KR20110084703A - 기판 검사장치 - Google Patents

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KR20110084703A
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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers

Abstract

검사 정밀도를 향상시킬 수 있는 기판 검사장치가 개시된다. 기판 검사장치는 적어도 하나의 조명모듈, 결상렌즈, 제1 빔 스플리터, 제1 카메라 및 제2 카메라를 포함한다. 조명모듈은 검사기판으로 광을 제공하고, 결상렌즈는 검사기판로부터 반사된 광을 투과시킨다. 제1 빔 스플리터는 결상렌즈를 투과한 광 중 일부를 투과시키고 나머지를 반사시킨다. 제1 카메라는 제1 빔 스플리터를 투과한 광을 인가받아 촬상하고, 제2 카메라는 제1 빔 스플리터에서 반사된 광을 인가받아 촬상한다. 이와 같이, 하나의 결상렌즈를 이용하여 검사기판을 검사함에 따라, 종래의 결상렌즈들 간의 광축 또는 배율 편차에 기인한 검사 정밀도 저하를 방지할 수 있다.

Description

기판 검사장치{BOARD INSPECTION APPARATUS}
본 발명은 기판 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 표면의 3차원 형상을 검사할 수 있는 기판 검사장치에 관한 것이다.
기판 표면의 3차원 형상을 검사할 수 있는 기판 검사장치는 검사물체로 광을 제공하는 조명모듈 및 상기 검사물체로부터 반사된 광을 촬상모듈을 구비하고, 상기 촬상모듈은 상기 검사물체에서 반사된 광을 투과시키는 결상렌즈 및 상기 결상렌즈를 투과한 광을 촬상하는 카메라를 구비한다.
최근에 상기 검사물체의 사이즈가 점점 커짐에 따라, 상기 카메라가 촬상할 수 있는 촬상 가능영역이 상기 검사물체의 사이즈에 비해 상대적으로 작아지고 있다. 그 결과, 최근에 개발된 기판 검사장치의 촬상모듈은 상기 검사물체의 사이즈에 대응하여 복수개의 카메라들과 이와 대응되는 복수개의 결상렌즈들을 구비하고 있다.
그러나, 상기 복수개의 결상렌즈들을 통해 상기 검사물체를 검사할 경우, 상기 결상렌즈들 간의 광축 차이, 상기 결상렌즈들 간의 배율 차이, 상기 결상렌즈들과 상기 검사기판 사이의 거리 차이 등에 의해 상기 카메라들에 촬상된 이미지들 사이에 왜곡이 발생되어 상기 검사기판의 검사 정밀도가 감소될 수 있다. 또한, 상기 카메라들에서 촬상된 이미지들에 대한 왜곡을 보상하여 하나의 통합 이미지로 합성하는 과정에 매우 복잡한 알고리즘이 필요할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 검사 정밀도의 향상 및 알고리즘의 단순화를 이룰 수 있고, 보다 더 넓은 영역을 검사할 수 있는 기판 검사장치를 제공하는 것이다. 또한, 다수개의 카메라를 적용한 구조에 있어서 검사장비의 크기를 감소시키는 데에 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 기판 검사장치은 적어도 하나의 조명모듈, 결상렌즈, 제1 빔 스플리터(beam splitter), 제1 카메라 및 제2 카메라를 포함한다.
상기 조명모듈은 검사기판으로 광을 제공하고, 상기 결상렌즈는 상기 검사기판로부터 반사된 광을 투과시킨다. 상기 제1 빔 스플리터는 상기 결상렌즈를 투과한 광 중 일부를 투과시키고 나머지를 반사시킨다. 상기 제1 카메라는 상기 제1 빔 스플리터를 투과한 광(이하, '투과광'이라 함)을 인가받아 촬상하고, 상기 제2 카메라는 상기 제1 빔 스플리터에서 반사된 광(이하, '반사광'이라 함)을 인가받아 촬상한다.
상기 제1 빔 스플리터는 상기 결상렌즈로부터 인가되는 광 중 일부를 투과시키고, 나머지를 반사시키는 제1 반사면을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 반사면은 상기 결상렌즈의 기준면과 소정의 각도를 이룰 수 있고, 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라는 상기 검사기판의 서로 다른 영역을 촬상할 수 있다. 이때, 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라는 서로 다른 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 반사면은 상기 결상렌즈로부터 인가되는 광 중 약 50%를 투과시키고, 나머지 약 50%를 반사시킬 수 있다.
