KR101103347B1 - 평판 유리 표면 이물질 검사 장치 - Google Patents

Abstract

평판 유리 표면 이물질 검사 장치에 관한 것으로서, 본 발명에서는 A면 및 B면 양면을 갖는 평판 유리 표면에 부착된 이물질을 검사하는 평판 유리 표면 이물질 검사 장치로서, 평판 유리 A면으로부터 조사되어 일부가 두께 방향으로 굴절되면서 평판 유리 B면으로 투과하는 레이저광을 조사하는 레이저광 조사부와, 레이저광 조사부에서 조사된 레이저광이 상기 평판 유리의 A면을 조사하는 지점을 촬영하는 A면 촬영 장치와, 레이저광 조사부에서 조사된 레이저광이 상기 평판 유리의 B면을 조사하는 지점을 촬영하는 B면 촬영 장치 및 A면 촬영 장치 및 상기 B면 촬영 장치로부터 입력되는 영상 이미지를 분석하여 이물질이 어느 촬영 장치에서 더 선명하게 출력되는지 여부를 판단하여 상기 이물질이 부착된 면을 인식하는 검출 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 유리 표면 이물질 검사 장치가 제공된다.

유리 기판, 이물, 검출

Description

평판 유리 표면 이물질 검사 장치{DETECTION APPARATUS FOR PARTICLE ON THE GLASS}

본 발명은 평판 유리 표면 이물질 검사 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 마이크로 회로 패턴이 증착되는 면의 이물을 정확히 검사할 수 있는 평판 유리 표면 이물질 검사 장치에 관한 것이다.

평판 디스플레이에 사용되는 평판 유리는 한쪽 면에만 마이크로 회로 패턴이 증착되며 유리 업계에서는 해당 면을 'A 면'이라 부르며, 다른 면에는 마이크로 회로 패턴이 증착되지 않는데 이를 유리 업계에서는 'B 면'이라 한다.

평판 유리 A 면 표면에 이물질이 있을 경우 이러한 이물질에 상에 마이크로 회로 패턴이 증착되면 마이크로 회로 패턴 불량이 유발된다. 따라서 마이크로 회로 패턴을 증착하기 전에 제공되는 유리 기판(특히 회로가 증착되는 A 면) 상에 이물질이 있는지 여부를 정확하게 검사하여야 한다.

도 1은 종래 평판 유리 표면 이물 검사 장치의 개략도이다. 종래 평판 유리 표면 이물 검사 장치는 레이저광 조사부(20)를 이용하여 작은 두께를 갖는 레이저 광을 평판 유리에 비스듬하게 입사시킨다. 입사 레이저광(31) 일부는 평판 유리를 통과한 후 투과되어 투과 레이저광(35)을 형성하고, 나머지는 평판 유리에서 반사되어 반사 레이저광(33)을 형성한다. 도 1에 도시된 바와 같이 레이저광을 평판 유리면과 큰 각도를 가지도록 비스듬히 입사시키면 입사 레이저광(31)이 평판 유리 A면에 닿을 때 지점과 투사 레이저광(35)이 평판 유리 B면과 닿는 지점과의 수평 거리차가 δL 만큼 차이가 나게 된다. A면 상부에서 A면 촬영 장치(11)를 이용하여 이물질을 촬영하면 평면 유리 A면에만 존재하는 이물질을 촬영할 수 있다. 이때 원리는 A면 촬영 장치(11)가 촬영 시 평판 유리 A면에 도달한 레이저광만이 A면 이물질(51)에 산란되어 렌즈로 입사되고, 평판 유리 B면에 도달하는 레이저광은 δL 만큼 떨어진 위치에서 평판 유리 B면에 닿기 때문에 A면 촬영 장치(11) 렌즈로 입사되지 않는 현상을 이용한 것이다. 하지만 도 1의 종래 평판 유리 표면 이물 검사 장치는 사용되는 레이저광 두께가 매우 얇아야 평판 유리 A면의 이물질만 검출하는 것이 가능한데 현실적으로 사용할 수 있는 레이저광 두께로 인하여 평판 유리 B면에 있는 일부 이물질도 함께 검출되는 문제점이 있다.

