KR20240056200A - 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치는 상측 제1 면 및 하측 제2 면을 포함하는 광 투과성 기재의 상기 제1 면 및 제2 면의 이미지를 동시에 획득하는 것으로서, 상기 제1 면에 도달하도록 상기 기재에 기설정된 색상을 갖는 제1 광을 출력하는 제1 조명부; 상기 제2 면에 도달하도록 상기 기재에 상기 제1 광과 다른 색상을 갖는 제2 광을 출력하는 제2 조명부; 상기 제1 면에서 반사된 제1 패스(path)의 제1 광과 상기 제2 면에서 반사된 제2 패스의 제2 광의 워킹 디스턴스가 같아지도록 출력하는 투패스 제너레이터; 및 상기 투패스 제너레이터로부터 출력된 제1 파장대 광과 상기 제2 파장대 광을 수광하여 상기 제1 면과 상기 제2 면의 이미지를 동시에 획득하는 촬영부;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 높이가 다른 면들의 이미지를 동시에 획득함으로써 측정 시간이 단축되고 정확도가 향상된 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 웨이퍼, 글라스, 투광성 반도체 등과 같이 평형한 형태를 갖는 다양한 광 투과성 기재(또는, 기판)는 다양한 분야에서 여러 용도로 이용되고 있다.
평판형 광 투과성 기재의 검사 또는 정렬 등을 위해, 광 투과성 기재의 양면(특히, 양면의 패턴 또는 형상)을 측정하는 기술이 요구되고 있다. 광 투과성 기재의 양면을 측정하기 위해, 통상은 광 투과성 기재의 일면을 측정하고, 광 투과성 기재를 반전시켜 광 투과성 기재의 반대면을 측정하거나 이미지 획득 장치 장치를 이용하여 광 투과성 기재의 양면을 차례로 측정할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 높이가 다른 면들의 이미지 획득 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1(a)에 도시된 바와 같이, 종래의 이미지 획득 장치는 조명부(2)와, 조명부(2)에서 조사된 광을 광 투과성 기재(10)의 윗면(11)을 향해 반사하는 빔 분할기(3)와, 빔 분할기(3)에서 반사되어 광 투과성 기재(10)의 윗면(11)에 상을 형성한 후 빔 분할기(3)와 수광 렌즈(4)를 차례로 거친 광을 수광하여 광 투과성 기재(10)의 윗면(11) 이미지를 획득하는 카메라(5)를 포함한다.
종래 장치를 이용하여 광 투과성 기재(10)의 아랫면(12)을 측정하기 위해서는 조명부(2), 빔 분할기(3), 수광 렌즈(4) 및 카메라(5)를 포함하는 광학계(M)를 도 1(b)에 도시된 바와 같이 아래로 하강시켜 조명부(2)에서 조사된 후 빔 분할기(3)를 거친 광이 광 투과성 기재(10)의 아랫면(12)에 상을 맺게 하여야 한다. 그리고, 아랫면(12)에 상을 맺은 광은 빔 분할기(3)와 수광 렌즈(4)를 차례로 거쳐 카메라(5)로 수광되며, 이에 의해 제2 면(12)의 형상에 대한 이미지를 획득하여 제2 면(12)을 측정할 수 있다.
그러나, 종래의 기술은 광 투과성 기재의 윗면 측정 후 아랫면을 측정하거나 또는 아랫면을 측정 후 윗면을 측정해야 하므로, 측정 작업이 번거롭고 측정 시간이 길다는 문제점이 있다. 또한, 광학계의 이동 및 그로 인한 진동 등으로 인해 측정 정확도가 떨어지는 한계가 있다. 예컨대, 윗면을 측정하고, 다음 아랫면을 측정하기 위해 광학계를 이동시키는 경우, 그 이동으로 인해, 약 0.1도만 틀어져도, 아랫면의 정확한 측정이 어려워질 수 있다.
