KR101714720B1 - 기판 조명 검사 유니트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판으로 조명광을 조사하고 기판의 표면 검사 영상을 획득하여 피검사체의 표면 이물 부착 여부를 조사하는 기판 조명 검사 유니트로, 기판의 진행 방향과 평행한 적어도 일단에 배치되는 패러렐 조명부를 포함하는 조명부와, 기판에서 이격되어 기판 표면의 영상을 취득 가능한 영상 감지부와, 기판의 하부에 기판과 마주하여 상기 영상 감지부와의 사이에 기판이 개재되도록 평행하게 배치되고 기판의 하부에 조명광을 조사하는 점등 조명부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 조명 검사 유니트를 제공한다.

Description

기판 조명 검사 유니트{Lighting Apparatus for Vision Inspection}
본 발명은 기판 조명 검사 유니트에 관한 것이다. 보다 상세하게는 신속하고 용이하게 기판의 흠결과 이물 및 불량 화소를 구비할 수 있는 기판 조명 검사 유니트에 관한 것이다.
일반적으로 최근 사용되는 각종 전자제품은 소형이든 대형이든 디스플레이부를 기본으로 탑재하는 경향을 나타낸다. 이러한 디스플레이의 표면 상태를 검사하는 다양한 장치들이 사용된다.
종래의 디스플레이 표면 상태 검사 장치의 경우 흠결이 디스플레이 기판에 존재하는 경우, 이를 영상 정보를 통하여 확인하는 구조를 취하였다.
하지만, 종래의 디스플레이 표면 검사 장치의 경우, Dimple과 같은 표면 불량과 찍힘 불량 등 기판 표면에 미세하게 형성된 불량으로서의 흠결과 기판 상/하부 표면에 존재하는 이물질이 동시에 형성되는 경우 이것이 흠결인지 이물질인지 구분이 어려웠다.
뿐만 아니라, 종래의 디스플레이 표면 검사 장치의 경우, 표면 검사 장치와 달리 별도의 점등 검사 장치에서 점등 검사를 실행하거나 또는 별도의 불량 화소 검사 장치를 통하여 개별화된 검사 공정을 구비하여야 함으로써 공정 시간이 현저하게 증대되고 기판의 이송 회수 증대로 인하여 제조 공정 상의 불량 발생률도 급격히 증가하는 문제점이 대두되고 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 표면 흠결과 이물과 불량 화소를 구분하여 불필요한 불량 판정을 방지하여 기판의 생산 수율을 증대시키고 공정 상의 신속함으로 공정 비용을 향상시킬 수 있는 기판 조명 검사 유니트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 기판으로 조명광을 조사하고 기판의 표면 검사 영상을 획득하여 피검사체의 표면 이물 부착 여부를 조사하는 기판 조명 검사 유니트로, 기판의 진행 방향과 평행한 적어도 일단에 배치되는 패러렐 조명부를 포함하는 조명부와, 기판에서 이격되어 기판 표면의 영상을 취득 가능한 영상 감지부와, 기판의 하부에 기판과 마주하여 상기 영상 감지부와의 사이에 기판이 개재되도록 평행하게 배치되고 기판의 하부에 조명광을 조사하는 점등 조명부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 조명 검사 유니트를 제공한다.
상기 기판 조명 검사 유니트에 있어서, 상기 영상 감지부는 어퍼 영상 감지기를 포함하고, 상기 어퍼 영상 감지기는 상기 패러렐 조명부가 온(ON) 상태이고 상기 점등 조명부가 오프(OFF) 상태인 경우 패러렐 영상 정보를 취득하고, 상기 어퍼 영상 감지기는 상기 패러렐 조명부가 오프(OFF) 상태이고 상기 점등 조명부가 온(ON) 상태인 경우 점등 표면 영상 정보를 취득할 수도 있다.
상기 기판 조명 검사 유니트에 있어서, 상기 영상 감지부가 취득하는 영상 정보를 영상 처리하고 상기 패러렐 영상 정보 및 상기 점등 표면 영상 정보의 조합 표면 영상 정보를 생성하는 제어부를 더 구비할 수도 있다.
상기 기판 조명 검사 유니트에 있어서, 기판에 영상 패턴 신호를 인가하는 패턴 제네레이터가 더 구비되고, 상기 어퍼 영상 감지기는 상기 패러렐 조명부 및 상기 점등 조명부가 오프(OFF) 상태이고, 상기 패턴 제레네이터가 영상 패턴 신호를 기판에 인가하는 온(ON) 상태인 경우 점등 화소 영상 정보를 취득할 수도 있다.
상기 기판 조명 검사 유니트에 있어서, 상기 영상 감지부가 취득하는 영상 정보를 영상 처리하고 상기 패러렐 영상 정보, 상기 점등 표면 영상 정보의 조합 표면 영상 정보 및 상기 점등 화소 영상 정보를 생성하는 제어부를 더 구비할 수도 있다.
상기 기판 조명 검사 유니트에 있어서, 상기 점등 조명부를 상하 이송시키는 점등 조명 이송부가 더 구비될 수도 있다.
상기 기판 조명 검사 유니트에 있어서, 상기 점등 조명부와 기판 사이에 상기 점등 조명부에서 출사되는 빛을 편광시키는 점등 조명 편광부가 더 구비될 수도 있다.
