KR102549436B1 - 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치 - Google Patents

반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 회로패턴 검사 장치에 대한 것이다. 상기 반도체 회로패턴 검사 장치에 의하면, 레이저 조사 부재와, 백색광 조사 부재와, 검출 부재와, 형광 반사광 투과 부재와, 영상 처리 부재 및 제어 부재를 포함함에 따라, 하나의 장치 내에 반사광 및 형광이 함께 적용됨으로써 검사 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 반사광 및 상기 형광을 이용하여 반도체 회로패턴을 복합적으로 검사하여 반도체 회로패턴의 불량 유무를 상대적으로 더 정확하게 확인할 수 있고, 그에 따라 제조되는 반도체의 품질을 향상시킬 수 있게 되는 장점이 있다.

Description

반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치{Semiconductor circuit pattern inspection device using reflected light and fluorescence}
본 발명은 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치에 관한 것이다.
휴대전화, 태블릿, 웨어러블 디바이스 및 IoT(Internet Of Things) 등에 대한 소비자 수요가 증가되면서 반도체의 사용 분야가 넓어짐에 따라, 반도체 제조 공정 중 회로패턴의 공정 상에서 불량 유무를 확인하기 위한 검사가 요구되어지고, 이러한 반도체 회로패턴의 불량 유무를 검사하는 것이 반도체 회로패턴 검사 장치이다.
상기와 같이 반도체 회로패턴을 검사하는 반도체 회로패턴 검사 장치에 대한 예로 제시될 수 있는 것이 아래 제시된 특허문헌의 그 것들이다.
종래의 반도체 회로패턴 검사 장치에 의하면, 상기 반도체 회로패턴에 백색광을 조사하고 상기 백색광이 상기 반도체 회로패턴에 조사된 후 반사되는 반사광을 이용하여 상기 반도체 회로패턴의 불량 유무를 검사하였으나, 일반적으로 상기 반도체 회로패턴은 다층으로 이루어지는데, 상기 반사광으로 이미지를 획득할 경우, 다층의 상기 반도체 회로패턴이 함께 보여지게 됨에 따라 각 층의 상기 반도체 회로패턴에 대한 불량 유무를 확인하는 것에 한계가 있었다.
공개특허 제 10-2017-0087328 호, 공개일자: 2017.07.28., 발명의 명칭: 비전검사모듈 및 비전검사방법 공개특허 제 10-2017-0086499 호, 공개일자: 2017.07.26., 발명의 명칭: 유닛 특정적 패턴화의 자동화된 광학 검사
본 발명은 백색광을 조사한 후 반도체 회로패턴에서 반사되는 반사광과 함께 형광을 이용하여 상기 반도체 회로패턴을 검사할 수 있는 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치는 반사광 및 형광을 이용하여 반도체의 회로 패턴을 검사하는 것으로서, 상기 반도체 회로패턴에 레이저를 조사하여 형광이 발생되도록 하는 레이저 조사 부재; 상기 반도체 회로패턴에 백색광을 조사하는 백색광 조사 부재; 상기 레이저 조사 부재로부터 상기 반도체 회로패턴에 조사된 상기 레이저에 의해 상기 반도체 회로패턴에서 발생되는 상기 형광 및 상기 백색광 조사 부재로부터 상기 반도체 회로패턴에 조사된 후 상기 반도체 회로패턴에서 반사되는 반사광을 검출하는 검출 부재; 상기 레이저 조사 부재에서 조사된 상기 레이저를 상기 반도체 회로패턴으로 반사시키고, 상기 레이저의 조사에 의해 상기 반도체 회로패턴에서 발생된 상기 형광을 상기 검출 부재로 투과시키고, 상기 백색광 조사 부재에서 조사된 상기 백색광을 상기 반도체 회로패턴으로 반사시키고, 상기 반도체 회로패턴에서 반사된 상기 반사광을 상기 검출 부재로 투과시키는 형광 반사광 투과 부재; 상기 검출 부재에서 검출된 상기 형광 및 상기 반사광을 이용하여 영상처리함으로써 형광 이미지 및 반사광 이미지가 획득되도록 하는 영상 처리 부재; 및 상기 레이저 조사 부재, 상기 백색광 조사 부재, 상기 검출 부재 및 상기 영상 처리 부재를 제어하는 제어 부재;를 포함하고, 상기 검출 부재는 상기 형광 반사광 투과 부재를 투과한 상기 형광이 검출되는 형광 검출부와, 상기 형광 검출부에 대해 수직되도록 배치되고, 상기 형광 반사광 투과 부재를 투과한 상기 반사광이 검출되는 반사광 검출부와, 상기 형광 및 상기 반사광이 이동되는 경로 상에 배치되고, 상기 형광 및 상기 반사광을 분할하여 상기 형광은 투과되되, 상기 반사광은 반사되도록 하는 광 분할기를 포함하고, 상기 형광 반사광 투과 부재는 이등변삼각형 형태의 단면을 가지면서 소정 길이 길게 형성되는 제 1 형광 반사광 투과 몸체와, 상기 제 1 형광 반사광 투과 몸체의 이등변을 구성하는 제 1 일측 이등변 및 제 1 타측 이등변을 포함하는 제 1 형광 반사광 투과부와, 이등변삼각형 형태의 단면을 가지면서 소정 길이 길게 형성되는 제 2 형광 반사광 투과 몸체와, 상기 제 2 형광 반사광 투과 몸체의 이등변을 구성하는제 2 일측 이등변 및 제 2 타측 이등변을 포함하고, 상기 제 2 타측 이등변이 상기 제 1 일측 이등변에 결합되는 제 