KR20070012554A - 주문형 자동 광학 검사 서브 시스템을 이용하는 티에프티엘씨디 패널의 개선된 검사 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, TFT-LCD 패널의 전기 및 전자-광학 검사용 검사 시스템에서, 지역을 스캔하기 위해 배치된 펄스 조명원, 및 짧은 조명 펄스로 조명된 지역의 작동 캡쳐 이미지를 갖고, 결함의 지점을 분해하기 위해 연속적으로 스캔하는 동안, 초점이 맞도록 자동적으로 유지된 정밀 분해능 영역 이미징 카메라에 관한 것이다.
결함 검출, 분해능, 스캔, 캡쳐, 초점

Description

주문형 자동 광학 검사 서브 시스템을 이용하는 티에프티 엘씨디 패널의 개선된 검사{IMPROVED INSPECTION OF TFT LCD PANELS USING ON-DEMAND AUTOMATED OPTICAL INSPECTION SUB-SYSTEM}
본 발명은, 전기, 전자-광학 및 광학 기술을 이용하는 제조의 다양한 스테이지에서 평면 전자 회로 패턴화된 매체(media)의 검사에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은, 박막 트랜지스터(thin film transistor;TFT) 배열(액정 평판 디스플레이(liquid crystal flat panel display; LCD)의 주요 컴포넌트)와 같은, 평면 전자 기판의 자동화된 전기, 전자-광학 및 광학 검사에 관한 것이다. 특히, 큰 유리 시트(sheet) 상에 침착된, 고밀도 박막 트랜지스터(TFT) 액정 디스플레이(LCD) 패널의 검사에 초점이 있다.
TFT LCD 패널의 제조 중에, 복수의 분리할 수 있는 동일한 디스플레이 패널로서 기능하도록 의도된 전자 회로를 형성하기 위해, 얇은 유리의 크고 깨끗한 시트가 다양한 물질 층의 침착을 위한 기판으로서 이용된다. 이 침착은 스테이지들에서 보통 행해지는데, 각 스테이지에서는, (금속, 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide;ITO), 실리콘, 비정질 실리콘(Amorphous Silicon)등과 같은) 특정 물질이, 소정의 패턴에 부착하여 이전 층 위에(또는 베어 글래스(bare glass) 위에) 침착된다. 각 스테이지는, 침착(deposition), 마스킹(masking), 에칭(etching) 및 스트리핑(stripping)과 같은 다양한 단계들을 포함한다.
이 스테이지들의 각각 중에, 또한 한 스테이지 내의 다양한 단계에서, 최종 LCD 상품 성능에 전자적 및/또는 시각적 관계를 갖는 많은 생산 결함이 일어날 수 있다. 그러한 결함은, 예를 들면 회로 단락(short), 개방, 외부 입자, 잘못된 침착(misdepositon), 피처 크기(feature size) 문제, 오버 및 언더 에칭을 포함한다. 가장 통상적인 결함은, 도 1에 도시된 바와 같이, ITO 112로의 금속 돌출부 110, 금속 116으로의 ITO 돌출부 114, 소위 마우스 바이트(mouse bite) 118, 개회로(open circuit) 120, 트랜지스터 124의 단락 122, 및 외부 입자 126을 포함한다.
TFT LCD 패널 검사의 초기에 의도된 애플리케이션 영역에서, 검출의 대상인 제품 결함은, 지나친 결함 검출 한계를 요하는, (개별적으로 수 마이크로미터까지 낮아지는) 작은 것이다.
결함의 단순 검출은 불충분하다. 또한 검출된 결함은, 프로세스 결함(process defects), 즉 최종 제품의 성능을 해치는 것은 아니지만, 최적 조건을 벗어나는 배열 제조 프로세스의 조기 표시인 작은 결점, 배열 생산 산출량을 개선시키기 위해 수리될 수 있는 수리 가능 결함(reparable defects), 및 마지막으로 TFT 배열이 더 이용되지 못하게 하는 킬러 결함(killer defects)으로 분류될 수 있다.
넓은 범위의 기술들이 앞서 말한 결함들을 검출하고 분류하는데 이용되어 왔다. 그 기술들은, 전기, 전자-광학 및 순수 광학이라는 명칭의, 3개의 넓은 카테고리에 속한다.
전기 및 전자-광학 기술은, 피검사 대상이, 어떤 측정 가능한 전기 또는 전자기 특성을 갖도록 요구한다. 이것은, TFT LCD 패널을 검사하는 초기의 의도된 애플리케이션 영역에 대한 경우이다. 그 대상은, 전기적 수단에 의해 여기될 수 있고, 결과적인 전기 또는 전자기 동작이 측정되고 기록될 수 있다. 다음으로 그 동작은, 피검사 대상에서 비정상(abnormality)의 존재 또는 부재를 결정하기 위해, 알려진 정상 동작과 비교된다.
이 기술을 위해, 전기 및/또는 전자기 이상(anomaly)을 일으키는 결함의 물리적 크기나 가시성(visibility)은, 종종 검출에 대한 제한 인자가 아니다. 피검사 대상에서 회로의 전기 및/또는 전자기 동작에, 중요하고 측정 가능한 충격을 받는 한, 결함이 검출될 것이다. 그러나, 이러한 타입의 검사의 내재적인 한계는, 회로의 전기 및/또는 전자기 동작에 영향을 미치는 결함들만이 검출될 수 있다는 점이다. 크기와는 관계없는 다른 이상들은, 검사 시스템에 의해 놓쳐질 수 있다. 또한, 이 결함들 중 어떤 것은, 물리적 결함 크기보다 훨씬 큰 영역에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로, 어떤 통상적인 경우에, 전기 또는 전자-광학 검사 기술은, 피검사 대상의 이상의 근원인 물리적 결함에 반드시 대응하지는 않는 결함 흔적을 검출할 것이다.
자동 광학 검사(automated optical inspection; AOI)라 언급되는, 순수 광학 검사 기술은, 선택된 광학 설정 하에서 가시적이라면, 전기적 특성과는 관계없는 결함들을 검출하고 그 위치를 측정할 수 있다. 그러나, 합리적 양의 시간 내에 검출될 수 있는 결함의 크기에는 종종 심각한 한계가 있다. 보다 나은 검출 범위(더 작은 결함)와 보다 짧은 검사 시간은 모두, 매우 중요한 목표이다. 그러나 AOI 시스템에 대하여, 이것들은 항상 상충하는 목표이고, 절충되어야 한다. 달성 가능한 것은, 이미징(imaging) 및 프로세싱(processing) 하드웨어의 유용한 기술에 의해 제한된다. 검사 시간은 또한, 피검사 제품의 크기와 함께 증가한다. 그러므로, AOI 애플리케이션에 대해, 결과적인 고감도 시스템은 종종 느리고, 보다 빠른 시스템은 더 조악한 이미징 분해능(resolution)을 갖고, 따라서 검출 감도도 더 낮다.
