KR101433509B1 - Darkfield illumination device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다크 필드조명 장치에 관한 것으로, 반도체 부품의 결함 검사를 위해 조명광을 제공하는 조명 장치에 있어서, 결함 검사를 위한 조명광을 제공하는 광파이버, 상기 광파이버에서 출사되는 광을 다수의 광학계와 어퍼쳐(Aperture)를 통해 임의의 형상을 갖는 광을 생성하는 스태틱 모듈(Static Module), 상기 스태틱 모듈에서 출사되는 광의 편광 성분을 선택적으로 결정하는 편광 모듈, 상기 편광 모듈을 통해 임의의 편광 성분을 갖는 광의 사이즈와 형태를 결정하기 위하여 다수의 광학계와 어펴쳐로 구성된 광학로를 적어도 2개 이상 구비하고, 상기 광학로를 선택적으로 선택하기 위하여 구동수단을 통해 구동되는 광학 제어모듈 및 상기 광학 제어모듈을 통해 빔의 사이즈와 형태가 결정된 광을 조사각을 제어하는 프로젝션 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a dark field illumination apparatus, and more particularly, to an illumination apparatus for providing illumination light for defect inspection of a semiconductor component, the illumination apparatus comprising: an optical fiber for providing illumination light for defect inspection; A polarizing module for selectively determining a polarization component of light emitted from the static module, a light source for generating light having an arbitrary polarization component through the polarization module, An optical control module driven by driving means for selectively selecting the optical path and having at least two optical paths formed by a plurality of optical systems and projections for determining the size and shape, And a projection module for controlling the irradiation angle of the light whose size and shape are determined And that is characterized.
Description
본 발명은 다크 필드 조명 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 부품 소자의 결함 검사를 위해 적용되는 조명 장치로써, 검사 대상체의 특성에 따라 최적의 DF(Darkfield) 조명을 제공할 수 있도록 구현되는 조명 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a dark field illumination apparatus, and more particularly, to a lighting apparatus applied for defect inspection of a component element, which is capable of providing an optimal DF (Darkfield) illumination according to the characteristics of a test object ≪ / RTI >
일반적으로 반도체 웨이퍼(wafer)나 PCB, LCD, PDP, 유기 EL 등의 평판표시소자인 기판(이하 "기판"이라 총칭함.) 생산할 때 기판에 남아 있는 이물이나 얼룩 등의 결함을 발견하기 위하여 제조라인에서는 임의의 공정 종료 후에 검사공정을 두고, 기판에 조명을 조사하고, 그 반사광을 육안관찰 하거나, 또는 그 상을 이미지 센서로 촬상하여 화상처리 함으로써 제품검사를 행하고 있다.이때, 결함의 발견을 용이하게 하기 위하여 기판 전체를 균일하게 조명하는 조명 장치가 사용된다.Generally, in order to find defects such as foreign matter or stain remaining on a substrate when producing a substrate (hereinafter referred to as a "substrate") which is a flat panel display element such as a semiconductor wafer, PCB, LCD, PDP, In the line, a product inspection is performed by inspecting the substrate after the completion of an arbitrary process, irradiating the substrate with illumination, visually observing the reflected light, or imaging the image with an image sensor to perform image processing. An illuminator is used to uniformly illuminate the entire substrate for ease of use.
반도체 웨이퍼의 표면은 최적으로 편평하게 되어 있다. 그러나, 블랭크 웨이퍼에서 조차도 소량의 잔류 거침부(roughness)가 불가피하게 존재한다. 단지 2nm 이하일 수도 있는(즉, 검사를 위해 사용되는 광의 파장보다 매우 작은) 이런 거침부는 다크 필드 검사 시스템의 이미징 센서에서 검출된 산란 광의 바람직하지 않은 요동을 야기할 수도 있다. 이러한 요동은 잡음 플로어(noise floor)로서 특징지어지고 본 명세서에선 "스펙클(speckle)"로 지칭된다.The surface of the semiconductor wafer is optimally flat. However, a small amount of residual roughness is inevitably present even on blank wafers. These staggered portions, which may be only 2 nm or less (i.e., much smaller than the wavelengths of light used for inspection), may cause undesirable oscillation of the scattered light detected in the imaging sensor of the dark field inspection system. This fluctuation is characterized as a noise floor and is referred to herein as "speckle ".
웨이퍼 검사에 있어서, 스펙클은 이미징 센서의 민감도에 대한 유효 제한 인자이다.즉, 달리 검출될 수도 있는 소형 파티클(예컨대, 결함)은 스펙클에 의해 은폐될 수도 있다.In wafer inspection, the speckle is an effective limiting factor for the sensitivity of the imaging sensor, i.e., small particles (e.g., defects) that may otherwise be detected may be masked by the speckle.
