KR20110080472A

KR20110080472A - 기판 검사장치 및 이를 이용한 기판 검사방법

Info

Publication number: KR20110080472A
Application number: KR1020100000721A
Authority: KR
Inventors: 홍종규; 전문영; 김홍민; 허정; 윤상규
Original assignee: 주식회사 고영테크놀러지
Priority date: 2010-01-06
Filing date: 2010-01-06
Publication date: 2011-07-13
Also published as: KR101133653B1

Abstract

제조단가를 감소시킬 수 있는 기판 검사장치 및 이를 이용한 기판 검사방법이 개시된다. 기판 검사장치는 복수의 조명모듈들, 격자 이송유닛, 촬상모듈 및 제어부를 포함한다. 조명모듈들 각각은 조명유닛, 조명유닛에서 발생된 광을 격자 패턴광으로 변경시키는 격자유닛, 및 격자 패턴광을 검사기판으로 투사하는 투사렌즈를 포함한다. 격자 이송유닛은 조명모듈들의 격자유닛들을 사전에 정해진 횟수만큼 동시에 제어한다. 촬상모듈은 검사기판에서 반사된 격자 패턴광들을 촬상한다. 제어부는 찰상모듈에서 촬상된 이미지들을 이용하여 검사기판을 검사한다. 이때, 격자유닛들은 동일한 격자평면상에 배치된다. 이와 같이, 동일한 격자평면에 배치된 격자유닛들을 하나의 격자 이송유닛을 통해 격자평면을 따라 이동시킴에 따라, 격자 이송유닛의 개수가 감소되어 기판 검사장치의 제조단가를 감소시키고 조명모듈의 소형화 및 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

기판 검사장치 및 이를 이용한 기판 검사방법{BOARD INSPECTION APPARATUS AND BOARD INSPECTION METHOD USING THE APPARATUS}

본 발명은 기판 검사장치 및 이를 이용한 기판 검사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 표면의 3차원 형상을 검사할 수 있는 기판 검사장치 및 이를 이용한 기판 검사방법에 관한 것이다.

기판 표면의 3차원 형상을 검사할 수 있는 기판 검사장치는 검사물체로 광을 제공하는 복수의 조명모듈들 및 상기 검사물체로부터 반사된 광을 촬상하는 촬상모듈을 구비하고, 상기 조명모듈들 각각은 광을 발생시키는 조명유닛, 상기 조명유닛에서 발생된 광을 격자 패턴광으로 변경하여 출사하는 격자유닛, 상기 격자유닛에서 출사된 상기 격자 패턴광을 상기 검사물체로 투사시키는 투사렌즈, 및 상기 격자유닛을 이동시키는 격자 이송유닛을 구비한다. 이때, 상기 격자 이송유닛을 통해 상기 격자유닛을 일정 피치만큼 이동시키면서, 상기 검사물체로부터 반사되는 상기 격자 패턴광을 촬상함으로써, 상기 검사물체의 3차원 형상을 검사할 수 있다.

그러나, 상기 기판 검사장치는 상기 조명모듈들 마다 상기 격자유닛과 상기 격자 이송유닛을 구비함에 따라, 제조단가가 상승하고, 상기 조명모듈의 크기가 증가하며, 상기 격자 이송유닛들 간의 이송 편차에 기인한 검사 정밀도 저하, 및 상기 격자 이송유닛들을 독립적으로 구동해야 함에 따라 제어가 복잡해지는 문제점을 갖는다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 제조단가의 감소, 조명모듈의 소형화, 검사 정밀도의 향상 및 제어의 단순화를 이룰 수 있는 기판 검사장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 기판 검사장치를 이용하여 기판을 검사하는 기판 검사방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 기판 검사장치은 복수의 조명모듈들, 격자 이송유닛, 촬상모듈 및 제어부를 포함한다.

