KR102527425B1 - Optical inspection system comprising interferometer - Google Patents

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Abstract

광학 검사 시스템을 개시한다. 일 실시 예에 따른 광학 검사 시스템은 광을 제공하는 광원부; 상기 광원으로부터 입력된 광을 타겟면에 출사하고, 타겟면으로부터 반사된 광을 수광하는 측정부; 광의 방향을 전환하여 닫힌 경로를 형성하는 복수의 미러와, 상기 측정부를 통과한 광을 수직 편광된 제1빔 및 제2빔으로 분리하여 상기 닫힌 경로를 따라 반대 방향으로 이동시킨 후 합쳐서 출력하는 편광 빔 스플리터와, 상기 닫힌 경로상에 위치 조절 가능하게 배치되는 제1렌즈 및 제2렌즈를 포함하는 간섭부; 및 상기 간섭부에서 출력된 광의 간섭무늬를 분석하여 타겟의 형상을 검출하는 검출부를 포함할 수 있다.An optical inspection system is disclosed. An optical inspection system according to an embodiment includes a light source unit providing light; a measurement unit for emitting light input from the light source to a target surface and receiving light reflected from the target surface; A plurality of mirrors that change the direction of light to form a closed path, and the light passing through the measuring unit is separated into vertically polarized first and second beams, moved in opposite directions along the closed path, and then combined and output polarized light. an interference unit including a beam splitter and a first lens and a second lens disposed to be positioned on the closed path so as to be adjustable; and a detection unit configured to detect the shape of the target by analyzing an interference fringe of light output from the interference unit.

Figure R1020200188036
Figure R1020200188036

Description

간섭계를 포함하는 광학 검사 시스템{OPTICAL INSPECTION SYSTEM COMPRISING INTERFEROMETER}Optical inspection system including interferometer {OPTICAL INSPECTION SYSTEM COMPRISING INTERFEROMETER}

아래의 설명은 간섭계를 포함하는 광학 검사 시스템에 관한 것이다.The description below relates to an optical inspection system that includes an interferometer.

전자, 기계 부품의 소형화 및 정밀화가 요구됨에 따라, 복잡한 형상을 가지는 미세 구조물의 가공 상태를 정밀하게 확인할 수 있는 계측 방식이 요구된다. As miniaturization and precision of electronic and mechanical parts are required, a measurement method capable of precisely checking the processing state of a microstructure having a complex shape is required.

최근에는 광학식 측정방식으로 대표되는 비접촉식 측정법이 사용되고 있다. 비접촉식 측정법은 측정 표면의 손상을 야기하지 않고, 진동에 따른 계측 오차를 최소화할 수 있다는 장점이 있다. 광학식 측정방식의 하나의 종류로써, 광의 간섭을 사용하는 방법이 있다. 간섭법은 광원으로부터 발생되어 빔 스플리터에 분리된 기준광과 측정광이 기준미러의 기준면과 측정대상의 측정면으로부터 반사되어 상호 간섭신호(Interference signal)을 발생시키면, 이를 광검출소자로 촬영한 후 해석하는 방식이다. Recently, a non-contact measurement method represented by an optical measurement method has been used. The non-contact measurement method has the advantage of minimizing measurement error due to vibration without causing damage to the measurement surface. As one type of optical measurement method, there is a method using light interference. In the interferometry method, when reference light and measurement light generated from a light source and separated by a beam splitter are reflected from the reference surface of a reference mirror and the measurement surface of a measurement target to generate an interference signal, the photodetector takes a photo and analyzes it. way.

전술한 배경기술로서 설명된 내용은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 인정하는 것이라고 할 수는 없다.The contents described as the background art described above are possessed or acquired by the inventor in the process of deriving the present invention, and cannot necessarily be recognized as known art disclosed to the general public prior to filing the present invention.

일 실시 예에 따른 목적은 기계진동에 강하도록 간섭계를 통해 타겟의 형상을 검출하는 광학 검사 시스템을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to provide an optical inspection system that detects the shape of a target through an interferometer to be resistant to mechanical vibration.

