平坦度检测装置及方法与流程

本发明涉及检测，特别涉及一种利用光以非接触方式测量透明基板的平坦度的平坦度检测装置及方法。

背景技术：

1、掩模基板是在透明的石英基板上沉积有cr、mosi等功能材料的基板，可直接用来制备掩模。石英基板的缺陷会影响掩模性能，因此，掩模基板制造工艺中对石英基板进行平坦度、粗超度、厚度及颗粒等缺陷检测。

2、一般地，现有技术中普遍采用基于劈尖干涉原理的干涉仪对石英基板进行平坦度检测。然而，传统基于劈尖干涉原理的干涉仪存在石英基板上表面(正面)产生的干涉图案与下表面(背面)产生的干涉图案重叠，使得上下表面相互干扰，无法得到准确的上表面或下表面的平坦度，检测准确性低的技术问题。为了克服上述技术问题，开发了具备分析软件的干涉仪，通过特殊算法消除上下表面的干涉图案的重叠，但是，该种干涉仪价格昂贵，无法满足工业应用需求。

3、综上，急需提供一种既能够消除透明基板上下表面的干涉图案的重叠，又价格低廉的平坦度检测装置以满足工业生产需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种既能够消除透明基板上下表面的干涉图案的重叠，又价格低廉的平坦度检测装置。

2、为实现上述目的，一方面，本发明提供一种平坦度检测装置，包括：光源、光束扩展器、基准棱镜、承载台、聚焦透镜、检测器和处理器，所述光源提供的入射光经所述光束扩展器转换为平行光束照射至所述基准棱镜并透过所述基准棱镜照射至待检测的透明基板，经所述基准棱镜和所述透明基板反射分别得到第一反射光和第二反射光，所述第一反射光和所述第二反射光均通过所述聚焦透镜聚焦至所述检测器，所述检测器接收所述第一反射光和所述第二反射光生成的干涉图案信号，所述处理器根据所述干涉图案信号计算得到所述透明基板的平坦度，其中，所述透明基板放置在所述承载台上，所述承载台具有用于盛放浸没溶液的容置腔，所述透明基板的一侧表面浸没于所述浸没溶液中，所述浸没溶液的折射率大于空气的折射率。

3、上述的平坦度检测装置将待检测的透明基板的一侧表面浸没于浸没溶液中，例如，需要检测上表面的平坦度时，将上表面朝向光源设置，下表面浸没于浸没溶液中，由于浸没溶液的折射率大于空气的折射率，从而可以有效减小下表面界面处的反射率，大大减少下表面界面处产生的反射光，进而减少透明基板下表面产生的干涉图案，消除下表面对上表面的干扰，确保上表面平坦度检测结果准确可靠。因此，上述的平坦度检测装置能够有效避免透明基板待检测表面产生的干涉图案与另一侧表面产生的干涉图案重叠，消除另一侧表面对待检测表面的干扰，确保待检测表面的平坦度检测结果准确可靠，并且，该装置结构简单，成本低廉，可广泛应用于工业生产。另外，上述的平坦度检测装置将待检测的透明基板的一侧表面浸没于浸没溶液中，液体物质能够对透明基板表面提供保护，避免产生划痕。

4、在其中一个实施例中，所述浸没溶液的折射率不大于所述透明基板的折射率。

5、在其中一个实施例中，所述浸没溶液的折射率不小于1.33，且所述浸没溶液的折射率不大于1.5。

6、在其中一个实施例中，所述浸没溶液为透明溶液。

7、在其中一个实施例中，所述平坦度检测装置还包括：超声波发生器，所述超声波发生器浸没于所述浸没溶液中。

8、在其中一个实施例中，所述检测器为ccd相机。

9、在其中一个实施例中，所述平坦度检测装置还包括：反射镜，所述反射镜设置在所述聚焦透镜和所述ccd相机之间，所述反射镜上间隔设置有多条消光线，所述反射镜上于所述消光线处不反光，非所述消光线的区域反光形成反射区。

10、在其中一个实施例中，所述平坦度检测装置还包括：dmd，所述dmd设置在所述聚焦透镜和所述ccd相机之间，所述dmd具有多条间隔设置的消光线，所述dmd上于所述消光线处反射的光不照射至所述ccd，非所述消光线的区域反光形成反射区，所述反射区反射的光照射至所述ccd。

11、在其中一个实施例中，所述消光线的线宽为50μm～100μm，所述反射区的宽度不小于所述消光线的线宽的10倍。

12、在其中一个实施例中，所述平坦度检测装置还包括：网格片，所述网格片位于所述第一反射光和所述第二反射光的传输路径上，所述网格片上间隔设置有多条消光线，所述网格片上于所述消光线处不透光，非所述消光线的区域透光形成透光区。

