KR102543948B1 - 클럭 신호 생성기 및 기판 검사 장치 - Google Patents

클럭 신호 생성기 및 기판 검사 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102543948B1
KR102543948B1 KR1020160059990A KR20160059990A KR102543948B1 KR 102543948 B1 KR102543948 B1 KR 102543948B1 KR 1020160059990 A KR1020160059990 A KR 1020160059990A KR 20160059990 A KR20160059990 A KR 20160059990A KR 102543948 B1 KR102543948 B1 KR 102543948B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
grating
clock signal
arrays
light
array
Prior art date
Application number
KR1020160059990A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170129381A (ko
Inventor
박준범
강경식
김태중
석상옥
전병환
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020160059990A priority Critical patent/KR102543948B1/ko
Priority to US15/377,070 priority patent/US10338370B2/en
Publication of KR20170129381A publication Critical patent/KR20170129381A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102543948B1 publication Critical patent/KR102543948B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/365—Control or image processing arrangements for digital or video microscopes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8901—Optical details; Scanning details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44—Electric circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002—Scanning microscopes
    • G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/0036—Scanning details, e.g. scanning stages
    • G02B21/0048—Scanning details, e.g. scanning stages scanning mirrors, e.g. rotating or galvanomirrors, MEMS mirrors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/0096—Microscopes with photometer devices
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/105—Scanning systems with one or more pivoting mirrors or galvano-mirrors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44—Electric circuits
    • G01J2001/4446—Type of detector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G01N2021/8887—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges based on image processing techniques

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

클럭 신호 생성기는 입사되는 광을 제1 방향으로 스캐닝하도록 회전 가능한 광학 미러, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 배열되고 상기 광학 미러로부터 반사된 광이 상기 제1 방향으로 스캐닝될 때 상기 광을 차단하거나 통과시키는 복수 개의 격자 어레이들을 포함하고 상기 격자 어레이는 인접한 격자 어레이에 대하여 상기 제1 방향으로 기 설정된 거리만큼 쉬프트된 격자 플레이트, 상기 격자 어레이들을 통해 통과한 광을 검출하는 광 검출기, 및 상기 광 검출기로부터 수신한 검출 신호들로부터 클럭 신호를 생성하기 위한 픽셀 클럭 생성 유닛을 포함한다.

Description

클럭 신호 생성기 및 기판 검사 장치{CLOCK SIGNAL GENERATOR AND SUBSTRATE INSPECTING APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 클럭 신호 생성기 및 이를 포함하는 기판 검사 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 레이저 주사 기반 검사 시스템에서 고속 픽셀 클럭 신호를 생성하기 위한 클럭 신호 생성기 및 이를 포함하는 기판 검사 장치에 관한 것이다.
레이저 주사 기반 검사 장치는 고속 스캐너 장치를 이용하여 이미지를 획득할 수 있다. 상기 고속 스캐너 장치의 예로서는, 공진 갈바노 미러, 폴리곤 미러 등이 있다. 이러한 스캐너 장치는 비선형적인 스캔 속도 문제로 인해 격자를 이용하여 픽셀 클럭 신호를 생성할 수 있다.
그러나, 고해상도의 이미지를 획득하기 위하여, 격자 주기(피치)를 줄이게 되면 회전 한계에 따른 신호 컨트라스트(signal contrast)가 저하되어 고속 픽셀 클럭을 발생할 수 없다.
본 발명의 일 과제는 고해상도의 이미지를 획득할 수 있는 클럭 신호 생성기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 과제는 상술한 클럭 신호 생성기를 포함하는 기판 검사 장치를 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 클럭 신호 생성기는 입사되는 광을 제1 방향으로 스캐닝하도록 회전 가능한 광학 미러, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 배열되고 상기 광학 미러로부터 반사된 광이 상기 제1 방향으로 스캐닝될 때 상기 광을 차단하거나 통과시키는 복수 개의 격자 어레이들을 포함하고 상기 격자 어레이는 인접한 격자 어레이에 대하여 상기 제1 방향으로 기 설정된 거리만큼 쉬프트된 격자 플레이트, 상기 격자 어레이들을 통해 통과한 광을 검출하는 광 검출기, 및 상기 광 검출기로부터 수신한 검출 신호들로부터 클럭 신호를 생성하기 위한 픽셀 클럭 생성 유닛을 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 격자 플레이트는 N개의 격자 어레이들을 포함하고, 상기 인접한 격자 어레이들은 서로 (1/N)*피치(P)만큼 오프셋될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, m(m=2, 3, … N)번째 격자 어레이는 (m-1)번째 격자 어레이에 대하여 (1/N)*(P)만큼 쉬프트될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, m(m=2, 3, … N)번째 격자 어레이는 첫번째 격자 어레이에 대하여 ((m-1)/N)*(P)만큼 쉬프트될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 직교할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 광학 미러는 양면에 반사면을 갖는 갈바노 미러를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 격자 플레이트 상에서 스캐닝되는 광은 상기 제2 방향으로 연장하는 선형 레이저 빔을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 각각의 격자 어레이는 기 설정된 피치(P)만큼 이격된 복수 개의 슬릿들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 각각의 격자 어레이는 서로 교대로 배치된 투명한 부분과 불투명한 부분들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 격자 어레이는 1×n 어레이 형태의 슬릿들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 광 검출기는 상기 격자 어레이들을 각각 통과한 광을 검출하는 복수 개의 검출 어레이들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 검출 어레이들은 포토다이오드들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 픽셀 클럭 생성 유닛은 상기 검출 어레이들로부터 생성된 병렬적 디지털 신호들을 1채널 신호로 병합하여 상기 클럭 신호를 생성하는 합성부를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 클럭 신호 생성기는 상기 광학 미러를 향하도록 클럭 신호 발생용 광을 발생시키기 위한 광 생성부를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 광 생성부는 선형 레이저 빔을 생성할 수 있다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 클럭 신호 생성기는 제1 방향으로 스캐닝하도록 회전 가능한 광학 미러, 상기 광학 미러를 향하도록 클럭 신호 발생용 광을 발생시키기 위한 광 생성부, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 배열된 N(N은 자연수)개의 격자 어레이들을 포함하고 상기 격자 어레이들 각각은 상기 광학 미러로부터 반사된 광이 상기 제1 방향을 따라 스캐닝될 때 상기 광을 선택적으로 통과시키며 기 설정된 피치(P)만큼 이격된 복수 개의 슬릿들을 포함하고 상기 격자 어레이는 인접한 격자 어레이에 대하여 (1/N)*피치(P)만큼 상기 제1 방향으로 쉬프트된 격자 플레이트, 상기 격자 어레이들을 통해 통과한 광을 검출하기 위한 광 검출기, 및 상기 광 검출기로부터 수신한 검출 신호로부터 클럭 신호를 생성하기 위한 픽셀 클럭 생성 유닛을 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, m(m=2, 3, … N)번째 격자 어레이는 (m-1)번째 격자 어레이에 대하여 (1/N)*(P)만큼 쉬프트될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, m(m=2, 3, … N)번째 격자 어레이는 첫번째 격자 어레이에 대하여 ((m-1)/N)*(P)만큼 쉬프트될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 직교할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 광학 미러는 양면에 반사면을 갖는 갈바노 미러를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 격자 플레이트 상에서 스캐닝되는 광은 상기 제2 방향으로 연장하는 선형 레이저 빔을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 광 검출기는 상기 격자 어레이들을 각각 통과한 광을 검출하는 N개의 검출 어레이들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 검출 어레이들은 포토다이오드들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 픽셀 클럭 생성 유닛은 상기 검출 어레이들로부터 생성된 디지털 신호들을 1채널 신호로 병합하여 상기 클럭 신호를 생성하는 합성부를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 광 생성부는 선형 레이저 빔을 생성할 수 있다.
