KR20180033186A - 결함들을 위해 기판을 검사하고 광학 기술을 이용하여 3차원으로 그러한 결함들의 위치를 찾아내는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

결함들을 위해 기판을 검사하고 그러한 결함들을 3 차원으로 위치시키는 방법들 및 또는 장치들은: 상기 기판이 X-축에서의 폭 치수, Y-축에서의 높이 치수, 및 Z-축에서의 두께 치수를 갖도록 상기 기판을 배향시키는 단계; 제1 광선을 상기 대칭축으로부터 +A도 각도로부터 지향시키는 단계, 제2 광선을 상기 대칭축으로부터 -A도 각도로부터 지향시키는 단계; 상기 기판을 통과하고, 상기 기판의 제1 및/또는 제2 주 표면의 어느 결함들에 의해 영향을 받은 상기 제1 및 제2 광선들 검출하는 단계; 및 상기 표면 결함들 각각이 상기 기판의 상기 제1 및 제2 대향 주 표면들 중 어느 표면 상에 배치되는지를 알아내기에 충분한 정밀도로 상기 결함들의 X, Y, 및 Z 위치들을 계산하는 단계를 포함한다.

Description

결함들을 위해 기판을 검사하고 광학 기술을 이용하여 3차원으로 그러한 결함들의 위치를 찾아내는 방법 및 장치

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 미국의 35 U.S.C.의 §119 하에서 2015년 6월 19일자로 출원되고 미국 가출원 제62/181901호에 우선권의 이익을 주장하며, 그 내용은 그 전체로 참조로서 여기에 포함되고 지지된다.

본 발명은 결함들을 위해 기판을 검사하고 광학 기술을 사용하여 3 차원에서 그러한 결함들의 위치를 찾아내는 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근, 유리 기판들과 같은, 기판 재료의 생산은 고도로 매끄럽고, 결함들이 더 적은(예를 들어, 결함들의 수가 적고 및/또는 결함들의 크기가 더 작은), 등의 고도로 정제된 표면들에 대한 요구를 포함하도록 진화되어왔다. 상기 기판 재료의 상기 더 높은 품질 표면은 많은 새로운 제품들 및 응용 분야들 및 지금까지의 상업적 기회들의 확장을 가져왔다.

비록, 예컨대 유리 제조 기술들과 같은, 기판 제조 기술들이 개선되었지만, 결함(예컨대, 표면 결함들)들의 제거는(적어도, 합리적인 비용으로) 달성되지 않았다. 그러므로, 제조 중 기판들 상의 또는 내의 결함을 검출하는 것은 고객들의 지속적으로 증가하는 요구들을 충족시키는 제품들을 생산하는 것의 중요한 요소이다. 생산 속도들에서 기판(예컨대, 유리 기판) 상의 또는 내의 결함들의 수 및/또는 크기를 정확하게 감지하는 능력은 상기 제작자에게 생산 수율을 불필요하게 희생함 없이 상기 고객이 필요한 품질 수준을 얻는 것을 보장함에 있어서 중요한 도구를 제공한다(그리고 그러므로 이익이 된다).

투명 기판들의 광학 검사를 수행하기 위한 비-이미징 코히렌트(coherent) 라인 스캐너 시스템을 사용하여 제조 중 결함들의 광학 검출에서 큰 발전이 이루어졌다. 이러한 시스템의 세부 사항은 2014년 12월 17일자로 출원되고, "비-이미징 코히렌트 라인 스캐너 시스템들 및 광학 검사를 위한 방법들"(대리인 문서 번호 SP13-396)이라고 명명된, 미국 특허 출원 14/573,157호에서 찾을 수 있고, 상기 전체 개시는 여기에 참조로 포함된다. 상기 전술한 시스템은 생산 중 투명 기판 상의 또는 내의 결함의 상기X-Y 좌표들(및 상기 크기 및 형상)을 신속하게 결정하는 능력을 제공한다. 상기 시스템은 수십 미크론밖에 되지 않는 피사계 심도(depth of field)를 갖는 종래의 검출 시스템들과 비교하여 매우 큰 피사계 심도를 나타내는 매우 정확하고, 복잡성이 낮고, 비용 효율적인 검출 솔루션을 제공하는 점에서 매우 우아하다. 그러므로, 상기 시스템은 대략 평면이지만, 또한 어느 정도 돔 형태이거나 그렇지 않으면 평면 밖으로 만곡된 기판들에 대한 사용을 허용한다.

일부 기판 응용 분야들, 특히 유리 기판들은, 상기 기판의 일면(소위 A면)이 그 대향면(소위 B면) 보다 훨씬 더 깨끗할(더 적은 수 및/또는 더 작은 크기의 결함들) 것을 요구한다. 예를 들어, 다운 스트림 생산 공정이 기판 표면에 매우 가깝게 통과하는(예컨대, 50um 이내) 프린트 헤드(또는 다른 물체)의 사용을 포함하는 경우, 돌출된 표면 범프 또는 외부 입자의 존재는 상기 프린트 헤드의 의도된 위치로부터의 편향 및 결과적인 생산 상의 결점을 야기할 수 있다. 또 다른 예에서, 다운 스트림 공정은 상기 기판에 적층될 물질의 추가 시트를 요구할 수 있고, 이는 상기 기판의 상기 표면이 결함들이 없고 및/또는 일정한 개수 및/또는 크기만의 결함들을 나타낼 것을 요구할 수 있다. 실제로, 돌출된 표면 범프, 외부 입자 및/또는 디보(divot)의 존재는 적층 중 보이드들 및 결과적인 층들의 불완전한 접합을 야기할 수 있다.

상기 전술한 광학 시스템은 결함의 상기 X-Y 좌표들을 결정하는 능력을 제공하는 반면, 3차원 공간에서 상기 결함의 Z-차원의 결정을 허용하지 않는다. 예를 들어, 이 시스템은 기판의 어느 면 상에 표면 결함이 위치할 수 있는지를 결정을 허용하지 않고, 표면 결함을 갖는 기판이 그럼에도 불구하고 다운 스트림 공정에서의 사용에 적합한 일 표면 (즉, A-측 표면)을 나타내는지의 여부를 결정하는 방식을 제공하지 않는다.

따라서, 광학 기술들을 사용하여 결함들을 위해 기판을 검사하고 이러한 결함들을 3차원으로 위치시키는 새로운 방법들 및 장치들에 대한 당업계의 필요들이 있다.

논의의 목적으로, 여기의 개시는 종종 유리로 형성된 기판을 포함하는 방법론들 및 장치를 지칭할 수 있으며; 그러나, 숙련된 기술자는 여기의 상기 방법론들 및 장치가 유리 기판들, 결정질 기판, 단결정 기판들, 유리 세라믹 기판들, 폴리머 기판들 등을 포함하는 수 많은 종류의 기판에 적용된다는 것을 인식할 것이다.

여기에 개시된 상기 방법들 및 장치는 제조 중 결함 검출을 위한 대한 세 가지 떠오르는 요구 사항들을 해결할 수 있는 능력을 제공한다: (i) 보다 적고 작은 크기의 외부 입자들 및/또는 결함들의 검출을 가능하게 하는 고정밀 측정 감도들; (ii) 매우 넓은 영역 및 높은 처리량으로 스캔하는 능력; 및 (iii) 예를 들어, 상기 기판의 어느 측면에 입자 및/또는 다른 결함이 위치 하는지를 알아내는 것과 같이, 상기 기판의 외부 입자 및/또는 다른 결함의 위치를 Z-차원에서 충분한 정밀도로 결정하기 위한 외부 입자 및/또는 다른 결함의 위치를 결정하는 능력.

여기에 개시된 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따르면, 방법들 및/또는 장치들은: 3 차원 카테시안(Cartesian) 좌표계 내에서 기판을 지지하기 위하여 제공되고, 이에 따라 (i) 상기 기판은 X-축에서의 폭 치수, Y-축에서의 높이 치수, 및 Z-축에서의 두께 치수를 갖고, 상기 두께 치수는 50 내지 250 미크론이고; (ii) 상기 X-축 및 Y-축은 상기 기판의 각각의 제1 및 제2 대향 주 표면들과 실질적으로 평행한 X-Y 평면을 정의하며; (iii) 상기 Z-축은 상기 장치의 대칭축이다. 상기 방법들 및/또는 장치들은 제1 광선이 상기 대칭축으로부터 +A도 각도로부터 지향되도록 제1 광원을 배향하고, 제2 광선이 상기 대칭축으로부터 -A도 각도로부터 지향되도록 제2 광원을 배향하기 위하여 제공된다.

상기 방법들 및/또는 장치들은 상기 기판을 통과하고, 상기 기판의 어느 결함들에 의해 영향을 받은 상기 제1 및 제2 광선을 검출하도록 구성된 적어도 하나의 검출기; 및 상기 결함들의 X, Y, 및 Z 위치들을 계산하도록 구성된 프로세서를 더 포함할 수 있다.

예로써, 상기 결함들은 상기 기판의 제1 및 제2 대향 주 표면들 중 적어도 하나의 표면 상에 하나 또는 그 이상의 표면 결함들을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 프로세서는 상기 표면 결함들이 각각 배치되는 상기 기판의 상기 제1 및 제2 대향 주 표면들 중 어느 표면에 있는지를 알아내기에 충분한 정밀도로 상기 표면 결함들의 X, Y, 및 Z 위치들을 계산하도록 구성될 수 있다.

