KR20230063224A - Xrf 검사 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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박용규
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주식회사 필옵틱스
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Abstract

본 발명에 일면에 의하면, 측정대상인 소재(M)에 대하여 X선을 조사하고 검출하기 위한 X선 조사/검출부(100); 측정대상인 소재(M)를 진공흡착하기 위한 진공 흡착부(200); 소재(M)의 3차원 형상을 1차적으로 스캔하기 위한 3D 스캔부(250); 진공 흡착부(200)를 베이스 프레임(미도시) 상에서 다축으로 회전시켜 소재(M)의 측정영역을 2차원 내지 3차원적으로 X선 조사/검출부(100)와 3D 스캔부(250)로 이동시키기 위한 소재 이동부(300); 및 3D 스캔부(250)에 의하여 1차적으로 스캔된 소재(M)의 형상의 이미지에 기초하여 X선 조사/검출부(100)의 X선 조사 및 검출의 좌표를 생성하며 소재(M)의 측면(M´) 곡률을 연산하여 유효 X선 검출에 따른 소재(M)의 두께를 연산하여 소재(M)의 3D 데이터를 생성하기 위한 3D 데이터생성부(400)를 포함하는 XRF 검사 시스템이 제공된다.

Description

XRF 검사 시스템 및 그 방법{XRF measuring system and method thereof}
본 발명은 XRF(X-ray flourescence spectroscopy) 검사 시스템에 관것으로서, 보다 상세하게는 3차원 형상을 가진 소재의 두께를 검사 테이블에 위치되는 소재의 위치, 형상이나 크기에 영향을 받지 않고 정밀하게 측정할 수 있는 XRF 검사 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 솔리드 대상물(solid objects)을 식별하는 방법에는 각 대상물의 물리적 속성 또는 특징을 결정하고, 공통 속성을 공유하는 대상물을 그룹화하는 작업을 포함한다. 이러한 성질을 결정하는 방법으로서 방사 또는 방출되는 광파의 양 및/또는 파장에 의한 식별, 와전류 분리, 헤비-미디어(heavy-media) 식물 분리 및 X- 선 형광 검출을 포함한다.
그 중에서 X- 선 형광 분광학은 오랫동안 학문적 환경과 산업 분야에서 물질 내의 원소를 확인함으로써 물질을 분류하는 기술로 이용되어 왔으며, 그중에서 형광 X선은 조사된 원소로부터 등방성으로 방출되며 검출된 방사선은 검출기에 의해 지정된 입체각 및 검출기에 도달하는 방사선량에 의하여 소재의 두께나 성질을 측정하는데 이용되고 있다.
이와 관련하여 특허공개공보 제10-2019-0028446호에 의하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 대상물을 동시에 조사하기 위한 공간 강도 분포를 갖는 적어도 하나의 X선 또는 감마선(Gamma-Ray) 여기빔(excitation beam)을 방출하도록 된 이미터 어셈블리, 복수의 대상물에 의해 방출된 2차 방사선을 측정하고, 복수의 대상물에 대하여 검출된 X선 데이터의 공간 강도분포를 나타내는 신호를 발생시키는 X선 검출기, 및 복수의 솔리드 대상물 각각의 적어도 하나의 표면에 상기 마킹 조성물의 존재를 확인하기 위해 상기 검출된 응답 X-선 신호를 수신하고 처리하기 위해 상기 검출기와 통신하는 신호 처리기를 포함하는 XRF 분석기를 개시하고 있다.
여기서, 이미터 어셈블리는 서로 이격된 복수의 이미터를 포함하며, 각각의 이미터는 서로에 대해 상이한 강도를 갖는 여기 빔을 생성하도록 적응되도록 하고 있으며, 상기 이미터 어셈블리는 이미터 그리고 상기 이미터에 결합된 공간 강도 빔 변조기를 포함하며, 상기 대상물 각각에 충돌하는 강도가 상이하고 식별가능하도록 상기 여기 빔의 강도를 공간적으로 변조하도록 되어 있다.
