KR20160117815A - 광학 검사 장치 - Google Patents

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KR20160117815A
KR20160117815A KR1020150045396A KR20150045396A KR20160117815A KR 20160117815 A KR20160117815 A KR 20160117815A KR 1020150045396 A KR1020150045396 A KR 1020150045396A KR 20150045396 A KR20150045396 A KR 20150045396A KR 20160117815 A KR20160117815 A KR 20160117815A
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김경천
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김균래
박재영
양경호
허영
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삼성전자주식회사
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Abstract

광학 검사 장치가 제공된다. 광학 검사 장치는, 피처리체가 로딩되는 지지부, 상기 피처리체로 레이저 빔을 조사하는 광원부, 상기 피처리체에 조사된 상기 레이저 빔으로부터 산란된 산란광을 모으는 집광부, 상기 광원부와 상기 집광부를 제어하고, 상기 산란광을 분석하여 상기 피처리체 상의 이물질 여부를 검출하는 제어부를 포함하되, 상기 지지부는 상면에 상기 피처리체가 놓이고 제 1 재질로 이루어진 제 1 지지부 및 상기 제 1 지지부의 아래에 상기 제 1 재질과 상이한 제 2 재질로 이루어진 제 2 지지부를 포함한다.

Description

광학 검사 장치{Optical Inspection Apparatus}
본 발명은 광학 검사 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평판 디스플레이에 사용되는 기판 표면에 이물질 검출 공정을 수행하는 광학 검사 장치에 관한 것이다.
정보 통신 기술의 발달과 다양화된 정보화 사회의 요구에 따라 디스플레이 수요가 증가하고 있고, 그 디스플레이 장치로서 점차 평판 디스플레이(FPD: Flat Panel Display)가 이용되고 있다. 현재 일반적으로 많이 쓰이는 평판 디스플레이로는 전계발광표시장치(ELD), 액정 표시장치(LDC: TFT-LCD, TN/STN), 플라즈마 표시패널, 유기 EL 등이 있다. 이와 같은 평판 디스플레이의 안정적인 품질을 유지하기 위해서는, 제조된 평판 디스플레이의 결함을 보다 정확히 검출하고 이를 제거하는 것이 필요하다. 평판 디스플레이 상의 이물질로 인해, 브라이트 도트(bright dot), 다크 도트(dark dot), 핫 픽셀(hot pixel), 데드 픽셀(dead pixel) 등의 결함이 발생할 수 있다. 이를 위해, 평판 디스플레이를 향해 빛을 조사하여 결함을 검사할 수 있다. 레이저 빔을 이용하여 광 검사를 수행할 때, 디스플레이 기판으로 입사된 레이저 빔은 디스플레이 기판을 투과할 수 있다. 또한, 디스플레이 기판이 박막 코팅된 경우에도, 디스플레이 기판의 투과율이 높아 레이저 빔은 디스플레이 기판을 투과할 수 있다. 레이저 빔이 기판을 투과하는 경우, 기판의 아래에 위치하는 기판 지지 구조에 의해 산란이 일어날 수 있다. 이러한 기판 지지 구조에서의 산란광은 광 검사의 노이즈로 작용할 수 있다. 일 예로, 기판 상의 산란광을 수집하여 광 검사를 수행할 때, 기판 지지 구조에 의한 산란은 노이즈로 작용할 수 있다. 따라서, 영상 품질이 저하되고, 신뢰도가 저하된다.
본원 발명이 해결하고자 하는 과제는 신뢰도 높은 광학 검사 장치 및 광 검사 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치는 피처리체가 놓이는 지지부, 상기 피처리체로 레이저 빔을 조사하는 광원부, 상기 피처리체에 조사된 상기 레이저 빔으로부터 산란된 산란광을 모으는 집광부, 상기 광원부와 상기 집광부를 제어하고, 상기 산란광을 분석하여 상기 피처리체 상의 이물질 여부를 검출하는 제어부를 포함하되, 상기 지지부는 상면에 상기 피처리체가 놓이고 제 1 재질로 이루어진 제 1 지지부; 및 상기 제 1 지지부의 하부에 상기 제 1 재질과 상이한 제 2 재질로 이루어진 제 2 지지부를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 재질은 상기 제 2 재질보다 투과율이 높은 재질일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 2 재질은 상기 제 1 재질보다 반사율이 높은 재질일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 재질은 투과율이 90% 이상인 재질일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 2 재질은 경면 처리된 금속일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 레이저 빔의 입사각이 70° 내지 80° 이 되도록 상기 광원부의 위치를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 레이저 빔은 S편광될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 지지부는 상기 상면에 형성된 리세스부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 리세스부로 연결되는 상기 상면은 상기 리세스부를 향해 라운드질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 광원부는, 상기 레이저 빔의 조사 위치를 제어하는 굴절판을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 피처리체는 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 신뢰도 높은 광학 검사 장치를 제조할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 산란광 획득시 부가 산란에 의한 노이즈 발생을 최소화하는 광학 검사 장치를 제조할 수 있다.