전기 및 전자-광학 검사 방법은, 매우 작을 때, 또는 다른 침착층 아래에 묻혀 있어 광학적으로 눈에 보이지 않을 때조차도, 전기적 결함들을 검출할 수 있는 능력 때문에, 특히 흥미 있다. 이것은, 모든 물질층이 침착된 후의 TFT LCD 패널의 최종 검사에 대해 특히 정확하며, LCD 패널은 충분히 기능적이고 전기적으로 여기될 수 있다. 그러므로, 전기 및 전자-광학 검사 방법의 검출 위치 측정 및 분류 한계를 극복하는 개선을 제공하는 것은, 중요한 문제이다.
패턴화된 평면 매체와, 특히 TFT LCD 평판으로 침착된 유리 플레이트의 비정상을 검출하는 선행 기술에는, 다양한 방법 및 장치가 있다. 그러한 방법의 제1 카테고리는, 평면 매체의 물질 침착에 의해 형성된 회로의 전기적 테스팅이다. 이 기술은, 문제되는 패턴이, 자극될 수 있고 전기적 변수가 측정될 수 있는 완전하거나 부분적인 전기 회로를 형성할 때, 이용될 수 있다.
IBM Journal of Research & Development(1992.1, 제1호, Vol.36)의 기사 "TFT/LCD 배열의 기능성 테스팅(Functional Testing of TFT/LCD Arrays)"; Jenkins 등은, 다른 많은 결함들의 존재뿐만 아니라, 개별적인 TFT LCD 픽셀의 전하(charge) 보유 능력의 결함이, 감지 회로(sensing circuit)를 통해 픽셀을 선택적으로 채우고, 또한 그들을 비움으로써 검출될 수 있다고 주장한다. 이 방식에서, 측정은 원래 저장된 전하가 얼마나 많이 회복될 수 있는가에 관한 것이다.
본 방법의 감지 양상 및 LCD 패널 픽셀로의 접속은, Jenkins 등의 미국특허 제5,179,345호에서, 상세하게 설명된다. TFT LCD 패널 결함 검출 장치는, Ichioka 등의 미국특허 제5,546,013호에서 설명된다.
앞서 언급한 테스팅 방법은, 모든 게이트 및 TFT LCD 패널 구조의 데이터 라인으로의 갈바니 접속(galvanic connection)이 개개의 픽셀을 어드레스 지정하고 전기적으로 시험할 수 있도록 한다. 이 한계는, 비싸고 유지하기 어려운 접촉 하드웨어에 도움이 된다. 요구되는 접촉의 수를 감소시키려는 본 방법의 개선은, Jenkins 등의 미국특허 제6,437,596 B1호에서 제안된다.
평면 매체의 그러한 회로의 전기적 테스팅의 다른 타입은, 검사되는 표면에 조사된 전자 빔에 의한다. 전자 빔을 이용하는 다수의 해결책들은, 주사형 전자 현미경 사용법(Scanning Electron Microscopy;SEM)의 기본 원리를 이용한다. 이 방법에 의하면, 회로 피처에 저에너지 전자 빔을 조사하고, 상기 회로 피처로부터 확산된 2차 전자의 에너지 준위(energy level)를 기록함으로써, 검사되는 표면의 전압 배전(voltage distribution)이 생성될 수 있다. 이 생성된 전압 맵(voltage map)은 표면에서의 전기적 결함의 존재 및 타입을 검출하는데 이용될 수 있다.
Hartman 등의 미국특허 제4,843,312호는, TFT LCD 회로 구조에서 결함을 테스트하기 위해 에너지 빔(또는 입자 빔)을 이용하는 일반적 접근을 설명한다.
Brunner 등의 미국특허 제5,414,374호는, 또한 LCD 패널에 대한 입자 빔 테스터를 설명한다. 이 경우에 의하면, LCD 픽셀의 평면 전극은, 전극에 포텐셜(potential)을 생성하기 위해, 빔에 의해 표적이 된다. 다음 측정 사이클에서, 이 포텐셜은, 같거나 제2의 빔 중 어느 하나의 확산된 2차 전자로 측정되고, 계획상의 값과 비교된다. 또한 스위칭 요소는, 시변 포텐셜(time varying potential)을 제공하기 위해 측정 기간 중에 활성화되는데, 이는 또한 측정되고 계획상의 동작에 비교될 수 있다.
전자 빔 테스팅의 다소 다른 애플리케이션은, 상기 회로 피처의 위치가 측정된 부분으로 연속적으로 지시된 전자 빔으로, 회로 피처를 충전 또는 방전하는 것을 통해 달성된다. 예를 들면, TFT LCD 패널 픽셀 배열에서 개개의 픽셀은, 저에너지 전자 빔, 및 구조의 전기적 결함의 존재를 결정하기 위해 측정된 유도 전류로 자극된다. IBM Journal of Research & Development(1990.3/5, 제2호/제3호, Vol. 34)의 "멀티-칩 기판의 개방/단락 테스팅을 위한 전자-빔 기술(Electron-Beam Technology for Open/Short Testing of Multi-Chip Substrates)란 제목의 기사에서, Golladay 등은, 이 기술을 설명한다. Golladay 등의 보다 최근의 미국특허 제5,612,626호는, 전자 빔 기술에 기초한 전자 기판 결함 검출 시스템을 설명한다.
결함 검출 방법의 제2 카테고리는, 전자-광학 기술에 관한 것이다. 이 방법 카테고리에 의하면, 회로의 전기 및/또는 전자기 동작은, (전형적으로 적절한 변조기(modulator)를 통해 형성된 가시 광선이나 e-빔 반사를 통해) 광학적으로 관찰 가능한 것으로 변환된다. 다음으로 변조기의 출력은, 검사된 회로의 전기적 동작의 대표적인 이미지를 형성하기 위해 광학적 수단을 통해 이미징된다. 특히, 전기장의 이미지 및 검사된 회로의 전압 배전은, 전압 맵의 형태로 생성될 수 있다. 다음으로 이 이미지들은, 표면상의 전기적 결함을 검출하고 확인하기 위해 이용될 수 있다.
Henley의 미국특허 제4,983,911호 및 제5,124,635호는, 전자-광학 빛 변조기의 원리와, 전압 및 피시험 표면으로부터 초래된 전기장이 적절한 액정 변형 구조의 광학 특성을 변조하는데 이용되는 관련 이미징 수단을 설명한다. 따라서 광학 이미지는, 이미지 캡쳐 디바이스로 생성되고 기록된다. 제조 방법에서 이 전자-광학 변조기의 개선된 버젼은, Henley의 이후의 미국특허 제5,615,039호에서 개시된다.
Henley의 미국특허 제5,570,011호는, 알려진 전기적 상태에 있도록 자극될 수 있는 전자 디바이스를 테스트하는 테스팅 장치의 이 전자-광학 감지 요소를 이용하는 완성된 방법을 설명한다. 이 방법은, 조립되고 액정으로 채워지기 전에 생산의 최종 스테이지에서, TFT LCD 패널의 전기적 기능성의 전자-광학 테스팅에 성공적으로 이용되어 왔다.
