KR20110119869A - 조명장치와 이를 포함하는 기판 검사 장치 - Google Patents

조명장치와 이를 포함하는 기판 검사 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LCD 등의 평판디스플레이용 기판의 결함 여부를 검사하는 기판 검사 장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 조명장치에 확산필터판과 플라이아이렌즈를 더욱 구비하는 것으로, 이를 통해 작업자가 검사하고자 하는 목적에 따라 기판에 이르는 빛의 조도를 조절할 수 있으며, 특히, 오프(off) 상태에서 광손실이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 플라이아이렌즈를 통해 보다 균일하고 공간적으로 보다 넓은 범위의 조명광을 모아 프레넬렌즈로 수속되도록 함으로써, 기판에 조영되는 광이 중심부나 중심부로부터 멀어져도 균일한 조도의 광이 조영되도록 할 수 있다.
또한, 카메라부를 기판 스테이지부와 일체형으로 형성함으로써, 기판의 검사공정의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 기판의 특정 지점을 카메라를 통해 보다 정밀하게 검사할 수 있다.

Description

조명장치와 이를 포함하는 기판 검사 장치{Illumination device and substrate inspection apparatus including the same}
본 발명은 LCD 등의 평판디스플레이용 기판의 결함 여부를 검사하는 기판 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로 LCD 등의 평판디스플레이를 제조하는 공정에서는, 기판의 결함 유무에 대해 검사하는 기판 검사공정을 필수적인 요소로써 진행하게 된다.
이러한 기판 검사공정은 기판의 각도를 변화시키면서 여러 방향에서 빛을 조사하여 반사광 또는 투과광의 광학적 변화를 육안으로 관찰하는 매크로검사(macro inspection)와 고배율의 렌즈를 이용하는 마이크로검사(micro inspection)로 나뉘게 된다.
즉, 매크로검사를 통해 작업자의 육안으로 확인하는 비쥬얼 테스트로 기판의 불량여부를 판정한 후, 마이크로검사를 통해 좀더 세밀한 기판 검사 공정을 거치게 된다.
마이크로검사에서는 매크로검사 시 작업자의 육안으로 보이지 않는 결함을 고배율의 렌즈 등의 광학부재에 의해 기판 표면을 확대 관찰함으로써 기판의 결함을 검출한다.
이러한 기판 검사 공정은 기판의 결함을 용이하게 검사할 수 있도록 전용의 기판 검사 장치에서 수행한다.
매크로검사는 기판을 선회(旋回)가능한 스테이지 상에 안착시킨 후 스테이지를 선회시켜 경사지게 한 상태에서 기판 표면에 조명을 비추면서 작업자의 육안으로 관찰을 수행한다.
마이크로검사는 스테이지를 수직하게 한 상태에서 렌즈를 사용하여 기판의 특정부위를 확대 하여 관찰할 수 있도록 한다.
여기서, 결함의 발견을 용이하게 하기 위하여 기판 전체를 균일하게 조명하는 조명장치는 프레넬렌즈(fresnel lens)의 집광기술을 이용한 것으로서, 광원으로부터 발생된 빛을 프레넬렌즈를 투과시켜 검사하고자 하는 기판으로 조사함으로써, 검사하고자 하는 기판 상에 조명이 집광되도록 하고 있다.
도 1은 일반적인 기판 검사 장치의 조명장치를 개략적으로 도시한 설명도이다.
도시한 바와 같이, 광원(1)으로부터 발생된 빛을 반사시키는 반사거울(3)과, 반사거울(3)에서 반사되는 확산광을 집광하여 스테이지(20)에 안착된 기판(11)으로 집광하는 프레넬렌즈(5) 그리고, 프레넬렌즈(5) 상에 구비되어, 빛을 직사광 또는 산란광으로 균일하게 하는 액정확산판(7)으로 이루어진다.
이와 같이 구성된 기판 검사 장치의 조명장치(10)는 광원(1)에서 빛이 발생될 경우, 프레넬렌즈(5)를 통과한 빛이 기판(11)을 조영하여 작업자로 하여금 기판(11)의 결함을 찾을 수 있도록 하고 있다.
