KR102103560B1 - 고 반사율 표면을 갖는 기판의 높이를 검사하는 장치 - Google Patents

고 반사율 표면을 갖는 기판의 높이를 검사하는 장치 Download PDF

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Abstract

기판 검사장치를 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 이송되는 기판을 검사하는 기판 검사장치에 있어서, 기 설정된 각도로 가시광선 파장대역의 광을 조사하며, 파장대역에 따른 색 별로 구분하여 광을 조사하는 광원 및 기 설정된 영역에서 상기 기판으로부터 반사되는 광을 라인 스캐닝(Line Scanning)하여 이미지를 생성하는 이미지 생성부를 포함하며, 상기 기판은 기 설정된 기준치 이상의 반사율을 갖는 표면을 가지고, 상기 이미지 생성부에서 생성되는 이미지는 상기 기판의 높이 또는 상기 기판 상에 결함이 존재하는지 여부에 의해 광의 파장대역에 따른 색 배치가 달라지는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치를 제공한다.

Description

고 반사율 표면을 갖는 기판의 높이를 검사하는 장치{Apparatus for Inspecting the Height of a Substrate with High Reflectivity Surfaces}
본 발명은 고 반사율 표면을 갖는 기판의 높이를 검사하는 기판 검사장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
다양한 회로, 반도체 또는 기타 전자제품 내 다양한 역할을 수행하는 기판이 포함되어 사용되고 있다. 이러한 기판은 최초 설계시 일정한 높이를 가지며, 기판 내에서도 서로 다른 부분에서 서로 다른 높낮이를 갖도록 설계될 수 있다. 한편, 기판은 최초 설계시와 다르게, 기판의 제조 공정상에서 이물이 유입되거나 공정상의 문제에 의해 결함이 발생하여 기판의 일 부분에서 최초 설계와 다른 고저차가 발생할 경우가 존재할 수 있다.
이처럼, 기판이 제조된 경우, 최초 설계와 동일하게 제조되었는지 또는 제조 공정상에서 이물이 유입되거나 공정상의 문제로 결함이 발생하였는지 등을 검사하기 위해 종래에는 다양한 검사 공정이 존재하였다. 레이저 프로파일(Laser Profile) 삼각법을 이용한 레이저 센싱 방법, 복수 개의 카메라 혹은 조명을 이용한 스테레오 이미징 방법, 색수차를 이용한 크로마틱 컨포컬(Chromatic Confocal) 방법, 패턴 프로젝션 방법, 빛의 간섭을 이용한 WSI(White light Scanning Interferometer, 백색광 주사 간섭계) 또는 디지털 홀로그래픽 현미경(DHM: Digital Holography Microscope)을 이용한 방법이 존재한다.
이 중, 색수차를 이용한 크로마틱 컨포컬 방법, 빛의 간섭을 이용한 WSI 및 디지털 홀로그래픽 현미경을 이용한 방법은 화각 30mm 이상을 측정하기가 곤란하여, 일정 크기 이상의 기판에 대해서는 한번에 검사하는 것이 곤란한 문제가 있다. 이러한 문제에 따라 화각 30mm 이상의 측정을 필요로 하는 기판을 검사하기 위해서 종래에는 레이저 프로파일(Laser Profile) 삼각법을 이용한 레이저 센싱 방법, 복수 개의 카메라 혹은 조명을 이용한 스테레오 이미징 방법 또는 패턴 프로젝션 방법이 사용되어 왔다.
그러나 전술한 방법은 기판의 표면이 유리, 거울 또는 세라믹 재질을 갖거나, 투명 코팅된 경우와 같이 고 반사율을 갖는 경우, 조사된 레이저 또는 광이 수광센서로 온전히 도달하지 못하거나, 이미지 상이 기판의 표면에 맺히지 못하여 측정이 불가능한 문제가 있다.
전술한 문제에 따라, 화각 30mm 이상을 가지며, 고반사율을 갖는 표면을 가진 기판의 높이를 검사하기 위한 방법이 요구된다.