본 발명의 과제는 높이가 다른 면들의 이미지를 동시에 획득함으로써 측정 시간이 단축되고 정확도가 향상된 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치는 상측 제1 면 및 하측 제2 면을 포함하는 광 투과성 기재의 상기 제1 면 및 제2 면의 이미지를 동시에 획득하는 것으로서, 상기 제1 면에 도달하도록 상기 기재에 기설정된 색상을 갖는 제1 광을 출력하는 제1 조명부; 상기 제2 면에 도달하도록 상기 기재에 상기 제1 광과 다른 색상을 갖는 제2 광을 출력하는 제2 조명부; 상기 제1 면에서 반사된 제1 패스(path)의 제1 광과 상기 제2 면에서 반사된 제2 패스의 제2 광의 워킹 디스턴스가 같아지도록 출력하는 투패스 제너레이터; 및 상기 투패스 제너레이터로부터 출력된 제1 파장대 광과 상기 제2 파장대 광을 수광하여 상기 제1 면과 상기 제2 면의 이미지를 동시에 획득하는 촬영부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 광은 적색(Red)광과 청색(Blue)광 중 선택된 하나를 포함하고, 상기 제2 광은 나머지 색상의 광을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 조명부와 상기 제2 조명부는 서로 수직되는 방향에 배치되어 상기 제1 광의 경로와 상기 제2 광의 경로는 서로 수직이 되며, 상기 제1 광의 경로와 상기 제2 광의 경로 사이에 설치되어, 상기 제1 광은 90°로 반사시키고 상기 제2 광은 투과시킴으로써 상기 제1 광의 경로와 상기 제2 광의 경로를 일치시키는 필터부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 필터부는 다이크로익 미러(dichroic mirror) 또는 빔 스플리터(beam splitter)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 조명부와 상기 필터부 사이에는 제1 튜브렌즈가 구비되고, 상기 제2 조명부와 상기 필터부 사이에는 제2 튜브렌즈가 구비될 수 있다.
또한, 상기 필터부의 하부에 배치되어 상기 제1 광의 경로와 상기 제2 광의 경로를 수직 방향으로 안내하는 안내미러와, 상기 안내미러와 상기 광 투과성 기재 사이에 배치되어 상기 안내미러에서 반사된 상기 제1 광의 경로와 상기 제2 광의 경로를 상기 광 투과성 기재가 위치한 방향으로 굴절시킨 후, 상기 광 투과성 기재로부터 반사된 상기 제1 패스의 제1 광과 상기 제2 패스의 제2 광을 상기 투패스 제너레이터 측으로 전달하는 빔 스플리터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 투패스 제너레이터는 상기 제1 면에서 반사된 제1 패스의 제1 광을 투과시키고 상기 제2 면에서 반사된 제2 패스의 제2 광을 반사시키는 투과/반사부와, 상기 투과/반사부의 상부에 이격 배치되고, 상기 투과/반사부를 투과한 상기 제1 광을 다시 상기 투과/반사부를 향해 반사시키는 제1 이색 미러와, 상기 제1 이색 미러와 수직되는 방향에 배치되고, 상기 투과/반사부에서 반사된 상기 제2 광을 다시 상기 투과/반사부를 향해 반사시키는 제2 이색 미러를 포함할 수 있다.
또한, 상기 투패스 제너레이터는 상기 제1 면에서 반사된 제1 패스의 제1 광 및 상기 제2 면에서 반사된 제2 패스의 제2 광을 투과시키는 투과/반사부와, 상기 투과/반사부의 상부에 이격 배치되고, 상기 투과/반사부를 투과한 제1 광을 다시 상기 투과/반사부를 향해 반사시키는 제1 이색 미러와, 상기 투과/반사부와 상기 제1 이색 미러 사이에 배치되고, 상기 투과/반사부를 투과한 제2 광을 다시 상기 투과/반사부를 향해 반사시키는 제2 이색 미러를 포함할 수 있다
또한, 상기 투과/반사부는 빔 스플리터 또는 편광판을 포함할 수 있다
또한, 상기 투패스 제너레이터는 상기 투과/반사부와 상기 제1 이색 미러 사이에 배치되고, 상기 제1 광이 상기 투과/반사부에서 상기 제1 이색 미러를 향할 때와 상기 제1 이색 미러에서 상기 투과/반사부로 향할 때 각각 45°씩 위상 변환시켜, 상기 제1 광을 상기 투과/반사부를 투과하는 제1 편광으로 제공하는 제1 λ/4 파장판과, 상기 투과/반사부와 상기 제2 이색 미러 사이에 배치되고, 상기 제2 광이 상기 투과/반사부에서 상기 제2 이색 미러를 향할 때와 상기 제2 이색 미러에서 상기 투과/반사부로 향할 때 각각 45°씩 위상 변환시켜, 상기 제1 광을 상기 투과/반사부에 반사되는 제2 편광으로 제공하는 제2 λ/4 파장판을 더 포함할 수 있다
또한, 상기 투패스 제너레이터는 상기 투과/반사부와 상기 제2 이색 미러 사이에 배치되고, 상기 제1 광 및 상기 제2 광이 상기 제1 이색 미러 및 상기 제2 이색 미러를 향할 때와 상기 제1 이색 미러 및 상기 제2 이색 미러에서 상기 투과/반사부로 향할 때 각각 45°씩 위상 변환시켜, 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 상기 투과/반사부를 투과하는 제3 편광 및 제4 편광으로 제공하는 제3 λ/4 파장판을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 투패스 제너레이터와 상기 촬영부 사이에는 상기 투패스 제너레이터로부터 반사된 제1 광 및 제2 광의 경로를 상기 촬영부 측으로 안내하기 위한 반사 미러가 구비될 수 있다.