상기 조명모듈들 각각은 조명유닛, 상기 조명유닛에서 발생된 광을 격자 패턴광으로 변경시키는 격자유닛, 및 상기 격자 패턴광을 검사기판으로 투사하는 투사렌즈를 각각 포함한다. 상기 격자 이송유닛은 상기 조명모듈들의 격자유닛들을 사전에 정해진 횟수만큼 동시에 제어한다. 상기 촬상모듈은 상기 검사기판에서 반사된 상기 격자 패턴광들을 촬상한다. 상기 제어부는 상기 찰상모듈에서 촬상된 이미지들을 이용하여 상기 검사기판을 검사한다. 이때, 상기 격자유닛들은 동일한 격자평면상에 배치되어 있다.

상기 기판 검사장치는 상기 격자유닛들을 서로 연결하여 상기 격자유닛들이 상기 격자평면 상에 배치되도록 하는 격자 연결유닛을 더 포함할 수 있다. 한편, 상기 격자 이송유닛은 상기 격자유닛들의 격자 패턴방향들과 다른 방향으로 상기 격자유닛들을 이송할 수 있다. 이때, 상기 격자 이송유닛은 적어도 3개 이상의 상기 격자유닛들을 동시에 제어할 수 있다.

상기 조명모듈들 각각은 상기 투사렌즈를 투과한 상기 격자 패턴광을 반사시키는 제1 반사거울, 및 상기 제1 반사거울에서 반사된 상기 격자 패턴광을 다시 반사시켜 상기 검사기판으로 제공하는 제2 반사거울을 더 포함할 수 있다.

상기 격자평면과 상기 투사렌즈의 기준면 사이의 각을 격자각(θgrat)이라하고, 상기 제1 반사거울이 상기 격자평면과 이루는 각을 제1 미러각(θmir1)이라하며, 상기 제2 반사거울이 상기 격자평면과 이루는 각을 제2 미러각(θmir2)이라하고, 상기 투사렌즈의 광축을 따라 진행하는 광이 상기 제1 및 제2 반사거울들에서 각각 반사되어 상기 검사기판으로 입사될 때 상기 격자평면의 법선과 이루는 각을 투사각(θproj)이라할 때, 상기 투사렌즈와 제1 및 제2 반사거울들은 θmir1 - θmir2 = (θgrat + θproj)/2 의 관계를 가질 수 있다.

상기 투사렌즈들의 기준면들 각각은 상기 격자평면과 소정의 각도를 이룰 수 있다. 또한, 상기 격자유닛들은 상기 격자평면에서 다각형의 각 꼭지점에 배치될 수 있다. 이때, 상기 다각형의 서로 마주보는 꼭지점들에 배치된 격자유닛들의 격자 패턴방향들은 서로 동일할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 기판 검사장치은 복수의 조명모듈들, 격자 이송유닛, 촬상모듈 및 제어부를 포함한다.

상기 조명모듈들 각각은 조명유닛, 상기 조명유닛에서 발생된 광을 격자 패턴광으로 변경시키는 격자유닛, 및 상기 격자 패턴광을 검사기판으로 투사하는 투사렌즈를 각각 포함한다. 상기 격자 이송유닛은 상기 조명모듈들의 격자유닛들을 사전에 정해진 횟수만큼 동시에 제어한다. 상기 촬상모듈은 상기 검사기판에서 반사된 상기 격자 패턴광들을 촬상한다. 상기 제어부는 상기 찰상모듈에서 촬상된 이미지들을 이용하여 상기 검사기판을 검사한다. 이때, 상기 격자유닛들은 동일한 격자평면상에 배치되어 있고, 상기 조명모듈들 각각에서의 상기 격자유닛과 상기 투사렌즈는 서로 어긋나도록 배치된다.

상기 조명모듈들 각각에서의 상기 격자유닛은 상기 투사렌즈의 중앙부분까지 겹쳐지도록 배치될 수 있다. 한편, 상기 조명모듈들 각각에서의 상기 투사렌즈는 상기 격자평면과 평행하도록 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 기판 검사방법은 동일한 격자평면에 배치된 복수의 격자유닛들을 이용하여 검사기판을 검사하는 검사방법에 관한 것으로, 상기 격자유닛들의 격자 패턴방향들과 다른 격자 이송방향으로 상기 격자유닛들을 상기 격자평면을 따라 일정 피치만큼 정해진 횟수만큼 이동시키는 단계, 상기 격자유닛들 각각으로 광을 입사하여 격자 패턴광을 상기 검사기판으로 제공하는 단계, 및 상기 검사기판으로부터 반사된 상기 격자 패턴광을 인가받아 촬상하는 단계를 포함한다.

