KR101809009B1 - 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기 - Google Patents
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Abstract
투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기가 개시된다. 본 발명의 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기는, 광학 유닛, 상기 광학 유닛을 내측에 수용하는 광학 하우징, 상기 필름으로 광을 조사하는 광 조사유닛, 및 상기 필름이 상부에 안착 가능하도록 안착면을 제공하고, 광을 흡수 가능하거나 일정 비율 이하로 반사시킬 수 있는 광흡수 재질로 이루어지는 필름 홀더를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 홀더 서포터를 주변 공간에 부유하는 이물질과의 사이에 일정 이상의 정전기력이 발생 가능한 재질을 이용하여 제작함으로써 주변 작업공간에서 부유하거나 비산하는 이물질이 필름 측으로 전도되는 것을 방지하여 검출 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은, 이물 검출기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 클린룸, 작업장 등의 오염 정도를 검출하기 위한 시료를 사용하여 오염 입자를 검출하되 검출 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있는 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기에 관한 것이다.
일반적으로 산업이 고도화될수록 사무 환경에서 뿐만 아니라 생산 현장에서 먼지 등의 입자(particle)를 제어할 필요성이 증가하게 되었고, 생산 현장을 항상 청결한 상태로 유지하여 입자가 제품에 미치는 악영향을 방지하기 위하여 클린룸(clean room)이 도입되었다.
이러한 클린룸은 공기 부유입자의 농도를 명시된 청정도 수준 한계 이내로 제어하여 오염 제어가 행해지는 공간으로써, 필요에 따라 온도, 습도, 실내압, 조도, 소음, 진동 등의 환경 조성에 대해서도 제어 및 관리가 행하여지는 공간을 말하고, 현재는 반도체, LCD 디스플레이, 항공, 제약, 병원 및 식품 등 다양한 산업 분야에 도입되어 운영중이다.
특히, 반도체 제조 공정, LCD 디스플레이 제조 공정 등 나노 수준의 고도로 정밀한 공정이 포함된 첨단산업에서는 제품을 제조하는 현장의 미소한 환경 조건까지도 제품의 품질에 큰 영향을 줄 수 있기 때문에 클린룸에서 요구되는 청정도는 점점 강화되고 있는 실정이다. 예컨대 반도체 제조 공정에 있어서 자동화 장치 등으로부터 발진되는 입자가 웨이퍼 표면에 침착하여 생기는 패턴 결함이 제품의 수율 저하의 주요 원인으로 지적되고 있다.
이와 같이, 제품을 제조하는 현장에 입자가 존재하는 경우 제조 공정 중에 제품에 전도되어 치명적인 제품 불량의 원인이 될 수 있는바, 이러한 입자들은 제품을 제조하는 현장의 천정, 벽면, 바닥과, 생산 및 계측 설비와, 각종 용구 등에 누적되고, 작업자의 의복 표면에도 부착되며, 로봇, 작업자, 제품의 이동 및 공간적인 온도의 불균형에 따라 기류의 이동을 초래하여, 작업자나 물체 또는 인접 부분의 표면에 누적되어 있던 표면 입자들이 전도되어 제품을 오염시킴으로써 제품 불량을 초래하는 것이다.
본 출원인은 이물질 검출을 보다 간편하고 정확하게 하도록 클린룸의 표면 입자 검출용 시험 필름을 개발하여 대한민국 등록특허 제10-1582461호(발명의 명칭: 클린룸의 표면 입자 검출용 시험 필름)의 권리를 보유하고 있는 상태다. 본 출원인은 이러한 시험 필름을 이용하여 검사자가 정확하고 신뢰성있게 이물질을 검출 작업을 수행할 수 있도록 하는 이물질 검출기를 개발하였고 이를 제안하는 바이다.