도 1은 일반적인 광학 검사 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2A 내지 도 2D는 도 1의 광학 검사 장치를 이용하여, 광 검사를 수행하는 과정을 순차적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학 검사 장치를 보여주는 도면이다.
도 4는 입사각에 따른 S편광 빛과 P편광 빛의 반사 계수를 보여주는 그래프이다.
도 5A 내지 도 5D는 도 3의 광학 검사 장치를 이용하여, 광 검사를 수행하는 과정을 순차적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 제 2 실시예에 따른 광학 검사 장치를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6의 B 부분을 보여주는 사시도이다.
도 8은 제 3 실시예에 따른 광학 검사 장치를 보여주는 도면이다.
도 9은 도 8의 C 부분을 보여주는 사시도이다.
도 10은 도 8의 D 부분을 보여주는 사시도이다.
도 11은 제 4 실시예에 따른 광학 검사 장치를 보여주는 도면이다.
도 12는 도 11의 광학 검사 장치가 굴절판을 이용해 조사 위치를 제어하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 13은 제 5 실시예에 따른 광학 검사 장치를 보여주는 도면이다.
도 14는 제 6 실시예에 따른 광학 검사 장치를 보여주는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
광학 검사 장치는 피처리체에 대해 광 검사를 수행한다. 이 때, 피처리체(10)는 투명 기판일 수 있다. 피처리체(10)는 레이저 빔의 투과율이 높을 수 있다. 피처리체(10)는 평판 디스플레이용 유리 기판일 수 있다. 일 예로, 피처리체(10)는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electroluminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등과 같은 기판일 수 있다. 일 예로, 피처리체(10)가 투명 기판으로 제공되는 경우, 반도체 웨이퍼(wafer)에 비해 레이저 빔의 투과율이 높을 수 있다. 광학 검사 장치(100)는 피처리체(10) 상의 결함을 검출하는 암시야 광학계(DF: Dark Field Inspection System)일 수 있다. 피처리체(10)는 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)를 포함할 수 있다. 이하, 도면들에 표시된 화살표는 빛의 흐름을 나타낸다. 화살표의 개수는 광자의 개수를 의미하고, 화살표의 길이는 빛의 세기를 의미한다.
도 1은 일반적인 광학 검사 장치(1)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 광학 검사 장치(1)는 지지부(12), 광원부(14), 집광부(17), 그리고 제어부(18)를 가질 수 있다. 지지부(12) 상에는 피처리체(10)가 놓인다.
광원부(14)는 피처리체(10) 상으로 레이저 빔을 조사한다. 집광부(17)는, 피처리체(10) 상에 조사된 레이저 빔으로부터 산란된 산란광을 모은다. 집광부(17)는 피처리체(10)의 검사 영역 상부에 위치될 수 있다. 집광부(17)는 피처리체(10)가 놓이는 평면의 법선과 서로 수직하게 제공될 수 있다. 집광부(17)는 산란광에 대한 정보를 제어부(18)로 전송할 수 있다. 제어부(18)는 광원부(14)와 집광부(17)를 제어한다. 제어부(18)는 광원부(14)와 집광부(17)의 위치, 동작 시기, 동작 순서 등을 제어할 수 있다. 제어부(18)는 피처리체(10) 상에서 산란된 산란광을 분석하여, 피처리체(10) 상의 이물질 여부를 분석한다. 또한, 제어부(18)는 피처리체(10) 상의 이물질의 사이즈 등을 분석할 수 있다.
도 2A 내지 도 2D는 도 1의 광학 검사 장치(1)를 이용하여, 광 검사를 수행하는 과정을 순차적으로 보여주는 도면들이다.
도 2A를 참조하면, 광원부(14)는 지지부(12) 상의 피처리체(10)를 향해 입사광(14i)을 조사한다. 광원부(14)는 레이저 빔(14i)을 조사할 수 있다. 광원부(14)는 고출력 레이저 빔일 수 있다.
