KR101269889B1 - 개선된 다층 구조체의 상부층 패턴의 검사 장치, 시스템, 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개선된 다층 구조체의 상부층 패턴의 검사 장치, 시스템, 및 방법을 개시한다.
본 발명에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴의 검사 장치는 광학 부재; 상기 광학 부재로 자외선을 방출하는 자외선 LED 조명 부재; 및 상기 광학 부재의 상부에 제공되며, 상기 광학 부재를 통해 다층 구조체(MLS) 상으로 입사된 후 반사된 자외선을 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻기 위한 카메라를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴의 검사 방법은 a) 자외선 LED 조명 부재를 사용하여 자외선을 광학 부재를 통해 다층 구조체(MLS) 상으로 입사시키는 단계; b) 상기 다층 구조체(MLS)로부터 반사되는 상기 자외선을 상기 광학 부재를 통해 카메라에서 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻는 단계; c) 상기 영상을 유선 또는 무선 방식으로 검사용 콘트롤러로 전송하는 단계; 및 d) 상기 검사용 콘트롤러에 의해 수신된 상기 영상을 이진화 영상처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴의 검사 장치는 광학 부재; 상기 광학 부재로 자외선을 방출하는 자외선 LED 조명 부재; 및 상기 광학 부재의 상부에 제공되며, 상기 광학 부재를 통해 다층 구조체(MLS) 상으로 입사된 후 반사된 자외선을 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻기 위한 카메라를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴의 검사 방법은 a) 자외선 LED 조명 부재를 사용하여 자외선을 광학 부재를 통해 다층 구조체(MLS) 상으로 입사시키는 단계; b) 상기 다층 구조체(MLS)로부터 반사되는 상기 자외선을 상기 광학 부재를 통해 카메라에서 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻는 단계; c) 상기 영상을 유선 또는 무선 방식으로 검사용 콘트롤러로 전송하는 단계; 및 d) 상기 검사용 콘트롤러에 의해 수신된 상기 영상을 이진화 영상처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 개선된 다층 구조체의 상부층 패턴의 검사 장치, 시스템, 및 방법에 관한 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 자외선 흡수 스펙트럼을 이용하여 다층 구조체의 상부층 전극 패턴에서의 자외선 반사량과 절연막에서의 자외선 반사량의 큰 차이를 이용하여, 정확하고 정밀한 상부층 패턴의 검사가 가능하고, 사용자가 육안으로 상부층 패턴의 흠결을 용이하게 검사할 수 있으며, 최종 제품의 전체 제조 시간 및 비용이 현저하게 감소되는 개선된 다층 구조체의 상부층 패턴의 검사 장치, 시스템, 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 집적 회로칩이 형성되어 있는 웨이퍼, 평판 디스플레이 패널, 멀티칩 모듈, 가요성 회로 패치(patch) 및 데칼(decal) 등에 사용되는 것과 같은 다층 전자 부품은 여러 가지 패턴으로 구성된 도체의 상부층(top layer)과 투명 또는 반투명 절연 재료로 이루어진 중간층(intermediate layer), 및 세라믹, 유리 및 금속 등으로 이루어지며 흔히 여러 가지 패턴의 도체를 지니고 있는 베이스 기판 또는 하부층(bottom layer)의 다층 구조체로 이루어져 있다.
상술한 다층 전자 부품의 다층 구조체에서는 수 개의 층들 또는 코팅층들은 하부 베이스 기판층 위에 중첩되어 있고, 베이스 기판층 자체는 도체선을 포함할 수도 있다. 또한, 베이스 기판층 위에는 투명 또는 반투명의 중간 절연층이 중첩되고, 기판층 위에는 결함을 검사할 도체의 패턴을 포함하는 상부층이 형성되어 있다. 이러한 다층 전자 부품의 다층 구조체에서 결함 등에 대한 광학 검사하는데 있어서 사용되는 광은 모든 중첩된 층으로부터의 반사의 복합(the compounding of reflection)에 기인하여 문제가 발생한다. 그 이유는 반사된 입사광이 하부층 뿐만 아니라 상부층에서도 반사되어, 이들 모두가 중복된 반사를 생성함으로써, 필요에 따라 단지 상부 도체 패턴층만을 구별하여 검사할 수 없기 때문이다.
또한, 음영 필드(dark field), 얕은 각도 조명(shallow angle illumination), 컬러 식별(color discrimination) 및 교차 편광 조명(cross polarization illumination)을 이용하여 상부 도체 패턴의 이미지를 구별하기 위한 시도는 성공하지 못했다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 방안의 하나가 2001년 11월 28일자에 비숍로버트에 의해 "다층 전자 부품 검사 방법 및 장치"라는 발명의 명칭으로 대한민국 특허출원 제10-2001-7015251호로 출원되어, 2004년 12월 22일자에 등록된 대한민국 특허 제10-0464551호에 상세히 기술되어 있다.
