KR101217174B1

KR101217174B1 - 기판검사장치 및 기판검사방법

Info

Publication number: KR101217174B1
Application number: KR1020100038570A
Authority: KR
Inventors: 최상진
Original assignee: 엘아이지에이디피 주식회사
Priority date: 2010-04-26
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2012-12-31
Also published as: KR20110119080A

Abstract

본 발명에 따른 기판검사방법은, (a) 조명광을 기판의 검사지점에 조사하는 단계 및 (b) 기판의 표면에 대한 제1검사각에서 제1카메라로 검사지점을 검사하고, 기판의 표면에 대한 제1검사각과 다른 제2검사각에서 제2카메라로 검사지점을 검사하는 단계를 포함한다.

Description

기판검사장치 및 기판검사방법 {APPARATUS FOR INSPECTING SUBSTRATE AND METHOD OF INSPECTING SUBSTRATE}

본 발명은 피처리물을 검사하는 장치 및 피처리물을 검사하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 기판검사장치 및 기판검사방법에 관한 것이다.

종래 기술의 경우에는 액정표시장치의 기판에 얼룩이나 이물질이 존재하는지 탐지하기 위하여 검사자가 육안으로 검사를 하고 있다.

즉, 기판에 빛을 조사하여 반사되는 빛을 통하여 기판면에 결함이 존재하는지 직접 육안으로 비교 판단하고 있다.

그러나, 이러한 방법에 의하는 경우에 검사자마다 검사장치의 셋팅조건이 다를 수 있고, 그에 따라 검사품질에 차이가 발생할 수 있다.

뿐만 아니라, 검사자의 수작업에 의존하므로 검사시간이 오래 걸리는 문제가 있다.

이러한 문제 때문에 수작업에 의존하는 검사작업에 대한 자동화의 필요성이 대두되었다.

보다 신속 정확하고 효율적인 자동검사가 가능한 기판검사장치 및 기판검사방법이 필요하게 되었다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 기판검사방법은, (a) 조명광을 기판의 검사지점에 조사하는 단계; 및 (b) 상기 기판의 표면에 대한 제1검사각에서 제1카메라로 상기 검사지점을 검사하고, 상기 기판의 표면에 대하여 상기 제1검사각과 다른 제2검사각에서 제2카메라로 상기 검사지점을 검사하는 단계;를 포함한다.

또는, 상기 제2검사각은 상기 제1검사각보다 작을 수 있다.

또는, 상기 (b)단계는 상기 제1검사각에서 상기 제1카메라로 상기 기판 내측의 결함을 검사할 수 있다.

또는, 상기 (b)단계는 상기 제2검사각에서 상기 제2카메라로 상기 기판 표면의 결함을 검사할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 기판검사방법은, 복수의 픽셀을 포함하는 기판을 검사하는 기판검사방법에 있어서, (a) 조명광을 상기 기판의 검사지점에 조사하는 단계; (b) 제1카메라의 광축은 상기 기판의 표면에 대하여 제1검사각을 이루고 상기 픽셀의 단축 방향 평면에 위치한 상태에서 상기 검사지점의 제1영상정보를 획득하는 단계; (c) 제2카메라의 광축은 상기 기판의 표면에 대하여 상기 제1검사각보다는 작은 제2검사각을 이루고 상기 픽셀의 단축 방향 평면에 위치한 상태에서 상기 검사지점의 제2영상정보를 획득하는 단계; 및 (d) 상기 제1,제2영상정보를 이용하여 상기 검사지점을 검사하는 단계;를 포함한다.

또는, 상기 (d)단계 이전에 상기 픽셀의 단축 방향을 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 기판검사장치는, 기판에 대하여 광을 조사하는 조명부; 상기 기판의 검사지점에 대한 영상정보를 획득하는 제1카메라부 및 제2카메라부; 및 상기 기판의 표면에 대하여 제1검사각에서 상기 검사지점의 영상정보를 획득하도록 상기 제1카메라부를 제어하고, 상기 기판의 표면에 대한 상기 제1검사각보다 작은 제2검사각에서 상기 검사지점의 영상정보를 획득하도록 상기 제2카메라부를 제어하는 제어부;를 포함한다.