결함 검출 방법의 나머지 주요 카테고리인, 자동 광학 검사(AOI)는, 요구되는 배율(magnification) 및 분해능에서의 광학 이미징에 기초하고, 검사되는 제품 의 기대되는 통상적 변형 밖의 결함을 검출하기 위하여, 하드웨어/소프트웨어 이미지 프로세싱 기술을 이용하고 있다. 검출된 이상은, 전기적으로 심각한 결함으로 한정되는 것은 아니며, 주어진 광학 구성(configuration), 시스템의 이미징 배율 및 분해능에 의해 결정된 광학적으로 식별 가능한 객체로 한정된다. 또한 분해능은, 그러한 시스템의 복잡성 및 작동 스피드를 결정한다.
그러한 자동 검사를 수행하는 기본 원리는, 선택된 배율 및 분해능으로 검사되는 제품을 이미징하는 것, 및 다음으로 CCD 또는 CMOS 센서와 같은 이미지 캡쳐 디바이스를 이용하여 이미지 정보를 디지털화하는 것에 기초한다. 캡쳐된 이미지는, 검사되는 제품의 표면의 정상 변형의 참조를 구축하고, 참조와의 비교에 기초하여 결함 검출을 수행하는데 이용될 수 있다. 비교 과정은, 이미지 차감(image subtraction)과 같은 공간 패턴 비교 기술이 참조로부터 테스트 이미지의 이탈을 검출하는데 이용되는 공간 도메인에서 행해질 수 있다. 대신에, 비교는 적절하게 선택된 대표적 피처를 갖는 피처 도메인에서 행해질 수 있다. 이 후자의 경우에, 테스트 제품과 참조 모두는, 이미지로부터 파생된 피처의 세트들에 의해 나타내어진다. 비교는 또한, 이 선택된 피처 공간에서 수행된다.
광학 검사를 위해서는 많은 접근 방법이 존재한다. 예를 들면, Levy 등의 미국특허 제4,247,203호 및 제4,347,001호는, 반복하는 회로 다이(circuit dies)의 포토마스크(photomask)에서 결함을 검출하기 위하여, 공간 패턴 비교 기술을 이용하는 자동 광학 포토마스크 검사 장치를 설명한다.
Specht 등의 미국특허 제4,805,123호는, 서브 픽셀 분해능에서 공간 패턴 비 교로, 그러한 반복적 패턴을 갖는 표면을 검사하는 개선된 방법을 개시한다. 이미징 분해능에 가까운 검출 감도는, 참조 및 테스트 이미지의 신중한 서브 픽셀 정렬을 통해 달성 가능하다. 그러한 검출 감도는, 특정 분해능에서 샘플된 이미지의 에일리어싱 노이즈(aliasing noise:또한 픽셀레이션(pixelation) 노이즈라고도 불린다) 때문에, 정상적으로 가능하지는 않다. 그 방법은, TFT LCD 검사뿐만 아니라 실리콘 웨이퍼(silicon wafer) 검사에 이용되어 왔다.
또한, 포토마스크 및 집적 회로 다이 패턴 검사를 위해 제안되는 다른 해결책들도 존재해 왔다. 예를 들면, 이들은, Danielson 등의 미국특허 제4,926,489호, Jordan 등의 미국특허 제5,864,394호, Emery의 미국특허 제6,282,309호에 개시되어 있다.
TFT LCD 패널의 검사로의 자동 광학 검사 기술의 적용은, 집적 회로 다이의 검사를 위해 잘 확립된 기술의 확장으로 구성되어 있다. 그러나, 물질 대비(material contrast)를 개선하는 것과 같은, 애플리케이션 도메인의 특정 문제를 어드레스 지정하는 다른 기술이, 또한 개시되어 있다. 예를 들면, Finarov의 미국특허 제5,333,052호는, 대비, 및 따라서 TFT LCD 패널의 (ITO와 같은) 투과성 물질의 검출 능력을 개선하는데 특히 유용한 위상 대비 이미징 기술(phase contrast imaging technique)을 설명한다.
AOI 시스템은, 전기적 특성 및 비전기적 특성의 결함을 검출하고 이미징할 수 있으며, 따라서 기능 고장으로 즉시 이끌지 않는 결함을 검출함으로써 프로세스 제어 목적을 위해 이용될 수 있다. 그러나, 그들의 성능 및 검사 시간은, 기구 작 동 분해능의 기능이다.
회로의 심각한 전기적 고장을 일으키는 많은 결함들은, 검사되는 제품의 전체 표면과 비교할 때 매우 작기 때문에, 이 심각한 결함을 검출하는 요건은, 높은 광학 동작 분해능을 갖는 기구로 나아간다. 이것은, 이번에는, 매우 비싼 기구, 매우 느린 기구 중 하나, 또는 둘 다의 결과를 갖는다. 가장 비싼 하드웨어를 갖고도, 유용한 하드웨어 기술에 의해 결정된 달성 가능한 검사 속도에는 한계가 있다. 이 한계들은, TFT LCD 패널에 의해 침착된 평면 물질 플레이트의 크기가, 포함된 회로 피처 크기보다 훨씬 커지는 TFT LCD 패널 검사의 바람직한 애플리케이션 영역에 특히 중요하다.
그러므로, 물리적 크기와 관계 없는 전기적으로 심각한 결함을 검출할 수 있는, 상술한 전기 및 전자-광학 검사 기술에 대한 요구가 있다. 그러나, 전기 및 전자-광학 시스템은 다음과 같은 어려움에 직면한다: 결함의 일정한 타입에 대해, 결함의 전기적 흔적은, 결함의 물리적 원인보다 훨씬 큰 구역에 이를 수 있다. 예를 들면, TFT LCD 패널회로에서 데이터 라인으로부터 공유 라인(common line)으로의 단락은, 전체 데이터 라인을 접지할 것이고, 따라서 데이터 라인이 차지한 전체 구역에 이르는 결함 흔적을 가져올 것이다. 이 검사는, 결함에 대한 위치 측정 정보를 주지 않고, 이는 그러한 시스템에서 큰 장애이다. 결함 위치 측정 정보는, 작동기(operator)가 광학 현미경을 통해 결함의 특성을 수동적으로 리뷰하도록 하기 위해, 또는 자동 분류 서브 시스템이 결함을 이미징하고 처리하기 위해, 프로세스 제어 목적을 위해 결함의 재발생을 감시하는데 유용하다. 수리 기구가 프로세 스에 포함된다면, 위치 측정 정보는 결함을 찾아내고 수리하는데 더 이용된다.
일찍이, Clark 등의 "집적된 시각적 이미징 및 전자 감지 검사 시스템(Integrated Visual Imaging and Electronic Sensing Inspection Systems)"라는 명칭의 미국특허출원 제10/223,288호는, 검출 및 분류 결과를 결합할 목표를 갖는, 양 독립 채널에 의해 피검사 대상의 전체 표면의 스캔을 공동으로 수행하기 위하여, 집적된 시각적 이미징(integrated visual imaging;AOI) 채널을 갖는 non-AOI 검사 기구를 증대시키는 일반적인 개념을 개시한다.
