KR20160004099A - 결함 검사 장치 - Google Patents

결함 검사 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160004099A
KR20160004099A KR1020140082532A KR20140082532A KR20160004099A KR 20160004099 A KR20160004099 A KR 20160004099A KR 1020140082532 A KR1020140082532 A KR 1020140082532A KR 20140082532 A KR20140082532 A KR 20140082532A KR 20160004099 A KR20160004099 A KR 20160004099A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
subject
unit
incident
illumination unit
Prior art date
Application number
KR1020140082532A
Other languages
English (en)
Inventor
강민수
Original Assignee
한화테크윈 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한화테크윈 주식회사 filed Critical 한화테크윈 주식회사
Priority to KR1020140082532A priority Critical patent/KR20160004099A/ko
Priority to CN201510088682.0A priority patent/CN105223207A/zh
Publication of KR20160004099A publication Critical patent/KR20160004099A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N2021/0106—General arrangement of respective parts

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 피검사체가 배치되는 스테이지; 상기 피검사체에 광을 조사하는 제1 조명부; 상기 제1 조명부로부터 조사되어 상기 피검사체에서 반사된 광을 반사시켜 다시 상기 피검사체에 입사시키는 반사 부재; 상기 스테이지에 대하여, 상기 제1 조명부가 배치된 방향의 반대 방향에 배치되며 상기 피검사체에 광을 조사하는 제2 조명부; 상기 반사 부재에 의해 반사되어 상기 피검사체에 입사된 후, 상기 피검사체에 의해 반사된 광 및 상기 제2 조명부에 의해 상기 피검사체에 입사된 후, 상기 피검사체를 투과한 광을 수광하는 촬상 소자; 및 상기 반사 부재에 인접하게 배치되며, 상기 피검사체에 광을 조사하는 제3 조명부;를 포함하며, 상기 제3 조명부에 의해 조사된 광은, 상기 반사 부재에 의해 반사된 광과 다른 각도로 상기 피검사체에 입사되고, 상기 제3 조명부에 의해 조사되어 상기 피검사체에 입사된 광 중 상기 피검사체에 의해 산란된 광이 상기 촬상 소자에 의해 수광되는 결함 검사 장치를 개시한다.