2 형광 반사광 투과부와, 이등변삼각형 형태의 단면을 가지면서 소정 길이 길게 형성되는 제 3 형광 반사광 투과 몸체와, 상기 제 3 형광 반사광 투과 몸체의 이등변을 구성하는 제 3 일측 이등변 및 제 3 타측 이등변을 포함하고, 제 3 타측 이등변이 제 1 타측 이등변에 결합되는 제 3 형광 반사광 투과부와, 이등변삼각형 형태의 단면을 가지면서 소정 길이 길게 형성되는 제 4 형광 반사광 투과 몸체와, 상기 제 4 형광 반사광 투과 몸체의 이등변을 구성하는 제 4 일측 이등변 및 제 4 타측 이등변을 포함하고, 상기 제 4 일측 이등변이 상기 제 2 일측 이등변에 결합되고, 상기 제 4 타측 이등변이 상기 제 3 일측 이등변에 결합되는 제 4 형광 반사광 투과부를 포함하고, 상기 제 1 일측 이등변 및 상기 제 2 타측 이등변 중 적어도 하나와, 상기 제 3 일측 이등변 및 상기 제 4 타측 이등변 중 적어도 하나에는 빔 스플리터(beam splitter) 필름이 각각 코팅되고, 상기 제 1 타측 이등변 및 상기 제 3 타측 이등변 중 적어도 하나와, 상기 제 2 일측 이등변 및 상기 제 4 일측 이등변 중 적어도 하나에는 다이크로익 (dichroic) 필름이 각각 코팅되고, 상기 빔 스플리터 필름이 코팅된 상기 제 1 일측 이등변 및 상기 제 2 타측 이등변 중 적어도 하나와, 상기 제 3 일측 이등변 및 상기 제 4 타측 이등변 중 적어도 하나에서 200 내지 550nm의 파장은 투과되고, 550 내지 700nm의 파장 중 50%는 투과되되, 상기 550 내지 700nm의 파장 중 투과되는 것을 제외한 나머지 50%는 반사되고, 상기 다이크로익 필름이 코팅된 상기 제 1 타측 이등변 및 상기 제 3 타측 이등변 중 적어도 하나와, 상기 제 2 일측 이등변 및 상기 제 4 일측 이등변 중 적어도 하나에서 200 내지 450 nm의 파장은 반사되되, 450 내지 700 nm의 파장은 투과되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 반도체 회로패턴 검사 장치에 의하면, 레이저 조사 부재와, 백색광 조사 부재와, 검출 부재와, 형광 반사광 투과 부재와, 영상 처리 부재 및 제어 부재를 포함함에 따라, 하나의 장치 내에 반사광 및 형광이 함께 적용됨으로써 검사 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 반사광 및 상기 형광을 이용하여 반도체 회로패턴을 복합적으로 검사하여 반도체 회로패턴의 불량 유무를 상대적으로 더 정확하게 확인할 수 있고, 그에 따라 제조되는 반도체의 품질을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치에 대한 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로 패턴 검사 장치를 구성하는 형광 반사광 투과 부재의 분해도.
도 3은 일 실시예에 따른 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로 패턴 검사 장치를 구성하는 홀더 부재를 확대한 확대도.
도 4는 도 4의 홀더 부재가 분해된 모습을 보이는 분해도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치에 대한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로 패턴 검사 장치를 구성하는 형광 반사광 투과 부재의 분해도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로 패턴 검사 장치를 구성하는 홀더 부재를 확대한 확대도이고, 도 4는 도 4의 홀더 부재가 분해된 모습을 보이는 분해도이다.
도 1 내지 도 4를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치(100)는 반사광 및 형광을 이용하여 반도체의 회로 패턴을 검사하는 것으로서, 레이저 조사 부재(110)와, 백색광 조사 부재(115)와, 검출 부재(120)와, 형광 반사광 투과 부재(130)와, 영상 처리 부재(150) 및 제어 부재(151)를 포함한다.
본 실시예에서 상기 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치(100)는 결상 렌즈부(155) 및 홀더 부재(160)를 더 포함한다.
상기 레이저 조사 부재(110)는 상기 반도체 회로패턴에 레이저를 조사하여 형광이 발생되도록 하는 것이다.
상기 레이저 조사 부재(110)에서 조사되는 상기 레이저는 200 내지 450nm 사이의 파장 영역을 가지고, 405nm 파장 영역의 자외선 레이저 등이 그 예로 제시될 수 있다.
조사된 상기 레이저는 상기 레이저 조사 부재(110) 및 상기 형광 반사광 투과 부재(130) 사이에 설치된 포커스렌즈(111)를 통과하고, 상기 포커스렌즈(111)를 통과한 상기 레이저는 상기 형광 반사광 투과 부재(130)에서 반사된 후 상기 반도체 회로패턴에 도달하게 된다.
본 실시예에서는 도시되지 않았지만, 상기 레이저 조사 부재(110) 및 상기 형광 반사광 투과 부재(130) 사이에는 상기 레이저를 확장 또는 증폭시키기 위한 볼록 렌즈와, 상기 레이저의 진행 방향을 조절하기 위한 콜리메이트 렌즈 등이 추가로 설치될 수 있다.
