JP2021124505A - 光学検査装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示パネルの検査に用いることができる光学検査装置を提供する。
【解決手段】光学検査装置は、不連続的な複数の透過帯域を有する第１フィルタ１６、前記第１フィルタ１６から出射された第１光Ｌ１を反射して検査対象１００に伝達する第１ビームスプリッタ２２、前記第１光Ｌ１が前記検査対象１００により反射されて生成された第２光Ｌ２を第１分割光及び第２分割光Ｌ２ｂに分割する第２ビームスプリッタ２４、前記第１分割光Ｌ２ａが入射され、前記第１フィルタ１６と異なる透過帯域を有する第２フィルタ、前記第２フィルタ２６から出射された第３光Ｌ３から蛍光イメージを生成する蛍光顕微鏡３０、及び前記第２分割光Ｌ２ｂからイメージを生成する第１撮像モジュール４０を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は光学検査装置に関し、より詳しくは、本発明は表示パネルの検査に用いることができる光学検査装置に関する。
表示装置は、画素アレイを含む表示パネルを含む。前記表示装置の品質管理のために、前記表示パネルを形成した後、検査工程が遂行される。
例えば、前記表示パネルの不良画素などを検出するために、撮像モジュールを用いた自動光学検査（auto optical inspection）が遂行される。このような光学検査の信頼性を高めるために、または欠陥の原因を探すために、欠陥に対してより多い情報が必要である。
韓国登録特許第１０−１６５２３５６号公報 韓国登録特許第１０−１７４５７９７号公報 韓国登録特許第１０−１５４１６１０号公報 韓国登録特許第１０−０９６４２５１号公報 韓国登録特許第１０−１５５８２３２号公報 特許第６３５１７６５号公報 韓国公開特許第１０−２０１５−００７２２７５号公報 韓国公開特許第１０−２０１８−００５６８８４号公報 韓国登録特許第１０−１０８０３８２号公報 韓国登録特許第１０−０８４３４６８号公報 韓国登録特許第１０−１８９８２２０号公報 韓国登録特許第１０−１８９９７１１号公報 韓国登録特許第１０−０６０４３５７号公報
本発明の目的は、検査の正確性と信頼性を改善することができ、検査速度を増加させることができる光学検査装置を提供することにある。
しかしながら、本発明は前述した目的により限定されるのではなく、本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲で多様に拡張できる。
前述した本発明の目的を達成するために、本発明の例示的な実施形態に従う光学検査装置は、不連続的な複数の透過帯域を有する第１フィルタ、前記第１フィルタから出射された第１光を反射して検査対象に伝達する第１ビームスプリッタ、前記第１光が前記検査対象により反射されて生成された第２光を第１分割光及び第２分割光に分割する第２ビームスプリッタ、前記第１分割光が入射され、前記第１フィルタと異なる透過帯域を有する第２フィルタ、前記第２フィルタから出射された第３光から蛍光イメージを生成する蛍光顕微鏡、及び前記第２分割光からイメージを生成する第１撮像モジュールを含む。
一実施形態によれば、前記第１フィルタの透過帯域は、紫外線領域、青色領域、緑色領域、及び赤色領域を含む。
一実施形態によれば、前記第２フィルタの透過帯域は、前記第１光の励起により発生した蛍光成分に対応する波長範囲を有する。
一実施形態によれば、前記第２フィルタの透過帯域は、青色蛍光領域、緑色蛍光領域、赤色蛍光領域、及び赤外線蛍光領域を含む。
一実施形態によれば、前記第１フィルタの透過帯域は、青色領域、緑色領域、及び赤色領域を含む。
一実施形態によれば、前記光学検査装置は、前記第２分割光を第３分割光及び第４分割光に分割する第３ビームスプリッタ、前記第４分割光を分割する多重ビームスプリッタ、及び前記多重ビームスプリッタにより空間的に分割され、互いに異なる波長を有する複数の波長分割光からイメージを生成する波長分割撮像モジュールをさらに含む。
一実施形態によれば、前記第１撮像モジュールは前記第３分割光からイメージを生成する。
一実施形態によれば、前記波長分割光は赤色光、緑色光、及び青色光を含む。
一実施形態によれば、前記波長分割光は赤色光、緑色光、青色光、及び紫外線を含む。
一実施形態によれば、前記波長分割光から得られたイメージから検査対象の垂直方向情報を得る。
一実施形態によれば、前記光学検査装置は、前記第１撮像モジュールから得られた２次元イメージに基づいて第１欠陥を検出し、前記波長分割撮像モジュールから得られた前記第１欠陥の垂直方向情報に基づいて第２欠陥を検出する。
一実施形態によれば、前記第１フィルタに入射される入力光の焦点長さを調節する波面変形素子をさらに含む。
一実施形態によれば、前記波面変形素子は可変ミラーを含む。
一実施形態によれば、前記波面変形素子により互いに異なる焦点長さを有する複数の第１光が生成される。前記光学検査装置は、前記第１光が反射されて生成された複数の第２光から得られたスルーフォーカスイメージから検査対象の垂直方向情報を得る。
一実施形態によれば、前記第１撮像モジュールと前記第２ビームスプリッタとの間に配置され、前記第２分割光をフィルタリングする第３フィルタをさらに含む。
一実施形態によれば、前記第３フィルタは前記第２フィルタの透過帯域に対応する光を遮断する。