즉, 광원(1)에서 발생된 광은 반사거울(3)에 의해 프레넬렌즈(5) 측으로 반사된다. 반사거울(3)에 의해 반사된 광은 프레넬렌즈(5)를 통과하면서 집광되어, 스테이지(20) 상에 안착되어 있는 기판(11)을 조영하게 된다.
따라서 작업자는 집광된 기판(11)을 바라보면서 기판(11)의 결합을 찾게 된다.
이때, 프레넬렌즈(5) 상에 구비되는 액정확산판(7)은 전원의 인가 여부에 따라 투명한 비확산모드 또는 불투명한 확산모드 상태로 전환되어, 광원으로부터 출사되는 광의조도 조절 및 균일도 향상을 조절하게 된다.
그러나 이러한 기판 검사 장치의 조명장치(10)는 몇 가지 문제점을 갖는데, 그 중 프레넬렌즈에 의한 집광은 단지 거리에 따른 광량의 급속한 감소를 막을 수는 있지만 광의 공간적 균일도를 높이지는 못한다.
즉, 프레넬렌즈를 통해 집광되는 광은 기판의 중심부로부터 멀어질수록 기하급수적으로 조도가 떨어지게 되므로, 조도의 균일성을 확보할 수 없게 된다.
또한, 프레넬렌즈(5) 상에 구비되는 액정확산판(7)은 스위치를 오프(off)한 상태 즉, 비확산모드에서도 액정의 구조적인 특성에 의해 수십 %의 광투과 손실을 발생시키게 된다.
특히, 최근 디스플레이가 대형화됨에 따라, 기판(11) 사이즈 또한 대형화되어 가는 실정으로, 액정확산판(7) 또한 대형화되어야 하나, 액정확산판(7)은 대형화하면 할수록 비용이 증가하게 되고, 또 유리체이기 때문에 깨지기 쉬운 문제점을 야기하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판 상의 좌우 조도를 균일화하여 검사의 신뢰성을 향상시키고자 하는 것을 제 1 목적으로 하며, 보다 정밀한 기판 검사가 이루어질 수 있는 기판 검사 장치를 제공하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 광원과, 상기 광원의 일측에 상기 광원과 이격되게 설치되며 상기 광원으로부터 조사된 광을 하측방향으로 반사시키는 반사거울과, 상기 반사거울에 의해 반사된 광을 스테이지에 안착된 기판으로 집광하는 프레넬렌즈로 구성된 기판 검사 장치의 조명장치에 있어서, 상기 광원의 일측에 위치하여, 상기 광원으로부터 조사된 광을 산란시키는 확산필터판과 상기 광원의 일측에 위치하여, 상기 광원으로부터 조사된 광을 확산 및 산란시켜, 보다 균일하고 공간적으로 보다 넓은 범위의 광을 상기 프레넬렌즈로 수속시키는 플라이아이렌즈를 포함하는 기판 검사 장치의 조명장치를 제공한다.
이때, 상기 확산필터판은 상기 조명장치에 있어서, 착탈이 가능하며, 상기 광을 산란시키지 않을 경우에는 탈착시키며,상기 확산필터판은 상기 프레넬렌즈보다 상기 광원장치 측에 위치한다.
또한, 본 발명은 베이스프레임과 상기 베이스프레임 상에서 전후 슬라이딩 이동가능한 지지대와, 상기 지지대를 기준으로 선회(旋回) 가능하며 기판이 놓여지는 스테이지로 이루어진 기판 스테이지부와 상기 스테이지로 빛을 조사하며, 광원과, 상기 광원의 일측에 상기 광원과 이격되게 설치되며 상기 광원으로부터 조사된 광을 하측방향으로 반사시키는 반사거울과, 상기 반사거울에 의해 반사된 광을 스테이지에 안착된 기판으로 집광하는 프레넬렌즈로 구성된 기판 검사 장치의 조명장치에 있어서, 상기 광원의 일측에 위치하여, 전압제어에 의해 상기 광원으로부터 조사된 광을 산란시키는 확산필터판과 상기 광원의 일측에 위치하여, 상기 광원으로부터 조사된 광을 확산 및 산란시켜, 보다 균일하고 공간적으로 보다 넓은 범위의 광을 상기 프레넬렌즈로 수속시키는 플라이아이렌즈를 포함하는 조명장치와 상기 기판 스테이지부와 일체로 장착되어, 상기 기판을 촬영하여 전송하는 카메라를 포함하는 기판 검사 장치를 제공한다.
