一部分的瑕疵樣品122的其中相鄰兩者沿微粒檢測區114之長度方向D的間距P1為第一部分的瑕疵樣品122的直徑的10倍，第二部分的瑕疵樣品124的其中相鄰兩者沿微粒檢測區114之長度方向D的間距P2為第二部分的瑕疵樣品124的直徑的10倍。前述間距P1指的是兩相鄰第一部分的瑕疵樣品122之對應位置之間的距離，前述間距P2指的是兩相鄰第二部分的瑕疵樣品124之對應位置之間的距離。第一部分的瑕疵樣品122最靠近第二部分的瑕疵樣品124之一者與第二部分的瑕疵樣品124最靠近第一部分的瑕疵樣品122之一者之間沿微粒檢測區114之長度方向D的距離d在9mm至11mm的範圍中，例如10mm。經由以上微粒檢測區114上的瑕疵樣品120配置，可避免微粒檢測區114照光時瑕疵樣品120所產生的陰影影響檢測結果。

第3圖第2圖之瑕疵樣品120黏於載體110上之側視圖。如圖所示，多功能標準校正片100更包括膠體130。膠體130配置以將每一瑕疵樣品120固定於載體110的微粒檢測區114上。膠體130可以是UV膠、熱固膠或其他可固化的膠，以避免使用會影響瑕疵檢測的膠體。

應瞭解到，已敘述過的元件連接關係、材料與功效將不再重複贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明光學檢測設備的檢測方法及其他型式的多功能標準校正片。

第4圖繪示根據本揭露一實施方式之光學檢測設備的檢測方法的流程圖。光學檢測設備的檢測方法包括下列步驟。在步驟S1中，放置多功能標準校正片於光學檢測設備的平台上，其中多功能標準校正片具有光源檢測區與微粒檢測區。接著在步驟S2中，使用光學檢測設備的光源模組與取像系統對光源檢測區與微粒檢測區進行一次取像以得到影像，其中影像的第一部分對應光源檢測區，影像的第二部分對應微粒檢測區。後續在步驟S3中，根據影像的第一部分分析光源模組的狀態。在步驟S4中，當光源模組的狀態分析為正常時，根據影像的第二部分分析取像系統的狀態。光學檢測設備的檢測方法並不限於上述步驟S1至步驟S4，舉例來說，可在兩前後步驟之間進一步包括其他步驟，也可在步驟S4後進一步包括其他步驟。

在以下敘述中，將詳細說明光學檢測設備的檢測方法的各步驟。

第5圖繪示根據本揭露一實施方式之多功能標準校正片100a使用於光學檢測設備200中的上視圖。在使用光學檢測設備200的檢測方法時，可放置多功能標準校正片100a於光學檢測設備200的平台(例如晶圓吸盤)上，其中多功能標準校正片100a具有光源檢測區112與微粒檢測區114。在本實施方式中，多功能標準校正片100a的載體110為圓形，以模擬其下方晶圓吸盤(Chuck)的狀況。多功能標準校正片100a具有四光源檢測區112與四微粒檢測區114，但並不以此為限。

接著，可使用光學檢測設備200的光源模組210與取像系統220對多功能標準校正片100a的光源檢測區112與微粒檢測區114進行一次取像以得到影像，其中影像的第一部分對應光源檢測區112，影像的第二部分對應微粒檢測區114。光源模組210的光源212配置以提供光線。取像系統220包括鏡頭，配置以拍攝影像。在本實施方式中，光源模組210的數量為四且為弧形，但並不用以限制本揭露。光源模組210位於多功能標準校正片100a周圍，以針對晶圓吸盤作微粒暗場檢測，例如光源模組210是以小於30度的傾斜光線照射多功能標準校正片100a的光源檢測區112。此外，放置多功能標準校正片100a於光學檢測設備200的平台上時，光源檢測區112可位於光源模組210與微粒檢測區114之間，因光源檢測區112較微粒檢測區114靠近載體110的邊緣111，這樣的配置可讓灰階平均-光源強度的檢測結果(見第7圖)較為線性。

待取像後，可根據影像的第一部分分析光源模組210的狀態。在一些實施方式中，當光源模組210的狀態分析為正常時，根據影像的第二部分(例如其3D量檢測值)分析取像系統220的狀態。當取像系統220的狀態分析為正常時，產出報告。後續便可從光學檢測設備200取出多功能標準校正片100a。然而，當取像系統220的狀態分析為異常時，可通知人員進行維修。

在一些實施方式中，當光源模組210的狀態分析為異常時，對光源模組210進行校正，使光源模組210的狀態在校正後分析為正常。舉例來說，由於光源模組210的狀態經分析後為異常，一般可表示光源強度較為衰弱(例如因長期使用)，為改善此異常需對光源模組210進行校正，也就是對光源模組210的光源強度調升，又由於光源強度是正比於驅動電流，因此前述之校正可透過增加驅動電流而使光源強度增加。

具體而言，多功能標準校正片100a與光學檢測設備200的檢測方法具有以下優點：1.可以同時進行光源模組210的監控與校正以及監控取像系統220對微粒檢測區114的3D量檢測值。2. 因上述兩種監控可以同時進行(一次取像)，可以縮短監控流程的時間。3. 因上述兩種監控使用同一片多功能標準校正片100a，可以降低樣本製作的成本。4. 因上述兩種監控同時進行，可避免元件或環境因時間不同而引入的偏差量，可降低監控時的量測誤差。

第6圖繪示根據本揭露另一實施方式之多功能標準校正片100b使用於光學檢測設備200a中的上視圖。與第5圖實施方式不同的地方在於，光學檢測設備200a具有單一的光源模組210a，且多功能標準校正片100a具有單一光源檢測區112與單一微粒檢測區114。此外，光源模組210a為長條形，例如具有複數個光源212a的燈條。