상기 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 기판 검사 장치는 기판을 지지하는 스테이지, 상기 기판 상에서 제1 방향으로 스캐닝하기 위한 제1 반사면 및 제2 방향으로 스캐닝하기 위한 제2 반사면을 가지고 회전 가능하도록 설치되는 광학 미러, 상기 제1 반사면으로부터 반사된 광을 검출하여 클럭 신호를 생성하고 클럭 신호 생성기, 및 상기 제2 반사면으로부터 반사된 광을 검출하여 이미지를 생성하기 위한 이미지 생성기를 포함한다. 상기 클럭 신호 생성기는 상기 제1 방향과 다른 제3 방향으로 배열되고 상기 광학 미러로부터 반사된 광이 상기 제1 방향으로 스캐닝될 때 상기 광을 차단하거나 통과시키는 복수 개의 격자 어레이들을 포함하고 상기 격자 어레이는 인접한 격자 어레이에 대하여 상기 제1 방향으로 기 설정된 거리만큼 쉬프트된 격자 플레이트, 상기 격자 어레이들을 통해 통과한 광을 검출하기 위한 광 검출기, 및 상기 광 검출기로부터 수신한 검출 신호로부터 클럭 신호를 생성하기 위한 픽셀 클럭 생성 유닛을 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 격자 플레이트는 N개의 격자 어레이들을 포함하고, 상기 인접한 격자 어레이들은 서로 (1/N)*피치(P)만큼 오프셋될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, m(m=2, 3, … N)번째 격자 어레이는 (m-1)번째 격자 어레이에 대하여 (1/N)*(P)만큼 쉬프트될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, m(m=2, 3, … N)번째 격자 어레이는 첫번째 격자 어레이에 대하여 ((m-1)/N)*(P)만큼 쉬프트될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제3 방향은 상기 제1 방향에 직교할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 격자 플레이트 상에서 스캐닝되는 광은 상기 제3 방향으로 연장하는 선형의 레이저 빔을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 광 검출기는 상기 격자 어레이들을 각각 통과한 광을 검출하는 복수 개의 검출 어레이들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 검출 어레이들은 포토다이오드들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 픽셀 클럭 생성 유닛은 상기 검출 어레이들로부터 생성된 디지털 신호들을 1채널 신호로 병합하여 상기 클럭 신호를 생성하는 합성부를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 기판 검사 장치는 상기 광학 미러의 상기 제1 반사면을 향하도록 클럭 신호 발생용 광을 발생시키기 위한 제1 광 생성부 및 상기 광학 미러의 상기 제2 반사면을 향하도록 검사용 광을 발생시키는 제2 광 생성부를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 광 생성부는 선형의 레이저 빔을 생성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 이미지 생성기는 상기 기판으로부터의 반사광을 검출하여 이미지 신호를 출력하기 위한 광 검출기 및 상기 클럭 신호에 기초하여 상기 이미지 신호를 처리하는 이미지 신호 처리 유닛을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 기판 검사 장치는 갈바노 미러와 같은 광학 미러를 이용하여 레이저 빔을 기판 상에서 스캐닝하여 검출된 광으로부터 이미지를 획득할 수 있다. 상기 기판 검사 장치는 상기 갈바노 미러의 회전 운동을 실시간으로 측정하여 이에 근거하여 클럭 신호를 생성하기 위한 클럭 신호 생성기를 포함할 수 있다. 상기 클럭 신호 생성기는 N개 행으로 구성되고 동일한 변이만큼 오프셋된 다중 격자 어레이들을 포함할 수 있다.
따라서, 상기 갈바노 미러의 비선형 동작 특성에 따라 이미지 왜곡이 발생하는 것을 방지하고 해상도가 N배 향상된 이미지를 획득할 수 있다. 더욱이, 레이저 빔의 파장에 따른 회절 격자의 한계 피치 이하에서도 고속 픽셀 클럭 신호를 생성할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 기판 검사 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 클럭 신호 생성기의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 3a은 도 2의 클럭 신호 생성기의 광학 미러를 통과하는 측정용 빔을 나타내는 평면도이다.
도 3b는 도 3a의 측정용 빔을 나타내는 측면도이다.
도 4는 도 2의 클럭 신호 생성기의 격자 플레이트의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 격자 플레이트를 나타내는 정면도이다.
도 6은 도 2의 격자 플레이트 및 광 검출기를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 2의 클럭 신호 생성기의 광 검출기 및 픽셀 클럭 생성 유닛을 나타내는 블록도이다.
도 8은 도 1의 광 검출기 및 이미지 신호 처리 유닛을 나타내는 블록도이다.
도 9는 도 7의 광 검출기로부터 출력되는 검출 신호들 및 이를 합성하여 생성된 픽셀 클럭 신호를 나타내는 그래프들이다.
도 10은 예시적인 실시예들에 따른 클럭 신호 생성기의 격자 플레이트를 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 10의 격자 플레이트 및 광 검출기를 나타내는 블록도이다.
도 12는 예시적인 실시예들에 따른 클럭 신호 생성기의 격자 플레이트를 나타내는 평면도이다.
도 13은 도 12의 격자 플레이트 및 광 검출기를 나타내는 블록도이다.
