KR102448312B1 - 계측 장치 및 계측 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판, 특히 기판 스택(14)을 검사하기 위한 계측 장치에 관한 것으로서, 기판, 특히 기판 스택(14)의 제1 기판 스택 표면에 음파를 로딩하기 위한 사운드 로딩 수단과, 광학 시스템 - 상기 광학 시스템은, a) 적어도 하나의 제1 빔 경로와 하나의 제2 빔 경로로 분리되는 전자기선을 출력하기 위한 소스(1)와, b) 기판, 특히 기판 스택(14)의 기판 스택 측정 표면(14m)에 제1 빔 경로를 로딩하기 위한 수단과, c) 제1 빔 경로와 제2 빔 경로로 부터 간섭선을 형성하기 위한 간섭 수단과, d) 간섭선을 센싱하기 위한 검출기(5)를 포함함 - 과, 검출기(5)에서 센싱된 간섭선을 평가하기 위한 평가 수단을 포함한다. 더구나, 본 발명은 본딩된 기판, 특히 기판 스택(14)을 검사하기 위한 계측 방법에 관한 것인데, 상기 방법은 다음의 단계, 특히 다음 순서를 가지는데, 음파를 기판, 특히 기판 스택(14)의 제1 기판 스택 표면에 로딩하는 단계와, 소스로부터 발산된 전자기선의 제1 빔 경로를 특히 기판 스택(14)의 음파 로딩된 기판의 기판 스택 측정 표면(14m)에 로딩하는 단계와, 간섭선의 제1 빔 경로와 제2 빔 경로로부터 간섭선을 형성하는 단계와, 검출기(5)에서 간섭선을 센싱하는 단계와, 검출기에서 센싱된 간섭선을 평가하는 단계를 포함한다.

Description

계측 장치 및 계측 방법
본 발명은 특허 청구항 1에 따른 계측 장치 및 특허 청구항 6에 따른 대응되는 계측 방법에 관한 것이다.
순수하게 음향 측정 방법은 본딩된 기판 스택은 그것의 구조물 및/또는 오류에 관하여 조사될 수 있는 것으로 주로 종래 기술에서 사용된다. 대부분에 대하여, 전체 기판 스택은 사운드 신호에서 커플하기 위해 액체, 특히 물 내로 위치된다.
또한, 전자기적 측정 방법 및 시설은, 기판 스택을 측정할 수 있는 것으로 존재한다. 이러한 경우, 전자기적 빔은 기판 스택 내로 도입되고, 이의 반사가 측정된다. 이러한 하나의 방법이 WO2012062343A1에서 개시된다.
액체로 기판 스택을 웨팅하는 것은 가장 큰 문제를 구성한다. 이러한 유형의 웨팅은 여러 이유로 바람직하지 않다.
첫째, 기판 스택은 시설로부터 제거된 이후에 건조되어야 하고, 둘째, 액체는 기판들 사이의 경계면 내로 침투할 수 있다.
전자기적 측정 방법은 전자기적 빔의 제한된 침투 깊이에 의해 정보가 제한된다는 단점을 가진다. 빔은 특히 높은 흡수를 가진 금속성 구성 때문에, 기판 스택의 비교적 짧은 깊이까지만 침투한다. 더구나, 반사되고 측정된 신호는 기판 스택에서 나온 이후에 현저하게 약화된다. 더구나, 대부분에 대해 스캐닝 방법, 다시말해, 기판 스택을 스캐닝하는 뚜렷하게 초점된 빔에 대한 상대적 운동을 기판 스택이 완료하는 방법이 사용된다. 이러한 상대적 운동은 극히 시간-집약적이어서 비용이 든다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 기판 스택을 빠르고, 건조하고, 매우 정확하고, 신뢰성 있고 저렴한 방식으로 발생하는 조사를 사용하여, 계측 장치 및 계측 방법을 명시하는 것이다.
본 목적은 특허 청구항 1 및 6의 특징으로 달성된다. 본 발명의 바람직한 개발예는 종속항에서 명시된다. 상세한 설명, 청구항 및/또는 특징에서 명시된 적어도 둘 이상의 특징의 모든 조합도 역시 본 발명의 범위 내에 있다. 값 범위가 명시될 때, 언급된 한계 이내에 있는 값도 역시 한계값으로 개시되고, 임의의 바람직한 조합으로 청구가능하다.
이러한 경우에 본 발명의 기본적인 아이디어는 음파와 특히 상이하고, 바람직하게는 기판 스택의 반대편의 전자기파의 제1 빔 경로로 기판 스택의 로딩을 바람직하게는 동시에 수행하는 것이다. 특히 보이드(void)와 관련하여, 기판 스택의 측정/분석은 전자기파의 제2 빔 경로에 의해 활성화되고, 이는 기판 스택으로 가이드되지 않으며, 특히, 소스로부터 제1 빔 경로로 동시에 전송되어서, 제1 빔 경로와 간섭이 형성된다.
다시 말해, 본 발명은 (울트라) 사운드 여기 및 간섭 측정에 의해 기판 스택의 삼차원 이미지를 생성하기 위한 시설과 방법을 특히 개시한다. 본 발명은 기판 스택과 연결되지 않은 개개의 기판을 측정하기에 적합하다. 기판 스택의 측정은 바람직한 실시예이다. 기판 스택 또는 기판 스택을 참조로 기술되는 한, 상세한 설명은 특히 개별적인 기판에도 적용되어야 한다.
기판/기판 스택은 임의의 원하는 형상을 가질 수 있으나 원형이 바람직하다. 기판의 지름은 특히 개별적으로 표준화된다. 웨이퍼에 대해, 산업-표준 지름은 1 인치, 2 인치, 3 인치, 4 인치, 5 인치, 6 인치, 8 인치, 12 인치 및 18 인치이다. 더욱 구체적인 실시예는 패널이라고 하는 직사각형 기판이다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 기판의 지름과 무관하게, 기본적으로 임의의 기판을 취급할 수 있다. 기판으로부터 쌓여진 기판 스택은 대응되는 평균 지름을 가진다.
특히 기판의 평균 두께는 5000 ㎛ 내지 50 ㎛, 바람직하게는 2500 ㎛ 내지 100 ㎛, 좀 더 바람직하게는 1500 ㎛ 내지 200 ㎛, 가장 바람직하게는 1000 ㎛ 내지 500 ㎛, 가장 바람직하게는 750 ㎛ 부근에 있다.
특히 본 발명은 특히 보이드 검출을 위한 기판 스택을 측정하기 위한 시설과 방법에 관한 것이다. 본 발명에서, 이것은 바람직한 음향-광학 방법이다. 음향-광학 방법에서, 음파는 특히, 전체 기판 위에, 제1 기판 스택 표면 상에, 기판 스택 고정 표면, 기판 스택에 커플링된다. 생성된 음파는, 제2 기판 스택 표면, 제1 기판 스택 표면의 반대편인 기판 스택 측정 표면까지 기판 스택을 통해 전파된다. 국부적으로 상이한, 특히 개별적으로 제어가능한 음파는 기판 스택 표면을 따라 바람직하게 생성된다.
음파에 의해 도입된 기판 스택 측정 표면의 국부적 변경(특히 변형 및/또는 진동)은 이전에 생성되고 넓어진 빔(제1 빔 경로)의 복수의 부분적인 빔에 의해 검출된다. 바람직하게 간섭계를 사용함에 의해, 일차 빔(제2 빔 경로)은, 특히 평행에 의해, 반사된 이차 빔(제1 빔 경로)을 오버레이 하기 위해 도입될 수 있다. 이차원적인 간섭 패턴은 빔의 너비에 의해 생성되는데, 간섭 패턴은 검출기, 특히 CCD 검출기에 의해 검출되고 기록될 수 있다.
수학적 알고리즘에 의해 측정 기판 스택의 삼차원 이미지로 변환될 수 있는 간섭 이미지의 다중성은, 특히 국부적으로 가변하는 초음파 여기에 의해 순차적으로 생성된다. 특히 보이드는 삼차원 이미지에 의해 검출될 수 있다.
본 발명에 따르면, 액체 배스가 바람직하게 분배될 수 있다. 많아봐야, 기판 스택의 평평한 면의 공간적으로 구획된 웨팅이 발생한다.
