CN110073203A - 检查透明基材上的缺陷的方法和设备 - Google Patents

Abstract

透明基材的缺陷检查方法可以包括：照亮透明基材；计算光的入射角范围，使得光与透明基材的第一表面相遇的第一区域以及光与透明基材的第二表面(其与第一表面相对)相遇的第二区域相互没有重叠；根据入射角范围调节入射角；调节第一检测器的位置使得第一检测器的第一视域覆盖第一区域而没有覆盖第二区域；调节第二检测器的位置使得第二检测器的第二视域覆盖第二区域而没有覆盖第一区域；以及分别从第一和第二检测器获得第一区域的第一图像和第二区域的第二图像。

Description

检查透明基材上的缺陷的方法和设备

背景技术

本申请根据U.S.C.§119，要求2016年11月02日提交的美国临时申请系列第62/416,291号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

技术领域

本文所揭示的一个或多个实施方式涉及用于对透明基材的第一表面上的缺陷以及与透明基材的第一表面相对的第二表面上的缺陷进行区分和检查的方法和设备。

相关技术说明

可以通过使用光学方法来检查透明基材上的缺陷，这涉及将光发射到待检查的物体，以及对从待检查的物体反射和散射的光进行检测。在这种情况下，由于发射的光传输通过透明基材，不仅检测了待检查的物体的第一表面(即，其上首先入射了光的表面)上的缺陷，还可能检测了与第一表面相对的第二表面上的缺陷或者物体的第一与第二表面之间(即，物体内的)缺陷。

对于具有最小化表面缺陷的透明基材的需求不断增加。还需要改进的技术用于对透明基材的第一表面上的缺陷以及透明基材的第二表面上的缺陷进行快速且准确的区分和检测。

发明内容

一个或多个实施方式包括通过对透明基材的第一表面上的缺陷和透明基材的第二表面上的缺陷进行区分，来快速且准确地检测纳米规格缺陷(即，小于或等于约数百纳米的缺陷)的方法和设备。

其它方面将部分地在以下描述中指出，部分来说，它们通过描述不难理解，或者可通过实施本文的示例性实施方式而了解。

根据一个或多个实施方式，一种对透明基材的缺陷进行检查的方法，所述方法包括：通过从光学照明系统发射光来照亮透明基材；计算从光学照明系统发射的光以及入射到透明基材上的入射角范围，从而光与透明基材的第一表面相遇的第一区域与传输通过透明基材的光与透明基材的第二表面相遇的第二区域相互在垂直于透明基材的方向上没有重叠；根据计算得到的入射角范围，调节光的入射角；调节第一检测器的位置，从而使得第一检测器的第一视域覆盖所述第一区域而没有覆盖所述第二区域；调节第二检测器的位置，从而使得第二检测器的第二视域覆盖所述第二区域而没有覆盖所述第一区域；以及从所述第一检测器获得所述第一区域的第一图像和从所述第二检测器获得所述第二区域的第二图像。

对入射角范围进行计算可以包括确定所述第一区域与所述第二区域的相对边缘之间的水平分隔距离。

可以根据如下等式来计算入射角范围：

式中，D_R1R2是第一区域与第二区域之间的分隔距离，T是透明基材的厚度，θ₁是入射角，n是透明基材的折射率，和W_L是入射光的光束宽度。

方法还可以包括调节第一检测器的视域宽度和第二检测器的视域宽度，从而使得所述第一视域与所述第二视域没有相互重叠。

方法还可以包括调节光学照明系统的光束宽度以及第一和第二检测器的视域宽度中的至少一个，从而第一视域与第一区域的宽度相互匹配以及第二视域与第二区域宽度相互匹配。

方法还可以包括移动安装在工作台上的透明基材，其中，当透明基材移动时，同时进行对透明基材的照亮和获得第一和第二图像。

在获得第一和第二图像之后，方法还可以包括通过使用第一和第二图像获得第一表面图像和第二表面图像。

方法还可以包括：提取第一图像上检测到的缺陷的第一位置分量和第二图像上检测到的缺陷的第二位置分量；产生包含第一和第二位置分量的缺陷位置数据；将第一图像上的缺陷位置数据的每个位置分量的光强度与第二图像上的缺陷位置数据的每个位置分量的光强度进行对比；和通过如下方式获得透明基材的第一表面图像：从第一图像去除第二图像上的光强度大于第一图像上的光强度的位置上的缺陷。

方法还可以包括通过如下方式获得透明基材的第二表面图像：从第二图像去除第一图像上的光强度大于第二图像上的光强度的缺陷位置上的缺陷。

在调节了入射光的入射角之后，方法还可以包括调节包含第一检测器和第二检测器的光学检测系统的斜度(gradient)，从而第一和第二检测器的每个光学轴的检测角等于或小于入射角。

可以根据如下等式，对第一和第二检测器中的至少一个的位置进行调节：

D_R1R2'≥D_F1F2≥0

式中，D_F1F2是第一视域与第二视域之间的分隔距离，D_R1R2'是第一区域与2号区域之间的分隔距离，当以检测角观察第二区域时，第二区域通过所述2号区域暴露于透明基材的第一表面，以及通过如下等式确定D_R1R2'：