상술한 종래 기술에 따른 다층 전자 부품 검사 방법 및 장치에서는 소정의 입사광 파장에 응답하여 상이한 파장에서 형광을 방출하기 쉬운 반투명 또는 투명인 절연층을 투과하는 중간광(intermediate light)을 이용하여 상부층 상의 도체 패턴의 도체들은 그 원래의 파장에서 입사광을 반사하고 형광 방출하지 않아서 용이하게 구별이 가능하며, 상부층 도체에 대한 원하는 검사가 구별해서 선택적으로 달성될 수 있고, 중간 형광층(intermediate fluorescing layer) 아래에 있는 층들로부터 반사되는 모든 입사광을 반사하거나(rejecting), 차단(masking)하거나 사라지게(disappear)하는 것이 개시되어 있다.
그러나, 상술한 종래 기술에 따른 다층 전자 부품 검사 방법 및 장치는 소정의 파장의 입사광(488nm의 아르곤(Ar) 입사광)이 사용되어야 하고, 이러한 입사광에 민감하게 응답하여 이보다 더 긴 상이한 파장(500 내지 70nm)의 형광을 방출하기 쉬운 반투명 또는 투명인 형광 절연층(폴리이미드와 같은 유기층)이 사용되는 경우에만 적용될 수 있다는 한계와 단점이 있었다.
상술한 특정 파장의 입사광, 및 형광 절연층의 사용에 따른 문제를 해결하기 위한 또 다른 종래 기술로 가시광 파장의 광을 방출하는 가시광 LED를 이용하여 다층 전자 부품의 다층 구조체 상에 조사하여 영상을 얻고 얻어진 영상(획득 영상)을 이진화 영상처리(binary image processing)하는 다층 구조체의 상부층 패턴의 검사 장치 및 방법이 사용되어 왔다.
도 1a는 종래 기술에 따른 가시광 LED를 사용하여 다층 구조체의 상부층 패턴을 검사하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 종래 기술에 따른 가시광 LED를 사용하여 다층 구조체의 상부층 패턴을 검사하는 방법에 사용되는 다층 구조체(MLS: multi-layer structure)는 예를 들어 기판(G) 상에 하부층 전극 패턴(C3)이 형성되고, 하부층 전극 패턴(C3) 상에는 하부층 절연막(L2)이 형성되어 있다. 하부층 절연막(L2) 상에는 중간층 전극 패턴(C2)이 형성되고, 중간층 전극 패턴(C2) 상에는 상부층 절연막(L1)이 형성되어 있다. 상부층 절연막(L1) 상에는 상부층 전극 패턴(C1)이 형성되어 있다.
다시 도 1a를 참조하면, 가시광 LED에서 방출되어 상부층 전극 패턴(C1) 상에 입사된 가시광(VL1)은 상부층 전극 패턴(C1)에서 100% 반사된다. 반면에, 상부층 절연막(L1) 상에 입사되어 하부층 전극 패턴(C3)에서 반사되는 가시광(VL2)의 반사율은 80% 이고(즉, 상부층 절연막(L1)에서의 흡수율이 20%임), 상부층 절연막(L1) 상에 입사되어 하부층 절연막(L2)을 투과한 후 기판(G)에서 반사되는 가시광(VL3)의 반사율은 60%이다(즉, 상부층 절연막(L1) 및 하부층 절연막(L2)에서의 가시광의 흡수율이 40%임).
상술한 종래 기술에서는 가시광 LED에서 방출되는 가시광이 상대적으로 장파장(대략 400 내지 700nm)으로 절연막을 잘 투과하지만, 절연막을 투과한 후 전극 패턴 또는 기판에서의 반사율이 비교적 높다. 달리 말하자면, 가시광은 절연막을 투과한 후 전극 패턴이나 기판에서의 흡수율이 비교적 낮다.
따라서, 절연막이 없는 상부층 전극 패턴(C1)에서 반사된 가시광의 광량과 절연막 내의 패턴 전극(예를 들어, C3) 또는 기판(G)에서 반사된 가시광의 광량의 차이가 크기 않다.
도 1b는 종래 기술에 따른 가시광 LED를 구비한 광원 및 CCD 카메라를 사용하여 얻어진 다층 구조체의 획득 영상 및 이를 이진화 영상처리한 처리 영상을 도시한 도면이다.