이와 같은 기판 검사장치 및 이를 이용한 기판 검사방법에 따르면, 하나의 격자 이송유닛을 통해 동일한 격자평면에 배치된 격자유닛들을 이동시킴에 따라, 상기 격자 이송유닛의 개수가 감소되어 기판 검사장치의 제조단가가 보다 감소될 수 있고, 조명모듈 각각의 크기를 소형화할 수 있다.

또한, 종래의 다수 격자 이송유닛들 간의 이송 편차에 기인한 검사 정밀도 저하를 방지하며, 상기 격자 이송유닛들을 독립적으로 구동해야 함에 따른 제어의 복잡성을 완화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 검사장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판 검사장치를 측면에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 2의 조명모듈들 중 어느 하나만을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 기판 검사장치 중 조명모듈의 개수가 증가된 상태를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 검사장치를 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 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 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 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 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

<실시예 1>

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 검사장치를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 기판 검사장치를 측면에서 바라본 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 기판 검사장치는 스테이지(미도시)에 배치된 검사기판(10)의 표면의 3차원 형상을 검사하는 검사장치로, 복수의 조명모듈들(100), 격자 연결유닛(200), 격자 이송유닛(300), 촬상모듈(400) 및 제어시스템(미도시)을 포함한다.

상기 조명모듈들(100) 각각은 조명유닛(110), 격자유닛(120), 투사렌즈(130), 제1 반사거울(140) 및 제2 반사거울(150)을 포함한다. 상기 조명유닛(110)은 조명원과 적어도 하나의 렌즈로 구성되어 광을 발생시키고, 상기 격자유닛(120)은 상기 조명유닛(110)의 하부에 배치되어 상기 조명유닛(110)에서 발생된 광을 격자무늬 패턴을 갖는 격자 패턴광으로 변경시킨다. 상기 투사렌즈(130)는 상기 격자유닛(120)의 하부에 배치되어 상기 격자유닛(120)으로부터 출사된 상기 격자 패턴광을 투과시킨다. 상기 제1 반사거울(140)은 상기 투사렌즈(130)를 투과한 상기 격자 패턴광을 반사시키고, 상기 제2 반사거울(150)은 상기 제1 반사거울(140)에서 반사된 상기 격자 패턴광을 다시 반사시켜 상기 검사기판(10)으로 제공한다.

상기 격자유닛들(120)은 동일한 격자평면(RP)이 되도록 배치되며, 상기 격자 연결유닛(200)은 상기 조명모듈들(100)의 격자유닛들(120)을 서로 연결시켜 준다. 이때, 상기 격자유닛들(120)은 다각형의 각 꼭지점에 배치될 수 있고, 예를 들어 도 1과 같이 정사각형의 네 꼭지점에 각각 배치될 수 있다.

상기 격자 이송유닛(300)은 상기 격자 연결유닛(200)에 의해 서로 연결된 상기 격자유닛들(120)을 상기 격자평면(RP)을 따라 격자 이송방향(MD)으로 이동시킨다. 상기 격자 이송유닛(300)은 상기 격자유닛들(120)을 상기 격자 이송방향(MD)을 따라 사전에 정해된 획수만큼 일정 피치씩 이동시킬 수 있다. 상기 격자 이송유닛(300)은 도면과 같이 PZT(Piezoelectric) 이송유닛일 수도 있으나, 이와 다른 미세직선 이송유닛일 수도 있다. 여기서, 상기와 같이 격자 이송방향(MD)이 상기 격자평면(RP)을 따라 이동하기 때문에, 상기 투사렌즈(130)와 상기 격자유닛(120)의 위치 별 거리가 일정하게 유지되어 상기 격자유닛(120)의 이송에 따른 배율 변화가 없어진다.