현재에는 상기 시험 필름과 같은 필름 류가 아닌 평판표시장치의 이물 검사기 등과 같은 장치가 개발되어 적용되고 있는데, 이물질 검출 정확도에 있어 충분한 신뢰성을 갖기 힘든 상태이며 검사장 주변 작업 환경 요건에 의해 검사 결과가 변동하는 문제를 갖고 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 시료 필름의 전체 둘레 방향에서 시료 필름을 향해 광을 조사하고 필름보다 상측에서 광을 조사하는 구조를 채용함으로써 필름 표면상의 이물질 검출 신뢰도를 향상시킬 수 있는 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 검사 작업 중 외부 환경 요인에 의해 시료 필름으로 오염 입자가 전도되는 것을 방지하고 외부 광원에 의한 광 조사량 변동으로 측정 결과에 오차가 발생하는 것을 최소화할 수 있는 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 열에 의해 시료 필름이 변형하여 측정 결과에 오차가 발생하는 것을 최소화할 수 있는 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 필름의 표면에 부착된 이물질을 검출하는 것으로서, 광학 유닛; 상기 광학 유닛을 내측에 수용하고 관통 형상으로 이루어지는 광학 하우징; 상기 광학 하우징의 하측에 마련되어 상기 필름을 향해 광을 조사하는 광 조사유닛; 및 상기 광 조사유닛의 하측에 이격되게 마련되어 상기 필름이 상부에 안착 가능하도록 안착면을 제공하고, 광을 흡수 가능하거나 일정 비율 이하로 반사시킬 수 있는 광흡수 재질로 이루어지는 필름 홀더;를 포함하는 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기를 제공한다.
상기 필름 홀더의 하부에서 상기 필름 홀더를 지지하는 홀더 서포터;를 더 포함하고, 상기 홀더 서포터는 주변 공간에 부유하는 이물질과의 사이에 일정 이상의 정전기를 발생 가능한 재질로 이루어질 수 있다.
상기 광 조사유닛의 하부에 마련되어 주변 광원으로부터 발산되는 광이 상기 필름 측으로 전달되는 것을 차단 가능한 광 차단 플레이트;를 더 포함하고, 상기 광 차단 플레이트는 상기 광 조사유닛의 외측으로 일정 길이 이상 연장되게 마련되며, 광을 흡수 가능하거나 일정 비율 이하로 반사시킬 수 있는 광흡수 재질로 이루어질 수 있다.
상기 필름 홀더와 상기 광 차단 플레이트는 서로 동일한 재질로 이루어지되, 표면을 샌드 블라스팅 한 후 블랙아노다이징 처리하여 이루어질 수 있다.
상기 광학 하우징과 상기 광 차단 플레이트는 각각 일정 이상의 열전도성을 갖는 열전도성 재질로 이루어져서 상기 광 조사유닛으로부터 발생하는 열을 외부로 발산할 수 있다.
상기 광 조사유닛은, 상기 필름의 배치 위치와 대응하는 중앙 영역에 빈 공간이 형성되는 광 조사 바디; 상기 광 조사 바디의 섹션에 마련되어 복수의 방향에서 상기 필름으로 광을 조사하는 복수의 광원; 및 상기 복수의 광원으로부터 발산되는 광을 확산시키는 복수의 광 확산 플레이트;를 포함할 수 있다.
상기 필름이 상기 필름 홀더 상부에 배치된 상태에서, 상기 복수의 광원은 상기 필름보다 상측에 위치하며, 상기 필름에 대한 상기 복수의 광원의 광 조사 각도는 5 내지 30도 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 광학 하우징의 하부에는 상기 광학 하우징 내부에서 발생 가능한 이물질이 상기 필름 상부로 낙하하는 것을 방지하기 위한 투명 재질의 이물질 낙하 방지막;이 더 마련될 수 있다.
상기 이물질 낙하 방지막은 유리, 석영, 아크릴 중 어느 하나의 재질로 이루어지고 상기 광학 하우징에 교체 가능하게 설치될 수 있다.
상기 필름 홀더는 내부가 빈 구조의 육면체, 원통, 다면체 형상으로 이루어지고, 상기 필름 홀더는 상기 광 조사유닛에서 발산된 광이 상기 필름을 투과하여 그 내측 바닥면에 반사되거나 산란된 후 상기 광학 유닛의 초점 거리 이내에 들어오지 않도록 일정 이상의 내부 영역 깊이를 갖는 것이 바람직하다.