결함 검출 및 수리에 대한 전형적 선행 기술의 처리 흐름은, 도 2에 개략되어 있다. 그 처리는, Non-AOI 검사 시스템 뿐만 아니라, AOI 시스템에도 효과적이다. 작동 중에, 검사되는 제품은 이전의 처리 단계(단계 210)로부터 출발하고, 제품의 생산 비정상에 대해 스캔되도록 결함 검출 시스템 212로 지시된다. 결함 검출 시스템이 제품에서 작동한 후에, 검사되는 제품에서 확인되는 결함의 리스트인 출력이 생성된다.
결함 검출 시스템의 능력에 따라, 결함은, 정확하게 위치 측정된 결함 지점( defect points ), 또는 큰 영역에 이를 수 있는 느슨하게 위치 측정된 결함 구역( defect zones )일 수 있다. 예를 들면, 일정한 전기적 테스팅 방법은, 라인 단락의 정확한 위치를 결정할 수 없는데, 결과적인 전기적 이상이, 물리적 결함이 일어나는 영역뿐 아니라, 전체 라인에 영향을 미치기 때문이다.
(시스템 212에서) 결함 검출 단계에 의해 어느 결함도 확인될 수 없는 경우에는(단계 214), 제품은 다음 처리 단계로 보내진다(단계 224). 하나 또는 그 이 상의 결함이 확인된다면, 다음으로 이 결함들의 각각이 적절한 수리 시스템 218에 의해 수리 가능한지 결정이 이루어진다(단계 216). 검사 및 수리 시스템 212, 218의 능력에 따라, 이 결정은 검사 시스템 212나 수리 시스템 218 중 어느 하나에서 이루어질 수 있다. 예를 들면, 어떤 검사 시스템은, 수리 가능한지 아닌지에 기초하여 결함을 분류하기 위해, 사용자 사양(specification)에 기초한 자동 리뷰 및 분류를 수행하는 능력을 갖는다.
수리 가능한 결함은, 수리 시스템에 의해 처리되고, 만일 성공적이라면(단계 228), 검사된 패널은 다음 처리 단계로 보내지거나(단계 224), 다른 처리의 대상이 되어(단계 220) 다른 처리 흐름으로 전환된다(단계 226). 수리 불가능한 결함을 가진 샘플의 정확한 처리는, 보통 제조 공장에 의존적이다. 공장 전략에 따라, 다른 처리 및 그 다음의 처리 흐름은 간단하게, 전체 기판을 폐기하는 단계, 단지 기판의 결함이 있는 패널만을 폐기하는 단계, 또는 벗겨내고 전체 기판을 프로세스의 시작으로 재순환시키는 단계로 진행할 수 있다. 검사되는 제품이 프로세스를 거쳐 전달되는 동안, 확인된 결함에 관한 정보가, 검사 및 수리 시스템 모두에 접근 가능한 데이터베이스 228을 통해 저장되고 통신된다.
필요한 것은, 이 결함이 사용자 또는 자동 분류기에 의해 리뷰되기 전에, 일정한 타입의 결함의 위치를 정확하게 측정하기 위하여, 전기 및 전자-광학 기술에 기초한 것들과 같은 non-AOI 시스템의 대부분의 한계를 특정하게 어드레스 지정하는 패널 검사 시스템이다.
산업계에서는 그러한 기술이 단 하나 소개되어 있다. 한국의 참 사(Charm, inc.)는, 최근에 수리를 편리하게 하기 위해 패널의 결함의 위치를 자동으로 측정하도록 스테이션을 개발했다. 그 장치는, 수리 기구에서 동작하는 프로세스를 개선한 것이다. 그 장치는, 주요 리뷰와 관계없이 동작하는 분리된 관련 광학 및 수리 스테이션의 수리 광학으로서, 분리된 TDI 라인-스캔 카메라를 이용한다. 그 장치는, 서브 픽셀 보간법(interpolation)이 분해능 및 검출 감도의 바람직한 정밀성을 확보하기 위해 요구되는, 그런 조악한 객체 평면 픽셀 분해능을 채용한다. 이미징은, 본질적으로 1차원적이며, 두 개의 주목할 만한 결과를 갖는다. 이미지는 즉시 캡쳐될 수 없고, 직각을 이루는 두개의 다른 스캔이 두 방향을 따라 결함을 검출하도록 수행되어야 한다. 그러므로, 라인 스캔 카메라 자체는, 두 스캐닝 방향 사이에서 물리적으로 회전되어야 한다.
본 발명에 따르면, TFT-LCD 패널의 전기 및 전자-광학 검사용 검사 시스템에서, 전기나 전자-광학 검사 시스템의 결함 위치 측정 및 분류화 양상을 도와주기 위하여, 공간적 이미징 디바이스에 의해 캡쳐되는 조명의 일련의 짧은 펄스를 이용하여, 스캐닝 중에 특정 지역의 정확하고 세밀한 분해능의 2차원적 이미지를 캡쳐함으로써, 피검사 대상의 제한된 부분의 주문형 정밀 분해능 이미지 AOI 스캔을, 규칙적인 리뷰 채널의 일부로서 제공함으로써, 자동 검사가 확장된다. 프로세스는 복합 이미지를 캡쳐하기 때문에, 하나의 지점보다 많은 결함이 프로세스에 의해 확인될 수 있다. 본 발명에 따른 장치는, 이 결함들이 사용자나 자동 분류기에 의해 리뷰되기 전에, 일정한 타입의 결함의 위치를 정확하게 측정하기 위하여, 스탠드얼론(standalone) 기구로서 채용되거나, 또는 검사 스테이션이나 수리 스테이션으로 편입될 수 있다. 정밀한 이미징 분해능 때문에, 서브픽셀 보간법은 필요하지 않다.
특정한 일실시예에 의하면, 초당 60 프레임 이상의 캡쳐가 가능한 고속 영역 스캔 카메라는, 실질적으로 20 마이크로초(microsecond)보다 짧은, 바람직하게는 8 마이크로초보다 짧은 노출 지속 시간을 갖는 플래시 램프 이미지를 캡쳐하는 동안, 30mm/초보다 큰 속도로 스캔하도록 동작한다. 삼각 측량을 이용하고 이미징 스캔 카메라와 같은 광학 경로를 공유하는 하드웨어 자동-초점 센서(hardware auto-focus sensor)는, 이미징 기능을 위한 빠르고 연속적인 초점 추적(focus tracking)을 제공한다.
주문형 기능은, non-AOI 검출 기능 및/또는 수리 기능으로 연속적으로 작동하고, 결함의 위치를 지정하고 이미징하기 위해 소정의 제한된 구역에서 수행된다. 본 발명의 특정 실시예는, non-AOI 검사 기구와 관련하여 작동하는 수리 기구의 기능적 증대뿐 아니라, 상기 non-AOI 검사 기구의 기능적 증대의 형태일 수 있다.
본 발명은, 첨부도면과 함께 다음의 상세한 설명을 참조하여, 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1은, 결함들의 타입을 도시하는 피시험 제품의 다이어그램이다.
도 2는, 결함 검출 시스템 및 결함 수리 시스템에 대한 흐름도이다.
도 3은, 결함 검출 기구 측의 프로세스의 상세한 도면이다.