이때, 상기 카메라를 통해 촬상되는 상기 기판의 불량가능부위를 디스플레이하는 표시장치가 마련되며, 상기 카메라는 상기 스테이지의 양측에 각각 구비되는 한쌍의 제 1 리니어와 상기 제 2 리니어에 수직한 제 2 리니어로 이루어지는 카메라지지부를 통해 지지된다.
그리고, 상기 한쌍의 제 1 리니어는 상기 스테이지의 가이드부에 연결되어, 상기 스테이지의 양측 가장자리를 따라 이동 가능하며, 상기 제 2 리니어에는 가이드부가 형성되어, 상기 카메라는 상기 가이드부의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동한다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 조명장치에 확산필터판과 플라이아이렌즈를 더욱 구비함으로써, 이를 통해 작업자가 검사하고자 하는 목적에 따라 스위치의 온(on)/오프(off)함으로써 기판에 이르는 빛의 조도를 조절할 수 있으며, 특히, 오프(off) 상태에서 광손실이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 플라이아이렌즈를 통해 공간적으로 보다 넓은 범위의 조명광을 모아 프레넬렌즈로 수속되도록 함으로써, 기판에 조영되는 광이 중심부나 중심부로부터 멀어져도 균일한 조도의 광이 조영되도록 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 카메라부를 기판 스테이지부와 일체형으로 형성함으로써, 기판의 검사공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 기판의 특정 지점을 카메라를 통해 보다 정밀하게 검사할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 기판 검사 장치의 조명장치를 개략적으로 도시한 설명도.
도 2는 본 발명의 실시예에 기판 검사 장치의 조명장치를 개략적으로 도시한 설명도.
도 3a ~ 3b는 플라이아이렌즈를 통과하기 전, 후의 조도 분포를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치의 주요부 사시도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 기판 검사 장치의 조명장치를 개략적으로 도시한 설명도이다.
도시한 바와 같이, 검사하고자 하는 기판(100)은 기판 스테이지부(220)의 스테이지(225) 상에 안착되는데, 기판 스테이지부(220)는 선회(旋回)가능하다. 이에 대해 차후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
이러한, 기판 스테이지(225) 상부에는 기판(100)의 전면에 빛을 조사하기 위한 조명장치(110)가 위치하는데, 조명장치(110)는 크게 조명광을 조사하는 광원(111)과 광원(111)으로부터 발산되는 조명광이 기판(100) 방향을 향하도록 광을 반사 및 산란, 집광시키도록 조절할 수 있는 조사 조절부(110a)로 이루어진다.
여기서, 광원(111)은 조명광을 방출하는 할로겐램프, 메탈 할라이드 램프 등의 고압방전 등을 사용하는 광원으로 이루어진다.
그리고, 조사 조절부(110a)는 광원(111)으로부터 발생된 조명광을 반사시키는 반사거울(113)과, 반사거울(113)에서 반사되는 조명광을 집광하여 스테이지(225)에 안착된 기판(100)으로 집광하는 수속(收束)렌즈인 프레넬렌즈(115)를 포함한다.
반사거울(113)에 의해 반사된 조명광은 프레넬렌즈(115)를 통과하면서 집광되어, 스테이지(225) 상에 안착되어 있는 기판(100)을 조영하게 된다.
여기서, 수속렌즈로서는 프레넬렌즈(115) 이외에 대구경의 볼록렌즈나 소구경의 볼록렌즈를 복수 매트릭스 형상도 가능하다. 이러한 프레넬렌즈(115)는 광원(111)으로부터 출력된 조명광을 수속시키는 광학 작용을 가지는 것이면, 하나라도 좋고, 또한 평행 광속(光束)과 수속 광속으로 성형하는 2장짜리 세트(組)라도 좋다.
특히, 본 발명의 조사 조절부(110a)는 광원(111)으로부터 기판(100)에 이르는 조명광축 상에, 존재 여부에 따라 조명광을 산란시키는 확산필터판(117)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
확산필터판(117)이 구비될 경우에는 확산모드로써, 조명광을 확산시켜 광원(111)으로부터 출력되는 조명광이 산란되도록 함으로써, 산란광을 구현하도록 한다.