다른 양상들, 특징들, 및 이점들은 여기에 첨부된 도면들과 관련하여 이루어진 설명으로부터 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 본 명세서 및 도면들에 개시된 다양한 특징들이 임의의 모든 조합들로 사용될 수 있음이 이해되어야 한다. 비 한정적인 예로서 상기 다양한 특징들이 다음의 양상들에서 설명되는 바와 같이 서로 결합될 수 있다:

제1 양상에 따르면,

3 차원 카테시안(Cartesian) 좌표계 내에서 기판을 지지하도록 구성된 이송 기구로서, (i) 상기 기판은 X-축에서의 폭 치수, Y-축에서의 높이 치수, 및 Z-축에서의 두께 치수를 갖고, 상기 두께 치수는 50 내지 250 미크론이고; (ii) 상기 X-축 및 Y-축은 상기 기판의 각각의 제1 및 제2 대향 주 표면들과 실질적으로 평행한 X-Y 평면을 정의하며; (iii) 상기 Z-축은 상기 장치의 대칭축인 이송 기구;

제1 광선이 상기 대칭축으로부터 +A도 각도로부터 지향되도록 배향된 제1 광원;

제2 광선이 상기 대칭축으로부터 -A도 각도로부터 지향되도록 배향된 제2 광원;

상기 기판을 통과하고, 상기 기판의 어느 결함들에 의해 영향을 받은 상기 제1 및 제2 광선을 검출하도록 구성된 적어도 하나의 검출기로서, 상기 결함들은 0.3 내지 50 미크론의 치수를 갖는 상기 적어도 하나의 검출기; 및

상기 결함들의 X, Y, 및 Z 위치들을 계산하도록 구성된 프로세서를 포함하는 장치가 제공된다.

제2 양상에 따르면,

상기 결함들은 상기 기판의 제1 및 제2 대향 주 표면들 중 적어도 하나의 표면 상에 하나 또는 그 이상의 표면 결함들을 포함할 수 있으며; 그리고

상기 프로세서는 상기 표면 결함들이 각각 배치되는 상기 기판의 상기 제1 및 제2 대향 주 표면들 중 어느 표면에 있는지를 알아내기에 충분한 정밀도로 상기 표면 결함들의 X, Y, 및 Z 위치들을 계산하도록 구성된 제1 양상의 장치가 제공된다.

제3 양상에 따르면,

상기 적어도 하나의 검출기는 광 감응 요소들의 (N × n) 어레이를 포함하고, N은 n보다 실질적으로 더 크고, 상기 N 개의 상기 광 감응 요소들이 실질적으로 Y-축으로 연장되도록 배향되고,

상기 이송 기구는 40cm/s 까지의 속도로 상기 X-축을 따라 상기 기판과 상기 적어도 하나의 검출기 사이의 상대 이동을 야기하도록 구성되며; 그리고

상기 적어도 하나의 검출기 및 상기 프로세서는 상기 X-축을 따라 상기 기판과 상기 적어도 하나의 검출기의 연속적인 상대 위치들에서 (N × n) 광 측정치들의 복수의 세트들을 검출하고 저장하도록 작동하며, 여기서 상기 결함의 상기 X, Y, 및 Z 위치들이 알려지는 양상 1 또는 양상 2의 장치가 제공된다.

제4 양상에 따르면,

상기 적어도 하나의 검출기가 한번에 기판을 통과한 상기 제1 및 제2 광선들 중 오직 하나만을 수신하도록 상기 제1 광선 및 상기 제2 광선이 시간-펄스화된(time-pulsed) 양상들 1 내지 3 중 어느 하나의 장치가 제공된다.

제5 양상에 따르면,

상기 적어도 하나의 검출기가 상기 기판을 통과한 상기 제1 광선과 상기 제2 광선 모두를 동시에 수신하도록 상기 제1 광선과 상기 제2 광선은 동시에 켜져있는 양상들 1 내지 3 중 어느 하나의 장치가 제공된다.

제6 양상에 따르면,

상기 결함들 각각은 상기 기판을 통과하는 상기 제1 광선의 제1 간섭, 및 상기 기판을 통과하는 상기 제2 광선의 제2 간섭을 야기시키고;

상기 제1 광선 및 상기 제2 광선은 실질적으로 다른 파장들을 가지며;

상기 적어도 하나의 검출기는 상기 실질적으로 다른 파장들에 개별적으로 민감하고; 그리고

상기 적어도 하나의 검출기 및 프로세서는 상기 제1 간섭으로부터 발생한 제1 프린지 패턴 및 상기 제2 간섭으로부터 발생한 제2 프린지 패턴을 측정하도록 협동하는 양상들 제1 내지 제5 중 어느 하나의 장치가 제공된다.

제7 양상에 따르면,

상기 제1 광선이 상기 기판을 통과하기 전에 통과하도록 배치된 제1 편광기;

상기 제2 광선이 상기 기판을 통과하기 전에 통과하고 상기 제1 광선에 대해 수직하게 편광되도록 배치된 제2 편광기를 더 포함하고; 그리고

상기 적어도 하나의 검출기는 상기 실질적으로 다른 편광들에 대해 개별적으로 민감한 양상들 제1 내지 제6 중 어느 하나의 장치가 제공된다.

제8 양상에 따르면,

상기 결함들 각각은 상기 기판을 통과하는 상기 제1 광선의 제1 간섭, 및 상기 기판을 통과하는 상기 제2 광선의 제2 간섭을 야기시키고;

상기 적어도 하나의 검출기 및 프로세서는 상기 제1 간섭으로부터 발생한 제1 프린지 패턴 및 상기 제2 간섭으로부터 발생한 제2 프린지 패턴을 측정하도록 협동하며; 그리고

상기 프로세서는 (i) 각 결함의 상기 각각의 제1 및 제2 프린지 패턴들의 적어도 X, Y, 위치들을 계산하고, 그리고 (ii) 상기 각각의 제1 및 제2 프린지 패턴들의 상기 적어도 X, Y, 위치들에 기초하여 각 결함의 Z 위치를 계산하도록 구성되되, 여기서 각 결함의 상기 Z 위치는 기준 위치와 관련된 결함 사이의 Z-축을 따른 거리인 양상들 제1 내지 제7 중 어느 하나의 장치가 제공된다.

제9 양상에 따르면,

상기 적어도 하나의 검출기는 X-Y 평면 내에 배향되고; 그리고

각 결함의 상기 Z 위치는 다음의 관계식에 의해 계산되고 L = D/(2*tan(A))여기서, D는 상기 각각의 제1 및 제2 프린지 패턴들의 상기 적어도 X, Y, 위치들 사이의 거리인 양상들 제1 내지 제8 중 어느 하나의 장치가 제공된다.

제10 양상에 따르면,

상기 제1 및 제2 광원들로부터의 상기 제1 및 제2 광선들을, 각각, 시준된(collimated) 방식으로 상기 기판을 향하여 지향시키도록 구성된 적어도 하나의 시준 렌즈(collimating lens)를 더 포함하는 양상 8 또는 양상 9의 장치가 제공된다.

제11 양상에 따르면,

상기 제1 및 제2 광원들은 상기 Y-Z 평면 내에서 팬(fan) 특성들을 나타내도록 각각 상기 제1 및 제2 광선들을 생산하도록 구성되고; 그리고

상기 적어도 하나의 시준 렌즈는 상기 X-축과 비교하여 상기 Y-축에서 긴 치수를 가지며, 각각이 상기 팬 특성들을 갖는, 상기 제1 및 제2 광선들을, 시준된 방식으로 상기 기판을 향하여 지향시키도록 상기 Y, Z 축으로 형성된 원통형 렌즈인 양상 10의 장치가 제공된다.

제12 양상에 따르면,

상기 제1 및 제2 광원들은 상기 제1 및 제2 광선들이 실질적으로 상기 Y-Z 평면 내의 상기 +A 및 -A 각도들로부터 지향되도록 배향되는 양상 11의 장치가 제공된다.

제13 양상에 따르면,

상기 제1 광원에 대해 실질적으로 수직한 배향으로 위치된 입력 표면을 가지고, 상기 제1 광원으로부터의 상기 제1 광선을 상기 기판을 향하여 시준된 방식으로 지향시키도록 구성된 제1 시준 렌즈; 및

상기 제2 광원에 대해 실질적으로 수직한 배향으로 위치된 입력 표면을 가지고, 상기 제2 광원으로부터의 상기 제2 광선을 상기 기판을 향하여 시준된 방식으로 지향시키도록 구성된 제2 시준 렌즈를 더 포함하는 양상 8의 장치가 제공된다.

제14 양상에 따르면,

상기 제1 및 제2 광원들은 상기 Y-Z 평면 내에서 팬(fan) 특성들을 나타내도록 각각 상기 제1 및 제2 광선들을 생산하도록 구성되고; 그리고

상기 제1 및 제2 시준 렌즈들은 각각 상기 X-축과 비교하여 상기 Y-축에서 긴 치수를 가지며, 각각이 상기 팬 특성들을 갖는, 상기 제1 및 제2 광선들을, 시준된 방식으로 상기 기판을 향하여 지향시키도록 상기 Y, Z 축으로 형성되는 원통형 렌즈들인 양상 13의 장치가 제공된다.

제15 양상에 따르면,

상기 제1 광원 및 상기 제1 시준 렌즈의 상기 입력 표면에 수직한 입력 축은 상기 대칭축을 +a의 각도로 횡단하는 제1 평면 내에 놓이고;

상기 제2 광원 및 상기 제2 시준 렌즈의 상기 입력 표면에 수직한 입력 축은 상기 대칭축을 -a의 각도로 횡단하는 제2 평면 내에 놓이고;

각각의 상기 제1 및 제2 시준 렌즈들로부터의 상기 제1 광선 및 상기 제2 광선 각각은 상기 각각의 제1 및 제2 평면들과 실질적으로 동일 평면이며, 상기 적어도 하나의 검출기 상의 상기 Y축과 평행한 단일 선 상에 실질적으로 충돌하는 양상 14의 장치가 제공된다.