상기 기판 조명 검사 유니트에 있어서, 상기 영상 감지부와 기판 사이에 상기 점등 조명 편광부에 대응하는 점등 조명 대응 편광부가 더 구비될 수도 있다.
상기 기판 조명 검사 유니트에 있어서, 상기 패러렐 조명부는: 적어도 일부에 기판이 안착 배치되는 패러렐 조명부 하우징과, 상기 패러렐 조명부 하우징의 내부에 배치되는 패러렐 조명부 하우징 수용구에 수용 배치되고 기판에 평행한 방향으로 빛을 조사하는 패러렐 조명 광원부와, 상기 패러렐 조명부 하우징의 내부에 배치되는 패러렐 조명부 하우징 수용구에 수용 배치되고 상기 패러렐 조명 광원부에서 조사되는 빛을 상기 패러렐 조명부 하우징 수용구를 통하여 출사 전달하는 패러렐 조명 렌즈 필터부를 포함할 수도 있다.
상기 기판 조명 검사 유니트에 있어서, 상기 패러렐 조명부는 기판의 진행 방향과 평행한 양단에 배치될 수도 있다.
상기 기판 조명 검사 유니트에 있어서, 상기 패러렐 조명부는 기판의 진행 방향과 평행한 방향으로 기판 일면의 하부로 기판 단부 측에 배치될 수도 있다.
본 발명에 의하면, 단일 장치 내에서 신속하게 표면 이물과 흠결 및 불량 화소를 구분하여 불량 판정 가능한 정보를 제공함으로써 불필요한 불량 판정으로 인한 생산 시간의 증대를 방지하고, 기판의 생산 수율을 증대시킴으로써, 공정 상의 신속함으로 공정 비용을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 기판 조명 검사 유니트는 패러렐 조명부를 단부의 일측, 양단, 하부, 상하부 등과 같이 설계 사양에 따라 선택적 조합을 가능하게 함으로써 경우에 따라 단면 내지 양면의 영상 검출을 통한 이물 흠결 불량 판정을 신속하고 용이하게 진행할 수도 있다.
또한, 본 발명의 기판 조명 검사 유니트는 패러렐 조명부의 하우징 측면 배치를 통하여 컴팩트한 기판 조명 검사 유니트 구성을 가능하게 함으로써 공장 배치 상의 증가된 자유도를 제공할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 조명 검사 유니트의 부분 단면 상태도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 조명 검사 유니트의 부분 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 조명 검사 유니트의 부분 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 조명 검사 유니트의 개략적인 상태도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 조명 검사 유니트의 이송부를 포함하는 개략적인 측면 상태도이다.
도 6은 도 5의 이송부를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 조명 검사 유니트의 개략적인 사시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 조명 검사 유니트의 패러렐 조명부의 평행광을 취한 부분 확대도 및 부분 취득 영상 상태도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 조명 검사 유니트의 점등 조명부의 평행광을 취한 부분 확대도 및 부분 취득 영상 상태도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 조명 검사 유니트의 패턴 제네레이터의 패턴 신호에 따른 출력 영상을 취하는 기판의 부분 확대도 및 부분 취득 영상 상태도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 조명 검사 유니트가 검사하는 기판의 개략적인 상태도이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 조명 검사 유니트의 점등 조명부의 일예의 개략적 부분 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 조명 검사 유니트는 피검사체인 기판(1)으로 조명광을 조사하고 기판(1)의 표면 검사 영상을 획득하여 피검사체인 기판(1)의 표면 상 부착 이물 내지 이물 부착 여부 내지 표면 흠집을 내지 불량 화소를 검출하는 검사 장치이다.
본 발명의 기판 조명 검사 유니트(10)는 조명부(100)와 영상 감지부(200)와 를 포함하는데, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 조명 검사 유니트(10)는 기판(1)으로 조명광을 조사하고 기판(1)의 표면 검사 영상을 획득하여 기판의 표면 이물 부착 여부를 검사 가능토록 하고 불량 화소를 확인 가능하게 하여 이물의 유무, 기판의 흠집 여부 내지 불량 화소의 위치를 용이하고 빨리 파악할 수 있어 불량 검출을 신속하고 용이하게 진행할 수 있어 궁극적으로 불필요한 불량 검출로 인한 공정 시간의 증가를 방지하고 불량 검출 오류를 방지 내지 최소화시켜 생산 수율을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판 조명 검사 유니트(10)의 조명부(100)는 기판(1)에 빛, 즉 조명광을 조사한다. 본 발명의 기판 조명 검사 유니트(10)의 조명부(100)는 패러렐 조명부(120)와 점등 조명부(150)를 포함한다. 패러렐 조명부(120)는 평행광을 기판(1) 측으로 제공하여 평행광이 기판(1)의 표면 상에 형성된 이물과 흠결의 분리 구분을 가능하도록 하는 영상 취득을 이루기 위한 조명광을 제공한다.
본 발명의 패러렐 조명부는 기판(1)의 일단 측에 내지 양단에 배치되는 구조를 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하나, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 일실시예에 따른 패러렐 조명부(120)는 기판(1)의 이송 방향에 평행한 단부로 양단 측에 형성되어, 기판(1)을 중심으로 기판(1)의 진행 방향과 평행한 방향으로 기판의 중심을 향한 단부측, 즉 기판의 일면을 중심으로 하면 측에 각각 배치되어 총 2개의 단부 측에서의 평행광 조사를 가능하게 하는 구조를 중심으로 설명한다.