본 발명에 따르면, 광학계의 이동 없이 높이 차이를 갖는 광 투과성 기재의 서로 반대되는 면인 제1 면과 제2 면의 이미지를 동시에 획득하여, 측정 시간이 단축되고 정확도가 향상되는 이점이 있다.
또한, 서로 다른 색상을 갖는 제1 광과 제2 광을 이용하여 광 투과성 기재의 제1 면과 제2 면을 각각 측정함으로써, 동일한 색상의 광을 사용하였을 때에 비하여 고해상도의 미지지를 획득할 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 높이가 다른 면들의 이미지 획득 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치의 제1 조명부에서 출력된 제1 광의 경로를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치의 제2 조명부에서 출력된 제2 광의 경로를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 투패스 제너레이터의 반사 및 투과 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 투패스 제너레이터를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 투패스 제너레이터를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치의 제1 조명부에서 출력된 제1 광의 경로를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치의 제2 조명부에서 출력된 제2 광의 경로를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 투패스 제너레이터의 반사 및 투과 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 투패스 제너레이터를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 투패스 제너레이터를 도시한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치의 제1 조명부에서 출력된 제1 광의 경로를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2에 도시된 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치의 제2 조명부에서 출력된 제2 광의 경로를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 2에 도시된 투패스 제너레이터의 반사 및 투과 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치(100)는 상측 제1 면(11) 및 하측 제2 면(12)을 포함하는 광 투과성 기재(10)의 제1 면(11) 및 제2 면(12)의 이미지를 동시에 획득하기 위한 것으로서, 제1 조명부(110)와, 제2 조명부(120)와, 투패스 제너레이터(130), 및 촬영부(140)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치(100)에서 측정하려는 광 투과성 기재(10)는 평판 형상으로 이루어져 서로 평행하고 일정 높이(h) 차이를 갖는 제1 면(11)과 제2 면(12)을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 광 투과성 기재(10)는 투광성 웨이퍼(wafer), 투광성 글라스(glass), 광 투과성 반도체 또는 광 투과성 플라스틱판 등일 수 있으며, 동시 이미지 획득 장치(100)는 이러한 광 투과성 기재(10)의 양면 검사, 광 투과성 기재(10)의 정렬 등을 위해 사용될 수 있다.
제1 조명부(110)는 제1 면(11)에 도달하도록 기재에 기설정된 색상을 갖는 제1 광을 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 조명부(110)는 LED 조명으로 제공될 수 있으며, 적색(Red)광 또는 청색(Blue)광 중 선택된 하나를 출력할 수 있다.
제2 조명부(120)는 제2 면(12)에 도달하도록 기재에 제1 광과 다른 색상을 갖는 제2 광을 출력할 수 있다. 예를 들어, 제2 조명부(120)는 제1 조명부(110)와 번갈아 가며 광을 출력할 수 있다. 그리고, 제2 조명부(120)는 LED 조명으로 제공될 수 있으며, 적색(Red)광 또는 청색(Blue)광 중 선택된 하나를 출력할 수 있다. 구체적으로, 제1 조명부(110)가 적색광을 출력하는 경우 제2 조명부(120)는 청색광을 출력하고, 제2 조명부(120)가 청색광을 출력하는 경우 제2 조명부(120)는 적색광을 출력할 수 있다.
본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 이하에서는 제1 조명부(110)가 청색광을 출력하고 제2 조명부(120)가 적색광을 출력하는 상태로 설명하기로 한다.