상기 제1 카메라의 중심과 상기 결상렌즈의 중심이 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제1 카메라의 촬상소자의 폭을 i라고 하고, 상기 제1 카메라의 촬상소자의 중심과 상기 결상렌즈의 중심 간의 수평거리를 b라고 하면, i ≥ 2b 인 관계를 만족할 수 있다. 또한, 상기 제1 카메라에 의해 측정되는 제1 영역과 상기 제2 카메라에 의해 측정되는 제2 영역의 적어도 일부 영역은 서로 중첩될 수 있다.
상기 기판 검사장치는 제2 빔 스플리터 및 제3 카메라를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 빔 스플리터는 상기 제1 빔 스플리터 및 상기 제1 카메라 사이에 배치되고, 상기 투과광 중 일부를 투과시켜 상기 제1 카메라로 제공하고, 나머지를 반사시킨다. 상기 제3 카메라는 상기 제2 빔 스플리터에서 반사된 광을 인가받아 촬상한다. 이때, 상기 제2 빔 스플리터는 상기 투과광 중 일부를 투과시키고, 나머지를 반사시키는 제2 반사면을 포함할 수 있고, 상기 제2 반사면은 상기 결상렌즈의 기준면과 소정의 각도를 이룰 수 있다.
또한, 상기 기판 검사장치는 제3 빔 스플리터 및 제4 카메라를 더 포함할 수 있다. 상기 제3 빔 스플리터는 상기 제1 빔 스플리터 및 상기 반사광 카메라 사이에 배치되고, 상기 반사광 중 일부를 투과시켜 상기 제2 카메라로 제공하고, 나머지를 반사시킨다. 상기 제4 카메라는 상기 제3 빔 스플리터에서 반사된 광을 인가받아 촬상한다. 이때, 상기 제3 빔 스플리터는 상기 반사광 중 일부를 투과시키고, 나머지를 반사시키는 제3 반사면을 포함할 수 있고, 상기 제3 반사면은 상기 결상렌즈의 기준면과 소정의 각도를 이룰 수 있다.
이와 같은 기판 검사장치에 따르면, 제1 빔 스플리터가 검사기판에서 반사된 광을 양분하여 두 개의 카메라들에 각각 제공함에 따라, 하나의 결상렌즈를 이용하여 측정영역의 확장이 가능하다. 그 결과, 종래와 같이 결상렌즈들 간의 광축 또는 배율 차이, 상기 결상렌즈들과 상기 검사기판 사이의 거리 차이 등에 의해 상기 검사기판의 검사 정밀도가 감소되는 것을 방지할 수 있고, 또한 상기 두 개의 카메라들에서 촬상된 이미지들을 하나의 통합 이미지로 합성하는 알고리즘이 종래에 비해 단순해질 수 있다. 또한 복수개의 카메라를 적용함에 있어서 카메라를 서로 다른 방향으로 배치하여 검사장치의 부피를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 검사장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 검사장치 중 빔 스플리터와 카메라를 개념적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 검사장치 중 조명모듈을 확대해서 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 검사장치 중 검사기판, 결상렌즈 및 제1 카메라 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 검사장치를 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5의 기판 검사장치 중 빔 스플리터와 카메라를 개념적으로 도시한 단면도이다.
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, 복수개의표현을 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 단면도이고, 도 2는 도 1의 기판 검사장치 중 빔 스플리터와 카메라를 개념적으로 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1의 기판 검사장치 중 조명모듈을 확대해서 도시한 도면이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 기판 검사장치는 스테이지(미도시)에 배치된 검사기판(10)의 표면의 3차원 형상을 검사하는 검사장치로, 적어도 하나의 조명모듈(100), 결상렌즈(200), 제1 빔 스플리터(310), 제1 카메라(410), 제2 카메라(420) 및 제어시스템(미도시)을 포함한다.
상기 조명모듈(100)은 조명유닛(110), 격자유닛(120), 투사렌즈(130) 및 격자 이송유닛(140)을 포함할 수 있다. 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 격자 이송유닛(140)은 상기 격자유닛(120)을 사전에 정해된 획수만큼 일정 피치씩 이동시킨다.