패러렐 로워 조명부(120)는 패러렐 로워 조명부 하우징(121)과 패러렐 로워 조명 광원부(123)와 패러렐 로워 조명 렌즈 필터부(125)를 포함한다.
패러렐 로워 조명부 하우징(121)는 적어도 일부에 기판(1)이 안착되는 하우징 케이스로 구현되는데, 패러렐 로워 조명부 하우징(121)의 내측에는 패러렐 로워 조명부 하우징 수용구(1211)가 배치되고 빛이 기판(1) 측을 향하여 평행 조사되도록 하는 다른 구성요소를 수용 배치한다. 본 실시예에서 패러렐 조명부는 기판의 양단 측에 기판을 중심으로 상하 배치되는 구조를 취하는데, 기판(1)의 자중에 의하여 기판(1)은 패러렐 로워 조명부 하우징(121)에 접촉되는 구조를 취하되, 패러렐 어퍼 조명부 하우징(도면 부호 미부여)과는 접촉하지 않는 구조를 취할 수도 있다.
한편, 패러렐 로워 조명부 하우징(121)이 패러렐 어퍼 조명부 하우징과 상이한 점은 표면에 하기되는 영상 감지부에서 감지 가능한 위치 조정 마크(1231)이 더 구비될 수도 있다. 위치 조정 마크(1231)를 통하여 현재 패러렐 조명부, 보다 구체적으로 기판(1)의 기준 위치를 용이하게 인식 내지 정렬할 수 있다.
패러렐 로워 조명 광원부(123)는 패러렐 조명 하우징(121)의 내부 공간으로 패러렐 로워 조명부 하우징 수용구(1211)에 수용되고 이를 통하여 외부의 기판을 향하여 평행광으로서의 빛을 출력한다. 패러렐 로워 조명 광원부(123)는 패러렐 로워 조명 광원 기판(1231)과 패러렐 로워 조명 광원(1233)을 포함한다. 패러렐 로워 조명 광원 기판(1231)에는 하나 이상의 LED로 구현되는 패러렐 로워 조명 광원(1233)이 배치된다. 한편, 패러렐 로워 조명 광원부(123)는 패러렐 로워 조명 광원 브라켓(1235)을 구비하여 패러렐 로워 조명부 하우징 수용구(1211)의 내에서 패러렐 로워 조명 광원(1233) 및 패러렐 로워 조명 광원 기판(1231)의 안정적인 장착 지지 구조를 형성할 수도 있다.
패러렐 로워 조명 광원(1233)에서 출사되는 빛은 패러렐 로워 조명부 하우징 수용구(1211)를 통하여 출사되도록 하는데, 평행광을 형성하기 위하여 패러렐 로워 조명 광원부(123)의 외측에는 패러렐 로워 조명 렌즈 필터부(125)가 배치된다.
패러렐 로워 조명 렌즈 필터부(125)는 패러렐 조명부 하우징(121)의 내부에 배치되는 패러렐 조명부 하우징 수용구(1211)에 수용 배치되고 패러렐 조명 광원부(123)에서 빛을 전달받아 패러렐 조명부 하우징 수용구(1211)를 통하여 출사 전달하는데, 패러렐 로워 조명 렌즈 필터부(125)는 패러렐 로워 조명 렌즈(1251)를 포함한다. 패러렐 로워 조명 렌즈(1251)는 패러렐 로우 조명 광원(1233)이 배치되는 길이 방향을 따른 길이를 갖는 원형 단면의 봉 타입의 렌즈로 구현되는데, 패러렐 로워 조명 광원(1233)으로부터 생성된 빛은 패러렐 로워 조명 렌즈(1251)를 거쳐 소정의 광전달 경로를 형성하여 평행광 출력을 가능하게 한다.
본 실시예에서 패러렐 조명부 하우징 수용구(1211)는 소정의 리브로 분리 구획되는데, 패러렐 조명부 하우징 수용구(1211)의 내측에는 패러렐 로워 조명 렌즈 필터부(125)의 적어도 일부를 수용하는 패러렐 로워 조명 렌즈 필터 수용구(1215)가 더 구비될 수도 있다. 본 발명의 패러렐 로워 조명 렌즈 필터 수용구(1215)에는 패러렐 로워 조명 렌즈 필터(1253)이 수용 배치될 수 있다. 본 발명의 패러렐 로워 조명 렌즈 필터(1253)는 패러렐 로워 조명 렌즈(1251)에서 출력 전달된 빛을 입력받아 외부로 출사하는데 영상 감지부(200)에서 요구하는 설계 사양에 따른 파장대 빛의 출력을 가능하게 함으로써, 실질적으로 필요한 파장대의 평행광 출사 구조를 형성한다. 패러렐 로워 조명 렌즈 필터(1253)의 전후로는 패러렐 로워 조명 렌즈 필터(1253)를 보호하거나 빛의 전달이 보다 용이하고 균일하게 이루어지도록 하는 패러렐 로워 조명 도광부(1255)가 더 구비될 수 있다. 본 실시예에서 패러렐 로워 조명 도광부(1255)는 폴리카보네이트(PC)로 구현되었으나, 설계 사양에 따라 균일한 빛의 전달을 이루는 범위에서 다양한 적용이 가능하다.
이와 같은 패러렐 로워 조정부(120)를 기판의 양단에 대향 배치되고, 이러한 대향 배치되는 패러렐 로워 조정부와 동일하게 대칭 배치되는 패러렐 어퍼 조정부가 더 구비되는 구조를 취할 수도 있다.