그리고, 비확산모드를 구현하고자 할 시에는 확산필터판(117)을 조명광축 상에서 제거함으로서, 광원(111)으로부터 출력되는 조명광이 산란되는 것을 방지할 수 있다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 확산필터판(117)은 헤이즈(haze) 특성을 갖는 불투명한 상태로 이루어지는데, 여기서 헤이즈 특성이란 광이 투명한 재료를 통과할 때 재료의 종류에 따라서는 반사나 흡수 외에 그 재료의 고유 성질에 따라 광선이 확산되어 불투명한 흐림 외관이 나타나는 현상이다.
이러한 확산필터판(117)은 비드(bead : 미도시) 등의 빛 확산성분을 포함하거나 비드(미도시)를 포함하지 않고 조명광이 입사되는 일면에 미세패턴(micro pattern : 117a)을 형성하여 구성할 수 있다.
본 발명에서는 미세패턴(117a)이 형성된 확산필터판(117)을 일예로 설명하도록 하겠다.
이때, 비드(미도시)는 아크릴 수지물에 포함하여 구성하는데, 비드(미도시)는 확산필터판(117)으로 입사되는 빛을 분산시킴으로써 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지할 수 있는 특징이 있다.
또한, 비드(미도시)를 포함하지 않을 경우에는 미세패턴(117a)의 형태에 따라 빛 산란각을 조절할 수 있는 특징이 있는데, 미세패턴(117a)은 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 홀로그램 패턴(hologram pattern)을 사용하여 간섭패턴에 의해 입사된 빛을 이와 비대칭적인 방향으로 굴절시킴으로써 집광된 빛이 좀더 경사진 각도로 확산되도록 할 수 있다.
따라서, 확산모드를 구현하고자 할 시에는 확산필터판(117)을 구비하여 조명광을 산란시킴으로써 산란광에 의한 면광원을 기판(100)에 조사되도록 한다.
즉, 본 발명의 기판 검사 장치의 조명장치(110)는 확산필터판(117)을 구비할 경우에는 산란광에 의해 확산모드의 면광원 조명을 구현하게 되고, 비확산모드의 점광원 조명을 구현하고자 할 시에는 조명광축 상에서 확산필터판(117)을 제거하면 된다.
여기서, 점광원 조명은 조도가 높은 직사광으로써, 기판(100) 상의 파티클 등의 이물의 부착, 핀홀의 유무, 오버코트층의 하층의 불균일성, 하층에 형성된 투명전극의 불량 유부 그리고 회로패턴의 단선 및 쇼트의 유무 등을 검사하도록 한다.
그리고, 면광원은 레지스트 막의 막두께 불균일이나, 표층에 형성된 투명전극의 불량 유무 등을 검사하도록 한다.
이러한, 본 발명의 확산필터판(117)은 기판 검사 공정 시, 면광원을 구현하고자 할시에는 기판 검사 장치의 조명장치(110)에 수동 또는 자동으로 확산필터판이 조명광축 상에 위치하도록 하여, 광원(111)으로부터 발산된 빛을 산란시켜, 산란광이 기판(100) 상에 조영되도록 하며, 키며, 면광원을 구현하지 않은 경우에는 조명장치(110) 내에서 탈착시킴으로써, 작업자가 검사하고자 하는 목적에 따라 기판(100)에 이르는 빛의 조도를 조절할 수 있다.
이때, 확산필터판(117)을 조명광축 상에 자동으로 착탈시키는 것은 가이드레일 또는 유공압을 이용할 수 있다.
따라서, 본 발명의 확산필터판(117)은 비확산모드에서도 액정의 구조적인 특성에 의해 오프(off)상태에서도 광투과 손실을 발생시켰던 기존의 액정확산판(도 1의 7)에 비해 비확산모드를 구현하고자 할시 광손실이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이때, 확산필터판(117)은 광원(111)에 가깝게 설치하는 하는 것이 바람직한데, 이는 광원(111)으로부터 출력되는 조명광의 광속이 프레넬렌즈(115)에 이르기까지 넓어지므로, 확산필터판(117)을 프레넬렌즈(115) 보다 광원(111)측에 설치함으로써, 그 크기를 프레넬렌즈(115) 보다 작게 설계할 수 있다.