상기 백색광 조사 부재(115)는 상기 반도체 회로패턴에 백색광을 조사하는 것으로, 백색광 조사부(116)와 백색광측 필터부(117)를 포함한다.
상기 백색광 조사부(116)는 상기 형광 반사광 투과 부재(130) 쪽으로 백색광을 조사하는 것으로, LED 조명 등이 그 예로 제시될 수 있다.
상기 백색광측 필터부(117)는 상기 백생광 조사부에서 조사되는 상기 백색광 중 미리 설정된 파장 대역을 제거시키고, 나머지 파장 대역만 통과시키는 것이다.
상기 백색광측 필터부(117)는 마젠타 필터 등이 그 예로 제시될 수 있다.
상기 검출 부재(120)는 상기 레이저 조사 부재(110)로부터 상기 반도체 회로패턴에 조사된 상기 레이저에 의해 상기 반도체 회로패턴에서 발생되는 상기 형광 및 상기 백색광 조사 부재(115)로부터 상기 반도체 회로패턴에 조사된 후 상기 반도체 회로패턴에서 반사되는 반사광을 검출하는 것이다.
상세히, 상기 검출 부재(120)는 형광 검출부(121)와, 반사광 검출부(124)와, 광 분할기(127)를 포함한다.
상기 형광 검출부(121)는 상기 형광 반사광 투과 부재(130)를 투과한 상기 형광이 검출되는 것이다.
상기 형광 검출부(121)에서 검출된 상기 반도체 회로패턴의 형광 정보는 상기 영상 처리 부재(150)로 전달되어 영상처리되고, 상기 영상 처리 부재(150)의 영상 처리에 의해 형광 이미지가 획득된다.
도면 번호 122는 상기 광 분할기(127)를 투과한 후 이동되는 상기 형광을 투과시키는 투과 필터이다.
상기 형광 검출부(121)에 의한 형광 검출, 상기 영상 처리 부재(150)에서의 상기 형광 정보를 이용한 영상 처리 및 상기 형광 이미지 획득은 상기 제어 부재(151)에 의해 제어된다.
상기 반사광 검출부(124)는 상기 형광 검출부(121)에 대해 수직되도록 배치되고, 상기 형광 반사광 투과 부재(130)를 투과한 상기 반사광이 검출되는 것이다.
상기 반사광 검출부(124)에서 검출된 상기 반도체 회로패턴의 반사광 정보는 상기 영상 처리 부재(150)로 전달되어 영상처리되고, 상기 영상 처리 부재(150)의 영상 처리에 의해 반사광 이미지가 획득된다.
상기 반사광 검출부(124)에 의한 반사광 검출, 상기 영상 처리 부재(150)에서의 상기 반사광 정보를 이용한 영상 처리 및 상기 반사광 이미지의 획득은 상기 제어 부재(151)에 의해 제어된다.
상기 반사광은 550 내지 700nm의 파장 대역을 가진다.
도면 번호 125는 상기 광 분할기(127)를 투과한 상기 반사광을 투과시키는 반사광측 필터이다.
상기 광 분할기(127)는 상기 형광 및 상기 반사광이 이동되는 경로 상에 배치되고, 상기 형광 및 상기 반사광을 분할하여 상기 형광은 투과되되, 상기 반사광은 반사되도록 하는 것으로 빔 스플리터(Beam splitter) 등이 그 예로 제시될 수 있다.
상기 형광 반사광 투과 부재(130)는 상기 레이저 조사 부재(110)에서 조사된 상기 레이저를 상기 반도체 회로패턴으로 반사시키고, 상기 레이저의 조사에 의해 상기 반도체 회로패턴에서 발생된 상기 형광을 상기 검출 부재(120)로 투과시키고, 상기 백색광 조사 부재(115)에서 조사된 상기 백색광을 상기 반도체 회로패턴으로 반사시키고, 상기 반도체 회로패턴에서 반사된 상기 반사광을 상기 검출 부재(120)로 투과시키는 것이다.
상세히, 상기 형광 반사광 투과 부재(130)는 제 1 형광 반사광 투과부(131)와, 제 2 형광 반사광 투과부(135)와, 제 3 형광 반사광 투과부(139)와, 제 4 형광 반사광 투과부(143)를 포함한다.
상기 제 1 형광 반사광 투과부(131)는 이등변삼각형 형태의 단면을 가지면서 소정 길이 길게 형성되는 제 1 형광 반사광 투과 몸체(132)와, 상기 제 1 형광 반사광 투과 몸체(132)의 이등변을 구성하는 제 1 일측 이등변(133) 및 제 1 타측 이등변(134)을 포함하는 것이다.
상기 제 1 형광 반사광 투과 몸체(132)는 상기 형광 반사광 투과 부재(130) 중 상대적으로 최하측에 배치되고, 도 2에 도시된 방향을 기준으로 상기 제 1 일측 이등변(133)은 상기 제 1 형광 반사광 투과 몸체(132)의 좌측에 배치되고, 상기 제 1 타측 이등변(134)은 상기 제 1 형광 반사광 투과 몸체(132)의 우측에 배치된다.
