KR20110093334A

KR20110093334A - 광효율이 개선된 기판검사장치

Info

Publication number: KR20110093334A
Application number: KR1020100013311A
Authority: KR
Inventors: 민상식
Original assignee: 엘아이지에이디피 주식회사
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2011-08-18
Also published as: KR101208004B1

Abstract

본 발명은 광효율이 개선된 기판검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광원의 수차를 조절하여 균일도와, 광효율성을 향상시킬 수 있는 기판검사장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 기판검사장치는 광학계로부터 기판의 이미지를 획득하여 기판을 검사하는 장치에 있어서, 상기 광학계는, 광원과, 상기 기판의 이미지를 획득하는 카메라와, 상기 카메라로 입사되는 광의 수차를 조절하는 수차조절수단을 포함한다.

Description

광효율이 개선된 기판검사장치{SUBSTRAIT INSPECTION APPARATUS IMPROVED OPTICALEFFICIENCY}

본 발명은 광효율이 개선된 기판검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광원의 수차를 조절하여 균일도와, 광효율성을 향상시킬 수 있는 기판검사장치에 관한 것이다.

기판을 검사하는 장치의 일예로서, 컬러 필터 패턴 자동광학검사(Automated Optical Inspection:이하 AOI) 시스템은 컬러 필터 기판(Color Filter substrate)의 미세한 패턴 결함을 정밀한 카메라에 의해 고속으로 검출하고, 검출된 결함을 실시간으로 재생, 저장 가능한 제품으로, 다양한 모델의 기판(Multi Model Substrate)에 대응이 가능하며, 사용자 운영하기 쉬운 소프트웨어와 인라인(Inline) 및 독립적으로 운영(Stand alone)이 가능한 검사 장비이다.

도 1을 참조하여 종래의 일반적인 기판검사장치(100)를 설명한다.

도시된 바와 같이, 기판검사장치(100)는 기판이 안착되는 스테이지와, 상기 기판을 검사한 광학계(150), 상기 기판의 상부에서 상기 카메라를 이동시키는 갠트리(140)를 포함한다. 또한 상기 스테이지는 설치장치의 바닥면 상에 구비되는 베이스플레이트(110)와, 상기 베이스플레이트상에 올려지는 석정반(120)과, 상기 석정반상에 올려져서 기판(S)을 부상시키는 부상유닛(130)을 포함한다. 또한 상기 광학계(150)는 기판의 이미지를 획득하는 카메라와 조명수단을 포함한다.

또한 상기 부상유닛(130)은 상기 카메라(150)의 검사영역에서 난반사 및 이로 인한 이미지 저하를 방지하기 위하여 슬릿(131)이 형성된다.

도 2를 참조하여 종래의 광학계를 설명한다.

도시된 바와 같이, 종래의 광학계는 광원과, 광원으로부터 출사되는 광을 집광하는 집광렌즈와, 상기 집광렌즈로부터 출사된 광을 카메라로 전달하는 로드렌즈와, 카메라를 포함한다.

도 2에서 도면부호 g1은 광량의 분포를 나타낸 것이다. 이와같이 구 집광렌즈의 특성상 광축 중심에서 광량이 가장 크고 광축중심에서 멀어질수록 광량이 작다는 것을 알 수 있다.

따라서 카메라의 시야각 내에서도 중심영역은 광량이 풍부하지만, 중심영역에서 멀어질수록 광량이 작아진다. 다시 말하면, 카메라의 시야각 내에서 광량의 균일도가 낮다는 것이다. 이것은 결국, 카메라가 획득하는 기판의 이미지의 질이 떨어진다는 문제점을 초래한다.

한편, 광원으로부터 전달되어 카메라에 입사되는 수차값과, 카메라 자체의 수차값이 불일치되어 광 손실율이 크다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 광원의 수차를 조절하여 균일도와, 광효율성을 향상시킬 수 있는 기판검사장치를 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 기판검사장치는 광학계로부터 기판의 이미지를 획득하여 기판을 검사하는 장치에 있어서, 상기 광학계는, 광원과, 상기 기판의 이미지를 획득하는 카메라와, 상기 카메라로 입사되는 광의 수차를 조절하는 수차조절수단을 포함한다.

