KR20140106299A - 카메라와 변위센서를 이용한 스테이지 캘리브레이션 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라와 변위센서를 이용한 스테이지 캘리브레이션 방법에 관한 것이다. 이러한 스테이지 캘리브레이션 방법은, X축 방향으로의 이동, 상기 X축에 수직인 Y축 방향으로의 이동, 상기 X축 및 Y축에 수직인 Z축 방향으로 이동, 상기 Z축의 회전 이동, 및 상기 X축과 Y축이 이루는 평면의 틸팅 운동이 가능한 5축 스테이지를 캘리브레이션하는 방법에 있어서, 일정한 간격으로 이격되며 소정의 영역을 갖는 피듀셜마크가 표시된 기준글라스를 시료안착용 테이블에 설치하는 단계; 상기 피듀셜마크를 연결하여 일방향으로 연장되는 기준라인을 설정하고, 상기 기준라인을 상기 X축과 일치하도록 정렬하는 단계; 고정된 카메라가 상기 기준라인 상의 상기 피듀셜마크 중에서 선택된 기준마크를 수직 상방향에서 관찰하고, 상기 기준라인이 상기 기준마크의 중심을 지나도록 배치하는 단계; 상기 기준마크의 중심에 대한 제1 위치를 변위센서를 이용하여 측정하는 단계; 상기 기준글라스를 틸팅시키는 단계; 틸팅에 의해 상기 기준마크의 중심을 벗어난 상기 기준라인을 상기 카메라에 의해 관찰하는 단계; 상기 기준마크의 중심을 벗어난 상기 기준라인의 중앙점에 대한 제2 위치를 상기 변위센서를 이용하는 측정하는 단계; 상기 제1 위치와 상기 제2 위치의 오차를 이용하여, 스테이지의 위치보정데이터를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라와 변위센서를 이용한 스테이지 캘리브레이션 방법{Stage Calibration Method using camera and displacement sensor}

본 발명은 카메라와 변위센서를 이용한 스테이지 캘리브레이션 방법에 관한 것으로, 특히 기준글라스 상에 임의의 좌표를 설정하고, 상기 기준글라스를 틸팅시킬 때, 틸팅 전후에 상기 임의의 좌표에 대한 좌표값이 동일해 지도록 스테이지를 캘리브레이션 하는 방법에 관한 것이며, 이는 틸팅 전후에 걸쳐 2개 이상의 장비를 이용하여 시료에 대하여 가공을 해야하는 경우 복수의 장비가 틸팅 전후 동일한 지점에 집속될 수 있도록 하는 스테이지의 캘리브레이션 수행에 적용된다.

최근, 반도체 산업은 반도체 장치의 집적도를 향상시키는 방향으로 발전되고 있으며, 이를 위해 반도체 제조현장에서는 정밀한 위치결정이 가능하도록 스테이지를 활용하고 있다.

스테이지는 고정밀도를 요구하는 반도체 및 FPD(Flat Pannel Display) 시료를 제작 및 테스트하기 위해서 사용되며, 구체적으로 상기 시료를 시료안착용 테이블에 올려 놓고, 상기 테이블을 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향으로 이동시킬 뿐만 아니라, 회전 및 틸팅(기울림,tilting)하여 시료의 가공 및 테스트를 수행한다.

도1을 5축 스테이지를 개략적으로 도시한 것이다. 시료 안착용 테이블은 회전가이드(4)에 안착되며, X축 가이드(1), Y축 가이드(2), Z축 가이드(3), 및 회전가이드(4)를 통해 X축 방향이동, Y축 방향이동, Z축 방향이동, 및 회전 운동이 가능하다. 또한, X축 가이드(1), Y축 가이드(2), Z축 가이드(3), 및 회전가이드(4)는 메인테이블에 안착되고, 상기 메인테이블이 가이드레일(5)을 따라서 이동하면 메인테이블의 상면이 틸팅되어 상기 테이블이 틸팅되게 된다. 이러한, 운동이 가능한 스테이지를 5축 스테이지라 한다.