현실적으로 평판 유리 B면에는 평판 유리 A면보다 훨씬 많은 이물질이 달라붙는 것이 일반적이므로 도 1에 제시된 장치에서 평판 유리 B면에 있는 일부 이물질이 검출된다 할지라도 해당 검사 결과를 이용하여 평판 유리 A면 상의 이물질에 대한 정확한 정보를 얻을 수가 없게 된다. 또한 평판 유리의 두께가 얇아질수록 입사 레이저광(31)이 평판 유리 A면에 닿을 때 지점과 투사 레이저광(35)이 평판 유리 B면과 닿는 지점과의 수평 거리차인 δL 가 줄어들어 검사 결과가 더욱 부정 확해지고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서 마이크로 회로가 증착되는 평판 유리 표면 A면 상에 부착된 이물질을 정확하게 검사할 수 있는 평판 유리 표면 이물질 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적은 A면 및 B면 양면을 갖는 평판 유리 표면에 부착된 이물질을 검사하는 평판 유리 표면 이물질 검사 장치에 있어서, 평판 유리 A면으로부터 조사되어 일부가 두께 방향으로 굴절되면서 평판 유리 B면으로 투과하는 레이저광을 조사하는 레이저광 조사부와, 레이저광 조사부에서 조사된 레이저광이 상기 평판 유리의 A면을 조사하는 지점을 촬영하는 A면 촬영 장치와, 레이저광 조사부에서 조사된 레이저광이 상기 평판 유리의 B면을 조사하는 지점을 촬영하는 B면 촬영 장치 및 A면 촬영 장치 및 상기 B면 촬영 장치로부터 입력되는 영상 이미지를 분석하여 이물질이 어느 촬영 장치에서 더 선명하게 출력되는지 여부를 판단하여 상기 이물질이 부착된 면을 인식하는 검출 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 유리 표면 이물질 검사 장치에 의해 달성 가능하다.

본 발명에 따른 평판 유리 표면 이물 검사 장치에 의하면 평판 유리 기판에 존재하는 이물질이 A면 및 B면 중 어느 면에 부착된 것인지 정확하게 검출할 수 있 게 됨으로써 이를 이용하여 엘시디, 유기 이엘 등의 평판 디스플레이를 생산할 때 발생되는 마이크로 패턴 불량을 줄일 수 있게 되었다.

이하에서, 본 발명에 따른 유리 표면 이물 검사 장치의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 평판 유리 표면 이물질 검사 장치는 평판 유리 A면으로부터 조사되어 일부가 두께 방향으로 굴절되면서 평판 유리 B면으로 투과하는 레이저광을 조사하는 레이저광 조사부와, 레이저광 조사부에서 조사된 레이저광이 평판 유리의 A면을 조사하는 지점을 촬영하는 A면 촬영 장치와, 레이저광 조사부에서 조사된 레이저광이 평판 유리의 B면을 조사하는 지점을 촬영하는 B면 촬영 장치와, A면 촬영 장치 및 B면 촬영 장치로부터 입력되는 영상 이미지를 분석하여 이물질이 어느 촬영 장치에서 더 선명하게 출력되는지 여부를 판단하여 상기 이물질이 부착된 면을 인식하는 검출 신호 처리부를 포함한다.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 평판 유리 표면 이물 검사 장치의 개략도이다. 도 2에서 평판 유리(30)는 오른쪽에서 왼쪽 이송방향(100)으로 이송 중임을 나타낸다. 레이저광 조사부(20)로부터 평판 유리 A면으로 입사되는 입사 레이저광(31)은 평판 유리 A면 법선과 일정 각도를 이루면서 비스듬히 입사되도록 하였다. 입사 레이저광(31)은 평판 유리 A면에 입사된 후 두께 방향으로 굴절되다가 평판 유리 B면에서 투사되어 투사 레이저광(35)을 이루게 된다. 설명의 편의상 도 2에서 반사되는 레이저광은 표시하지 않았다.

본 발명에 따른 평판 유리 표면 이물 검사 장치에서는 두 대의 촬영 장치를 사용하였다. 한 대는 평판 유리 A면상에 존재하는 이물질을 촬영하기 위한 A면 촬영 장치(11)이고, 나머지 한 대는 평판 유리 B면상에 존재하는 이물질을 촬영하기 위한 B면 촬영 장치(13)이다. A면 촬영 장치(11)는 평판 유리 A면 상에 존재하는 이물질(51)을 촬영하기 위하여 입사 레이저광(31)이 평판 유리 A면에 조사되는 지점에 포커싱되도록 설치하고, B면 촬영 장치(13)는 평판 유리 B면 상에 존재하는 이물질(53)을 촬영하기 위하여 투사 레이저광(35)이 평판 유리 B면에 조사되는 지점에 포커싱되도록 설치하였다. A면 촬영 장치(11) 및 B면 촬영 장치(13)로는 CCD(Charge Coupled Device)를 사용하였는데 바람직하게는 라인 CCD를 사용하였다.