도 4는, 결함 수리 기구 측의 상세한 도면을 도시한다.
도 5는, 본 발명의 일실시예에 따른, 광학 이미징 디바이스의 측횡단면도(side cross-sectional view)이다.
도 6은, 하드웨어 자동 초점이 채용되는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 광학 이미징 디바이스의 측횡단면도이다.
도 7(a)-7(c)는, 본 발명의 일실시예에 따른, 스트로브 영역 스캔 이미징 처리(strobed area scan imaging process)를 도시한 것이다.
도 8은, 본 발명의 특정한 일실시예의 전체 구조에 대한 다이어그램이다.
검사 시스템, 또는 검사 및 수리 장비로 구성된 시스템 그룹에서, 잘 정의된 프로세스는, 검사 및 그 다음의 선택적 수리 작동이 정확하게 어떻게 수행될지를 결정하기 위해 이용된다. 이 프로세스는, 검사 및 수리 작동에 포함된 서브 시스템의 역할, 및 검사되는 제품에서 수행될 동작의 시퀀스를 설명한다.
본 발명은, 주문형 AOI 서브 시스템을 채용하는 개선을 추가하기 위해, 기구를 증대시킬 것을 제안한다.
개선된 흐름, 및 추가된 서브 시스템으로 결함을 빠르게 확인하는 추가된 능력은, 본 발명의 주요한 기여인 것으로 고려된다.
도 3에서, 새로운 기능성이 프로세스의 검사측 및 검사 기구로 통합된, 주문형 AOI 프로세스의 특정한 일실시예가 제시된다. 결함 검사 대상 제품은, (단계 312에서 시작하는 프로세스에 의해 나타내어진) 검사 기구로 입력된다(단계 310). 검사 기구는, 결함에 대해 제품 표면을 스캔한다(단계 312). 만일 어느 결함의 위치도 측정된 바 없다면(단계 314), 제품은, 수리 기구 또는 기구들을 건너 뛰고, 다음 처리 단계로 보내진다(단계 315). 만일 결함들의 위치가 측정된다면(단계 314), 기구에 결함 리뷰 하드웨어가 장착된 경우, 그들은 (단계 316에서 시작하는) 리뷰 단계의 대상이 된다.
non-AOI 검사 장비는, 종종 단일 공간 지점, 즉 구역에 이르는 전기적 흔적을 갖는 결함을 표시한다. 알려진 기술이 같은 방식으로 두 타입의 결함을 모두 처리하는데, 즉 수리 가능한지를 결정하기 위해, 그들은 분류용 광학 현미경으로 리뷰되거나, (시스템에 의해 확인된 전기적 결함의 타입과 같은) non-AOI 결정 기준에 따라 처리된다. 이 단계들은, 단계 316 및 경로 338, 단계 318, 단계 332, 및 단계 330으로서, 본 발명에 편입된다.
검사 기구상에서의 결함 리뷰는, 결함의 위치로 정밀 분해능 광학 현미경을 배정하고(단계 322), 뷰(view)의 선택된 영역에 대한 리뷰 이미지를 수집함으로써(단계 324) 행해진다. 다음으로, 이미지는, 결함의 타입 및 중대성에 대한 결정을 내리기 위해, 조작자에 의해 관찰되거나(단계 326), 자동 분류 시스템의 대상이 될 수 있다(단계 328). 결함은, 다시 수리 가능한지(Yes) 어려운지(No) 평가되고(단계 330), 패널은 수리 기구(단계 336)나, 다른 처리 흐름으로 전환되도록(단계 334) 배정된다.
알려진 기술은, 만일 단지 한 구역이 결함이 있는 것으로 확인될 수 있다면, 다음으로 어려운 수동 리뷰 처리가 개시된다는 것을 제공한다. 예를 들면, 라인 부족은, 작동자(operator)가 현미경을 통해 물리적 결함을 관찰하고 결함의 중대성에 대해 결정을 내리기 위해 전체 패널 길이나 폭에 이르는 라인을 스캔할 필요가 있다는 것을 의미할 수 있는데, 이는 대부분의 경우, 구역을 커버하고 결함의 위치를 측정하기 위해서 과도한 양의 시간이 요구되기 때문에, 고배율 현미경으로 불가능한 작업이다. 가장 좋은 경우에, 작동자는, 현미경 배율 사이에서 스위치하고, 더 작은 배율에서 결함의 위치를 측정하도록 시도할 수 있다. 이것은 또한, 상당한 작동자 시간을 포함한다.
한편 자동 분류기는, 보통 이미지의 프레임에서 작동하도록 고안되고, 결함의 정확한 위치가 알려지지 않은 경우에 대처할 수 없다.
본 발명에 따르면, 결함의 전기적 흔적이 국부적인 지점이라기보다, "구역"이나 지역일 때, 주문형 AOI 프로세스 320 서브 시스템이 활성화된다. 적절한 배율 및 분해능을 갖는 광학 이미징 시스템이 이 전체 구역을 커버하기 위해 non-AOI 검사에 의해 표시된 구역을 스캔하도록 배정되고(단계 321), 수집된 이미지 스트림은 그 이상의 이용이나 분석을 위해, 캡쳐되고 시스템 메모리에 저장된다(단계 323). 이미지 스트림은, non-AOI 방법에 의해 검출된 원래의 전기적 결함에 대한 책임이 있는 물리적 결함(들)을 검출하고 그 위치를 정확하게 측정하기 위하여, 전용 이미지 프로세싱 하드웨어/소프트웨어에 의해 처리된다(단계 325). 결함이 공 간적으로 국부화된 지점으로 분해되고 나면, 리뷰 프로세싱으로 넘겨진다(단계 318).
도 4에서, 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있는데, 여기서 새로운 주문형 AOI 기능성이, 수리 기구라는 이름의, 프로세스의 수리측에 통합된다. 수리 대상인 제품은, 앞선 처리 단계로부터 (가능한 도 3의 검사 단계 336으로부터 직접적으로) 수리 시스템으로 간다(단계 410). 결함 정보는, 전형적으로 검사 시스템에 의해 앞서 갱신된 공유 데이터베이스를 통해 시스템으로 통신된다(도 3의 단계 326 또는 328).
(알려진 기술에 의하면, 수리 기구는, 지점 또는 구역을 커버하는지에 관계없이, 결함이 리뷰를 위해 보내지도록 작동한다(단계 412, 단계 418로 가는 경로 414). 프로세스의 수리측의 이 리뷰는, 일반적으로 수동적이었다. 작동자는, 수리될 결함을 선택한다. 고배율, 고분해능 광학 현미경은, 결함 위치 측정으로 배정되고(단계 418), 작동자는 결함의 이미지로 제시된다(단계 420). 작동자는, 결함을 어떻게 수리할지를 결정하고, 그렇게 하기 위해 필요한 동작을 취하며(단계 424, 426), 수리된 아이템을 다음 처리 단계로 향하도록 한다(단계 432). 만일, 결함이 수리될 수 없다면(단계 428), 수리 불가능한 결함이 있는 패널을 다루기 위해, 아이템은 다른 처리 흐름으로 전환된다(단계 430).)