스테이지는 진공의 챔버 속에 수용되고, 시료에 복수의 장비를 이용하여 빔을 조사한다. 예컨대, 제1 장비는 전자빔 장치일 수 있고, 제2 장비는 이온빔 장치일 수 있다. 이러한 복수의 장비를 이용하여 시료를 가공하는 경우에, 복수의 장비에서 조사되는 빔은 시료의 원하는 지점에 집속되어야 한다. 스테이지가 틸팅되기 전에 상기 제1,2 장비가 시료 위의 원하는 지점에 집속되고, 스테이지가 틸팅된 후에도 상기 제1,2 장비가 상기 원하는 지점에 집속된 상태로 정렬되어 있어야 정밀하게 시료를 가공할 수 있다.

그러나, 틸팅이 수반되는 스테이지에서 상술한 바와 같이, 틸팅 전후에 모두 복수의 장비의 집속이 가능하도록 스테이지를 캘리브레이션하는 방법에 관하여 실용적인 방법이 제시되지 못하고 있다. 따라서, 틸팅이 수반되는 스테이지의 운동시 틸팅 전후의 좌표값이 동일하게 유지할 수 있도록 한 스테이지 캘리브레이션 방법에 관한 요구가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 시료안착용 테이블이 틸팅될 때(틸팅만이 이루어지는 경우) 틸팅 전후의 좌표값이 동일하게 유지될 수 있도록 스테이지를 캘리브레이션하는 방법을 제공함을 그 목적으로 하며, 본 발명은 틸팅 전후에 걸쳐 2개 이상의 장비를 이용하여 시료에 대하여 가공을 해야하는 경우 복수의 장비가 틸팅 전후 동일한 지점에 집속될 수 있도록 하는 스테이지 갤리브레이션 수행시 적용이 가능하다.

본 발명에 따른 카메라와 변위센서를 이용한 스테이지 캘리브레이션 방법은, X축 방향으로의 이동, 상기 X축에 수직인 Y축 방향으로의 이동, 상기 X축 및 Y축에 수직인 Z축 방향으로 이동, 상기 Z축의 회전 이동, 및 상기 X축과 Y축이 이루는 평면의 틸팅 운동이 가능한 5축 스테이지를 캘리브레이션하는 방법에 있어서, 일정한 간격으로 이격되며 소정의 영역을 갖는 피듀셜마크가 표시된 기준글라스를 시료안착용 테이블에 설치하는 단계; 상기 피듀셜마크를 연결하여 일방향으로 연장되는 기준라인을 설정하고, 상기 기준라인을 상기 X축과 일치하도록 정렬하는 단계; 고정된 카메라가 상기 기준라인 상의 상기 피듀셜마크 중에서 선택된 기준마크를 수직 상방향에서 관찰하고, 상기 기준라인이 상기 기준마크의 중심을 지나도록 배치하는 단계; 상기 기준마크의 중심에 대한 제1 위치를 변위센서를 이용하여 측정하는 단계; 상기 기준글라스를 틸팅시키는 단계; 틸팅에 의해 상기 기준마크의 중심을 벗어난 상기 기준라인을 상기 카메라에 의해 관찰하는 단계; 상기 기준마크의 중심을 벗어난 상기 기준라인의 중앙점에 대한 제2 위치를 상기 변위센서를 이용하는 측정하는 단계; 상기 제1 위치와 상기 제2 위치의 오차를 이용하여, 스테이지의 위치보정데이터를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 틸팅된 상기 기준들라스의 기울기를 유지하면서, 상기 제2 위치가 상기 제1 위치로 이동하도록 상기 테이블을 이동시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 틸팅 전 상기 제1 위치의 X,Y 좌표는 상기 카메라에 의해 도출되고, Z좌표는 상기 변위센서에 의해 도출되며, 틸팅 후 상기 제2 위치의 X,Y 좌표는 상기 카메라에 의해 도출되고, Z좌표는 상기 변위센서에 의해 도출되어, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치의 오차가 산출되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 변위센서는 레이저변위센서인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 카메라와 변위센서를 이용한 스테이지 캘리브레이션 방법은, 시료가 안착되는 시료안착용 테이블이 틸팅시 발생되는 에러값을 보정하여 원하는 위치로 상기 테이블을 위치시킬 수 있는 스테이지 캘리브레이션 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 스테이지 캘리브레이션 방법은 기준평면을 제공하는 기준글라스를 사전에 별도 제작하여 기준평면의 구현을 용이하고 신뢰성 있게 구현하며, 기준글라스의 틸팅시 기준마크의 중심에 대하여 기준라인이 벗어난 에러량을 이용하여 스테이지의 위치보정데이터를 산출하므로, 스테이지의 위치보정량을 간편하고 신속하게 파악하여 스테이지를 캘리브레이션을 신속하게 하는 효과를 제공한다.