본 발명에 따르면 서로 다른 종류의 결함을 두 대의 카메라를 통하여 동시에 효율적으로 검출할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치의 일부분에 대한 개략적인 구성도(X-Z평면)이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치의 일부분에 대한 개략적인 구성도(X-Y평면)이다.
도 3은 다른 실시예에 의한 픽셀을 포함하는 기판에 대하여 바람직한 카메라의 광축 방향을 도시한 그림이다.
도 4는 본 발명에 따른 기판검사방법에 대한 순서도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예는 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치의 일부분에 대한 개략적인 구성도(X-Z평면)이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치의 일부분에 대한 개략적인 구성도(X-Y평면)이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판검사장치는 제1카메라(10), 제1카메라구동부(11), 제2카메라(20), 제2카메라구동부(21), 기판스테이지(30), 기판스테이지구동부(31), 조명부(40), 조명구동부(41), 중앙처리부(50), 결함판단부(60)를 포함할 수 있다.

제1카메라(10) 및 제2카메라(20)는 기판(S)의 영상정보를 획득할 수 있는 수단이다.

도 1에서 보듯이, 제1카메라구동부(11)에 의하여 제1카메라(10)의 광축은 기판면에 대하여 제1검사각(A10)(X-Z평면기준)을 이루도록 조절될 수 있다.

또한, 도 2에서 보듯이, 제1카메라구동부(11)에 의하여 제1카메라의 광축(B10)이 픽셀(P)의 단축방향(X-Y평면기준)을 향하도록 제1카메라(10)를 조절할 수 있다. 이하에서, 제1카메라(10)와 제1카메라구동부(11)를 통칭하여 제1카메라부라 한다.

도 1에서 보듯이, 제2카메라구동부(21)에 의하여 제2카메라(20)의 광축은 기판면에 대하여 제2검사각(A20)을 이루도록 조절될 수 있다. 이하에서, 제2카메라(20)와 제2카메라구동부(21)를 통칭하여 제2카메라부라 한다.

또한, 도 2에서 보듯이, 제2카메라구동부(21)에 의하여 제2카메라의 광축(B20)이 픽셀(P)의 단축방향(X-Y평면기준)을 향하도록 제2카메라(20)를 조절할 수 있다.

기판스테이지(30)는 기판(S)이 적재되는 부분이다.

기판스테이지구동부(31)는 기판(S)의 위치나 각도를 조절할 수 있다.

조명부(40)는 기판(S)에 대하여 조명광을 조사하는 부분이다. 조명부는 광을 조사하는 광원, 조사된 광을 기판으로 전달하는 반사경, 렌즈, 편광판, 산란판 등을 포함하는 구성일 수 있다. 광원은 메탈 할라이드 램프 또는 나트륨 램프를 포함할 수도 있다.

조명구동부(41)는 조명부(40)의 광축을 조절하거나 조명부(40)의 위치나 각도를 조절할 수 있다.

결함판단부(60)는 제1카메라(10)와 제2카메라(20)에 의하여 획득한 영상정보로부터 결함이 존재하는지 여부를 판단하는 부분이다. 결함을 판단하는 방식은 여러 가지가 있을 수 있으며, 일 실시예로서, 획득한 영상정보의 밝기를 조정하는 단계, 노이즈를 제거하는 단계, 밝기 변화 정도가 설정값을 초과하는 구간을 결함으로 판단하는 단계 등을 포함하는 방식일 수 있다.

중앙처리부(50)는 상기 각 구성요소를 제어하거나 획득 정보를 종합적으로 처리할 수 있다. 중앙처리부(50) 및 결함판단부(60)를 통칭하여 제어부라 한다.

그 외에 도시되지 않은 디스플레이부, 영상정보저장부, 검사자가 검사장치를 조작하는 조작부 등을 더 포함할 수 있다.

