210形成照射光路徑，所述照射光路徑用于組合來自單獨(dú)光源201、202及203的R、G及B照射光束并將經(jīng)組合照射光遞送到統(tǒng)一光學(xué)透鏡總成100的中央透鏡101。
[0146]在一個或多個實施例中，前述三個單獨(dú)光源201、202及203充當(dāng)亮場照射。在一個實施例中，優(yōu)選地在統(tǒng)一光學(xué)透鏡總成100的外圍段102的前焦平面處以如下方式放置具有孔212的印刷電路板(printed circuit board ；PCB)或其他材料片211:由三個單獨(dú)光源201、202及203產(chǎn)生的經(jīng)組合亮場照射光穿過PCB 211中的孔212。
[0147]在一個或多個實施例中，在優(yōu)選地位于統(tǒng)一光學(xué)透鏡總成100的外圍段102的前焦平面處的同一PCB 211上，提供八個光源213。在一個實施例中，光源213被排列成圓形。如所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將了解，在前述構(gòu)型中，每一光源213均定位在統(tǒng)一光學(xué)透鏡總成100的相應(yīng)棱鏡式透鏡102的前焦平面處。在一個或多個實施例中，可使用八個單獨(dú)LED來實施光源213。在一個實施例中，所有LED 213均產(chǎn)生波長相同的光。八個光源213形成暗場照射。在一個或多個實施例中，統(tǒng)一光學(xué)透鏡總成100的輸出平面充當(dāng)整個照射系統(tǒng)200的共同孔徑光闌214。在一個或多個實施例中，可使用適合驅(qū)動電子器件來個別地控制在光學(xué)照射系統(tǒng)200中所利用的每一光源，包括LED 213以及LED 201、202及203。在一個或多個實施例中，可使用適當(dāng)電驅(qū)動信號來使前述光源中的每一個連續(xù)地或者以脈沖或選通方式運(yùn)作。在一個或多個實施例中，用于獲取襯底圖像的成像系統(tǒng)的數(shù)值孔徑與統(tǒng)一光學(xué)照射系統(tǒng)的數(shù)值孔徑相匹配。
[0148]圖3例示共同孔徑光闌214的位置處的實例性亮場照射角度分布圖案，其中R、G或B照射光束是同時或逐一地運(yùn)作，且此分布圖案是在所述光束穿過統(tǒng)一光學(xué)透鏡總成100之后的圖案。如圖3中所示，亮場照射具有均勻圓形照射光圖案300。在一個或多個實施例中，統(tǒng)一光學(xué)透鏡總成100的中央透鏡101的數(shù)值孔徑(numerical aperture ；NA)被設(shè)計成與成像系統(tǒng)(圖中未示出)的NA相匹配，以形成匹配的亮場照射。
[0149]圖4例示當(dāng)暗場照射光源213逐一地或以各種組合方式運(yùn)作時在共同孔徑光闌214的位置處的實例性暗場照射角度分布圖案。此類不同的暗場照射角度分布圖案被稱為暗場照射的模態(tài)。如從圖4可見，八個光源213中的每一個均產(chǎn)生各自的暗場照射圖案401、402、403、404、405、406、407、及408，所述暗場照射圖案覆蓋環(huán)的具有為整圓(360度)的八分之一(45度)的環(huán)形大小的角度扇區(qū)。圖4中所示的暗場照射圖案401、402、403、404、405、406、407、及408表示暗場照射的不同實例性模態(tài)。
[0150]圖5例示當(dāng)所有八個暗場照射光源213同時運(yùn)作時在共同孔徑光闌214的位置處的實例性暗場照射角度分布圖案。此種構(gòu)型的結(jié)果是環(huán)狀無縫的環(huán)形暗場照射圖案500。
[0151]應(yīng)注意，上述實例性照射系統(tǒng)可存在許多變化形式。舉例來說，可按照用于組合單獨(dú)亮場照射光束的系統(tǒng)來適當(dāng)?shù)刈兏翀稣丈涔庠?01、202及203以及暗場照射光源213的數(shù)目及空間排列形式。另外，暗場照射光源213及對應(yīng)棱鏡式透鏡102的形狀及空間排列形式也可變化。