도1은 5축 스테이지의 개략적인 사시도,
도2는 유센트릭 헤이트(Eucentric Height)의 개념을 설명하는 도면,
도3은 본 발명 실시예에 따른 스테이지 캘리브레이션 방법의 순서도,
도4는 기준글라스의 평면도,
도5 및 도6은 기준글라스의 틸팅전후의 상태를 개략적으로 도시한 도면,
도7 및 도8은 틸팅 전후 카메라가 관찰하는 기준마크 및 기준라인의 모습을 도시한 도면,
도9는 틸팅된 상태에서 위치 보정되어 기준마크 및 기준라인이 원위치로 정렬된 상태를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2는 유센트릭 헤이트(Eucentric Height)의 개념을 설명하는 도면이고, 도3은 본 발명 실시예에 따른 스테이지 캘리브레이션 방법의 순서도이다. 도4는 기준글라스의 평면도이고, 도5 및 도6은 기준글라스의 틸팅전후의 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 도7 및 도8은 틸팅 전후 카메라가 관찰하는 기준마크 및 기준라인의 모습을 도시한 도면이고, 도9는 틸팅된 상태에서 위치 보정되어 기준마크 및 기준라인이 원위치로 정렬된 상태를 도시한 도면이다.

먼저, 도2를 참조하여 유센트릭 헤이트(Eucentric Height)의 개념에 관하여 설명한다.

반도체 제조 등과 같은 정밀공정에 있어서, 틸팅이 수반되는 스테이지에서 복수의 장비를 사용하여 시료(100)의 가공 또는 테스트를 수행할 때, 틸팅 전에 복수의 장비의 집속이 완료되고 틸팅이 수행된 후에 상기 복수의 장비의 빔이 소정의 에러량 범위 내에 존재할 것이 요구된다.

예컨대, 복수의 장비로서, 제1 장비(80)는 전자빔 장치이고 제2 장비(90)는 이온빔 장치일 수 있다. 이렇게 제1,2 장비(80,90)의 빔이 시료(100)의 임의의 지점에 동시에 집속되어 시료(100)를 가공하는 것이 요구되고, 스테이지의 틸팅이 수반되어 작업이 이루어지는 경우 틸팅된 후에도 제1,2 장비(80,90)의 빔의 오차는 소정의 범위 내 존재하여야 한다.

이렇게, 틸팅이 된 스테이지에 복수의 장비의 빔의 집속이 소정의 범위 내에 존재하여야 하고, 이러한 소정의 범위 값이 곧 유센트릭 헤이트(Eucentric Height)이다. 유센트릭 헤이트를 만족한다는 것은 틸팅 후에 다중 장비의 집속이 허용되는 오차 범위 내인 것을 의미한다.

