KR20200047169A - Substrate inspection apparatus including scanning function - Google Patents

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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a substrate inspection device including a scanning function comprises: a carrier for seating a substrate; an inspection unit spaced apart from the carrier and restoring three-dimensional information on the surface of the substrate to inspect for abnormality of the substrate wherein the inspection unit scans and inspects the surface of the substrate along a predetermined scan path; and a light source unit which emits single wavelength light to provide the same to the inspection unit. The inspection unit includes a holographic restoration device. The holographic restoration device includes: a collimator for collimating the single wavelength light emitted from the light source unit; a light splitter for splitting the single wavelength light, which has passed through the collimator, into object light and reference light; an object light objective lens for passing the object light divided by the light splitter therethrough; an optical mirror for reflecting the reference light divided by the light splitter; an image sensor which records an interference fringe formed when the object light passing through the object light objective lens and reflected from the surface of the substrate and the reference light reflected by the optical mirror are transmitted to the light splitter, respectively; and a processor for receiving and storing an image including intensity information of an object hologram generated by converting the interference fringe in the image sensor, and generating three-dimensional shape information of the substrate surface. The substrate inspection device including a scanning function can accurately generate three-dimensional shape information of a substrate, which is an object to be measured, only by obtaining one hologram.

Description

스캐닝 기능을 포함하는 기판 검사 장치{Substrate inspection apparatus including scanning function}Substrate inspection apparatus including scanning function

본 발명은 스캐닝 기능을 포함하는 기판 검사 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 광학 거울로부터 반사된 기준광과 기판으로부터 반사되거나, 기판을 투과한 물체광의 간섭에 의해서 생성된 물체 홀로그램의 강도 정보를 포함하는 이미지로부터 기판의 3차원 형상 정보를 생성하여 기판 표면의 결함여부를 검사하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate inspection apparatus including a scanning function. More specifically, the present invention generates a substrate by generating three-dimensional shape information of a substrate from an image including intensity information of an object hologram generated by interference of the reference light reflected from the optical mirror and the object light reflected from the substrate or transmitted through the substrate. It relates to a device for inspecting the surface for defects.

디지털 홀로그래피 현미경은 디지털 홀로그래피 기술을 이용하여 물체의 형상을 획득하는 현미경을 의미한다.A digital holography microscope refers to a microscope that acquires the shape of an object using digital holography technology.

일반적인 현미경이 물체로부터 반사되어 나오는 반사광을 획득함으로써 물체의 형상을 획득하는 장치라면, 디지털 홀로그래피 현미경은 물체에 의해 발생된 간섭광 및/또는 회절광을 획득하고, 이로부터 물체의 형상을 획득하는 장치이다.If a general microscope is a device that acquires the shape of an object by acquiring reflected light reflected from the object, a digital holography microscope acquires interference light and / or diffracted light generated by the object, and acquires the shape of the object therefrom to be.

디지털 홀로그래피 현미경은 단일 파장의 광을 생성하는 레이저를 광원으로써 사용하고, 광분할기를 이용하여 레이저에 의해 발생된 광을 2개의 광으로 분할한다. 이때 하나의 광(이하 기준광이라 한다)은 이미지 센서를 향하도록 하고, 다른 광(이하 물체광이라 한다)은 대상 물체로부터 반사되어 전술한 이미지 센서를 향하도록 하여 기준광과 물체광의 간섭현상이 발생하도록 한다.A digital holography microscope uses a laser that generates light of a single wavelength as a light source, and uses a light splitter to divide the light generated by the laser into two lights. At this time, one light (hereinafter referred to as reference light) is directed to the image sensor, and the other light (hereinafter referred to as object light) is reflected from the target object and directed to the above-described image sensor so that interference between the reference light and the object light occurs. do.

이미지 센서는 이러한 간섭현상에 따른 간섭무늬를 디지털 이미지로 기록하고, 기록된 간섭무늬로부터 측정 대상 물체의 3차원 형상을 복원할 수 있다. 이때 이미지 센서에 의해 기록되는 간섭무늬는 통상 홀로그램으로 지칭된다.The image sensor may record the interference fringe according to the interference phenomenon as a digital image, and restore the 3D shape of the object to be measured from the recorded interference fringe. At this time, the interference fringe recorded by the image sensor is usually referred to as a hologram.

기존의 광학적 홀로그래피 현미경은 기준광과 물체광의 간섭현상에 따른 간섭무늬를 특수 필름으로 기록한다. 이때 간섭무늬가 기록된 특수 필름에 기준광을 조사할 경우 측정 대상 물체가 위치하던 자리에 가상의 측정 대상 물체의 형상이 복원된다.Conventional optical holography microscopy records the interference pattern according to the interference phenomenon between the reference light and the object light as a special film. At this time, when the reference light is irradiated to the special film on which the interference fringe is recorded, the shape of the virtual object to be measured is restored where the object to be measured is located.

기존의 광학적 홀로그래피 현미경과 비교하였을 때 디지털 홀로그래피 현미경은 광의 간섭무늬를 이미지 센서를 통하여 디지털화(또는 수치화) 하고, 간섭무늬 정보를 광학적 방식이 아닌 전자적인 계산을 통하여 측정 대상 물체의 형상을 복원한다는 점에서 차이가 있다.Compared with the conventional optical holography microscope, the digital holography microscope digitizes (or digitizes) the interference pattern of light through an image sensor, and restores the shape of the object to be measured through electronic calculation rather than an optical method. There is a difference.

한편 단일 파장의 레이저 광원을 사용하는 종래의 디지털 홀로그래피 현미경은 물체의 측정의 최소 단위길이가 레이저의 파장길이로 제한된다는 문제점이 있었다. 이를 보완하기 위해 두 개 이상의 파장의 레이저 광원을 사용하는 또 다른 종래의 디지털 홀로그래피 현미경의 경은 현미경의 제작 단가 높을 뿐만 아니라, 실시간으로 물체의 3차원 형상을 획득할 수 없다는 문제점이 있었다.On the other hand, the conventional digital holography microscope using a single wavelength laser light source has a problem that the minimum unit length of the measurement of the object is limited to the wavelength length of the laser. In order to compensate for this, another conventional digital holography microscope using a laser light source having two or more wavelengths has a problem in that it is impossible to obtain a three-dimensional shape of an object in real time, as well as a high manufacturing cost of the microscope.

또한, 상술한 종래 디지털 홀로그래피 현미경들은 측정 대상 물체의 형상을 복원하기 위해 컴퓨터로 CGH(Computer Generated Hologram)을 생성한 후 이를 공간광변조기(Spatial Light Modulator: SLM)상에 디스플레이하고, 디스플레이 된 형상에 기준광을 비추는 방식으로 물체의 3차원 홀로그램 영상을 획득하였다. 그러나 이러한 방식은 고가의 공간광변조기(SLM)의 사용을 요구할 뿐만 아니라, 단순히 전술한 광학적 홀로그래피 현미경에서의 특수 필름을 디지털화 한 것에 불과하여 기술적 한계가 명확하였다.In addition, the above-mentioned conventional digital holography microscopes generate a computer generated hologram (CGH) with a computer to restore the shape of the object to be measured, and display it on a spatial light modulator (SLM), and display the A 3D hologram image of the object was obtained by illuminating the reference light. However, this method not only requires the use of an expensive spatial light modulator (SLM), but also has a clear technical limitation by simply digitizing a special film in the above-described optical holography microscope.

이와 같은 종래 디지털 홀로그래피 현미경들의 문제점을 해결하기 위해, 가령 대한민국 공개특허 제10-2016-0029606호(이하 "공개된 종래 기술"이라 함)는 디지털 홀로그래피 현미경 및 디지털 홀로그램 영상 생성 방법을 제시한다. 이하에서는 공개된 종래 기술에 대해 간략하게 살펴본다.In order to solve the problems of the conventional digital holography microscopes, for example, Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0029606 (hereinafter referred to as "published prior art") proposes a digital holography microscope and a digital hologram image generation method. Hereinafter, the disclosed prior art will be briefly described.

도 1은 종래 기술에 따른 2파장 디지털 홀로그래피 현미경 장치를 상세히 도시한 블록도이다. 1 is a block diagram showing in detail a two-wavelength digital holography microscope device according to the prior art.

도 1을 참조하면, 종래 기술의 2파장 디지털 홀로그래피 현미경 장치는 혼합광원부(10), 파장분할부(20), 간섭무늬획득부(30), 대물부(40), 이미지센서부(50), 이미지저장부(60), 제어부(70), 물체형상복원부(80)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the conventional two-wavelength digital holography microscope device includes a mixed light source unit 10, a wavelength division unit 20, an interference pattern acquisition unit 30, an objective unit 40, and an image sensor unit 50, It includes an image storage unit 60, a control unit 70, and an object shape restoration unit 80.

혼합광원부(10)는 혼합광원발광부(11)와 광원부렌즈(12)를 포함한다. 이러한 혼합광원발광부(11)는 단일하지 아니한 여러 대역에 분포된 파장대역을 가지는 혼합광을 발광한다. 광원부렌즈(12)는 상기 혼합광원발광부(11)에서 생성된 혼합광을 광학적으로 조절하고, 이를 파장분할부(20)에 입사시킨다.The mixed light source unit 10 includes a mixed light source emitting unit 11 and a light source unit lens 12. The mixed light source light emitting unit 11 emits mixed light having a wavelength band distributed in several non-uniform bands. The light source unit lens 12 optically adjusts the mixed light generated by the mixed light source emitting unit 11 and makes it incident on the wavelength division unit 20.

파장분할부(20)는 제1광분할기(21)와 제1여광판(22) 및 제2여광판(23)과 제1반사체(24)를 포함한다. 제1광분할기(21)는 혼합광원부(10)로부터 입사된 혼합광을 입력받아 2개의 광으로 분할한다. 이때 제1광분할기(21)는 입사받은 혼합광을 서로 다른 방향으로 나누어 진행시키는 역할을 수행한다. 제1여광판(22)은 제1광분할기(21)에서 분할된 광들 중 하나의 광을 입력받아 미리 정해진 단일파장을 가지는 제1광선을 획득한다. 여기서 제1여광판(22)에 입력되는 광은 제1여광판(22)을 통과하면서 필터링되고, 제1여광판(22)의 특성에 따라 정해진 단일한 파장을 가지는 제1광선이 획득된다. 제2여광판(23)은 제1여광판(22)과 동일한 방식으로, 제1광분할기(21)에서 분할된 광들 중 나머지 하나의 광을 입력받아, 제1광선의 파장과 다른 파장을 가지는 제2광선을 획득한다. 그리고 제2광선은 간섭무늬획득부(30)로 보내진다. 제1반사체(24)는 제1여광판(22)에서 획득된 제1광선을 입사받아 간섭무늬획득부(30)로 반사하는 역할을 한다.The wavelength division unit 20 includes a first light splitter 21 and a first filter plate 22 and a second filter plate 23 and a first reflector 24. The first light splitter 21 receives the mixed light incident from the mixed light source unit 10 and divides it into two lights. At this time, the first light splitter 21 serves to divide the incident mixed light in different directions and proceed. The first filter plate 22 receives one of the light split by the first light splitter 21 to obtain a first light beam having a predetermined single wavelength. Here, the light input to the first filter plate 22 is filtered while passing through the first filter plate 22, and a first ray having a single wavelength determined according to the characteristics of the first filter plate 22 is obtained. The second filter plate 23 receives the other one of the light split by the first light splitter 21 in the same manner as the first filter plate 22, and has a second wavelength different from that of the first filter Acquire rays. And the second ray is sent to the interference pattern acquisition unit 30. The first reflector 24 serves to receive the first light obtained from the first filter plate 22 and reflect it to the interference pattern acquisition unit 30.

간섭무늬획득부(30)는 제2광분할기(31)와 제3광분할기(32)와 제2반사체(33)와 제3여광판(34)과 제3반사체(35)를 포함한다. 제2광분할기(31)는 파장분할부(20)로부터 입력된 제1광선을 입력받아 제1물체광과 제1기준광으로 분할한다. 이때 제2광분할기(31)는 입사받은 제1광선을 서로 다른 방향으로 나누어 진행시키는 역할을 수행한다. 제3광분할기(32)도 제2광분할기(31)와 동일한 방식으로 제2광선을 입력받아 제2물체광과 제2기준광으로 분할한다. 제2반사체(33)는 제1기준광을 입사받고, 이를 반사한 제1반사기준광을 제2광분할기(31)로 보낸다. 제3여광판(34)은 제2광분할기(31)에서 분할된 제1기준광을 입사받아 제2반사체(33)로 보내고, 반사되는 제1반사기준광을 입사받아 제2광분할기로 보낼 수 있다. 또한 제3여광판(34)은 제2물체광이 제2광분할기(31)에 이르러 광분할되어 일부가 제2반사체(33) 방향으로 진행할 때 제2반사체(33)에 도달하지 못하도록 진행을 막는다. 이를 위하여 제3여광판(34)은 광을 투과시킴에 있어서 제1여광판(22)과 동일한 특성을 가지는 여광판으로 한다. 제3반사체(35)는 제2기준광을 입사받고, 이를 반사한 제2반사기준광을 제3광분할기(32)로 보내는데, 여기서 제2반사체(33) 및 제3반사체(35)는 제어부(70)의 제어에 따라 각도 조절이 가능하도록 구성하여, 탈축(off-axis) 홀로그램을 구현할 수 있다.The interference pattern acquisition unit 30 includes a second light splitter 31, a third light splitter 32, a second reflector 33, a third filter plate 34, and a third reflector 35. The second optical splitter 31 receives the first light input from the wavelength division unit 20 and divides the first light into a first object light and a first reference light. At this time, the second light splitter 31 serves to divide the incident first light beam in different directions and proceed. The third light splitter 32 receives the second light beam in the same manner as the second light splitter 31 and divides it into a second object light and a second reference light. The second reflector 33 receives the first reference light, and sends the reflected first light to the second light splitter 31. The third filter plate 34 may receive the first reference light divided by the second light splitter 31 and send it to the second reflector 33, and receive the reflected first reflection reference light and send it to the second light splitter. In addition, the third filter plate 34 prevents the second object light from reaching the second reflector 33 when the second light splitter 31 reaches the second light splitter 31 and the light is split into a second reflector 33. . To this end, the third filter plate 34 is a filter plate having the same characteristics as the first filter plate 22 in transmitting light. The third reflector 35 receives the second reference light, and sends the reflected second reference light to the third light splitter 32, wherein the second reflector 33 and the third reflector 35 are the control unit 70 ) Can be configured to adjust the angle under control, so that an off-axis hologram can be implemented.

한편, 상술한 바와 같이 획득된 제1물체광, 제2물체광은 다음과 같은 과정을 거쳐 각 제1반사물체광과 제2반사물체광으로 변환되어 이미지센서부(50)로 보내진다. 제2광분할기(31)는 이상과 같이 분할한 제1물체광을 대물부(40)에 거치되어 있는 측정 대상 물체에 입사시키고, 또한 제3광분할기(32)로부터 분할되어 보내지는 제2물체광을 상기 측정 대상 물체에 입사시킨다. 이 경우, 측정 대상 물체에서 입사받은 제1물체광을 반사한 반사광을 제1반사물체광이라 한다. 또한 측정 대상 물체에서 입사받은 제2물체광을 반사한 반사광을 제2반사물체광이라 한다. 제2광분할기(31)는 이상과 같이 반사된 제1반사물체광과 제2반사물체광을 입력받아 이를 제3광분할기(32)로 보낸다. 제3광분할기(32)는 이상과 같이 입력받은 제1반사물체광과 제2반사물체광을 다시 이미지센서부(50)로 보낸다.On the other hand, the first object light and the second object light obtained as described above are converted to each of the first reflection object light and the second reflection object light through the following process and are sent to the image sensor unit 50. The second optical splitter 31 injects the first object light divided as described above into an object to be measured mounted on the objective unit 40, and further transmits the second object divided from the third optical splitter 32 Light is incident on the object to be measured. In this case, the reflected light reflecting the first object light incident from the object to be measured is referred to as the first reflected object light. In addition, the reflected light reflecting the second object light incident from the object to be measured is referred to as the second reflected object light. The second light splitter 31 receives the first reflected object light and the second reflected object light reflected as described above and sends them to the third light splitter 32. The third light splitter 32 sends the first reflected object light and the second reflected object light received as described above to the image sensor unit 50 again.

또한, 상술한 바와 같이 획득된 제1반사기준광, 제2반사기준광은 다음과 같은 과정을 거쳐 이미지센서부(50)로 보내진다. 구체적으로, 제2광분할기(31)는 제2반사체(33)에서 반사되어 온 제1반사기준광을 입력받아 제3광분할기(32)로 보낸다. 제3광분할기(32)는 이상과 같이 제2광분할기(31)에서 보내진 제1반사기준광과, 제3반사체(35)에서 반사되어 온 제2반사기준광을 입력받아 다시 이미지센서부(50)로 보낸다. 그에 따라, 제3광분할기(32)에서 제1반사물체광과 제1반사기준광과 제2반사물체광과 제2반사기준광이 모두 동일하게 이미지센서부(50) 방향으로 보내진 후, 상호 간섭하여 간섭무늬가 생성된다.In addition, the first reflection reference light and the second reflection reference light obtained as described above are sent to the image sensor unit 50 through the following process. Specifically, the second light splitter 31 receives the first reflection reference light reflected from the second reflector 33 and sends it to the third light splitter 32. As described above, the third light splitter 32 receives the first reflection reference light sent from the second light splitter 31 and the second reflection reference light reflected from the third reflector 35, and then receives the image sensor unit 50 again. To send. Accordingly, the first light reflection object light, the first reflection reference light, the second reflection object light, and the second reflection reference light are both sent in the same direction to the image sensor unit 50 in the third light splitter 32, and then interfere with each other. Interference patterns are generated.

한편, 제2반사체(33)와 제3반사체(35)는 서로 다른 파장의 광선이 서로 다른 간섭무늬를 형성하게 하는 탈축(off-axis) 시스템을 구성하기 위하여 제어부(70)의 제어에 따라 각도를 다방향으로 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다. 즉, 제2반사체(33)와 제3반사체(35)의 각도가 서로 상이하게 됨에 따라, 제2반사체(33)로부터 반사되는 제1반사기준광과 제3반사체(35)로부터 반사되는 제2기준광의 방향에 이격이 발생하게 되어, 제1반사기준광과 제2반사기준광이 이미지센서부(50)에 도달한 제1반사물체광과 제2반사물체광과 합쳐져 간섭무늬를 형성할 때에, 각 파장 별로 상이하게 탈축된 간섭무늬를 형성하게 된다. On the other hand, the second reflector 33 and the third reflector 35 are angled under the control of the control unit 70 in order to construct an off-axis system in which light rays of different wavelengths form different interference patterns. Characterized in that it can be adjusted in multiple directions. That is, as the angles of the second reflector 33 and the third reflector 35 are different from each other, the first reflecting reference light reflected from the second reflector 33 and the second reference reflecting from the third reflector 35 When a distance occurs in the direction of the light, the first reflection reference light and the second reflection reference light are combined with the first reflection object light and the second reflection object light reaching the image sensor unit 50 to form an interference pattern, each wavelength Very differently disjointed interference patterns are formed.

대물부(40)는 물체거치대(41)와 대물렌즈(42)를 포함한다. 물체거치대(41)는 측정 대상 물체를 거치대에 고정시켜 측정되도록 하고, 대물렌즈(42)는 측정 대상 물체에 입사되는 제1물체광과 제2물체광을 광학적으로 조절한다.The objective part 40 includes an object holder 41 and an objective lens 42. The object holder 41 is fixed to the object to be measured to be measured, and the objective lens 42 optically adjusts the first object light and the second object light incident on the object to be measured.

이미지센서부(50)는 간섭무늬획득부(30)에서 획득된 상기 간섭무늬를 디지털 이미지 센서에 투영시키고, 상기 투영된 간섭무늬를 상기 디지털 이미지 센서를 이용하여 측정하고, 그 측정값을 이산신호로 변환한다. 통상 상기 간섭무늬를 기록한 것을 홀로그램이라고 한다. 이러한 디지털 이미지 센서로는 CCD 등 다양한 이미지센서들이 사용될 수 있다.The image sensor unit 50 projects the interference pattern obtained from the interference pattern acquisition unit 30 onto a digital image sensor, measures the projected interference pattern using the digital image sensor, and disperses the measured value. Convert to Usually, the interference fringe is recorded as a hologram. As the digital image sensor, various image sensors such as a CCD may be used.

