KR20090120104A - 기판의 품질 검사장치 및 그 검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판의 품질 검사장치 및 그 검사방법을 개시한다. 상기 검사장치와 검사방법은 광원이 되는 빛의 밝기변화, 광원의 불안정성이나 교류전력에 의해 발생하는 전원으로부터의 노이즈, 검사하고자 하는 기판의 이송과정 중 발생하는 진동, 장비의 진동이나 환경의 진동 등의 영향을 받아 노이즈가 그림자 영상정보에 포함시, 상기 노이즈를 제거한 상태에서 기판의 표면 품질을 검사하는 장치를 구성한 것으로, 이를 통해 노이즈에 의한 품질 검사시의 오류를 없애 검사 정밀도를 높이고, 이에따라 제품에 대한 품질 만족도를 향상시킨 것이다.

기판, 광원, 카메라, 노이즈

Description

기판의 품질 검사장치 및 그 검사방법{Glass waviness inspection device and inspection method thereof}

본 발명은 기판의 품질 검사 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 품질 검사가 이루어질 때 외적요인에 의해 발생하는 노이즈(신호, 잡음, 광원불량, 기판의 진동 등)로 인한 검사 오류를 방지하면서 기판의 표면에 대한 검사 정밀도를 높이는 기판의 품질 검사장치 및 그 검사방법에 관한 것이다.

박막 트랜지스터 액정표시장치는 크게 박막 트랜지스터가 형성되는 하부 기판과, 컬러 필터가 형성되는 상부 기판 및, 하부 기판과 상부 기판 사이에 주입된 액정으로 구성된다.

이러한 박막 트랜지스터와 컬러 필터를 형성하기 위한 기판의 경우 그 표면에는 너울현상, 얼룩, 스크래치, 이물질 등이 존재하는 경우 제품의 불량이 초래될 수 밖에 없었다.

이에, 기판을 공정 챔버에 넣어 증착이나 식각, 스퍼터링 등의 플라즈마를 이용하는 공정을 행하기 전에 기판에 대한 전반적인 품질 검사를 진행하게 된다.

그러나, 종래에는 기판에 대한 표면의 품질 상태를 검사할 때, 전기신호에 의한 잡음, 광원불량, 검사대상인 기판의 이송과정에서 발생하는 진동 등과 같은 외적요인으로 인해 노이즈가 포함되면서 카메라에 의한 기판 표면의 영상정보가 왜곡되며, 이에따라 종래에는 품질에 이상이 있는 기판을 정상으로 판정하는 오류, 또는 품질에 이상이 없더라도 불량으로 판정하는 오류 등, 기판의 표면에 대한 품질 검사가 정밀하게 이루어지지 못하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서 그 목적은, 영상정보에 포함되는 노이즈(광원이 되는 빛의 밝기변화, 광원의 불안정성이나 교류전력에 의한 전원노이즈, 검사하고자 하는 기판의 이송과정 중 발생하는 진동, 장비의 진동이나 환경의 진동 등)를 제거한 상태에서 기판의 표면 품질을 검사하는 장치를 구성함으로써, 노이즈에 의한 품질 검사시의 오류를 없애 검사 정밀도를 높이도록 하는 기판의 품질 검사장치 및 그 검사방법을 제공하려는 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 기판의 품질 검사장치는, 이송유닛을 통해 공정설비로 공급되는 기판의 표면 품질상태를 체크하기 위한 검사유닛을 구성함에 있어서, 상기 검사유닛은; 광원을 조사하는 조명부; 상기 조명부에 의해 조사되는 광원을 반사시키는 제 2 미러부; 상기 제 2 미러부를 통해 반사된 광원이 기판의 표면을 투과시, 상기 투과되는 광원으로부터 기판 표면의 그림자 영상이 투영되는 스크린부; 상기 스크린부에 투영되는 기판 표면의 그림자 영상을 촬영하는 영상처리부; 및, 상기 영상처리부로부터 촬영된 그림자 영상에서 외적요인에 의한 포함되는 노이즈를 제거하고, 상기 노이즈가 제거된 그림자 영상정보로부터 기판의 표면에 대한 품질상태를 검사하는 품질검사부; 를 포함하여 구성한 것이다.