(결함이 단지 구역으로서 확인될 수 있을 때, 알려진 기술에 따른 작동자는, 실제의 물리적 결함에 대한 전체 구역을 수동적으로 스캔하고, 다음으로 그것을 수리하도록 시도하는 태스크를 갖는다. 이것은, 상당한 작동자 시간을 요구하고, 수 리 처리량에 직접적으로 부정적인 영향을 갖는다.)
다른 실시예에 의하면, 본 발명은, 특정의 주문형 AOI 능력을 추가함으로써 프로세스를 개선한다. 이는, 처리(단계 416)에 의해 직접 링크(경로 414)를 대체함으로써 행해진다. 포함된 결함이 국부화된 지점이라기보다 구역에 이르는 흔적을 가질 때, 주문형 AOI 기능성이 활성화된다. 적절한 배율 및 분해능의 광학 이미징 시스템은, 이 전체 구역을 커버하기 위해 결함 정보에 의해 표시된 구역을 스캔하고, 수집된 이미지 스트림을 시스템 메모리에 저장하도록 배정된다(단계 421, 423). 이미지 스트림은, 원래의 전기적 결함 구역에 대한 책임이 있는 물리적 결함(들)을 검출하고 위치를 정확하게 측정하기 위하여, 이미지 프로세싱 하드웨어/소프트웨어에 의해 처리된다(단계 425). 한번 결함이 공간적으로 국부화된 지점으로 분해된다면, 리뷰 및 수리 프로세싱의 나머지 부분으로 넘겨진다(단계 418에서 시작).
본 발명의 주요 기여는, 기구들을 포함하는 프로세스의 처리량을 개선하기 위해, 검사 및/또는 수리 기구가 작동하는 프로세스를 개선하는 것이다. 주문형 AOI에 대한 바람직한 하드웨어 실시예는, 기능성이 기구로 어떻게 편입될 수 있는지에 대한 예시이다.
본 발명의 특정 하드웨어 실시예에 의하면, 적절한 배율의 전용 이미징 채널은, 주문형 AOI 서브 시스템으로서, 부합하는 분해능의 영역 스캔 이미지 캡쳐 디바이스 및 스트로브 플래시 램프 조립체와 함께 이용된다. 이 이미징 채널 광학 설비의 상세는, 도 5에서 개략적으로 도시된다. 영역 스캔 카메라 500의 모든 컴 포넌트는, 중앙 광학축 510 및 조명축 528을 따라 정리된다. 현미경 대물 렌즈(objective) 526 및 튜브 렌즈(tube lens) 518은 광학 셋업에서 보도록 위치되고, 영역 스캔 이미지 캡쳐 디바이스(예를 들면, CCD 또는 CMOS 디바이스) 514는 복합(대물 렌즈 526 및 튜브 렌즈 518) 이미지 시스템의 이미지면에 위치된다. 센서 514는 카메라 설비 512에 넣어진다. 이미지 캡쳐 처리 중에, 이미징되는 제품(도시되지 않음)은, 조명 렌즈 520을 통해 빠른 스트로브 플래시 램프 522로 조사된다. 조명의 지속은, 초당 30 mm의 스캐닝 스피드를 위해, 전형적으로 20 마이크로초보다 적게, 또한 바람직하게는 8 마이크로초보다 적게 된다. 조명은 빔 스플리터(beam splitter) 524로 주 광학축과 연결되고, 전체 구조는 장착 플레이트(mounting plate) 516을 통해 검사 또는 수리 기구(도시되지 않음)에 장착된다. 본 발명에 따른 광학 장치는, 작동 중에 목표에 관하여 이동될 수 있도록, 즉, 렌즈가 고정되거나 그 반대의 상태로 남아 있는 동안 목표가 이동될 수 있도록, 장착 플레이트 516에 장착된다.
스트로브 조명과 결합된 영역 스캔 카메라 500은, 많은 이점들을 제공한다. 영역 스캔 카메라 500은, 어떤 스캐닝 방향을 따르더라도 이미지 수집을 수행할 수 있게 하는데, 왜냐하면 영역 스캔 센서 514가, 라인 스캔 이미징 디바이스의 경우와 같이 방향 감지 이미지 캡쳐 디바이스가 아니기 때문이다. 그러나, 일반적으로, 영역 스캔 이미징 센서는, 움직임의 존재에 대해 민감하고, 이상적으로는 단지 카메라가 움직이지 않는 동안에 이용되어야 한다. 이 장애는, 짧은 펄스 스트로브 플래시 라이트 조명의 이용에 의해 경감된다. 이 조명 기구에 의해 생성된 강도 높은 짧은 펄스는, 이미징 채널 조립체가 움직이는 동안, 그 움직임을 정지시키고, 일련의 선명한 이미지의 캡쳐를 가능하게 한다. 이 프로세스는, 기구 내의 진동의 존재에 대항하여 이미지 선명도의 내재적 확고함을 암시한다. 플래시 램프의 짧은 듀티 사이클(duty cycle)은 또한, 조명기 전력 소비를 최소화하고, 전구의 기대 수명을 확장한다. 그러한 플래시 램프는, 다른 연속적 조명기와 비교할 때, 크기가 더 작고, 더 밝다.
도 5에 도시된 광학 설비는, 본 발명의 단지 하나의 특정 하드웨어 실시예일 뿐이다. 다른 실시예들도 또한 가능하며, 아래에서 논의된다.
도 6은, 하드웨어 기반 추적 자동 초점이 이미징 채널로 통합된, 본 발명의 일실시예를 도시한다. 이 실시예에 의하면, 자동 초점 메카니즘 612는, 위치를 결정하기 위하여 예를 들면 삼각 측량을 이용하고, 이미징 채널은, 전체 조립체를 지지하는 플랫폼 516에 대하여 z-축을 따르는 제어된 움직임 610을 통해, 가장 좋은 초점을 기계적으로 유지할 수 있다. 그 이동은, 전체 스테이지를 구동하는 스텝퍼 모터(stepper motor)나 음성 코일(voice-coil)과 같은 대체물에 의해, 또는 현미경 대물 렌즈 526의 음성 코일 발동 작용(actuation)에 의해 초래될 수 있다. 하드웨어 인포커스(in-focus) 센서 612는, 컬럼(column)에 장착되고, z-축 위치 및 초점 상태를 검출하는데 이용된다. 인포커스 센서 612는, 빔 스플리터 616, 및 종래의 카메라에 이용된 타입의 검출 및 제어 컴포넌트(도시되지 않음)에 이미지가 초점을 맞추도록 지시하는 렌즈 614와 같은 관련 렌즈를 통해 이미징 채널로 통합된다. 제어기 요소는, 이미징 채널에 장착되거나, 분리된 하우징에 배치될 수 있는데, 그 출력은, 서보(servo)가 전체 메카니즘, 또는 적어도 렌즈 요소의 기계적 위치를 제어하도록 한다.
