KR20200068541A - Optical system for automated optical inspection - Google Patents

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KR20200068541A
KR20200068541A KR1020190027293A KR20190027293A KR20200068541A KR 20200068541 A KR20200068541 A KR 20200068541A KR 1020190027293 A KR1020190027293 A KR 1020190027293A KR 20190027293 A KR20190027293 A KR 20190027293A KR 20200068541 A KR20200068541 A KR 20200068541A
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optical system
inspection
light
optical
semi
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Application number
KR1020190027293A
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Inventor
나쿰 요아브
드비어 하노이
보리스 펠드만
탈리 허비츠
Original Assignee
오르보테크 엘티디.
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Publication date
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Abstract

Disclosed is an optical system for automated optical inspection of a structure by detecting light returning from an illuminated area of the structure. The optical system includes a scanning reflection module. The scanning reflection module includes a semi-elliptic reflector forming a first focus position and a second focus position, and a rotating reflector located at the first focus position of the semi-elliptic reflector. The rotating reflector receives a lighting beam and directs the lighting beam to illuminate a specific area of a structure located at the second focus position. The rotating reflector is configured to selectively operate in one of a first operating mode and a second operating mode to directly reflect the lighting beam on the specific area of the structure and reflect the lighting beam to one of the reflection elements arranged along the semi-elliptic path, respectively.

Description

자동화된 광학 검사를 위한 광학 시스템{OPTICAL SYSTEM FOR AUTOMATED OPTICAL INSPECTION}Optical system for automated optical inspection {OPTICAL SYSTEM FOR AUTOMATED OPTICAL INSPECTION}

관련된 출원에 대한 상호 참조Cross reference to related applications

2018년 3월 12일에 OPTICAL SYSTEM FOR AUTOMATED OPTICAL INSPECTION라는 명칭으로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/641,454가 본원에서 참조되는데, 이의 개시는 본원에 참조로서 포함되고, 이의 우선권이 본원에 청구된다.U.S. Provisional Patent Application No. 62/641,454, filed on March 12, 2018 under the name OPTICAL SYSTEM FOR AUTOMATED OPTICAL INSPECTION, is incorporated herein by reference, the disclosure of which is incorporated herein by reference, the priority of which is claimed herein.

기술분야Technology field

본 발명은 집적 회로 웨이퍼와 플랫 패널 디스플레이(FPD)와 같은 구조물의 제작 중에 자동화된 광학 검사를 위한 광학 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an optical system for automated optical inspection during the fabrication of structures such as integrated circuit wafers and flat panel displays (FPDs).

광학 미세-검사 시스템은, 집적 회로 웨이퍼와 플랫 패널 디스플레이와 같은 전자 디바이스의 생산에서 발생할 수 있는 미시적 결함을 검출하는데 흔히 사용된다. 이러한 시스템은 전형적으로 조명 소스와 이미지 캡쳐 디바이스를 포함하는데, 이는 전체 표면의 광범위, 고화질 이미지를 형성하기 위해, 검사하의 샘플의 표면 위를 스캔한다. 시스템은 전형적으로 미시적 결함을 검출하기 위해, 대략 0.5-20 μm/픽셀의 해상도로 샘플의 표면을 이미징한다.Optical micro-inspection systems are commonly used to detect microscopic defects that may occur in the production of electronic devices such as integrated circuit wafers and flat panel displays. Such systems typically include an illumination source and an image capture device, which scans over the surface of the sample under inspection to form a broad, high-quality image of the entire surface. The system typically images the surface of the sample with a resolution of approximately 0.5-20 μm/pixel to detect microscopic defects.

패턴화된 기판의 검사에서, 가령, 다수의 반복된 셀에 의해 형성된 패턴을 가진 제작 중인 플랫 패널 디스플레이 기판에 대해, 결함은, 패턴 내의 각각의 셀의 이미지와 패턴 내의 또 다른 셀의 이미지를 비교함에 의해 흔히 식별된다. 이러한 검사 시스템의 예시는 Orbotech Ltd에 의해 생산된 InVisionTM 및 SupervisionTM 시스템을 포함한다.In inspection of a patterned substrate, for example, for a flat panel display substrate under construction with a pattern formed by multiple repeated cells, the defect compares the image of each cell in the pattern with the image of another cell in the pattern. Is often identified by Examples of such inspection systems include InVision ™ and Supervision ™ systems produced by Orbotech Ltd.

플랫 패널 디스플레이 제작을 위해 잘 알려진 다양한 테크닉이 존재한다. 이들 테크닉의 대부분은 다양한 박막과 포토-감응 보호성 포토레지스트 코팅물이 결국 글래스 기판에 도포되는 다단계 포토리소그래픽 프로세스를 포함한다. 박막은 특정한 프로세스 단계에 의존하여, 금속성, 비-금속성 유전체 등일 수 있다. 플랫 패널 디스플레이 제작 프로세스에서의 다양한 단계는 프로세스 결함은 물론 공기로 운반되는 다른 불순물에 매우 민감하다.Various well-known techniques exist for the production of flat panel displays. Most of these techniques involve a multi-step photolithographic process in which various thin films and photo-sensitive protective photoresist coatings are eventually applied to a glass substrate. The thin film can be a metallic, non-metallic dielectric, etc., depending on the specific process step. The various steps in the flat panel display manufacturing process are very sensitive to process defects and other impurities carried in the air.

플랫 패널 디스플레이에 대한 종래의 검사 시스템은 이미지 획득을 위해 명시야(bright field) 반사성 조명을 사용한다. 결함 검출은 특히, 패널 상의 물질들 간의 콘트라스트(contrast)에 의존한다. 그러나, 패널 물질의 일부는 가령, ITO(인디움 주석 옥사이드)와 같이 투명하게 설계되어, 패널 상에 이들 물질과 다른 물질 간의 적절한 콘트라스트를 생성하는 것은 매우 도전적일 수 있다.Conventional inspection systems for flat panel displays use bright field reflective illumination for image acquisition. Defect detection is particularly dependent on the contrast between the materials on the panel. However, some of the panel materials are designed to be transparent, such as ITO (Indium Tin Oxide), so it can be very challenging to create an appropriate contrast between these and other materials on the panel.

제조 결함의 일부 타입은 거시적 스케일에서 발생하고, 기술 분야에서 알려진 자동화된 미세-검사 테크닉을 사용하여 검출되지 않을 수 있다. 이러한 거시적 결함은 특히, 제조 동안에 웨이퍼나 플랫 패널 기판의 변형 또는 프로세스-불균일성의 결과로 발생할 수 있다. 이러한 종류의 결함은 가령, 선과 같은 특징부의 위치의 약간의 시프트되거나 큰 그룹의 셀 위의 박막 층의 두께가 변하는 것으로 나타날 수 있다. 미시적 레벨에서, 각각의 셀은 여전히 기준 이미지의 명시된 공차 내에 있을 수 있다. 그러나, 거시적 결함은 최종 생성물의 성능에 여전히 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 플랫 패널 디스플레이에서 이러한 종류의 결함은 디스플레이가 불균일한 밝기를 가지도록 할 수 있다.Some types of manufacturing defects occur on a macroscopic scale and may not be detected using automated micro-inspection techniques known in the art. These macroscopic defects can occur, in particular, as a result of deformation or process-uniformity of the wafer or flat panel substrate during manufacturing. Defects of this kind may appear, for example, with slight shifts in the location of features such as lines or with varying thicknesses of the thin film layer over a large group of cells. At the microscopic level, each cell can still be within the specified tolerances of the reference image. However, macroscopic defects can still affect the performance of the final product. For example, defects of this kind in flat panel displays can cause the display to have uneven brightness.

기술 분야에 알려진 거시적 결함 검출을 위한 종래의 방법은, 가령, 인간 작업자에 의한 시각적 검사와 같은 시각적 거시적 이상(anomaly)의 직접적인 검사를 기초로 한다. 전형적으로, 플랫 패널 디스플레이의 경우, 표면으로부터 회절되는 광의 베리에이션에 대해 시각적으로 검색하기 위해, 가령, 패널이 조명되고, 다양한 각도로 관측되어, 다양한 구성의 조명을 제공한다. 회절 특징에서의 베리에이션은 거시적 스케일의 불균일성을 나타낼 수 있다. 이러한 검사 방법은 어색하고, 개개의 작업자의 기술에 매우 의존한다.Conventional methods for detecting macroscopic defects known in the art are based on direct inspection of visual macroscopic anomalies, such as visual inspection by human operators. Typically, in the case of a flat panel display, to visually search for variations in the light diffracted from the surface, for example, the panel is illuminated, viewed at various angles, to provide various configurations of illumination. Variations in diffraction characteristics can indicate macroscopic non-uniformity. This method of inspection is awkward and highly dependent on the skill of the individual operator.

광범위한 특징과 결함을 검출하기 위한 여러 방법이 특허 문헌에 기술되었다. 예를 들어, 제작 중인 플랫 워크피스 상에 거시적 결함을 검출하기 위한 자동화된 방법론은 PCT 특허 공개 WO 00/226645에 기술되고, 이는 본 특허 출원의 양수인에게 양도된다. 또 다른 예시로서, 패턴화된 기판 내의 거시적 결함을 식별하는데 사용되는 자동화된 광학 미세-검사 시스템은 PCT 특허 공개 WO 04/083901에 기술되고, 이는 본 특허 출원의 양수인에게 양도된다. 또 다른 예시로서, 미국 특허 4,589,140은, 다양한 배율, 하지만 실질적으로 동일한 시계(field of view)로 물체의 광학 스캔으로부터 디지털 신호 마스크 정보를 저장하는 것에 기초하여, 실시간 검사를 위한 방법과 장비를 기술한다. 다양한 배율에서 검사되는 물체의 실행 스캔으로부터 획득된 디지털 마스크 정보는, 물체의 알려지거나 알려지지 않은 부분을 식별하기 위해, 저장된 마스크 정보와 비교된다. 여전히 또 다른 예시로서, 미국 특허 4,692,943은 인쇄 기판과 같은 물체 상의 이차원적인 패턴의 광학 검사를 위한 방법과 시스템을 기술한다. 미세-검사는, 치수와 간격의 검사를 위해 픽셀-바이-픽셀(pixel-by-pixel) 사진 작업의 시퀀스를 적용함에 의해, 수행된다. 동시에, 거시적 검사는, 스캐닝된 픽셀을 프레임에 결합함에 의해, 그리고 단일 특징 사진 정보로의 감소에 의해, 수행된다. 이러한 접근법은 미세 결함과 거시적 결함 모두에 대한 완전히 자동화된 실시간 검사를 가능하게 할 수 있다고 말할 수 있다.Several methods for detecting a wide range of features and defects have been described in the patent literature. For example, an automated methodology for detecting macroscopic defects on a flat workpiece under construction is described in PCT patent publication WO 00/226645, which is assigned to the assignee of this patent application. As another example, an automated optical micro-inspection system used to identify macroscopic defects in a patterned substrate is described in PCT patent publication WO 04/083901, which is assigned to the assignee of this patent application. As another example, U.S. Patent 4,589,140 describes a method and equipment for real-time inspection based on storing digital signal mask information from an optical scan of an object at various magnifications, but substantially the same field of view. . The digital mask information obtained from the execution scan of the object to be inspected at various magnifications is compared with the stored mask information to identify known or unknown parts of the object. As still another example, U.S. Patent 4,692,943 describes a method and system for optical inspection of a two-dimensional pattern on an object, such as a printed substrate. Micro-inspection is performed by applying a sequence of pixel-by-pixel photographic work for inspection of dimensions and spacing. At the same time, macroscopic inspection is performed by combining the scanned pixels into a frame, and by reducing to single feature picture information. It can be said that this approach can enable fully automated real-time inspection of both microscopic and macroscopic defects.