式中，T是透明基材的厚度，θ₁是入射角，θ₂是检测角，n是透明基材的折射率，和W_L是入射光的光束宽度。

根据一个或多个实施方式，用于检查透明基材的缺陷的设备包括：光学照明系统，其构造成将光发射到透明基材上；控制器，其构造成计算入射光的入射角范围，使得入射光与透明基材的第一表面相遇的第一区域与传输通过透明基材的光与透明基材的第二表面相遇的第二区域相互在垂直于透明基材的方向上没有重叠，所述第二表面与所述第一表面相对；和光学检测系统，其构造成具有光学轴，所述光学轴对齐成具有与透明基材垂直的方向，所述光学检测系统包括具有第一视域的第一检测器和具有第二视域的第二检测器，其中，所述第一视域覆盖了所述第一区域而没有覆盖所述第二区域，和所述第二视域覆盖了所述第二区域而没有覆盖所述第一区域。

控制器可以分别计算第一和第二检测器的位置范围。

光学检测系统可以包括从透明基材的第一表面按顺序布置的成像透镜和分束器，其中，第一和第二检测器相互垂直从而第一和第二检测器分别面向从分束器反射回来的光部分与透射通过分束器的光部分。

设备还可包括角度调节元件，其构造成调节光学检测系统的斜度。

第一和第二检测器中的每一个可以包括使用时间延迟和积分的图像传感器。

根据一个或多个实施方式，用于检查透明基材的缺陷的设备包括：光源，其位置在透明基材上方；镜子，其构造成对从光源发射的光的入射角进行调节；控制器，其构造成控制镜子的旋转，从而光与透明基材的第一表面相遇的第一区域与传输通过透明基材的光与透明基材的第二表面相遇的第二区域相互在垂直于透明基材的方向上没有重叠，所述第二表面与所述第一表面相对；第一检测器，其位置在透明基材的上方使得第一检测器的第一视域覆盖了所述第一区域而没有覆盖所述第二区域；和

第二检测器，其位置在透明基材的上方，使得第二检测器的第二视域覆盖了所述第二区域而没有覆盖所述第一区域。

光源可以构造成具有光学轴，所述光学轴与垂直于透明基材的方向对齐。

可以相对于透明基材的第一表面来配置第一和第二检测器，使得它们的光学轴对齐成方向与透明基材垂直。

控制器可以基于所述第一区域与所述第二区域的相对边缘之间的水平距离来控制镜子的转动。

附图说明

结合附图，根据以下的实施方式描述能够使这些方面和/或其他方面变得显而易见并更容易理解，图中：

图1A是根据一个实施方式的用于检查透明基材的缺陷的设备的视图；

图1B是图1A的A部分的放大图，显示了入射光和穿过透明基材的光；

图2是根据一个实施方式所述的检查透明基材的缺陷的方法流程图；

图3是图1A的A部分的放大图，用于解释对光学照明系统的斜度进行选择的操作以及对第一和第二检测器的位置进行调节的操作；

图4A的流程图用于解释使用第一和第二图像来获得透明基材的第一表面图像和第二表面图像的操作，以及图4B至4E显示获得图1A所示的第一表面图像和第二表面图像的操作的一个实施方式；

图5A是根据一个实施方式的用于检查透明基材的缺陷的设备的视图；

图5B是图5A的B部分的放大图，用于解释对光学照明系统的斜度进行选择的操作以及对第一和第二检测器的位置进行调节的操作；和

图6是根据一个实施方式的用于检查透明基材的缺陷的设备的视图。

具体实施方式

将参照附图更完整地描述本文中的实施方式，附图中示出了各个实施方式，并且相同的附图标记表示相同或相似的部分。应理解，尽管在本文中可以用术语第一、第二等描述各种部件，但是这些部件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分各部件。

本公开中使用的术语用于描述实施方式，并且以单数形式使用的表述涵盖复述表述，除非在上下文中具有明确不同的含义。在本公开中，应理解，例如“包括”、“具有”和“包含”之类的术语旨在表示在本公开内容中所公开的特征、数目、步骤、操作、组分、零件或其组合的存在，而不旨在排除可能存在或者可以增加一个或多个其它特征、数目、步骤、操作、组分、零件或其组合。

如果没有特别定义术语，则本文中所使用的所有术语，包括技术和科学术语，可具有本领域普通技术人员一般所理解的含义。如果在本文中没有特别定义术语，则字典定义的一般术语应该被理解为具有可根据上下文理解的本领域的含义，并且不应具有理想或过于正式的含义。

当某个实施方式可以以不同的方式实施时，具体的过程顺序可以与所述顺序不同。例如，所述的两个连续过程可以基本上同时进行或者以与所述顺序相反的顺序进行。

由于例如制造技术和/或公差的原因，预计所示的形状有所变化。因此，实施方式不应被解释为限于本文例示的具体的区域形状，而是可以包含因为例如制造导致的形状偏差。如本文所用，术语“和/或”包括所列的相关对象中的一种或多种的任意组合以及全部组合。