A면 촬영 장치(11)는 A면 상에 부착된 이물질(51)을 촬영하고자 하는 것이나, 실질적으로는 도 2에 도시된 바와 같이 B면 상에 부착된 이물질(53')도 희미하게 촬영한다. 이와 유사하게 B면 촬영 장치(13)는 B면 상에 부착된 이물질(53)을 촬영하고자 하는 것이나, 실질적으로는 도 2에 도시된 바와 같이 A면 상에 부착된 이물질(51')도 희미하게 촬영한다.

검출 신호 처리부(50)는 A면 촬영 장치(11) 및 B면 촬영 장치(13)로부터 입력되는 이미지를 이용하여 이를 이미지 처리를 통해 동일한 이물질이 어느 장치에서 더 선명하게 인식되는지 여부를 판단하여 해당 이물질이 평판 유리 A면에 있는 것인지 또는 평판 유리 B면에 있는 것인지를 정밀하게 검출한다.

배경 기술에서 설명한 바와 같이 실질적으로 사용할 수 있는 레이저광 폭이 비교적 넓고, 평판 유리 두께가 얇은 현실을 감안할 때, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 평판 유리 표면 이물질 검사 장치에서 A면 촬영 장치(11)는 평판 유리 A면에 존재하는 이물질뿐만 아니라 평판 유리 B면에 존재하는 일부 이물질도 촬영하게 되며, 이와 유사하게 B면 촬영 장치(13)는 평판 유리 B면에 존재하는 이물질뿐만 아니라 평판 유리 A면에 존재하는 일부 이물질도 촬영하게 된다.

도 2의 실시예에서 A면 촬영 장치(11)는 가능한 평판 유리 A면에 존재하는 이물질(51)을 선명하게 촬영하고, B면 촬영 장치(13)는 가능한 평판 유리 B면에 존재하는 이물질(53)을 선명하게 촬영할 수 있도록 촬영 장치의 설치 각도를 설정하였다. 즉, A면 촬영 장치(11)는 평판 유리 A면의 법선 방향에서 촬영하도록 설치하였고, B면 촬영 장치(13)는 평판 유리 A면 법선 방향과 일정한 각도만큼 기울어진 상태로 촬영하도록 설치하였다. 이러한 방식으로 촬영 장치(11, 13)가 설치 방향을 갖도록 설치함으로써 입사 레이저광(31)이 평판 유리 A면에 닿는 지점과 투사 레이저광(35)이 평판 유리 B면에 닿는 지점과의 수평 거리차인 δL 보다 더 큰 여유폭을 가지면서 정밀한 측정이 가능하다. 이상적인 B면 촬영 장치(13)의 설치 각도는 도 3에 도시한 바와 같다. 즉, 입사 레이저광이 평판 유리 A면과 만나는 중심(a)과 투사 레이저광이 평판 유리 B면과 만나는 중심(b)을 이은 선분 ab와 수직되는 방향과 일치되게 B면 촬영 장치(13)를 설치하면 되는 것이다. 엄밀하게는 유리 내부에서 발생되는 굴절을 생각하면 B면 촬영 장치(13)의 렌즈 방향은 선분 ab와 수직되는 방향과는 약간의 각도를 가지면서 설치될 것이나 본 발명에서는 유리 내부 굴절을 고려하지 않고 선분 ab와 수직되는 방향에 B면 촬영 장치(13)의 렌즈 방향이 설치된다고 설명하기로 한다.

