專利名稱：平坦水平檢查設(shè)備及使用所述設(shè)備來(lái)檢查平坦水平的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種容易地檢查待檢查對(duì)象的平坦水平并改進(jìn)檢查可靠性的平坦水平檢查設(shè)備，以及一種用于使用所述設(shè)備來(lái)檢查平坦水平的方法。
背景技術(shù)：
在例如發(fā)光二極管(lightemitting diodes，LED)、液晶顯示器(liquid crystal displays, LCD)、等離子體顯示面板(plasma display panels, PDP)等半導(dǎo)體裝置的情況下，例如硅晶片(silicon wafer)或玻璃襯底(glass substrate)等襯底的平坦水平用作決定裝置特性的重要參數(shù)。因此，在制造半導(dǎo)體裝置之前，檢查襯底的平坦水平。通常，可將使用探針(probe)的平坦度檢查設(shè)備用作用于檢查襯底的平坦水平的設(shè)備。在此平坦度檢查設(shè)備中，探針在探針接觸襯底的表面以檢查襯底的平坦水平的狀態(tài)下水平移動(dòng)。在此情況下，因?yàn)樘结樀囊欢私佑|襯底的表面，所以存在襯底可能因探針而被刮傷或因污染而被損壞的局限性。為了解決所述局限性，可將光發(fā)射到襯底的表面上，以通過(guò)非接觸方式來(lái)檢查襯底的平坦水平。在使用光來(lái)檢查襯底的平坦水平的情況下，襯底不會(huì)損壞。然而，難以檢查具有優(yōu)良透明度的襯底，例如藍(lán)寶石晶片。因此，在此情況下，檢查可靠性可能降低。之所以這樣是因?yàn)榇蠹s95%的光會(huì)透過(guò)藍(lán)寶石晶片。因此，強(qiáng)度的變化可能減少，并且難以確定強(qiáng)度是因藍(lán)寶石晶片的表面還是因外部因素而定化。因此，可能難以精確地檢查襯底的平坦水平，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體裝置的缺陷且降低良率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種容易地檢查待檢查對(duì)象的平坦水平并改進(jìn)檢查可靠性的平坦水平檢查設(shè)備，以及一種用于使用所述設(shè)備來(lái)檢查平坦水平的方法。本發(fā)明還提供一種將流體噴射到待檢查的對(duì)象上以通過(guò)非接觸方式來(lái)檢查對(duì)象的平坦水平的平坦水平檢查設(shè)備，以及一種使用所述設(shè)備來(lái)檢查平坦水平的方法。根據(jù)示范性實(shí)施例，一種平坦水平檢查設(shè)備包含夾盤(pán)(chuck)，其經(jīng)配置以支撐并固定待檢查的對(duì)象；測(cè)量單元，其包含噴嘴(nozzle)，所述噴嘴經(jīng)配置以將流體噴射到待檢查的對(duì)象的表面上，所述測(cè)量單元經(jīng)配置以檢測(cè)從噴嘴噴射的流體的噴射壓力視噴嘴與待檢查對(duì)象之間間隔的距離而定的變化，從而將檢測(cè)到的噴射壓力值轉(zhuǎn)換為電壓值；提升模塊(lifting module)，其經(jīng)配置以提升所述噴嘴；移動(dòng)單元，其經(jīng)配置以水平移動(dòng)夾盤(pán)和噴嘴中的至少一者，所述移動(dòng)單元經(jīng)配置以水平且相對(duì)地移動(dòng)夾盤(pán)和噴嘴；以及計(jì)算單元，其經(jīng)配置以使用由測(cè)量單元測(cè)得且視噴嘴與待檢查對(duì)象的表面的特定點(diǎn)之間間隔的距離的變化而定的電壓值，來(lái)將在掃描待檢查對(duì)象的表面時(shí)測(cè)得的實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為待檢查對(duì)象的表面高度值，且將待檢查對(duì)象的所計(jì)算的表面高度值彼此相對(duì)比較，從而確定平坦水平。測(cè)量單元可包含空氣測(cè)微計(jì)(air micrometer)。移動(dòng)單元可包含夾盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊(chuck drive module)，其經(jīng)配置以旋轉(zhuǎn)或水平移動(dòng)夾盤(pán)；以及水平移動(dòng)模塊，其經(jīng)配置以水平移動(dòng)測(cè)量單元的噴嘴。可提供多個(gè)所述噴嘴。在夾盤(pán)和移動(dòng)單元的相對(duì)移動(dòng)中，可使用夾盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)旋轉(zhuǎn)夾盤(pán)，且使用水平移動(dòng)模塊在一個(gè)方向上水平移動(dòng)噴嘴，可在夾盤(pán)被固定的狀態(tài)下，使用水平移動(dòng)模塊在一個(gè)方向上水平移動(dòng)噴嘴，在噴嘴被固定的狀態(tài)下使用夾盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊水平移動(dòng)夾盤(pán)，或在彼此不同的方向上水平移動(dòng)夾盤(pán)和噴嘴。計(jì)算單元可包含計(jì)算部分，其經(jīng)配置以使用參考值將實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為待檢查對(duì)象的表面高度值；以及比較確定部分，其經(jīng)配置以確定將待檢查對(duì)象的所計(jì)算的表面高度值彼此相對(duì)比較，從而確定平坦水平。