상기에서 설명한 본 발명의 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기에 의하면, 홀더 서포터를 주변 공간에 부유하는 이물질과의 사이에 일정 이상의 정전기력이 발생 가능한 재질을 이용하여 제작함으로써 주변 작업공간에서 부유하거나 비산하는 이물질이 필름 측으로 전도되는 것을 방지하여 검출 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한 필름의 둘레 방향을 따라 복수의 광원을 배치하고 상측에서 하측으로 5 내지 30도의 조사각도로 광을 조사함으로써 필름이 벤딩된 경우에도 이물질 검출 누락이 발생하는 것을 최소화하여 검출 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한 광 차단 플레이트를 통해 광 조사유닛의 광원 이외의 외부 광원이 필름으로 조사되는 것을 차단하여 광 조사량 변동에 따른 측정 결과의 변동 발생을 방지할 수 있다.
또한 광학 하우징과 광 차단 플레이트를 열전도성 재질을 이용하여 적용함으로써 열에 의해 필름이 벤딩되거나 손상되는 것을 더욱 방지할 수 있다.
또한 광학 하우징에 이물질 낙하 방지막을 마련함으로써, 검사자의 조작시 필름 상부로 이물질이 낙하하여 측정 오차가 발생하는 것을 방지 가능하다.
또한 필름 홀더를 광흡수 재질로 적용하고 일정 이상의 내부 깊이를 갖도록 마련함으로써 필름을 투과한 광이 반사되어 다시 광학 유닛의 초점거리 이내에 들어오는 것을 차단하여 측정 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기의 이물질 낙하 방지막의 교체 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기의 광 조사유닛을 나타내는 저면도이다.
도 5는 도 4의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 이물질의 음영에 의해 근방에 있는 이물질 검출이 불가한 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기에서 광 조사에 의한 이물질 검출 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 필름의 벤딩시 이물질 검출이 불가한 모습을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기의 필름 홀더를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기의 이물질 검출 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기의 이물질 낙하 방지막의 교체 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기의 광 조사유닛을 나타내는 저면도이다.
도 5는 도 4의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 이물질의 음영에 의해 근방에 있는 이물질 검출이 불가한 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기에서 광 조사에 의한 이물질 검출 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 필름의 벤딩시 이물질 검출이 불가한 모습을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기의 필름 홀더를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기의 이물질 검출 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기(이하, '이물 검출기'라 한다)는, 예를 들어 클린룸에서 표면 입자에 의한 오염 정도를 측정하기 위한 클린룸, 작업장 등의 파티클 검출용 시료 필름(이하, '필름'이라 한다)에 부착된 이물질(파티클, particle)을 검출하기 위한 것으로서, 필름 표면에 부착된 이물질의 개수, 크기, 분포 등을 더욱 신뢰성있게 검출할 수 있도록 이루어진다.
구체적으로, 본 발명은, 필름에 부착된 이물질을 검출하는 작업 중 주변 공간에 비산 중인 이물질이 검출 진행중인 필름에 부착되는 것을 한층 방지할 수 있을 뿐만 아니라 주변의 외부 광원에 의해 필름 표면에 부착된 이물질의 검출 신뢰도가 하락하는 것을 최소화할 수 있고, 필름이 일정 기준 이상의 평탄도를 유지하지 못하는 경우에도 효율적으로 이물질을 검출하도록 하여 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이물 검출기는, 이물질 검출 시료인 필름(10) 표면에 부착된 이물질(11)을 검출하는 것으로서, 광학 유닛(100)과, 광학 유닛(100)을 내측에 수용하고 관통 형상으로 이루어지는 광학 하우징(200)과, 광학 하우징(200)의 하측에 마련되어 필름(10)으로 광을 조사하되 필름(10)의 둘레를 감싸는 방향에서 필름(10)을 향해 광을 조사 가능한 광 조사유닛(300)과, 광 조사유닛(300)의 하측에 이격되게 마련되어 필름(10)이 상부에 안착 가능하도록 안착면(410)을 제공하고 광을 흡수 가능하거나 일정 비율 이하로 반사시킬 수 있는 광흡수 재질로 이루어지는 필름 홀더(400)를 포함한다.
또한, 본 발명은, 필름 홀더(400)의 하부에서 필름 홀더(400)를 지지하는 홀더 서포터(500)와, 광 조사유닛(300)의 하부에 마련되어 주변 외부 광원으로부터 발산되는 광이 필름(10) 측으로 전달되는 것을 차단 가능한 광 차단 플레이트(600)를 더 포함한다.
