KR20200071563A - Hsi 기반 검사 장치 - Google Patents

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박영규
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Abstract

본 발명의 기술적 사상은 검사 대상에 대하여 빠르고 안정적으로 2D의 HSI이 가능하고, 그에 따라 검사 대상을 신속하게 정확하게 검사할 수 있는 HSI 기반 검사 장치를 제공한다. 그 HSI 기반 검사 장치는 검사 대상이 배치되는 스테이지; 상기 검사 대상으로 광을 입사시키고 상기 검사 대상에서 반사된 광을 출사시키는 광학계; 회전하면서 상기 광학계로부터의 광을 반사시키는 스캔 미러(scan mirror); 및 상기 스캔 미러로부터의 광을 제1 축 방향으로 파장에 대응하고 제2 축 방향으로 라인에 대응하는 영상을 획득하는 초분광 카메라(hyper spectral camera);를 포함하고, 상기 스캔 미러의 회전을 통해, 상기 초분광 카메라가 상기 검사 대상에 대한 2D의 HSI(Hyper Spectral Imaging)를 수행한다.

Description

HSI 기반 검사 장치{Inspecting apparatus based on hyper HSI(Hyper Spectral Imaging)}
본 발명의 기술적 사상은 검사 장치에 관한 것으로, 특히 초분광 결상(Hyper Spectral Imaging: HSI) 기술을 이용한 검사 장치에 관한 것이다.
HSI 기술은 광을 좁은 스펙트럼 폭의 파장으로 분할하여 검사 대상에 대한 다수의 공간 영상(spatial image)을 획득하는 기술이다. 이러한 HSI 기술이 적용된 카메라를 초분광 카메라라고 하는데, 보통 초분광 카메라는 파장에 따른 라인 형태의 영상을 결상할 수 있다. 다시 말해서, 초분광 카메라는 내부에 장착된 영역 결상 센서(area imaging sensor)를 이용하여 한 축은 파장에 대응하고 다른 한 축은 라인에 대응하는 영상을 결상할 수 있다. 또한, 초분광 카메라는, 라인에 수직하는 방향으로 검사 대상을 이동하면서 스캔함으로써, 검사 대상에 대하여, 파장에 따른 2차원(2D)의 영상을 획득할 수 있다. 예컨대, 초분광 카메라는, 검사 대상에 대하여, 파장, 라인 방향, 및 스캔 방향을 축으로 한 3D(3D)의 하이퍼-큐브(hyper-cube) 영상을 생성할 수 있다. 이러한 초분광 카메라를 통해 획득한 하이퍼-큐브 영상을 분석함으로써, 검사 대상의 상태를 검사할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 검사 대상에 대하여 빠르고 안정적으로 2D의 HSI이 가능하고, 그에 따라 검사 대상을 신속하게 정확하게 검사할 수 있는 HSI 기반 검사 장치를 제공하는 데에 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 검사 대상이 배치되는 스테이지; 상기 검사 대상으로 광을 입사시키고 상기 검사 대상에서 반사된 광을 출사시키는 광학계; 회전하면서 상기 광학계로부터의 광을 반사시키는 스캔 미러(scan mirror); 및 상기 스캔 미러로부터의 광을 제1 축 방향으로 파장에 대응하고 제2 축 방향으로 라인에 대응하는 영상을 획득하는 초분광 카메라(hyper spectral camera);를 포함하고, 상기 스캔 미러의 회전을 통해, 상기 초분광 카메라가 상기 검사 대상에 대한 2D의 HSI(Hyper Spectral Imaging)를 수행하는, HSI 기반 검사 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 광원; 검사 대상이 배치되는 스테이지; 상기 광원으로부터의 광을 상기 검사 대상으로 입력하는 조명 광학계; 상기 검사 대상으로부터 반사된 광을 상기 스캔 미러로 출력하는 결상 광학계; 회전하면서 상기 결상 광학계로부터의 광을 반사시키는 스캔 미러; 및 상기 스캔 미러로부터의 광을 제1 축 방향으로 파장에 대응하고 제2 축 방향으로 라인에 대응하는 영상을 획득하는 초분광 카메라;를 포함하고, 상기 스캔 미러의 회전을 통해, 상기 초분광 카메라가 상기 검사 대상에 대한 2D의 HSI를 수행하는, HSI 기반 검사 장치를 제공한다.
더 나아가, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 검사 대상으로 광을 입사시키고 상기 검사 대상에서 반사된 광을 출사시키는 광학계; 회전하면서 상기 광학계로부터의 광을 반사시키는 스캔 미러; 및 상기 스캔 미러로부터의 광을 제1 축 방향으로 파장에 대응하고 제2 축 방향으로 라인에 대응하는 영상을 획득하는 초분광 카메라;를 포함하는, HSI 기반 검사 장치를 제공한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 HSI 기반 검사 장치는, 검사 대상의 샘플 영역을 일 방향으로 스캔할 수 있는 스캔 미러부를 포함함으로써, 스캔 미러의 회전과 스테이지의 이동을 통해, 검사 대상의 샘플 영역들에 대한 2D의 HSI가 초분광 카메라에서 신속하게 정확하게 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 HSI 기반 검사 장치는, 상기 검사 대상의 샘플 영역들에 대한 2D의 HSI, 즉 상기 검사 대상의 샘플 영역들에 대한 3D 하이퍼-큐브 영상을 분석함으로써, 검사 대상의 상태를 매우 정확하고 신속하게 검사할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 HSI 기반 검사 장치를 개략적으로 보여주는 구조도이다.
도 2a는 검사 대상 상의 샘플 영역들을 보여주는 평면도이고, 도 2b는 샘플 영역에 대한 확대도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 HSI 기반 검사 장치에서, 갈바노-미러의 기능을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 HSI 기반 검사 장치에서, 슬릿 판의 기능을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 5는 도 1의 HSI 기반 검사 장치에서, 갈바노-미러의 스텝 형상의 각 변위 제어를 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 HSI 기반 검사 장치에 대한 구조도로서, 초분광 카메라 부분만을 상세하게 보여주는 구조도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 HSI 기반 검사 장치를 개략적으로 보여주는 구조도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 HSI 기반 검사 장치를 개략적으로 보여주는 구조도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)는 광원(100), 조명 광학계(200), 결상 광학계(300), 스캔 미러부(400), 초분광 카메라(500), 및 스테이지(600)를 포함할 수 있다.