상기 기술된 바와 같이, 기존 검사 시스템은, 거시적 결함 정보를 추출하기 위해, 기존 광학 미세-검사 시스템에 의해 생성된 미세-검사 결과에 적용되는 이미지 프로세싱 방법을 제공한다. 일반적으로, 다양한 미세-검사 이미지가 결합되고, 리스케일링(reacaling) 프로세싱 단계가 수행되어 거시적 결함을 검출한다.As described above, the existing inspection system provides an image processing method applied to the micro-inspection results generated by the existing optical micro-inspection system to extract macroscopic defect information. Generally, various micro-inspection images are combined, and a re-scaling processing step is performed to detect macroscopic defects.

그러나, 이들 테크닉은 거시적 결함이 아니라 미세 결함을 검출하기 위해 광학적으로 적응되고, 그러므로, 거시적 결함의 검출은 디지털적으로 수행된다. 게다가, 이들 테크닉은, 코팅 밝기 향상 필름(BEF) 상의 회절성 뮤라, 버블, 스트릭, 코드, 표면 불연속 및 오염물과 같은 거시적 결함을 검출하기에 항상 충분한 것은 아니다. 큰 스케일 상의 결함을 검출하는데 적응되는 광학 시스템에 의해 획득될 수 있는 더 많은 정보가 필요하다. 이러한 결함은, 프로세스 잔여물을 세척함에 의해, 또는 정렬 층 러빙 프로세스(alignment layer rubbing process)에 의해, 편광기와 글래스 사이에 낀 입자(가령, 먼지) 또는 섬유 오염물에 의해 종종 야기된다. 이들 결함의 존재는 디스플레이 디바이스를 통해 시각적인 불균형 광 세기를 야기할 수 있다. 육안으로 볼 때, 이러한 불균형한 광 분포는 글래스 패널의 결함 영역과 주변 정상 영역 간의 콘트라스트 베리에이션을 야기할 수 있다.However, these techniques are optically adapted to detect micro defects rather than macro defects, and therefore, detection of macro defects is performed digitally. Moreover, these techniques are not always sufficient to detect macroscopic defects such as diffractive murah, bubbles, streaks, cords, surface discontinuities and contaminants on coating brightness enhancing films (BEFs). More information is needed that can be obtained by optical systems that are adapted to detect defects on a large scale. These defects are often caused by cleaning particles of the process, or by alignment layer rubbing processes, by particles (eg dust) or fiber contaminants between the polarizer and the glass. The presence of these defects can cause visual imbalance light intensity through the display device. Visually, this unbalanced light distribution can cause contrast variations between the defective area of the glass panel and the surrounding normal area.

각각의 결함은 암시야(dark field) 조명이나 명시야 조명하에서, 그 자체를 나타내는 특징적인 시그니쳐를 가진다. 좀 더 구체적으로, 제작 동안에, 기판은 전형적으로, 박막에 의해 코팅된다. 기판과 막막 사이의 경계면에서 형성된 결함은, 기판과 박막 사이의 경계에서의 광 간섭을 유도하는 명시야 조명을 사용하여 검출될 수 있다. 그리고 나서, 기판은 스캐닝되어, 기판과 박막 사이의 경계에서의 결함을 나타내는 광 간섭을 수집할 수 있다. 명시야 조명은, 조명 소스로부터의 광의 정반사가 물체를 보는 센서와 관련된 렌즈 상에 부딪히는 조명을 말한다. 게다가, 기판의 표면 상에 형성된 주기적 구조(3차원 구조)에서의 결함은, 암시야 조명에 의한 회절 테크닉을 사용하여 검출될 수 있다. 패턴화된 글래스 기판의 표면상에서, 프로젝트된 광은 그레이팅 회절을 생성한다. 암시야 조명은, 조명 소스로부터의 광의 정반사가 물체를 보는 센서와 관련된 렌즈에 부딪히지 않는 조명을 말한다.Each defect has a characteristic signature that represents itself under dark field or bright field illumination. More specifically, during fabrication, the substrate is typically coated with a thin film. Defects formed at the interface between the substrate and the film can be detected using bright field illumination that induces light interference at the interface between the substrate and the thin film. The substrate can then be scanned to collect optical interference indicating defects at the boundary between the substrate and the thin film. Brightfield illumination refers to illumination that reflects specularly of light from an illumination source onto a lens associated with a sensor viewing an object. In addition, defects in the periodic structure (three-dimensional structure) formed on the surface of the substrate can be detected using a diffraction technique by dark field illumination. On the surface of the patterned glass substrate, the projected light produces grating diffraction. Dark field illumination refers to illumination in which specular reflection of light from an illumination source does not strike a lens associated with a sensor viewing an object.

그러므로, 광범위한 다양한 각도를 통해 명시야 검사와 암시야 검사를 사용하여, 거시적 결함을 식별할 수 있는 자동화된 광학 검사가 기술 분야에서 필요하다. 공통의 자동화된 광학 검사 스테이션에서 미세-결함 검출과 거시적-결함 검출을 통합하는 것도 바람직할 수 있다.Therefore, there is a need in the art for automated optical inspection that can identify macroscopic defects using brightfield inspection and darkfield inspection through a wide variety of angles. It may also be desirable to incorporate micro-defect detection and macro-defect detection in a common automated optical inspection station.

본 발명은, 일반적으로 육안으로 보이는 것과 같은 비교적 큰 프로세스 결함의 존재 및 부존재에 대해, 구조물 내의 거시적 결함을 광학적으로 검출하기 위한 자동화된 광학 검사 시스템/스테이션에 관한 것이다. 이러한 스테이션은 독립형 시스템일 수 있고, 또는 공통 검사 시스템을 통해 진행되는 구조물 상에 수행되는 연속적인 검사 단계의 최종 단계일 수 있다. 거시적 결함 검사 스테이션은 스캔 모드(즉, 구조물 홀더 및/또는 광학계들이 서로에 대해 이동가능함)로 동작하고, 광학 시스템 및 거시적 결함을 나타내는 스캐닝된 구조물의 데이터 이미지를 생성하는 검출 모듈을 포함한다. "거시적 결함"이라는 용어는, 패턴의 복수의 이웃하는 셀에 영향을 주고, 셀-바이-셀 단위로 검출능 또는 중요성의 스레숄드 이하일 수 있는 비교적 큰 프로세스 결함을 말한다. 오직 예시로서, FPD 기판 검사의 맥락에서, 거시적 결함은 코팅물의 불균형한 증착, 코팅물의 불균형한 제거, 린스 잔여물, 화학 잔여물, 기판 상에 증착된 포토레지스트의 불완전한 노출, 스크래치, 라인 및 기판에 내장된 입자를 포함할 수 있다. 또한, 거시적 결함 검출은 균일하게 제조된 표면 상에 불규칙적인 광 베리에이션으로 정의되는 뮤라 검출을 포함할 수 있다. 뮤라는 전형적으로 깨끗한 윤곽 없는 결함이나 보는 사람에게 좋지 않은 느낌을 전달하는 콘트라스트와 관련된다.The present invention relates to an automated optical inspection system/station for optically detecting macroscopic defects in a structure for the presence and absence of relatively large process defects, such as those generally seen with the naked eye. Such a station may be a standalone system, or it may be the final step of a continuous inspection step performed on a structure going through a common inspection system. The macroscopic defect inspection station includes a detection module that operates in a scan mode (ie, the structure holder and/or optics are movable relative to each other) and generates an optical system and a data image of the scanned structure representing the macroscopic defect. The term “macroscopic defect” refers to a relatively large process defect that affects a plurality of neighboring cells of a pattern and may be below the threshold of detectability or importance on a cell-by-cell basis. By way of example only, in the context of FPD substrate inspection, macroscopic defects include uneven deposition of coatings, uneven removal of coatings, rinse residues, chemical residues, incomplete exposure of photoresist deposited on substrates, scratches, lines and substrates It may contain particles embedded in. In addition, macroscopic defect detection can include murah detection, which is defined by irregular light variations on a uniformly manufactured surface. Mura is typically associated with clean contourless flaws or contrast that conveys a bad feeling to the viewer.