본 발명의 일 실시예는, 기준치 이상의 크기를 가지며 고반사율 표면을 갖는 기판을 검사하기 위한 기판 검사장치를 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 이송되는 기판을 검사하는 기판 검사장치에 있어서, 기 설정된 각도로 가시광선 파장대역의 광을 조사하며, 파장대역에 따른 색 별로 구분하여 광을 조사하는 광원 및 기 설정된 영역에서 상기 기판으로부터 반사되는 광을 라인 스캐닝(Line Scanning)하여 이미지를 생성하는 이미지 생성부를 포함하며, 상기 기판은 기 설정된 기준치 이상의 반사율을 갖는 표면을 가지고, 상기 이미지 생성부에서 생성되는 이미지는 상기 기판의 높이 또는 상기 기판 상에 결함이 존재하는지 여부에 의해 광의 파장대역에 따른 색 배치가 달라지는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 광원은 기 설정된 방향으로 파장대역에 따른 색이 구분된 광을 조사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 광원은 상기 광원에서 조사된 광이 상기 기판으로 입사되는 경우, 상기 기판의 높이 또는 상기 기판 상에 결함이 존재하는지 여부에 따라 상기 기판으로 입사되는 광의 파장대역에 따른 색이 상이하도록 광을 조사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 이미지 생성부는 상기 기판으로 입사되는 광의 파장대역에 따라 다른 색을 갖는 이미지를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 광원은 복수의 구역으로 구분되며, 각 구역마다 동일하거나 상이하게 파장대역에 따른 색 별로 구분된 광을 조사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 광원은 구분된 각 구역의 폭이 동일한 광을 조사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 광원은 상기 광원에서 조사된 광이 상기 기판으로 입사되는 경우, 상기 기판의 높이 또는 상기 기판 상에 결함이 존재하는지 여부와 무관하게 광의 모든 구역이 상기 기판으로 입사되도록 광을 조사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기판으로 입사된 광은 상기 기판에 결함이 존재하는지 여부에 따라, 광의 일부 또는 전부 구역의 폭이 변하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 일정한 기준치 이상의 크기를 가지며 고반사율 표면을 갖더라도, 기판의 높이를 측정하여 기판이 최초 설계대로 잘 제조가 되었다거나 기판의 표면에 결함이 발생하였는지를 검사할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따라 기판 검사장치가 동작하는 모습을 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 검사장치가 기판의 제1 영역에서 기판을 검사하는 모습을 도시한 측면도와 검사 결과를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 검사장치가 기판의 제2 영역에서 기판을 검사하는 모습을 도시한 측면도와 검사 결과를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 검사장치가 기판의 제3 영역에서 기판을 검사하는 모습을 도시한 측면도와 검사 결과를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 검사장치가 기판을 검사한 결과 이미지를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따라 기판 검사장치가 동작하는 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 검사장치가 기판의 제1 영역에서 기판을 검사하는 모습을 도시한 측면도와 검사 결과를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 검사장치가 기판의 제2 영역에서 기판을 검사하는 모습을 도시한 측면도와 검사 결과를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 검사장치가 기판의 제3 영역에서 기판을 검사하는 모습을 도시한 측면도와 검사 결과를 도시한 도면이다.
도 12는 종래의 기판 검사장치와 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 검사장치가 각각 기판을 검사한 결과 이미지를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호 간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사장치의 구성을 도시한 도면이다.
기판 검사장치(100)는 기판이 최초 설계한 대로 제조되었는지를 검사한다. 기판은 기 설정된 수치 이상의 크기를 가지며, 각 부분마다 다양한 높이를 갖는 부품들을 포함하거나 각 부분마다 단차를 갖는 등 기판의 부분부분마다 다양한 높이를 갖도록 설계될 수 있다. 기판 검사장치(100)는 기판의 각 부분의 높이를 측정하여, 기판이 설계대로 제조되었는지를 검사한다. 또한, 기판의 제조 과정에서 이물질의 유입 등에 의해 결함, 주로, 이물질의 유입으로 인한 기판의 높이에 변화를 가져오는 결함(예를 들어, 기판의 표면 상에 이물질이 안착되거나, 기판의 표면이 파이는 결함)이 발생할 수 있다. 기판 검사장치(100)는 기판의 최초 설계와 달리, 기판에 발생한 결함으로 인한 변화도 마찬가지로 함께 검사한다.