하나의 단계로 적어도 순차적으로(다시 말해 기판 스택을 스캐닝하지 않고) 및/또는 전체 표면에 걸쳐 수행되는 검출 때문에, 기판 스택의 점상 스캐닝은 불필요하다.
본 발명은 특히, 기판 스택의 물체의 보이드의 파괴없는 측정을 위한 시설 및 방법을 기술한다. 간행된 문헌의 나머지에서, 오직 기판 스택이 이야기될 것이다.
본 발명은 복수의 요소로 구성되고, 이하에 기술되는데, 이는 그 자체로 독립적인 발명으로 간주되고 기술될 수 있다.
사운드 로딩 수단, 특히 사운드 샘플 홀더
특히 사운드 샘플 홀더로 구성되는 사운드 로딩 수단은 음파를 생성하고 생성된 음파를 기판 스택에 로딩하는데 사용된다. 본 발명에 따르면, 음파는 바람직하게는 초음파이다. 본 발명에 따르면, 메가-음파 또는 인프라 음파의 생성도 고려할 수 있다. 이전에 언급된 음파의 주파수 범위의 천이는 완만하다.
인프라 음파에 대한 본 발명에 따른 바람직한 주파수는 0.001 Hz 내지 16 Hz, 바람직하게는 0.01 Hz 내지 16 Hz, 더욱 바람직하게는 1 Hz 내지 16 Hz, 가장 바람직하게는 5 Hz 내지 16 Hz에 있다.
메가 음파에 대한 본 발명에 따른 바람직한 주파수는 400 kHz 내지 2 MHz, 바람직하게는 600 kHz 내지 2 MHz, 더욱 바람직하게는 1 MHz 내지 2 MHz, 가장 바람직하게는 1.5 MHz 내지 2 MHz에 있다.
초음파에 대한 본 발명에 따른 바람직한 주파수는 16 kHz 내지 1 GHz, 바람직하게는 100 kHz 내지 1 GHz, 더욱 바람직하게는 1 MHz 내지 1 GHz, 가장 바람직하게는 500 MHz 내지 1 GHz에 있다.
일반적인 실시예에서, 사운드 샘플 홀더는 0.0001 Hz 내지 1 GHz의 진동을 생성한다.
기판 스택의 3D 구조의 이미지를 생성하기 위해, 특히, 하나보다 많은 주파수가 사용되고, 바람직하게는 전체 주파수 밴드가 사용된다.
사운드 로딩 수단은, 바람직하게는 어레이, 좀 더 바람직하게는 단계적인 어레이로 배열된 사운드 소스의 다중성을 제공함에 의해, 공간적으로 해결되는 방식으로 음파을 생성할 수 있는 방식으로 바람직하게 구성된다. 개별적인 사운드 소스는 바람직하게 점상(punctiform)이다. 이러한 유형의 점상 사운드 소스는 라인 사운드 소스, 표면 사운드 소스 또는 패턴 사운드 소스를 형성하기 위해, 대응되는 회로에 의해 상호연결 및/또는 초점될 수 있다. 특히, 특정한 음파 전면의 타겟된 생성은 사운드 소스의 직접적인 활성화에 의해 가능하다.
사운드 로딩 수단, 특히 사운드 샘플 홀더는 베이스 바디 및 복수의, 특히 대칭적으로 배열된 사운드 소스로 구성되는 것이 바람직하다. 사운드 소스는 그리드-형상 방식으로 배열되는 것이 바람직하다.
사운드 소스는 임의의 원하는 형상을 가질 수 있다. 사운드 소스의 단면은 특히,
- 직사각형, 바람직하게는 정사각형 또는
- 삼각형 또는
- 육각형 또는
- 원형이다.
사운드 소스는 특히,
- 전기적 사운드 생성기, 특히 피에조 요소 및/또는
- 수압식 사운드 생성기 및/또는
- 공압식 사운드 생성기 및/또는
- 자기적 사운드 생성기 및/또는
- 용량적으로 활성화된 멤브레인이다.
피에조 요소는 바람직하게 본 발명에 따라 사용된다.
사운드 소스는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 개별적으로 제어가능하게 구성된다. 특히, 이는 발산된 음파 및/또는 다양한 음파 형상의 시퀀스 간의 위상 관계를 형성할 가능성을 만든다.
본 발명에 따라 매우 특별하게 바람직한 실시예에서, 사운드 소스는 너비드(nubbed) 샘플 홀더의 너브(nub) 상에 또는 그 안에 설치된다. 너비드 샘플 홀더는 샘플 홀더의 특별한 유형인데, 기판, 특히 기판 스택이 전체 표면에 안착되지 않고, 복수의, 특히 대칭적으로 분산된, 상승부, 너브에 안착된다.
이러한 유형의 샘플 홀더는 참조가 되는 간행 문헌 WO2015113641A1에 예로써 개시된다.
사운드 로딩 수단, 특히 사운드 샘플 홀더는, 바람직하게, 커플링 매체 채널을 가지는데, 커플링 매체는 사운드 소스와 기판 스택 사이에 도입될 수 있다. 커플링 매체 채널은 사운드 샘플 홀더 상에 임의의 원하는 위치에 위치될 수 있으나, 그리드-형상 방식으로 배열된 사운드 소스의 배열을 방해하지 않기 위해, 모서리 또는 주변부와 사운드 소스 사이에 위치되는 것이 바람직하다. 커플링 매체 채널은 대칭적으로 배열되는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 따르면, 사운드 로딩 수단은 커플링 매체를 수용하기 위한 공간을 가지는데, 이러한 공간은 기판 스택에 의해 폐쇄될 수 있다. 공간은 기판 스택의 반대편의 사운드 생성기에 의해, 및 측면의 주변 웹에 의해 구획된다.
본 발명의 추가 실시예에 따르면, 사운드 샘플 홀더는 고정 수단을 가지는데, 이를 사용하여, 기판 스택은 사운드 샘플 홀더 상에 고정되거나 고정될 수 있다. 바람직하게는, 기판 스택은 우선 고정 수단에 고정되고, 커플링 매체는 그 이후에 도입된다. 그 결과, 기판 스택은 한 편으로 고정되고, 다른 한 편으로는, 커플링 매체를 통해 사운드 소스에 최적화로 연결되는 것이 보장된다. 이전에 도입된 커플링 매체는 전체 고정 표면 위에 분산될 것이어서, 고정 수단에 의해 고정될 수 없거나 심지어 고정을 방지한다. 고정 수단은 사운드 샘플 홀더 상의 임의의 원하는 위치에 위치될 수 있으나, 그리드-형상 방식으로 배열된 사운드 소스의 배열을 방해하지 않기 위해, 모서리, 특히 기판 스택 아래에 위치되는 것이 바람직하다.
고정 수단은 대칭적으로 배열되는 것이 바람직하다.
고정 수단은 다음의 요소일 수 있는데, 특히,
- 진공 고정부 및/또는
- 부착 표면 고정부, 특히, 스위칭가능한 부착 표면 고정부 및/또는
- 정전기 고정부 및/또는
- 자기적 고정부 및/또는
- 기계적 고정부, 특히 클램프이다.
사운드 샘플 홀더는 바람직하게는 로딩 핀을 가지는데, 이를 사용하여, 기판 스택은 사운드 샘플 홀더에 로딩되고 언로딩될 수 있다. 로딩 핀은 사운드 샘플 홀더 상의 임의의 원하는 위치에 위치될 수 있으나, 그리드-형상 방식으로 배열된 사운드 소스의 배열을 방해하지 않기 위해, 모서리에 위치되는 것이 바람직하다. 로딩 핀은 대칭적으로 배열되는 것이 바람직하다.