如本文所用，术语“和/或”包括所列的相关对象中的一种或多种的任意组合以及全部组合。当例如“.......中的至少一种”之类的表述在一连串要素之后时，所述表述修饰该一连串要素而不是修饰一连串要素中的单个要素。

图1A是根据一个实施方式的用于检查透明基材TS的缺陷的设备100的视图。图1B是图1A的A部分的放大图，显示了入射光L和穿过透明基材TS的光L_T。

参见图1A和1B，用于检测透明基材TS的缺陷的设备100可以包括：光学照明系统110，镜子120，光学检测系统130(其包括第一和第二检测器130a和130b)，和控制器140。

设备100的待检查的物体是透明基材TS。透明基材TS可以包括光入射在其上的第一表面TS_TS，以及与第一表面TS_TS相对的第二表面BS_TS。在这个情况下，透明基材TS可以是用于显示装置(例如液晶显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、量子点(QD)显示器等)的玻璃基材。作为外来物质的颗粒P_TS和P_BS可以分别存在于第一表面TS_TS和第二表面BS_TS上。在使用透明基材TS的后续工艺中，颗粒P_TS和P_BS可能导致透明基材TS上的缺陷。因此，需要精确地监测透明基材TS的第一表面TS_TS上的尺寸为小于或等于约几百纳米的颗粒P_TS。还需要对第二表面BS_TS上具有预定尺寸或更大的颗粒P_BS或者诸如在运输过程中发生的瑕疵之类的缺陷进行监测。所示的透明基材TS的厚度相比于实际透明基材的厚度(例如，几毫米至几微米)进行了夸大。

光学照明系统110可以位于透明基材TS的上方，以具有光学轴，所述光学轴与垂直于透明基材TS的方向对齐。光学照明系统110可以包括光源110-1和聚焦透镜110-2。聚焦透镜110-2位于由光源110-1产生的光路中。

光源110-1的例子可以包括发光装置、照明装置、灯、和光束形成器。入射光L可以是光线或激光束。光源110-1可以产生例如蓝光。在一个实施方式中，光源110-1可以产生波段范围是约400nm至约500nm的光。

聚焦透镜110-2可以将由光源110-1产生的光聚焦在透明基材TS的发射区域上。也就是说，聚焦透镜110-3可以调节透明基材TS的发射区域的尺寸。

镜子120可以位于从光学照明系统110发射的光路L₀中，使得将入射光L发射到透明基材TS的第一表面TS_TS。可以通过位于光路L₀中镜子120来调节入射光L的入射角θ₁。因此，可以以较大的入射角θ₁将入射光L发射到透明基材TS的第一表面TS_TS。

镜子120可以与控制器140电连接，并且可以基于来自控制器140的控制信号转动。镜子120可以绕着转轴121顺时针或逆时针转动。为此，镜子120可以包括驱动机制和能源传输机制。驱动机制的例子可以包括驱动马达和电动马达。能源传输机制的例子可以包括滑轮和皮带，链轮齿和链条，以及驱动齿轮和从动齿轮。镜子120的例子可以包括反射镜、反射装置、和反射器。

控制器140可以计算入射光L的入射角θ₁，和基于计算得到的入射角θ₁来控制镜子120的转动。具体来说，控制器130可以计算入射光L的入射角θ₁，从而当从上方观察透明基材TS时，入射光L与透明基材TS的第一表面TS_TS相遇的第一区域与来自入射光L传输通过透明基材TS的透射光L_T与透明基材TS的第二表面BS_TS相遇的第二区域相互没有重叠，这会参照图2和3在下文中具体解释。

此外，控制器140可以计算第一和第二检测器130a和130b的位置范围。也就是说，控制器140可以计算第一检测器130a的位置范围，从而使得第一检测器130a的第一视域FOV1覆盖所述第一区域而没有覆盖所述第二区域。类似地，控制器140可以计算第二检测器130b的位置范围，从而使得第二检测器130b的第二视域FOV2覆盖所述第二区域而没有覆盖所述第一区域。

此外，控制器140可以构造成对通过第一和第二检测器130a和130b获得的图像进行分析，确定是否在透明基材TS的第一表面TS_TS或第二表面BS_TS上存在检测到的颗粒，以及获得透明基材TS的第一表面图像和第二表面图像。

在一些实施方式中，控制器140可以包括包含程序存储单元的计算机。用于计算光学照明系统110、透明基材TS、和光学检测系统130中的至少一个的位置范围的程序或任意程序以及分析图像可以储存在程序存储单元中。程序存储单元的例子可以包括计算机可读取硬盘、软盘、光盘、磁光盘、和存储卡。

光学检测系统130可以位于透明基材TS的上方，以具有光学轴，所述光学轴垂直于透明基材TS的第一表面TS_TS。光学检测系统130可以包括：滤光器133，成像透镜135，分束器137，第一和第二检测器130a和130b，以及分别连接到第一和第二检测器130a和130b的第一和第二位置调节元件131a和131b。第一和第二检测器130a和130b可以相互垂直，从而第一和第二检测器130a和130b分别面向从分束器137反射回来的光线与透射通过分束器137的光线。