상기 조명모듈(100)의 개수는 2개, 3개, 4개 또는 그 이상일 수 있으며, 예를 들어, 상기 조명모듈(100)의 개수가 4개일 경우, 정사각형의 각 꼭지점에 상기 조명모듈(100)이 배치될 수 있다. 이때, 상기 검사기판(10)의 중심은 상기 정사각형의 중심과 실질적으로 일치하는 것이 바람직하다.
상기 결상렌즈(200)는 상기 검사기판(10)으로부터 반사된 상기 격자 패턴광을 투과시켜 상기 제1 빔 스플리터(310)로 제공한다. 상기 결상렌즈(200)의 기준면(210)은 상기 검사기판(10)과 실질적으로 평행하게 배치될 수 있고, 또한 상기 결상렌즈(200)의 중심은 상기 검사기판(10)의 중심과 실질적으로 일치할 수 있다. 이때, 상기 결상렌즈(200)의 중심은 예를 들어, 상기 결상렌즈(200)의 기준면(210)의 법선 방향과 평행한 상기 결상렌즈(200)의 광축과 실질적으로 일치할 수 있다.
상기 제1 빔 스플리터(310)는 상기 결상렌즈(200)를 투과한 광 중 일부를 투과시키고, 나머지를 반사시킨다. 구체적으로, 상기 제1 빔 스플리터(310)는 상기 결상렌즈(200)로부터 인가되는 광 중 일부를 투과시키고, 나머지를 반사시키는 제1 반사면(312)을 포함한다. 이때, 상기 제1 반사면(312)은 상기 결상렌즈(200)의 기준면(210)과 소정의 각도, 예를 들어 약 45도를 이룰 수 있다. 또한, 상기 제1 반사면(312)은 상기 결상렌즈(200)로부터 인가되는 광 중 약 50%를 투과시키고, 나머지 약 50%를 반사시킬 수 있다.
한편, 본 실시예에서는, 상기 결상렌즈(200)를 투과한 광을 입사광(Li)이라 하고, 상기 입사광(Li) 중 상기 제1 빔 스플리터(310)를 투과한 광을 투과광(L1)이라 하며, 상기 입사광(Li) 중 상기 제1 빔 스플리터(310)에서 반사된 광을 반사광(L2)라 정의하겠다.
상기 제1 카메라(410)는 상기 제1 빔 스플리터(310)에서 출사된 상기 투과광(L1)을 인가받을 수 있는 위치에 배치되고, 상기 투과광(L1)을 촬상할 수 있는 제1 촬상소자(412)를 포함한다. 또한, 상기 제2 카메라(420)는 상기 제1 빔 스플리터(310)에서 출사된 상기 반사광(L2)을 인가받을 수 있는 위치에 배치되고, 상기 반사광(L2)을 촬상할 수 있는 제2 촬상소자(422)를 포함한다. 이때, 상기 제1 카메라(410) 및 상기 제2 카메라(420)는 일례로, CCD 카메라나 CMOS 카메라 중 어느 하나가 적용될 수 있다.
상기 제1 카메라(410) 및 상기 제2 카메라(420)는 상기 검사기판(10)의 서로 다른 영역을 촬상할 수 있다. 그러나, 이와 다르게, 상기 제1 카메라(410) 및 상기 제2 카메라(420)는 상기 검사기판(10)의 적어도 일부를 중첩하여 촬상할 수도 있다. 즉, 상기 제1 카메라(410)에 의해 측정되는 제1 영역과 상기 제2 카메라(420)에 의해 측정되는 제2 영역의 적어도 일부 영역은 서로 중첩될 수 있다.