도2는 이러한 개념을 개략적으로 도시한 것이다. 도2에 도시된 제1,2 장비(80,90)는 스테이지가 수용되는 챔버 내에 고정된다. 즉, 제1,2 장비(80,90)의 위치는 변하지 않는다. 도2의 상단에 도시된 것처럼, 최초 시료(100)는 시료안착용 테이블(40)에 안착되고, 상기 시료(100)의 임의의 지점(P)에 상기 제1,2 장비(80,90)의 집속이 완료되어 있다.

이어서, 도2의 하단에 도시된 바와 같이, 시료안착용 테이블(40)이 틸팅된다. 이론적으로 시료안착용 테이블(40)에 틸팅만이 수행되어 상기 임의의 지점(P)는 틸팅에 불구하고 동일한 지점에 위치하여야 할 것이나, 스테이지의 특성 상 오차가 발생되기 마련이고, 도2 하단에 표기된 것처럼 최초 지점과는 상이한 지점으로 테이블(40)이 이동됨을 나타낸다.

즉, 도2의 상단 및 하단에서 점선으로 표기된 원은 허용되는 소정의 범위, 유센트릭 헤이트를 표기한 것이고, 틸팅에 의해 임의의 지점이 소정의 범위 밖에 위치된 상태를 도시한 것이다. 따라서, 스테이지의 틸팅시, 상기 임의의 지점(P)가 원래의 상태 그대로 유지될 수 있도록 스테이지의 위치보정(캘리브레이션)을 수행할 필요가 있다.

본 발명은 X축 방향으로의 이동, 상기 X축에 수직인 Y축 방향으로의 이동, 상기 X축 및 Y축에 수직인 Z축 방향으로 이동, 상기 Z축의 회전 이동, 및 상기 X축과 Y축이 이루는 평면의 틸팅 운동이 가능한 5축 스테이지를 캘리브레이션하는 방법에 관한 것이다. 즉, 소정의 유센트릭 헤이트(eucentric height)를 만족할 수 있도록 스테이지를 캘리브레이션하는 방법에 관한 것이다.

먼저, 5축 스테이지에 관하여 개략적으로 설명한다. 이미 도1을 참조하여 설명한 바와 같이, 시료 안착용 테이블(40)은 회전가이드(4)에 안착되며, X축 가이드(1), Y축 가이드(2), Z축 가이드(3), 및 회전가이드(4)를 통해 X축 방향이동, Y축 방향이동, Z축 방향이동, 및 회전 운동이 가능하다.

또한, X축 가이드(1), Y축 가이드(2), Z축 가이드(3), 및 회전가이드(4)는 메인테이블(6)에 안착되고, 상기 메인테이블(6)이 가이드레일(5)을 따라서 이동하면 메인테이블(6)의 상면이 틸팅되어 상기 테이블(40)이 틸팅되게 된다.

본 발명에 따른 카메라와 변위센서를 이용한 스테이지 캘리브레이션 방법은, 일정한 간격으로 이격되며 소정의 영역을 갖는 피듀셜마크(13)가 표시된 기준글라스(20)를 시료안착용 테이블(40)에 설치하는 단계(S1 단계)와, 상기 피듀셜마크(13)를 연결하여 일방향으로 연장되는 기준라인(30)을 설정하고, 상기 기준라인(30)을 상기 X축과 일치하도록 정렬하는 단계(S2 단계)와, 고정된 카메라(50)가 상기 기준라인(30) 상의 상기 피듀셜마크(13) 중에서 선택된 기준마크(RM)를 수직 상방향에서 관찰하고, 상기 기준라인(30)이 상기 기준마크(RM)의 중심을 지나도록 배치하는 단계(S3 단계)와, 상기 기준마크(RM)의 중심에 대한 제1 위치(P1)를 변위센서(60)를 이용하여 측정하는 단계(S4 단계)와, 상기 기준글라스(20)를 틸팅시키는 단계(S5 단계)와, 틸팅에 의해 상기 기준마크(RM)의 중심을 벗어난 상기 기준라인(30)을 상기 카메라(50)에 의해 관찰하는 단계(S6 단계)와, 상기 기준마크(RM)의 중심을 벗어난 상기 기준라인(30)의 중앙점에 대한 제2 위치(P2)를 상기 변위센서(60)를 이용하는 측정하는 단계(S7 단계)와, 상기 제1 위치(P1)와 상기 제2 위치(P2)의 오차를 이용하여, 스테이지의 위치보정데이터를 산출하는 단계(S8 단계)를 포함한다.