또한, 본 발명의 조명장치(110)의 조명 광축 상에 광원(111)으로부터 조사되는 조명광의 균일도를 향상시키기 위한 플라이아이렌즈(fly-ere lenz : 119)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
플라이아이렌즈(119)는 광이 서로 다른 세기를 갖더라도 광을 확산시켜 광의 세기를 균일하게 조절하는 역할을 한다. 즉, 플라이아이렌즈(119)는 광 세기의 균일도를 향상시킨다.
또한, 플라이아이렌즈(119)는 광을 확산시켜 광의 영역이 감소하더라도 광의 세기가 줄어드는 것을 방지한다.
따라서, 플라이아이렌즈(119)를 통과한 조명광은 플라이아이렌즈(119)를 통해 확산 및 산란되어 공간적으로 보다 넓은 범위의 균일한 조도를 갖는 조명광을 모아 프레넬렌즈(115)로 수속시키는 역할을 하게 된다.
이를 통해, 본 발명의 조명장치(110)는 프레넬렌즈(115)만을 구비하였던 기존에 비해 공간적으로 보다 넓은 범위의 균일한 조도를 갖는 조명광이 기판(100)으로 조영되도록 할 수 있다.
즉, 프레넬렌즈(115)에 의한 집광은 단지 거리에 따르는 광량의 급속한 감소를 막을 수는 있지만 광의 공간적 균일도를 높이지는 못한다. 이는 다시 설명하면, 프레넬렌즈(115)를 통해 집광되는 광은 기판(100)의 중심부로부터 멀어질수록 기하급수적으로 조도가 떨어지게 되므로, 조도의 균일성을 확보할 수 없게 된다.
그러나, 본 발명의 조명장치(110)와 같이 플라이아이렌즈(119)를 더욱 구비하여, 광을 확산시켜 광의 세기를 균일하게 하는 동시에 공간적으로 보다 넓은 범위의 조명광을 모아 프레넬렌즈(115)로 수속되도록 함으로써, 프레넬렌즈(115)를 통해 집광되는 광 또한 공간적으로 보다 넓은 범위를 갖도록 한다.
따라서, 기판(100)에 조영되는 광은 중심부나 중심부로부터 멀어져도 균일한 조도의 광이 조영되도록 할 수 있는 것이다.
도 3a ~ 3b는 플라이아이렌즈를 통과하기 전, 후의 조도 분포를 나타낸 그래프이다.
도시한 바와 같이, 플라이아이렌즈를 통과하기 전의 조도에 비해 플라이아이렌즈를 통과한 후의 조도가 균일한 분포를 갖는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명은 공간적으로 보다 넓은 범위의 조명광을 모아 프레넬렌즈(115)로 수속되도록 함으로써, 프레넬렌즈(115)를 통해 집광되는 광 또한 공간적으로 보다 넓은 범위를 갖게 하며, 이를 통해 기판(100)에 조영되는 광은 중심부나 중심부로부터 멀어져도 균일한 조도의 광이 조영되도록 할 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치의 주요부 사시도이다.
도시한 바와 같이, 기판 검사 장치는 크게 베이스프레임(210)과 기판 스테이지부(220), 촬영기구부(230), 조명장치(110)로 이루어진다.
기판 검사 장치의 주요 구성 부분을 살펴보면 먼저, 베이스프레임(210)은 기판 검사 장치의 모든 장비를 지지하는 구성으로써, 기판 검사 장치의 바닥을 이루게 된다.
그리고 기판 스테이지부(220)는 검사하고자 하는 기판(100)이 놓이는 곳으로, 베이스프레임(210)에 고정된 제 1 지지대(221)와, 제 1 지지대(221)의 양측으로 수직하게 세워진 한쌍의 제 2 지지대(223) 그리고 한쌍의 제 2 지지대(223)에 의해 양가장자리가 지지되어 회전각도 조절이 가능하며 기판(100)이 직접 안착되는 테이블 역할을 스테이지(225)로 구성된다.
기판(100)은 카세트(미도시)와 같은 수납공간에 수납된 상태로 로딩 및 언로딩로봇(미도시)에 의하여 스테이지(225) 상에 제공된다. 이때, 스테이지(225) 상에는 검사를 위하여 기판(100)이 이탈하여 추락하지 않도록 기판(100)을 스테이지(225) 상에 고정하는 진공흡착구(미도시)와 클램프장치(미도시)가 마련되어 있다.