광원(100)은 광대역(broadband)의 광을 생성하여 출력하는 광대역 광원일 수 있다. 광원(100)의 광대역 광은 복수의 파장 대역의 광을 포함한 다색광일 수 있다. 예컨대, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)에서, 광원(100)은 170 ~ 2100nm의 대역(band)의 광을 생성하여 출력할 수 있다. 물론, 광원(100)에서 생성된 광의 대역이 상기 수치에 한정되는 것은 아니다. 광원(100)은 연속 스펙트럼 광을 생성하는 할로겐 램프 광원 또는 LED 광원일 수 있다. 그러나 광원(100)의 종류가 그에 한정되는 것은 아니다. 광원(100)이 광대역 광원으로 구현됨으로써, 다양한 스펙트럼의 구성이 가능할 수 있다.
조명 광학계(200)는 집광 렌즈(210, condenser lens), 및 미러(220)를 포함할 수 있다. 조명 광학계(200)는 집광 렌즈(210), 및 미러(220)를 통해 광원(100)으로부터의 광을 스테이지(600) 상에 배치된 검사 대상(2000)에 조사되도록 할 수 있다. 광원(100)으로부터 광은 광섬유(215)를 통해 조명 광학계(200)로 전달될 수 있다. 실시예에 따라, 조명 광학계(200)는 광을 평행광으로 만들어주는 콜리메이터를 더 포함할 수 있다.
결상 광학계(300)는 빔 스플리터(310), 대물렌즈(320), 및 튜브 렌즈(430)를 포함할 수 있다. 빔 스플리터(310)는 광을 검사 대상(2000)으로 입사시키고, 검사 대상(2000)으로부터 반사된 반사광을 스캔 미러부(400) 방향으로 출사시킬 수 있다. 예컨대, 빔 스플리터(310)는 조명 광학계(200)로부터 입사된 광을 투과 또는 반사시켜 검사 대상(2000)으로 입사시키고, 검사 대상(2000)으로부터 반사광을 반사 또는 투과시켜 스캔 미러부(400) 방향으로 출사시킬 수 있다.
대물렌즈(320)는 빔 스플리터(310)로부터 광을 검사 대상(2000)으로 집광하여 입사시킬 수 있다. 예컨대, 대물렌즈(320)는 검사 대상(2000)의 표면 상에 광의 초점이 형성되도록 배치될 수 있다. 또한, 대물렌즈(320)는 검사 대상(2000)으로부터 반사된 반사광을 빔 스플리터(310)로 입사시킬 수 있다. 예컨대, 대물렌즈(320)는 검사 대상(2000)으로부터의 반사광을 평행광으로 변환하여 빔 스플리터(310)로 입사시킬 수 있다.
튜브 렌즈(430)는 빔 스플리터(310)로부터 광을 집광하여 스캔 미러부(400)의 제1 릴레이 렌즈(430)로 입사시킬 수 있다. 이러한 튜브 렌즈(430)는 빔 스플리터(310)와 제1 릴레이 렌즈(430) 사이에 배치되고, 빔 스플리터(310)로부터의 광을 소정 위치에 집광함으로써, 결상 렌즈의 기능을 할 수 있다. 그에 따라, 튜브 렌즈(430)는 결상 렌즈로 언급될 수도 있다. 한편, 실시예에 따라, 빔 스플리터(310)와 튜브 렌즈(430) 사이에 적어도 하나의 미러가 배치될 수 있다. 미러를 추가적으로 배치하여 광의 경로를 변경할 수 있고, 그에 따라, HSI 기반 검사 장치(1000)의 전체 사이즈를 축소하거나, 또는 스캔 미러부(400)의 배치 위치의 자유도를 높일 수 있다.
참고로, 광학 검사 장치에서 광학계는 조명 광학계와 결상 광학계로 구별되는데, 일반적으로, 조명 광학계는 광원(100)에서부터 검사 대상(2000)까지의 경로 상의 광학계를 의미하고, 결상 광학계는 검사 대상(2000)에서부터 검출기, 예컨대 초분광 카메라(500)까지의 경로 상의 광학계를 의미할 수 있다. 한편, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)에서, 초분광 카메라(500)의 전단에 스캔 미러부(400)가 배치됨으로써, 결상 광학계(300)는 검사 대상(2000)에서부터 스캔 미러부(400)까지의 경로 상의 광학계로 정의될 수 있다.
스캔 미러부(400)는 갈바노-미러(410, Galvano-mirror), 제1 릴레이 렌즈(420), 및 제2 릴레이 렌즈(430)를 포함할 수 있다. 갈바노-미러(410)는 갈보-미러(Galvo-mirro)라고도 하며, 입력 전압의 변화에 선형적으로 각도가 변하면서 회전할 수 있다. 제1 릴레이 렌즈(420)는 튜브 렌즈(330)로부터의 광을 평행광으로 만들어 갈바노-미러(410)로 입사시키고, 제2 릴레이 렌즈(430)는 갈바노-미러(410)에 반사된 광을 초분광 카메라(500)의 슬릿 판(510) 부분에 집광시킬 수 있다.
스캔 미러부(400)는 갈바노-미러(410)의 회전을 통해 반사되는 광의 위치를 변경함으로써, 검사 대상(2000)의 샘플 영역(도 2의 SA 참조)이 일 방향으로 스캔되면서 이미지 센서(550)에서 HSI가 수행되도록 할 수 있다. 갈바노-미러(410)의 스캔 기능에 기초하여, 갈바노-미러(410)는 스캔 미러로 언급될 수 있다. 스캔 미러부(400)의 기능에 대해서는 도 2a 내지 도 5의 설명 부분에서 좀더 상세히 설명한다.
초분광 카메라(500)는 슬릿 판(510), 제1 오목 미러(520, concave mirror), 제2 오목 미러(530), 분광 소자(540), 및 이미지 센서(550)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 초분광 카메라(500)는 제1 오목 미러(520), 제2 오목 미러(530), 분광 소자(540), 및 이미지 센서(550)만을 포함하고, 슬릿 판(510)은 초분광 카메라(500)와는 별도의 구성 요소로 취급될 수도 있다.
