測量圖案化藍寶石基板的光學測量裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明關于一種測量圖案化藍寶石基板的光學測量裝置及光學測量方法，特別是關于一種利用光學共軛焦技術測量一圖案化藍寶石基板的一表面狀態的光學測量裝置及光學測量方法。
【背景技術】
[0002]在現有技術中針對圖案化藍寶石基板(Pattern Sapphire Substrate，PSS)的測量，主要是采用掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscopy, SEM)來進行。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行測量時，需將所欲測量的圖案化藍寶石基板的區域切割下來后，才得以進行后續的測量作業。
[0003]換言之，現有利用掃描式電子顯微鏡測量圖案化藍寶石基板的方式，屬于一種抽樣式的破壞性測量，其不僅會破壞待測的圖案化藍寶石基板的完整性，使被切割下來測量的特定區域之后無法重新被使用，同時也因為是抽樣測量的緣故，即便被挑選進行測量的圖案化藍寶石基板未被測量出缺陷，實際被使用為產品零組件的圖案化藍寶石基板，依舊可能存有未被測量出的缺陷而影響后續的加工作業。
[0004]有鑒于此，如何提供一種測量圖案化藍寶石基板的光學測量裝置及光學測量方法，以避免在前期測量過程中對圖案化藍寶石基板造成破壞，同時提高測量圖案化藍寶石基板的表面的重現性，乃為此一業界亟待解決的問題。
【發明內容】
[0005]本發明的一目的在于提供一種測量一圖案化藍寶石基板的一表面的狀態的光學測量裝置及光學測量方法，以在測量過程中，可對圖案化藍寶石基板的表面進行非破壞性測量，并藉此獲得更精確的測量數據，提高測量圖案化藍寶石基板的表面的重現性。
[0006]為達上述目的，本發明的一種光學測量裝置包含一光源、一光纖連接器、一光學探針、多個光纖及一影像處理器。光源用以發射一第一光束；光纖連接器相鄰光源設置；光學探針鄰設于光纖連接器，并相對光源設置；多個光纖用以分別連接光源、光纖連接器及光學探針；影像處理器與光源設置于相同側，并與光纖連接器相互連接。其中，第一光束自光源發射后，適于通過多個光纖依序通過光纖連接器、光學探針，而會匯聚于一圖案化藍寶石基板的一表面，第一光束為圖案化藍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過光學探針、光纖連接器后，適于為影像處理器所接收，以進行第二光束的影像分析作業。
[0007]為達上述目的，本發明的光學測量裝置所具有的光學探針在鄰近光纖連接器處具有一針孔以供第一光束入射，光學探針在圖案化藍寶石基板的表面定義一測量焦點，且針孔與測量焦點為共軛。
[0008]為達上述目的，本發明的光學測量裝置所具有的光學探針適于沿圖案化藍寶石基板的表面進行一全區掃描。
[0009]為達上述目的，本發明的光學測量裝置所具有的光學探針適于沿一垂直方向上下移動。
[0010]為達上述目的，本發明的光學測量裝置所具有的光源為一全波長光源，包括可見光及不可見光。
[0011]為達上述目的，本發明還包含一種光學測量方法，包含下列步驟:(a)利用一自動光學檢查(Automated Optical Inspect1n，Α0Ι)程序，檢查一圖案化藍寶石基板的一表面，以定義一良品區域與一缺陷區域；(b)提供一光源以發射一第一光束；及(c)使第一光束依序通過一光纖連接器及一光學探針，而聚焦于圖案化藍寶石基板的表面上所定義的一測量焦點。其中，測量焦點位于良品區域內，光學探針在相對測量焦點處具有一針孔以供第一光束入射，且針孔與測量焦點為共軛。
[0012]為達上述目的，本發明的光學測量方法還包含下列步驟:(d)當第一光束為圖案化藍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行分析作業。
[0013]為達上述目的，本發明的光學測量方法所具有的影像處理器與光源設置于相同偵h并與光纖連接器相互連接。
[0014]為達上述目的，本發明的光學測量方法所具有的光學探針適于沿圖案化藍寶石基板的表面的良品區域進行一全區掃描。
[0015]為讓上述目的、技術特征、和優點能更明顯易懂，下文以較佳實施例配合所附圖式進行詳細說明。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明光學測量裝置的示意圖；
[0017]圖2為本發明光學測量裝置所具有的第一光束的行進光路示意圖；
[0018]圖3為本發明光學測量裝置所具有的第二光束的行進光路示意圖；及
[0019]圖4為本發明光學測量方法的步驟圖。
【具體實施方式】
[0020]本案用以測量一圖案化藍寶石基板200的一光學測量裝置100，其主要藉由非接觸式的共軛焦光束、并通過改變該共軛焦光束的強度、聚焦焦點位置等參數，進行圖案化藍寶石基板200的一表面210的測量作業，以獲得圖案化藍寶石基板200的表面210的形貌、球徑及底寬等數值，供后續加工工藝所利用。
[0021]如圖1所示，本發明的光學測量裝置100包含一光源110、一光纖連接器120、一光學探針130、多個光纖140及一影像處理器150等元件。
[0022]其中，光源110用以發射一第一光束300。光纖連接器120相鄰光源110設置。光學探針130鄰設于光纖連接器120并相對光源110設置于另一側。多個光纖140用以分別連接光源110、光纖連接器120及光學探針130，以協助第一光束300在光源110、光纖連接器120及光學探針130之間的傳輸。影像處理器150與光源110設置于相同側，并與光纖連接器120相互連接。
[0023]請接續參閱圖2，當第一光束300自光源110發射后，適于通過多個光纖140的設置，依序通過光纖連接器120、光學探針130，而被匯聚于圖案化藍寶石基板200的表面210。
[0024]當第一光束300匯聚于圖案化藍寶石基板200的表面210后，第一光束300將會被圖案化藍寶石基板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，經由多個光纖140，依序經過光學探針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可進行第二光束400的影像分析作業。
[0025]詳細而言，請再次參閱圖1，本發明的光學測量裝置100所具有的光學探針130在鄰近光纖連接器120的一側具有一針孔132，使第一光束300可經由針孔132入射至光學探針130內。此外，光學探針130在相對于針孔132的另一側，即相鄰于圖案化藍寶石基板200的表面210的一側，定義有一測量焦點134，且使針孔132與測量焦點134為共軛。
[0026]如此一來，在一般測量情況下，當第一光束300被聚焦于圖案化藍寶石基板200的表面210的測量焦點134上，再被圖案化藍寶石基板200的表面210反射為第二光束400后，因為針孔132與測量焦點134互為共軛的關系，第二光束400由下而上地通過光學探針130的針孔132時，將會因此被過濾掉不屬于測量焦點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，進而提高影像處理器150對圖案化藍寶石基板200的表面210進行立體建模時所對應的立體輪廓的重現性。
[0027]因此，通過改變第一光束300的強度大小、聚焦焦點位置等參數，并使光學探針130沿圖案化藍寶石基板200的表面210進行掃描，便能夠以非接觸的方式進行圖案化藍寶石基板200的表面210的測量作業，有效避免先前技術中因會對圖案化藍寶石基板200進行切割所造成的破壞性測量。
[0028]同時，因為本案的光學測量裝置100為以非接觸方式進行測量的緣故，使得本案的光學測量裝置100得以實現對圖案化藍寶石基板200的表面210進行一局部掃描或一全區掃描的測量方式，而不會因