제1 조명부(110)와 제2 조명부(120)는 서로 수직되는 방향에 배치되어 제1 광의 경로와 제2 광의 경로는 서로 수직이 될 수 있다. 예를 들어, 제2 조명부(120)는 광 투과성 기재(10)의 상부에 배치되고, 제1 조명부(110)는 제2 조명부(120)의 하부에서 제2 조명부(120)와 수직되는 방향으로 배치될 수 있다. 이러한 제1 조명부(110)와 제2 조명부(120)의 위치는 한정되지 않으며, 제1 조명부(110)가 광 투과성 기재(10)의 상부에 배치되고 제2 조명부(120)가 제1 조명부(110)의 하부에서 제1 조명부(110)와 수직되는 방향에 배치되는 것도 가능하다.
투패스 제너레이터(130)는 높이가 다른 제1 면(11)에서 반사된 제1 패스(path)의 제1 광과 제2 면(12)에서 반사된 제2 패스(path)의 제2 광의 워킹 디스턴스(working distance)가 같아지도록 제1 패스와 제2 패스를 재정의하여 출력할 수 있다. 이러한 투패스 제너레이터(130)의 구성으로 인하여 제1 패스의 제1 광과 제2 패스의 제2 광이 동시에 후술되는 촬영부(140)로 수광될 수 있다. 이에 따라, 광 투과성 기재(10)의 제1 면(11)의 이미지와 제2 면(12)의 이미지를 동시에 획득하는 것이 가능해질 수 있다.
한편, 투패스 제너레이터(130)와 광 투과성 기재(10) 사이에는 광 투과성 기재에 대한 상을 잘 맺기 위한 대물 렌즈(150)가 더 설치될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 투패스 제너레이터를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 투패스 제너레이터(130)는 투과/반사부(131)와, 제1 이색 미러(132)와, 제2 이색 미러(133)와, 제1 λ/4 파장판(134), 및 제2 λ/4 파장판(135)을 포함할 수 있다.
투과/반사부(131)는 제1 면(11)에서 반사된 제1 패스의 제1 광을 투과시키고 제2 면(12)에서 반사된 제2 패스의 제2 광을 반사시키도록 형성될 수 있다. 여기서, 투과/반사부(131)는 투과와 반사 비율이 1:1로 이루어진 빔 스플리터 또는 편광판을 포함할 수 있다.
제1 이색 미러(132)는 투과/반사부(131)를 투과한 제1 광을 다시 투과/반사부(131)를 향해 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 이색 미러(132)는 투과/반사부(131)를 투과한 제1 광을 수광할 수 있도록 투과/반사부(131)의 상부에 배치될 수 있으며, 610 ~ 700nm의 장파장을 갖는 적색광은 투과시키고, 400 ~ 500nm의 단파장을 갖는 청색광은 반사하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 청색의 제1광은 제1 이색 미러(132)에서 반사되어 다시 투과/반사부(131) 측으로 제공될 수 있다.
제2 이색 미러(133)는 제1 이색 미러(132)와 수직되는 방향에 위치할 수 있도록 투과/반사부(131)의 일측에 이격 배치될 수 있으며, 투과/반사부(131)에서 반사된 제2 광을 다시 투과/반사부(131)를 향해 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 이색 미러(133)는 610 ~ 700nm의 장파장을 갖는 적색광은 반사하고, 400 ~ 500nm의 단파장을 갖는 청색광은 투과시키도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 적색의 제2광은 제2 이색 미러(133)에 반사되어 다시 투과/반사부(131) 측으로 제공될 수 있다.
제2 이색 미러(133)는 두께가 다른 광 투광성 기재로의 교체에 대응하여 이미지를 획득할 수 있도록 투과/반사부(131)로부터 거리가 조절되도록 형성될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 제1 이색 미러(132)는 액추에이터 등의 구동수단에 의하여 거리가 조절될 수 있다.
제1 λ/4 파장판(134)은 투과/반사부(131)와 제1 이색 미러(132) 사이에 배치되고, 제1 광이 투과/반사부(131)에서 제1 이색 미러(132)를 향할 때와 제1 이색 미러(132)에서 투과/반사부(131)로 향할 때 각각 45°씩 위상 변환시켜, 제1 광을 투과/반사부(131)를 투과하는 제1 편광으로 제공할 수 있다.
제2 λ/4 파장판(135)은 투과/반사부(131)와 제2 이색 미러(133) 사이에 배치되고, 제2 광이 투과/반사부(131)에서 제2 이색 미러(133)를 향할 때와 제2 이색 미러(133)에서 투과/반사부(131)로 향할 때 각각 45°씩 위상 변환시켜, 제1 광을 투과/반사부(131)에 반사되는 제2 편광으로 제공할 수 있다.
