KR101995289B1 - 이물질 검출 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 투명한 제1 기판과 제2 기판이 투명한 레진층을 매개로 결합된 기판 세트에 존재하는 이물질을 검출하는 방법에 관한 것으로, (A) 제1 방향과 이와 반대되는 제2 방향으로 상기 기판 세트를 각각 이동시키는 단계와, (B) 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에서 각각 상기 기판 세트를 소정 각도 기울어진 상태로 촬영해 제1 방향과 제2 방향의 검사 이미지를 획득하는 단계와, (C) 상기 제1 방향의 검사 이미지와 상기 제2 방향의 검사 이미지를 비교해서 좌표값에 변화가 없는 것을 이물질로 판단하고, 좌표값에 변화가 있는 것은 그림자로 판단하는 단계와, (D) 상기 이물질과 이 이물질로부터 떨어져 있는 그림자 사이의 거리를 기준으로, 이물질이 상기 기판 세트 내부에 존재하는지, 아니면 표면에 존재하는지를 판단하는 단계를 포함하는 이물질 검출 방법을 개시한다.

Description

이물질 검출 방법{Methods for detecting foreign substances}
본 발명은 이물질 검출 방법에 관한 것으로, 기판과 기판 사이에 존재하는 이물질의 위치를 정확히 검출하는데 있다.
평판표시장치는 반도체 기술을 중심으로 소형화 및 경량화 되면서 많은 수요를 창출하고 있다. 예를 들면, 액정표시장치(LCD, liquid crystal display)와 유기발광표시장치(OLED, organic light emitting diode display)가 있다. 액정표시장치 및 유기발광표시장치는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서, 기존의 브라운관(CRT, cathode ray tube)의 단점을 극복해, 지금의 시장에서는 액정표시장치를 주도로 평판표시장치가 각 가정에 널리 보급돼 있다.
한편, 요즘 시장에 출시되는 평판표시장치들은 두께를 줄임과 동시에, 베젤 영역을 줄여 슬림화 한데 특징이 있다. 그러다 보니, 모듈화 공정에서 레진(resin)과 같은 투명한 접착제를 이용해 평판표시 패널에 커버 글래스를 바로 붙여 평판표시장치의 두께를 줄이고 있다.
그런데, 평판표시 패널에 커버 글래스를 접착할 때, 그 사이에 이물질이 들어가면 안되므로, 평판표시 패널에 커버 글래스를 접착한 후에는 이 둘 사이에 이물질이 존재하는지를 검사하게 된다.
도 1은 이물질 검출 방법을 설명하는 모식도이고, 도 2는 도 1의 방법에 위해 촬영된 이미지를 보여준다.
도 1의 검사 장치는 빛을 이용해서 이미지를 촬상하는 카메라(110)와, 빛을 내는 광원(130)과, 광원(130)에서 나온 빛을 반사시켜 검사 대상물에 빛을 공급하는 미러(150)를 포함한다.
미러(150)는 광원(130)에서 공급되는 빛을 반사시켜 한 방향으로 반송되는 평판표시 패널 및 커버 글래스 세트(이하, ' 기판 세트')에 측광을 공급한다. 그리고, 카메라(110)는 반대편 측면에서 측광이 공급된 기판 세트를 촬영한다. 이에 따라, 도 2와 같은 이미지가 검출돼, 평판표시 패널과 커버 글래스 사이에 이물질이 들어갔는지 확인할 수가 있다.
하지만, 이 같은 방식으로 이물질을 검사하는 경우에, 평판표시 패널(170a)과 커버 글래스(170b) 사이의 레진층(170c)에 존재하는 이물질(이하, ' 내부 이물질')과 커버 글래스(170b) 표면에 존재하는 이물질(이하, '표면 이물질') 이 구분되지 않는 문제점이 있다.
도 1에서 예시되는 바처럼, 이물질은 평판표시 패널(170a)과 커버 글래스(170b) 사이의 레진층(170c)에 존재하거나, 커버 글래스(170b) 표면에 존재할 수 있다. 그런데, 빛은 표면 이물질에도 비쳐지기 때문에 그림자가 생기는데, 카메라(130)가 촬영한 2D 이미지에서는 내부 이물질과 이 그림자가 섞여 보이므로, 이물질의 위치를 정확히 판단하는데 문제가 있다.