슬릿 판(510)은 라인 형상의 슬릿(S)을 포함할 수 있다. 스캔 미러부(400)로부터의 광은 슬릿 판(510)의 슬릿(S)을 통과하면서 라인 형태의 광으로 변경될 수 있다. 실시예에 따라, 슬릿 판(510)은 복수의 슬릿(S)을 포함할 수도 있다.
제1 오목 미러(520)는 슬릿 판(510)으로부터의 라인 형태의 광을 반사시켜 분광 소자(540)로 입사시킬 수 있다.
분광 소자(540)는 제1 오목 미러(520)로부터 입사된 광을 파장에 따라 분광시킬 수 있다. 분광 소자(540)는 예컨대, 격자(grating), 또는 프리즘(prism)으로 구현될 수 있다. 분광 소자(540)가 격자로 구현된 경우, 분광 소자(540)는 회절 현상을 통해 입사된 광을 파장에 따라 분광시킬 수 있다. 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)에서, 분광 소자는 격자로 구현될 수 있다.
제2 오목 미러(530)는 분광 소자(540)에서 분산된 광을 반사시켜 이미지 센서(550)로 입사시킬 수 있다.
이미지 센서(550)는 전술한 바와 같이, 영역 결상 센서로서, 이미지 센서(550)는 한 축은 파장에 대응하고 다른 한 축은 라인에 대응하는 영상의 결상, 즉 HSI를 수행할 수 있다. 또한, 스캔 미러부(400)의 갈바노-미러(410)의 회전에 의해, 이미지 센서(550)에서 검사 대상(2000)의 샘플 영역(도 2의 SA 참조)에 대한 2D의 HSI가 수행될 수 있다. 즉, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)에서, 스캔 미러부(400)의 갈바노-미러(410)의 회전에 의해, 검사 대상(2000)의 샘플 영역(SA)이 상기 라인에 수직하는 방향으로 스캔되면서, 이미지 센서(550)에서 HSI가 수행됨으로써, 초분광 카메라(500)는 검사 대상(2000)의 샘플 영역(SA)에 대한 3D의 하이퍼-큐브(hyper-cube) 영상을 생성할 수 있다. 여기서, 3D 하이퍼-큐브 영상은 검사 대상(2000)의 샘플 영역(SA)에 대하여 파장, 라인 방향, 및 스캔 방향을 축으로 한 3D 영상에 해당할 수 있다. 이러한 3D 하이퍼-큐브 영상이, 분석 장치를 통해 분석됨으로써, 검사 대상(2000)의 상태가 계측/검사될 수 있다. 여기서, 검사 대상(2000)의 상태는, 예컨대, 검사 대상(2000) 상의 박막 두께, 박막의 패턴 형태나 CD(Critical Dimension) 등일 수 있다. 그러나 검사 대상(2000)의 상태가 전술한 내용에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)는 도시하지 않았지만, 분석 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 분석 장치는 분석 프로그램을 통해 HSI의 영상이나 3D 하이퍼-큐브 영상을 분석함으로써, 검사 대상(2000)의 상태를 계측/검사할 수 있다. 상기 분석 장치는 분석 프로그램을 실행할 수 있는 프로세서와 저장 매체 등을 구비한 일반 PC(Personal Computer), 워크스테이션(workstation), 슈퍼컴퓨터 등으로 구현될 수 있다.
본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)에서, 초분광 카메라를 통해 획득한 검사 대상(2000)의 샘플 영역(SA)에 대한 2D의 HSI의 영상, 또는 3D 하이퍼-큐브 영상을 분석하여, 검사 대상(2000)의 상태를 계측/검사하는 방법은 다음과 같다. 예컨대, 검사 대상(2000) 상의 박막의 두께를 검사한다고 할 때, 박막의 두께에 따라, HSI의 영상, 또는 3D 하이퍼-큐브의 영상이 달라질 수 있다. 다시 말해서, 파장 별로 획득한 영상의 광 인텐서티가 박막의 두께에 따라, 달라질 수 있다. 여기서, 영상의 광 인텐서티는, 예컨대, 검사 대상(2000)의 샘플 영역(SA)의 광의 반사도 및/또는 분광 효율에 관련되고, 이러한 반사도 및/또는 분광 효율은 샘플 영역(SA) 상의 박막의 두께와 관련될 수 있다. 그에 따라, 박막의 두께에 따라, 3D 하이퍼-큐브 영상의 광 인텐서티에 대한 데이터가 정량화되어 데이터 베이스로 저장되고, 기준 데이터로써 활용될 수 있다. 결국, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)를 통해 검사 대상(2000)의 샘플 영역(SA)에 대한 3D 하이퍼-큐브의 영상을 획득하고, 획득한 3D 하이퍼-큐브의 영상에 대한 데이터를, 데이터 베이스에 저장된 3D 하이퍼-큐브 영상에 대한 기준 데이터와 비교함으로써, 검사 대상(2000) 상의 박막의 두께가 계측/검사될 수 있다.
한편, 검사 대상(2000) 상의 박막은 단일층일 수도 있고, 복수의 층을 포함하는 다중층일 수도 있다. 또한, 박막이 다중층일 경우에, 각층의 두께에 따른 3D 하이퍼-큐브의 영상에 대한 데이터가 정량화되어 데이터 베이스로 저장될 수 있고, 그에 따라, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)를 통해 다중층 박막에 대한 3D 하이퍼-큐브의 영상을 획득함으로써, 다중층 박막의 각층의 두께를 계측/검사할 수도 있다. 지금까지 박막의 두께를 예를 들어 설명하였지만, 박막의 패턴의 형태나 CD 등도 동일한 방법을 통해 계측/검사될 수 있음은 물론이다.
스테이지(600)는, 검사 대상(2000)이 배치되어 지지되는 장치로서, 직선 및 회전 이동을 통해 검사 대상(2000)을 이동시킬 수 있다. 예컨대, 스테이지(600)는 R-θ 스테이지 또는 x-y-z 스테이지로 구현될 수 있다. 참고로, R-θ 스테이지는 직선 이동과 회전 이동을 통해 검사 대상(2000)을 이동시키며, x-y-z 스테이지는 직선 이동만을 통해 검사 대상(2000)을 이동시킬 수 있다.