또한 상기 수차조절수단은 광입사부의 면적이 광출사부의 면적보다 큰 기둥형태로 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 수차조절수단은 단면이 원형 또는 다각형인 것이 바람직하다.

또한 상기 수차조절수단은 석영재질로 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 카메라에 입사되는 광의 수차와, 상기 카메라의 수차가 동일한 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 광원의 수차를 조절할 수 있는 효과가 있다.

따라서 상기 카메라에 입사되는 광의 수차와, 상기 카메라의 수차가 동일하게 할 수 있다.

도 1은 종래 기판검사장치를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판검사장치의 광학계를 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 기판검사장치의 광학계를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 기판검사장치의 구성 및 작용을 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 기판검사장치는 기판을 안착하는 스테이지와, 기판의 이미지를 획득하는 광학계로 구성된다.

상기 광학계(50)는 광원(51)과, 카메라(56)와, 수차조절수단(53)을 포함한다.

특히, 상기 수차조절수단(53)은 카메라(56)로 입사되는 광의 수차를 조절하는 구성요소로서, 본 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 석영재질로서 양측 단부의 면적이 상이한 육각 기둥으로 형성한 것이다. 다시 말하면, 광원측 단부(광입사부,53a)와 카메라측 단부(광출사부,53b)는 형태는 동일하지만, 광입사부(53a)의 면적이 광출사부(53b)의 면적보다 크다는 것을 알 수 있다. 또한 상기 수차조절수단(53)을 보호하기 위하여 상기 수차조절수단(53)은 불투명소재의 하우징(52)에 내장된다.

또한 상기 수차조절수단(53)과 카메라(56) 사이에는 로드렌즈(54)가 구비되는데, 이는 앞서 설명한 종래기술과 동일한 구성요소이다. 또한 집광렌즈(55)도 종래기술과 동일하다.

한편, 광원(51)의 수차값은 하기의 관계식1을 이용하여 조절할 수 있다.

[관계식 1]

NAθ3°=d/D×NAθ1°

따라서 수차조절수단(53)의 광입사부(53a)의 직경과, 광출사부(53b)의 직경을 조절함으로써 카메라(56)로 입사되는 광의 수차값을 조절할 수 있는 것이며, 이를 통해 고유값인 카메라(56)의 수차값과 동일하게 할 수 있는 것이다. 광원(51)의 수차값은 광원(51) 자체의 고유값으로서, 필요에 따라서는 소정의 수차값을 가진 광원을 선택할 수도 있을 것이다.

이와 같은 방법으로 카메라(56)로 입사되는 광의 수차값과 카메라(56) 자체의 수차값을 동일하게 구성하면 광 손실율을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 일정길이를 갖는 기둥형태의 수차조절수단(53)을 통과한 광의 광량분포도(g2)는 집광렌즈를 통과하는 경우의 광량분포도(도 2의 g1참조)보다 상대적으로 덜 집중된다는 것을 알 수 있다. 다시 말하면, 수차조절수단(53)을 통과한 광은 광축의 중심으로부터 소정면적까지는 광량이 거의 유사하게 분포된다는 것이다. 이는 또한 수차조절수단의 길이에 비례한다. 즉, 수차조절수단(53)의 길이가 길수록 균일한 광량을 갖는 영역이 커진다는 것이다.

이러한 성질을 이용하여 카메라(56)의 시야각 범위 내에서는 광량을 균일하게 유지할 수 있게 된다.

Claims

광학계로부터 기판의 이미지를 획득하여 기판을 검사하는 장치에 있어서,
상기 광학계는,
광원과,
상기 기판의 이미지를 획득하는 카메라와,
상기 카메라로 입사되는 광의 수차를 조절하는 수차조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판검사장치.
제1항에 있어서,
상기 수차조절수단은 광입사부의 면적이 광출사부의 면적보다 큰 기둥형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판검사장치.
제2항에 있어서,
상기 수차조절수단은 단면이 원형 또는 다각형인 것을 특징으로 하는 기판검사장치.
제3항에 있어서,
상기 수차조절수단은 석영재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판검사장치.
제1항에 있어서,
상기 카메라에 입사되는 광의 수차와, 상기 카메라의 수차가 동일한 것을 특징으로 하는 기판검사장치.