한편, 이상의 종래 기술에서는 평판표시 패널과 커버 글래스 사이에 존재하는 이물질의 위치를 특정하는데 문제점이 있는 것으로 설명했지만, 이 같은 문제는 투명한 두 기판 사이에 존재하는 이물질을 검사하는 경우에 있어서 모두 동일하게 발생한다.
본 발명은 이 같은 배경에서 창안된 것으로, 투명한 두 기판 사이에 존재하는 이물질의 위치를 정확히 검출하는데 있다.
본 발명의 일 실시예는 투명한 제1 기판과 제2 기판이 투명한 레진층을 매개로 결합된 기판 세트에 존재하는 이물질을 검출하는 방법에 관한 것으로, (A) 제1 방향과 이와 반대되는 제2 방향으로 상기 기판 세트를 각각 이동시키는 단계와, (B) 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에서 각각 상기 기판 세트를 소정 각도 기울어진 상태로 촬영해 제1 방향과 제2 방향의 검사 이미지를 획득하는 단계와, (C) 상기 제1 방향의 검사 이미지와 상기 제2 방향의 검사 이미지를 비교해서 좌표값에 변화가 없는 것을 이물질로 판단하고, 좌표값에 변화가 있는 것은 그림자로 판단하는 단계와, (D) 상기 이물질과 이 이물질로부터 떨어져 있는 그림자 사이의 거리를 기준으로, 이물질이 상기 기판 세트 내부에 존재하는지, 아니면 표면에 존재하는지를 판단하는 단계를 포함하는 이물질 검출 방법을 개시한다.
상기 이물질 검출 방법은, 상기 (B) 단계에서, 상기 제1 방향으로 기판이 이동할수록 멀어지는 위치에 위치한 제1 카메라를 이용해서 상기 제1 방향의 검사 이미지를 촬영하고, 상기 제2 방향으로 기판이 이동할수록 멀어지는 위치에 위치하는 제2 카메라를 이용해서 상기 제2 방향의 검사 이미지를 촬영하고, 상기 제1 카메라가 상기 기판 세트와 이루는 소정 각도는 상기 제2 카메라가 상기 기판 세트와 이루는 소정 각도와 동일할 수 있다.
상기 이물질 검출 방법은, 상기 (d) 단계에서, 상기 이물질과 이 이물질로부터 떨어져 있는 그림자 사이의 거리가 기준값 이하이면 상기 기판 세트 내부에 존재하는 이물질로 판단하고, 기준값 이상이면 상기 기판 세트 표면에 존재하는 이물질로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 제1 방향에서 획득한 이미지와 제2 방향에서 획득한 이미지를 비교해 그림자를 필터링하고, 이물질과 이 이물질의 그림자 사이의 거리를 계산해 내부에 존재하는 이물질인지, 표면에 존재하는 이물질인지를 판단할 수가 있다.
도 1은 종래기술에 따라 이물질을 검출하는 방법을 개략적으로 설명하는 모식도이다.
도 2는 종래기술에 따라 획득한 이물질 이미지를 보여준다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 검출 방법을 구현하는 장치를 개략적으로 설명하는 모식도이다.
도 4는 제1 카메라와 제2 카메라의 배치 관계를 설명하는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6 내지 도 9는 도 5의 이물질 검출 방법을 설명하는 모식도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 명칭과는 상이할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 검출 방법을 구현한 장치를 개략적으로 설명하는 모식도이다.
도 3에서 예시하는 바처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 방법을 구현하는 장치는, 스테이지(11), 조명 유닛(13), 카메라 유닛(15), 제어부(17)를 포함해 구성된다.
스테이지(11)는 검사 대상물인 기판 세트(21)를 로딩해 제1 방향과 이와 반대되는 제2 방향으로 각각 이송한다.