상기 제 2 형광 반사광 투과부(135)는 이등변삼각형 형태의 단면을 가지면서 소정 길이 길게 형성되는 제 2 형광 반사광 투과 몸체(136)와, 상기 제 2 형광 반사광 투과 몸체(136)의 이등변을 구성하는 제 2 일측 이등변(137) 및 제 2 타측 이등변(138)을 포함하고, 상기 제 2 타측 이등변(138)이 상기 제 1 일측 이등변(133)에 결합되는 것이다.
상기 제 2 형광 반사광 투과 몸체(136)는 도 2에 도시된 방향을 기준으로 상기 제 1 형광 반사광 투과 몸체(132)의 좌측에서 상기 제 1 형광 반사광 투과 몸체(132)와 수직되도록 배치된다.
상기 제 2 일측 이등변(137)은 상기 제 2 형광 반사관 투과 몸체의 상측에 배치되고, 상기 제 2 타측 이등변(138)은 상기 제 2 형광 반사관 투과 몸체의 하측에 배치된다.
상기 제 3 형광 반사광 투과부(139)는 이등변삼각형 형태의 단면을 가지면서 소정 길이 길게 형성되는 제 3 형광 반사광 투과 몸체(140)와, 상기 제 3 형광 반사광 투과 몸체(140)의 이등변을 구성하는 제 3 일측 이등변(141) 및 제 3 타측 이등변(142)을 포함하고, 제 3 타측 이등변(142)이 제 1 타측 이등변(134)에 결합되는 것이다.
상기 제 3 형광 반사광 투과 몸체(140)는 도 2에 도시된 방향을 기준으로 상기 제 1 형광 반사광 투과 몸체(132)의 우측에서 상기 제 1 형광 반사광 투과 몸체(132)와 수직되도록 배치된다.
그러면, 상기 제 1 형광 반사광 투과 몸체(132) 중 상기 제 1 일측 이등변(133) 및 상기 제 1 타측 이등변(134)을 제외한 다른 변인 바닥변의 중심부와 상기 제 1 일측 이등변(133) 및 상기 제 1 타측 이등변(134)이 연결되는 모서리를 지나는 가상의 수직선을 기준으로 상기 제 2 형광 반사광 투과부(135)와 상기 제 3 형광 반사광 투과부(139)가 서로 대칭되도록 배치된다.
상기 제 4 형광 반사광 투과부(143)는 이등변삼각형 형태의 단면을 가지면서 소정 길이 길게 형성되는 제 4 형광 반사광 투과 몸체(144)와, 상기 제 4 형광 반사광 투과 몸체(144)의 이등변을 구성하는 제 4 일측 이등변(145) 및 제 4 타측 이등변(146)을 포함하고, 상기 제 4 일측 이등변(145)이 상기 제 2 일측 이등변(137)에 결합되고, 상기 제 4 타측 이등변(146)이 상기 제 3 일측 이등변(141)에 결합되는 것이다.
상기 제 4 형광 반사광 투과 몸체(144)는 상기 형광 반사광 투과 부재(130) 중 상대적으로 최상측에 배치되고, 상기 제 2 일측 이등변(137) 및 상기 제 2 타측 이등변(138)이 연결되는 모서리와, 상기 제 3 일측 이등변(141) 및 상기 제 3 타측 이등변(142)이 연결되는 모서리를 연결하는 가상의 수평선을 기준으로 상기 제 1 형광 반사광 투과부(131)와 상기 제 4 형광 반사광 투과부(143)가 서로 대칭되도록 배치된다.
상기 제 1 형광 반사광 투과부(131), 상기 제 2 형광 반사광 투과부(135), 상기 제 3 형광 반사광 투과부(139) 및 상기 제 4 형광 반사광 투과부(143)는 상기 제 1 일측 이등변(133)에 상기 제 2 타측 이등변(138)이 결합되고, 상기 제 2 일측 이등변(137)에 상기 제 4 일측 이등변(145)이 결합되고, 상기 제 4 타측 이등변(146)에 상기 제 3 일측 이등변(141)이 결합되고, 상기 제 3 타측 이등변(142)에 상기 제 1 타측 이등변(134)이 결합됨으로써 사각형 단면을 가지면서 소정 길이 긴 사각 바아(bar) 형태로 형성된다.
상기 제 1 일측 이등변(133) 및 상기 제 2 타측 이등변(138) 중 적어도 하나와, 상기 제 3 일측 이등변(141) 및 상기 제 4 타측 이등변(146) 중 적어도 하나에는 빔 스플리터(beam splitter) 필름이 각각 코팅된다.
상기 제 1 타측 이등변(134) 및 상기 제 3 타측 이등변(142) 중 적어도 하나와, 상기 제 2 일측 이등변(137) 및 상기 제 4 일측 이등변(145) 중 적어도 하나에는 다이크로익(dichroic) 필름이 각각 코팅된다.
상기 빔 스플리터 필름이 코팅된 상기 제 1 일측 이등변(133) 및 상기 제 2 타측 이등변(138) 중 적어도 하나와, 상기 제 3 일측 이등변(141) 및 상기 제 4 타측 이등변(146) 중 적어도 하나에서 200 내지 550nm의 파장은 투과되고, 550 내지 700nm의 파장 중 50%는 투과되되, 상기 550 내지 700nm의 파장 중 투과되는 것을 제외한 나머지 50%는 반사된다.