사운드 샘플 홀더는 병진 단계로 설계되는 것이 바람직하거나, 병진 단계에 고정될 수 있다. 상대 운동은 사운드 샘플 홀더와 본 발명에 따른 광학 시스템 간에 실행될 수 있는데, 이는 아래 상세한 설명에서 기술된다(특히, 상부구조로 구성됨). 상대 속도는 특히 1 μm/s 초과, 바람직하게는 1 mm/s 초과, 좀 더 바람직하게는 1 cm/s 초과이다. 레졸루션의 증가는 사운드 샘플 홀더와 광학 구조물 간의 상대 운동에 의해, 좀 더 구체적으로 측정 부분 빔 필드를 측정함에 의해 달성 된다. 스캐닝 측정은 상대 운동의 가능성 때문에 가능하다. 이러한 경우, 수집된 강도 정보는 검출기에서 사운드 샘플 홀더의 x-y 위치에 연결된다. 가령, 공간적으로 초점화된 일차 빔(PB'')을 사용하는 것을 고려할 수 있는데, 이는 기판 스택의 전체 크기까지 확장되지 않는다. 그 결과, 기판 스택의 작은 일부 영역으로부터만 정보를 수신한다. 그럼에도 불구하고, 전체 기판 스택은 상대 운동에 의해 측정될 수 있다. 이러한 유형의 2D 스캐닝 방법은 증가된 레졸루션의 이점을 수반할 수 있으나, 전체 기판 스택의 순간/직접 측정보다 당연히 더 느리다.
만일 상대 운동을 완전히 생략하고 싶고, 기판 스택의 전체-표면 조사(irradiation)가 사용되지 않는다면, 공간적으로 구획된 빔을 사용하여 기판 스택 표면을 스캔할 수도 있다. 이를 위해, 전체 광학 시스템은 스캔을 위해 설계되는 것이 바람직하다.
사우드 로딩 수단, 특히 사운드 샘플 홀더는 연속적인 작업 또는 펄스형 작업으로 작동될 수 있다. 연속적인 작업은 무시할 만하게 작은 중단을 가지지 않거나 갖고 사운드 소스의 시간적으로 지속된 사용을 의미하는 것으로 이해된다. 펄스형 작업은 한번, 특히 짧은 기간의 사운드 소스의 사용과, 이후에 사운드 소스의 비사용의 시간 간격이 있는 것으로 이해된다. 펄스형 작업은 본 발명에 따라 바람직하다.
사운드 로딩 수단, 특히 사운드 샘플 홀더, 바람직하게 개별 사운드 소스는 작동하거나, 1 Hz 내지 0.1 MHz, 바람직하게는 10 Hz 내지 10,000 Hz, 좀 더 바람직하게는 25 Hz 내지 5000 Hz, 가장 바람직하게는 50 Hz 내지 2500 Hz, 전반적으로 가장 바람직하게는 100 Hz 내지 1000 Hz의 범위의 주파수에서 펄스형 작업으로 작동하는 것이 바람직하다.
커플링 매체(선택적)
특히 커플링 매체로 구성된 커플링 매체 층은 사운드 로딩 동안에, 사운드 소스와 제1 기판 스택 표면 사이에 위치된다. 커플링 매체는 커플링 매체 채널에 의해 도입되는 것이 바람직하다. 커플링 매체는 사운드 소스 및 로딩될 기판 스택 표면을 적어도 대부분, 바람직하게는 완전히 커버한다. 커플링 매체는 특히 하나 이상의 다음 매체일 수 있다.
- 고체, 및/또는
- 유체, 특히
- 가스, 바람직하게는 순수한 가스나 가스 혼합물, 바람직하게는 공기
- 액체, 바람직하게는 순사한 액체 또는 액체 혼합물
- 에어로졸 및/또는
- 현탁액이다.
물, 특히 증류수는 커플링 매체로 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 커플링 매체 층의 두께는 5 mm 미만이고, 바람직하게는 1 mm 미만이고, 좀 더 바람직하게는 1 μm 미만이고, 가장 바람직하게는 1 nm 미만이다.
본 발명에 따르면, 커플링 매체 층의 두께는 적어도, 기판 스택 고정 표면의 거칠기와 사운드 샘플 홀더 표면의 거칠기의 합산, 특히 서로 결합되어야 할 사운드 소스 표면만큼 크다. 거칠기는 평균 거칠기, 루트 민 스퀘어 거칠기로 명시되거나, 거칠기 깊이로 명시된다. 평균 거칠기, 루트 민 스퀘어 거칠기 및 평균 거칠기 깊이에 대해 결정된 값은 일반적으로 동일한 측정 거리나 측정 영역에서 상이하나 동일한 크기 승수에 있다. 커플링 매체 층의 두께는, 기판 스택 고정 표면의 거칠기와 사운드 샘플 홀더 표면, 특히 사운드 소스 표면의 거칠기의 합산보다 적어도 크고, 바람직하게는 적어도 2배 크고, 좀 더 바람직하게는 적어도 3배 크고, 좀 더 바람직하게는 5배 크고, 가장 바람직하게는 10배 크다.
대안적으로, 커플링 매체 층의 두께는, 기판 스택 고정 표면과 사운드 샘플 홀더 표면을 터치하는 것은 적어도 대부분, 바람직하게는 완전히 차단되도록 특히 선택된다.
매우 구체적으로 바람직한 실시예에서, 커플링 매체 층의 사용을 완전히 생략할 수 있다. 그것은, 사운드 소스와 제1 기판 스택 표면으로부터의 음파의 전송이 특히 세기의 손실이나 산란과 같은 어떤 중요한 제한 없이 발생하는 경우에 바람직하다. 특히, 기판이나 기판 스택의 고정은, 사운드 소스와 제1 기판 스택 표면 간의 접촉이 최소가 된다는 점에서 매우 우수할 것이다. 그것은 특히 진공 고정부 및 적은 거칠기를 가진 부드러운 표면에 대한 경우이다.
광학 시스템
본 발명에 따르면, 광학 시스템은, 전자기선을 위한 소스, 기판 스택의 기판 스택 측정 표면을 로딩하기 위한 수단, 제1 및 제2 빔 경로로부터 간섭선을 형성하기 위한 간섭 수단 및 간섭선을 검출하기 위한 검출기로 별도로 구성된다.
일차 빔은 전자기선에 대한 소스를 소스 빔으로서 떠난다. 기판 스택 측정 표면에 의해 반사된, 특히 본 발명에 따른 기판 스택의 진동에 의해 수정된 빔은 이차 빔이라고 한다. 일차 빔은 특히 빔 스플리터에 의해 제1 빔 경로와 제2 빔 경로로 분리된다. 대안적으로, 두 개의 빔 경로는 특히 두 개의, 바람직하게는 동기식으로 스위치된 소스에 의해 별개로 출력될 수 있다. 제1 빔 경로는 기판 스택 측정 표면 상으로 측정 빔으로, 반사된 이후에 이차 빔으로 편향/지향된다. 검출기로 부딪히기 전에, 이차 빔은 이차 빔 경로/레퍼런스 빔과 조인된다. 이러한 경우, 일차 및 이차 빔의 간섭이 바람직하게 일어난다.
광학 시스템은 임의의 원하는 다른 광학 요소에 의해 확장될 수 있는데, 이는 일차 및/또는 이차 빔 또는 제1 및/또는 제2 빔 경로에 영향을 미치는데, 특히 편향, 분리, 평행화하는데 사용될 수 있다. 이들은 주로 다음의 광학 요소 중 하나 이상 또는 이들의 조합을 포함한다.
- 위상 시프트 마스크,
- 마이크로미러 어레이(DMD)
- 프리즘
- 렌즈, 특히
- 반사성 렌즈
- 기하학적 렌즈, 특히, 볼록 렌즈, 오목 렌즈, 볼록-오목 렌즈,
- 회절성 렌즈, 특히 프레넬 렌즈
- 미러, 특히
- 콜드 미러
- 파라볼릭 미러
- 타원형 미러
- 콜리메이터
- 빔 스플리터이다
다음의 광학 요소는 본 발명에 따라 사용되는 것이 바람직하다.
- 렌즈
- 빔 스플리터 미러
특히, 일차 빔의 지름을 확장시키기 위해 렌즈가 사용된다. 이차 빔의 지름을 줄이기 위해, 동일한 렌즈가 일차 빔의 반사 이후에 사용된다면 특히 바람직하다.
굴절 및/또는 프레넬 렌즈가 빔 확장 및/또는 빔 축소를 위해 본 발명에 따라 사용된다.