이미지저장부(60)는 이미지센서부(50)에서 이산신호로 변환된 간섭무늬 정보를 메모리나 디스크장치 등과 같은 다양한 저장매체에 저장한다.The image storage unit 60 stores the interference fringe information converted from the image sensor unit 50 into discrete signals in various storage media such as a memory or a disk device.

제어부(70)는 상술한 탈축(off-axis) 시스템을 구현하고 간섭무늬를 획득하기 위하여 제2반사체(33)와 제3반사체(35)의 위치와 각도를 조절하는 등 간섭무늬획득부(30)를 제어하고, 측정 대상 물체에 입사되는 제1물체광과 제2물체광을 조절하기 위하여 대물렌즈(42)를 조절하는 등 대물부(40)를 제어하고, 상기 간섭무늬가 측정되어 그에 대한 정보가 이산신호로 변환되도록 하기 위하여 이미지센서부(50)를 제어하고, 이산신호로 변환된 간섭무늬 정보를 저장하기 위하여 이미지저장부(60)를 제어한다.The control unit 70 implements the above-described off-axis system and adjusts the position and angle of the second reflector 33 and the third reflector 35 to obtain an interference pattern, such as the interference pattern acquisition unit 30 ) To control the object 40, such as adjusting the objective lens 42 to control the first object light and the second object light incident on the object to be measured, the interference fringes are measured and The image sensor unit 50 is controlled to allow information to be converted into a discrete signal, and the image storage unit 60 is controlled to store interference fringe information converted into a discrete signal.

물체형상복원부(80)는 위상정보획득부(81)와 두께정보획득부(82)와 형상복원부(83)를 포함한다. 위상정보획득부(81)는 상기 간섭무늬 정보를 이용하여 상기 제1광선에 대한 간섭무늬의 위상정보와 상기 제2광선에 대한 간섭무늬의 위상정보를 각각 획득하고, 두께정보획득부(82)는 상기 위상정보들을 이용하여 측정 대상 물체의 두께정보를 획득하고, 형상복원부(83)는 상기 두께정보를 이용하여 측정 대상 물체의 실시간 3차원 형상을 복원한다. 이때 측정 대상 물체의 두께정보는 상기 물체광과 기준광이 각각 진행한 경로의 차이 정보를 포함한다. 이와 같은 상기 물체광과 기준광의 광 경로차 때문에 상기 물체광과 기준광이 중첩되었을 때 상기 간섭무늬가 형성된다.The object shape restoration unit 80 includes a phase information acquisition unit 81, a thickness information acquisition unit 82, and a shape restoration unit 83. The phase information acquisition unit 81 acquires the phase information of the interference pattern for the first ray and the interference pattern for the second ray by using the interference pattern information, respectively, and the thickness information acquisition unit 82 Obtains the thickness information of the object to be measured using the phase information, and the shape restoration unit 83 restores the real-time three-dimensional shape of the object to be measured using the thickness information. At this time, the thickness information of the object to be measured includes difference information between the paths of the object light and the reference light. Due to the optical path difference between the object light and the reference light, the interference pattern is formed when the object light and the reference light overlap.

상술한 내용을 포함하는 공개된 종래 기술에 의하면, 측정 해상도의 향상 및 영상 획득의 실시간성의 확보가 가능하지만, 여전히 다음과 같은 문제점이 발생한다.According to the disclosed prior art including the above, it is possible to improve measurement resolution and secure real-time image acquisition, but still has the following problems.

먼저 공개된 종래 기술에서는 여러 대역에 분포된 파장 대역을 가지는 혼합 광원이 사용되므로, 적어도 2개 이상의 단일 파장을 얻기 위해 파장분할부(20)가 파장이 서로 상이한 제1광선 및 제2광원을 분할하기 위해 제1여광판(22), 제2여광판(23), 및 제1반사체(24)를 사용하여야 한다. Since the conventionally disclosed prior art uses a mixed light source having a wavelength band distributed in several bands, the wavelength division unit 20 divides first and second light sources having different wavelengths to obtain at least two single wavelengths. To do so, the first filter plate 22, the second filter plate 23, and the first reflector 24 must be used.

또한, 간섭무늬획득부(30)가 제2광원을 분할하기 위한 제3광분할기(32), 제2광원을 반사시키기 위한 제3반사체(35), 및 제2광원이 제2반사체(33)로 입사되는 것을 차단하기 위한 제3여광판(34)을 추가로 사용하여야 한다. In addition, the interference pattern acquisition unit 30, a third light splitter 32 for dividing the second light source, a third reflector 35 for reflecting the second light source, and a second light source for the second reflector 33 The third filter plate 34 to block the incident light to be additionally used.

따라서, 현미경의 구조가 복잡해지고, 이는 제조 단가의 상승, 설계의 복잡도 증가와 같은 다양한 문제점을 수반한다. 따라서 단일 파장의 광원을 사용하면서도 상술한 문제점을 해결하기 위한 새로운 방안이 요구된다.Therefore, the structure of the microscope is complicated, and this entails various problems such as an increase in manufacturing cost and an increase in design complexity. Therefore, a new method is needed to solve the above-mentioned problems while using a single wavelength light source.

대한민국 공개특허 제10-2016-0029606호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0029606 대한민국 공개특허 제10-2010-0095302호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0095302 대한민국 공개특허 제10-2012-0014355호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2012-0014355 대한민국 특허 제10-1139178호Republic of Korea Patent No. 10-1139178 대한민국 특허 제10-1441245호Republic of Korea Patent No. 10-1441245 미국 특허 제7,649,160호U.S. Patent No. 7,649,160

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술들의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단지 한 개의 홀로그램의 획득으로 기판의 표면의 3차원 형상 정보를 정확하게 생성하고자 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, it is intended to accurately generate the three-dimensional shape information of the surface of the substrate by the acquisition of only one hologram.

특히 본 발명은 한 개의 홀로그램으로부터 기준광에 관한 정보 및 물체광 대물 렌즈의 곡률 수차 정보를 생성하고 이를 고려하여 획득된 물체 홀로그램을 보정함으로써 정확도가 향상된 기판의 3차원 형상 정보를 생성하고자 한다.In particular, the present invention is to generate information about the reference light and the curvature aberration information of the object light objective lens from one hologram and to correct the object hologram obtained by taking this into consideration to generate three-dimensional shape information of the substrate with improved accuracy.

또한 본 발명은 복잡한 광학 장치 구조 및 그에 따른 상당한 고비용 문제를 해결하고자 한다.In addition, the present invention seeks to solve the complex optical device structure and thus significant high cost problems.

나아가 본 발명은 TFT, 반도체와 같은 초미세 구조의 3차원 형상을 정확하게 획득함으로써, 이러한 구조들의 결함을 높은 확률로 검출하고자 한다.Furthermore, the present invention seeks to detect defects of these structures with a high probability by accurately acquiring three-dimensional shapes of ultra-fine structures such as TFTs and semiconductors.

본 발명의 일 실시예는, 기판을 안착시키는 캐리어, 상기 캐리어로부터 일정거리 이격되어 상기 기판의 표면의 3차원 정보를 복원하여 상기 기판의 이상유무를 검사하되, 사전에 설정된 스캔 경로를 따라 상기 기판의 표면을 스캐닝하여 검사하는 검사 유닛 및 단일 파장 광을 방출하여 상기 검사 유닛으로 제공하는 광원부를 포함하고, 상기 검사 유닛은 홀로그래픽 복원 장치를 포함하며, 상기 홀로그래픽 복원 장치는 상기 광원부에서 방출된 단일 파장 광을 시준하기 위한 시준기, 기 시준기를 통과한 상기 단일 파장 광을 물체광 및 기준광으로 분할하는 광 분할기, 상기 광 분할기에 의해 분할된 상기 물체광을 통과시키는 물체광 대물 렌즈, 상기 광 분할기에 의해 분할된 상기 기준광을 반사시키는 광학 거울, 상기 물체광 대물 렌즈를 통과하여 상기 기판의 표면에서 반사된 물체광 및 상기 광학 거울에 의해 반사된 기준광이 각각 상기 광 분할기로 전달되어 형성되는 간섭 무늬를 기록하는 영상 센서 및 상기 영상 센서에서 상기 간섭무늬를 변환하여 생성된 물체 홀로그램의 강도(Intensity) 정보를 포함하는 이미지를 수신하여 저장하고, 상기 기판 표면의 3차원 형상 정보를 생성하는 프로세서를 포함하는, 스캐닝 기능을 포함하는 기판 검사 장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, a carrier for mounting a substrate, spaced apart from the carrier by a predetermined distance, restores three-dimensional information on the surface of the substrate to check for abnormality of the substrate, and follows the preset scan path. And an inspection unit that scans and inspects the surface of the light source and emits a single wavelength light to the inspection unit, the inspection unit includes a holographic restoration device, and the holographic restoration device is emitted from the light source unit. A collimator for collimating single wavelength light, an optical splitter for dividing the single wavelength light that has passed through the collimator into object light and reference light, an object light objective lens for passing the object light divided by the light splitter, and the light splitter An optical mirror reflecting the reference light divided by the image, passing through the object light objective lens An image sensor for recording an interference fringe formed by transmitting the object light reflected from the surface of the substrate and the reference light reflected by the optical mirror to the optical splitter, and the object hologram generated by converting the interference fringe from the image sensor. Provided is a substrate inspection apparatus including a scanning function, including a processor for receiving and storing an image including intensity information and generating three-dimensional shape information of the substrate surface.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 검사 유닛은 제1 방향을 따라 일렬로 배치되는 복수 개의 홀로그래픽 복원 장치를 구비할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the inspection unit may include a plurality of holographic restoration devices arranged in a line along the first direction.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원부는 상기 홀로그래픽 복원 장치의 개수에 대응되는 복수 개의 광원을 구비할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the light source unit may include a plurality of light sources corresponding to the number of holographic restoration devices.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원부는 하나의 광원으로 이루어지며, 상기 검사 유닛은 상기 광원부로부터 제공되는 상기 단일 파장 광을 상기 복수 개의 홀로그래픽 복원 장치로 균등하게 분배하는 광 분배부를 더 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the light source unit is composed of a single light source, and the inspection unit further includes a light distribution unit that uniformly distributes the single wavelength light provided from the light source unit to the plurality of holographic restoration devices. can do.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원부에서 방출된 상기 단일 파장 광을 상기 검사 유닛으로 전달하는 광 파이버(optical fiber)를 더 구비할 수 있다. In one embodiment of the present invention, an optical fiber for transmitting the single wavelength light emitted from the light source unit to the inspection unit may be further provided.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는 상기 이미지에 포함된 적어도 하나의 주파수 성분들 중 실상(Real Image)에 대응되는 실상 성분들을 추출하고, 상기 실상 성분들에 기초하여 상기 기준광과 켤레(conjugate) 관계에 있는 보정광 및 상기 기판 표면의 실상 정보를 포함하는 실상 홀로그램을 생성하고, 상기 보정광에 기초하여, 상기 실상 홀로그램에서 상기 기준광의 정보가 제거된 중간 홀로그램을 생성하고, 상기 중간 홀로그램으로부터 곡률 수차 보정정보를 생성한 후, 상기 곡률 수차 보정정보에 기초하여, 상기 중간 홀로그램에서 곡률 수차에 의한 오차가 제고된 보정 홀로그램을 생성하고, 상기 보정 홀로그램으로부터 상기 기판 표면의 상기 3차원 형상 정보를 생성할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the processor extracts a real image component corresponding to a real image among at least one frequency component included in the image, and is paired with the reference light based on the real image components ( conjugate) to generate a real image hologram including the corrected light in relation to the real image information on the surface of the substrate, and based on the corrected light, generate an intermediate hologram from which the information of the reference light is removed from the real image hologram, and the intermediate hologram After generating the curvature aberration correction information from the, based on the curvature aberration correction information, to generate a correction hologram with an improved error due to curvature aberration in the intermediate hologram, the three-dimensional shape information of the substrate surface from the correction hologram Can generate

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the following detailed description, claims and drawings for carrying out the invention.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단지 한 개의 홀로그램의 획득으로 측정 대상 물체인 기판의 3차원 형상 정보를 정확하게 생성할 수 있다.According to one embodiment of the present invention made as described above, it is possible to accurately generate three-dimensional shape information of a substrate as an object to be measured by acquiring only one hologram.

특히 한 개의 홀로그램으로부터 기준광에 관한 정보 및 물체광 대물 렌즈의 곡률 수차 정보를 생성하고 이를 고려하여 획득된 물체 홀로그램을 보정함으로써 정확도가 향상된 측정 대상 물체의 3차원 형상 정보를 생성할 수 있다.In particular, by generating information about the reference light and curvature aberration information of the object light objective lens from one hologram and correcting the obtained object hologram in consideration of this, it is possible to generate three-dimensional shape information of an object to be measured with improved accuracy.

또한 복잡한 광학 장치 구조 및 그에 따른 상당한 고비용 문제를 해결할 수 있다.In addition, it is possible to solve the complicated optical device structure and thus a considerable high cost problem.

나아가 TFT, 반도체와 같은 초미세 구조의 3차원 형상을 정확하게 획득함으로써 이러한 구조들의 결함을 높은 확률로 검출할 수 있다.Furthermore, by accurately acquiring the three-dimensional shape of ultra-fine structures such as TFTs and semiconductors, defects in these structures can be detected with a high probability.

물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 공개된 종래 기술에 따른 2파장 디지털 홀로그래피 현미경 장치를 상세히 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 3b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 검사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 검사 장치의 광 분배부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6a 및 도 6b는 예시적인 측정 대상 물체의 외형을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 측정 대상 물체의 일 부분에 대한 이미지의 예시이다.
도 8은 도 7에 도시된 측정 대상 물체의 일 부분에 대한 이미지의 주파수 성분을 도시한 도면이다.
도 9은 도 8에 도시된 주파수 성분들에서 실상에 대응되는 주파수 성분들을 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a는 디지털 기준광의 강도를 도시한 도면이다.
도 10b는 기준광의 위상을 도시한 도면이다.
도 10c는 보정광의 강도를 도시한 도면이다.
도 10d는 보정광의 위상을 도시한 도면이다.
도 11은 예시적인 실상 홀로그램을 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서가 중간 홀로그램으로부터 곡률 수차 보정항을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14은 홀로그램으로부터 생성된 측정 대상 물체의 3차원 형상의 예시를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치에 의해 수행되는 측정 대상 물체의 3차원 형상 정보를 생성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 16 및 도 17는 본 발명의 실시예들에 따른 프로세서의 블록도이다.
도 18, 도 19 및 도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 결함 검출 방법의 흐름도이다.
도 21은 기계 학습부 및 이미지 처리부의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 22는 일 실시예에 따른 기계 학습부의 블록도이다.
도 23은 기계 학습부를 통해 모델링된 결함 검출 알고리즘의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
1 is a block diagram showing in detail a two-wavelength digital holography microscope device according to the disclosed prior art.
2 is a view schematically showing a substrate inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
3A is a block diagram showing a schematic configuration of a holographic reconstruction apparatus according to a first embodiment of the present invention.
3B is a block diagram showing a schematic configuration of a holographic reconstruction apparatus according to a second embodiment of the present invention.
4 is a view schematically showing a substrate inspection apparatus according to another embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating a light distribution unit of a substrate inspection apparatus according to another embodiment of the present invention.
6A and 6B are views for explaining the appearance of an exemplary measurement object.
7 is an example of an image of a portion of an object to be measured.
FIG. 8 is a diagram showing frequency components of an image of a part of the measurement target object illustrated in FIG. 7.
9 is a diagram for explaining a method of extracting frequency components corresponding to a real image from the frequency components illustrated in FIG. 8.
10A is a diagram showing the intensity of digital reference light.
10B is a diagram showing the phase of the reference light.
10C is a diagram showing the intensity of the correction light.
10D is a diagram showing the phase of the correction light.
11 is a diagram illustrating an exemplary actual hologram.
12 and 13 are diagrams for describing a method in which a processor according to an embodiment of the present invention determines a curvature aberration correction term from an intermediate hologram.
14 is a diagram showing an example of a three-dimensional shape of a measurement object generated from a hologram.
15 is a flowchart illustrating a method of generating 3D shape information of an object to be measured performed by a holographic reconstruction apparatus according to an embodiment of the present invention.
16 and 17 are block diagrams of a processor according to embodiments of the present invention.
18, 19, and 20 are flowcharts of a method of detecting a defect according to embodiments of the present invention.
21 is a diagram illustrating an embodiment of a machine learning unit and an image processing unit.
22 is a block diagram of a machine learning unit according to an embodiment.
23 is a diagram showing a connection relationship of a defect detection algorithm modeled through a machine learning unit.

이하, 본 개시의 다양한 실시예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 개시의 다양한 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 개시의 다양한 실시예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 다양한 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.Hereinafter, various embodiments of the present disclosure are described in connection with the accompanying drawings. Various embodiments of the present disclosure may have various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and related detailed descriptions are described. However, this is not intended to limit the various embodiments of the present disclosure to specific embodiments, and should be understood to include all modifications and / or equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the various embodiments of the present disclosure. In connection with the description of the drawings, similar reference numerals have been used for similar elements.

본 개시의 다양한 실시예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 개시(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 개시의 다양한 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Expressions such as “include” or “may include” that may be used in various embodiments of the present disclosure indicate the existence of a corresponding function, operation, or component disclosed, and additional one or more functions, operations, or The components and the like are not limited. Also, in various embodiments of the present disclosure, terms such as “include” or “have” are intended to indicate that there are features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, It should be understood that one or more other features or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof are not excluded in advance.

본 개시의 다양한 실시예에서 "또는" 등의 표현은 함께 나열된 단어들의 어떠한, 그리고 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, "A 또는 B"는, A를 포함할 수도, B를 포함할 수도, 또는 A 와 B 모두를 포함할 수도 있다.In various embodiments of the present disclosure, expressions such as “or” include any and all combinations of words listed together. For example, "A or B" may include A, may include B, or may include both A and B.

본 개시의 다양한 실시예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 실시예들의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이며, 서로 다른 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 개시의 다양한 실시예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Expressions such as “first”, “second”, “first”, or “second” used in various embodiments of the present disclosure may modify various elements of various embodiments, but do not limit the elements. Does not. For example, the above expressions do not limit the order and / or importance of the components. The above expressions can be used to distinguish one component from another component. For example, the first user device and the second user device are both user devices and represent different user devices. For example, a first component may be referred to as a second component without departing from the scope of rights of various embodiments of the present disclosure, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" to or "connected" to another component, some of the components may or may not be directly connected to the other components, It will be understood that other new components may exist between the other components. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it will be understood that no new component exists between the component and the other components. You should be able to.

본 개시의 다양한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정일 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시의 다양한 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Terms used in various embodiments of the present disclosure are only used to describe specific specific embodiments, and are not intended to limit various embodiments of the present disclosure. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 다양한 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which various embodiments of the present disclosure belong.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 개시의 다양한 실시예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms, such as those defined in a commonly used dictionary, should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and are ideally or excessively formal unless explicitly defined in various embodiments of the present disclosure. It is not interpreted as meaning.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사 장치(1)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 2 is a view schematically showing a substrate inspection apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사 장치(1)는 캐리어(100), 검사 유닛(1000) 및 광원부(310, 도 3a 참조)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the substrate inspection apparatus 1 according to an embodiment of the present invention may include a carrier 100, an inspection unit 1000, and a light source unit 310 (see FIG. 3A).

캐리어(100)는 일면에 기판(M)을 안착시킬 수 있다. 캐리어(100)는 기판(M)을 고정한 상태에서 상기 기판(M)에 재료를 증착시키기 위한 증착챔버 내로 반입/반출시키거나 증착챔버 간 기판(M)을 이동시키는 기능을 수행한다. The carrier 100 may seat the substrate M on one surface. The carrier 100 performs a function of bringing in / out the deposition chamber for depositing material on the substrate M or moving the substrate M between the deposition chambers while the substrate M is fixed.