도 14는 예시적인 실시예들에 따른 기판 검사 방법을 나타내는 순서도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
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 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 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 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 기판 검사 장치를 나타내는 블록도이다. 도 2는 도 1의 클럭 신호 생성기의 일부를 나타내는 사시도이다. 도 3a은 도 2의 클럭 신호 생성기의 광학 미러를 통과하는 측정용 빔을 나타내는 평면도이다. 도 3b는 도 3a의 측정용 빔을 나타내는 측면도이다. 도 4는 도 2의 클럭 신호 생성기의 격자 플레이트의 일부를 나타내는 사시도이다. 도 5는 도 4의 격자 플레이트를 나타내는 정면도이다. 도 6은 도 2의 격자 플레이트 및 광 검출기를 나타내는 블록도이다. 도 7은 도 2의 클럭 신호 생성기의 광 검출기 및 픽셀 클럭 생성 유닛을 나타내는 블록도이다. 도 8은 도 1의 광 검출기 및 이미지 신호 처리 유닛을 나타내는 블록도이다. 상기 도면들 상에서 화살표로 표시된 방향 및 이의 반대 방향은 모두 동일한 방향으로 간주한다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 기판 검사 장치(10)는 클럭 신호 생성기(100), 이미지 생성기(200), 및 피검사물로서의 기판을 지지하는 스테이지(300)를 포함할 수 있다. 클럭 신호 생성기(100)는 광학 미러(120)의 제1 반사면(122)에 의해 스캐닝되는 광을 검출하여 클럭 신호를 생성할 수 있다. 이미지 생성기(200)는 광학 미러(120)의 제2 반사면(124)에 의해 상기 기판 상에서 광을 스캐닝하여 상기 기판 표면으로부터 반사된 광을 검출하고 상기 클럭 신호에 기초하여 상기 검출된 광으로부터의 이미지 신호를 처리하여 상기 기판의 표면에 대한 이미지를 생성할 수 있다.
예를 들면, 스테이지(300) 상에는 반도체 웨이퍼(W)가 지지될 수 있다. 기판 검사 장치(10)는 스테이지(300)를 이동시키기 위한 구동 메커니즘(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 상기 구동 메커니즘에 의해 스테이지(300)는 X 방향 및 Z 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 스테이지(300)는 반도체 웨이퍼(W)의 표면 상에 초점 위치를 맞추기 위하여 Y 방향으로 이동할 수 있다. 도 1에 있어서, 지면의 좌우 방향을 X 방향으로 하고, 지면의 수직 방향을 Z 방향으로 하고, 지면의 상하 방향을 Y 방향을 하였다.
예시적인 실시예들에 있어서, 기판 검사 장치(10)는 광원인 레이저 빔의 편향기로서 광 스캐너를 이용하여 레이저 빔을 웨이퍼(W) 상에서 스캐닝하여 이미지를 획득할 수 있다. 상기 레이저 빔은 특정 파장 및 위상에 의한 효과 및 고출력 등의 장점을 가질 수 있다.
상기 광 스캐너는 갈바노 미러(galvano mirror)와 같은 광학 미러(120)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 광학 미러(120)는 전기 모터의 구동축에 연결되어 회전 가능하도록 설치될 수 있다. 전기 신호에 따라 소정 각도만큼 회전하는 광학 미러(120)는 상기 레이저 빔을 편향시키는 데 사용될 수 있다.
광학 미러(120)는 클럭 신호 발생기(100)의 격자 플레이트(130) 상에서 제1 방향(Y 방향)으로 스캐닝하기 위한 제1 반사면(122) 및 웨이퍼(W) 상에서 제2 방향(X 방향)으로 스캐닝하기 위한 제2 반사면(124)을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 반사면(122) 및 제2 반사면(124)은 광학 미러(120)의 양면 상에 각각 구비될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 클럭 신호 생성기(100)는 제1 광 생성부(110), 광학 미러(120)를 구비하는 광 스캐너, 격자 플레이트(130), 광 검출기(140), 및 픽셀 클럭 생성 유닛(150)을 포함할 수 있다.
제1 광 생성부(110)는 클럭 신호 발생용 광으로서 레이저 빔을 발생시키는 제1 레이저 광원을 포함할 수 있다. 상기 제1 레이저 광원으로부터 출사된 레이저 빔은 광원 광학계(112)를 통해 광학 미러(120)의 제1 반사면(122)을 향하도록 도광될 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 레이저 광원은 선광원으로서의 선형 레이저 빔을 생성할 수 있다. 이와 다르게, 상기 제1 레이저 광원은 점광원의 레이저 빔을 생성하고, 광원 광학계(112)는 상기 점광원의 레이저 빔을 선광원 형태로 변형하여 광학 미러(120)의 제1 반사면(122)으로 도광할 수 있다. 따라서, 제1 광 생성부(110)로부터의 상기 선형의 레이저 빔은 광학 미러(120)의 제1 반사면(122)으로 입사될 수 있다.
도 2, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 광학 미러(120)가 일정 각도 회전함에 따라, 상기 선형의 레이저 빔은 격자 플레이트(130) 상에서 제1 방향(Y 방향)으로 스캐닝될 수 있다. 격자 플레이트(130) 상에서 스캐닝되는 광은 제3 방향(Z 방향)으로 연장하는 선형의 레이저 빔을 포함할 수 있다. 광학 미러(120)의 제1 반사면(122)으로부터 반사된 레이저 빔은 집광 렌즈(114)에 의해 격자 플레이트(130) 상에 집광될 수 있다.
격자 플레이트(130)는 상기 레이저 빔이 제1 방향(Y 방향)을 따라 스캐닝될 때 상기 빔을 선택적으로 통과시키며 격자 플레이트(130)의 연장 방향인 제1 방향(Y 방향)으로 기 설정된 피치(P)만큼 이격된 복수 개의 슬릿들(131)을 포함할 수 있다. 슬릿들(131)은 제1 방향(Y 방향)과 평행한 행들에 각각 배열될 수 있다. 따라서, 상기 선형의 레이저 빔은 광학 미러(120)의 위치에 의존하여, 격자 플레이트(130)의 격자들을 통해 통과하거나 차단될 수 있다.
예를 들면, 슬릿(131)은 격자 플레이트(130)를 관통하는 개구부일 수 있다. 이와 다르게, 슬릿(131)은 투명한 부분이고 슬릿들(131) 사이의 부분은 불투명한 부분일 수 있다. 이 경우에 있어서, 격자 플레이트(130)는 제1 방향(Y 방향)으로 서로 교대로 배치된 투명한 부분들과 불투명한 부분들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 격자 플레이트(130)는 제1 방향(Y 방향)과 다른 제4 방향으로 배열된 N(N은 자연수)개의 격자 어레이들을 포함하고, 상기 격자 어레이는 인접한 격자 어레이에 대하여 (1/N)*피치(P)만큼 제1 방향(Y 방향)으로 쉬프트될 수 있다. 상기 인접한 격자 어레이들은 서로 (1/N)*피치(P)만큼 오프셋될 수 있다. m(m=2, 3, … N)번째 격자 어레이는 (m-1)번째 격자 어레이에 대하여 (1/N)*(P)만큼 쉬프트될 수 있다. m(m=2, 3, … N)번째 격자 어레이는 첫번째 격자 어레이에 대하여 ((m-1)/N)*(P)만큼 쉬프트될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 격자 플레이트(130)는 제1 방향(Y 방향)과 직교하는 제4 방향(Z 방향)으로 배열된 3개의 제1 내지 제3 격자 어레이들(132A, 132B, 132C)을 포함할 수 있다.