광대역 시스템의 에지 명암 대비(EC) 모드 또는 레이저 다크 필드 검사 시스템을 포함하는 종래의 다크 필드검사 방법은 스펙클을 극복하도록 고안되지 못했다. 유감스럽게도, 광대역 시스템의 EC 모드는 저휘도 광대역 광원을 사용하여, 이미징 센서에서 낮은 조명 레벨을 야기한다. 또한, 광대역 시스템의 EC 모드는 개구수(NA)가 조명 및 이미징 양자 모두를 위해 사용되기 때문에 결함 검출에 유효한 본질적으로 제한된 개구수를 갖는다. 이런 제한된 NA는 낮은 광학 해상도와, 산란 광에 대한 비교적 낮은 집진율(collection efficiency)을 야기한다.Conventional dark field inspection methods, including edge contrast (EC) mode or laser dark field inspection systems of broadband systems, have not been designed to overcome speckles. Unfortunately, the EC mode of a broadband system uses a low-brightness broadband light source, resulting in a low illumination level in the imaging sensor. In addition, the EC mode of the broadband system has an inherently limited numerical aperture effective for defect detection because the numerical aperture (NA) is used for both illumination and imaging. This limited NA results in a low optical resolution and a relatively low collection efficiency for scattered light.
KLA-Tencor로 제공되는 퓨마 패밀리(Puma family) 제품과 같은 통상적인 레이저 다크 필드 검사 시스템은 해상도를 다소 제한할 수 있는 (예컨대, 1um의 오더의)비교적 대형인 라인 폭을 생성하는 기울어진 광 입사를 사용한다. 또한, 통상적인 레이저 다크 필드 검사 시스템은 강한 공간적 간섭성을 야기하는 단일 조명각을 사용한다. 강한 공간적 간섭성은 실제 결함에 대한 시스템의 최종 민감도에 영향을 미칠 수 있는 비교적 큰 레벨의 거침부 유도 요동(또는 스펙클)을 야기할 수 있다.Conventional laser dark field inspection systems, such as the Puma family of products available from KLA-Tencor, have a tilted light incidence, which produces a relatively large line width (e.g., of the order of 1 um) Lt; / RTI > In addition, conventional laser dark field inspection systems use a single illumination angle that results in strong spatial coherence. Strong spatial coherence can cause a relatively large level of roughness induction fluctuations (or speckles) that can affect the system's ultimate sensitivity to actual defects.
결과적으로 종래의 조명 장치는 방향성을 가지는 조명을 사용하기 때문에 대상물 표면의 불량에 따른 형상적 차이로 인하여 광의 조사가 원활하지 못하기 때문에 이미지 획득이 저하되는 단점이 있다.As a result, since the illumination device having directionality is used in the conventional illumination device, it is difficult to irradiate the light due to the shape difference due to the defective surface of the object, so that the image acquisition is deteriorated.
도 1은 종래 결함 검사장치의 한 예를 나타내고 있다.도시된 바와 같이 웨이퍼 결함 검출을 위한 검사장치에는 DF 조명모듈(10)과 BF 조명모듈(20)이 구성되어 웨이퍼 표면으로 조명광을 각각 제공하고 여기서 반사되는 검출광(반사광)은 대물렌즈(40)를 다시 투과하여 다수의 광학계(50)를 통해 검출모듈(30)로 입사된다.1, an inspection apparatus for detecting wafer defects includes a
이와 같이 결함 검사 장치에 적용되는 종래의 DF 또는 BF조명 장치는 단순히 단일한 형태의 조명광을 조사하기 때문에 검사 대상체의 다양한 특성에 대처하여 보다 분해능(resolution)이 높은 반사광을 획득하기에는 매우 제한적인 문제가 있었다.Since the conventional DF or BF illumination device applied to the defect inspection apparatus simply irradiates a single type of illumination light, there is a very limited problem in obtaining reflected light with higher resolution in order to cope with various characteristics of the object to be inspected there was.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 결함 검사를 위한 검사 대상체에 따라 다크 필드 영역에서 최적의 조명광을 제공할 수 있는 조명 장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an illumination device capable of providing an optimal illumination light in a dark field region according to an inspection object for defect inspection.
특히, 본 발명의 조명광의 편광성분, 입사각도, 광 사이즈, 광 형태를 선택적으로 제어하여 조사함에 따라 신속한 검사를 달성할 수 있는 조명 장치 제공과 더불어 검사 정확도를 제고할 수 있는 조명 장치를 제공하고자 하는 것이다.Particularly, it is an object of the present invention to provide a lighting device capable of achieving rapid inspection by selectively controlling and checking polarized light components, incident angles, optical sizes, and optical shapes of illumination light of the present invention, .