이하, 상기 각 단계를 구체적으로 설명한다.

본 발명 실시예에 따른 스테이지 캘리브레이션 방법은, 먼저 시료안착용 테이블(40)에 기준글라스(20)를 설치한다(S1 단계).

상기 기준글라스(20)에는 일정한 간격으로 이격되어 소정의 영역을 갖는 피듀셜마크(13,Fiducial Mark)가 표시되어 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 피듀셜마크(13)는 중앙에 위치하는 중앙 피듀셜마크(12)와 그 둘레에 일정한 간격으로 이격되어 배치되는 주변 피듀셜마크(11)로 이루어진다.

상기 중앙 피듀셜마트(12)는 주변피듀셜마크(11)보다 그 직경이 다소 크게 형성된다. 중앙 피듀셜마크(12) 또는 주변피듀셜마크(11)는 10 내지 50 ㎛ 범위의 직경을 갖도록 제작된다. 상기 중앙피듀셜마크(12)와 주변피듀셜마크(11)가 조합된 피듀셜마크(13)는 서로 일정간격 이격되어 규칙적으로 배치된다.

상기 피듀셜마크(13)가 표시된 상기 기준글라스(20)는 기술표준원의 검증을 거쳐 사전에 제작되며, 이렇게 제작된 기준글라스(20)는 이상적인 평면을 형성한다.

이어서, 상기 피듀셜마크(13)를 연결하여 일방향으로 연장되는 기준라인(30)을 설정하고, 상기 기준라인(30)을 상기 X축과 일치하도록 정렬한다(S2 단계).

상기 기준라인(30)은 서로 인접하는 피듀셜마크(13)를 서로 연결하여 기준이되는 하나의 직선을 설정하는 것으로, 본 실시예에 따르면, 중앙 피듀셜마크(12)를 서로 연결하나 기준라인(30)을 설정한다. 상기 시료안착용 테이블(40)을 X축 방향으로 이동시킬 때, 상기 기준라인(30)이 X축을 따라 정확하게 이동하도록 하여, 기준라인(30)과 X축을 정렬시킨다.

이어서, 고정된 카메라(50)가 기준라인(30) 상의 피듀셜마크(13) 중에서 선택된 기준마크(RM)를 수직 상방향에서 관찰하고, 상기 기준라인(30)이 기준마크(RM)의 중심을 지나도록 배치한다(S3 단계).

상기 카메라(50)는 스테이지가 수용되는 챔버에 고정되어 있다. 상기 카메라(50)는 틸팅 전 기준글라스(20)에 대하여 수직 상측에 배치된다. 상기 기준마크(RM)는 기준라인(30)을 지나는 피듀셜마크(13) 중에서 선택된 어느 하나의 피듀셜마크이다.

본 실시예에서, 상기 카메라(50)는 기준글라스(20)의 수직 상측에서 기준마크(RM)의 중심 위치인 제1 위치(P1)를 관찰하며, 카메라(50)가 기준마크(RM)의 중심을 수직 상측에서 관찰하므로, 제1 위치(P1)의 X,Y 좌표값이 도출된다.

상기 기준라인(30)이 기준마크(RM)의 중심을 지나도록 배치한다고 함은, 도7에 도시된 바와 같이, 기준라인(30)이 기준마크(RM)의 지름 방향으로 정렬되는 것을 의미한다.