도 2B를 참조하면, 피처리체(10) 상에서는 반사광(14r)이 발생한다. 이 때, 피처리체(10) 상에서는 1차 산란이 발생할 수 있다. 1차 산란으로 인해, 제 1 산란광(14s)이 발생한다. 집광부(17)는 제 1 산란광(14s)을 모아, 제 1 산란광(14s)에 대한 영상 정보를 제어부(18)로 전송한다. 제어부(18)는 영상 정보를 통해, 피처리체(10) 상의 이물질 여부를 검사할 수 있다. 제어부(18)는 피처리체(10) 상의 이물질의 크기 및 위치 등을 검사할 수 있다. 이 때, 입사광(14i)의 일부(15i)는, 피처리체(10) 내부로 굴절되어 입사될 수 있다.
도 2C를 참조하면, 지지부(12)의 상면에서 2차 산란이 일어날 수 있다. 지지부(12)의 상면에서, 제 1 굴절광(15i)은 반사광(15r) 및 제 2 산란광(15s)을 생성할 수 있다. 지지부(12)는 피처리체(10)의 바로 아래에 위치하여, 직접적인 제 2 산란광(15s)이 생성될 수 있다. 따라서, 제 2 산란광(15s)이 집광부(17)에 검출될 수 있다. 이로 인해, 제 2 산란광(15s)은 제 1 산란광(14s) 분석으로 인한 이물질 검출에 노이즈로 작용할 수 있다. 이 때, 제 1 굴절광(15i)의 일부(16i)는, 지지부(12) 내로 굴절되어 입사될 수 있다.
도 2D를 참조하면, 지지부(12)의 하면에서 3차 산란이 일어날 수 있다. 지지부(12)의 하면에서, 제 2 굴절광(16i)은 반사광(16r) 및 제 3 산란광(16s)을 생성할 수 있다. 제 3 산란광(16s)은 집광부(17)에 검출될 수 있다. 이로 인해, 제 3 산란광(16s)은 제 1 산란광(14s) 분석으로 인한 이물질 검출에 노이즈로 작용할 수 있다.
도 1 및 도 2A 내지 도 2D를 참조하면, 일반적인 광학 검사 장치(1)에서 제 1 산란광(14s)을 모아 광 검사를 수행할 때, 제 2 산란광(15s) 및 제 3 산란광(16s)이 노이즈로 작용할 수 있다. 피처리체(10) 하부에 구조물이 더 많이 존재하는 경우, 4차, 5차 등의 산란이 추가적으로 일어날 수 있다. 피처리체(10) 상의 산란광을 검출하여 이물질 검사시, 이러한 노이즈가 검사의 신뢰도를 떨어뜨릴 수 있다. 따라서, 미세 입자를 측정할 때에는 노이즈의 양을 감소시켜야 한다. 일 예로, 나노 입자 이하의 미세 입자를 측정시에는 보다 정확한 검출력이 필요하다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학 검사 장치(100)를 보여주는 도면이다. 광학 검사 장치(100)는 피처리체(10) 상의 결함을 검출하는 암시야 광학계(DF: Dark Field Inspection System)일 수 있다. 도 3을 참조하면, 광학 검사 장치(100)는 지지부(120), 광원부(140), 집광부(170), 그리고 제어부(180)를 가질 수 있다. 지지부(120) 상에는 피처리체(10)가 놓인다. 피처리체(10)는 투명 기판 또는 반도체 기판일 수 있다. 피처리체(10)는 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)를 포함할 수 있다. 피처리체(10)는 글래스(glass) 재질의 다양한 물질일 수 있다.
지지부(120)는 제 1 지지부(122) 및 제 2 지지부(124)를 가질 수 있다. 제 1 지지부(122)의 상면에는 피처리체(10)가 놓일 수 있다. 제 1 지지부(122)는 제 1 재질로 이루어진다. 제 2 지지부(124)는 제 1 지지부(122)의 아래에 위치될 수 있다. 제 2 지지부(124)는 제 1 지지부(122)와 대향되게 제공될 수 있다. 제 2 지지부(124)는 제 1 지지부(122)와 동일한 크기 및 형상으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 제 2 지지부(124)는 다양한 크기 및 형상으로 제공될 수 있다. 선택적으로, 제 2 지지부(124)는 쇼트(short) 발생을 방지하기 위해, 접지될 수 있다. 제 2 지지부(124)는 제 1 재질과 상이한 제 2 재질로 제공될 수 있다. 제 1 재질은 제 2 재질보다 투과율이 높을 수 있다. 예를 들어, 제 1 재질은 투과율이 90% 이상일 수 있다. 제 1 지지부(122)가 피처리체(10)를 투과하여 입사된 빛을 대부분 투과시킴으로써, 제 1 지지부(122)의 상면에서의 노이즈의 양을 줄일 수 있다. 제 2 재질은 제 1 재질보다 반사율이 높을 수 있다. 예를 들어, 제 2 재질은 경면 처리된 금속 또는 미러(Mirror)일 수 있다. 이로 인해, 제 1 지지부(122)를 통과하는 굴절광을 대부분 제 2 지지부(124)의 상면에서 반사시킴으로써, 제 2 지지부(124) 상면에서의 노이즈의 양을 줄일 수 있다.