제16 양상에 따르면,

상기 적어도 하나의 검출기는:

입력 표면이 상기 시준된 제1 광선에 수직하게 지향되도록 배향된 제1 검출기;및

입력 표면이 상기 시준된 제2 광선에 수직하게 지향되도록 배향된 제2 검출기를 포함하는 양상 14의 장치가 제공된다.

제17 양상에 따르면,

각각의 상기 제1 및 제2 검출기들은 광 감응 요소들의 (N × n) 어레이를 포함하고, N은 n보다 실질적으로 더 크고, 상기 N 개의 상기 광 감응 요소들이 각각의 제1 및 제2 시준 렌즈들과 실질적으로 평행하게 연장되는 양상 16의 장치가 제공된다.

제18 양상에 따르면,

각 결함의 상기 Z 위치는 다음의 관계식에 의해 계산되고: L=(S1-S2) / (2*cos (A) *tan (A));

S1은 기준선으로부터 그리고 상기 제1 검출기의 상기 입력 표면을 따라, 상기 제1 검출기의 상기 입력 표면 상의 상기 제1 간섭으로부터 발생한 상기 제1 프린지 패턴을 나타내는 위치까지의, 거리의 표기이고;

S2는 상기 기준선으로부터 그리고 상기 제2 검출기의 상기 입력 표면을 따라, 상기 제2 검출기의 상기 입력 표면 상의 상기 제2 간섭으로부터 발생한 상기 제2 프린지 패턴을 나타내는 위치까지의, 거리의 표기이고;

상기 기준선은 상기 제1 및 제2 검출기들의 각각의 입력 표면들이 동일 평면 상에 있는 상기 X-축에 평행하게 연장되는 선의 표기이며;

그리고 L은 상기 기판에 평행한 기준면으로부터 각 이러한 결함에 대한 수직 거리로서, 상기 기준면은 상기 기판과 평행한 양상 16의 장치가 제공된다..

제19 양상에 따르면,

3 차원 데카르트 좌표계 내에서 기판을

(i) 상기 기판이 X-축의 폭 치수, Y-축의 높이 치수, 및 Z-축의 두께 치수를 갖고; 상기 두께 치수가 50 내지 250 미크론이며; (ii) 상기 X-축 및 Y-축은 상기 기판의 각각의 제1 및 제2 대향 주 표면들과 실질적으로 평행한 X-Y 평면을 정의하며; (iii) 상기 Z-축은 상기 장치의 대칭축이도록 지지하는 단계;

상기 대칭축으로부터 상기 기판을 향하여 +A도의 각도로부터 제1 광선을 지향시키는 단계;

상기 대칭축으로부터 상기 기판을 향하여 -A도의 각도로부터 제2 광선을 지향시키는 단계;

상기 기판을 통과하고, 상기 기판의 어느 결함들에 의해 영향을 받은 상기 제1 및 제2 광선을 검출하는 단계로서, 상기 결함들은 0.3 내지 50 미크론의 치수를 갖는 단계; 및

상기 결함들의 X, Y, 및 Z 위치를 계산하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

제20 양상에 따르면,

상기 결함들은 상기 기판의 상기 제1 및 제2 대향 주 표면들 중 적어도 하나의 상에 하나 또는 그 이상의 표면 결함들을 포함할 수 있으며; 그리고

상기 표면 결함의 상기 X, Y, 및 Z 위치들의 상기 계산은 상기 표면 결함들 각각이 기판의 상기 제1 및 제2 대향 주 표면들 중 어느 표면 상에 배치되는지를 알아내기에 충분한 정밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 양상 19의 방법이 제공된다.

제21 양상에 따르면,

상기 기판을 X 방향으로 40cm/s 까지의 속도로 이동시키는 단계를 더 포함하는 양상 19 또는 양상 20의 방법이 제공된다.

예시의 목적을 위해, 청구된 상기 장치들 및 방법들의 실시예들의 예시들인 도면들에 도시된 형태들이 있지만, 이해되는 바는, 그러나, 여기에 개시되고 설명된 상기 실시예들은 도시된 정확한 배열들 및 수단들에 제한되지 않는다.
도 1은 대체로 평면인 기판의 2개의 도면을 제공하며, 상기 제1 도면은 상기 기판의 가시적인 주 표면이고(X-Y 평면에서), 상기 제2 도면은 상기 기판이 상기 기판의 상기 주 표면들 중 하나에서 결함을 나타내는 측면도이다.
도 2는 결함들을 위해 상기 기판을 검사하고 이러한 결함들을 3 차원으로 위치시키는 광학 시스템의 일 실시예의 개략적인, 측면도이다.
도 3은 상기 기판의 상기 하나의 주 표면상의 상기 결함에 의해 생산된 검출된 광학 간섭 패턴을 나타내는 시각적 이미지이다.
도 4는 결함들을 위해 기판을 검사하고 이러한 결함들을 3 차원에서 위치시키기 위한 광학 시스템의 다른 실시예의 개략적인 측면도이다.
도 5는 결함들을 위해 기판을 검사하고 이러한 결함들을 3 차원에서 위치시키기 위한 광학 시스템의 또 다른 실시예의 개략적인 측면도이다.
도 6은 도 5의 광학 시스템의 평면도이다.
도 7은 결함들을 위해 기판을 검사하고 이러한 결함들을 3 차원에서 위치시키기 위한 광학 시스템의 또 다른 실시예의 개략적인 측면도이다.
도 8은 상기 기판의 상기 하나의 주 표면상의 상기 결함의 결과인 특정 측정 위치들 및 3 차원에서 상기 결함의 상기 위치를 결정하는데 사용되는, 도 7의 상기 시스템의 상기 장치의 특정 물리적 특성들의 기하학적 도시이다.

논의의 목적들을 위해, 이하에서 논의되는 하기의 실시예들은 유리 기판과 같은, 기판(10)의 테스트를 지칭한다. 도 1은 일반적으로 평평한 기판(10)의 두 개의 도면들을 제공하고, 상기 제1 도면(상기 도면의 좌측의)은 기판의 가시적인 주 표면(12)에 수직인 관점으로부터이며, 제2 도면(상기 도면의 우측의)은 그것의 제1 및 제2 주 표면들(12, 14)을 도시하는 상기 기판(10)의 측면도이다. 상기 기판(10)은 X-축의 폭 치수, Y-축의 높이 치수, 및 Z-축의 두께 치수(데카르트 좌표계 내의)를 갖는 유리 시트로부터 형성될 수 있다. 특히, 상기 X-축 및 Y-축은 X-Y 평면을 정의하고, 이는 여기에서 평면 내 존재 및/또는 상기 기판(10)을 위한 평면 내의 기준을 정의하는 것으로 언급될 수 있다.

일반적으로, 상기 기판(10)은 직사각형, 정사각형, 직선 및/또는 곡선 가장자리들을 포함하는 불규칙 형과 같은 임의의 형상일 수 있다. 또한, 상기 기판(10)은 실질적으로 평평하거나(즉, 도시된 바와 같이 평면) 또는 이것은 그 두께에 어느 정도 곡률 및/또는 불규칙성을 포함할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 상기 기판(10)은 임의의 수의 물질들로 형성될 수 있고 약 50㎛(마이크론 또는 마이크로 미터) 내지 약 250㎛의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 기판은 약 50 미크론 내지 약 150 미크론의 두께를 가질 수 있다.

즉, 상기 시스템의 상기 구성은 약 0.3 미크론 내지 약 50 미크론의 크기를 갖는 입자들을 검출할 수 있고, 그들이 상기 기판의 어느 면 상에 위치하는지 구분할 수 있다. 과거에, 이 기판의 두께(50 내지 250 미크론)에 대해, 검사 장비는 이 크기의 기판 입자들(약 0.3 미크론 내지 약 50 미크론)이 상기 기판의 어느 측면에 위치하는지 구별할 수 없었다. 상기 기판(10)은 측정 목적들을 위해 적어도 일부 파장들의 광에 대해 적어도 부분적으로 투명한 물질로 형성될 수 있다(여기에서 뒤에서 더욱 자세하게 논의되는 바와 같다). 일부 실시예들에서, 상기 기판(10)은 측정 목적을 위해 적어도 일부 파장의 광에 대해 실질적으로 투명한 재료로 형성된다. 여기의 개시는 유리(투명 재료의 일례)로 형성된 기판들(10)을 포함하는 방법들 및 장치들을 언급할 수 있다; 하지만, 숙련된 기술자는 여기의 상기 방법론들 및 장치들이 유리 기판들, 결정질 기판들, 단결정 기판들, 유리 세라믹 기판들, 중합체 기판들 등을 포함하는 수많은 재료의 기판들에 적용된다는 것을 이해할 것이다. 또한, 여기의 방법론들 및 장치들은 상이한 유리 기판들의 라미네이트들(laminates), 유리 및 중합체 기판의 라미네이트들, 등과 같은 이러한 물질들의 조합들로 형성된 기판들에 적용될 수 있다.

특히, 상기 기판(10)은 그의 제1 주 표면(12)상의 결함(20)을, 이 예에서 표면 결함, 나타낼 수 있다. 비록, 상기 표면 결함(20)이 여기서 논의의 초점이 될지라도, 상기 기판(10) 상의 또는 내의 다른 결함들을 포함하는, 임의의 수 및/또는 유형들의 결함들이 존재할 수 있음이 이해된다. 일반적으로, 결함들은 범프들, 함몰들, 자국들(indents), 딤플들(dimples), 버블들, 내포물들(inclusions), 표면 오염물, 상기 기판 상의 또는 내의 외부 입자들 등을 포함할 수 있다.