미러는 더 길거나 짧은 경로에 걸쳐 빔에서 간섭을 일으키기 위해, 간섭계의 일부로 사용되는 것이 바람직하다. 콜드 미러는 적외선을 필터링하기 위해 사용되어서, 적외선이 기판 스택을 불필요하게 가열시키지 않도록 한다.
콜드 미러는 빔의 평행화를 보장하기 위해, 소스의 바로 다운스트림에 설치되는 것이 바람직하다.
소스
소스는 전자기 소스이다. 전자기선은 완전히 인코히런트일 수 있거나 시간적으로 및/또는 공간적으로 코이런트일 수 있다. 코히런스 길이는 특히 1 μm 초과, 바람직하게는 100 μm, 좀 더 바람직하게는 1 mm 초과, 가장 바람직하게는 100 mm이다.
소스는 바람직하게는 펄스형 모드로 작동된다. 펄스형 모드에서, 포톤은 연속적으로 출력되지 않고 펄스형 방식으로 출력된다. 펄스 시간은 특히 1 s 보다 짧고, 바람직하게는 1 ms 보다 짧고, 좀 더 바람직하게는 1 μs 보다 짧고, 가장 바람직하게는 1 ns 보다 짧다.
소스의 전력은 1 mW 보다 크고, 바람직하게는 100 mW 보다 크고, 좀 더 바람직하게는 1 W 보다 크고, 가장 바람직하게는 100 W 보다 크고, 가장 바람직하게는 1000 W 보다 크다.
소스에 의해 발산된 전자기선은 10 nm 내지 2000 nm, 바람직하게는 10 nm 내지 1500 nm, 좀 더 바람직하게는 10 nm 내지 1000 nm, 가장 바람직하게는 10 nm 내지 500 nm, 가장 바람직하게는 10 nm 내지 400 nmdml 범위의 파장을 가지는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 파장은 635 nm 및 532 nm이다. 전체 밴드 길이의 전자기선을 발산하는 백색 광 소스는 특히 바람직하게 사용된다. 그리고 나서, 사용된 모든 광학 요소 및/또는 검출기는 백색 광 소스에 대해 설계되어야 한다.
검출기
검출기는 특히 플랫 패널 검출기로 구성된다. 플랫 패널 검출기는 바람직하게는 CCD 검출기이다. 검출기는 1 Hz 내지 1 MHz, 바람직하게는 10 Hz 내지 100000 Hz, 좀 더 바람직하게는 20 Hz 내지 10,000 Hz, 가장 바람직하게는 30 Hz 내지 1000 Hz, 가장 바람직하게는 40 Hz 내지 100 Hz의 리드 주파수를 가진다. 여기서, 리드 주파수는 검출기가 초당 리드(read)할 수 있는 전체 간섭 이미지의 수를 의미하는 것으로 이해한다.
검출기의 수평 픽셀 레졸루션은 특히 10 픽셀/cm 이상, 바람직하게는 100 픽셀/cm 이상, 좀 더 바람직하게는 1000 픽셀/cm, 가장 바람직하게는 10000 픽셀/cm, 가장 바람직하게는 100000 픽셀/cm이다.
검출기의 수직 픽셀 레졸루션은 특히 10 픽셀/cm 이상, 바람직하게는 100 픽셀/cm 이상, 좀 더 바람직하게는 1000 픽셀/cm, 가장 바람직하게는 10000 픽셀/cm, 가장 바람직하게는 100000 픽셀/cm이다.
두 픽셀 간 거리는 0.1 μm 내지 100 μm, 바람직하게는 0.5 μm 내지 50 μm, 좀 더 바람직하게는 1 μm 내지 25 μm, 가장 바람직하게는 2.5 μm 내지 10 μm, 가장 바람직하게는 5 μm이다.
바람직한 실시예
본 발명에 따른 모든 실시예에서, 광학 시스템과 사운드 로딩 수단 및/또는 사운드 샘플 홀더 간의 상대 운동을 수행하는 가능성이 있다. 광학시스템이 복수의 부분 또는 광학 요소로 구성되므로, 사운드 샘플 홀더의 활동적인 움직임이 바람직하다.
사운드 샘플 홀더는 고체 플레이트 상에서, 특히 화강암 플레이트 상에서 움직이는 것이 바람직하다. 고체 플레이트는 진동 댐핑에 사용된다. 광학 시스템은 특히 동일한 고체 플레이트에 상대적으로 고정되거나 고체 플레이트 상에 고정된다. 본 발명의 좀 더 바람직한 실시예에서, 광학 시스템은 가능한 최대로, 제1 고체 플레이트와 특히 완전히 분리된 제2 고체 플레이트에 대해 고정된다. 그 결과, 제1 고체 플레이트 상에서 움직이는 사운드 샘플 홀도에 의한 진동이 최적으로 차폐된다.
본 발명에 따른 제1 실시예에서, 본 발명에 따른 시설은 특히 본 발명에 따른, 코히런트한 전자기 소스, 레퍼런스, 빔 스플리터, 검출기, 빔을 확장 및 분리시키기 위한 광학 요소 및 사운드 샘플 홀더로 적어도 구성된다.
사운드 샘플 홀더는 본 발명에 따른 이러한 제1 실시예에 고정된다. 특히 단단한 실시예는 사운드 샘플 홀더의 이동에 의한 진동 없이 고정에 의해 가능하다.
본 발명에 따른 제2 실시예에서, 본 발명에 따른 시설은 특히 코히런트한 전자기 소스, 레퍼런스, 빔 스플리터, 검출기, 빔을 확장 및 분리시키기 위한 광학 요소 및 이동가능한 사운드 샘플 홀더로 적어도 구성된다.
본 발명에 따른 제2 실시예에서, 사운드 샘플 홀더는 광학 시스템에 대하여 상대 운동을 수행할 수 있다. 특히 고체 플레이트 위에서 사운드 샘플 홀더를 이동시키는 옵션 때문에, 렌즈 필드에 의해 형성된 부분적인 빔들 사이의 부분 영역의 스캐닝이 활성화된다.
프로세스
본 발명에 따른 프로세스의 제1 실시예에서, 기판 스택의 검출/측정은 다음과 같이 발생하는데, 개별 프로세스 단계는 본 발명의 독립적인 단계로서 개시된다.
제1 프로세스 단계에서, 기판 스택은 사운드 샘플 홀더 상으로 로딩된다. 로딩은 바람직하게는 로봇을 사용하여 완전 또는 반-자동으로 발생하거나 수동으로 한다. 사운드 샘플 홀더가 바람직하게 존재하는 로딩 핀을 가진다면, 기판 스택은 로딩 핀 상에 위치되고, 로딩 핀을 낮추어서 베이스 바디의 고정 표면으로 낮추어진다. 사운드 샘플 홀더가 어떠한 로딩 핀을 갖지 않는다면, 기판 스택은 고정 표면에 직접 위치된다.
선택적인 제2 프로세스 단계에서, 기판 스택의 고정은 고정 수단에 의해 발생한다. 진공 흡입부는 사운드 샘플 홀더 내에 특히 통합적으로 포함되는 고정을 위해 사용되는 것이 바람직하다. 특히, 기판 스택의 하면 상에서 수행되는 비교적 간단한 고정이 진공 흡입부에 의해 발생한다. 이러한 경우, 고정은 특히 점상 방식으로 발생하여서, 커플링 매체가 사운드 샘플 홀더와 기판 스택 사이에 여전히 도입될 수 있다. 매우 특히 바람직한 실시예에서, 기판 스택 고정 표면 및 사운드 샘플 홀더의 고정 표면이 평평하여서, 효율적인 사운드 전송을 위해 커플링 매체가 완전히 생략될 수 있다.
추가적이고 선택적인 제3 프로세스 단계에서, 커플링 매체는 기판 스택과 사운드 소스 사이에 도입되고, 특히 사운드 샘플 홀더의 형상에 의해 형성된 공간 내로 도입된다. 커플링 매체는 사운드 샘플 홀더 내에 특히 통합적으로 구성된 커플링 매체 채널을 통해 도입되는 것이 바람직하다. 가령, 호스, 주사기나 노즐과 같은 별도의, 외부 공급 수단을 통해 커플링 매체의 도입도 고려될 수 있다.