광원부(140)는 피처리체(10) 상으로 레이저 빔을 조사한다. 광원부(140)는 고출력 레이저 빔일 수 있다. 광원부(140)는 선 광원으로 도시하였으나, 돔(dome) 광원 등 다양한 형태로 제공될 수 있다. 광원부(140)는 다양한 파장의 레이저빔들을 순차적으로 조사할 수 있다.
도 4는 입사각에 따른 S편광 빛과 P편광 빛의 반사 계수(Reflection coefficient)를 보여주는 그래프이다. 입사각은, 피처리체(10)가 놓이는 평면 상의 법선과 광원부(170)가 조사하는 입사광(140i)이 이루는 각이다(도 5a 참조). 입사광(140i)은 공기(n1) 중에서 공기보다 굴절률이 큰 매질(n2)로 입사된다. 반사 계수(Reflection coefficient)란, 2개의 매질의 경계면에 빛이 입사하여 입사된 빛의 일부는 반사하고 일부가 투과될 때, 입사광과 반사광의 진폭비를 의미한다. 일 예로, 도 4는 공기(n1=1)에서 굴절률이 1.5인 피처리체(10)로 입사되는 것을 보여주는 도면이다. 굵은 선은 S편광된 빛의 반사 계수(Rs)를 의미한다. 얇은 선은 P편광된 빛의 반사 계수(Rp)를 의미한다. 도 4를 참조하면, 공기 중에서 피처리체(10) 상으로 레이저 빔을 조사할 때, S편광된 빛의 반사 계수(Rs)가 P편광된 빛의 반사 계수(Rp)보다 높다. S편광된 빛은 입사면에 수직한 방향으로 진동하는 전기장을 갖는 빛이다. P편광된 빛은 입사면에 평행한 방향으로 진동하는 전기장을 갖는 빛이다. 각각의 빛들은 입사각이 커질수록 높은 반사 계수를 가진다. 피처리체(10) 상에서의 반사율을 높임으로써, 레이저 빔의 투과양을 줄일 수 있다.
따라서, 광원부(140)는 S편광된 빛을 조사할 수 있다. 광원부(140)는 편광 필름 또는 편광 필터와 같은 편광 부재를 포함할 수 있다. 입사각은 65° 내지 85° 의 각일 수 있다. 바람직하게는, 입사각은 70° 내지 80° 의 각일 수 있다. 이로 인해, 지지부(120)로 투과되는 레이저 빔의 양을 최소화시켜, 피처리체(10) 상에서 이물질에 의해 산란되는 산란광의 신호 세기가 강하게 검출되도록 제어할 수 있다. 선택적으로, 광원부(140)는 피처리체(10)의 법선에 대향되는 위치에, 수광부를 가질 수 있다.
집광부(170)는 피처리체(10)의 검사 영역 상부에 위치될 수 있다. 집광부(170)는 피처리체(10)가 놓이는 평면의 법선과 서로 수직하게 제공될 수 있다. 집광부(170)는 피처리체(10) 상에 조사된 레이저 빔으로부터 산란된 산란광을 모은다. 집광부(170)는 산란광에 대한 이미지 정보를 획득하고, 이를 제어부(180)로 전송할 수 있다. 집광부(170)는 산란광을 수광하는 검출 카메라일 수 있다.
제어부(180)는 광원부(140)와 집광부(170)를 제어할 수 있다. 제어부(180)는 광원부(140)와 집광부(170)의 위치, 동작 시기, 동작 순서 등을 제어할 수 있다. 제어부(180)는 집광부(170)로부터 영상 정보를 전달받을 수 있다. 제어부(180)는 피처리체(10) 상의 산란광을 분석하여, 피처리체(10) 상의 이물질 여부를 분석할 수 있다. 제어부(180)는 집광부(170)로부터 검출된 이미지 영상을 비교하여, 이물질의 부착 여부 및 크기 등을 검출할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 집광부(170)로부터 입력된 영상 신호로 인해 생성된 이미지 영상을 작업자에게 제공할 수 있다.