또한, 상기 검사유닛은, 광원을 조사하는 조명부; 상기 조명부에 의해 조사 되는 광원의 일부는 투과시키고 일부는 특정방향으로 반사시키는 제 1 미러부; 상기 제 1 미러부를 통해 투과되는 일부의 광원이 기판을 투과하도록 반사시키는 제 2 미러부; 상기 제 2 미러부를 통해 반사된 광원이 기판을 투과시, 상기 투과되는 광원의 광량을 검출하는 제 1 광량검출부; 상기 제 1 미러부를 통해 특정방향으로 반사되는 일부의 광원으로부터 광량을 검출하는 제 2 광량검출부; 및, 상기 제 1,2 광량검출부로부터 검출되는 광량을 비교하여 외적요인(예; 기판의 특성 또는 교류전력에 의해 발생하는 전원노이즈)에 의해 포함되는 노이즈를 제거하고, 상기 노이즈가 제거된 상태에서의 기판 표면에 대한 품질상태를 검사하는 품질검사부; 를 포함하여 구성한 것이다.

또한, 상기 조명부는 제논램프의 광원, 적외선 광원, LED 광원 중 어느 하나로 구성된다.

또한, 상기 제 2 미러부는 광원의 입사각을 결정하도록 10°∼90°범위내의 각도로 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 조명부의 선단에는 기판의 특정부분에 대한 검사영역을 설정하도록 광원의 조사범위를 설정하는 슬릿을 구성한다.

또한, 상기 슬릿의 선단에는 광원에서 특정 대역의 파장대만을 투과시키는 필터부재를 구성한다.

또한, 상기 영상처리부는 라인스캔 CCD카메라로 구성한다.

또한, 상기 제 1 미러부는 할프미러(Half mirror)로 구성한다.

또한, 상기 기판의 품질 검사장치에 의해 구현되는 품질 검사방법의 진행단 계는, 촬영된 그림자 영상의 전체 이미지에서 관찰하고자 하는 특정영역의 이미지를 선택하는 제 1 단계; 상기 선택된 특정영역의 이미지에서 수평/수직라인의 컬럼들에 대한 픽셀값(밝기)을 테이블화하여 이동평균방식으로 인접하는 픽셀값들의 평균값을 추출하면서 이미지에 포함되는 노이즈를 1차적으로 줄이는 제 2 단계; 상기 제 2 단계로부터 1차적으로 노이즈가 줄어든 상태에서, 추출된 픽셀의 평균값으로부터 수평라인 컬럼들(A1,A2,A3,A4,A5,…,An)을 합산 또는 평균한 이미지 신호를 출력하는 제 3 단계; 상기 제 3 단계로부터 출력되는 이미지 신호가 기 설정한 문턱값(threshold)을 초과하였는가를 판단하여 기판의 표면에 대한 품질상태를 검사하는 제 4 단계; 를 포함한다.

또한, 상기 제 3 단계에서, 합산(또는 평균) 결과에 따른 이미지 신호의 출력은 아래의 수학식에 의해 얻어진다.

여기서, Δt는 영상처리부에 의한 하나의 라인스캔이 이루어진 후 또 다른 라인 스캔을 하는데 걸리는 시간(약 1∼2 msec)을 의미하고, n은 자연수 이다.

또한, 상기 제 3 단계에서, 이미지 신호의 어느 영역대에 노이즈신호가 포함되었지의 확인은 고속 푸리에 변환(FFT; Fast Fourier Transform)의 알고리즘을 통해 주파수 신호파형으로 변환시 이루어지는 것이다.

이 같은 본 발명은 광원이 되는 빛의 밝기변화, 광원의 불안정성이나 교류전 력에 의한 전원노이즈, 검사하고자 하는 기판의 이송과정 중 발생하는 진동, 장비의 진동이나 환경의 진동 등의 영향을 받아 노이즈가 그림자 영상정보에 포함시, 상기 노이즈를 제거한 상태에서 기판의 표면 품질을 검사하는 장치를 구성한 것으로, 이를 통해 노이즈에 의한 품질 검사시의 오류를 없애 검사 정밀도를 높이고, 이에따라 제품에 대한 품질 만족도를 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 품질 검사장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 조명부에 슬릿이 적용된 상태의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 조명부에 필터를 장착한 상태도이고, 도 4는 본 발명의 실시예로 조명부의 선단에 슬릿을 적용시 광원의 흐름을 보인 개략도를 도시한 것이다.

첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판의 품질 검사장치는 이송유닛(100)을 통해 공정설비로 공급되는 기판(200)의 표면 품질상태를 체크하기 위한 검사유닛을 구성하는 것으로, 상기의 검사유닛은 조명부(10), 제 2 미러부(20), 스크린부(30), 영상처리부(40), 그리고 품질검사부(50)를 포함한다.

상기 조명부(10)는 광원을 조사하는 것으로, 이는 제논램프의 광원, 적외선 광원, LED광원 중 어느 하나로 구성된다.

이때, 첨부된 도 2에서와 같이, 상기 조명부(10)의 선단에는 제 2 미러부(20)로만 광원 조사가 이루어지도록 안내하는 슬릿(11)이 구성되고, 상기 슬릿(11)의 선단에는 광원에서 특정대역의 파장대만을 투과시키는 필터부재(12)가 구 성된다.

이때, 상기 필터부재(12)는 자외선 필터, 적외선 필터, 그리고 가시광선 필터 중 어느 하나를 사용하는 것이다.

상기 자외선 필터는 자외선 대역의 파장만 투과하고, 자외선 대역의 파장만 투과하지 못하도록 하면서 나머지 가시광선 영역과 적외선 영역의 파장만을 투과시키는 것으로, 그 파장대역은 214nm에서부터 396nm의 범위내인 것이다.

상기 가시광선 필터는 가시광선 영역의 특정파장만 투과하고, 특정 파장까지만 투과하지 못하도록 하면서 그 특정파장 이후 파장만 투과시킴은 물론, 특정 파장 이전 파장까지 투과하고 그 특정 파장 이후 파장은 투과하지 못하도록 하는 것으로, 그 파장대역은 426nm에서부터 750nm의 범위내인 것이다.

상기 적외선 필터는 적외선 영역의 특정 파장만 투과하고, 특정 파장까지만 투과하지 못하고 그 특정파장 이후 파장만 투과하면서 특정 파장 이전 파장까지 투과하고 그 특정 파장 이후 파장은 투과하지 못하도록 하는 것으로, 그 파장대역은 760nm에서부터 1000nm의 범위내인 것이다.

상기 제 2 미러부(20)는 상기 조명부(10)에서 조사되는 광원을 기판(200)으로 반사시키도록 구성되며, 상기 반사에 따른 광원의 입사각을 결정하도록 10°∼90°범위내의 각도로 설치가 이루어진다.

상기 스크린부(30)는 상기 제 2 미러부(20)를 통해 반사되는 광원이 기판(200)의 표면을 투과시, 상기 투과되는 광원으로부터 기판 표면의 그림자 영상이 투영될 수 있도록 구성된다.

상기 영상처리부(40)는 상기 스크린부(30)에 투영되는 기판(200) 표면의 그림자 영상을 촬영하는 것으로, 이는 라인스캔 CCD 카메라를 사용한다.

상기 품질검사부(50)는 상기 영상처리부(40)로부터 촬영된 그림자 영상에서 외적요인 즉, 광원이 되는 빛의 밝기변화, 광원의 불안전성이나 특정대역(예; 40∼80㎐)의 전기신호, 검사하고자 하는 기판(200)의 이송과정 중 발생하는 진동, 장비의 진동이나 환경의 진동 등의 영향을 받아 그림자 영상에서 발생하는 노이즈를 제거하는 한편, 상기 노이즈가 제거된 그림자 영상정보로부터 기판(200)의 표면에 대한 품질상태를 체크하도록 구성된다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 기판의 품질 검사장치 및 그 검사방법은 첨부된 도 1 내지 도 13에 도시된 바와같이, 우선 롤러 또는 로봇암과 같이 등속구간이 있는 이송유닛(100)으로 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조를 위한 증착, 식각, 스퍼터링 공정 등의 플라즈마를 이용하는 공정설비로 기판(200)을 이송시키거나, 또는 정지시킨다.