그러면, 상기 백색광 조사 부재(115)에서 조사된 상기 백색광은 상기 빔 스플리터 필름이 코팅된 부분에서 반사되어 상기 반도체 회로패턴에 도달되고, 상기 반도체 회로패턴에 도달된 후 상기 반도체 회로패턴에서 반사된 상기 반사광은 550 내지 700nm 이상의 파장 대역을 가짐으로써, 상기 반사광 중 상기 빔 스플리터 필름이 코팅된 부분에서 50% 투과되고, 상기 반사광 중 투과된 50%를 제외한 나머지 50%는 상기 반사광 검출부(124)에 검출된다.
또한, 상기 다이크로익 필름이 코팅된 상기 제 1 타측 이등변(134) 및 상기 제 3 타측 이등변(142) 중 적어도 하나와, 상기 제 2 일측 이등변(137) 및 상기 제 4 일측 이등변(145) 중 적어도 하나에서 200 내지 450 nm의 파장은 반사되되, 450 내지 700 nm의 파장은 투과된다.
그러면, 200 내지 450 nm의 파장 대역을 가지는 상기 레이저는 상기 레이저 조사 부재(110)로부터 조사된 후 상기 다이크로익 필름에서 반사되어 상기 반도체 회로패턴에 도달되고, 상기 레이저에 의해 상기 반도체 회로패턴에서 생성되고 450 내지 550nm의 파장 대역을 가지는 상기 형광은 상기 다이크로익 필름에서 투과된 후 상기 형광 검출부(121)에 검출된다.
상기 영상 처리 부재(150)는 상기 검출 부재(120)에서 검출된 상기 형광 및 상기 반사광을 이용하여 영상처리함으로써 형광 이미지 및 반사광 이미지가 획득되도록 하는 것이다.
상기 제어 부재(151)는 상기 레이저 조사 부재(110), 상기 백색광 조사 부재(115), 상기 검출 부재(120) 및 상기 영상 처리 부재(150)를 제어하는 것이다.
상기 결상 렌즈부(155)는 상기 반도체 회로패턴로부터 반사되는 상기 형광 및 상기 반사광이 상기 형광 검출부(121) 및 상기 반사광 검출부(124)에 각각 결상되도록 하는 것으로, 적어도 하나의 볼록 렌즈 또는 오목 렌즈로 이루어진다.
도면 번호 101은 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치(100)의 외곽을 이루는 본체 부재이다.
본 실시예에서 상기 레이저 조사 부재(110)와, 상기 백색광 조사 부재(115)와, 상기 검출 부재(120)와, 상기 형광 반사광 투과 부재(130)는 상기 본체 부재 내에 설치되고, 상기 영상 처리 부재(150) 및 상기 제어 부재(151)는 상기 본체 부재의 외부에 별도로 설치되는 것으로 도시하였으나, 이는 단지 하나의 예시일 뿐, 상기 영상 처리 부재(150) 및 상기 제어 부재(151)가 상기 본체 부재 내부에 설치될 수도 있음은 물론이다.
상기 결상 렌즈부(155)는 그 내부에 원통 형태의 공간이 형성된 경통(미도시)에 본딩되면서 결합될 수 있다.
한편, 상기 형광 반사광 투과 부재(130)는 상기 검출 부재(120)와 상기 결상 렌즈부(155) 사이 또는 상기 결상 렌즈부(155)와 상기 반도체 회로패턴 사이에 배치될 수 있다.
상기 홀더 부재(160)는 상기 형광 반사광 투과 부재(130)를 고정시키는 것으로, 한 쌍의 제 1 홀더부(161)와, 제 2 홀더부(163)와, 한 쌍의 가압부(170)를 포함한다.
한 쌍의 상기 제 1 홀더부(161)는 상기 형광 반사광 투과 부재(130)의 양측 말단부에 각각 결합되는 것이다.
상기 각 제 1 홀더부(161)의 외측에는 외측면에서 소정 깊이 함몰된 함몰홈(162)이 형성된다.
상기 각 제 1 홀더부(161) 및 상기 형광 반사광 투과 부재(130)는 접착제 등에 의해 접착될 수 있다.
상기 제 2 홀더부(163)는 한 쌍의 상기 제 1 홀더부(161)가 그 양측 말단에 각각 결합되는 것으로, 상기 형광 반사광 투과 부재(130)가 결합된 한 쌍의 상기 제 1 홀더부(161)를 상기 본체 부재 중 미리 정해진 위치에 고정시킨다.
한 쌍의 상기 가압부(170)는 상기 제 2 홀더부(163) 중 한 쌍의 상기 제 1 홀더부(161)와 대면되는 부분에 각각 배치되고, 상기 각 제 1 홀더부(161)의 외측에서 상기 각 제 1 홀더부(161)를 가압시키는 한 쌍의 가압부(170)를 포함한다.
상세히, 상기 각 가압부(170)는 가압 몸체(171)와, 상측 피스톤(172)과, 상측 실린더(173)와, 하측 피스톤(174)과, 하측 실린더(175)와, 에어 유동관(176)을 포함한다.
상기 가압 몸체(171)는 사각 단면을 가지면서 상하 방향으로 소정 길이 긴 사각 바아(bar) 형태로 형성된다.
상기 상측 피스톤(172)은 상기 가압 몸체(171) 중 상대적으로 상측 말단에 근접된 위치에서 상기 가압 몸체(171)에 결합된 것이다.
상기 상측 피스톤(172)은 상기 가압 몸체(171)의 길이 방향에 대해 수직되는 방향으로 슬라이딩는 이동될 수 있다.