이때, 기판 검사장치(100)가 검사하는 기판은 기 설정된 수치 이상의 크기를 가지며, 표면이 기 설정된 기준치 이상의 반사율을 갖는 표면으로 구성된다. 기판은 기 설정된 수치 이상의 크기를 가져, 일정 수치 이상의 화각을 갖는 검사장치로만 검사될 수 있다. 또한, 기 설정된 기준치는 일 예로 90%일 수 있으며, 기판의 표면은 유리, 거울, 세라믹 또는 폴리싱된 금속으로 구현되거나 투명 코팅이나 반사코팅될 수 있다. 이처럼, 고 반사율 표면을 갖는 기판을 검사함에 있어, 종래의 기판 검사장치는 기판의 고 반사율로 인해 기판의 이미지를 생성하기가 곤란하여 기판 검사에 어려움을 가졌다. 반면, 기판 검사장치(100)는 가시광선 파장대역의 광을 파장대역에 따른 색 별로 구분하여 조사함으로써, 고 반사율 표면을 갖는 기판을 정확히 검사할 수 있는 장점을 갖는다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사장치(100)는 기판 이송부(110), 광원(120), 이미지 생성부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
기판 이송부(110)는 검사 대상인 기판을 이송한다. 기판의 높이를 측정하여 기판 내 결함의 존재나 설계대로 제조되었는지를 검사하기 위해, 기판 이송부(110)는 외부(미도시)로부터 생성된 기판을 기 설정된 방향으로 이송한다. 기판 이송부(110)는 기판을 훼손하지 않고 이송할 수 있는 구성이면 어떠한 것으로 구현될 수 있다.
광원(120)은 기 설정된 각도로 가시광선 파장대역의 광을 조사하며, 광을 조사함에 있어 파장대역에 따른 색 별로 구분하여 조사한다.
광원(120)은 기 설정된 각도로 광을 지속적으로 조사한다. 광원(120)은 기판을 검사하기 위한 광을 지속적으로 조사하여, 기판 이송부(110)에 의해 이송되는 기판으로 광이 조사될 수 있도록 한다. 여기서, 기 설정된 각도는, 기판에 결함이 발생한 경우 등 특별한 사정이 없는 한, 기판으로 조사된 광이 기판으로부터 반사되어 이미지 생성부(130)로 입사될 수 있는 각도를 의미한다. 즉, 광원(120)은 기판 이송부(110)에 의해 이송되는 검사 대상 기판으로 광을 조사하여, 반사광이 이미지 생성부(130)로 입사될 수 있도록 한다.
광원(120)은 가시광선 파장대역의 광을 파장대역에 따른 색 별로 구분하여 조사한다. 광원(120)은 파장대역에 따른 색 별로 구분한 광을 조사함으로써, 기판의 높낮이에 따라 반사되는 파장대역에 따른 색의 배치가 상이하도록 한다. 광원(120)에 대해서는 도 2에 도시되어 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원을 도시한 도면이다.
도 2(a)를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광원(120a)은 면광원으로 구현되어, 파장대역에 따른 색 별로 구분된 광을 조사한다. 광원(120a)은 면광원으로 구현되어, 일정 면적의 광을 기 설정된 각도로 조사한다. 광원(120a)은 파장대역에 따른 색이 높이(수직)방향으로 구분된 광을 조사한다. 광원(120a)은 높이방향으로 파장대역에 따른 색을 구분하여 광을 조사하기 때문에, 기판의 높이에 따라 기판으로 입사되는 광의 파장대역이 상이해진다. 이에 따라, 이미지 생성부(130)로 기판에서 반사된 반사광의 파장대역 및 그에 따른 색이 달라지고, 제어부(140)는 생성된 이미지를 토대로 기판이 최초 설계대로 높이를 갖는지 또는 기판의 높이에 변화를 가져오는 결함이 기판에 발생하였는지를 검사할 수 있다.