이때, 상기 이송유닛(100)의 하단에는 소정의 조사각도로 설치된 조명부(10)에서 광원을 조사하는 경우, 상기 광원은 10°∼90°범위내의 각도로 설치되는 제 2 미러부(20)를 통해 광원의 입사각이 결정되면서 반사된 후 상기 이송유닛(100)에 의해 이송되는 기판(200)의 반대면으로 투과된다.

그러면, 상기 기판(200)을 투과하는 광원에 의해 스크린부(30)에는 기판(200)의 그림자 영상이 투영되고, 상기 투영되는 그림자 영상은 라인스캔 CCD카메라인 영상처리부(40)에 의해 촬영된 후 품질검사부(50)로 전송된다.

여기서, 상기 조명부(10)에서 광원의 조사가 이루어질 때, 상기 광원은 첨부된 도 2 내지 도 4에서와 같이 상기 조명부(10)의 선단에 슬릿(11)을 설치한 후 상기 슬릿(11)을 통해 제 2 미러부(20)로 조사할 수도 있음은 물론, 필터부재(12)를 통해 상기의 광원에서 특정대역의 파장대만을 투과시킬 수도 있도록 하였다.

즉, 상기 조명부(10)에 필터부재(12)로서 자외선 필터 또는 가시광선 필터 또는 적외선 필터를 선택적으로 결합 구성할 수 있는데, 이 경우 상기 필터부재(40)는 상기 조명부(10)에서 조사되는 광원에서 특정대역의 파장대만을 투과시키게 된다.

즉, 상기 조명부(10)에 필터부재(12)로서 자외선 필터를 적용할 경우, 상기 자외선 필터는 상기 조명부(10)에서 광원을 기판(200)으로 조사할 때 214nm에서부터 396nm 범위내의 파장대역인 자외선 대역의 파장만을 투과시키거나, 자외선 대역의 파장만 투과하지 못하도록 하면서 나머지 가시광선 영역과 적외선 영역의 파장만을 투과시키게 된다.

그러면, 상기 투과되는 특정대역의 광원은 제 2 미러부(20)를 통해 입사각이 결정된 상태에서 반사되어 기판(200)의 표면으로만 그 조사가 이루어지면서 반대면으로 투과되고, 이에따라 상기 기판(200)의 상면으로 투과되는 광원에 의해 스크린부(30)에는 그림자 영상이 보다 선명하게 나타나고, 상기 선명한 그림자 영상은 영상처리부(40) 즉, 라인 스캔 방식의 CCD카메라에 의해 보다 선명하게 촬영된 후 품질 검사부(50)로 전송될 수 있는 것이다.

또한, 상기 조명부(10)에 필터부재(12)로서 가시광선 필터를 적용할 경우, 상기 가시광선 필터는 상기 조명부(10)에서 광원을 기판(200)으로 조사할 때 426nm에서부터 750nm의 범위내의 파장대역인 가시광선 영역의 특정파장만을 투과시키거나, 특정 파장까지만 투과하지 못하도록 하면서 그 특정파장 이후 파장만 투과시킴은 물론, 특정 파장 이전 파장까지 투과하고 그 특정 파장 이후의 파장은 투과하지 못하도록 한다.

그러면, 상기와 같이 투과되는 특정대역의 광원은 기판(200)의 표면으로만 그 조사가 이루어지면서 반대면으로 투과되고, 이에따라 상기 기판(200)의 상면으로 투과되는 광원에 의해 스크린부(30)에는 그림자 영상이 보다 선명하게 나타나며, 상기 선명한 그림자 영상은 영상처리부(40)에 의해 보다 선명하게 촬영된 후 품질검사부(50)로 전송될 수 있는 것이다.

또한, 상기 조명부(10)에 필터부재(12)로서 적외선 필터를 적용할 경우, 상기 적외선 필터는 상기 조명부(10)에서 광원을 기판(200)으로 조사할 때 760nm에서부터 1000nm의 범위내의 파장대역인 적외선 영역의 특정 파장만을 투과시키거나, 특정 파장까지만 투과하지 못하고 그 특정파장 이후 파장만 투과하면서 특정 파장 이전 파장까지 투과하고 그 특정 파장 이후 파장은 투과하지 못하도록 하는 바,

상기와 같이 투과되는 특정대역의 광원은 기판(200)의 표면으로만 그 조사가 이루어지면서 반대면으로 투과되고, 이에따라 상기 기판(200)의 상면으로 투과되는 광원에 의해 스크린부(30)에 투영되는 그림자 영상이 보다 선명하게 나타나며, 상기 선명한 그림자 영상은 영상처리부(40)에 의해 보다 선명하게 촬영된 후 품질제어부(50)로 전송되는 것이다.