第一和第二检测器130a和130b中的每一个可以放置成具有光学轴，所述光学轴垂直于透明基材TS的第一表面TS_TS。因此，第一和第二检测器130a和130b可以向下延伸成垂直于透明基材TS，从而在透明基材TS上形成第一和第二视域FOV1和FOV2。在这种情况下，可以根据控制器140计算得到的位置范围，来调节第一和第二检测器130a和130b的位置。因此，第一检测器130a的位置可以是使得第一视域FOV1覆盖第一区域而没有覆盖第二区域。类似地，第二检测器130b的位置可以是使得第二视域FOV2覆盖第二区域而没有覆盖第一区域。

因此，第一检测器130a可以使从透明基材TS的第二表面BS_TS上的颗粒P_BS散射的光最小化，并且可以检测从透明基材TS的第一表面TS_TS上的颗粒P_TS散射的光。类似地，第二检测器130b可以使从透明基材TS的第一表面TS_TS上的颗粒P_TS散射的光最小化，并且可以检测从透明基材TS的第二表面BS_TS上的颗粒P_BS散射的光。也就是说，第一和第二检测器130a和130b可以区分并检测透明基材TS的第一表面TS_TS上的颗粒P_TS和透明基材TS的第二表面BS_TS的颗粒P_BS，这会参照图2和3在下文中具体解释。

可以将第一和第二检测器130a和130b获得的图像作为电信号传输到控制器140。在一个实施方式中，第一和第二检测器130a和130b中的每一个可以是利用时间延迟和积分(TDI)的图像传感器(被称为TDI CMOS图像传感器)。当安装在工作台上的透明基材TS移动的时候，TDI CMOS图像传感器可以以高精度检测透明基材TS上的颗粒P_TS。此外，由于TDICMOS图像传感器对波长范围是约400nm至约500nm的蓝光具有高灵敏度，所以TDI CMOS图像传感器可以显示出高的检测效率，即使当颗粒P_TS极小并且散射强度低时也如此。图像传感器的例子可以包括CMOS照相机和线电荷耦合器件(CCD)照相机。第一和第二检测器130a和130b中的每一个的例子可以包括照相装置、成像装置、检测装置、和检测器。

第一和第二位置调节元件131a和131b可以分别连接到第一和第二检测器130a和130b，并且可以分别调节第一和第二检测器130a和130b的位置。第一和第二位置调节元件131a和131b可以基于控制器140计算得到的位置范围来调节第一和第二检测器130a和130b的位置。

滤光器133可以位于成像透镜135的前端，从而去除了波段是目标波段以外的光或者去除了引入到第一和第二检测器130a和130b中的背景噪音。成像透镜135可以调节第一和第二检测器130a和130b的第一和第二视域FOV1和FOV2。提供分束器137从而使得第一和第二检测器130a和130b将从透明基材TS反射的光线L1和L2分开。在这种情况下，当成像透镜135是高放大倍数透镜时，分束器137可以位于成像透镜135的后端，远离透明基材TS的第一表面TS_TS。

工作台可以使透明基材TS水平或垂直移动。在一些实施方式中，工作台可以包括空气轴承组件。空气轴承组件可以构造成与透明基材TS的接触最小化，并且由此在缺陷的检查过程中保护了透明基材TS。

由于光学照明系统110和光学检测系统130放置成垂直于透明基材TS的法向方向，所以设备100的制造可以是紧凑的并且可以具有高机械强度。但是，本公开不限于此，并且光学照明系统110和光学检测系统130可以以相对于透明基材TS的法向方向的不同角度倾斜，这会参照图5A和5B在下文中具体解释。

图2是根据一个实施方式的透明基材TS的缺陷的检测方法的流程图。图3是A部分的放大图，用于解释对光学照明系统110的斜度进行选择的操作以及对第一和第二检测器130a和130b的位置进行调节的操作。图4A的流程图用于解释通过使用图2的第一和第二图像S115来获得透明基材的第一表面图像和第二表面图像的操作。图4B至4E显示图4A所示的获得第一表面图像和第二表面图像的操作的实施方式。透明基材TS上的缺陷的检测方法可以使用设备100来检查图1A和1B的透明基材TS的缺陷。相同的元件用相同的附图标记表示，并因此将不给出其重复说明。

参见图1A至3，当从光学照明系统110发出且入射到透明基材TS上的入射光L与透明基材TS的第一表面TS_TS相遇时，可以形成第一区域R1。当来自入射光L的透射通过透明基材TS的透射光L_T与透明基材TS的第二表面BS_TS相遇时，可以形成第二区域R2。在这个情况下，在操作S101中，控制器140可以计算入射光L的入射角范围，使得第一区域R1和第二区域R2在透明基材TS的法向方向上没有重叠。