도 5A 내지 도 5D는 도 3의 광학 검사 장치(100)를 이용하여, 광 검사를 수행하는 과정을 순차적으로 보여주는 도면이다.
도 5A를 참조하면, 광원부(140)는 지지부(120) 상의 피처리체(100)를 향해 입사광(140i)을 조사한다. 일 예로, 입사광(140i)은 레이저 빔(140i)일 수 있다. 광원부(140)는 S편광된 빛(140i)을 조사할 수 있다. 입사각(θ)은 65° 내지 85° 의 각일 수 있다. 바람직하게는, 입사각(θ)은 70° 내지 80° 의 각일 수 있다. 이로 인해, 입사광(140i)의 반사 효율이 높아져, 피처리체(10)로의 투과량을 줄일 수 있다. 피처리체(10)로의 투과량을 줄임으로써, 피처리체(10) 하부에서 생성되는 노이즈의 양을 줄일 수 있다.
도 5B를 참조하면, 피처리체(10) 상에서는 반사광(140r)이 발생한다. 이 때, 피처리체(10) 상에서는 1차 산란이 발생할 수 있다. 1차 산란으로 인해, 제 1 산란광(140s)이 발생할 수 있다. 집광부(170)는 피처리체(10) 상부에서 제 1 산란광(140s)을 모을 수 있다. 집광부(170)는 제 1 산란광(140s)에 대한 영상 정보를 제어부(180)로 전송한다. 제어부(180)는 영상 정보를 통해, 피처리체(10) 상의 이물질 여부를 검사할 수 있다. 제어부(180)는 피처리체(10) 상의 이물질의 크기 및 위치 등을 검사할 수 있다. 이 때, 입사광(140i)의 일부(150i)는, 피처리체(10) 내부로 굴절되어 입사될 수 있다.
도 5C를 참조하면, 제 1 지지부(122)의 상면에서 2차 산란이 일어날 수 있다. 제 2 지지부(122)의 상면에서, 제 1 굴절광(150i)은 반사광(150r) 및 제 2 산란광(150s)을 생성할 수 있다. 지지부(120)는 피처리체(10)의 바로 아래에 위치하여, 직접적인 제 2 산란광(150s)이 생성될 수 있다. 따라서, 제 2 산란광(150s)이 집광부(170)에 검출될 수 있다. 이로 인해, 제 2 산란광(150s)은 제 1 산란광(140s) 분석으로 인한 이물질 검출에 노이즈로 작용할 수 있다. 이 때, 제 1 지지부(122)는 투과율이 90% 이상인 재질로 제공되어, 제 1 굴절광(150i)의 대부분이 투과될 수 있다. 따라서, 제 2 산란광(150s)의 양이 감소할 수 있다. 제 1 굴절광(150i)의 일부(160i)는, 제 1 지지부(122) 내로 굴절되어 입사될 수 있다.
도 5D를 참조하면, 제 2 지지부(124)의 상면에서 3차 산란이 일어날 수 있다. 제 2 지지부(124)의 상면에서, 제 2 굴절광(160i)은 반사광(160r) 및 제 3 산란광(160s)을 생성할 수 있다. 제 3 산란광(160s)은 집광부(170)에 모여, 제 1 산란광(140s)분석으로 인한 이물질 여부 검출에 노이즈로 작용할 수 있다. 이 때, 제 2 지지부(124)는 반사율이 높은 재질로 제공되어, 굴절광(150i)의 대부분을 반사시킬 수 있다. 따라서, 제 3 산란광(160s)의 양이 감소할 수 있다.
도 3 및 도 A 내지 도 5D를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치(100)는 제 1 산란광(140s)을 모아 광 검사를 수행할 때, 노이즈로 작용하는 제 2 산란광(150s) 및 제 3 산란광(160s)의 양을 제어할 수 있다. 이로 인해, 미세한 산란까지 제어할 수 있어 나노 스케일의 검출력을 확보할 수 있다.