도 2는 결함들을 위해 상기 기판(10)을 검사하고 그러한 결함들을 3 차원으로 위치시키는 광학 시스템(100-1)의 일 실시예의 개략적인 측면도이다. 상기 시스템(100-1)은 상기 X-Y 평면이 상기 기판(10)의 상기 각각의 제1 및 제2 대향 주 표면들(12, 14)과 실질적으로 평행하도록, 3 차원 데카르트 좌표계 내에서 상기 기판(10)을 지지하기 위한 기구(102)를 포함한다. 상기 Z-축은 상기 시스템(10)의 대칭축(AS)을 정의한다(점선으로 도시됨).

상기 시스템(100-1)은 또한 제1 및 제2 광원들(104-1, 104-2)을 포함하며, 이들은 각각의 제1 및 제2 광선들(106-1, 106-2)을 상기 기판(10)을 향하여 그리고 통하여 지향시키는 방식으로 배치된다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 제1 및 제2 광원들(104-1, 104-2) 중 하나 또는 그 이상은 상기 방출된 제1 및 제2 광선들(106-1, 106-2)이 상기 광선이 소스로부터 멀리 전파할 때 중심축으로부터 분기하는 좁은 코히렌트(coherent) 레이저-라인(laser-line) 광선을 특징으로 하는 방식으로 레이저 소스(다이오드 레이저와 같은) 및 상기 레이저의 다운 스트림에 배치된 하나 또는 그 이상의 광학 요소들(예를 들어, 다이오드 레이저로부터의)을 사용하여 구현될 수 있다. 또 다른 예에 따르면, 상기 방출된 제1 및 제2 광선(106-1, 106-2) 각각은 상기 Y-Z 평면에 실질적으로 평행한 팬(fan)-형상의 광선의 형태이고, 그리고 상기 X-축에서 상대적으로 좁은 치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 방출된 제1 및 제2 광선(106-1, 106-2) 각각은 약 0.25인치(6.5mm), 약 0.5인치(13mm), 또는 약 0.375 인치(9.5mm)의 선 폭을 가질 수 있다. 예로서, 상기 전술한 제1 및 제2 광선들(106-1, 106-2)은 점 레이저 다이오드 및 다운 스트림 광학 팬 발생기를 채용함에 의해 얻어질 수 있다.

상기 제1 및 제2 광원들(104-1, 104-2)은 상기 기판(10) 상의 또는 내의 임의의 결함들의 위치들을 검출하고 측정하는 정확도를 향상시키기 유리한 방식으로 배향될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 광원(104-1)은 상기 제1 광선(106-1)이 상기 대칭축(AS)으로부터 +A도 각도로부터 지향되도록 배향될 수 있으며, 반면 상기 제2 광원은 상보적인 방식으로; 즉, 상기 제2 광선(106-2)이 상기 대칭축(AS)으로부터 -A 각도로부터 지향되도록 배향된다. 예시의 목적들을 위해, + A, -A의 각도는 하나의 호로서 도시되어 있고, 도 2에는 2A로 표시되어있다. 이 예에서, 상기 제1 및 제2 광원(104-1, 104-2)은 상기 Y-Z 평면에서 실질적으로 동일 평면의 방식으로 배향된다.

상기 시스템(100-1)은 상기 각각의 제1 및 제2 광선들(106-1, 106-2)을 상기 기판(10)을 향하여 그리고 통하여 변형하거나 및/또는 지향하는 것을 돕는 광학 요소(110)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 광선들(106-1, 106-2)이 상기 기판(10) 상에 입사할 때 실질적으로 시준되도록(collimated), 적어도 하나의 시준(collimating) 렌즈(110)가 상기 Y-Z 평면 내에서 어느 정도의 시준(collimation)을 제공하도록 채용될 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 시준 렌즈(110)는 상기 Y-축에서 긴 치수를 가지며(X-축과 비교하여), 상기 기판(10)을 향해 진행하는 시준된 제1 및 제2 광선들(108-1, 108-2)을 생산하도록 상기 Y-Z 평면 내에 형성된, 원통형 렌즈를 사용하여 구현될 수 있다.

도시된 바와 같이 상기 Y-축과 실질적으로 평행하게 정렬되는, 오직 하나의 시준 렌즈(110)가 채용될 때, 상기 시준된 제1 및 제2 광선들(108-1, 108-2)은, 각각, +A 및 -A의 각도로 배향된 상기 제1 및 제2 광원들(104-1, 104-2) 때문에, 각각의 각도들로 상기 기판(10)에 입사될 것이다. 이러한 입사의 각도들은 최적이 아니지만, 신중한 설계는 그럼에도 불구하고 상기 측정에서 수용 가능한 정밀도의 결과가 나올 수 있다.

상기 시스템(100-1)은 또한 상기 기판(10)을 통과하고 임의의 결함들(결함 20과 같은)에 의해 영향을 받은 상기 제1 및 제2 광선들(108-1, 108-2)을 검출하도록 구성된 적어도 하나의 검출기(112)를 포함할 수 있다. 예로서, 상기 적어도 하나의 검출기(112)는 광 감응 요소들의 어레이를 포함할 수 있고, 이는 입사광의 특성들에 비례하는 특성들을 갖는 전기 신호들을 생산한다. 상기 도시된 실시예에서, 상기 적어도 하나의 검출기(112)는 광 감응 요소들의(N × n) 어레이를 사용하여 구현될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, N 및 n은, 상기 기판(10)의 전체 X-Y 치수들만큼 크거나, 그보다 더 큰, 어레이를 산출하는 것과 같이, 한번에 상기 기판(10)으로부터의 정보를 전달하는 광 전체에 응답할만큼 충분히 큰 어레이를 나타내기에 충분한 수일 수 있다. 이러한 배열 하에서, 상기 검출기(112)에 입사하는 정보를 전달하는 광의 전체 측정은 하나의 데이터 수집 스캔에서 얻어질 수 있다. 다른 한편으로, N 및/또는 n이 한번의 스캔에서 상기 기판(10)으로부터의 상기 정보를 전달하는 광 전체에 응답하기에는 너무 작은 어레이를 생성하는, 충분한 수가 아닌 경우, 모든 관련된 정보를 수집하도록 다중 스캔이 채용될 수 있다.

예를 들어, 하나 또는 이상의 실시예들에서, N은, 상기 N 개의 감 광 요소들이 상기 Y-축에 대체로 평행한 선으로 연장되도록 배향된, N×1 라인 어레이를 생성하도록 n = 1과 같이, n보다 실질적으로 더 클 수 있다. 예로서, N×1 라인 어레이 검출기(112)는 90kHz 선 속도 및 1 기가 픽셀 처리량(Teledyne DALSA, 온타리오, 캐나다로부터 이용 가능한 것과 같이)에서 작동할 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 검출기(112)가 라인 어레이로 구현될 때 상기 기판(10)으로부터의 모든 상기 정보를 운반하는 광에 응답하도록 복수의 스캔들이 채용될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 기구(102)는 상기 X-축을 따라 상기 기판(10)과 상기 검출기(112) 사이의 상대적 이동을 야기하도록 구성된, 수송 기능을 채용할 수 있다. 예를 들어, 상기 기구(102)는 각각의, 순차적인 시간들(스캔들)에서, 상기 검출기(112)가 상기 기판(10)을 통과한 상기 검출기(112)에 입사하는 각각의 N×1 슬라이스들의 정보를 운반하는 광에 응답할 수 있도록, 상기 고정된, 검출기(112)를 지나 상기 X-축을 따라서 상기 기판(10)을 이동시키도록 작동할 수 있다. 예를 들어, 상기 기구(102)는 40cm/s까지의 속도로 상기 X-축을 따라 상기 기판(10)을 이동시킬 수 있다; 이 속도에서, 상기 검출기(112)는 약 50 내지 약 250 미크론의 두께를 갖는 기판상에서 약 0.3 미크론 내지 약 50 미크론의 크기를 갖는 입자들의 상기 위치를 구별하기 위해(3 차원 공간, 특히 상기 Z 방향, 상기 입자가 상기 기판의 한 면 상에 대(versus) 그 반대면 상에 있는지 여부 포함) 여전히 작동할 수 있다.

상기 시스템(100-1)은 상기 기판(10)을 통과하여 상기 검출기(112)에서 수신된 정보를 운반하는 광에 기초하여 또한 상기 기판(10) 상의 및/또는 내의 상기 결함들의 X, Y, 및 Z 위치들을 계산하도록 구성된 프로세서(114)를 포함할 수 있다.

위에서 논의된 상기 예와 관련하여, N×1 어레이의 광 감응 요소들을 채용, 상기 프로세서(114), 검출기(112), 기구(102), 및 광원(104)은 상기 기판(10)의 연속적인 상대적 X-축 위치들에서(N × 1) 측정들의 복수의 세트들(스캔들 또는 프레임들)을 검출하고 저장하도록 동기화하여 작동할 수 있고, 여기서 임의의 결함들의 상기 X, Y, 및 Z 위치들이 알려진다. 결함들의 이러한 X, Y, 및 Z 위치들을 알아내기 위한 상기 특정 프로세스들에 대한 세부 사항들은 여기에서 뒤에 논의될 것이다.

