宏观微观检查设备工作原理

12.4.2　宏观/微观检查设备工作原理

MM-2085光学部分的基本原理图如图12.11所示。光学系统主要由线性传感器相机、干涉滤光片、衍射光、线性照明系统和全反射光线系统组成。

线性照明系统是由两个卤素灯和玻璃灯管组成的，它们都可以单独进行更换。线性照明系统对基板短轴方向（1 100mm）进行照明，可以8bit数码调光。其标准照射角度为45°，在-2°～＋8°范围内可调。对干涉像和衍射像分别进行取像时，可以采用不同的入射角度进行照射，因为照相机的取像角度固定为45°（若照相机的取像部分调整不够精确，则会降低检出效果，因此采用固定照相机部分，只调整光源部分），所以当入射光角度也为45°时，得到等角度的反射光，此角度用于干涉取像；而调整入射光的角度，使其不为45°，则照相机只可在光的衍射范围内取像，所以用于衍射成像，衍射成像时的常用入射光角度为50°。在实际成像中，线性照明系统的角度同其标准角度（45°）相差越大，衍射成像的光强越小，因此需要提高灯的光量作为补充，衍射图案的清晰程度与照相机偏离反射光线的角度有关。对于基板上不同的图案要选择不同的偏离角度。衍射模式对图案缺陷比较敏感，主要能检出色泽不均和聚焦不准。

图12.11　MM-2085外观检查装置光学原理示意

用于对反射光进行干涉的滤镜有3种：500nm（绿）、570nm（橙）、640nm（红），分别可以滤过这3种波长的光线。干涉作用的强弱是由膜厚和光的波长之间的关系决定的，所以要根据待检产品的膜厚选择合适的滤镜。干涉作用的强弱反映在照相机中就是光强的强弱，因此当膜厚发生变化时，在由检测得到的图片上的亮度就会不同，根据灰度就能判别缺陷。干涉模式主要用于检查膜厚不均、异物等缺陷，具体采用哪一种波长的滤镜，由产品技术人员根据成像效果的好坏确定。

线性传感器照相机是2048像素的线性感应照相机，在基板上对1 126.4mm长度区域进行扫描，每个取像像素大小为550μm×550μm，在照相机内的成像像素大小为7μm×7μm。之所以采用线性传感器照相机，一是其成像简单，便于图形处理；二是线性照明的范围的宽度为7～8mm，实际照相机的取像范围只是中间的1～2mm，这样可以使成像更为精确。

由于反射光线的光路太长，如果单纯沿着基板的原始反射光线放置照相机，则会导致设备过大，因此在实际设备中采用镜子改变光路，以减小设备体积。光路通过反射到达滤镜后照相机成像。

在实际检查中，光学部分不动，基板随平台移动，单次取像时间为12s，基板检查时会分别进行干涉取像和衍射取像。

还有一个很重要的工作就是对检出判定条件进行设定。主要是对最低点（对暗点进行检出）、最高点（对明点进行检出）和边缘（对Well和Tophat不能检出的点进行检出）进行设定，所输入的参数设定为对基板灰度的相对灰度。通过软件进行计算和判定，在屏幕的显示画面上，缺陷会以红色标注，之后可以用微观检查设备对缺陷进行进一步的确定。TFT像素图形的光学式检查装置，是用CCD照相机来检出图形缺陷的。主要是用软件比较和处理相邻像素。