또한, 본 발명은 다양한 광학적 특성을 신속하게 변경하기 위하여 기구적을 간단하고 안정적으로 설계된 조명 장치를 제공하고자 한다.
In addition, the present invention aims to provide a simple and stable designed illumination device for rapidly changing various optical characteristics.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,반도체 부품의 결함 검사를 위해 조명광을 제공하는 조명 장치에 있어서, 결함 검사를 위한 조명광을 제공하는 광파이버, 상기 광파이버에서 출사되는 광을 다수의 광학계와 어퍼쳐(Aperture)를 통해 임의의 형상을 갖는 광을 생성하는 스태틱 모듈(Static Module), 상기 스태틱 모듈에서 출사되는 광의 편광 성분을 선택적으로 결정하는 편광 모듈, 상기 편광 모듈을 통해 임의의 편광 성분을 갖는 광의 사이즈와 형태를 결정하기 위하여 다수의 광학계와 어펴쳐로 구성된 광학로를 적어도 2개 이상 구비하고, 상기 광학로를 선택적으로 선택하기 위하여 구동수단을 통해 구동되는 광학 제어모듈 및 상기 광학 제어모듈을 통해 빔의 사이즈와 형태가 결정된 광을 조사각을 제어하는 프로젝션 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an illumination device for providing illumination light for defect inspection of semiconductor components, comprising: an optical fiber for providing illumination light for defect inspection; a plurality of optical systems, A static module that generates light having an arbitrary shape through an aperture, a polarization module that selectively determines a polarization component of light emitted from the static module, and a polarization module that has an arbitrary polarization component through the polarization module An optical control module having at least two optical paths formed by a plurality of optical systems and projections for determining the size and shape of light and driven through drive means for selectively selecting the optical path, And a projection module for controlling the irradiation angle of light whose size and shape are determined through the beam .
또한, 상기 스태틱 모듈은, 다수의 실리더리컬 렌즈와 어퍼쳐 스톱(Aperture Stop)로 구성되는 것을 특징으로 한다.The static module may include a plurality of cylindrical recursive lenses and an aperture stop.
또한, 상기 편광 모듈은, P Polarization, S Polarization, Non Polarization 중 어느 하나의 편광을 선택적으로 결정할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the polarization module is characterized in that it can selectively determine any one of P polarization, S polarization, and non polarization.
또한, 상기 광학 제어모듈은, 상기 편광 모듈에서 입사되는 편광광의 높이 경로를 변경하기 위한 람보이드 프리즘(Rhomboid prism)과 다수의 광학계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The optical control module may include a rhomboid prism for changing the height path of the polarized light incident on the polarization module and a plurality of optical systems.
또한, 상기 프로젝션 모듈은, 프로젝션 렌즈(Projection Lens)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the projection module is configured to include a projection lens.
또한, 상기 광학 제어 모듈은, 원통형 하우징에 다수의 광학로가 길이방향으로 배치되며, 상기 하우징의 일단측으로는 원통 둘레를 따라 구동 기어이가 형성되어 상기 기어이와 구동수단의 치합으로 광학 제어 모듈을 회전시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In the optical control module, a plurality of optical paths are longitudinally arranged in a cylindrical housing, a drive gear is formed along the circumference of the cylinder at one end of the housing, and the optical control module is rotated And the like.
또한, 상기 편광 모듈은, 구동부와 구동축을 구비하며, N 편광 빔스플리터, P 편광 빔스플리터, Non 편광 빔스플리터(N 편광 광학계, P 편광 광학계, Non 편광 광학계)가 각각 구성되어 상기 구동축을 따라 이동하면서 편광 광경로에 위치하여 편광 성분을 결정하는 것을 특징으로 한다.
The polarizing module includes a driving unit and a driving shaft. The polarizing module includes an N polarizing beam splitter, a P polarizing beam splitter, and a Non polarizing beam splitter (N polarizing optical system, P polarizing optical system, and Non polarizing optical system) And the polarization component is determined by being positioned in the polarization optical path.
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 결함 검사를 위해 필요한 DF 조명광을 구성함에 있어 검사 대상체의 특성에 따라 조명광의 편광 성분, 광 사이즈, 광 형태, 입사 각도 등 조명광을 조건을 능동적으로 변경하여 조명광을 제공할 수 있기 때문에 결과적으로 결함 검출에 매우 효과적인 조명 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention configured and operated as described above, in constructing the DF illumination light necessary for the defect inspection, the illumination light such as the polarization component, the light size, the optical shape, and the incident angle of the illumination light is actively changed according to the characteristics of the inspection object, It is possible to provide a lighting apparatus which is very effective for defect detection as a result.