광원(120a)은 면광원으로 구현됨에 있어, 굴곡면(210)을 가질 수 있다. 굴곡면(210)을 가질 경우, 광원(120a)은 굴곡면을 갖지 않을 경우보다 더 세밀하게 파장대역에 따른 색 구분을 할 수 있다. 이에 따라, 광원(120a)은 동일한 높이라 하더라도 보다 세밀한 색 구분이 가능하도록 한다.
한편, 도 2(b)를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광원(120b)도 마찬가지로 파장대역에 따른 색 별로 구분된 광을 조사한다. 광원(120b)도 면광원으로 구현되어, 일정 면적의 광을 기 설정된 각도로 조사한다. 다만, 광원(120b)은 광원(120a)와 달리, 파장대역에 다른 색이 높이 방향이 아닌 길이(수평) 방향으로 구분된 광을 조사한다. 특히, 광원(120b)은 복수의 구역(220)으로 구분되며, 각 구역마다 동일하거나 상이하게 파장대역에 따른 색 별로 구분된 광을 조사한다. 여기서, 각 구역의 폭은 서로 동일하다. 광원(120b)은 길이 방향으로 구분된 광을 조사하기 때문에, 기판으로는 모든 구역의 광이 입사된다. 다만, 기판의 표면상에 결함이 존재하여 입사하는 광의 광 경로가 가변되는 경우, 결함이 존재하는 구역의 광은 수신이 온전히 되지 않거나 해당 구역의 폭이 달라진다. 이에 따라, 생성부(130)로 기판에서 반사된 반사광의 구역 별 배치가 상이해지고, 제어부(140)는 생성된 이미지를 토대로 기판 내 결함이 존재하는지를 검사할 수 있다. 또한, 광원(120b)는 각 구역마다 동일하거나 상이하게 파장대역에 따른 색 별로 구분된 광을 조사한다. 만약, 광원(120b)가 일부 또는 전부의 구역에 색 별로 구분되지 않은 백색 광을 조사할 경우, 결함이 존재하는 구역으로 백색 광이 조사될 가능성이 존재하여 실질적으로 결함의 판별이 곤란한 문제가 있다. 따라서, 이러한 문제의 해소를 위해, 광원(120b)는 각 구역마다 동일하거나 상이하게 파장대역에 따른 색 별로 구분된 광을 조사한다.
다시 도 1을 참조하면, 이미지 생성부(130)는 기판에서 반사된 광을 라인 스캐닝(Line Scanning)하여 기판의 색 배치에 대한 이미지를 생성한다.
이미지 생성부(130)는 기판에서 반사된 광을 라인 스캐닝한다. 이미지 생성부(130)는 기판의 크기를 고려하여 일정 수치 이상의 화각을 갖는 것으로 구현된다. 이미지 생성부(130)는 결함없는 기판의 표면으로 기 설정된 각도로 입사된 광이 반사되는 각도로 배치되어, 기판에서 반사되는 반사광을 수광한다. 다만, 이미지 생성부(130)는 기판의 표면에서 반사된 모든 면적의 광을 수광하는 것이 아니라, 기판의 표면 중 기 설정된 영역에서 반사된 광만을 라인 스캐닝한다. 여기서, 기 설정된 영역이란 기판의 이송방향에 수직인 평면을 의미할 수 있다. 이미지 생성부(130)는 기판에서 반사된 광을 라인 스캐닝하는데, 검사 대상 기판이 이판 이송부(110)에 의해 이송되기 때문에 라인 스캐닝하더라도 기판의 모든 부분을 스캐닝할 수 있다.
이미지 생성부(130)는 라인 스캐닝한 반사광으로부터 색 배치에 대한 이미지를 생성한다. 기판은 고 반사율의 표면을 갖기 때문에, 기판 자체에 대한 이미지가 생성되기는 곤란하며, 기판의 높이에 따른 색 배치에 대한 이미지가 생성된다.
