코드 디스크 대표 결함 도감: 핀홀, 스크래치, 잔류 크롬, 단선

코드 디스크를 현미경으로 보면 가끔 검은 선 위의 밝은 점, 밝은 슬릿 안의 검은 점, 가늘고 긴 밝은 자국, 끊어진 눈금선이 보입니다. 이 글은 핀홀, 스크래치, 잔류 크롬, 단선의 네 가지 대표 결함에 대해 생김새, 원인, 신호에 미치는 영향을 하나씩 소개하고, 판정할 때 어떤 관점을 봐야 하는지 설명합니다.

글래스 코드 디스크를 현미경 아래에 놓으면 대부분은 가지런한 흑백 줄무늬입니다. 그런데 가끔 ‘다른’ 곳이 몇 군데 보입니다. 검은 선 안에 밝은 점이 있거나, 밝은 슬릿 안에 검은 점이 있거나, 가늘고 긴 밝은 자국이 여러 선을 비스듬히 가로지르거나, 어떤 선이 한 토막 끊어져 있는 경우입니다.

이것들은 모두 코드 디스크의 대표적인 결함입니다. 생기는 원인이 다르고, 신호에 미치는 영향도 다릅니다(그림 1 참조).

먼저 ‘검어야 할 곳’과 ‘밝아야 할 곳’을 구분한다

투과형 글래스 코드 디스크를 예로 들면, 크롬 선은 빛을 막아 검고 유리 슬릿은 빛을 통과시켜 밝습니다. 모든 결함은 대체로 두 종류로 나뉩니다.

• 검어야 할 곳이 밝아짐: 크롬이 일부 없어진 경우로, 핀홀, 크롬 위의 스크래치, 단선 등입니다. 빛이 새어 신호의 골(최저점)이 올라갑니다.
• 밝아야 할 곳이 검어짐: 슬릿에 무언가가 더 있는 경우로, 잔류 크롬, 파티클, 오염 등입니다. 빛이 가려져 신호의 피크가 낮아집니다.

반사형 메탈 코드 디스크도 원리는 같으며, ‘밝은 곳’이 반사 영역으로, ‘검은 곳’이 비반사 영역으로 바뀔 뿐입니다.

핀홀과 단선: 크롬이 일부 없어짐

핀홀은 크롬층에 생긴 작은 구멍입니다. 흔한 원인은 세 가지입니다. 성막 전에 기판 위에 파티클이 있었다가 성막 후 떨어져 나가 크롬이 입혀지지 않은 점이 남는 경우, 포토레지스트 속 기포나 파티클을 통해 에칭액이 스며들어 남겨야 할 크롬을 녹이는 경우, 포토마스크 자체의 결함이 모든 디스크에 복제되어 디스크마다 같은 위치에 나타나는 경우입니다.

단선은 눈금선 하나가 가로로 잘린 것으로, 비교적 큰 파티클, 선을 가로지르는 스크래치, 무리 지은 핀홀 때문에 생기는 경우가 많습니다. 없어진 크롬이 가장 많아서 검출 창이 지나갈 때 골이 가장 뚜렷하게 올라갑니다.

스크래치: 대부분 접촉에서 생긴다

스크래치는 대부분 운반, 겹쳐 쌓기, 집게로 집기, 파티클이 묻은 천으로 닦기에서 생깁니다. 크롬 위에 긁히면 크롬이 벗겨져 밝은 선이 드러나며, 흔히 여러 눈금선을 비스듬히 가로지릅니다. 유리면에 긁히면 긁힌 자국이 빛을 산란시켜 사광 조명 아래에서 특히 잘 보입니다. 출하 후 조립 과정에서도 스크래치가 생길 수 있으므로 디스크를 다루는 방법에도 신경을 써야 합니다.

잔류 크롬: 슬릿에 크롬이 남음

잔류 크롬은 에칭으로 없어져야 할 크롬이 깨끗이 제거되지 않은 것으로, 슬릿 안의 크롬 점이나 눈금선 에지의 돌기로 나타납니다. 흔히 쓰는 포지티브형 포토레지스트를 예로 들면, 투과 슬릿 부분의 레지스트는 먼저 노광과 현상으로 제거되고 그 아래의 크롬이 에칭으로 제거됩니다. 노광할 때 파티클이 빛을 가리거나 현상·에칭이 충분하지 않으면 크롬이 남습니다. 잔류 크롬이 심하면 이웃한 두 선이 이어지는데, 이를 ‘선 연결’ 또는 ‘브리지’라고 합니다.

판정은 세 가지를 본다: 크기, 위치, 개수

크기는 선폭과 함께 본다. 판독 반경 20 mm, 2500라인일 때 선폭은 약 25 μm입니다. 반경 5 mm, 5000라인일 때는 피치가 6.3 μm에 불과하고 선폭은 약 3 μm입니다. 같은 5 μm 핀홀이라도 전자의 선에서는 작은 점일 뿐이지만, 후자에서는 이미 선폭을 넘습니다.

위치가 엄격도를 정한다. 인크리멘탈 트랙의 검출 창은 한 번에 많은 선을 덮으므로 작은 결함 하나는 평균화됩니다. 원점 트랙과 앱솔루트 트랙은 검출 창이 작고 관여하는 선이 적어 같은 크기의 결함이라도 영향이 더 크며, 앱솔루트 트랙에서는 어떤 비트를 잘못 읽게 만들 수도 있습니다. 트랙 바깥, 내경 가까이의 접착 영역은 요구를 완화해도 됩니다.

개수와 분포도 본다. 드문드문 있는 작은 핀홀 하나와 빽빽하게 모인 핀홀 무리는 의미가 전혀 다릅니다.

구체적으로 얼마나 큰 것을 몇 개까지 허용할지는 도면이나 결함 규격에서 양측이 합의하고 한도 견본을 함께 갖춰야 합니다. 또한 어느 정도 배율, 어떤 조명을 쓰는지 같은 검사 조건도 명시해야 합니다. 같은 결함이라도 배율과 조명을 바꾸면 전혀 다르게 보일 수 있습니다.

정리

핀홀, 단선, 크롬 위의 스크래치는 ‘크롬이 부족한’ 결함으로 신호의 골이 올라갑니다. 잔류 크롬은 ‘크롬이 많은’ 결함으로 신호의 피크가 낮아집니다. 판정할 때는 결함 크기를 선폭과 함께 보고, 기능 영역과 비기능 영역을 나누어 보며, 검사 조건을 미리 합의해 두어야 양측의 결론이 일치합니다.

중국어 원문 기사 번역 (0032). ENC7 코드 디스크 제조사 (문의) · 기술 자료 · https://enc7.com

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