본 발명의 넓은 양태에 따르면, 구조물의 조명된 영역으로부터 되돌아온 광을 검출함에 의해, 구조물의 자동화된 광학 검사를 위한 광학 시스템이 제공된다. 광학 시스템은, 스캐닝 반사 모듈을 포함하되, 상기 스캐닝 반사 모듈은, 제1 초점 위치와 제2 초점 위치를 형성하는 반-타원형 반사기 및 상기 반-타원형 반사기의 제1 초점 위치에 위치하는 회전 반사기를 포함한다. 상기 회전 반사기는 조명 빔을 수신하고, 상기 조명 빔을 지향시켜서, 상기 제2 초점 위치에 위치하는 구조물의 특정 영역을 조명하도록 구성된다. 또한, 상기 회전 반사기는, 구조물의 상기 특정 영역 상의 조명 빔을 직접 반사하고, 상기 반-타원형 경로를 따라 배열된 상기 반사 요소들 중 하나에 조명 빔을 반사하기 위한, 각각의 제1 동작 모드와 제2 동작 모두 중 어느 하나에서 선택적으로 작동하도록 구성된다. 회전 반사기의 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드는, 각각, 검사의 명시야 모드 및 암시야 모드에 대응되거나, 검사의 암시야 모드의 상이한 각도들에 대응될 수 있다. 제1 동작 모드와 제2 동작 모드 사이의 선택 동작이 특정 기간에 수행되어서, 다른 결함 스캔 간에 거시적 결함의 검출을 가능하게 할 수 있다. 기간은 1초 미만이다.According to a broad aspect of the present invention, an optical system for automated optical inspection of a structure is provided by detecting light returned from an illuminated area of the structure. The optical system includes a scanning reflection module, wherein the scanning reflection module comprises: a semi-elliptical reflector forming a first focal position and a second focal position and a rotating reflector positioned at a first focal position of the semi-elliptical reflector Includes. The rotating reflector is configured to receive an illumination beam, direct the illumination beam, and illuminate a specific area of the structure located at the second focal position. Further, the rotating reflector directly reflects an illumination beam on the specific area of the structure, and each first mode of operation is for reflecting an illumination beam on one of the reflective elements arranged along the semi-elliptical path. It is configured to selectively operate in any one of the second operations. The first operating mode and the second operating mode of the rotating reflector may respectively correspond to the bright field mode and dark field mode of inspection, or to different angles of the dark field mode of inspection. The selection operation between the first operation mode and the second operation mode can be performed at a specific period to enable detection of macroscopic defects between different defect scans. The duration is less than 1 second.

그러므로, 본 발명의 광학 시스템은 명시야 검사 채널과 암시야 검사 채널을 포함할 수 있는데, 이들은 공통 조명 모듈과 공통 검출 모듈을 선택적으로 작동하고 사용한다. 명시야 모드는 정상 및/또는 비스듬한 스킴으로 실행될 수 있고, 검사는 구조물(또는 구조물의 층)의 상면과 하면으로부터 정반사된 광 성분에 의해 형성된 간섭 패턴의 검출에 기초한다.Therefore, the optical system of the present invention may include a bright field inspection channel and a dark field inspection channel, which selectively operate and use a common illumination module and a common detection module. Brightfield mode can be implemented with a normal and/or oblique scheme, and inspection is based on detection of interference patterns formed by specular light components from the top and bottom surfaces of the structure (or layer of structures).

암시야 검사 모드에 있어서는, 암시야 검사 모드는, 다양한 각도로 구조물의 동일한 영역의 조명 및 이에 대응되는 다양한 회절 패턴의 검출을 사용한다. 각도 스캔은 회전 반사기와 반-타원형 반사기에 의해 형성된 스캐닝 반사 모듈을 사용함에 의해 실행된다. 명시야 모드와 암시야 모드 간의 스위칭은 반사기, 즉, 동일한 회전 반사기 또는 또 다른 폴더블 반사기에 의해 실행된다.In the dark field inspection mode, the dark field inspection mode uses illumination of the same area of the structure at various angles and detection of various diffraction patterns corresponding thereto. The angular scan is performed by using a scanning reflection module formed by a rotating reflector and a semi-elliptical reflector. Switching between brightfield mode and darkfield mode is performed by a reflector, i.e., the same rotating reflector or another foldable reflector.

일부 실시예에서, 회전 반사기는 조명 빔을 수신하고, 상기 조명 빔을, 구조물의 상기 특정한 영역 상의 조명 빔을 지향시키도록 구성된 상기 반-타원형 반사기를 향해 지향하도록 구성된다.In some embodiments, a rotating reflector is configured to receive an illumination beam and direct the illumination beam towards the semi-elliptical reflector configured to direct the illumination beam on the particular area of the structure.

일부 실시예에서, 상기 반-타원형 반사기는 반-타원형 경로를 따라 배열된 복수의 이격 반사 요소를 포함한다. 상기 이격 반사 요소의 각각은 다른 것과 상이한 특정한 각도로 상기 반사된 조명 빔을 상기 제2 초점을 향하여 반사시키도록 구성된다.In some embodiments, the semi-elliptical reflector includes a plurality of spaced apart reflective elements arranged along the semi-elliptical path. Each of the spaced apart reflective elements is configured to reflect the reflected illumination beam at a specific angle different from the other towards the second focus.

일부 실시예에서, 상기 반-타원형 반사기는, 반-타원형 기하 구성을 가진 반사 표면을 포함한다. 상기 반사 표면은 임의의 각도로 상기 반사된 조명 빔을 상기 제2 초점을 향하여 반사시키도록 구성된다.In some embodiments, the semi-elliptical reflector includes a reflective surface having a semi-elliptical geometry. The reflective surface is configured to reflect the reflected illumination beam at any angle towards the second focus.

일부 실시예에서, 상기 회전 반사기는, 상이한 각도에 의해 특정한 축에 대해 회전하도록 구성되고 작동되어서, 상이한 조명 각도로 상기 반사된 조명 빔을 상기 반-타원형 반사기를 향하여 지향하여서, 검사되는 구조물의 스캔을 달성한다.In some embodiments, the rotating reflector is configured and operated to rotate about a specific axis by a different angle, directing the reflected light beam towards the semi-elliptical reflector at a different lighting angle, thereby scanning the structure being inspected To achieve.

일부 실시예에서, 상기 회전 반사기는 직각까지의 범위에서 가변적이고 제어가능한 각도로, 다양한 조명 각도를 생성하도록 구성된다.In some embodiments, the rotating reflector is configured to generate various illumination angles, with variable and controllable angles in a range up to a right angle.

일부 실시예에서, 광학 시스템은, 암시야 모드 또는 명시야 모드에 따라 조명되는 특정한 영역으로부터 되돌아온 광 빔을 선택적으로 수집하고, 특정한 영역 내의 거시적 결함을 나타내는 대응 이미지 데이터를 생성하도록 구성된 검출 모듈을 더 포함한다.In some embodiments, the optical system further comprises a detection module configured to selectively collect light beams returned from a specific area illuminated according to the dark field mode or bright field mode, and generate corresponding image data indicative of macroscopic defects within the specific area. Includes.

일부 실시예에서, 광학 시스템은, 조명되는 특정한 영역으로부터의 광 빔을 수집하고, 수집된 광 빔을 검출 모듈을 향하여 지향시키도록 구성되고 작동하는 반사 표면을 더 포함한다.In some embodiments, the optical system further includes a reflective surface configured and operative to collect light beams from the particular area to be illuminated and direct the collected light beams towards the detection module.

일부 실시예에서, 명시야 모드에 대응되는 검출된 광은, 구조물 내의 복수의 경계로부터 정반사된 광 성분에 의한 간섭 패턴을 나타내고, 상기 간섭 패턴은 구조물 내의 굴절형 거시적 결함을 나타낸다. 암시야 모드에 대응되는 검출된 광은, 구조물의 표면으로부터의 반사에 의해 형성된 회절 패턴을 나타내고, 상기 회절 패턴은 회절 거시적 결함을 나타낸다.In some embodiments, the detected light corresponding to the bright field mode represents an interference pattern due to light components specularly reflected from a plurality of boundaries in the structure, and the interference pattern indicates refractive macroscopic defects in the structure. The detected light corresponding to the dark field mode represents a diffraction pattern formed by reflection from the surface of the structure, and the diffraction pattern represents a diffraction macroscopic defect.

일부 실시예에서, 광학 시스템은, 조명 빔을 생성하는 조명 모듈을 더 포함하되, 상기 조명 모듈은 실질적으로 아크 기하를 가질 수 있는 만곡된 광 생성 표면을 포함한다. 이에 의해, 조명 모듈의 출력에서의 시야 렌즈(field lens)에 대한 필요성을 제거할 수 있다. 광 생성 표면은 이격된 광 요소의 어레이에 의해 생성되거나, 연속적인 표면일 수 있다. 상기 광 요소는 광 이미터 또는 광 가이딩 요소일 수 있다. 상기 광 요소는, LED, 레이저, 레이저 다이오드, VCSEL, 나트륨 램프와 같은 내로우 밴드 램프 중 적어도 하나의 광 이미터를 포함할 수 있다.In some embodiments, the optical system further comprises an illumination module that generates an illumination beam, the illumination module comprising a curved light generating surface that can have a substantially arc geometry. Thereby, the need for a field lens at the output of the illumination module can be eliminated. The light generating surface can be created by an array of spaced light elements, or can be a continuous surface. The light element can be a light emitter or a light guiding element. The optical element may include at least one light emitter of a narrow band lamp such as an LED, laser, laser diode, VCSEL, and sodium lamp.

일부 실시예에서, 광학 시스템은, 구조물로부터 되돌아온 빔을 검출 모듈로 지향하는 수집 경로에 위치되어서, 시스템의 명시야 동작 모드 및 암시야 동작 모드를 위해, 구조물의 조명된 영역으로부터 되돌아온 광 빔의 밴드 너비를 조절하는 내로우 밴드 필터를 더 포함한다.In some embodiments, the optical system is positioned in a collection path that directs the beam returned from the structure to the detection module, such that the band of light beam returned from the illuminated area of the structure for the brightfield and darkfield modes of operation of the system. A narrow band filter for adjusting the width is further included.

본 발명의 또 다른 넓은 양태에 따르면, 검출 모듈을 통해 구조물의 조명된 영역으로부터 되돌아온 광을 검출함에 의해, 구조물의 자동화된 광학 검사를 위한 조명 모듈이 제공된다. 조명 모듈은 실질적으로 아크 기하를 가진 만곡된 광 생성 표면을 포함한다. 광 생성 표면은 이격된 광 요소의 어레이에 의해 형성될 수 있다. 광 요소는 광 이미터 또는 광 가이딩 요소를 포함할 수 있다. 상기 광 요소는, LED, 레이저, 레이저 다이오드, VCSEL, 나트륨 램프와 같은 내로우 밴드 램프 중 적어도 하나의 광 이미터를 포함할 수 있다.According to another broad aspect of the present invention, an illumination module for automated optical inspection of a structure is provided by detecting light returned from an illuminated area of the structure through a detection module. The illumination module includes a curved light generating surface that is substantially arc geometric. The light generating surface can be formed by an array of spaced light elements. The light element can include a light emitter or light guiding element. The optical element may include at least one light emitter of a narrow band lamp such as an LED, laser, laser diode, VCSEL, and sodium lamp.