도 6은 제 2 실시예에 따른 광학 검사 장치(200)를 보여주는 도면이다. 도 7은 도 6의 B 부분을 보여주는 사시도이다. 광학 검사 장치(200)는 지지부(220), 광원부(240), 집광부(270), 그리고 제어부(280)를 가질 수 있다. 도 6의 광학 검사 장치(200)의 지지부(220), 광원부(240), 집광부(270), 그리고 제어부(280) 각각은 도 3의 지지부(120), 광원부(140), 집광부(170), 그리고 제어부(180)와 대체로 동일 또는 유사한 형상 및 기능을 가진다. 도 6의 지지부(220)는 제 1 지지부(222) 및 제 2 지지부(224)를 가질 수 있다. 도 6의 제 1 지지부(222) 및 제 2 지지부(224) 각각은 도 3의 제 1 지지부(122) 및 제 2 지지부(124) 대체로 동일 또는 유사한 형상 및 기능을 가질 수 있다. 다만, 도 6의 제 1 지지부(222)는 상면에 형성된 리세스부(226)를 가질 수 있다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 리세스부(226)는 제 1 지지부(222)의 상면에서 제 1 지지부(222)의 내부를 향하도록 형성될 수 있다. 리세스부(226)는 제 1 지지부(222)의 상면과 수직하게 형성될 수 있다. 선택적으로, 리세스부(226)는 제 1 지지부(222)의 내부를 향해 점점 경사지게 제공될 수 있다. 리세스부(226)는 복수 개 형성될 수 있다. 리세스부(226)는 바(Bar) 형상으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 리세스부(226)는 제 1 지지부(222)의 길이 방향을 따라 바(Bar) 형상으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 리세스부(226)는 다른 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 복수 개의 리세스부(226)는 서로 동일한 간격으로 이격되도록 형성될 수 있다. 리세스부(226)로 인해, 제 1 지지부(222)는 피처리체(10)와의 접촉으로 인한 마찰을 줄일 수 있다. 따라서, 제 1 지지부(222) 상의 피처리체(10) 로드/언로드시 마찰 등의 외력을 방지할 수 있다. 특히, 피처리체(10)와 제 1 지지부(222)가 동일 또는 유사한 재질로 제공되는 경우, 리세스부(226)로 인해 마찰 등의 외력 발생을 줄일 수 있다. 선택적으로, 제 2 지지부(224)는 쇼트(short) 발생을 방지하기 위해, 접지될 수 있다.
도 8은 제 3 실시예에 따른 광학 검사 장치(300)를 보여주는 도면이다. 도 9은 도 8의 C 부분을 보여주는 사시도이다. 도 10은 도 8의 D 부분을 보여주는 사시도이다. 도 8 내지 도 10을 참조하면, 광학 검사 장치(300)는 지지부(320), 광원부(340), 집광부(370), 그리고 제어부(380)를 가질 수 있다. 도 8의 광학 검사 장치(300)의 지지부(320), 광원부(340), 집광부(370), 그리고 제어부(380) 각각은 도 6의 지지부(220), 광원부(240), 집광부(270), 그리고 제어부(280)와 대체로 동일 또는 유사한 형상 및 기능을 가진다. 도 8의 지지부(320)는 제 1 지지부(322) 및 제 2 지지부(324)를 가질 수 있다. 도 8의 제 1 지지부(322) 및 제 2 지지부(324) 각각은 도 6의 제 1 지지부(222) 및 제 2 지지부(224) 대체로 동일 또는 유사한 형상 및 기능을 가질 수 있다. 선택적으로, 제 3 지지부(224)는 쇼트(short) 발생을 방지하기 위해, 접지될 수 있다.
제 1 지지부(322)는 상면에 형성된 리세스부(326)를 가질 수 있다. 리세스부(326)는 제 1 지지부(322)의 상면에서 제 1 지지부(322)의 내부를 향하도록 형성될 수 있다. 다만, 도 8의 리세스부(326)는, 리세스부(326)와 연결되는 상면이 리세스부(326)를 향해 라운드지게 제공될 수 있다. 도 6과 같이 리세스부(226)가 수직하게 제공되는 경우, 리세스부(226)의 표면 상에서 산란 신호가 강하게 발생할 수 있다. 반면, 도 10과 같이, 리세스부(326)가 라운드지게 제공되면, 리세스부(326) 표면에서 제 2 산란광(360s)이 약하게 발생할 수 있다. 입사광(340i)의 일부(350i)가 피처리체(10)로 굴절되고, 제 1 굴절광(350i)의 적어도 일부(360i)는 다시 공기 중으로 입사될 수 있다. 이 때, 라운드진 리세스부(326)의 표면으로 제 2 굴절광(360i)이 입사되면, 제 2 산란광(360s)이 약하게 발생할 수 있다. 리세스부(326)의 표면에 완만하게 라운드질수록, 제 2 산란광(360s)들이 약하게 발생될 수 있다. 따라서, 제 2 산란광(360s)이 노이즈로 발생할 가능성을 줄일 수 있다. 리세스부(326)로 인해, 제 1 지지부(322)는 피처리체(10)와의 접촉으로 인한 마찰을 줄일 수 있다. 따라서, 제 1 지지부(322) 상의 피처리체(10) 로드/언로드시 마찰 등의 외력을 방지할 수 있다. 특히, 피처리체(10)와 제 1 지지부(322)가 동일 또는 유사한 재질로 제공되는 경우, 리세스부(326)로 인해 마찰 등의 외력 발생을 줄일 수 있다.
