KR100649539B1 - 패턴 결함 검출 장치 - Google Patents

패턴 결함 검출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피검사체에 조사하는 되는 광의 세기를 일정하게 하고 조사되는 광축을 일치시킴으로써 패턴 결함 검출의 정확성을 향상시킬 수 있도록 하는 패턴 결함 검출 장치를 제공한다.
이를 위해 본 발명의 패턴 결함 검출 장치는 피검사체에 형성된 패턴의 에러 또는 오류를 검사하는 라인 조명계에 있어서, 적어도 두개 이상의 발광체를 구비하여 광을 발생하는 다수개의 광원(110a, 110b, 110c)과, 상기 광원으로부터 발생된 광을 인도하는 광섬유모듈(120a, 120b, 120c)과, 상기 광섬유모듈로부터 확산되어 나오는 광을 라인형태로 집광하는 실린더렌즈(130a, 130b, 130c)와, 상기 실린더렌즈로부터 나오는 라인빔 형태의 광을 상기 피검사체(200)로 반사시키는 다수개의 광반사체(140a, 140b 및 140c)와, 상기 광반사체의 일단에 설치되는 광축조절스위치(150a, 150b 및 150c), 및 상기 피검사체(200)로부터 반사되어 나오는 영상광을 받아 상기 피검사체(200)에 형성된 이미지를 검출하는 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라부(300)를 포함하여 구비된다.
CCD 카메라, 광섬유, 자석부, 광축

Description

패턴 결함 검출 장치{A Detection device for pattern defects}
도 1은 본 발명에 따른 패턴 결함 검출 장치의 개략적인 모습을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 패턴 결함 검출 장치의 일부 단면 형태를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 라인조명계의 광섬유모듈(120a, 120b 및 120c)의 세부 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 패턴 결함 검출 장치의 광축조절스위치부를 세부적으로 나타낸 구성도.
〈도면 주요부분에 대한 부호의설명〉
110a, 110b, 110c : 광원 120a, 120b, 120c : 광섬유모듈
122: 광섬유들 124 : 광출력부
130a, 130b, 130c : 실린더 렌즈 140a, 140b 및 140c: 광반사체
150a, 150b, 150c : 광축조절스위치 152 : 틸트나사부
153 : 틸트 나사 자석부 154 : 틸트나사 고정부
156 : 나사축 158 : 자석부
160a, 160b 및 160c : 라인빔 두께 및 초점거리 조절부
200 : 피검사체 300 : CCD 카메라부
본 발명은 패턴 결함 검출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피검사체에 조사하는 되는 광의 세기를 일정하게 하고 조사되는 광축을 일치시킴으로써 패턴 결함 검출의 정확성을 향상시킬 수 있도록 하는 패턴 결함 검출 장치에 관한것이다.
일반적으로 회로 기판 또는 LCD(Liquid Crystal Display) 회로 기판 등은 웨이퍼 패턴에 여러 다른 회로 패턴들이 적층되어 구성된다.
이와 같이 여러 다른 회로 패턴들이 적층된 전자 부품들은 소정의 회로패턴층을 형성하는 공정이 여러 번 반복되고, 그 결과 웨이퍼상에 복수의 회로패턴이 다수층 중첩된다. 상기 웨이퍼 상에 여러 다른 회로 패턴이 다층으로 중첩될 때, 각 층마다 형성된 회로 패턴에 결함, 이상 등이 발생될 수 있기 때문에 웨이퍼의 패턴 결함 검사가 수반되어야 한다.
최근, CCD(Charge-Coupled Device) 카메라를 이용하여 다양한 각도에서 피검사체 패턴에 검사용 조명광을 조사하고, 피검사체의 패턴에 형성된 패턴으로부터의 회절광을 촬상장치에 의해 수광하여 회절화상을 취득하고, 화상처리하여 패턴검사를 자동으로 실시하도록 하는 웨이퍼 패턴의 결함 검출 방법이 이용되고 있다.