也就是说，控制器140可以计算入射光L的入射角θ₁的范围，使得第一区域R1与第二区域R2的相对边缘之间的水平分隔距离D_R1R2大于0。因此，光学照明系统110可以区分和照亮第一表面TS_TS上的颗粒P_TS和第二表面BS_TS上的颗粒P_BS。

具体来说，可以在根据等式1计算得到的入射角范围内选择入射角θ₁。

式中，D_R1R2是第一区域R1与第二区域R2之间的分隔距离，T是透明基材TS的厚度，θ₁是入射角，n是透明基材TS的折射率，和W_L是入射光L的光束宽度。

等式(1)可以源自如下条件：入射光L、透射光L_T、和反射光L_R分别是平行光，并且入射光L所射向的空气的折射率是1。从光学照明系统110发出的入射光L可以具有第一光束宽度W_L，当与透明基材TS相遇时，其在第一区域R1上可以具有第二光束宽度W_L'。在这种情况中，第二光束宽度W_L'和第一光束宽度W_L具有以下关系：W_L'＝W_L/Cosθ₁。当与透明基材TS的第二表面BS_TS相遇时，透射光L_T可以在第二区域R2上具有第三光束宽度W_LT'，这与第二光束宽度W_L'相同。

由此，控制器140可以使用等式1来计算入射光L的入射角范围，使得第一区域R1和第二区域R2在透明基材TS的法向方向上没有重叠。无论透明基材TS的厚度T，透明基材TS的折射率，和入射光的第一光束宽度W_L中的至少一者何时发生改变，都可以进行入射角范围的计算。

接着，在操作S103中，可以基于计算得到的入射角范围来选择入射光L的入射角θ₁，并可以进行调节。在这种情况下，可以通过转动镜子120来调节入射光L的入射角θ₁。

接着，在操作S105中，可以调节第一检测器130a的位置，从而第一检测器130a的第一视域FOV1覆盖所述第一区域R1而没有覆盖所述第二区域R2。类似地，在操作S107中，可以调节第二检测器130b的位置，从而第二检测器130b的第二视域FOV2覆盖所述第二区域R2而没有覆盖所述第一区域R1。

如上文所述，可以调节入射光L的入射角θ₁，使得第一区域R1和第二区域R2在透明基材TS的法向方向上没有重叠。因此，仅覆盖了第一区域R1的第一检测器130a可以获得第一区域R1的图像，同时使得第二区域R2的图像最小化。也就是说，虽然光发射到了透明基材TS的第二表面BS_TS的第二区域R2这一区域，但是第二区域R2没有暴露于第一检测器130a。因此，第一检测器130a难以获得第二区域R2上的颗粒P_BS的图像。此外，由于任何光都没有到达透明基材TS的第二表面BS_TS的第二区域R2之外的区域上的颗粒P_BS，所以第一检测器130a也难以获得第二区域R2之外的区域上的颗粒P_BS的图像。因此，第一检测器130a可以获得第一区域R1上的颗粒P_TS的图像，同时使得透明基材TS的第二表面BS_TS上的颗粒P_BS的图像最小化。

类似地，当第一区域R1与第二区域R2相互没有重叠时，第二检测器130b可以获得第二区域R2的图像，同时使得第一区域R1的图像最小化。也就是说，透明基材TS的第一表面TS_TS上的第一区域R1没有暴露于第二检测器130b。因此，第二检测器130a难以获得第一区域R1上的颗粒P_TS的图像。因此，第二检测器130b可以获得第二区域R2上的颗粒P_BS的图像，同时使得透明基材TS的第一表面TS_TS上的颗粒P_TS的图像最小化。

当使用图5A和5B的缺陷检查设备200时，还可以在操作S105和S107(其中，调节了第一和第二检测器130a和130b的位置)之前进行操作S104(其中，调节了光学检测系统130的斜度)，这会参照图5A和5B在下文中具体解释。

接着，在操作S109中，可以调节第一检测器130a的第一视域宽度W_FOV1和第二检测器130b的第二视域宽度W_FOV2，从而使得第一视域FOV1与第二视域FOV2没有相互重叠。在这种情况下，第一视域FOV1与第二视域FOV2之间的分隔距离应该大于0且小于第一区域R1与第二区域R2之间的分隔距离D_R1R2。

在一个实施方式中，第一视域FOV1的第一视域宽度W_FOV1可以与第一区域R1的宽度一致地匹配(identically matched)。如上文所述，第一区域R1的宽度是第二光束宽度W_L'。并且第二视域FOV2的第二视域宽度W_FOV2可以与第二区域R2的宽度一致地匹配(identically matched)。如上文所述，第二区域R2的宽度是第三光束宽度W_LT'。在这种情况下，通过调节光学照明系统110的第一光束宽度W_L或者通过调节第一和第二检测器130a和130b的第一和第二视域宽度W_FOV1和W_FOV2，可以使得第一视域宽度W_FOV1与第二光束宽度W_L'匹配，以及第二视域宽度W_FOV2与第三光束宽度W_LT'匹配。从光学照明系统110发出的入射光L可以具有第一光束宽度W_L，以及在第一区域R1上可以具有第二光束宽度W_L'。透射光L_T可以在第二区域R2上具有第三光束宽度W_LT'，这与第二光束宽度W_L'基本相同。