상기 제1 카메라(410) 및 상기 제2 카메라(420)는 서로 다른 방향으로 배치되며, 구체적으로 상기 제1 반사면(312)을 따라 연장되어 형성된 가상의 제1 대칭면(312a)을 기준으로 서로 대칭인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 입사광(Li) 중 상기 제1 빔 스플리터(310)를 기준으로 일측에 배치된 광은 상기 제1 카메라(410)의 제1 촬상소자(412)로 인가되어 촬상되고, 상기 입사광(Li) 중 상기 제1 빔 스플리터(310)를 기준으로 타측에 배치된 광은 상기 제2 카메라(420)의 제2 촬상소자(422)로 인가되어 촬상된다. 즉, 상기 제1 촬상소자(412)는 상기 투과광(L1) 중 상기 제1 빔 스플리터(310)를 기준으로 일측에 배치된 광을 촬상하고, 상기 제2 촬상소자(422)는 상기 반사광(L2) 중 상기 제1 빔 스플리터(310)를 기준으로 타측에 배치된 광을 촬상한다. 그 결과, 본 실시예에 의한 기판 검사장치는 상기 제1 촬상소자(412) 및 상기 제2 촬상소자(422)를 이용하여 상기 입사광(Li)을 전영역에서 촬상할 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 제1 카메라(410) 및 상기 제2 카메라(420)와 전기적으로 연결되어, 상기 제1 카메라(410) 및 상기 제2 카메라(420)로부터 상기 검사기판(10)의 패턴영상들을 획득하여 저장할 수 있다. 상기 모듈 제어부는 상기 검사기판(10)을 지지하는 스테이지, 상기 제1 카메라(410), 상기 제2 카메라(420) 및 상기 조명모듈(100) 등과 전기적으로 연결되어 제어하고, 예를 들어, 상기 조명유닛을 제어하는 조명 콘트롤러, 상기 격자 이송유닛을 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 3을 다시 참조하면, 복수개의 조명모듈들(100) 중 어느 하나의 조명부에서 출사된 격자 패턴광이 상기 검사기판(10)으로 조사될 때, 상기 검사기판(10) 상에는 격자무늬 패턴 이미지가 형성된다. 이때, 상기 격자무늬 패턴 이미지는 복수개의 격자무늬들을 포함하고 있는데, 본 실시예에서 상기 격자무늬들 사이의 간격은 상기 격자 패턴광들의 종류와 상관없이 동일한 값을 가질 수 있지만, 이와 다르게 상기 격자 패턴광들의 종류에 따라 서로 다른 값을 가질 수도 있다.
상기 검사기판(10)에서 반사된 상기 격자 패턴광들은 상기 제1 및 제2 카메라들(410, 420)에 의해 복수의 패턴영상들이 형성된다. 구체적으로, 상기 격자 패턴광들 각각은 N번, 예를 들어 3번 또는 4번 옆으로 이동하면서 상기 검사기판(10)으로 조사함으로써, 상기 각 방향마다 상기 검사기판(10)에 대한 N개의 패턴영상들이 형성된다.
이어서, 상기 제어시스템은 각 방향에서의 N개의 패턴영상들로부터 X-Y 좌표계의 각 위치에서의 N개의 밝기정도들을 추출한 후, 상기 각 방향에서의 위상, 평균밝기 및 가시도 등을 계산해낸다. 이때, 상기 각 방향에서의 위상, 평균밝기 및 가시도는 N-버켓 알고리즘(N-bucket algorism)을 이용하여 계산되어 질 수 있다.
도 4는 도 1의 검사장치 중 검사기판, 결상렌즈 및 제1 카메라 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 상기 제1 빔 스플리터(310)는 도 4에서 생략되었다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 카메라(410)의 중심, 즉 상기 제1 촬상소자(412)의 중심과 상기 결상렌즈(200)의 중심이 서로 엇갈리게 배치될 수 있고, 상기 검사기판(10)의 중심과 상기 결상렌즈(200)의 중심도 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 촬상소자(412)의 중심 및 상기 검사기판(10)의 중심은 상기 결상렌즈(200)의 중심을 기준으로 양측에 배치될 수 있다.
상기 검사기판(10)과 상기 결상렌즈(200)의 기준면(210) 간의 수직거리를 제1 이격거리(S1)이라하고, 상기 결상렌즈(200)의 기준면(210)과 상기 제1 촬상소자(412) 간의 수직거리를 제2 이격거리(S2)이라 정의할 때, 1/S1 + 1/S2 = 1/F (단, F는 결상렌즈(200)의 초점거리임)를 갖는다. 또한, 상기 결상렌즈(200)의 중심과 상기 검사기판(10)의 중심 간의 수평거리를 a라 하고, 상기 결상렌즈(200)의 중심과 상기 제1 촬상소자(412)의 중심 간의 수평거리를 b라 하며, 상기 검사기판(10)의 중심과 상기 제1 촬상소자(412)의 중심을 연결하는 선과 상기 결상렌즈(200)의 중심 간의 각도를 θ라 할 때, a = S1·tan(θ), b = S2·tan(θ)의 관계를 갖는다.