한편, 상기 격자 이송방향(MD)은 상기 격자유닛들(120)의 격자 패턴방향들(PD)과 다른 방향이다. 즉, 상기 격자 이송유닛(300)은 상기 격자유닛들(120)을 상기 격자 패턴방향들(PD)과 다른 방향으로 이동시킨다. 여기서, 상기 격자 패턴방향들(PD)은 상기 격자 이송방향(MD)에 대하여 90도 또는 45도 기울어질 수 있다.

또한, 상기 격자유닛들(120) 중 상기 다각형의 서로 마주보는 꼭지점들에 배치된 격자유닛들의 격자 패턴방향들은 서로 동일할 수 있다. 예를 들어, 정사각형의 네 꼭지점에 각각 배치된 격자유닛들 중 서로 마주보는 두 개는 90도로 기울어져 있고, 다른 두 개는 45도로 기울어질 수 있다.

상기 촬상모듈(400)은 상기 조명모듈들(100) 각각에서 발생되어 상기 검사기판(10)으로부터 반사된 상기 격자 패턴광을 인가받아 촬상한다. 이때, 상기 촬상모듈(400)은 상기 조명모듈들(100)의 중심, 예를 들어 정사각형의 중심에 배치된다.

상기 촬상모듈(400)은 예를 들어, 결상렌즈(410) 및 카메라(420)를 포함한다. 상기 결상렌즈(410)는 상기 검사기판(10)으로부터 반사된 상기 격자 패턴광을 투과시켜 상기 카메라로 제공한다. 이때, 상기 결상렌즈(410)의 기준면은 상기 격자평면(RP)과 평행하고, 상기 결상렌즈(410)의 기준면의 법선과 일치하는 상기 결상렌즈(410)의 광축은 상기 검사기판(10)의 법선과 일치한다. 상기 카메라(420)는 상기 결상렌즈(410)로부터 제공된 상기 격자 패턴광을 인가받아 촬상하는 촬상소자(422)를 포함하며, 일례로 일례로 CCD 카메라나 CMOS 카메라 중 어느 하나가 적용될 수 있다.

상기 촬상모듈(400)은 필터(미도시) 및 원형램프(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 필터는 상기 결상렌즈(410)의 하부에 배치되어, 상기 검사기판(10)에서 반사되는 상기 격자 패턴광을 여과시켜 상기 결상렌즈(220)로 제공하고, 일례로 주파수 필터, 컬러필터 및 광세기 조절필터 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 원형램프는 상기 필터의 하부에 배치되어, 상기 검사기판(10)의 2차원 형상과 같은 특이영상을 촬영하기 위해 상기 검사기판(10)로 광을 제공할 수 있다.

상기 제어시스템은 상기 찰상모듈에서 촬상된 이미지들을 이용하여 상기 검사기판을 검사한다. 예를 들어, 상기 제어시스템은 영상 획득부, 모듈 제어부 및 중앙 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 영상 획득부는 상기 카메라(420)와 전기적으로 연결되어, 상기 카메라(420)로부터 상기 검사기판(10)의 패턴영상들을 획득하여 저장할 수 있다. 상기 모듈 제어부는 상기 검사기판(10)을 지지하는 스테이지, 상기 촬상모듈(400) 및 상기 조명모듈들(100)과 전기적으로 연결되어 제어하고, 예를 들어, 상기 조명유닛들(110)을 제어하는 조명 콘트롤러, 상기 격자 이송유닛(300)을 제어하는 격자 콘트롤러 및 상기 스테이지를 제어하는 스테이지 콘트롤러를 포함할 수 있다. 상기 중앙 제어부는 상기 영상 획득부 및 상기 모듈 제어부와 전기적으로 연결되어 각각을 제어하고, 예를 들어, 이미지처리 보드, 제어 보드 및 인터페이스 보드를 포함할 수 있다.

도 3은 도 2의 조명모듈들 중 어느 하나만을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하여 도 1 및 도 2의 조명모듈들 중 어느 하나에 대하여 자세하게 설명하겠다.

우선, 상기 투사렌즈(130)의 기준면은 상기 격자유닛들(120)이 배치된 상기 격자평면(RP)에 대하여 소정의 각도 기울어져서 배치된다. 이때, 상기 격자평면(RP)과 상기 투사렌즈(130)의 기준면 사이의 각을 격자각(θgrat)이라고 정의한다. 한편, 상기 조명유닛(110)에서 발생되는 광의 시야각의 중심이 상기 투사렌즈(130)의 광축과 일치하도록 배치된다. 여기서, 상기 투사렌즈(130)의 광축은 상기 투사렌즈(130)의 기준면의 법선 방향과 일치한다.