그러나 이러한 기술에 의하면, 이미터 어셈블리는 강도 빔 변조기를 포함하고 있으며, 상기 대상물 각각에 충돌하는 강도가 상이하고 식별가능하도록 상기 여기 빔의 강도를 공간적으로 변조하도록 하고 있기 때문에, 빔의 강도를 공간적으로 변조하기 위한 별도의 3차원공간을 점유하는 장치가 필요하게 되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 지면에 평행한 검사 테이블에 대상물이 안착되어 되어 있을 때 지면에 평행한 대상물의 표면보다 매우 낮은 높이를 가진 대상물의 측면을 측정할 때 빔의 강도 변조가 효율적으로 조사되지 못하는 문제점이 있다. 더욱이, 다양한 외관의 형상을 가진 단위체들로 이루어진 대상물이 XRF 장치를 이용하여 검사할 때, 상기 대상물의 매우 낮은 높이를 가지거나 곡면을 가진 측면들의 측정에 있어서 대상물의 정확한 좌표를 식별하지 못하기 때문에 측정오류가 발생되는 문제점이 있다.
따라서 이러한 문제점을 해결할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 다양한 3차원 형상들을 가진 소재에 대하여 검사 테이블 상에서 대면적으로 동시에 XRF에 의하여 정밀하게 측정이 가능하도록 할 수 있는 XRF 검사 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 다양한 3차원 형상들을 가진 소재에 대하여 검사 테이블 상에서 소재가 3차원적으로 XRF 장치에 대하여 이동되더라도 소재의 특정 좌표를 정확히 식별할 수 있도록 할 수 있는 XRF 검사 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 미세한 높이의 측면을 가진 3차원 형상으로 이루어진 측정 소재에 있어서 미세한 높이의 측면 곡률을 가진 경우에도 상기 곡률을 가진 모서리 측면에 대하여 정밀하게 측정할 수 있도록 할 수 있는 XRF 검사 시스템를 제공하는 것이다.
본 발명에 일면에 의하면, 측정대상인 소재(M)에 대하여 X선을 조사하고 검출하기 위한 X선 조사/검출부(100); 측정대상인 소재(M)를 진공흡착하기 위한 진공 흡착부(200); 소재(M)의 3차원 형상을 1차적으로 스캔하기 위한 3D 스캔부(250); 진공 흡착부(200)를 베이스 프레임(미도시) 상에서 다축으로 회전시켜 소재(M)의 측정영역을 2차원 내지 3차원적으로 X선 조사/검출부(100)와 3D 스캔부(250)로 이동시키기 위한 소재 이동부(300); 및 3D 스캔부(250)에 의하여 1차적으로 스캔된 소재(M)의 형상의 이미지에 기초하여 X선 조사/검출부(100)의 X선 조사 및 검출의 좌표를 생성하며 소재(M)의 측면(M´) 곡률을 연산하여 유효 X선 검출에 따른 소재(M)의 두께를 연산하여 소재(M)의 3D 데이터를 생성하기 위한 3D 데이터생성부(400)를 포함하는 XRF 검사 시스템이 제공된다.
여기서, 3D 데이터생성부(400)에 의하여 생성된 3D 데이터를 출력하기 위한 3D 데이터출력부(500)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, X선 조사/검출부(100)는 X선 조사 어셈블리(미도시)가 내재되기 위한 X선 본체(112), X 본체(112)의 단부로부터 그 중심축에 대하여 좁아지는 방향으로 경사지게 연장된 경사연장부(114), 경사연장부(114)로부터 수직하게 돌출연장된 X선 조사부(116) 및 경사연장부(114)의 단부에 구비된 X선 검출부(118)로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 진공 흡착부(200)는 측정대상인 소재(M)를 안착시키기 위한 안착지그(222)와 안착지그(222)를 관통하여 소재(M)에 대하여 진공압이 전달되도록 하기 위하여 소재(M)와 접하는 영역에 대응하여 관통된 진공흡입공(224)으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 3D 스캔부(250)는 진공 흡착부(200) 상에 안착된 소재(M)에 대하여 진공 흡착부(200)에 평행하게 가이드되어 왕복운동하기 위한 가이드부(252)와, 가이드부(260)를 따라 가이드되면서 소재(M)의 3D 이미지를 스캔하기 위한 스캔너(252)로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 가이드부(252)는 본체 프레임(미도시)에 결합되는 한 쌍의 지지대(252a), 한 쌍의 지지대(252a) 사이에 구비된 가이드 레일(252b), 및 가이드 레일(252b)을 따라 스캔너(252)를 가이드시키기 위한 가이드 블럭(252c)으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 소재 이동부(300)는 적어도 두개의 암(333a, 334a)을 포함하며, 상기 암(333a, 334a)을 매개하여 순차적으로 서로 직교하는 회전축들을 구동하기 위한 회동부(332, 333, 334, 335, 336, 337)가 검사장치의 본체를 이루는 베이스 프레임(미도시) 상에서 구비되어 진공 흡착부(200)를 3차원적으로 이동시키는 것이 바람직하다.