검사 유닛(1000)은 캐리어(100)로부터 일정거리 이격되어 기판(M)의 표면의 3차원 정보를 복원하여 기판(M)의 이상유무를 검사하되, 사전에 설정된 스캔 경로를 따라 기판(M)의 표면을 스캐닝하여 검사할 수 있다. The inspection unit 1000 is spaced a predetermined distance from the carrier 100 to restore the three-dimensional information on the surface of the substrate M to inspect the substrate M for anomalies, but the substrate M along a predetermined scan path. Can be inspected by scanning the surface.

이때, 검사 유닛(1000)은 후술하는 홀로그래픽 복원 장치(300)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 검사 유닛(1000)은 하나의 홀로그래픽 복원 장치(300)를 구비할 수 있다. 홀로그래픽 복원 장치(300), 구체적으로 영상센서(380)을 통해 획득할 수 있는 이미지 크기에 한계가 있기 때문에, 대면적 기판(M)을 검사하기에는 한계가 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사 장치(1)는 스캐닝 기능을 포함함으로써, 대면적의 기판(M)을 검사할 수 있게 한다. In this case, the inspection unit 1000 may include a holographic restoration device 300 to be described later. The inspection unit 1000 according to an embodiment may include one holographic restoration apparatus 300. Since there is a limit to the size of an image that can be obtained through the holographic restoration apparatus 300, specifically, the image sensor 380, there is a limit to inspect the large area substrate M. Therefore, the substrate inspection apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes a scanning function, so that the substrate M of a large area can be inspected.

홀로그래픽 복원 장치(300)는 한번의 측정으로 단위 영역(UA)에 대응되는 기판(M)의 표면을 검사할 수 있다. 여기서, 단위 영역(UA)은 사각형 형태로 이루어지며, 단위 영역(UA)의 크기는 x mm by y mm 일 수 있다. 예를 들면, 단위 영역(UA)의 크기는 15 mm by 15mm 일 수 있다. 다만, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않는다. 단위 영역(UA)은 x-y 평면 방향에 대하여 일정한 면적을 갖는 기판(M)의 표면을 n by m 개(n,m은 정수)로 정확히 나눌 수 있다. 그러나, 단위 영역(UA)은 홀로그래픽 복원 장치(300)에서 한번에 촬영할 수 있는 성능에 해당하므로, 기판(M)의 면적에 대하여 정수배로 대응되지 않을 수 있다. The holographic reconstruction apparatus 300 may inspect the surface of the substrate M corresponding to the unit area UA with one measurement. Here, the unit area UA is formed in a rectangular shape, and the size of the unit area UA may be x mm by y mm. For example, the size of the unit area UA may be 15 mm by 15 mm. However, this is only one embodiment, and the technical spirit of the present invention is not limited thereto. The unit area UA can accurately divide the surface of the substrate M having a constant area in the x-y plane direction into n by m pieces (n, m is an integer). However, since the unit area UA corresponds to a performance capable of being photographed at a time by the holographic restoration apparatus 300, it may not correspond to an area multiple of the area of the substrate M.

이때, 홀로그래픽 복원 장치(300)는 단위 영역(UA)의 일부를 중첩시켜 스캐닝(scanning)함으로써, 기판(M)의 전체 표면에 대해 검사할 수 있다. 홀로그래픽 복원 장치(300)로 획득되는 이미지는 레이저의 간섭성에 의해 가장자리에 인접한 영역에서 스펙클 노이즈(speckle noise)가 발생할 수 있다. 따라서, 단위 영역(UA)에 대하여 이미지를 획득하더라도, 3차원 형상 정보를 획득할 수 있는 유효 영역은 단위 영역(UA)보다 작을 수 있다. 검사 유닛(1000)은 이러한 유효 영역의 면적과 기판(M)의 면적을 이용하여 전체 기판(M) 표면에 대해 3차원 형상 정보를 정확히 생성할 수 있도록 스캔 경로를 설정할 수 있다. In this case, the holographic reconstruction apparatus 300 may inspect the entire surface of the substrate M by scanning a part of the unit area UA by overlapping and scanning. The image obtained by the holographic reconstruction apparatus 300 may generate speckle noise in an area adjacent to the edge due to coherence of the laser. Therefore, even if an image is acquired for the unit area UA, an effective area for obtaining 3D shape information may be smaller than the unit area UA. The inspection unit 1000 may set a scan path to accurately generate 3D shape information on the entire substrate M surface using the area of the effective area and the area of the substrate M.

검사 유닛(1000)은 사전에 설정된 스캔 경로를 따라 홀로그래픽 복원 장치(300)를 이동시키는 제1 구동부(1010)를 더 포함할 수 있다. 이때, 캐리어(100)는 검사 유닛(1000)과 마주보도록 기판(M)을 이송한 후, 일정 위치에 고정될 수 있다. 검사 유닛(1000)은 도시하지 않았지만, 기판(M)의 위치를 확인하는 비젼 카메라와 같은 감지부를 포함하여, 기판(M) 상의 초기 측정 영역에 홀로그래픽 복원 장치(300)를 위치시킬 수 있다. 이후, 검사 유닛(1000)은 이미 알고 있는 기판(M)의 치수를 포함하는 정보를 이용하여 스캔 경로를 설정하고, 사전에 설정된 스캔 경로를 따라 홀로그래픽 복원 장치(300)를 이동시켜 검사를 진행할 수 있다. The inspection unit 1000 may further include a first driver 1010 that moves the holographic restoration apparatus 300 along a preset scan path. At this time, the carrier 100 may be fixed to a certain position after transferring the substrate M to face the inspection unit 1000. Although the inspection unit 1000 is not illustrated, the holographic restoration apparatus 300 may be positioned in the initial measurement area on the substrate M, including a detection unit such as a vision camera that checks the position of the substrate M. Thereafter, the inspection unit 1000 sets a scan path using information including the dimensions of the substrate M, which is already known, and moves the holographic restoration apparatus 300 along the preset scan path to perform the inspection. You can.

다른 실시예로서, 상기한 홀로그래픽 복원 장치(300)는 캐리어(100) 또는 기판(M)의 표면으로부터 일정거리 이격된 상태에서 고정될 수도 있다. 이때, 캐리어(100)와 연결된 제2 구동부(110)는 캐리어(100)가 사전에 설정된 스캔 경로를 따라 측정가능하도록 캐리어(100)를 이동시킬 수 있다. As another embodiment, the holographic restoration apparatus 300 described above may be fixed in a state spaced apart from the carrier 100 or the surface of the substrate M by a predetermined distance. At this time, the second driver 110 connected to the carrier 100 may move the carrier 100 so that the carrier 100 can be measured along a preset scan path.

도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300A)의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다. 3A is a block diagram showing a schematic configuration of a holographic reconstruction apparatus 300A according to a first embodiment of the present invention.

본 발명에서 '홀로그래피 복원 장치'는 측정 대상 물체에 대한 홀로그램(이하에서는 '물체 홀로그램'이라고 설명한다)을 획득하고, 획득된 물체 홀로그램을 분석 및/또는 표시하는 장치를 의미할 수 있다. In the present invention, the 'holographic reconstruction device' may mean a device that acquires a hologram (hereinafter, referred to as 'object hologram') for an object to be measured and analyzes and / or displays the obtained object hologram.

가령 홀로그래피 복원 장치(300A)는 반도체 제조 라인에 배치되어, 생산되는 반도체의 물체 홀로그램을 획득하고, 획득된 물체 홀로그램으로부터 반도체의 무결성 여부를 판단하는 장치일 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 측정 대상 물체는 3차원 형상을 갖고 있는 어떠한 물체이든 가능하나, 본 명세서에서는 측정 대상 물체가 기판인 경우를 중심으로 작성하기로 한다. 또한, 본 명세서에서는 측정 대상 물체와 기판을 혼용하여 사용할 수도 있다. For example, the holographic restoring apparatus 300A may be a device that is disposed on a semiconductor manufacturing line, obtains an object hologram of the produced semiconductor, and determines whether the semiconductor is integrity from the obtained object hologram. However, this is exemplary and the spirit of the present invention is not limited thereto. The object to be measured can be any object having a three-dimensional shape, but in this specification, the object to be measured is a substrate. In addition, in this specification, an object to be measured and a substrate may be used in combination.

한편 본 발명에서 '물체 홀로그램(Hologram)'은 홀로그래피 복원 장치(300A)에 의해서 획득되는 이미지로부터 생성될 수 있는 홀로그램으로, 홀로그래피 복원 장치(300A)에 의한 다양한 처리가 이루어 지기 전의 홀로그램을 의미할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.On the other hand, in the present invention, 'object hologram (Hologram)' is a hologram that can be generated from an image obtained by the holographic reconstruction apparatus (300A), may mean a hologram before various processing by the holographic reconstruction apparatus (300A) is made. have. Detailed description thereof will be described later.

도 3a를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300A)는 광원부(310)에서 방출된 단일 파장 광을 시준하기 위한 시준기(320), 시준기(320)를 통과한 단일 파장 광을 물체광(O) 및 기준광(R)으로 분할하는 광 분할기(330), 광 분할기(330)에 의해 분할된 물체광(O)을 통과시키는 물체광 대물 렌즈(340), 광 분할기(330)에 의해 분할된 기준광(R)을 통과시키는 기준광 대물 렌즈(360), 기준광 대물 렌즈(360)를 통과한 기준광(R)을 반사시키는 광학 거울(370), 물체광 대물 렌즈(340)를 통과하여 기판(M)의 표면에서 반사된 물체광(O) 및 광학 거울(370)에 의해 반사된 기준광(R)이 각각 물체광 대물 렌즈(340) 및 기준광 대물 렌즈(360)를 통과하여 광 분할기(330)로 전달되어 형성되는 이미지를 기록하는 기록 매체인 영상 센서(380) 및 영상 센서(380)가 획득한 이미지를 처리하는 프로세서(390)를 포함할 수 있다. 여기서, 광원부(310)는 단일 파장 광을 방출하여 홀로그래피 복원 장치(300A)로 제공할 수 있다.Referring to FIG. 3A, the holographic reconstruction apparatus 300A according to the first embodiment of the present invention includes a collimator 320 for collimating single wavelength light emitted from the light source unit 310 and a single wavelength passing through the collimator 320 An optical splitter 330 for dividing light into object light O and reference light R, an object light objective lens 340 for passing object light O divided by light splitter 330, and an optical splitter 330 A reference light objective lens 360 passing the reference light R divided by), an optical mirror 370 reflecting the reference light R passing through the reference light objective lens 360, and an object light objective lens 340 Thus, the object light O reflected from the surface of the substrate M and the reference light R reflected by the optical mirror 370 pass through the object light objective lens 340 and the reference light objective lens 360, respectively. The image acquired by the image sensor 380 and the image sensor 380 which is a recording medium for recording the image formed by being transferred to the 330 It may include a processor 390 to process. Here, the light source unit 310 may emit a single wavelength light and provide it to the holographic reconstruction apparatus 300A.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300A)는 광 분할기(330)에 의해 분할된 기준광(R)을 통과시키는 기준광 대물 렌즈(360)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the holographic reconstruction apparatus 300A according to the first embodiment of the present invention may further include a reference light objective lens 360 through which the reference light R divided by the light splitter 330 passes.

이때 프로세서(390)는 영상 센서(380)가 획득한 이미지로부터 기판(M) 표면의 3차원 정보를 생성할 수 있다. 이와 같은 프로세서(390)의 동작에 대한 상세한 설명은 후술한다.At this time, the processor 390 may generate 3D information on the surface of the substrate M from the image acquired by the image sensor 380. The detailed description of the operation of the processor 390 will be described later.

도 3b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300B)의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.3B is a block diagram showing a schematic configuration of a holographic reconstruction apparatus 300B according to a second embodiment of the present invention.

도 3b를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300B)는 광원부(310)에서 방출된 단일 파장 광을 시준하기 위한 시준기(320), 시준기(320)를 통과한 단일 파장 광을 물체광(O) 및 기준광(R)으로 분할하는 광 분할기(330), 광 분할기(330)에 의해 분할된 물체광(O)이 기판(M)을 투과한 후 기판(M)의 표면 정보를 포함한 물체 투과광(T)을 통과시키는 물체광 대물 렌즈(340), 물체광 대물 렌즈(340)를 통과한 물체 투과광(T)을 반사시키는 제2 광학 거울(372), 광 분할기(330)에 의해 분할된 기준광(R)을 통과시키는 기준광 대물 렌즈(360), 기준광 대물 렌즈(360)를 통과한 기준광(R)을 반사시키는 제1 광학 거울(370), 제1 광학 거울(370)에 의해 반사된 기준광(R) 및 제2 광학 거울(372)에 의해 반사된 물체 투과광(T)이 각각 전달되는 제2 광 분할기(332), 제2 광 분할기(332)로 전달된 기준광(R) 및 물체광 투과광(T)에 의해 형성되는 이미지를 기록하는 영상 센서(380) 및 영상 센서(380)가 획득한 이미지를 처리하는 프로세서(390)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3B, the holographic reconstruction apparatus 300B according to the second embodiment of the present invention includes a collimator 320 for collimating single wavelength light emitted from the light source unit 310 and a single wavelength passing through the collimator 320 The surface of the substrate M after the light splitter 330 dividing the light into the object light O and the reference light R, and the object light O divided by the light splitter 330 passes through the substrate M The object light objective lens 340 passing the object transmitted light T including information, the second optical mirror 372 reflecting the object transmitted light T passing through the object light objective lens 340, and the light splitter 330 To the first optical mirror 370 and the first optical mirror 370 reflecting the reference light R passing through the reference light objective lens 360 and the reference light objective lens 360 passing through the reference light R divided by The second light splitter 332 and the second light splitter 332 through which the reference light R reflected by the object and the object transmitted light T reflected by the second optical mirror 372 are transmitted, respectively. It may include an image sensor 380 for recording the image formed by the reference light (R) and the object light transmitted light (T) transmitted to the processor 390 to process the image acquired by the image sensor 380. .

물론 이러한 제2 실시예에서도, 프로세서(390)는 영상 센서(380)가 획득한 이미지로부터 기판(M) 표면의 3차원 정보를 생성할 수 있다. 이와 같은 프로세서(390)의 동작에 대한 상세한 설명은 후술한다.Of course, even in the second embodiment, the processor 390 may generate 3D information on the surface of the substrate M from the image acquired by the image sensor 380. The detailed description of the operation of the processor 390 will be described later.

상술한 도 3a 및 도 3b에 각각 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300A) 및 본 발명의 제2 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300B)는 물체광(O)이 측정 대상 물체(M)에서 반사(도 3a의 실시예)되거나 또는 물체광(O)이 측정 대상 물체(M)를 투과(도 3b의 실시예)한다는 점 및 그에 따른 일부 구성요소(예를 들어, 도 3b의 실시예의 제2 광학 거울(372) 및 제2 광 분할기(332))의 추가 사용 및 그에 따른 일부 구성요소의 배치)를 제외하고는 실질적으로 동일한 구성을 가진다. 3A and 3B, the holographic reconstruction apparatus 300A according to the first embodiment of the present invention and the holographic reconstruction apparatus 300B according to the second embodiment of the present invention respectively measure the object light O The fact that the object M is reflected (the embodiment of FIG. 3A) or the object light O transmits the object M to be measured (the embodiment of FIG. 3B) and some components thereof (e.g., It has substantially the same configuration except for the additional use of the second optical mirror 372 and the second light splitter 332 of the embodiment of FIG. 3B and the placement of some components accordingly).

특히 이미지가 영상 센서(380)에 의해 획득되고, 프로세서(390)가 획득된 이미지로부터 기준광(R)을 생성한다는 점에서 동일한 특징을 갖는다는 점에 유의하여야 한다. In particular, it should be noted that the image is acquired by the image sensor 380, and the processor 390 has the same characteristic in that it generates the reference light R from the acquired image.

이하에서는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300A, 300B)를 통칭하여 홀로그래피 복원 장치(300)로 지칭하여 설명한다.Hereinafter, the holographic reconstruction apparatuses 300A and 300B according to the first and second embodiments of the present invention will be collectively described as the holographic reconstruction apparatus 300.

한편 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300)의 프로세서(390)는 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어 프로세서(390)는 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. Meanwhile, the processor 390 of the holographic restoring apparatus 300 according to an embodiment of the present invention may include all kinds of apparatus capable of processing data. For example, the processor 390 may refer to a data processing device embedded in hardware having physically structured circuits to perform functions represented by codes or instructions included in a program.

이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(Microprocessor), 중앙처리장치(Central Processing Unit: CPU), 프로세서 코어(Processor Core), 멀티프로세서(Multiprocessor), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.As an example of such a data processing device embedded in hardware, a microprocessor, a central processing unit (CPU), a processor core, a multiprocessor, and an application-specific integrated (ASIC) Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array), and the like, but the scope of the present invention is not limited thereto.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 센서(380)는 예를 들어 CCD(Charge Coupled Device), CMOS(Complimentary Metal-Oxide Semiconductor) 등의 적어도 하나의 이미지 센서로 구현될 수 있다.In addition, the image sensor 380 according to an embodiment of the present invention may be implemented with at least one image sensor, such as a Charge Coupled Device (CCD), a Complimentary Metal-Oxide Semiconductor (CMOS), for example.

한편, 광원부(310)는 홀로그래피 복원 장치(300)와 물리적으로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 예를 들면, 검사 유닛(1000)은 증착 챔버 또는 별도로 구성되는 검사용 챔버 내부에 배치되고, 광원부(310)는 상기한 챔버들 외부에 배치된 상태에서 단일 파장 광을 검사유닛(1000)으로 제공할 수 있다. 이때, 검사 유닛(1000)은 광원부(310)로부터 제공되는 단일 파장의 광을 홀로그래피 복원 장치(300)로 전달하기 위한 광 전달기(311)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the light source unit 310 may be disposed at a position physically spaced from the holography restoration apparatus 300. For example, the inspection unit 1000 is disposed inside a deposition chamber or a separately configured inspection chamber, and the light source unit 310 provides a single wavelength light to the inspection unit 1000 while being disposed outside the above-described chambers. can do. In this case, the inspection unit 1000 may further include an optical transmitter 311 for transmitting light of a single wavelength provided from the light source unit 310 to the holographic restoration apparatus 300.

홀로그래피 복원 장치(300)는 측정 대상 물체인 기판(M)의 물체 홀로그램을 생성하기 위한 물체광(O)과 기준광(R)의 경로를 형성하는 광학 시스템으로서, 정확한 3차원 형상 정보를 생성하기 위해 각 구성요소들 사이의 거리가 사전에 설정된 상태에서 시스템을 구축하게 된다. The holographic restoring apparatus 300 is an optical system that forms paths of the object light O and the reference light R for generating an object hologram of the substrate M, which is an object to be measured, to generate accurate 3D shape information. The system is constructed with the distance between each component set in advance.