상기 프로세서(114)는 당 업계에서 이용 가능한 임의의 공지된 기술을 사용하는 것과 같은 적절한 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다. 그러한 하드웨어는 이용 가능한 디지털 회로, 소프트웨어 및/또는 펌웨어 프로그램들을 실행하도록 작동 가능한 공지된 임의의 마이크로 프로세서, 프로그램 가능 판독 전용 메모리들(PROM)과 같은, 하나 또는 그 이상의 프로그램 가능한 디지털 장치들 또는 시스템들, 프로그램 가능 어레이 논리 장치들(PAL) 등을 채용할 수 있다. 또한, 상기 프로세서(114)의 다양한 기능은 메모리 칩 등과 같은 하나 또는 그 이상의 적합한 저장 매체 상에 저장될 수 있는 소프트웨어 및/또는 펌웨어 프로그램(들)에 의해 구현될 수 있다.

하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 상기 프로세서(114)는 프레임 그래버(frame grabber)(Teledyne DALSA로부터 또한 이용 가능한, Xcelera-HS PX8 Teledyne 프레임 그래버와 같은) 및 적절한 소프트웨어 프로그램을 수행할 수 있는 종래의 데스크탑 컴퓨터 또는 워크 스테이션을 포함할 수 있다. 이러한 배열은 상기 데스크탑 컴퓨터가 상기 프레임 그래버로부터 복수의 디지털 프레임들(순차적 스캔들)의 상기 처리를 수행하도록 야기한다. 위에서 언급했듯이, 이러한 각 스캔은 (i) 상기 검출기(112)에 대해 상기 X-축을 따라 특정 위치로 상기 기판(10)을 이동시키는 기구(102); (ii) 상기 기판(10)을 통과한 정보를 전달하는 광의 슬라이스의 특성인, 상기 프레임 그래버로부터 정보의 프레임(예컨대, 상기 검출기(112)로부터의 N × 1 스캔)을 얻는 단계; (iii) 상기 데스크탑 컴퓨터의 상기 메모리에 상기 정보의 프레임을 저장하는 단계; 및 (iv) 상기 복수의 저장된 정보의 프레임들이 상기 기판(10)을 특징짓는 상기 정보를 전달하는 광의 완전한 세트를 제공할 때까지 상기 X-축을 따라 상기 기판(10)의 연속적인 증분 이동들을 위해 상기 단계들을 반복하는 단계를 포함한다. 그 후, 상기 데스크탑 컴퓨터는 상기 기판(10) 상의 및/또는 내의 임의의 결함들의 상기 X, Y, 및 Z 위치들을 확인하기 위한 프로세스를 실행하도록 채용될 수 있다.

상기 기판(10) 상의 및/또는 내의 임의의 결함들의 상기 X, Y, 및 Z 위치를 알아내는 절차는 상기 기판(10)의 소위 간섭 이미지를 생산하는 단계를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 프로세서(114)는 상기 검출기(112)에 의해 획득되고 상기 프로세서(114)에 의해 수집된 정보를 전달하는 광의 하나 또는 그 이상의 프레임들(또는 스캔들)로부터 간섭 이미지를 어셈블링하도록 구성될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 간섭 이미지는 종래의 의미에서 상기 기판(10)의 시각 이미지가 아니고, 오히려 상기 기판(10)상의 및/또는 내의 임의의 결함들에 의해 영향을 받는 기판(10)의 표상이다.

상기 기판(10)의 상기 간섭 이미지는 상기 시스템(100-1)의 다음의 특성들 및 기능으로부터 기인한다. 상기 각각의 시준된 제1 및 제2 광선(108-1, 108-2)은 각각의, 실질적으로 평면인 광 파면들을 근사적으로 생산한다(상기 각각의 입사하는 제1 및 제2 광선들(106-1, 106-2)의 상기 각각의 각도 및/또는 다른 영향들로 인해 근사적). 상기 각각의, 실질적으로 평면인 광 파면들은 그 후 상기 기판(10)을 통과하고, 그리고 임의의 결함(상기 결함(20)과 같은)을 포함하는 상기 기판(10)의 특성들에 의해 영향을 받는다. 어떠한 결함들이 없는, 대체로 평면인(또는 오직 완만하게 만곡된) 상기 기판(10)을 가정하면, 상기　기판(10)을 빠져나와 상기 검출기(10)에 충돌하는 상기 광은 각각의, 실질적으로 평면인 광 파면들을 특징으로 할 것이다. 상기　프로세서(114) 내의 적절한 데이터 처리는 결함들에 관한 정보가 없는 것을 특징으로 하는 간섭 이미지를 산출하는, 이러한 실질적으로 평면인 광 파면들의 상기 특성들에 대해 보정될 수 있다(상기 결함들의 영향 없이). 상기 결함(20)의 존재는, 그러나, 상기 기판(10)을 통과하고 상기 결함(20)에 의해 재지향되는 평면의 광 파면들로부터 기인한 각각의 간섭 파면들(109-1, 109-2)을 생산한다. 상기 평면의 광 파면들의 상기 재지향은(상기 간섭 파면들(109-1, 109-2)을 산출하는) 상기 결함(20)의 상기 특성들 및 상기 제1 및 제2 광원들(104-1, 104-2)의 상기 각도들 +A, -A의 함수이다.

도 3은 상기 기판(10)의 상기 제1 주 표면(12) 상의 상기 결함(20)에 의해 생산된 간섭 이미지의 개략적인 도시이다. 특히, 상기 단일 결함(20)은 한 쌍의 간섭 파면들(109-1, 109-2)을 생성하고, 이는 도 3에 도시되어 있듯 차례로 각각의 제1 및 제2 프린지 패턴(116-1, 116-2)(또는 신호들)을 생산하는 방식으로 상기 검출기(112)의 상기 광 감응 요소들을 활성화시킨다. 상기 프로세서(114)는 (i) 상기 결함(20)의 상기 크기 및/또는 형상; 및/또는 (ii) 3 차원 공간에서 상기 결함(20)의 정확한 위치(특히 상기 Z 위치)와 같은 상기 결함(20)의 임의의 개수의 특성들을 결정하기 위해 상기 간섭 이미지를 분석하도록 구성될 수 있다.

검출된 결함의 상기 크기 및/또는 형상에 관해서, 상기 제1 및 제2 프린지 패턴(116-1, 116-2)은 광 중심, 및 상기 중심으로부터 방사상 거리가 증가함에 따라 세기가 감소하는 대략 원형인 리플들을 특징으로 할 수 있다. 이러한 징후는 범프(bump) 등과 같은 특정 유형의 결함을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 이러한 결함은 그 결과 광 중심을 초래하도록, 광을 상기 검출기(112) 상에 집중시키도록 작용할 수 있다. 상기 대략 원형인 중심 및 리플들은 상기 대응하는 결함이 대체로 원형인 것으로 나타낼 수 있고 및/또는 실질적으로 점과 같은 결함인 것 같은 징후를 생성할 정도로 작을 수 있음을 나타낼 수 있다. 도시되지 않은, 다른 예는, 어두운 중심을 특징으로 하는 제1 및 제2 프린지 패턴들을 생산할 수 있고, 그리고 대략 원형인 리플들은 상기 중심으로부터의 방사상 거리가 증가함에 따라 세기가 감소한다. 이러한 징후는 함몰, 자국, 딤플 등을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 이러한 결함은 광을 분산시켜, 그에 따라 어두운 중심을 초래하는 소형 부 렌즈(negative lens)로서 작용할 수 있다. 상기 프로세서(114)는 상기 측정된 결함의 상기 크기와 모양을 적당한 정도의 정확도로 알아내도록 상기 기판(10)과 상기 검출기(112) 사이의 거리, 및 상기 제1 및 제2 광선(106-1, 106-2)의 파장(들) 및 또는 다른 파라미터들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 광학 기술 분야에 공지된 표준 간섭 및 회절 방법들이 이러한 목적들을 위해 채용될 수 있다.

3 차원에서의 상기 결함(20)의 상기 정확한 위치와 관련하여, 상기 프로세서(114)는 3 차원 공간에서 결함(20)의 상기 X, Y, Z 위치를 계산하도록 상기 제1 및 제2 프린지 패턴들(116-1, 116-2)의 상기 X-Y 위치들뿐만 아니라, 상기 시스템(100-1) 및 상기 기판(10)(상기 결함(20)을 포함)의 기하학적 특성들을 채용할 수 있다. 상기 제1 및 제2 프린지 패턴(116-1, 116-2)의 징후가 상당한 크기의 각 영역들에 걸쳐있을 수 있기 때문에, 상기 프로세서(114)는 상기 제1 및 제2 프린지 패턴들(116-1, 116-2) 각각의 중심을 알아내고, 후속 계산들에서 상기 패턴들(116)의 상기 위치로서 그러한 중심의 위치를 사용하도록 이용 가능한 수학적 알고리즘들을 활용할 수 있다.

예로서, 상기 프로세서(114)는 도 3의 상기 간섭 이미지 내의 상기 제1 및 제2 프린지 패턴들(116-1, 116-2)의 상기 X 위치를 결정함으로써 상기 결함(20)의 X 위치를 알아낼 수 있다. 실제로, 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 상기 제1 및 제2 광원들(104-1, 104-2) 및 검출기(112)(라인 어레이로서 구현된)는 Y-Z 평면에서 대략 동일 평면 상에 있을 수 있고, 상기 기판(10) 상의 상기 결함(20)의 상기 X 위치에 직접 대응하는 도 3의 상기 간섭 이미지에서 상기 제1 및 제2 프린지 패턴(116-1, 116-2)의 특정 X 위치들을 산출한다.

추가 예로서, 상기 프로세서(114)는 도 3의 상기 간섭 이미지에서 상기 제1 및 제2 프린지 패턴들(116-1, 116-2)의 상기 각각의 Y 위치들을 분석함으로써 상기 결함(20)의 상기 Y 위치를 확인할 수 있다. 이러한 분석은 상기 +A 및 -A 각도들, 상기 시스템의 상기 대칭축(AS)으로부터 상기 결함(20)의 상기 Y 방향으로의 오프셋 등과 같은 특정 기하학적 인자들을 채용할 수 있다.