또한, 소재 이동부(300)의 회동부(332, 333, 334, 335, 336, 337)는 서로 직교하는 회전축들이 순차적으로 연결되도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 3D 데이터생성부(400)는 3D 스캔부(250)에 의하여 1차적으로 스캔된 소재(M)의 형상의 이미지의 데이터에 대하여 좌표를 생성하기 위한 좌표 생성부(410)와, 좌표 생성부(410)에 의하여 생성된 소재(M)의 각 위치별 좌표에 기초하여 소재(M)의 3차원 형상에 따라 X선 조사/검출부(100)의 X선 조사와 검출 각도에 따라 X선의 검출량을 보정 연산하여 소재(M)의 두께를 연산하기 위한 연산제어부(420)로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 좌표 생성부(410)는 3D 스캔부(250)에 의하여 스캔된 소재(M)의 형상 이미지 중에서 소재(M)의 모서리나 모서리 변곡점을 기점으로 기준 좌표를 생성하는 것이 바람직하다.
또한, 연산제어부(420)는 3D 스캔부(250)에 의하여 스캔된 소재(M)의 3차원 형상의 이미지 중에서 안착지그(22)의 평면을 기준으로 소재(M)의 측면(M´)에 대응하는 영역과 안착지그(22)의 평면에 대응하는 소재(M)의 평면영역(M˝) 사이를 이웃하는 경계영역 중에서 곡률을 이루는 영역의 소재(M)의 곡률 영역에 대하여 곡률을 연산하여 X선 조사/검출부(100)의 유효 X선 검출에 따른 소재(M)의 두께를 연산하거나 보정하는 것이 바람직하다.
또한, 연산제어부(420)는 X선 조사/검출부(100)의 X선 조사 각에 대하여 소재(M)의 단면 곡률로 인하여 X서 검출의 과측정범위 영역을 판단하고 해당 과측정범위 영역에 대한 X선 검출데이터를 보정하는 것이 바람직하다.
또한, 연산제어부(420)는 X선 조사/검출부(100)에 의하여 소재(M)에 대하여 측정되는 X선의 각도가 10 내지 60°범위 내에 있을 경우, 측정되는 X선의 각도에 따라 소재 두께에 대한 보정이 이루어지도록 하며, 그 이상의 각도 범위에 있을 경우 측정 불가로 출력하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 일면에 의하면, 소재(M)에 대하여 진공 흡착부(200)에 진공 흡입을 통한 안착시키는 제1 단계; 진공 흡착부(200)에 안착된 소재(M)에 대하여 소재 이동부(300)에 의하여 3D 스캔부(250)로 이동시키는 제2 단계; 3D 스캔부(250)에 의하여 소재(M)에 대한 3차원 이미지와 좌표 데이터를 생성하는 제3 단계; X선 조사/검출부(100)의 X선 조사 방향에 대한 소재(M)의 곡률에 관한 데이터를 생성하는 제4 단계; 및 3D 데이터생성부(400)에 의하여 소재(M)의 각 위치별 좌표와 곡률에 관한 데이터에 기초하여 검출되는 X선의 검출량을 보정하여 소재(M)의 3차원 형상과 두께에 관한 데이터를 생성하는 제5 단계를 포함하는 XRF 검사 방법이 제공된다.