광 전달기(311)는 이러한 검사 유닛(1000)의 위치 자유도를 증대시키기 위한 구성으로서, 광원부(310)로부터 제공되는 단일 파장의 광을 광원부(310)와 이격되어 배치되는 검사 유닛(1000)으로 전달하는 기능을 수행할 수 있다. 광 전달기(311)는 유연한(flexible) 광 전달 매개체로서, 예를 들면, 광 파이버(optical fiber)일 수 있다. 광 파이버를 광 전달기(311)로 사용하는 경우, 광 파이버(311)는 특정 파장에 대해서만 광을 전달하는 기능을 수행하므로, 광원부(310)로부터 전달되는 입력광의 노이즈를 제거할 수 있으며, 광을 출사할 때 빔 사이즈를 확대시켜 검사 유닛(1000)으로 제공할 수 있다. 다시 말해, 광 파이버(311)는 시준기(320)의 기능을 대체할 수 있어, 필요에 따라 홀로그래피 복원 장치(300)는 시준기(320)를 생략할 수도 있다. The light transmitter 311 is a configuration for increasing the positional freedom of the inspection unit 1000, and the light of a single wavelength provided from the light source unit 310 is separated from the light source unit 310 by the inspection unit 1000. It can perform the transfer function. The light transmitting device 311 is a flexible light transmitting medium, and may be, for example, optical fiber. When the optical fiber is used as the optical transmitter 311, the optical fiber 311 performs a function of transmitting light only for a specific wavelength, so that noise of input light transmitted from the light source unit 310 can be removed. When exiting, the beam size may be enlarged and provided to the inspection unit 1000. In other words, the optical fiber 311 can replace the function of the collimator 320, so that the holography restoration apparatus 300 may omit the collimator 320 as necessary.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 검사 장치(1')를 개략적으로 도시한 도면이다. 4 is a diagram schematically showing a substrate inspection apparatus 1 'according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 검사 장치(1')는 캐리어(100), 검사 유닛(1000) 및 광원부(310)를 포함할 수 있다. 도 4의 기판 검사 장치(1')는 도 2의 기판 검사 장치(1)과 비교할 때 검사 유닛(1000)을 제외하고, 다른 구성요소들은 동일한 바 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Referring to FIG. 4, the substrate inspection apparatus 1 ′ according to another embodiment of the present invention may include a carrier 100, an inspection unit 1000, and a light source unit 310. The substrate inspection apparatus 1 ′ of FIG. 4 is identical to the substrate inspection apparatus 1 of FIG. 2 except for the inspection unit 1000, and other components are the same, and thus duplicate description will be omitted.

다른 실시예에 따른 검사 유닛(1000)은 제1 방향(x방향)을 따라 일렬로 배치되는 복수 개의 홀로그래픽 복원 장치(300)를 구비할 수 있다. 검사 유닛(1000)은 제1 방향(y방향)으로 배열된 복수 개의 홀로그래픽 복원 장치(300)를 제1 방향(x방향)에 수직한 제2 방향(x방향)으로 이동시켜 대면적 기판(M)의 표면을 좀 더 빠르게 검사할 수 있다. 이때, 하나의 홀로그래픽 복원 장치(300)를 이용하여 측정 가능한 단위 영역(UA)으로 기판(M)의 표면을 제1 방향(y방향)에 대하여 n개, 제2 방향(x방향)에 대하여 m개(n,m은 정수)로 분할하는 경우, 검사 유닛(1000)은 n 개의 홀로그래픽 복원 장치(300)를 구비할 수 있다. 이를 통해, 검사 유닛(1000)은 제2 방향(x방향)을 따라 이동하면서 검사하는 것에 의해서, 기판(M) 전체를 빠르게 검사할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 다른 실시예로서, 검사 유닛(1000)은 기판(M)을 분할한 n개가 아닌 다른 개수의 홀로그래픽 복원 장치(300)로 이루어질 수도 있음은 물론이다.The inspection unit 1000 according to another embodiment may include a plurality of holographic restoration devices 300 arranged in a line along the first direction (x direction). The inspection unit 1000 moves the plurality of holographic reconstruction devices 300 arranged in the first direction (y direction) in a second direction (x direction) perpendicular to the first direction (x direction), thereby providing a large area substrate ( The surface of M) can be inspected more quickly. At this time, the surface of the substrate M in the unit area UA measurable using one holographic restoration apparatus 300 in the first direction (y direction) and n in the second direction (x direction) When dividing into m (n, m is an integer), the inspection unit 1000 may include n holographic restoration devices 300. Through this, the inspection unit 1000 can quickly inspect the entire substrate M by inspecting while moving along the second direction (x direction). However, the present invention is not limited to this, and as another embodiment, the inspection unit 1000 may be made of a different number of holographic restoration devices 300 other than n divided substrates M.

한편, 검사 유닛(1000)이 복수 개의 홀로그래피 복원 장치(300)를 구비하는 경우, 광원부(310)는 홀로그래피 복원 장치(300) 각각에 대응되는 복수 개의 광원을 구비하고, 각각에 단일 파장의 광을 제공할 수 있다. 다른 실시예로서, 기판 검사 장치(1')는 하나의 광원을 구비하는 광원부(310)를 포함하며, 광원부(310)로부터 방출되는 단일 파장의 광을 복수 개의 홀로그래피 복원 장치(300)로 균등하게 분배시켜 제공할 수 있다. On the other hand, when the inspection unit 1000 is provided with a plurality of holographic reconstruction apparatus 300, the light source unit 310 includes a plurality of light sources corresponding to each of the holographic reconstruction apparatus 300, each of which has a single wavelength of light Can provide. As another embodiment, the substrate inspection apparatus 1 ′ includes a light source unit 310 having one light source, and uniformly converts a single wavelength of light emitted from the light source unit 310 into a plurality of holographic restoration devices 300. It can be distributed.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 검사 장치(1')의 광 분배부(1100)를 설명하기 위한 블록도이다. 5 is a block diagram illustrating the light distribution unit 1100 of the substrate inspection apparatus 1 ′ according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 검사 유닛(1000)은 광원부(310)가 하나의 광원으로 이루어지는 경우, 광원부(310)로부터 제공되는 단일 파장 광을 복수 개의 홀로그래피 복원 장치(300)로 균등하게 분배하는 광 분배부(1100)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 광 분배부(1100)는 하나의 입력포트 및 복수 개의 출력포트를 구비하고, 입력포트로 제공되는 광을 복수 개의 광으로 분배하여 출력하는 광 분배기(optical splitter)일 수도 있다. 광 분배부(1100)는 검사유닛(1000)이 광 파이버(optical fiber)를 이용하여 광을 제공받는 경우, 상기한 광 파이버와 일체로 형성되어, 광 전달 기능 및 광 분배 기능을 동시에 수행할 수도 있다. Referring to FIG. 5, when the light source unit 310 is composed of one light source, the inspection unit 1000 is configured to uniformly distribute the single wavelength light provided from the light source unit 310 to the plurality of holographic restoration devices 300. A distribution 1100 may be further included. As an embodiment, the light distribution unit 1100 may be an optical splitter having one input port and a plurality of output ports, and distributing and outputting light provided through the input port into a plurality of lights. When the inspection unit 1000 receives light using an optical fiber, the light distribution unit 1100 may be integrally formed with the above-described optical fiber to simultaneously perform a light transmission function and a light distribution function. have.

다른 실시예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 광 분배부(1100)는 복수의 광분할기(1030, 1031) 및 광학 거울(1070)을 포함하는 광학계로 이루어져 광원부(310)로부터 제공되는 광을 균등하게 분배할 수 있다. As another embodiment, as illustrated in FIG. 5, the light distribution unit 1100 consists of an optical system including a plurality of light splitters 1030 and 1031 and an optical mirror 1070 to receive light provided from the light source unit 310. Can be distributed evenly.

도 6a 및 도 6b는 예시적인 측정 대상 물체(M)의 외형을 설명하기 위한 도면이다.6A and 6B are diagrams for explaining the appearance of an exemplary object M to be measured.

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 측정 대상 물체(M)는 일면에 소정의 간격에 따라 배치된 직육면체 형상의 구조물(51A 내지 51I)을 포함할 수 있다. 바꾸어 말하면, 측정 대상 물체(M)는 X-Y 평면과 평행하는 면 상에 Z 방향으로 돌출된 직육면체 형상의 구조물(51A 내지 51I)을 포함할 수 있다.6A and 6B, the object M to be measured may include rectangular parallelepiped structures 51A to 51I arranged on one surface at predetermined intervals. In other words, the object M to be measured may include rectangular parallelepiped structures 51A to 51I protruding in the Z direction on a plane parallel to the X-Y plane.

이하에서는 홀로그래피 복원 장치(300)가 측정 대상 물체(M)의 직육면체 형상의 구조물(51A 내지 51I)이 배치된 면과 수직하는 방향으로 물체광(O)을 조사하여 측정 대상 물체(M)의 이미지를 획득하는 것을 전제로 설명한다.Hereinafter, the holography restoration apparatus 300 irradiates the object light O in a direction perpendicular to the surface on which the structures 51A to 51I of the rectangular parallelepiped structure of the object M to be measured are arranged to image the object M to be measured It will be described on the premise of obtaining.

먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 센서(380)는 측정 대상 물체(M)의 이미지를 획득할 수 있다.First, the image sensor 380 according to an embodiment of the present invention may acquire an image of an object M to be measured.

본 발명에서 측정 대상 물체(50)의 '이미지(Image)'는 측정 대상 물체(50)에 대한 물체 홀로그램(U0(x,y,0))의 각 위치에서의 강도(Intensity) 정보(즉|(U0(x,y,0)|2)를 포함할 수 있으며, 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.In the present invention, the 'image' of the object to be measured 50 is the intensity information at each position of the object hologram U0 (x, y, 0) with respect to the object to be measured 50 (ie | (U0 (x, y, 0) | 2 ), and may be expressed as Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서 물체 홀로그램 Uo(x,y,0)는 측정 대상 물체의 각 x,y 지점에서의 위상정보를 나타내고, x, y는 측정 대상 물체가 놓여지는 공간에서의 좌표로서 물체광(O)과 수직하는 평면을 정의하는 좌표를 나타내고, O(x,y) 및 R(x,y)는 각각 물체광(O)과 기준광(R)을 나타내고, O*(x,y) 및 R*(x,y)는 각각 물체광(O)과 기준광(R)의 복소 공액을 나타낸다.Here, the object hologram Uo (x, y, 0) represents phase information at each x, y point of the object to be measured, and x, y are coordinates in the space where the object to be measured is placed and perpendicular to the object light O O (x, y) and R (x, y) denote object light O and reference light R, respectively, and O * (x, y) and R * (x, y) represents the complex conjugate of the object light O and the reference light R, respectively.

가령 영상 센서(380)는 도 6a 및 도 6b에 도시된 측정 대상 물체(M)의 일 부분에 대해서(예컨대, 51A 및 51B를 포함하는 부분)에 대해서 도 7에 도시된 바와 같은 이미지를 획득할 수 있다. For example, the image sensor 380 may acquire an image as shown in FIG. 7 for a portion of the measurement target object M shown in FIGS. 6A and 6B (for example, a portion including 51A and 51B). You can.

영상 센서(380)에 의해 획득된 이미지는 전술한 바와 같이 물체 홀로그램(U0(x,y,0))의 각 위치에서의 강도(Intensity) 정보를 포함하므로, 영상 센서(380)가 획득한 일반적인(즉 물체광(O)으로만 촬영한) 측정 대상 물체(M)의 이미지와 상이할 수 있다.Since the image obtained by the image sensor 380 includes intensity information at each position of the object hologram U0 (x, y, 0) as described above, the image sensor 380 acquires the general It may be different from the image of the object M to be measured (that is, photographed only with the object light O).

수학식 1을 참조하면 물체 홀로그램(U0(x,y,0))은 각 지점에서의 측정 대상 물체(M)의 위상 정보를 포함하는 물체광(0)과 측정 대상 물체의 위상 정보를 포함하지 않는 기준광(R)의 간섭에 의해 생성된 것일 수 있다.Referring to Equation 1, the object hologram U0 (x, y, 0) does not include the object light 0 including the phase information of the measurement object M at each point and the phase information of the measurement object. It may be generated by the interference of the reference light (R).

또한 물체 홀로그램(U0(x,y,0))은 측정 대상 물체(M)의 각 지점(즉 각 x,y 지점)에서의 위상정보(즉 물체의 높이 정보)외에, 물체광 대물 렌즈(340)의 수차에 따른 오차 및 노이즈(가령 레이저의 광자(photon) 사용에 따른 스펙클 노이즈(speckle noise))등을 더 포함할 수 있다. In addition, the object hologram (U0 (x, y, 0)) is in addition to the phase information (that is, the height information of the object) at each point (ie, each x, y point) of the object M to be measured, the object light objective lens 340 ) May further include errors and noises caused by aberration (eg, speckle noise due to use of a photon of a laser).

따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(390)는 영상 센서(380)가 획득한 이미지로부터 상술한 오차 및 노이즈 등을 제거하기 위해 후술하는 바와 같은 다양한 연산 과정을 수행할 수 있다.Accordingly, the processor 390 according to an embodiment of the present invention may perform various calculation processes as described below to remove the above-described error and noise from the image acquired by the image sensor 380.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(390)는 영상 센서(380)에 의해 획득된 이미지의 주파수 성분들을 확인할 수 있다. 가령 프로세서(390)는 이미지에 대한 2차원 푸리에 변환(2D Fourier Transform)을 수행하여, 이미지의 주파수 성분들을 확인할 수 있다. The processor 390 according to an embodiment of the present invention may check frequency components of an image acquired by the image sensor 380. For example, the processor 390 may perform a 2D Fourier Transform on the image to check frequency components of the image.

바꾸어 말하면, 프로세서(390)는 물체 홀로그램(U0(x,y,0))의 위치 별 강도 정보(즉|(U0(x,y,0)|2)를 포함하는 이미지에 포함된 주파수 성분들을 확인할 수 있다. 이때 이미지는 실상(Real Image)에 대응되는 주파수 성분, 허상(Imaginary Image)에 대응되는 주파수 성분 및 DC 성분을 포함할 수 있다. In other words, the processor 390 includes frequency components included in an image including intensity information (ie | (U0 (x, y, 0) | 2 ) for each position of the object hologram U0 (x, y, 0)). In this case, the image may include a frequency component corresponding to a real image, a frequency component corresponding to an Imaginary Image, and a DC component.

물론 이미지에는 전술한 세 가지 성분들(실상에 대응되는 주파수 성분, 허상에 대응되는 주파수 성분 및 DC 성분) 외에 다양한 성분들이 더 포함될 수 있다. 가령 이미지에는 노이즈에 의한 주파수 성분들이 더 포함될 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.Of course, the image may further include various components in addition to the three components described above (the frequency component corresponding to the real image, the frequency component corresponding to the virtual image, and the DC component). For example, the image may further include frequency components due to noise. However, this is exemplary and the spirit of the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(390)는 확인된 주파수 성분들 중에서 실상에 대응되는 성분들만 추출할 수 있다. 이때 프로세서(390)는 다양한 방식으로 실상에 대응되는 성분들을 추출할 수 있다. The processor 390 according to an embodiment of the present invention may extract only components corresponding to a real condition among the identified frequency components. At this time, the processor 390 may extract components corresponding to the actual image in various ways.

가령 프로세서(390)는 이미지에 포함된 주파수 성분들 중에서 성분의 크기가 피크(Peak) 값을 갖는 성분들(이하 피크 성분들)을 추출하고, 추출된 피크 성분들 중에서 실상에 대응되는 피크 성분과 소성의 주파수 차이 이내인 성분들을 실상에 대응되는 성분들로 추출할 수 있다.For example, the processor 390 extracts components having a peak value (hereinafter referred to as peak components) among the frequency components included in the image, and a peak component corresponding to a real image among the extracted peak components. Components within the frequency difference of firing can be extracted as components corresponding to the actual image.

이때 프로세서(390)는 실상에 대응되는 피크 성분을 중심으로 다양한 방식으로 실상에 대응되는 성분들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(390)는 실상에 대응되는 피크 성분을 중심으로 하는 십자가 영역 내의 주파수 성분들을 실상에 대응되는 성분들로 결정할 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the processor 390 may determine components corresponding to the real image in various ways based on the peak component corresponding to the real image. For example, the processor 390 may determine frequency components in a cross region centered on a peak component corresponding to the real image as components corresponding to the real image. However, this is exemplary and the spirit of the present invention is not limited thereto.

선택적 실시예에서 프로세서(390)는 자동 실상 좌표 정보 추출 알고리즘(Automatic real image spot-position extraction algorithm)을 이용하여 홀로그램에 포함되는 주파수 성분들 중에서 실상에 대응되는 성분들만 추출할 수 있다.In an optional embodiment, the processor 390 may extract only components corresponding to the real image among frequency components included in the hologram using an automatic real image spot-position extraction algorithm.

본 발명에서 특정 주파수 성분을 '추출'하는 것은 해당 주파수 성분의 주파수와 해당 주파수 성분의 크기(또는 강도)를 추출하는 것을 의미할 수 있다.In the present invention, 'extracting' a specific frequency component may mean extracting a frequency and a magnitude (or intensity) of the frequency component.

도 8는 도 7에 도시된 측정 대상 물체(M)의 일 부분에 대한 이미지의 주파수 성분을 도시한 도면이다.FIG. 8 is a diagram showing frequency components of an image for a portion of the object M to be measured shown in FIG. 7.

전술한 바와 같이 프로세서(390)는 영상 센서(380)에 의해 획득된 이미지의 주파수 성분들을 확인할 수 있으며, 이에 따라 프로세서(390)는 실상에 대응되는 주파수 성분(911), 허상에 대응되는 주파수 성분(912) 및 DC 성분(913)을 포함하는 다양한 주파수 성분들을 확인할 수 있다.As described above, the processor 390 may check frequency components of an image acquired by the image sensor 380, and accordingly, the processor 390 may include a frequency component 911 corresponding to the real image and a frequency component corresponding to the virtual image. Various frequency components including 912 and DC component 913 may be identified.

또한 프로세서(390)는 확인된 성분들 중에서 실상에 대응되는 주파수 성분(911)만 추출할 수 있다. 이때 프로세서(390)는 가령 도 9에 도시된 바와 같이 실상에 대응되는 피크 성분(911A)을 중심으로 하는 십자가 영역 내의 주파수 성분들(911B)을 실상에 대응되는 성분들로 결정할 수 있다.In addition, the processor 390 may extract only the frequency component 911 corresponding to the actual condition among the identified components. In this case, the processor 390 may determine frequency components 911B in the cross region centered on the peak component 911A corresponding to the real image as components corresponding to the real image, as illustrated in FIG. 9.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(390)는 전술한 과정에 의해서 추출된 실상에 대응되는 주파수 성분들로부터 디지털 기준광을 생성할 수 있다. 이를 보다 상세히 살펴보면, 프로세서(390)는 실상에 대응되는 주파수 성분들에 기초하여 디지털 기준광의 전파 방향 및 파수를 산출할 수 있다. 바꾸어 말하면, 프로세서(390)는 디지털 기준광의 파수 벡터를 산출할 수 있다.The processor 390 according to an embodiment of the present invention may generate digital reference light from frequency components corresponding to a real image extracted by the above-described process. Looking at this in more detail, the processor 390 may calculate the propagation direction and wave number of the digital reference light based on the frequency components corresponding to the actual image. In other words, the processor 390 may calculate the wavenumber vector of the digital reference light.

또한 프로세서(390)는 디지털 기준광의 전파 방향 및 파수(또는 파수 벡터)에 기초하여 디지털 기준광을 생성하고, 하기 수학식 2에서와 같이 생성된 디지털 기준광(R(x,y))의 켤레 항을 구함으로써 보정광(Rc(x,y))을 생성할 수 있다.In addition, the processor 390 generates a digital reference light based on the propagation direction and wave number (or wave vector) of the digital reference light, and the conjugate term of the digital reference light (R (x, y)) generated as in Equation 2 below By obtaining, the correction light Rc (x, y) can be generated.

[수학식 2][Equation 2]

Rc(x,y)= conj[R(x,y)]Rc (x, y) = conj [R (x, y)]

이때 R(x,y)는 실상에 대응되는 주파수 성분들에 기초하여 생성된 디지털 기준광을 나타내고, Rc(x,y)는 보정광을 나타낸다.At this time, R (x, y) represents digital reference light generated based on frequency components corresponding to the real image, and Rc (x, y) represents correction light.

디지털 기준광(R(x,y))과 보정광(Rc(x,y))은 켤레 관계에 있으므로 도 10a 및 도 10c에 도시된 바와 같이 강도는 동일하고, 도 10b 및 도 10d에 도시된 바와 같이 위상은 반대일 수 있다. 여기서 도 10a는 디지털 기준광(R(x,y))의 강도를 도시한 도면이고, 도 10b는 기준광의 위상을 도시한 도면이고, 도 10c는 보정광(Rc(x,y))의 강도를 도시한 도면이고, 도 10d는 보정광의 위상을 도시한 도면이다.Since the digital reference light R (x, y) and the correction light Rc (x, y) have a conjugate relationship, as shown in FIGS. 10A and 10C, the intensity is the same, as shown in FIGS. 10B and 10D. Likewise, the phases can be reversed. Here, FIG. 10A is a diagram showing the intensity of the digital reference light R (x, y), FIG. 10B is a diagram showing the phase of the reference light, and FIG. 10C is the intensity of the correction light Rc (x, y). Fig. 10D is a diagram showing the phase of the correction light.