도 1b를 도 1a와 함께 참조하면, 먼저 도 1a에서와 같이 가시광 LED에서 방출된 가시광이 다층 구조체(MLS) 상에 조사된다. 그 후, 다층 구조체(MLS)에서 반사된 가시광을 수신하여 CCD 카메라(미도시)에서 얻어진 다층 구조체(MLS)의 영상(획득 영상)에서 다층 구조체(MLS)의 중간 부분을 좌측 우측 부분과 비교하면 수직 방향 상부에서 상부층 전극 패턴(C1)이 거의 보이지 않는 부분이 발생한다.
한편, 사용자는 CCD 카메라의 획득 영상을 직접 볼 수 있는 것이 아니라, 획득 영상이 검사용 PC(미도시) 등과 같은 검사용 컨트롤러(미도시)로 전송되어 이진화 영상처리된 처리 영상을 볼 수 있다. 도 1b에 도시된 이진화 영상처리된 처리 영상에서는 가시광이 반사된 영역은 백색으로 표시되고, 가시광이 흡수된 영역은 흑색으로 표시된다. 따라서, 다층 구조체(MLS)의 중간 부분의 수직 방향에서 상부층 전극 패턴(C1)이 거의 보이지 않는다. 즉, 중간층 전극 패턴(C2) 및 하부층 전극 패턴(C3)과 구별되는 상부층 전극패턴(C1)만의 영상을 얻기 어렵기 때문에, 사용자가 상부층 (전극) 패턴의 단선 여부 등을 검사하는 것이 실질적으로 불가능하다는 문제가 발생한다. 이러한 문제점은 전극 패턴과 절연막 상에서 반사된 광량의 차이가 크지 않기 때문에 기인한 것이다.
또한, 상술한 문제점은 궁극적으로 최종 제품에 대한 불량 여부 실험을 통해 확인되어야 하므로, 최종 제품의 전체 제조 시간 및 비용을 증가시키는 주요한 요인이 된다.
따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위한 새로운 해결책이 요구된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자외선 흡수 스펙트럼을 이용하여 다층 구조체의 상부층 전극 패턴에서의 자외선 반사량과 절연막에서의 자외선 반사량의 큰 차이를 이용하여, 정확하고 정밀한 상부층 패턴의 검사가 가능하고, 사용자가 육안으로 상부층 패턴의 흠결을 용이하게 검사할 수 있으며, 최종 제품의 전체 제조 시간 및 비용이 현저하게 감소되는 개선된 다층 구조체의 상부층 패턴의 검사 장치, 시스템, 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴의 검사 장치는 광학 부재; 상기 광학 부재로 자외선을 방출하는 자외선 LED 조명 부재; 및 상기 광학 부재의 상부에 제공되며, 상기 광학 부재를 통해 다층 구조체(MLS) 상으로 입사된 후 반사된 자외선을 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻기 위한 카메라를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴의 검사 장치는 광학 부재; 상기 광학 부재의 양측면에 이격되어 제공되며, 다층 구조체(MLS) 상으로 직접 자외선을 방출하는 한 쌍의 자외선 LED 조명 부재; 및 상기 광학 부재의 상부에 제공되며, 상기 다층 구조체(MLS) 상으로 입사된 후 반사된 상기 자외선을 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻기 위한 카메라를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴의 검사 시스템은 광학 부재; 상기 광학 부재로 자외선을 방출하는 자외선 LED 조명 부재; 상기 광학 부재의 상부에 제공되며, 상기 광학 부재를 통해 다층 구조체(MLS) 상으로 입사된 후 반사된 자외선을 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻기 위한 카메라; 및 상기 카메라와 유선 또는 무선 방식으로 연결되며, 상기 카메라에서 얻어진 영상을 전달받아 이진화 영상처리를 수행하는 검사용 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4 특징에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴의 검사 시스템은 광학 부재; 상기 광학 부재의 양측면에 이격되어 제공되며, 다층 구조체(MLS) 상으로 직접 자외선을 방출하는 한 쌍의 자외선 LED 조명 부재; 상기 광학 부재의 상부에 제공되며, 상기 다층 구조체(MLS) 상으로 입사된 후 반사된 상기 자외선을 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻기 위한 카메라; 및 상기 카메라와 유선 또는 무선 방식으로 연결되며, 상기 카메라에서 얻어진 영상을 전달받아 이진화 영상처리를 수행하는 검사용 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 5 특징에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴의 검사 방법은 a) 자외선 LED 조명 부재를 사용하여 자외선을 광학 부재를 통해 다층 구조체(MLS) 상으로 입사시키는 단계; b) 상기 다층 구조체(MLS)로부터 반사되는 상기 자외선을 상기 광학 부재를 통해 카메라에서 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻는 단계; c) 상기 영상을 유선 또는 무선 방식으로 검사용 콘트롤러로 전송하는 단계; 및 d) 상기 검사용 콘트롤러에 의해 수신된 상기 영상을 이진화 영상처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 6 특징에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴의 검사 방법은 a) 자외선 LED 조명 부재를 사용하여 자외선을 다층 구조체(MLS) 상으로 직접 입사시키는 단계; b) 상기 다층 구조체(MLS)로부터 반사되는 상기 자외선을 광학 부재를 통해 카메라에서 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻는 단계; c) 상기 영상을 유선 또는 무선 방식으로 검사용 콘트롤러로 전송하는 단계; 및 d) 상기 검사용 콘트롤러에 의해 수신된 상기 영상을 이진화 영상처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 개선된 다층 구조체의 상부층 패턴의 검사 장치 및 방법을 사용하면 다음과 같은 장점이 달성된다.