참고로, 검사 대상(2000)은 웨이퍼, 반도체 패키지, 반도체 칩, 디스플레이 패널 등의 검사의 대상이 되는 다양한 소자들을 의미할 수 있다. 예컨대, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)에서, 검사 대상(2000)은 웨이퍼일 수 있다. 여기서, 웨이퍼는 기판 상에 적어도 한 층의 박막이 형성된 웨이퍼일 수 있고, 박막에는 라인-앤-스페이스(L/S)와 같은 주기적인 패턴이 형성되거나 또는 비주기적인 패턴이 형성될 수 있다. 또한, 박막에는 패턴이 형성되지 않을 수도 있다.
본 실시예의 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)는, 검사 대상(2000)의 샘플 영역(SA)을 일 방향으로 스캔할 수 있는 스캔 미러부(400)를 포함함으로써, 갈바노-미러(410)의 회전과 스테이지(600)의 이동을 통해, 검사 대상(2000)의 샘플 영역들(SA)에 대한 2D의 HSI가 초분광 카메라(500)에서 신속하게 정확하게 수행될 수 있다. 또한, 그러한 검사 대상(2000)의 샘플 영역들에 대한 2D의 HSI, 즉, 검사 대상(2000)의 샘플 영역들에 대한 3D 하이퍼-큐브 영상이 분석됨으로써, 검사 대상(2000)의 상태가 매우 정확하고 신속하게 검사될 수 있다.
도 2a는 검사 대상 상의 샘플 영역들을 보여주는 평면도이고, 도 2b는 샘플 영역에 대한 확대도이다. 도 1을 함께 참조하여 설명하고, 도 1의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 검사 대상(2000)은, 예컨대, 웨이퍼일 수 있다. 그러나 검사 대상(2000)이 웨이퍼에 한정되는 것은 아니다. 검사 대상(2000)에는 다수의 샘플 영역들(SA)이 선정될 수 있다. 샘플 영역(SA)은 검사 대상(2000)의 상태를 대표할 수 있는 선택된 영역으로서, 샘플 영역(SA)이 많이 선정될수록 검사 대상(2000) 상태를 보다 정확하게 검사할 수 있지만, 검사 시간이 증가할 수 있다. 따라서, 검사의 정확성과 검사 시간을 고려하여 적절한 개수의 샘플 영역(SA)이 선정될 수 있다.
한편, 샘플 영역(SA)이 직사각형으로 표시되고 있는데, 이는 도 2b에 표시된 바아 같이, 라인 방향(L)과 스캔 방향(S)을 포함한 직사각형의 2D에 대한 HSI가 수행되기 때문일 수 있다. 그러나 직사각형 대신 다른 형태, 예컨대, 원형이나 타원형으로 샘플 영역(SA)이 선정되는 것이 전적으로 배제되는 것은 아니다. 여기서, 점선의 원은, 광이 검사 대상(2000)으로 입사되어 반사된 영역으로, 예컨대, FOV(Field Of View)에 해당할 수 있고, FOV는 샘플 영역(SA)보다 더 넓을 수 있다. 즉, FOV는 샘플 영역(SA)을 포함할 수 있다.
도 2b에서, 라인 방향(L)으로 길쭉한 점선의 네모들로 표시된 영역들(A1, A2)은 한 번의 샷(shot) 또는 노출(exposure)을 통해 이미지 센서(550)에 결상되는 노출 영역들을 의미할 수 있다. 다시 말해서, 첫 번째 노출에서 제1 노출 영역(A1)이 이미지 센서(550)에 결상되고, 스캔 방향(S)으로 이동 후, 두 번째 노출에서 제2 노출 영역(A2)이 이미지 센서(550)에 결상될 수 있다. 도 2b에서, 제1 노출 영역(A1)과 제2 노출 영역(A2)이 서로 이격되어 배치되고 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 실제로 노출 영역들은 스캔 방향(S)으로 거의 연속적으로 배치될 수 있다.
한편, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)에서, 샘플 영역(SA) 내에서 스캔 방향(S)으로의 이동은 스캔 미러부(400)의 갈바노-미러(410)의 회전에 의해 수행될 수 있다. 그러한 갈바노-미러(410)의 회전에 의해 스캔 방향(S)으로의 스캔이 수행됨으로써, 스캔이 매우 신속하고 정확하게 수행될 수 있고, 그에 따라, 이미지 센서(550)에의 2D의 HSI도 신속하고 정확하게 이루어질 수 있다. 갈바노-미러(410)의 회전에 따른 스캔에 의한 이미지 센서(550)의 2D의 HSI의 수행에 대해서는 도 5의 설명 부분에서 좀더 상세히 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 HSI 기반 검사 장치에서, 갈바노-미러의 기능을 설명하기 위한 개념도들이고, 도 4a 및 도 4b는 도 1의 HSI 기반 검사 장치에서, 슬릿 판의 기능을 설명하기 위한 개념도들이다. 도 1을 함께 참조하여 설명하고, 도 1 내지 도 2b의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 갈바노-미러(410)는 스캔 기능을 수행하는 스캔 미러로서, 예컨대, 갈바노-미러(410)는 입력 전압의 변화에 선형적으로 각도가 변하면서 회전할 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 갈바노-미러(410)가 입력 광(Lgin)에 대하여 제1 각도(θ1)를 갖는 경우, 입력 광(Lgin)은 갈바노-미러(410)에 의해 반사되어 제1 출력 광(Lgout1)으로 출력될 수 있다. 또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 갈바노-미러(410)가 회전하여, 갈바노-미러(410)가 입력 광(Lgin)에 대하여 제2 각도(θ2)를 갖는 경우, 입력 광(Lgin)은 갈바노-미러(410)에 의해 반사되어 제2 출력 광(Lgout2)으로 출력될 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 갈바노-미러(410)를 통해 출력된 제1 출력 광(Lgout1)과 제2 출력 광(Lgout2)은 모두 슬릿 판(510)으로 향하게 되는데, 슬릿 판(510)에서 위치가 서로 다를 수 있다. 예컨대, 제2 출력 광(Lgout2)이 슬릿 판(510)에서 제3 방향(z 방향)으로 제1 출력 광(Lgout1)보다 높은 위치에 있을 수 있다. 도 4b에서, 슬릿 판(510) 상의 실선의 원이 제1 출력 광(Lgout1)을 나타내고 점선의 원이 제2 출력 광(Lgout2)을 나타낼 수 있다.