생성된 보정광(Rc(x,y))은 후술하는 실상 홀로그램(Um(x,y,0))의 보정에 사용될 수 있다.The generated correction light Rc (x, y) may be used for correction of a real hologram Um (x, y, 0) described later.

한편 '디지털 기준광'은 전술한 광 분할기(330)가 단일 파장의 광으로부터 생성한 기준광(R)과 동일한 성질을 갖는 광으로, 프로세서(390)가 영상 센서(380)에 의해 획득된 이미지로부터 복원한 가상의 광일 수 있다.Meanwhile, the 'digital reference light' is light having the same properties as the reference light R generated by the above-described optical splitter 330 from light of a single wavelength, and the processor 390 restores the image obtained by the image sensor 380. It can be a virtual light.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(390)는 전술한 과정에 의해서 추출된 실상에 대응되는 주파수 성분들에 기초하여 실상 홀로그램을 생성할 수 있다. 가령 프로세서(390)는 실상에 대응되는 주파수 성분들에 대해 역 2차원 푸리에 변환(Inverse 2D Fourier transform)을 수행하여 도 11과 같은 실상 홀로그램을 생성할 수 있다. The processor 390 according to an embodiment of the present invention may generate a real image hologram based on frequency components corresponding to the real image extracted by the above-described process. For example, the processor 390 may generate an actual hologram as illustrated in FIG. 11 by performing an inverse 2D Fourier transform on frequency components corresponding to the actual image.

이때 실상 홀로그램은 아래의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.In this case, the hologram may be represented by Equation 3 below.

[수학식 3][Equation 3]

Um(x,y,0)=O(x,y)R*(x,y)Um (x, y, 0) = O (x, y) R * (x, y)

여기서 Um(x,y,0)는 실상 홀로그램을 나타내며, O(x,y)는 물체광(O)을 나타내고, R*(x,y)는 기준광(R)의 복소 공액을 나타낸다.Here, Um (x, y, 0) denotes a hologram, O (x, y) denotes object light O, and R * (x, y) denotes a complex conjugate of reference light R.

한편 이와 같은 실상 홀로그램(Um(x,y,0))은 측정 대상 물체(M)의 높이에 관한 정보 외에, 기준광(R)에 대한 정보 및 물체광 대물 렌즈(340)의 수차에 의한 오차를 포함할 수 있다. On the other hand, such a real hologram (Um (x, y, 0)), in addition to information about the height of the object M to be measured, information about the reference light R and the error due to the aberration of the object light objective lens 340 It can contain.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(390)는 기준광(R)에 의한 영향 및 물체광 대물 렌즈(340)의 수차에 의한 오차를 고려하여 실상 홀로그램(Um(x,y,0))으로부터 보정 홀로그램(Uc(x,y,0))을 생성할 수 있다. Therefore, the processor 390 according to an embodiment of the present invention considers an error caused by the aberration of the object light 340 and the influence of the reference light R and the actual hologram Um (x, y, 0). A correction hologram Uc (x, y, 0) can be generated.

가령 프로세서(390)는 아래의 수학식 4와 같이 실상 홀로그램(Um(x,y,0))에 보정광에 대한 항(Rc(x,y))과 곡률 수차 보정에 대한 항(Rca(x,y))을 곱함으로써 보정 홀로그램(Uc(x,y,0))을 생성할 수 있다. For example, the processor 390 has a term (Rc (x, y)) for correction light and a term for correction of curvature aberration (Rca (x) in the actual hologram (Um (x, y, 0)) as shown in Equation 4 below. , y)) to generate a correction hologram Uc (x, y, 0).

[수학식 4][Equation 4]

Uc(x,y,0)=Um(x,y,0)Rc(x,y)Rca(x,y)Uc (x, y, 0) = Um (x, y, 0) Rc (x, y) Rca (x, y)

여기서 Uc(x,y,0)는 기준광(R)에 대한 정보 및 물체광 대물 렌즈(340)의 수차 정보가 제거된 보정 홀로그램을 나타내고, Um(x,y,0)는 실상 홀로그램을 나타내며, Rc(x,y)는 보정광에 대한 항을 나타내고, Rca(x,y) 곡률 수차 보정에 대한 항을 나타낸다.Here, Uc (x, y, 0) represents a correction hologram in which information about the reference light R and aberration information of the object light objective lens 340 are removed, and Um (x, y, 0) represents a real hologram, Rc (x, y) represents a term for correction light, and Rca (x, y) represents a term for curvature aberration correction.

한편 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(390)는 다양한 방법으로 전술한 곡률 수차 보정에 대한 항(Rca(x,y))을 생성할 수 있다.Meanwhile, the processor 390 according to an embodiment of the present invention may generate the term Rca (x, y) for curvature aberration correction described above in various ways.

가령 프로세서(390)는 실상 홀로그램(Um(x,y,0))에 보정광에 대한 항(Rc(x,y))만 곱해진 홀로그램(이하 중간 홀로그램)으로부터 측정 대상 물체(M)의 3차원 형상을 생성하고, 생성된 3차원 형상으로부터 곡률 수차 보정에 대한 항(Rca(x,y))을 생성할 수 있다. For example, the processor 390 is actually a hologram (Um (x, y, 0)) multiplied by only the term (Rc (x, y)) for the corrected light from the hologram (hereinafter, the intermediate hologram) 3 of the object to be measured (M) A dimensional shape may be generated, and a term Rca (x, y) for curvature aberration correction may be generated from the generated 3D shape.

이를 보다 자세히 살펴보면, 프로세서(390)는 중간 홀로그램으로부터 생성된 측정 대상 물체(M)의 3차원 형상으로부터 곡률 수차 보정항을 결정하는 적어도 하나의 파라미터를 결정할 수 있다. 이때 파라미터는 가령 반구형의 곡면을 정의하는 중심점의 좌표 및 반지름을 포함할 수 있다.Looking at this in more detail, the processor 390 may determine at least one parameter for determining a curvature aberration correction term from the three-dimensional shape of the measurement target object M generated from the intermediate hologram. At this time, the parameters may include, for example, coordinates and radii of a center point defining a hemispherical curved surface.

도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(390)가 중간 홀로그램으로부터 곡률 수차 보정항을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.12 and 13 are diagrams for explaining a method of determining a curvature aberration correction term from the intermediate hologram by the processor 390 according to an embodiment of the present invention.

설명의 편의를 위하여 영상 센서(380)가 도 6b의 직육면체 형상의 구조물(51D)에 대한 이미지를 획득하였고, 프로세서(390)가 전술한 과정에 따라 구조물(51D)에 대한 중간 홀로그램을 생성하였다고 가정한다. 또한 구조물(51D)에 대한 중간 홀로그램으로부터 생성된 구조물(51D)의 3차원 형상(920)은 도 12에 도시된 바와 같다고 가정한다.For convenience of description, it is assumed that the image sensor 380 acquires an image of the cuboid-shaped structure 51D of FIG. 6B, and the processor 390 generates an intermediate hologram for the structure 51D according to the above-described process. do. It is also assumed that the three-dimensional shape 920 of the structure 51D generated from the intermediate hologram for the structure 51D is as shown in FIG. 12.

전술한 가정 하에, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(390)는 3차원 형상(920)으로부터 곡률 수차 보정항을 결정하는 적어도 하나의 파라미터를 결정할 수 있다. 가령 프로세서(390)는 도 13에 도시된 바와 같은 3차원 형상(920)의 I-I단면 상의 곡선으로부터 반구형의 곡면의 중심점의 좌표(Cx, Cy) 및 곡면의 반지름(r)을 파라미터로써 결정할 수 있다. 이때 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(390)는 I-I단면와 같은 절단면이 3차원 형상(920)의 중심점(즉 반구형 형상의 중심점)을 포함하도록 절단면의 위치 및/또는 방향을 결정할 수 있다. 또한 프로세서(390)는 I-I단면와 같은 절단면이 물체광(0)의 진행 방향과 평행하도록 결정할 수도 있다.Under the assumptions described above, the processor 390 according to an embodiment of the present invention may determine at least one parameter for determining a curvature aberration correction term from the three-dimensional shape 920. For example, the processor 390 may determine, as parameters, the coordinates (Cx, Cy) of the center point of the hemispherical surface and the radius (r) of the surface from the curve on the II section of the three-dimensional shape 920 as shown in FIG. 13. . At this time, the processor 390 according to an embodiment of the present invention may determine the position and / or direction of the cutting surface such that the cutting surface such as the I-I cross section includes the center point of the three-dimensional shape 920 (ie, the center point of the hemispherical shape). Also, the processor 390 may determine that a cutting surface such as an I-I cross section is parallel to the traveling direction of the object light 0.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(390)는 전술한 과정에 의해서 결정된 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 곡률 수차 보정항을 생성(또는 결정)할 수 있다. 가령 프로세서(390)는 곡면의 중심점의 좌표(Cx, Cy) 및 곡면의 반지름(r)을 참조하여 3차원 공간상에서 곡면을 생성하고, 생성된 곡면으로부터 각 x,y 지점의 위상 보정에 반영될 정보를 생성하는 방식으로 곡률 수차 보정항을 생성(또는 결정)할 수 있다.The processor 390 according to an embodiment of the present invention may generate (or determine) a curvature aberration correction term based on at least one parameter determined by the above-described process. For example, the processor 390 refers to the coordinates (Cx, Cy) of the center point of the curved surface and the radius (r) of the curved surface to generate a curved surface in three-dimensional space, and is reflected in the phase correction of each x, y point from the generated curved surface. A curvature aberration correction term may be generated (or determined) by generating information.

선택적 실시예에서, 프로세서(390)는 형상을 미리 알고 있는 측정 대상 물체(가령 모든 x,y 좌표에서의 z값이 동일한 물체)의 중간 홀로그램으로부터 보정항을 결정할 수도 있다. In an alternative embodiment, the processor 390 may determine a correction term from an intermediate hologram of an object to be measured (eg, an object having the same z value in all x and y coordinates) whose shape is known in advance.

형상을 미리 알고 있는 측정 대상 물체의 경우 각 x, y 지점에서의 z값을 미리 알고 있으므로, 프로세서(390)는 중간 홀로그램으로부터 생성된 측정 대상 물체의 3차원 형상과 알고 있는 측정 대상 물체의 형상의 각 x, y 지점에서의 z값의 차이를 확인하는 방식으로 보정항을 결정할 수도 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.In the case of an object to be measured in advance of the shape, since the z value at each x and y point is known in advance, the processor 390 provides a three-dimensional shape of the object to be measured generated from the intermediate hologram and the shape of the object to be measured. The correction term can also be determined by checking the difference in z values at each x and y point. However, this is exemplary and the spirit of the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(390)는 보정 홀로그램(Uc(x,y,0))에 기초하여 측정 대상 물체(M)의 3차원 형상을 생성할 수 있다. 바꾸어 말하면, 프로세서(390)는 각 x, y 지점에서의 물체의 z 방향으로의 높이를 산출할 수 있다.The processor 390 according to an embodiment of the present invention may generate a three-dimensional shape of the object M to be measured based on the correction hologram Uc (x, y, 0). In other words, the processor 390 may calculate the height in the z direction of the object at each x and y point.

가령 프로세서(390)는 보정 홀로그램(Uc(x,y,0))을 복원 영상면의 정보로 변환할 수 있다. 이때 복원 영상면은 프로세서에 의해 측정 대상 물체와 영상 센서 사이의 거리에 대응하는 거리만큼의 가상적인 영상 표시 평면을 의미하는 것으로, 프로세서(390)에 의해 계산 및 시뮬레이션되는 가상의 면일 수 있다. For example, the processor 390 may convert the corrected hologram Uc (x, y, 0) into information on a reconstructed image plane. In this case, the reconstructed image plane refers to a virtual image display plane corresponding to a distance between the object to be measured and the image sensor by the processor, and may be a virtual plane calculated and simulated by the processor 390.

프로세서(390)는 복원 영상면을 고려하여 복원된 정보로부터 도 14와 같이 x, y 지점에서의 물체의 z 방향으로의 높이를 산출할 수 있다. 도 14에는 측정 대상 물체(M) 상에 배치된 두 개의 직육면체 형상의 구조물(51A 및 51B)의 3차원 형상이 예시적으로 도시되었다.The processor 390 may calculate the height in the z direction of the object at x and y points from the reconstructed information in consideration of the reconstructed image plane. 14, three-dimensional shapes of two rectangular parallelepiped structures 51A and 51B disposed on the object M to be measured are exemplarily illustrated.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300)에 의해 수행되는 측정 대상 물체(M)의 3차원 형상 정보를 생성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하에서는 도 1 내지 도 14에서 설명한 내용과 중복되는 내용의 설명은 생략하되, 도 1 내지 도 14를 함께 참조하여 설명한다.15 is a flowchart illustrating a method of generating three-dimensional shape information of a measurement target object M performed by the holographic restoration apparatus 300 according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, descriptions of contents overlapping with those described in FIGS. 1 to 14 will be omitted, but will be described with reference to FIGS. 1 to 14 together.

본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300)는 측정 대상 물체(M)의 이미지를 획득할 수 있다.(S1201)The holographic reconstruction apparatus 300 according to an embodiment of the present invention may acquire an image of the object M to be measured (S1201).

본 발명에서 측정 대상 물체(M)의 '이미지(Image)'는 측정 대상 물체(M)에 대한 물체 홀로그램(U0(x,y,0))의 각 위치에서의 강도(Intensity) 정보(즉|(U0(x,y,0)|2)를 포함할 수 있으며, 상술한 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.In the present invention, the 'image' of the object M to be measured is intensity information at each position of the object hologram U0 (x, y, 0) with respect to the object M to be measured (ie | (U0 (x, y, 0) | 2 ), and may be represented by Equation 1 above.

가령 홀로그래피 복원 장치(300)는 도 6a 및 도 6b에 도시된 측정 대상 물체(M)의 일 부분에 대해서(예컨대, 51A 및 51B를 포함하는 부분)에 대해서 도 7에 도시된 바와 같은 이미지를 획득할 수 있다. For example, the holographic reconstruction apparatus 300 acquires an image as shown in FIG. 7 for a portion of the object M to be measured shown in FIGS. 6A and 6B (for example, a portion including 51A and 51B). can do.

홀로그래피 복원 장치(300)에 의해 획득된 이미지는 전술한 바와 같이 물체 홀로그램(U0(x,y,0))의 각 위치에서의 강도(Intensity) 정보를 포함하므로, 홀로그래피 복원 장치(300)가 획득한 일반적인(즉 물체광(O)으로만 촬영한) 측정 대상 물체(M)의 이미지와 상이할 수 있다.Since the image obtained by the holographic reconstruction apparatus 300 includes intensity information at each position of the object hologram U0 (x, y, 0) as described above, the holographic reconstruction apparatus 300 is obtained It may be different from the image of the object M to be measured (that is, taken only with the object light O).

수학식 1을 참조하면 물체 홀로그램(U0(x,y,0))은 각 지점에서의 측정 대상 물체(M)의 위상 정보를 포함하는 물체광(0)과 측정 대상 물체의 위상 정보를 포함하지 않는 기준광(R)의 간섭에 의해 생성된 것일 수 있다.Referring to Equation 1, the object hologram U0 (x, y, 0) does not include the object light 0 including the phase information of the measurement object M at each point and the phase information of the measurement object. It may be generated by the interference of the reference light (R).

또한 물체 홀로그램(U0(x,y,0))은 측정 대상 물체(M)의 각 지점(즉 각 x,y 지점)에서의 위상정보(즉 물체의 높이 정보)외에, 물체광 대물 렌즈(340)의 수차에 따른 오차 및 노이즈(noise)가령 레이저의 광자(photon) 사용에 따른 스펙클 노이즈(speckle noise))등을 더 포함할 수 있다. In addition, the object hologram (U0 (x, y, 0)) is in addition to the phase information (that is, the height information of the object) at each point (ie, each x, y point) of the object M to be measured, the object light objective lens 340 ) May further include errors and noise due to aberration, such as speckle noise due to the use of a laser's photon.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300)는 홀로그래피 복원 장치(300)가 획득한 이미지로부터 상술한 오차 및 노이즈 등을 제거하기 위해 단계 S1202 내지 단계 S1207의 연산 과정을 수행할 수 있다.Therefore, the holographic reconstruction apparatus 300 according to an embodiment of the present invention may perform the calculation process of steps S1202 to S1207 to remove the above-described error and noise from the image acquired by the holographic reconstruction apparatus 300. .

본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300)는 홀로그래피 복원 장치(300)에 의해 획득된 이미지의 주파수 성분들을 확인할 수 있다.(S1202) 가령 홀로그래피 복원 장치(300)는 이미지에 대한 2차원 푸리에 변환(2D Fourier Transform)을 수행하여, 이미지의 주파수 성분들을 확인할 수 있다. The holographic reconstruction apparatus 300 according to an embodiment of the present invention may check frequency components of an image acquired by the holographic reconstruction apparatus 300. (S1202) For example, the holographic reconstruction apparatus 300 is a two-dimensional image. By performing a Fourier Transform (2D Fourier Transform), it is possible to check the frequency components of the image.

바꾸어 말하면, 홀로그래피 복원 장치(300)는 물체 홀로그램(U0(x,y,0))의 위치 별 강도 정보(즉|(U0(x,y,0)|2)를 포함하는 이미지에 포함된 주파수 성분들을 확인할 수 있다. 이때 이미지는 실상(Real Image)에 대응되는 주파수 성분, 허상(Imaginary Image)에 대응되는 주파수 성분 및 DC 성분을 포함할 수 있다. In other words, the holographic restoring apparatus 300 includes the intensity information for each position of the object hologram U0 (x, y, 0) (that is, the frequency included in the image including | (U0 (x, y, 0) | 2 )) Components may be identified, wherein the image may include a frequency component corresponding to a real image, a frequency component corresponding to an imaginary image, and a DC component.

물론 이미지에는 전술한 세 가지 성분들(실상에 대응되는 주파수 성분, 허상에 대응되는 주파수 성분 및 DC 성분) 외에 다양한 성분들이 더 포함될 수 있다. 가령 이미지에는 노이즈에 의한 주파수 성분들이 더 포함될 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.Of course, the image may further include various components in addition to the three components described above (the frequency component corresponding to the real image, the frequency component corresponding to the virtual image, and the DC component). For example, the image may further include frequency components due to noise. However, this is exemplary and the spirit of the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300)는 확인된 주파수 성분들 중에서 실상에 대응되는 성분들만 추출할 수 있다.(S1203) 이때 홀로그래피 복원 장치(300)는 다양한 방식으로 실상에 대응되는 성분들을 추출할 수 있다. The holographic reconstruction apparatus 300 according to an embodiment of the present invention may extract only components corresponding to the real image from the identified frequency components. (S1203) At this time, the holographic reconstruction apparatus 300 may correspond to the real image in various ways. Ingredients can be extracted.

가령 홀로그래피 복원 장치(300)는 이미지에 포함된 주파수 성분들 중에서 성분의 크기가 피크(Peak) 값을 갖는 성분들(이하 피크 성분들)을 추출하고, 추출된 피크 성분들 중에서 실상에 대응되는 피크 성분과 소성의 주파수 차이 이내인 성분들을 실상에 대응되는 성분들로 추출할 수 있다.For example, the holographic reconstruction apparatus 300 extracts components having a peak value (hereinafter, peak components) among frequency components included in an image, and a peak corresponding to a real image among the extracted peak components Components within the frequency difference between the component and the firing can be extracted as components corresponding to the actual condition.

이때 홀로그래피 복원 장치(300)는 실상에 대응되는 피크 성분을 중심으로 다양한 방식으로 실상에 대응되는 성분들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 홀로그래피 복원 장치(300)는 실상에 대응되는 피크 성분을 중심으로 하는 십자가 영역 내의 주파수 성분들을 실상에 대응되는 성분들로 결정할 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the holographic reconstruction apparatus 300 may determine components corresponding to the actual image in various ways based on a peak component corresponding to the actual image. For example, the holography reconstruction apparatus 300 may determine frequency components in a cross region centered on a peak component corresponding to the real image as components corresponding to the real image. However, this is exemplary and the spirit of the present invention is not limited thereto.