[0152]圖6例示其中圖1A和圖1B的統(tǒng)一光學(xué)透鏡總成100視需要由“菲涅耳”型折射透鏡總成600取代的替代實例性實施例，“菲涅耳”型折射透鏡總成600具有中央菲涅耳透鏡601 (用于亮場)及外圍菲涅耳透鏡602 (用于暗場)。如所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將了解，功能類似的菲涅耳型透鏡總成600提供更窄且“更平整”的形狀因子(form factor)，且易于制造。與任何菲涅耳型元件一樣，存在光學(xué)質(zhì)量較低及雜散光增加的缺點(diǎn)。應(yīng)進(jìn)一步注意，圖1A和圖1B的統(tǒng)一光學(xué)透鏡總成100的任何組成部件均可用對應(yīng)菲涅耳型構(gòu)件(例如中央透鏡101 (用于亮場)、或外圍棱鏡式透鏡102 (用于暗場)、或其任何組合)來替代。
[0153]圖7到圖11例示可結(jié)合圖6中所例示的任選菲涅耳型統(tǒng)一光學(xué)透鏡總成600而全部或部分地用于取代圖2A及圖2B所示實施例的各種元件的各種替代實施例。舉例來說，構(gòu)成圖2A和圖2B所示亮場源的三個R、G及B LED 201、202及203可由具有任何色彩的單個LED源701取代，LED源701優(yōu)選地放置在菲涅耳元件601的前焦平面處。
[0154]另外，在一個或多個實施例中，物理暗場LED源213可由均化光導(dǎo)棒702的輸出端取代，均化光導(dǎo)棒702可視需要而為錐形的，以控制有效光源的大小、形狀及角度擴(kuò)展。與圖2A及圖2B中所示的實施例類似，所述棒的輸出端優(yōu)選地放置在暗場透鏡602的前焦平面處。視需要，所述輸出端如圖7到圖10中所示而與亮場LED光源701共面，但亮場透鏡601與暗場透鏡602的前焦平面可位于不同平面中。
[0155]光導(dǎo)棒702的輸入端703可如圖7到圖9中所示而被成形為光收集聚光器、或被制作為平整的，其中LED 705緊密接近光導(dǎo)棒702的輸入刻面而以常規(guī)方式安裝。另外，LED源705可如圖所示安裝在單獨(dú)印刷電路板704而非單個板211上，以在需要時實現(xiàn)更大的封裝靈活性。在一個或多個實施例中，LED光源705可由激光光源(例如，激光二極管)取代。
[0156]現(xiàn)在將描述一種光學(xué)檢驗系統(tǒng)，其使用并入有統(tǒng)一光學(xué)透鏡總成實施例100的光學(xué)照射系統(tǒng)的所述實例性實施例200。圖12例示光學(xué)檢驗頭1200的實例性實施例，光學(xué)檢驗頭1200包括照射系統(tǒng)200 (及其任選特性中的一些特性)的實施例。具體來說，光學(xué)檢驗頭1200并入有光學(xué)耦合到照射光學(xué)路徑1201的前述照射系統(tǒng)200，照射光學(xué)路徑1201用于經(jīng)由分束器1204或其他適合光束反射裝置將暗場及亮場照射光遞送到正使用光學(xué)檢驗頭1200檢驗制造缺陷的面板或襯底1207。在各種實施例中，照射光學(xué)路徑1201可并入有一個或多個透鏡1202及/或鏡1203以及其他光學(xué)構(gòu)件(圖中未示出)。使用成像光學(xué)器件1205來形成并使用數(shù)字獲取傳感器(例如區(qū)域傳感器1206，其可以是所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知的CCD或CMOS成像裝置、或者任何現(xiàn)在已知或后來開發(fā)的成像裝置)來獲取被照射面板或襯底1207的圖像。所述光學(xué)檢驗系統(tǒng)可進(jìn)一步并入有圖像處理單元，所述圖像處理單元包括硬件部分及軟件部分且用以分析數(shù)字圖像數(shù)據(jù)以檢測襯底中的缺陷。在一個或多個實施例中，成像光學(xué)器件1205是遠(yuǎn)心的。
[0157]在一個或多個實施例中，區(qū)域傳感器1206與照射光源同步地被觸發(fā)，以便在向照射系統(tǒng)200的照射光源施加脈沖或選通脈沖的同時打開照相機(jī)(電子)快門。在另一替代實施例中，區(qū)域傳感器被獨(dú)立地觸發(fā)，且統(tǒng)一光學(xué)照射系統(tǒng)的照射光源是以連續(xù)模式運(yùn)作。
[0158]在一個或多個實施例中，暗場照射模態(tài)具有不同角度分布模式，例如圖4中所示的實例性角度分布401、402、403、404、405、406、407、及408。在一個或多個實施例中，可對每一暗場照射模式使用前述統(tǒng)一非圓形對稱光學(xué)總成100的暗場照射元件中的一個或若干暗場照射元件。視需要，可依序使用由前述統(tǒng)一非圓形對稱光學(xué)總成100的不同暗場照射元件形成的不同集合來為同一被掃描區(qū)域產(chǎn)生多個不同暗場模態(tài)。
