測(cè)量圖案化藍(lán)寶石基板的光學(xué)測(cè)量裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種測(cè)量圖案化藍(lán)寶石基板的光學(xué)測(cè)量裝置及光學(xué)測(cè)量方法，特別是關(guān)于一種利用光學(xué)共軛焦技術(shù)測(cè)量一圖案化藍(lán)寶石基板的一表面狀態(tài)的光學(xué)測(cè)量裝置及光學(xué)測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)圖案化藍(lán)寶石基板(Pattern Sapphire Substrate，PSS)的測(cè)量，主要是采用掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscopy, SEM)來(lái)進(jìn)行。并且，受限于掃描式電子顯微鏡的解析度，在利用掃描式電子顯微鏡進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需將所欲測(cè)量的圖案化藍(lán)寶石基板的區(qū)域切割下來(lái)后，才得以進(jìn)行后續(xù)的測(cè)量作業(yè)。
[0003]換言之，現(xiàn)有利用掃描式電子顯微鏡測(cè)量圖案化藍(lán)寶石基板的方式，屬于一種抽樣式的破壞性測(cè)量，其不僅會(huì)破壞待測(cè)的圖案化藍(lán)寶石基板的完整性，使被切割下來(lái)測(cè)量的特定區(qū)域之后無(wú)法重新被使用，同時(shí)也因?yàn)槭浅闃訙y(cè)量的緣故，即便被挑選進(jìn)行測(cè)量的圖案化藍(lán)寶石基板未被測(cè)量出缺陷，實(shí)際被使用為產(chǎn)品零組件的圖案化藍(lán)寶石基板，依舊可能存有未被測(cè)量出的缺陷而影響后續(xù)的加工作業(yè)。
[0004]有鑒于此，如何提供一種測(cè)量圖案化藍(lán)寶石基板的光學(xué)測(cè)量裝置及光學(xué)測(cè)量方法，以避免在前期測(cè)量過(guò)程中對(duì)圖案化藍(lán)寶石基板造成破壞，同時(shí)提高測(cè)量圖案化藍(lán)寶石基板的表面的重現(xiàn)性，乃為此一業(yè)界亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一目的在于提供一種測(cè)量一圖案化藍(lán)寶石基板的一表面的狀態(tài)的光學(xué)測(cè)量裝置及光學(xué)測(cè)量方法，以在測(cè)量過(guò)程中，可對(duì)圖案化藍(lán)寶石基板的表面進(jìn)行非破壞性測(cè)量，并藉此獲得更精確的測(cè)量數(shù)據(jù)，提高測(cè)量圖案化藍(lán)寶石基板的表面的重現(xiàn)性。
[0006]為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一種光學(xué)測(cè)量裝置包含一光源、一光纖連接器、一光學(xué)探針、多個(gè)光纖及一影像處理器。光源用以發(fā)射一第一光束；光纖連接器相鄰光源設(shè)置；光學(xué)探針鄰設(shè)于光纖連接器，并相對(duì)光源設(shè)置；多個(gè)光纖用以分別連接光源、光纖連接器及光學(xué)探針；影像處理器與光源設(shè)置于相同側(cè)，并與光纖連接器相互連接。其中，第一光束自光源發(fā)射后，適于通過(guò)多個(gè)光纖依序通過(guò)光纖連接器、光學(xué)探針，而會(huì)匯聚于一圖案化藍(lán)寶石基板的一表面，第一光束為圖案化藍(lán)寶石基板的表面反射后適于形成一第二光束，第二光束接著依序經(jīng)過(guò)光學(xué)探針、光纖連接器后，適于為影像處理器所接收，以進(jìn)行第二光束的影像分析作業(yè)。
[0007]為達(dá)上述目的，本發(fā)明的光學(xué)測(cè)量裝置所具有的光學(xué)探針在鄰近光纖連接器處具有一針孔以供第一光束入射，光學(xué)探針在圖案化藍(lán)寶石基板的表面定義一測(cè)量焦點(diǎn)，且針孔與測(cè)量焦點(diǎn)為共軛。
[0008]為達(dá)上述目的，本發(fā)明的光學(xué)測(cè)量裝置所具有的光學(xué)探針適于沿圖案化藍(lán)寶石基板的表面進(jìn)行一全區(qū)掃描。
[0009]為達(dá)上述目的，本發(fā)明的光學(xué)測(cè)量裝置所具有的光學(xué)探針適于沿一垂直方向上下移動(dòng)。
[0010]為達(dá)上述目的，本發(fā)明的光學(xué)測(cè)量裝置所具有的光源為一全波長(zhǎng)光源，包括可見(jiàn)光及不可見(jiàn)光。
[0011]為達(dá)上述目的，本發(fā)明還包含一種光學(xué)測(cè)量方法，包含下列步驟:(a)利用一自動(dòng)光學(xué)檢查(Automated Optical Inspect1n，Α0Ι)程序，檢查一圖案化藍(lán)寶石基板的一表面，以定義一良品區(qū)域與一缺陷區(qū)域；(b)提供一光源以發(fā)射一第一光束；及(c)使第一光束依序通過(guò)一光纖連接器及一光學(xué)探針，而聚焦于圖案化藍(lán)寶石基板的表面上所定義的一測(cè)量焦點(diǎn)。其中，測(cè)量焦點(diǎn)位于良品區(qū)域內(nèi)，光學(xué)探針在相對(duì)測(cè)量焦點(diǎn)處具有一針孔以供第一光束入射，且針孔與測(cè)量焦點(diǎn)為共軛。
[0012]為達(dá)上述目的，本發(fā)明的光學(xué)測(cè)量方法還包含下列步驟:(d)當(dāng)?shù)谝还馐鵀閳D案化藍(lán)寶石基板的表面反射而形成一第二光束后，提供一影像處理器，以接收第二光束并進(jìn)行分析作業(yè)。