일 실시 예에 따른 목적은, 고가의 널(null)렌즈 없이도 비구면 렌즈에서 발생하는 간섭무늬 왜곡을 보정할 수 있는 광학 검사 시스템을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to provide an optical inspection system capable of correcting distortion of an interference fringe occurring in an aspheric lens without an expensive null lens.

일 실시 예에 따른 목적은, 광의 미세 정렬이 쉽게 가능한 광학 검사 시스템을 제공하는 것이다. An object according to an embodiment is to provide an optical inspection system capable of easily fine-aligning light.

실시 예에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The tasks to be solved in the embodiments are not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

일 실시 예에 따른 광학 검사 시스템은 광을 제공하는 광원부; 상기 광원으로부터 입력된 광을 타겟면에 출사하고, 타겟면으로부터 반사된 광을 수광하는 측정부; 광의 방향을 전환하여 닫힌 경로를 형성하는 복수의 미러와, 상기 측정부를 통과한 광을 수직 편광된 제1빔 및 제2빔으로 분리하여 상기 닫힌 경로를 따라 반대 방향으로 이동시킨 후 합쳐서 출력하는 편광 빔 스플리터와, 상기 닫힌 경로상에 위치 조절 가능하게 배치되는 제1렌즈 및 제2렌즈를 포함하는 간섭부; 및 상기 간섭부에서 출력된 광의 간섭무늬를 분석하여 타겟의 형상을 검출하는 검출부를 포함할 수 있다.An optical inspection system according to an embodiment includes a light source unit providing light; a measurement unit for emitting light input from the light source to a target surface and receiving light reflected from the target surface; A plurality of mirrors that change the direction of light to form a closed path, and the light passing through the measuring unit is separated into vertically polarized first and second beams, moved in opposite directions along the closed path, and then combined and output polarized light. an interference unit including a beam splitter and a first lens and a second lens disposed to be positioned on the closed path so as to be adjustable; and a detection unit configured to detect the shape of the target by analyzing an interference fringe of light output from the interference unit.

상기 복수의 미러는 상기 닫힌 경로를 사각 고리 형태로 형성하도록, 순차적으로 배치되는 제1미러, 제2미러 및 제3미러를 포함하고, 상기 제1렌즈는 상기 제1미러 및 제2미러 사이에 배치되고, 상기 제2렌즈는 상기 제3미러 및 편광 빔 스플리터 사이에 배치될 수 있다.The plurality of mirrors include a first mirror, a second mirror, and a third mirror sequentially arranged to form the closed path in a quadrangular ring shape, and the first lens is disposed between the first mirror and the second mirror. and the second lens may be disposed between the third mirror and the polarization beam splitter.

상기 간섭부에서 |f1-f2| ≤ 1mm 일 수 있다. 여기서, f1 =제1렌즈의 초점거리, f2= 제2렌즈의 초점거리이다.In the interference part, |f 1 -f 2 | ≤ 1 mm. Here, f 1 = the focal length of the first lens, and f 2 = the focal length of the second lens.

상기 측정부는 평면 미러; 상기 광원으로부터 입력된 광을 분할하여 상기 타겟을 향하는 제1경로 및 상기 평면 미러를 향하는 제2경로로 이동시키는 빔 스플리터; 상기 제1경로상에 배치되고, 광을 선택적으로 차단하는 제1셔터; 및 상기 제2경로상에 배치되고, 광을 선택적으로 차단하는 제2셔터를 포함할 수 있다.The measuring unit includes a flat mirror; a beam splitter dividing the light input from the light source and moving it into a first path toward the target and a second path toward the plane mirror; a first shutter disposed on the first path and selectively blocking light; and a second shutter disposed on the second path and selectively blocking light.

상기 검출부는 상기 광의 간섭무늬의 분석을 설정된 알고리즘에 기초하여 수행하고, 상기 설정된 알고리즘은 상기 검출된 타겟의 형상이 레이트레이싱을 통해 예측된 타겟의 형상과 일치하도록 갱신될 수 있다.The detector analyzes the interference fringe of the light based on a set algorithm, and the set algorithm may be updated so that the shape of the detected target matches the shape of the target predicted through ray tracing.

일 실시 예에 따른 광학 검사 시스템은 기계진동에 강하도록 간섭계를 해 타겟의 형상을 검출할 수 있다.The optical inspection system according to an embodiment may detect the shape of the target by using an interferometer to be resistant to mechanical vibration.

