KR100749006B1

KR100749006B1 - 더스트 검사장치

Info

Publication number: KR100749006B1
Application number: KR1020060085499A
Authority: KR
Inventors: 김주환
Original assignee: 주식회사 힘스; 김주환
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2007-08-13

Abstract

본 발명은 피검사물의 표면에 존재하는 미세한 더스트 또는 스크래치 등을 자동화된 장치를 통하여 편리하게 검사할 수 있는 더스트 검사장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 수직의 프레임(10)을 따라 상하로 이동 가능하게 설치되며 피검사물(1)에 대한 자동초점이 가능하도록 센서가 내장되고 데이터의 저장 및 입출력이 가능하도록 메모리 및 접속단자가 구비되며 피검사물(1)에 대한 모니터링이 가능한 카메라모듈(20)과, 상기 카메라모듈(20)의 하단부에 장착되어 피검사물(1)의 일부분을 확대 또는 축소하는 배율이 조정되는 렌즈모듈(30)과, 상기 렌즈모듈(30)의 근접된 사방에 위치되며 피검사물(1)로 광원(15)을 비스듬히 조사하는 다수의 조명모듈(50)을 포함하며, 상기 렌즈모듈(30)의 일측에는 줌센서(32)가 구비되며 이 줌센서(32)의 센싱에 의해 상기 렌즈모듈(30)은 자동적으로 확대배율을 바꾸게 되며, 상기 조명모듈(50)의 일측에는 소정의 각도로 회전시키는 회전모터(55) 및 회전각도를 제한하는 각도제한센서(57)가 구비되어 일정 각도 내에서 상기 조명모듈(50)이 회전되는 더스트 검사장치가 제공된다.

카메라모듈, 렌즈모듈, 조명모듈, 광원, 각도제한센서, 줌센서, 반사부

Description

더스트 검사장치{Apparatus for a dust inspection}

도 1은 본 발명에 의한 일실시예를 도시한 측면도

도 2는 본 발명에 의한 일실시예를 도시한 정면도

도 3은 본 발명에 의한 일실시예를 도시한 평면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

15 : 광원 20 : 카메라모듈

21 : 이동모터 30 : 렌즈모듈

31 : 줌모터 32 : 줌센서

50 : 조명모듈 51 : 풀리

53 : 광조사부 54 : 반사부

55 : 회전모터 57 : 각도제한센서

본 발명은 더스트 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피검사물의 표면에 존재하는 미세한 더스트 또는 스크래치 등을 자동화된 장치를 통하여 편리하게 검사할 수 있는 더스트 검사장치에 관한 것이다.

종래에는 레티클(reticle)이나 포토마스크 등의 회로 패턴과 같은 웨이퍼 (wafer) 상에 존재하는 더스트나 스크래치를 검사하기 위해서 특별한 장치가 없이 육안으로 검사하거나 혹은 광학현미경과 같은 것을 이용하여 더스트나 스크래치와 같은 것들을 확대하여 육안으로 확인해 가면서 검사하는 방법을 쓰고 있다. 대개 광학현미경은 광원으로부터 나오는 빛을 집속렌즈가 모아서 피검사물에 조사하면 대물렌즈에서 일차 확대된 상을 만들며, 이것을 대안렌즈에서 최종배율을 결정하여 육안으로 관찰할 수 있는 것이다.