또한, 본 발명에 따른 조명 장치는 스태틱 모듈, 편광 모듈, 광 제어 모듈, 입사 제어 모듈로 각각 구성되어 섬세한 조명광 특성을 제어할 수 있고, 오토매틱 메커니즘을 구현하는 광 제어 모듈을 통해 장치의 구동에 신속성을 제고할 수 있는 장점이 있다.Further, the illumination device according to the present invention is constituted by a static module, a polarization module, an optical control module, and an incident control module, respectively, and can control delicate illumination light characteristics. The light control module, which realizes the automatic mechanism, It is advantageous to improve the performance of the system.
또한, 본 발명은 조명광의 특성을 제어할 때 조명장치의 구동 구조를 효과적으로 설계함으로써 제어가 용이하며, 신속하게 조명광 특성을 제어할 수 있기 때문에 결과적으로 결함 검사의 작업 속도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
In addition, the present invention is advantageous in that it can be easily controlled by effectively designing the driving structure of the lighting apparatus when controlling the characteristics of the illumination light, and the illumination light characteristic can be controlled quickly, have.
도 1은 일반적인 결함 검사장치에서 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 다크 필드조명 장치의 개략적인 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 다크 필드조명 장치의 구체적인 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 다크 필드조명 장치의 조명광 입사의 형태를 도시한 도면,
도 5는 도 4에 도시한 조명광 입사 형태를 상세히 나타낸 도면,
도 6은 본 발명에 따른 다크 필드조명 장치 광경로 시뮬레이션을 도시한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 다크 필드 조명 장치의 구조적 구성을 나타낸 평면도,
도 8은 본 발명에 따른 광학 제어 모듈을 구체적 구조를 나타내기 위한 사시도,
도 9는 광학 제어 모듈의 절개 사시도,
도 10은 광학 제어 모듈에 구성된 광학 모드의 예를 나타낸 도면,
도 11은 본 발명에 따른 편광 제어 모듈의 구성을 나타낸 도면.1 is a schematic diagram of a general defect inspection apparatus,
2 is a schematic configuration diagram of a dark field illumination apparatus according to the present invention,
3 is a specific configuration diagram of a dark field illumination device according to the present invention,
FIG. 4 is a view showing the illumination light incidence of the dark field illumination device according to the present invention,
5 is a detailed view of the illumination light incidence form shown in FIG. 4,
6 is a diagram illustrating a light field simulation of a dark field illumination device according to the present invention,
7 is a plan view showing a structural configuration of a dark field illumination device according to the present invention,
8 is a perspective view showing a specific structure of the optical control module according to the present invention,
9 is an exploded perspective view of the optical control module,
10 is a diagram showing an example of an optical mode configured in the optical control module,
11 is a diagram showing a configuration of a polarization control module according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다크 필드 조명 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a dark field illumination apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 다크 필드(Darkfield) 조명장치는,반도체 부품의 결함 검사를 위해 조명광을 제공하는 조명 장치에 있어서, 결함 검사를 위한 조명광을 제공하는 광파이버, 상기 광파이버에서 출사되는 광을 다수의 광학계와 어퍼쳐(Aperture)를 통해 임의의 형상을 갖는 광을 생성하는 스태틱 모듈(Static Module), 상기 스태틱 모듈에서 출사되는 광의 편광 성분을 선택적으로 결정하는 편광 모듈, 상기 편광 모듈을 통해 임의의 편광 성분을 갖는 광의 사이즈와 형태를 결정하기 위하여 다수의 광학계와 어펴쳐로 구성된 광학로를 적어도 2개 이상 구비하고, 상기 광학로를 선택적으로 선택하기 위하여 구동수단을 통해 구동되는 광학 제어모듈 및 상기 광학 제어모듈을 통해 빔의 사이즈와 형태가 결정된 광을 조사각을 제어하는 프로젝션 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A darkfield lighting apparatus according to the present invention is an illumination apparatus for providing illumination light for defect inspection of semiconductor components, comprising: an optical fiber for providing illumination light for defect inspection; a light source for emitting light emitted from the optical fiber to a plurality of optical systems A static module for generating light having an arbitrary shape through an aperture; a polarization module for selectively determining a polarization component of light emitted from the static module; An optical control module driven by driving means for selectively selecting the optical path and at least two optical paths including a plurality of optical systems and an aperture for determining the size and shape of light having the optical control module, And a projection module for controlling the irradiation angle of the light whose size and shape are determined through the beam And that is characterized.
본 발명에 따른 다크 필드 조명 장치는, 웨이퍼의 결함 검사를 위해 제공되는 조명광의 특성에 해당하는 편광성분, 입사각도, 광 사이즈, 광 형태 등 조명광을 자유롭게 제어하여 결함 검사 대상체에 가장 적합한 조명광을 제공할 수 있는 다크 필드용 조명 장치를 제공하는 것을 주요 기술적 요지로 한다.