따라서 본 발명에 의하면, 다양한 3차원 형상들을 가진 소재에 대하여 검사 테이블 상에서 대면적으로 동시에 XRF에 의하여 정밀하게 측정이 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 특허공개공보 제10-2019-0028446호에 따른 XRF 분석기의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 XRF 검사 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 XRF 검사 시스템에 있어서, X선 조사/검출부에 대하여 소재를 이동시키기 위한 소재 이동부의 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 XRF 검사 시스템에 있어서, 소재가 안착되는 안착지그의 개략적인 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 XRF 검사 시스템에 있어서, 소재의 곡률에 의하여 발생되는 X선 조사/검출부의 유효 X선 검출관계를 나타낸 모식도이다.
도 5b는 소재의 곡률에 의하여 발생되는 X선 조사/검출부의 유효 X선 검출에 따른 소재의 두께 변화 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 XRF 검사 시스템의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 XRF 검사 시스템에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 XRF 검사 시스템의 블록도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 XRF 검사 시스템에 있어서, X선 조사/검출부에 대하여 소재를 이동시키기 위한 소재 이동부의 개략적인 사시도이며, 도 4는 소재가 안착되는 안착지그의 개략적인 단면도이며, 도 5a는 소재의 곡률에 의하여 발생되는 X선 조사/검출부의 유효 X선 검출관계를 나타낸 모식도이며, 도 5b는 소재의 곡률에 의하여 발생되는 X선 조사/검출부의 유효 X선 검출에 따른 소재의 두께 변화 관계를 나타낸 그래프이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 XRF 검사 시스템의 흐름도이다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 XRF 검사 시스템에 의하면, 측정대상인 소재(M)에 대하여 X선을 조사하고 검출하기 위한 X선 조사/검출부(100), 측정대상인 소재(M)를 진공흡착하기 위한 진공 흡착부(200), 소재(M)의 3차원 형상을 1차적으로 스캔하기 위한 3D 스캔부(250), 진공 흡착부(200)를 베이스 프레임(미도시) 상에서 다축으로 회전시켜 소재(M)의 측정영역을 2차원 내지 3차원적으로 X선 조사/검출부(100)와 3D 스캔부(250)로 이동시키기 위한 소재 이동부(300), 3D 스캔부(250)에 의하여 1차적으로 스캔된 소재(M)의 형상의 이미지에 기초하여 X선 조사/검출부(100)의 X선 조사 및 검출의 좌표를 생성하며 소재(M)의 측면(M´) 곡률을 연산하여 유효 X선 검출에 따른 소재(M)의 두께를 연산하여 소재(M)의 3D 데이터를 생성하기 위한 3D 데이터생성부(400), 및 3D 데이터생성부(400)에 의하여 생성된 3D 데이터를 출력하기 위한 3D 데이터출력부(500)로 이루어진다.
X선 조사/검출부(100)는 X선 조사 어셈블리(미도시)가 내재되기 위한 X선 본체(112), X 본체(112)의 단부로부터 그 중심축에 대하여 좁아지는 방향으로 경사지게 연장된 경사연장부(114), 경사연장부(114)로부터 수직하게 돌출연장된 X선 조사부(116) 및 경사연장부(114)의 단부에 구비된 X선 검출부(118)로 이루어진다.
X선 조사/검출부(100)의 X선 본체(112)는 원통형 또는 육면체의 하우징을 구비하는 것이 바람직하며, 경사연장부(114)는 X선 본체(112)의 하단부로부터 그 중심축에 대하여 좁아지는 경사각으로 연장된 하우징을 구비한다.
이 때, 경사연장부(114)는 X선 본체(112)가 원통형으로 이루어질 경우 역뿔형상의 경사각을 가진 형상의 하우징으로 이루어지며, X선 본체(112)가 육면체로 이루어질 경우 하부로 내려갈 수록 좁아지는 단면을 가진 형상의 하우징으로 이루어진다. 한편, X선 조사부(116)는 상기와 같이 경사진 외측면을 가진 경사연장부(114)의 단부에서 경사연장부(114)의 단부면보다 작은 직경을 가지고 연장되어 X선 본체(112)로부터 발생된 X선이 상기 연장된 영역으로 유도되어 X선이 조사된다.