제1 격자 어레이(132A)는 제1 방향(Y 방향)으로 이격 배열된 슬릿들(131)을 포함할 수 있다. 제2 격자 어레이(132B)는 제1 방향(Y 방향)으로 이격 배열된 슬릿들(131)을 포함할 수 있다. 제3 격자 어레이(132C)는 제1 방향(Y 방향)으로 이격 배열된 슬릿들(131)을 포함할 수 있다. 제1 격자 어레이(132A)의 피치(P)는 제2 격자 어레이(132B)의 피치(P)와 동일하고, 제2 격자 어레이(132B)의 피치(P)는 제3 격자 어레이(132C)의 피치(P)와 동일할 수 있다.
제1 내지 제3 격자 어레이들(132A, 132B, 132C) 각각은 레이저 빔의 파장에 따른 회절 한계 내에서 최대의 해상도를 구현할 수 있는 격자 개수 및 피치를 가질 수 있다. 제1 내지 제3 격자 어레이들(132A, 132B, 132C) 각각은 1×n 어레이 형태의 슬릿들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 내지 제3 격자 어레이들(132A, 132B, 132C) 각각은 1500개의 슬릿들을 포함할 수 있다.
제2 격자 어레이(132B)는 제1 격자 어레이(132A)에 대하여 (1/3)*(P)만큼 쉬프트될 수 있다. 제3 격자 어레이(132C)는 제2 격자 어레이(132B)에 대하여 (1/3)*(P)만큼 쉬프트될 수 있다. 제3 격자 어레이(132C)는 제1 격자 어레이(132A)에 대하여 (2/3)*(P)만큼 쉬프트될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 광 검출기(140)는 격자 플레이트(130)를 통과한 빔을 검출할 수 있다. 격자 플레이트(130)를 통과한 빔은 집광 렌즈(116)에 의해 광 검출기(140) 상에 집광될 수 있다. 광 검출기(140)는 제1 내지 제3 격자 어레이들(132A, 132B, 132C)을 통해 통과한 광을 검출하는 제1 내지 제3 검출 어레이들(142A, 142B, 142C)을 포함할 수 있다. 상기 검출 어레이들은 포토다이오드들을 포함할 수 있다.
제1 검출 어레이(142A)는 제1 격자 어레이(132A)를 통과한 광의 강도를 나타내는 제1 전압 신호를 출력할 수 있다. 제2 검출 어레이(142B)는 제2 격자 어레이(132B)를 통과한 광의 강도를 나타내는 제2 전압 신호를 출력할 수 있다. 제3 검출 어레이(142C)는 제3 격자 어레이(132C)를 통과한 광의 강도를 나타내는 제3 전압 신호를 출력할 수 있다.
픽셀 클럭 생성 유닛(150)은 광 검출기(140)로부터 수신한 검출 신호들로부터 클럭 신호(CLK)를 생성할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 픽셀 클럭 생성 유닛(150)은 제1 내지 제3 증폭부들(152A, 152B, 152C), 제1 내지 제3 A/D 변환부들(154A, 154B, 154C), 및 합성부(156)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 내지 제3 증폭부들(152A, 152B, 152C)은 제1 내지 제3 검출 어레이들(142A, 142B, 142C)로부터 출력된 제1 내지 제3 전압 신호들을 증폭하고 제1 내지 제3 A/D 변환부들(154A, 154B, 154C)로 출력할 수 있다. 제1 내지 제3 A/D 변환부들(154A, 154B, 154C)은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 제1 A/D 변환부(154A)는 증폭된 제1 전압 신호를 제1 디지털 신호로 변환할 수 있다. 제2 A/D 변환부(154B)는 증폭된 제2 전압 신호를 제2 디지털 신호로 변환할 수 있다. 제3 A/D 변환부(154C)는 증폭된 제3 전압 신호를 제3 디지털 신호로 변환할 수 있다. 합성부(156)는 복수 개의 병렬적 디지털 입력 신호들을 1채널 신호로 병합할 수 있다. 합성부(156)는 제1 내지 제3 A/D 변환부들(154A, 154B, 154C)로부터 입력된 제1 내지 제3 디지털 신호들을 1채널 신호로 병합하여 클럭 신호(CLK)를 생성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 이미지 생성기(200)는 제2 광 생성부(210), 광학 미러(120)를 구비하는 상기 광 스캐너, 관찰 광학계, 광 검출기(260), 및 이미지 신호 처리 유닛(270)을 포함할 수 있다.
제2 광 생성부(210)는 검사용 광으로서 레이저 빔을 발생시키는 제2 레이저 광원을 포함할 수 있다. 상기 제2 레이저 광원으로부터 출사된 레이저 빔은 상기 광 스캐너 및 상기 관찰 광학계를 통해 대물 렌즈(240)로 입사되어, 반도체 웨이퍼(W)의 표면을 조명할 수 있다. 그리고, 반도체 웨이퍼(W) 표면으로부터 반사된 빔은 대물 렌즈(240) 및 상기 관찰 광학계를 통해 광 검출기(260)로 검출된 후, 이미지 신호 처리 유닛(270)에 의해 이미지를 획득하여 반도체 웨이퍼(W)의 표면을 검사할 수 있다.
구체적으로, 제2 광 생성부(210)로부터 출사된 레이저 빔은 어퍼쳐(aperture, 212), 확장 렌즈(214), 집광 렌즈(216) 및 편광 미러(220)를 통해 광학 미러(120)의 제2 반사면(124)으로 입사될 수 있다. 광학 미러(120)의 제2 반사면(124)으로부터 반사된 레이저 빔은 릴레이 렌즈(230) 및 대물 렌즈(240)에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 표면 상에 집광될 수 있다.
반도체 웨이퍼(W)의 표면에서 반사된 광은 대물 렌즈(240), 릴레이 렌즈(230), 편광 미러(220), 미러(250), 집광 렌즈(252) 및 어퍼쳐(254)를 통해 광 검출기(260) 상에 집광될 수 있다. 광 검출기(260)는 검출된 광의 강도에 비례하는 이미지 신호를 출력할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 이미지 신호 처리 유닛(270)은 픽셀 클럭 생성 유닛(150)으로부터 생성된 클럭 신호(CLK)에 기초하여 상기 이미지 신호를 처리하여 이미지를 생성할 수 있다. 이미지 신호 처리 유닛(270)은 증폭부(272), 샘플링부(274), 및 이미지 처리부(276)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 증폭부(272)는 광 검출기(260)로부터 출력된 이미지 신호를 증폭하고 샘플링부(274)로 출력할 수 있다. 샘플링부(274)는 클럭 신호(CLK)에 따른 특정 프레임 시간에서 상기 증폭된 이미지 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 이미지 처리부(276)는 프레임 시간별 디지털 신호를 이미지화하여 이미지를 형성할 수 있다.
도 9는 도 7의 광 검출기로부터 출력되는 검출 신호들 및 이를 합성하여 생성된 픽셀 클럭 신호를 나타내는 그래프들이다.