또한, 제1 출력 광(Lgout1)과 제2 출력 광(Lgout2)은 슬릿 판(510)의 슬릿(S)을 통과하면서 라인 형태의 광으로 변할 수 있다. 예컨대, 제1 출력 광(Lgout1)은 슬릿 판(510)을 통과하여 라인 형태의 제1 슬릿 광(Ls1)이 되고, 제2 출력 광(Lgout2)은 슬릿 판(510)을 통과하여 라인 형태의 제2 슬릿 광(Ls2)이 될 수 있다. 참고로, 제1 방향(x 방향)은 라인 형태의 광이 진행하는 방향이고, 제2 방향(x 방향)은 라인 형태의 광의 라인 방향, 슬릿(S)의 연장 방향이며, 제3 방향(z 방향)은 스캔 방향에 해당할 수 있다.
한편, 최초 갈바노-미러(410)로 입력된 입력 광(Lgin)은 동일하므로, 갈바노-미러(410)의 반사를 통해 출력된 제1 출력 광(Lgout1)과 제2 출력 광(Lgout2)은 검사 대상(2000)의 동일한 영역에 대한 광일 수 있다. 다시 말해서, 입력 광(Lgin)이 검사 대상(2000)의 샘플 영역(도 2의 SA 참조)을 포함하는 FOV에 대응하는 광인 경우, 제1 출력 광(Lgout1)과 제2 출력 광(Lgout2) 모두 샘플 영역(SA)을 포함하는 FOV에 대응하는 동일한 광에 해당할 수 있다. 그러나 갈바노-미러(410)의 입력 광(Lgin)에 대한 각도에 따라, 제1 출력 광(Lgout1)과 제2 출력 광(Lgout2)의 슬릿 판(510) 상에의 위치가 달라지게 된다. 그에 따라, 슬릿 판(510)의 슬릿(S)을 통과하는, 제1 출력 광(Lgout1)의 부분과 제2 출력 광(Lgout2)의 부분이 서로 달라지게 된다. 예컨대, 제1 출력 광(Lgout1)에서는 제1 노출 영역(A1)에 해당하는 부분이 슬릿(S)을 통과하게 되나, 제2 출력 광(Lgout2)에서는 제2 노출 영역(AB)에 해당하는 부분이 슬릿(S)을 통과할 수 있다.
결과적으로, 갈바노-미러(410)의 회전에 의해, 갈바노-미러(410)가 입력 광(Lgin)에 대한 각도가 변경됨에 따라, 검사 대상(2000)의 샘플 영역(SA)에 대한 스캔 방향(S)으로의 스캔이 수행될 수 있다. 다시 말해서, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)에서는, 검사 대상(2000)의 샘플 영역(SA)에 대해서 스테이지(600)에 의한 이동이 없이, 스캔 미러부(400)의 갈바노-미러(410)의 회전을 통해 신속하게 정확하게 스캔 방향(S)으로의 스캔이 수행됨으로써, 샘플 영역(SA)의 2D의 HSI가 신속하게 정확하게 수행될 수 있다. 물론, 샘플 영역들(SA) 간의 이동은 스테이지(600)에 의한 이동에 의해 수행될 수 있다.
도 5는 도 1의 HSI 기반 검사 장치에서, 갈바노-미러의 스텝 형상의 각 변위 제어를 보여주는 그래프이다. x 축은 샘플 영역을 스캔하는 동안의 시간을 나타내고, y축은 갈바노-미러의 회전 이동을 나타내며, 단위는 임의 단위일 수 있다. 도 1을 함께 참조하여 설명하고, 도 1 내지 도 4b의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 5를 참조하면, 검사 대상(2000)의 샘플 영역(도 2의 SA 참조) 전체에 대한 2D의 HSI는, 갈바노-미러(410)가 회전하면서, 이미지 센서(550)에 의한 HSI가 수행되는 식으로 진행될 수 있다. 예컨대, 제1 각도의 갈바노-미러(410) 상태에서 제1 노출 시간 동안 HSI가 수행되고, 제2 각도의 갈바노-미러(410) 상태에서, 제2 노출 시간 동안 HSI가 수행되는 식으로 진행될 수 있다.
그래프를 통해 알 수 있듯이, 갈바노-미러(410)의 각각의 각도에서 HSI을 위한 노출 시간(△E)은 실질적으로 모두 동일할 수 있다. 또한, 갈바노-미러(410)의 회전 이동 시간(△G)은 매우 짧을 수 있다. 예컨대, 노출 시간(△E)이 수십 ㎲인 경우, 회전 이동 시간(△G)은 수 ㎲일 수 있다. 따라서, 갈바노-미러(410)의 회전 이동 시간(△G)이 HSI의 수행에 크게 영향을 미치지 않을 수 있다.
대략적인 시간을 계산해 보면, 갈바노-미러(410)를 이용한 스텝-앤-리피트(step & repeat) 방식의 시스템의 경우, 스테이지(600)의 이동 및 위치 안정화(position settling) 시간에 0.5s 미만이 소요되는 반면에, 라인 스캔(Line scan) 방식의 시스템에서는 스테이지(600)의 이동 및 가감속 시간에 1초가량 소요될 수 있다. 한편, 영상 획득에 3초 가량이 소요된다고 할 때, 갈바노-미러(410)의 채용한 경우와 채용하지 않는 경우의 FOV별 계측/검사 소요시간은, 10% 이상 차이가 날 수 있다. 또한, 라인 스캔 방식의 시스템의 경우, 스테이지(600)의 동적 특성을 예민하게 제어해야 하므로, 에어-베어링(air-bearing) 스테이지와 같은 고성능 라인 스캔용 스테이지를 이용해야 한다. 그러나 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)는 갈바노-미러(410)를 채용함으로써, 거의 제자리 안정성(In-position stability)이 보장되는 수준의 스테이지(600)를 채용할 수 있고, 그에 따라, 전체 설비의 비용 감소에 기여할 수 있다.