이와 같은 조명부(100)의 평행광 조명이 조사되는 기판(1)에 대한 영상 정보는 영상 감지부(200)가 감지 취득한다. 영상 감지부(200)는 패러렐 조명부가 하부에만 배치되는 경우 하부에 단독 배치되는 영상 감지기, 즉 카메라로 구현되는 영상 감지기의 구조를 취할 수도 있는데, 본 발명은 어퍼 카메라로 구현되는 어퍼 영상 감지기(210)를 구비하나 경우에 따라 상하 개별 독립 배치되는 로워 카메라로 구현되는 로워 영상 감지기(미도시)를 더 포함하는 구성을 취할 수도 있다.
경우에 따라 영상 감지부(200)는 별도의 영상 감지 이동부(250)를 구비하여 영상 감지부(200)의 위치를 이동시키는 구조를 취할 수도 있는데, 영상 감지 이동부(250)는 영상 감지 이동 모터(251)와 영상 감지 이동 전달부(253,255)를 구비할 수 있다. 영상 감지 이동 모터(251)는 하기되는 제어부(20)의 영상 감지 이동 제어 신호를 통하여 구동력을 생성하고, 영상 감지 이동 모터(251)에 연결되는 영상 감지 이동 전달부(253,255)는 어퍼 영상 감지기(210)에 이동력을 전달한다. 영상 감지 이동 전달부(253,255)는 영상 감지 이동 모터(215)에 부착되는 영상 감지 이동 전달 피니언(253)과 어퍼 영상 감지기(210)에 부착되는 영상 감지 이동 전달 랙(255)을 포함한다.
영상 감지 이동 전달 피니언(253)은 영상 감지 이동 모터(251)의 구동력을 영상 감지 이동 전달 랙(255)으로 전달하여 영상 감지 이동 전달 랙(255)을 이동시키고, 영상 감지 이동 전달 랙(255)의 이동시 함께 어퍼 영상 감지기(210)도 함께 이동한다. 본 실시예에서 영상 감지 이동부(250)는 Z축 방향으로의 이송만을 기술하였으나 경우에 따라 영상 감지 이동부는 기판에 수평한 평면 상에서의 이송을 허용하는 구조를 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
즉, 일예의 경우 기판의 검사시 장치의 저비용에 초점을 맞추는 기판 조명 검사 유니트의 경우 영상 감지부 1대, 즉 카메라 1대로 기판 전체를 검사하는 방식 구조를 취할 수도 있고 이 경우 X-Y축 및/또는 Z축 방향으로의 위치 이동을 가능하게 하여 표면 검사 커버리지를 확장시키는 구조를 취할 수도 있고, 다른 일예로 비용에 자유도가 부여되어 정확하고 신뢰도 높은 검사 과정을 요하는 기판 조명 검사 유니트의 경우 복수 개의 영상 감지부를 구비하여 다수의 영상 정보 획득을 통한 표면 검사를 신속하고 정확하게 이루는 방식을 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
한편, 영상 감지 이동부(250)는 X-Y 방향으로의 이송을 가능하게 하는 별도의 전달 랙 내지 피니언 구조 또는 레일 상에서 이송되는 리니어 블록에 영상 감지부(200)가 장착되고 리니어 블록을 영상 감지 이동 모터로부터의 구동력을 전달받아 X-Y 평면 상에서 이송시키거나 별도의 풀리-와이어 구조를 통하여 이송시키는 구조를 이룰 수도 있는 등 영상 감지부(200)의 이동 구조는 다양한 실시예로 구현될 수도 있다.
또한, 영상 감지부(200)와 기판(1) 사이에는 하부의 점등 조명부(150)에서 조사되어 기판(1)을 거쳐 영상 감지부(200)로 전달되는 빛을 편광시키는 점등 조명 대응 편광부(420)를 더 구비할 수도 있다. 점등 조명 대응 편광부(420)는 편광 필름으로 구현되는데, 이는 하기되는 점등 조명부(150)와 기판(1) 사이에 배치될 수 있는 점등 조명 편광부(410)에 대응하여 배치되되 점등 조명 편광부와 편광 교차 배치되어 점등 조명부에서 생성되어 어퍼 영상 감지기(210)에 전달되는 빛의 편광도를 조정할 수도 있다.
한편, 본 발명의 조명부(100)는 기판의 하면에서의 빛을 조사하는 점등 조명부(150)를 포함한다. 점등 조명부(150)는 기판의 하부에 기판과 마주하여 배치되고, 어퍼 영상 감지기(210)와의 사이에 기판이 개재되도록 기판과 평행하게 배치되어 기판의 하부에서 조명광을 제공하는데, 평행광을 제공하는 패러렐 조명부와는 달리 기판에 평행하게 조사되지 않는 발산 조명광을 포함하는 구조를 취하며, 점등 조명부(150)에서 조사되는 빛의 광경로는 패러렐 조명부에서 조사되는 빛의 광경로와 교차되는 구조를 형성한다.