이와 같이, 영상 이미지 처리 장치인 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라를 이용한 패턴 결함 검출 방법은 회로 기판 또는 LCD(Liquid Crystal Display) 회로 기판과 같은 전자 부품을 검사할때, 피검사체인 상기 전자 부품에 광을 투사하는 광원이 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라가 최적으로 반응할 수 있도록 하기 위해 균일하고 강한 광이 투사되어야 한다. 그러나, 현재 사용되는 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라는 하나의 광원을 사용하기 때문에 충분한 광을 피검사체에 제공할 수 없는바, 정확한 패턴 결함 검출이 어렵다. 또한, 다수의 광원을 사용할 경우에도 광축이 일치되지 않거나 광의 세기가 일정하지 않아 정확한 패턴 결함 검출이 어려운 문제점이 있다.
따라서, 다수의 광원을 이용하면서 광축이 일치되고 광의 세기가 일정하도록 하여 정확한 패턴 결함 검출을 할 수 있도록 하는 패턴 결함 검출용 장치의 개발이 요구된다.
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 피검사체에 조사하는 광을 발생하는 광원을 한쌍씩 다수개 배치하고, 배치된 대수개의 광원으로부터 발생된 광의 초점을 일치시키기 위해 광축을 조절할 수 있는 광축 조절 장치를 구비하여 광축을 일치시킴으로써 패턴 결함 검출의 정확도를 향상시킬 수 있는 패턴 결함 검출 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 기술적 과제 는 다수개의 광축조절장치에 자석부를 구비함으로써 미세 조절이 가능할 뿐만 아니라 세 개의 광축조절장치가 노후 또는 충격에 의해 쉽게 연동되어 광축을 어긋나지 않도록 하는 패턴 결함 검출 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 기술적 과제는 다수개의 광원에서 발생하는 광을 전달하는 다수개의 광섬유를 무작위 순으로 배열함으로써 광출력부가 균일한 세기의 광을 출력할 수 있도록 하는 패턴 결함 검출 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 패턴 결함 검출 장치를 제공한다. 상기 패턴 결함 검출 장치는 피검사체에 형성된 패턴의 에러 또는 오류를 검사하는 라인 조명계에 있어서, 적어도 두개 이상의 발광체를 구비하여 광을 발생하는 다수개의 광원(110a, 110b, 110c)과, 상기 광원으로부터 발생된 광을 인도하는 광섬유모듈(120a, 120b, 120c)과, 상기 광섬유모듈로부터 확산되어 나오는 광을 라인형태로 집광하는 실린더렌즈(130a, 130b, 130c)와, 상기 실린더렌즈로부터 나오는 라인빔 형태의 광을 상기 피검사체(200)로 반사시키는 다수개의 광반사체(140a, 140b 및 140c)와, 상기 광반사체의 일단에 설치되는 광축조절스위치(150a, 150b 및 150c), 및 상기 피검사체(200)로부터 반사되어 나오는 영상광을 받아 상기 피검사체(200)에 형성된 이미지를 검출하는 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라부(300)를를 포함하여 구비된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관해 보다 상세하게 설명하도록 한 다.
도 1은 본 발명에 따른 패턴 결함 검출 장치의 개략적인 모습을 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 패턴 결함 검출 장치의 일부 단면 형태를 도시한 단면도로서, 본 발명에 따른 라인조명계(100)는 각각 2개의 광발생체들을 사용하는 다수개의 광원(110a, 110b 및 110c)과, 상기 다수개의 광원 (110a, 110b 및 110c)으로부터의 광을 인도하는 다수개의 광섬유모듈(120a, 120b 및 120c)과, 상기 다수개의 광섬유모듈(120a, 120b 및 120c)로부터 확산되어 나오는 광 라인형태로 집광하는 다수개의 실린더렌즈(130a, 130b 및 130c)와, 상기 실린더렌즈(130a, 130b 및 130c)로부터 나오는 라인빔 형태의 광을 피검사물(200)로 반사시키는 광반사체(140a, 140b 및 140c)로 구성된다. 또한, 상기 피검사체(200)로부터 반사되어 나오는 광을 피검사체(200)의 일정 부위로 집속시키기 위해 상기 반사체들을 회전시킬 수 있는 광축 조절스위치(150a, 150b 및 150c)가 더 설치된다. 상기 광반사체들 중 140a는 피검사체로부터 반사되어 나오는 영상광을 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라부(300)로 투과시키는 B/S이다.