또한, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)에서, 갈바노-미러(410)는 작은 사이즈로 구현됨으로써, 갈바노-미러(410)의 회전 이동은 수 마이크로-초(micro-seconds) 수준의 안정화 반응(settling response)을 기반으로, 도 5의 그래프와 같이 스텝 형상의 각 변위로 제어될 수 있다. 따라서, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)에서, 초분광 카메라(500)는, 갈바노-미러(410)에 기초하여, 샘플 영역(SA)의 전체에 대한 HSI의 영상을 빠르게 획득과 동시에 안정적으로 획득할 수 있다.
한편, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)는 스텝-앤-리피트 시스템뿐만 아니라 기존의 라인 스캔 시스템에도 적용될 수 있다. 예컨대, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)의 라인 스캔 시스템으로의 적용은, 단순히 갈바노-미러(410)를 고정하여 기존의 동일한 라인 스캔 시스템에 활용함으로써 가능할 수 있다.
참고로, 웨이퍼와 같은 반도체 구조를 포함하는 검사 대상은 SE(Spectral Ellipsometry) 설비로 계측/검사될 수 있는데, SE 설비에 의한 계측/검사의 경우, 웨이퍼의 글로벌 경향과 웨이퍼 간의 트렌드를 분석하는 데 주로 이용될 수 있다. 이는 SE 설비는 포인트 방식으로 검사하기 때문에, 웨이퍼의 지역적 경향 및 웨이퍼의 전체 상태를 정확하게 대변할 수 없기 때문이다. 만약, SE 설비를 통해, 웨이퍼의 전체 상태를 정확하게 검사하기 위하여 샘플링 포인트를 증가시켜야 하나, 샘플링 포인트를 증가시키는 경우에 검사 시간이 크게 증가할 수 있다.
그에 반해, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)는 샘플 영역(SA)의 단위로 검사를 수행할 수 있고, 또한, 스캔 미러부(400)를 통해 하나의 샘플 영역(SA)을 비교적 빠르고 정확하게 검사할 수 있다. 따라서, 보다 많은 샘플 영역을 선택하여 검사를 수행함으로써, 웨이퍼 내의 지역적 경향 및 그에 따른 웨이퍼 전체의 검사를 정확하게 빠르게 수행할 수 있다.
또한, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)를 이용하여, 공간적으로 더욱 많은 샘플링을 통해 웨이퍼 내의 지역적 경향을 계측/검사한 결과는, 공정 산포 개선 방안으로 유용하게 활용될 수 있다. 구체적으로, 비교적 넓은 CD를 갖는 예전 공정의 경우, 모듈 타겟 스펙(Module Target Spec.: MTS)이 비교적 커서, 평균 타겟 값(Mean Target Value: MTV)을 이동(shift)시킴으로써, MTS으로 수렴시킬 수 있다. 예컨대, MTV에 해당하는 평균 증착 두께가 두꺼워 MTS를 벗어난 경우에, 단순히 증착 양을 감소시킴으로써, 평균 증착 두께를 이동시킬 수 있고, 그에 따라, MTS에 수렴되도록 할 수 있다. 그러나 최근 공정에서 CD가 크게 감소하고, 그에 따라, MTS도 크게 감소함에 따라, 단순히 MTV를 이동시키는 것만으로 줄어든 MTS 내로 수렴시키는 것이 어려워지고 있다. 따라서, 공정 산포를 개선하는 방향으로 공정 관리 방법이 전향하고 있다. 공정 산포 개선을 위해서는 웨이퍼 상의 상태 변화를 조밀한 간격으로 계측/검사할 필요가 있는데, 기존의 SE는 공간 분해능이 30㎛를 초과하므로 수십 ㎛ 사이즈에 불과한 영역 내의 산포를 정밀하게 계측/검사하기는 불가능하고, 포인트 방식에 기인하여 샘플링을 증가시키는데도 한계가 있다. 그와 달리, 본 실시예의 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000)는 공정의 요구에 만족하는 수준의 많은 샘플링을 통해 웨이퍼를 정확하게 계측/검사할 수 있고, 그에 따른 결과를 공정 산포 개선에 유용하게 활용되도록 할 수 있다.
한편, 스캔 미러부(400) 없이 스테이지(600)의 이동에 의한 스캔만을 통해 2D의 HSI를 수행하는 방법을 고려해 볼 수도 있는데, 그러한 경우, 전술한 바와 같이, 스테이지 이동 및 가감속 시간 등에 기초하여 스캔 미러부(400)를 이용하는 것에 비해 상당히 많은 시간이 소요되고, 고성능이 스테이지가 요구되어 전체 설비의 비용이 크게 증가할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 HSI 기반 검사 장치에 대한 구조도로서, 초분광 카메라 부분만을 상세하게 보여주는 구조도이다. 도 1 내지 도 5의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 6을 참조하면, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000a)는 초분광 카메라(500a) 부분에서, 도 1의 HSI 기반 검사 장치(1000)와 다를 수 있다. 좀더 구체적으로 설명하면, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000a)에서, 초분광 카메라(500a)는 슬릿 판(510), 제1 ~ 제3 오목 미러(520, 530-1, 530-2), 제1 및 제2 분광 소자(540-1, 540-2), 제1 및 제2 이미지 센서(550-1, 550-2), 및 다이크로익 미러(560, dichroic mirror)를 포함할 수 있다.
슬릿 판(510)과 제1 오목 미러(520)는, 도 1의 HSI 기반 검사 장치(1000)에서 초분광 카메라(500)의 슬릿 판(510)과 제1 오목 미러(520)에 대해 설명한 바와 같다. 다이크로익 미러(560)는 제1 오목 미러(520)에서 반사된 광을 파장 대역별로 분리하고, 분리된 광을 대응하는 제1 및 제2 분광 소자(540-1, 540-2)로 입사시킬 수 있다. 다이크로익 미러(560)는 입사된 광의 파장 대역에 따라, 광을 투과하거나 반사시킬 수 있다. 예컨대, 다이크로익 미러(560)는 제1 오목 미러(520)에서 반사된 광 중 일부 파장 대역의 광을 투과시켜 제1 분광 소자(540-1)로 입사하고, 나머지 파장 대역의 광을 반사시켜 제2 분광 소자(540-2)로 입사시킬 수 있다.