1. 종래기술과는 달리 특정 파장의 입사광(예를 들어, 488nm의 아르곤(Ar) 입사광), 및 특정 파장의 입사광에 민감하게 응답하여 형광을 방출하기 쉬운 형광 절연층을 사용할 필요가 없다. 따라서, 적용 가능한 다층 구조체의 범위에 대한 한계 또는 제한이 없다.
2. 상부층 전극 패턴 및 절연층에서는 자외선의 반사량(또는 흡수량)의 차이가 상당히 커서 획득 영상을 이진화 영상처리하여 얻어진 처리 영상에서 상부층 패턴을 매우 정확하고 정밀하게 검사하는 것이 가능해진다.
3. 사용자가 육안으로 상부층 패턴의 흠결을 용이하게 검사할 수 있다,
4. 최종 제품의 전체 제조 시간 및 비용이 현저하게 감소된다.
본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다.
도 1a는 종래 기술에 따른 가시광 LED를 사용하여 다층 구조체의 상부층 패턴을 검사하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 1b는 종래 기술에 따른 가시광 LED를 구비한 광원 및 CCD 카메라를 사용하여 얻어진 다층 구조체의 획득 영상 및 이를 이진화 영상처리한 처리 영상을 도시한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 LED를 사용하여 다층 구조체의 상부층 패턴을 검사하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치 및 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2c는 도 2b에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2d는 도 2b에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치를 개략적으로 도시한 정단면도 및 측단면도이다.
도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치 및 검사 시스템을 사용하여 얻어진 다층 구조체의 획득 영상 및 이를 이진화 영상처리한 처리 영상을 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 1b는 종래 기술에 따른 가시광 LED를 구비한 광원 및 CCD 카메라를 사용하여 얻어진 다층 구조체의 획득 영상 및 이를 이진화 영상처리한 처리 영상을 도시한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 LED를 사용하여 다층 구조체의 상부층 패턴을 검사하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치 및 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2c는 도 2b에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2d는 도 2b에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치를 개략적으로 도시한 정단면도 및 측단면도이다.
도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치 및 검사 시스템을 사용하여 얻어진 다층 구조체의 획득 영상 및 이를 이진화 영상처리한 처리 영상을 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 방법을 도시한 플로우차트이다.
이하에서 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 기술한다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 LED를 사용하여 다층 구조체의 상부층 패턴을 검사하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자외선 LED를 사용하여 다층 구조체의 상부층 패턴을 검사하는 방법에 사용되는 다층 구조체(MLS)는 도 1a에 도시된 다층 구조체(MLS)와 동일하다.
좀 더 구체적으로, 기판(G) 상에 하부층 전극 패턴(C3)이 형성되고, 하부층 전극 패턴(C3) 상에는 하부층 절연막(L2)이 형성되어 있다. 하부층 절연막(L2) 상에는 중간층 전극 패턴(C2)이 형성되고, 중간층 전극 패턴(C2) 상에는 상부층 절연막(L1)이 형성되어 있다. 상부층 절연막(L1) 상에는 상부층 전극 패턴(C1)이 형성되어 있다.
다시 도 2a를 참조하면, 자외선 LED에서 방출되어 상부층 전극 패턴(C1) 상에 입사된 자외선(UV1)은 상부층 전극 패턴(C1)에서 100% 반사된다. 반면에, 상부층 절연막(L1) 상에 입사되어 하부층 전극 패턴(C3)에서 반사되는 자외선(UV2)의 반사율은 60%이고(즉, 상부층 절연막(L1)에서의 흡수율이 40%임), 상부층 절연막(L1) 상에 입사되어 하부층 절연막(L2)을 투과한 후 기판(G)에서 반사되는 자외선(UV3)의 반사율은 20%이다(즉, 상부층 절연막(L1) 및 하부층 절연막(L2)에서의 자외선의 흡수율이 80%임).
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 자외선 LED에서 방출되는 자외선이 종래 기술의 가시광에 비해 상대적으로 단파장(대략 10 내지 400nm)으로 절연막에서의 흡수율이 가시광선에 비해 현저하게 높다. 따라서, 절연막을 투과한 후 전극 패턴 또는 기판에서의 반사율이 비교적 상당히 낮다.
