KR100965418B1 - 기판 결함 검출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면 결함 검출 장치에 관한 것으로, 그 구성은 기판 결함 검사장치의 조명부에 있어서, 상기 조명부는 적어도 하나 이상의 발광체로 이루어지고, 상기 조명부에는 상기 조명부로부터 조사되는 빛의 파동 방향을 제어하도록 적어도 하나 이상의 광학소재로 이루어진 광학소재부를 포함하여 이루어진다.

본 발명은 촬상부와 조명부 사이에 피검사체(기판)을 놓고, 촬상부와 조명부에 위치한 편광판를 별도의 구동수단을 이용해 편광각도를 회전시킴과 동시에 위상각을 변화하여 표면에 있는 결함을 자동으로 검출할 수 있게 하는 효과가 있다.

조명부, 촬상부, 발광체, 제1,2편광판, 편광시트, 광학소재부

Description

기판 결함 검출 장치{Equipment for Surface Defect Detection Glass}

도 1a는 본 발명의 기판 결함 검출 장치를 나타내는 개략도.

도 1b는 본 발명의 기판 결합 검출 장치에 따른 다른 실시예를 나타내는 개략도.

도 2는 본 발명의 기판 결함 검출 장치에 따른 편광판의 구조를 나타내는 개략도.

도 3a는 본 발명의 기판 결함 검출 장치에 따른 작동상태를 나타내는 개략도.

도 3b는 도 3a에 따른 기판의 촬상 상태를 나타내는 평면도.

도 4a는 본 발명의 기판 결함 검출 장치에 따른 작동상태를 나타내는 개략도.

도 4b는 도 4b에 따른 기판의 촬상 상태를 나타내는 평면도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 조명부 11 : 발광체

12 : 확산시트 13 : 집광렌즈

14 : 편광시트 20 : 촬상부

30 : 제1편광판 40 : 기판

41 : 스테이지 112 : 광학소재부

114 : 제2편광판

본 발명은 기판 결함 검출장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 촬상부와 조명부 사이에 피검사체(기판)를 놓고, 촬상부와 조명부에 위치한 편광판를 별도의 구동수단을 이용해 편광각도를 회전시킴과 동시에 위상각을 변화하여 표면에 있는 결함을 자동으로 검출할 수 있게 하는 기판 결함 검출 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 웨이퍼나 LCD, PDP, OLED 등의 대형 기판을 생산할 때 기판에 남아 있는 이물질이나 얼룩 등의 결함을 발견하기 위하여 목시검사, 즉 검사자의 육안으로 결함 여부를 검사한다. 이때, 결함의 발견을 용이하게 하기 위하여 기판 전체를 균일하게 빛을 조사하여 기판 외관 전체를 검사하는 기판 검사기가 사용된다. 이러한 기판 검사기는 상방 조명부, 후방 조명부, 기판척으로 구성된다.

상방 조명부는 기판 위치부의 상방에 설치되어, 기판 표면상에 결함이 있는지 여부를 검사하기 위하여 기판 표면에 빛을 조사하는 역할을 하며, 광원부, 반사부, 집광부, 산란부로 구성된다. 광원부는 기판 표면에 조사되는 빛을 최초로 생성하는 구성요소이며, 반사부는 광원부에서 조사되는 빛의 방향을 집광부로 변경시키는 역할을 하며, 기판 외관 검사 장치의 높이가 높아지는 것을 방지한다. 또한, 집 광부는 반사부로부터 조사되는 확산광을 집속하는 역할을 하며, 산란부는 전원의 인가 여부에 따라 빛을 그대로 통과시키거나 산란시켜서 기판 검사자의 기판 검사를 용이하게 하는 역할을 한다.

이때, 광원부, 반사부, 집광부, 산란부는 모두 그 각도를 조정할 수 있는 구조로 구비된다. 즉, 상방 조명부의 하부에 위치된 기판 표면의 결함 유무를 가장 용이하게 검사할 수 있는 상방 조명부의 각도를 선정할 수 있도록 상방 조명부의 각 구성요소의 각도를 개별적으로 조정할 수 있는 구조로 구비시키는 것이다.