도 11은 제 4 실시예에 따른 광학 검사 장치(400)를 보여주는 도면이다. 광학 검사 장치(400)는 지지부(420), 광원부(440), 집광부(470), 그리고 제어부(480)를 가질 수 있다. 도 11의 광학 검사 장치(400)의 지지부(420), 광원부(440), 집광부(470), 그리고 제어부(480) 각각은 도 3의 지지부(120), 광원부(140), 집광부(170), 그리고 제어부(180)와 대체로 동일 또는 유사한 형상 및 기능을 가진다. 다만, 도 11의 광원부(440)는 굴절판(442)을 더 포함한다. 굴절판(442)은 광원부(440)의 하측에 제공될 수 있다. 굴절판(442)은 광원부(440)에서 멀어질수록, 그 두께가 얇아지도록 제공될 수 있다. 이와 달리, 굴절판(442)은 플레이트 형상으로 제공될 수 있다. 굴절판(442)은 광원부(440)에 탈부착 가능하게 제공될 수 있다. 또한, 굴절판(442)은 광원부(440)에 각도 조절 가능하게 제공될 수 있다. 굴절판(442)은 레이저 빔의 조사 위치(A) 및 이로 인한 산란 위치를 제어할 수 있다.
도 12는 도 11의 광학 검사 장치(400)가 굴절판(442)을 이용해 조사 위치(A)를 제어하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 광원부(440)에서는 제 1 입사광(440ia) 내지 제 2 입사광(440ib)의 빛을 조사할 수 있다. 이 때, 조사 위치(A)란 제 1 입사광(440ia) 내지 제 2 입사광(440ib)의 빛들이 입사되는 범위이다. 제 1 입사광(440ia) 및 제 2 입사광(440ib) 각각은, 피처리체(10)에 대한 광원부(440)의 조사 범위에 있어 양 가장자리에 입사되는 빛일 수 있다. 빛의 굴절판(442)이 제공되지 않는 경우, 제 1 입사광(440ia) 및 제 2 입사광(440ib)은 피처리체(10) 상면에서 각각 반사 및 굴절이 일어난다. 이 때, 피처리체(10) 상면에서 1차 산란이 일어나고, 집광부(470)는 제 1 산란광을 모아 이물질 여부를 검사할 수 있다. 제 1 입사광(440ia) 및 제 2 입사광(440ib) 각각의 일부는 피처리체(10) 내부로 굴절될 수 있다. 각각의 굴절광들(450ia,450ib)로 인해, 제 1 지지부(442) 상면에서 2차 산란이 일어날 수 있다. 이 때, 입사광들(440ia,440ib)의 조사 위치(A)를 제어하여, 제 2 산란광들(450sa,450sb)로 인한 노이즈의 양을 제어할 수 있다. 제 2 산란광들(450sa,450sb)이 집광부(470)의 광축(L)과 근접하게 발생되면, 제 2 산란광(450sa)에 의한 노이즈 강도가 급격히 증가할 수 있다. 따라서, 이러한 경우 굴절판(442)을 이용해 입사광들(450ia,450ib) 의 조사 위치(A′)를 제어할 수 있다. 굴절판(442)에 의해 제 1 입사광(440ia)을 굴절시켜 입사시킴으로써, 제 1 입사광(450ia′)의 조사 위치(A′)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 제 2 산란광들(450sa′,450sb)의 산란 위치가 광축(L)에서 이격될 수 있다. 이와 마찬가지로, 제 2 지지부(424)의 상면에서의 3차 산란이 광축(L)에 인접하는 경우에도, 굴절판(442)을 이용하여 조사 위치(A′)를 제어할 수 있다. 조사 위치(A)를 제어하여 산란 위치를 광축(L)에서 멀리함으로써, 노이즈의 강도를 줄일 수 있다. 이와 달리, 레이저 빔의 폭이 기준 폭보다 넓게 제공되는 경우, 굴절판(442)을 통해 레이저 빔의 폭을 제어할 수 있다.
도 11의 지지부(420)는 제 1 지지부(442)가 도 3의 제 1 지지부(222)와 같이 플레이트 형상으로 제공된 것을 예로 들어 설명하였으나, 도 6 및 도 8과 같이, 제 1 지지부(442)는 리세스부(226)를 추가적으로 포함할 수 있다.