상기 상측 실린더(173)는 상기 제 2 홀더부(163)의 내부에 배치되고, 상기 상측 피스톤(172)의 말단부가 삽입되어 연결되는 것이다.
상기 상측 피스톤(172)은 상기 상측 실린더(173)의 내부로 삽입되어 수축될 수 있고, 상기 상측 실린더(173)의 외부로 슬라이딩되어 돌출될 수 있고, 그에 따라 상기 상측 피스톤(172)에 결합된 상기 가압 몸체(171)도 상기 상측 피스톤(172)과 함께 이동된다.
상기 하측 피스톤(174)은 상기 가압 몸체(171) 중 상기 상측 피스톤(172)에서 하방으로 소정 거리 이격된 곳에서 상기 가압 몸체(171)에 결합되는 것이다.
상기 하측 피스톤(174)은 상기 상측 피스톤(172)과 평행하게 배치된다.
상기 하측 실린더(175)는 상기 제 2 홀더부(163)의 내부에 배치되고, 상기 하측 피스톤(174)의 말단부가 삽입되어 연결되는 것이다.
상기 하측 피스톤(174)은 상기 하측 실린더(175)의 내부로 삽입되어 수축될 수 있고, 상기 하측 실린더(175)의 외부로 슬라이딩되어 돌출될 수 있고, 그에 따라 상기 하측 피스톤(174)에 결합된 상기 가압 몸체(171)도 상기 하측 피스톤(174)과 함께 이동된다.
상기 에어 유동관(176)은 상기 상측 실린더(173)와 상기 하측 실린더(175) 사이를 연결시켜 상기 상측 실린더(173)와 상기 하측 실린더(175) 내에 있는 에어가 유동되게 하는 것이다.
상기 에어 유동관(176)에 의해 상기 에어가 상기 상측 실린더(173) 및 상기 하측 실린더(175) 내에서 유동될 수 있고, 그에 따라, 상기 상측 피스톤(172)과 상기 하측 피스톤(174)은 동일한 길이로 돌출 또는 삽입되어 상기 가압 몸체(171)를 슬라이딩 이동시킬 수 있다.
상기 가압 몸체(171)는 상기 상측 실린더(173) 및 상기 하측 실린더(175) 내의 상기 에어에 의해 상기 제 2 홀더부(163)에서 돌출되되, 상기 함몰홈(162)의 깊이에 비해 상대적으로 더 길게 돌출된다.
그러면, 상기 제 1 홀더부(161) 및 상기 제 2 홀더부(163)가 서로 결합될 때 상기 가압 몸체(171)가 상기 제 1 홀더부(161)를 가압하게 된다.
상기 홀더 부재(160)가 상기와 같이 구성됨으로써, 상기 형광 반사광 투과 부재(130)가 결합된 상기 제 1 홀더부(161)가 상기 제 2 홀더부(163)에 결합될 때에는 상기 상측 실린더(173) 및 상기 하측 실린더(175) 내부에 있으면서 상기 에어 유동관(176)에서 유동되는 상기 에어에 의해 상기 상측 피스톤(172) 및 상기 하측 피스톤(174)이 상기 가압 몸체(171)를 균일한 힘으로 밀어 주게 되어 상기 가압 몸체(171)의 외면 전체가 상기 함몰홈(162)의 내면에 밀착될 수 있게 된다.
또한, 상기 형광 반사광 투과 부재(130)가 결합된 후에는 상기 상측 피스톤(172) 및 상기 하측 피스톤(174)에 의해 돌출된 상기 가압 몸체(171)가 상기 제 1 홀더부(161)를 지속적으로 가압하게 됨으로써, 상기 제 1 홀더부(161) 및 상기 형광 반사광 투과 부재(130)의 결합 상태가 유지될 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치(100)의 작동에 대하여 간략히 설명한다.
먼저, 상기 레이저 조사 부재(110)로부터 상기 레이저를 조사한다.
그러면, 상기 레이저는 상기 상기 형광 반사광 투재 부재 중 상기 제 1 타측 이등변(134) 및 상기 제 3 타측 이등변(142) 중 적어도 하나와, 상기 제 2 일측 이등변(137) 및 상기 제 4 일측 이등변(145) 중 적어도 하나에 코팅된 상기 다이크로익 필름에서 반사되어 상기 반도체 회로패턴으로 이동된다.
그런 다음, 상기 반도체 회로패턴은 이동된 상기 레이저에 의해 상기 형광이 발생되고, 발생된 상기 형광은 상기 제 1 타측 이등변(134) 및 상기 제 3 타측 이등변(142) 중 적어도 하나와, 상기 제 2 일측 이등변(137) 및 상기 제 4 일측 이등변(145) 중 적어도 하나에 코팅된 상기 다이크로익 필름을 투과한 후 상기 형광 검출부(121)에서 검출된다.
그런 다음, 상기 백생광 조사 부재로부터 상기 백색광을 조사한다.
그러면, 상기 백색광은 상기 제 1 일측 이등변(133) 및 상기 제 2 타측 이등변(138) 중 적어도 하나와, 상기 제 3 일측 이등변(141) 및 상기 제 4 타측 이등변(146) 중 적어도 하나에 코팅된 상기 빔 스플리터 필름에서 반사되어 상기 반도체 회로패턴으로 이동된다.