전술한 대로, 광원(120)이 도 2(a)에 도시된 광원(120a)인 경우, 기 설정된 영역에서 기판으로부터 반사된 반사광은 기판의 높이에 따라 파장대역에 따른 색이 상이해진다. 이러한 특징에 따라, 이미지 생성부(130)에서 생성되는 라인 스캐닝한 영역의 이미지는 기판의 높이에 따라 색 배치가 상이해진다. 예를 들어, 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 높이 방향으로 높아질수록 고 파장대역의 광(적색 광)이 배치되는 경우, 이미지 생성부(130)에서 생성되는 라인 스캐닝한 영역의 이미지는 기판의 높이가 높을수록 적색계열의 색이 배치되고, 그렇지 않을수록 청색 계열의 색이 배치된다. 광원(120a)가 광을 기판으로 조사할 경우, 이미지 생성부(130)는 기판의 높이에 따라 색 배치가 상이한 이미지를 생성한다.
한편, 광원(120)이 도 2(b)에 도시된 광원(120b)인 경우, 기 설정된 영역에서 기판으로부터 반사된 반사광은 기판 상에 존재하는 결함에 의해 각 구역의 폭이 상이해진다. 전술한 대로, 기판 상에 존재하는 결함에 의해, 기판으로 입사되어 이미지 생성부(130)로 입사하는 광의 경로가 상이해진다. 따라서 결함이 존재하는 구역의 폭은 다른 구역의 폭에 비해 넓어지거나 좁아진다. 따라서, 기판 상에 결함이 존재하게 되면, 이미지 생성부(103)에 의해 생성되는 기판의 이미지는 색의 배치가 광원(120b)의 그것과 상이한 이미지를 생성한다.
제어부(140)는 기판 검사장치(100) 내 각 구성의 동작을 제어하며, 이미지 생성부(130)에서 생성된 이미지를 분석하여 기판이 최초 설계대로 제조되었는지를 검사한다.
제어부(140)는 이미지 생성부(130)에서 생성된 이미지를 분석하여, 기판이 최초 설계대로 단차를 제대로 갖거나 각 부분마다 다양한 높이를 갖는 부품들을 제대로 포함하고 있는지 또는 제조 공정상에서 기판에 결함이 발생하였는지를 검사한다. 광원(120)으로 광원(120a)가 이용된 경우, 제어부(140)는 생성된 이미지 내 색 배치가 최초 설계와 동일한지를 분석한다. 단차가 제대로 형성되지 않았거나, 제조 공정상에서 기판 내 결함이 발생한 경우, 해당 부분의 높이는 최초 설계시의 기판의 높이와 상이하기 때문에 해당 부분에는 상이한 색이 배치된다. 제어부(140)는 이미지 생성부(130)에 의해 생성된 기판의 이미지 내 색 배치를 분석하여 기판을 검사한다. 반대로, 광원(120)으로 광원(120b)가 이용된 경우, 제어부(140)는 생성된 이미지 내 색 배치가 광원(120b)의 색 배치와 동일한지를 분석한다. 결함이 기판 상에 존재할 경우, 결함이 존재하는 구역의 폭은 상이해지기 때문에 생성된 이미지 내 색의 배치는 광원(120b)의 그것처럼 일정하지 못하게 된다. 이러한 점을 이용하여, 제어부(140)는 이미지를 분석하여 기판 상에 결함이 발생하였는지를 검사한다.
고 반사율 표면을 갖는 기판에 대해, 별도의 추가구성을 구비하거나 복잡한 전처리 또는 후처리를 수행하여 기판 자체의 이미지를 획득하지 않고 기판의 색 배치에 대한 이미지를 생성함으로써, 기판 검사장치(100)는 간단하면서도 정확히 기판의 높이를 측정할 수 있는 장점을 갖는다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따라 기판 검사장치가 동작하는 모습을 도시한 측면도이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 검사장치가 기판의 제1 내지 제3 영역에서 기판을 검사하는 모습을 도시한 측면도와 검사 결과를 도시한 도면이다.