13、在其中一个实施例中，所述消光线的线宽为50μm～100μm，所述透光区的宽度不小于所述消光线的线宽的10倍。

14、另一方面，本发明还提供一种平坦度检测方法，包括以下步骤：

15、将待检测的透明基板的一侧表面浸没于浸没溶液中；

16、提供入射光，将所述入射光转换为平行光束；

17、平行光束依次照射基准棱镜和透明基板，得到第一反射光和第二反射光；

18、检测所述第一反射光和所述第二反射光生成的干涉图案信号；

19、根据所述干涉图案信号计算得到所述透明基板的平坦度。

20、在其中一个实施例中，所述根据所述干涉图案信号计算得到所述透明基板的平坦度的步骤之后还包括：

21、对所述浸没溶液施加超声振动；

22、接收所述第一反射光和所述第二反射光生成的干涉变化图案信号；

23、根据所述干涉变化图案信号计算玻璃基板的曲率。

24、在其中一个实施例中，所述接收所述第一反射光和所述第二反射光生成的干涉图案信号的步骤之前还包括以下步骤：于所述第一反射光和所述第二反射光的传输路径上生成消光线。

25、上述的平坦度检测方法通过应用上述的平坦度检测装置，具有检测准确性高，可广泛应用于工业生产的有益效果。

技术特征：

1.一种平坦度检测装置，其特征在于，包括：光源、光束扩展器、基准棱镜、承载台、聚焦透镜、检测器和处理器，所述光源提供的入射光经所述光束扩展器转换为平行光束照射至所述基准棱镜并透过所述基准棱镜照射至待检测的透明基板，经所述基准棱镜和所述透明基板反射分别得到第一反射光和第二反射光，所述第一反射光和所述第二反射光均通过所述聚焦透镜聚焦至所述检测器，所述检测器接收所述第一反射光和所述第二反射光生成的干涉图案信号，所述处理器根据所述干涉图案信号计算得到所述透明基板的平坦度，其中，所述透明基板放置在所述承载台上，所述承载台具有用于盛放浸没溶液的容置腔，所述透明基板的一侧表面浸没于所述浸没溶液中，所述浸没溶液的折射率大于空气的折射率。

2.根据权利要求1所述的平坦度检测装置，其特征在于，所述浸没溶液的折射率不大于所述透明基板的折射率。

3.根据权利要求2所述的平坦度检测装置，其特征在于，所述浸没溶液的折射率不小于1.33，且所述浸没溶液的折射率不大于1.5。

4.根据权利要求3所述的平坦度检测装置，其特征在于，所述浸没溶液为透明溶液。

5.根据权利要求1-4任一项所述的平坦度检测装置，其特征在于，所述平坦度检测装置还包括：超声波发生器，所述超声波发生器浸没于所述浸没溶液中。

6.根据权利要求1-4任一项所述的平坦度检测装置，其特征在于，所述检测器为ccd相机。

7.根据权利要求6所述的平坦度检测装置，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的平坦度检测装置，其特征在于，所述消光线的线宽为50μm～100μm，所述反射区的宽度不小于所述消光线的线宽的10倍。

9.根据权利要求6所述的平坦度检测装置，其特征在于，所述平坦度检测装置还包括：网格片，所述网格片位于所述第一反射光和所述第二反射光的传输路径上，所述网格片上间隔设置有多条消光线，所述网格片上于所述消光线处不透光，非所述消光线的区域透光形成透光区。

10.根据权利要求9所述的平坦度检测装置，其特征在于，所述消光线的线宽为50μm～100μm，所述透光区的宽度不小于所述消光线的线宽的10倍。

11.一种平坦度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

12.根据权利要求11所述的平坦度检测方法，其特征在于，所述根据所述干涉图案信号计算得到所述透明基板的平坦度的步骤之后还包括：

13.根据权利要求11所述的平坦度检测方法，其特征在于，所述检测所述第一反射光和所述第二反射光生成的干涉图案信号的步骤之前还包括以下步骤：于所述第一反射光和所述第二反射光的传输路径上生成消光线。

技术总结
一种平坦度检测装置及方法，该装置包括光源、光束扩展器、基准棱镜、承载台、聚焦透镜、检测器和处理器，光源提供的入射光经光束扩展器转换为平行光束照射至基准棱镜并透过基准棱镜照射至待检测的透明基板，经基准棱镜和透明基板反射分别得到第一反射光和第二反射光，第一反射光和第二反射光均通过聚焦透镜聚焦至检测器，检测器接收第一反射光和第二反射光生成的干涉图案信号，处理器根据干涉图案信号计算得到透明基板的平坦度，其中，透明基板放置在承载台上，承载台具有用于盛放浸没溶液的容置腔，透明基板的一侧表面浸没于浸没溶液中，浸没溶液的折射率大于空气的折射率。本发明结构简单、成本低廉、检测准确性高，可广泛应用于工业生产。

技术研发人员：车翰宣,金钟洙,董思远
受保护的技术使用者：上海传芯半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27