影像复合检测系统的制作方法

【技术领域】

本发明是有关一种影像检测系统，特别是关于一种检测一待测物的表面影像的影像复合检测系统。

背景技术：

光学影像在量测或检测的应用极为广泛，一般的光学影像可通过电荷耦合元件ccd来观看，但目前的ccd的影像解析度受到限制，进而也限制了ccd镜头下的视野范围。若要提高视野范围，则ccd的倍率要调整为较小，相对地，ccd的影像解析度则必须提高。然而，当量测或检测的解析度欲提高至纳米等级时，现有的光学ccd无法适用，必须改用解析度较高的电子显微镜。

但，现有的电子显微镜的价格昂贵，且必须在真空环境下进行量测或检测，故欲大量建置和使用有其难度。有鉴于此，提供一种兼顾费用以及提高解析度的量测或检测是目前极需努力的目标。

技术实现要素：

于此提供一种影像复合检测系统，包括于大气环境下进行检测的光学显微装置以及于真空环境下进行检测的电子显微装置整合一起，可应用于半导体设备元件的表面检测、半导体元件或结构的表面检测、各式工业零组件的表面检测、或是led产业、电子制程、生技制药、医材、生医样品或是化工涂料等的表面检测。

于此提供一种影像复合检测系统，包括于大气环境下进行检测的光学显微装置以及于真空环境下进行检测的桌上型电子显微装置，兼顾扩大影像检测的倍率以及有效降低成本，可在光学自动检测(aoi)的检测应用需求中，提供一可满足各方面需求且经济实惠的优质方案。

于此提供一种影像复合检测系统，包括于大气环境下进行检测的光学显微装置以及于真空环境下进行检测的桌上型电子显微装置，整个机台的占地面积(footprint)可依实际的需求调整，但可检测的待测物的尺寸可以极大化至50*50cm。

依据上述，一种影像复合检测系统，包含：一第一舱体，其提供容置一待测物的一真空环境；一电子显微装置设置于该第一舱体上，其在该真空环境中检测该待测物；一光学检测区位于该第一舱体外，其提供该待测物的一大气环境；一第一光学显微装置设置于该光学检测区的范围内，其在该大气环境中检测该待测物，其中该第一光学显微装置包括用以建立该待测物的一光学全景影像；一第二光学显微装置设置于该光学检测区的范围内，其在该大气环境中检测该待测物，其中该第二光学显微装置包括用以建立该待测物的一光学局部影像；及一移载模块移载该待测物到该第一舱体中以进行检测或到该光学检测区内以进行检测。

一例中，影像复合检测系统更包含一第二舱体安排于该第一舱体和该光学检测区之间；以及多个闸机构分别控制该第一舱体和该第二舱体的连通和隔绝、以及该光学检测区和该第二舱体的连通和隔绝。

一例中，对应该第一舱体的该闸机构设置于该第一舱体上或该第二舱体上，并且对应该光学检测区的该闸机构设置于该第二舱体上。

一例中，在该第一舱体和该第二舱体连通时，该移载模块移载该待测物于该第一舱体和该第二舱体之间；以及在该光学检测区和该第二舱体连通时，该移载模块移载该待测物于该光学检测区和该第二舱体之间。

一例中，影像复合检测系统更包括连接该第一舱体的一真空抽气装置、收集二次电子束的分析工具、对于该第一光学显微装置、该第二光学显微装置和该电子显微装置分别建立个别座标系统以及一参考座标系统的一影像导航模块或一自动光学检测模块或上述任二者以上的组合。

一例中，该第一光学显微装置和该第二光学显微装置分别是电荷耦合光学显微镜，且该多个电荷耦合光学显微镜的支援倍率相同或不同，该多个电荷耦合光学显微镜的支援倍率为从0.1到500。