기판(320)은 기판 이송부(110)에 의해 이송된다. 이하에서는, 기판(320)이 +x축 방향으로 이송되는 것으로 가정하여 설명한다.
광원(120a)은 기 설정된 각도로 기판(320)을 검사하기 위한 광을 조사한다.
기판 검사장치(100)는 광원(120a)이 광을 조사하는 방향으로의 전방에 오목렌즈(310)가 배치된다. 오목렌즈(310)는 광원(120a)으로부터 조사된 광을 분산시킴으로서, 굴곡면을 갖는 광원(120a)으로부터 조사된 광이 한 점으로 포커싱되는 것을 방지한다.
기판(320)으로 조사된 광은 기판의 높이에 따라 상이한 파장대역의 광이 입사된다. 전술한 예로, 광원(120a)이 높이 방향으로 높아질수록 고 파장대역의 광(적색 광)을 조사하는 경우, 기판에 형성된 단차에 따라 높은 높이의 기판(320c)으로는 고 파장대역의 광이 입사하고, 낮은 높이의 기판(320a)로는 저 파장대역의 광이 입사한다. 이는 비단 기판 내 형성된 단차에 국한되는 것이 아니라, 기판 상에 결함이 발생하는 경우에도 동일할 수 있다.
이미지 생성부(130)는 광원(120a)으로부터 조사된 광이 결함없는 기판의 표면에서 온전히 반사된 반사광이 입사되는 각도로 배치되어, 반사광을 수광한다. 다만, 이미지 생성부(130)는 기 설정된 영역에서 반사된 광만을 라인 스캐닝하는데, 기판 이송부(110)에 의해 기판(320)이 이송되며 기판의 모든 부분을 스캐닝하여 기판의 색 배치에 대한 이미지를 생성한다. 도 3의 예에서 기 설정된 영역은 이송 방향에 수직한 평면으로서 yz 평면에 해당한다.
도 4를 참조하면, 이미지 생성부(130)는 기 설정된 영역(410)에서 반사되는 광을 수광하여 이미지를 생성한다. 기 설정된 영역(410)에서는 높은 높이의 기판(320c), 중간 높이의 기판(320b) 및 낮은 높이의 기판(320a) 모든 부분으로 광이 입사하며, 기판의 표면에서 반사되어 이미지 생성부(130)로 입사한다. 이에 따라, 이미지 생성부(130)에서는 높은 높이의 기판(320c)에 대응되는 부분에서는 고 파장대역에 따른 적색이 배치되고, 중간 높이의 기판(320b)에 대응되는 부분에서는 중간 파장대역에 따른 황색이 배치되며, 낮은 높이의 기판(320a)에 대응되는 부분에서는 저 파장대역에 따른 청색이 배치된 이미지가 생성된다.
도 5를 참조하면, 기판 이송부에 의해 기판(320)이 이송되어, 이미지 생성부(130)는 기 설정된 영역(510)에서 반사되는 광을 수광하여 이미지를 생성한다. 기 설정된 영역(510)에서는 중간 높이의 기판(320b) 및 낮은 높이의 기판(320a)으로부터 반사된 광만이 이미지 생성부(130)로 입사한다. 이에 따라, 이미지 생성부(130)에서는 황색과 청색이 각 부분에 배치된 이미지가 생성된다.
도 6을 참조하면, 기판 이송부에 의해 기판(320)이 이송되어, 이미지 생성부(130)는 기 설정된 영역(610)에서 반사되는 광을 수광하여 이미지를 생성한다. 기 설정된 영역(610)에서는 낮은 높이의 기판(320a)으로부터 반사된 광만이 이미지 생성부(130)로 입사한다. 이에 따라, 이미지 생성부(130)에서는 청색이 모든 부분에 배치된 이미지가 생성된다.
이러한 라인 스캐닝 과정을 거치며, 이미지 생성부(130)는 기판의 색 배치에 대한 이미지를 생성한다. 기판의 색 배치에 대한 이미지는 도 7에 도시되어 있다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 검사장치가 기판을 검사한 결과 이미지를 도시한 도면이다.