추가 예로서, 상기 프로세서(114)는 또한 상기 제1 및 제2 프린지 패턴들(116-1, 116-2)의 상기 각각의 X, Y 위치들의 추가 분석에 의해 상기 결함(20)의 상기 Z 위치를 알아낼 수 있다. 이러한 분석에 기하학의 원리들을 채용하면, 상기 결함(20)의 상기 Z 위치는 다음의 관계식에 의해 기술됨을 산출한다: L = D / (2 * tan (A)), 여기서, D는 도 3의 상기 각각의 제1 프린지 패턴(116-1)과 제2 프린지 패턴(116-2) 사이의 거리이다. 특히, 상기 프로세서(114)에 의해 채용된 상기 결함(20)의 상기 X, Y, 및 Z 위치들을 알아내는 상기 기술들은 상기 결함(20)이 상기 기판(10)의 상기 제1 및 제2 대향 주 표면들(12, 14) 중 어느 표면 상에 배치되는지 알아내기에 충분한 정밀도를 가질 수 있다. 실제로, 상기 정밀도는 또한 결함이 위치한 상기 기판(10) 내의 특정 깊이를 결정하기에 충분할 수 있다. 이러한 정보는 상기 기판(10)이 다운 스트림 공정들 및/또는 응용 분야들을 위해 상기 기판(10)의 A면 및 B면을 설정하기에 충분한 품질을 나타내는지 여부를 확인하는데 사용될 수 있다.

상기 프로세서(114)가 상기 광원들(104-1, 104-2)의 구현과 관련된 밝은/어두운 스폿들로 인한 생성물들과 같은, 상기 간섭 이미지 내의 바람직하지 않은 생성물들을 감소 및/또는 제거하는데 채용될 수 있음을 유의해야 한다. 예를 들어, 상기 프로세서(114)는 상기 검출기(112)에 의해 얻어지고 상기 프로세서(114)에 의해 수집된 정보를 운반하는 광의 일련의 프레임들(또는 스캔들)로부터 상기 입력 데이터를 정규화하도록 프로그램될 수 있다. 하나의 이러한 정규화 알고리즘은 복수의 스캔들에, 예를 들어 100 스캔들, 걸쳐 입력 데이터를 평균화하는 단계(픽셀 단위), 및 그 후 상기 입력 스캔들의 데이터에 상기 평균의 역수를 곱하는 단계를 포함한다. 이러한 정규화 알고리즘은 상기 간섭 이미지 내의 상기 전술한 밝은/어두운 스폿들 및/또는 많은 다른 유형의 배경 잡음들의 영향을 감소 및/또는 제거 할 것이다.

상기 대안적 시스템의 상기 대안적 구현예들(및 실제로 여기에 개시되고 이로부터 유도된 다른 실시예들) 중에 상기 제1 및 제2 광원들(104-1, 104-2)과 상기 검출기(112) 사이의 상호 작용에 대한 고려 사항들이 있다. 예를 들어, 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 상기 제1 및 제2 광원들(104-1, 104-2)은 임의의 하나의 시간 주기에서 오직 하나의 광원이 온(ON) 되도록 펄스화될 수 있으며, 따라서 상기 검출기(112)는 임의의 어느 때에 상기 기판(10)을 통과한 상기 제1 및 제2 광선들(108-1, 108-2) 중 하나를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 광원들(104-1, 104-2)은 상기 기판(10)의 상기 검출기(112)(전술한 라인 어레이일 수 있다)에 대한 홀수 및 짝수 증분 X-위치 이동들과 같은 홀수 및 짝수 스캔들에 동기화하여 온 및 오프 펄스화될 수 있다. 상기 검출기(112)로부터 얻어진 상기 결과적인 데이터 프레임들(스캔들)은 상기 기판(10)의 완전한 간섭 이미지를 구성하기 위해 상기 프로세서(114)에 의해 적절하게 저장되고 통합될 수 있다. 일단 상기 기판(10) 상기의 간섭 이미지가 얻어지면, 상기 기판(10) 상의 및/또는 내의 임의의 결함들의 상기 Z 위치를 알아내도록 전술한 기술들이 사용될 수 있다.

대안적으로, 하나 또는 이상의 실시 예들에서, 상기 검출기(112)가 상기 제1 및 제2 광선들(108-1, 108-2)을 동시에 수신하도록 상기 제1 및 제2 광원들(104-1, 104-2) 모두가 동시에 ON일 수 있다. 이러한 실시예에서, 상기 제1 및 제2 광원(104-1, 104-2)의 각각으로부터의 에너지는 절반 세기로 설정될 수 있고 매 스캔마다 전원이 켜질 수 있다. 상기 결과적인 스캔들은 상기 제1 및 제2 프린지 패턴들(116-1, 116-2)을 모두 포함하는 하나의 간섭 이미지를 생산하도록 상기 프로세서(114)에 의해 저장되고 통합될 수 있고 그리고 상기 프로세서(114)의 상기 소프트웨어는 상기 프린지 패턴 쌍들을 분류하고 및 찾아내고, 상기 제1 및 제2 프린지 패턴들(116-1, 116-2)의 상기 중심들을 계산하고, 그 다음 상기 나머지 분석 단계들을 수행하여 상기 거리 D 및 다른 관심 있는 양들을 결정하도록 채용될 수 있다.

하나 또는 그 이상의 대안적인 실시예들에서, TDI(Time Delay Integration) 카메라가 상기 검출기(112)에 채용될 수 있으며 상기 TDI 카메라가 상기 제1 및 제2 광선들(108-1, 108-2)을 동시에 수신할 수 있도록 상기 제1 및 제2 광원들(104-1, 104-2)은 다시 동시에 ON일 수 있다. 이러한 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 광원들(104-1, 104-2)의 각각으로부터의 상기 에너지는 절반 세기로 설정될 수 있으며 매 스캔마다 전원이 켜질 수 있다. 상기 결과적인 스캔들은 상기 프로세서(114)에 의해 이전 실시예들에서 논의된 바와 같이 제1 및 제2 프린지 패턴들(116-1, 116-2)을 모두 포함하는 하나의 간섭 이미지를 생산하도록 저장되고 통합될 수 있다.

추가적으로 및/또는 대안적으로, 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 상기 제1 및 제2 광원들(104-1, 104-2)은 상기 제1 광선(106-1) 및 상기 제2 광선(106-2)이 실질적으로 다른 파장들을 갖는 방식으로 구현될 수 있다. 이는 각각의 다른 스펙트럼 파장들의 레이저 다이오드들을 사용하여 달성될 수 있다. 상기 검출기(112)는, 예를 들어, 하나 또는 그 이상의 컬러 전하-결합-디바이스(charge-couple-device, 이하 CCD) 센서들을 채용함에 의해 상기 실질적으로 상이한 파장들에 개별적으로 민감한 방식처럼 구현될 수 있다. CCD 색 감응 요소들의 각각의 그룹들(각각의 라인들과 같은)은 상기 제1 및 제2 광선(106-1, 106-2)의 상이한 파장들에 의해 생산된 상기 각각의 제1 및 제2 프린지 패턴들을 분리하도록 채용될 수 있다. 상기 검출기(112)의 상기 색 감응 소자의 각 그룹(예컨대, 라인)은 적절한 대역 통과-컬러 필터(예컨대, 적색 광을 위한 제1 통과 대역 및 청색 광을 위한 제2 통과 대역)에 의해 필터링될 수 있다. 다시, 상기 결과적인 스캔들은 상기 프로세서(114)에 의해 이전 실시예들에서 논의된 바와 같이 제1 및 제2 프린지 패턴들(116-1, 116-2)을 모두 포함하는 하나의 간섭 이미지를 생산하도록 저장되고 통합될 수 있다.

추가적으로 및/또는 대안으로, 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 상기 제1 및 제2 광원들(104-1, 104-2)은 각각의 제1 및 제2 편광기들(118-1, 118-2)을 포함할 수 있다(도 2 참조). 상기 제1 편광기(118-1)는 제1 광선이 이를 통과하여 편광된 제1 광선(106-1)을 생산하도록 배치될 수 있다. 유사하게, 상기 제2 편광기(118-2)는 제2 광선이 이를 통과하여 편광된 제2 광선(106-2)을 생산하도록 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 편광기들(118-1, 118-2)은 상기 제1 광선(106-1)이 상기 제2 광선(106-2)에 대해 수직한 각도(들)로 편광되도록 설계될 수 있다. 상기 검출기(112)는 상기 실질적으로 다른 편광들에 대해 개별적으로 민감하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 상기 검출기(112)는, 각각 대응하는 편광의 상기 편광된 광선만을 통과하도록 허용하는 각각의 편광 필터(119-1, 119-2)를 갖는 2개의 분리된 라인 어레이들을 채용할 수 있다. 다시, 상기 결과적인 스캔들은 상기 프로세서(114)에 의해 이전 실시예들에서 논의된 바와 같이 제1 및 제2 프린지 패턴들(116-1, 116-2)을 모두 포함하는 하나의 간섭 이미지를 생산하도록 저장되고 통합될 수 있다.