선택적 실시예에서 홀로그래피 복원 장치(300)는 자동 실상 좌표 정보 추출 알고리즘(Automatic real image spot-position extraction algorithm)을 이용하여 홀로그램에 포함되는 주파수 성분들 중에서 실상에 대응되는 성분들만 추출할 수 있다.In an optional embodiment, the holographic reconstruction apparatus 300 may extract only components corresponding to the real image from among the frequency components included in the hologram using an automatic real image spot-position extraction algorithm.

본 발명에서 특정 주파수 성분을 '추출'하는 것은 해당 주파수 성분의 주파수와 해당 주파수 성분의 크기(또는 강도)를 추출하는 것을 의미할 수 있다.In the present invention, 'extracting' a specific frequency component may mean extracting a frequency and a magnitude (or intensity) of the frequency component.

다시 도 8을 참조하면, 홀로그래피 복원 장치(300)는 홀로그래피 복원 장치(300)에 의해 획득된 이미지의 주파수 성분들을 확인할 수 있으며, 이에 따라 홀로그래피 복원 장치(300)는 실상에 대응되는 주파수 성분(911), 허상에 대응되는 주파수 성분(912) 및 DC 성분(913)을 포함하는 다양한 주파수 성분들을 확인할 수 있다.Referring back to FIG. 8, the holography reconstruction apparatus 300 may check frequency components of an image acquired by the holography reconstruction apparatus 300, and accordingly, the holography reconstruction apparatus 300 may correspond to a frequency component 911 corresponding to a real image. ), Various frequency components including the frequency component 912 and the DC component 913 corresponding to the virtual image may be identified.

또한 홀로그래피 복원 장치(300)는 확인된 성분들 중에서 실상에 대응되는 주파수 성분(911)만 추출할 수 있다. 이때 홀로그래피 복원 장치(300)는 가령 도 9에 도시된 바와 같이 실상에 대응되는 피크 성분(911A)을 중심으로 하는 십자가 영역 내의 주파수 성분들(911B)을 실상에 대응되는 성분들로 결정할 수 있다.Also, the holography reconstruction apparatus 300 may extract only the frequency component 911 corresponding to the real image from the identified components. At this time, the holographic reconstruction apparatus 300 may determine, as shown in FIG. 9, frequency components 911B in the cross region centered on the peak component 911A corresponding to the real image as components corresponding to the real image.

본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300)는 전술한 과정에 의해서 추출된 실상에 대응되는 주파수 성분들로부터 디지털 기준광을 생성할 수 있다.(S1204) 이를 보다 상세히 살펴보면, 홀로그래피 복원 장치(300)는 실상에 대응되는 주파수 성분들에 기초하여 디지털 기준광의 전파 방향 및 파수를 산출할 수 있다. 바꾸어 말하면, 홀로그래피 복원 장치(300)는 디지털 기준광의 파수 벡터를 산출할 수 있다.The holographic reconstruction apparatus 300 according to an embodiment of the present invention may generate digital reference light from frequency components corresponding to a real image extracted by the above-described process. (S1204) Looking at this in more detail, the holographic reconstruction apparatus ( 300) may calculate the propagation direction and wave number of the digital reference light based on the frequency components corresponding to the actual image. In other words, the holography reconstruction apparatus 300 may calculate the wavenumber vector of the digital reference light.

또한 홀로그래피 복원 장치(300)는 디지털 기준광의 전파 방향 및 파수(또는 파수 벡터)에 기초하여 디지털 기준광을 생성하고, 상술한 수학식 2에서와 같이 생성된 디지털 기준광(R(x,y))의 켤레 항을 구함으로써 보정광(Rc(x,y))을 생성할 수 있다.In addition, the holographic reconstruction apparatus 300 generates digital reference light based on the propagation direction and wave number (or wave vector) of the digital reference light, and the digital reference light R (x, y) generated as in Equation 2 described above. The correction light Rc (x, y) can be generated by obtaining the conjugate term.

디지털 기준광(R(x,y))과 보정광(Rc(x,y))은 켤레 관계에 있으므로 도 10a 및 도 10c에 도시된 바와 같이 강도는 동일하고, 도 10b 및 도 10d에 도시된 바와 같이 위상은 반대일 수 있다. 여기서 도 10a는 디지털 기준광(R(x,y))의 강도를 도시한 도면이고, 도 10b는 기준광의 위상을 도시한 도면이고, 도 10c는 보정광(Rc(x,y))의 강도를 도시한 도면이고, 도 10d는 보정광의 위상을 도시한 도면이다.Since the digital reference light R (x, y) and the correction light Rc (x, y) have a conjugate relationship, as shown in FIGS. 10A and 10C, the intensity is the same, as shown in FIGS. 10B and 10D. Likewise, the phases can be reversed. Here, FIG. 10A is a diagram showing the intensity of the digital reference light R (x, y), FIG. 10B is a diagram showing the phase of the reference light, and FIG. 10C is the intensity of the correction light Rc (x, y). Fig. 10D is a diagram showing the phase of the correction light.

생성된 보정광(Rc(x,y))은 후술하는 실상 홀로그램(Um(x,y,0))의 보정에 사용될 수 있다.The generated correction light Rc (x, y) may be used for correction of a real hologram Um (x, y, 0) described later.

한편 '디지털 기준광'은 전술한 광 분할기(330)가 단일 파장의 광으로부터 생성한 기준광(R)과 동일한 성질을 갖는 광으로, 홀로그래피 복원 장치(300)가 홀로그래피 복원 장치(300)에 의해 획득된 이미지로부터 복원한 가상의 광일 수 있다.Meanwhile, the 'digital reference light' is light having the same properties as the reference light R generated by the above-described light splitter 330 from light of a single wavelength, and the holographic restoring device 300 is obtained by the holographic restoring device 300. It may be a virtual light reconstructed from an image.

본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300)는 전술한 과정에 의해서 추출된 실상에 대응되는 주파수 성분들에 기초하여 실상 홀로그램도 생성할 수 있다.(S1204) 가령 홀로그래피 복원 장치(300)는 실상에 대응되는 주파수 성분들에 대해 역 2차원 푸리에 변환(Inverse 2D Fourier transform)을 수행하여 도 11과 같은 실상 홀로그램을 생성할 수 있다. 이때 실상 홀로그램은 상술한 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.The holographic reconstruction apparatus 300 according to an embodiment of the present invention may also generate a real image hologram based on frequency components corresponding to the real image extracted by the above-described process. (S1204) For example, the holographic reconstruction apparatus 300 Can generate a real hologram as shown in FIG. 11 by performing an inverse 2D Fourier transform on frequency components corresponding to the real image. In this case, the hologram may be represented by Equation 3 described above.

본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300)는 곡률 수차 보정에 대한 항(Rca(x,y))을 생성하기 위하여 중간 홀로그램을 생성할 수 있다.(S1205) 가령 홀로그래피 복원 장치(300)는 실상 홀로그램(Um(x,y,0))에 보정광에 대한 항(Rc(x,y))을 곱함으로써 중간 홀로그램을 생성할 수 있다. 생성된 중간 홀로그램은 단계 S1206에서 곡률 수차 보정정보를 생성하는데 사용될 수 있다.The holographic reconstruction apparatus 300 according to an embodiment of the present invention may generate an intermediate hologram to generate a term (Rca (x, y)) for curvature aberration correction. (S1205) For example, the holographic reconstruction apparatus 300 ) Can actually generate an intermediate hologram by multiplying the hologram Um (x, y, 0) by the term Rc (x, y) for the correction light. The generated intermediate hologram can be used to generate curvature aberration correction information in step S1206.

본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300)는 단계 S1205에서 생성된 중간 홀로그램으로부터 측정 대상 물체(M)의 3차원 형상을 생성하고, 생성된 3차원 형상으로부터 곡률 수차 보정에 대한 항(Rca(x,y))을 생성할 수 있다.(S1206) 이를 보다 자세히 살펴보면, 홀로그래피 복원 장치(300)는 중간 홀로그램으로부터 생성된 측정 대상 물체(M)의 3차원 형상으로부터 곡률 수차 보정항을 결정하는 적어도 하나의 파라미터를 결정할 수 있다. 이때 파라미터는 가령 반구형의 곡면을 정의하는 중심점의 좌표 및 반지름을 포함할 수 있다.The holographic restoring apparatus 300 according to an embodiment of the present invention generates a three-dimensional shape of the object M to be measured from the intermediate hologram generated in step S1205, and the terms for curvature aberration correction from the generated three-dimensional shape ( Rca (x, y)). (S1206) Looking at this in more detail, the holographic reconstruction apparatus 300 determines a curvature aberration correction term from the three-dimensional shape of the measurement target object M generated from the intermediate hologram. At least one parameter. At this time, the parameters may include, for example, coordinates and radii of a center point defining a hemispherical curved surface.

다시 도 12 및 도 13을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300)가 중간 홀로그램으로부터 곡률 수차 보정항을 결정하는 방법을 설명한다. 설명의 편의를 위하여 홀로그래피 복원 장치(300)가 도 6b의 직육면체 형상의 구조물(51D)에 대한 이미지를 획득하였고, 홀로그래피 복원 장치(300)가 전술한 과정에 따라 구조물(51D)에 대한 중간 홀로그램을 생성하였다고 가정한다. 또한 구조물(51D)에 대한 중간 홀로그램으로부터 생성된 구조물(51D)의 3차원 형상(920)은 도 12에 도시된 바와 같다고 가정한다.Referring back to FIGS. 12 and 13, a method for determining a correction term for curvature aberration from an intermediate hologram by the holographic reconstruction apparatus 300 according to an embodiment of the present invention will be described. For convenience of description, the holographic reconstruction apparatus 300 acquires an image of the rectangular parallelepiped structure 51D of FIG. 6B, and the holographic reconstruction apparatus 300 acquires an intermediate hologram for the structure 51D according to the above-described process. It is assumed to have been created. It is also assumed that the three-dimensional shape 920 of the structure 51D generated from the intermediate hologram for the structure 51D is as shown in FIG. 12.

전술한 가정 하에, 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300)는 3차원 형상(920)으로부터 곡률 수차 보정항을 결정하는 적어도 하나의 파라미터를 결정할 수 있다. 가령 홀로그래피 복원 장치(300)는 도 13에 도시된 바와 같은 3차원 형상(920)의 I-I단면 상의 곡선으로부터 반구형의 곡면의 중심점의 좌표(Cx, Cy) 및 곡면의 반지름(r)을 파라미터로써 결정할 수 있다. 이때 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300)는 I-I단면와 같은 절단면이 3차원 형상(920)의 중심점(즉 반구형 형상의 중심점)을 포함하도록 절단면의 위치 및/또는 방향을 결정할 수 있다. 또한 홀로그래피 복원 장치(300)는 I-I단면와 같은 절단면이 물체광(0)의 진행 방향과 평행하도록 결정할 수도 있다.Under the assumptions described above, the holographic reconstruction apparatus 300 according to an embodiment of the present invention may determine at least one parameter for determining a curvature aberration correction term from the three-dimensional shape 920. For example, the holographic reconstruction apparatus 300 determines the coordinates (Cx, Cy) of the center point of the hemispherical curved surface and the radius (r) of the curved surface as parameters from a curve on the II section of the three-dimensional shape 920 as shown in FIG. 13. You can. At this time, the holographic restoration apparatus 300 according to an embodiment of the present invention may determine the position and / or direction of the cutting surface such that the cutting surface such as the II cross-section includes the center point of the three-dimensional shape 920 (that is, the center point of the hemispherical shape). . Also, the holography restoring apparatus 300 may determine that a cutting surface such as an I-I cross section is parallel to the traveling direction of the object light 0.

본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300)는 전술한 과정에 의해서 결정된 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 곡률 수차 보정항을 생성(또는 결정)할 수 있다. 가령 홀로그래피 복원 장치(300)는 곡면의 중심점의 좌표(Cx, Cy) 및 곡면의 반지름(r)을 참조하여 3차원 공간상에서 곡면을 생성하고, 생성된 곡면으로부터 각 x,y 지점의 위상 보정에 반영될 정보를 생성하는 방식으로 곡률 수차 보정항을 생성(또는 결정)할 수 있다.The holographic restoration apparatus 300 according to an embodiment of the present invention may generate (or determine) a curvature aberration correction term based on at least one parameter determined by the above-described process. For example, the holography restoration apparatus 300 generates a curved surface in three-dimensional space with reference to the coordinates (Cx, Cy) of the center point of the curved surface and the radius (r) of the curved surface, and corrects the phase of each x, y point from the generated curved surface. A method of correcting a curvature aberration may be generated (or determined) in a manner of generating information to be reflected.

선택적 실시예에서, 홀로그래피 복원 장치(300)는 형상을 미리 알고 있는 측정 대상 물체(가령 모든 x,y 좌표에서의 z값이 동일한 물체)의 중간 홀로그램으로부터 보정항을 결정할 수도 있다. In an optional embodiment, the holographic reconstruction apparatus 300 may determine a correction term from an intermediate hologram of an object to be measured (eg, an object having the same z value in all x and y coordinates) that knows the shape in advance.

형상을 미리 알고 있는 측정 대상 물체의 경우 각 x, y 지점에서의 z값을 미리 알고 있으므로, 홀로그래피 복원 장치(300)는 중간 홀로그램으로부터 생성된 측정 대상 물체의 3차원 형상과 알고 있는 측정 대상 물체의 형상의 각 x, y 지점에서의 z값의 차이를 확인하는 방식으로 보정항을 결정할 수도 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.In the case of an object to be measured that knows the shape in advance, since the z value at each of the x and y points is known in advance, the holography restoring apparatus 300 can measure the three-dimensional shape of the object to be measured and the object to be measured from the intermediate hologram. The correction term can also be determined by checking the difference in z values at each x and y point of the shape. However, this is exemplary and the spirit of the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300)는 기준광(R)에 의한 영향 및 물체광 대물 렌즈(40)의 수차에 의한 오차를 고려하여 실상 홀로그램(Um(x,y,0))으로부터 보정 홀로그램(Uc(x,y,0))을 생성할 수 있다.(S1207) 가령 홀로그래피 복원 장치(300)는 전술한 수학식 4와 같이 실상 홀로그램(Um(x,y,0))에 보정광에 대한 항(Rc(x,y))과 곡률 수차 보정에 대한 항(Rca(x,y))을 곱함으로써 보정 홀로그램(Uc(x,y,0))을 생성할 수 있다. 이때 보정광에 대한 항(Rc(x,y))은 단계 S1204에서 생성된 것일 수 있고, 곡률 수차 보정에 대한 항(Rca(x,y))은 단계 S1206에서 생성된 것일 수 있다.The holographic restoring apparatus 300 according to an embodiment of the present invention considers an error caused by the aberration of the object light 40 and the influence by the reference light R and the actual hologram (Um (x, y, 0)) It is possible to generate a corrected hologram Uc (x, y, 0). (S1207) For example, the holographic reconstruction apparatus 300 may be configured to generate a real hologram Um (x, y, 0) as in Equation 4 above. A correction hologram Uc (x, y, 0) can be generated by multiplying the term Rc (x, y) for the correction light and the term Rca (x, y) for curvature aberration correction. In this case, the term Rc (x, y) for the correction light may be generated in step S1204, and the term Rca (x, y) for curvature aberration correction may be generated in step S1206.

본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래피 복원 장치(300)는 보정 홀로그램(Uc(x,y,0))에 기초하여 측정 대상 물체(M)의 3차원 형상 정보를 생성할 수 있다.(S1208) 바꾸어 말하면, 홀로그래피 복원 장치(300)는 각 x, y 지점에서의 물체의 z 방향으로의 높이를 산출할 수 있다.The holographic restoring apparatus 300 according to an embodiment of the present invention may generate 3D shape information of the object M to be measured based on the corrected hologram Uc (x, y, 0). (S1208) In other words, the holography restoring apparatus 300 may calculate the height of the object at each x and y point in the z direction.

가령 홀로그래피 복원 장치(300)는 보정 홀로그램(Uc(x,y,0))을 복원 영상면의 정보로 변환할 수 있다. 이때 복원 영상면은 프로세서에 의해 측정 대상 물체와 영상 센서 사이의 거리에 대응하는 거리만큼의 가상적인 영상 표시 평면을 의미하는 것으로, 홀로그래피 복원 장치(300)에 의해 계산 및 시뮬레이션되는 가상의 면일 수 있다. For example, the holographic reconstruction apparatus 300 may convert the corrected hologram Uc (x, y, 0) into information on the reconstructed image surface. In this case, the reconstructed image plane refers to a virtual image display plane corresponding to a distance between the object to be measured and the image sensor by the processor, and may be a virtual plane calculated and simulated by the holographic reconstruction apparatus 300. .

홀로그래피 복원 장치(300)는 복원 영상면을 고려하여 복원된 정보로부터 도 14와 같이 x, y 지점에서의 물체의 z 방향으로의 높이를 산출할 수 있다. 도 14에는 측정 대상 물체(M) 상에 배치된 두 개의 직육면체 형상의 구조물(51A 및 51B)의 3차원 형상이 예시적으로 도시되었다.The holographic reconstruction apparatus 300 may calculate the height in the z direction of the object at the x and y points from the reconstructed information in consideration of the reconstructed image plane. 14, three-dimensional shapes of two rectangular parallelepiped structures 51A and 51B disposed on the object M to be measured are exemplarily illustrated.

도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 프로세서(390)의 블록도이다. 도 16 및 도 17은 홀로그램을 이용하여 결함을 검출하는 기능을 수행하는 프로세서(390)의 구조를 나타낸다. 도 16에 도시된 바와 같이, 홀로그래피 복원 장치(300)의 프로세서(390)는 결함 검출을 위한 결함 검출부(97)를 더 포함할 수 있다. 16 is a block diagram of a processor 390 according to embodiments of the present invention. 16 and 17 show the structure of a processor 390 that performs a function of detecting a defect using a hologram. As illustrated in FIG. 16, the processor 390 of the holographic restoration apparatus 300 may further include a defect detection unit 97 for defect detection.

프로세서(390)는 이미지 획득부(91), 실상 정보 추출부(92), 실상 홀로그램 생성부(93), 중간 홀로그램 생성부(94), 보정 홀로그램 생성부(95), 3차원 형상 정보 생성부(96), 결함 검출부(97)를 포함할 수 있다. The processor 390 includes an image acquisition unit 91, a real-world information extraction unit 92, a real-world hologram generation unit 93, an intermediate hologram generation unit 94, a correction hologram generation unit 95, and a three-dimensional shape information generation unit (96), a defect detection unit 97 may be included.

결함 검출부(97)는 대상 물체에 조사된 빛을 통해 획득된 이미지, 이미지로부터 획득된 실상 정보, 실상 홀로그램, 중간 홀로그램, 보정 홀로그램, 3차원 형상 정보 중 적어도 하나를 이용하여 대상 물체에 존재하는 결함 유무를 판단할 수 있다. The defect detection unit 97 uses the at least one of an image obtained through light irradiated to the target object, real information obtained from the image, real hologram, intermediate hologram, correction hologram, and three-dimensional shape information. Can be judged.

결함 검출부(97)는 대상 물체에 대한 3차원 형상 정보와 기준 형상 정보를 비교함으로써, 대상 물체의 3차원 형상 정보에 포함된 결함의 존재 유무, 결함의 위치, 결함 영역 등을 검출한다. 기준 형상 정보는 대상 물체 별로 설정된 것으로, 결함 없는 상태의 대상 물체에 조사된 빛을 통해서 획득될 수 있다. 기준 형상 정보는 조사된 빛을 통해 복원된 3차원 이미지 또는 2차원 이미지 자체이거나 이미지로부터 파라미터들의 집합일 수 있다. The defect detection unit 97 detects the presence or absence of a defect included in the 3D shape information of the target object, the location of the defect, the defect area, etc. by comparing the 3D shape information and the reference shape information for the target object. The reference shape information is set for each target object, and can be obtained through light irradiated to the target object in a defect-free state. The reference shape information may be a 3D image reconstructed through the irradiated light, or a 2D image itself, or a set of parameters from the image.