通过使得第一视域FOV1与第一区域R1相匹配，可以防止除了第一区域R1的图像之外的噪声光被引入到第一检测器130a中，和防止光学照明系统110的入射光L被浪费掉。类似地，通过使得第二视域FOV2与第二区域R2相匹配，可以防止除了第二区域R2的图像之外的噪声光被引入到第二检测器130b中。虽然在图3中出于方便解释的缘故，第二光束宽度W_L'与第一视域宽度W_FOV1，或者第三光束宽度W_LT'与第二视域宽度W_FOV2是相互不同的，但是第二光束宽度W_L'与第一视域宽度W_FOV1可以基本相同，或者第三光束宽度W_LT'与第二视域宽度W_FOV2可以基本相同。

在操作S111中，可以如上所述设置光学照明系统110和光学检测系统130，并且可以通过使用光学照明系统110来照亮透明基材TS。与此同时，在操作S113中，可以通过使用第一检测器130a来获得第一区域R1的第一图像，以及通过使用第二检测器R2来获得第二区域R2的第二图像。

可以当安装到工作台上的透明基材TS移动的时候，同时进行对透明基材TS进行照亮的操作S111以及获得第一和第二图像的操作S113。因此，可以快速地检查甚至是在整个透明基材TS上的缺陷。

接着，在操作S115中，可以通过使用第一和第二图像，来获得去除了噪声的透明基材TS的第一表面图像和第二表面图像。如上文所述，由于入射光L的入射使得第一和第二区域R1和R2上相互没有重叠并且第一和第二检测器130a和130b分别覆盖第一和第二区域R1和R2，所以第一和第二图像可以以高精度反映透明基材TS的第一表面TS_TS和第二表面BS_TS。但是，也可以通过结合第一和第二图像来进行去除噪声的操作，从而更精确地将第一表面TS_TS上的颗粒P_TS的图像与第二表面BS_TS上的颗粒P_BS的图像区别开来。

具体来说，参见图4A至4E，在操作S115-1中，可以提取通过第一检测器130a获得的第一图像pIMG1上检测到的每个缺陷D1、D2和D3的第一位置分量P1、P2和P3，以及通过第二检测器130b获得的第二图像pIMG2上检测到的每个缺陷D4、D5和D6的第二位置分量P1、P2和P4。第一位置分量P1、P2和P3可以是第一图像pIMG1上检测到的缺陷D1、D2和D3的一组位置。此外，第二位置分量P1、P2和P4可以是第二图像pIMG2上检测到的缺陷D4、D5和D6的一组位置。在操作S115-2中，可以产生包含第一位置分量P1、P2和P3以及第二位置分量P1、P2和P4的缺陷位置数据。缺陷位置数据可以是第一位置分量P1、P2和P3与第二位置分量P1、P2和P4的一组位置分量P1、P2、P3和P4。接着，在操作S115-3中，第一图像pIMG1上的缺陷位置数据的每个位置分量P1、P2、P3和P4的光强度可以与第二图像pIMG2上的缺陷位置数据的每个位置分量P1、P2、P3和P4的光强度进行相互对比。根据对比结果，可以确定位置分量P1上的缺陷D1和D4中检测到的真实颗粒和位置分量P2上的缺陷D2和D5中检测到的另一个真实颗粒是在第一表面TS_TS上还是在第二表面BS_TS上。在操作S115-4中，位置分量P2上的缺陷D2(其在第一图像pIMG1上的光强度I2低于第二图像pIMG2的相同位置分量P2上的缺陷D5的光强度I5)可以被从第一图像pIMG1去除，以获得透明基材TS的第一表面图像IMG1。位置分量P1上的缺陷D1(其在第一图像pIMG1上的光强度I1大于第二图像pIMG2上的相同位置分量P1上的缺陷D4的光强度I4)和位置分量P3上的缺陷D3(其具有光强度I3)可以保留在第一表面图像pIMG1中。同样地，在操作S115-5中，位置分量P1上的缺陷D4(其在第二图像pIMG2上的光强度I4低于第一图像pIMG1的相同位置分量P1上的缺陷D1的光强度I1)可以被从第二图像pIMG2去除，以获得透明基材TS的第二表面图像pIMG2。位置分量P2上的缺陷D5(其在第二图像pIMG2上的光强度I5大于第一图像pIMG1上的相同位置分量P2上的缺陷D2的光强度I2)和位置分量P4上的缺陷D6(其具有光强度I6)可以保留在第二表面图像pIMG1中。

因此，可以获得比第一和第二图像pIMG1和pIMG2更为精确的透明基材TS的第一表面TS_TS上的颗粒P_TS的第一表面图像IMG1和第二表面BS_TS上的颗粒P_BS的第二表面图像IMG2。