이하 설명에 앞서, 필름(10)은 투명 또는 반투명의 플라스틱 재질로 이루어지고, 일면에는 이물질 흡착을 위한 점착층이 마련되고 이형지가 부착되어 있으며 검사자는 이형지를 분리한 후 클린룸이나 작업장 등에 있는 벽면, 천장벽, 작업복, 작업기계 등의 표면에 붙어있는 이물질을 점착층을 통해 흡착한 후 이형지를 다시 부착하여 검출 작업을 실시하게 된다. 필름(10)은 본 발명의 출원인이 기등록한 대한민국 등록특허 제10-1582461호(발명의 명칭: 클린룸의 표면 입자 검출용 시험 필름)에 개시된 구성을 포함한다.
먼저, 광학 유닛(100)은 현미경, 확대경, 이미지 센서 등으로 적용 가능하며, 본 발명의 실시예에서는 일 예로 초점 거리 조절이 용이한 현미경(전자 현미경 포함)으로 적용될 수 있다.
다음, 광학 하우징(200)은 광학 유닛(100)을 내측에 수용 가능하도록 내부가 빈 관통 형상으로 이루어진다. 광학 하우징(200)에는 검사자가 광학 유닛(100), 즉 현미경의 초점 거리를 필요시 용이하게 조절 가능하도록 조절 스위치(210)가 마련된다. 일 예로, 광학 하우징(200)에는 조절 스위치(210)의 일부가 외부로 노출되어 검사자가 손으로 핸들링 가능하도록 절개구가 형성될 수 있다.
후술하는 바와 같이, 광학 유닛(100)의 하측 방향에는 필름(10)이 배치되며, 광학 유닛(100)은 후술하는 광원으로부터 발산되어 필름(10) 상의 이물질에 의해 반사되거나 산란된 후 다시 광학 유닛(100)으로 들어오는 광을 통해 이물질의 개수, 크기, 분포 등을 검출 가능하게 된다. 구체적으로, 광학 유닛(100)은 이물질에 의한 반사광 발생 부분을 관찰하고, 이물질이 없는 부분은 반사광이 발생하지 않으므로 암흑 또는 블랙 영역의 형태로 나타나는 결과를 통해 이물질을 검출하게 된다. 한편, 광학 하우징(200) 내부에는 조절 스위치(210)가 마련되는데 검사자에 의한 스위치 조작시 이물질이 발생하여 광학 하우징(200) 내부 공간을 따라 필름(10) 상부로 낙하하는 현상이 발생할 수도 있다. 이러한 경우, 실제 클린룸의 이물질이 아닌 즉, 검출 대상이 아닌 이물질이 필름(10)에 부착되어 검출 결과 왜곡에 따른 이물질 검출 신뢰도가 하락하게 된다. 본 발명은 이러한 부분을 해결하고자, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 이물질 낙하 방지막(220)이 마련된다.
이물질 낙하 방지막(220)은, 광학 하우징(200)의 하부에 마련되고 광학 하우징(200) 내부에서 발생 가능한 이물질이 필름(10) 상부로 낙하하는 것을 방지하게 되며 광학 유닛(100)의 이물질 검출을 방해하지 않도록 투명 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서 이물질 낙하 방지막(220)은 유리, 석영, 아크릴 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있고, 장기간 사용 후 표면 세척을 용이하게 하도록 광학 하우징(200)에 교체 가능하게 설치되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 도 3에 도시한 바와 같이, 광학 하우징(200)에는 방지막 절개구(230)가 마련될 수 있고, 방지막 절개구(230) 주변에 이물질 낙하 방지막(220)의 안정적인 설치와 설치를 가이드하기 위해 상하 방향으로 이격된 가이드 리브(240)가 마련될 수 있으며, 검사자는 광학 하우징(200)의 측 방향으로 이물질 낙하 방지막(220)을 슬라이드 이동시켜 광학 하우징(200)에 설치 또는 분리 가능하게 된다.