진공 흡착부(200)는 측정대상인 소재(M)를 안착시키기 위한 안착지그(222)와 안착지그(222)를 관통하여 소재(M)에 대하여 진공압이 전달되도록 하기 위하여 소재(M)와 접하는 영역에 대응하여 관통된 진공흡입공(224)으로 이루어진다.
진공 흡착부(200)의 안착지그(222)는 소재(M)의 3차원 만곡 형상에 대응하는 표면을 가지는 것이 바람직하다. 진공 흡착부(200)의 진공흡입공(224)는 진공펌프(미도시)를 통하여 공급되는 진공유로(미도시)를 더 구비한다.
3D 스캔부(250)는 진공 흡착부(200) 상에 안착된 소재(M)에 대하여 진공 흡착부(200)에 평행하게 가이드되어 왕복운동하기 위한 가이드부(252)와, 가이드부(260)를 따라 가이드되면서 소재(M)의 3D 이미지를 스캔하기 위한 스캔너(252)로 이루어진다.
가이드부(252)는 본체 프레임(미도시)에 결합되는 한 쌍의 지지대(252a), 한 쌍의 지지대(252a) 사이에 구비된 가이드 레일(252b), 및 가이드 레일(252b)을 따라 스캔너(252)를 가이드시키기 위한 가이드 블럭(252c)으로 이루어진다.
소재 이동부(300)는 적어도 두개의 암(333a, 334a)을 포함하며, 상기 암(333a, 334a)을 매개하여 순차적으로 서로 직교하는 회전축들을 구동하기 위한 회동부(332, 333, 334, 335, 336, 337)가 검사장치의 본체를 이루는 베이스 프레임(미도시) 상에서 구비되어 진공 흡착부(200)를 3차원적으로 이동시킨다.
소재 이동부(300)의 회동부(332, 333, 334, 335, 336, 337)는 서로 직교하는 회전축들이 순차적으로 연결되도록 구성된다.
소재 이동부(300)의 회동부(332, 333, 334, 335, 336, 337)는 적어도 3축 이상의 회전축을 구비하며, 바람직하게는 순차적으로 직교하는 6축으로 이루어진다.
보다 바람직하게는 소재 이동부(300)는 검사장치의 본체를 이루는 베이스 프레임(미도시) 상에서 제1 회전축으로 회전운동시키기 위한 제1 회동부(332), 제1 회동부(332) 상에서 제1 회전축에 수직한 제2 회전축으로 제1 암(333a)을 회전운동시키기 위한 제2 회동부(333), 제1 암(333a)의 단부에 결합되어 제2 암(334a)을 제2 회전축에 수직한 제3 회전축으로 회전운동시키기 위한 제3 회동부(334), 제2 암(334a)의 단부에 결합되어 제3 회전축에 수직한 제4 회전축으로 회전운동시키기 위한 제4 회동부(335), 제4 회동부(335)의 단부에서 제4 회전축에 수직한 제5 회전축으로 회전운동시키기 위한 제5 회동부(336), 및 제5 회동부(336)의 단부에서 제5 회전축에 수직한 제6 회전축으로 진공 흡착부(200)를 회전운동시키기 위한 제6 회동부(337)로 이루어진다.
3D 데이터생성부(400)는 3D 스캔부(250)에 의하여 1차적으로 스캔된 소재(M)의 형상의 이미지의 데이터에 대하여 좌표를 생성하기 위한 좌표 생성부(410)와, 좌표 생성부(410)에 의하여 생성된 소재(M)의 각 위치별 좌표에 기초하여 소재(M)의 3차원 형상에 따라 X선 조사/검출부(100)의 X선 조사와 검출 각도에 따라 X선 검출량을 보정 연산하여 소재(M)의 두께를 연산하기 위한 연산제어부(420)로 이루어진다.
좌표 생성부(410)는 3D 스캔부(250)에 의하여 스캔된 소재(M)의 형상 이미지 중에서 소재(M)의 모서리나 모서리 변곡점을 기점으로 기준 좌표를 생성하는 것이 바람직하다.