이와 같이, 투과/반사부(131)와 제1 이색 미러(132) 사이에 제1 λ/4 파장판(134)이 배치되고, 투과/반사부(131)와 제2 이색 미러(133) 사이에 제2 λ/4 파장판(135)이 배치됨에 따라, 광 효율은 향상시키면서도 광학계의 길이를 단축하여 제품을 콤팩트하게 형성할 수 있게 된다.
투패스 제너레이터(130)는 광 투과성 기재(10)의 제1 면(11)으로부터 촬영부(140)까지 도달하는 제1 패스의 제1 광과 광 투과성 기재(10)의 제2 면(12)으로부터 촬영부(140)까지 도달하는 제2 패스의 제2 광을 아래와 같이 형성할 수 있다.
먼저, 제1 패스의 워킹 디스턴스는 제1 면(11)으로부터 투과/반사부(131)까지의 거리 A와, 투과/반사부(131)와 제1 이색 미러(132) 사이의 왕복 거리 2a와, 투과/반사부(131)로부터 촬영부(140)까지의 거리 C의 합으로 정해질 수 있다. 본 실시예에서, 거리 C는 투과/반사부(131)에서 반사 미러(166)에 이르는 거리 C1과 반사 미러(166)에서 촬영부(140)까지의 거리 C2의 합으로 정해질 수 있다.
또한, 제2 패스의 워킹 디스턴스는 제1 면(11)과 제2 면(12) 사이의 높이 차 h와, 제2 면(12)으로부터 투과/반사부(131)까지의 거리 A'와, 투과/반사부(131)와 제2 이색 미러(133) 사이의 왕복 거리 2b'와, 투과/반사부(131)로부터 촬영부(140)까지의 거리 C'의 합으로 정 해진다. 여기서, 거리 C'는 투과/반사부(131)에서 반사 미러(166)에 이르는 거리 C1'과 반사 미러(166)에서 촬영부(140)까지의 거리 C2'의 합으로 정해질 수 있다.
따라서, 제1 패스의 워킹 디스턴스 WD1과 제2 패스의 워킹 디스턴스 WD2를 관계식으로 표현하면 다음과 같다.
WD1 = A + 2a + C(C1+C2)
WD2 = A' + 2b '+ C'(C1'+ C2') + h
또한, h, 2a와 및 2b는 h ≒ ｜2a - 2b｜의 관계식으로 규정되도록 투과/반사부(131)와 제1 이색 미러(132) 사이의 거리 a와, 투과/반사부(131) 과 제2 이색 미러(133) 사이의 거리 b'가 정해질 수 있다. 따라서, 제1 패스의 워킹 디스 턴스 WD1과 제2 패스의 워킹 디스턴스 WD2는 실질적으로 같게 되며, 이에 따라, 촬영부(140)는 광 투과성 기재(10)의 제1 면(11)과 제2 면(12)의 이미지를 동 시에 획득할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 투패스 제너레이터를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 투패스 제너레이터(230)는 투과/반사부(231)와, 제1 이색 미러(232)와, 제2 이색 미러(233), 및 제3 λ/4 파장판(234)을 포함할 수 있다.
투과/반사부(231)는 제1 면(11)에서 반사된 제1 패스의 제1 광 및 제2 면(12)에서 반사된 제2 패스의 제2 광을 투과시킬 수 있다. 여기서, 투과/반사부(231)는 투과와 반사 비율이 1:1로 이루어진 빔 스플리터 또는 편광판을 포함할 수 있다.
제1 이색 미러(232)는 투과/반사부(231)의 상부에 이격 배치될 수 있으며, 투과/반사부(231)를 투과한 제1 광을 다시 투과/반사부(231)를 향해 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 이색 미러(232)는 투과/반사부(231)를 투과한 제1 광을 수광할 수 있도록 투과/반사부(231)의 상부에 배치될 수 있으며, 610 ~ 700nm의 장파장을 갖는 적색광은 투과시키하고, 400 ~ 500nm의 단파장을 갖는 청색광은 반사시키도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 청색의 제1광은 제1 이색 미러(232)에 반사되어 다시 투과/반사부(231) 측으로 제공될 수 있다.
제1 이색 미러(232)는 두께가 다른 광 투광성 기재로의 교체에 대응하여 이미지를 획득할 수 있도록 투과/반사부(231)로부터 거리가 조절되도록 형성될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 제1 이색 미러(232)는 액추에이터에 의하여 거리가 조절될 수 있다.