또한, 피검사체(200)과 카메라부(300) 간의 거리에 따라 라인빔의 두께나 초점거리를 조절하기 위하여 광섬유모듈(120a, 120b 및 120c)들을 슬라이딩방식으로 이동시키기 위한 라인빔 두께 및 초점조절(160a, 160b 및 160c)가 설치된다.
도 3은 본 발명에 따른 라인조명계의 광섬유모듈(120a, 120b 및 120c)의 세부 구성도로서, 다수의 광섬유들(122)과 광섬유로 나오는 광을 라인빔형태로 출력하는 라인형 광출력부(124)로 구성된다. 상기 다수의 광섬유들(122)의 일단은 상기 광원들(110a, 110b 및 110c)에 연결되고, 그 타단은 라인형 광출력부(124)에 일정 간격으로 라인형태로 배열되어 연결된다. 이에 따라, 상기 광원으로부터 발생된 광을 손실없이 라인형 광출력부(124)로 전달함으로써 라인형 광출력부(124)가 광원(110a, 110b 및 110c)으로부터의 광을 거의 손실없이 출력할 수 있게 된다. 또한, 광출력부(124)에 연결되는 광섬유들(122)은 무작위적으로 배열되어 연결되므로, 광출력부가 균일한 세기의 광을 출력할 수 있게 된다. 한편, 광원(110a, 110b 및 110c)에서 나오는 광의 세기는, 중심부에서 강하고 외각부에서 중심부보다 상대적으로 약하여, 만일 외각부로부터 나오는 광을 인도하는 광섬유들을 인접하게 배치하고 또한 중심부로 나오는 광을 인도하는 광섬유들을 인접하게 배치하는 경우에, 광출력부에서 나오는 광의 세기가 균일하게 되지 않을 수 있다. 따라서, 외각부로부터 나오는 광섬유와 중심부로 나오는 광섬유들을 섞어서 무작위로 배열하게 되면 광출력부로부터 나오는 광의 세기가 일정하게 될 수가 있다.
도 4는 본 발명에 따른 패턴 결함 검출 장치의 광축조절스위치부를 세부적으로 나타낸 구성도로서, 광축조절스위치(150a, 150b 및 150c)는 피검사체에 조사되는 광을 집속시키기 위해 광반사체의 경사도를 조절하도록 한다. 상기 광축 조절 스위치(150a, 150b 및 150c)는 틸트나사부(152)와, 틸트나사 고정부(154)와, 광반사체(140a, 140b 및 140c)에 일단부가 연결되어 상기 틸트나사부(152)의 중앙에 삽입되는 나사축(156)과, 상기 나사축 주위에 형성되는 원형의 자석부(158)와 그리고 틸트나사부에서 상기 자석부에 대응하는 부분에 형성되는 틸트나사 자석부(153)로 구성된다. 이와 같이, 구성된 광축조절스위치(150a, 150b 및 150c)를 사용하여 광 반사체(140a, 140b 및 140c)의 반사각을 조절하고, 틸트나사 고정부(154)를 사용하여 틸트나사를 고정한다. 여기에서, 틸트나사부(152)를 회전시키는 경우, 틸트나사부에 있는 자석부(153)와 원형의 자석부(158) 간에 인력으로 인해 미세한 조절이 가능해지게 된다. 또한, 자석부들 간의 인력에 의해, 소정의 외력 또는 흔들림에 의해 틸트나사부가 임의 회전되는 것을 방지하게 된다.
이상과 같이 구성된, 본 발명의 패턴 결함 검출 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저 패턴 결함 검출 장치에 전원이 인가되어 광원(110a, 110b 및 110c)이 온(ON)되면, 광원들(110a, 110b 및 110c)의 일단부에 연결되어 있는 광섬유다발(122)을 통해 광이 라인형 광출력부(124)로 전달된다. 그러면, 라인형 광출력부(124)로부터 라인빔 형태의 광이 확산 출력되고, 이 확산 출력되는 광은 실린더렌즈(130a, 130b 및 130c)를 통과하면서 집속이 되게 된다. 그런 다음, 집속된 광은 광반사체(140a, 140b 및 140c)에 의해 피검사체(200)의 패턴으로 진행하게 된다. 그후, 피검사체로부터 반사되는 영상광은 B/S인 반사체(140a)를 통과해 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라부(300)로 가게 된다. 이와 같은 방식으로 피검사체의 패턴에서 에러의 여부를 파단할 수 있게 된다.