虽然在图1B中，颗粒P_TS和P_BS存在于透明基材TS的第一表面TS_TS和第二表面BS_TS上，但是根据本公开的透明基材TS的缺陷检测方法也可以用于检查除颗粒P_TS和P_BS之外的一般缺陷。

图5A是根据一个实施方式的用于检查透明基材TS的缺陷的设备200的视图。图5B是图5A的B部分的放大图，用于解释对光学照明系统110的斜度进行选择的操作以及对第一和第二检测器130a和130b的位置进行调节的操作。除了设备200还包括用于调节光学检测系统130的斜度的角度调节元件250之外，设备200与图1A和1B的设备100相同。

参见图5A和5B，设备200的光学检测系统130可以连接到角度调节元件250。角度调节元件250可以调节光学检测系统130的斜度，使得光学检测系统130相对于透明基材110的法向方向以预定角度倾斜。

因此，光学检测系统130可以与光学照明系统110相对，使得透明基材TS位于它们之间，并且可以具有光学轴，所述光学轴相对于透明基材的法向以检测角θ₂倾斜，所述检测角θ₂等于或小于入射角θ₁。也就是说，第一检测器130a的光学轴iAX2与第二检测器130b的光学轴iAX3可以相对于透明基材TS的法向方向以检测角θ₂倾斜。在这种情况中，可以对检测角θ₂进行选择从而等于或小于入射角θ₁。因此，第一和第二检测器130a和130b的第一和第二视域iFOV1和iFOV2可以不重叠从透明基材TS的第二表面BS_TS反射并以与入射角θ₁相同的角度从透明基材TS的第一表面TS_TS处发射的反射光。因此，光学检测系统130可以使由于第二表面BS_TS的反射光所导致的噪声光的影响最小化。

如参照图1A至3所述，调节第一检测器130a的位置，从而第一检测器130a的第一视域iFOV1覆盖所述第一区域R1而没有覆盖所述第二区域R2。类似地，调节第二检测器130b的位置，从而第二检测器130b的第二视域iFOV2覆盖所述第二区域R2而没有覆盖所述第一区域R1。具体来说，可以根据如下等式，对第一和第二检测器130a和130b中的至少一个的位置进行调节：

D_R1R2'≥iD_F1F2≥0

式中，iD_F1F2是第一视域iFOV1与第二视域iFOV2之间的分隔距离。D_R1R2'是第一区域R1与2号区域R2'之间的分隔距离，当以与检测角θ₂相同的角度观察第二区域R2时，第二区域R2通过所述2号区域暴露于透明基材TS的第一表面TS_TS。通过如下等式确定D_R1R2'：

式中，T是透明基材TS的厚度，θ₁是入射角，θ₂是检测角，n是透明基材TS的折射率，和W_L是入射光L的光束宽度。

在一个实施方式中，第一视域iFOV1的宽度可以与第一区域R1一致地匹配，以及第二视域iFOV2的宽度可以与第二区域R2一致地匹配。在这个情况下，第一和第二检测器130a和130b的第一和第二视域宽度iW_FOV1和iW_FOV2中的至少一个或者光学照明系统110的第一光束宽度W_L可以进行调节。

光学照明系统110和光学检测系统130可以如上文所述进行设定，可以通过使用光学照明系统110照亮透明基材TS，可以通过使用第一检测器130a来获得第一区域R1的第一图像，以及可以通过使用第二检测器130b来获得第二区域R2的第二图像。

图6是根据一个实施方式的用于检测透明基材TS的缺陷的设备300的视图。除了设备300还包括角度调节元件321用于引起光学照明系统110以预定角度倾斜从而调节入射光L入射到透明基材TS上的入射角之外，设备300与图1A和1B的设备100相同。但是，本公开不限于此，并且可以使用各种其他结构来调节入射光L的入射角。

根据本公开，可以快速且准确地区分和检测透明基材的第一表面和第二表面上存在的纳米规格缺陷。

虽然已经参考本公开的实施方式具体示出和描述了本公开，但是这些实施方式是出于说明的目的而提供的，并且本领域普通技术人员应理解，可以从本公开做出各种修改和等同的其他实施方式。因此，本公开的真实技术范围由所附权利要求的技术精神限定。

Claims (20)

1.一种检查透明基材的缺陷的方法，所述方法包括：

通过从光学照明系统发射的光来照亮透明基材；

计算从光学照明系统发出并入射到透明基材上的光的入射角范围，使得光与透明基材的第一表面相遇的第一区域与传输通过透明基材的光与透明基材的第二表面相遇的第二区域相互在垂直于透明基材的方向上没有重叠，所述第二表面与所述第一表面相对；

根据计算得到的入射角范围，调节光的入射角；

调节第一检测器的位置，使得第一检测器的第一视域覆盖所述第一区域而没有覆盖所述第二区域；

调节第二检测器的位置，使得第二检测器的第二视域覆盖所述第二区域而没有覆盖所述第一区域；和

从第一检测器获得第一区域的第一图像，以及从第二检测器获得第二区域的第二图像。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对入射角范围进行计算包括确定所述第一区域与所述第二区域的相对边缘之间的水平分隔距离。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，计算入射角范围包括采用如下等式：