하지만, 상기 방법에 있어서 육안으로 직접 웨이퍼 상에 존재하는 더스트를 검사하는 것은 미세한 더스트에 대한 판별력이 현저히 떨어질 뿐만 아니라 검사대상에 따라서는 검사하는 속도와 시간이 너무 오래 걸릴 수 있으며, 또한 더스트를 완벽하게 선별해 낼 수 있는 능력이 떨어진다. 또한 광학현미경을 이용한 방법에 있어서도, 육안에 의한 방법에 비해서는 상당히 미세한 더스트까지 검사할 수는 있지만, 광학현미경을 사용하기 위해 조정해야 하는 집광기, 대물렌즈의 배율, 광원, 접안렌즈의 위치 등과 같은 모든 렌즈와 광원의 조절을 작업자가 스스로 조절해야 하는 불편함이 따르며, 육안에 의한 검사방법에 비해 검사속도나 시간은 크게 향상되지 않는 단점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 미세한 더스트나 스크래치를 확인하기 위해 피검사물에 대한 초점거리와 배율확대 및 축소 그리고 피검사물에 조사되는 광원의 밝기 조정이 자동화되어 편리하고 정확하면서도 빠르게 미세한 더스트를 검사할 수 있을 뿐만 아니라 장치의 크기를 컴팩트하게 할 수 있는 더스트 검사장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따르면, 수직의 프레임(10)을 따라 상하로 이동 가능하게 설치되며 피검사물(1)에 대한 자동초점이 가능하도록 센서가 내장되고 데이터의 저장 및 입출력이 가능하도록 메모리 및 접속단자가 구비되며 피검사물(1)에 대한 모니터링이 가능한 카메라모듈(20)과, 상기 카메라모듈(20)의 하단부에 장착되어 피검사물(1)의 일부분을 확대 또는 축소하는 배율이 조정되는 렌즈모듈(30)과, 상기 렌즈모듈(30)의 근접된 사방에 위치되며 피검사물(1)로 광원(15)을 비스듬히 조사하는 다수의 조명모듈(50)을 포함하며, 상기 렌즈모듈(30)의 일측에는 줌센서(32)가 구비되며 이 줌센서(32)의 센싱에 의해 상기 렌즈모듈(30)은 자동적으로 확대배 율을 바꾸게 되며, 상기 조명모듈(50)의 일측에는 소정의 각도로 회전시키는 회전모터(55) 및 회전각도를 제한하는 각도제한센서(57)가 구비되어 일정 각도 내에서 상기 조명모듈(50)이 회전되는 것을 특징으로 하는 더스트 검사장치가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 조명모듈(50)은 수평 위치된 중공의 풀리(51)에 간격을 두고 설치되며, 상기 풀리(51)에 연결되는 회전모터(55)에 의해 상기 풀리(51)가 소정의 각도만큼 회전되는 것을 특징으로 하는 더스트 검사장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 조명모듈(50)은 광원(15)을 조사하는 광조사부(53) 및 반사부(54)를 포함하며, 상기 반사부(54)는 광조사부(53)의 수직 하방에 피검사물(1)과 근접되게 위치되어 상기 광조사부(53)로부터 조사되는 광원(15)을 피검사물(1)로 비스듬히 반사시키는 것을 특징으로 하는 더스트 검사장치가 제공된다.

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 바람직한 일실시예를 도시한 측면도이고, 도 2와 도 3은 정면도와 평면도이다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 수직의 프레임(10)을 따라 상하로 이동 가능하게 설치된 카메라모듈(20)과, 상기 카메라모듈(20)의 하단부에 장착된 렌즈모듈(30)과, 상기 렌즈모듈(30)의 근접된 사방으로 설치된 다수의 조명모듈(50)로 구성되어 있다. 상기 구성에 의해 웨이퍼 또는 회로 패턴의 완제품과 같은 피검사물(1) 상에 존재하는 더스트나 스크래치를 검사하는 것으로, 다음과 같은 구체적인 구성과 작동에 의한 것이다.

상기 프레임(10)의 하단에는 피검사물(1)이 안착되는 수평의 검사다이(11)가 구비되어 있으며, 상기 검사다이(11)의 상하 및 좌우이동에 의해 피검사물(1)이 이동되면서 더스트 검사를 실행하게 된다. 또한 상기 프레임(10)의 상측에는 카메라모듈(20)을 상하로 이동시킬 수 있는 이동모터(21)가 설치되어 있으며, 상기 카메라모듈(20)은 프레임(10)의 일측에 수직방향으로 설치된 가이드(12)의 일면을 따라 상하로 슬라이드 되며, 검사다이(11)에 피검사물(1)이 안착되면 적절한 거리로 이동되어 피검사물(1)에 대한 초점이 조절된다.

또한 상기 카메라모듈(20)에 의해 다양한 형태로 피검사물(1)에 대한 검사 데이터를 얻을 수 있는데, 육안으로 직접 카메라모듈(20)을 들여다보며 더스트를 확인할 수도 있으며, 때에 따라서는 원하는 위치에서 촬상하거나 외부 CRT(도시되지 않음)와 연결되어 더스트에 대한 검사을 화면상에서 확인할 수도 있다. 가장 바람직하게는 미리 셋팅된 프로그램(검사해야 하는 더스트의 크기나 완제품 상에 존재하는 더스트의 개수에 의한 불량의 여부 등이 입력된 프로그램)과 연결되어 이를 실시간으로 데이터화함으로써 불량 판별을 해낼 수도 있다.