제2 및 제3 프로세스 단계의 순서는 바뀌거나 적어도 어느 정도 동시에 수행될 수 있다. 특히, 우선 커플링 매체를 고정 표면에 도포하고, 그리고 나서, 기판 스택을 위치시키고, 원하거나 및/또는 필요하면, 고정을 수행만 하는 것이 바람직할 수 있다.
제4 프로세스 단계에서, 사운드 소스에 의해 생성된 사운드 소스 패턴 또는 서로 다른 사운드 소스 패턴의 순서는, 커플링 매체를 통해 특히 기판 스택 내로 연결된다. 사운드 소스 패턴 또는 사운드 소스 패턴들의 순서는 소프트웨어 및/또는 하드웨어 및/또는 펌웨어에서 사전-프로그램되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 매우 특히 바람직한 실시예에서, 소프트웨어가 제공되는데, 이는 사운드 소스의 임의의 원하는 프로그래밍을 허용하여서, 하나 이상의 사운드 소스 패턴을 허용한다. 소프트웨어는 사용자-친화적이어야 하고, 특히 그래픽적인 요소에 의해, 가능한 간단하고 적절한 그래픽 사용자 인터페이스를 가져서 사운드 샘플 홀더의 프로그래밍을 허용한다. 특히, 각각의 사운드 소스는 그 사운드 소스가 사운드 신호를 출력하는 시간 및 이 사운드 신호가 출력되는 전력을 개별적으로 명시할 수 있어야 한다. 바람직한 실시예에서, 다양한 사운드 소스 패턴이 생성되고 저장될 수 있다. 소프트웨어는 하나 또는 복수의 정의된 트리거 시간(들)에 사운드 샘플 홀더의 개별 사운드 소스를 활성화시켜서, 복수의 사운드 신호를 생성한다. 그러므로, 생성된 사운드 신호는 서로 결합/오버레이하여 특히 비균질적인 사운드 전면을 형성한다.
사운드 전면은, 특히 커플링 매체를 통해 제5 프로세스 단계에서 기판 스택 내로 연결되고, 커플링 매체를 통해 전파한다. 다양한 물질 내에서 사운드의 속도가 상이하고, 사운드 전면이 적어도 어느 정도 불균질한, 특히 보이드에서 기판 스택을 통해 진행되므로, 음파 전면이 특히 국부적으로 기판 스택 측정 표면으로 진행중에 변경/변형된다. 음파 전면의 변형은 서로 다른 시간에 기판 스택 측정 표면에 음파 전면의 서로 다른 부분이 도착한다는 진술과 같다는 것을 의미한다. 음파 전면의 일부가 기판 스택 측정 표면에 부딪히자마자, 음파 전면의 일부는 환경을 여기시켜 진동을 형성한다. 결국, 동일하게 기판 측정 표면에 부딪힐 때, 이러한 진동은 제1 빔 경로의 전자기 빔에 영향을 미친다.
제6 프로세스 단계에서, 전자기선은 소스에 의해 생성되거나, 특히 음파 전면의 생성이나 커플링을 기판 스택 내로 동시에 전송된다. 전자기선이 확장되거나, 빔 스플리터에 의해 분해되어서 약간 레퍼런스 상으로 반사된다(제2 빔 경로). 레퍼런스 상으로 반사되지 않은 빔(제1 빔 경로)은 진행 중에 기판 스택 측정 표면으로 확장되고, 렌즈 필드에 의해 부분적인 빔으로 분해된다.
개별 부분적인 빔은, 기판 스택 측정 표면의 각각의 국부적 진동 상태 때문에, 빔 스플리터로 국부적으로 상이하게, 특히 일시적으로 오프셋 방식으로 다시 반사된다. 분리된 빔들의 오버레이/(재)결합이 있다. 이렇게 하여 생성된 간섭 패턴이 검출기에서 기록된다.
바람직하게는, 복수의 간섭 이미지가 각각의 유도된 사운드 신호에 대해, 미리정해진 시간 간격 내에서, 특히 순차적으로 기록된다. 본 발명에 다른 제 4 내지 제 6 프로세스 단계는 적어도 한 번, 바람직하게는 두 번, 좀 더 바람직하게는 네 번 서로 다른 사운드 신호에 대해 반복된다. 기판 스택 내로 한 번 연결된 사운드 신호의 페이드(fading) 동안에, 복수의 간섭 이미지의 기록도 고려될 수 있다.
마지막/제7 프로세스 단계에서, 저장된 간섭 이미지는 가능한 보이드를 식별하기 위해, 분석될 수 있다.
기판 스택의 언로딩이 본 바명에 따른 마지막의 제8 프로세스 단계에서 발생한다.
다양한 필터가 모든 광학 경로에 설치될 수 있다. 반영(Half-shade) 필터 및/또는 편광 필터가 바람직한 실시예에서 사용된다. 더구나, 광학 경로의 완전한 차단을 위한 필터는, 개별 빔 경로의 순차적인 스위칭 온 및 오프에 의해 분석될 간섭 이미지의 더 간단한 경계(demarcation)를 획득하기 위해 설치될 수 있다. 적절한 속성을 수행하는 기술 분야의 당업자에게 알려진 그 밖의 모든 필터가 고려될 수 있다.
본 발명은 스탠드-어론 모듈이나 클러스터 내의 모듈로서 사용될 수 있다. 본 발명이 스탠드-어론 모듈로 사용된다면, 한 편으로 기판 스택의 생산 또는 프로세싱 및 다른 한편으로 기판 스택의 측정의 분리가 수행될 수 있다. 그 결과, 복수의 나라에 걸쳐 프로세스 체인을 구축할 수 있고, 이는 기판 스택이 하나의 나라에서 생산되고, 다른 나라에서 측정된다는 것이다. 본 발명에 따른 실시예가 클러스터의 일부라면, 기판 스택의 생산과 측정이 동일한 장소에서 수행될 수 있다. 그 결과, 기판 스택을 교정 프로세스로 공급하기 위해, 적절한 시간에 기판 스택의 생산에서의 잠재적 오류를 검출할 수 있게 된다.
특히, 이러한 유형의 클러스터는 하나 또는 복수의 다음 모듈을 가질 수 있는데,
- 본 발명에 따른 실시예에 따른 계측 시설
- 본더(bonder)
- 디본더, 특히
- 사전-본드를 분리시키기 위한 시설
- WO2013091714A1 코팅 시설, 특히
- 스핀 코팅 시설
- 스프레이 코팅 시설
- PVD 시설
- CVD 시설
- 디벨로퍼(developer)
- 세척 시설
- 플라즈마 시설
- 스퍼터링 시설
- 정렬 시설
- 프린팅 시설
본 발명에 따른 특징이 방법 특징을 포함하거나 기술하는 한, 이들은 방법에 따라 개시된 것으로 간주되어야 한다.
본 발명의 추가적인 이점, 특징 및 실시예는 도면의 이하의 설명과 특허 청구항과 관련 도면으로부터 기인한다. 도면에서,
도 1a는 본 발명에 따른 사운드 샘플 홀더의 제1 실시예의 상면 개략도를 나타내고,
도 1b는 제1 실시예의 개략적인 단면도를 나타내고,
도 2a는 본 발명에 따른 사운드 샘플 홀더의 제2 실시예의 상면 개략도를 나타내고,
도 2b는 제2 실시예의 개략적인 단면도를 나타내고,
도 3은 본 발명에 따른 시설/장치의 실시예의 개략적인 측면도를 확대된 세부사항으로 나타내고,
도 4는 시간 t1에서 간섭 패턴의 개략도이고,
도 5는 표면상의 세 개의 서로 다른 점들의 진폭의 시간 변화의 개략도를 나타내고,
도 6a는 진동 최대치에서 표면상의 진동점의 개략적이고 확대된 도면을 나타내고,
도 6b는 진동 제로-점 크로싱에서 표면상의 진동점의 개략적이고 확대된 도면을 나타내고,
도 6c는 진동 최소치에서 표면상의 진동점의 개략적이고 확대된 도면을 나타내고,
도 6d는 표면상의 점의 진폭 변화의 개략도를 나타내고, 및
도 7은 본 발명에 따른 프로세스의 순서도를 나타낸다.