이어서, 상기 제1 반사거울(140)이 상기 격자평면(RP)에 대하여 일정 각도로 기울어지도록 상기 투사렌즈(130)의 하부에 배치한다. 이때, 상기 제1 반사거울(140)이 상기 격자평면(RP)과 이루는 각, 즉 상기 제1 반사거울(140)의 법선 방향과 상기 격자평면(RP)과 평행한 수평선이 이루는 각을 제1 미러각(θmir1)이라고 정의한다.

마지막으로, 상기 제2 반사거울(150)은 상기 격자평면(RP)에 대하여 일정 각도로 기울어지도록 상기 제1 반사거울(140)의 하부에 배치한다. 이때, 상기 제1 및 제2 반사거울들(140, 150)은 상기 촬상모듈(400)의 결상렌즈(410)의 광축을 기준으로 양측에 배치된다. 한편, 상기 제2 반사거울(150)이 상기 격자평면(RP)과 이루는 각, 즉 상기 제2 반사거울(150)의 법선 방향과 상기 격자평면(RP)과 평행한 수평선이 이루는 각을 제2 미러각(θmir2)이라고 정의한다. 또한, 상기 투사렌즈(130)의 광축을 따라 진행하는 광이 상기 제1 및 제2 반사거울들(140, 150)에서 각각 반사되어 상기 검사기판(10)으로 입사될 때 상기 격자평면(RP)의 법선, 즉 상기 결상렌즈(410)의 광축과 이루는 각을 투사각(θproj)이라고 정의한다.

이하, 위에서 정의된 상기 제1 미러각(θmir1), 상기 제2 미러각(θmir2), 상기 격자각(θgrat) 및 상기 투사각(θproj)을 이용하여, 상기 투사렌즈(410)와 상기 제1 및 제2 반사거울들(140, 150) 사이의 관계를 설정하고자 한다.

우선, 상기 투사렌즈(130)의 광축과 상기 격자평면(RP)과 평행한 수평선이 이루는 각을 제1 입사각(θ1)이라고 정의하고, 상기 투사렌즈(130)의 광축을 따라 진행하는 광이 상기 제1 반사거울(140)에 반사되어 상기 제2 반사거울(150)로 입사되는 방향과 상기 격자평면(RP)과 평행한 수평선이 이루는 각을 제2 입사각(θ2)이라고 정의할 때, 아래의 <수식1>, <수식2> 및 <수식3>을 도출할 수 있다.

<수식1> θ1 = 90 + θgrat

<수식2> θ2 = 90 - θproj - 2ㆍθmir2

<수식3> θ1 - θmir1 = θmir1 + θ2 => θ1 = 2ㆍθmir1 + θ2

이어서, <수식2>를 <수식3>에 적용하면, 아래의 <수식4>를 도출할 수 있다.

<수식4> θ1 = 2ㆍθmir1 + 90 - θproj - 2ㆍθmir2

이어서, <수식4>를 <수식1>에 적용하고 정리하면, 아래의 <수식5>를 도출할 수 있다.

<수식5> θgrat + θproj = 2ㆍ(θmir1 - θmir2)

이어서, <수식5>를 다시 정리하면, 아래의 <수식6>을 도출할 수 있다.

<수식6> θmir1 - θmir2 = (θgrat + θproj)/2

따라서, 상기 투사렌즈(410)와 상기 제1 및 제2 반사거울들(140, 150)은 위의 <수식6>과 같은 관계를 가질 수 있다.

한편, 상기 격자각(θgrat) 및 상기 투사각(θproj)은 일반적으로 고정된 값을 갖기 때문에 <수식6>을 아래의 <수식6-1>로 다시 표시할 수 있다.