이어서, 상기 기준마크(RM)의 중심에 대한 제1 위치(P1)를 변위센서(60)를 이용하여 측정한다(S4 단계). 상기 제1 위치(P1)는 이상적인 평면을 이루는 기준글라스(20)에서 선택된 임의의 지점이면서, X축과 정렬된 기준라인(30) 상에 위치하는 지점이 된다. 본 실시예에서, 상기 변위센서(60)로는 레이저변위센서가 이용된다.

상기 카메라(50)가 기준글라스(20)의 수직 상측에서 기준마크(RM)의 제1 위치(P1)를 관찰할 때, 제1 위치(P1)의 X,Y 좌표값이 도출되고, 상기 변위센서(60)의 측정값으로부터 Z 좌표값이 도출되어 제1 위치(P1)의 3차원 위치가 결정된다.

이어서, 기준글라스(20)를 틸팅시킨다(S5 단계)

틸팅은 5축 스테이지에서 가이드레일(5)을 따라 수행된다. 구체적으로, 본 실시예에 따르면, 기준글라스(20)가 틸팅될 때, X,Y,Z,θ(회전량)은 그대로 유지되며, 단지 기울기만 바뀌는 상태이다.

따라서, 실제적으로 스테이지는 가이드레일(5)을 따라 이동되고, 한편 X축, Y축, Z축으로도 이동되어 X,Y,Z,θ 값은 그대로 유지하고 다만 기울기만 변경되는 과정을 거친다. 따라서, 틸팅에 의해 상기 제1 위치(P1)는 이론적으로는 틸팅 전의 위치에 그대로 위치하여야 하나, 실제적으로 스테이지가 이동하는 과정에서 다소 오차가 발생되는 것이다.

이어서, 틸팅에 의해 상기 기준마크(RM)의 중심을 벗어난 상기 기준라인(30)을 상기 카메라(50)에 의해 관찰한다(S6 단계). 기준글라스(20)가 틸팅될 때, 카메라(50)는 기준마크(RM)를 도8에 도시된 바와 같이 관찰한다.

구체적으로, 도7은 틸팅 전에 기준글라스(20)의 수직 상방향에서 관찰되는 기준마크(RM)의 모습을 도시한 것이고, 도8을 틸팅 후에 관찰되는 기준마크(RM)를 도시한 것이다. 좀 더 구체적으로, 도7에서 기준라인(30)이 지면에 대하여 들어올려지는 방향으로 틸팅될 때, 상기 지면의 상측에 위치한 카메라(50)가 상기 기준마크(RM)를 보는 모습을 도시한 것이다.

도8에 도시된 바와 같이, 시료안착용 테이블(40)이 틸팅될 때, 기준라인(30)은 틸팅 전의 제1 위치(P1)에서 벗어난 상태에서 관찰된다. 즉, 시료안착용 테이블(40)이 스테이지에서 구동할 때, 미세한 오차가 발생되므로 기준라인(30)이 제1 위치(P1)에서 벗어나게 된다.

본 실시예에서, 상기 카메라(50)는 틸팅된 상태에서 기준마크(RM)의 영역 내에 존재하는 상기 기준라인(30)의 중앙점에 해당하는 제2 위치(P2)를 관찰한다. 구체적으로, 상기 카메라(50)는 상기 제2 위치(P2)의 X,Y 좌표값을 도출해 낸다.

이어서, 기준마크(RM)의 중심을 벗어난 상기 기준라인(30)의 중앙점에 대한 제2 위치(P2)를 상기 변위센서(60)를 이용하여 측정한다(S7 단계). 본 실시예에서, 상기 변위센서(60)는 레이저변위센서이며, 제2 위치(P2)의 Z축 좌표값이 변위센서(60)에 의해 도출된다. 이에, 제2 위치(P2)의 3차원 좌표가 카메라(50)와 변위센서(60)에 의해 도출된다.