도 1에 도시한 바와 같이 광학 하우징(200)의 상측에는 검사자가 광학 유닛(100), 예를 들어 현미경으로부터 검출된 이미지를 더욱 확대하여 검사자가 용이하게 확인 가능하도록 별도의 디스플레이(250)가 마련될 수 있다.
다음, 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 광 조사유닛(300)은 필름(10)으로 광을 조사하여 광학 유닛(100)이 이물질에 반사된 광을 검출하여 필름(10) 표면에 부착되어 있는 이물질을 유무를 효과적으로 검출하도록 하는 것으로서, 본 발명의 실시예에서는 필름(10)과 일정 이상 이격되고 필름(10) 둘레의 복수의 방향에서 필름(10)을 향해 광을 조사하도록 이루어진다. 도 2의 가상선은 외관을 형성하는 하우징을 의미한다. 부연하자면, 광 조사유닛(300)은 필름(10)의 둘레 2방향, 3방향, 4방향, 5방향, 6방향 이상 등 복수의 방향에서 필름(10)을 향해 광을 조사할 수 있다. 이하, 광 조사유닛(300)의 구체적인 설명에서는 설명의 편의를 위해 필름(10)의 둘레 4방향에서 광을 조사하는 경우를 기준으로 설명하지만 전술한 바와 같이 반드시 이에 한정되지는 않는다.
도 4에 도시한 바와 같이, 광 조사유닛(300)은, 필름(10)의 배치 위치와 대응하는 중앙 영역에 빈 공간이 형성되는 광 조사 바디(310)와, 필름(10)의 전후 및 좌우 방향을 포함하는 둘레 방향과 대응하는 광 조사 바디(310)의 제1 내지 제4 섹션(311,312,313,314)에 마련되어 필름(10)으로 광을 조사하는 제1 내지 제4 광원(321,322,323,324)과, 제1 내지 제4 광원(321,322,323,324)으로부터 발산되는 광을 확산시키는 제1 내지 제4 광 확산 플레이트(331,332,333,334)를 포함한다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며 상기 섹션들은 필름(10) 둘레를 감싸는 링 형태로 이루어질 수 있고 광원들과 광 확산 플레이트들도 대응하게 링 형태로 배치될 수 있다.
광 조사 바디(310)의 중앙 영역에는 광학 하우징(200)의 하단부가 일부 삽입되도록 개구(350)가 형성되며, 개구(350)와 연통하도록 빈 공간이 마련되고 이러한 빈 공간의 하측에 필름(10)이 위치하게 된다. 제1 내지 제4 광원(321,322,323,324)은 LED, 레이저 등으로 적용 가능하다. LED로 적용될 경우 일정 이상의 광 조사범위 각도를 갖고 발산되는 광이 충분한 직진성을 갖는 것으로 적용되는 것이 바람직하다.
제1 내지 제4 광 확산 플레이트(331,332,333,334)는 필름(10)과 제1 내지 제4 광원(321,322,323,324) 사이에 각각 마련되어 필름(10) 표면에 대한 광량 분포의 균일도를 증가시켜 현미경, 이미지 센서 등에 의한 검출시 광량 분포의 차이에 따라 이물질 사이즈가 상이하게 검출되는 현상이 발생하는 것을 방지한다.
본 발명은 이와 같이 필름(10)의 가장자리를 둘러싸는 모든 방향에서 필름(10)을 향해 광을 조사함으로써 이물질(11)을 더욱 확실하게 검출 가능하게 되는데, 부연하자면, 도 6에 도시한 바와 같이 필름(10)의 일측 방향에서만 광을 조사하고 복수의 이물질이 근접하게 배치되어 있는 경우, 광 조사에 의해 어느 하나의 이물질(11) 배면에는 음영 구간(shaded section)이 발생할 수 있으며 이러한 음영 구간에 의해 인접한 다른 이물질을 제대로 검출되기 힘든 문제가 발생한다. 그러나, 본 발명은 도 4에 도시한 바와 같이 필름(10)의 4방(전후, 좌우)에서 필름(10)에 부착된 이물질(11)을 향해 광을 조사함으로써 전술한 바와 같이 음영 구간에 의해 이물질 검출이 누락되는 것을 방지하여 측정 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명은, 도 5에 도시한 바와 같이, 필름(10)을 기준으로 마주보는 양 방향에서 광을 조사하고 나머지 2 방향에는 별도의 광원을 배치하지 않고 반사 플레이트(370)만 배치할 수도 있다. 이 경우, 양측 광원에서 조사된 광이 양측의 반사 플레이트(370)에 반사되어 다시 필름(10) 측으로 조사될 수 있으며, 따라서 전술한 바와 같이 음영 구간에 의해 이물질이 미검출되는 것을 방지하게 된다. 반사 플레이트(370)는 광을 일정 이상 반사시킬 수 있는 재질과 색상으로 적용되는 것이 바람직하며, 일 예로 백색(white) 색상으로 적용될 수 있다.
