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產品檢驗

 

因為Pellicle的結構關係,只有膜的部份能夠自動檢驗,其他的組成須以目視的方式檢驗。瑕疵應該做適切的分類諸如嚴重瑕疵、功能瑕疵、或外觀瑕疵,且應該採取適當的行動來改善。功能瑕疵的定義須要和供應商及客戶確認,而外觀瑕疵也應該有標準樣品來比對。正常檢驗Pellicle必須注意以下幾個要件:膜的穿透率及均勻度,膜上、框架上及底膠的微塵污染,和整體產品的完整性。

膜的穿透率及均勻度檢驗
在穿透率的檢驗方面,通常是使用UV光譜儀來量測膜的穿透率及它的均勻度,此外須要考量漫射光線(stray light)造成的背景干擾、頻譜解析度(即光閘的頻寬)、及UV光譜儀入射光至Pellicle的角度。雖然對於有些薄膜供應商的產品可能偶爾會超出規格,但是通常每片薄膜的穿透率都是量測過的,所以穿透率一般是沒問題的。

穿透光的均勻度是由單色光源來檢驗且通常是綠色的汞燈或氦氖燈。在單色光的幫助下,因為膜是旋轉式塗佈製程製作,這些在膜上的不均勻點可以很容易地被的檢驗出來。同樣地,MLI曾採用反射式雷射檢驗機台來查驗未塗佈膜的均勻度,未塗佈膜的厚度可以藉著UV光譜儀的穿透及反射率計算得知,或是用一般商品化的膜厚度量測機器。

膜上微塵的檢驗
利用微塵標準品校正微塵檢驗機台準確性是非常重要的,特別是1 μm、0.5 μm及0.3 μm的微塵標準樣品對pellicle微塵檢驗工具的校正。這些微塵標準品甚至對於目檢也應該定期教導線上作業人員以確保檢驗準度。

目前有三種檢驗膜上微塵的方式—檢驗人員、雷射掃描及影像攝影檢驗。人的眼力是十分敏銳的,MLI發現輔以適當的光源,0.3 μm大小的微塵也可以被檢驗出來(以在膜上的標準塑膠粒來校正並以雷射掃描機器驗證)。不論如何,人眼檢驗是無法量化的,因為有很多因素使得量化不易,諸如檢驗人員的眼力、聚焦能力、檢驗的位置和角度、膜和眼睛的距離、入射及背景光強度、和人眼瞳孔對背景光的反應等等。因此同樣檢驗1 μm以下的微塵,不同的檢驗人員可能有不同大小的判斷。

甚至以機器檢驗也沒辦法得到很好的重複量測結果。以雷射掃描檢驗微塵來說,最佳的重複性大約為+/- 20%,其瓶頸主要是控制在掃描線的重疊及掃描線的穩定性,而掃描線的穩定性會被光學掃描系統的震動所限制。一般來說,雷射掃描可以檢測小於0.3 μm的微塵。

影像攝影檢驗在適當的照明系統下可以容易地檢測到小於0.3 μm的微塵,藉由現今高速電腦的攝像系統和影像處理,這是最好的量測膜上微塵的方法。

以上三種檢驗方式各有其限制,眼力、雷射掃描、和影像攝影檢驗都是偵測散射光而不是實際微塵的大小。微塵實際上的大小可能大於散射光所呈現的大小,有時是10倍於所偵測到的大小。此外,雷射檢驗的限制是無法偵測框架邊緣大約2-3mm的膜微塵,此區域大小取決於雷射掃描的角度、雷射光點的強度、框架的高度及光在框架邊緣的散射程度。

相對於眼力檢驗,雷射掃描及影像攝影檢驗的優點是重複性高,況且在強光下眼力檢驗對人員來說是不怎麼舒適的工作環境。不過,人員檢驗還是有相當多優點,諸如不錯的敏感度、快速、可檢驗至框架邊緣、和甚至可判斷比較大的微塵是在薄膜外面或內面等等。

框架的檢驗
Pellicle的框架通常是經過機器切削、噴砂及陽極處理等製程。目前是以強光燈來目視檢驗,然而因為框架上的不規則機械痕、噴砂後粗糙的表面、及陽極處理後的腐蝕孔等等,使得檢驗人員很難分辨3 μm甚至更大的微塵。因此,也很難去區分框架表面缺陷是粗糙或是微塵,此外由框架散射而來的背景光干擾也使得檢驗工作更加困難。

以前曾經使用顯微鏡來檢驗框架上的微塵,但是都不曾成功。在顯微鏡下,粗糙的框架表面會變得明顯,從而使微塵分辨更加困難,因此框架表面的塗佈是很必要的,不僅讓表面變得平滑而且使自動化及人員檢驗變成可能。

底膠的檢驗
早期使用的發泡型底膠在側面有大於50 μm 的孔洞,這些粗糙的發泡材質使得幾乎不可能去檢驗底膠上的微塵,只有經由嚴格的清理程序以確保它的乾淨度。如圖6所示。塗佈在框上非載體的底膠將使得表面較為平滑且易於區分微塵及底膠不規則的情形,然而還是很難去檢測底膠和框邊部份的微塵狀況。


Credit:
Yung-Tsai Yen, Ching-Bore Wang, and Richard Heuser.  "Chapter 19: Pellicles."
Handbook of Photomask Manufacturing Technology. Ed. Syed Rizvi. Boca Raton: CRC, 2005. 404-406. Print.
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