조명 유닛(13)은 검사 대상물인 기판 세트(21)에 빛을 공급해, 카메라 유닛(15)이 이미지를 획득할 수 있도록 한다. 이 조명 유닛(13)에서 공급되는 빛은 공급 방향에 따라 기판 세트(21) 전체에 공급되거나, 아니면 기판 세트(21) 표면에서 반사될 수 있다. 만약, 빛이 기판 세트(21) 표면에서 반사되는 경우에 기판 전체를 촬영할 수 없으므로, 빛의 공급 방향을 잘 조절해서 빛이 기판 세트(21) 전체에 고르게 공급될 수 있도록 구성된다.
카메라 유닛(15)은 제1 방향의 이미지를 획득하는 제1 카메라(15a)와 제1 방향과 반대되는 제2 방향의 이미지를 획득하는 제2 카메라(15b)를 포함한다.
제1 카메라(15a)는 기판 세트(21)가 스테이지(11)에 의해서 제1 방향으로 이송되는 동안에 택 타임(tac time)에 맞춰 기판 세트(21)를 촬영해, 기판 세트(21)를 복수 개로 분할한 제1 방향의 이미지를 획득한다.
제2 카메라(15b)는 기판 세트(21)가 스테이지(11)에 의해서 제2 방향으로 이송되는 동안에 택 타임(tac time)에 맞춰 기판 세트(21)를 촬영해, 기판 세트(21)를 복수 개로 분할한 제2 방향의 이미지를 획득한다.
도 4에서 예시하는 바처럼, 제1 카메라(15a)는 초점(P)에 포커싱(focusing)된 상태로 기판 세트(21)에 대해 정 방향으로 소정 각도(+θ) 기울어져 있으며, 도 4를 기준으로 왼편에 위치해 제1 방향으로 진행하는 기판 세트(21)를 촬영한다. 그리고, 제2 카메라(15b)는 초점(P)에 포커싱(focusing)된 상태로 기판 세트(21)에 대해 부 방향으로 소정 각도(-θ) 기울어져 있으며, 도 4를 기준으로 오른편에 위치해 제2 방향으로 진행하는 기판 세트(21)를 촬영한다. 제1 카메라(15a)는 초점(P)을 지나는 직선(l)기준으로 제2 카메라(15b)와 선대칭을 이루도록 배치돼 있다.
따라서, 제1 카메라(15a)는 기판 세트(21)에 대해 정 방향으로 소정 각도(+θ) 기울어진 상태로, 기판 세트(21)가 제1 방향으로 이동하는 동안 기판 세트(21)의 이미지를 획득한다. 그리고, 제2 카메라(15b)는 기판 세트(21)에 대해 부 방향으로 소정 각도(-θ) 기울어진 상태로, 기판 세트(21)가 제2 방향으로 이동하는 동안 기판 세트(21)의 이미지를 획득한다.
제어부(17)는 각 부의 동작 상태를 제어함과 동시에, 도 5 이하를 통해 설명되는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 검출 방법을 구현한 알고리즘을 프로그램으로 탑재하고 있다. 제어부(17)는 제1 카메라(15a)의 동작을 제어해 제1 방향의 검사 이미지를 획득하고, 제2 카메라(15b)의 동작을 제어해 제2 방향의 검사 이미지를 획득한다. 이처럼, 서로 반대되는 방향의 제1 방향의 검사 이미지와 제2 방향의 검사 이미지는 제어부(17)에서 내부 이물질과 표면 이물질을 판단하기 위해 비교된다.
이하, 도 5를 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 검출 방법을 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
제어부(17)는 스테이지(11)의 동작을 제어해서 기판 세트(21)가 제1 방향으로 이송되도록 함과 동시에, 제1 카메라(15a)를 동작 제어해서 택 타임에 맞춰 기판 세트(21)를 라인 별로 촬영해 기판 세트(21)를 스캔하는 것으로, 제1 방향의 검사 이미지를 획득한다(S11).
제1 방향에 대한 기판 세트(21)의 스캔이 완료된 후에, 제어부(17)는 스테이지(11)의 동작을 제어해서 기판 세트(21)가 제2 방향으로 이송되도록 함과 동시에, 제2 카메라(15b)를 동작 제어해서 택 타임에 맞춰 기판 세트(21)를 라인 별로 촬영해 기판 세트(21)를 스캔하는 것으로 제2 방향의 검사 이미지를 획득한다(S12).