도 9를 참조하면, 광 검출기(140)의 제1 검출 어레이(검출기 A)는 1회의 스캐닝 동작 동안 n개의 제1 펄스 신호들을 출력하고, 제2 검출 어레이(검출기 B)는 상기 제1 펄스 신호들에 대하여 위상차를 갖는 n개의 제2 펄스 신호들을 출력하고, 제3 검출 어레이(검출기 C)는 상기 제2 펄스 신호들에 대하여 위상차를 갖는 n개의 제3 펄스 신호들을 출력할 수 있다.
제1 내지 제3 펄스 신호들은 우수한 신호 컨트라스트(signal contrast)를 가지고 있으므로, 상기 제1 내지 제3 펄스 신호들로부터 각각 제1 내지 제3 디지털 신호들을 각각 획득할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 디지털 신호들을 1채널 신호로 병합하여 클럭 신호(CLK)를 생성할 수 있다. 1회의 스캐닝 동작 동안 1채널 클럭 신호(CLK)의 펄스들의 개수는 3n일 수 있다.
상술한 바와 같이, 기판 검사 장치(10)는 갈바노 미러와 같은 광학 미러(120)를 이용하여 레이저 빔을 반도체 웨이퍼(W) 상에서 스캐닝하여 검출된 광으로부터 이미지를 획득할 수 있다. 기판 검사 장치(10)는 상기 갈바노 미러의 회전 운동을 실시간으로 측정하여 이에 근거하여 클럭 신호를 생성하기 위한 클럭 신호 생성기(100)를 포함할 수 있다.
클럭 신호 생성기(100)는 N개 행으로 구성된 일정 주기를 갖는 격자 어레이들을 포함하고, 상기 격자 어레이들은 동일한 변이만큼 오프셋된 격자 플레이트(130)를 포함할 수 있다. 클럭 신호 생성기(100)는 상기 격자 어레이들을 통과한 광을 검출하고 검출된 신호들을 결합하여 최종적으로 고속 픽셀 클럭 신호를 생성할 수 있다.
따라서, 상기 갈바노 미러의 비선형 동작 특성에 따라 이미지 왜곡이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, N개 행의 상기 격자 어레이들을 통해 복수 개의 검출 신호들을 획득한 후, 상기 다채널 병렬 검출 신호들을 하나의 1채널 신호로 후처리하여 클럭 신호를 생성함으로써, 해상도가 N배 향상된 이미지를 획득할 수 있다. 더욱이, 레이저 빔의 파장에 따른 회절 격자의 한계 피치 이하에서도 고속 픽셀 클럭 신호를 생성할 수 있다.
도 10은 예시적인 실시예들에 따른 클럭 신호 생성기의 격자 플레이트를 나타내는 평면도이다. 도 11은 도 10의 격자 플레이트 및 광 검출기를 나타내는 블록도이다. 상기 클럭 신호 생성기는 격자 플레이트의 격자 어레이들의 개수 및 배열을 제외하고는 도 1 내지 도 7을 참조로 설명한 클럭 신호 생성기와 실질적으로 동일하거나 유사하다. 이에 따라, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 클럭 신호 생성기의 격자 플레이트(130)는 제1 방향(Y 방향)과 직교하는 제4 방향(Z 방향)으로 배열된 2개의 제1 및 제2 격자 어레이들(132A, 132B)을 포함할 수 있다.
제1 격자 어레이(132A)는 제1 방향(Y 방향)으로 이격 배열된 슬릿들(131)을 포함할 수 있다. 제2 격자 어레이(132B)는 제1 방향(Y 방향)으로 이격 배열된 슬릿들(131)을 포함할 수 있다. 제1 격자 어레이(132A)의 피치(P)는 제2 격자 어레이(132B)의 피치(P)와 동일할 수 있다. 제2 격자 어레이(132B)는 제1 격자 어레이(132A)에 대하여 (1/3)*(P)만큼 쉬프트될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 광 검출기(140)는 격자 플레이트(130)를 통과한 빔을 검출할 수 있다. 광 검출기(140)는 제1 및 제2 격자 어레이들(132A, 132B)을 통해 통과한 광을 검출하는 제1 및 제2 검출 어레이들(142A, 142B)을 포함할 수 있다. 상기 검출 어레이들은 포토다이오드들을 포함할 수 있다.
제1 검출 어레이(142A)는 제1 격자 어레이(132A)를 통과한 광의 강도를 나타내는 제1 전압 신호를 출력할 수 있다. 제2 검출 어레이(142B)는 제2 격자 어레이(132B)를 통과한 광의 강도를 나타내는 제2 전압 신호를 출력할 수 있다.
상기 클럭 신호 발생기는 광 검출기(140)로부터 수신한 상기 제1 및 제2 전압 신호들로부터 클럭 신호(CLK)를 생성할 수 있다. 2개 행의 상기 격자 어레이들을 통해 2개의 병렬 검출 신호들을 획득한 후, 하나의 1채널 신호로 병합하여 클럭 신호(CLK)를 생성함으로써, 해상도가 2배 향상된 이미지를 획득할 수 있다.
도 12는 예시적인 실시예들에 따른 클럭 신호 생성기의 격자 플레이트를 나타내는 평면도이다. 도 13은 도 12의 격자 플레이트 및 광 검출기를 나타내는 블록도이다. 상기 클럭 신호 생성기는 격자 플레이트의 격자 어레이들의 개수 및 배열을 제외하고는 도 1 내지 도 7을 참조로 설명한 클럭 신호 생성기와 실질적으로 동일하거나 유사하다. 이에 따라, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 클럭 신호 생성기의 격자 플레이트(130)는 제1 방향(Y 방향)과 직교하는 제4 방향(Z 방향)으로 배열된 4개의 제1 내지 제4 격자 어레이들(132A, 132B, 132C)를 포함할 수 있다.
제1 격자 어레이(132A)는 제1 방향(Y 방향)으로 이격 배열된 슬릿들(131)을 포함할 수 있다. 제2 격자 어레이(132B)는 제1 방향(Y 방향)으로 이격 배열된 슬릿들(131)을 포함할 수 있다. 제3 격자 어레이(132C)는 제1 방향(Y 방향)으로 이격 배열된 슬릿들(131)을 포함할 수 있다. 제4 격자 어레이(132D)는 제1 방향(Y 방향)으로 이격 배열된 슬릿들(131)을 포함할 수 있다. 제1 격자 어레이(132A)의 피치(P)는 제2 격자 어레이(132B)의 피치(P)와 동일하고, 제2 격자 어레이(132B)의 피치(P)는 제3 격자 어레이(132C)의 피치(P)와 동일하고, 제3 격자 어레이(132C)의 피치(P)는 제4 격자 어레이(132D)의 피치(P)와 동일할 할 수 있다.
