반도체와 디스플레이 소재부품을 3차원(D)으로 검사해 불량을 신속하게 파악할 수 있는 장비가 개발됐다.
에스디옵틱스(SD OPTICS)는 실시간으로 3D 검사를 수행하는 '3D 라인 스캐너'를 출시했다. 스캐너는 에스디옵틱스가 독자 개발해 독일 자이스 전자 현미경에 공급한 '초고속 가변초점 소자(MALS)' 기술을 활용했다. 높낮이(단차)가 있는 피사체를 빠르게 검사하고 고화질 3D 이미지를 획득할 수 있다.
일반적인 3D 스캐너는 면적(에어리어) 검사와 라인 검사 방식으로 구분된다. 협소한 부분을 세밀히 살필 때는 면적 검사로, 반도체 칩이나 디스플레이 패널 등의 검사는 라인 검사를 한다. 라인 검사는 검사 선을 움직여 전체 대상을 훑는 방식으로, 복사기가 빛으로 된 선을 이동하며 스캔하는 것과 유사하다.
라인 검사는 2차원(2D) 이미지를 얻는 건 쉽지만 3D 이미지 획득은 기술 난도가 높다. 피사체 높낮이가 달라 스캐너 카메라 렌즈 초점을 재조정해야 하기 때문이다. 검사 선이 이동할 때마다 초점을 새로 맞춰야 한다. 일부 자동 초점으로 스캔할 수 있는 3D 라인스캐너가 있지만 렌즈를 움직이는데 액츄에이터나 모터를 사용하기 때문에 시간이 오래 걸리고 이미지가 선명하지 않다. 이마저도 해외 제품에 의존하고 있다.
에스디옵틱스는 초고속 가변초점 소자로 이 문제를 해결했다. 소자는 일종의 디지털 렌즈다. 초소형 정밀기계기술(MEMS)로 만들어져 1㎝보다 작지만 내부에는 8000여개 초미세 거울이 들어있다. 전압을 통해 초미세 거울을 움직이고 빛의 각도를 제어해 실시간으로 초점을 맞춘다. 인간 눈의 수정체가 모양을 달리하며 초점을 맞추는 것과 비슷하다. 이 기술을 확보한 건 에스디옵틱스가 유일하다.
초고속 가변초점 소자를 이용하면 3D 라인 스캐너의 검사 선이 이동할 때 피사체 높낮이에 맞춰 자동으로 초점을 맞출 수 있다. 검사 선 이동 속도에 맞춰 실시간으로 3D 이미지를 얻는 것이다. 에스디옵틱스가 자체 개발한 3D 검사 소프트웨어를 활용, 피사체 높이 등 각종 데이터도 수치화할 수 있다.
에스디옵틱스는 3D 라인 스캐너 공급을 앞두고 있다. 현재 반도체, 디스플레이, 인쇄회로기판(PCB) 검사 라인에 적용하기 위해 고객사와 논의 중이다.
서청수 에스디옵틱스 대표는 “반도체 웨이퍼나 디스플레이 패널 등을 검사하는 속도가 매우 빨라 샘플뿐 아니라 전수 검사까지도 가능하다”며 “3D 라인 스캐너뿐 아니라 최근 개발 완료한 2D 현미경을 3D 현미경으로 바꾸는 전자식 광학 모듈 등 초고속 가변초점 소자를 활용한 제품 포트폴리오를 다변화할 계획”이라고 밝혔다.
권동준기자 djkwon@etnews.com