도 7(a), 7(b), 및 7(c)는, 본 발명에 따른 스트로브 플래시 라이트 조명을 갖는 영역 스캔 이미징 채널의 동작을 도시한다. 이미징 채널은, 스트로브 펄스에 대한 트리거(trigger) 신호 714의 순간에 이미지의 중앙 지점을 둘러싸는 영역에 의해 나타날 때, 정밀한 분해능을 갖는 특정-시야(field-of-view)-FOV 710을 커버한다. 이미징 채널이 특정된 움직임 경로 716 또는 722를 따라 이동될 때, 주기적 위치 트리거 신호 714에 의해 트리거된 스트로브 플래시 라이트 조명은, 채널의 움직임을 따라 이미지를 정지시키고, 스캔되는 영역의 선명한 이미지를 캡쳐한다. 플래시 라이트 조명에 의해 캡쳐된 각각의 FOV는, 전형적으로 1%에 속하는 작은 영역 712에 의해 겹쳐진다.
도 7(b)는, 특정된 결함 구역을 하나의 결함 지점으로 분해하는 프로세스를 도시한다. 이동 궤적을 따라 여러 시야(FOV)에 걸쳐 퍼져있는 구역이나 지역 718이 스캔되고, 이미징 채널 기구(도 5나 6)는, 전체 지역을 커버하기 위해 정밀 분해능 이미지의 시퀀스를 캡쳐한다. 각각의 캡쳐된 이미지는, 이미지 프로세싱 및 결함 검출에 의해 처리된다. 캡쳐된 이미지 중 하나 또는 그 이상에서는, 결함 지점 720이 플래시 램프 및 자동 초점의 이점을 갖고 검출될 수 있다. 검출는, 그 지역을 하나 또는 그 이상의 결함 지점으로 분해하고, 따라서 주문형 AOI 스캔의 프로세스를 완성한다.
주문형 AOI 피처에 의해 스캔될 결함 지역은, 도 7(a) 및 7(b)에서와 같은 직선 지역일 필요가 없다. 임의의 형태의 다른 지역이 생각된다. 도 7(c)는, 그러한 궤적 722에 의해 커버되는 직사각형 구역을 도시하는데, 이것은 꾸불꾸불하다. 그러한 경우에, 적용할 수 있는 알고리즘은, 이미징 채널이 그 영역을 커버하도록 합리적인 스캔 궤적을 결정한다.
본 발명의 특정한 일실시에의 기능적 컴포넌트는, 도 8에 도시된다. 초기에, 결함 지역 정보 810은, 개개의 결함 지점으로 분해될 수 없었던 지역을 특정하면서, 시스템으로 입력된다. 스캔 궤적 생성기 812는, 결함 지역 정보 810에 의해 명령될 때, 정밀 분해능 이미징의 프레임을 겹침으로 그 지역을 커버하기에 적절한 궤적을 계획한다. 그렇게 생성된 궤적은, x-y 스테이지 제어기 814를 구동하고, 피검사 대상 요소나 물질에 관한 이미징 채널을 이동시키기 위하여 x-y 스테이지 818(또는, 피검사 대상 요소를 지탱하는 플랫폼)을 이동시킨다. 위치 레지스터(position register) 816 및 관련 트리거 로직 817은, 이 명령된 움직임을 추적하고, 동기화된(synchronized) 트리거 신호 820(도 7(a)의 714)을 생성한다. 그 신호는, 동기화된 이미지 획득을 수행하기 위하여, 이미징 센서 822, 관련 프레임 그레버(frame grabber) 838, 및 플래시 라이트 조명기 826으로 주어진다. 이 스트로브 조명 캡쳐 처리 중에, 하드웨어 자동 초점 센서 824는, (선택적 신호 조절기(conditioner) 828을 통해) 인포커스 품질 신호(in-focus quality signal)를 동적 추적 필터(dynamic tracking filter) 830으로 공급한다.
이번에는 필터 830이, 추적 자동 초점 제어 루프(loop)를 닫기 위해 z-축 이동 스테이지 834를 구동하는 z-축 제어기 832에 대한 세트 지점의 시퀀스를 생성한 다. 이 설정은, 대물 렌즈 거리를 검사되는 요소의 표면 836에 맞춤으로써, 전체 이미지 캡쳐 처리를 통해 가장 좋은 초점을 유지한다. 캡쳐된 프레임은, 전용 프레임 버퍼 840에 일시적으로 저장되고, 적용할 수 있는 이미지 프로세싱 및 검출 서브 시스템 842에 의해 처리된다. 이것은, 개개의 결함 지점(들)로서 표시된 기록 844, 845, 846으로 분해되도록 원래 지역의 분해를 가져오고, 전체 프로세스를 완성한다.
전자 회로 웨이퍼 검사나 TFT LCD 패널검사의 애플리케이션 도메인에서 이용된 정밀 검사 및 수리 기구는, 전형적으로 광학 현미경 및 결함 리뷰 목적용 이미징 하드웨어가 먼저 장치된다. 본 발명의 카메라는, 통상적으로 높은 배율 및 분해능을 갖는다; 그러나, 그것은 또한, 작동 중에 배율을 변경하기 위해, 다양한 배율의 대물 렌즈의 터렛(turret)이 장치된다.
검사 또는 수리되는 대상의 부분을 정확하게 위치 측정하고 이미징하기 위하여, 기구는 대상이 정확하게 정렬될 것을 필요로 한다. 이것은, 전형적으로 대상의 정렬 마크(alignment mark)의 위치 측정 및 이미징의 사용으로 달성된다. 그 기구는, 이 기능을 수행하는 분리된 광학 시스템을 가질 수 있다. 더욱이, 정렬 및 리뷰 기능은 제안된 주문형 AOI 기능과 함께 공동으로 작동하지는 않기 때문에, 프로세스의 제안된 주문형 AOI 기간 중에는, 이미징 채널이 사용되지 않는다.
다른 실시예는, 주문형 AOI 검출 및 위치 측정에 필요한 이미지의 스트림을 수집하기 위해, 이미징 채널로서 리뷰 카메라를 이용한다. 만일 리뷰 시스템이 단지 하나의 배율만을 갖는다면, 주문형 AOI의 속도는 이 배율에 의해 결정되고, 너 무 느려서 매우 높은 배율의 리뷰 카메라에는 실용적이지 못할 수 있다. 그러나, 그것은 완전히 자동적인 프로세스이기 때문에, 어떤 경우에는 허용될 수 있다. 리뷰 카메라는 대신에 다른 분해능의 대물렌즈 터렛을 가질 수 있다. 그러한 경우에, 적절한 배율의 대물 렌즈는, 스캔을 수행하기 위해, 주문형 AOI 서브시스템에 의해 선택된다.
주문형 AOI 시스템의 또 다른 하드웨어 실시예는, 자동 광학 결함 검출 및 위치 측정을 위해 필요한 이미지 스트림을 수집하기 위해, 이미징 채널로서 정렬( alignment ) 카메라를 이용한다. 정렬 카메라는, 전형적으로 적절한 배율을 갖는 흑백(monochrome) 카메라이고, 선택된 경우에는, 주문형 AOI 스캔용이다; 그러므로, 이 태스크를 위한 좋은 후보자이다.
유사한 변형을 갖는 다른 실시예들이 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하며, 본 명세서에서는 뚜렷하게 열거되지 않는다.