<수식6-1> θmir1 - θmir2 = K(상수)

위의 <수식6-1>를 참조하면, 상기 투사렌즈(410)가 고정되어 있을 때, 상기 제1 미러각(θmir1)과 상기 제2 미러각(θmir2) 사이의 차이가 일정하도록 상기 제1 및 제2 반사거울들(140, 150)을 배치시킬 수 있다.

도 4는 도 1의 기판 검사장치 중 조명모듈의 개수가 증가된 상태를 도시한 평면도이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에서는 상기 조명모듈(100)의 개수를 증가 또는 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 도 1에서의 4개의 조명모듈들(100)에서 새롭게 4개의 조명모듈들(100)을 더 추가하여, 정팔각형의 각 꼭지점에 배치시킬 수 있다. 이때, 새롭게 추가된 4개의 조명모듈들(100)의 격자 패턴방향들(PD)은 모두 도 1에서의 격자 이송방향(MD)에 대하여 45도 기울어져서 형성될 수 있다.

본 실시예에서, 도 1 및 도 4와 같이 상기 조명모듈(100)의 개수, 즉 상기 격자유닛(120)의 개수는 3개 이상이다. 이때, 3개 이상의 상기 격자유닛(120)들을 1개의 상기 격자 이송유닛(300)을 이용하여 제어할 때, 상기 격자유닛(120)들이 동일한 상기 격자평면(RP)에 놓여있지 않으면 상기 격자유닛(120)들을 제어할 수 없다. 왜냐하면 상기 격자유닛들(120) 각각이 서로 다른 격자평면에 배치될 경우, 서로 교차되는 선이 존재할 수 없기 때문이다.

한편, 위에서 설명한 기판 검사장치을 이용하여 기판을 검사하는 기판 검사방법에 대하여 간단하게 설명하고자 한다.

우선, 상기 격자 이송유닛(300)을 이용하여, 상기 격자유닛들(120)을 상기 격자 이송방향(MD)으로 상기 격자평면(RP)을 따라 일정 피치만큼 이동시킨다. 이어서, 상기 조명유닛들(110)을 이용하여, 상기 일정 피치만큼 이동된 상기 격자유닛들(120)에게 순차적으로 광을 제공하여, 상기 격자 패턴광들을 상기 검사기판(10)으로 제공한다. 이어서, 상기 촬상모듈(400)을 이용하여, 상기 검사기판(10)으로 인가되어 반사된 상기 격자 패턴광들을 순차적으로 촬상한다. 이와 같이 위의 과정을 반복 수행함으로서, 상기 검사기판(10)에서의 영상정보를 획득하여 상기 검사기판(10)의 표면의 3차원 형상을 검사할 수 있다.

이와 같은 본 실시예에 따르면, 상기 격자 이송유닛(300) 하나를 통해 동일한 상기 격자평면(RP)에 배치된 상기 격자유닛들(120)을 이동시킴에 따라, 상기 격자 이송유닛(300)의 개수가 감소되어 기판 검사장치의 제조단가가 보다 감소될 수 있고, 조명모듈 각각의 크기를 소형화할 수 있다. 또한, 종래의 다수개의 격자 이송유닛들을 사용할 때 발생하는 상기 격자 이송유닛 간의 이송 편차에 기인한 검사 정밀도 저하를 방지할 수 있고, 상기 격자 이송유닛들을 독립적으로 구동해야 함에 따른 제어의 복잡성을 완화시킬 수 있다.

<실시예 2>

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 검사장치를 나타낸 도면이다. 여기서, 도 5에 도시된 기판 검사장치는 조명모듈들(100)의 일부 특징을 제외하면, 도 1 내지 도 4를 통해 설명한 제1 실시예의 기판 검사장치와 실질적으로 동일하므로, 상기 제1 실시예에 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 자세한 설명은 생략하도록 하겠다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 의한 조명모듈들 각각은 도 2 및 도 3과 달리 상기 제1 및 제2 반사거울들(140, 150)을 구비하고 있지 않고, 조명유닛(미도시), 격자유닛(120) 및 투사렌즈(130)를 포함한다.

우선, 상기 투사렌즈(130)의 기준면은 도 2 및 도 3과 달리 상기 격자평면(RP)과 수평하게 배치된다. 즉, 상기 투사렌즈(130)의 광축이 상기 격자평면(RP)의 법선 방향과 일치한다.