一実施形態によれば、前記第１撮像モジュールから得られた２次元イメージに基づいて欠陥を検出し、前記蛍光顕微鏡から得られた蛍光イメージに基づいて前記欠陥の素材または原因を識別または区分する。
一実施形態によれば、前記光学検査装置は、前記第１フィルタに初期光を提供する光源及び前記初期光を集光する光源レンズをさらに含む。
一実施形態によれば、前記光学検査装置は、前記第１ビームスプリッタと前記検査対象との間に配置される対物レンズをさらに含む。
一実施形態によれば、前記検査対象は有機発光表示パネルである。
本発明の例示的な実施形態によれば、光学検査装置は検査対象からグレーレベルに基づいた二次元イメージと蛍光イメージを得る。欠陥が検出できるだけでなく、前記欠陥の素材または原因を識別または区分することができる。したがって、有効欠陥を検出するための検出信頼性を改善することができ、欠陥の発生を防止するためのソリューションを得るための情報を提供することができる。
また、前記二次元イメージと前記蛍光イメージは実質的に同時に得ることができる。したがって、検査時間を短縮させることができる。
また、光学検査装置は検査対象の垂直方向情報を提供することができる。したがって、有効欠陥を検出するための検出信頼性をより改善することができる。
本発明の一実施形態に従う光学検査装置の構成を図示した模式図である。 本発明の一実施形態に従う光学検査装置における第１フィルタ透過帯域スペクトルを図示したグラフである。 本発明の一実施形態に従う光学検査装置における第２フィルタの透過帯域スペクトルを図示したグラフである。 本発明の一実施形態に従う光学検査装置における第３フィルタの透過帯域スペクトルを図示したグラフである。 本発明の一実施形態に従う光学検査方法における欠陥検出過程を説明するための図である。 欠陥を含む有機発光表示パネルを図示した断面図である。 本発明の一実施形態に従う光学検査装置の構成を図示した模式図である。 本発明の一実施形態に従う光学検査装置における波長に従う焦点長さ差の発生を説明するための模式図である。 本発明の実施形態に従う光学検査装置の構成を図示した模式図である。 本発明の実施形態に従う光学検査装置の構成を図示した模式図である。 本発明の実施形態に従う光学検査装置の構成を図示した模式図である。 本発明の実施形態に従う光学検査装置の構成を図示した模式図である。 本発明の実施形態に従う光学検査装置の構成を図示した模式図である。
以下、添付した図面を参照して、本発明の例示的な実施形態に従う光学検査装置に対して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に従う光学検査装置の構成を図示した模式図である。図２ａは、本発明の一実施形態に従う光学検査装置における第１フィルタ透過帯域スペクトルを図示したグラフである。図２ｂは、本発明の一実施形態に従う光学検査装置における第２フィルタの透過帯域スペクトルを図示したグラフである。図２ｃは、本発明の一実施形態に従う光学検査装置における第３フィルタの透過帯域スペクトルを図示したグラフである。図３は、本発明の一実施形態に従う光学検査方法における欠陥検出過程を説明するための図である。図４は、欠陥を含む有機発光表示パネルを図示した断面図である。
図１を参照すると、一実施形態に従う光学検査装置は、光源１２、第１ビームスプリッタ２２、第２ビームスプリッタ２４、蛍光顕微鏡３０、及び撮像モジュール４０を含む。
前記光源１２と前記第１ビームスプリッタ２２との間には光源レンズ１４及び第１フィルタ１６が配置される。
前記光源１２は光を生成する。例えば、前記光源１２から放出される初期光ＬＩは紫外線及び可視光を含むことができる。
前記光源レンズ１４は前記光源１２から放出される初期光ＬＩを集光または改質することができる。例えば、前記光源レンズ１４は前記光源１２と前記第１フィルタ１６との間に配置できる。しかしながら、本発明の実施形態はこれに限定されず、例えば、前記光源レンズ１４は前記第１フィルタ１６と前記第１ビームスプリッタ２２との間に配置されることもできる。
前記第１フィルタ１６は前記初期光ＬＩをフィルタリングする。例えば、前記第１フィルタ１６は特定透過帯域を有するバンドパスフィルタ（band-pass filter）であり得る。前記第１フィルタ１６は不連続的な複数の透過帯域を有することができる。
例えば、前記第１フィルタ１６は図２ａに図示したように、紫外線領域（ＵＶ）、青色領域（Ｂ）、緑色領域（Ｇ）、及び赤色領域（Ｒ）に対応する透過帯域を有することができる。前記第１フィルタ１６の透過帯域は入力光透過帯域と称してもよい。
したがって、前記第１フィルタ１６から出力された第１光Ｌ１は、前記透過帯域に対応する波長範囲を有することができる。例えば、前記第１光Ｌ１は、３７０ｎｍ乃至４１０ｎｍ、４６０ｎｍ乃至４９０ｎｍ、５４０ｎｍ乃至５７０ｎｍ、及び６２０ｎｍ乃至６５０ｎｍの波長範囲を有することができる。前記第１光Ｌ１は入力光と称してもよい。
前記第１フィルタ１６から出力された第１光Ｌ１は前記第１ビームスプリッタ２２に入射することができる。前記第１ビームスプリッタ２２は前記第１光Ｌ１を検査対象１００に伝達する。前記第１ビームスプリッタ２２と前記検査対象１００との間には対物レンズなどの光学部材が追加的に配置されてもよい。
一実施形態によれば、前記検査対象１００は画素アレイを含む表示パネルであり得る。例えば、前記表示パネルは有機発光ダイオードを含む表示パネルであり得る。しかしながら、本発明の実施形態はこれに限定されず、前記検査対象１００は、液晶表示パネルのアレイ基板、メモリセル基板、プロセッサ、集積回路基板など、多様な電子装置を含むことができる。