결함 검출부(97)는 대상 물체에 대한 3차원 형상 정보와 기준 형상 정보를 비교함으로써, 결함의 존재 유무를 먼저 판단하고, 결함이 있는 대상 물체의 3차원 형상 정보를 기초로 결함의 위치, 결함 영역 등의 세부 결함 정보를 검출할 수 있다. The defect detection unit 97 first determines the presence or absence of a defect by comparing the 3D shape information and the reference shape information for the target object, and based on the 3D shape information of the defective target object, the defect location and the defect area Detailed defect information, such as, can be detected.

결함 검출부(97)는 측정 대상 물체의 결함의 위치 또는 결함 영역 및 기 등록된 공정에 대한 정보 등을 이용하여 측정 대상 물체 내의 결함 및 결함이 발생된 공정을 추론할 수 있다. 공정에 대한 정보는 대상 물체를 제조하는 각 공정에 대한 기능, 각 공정에 의해서 생성 또는 변경되는 위치 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 공정은 일반적인 회로 기판의 제조 과정을 말하며, 확산, 포토, 식각, 증착, 이온주입, 연마, 후면 연마, 웨이퍼 절당, 칩 접착, 몰드, 인쇄, 도금, 솔더볼 부착, 테스트 등이 있을 수 있다. The defect detection unit 97 may infer a defect or a defect-producing process in the object to be measured using the location of the defect or the defect area of the object to be measured and information on a previously registered process. Information about the process may include functions for each process of manufacturing a target object, and location information generated or changed by each process. Here, the process refers to a general circuit board manufacturing process, and may include diffusion, photo, etching, deposition, ion implantation, polishing, back polishing, wafer cutting, chip adhesion, mold, printing, plating, solder ball attachment, testing, etc. .

구체적으로, 결함 검출부(97)는 결함의 위치를 고려하여, 마스크 제작, 웨이퍼 가공, 칩 조립 중 적어도 하나의 공정에서 결함이 발생되었다고 판단하고, 추가적인 입력 데이터, 예를 들어 실상 정보, 실상 홀로그램, 중간 홀로그램, 보정 홀로그램, 3차원 형상 정보 중 적어도 하나를 더 고려하여 웨이퍼 가공에 포함된 세부 공정인 확산, 포토, 식각, 증착, 이온주입, 연마 등의 세부 공정 중에서, 결함이 발생된 공정을 결정할 수 있다. 상기와 같이 결함 검출부(97)는 결함이 발생되는 상위 범위의 공정을 판단하고, 입력 데이터를 더 고려하여 하위 결함이 발생되는 범위의 공정을 결정할 수 있다. 결함 검출부(97)는 입력 데이터의 일부 만을 고려하여 상위 범위의 공정에서 결함이 발생되는 공정을 판단하고, 입력 데이터의 전부를 고려하여 결함이 발생되는 세부 공정을 구체적으로 판단할 수 있다. Specifically, the defect detection unit 97 considers the location of the defect, determines that a defect has occurred in at least one process of mask fabrication, wafer processing, and chip assembly, and additional input data, for example, real information, real hologram, In consideration of at least one of the intermediate hologram, the corrected hologram, and the 3D shape information, among the detailed processes such as diffusion, photo, etching, deposition, ion implantation, and polishing, which are included in wafer processing, a process in which defects are generated is determined. You can. As described above, the defect detection unit 97 may determine a process in an upper range where a defect is generated, and determine a process in a range where a lower defect is generated by further considering input data. The defect detection unit 97 may determine a process in which a defect occurs in a process in a higher range by considering only a part of the input data, and may specifically determine a detailed process in which a defect occurs in consideration of all of the input data.

도 17는 본 발명의 실시예들에 따른 기계 학습 모델링 장치(200)를 이용하여 결함 검출을 하는 프로세서(390)의 구조 및 동작을 설명하는 도면이다. 17 is a diagram illustrating the structure and operation of the processor 390 for detecting defects using the machine learning modeling apparatus 200 according to the embodiments of the present invention.

도 17에 도시된 바와 같이, 결함을 검출하는 홀로그래피 복원 장치(300)는 기계 학습 모델링 장치(200)를 더 포함할 수 있다. As shown in FIG. 17, the holographic reconstruction apparatus 300 for detecting defects may further include a machine learning modeling apparatus 200.

결함 검출을 하는 프로세서(390)는 이미지로부터 획득된 실상 정보, 실상 홀로그램, 중간 홀로그램, 보정 홀로그램, 3차원 형상 정보 중 적어도 하나 및 결함 정보를 모델링 부(200)로 전달할 수 있다. The processor 390 for detecting defects may transmit at least one of the real information, the real hologram, the intermediate hologram, the corrected hologram, and the three-dimensional shape information obtained from the image and the defect information to the modeling unit 200.

모델링 부(200)는 기계 학습을 수행하는 기계 학습부(210) 및 기계 학습을 위해서 이미지를 처리하는 이미지 처리부(220)를 포함할 수 있다. The modeling unit 200 may include a machine learning unit 210 that performs machine learning and an image processing unit 220 that processes images for machine learning.

기계 학습부(210)는 입력 데이터를 반복적으로 입력함으로써, 입력된 데이터 사이의 알고리즘을 생성할 수 있다. 또한, 기계 학습부(210)는 실상 정보 및 결함 정보, 실상 홀로그램 및 결함 정보, 중간 홀로그램 및 결함 정보, 보정 홀로그램 및 결함 정보, 3차원 형상 정보 및 결함 정보 사이의 알고리즘을 각각 생성할 수 있다. 예를 들어, 알고리즘을 이용하여 결함 유무와의 관련성이 높은 입력 데이터의 종류를 이미지, 실상 정보, 실상 홀로그램, 중간 홀로그램, 보정 홀로그램, 3차원 형상 정보 중 하나로 특정할 수 있다.  The machine learning unit 210 may generate an algorithm between the input data by repeatedly inputting the input data. In addition, the machine learning unit 210 may generate algorithms between real information and defect information, real hologram and defect information, intermediate hologram and defect information, correction hologram and defect information, three-dimensional shape information, and defect information, respectively. For example, by using an algorithm, a type of input data having high relevance to the presence or absence of a defect may be specified as one of an image, real information, real hologram, intermediate hologram, correction hologram, and three-dimensional shape information.

이미지 처리부(220)는 기 설정된 필터를 이용하여 이미지를 분석할 수 있다. 예를 들어, 3X3 필터를 이용하여 이미지에 포함된 하나 이상의 픽셀들을 n개의 피쳐 맵으로 분할할 수 있다. 기계 학습부(210)는 이미지 처리부(220)를 통해 분석한 이미지들을 기초로 결함 정보에 대한 알고리즘을 생성할 수 있다. The image processing unit 220 may analyze an image using a preset filter. For example, one or more pixels included in the image may be divided into n feature maps using a 3X3 filter. The machine learning unit 210 may generate an algorithm for defect information based on the images analyzed through the image processing unit 220.

기계 학습부(210) 및 이미지 처리부(220)를 포함하는 모델링 부(200)를 통해 결함 검출 알고리즘이 갱신될 수 있다. 모델링 부(200)는 업데이트 된 결함 검출 알고리즘을 프로세서(390)로 전달하여 좀더 정확하고 신속하게 결함이 검출되도록 할 수 있다. The defect detection algorithm may be updated through the modeling unit 200 including the machine learning unit 210 and the image processing unit 220. The modeling unit 200 may transmit the updated defect detection algorithm to the processor 390 so that defects can be detected more accurately and quickly.

도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 결함 검출 방법의 흐름도이다. 18 is a flowchart of a defect detection method according to embodiments of the present invention.

도 18에 도시된 바와 같이, S1610에서는 홀로그래피 복원 장치(300)는 대상 기판의 일 영역에 빛을 조사 시킨다. n 개의 홀로그래피 복원 장치(300)들이 n개의 영역들에 빛을 조사 시킬 수 있다(도 4 참조). S1620에서는 홀로그래피 복원 장치(300)는 광학 거울로부터 반사된 기준광과 대상 기판에 영향을 받는 물체광의 간섭에 의해서 생성된 물체 홀로그램의 강도 정보를 포함하는 이미지를 센싱한다. S1630에서는 홀로그래피 복원 장치(300)는 이미지를 분석하여 실상 정보, 실상 홀로그램, 중간 홀로그램, 보정 홀로그램, 3차원 형상 정보를 획득한다. S1640에서는 홀로그래피 복원 장치(300)는 3차원 형상 정보를 기초로 대상 기판에 포함된 결함의 종류, 결함의 위치, 결함과 관련된 공정을 포함하는 결함 정보를 검출한다. 홀로그래피 복원 장치(300)는 3차원 형상 정보를 기초로 대상 기판에서의 결함 위치를 검출하고, 결함 위치를 이용하여 결함의 종류 및 결함과 관련된 공정을 판단할 수 있다. 홀로그래피 복원 장치(300)는 결함의 위치 별로 상세 결함 정보를 더 포함하는 LUT를 저장 관리할 수 있다. 18, in S1610, the holography restoration apparatus 300 irradiates light to a region of the target substrate. The n holographic reconstruction devices 300 may irradiate light to n areas (see FIG. 4). In S1620, the holography restoration apparatus 300 senses an image including intensity information of the object hologram generated by interference of the reference light reflected from the optical mirror and the object light affected by the target substrate. In S1630, the holographic reconstruction apparatus 300 analyzes the image to obtain real information, real hologram, intermediate hologram, correction hologram, and three-dimensional shape information. In S1640, the holographic restoration apparatus 300 detects defect information including a type of defect, a location of the defect, and a process related to the defect included in the target substrate based on the 3D shape information. The holographic reconstruction apparatus 300 may detect a defect location on the target substrate based on the 3D shape information, and use the defect location to determine the type of defect and a process related to the defect. The holography restoration apparatus 300 may store and manage an LUT further including detailed defect information for each location of the defect.

이를 통해, 홀로그래피 복원 장치(300)는 자동화된 하나 이상의 공정들을 거쳐서 제조되는 대상 물체의 홀로그램을 이용하여 대상 물체에 존재하는 결함을 검출할 수 있다. 홀로그래피 복원 장치(300)는 완성된 대상 물체의 3차원 형상 정보를 기 등록된 3차원 형상 정보와 비교함으로써, 대상 물체에 존재하는 결함 정보를 검출할 수 있다. Through this, the holographic reconstruction apparatus 300 may detect a defect existing in the target object using a hologram of the target object that is manufactured through one or more automated processes. The holographic reconstruction apparatus 300 may detect defect information existing in the target object by comparing the 3D shape information of the completed target object with pre-registered 3D shape information.

도 19에 도시된 바와 같이, S1640 단계 이후에, 홀로그래피 복원 장치(300)는 이미지로부터 획득된 실상 정보, 실상 홀로그램, 중간 홀로그램, 보정 홀로그램, 3차원 형상 정보 및 결함 정보를 기계 학습부로 전달하여 결함 검출 알고리즘을 학습 시킬 수 있다(S1650). As shown in FIG. 19, after the step S1640, the holographic reconstruction apparatus 300 transfers the real image information, the real image hologram, the middle hologram, the correction hologram, the three-dimensional shape information, and the defect information obtained from the image to the machine learning unit to be defective. The detection algorithm can be learned (S1650).

도 20에 도시된 바와 같이, S1810에서는 홀로그래피 복원 장치(300)는 업데이트된 결함 검출 알고리즘을 수신할 수 있다. As shown in FIG. 20, in S1810, the holographic restoration apparatus 300 may receive an updated defect detection algorithm.

S1820에서는 홀로그래피 복원 장치(300)는 대상 기판의 일 영역에 빛을 조사 시킨다. In S1820, the holography restoration apparatus 300 irradiates light to a region of the target substrate.

S1830에서는 홀로그래피 복원 장치(300)는 광학 거울로부터 반사된 기준광과 대상 기판에 영향을 받는 물체광의 간섭에 의해서 생성된 물체 홀로그램의 강도 정보를 포함하는 이미지를 센싱할 수 있다. In S1830, the holographic reconstruction apparatus 300 may sense an image including intensity information of the object hologram generated by interference of the reference light reflected from the optical mirror and the object light affected by the target substrate.

S1840에서는 홀로그래피 복원 장치(300)는 이미지를 분석하여 결함 검출 알고리즘에 의해 유의미한 데이터로 선별된 입력 데이터를 선별적으로 획득할 수 있다. In S1840, the holographic reconstruction apparatus 300 may analyze the image and selectively obtain input data selected as meaningful data by a defect detection algorithm.

S1850에서는 홀로그래피 복원 장치(300)는 입력 데이터를 기초로 대상 기판에 포함된 결함의 종류, 결함의 위치, 결함과 관련된 공정을 포함하는 결함 정보를 검출할 수 있다. In S1850, the holographic reconstruction apparatus 300 may detect defect information including a type of defect, a location of the defect, and a process related to the defect included in the target substrate based on the input data.

도 21은 기계 학습부(210) 및 이미지 처리부(220)의 일 실시예를 설명하는 도면이다. 21 is a view for explaining an embodiment of the machine learning unit 210 and the image processing unit 220.

S1910에서, 기계 학습 모델링 장치(200)는 입력 데이터를 획득할 수 있다. 기계 학습 모델링 장치(200)는 입력 데이터를 군집화 한 후에, 컨볼루션 연산을 수행할 수 있다. 군집화를 통해 입력 데이터의 처리 시간은 단축될 수 있다. 군집화 외에도 입력 데이터의 압축을 통해 처리 시간을 단축할 수 있다. S1920에서, 기계 학습 모델링 장치(200)는 복수개의 컨볼루션 레이어 중 하나의 컨볼루션 레이어에서, 입력 데이터에 대하여 컨볼루션 연산을 수행하기 위한 필터를 결정할 수 있다. S1930에서, 기계 학습 모델링 장치(200)는 필터 내의 상이한 필터링 영역에 대응되는 복수개의 서브 필터를 결정할 수 있다. S1940에서, 기계 학습 모델링 장치(200)는 복수개의 서브 필터에 기초한 복수개의 특징 맵을 생성할 수 있다. S1950에서, 기계 학습 모델링 장치(200)는 복수개의 특징 맵에 기초하여 출력 데이터를 획득할 수 있다. 기계 학습 모델링 장치(200)는 복수개의 특징 맵 또는 출력 데이터를 군집화할 수 있다. 군집화를 통해 특징 맵 또는 출력 데이터의 처리 시간은 단축될 수 있다. 군집화를 통해 특징 맵 또는 출력 데이터의 처리 시간은 단축될 수 있다. 군집화 외에도 특징 맵 또는 출력 데이터의 압축을 통해 처리 시간을 단축할 수 있다.In S1910, the machine learning modeling apparatus 200 may acquire input data. The machine learning modeling apparatus 200 may perform convolution operation after clustering the input data. Through the clustering, the processing time of the input data can be shortened. In addition to clustering, processing time can be reduced by compressing input data. In S1920, the machine learning modeling apparatus 200 may determine a filter for performing a convolution operation on input data in one convolution layer among a plurality of convolution layers. In S1930, the machine learning modeling apparatus 200 may determine a plurality of sub-filters corresponding to different filtering regions in the filter. In S1940, the machine learning modeling apparatus 200 may generate a plurality of feature maps based on a plurality of sub-filters. In S1950, the machine learning modeling apparatus 200 may obtain output data based on a plurality of feature maps. The machine learning modeling apparatus 200 may cluster a plurality of feature maps or output data. Through the clustering, the processing time of the feature map or output data can be shortened. Through the clustering, the processing time of the feature map or output data can be shortened. In addition to clustering, processing time can be reduced by compressing the feature map or output data.

예를 들어, 군집화에는 K-Means Clustering, Mean-Shift Clustering, Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise(DBSCAN), Gaussian Mixture Models(GMM)을 사용한 Expectation-Maximization(EM) Clustering, Agglomerative Hierarchical Clustering, 등이 있다. Clustering 이외에도 다양한 알고리즘을 통해 성능을 개선할 수 있다.For example, clustering includes K-Means Clustering, Mean-Shift Clustering, Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise (DBSCAN), Expectation-Maximization (EM) Clustering using Gaussian Mixture Models (GMM), Agglomerative Hierarchical Clustering, etc. There is this. In addition to clustering, performance can be improved through various algorithms.

도 22는 일 실시예에 따른 기계 학습부(210)의 블록도이다.22 is a block diagram of a machine learning unit 210 according to an embodiment.

도 22을 참조하면, 일 실시예에 따른 데이터 학습부(210)는 데이터 획득부(211), 전처리부(212), 학습 데이터 선택부(213), 모델 학습부(214) 및 모델 평가부(215)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 22, the data learning unit 210 according to an embodiment includes a data acquisition unit 211, a pre-processing unit 212, a training data selection unit 213, a model learning unit 214, and a model evaluation unit ( 215).

데이터 획득부(211)는 인식 결과 획득에 필요한 데이터를 획득할 수 있다. 데이터 획득부(211)는 인식 결과 획득을 위한 학습을 위하여 필요한 데이터를 획득할 수 있다.The data acquisition unit 211 may acquire data necessary for acquiring the recognition result. The data acquisition unit 211 may acquire data necessary for learning to acquire a recognition result.

예를 들어, 입력 이미지, 또는 입력 홀로그램와 입력 이미지 또는 입력 홀로그램에 따라 결정되는 출력 데이터(결함 정보)을 학습하는 데이터 학습부(210)에 포함되는 데이터 획득부(211)는 홀로그래피 복원 장치(300)로부터 입력 이미지 또는 입력 홀로그램을 입력받을 수 있다. For example, the data acquisition unit 211 included in the data learning unit 210 for learning the input image, or the input hologram and the output data (defect information) determined according to the input image or the input hologram, the holographic restoration apparatus 300 The input image or the input hologram can be received from.

전처리부(212)는 결함 판단을 위한 학습에 획득된 데이터가 이용될 수 있도록, 획득된 데이터를 전처리할 수 있다. 전처리부(212)는 후술할 모델 학습부(214)가 결함 판단을 위한 학습을 위하여 획득된 데이터를 이용할 수 있도록, 획득된 데이터를 기 설정된 포맷으로 가공할 수 있다. The pre-processing unit 212 may pre-process the acquired data so that the acquired data can be used for learning for defect determination. The pre-processing unit 212 may process the acquired data in a preset format so that the model learning unit 214 to be described later can use the acquired data for learning for defect determination.

학습 데이터 선택부(213)는 전처리된 데이터 중에서 학습에 필요한 데이터를 선택할 수 있다. 선택된 데이터는 모델 학습부(214)에 제공될 수 있다. 학습 데이터 선택부(213)는 결함 판단을 위한 기 설정된 기준에 따라, 전처리된 데이터 중에서 학습에 필요한 데이터를 선택할 수 있다. 또한, 학습 데이터 선택부(213)는 후술할 모델 학습부(214)에 의한 학습에 의해 기 설정된 기준에 따라 데이터를 선택할 수도 있다.The learning data selection unit 213 may select data necessary for learning from pre-processed data. The selected data may be provided to the model learning unit 214. The learning data selection unit 213 may select data necessary for learning from pre-processed data according to a preset criterion for defect determination. Further, the learning data selection unit 213 may select data according to a preset criterion by learning by the model learning unit 214 to be described later.

모델 학습부(214)는 학습 데이터에 기초하여 결함을 어떻게 판단할 지에 관한 기준을 학습할 수 있다. 또한, 모델 학습부(214)는 결함 판단을 위하여 어떤 학습 데이터를 이용해야 하는 지에 대한 기준을 학습할 수도 있다.The model learning unit 214 may learn a criterion on how to determine a defect based on the training data. In addition, the model learning unit 214 may learn the criteria on which learning data should be used for defect determination.

또한, 모델 학습부(214)는 결함 판단에 이용되는 데이터 인식 모델을 학습 데이터를 이용하여 학습시킬 수 있다. 이 경우, 데이터 인식 모델은 미리 구축된 모델일 수 있다. 예를 들어, 데이터 인식 모델은 기본 학습 데이터(예를 들어, 샘플 이미지, 샘플 홀로그램 등)을 입력 받아 미리 구축된 모델일 수 있다.In addition, the model learning unit 214 may train the data recognition model used for defect determination using the training data. In this case, the data recognition model may be a pre-built model. For example, the data recognition model may be a pre-built model receiving basic training data (eg, sample images, sample holograms, etc.).