본 실시예에서, 상기 제1 촬상소자(412)의 폭, 즉 상기 제1 촬상소자(412)가 촬상가능한 폭을 i라고 하고, 상기 제1 촬상소자(412)의 중심과 상기 결상렌즈(200)의 중심 간의 수평거리를 b라고 하면, i ≥ 2b 인 관계를 만족할 수 있다. 다시 설명하면, 상기 결상렌즈(200) 하나와 다수개의 카메라들을 사용하여 상기 검사기판(10)을 각 영역별로 측정할 때, 상기 검사기판(10)의 전체 영역을 측정하기 위해서는 상기 결상렌즈(200)와 다수개의 카메라들은 i ≥ 2b 인 관계를 만족해야 한다. 여기서, 도 3과 같이 상기 제1 촬상소자(412)가 상기 결상렌즈(200)의 중심과 중첩될 때, i ≥ 2b 인 관계를 만족할 수 있고, 그 결과 상기 카메라들의 촬상소자들 각각이 촬상할 수 있는 영역은 적어도 일부가 서로 중첩되어 상기 검사기판(10)의 전체 영역을 측정할 수 있다.
한편, 상기 검사기판(10), 상기 결상렌즈(200) 및 상기 제2 카메라(420) 사이의 관계는 설명되지 않았지만, 상기 제2 카메라(420)가 제1 빔 스플리터(310)에서 광을 인가받는다는 것만 제외한다면, 상기 검사기판(10), 상기 결상렌즈(200) 및 상기 제1 카메라(410) 사이의 관계와 실질적으로 동일하다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 상기 제1 빔 스플리터(310)가 상기 검사기판(10)에서 반사된 광을 양분하여 상기 제1 카메라(410) 및 상기 제2 카메라(420)에 각각 제공함에 따라, 상기 결상렌즈(200) 하나로도 상기 검사기판(10)의 전영역의 촬상이 가능하다.
그 결과, 종래와 같이 복수개의 결상렌즈들 간의 광축 또는 배율 차이, 상기 결상렌즈들과 상기 검사기판(10) 사이의 거리 차이 등에 의해 상기 검사기판(10)의 검사 정밀도가 감소되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1 카메라(410) 및 상기 제2 카메라(420)에서 촬상된 이미지들을 하나의 통합 이미지로 합성하는 알고리즘도 종래에 비해 단순해질 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 복수의 카메라들을 적용함에 있어서 상기 카메라들을 서로 다른 방향으로 배치함에 따라, 기판 검사장치의 부피를 보다 감소시킬 수 있다.
<실시예 2>
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 검사장치를 나타낸 단면도이고, 도 6은 도 5의 기판 검사장치 중 빔 스플리터와 카메라를 개념적으로 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 의한 기판 검사장치는 적어도 하나의 조명모듈(100), 결상렌즈(200), 제1 빔 스플리터(310), 제2 빔 스플리터(320), 제3 빔 스플리터(330), 제1 카메라(410), 제2 카메라(420), 제3 카메라(430), 제4 카메라(440) 및 제어시스템(미도시)을 포함한다. 여기서, 상기 조명모듈(100), 상기 결상렌즈(200), 상기 제1 빔 스플리터(310), 상기 제1 카메라(410), 상기 제2 카메라(420) 및 상기 제어시스템은 도 1 및 도 2를 통해 설명한 제1 실시예에서의 각 구성요소와 실질적으로 동일하므로, 상기 제1 실시예에서의 각 구성요소와 동일한 참조부호를 부여하고, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제2 빔 스플리터(320)는 상기 제1 빔 스플리터(310) 및 상기 제1 카메라(410) 사이에 배치되고, 상기 투과광(L1) 중 일부를 투과시켜 상기 제1 카메라(410)로 제공하고, 나머지를 반사시킨다. 즉, 상기 제2 빔 스플리터(320)는 상기 투과광(L1) 중 일부를 투과시키고 나머지를 반사시키는 제2 반사면(322)을 포함한다.