일 실시 예에 따른 광학 검사 시스템은, 고가의 널(null)렌즈 없이도 비구면 렌즈에서 발생하는 간섭무늬 왜곡을 보정할 수 있다.The optical inspection system according to an exemplary embodiment may correct interference pattern distortion generated in an aspherical lens without an expensive null lens.

일 실시 예에 따른 광학 검사 시스템은, 광의 미세 정렬을 쉽게 수행할 수 있다.An optical inspection system according to an exemplary embodiment may easily perform fine alignment of light.

일 실시 예에 따른 광학 검사 시스템의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the optical inspection system according to an embodiment are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 광학 검사 시스템의 구성도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 간섭부를 나타내는 구성도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 광학 검사 시스템을 통한 측정 데이터와 분석 데이터에 대한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 광학 검사 시스템을 보정하는 과정을 나타내는 도면이다.The following drawings attached to this specification illustrate a preferred embodiment of the present invention, and together with the detailed description of the present invention serve to further understand the technical idea of the present invention, the present invention is limited to those described in the drawings. It should not be construed as limiting.
1 is a configuration diagram of an optical inspection system according to an embodiment.
2 is a configuration diagram illustrating an interference unit according to an exemplary embodiment.
3 is a diagram of measurement data and analysis data through an optical inspection system according to an embodiment.
4 is a diagram illustrating a process of calibrating an optical inspection system according to an exemplary embodiment.

이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, embodiments will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function hinders understanding of the embodiment, the detailed description will be omitted.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element may be directly connected or connected to the other element, but there may be another element between the elements. It should be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components having common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless stated to the contrary, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed descriptions will be omitted to the extent of overlap.

도 1은 일 실시 예에 따른 광학 검사 시스템의 구성도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 간섭부를 나타내는 구성도이다.1 is a configuration diagram of an optical inspection system according to an exemplary embodiment, and FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an interference unit according to an exemplary embodiment.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 광학 검사 시스템은 타겟(target)의 미소 형상을 측정하는 기상 증착 장치에 사용될 수 있다. 타겟은 나노 단위의 단차 형상을 가지는 미세 구조물로써, 예를 들어, 초정밀 렌즈 또는 초정밀 렌즈를 제조하기 위한 금형일 수 있다. 광학 검사 시스템은 광을 통한 비접촉식 방식을 통해 타겟의 형상, 표면 거칠기에 대한 정보를 측정할 수 있다. 광학 검사 시스템은 타겟에서 반사된 광을 분리하고 변조한 후, 상호 간섭시켜 간섭무늬를 획득하고, 획득한 간섭무늬를 통해 타겟의 표면 형상을 검출할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2 , an optical inspection system according to an exemplary embodiment may be used in a vapor deposition apparatus that measures a microscopic shape of a target. The target is a microstructure having a nano-level step shape, and may be, for example, an ultra-precision lens or a mold for manufacturing an ultra-precision lens. The optical inspection system can measure information about the shape and surface roughness of a target through a non-contact method using light. The optical inspection system separates and modulates light reflected from the target, obtains an interference pattern by interfering with each other, and detects a surface shape of the target through the obtained interference pattern.

광학 검사 시스템은 광원부(100), 측정부(110), 간섭부(130) 및 검출부(120)를 포함할 수 있다.The optical inspection system may include a light source unit 100 , a measurement unit 110 , an interference unit 130 and a detection unit 120 .

광원부(100)는 광을 제공할 수 있다. 광원부(100)는 광을 발생시키는 광원 및, 광원으로부터 발생된 광을 집적시키는 렌즈(미도시)를 포함할 수 있다. 광원은 예를 들어, 레이저 빔을 출력하는 레이저 빔 발생장치일 수 있다. 다만, 광원의 종류가 이에 한정되는 것은 아니며, 광원은 광학 측정에 사용되는 다양한 종류의 광 발생 장치를 포함할 수 있다. 한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 광원부(100)는 기상 증착 장치의 구조에 따라, 렌즈를 통과한 광을 후술하는 측정부(110) 방향으로 조사하기 위한 반사 미러(미도시)를 포함할 수도 있다.The light source unit 100 may provide light. The light source unit 100 may include a light source for generating light and a lens (not shown) for integrating the light generated from the light source. The light source may be, for example, a laser beam generating device that outputs a laser beam. However, the type of light source is not limited thereto, and the light source may include various types of light generating devices used for optical measurement. On the other hand, although not shown in the drawing, the light source unit 100 may include a reflection mirror (not shown) for radiating light passing through the lens in the direction of the measurement unit 110 to be described later, depending on the structure of the vapor deposition apparatus. there is.