따라서, 절연막이 없는 상부층 전극 패턴(C1)에서 반사된 자외선의 광량과 절연막 내의 패턴 전극(예를 들어, C3) 또는 기판(G)에서 반사된 가시광의 광량의 차이가 상당히 큰 값을 갖는다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치 및 시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2c는 도 2b에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2b 및 도 2c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치(200)는 광학 부재(210); 상기 광학 부재(210)로 자외선을 방출하는 자외선 LED 조명 부재(220); 및 상기 광학 부재(210)의 상부에 제공되며, 상기 광학 부재(210)를 통해 다층 구조체(MLS) 상으로 입사된 후 반사된 자외선을 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻기 위한 카메라(230)를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 시스템(201)은 광학 부재(210); 상기 광학 부재(210)로 자외선을 방출하는 자외선 LED 조명 부재(220); 상기 광학 부재(210)의 상부에 제공되며, 상기 광학 부재(210)를 통해 다층 구조체(MLS) 상으로 입사된 후 반사된 자외선을 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻기 위한 카메라(230); 및 상기 카메라(230)와 유선 또는 무선 방식으로 연결되며, 상기 카메라(230)에서 얻어진 영상을 전달받아 이진화 영상처리를 수행하는 검사용 콘트롤러(240)를 포함한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치(200) 및 시스템(201)의 구체적인 구성 및 동작을 상세히 기술한다.
다시, 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치(200) 및 시스템(201)은 광학 부재(210) 및 자외선 LED 조명 부재(220)를 포함한다. 광학 부재(210)는 자외선 LED 조명 부재(220)로부터 출력되는 자외선(A)을 다층 구조체(MLS) 상으로 반사하고, 다층 구조체(MLS)에서 반사된 자외선(B)을 투과시키는 빔스플리터(212), 상기 빔스플리터를 투과한 자외선(B)을 시준(collimate)하기 위한 렌즈(214); 및 상기 시준된 자외선(B)을 제외한 광을 필터링하는 자외선 투과 필터(216)로 구성된다(도 2c 참조). 여기서, 자외선 투과 필터(216)는 자외선만을 투과시키고 외부에서 들어올 수 있는 가시광 등과 같은 자외선 이외의 광의 투과를 방지하기 위한 것이다.
또한, 도 2c에 도시된 자외선 LED 조명 부재(220)는 광학 부재(210)이 측면 상에 연결된 것으로 예시적으로 도시되어 있지만, 도 2b에 도시된 바와 같이 광학 부재(210)와 동축 관계로 연결될 수도 있다는 점에 유의하여야 한다. 이 경우 자외선 LED 조명 부재(220)는 그 내부에 자외선을 광학 부재(210)의 빔스플리터(212)로 향하도록 하기 위한 별도의 반사 거울(미도시) 또는 별도의 빔스플리터(미도시)를 구비한다. 자외선 LED 조명 부재(220)가 광학 부재(210)와 동축 관계로 연결되는 경우, 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치(200) 및 시스템(201)의 사이즈가 컴팩트(compact)한 구조를 가질 수 있다. 한편, 자외선 LED 조명 부재(220)는 조도를 조절할 수 있는 조도 제어 부재(250)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 카메라(230)는 널리 알려진 CCD 카메라, 구체적으로는 라인 CCD 카메라로 구현될 수 있다.
또한, 상기 렌즈(214)는 볼록 렌즈로 구현되며, 그에 따라 카메라(230)에서 얻어진 영상은 후술하는 도 2e에 도시된 바와 같이 확대된 획득 영상이다.
도 2d는 도 2b에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치를 개략적으로 도시한 정단면도 및 측단면도이다.
도 2d를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치(200)에서는 자외선 LED 조명 부재(220)가 한 쌍의 바(bar) 형상의 자외선 LED 조명 부재(220)로 구현된다. 한 쌍의 바(bar) 형상의 자외선 LED 조명 부재(220)가 사용되는 경우, 자외선은 광학 부재(210)의 도 2c에 도시된 빔스플리터(212)를 통해 다층 구조체(MLS)로 조사되는 것이 아니라, 광학 부재(210)의 외부에서 다층 구조체(MLS) 상으로 직접 조사된다는 점에 유의하여야 한다. 따라서, 도 2d의 실시예에서는 도 2c에 도시된 광학 부재(210)의 빔스플리터(212)가 사용될 필요가 없다.
다시 도 2d를 도 2b와 함께 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치(200)는 광학 부재(210); 상기 광학 부재(210)의 양측면에 이격되어 제공되며, 다층 구조체(MLS) 상으로 직접 자외선을 방출하는 한 쌍의 자외선 LED 조명 부재(220); 및 상기 광학 부재(210)의 상부에 제공되며, 상기 다층 구조체(MLS) 상으로 입사된 후 반사된 상기 자외선을 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻기 위한 카메라(230)를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 시스템(201)은 광학 부재(210); 상기 광학 부재(210)의 양측면에 이격되어 제공되며, 다층 구조체(MLS) 상으로 직접 자외선을 방출하는 자외선 LED 조명 부재(220); 상기 광학 부재(210)의 상부에 제공되며, 상기 다층 구조체(MLS) 상으로 입사된 후 반사된 상기 자외선을 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻기 위한 카메라(230); 및 상기 카메라(230)와 유선 또는 무선 방식으로 연결되며, 상기 카메라(230)에서 얻어진 영상을 전달받아 이진화 영상처리를 수행하는 검사용 콘트롤러(240)를 포함한다.
상술한 도 2d에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치(200) 및 시스템(201)에서는 한 쌍의 자외선 LED 조명 부재(220)가 광학 부재(210)의 양측면에 또는 이동 방향을 기준으로 전방 및 후방에 이격되어 제공된다. 한 쌍의 자외선 LED 조명 부재(220)로부터 출력되는 자외선은 다층 구조체(MLS) 상으로 직접 조사되어 반사된다. 다층 구조체(MLS)에서 반사된 자외선은 광학 부재(210) 내로 입사되어 렌즈(214)에 의해 시준된다, 시준된 자외선 이외의 광(외부에서 들어올 수 있는 가시광 등)은 자외선 투과 필터(216)에 의해 필터링된다.
상술한 도 2b 내지 도 2d에 도시된 실시예에서, 카메라(230)는 검사용 콘트롤러(240)와 유선 또는 무선 방식(예를 들어 이더넷 통신)으로 연결되어 있다. 그러나, 카메라(230)와 검사용 콘트롤러(240)가 반드시 연결되어 있어야 하는 것은 아니다. 좀 더 구체적으로, 카메라(230)와 검사용 콘트롤러(240)가 물리적으로 이격되어 있는 경우. 획득 영상이 예를 들어 USB 장치 또는 외장형 하드와 같은 핸드 캐리 가능한 포터블 저장 장치(portable storage)를 이용하여 카메라(230)에서 검사용 콘트롤러(240)로 전달될 수도 있다.
상술한 검사용 콘트롤러(240)는 카메라(230)에서 얻어진 영상을 전달받아 이진화 영상처리를 수행한다. 검사용 콘트롤러(240)는 예를 들어 마이크로프로세서 또는 개인용 컴퓨터(PC) 등으로 구현될 수 있다. 도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치 및 검사 시스템을 사용하여 얻어진 다층 구조체의 획득 영상 및 이를 이진화 영상처리한 처리 영상을 도시한 도면이다.
도 2e를 도 2a 내지 도 2d와 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 카메라(230)의 획득 영상에서 알 수 있는 바와 같이, 다층 구조체(MLS)의 중간 부분은 도 1b에 도시된 동일한 중간 부분과 비교하여 수직 방향 상부에서 상부층 전극 패턴(C1)이 중간층 전극 패턴(C2)과 뚜렷이 구별될 정도로 나타나 있음을 알 수 있다.
한편, 획득 영상이 검사용 컨트롤러(240)로 전송되어 이진화 영상처리된 처리 영상에서 자외선이 반사된 영역은 백색으로 표시되고, 자외선이 흡수된 영역은 흑색으로 표시되어 있다. 도 2e에서 더욱 명확히 알 수 있는 바와 같이, 다층 구조체(MLS)의 중간 부분의 전극 패턴(C1) 전체는 백색으로 표시되어 있고, 중간층 전극 패턴(C2)은 윤곽선을 제외하고 흑색으로 표시되어 있으며, 하부층 전극 패턴(C3)은 흑색으로 표시되어 있다. 따라서, 중간층 전극 패턴(C2) 및 하부층 전극 패턴(C3)과 뚜렷이 구별되는 상부층 전극패턴(C1)만의 영상이 얻어지므로 사용자가 상부층 (전극) 패턴의 단선 여부 등을 매우 정밀하고 정확하게 검사할 수 있을 뿐만 아니라, 육안으로 상부층 패턴의 흠결을 용이하게 검사하는 것이 가능하다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 3a를 도 2a 내지 도 2c와 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 방법(300)은 a) 자외선 LED 조명 부재(220)를 사용하여 자외선을 광학 부재(210)를 통해 다층 구조체(MLS) 상으로 입사시키는 단계(310); b) 상기 다층 구조체(MLS)로부터 반사되는 상기 자외선을 상기 광학 부재(210)를 통해 카메라(230)에서 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻는 단계(320); c) 상기 영상을 유선 또는 무선 방식으로 검사용 콘트롤러(240)로 전송하는 단계(330); 및 d) 상기 검사용 콘트롤러(240)에 의해 수신된 상기 영상을 이진화 영상처리하는 단계(340)를 포함한다.
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 3b를 도 2d와 함께 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 방법(300)은 a) 자외선 LED 조명 부재(220)를 사용하여 자외선을 다층 구조체(MLS) 상으로 직접 입사시키는 단계(310); b) 상기 다층 구조체(MLS)로부터 반사되는 상기 자외선을 광학 부재(210)를 통해 카메라(230)에서 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻는 단계(320); c) 상기 영상을 유선 또는 무선 방식으로 검사용 콘트롤러(240)로 전송하는 단계(330); 및 d) 상기 검사용 콘트롤러(240)에 의해 수신된 상기 영상을 이진화 영상처리하는 단계(340)를 포함한다.
상술한 도 3a 및 도 3b에 도시된 본 발명의 실시예들에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 방법(300)에서, 상기 단계 d)에서 이진화 영상처리에 의해 얻어진 처리 영상에서 상기 다층 구조체(MLS)의 상부층 전극패턴(C1)은 상기 다층 구조체(MLS)의 중간층 전극 패턴(C2) 및 하부층 전극 패턴(C3)과 육안으로 구별된다.
또한, 상술한 도 3a 및 도 3b에 도시된 본 발명의 실시예들에 따른 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 방법(300)에서, 상기 단계 c)에서 상기 영상은 핸드 캐리 가능한 포터블 저장 장치(portable storage)를 이용하여 상기 검사용 콘트롤러로 전달될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 자외선을 이용하여 얻어진 다층 구조체(MLS)의 이진화 영상처리된 처리 영상으로부터 상부층 패턴을 매우 정확하고 정밀하게 검사하는 것이 가능하며, 사용자가 육안으로 상부층 패턴의 흠결을 용이하게 검사할 수 있다는 장점이 달성된다.
다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.
200: 상부층 패턴 검사 장치 201: 상부층 패턴 검사 시스템 210: 광학 부재
212: 빔스플리터 214: 렌즈 216: 자외선 투과 필터 220: 자외선 LED 조명 부재
230: 카메라 240: 검사용 콘트롤러 250: 조도 제어 부재 MLS: 다층 구조체
C1,C2,C3: 전극 패턴 G: 기판 L1,L2: 절연막
212: 빔스플리터 214: 렌즈 216: 자외선 투과 필터 220: 자외선 LED 조명 부재
230: 카메라 240: 검사용 콘트롤러 250: 조도 제어 부재 MLS: 다층 구조체
C1,C2,C3: 전극 패턴 G: 기판 L1,L2: 절연막
Claims (17)
- 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치에 있어서,
광학 부재;
상기 광학 부재로 자외선을 방출하는 자외선 LED 조명 부재; 및
상기 광학 부재의 상부에 제공되며, 상기 광학 부재를 통해 다층 구조체(MLS) 상으로 입사된 후 반사된 자외선을 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻기 위한 카메라
를 포함하는 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 자외선 LED 조명 부재는 조도를 조절할 수 있는 조도 제어 부재를 추가로 포함하는 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 카메라는 라인 CCD 카메라로 구현되는 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치. - 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 부재는
상기 자외선 LED 조명 부재로부터 출력되는 자외선을 상기 다층 구조체(MLS) 상으로 반사하고, 상기 다층 구조체(MLS)에서 반사된 자외선을 투과시키는 빔스플리터;
상기 빔스플리터를 투과한 자외선을 시준(collimate)하기 위한 렌즈; 및
상기 시준된 자외선 이외의 광을 필터링하는 자외선 투과 필터
로 구성되는 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치. - 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치에 있어서,
광학 부재;
상기 광학 부재의 양측면에 이격되어 제공되며, 다층 구조체(MLS) 상으로 직접 자외선을 방출하는 한 쌍의 자외선 LED 조명 부재; 및
상기 광학 부재의 상부에 제공되며, 상기 다층 구조체(MLS) 상으로 입사된 후 반사된 상기 자외선을 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻기 위한 카메라
를 포함하는 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치. - 제 5항에 있어서,
상기 자외선 LED 조명 부재는 조도를 조절할 수 있는 조도 제어 부재를 추가로 포함하는 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치. - 제 5항에 있어서,
상기 카메라는 라인 CCD 카메라로 구현되고,
상기 한 쌍의 자외선 LED 조명 부재는 각각 바(bar) 형상의 자외선 LED 조명 부재로 구현되는
다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치. - 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 부재는
상기 다층 구조체(MLS)에서 반사된 상기 자외선을 시준(collimate)하기 위한 렌즈; 및
상기 시준된 자외선 이외의 광을 필터링하는 자외선 투과 필터
로 구성되는 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 장치. - 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 시스템에 있어서,
광학 부재;
상기 광학 부재로 자외선을 방출하는 자외선 LED 조명 부재;
상기 광학 부재의 상부에 제공되며, 상기 광학 부재를 통해 다층 구조체(MLS) 상으로 입사된 후 반사된 자외선을 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻기 위한 카메라; 및
상기 카메라와 유선 또는 무선 방식으로 연결되며, 상기 카메라에서 얻어진 영상을 전달받아 이진화 영상처리를 수행하는 검사용 콘트롤러
를 포함하는 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 시스템. - 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 시스템에 있어서,
광학 부재;
상기 광학 부재의 양측면에 이격되어 제공되며, 다층 구조체(MLS) 상으로 직접 자외선을 방출하는 한 쌍의 자외선 LED 조명 부재;
상기 광학 부재의 상부에 제공되며, 상기 다층 구조체(MLS) 상으로 입사된 후 반사된 상기 자외선을 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻기 위한 카메라; 및
상기 카메라와 유선 또는 무선 방식으로 연결되며, 상기 카메라에서 얻어진 영상을 전달받아 이진화 영상처리를 수행하는 검사용 콘트롤러
를 포함하는 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 시스템. - 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
상기 자외선 LED 조명 부재는 조도를 조절할 수 있는 조도 제어 부재를 추가로 포함하는 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 시스템. - 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
상기 카메라는 라인 CCD 카메라로 구현되고,
상기 검사용 콘트롤러는 마이크로프로세서 또는 개인용 컴퓨터(PC)로 구현되는
다층 구조체의 상부층 패턴 검사 시스템. - 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
상기 카메라와 상기 검사용 콘트롤러는 물리적으로 이격되어 있고,
상기 카메라에서 얻어진 영상은 핸드 캐리 가능한 포터블 저장 장치(portable storage)를 이용하여 상기 검사용 콘트롤러로 전달되는
다층 구조체의 상부층 패턴 검사 시스템. - 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 방법에 있어서,
a) 자외선 LED 조명 부재를 사용하여 자외선을 광학 부재를 통해 다층 구조체(MLS) 상으로 입사시키는 단계;
b) 상기 다층 구조체(MLS)로부터 반사되는 상기 자외선을 상기 광학 부재를 통해 카메라에서 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻는 단계;
c) 상기 영상을 유선 또는 무선 방식으로 검사용 콘트롤러로 전송하는 단계; 및
d) 상기 검사용 콘트롤러에 의해 수신된 상기 영상을 이진화 영상처리하는 단계
를 포함하는 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 방법. - 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 방법에 있어서,
a) 자외선 LED 조명 부재를 사용하여 자외선을 다층 구조체(MLS) 상으로 직접 입사시키는 단계;
b) 상기 다층 구조체(MLS)로부터 반사되는 상기 자외선을 광학 부재를 통해 카메라에서 수신하여 상기 다층 구조체(MLS)의 영상을 얻는 단계;
c) 상기 영상을 유선 또는 무선 방식으로 검사용 콘트롤러로 전송하는 단계; 및
d) 상기 검사용 콘트롤러에 의해 수신된 상기 영상을 이진화 영상처리하는 단계
를 포함하는 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 방법. - 제 14항 또는 제 15항에 있어서,
상기 이진화 영상처리에 의해 얻어진 처리 영상에서 상기 다층 구조체(MLS)의 상부층 전극패턴은 상기 다층 구조체(MLS)의 중간층 전극 패턴 및 하부층 전극 패턴과 육안으로 구별되는 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 방법. - 제 14항 또는 제 15항에 있어서,
상기 단계 c)에서 상기 영상은 핸드 캐리 가능한 포터블 저장 장치(portable storage)를 이용하여 상기 검사용 콘트롤러로 전달되는 다층 구조체의 상부층 패턴 검사 방법.
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| JP2002014053A (ja) * | 2000-06-28 | 2002-01-18 | Sony Corp | 検査装置及び検査方法 |
| KR100464551B1 (ko) | 1999-02-02 | 2005-01-03 | 벨트로닉스인코포레이티드 | 다층 전자 부품 검사 방법 및 장치 |
| JP2007003401A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Aisin Seiki Co Ltd | 試料分析装置 |
-
2011
- 2011-09-08 KR KR1020110091431A patent/KR101269889B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100464551B1 (ko) | 1999-02-02 | 2005-01-03 | 벨트로닉스인코포레이티드 | 다층 전자 부품 검사 방법 및 장치 |
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