도 2에서 보듯이, 본 실시예에서는 기판(S)이 복수의 픽셀을 포함하는 기판을 대상으로 설명하며, 구체적으로는 엘씨디 기판을 대상으로 설명한다. 확대부분에서 보듯이, 엘씨디 기판은 장방형의 픽셀을 포함할 수 있다.

기판에 형성된 복수의 픽셀(P)은 다각형일 수 있으며, 특히 장방형으로 마련되는 경우가 있다. 이러한 경우에 픽셀(P)의 장축 방향에 비하여 단축 방향으로 조명에 의한 분광현상이 보다 잘 일어난다.

즉, 단축 방향으로 조명광이 각각의 파장대에 따라 잘 퍼지게 된다. 각각의 파장대로 퍼진 조명광은 기판의 비정상적 결함부분에서 적어도 일부 파장대의 빛이 반사 또는 난반사되면서 결함의 존부가 명확하게 구분될 수 있다. 결국, 픽셀(P)의 단축 방향으로 바라보는 경우에 결함판독율이 높아지게 된다.

도 2에서 보듯이, 픽셀의 단축 방향과 다른 각도를 이루고 있는 광축(B10',B20')을 픽셀의 단축 방향과 평행한 각도로 이루는 광축(B10,B20)이 되도록 제1카메라구동부(11) 및 제2카메라구동부(21)에 의하여 제1카메라(10) 및 제2카메라(20)를 조절할 수 있다.

카메라의 광축을 픽셀의 단축 방향과 평행하도록 조절하는 단계와 기판면에 대하여 소정의 검사각을 이루도록 조절하는 단계는 선후 순서에 관계없이 또는 동시에 수행될 수 있다.

도 3은 다른 실시예에 의한 픽셀을 포함하는 기판에 대하여 바람직한 카메라의 광축 방향을 도시한 그림이다.

도 3에서 보듯이, 직사각형의 픽셀이 아닌 경우에도 단축 방향은 도 3에서 도시된 방향에 해당하며 제1카메라 및 제2카메라의 광축(B10, B20)을 그러한 단축 방향으로 조절하는 것이 바람직하다.

본 실시예의 의한 기판검사장치는 청정실 내부에 설치될 수 있으며, 기판검사정보는 원격으로 청정실 외부의 검사자에게 전달될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 기판검사방법을 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 기판검사방법에 대한 순서도이다.

도 4에서 보듯이, 우선 조명광을 기판의 검사지점에 조사하는 단계(S10)가 수행될 수 있다.

다음으로, 제1카메라 및 제2카메라의 광축을 픽셀의 단축 방향 평면에 배치하는 단계(S20)가 수행될 수 있다.

다음으로, 제1카메라를 제1검사각으로 자동조절하고, 제2카메라를 제2검사각으로 자동조절하는 단계(S30)가 수행될 수 있다.

S20단계 및 S30단계는 선후를 바꾸어 실시할 수도 있고, 동시에 실시할 수도 있다.

S20단계 이전에 기판의 픽셀의 단축 방향을 탐지하는 단계가 수행될 수도 있다. 또는 픽셀의 단축 방향을 미리 설정할 수도 있다. 픽셀의 단축 방향을 탐지하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있으며, 일 실시예로서 여러 각도로 조명광을 조사하면서 분광의 정도가 가장 높은 각도를 픽셀의 단축 방향으로 판단할 수도 있다.

제1검사각 및 제2검사각은 설정값을 이용할 수 있으며, 제1검사각과 제2검사각은 서로 다른 값으로 설정될 수 있다. 제1검사각 및 제2검사각은 카메라의 광축과 기판 평면이 이루는 각도일 수 있다.

제1검사각이 제2검사각보다 큰 경우에는, 제1카메라는 기판 layer 내측의 결함을 검사하는데 사용될 수 있고, 제2카메라는 기판 layer 표면의 결함을 검사하는데 사용될 수 있다.

카메라의 광축이 기판면에 대하여 이루는 각도가 클수록 기판 layer 내측에 생길 수 있는 얼룩이 보다 용이하게 검사된다.