선분 ab의 길이는 입사 레이저광이 평판 유리 A면과 만나는 중심(a)과 투사 레이저광이 평판 유리 B면과 만나는 중심(b)간의 실제 거리로도 정의할 수 있으며, δL은 입사 레이저광이 평판 유리 A면과 만나는 중심(a)과 투사 레이저광이 평판 유리 B면과 만나는 중심(b)이 평판 유리 A면 상에 투영된 양자 간 수평 거리로도 정의할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 선분 ab의 길이는 δL 보다 크기 때문에 도 3에 제시된 B면 촬영 장치(13)는 평판 유리 B면에 부착된 이물질을 도 2에 제시된 B면 촬영 장치(13)에 비해 보다 선명하게 촬영할 수 있어 A면 촬영 장치(11)와 B면 촬영 장치(13)로부터 입력되는 이미지를 보다 용이하게 비교할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 가장 이상적인 촬영 장치(11, 13) 설치 위치를 보여준다. 입사 레이저광이 평판 유리 A면과 만나는 중심(a)과 투사 레이저광이 평판 유리 B면과 만나는 중심(b)을 이은 선분 ab와 수직되는 방향을 각각 바라보도록 A면 촬영 장치(11) 및 B면 촬영 장치(13)를 설치하되, 도 4에 도시된 바와 같이 A면 촬영 장치(11)는 평판 유리 A면 상부에 설치하고 B면 촬영 장치(12)는 평판 유리 B면 상부에 설치하는 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이 선분 ab의 길이는 δL 보다 크기 때문에 A면 촬영 장치(11)는 평판 유리 A면에 부착된 이물질을 도 2 및 도 3에 제시된 A면 촬영 장치(11)에 비해 보다 선명하게 촬영할 수 있고, B면 촬영 장치(13)는 평판 유리 B면에 부착된 이물질을 도 2 및 도 3에 제시된 B면 촬영 장 치(13)보다 더 선명하게 촬영할 수 있으므로 촬영 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.

도 4에 제시된 촬영 장치의 설치 위치가 가장 이상적인 것이기는 하나, B면 촬영 장치(13)를 B면 상부에 설치하는 것은 공정 여건상 어려울 수 있을 것이다. 이런 설치상의 문제점을 고려하면 도 4의 구성에서 B면 촬영 장치(13)는 도 3에 제시된 위치와 같이 A면 상부 영역에 설치하도록 하는 것이 좋을 것이다. 이렇게 구성된 촬영 장치의 장점은 A면 촬영 장치(11)에서 촬영되는 이미지와 B면 촬영 장치(13)에서 촬영되는 이미지 형상이 동일한 형상을 가질 수 있으므로 검출 신호 처리부에서 처리해야 하는 영상 처리량을 줄일 수 있다.

도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 본 발명에 따른 평판 유리 표면 이물 검사 장치에 의해 촬영된 이물질 이미지이다. 도 5a 및 도 5b는 평판 유리 A면에 부착된 이물질을 각각 A면 촬영 장치 및 B면 촬영 장치로 획득한 영상 이미지이고, 도 5c 및 도 5d는 평판 유리 B면에 부착된 이물질을 각각 A면 촬영 장치 및 B면 촬영 장치로 획득한 영상 이미지를 나타낸다. 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이 평판 유리 A면에 부착된 이물질은 B면 촬영 장치에 의해 획득된 영상인 도 5b보다 A면 촬영 장치에 의해 획득된 영상인 도 5a에서 더 강한 신호(선명한 이미지)로 표시됨을 알 수 있다. 유사하게, 도 5c 및 도 5d에 도시한 바와 같이 평판 유리 B면에 부착된 이물질은 A면 촬영 장치에 의해 획득된 영상인 도 5c보다 B면 촬영 장치에 의해 획득된 영상 도 5d에서 더 강한 신호(선명한 이미지)로 표시됨을 알 수 있다.

이하 본 발명에 따른 평판 유리 표면 이물 검사 장치를 이용하여 이물질을 검사하는 공정에 대해 설명하기로 한다. 평판 유리(30) 상면에서 두께 방향으로 입사되어 하면으로 투사되는 레이저광을 조사한다. A면 촬영 장치를 이용하여 평판 유리 A면상에 레이저광이 조사되는 지점의 A면 이미지를 촬영하고, B면 촬영 장치를 이용하여 평판 유리 B면상에 레이저광이 조사되는 지점의 B면 이미지를 촬영한다. 촬영 장치가 라인 CCD 장치일 경우, A면 이미지와 B면 이미지를 이차원 이미지로 형성한다. 이후 양자의 이차원 이미지를 비교하여 동일한 이물질 이미지를 검색하고, 해당 이물질의 이미지가 A면 이미지와 B면 이미지 중 어느 쪽에서 어느 쪽에서 더 강하게 나타나는지 판별함으로써 이물질이 A면과 B면 중 어느 곳에 위치하는 지 알 수 있다. 이러한 결과를 디스플레이 상에 표시하면 작업자가 손쉽게 이물의 위치를 파악할 수 있게 된다. 상기와 같은 본 발명의 구성에 의해, 이물질의 존재와 그 이물질이 유리 기판의 어느 면에 부착되어 있는지에 대한 정보를 파악하기 위하여 작업자가 검출 신호 처리부(50)로부터 제공받은 이미지 영상을 직접 판독할 필요없이 즉석에서 바로 파악할 수 있게 되는 장점이 있다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안 에 속한다고 해야 할 것이다.