연산제어부(420)는 3D 스캔부(250)에 의하여 스캔된 소재(M)의 3차원 형상의 이미지 중에서 안착지그(22)의 평면을 기준으로 소재(M)의 측면(M´)에 대응하는 영역과 안착지그(22)의 평면에 대응하는 소재(M)의 평면영역(M˝) 사이를 이웃하는 경계영역 중에서 곡률을 이루는 영역의 소재(M)의 곡률 영역에 대하여 곡률을 연산하여 X선 조사/검출부(100)의 유효 X선 검출에 따른 소재(M)의 두께를 연산하거나 보정한다. 본 발명자는 X선 조사 각에 대하여 소재(M)의 단면 곡률로 인하여 X선 검출의 과정에 있어서 측정 유효영역과 상기 측정 유효영역상에서 소재의 단면 곡률에 따라 검출된 X선에 대한 두께의 보정이 비선형적인 관계에 있음을 본 발명의 연구과정에서 알게 되었으며, 이러한 결과에 기초하여 본 발명은 소재의 단면 곡률에 따라 검출된 X선에 대한 두께의 보정 데이터를 기반으로 정확한 소재의 두께에 관한 데이터를 생성할 수 있게 되었다. 한편, 상기 유효 측정범위와 관련하여 X선 검출의 소실량으로 유효측정 범위를 한정할 수도 있다.
예를 들면, 연산제어부(420)는 도 5에 도시된 바와 같이, X선 조사/검출부(100)의 X선 조사 각에 대하여 소재(M)의 단면 곡률로 인하여 X선 검출의 유효 측정범위 영역을 판단하고 해당 유효 측정범위 영역에 대한 X선 검출데이터를 보정한다.
예시된 도 5b에 도시된 바와 같이, X선 조사/검출부(100)에 의하여 소재(M)에 대하여 측정되는 X선의 각도가 10 내지 60°범위 내에 있을 경우, 측정되는 X선의 각도에 따라 소재 두께에 대한 보정이 이루어지도록 하며, 그 이상의 각도 범위에 있을 경우 측정 불가로 출력한다. 즉, X선 조사/검출부(100)에 의하여 소재(M)에 대하여 측정되는 X선의 각도가 10 내지 60°범위 내에 있을 경우, 그래프상의 상이된 데이터값(X선에 의하여 연산되는 소재(M)의 두께와 실제 소재(M)의 두께의 변화량)에 대한 보정이 이루어지도록 하며, X선 조사/검출부(100)에 의하여 소재(M)에 대하여 측정되는 X선의 각도가 60°이상의 범위 내에 있을 경우, 보정의 한계로 인하여 측정 불가의 상태를 출력한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 XRF 검사 시스템에 의하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 소재(M)에 대하여 진공 흡착부(200)에 진공 흡입을 통한 안착시킨다.
이후, 진공 흡착부(200)에 안착된 소재(M)에 대하여 소재 이동부(300)에 의하여 3D 스캔부(250)로 이동시킨다.
이후, 3D 스캔부(250)에 의하여 소재(M)에 대한 3차원 이미지와 좌표 데이터를 생성한다.
이후, X선 조사/검출부(100)의 X선 조사 방향에 대한 소재(M)의 곡률에 관한 데이터를 생성한다.
이후, 3D 데이터생성부(400)에 의하여 소재(M)의 각 위치별 좌표와 곡률에 관한 데이터에 기초하여 검출되는 X선의 검출량을 보정하여 소재(M)의 3차원 형상과 두께에 관한 데이터를 생성한다.