도 6에서 예시하는 바처럼, 제1 방향의 검사 이미지는 기판 세트(21)가 제1 방향으로 이동하는 동안에 제1 카메라(15a)에 의해 라인별로 스캔해 획득된 이미지이고, 제2 방향의 검사 이미지는 기판 세트(21)가 제2 방향으로 이동하는 동안에 제1 카메라(15a)에 의해 라인별로 스캔해 획득된 이미지이다. 분할된 이미지 중 동일한 위치의 방향별 한 장의 이미지끼리 비교함으로써 그 위치에 존재하는 이물질이 스캔된다.
한편, 도 7에서 예시하는 바처럼, 기판 세트(21)에는 레진층(21c)에 위치한 내부 이물질(is)과 커버 글래스(21b) 표면에 위치한 표면 이물질(os)이 각각 존재하며, 카메라 유닛(15)은 소정 각도(θ) 기울어진 상태로 내부 이물질(is)에 포커싱 돼 있다.
이 상태에서, 제1 카메라(15a)와 제2 카메라(15b)가 동작해 제1 방향의 검사 이미지(도 8의 (A))와 제2 방향의 검사 이미지(도 8의 (B))를 획득한다. 따라서, 제1 카메라(15a)가 촬영한 제1 방향의 이미지는 도 8의 (A)에서 예시하는 바처럼, 내부 이물질(is)과 표면 이물질(os), 그리고 제1 카메라(15a)가 소정 각도(θ)로 기울어진 채 촬영하기 때문에 생긴 내부 이물질의 그림자(sh1)와 표면 이물질의 그림자(sh2)를 포함한다. 그런데, 이때, 제1 카메라(15a)는 기판 세트(21)이 이송되는 제1 방향의 앞 쪽에서 이미지를 촬영하기 때문에, 내부 이물질의 그림자(sh1)와 표면 이물질의 그림자(sh2)는 내부 이물질(is)과 표면 이물질(os)보다 뒤인 기판 세트(21) 하단에 위치한다.
그리고, 제2 카메라(15b)가 촬영한 제2 방향의 이미지는 도8의 (B))에서 예시하는 바처럼, 내부 이물질(is)과 표면 이물질(os), 그리고, 내부 이물질의 그림자(sh3)와 표면 이물질의 그림자(sh4)를 포함한다. 그런데, 이때, 제2 카메라(15b)는 기판 세트(21)이 이송되는 제2 방향의 앞 쪽에서 이미지를 촬영하기 때문에, 내부 이물질의 그림자(sh3)와 표면 이물질의 그림자(sh4)는 내부 이물질(is)과 표면 이물질(os)보다 뒤쪽으로 기판 세트(21)의 상단에 위치한다.
도 5로 돌아가서, 제1 방향과 제2 방향에서 검사 이미지를 각각 획득한 후에는 두 검사 이미지를 비교해, 두 검사 이미지에서 좌표값에 변화가 없는 것을 이물질로 판단하고, 좌표값에 변화가 있는 것들은 그림자로 판단한다(S13).
보다 상세히, 도 8에서 예시하는 바처럼, 기판 세트(21)의 이송 방향과 촬영 위치 때문에, 제1 방향 검사 이미지(도 8(A))와 제2 방향 검사 이미지(도 8(B))에서 내부 이물질(is)과 표면 이물질(os)의 위치에는 변화가 없지만, 이들의 그림자(sh1 내지 sh4)는 도 8 (A)와 도 8 (B)에서 서로 다른 위치에 위치한다.
따라서, 도 8 (A)의 제1 방향 검사 이미지와 도 8 (B)의 제2 방향 검사 이미지를 비교해, 좌표값에 변화가 없는 것을 이물질로 확인할 수 있다.
S14 단계에서, 이처럼 이물질을 확인한 후에는 이물질과 그림자 사이의 거리를 참조로, 선택된 이물질이 표면 이물질(os)인지 내부 이물질(is)인지를 판단한다.