도면에서, 동일한 기능을 가진 동일한 구성이나 구성들은 동일한 참조 번호로 라벨링된다.
도 1a는 특히 그리드-형상 방식으로 배열된 복수의 개별 사운드 소스(9)로 구성된, 사운드 샘플 홀더(7)(사운드 로딩 수단)의 발명에 따른 제1 실시예의 상면 개략도를 나타낸다. 사운드 샘플 홀더(7)의 베이스 바디(8)는 완전히 평평한(즉, 측면 에지까지 평평한) 베이스 바디 표면(8o)을 가진다. 베이스 바디(8)에는, 바람직하게는, 복수의 커플링 매체 채널(10) 및/또는 고정 수단(11) 및/또는 특히 베이스 바디(8)를 관통하는 로딩 핀(12)이 있다.
베이스 바디 표면(8o) 위에 커플링 매체 채널(10) 및/또는 고정 수단(11) 및/또는 로딩 핀(12)의 임의의 원하는 분포도 고려할 수 있는데, 다시 말해 사운드 소스들(9) 간이라도 고려할 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 커플링 매체 채널(10) 및/또는 고정 수단(11) 및/또는 로딩 핀(12)은 사운드 소스(9)의 솔기없고/중단되지 않는 영역을 획득하기 위해, 주변에 부착된다.
도 1b는 사운드 소스(9)의 사운드 소스 표면(9o)이 베이스 바디 표면(8o)과 동일 높이로 배열되는 것, 특히 베이스 바디 표면(8o) 내로 통합되어 동일하게 내부적으로 구성되는 것이 바람직하다.
도 2a는 특히 그리드-형상 방식으로 배열된 복수의 개별 사운드 소스(9)로 구성된, 사운드 샘플 홀더(7')의 발명에 따른 제2의 바람직한 실시예의 개략적인 상면도를 나타낸다. 베이스 바디(8')는 베이스(8b) 및 측면에서, 특히 완전히 주변에 베이스(8b)를 감싸는 웹(15)을 가진 베이스 바디 표면(8o')을 가진다. 그러므로, 베이스 바디(8')는 커플링 매체(13)는, 특히 제어 장치에 의해 제어되는 커플링 매체 채널(10)을 통해, 공급될 수 있다.
베이스 바디(8')에서, 바람직하게 복수의 커플링 매체 채널(10) 및/또는 고정 수단(11) 및/또는 로딩 핀(12)이 있다. 베이스 바디 표면(8o') 위에 커플링 매체 채널(10) 및/또는 고정 수단(11) 및/또는 로딩 핀(12)의 임의의 원하는 분포도 고려할 수 있는데, 다시 말해 사운드 소스들(9) 간이라도 고려할 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 커플링 매체 채널(10) 및/또는 고정 수단(11) 및/또는 로딩 핀(12)은 사운드 소스(9)의 솔기없는 영역을 획득하기 위해, 주변에 부착된다. 바람직하게는, 커플링 매체 채널(10) 및/또는 고정 수단(11) 및/또는 로딩 핀(12)은 웹(15)과 사운드 소스(9) 사이에 배열된다.
웹(15)의 임무는 특히 액체에서, 베이스 바디 표면(8o') 상에 커플링 매체 채널(10)을 통해 도입되는 커플링 매체를 유지하는 것으로 구성된다.
도 2b는 사운드 소스(9)의 사운드 소스 표면(9o)은 베이스 바디 표면(8o')과 동일 높이로 배치되거나, 및/또는 베이스(8b)와 동일 높이로 배치되고, 바람직하게는, 베이스 바디 표면(8o') 내로 통합되고 동일하게 내부적으로 구성된다.
도 3은 본 발명에 따른 시설(21)(장치)의 실시예를 나타낸다. 시설은 특히 고히런트 소스(1)를 가진다. 소스(1)는 전자기선을 출력하도록 구성되는데, 출력은 제어 장치(미도시)에 의해 제어된다. 시설(1)은, 전자기선이 기판 스택(14)의 기판 스택 측정 표면(14m) 상으로 부분적으로 편향되는 방식으로 구성된다. 이를 위해, 기판 스택(14)은 기판 스택 측정 표면(14m)의 반대편의 기판 스택 고정 표면(14o) 상의 사운드 샘플 홀더(7) 상에 특히 배열되고 고정된다.
전자기선은 일차 빔(PB)으로서, 제1 빔 경로와 제2 빔 경로로 일차 빔(PB)을 분리시키기 위한, 특히 반투명한 빔 스플리터(3)로 안내되어야 한다. 이를 위해, 일차 빔(PB)이 분리에 최적화되는 것이 바람직하다. 소스(1)의 일차 빔(PB)을 평행화 및/또는 넓게(지름을 확장)하는 복수의 광학 요소는 소스(1)와 빔 스플리터(3) 사이에 위치되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 이들은 콜리메이터(미도시) 및/또는 렌즈(2, 2')를 포함한다.
그리고나서, 가능한 평행화된 일차 빔(PB)은 빔 스플리터(3) 상으로 부딪히고, 이는 일차 빔을 두 개의 부분적 빔, 즉, 반사되고 편향된(특히 90°만큼) 레퍼런스 빔(PB')(제2 빔 경로)과 전송된 측정 빔(PB'')(제1 빔 경로)으로 분해/분리된다.
시설(21)은 적어도 하나의 레퍼런스(4)를 가진다. 레퍼런스(4)는 바람직하게는 평평한 거울이다. 레퍼런스(4)의 임무는, 특히 적어도 대부분, 바람직하고 완전하게, 빔 스플리터(4) 상으로 (평행한) 레퍼런스 빔(PB')을 다시 반사하는 것으로 구성된다. 다시-반사된 레퍼런스 빔(PB')은 빔 스플리터(4) 상으로 다시 부딪히고, 이는 결국 전송된 부분적인 빔과 편향된 부분적인 빔으로 분리된다. 본 발명에 따른 특정 실시예에서, 레퍼런스(4)는 측정 빔(PB'')의 빔 경로에 위치될 수 있다. 이러한 유형의 간섭계는 "디스톨 인터그레이티드 간섭계(distal integrated interferometer)"라고 한다.
빔 스플리터(3)를 통해 전송된 측정 빔(PB'')은 복수의 광학 요소, 특히 측정될 기판 스택(14)의 크기에 의해 다시 바람직하게 확장된다. 렌즈 필드(6)는 광학 요소, 특히 사용된 렌즈(2''')와 기판 스택(14) 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 렌즈 필드(6)는, 렌즈 필드를 향하는, 그리고 특히 렌즈 필드(6)에 평행하게 배열된 기판 스택 측정 표면(14m) 상으로 측정 빔(PB'')의 일부를 초점화한다. 그러므로, 렌즈 필드(6)의 각각의 렌즈는 기판 스택 측정 표면(14m) 상의 측정 점을 검출하는 부분적인 빔(16)을 생성한다.
기판 스택 측정 표면(14m)에 의해 반사된 방사선은, 속성, 특히 형상에 있어서 변화된 이차 빔(SB)으로서 빔 스플리터(3)로 다시 돌아가고, 사운드 샘플 홀더의 사운드 파에 의해 영향받는다. 빔 스플리터에서, 간섭은 레퍼런스 빔(PB')과 이차 빔(SB)에서 일어난다. 그러므로, 시설(1)은, 제1 및 제2 빔 경로의 운행 시간이 매치되어서 동시에 빔 스플리터(3)로 똑같이 돌아오도록 구성된다.
검출기(5)는 분석가능하고, 특히 디지털화된 형태인 간섭 이미지를 기록한다. 바람직하게는, 검출기(5)는 플랫 패널 검출기, 좀 더 바람직하게는 CCD 플랫 패널 검출기로 구성된다.
도 3은 특히 사운드 소스 평면과 수평으로 이어지거나 형성하는 기판 스택 고정 표면(14o)과 사운드 소스 표면(9o) 사이의 교차점의 확대도를 나타낸다. 사운드 소스 표면(9o)은 고정 표면(8o)(또는 도 2에 따른 사운드 샘플 홀더(7')를 사용한다면 고정 표면(8o'))에 대응된다.