점등 조명부(150)는 면 광원으로 구현되는데, 점등 조명부(150)는 점등 조명 하우징(151)과, 점등 조명 광원(153)과, 점등 조명 반사부(155)와, 점등 조명 광 가이드(157)를 포함한다. 점등 조명 광원(153)은 본 실시예에서 CCFL로 구현되었으나, 경우에 따라 LED로 구현될 수도 점등 하우징(151)의 내측에 배치되는 점등 조명 광원(153)에서 발생하는 빛은 점등 조명부 하우징(151)에 배치되는 점등 조명 광 가이드(157)를 통하여 외부로 출사되는데, 점등 조명 광 가이드(157)는 도광 부재로서 점등 조명 광원(153)에서 발생한 빛을 안내하여 외부로 균일하게 출사되도록 한다. 또한, 점등 조명 하우징(151)의 내면에는 점등 조명 광원(153)에서 생성 출사되는 빛을 반사시켜 점등 조명 광 가이드(157) 측으로 전달하는 점등 조명 반사부(155)가 더 구비될 수도 있다.
이와 같은 점등 조명부(150)는 제어부(미도시)의 전기적 제어 신호에 의하여 가동되어 기판의 하부에서 조명광을 제공하여 기판의 표면 상의 흠결 내지 이물을 보다 용이하게 판단할 수 있도록 한다.
경우에 따라, 별개의 사이드 조명부(미도시)가 더 구비될 수도 있으나, 본 발명에서는 점등 조명부(150)를 통한 면광원으로 복합 조명광을 제공하는 구조를 취한다.
또한, 경우에 따라 점등 조명부(150)의 위치를 변동시키는 구성요소를 더 구비할 수도 있다. 즉, 경우에 따라 점등 조명부(150)를 이동시키는 별도의 점등 조명 이동부(160)를 구비하여 점등 조명부(150)의 위치를 이동시키는 구조를 취할 수도 있는데, 점등 조명 이동부(160)는 점등 조명 이동 모터(161)와 점등 조명 이동 전달부(163,165)를 구비할 수 있다. 점등 조명 이동 모터(161)는 하기되는 제어부(20)의 점등 조명 이동 제어 신호를 통하여 구동력을 생성하고, 점등 조명 이동 모터(161)에 연결되는 점등 조명 이동 전달부(163,165)는 점등 조명부(150)의 점등 조명 하우징(151)에 이동력을 전달한다. 점등 조명 이동 전달부(163,165)는 점등 조명 이동 모터(161)에 부착되는 점등 조명 이동 전달 피니언(163)과 점등 조명부(150)의 점등 조명 하우징(151)에 부착되는 점등 조명 이동 전달 랙(165)을 포함한다. 점등 조명 이동 전달 피니언(163)은 점등 조명 이동 모터(161)의 구동력을 점등 조명 이동 전달 랙(165)으로 전달하여 점등 조명 이동 전달 랙(165)을 이동시키고, 점등 조명 이동 전달 랙(165)의 이동시 함께 점등 조명부(150)의 점등 조명 하우징(151)도 함께 이동한다. 본 실시예에서 점등 조명 이동부(160)는 Z축 방향으로의 이송만을 기술하였으나 경우에 따라 점등 조명 이동부는 기판에 수평한 평면 상에서의 이송을 허용하는 구조를 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
이와 같은 조명부(120,150)의 패러렐 조명부(120) 및 점등 조명부(150) 및 패턴 제네레이터(PG)는 선택적 점등 내지 가동을 가능하게 하여 기판에 대하여 해당 선택된 조명 내지 패턴 제네레이터만을 점등시킨 후 소정의 영상 정보를 취득 가능하다.
한편, 본 발명의 기판 조명 검사 유니트(10)는 기판(1)과 연결되어 소정의 색상의 영상을 출력하게 하는 패턴 제네레이터(PG, Pattern Generator)가 더 구비될 수도 있다. 즉, 패턴 제네레이터(PG)는 기판(1)과 연결되어 소정의 전기적 신호를 인가할 수 있는데, 패턴 제네레이터(PG)에서 인가되는 신호를 통하여 기판의 불량 화소를 확인할 수 있다.
또한, 앞서 기술된 바와 같이 점등 조명 편광부(410)가 더 배치될 수도 있는데, 점등 조명 편광부(410)는 점등 조명부(150)와 기판(1) 사이에 배치되어 점등 조명부(150)에서 출사되는 빛을 편광시켜 상부의 어퍼 영상 감지기(210) 측으로 전달할 수 있는데, 이는 패턴 제네레이터(PG)와의 조합을 통하여 기판(1)의 불량 화소의 존재를 확인하는데 사용될 수도 있다.
이러한, 일련의 패러렐 조명부(120), 점등 조명부(150) 및 패턴 제네레이터(PG)의 작동 여부 및 영상 감지부(200)의 작동을 제어하는 제어부(20)가 더 구비되는데, 제어부(20)는 특히 영상 감지부(200)가 취득하는 영상 정보를 영상 처리하고, 패러렐 조명부(120)만을 온(ON) 상태로 형성하고 다른 점등 조명부(150) 및 패턴 제네레이터(150)는 오프(OFF) 상태로 형성하여 어퍼 영상 감지기(210)에서 취득하는 영상 정보인 패러렐 영상 정보, 및 점등 조명부(150)만을 온(ON) 상태로 형성하고 다른 패러렐 조명부(120) 및 패턴 제네레이터(150)는 오프(OFF) 상태로 형성하여 어퍼 영상 감지기(210)에서 취득하는 영상 정보인 점등 영상 정보, 및 패턴 제네레이터(PG)만을 온(ON) 상태로 형성하고 다른 패러렐 조명부(120) 및 점등 조명부(150)는 오프(OFF) 상태로 형성하여 어퍼 영상 감지기(210)에서 취득하는 영상 정보인 휘도 차이를 이용하는 점등 화소 영상 정보를 조합하여 기판의 표면의 이물, 물리적 표면 흠결 및 불량 화소 흠결을 소정의 조합 영상 정보로 도출할 수 있다.