根據(jù)另一示范性實(shí)施例，一種用于檢查平坦水平的方法包含準(zhǔn)備待檢查對(duì)象以將噴嘴安置在待檢查對(duì)象的表面上方；在改變噴嘴的高度的同時(shí)將流體噴射到待檢查對(duì)象的表面的特定點(diǎn)上，以檢測(cè)視噴嘴與所述特定點(diǎn)之間間隔的距離而定的流體噴射壓力，且將檢測(cè)到的流體噴射壓力轉(zhuǎn)換為電壓值，從而計(jì)算參考值；將流體噴射到待檢查對(duì)象的表面上，以在水平移動(dòng)噴嘴和待檢查對(duì)象中的至少一者的同時(shí)掃描待檢查對(duì)象的表面，檢測(cè)視待檢查對(duì)象的表面與噴嘴之間間隔的距離而定的流體噴射壓力，且將檢測(cè)到的流體噴射壓力轉(zhuǎn)換為電壓值，從而計(jì)算實(shí)際測(cè)得的電壓值；使用所計(jì)算的參考值將實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為待檢查對(duì)象的表面高度值；以及將待檢查對(duì)象的表面高度值彼此比較，以確定待檢查對(duì)象的平坦水平。在改變噴嘴的高度的同時(shí)將流體噴射到待檢查對(duì)象的表面的特定點(diǎn)上的過(guò)程中， 可將噴嘴安置在待檢查對(duì)象的表面區(qū)域的特定點(diǎn)上方，且上升或下降以在改變噴嘴與待檢查對(duì)象的表面的特定點(diǎn)之間間隔的距離的同時(shí)從噴嘴噴射流體。在水平移動(dòng)噴嘴和待檢查對(duì)象中的至少一者的同時(shí)將流體噴射到待檢查對(duì)象的表面上以掃描待檢查對(duì)象的表面的過(guò)程中，流體可以螺旋形或Z字形掃描待檢查對(duì)象的表可旋轉(zhuǎn)待檢查對(duì)象，且可在一個(gè)方向上水平移動(dòng)噴嘴，以允許流體以螺旋形掃描待檢查對(duì)象的表面。可水平移動(dòng)噴嘴以橫越待檢查對(duì)象的頂部表面的中心部分?？稍诖龣z查對(duì)象被固定的狀態(tài)下，在X軸和Y軸方向上交替地且水平地移動(dòng)噴嘴， 可在噴嘴被固定的狀態(tài)下，在X軸和Y軸方向上交替地且水平移動(dòng)待檢查對(duì)象，或可在χ軸和Y軸方向上交替地且水平地移動(dòng)待檢查對(duì)象和噴嘴，以允許流體以Z字形掃描待檢查對(duì)象的表面。在使用所計(jì)算的參考值將實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為待檢查對(duì)象的表面高度值的過(guò)程中，可使用視噴嘴與特定點(diǎn)之間間隔的距離而定的電壓值來(lái)計(jì)算電壓傾斜度，且可使用所述電壓傾斜度將實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為表面高度值，來(lái)計(jì)算表面高度值。在使用所計(jì)算的參考值將實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為待檢查對(duì)象的表面高度值的過(guò)程中，可將實(shí)際測(cè)得的電壓值與所計(jì)算的參考值進(jìn)行比較，以將實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為對(duì)應(yīng)的表面高度值。待檢查對(duì)象可應(yīng)用于半導(dǎo)體裝置和顯示器裝置。


可從結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述更詳細(xì)地理解示范性實(shí)施例，附圖中圖1是根據(jù)示范性實(shí)施例的平坦度檢查設(shè)備的視圖。圖2是根據(jù)示范性實(shí)施例的測(cè)量單元的示意圖。圖3A是用于闡釋使用空氣以螺旋方式掃描襯底的表面的狀態(tài)的視圖。圖;3B是用于闡釋噴嘴在水平方向上移動(dòng)的同時(shí)噴射空氣的狀態(tài)的視圖。圖4是用于闡釋使用空氣以Z字形掃描襯底的表面的狀態(tài)的視圖。圖5是說(shuō)明根據(jù)示范性實(shí)施例的平坦度檢查設(shè)備的經(jīng)修改實(shí)例的視圖。圖6是說(shuō)明用于使用根據(jù)示范性實(shí)施例的平坦度檢查設(shè)備來(lái)檢查待檢查對(duì)象的平坦水平的過(guò)程的流程圖。圖7是用于闡釋用于使用根據(jù)示范性實(shí)施例的平坦度檢查設(shè)備來(lái)計(jì)算視待檢查對(duì)象的表面區(qū)域的特定點(diǎn)與噴嘴之間間隔的距離而定的電壓變化的過(guò)程的視圖。圖8是視待檢查對(duì)象的表面區(qū)域的特定點(diǎn)與噴嘴之間間隔的距離而定的電壓值和電壓變化傾斜度的曲線圖。圖9是用于闡釋用于視待檢查對(duì)象的表面區(qū)域與噴嘴之間間隔的距離的變化來(lái)計(jì)算每一電壓值的視圖。圖10是視待檢查對(duì)象的表面區(qū)域與噴嘴之間間隔的距離的變化而定的電壓變化的曲線圖。圖11是說(shuō)明整個(gè)襯底表面區(qū)域的平坦水平的圖像的視圖。圖12是視被檢查對(duì)象的表面區(qū)域與噴嘴之間間隔的距離的變化而定的電壓變化的曲線圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參看附圖詳細(xì)描述特定實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以不同形式體現(xiàn)，且不應(yīng)被解釋為限于本文所陳述的實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例是為了使本發(fā)明將全面且完整，且將向所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員完全地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。