이때, 상기 품질검사부(50)는 상기와 같이 선명하게 촬영된 그림자 영상을 파형화시킨 후, 상기 파형화된 그림자 영상에서 외적요인에 의해 그림자영상에 포함되는 노이즈를 제거하는 한편, 상기 노이즈가 제거된 영상정보로부터 기판(200)의 평탄도에 대한 기준값의 경계조건을 적용하여, 상기 기판(200)의 표면에 불량이 발생되었는지를 보다 정밀하게 판단할 수 있는 것이다.

이를 보다 구체적으로 살펴보면, 우선 품질검사부(50)는 첨부된 도 5에서와 같이 우선 영상처리부(40)의해 촬영되어 전송되는 그림자 영상의 전체 이미지에서 관찰하고자 하는 특정영역의 이미지를 선택한다.

여기서, 상기 그림자 영상의 전체 이미지를 선택하지 않고 특정영역의 이미지만을 선택하는 것은, 기판(200)에 대한 품질 검사를 진행할 때 너울의 형태는 첨부된 도 12에서와 같이 대체로 수평방향으로 나타나지만 도 13에서와 같이 사선형이 되기도 하므로, 그림자 영상의 전체 이미지를 선택할 경우 합산 과정에서 너울 즉 신호가 되는 영역만 합산(또는 평균)하는데 문제가 발생할 수 있기 때문이다.

다음으로, 첨부된 도 6에서와 같이 상기 선택된 특정영역의 이미지에서 수평/수직라인의 컬럼들에 대한 픽셀값(밝기)을 테이블화하여 이동평균방식으로 인접하는 픽셀값들의 평균값을 추출하여 영상 이미지에 포함되는 노이즈를 1차적으로 줄인다.

여기서, 상기 노이즈는 데이터를 축적하는 과정에 이미 그림자 영상의 이미지에 포함되는 것으로, 상기 노이즈의 근본 원인은 광원이 되는 빛의 밝기변화, 광원의 불안정성이나 특정대역의 전기신호, 검사하고자 하는 기판(200)의 이송과정 중 발생하는 진동, 장비의 진동이나 환경의 진동 등의 영향을 받아 상기 그림자 영상에 포함되는 것이며, 이에따라 상기 품질검사부(50)는 1차적으로 노이즈를 줄이는 작업을 우선하여 실시하는 것이다.

다음으로, 상기와 같이 1차적으로 노이즈가 줄어든 상태에서, 상기 품질검사부(50)는 추출된 픽셀의 평균값으로부터 첨부된 도 7에서와 같이 수평라인 컬럼들(A1,A2,A3,A4,A5,…,An)을 합산(또는 평균)한 이미지 신호를 출력하게 되는데, 상기의 이미지신호는 아래의 수학식에 의해 얻어지는 것이다.

여기서, Δt는 영상처리부에 의한 하나의 라인스캔이 이루어진 후 또 다른 라인 스캔을 하는데 걸리는 시간(약 1∼2 msec)을 의미하고, 상기 n은 자연수를 나타낸다.

이때, 상기의 이미지 신호는 첨부된 도 8에서와 같이 파형화되며, 상기 파형화된 이미지 신호에 포함되는 노이즈는 고속 푸리에 변환(FFT)의 알고리즘을 통해 도 9에서와 같이 주파수 신호파형으로 변환할 때 검사자가 직접 눈으로 확인할 수 있는 것이다.

따라서, 상기 품질검사부(50)는 상기와 같이 노이즈가 포함되는 이미지신호가 기 설정한 문턱값(threshold)을 초과하였는지를 판단하고, 상기 판단결과 문턱값을 초과하는 경우 상기 품질검사부(50)는 도 10에서와 같이 기판의 표면에 대한 품질상태를 정밀하게 체크하게 되는 것이다.