前記検査対象１００に入射した第１光Ｌ１が反射された第２光Ｌ２は前記第１ビームスプリッタ２２に入射する。前記第１ビームスプリッタ２２はハーフミラー（half mirror）の役割をすることができる。前記第１ビームスプリッタ２２を透過した前記第２光Ｌ２は前記第２ビームスプリッタ２４に入射する。前記第２光Ｌ２は反射光と称してもよい。
前記第２ビームスプリッタ２４は前記第２光Ｌ２を分割して、第１分割光Ｌ２ａ及び第２分割光Ｌ２ｂを生成する。
前記第２ビームスプリッタ２４と前記蛍光顕微鏡３０との間には第２フィルタ２６が配置できる。前記第２フィルタ２６は蛍光フィルタであり得る。前記第２フィルタ２６は前記第１フィルタ１６の透過帯域と異なる透過帯域を有する。例えば、前記第２フィルタ２６は実質的に不連続的な複数の透過帯域を有することができ、各透過帯域は前記第１光Ｌ１が励起されて発生する蛍光帯域に対応できる。したがって、前記第２フィルタ２６の透過帯域は、前記第１フィルタ１６の透過帯域からシフト（shift）された波長範囲を有することができる。
例えば、図２ｂに図示したように、前記第２フィルタ２６は青色蛍光領域（Ｂｆ）、緑色蛍光領域（Ｇｆ）、赤色蛍光領域（Ｒｆ）、及び赤外線蛍光領域（ＩＲｆ）に対応する透過帯域を有することができる。前記第２フィルタ２６の透過帯域は蛍光透過帯域と称してもよい。
例えば、前記青色蛍光領域（Ｂｆ）の透過帯域は、前記第１光Ｌ１の紫外線領域（ＵＶ）により発生した蛍光成分を透過することができ、前記緑色蛍光領域（Ｇｆ）の透過帯域は、前記第１光Ｌ１の青色領域（Ｂ）により発生した蛍光成分を透過することができ、前記赤色蛍光領域（Ｒｆ）の透過帯域は、前記第１光Ｌ１の緑色領域（Ｇ）により発生した蛍光成分を透過することができ、前記赤外線蛍光領域（ＩＲｆ）の透過帯域は、前記第１光Ｌ１の赤色領域（Ｒ）により発生した蛍光成分を透過することができる。
したがって、前記第２フィルタ２６によりフィルタリングされた第３光Ｌ３は、前記蛍光透過帯域に対応する波長範囲を有する蛍光成分を含むことができる。
前記蛍光顕微鏡３０は、前記第３光Ｌ３から蛍光イメージを得ることができる。例えば、前記青色蛍光領域（Ｂｆ）に対応する第１蛍光イメージを得ることができ、前記緑色蛍光領域（Ｇｆ）に対応になる第２蛍光イメージを得ることができ、前記赤色蛍光領域（Ｒｆ）に対応する第３蛍光イメージを得ることができ、前記赤外線蛍光領域（ＩＲｆ）に対応する第４蛍光イメージを得ることができる。
前記第２ビームスプリッタ２４と前記撮像モジュール４０との間には第３フィルタ２７が配置できる。前記第３フィルタ２７は、実質的に不連続的な複数の透過帯域を有することができる。例えば、前記第３フィルタ２７は、前記第２フィルタ２６の蛍光透過帯域に対応する波長範囲の光を遮断することができる。
例えば、前記第３フィルタ２７は図２ｃに図示したように、紫外線領域（ＵＶ）、青色領域（Ｂ）、緑色領域（Ｇ）、及び赤色領域（Ｒ）に対応する透過帯域を有することができ、各透過帯域の範囲は前記第１フィルタ１６の透過帯域の範囲と実質的に同一または類似することができる。
したがって、前記第３フィルタ２７によりフィルタリングされた第４光Ｌ４は、前記前記第１光Ｌ１と類似の波長範囲を有することができる。
前記撮像モジュール４０は、前記第４光Ｌ４からイメージを得ることができる。
一実施形態によれば、前記撮像モジュール４０は電荷結合素子（ＣＣＤ）センサを用いたカメラを含むことができる。例えば、前記撮像モジュール４０はラインスキャンカメラ、時間遅延統合（time delayed integration）カメラなどを含むことができる。例えば、前記時間遅延統合カメラは、多数のライン形態のピクセルを含む。前記時間遅延統合カメラは所定時間間隔で検査対象１００を多数枚撮影し、各撮影を通じて獲得したイメージを重畳することによって、鮮明な１つのイメージを得ることができる。
例えば、前記検査対象１００は有機発光表示パネルであり得、前記撮像ユニットは表示領域（ＤＡ）に配置される各画素（ＰＸ）であり得る。図３を参照すると、前記検査対象画素（ＰＸ）のアナログ（analog）イメージは、輝度のグレーレベル（gray level）に基づいてデジタル（digital）イメージに変換されることができ、レファレンス（reference）領域（Ｒｅｆ）のイメージと比較してその差が定まった条件に対応する場合、欠陥と判断することができる。これによって、欠陥に対する自動光学検査が遂行できる。
一実施形態に従う光学検査装置は、前記検査対象のイメージを分析して欠陥を判断するための分析部をさらに含むことができる。例えば、前記分析部は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、スーパーコンピュータなどの分析プロセッサを備えた分析装置を含むか、または前記分析装置と連結できる。
一実施形態によれば、前記検査対象１００は、有機発光表示パネルであり得る。図４を参照すると、前記有機発光表示パネルはベース基板１１０上に配置された駆動素子ＴＲを含む。前記駆動素子ＴＲは発光素子に電気的に連結できる。前記発光素子は有機発光ダイオードであり得る。
例えば、前記有機発光ダイオードは、第１電極ＥＬ１、第２電極ＥＬ２、及び前記第１電極ＥＬ１と前記第２電極ＥＬ２との間に配置された有機発光層ＯＬを含むことができる。