圖1是根據(jù)示范性實(shí)施例的平坦度檢查設(shè)備的視圖。圖2是根據(jù)示范性實(shí)施例的測(cè)量單元的示意圖。圖3A是用于闡釋使用空氣以螺旋方式掃描襯底的表面的狀態(tài)的視圖。 圖3B是用于闡釋噴嘴在水平方向上移動(dòng)的同時(shí)噴射空氣的狀態(tài)的視圖。圖4是用于闡釋使用空氣以Z字形掃描襯底的表面的狀態(tài)的視圖。圖5是說(shuō)明根據(jù)示范性實(shí)施例的平坦度檢查設(shè)備的經(jīng)修改實(shí)例的視圖。參看圖1和圖2，根據(jù)示范性實(shí)施例的平坦度檢查設(shè)備包含臺(tái)(stage) 100 ；夾盤(pán) 200，其安置在臺(tái)100上，以支撐并固定待檢查對(duì)象S(在下文中，稱為被檢查對(duì)象幻；提升模塊500，其包含用于將流體(例如氣體)噴射到被檢查對(duì)象S上以提升測(cè)量單元300的
6噴嘴310的噴嘴，測(cè)量單元300檢測(cè)視噴嘴310與被檢查對(duì)象S之間間隔的距離的變化而定的流體的噴射壓力的變化，以將檢測(cè)到的振動(dòng)值轉(zhuǎn)換為電壓值；以及移動(dòng)單元800，其移動(dòng)夾盤(pán)200和噴嘴310中的至少一者，以在相對(duì)水平方向上移動(dòng)夾盤(pán)200和噴嘴310。另外，平坦度檢查設(shè)備包含數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分710，其通過(guò)信號(hào)連接到測(cè)量單元300，以使用視噴嘴310與被檢查對(duì)象S的表面的特定點(diǎn)之間間隔的距離而定的電壓值作為參考值，將在掃描被檢查對(duì)象S的表面的同時(shí)測(cè)得的實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為被檢查對(duì)象S的表面的高度值，其中所述所間隔的距離由測(cè)量單元300測(cè)量；比較確定部分720，其將在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分 710中轉(zhuǎn)換的被檢查對(duì)象S的表面的高度值彼此相對(duì)比較，以確定平坦水平；以及顯示部分 380，其使用曲線圖和三維圖像來(lái)顯示被檢查對(duì)象S的表面的高度值。在本實(shí)施例中，將圓形晶片襯底用作被檢查對(duì)象S,且?jiàn)A盤(pán)200具有對(duì)應(yīng)于襯底S 的形狀的形狀。然而，本發(fā)明不限于此。舉例來(lái)說(shuō)，可以各種形狀制造夾盤(pán)200。并且，夾盤(pán)200可為通過(guò)靜電方法支撐和固定襯底S的靜電夾盤(pán)，或使用真空吸力(vacuum suction force)支撐和固定襯底S的真空夾盤(pán)。然而，本發(fā)明不限于此。舉例來(lái)說(shuō)，可將可支撐和固定襯底S的任何單元用作夾盤(pán)200。根據(jù)示范性實(shí)施例的測(cè)量單元300使用空氣測(cè)微計(jì)，空氣測(cè)微計(jì)在空氣被噴射到襯底S的表面上時(shí)，檢測(cè)視測(cè)量單元300的噴嘴310與襯底S的表面之間間隔的距離而定的空氣噴射壓力的變化，以將檢測(cè)到的壓力變化轉(zhuǎn)換為電壓值。盡管將空氣用作本實(shí)施例中的流體，但本發(fā)明不限于此。舉例來(lái)說(shuō)，可將各種惰性氣體(例如隊(duì))用作所述流體。如圖1和圖2中所示，空氣測(cè)微計(jì)測(cè)量單元300包含流體供應(yīng)源330，其用于提供流體(例如空氣)；調(diào)節(jié)器340，其連接到流體供應(yīng)源330，以提供某一量的空氣；噴嘴310，其用于將從調(diào)節(jié)器340供應(yīng)的空氣噴射到襯底S上；噴嘴支撐部件320，其中其一端連接到提升模塊 500，以支撐和固定噴嘴310 ；空氣-電轉(zhuǎn)換器(air-electric converter) 350，其安置在噴嘴310與調(diào)節(jié)器340之間，以檢測(cè)從噴嘴310噴射的空氣的壓力的變化，從而將檢測(cè)到的壓力變化值轉(zhuǎn)換為電壓值；以及信號(hào)放大器360，其用于放大由轉(zhuǎn)換器350轉(zhuǎn)換的電壓值，以將經(jīng)放大的電壓值傳輸?shù)接?jì)算單元700中。另外，空氣測(cè)微計(jì)測(cè)量單元300包含第一供應(yīng)管390a，其將流體供應(yīng)源330連接到調(diào)節(jié)器340 ；第二供應(yīng)管390b，其將調(diào)節(jié)器340連接到轉(zhuǎn)換器350 ；以及第三供應(yīng)管390c，其將轉(zhuǎn)換器350連接到噴嘴310。此處，本發(fā)明不限于上文所述的空氣測(cè)微計(jì)測(cè)量單元300。舉例來(lái)說(shuō)，可將可檢測(cè)噴射壓力的變化以將檢測(cè)到的壓力變化值轉(zhuǎn)換為電壓值的各種空氣測(cè)微計(jì)用作空氣測(cè)微計(jì)測(cè)量單元300。在本實(shí)施例中，描述包含一個(gè)噴嘴310的測(cè)量單元300。然而，本發(fā)明不限于此。 舉例來(lái)說(shuō)，如圖5中所示，測(cè)量單元300可包含多個(gè)噴嘴310。當(dāng)測(cè)量單元300包含多個(gè)噴嘴310時(shí)，與包含一個(gè)噴嘴310的測(cè)量單元300相比，檢查襯底S所需的時(shí)間可減少。提升模塊500連接到噴嘴支撐部件320，以用于支撐噴嘴310來(lái)提升噴嘴支撐部件 320。