즉, 감지하고자 하는 너울의 폭은 약 3mm~10 mm, 두께는 수 혹은 수십 nm 이고, 상기 기판(200)은 등속운동을 하며(v=constant), 이미지 정보는 매 특정시간(1~ 2msec)마다 얻어지므로, 도 8의 이미지 신호를 도 9에서와 같이 FFT변환을 하였을 때 어느 영역이 신호 영역인가를 계산해 보면, 3mm 간격의 너울은 t(시간)=3mm/v 가 되며, 이를 주파수로 환산해 보면 f=1/t=v/3mm 가 되어 얻고자 하는 신호 영역은 f1~f2(f1: f1=1/t=v/3mm, f2=1/t2=v/10mm)가 된다.

따라서, 상기 범위 이외의 영역은 노이즈로 간주하여 불필요한 것이며, 이에따라 상기 품질검사부(50)에서는 기판(200)의 평탄도에 대한 기준값의 경계조건을 적용하여 상기 기판(200)의 표면에 너울이 발생하였지는지를 보다 정밀하게 체크할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 상기와 같이 노이즈가 제거된 도 10의 이미지 신호의 파형은 FFT변환을 통해 도 11에서와 같이 주파수 신호파형으로 변환하면, 검사자가 직접 눈으로 노이즈가 제거된 상태를 확인할 수 있는 것이다.

한편, 도 14는 검사유닛에 대한 본 발명의 다른실시예로, 광원을 조사하는 조명부(10), 상기 조명부(10)에 의해 조사되는 광원의 일부는 투과시키고 일부는 특정방향으로 반사시키는 제 1 미러부(60), 상기 제 1 미러부(60)를 통해 투과되는 일부의 광원이 기판(200)을 투과하도록 반사시키는 제 2 미러부(20), 상기 제 2 미러부(20)를 통해 반사된 광원이 기판(200)을 투과시, 상기 투과되는 광원의 광량을 검출하는 제 1 광량검출부(70), 상기 제 1 미러부(60)를 통해 특정방향으로 반사되는 일부의 광원으로부터 광량을 검출하는 제 2 광량검출부(80) 및, 상기 제 1,2 광 량검출부(70)(80)로부터 검출되는 광량을 비교하여, 외적요인으로 기판의 특성에 의해 포함되는 노이즈 또는 교류전원으로부터 발생하는 전원노이즈를 제거하고, 상기 노이즈가 제거된 광량으로부터 기판의 표면에 대한 품질상태를 검사하는 품질검사부(50)를 포함하여 구성한 것이다.

즉, 본 발명의 다른실시예는 첨부된 도 14에서와 같이, 조명부(10)로부터 광원의 조사가 이루어질 때, 상기의 광원의 일부(50％)는 할프미러로 구성되는 제 1 미러부(60)를 통해 제 2 광량검출부(80)로 안내되고, 또 다른 일부(50％)는 상기 제 1 미러부(60)를 투과하여 제 2 미러부(20)로 안내된다.

그러면, 상기 제 2 광량검출부(80)는 상기 일부의 광원에 대한 광량을 검출한 후 이를 품질검사부(50)에 출력하고, 상기 제 2 미러부(20)는 상기 제 1 미러부(60)를 통해 투과되는 일부의 광원이 기판(200)을 투과하도록 반사시킨다.

이때, 상기 제 2 미러부(20)를 통해 반사된 광원이 기판(200)을 투과시, 상기 투과되는 광원의 광량은 제 1 광량검출부(70)에 의해 검출된 후 상기 품질제어부(50)에 출력되는 바,

상기 품질제어부(50)는 상기 제 1,2 광량검출부(70)(80)로부터 검출되는 광량을 비교하여, 외적요인에 의해 포함되는 노이즈(특히 전원노이즈)를 제거하고, 상기 노이즈가 제거된 광량으로부터 기판의 표면에 대한 품질상태를 검사하게 되는 것이다.