한편, 본 발명의 기판 조명 검사 유니트(10)는 기판(1)을 이송시키는 이송부(300)를 더 구비할 수도 있다. 이송부(300)는 이송 베이스(310)와 이송 셔틀부(320)와 이송 구동부(330)를 포함하는데, 이송 베이스(310)는 지면 내지 정반과 같이 수평 상태 형성을 유지하는 수평 대상에 위치 고정되어 안정적인 지지 구조를 형성한다. 본 실시예에서의 기판 조명 검사 유니트(10)에서의 기판 검사는 정위치 고정된 상태로 이루어지는 것으로, 본 실시예에서 이송부(300)는 기판 검사를 위해 기판을 장치로 인입시키고 인출하는 구성요소로 구현되고, 이송부에 인입된 기판은 안착 위치 유지되어 소정의 검사 과정을 마친 후 이송부(300)를 통하여 인출되어 다음 공정으로 로딩되는 구조를 취한다.
또한, 본 실시예에서 이송부(300)는 이송 지지부(340)를 더 포함하는 것으로 도시되는데, 이송 지지부(340)는 검사를 위하여 인입 내지 인출되는 기판(S)의 원활한 진입 및 진출을 보조하는 구성요소로 경우에 따라 배제되는 구성을 취할 수도 있고 진입 및 진출하는 기판의 크기가 대면적화되어 소정의 처짐량이 발생하는 경우 이를 지지하기 위하여 더 구비되는 구성을 취할 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 변형이 가능하다.
이송 셔틀부(320)는 이송 베이스(310)에 대하여 적어도 일부가 이송 가능한 구조를 취하는데, 이송 셔틀부(320)는 이송 셔틀블록(3210)와 이송 셔틀레일(3220)을 포함한다. 이송 셔틀레일(3220)은 이송 베이스(310)에 위치 고정 배치되고, 이송 셔틀블록(3210)이 이송 셔틀레일(3220) 상에서 가동 가능한 구조를 취한다. 이송 셔트블록(3210)의 일면 상에는 조명부(100)의 패러렐 로워 조명부(120)가 배치되고, 패러렐 로워 조명부(120)는 소정의 연결 부재를 통하여 패러렐 어퍼 조명부(110)와 연결되는 구조를 취함으로써, 패러렐 조명부(120)는 이송 셔틀블록(3210)과 함께 가동 가능한 구조를 형성한다.
이송 구동부(330)는 이송 셔틀블록(3210)과 연결되는 구조를 취한다. 이송 구동부(330)는 이송 구동 전달부(3310)와 이송 구동기(3320)를 포함한다. 이송 구동 전달부(3310)는 이송 구동 전달 샤프트(3311)와 이송 구동 전달 블록(3313)을 포함하는데, 본 실시예에서 이송 구동 전달 샤프트(3311)는 리드 스크류 구조를 취하고 이송 구동 전달 블록(3313)는 리드 스크류 구조화 치합되는 요소로 이송 셔틀블록(3210)에 연결되는 구조를 취한다. 리드 스크류로 구현되는 이송 전달 샤프트(3311)는 모터로 구현되는 이송 구동기(3320)와 연결됨으로써, 이송 구동기(3320)에서 생성된 구동력은 이송 구동 전달 샤프트(3311) 및 이송 구동 전달 블록(3313)을 통하여 이송 셔틀블록(3210)이 이송 셔틀레일(3220) 상에서 가동 가능한 구조를 형성한다.
따라서, 제어부(미도시)의 이송 구동 제어 신호에 따라 가동되는 이송 구동기(3220)의 회전은 이송 셔틀블록(3210)으로 전달되어 이송 셔틀블록(3210)에 배치되는 패러렐 조명부(120)도 이동되고, 패러렐 조명부의 패러렐 로워 조명부(120)에 안착 배치되는 기판(1)도 함께 이송된다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 조명 검사 유니트(10)를 이용한 기판(1)에 대하여 취득된 영상을 이용한 흠결 내지 이물 내지 불량 화소의 판별 과정을 설명한다. 먼저, 본 발명의 조명부를 통한 영상 취득에 대하여 설명한다. 도 7 및 도 8에는 패러렐 조명부만을 점등시킨 경우의 상태 측면도 및 취득 영상 상태도를 그리고, 도 9 및 도 10은 점등 조명부만을 점등시킨 경우의 상태 측면도 및 취득 영상 상태도를 그리고, 도 11 및 도 12는 패턴 제네레이터만을 온(ON) 상태로 작동시킨 경우의 상태 측면도 및 취득 영상 상태도를 나타낸다.
도 13에는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 조명 검사 유니트(10)가 검출하는 이물(P), 표면 흠결(D) 및 불량 화소(DP)에 대한 설명이 도시되는데, 이물(P)는 기판의 표면에 부착된 파티클로 표면 세척 등을 통하여 제거 가능한 것을 지칭하고, 표면 흠결(D)은 표면에 형성된 딤플(dimple) 등의 파인 홈과 같은 것을 지칭하며, 불량 화소(DP)는 기판에 전기적 신호가 인가될 때 정상적으로 표현되어야 하는 화소가 잘못 제조되어 정상적 화소 기능을 실행하지 못하는 화소를 나타낸다.