提升模塊500包含提升部件510，其包含提升導(dǎo)軌(lifting guide rail)520、提升塊 (lifting block) 530，所述提升塊530的一端耦合到提升導(dǎo)軌520，且另一端耦合到噴嘴支撐部件320，以沿提升導(dǎo)軌520滑動(dòng)；提升動(dòng)力部件(lifting power member) 540，其連接到提升部件510，以將提升動(dòng)力提供到耦合到提升部件510的提升導(dǎo)軌520的提升塊530中； 以及耦合部件陽(yáng)0，其一端耦合到提升部件510，且另一端耦合到稍后將描述的水平移動(dòng)模塊600的水平移動(dòng)部件610。此處，提升塊530可為(例如)產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的線性電動(dòng)機(jī)(linear motor)，以及滾珠絲杠(ball screw)與旋轉(zhuǎn)滾珠絲杠的電動(dòng)機(jī)的組合。然而，本發(fā)明不限于此。舉例來(lái)說(shuō)，可將可在提升導(dǎo)軌520上滑動(dòng)的任何單元用作提升塊530。如上文所述，耦合部件550耦合到水平移動(dòng)模塊600的水平移動(dòng)部件610，以充當(dāng)在X軸和Y軸方向上在水平移動(dòng)部件610上滑動(dòng)的水平移動(dòng)塊。因此，產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的線性電動(dòng)機(jī)以及滾珠絲杠與用于旋轉(zhuǎn)滾珠絲杠的電動(dòng)機(jī)的組合可安置在耦合部件550的耦合到水平移動(dòng)部件610的一側(cè)上，與提升塊530 —樣。然而，本發(fā)明不限于此。舉例來(lái)說(shuō)，可將耦合部件 550修改為可在水平移動(dòng)部件610上水平移動(dòng)的各種結(jié)構(gòu)和組成。并且，提升模塊500不限于上文所述的結(jié)構(gòu)和組成。舉例來(lái)說(shuō)，可以各種方式修改提升模塊500以提升噴嘴310。移動(dòng)單元800包含夾盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊400，其用于旋轉(zhuǎn)和水平移動(dòng)夾盤(pán)200 ；以及水平移動(dòng)模塊600，其用于水平移動(dòng)噴嘴310。此處，夾盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊400安置在夾盤(pán)200下方，以旋轉(zhuǎn)夾盤(pán)200或在X軸和Y軸方向上水平移動(dòng)夾盤(pán)200。夾盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊400包含夾盤(pán)支撐部件410，其安置在夾盤(pán)200下方以支撐夾盤(pán)200 ；以及夾盤(pán)動(dòng)力部件(chuck power member)420，其連接到夾盤(pán)支撐部件 410，以旋轉(zhuǎn)或水平移動(dòng)夾盤(pán)支撐部件410。此處，可使用夾盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊400以恒定速度旋轉(zhuǎn)夾盤(pán)200。在本實(shí)施例中，可將直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(direct drive motor) (DD電動(dòng)機(jī))用作夾盤(pán)動(dòng)力部件420。然而，本發(fā)明不限于此。舉例來(lái)說(shuō)，可將可旋轉(zhuǎn)安置在夾盤(pán)支撐部件 410上的夾盤(pán)200的任何單元用作夾盤(pán)動(dòng)力部件420。如上文所述，使用水平移動(dòng)模塊600 在一個(gè)方向上水平移動(dòng)噴嘴310，同時(shí)旋轉(zhuǎn)或水平移動(dòng)夾盤(pán)200以將空氣噴射到襯底S上。水平移動(dòng)模塊600耦合到提升模塊500的耦合部件550，以在X軸和Y軸方向上水平移動(dòng)提升模塊500。此處，如上文所述，由于用于支撐噴嘴310的噴嘴支撐部件320耦合到提升模塊500，因此提升模塊500被水平移動(dòng)，以水平移動(dòng)噴嘴310。水平移動(dòng)模塊600包含水平移動(dòng)部件610，其包含水平移動(dòng)導(dǎo)軌620 ；以及水平移動(dòng)動(dòng)力部件650，其連接到水平移動(dòng)部件610。此處，提升模塊500的耦合部件550安裝在水平移動(dòng)導(dǎo)軌620上，以在X 軸和Y軸方向上沿水平移動(dòng)導(dǎo)軌620滑動(dòng)。因此，如圖3A和圖;3B中所示，耦合到提升模塊 500的噴嘴310可因提升模塊500的水平移動(dòng)而水平移動(dòng)。使用水平移動(dòng)模塊600在一個(gè)方向上水平移動(dòng)噴嘴310，且同時(shí)，通過(guò)噴嘴310噴射空氣以旋轉(zhuǎn)夾盤(pán)200。此處，噴嘴310 可水平移動(dòng)以從襯底S的上側(cè)橫越襯底S的中心部分。因此，空氣可如圖3A所示以螺旋方式掃描襯底S的表面。如上文所述，噴嘴310支撐和固定到的噴嘴支撐部件安置在提升模塊500上，以通過(guò)水平移動(dòng)模塊600使噴嘴310與提升模塊500 —起水平移動(dòng)。然而，本發(fā)明不限于此。舉例來(lái)說(shuō)，水平移動(dòng)模塊600可不耦合到提升模塊500，而是直接耦合到噴嘴支撐部件320以固定噴嘴310。因此，僅噴嘴310支撐和固定到的噴嘴支撐部件320可使用水平移動(dòng)模塊 600水平移動(dòng)。