KR20200068541A - 자동화된 광학 검사를 위한 광학 시스템 - Google Patents

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KR20200068541A
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드비어 하노이
보리스 펠드만
탈리 허비츠
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오르보테크 엘티디.
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Abstract

구조물의 조명된 영역으로부터 되돌아온 광을 검출함에 의해, 상기 구조물의 자동화된 광학 검사를 위한 광학 시스템이 개시된다. 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 구성된다.

Description

자동화된 광학 검사를 위한 광학 시스템{OPTICAL SYSTEM FOR AUTOMATED OPTICAL INSPECTION}
관련된 출원에 대한 상호 참조
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.
기술분야
본 발명은 집적 회로 웨이퍼와 플랫 패널 디스플레이(FPD)와 같은 구조물의 제작 중에 자동화된 광학 검사를 위한 광학 시스템에 관한 것이다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
일부 실시예에서, 상기 회전 반사기는 직각까지의 범위에서 가변적이고 제어가능한 각도로, 다양한 조명 각도를 생성하도록 구성된다.
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.
일부 실시예에서, 광학 시스템은, 조명되는 특정한 영역으로부터의 광 빔을 수집하고, 수집된 광 빔을 검출 모듈을 향하여 지향시키도록 구성되고 작동하는 반사 표면을 더 포함한다.
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.
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.
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.
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.
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.
일부 실시예에서, AOI 시스템은 적어도 두 개의 검사단을 통해 진행되는 구조물을 검사하도록 구성되고, 상기 거시적 결함 검사단 이전에, 적어도 하나의 검사단을 포함한다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims (27)

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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.
  12. 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.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 만곡된 광 생성 표면은 실질적으로 아크 기하를 가지는, 광학 시스템.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 광 생성 표면은 이격된 광 요소의 어레이에 의해 생성되거나, 연속적인 표면인, 광학 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 광 요소는 광 이미터 또는 광 가이딩 요소를 포함하는, 광학 시스템.
  16. 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.
  17. 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.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 구조물의 상기 특정한 영역은 수백 밀리미터의 치수를 가지는, 광학 시스템.
  19. 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.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 특정 기간은 1초 미만인, 광학 시스템.
  21. 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.
  22. 제 21 항에 있어서, 광 생성 표면은 이격된 광 요소의 어레이에 의해 형성되는, 조명 모듈.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 광 요소는 광 이미터 또는 광 가이딩 요소를 포함하는, 조명 모듈.
  24. 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.
  25. 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.
  26. 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.
  27. 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.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12010775B2 (en) 2022-02-28 2024-06-11 Guangzhou Haoyang Electronic Co., Ltd. Stage light fixture with optical parameter detection function
CN217763259U (zh) * 2022-02-28 2022-11-08 广州市浩洋电子股份有限公司 一种具有光参数检测功能的舞台灯

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5637873A (en) * 1995-06-07 1997-06-10 The Boeing Company Directional reflectometer for measuring optical bidirectional reflectance
JPH10227721A (ja) * 1997-02-18 1998-08-25 Micronics Japan Co Ltd 液晶パネルの検査方法および装置
WO1999026054A1 (fr) * 1997-11-19 1999-05-27 Otsuka Electronics Co., Ltd. Appareil de mesure des caracteristiques d'un angle optique
DE19914696C2 (de) 1999-03-31 2002-11-28 Fraunhofer Ges Forschung Gerät zur schnellen Messung winkelabhängiger Beugungseffekte an feinstrukturierten Oberflächen
DE10047237A1 (de) 2000-09-23 2002-04-11 Physoptics Opto Electronic Gmb System zur Aufnahme des Netzhautreflexbildes
US6987568B2 (en) * 2000-11-15 2006-01-17 Rutgers, The State University Of New Jersey Apparatus and method for measuring spatially varying bidirectional reflectance distribution function
JP3760234B2 (ja) * 2003-02-27 2006-03-29 独立行政法人産業技術総合研究所 双楕円柱面鏡を用いた対称ｘ型光学系
US7483133B2 (en) 2004-12-09 2009-01-27 Kla-Tencor Technologies Corporation. Multiple angle of incidence spectroscopic scatterometer system
DE102005031647A1 (de) * 2005-07-06 2007-01-11 Chromasens Gmbh Beleuchtungsvorrichtung zur Dunkelfeldbeleuchtung für eine optische Testvorrichtung und Verfahren zum optischen Abtasten eines Objektes
CN101718714B (zh) * 2009-11-25 2012-07-11 东旭集团有限公司 一种检测平板玻璃表面缺陷的***及方法
KR101832526B1 (ko) * 2010-08-05 2018-04-13 오르보테크 엘티디. 조명 시스템
JP5807772B2 (ja) * 2011-06-23 2015-11-10 アイシン精機株式会社 欠陥検出装置およびその方法
JP5787261B2 (ja) 2013-02-13 2015-09-30 レーザーテック株式会社 検査装置、及び検査方法
JP6185740B2 (ja) 2013-04-17 2017-08-23 花王株式会社 光学特性測定装置

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