본 발명의 또 다른 넓은 양태에 따르면, 거시적 결함 검출을 수행하기 위해, 상기에서 정의된 광학 시스템 및 상기에서 정의된 조명 모듈 중 적어도 하나를 사용하는 검사단(inspection stage)을 포함하는, 자동화된 광학 검사(AOI) 시스템이 제공된다.According to another broad aspect of the present invention, an automated optics comprising an inspection stage using at least one of the optical system defined above and the illumination module defined above to perform macroscopic defect detection. An inspection (AOI) system is provided.

일부 실시예에서, AOI 시스템은 적어도 두 개의 검사단을 통해 진행되는 구조물을 검사하도록 구성되고, 상기 거시적 결함 검사단 이전에, 적어도 하나의 검사단을 포함한다.In some embodiments, the AOI system is configured to inspect structures going through at least two inspection stages, and includes at least one inspection stage prior to the macroscopic defect inspection stage.

일부 실시예에서, AOI 시스템은, 상기 광학 시스템의 적어도 하나를 포함하고, 검사 시스템을 통해 진행되는 구조물에 대하여 광학 시스템을 이동시키는 지지 표면을 포함하여, 거시적 결함의 스캐닝이 구조물의 다양한 영역 상의 다른 결함의 스캐닝과 동시에 수행되도록 한다.In some embodiments, the AOI system includes at least one of the optical systems, and includes a support surface that moves the optical system relative to the structure traveling through the inspection system, such that scanning of macroscopic defects is different on various areas of the structure. This is done simultaneously with the scanning of the defect.

본원에서 개시된 주제를 더욱 잘 이해하고, 그것이 실제로 어떻게 수행되는지를 예로 들기 위해, 실시예는 첨부 도면을 참조하여, 비제한적인 예시에 의해 이제 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 광학 시스템의 간단화된 기능적 블록도이다.
도 2는 본 발명의 스캐닝 반사 모듈의 간단화되고 개략적인 YZ 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따른 광학 시스템의 간단화되고 개략적인 YZ 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 광학 시스템을 사용하는 검사 단계를 포함하는 자동화된 광학 검사(AOI) 시스템의 개략적인 XZ 단면도이다.
도 4b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 광학 시스템을 사용하는 검사 단계를 포함하는 자동화된 광학 검사(AOI) 시스템의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따른 만곡된 광 생성 표면을 가진 조명 모듈을 개략적으로 나타낸다.To better understand the subject matter disclosed herein and to exemplify how it is actually performed, embodiments will now be described by way of non-limiting examples, with reference to the accompanying drawings.
1 is a simplified functional block diagram of an optical system of the present invention.
2 is a simplified and schematic YZ sectional view of the scanning reflection module of the present invention.
3 is a simplified and schematic YZ sectional view of an optical system in accordance with some embodiments of the present invention.
4A is a schematic XZ cross-sectional view of an automated optical inspection (AOI) system including inspection steps using an optical system, in accordance with some embodiments of the present invention.
4B is a perspective view of an automated optical inspection (AOI) system including inspection steps using an optical system in accordance with some embodiments of the present invention.
5 schematically illustrates an illumination module with a curved light generating surface according to some embodiments of the invention.

거시적 결함 정보를 추출하기 위해, 본 발명의 구조물의 조명된 영역으로부터 되돌아온 광을 검출함에 의해, 구조물의 자동화된 광학 검사를 위한 광 학 시스템(100)을 나타내는 블록도를 도시한 도 1을 참조한다. 광학 시스템(100)은 제1 및 제2 초점 위치(가령, 초점 평면)를 형성하는 반-타원형 반사기(104) 및 반-타원형 반사기(104)의 제1 초점 위치(가령, 타원의 제1축)에 위치되는 회전 반사기(106)를 포함하는 스캐닝 반사 모듈(102)을 포함한다.To extract macroscopic defect information, see FIG. 1, which shows a block diagram showing an optical system 100 for automated optical inspection of a structure by detecting light returned from an illuminated area of the structure of the present invention. . Optical system 100 includes first and second focal positions (eg, first axis of ellipse) of semi-elliptical reflector 104 and semi-elliptical reflector 104 forming first and second focal positions (eg, focal plane) ) Includes a scanning reflector module 102 that includes a rotating reflector 106.

회전 반사기(가령, 거울)(106)는, 조명 빔을 수신하고, 상기 조명 빔을 제2 초점 위치(가령, 타원의 제2축)에 위치된 구조물의 특정 영역 상에서 직접 반사하도록, 또는 상기 조명 빔을 스캐닝 반사 모듈(102)을 향하여 반-타원형 반사기(104) 상으로 반사하도록 지향시켜서, 조명 채널에서 작동하도록 구성된다. 회전 반사기(106)는 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드 중 어느 하나에서 선택적으로 작동하도록 구성된다. 회전 반사기의 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드는, 검사의 명시야 모드 및 암시야 모드에 대응되거나, 또는 검사의 암시야 모드의 상이한 각도들에 각각 대응된다.A rotating reflector (eg, mirror) 106 receives the illumination beam and reflects it directly on a specific area of the structure located at a second focal position (eg, the second axis of the ellipse), or the illumination It is configured to direct the beam to reflect onto the semi-elliptical reflector 104 towards the scanning reflection module 102, and is configured to operate in an illumination channel. The rotating reflector 106 is configured to selectively operate in either the first mode of operation or the second mode of operation. The first operating mode and the second operating mode of the rotary reflector correspond to the bright field mode and dark field mode of inspection, or to different angles of the dark field mode of inspection, respectively.

일부 결함은 실질적을 명시야 조명에 의해 조명될 때, 더 잘 보일 수 있다는 것을 이해해야 한다. 다른 타입의 결함은 더 높은 콘트라스트를 가질 수 있어서, 구조물에 대해 선택된 각도로 제공되는 암시야 조명에 의해 조명될 때, 더 잘 보일 수 있다.It should be understood that some defects may be more visible when illuminated by brightfield illumination. Other types of defects can have a higher contrast, which can be better seen when illuminated by dark field illumination provided at a selected angle to the structure.

조명 조합의 많은 선택을 제공하기 위해, 전형적으로 암시야 조명 및 이에 더하여 실질적으로 명시야 조명의 복수의 조합을 포함하고, 다양한 결함의 콘트라스트는 최대화될 수 있고, 조명 구성의 적어도 하나에서 다양한 타입의 결함을 보기 쉽게 하기 위해, 잡음이 최소화될 수 있다. 명시야 모드는 굴절형 결함을 검출하도록 작동되는 반면, 암시야 모드의 상이한 각도는 회절형 결함을 검출하도록 작동된다. 명시야 모드에 대응되는 검출된 광은 구조물 내의 복수의 간섭으로부터 정반사된 광 성분에 의해 형성된 간섭 패턴을 나타내고, 간섭 패턴은 구조물 내의 굴절성 거시적 결함을 나타낸다. 암시야 모드에 대응되는 검출된 광은 구조물 의 표면으로부터의 반사에 의해 형성된 회절 패턴을 나타내고, 회절 패턴은 회절 거시적 결함을 나타낸다.To provide a large selection of lighting combinations, typically comprising multiple combinations of darkfield lighting and in addition substantially brightfield lighting, the contrast of various defects can be maximized, and various types of lighting in at least one of the lighting configurations. To make defects easier to see, noise can be minimized. The bright field mode is operated to detect refractive defects, while the different angles of dark field mode are operated to detect diffractive defects. The detected light corresponding to the bright field mode represents an interference pattern formed by light components specularly reflected from a plurality of interferences in the structure, and the interference pattern indicates refractive macroscopic defects in the structure. The detected light corresponding to the dark field mode represents a diffraction pattern formed by reflection from the surface of the structure, and the diffraction pattern represents diffraction macroscopic defects.

구체적이고 비제한적인 예시에서, 회절형 결함은, 아날로그 대 2D 그레이팅(즉, 그레이팅의 임계 치수의 국소 변화)으로서 작용하는 플랫 패널 디스플레이 셀 어레이의 장애에 의해 야기되었던 것을 포함할 수 있다. 이러한 장애는 셀 크기에서의 약간의 국소 변화 또는 라인 폭에서의 약간의 국소 변화일 수 있다. 다양한 그레이팅이 바람직한 회절 각도를 가지기 때문에, 본 발명의 광학 시스템은 다양하고 가변적이며 제어가능한 조명 각도에서 암시야 검사 모드를 포함하여, 여러개의 동작 모드(적어도 두개)를 포함한다. 구체적이고 비제한적인 예시에서, 암시야 검사 모드는, 0°에서 직각까지의 별도의 암시야 입사각을 포함할 수 있는 6개의 분리된 암시야 각도를 포함한다.In a specific and non-limiting example, the diffractive defect may include that caused by a failure of the flat panel display cell array acting as analog to 2D grating (ie, local change in critical dimension of grating). This disorder may be a slight local change in cell size or a slight local change in line width. Since various gratings have desirable diffraction angles, the optical system of the present invention includes several modes of operation (at least two), including a dark field inspection mode at various, variable and controllable illumination angles. In a specific and non-limiting example, the dark field inspection mode includes six separate dark field angles that can include separate dark field incident angles from 0° to right angles.

다양한 동작 모드들 간의 이행(transition)은 검사될 구조물 및 검출될 결함의 타입에 따라 적절한 모드를 선택하도록 구성된 제어 유닛(미도시)에 의해 수행될 수 있다. 적절한 각도는 구조물의 패턴(회절 그레이팅)에 따라 선택될 수 있다. 본 발명의 광학 시스템의 구성은 다양한 동작 모드들 간의 이행이 적어도 1초 미만(가령, 0.3초)의 매우 짧은 기간에서 가능하게 할 수 있다는 것에 주목한다.The transition between the various operation modes can be performed by a control unit (not shown) configured to select an appropriate mode according to the structure to be inspected and the type of defect to be detected. The appropriate angle can be selected according to the structure pattern (diffraction grating). It is noted that the configuration of the optical system of the present invention can enable transition between various operating modes in a very short period of time of at least less than 1 second (eg, 0.3 seconds).