The dark field illumination device according to the present invention freely controls illumination light such as a polarization component, an incident angle, an optical size, and an optical shape corresponding to characteristics of illumination light provided for defect inspection of a wafer, thereby providing illumination light most suitable for a defect inspection object And to provide a lighting device for a dark field that can be used as a lighting device.
도 2는 본 발명에 따른 다크 필드 조명 장치의 개략적인 구성도이다. 본 발명에 따른 조명 장치는 무편광된 UV 또는 DUV 레이저 광을 소스광원으로부터 출력받아 제공하기 위해 다수의 광섬유 다발로 구성되어 전달하는 광파이버(100), 상기 광파이버에서 출력된 광의 형상을 제어하기 위한 다수의 광학계로 이루어진 스태틱 모듈(200)과, 여기서 제어된 광의 편광을 결정하는 편광 모듈(300), 상기 편광 모듈에서 임의의 편광 성분으로 편광된 광을 전달받아 다수의 광 모드를 통해 광의 사이즈나 형태를 변형시키는 광학 제어 모듈(400)과 상기 광학 제어 모듈에서 출력되는 조명광을 검사 대상체에 입사시키는 프로젝션 모듈(500)을 포함하여 구성된다.2 is a schematic block diagram of a dark field lighting apparatus according to the present invention. An illumination apparatus according to the present invention includes an
도 3은 본 발명에 따른 다크 필드 조명 장치의 구체적인 구성도이다.3 is a specific configuration diagram of a dark field illumination apparatus according to the present invention.
광파이버(100)는 다수의 광섬유 다발이 뭉쳐져 구성되며, 소스광원(미도시)으로부터 조명광에 사용할 광을 전달받아 공급하게 된다. 이때, 광 파이버 다발의 끝단은 특정한 N/A 값을 가지고 출력되게 된다.The
스태틱 모듈(Static Module ; 200)는 상기 광파이버에서 공급되는 광의 형상을 제어하여 출력한다. 상기 스태틱 모듈은 볼록렌즈와 오목렌즈, 어퍼쳐(Aperture), 그리고 다수의 실린더리컬 렌즈 연속으로 구성되는 모듈이다. 최초 광파이버에서 확산된 광은 볼록렌즈와 오목렌즈의 조합으로 인해 광학적으로 적절히 집광된 형태를 얻을 수 있으며, 여기서 집광된 광은 실리더리컬 렌즈(220)와 중앙에 위치한 어퍼쳐(210)를 통과하면서 특정 모양을 갖는 형상으로 만들어진다. A
상기 스태틱 모듈을 통과한 광은 편광 모듈을 통과하여 편광 성분을 결정한다. 본 발명에 따른 편광 모듈은 3종류의 편광 성분으로 변환시킬 수 있는데, S파 편광(수평편광), P파 편광(수직편광), 그리고 무편광으로 결정할 수 있으며, 이것은 상기 스태틱 모듈의 출력단에 구성되는 편광 빔 분할기가 각각 구성되어 선택적으로 편광 성분을 결정할 수 있게 된다.The light passing through the static module passes through a polarization module to determine a polarization component. The polarization module according to the present invention can be converted into three types of polarization components, which can be determined by S-wave polarized light (horizontal polarization), P-wave polarized light (vertical polarized light), and unpolarized light, The polarizing beam splitter is configured to selectively determine the polarization component.
상기 편광 모듈을 통과한 광은 광학 제어 모듈(400)를 거쳐 광의 사이즈와 형태에 각도를 결정하여 출력한다. 여기서, 상기 광학 제어 모듈(400)은 원하고자 하는 조명과 조건에 맞게 세팅된 광학계가 다수개 마련되어 있고, 각 모드(mode)에 따라서 광학계가 선택되는 Turret구조의 광학계로 구성되어 있으며, 아래 도 7 내지 도 11에서 보다 자세히 설명하기로 한다.The light having passed through the polarization module passes through the
상기 광학 제어 모듈(400)는 높이차를 보상시키기 위한 람보이드 프리즘(410)이 모듈의 선단에 구성되어 편광 모듈에서 출사되는 광을 제공받게 되고, 광학 제어 모듈에 구성된 어퍼쳐(420)와 다수의 광학 렌즈를 투과하여 빔의 방향성과 사이즈, 형태를 결정하게 된다. 이러한 광학 제어 모듈이 5 ~6개로 각각 구성되어 원하는 형태의 광을 출력할 수 있도록 오토매틱으로 동작함으로써 신속하게 광 모드를 결정한다.The
상기 광학 제어 모듈에서 결정된 조명광은 마지막으로 프로젝션 모듈(500)에 전달된다. 상기 프로젝션 모듈(500)은 하나의 미러와 프로젝션 렌즈(510) 그리고 다수의 광학계로 구성되어 광학 제어 모듈에서 출력되는 광을 결함 검사 대상체에 최종적으로 조사된다.The illumination light determined in the optical control module is finally transmitted to the
이때, 광학 제어 모듈에서 결정된 조명광을 특성에 따라 광의 조사 위치나 광의 크기가 다르며, 프로젝션 모듈은 각 모드에 따라 달리 출력되는 광을 전달받아 조사한다. 크게 조사각의 크기는 30도, 15도, 13도로 조사한다. 상기 조사각은 일반적인 검사 대상체를 기준으로 임의적으로 설정한 조사각으로 어디까지나 예를 설명한 것이며, 전체 조사각의 경우 0 ~ 81도 사이의 다양한 각도로 조사할 수 있다.At this time, the irradiation position and the light size of the illumination light determined by the optical control module are different according to the characteristics, and the projection module receives and outputs the light that is differently output according to each mode. The irradiation angle is 30 degrees, 15 degrees and 13 degrees. The irradiation angle is an irradiation angle arbitrarily set on the basis of a general object to be inspected. The irradiation angle can be varied from 0 to 81 degrees for the entire irradiation angle.