거칠기(R14o 및 R9o)는 합산하여 거리(d1)보다 작아야, 커플링 매체가 최적으로 기판 스택 고정 표면(14o)과 결합하고, 무엇보다도 사운드 소스 표면(9o)과 완전히 결합한다. 거리(d1)는 사운드 소스 표면(9o)의 가장 깊은 위치와 기판 스택 고정 표면(14o)의 가장 깊은 위치 사이의 경로이다.
대안적으로, 커플링 매체 층의 두께는 특히, 기판 스택 고정 표면과 사운드 샘플 홀더 표면을 터치하는 것이 적어도 대체로, 바람직하게는 완전히 방지되도록 선택된다.
도 4는 시간 t1에서 검출기(5)에 기록된 개략적인 간섭 이미지를 나타낸다. 최대치(17)와 최소치(18)를 볼 수 있다. 시간 t1에, 기판 스택 측정 표면(14m) 상의 점(p1)은 현재 최대치(17)를 지나는 반면, 이와 동시에 점(p8)은 최소치(18)를 지나고 있다. 점(Pn)이 제로 크로싱을 지나고 있다. 최소치와 제로 크로싱 간의 명암을 나타내기 어렵고, 용이하게 볼 수 없다.
이러한 복수의 간섭 이미지는 시간 간격(Δt)에 걸쳐 각각 유도된 사운드 신호에 대해 기록된다. 시간 간격(Δt) 당 기록된 간섭 이미지의 수는 샘플링 속도로 나타낸다. 특히, 샘플링 속도는 1과 동일하고, 바람직하게는 5 보다 크고, 좀 더 바람직하게는 10 보다 크고, 가장 바람직하게는 20 보다 크고, 가장 바람직하게는 100 보다 크다.
도 5는 4개의 서로 다른 곡선이 있는 그래프를 나타낸다. 가로축은 스케일된 시간이다. 시간 스케일의 스케일은 밀리초 범위에 있고, 바람직하게는 마이크로초 범위에 있고, 좀 더 바람직하게는 나노초 범위에 있다. 첫번째 곡선은 트리거 곡선이다. 트리거 곡선은, 사운드 샘플 홀더가 커플링 매체(13)를 통해 사운드 소스(9)의 음파(19)를 기판 스택(14) 내로 결합하는 시간(t0)을 명시하는 트리거 신호(20)로 구성된다. 시간 간격(Δt)의 시작은 또한 동시적이다.
다른 세 개의 곡선은 기판 스택 측정 표면(14m)의 세 점(p1, p8 및 pn)에서 측정된 진폭 곡선을 나타낸다. 시간 t1에서의 개별 점들의 진폭은 양과 부호에 있어서 상이할 수 있다는 것을 볼 수 있다. 그러므로, 진동은 점에서 점까지의 진폭과 위상에 있어서 상이하다.
도 6a-d는 진폭 최대, 진폭 제로 크로싱 및 진폭 최소의 세 개의 상태에서, 진동 기판 스택 측정 표면(14m)의 점(p1)의 예시에 의한 시간적 코스를 나타낸다. 음파(19)는 도 6a에 개략적으로 나타나고, 이는 기판 스택 측정 표면(14m)에 대한 음파 전면의 일부가 되도록 한다.
도 6b-c에서, 완전한 진동 반복의 두 개의 추가적인 상태를 볼 수 있다. 도 6a-c의 진폭 곡선은 도 6d에 도시된다.
도 6a는 기판 스택 측정 표면(14m) 상에 측정될 점의 개략적이고 확대된 뷰를 나타내는데, 이는 기판 스택 고정 표면(14o)으로부터 도달한 음파(19)가 기판 스택 측정 표면(14m)의 국북적이고, 볼록 변형/확장을 야기하는 상태이다. 이러한 확장 때문에, 부분적인 빔(16)의 포톤은 아래에 언급되는 도 6b와 도 6c에 따른 경우 보다 더 빨리 기판 스택 측정 표면(14m)에 도달한다. 이른 후방산란 때문에, 이들 포톤은 더 빠르게 빔 스플리터(3)에 도달하고, 이에 따라 반사된 레퍼런스 빔(PB')(제 빔 경로)과 간섭한다.
도 6b는 기판 스택 측정 표면(14m) 상에 측정될 점의 개략적이고 확대된 뷰를 나타내는데, 이는 국부적인 기판 스택 측정 표면(14m)이 확장되지 않은 상태이다.
도 6c는 기판 스택 측정 표면(14m) 상에 측정될 점의 개략적이고 확대된 뷰를 나타내는데, 이는 기판 스택 고정 표면(14o)으로부터 도달한 음파(19)가 기판 스택 측정 표면(14m)의 국부적이고 오목 변형/확장을 야기하는 상태이다. 이러한 확장 때문에, 부분적인 빔(16)의 포톤은 도 6a와 도 6b에 따라 이미 인용된 경우보다 더 늦게 기판 스택 측정 표면(14m)에 도달한다. 지연된 후방 산란 때문에, 이들 포톤은 나중에 빔 스플리터(3)에 도달하고, 이에 따라 반사된 레퍼런스 빔(PB')(제 빔 경로)과 간섭한다.
도 6d는 기판 스택 측정 표면(14m)의 점(p1)에서 완전한 진폭 진동을 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 프로세스의 순서도를 나타낸다. 본 발명에 따른 제1 프로세스 단계(101)에서, 기판 스택(14)은 사운드 샘플 홀더(7, 7') 상에 로딩된다. 로딩 핀(12)이 있다면, 확장된 로딩 핀(12) 상에 기판 스택(14)을 위치함에 의해 로딩이 바람직하게 발생한다. 기판 스택(14)은 로봇에 의해 특히 자동으로 또는 수동으로 로딩될 수 있다.
본 발명에 따른 선택적이고, 제2 프로세스 단계(102)에서, 기판 스택(14)은 사운드 샘플 홀더(7, 7')에 고정된다. 사운드 샘플 홀더에 제공된 고정 수단(11)을 사용하여 이러한 고정이 발생한다.
본 발명에 따른 추가적인 제3 프로세스 단계(103)에서, 커플링 매체(13)는 특히 커플링 매체 채널(10)에 의해, 베이스 바디(8, 8')의 고정 표면(8o, 8o')에 도포된다. 이러한 경우에, 커플링 매체(13)는 기판 스택 고정 표면(14o)과 고정 표면(8o, 8o') 사이의 경계 표면 내로 침투하여서, 사운드 샘플 홀더(7, 7')와 기판 스택(14) 사이의 음향 접촉부로서 사용되는 경계 층을 생성한다.
본 발명에 따른 제4 프로세스 단계(104)에서, 사운드 소스 패턴은 본 발명에 따른 사운드 샘플 홀더(7, 7')에서 생성된다. 특히, 사운드 소스(9)의 개별적인 활성화에 의해 생성이 발생한다. 사운드 소스(9)는 하드웨어 및/또는 소프트웨어 및/또는 펌웨어에 의해 제어되고, 정의된 진폭과 위상을 가진 개별 사운드 소스 신호를 발산한다. 개별 사운드 소스 신호를 오버레이함에 의해, 본 발명에 따른 음파 전면이 생성되고, 기판 스택(14) 내로 침투한다.
본 발명에 따른 제5 프로세스 단계(105)에서, 음파 전면은 기판 스택(14)을 지나고, 기판 스택(14)에서 발생하는 불균질에 의해 프로세스 내에서 음파 전면이 변경된다. 사운드의 속력은 사운드가 지나는 물질에 주로 의존한다. 음파 전면은 다양한 물질에 의해 특히, 보이드에 의해서도 적절하게는 몇 번에 걸쳐 기판 스택 측정 표면(14m)으로 진행하면서 변경된다. 음파 전면이 기판 스택 측정 표면(14m)에 도달하자 마자, 음파 전면은 동일하게 여기하여 진동한다. 진동은 불균질 음파 전면 때문에 국부적으로 상이하다. 특히, 전자기선에 불투명한 기판 스택을 측정하는 것은 본 발명에 따른 설계에 의해 가능하다. 실리콘 기판의 뢴트겐 사진을 찍기 위해, 바람직하게는 적외선이 사용되지만 그것은 금속을 관통하지 않는다. 음파를 사용함에 의해, 특히, 금속, 세라믹, 폴리머, 유리, 반도체 등 모든 유형의 물질이 용이하게 조사될 수 있다.