제어 유닛은, 원하면 ROM(리드 온리 메모리)에서 실행될 수 있는 소프트웨어 구성요소를 포함한다. 대안적으로, 소프트웨어 구성요소는, 원하면, 종래의 테크닉을 사용하여, 일반적으로 하드웨어에서 실행될 수 있다. 임의의 동작 모드에서 구조물의 조명된 영역으로부터 되돌아온 광은, 공통의 검출 모듈(108)에 의해 직접, 또는 추가적인 반사 표면(미도시)을 통해 수집된다. 검출 모듈(108)은 센서(가령, CMOS와 같은 에어리어 센서 또는 라인 센서)를 포함하는데, 이는 본 발명의 광학 시스템(100)의 일부이거나 아닐 수도 있다. 검출 모듈은, 암시야 모드 또는 명시야 모드에 따라 조명되는 영역으로부터 되돌아온 적어도 하나의 고아 빔을 수집하고, 특정한 영역 내의 거시적 결함을 나타내는 대응되는 이미지 데이터를 생성하도록 구성된다. 그러므로, 검출 모듈(108)은 다양한 조명 구성하에서, 구조물의 이미지를 캡쳐하도록 구성된다. 검출 모듈(108)의 센서는 다양한 동작 모드의 스캔을 수집하도록 구성되고, 동일한 스캔 내에서 여러 개의 다양한 조명 각도를 지원하기 위한 능력을 가진다.The control unit includes software components that can be executed in ROM (Lead Only Memory) if desired. Alternatively, the software component can be generally executed in hardware, if desired, using conventional techniques. Light returned from the illuminated area of the structure in any mode of operation is collected directly by a common detection module 108 or through an additional reflective surface (not shown). The detection module 108 includes a sensor (eg, an area sensor such as CMOS or a line sensor), which may or may not be part of the optical system 100 of the present invention. The detection module is configured to collect at least one orphan beam returned from an area illuminated according to the dark field mode or the bright field mode, and generate corresponding image data indicating macroscopic defects within a specific area. Therefore, the detection module 108 is configured to capture an image of the structure under various lighting configurations. The sensors of the detection module 108 are configured to collect scans of various modes of operation and have the ability to support multiple different illumination angles within the same scan.

그러므로, 광학 시스템(100)은, 스캐닝된 구조물의 거시적 결함을 나타내는 이미지 데이터를 제공하는, 큰 픽셀 크기(가령, 약 100-400 μm)를 가진 거시적 결함의 자동화된 스캐닝을 수행하도록 구성된다. 본 발명은 검사될 임의의 구조물에 제한되지 않는다. 예를 들어, 검사될 구조물은 다양한 타입의 인쇄 회로 기판(PCB), 멀티-칩 모듈(MCM), 집적 회로(IC), 레티클 자격(RQ), 플랫 패널 디스플레이(FPD) 등일 수 있고, 결함에 있어서, 본 발명의 광학 시스템(100)은 플랫 패널 디스플레이(가령, TV/셀룰러 폰을 위한)의 스캐닝에 특히 유용하다. 구체적이고, 비제한적인 예시에서, 구조물은 특정한 파장에 대해 광학적으로 투명하고 패턴화된 구조물 또는 포토레지스트 패턴이 포토레지스트 마스크층에서의 결함을 검출한 이후의 금속층일 수 있다. 본원에서 도시되고 기술된 광학 시스템은 Orbotech Ltd., Yavne, Israel (https://www.orbotech.com/products/categories/fpd/automated-optical-inspections)에서 시판되는 자동화된 광학 검사의 Orbotech QuantumTM 계와 같은 첨단 검사 시스템과 함께 특히 유용하다.Therefore, the optical system 100 is configured to perform automated scanning of macroscopic defects with large pixel sizes (eg, about 100-400 μm), providing image data representing macroscopic defects of the scanned structure. The invention is not limited to any structure to be inspected. For example, the structures to be inspected can be various types of printed circuit boards (PCBs), multi-chip modules (MCMs), integrated circuits (ICs), reticle qualifications (RQs), flat panel displays (FPDs), and the like. Thus, the optical system 100 of the present invention is particularly useful for scanning flat panel displays (eg, for TV/cellular phones). In a specific, non-limiting example, the structure may be an optically transparent and patterned structure for a particular wavelength or a metal layer after the photoresist pattern detects defects in the photoresist mask layer. The optical system shown and described herein is Orbotech Quantum TM of automated optical inspection commercially available from Orbotech Ltd., Yavne, Israel ( https://www.orbotech.com/products/categories/fpd/automated-optical-inspections ). It is especially useful with advanced inspection systems such as systems.

본 발명의 스캐닝 반사 모듈(102)의 개략적인 YZ 단면을 나타내는 도 2를 참조한다. 스캐닝 반사 모듈(102)은, 본 실시예에서, 반-타원형 경로를 따라 배열되고, 제1 및 제2 초점 평면(F1 및 F2)을 함께 형성하는 복수의 이격 반사 요소(104A)을 가진 반-타원형 반사기(104) 및 반-타원형 반사기(104)의 제1 초점 평면에 위치되는 회전 반사기(106)를 포함한다. 회전 반사기(106)는 조명 소스로부터 조명 빔을 수신하고, 조명 빔을 반-타원형 경로를 따라 배열된 반사 요소(104A) 중 하나로 반사하도록 구성된다. 회전 반사기(106)는 다양한 각도에 의해 특정한 축 주위에서 회전하여서, 조명 빔을 다양한 반사 요소를 향하여 지향시킨다. 대안적으로, 도면에 명시적으로 도시되지 않지만, 반-타원형 반사기는 반-타원형 기하형상을 가지고, 임의의 원하는 각도로 제2 초점을 향하여 반사된 조명 빔을 반사시키도록 구성된 하나의 반사 표면을 포함한다. 회전 반사기는 반사된 조명 빔을 다양한 조명 각도로 반사 표면을 향하여 지향하도록 구성되고 작동되어서, 검사되는 구조물의 스캔을 달성한다. 이러한 구성에서, 다양한 각도들 간의 이행은 연속적이다. 반-타원형 반사기 상으로 프로젝트되는 임의의 각도의 조명은 검사될 구조물을 향하여 반사된다.2, which shows a schematic YZ cross section of the scanning reflection module 102 of the present invention. The scanning reflection module 102, in this embodiment, is arranged along a semi-elliptical path and has a plurality of spaced apart reflective elements 104A forming together the first and second focal planes F 1 and F 2 . It includes a semi-elliptical reflector 104 and a rotating reflector 106 positioned in the first focal plane of the semi-elliptical reflector 104. The rotating reflector 106 is configured to receive the illumination beam from the illumination source and reflect the illumination beam to one of the reflective elements 104A arranged along a semi-elliptical path. The rotating reflector 106 rotates around a particular axis by various angles, directing the illumination beam towards various reflective elements. Alternatively, although not explicitly shown in the drawings, the semi-elliptical reflector has a semi-elliptical geometry and is configured to reflect one reflective surface configured to reflect the reflected illumination beam towards the second focus at any desired angle. Includes. The rotating reflector is configured and operated to direct the reflected illumination beam towards the reflective surface at various illumination angles, achieving a scan of the structure being inspected. In this configuration, the transition between various angles is continuous. Any angle of illumination projected onto the semi-elliptical reflector is reflected towards the structure to be inspected.

구조물의 스캐닝 동안에, 회전 반사기(106)는, 동작 모드에서 또 다른 모드로 순차적으로 이동하기 위해 회전한다. 회전 반사기(106)가 특정한 각도에 위치될 때, 조명 빔은 특정한 반사 요소(104A) 또는 반-타원형 반사기(104)의 특정하고 다양한 부분에 도달한다. 각각의 동작 모드에서, 회전 반사기(106)는 다양한 각도로 회전되어서, 회전 반사기는 조명 빔을 반-타원형 반사기(104)의 특정하고 다양한 반사 요소/부분(104A)로 반사시킨다. 선택된 반사 요소/부분(104A)은 조명 빔을 구조물 상으로 지향시켜서, 반-타원의 제2축까지 지향시킨다. 다시 말해, 각각의 반사 요소/부분은 조명 빔을 제2 초점 평면 상으로 집중시키도록 구성된다. 그러므로, 반-타원형 반사기(104)는, 명시야 모드 또는 암시야 모드에서 다양한 각도로, 반-타원형 반사기(104)의 제2 초점 평면을 가로지르는 평면에 위치된 패턴화된 구조물의 특정한 영역을 선택적으로 조명하도록 구성된다.During the scanning of the structure, the rotating reflector 106 rotates to move sequentially from one mode of operation to another. When the rotating reflector 106 is positioned at a particular angle, the illumination beam reaches specific and various parts of the specific reflective element 104A or semi-elliptical reflector 104. In each mode of operation, the rotating reflector 106 is rotated at various angles, such that the rotating reflector reflects the illumination beam to specific and various reflective elements/portions 104A of the semi-elliptical reflector 104. The selected reflective element/part 104A directs the illumination beam onto the structure, directing it to the second axis of the semi-ellipse. In other words, each reflective element/portion is configured to focus the illumination beam onto the second focal plane. Hence, the semi-elliptical reflector 104 is capable of determining a specific area of the patterned structure located at a plane across the second focal plane of the semi-elliptical reflector 104 at various angles in brightfield mode or darkfield mode. It is configured to selectively illuminate.