100: X선 조사/검출부
112: X선 본체
114: 경사연장부
116: X선 조사부
118: X선 검출부
200: 진공흡착부
222: 안착지그
224: 진공흡입공
250: 3D 스캔부
252: 가이드부
252a: 지지대
252b: 가이드 레일
252c: 가이드 블럭
300: 소재 이동부
3332: 제1 회동부
333: 제2 회동부
3333a: 제1 암
334: 제3 회동부
3334a: 제2 암
335: 제4 회동부
336: 제5 회동부
337: 제6 회동부
400: 3D 데이터생성부
410: 좌표 생성부
420: 연산제어부
500: 3D 데이터출력부

Claims (18)

  1. 측정대상인 소재(M)에 대하여 X선을 조사하고 검출하기 위한 X선 조사/검출부(100);
    측정대상인 소재(M)를 진공흡착하기 위한 진공 흡착부(200);
    소재(M)의 3차원 형상을 1차적으로 스캔하기 위한 3D 스캔부(250);
    진공 흡착부(200)를 베이스 프레임(미도시) 상에서 다축으로 회전시켜 소재(M)의 측정영역을 2차원 내지 3차원적으로 X선 조사/검출부(100)와 3D 스캔부(250)로 이동시키기 위한 소재 이동부(300); 및 3D 스캔부(250)에 의하여 1차적으로 스캔된 소재(M)의 형상의 이미지에 기초하여 X선 조사/검출부(100)의 X선 조사 및 검출의 좌표를 생성하며 소재(M)의 측면(M´) 곡률을 연산하여 유효 X선 검출에 따른 소재(M)의 두께를 연산하여 소재(M)의 3D 데이터를 생성하기 위한 3D 데이터생성부(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 XRF 검사 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 3D 데이터생성부(400)에 의하여 생성된 3D 데이터를 출력하기 위한 3D 데이터출력부(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 XRF 검사 시스템.
  3. 제1항에 있어서, X선 조사/검출부(100)는 X선 조사 어셈블리(미도시)가 내재되기 위한 X선 본체(112), X 본체(112)의 단부로부터 그 중심축에 대하여 좁아지는 방향으로 경사지게 연장된 경사연장부(114), 경사연장부(114)로부터 수직하게 돌출연장된 X선 조사부(116) 및 경사연장부(114)의 단부에 구비된 X선 검출부(118)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 XRF 검사 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 진공 흡착부(200)는 측정대상인 소재(M)를 안착시키기 위한 안착지그(222)와 안착지그(222)를 관통하여 소재(M)에 대하여 진공압이 전달되도록 하기 위하여 소재(M)와 접하는 영역에 대응하여 관통된 진공흡입공(224)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 XRF 검사 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 3D 스캔부(250)는 진공 흡착부(200) 상에 안착된 소재(M)에 대하여 진공 흡착부(200)에 평행하게 가이드되어 왕복운동하기 위한 가이드부(252)와, 가이드부(260)를 따라 가이드되면서 소재(M)의 3D 이미지를 스캔하기 위한 스캔너(252)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 XRF 검사 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 가이드부(252)는 본체 프레임(미도시)에 결합되는 한 쌍의 지지대(252a), 한 쌍의 지지대(252a) 사이에 구비된 가이드 레일(252b), 및 가이드 레일(252b)을 따라 스캔너(252)를 가이드시키기 위한 가이드 블럭(252c)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 XRF 검사 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 소재 이동부(300)는 적어도 두개의 암(333a, 334a)을 포함하며, 상기 암(333a, 334a)을 매개하여 순차적으로 서로 직교하는 회전축들을 구동하기 위한 회동부(332, 333, 334, 335, 336, 337)가 검사장치의 본체를 이루는 베이스 프레임(미도시) 상에서 구비되어 진공 흡착부(200)를 3차원적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 XRF 검사 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 소재 이동부(300)의 회동부(332, 333, 334, 335, 336, 337)는 서로 직교하는 회전축들이 순차적으로 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 XRF 검사 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 3D 데이터생성부(400)는 3D 스캔부(250)에 의하여 1차적으로 스캔된 소재(M)의 형상의 이미지의 데이터에 대하여 좌표를 생성하기 위한 좌표 생성부(410)와, 좌표 생성부(410)에 의하여 생성된 소재(M)의 각 위치별 좌표에 기초하여 소재(M)의 3차원 형상에 따라 X선 조사/검출부(100)의 X선 조사와 검출 각도에 따라 X선의 검출량을 보정 연산하여 소재(M)의 두께를 연산하기 위한 연산제어부(420)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 XRF 검사 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 좌표 생성부(410)는 3D 스캔부(250)에 의하여 스캔된 소재(M)의 형상 이미지 중에서 소재(M)의 모서리나 모서리 변곡점을 기점으로 기준 좌표를 생성하는 것을 특징으로 하는 XRF 검사 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 연산제어부(420)는 3D 스캔부(250)에 의하여 스캔된 소재(M)의 3차원 형상의 이미지 중에서 안착지그(22)의 평면을 기준으로 소재(M)의 측면(M´)에 대응하는 영역과 안착지그(22)의 평면에 대응하는 소재(M)의 평면영역(M˝) 사이를 이웃하는 경계영역 중에서 곡률을 이루는 영역의 소재(M)의 곡률 영역에 대하여 곡률을 연산하여 X선 조사/검출부(100)의 유효 X선 검출에 따른 소재(M)의 두께를 연산하거나 보정하는 것을 특징으로 하는 XRF 검사 시스템.