并且，可使用水平移動(dòng)模塊600在一個(gè)方向上水平移動(dòng)噴嘴。然而，本發(fā)明不限于此。舉例來(lái)說(shuō)，可使用水平移動(dòng)模塊600在X軸和Y軸方向上交替地移動(dòng)噴嘴。舉例來(lái)說(shuō)， 可在X軸和Y軸方向上交替地移動(dòng)噴嘴310，以允許空氣如圖4A中所示以Z字形掃描襯底 S的表面。如上文所述，當(dāng)使用空氣以Z字形掃描襯底S的表面時(shí)，襯底S可具有正方形形狀。然而，本發(fā)明不限于此。舉例來(lái)說(shuō)，可以Z字形掃描具有圓形形狀的襯底S。盡管?chē)娮?310在X軸和Y軸方向上移動(dòng)，但本發(fā)明不限于此。舉例來(lái)說(shuō)，位于襯底S上的夾盤(pán)200可在X軸和Y軸方向上移動(dòng)，或噴嘴310和夾盤(pán)200全部可使用夾盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊400在X軸和 Y軸方向上移動(dòng)。在下文中，將參看圖1到圖10描述用于使用根據(jù)實(shí)施例的平坦水平檢查設(shè)備來(lái)測(cè)量襯底的平坦水平的過(guò)程。圖6是說(shuō)明用于使用根據(jù)示范性實(shí)施例的平坦度檢查設(shè)備來(lái)檢查待檢查對(duì)象的平坦水平的過(guò)程的流程圖。圖7是用于闡釋用于使用根據(jù)示范性實(shí)施例的平坦度檢查設(shè)備來(lái)計(jì)算視待檢查對(duì)象的表面區(qū)域的特定點(diǎn)與噴嘴之間間隔的距離而定的電壓變化的過(guò)程的視圖。圖8是視待檢查對(duì)象的表面區(qū)域的特定點(diǎn)與噴嘴之間間隔的距離而定的電壓值和電壓變化傾斜度的曲線圖。圖9是用于闡釋用于計(jì)算視待檢查對(duì)象的表面區(qū)域與噴嘴之間間隔的距離的變化而定的每一電壓值的方法的視圖。圖10是視圖9的被檢查對(duì)象的表面區(qū)域與噴嘴之間間隔的距離的變化而定的電壓變化的曲線圖。參看圖6，在操作SlOO中，將空氣若干次噴射到襯底S的表面的特定點(diǎn)上，同時(shí)在彼此不同的高度調(diào)整噴嘴310，以檢測(cè)視噴嘴310與特定點(diǎn)之間間隔的距離而定的空氣噴射壓力，并將檢測(cè)到的空氣噴射壓力轉(zhuǎn)換為電壓值，從而計(jì)算參考值。舉例來(lái)說(shuō)，將噴嘴310 的端部接觸襯底S的頂部表面的狀態(tài)設(shè)定為零位置。接著，將空氣噴射到襯底S上，同時(shí)將噴嘴310從零位置向上提升，以將空氣噴射壓力轉(zhuǎn)換為電壓值，從而計(jì)算參考值。此處，將從噴嘴310排出的空氣連續(xù)地噴射到襯底S的表面上的特定點(diǎn)可為通過(guò)如先前過(guò)程使噴嘴 310的端部與襯底S接觸而設(shè)定的零位置。這樣做是因?yàn)榭諝獾目諝鈬娚鋲毫σ蚋鞣N因素而改變，所述因素例如為噴嘴310的細(xì)處理誤差(fine processing error)；噴嘴310的耦合狀態(tài)；待測(cè)量襯底S的表面狀態(tài)，即表面粗糙度；以及在襯底上圖案化的圖案的大小。在下文中，將詳細(xì)描述用于計(jì)算參考值的方法。首先，將待檢查對(duì)象(例如藍(lán)寶石晶片襯底幻擱置在根據(jù)實(shí)施例的平坦水平檢查設(shè)備的夾盤(pán)200上。接著，使用水平移動(dòng)模塊600和提升模塊500將耦合到提升模塊500的噴嘴310安置在待測(cè)量襯底S的表面上方。此處，可將噴嘴310安置成對(duì)應(yīng)于襯底S的頂部表面的中心部分。在下文中，如圖7中所示，在噴嘴310不在X軸和Y軸方向上移動(dòng)的情況下，在提升噴嘴310的同時(shí)噴射空氣， 以檢測(cè)視襯底S與噴嘴310之間間隔的距離而定的空氣噴射壓力。接著，將檢測(cè)到的空氣噴射壓力轉(zhuǎn)換為電壓值，以計(jì)算參考值。在此處，噴嘴310的端部接觸襯底S的頂部表面， 且接著，將接觸點(diǎn)設(shè)定為零位置。接著，在使噴嘴310向上移動(dòng)的同時(shí)噴射空氣，以檢測(cè)視襯底S與噴嘴310之間間隔的距離而定的空氣噴射壓力，且接著將檢測(cè)到的空氣噴射壓力轉(zhuǎn)換為電壓值，從而計(jì)算參考值。如上文所述，如圖8中的曲線圖說(shuō)明視噴嘴310與襯底S 之間間隔的距離(hi到h6)而定的所計(jì)算電壓值(VI到V6)。并且，將襯底S與噴嘴310之間間隔的測(cè)得距離以及電壓值用作參考值。此處，可將空氣測(cè)微計(jì)用作測(cè)量單元。在操作S200中，在水平移動(dòng)噴嘴310和被檢查對(duì)象S中的至少一者的同時(shí)噴射空氣，以掃描襯底S的表面，且接著檢測(cè)視襯底S的表面與噴嘴310之間間隔的距離而定的空氣噴射壓力，以將檢測(cè)到的空氣噴射壓力轉(zhuǎn)換為電壓值，從而計(jì)算實(shí)際測(cè)得的電壓值。為此，使用水平移動(dòng)模塊600使噴嘴310在襯底S的表面的邊緣上方移動(dòng)。接著，使用提升模塊500使噴嘴310上升或下降，以調(diào)整噴嘴起初安置于其上的襯底S與噴嘴310之間間隔的距離。舉例來(lái)說(shuō)，使用提升模塊500使噴嘴310上升或下降，以允許襯底S與噴嘴310之間的距離從約20 μ m維持到約30 μ m。在下文中，使用夾盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊400來(lái)旋轉(zhuǎn)上面擱置著襯底S的夾盤(pán)200。接著，如圖9中所示，在將空氣噴射到襯底S上的同時(shí)在不使襯底上升或下降的情況下使噴嘴310在一個(gè)方向上水平移動(dòng)。