본 발명은, 주문형 AOI 스캔으로부터 수집된 이미지 스트림을 처리하기 위하여, 유용한 이미지 프로세싱 알고리즘을 이용한다. 이미지를 처리하고 결함을 검출하기 위한 특정 알고리즘의 특정 세부사항은, 본 발명의 주요 관심사가 아니다. 그러나, 이미징 채널의 배율 및 분해능은, 검출될 필요가 있는 가장 작은 결함의 크기에 따라 선택된다. non-AOI 방법에 의해 결정된 단 하나의 제한된 구역만이 서브 시스템에 의해 스캔되기 때문에, 검사되는 제품의 전체 표면의 스캔을 수행할 수 있는 AOI 시스템과 비교할 때, 더 높은 배율 및 이미징 분해능이 이용될 수 있다. 그러므로, 결함 검출 방법이 종래의 공간 비교/패턴 공제(spatial comparison/pattern subtraction) 기술에 기초한다면, 어느 서브 픽셀 정렬 방법도, 필수적이지 않다. 다른 광학 필터링 기술이, 주문형 AOI 서브 시스템의 결함 검출 수단으로서 활용될 수 있다.
교정(calibration) 과정 및 알고리즘은, 주문형 AOI 서브 시스템을 적절한 플랫폼으로 통합하기 위해 이용된다. 그러한 알고리즘의 특정 세부 사항은, 본 발명의 대상이 아니다. 그러나, 알고리즘은, 수집된 이미지를 참조하여 결함 좌표를 시스템 전체 좌표계로 관련시키기 위한 모든 항목을 가져, 검출된 객체는, non-AOI 검출된 결함과 관련지어질 수 있고, 매핑될 수 있으며, 현미경에 의해 리뷰될 수 있고, 디스플레이될 수 있다.
본 발명은, 특정 실시예를 참조하여 설명되었다. 다른 실시예들이 본 발명의 기술 분야의 당업자들에게 명백할 것이다. 그러므로, 특허청구범위에 의해 지시될 때를 제외하고는, 본 발명을 제한하는 것으로 의도한 것이 아니다.

Claims (11)

  1. 피검사 대상에서 이상(anomaly)을 포함하는 지역(region)을 단지 확인할 수 있고, 주문형 자동 광학 검사(automated optical inspection-on-demand)를 수행하는데 충분한 분해능(resolution)의 광학 이미징(imaging) 채널을 갖는, 평면적 전자 대상(planar electronic subject)을 검사하는 결함 검출 시스템에서, 상기 대상을 검사하는 방법에 있어서,
    결함이 존재하는지, 및 상기 결함이 하나의 지점(point)으로 분해될 수 있는지를 결정하기 위해 제1 테스트를 수행하는 단계; 그렇지 않으면,
    상기 지역을 하나 이상의 결함 지점으로 분해하기 위하여, 상기 지역을 스캔하는 동안 짧은 지속 시간을 갖는 조명의 하나 이상의 펄스를 이용하여 광학 이미징 채널 렌즈를 통해 상기 지역의 영역 이미지를 캡쳐(capture)함으로써, 상기 지역의 정밀 분해능 광학 리뷰를 수행하는 동안 주문형 자동 광학 검사를 수행하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 펄스는, 상기 지역에서 복수의 이미지를 조사하는데 이용된 연속물(series)인 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    각 이미지에 대해 초점이 맞도록 상기 대상을 유지하기 위해, 스캔하는 동안 상기 피검사 대상에 연속하여 자동으로 초점을 맞추는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    복수의 결함 지점은, 상기 지역의 상기 복수의 이미지로부터 분해되는 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 조명의 펄스는, 초당 30 mm의 연속적 스캐닝 속도를 위해 8 마이크로초(microsecond)보다 짧은 지속 시간을 갖는 방법.
  6. 평면 전자 대상을 검사하는 광학 검사 결함 검출/수리 시스템에 있어서,
    상기 결함 검출 시스템은, 상기 피검사 대상에서 이상을 포함하는 지역을 단지 확인할 수 있고, 주문형 자동 광학 검사를 수행하는데 충분한 분해능의 광학 이미징 채널을 가지며, 상기 대상을 검사하는 장치는,
    결함이 존재하는지, 및 상기 결함이 하나의 지점으로 분해될 수 있는지를 결 정하는 테스터; 및
    하나 이상의 결함 지점을 발견하기 위해 상기 결함의 지역의 이미지 데이터를 캡쳐하고 저장하기 위해, 상기 결함의 상기 지역으로 검사 렌즈를 배정하도록 작동하는 주문형 자동 광학 검사 서브시스템을 포함하되,
    상기 서브시스템은, 상기 지역을 스캔하기 위해 배치된 펄스 조명원을 갖고, 상기 지역을 상기 결함에 대해 스캔하는 동안 짧은 지속 시간의 에너지 펄스로 조명된 영역 이미지를 캡쳐하도록 동작하는, 정밀 분해능 영역 이미징 카메라를 포함하는 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 에너지 펄스는, 상기 지역에서 복수의 이미지를 조사하는데 이용된 연속물인 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 서브시스템은, 스캔하는 동안, 상기 피검사 대상에 연속하여 초점을 맞추는 하드웨어 자동 초점 메카니즘(hardware automatic focusing mechanism)을 더 포함하는 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 지역의 상기 복수의 이미지로부터, 복수의 결함 지점으로서 선택된 프레임을 분해하기 위해, 복수의 프레임을 캡쳐하는 복수의 프레임 버퍼(frame buffer) 및 결함 검출기를 더 포함하는 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 조명의 펄스는, 초당 30 밀리미터의 연속적 스캐닝 속도를 위해 8 마이크로초보다 짧은 지속 시간을 갖는 시스템.
  11. 평면적 전자 대상을 검사 및 수리하는 결함 검출/수리 시스템에 있어서,
    상기 결함 검출 시스템은 상기 피검사 대상에 이상을 포함하는 지역을 단지확인할 수 있고, 주문형 자동 광학 검사를 수행하기에 충분한 분해능의 광학 이미징 채널을 가지며, 상기 대상을 검사하는 장치는,
    결함이 존재하는지, 및 상기 결함이 하나의 지점으로 분해될 수 있는지를 결정하는 테스터; 및
    하나의 결함 지점을 발견하기 위해 상기 결함의 지역의 이미지 데이터를 캡쳐하고 저장하기 위해, 상기 결함의 상기 지역으로 검사 렌즈를 배정하도록 작동하 는 주문형 자동 광학 검사 서브시스템을 포함하되,
    상기 서브시스템은, 상기 지역을 스캔하기 위해 배치된 펄스 조명원을 갖고, 상기 지역을 상기 결함에 대해 스캔하는 동안 짧은 지속 시간의 에너지 펄스로 조명된 영역 이미지를 캡쳐하도록 동작하는 정밀 분해능 영역 이미징 카메라, 및 스캔하는 동안 일정하게 초점이 맞도록 상기 대상을 유지하는 하드웨어 자동 초점 센서 및 제어기를 포함하는 시스템.
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