본 발명의 일부 실시예에 따른 광학 시스템(300)의 개략적인 YZ 단면도를 나타내는 도 3을 참조한다. 도시된 바와 같이, 회전 거울(106)은 조명 소스(310)로부터 생성된 조명 빔을 수신하고, 반-타원형 반사기(104)의 특정한 반사 요소/부분을 조명하기 위해 상기 조명 빔을 지향시킨다. 다양한 동작 모드에서 구조물을 검사하기 위해, 회전 반사기(106)는, 조명 소스(310)로부터 전파하는 초기 광 빔(Linit)의 광학 경로 내의 평면에 위치되고, 초기 광 빔(Linit)의 전파 축에 대해 회전하도록 장착되어서, 회전 반사기(106)의 다양한 각위치는, 일반적으로 Lrefl에서, 다양하게 반사된 광 빔에 대응되어서, 조명 빔을 다양한 조명 각도로 다양한 반사 요소/부분을 향해 지향한다. 구체적이고 비제한적인 예시에서, 명시야 조명에 있어서, X축에 대해 회전 거울(106)의 회전 각도는 60˚까지이다. 암시야 조명에 있어서, X축에 대해 회전 거울(106)의 회전 각도는 약 30˚ 내지 60˚의 범위일 수 있다.3, which shows a schematic YZ cross-section of an optical system 300 in accordance with some embodiments of the present invention. As shown, rotating mirror 106 receives the illumination beam generated from illumination source 310 and directs the illumination beam to illuminate a particular reflective element/portion of semi-elliptical reflector 104. In order to examine the structure in a variety of modes of operation, rotating reflector 106, it is located in a plane in the optical path of the initial light beam (L init) to propagate from the illumination source 310, a spread of the initial light beam (L init) Being mounted to rotate about an axis, the various angular positions of the rotating reflector 106, corresponding to the various reflected light beams, generally in L refl , direct the illumination beam towards the various reflective elements/parts at various illumination angles do. In a specific and non-limiting example, for bright field illumination, the rotation angle of the rotating mirror 106 about the X axis is up to 60 degrees. In dark field illumination, the rotation angle of the rotating mirror 106 about the X axis can range from about 30 degrees to 60 degrees.

일부 실시예에서, 각각의 이격 반사 요소는 다른 것과 상이한 특정한 각도로 제2 초점 평면을 향해 조명 빔을 반사키기도록 구성된다. 이러한 구체적인 예시에서, 반사 요소(BFR) 중 하나는 명시야 모드의 시스템 동작에서 광 빔 방향에 사용되는 반면, 다른 반사 요소(DFR)는 암시야 모드의 시스템 동작의 요소이다. 대안적으로, 상기 기술된 바와 같이, 반사 표면은 임의의 각도로 제2 초점 평면을 향해 조명 빔을 반사시키도록 구성된다. 반사 표면의 적어도 일부는 명시야 모드의 시스템 동작에서 광 빔 방향에 사용되는 반면, 다른 부분은 암시야 모드의 시스템 동작에 사용된다.In some embodiments, each spaced apart reflective element is configured to reflect the illumination beam towards the second focal plane at a specific angle that is different from the others. In this specific example, one of the reflective elements (BFR) is used for light beam direction in the system operation in bright field mode, while the other reflective element (DFR) is an element of system operation in dark field mode. Alternatively, as described above, the reflective surface is configured to reflect the illumination beam towards the second focal plane at any angle. At least a portion of the reflective surface is used for light beam direction in system operation in bright field mode, while the other portion is used for system operation in dark field mode.

임의의 동작 모드에서, 구조물 상의 조명된 영역(R)으로부터 되돌아오고, 수집/검출 채널을 따라 전파되는 광 빔은, 검출 모듈(312)을 향해 수집된 광 빔을 지향시키는 반사 표면(314)과 상호작용한다.In any mode of operation, the light beam coming back from the illuminated area R on the structure and propagating along the collection/detection channel is provided with a reflective surface 314 that directs the collected light beam towards the detection module 312. Interact.

구체적이고 비제한적인 예시에서, 구조물의 특정 영역은 x 축 차원을 따라 수백 밀리미터의 단면을 가질 수 있다. 이와 관련하여, 시계의 중앙과 에지 간에 낮은 주광선 각도(chief ray angle) 변화를 유지하기 위해, 비교적 큰 구조물 크기는 구조물과 검출 모둘(312) 사이의 긴 거리를 요하는 것에 유의해야 한다. 이러한 공간 구성은 수집/검출 채널의 광학 경로의 폴딩(folding)을 제공하는데, 이는 광학 시스템의 크기와 무게를 최적화한다. 검출 모듈(312)은 구조물에 대해 약간 경사지고, 이는 명시야 검사 채널과 암시야 검사 채널 모두에 대해, 공통의 조명 모듈과 검출 모듈과 작동할 수 있도록 한다. 반사 표면(314)은 검출 모듈(312)의 초점 평면이 구조물의 조명된 영역(R)이 되도록 수집/검출 채널의 광 경로를 폴딩하는 특정한 위치에 수용된다.In a specific and non-limiting example, a specific region of the structure may have a cross section of several hundred millimeters along the x-axis dimension. In this regard, it should be noted that in order to maintain a low chief ray angle change between the center and edge of the field of view, a relatively large structure size requires a long distance between the structure and the detection module 312. This spatial configuration provides for folding of the optical path of the collection/detection channel, which optimizes the size and weight of the optical system. The detection module 312 is slightly inclined relative to the structure, which allows it to work with a common illumination module and detection module for both brightfield and darkfield inspection channels. The reflective surface 314 is received at a specific location folding the optical path of the collection/detection channel such that the focal plane of the detection module 312 becomes the illuminated area R of the structure.

조명 모듈(310)은 LED, 레이저, 레이저 다이오드와 같은 광 이미터, 나트륨 램프나 VCSEL과 같은 내로우 밴드 램프 또는 섬유와 같은 광 가이딩 요소를 포함할 수 있다. 상기에 기술된 바와 같이, 굴절형 결함의 검출은 굴절형 결함의 콘트라스트를 개선시키기 위한 간섭측정 효과(interferometric effect)에 기초하기 때문에, 내로우 밴드 조명이 실행될 수 있다. 회절 효과 및 간섭 효과는 낮은 밴드 폭에서 더 나은 콘트라스트를 가진다. 수집/검출 채널(가령, 1-3 nm)에서 내로우 밴드 필터의 존재는 간섭 효과나 회절 효과로부터 기인한 결함 콘트라스트를 현저하게 개선시킨다. 내로우 밴드 필터는 조명 밴드 폭을 감소시키고, 결함 콘트라스트를 증가시키도록 구성된다. 이러한 구성은, 고속 스캔(1500 mm/초)으로 심지어 깊은 암시야 각도에서도 우수한 광 버짓(light budget)을 제공하는 비교적 낮은 F 값(가령, F/0.95)을 가진 검출 모듈을 사용하게 할 수 있다. 레이저 또는 VSCEL의 사용은 이러한 내로우 밴드 필터를 사용에 대한 필요성을 제거한다.The lighting module 310 may include an LED, a laser, an optical emitter such as a laser diode, a narrow band lamp such as a sodium lamp or VCSEL, or an optical guiding element such as a fiber. As described above, since the detection of the refractive defect is based on an interferometric effect to improve the contrast of the refractive defect, narrow band illumination can be performed. Diffraction and interference effects have better contrast at lower band widths. The presence of a narrow band filter in the collection/detection channel (eg 1-3 nm) significantly improves the defect contrast resulting from the interference effect or the diffraction effect. The narrow band filter is configured to reduce the illumination band width and increase the defect contrast. This configuration makes it possible to use a detection module with a relatively low F value (e.g. F/0.95) that provides good light budget even at deep dark field angles with high speed scan (1500 mm/sec). . The use of lasers or VSCELs eliminates the need for using such narrow band filters.

본 발명의 광학 시스템은 독립형 시스템으로 사용될 수 있고, 또는 다른 스캔 결함 검출을 수행하는 자동화된 광학 검사(AOI) 시스템에 통합될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른, 거시적 결함의 검출을 수행하기 위해, 광학 시스템(300)을 사용하는 검사단을 포함하는 자동화된 광학 검사(AOI) 시스템(400)의 개략적인 XZ 단면도를 나타내는 도 4a를 참조한다. AOI 시스템(400)은 적어도 두 개의 검사단을 통해 진행되는 구조물을 검사하는데, 거시적 결함 검사단 이전에 적어도 하나의 검사단을 포함한다. AOI 시스템(400)은 광학 시스템(300)을 포함하고, 검사 시스템을 통해 진행되는 구조물에 대해 광학 시스템(300)을 이동시키는 지지 표면(410)을 포함할 수 있다. 이러한 구체적이고, 비제한적인 예시에서, 지지 표면(410)은 Z축으로의 스캐닝을 위해 광학 시스템(300)을 이동시킨다.The optical system of the present invention can be used as a standalone system, or can be incorporated into an automated optical inspection (AOI) system that performs other scan defect detection. FIG. 4A showing a schematic XZ cross-section view of an automated optical inspection (AOI) system 400 including an inspection stage using an optical system 300 to perform detection of macroscopic defects, in accordance with embodiments of the present invention. See. The AOI system 400 inspects the structure going through at least two inspection groups, including at least one inspection group before the macroscopic defect inspection group. The AOI system 400 includes an optical system 300 and can include a support surface 410 that moves the optical system 300 relative to a structure that is advanced through the inspection system. In this specific, non-limiting example, the support surface 410 moves the optical system 300 for scanning in the Z axis.

일부 실시예에서, 본 발명은 거시적 결함 검사 스테이션과 미세 결함 검사 스테이션의 작동을 통합하는 것 및 고해상도 비디오 모니터를 사용하는 것과 같이, 결함들을 검출한 이후에, 결함을 입증하고 디스플레이 하는 확인 스테이션을 제공한다. 이와 관련하여, 본 발명의 일부 실시예에 따라 구성되고 작동되는 스캐닝 자동화된 광학 검사(AOI) 시스템(500)의 사시도를 나타내는 도 4b를 참조한다.In some embodiments, the present invention provides a verification station that demonstrates and displays defects after detecting defects, such as integrating the operation of a macroscopic defect inspection station and a micro defect inspection station and using a high resolution video monitor. do. In this regard, reference is made to FIG. 4B showing a perspective view of a scanning automated optical inspection (AOI) system 500 constructed and operated in accordance with some embodiments of the present invention.