제2 이색 미러(233)는 투과/반사부(231)와 제1 이색 미러(232) 사이에 배치되고, 투과/반사부(231)를 투과한 제2 광을 다시 투과/반사부(231)를 향해 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 이색 미러(233)는 투과/반사부(231)를 투과한 제2 광을 수광할 수 있도록 투과/반사부(231)의 상측면과 접촉하도록 배치될 수 있으며, 610 ~ 700nm의 장파장을 갖는 적색광은 반사시키하고, 400 ~ 500nm의 단파장을 갖는 청색광은 투과시키도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 청색의 제1 광은 제2 이색 미러(233)를 투과하여 제1 이색 미러(232) 측으로 제공되고, 적색의 제2 광은 제2 이색 미러(233)에 반사되어 다시 투과/반사부(231) 측으로 제공될 수 있다.
제3 λ/4 파장판(134)은 투과/반사부(231)와 상기 제2 이색 미러(233) 사이에 배치되고, 제1 광 및 제2 광이 제1 이색 미러(232) 및 제2 이색 미러(233)를 향할 때와 제1 이색 미러(232) 및 제2 이색 미러(233)에서 투과/반사부(231)로 향할 때 각각 45°씩 위상 변환시켜, 제1 광 및 제2 광을 투과/반사부(231)를 투과하는 제3 편광 및 제4 편광으로 제공할 수 있다.
촬영부(140)는 투패스 제너레이터(130)로부터 출력된 제1 파장대 광과 제2 파장대 광을 수광하여 제1 면(11)과 제2 면(12)의 이미지를 동시에 획득할 수 있다. 즉, 제1 면(11)에서 반사된 제1 패스의 광과 제2 면(12)에서 반사된 제2 패스의 광이 제1 면(11)과 제2 면(12)의 높이 차이에도 불구하고, 투패스 제너레이터(130)에 의해 실질적으로 동일한 워킹 디스턴스를 갖는 제1 패스의 제1 파장대 광과 제2 패스의 제2 파장대 광이 되므로, 촬영부(140)는 실질적으로 동일한 워킹 디스턴스를 갖는 제1 광과 제2 광을 거의 동시에 수광하여 제1 면(11)의 이미지와 제2 면(12)의 이미지를 동시에 획득하는 것이 가능해질 수 있다.
촬영부(140)는 CCD 카메라, CMOS 카메라 등의 컬러 카메라로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 촬영부(140)를 통해 적색의 제1 광 및 청색의 제2 광을 수광하여 각각의 색 이미지를 획득할 수 있게 되므로, 동일한 색상의 광을 사용하였을 때에 비하여 제1 광과 제2 광 사이의 간섭이 줄어들고 광원들의 색 분리가 가능해져 고해상도의 이미지를 획득할 수 있게 된다.
한편, 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치(100)는 필터부(161)와, 제1 튜브렌즈(162)와, 제2 튜브렌즈(163)와, 안내미러(164)와, 빔 스플리터(165), 및 반사 미러(166)를 더 포함할 수 있다.
필터부(161)는 제1 광의 경로와 제2 광의 경로를 일치시키기 위한 것으로서, 다이크로익 미러(dichroic mirror) 또는 투과와 반사 비율이 1:1인 빔 스플리터(beam splitter)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터부(161)는 제1 광의 경로와 제2 광의 경로 사이에 설치되어, 제1 광은 90°로 반사시키고 제2 광은 투과시킴으로써 제1 광의 경로와 제2 광의 경로를 일치시킬 수 있다. 즉, 필터부(161)는 각기 다른 방향으로 출력되는 제1 광과 제2 광을 수신하여 광 투과성 기재(10)가 위치한 방향으로 경로를 안내할 수 있다.
제1 튜브렌즈(162)는 제1 조명부(110)와 필터부(161) 사이에 구비되어 제1 조명부(110)에서 출력되는 제1 광이 퍼지지 않고 필터부(161) 측으로 초점이 잘 맺히도록 안내할 수 있다.
제2 튜브렌즈(163)는 제2 조명부(120)와 필터부(161) 사이에 구비되어 제2 조명부(120)에서 출력되는 제2 광이 퍼지지 않고 필터부(161) 측으로 초점이 잘 맺히도록 안내할 수 있다.
안내미러(164)는 필터부(161)의 하부에 배치되어 제1 광의 경로와 제2 광의 경로를 수직 방향으로 안내할 수 있다. 예를 들어, 안내미러(164)는 필터부(161)를 통해 하측 방향으로 출력되는 제1 광과 제2 광의 경로를 90°로 반사시켜 안내미러(164)의 일측에 위치한 빔 스플리터(165) 측으로 안내할 수 있다.