因此，從噴嘴310排出的空氣掃描襯底S的表面。此處，水平移動(dòng)噴嘴310，使得空氣越過(guò)襯底S的頂部表面的中心部分。因此，如圖3A中所示，空氣以螺旋方式掃描襯底S的表面。當(dāng)使用噴嘴310將空氣噴射到襯底S的表面上時(shí)，噴嘴310與襯底S之間間隔的距離可根據(jù)襯底S的平坦水平而改變，但噴嘴310僅在噴嘴310不上升或下降的情況下水平移動(dòng)。因此，當(dāng)使用噴嘴310噴射空氣以掃描襯底S的表面時(shí)，根據(jù)噴嘴310與襯底S之間間隔的距離來(lái)改變從噴嘴310噴射的空氣的壓力?？諝鉁y(cè)微計(jì)測(cè)量單元300檢測(cè)空氣噴射壓力，以將檢測(cè)到的空氣噴射壓力轉(zhuǎn)換為電壓值。通過(guò)噴射流體以掃描襯底S的表面而測(cè)得的電壓值可稱為實(shí)際測(cè)得的電壓值。舉例來(lái)說(shuō)，如圖7和圖9中所示，當(dāng)提供其中襯底S的表面的一部分相對(duì)高于其其它部分的階梯狀部分時(shí)，襯底S的整個(gè)表面與噴嘴310之間間隔的距離可不同。在下文中， 在圖7中所說(shuō)明的襯底S中，襯底S的具有相對(duì)低的高度的表面區(qū)域稱為參考符號(hào)Si，且襯底S的具有相對(duì)高的高度的表面區(qū)域稱為參考符號(hào)S2。在此情況下，襯底S的表面區(qū)域S2 與噴嘴310之間間隔的距離小于表面區(qū)域Sl與噴嘴310之間的距離。并且，襯底S的表面與噴嘴之間間隔的距離增加得越多，空氣噴射壓力增加得越多。因此，噴射到襯底S的表面區(qū)域S2上的空氣的壓力大于噴射到襯底S的表面區(qū)域Sl上的空氣的壓力。如上文所述， 將檢測(cè)到的壓力值轉(zhuǎn)換為電壓值。此處，壓力值增加得越多，轉(zhuǎn)換的電壓值增加得越多。舉例來(lái)說(shuō)，圖10將實(shí)際測(cè)得的電壓值說(shuō)明為曲線圖。參看圖10，在襯底S的表面區(qū)域Sl上測(cè)得的電壓值Vl小于在襯底S的表面區(qū)域S2上測(cè)得的V2。盡管如圖9所示描述了用于檢查具有階梯狀部分的襯底S的表面的方法，但可如圖11中所示檢查具有傾斜表面的襯底S。在下文中，將參看圖11和圖12描述用于檢查具有傾斜表面的襯底S的平坦水平的方法。此處，將省略或簡(jiǎn)要描述與上文所描述的實(shí)施例的描述重復(fù)的描述。圖11是用于闡釋用于計(jì)算視待檢查對(duì)象的表面區(qū)域與噴嘴之間間隔的距離的變化而定的每一電壓值的方法的視圖；圖12是視圖10的被檢查對(duì)象的表面區(qū)域與噴嘴之間間隔的距離的變化而定的電壓變化的曲線圖。如圖11中所示，襯底S可具有傾斜表面。在下文中，為了方便，將襯底S分為多個(gè)區(qū)域，所述區(qū)域根據(jù)襯底S的傾斜度和相對(duì)高度而稱為參考符號(hào)Sl到S5。當(dāng)在相對(duì)于襯底S水平移動(dòng)噴嘴310的同時(shí)噴射空氣時(shí)，將噴射壓力轉(zhuǎn)換為電壓值。將如上文所述轉(zhuǎn)換的電壓值說(shuō)明為圖12中的曲線圖。參看圖12，當(dāng)將襯底S的表面區(qū)域Sl到S5上的電壓值彼此比較時(shí)，電壓值以Sl < S2 < S3 < S4 < S5的次序增加。并且，看起來(lái)電壓值在一個(gè)方向上在傾斜表面S2和S4上增加。在下文中，在操作S300中，使用通過(guò)計(jì)算單元700的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分710計(jì)算的參考值來(lái)將實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為襯底S的表面的高度值。即，如圖8中所示，使用在操作 SlOO中根據(jù)噴嘴310與襯底S的表面之間間隔的距離而計(jì)算的電壓值的變化來(lái)計(jì)算電壓變化傾斜度Δν。并且，在操作S300中，使用所計(jì)算的電壓變化傾斜度AV將實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為襯底S的表面的高度值。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)電壓變化傾斜度△ V近似為IOmV/微米，且襯底S的表面區(qū)域Sl和S2上的電壓的差(VS2-VS1)近似為IV時(shí)，可通過(guò)計(jì)算將襯底S的表面區(qū)域Sl和S2上的表面高度的差計(jì)算為近似10 μ m的值。對(duì)于另一實(shí)例，可將實(shí)際測(cè)得的電壓值與所計(jì)算的參考值進(jìn)行比較，以累加對(duì)應(yīng)于實(shí)際測(cè)得的電壓值的表面高度值，從而計(jì)算表面高度值。并且，當(dāng)檢查與上述對(duì)象相同的對(duì)象(S卩，相同襯底S)的其它區(qū)域上的平坦水平時(shí)，可省略參考值計(jì)算過(guò)程，即操作S100。接著，在操作S500中，計(jì)算襯底S的其它區(qū)域上的實(shí)際測(cè)得的電壓值。在下文中，將襯底S的其它表面區(qū)域上的實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為高度值?？芍貜?fù)執(zhí)行上述過(guò)程若干次，以計(jì)算相對(duì)于襯底S的整個(gè)表面區(qū)域的表面高度值。接著，在操作S400中，當(dāng)計(jì)算襯底S的表面高度值時(shí)，通過(guò)比較確定部分720將表面高度值彼此相對(duì)比較，以確定襯底S的平坦水平。在下文中，可將平坦水平顯示為圖像， 以允許工作人員通過(guò)肉眼來(lái)確定平坦水平。在實(shí)際襯底的情況下，襯底S包含大約數(shù)百微米的傾斜部分。