상술한 바와 같이 조명광의 광학적 특성을 조건에 맞게 변환하여 검사 대상체에 조사함으로써 다크 필드 조명 장치를 구현함에 있어 결함의 특성에 따라 가장 이상적인 조명광을 조사하고 해당 영상을 얻어 결함 정보를 획득할 수 있다. 검사 대상체에 조사된 광은 오브젝트 렌즈(600)를 통해 검출 모듈로 전달되어 대상체의 검출 정보를 분석하는 것이다.
As described above, by converting the optical characteristics of the illumination light into conditions and irradiating the inspection object with the object, it is possible to obtain the defect information by irradiating the ideal illumination light according to the characteristic of the defect and obtaining the corresponding image in implementing the dark field illumination device. The light irradiated to the inspection object is transmitted to the detection module through the
도 4는 본 발명에 따른 다크 필드 조명 장치의 조명광 조사의 형태를 도시한 도면,도 5는 도 4에 도시한 조명광 조사형태를 상세히 나타낸 도면이다. 상기 광학 제어 모듈에서 결정된 조명광의 조사각, 크기, 형상이 결정되어 출력되면 조사 모듈을 구성하는 광학계에 조사되어 웨이퍼(w)에 조사된다. FIG. 4 is a view showing a form of illumination light illumination of the dark field illumination device according to the present invention, and FIG. 5 is a view showing details of the illumination light illumination form shown in FIG. When the irradiation angle, size, and shape of the illumination light determined by the optical control module are determined and output, the optical system constituting the irradiation module is irradiated onto the wafer w.
도 6은 본 발명에 따른 다크 필드 조명 장치 광경로 시뮬레이션을 도시한 도면이다. 광파이버, 스태틱 모듈, 편광 모듈, 광학 제어 모듈, 조사 모듈로 구성되는 본 발명의 다크 필드 조명 장치는 결함 검출을 위해 측방향에서 조사되는 조명광의 편광 선택, 빔 크기, 형태, 조사 각도를 능동적으로 제어할 수 있기 때문에 결함의 특성에 따라 최적의 물리적 특성을 갖는 조명광을 제공함으로써 결과적으로 검출 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
6 is a diagram showing a light path simulation of a dark field illumination apparatus according to the present invention. The dark field illumination device of the present invention, which is composed of an optical fiber, a static module, a polarization module, an optical control module, and an irradiation module, actively controls polarization selection, beam size, shape and irradiation angle of illumination light radiated in the lateral direction for defect detection It is possible to improve the detection accuracy as a result of providing the illumination light having the optimum physical characteristics according to the characteristics of the defect.
도 7은 본 발명에 따른 다크 필드 조명 장치의 구조적 구성을 나타낸 평면도이다. 다크 필터 조명장치는 소정 크기의 하우징 내에 앞서 설명한, 스태틱 모듈, 편광 모듈, 광학 제어 모듈 그리고 조사 모듈이 각각 구성되어 있다.7 is a plan view showing a structural configuration of a dark field illumination apparatus according to the present invention. The dark filter illumination device includes a static module, a polarization module, an optical control module, and an irradiation module, which are described above, in the housing of a predetermined size, respectively.
특히, 본 발명에서는 상기 편광 모듈과 광학 제어 모듈은 자동 제어하기 위하여 구동수단을 통해 제어되는 것을 주요 특징으로 한다.Particularly, in the present invention, the polarization module and the optical control module are controlled through driving means for automatic control.
도 8은 본 발명에 따른 광학 제어 모듈을 구체적 구조를 나타내기 위한 사시도, 도 9는 광학 제어 모듈의 절개 사시도이다.FIG. 8 is a perspective view showing a specific structure of the optical control module according to the present invention, and FIG. 9 is an exploded perspective view of the optical control module.