여기서는 기판(1)의 하면에 대한 경우를 도시하였으나 이는 기판의 상면에 대한 경우에도 동일하게 적용됨은 본 발명으로부터 명백하다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 도면 부호 D는 기판(1) 표면 상의 흠결을 나타내고, 도면 부호 P는 기판(1) 표면 상의 이물을 나타낸다. 평행광이 출력되는 패러렐 조명부(120)의 경우 평행광은 기판(1)의 표면에 근접하여 평행한 빛을 출사 전달함으로써 흠결(D)에 의한 빛의 반사 등의 광학 현상은 실질적으로 거의 발생하지 않는 반면, 이물(P)에 의한 빛의 반사 등의 광학 현상이 이루어짐으로써, 영상 감지부(200)인 카메라에서 취득되는 영상에는 흠결(D)은 표시되지 않고 이물(P)만이 표시된다. 반면, 도 9 및 도 10의 경우에는 복합 조명광으로서의 점등 조명부(150)로부터의 빛이 패러렐 조명부에서의 평행광과 달리 기판의 표면에 경사지어 입사되는 발산 조명의 구성을 취함으로써, 흠결(D) 및 이물(P)에 대하여 반사 등의 광학 현상이 발생하고, 영상 감지부(200)에서 취득되는 영상도 불량 화소(DP)를 제외한 흠결(D) 및 이물(P)이 모두 표시된다.
또한, 도 11 및 도 12의 경우에는 패턴 제네레이터(PG)로부터의 패턴 신호를 통하여 소정의 RGB 색상의 기판 영상 출력이 이루어지고, 조명부로부터의 빛만큼은 아니나 소정의 RGB 색상으로 인하여 소정의 휘도를 갖는 영상 정보로서의 점등 화소 영상 정보가 취득되는데, 이때 흠결(D) 및 이물(P)에 대하여 반사 등의 광학 현상이 발생함과 동시에 기판에 입력되는 패턴 신호에 부합하지 않는 불량 화소(DP)의 출력 신호는 여타 화소들과 다른 휘도를 형성함으로써, 영상 감지부(200)에서 취득되는 영상에는 흠결(D) 및 이물(P) 및 불량 화소(DP)가 모두 표시된다.
상기와 같은 현상을 이용하여, 본 발명은 먼저 동일한 기판(1)에 대하여 패러렐 조명부(120)만을 온(ON) 상태로 형성하고 나머지 점등 조명부(150), 패턴 제네레이터(PG)를 모두 오프(OFF)시킨 상태에서 어퍼 영상 감지기(210)를 이용하여 영상 정보를 얻는다(A1. 패레렐 영상 정보).
그런 후, 동일한 기판에 대하여 점등 조명부(150), 패턴 제네레이터(PG) 중 하나씩만을 순차적으로 온(ON)시키고 기타 다른 조명부 및 장치는 오프시킨 상태로 어퍼 영상 감지기(210)를 이용하여 기판(1)에 대한 영상 정보를 취득한다(A2. 점등 표면 영상 정보, B1. 점등 화소 영상 정보). 이러한 복수 회의 영상 취득에 대하여 위치 정렬을 위하여 도면 부호 1215의 기준 마크가 활용될 수도 있다.
각 조명부의 단독 점등으로 취득한 영상이 모두 취득된 경우, 제어부(미도시)는 각 영상 정보를 취합 조정하여 조합 표면 영상 정보를 포함하는 조합 영상 정보가 취득된다. 즉, 패러렐 영상 정보와 점등 표면 영상 정보를 합하고 이에 점등 화소 영상 정보를 차감하는데, A1+A2-B1로 표현될 수 있고, 이 경우 불량 화소(DP)에 대한 영상 정보만이 도출된다.
또한, 점등 표면 영상 정보에서 패러렐 영상 정보를 차감하는 경우, A2-A1로 표현될 수 있고, 이 경우 표면 흠결(D)에 대한 영상 정보만이 도출된다.
또한, 점등 표면 영상 정보에 점등 화소 영상 정보를 더한 후 패러렐 영상 정보를 차감하는 경우, A2+B1-A1로 표현될 수 있고, 이 경우 이물(P)에 대한 정보는 배제되고 표면 흠결(D)과 불량 화소(DP)에 대한 영상 정보가 도출된다.