因此，可通過(guò)上述方法來(lái)測(cè)量襯底S的傾斜程度和平坦水平。并且，可測(cè)量襯底S的表面的高度或高度差。如上文所述，可使用平坦水平檢查設(shè)備來(lái)檢查襯底S的平坦水平。然而，本發(fā)明不限于此。舉例來(lái)說(shuō)，可測(cè)量襯底S的厚度或特定位置處的高度變化。此處，本發(fā)明不限于此， 且因此，可在需要檢查襯底S的表面狀態(tài)的各種領(lǐng)域中應(yīng)用平坦水平檢查設(shè)備。如上文所述，在根據(jù)示范性實(shí)施例的平坦水平檢查設(shè)備中，可將流體噴射到被檢查對(duì)象的表面上，以檢測(cè)視被檢查對(duì)象與噴嘴之間間隔的距離而定的壓力變化，從而檢查被檢查對(duì)象的平坦水平。因此，可在不接觸被檢查對(duì)象的情況下檢查平坦水平，以防止被檢查對(duì)象被刮傷或因污染而損壞。另外，由于可檢查襯底的平坦水平而不管被檢查對(duì)象的光學(xué)特性如何，因此可將平坦水平檢查設(shè)備應(yīng)用于各種待檢查的對(duì)象。盡管已參考特定實(shí)施例描述了平坦水平檢查設(shè)備以及使用所述設(shè)備來(lái)檢查平坦水平的方法，但其不限于此。因此，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解，可在不脫離權(quán)利要求書(shū)所界定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對(duì)本發(fā)明作出各種修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種平坦水平檢查設(shè)備，其包括 夾盤(pán)，其經(jīng)配置以支撐并固定待檢查對(duì)象；測(cè)量單元，其包括噴嘴，所述噴嘴經(jīng)配置以將流體噴射到所述待檢查對(duì)象的表面上，所述測(cè)量單元經(jīng)配置以檢測(cè)從所述噴嘴噴射的所述流體的噴射壓力視所述噴嘴與所述待檢查對(duì)象之間間隔的距離而定的變化，從而將所述檢測(cè)到的噴射壓力值轉(zhuǎn)換為電壓值； 提升模塊，其經(jīng)配置以提升所述噴嘴；移動(dòng)單元，其經(jīng)配置以水平移動(dòng)所述夾盤(pán)和所述噴嘴中的至少一者，所述移動(dòng)單元經(jīng)配置以水平且相對(duì)地移動(dòng)所述夾盤(pán)和所述噴嘴；以及計(jì)算單元，其經(jīng)配置以使用由所述測(cè)量單元測(cè)得且視所述噴嘴與所述待檢查對(duì)象的所述表面的特定點(diǎn)之間間隔的距離的變化而定的電壓值，將在掃描所述待檢查對(duì)象的所述表面的同時(shí)測(cè)得的實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為所述待檢查對(duì)象的表面高度值，且將所述待檢查對(duì)象的所述所計(jì)算的表面高度值彼此相對(duì)比較，從而確定平坦水平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平坦水平檢查設(shè)備，其特征在于所述測(cè)量單元包括空氣測(cè)微計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平坦水平檢查設(shè)備，其特征在于所述移動(dòng)單元包括 夾盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊，其經(jīng)配置以旋轉(zhuǎn)或水平移動(dòng)所述夾盤(pán)；以及水平移動(dòng)模塊，其經(jīng)配置以水平移動(dòng)所述測(cè)量單元的所述噴嘴。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平坦水平檢查設(shè)備，其特征在于提供多個(gè)所述噴嘴。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平坦水平檢查設(shè)備，其特征在于，在所述夾盤(pán)和所述移動(dòng)單元的所述相對(duì)移動(dòng)中，使用所述夾盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)旋轉(zhuǎn)所述夾盤(pán)，且使用所述水平移動(dòng)模塊在一個(gè)方向上水平移動(dòng)所述噴嘴，在所述夾盤(pán)被固定的狀態(tài)下，使用所述水平移動(dòng)模塊在一個(gè)方向上水平移動(dòng)所述噴嘴，在所述噴嘴被固定的狀態(tài)下，使用所述夾盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊水平移動(dòng)所述夾盤(pán)，或在彼此不同的方向上水平移動(dòng)所述夾盤(pán)和所述噴嘴。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平坦水平檢查設(shè)備，其特征在于所述計(jì)算單元包括計(jì)算部分，其經(jīng)配置以使用所述參考值將所述實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為所述待檢查對(duì)象的所述表面高度值；以及比較確定部分，其經(jīng)配置以確定將所述待檢查對(duì)象的所述所計(jì)算的表面高度值彼此相對(duì)比較，從而確定所述平坦水平。