또한 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈모듈(30)은 카메라모듈(20)의 하단부에 장착되어 있으며, 그 일측에는 피검사물(1)의 확대배율을 조절할 수 있도록 상기 렌즈모듈을 이동시키는 줌모터(31)가 구비되어 있으며, 또한 타 일측에는 줌센서(32)가 부착되어 있다. 상기 줌센서(32)의 센싱에 의해 확대배율이 조절되게 되는데, 이는 후술되는 광원(15)이 피검사물(1)에 조사되면 상기 광원(15)이 반사 또는 산란되며, 이를 받아들이는 상기 카메라모듈(20)에 내장된 CCD 또는 CMOS의 수광소자와의 간섭에 의해 간섭무늬(모아레 현상)가 나타나게 되는데, 상기 간섭무늬가 센싱되면 이를 없애기 위해 줌센서(32)가 작동되어 상기 렌즈모듈(30)은 확대배율을 바꾸도록 되어 있다.

또한 상기 조명모듈(50)은 렌즈모듈(30)을 중심으로 하여 사방에 다수가 위치되어 있으며, 일측에는 상기 조명모듈(50)이 일정 각도(대략 좌우로 각각 45도씩)만큼 회전 가능하도록 회전모터(55)가 구비되어 있다. 보다 상세하게는 상기 회전모터(55)에 의해 회전되도록 타이밍벨트(56)에 의해 연결되는 수평 위치된 풀리(51)가 구비되며, 이 풀리(51)의 중심부는 중공되어 있으며, 이를 통하여 피검사물(1)을 검사할 수 있는 공간이 확보된다.

또한 상기 풀리(51)에는 중심부의 둘레를 따라 일정 간격을 두고 다수의 조명모듈(50)이 수직 설치되어 있는데, 바람직하게는 도 3에 도시된 바와 같이, 대략4등분되는 위치에 각각 조명모듈(50)이 회전 가능하게 위치되며, 이 네 개의 조명모듈(50)에 의해 피검사물(1)은 어느 방향에서도 광원(15)을 받게 되고, 일방향에서 비추는 광원(15)에 의한 반대측의 음영이 생기지 않으므로 보다 명확한 더스트 의 하이라이트가 가능해 진다. 또한 상기 조명모듈(50)의 근접된 위치에는 각도제한센서(57)가 상기 가이드(12)의 일측 하부에 부착되어 있다.

또한 상기 조명모듈(50)은 상기 풀리(51)의 상면에 위치되는 집광렌즈와 같은 렌즈가 구비된 광소자부(53)와 상기 풀리(51)의 하면에 위치되는 반사부(54)로 나뉘어지는데, 상기 광소자부(53)를 통하여 집광된 광원(15)이 반사부(54)로 전달될 수 있도록 풀리(51)는 관통되어 있으며, 상기 반사부(54)는 피검사물(1)로 광원(15)이 집중되도록 비스듬히 경사지게 설치되어 있다. 또한 상기 반사부(54)가 풀리(51)의 하면에 위치되는 것은 피검사물(1)에 조사되는 광원(15)의 각도(θ)가 작을수록 보다 선명하게 더스트를 하이라이트 시킬 수 있기 때문이며, 이는 이미 공지된 바 있다.

또한 본 발명의 조명모듈(50)에 의해 집광 또는 조사되는 광원(15)은 파이버라이트(Fiber-light)가 바람직하며, 이는 할로겐램프에 의해 발광된 광원(15)이 광케이블을 통하여 이동되어 집광렌즈가 구비된 광소자부(53)를 통과하면서 집광된다. 상기 광소자부(53)를 통과한 광원(15)은 수직 하방에 피검사물(1)을 향하여 비스듬히 위치된 반사부(54)에 의해 반사되어 피검사물(1)에 조사되도록 되어 있다. 상기 광원(15)은 파이버라이트 이외에도 레이저 빔과 같은 다양한 광원(15)이 가능하지만, 컴팩트한 모듈을 구현하기 위해 가장 바람직한 것으로 파이버라이트를 채택할 수 있다. 또한 상기 조명모듈(50)은 각도제한센서(57)에 의해 그 회전각도가 제어되는데, 이는 상기 조명모듈(50)의 회전이 지나치게 되면 광케이블의 꼬임에 의해 광원(15)의 왜곡이 발생될 수 있으며, 이로 인해 광원(15)의 지향성이 저하될 수 있기 때문이다.