제2 격자 어레이(132B)는 제1 격자 어레이(132A)에 대하여 (1/4)*(P)만큼 쉬프트될 수 있다. 제3 격자 어레이(132C)는 제2 격자 어레이(132B)에 대하여 (1/4)*(P)만큼 쉬프트될 수 있다. 제4 격자 어레이(132D)는 제3 격자 어레이(132C)에 대하여 (1/4)*(P)만큼 쉬프트될 수 있다. 제3 격자 어레이(132C)는 제1 격자 어레이(132A)에 대하여 (2/4)*(P)만큼 쉬프트될 수 있다. 제4 격자 어레이(132D)는 제1 격자 어레이(132A)에 대하여 (3/4)*(P)만큼 쉬프트될 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 광 검출기(140)는 격자 플레이트(130)를 통과한 빔을 검출할 수 있다. 광 검출기(140)는 제1 내지 제4 격자 어레이들(132A, 132B, 132C, 132D)을 통해 통과한 광을 검출하는 제1 내지 제4 검출 어레이들(142A, 142B, 142C, 142D)을 포함할 수 있다. 상기 검출 어레이들은 포토다이오드들을 포함할 수 있다.
제1 검출 어레이(142A)는 제1 격자 어레이(132A)를 통과한 광의 강도를 나타내는 제1 전압 신호를 출력할 수 있다. 제2 검출 어레이(142B)는 제2 격자 어레이(132B)를 통과한 광의 강도를 나타내는 제2 전압 신호를 출력할 수 있다. 제3 검출 어레이(142C)는 제3 격자 어레이(132C)를 통과한 광의 강도를 나타내는 제3 전압 신호를 출력할 수 있다. 제4 검출 어레이(142D)는 제4 격자 어레이(132D)를 통과한 광의 강도를 나타내는 제3 전압 신호를 출력할 수 있다.
상기 클럭 신호 발생기는 광 검출기(140)로부터 수신한 검출 신호들로부터 클럭 신호(CLK)를 생성할 수 있다. 4개 행의 상기 격자 어레이들을 통해 4개의 병렬 검출 신호들을 획득한 후, 하나의 1채널 신호로 병합하여 클럭 신호(CLK)를 생성함으로써, 해상도가 4배 향상된 이미지를 획득할 수 있다.
도 14는 예시적인 실시예들에 따른 기판 검사 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 및 도 14를 참조하면, 먼저, 스테이지(300) 상에 반도체 웨이퍼(W)를 로딩한 후, 광학 미러(120)를 통해 격자 플레이트(130) 상에서 클럭 신호 생성용 제1 레이저 빔을 스캔하고(S100), 광학 미러(120)를 통해 웨이퍼(W) 표면 상에서 검사용 제2 레이저 빔을 스캔한다(S110).
클럭 신호 발생기(100)의 제1 광 생성부(110)로부터 생성된 제1 레이저 빔은 광학 미러(120)의 제1 반사면(122)으로 입사되고, 이미지 생성부(200)의 제2 광 생성부(210)로부터 생성된 제2 레이저 빔은 광학 미러(120)의 제2 반사면(124)으로 입사될 수 있다. 갈바노 미러와 같은 광학 미러(120)는 일정 각도만큼 스윙하여 상기 제1 레이저 빔을 격자 플레이트(130) 상에서 Y 방향으로 스캔하고 상기 제2 레이저 빔을 웨이퍼(W) 상에서 X 방향으로 스캐닝할 수 있다.
상기 제1 레이저 빔은 선광원으로서의 선형 레이저 빔을 포함할수 있다. 격자 플레이트(130) 상에서 스캐닝되는 레이저 빔은 Z 방향으로 연장하는 선형의 레이저 빔을 포함할 수 있다. 광학 미러(120)의 제1 반사면(122)으로부터 반사된 레이저 빔은 집광 렌즈(132)에 의해 격자 플레이트(130) 상에 집광될 수 있다.
이어서, 격자 플레이트(130)의 복수 개의 격자 어레이들을 통해 상기 제1 레이저 빔을 필터링시킨다(S120).
격자 플레이트(130)는 상기 제1 레이저 빔이 Y 방향)을 따라 스캐닝될 때 상기 제1 레이저 빔을 선택적으로 통과시키며 격자 플레이트(130)의 연장 방향인 Y 방향으로 기 설정된 피치(P)만큼 이격된 복수 개의 슬릿들(131)을 포함할 수 있다. 슬릿들(131)은 Y 방향과 평행한 행들에 각각 배열되어 N행의 격자 어레이들을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 선형의 제1 레이저 빔은 광학 미러(120)의 위치에 의존하여, 격자 플레이트(130)의 격자들을 통해 통과하거나 차단될 수 있다.
이후, 상기 격자 어레이들을 통과한 광을 검출하여 클럭 신호를 생성한다(S130).
광 검출기(140)는 격자 플레이트(130)를 통과한 빔을 검출할 수 있다. 광 검출기(140)는 상기 격자 어레이들을 통해 통과한 광을 검출하여 병렬적 검출 신호들을 각각 출력하는 복수 개의 검출 어레이들을 포함할 수 있다. 상기 검출 어레이들은 포토다이오드들을 포함할 수 있다.
픽셀 클럭 생성 유닛(150)은 광 검출기(140)로부터 수신한 병렬적 검출 신호들을 각각 디지털 신호들로 변환한 후, 복수 개의 병렬적 디지털 신호들을 1채널 신호로 병합하여 클럭 신호를 생성할 수 있다.
이후, 반도체 웨이퍼(W) 표면으로부터 반사된 광을 검출하여 이미지 신호를 획득하고(S140), 상기 클럭 신호에 기초하여 상기 이미지 신호를 처리하여 웨이퍼(W)에 대한 이미지를 형성한다(S150).