式中，D_R1R2是第一区域与第二区域之间的分隔距离，T是透明基材的厚度，θ₁是入射角，n是透明基材的折射率，以及W_L是入射光的光束宽度。

4.如权利要求1所述的方法，其还包括调节第一检测器的视域宽度和第二检测器的视域宽度，从而使得所述第一视域与所述第二视域没有相互重叠。

5.如权利要求1所述的方法，其还包括调节光学照明系统的光束宽度以及第一和第二检测器的视域宽度中的至少一个，从而第一视域与第一区域的宽度相互匹配以及第二视域与第二区域的宽度相互匹配。

6.如权利要求1所述的方法，其还包括移动安装在工作台上的透明基材，

其中，当透明基材移动时，同时进行透明基材的照亮和获得第一和第二图像。

7.如权利要求1所述的方法，其还包括在获得第一和第二图像之后，通过使用第一和第二图像获得第一表面图像和第二表面图像。

8.如权利要求7所述的方法，其还包括：

提取第一图像上检测到的缺陷的第一位置分量和第二图像上检测到的缺陷的第二位置分量；

产生包含第一和第二位置分量的缺陷位置数据；

将第一图像上的缺陷位置数据中的每个位置分量的光强度与第二图像上的缺陷位置数据中的每个位置分量的光强度进行对比；和

通过如下方式获得透明基材的第一表面图像：从第一图像去除第二图像上的光强度大于第一图像上的光强度的位置上的缺陷。

9.如权利要求8所述的方法，其还包括通过如下方式获得透明基材的第二表面图像：从第二图像去除第一图像上的光强度大于第二图像上的光强度的位置上的缺陷。

10.如权利要求1所述的方法，其还包括：在调节了入射光的入射角之后，调节包含第一检测器和第二检测器的光学检测系统的斜度，从而第一和第二检测器的每个光学轴的检测角等于或小于入射角。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，根据如下等式，对第一和第二检测器中的至少一个的位置进行调节：

D_R1R2'≥D_F1F2≥0

式中，D_F1F2是第一视域与第二视域之间的分隔距离，D_R1R2'是所述第一区域与2号区域之间的分隔距离，当以检测角观察所述第二区域时，所述第二区域通过所述2号区域暴露于透明基材的第一表面，以及通过如下等式确定D_R1R2'：

式中，T是透明基材的厚度，θ₁是入射角，θ₂是检测角，n是透明基材的折射率，和W_L是入射光的光束宽度。

12.一种检测透明基材的缺陷的设备，所述设备包括：

光学照明系统，其构造成将光发射到透明基材上；

控制器，其构造成计算光的入射角范围，使得光与透明基材的第一表面相遇的第一区域与传输通过透明基材的光与透明基材的第二表面相遇的第二区域相互在垂直于透明基材的方向上没有重叠，所述第二表面与所述第一表面相对；和

光学检测系统，其构造成具有与垂直于透明基材的方向对齐的光学轴，并且包括具有第一视域的第一检测器和具有第二视域的第二检测器，其中，所述第一视域覆盖了所述第一区域而没有覆盖所述第二区域，和所述第二视域覆盖了所述第二区域而没有覆盖所述第一区域。

13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，控制器分别计算第一和第二检测器的位置范围。

14.如权利要求12所述的设备，其特征在于，光学检测系统包括从透明基材的第一表面按顺序布置的成像透镜和分束器，

其中，第一和第二检测器相互垂直，从而第一和第二检测器分别面向从分束器反射回来的光部分与透射通过分束器的光部分。

15.如权利要求12所述的设备，其还包括角度调节元件，所述角度调节元件构造成调节光学检测系统的斜度。

16.如权利要求12所述的设备，其特征在于，第一和第二检测器中的每一个包括使用时间延迟和积分的图像传感器。

17.一种检测透明基材的缺陷的设备，所述设备包括：

位于透明基材上方的光源；

镜子，其构造成对从光源发出的光的入射角进行调节；

控制器，其构造成控制镜子的转动，使得光与透明基材的第一表面相遇的第一区域与传输通过透明基材的光与透明基材的第二表面相遇的第二区域相互在垂直于透明基材的方向上没有重叠，所述第二表面与所述第一表面相对；

位于透明基材上方的第一检测器，使得第一检测器的第一视域覆盖所述第一区域而没有覆盖所述第二区域；和

位于透明基材上方的第二检测器，使得第二检测器的第二视域覆盖所述第二区域而没有覆盖所述第一区域。

18.如权利要求17所述的设备，其特征在于，光源构造成具有光学轴，所述光学轴与垂直于透明基材的方向对齐。

19.如权利要求17所述的设备，其特征在于，相对于透明基材的第一表面来配置第一和第二检测器，使得它们的光学轴对齐成方向与透明基材垂直。

20.如权利要求17所述的设备，其特征在于，控制器基于所述第一区域与所述第二区域的相对边缘之间的水平分隔距离来控制镜子的转动。