도 1은 종래 평판 유리 표면 이물 검사 장치의 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 평판 유리 표면 이물 검사 장치의 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 평판 유리 표면 이물 검사 장치의 개략도.

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 평판 유리 표면 이물 검사 장치의 개략도.

도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 본 발명에 따른 평판 유리 표면 이물 검사 장치에 의해 촬영된 이물질 이미지.

***** 도면 상의 주요 기호에 대한 간략한 설명 *****

11: A면 촬영 장치 13: B면 촬영 장치

20: 레이저광 조사부

31: 입사 레이저광 33: 반사 레이저광

35: 투사 레이저광 51, 51': 상부 이물질

53, 53': 하부 이물질 100: 유리 이송 방향

Claims (6)

1. A면 및 B면 양면을 갖는 평판 유리 표면에 부착된 이물질을 검사하는 평판 유리 표면 이물질 검사 장치에 있어서,

   상기 평판 유리 A면으로부터 조사되어 일부가 두께 방향으로 굴절되면서 평판 유리 B면으로 투과하는 레이저광을 조사하는 레이저광 조사부;

   상기 레이저광 조사부에서 조사된 레이저광이 상기 평판 유리의 A면에 조사되는 영역에 포커싱되도록 형성되어 A면 상에 존재하는 이물질을 더 선명하게 촬영하도록 구성된 A면 촬영 장치;

   상기 레이저광이 상기 평판 유리의 A면으로 조사되어 상기 평판 유리의 두께 방향으로 굴절되면서 상기 평판 유리의 B면으로부터 투과되는 영역에 포커싱되도록 형성되어 B면 상에 존재하는 이물질을 더 선명하게 촬영하도록 구성된 B면 촬영 장치; 및

   상기 A면 촬영 장치에 의해 획득된 영상의 이물질 이미지가 상기 B면 촬영 장치에 의해 획득된 영상의 이물질 이미지보다 더 선명하면 상기 이물질 부착면은 상기 평판 유리의 A면으로 판단하고, 상기 B면 촬영 장치에 의해 획득된 영상의 이물질 이미지가 상기 A면 촬영 장치에 의해 획득된 영상의 이물질 이미지보다 더 선명하면 상기 이물질 부착면은 상기 평판 유리의 B면으로 판단하는 검출 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 유리 표면 이물질 검사 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 레이저광 조사부에서 조사되는 레이저광은 상기 평판 유리 A면의 법선과 일정한 각도를 이루면서 상기 평판 유리에 비스듬히 입사되도록 하는 것을 특징으로 하는 평판 유리 표면 이물질 검사 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 레이저광 조사부에서 조사된 레이저광이 상기 평판 유리의 A면을 조사하는 지점을 a라 하고, 상기 레이저광 조사부에서 조사된 레이저광이 상기 평판 유리의 B면을 조사하는 지점을 b라 할 때, a점과 b점 사이의 선분 길이가 각각 a점 및 b점에서 상기 평판 유리 A면에 투영된 지점간의 수평 거리보다 긴 것을 특징으로 하는 평판 유리 표면 이물질 검사 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 A면 촬영 장치는 상기 평판 유리 A면의 법선 방향에서 상기 평판 유리 A면을 촬영하도록 설치되고, 상기 B면 촬영 장치는 상기 A면 촬영 장치와 일정 각도로 기울어진 방향에서 상기 평판 유리 B면을 촬영하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 평판 유리 표면 이물질 검사 장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 A면 촬영 장치는 상기 선분 ab와 수직되는 방향에서 상기 평판 유리 A면을 촬영하도록 설치되고, 상기 B면 촬영 장치는 상기 선분 ab와 수직되는 방향에 서 상기 평판 유리 B면을 촬영하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 평판 유리 표면 이물질 검사 장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 A면 촬영 장치는 상기 평판 유리 A면 상부 영역에 설치되고, 상기 B면 촬영 장치는 상기 평판 유리 B면 상부 영역에 설치되는 것을 특징으로 하는 평판 유리 표면 이물질 검사 장치.

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