그런 다음, 상기 반도체 회로패턴으로 이동된 상기 백색광은 상기 반도체 회로패턴에서 반사되어 상기 반사광이 형성되고, 상기 반사광 중 50%는 반사되고, 상기 반사광 중 나머지 50%는 상기 반사광 검출부(124)에서 검출된다.
그런 다음, 상기 형광 검출부(121)에서 검출된 상기 형광 정보와 상기 반사광 검출부(124)에서 검출된 상기 반사광 정보를 이용하여 상기 영상 처리 부재(150)가 영상처리하여 상기 형과 이미지와 상기 반사광 이미지를 생성한다.
본 실시예에서 상기 레이저 조사 부재(110)에서 상기 레이저가 조사된 후 상기 백색광 조사 부재(115)에서 상기 백색광의 조사되는 것은 본 발명의 설명을 위한 것일 뿐, 상기 백색광을 조사한 후 상기 레이저를 조사할 수도 있음은 물론이다.
상기와 같이, 상기 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치(100)가 상기 레이저 조사 부재(110)와, 상기 백색광 조사 부재(115)와, 상기 검출 부재(120)와, 상기 형광 반사광 투과 부재(130)와, 상기 영상 처리 부재(150) 및 상기 제어 부재(151)를 포함함에 따라, 하나의 장치 내에 반사광 및 형광이 함께 적용됨으로써 검사 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 반사광 및 상기 형광을 이용하여 반도체 회로패턴을 복합적으로 검사하여 반도체 회로패턴의 불량 유무를 상대적으로 더 정확하게 확인할 수 있고, 그에 따라 제조되는 반도체의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치에 의하면, 반사광뿐만 아니라 형광을 함께 이용하여 반도체 회로패턴의 불량 유무를 더 정확하게 확인할 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.
100 : 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치
110 : 레이저 조사 부재
115 : 백색광 조사 부재
120 : 검출 부재
130 : 형광 반사광 투과 부재
150 : 영상 처리 부재
151 : 제어 부재
155 : 결상 렌즈부
160 : 홀더 부재

Claims (5)

  1. 반사광 및 형광을 이용하여 반도체의 회로 패턴을 검사하는 것으로서,
    상기 반도체 회로패턴에 레이저를 조사하여 형광이 발생되도록 하는 레이저 조사 부재;
    상기 반도체 회로패턴에 백색광을 조사하는 백색광 조사 부재;
    상기 레이저 조사 부재로부터 상기 반도체 회로패턴에 조사된 상기 레이저에 의해 상기 반도체 회로패턴에서 발생되는 상기 형광 및 상기 백색광 조사 부재로부터 상기 반도체 회로패턴에 조사된 후 상기 반도체 회로패턴에서 반사되는 반사광을 검출하는 검출 부재;
    상기 레이저 조사 부재에서 조사된 상기 레이저를 상기 반도체 회로패턴으로 반사시키고, 상기 레이저의 조사에 의해 상기 반도체 회로패턴에서 발생된 상기 형광을 상기 검출 부재로 투과시키고, 상기 백색광 조사 부재에서 조사된 상기 백색광을 상기 반도체 회로패턴으로 반사시키고, 상기 반도체 회로패턴에서 반사된 상기 반사광을 상기 검출 부재로 투과시키는 형광 반사광 투과 부재;
    상기 검출 부재에서 검출된 상기 형광 및 상기 반사광을 이용하여 영상처리함으로써 형광 이미지 및 반사광 이미지가 획득되도록 하는 영상 처리 부재; 및
    상기 레이저 조사 부재, 상기 백색광 조사 부재, 상기 검출 부재 및 상기 영상 처리 부재를 제어하는 제어 부재;를 포함하고,
    상기 검출 부재는
    상기 형광 반사광 투과 부재를 투과한 상기 형광이 검출되는 형광 검출부와,
    상기 형광 검출부에 대해 수직되도록 배치되고, 상기 형광 반사광 투과 부재를 투과한 상기 반사광이 검출되는 반사광 검출부와,
    상기 형광 및 상기 반사광이 이동되는 경로 상에 배치되고, 상기 형광 및 상기 반사광을 분할하여 상기 형광은 투과되되, 상기 반사광은 반사되도록 하는 광 분할기를 포함하고,
    상기 형광 반사광 투과 부재는
    이등변삼각형 형태의 단면을 가지면서 소정 길이 길게 형성되는 제 1 형광 반사광 투과 몸체와, 상기 제 1 형광 반사광 투과 몸체의 이등변을 구성하는 제 1 일측 이등변 및 제 1 타측 이등변을 포함하는 제 1 형광 반사광 투과부와,
    이등변삼각형 형태의 단면을 가지면서 소정 길이 길게 형성되는 제 2 형광 반사광 투과 몸체와, 상기 제 2 형광 반사광 투과 몸체의 이등변을 구성하는제 2 일측 이등변 및 제 2 타측 이등변을 포함하고, 상기 제 2 타측 이등변이 상기 제 1 일측 이등변에 결합되는 제 2 형광 반사광 투과부와,
    이등변삼각형 형태의 단면을 가지면서 소정 길이 길게 형성되는 제 3 형광 반사광 투과 몸체와, 상기 제 3 형광 반사광 투과 몸체의 이등변을 구성하는 제 3 일측 이등변 및 제 3 타측 이등변을 포함하고, 제 3 타측 이등변이 제 1 타측 이등변에 결합되는 제 3 형광 반사광 투과부와,