측정부(110)는 광원으로부터 입력된 광을 타겟면에 출사할 수 있다. 측정부(110)는 타겟면으로부터 반사된 광을 수광하여 후술하는 간섭부(130)로 출력할 수 있다. 측정부(110)는 반파장판(Half-wafe plate), 빔 스플리터(111), 평면 미러(113), 제1셔터(1141) 및 제2셔터(1142)를 포함할 수 있다.The measuring unit 110 may emit light input from a light source to the target surface. The measurement unit 110 may receive the light reflected from the target surface and output it to the interference unit 130 to be described later. The measurement unit 110 may include a half-wave plate, a beam splitter 111 , a flat mirror 113 , a first shutter 1141 and a second shutter 1142 .

반파장판은 광원으로부터 입력된 광의 편광방향을 90도 변화시킬 수 있다. The half-wave plate can change the polarization direction of light input from the light source by 90 degrees.

빔 스플리터(111)는 입력된 광을 분할하여 제1경로 및 제2경로를 향해 각각 출력할 수 있다. 이 경우, 제1경로상에는 타겟을 향해 광을 조사하는 포커싱 렌즈(112)가 배치되고, 제2경로에는 평면 미러(113)가 배치될 수 있다. 제1경로로 출력된 광은 타겟면에 조사되어 반사광을 형성하고, 반사광은 제1경로를 따라 다시 빔 스플리터(111)로 이동할 수 있다. 반면, 제2경로로 출력된 광은 평면 미러(113)를 통해 반사되어 다시 빔 스플리터(111)로 이동할 수 있다. 평면 미러(113)를 통해 반사된 광은 기준 반사광(reference reflect beam)을 형성하기 때문에, 광학 검사 시스템의 측정 오차를 보상하는데 사용될 수 있다. 이에 대해서는 후술하도록 한다. 제1셔터(1141) 및 제2셔터(1142)는 각각 제1경로 및 제2경로상에 배치되고, 제1경로 및 제2경로를 이동하는 광을 선택적으로 차단할 수 있다.The beam splitter 111 may split the input light and output it to the first path and the second path, respectively. In this case, a focusing lens 112 for irradiating light toward the target may be disposed on the first path, and a flat mirror 113 may be disposed on the second path. The light output through the first path is irradiated onto the target surface to form reflected light, and the reflected light may move to the beam splitter 111 again along the first path. On the other hand, the light output through the second path may be reflected through the flat mirror 113 and move to the beam splitter 111 again. Since the light reflected through the flat mirror 113 forms a reference reflect beam, it can be used to compensate for a measurement error of the optical inspection system. This will be described later. The first shutter 1141 and the second shutter 1142 are disposed on the first path and the second path, respectively, and can selectively block light traveling on the first path and the second path.

광학 검사 시스템이 타겟의 형상을 측정하는 경우, 측정부(110)는 제1셔터(1141)를 통해 제1경로를 개방하고 제2셔터(1142)를 통해 제2경로를 폐쇄함으로써, 타겟면으로부터 반사된 광만을 간섭부(130)로 출력할 수 있다. 반면, 광학 검사 시스템은 광학계를 정렬시키는 경우, 제1셔터(1141)를 통해 제1경로를 폐쇄하고 제2셔터(1142)를 통해 제2경로를 폐쇄함으로써 간섭부(130)로 기준 반사광만을 출력할 수 있다. 광학 검사 시스템은 기준 반사광을 통해 광학계의 측정 오차를 검출하여 광학계의 오정렬에 따른 오차를 보상할 수 있다.When the optical inspection system measures the shape of the target, the measuring unit 110 opens the first path through the first shutter 1141 and closes the second path through the second shutter 1142, thereby removing the target from the target surface. Only the reflected light may be output to the interference unit 130 . On the other hand, when the optical inspection system aligns the optical system, the first path is closed through the first shutter 1141 and the second path is closed through the second shutter 1142, thereby outputting only the standard reflected light to the interference unit 130. can do. The optical inspection system may compensate for an error due to misalignment of the optical system by detecting a measurement error of the optical system through the reference reflected light.