또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명에서, 필름(10)이 필름 홀더(400) 상부에 배치된 상태에서, 제1 내지 제4 광원(321,322,323,324)은 필름(10)보다 상측에 위치하며, 필름(10)에 대한 제1 내지 제4 광원(321,322,323,324)의 광 조사 각도(α)는 5 내지 30도 범위에 있는 것이 바람직하다.
필름(10)은 일반적으로 일정 이상의 평탄도를 유지하고 있지만, 도 8(a), 도 8(b)에 도시한 바와 같이 광원으로부터 발생하는 열에 의해 상측 또는 하측으로 볼록하게 벤딩되는 등의 형상 변형이 발생할 수 있다. 이와 같이 미세하지만 필름(10)이 벤딩된 상태에서 5도 이하의 조사 각도를 갖는 측광을 사용하여 이물질을 검출할 경우 필름(10) 시료 표면의 일부가 광 조사 범위를 벗어나서 이물질 검출이 누락되는 문제가 발생할 수 있다. 또한 30도를 초과하는 조사 각도를 갖는 측광을 사용하여 이물질을 검출하고자 할 경우 광원의 설치 개수가 증가할 수 밖에 없고 광 조사 바디(310)의 사이즈가 증가하여 전체 검출기의 사이즈가 증가하는 단점이 발생하게 된다. 본 발명은, 제1 내지 제4 광원(321,322,323,324)의 조사 각도를 5 내지 30도의 범위로 적용함으로써, 필름(10)이 완전히 평탄하지 않은 상태에서도 이물질 검출의 누락이 발생하는 것을 방지함과 더불어 광 조사유닛(300)의 사이즈 증가 발생을 감소하여 전체 장치를 한층 컴팩트하게 소형화할 수 있는 이점이 있다.
다음, 도 2 및 도 9에 도시한 바와 같이, 필름 홀더(400)는, 광 조사유닛(300)의 하측에 이격되게 마련되어 필름(10)이 상부에 안착 가능하도록 안착면(410)을 제공하고, 광을 흡수 가능하거나 일정 비율 이하로 반사시킬 수 있는 광흡수 재질로 이루어진다.
필름 홀더(400)는 내부가 빈 육면체, 원통, 다면체 등의 형상으로 이루어질 수 있고, 그 상부면에는 필름(10)의 안착 위치를 가이드하도록 가이드홈(420)이 마련되고 가이드홈(420)에는 관통공(430)이 마련된다. 한편, 검사자가 투명한 필름(10)을 현미경 또는 확대경 등을 이용하여 검사할 때, 투명한 필름(10) 아래에 필름 홀더(400)로부터 반사되는 반사광이 있을 경우 광학 유닛(100)이 제대로 이물질을 관찰하기 힘들거나 불가능한 상황이 발생할 수 있고 또한 필름 홀더(400) 내면에 부착된 이물질이 시료인 필름(10)의 이물질로 오인식되는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명은, 이러한 오인식 발생을 해결하고자, 필름 홀더(400)가 광을 흡수 가능하거나 일정 비율 이하로만 반사시키는 광 흡수 재질로 이루어진다. 본 발명의 실시예에서, 필름 홀더(400)는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있고 그 표면(내면 포함)을 샌드 블라스팅 가공한 후 블랙 아노다이징 처리하여 광 반사가 이루어지지 않도록 한다.