클램프장치(미도시)는 기판(100) 가장자리를 따라 다수개가 등간격에 걸쳐 마련되어 있으며, 진공흡착구(미도시)는 스테이지(225)의 내측에서 다수개가 등간격에 걸쳐 이격 배치되어 있다. 따라서, 로딩 및 언로딩 로봇(미도시)에 의하여 기판(100)이 스테이지(225) 상에 안착되면 진공흡착구(미도시) 및 클램프장치(미도시)의 흡착력 및 고정력에 의하여 기판(100)이 스테이지(225) 상에 유동 없이 고정되어 이탈되지 않는다.
이러한 기판 스테이지부(220)는 기판(100)을 고정한 상태로 작업자를 기준으로 베이스프레임(210) 상에서 전후 방향으로 슬라이딩 이동가능하다.
그리고, 촬영기구부(230)는 기판 스테이지부(220)에 일체로 장착되어 기판(100)을 촬영하는 카메라부(250)로 이루어진다.
또한, 촬영기구부(230)는 촬영된 이미지를 디스플레이하는 모니터와 같은 표시장치(235)를 포함한다.
그리고 카메라부(250)의 카메라(251)는 불량가능부위를 확대 촬영하여 작업자가 볼 수 있도록 하는 고배율카메라이며, 카메라(251)는 기판(100)의 불량가능부위의 이미지를 촬영하여 획득된 이미지를 이미지데이터로 변환하기 위한 메모리를 갖고 있으며, 카메라(241, 251)를 통해 획득된 이미지는 표시장치(235)로 디스플레이 된다.
이때, 카메라(251)는 기판 스테이지부(220)와 일체형으로 형성된 카메라지지부(250a)를 통해 상하, 좌우로 이동가능하게 지지된다.
즉, 카메라지지부(250a)는 도 5를 참조하면, 스테이지(225) 양측에 각각 구비되는 한쌍의 제 1 리니어(253)와, 한쌍의 제 1 리니어(253)에 수직하며 카메라(251)가 장착된 제 2 리니어(255)로 이루어진다.
이때, 한쌍의 제 1 리니어(253)는 스테이지(225)의 가이드부(225a)에 연결되어, 스테이지(220) 양측 가장자리를 따라 이동 가능하며, 제 2 리니어(255)에는 카메라(251)가 수평방향으로 이동될 수 있도록 가이드부(255a)가 형성되어, 카메라(251)는 제 2 리니어(255)의 가이드부(255a)의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동하게 된다.
따라서, 카메라(251)는 스테이지(225)의 x축 또는 y축으로 이동하게 되어 스테이지(225) 전영역을 이동하면서 이미지를 촬영하게 된다.
여기서, 카메라부(240, 250)의 수평 및 수직이동을 가능하게 하는 구조는 통상적으로 널리 사용되는 직선 이동기구(미도시)를 이용하게 된다.
따라서, 본 발명의 기판 검사 장치는 카메라부(250)를 기판 스테이지부(220)와 일체형으로 형성함으로써, 기판(100)의 검사공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 종래에는 카메라가 기판 스테이지부(220)와 일체형으로 형성되지 않고, 별도의 카메라 지지대(미도시)를 통해 기판 검사 장치의 일측에 위치하게 된다.
이러한 경우, 기판(100)을 선회시켜 스테이지(225)가 수평하게 위치한 상태에서 기판(100)의 결함을 발견하면, 기판(100)의 결함을 보다 확실하게 확인하기 위하여 기판(100)이 안착된 기판 스테이지부(220)를 카메라(미도시)의 광축과 수직으로 세운 후, 기판 스테이지부(220)를 카메라(미도시)에 인접하게 슬라이딩 이동시킨 후, 카메라(미도시)를 결함이 발견된 영역에 대응되도록 위치시켜야 한다.
또한, 카메라(미도시)의 초점을 조절한 뒤에서야 기판(100)의 결함을 촬영할 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시예와 같이 카메라(251)를 기판 스테이지부(220)와 일체형으로 형성함으로써, 기판(100)을 수직하게 세우지 않은 상태에서도 카메라(251)를 원하는 위치로 바로 이동시키면서 기판(100)의 결함을 촬영하여 검사할 수 있다.