例えば、前記ベース基板１１０は、ガラス、クォーツ（quartz）、サファイア（sapphire）、高分子物質などを含むことができる。
一実施形態によれば、前記駆動素子ＴＲは薄膜トランジスタを含む。例えば、各駆動素子ＴＲは複数の薄膜トランジスタを含むことができる
例えば、前記薄膜トランジスタのチャンネル層（channel layer）は、非晶質シリコン、多結晶シリコン、または金属酸化物半導体を含むことができる。前記金属酸化物半導体は、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）、チタニウム（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）などを含有する二成分系化合物（ＡＢｘ）、三成分系化合物（ＡＢｘＣｙ）、四成分系化合物（ＡＢｘＣｙＤｚ）などを含むことができる。例えば、前記金属酸化物半導体は、亜鉛酸化物（ＺｎＯｘ）、ガリウム酸化物（ＧａＯｘ）、チタニウム酸化物（ＴｉＯｘ）、スズ酸化物（ＳｎＯｘ）、インジウム酸化物（ＩｎＯｘ）、インジウム−ガリウム酸化物（ＩＧＯ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）、ガリウム−亜鉛酸化物（ＧＺＯ）、亜鉛−マグネシウム酸化物（ＺＭＯ）、亜鉛−スズ酸化物（ＺＴＯ）、亜鉛−ジルコニウム酸化物（ＺｎＺｒｘＯｙ）、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）、インジウム−亜鉛−スズ酸化物（ＩＺＴＯ）、インジウム−ガリウム−ハフニウム酸化物（ＩＧＨＯ）、スズ−アルミニウム−亜鉛酸化物（ＴＡＺＯ）、及びインジウム−ガリウム−スズ酸化物（ＩＧＴＯ）などを含むことができる。
前記駆動素子ＴＲは絶縁構造物１２０によりカバーできる。前記絶縁構造物は、無機絶縁層及び有機絶縁層の組合せを含むことができる。例えば、前記絶縁構造物は、ゲート絶縁層、層間絶縁層、ビア（via）絶縁層などを含むことができる。前記ビア絶縁層は有機物質を含むことができる。
前記第１電極ＥＬ１はアノード（anode）として機能することができる。例えば、前記第１電極ＥＬ１は、発光タイプによって透過電極に形成されるか、または反射電極に形成できる。前記第１電極ＥＬ１が反射電極に形成される場合、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）白金（Ｐｔ）、マグネシウム（Ｍｇ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタニウム（Ｔｉ）などを含むことができ、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物などの金属酸化物層をさらに含むことができる。
前記画素定義層ＰＤＬは前記絶縁構造物１２０上に配置され、前記第１電極ＥＬ１の少なくとも一部を露出する開口部を有する。例えば、前記画素定義層ＰＤＬは有機絶縁物質を含むことができる。前記発光層ＯＬの少なくとも一部は前記画素定義層ＰＤＬの開口部内に配置できる。一実施形態で、前記発光層ＯＬは複数の画素に亘って表示領域上で連続して延長できる。他の実施形態で、前記発光層ＯＬは隣接する画素の発光層と分離されることもできる。
前記発光層ＯＬは、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層などの機能層のうち、少なくとも１つ以上の層を単層または多層の構造で含むことができる。前記発光層ＯＬは、低分子有機化合物または高分子有機化合物を含むことができる。
一実施形態によれば、前記発光層ＯＬは青色光を生成することができる。しかしながら、本発明の実施形態はこれに限定されない。他の実施形態で、前記発光層ＯＬは赤色光または緑色光を生成するか、または画素によって互いに異なる色相を有する光を生成することもできる。
前記第２電極ＥＬ２はカソード（cathode）として機能することができる。前記第２電極ＥＬ２は発光タイプによって透過電極に形成されるか、または反射電極に形成できる。例えば、前記第２電極ＥＬ２は、金属、合金、金属窒化物、金属フッ化物、導電性金属酸化物、またはこれらの組合せを含むことができる。例えば、前記第２電極ＥＬ２は複数の画素に亘って表示領域上で連続して延長できる。
前記有機発光表示パネルは前記発光素子アレイ（array）をカバーする封止層１３２をさらに含むことができる。例えば、前記封止層１３２は有機薄膜と無機薄膜の積層構造を含むことができる。例えば、前記有機薄膜は、ポリアクリレート（polyacrylate）などの高分子硬化物を含むことができる。例えば、前記無機薄膜は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン炭化物、アルミニウム酸化物、タンタリウム酸化物、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタニウム酸化物などを含むことができる。
一実施形態によれば、前記分析部は、前記蛍光顕微鏡３０から得た蛍光イメージを用いて前記欠陥Ｄｆの素材または原因を識別または区分することができる。例えば、前記欠陥Ｄｆから特定波長帯域の蛍光が検出できる。これを用いて、前記蛍光イメージ及びこれらの組合せを識別マーカー（marker）に活用することができる。例えば、（波長帯域に従う蛍光イメージの数ｘ２）個の識別マーカーが得られることができる。一実施形態によれば、８個の識別マーカーが得られる。