一例中，该电子显微装置包括桌上型的扫描电子显微镜、穿透电子显微镜或扫描穿透电子显微镜，支援倍率为从30到50000。

以下借由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

【附图说明】

图1为一正面透视示意图，说明本发明的一影像复合检测系统实施例。

图2为一立体侧透视示意图，说明本发明的一影像复合检测系统实施例的部分组件。

图3为一俯视透视示意图，说明本发明的一影像复合检测系统实施例的部分组件。

【符号说明】

1影像复合检测系统

2基台

5待测物

10光学检测区

11、21、31基座

12第一光学显微装置

13、23闸机构

14第二光学显微装置

16、26机构

18调整机构

20第一舱体

22电子显微装置

28真空抽气装置

30第二舱体

32移载模块

【具体实施方式】

以下将详述本发明的各实施例，并配合图式作为例示。除了该多个详细说明之外，本发明亦可广泛地施行于其它的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本发明的范围内，并以申请专利范围为准。在说明书的描述中，为了使读者对本发明有较完整的了解，提供了许多特定细节；然而，本发明可能在省略部分或全部特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的步骤或元件并未描述于细节中，以避免对本发明形成不必要的限制。图式中相同或类似的元件将以相同或类似符号来表示。特别注意的是，图式仅为示意之用，并非代表元件实际的尺寸或数量，有些细节可能未完全绘出，以求图式的简洁。

请参照图1、图2和图3，本案的影像复合检测系统1包括一第一舱体20(chamber)、一第二舱体30、一第一光学显微装置12、一第二光学显微装置14和一电子显微装置22。于一例中，影像复合检测系统1的大部分组件可设置于一基台2上，基台2上可乘载若干尺寸和高度相同或不同的基座11、基座21和基座31。第一光学显微装置12和第二光学显微装置14设置于一光学检测区10中，其分别检测一待测物5。光学检测区10提供一大气环境，并且提供一机构16设置的用，该待测物5放置或固定于机构16上，例如一扫描移动机构(scanstage)上，借由机构16的操作变更和安排该待测物5在光学检测区10中的位置，机构16则可放置于基座11上。再者，影像复合检测系统1更包括可调整第一光学显微装置12和第二光学显微装置14的检测高度的调整机构18，依据需求来调整第一光学显微装置12和该待测物5之间的相对位置、或是调整第二光学显微装置14和该待测物5之间的相对位置，借以检测到该待测物5的较佳表面影像。再者，调整机构18可和机构16整合一起或分开。

续参考图1、图2和图3，影像复合检测系统1更包括若干开关机构，例如闸机构13可设置在第二舱体30上，其控制光学检测区10和第二舱体30之间的连通和隔绝(isolation)，第二舱体30可放置于基座31上。另，闸机构23可设置在第二舱体30上或第一舱体20上，其控制第一舱体20和第二舱体30的连通和隔绝，第一舱体20可放置于基座21上。其次，影像复合检测系统1更包括移载模块32，例如一机械臂，其可设置于第二舱体30中。当光学检测区10和第二舱体30之间为连通时，移载模块32移载该待测物5至光学检测区10中或第二舱体30中。当光学检测区10和第二舱体30之间为隔绝时，光学检测区10和第二舱体30可分别提供不同的工作环境，例如光学检测区10提供一大气环境，第二舱体30提供一真空环境，但本案不限于此。同理，第一舱体20和第二舱体30之间的连通和隔绝，以及移载模块32在二者之间的移载亦是如此，于此不赘述。是以，第二舱体30为提供该待测物5进出光学检测区10或第一舱体20的一中继舱，于一例中，第二舱体30可以是半导体设备中的提供load/locker的舱体。可以选择的，若省略第二舱体30，则闸机构23设置在第一舱体20上，并控制光学检测区10和第一舱体20的连通和隔绝，此时移载模块32可设置于第一舱体20中或光学检测区10。

续参考图1、图2和图3，第一舱体20提供可容置机构26和待测物5的一空间，其中该空间可提供对该待测物5进行处理或更包括检测的一真空环境。其次，电子显微装置22可整个或一部分被容置于第一舱体20中，其对该待测物5进行检测。又，类似机构16的，该待测物5可被放置或固定于机构26上，借由机构26的操作变更该待测物5在第一舱体20中的位置。再者，影像复合检测系统1更包括与第一舱体20连接的一真空抽气装置28，借由真空抽气装置28的作用，可以创造第一舱体20的真空环境。可以理解的，当第一舱体20和第二舱体30为连通且光学检测区10和第二舱体30为隔绝时，真空抽气装置28的作用可同时创造第一舱体20和第二舱体30皆为真空环境。另，可以理解的，为了配合机台的控制需求，影像复合检测系统1可更包括适当的电控组件，例如人机界面等等。于一例中，影像复合检测系统1更包括连接电子显微装置22的一分析工具(图上未绘)，其中，分析工具可进一步对电子显微装置22的检测影像进行分析。