[0013]為達(dá)上述目的，本發(fā)明的光學(xué)測(cè)量方法所具有的影像處理器與光源設(shè)置于相同偵h并與光纖連接器相互連接。
[0014]為達(dá)上述目的，本發(fā)明的光學(xué)測(cè)量方法所具有的光學(xué)探針適于沿圖案化藍(lán)寶石基板的表面的良品區(qū)域進(jìn)行一全區(qū)掃描。
[0015]為讓上述目的、技術(shù)特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文以較佳實(shí)施例配合所附圖式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明光學(xué)測(cè)量裝置的示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明光學(xué)測(cè)量裝置所具有的第一光束的行進(jìn)光路示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明光學(xué)測(cè)量裝置所具有的第二光束的行進(jìn)光路示意圖；及
[0019]圖4為本發(fā)明光學(xué)測(cè)量方法的步驟圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本案用以測(cè)量一圖案化藍(lán)寶石基板200的一光學(xué)測(cè)量裝置100，其主要藉由非接觸式的共軛焦光束、并通過(guò)改變?cè)摴曹椊构馐膹?qiáng)度、聚焦焦點(diǎn)位置等參數(shù)，進(jìn)行圖案化藍(lán)寶石基板200的一表面210的測(cè)量作業(yè)，以獲得圖案化藍(lán)寶石基板200的表面210的形貌、球徑及底寬等數(shù)值，供后續(xù)加工工藝所利用。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明的光學(xué)測(cè)量裝置100包含一光源110、一光纖連接器120、一光學(xué)探針130、多個(gè)光纖140及一影像處理器150等元件。
[0022]其中，光源110用以發(fā)射一第一光束300。光纖連接器120相鄰光源110設(shè)置。光學(xué)探針130鄰設(shè)于光纖連接器120并相對(duì)光源110設(shè)置于另一側(cè)。多個(gè)光纖140用以分別連接光源110、光纖連接器120及光學(xué)探針130，以協(xié)助第一光束300在光源110、光纖連接器120及光學(xué)探針130之間的傳輸。影像處理器150與光源110設(shè)置于相同側(cè)，并與光纖連接器120相互連接。
[0023]請(qǐng)接續(xù)參閱圖2，當(dāng)?shù)谝还馐?00自光源110發(fā)射后，適于通過(guò)多個(gè)光纖140的設(shè)置，依序通過(guò)光纖連接器120、光學(xué)探針130，而被匯聚于圖案化藍(lán)寶石基板200的表面210。
[0024]當(dāng)?shù)谝还馐?00匯聚于圖案化藍(lán)寶石基板200的表面210后，第一光束300將會(huì)被圖案化藍(lán)寶石基板200的表面210反射而形成一第二光束400。因此，如圖3所示，第二光束400接著以相反于第一光束300的光路方向，經(jīng)由多個(gè)光纖140，依序經(jīng)過(guò)光學(xué)探針130、光纖連接器120后，而被影像處理器150所接收，使影像處理器150可進(jìn)行第二光束400的影像分析作業(yè)。
[0025]詳細(xì)而言，請(qǐng)?jiān)俅螀㈤唸D1，本發(fā)明的光學(xué)測(cè)量裝置100所具有的光學(xué)探針130在鄰近光纖連接器120的一側(cè)具有一針孔132，使第一光束300可經(jīng)由針孔132入射至光學(xué)探針130內(nèi)。此外，光學(xué)探針130在相對(duì)于針孔132的另一側(cè)，即相鄰于圖案化藍(lán)寶石基板200的表面210的一側(cè)，定義有一測(cè)量焦點(diǎn)134，且使針孔132與測(cè)量焦點(diǎn)134為共軛。
[0026]如此一來(lái)，在一般測(cè)量情況下，當(dāng)?shù)谝还馐?00被聚焦于圖案化藍(lán)寶石基板200的表面210的測(cè)量焦點(diǎn)134上，再被圖案化藍(lán)寶石基板200的表面210反射為第二光束400后，因?yàn)獒樋?32與測(cè)量焦點(diǎn)134互為共軛的關(guān)系，第二光束400由下而上地通過(guò)光學(xué)探針130的針孔132時(shí)，將會(huì)因此被過(guò)濾掉不屬于測(cè)量焦點(diǎn)134的影像，使被影像處理器150所接收的第二光束400具有清晰的解析度，進(jìn)而提高影像處理器150對(duì)圖案化藍(lán)寶石基板200的表面210進(jìn)行立體建模時(shí)所對(duì)應(yīng)的立體輪廓的重現(xiàn)性。
[0027]因此，通過(guò)改變第一光束300的強(qiáng)度大小、聚焦焦點(diǎn)位置等參數(shù)，并使光學(xué)探針130沿圖案化藍(lán)寶石基板200的表面210進(jìn)行掃描，便能夠以非接觸的方式進(jìn)行圖案化藍(lán)寶石基板200的表面210的測(cè)量作業(yè)，有效避免先前技術(shù)中因會(huì)對(duì)圖案化藍(lán)寶石基板200進(jìn)行切割所造成的破壞性測(cè)量。
[0028]同時(shí)，因?yàn)楸景傅墓鈱W(xué)測(cè)量裝置100為以非接觸方式進(jìn)行測(cè)量的緣故，使得本案的光學(xué)測(cè)量裝置100得以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖案化藍(lán)寶石基板200的表面210進(jìn)行一局部掃描或一全區(qū)掃描的測(cè)量方式，而不會(huì)因