    이등변삼각형 형태의 단면을 가지면서 소정 길이 길게 형성되는 제 4 형광 반사광 투과 몸체와, 상기 제 4 형광 반사광 투과 몸체의 이등변을 구성하는 제 4 일측 이등변 및 제 4 타측 이등변을 포함하고, 상기 제 4 일측 이등변이 상기 제 2 일측 이등변에 결합되고, 상기 제 4 타측 이등변이 상기 제 3 일측 이등변에 결합되는 제 4 형광 반사광 투과부를 포함하고,
    상기 제 1 일측 이등변 및 상기 제 2 타측 이등변 중 적어도 하나와, 상기 제 3 일측 이등변 및 상기 제 4 타측 이등변 중 적어도 하나에는 빔 스플리터(beam splitter) 필름이 각각 코팅되고,
    상기 제 1 타측 이등변 및 상기 제 3 타측 이등변 중 적어도 하나와, 상기 제 2 일측 이등변 및 상기 제 4 일측 이등변 중 적어도 하나에는 다이크로익(dichroic) 필름이 각각 코팅되고,
    상기 빔 스플리터 필름이 코팅된 상기 제 1 일측 이등변 및 상기 제 2 타측 이등변 중 적어도 하나와, 상기 제 3 일측 이등변 및 상기 제 4 타측 이등변 중 적어도 하나에서 200 내지 550nm의 파장은 투과되고, 550 내지 700nm의 파장 중 50%는 투과되되, 상기 550 내지 700nm의 파장 중 투과되는 것을 제외한 나머지 50%는 반사되고,
    상기 다이크로익 필름이 코팅된 상기 제 1 타측 이등변 및 상기 제 3 타측 이등변 중 적어도 하나와, 상기 제 2 일측 이등변 및 상기 제 4 일측 이등변 중 적어도 하나에서 200 내지 450 nm의 파장은 반사되되, 450 내지 700 nm의 파장은 투과되는 것을 특징으로 하는 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치는
    상기 반도체 회로패턴로부터 반사되는 상기 형광 및 상기 반사광이 상기 형광 검출부 및 상기 반사광 검출부에 각각 결상되도록 하는 결상 렌즈부;를 포함하고,
    상기 형광 반사광 투과 부재는
    상기 검출 부재와 상기 결상 렌즈부 사이 또는 상기 결상 렌즈부와 상기 반도체 회로패턴 사이에 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치는
    상기 형광 반사광 투과 부재를 고정시키는 홀더 부재;를 더 포함하고,
    상기 홀더 부재는
    상기 형광 반사광 투과 부재의 양측 말단부에 각각 결합되는 한 쌍의 제 1 홀더부와,
    한 쌍의 상기 제 1 홀더부가 그 양측 말단에 각각 결합되는 제 2 홀더부와,
    상기 제 2 홀더부 중 한 쌍의 상기 제 1 홀더부와 대면되는 부분에 각각 배치되고, 상기 각 제 1 홀더부의 외측에서 상기 각 제 1 홀더부를 가압시키는 한 쌍의 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 홀더부의 외측에는 소정 깊이 함몰된 함몰홈이 형성되고,
    상기 각 가압부는
    상기 함몰홈에 삽입될 수 있는 가압 몸체와,
    상기 가압 몸체 중 상대적으로 상측 말단에 근접된 위치에서 상기 가압 몸체에 결합되는 상측 피스톤과,
    상기 제 2 홀더부의 내부에 배치되고, 상기 상측 피스톤의 말단부가 삽입되어 연결되는 상측 실린더와,
    상기 가압 몸체 중 상기 상측 피스톤에서 하방으로 소정 거리 이격된 곳에서 상기 가압 몸체에 결합되는 하측 피스톤과,
    상기 제 2 홀더부의 내부에 배치되고, 상기 하측 피스톤의 말단부가 삽입되어 연결되는 하측 실린더와,
    상기 상측 실린더와 상기 하측 실린더 사이를 연결시켜 상기 상측 실린더와 상기 하측 실린더 내에 있는 에어가 유동되게 하는 에어 유동관을 포함하고,
    상기 가압 몸체는 상기 상측 실린더 및 상기 하측 실린더 내의 상기 에어에 의해 상기 제 2 홀더부에서 돌출되되, 상기 함몰홈의 깊이에 비해 상대적으로 더 길게 돌출되고,
    상기 형광 반사광 투과 부재가 결합된 상기 제 1 홀더부가 상기 제 2 홀더부에 결합될 때에는 상기 상측 실린더 및 상기 하측 실린더 내부에 있으면서 상기 에어 유동관에서 유동되는 상기 에어에 의해 상기 상측 피스톤 및 상기 하측 피스톤이 상기 가압 몸체를 균일한 힘으로 밀어 주게 되어 상기 가압 몸체의 외면 전체가 상기 함몰홈의 내면에 밀착될 수 있고,
    상기 형광 반사광 투과 부재가 결합된 후에는 상기 상측 피스톤 및 상기 하측 피스톤에 의해 돌출된 상기 가압 몸체가 상기 제 1 홀더부를 지속적으로 가압하게 됨으로써, 상기 제 1 홀더부 및 상기 형광 반사광 투과 부재의 결합 상태가 유지될 수 있는 것을 특징으로 하는 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치.
KR1020210042625A 2021-04-01 2021-04-01 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치 KR102549436B1 (ko)

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