데이터 인식 모델은, 인식 모델의 적용 분야, 학습의 목적 또는 장치의 컴퓨터 성능 등을 고려하여 구축될 수 있다. 데이터 인식 모델은, 예를 들어, 신경망(Neural Network)을 기반으로 하는 모델일 수 있다. 예컨대, DNN(Deep Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), BRDNN(Bidirectional Recurrent Deep Neural Network), CNN(Convolutional Neural Network) 과 같은 모델이 데이터 인식 모델로서 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The data recognition model may be constructed in consideration of the application field of the recognition model, the purpose of learning, or the computer performance of the device. The data recognition model may be, for example, a model based on a neural network. For example, a model such as a deep neural network (DNN), a recurrent neural network (RNN), a bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), or a convolutional neural network (CNN) may be used as a data recognition model, but is not limited thereto.

다양한 실시예에 따르면, 모델 학습부(214)는 미리 구축된 데이터 인식 모델이 복수 개가 존재하는 경우, 입력된 학습 데이터와 기본 학습 데이터의 관련성이 큰 데이터 인식 모델을 학습할 데이터 인식 모델로 결정할 수 있다. 이 경우, 기본 학습 데이터는 데이터의 타입 별로 기 분류되어 있을 수 있으며, 데이터 인식 모델은 데이터의 타입 별로 미리 구축되어 있을 수 있다. According to various embodiments of the present disclosure, when a plurality of pre-built data recognition models exist, the model learning unit 214 may determine a data recognition model to train a data recognition model having a high relationship between input learning data and basic learning data. have. In this case, the basic learning data may be pre-classified for each type of data, and the data recognition model may be pre-built for each type of data.

또한, 모델 학습부(214)는, 예를 들어, 오류 역전파법(error back-propagation) 또는 경사 하강법(gradient descent)을 포함하는 학습 알고리즘 등을 이용하여 데이터 인식 모델을 학습시킬 수 있다.Further, the model learning unit 214 may train a data recognition model using, for example, a learning algorithm including an error back-propagation or a gradient descent method.

또한, 모델 학습부(214)는, 예를 들어, 학습 데이터를 입력 값으로 하는 지도 학습(supervised learning) 을 통하여, 데이터 인식 모델을 학습시킬 수 있다. 또한, 모델 학습부(214)는, 예를 들어, 별다른 지도없이 결함 판단을 위해 필요한 데이터의 종류를 스스로 학습함으로써, 결함 판단을 위한 기준을 발견하는 비지도 학습(unsupervised learning)을 통하여, 데이터 인식 모델을 학습시킬 수 있다. 또한, 모델 학습부(214)는, 예를 들어, 학습에 따른 결함 판단의 결과가 올바른 지에 대한 피드백을 이용하는 강화 학습(reinforcement learning)을 통하여, 데이터 인식 모델을 학습시킬 수 있다.Further, the model learning unit 214 may train the data recognition model, for example, through supervised learning using learning data as an input value. In addition, the model learning unit 214 recognizes data through unsupervised learning that discovers a criterion for defect determination by, for example, self-learning the type of data required for defect determination without much guidance. You can train the model. Also, the model learning unit 214 may train the data recognition model, for example, through reinforcement learning using feedback on whether a result of defect determination according to learning is correct.

또한, 데이터 인식 모델이 학습되면, 모델 학습부(214)는 학습된 데이터 인식 모델을 저장할 수 있다. 이 경우, 모델 학습부(214)는 학습된 데이터 인식 모델을 홀로그래피 복원 장치(300)의 메모리에 저장할 수 있다. 또는, 모델 학습부(214)는 학습된 데이터 인식 모델을 후술할 홀로그래피 복원 장치(300)의 메모리에 저장할 수 있다. 또는, 모델 학습부(214)는 학습된 데이터 인식 모델을 전자 장치와 유선 또는 무선 네트워크로 연결되는 서버의 메모리에 저장할 수도 있다.In addition, when the data recognition model is trained, the model learning unit 214 may store the trained data recognition model. In this case, the model learning unit 214 may store the trained data recognition model in the memory of the holographic reconstruction apparatus 300. Alternatively, the model learning unit 214 may store the trained data recognition model in the memory of the holographic reconstruction apparatus 300 to be described later. Alternatively, the model learning unit 214 may store the learned data recognition model in a memory of a server connected to a wired or wireless network with the electronic device.

이 경우, 학습된 데이터 인식 모델이 저장되는 메모리는, 예를 들면, 전자 장치의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 함께 저장할 수도 있다. 또한, 메모리는 소프트웨어 및/또는 프로그램을 저장할 수도 있다. 프로그램은, 예를 들면, 커널, 미들웨어, 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API) 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션") 등을 포함할 수 있다.In this case, the memory in which the learned data recognition model is stored may store, for example, instructions or data related to at least one other component of the electronic device. Also, the memory may store software and / or programs. The program may include, for example, a kernel, middleware, application programming interface (API) and / or application program (or "application"), and the like.

모델 평가부(215)는 데이터 인식 모델에 평가 데이터를 입력하고, 평가 데이터로부터 출력되는 인식 결과가 소정 기준을 만족하지 못하는 경우, 모델 학습부(214)로 하여금 다시 학습하도록 할 수 있다. 이 경우, 평가 데이터는 데이터 인식 모델을 평가하기 위한 기 설정된 데이터일 수 있다. The model evaluation unit 215 may input the evaluation data into the data recognition model, and if the recognition result output from the evaluation data does not satisfy a predetermined criterion, the model learning unit 214 may cause the model learning unit 214 to learn again. In this case, the evaluation data may be preset data for evaluating the data recognition model.

예를 들어, 모델 평가부(215)는 평가 데이터에 대한 학습된 데이터 인식 모델의 인식 결과 중에서, 인식 결과가 정확하지 않은 평가 데이터의 개수 또는 비율이 미리 설정된 임계치를 초과하는 경우 소정 기준을 만족하지 못한 것으로 평가할 수 있다. 예컨대, 소정 기준이 비율 2%로 정의되는 경우, 학습된 데이터 인식 모델이 총 1000개의 평가 데이터 중의 20개를 초과하는 평가 데이터에 대하여 잘못된 인식 결과를 출력하는 경우, 모델 평가부(215)는 학습된 데이터 인식 모델이 적합하지 않은 것으로 평가할 수 있다.For example, the model evaluation unit 215 does not satisfy a predetermined criterion when the number or ratio of the evaluation data in which the recognition result is not accurate among the recognition results of the learned data recognition model for the evaluation data exceeds a preset threshold. It can be evaluated as failed. For example, when a predetermined criterion is defined as a ratio of 2%, the model evaluation unit 215 learns when the learned data recognition model outputs an incorrect recognition result for evaluation data exceeding 20 out of a total of 1000 evaluation data. It can be evaluated that the data recognition model is not suitable.

한편, 학습된 데이터 인식 모델이 복수 개가 존재하는 경우, 모델 평가부(215)는 각각의 학습된 데이터 인식 모델에 대하여 소정 기준을 만족하는지를 평가하고, 소정 기준을 만족하는 모델을 최종 데이터 인식 모델로서 결정할 수 있다. 이 경우, 소정 기준을 만족하는 모델이 복수 개인 경우, 모델 평가부(215)는 평가 점수가 높은 순으로 미리 설정된 어느 하나 또는 소정 개수의 모델을 최종 데이터 인식 모델로서 결정할 수 있다.On the other hand, when there are a plurality of learned data recognition models, the model evaluator 215 evaluates whether or not a predetermined criterion is satisfied for each trained data recognition model, and a model that satisfies a predetermined criterion as a final data recognition model. Can decide. In this case, when there are a plurality of models satisfying a predetermined criterion, the model evaluator 215 may determine, as a final data recognition model, any one or a predetermined number of models preset in order of highest evaluation score.

한편, 기계학습부(210) 내의 데이터 획득부(211), 전처리부(212), 학습 데이터 선택부(213), 모델 학습부(214) 및 모델 평가부(215) 중 적어도 하나는, 적어도 하나의 하드웨어 칩 형태로 제작되어 전자 장치에 탑재될 수 있다. 예를 들어, 데이터 획득부(211), 전처리부(212), 학습 데이터 선택부(213), 모델 학습부(214) 및 모델 평가부(215) 중 적어도 하나는 인공 지능(AI; artificial intelligence)을 위한 전용 하드웨어 칩 형태로 제작될 수도 있고, 또는 기존의 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor) 또는 그래픽 전용 프로세서(예: GPU)의 일부로 제작되어 전술한 각종 전자 장치에 탑재될 수도 있다.Meanwhile, at least one of the data acquisition unit 211, the pre-processing unit 212, the learning data selection unit 213, the model learning unit 214, and the model evaluation unit 215 in the machine learning unit 210 is at least one. It can be manufactured in the form of a hardware chip and mounted on an electronic device. For example, at least one of the data acquisition unit 211, the pre-processing unit 212, the training data selection unit 213, the model learning unit 214, and the model evaluation unit 215 is artificial intelligence (AI). It may be manufactured in the form of a dedicated hardware chip for, or it may be manufactured as part of an existing general-purpose processor (for example, a CPU or application processor) or a graphics-only processor (for example, a GPU) and mounted on various electronic devices described above.

또한, 데이터 획득부(211), 전처리부(212), 학습 데이터 선택부(213), 모델 학습부(214) 및 모델 평가부(215)는 하나의 전자 장치에 탑재될 수도 있으며, 또는 별개의 전자 장치들에 각각 탑재될 수도 있다. 예를 들어, 데이터 획득부(211), 전처리부(212), 학습 데이터 선택부(213), 모델 학습부(214) 및 모델 평가부(215) 중 일부는 전자 장치에 포함되고, 나머지 일부는 서버에 포함될 수 있다.In addition, the data acquisition unit 211, the pre-processing unit 212, the learning data selection unit 213, the model learning unit 214 and the model evaluation unit 215 may be mounted on one electronic device, or separately Each may be mounted on electronic devices. For example, some of the data acquisition unit 211, the pre-processing unit 212, the training data selection unit 213, the model learning unit 214, and the model evaluation unit 215 are included in the electronic device, and the others are It can be included in the server.

또한, 데이터 획득부(211), 전처리부(212), 학습 데이터 선택부(213), 모델 학습부(214) 및 모델 평가부(215) 중 적어도 하나는 소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 데이터 획득부(211), 전처리부(212), 학습 데이터 선택부(213), 모델 학습부(214) 및 모델 평가부(215) 중 적어도 하나가 소프트웨어 모듈(또는, 인스터력션(instruction) 포함하는 프로그램 모듈)로 구현되는 경우, 소프트웨어 모듈은 컴퓨터로 읽을 수 있는 판독 가능한 비일시적 판독 가능 기록매체(non-transitory computer readable media)에 저장될 수 있다. 또한, 이 경우, 적어도 하나의 소프트웨어 모듈은 OS(Operating System)에 의해 제공되거나, 소정의 애플리케이션에 의해 제공될 수 있다. 또는, 적어도 하나의 소프트웨어 모듈 중 일부는 OS(Operating System)에 의해 제공되고, 나머지 일부는 소정의 애플리케이션에 의해 제공될 수 있다.In addition, at least one of the data acquisition unit 211, the pre-processing unit 212, the learning data selection unit 213, the model learning unit 214, and the model evaluation unit 215 may be implemented as a software module. At least one of the data acquisition unit 211, the pre-processing unit 212, the learning data selection unit 213, the model learning unit 214, and the model evaluation unit 215 includes a software module (or an instruction). Program module), the software module may be stored in a computer-readable readable non-transitory computer readable media. Also, in this case, at least one software module may be provided by an operating system (OS) or may be provided by a predetermined application. Alternatively, some of the at least one software module may be provided by an operating system (OS), and the other may be provided by a predetermined application.

도 22는 기계 학습부(210)를 통해 모델링된 결함 검출 알고리즘의 연결 관계를 나타내는 도면이다. 22 is a diagram showing a connection relationship of a defect detection algorithm modeled through the machine learning unit 210.

입력 데이터인 이미지, 홀로그램들로부터 획득된 속성 정보(D1)를 이용하여 결함의 위치 정보(D2)를 결정하고, 결함의 위치 정보를 기초로 결함의 종류(D3)를 판단할 수 있다. Defect location information D2 may be determined by using attribute information D1 obtained from the input data image and holograms, and the type of defect D3 may be determined based on the location information of the defect.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 저장하는 것일 수 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광영상 센서, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. The embodiment according to the present invention described above may be implemented in the form of a computer program that can be executed through various components on a computer, and such a computer program can be recorded on a computer-readable medium. At this time, the medium may be to store a program executable by a computer. Examples of the medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical image sensors such as CD-ROMs and DVDs, and magneto-optical mediums such as floptical disks, And program instructions including ROM, RAM, flash memory, and the like.

한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.Meanwhile, the computer program may be specially designed and configured for the present invention or may be known and available to those skilled in the computer software field. Examples of computer programs may include machine language codes such as those produced by a compiler, as well as high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.The specific implementations described in the present invention are examples, and do not limit the scope of the present invention in any way. For brevity of the specification, descriptions of conventional electronic configurations, control systems, software, and other functional aspects of the systems may be omitted. In addition, the connection or connection members of the lines between the components shown in the drawings are illustrative examples of functional connections and / or physical or circuit connections. In the actual device, alternative or additional various functional connections, physical It can be represented as a connection, or circuit connections. In addition, unless specifically mentioned, such as "essential", "important", etc., it may not be a necessary component for the application of the present invention.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and should not be determined, and the scope of the spirit of the present invention as well as the claims to be described later, as well as all ranges that are equivalent to or equivalently changed from the claims Would belong to

300, 300A, 300B: 홀로그래피 복원 장치
310: 광원부
320: 시준기
330,332: 광 분할기
340: 물체광 대물 렌즈
350: 측정 대상 물체
360: 기준광 대물 렌즈
370,372: 광학 거울
380: 영상 센서
390: 프로세서
300, 300A, 300B: Holographic restoration device
310: light source unit
320: collimator
330,332: Optical splitter
340: object light objective lens
350: object to be measured
360: Reference light objective lens
370,372: Optical mirror
380: image sensor
390: processor

Claims (6)

기판을 안착시키는 캐리어;
상기 캐리어로부터 일정거리 이격되어 상기 기판의 표면의 3차원 정보를 복원하여 상기 기판의 이상유무를 검사하되, 사전에 설정된 스캔 경로를 따라 상기 기판의 표면을 스캐닝하여 검사하는 검사 유닛; 및
단일 파장 광을 방출하여 상기 검사 유닛으로 제공하는 광원부;를 포함하고,
상기 검사 유닛은 홀로그래픽 복원 장치를 포함하며,
상기 홀로그래픽 복원 장치는
상기 광원부에서 방출된 단일 파장 광을 시준하기 위한 시준기;
상기 시준기를 통과한 상기 단일 파장 광을 물체광 및 기준광으로 분할하는 광 분할기;
상기 광 분할기에 의해 분할된 상기 물체광을 통과시키는 물체광 대물 렌즈;
상기 광 분할기에 의해 분할된 상기 기준광을 반사시키는 광학 거울;
상기 물체광 대물 렌즈를 통과하여 상기 기판의 표면에서 반사된 물체광 및 상기 광학 거울에 의해 반사된 기준광이 각각 상기 광 분할기로 전달되어 형성되는 간섭 무늬를 기록하는 영상 센서; 및
상기 영상 센서에서 상기 간섭무늬를 변환하여 생성된 물체 홀로그램의 강도(Intensity) 정보를 포함하는 이미지를 수신하여 저장하고, 상기 기판 표면의 3차원 형상 정보를 생성하는 프로세서;를 포함하는, 스캐닝 기능을 포함하는 기판 검사 장치.
A carrier for seating the substrate;
An inspection unit spaced apart from the carrier to restore three-dimensional information on the surface of the substrate to inspect for abnormality of the substrate, and scanning and inspecting the surface of the substrate along a preset scan path; And
Includes; a light source unit for emitting a single wavelength light to provide to the inspection unit;
The inspection unit includes a holographic restoration device,
The holographic restoration device
A collimator for collimating single wavelength light emitted from the light source unit;
An optical splitter for dividing the single wavelength light passing through the collimator into object light and reference light;
An object light objective lens for passing the object light divided by the light splitter;
An optical mirror reflecting the reference light divided by the light splitter;
An image sensor that records an interference fringe formed by passing the object light reflected from the surface of the substrate through the object light objective lens and the reference light reflected by the optical mirror to the optical splitter; And
A processor that receives and stores an image including intensity information of an object hologram generated by converting the interference fringe from the image sensor, and generates three-dimensional shape information of the substrate surface. A substrate inspection device comprising.
제1 항에 있어서,
상기 검사 유닛은 제1 방향을 따라 일렬로 배치되는 복수 개의 홀로그래픽 복원 장치를 구비하는, 스캐닝 기능을 포함하는 기판 검사 장치.
According to claim 1,
The inspection unit includes a plurality of holographic restoration devices arranged in a line along the first direction, the substrate inspection device including a scanning function.
제2 항에 있어서,
상기 광원부는 상기 홀로그래픽 복원 장치의 개수에 대응되는 복수 개의 광원을 구비하는, 스캐닝 기능을 포함하는 기판 검사 장치.
According to claim 2,
The light source unit is provided with a plurality of light sources corresponding to the number of the holographic reconstruction device, the substrate inspection apparatus including a scanning function.
제2 항에 있어서,
상기 광원부는 하나의 광원으로 이루어지며,
상기 검사 유닛은 상기 광원부로부터 제공되는 상기 단일 파장 광을 상기 복수 개의 홀로그래픽 복원 장치로 균등하게 분배하는 광 분배부;를 더 포함하는, 스캐닝 기능을 포함하는 기판 검사 장치.
According to claim 2,
The light source unit is made of one light source,
The inspection unit further includes a light distribution unit for equally distributing the single wavelength light provided from the light source unit to the plurality of holographic restoration devices. The substrate inspection apparatus including a scanning function.
제1 항에 있어서,
상기 광원부에서 방출된 상기 단일 파장 광을 상기 검사 유닛으로 전달하는 광 파이버(optical fiber);를 더 구비하는, 스캐닝 기능을 포함하는 기판 검사 장치.
According to claim 1,
And an optical fiber for transmitting the single wavelength light emitted from the light source unit to the inspection unit.
제1 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 이미지에 포함된 적어도 하나의 주파수 성분들 중 실상(Real Image)에 대응되는 실상 성분들을 추출하고, 상기 실상 성분들에 기초하여 상기 기준광과 켤레(conjugate) 관계에 있는 보정광 및 상기 기판 표면의 실상 정보를 포함하는 실상 홀로그램을 생성하고, 상기 보정광에 기초하여, 상기 실상 홀로그램에서 상기 기준광의 정보가 제거된 중간 홀로그램을 생성하고, 상기 중간 홀로그램으로부터 곡률 수차 보정정보를 생성한 후, 상기 곡률 수차 보정정보에 기초하여, 상기 중간 홀로그램에서 곡률 수차에 의한 오차가 제고된 보정 홀로그램을 생성하고, 상기 보정 홀로그램으로부터 상기 기판 표면의 상기 3차원 형상 정보를 생성하는, 스캐닝 기능을 포함하는 기판 검사 장치.
According to claim 1,
The processor extracts a real image component corresponding to a real image among at least one frequency component included in the image, and corrects the correction light and the conjugate light in a conjugate relationship with the reference light based on the real image components. After generating a real image hologram including real image information on the substrate surface, based on the correction light, generating an intermediate hologram from which the information of the reference light is removed from the real image hologram, and generating curvature aberration correction information from the intermediate hologram , Based on the curvature aberration correction information, generating a correction hologram with improved error due to curvature aberration in the intermediate hologram, and generating the three-dimensional shape information of the substrate surface from the correction hologram, including a scanning function Substrate inspection device.
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