이어서, 상기 격자유닛(120)과 상기 투사렌즈(130)는 서로 어긋나도록 배치된다. 즉, 상기 격자유닛(120)의 중심과 상기 투사렌즈(130)의 중심이 서로 일치하지 않고 어긋나도록 배치된다. 여기서, 상기 투사렌즈(130)의 중심은 실질적으로 상기 투사렌즈(130)의 광축과 일치한다. 또한, 상기 격자유닛(120)은 상기 투사렌즈(130)의 중심까지 중첩되도록 배치될 수도 있다. 그 결과, 상기 투사렌즈(130)에서 있어서, 실제 촬상이 이루어지는 촬상 사용영역이 촬상이 가능한 최대 영역인 촬상 가용영역 내의 일부가 된다.

구체적으로 예를 들면, 상기 검사기판(10)의 중심이 상기 투사렌즈(130)의 광축을 기준으로 일측에 배치될 때, 상기 격자유닛(120)은 상기 일측과 반대되는 타측에 배치될 수 있다. 즉, 상기 검사기판(10)의 중심은 상기 투사렌즈들(130)의 광축들을 기준으로 내측에 배치되고, 상기 격자유닛들(120)은 이와 대응되는 투사렌즈들(130)의 광축들을 기준으로 외측에 배치된다. 그 결과, 상기 투사렌즈들(130) 각각은 광축을 기준으로 양측 모두를 사용할 수 있는 촬상 가용영역에서, 광축의 일측 영역에 해당하는 촬상 사용영역만을 사용할 수 있다.

한편, 상기 격자평면(RP)과 상기 투사렌즈(130)의 기준면 간의 간격을 제1 이격거리(S1)이라하고, 상기 투사렌즈(130)의 기준면과 상기 검사기판(10) 간의 간격을 제2 이격거리(S2)이라 정의할 때, 아래의 <수식7>의 관계가 성립된다.

<수식7> 1/S1 + 1/S2 = 1/F (단, F는 투사렌즈(130)의 초점거리임)

또한, 상기 투사렌즈(130)의 광축과 상기 촬상 사용영역의 중심 간의 수평거리를 촬상 중간거리(a)라 하고, 상기 투사렌즈(130)의 광축과 상기 검사기판(10)의 중심 간의 수평거리를 물체 중간거리(b)라 하며, 상기 투사렌즈(130)의 광축과 상기 검사기판(10)의 법선 간의 각도를 투사각(θproj)이라 할 때, 위의 <수식7>을 통해 다음과 같은 <수식8> 및 <수식9>를 도출할 수 있다.

<수식8> a = S1ㆍtan(θproj)

<수식9> b = S2ㆍtan(θproj)

따라서, 본 실시예에 의한 조명모듈들 각각은 <수식8> 및 <수식9>과 같은 관계를 만족할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따르면, 상기 투사렌즈(130)의 기준면은 상기 격자평면(RP)과 수평하게 배치되고, 상기 검사기판(10) 및 상기 격자유닛(120)이 상기 투사렌즈(130)의 광축을 기준으로 양측에 각각 배치됨에 따라, 촬상 사용영역이 촬상 가용영역의 일부로 축소되는 대신에 도 2 및 도 3에서의 제1 및 제2 반사거울들(140, 150)을 생략함으로써, 기판 검사장치의 제조비용을 더욱 감소시킬 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 조명모듈 110 : 조명유닛
120 : 격자유닛 130 : 투사렌즈
140 : 제1 반사거울 150 : 제2 반사거울
200 : 격자 연결유닛 300 : 격자 이송유닛
400 : 촬상모듈 410 : 결상렌즈
420 : 카메라 PD : 격자 패턴방향
MD : 격자 이송방향 RP : 격자평면