간섭부(130)는 측정부(110)를 통과한 광을 분할하고, 분할된 광을 하나의 닫힌 경로를 따라 반대 방향으로 이동시킨 후 합쳐서 출력할 수 있다. 간섭부(130)는 분리된 광의 위상 차이를 발생시켜 간섭 현상을 발생시킬 수 있다. 간섭부(130)는 하나의 닫힌 경로를 형성하는 복수의 미러, 편광 빔 스플리터(131), 제1 렌즈(1331) 및 제1 렌즈(1332)를 포함할 수 있다.The interference unit 130 may divide the light passing through the measuring unit 110, move the divided light in opposite directions along one closed path, and combine and output the combined light. The interference unit 130 may generate an interference phenomenon by generating a phase difference of the separated light. The interference unit 130 may include a plurality of mirrors, a polarization beam splitter 131, a first lens 1331, and a first lens 1332 forming one closed path.

간섭부(130)는 광의 이동경로를 기준으로, 하나의 닫힌 경로를 형성할 수 있다. 다시 말해서, 간섭부(130)로 입사된 광은 닫힌 경로를 따라 순환한 후 간섭부(130)로부터 출사될 수 있다. 복수의 미러는 광의 경로를 변경함으로써, 닫힌 경로를 자유 공간 상에 형성할 수 있다. 복수의 미러가 형성하는 닫힌 경로는 고리 형태의 사냑 간섭계(sagnac interferometer) 형태로 형성할 수 있다. 예를 들어, 닫힌 경로는 도 2와 같이 사각 고리 형태로 형성될 수 있으며, 닫힌 경로가 형성하는 사각 고리의 모서리에는 광을 반사하기 위한 제1미러(1321), 제2미러(1322), 제3미러(1323)가 반시계방향(CCW, counterclockwise)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. The interference unit 130 may form one closed path based on the moving path of light. In other words, the light incident to the interference unit 130 may be emitted from the interference unit 130 after circulating along a closed path. A plurality of mirrors can form a closed path on free space by changing the path of light. The closed path formed by the plurality of mirrors may be formed in the form of a ring-shaped sagnac interferometer. For example, the closed path may be formed in a square ring shape as shown in FIG. 2, and at the corners of the square ring formed by the closed path, a first mirror 1321, a second mirror 1322, The three mirrors 1323 may be sequentially arranged in a counterclockwise (CCW) direction.

편광 빔 스플리터(131, PBS: polarizing beam spliter)는 간섭부(130)로 입사된 광을 수직 편광된 제1빔 및 제2빔으로 분리할 수 있다. 예를 들어, 편광 빔 스플리터(131)는 P편광은 통과시키고, S편광은 반사함으로써 입사광을 직교성분으로 분리할 수 있다. The polarizing beam splitter 131 (PBS: polarizing beam splitter) may separate the light incident to the interference unit 130 into vertically polarized first and second beams. For example, the polarization beam splitter 131 may separate the incident light into orthogonal components by passing P-polarized light and reflecting S-polarized light.

편광 빔 스플리터(131)는 닫힌 경로상에 배치될 수 있다. 따라서, 편광 빔 스플리터(131)를 통해 분리된 제1빔 및 제2빔은 닫힌 경로를 따라 서로 반대 방향으로 회전한 후, 편광 빔 스플리터(131)로 재입사되며, 재입사된 제1빔 및 제2빔은 합쳐져서 출력될 수 있다.The polarizing beam splitter 131 may be disposed on a closed path. Therefore, the first beam and the second beam separated through the polarization beam splitter 131 rotate in opposite directions along a closed path, and then are re-incident to the polarization beam splitter 131, and the re-incident first beam and The second beam may be combined and output.