다음으로, 후방 조명부는 기판 위치부의 후방에 위치되며, 기판의 내부 결함 여부를 검사하기 위하여 기판 후면에서 투과 조명을 조사하는 역할을 한다. 후방 조명부는 조명부와 이동부로 구성되며, 조명부는 투과 조명을 발생시키는 구성요소이며, 이동부는 조명부를 전후 방향으로 구동시키는 구성요소이다. 여기서, 상기 조명부를 전후 방향으로 구동시키는 이유는 다음과 같다. 검사되는 기판이 대형화되면서, 기판의 회전 반경을 확보하기 위하여 후방 조명부를 기판 위치부로부터 상당 거리 이상 이격시켜야 한다. 그러나 후방 조명부가 기판 위치부로부터 상당 거리 이격되어 있으면, 기판 내부 결함 검사시 조도가 약해지는 문제점이 있으므로 기판 내부 결함 검사시에는 조명부를 기판 위치부 쪽으로 접근시킬 필요가 있다. 따라서 조명부를 전후 방향으로 이동가능하게 구비시킬 필요가 있는 것이다.

그러나 기판의 파티클이나 얼룩에 빛을 조사하면, 그 표면으로부터 빛의 산란을 이용하여 검출하였으나, 이를 촬상부에서 촬상시 대비(Contrast)의 변화가 미비하여, 취득 화상에는 큰 차이를 보이지 않아 결함을 검출하기 힘든 문제점이 있 었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 촬상부와 조명부 사이에 피검사체(기판)를 놓고, 촬상부와 조명부에 위치한 편광판를 별도의 구동수단을 이용해 편광각도를 회전시킴과 동시에 위상각을 변화하여 표면에 있는 결함을 자동으로 검출할 수 있게 하는 기판 결함 검출 장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진다.

본 발명의 기판 결함 검출 장치는, 기판 결함 검사장치의 조명부에 있어서, 상기 조명부는 적어도 하나 이상의 발광체로 이루어지고, 상기 조명부에는 상기 조명부로부터 조사되는 빛의 파동 방향을 제어하도록 적어도 하나 이상의 광학소재로 이루어진 광학소재부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기판 결함 검출 장치에 있어서, 상기 조명부로부터 촬상부에 이루는 사이에 회동 가능하게 위치하는 제1편광판;을 더 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 광학소재부는 상기 조명부의 상부에 위치하는 독립된 형태의 제2편광판으로 이루어진다.

그리고, 상기 광학소재부는 집광렌즈, 확산시트, 편광시트의 조합으로 이루어진다.

또한, 상기 발광체는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 흰색(White)을 가지는 엘이디(LED)의 조합에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 기판 결함 검출 장치는 조명부(10)와 촬상부(20)를 회동 가능하게 위치시키고 있으며, 상기 조명부(10)를 기판(40)의 하부에 소정 각도를 갖게 위치시키고, 상기 조명부(10)에 대해 대향되는 위치에 촬상부(20)를 위치시켜, 상기 조명부(10)으로부터 조사된 빛이 스테이지(41) 상에 안치된 기판(40)을 투과하여 상기 촬상부(20)로 입사된 빛을 검출하도록 함으로써 상기 촬상부(20)에 입사된 빛의 패턴에 의해 상기 기판(40) 상의 결함을 검출하게 되는데, 이때 상기 조명부(10)에서 조사되는 빛의 강도와 조사 각도는 후술하는 조명부(10)의 발광체(11)에 의해 결정된다.

상기 조명부(10)는 다수개의 발광체(11)와 다수개의 광학소재가 적층는 광학소재부(112)으로 이루어지며, 상기 발광체(11)는 각각 다른 색(적색,녹색,청색,흰색)을 가지는 LED를 최소한의 공간을 차지하며 나열한 것이며, 상기 각각의 LED에서 발광하는 빛의 조합에 의해 기판 검사 조건에 따라 빛의 강도 및 각도를 조절할 수 있게 한다. 또한 상기 발광체(11)의 조합된 광원에 의해 조사된 빛을 상기 광학소재부(112)의 특정 패턴의 문양이 형성된 확산시트(12)와 집광렌즈(13)를 이용해 빛을 확산 및 집광시키고, 상기 편광시트(14)로 하여금 광원에서 수직 또는 수평한 빛만을 선택적으로 투과시켜, 상기 촬상부(20)에 위치한 제1편광판(30)과 연동하여 상기 기판(40)에 조사된 빛을 원하는 강도 및 각도로 검출할 수 있게 한다.