빔 스플리터(165)는 안내미러(164)와 광 투과성 기재(10) 사이에 배치되어 안내미러(164)에서 반사된 제1 광의 경로와 제2 광의 경로를 광 투과성 기재(10)가 위치한 방향으로 굴절시킨 후, 광 투과성 기재(10)로부터 반사된 제1 패스의 제1 광과 제2 패스의 제2 광을 투패스 제너레이터(130) 측으로 전달할 수 있다. 여기서, 빔 스플리터(165)는 투과와 반사 비율이 1:1로 이루어질 수 있다.
반사 미러(166)는 투패스 제너레이터(130)와 촬영부(140) 사이에 배치되어 투패스 제너레이터(130)로부터 반사된 제1 광 및 제2 광의 경로를 촬영부(140) 측으로 안내할 수 있다.
전술한 바와 같이, 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치(100)는 광학계의 이동 없이 높이 차이를 갖는 광 투과성 기재(10)의 서로 반대되는 면인 제1 면(11)과 제2 면(12)의 이미지를 동시에 획득하여, 측정 시간이 단축되고 정확도가 향상되는 이점이 있다.
또한, 서로 다른 색상을 갖는 제1 광과 제2 광을 이용하여 광 투과성 기재(10)의 제1 면(11)과 제2 면(12)을 각각 측정함으로써, 동일한 색상의 광을 사용하였을 때에 비하여 고해상도의 미지지를 획득할 수 있게 된다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
110: 제1 조명부
120: 제2 조명부
130: 투패스 제너럴이러
131: 투과/반사부
132: 제1 이색 미러
133: 제2 이색 미러
134: 제1 λ/4 파장판
135: 제2 λ/4 파장판
140: 촬영부
150: 대물 렌즈
161: 필터부
162: 제1 튜브렌즈
163: 제2 튜브렌즈
164: 안내미러
165: 빔 스플리터
166: 반사 미러
120: 제2 조명부
130: 투패스 제너럴이러
131: 투과/반사부
132: 제1 이색 미러
133: 제2 이색 미러
134: 제1 λ/4 파장판
135: 제2 λ/4 파장판
140: 촬영부
150: 대물 렌즈
161: 필터부
162: 제1 튜브렌즈
163: 제2 튜브렌즈
164: 안내미러
165: 빔 스플리터
166: 반사 미러
Claims (12)
- 상측 제1 면 및 하측 제2 면을 포함하는 광 투과성 기재의 상기 제1 면 및 제2 면의 이미지를 동시에 획득하는 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치에 있어서,
상기 제1 면에 도달하도록 상기 기재에 기설정된 색상을 갖는 제1 광을 출력하는 제1 조명부;
상기 제2 면에 도달하도록 상기 기재에 상기 제1 광과 다른 색상을 갖는 제2 광을 출력하는 제2 조명부;
상기 제1 면에서 반사된 제1 패스(path)의 제1 광과 상기 제2 면에서 반사된 제2 패스의 제2 광의 워킹 디스턴스가 같아지도록 출력하는 투패스 제너레이터; 및
상기 투패스 제너레이터로부터 출력된 제1 파장대 광과 상기 제2 파장대 광을 수광하여 상기 제1 면과 상기 제2 면의 이미지를 동시에 획득하는 촬영부;
를 포함하는 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 광은 적색(Red)광과 청색(Blue)광 중 선택된 하나를 포함하고, 상기 제2 광은 나머지 색상의 광을 포함하는 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 조명부와 상기 제2 조명부는 서로 수직되는 방향에 배치되어 상기 제1 광의 경로와 상기 제2 광의 경로는 서로 수직이 되며,
상기 제1 광의 경로와 상기 제2 광의 경로 사이에 설치되어, 상기 제1 광은 90°로 반사시키고 상기 제2 광은 투과시킴으로써 상기 제1 광의 경로와 상기 제2 광의 경로를 일치시키는 필터부를 더 포함하는 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 필터부는 다이크로익 미러(dichroic mirror) 또는 빔 스플리터(beam splitter)를 포함하는 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 제1 조명부와 상기 필터부 사이에는 제1 튜브렌즈가 구비되고, 상기 제2 조명부와 상기 필터부 사이에는 제2 튜브렌즈가 구비되는 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 필터부의 하부에 배치되어 상기 제1 광의 경로와 상기 제2 광의 경로를 수직 방향으로 안내하는 안내미러와,
상기 안내미러와 상기 광 투과성 기재 사이에 배치되어 상기 안내미러에서 반사된 상기 제1 광의 경로와 상기 제2 광의 경로를 상기 광 투과성 기재가 위치한 방향으로 굴절시킨 후, 상기 광 투과성 기재로부터 반사된 상기 제1 패스의 제1 광과 상기 제2 패스의 제2 광을 상기 투패스 제너레이터 측으로 전달하는 빔 스플리터를 더 포함하는 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 투패스 제너레이터는,