반도체 웨이퍼(W)의 표면에서 반사된 광은 대물 렌즈(240), 릴레이 렌즈(230), 편광 미러(220), 미러(260), 집광 렌즈(270)를 통해 광 검출기(260) 상에 집광될 수 있다. 광 검출기(260)는 검출된 광의 강도에 비례하는 이미지 신호를 출력할 수 있다. 이미지 신호 처리 유닛(270)은 상기 클럭 신호에 따른 프레임 시간별로 상기 획득된 이미지 신호를 처리하여 이미지를 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 갈바노 미러의 회전 운동을 실시간으로 측정하여 이에 근거하여 클럭 신호를 생성함으로써, 상기 갈바노 미러의 비선형 동작 특성에 따라 이미지 왜곡이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, N개 행의 상기 격자 어레이들을 통해 다채널 병렬적 검출 신호들을 획득한 후, 상기 다채널 병렬적 검출 신호들을 1채널 신호로 후처리하여 클럭 신호를 생성함으로써, 해상도가 N배 향상된 이미지를 획득할 수 있다. 더욱이, 레이저 빔의 파장에 따른 회절 격자의 한계 피치 이하에서도 고속 픽셀 클럭 신호를 생성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 기판 검사 장치 및 기판 검사 방법은 웨이퍼 이외의 FPD(평판 디스플레이), 포토마스크용의 마스크 레티클 등의 다른 기판인 경우에도 적용할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 기판 처리 장치 100: 클럭 신호 생성기
110: 제1 광 생성부 112: 광원 광학계
114, 116: 집광 렌즈 120: 광학 미러
122: 제1 반사면 124: 제2 반사면
130: 격자 플레이트 131: 슬릿
132A, 132B, 132C, 132D: 격자 어레이
140: 광 검출기
142A, 142B, 142C, 142D: 검출 어레이
150: 픽셀 클럭 생성 유닛 152A, 152B, 152C: 증폭부들
154A, 154B, 154C: A/D 변환부 156: 합성부
200: 이미지 생성기 210: 제2 광 생성부
212, 218: 어퍼쳐 214: 확장 렌즈
216: 집광 렌즈 220: 편광 미러
230: 릴레이 렌즈 240: 대물 렌즈
250: 미러 252: 집광 렌즈
254: 어퍼쳐 260: 광 검출기
270: 이미지 신호 처리 유닛 300: 스테이지

Claims (20)

  1. 입사되는 광을 제1 방향으로 스캐닝하도록 회전 가능한 광학 미러;
    상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 배열되고 상기 광학 미러로부터 반사된 광이 상기 제1 방향으로 스캐닝될 때 상기 광을 차단하거나 통과시키는 복수 개의 격자 어레이들을 포함하고, 상기 격자 어레이는 인접한 격자 어레이에 대하여 상기 제1 방향으로 기 설정된 거리만큼 쉬프트된 격자 플레이트;
    상기 격자 어레이들을 통해 통과한 광을 검출하는 광 검출기; 및
    상기 광 검출기로부터 수신한 검출 신호들로부터 클럭 신호를 생성하기 위한 픽셀 클럭 생성 유닛을 포함하고,
    상기 격자 플레이트는 N개의 격자 어레이들을 포함하고, 상기 인접한 격자 어레이들은 서로 (1/N)*피치(P)만큼 오프셋된 클럭 신호 생성기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, m(m=2, 3, … N)번째 격자 어레이는 (m-1)번째 격자 어레이에 대하여 (1/N)*(P)만큼 쉬프트된 클럭 신호 생성기.
  4. 제 1 항에 있어서, m(m=2, 3, … N)번째 격자 어레이는 첫번째 격자 어레이에 대하여 ((m-1)/N)*(P)만큼 쉬프트된 클럭 신호 생성기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광학 미러는 양면에 반사면을 갖는 갈바노 미러를 포함하는 클럭 신호 생성기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 격자 플레이트 상에서 스캐닝되는 광은 상기 제2 방향으로 연장하는 선형 레이저 빔을 포함하는 클럭 신호 생성기.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 격자 어레이는 기 설정된 피치(P)만큼 이격된 복수 개의 슬릿들을 포함하는 클럭 신호 생성기.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 격자 어레이는 서로 교대로 배치된 투명한 부분과 불투명한 부분들을 포함하는 클럭 신호 생성기.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 격자 어레이는 1×n 어레이 형태의 슬릿들을 포함하는 클럭 신호 생성기.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 광 검출기는 상기 격자 어레이들을 각각 통과한 광을 검출하는 복수 개의 검출 어레이들을 포함하는 클럭 신호 생성기.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 픽셀 클럭 생성 유닛은 상기 검출 어레이들로부터 생성된 병렬적 디지털 신호들을 1채널 신호로 병합하여 상기 클럭 신호를 생성하는 합성부를 포함하는 클럭 신호 생성기.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 광학 미러를 향하도록 클럭 신호 발생용 광을 발생시키기 위한 광 생성부를 더 포함하는 클럭 신호 생성기.
  13. 기판을 지지하는 스테이지;
    상기 기판 상에서 제1 방향으로 스캐닝하기 위한 제1 반사면 및 제2 방향으로 스캐닝하기 위한 제2 반사면을 가지고, 회전 가능하도록 설치되는 광학 미러;
    상기 제1 반사면으로부터 반사된 광을 검출하여 클럭 신호를 생성하고, 상기 제1 방향과 다른 제3 방향으로 배열되고 상기 광학 미러로부터 반사된 광이 상기 제1 방향으로 스캐닝될 때 상기 광을 차단하거나 통과시키는 복수 개의 격자 어레이들을 포함하고 상기 격자 어레이는 인접한 격자 어레이에 대하여 상기 제1 방향으로 기 설정된 거리만큼 쉬프트된 격자 플레이트, 상기 격자 어레이들을 통해 통과한 광을 검출하기 위한 광 검출기, 및 상기 광 검출기로부터 수신한 검출 신호로부터 클럭 신호를 생성하기 위한 픽셀 클럭 생성 유닛을 포함하는 클럭 신호 생성기, 및
    상기 제2 반사면으로부터 반사된 광을 검출하여 이미지를 생성하기 위한 이미지 생성기를 포함하고,
    상기 격자 플레이트 상에서 스캐닝되는 광은 상기 제3 방향으로 연장하는 선형의 레이저 빔을 포함하고,
    상기 선형의 레이저 빔이 상기 격자 플레이트 상에서 상기 제1 방향으로 스캐닝될 때 상기 선형의 레이저 빔이 상기 복수 개의 격자 어레이들의 각각의 격자 어레이 상에 동시에 입사되도록 상기 복수 개의 격자 어레이들은 상기 제3 방향으로 서로 이격 배열되는 기판 검사 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 격자 플레이트는 N개의 격자 어레이들을 포함하고, 상기 인접한 격자 어레이들은 서로 (1/N)*피치(P)만큼 오프셋된 기판 검사 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, m(m=2, 3, … N)번째 격자 어레이는 (m-1)번째 격자 어레이에 대하여 (1/N)*(P)만큼 쉬프트된 기판 검사 장치.
  16. 삭제
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 광 검출기는 상기 격자 어레이들을 각각 통과한 광을 검출하는 복수 개의 검출 어레이들을 포함하는 기판 검사 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 픽셀 클럭 생성 유닛은 상기 검출 어레이들로부터 생성된 디지털 신호들을 1채널 신호로 병합하여 상기 클럭 신호를 생성하는 합성부를 포함하는 기판 검사 장치.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 광학 미러의 상기 제1 반사면을 향하도록 클럭 신호 발생용 광을 발생시키기 위한 제1 광 생성부; 및
    상기 광학 미러의 상기 제2 반사면을 향하도록 검사용 광을 발생시키는 제2 광 생성부를 더 포함하는 기판 검사 장치.
  20. 제 13 항에 있어서, 상기 이미지 생성기는 상기 기판으로부터의 반사광을 검출하여 이미지 신호를 출력하기 위한 광 검출기 및 상기 클럭 신호에 기초하여 상기 이미지 신호를 처리하는 이미지 신호 처리 유닛을 포함하는 기판 검사 장치.