한편, 도 1b는 본 발명의 다른 실시예로서 이를 참조하면, 상기 광학소재부 는 상기 조명부(10)의 상부에 위치하는 독립된 형태의 제2편광판(114)으로 구성될 수도 있다.

여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 두개의 다른 패턴을 가진 편광판을 사이에 두고, 상기 하부에서 빛(L)을 조사할 경우, 상호 엇갈린 편광판을 위치하고 있으며 하부에서 조사된 빛(L)이 상부로 투과하지 못하고 반사되며, 상기 두개의 편광판을 일치된 각도를 갖도록 일렬로 배열하면 조사된 빛이 편광판을 투과하게 되는 것이다. 이와 같이 두개의 서로 다른 패턴을 갖는 편광판의 편광각도를 조절함으로써 빛의 투과 방향을 제어하고 기판 검사시 다양한 결함을 습득할 수 있게 된다.

예컨대 도 3a을 참조하면, 상기 조명부(10)의 편광시트(14)는 수직광 또는 수평광을 투과시키고, 상기 편광시트(14)과 상기 제1편광판(30)의 사이에 위치한 기판(40)과 상기 편광시트(14)에 측광이 난반사하게 되면, 상기 편광시트(13)와 엇갈린 편광각도를 갖도록 상기 제1편광판(30)을 회동하여 위치를 변환하면, 상기 조명부(10)에서 발광한 빛(L)은 상기 제1편광판(30)에 반사되어 투과하지 못하고, 측광만을 투과시켜 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 기판(40)에 반사된 측광 빛만을 상기 촬상부(20)에 입사시키게 함으로써 상기 기판(40)상의 결함을 백점(40a)과 암점(40b)의 형태로 검출할 수 있게 하며, 반대로, 도 4a를 참조하면, 상기 편광판(30)을 회동시켜 상기 편광시트(14)의 수평 또는 수직광과 일치시킬 경우, 상기 기판(40)과 편광시트(14)에 반사된 측광과 조명부(10)로부터 발광된 빛(L)이 상기 제1편광판(30)을 투과하여 상기 촬상부(20)에 입사하고, 상기 기판(40)상의 결함을 백점(40b')과 암점(40a')의 형태로 검출할 수 있게 된다.

그러므로 상기 제1편광판(30)의 편광각도를 자동으로 변화시킴으로써 투과되는 빛의 편광각도를 변화시킴과 동시에 위상각을 변화시켜 기판상의 결함을 다양하게 검출하는 것이 가능하게 된다.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 고안의 취지와 범위에 포함된다.

본 발명은 앞서 본 구성에 의해 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명은 촬상부와 조명부 사이에 피검사체(기판)를 놓고, 촬상부와 조명부에 위치한 편광판을 별도의 구동수단을 이용해 편광각도를 회전시킴과 동시에 위상각을 변화하여 표면에 있는 결함을 자동으로 검출할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 광 투과성 재질로 이루어지며, 상부에 기판을 지지하는 스테이지;

   상기 스테이지의 하측에 배치되어 상기 스테이지 측으로 광을 조사하는 조명부;및

   상기 스테이지의 상측에 배치되어 상기 광을 수광하는 촬상부;를 포함하되,

   상기 조명부는

   적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 흰색(White)의 엘이디(LED)를 포함하여 상기 광을 방출하는 발광체;

   상기 발광체 상에 배치되어 상기 발광체로부터 방출되는 상기 광을 확산시키는 확산시트;

   상기 확산시트 상에 배치되어 상기 확산시트에 의해 확산된 상기 광을 집광시키는 집광시트;및

   상기 집광시트 상에 배치되어 상기 집광시트를 투과한 상기 광의 편광에 따라 상기 광을 투과시키는 편광시트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 결함 검출 장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 촬상부는

   상기 스테이지 상에 배치되어 상기 편광시트를 통과하는 상기 광을 반사시키는 편광판을 포함하되,

   상기 편광판은 상기 집광시트에 대해 상기 광의 중심축을 중심으로 회전가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 결합 검출 장치.
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