7.一種用于檢查平坦水平的方法，所述方法包括準(zhǔn)備待檢查對(duì)象以將噴嘴安置在所述待檢查對(duì)象的表面上方； 在改變所述噴嘴的高度的同時(shí)將流體噴射到所述待檢查對(duì)象的所述表面的特定點(diǎn)上， 以檢測(cè)視所述噴嘴與所述特定點(diǎn)之間間隔的距離而定的流體噴射壓力，并將所述檢測(cè)到的流體噴射壓力轉(zhuǎn)換為電壓值，從而計(jì)算參考值；將所述流體噴射到所述待檢查對(duì)象的所述表面上，在水平移動(dòng)所述噴嘴和所述待檢查對(duì)象中的至少一者的同時(shí)掃描所述待檢查對(duì)象的所述表面，檢測(cè)視所述待檢查對(duì)象的所述表面與所述噴嘴之間間隔的距離而定的流體噴射壓力，且將所述檢測(cè)到的流體噴射壓力轉(zhuǎn)換為電壓值，從而計(jì)算實(shí)際測(cè)得的電壓值；使用所述所計(jì)算的參考值將所述實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為所述待檢查對(duì)象的表面高度值；以及將所述待檢查對(duì)象的所述表面高度值彼此比較，以確定所述待檢查對(duì)象的平坦水平。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于在改變所述噴嘴的所述高度的同時(shí)將所述流體噴射到所述待檢查對(duì)象的所述表面的所述特定點(diǎn)上的過(guò)程中，將所述噴嘴安置在所述待檢查對(duì)象的表面區(qū)域的所述特定點(diǎn)上方，且上升或下降以在改變所述噴嘴與所述待檢查對(duì)象的所述表面的所述特定點(diǎn)之間間隔的所述距離的同時(shí)從所述噴嘴噴射所述流體。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于在水平移動(dòng)所述噴嘴和所述待檢查對(duì)象中的所述至少一者的同時(shí)將所述流體噴射到所述待檢查對(duì)象的所述表面上以掃描所述待檢查對(duì)象的所述表面的過(guò)程中，所述流體可以螺旋形或Z字形掃描所述待檢查對(duì)象的所述表
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于旋轉(zhuǎn)所述待檢查對(duì)象，且在一個(gè)方向上水平移動(dòng)所述噴嘴，以允許所述流體以所述螺旋形掃描所述待檢查對(duì)象的所述表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于水平移動(dòng)所述噴嘴以橫越所述待檢查對(duì)象的頂部表面的中心部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于在所述待檢查對(duì)象被固定的狀態(tài)下，在X 軸和Y軸方向上交替地且水平地移動(dòng)所述噴嘴，在所述噴嘴被固定的狀態(tài)下，在所述X軸和 Y軸方向上交替地且水平移動(dòng)所述待檢查對(duì)象，或在所述X軸和Y軸方向上交替地且水平地移動(dòng)所述待檢查對(duì)象和所述噴嘴，以允許所述流體以所述Z字形掃描所述待檢查對(duì)象的所述表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于在使用所述所計(jì)算的參考值將所述實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為所述待檢查對(duì)象的所述表面高度值的過(guò)程中，使用視所述噴嘴與所述特定點(diǎn)之間間隔的所述距離而定的所述電壓值來(lái)計(jì)算電壓傾斜度，且使用所述電壓傾斜度將所述實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為所述表面高度值，來(lái)計(jì)算所述表面高度值。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于在使用所述所計(jì)算的參考值將所述實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為所述待檢查對(duì)象的所述表面高度值的過(guò)程中，將所述實(shí)際測(cè)得的電壓值與所述所計(jì)算的參考值進(jìn)行比較，以將所述實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為對(duì)應(yīng)的表面高度值。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于將所述待檢查對(duì)象應(yīng)用于半導(dǎo)體裝置和顯示器裝置。
全文摘要
一種平坦水平檢查設(shè)備及使用所述設(shè)備來(lái)檢查平坦水平的方法。所提供的設(shè)備包含夾盤(pán)，其經(jīng)配置以支撐并固定待檢查對(duì)象；測(cè)量單元，其包含噴嘴；提升模塊，其經(jīng)配置以提升噴嘴；移動(dòng)單元，其經(jīng)配置以水平且相對(duì)地移動(dòng)夾盤(pán)和噴嘴；以及計(jì)算單元，其經(jīng)配置以使用由測(cè)量單元測(cè)得且視噴嘴與待檢查對(duì)象的表面的特定點(diǎn)之間間隔的距離的變化而定的電壓值，將在掃描待檢查對(duì)象的表面的同時(shí)測(cè)得的實(shí)際測(cè)得的電壓值計(jì)算為待檢查對(duì)象的表面高度值，且將待檢查對(duì)象的所計(jì)算的表面高度值彼此相對(duì)比較，從而確定平坦水平。因此，平坦水平檢查設(shè)備可在不接觸對(duì)象的情況下檢查待檢查對(duì)象的平坦水平，以防止對(duì)象被刮傷或因污染而損壞。
文檔編號(hào)G01B13/22GK102564359SQ201110417370
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者姜元求, 李鎮(zhèn)煥 申請(qǐng)人:Ap系統(tǒng)股份有限公司