본 발명에 따른 제6 프로세스 단계(106)에서, 기판 스택 측정 표면(14m)의 측정은 간섭에 의해 발생한다. 특히, 전자기선의 발산은 사운드 소스(9)의 활성화로 트리거될 수 있다. 광이 사운드 보다 몇 배 더 빠르게 전파되어서, 기판 스택 고정 표면(14o)에 진입하는 음파가 기판 스택 측정 표면에 도달하기 전에, 전자기선은 기판 스택 측정 표면(14m)에 있다는 것이 보장된다. 그러므로, 제5 프로세스 단계는 제4 프로세스 단계와 동시적 또는 약간만 시간-지연되어 제어된다.
전자기선은 소스(1)에서 생성된다. 특히 두 개의 광학계(2 및 2')인 복수의 광학 요소는 확장된 일차 빔(PB)을 생성한다. 확장된 일차 빔(PB)은 빔 스플리터(3) 상에 부딪히고, 반사된 레퍼런스 빔(PB')(제2 빔 경로)과 전송된 측정 빔(PB'')(제1 빔 경로)으로 분리된다. 반사된 레퍼런스 빔(PB')은 결국, 특히 미러인 레퍼런스(4)에 의해, 이차 빔(SB)과 간섭하는 빔 스플리터(3)로 다시 반사된다.
전송된 측정 빔(PB'')은 특히 두 개의 광학계(2'' 및 2''')와 같은 추가 광학 요소에 의해, 측정될 기판의 크기로 다시 확장된다. 다시 새로워진 확장 이후에, 전송된 측정 빔(PB'')은 렌즈 필드(6)에 의해 기판 스택 측정 표면(14m) 상으로 초점화되는 부분적인 빔(16)으로 분리된다. 부분적인 빔(16)은 기판 스택 측정 표면(14m)의 지형에 의존하여 서로 다른 시간에 반사되어서, 서로 다른 시간차를 가지고 빔 스플리터(3)로 다시 돌아온다.
반사 후에, 진동 정보를 포함한 이차 빔(SB)의 빔 스플리터(3)로의 복귀가 발생한다. 거기서, 이차 빔(SB)은 레퍼런스(4)에 의해 반사된 레퍼런스 빔(PB')과 간섭하여, 간섭 빔(IB)을 형성한다. 간섭 빔(IB)은 검출기(5)에 의해 검출된다. 간섭 패턴은 검출기(5)에서 생성된다. 검출기(5)에 기록된 간섭 패턴은 기판 스택 측정 표면(14m)의 지형을 나타내고, 특히 정의된 시간(t)에 위상 맵으로 인코딩된다.
유한한 시간 간격(Δt) 이후에, 댐핑된 진동은, 진폭이 매우 낮아서 진동의 마지막을 말 할 수 있는 상태에 이른다. 본 발명에 따르면, 모든 간섭 패턴은 각각의 유도된 사운드 패턴에 대해 미리정해진 시간 간격(Δt)에 대해 측정된다.
본 발명에 따른 이러한 측정 프로세스에 의해, 유도된 사운드 패턴을 사용하여 생성될 수 있는 기판 스택 측정 표면(14m)의 지형의 진동에 대한 정보가 사용가능하다.
본 발명에 따른 프로세스 단계(104 내지 106)는, 특히 서로 다른 사운드 패턴을 사용하여, 여러 번 반복된다. 시간 간격(Δt) 내의 측정된 간섭 패턴의 순서는, 간섭 패턴을 생성하였던 사운드 패턴에 고유하게 할당된다.
본 발명에 따른 제7 프로세스 단계(107)에서, 사운드 패턴과 간섭 이미지는 기판 스택(14)의 구조를 계산하기 위해 사용된다.
기판 스택(14)의 언로딩은 본 발명에 따른 제8 프로세스 단계(108)에서 발생한다.
프로세스 단계(107 및 108)가 병렬적으로 발생하거나 서로 바뀌어 발생할 수 있다.
1 소스
2, 2', 2'', 2''' 렌즈
3 빔 스플리터
4 레퍼런스
5 검출기
6 렌즈 필드
7, 7' 사운드 샘플 홀더
8, 8' 베이스 바디
8o, 8o' 베이스 바디 표면
9 사운드 소스
9o 사운드 소스 표면
10 커플링 매체 채널
11 고정 수단
12 로딩 핀
13 커플링 매체
14 기판 스택
14o 기판 스택 고정 표면
14m 기판 스택 측정 표면
15 웹
16 부분적인 빔
17 진폭 또는 위상 최대치
18 진폭 또는 위상 최소치
19 음파
20 트리거 신호
21 시설
d1 커플링 매체 층 두께
R9o 사운드 소스 표면 거칠기
R14o 기판 스택 표면 거칠기
PB, PB', PB'' 일차 빔
SB 이차 빔
IB 간섭 빔

Claims (11)

  1. 기판 스택(14)의 제1 기판 스택 표면에 음파(19)를 로딩하기 위한 사운드 로딩 수단과,
    광학 시스템 - 상기 광학 시스템은,
    a) 적어도 하나의 제1 빔 경로와 하나의 제2 빔 경로로 분리되는 전자기선을 출력하기 위한 소스(1)와,
    b) 기판 스택(14)의 기판 스택 측정 표면(14m)에 제1 빔 경로를 로딩하기 위한 수단과,
    c) 제1 빔 경로와 제2 빔 경로로 구성된 간섭선을 형성하기 위한 간섭 수단과,
    d) 간섭선을 검출하기 위한 검출기(5)를 포함함 - 과,
    검출기(5)에서 검출된 간섭선을 분석하기 위한 분석 수단을 포함하되,
    상기 사운드 로딩 수단과 상기 광학 시스템은 기판의 반대 면에 위치되는,
    본딩된 기판 스택(14)을 조사하기 위한, 계측 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 전자기선을 제1 빔 경로와 제2 빔 경로로 분리하기 위한 빔 스플리터(3)를 가진, 계측 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 사운드 로딩 수단은 적어도 하나의 제어가능한 사운드 소스(9)를 가진, 계측 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 사운드 로딩 수단은, 사운드 소스(9)의 사운드 소스 표면(9o)을 따라 기판 스택(14)을 고정하기 위한 고정 수단(11)을 포함하는, 계측 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 커플링 매체는 사운드 로딩 수단과 제1 기판 스택 표면 사이에 도입될 수 있는, 계측 장치.
  6. 음파를 기판 스택(14)의 제1 기판 스택 표면에 로딩(loading)하는 단계와,
    음파가 로딩된 기판 스택(14)의 기판 스택 측정 표면(14m)에 소스(1)로부터 출력된 전자기선의 제1 빔 경로를 로딩하는 단계와,
    전자기선의 제1 빔 경로와 제2 빔 경로로 구성된 간섭선(IB)을 형성하는 단계와,
    검출기(5)에서 간섭선을 검출하는 단계와,
    검출기에서 검출된 간섭선을 분석하는 단계를 포함하되,
    상기 음파 로딩 수단과 상기 소스(1)는 기판의 반대 면에 위치되는,
    본딩된 기판 스택(14)을 조사하기 위한 계측 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 기판 스택 측정 표면(14m)이 제1 빔 경로에 의해 완전히 캡쳐되도록 제1 빔 경로가 설정되는, 계측 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 제1 빔 경로와 제2 빔 경로는 동시에 생성되고 빔 스플리터(3)에서 분리되는, 계측 방법.
  9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 빔 스플리터(3)에서 제1 빔 경로의 반사 이후에 제1 빔 경로와 제2 빔 경로는 결합되고, 검출기(5)로 편향되는, 계측 방법.
  10. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 적어도 하나의 제어가능한 사운드 소스(9)에 의해 음파(19)를 로딩하는, 계측 방법.
  11. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 서로 다른 사운드 패턴의 순서가 생성되고, 각각의 경우에 형성된 간섭선(IB)이 검출되고 함께 분석되는, 계측 방법.
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