이어서, 상기 제1 위치(P1)와 상기 제2 위치(P2)의 오차를 이용하여, 스테이지의 위치보정데이터를 산출한다(S8 단계). 상기 제1 위치(P1)와 상기 제2 위치(P2)의 오차는 틸팅 전후에 발생되는 에러량을 의미한다.

상기한 바와 같이, 틸팅 전에 상기 제1 위치(P1)의 X,Y 좌표는 상기 카메라(50)에 의해 도출되고, Z좌표는 상기 변위센서(60)에 의해 도출되며, 틸팅 후 상기 제2 위치(P2)의 X,Y 좌표는 상기 카메라(50)에 의해 도출되고, Z좌표는 상기 변위센서(60)에 의해 도출되어 제1 위치(P1)와 제2 위치(P2)의 오차가 산출된다.

상기 스테이지의 위치보정데이터는 상기 제2 위치(P2)가 틸팅 전의 제1 위치(P1)로 되돌아가기 위해서 시료안착용 테이블(40)을 이동시켜야 하는 데이터값을 의미한다. 상기 보정데이터는 x,y,z축에 해당하는 3차원 값뿐만 아니라, 필요에 따라 회전량에 고려되는 경우 θ(회전량)값에 해당하는 값이 도출될 수 있다.

이어서, 틸팅된 상기 기준글라스(20)의 기울기를 유지하면서, 상기 제2 위치(P2)가 상기 제1 위치(P1)로 이동하도록 상기 테이블을 이동시킨다(S9 단계). 본 단계에 의해 틸팅 전후의 기준마크(RM) 중심에 대한 위치는 일정하게 유지된다.

본 발명 실시예에 있어서, 기준글라스(20) 상에 위치한 기준마크(RM)가 소정의 각도로 틸팅되더라도, 상기 위치보정데이터를 이용하여 테이블(40)을 이동시킴으로써 기준마크(RM)의 중심에 대한 위치가 틸팅 전후가 동일하게 유지된다.

따라서, 틸팅 전 다중 장비를 이용하여 작업할 때 유센트릭 헤이트를 소정의 범위로 설정한 경우, 틸팅 후에도 다중 장비의 유센트릭 헤이트는 만족되는 결과를 제공한다.

예컨대, 상기 유센트릭 헤이트가 소정의 범위인 10㎛ 이내로 설정된다고 하더라도, 기준마크(RM)의 중심의 위치가 틸팅 전후에 동일하게 유지되므로, 유센트릭 헤이트를 만족하면서 고정밀도로 시료(100)를 가공할 수 있게 되는 것이다.

이렇게 산출되는 스테이지의 위치보정데이터에 근거하여, 실제 시료의 가공시, 상기 시료의 평면을 상기 기준글라스(20)의 평면에 정렬시키고, 상기 시료의 평면이 틸팅될 때, 본 발명에 따라 산출된 위치보정데이터를 적용하여 테이블(40)을 이동시키면 상기 시료의 평면 상의 원하는 지점은 틸팅 전후의 위치가 동일하게 구현될 수 있다.

이처럼, 본 발명에 따른 카메라와 변위센서를 이용한 스테이지 캘리브레이션 방법은, 시료안착용 테이블(40)이 틸팅되는 경우 틸팅에 따른 스테이지의 위치를 간편하고 정확하게 보정할 수 있는 방법을 제안한다.

피듀셜마크(13)가 표기된 기준글라스(20)을 사전에 제작하여 이상적인 평면을 용이하고 신뢰성 있게 구현하므로, 캘리브레이션시 시간을 단축할 수 있다.

또한, 피듀셜마크(13)를 연결한 기준라인(30)이 기준마크(RM)의 중심을 지나도록 셋팅하고 틸팅 후에 벗어난 정도를 카메라(50)를 이용하여 용이하고 정확하게 파악할 수 있다.