续参考图1、图2和图3，于一例中，第一光学显微装置12和第二光学显微装置14可以分别是电荷耦合(chargecoupleddevice,ccd)光学显微镜，其中通过选配不同的倍率的镜头来达到第一光学显微装置12和第二光学显微装置14的支援倍率的不同，例如0.1～10以及10～500，但本案不限于此。是以，第一光学显微装置12和第二光学显微装置14可以分别建立待测物5的光学影像的全景和光学影像的局部检视区，细节后述。其次，因应检测影像需求，第一光学显微装置12和第二光学显微装置14可配置同一或个别的光源以优化检测环境。其次，电子显微装置22可以是桌上型的扫描电子显微镜(scanningelectronmicroscope,sem)、穿透电子显微镜(transmissionelectronmicroscope,tem)或是扫描穿透电子显微镜(scanningtransmissionelectronmicroscope,stem)，其支援倍率可以是30～50,000，并对该待测物5进行细部的电子束检测。再者，依据第一光学显微装置12或/和第二光学显微装置14的光学影像，电子显微装置22可进一步被设定对于局部影像进行放大扫描和检测。另外，在电子显微装置22兼具扫描和穿透功能的情形下，除了可检测元素组成外，尚可配合软件作定量分析。另外，电子显微装置22可结合直接液态检测技术，例如采用对电子束透明的特殊薄膜将液体或挥发性物质保存于真空中，可同时满足微米结构的扫描量测和纳米粒子的穿透分析。

续参考图1、图2和图3，于一例中，机构16和机构26可以分别是多轴移动或更包括转动的机械系统，其中，调整机构18可为机构16的其中一轴调整部分。是以，机构16，例如一xyz三轴线性移动机构，行程可以是50*50*10cm，其中z轴作为调整机构18以调整第一光学显微装置12和第二光学显微装置14的聚焦位置。机构26，例如一xyzr线性移动和转动机构，移动行程可以是50*50*10cm，r轴提供+/-20度(deg)的旋转角度，提供3d检测的可能性。其次，真空抽气装置28可以是若干部件组合的抽气系统，举例但不限地，包括前级帮浦和高真空帮浦。前级帮浦可选用无油干式回旋帮浦或油式机械帮浦，高真空帮浦则可选用涡轮分子帮浦。另，分析工具可以是与电子显微装置22配合使用的分析技术，其可收集二次电子束检测待测物5表面的微细结构，并进行材质分析。分析工具举例但不限地，例如能量色散x-射线光谱分析(energydispersivespectrometer,eds)工具，其利用电子显微装置22产生的电子束所激发的特性x光来进行待测物5的定性或半定量化学成分分析。

依据上述，本案的影像复合检测系统1结合具有不同支援倍率的光学和电子束扫描，有效扩大影像检测的倍率，采用桌上型电子显微镜进行高位率的检视，可以扩大放大倍率，但有效降低成本。其次，结合软件功能，例如自动光学检测(automaticopticalinspection,aoi)的影像技术，更可以提高影像复合检测系统1的功能。于一例中，本案的影像复合检测系统1更包括一自动光学检测模块(图上未绘)，对于大型的待测物5而言，通过机构16的配合，自动光学检测模块可采取影像分割撷取再拼贴的方式，取得待测物5的全景影像。首先，扫描整个待测物5的全景以建立座标轴；接着，将待测物5划分成多个影像分格；接着，通过第一光学显微装置12或第二光学显微装置14依序扫描待测物5的每个影像分格并撷取每个影像分格的个别影像，其中，依序扫描的方式可以是循序、往返或交替等方式；以及拼贴该多个个别影像即可得到待测物5的全景影像。

考量光学和电子显微镜的支援倍率差异，本案的影像复合检测系统1更包括一影像导航模块(图上未绘)，对于第一光学显微装置12、第二光学显微装置14和一电子显微装置22分别建立个别座标系统以及参考座标系统，使得光学和电子检测系统之间顺利地相互切换。要说明的是，个别座标系统以及参考座标系统彼此间的偏差量，可以在影像复合检测系统1组装过程中，事先调校和储存。另，通过影像导航模块的连结，检测的放大倍率可在第一光学显微装置12、第二光学显微装置14和一电子显微装置22之间相互转换，获得最大裕度(margin)的检测范围。

以上所述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本发明之内容并据以实施，当不能以的限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。