도 13은 제 5 실시예에 따른 광학 검사 장치(500)를 보여주는 도면이다. 광학 검사 장치(500)는 지지부(520), 광원부(540), 집광부(570), 그리고 제어부(580)를 가질 수 있다. 도 13의 광학 검사 장치(500)의 광원부(540), 집광부(570), 그리고 제어부(580) 각각은 도 3의 광원부(140), 집광부(170), 그리고 제어부(180)와 대체로 동일 또는 유사한 형상 및 기능을 가진다. 다만, 광학 검사 장치(500)의 지지부(520)는 반사율이 높은 재질로 제공될 수 있다. 지지부(520)는 반사율이 높은 물질로 코팅 처리될 수 있다. 지지부(520)는 경면 처리된 금속 또는 미러(Mirror)일 수 있다. 피처리체(10)를 통과한 입사광을 지지부(520)의 상면에서 반사시켜, 노이즈의 양을 줄일 수 있다. 이 때, 지지부(520)는 쇼트(short) 발생을 방지하기 위해, 접지되어 제공될 수 있다. 이로 인해, 피처리체(10)와 지지부(520) 간의 정전기 발생을 방지할 수 있다.
도 14는 제 6 실시예에 따른 광학 검사 장치(600)를 보여주는 도면이다. 광학 검사 장치(600)는 지지부(620), 광원부(640), 집광부(670), 그리고 제어부(680)를 가질 수 있다. 도 14의 광학 검사 장치(600)의 광원부(640), 집광부(670), 그리고 제어부(680) 각각은 도 3의 광원부(140), 집광부(170), 그리고 제어부(180)와 대체로 동일 또는 유사한 형상 및 기능을 가진다. 광학 검사 장치(600)의 지지부(620)는 제 1 지지부(622) 및 제 2 지지부(624)를 가질 수 있다. 제 1 지지부(622)의 상면에는 피처리체(10)가 놓일 수 있다. 제 1 지지부(622)는 반사율이 높은 재질로 제공될 수 있다. 제 1 지지부(622)는 경면 처리된 금속 또는 미러(Mirror)일 수 있다. 피처리체(10)를 통과한 입사광을 제 1 지지부(622)의 상면에서 반사시켜, 노이즈의 양을 줄일 수 있다. 제 2 지지부(624)는 제 1 지지부(622)의 아래에 배치된다. 다른 예로, 제 1 지지부(622)는 제 2 지지부(624)의 표면을 반사율이 높은 재질로 코팅 처리하여 형성된 부분일 수 있다. 일 예로, 제 1 지지부(622)는 제 2 지지부(624)의 표면을 경면 처리한 부분일 수 있다. 제 1 지지부(622)는 쇼트(short) 발생을 방지하기 위해, 접지되어 제공될 수 있다. 이로 인해, 피처리체(10)와 제 1 지지부(622) 사이의 정전기 발생을 방지할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 피처리체가 로딩되는 지지부;
    상기 피처리체로 레이저 빔을 조사하는 광원부;
    상기 피처리체에 조사된 상기 레이저 빔으로부터 산란된 산란광을 모으는 집광부;
    상기 광원부와 상기 집광부를 제어하고, 상기 산란광을 분석하여 상기 피처리체 상의 이물질 여부를 검출하는 제어부를 포함하되,
    상기 지지부는:
    상면에 상기 피처리체가 놓이고 제 1 재질로 이루어진 제 1 지지부; 및
    상기 제 1 지지부의 아래에 상기 제 1 재질과 상이한 제 2 재질로 이루어진 제 2 지지부를 갖는 광학 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 재질은 상기 제 2 재질보다 투과율이 높은 광학 검사 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 재질은 상기 제 1 재질보다 반사율이 높은 광학 검사 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 재질은 투과율이 90% 이상인 광학 검사 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 재질은 경면 처리된 금속인 광학 검사 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 레이저 빔의 입사각이 70° 내지 80° 이 되도록 상기 광원부의 위치를 제어하는 광학 검사 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 피처리체는 투명 기판을 포함하는 광학 검사 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 지지부는 상기 상면에 형성된 리세스부를 더 포함하는 광학 검사 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 리세스부로 연결되는 상기 지지부의 상기 상면은 상기 리세스부를 향해 라운드진 광학 검사 장치.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 광원부는, 상기 레이저 빔의 조사 위치를 제어하는 굴절판을 더 포함하는 광학 검사 장치.
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