특히, 카메라(251)는 기판(100)과 일정 간격을 유지하고 있으므로, 초점이 이미 맞춰진 상태로 바로 기판(100)의 결함을 촬영할 수 있다.
그리고, 기존의 기판 스테이지부(220)를 카메라(미도시)에 인접하게 위치하더라도, 카메라(미도시)와 기판(100)은 일정 간격을 떨어져 위치하고 있으나, 카메라(251)는 기판(100)과 밀접하게 위치함으로써, 기판(100)의 특정 지점을 카메라(251)를 통해 보다 정밀하게 검사할 수 있다.
또한, 카메라부(250)가 기판 스테이지부(220)와 일체형으로 형성되어 있으므로, 외부의 진동이 발생하더라도 기판 스테이지부(220)의 진동 주파수 대역이 일치하게 됨에 따라 촬영된 이미지가 흔들리거나 초점이 맞이 않는 등의 문제를 해결하여 보다 정밀하고 정확한 촬영이 가능해진다.
그리고 기판 스테이지부(220) 상부에는 기판(100)의 전면에 빛을 조사하기 위한 조명장치(110)가 위치하는데, 본 발명의 조명장치(110)는 조명광을 조사하는 광원(111)과 광원(111)으로부터 출력된 조명광을 반사시키는 반사거울(113), 그리고 반사거울(113)에서 반사되는 조명광을 집광하여 스테이지(225)에 안착된 기판(100)으로 집광하는 프레넬렌즈(115)로 이루어지며, 특히 광원(111)에 인접하게 확산필터판(117)와 플라이아이렌즈(119)를 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 기판 검사 장치는 확산필터판(117)을 통해, 작업자가 검사하고자 하는 목적에 따라 기판(100)에 이르는 빛의 조도를 조절할 수 있으며, 특히, 액정의 구조적인 특성에 의해 오프(off)상태에서도 광투과 손실을 발생시켰던 기존의 액정확산판에 비해 오프(off) 상태에서 광손실이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 플라이아이렌즈(119)를 더욱 구비하여, 보다 균일하며 공간적으로 보다 넓은 범위의 조명광을 모아 프레넬렌즈(115)로 수속되도록 함으로써, 프레넬렌즈(115)를 통해 집광되는 광 또한 공간적으로 보다 넓은 범위를 갖게 된다. 따라서, 기판(100)에 조영되는 광은 중심부나 중심부로부터 멀어져도 균일한 조도의 광이 조영되도록 할 수 있다.
이러한 기판 검사 장치는 개폐 가능한 도어가 마련된 밀폐공간(200) 내에 위치하도록 하여, 기판 검사 공정 시 외부환경의 파티클과 같은 이물질로부터 기판(100)이 오염될 가능성이 크게 저감되도록 하는 것이 바람직하다.
또한 도시하지는 않았지만 기판 검사 장치는 원격조정부가 더 마련되는 것이 바람직한데, 원격조정부는 조이스틱, 키보드, 조그셔틀로 이루어진다.
이러한 원격조정부는 기판 검사 장치의 작업자의 위치에 마련되며, 기판 스테이지부(220)의 슬라이딩 이동 또는 스테이지(225)의 회전각도를 조절하거나, 카메라(251)의 좌우이동 및 상하 수직이동 등을 조정하는 역할을 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 기판 검사 장치는 조명장치(110)에 확산필터판(117)과 플라이아이렌즈(119)를 더욱 구비함으로써, 작업자가 검사하고자 하는 목적에 따라 기판(100)에 이르는 빛의 조도를 조절할 수 있으며, 특히, 액정의 구조적인 특성에 의해 오프(off)상태에서도 광투과 손실을 발생시켰던 기존의 액정확산판(도 1의 7)에 비해 오프(off) 상태에서 광손실이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 플라이아이렌즈(119)를 통해 보다 균일하고 공간적으로 보다 넓은 범위의 조명광을 모아 프레넬렌즈(115)로 수속되도록 함으로써, 기판(100)에 조영되는 광이 중심부나 중심부로부터 멀어져도 균일한 조도의 광이 조영되도록 할 수 있다.