즉, 상기 제 2 광량검출부(80)에 의해 검출되는 광량은 기판(200)의 영향을 받지 않은 상태이고, 상기 제 1 광량검출부(70)에 의해 검출되는 광량은 기판(200) 을 투과하여, 상기 기판(200)의 영향을 받게 되는 바,

상기 품질검사부(50)는 상기 제 2 광량검출부(80)에 의해 검출되는 광량을 기준값으로 하여, 상기 제 1 광량검출부(70)에 의해 검출되는 광량으로부터 교류전원에 의해 발생하는 전원노이즈를 제거할 수 있게 되고, 이에따라 상기 품질검사부(50)는 상기 노이즈가 제거된 광량으로부터 기판(200)의 평탄도에 대한 기준값의 경계조건을 적용하여 상기 기판(200)의 표면에 너울이 발생하였지는지를 보다 정밀하게 체크할 수 있게 되는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예에서와 동일부분에 대하여는 동일부호로 표시하여 그 중복되는 설명은 생략하였다.

이하, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판의 품질 검사장치에 대한 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예로 조명부에 슬릿이 적용된 상태의 정면도.

도 3은 본 발명의 실시예로 조명부에 필터를 장착한 상태도.

도 4는 본 발명의 실시예로 조명부의 선단에 슬릿을 적용시 광원의 흐름을 보인 개략도.

도 5 내지 도 11은 본 발명의 실시예로 기판의 품질 검사방법 흐름도.

도 12, 도 13은 본 발명의 실시예로 기판 표면에서 수평형의 너울 또는 사선형의 너울 형태를 보인 개략도.

도 14는 검사유닛에 대한 본 발명의 다른실시예.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10; 조명부 11; 슬릿

12; 필터부재 13; 광선로

20; 제 2 미러부 30; 스크린부

40; 영상처리부 50; 품질검사부

60; 제 1 미러부 70,80; 제 1,2 광량검출부

100; 이송유닛 200; 기판

Claims (18)

1. 이송유닛을 통해 공정설비로 공급되는 기판의 표면 품질상태를 체크하기 위한 검사유닛을 구성함에 있어서,

   상기 검사유닛은;

   광원을 조사하는 조명부;

   상기 조명부에 의해 조사되는 광원을 반사시키는 제 2 미러부;

   상기 제 2 미러부를 통해 반사된 광원이 기판의 표면을 투과시, 상기 투과되는 광원으로부터 기판 표면의 그림자 영상이 투영되는 스크린부;

   상기 스크린부에 투영되는 기판 표면의 그림자 영상을 촬영하는 영상처리부; 및,

   상기 영상처리부로부터 촬영된 그림자 영상에서 외적요인에 의한 포함되는 노이즈를 제거하고, 상기 노이즈가 제거된 그림자 영상정보로부터 기판의 표면에 대한 품질상태를 검사하는 품질검사부; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 기판의 품질 검사장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 조명부는 제논램프의 광원, 적외선 광원, LED 광원 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판의 품질 검사장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 조명부의 선단에는 제 2 미러부로만 광원 조사가 이루어지도록 안내하는 슬릿을 구성하는 것을 특징으로 하는 기판의 품질 검사장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 미러부는 광원의 입사각을 결정하도록 10°∼90°범위내의 각도로 설치하는 것을 특징으로 하는 기판의 품질 검사장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 슬릿의 선단에는 광원에서 특정 대역의 파장대만을 투과시키는 필터부재를 구성하는 것을 특징으로 하는 기판의 품질 검사장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 필터부재는 자외선 대역의 파장만 투과하고, 자외선 대역의 파장만 투과하지 못하도록 하면서 나머지 가시광선 영역과 적외선 영역의 파장만을 투과시키는 자외선 필터인 것을 특징으로 하는 기판의 품질 검사장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 필터부재는 가시광선 영역의 특정파장만 투과하고, 특정 파장까지만 투과하지 못하도록 하면서 그 특정파장 이후 파장만 투과시킴은 물론, 특정 파장 이전 파장까지 투과하고 그 특정 파장 이후 파장은 투과하지 못하도록 하는 가시광선 필터인 것을 특징으로 하는 기판의 품질 검사장치.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 필터부재는 적외선 영역의 특정 파장만 투과하고, 특정 파장까지만 투과하지 못하고 그 특정파장 이후 파장만 투과하면서 특정 파장 이전 파장까지 투과하고 그 특정 파장 이후 파장은 투과하지 못하도록 하는 적외선 필터인 것을 특징으로 하는 기판의 품질 검사장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 영상처리부는 라인스캔 CCD카메라인 것을 특징으로 하는 기판의 품질 검사장치.
10. 이송유닛을 통해 공정설비로 공급되는 기판의 표면 품질상태를 체크하기 위한 검사유닛을 구성함에 있어서,