상기 제2 반사면(322)은 상기 결상렌즈(200)의 기준면(210)과 소정의 각도, 예를 들어 약 45도를 이룰 수 있다. 또한, 상기 제2 반사면(322)은 상기 투과광(L1) 중 약 50%를 투과시키고, 나머지 약 50%를 반사시킬 수 있다. 한편, 본 실시예에서는 상기 투과광(L1) 중 상기 제2 빔 스플리터(320)를 투과한 광을 투과-투과광(L3)이라 하며, 상기 투과광(L1) 중 상기 제2 빔 스플리터(320)에서 반사된 광을 투과-반사광(L4)라 정의하겠다.
상기 제3 카메라(430)는 상기 제2 빔 스플리터(320)에서 출사된 상기 투과-반사광(L4)을 인가받을 수 있는 위치에 배치되고, 상기 투과-반사광(L4)을 촬상할 수 있는 제3 촬상소자(432)를 포함한다. 상기 제1 카메라(410) 및 상기 제3 카메라(430)는 상기 제2 반사면(322)을 따라 연장되어 형성된 가상의 제2 대칭면(322a)을 기준으로 서로 대칭인 위치에 배치될 수 있다.
본 실시예에서, 도 1 및 도 2에서의 제1 빔 스플리터(310), 제1 카메라(410) 및 제2 카메라(420) 간의 관계는 도 3 및 도 4에서의 제2 빔 스플리터(320), 제1 카메라(410) 및 제3 카메라(430) 간의 관계와 실질적으로 동일하고, 도 1 및 도 2에서의 입사광(Li), 투과광(L1) 및 반사광(L2) 간의 관계는 도 3 및 도 4에서의 투과광(L1), 투과-투과광(L3) 및 투과-반사광(L4) 간의 관계와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 3 및 도 4에서의 제2 빔 스플리터(320), 제1 카메라(410) 및 제3 카메라(430) 간의 관계와, 도 3 및 도 4에서의 투과광(L1), 투과-투과광(L3) 및 투과-반사광(L4) 간의 관계에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제3 빔 스플리터(330)는 상기 제1 빔 스플리터(310) 및 상기 제2 카메라(420) 사이에 배치되고, 상기 반사광(L2) 중 일부를 투과시켜 상기 제2 카메라(420)로 제공하고, 나머지를 반사시킨다. 즉, 상기 제3 빔 스플리터(330)는 상기 반사광(L2) 중 일부를 투과시키고 나머지를 반사시키는 제3 반사면(332)을 포함한다.
상기 제3 반사면(332)은 상기 결상렌즈(200)의 기준면(210)과 소정의 각도, 예를 들어 약 45도를 이룰 수 있다. 또한, 상기 제3 반사면(332)은 상기 반사광(L2) 중 약 50%를 투과시키고, 나머지 약 50%를 반사시킬 수 있다. 한편, 본 실시예에서는 상기 반사광(L2) 중 상기 제3 빔 스플리터(330)를 투과한 광을 반사-투과광(L5)이라 하며, 상기 반사광(L2) 중 상기 제3 빔 스플리터(330)에서 반사된 광을 반사-반사광(L6)라 정의하겠다.
상기 제4 카메라(440)는 상기 제3 빔 스플리터(330)에서 출사된 상기 반사-반사광(L6)을 인가받을 수 있는 위치에 배치되고, 상기 반사-반사광(L6)을 촬상할 수 있는 제4 촬상소자(442)를 포함한다. 상기 제2 카메라(420) 및 상기 제4 카메라(440)는 상기 제3 반사면(332)을 따라 연장되어 형성된 가상의 제3 대칭면(332a)을 기준으로 서로 대칭인 위치에 배치될 수 있다.