KR1020160059990A 2016-05-17 2016-05-17 클럭 신호 생성기 및 기판 검사 장치 KR102543948B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160059990A KR102543948B1 (ko) 2016-05-17 2016-05-17 클럭 신호 생성기 및 기판 검사 장치
US15/377,070 US10338370B2 (en) 2016-05-17 2016-12-13 Clock signal generators and substrate inspecting apparatuses having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160059990A KR102543948B1 (ko) 2016-05-17 2016-05-17 클럭 신호 생성기 및 기판 검사 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170129381A KR20170129381A (ko) 2017-11-27
KR102543948B1 true KR102543948B1 (ko) 2023-06-15

Family

ID=60329153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160059990A KR102543948B1 (ko) 2016-05-17 2016-05-17 클럭 신호 생성기 및 기판 검사 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10338370B2 (ko)
KR (1) KR102543948B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4212018A (en) 1978-01-17 1980-07-08 Fuji Photo Film Co., Ltd. Laser beam recording system
US5294944A (en) 1991-03-06 1994-03-15 Ricoh Company, Ltd. Color image forming apparatus having means for properly superimposing image colors on each other
US5446556A (en) 1991-11-07 1995-08-29 Nikon Corporation Video clock signal generator in an optical scanner in which a mask including a linear scale provides timing for controlling the amplitude of a vibrating mirror

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4420760A (en) 1982-04-26 1983-12-13 Sperry Corporation Printer beam position feedback sensor
US4528448A (en) 1982-05-13 1985-07-09 Benson, Inc. Plane linear grating for optically encoding information
US4962431A (en) * 1987-05-08 1990-10-09 Ricoh Company, Ltd. Synchronizing signal generating system for laser scanner
US4837588A (en) * 1987-05-08 1989-06-06 Ricoh Company, Ltd. Synchronizing signal generating system for laser scanner
JP2693523B2 (ja) * 1988-10-18 1997-12-24 株式会社リコー 多点同期方式の光走査装置
US5095315A (en) * 1989-08-21 1992-03-10 Ricoh Company, Ltd. Multipoint synchronization optical writing apparatus
JPH0681524B2 (ja) * 1990-01-31 1994-10-12 キヤノン株式会社 振動波モータの振動体の加工方法
US5081477A (en) * 1990-03-26 1992-01-14 International Business Machines Corporation Method and apparatus for synchronizing the pel clock of a laser printer
US5218195A (en) * 1991-06-25 1993-06-08 Fuji Photo Film Co., Ltd. Scanning microscope, scanning width detecting device, and magnification indicating apparatus
KR100200878B1 (ko) 1996-01-30 1999-06-15 윤종용 위상 개구를 이용한 광픽업장치
US5812629A (en) 1997-04-30 1998-09-22 Clauser; John F. Ultrahigh resolution interferometric x-ray imaging
US6493019B1 (en) * 1999-01-29 2002-12-10 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
JP2001253114A (ja) * 2000-03-13 2001-09-18 Fuji Photo Film Co Ltd 画像露光記録装置における光量調整方法および装置
JP4562300B2 (ja) 2000-11-14 2010-10-13 ルネサスエレクトロニクス株式会社 クロック制御方法及び回路
US7441703B2 (en) * 2002-08-20 2008-10-28 Illumina, Inc. Optical reader for diffraction grating-based encoded optical identification elements
US7525659B2 (en) * 2003-01-15 2009-04-28 Negevtech Ltd. System for detection of water defects
JP2007164061A (ja) 2005-12-16 2007-06-28 Canon Inc 光学装置および結像方法
JP5339975B2 (ja) 2008-03-13 2013-11-13 キヤノン株式会社 Ｘ線位相イメージングに用いられる位相格子、該位相格子を用いたｘ線位相コントラスト像の撮像装置、ｘ線コンピューター断層撮影システム
CN102292676B (zh) 2008-11-26 2014-03-12 麦克罗尼克迈达塔有限责任公司 使用复杂二维交织方案的图像读取和写入
US8248541B2 (en) * 2009-07-02 2012-08-21 Microvision, Inc. Phased locked resonant scanning display projection
JP2012008261A (ja) 2010-06-23 2012-01-12 Hamamatsu Photonics Kk 画像生成装置
CN103079469B (zh) 2010-09-03 2016-02-24 皇家飞利浦电子股份有限公司 利用改善的采样的微分相位对比成像
KR20150035035A (ko) 2013-09-27 2015-04-06 삼성전자주식회사 다초점 레이저 스캐닝 현미경 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4212018A (en) 1978-01-17 1980-07-08 Fuji Photo Film Co., Ltd. Laser beam recording system
US5294944A (en) 1991-03-06 1994-03-15 Ricoh Company, Ltd. Color image forming apparatus having means for properly superimposing image colors on each other
US5446556A (en) 1991-11-07 1995-08-29 Nikon Corporation Video clock signal generator in an optical scanner in which a mask including a linear scale provides timing for controlling the amplitude of a vibrating mirror

Also Published As

Publication number Publication date
US10338370B2 (en) 2019-07-02
KR20170129381A (ko) 2017-11-27
US20170336616A1 (en) 2017-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6129334B2 (ja) パルス照射を使用する移動画像の高速取得のための方法および装置
US7053395B2 (en) Wafer defect detection system with traveling lens multi-beam scanner
CN107580677B (zh) 用于二维点阵列倾斜入射扫描的***和方法
KR102178205B1 (ko) 웨이퍼 검사
US20020040971A1 (en) Distance information obtaining apparatus and distance information obtaining method
TW201245704A (en) Substrate inspection apparatus and mask inspection apparatus
US20150116702A1 (en) Defect inspection method and defect inspection device
JP5419293B2 (ja) 検査装置
JP2004354088A (ja) 検査装置及びマスク製造方法
JP3950059B2 (ja) 時間分解二次元微弱光検出方法および装置
JP2013019766A (ja) 検査装置及び検査方法
KR102543948B1 (ko) 클럭 신호 생성기 및 기판 검사 장치
JP4822548B2 (ja) 欠陥検査装置
WO2017169597A1 (ja) 画像取得装置および画像取得方法
JP2003004654A (ja) 光学式走査装置及び欠陥検出装置
JP4961615B2 (ja) フォトマスクの検査方法及び装置
US7528940B2 (en) System and method for inspecting an object using an acousto-optic device
JP5046054B2 (ja) 欠陥検査装置、欠陥検査方法、光学式走査装置、半導体デバイス製造方法
KR101131954B1 (ko) 파장 검출기 및 이를 갖는 광 간섭 단층 촬영 장치
KR102632561B1 (ko) Euv 마스크 검사 장치와 방법, 및 그 방법을 포함한 euv 마스크 제조방법
JP5454942B2 (ja) 分光装置とそれを用いた顕微鏡
JP5896797B2 (ja) ピクセルクロック発生装置
JP2008032995A (ja) 共焦点顕微鏡
JP2017173592A (ja) レーザ顕微鏡
JPS61121022A (ja) 走査型顕微鏡撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant