KR101408673B1 - Method and apparatus for detecting foreign materials on transparent substrates using image processing - Google Patents

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Abstract

A method for detecting foreign matters on a transparent substrate using image processing according to the present invention comprises a step of adjusting a distant between a photographing device and a substrate at a predetermined distance; a step of radiating light to the substrate; a step of photographing the substrate with the photographing device hence the depth of focus includes only foreign matters on the substrate; a step of removing the intermediate foreign matters and the rear foreign matters from the photographed image; a step of converting the processed image to a binary image through binary coding; and a step of measuring the distribution and size of the foreign matters by extracting the attributes of the foreign matters from the binary image. Also, a device for detecting foreign matters on a transparent substrate using image processing according to the present invention comprises the substrate; a table for fixing the substrate; an radiation device for radiating the light to the substrate; the photographing device for photographing the substrate; a photographing device controller for controlling the depth of focus of the photographing device; and an image processor for processing the photographed image to determine whether the foreign matters exist. The present invention can photograph the substrate while the depth of focus includes only the foreign matters on the substrate using the photographing device controller.

Description

영상처리를 이용한 투명기판 상면 이물 검출 방법 및 장치 {Method and apparatus for detecting foreign materials on transparent substrates using image processing}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for detecting foreign substances on a transparent substrate using image processing,

본 발명은 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 등과 같은 FPD(Flat Panel Display)에 사용되는 유리 기판(Glass substrate) 혹은 기타 빛을 통과시키는 투명한 기판을 이용한 반도체 제조 공정에서 기판 중층 혹은 배면에 이물을 제외하면서 표면 이물만을 검출하기 위한 이물 검출 방법 및 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor substrate or a substrate in a semiconductor manufacturing process using a glass substrate used for an FPD (Flat Panel Display) such as an LCD (Liquid Crystal Display) or a PDP (Plasma Display Panel) And more particularly, to a foreign matter detection method and apparatus for detecting only a foreign matter on a surface excluding a foreign matter on the back surface.

얇은 두께의 투명 기판 혹은 적층 투명 기판을 사용한 공정에서 여러 가지 이유로 이물이 발생할 수 있으며, 따라서 제작 공정 중간이나 공정 이후에 이런 이물을 검출하는 단계를 가져야 한다. 하지만, 표면 이물을 제외한 기판 내부나 층간에 불순물, 배면 이물 등의 이물을 포함한 상태로 공정을 진행해야 할 때가 있는데, 내부의 이물은 무시하고 표면 이물만을 검사하여 불량 여부를 판단해야 한다. 하지만, 기존의 영상처리를 이용한 검출 장치는 위치에 상관없이 모든 이물을 검출하기 때문에 표면 이물만을 분리할 수 없이 불량 판정이 난다는 문제점이 있어왔다. 특히 최근에는 디스플레이 분야에서 주로 사용되는 기판의 두께가 수백 ㎛ 단위까지 얇아지면서, 위와 같은 오검이 더욱 자주 발생하게 되었다. A foreign matter may be generated for various reasons in a process using a thin transparent substrate or a laminated transparent substrate, and therefore, there is a step of detecting such foreign objects in the middle of the manufacturing process or after the process. However, there are times when it is necessary to carry out the process including the impurities such as impurities and foreign matters on the inside of the substrate except for the surface foreign matter, and the foreign matter such as the back surface foreign matter. However, since the detection apparatus using the conventional image processing detects all the foreign matter regardless of the position, there has been a problem that only the surface foreign matter can not be separated and a defect judgment is made. Especially in recent years, the thickness of the substrate used mainly in the display field has been reduced to a few hundreds of micrometers, and the above-mentioned false eyewash has occurred more frequently.

브라운관 등 기존의 디스플레이를 대체하는 대표적인 FPD인 LCD의 표면 이물을 검사하는 장치가 도 1에 표시되어 있다. LCD는 유리 기판(1, 2) 사이에 액정(Liquid Crystal, 3)이 있으며, 두 장의 유리 기판 사이 안쪽으로 액정 구동을 위한 TFT(Thin Film Transistor, 4)나, TFT를 위한 ITO(Indium-Tin Oxide) 배선(5) 등을 포함하는 구조로 이루어진다. 또한, 패널 제작 공정 후 유리 양면에 편광 필름(6, 7)이 부착되기도 한다. 이런 LCD 표면에 공정상의 이유로 이물(8)이 존재하는 경우가 있는데, 이를 광학 검출기(9)를 통해 검지하게 된다.A device for inspecting the surface foreign matter of an LCD, which is a typical FPD replacing a conventional display such as a cathode ray tube, is shown in Fig. The LCD has a liquid crystal 3 between the glass substrates 1 and 2. The liquid crystal 3 is disposed between the two glass substrates and a TFT (Thin Film Transistor) 4 for driving liquid crystal and an Indium-Tin (ITO) Oxide wiring 5 and the like. In addition, the polarizing films 6 and 7 may be attached to both surfaces of the glass after the panel manufacturing process. On the surface of such an LCD, there is a case where the foreign matter 8 exists due to the process, which is detected through the optical detector 9.

이런 이물의 위치는 경우에 따라, 도 2와 같이 유리 기판의 표면, 내부, 후면 등에 존재할 수 있으며, 적층된 박막이나 부착된 필름이 있을 경우에는 적층된 층간, 즉 기판과 박막 혹은 기판과 필름 사이에 존재하는 경우도 있다. 기존의 광학 검출기를 이용할 경우, 기판 표면뿐만 아니라 내부나 후면 등에 존재하는 이물이 모두 촬영되기 때문에 이를 검지 후 불량으로 판정하게 되는데, 오직 표면의 이물만 검지할 필요가 있을 때에도 기존 검지기는 모든 이물을 촬영 후 불량으로 판정하는 문제점이 있었다. As shown in FIG. 2, the position of the foreign object may be present on the surface, interior, or back side of the glass substrate. In the case of a laminated film or an attached film, In some cases. When using an existing optical detector, not only the surface of the substrate but also the inside or the back of the substrate is photographed, so it is judged as defective after the detection. Even when only the foreign substance on the surface needs to be detected, There is a problem that the image is judged to be defective after the photographing.

일본 공개특허공보 특개2000-171227호는 웨이퍼 표면의 이물 검사 장치로, 암시야조명을 투사하는 투광 수단, 피검사 부분을 촬영하는 촬상 수단, 화상을 작성하는 화상 수납 수단, 패턴을 제외하고 이물을 판정하는 결함 검출 수단을 가지는 표면 이물 검사 장치를 공개하고 있다. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-171227 discloses an apparatus for inspecting a foreign substance on the surface of a wafer, which comprises a light projecting means for projecting dark night illumination, an image pickup means for picking up a portion to be inspected, an image storing means for creating an image, And a defect detecting means for judging whether or not the defect has occurred.

상기 기술은 자동으로 기판의 이물을 감지한다는 장점이 있으나, 투광 수단 및 촬상 수단을 따로 구비하여 장비가 복잡하고, 투명 기판을 사용할 경우 표면 및 내부 이물을 따로 검지할 수 없다는 단점이 있다.Although the above technique has the advantage of automatically detecting a foreign substance on a substrate, it is disadvantageous in that the equipment is complicated by separately providing the light emitting means and the image sensing means, and the surface and internal foreign matter can not be separately detected when the transparent substrate is used.

일본 공개특허공보 특개평5-196579호는 액정 패널 제조공정에 사용되는 유리 기판의 이물 검사 장치로, 유리 기판을 투과하지 않는 파장의 빛 혹은 투과율이 낮은 파장의 빛을 사용하여 표면 이물만을 검사하는 장치를 공개하고 있다. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 5-196579 discloses an apparatus for inspecting a foreign substance on a glass substrate used in a liquid crystal panel manufacturing process. In this method, only a surface foreign object is inspected using light having a wavelength that does not transmit through a glass substrate or light having a low transmittance The device is being released.

상기 기술은 유리 기판의 표면 이물만을 검지한다는 장점이 있지만, 유리를 통과하지 않는 엑시머 레이져(Eximer Laser), CO2 레이져 등의 고가의 레이져 발생장치가 필요하다는 단점이 있으며, 표면에 존재하더라도 기판 표면에 함몰되어 있는 이물은 감지할 수 없다는 문제점이 있다.
Although the above technology has an advantage of detecting only the foreign object on the surface of the glass substrate, there is a disadvantage in that it requires an expensive laser generating device such as an Eximer laser or a CO 2 laser which does not pass through the glass. There is a problem in that the foreign object can not be detected.

1. 일본 공개특허공보 특개2000-171227호1. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-171227 2. 일본 공개특허공보 특개평5-196579호2. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 5-196579

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 변위 센서를 이용해 기판과의 거리를 유지하고, 머신 비젼(Machine Vision) 형태의 촬영장치 및 촬영장치 컨트롤러를 이용해 초점심도(DOF, Depth of Focus)를 조정해, 유리 기판 표면에만 초점이 맞는 화면을 촬영 후, 이미지 프로세서에서 촬영된 이미지를 하이패스 필터(High Pass Filter), 명암비 대조, 밝기차 이용 등의 자동 검출 알고리즘을 이용해 초점이 안 맞는 이미지(중층 및 배면 이물)를 제거 후 바이너리 이미지(Binary Image)로 전환, 블랍(Blob, Binary Large Object) 처리해 속성을 추출해냄으로써 이물의 사이즈 및 분포를 측정하는 방법 및 장치를 제공한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to maintain the distance from a substrate using a displacement sensor and to use a depth of focus (DOF) ), And after shooting a picture that focuses only on the surface of the glass substrate, the image captured by the image processor is focused out of focus using automatic detection algorithms such as High Pass Filter, contrast ratio contrast, There is provided a method and apparatus for measuring the size and distribution of a foreign object by removing an image (middle layer and back surface foreign object), converting it into a binary image, and extracting attributes by processing a blob (Binary Large Object).

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상처리를 이용한 투명기판 표면 이물 검출 방법은 촬영장치와 기판과의 거리를 미리 정해진 거리로 조정하는 단계, 상기 기판에 빛을 조사하는 단계, 상기 촬영장치로 초점심도가 기판 표면 이물만을 포함하도록 상기 기판을 촬영하는 단계, 상기 촬영된 이미지에서 중층 이물 및 배면 이물을 제거하는 단계, 처리된 이미지를 이진화하여 바이너리 이미지로 변환하는 단계, 상기 바이너리 이미지에서 이물의 속성을 추출해 이물의 분포 및 사이즈를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of detecting foreign objects on a surface of a transparent substrate using image processing, the method comprising: adjusting a distance between a photographing device and a substrate to a predetermined distance; irradiating light onto the substrate; The method comprising the steps of photographing the substrate so that the depth of focus includes only the substrate surface foreign object, removing middle layer foreign objects and back surface foreign objects from the photographed image, binarizing the processed image to convert it into a binary image, And a step of extracting the attribute and measuring the distribution and size of the foreign object.

또한, 상기 촬영된 이미지에서 중층 이물 및 배면 이물을 제거하는 단계에서 표면 이물 검출 알고리즘은 하이패스 필터를 이용해 초점이 안 맞는 중층 및 배면 이물의 흐린 이미지를 제거하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the step of removing the middle layer foreign objects and the back side foreign objects from the photographed image, the surface foreign matter detection algorithm uses a high pass filter to remove blurred images of the unfocused middle layer and back layer.

또한, 상기 촬영된 이미지에서 중층 이물 및 배면 이물을 제거하는 단계에서 표면 이물 검출 알고리즘은 명암비 강조를 통해 중층 및 배면 이물의 낮은 명암의 이미지를 제거하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the step of removing the intermediate layer and the back layer from the photographed image, the surface image detection algorithm removes low contrast images of the middle layer and the back layer through contrast emphasis.

또한, 상기 촬영된 이미지에서 중층 이물 및 배면 이물을 제거하는 단계에서 표면 이물 검출 알고리즘은 경계면과 중심부의 밝기 차이를 이용해 중층 및 배면 이물의 낮은 밝기의 이미지를 제거하는 것을 특징으로 한다. Also, in the step of removing the middle layer foreign objects and the back side foreign objects from the photographed image, the surface foreign matter detection algorithm is characterized by removing low brightness images of the middle layer and the back layer using the difference in brightness between the interface and the center.

또한, 상기 바이너리 이미지에서 속성을 추출하는 단계는 블랍(Binary Image Object)를 이용하는 것을 특징으로 한다. The step of extracting attributes from the binary image is characterized by using a binary image object.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상처리를 이용한 투명기판 표면 이물 검출 장치는 기판, 기판을 고정하기 위한 테이블, 상기 기판에 빛을 조사하기 위한 조사장치, 상기 기판을 촬영하기 위한 촬영장치, 상기 촬영장치의 초점심도를 조정하기 위한 촬영장치 컨트롤러, 촬영된 이미지를 처리해 이물 유부를 판단하는 이미지 프로세서를 포함하며, 상기 촬영장치 컨트롤러를 통해, 초점심도가 기판 표면 이물만을 포함하도록 기판을 촬영하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting a surface of a transparent substrate using image processing, the apparatus comprising: a substrate; a table for fixing the substrate; an irradiation device for irradiating the substrate with light; A photographing apparatus controller for adjusting the depth of focus of the photographing apparatus; and an image processor for processing the photographed image to judge a foreign object part, wherein, through the photographing apparatus controller, the substrate is photographed such that the depth of focus includes only the foreign object .

또한, 상기 테이블은 x, y, z 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 한다. Further, the table is movable in x, y and z directions.

또한, 상기 조사장치는 동축 조명 또는 간접 조명인 것을 특징으로 한다.Further, the irradiation device is characterized by being coaxial illumination or indirect illumination.

또한, 상기 촬영장치는 포토센서 및 복수의 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 한다. Further, the photographing apparatus is provided with a photosensor and a plurality of lenses.

또한, 상기 포토센서는 CCD 혹은 CMOS 방식인 것을 특징으로 한다. Further, the photo sensor is a CCD or CMOS type.

또한, 상기 이미지 프로세서의 표면 이물 검출 알고리즘은 하이패스 필터를 이용해 초점이 안 맞는 중층 및 배면 이물의 흐린 이미지를 제거하는 것을 특징으로 한다. In addition, the surface image detection algorithm of the image processor is characterized by using a high-pass filter to remove blurred images of an out-of-focus middle layer and a back surface.

또한, 상기 이미지 프로세서의 표면 이물 검출 알고리즘은 명암비 강조를 통해 중층 및 배면 이물의 낮은 명암의 이미지를 제거하는 것을 특징으로 한다. In addition, the surface image detection algorithm of the image processor is characterized by removing the low contrast image of the middle layer and the back layer through contrast emphasis.

또한, 상기 이미지 프로세서의 표면 이물 검출 알고리즘은 경계면과 중심부의 밝기 차이를 이용해 중층 및 배면 이물의 낮은 밝기의 이미지를 제거하는 것을 특징으로 한다. Also, the surface image detection algorithm of the image processor is characterized by removing low brightness images of the intermediate layer and the background layer using the brightness difference between the interface and the center.

또한, 상기 이미지 프로세서는 상기 중층 및 배면 이물이 제거된 이미지를 이진화하여 바이너리 이미지로 변환하는 것을 특징으로 한다. The image processor may convert the intermediate layer and the background image into a binary image by binarizing the image.

또한, 상기 이미지 프로세서는 상기 중층 및 배면 이물이 제거된 이미지를 이진화하여 바이너리 이미지로 변환하는 것을 특징으로 한다.
The image processor may convert the intermediate layer and the background image into a binary image by binarizing the image.

본 발명에 의하면, 기판 상면, 중층, 배면 등의 이물을 종래보다 신속하고 정확하게 검사할 수 있게 되는 효과가 있다. 보다 구체적으로는, 종래보다 단순화된 장치 구성을 통해 초점심도 조정 시간을 단축할 수 있어 검사시간을 절약할 수 있다. 또한 초점심도 조정을 통해 기판 내부의 중층 및 배면 이물 모두를 혹은 각각 분리하여 검출하는 것이 가능하며, 물론 이에 따라 검사 정확성 및 정밀도를 높일 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, foreign matter such as the upper surface, middle layer, and back surface of the substrate can be inspected faster and more accurately than before. More specifically, it is possible to shorten the depth of focus adjustment time by using a simpler apparatus configuration, and to save inspection time. In addition, it is possible to detect both the middle layer and the back layer inside the substrate separately or separately by adjusting the depth of focus, thereby improving the accuracy and accuracy of the inspection.

도 1은 기존의 LCD 패널용 이물 검지 장치를 개략적으로 나타내기 위한 모식도
도 2은 기판에 존재하는 이물의 위치를 개략적으로 나타내기 위한 모식도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물 검출 장치를 개략적으로 도시한 도면
도 4는 본 발명의 이물 검출 장치를 개략적으로 도시한 도면
도 5a 내지 c는 본 발명의 이미지 처리 과정에 따른 촬영된 이미지의 변화를 개략적으로 도시한 도면
도 6은 본 발명의 명암비 강조를 통한 이미지 처리과정을 도시한 그래프
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물 검출 과정을 개략적으로 도시한 도면
1 is a schematic diagram for schematically showing a conventional foreign body detecting apparatus for an LCD panel.
2 is a schematic diagram for schematically showing the position of a foreign object present on a substrate;
3 is a view schematically showing an object detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a view schematically showing a foreign object detecting apparatus of the present invention
5A to 5C are diagrams schematically showing changes of photographed images according to the image processing procedure of the present invention
FIG. 6 is a graph showing an image processing process by emphasizing the contrast ratio of the present invention
7 is a view schematically showing a foreign object detecting process according to an embodiment of the present invention.

도 4은 본 발명의 이물 검출 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 4 is a view schematically showing a foreign matter detecting apparatus according to the present invention.

도 4에 따르면 본 발명에 따르는 이물 검출 장치는 이물을 포함하는 기판(110)을 고정하기 위한 테이블(100), 촬영을 위해 기판에 빛을 조사하는 조사장치(200), 기판과 대면하게 설치되며 기판의 이물을 촬영하기 위한 촬영장치(300)를 구비한다. 4, the apparatus for detecting foreign materials according to the present invention includes a table 100 for fixing a substrate 110 including foreign substances, an irradiating device 200 for irradiating light to the substrate for radiography, And a photographing apparatus (300) for photographing a foreign object on the substrate.

도 3은 본 발명의 이물 검출 장치 및 기판에 도시된 초점심도를 나타낸 도면이다. 기판(110)은 표면 이물(120), 중층 이물(130), 배면 이물(140)을 포함할 수 있으며, 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 촬영장치(300)의 초점심도(d)는 그 상한 및 하한이 표면 이물(120)만을 포함할 수 있도록 조절된다. 3 is a view showing the depth of focus shown in the particle detection apparatus and the substrate of the present invention. The substrate 110 may include a surface foreign object 120, an intermediate layer foreign material 130 and a back surface foreign substance 140. As shown in FIG. 3, the depth of focus d of the photographing apparatus 300 of the present invention is The upper and lower limits thereof are adjusted so as to include only the surface foreign matter 120.

본 발명에 따르는 투명기판 표면 이물 검출 방법은 다음과 같다. 먼저, 필요한 초점심도(d)를 얻기 위해 촬영장치(300)와 기판(110)과의 거리를 미리 정해진 거리로 조정한다. 이후, 이물 촬영을 위해 기판에 빛을 조사한 후, 촬영장치(300)로 기판(110)을 촬영한다. 촬영 전, 촬영장치(300)의 초점심도(d)는 기판 표면 이물만을 포함하도록 조정되어야 하는데, 이는 기판의 중층(130) 및 배면 이물(140)은 초점심도(d)를 벗어나게 함으로써 흐리게 찍히게 하기 위함이다. 이렇게 촬영된 이미지에서 흐린 부분을 삭제하면 중층(130) 및 배면 이물(140)은 자동으로 제거되게 되며, 이후 전처리된 이미지를 바이너리 이미지로 변환한 후 속성을 추출해 이물 유무를 판단하고 필요에 따라 그 분포 및 사이즈를 측정할 수 있다. A method for detecting foreign matter on the surface of a transparent substrate according to the present invention is as follows. First, the distance between the photographing apparatus 300 and the substrate 110 is adjusted to a predetermined distance to obtain a necessary depth of focus (d). Thereafter, the substrate 110 is irradiated with light for photographing the foreign object, and then the substrate 110 is photographed by the photographing apparatus 300. Before shooting, the depth of focus d of the imaging device 300 must be adjusted to include only foreign objects on the substrate surface, since the intermediate layer 130 and the backside foreign substance 140 of the substrate are blurred by shifting out of the depth of focus d It is for this reason. If the blurred portion of the photographed image is deleted, the intermediate layer 130 and the back side foreign material 140 are automatically removed. After that, the preprocessed image is converted into a binary image, and the attribute is extracted to determine the presence or absence of foreign matter. Distribution and size can be measured.

촬영장치(300)로 촬영된 이미지의 처리는 촬영장치(300)의 포토센서에 연결된 이미지 프로세서(미도시)가 자동으로 수행하며, 이미지 프로세서는 포토센서로 촬영된 디지털 이미지에서 초점이 맞게 촬영된 부분 외의 흐린 부분을 삭제하고, 데이터 처리를 용이하게 하기 위해 바이너리 이미지로 변환한다. 이렇게 변환된 이미지에서는 이물에 해당하는 위치만 다른 값을 갖기 때문에, 이물의 판단, 사이즈 측정 등이 용이하다. The processing of the image photographed by the photographing apparatus 300 is automatically performed by an image processor (not shown) connected to the photosensor of the photographing apparatus 300, and the image processor processes the image photographed in the digital image photographed by the photosensor The blurred portion outside the portion is deleted and converted into a binary image to facilitate data processing. Since only the position corresponding to the foreign object has a different value in this converted image, it is easy to judge the foreign object and measure the size.

초점심도(d) 조절을 위한 기판(110)과 촬영장치(300)와의 거리는 촬영장치 컨트롤러(미도시)가 수행한다. 기판은 테이블(100)에 고정되며, 촬영장치 컨트롤러가 고정된 기판과 촬영장치 사이의 거리를 조정하며, 상기 거리 조정과 촬영장치(300) 내부의 렌즈 및 센서들 간의 거리를 조정해 필요한 초점심도(d)를 얻는다. 검사 과정에서 같은 두께의 기판을 검사할 때에는 기판(110)과 촬영장치와의 거리(300), 초점심도(d)를 조정할 필요가 없기 때문에, 상기 조정으로 인해 검사시간이 늘어나는 일은 없다.  The distance between the substrate 110 for adjusting the depth of focus (d) and the photographing apparatus 300 is performed by a photographing apparatus controller (not shown). The substrate is fixed to the table 100, and adjusts the distance between the substrate on which the photographing apparatus controller is fixed and the photographing apparatus, adjusts the distance between the lens and the sensors inside the photographing apparatus 300, (d). When inspecting a substrate having the same thickness in the inspection process, there is no need to adjust the distance 300 between the substrate 110 and the image pickup apparatus and the depth of focus (d), and therefore the inspection time does not increase due to the adjustment.

초점심도(d)란, 촬영장치(300)의 촬영면, 즉 포토센서가 촬영면과 피사체의 축방향으로 움직였을 때, 상이 선명하다고 볼 수 있는 범위를 말한다. 이는 결과적으로 피촬영면, 즉 피사체(이물)가 축방향으로 움직였을 경우의 초점이 맞는(상이 선명한) 범위와 동일하며, 피사계심도라고 하는 경우도 많다. 표면 이물(120)이 기판(110) 표면에 위치하고, 촬영장치(300)와 기판(110)과의 거리가 v 일 때에 기판 표면보다 촬영장치에 가까운 P1'면과 표면에서 먼 P2'면에서의 상이 흐림의 크기가 각각 정해진 허용한계의 크기가 된다고 하면, 이 때 P1'와 P2'의 거리를 초점심도(피사계 심도)라고 한다. P1'와 P2'의 거리를 초점심도(d), d라 하면, d는 아래와 같은 관계식을 갖는다. The depth of focus (d) refers to a range in which the image can be seen clearly when the photographing surface of the photographing apparatus 300, that is, the photosensor is moved in the axial direction of the photographing surface and the subject. As a result, it is the same as the range in which the subject (foreign object) is in focus (clear image) when the subject is moved in the axial direction, and often called the depth of field. When the surface foreign object 120 is located on the surface of the substrate 110 and the distance between the photographing apparatus 300 and the substrate 110 is v, the P 1 'plane closer to the photographing apparatus than the substrate surface and the P 2 ' , The distance between P 1 'and P 2 ' is called depth of field (depth of field). If the distance between P 1 'and P 2 ' is the depth of focus (d), d, then d has the following relationship.

d=cv/D=cvF/f d = cv / D = cvF / f

c는 지름을 0을 갖는다고 가정한 점상(點象)의 흐림의 지름으로서 그 허용한계는 필요에 따라 조정할 수 있으며, 이미지 프로세스 단계에서 임계값과 관계되며, 카메라에서는 1/20 ㎜ 정도가 많이 사용된다. D는 포토센서의 크기(렌즈 지름), f는 초점거리, F는 F수(數)이다. c is the diameter of the blur that is assumed to have a diameter of zero. The allowable limit can be adjusted as needed. It is related to the threshold value in the image processing stage. Is used. D is the size of the photosensor (lens diameter), f is the focal length, and F is the number of F's.

위 식에 따라, 초점심도(d)에 영향을 미치는 변수들을 보면 촬상면의 크기, 즉 포토센서의 크기는 클수록, 렌즈의 밝기인 F 값은 작을수록, 렌즈의 초점거리는 멀어질수록(즉, 클수록), 피사체와의 거리는 가까울수록 초점심도(d)는 작아지게 된다. 또한 조리개가 있을 경우 조리개를 열수록 초점심도(d)가 좁아지게 되기 때문에, 촬영장치(300)에 필요에 따라 조리개를 추가하는 것이 바람직하다. According to the above equation, as the magnitude of the image sensing plane, that is, the size of the photosensor, the F value, the brightness of the lens, and the focal length of the lens become farther away ), And the closer the distance from the subject is, the smaller the depth of focus (d) becomes. Also, in the presence of a diaphragm, since the depth of focus d becomes narrower as the diaphragm is opened, it is preferable to add a diaphragm to the photographing apparatus 300 as needed.

본 발명에서는 표면의 피사체(표면 이물) 만을 초점에 맞게 촬영하기 위해 상기 값들을 조절해 초점심도(d)를 작게 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 초점 심도(d)는 평균적인 이물의 크기 정도인 것이 바람직한데, 공정의 종류나 사용환경에 따라 평균적인 이물의 크기가 다르기 때문에, 본 발명에서는 촬영장치 컨트롤러를 통해 통상적인 이물 크기를 입력하면, 이를 통해 초점심도(d)를 자동으로 계산해서 적용하게 된다. 또한, 최근에는 디스플레이 공정에서 수백 ㎛ 단위의 유리 기판이 사용되기 때문에 초점심도(d)는 초점(초점심도의 중심)이 정확하게 기판 표면에 있을 때, 하한이 기판 두께의 중심 이하로 넘어가지 않는 것이 바람직하며, 따라서 초점심도 값의 최대치는 기판 두께 정도가 된다. 또한, 본 발명의 이물 검출 방법은 필요에 따라서 초점심도(d) 조정을 통해 기판 내부의 중층(130) 및 배면 이물(140) 모두를 혹은 각각 분리하여 검출하는 것도 가능하다. In the present invention, it is preferable to adjust the values so that only the object (surface foreign matter) on the surface is focused, thereby keeping the depth of focus d small. Since the depth of focus d is preferably on the order of the average size of the foreign object, the size of the foreign object differs depending on the type of process and the use environment. Therefore, in the present invention, , The focus depth (d) is automatically calculated and applied. In recent years, since the glass substrate of several hundreds of micrometers is used in the display process, the depth of focus d does not fall below the center of the substrate thickness when the focus (center of the depth of focus) is accurately located on the substrate surface So that the maximum value of the depth of focus value is about the thickness of the substrate. Also, in the present invention, it is possible to detect both the intermediate layer 130 and the back surface foreign matter 140 separately or separately from each other through the adjustment of the depth of focus (d), if necessary.

미리 필요한 데이터(이물의 크기, 기판 두께)를 입력 받으면, 촬영장치 컨트롤러는 테이블(100)과 촬영장치(300)와의 거리, 촬영장치(300) 내부의 포토센서 및 렌즈 사이의 거리를 조절함으로써 사용 환경에 가장 적합한 초점심도(d) 값으로 촬영조건을 결정하는 역할을 한다. 촬영장치(300)와 기판(110)과의 거리 측정 및 유지하기 위해서 변위센서를 사용하는 것이 바람직하다. The photographing apparatus controller controls the distance between the table 100 and the photographing apparatus 300 and the distance between the photosensor and the lens in the photographing apparatus 300 And the photographing condition is determined by the value of the depth of focus (d) most suitable for the environment. It is preferable to use a displacement sensor to measure and maintain the distance between the photographing apparatus 300 and the substrate 110. [

이렇게 촬영된 이미지는 초점이 맞는 표면 이물(120) 외에도 초점이 맞지 않는 중층(130) 및 배면 이물(140)의 이미지를 포함하고 있다. 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 상기 중층(130) 및 배면 이물(140)에 관계된 이미지를 제거해야 한다. 또한, 포토센서에 불량화소가 있거나, 촬영장치에 의한 노이즈(150)도 발생할 수 있기 때문에, 촬영된 이미지를 바이너리 이미지로 바꾸기 전에 이미지 프로세싱 알고리즘을 통해 이들을 제거해 주는 것이 바람직하다. The photographed image includes an image of the intermediate layer 130 and the backside particle 140 that are out of focus in addition to the surface foreign object 120 that is in focus. In order to achieve the object of the present invention, images related to the intermediate layer 130 and the back side foreign material 140 should be removed. It is also desirable to remove them through an image processing algorithm before converting the photographed images into binary images, since there may be defective pixels in the photosensor or noise 150 by the imaging device.

이때 사용 수 있는 이미지 프로세싱 알고리즘은 하이패스 필터를 이용하는 것, 명암비 강조를 이용하는 것, 경계면과 중심부의 밝기 차이를 이용하는 것 등이 있다. The image processing algorithms that can be used at this time include using a high pass filter, using contrast emphasis, and using brightness differences between the boundary and the center.

하이패스 필터 처리는 높은 주파수(휘도 변화 혹은 휘도가 높은 부분)만을 통과시키는 디지털 필터에 의한 필터 처리를 의미한다. 먼저 하이패스 필터는 촬영된 이미지를 일정한 크기의 화상 영역으로 나누어 휘도 레벨을 측정한다. 그 후 저주파 성분(낮은 휘도 레벨)의 이미지를 제거하게 되는데, 그 경계치는 미리 설정된 임계값(c)에 의해 결정된다. 또한, 임계값(c) 외에도 상기 일정한 크기로 분할하는 이미지의 사이즈에 의해서도 결과물이 달라질 수 있기 때문에 주로 출현하는 이물의 크기 및 기판의 두께에 맞는 설정이 필요하다. The high-pass filter processing means a filter processing by a digital filter which passes only a high frequency (a part where a luminance change or a luminance is high). First, the high pass filter measures the luminance level by dividing the photographed image into image areas of a predetermined size. Thereafter, an image of a low frequency component (low luminance level) is removed, and the threshold value is determined by a predetermined threshold value c. In addition to the threshold value (c), since the result may vary depending on the size of the image divided into the predetermined size, it is necessary to set the size of the foreign object and the thickness of the substrate.

필요에 따라서는 하이패스 필터 처리 전에 샤프닝(Sharpening) 등의 처리를 통해 윤곽을 강조할 수 있다. 하이패스 필터 처리 전에 윤곽을 강조해 놓을 경우, 초점이 맞아 윤곽이 명확하게 촬영된 표면 이물 부분이 더욱 강조되기 때문에 이후 하이패스 필터 처리시 표면 이물의 이미지가 필터에 의해 일부 혹은 전체가 제거됨으로써, 오검이 발생하는 가능성을 줄일 수 있다. If necessary, the outline can be emphasized through processing such as sharpening before the high-pass filter processing. If the outline is emphasized before the high pass filter processing, since the surface foreign matter is clearly emphasized due to the focus, the image of the surface foreign matter is partially or entirely removed by the high pass filter processing, Can be reduced.

또한, 동적 역치법을 사용하는 것도 가능하다. 일반적인 가시광을 사용한 검사 장치에서는 광원의 균일도나, 촬상면 내에서 위치에 따른 빛의 강도 차이로 인해 이미지 전체의 얼룩이 생길 수 있는데, 동적 역치법을 사용한 하이패스 필터 처리는 영역 별로 노이즈 저감을 실시하기 때문에 휘도얼룩 등이 있는 이미지에 대해서도 검출 정밀도를 올리는 것이 가능하다. It is also possible to use dynamic thresholding. In an inspection apparatus using general visible light, unevenness of the entire image may occur due to the uniformity of the light source or the difference in intensity of light depending on the position in the sensing plane. Since the high pass filter processing using the dynamic threshold method performs noise reduction for each region It is possible to increase the detection accuracy even for an image having luminance unevenness or the like.

도 5a는 촬영장치(300)에 의해 최초 촬영된 이미지를 나타내고 있다. 도 5a에서 볼 수 있듯이, 최초 촬영된 이미지는 초점심도(d) 내에 들어가 선명하게 촬영된 표면 이물(120) 외에도 중층(130)이나 배면 이물(140)의 흐린 이미지, 포토센서에 의한 노이즈(150) 등을 포함하고 있는데, 이렇게 촬영된 이미지를 하이패스 필터 처리를 통해 낮은 주파수, 즉 중층(130) 및 배면(140) 이물에 관계된 영역과 노이즈(150)에 해당하는 영역의 신호는 필터링하고, 초점이 맞는 표면 이물(120) 영역에 대한 이미지는 통과시킴으로써, 표면 이물(120) 영역만이 선명하게 강조되는 이미지 프로세싱을 실시하게 된다. 이를 통해 초점이 맞지 않아 흐리게 촬영된 중층(130) 및 배면 이물(140)의 이미지가 제거됨은 물론이고, 일반적인 노이즈(150)도 제거되게 된다. 도 5b는 이렇게 하이패스 필터로 처리된 이미지를 보여주고 있으며, 도 5b에서 볼 수 있듯이 처리 후 이미지는 표면 이물(120) 외의 영역이 모두 삭제되게 됨으로써, 이물의 유무 혹은 분포를 파악하는데 데이터 처리를 용이하게 해준다.5A shows an image photographed first by the photographing apparatus 300. Fig. 5A, the originally photographed image falls within the depth of focus d, and the blurred image of the intermediate layer 130 or the back side foreign matter 140, the noise 150 The image of the photographed image is filtered through a high pass filtering process so that signals in a region corresponding to a low frequency, that is, a region related to the foreign object in the middle layer 130 and the backside 140, and a region corresponding to the noise 150 are filtered, By passing the image for the area of the focused foreign object 120 that is in focus, image processing is performed in which only the area of the foreign object 120 is emphasized clearly. As a result, the images of the intermediate layer 130 and the back side foreign material 140 which are blurred due to out of focus are eliminated, and the general noise 150 is also removed. 5B shows an image processed by the high pass filter. As shown in FIG. 5B, since the area outside the surface foreign object 120 is deleted after the processing, It makes it easy.

촬영된 이미지는 명암비 강조 알고리즘을 통해서도 중층(130) 및 배면 이물(140)에 관계된 부분을 제거할 수 있다. 명암비 강조는 기본적으로 하이패스 필터와 비슷한 원리를 사용하는데, 이미지 프로세서를 통해 화상 데이터의 명도값을 모두 읽어 들인 후 미리 정해진 임계값(c)에 따라, 상기 임계값(c)보다 낮은 값은 암(0), 높은 값은 명(1)으로 변환하게 된다. The photographed image can also remove portions related to the intermediate layer 130 and the back side foreign object 140 through the contrast emphasis algorithm. The contrast ratio emphasis basically uses a principle similar to that of the high pass filter. After reading all the brightness values of the image data through the image processor, a value lower than the threshold value (c) according to a predetermined threshold value (c) (0) and the high value is converted to the name (1).

도 6을 통해 명암비 강조에 의한 이미지 처리 알고리즘을 살펴보면, 기판(110)에 위치한 표면(120), 중층(130), 배면 이물(140)에 의한 촬영 이미지에서의 명도값이 그래프에 점선으로 표시되어 있다. 이미지 프로세서는 촬영장치(300) 의해 촬영된 이미지에서 가장 큰 휘도값을 1로 보고 이보다 작은 휘도 값들을 위치에 따라 상대적으로 처리한 값을 실선 그래프로 보여주고 있다. 초점심도 내에서 초점이 맞게 촬영된 표면 이물(120)은 상대적으로 큰 휘도값을 갖게 되며, 초점심도를 벗어나서 촬영된 중층(130) 및 배면 이물(140)은 상대적으로 낮은 휘도값을 보여주고 있다. 이미지 프로세서는 상기 데이터에서, 특정 임계값(c)보다 작은 값은 그 크기와 상관없이 모두 0으로, 임계값(c)보다 큰 값은 역시 그 크기와 상관없이 1로 변환하는데, 이에 따라 도 6에서 굵은 실선으로 나타낸 바와 같이 표면 이물(120)에 해당하는 이미지 외의 값은 모두 제거되게 되며, 표면 이물은 중앙부, 주변부 구분 없이 모두 같은 값을 같게 됨으로써, 이물의 유무 혹은 분포를 파악하는데 데이터 처리를 용이하게 해준다.Referring to FIG. 6, a brightness value in a photographed image by the surface 120, the middle layer 130, and the backside foreign material 140 located on the substrate 110 is indicated by a dotted line in the graph have. The image processor displays a value obtained by processing the luminance value of the largest luminance value 1 in the image photographed by the photographing apparatus 300 and relatively processing the luminance values smaller than the luminance value in a solid line graph. The surface foreign object 120 photographed in focus with a focus depth has a relatively large luminance value and the intermediate layer 130 and the back surface foreign object 140 photographed outside the depth of focus have a relatively low luminance value . In the image processor, the value smaller than the specific threshold value (c) is converted to 0 regardless of its size, and the value larger than the threshold value (c) is also changed to 1 regardless of the size, As shown by a thick solid line in FIG. 3B, all values other than the image corresponding to the surface foreign object 120 are removed, and the surface foreign matter has the same value regardless of the central portion and the peripheral portion. It makes it easy.

촬영된 이미지는 경계면과 중심부의 밝기 차이를 이용 알고리즘을 통해서도 중층(130) 및 배면 이물(140)에 관계된 부분을 제거할 수 있다. 상기 하이패스 필터나, 명암비 강조를 이용할 경우 단일 임계값을 사용하기 때문에, 특정 영역의 휘도나 명도값이 확연하게 차이가 나지 않을 때에는 오류가 발생할 수 있는데, 상기 알고리즘을 이용할 경우, 이런 문제점을 막을 수 있다. 밝기 변화를 이용하는 알고리즘에서는 먼저, 이미지 프로세서는 촬영된 이미지를 분할하고, 평균 필터를 통해 노이즈를 제거하는 것이 바람직하다. 그 후, 특정 영역(혹은 픽셀)과 주변이 있는 영역(혹은 픽셀)의 밝기 값을 비교하여 특정 임계 값 이상이 차이 날 때에 이물로 판단한다. 밝기차를 이용한 알고리즘은 복잡한 수학식이 들어가기 때문에 더 이상의 설명은 생략하나, 통상적인 밝기차 이미지 프로세싱을 활용하면 된다. The photographed image can remove the portions related to the middle layer 130 and the backside foreign object 140 through the use of the brightness difference between the interface and the center. Since the single threshold value is used when the high pass filter or the contrast ratio emphasis is used, an error may occur when the brightness or brightness value of the specific region is not significantly different. When the above algorithm is used, . In an algorithm that uses a brightness change, it is preferable that the image processor first divides the photographed image and removes noise through an average filter. Thereafter, brightness values of a specific region (or pixel) and a surrounding region (or pixel) are compared with each other, and when the difference exceeds a specific threshold value, it is judged to be a foreign object. Since the algorithm using the brightness difference includes complex mathematical expressions, further explanation is omitted, but conventional brightness difference image processing can be utilized.

상기 방법을 통해 전처리된 이미지는 바이너리 이미지로 변환되는데, 도 5c는 하이패스 필터로 전처리된 이미지를 바이너리 이미지로 변환된 예를 보여주고 있다. The preprocessed image is converted into a binary image. FIG. 5C shows an example in which an image preprocessed by the high-pass filter is converted into a binary image.

바이너리 이미지는 이진 이미지로, 일반적으로 다양한 색 혹은 명암 값을 갖는 디지털 이미지를 두 가지 값 중 하나만을 갖는 픽셀, 즉 검은 색과 흰색만을 포함하는 이미지다. 따라서 바이너리 이미지는 모든 픽셀의 값이 단일 비트 (0 또는 1)로 저장되기 때문에, 이진 이미지로 메모리에 저장 할 수 있다. 이런 바이너리 이미지는 0과 1값 만을 갖기 때문에 데이터 처리가 용이하며, 압축 등도 용이하다는 장점을 갖는다. 이미지의 형태로 표현할 경우, 도 5c와 같이 바이너리로 변환된 이미지는 흑(0)과 백(1)만으로 표현할 수 있으며, 데이터 베이스나 메모리에 저장할 경우 이진화된 이미지에서 블랍 추출을 통해 데이터 베이스 형태로 저장된다. 이미지 프로세서는 이렇게 처리된 데이터 베이스를 통해 이물의 존재 여부나 크기 등을 디스플레이 등의 형태로 작업자에게 보여주게 된다. A binary image is a binary image, typically a digital image with various colors or contrast values, including pixels with only one of two values, black and white. Thus, a binary image can be stored in memory as a binary image because the values of all pixels are stored as a single bit (0 or 1). Such a binary image has merits such that data processing is easy because it has only values of 0 and 1, and compression and the like are easy. When the image is expressed in the form of an image, as shown in FIG. 5C, the binary-converted image can be represented only by black (0) and white (1), and when stored in a database or memory, . The image processor displays the presence or size of the foreign object to the operator in the form of display or the like through the processed database.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이물 검출 과정을 개략적으로 도시한 플로우 챠트를 보여준다. S110 단계에서 테이블에 고정된 기판에 빛을 조사한다. S120 단계에서 촬영장치 컨트롤러에 의해 초점심도를 조절하고, S130 단계에서 촬영장치를 이용해 기판의 표면을 촬영한다. S140 단계에서 이미지 프로세서는 촬영된 이미지에서 초점이 맞는 표면 이물 외의 영역을 제거한다. S150 단계에서 이미지 프로세서는 전처리된 이미지를 바이너리 이미지로 변환한다. S160 단계에서는 바이너리 이미지를 블랍 추출로 데이터 베이스화 한다. S170 단계에서 이물의 유무나 크기 등을 출력한다. FIG. 7 is a flow chart schematically illustrating a foreign object detection process according to an embodiment of the present invention. In step S110, light is irradiated onto the substrate fixed on the table. The depth of focus is adjusted by the imaging device controller in step S120, and the surface of the substrate is imaged using the imaging device in step S130. In step S140, the image processor removes an area other than the focused surface foreign object in the photographed image. In step S150, the image processor converts the preprocessed image into a binary image. In step S160, the binary image is converted into a database by blob extraction. In step S170, the presence / absence of the foreign object, the size, and the like are output.

본 발명의 영상처리를 이용한 투명기판 표면 이물 검출 장치의 구성을 도 3 및 도 4를 통해 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다. The configuration of a transparent substrate surface foreign object detecting apparatus using the image processing of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.

공정이나 세척과정에서 발생된 이물 중 표면 이물(120)만을 검출하기 위한 본 발명의 이물 검출장치는 먼저 피처리될 기판(110), 기판(110)을 고정하기 위한 테이블(100)이 구비된다. 기판(110)은 통상적인 FPD에 사용되는 유리 기판, 혹은 빛을 투과시키는 반도체 웨이퍼 등이 사용될 수 있다. 본 발명의 이물 검출 장치는 상기 기판(110)의 촬영을 위해 빛을 조사하는 광원을 포함하는 조사장치(200)가 구비하며, 조사장치(200)의 빛을 이용해 기판(110)을 촬영하는 촬영장치(300)를 포함한다. 촬영장치(300)는 포토센서(미도시) 및 다수의 렌즈(미도시)를 구비하는데, 상기 포토센서 및 렌즈, 기판(피사체) 간의 상대적인 거리를 조정해 초점심도를 조정하기 위한 촬영장치 컨트롤러(미도시)도 구비된다. 또한, 촬영장치(300)로 촬영된 이미지를 처리해 표면 이물(120)의 존재 여부를 판단하는 이미지 프로세서(미도시)를 포함하며, 상기 촬영장치 컨트롤러는 초점심도(d) 조정을 통해 기판 표면의 이물만이 초점심도(d) 영역에 들어갈 수 있도록 하는 역할을 수행한다. 또한, 본 발명의 이물 검출 장치는 초점심도(d)의 조정이 가능하기 때문에, 필요에 따라서는 기판 내부의 중층(130) 및 배면 이물(140) 모두를 혹은 각각 분리하여 검출하는 것도 가능하다. The apparatus for detecting only the surface foreign object 120 among the foreign objects generated during the process or washing process includes a substrate 100 for fixing the substrate 110 to be processed and a table 100 for fixing the substrate 110. As the substrate 110, a glass substrate used for a typical FPD or a semiconductor wafer transmitting light can be used. The apparatus for detecting a foreign object according to the present invention includes an irradiating device 200 including a light source for irradiating light for photographing the substrate 110, Device 300 as shown in FIG. The photographing apparatus 300 includes a photosensor (not shown) and a plurality of lenses (not shown). The photographing apparatus controller 300 adjusts the relative distance between the photosensor, the lens, and the substrate Not shown). The image pickup device controller includes an image processor (not shown) for processing the image photographed by the photographing apparatus 300 to determine the presence or absence of the surface foreign object 120, So that only the foreign object can enter the focus depth (d) area. Further, since the depth of focus d of the present invention can be adjusted, it is possible to separately detect both the middle layer 130 and the back surface foreign matter 140 inside the substrate or separately if necessary.

상기 테이블(100)은 기판(110)을 고정한 채로 촬영장치 컨트롤러의 조정에 따라, x, y, z 방향으로 이동 가능하며, 촬영에 직접적으로 영향을 미치는 z 방향(촬영장치와 기판의 축 방향)의 이동을 위해서는 자체적으로 속도 조절을 할 수 있어 속도 및 변위를 정밀하게 통제할 수 서보모터나 액츄에이터를 사용하는 것이 바람직하다. 촬영장치(300)와 기판(110)의 거리는 변위센서 등을 이용해 정밀하게 측정하는 것이 바람직하다. The table 100 is movable in the x, y, and z directions with adjustment of the photographing apparatus controller while the substrate 110 is fixed, and is movable in the z direction (axial direction of the photographing apparatus and the substrate) It is preferable to use a servo motor or an actuator to precisely control the speed and displacement. The distance between the photographing apparatus 300 and the substrate 110 is preferably measured precisely using a displacement sensor or the like.

상기 조사장치(200)는 동축 조명 혹은 간접 조명을 이용할 수 있는데, 촬영장치(300)에 조사장치를 설치해, 이물을 수직으로 조사하는 동축 조명이 선명한 이미지를 얻고 조도를 확보하는데 유리하다. 간접 조명의 경우, 테이블 상에 조명을 설치해 기판을 측면에서 비춤으로써, 촬영장치의 크기 및 무게를 줄이는 장점이 있으나, 충분한 조도 확보를 위해서는 강한 광원을 사용할 필요가 있다. The irradiating device 200 can use coaxial illumination or indirect illumination, and it is advantageous to provide a radiating device in the radiographing device 300 so that coaxial illumination that vertically illuminates the foreign object obtains a clear image and secures illumination. In the case of indirect lighting, there is an advantage of reducing the size and weight of the photographing device by providing illumination on the table to illuminate the side surface of the substrate, but it is necessary to use a strong light source in order to secure sufficient illumination.

상기 촬영장치(300)는 포토센서 및 복수의 렌즈를 구비하는데, 상기 포토센서 및 렌즈, 기판(110)의 상대적 거리를 촬영장치 컨트롤러가 조정함으로써, 초점심도가 기판의 표면만을 포함하도록 조절되게 된다. 렌즈의 개수나 배치는 변경될 수 있으며, 통상적인 광학 기술이기 때문에 자세한 구성에 대한 설명은 생략한다. 촬영장치(300)는 일반적은 머신비젼(Machin vision)의 구조를 갖으며, CCD 혹은 CMOS 방식의 포토센서, 대물렌즈를 구비하며, 필요에 따라 조리개나 집광 렌즈 등을 추가할 수 있다. 조리개는 초점심도(d)를 조정하는데 많은 영향을 줄 수 있으며, 조리개를 열수록 초점심도(d)가 좁아지게 된다. The photographing apparatus 300 includes a photosensor and a plurality of lenses. The photographing apparatus controller adjusts the relative distance between the photosensor and the lens and the substrate 110 so that the depth of focus is adjusted to include only the surface of the substrate . The number and arrangement of the lenses can be changed, and a detailed description of the configuration is omitted because it is a conventional optical technology. The photographing apparatus 300 has a general machine vision structure, and has a CCD or CMOS type photosensor and an objective lens. If necessary, an iris or a condenser lens can be added. The diaphragm can have a great influence on adjusting the depth of focus (d), and the depth of focus (d) becomes narrower as the diaphragm is opened.

포토센서의 형식인 CCD(Charge Coupled Device)는 전하결합소자(電荷結合素字)라고도 하며, 전하의 축적과 전송을 이용한 기록소자로 구조가 단순하기 때문에 고밀도 집적이 가능하며, 저 소비전력의 휘발성 소자인 것을 들 수 있다. CCD의 기본구조는 실리콘 기판상에 얇은 산화막을 붙이고, 그 위에 다수의 전극을 나열한 간단한 구조이다. 하지만 고 집적 구조로 인해 CCD로 얻어지는 이미지에는 노이즈가 많다는 단점이 있다. CCD (Charge Coupled Device), which is a type of photo sensor, is also called a charge-coupled device (charge-coupled device). It is a recording device that uses charge accumulation and transfer and can be integrated with high density, Device. The basic structure of a CCD is a simple structure in which a thin oxide film is formed on a silicon substrate and a plurality of electrodes are arranged thereon. However, due to the high integration structure, there is a disadvantage that there is a lot of noise in the image obtained by the CCD.

CMOS(Complementary Metal-oxide Semiconductor) 포토센서는 저소비 전력형의 촬상 소자로, CCD에 비해 약 10분의 1의 소비 전력, 단일 전원이며, 노이즈가 적다는 장점이 있지만, CCD보다 감도는 떨어진다는 단점이 있다. CMOS (Complementary Metal-oxide Semiconductor) photo sensor is a low power consumption type image pickup device, which has a power consumption of about one tenth of that of a CCD, a single power supply, and noise, but has a drawback .

이미지 프로세서(미도시)는 상기 포토센서에서 얻어진 이미지를 하이패스 필터, 명암비 강조, 밝기 차이 등의 알고리즘을 이용해 전처리함으로써, 초점심도에서 벗어나 흐릿하게 촬영된 중층 및 배면 이물, 센서에서 발생된 노이즈, 광원의 불균일로 인한 얼룩 등을 제거한다. 또한, 이미지 프로세서는 전처리된 이미지를 바이너리 이미지로 변환하고, 블랍 추출 등의 방법을 통해 데이터 베이스화 한 후 이물의 존재 여부를 판단해 작업자에게 출력하게 된다.An image processor (not shown) preprocesses an image obtained from the photosensor by using an algorithm such as a high pass filter, a contrast ratio enhancement, a brightness difference, etc. to obtain an intermediate layer and a backside image, Thereby removing stains due to unevenness of the light source. Also, the image processor converts the preprocessed image into a binary image, and forms a database through a method such as blob extraction, and then determines whether or not there is a foreign object and outputs it to an operator.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서의 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

1,2 유리기판
3 액정
4 TFT
5 ITO 배선
6,7 편광필름
8 이물
9 광학 검출기
100 테이블
110 기판
120 표면 이물
130 중층 이밀
140 배면 이물
150 노이즈
200 조사장치
300 촬영장치
1,2 Glass substrate
3 liquid crystal
4 TFT
5 ITO wiring
6,7 polarized film
8 foreign matter
9 optical detector
100 tables
110 substrate
120 surface foreign matter
130 middle layer
140 back side foreign body
150 Noise
200 irradiation device
300 photographing device

Claims (16)

영상처리를 이용한 투명기판 표면 이물 검출 방법으로서,
촬영장치와 기판과의 거리를 미리 정해진 거리로 조정하는 단계,
상기 기판에 빛을 조사하는 단계,
상기 촬영장치로 초점심도가 기판 표면 이물만을 포함하도록 상기 기판을 촬영하는 단계,
상기 촬영된 이미지에서 중층 이물 및 배면 이물을 제거하는 단계,
전처리된 이미지를 이진화하여 바이너리 이미지로 변환하는 단계,
상기 바이너리 이미지에서 이물의 속성을 추출해 이물의 분포 및 사이즈를 측정하는 단계
를 포함하는 영상처리를 이용한 투명기판 상면 이물 검출 방법.
A method for detecting a foreign substance on a surface of a transparent substrate using image processing,
Adjusting a distance between the photographing apparatus and the substrate to a predetermined distance,
Irradiating the substrate with light,
Photographing the substrate with the imaging device such that the depth of focus includes only the substrate surface foreign object,
Removing middle layer foreign matter and backside foreign matters from the photographed image,
Transforming the preprocessed image into a binary image,
Extracting the attribute of the foreign object from the binary image and measuring the distribution and size of the foreign object
And detecting the foreign matter on the upper surface of the transparent substrate using the image processing.
제1항에 있어서, 상기 촬영된 이미지에서 중층 이물 및 배면 이물을 제거하는 단계에서 표면 이물 검출 알고리즘은 하이패스 필터를 이용해 초점이 안 맞는 중층 및 배면 이물의 흐린 이미지를 제거하는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 투명기판 상면 이물 검출 방법.
2. The method according to claim 1, wherein in the step of removing the middle layer foreign objects and the back side foreign objects from the photographed image, the surface foreign matter detection algorithm uses a high pass filter to remove blurred images of the unfocused middle layer and back surface foreign matter A method for detecting a foreign substance on a top surface of a transparent substrate using a process.
제1항에 있어서, 상기 촬영된 이미지에서 중층 이물 및 배면 이물을 제거하는 단계에서 표면 이물 검출 알고리즘은 명암비 강조를 통해 중층 및 배면 이물의 낮은 명암의 이미지를 제거하는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 투명기판 상면 이물 검출 방법.
2. The method according to claim 1, wherein in the step of removing the intermediate layer and the back layer from the photographed image, the surface foreign matter detection algorithm removes low contrast images of the middle layer and the back layer through emphasis of contrast ratio. A method for detecting foreign matter on a top surface of a transparent substrate.
제1항에 있어서, 상기 촬영된 이미지에서 중층 이물 및 배면 이물을 제거하는 단계에서 표면 이물 검출 알고리즘은 경계면과 중심부의 밝기 차이를 이용해 중층 및 배면 이물의 낮은 밝기의 이미지를 제거하는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 투명기판 상면 이물 검출 방법.
2. The method according to claim 1, wherein in the step of removing the intermediate layer and the back layer from the photographed image, the surface image detection algorithm removes low-brightness images of the middle layer and the back layer using the difference in brightness between the interface and the center A method for detecting foreign matter on a transparent substrate using image processing.
제1항에 있어서, 상기 바이너리 이미지에서 속성을 추출하는 단계는 블랍(Binary Image Object)를 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. The method of claim 1, wherein extracting attributes from the binary image uses a binary image object.
영상처리를 이용한 투명기판 표면 이물 검출 장치로서,
기판,
기판을 고정하기 위한 테이블,
상기 기판에 빛을 조사하기 위한 조사장치,
상기 기판을 촬영하기 위한 촬영장치,
상기 촬영장치의 초점심도를 조정하기 위한 촬영장치 컨트롤러,
촬영된 이미지를 처리해 이물 유부를 판단하는 이미지 프로세서
를 포함하며,
상기 촬영장치 컨트롤러를 통해, 초점심도가 기판 표면 이물만을 포함하도록 기판을 촬영하는 것을 특징으로 하는 투명기판 표면 이물 검출 장치.
A transparent substrate surface foreign matter detecting device using image processing,
Board,
A table for fixing the substrate,
An irradiation device for irradiating the substrate with light,
A photographing device for photographing the substrate,
A photographing apparatus controller for adjusting a depth of focus of the photographing apparatus,
An image processor for processing the photographed image to judge a foreign object part
/ RTI >
And the substrate is photographed through the imaging device controller so that the depth of focus includes only the surface foreign matter of the substrate.
제6항에 있어서, 상기 테이블은 x, y, z 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 투명기판 표면 이물 검출 장치.
7. The apparatus according to claim 6, wherein the table is movable in x, y and z directions.
제6항에 있어서, 상기 조사장치는 동축 조명 또는 간접 조명인 것을 특징으로 하는 투명기판 표면 이물 검출 장치.
The apparatus according to claim 6, wherein the irradiation device is coaxial illumination or indirect illumination.
제6항에 있어서, 상기 촬영장치는 포토센서 및 복수의 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 투명기판 표면 이물 검출 장치.
The transparent substrate surface foreign matter detecting apparatus according to claim 6, wherein the photographing apparatus comprises a photosensor and a plurality of lenses.
제9항에 있어서, 상기 포토센서는 CCD 혹은 CMOS 방식인 것을 특징으로 하는 투명기판 표면 이물 검출 장치.
The transparent substrate surface foreign matter detecting apparatus according to claim 9, wherein the photosensor is CCD or CMOS.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이미지 프로세서의 표면 이물 검출 알고리즘은 하이패스 필터를 이용해 초점이 안 맞는 중층 및 배면 이물의 흐린 이미지를 제거하는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 투명기판 표면 이물 검출 장치.
11. The method according to any one of claims 6 to 10, wherein the surface image detection algorithm of the image processor uses a high pass filter to remove blurred images of unfocused middle and back surfaces. A transparent substrate surface foreign matter detecting device.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이미지 프로세서의 표면 이물 검출 알고리즘은 명암비 강조를 통해 중층 및 배면 이물의 낮은 명암의 이미지를 제거하는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 투명기판 표면 이물 검출 장치.
11. The method as claimed in any one of claims 6 to 10, wherein the surface image detection algorithm of the image processor removes low contrast images of the intermediate layer and the back surface through contrast enhancement, Foreign body detection device.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이미지 프로세서의 표면 이물 검출 알고리즘은 경계면과 중심부의 밝기 차이를 이용해 중층 및 배면 이물의 낮은 밝기의 이미지를 제거하는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 투명기판 표면 이물 검출 장치.
11. The image processing method as claimed in any one of claims 6 to 10, wherein the surface image detection algorithm of the image processor removes low-brightness images of middle and rear debris using difference in brightness between the interface and the center, A transparent substrate surface foreign matter detecting device using the transparent substrate.
제11항에 있어서, 상기 이미지 프로세서는 상기 중층 및 배면 이물이 제거된 이미지를 이진화하여 바이너리 이미지로 변환하는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 투명기판 표면 이물 검출 장치.
12. The apparatus according to claim 11, wherein the image processor binarizes the image from which the intermediate layer and the backside foreign material have been removed, and converts the binary image into a binary image.
제12항에 있어서, 상기 이미지 프로세서는 상기 중층 및 배면 이물이 제거된 이미지를 이진화하여 바이너리 이미지로 변환하는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 투명기판 표면 이물 검출 장치.
13. The apparatus according to claim 12, wherein the image processor binarizes an image from which the middle layer and the backside are removed, and converts the binary image into a binary image.
제13항에 있어서, 상기 이미지 프로세서는 상기 중층 및 배면 이물이 제거된 이미지를 이진화하여 바이너리 이미지로 변환하는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 투명기판 표면 이물 검출 장치.14. The apparatus according to claim 13, wherein the image processor binarizes the image from which the intermediate layer and the backside foreign material have been removed, and converts the binary image into a binary image.
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