상기 제1 면에서 반사된 제1 패스의 제1 광을 투과시키고 상기 제2 면에서 반사된 제2 패스의 제2 광을 반사시키는 투과/반사부와,
상기 투과/반사부의 상부에 이격 배치되고, 상기 투과/반사부를 투과한 상기 제1 광을 다시 상기 투과/반사부를 향해 반사시키는 제1 이색 미러와,
상기 제1 이색 미러와 수직되는 방향에 배치되고, 상기 투과/반사부에서 반사된 상기 제2 광을 다시 상기 투과/반사부를 향해 반사시키는 제2 이색 미러를 포함하는 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 투패스 제너레이터는,
상기 제1 면에서 반사된 제1 패스의 제1 광 및 상기 제2 면에서 반사된 제2 패스의 제2 광을 투과시키는 투과/반사부와,
상기 투과/반사부의 상부에 이격 배치되고, 상기 투과/반사부를 투과한 제1 광을 다시 상기 투과/반사부를 향해 반사시키는 제1 이색 미러와,
상기 투과/반사부와 상기 제1 이색 미러 사이에 배치되고, 상기 투과/반사부를 투과한 제2 광을 다시 상기 투과/반사부를 향해 반사시키는 제2 이색 미러를 포함하는 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치.
- 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 투과/반사부는 빔 스플리터 또는 편광판을 포함하는 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 투패스 제너레이터는,
상기 투과/반사부와 상기 제1 이색 미러 사이에 배치되고, 상기 제1 광이 상기 투과/반사부에서 상기 제1 이색 미러를 향할 때와 상기 제1 이색 미러에서 상기 투과/반사부로 향할 때 각각 45°씩 위상 변환시켜, 상기 제1 광을 상기 투과/반사부를 투과하는 제1 편광으로 제공하는 제1 λ/4 파장판과,
상기 투과/반사부와 상기 제2 이색 미러 사이에 배치되고, 상기 제2 광이 상기 투과/반사부에서 상기 제2 이색 미러를 향할 때와 상기 제2 이색 미러에서 상기 투과/반사부로 향할 때 각각 45°씩 위상 변환시켜, 상기 제1 광을 상기 투과/반사부에 반사되는 제2 편광으로 제공하는 제2 λ/4 파장판을 더 포함하는 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 투패스 제너레이터는,
상기 투과/반사부와 상기 제2 이색 미러 사이에 배치되고, 상기 제1 광 및 상기 제2 광이 상기 제1 이색 미러 및 상기 제2 이색 미러를 향할 때와 상기 제1 이색 미러 및 상기 제2 이색 미러에서 상기 투과/반사부로 향할 때 각각 45°씩 위상 변환시켜, 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 상기 투과/반사부를 투과하는 제3 편광 및 제4 편광으로 제공하는 제3 λ/4 파장판을 더 포함하는 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 투패스 제너레이터와 상기 촬영부 사이에는 상기 투패스 제너레이터로부터 반사된 제1 광 및 제2 광의 경로를 상기 촬영부 측으로 안내하기 위한 반사 미러가 구비되는 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020220136511A KR20240056200A (ko) | 2022-10-21 | 2022-10-21 | 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020220136511A KR20240056200A (ko) | 2022-10-21 | 2022-10-21 | 높이가 다른 면들의 동시 이미지 획득 장치 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110087069A (ko) | 2010-01-25 | 2011-08-02 | 주식회사 엘지실트론 | 웨이퍼의 양면 동시 검사가 가능한 웨이퍼 표면 검사 장치 |
-
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- 2022-10-21 KR KR1020220136511A patent/KR20240056200A/ko unknown
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|---|---|---|---|---|
| KR20110087069A (ko) | 2010-01-25 | 2011-08-02 | 주식회사 엘지실트론 | 웨이퍼의 양면 동시 검사가 가능한 웨이퍼 표면 검사 장치 |
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