[0159]圖13例示光學(xué)頭(例如圖12中所示的光學(xué)頭1200)陣列1300的實例性實施例。在一個或多個實施例中，光學(xué)頭陣列1300可用于使用所述照射系統(tǒng)200的特殊能力來掃描面板或襯底1207。在圖13中所示的實施例，光學(xué)頭1200是以交錯方式排列成陣列1300。圖中還顯示掃描方向。如所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將了解，成像系統(tǒng)的交錯構(gòu)型使相鄰成像子系統(tǒng)的視場能夠掃描彼此間的距離合乎需要地小的分片，而每一成像系統(tǒng)的機(jī)械占用面積卻(遠(yuǎn))大于成像系統(tǒng)總成的視場。
[0160]圖14例示檢驗系統(tǒng)1400的實例性實施例，檢驗系統(tǒng)1400使用多個具有統(tǒng)一光學(xué)照射系統(tǒng)200的成像系統(tǒng)1200。檢驗系統(tǒng)1400并入有以下元件:
1.底架1405，通常由附接有其他子系統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)組合構(gòu)建而成。
[0161]2.輸送臺1410，剛性地連接到底架，在所示實施例中是空氣浮臺，由若干彼此平行的中空桿構(gòu)成，所有中空桿均連接到為將檢驗的面板提供舉升力的空氣供應(yīng)源，所述舉升力用于當(dāng)在掃描橋形件1440下方從輸送臺1410的裝載區(qū)1430部分沿著Y軸向輸送臺1410的卸載區(qū)1420輸送玻璃時對所述玻璃進(jìn)行浮動式支撐。
[0162]3.掃描橋形件1440，通常用于承載一個或多個掃描照相機(jī)1485，掃描照相機(jī)1485用以掃描受檢驗襯底。在圖14中所示的實施例中，掃描照相機(jī)1485是集成式照相機(jī)與照射系統(tǒng)，例如結(jié)合圖12所述的成像系統(tǒng)1200。在圖14中所示的實施例中，掃描橋形件1440經(jīng)由移動機(jī)構(gòu)1410 (例如，電動機(jī)及驅(qū)動器以及驅(qū)動螺桿)安裝在底架1405上，移動機(jī)構(gòu)1410實現(xiàn)掃描橋形件1440的垂直位移。視需要或另外，每一照相機(jī)均具有其自身的垂直位移機(jī)構(gòu)。
[0163]4.夾緊機(jī)構(gòu)1450，在一側(cè)上連接到底架且用以固持將檢驗的物體并使將檢驗的物體沿Y軸方向(掃描方向)移動。
[0164]5.在圖14中所示的實施例中，一個視頻橋形件1460，附接到底架1405，用于承載多個高分辨率攝像機(jī)1470 (例如，顯微鏡)，攝像機(jī)1470用以通常在第一掃描的結(jié)果之后在大體沿交叉掃描方向移動的同時獲取將檢驗的物體的圖像。
[0165]6.控制器1480，優(yōu)選地位于底架1405內(nèi)，通過電與通信通道連接到系統(tǒng)1400的各種部件且用以命令及控制輸送機(jī)1410、夾緊機(jī)構(gòu)1450、掃描頭1440、及攝像機(jī)1470的不同動作。
[0166]7.數(shù)據(jù)處理計算機(jī)1490，連接到光學(xué)頭1440、攝像機(jī)1470、及控制器1480，且用以從攝像機(jī)接收信息、處理所述信息，以便提供用于進(jìn)行進(jìn)一步檢驗的指令、提供錯誤報告以及其他檢驗報告。
[0167]圖15例示與圖2A及圖2B中所示的實施例大體對應(yīng)的另一實施例。主要差異在于實施暗場的方式。由朝向內(nèi)的LED形成的圓周“環(huán)”將其光引導(dǎo)到整體式反射器陣列處。每一 LED優(yōu)選地位于其相應(yīng)反射器段的前焦平面處。每一反射器段均是按照有限維光源而被適當(dāng)優(yōu)化為一階拋物線形狀。如同在“折射”實施例中，亮場光學(xué)器件及暗場光學(xué)器件兩者的相應(yīng)出射孔徑位于共同平面處。此實施例在功能上類似于“折射”情況，因此其余說明部分也是適用的。
[0168]前述“反射”實施例在其中暗場照射構(gòu)件將與形狀奇特的亮場光學(xué)器件配合的設(shè)計中可以是有利的，只要亮場光學(xué)器件的出射光瞳與暗場反射元件共面即可。另一潛在優(yōu)點(diǎn)是能夠與散布在極寬光譜內(nèi)、最特別地