이미지 생성부(130)는 실제 기판의 표면 등에 대한 이미지가 아닌 기판의 높이에 따른 색 배치에 대한 이미지를 생성한다. 제어부(140)는 이러한 색 배치에 대한 이미지를 분석하여, 기판이 최초 설계대로 제조되었거나 제조 공정상에서 결함이 발생하였는지를 검사할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따라 기판 검사장치가 동작하는 모습을 도시한 도면이다. 도 9 내지 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 검사장치가 기판의 제1 내지 제3 영역에서 기판을 검사하는 모습을 도시한 측면도와 검사 결과를 도시한 도면이다.
기판(320)은 기판 이송부(110)에 의해 이송된다. 이하에서는, 기판(320)이 +x축 방향으로 이송되는 것으로 가정하여 설명한다.
광원(120b)은 기 설정된 각도로 기판(320)을 검사하기 위한 광을 조사한다.
기판(320)으로 조사된 광은 기판(320)의 높이에 무관하게, 모든 구역의 광이 기판으로 조사된다. 다만, 기판(320) 또는 기판(320) 상의 결함(810)의 높이에 따라, 입사되는 광의 특정 구역의 폭이 상이해진다.
이미지 생성부(130)는 제1 실시예에 따른 기판 검사장치 내 이미지 생성부와 동일한 동작을 수행한다.
도 9를 참조하면, 이미지 생성부(130)는 기 설정된 영역(910)에서 반사되는 광을 수광하여 이미지를 생성한다. 기 설정된 영역(910)에서는 결함(810)이 존재하지 않는다. 따라서 기판(320)으로 입사되고 기판(320)으로부터 반사되어 이미지 생성부(130)로 수광되는 광의 경로 변화는 발생하지 않아, 이미지 생성부(130)에서는 각 영역의 폭이 모두 일정하도록 색 배치된 이미지가 생성된다.
도 10을 참조하면, 이미지 생성부(130)는 기 설정된 영역(1010)에서 반사되는 광을 수광하여 이미지를 생성한다. 이때, 기 설정된 영역(1010)에서는 결함(810)이 존재하며, 광원(120b)에서 조사된 광은 결함이 존재하는 구역에서 결함(810)으로 입사되고 결함(810)을 벗어나며 광 경로의 변화가 발생한다. 따라서 이미지 생성부(130)에서는 결함(810)이 위치한 구역에서의 폭이 다른 부분의 그것과는 상이하도록 색 배치된 이미지가 생성된다.
도 11을 참조하면, 이미지 생성부(130)는 기 설정된 영역(1110)에서 반사되는 광을 수광하여 이미지를 생성한다. 기 설정된 영역(1110)에서도 기 설정된 영역(910)과 마찬가지로 결함(810)이 존재하지 않아, 도 9의 경우와 동일한 이미지가 생성된다.
도 12는 종래의 기판 검사장치와 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 검사장치가 각각 기판을 검사한 결과 이미지를 도시한 도면이다.
도 12(a)를 참조하면, 종래의 기판 검사장치에서 생성된 이미지는 별도의 영역 구분도 존재하지 않으며 가시광선 파장대역의 광을 파장대역에 따른 색 별로 구분하지 않고 조사하기 때문에, 종래의 기판 검사장치는 고 반사율 표면을 갖는 기판에 대해서는 실질적으로 결함(810)을 검출하기 쉽지 않다.