본 발명의 실시예에서, 도 10에 도시한 바와 같이, 필름 홀더(400)는 광 조사유닛(300)에서 발산된 광이 필름(10)을 투과하고 관통공(430)을 지나 그 내측 바닥면에 반사되거나 산란된 후 다시 광학 유닛(100)의 초점 거리 이내에 들어오지 않도록 일정 이상의 내부 영역 깊이(H)를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명에서 필름 홀더(400)는 충분한 내부 깊이를 가지므로 필름 홀더(400) 내부에 존재하는 이물질이 필름(10)의 하면으로 부착되어 필름(10) 상면에 부착된 정상 검출 대상인 이물질과 함께 검출되는 에러 발생을 방지할 수 있다.
다음, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 홀더 서포터(500)는 필름 홀더(400)를 하측에서 지지하는 것으로서, 본 발명의 실시예에서는 주변 공간의 대기 중에 부유하는 이물질과의 사이에 일정 이상의 정전기를 발생 가능한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에서 홀더 서포터(500)는 주변 공간의 대기 중에 부유하는 이물질과의 사이에 일정 수준 이상의 정전기를 발생하는 재료로 적용됨으로써 검사자 및 검사작업 중 발생하는 이물질이 필름(10) 표면으로 전도되는 것을 방지하여, 구체적으로 필름(10) 표면으로 전도되기 전 홀더 서포트(500) 측으로 전도되도록 함으로써 측정 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 홀더 서포터(500)는 검사자, 검사작업 중 발생하는 이물질이 필름(10)으로 전도되기 전에 서포터(500) 표면에 부착되도록 함으로써 주변 이물질의 필름(10) 전도를 최소화한다. 홀더 서포터(500)는 예를 들어 홀더 서포터(500)의 재질은 테프론, PVC, 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에스테르(polyester) 등으로 적용 가능하다.
다음, 도 2에 도시한 바와 같이, 광 차단 플레이트(600)는, 광 조사유닛(300)의 제1 내지 제4 광원(321,322,323,324)이 아닌 검사공간 주변 외부 광원으로부터 발산되는 광이 필름(10) 측으로 전달되어 이물질 검출 정확도에 영향을 미치는 것을 방지하도록 외부 광을 차단한다. 즉, 광 차단 플레이트(600)에 의해 광 조사유닛(300)의 중앙 공간(필름 주변 공간)은 일종의 암실 분위기가 조성 가능하다.
광 차단 플레이트(600)는 광 조사유닛(300)의 외측으로 일정 길이 이상 연장되게 마련되며, 광을 흡수 가능하거나 일정 비율 이하로 반사시킬 수 있는 광흡수 재질로 이루어지고, 본 발명의 실시예에서, 광 차단 플레이트(600)는 필름 홀더(400)와 동일/유사하게 알루미늄 재질로 이루어질 수 있고 그 표면을 샌드 블라스팅 가공한 후 블랙 아노다이징 처리하여 광 반사가 이루어지지 않도록 한다.
한편, 전술한 바와 같이, 필름(10)은 전체적으로 평탄도를 유지해야 이물질 검출 정확도가 증가하게 된다. 본 발명에서는 광 조사유닛(300)의 제1 내지 제4 광원(321,322,323,324)으로부터 발생하는 열이 필름(10) 측으로 전달되고 이 열에 의해 필름(10)이 벤딩되거나 열에 의해 손상되는 것을 방지한다. 전술한 바와 같이 필름(10)이 열에 의해 벤딩되거나 손상되면 광학 유닛(100)의 초점이 변동하여 검출에 오차가 발생한다. 이를 보완하기 위해, 본 발명에서 광 차단 플레이트(600)와 더불어 광학 하우징(200)은 각각 일정 이상의 열전도성을 갖는 열전도성 재질로 이루어져서 광 조사유닛(300)으로부터 발생하는 열을 외부로 발산시킨다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
10: 필름 11: 이물질
100: 광학 유닛 200: 광학 하우징
220: 이물질 낙하 방지막 300: 광 조사유닛
311,312,313,314: 제1 내지 제4 섹션
321,322,323,324: 제1 내지 제4 광원
331,332,333,334: 제1 내지 제4 광 확산 플레이트
400: 필름 홀더 420: 가이드홈
500: 홀더 서포트 600: 광 차단 플레이트
100: 광학 유닛 200: 광학 하우징
220: 이물질 낙하 방지막 300: 광 조사유닛
311,312,313,314: 제1 내지 제4 섹션