Claims

조명유닛, 상기 조명유닛에서 발생된 광을 격자 패턴광으로 변경시키는 격자유닛, 및 상기 격자 패턴광을 검사기판으로 투사하는 투사렌즈를 각각 포함하는 복수의 조명모듈들;
상기 조명모듈들의 격자유닛들을 사전에 정해진 횟수만큼 동시에 제어하는 격자 이송유닛;
상기 검사기판에서 반사된 상기 격자 패턴광들을 촬상하는 촬상모듈;
상기 조명모듈들에서 발생되어 상기 검사기판으로부터 반사된 광들을 촬상하는 촬상모듈; 및
상기 찰상모듈에서 촬상된 이미지들을 이용하여 상기 검사기판을 검사하는 제어부를 포함하고,
상기 격자유닛들은 동일한 격자평면상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 격자유닛들을 서로 연결하여 상기 격자유닛들이 상기 격자평면 상에 배치되도록 하는 격자 연결유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 격자 이송유닛은
상기 격자유닛들의 격자 패턴방향들과 다른 방향으로 상기 격자유닛들을 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
제3항에 있어서, 상기 격자 이송유닛은
적어도 3개 이상의 상기 격자유닛들을 동시에 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
제3항에 있어서, 상기 조명모듈들 각각은
상기 투사렌즈를 투과한 상기 격자 패턴광을 반사시키는 제1 반사거울; 및
상기 제1 반사거울에서 반사된 상기 격자 패턴광을 다시 반사시켜 상기 검사기판으로 제공하는 제2 반사거울을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
제5항에 있어서, 상기 격자평면과 상기 투사렌즈의 기준면 사이의 각을 격자각(θgrat)이라하고, 상기 제1 반사거울이 상기 격자평면과 이루는 각을 제1 미러각(θmir1)이라하며, 상기 제2 반사거울이 상기 격자평면과 이루는 각을 제2 미러각(θmir2)이라하고, 상기 투사렌즈의 광축을 따라 진행하는 광이 상기 제1 및 제2 반사거울들에서 각각 반사되어 상기 검사기판으로 입사될 때 상기 격자평면의 법선과 이루는 각을 투사각(θproj)이라할 때,
상기 투사렌즈와 제1 및 제2 반사거울들은 θmir1 - θmir2 = (θgrat + θproj)/2 의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 투사렌즈들의 기준면들 각각은
상기 격자평면과 소정의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 격자유닛들은
상기 격자평면에서 다각형의 각 꼭지점에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
제8항에 있어서, 상기 다각형의 서로 마주보는 꼭지점들에 배치된 격자유닛들의 격자 패턴방향들은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
조명유닛, 상기 조명유닛에서 발생된 광을 격자 패턴광으로 변경시키는 격자유닛, 및 상기 격자 패턴광을 검사기판으로 투사하는 투사렌즈를 각각 포함하는 복수의 조명모듈들;
상기 조명모듈들의 격자유닛들을 사전에 정해진 횟수만큼 동시에 제어하는 격자 이송유닛;
상기 검사기판에서 반사된 상기 격자 패턴광들을 촬상하는 촬상모듈;
상기 조명모듈들에서 발생되어 상기 검사기판으로부터 반사된 광들을 촬상하는 촬상모듈; 및
상기 찰상모듈에서 촬상된 이미지들을 이용하여 상기 검사기판을 검사하는 제어부를 포함하고,
상기 격자유닛들은 동일한 격자평면상에 배치되어 있고, 상기 조명모듈들 각각에서의 상기 격자유닛과 상기 투사렌즈는 서로 어긋나도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
제10항에 있어서, 상기 조명모듈들 각각에서의 상기 격자유닛은
상기 투사렌즈의 중앙부분까지 겹쳐지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
제10항에 있어서, 상기 조명모듈들 각각에서의 상기 투사렌즈는
상기 격자평면과 평행하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
동일한 격자평면에 배치된 복수의 격자유닛들을 이용하여 검사기판을 검사하는 기판 검사방법에 관한 것으로,
상기 격자유닛들의 격자 패턴방향들과 다른 격자 이송방향으로 상기 격자유닛들을 상기 격자평면을 따라 일정 피치만큼 정해진 횟수만큼 이동시키는 단계;
상기 격자유닛들 각각으로 광을 입사하여 격자 패턴광을 상기 검사기판으로 제공하는 단계; 및
상기 검사기판으로부터 반사된 상기 격자 패턴광을 인가받아 촬상하는 단계를 포함하는 기판 검사방법.