前記蛍光イメージは必要によって選択的に用いられ、これによって識別マーカーの数を変えてもよい。例えば、前記青色蛍光領域（Ｂｆ）に対応する第１蛍光イメージ、前記緑色蛍光領域（Ｇｆ）に対応する第２蛍光イメージ、及び前記赤色蛍光領域（Ｒｆ）に対応する第３蛍光イメージを用いる場合、６個の識別マーカーが得られる。
前記欠陥Ｄｆは多様な例を含むことができる。例えば、前記欠陥Ｄｆはフォトレジスト（photoresist）凝集、ビア絶縁膜の断膜、金属パーティクル（particle）、有機パーティクルなどであり得る。
例えば、前記欠陥Ｄｆは前記第１電極ＥＬ１と前記発光層ＯＬとの間に配置される異物または前記第１電極ＥＬ１に配置される異物であり得る。このような異物は、前記第１電極ＥＬ１と前記第２電極ＥＬ２のショート（short）を引き起こすことがある。
例えば、前記欠陥Ｄｆがフォトレジストである場合、青色蛍光が検出され、緑色蛍光及び赤色蛍光が検出されないことがある。前記欠陥Ｄｆが有機パーティクルである場合、青色蛍光及び緑色蛍光が検出されず、赤色蛍光が検出できる。前記欠陥Ｄｆがビア絶縁層などで由来したポリイミド（polyimide）を含む場合、青色蛍光が検出されず、緑色蛍光及び赤色蛍光が検出できる。前記欠陥Ｄｆが銅パーティクルである場合、青色蛍光及び緑色蛍光が検出されず、赤色蛍光が検出できる。
一実施形態で、前記第１フィルタ１６は紫外線領域（ＵＶ）、青色領域（Ｂ）、緑色領域（Ｇ）、及び赤色領域（Ｒ）に対応する透過帯域を有することができるが、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、紫外線による検査対象１００の劣化を防止するために、前記第１フィルタ１６は青色領域（Ｂ）、緑色領域（Ｇ）、及び赤色領域（Ｒ）に対応する透過帯域を有することができる。この場合、蛍光顕微鏡３０は緑色蛍光領域（Ｇｆ）に対応する第１蛍光イメージ、赤色蛍光領域（Ｒｆ）に対応する第２蛍光イメージ、及び赤外線蛍光領域（ＩＲｆ）に対応する第３蛍光イメージを得ることができる。
また、前記撮像モジュール４０に入射する光をフィルタリングするための第３フィルタ２７は必要によって省略されてもよい。したがって、前記撮像モジュール４０に入射する光は第２光と称してもよい。
本発明の実施形態によれば、検査対象の欠陥を検出することができ、前記欠陥の素材を識別または区分することができる。したがって、欠陥に対してより多い情報を得ることができ、前記欠陥の原因をより容易に把握することができる。したがって、これに基づいて欠陥除去のためのソリューションが提供できる。
図５は、本発明の一実施形態に従う光学検査装置の構成を図示した模式図である。図６は、本発明の一実施形態に従う光学検査装置における波長に従う焦点長さ差の発生を説明するための模式図である。
図５を参照すると、一実施形態に従う光学検査装置は、光源１２、光源レンズ１４、第１フィルタ１６、第１ビームスプリッタ２２、第２ビームスプリッタ２４、第２フィルタ２６、第３フィルタ２７、第３ビームスプリッタ２８、蛍光顕微鏡３０、第１撮像モジュール４０、多重ビームスプリッタ５０、及び波長分割撮像モジュール６０を含む。
前記光学検査装置は、第３スプリッタ２８、前記多重ビームスプリッタ５０、及び前記波長分割撮像モジュール６０をさらに含むことを除いては、図１に図示した光学検査装置と実質的に同一な構成を有する。したがって、重複説明は省略する。
前記第２ビームスプリッタ２４から分割された反射光は前記第３ビームスプリッタ２８により分割できる。例えば、前記第３ビームスプリッタ２８は第３分割光Ｌ４ａ及び第４分割光Ｌ４ｂを生成することができる。
前記第３分割光Ｌ４ａは、前記第１撮像モジュール４０に入射する。前記第１撮像モジュール４０は、前記第３分割光Ｌ４ａからイメージを得ることができる。前記第３分割光Ｌ４ａから得られたアナログイメージは、グレーレベルに基づいてデジタルイメージに変換されて欠陥検出に利用できる。
前記第４分割光Ｌ４ｂは、前記多重ビームスプリッタ５０に入射する。前記多重ビームスプリッタ５０は、前記第４分割光Ｌ４ｂを分割することができる。
例えば、前記多重ビームスプリッタ５０は、第１サブ分割部材５２、第２サブ分割部材５４、及び第３サブ分割部材５６を含むことができる。
前記第１サブ分割部材５２、前記第２サブ分割部材５４、及び前記第３サブ分割部材５６は、各々入射された光の一部を透過し、一部を反射するビームスプリッタを含むことができる。例えば、前記第１サブ分割部材５２は前記第４分割光Ｌ４ｂの一部を透過し、一部を反射することができる。前記第２サブ分割部材５４は前記第１サブ分割部材５２から伝達された光の一部を透過し、一部を反射することができる。前記第３サブ分割部材５６は、前記第２サブ分割部材５４から伝達された光の一部を透過し、一部を反射することができる。他の実施形態で、前記第３サブ分割部材５６は省略されるか、またはミラーに代替できる。
一実施形態によれば、前記多重ビームスプリッタ５０は、互いに異なる波長を有し、空間的に分離された複数の波長分割光（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ）を出力することができる。例えば、第１波長分割光Ｌａは赤色光であり得、第２波長分割光Ｌｂは緑色光であり得、第３波長分割光Ｌｃは青色光であり得る。例えば、前記波長分割光（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ）を生成するために、前記多重ビームスプリッタ５０は各サブ分割部材の出光経路に配置されるフィルタを含むことができる。しかしながら、本発明の実施形態はこれに限定されず、前記フィルタは必要な光経路内で適正な位置に配置できる。例えば、前記フィルタは前記波長分割撮像モジュール６０に隣接して配置されるか、または前記波長分割撮像モジュール６０に含まれることができる。