제1 분광 소자(540-1)와 제2 분광 소자(540-2)는 격자나 프리즘으로 구현될 수 있다. 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000a)에서, 제1 분광 소자(540-1)와 제2 분광 소자(540-2)는 격자로 구현될 수 있다. 제1 분광 소자(540-1)와 제2 분광 소자(540-2)의 기능에 대해서는 도 1의 HSI 기반 검사 장치(1000)에서 초분광 카메라(500)의 분광 소자(540)에 대해 설명한 바와 같다.
제1 분광 소자(540-1)에서 분산된 광은 제2 오목 미러(530-1)를 통해 제1 이미지 센서(550-1)로 입사되고, 제2 분광 소자(540-2)에서 분산된 광은 제3 오목 미러(530-2)를 통해 제2 이미지 센서(550-2)로 입사될 수 있다. 제2 오목 미러(530-1)와 제3 오목 미러(530-2)는 도 1의 HSI 기반 검사 장치(1000)에서 초분광 카메라(500)의 제2 오목 미러(530)에 대해 설명한 바와 같다. 또한, 제1 이미지 센서(550-1)와 제2 이미지 센서(550-2)는 도 1의 HSI 기반 검사 장치(1000)에서 초분광 카메라(500)의 이미지 센서(550)에 대해 설명한 바와 같다.
본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000a)에서, 초분광 카메라(500a)가 다이크로익 미러(560)와 그에 따른 추가적인 제2 분광 소자(540-2), 제3 오목 미러(530-2), 및 제2 이미지 센서(550-2)를 더 포함함으로써, 다이크로익 미러(560)를 통해 광을 파장 대역별로 분기시킬 수 있고, 또한, 분기된 광들별로 분산시켜 분광 영상을 획득할 수 있다. 이와 같이, 파장 대역별로 광을 분기시키고, 분기된 광들을 각각 분산시킴으로써, 광의 분광 효율 및 전달률을 향상시킬 수 있고, 또한, 파장 대역별로 효율이 최적화된 이미지 센서를 선택 적용함으로써, 보다 넓은 파장 대역의 HSI의 구현이 가능할 수 있다.
본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000a)에서, 초분광 카메라(500a)가 하나의 다이크로익 미러(560)를 포함하지만, 그에 한하지 않고, 2개 이상의 다이크로익 미러를 포함하여 광의 파장 대역 따라 광을 보다 다양하게 분기시킬 수도 있다. 또한, 각각의 다이크로익 미러에 대응하여 분광 소자, 오목 미러 및 이미지 센서가 추가적으로 배치될 수 있음은 물론이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 HSI 기반 검사 장치를 개략적으로 보여주는 구조도이다. 도 1 내지 도 5의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 7을 참조하면, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000b)는 제1 및 제2 편광판(610, 620)을 더 포함한다는 측면에서, 도 1의 HSI 기반 검사 장치(1000)와 다를 수 있다. 좀더 구체적으로 설명하면, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000b)에서, 제1 편광판(610)은 조명 광학계(200)에 배치되고, 제2 편광판(620)은 결상 광학계(300)에 배치될 수 있다. 도 7에서, 제1 편광판(610)은 조명 광학계(200) 내의 집광 렌즈(210)의 전단으로 배치되고, 제2 편광판(620)은 결상 광학계(300) 내의 튜브 렌즈(330)의 후단에 배치될 수 있다. 여기서, 전단 및 후단은 광이 진행하는 방향에 대하여 해당 구성 요소들과의 상대적인 위치를 의미할 수 있다. 렌즈를 예를 들어 설명하면, 해당 구성 요소보다 광이 렌즈를 먼저 통과하면, 렌즈는 해당 구성 요소의 전단에 배치된 것으로 볼 수 있고, 반대로, 해당 구성 요소를 광이 먼저 통과한 후 렌즈를 통과하면 렌즈는 해당 구성 요소의 후단에 배치된 것으로 볼 수 있다. 한편, 실시예의 따라, 제1 편광판(610)이 조명 광학계(200) 내에 배치되는 위치는 집광 렌즈(210)의 전단에 한정되지 않고 변경될 수 있다. 또한, 제2 편광판(620)이 결상 광학계(300) 내에 배치되는 위치 역시 튜브 렌즈(330)의 후단에 한정되지 않고 변경될 수 있다.
제1 편광판(610)과 제2 편광판(620)은, 입사된 광을 선형 편광(linear polarization)시키는 선형 편광판일 수 있다. 예컨대, 제1 편광판(610)과 제2 편광판(620)은 입사된 광에서 p 편광성분(또는 수평성분), 또는 s 편광성분(또는 수직 성분)만을 통과시켜 출력시킴으로써, 입사된 광을 선형 편광시킬 수 있다. 그러나 제1 편광판(610)과 제2 편광판(620)이 선형 편광판에 한정되는 것은 아니다.
한편, 실시예의 따라, 제1 편광판(610)과 제2 편광판(620) 중 어느 하나가 생략될 수도 있다. 또한, 실시예의 따라, 제1 편광판(610)과 제2 편광판(620) 사이에 추가적인 편광판이 배치될 수도 있다. 추가적인 편광판은, 예컨대, 광을 원형 편광(circular polarization) 또는 타원 편광(elliptical polarization)시키는 원형 편광판 또는 타원 편광판일 수 있다.
본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000b)는, 조명 광학계(200) 및/또는 결상 광학계(300) 내에 배치된 편광판들(610, 620)을 포함함으로써, 편광분광결상 반사측정(Palarization Spectral imaging Reflectometry)에 활용할 수 있고, 그에 따라, 검사 대상(2000) 상의 박막의 두께 및/또는 박막의 미세 패턴을 보다 정밀하게 계측/검사할 수 있다. 한편, 본 실시예의 HSI 기반 검사 장치(1000b)가 도 1의 HSI 기반 검사 장치(1000)의 초분광 카메라(500)를 포함하고 있지만, 그에 한하지 않고, 도 6의 HSI 기반 검사 장치(1000a)의 초분광 카메라(500a)를 포함할 수도 있다.