또한 상기 광소자부(53)의 도입부에는 할로겐램프로부터 발광된 광원(15)을 차단할 수 있는 셔터(58) 혹은 조리개(도시되지 않음)가 구비되어 피검사물(1)에 조사되는 광원(15)의 양을 조절함으로써 광원(15)의 밝기가 조절되거나 경우에 따라서는 개별적으로 광원(15)을 차단할 수도 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 레티클(reticle)이나 포토마스크 등의 회로 패턴과 같은 웨이퍼(wafer)나 완제품 상에 존재하는 미세한 더스트나 스크래치를 검사하기 위한 컴팩한 검사장치가 제공되어 종래에 비해 검사를 위해 소요되는 시간과 정확도 및 검사수량에 있어서 획기적으로 개선할 수 있으며, 이로 인해 피검사물(1)의 불량률을 현저히 줄여 우수한 제품을 제공할 수 있다.

또한 다양한 형태로 피검사물(1)에 대한 검사 데이터를 얻을 수 있는 카메라모듈(20)과, 간섭무늬를 제거하고 피검사물(1)의 확대배율을 조절할 수 있는 렌즈모듈(30)과, 또한 광원(15)이 비스듬히 조사되며 각각의 모듈이 회전 가능하여 다 양한 각도에서 피검사물(1)에 광원(15)을 조사함으로써 더스트가 보다 확실하게 하이라이트 될 뿐만 아니라 광원(15)의 밝기 조정하기 편리하도록 셔터(58)가 구비된 조명모듈(50)이 자동화되어 편리하고 정확하면서도 빠르게 미세한 더스트를 검사할 수 있다.

또한 피검사물(1)과 근접된 위치에서 광원(15)을 비스듬히 반사시키는 반사부(54)와 이 반사부(54)의 수직 상방에 위치된 광조사부(53)에 의해 조명모듈(50)의 폭을 컴팩트하게 만들 수 있어 장치 전체의 크기를 소형화시킬 수 있을 뿐만 아니라 광원(15)이 비스듬히 조사되어 더스트가 보다 더 확실하게 하이라이트 시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

수직의 프레임(10)을 따라 상하로 이동 가능하게 설치되며 피검사물(1)에 대한 자동초점이 가능하도록 센서가 내장되고 데이터의 저장 및 입출력이 가능하도록 메모리 및 접속단자가 구비되며 피검사물(1)에 대한 모니터링이 가능한 카메라모듈(20)과, 상기 카메라모듈(20)의 하단부에 장착되어 피검사물(1)의 일부분을 확대 또는 축소하는 배율이 조정되는 렌즈모듈(30)과, 상기 렌즈모듈(30)의 근접된 사방에 위치되며 피검사물(1)로 광원(15)을 비스듬히 조사하는 다수의 조명모듈(50)을 포함하며, 상기 렌즈모듈(30)의 일측에는 줌센서(32)가 구비되며 이 줌센서(32)의 센싱에 의해 상기 렌즈모듈(30)은 자동적으로 확대배율을 바꾸게 되며, 상기 조명모듈(50)의 일측에는 조명모듈(50)을 회전시키기 위한 회전모터(55) 및 회전각도를 제한하는 각도제한센서(57)가 구비되어 일정 각도 내에서 상기 조명모듈(50)이 회전되는 것을 특징으로 하는 더스트 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 조명모듈(50)은 수평 위치된 중공의 풀리(51)에 일정 간격을 두고 설치되며, 상기 풀리(51)는 회전모터(55)에 결합되어 회전 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 더스트 검사장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조명모듈(50)은 광원(15)을 조사하는 광조사부(53) 및 반사부(54)를 포함하며, 상기 반사부(54)는 광조사부(53)의 수직 하방에 피검사물(1)과 근접되게 위치되어 상기 광조사부(53)로부터 조사되는 광원(15)을 피검사물(1)로 비스듬히 반사시키는 것을 특징으로 하는 더스트 검사장치.