[发明专利]一种基板检测方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种基板检测方法和装置。

背景技术

若玻璃元件中存在应力，则由原来的光学各向同性状态变为各向异性状态，产生双折射效应，参见图1。玻璃元件产生应力的原因有很多，大致有以下三个方面：(1)不均匀塑性变形产生的应力；在元件加工过程中，在对玻璃元件的切割磨削以及装载夹持的过程中，玻璃元件受到外力后，由于局部受力过大使得该区域发生不均匀的塑性变形，而当外力卸载后，该区域就会有应力的产生。同时，由于该应力必须在整个元件内达到自相平衡，致使元件中不发生塑性变形的那一部分区域也产生应力。(2)热效应产生应力；这种应力是在生产制造的过程中，是由温度变化引起的不均匀塑性变形和不均匀的体积变化而产生的，是玻璃元件固有的残余应力。玻璃元件在退火冷却的过程中，由于玻璃元件内部温度比外部温度高，内部温度冷却速率比外部慢，当内部开始冷凝时，外部已经冷却成型，导致元件内外层之间有一个附着力牵引着，使元件内部产生拉伸应力，而外部产生压缩应力。(3)化学变化产生应力；它是由于从元件表面向内部扩展的化学或物理化学的变化而产生的。

液晶屏显示原理如图2所示。背光源发出的自然光(L1、L2、L3…Ln等)经过下偏振膜(1)后变为如图所示的线偏振光，设玻璃基板(2)分为n个区间，每一个区间的相位延迟量分别为δ₁，δ₂，…，δ_n，液晶层引起的相位延迟量为一定值δ_LC，则对应的在穿过上偏振膜(4)之前，每个区间光的相位延迟量分别为δ₁+δ_LC，δ₂+δ_LC，…，δ_n+δ_LC。若玻璃基板上每一个区间的相位延迟量δ₁，δ₂，…，δ_n不同时，经过下偏振膜(4)后的偏振光(*L1、*L2、*L3…*Ln)的状态是不同的。假如理想状态下，玻璃基板没有应力，液晶屏为暗态，此时出射光(*L1、*L2、*L3…*Ln)的光强值均为零。但是，若玻璃基板在不同区域存在不同的相位延迟量时，会造成液晶显示屏呈现一定梯度分布的漏光现象，对比度性能降低。因此，玻璃基板固有应力引起的双折射效应会给液晶屏的显示带来不良的影响。需要对工艺生产的玻璃基板进行应力测量，提高液晶屏的性能和良率。

根据应力-光定律知，玻璃元件应力引起的双折射效应可以通过测量玻璃元件在偏振系统中的相位延迟量来表征，即把玻璃元件应力测量的力学问题转化为测量其引起的相位延迟量的光学问题。玻璃元件在某一点处两个主应力方向等价为光学意义中的快慢轴，应力的差值等价为光学上双折射效应。因此，设玻璃元件某一点处其中一个主应力(对应于光学上的快轴)与+X轴夹角为θ，应力差值引起的相位延迟量为δ，并建立图3所示的测量系统，其测量原理陈述如下：

该测量系统中，坐标系以偏振片P的透光轴方向为X轴，垂直于其方向为Y轴，光传播方向为Z轴。光束首先经过偏振片P变成线偏振光，然后穿过玻璃元件G，最后从检偏器A出射的光强信号强度为I。

规定逆着光路方向，逆时针方向旋转为正，设玻璃元件G的快轴F_a与+X轴夹角为θ角度，相位延迟量为δ，检偏器A的透光轴与X轴夹角为a，则图3中各元件的Mueller矩阵可分别表示为：

起偏器P的穆勒(Mueller)矩阵为：

MP=1100]]>

玻璃元件G的Mueller矩阵为：