제1 렌즈(1331) 및 제1 렌즈(1332)는 닫힌 경로상에 이격 배치되어, 닫힌 경로를 따라 이동하는 제1빔 및 제2빔의 위상 차이를 발생시킬 수 있다. 도 2의 닫힌 경로를 기준으로, 제1 렌즈(1331)는 제1미러(1321) 및 제2미러(1322) 사이에 배치되고, 제2미러(1322)는 제3미러(1323) 및 편광 빔 스플리터(131) 사이에 배치될 수 있다.The first lens 1331 and the first lens 1332 may be spaced apart on a closed path to generate a phase difference between the first beam and the second beam moving along the closed path. Based on the closed path of FIG. 2, the first lens 1331 is disposed between the first mirror 1321 and the second mirror 1322, and the second mirror 1322 is connected to the third mirror 1323 and the polarizing beam. It may be disposed between the splitters 131.

이 경우, 제1 렌즈(1331) 및 제1 렌즈(1332)는 상이한 초점거리를 가질 수 있다. 제1 렌즈(1331) 및 제1 렌즈(1332)의 초점거리는 미세한 정도의 차이를 가질 수 있는데, 예를 들어, 제1 렌즈(1331)의 초점거리를 f1이라하고, 제1 렌즈(1332)의 초점거리를 f2이라 하는 경우, |f1-f2| ≤ 1mm일 수 있다. 예를 들어, f1 = 100 mm이고, f2= 101 mm 일 수 있다.In this case, the first lens 1331 and the first lens 1332 may have different focal lengths. The focal lengths of the first lens 1331 and the first lens 1332 may have a slight difference. For example, the focal length of the first lens 1331 is referred to as f1, and the focal length of the first lens 1332 is If the focal length is f2, |f1-f2| ≤ 1 mm. For example, f1 = 100 mm and f2 = 101 mm.

제1 렌즈(1331) 및 제1 렌즈(1332)의 초점거리가 미세하지만 작은 차이를 가지는 경우, 편광 빔 스플리터(131)를 통해 분리된 제1빔 및 제2빔은 닫힌 경로를 따라 이동하면서 위상 차이를 가질 수 있다. 따라서, 닫힌 경로를 이동한 후 편광 빔 스플리터(131)에서 합쳐진 제1빔 및 제2빔은 서로간의 위상 차이로 인해 간섭 현상을 발생시킬 수 있다. When the focal lengths of the first lens 1331 and the first lens 1332 are minute but have a small difference, the first beam and the second beam separated through the polarization beam splitter 131 move along a closed path and phase can have a difference. Accordingly, the first beam and the second beam combined in the polarization beam splitter 131 after moving along the closed path may cause interference due to a phase difference between them.

제1 렌즈(1331) 및 제1 렌즈(1332)는 닫힌 경로 상에서 위치 조절될 수 있다. 이 경우, 간섭계는 사각 고리 형태의 닫힌 경로를 구성하므로, 광학 설계에 따른 렌즈 부품의 위치 조절이 용이하게 수행될 수 있다. The first lens 1331 and the first lens 1332 can be positioned on a closed path. In this case, since the interferometer configures a closed path in the form of a square ring, position adjustment of lens parts according to optical design can be easily performed.

검출부(120)는 간섭부(130)에서 출력된 광을 검출할 수 있다. 검출부(120)는 예를 들어, 편광 카메라(polarization camera)를 포함할 수 있다. 편광 카메라는 구별하기 어려운 단색 물체의 표면 방향에 대한 정보를 쉽게 획득함으로써, 투명한 표면과 불투명한 표면 사이의 차이점을 쉽게 검출할 수 있다.The detection unit 120 may detect light output from the interference unit 130 . The detector 120 may include, for example, a polarization camera. A polarization camera can easily detect the difference between transparent and opaque surfaces by easily acquiring information about the surface orientation of hard-to-distinguish monochromatic objects.

도 3은 일 실시 예에 따른 광학 검사 시스템을 통한 측정 데이터와 분석 데이터에 대한 도면이다. 도 3의 (a)는 검출부(120)가 획득한 간섭무늬에 대한 측정 데이터를 나타내는 도면이며, 도 3의 (b)는 측정 데이터를 분석하여 획득한 타겟 표면 형상에 대한 데이터이다.3 is a diagram of measurement data and analysis data through an optical inspection system according to an embodiment. Figure 3 (a) is a diagram showing the measurement data for the interference fringes obtained by the detection unit 120, Figure 3 (b) is the data for the target surface shape obtained by analyzing the measurement data.