도시된 바와 같이 상기 광학 제어 모듈은 원통형상의 하우징(440) 내에 다수의 광학로가 길이방향을 따라 다수 개 형성되어 있다. 본 발명에 따른 실시예로 광학로는 5 ~ 6개로 형성되어 있으며, 하나의 광학로에는 조명광의 사이즈나 형태, 입사각도를 결정하기 위하여 다수의 광학계와 어퍼쳐가 각각 구비되어 있어 하우징의 일정 반경 회전하는 메커니즘을 통해 해당 광학로가 선택된다.As shown in the figure, the optical control module includes a plurality of optical paths formed along a longitudinal direction in a
도 8에 나타낸 바와 같이 원통형 하우징의 일측에는 가장자리를 따라 구동력을 전달받기 위해 기어이가 형성되어 있으며, 여기를 구동수단을 통해 회전시키면서 편광모듈에서 출력되는 광을 어느 하나의 광학로에 위치시킨다. 도 9에 도시된 절개도에 나타낸 바와 같이 하나의 광학로는 람보이드 프리즘을 시작으로 하여 다수의 광학계, 어퍼쳐(420), 광학계(430)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 8, gears are formed on one side of the cylindrical housing to receive a driving force along the edges, and the light output from the polarization module is placed in one of the optical paths while rotating the excitation through driving means. As shown in the cut-away view shown in FIG. 9, one optical path includes a plurality of optical systems, an
도 10은 광학 제어 모듈에 구성된 광학 모드의 예를 나타낸 도면이다. 람보이드 프리즘을 통해 입사 위치를 최초 결정받게 되면, 광학로의 중앙에 위치한 어처펴를 투과하면서 광의 형상이나 입사광을 조정하게 되고 이 후 마지막 광학렌즈를 통해 출사된다.10 is a diagram showing an example of an optical mode configured in the optical control module. When the incident position is first determined through the rambid prism, the shape of the light or the incident light is adjusted while passing through the fishery located at the center of the optical path, and then the light is emitted through the last optical lens.
이처럼 원하고자 하는 조명광의 형태나 사이즈, 조사 각도를 다수의 광학로를 통해 변경함으로써 최종광을 선택할 수 있다. 또한, 상기 광학 제어 모듈은, 구동부를 통해 회전 메커니즘을 적용하여 구동함으로써 신속하게 구동시켜 조명광의 특성을 조정할 수 있는 장점이 있는 것이다.Thus, the shape, size and irradiation angle of the desired illumination light can be changed through a plurality of optical paths to select the final light. In addition, the optical control module is driven by applying a rotation mechanism through a driving unit, thereby driving the optical control module quickly, thereby adjusting characteristics of illumination light.
도 11은 본 발명에 따른 편광 제어 모듈의 구성을 나타낸 도면이다.11 is a diagram showing a configuration of a polarization control module according to the present invention.
광학 제어 모듈의 선단에 구성된 편광 모듈은 구동미러를 구동시키는 구동부(310), 상기 구동부와 연결되는 구동축(311), 상기 구동축의 구동에 따라 편광 성분을 결정하기 위해 각각 위치하는 N 편광 빔스플리터(320), P 편광 빔스플리터(330), Non 편광 빔스플리터(340)을 포함하여 구성된다.The polarizing module disposed at the tip of the optical control module includes a
편광 모듈은 이처럼 간단한 구조로 구성할 수 있는데, 광경로에 선택적으로 편광 빔 스플리터를 위치시킬 수 있도록 구성하면 된다. 본 발명에서는 일실시예로 선형 구동축을 이용하여 편광 빔스플리터를 슬라이딩 구동시킴으로써 광경로에 위치시켜 편광 성분을 결정할 수 있는 구조를 설명하였지만, 이러한 형태는 당업자라면 얼마든지 변경할 수 있는 것으로써, 여기에 한정되는 것은 아니며 회전 방식을 통해서도 편광 빔스플리터를 선택적으로 변경할 수 있다.
The polarization module can be constructed in such a simple structure that the polarizing beam splitter can be selectively positioned in the optical path. In the present invention, a structure in which a polarizing beam splitter is slidably driven using a linear driving shaft to position a polarized light component in an optical path has been described in the present invention. However, such a configuration can be changed by any person skilled in the art But the polarization beam splitter can be selectively changed through a rotation method.
이와 같이 구성되는 본 발명은 웨이퍼 결함 검출을 위해 측방향에서 조명광을 제공하는 다크 필드 조명 장치를 구성함에 있어 조명광의 편광 상태, 빔의 크기, 형태, 각도를 능동적으로 결정할 수 있기 때문에 다양한 결함 대상체에 표면 조건에 알맞은 조명광을 제공할 수 있다.According to the present invention configured as described above, since the dark state illumination device that provides the illumination light in the lateral direction for wafer defect detection can be actively determined, the polarization state of the illumination light, the size, shape and angle of the beam can be actively determined, It is possible to provide illumination light suitable for the surface condition.