상술한 바처럼, 카메라 유닛(15)은 소정 각도(θ) 기울어진 상태로 내부 이물질(О)에 포커싱 돼 있고, 표면 및 내부 이물질의 그림자는 평판표시 패널(21a)의 표면에 생긴다. 따라서, 내부 이물질(is)과 그림자(sh1) 사이의 거리(d1)와 표면 이물질(os)과 그림자(sh2) 사이의 거리(s1)는 삼각 함수법에 따라 구할 수 있다. 도 8 (A)의 제1 방향 검사 이미지에서, 제1 카메라(15a)는 소정 각도(θ) 기울어져 있으므로, 내부 이물질(is)과 그 그림자(sh1) 사이의 거리(d1)는 "d1=h/tan(θ)"인 관계를 만족한다. 이 식에서, "θ" 는 카메라 유닛(15)의 기울어진 각도이고, "h"는 레진층(22b)의 두께이다. 그런데, "d1=h/tan(θ)"가 최대(max(d1))인 경우는 도 9에서 예시하는 바처럼 h가 최대일 때로, 내부 이물질(is)이 커버 글래스(21c)와 레진층(21b) 경계에 위치하는 경우이다. 따라서, 도 8 (A) 또는 도 8 (B)에서 구해진 "d1"이 max(d1)보다 같거나 작다면, 이때의 이물질은 내부 이물질로 판단한다.
한편, 외부 이물질(os)과 그림자(sh2) 사이의 거리(s1)는 max(d1)보다 항상 크다. 따라서, 도 7 (A) 또는 도 7 (B)에서 구해진 "s1"이 max(d1)보다 크면, 이때의 이물질은 외부 이물질로 판단한다.
이처럼 본 발명의 일 실시예에서는 제1 방향에서 획득한 이미지와 제2 방향에서 획득한 이미지를 비교해 그림자를 필터링하고, 이물질과 그 이물질의 그림자 사이의 거리를 계산해 내부에 존재하는 이물질인지, 표면에 존재하는 이물질인지를 판단할 수가 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (3)

  1. 투명한 제1 기판과 제2 기판이 투명한 레진층을 매개로 결합된 기판 세트에 존재하는 이물질을 검출하는 방법으로,
    (A) 제1 방향과 이와 반대되는 제2 방향으로 상기 기판 세트를 각각 이동시키는 단계와,
    (B) 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에서 각각 상기 기판 세트를 소정 각도 기울어진 상태에서 상기 기판 세트에 조명광을 공급하고 상기 레진층의 이물질에 포커싱하여 촬영한 제1 방향과 제2 방향의 검사 이미지를 획득하는 단계와,
    (C) 상기 제1 방향의 검사 이미지와 상기 제2 방향의 검사 이미지를 비교해서 좌표값에 변화가 없는 것을 이물질로 판단하고, 좌표값에 변화가 있는 것은 그림자로 판단하는 단계와,
    (D) 판단결과에 따라, 상기 이물질과 이 이물질로부터 상기 제1 방향 또는 상기 제2방향으로 떨어져 있는 그림자 사이의 거리를 기준으로, 이물질이 상기 기판 세트 내부에 존재하는지, 아니면 표면에 존재하는지를 판단하는 단계,
    를 포함하는 이물질 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (B) 단계에서, 상기 제1 방향으로 기판이 이동할수록 멀어지는 위치에 위치한 제1 카메라를 이용해서 상기 제1 방향의 검사 이미지를 촬영하고,
    상기 제2 방향으로 기판이 이동할수록 멀어지는 위치에 위치하는 제2 카메라를 이용해서 상기 제2 방향의 검사 이미지를 촬영하고,
    상기 제1 카메라가 상기 기판 세트와 이루는 소정 각도는 상기 제2 카메라가 상기 기판 세트와 이루는 소정 각도와 동일한 이물질 검출 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (D) 단계에서, 상기 이물질과 이 이물질로부터 떨어져 있는 그림자 사이의 거리가 기준값 이하이면 상기 기판 세트 내부에 존재하는 이물질로 판단하고, 기준값 이상이면 상기 기판 세트 표면에 존재하는 이물질로 판단하는 이물질 검출 방법.
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