도 3을 참조하면, 검출부(120)는 간섭부(130)에서 출력된 광의 간섭무늬를 분석하여 타겟의 형상을 검출할 수 있다. 이 경우, 검출부(120)는 설정된 알고리즘에 따라 획득한 간섭무늬를 분석하여 타겟의 형상을 검출할 수 있다. 검출부(120)는 간섭계를 통과하여 출력된 광의 간섭무늬를 통해 타겟의 형상을 예측할 수 있는데, 간섭무늬의 획득은 연속적으로 수행될 수 있으므로 1회의 스캔을 통해 획득한 다양한 이미지 정보를 조합하여 타겟의 표면 형상에 대한 3차원 정보를 검출할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the detection unit 120 may detect the shape of the target by analyzing an interference fringe of light output from the interference unit 130 . In this case, the detection unit 120 may detect the shape of the target by analyzing the obtained interference fringes according to the set algorithm. The detection unit 120 can predict the shape of the target through the interference fringe of the light output through the interferometer. Since the acquisition of the interference fringe can be performed continuously, various image information acquired through one scan is combined to determine the shape of the target. 3D information about the surface shape can be detected.

이 경우, 검출부(120)는 타겟 형상 검출에 사용되는 알고리즘을 실시간으로 갱신함으로써, 타겟의 형상을 보다 정확하게 검출할 수 있다. 예를 들어, 검출부(120)는 레이 트레이싱을 통해 대상 타겟의 형상에 따라 예측되는 간섭무늬를 획득하고, 획득한 예측 간섭무늬를 실제로 검출된 간섭무늬와 비교하여 서로 일치하도록 알고리즘의 최적화를 수행할 수 있다. In this case, the detection unit 120 may more accurately detect the shape of the target by updating an algorithm used for detecting the shape of the target in real time. For example, the detection unit 120 obtains interference fringes predicted according to the shape of a target through ray tracing, compares the obtained predicted interference fringes with actually detected interference fringes, and optimizes an algorithm so that they match each other. can

도 4는 일 실시 예에 따른 광학 검사 시스템을 보정하는 과정을 나타내는 도면이다. 도 4(a)는 보정 전 분석 데이터에 대한 그래프이고, 도 4(b)는 보정 후 분석 데이터에 대한 그래프이다.4 is a diagram illustrating a process of calibrating an optical inspection system according to an exemplary embodiment. 4(a) is a graph of analysis data before correction, and FIG. 4(b) is a graph of analysis data after correction.

광학 검사 시스템의 광학계의 부품들이 틀어진 경우, 검출부(120)를 통해 획득한 분석 데이터는 측정 오차를 포함할 수 있다. 광학 검사 시스템은 측정부(110)를 통해 간섭부(130)에 출력되는 광을 변경할 수 있는데, 예를 들어, 광원으로부터 입사된 광을을 제2경로로 조사함으로써 평면 거울로부터 반사된 기준 반사광을 획득할 수 있다. 기준 반사광이 간섭계를 통과하는 경우, 검출된 간섭무늬에 따른 기준 데이터는 기 확보 되어있기 때문에, 도 4(a)와 같이 실제로 검출된 분석 데이터를 기준 데이터와 비교하여 측정 오차를 검출할 수 있다. 광학 검사 시스템은 검출된 측정 오차에 따라 분석 데이터가 도 4(b)와 같이 기준 데이터에 매칭되도록 보정할 수 있다.When parts of the optical system of the optical inspection system are distorted, analysis data obtained through the detection unit 120 may include a measurement error. The optical inspection system may change the light output to the interference unit 130 through the measuring unit 110. For example, by irradiating the light incident from the light source to the second path, the reference reflected light reflected from the flat mirror is measured. can be obtained When the reference reflected light passes through the interferometer, since the reference data according to the detected interference fringe is already secured, the measurement error can be detected by comparing the actually detected analysis data with the reference data as shown in FIG. 4(a). The optical inspection system may correct the analysis data to match the reference data as shown in FIG. 4(b) according to the detected measurement error.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques may be performed in an order different from the described method, and/or components of the described structure, device, etc. may be combined or combined in a different form from the described method, or other components or equivalents may be used. Appropriate results can be achieved even if substituted or substituted by