또한, 기준마크(RM) 내의 구간에서 보이는 기준라인(30)의 중앙점이 변경되는 위치를 카메라(50)와 변위센서(60)를 이용하여 용이하고 정확하게 파악할 수 있으므로, 위치보정데이터를 용이하게 산출하여 전체적으로 스테이지의 정밀도를 향상시키고 캘리브레이션시 소요되는 시간을 단축하는 효과를 제공한다.

스테이지의 캘리브레이션은 반복되는 작업으로 상당한 시간을 요하는 작업인데, 본 발명에 따르면 정확하고 신속하게 캘리브레이션을 수행하는 효과를 제공한다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다.

11, 12, 13... 피튜셜마크 RM... 기준마크
20... 기준글라스 30... 기준라인
40... 시료안착용 테이블 50... 카메라
60... 변위센서 P1... 제1 위치
P2... 제2 위치

Claims (4)

1. X축 방향으로의 이동, 상기 X축에 수직인 Y축 방향으로의 이동, 상기 X축 및 Y축에 수직인 Z축 방향으로 이동, 상기 Z축의 회전 이동, 및 상기 X축과 Y축이 이루는 평면의 틸팅 운동이 가능한 5축 스테이지를 캘리브레이션하는 방법에 있어서,
   일정한 간격으로 이격되며 소정의 영역을 갖는 피듀셜마크가 표시된 기준글라스(20)를 시료안착용 테이블(40)에 설치하는 단계;
   상기 피듀셜마크를 연결하여 일방향으로 연장되는 기준라인(30)을 설정하고, 상기 기준라인(30)을 상기 X축과 일치하도록 정렬하는 단계;
   고정된 카메라(50)가 상기 기준라인(30) 상의 상기 피듀셜마크 중에서 선택된 기준마크(RM)를 수직 상방향에서 관찰하고, 상기 기준라인(30)이 상기 기준마크(RM)의 중심을 지나도록 배치하는 단계;
   상기 기준마크(RM)의 중심에 대한 제1 위치(P1)를 변위센서(60)를 이용하여 측정하는 단계;
   상기 기준글라스(20)를 틸팅시키는 단계;
   틸팅에 의해 상기 기준마크(RM)의 중심을 벗어난 상기 기준라인(30)을 상기 카메라(50)에 의해 관찰하는 단계;
   상기 기준마크(RM)의 중심을 벗어난 상기 기준라인(30)의 중앙점에 대한 제2 위치(P2)를 상기 변위센서(60)를 이용하는 측정하는 단계;
   상기 제1 위치(P1)와 상기 제2 위치(P2)의 오차를 이용하여, 스테이지의 위치보정데이터를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라와 변위센서를 이용한 스테이지 캘리브레이션 방법.
2. 제1항에 있어서,
   틸팅된 상기 기준들라스의 기울기를 유지하면서, 상기 제2 위치(P2)가 상기 제1 위치(P1)로 이동하도록 상기 테이블(40)을 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라와 변위센서를 이용한 스테이지 캘리브레이션 방법.
3. 제1항에 있어서,
   틸팅 전 상기 제1 위치(P1)의 X,Y 좌표는 상기 카메라(50)에 의해 도출되고, Z좌표는 상기 변위센서(60)에 의해 도출되며,
   틸팅 후 상기 제2 위치(P2)의 X,Y 좌표는 상기 카메라(50)에 의해 도출되고, Z좌표는 상기 변위센서(60)에 의해 도출되어,
   상기 제1 위치(P1)와 상기 제2 위치(P2)의 오차가 산출되는 것을 특징으로 하는 카메라와 변위센서를 이용한 스테이지 캘리브레이션 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 변위센서(60)는 레이저변위센서인 것을 특징으로 하는 카메라와 변위센서를 이용한 스테이지 캘리브레이션 방법.
   

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