이러한 과정을 거치는 경우, 평행광이든 발산 조명을 통한 빛이든 모두 확인되는 이물에 의한 영상 부분은 제거되고, 순수하게 기판(1) 자체의 흠결만이 잔존하는 영상 정보가 추출될 수도 있고 순수하게 기판(1)의 내부적 불량 화소만이 추출될 수도 있고 기판(1)의 이물이 제거되고 기판 불량 여부를 판단하기 위한 기판표면 불량 흠결 및 불량 화소 정보가 추출될 수도 있어, 이러한 영상 조합을 이용하여 반대로 이물만이 잔존하는 영상 정보를 추출하고 불량 화소만을 포함하는 영상 정보를 추출하고 표면 물리적 흠결 및 불량 화소 정보도 추출할 수도 있으며, 이러한 영상 정보를 이용함으로써, 이러한 흠결의 크기 내지 개수 내지 불량 화소 등을 사전 설정 정보와 비교하여 기판(1)의 불량 여부를 자동 감지하거나 최종적으로 작업자의 육안 판별을 위한 단계로 전환시키는 구조를 취할 수도 있다. 이와 같이, 이물은 후속적인 세정 공정을 통해 제거 가능하기 때문에 이와 같은 장치 및 방법을 통하여 이물로 인한 불량 판정을 방지함으로써, 이물을 기판 자체의 흠결 내지 불량 화소로 오인하여 발생하는 수율 및 생산성 저하를 미연에 방지할 수 있고, 불량 화소 확인을 하나의 장치에서 동시 수행도 가능하도록 함으로써 제조 시간의 현저한 단축을 통하여 공정 원가를 저감시킬 수도 있다
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10...기판 조명 검사 유니트 100...조명부
120...패러렐 조명부 150...점등 조명부
200...영상 감지부 300...이송부
D...기판 흠결 P...기판 이물
DP...불량 화소

Claims (15)

  1. 기판으로 조명광을 조사하고 기판의 표면 검사 영상을 획득하여 피검사체의 표면 이물 부착 여부를 조사하는 기판 조명 검사 유니트로, 기판의 진행 방향과 평행한 적어도 일단에 배치되는 패러렐 조명부를 포함하는 조명부와, 기판에서 이격되어 기판 표면의 영상을 취득 가능한 영상 감지부와, 기판의 하부에 기판과 마주하여 상기 영상 감지부와의 사이에 기판이 개재되도록 평행하게 배치되고 기판의 하부에 조명광을 조사하는 점등 조명부를 구비하고,
    상기 패러렐 조명부는: 적어도 일부에 기판이 안착 배치되는 패러렐 조명부 하우징과, 상기 패러렐 조명부 하우징의 내부에 배치되는 패러렐 조명부 하우징 수용구에 수용 배치되고 기판에 평행한 방향으로 빛을 조사하는 패러렐 조명 광원부와, 상기 패러렐 조명부 하우징의 내부에 배치되는 패러렐 조명부 하우징 수용구에 수용 배치되고 상기 패러렐 조명 광원부에서 조사되는 빛을 상기 패러렐 조명부 하우징 수용구를 통하여 출사 전달하는 패러렐 조명 렌즈 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 조명 검사 유니트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 영상 감지부는 어퍼 영상 감지기를 포함하고,
    상기 어퍼 영상 감지기는 상기 패러렐 조명부가 온(ON) 상태이고 상기 점등 조명부가 오프(OFF) 상태인 경우 패러렐 영상 정보를 취득하고,
    상기 어퍼 영상 감지기는 상기 패러렐 조명부가 오프(OFF) 상태이고 상기 점등 조명부가 온(ON) 상태인 경우 점등 표면 영상 정보를 취득하는 것을 특징으로 하는 기판 조명 검사 유니트.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 영상 감지부가 취득하는 영상 정보를 영상 처리하고 상기 패러렐 영상 정보 및 상기 점등 표면 영상 정보의 조합 표면 영상 정보를 생성하는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 조명 검사 유니트.
  4. 제 2항에 있어서,
    기판에 영상 패턴 신호를 인가하는 패턴 제네레이터가 더 구비되고,
    상기 어퍼 영상 감지기는 상기 패러렐 조명부 및 상기 점등 조명부가 오프(OFF) 상태이고, 상기 패턴 제레네이터가 영상 패턴 신호를 기판에 인가하는 온(ON) 상태인 경우 점등 화소 영상 정보를 취득하는 것을 특징으로 하는 기판 조명 검사 유니트.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 영상 감지부가 취득하는 영상 정보를 영상 처리하고 상기 패러렐 영상 정보, 상기 점등 표면 영상 정보의 조합 표면 영상 정보 및 상기 점등 화소 영상 정보를 생성하는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 조명 검사 유니트.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 점등 조명부를 상하 이송시키는 점등 조명 이송부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 조명 검사 유니트.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 점등 조명부와 기판 사이에 상기 점등 조명부에서 출사되는 빛을 편광시키는 점등 조명 편광부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 조명 검사 유니트.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 영상 감지부와 기판 사이에 상기 점등 조명 편광부에 대응하는 점등 조명 대응 편광부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 조명 검사 유니트.
  9. 삭제
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 패러렐 조명부는 기판의 진행 방향과 평행한 양단에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 조명 검사 유니트.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 패러렐 조명부는 기판의 진행 방향과 평행한 방향으로 기판 일면의 하부로 기판 단부 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 조명 검사 유니트.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 패러렐 조명 렌즈 필터부는:
    상기 패러렐 조명 광원부의 패러렐 조명 광원으로부터 출사되는 빛을 수집하여 평행광으로 전환하는 패러렐 조명 렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 조명 검사 유니트.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 패러렐 조명 렌즈 필터부는, 상기 패러렐 조명 렌즈가 상기 패러렐 조명 광원부와의 사이에 위치하도록 배치되고 상기 패러렐 조명 렌즈를 거친 평행광을 출사시키는 패러렐 조명 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 조명 검사 유니트.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 패러렐 조명 필터의 적어도 일면에는 빛을 균일하게 전달하는 조명 도광부가 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 조명 검사 유니트.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 조명 도광부는 상기 패러렐 조명 필터를 사이에 두고 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 조명 검사 유니트.

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