이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. On the contrary, those skilled in the art will appreciate that many modifications and variations of the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims. And all such modifications and changes as fall within the scope of the present invention are therefore to be regarded as being within the scope of the present invention.
10 : DF 조명 장치
20 : BF 조명 장치
30 : 검출부
40 : 대출렌즈
50 : 광학계
100 : 광파이버
200 : 스태틱 모듈
210 : 어퍼쳐(Aperture)
220 : 실린더리컬 렌즈
300 : 편광 모듈
310 : 구동부
311 : 구동축
320 : N 편광 빔스플리터
320 : P 편광 빔스플리터
330 : Non 편광 빔스플리터
400 : 광학 제어모듈
410 : 람보이드 프리즘(
420 : 어퍼쳐(Aperture)
430 : 광학렌즈
440 : 하우징
500 : 프로젝션 모듈
510 : 프로젝션 렌즈
520 : 미러
600 : 오브젝트 렌즈
W : wafer10: DF lighting device
20: BF lighting device
30:
40: Loan lens
50: Optical system
100: Optical fiber
200: static module
210: Aperture
220: Cylindrical lens
300: polarization module
310:
311:
320: N polarizing beam splitter
320: P polarization beam splitter
330: Non-polarized beam splitter
400: Optical control module
410: Ramboid prism (
420: Aperture
430: Optical lens
440: Housing
500: projection module
510: projection lens
520: mirror
600: object lens
W: wafer
Claims (7)
결함 검사를 위한 조명광을 제공하는 광파이버
상기 광파이버에서 출사되는 광을 다수의 광학계와 어퍼쳐(Aperture)를 통해 임의의 형상을 갖는 광을 생성하는 스태틱 모듈(Static Module);
상기 스태틱 모듈에서 출사되는 광의 편광 성분을 선택적으로 결정하는 편광모듈
상기 편광 모듈을 통해 임의의 편광 성분을 갖는 광의 사이즈와 형태를 결정하기 위하여 다수의 광학계와 어펴쳐로 구성된 광학로를 적어도 2개 이상 구비하고, 상기 광학로를 선택적으로 선택하기 위하여 구동수단을 통해 구동되는 광학 제어모듈 및
상기 광학 제어모듈을 통해 빔의 사이즈와 형태가 결정된 광을 조사각을 제어하는 프로젝션 모듈을 포함하여 구성되는 다크 필드조명 장치.A lighting apparatus for providing illumination light for defect inspection of a semiconductor component,
An optical fiber for providing illumination light for defect inspection
A static module for generating light having an arbitrary shape through a plurality of optical systems and apertures emitted from the optical fiber;
A polarization module for selectively determining a polarization component of light emitted from the static module,
And at least two optical paths including a plurality of optical systems and projections for determining the size and shape of light having an arbitrary polarization component through the polarization module, Driven optical control module and
And a projection module for controlling the irradiation angle of the light whose size and shape are determined through the optical control module.
다수의 실리더리컬 렌즈와 어퍼쳐 스톱(Aperture Stop)로 구성되는 다크 필드조명 장치.The apparatus of claim 1, wherein the static module comprises:
A dark field lighting system consisting of a large number of cylindrical recursive lenses and an aperture stop.
P Polarization, S Polarization, Non Polarization 중 어느 하나의 편광을 선택적으로 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는 다크 필드조명 장치.The optical module according to claim 1,
P polarization, S polarization, and non-polarization of the polarized light can be selectively determined.
상기 편광 모듈에서 조사되는 편광광의 높이 경로를 변경하기 위한 람보이드 프리즘(Rhomboid prism)과 다수의 광학계를 포함하여 구성되는 다크 필드조명 장치.The optical module according to claim 1,
And a plurality of optical systems including a rhomboid prism for changing the height path of the polarized light emitted from the polarization module.
프로젝션 렌즈(Projection Lens)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다크 필드조명 장치.4. The projection system according to claim 1 or 3,
And a projection lens (Projection Lens).
원통형 하우징에 다수의 광학로가 길이방향으로 배치되며,상기 하우징의 일단측으로는 원통 둘레를 따라 구동 기어이가 형성되어 상기 기어이와 구동수단의 치합으로 광학 제어 모듈을 회전시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다크 필드 조명 장치.The optical module according to claim 1,
A plurality of optical paths are arranged in the longitudinal direction in the cylindrical housing and a drive gear is formed along the circumference of the cylinder at one end side of the housing so that the optical control module is rotated by engagement between the gear and the drive means Dark field lighting equipment.
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