또한, 카메라부(250)를 기판 스테이지부(220)와 일체형으로 형성함으로써, 기판(100)의 검사공정의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 기판(100)의 특정 지점을 카메라(251)를 통해 보다 정밀하게 검사할 수 있다.
또한, 외부의 진동이 발생하더라도 기판 스테이지부(220)의 진동 주파수 대역이 일치하게 됨에 따라 촬영된 이미지가 흔들리거나 초점이 맞이 않는 등의 문제를 해결하여 보다 정밀하고 정확한 촬영이 가능해진다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
100 : 기판, 110 : 조명장치, 110a : 조사 조절부
111 : 광원, 113 : 반사거울
115 : 프레넬렌즈, 117 : 확산필터판, 119 : 플라이아이렌즈
200 : 밀폐공간, 210 :베이스프레임, 220 : 기판 스테이지부
221 : 제 1 지지대, 223 : 제 2 지지대, 225 : 스테이지, 225a : 가이드부
230 : 촬영기구부, 235 : 표시장치,
250 : 카메라부, 250a : 카메라지지부
251 : 카메라, 253 : 제 1 리니어, 255 : 제 2 리니어, 255a : 가이드부

Claims (8)

  1. 광원과, 상기 광원의 일측에 상기 광원과 이격되게 설치되며 상기 광원으로부터 조사된 광을 하측방향으로 반사시키는 반사거울과, 상기 반사거울에 의해 반사된 광을 스테이지에 안착된 기판으로 집광하는 프레넬렌즈로 구성된 기판 검사 장치의 조명장치에 있어서,
    상기 광원의 일측에 위치하여, 상기 광원으로부터 조사된 광을 산란시키는 확산필터판과
    상기 광원의 일측에 위치하여, 상기 광원으로부터 조사된 광을 확산 및 산란시켜, 보다 균일하고 공간적으로 보다 넓은 범위의 광을 상기 프레넬렌즈로 수속시키는 플라이아이렌즈를 포함하는
    기판 검사 장치의 조명장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산필터판은 상기 조명장치에 있어서, 착탈이 가능하며, 상기 광을 산란시키지 않을 경우에는 탈착시키는 기판 검사 장치의 조명장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산필터판은 상기 프레넬렌즈보다 상기 광원장치 측에 위치하는 기판 검사 장치의 조명장치.
  4. 베이스프레임과
    상기 베이스프레임 상에서 전후 슬라이딩 이동가능한 지지대와, 상기 지지대를 기준으로 선회(旋回) 가능하며 기판이 놓여지는 스테이지로 이루어진 기판 스테이지부와
    상기 스테이지로 빛을 조사하며, 광원과, 상기 광원의 일측에 상기 광원과 이격되게 설치되며 상기 광원으로부터 조사된 광을 하측방향으로 반사시키는 반사거울과, 상기 반사거울에 의해 반사된 광을 스테이지에 안착된 기판으로 집광하는 프레넬렌즈로 구성된 기판 검사 장치의 조명장치에 있어서, 상기 광원의 일측에 위치하여, 전압제어에 의해 상기 광원으로부터 조사된 광을 산란시키는 확산필터판과 상기 광원의 일측에 위치하여, 상기 광원으로부터 조사된 광을 확산 및 산란시켜, 보다 균일하고 공간적으로 보다 넓은 범위의 광을 상기 프레넬렌즈로 수속시키는 플라이아이렌즈를 포함하는 조명장치와
    상기 기판 스테이지부와 일체로 장착되어, 상기 기판을 촬영하여 전송하는 카메라
    를 포함하는 기판 검사 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 카메라를 통해 촬상되는 상기 기판의 불량가능부위를 디스플레이하는 표시장치가 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 카메라는 상기 스테이지의 양측에 각각 구비되는 한쌍의 제 1 리니어와 상기 제 2 리니어에 수직한 제 2 리니어로 이루어지는 카메라지지부를 통해 지지되는 기판 검사 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 한쌍의 제 1 리니어는 상기 스테이지의 가이드부에 연결되어, 상기 스테이지의 양측 가장자리를 따라 이동 가능한 기판 검사 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 리니어에는 가이드부가 형성되어, 상기 카메라는 상기 가이드부의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동하는 기판 검사 장치.
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