  12. 제9항에 있어서, 연산제어부(420)는 X선 조사/검출부(100)의 X선 조사 각에 대하여 소재(M)의 단면 곡률로 인하여 X서 검출의 과측정범위 영역을 판단하고 해당 과측정범위 영역에 대한 X선 검출데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 XRF 검사 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 연산제어부(420)는 X선 조사/검출부(100)에 의하여 소재(M)에 대하여 측정되는 X선의 각도가 10 내지 60°범위 내에 있을 경우, 측정되는 X선의 각도에 따라 소재 두께에 대한 보정이 이루어지도록 하며, 그 이상의 각도 범위에 있을 경우 측정 불가로 출력하는 것을 특징으로 하는 XRF 검사 시스템.
  14. 소재(M)에 대하여 진공 흡착부(200)에 진공 흡입을 통한 안착시키는 제1 단계;
    진공 흡착부(200)에 안착된 소재(M)에 대하여 소재 이동부(300)에 의하여 3D 스캔부(250)로 이동시키는 제2 단계;
    3D 스캔부(250)에 의하여 소재(M)에 대한 3차원 이미지와 좌표 데이터를 생성하는 제3 단계;
    X선 조사/검출부(100)의 X선 조사 방향에 대한 소재(M)의 곡률에 관한 데이터를 생성하는 제4 단계; 및
    3D 데이터생성부(400)에 의하여 소재(M)의 각 위치별 좌표와 곡률에 관한 데이터에 기초하여 검출되는 X선의 검출량을 보정하여 소재(M)의 3차원 형상과 두께에 관한 데이터를 생성하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 XRF 검사 방법
  15. 제14항에 있어서, 3D 데이터생성부(400)는 3D 스캔부(250)에 의하여 스캔된 소재(M)의 형상 이미지 중에서 소재(M)의 모서리나 모서리 변곡점을 기점으로 기준 좌표를 생성하는 것을 특징으로 하는 XRF 검사 방법.
  16. 제14항에 있어서, 3D 데이터생성부(400)는 3D 스캔부(250)에 의하여 스캔된 소재(M)의 3차원 형상의 이미지 중에서 안착지그(22)의 평면을 기준으로 소재(M)의 측면(M´)에 대응하는 영역과 안착지그(22)의 평면에 대응하는 소재(M)의 평면영역(M˝) 사이를 이웃하는 경계영역 중에서 곡률을 이루는 영역의 소재(M)의 곡률 영역에 대하여 곡률을 연산하여 X선 조사/검출부(100)의 유효 X선 검출에 따른 소재(M)의 두께를 연산하거나 보정하는 것을 특징으로 하는 XRF 검사 방법.
  17. 제14항에 있어서, 3D 데이터생성부(400)는 X선 조사/검출부(100)의 X선 조사 각에 대하여 소재(M)의 단면 곡률로 인하여 X서 검출의 과측정범위 영역을 판단하고 해당 과측정범위 영역에 대한 X선 검출데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 XRF 검사 방법.
  18. 제17항에 있어서, 3D 데이터생성부(400)는 X선 조사/검출부(100)에 의하여 소재(M)에 대하여 측정되는 X선의 각도가 10 내지 60°범위 내에 있을 경우, 측정되는 X선의 각도에 따라 소재 두께에 대한 보정이 이루어지도록 하며, 그 이상의 각도 범위에 있을 경우 측정 불가로 출력하는 것을 특징으로 하는 XRF 검사 방법.
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