도 4를 참조하면, 결함들을 위해 상기 기판(10)을 검사하고 그러한 결함을 3 차원으로 위치시키는 광학 시스템(100-2)의 추가적인 실시예의 개략적인 측면도가 도시되어 있다. 상기 시스템(100-2)은 많은 면들에서 상기 시스템(100-1)과 유사하고, 따라서 위에서 논의된 세부 사항들은 숙련된 기술자에게 자명한 적절한 조정들로 상기 시스템(100-2)에 적용될 수 있다. 상기 시스템(100-1)과 비교할 때 상기 시스템(100-2)의 주된 차이점은 상기 광학 요소(110)가 채용되지 않는다는 사실이다. 따라서, 상기 시스템(100-2)에서, 상기 각각의 제1 및 제2 광선들(106-1, 106-2)은 시준되지 않고 기판(10)에 직접적으로, 그리고 통과해, 진행한다. 상기 시스템(100-1)에서와 같이, 상기 결과적인 제1 및 제2 프린지 패턴들(109-1, 109-2)이 다시 얻어질 것이다; 하지만, 상기 광 파면의 상기 방향은 상기 검출기(112)를 가로지르는 위치에 따라 변하기 때문에, 임의의 결함들의 적어도 상기 Z 위치를 찾도록 보다 복잡한 알고리즘이 요구될 것이다. 숙련된 기술자는, 그러나, 상기 기판(10)상의 및/또는 내의 임의의 결함들의 상기 Z 위치를 알아내기 위한 시스템(100-2)에서 적절한 알고리즘들을 달성하도록, 상기 개시된 알고리즘들을 용이하게 조정할 수 있다.

도 5를 참조하면, 결함들을 위해 상기 기판(10)을 검사하고 그러한 결함들을 3 차원으로 위치시키는 광학 시스템(100-3)의 또 다른 실시예의 개략적인 측면도가 도시되어있다. 도 6은 도 5의 광학 시스템(100-3)의 평면도이다. 상기 시스템(100-3)은 많은 면들에서 상기 시스템(100-1)과 유사하고 따라서 위에서 논의된 세부 사항들은 상기 숙련된 기술자에게 자명한 적절한 조정들로 상기 시스템(100-3)에 적용될 수 있다. 상기 시스템(100-1)과 비교할 때 상기 시스템(100-3)의 주된 차이는 광학 장치가 제1 광학 요소(110-1) 및 제2 광학 요소(110-2)를 포함한다는 사실이다. 상기 제1 및 제2 광학 요소들(110-1, 110-2) 각각은 각각의 시준 렌즈를 사용하여 구현될 수 있으며, 이것은 상기 제1 및 제2 광선들(106-1, 106-2)이 상기 기판(10) 상에 입사될 때 실질적으로 시준되도록, 상기 Y-Z 평면에서 약간의 시준을 제공한다. 상기 시스템(100-1)에서처럼, 상기 각각의 시준 렌즈들은 상기 Y-축에서 긴 치수를 가지며(X-축과 비교하여), 상기 기판(10)을 향해 전파하는 시준된 제1 및 제2 광선들(108-1, 108-2)을 생산하도록 상기 Y-Z 평면 내에 형성된, 원통형 렌즈를 사용하여 구현될 수 있다. 상기 제1 및 제2 시준 렌즈들(110-1, 110-2) 각각은 상기 각각의 제1 및 제2 광선들(106-1, 106-2)이 그들의 상기 각각의 입력 표면들에 대해 직교하게(수직하게) 입사하도록(상기 대칭축에 대해 +/-A의 각도로) 배향될 수 있다. 이 구현은 20도 또는 그 이상의 각도 A에 더 적합하다는 것이 발견되었다. 위의 등식 1(상기 L을 위한 관계식)은 도 5의 개념에도 여전히 적용된다. 상기 결함(20)의 크기 및/또는 형상, 및/또는 3 차원 공간에서의 상기 결함(20)의 상기 정확한 위치를 알아내는 것에 관한 전술한 방법론들 및 변형들은 상기 숙련된 기술자에 의해 상기 시스템(100-3)에 적용될 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 검출기(112)가 라인 어레이로서 구현되는 경우(및/또는 상기 어레이 내의 복수의 라인들이 X 차원에서 매우 근접한 경우), 그 때 상기 제1 및 제2 광원들(104-1, 104-2)과 상기 각각의 제1 및 제2 시준 렌즈들(110-1, 110-2)의 상기 정렬들에 대한 일부 조정들이 보장될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 광원(104-1) 및 상기 제1 시준 렌즈(110-1)의 상기 입력 표면에 수직인 입력축은 그들이 상기 대칭축을 횡단하는 제1 평면에 각도 +a로 놓이도록 배향될 수 있다. 유사하게, 상기 제2 광원(104-2) 및 상기 제2 시준 렌즈(110-2)의 상기 입력 표면에 수직인 입력축은 그들이 상기 대칭축을 횡단하는 제2 평면에 각도 -a로 놓이도록 배향될 수 있다. 예로서, 약 2 도의 각도 +/-a는 아주 잘 작동 할 수 있다. 제대로 완료되면, 상기 각각의 제1 및 제2 시준 렌즈들(110-1, 110-2)로부터의 상기 제1 광선(108-1) 및 상기 제2 광선(108-2)은 상기 각각의 제1 및 제2 평면들과 실질적으로 동일 평면에 있고, 상기 검출기(112)상의 단일 라인 상에, 상기 Y-축과 평행하게 실질적으로 충돌한다.

도 7을 참조하면, 결함들을 위해 상기 기판(10)을 검사하고 그러한 결함들을 3 차원으로 위치시키는 광학 시스템(100-4)의 또 다른 실시예의 개략적인 측면도가 도시되어있다. 상기 시스템(100-4)은 많은 면들에서 상기 시스템(100-3)과 유사하고, 따라서 위에서 논의된 세부 사항들은 상기 숙련된 기술자에게 자명한 적절한 조정들로 상기 시스템(100-4)에 적용될 수 있다. 상기 시스템(100-3)과 비교할 때 상기 시스템(100-4)의 주된 차이는 상기 검출기(112)는 각각 각각의 제1 및 제2 광선들(108-1, 108-2)을 검출하기 위한 2 개의 분리된 검출기들(112-1, 112-2)로 구현된다는 사실이다. 예를 들어, 상기 제1 검출기(112-1)는 그의 입력 표면이 시준된 제1 광선(108-1)에 수직하게 지향되도록 배향될 수 있다; 그리고 상기 제2 검출기(112-1)는 그의 입력 표면이 시준된 제2 광선(108-2)에 수직하게 지향되도록 배향될 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 상기 제1 및 제2 검출기들(112-1, 112-2) 각각은 광 감응 요소들의 (N × n) 어레이를 포함할 수 있고, N은 n보다 실질적으로 더 크고, 상기 N 개의 상기 광 감응 요소들이 각각의 상기 제1 및 제2 시준 렌즈들(110-1, 110-2) 중 하나와 실질적으로 평행하게 연장되도록 배향된다.

상기 시스템(100-4)의 상기 배열과 함께, 각 결함의 상기 X, Y, 및 Z 위치들은 상기 숙련된 기술자들에게 명백할 바와 같이 기하학적 계산들을 사용하는 상기 프로세서(114)에 의해 계산될 수 있다. 예를 들어, 도 8은 상기 기판(10)의 상기 제1 주 표면(12) 상의 상기 결함(20)으로 인한 특정 측정된 위치들의 기하학적 표기이다. 상기 결함(20)의 상기 Z 위치는 다음의 관계식을 이용하여 상기 프로세서(114)에 의해 계산될 수 있다는 것을 상기 숙련된 기술자에 의해 이해될 것이다: L = (S1 - S2) / (2 * cos (A) * tan (A)). S1은 기준선(P0)으로부터 상기 제1 검출기(112-1)의 상기 입력 표면을 따라, 상기 제1 프린지 패턴(116-1)을 나타내는 위치 P1(예를 들어, 그 중심)까지의 거리의 표기이다. S2은 기준선(P0)으로부터 상기 제2 검출기(112-2)의 상기 입력 표면을 따라, 상기 제2 프린지 패턴(116-2)을 나타내는 위치 P2(예를 들어, 그 중심)까지의 거리의 표기이다. 상기 기준선(P0)은 상기 제1 및 제2 검출기들(112-1, 112-2)의 각각의 입력 표면들이 동일 평면 상에 있는 X-축에 평행하게 연장되는 선의 표기이다. L은 기준 평면으로부터의 상기 결함(20)까지의 수직 거리이고, 여기서 상기 기준 평면은 상기 기판(10)과 평행하다.

여기의 개시가 특정 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 이들 실시예들은 단지 본 명세서의 상기 실시예들의 원리들 및 적용들을 예시하기 위한 것임이 이해되어야 한다. 따라서, 예시적인 실시예들에 대해 많은 수정들이 이루어질 수 있고, 본 출원의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다른 구성이 고안될 수 있음이 이해되어야 한다.