만일 피검사체(200) 패턴에 제공되는 세 개의 광원이 한 지점에 일치하지 않는다면, 틸트나사부(152)를 회전시켜, 광반사체의 경사각을 조절하여 세 개의 강원의 광축을 일치시키게 된다.
또한, 피검사체 패턴으로 오는 광이 분산이 되어 라임빔이 너무 두꺼운 경우 또는 초점이 맞지 않는 경우에는, 라인빔 두께 및 초점조절부(160a, 160b 및 160c)들을 슬라이딩 시킴으로써, 광출력부(124)와 실린더렌즈(130a, 130b 및 130c)들 간에 거리를 변경시킴으로써 실린더렌즈를 통과해 집속되는 광의 집속도를 조절하게 된다. 그러면, 피검사체 패턴에 강한 세기의 좁은 라인빔이 형성되게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명의 패턴 결함 검출 장치에 따르면, 광원을 한쌍씩 다수개 배치하고, 배치된 대수개의 광원으로부터 발생된 광의 초점을 일치시키기 위해 광축을 조절할 수 있는 광축조절장치를 구비하여 광축을 일치시키고, 광을 전달하는 다수개의 광섬유를 무작위 순으로 배열함으로써 광출력부가 균일한 세기의 광을 출력하도함으로써 패턴 결함 검출의 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 다수개의 광축조절장치에 자석부를 구비함으로써 인력으로 인해 미세한 조절이 가능할 뿐만 아니라 광축조절장치가 노후 또는 충격에 의해 쉽게 연동되어 광축을 어긋나지 않도록 할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 피검사체에 형성된 패턴의 에러 또는 오류를 검사하는 라인 조명계에 있어서,
    적어도 두개 이상의 발광체를 구비하여 광을 발생하는 다수개의 광원(110a, 110b, 110c)과,
    상기 광원으로부터 발생된 광을 인도하는 광섬유모듈(120a, 120b, 120c)과,
    상기 광섬유모듈로부터 확산되어 나오는 광을 라인형태로 집광하는 실린더렌즈(130a, 130b, 130c)와,
    상기 실린더렌즈로부터 나오는 라인빔 형태의 광을 상기 피검사체(200)로 반사시키는 다수개의 광반사체(140a, 140b 및 140c)와,
    상기 광반사체의 일단에 설치되는 광축조절스위치(150a, 150b 및 150c), 및
    상기 피검사체(200)로부터 반사되어 나오는 영상광을 받아 상기 피검사체(200)에 형성된 이미지를 검출하는 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라부(300),
    를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검출 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광섬유모듈(120a, 120b, 120c)은 그 일단이 상기 광원에 다발 형태로 연결되는 광섬유들(122)과, 상기 광섬유들(122)이 일정 간격으로 라인형태로 배열되어 라인빔을 출력하는 광출력부(124)를 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검출 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 광출력부(124)에 일정 간격으로 라인형태로 배열되는 광섬유(122)들은 무작위 순으로 배열되는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검출 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광축조절스위치(150a, 150b 및 150c)는 틸트나사부(152)와, 틸트나사 고정부(154)와, 상기 광반사체(140a, 140b 및 140c)의 일단에 연결되어 상기 틸트나사부(152)의 중앙 삽입되는 나사축(156)을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검출 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 광축조절스위치는 나사축(156) 주위에 형성된 원형 자석부(158)와, 상기 자석부(158)와 마주 대응하는 상기 틸트나사부(152) 일측에 설치된 틸트나사 자석부(153)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검출 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 광섬유모듈(120a, 120b 및 120c)은 그 일단에 연결되어 슬라이딩방식으로 이동하여, 상기 광섬유모듈(120a, 120b 및 120c)과 상기 실린더렌즈 간의 간격을 조절하는 라인빔 두께 및 초점거리 조절부(160a, 160b 및 160c)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검출 장치.
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