第7圖繪示根據本揭露一實施方式之光源模組照射載體的光源檢測區後得到的灰階平均-光源強度關係圖。光源模組可能包含不只一個光源，且每個光源的特性可能略有差異，因此針對個別光源選定重點區域(Region of interest；ROI)。舉例來說，線L1與線L2可分別表示第6圖其中兩光源212a的灰階平均-光源強度關係，若線L1的光源212a在標準範圍中，線L2的光源212a可判斷出衰退，因此能從第6圖之多功能標準校正片100b所取得的影像校正已衰退之光源212a的強度，例如增加電流。

前述概述了幾個實施方式的特徵，使得本領域技術人員可以更好地理解本揭露的態樣。本領域技術人員應當理解，他們可以容易地將本揭露用作設計或修改其他過程和結構的基礎，以實現與本文介紹的實施方式相同的目的和/或實現相同的優點。本領域技術人員還應該認識到，這樣的等效構造不脫離本揭露的精神和範圍，並且在不脫離本揭露的精神和範圍的情況下，它們可以在這裡進行各種改變，替換和變更。

100,100a,100b: 多功能標準校正片 110:載體 111:邊緣 112:光源檢測區 114:微粒檢測區 120:瑕疵樣品 122:第一部分的瑕疵樣品 124:第二部分的瑕疵樣品 130:膠體 200,200a:光學檢測設備 210,210a:光源模組 212,212a:光源 220:取像系統 D:長度方向 d:距離 d1,d2:直徑 P1,P2:間距 L1,L2:線 S1,S2,S3,S4:步驟

當與隨附圖示一起閱讀時，可由後文實施方式最佳地理解本揭露內容的態樣。注意到根據此行業中之標準實務，各種特徵並未按比例繪製。實際上，為論述的清楚性，可任意增加或減少各種特徵的尺寸。 第1圖繪示根據本揭露一實施方式之多功能標準校正片的上視圖。 第2圖繪示第1圖之載體的微粒檢測區的放大圖。 第3圖第2圖之瑕疵樣品黏於載體上之側視圖。 第4圖繪示根據本揭露一實施方式之光學檢測設備的檢測方法的流程圖。 第5圖繪示根據本揭露一實施方式之多功能標準校正片使用於光學檢測設備中的上視圖。 第6圖繪示根據本揭露另一實施方式之多功能標準校正片使用於光學檢測設備中的上視圖。 第7圖繪示根據本揭露一實施方式之光源模組照射載體的光源檢測區後得到的灰階平均-光源強度關係圖。

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: 多功能標準校正片 110:載體 111:邊緣 112:光源檢測區 114:微粒檢測區 120:瑕疵樣品 122:第一部分的瑕疵樣品 124:第二部分的瑕疵樣品

Claims (10)

1. 一種多功能標準校正片，包括：一載體，具有一光源檢測區與一微粒檢測區，其中該光源檢測區較該微粒檢測區靠近該載體的邊緣，且該光源檢測區與該微粒檢測區配置以供一光學檢測設備取像以分析該光學檢測設備的光源模組與取像系統的狀態；以及複數個瑕疵樣品，位於該載體的該微粒檢測區上且彼此分開。
2. 如請求項1所述之多功能標準校正片，其中該些瑕疵樣品包括直徑相同的一個部分或直徑不同的複數個部分。
3. 如請求項1所述之多功能標準校正片，其中一第一部分的該些瑕疵樣品的直徑相同，一第二部分的該些瑕疵樣品的直徑相同，且該第一部分的該些瑕疵樣品的直徑小於該第二部分的該些瑕疵樣品的直徑。
4. 如請求項3所述之多功能標準校正片，其中該第一部分的該些瑕疵樣品的其中相鄰兩者沿該微粒檢測區之長度方向的間距為該第一部分的該些瑕疵樣品的直徑的10倍，該第二部分的該些瑕疵樣品的其中相鄰兩者沿該微粒檢測區之長度方向的間距為該第二部分的該些瑕疵樣品的直徑的10倍。
5. 如請求項3所述之多功能標準校正片，其中該第一部分的該些瑕疵樣品最靠近該第二部分的該些瑕疵樣品之一者與該第二部分的該些瑕疵樣品最靠近該第一部分的該些瑕疵樣品之一者之間沿該微粒檢測區之長度方向的距離在9mm至11mm的範圍中。
6. 如請求項1所述之多功能標準校正片，更包括：一膠體，配置以將每一該些瑕疵樣品固定於該載體的該微粒檢測區上。
7. 一種光學檢測設備的檢測方法，包括：放置一多功能標準校正片於該光學檢測設備的一平台上，其中該多功能標準校正片具有一光源檢測區與一微粒檢測區；使用該光學檢測設備的一光源模組與一取像系統對該光源檢測區與該微粒檢測區進行一次取像以得到一影像，其中該影像的一第一部分對應該光源檢測區，該影像的一第二部分對應該微粒檢測區；根據該影像的該第一部分分析該光源模組的狀態；以及當該光源模組的狀態分析為正常時，根據該影像的該第二部分分析該取像系統的狀態。
8. 如請求項7所述之光學檢測設備的檢測方法，更包括：當該光源模組的狀態分析為異常時，對該光源模組進行校正，使該光源模組的狀態在校正後分析為正常。
9. 如請求項7所述之光學檢測設備的檢測方法，更包括：當該取像系統的狀態分析為正常時，產出報告。
10. 如請求項7所述之光學檢測設備的檢測方法，其中放置該多功能標準校正片於該光學檢測設備的該平台上使得該光源檢測區位於該光源模組與該微粒檢測區之間。