    상기 검사유닛은,

    광원을 조사하는 조명부;

    상기 조명부에 의해 조사되는 광원의 일부는 투과시키고 일부는 특정방향으로 반사시키는 제 1 미러부;

    상기 제 1 미러부를 통해 투과되는 일부의 광원이 기판을 투과하도록 반사시키는 제 2 미러부;

    상기 제 2 미러부를 통해 반사된 광원이 기판을 투과시, 상기 투과되는 광원의 광량을 검출하는 제 1 광량검출부;

    상기 제 1 미러부를 통해 특정방향으로 반사되는 일부의 광원으로부터 광량을 검출하는 제 2 광량검출부; 및,

    상기 제 1,2 광량검출부로부터 검출되는 광량을 비교하여 외적요인에 의해 포함되는 노이즈를 제거하고, 상기 노이즈가 제거된 상태에서의 기판 표면에 대한 품질상태를 검사하는 품질검사부; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 기판의 품질 검사장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 조명부는 제논램프의 광원, 적외선 광원, LED 광원 중 어느 하나로 구성하는 것을 특징으로 하는 기판의 품질 검사장치.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 미러부는 광원의 입사각을 결정하도록 10°∼90°범위내의 각도로 설치하는 것을 특징으로 하는 기판의 품질 검사장치.
13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

    상기 조명부의 선단에는 기판의 특정부분에 대한 검사영역을 설정하도록 광원의 조사범위를 설정하는 슬릿을 구성하는 것을 특징으로 하는 기판의 품질 검사장치.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 슬릿의 선단에는 광원에서 특정 대역의 파장대만을 투과시키는 필터부재를 구성하는 것을 특징으로 하는 기판의 품질 검사장치.
15. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 미러부는 할프미러(Half mirror)로 구성하는 것을 특징으로 하는 기판의 품질 검사장치.
16. 촬영된 그림자 영상의 전체 이미지에서 관찰하고자 하는 특정영역의 이미지를 선택하는 제 1 단계;

    상기 선택된 특정영역의 이미지에서 수평/수직라인의 컬럼들에 대한 픽셀값(밝기)을 테이블화하여 이동평균방식으로 인접하는 픽셀값들의 평균값을 추출하면서 이미지에 포함되는 노이즈를 1차적으로 줄이는 제 2 단계;

    상기 제 2 단계로부터 1차적으로 노이즈가 줄어든 상태에서, 추출된 픽셀의 평균값으로부터 수평라인 컬럼들(A1,A2,A3,A4,A5,…,An)을 합산 또는 평균한 이미지 신호를 출력하는 제 3 단계; 및,

    상기 제 3 단계로부터 출력되는 이미지 신호가 기 설정한 문턱값(threshold)을 초과하였는가를 판단하여 기판의 표면에 대한 품질상태를 검사하는 제 4 단계; 를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 기판의 품질 검사방법.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 제 3 단계에서, 합산(또는 평균) 결과에 따른 이미지 신호의 출력은 아래의 수학식에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 기판의 품질 검사방법.

    
18. 조명부로부터 광원을 조사하는 제 1 단계;

    상기 제 1 단계로부터 조사되는 광원의 일부를 입력받아 광량을 검출하는 제 2 단계;

    상기 제 1 단계로부터 조사되는 광원의 또 다른 일부가 기판을 투과할 때 그 투과되는 광원의 광량을 검출하는 제 3 단계;

    상기 제 2,3 단계로부터 검출되는 광량을 비교하여, 기판의 특성에 따라 발생하는 노이즈를 추출한 후 제거하는 제 4 단계;

    상기 제 4 단계로부터 노이즈가 광량으로부터 기판의 평탄도에 대한 기준값의 경계조건을 적용하여 상기 기판의 표면에 품질상태를 검사하는 제 5 단계; 를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 기판의 품질 검사방법.

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