前記波長分割撮像モジュール６０は、前記波長分割光（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ）から各々イメージを得るための複数のカメラを含むことができる。例えば、前記波長分割撮像モジュール６０は、前記第１波長分割光Ｌａに基づいたイメージを生成する第１サブ撮像モジュール６２、前記第２波長分割光Ｌｂに基づいたイメージを生成する第２サブ撮像モジュール６４、及び前記第３波長分割光Ｌｃに基づいたイメージを生成する第３サブ撮像モジュール６６を含むことができる。
光は波長によって焦点距離が異なる。波長が相対的に長い光は相対的に長い焦点距離を有する。例えば、図６に図示したように、第１ビームスプリッタ２２に入射される第１光Ｌ１は、青色光（Ｂ）、緑色光（Ｇ）、及び赤色光（Ｒ）を含むことができる。前記第１光Ｌ１が前記第１ビームスプリッタ２２で反射されて対物レンズ２３を介して検査対象に入射される時、青色光（Ｂ）の焦点長さ（ＦＬ３）より緑色光（Ｇ）の焦点長さ（ＦＬ２）が長く、前記緑色光（Ｇ）の焦点長さ（ＦＬ２）より赤色光（Ｒ）の焦点長さ（ＦＬ１）が長い。
例えば、前記第１光Ｌ１が欠陥Ｄｆに対応する異物に入射する時、測定面によって特定波長を有する光の反射光の強さが強く表れることができる。例えば、前記欠陥Ｄｆの上段部が測定面に対応する時、前記青色光（Ｂ）の反射光の強さが強いことがあり、下段部が測定面に対応する時、前記赤色光（Ｒ）の反射光の強さが強いことがある。したがって、反射光の強さの強い波長を検出することによって、前記欠陥Ｄｆの垂直方向情報（高さ、厚さなど）を得ることができる。
一実施形態によれば、光学検査装置は前記第１撮像モジュール４０により得られる２次元イメージによって第１欠陥を検出した後、前記波長分割撮像モジュール６０により得られる前記垂直方向情報に基づいて前記第１欠陥から第２欠陥を検出することができる。したがって、欠陥検出の信頼性をより改善することができる。例えば、前記第１欠陥は予備欠陥と称してもよく、前記第２欠陥は予備欠陥から前記垂直方向情報に基づいた一定条件によって抽出された有効欠陥であり得る。
例えば、異物が検査対象に存在しても、一定以下の厚さを有する場合、欠陥としての可能性が低いことがある。したがって、検査対象で実質的な欠陥の数は、２次元イメージとして検出された欠陥の数より小さいことがある。
一実施形態によれば、検査対象で検出される異物の２次元情報と垂直方向情報を組合せて有効欠陥を検出することによって、欠陥検出の信頼性を改善し、ノイズ（noise）が減少した欠陥情報を得ることができる。
図７から図１１は、本発明の実施形態に従う光学検査装置の構成を図示した模式図である。
図７を参照すると、一実施形態に従う光学検査装置は、光源１２、光源レンズ１４、第１フィルタ１６、第１ビームスプリッタ２２、第２ビームスプリッタ２４、第２フィルタ２６、第３フィルタ２７、第３ビームスプリッタ２８、蛍光顕微鏡３０、第１撮像モジュール４０、多重ビームスプリッタ５０、及び波長分割撮像モジュール６０を含む。
前記光学検査装置は、前記多重ビームスプリッタ５０の構成を除いては、図５に図示した光学検査装置と実質的に同一な構成を有する。したがって、重複説明は省略する。
第４分割光Ｌ４ｂは、前記多重ビームスプリッタ５０に入射する。前記多重ビームスプリッタ５０は、前記第４分割光Ｌ４ｂを分割することができる。
例えば、前記多重ビームスプリッタ５０は、第１サブ分割部材５２、第２サブ分割部材５４、第３サブ分割部材５６、及び第４サブ分割部材５８を含むことができる。
前記第１サブ分割部材５２、前記第２サブ分割部材５４、前記第３サブ分割部材５６、及び前記４サブ分割部材５８は、各々入射された光の一部を透過し、一部を反射するビームスプリッタを含むことができる。例えば、前記第１サブ分割部材５２は前記第４分割光Ｌ４ｂの一部を透過し、一部を反射することができる。前記第２サブ分割部材５２は、前記第１サブ分割部材５２から伝達された光の一部を透過し、一部を反射することができる。前記第３サブ分割部材５６は、前記第２サブ分割部材５４から伝達された光の一部を透過し、一部を反射することができる。前記第４サブ分割部材５８は、前記第３サブ分割部材５６から伝達された光の一部を透過し、一部を反射することができる。
他の実施形態で、前記第４サブ分割部材５８は省略されるか、またはミラー（mirror）に代替できる。
一実施形態によれば、前記多重ビームスプリッタ５０は、互いに異なる波長を有し、空間的に分離された複数の波長分割光（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ）を出力することができる。例えば、第１波長分割光Ｌａは赤色光であり得、第２波長分割光Ｌｂは緑色光であり得、第３波長分割光Ｌｃは青色光であり得、第４波長分割光Ｌｄは紫外線であり得る。