또한, 카메라의 광축이 기판면에 대하여 이루는 각도가 작을수록 기판 layer 표면의 얼룩이 보다 용이하게 검사된다.

다음으로, 제1검사각에서 제1카메라로 기판 내측의 결함을 검사하는 단계(S40)가 수행될 수 있다.

다음으로, 제2검사각에서 제2카메라로 기판 표면의 결함을 검사하는 단계(S50)가 수행될 수 있다.

S40단계와 S50단계는 두 대의 카메라를 이용하여 동시에 수행되는 것이 바람직하다.

S40단계와 S50단계는 촬영된 각각의 영상정보를 실시간으로 검사할 수도 있고, 저장된 영상정보를 나중에 검사할 수도 있다.

기판의 검사는 앞서 설명한 결함판단부(60)의 동작과 같은 방식으로 자동으로 수행될 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims

복수의 픽셀을 포함하는 표시장치의 기판을 검사하는 기판검사방법에 있어서,
(a) 조명광을 상기 기판의 검사지점에 조사하는 단계;
(b) 제1카메라의 광축은 상기 기판의 표면에 대하여 제1검사각을 이루고 상기 픽셀의 단축 방향 평면에 위치한 상태에서 상기 검사지점의 제1영상정보를 획득하는 단계;
(c) 제2카메라의 광축은 상기 기판의 표면에 대하여 상기 제1검사각보다는 작은 제2검사각을 이루고 상기 픽셀의 단축 방향 평면에 위치한 상태에서 상기 검사지점의 제2영상정보를 획득하는 단계; 및
(d) 상기 제1,제2영상정보를 이용하여 상기 검사지점을 검사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판검사방법.
제1항에 있어서,
상기 제1검사각은 상기 기판 내측의 결함을 검사할 수 있는 각도로 설정되며, 상기 (d)단계는 상기 기판 내측의 결함을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판검사방법.
제1항에 있어서,
상기 제2검사각은 상기 기판 표면의 결함을 검사할 수 있는 각도로 설정되며, 상기 (d)단계는 상기 기판 표면의 결함을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판검사방법.
제1항에 있어서,
상기 (b)단계 및 상기 (c)단계 이전에 상기 픽셀의 단축 방향을 검출하는 단계를 더 포함하는 기판검사방법.
제4항에 있어서,
상기 픽셀의 단축 방향을 검출하는 단계는 여러 각도로 조명광을 상기 기판에 조사하면서 분광의 정도가 가장 높은 방향을 상기 픽셀의 단축 방향으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판검사방법.
제5항에 있어서,
상기 픽셀의 단축 방향을 검출하는 단계 이후에 있어서,
상기 제1카메라의 광축과 상기 제2카메라의 광축이 상기 픽셀의 상기 단축 방향과 다른 경우에 상기 제1카메라의 광축과 상기 제2카메라의 광축을 상기 픽셀의 상기 단축 방향과 평행하도록 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판검사방법.
복수의 픽셀을 포함하는 표시장치의 기판에 대하여 광을 조사하는 조명부;
상기 기판의 검사지점에 대한 영상정보를 획득하는 제1카메라 및 제2카메라;
상기 제1카메라를 조절하는 제1카메라구동부;
상기 제2카메라를 조절하는 제2카메라구동부; 및
상기 기판의 표면에 대하여 제1검사각에서 상기 검사지점의 영상정보를 획득하도록 상기 제1카메라구동부를 제어하고, 상기 기판의 표면에 대한 상기 제1검사각보다 작은 제2검사각에서 상기 검사지점의 영상정보를 획득하도록 상기 제2카메라구동부를 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 제1카메라의 광축과 상기 제2카메라의 광축이 상기 픽셀의 단축 방향과 다른 경우에 상기 제1카메라의 광축과 상기 제2카메라의 광축을 상기 픽셀의 상기 단축 방향과 평행하도록 상기 제어부는 상기 제1카메라구동부 및 상기 제2카메라구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판검사장치.