100: 광원부
110: 측정부
120: 검출부
130: 간섭부100: light source
110: measurement unit
120: detection unit
130: interference part

Claims (5)

광을 제공하는 광원부;
상기 광원으로부터 입력된 광을 타겟면에 출사하고, 타겟면으로부터 반사된 광을 수광하는 측정부;
광의 방향을 전환하여 닫힌 경로를 형성하는 복수의 미러와, 상기 측정부를 통과한 광을 수직 편광된 제1빔 및 제2빔으로 분리하여 상기 닫힌 경로를 따라 반대 방향으로 이동시킨 후 합쳐서 출력하는 편광 빔 스플리터와, 상기 닫힌 경로상에 위치 조절 가능하게 배치되는 제1렌즈 및 제2렌즈를 포함하는 간섭부; 및
상기 간섭부에서 출력된 광의 간섭무늬를 분석하여 타겟의 형상을 검출하는 검출부를 포함하고,
상기 간섭부에서 |f1-f2| ≤ 1mm 인, 광학 검사 시스템.
(여기서, f1 =제1렌즈의 초점거리, f2= 제2렌즈의 초점거리)a light source unit that provides light;
a measurement unit for emitting light input from the light source to a target surface and receiving light reflected from the target surface;
A plurality of mirrors that change the direction of light to form a closed path, and polarization that separates the light passing through the measuring unit into vertically polarized first and second beams, moves them in opposite directions along the closed path, and combines them for output an interference unit including a beam splitter and a first lens and a second lens disposed to be positioned on the closed path so as to be adjustable; and
A detection unit for detecting a shape of a target by analyzing an interference fringe of light output from the interference unit;
In the interference part, |f 1 -f 2 | ≤ 1mm, optical inspection system.
(Where, f 1 = focal length of the first lens, f 2 = focal length of the second lens) 제1항에 있어서,
상기 복수의 미러는 상기 닫힌 경로를 사각 고리 형태로 형성하도록, 순차적으로 배치되는 제1미러, 제2미러 및 제3미러를 포함하고,
상기 제1렌즈는 상기 제1미러 및 제2미러 사이에 배치되고,
상기 제2렌즈는 상기 제3미러 및 편광 빔 스플리터 사이에 배치되는, 광학 검사 시스템.According to claim 1,
The plurality of mirrors include a first mirror, a second mirror, and a third mirror sequentially disposed to form the closed path in a quadrangular ring shape,
The first lens is disposed between the first mirror and the second mirror,
The second lens is disposed between the third mirror and the polarization beam splitter. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 측정부는,
평면 미러;
상기 광원으로부터 입력된 광을 분할하여 상기 타겟을 향하는 제1경로 및 상기 평면 미러를 향하는 제2경로로 이동시키는 빔 스플리터;
상기 제1경로상에 배치되고, 광을 선택적으로 차단하는 제1셔터; 및
상기 제2경로상에 배치되고, 광을 선택적으로 차단하는 제2셔터를 포함하는, 광학 검사 시스템.According to claim 1,
The measuring unit,
flat mirror;
a beam splitter splitting the light input from the light source and moving it into a first path toward the target and a second path toward the plane mirror;
a first shutter disposed on the first path and selectively blocking light; and
and a second shutter disposed on the second path and selectively blocking light. 제1항에 있어서,
상기 검출부는,
상기 광의 간섭무늬의 분석을 설정된 알고리즘에 기초하여 수행하고,
상기 설정된 알고리즘을 통해 상기 타겟의 형상에 따라 예측되는 간섭무늬를 획득하고, 획득한 간섭무늬가 검출된 간섭무늬와 일치하도록 상기 알고리즘의 최적화를 수행하는, 광학 검사 시스템.According to claim 1,
The detecting unit,
Analysis of the interference fringe of the light is performed based on a set algorithm,
Obtaining an interference pattern predicted according to the shape of the target through the set algorithm, and performing optimization of the algorithm so that the obtained interference pattern matches the detected interference pattern.
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