例えば、前記多重ビームスプリッタ５０は、各サブ分割部材の出光経路に配置されるフィルタを含むことができる。しかしながら、本発明の実施形態はこれに限定されず、前記フィルタは必要な光経路内で適正な位置に配置できる。例えば、前記フィルタは前記波長分割撮像モジュール６０に隣接して配置されるか、または前記波長分割撮像モジュール６０に含まれることができる。
前記波長分割撮像モジュール６０は、前記波長分割光（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ）から各々イメージを得るための複数のカメラを含むことができる。例えば、前記波長分割撮像モジュール６０は、前記第１波長分割光Ｌａに基づいたイメージを生成する第１サブ撮像モジュール６２、前記第２波長分割光Ｌｂに基づいたイメージを生成する第２サブ撮像モジュール６４、前記第３波長分割光Ｌｃに基づいたイメージを生成する第３サブ撮像モジュール６６、及び前記第４波長分割光Ｌｄに基づいたイメージを生成する第４サブ撮像モジュール６８を含むことができる。
一実施形態によれば、波長分割光（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ）の焦点長さの差が拡大されるにつれて、検査対象に対して信頼性の高い垂直方向情報を得ることができる。
図８を参照すると、一実施形態に従う光学検査装置は、光源１２、波面変形素子１３、光源レンズ１４、第１フィルタ１６、第１ビームスプリッタ２２、第２ビームスプリッタ２４、第２フィルタ２６、第３フィルタ２７、第３ビームスプリッタ２８、蛍光顕微鏡３０、第１撮像モジュール４０、多重ビームスプリッタ５０、及び波長分割撮像モジュール６０を含む。
前記光学検査装置は、前記波面変形素子１３を除いては、図５に図示した光学検査装置と実質的に同一な構成を有する。したがって、重複説明は省略する。
一実施形態によれば、前記波面変形素子１３は、可変ミラー（deformable mirror）を含むことができる。前記光学検査装置は、前記波面変形素子１３を用いて検査対象の垂直方向情報の正確性を改善することができる。
例えば、前記検査対象の垂直方向情報を得るために、スルーフォーカススキャン光学顕微鏡（Through focus Scanning Optical Microscopy：ＴＳＯＭ）を用いることができる。前記波面変形素子１３は、入力光の波形を変更することができる。これを用いると、検査対象に対して互いに異なる焦点位置で２次元イメージを得ることができる。前記２次元イメージは焦点が合うイメージ（in-focus image）と焦点外のイメージ（our-of-focus image）を含んだスルーフォーカスイメージを構成する。前記光学検査装置の分析部は検査対象に対する複数のスルーフォーカスイメージから輝度プロファイルを抽出することができ、焦点位置情報を用いてＴＳＯＭイメージを生成することができる。前記ＴＳＯＭイメージを分析して、前記検査対象の垂直方向情報を得ることができる。
例えば、前記可変ミラーは行列形態に配列された微細鏡を含むことができる。各微細鏡は１つ以上の圧電素子に連結されて、前記圧電素子に印加される電圧によって光軸方向に対する変位や角度を調節することができる。
例えば、前記光源１２から放出された第１初期光ＬＩａは前記波面変形素子１３により反射されて波面が変形された第２初期光ＬＩｂに変形できる。前記第２初期光ＬＩｂは前記第１フィルタ１６に入射し、前記第１フィルタ１６から第１光Ｌ１が出力される。
したがって、前記波面変形素子１３を通じて互いに異なる焦点距離を有する複数の入力光を得ることができ、これにより得られた反射光は、第１撮像モジュール４０及び前記波長分割撮像モジュール６０に提供される。一実施形態によれば、前記反射光は前記波長分割撮像モジュール６０によりイメージ化できる。
一実施形態に従う光学検査装置は、波長分割光（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ）により得られる垂直方向情報と波面変形により焦点長さが変わった反射光により得られる垂直方向情報を組合せてより正確な垂直方向情報を提供することができる。
図９を参照すると、一実施形態に従う光学検査装置は、光源１２、波面変形素子１３、光源レンズ１４、第１ビームスプリッタ２２、及び第１撮像モジュール４０を含む。
前記光源１２から放出された初期光ＬＩは前記波面変形素子１３により反射されて波面が変形された第１光Ｌ１を形成することができる。前記第１光Ｌ１は、光源レンズ１４により集光できる。前記光源レンズ１４は、前記波面変形素子１３と前記光源１２との間に配置されることもできる。
前記第１光Ｌ１は、第１ビームスプリッタ２２に入射する。前記第１ビームスプリッタ２２は、前記第１光Ｌ１を検査対象１００に伝達する。前記検査対象１００により反射される前記第１光Ｌ１は、第２光Ｌ２と定義できる。前記第２光Ｌ２は、前記第１撮像モジュール４０に入射する。
前記第１撮像モジュール４０は、前記第２光Ｌ２をイメージ化する。
前記光学検査装置の分析部は、前記第２光Ｌ２に基づいたイメージから得られた二次元情報と垂直方向情報を用いて欠陥を検出することができる。
図１０を参照すると、一実施形態に従う光学検査装置は、光源１２、光源レンズ１４、第１ビームスプリッタ２２、多重ビームスプリッタ７０、及び波長分割撮像モジュール８０を含む。
光源１２から放出された第１光Ｌ１は、前記光源レンズ１４で集光され、前記第１ビームスプリッタ２２に入射する。前記第１ビームスプリッタ２２は、前記第１光Ｌ１を検査対象１００に伝達する。前記検査対象１００により反射される前記第１光Ｌ１は、第２光Ｌ２と定義できる。前記第２光Ｌ２は、前記多重ビームスプリッタ７０により分割される。