AOI 시스템(500)은 본 발명의 일부 실시예에 따라 거시적 결함 검출을 수행하기 위해, 본 발명의 광학 시스템을 사용하는 검사단을 포함한다. AOI 시스템(500)은, 제작 단계의 완료 이후, 그리고 다른 제작 장비로의 구조물의 이송 이전에, 구조물을 검사하기 위해 제작 장비 내부로 제공될 수 있다. 이러한 구체적이고 비제한적인 예시에서, 광학 시스템을 포함하는 지지 표면(410)의 상면도가 도시되기 때문에, 광학 시스템이 도시되지 않는다. 자동화된 광학 검사(AOI) 시스템(500)은 일반적으로, 이스라엘, 야브네, Orbotech Ltd.에서 시판되 SuperVisionTM 또는 QuantumTM 자동화된 광학 검사 시스템과 이하 기술된 구체적으로 기술된 것을 제외하고, 유사할 수 있다. 자동화된 광학 검사(AOI) 시스템(500)은 일반적으로, 구조물(530)이 y축(550)을 따라 이동을 위해 장착되는 에어 플로트 테이블(520)과 같은 워크테이블을 포함한다. 또한, AOI 시스템(500)은 결함을 자동으로 검출하기 위해 이미지를 분석하는 컴퓨터(미도시)를 포함할 수 있다. 광학 브리지(560)는 x축(540)을 따라 이동을 위해 장착된 하나 이상의 광학 헤드(570)을 지지하고, 하나의 어레이의 카메라 서브유닛을 포함한다. 광학 헤드(570)는 구조물의 특정한 영역(R1)을 검사하는 반면, 본 발명의 광학 시스템은 동시에 구조물의 또 다른 영역(R2)을 검사한다. 구체적이고 비제한적인 예시에서, 구조물은 Y 축으로 이동하고, 광학 스캔(570)은 X 축으로 스캔한다. 그러나, 본 발명은 임의의 스캐닝 구성에 제한되지 않고, 임의의 다른 스캔 옵션 실시예도 적용될 수 있다. 그러므로, 거시적 결함의 스캐닝은 구조물의 다양한 영역 상의 다른 결함의 스캐닝과 동시에 수행될 수 있다. 이러한 방법으로, 적절한 스캔 모드가 실시되는데, 이들 상이한 검사가 구조물의 서로 다른 영역에 동시에 적용되는 동안, 거시적 결함이 미시 검사 스캔 및 확인 단계과 함께 동시에 수행될 수 있다. 구체적이고 비제한적인 예시에서, 두 개의 거시적 검사 스캔이 5개 또는 6개의 검사 스캔이 수행되는 기간 동안에, 수행된다. 이러한 스캔의 개수는 구조물의 전체 영역을 스캔하기에 충분하다. 거시적 검사 스캔의 기간은 미세 검사 결함을 위해 필요한 스캔의 개수에 의해 정의된다.The AOI system 500 includes an inspection group using the optical system of the present invention to perform macroscopic defect detection according to some embodiments of the present invention. The AOI system 500 may be provided inside the fabrication equipment to inspect the structure, after completion of the fabrication step, and prior to transfer of the structure to other fabrication equipment. In this specific and non-limiting example, an optical system is not shown, as a top view of the support surface 410 comprising the optical system is shown. The automated optical inspection (AOI) system 500 is generally similar to SuperVision ™ or Quantum ™ automated optical inspection systems commercially available from Orbotech Ltd., Yavne, Israel, except as specifically described below. You can. The automated optical inspection (AOI) system 500 generally includes a worktable, such as an air float table 520, in which the structure 530 is mounted for movement along the y-axis 550. Additionally, the AOI system 500 may include a computer (not shown) that analyzes the image to automatically detect defects. The optical bridge 560 supports one or more optical heads 570 mounted for movement along the x-axis 540, and includes one array of camera subunits. The optical head 570 inspects a specific area R1 of the structure, while the optical system of the present invention simultaneously inspects another area R2 of the structure. In a specific and non-limiting example, the structure moves in the Y axis, and the optical scan 570 scans in the X axis. However, the present invention is not limited to any scanning configuration, and any other scanning option embodiment may be applied. Therefore, scanning of macroscopic defects can be performed simultaneously with scanning of other defects on various areas of the structure. In this way, an appropriate scan mode is implemented, while macroscopic defects can be performed simultaneously with the microscopic inspection scan and verification steps, while these different inspections are applied simultaneously to different areas of the structure. In a specific and non-limiting example, two macroscopic scan scans are performed during the period during which five or six scan scans are performed. The number of such scans is sufficient to scan the entire area of the structure. The duration of the macroscopic inspection scan is defined by the number of scans required for micro inspection defects.

또한, AOI 시스템(500)은 결함의 위치를 확인하기 위한 비디오 스테이션을 포함할 수 있다. 구체적이고 비제한적인 예시에서, 확인 단계는 미세 검사 스캔을 통과하였고, 잠재적인 미세 결함을 가지는 것으로 마킹된 구조물의 영역(R1)의 선택적인 위치에 적용된다. 그리고 나서, 거시적 검사 스캔은 확인 스테이션을 통과했던 구조물의 전체 영역(R1)에 적용된다. 비디오 및 미세 검사 스캔은 구조물의 연속적인 2nd 영역 및 3rd 영역의 선택적인 위치에, 각각 동시에 적용된다.In addition, the AOI system 500 may include a video station to locate the defect. In a specific and non-limiting example, the verification step has passed the microscopic inspection scan and is applied to the selective location of the region R1 of the structure marked as having potential micro defects. Then, the macroscopic inspection scan is applied to the entire area R1 of the structure that has passed the verification station. Video and microscopic inspection scans are applied simultaneously to the selective positions of successive 2 nd and 3 rd regions of the structure, respectively.

AOI 시스템(500)의 구성은 동일한 시스템과 동일한 스캔에서 결합된 미세 결함과 거시적 결함의 스캐닝을 제공한다. 게다가, 상기에서 주목한 바와 같이, 본 발명의 광학 시스템의 구성은 1초 미만에 서로 다른 동작 모드들 간에 이행을 가능하게 하고, 이는 미세 검사 스캔 슬라이스들 간에 거시적 검사 결함의 동작 모드를 변경할 수 있는 능력을 제공한다. 그러므로, AOI 시스템(500)의 신규한 구성은 동일한 스캔에서 회절형 결함과 굴절형 결함 모두를 나타내는 거시적 이미지를 제공한다.The configuration of the AOI system 500 provides scanning of microscopic and macroscopic defects combined in the same system and in the same scan. In addition, as noted above, the configuration of the optical system of the present invention enables transition between different modes of operation in less than 1 second, which can change the mode of operation of macroscopic inspection defects between micro-scan scan slices. Provide power. Therefore, the novel configuration of AOI system 500 provides macroscopic images showing both diffractive and refractive defects in the same scan.

본 발명의 일부 실시예에 따른 조명 모듈(320)의 가능한 구성을 나타내는 도 5를 참조한다. 본 발명의 신규한 조명 모듈(320)은 만곡된 광 생성 표면(322)을 포함한다. 만곡된 광 생성 표면(322)은 특정한 균일성을 가진 검사된 구조물 상에 부딪히는 조명 빔을 생성하도록 구성된다. 조명 빔은 조명 경로를 따라 프로젝트될 수 있고, 또는 특정한 영역 치수를 가진 스팟일 수 있다. 이러한 구체적이고 비제한적인 예시에서, 만곡된 광 생성 표면(322)은 아크 기하를 가진다. 만곡된 광 생성 표면(322)은 도시된 바와 같이, 이격된 광 요소(324)의 어레이에 의해, 또는 연속적인 표면(미도시)에 의해 형성된다. 만곡된 광 생성 표면(322)이 이격된 광 요소(324)의 어레이에 의해 형성된다면, 광 요소(324)는 별도로 제어가능할 수 있다. 이러한 신규한 구성은 시야 렌즈의 필요성을 제거하는데, 왜냐하면, 생성 표면(322)의 기하적 만곡된 형상이 비교적 좁은 입체각에서, 전체 조명 빔을 지향시킬 수 있도록 하기 때문이다. 기하적 만곡된 형상의 반경은 조명 모듈과 점출 모듈 간의 거리에 의해 결정된다. 이러한 방식으로, 조명 모듈의 아크 기하는 검출 모듈의 이미징 렌즈의 주광선을 매칭시키도록 할 수 있다.5, which shows a possible configuration of the lighting module 320 according to some embodiments of the present invention. The novel lighting module 320 of the present invention includes a curved light generating surface 322. The curved light generating surface 322 is configured to generate an illumination beam that strikes on the inspected structure with a certain uniformity. The illumination beam can be projected along the illumination path, or it can be a spot with specific area dimensions. In this specific and non-limiting example, curved light generating surface 322 has an arc geometry. The curved light generating surface 322 is formed by an array of spaced light elements 324, as shown, or by a continuous surface (not shown). If the curved light generating surface 322 is formed by an array of spaced light elements 324, the light elements 324 may be separately controllable. This novel configuration eliminates the need for a viewing lens, because the geometrically curved shape of the resulting surface 322 allows directing the entire illumination beam at a relatively narrow solid angle. The radius of the geometrically curved shape is determined by the distance between the lighting module and the emitting module. In this way, the arc geometry of the illumination module can be matched to the main beam of the imaging lens of the detection module.

Claims (27)