321,322,323,324: 제1 내지 제4 광원
331,332,333,334: 제1 내지 제4 광 확산 플레이트
400: 필름 홀더 420: 가이드홈
500: 홀더 서포트 600: 광 차단 플레이트
Claims (10)
- 필름의 표면에 부착된 이물질을 검출하는 것으로서,
광학 유닛;
상기 광학 유닛을 내측에 수용하고 관통 형상으로 이루어지는 광학 하우징;
상기 광학 하우징의 하측에 마련되어 상기 필름을 향해 광을 조사하는 광 조사유닛; 및
상기 광 조사유닛의 하측에 이격되게 마련되어 상기 필름이 상부에 안착 가능하도록 안착면을 제공하고, 광을 흡수 가능하거나 일정 비율 이하로 반사시킬 수 있는 광흡수 재질로 이루어지며, 그 상부면에는 상기 필름의 안착 위치를 가이드하도록 가이드홈이 마련되고 상기 가이드홈에는 상기 광 조사유닛으로부터 조사된 광이 통과하도록 관통공이 마련되는 필름 홀더;를 포함하는 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기. - 제1항에 있어서,
상기 필름 홀더의 하부에서 상기 필름 홀더를 지지하는 홀더 서포터;를 더 포함하고, 상기 홀더 서포터는 주변 공간에 부유하는 이물질과의 사이에 일정 이상의 정전기를 발생 가능한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기. - 제1항에 있어서,
상기 광 조사유닛의 하부에 마련되어 주변 광원으로부터 발산되는 광이 상기 필름 측으로 전달되는 것을 차단 가능한 광 차단 플레이트;를 더 포함하고,
상기 광 차단 플레이트는 상기 광 조사유닛의 외측으로 일정 길이 이상 연장되게 마련되며, 광을 흡수 가능하거나 일정 비율 이하로 반사시킬 수 있는 광흡수 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기. - 제3항에 있어서,
상기 필름 홀더와 상기 광 차단 플레이트는 서로 동일한 재질로 이루어지되, 표면을 샌드 블라스팅 한 후 블랙아노다이징 처리하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기. - 제3항에 있어서,
상기 광학 하우징과 상기 광 차단 플레이트는 각각 일정 이상의 열전도성을 갖는 열전도성 재질로 이루어져서 상기 광 조사유닛으로부터 발생하는 열을 외부로 발산 가능한 것을 특징으로 하는 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기. - 제1항에 있어서,
상기 광 조사유닛은,
상기 필름의 배치 위치와 대응하는 중앙 영역에 빈 공간이 형성되는 광 조사 바디;
상기 광 조사 바디의 섹션에 마련되어 복수의 방향에서 상기 필름으로 광을 조사하는 복수의 광원; 및
상기 복수의 광원으로부터 발산되는 광을 확산시키는 복수의 광 확산 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기. - 제6항에 있어서,
상기 필름이 상기 필름 홀더 상부에 배치된 상태에서, 상기 복수의 광원은 상기 필름보다 상측에 위치하며, 상기 필름에 대한 상기 복수의 광원의 광 조사 각도는 5 내지 30도 범위에 있는 것을 특징으로 하는 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기. - 제1항에 있어서,
상기 광학 하우징의 하부에는 상기 광학 하우징 내부에서 발생 가능한 이물질이 상기 필름 상부로 낙하하는 것을 방지하기 위한 투명 재질의 이물질 낙하 방지막;이 더 마련되는 것을 특징으로 하는 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기. - 제8항에 있어서,
상기 이물질 낙하 방지막은 유리, 석영, 아크릴 중 어느 하나의 재질로 이루어지고 상기 광학 하우징에 교체 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기. - 제1항에 있어서,
상기 필름 홀더는 내부가 빈 구조의 육면체, 원통, 다면체 형상으로 이루어지고, 상기 필름 홀더는 상기 광 조사유닛에서 발산된 광이 상기 필름을 투과하여 그 내측 바닥면에 반사되거나 산란된 후 상기 광학 유닛의 초점 거리 이내에 들어오지 않도록 일정 이상의 내부 영역 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 투명 또는 반투명 필름의 표면 이물 검출기.
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