지금까지, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1000, 1000a, 1000b: HSI 기반 검사 장치, 100: 광원, 200: 조명 광학계, 210: 집광 렌즈, 215: 광섬유, 220: 미러, 300: 결상 광학계, 310: 광 스플리터, 320: 대물렌즈, 330: 튜브렌즈, 400: 스캔 미러부, 410: 갈바노-미러, 420, 430: 릴레이 렌즈, 500, 500a: 초분광 카메라, 510: 슬릿, 520, 530, 530-1, 530-2: 오목 미러, 540, 540-1, 540-2: 분광 소자, 550, 550-1, 550-2: 이미지 센서. 560: 다이크로익 미러, 600: 스테이지, 610, 620: 편광판, 2000: 검사 대상

Claims (10)

  1. 검사 대상이 배치되는 스테이지;
    상기 검사 대상으로 광을 입사시키고 상기 검사 대상에서 반사된 광을 출사시키는 광학계;
    회전하면서 상기 광학계로부터의 광을 반사시키는 스캔 미러(scan mirror); 및
    상기 스캔 미러로부터의 광을 제1 축 방향으로 파장에 대응하고 제2 축 방향으로 라인에 대응하는 영상을 획득하는 초분광 카메라(hyper spectral camera);를 포함하고,
    상기 스캔 미러의 회전을 통해, 상기 초분광 카메라가 상기 검사 대상에 대한 2D의 HSI(Hyper Spectral Imaging)를 수행하는, HSI 기반 검사 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 스캔 미러는, 마이크로-초(micro-seconds)의 수준의 안정화 반응(settling response)을 기반으로, 스텝 형상의 각 변위로 제어되고,
    상기 스캔 미러의 회전을 통해, 상기 초분광 카메라에 의한 상기 검사 대상의 제1 샘플 영역에 대한 2D의 HSI가 수행되는 것을 특징으로 하는 HSI 기반 검사 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 스캔 미러는 갈바노-미러(Galvano-mirror)인 것을 특징으로 하는 HSI 기반 검사 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 초분광 카메라는, 슬릿 판(slit plate), 제1 및 제2 오목 미러(concave mirror), 분광 소자, 및 이미지 센서를 포함하고,
    상기 스캔 미러로부터 반사된 광은 상기 슬릿 판에 의해 라인 형태의 광으로 변경되어 상기 제1 오목 미러의 반사를 통해 상기 분광 소자로 입사되고,
    상기 분광 소자로 입사된 광은 상기 분광 소자에 의해 분산되어 상기 제2 오목 미러의 반사를 통해 상기 이미지 센서로 입력되는 특징으로 하는 HSI 기반 검사 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 초분광 카메라는, 슬릿 판, 제1 내지 제3 오목 미러, 다이크로익(dichroic) 미러, 제1 및 제2 분광 소자, 및, 제1 및 제2 이미지 센서를 포함하고,
    상기 스캔 미러로부터 반사된 광은 상기 슬릿 판에 의해 라인 형태의 광으로 변경되어 상기 다이크로익 미러로 입사되어 2개의 광으로 분리되고, 2개의 광 중 제1 광은 제1 분광 소자에서 분산되어 제2 미러를 통해 제1 이미지 센서로 입력되며, 2개의 광 중 제2 광은 제2 분광 소자에서 분산되어 제3 미러를 통해 제2 이미지 센서로 입력되는 것을 특징으로 하는 HSI 기반 검사 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 광학계는 광원으로부터의 광을 상기 검사 대상으로 입력하는 조명 광학계와 상기 검사 대상으로부터 반사된 광을 상기 스캔 미러로 출력하는 결상 광학계를 포함하고,
    상기 조명 광학계는 집광 렌즈 및 적어도 하나의 미러를 포함하고,
    상기 결상 광학계는 튜브 렌즈, 스플리터 및 대물렌즈 포함하며,
    상기 조명 광학계로부터의 광은 상기 스플리터 및 대물렌즈를 통해 상기 검사 대상으로 입력되고,
    상기 검사 대상으로부터 반사된 광은 상기 대물렌즈, 스플리터 및 튜브 렌즈를 통해 상기 스캔 미러로 입력되며,
    상기 조명 광학계 내에 배치된 제1 편광판을 더 포함하거나, 또는 상기 조명 광학계 내에 배치된 제1 편광판과 상기 결상 광학계 내에 배치된 제2 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 HSI 기반 검사 장치.
  7. 광원;
    검사 대상이 배치되는 스테이지;
    상기 광원으로부터의 광을 상기 검사 대상으로 입력하는 조명 광학계;
    상기 검사 대상으로부터 반사된 광을 상기 스캔 미러로 출력하는 결상 광학계;
    회전하면서 상기 결상 광학계로부터의 광을 반사시키는 스캔 미러; 및
    상기 스캔 미러로부터의 광을 제1 축 방향으로 파장에 대응하고 제2 축 방향으로 라인에 대응하는 영상을 획득하는 초분광 카메라;를 포함하고,
    상기 스캔 미러의 회전을 통해, 상기 초분광 카메라가 상기 검사 대상에 대한 2D의 HSI를 수행하는, HSI 기반 검사 장치.
  8. 검사 대상으로 광을 입사시키고 상기 검사 대상에서 반사된 광을 출사시키는 광학계;
    회전하면서 상기 광학계로부터의 광을 반사시키는 스캔 미러; 및
    상기 스캔 미러로부터의 광을 제1 축 방향으로 파장에 대응하고 제2 축 방향으로 라인에 대응하는 영상을 획득하는 초분광 카메라;를 포함하는, HSI 기반 검사 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 초분광 카메라는, 슬릿 판, 제1 및 제2 오목 미러, 분광 소자, 및 이미지 센서를 포함하거나, 또는
    슬릿 판, 제1 내지 제3 오목 미러, 다이크로익(dichroic) 미러, 제1 및 제2 분광 소자, 및, 제1 및 제2 이미지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 HSI 기반 검사 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    광원; 및
    상기 검사 대상이 배치되는 스테이지;를 더 포함하고,
    상기 스캔 미러는, 마이크로-초의 수준의 안정화 반응을 기반으로, 스텝 형상의 각 변위로 제어되고,
    상기 스캔 미러의 회전 및 상기 스테이지의 이동을 통해, 상기 초분광 카메라에 의한 상기 검사 대상의 적어도 2개의 샘플 영역에 대한 2D의 HSI가 수행되는 것을 특징으로 하는 HSI 기반 검사 장치.
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