구조물의 조명된 영역으로부터 되돌아온 광을 검출함에 의해, 상기 구조물의 자동화된 광학 검사를 위한 광학 시스템에 있어서, 상기 광학 시스템은 스캐닝 반사 모듈을 포함하되, 상기 스캐닝 반사 모듈은, 제1 초점 위치와 제2 초점 위치를 형성하는 반-타원형 반사기 및 상기 반-타원형 반사기의 제1 초점 위치에 위치하는 회전 반사기를 포함하고, 상기 회전 반사기는 조명 빔을 수신하고, 상기 조명 빔을 지향시켜서, 상기 제2 초점 위치에 위치하는 구조물의 특정 영역을 조명하도록 구성되고, 상기 회전 반사기는, 구조물의 상기 특정 영역 상의 조명 빔을 직접 반사하고, 상기 반-타원형 경로를 따라 배열된 상기 반사 요소들 중 하나에 조명 빔을 반사하기 위한, 각각의 제1 동작 모드와 제2 동작 모두 중 어느 하나에서 선택적으로 작동하도록 구성되는, 광학 시스템.In an optical system for automated optical inspection of a structure by detecting light returned from an illuminated area of the structure, the optical system includes a scanning reflection module, the scanning reflection module comprising: a first focal position and A semi-elliptical reflector forming a focal position and a rotating reflector positioned at a first focal position of the semi-elliptical reflector, wherein the rotating reflector receives the illumination beam, directs the illumination beam, and directs the second It is configured to illuminate a specific area of the structure located at the focal position, and the rotating reflector directly reflects the illumination beam on the specific area of the structure and illuminates one of the reflective elements arranged along the semi-elliptical path. And an optical system configured to selectively operate in either of each of the first and second modes of operation for reflecting the beam. 제 1 항에 있어서, 상기 회전 반사기는, 조명 빔을 수신하고, 상기 조명 빔을, 구조물의 상기 특정한 영역 상의 조명 빔을 지향시키도록 구성된 상기 반-타원형 반사기를 향해 지향하도록 구성되는, 광학 시스템.The optical system of claim 1, wherein the rotating reflector is configured to receive an illumination beam and direct the illumination beam towards the semi-elliptical reflector configured to direct the illumination beam on the particular area of the structure. 제1 항 또는 제 2 항에 있어서, 회전 반사기의 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드는, 각각, 검사의 명시야 모드 및 암시야 모드에 대응되거나, 검사의 암시야 모드의 상이한 각도들에 대응되는, 광학 시스템.The first operating mode and the second operating mode of the rotary reflector according to claim 1 or 2, respectively, correspond to the bright field mode and the dark field mode of the inspection, or to different angles of the dark field mode of the inspection. Being, optical system. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반-타원형 반사기는 반-타원형 경로를 따라 배열된 복수의 이격 반사 요소를 포함하고, 상기 이격 반사 요소의 각각은 다른 것과 상이한 특정한 각도로 상기 반사된 조명 빔을 상기 제2 초점을 향하여 반사시키도록 구성되는, 광학 시스템.4. The semi-elliptical reflector according to any one of claims 1 to 3, wherein the semi-elliptical reflector comprises a plurality of spaced apart reflective elements arranged along a semi-elliptical path, each of the spaced apart reflective elements at a specific angle different from the others. And configured to reflect the reflected illumination beam towards the second focus. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반-타원형 반사기는, 반-타원형 기하 구성을 가진 반사 표면을 포함하고, 상기 반사 표면은 임의의 각도로 상기 반사된 조명 빔을 상기 제2 초점을 향하여 반사시키도록 구성되는, 광학 시스템.The semi-elliptical reflector comprises a reflective surface having a semi-elliptical geometry, the reflective surface providing the reflected illumination beam at any angle. 2 An optical system, configured to reflect towards the focus. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 반사기는, 상이한 각도에 의해 특정한 축에 대해 회전하도록 구성되고 작동되어서, 상이한 조명 각도로 상기 반사된 조명 빔을 상기 반-타원형 반사기를 향하여 지향하여서, 검사되는 구조물의 스캔을 달성하는, 광학 시스템.6. The semi-elliptical reflector according to claim 1, wherein the rotating reflector is configured and operated to rotate about a specific axis by different angles, so that the reflected illumination beam at different illumination angles is applied to the semi-elliptical reflector. An optical system directed towards, achieving a scan of the structure being inspected. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 반사기는 직각까지의 범위에서 가변적이고 제어가능한 각도로, 다양한 조명 각도를 생성하도록 구성되는, 광학 시스템.7. Optical system according to any one of the preceding claims, wherein the rotating reflector is configured to produce various illumination angles, with variable and controllable angles in the range up to right angles. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 암시야 모드 또는 명시야 모드에 따라 조명되는 특정한 영역으로부터 되돌아온 광 빔을 선택적으로 수집하고, 특정한 영역 내의 거시적 결함을 나타내는 대응 이미지 데이터를 생성하도록 구성된 검출 모듈을 더 포함하는, 광학 시스템.The method according to any one of claims 3 to 7, to selectively collect light beams returned from a specific area illuminated according to the dark field mode or the bright field mode, and generate corresponding image data indicating macroscopic defects within the specific area. Further comprising a configured detection module. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 조명되는 특정한 영역으로부터의 광 빔을 수집하고, 수집된 광 빔을 검출 모듈을 향하여 지향시키도록 구성되고 작동하는 반사 표면을 더 포함하는, 광학 시스템.9. Optical according to any one of the preceding claims, further comprising a reflective surface configured and operative to collect light beams from the particular area to be illuminated and direct the collected light beams towards the detection module. system. 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 명시야 모드에 대응되는 검출된 광은, 구조물 내의 복수의 경계로부터 정반사된 광 성분에 의한 간섭 패턴을 나타내고, 상기 간섭 패턴은 구조물 내의 굴절형 거시적 결함을 나타내는, 광학 시스템.The detected light according to any one of claims 3 to 9, wherein the detected light corresponding to the bright field mode represents an interference pattern due to light components specularly reflected from a plurality of boundaries in the structure, and the interference pattern is a refraction type in the structure An optical system that exhibits macroscopic defects. 제 3 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 암시야 모드에 대응되는 검출된 광은 구조물의 표면으로부터의 반사에 의해 형성된 회절 패턴을 나타내고, 상기 회절 패턴은 회절 거시적 결함을 나타내는, 광학 시스템.The optical system according to claim 3, wherein the detected light corresponding to the dark field mode represents a diffraction pattern formed by reflection from the surface of the structure, the diffraction pattern representing a diffraction macroscopic defect. . 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 빔을 생성하는 조명 모듈을 더 포함하되, 상기 조명 모듈은 만곡된 광 생성 표면을 포함하는, 광학 시스템.12. The optical system of any one of the preceding claims, further comprising an illumination module that generates the illumination beam, the illumination module comprising a curved light generating surface. 제 12 항에 있어서, 상기 만곡된 광 생성 표면은 실질적으로 아크 기하를 가지는, 광학 시스템.13. The optical system of claim 12, wherein the curved light generating surface has a substantially arc geometry. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 광 생성 표면은 이격된 광 요소의 어레이에 의해 생성되거나, 연속적인 표면인, 광학 시스템.14. Optical system according to claim 12 or 13, wherein the light generating surface is produced by an array of spaced apart optical elements, or is a continuous surface. 제 14 항에 있어서, 상기 광 요소는 광 이미터 또는 광 가이딩 요소를 포함하는, 광학 시스템.15. The optical system of claim 14, wherein the light element comprises a light emitter or light guiding element. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 광 요소는, LED, 레이저, 레이저 다이오드, VCSEL, 내로우 밴드 램프, 나트륨 램프 중 적어도 하나의 광 이미터를 포함하는, 광학 시스템.16. The optical system of claim 14 or 15, wherein the optical element comprises an optical emitter of at least one of LEDs, lasers, laser diodes, VCSELs, narrow band lamps, sodium lamps. 제 3 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 구조물로부터 되돌아온 빔을 검출 모듈로 지향하는 수집 경로에 위치되어서, 시스템의 명시야 동작 모드 및 암시야 동작 모드를 위해, 구조물의 조명된 영역으로부터 되돌아온 광 빔의 밴드 너비를 조절하는 내로우 밴드 필터를 더 포함하는, 광학 시스템.The method according to any one of claims 3 to 16, wherein the beam returned from the structure is located in a collection path directed to the detection module, for the brightfield operation mode and darkfield operation mode of the system, from the illuminated area of the structure. And a narrow band filter for adjusting the band width of the returned light beam. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 구조물의 상기 특정한 영역은 수백 밀리미터의 치수를 가지는, 광학 시스템.18. The optical system according to any one of the preceding claims, wherein the specific area of the structure has dimensions of several hundred millimeters. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 동작 모드와 제2 동작 모드 사이의 선택 동작이 특정 기간에 수행되어서, 다른 결함 스캔 간에 거시적 결함의 검출을 가능하게 하는, 광학 시스템.19. The optical system according to any one of claims 1 to 18, wherein a selection operation between the first operation mode and the second operation mode is performed at a specific period to enable detection of macroscopic defects between different defect scans. 제 19 항에 있어서, 상기 특정 기간은 1초 미만인, 광학 시스템.20. The optical system of claim 19, wherein the specific period of time is less than 1 second. 검출 모듈을 통해 구조물의 조명된 영역으로부터 되돌아온 광을 검출함에 의해, 구조물의 자동화된 광학 검사를 위한 조명 모듈에 있어서, 상기 조명 모듈은 실질적으로 아크 기하를 가진 만곡된 광 생성 표면을 포함하는, 조명 모듈.An illumination module for automated optical inspection of a structure, by detecting light returned from the illuminated area of the structure through a detection module, the illumination module comprising a curved light generating surface having substantially arc geometry. module. 제 21 항에 있어서, 광 생성 표면은 이격된 광 요소의 어레이에 의해 형성되는, 조명 모듈.22. The lighting module of claim 21, wherein the light generating surface is formed by an array of spaced light elements. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 광 요소는 광 이미터 또는 광 가이딩 요소를 포함하는, 조명 모듈.23. An illumination module according to claim 21 or 22, wherein the light element comprises a light emitter or a light guiding element. 제 21 항 또는 제 23 항에 있어서, 상기 광 요소는, LED, 레이저, 레이저 다이오드, VCSEL, 내로우 밴드 램프, 나트륨 램프 중 적어도 하나의 광 이미터를 포함하는, 조명 모듈.24. The lighting module of claim 21 or 23, wherein the light element comprises a light emitter of at least one of LEDs, lasers, laser diodes, VCSELs, narrow band lamps, sodium lamps. 거시적 결함 검출을 수행하기 위해, 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항의 광학 시스템 및 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항의 조명 모듈 중 적어도 하나를 사용하는 검사단(inspection stage)을 포함하는, 자동화된 광학 검사(AOI) 시스템.25. An inspection stage using at least one of the optical system of any one of claims 1 to 24 and the illumination module of any one of claims 1 to 24 to perform macroscopic defect detection. , Automated optical inspection (AOI) system. 제 25 항에 있어서, 적어도 두 개의 검사단을 통해 진행되는 구조물을 검사하도록 구성되고, 상기 거시적 결함 검사단 이전에, 적어도 하나의 검사단을 포함하는, 자동화된 광학 검사(AOI) 시스템.26. The automated optical inspection (AOI) system of claim 25, configured to inspect structures going through at least two inspection stages, and including at least one inspection stage prior to the macroscopic defect inspection stage. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서, 상기 광학 시스템의 적어도 하나를 포함하고, 검사 시스템을 통해 진행되는 구조물에 대하여 광학 시스템을 이동시키는 지지 표면을 포함하여, 거시적 결함의 스캐닝이 구조물의 다양한 영역 상의 다른 결함의 스캐닝과 동시에 수행되도록 하는, 자동화된 광학 검사(AOI) 시스템.27. Scanning of macroscopic defects on various areas of a structure according to claim 25 or 26, comprising at least one of the optical systems and including a support surface to move the optical system relative to the structure traveling through the inspection system. An automated optical inspection (AOI) system that allows simultaneous scanning of other defects.
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