본 실시예에서, 도 1 및 도 2에서의 제1 빔 스플리터(310), 제1 카메라(410) 및 제2 카메라(420) 간의 관계는 도 3 및 도 4에서의 제3 빔 스플리터(330), 제2 카메라(420) 및 제4 카메라(440) 간의 관계와 실질적으로 동일하고, 도 1 및 도 2에서의 입사광(Li), 투과광(L1) 및 반사광(L2) 간의 관계는 도 3 및 도 4에서의 반사광(L2), 반사-투과광(L5) 및 반사-반사광(L6) 간의 관계와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 3 및 도 4에서의 제3 빔 스플리터(330), 제2 카메라(420) 및 제4 카메라(440) 간의 관계와, 도 3 및 도 4에서의 반사광(L2), 반사-투과광(L5) 및 반사-반사광(L6) 간의 관계에 대한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 실시예에서, 상기 기판 검사장치는 3개의 빔 스플리터들(310, 320, 330)과 4개의 카메라들(410, 420, 430, 440)을 포함하는 것으로 설명하였으나, 빔 스플리터의 개수와 카메라의 개수는 경우에 따라 변경이 가능하다. 즉, 어느 하나의 빔 스플리터와 어느 하나의 카메라 사이에 다른 빔 스플리터를 더 배치하고, 상기 다른 빔 스플리터에서 반사되는 광을 촬상하기 위한 다른 카메라를 더 배치시킬 경우, 상기 빔 스플리터의 개수와 상기 카메라의 개수는 더욱 증가할 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 상기 빔 스플리터의 개수를 증가시켜 상기 결상렌즈(200)를 투과한 광의 분할 경로를 다양화함에 시킴에 따라, 상기 결상렌즈(200) 하나로 촬상할 수 있는 촬상 가능영역이 보다 증가될 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.
10 : 검사기판 100 : 조명모듈
200 : 결상렌즈 210 : 기준면
310 : 제1 빔 스플리터 312 : 제1 반사면
312a : 제1 대칭면 320 : 제2 빔 스플리터
322: 제2 반사면 322a : 제2 대칭면
330 : 제3 빔 스플리터 332 : 제3 반사면
332a : 제3 대칭면 410 : 제1 카메라
420 : 제2 카메라 430 : 제3 카메라
440 : 제4 카메라

Claims (13)

  1. 검사기판으로 광을 제공하는 적어도 하나의 조명모듈;
    상기 검사기판로부터 반사된 광을 투과시키는 결상렌즈;
    상기 결상렌즈를 투과한 광 중 일부를 투과시키고, 나머지를 반사시키는 제1 빔 스플리터(beam splitter);
    상기 제1 빔 스플리터를 투과한 광(이하, '투과광'이라 함)을 인가받아 촬상하는 제1 카메라; 및
    상기 제1 빔 스플리터에서 반사된 광(이하, '반사광'이라 함)을 인가받아 촬상하는 제2 카메라를 포함하는 기판 검사장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 빔 스플리터는
    상기 결상렌즈로부터 인가되는 광 중 일부를 투과시키고, 나머지를 반사시키는 제1 반사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 반사면은
    상기 결상렌즈의 기준면과 소정의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라는
    상기 검사기판의 서로 다른 영역을 촬상하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라는
    서로 다른 방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제1 반사면은
    상기 결상렌즈로부터 인가되는 광 중 50%를 투과시키고, 나머지 50%를 반사시키는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 카메라의 촬상소자의 중심과 상기 결상렌즈의 중심은 서로 엇갈리게 배치된 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 카메라의 촬상소자의 폭을 i라고 하고, 상기 제1 카메라의 촬상소자의 중심과 상기 결상렌즈의 중심 간의 수평거리를 b라고 하면, i ≥ 2b 인 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 카메라에 의해 측정되는 제1 영역과 상기 제2 카메라에 의해 측정되는 제2 영역의 적어도 일부 영역은 서로 중첩되는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 빔 스플리터 및 상기 제1 카메라 사이에 배치되고, 상기 투과광 중 일부를 투과시켜 상기 제1 카메라로 제공하고, 나머지를 반사시키는 제2 빔 스플리터; 및
    상기 제2 빔 스플리터에서 반사된 광을 인가받아 촬상하는 제3 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 빔 스플리터는 상기 투과광 중 일부를 투과시키고, 나머지를 반사시키는 제2 반사면을 포함하고,
    상기 제2 반사면은 상기 결상렌즈의 기준면과 소정의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1 빔 스플리터 및 상기 반사광 카메라 사이에 배치되고, 상기 반사광 중 일부를 투과시켜 상기 제2 카메라로 제공하고, 나머지를 반사시키는 제3 빔 스플리터; 및
    상기 제3 빔 스플리터에서 반사된 광을 인가받아 촬상하는 제4 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제3 빔 스플리터는 상기 반사광 중 일부를 투과시키고, 나머지를 반사시키는 제3 반사면을 포함하고,
    상기 제3 반사면은 상기 결상렌즈의 기준면과 소정의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
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