前記多重ビームスプリッタ７０により分割された光は互いに異なる波長を有するようにフィルタリングされて前記波長分割撮像モジュール８０の第１サブ撮像モジュール８２、第２サブ撮像モジュール８４、第３サブ撮像モジュール８６に各々入射する。
前記波長分割撮像モジュール８０は、互いに異なる波長を有する分割光（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ）に基づいた複数のイメージを生成する。
前記光学検査装置の分析部は、前記分割光（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ）に基づいたイメージから得られた二次元情報と垂直方向情報を用いて欠陥を検出することができる。
図１１を参照すると、一実施形態に従う光学検査装置は、光源１２、波面変形素子１３、光源レンズ１４、第１ビームスプリッタ２２、多重ビームスプリッタ７０、及び波長分割撮像モジュール８０を含む。
前記波長分割撮像モジュール８０は、互いに異なる波長を有する分割光（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ）に基づいた複数のイメージを生成する。また、前記波長分割撮像モジュール８０は、前記波面変形素子１３により焦点長さが変わった反射光に基づいた複数のイメージを生成する。
前記光学検査装置の分析部は、前記イメージから得られる二次元情報及び垂直方向情報を用いて欠陥を検出することができる。
本発明の実施形態によれば、光学検査装置は検査対象からグレーレベルに基づいた二次元イメージと蛍光イメージを得る。欠陥が検出できるだけでなく、前記欠陥の素材または原因を識別または区分することができる。したがって、有効欠陥を検出するための検出信頼性を改善することができ、欠陥の発生を防止するためのソリューションを得るための情報を提供することができる。
また、前記二次元イメージと前記蛍光イメージは実質的に同時に得ることができる。したがって、検査時間を短縮させることができる。
また、光学検査装置は検査対象の垂直方向情報を提供することができる。したがって、有効欠陥を検出するための検出信頼性をより改善することができる。
前述したところでは、本発明の例示的な実施形態を参照して説明したが、該当技術分野で通常の知識を有する者であれば、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解することができる。
本発明は、有機発光表示パネル、液晶表示パネルのアレイ基板、メモリセル基板、プロセッサ、集積回路基板など、多様な電子装置の検査に利用できる。

Claims (10)

  1. 不連続的な複数の透過帯域を有する第１フィルタと、
    前記第１フィルタから出射された第１光を反射して検査対象に伝達する第１ビームスプリッタと、
    前記第１光が前記検査対象により反射されて生成された第２光を第１分割光及び第２分割光に分割する第２ビームスプリッタと、
    前記第１分割光が入射され、前記第１フィルタと異なる透過帯域を有する第２フィルタと、
    前記第２フィルタから出射された第３光から蛍光イメージを生成する蛍光顕微鏡と、
    前記第２分割光からイメージを生成する第１撮像モジュールと、を含む、光学検査装置。
  2. 前記第１フィルタの透過帯域は、紫外線領域、青色領域、緑色領域、及び赤色領域を含むことを特徴とする、請求項１に記載の光学検査装置。
  3. 前記第２フィルタの透過帯域は、前記第１光の励起により発生した蛍光成分に対応する波長範囲を有することを特徴とする、請求項２に記載の光学検査装置。
  4. 前記第２フィルタの透過帯域は、青色蛍光領域、緑色蛍光領域、赤色蛍光領域、及び赤外線蛍光領域を含むことを特徴とする、請求項３に記載の光学検査装置。
  5. 前記第２分割光を第３分割光及び第４分割光に分割する第３ビームスプリッタと、
    前記第４分割光を分割する多重ビームスプリッタと、
    前記多重ビームスプリッタにより空間的に分割され、互いに異なる波長を有する複数の波長分割光からイメージを生成する波長分割撮像モジュールをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の光学検査装置。
  6. 前記波長分割光は、赤色光、緑色光、及び青色光を含むことを特徴とする、請求項５に記載の光学検査装置。
  7. 前記波長分割光は、赤色光、緑色光、青色光、及び紫外線を含むことを特徴とする、請求項５に記載の光学検査装置。
  8. 前記波長分割光から得られたイメージから検査対象の垂直方向情報を得ることを特徴とする、請求項５に記載の光学検査装置。
  9. 前記第１撮像モジュールから得られた２次元イメージに基づいて第１欠陥を検出し、前記波長分割撮像モジュールから得られた前記第１欠陥の垂直方向情報に基づいて第２欠陥を検出することを特徴とする、請求項８に記載の光学検査装置。
  10. 前記第１フィルタに入射される入力光の焦点長さを調節する波面変形素子をさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の光学検査装置。

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