반면, 도 12(b)를 참조하면, 기판 검사장치(100)는 가시광선 파장대역의 광을 파장대역에 따른 색 별로 구분하여 조사함으로써, 결함(810)이 존재하는 구역의 색 배치가 다른 구역과 달라진 것을 명확히 파악할 수 있다. 따라서 기판 검사장치(100)는 고 반사율 표면을 갖는 기판의 높이를 정확히 분석하여 기판을 검사할 수 있는 장점을 갖는다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 기판 검사장치
110: 기판 이송부
120: 광원
130: 이미지 생성부
140: 제어부
210: 굴곡면
220: 구역
310: 오목렌즈
320: 기판
410, 510, 610, 910, 1010, 1110: 기 설정된 영역
810: 결함

Claims (8)

  1. 표면에 이미지 상이 맺히지 못하는 90% 이상의 반사율을 갖는 기판을 검사하는 장치에 있어서,
    기 설정된 각도로 가시광선 파장대역의 광을 조사하며, 파장대역에 따른 색이 기판의 높이방향으로 구분되거나, 기판의 길이방향으로 구분된 소정의 색의 배치를 갖는 면광원 형태를 가지며, 굴곡면을 갖는 광원;
    상기 기판으로부터 반사되는 광을 라인 스캐닝(Line Scanning)하여 색 배치에 대한 이미지를 생성하는 이미지 생성부; 및
    상기 이미지 생성부에서 생성된 이미지 내 색배치가 기판의 최초 설계와 동일한지를 분석하여 기판 내 결함이 발생하였는지를 검사하는 제어부를 포함하며,
    상기 기판에 결함이 존재하는 경우, 상기 기판에서 반사되어 이미지 생성부로 입사되는 광의 경로가 상이해져 이미지 생성부에서 생성된 이미지의 색 배치가 상이해지며,
    상기 광원이 광을 조사하는 방향으로의 전방에 오목렌즈가 배치되어 광원으로부터 조사된 광을 분산시킴으로써, 굴곡면을 갖는 광원으로부터 조사된 광이 기판의 표면에 포커싱되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광원은,
    복수의 구역으로 구분되며, 각 구역마다 동일하거나 상이하게 파장대역에 따른 색 별로 구분된 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광원은,
    구분된 각 구역의 폭이 동일한 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 광원은,
    상기 광원에서 조사된 광이 상기 기판으로 입사되는 경우, 상기 기판의 높이 또는 상기 기판 상에 결함이 존재하는지 여부와 무관하게 광의 모든 구역이 상기 기판으로 입사되도록 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  8. 삭제
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110000552A (ko) * 2008-03-25 2011-01-03 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 구조화된 광을 사용하여 결함을 검출하는 방법 및 장치
KR20130094883A (ko) * 2012-02-17 2013-08-27 주식회사 미르기술 패턴 무늬 보상기능을 갖는 비전검사장치
KR20150026999A (ko) * 2013-09-03 2015-03-11 쿨리케 앤드 소파 인더스트리즈, 인코포레이티드 구조광을 이용하여 반도체 장치 요소들의 물리적인 특성들을 측정하기 위한 시스템들 및 방법들
KR101624120B1 (ko) * 2015-11-03 2016-05-26 한국기계연구원 3차원 형상 계측용 구조광의 국소 영역별 패턴 광원 조사 시스템 및 방법
KR20180012359A (ko) * 2016-07-26 2018-02-06 삼성디스플레이 주식회사 유리기판 미세 결함 검출 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110000552A (ko) * 2008-03-25 2011-01-03 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 구조화된 광을 사용하여 결함을 검출하는 방법 및 장치
KR20130094883A (ko) * 2012-02-17 2013-08-27 주식회사 미르기술 패턴 무늬 보상기능을 갖는 비전검사장치
KR20150026999A (ko) * 2013-09-03 2015-03-11 쿨리케 앤드 소파 인더스트리즈, 인코포레이티드 구조광을 이용하여 반도체 장치 요소들의 물리적인 특성들을 측정하기 위한 시스템들 및 방법들
KR101624120B1 (ko) * 2015-11-03 2016-05-26 한국기계연구원 3차원 형상 계측용 구조광의 국소 영역별 패턴 광원 조사 시스템 및 방법
KR20180012359A (ko) * 2016-07-26 2018-02-06 삼성디스플레이 주식회사 유리기판 미세 결함 검출 장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
'Structured-light 3D surface imaging: a tutorial', J. Geng, Advances in Optics and Photonics, 2011, 3(2), 128-160 (2011.03.31.)* *

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