Claims (13)

1. 장치로서,
   3 차원 카테시안(Cartesian) 좌표계 내에서 기판을 지지하도록 구성된 이송 기구로서, (i) 상기 기판은 X-축에서의 폭 치수, Y-축에서의 높이 치수, 및 Z-축에서의 두께 치수를 갖고, 상기 두께 치수는 50 내지 250 미크론이고; (ii) 상기 X-축 및 Y-축은 상기 기판의 각각의 제1 및 제2 대향 주 표면들과 실질적으로 평행한 X-Y 평면을 정의하며; (iii) 상기 Z-축은 상기 장치의 대칭축인 상기 이송 기구;
   제1 광선이 상기 대칭축으로부터 +A도 각도로부터 지향되도록 배향된 제1 광원;
   제2 광선이 상기 대칭축으로부터 -A도 각도로부터 지향되도록 배향된 제2 광원;
   상기 기판을 통과하고, 상기 기판의 어느 결함들에 의해 영향을 받은 상기 제1 및 제2 광선을 검출하도록 구성된 적어도 하나의 검출기로서, 상기 결함들은 0.3 내지 50 미크론의 치수를 갖는 상기 적어도 하나의 검출기; 및
   상기 결함들의 X, Y, 및 Z 위치들을 계산하도록 구성된 프로세서를 포함하는 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 결함들은 상기 기판의 제1 및 제2 대향 주 표면들 중 적어도 하나 상에 하나 또는 그 이상의 표면 결함들을 포함할 수 있으며; 그리고
   상기 프로세서는 상기 표면 결함들이 각각 배치되는 상기 기판의 상기 제1 및 제2 대향 주 표면들 중 어느 표면 상에 있는지 알아내기에 충분한 정밀도로 상기 표면 결함들의 X, Y, 및 Z 위치들을 계산하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 적어도 하나의 검출기는 광 감응 요소들의 (N × n) 어레이를 포함하고, N은 n보다 실질적으로 더 크고, 상기 어레이는 상기 N 개의 상기 광 감응 요소들이 실질적으로 Y-축으로 연장되도록 배향되고,
   상기 이송 기구는 40cm/s까지의 속도로 상기 X-축을 따라 상기 기판과 상기 적어도 하나의 검출기 사이의 상대 이동을 야기하도록 구성되며; 그리고
   상기 적어도 하나의 검출기 및 상기 프로세서는 상기 X-축을 따라 상기 기판과 상기 적어도 하나의 검출기의 연속적인 상대 위치들에서 (N × n) 광 측정치들의 복수의 세트들을 검출하고 저장하도록 작동하며, 여기서 상기 결함의 상기 X, Y, 및 Z 위치들이 알려지는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 청구항들 1-3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 결함들 각각은 상기 기판을 통과하는 상기 제1 광선의 제1 간섭, 및 상기 기판을 통과하는 상기 제2 광선의 제2 간섭을 야기시키고;
   상기 제1 광선 및 상기 제2 광선은 실질적으로 다른 파장들을 가지며;
   상기 적어도 하나의 검출기는 상기 실질적으로 다른 파장들에 개별적으로 민감하고; 그리고
   상기 적어도 하나의 검출기 및 프로세서는 상기 제1 간섭으로부터 발생한 제1 프린지 패턴 및 상기 제2 간섭으로부터 발생한 제2 프린지 패턴을 측정하도록 협동하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 청구항들 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 광선이 상기 기판을 통과하기 전에 통과하도록 배치된 제1 편광기;
   상기 제2 광선이 상기 기판을 통과하기 전에 통과하고 상기 제1 광선에 대해 수직하게 편광되도록 배치된 제2 편광기를 더 포함하고; 그리고
   상기 적어도 하나의 검출기는 상기 실질적으로 다른 편광들에 대해 개별적으로 민감한 것을 특징으로 하는 장치.
6. 청구항들 1-5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 결함들 각각은 상기 기판을 통과하는 상기 제1 광선의 제1 간섭, 및 상기 기판을 통과하는 상기 제2 광선의 제2 간섭을 야기시키고;
   상기 적어도 하나의 검출기 및 프로세서는 상기 제1 간섭으로부터 발생한 제1 프린지 패턴 및 상기 제2 간섭으로부터 발생한 제2 프린지 패턴을 측정하도록 협동하며; 그리고
   상기 프로세서는 (i) 각 결함의 상기 각각의 제1 및 제2 프린지 패턴들의 적어도 X, Y, 위치들을 계산하고, 그리고 (ii) 상기 각각의 제1 및 제2 프린지 패턴들의 상기 적어도 X, Y, 위치들에 기초하여 각 결함의 Z 위치를 계산하도록 구성되되, 여기서 각 결함의 상기 Z 위치는 기준 위치와 상기 관련된 결함 사이의 Z-축을 따른 거리인 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 적어도 하나의 검출기는 X-Y 평면 내에 배향되고; 그리고
   각 결함의 상기 Z 위치는 다음의 관계식을 사용하여 계산되고: L = D/(2*tan(A)), 여기서 D는 상기 각각의 제1 및 제2 프린지 패턴들의 상기 적어도 X, Y, 위치들 사이의 거리인 장치.
8. 청구항 6 또는 7에 있어서,
   상기 제1 및 제2 광원들로부터의 상기 제1 및 제2 광선들을, 각각, 시준된(collimated) 방식으로 상기 기판을 향하여 지향시키도록 구성된 적어도 하나의 시준 렌즈(collimating lens)를 더 포함하고, 여기서:
   상기 제1 및 제2 광원들은 상기 Y-Z 평면 내에서 팬(fan) 특성들을 나타내도록 각각 상기 제1 및 제2 광선들을 생산하도록 구성되고; 그리고
   상기 적어도 하나의 시준 렌즈는 상기 X-축과 비교하여 상기 Y-축에서 긴 치수를 가지며, 각각이 상기 팬 특성들을 갖는, 상기 제1 및 제2 광선들을, 시준된 방식으로 상기 기판을 향하여 지향시키도록 상기 Y, Z 축으로 형성된 원통형 렌즈인 것을 특징으로 하는 장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 제1 및 제2 광원들은 상기 제1 및 제2 광선들이 실질적으로 상기 Y-Z 평면 내의 상기 +A 및 -A 각도들로부터 지향되도록 배향되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 광원에 대해 실질적으로 수직한 배향으로 위치된 입력 표면을 가지고, 상기 제1 광원으로부터의 상기 제1 광선을 상기 기판을 향하여 시준된 방식으로 지향시키도록 구성된 제1 시준 렌즈; 및
    상기 제2 광원에 대해 실질적으로 수직한 배향으로 위치된 입력 표면을 가지고, 상기 제2 광원으로부터의 상기 제2 광선을 상기 기판을 향하여 시준된 방식으로 지향시키도록 구성된 제2 시준 렌즈를 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 광원들은 상기 Y-Z 평면 내에서 팬(fan) 특성들을 나타내도록 각각 상기 제1 및 제2 광선들을 생산하도록 구성되고; 그리고
    상기 제1 및 제2 시준 렌즈들은 각각 상기 X-축과 비교하여 상기 Y-축에서 긴 치수를 가지며, 각각이 상기 팬 특성들을 갖는, 상기 제1 및 제2 광선들을, 시준된 방식으로 상기 기판을 향하여 지향시키도록 상기 Y, Z 축으로 형성된 원통형의 렌즈들이고, 더욱이
    상기 적어도 하나의 검출기는:
    그 입력 표면이 상기 시준된 제1 광선에 수직하게 지향되도록 배향된 제1 검출기; 및
    그 입력 표면이 상기 시준된 제2 광선에 수직하게 지향되도록 배향된 제2 검출기를 포함하고,
    각 결함의 상기 Z 위치는 다음의 관계식에 의해 계산되고: L=(S1-S2) / (2*cos (A) *tan (A));
    S1은 기준선으로부터 그리고 상기 제1 검출기의 상기 입력 표면을 따라, 상기 제1 검출기의 상기 입력 표면 상의 상기 제1 간섭으로부터 발생한 상기 제1 프린지 패턴을 나타내는 위치까지의, 거리의 표기이고;
    S2는 상기 기준선으로부터 그리고 상기 제2 검출기의 상기 입력 표면을 따라, 상기 제2 검출기의 상기 입력 표면 상의 상기 제2 간섭으로부터 발생한 상기 제2 프린지 패턴을 나타내는 위치까지의, 거리의 표기이고;
    상기 기준선은 상기 제1 및 제2 검출기들의 각각의 입력 표면들이 동일 평면 상에 있는 상기 X-축에 평행하게 연장되는 선의 표기이며;
    그리고 L은 상기 기판에 평행한 기준면으로부터 각 이러한 결함에 대한 수직 거리로서, 상기 기준면은 상기 기판과 평행한 것을 특징으로 하는 장치.
11. 3 차원 데카르트 좌표계 내에서 기판을
    (i) 상기 기판이 X-축의 폭 치수, Y-축의 높이 치수, 및 Z-축의 두께 치수를 갖고; 상기 두께 치수가 50 내지 250 미크론이며; (ii) 상기 X-축 및 Y-축은 상기 기판의 각각의 제1 및 제2 대향 주 표면들과 실질적으로 평행한 X-Y 평면을 정의하며; (iii) 상기 Z-축은 상기 장치의 대칭축이도록 지지하는 단계;
    상기 대칭축으로부터 상기 기판을 향하여 +A도의 각도로부터 제1 광선을 지향시키는 단계;
    상기 대칭축으로부터 상기 기판을 향하여 -A도의 각도로부터 제2 광선을 지향시키는 단계;
    상기 기판을 통과하고, 상기 기판의 어느 결함들에 의해 영향을 받은 상기 제1 및 제2 광선을 검출하는 단계로서, 상기 결함들은 약 0.3 내지 약 50 미크론의 치수를 갖는 단계; 및
    상기 결함들의 X, Y, 및 Z 위치를 계산하는 단계를 포함하는 방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 결함들은 상기 기판의 상기 제1 및 제2 대향 주 표면들 중 적어도 하나의 상에 하나 또는 그 이상의 표면 결함들을 포함할 수 있으며; 그리고
    상기 표면 결함의 상기 X, Y, 및 Z 위치들의 상기 계산은 상기 표면 결함들 각각이 상기 기판의 상기 제1 및 제2 대향 주 표면들 중 어느 표면 상에 배치되는지를 알아내기에 충분한 정밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 청구항 11에 있어서,
    상기 기판을 X 방향으로 40cm/s 까지의 속도로 이동시키는 단계를 더 포함하는 방법.

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