Description

결함 검사 장치{Defect inspecting apparatus}
본 발명은 결함 검사 장치에 관한 것으로, 상세하게는 다양한 종류의 결함을 하나의 장치로 측정할 수 있는 결함 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 투명 또는 불투명한 피검사체의 결함을 검사하는 경우, 피검사체에 광을 조사하고 투과광 또는 반사광을 측정 및 해석함으로써 피검사체의 결함을 검사하는 장치가 널리 이용되고 있다.
그러나, 결함을 검출하기 위하여 일 방향으로 피검사체에 광을 조사하는 하나의 조명 당 하나의 스테이지 및 카메라가 필요하여, 다양한 형태의 결함을 검출하는 위한 검사 장치의 크기가 매우 커지는 문제가 발생한다.
또한, 각 스테이지 별로 이미지가 독립적으로 획득되어, 결함의 구분이 어려운 문제가 존재한다.
(특허문헌 1) JP2007-240519 A
본 발명의 실시예들은, 장치 크기가 소형이면서 다양한 종류의 결함을 측정할 수 있는 결함 검사 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 피검사체를 지지하는 스테이지; 상기 피검사체에 광을 조사하는 제1 조명부; 상기 제1 조명부로부터 조사되어 상기 피검사체에서 반사된 광을 반사시켜 다시 상기 피검사체에 입사시키는 반사 부재; 상기 스테이지에 대하여, 상기 제1 조명부가 배치된 방향의 반대 방향에 배치되며 상기 피검사체에 광을 조사하는 제2 조명부; 상기 반사 부재에 의해 반사되어 상기 피검사체에 입사된 후, 상기 피검사체에 의해 반사된 광 및 상기 제2 조명부에 의해 상기 피검사체에 입사된 후, 상기 피검사체를 투과한 광을 수광하는 촬상 소자; 및 상기 반사 부재에 인접하게 배치되며, 상기 피검사체에 광을 조사하는 제3 조명부;를 포함하며, 상기 제3 조명부에 의해 조사된 광은, 상기 반사 부재에 의해 반사된 광과 다른 각도로 상기 피검사체에 입사되고, 상기 제3 조명부에 의해 조사되어 상기 피검사체에 입사된 광 중 상기 피검사체에 의해 산란된 광이 상기 촬상 소자에 의해 수광되는 결함 검사 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 조명부에 인접하게 배치되며, 상기 제2 조명부에 의해 조사된 광과 다른 각도로 상기 피검사체에 입사되는 광을 조사하는 제4 조명부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제3 조명부는 상기 반사 부재를 중심으로 양 방향에 배치되며 서로 다른 각도로 상기 피검사체에 광을 조사하는 복수 개의 광원들을 포함하며, 상기 제4 조명부는 제2 조명부를 중심으로 양 방향에 배치되며 서로 다른 각도로 피검사체에 광을 조사하는 복수 개의 광원들을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 촬상 소자의 전면에 배치되며, 상기 반사 부재에 의해 반사되어 상기 피검사체에 입사된 후 상기 피검사체에서 반사된 광의 각도에 따라 상기 촬상 소자에 입사되는 광의 전부 또는 일부를 차단하거나 광을 차단시키지 않는 차단 부재를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 스테이지에 대하여, 상기 제2 조명부가 배치된 방향에 배치되며 상기 피검사체에 수직한 방향으로 광을 조사하는 제5 조명부 및 상기 제5 조명부에 의해 조사되어 상기 피검사체에서 반사된 광을 수광하는 수직 카메라부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 반사 부재와 상기 제3 조명부는, 상기 피검사체의 광이 조사되는 영역을 중심으로 10° 내지 40°의 각도를 이루도록 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 결함 검사 장치는, 장치 크기가 소형이면서 다양한 종류의 결함을 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 검사 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 결함 검사 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 결함 검사 장치에 포함된 카메라부의 구체적인 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 결함 검사 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 5, 6, 7 및 8은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 결함 검사 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하의 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 검사 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 결함 검사 장치를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 1의 결함 검사 장치에 포함된 카메라부의 구체적인 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 결함 검사 장치(1)는 피검사체(100)를 지지하는 스테이지(300), 피검사체(100)에 광을 조사하는 제1 조명부(230), 제1 조명부(230)로부터 조사되어 피검사체(100)에서 반사된 광을 반사시켜 다시 피검사체(100)에 입사시키는 반사 부재(400), 스테이지(300)에 대하여 제1 조명부(230)이 배치된 방향의 반대 방향에 배치되며 피검사체(100)에 광을 조사하는 제2 조명부(500), 피검사체(100)에 의해 반사된 광과 투과한 광을 수광하는 촬상 소자(211) 및 반사 부재(400)에 인접하게 배치되며 피검사체(100)에 광을 조사하는 제3 조명부(600)를 포함한다.
상기 스테이지(300)는 피검사체(100)의 상면 및 하면에 노출되도록 피검사체(100)를 지지하며, 피검사체(100)는 투명 또는 불투명한 필름 등일 수 있으며 피검사체(100)의 종류는 제한되지 않는다.
일 실시예에 따른 결함 검사 장치(1)에 포함된 제1 조명부(230)는 카메라부(200)에 포함되어 있으며, 카메라부(200)는 본체부(210), 경통부(220) 및 제1 조명부(230)를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 제1 조명부(230)는 카메라부(200)에 포함되지 않고 카메라부(200)와 분리되어 배치될 수도 있다.
제1 조명부(230)에서 조사된 광은, 피검사체(100)에 입사되어 피검사체(100)에 의해 반사되며, 피검사체(100)에 의해 반사된 광은 다시 반사 부재(400)에 의해 반사될 수 있다. 반사 부재(400)는 재귀(retro) 반사판일 수 있다. 재귀(retro) 반사판의 경우 반사 부재(400)에 입사되는 광을 입사된 경로를 따라 그대로 반사되도록 구성되므로, 피검사체(100)의 형태 및 외부 진동에 의해 반사 부재(400)에 입사된 광이 피검사체(100)의 원 위치로 되돌아 오지 않는 문제가 발생되지 않아 결함 측정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
반사 부재(400)에 의해 반사되어 피검사체(100)에 입사된 광은, 피검사체(100)에 의해 반사되어 카메라부(200), 즉 카메라부(200)에 포함된 촬상 소자(211, 도 3a 및 도 3b)에 수광될 수 있다.
이때, 피검사체(100)가 결함을 포함하고 있지 않은 경우 피검사체(100)에 의해 반사된 광은 카메라부(200)에 입사되어 밝은 배경(bright field)의 이미지를 형성할 수 있다. 즉, 카메라부(200)의 광축과 피검사체(100)에 대하여 수직인 선이 이루는 각도(θ1)는 반사 부재(400)와 피검사체(100)를 연결한 선과 피검사체(100)에 대하여 수직인 선이 이루는 각도(θ2)와 ±10°의 오차 범위 내에서 실질적으로 동일할 수 있다.
도시하진 않았지만, 피검사체(100)와 반사 부재(400)의 사이 및/또는 피검사체(100)와 카메라부(200)의 사이에는 불필요한 광 영역을 차단하는 가림막(미도시)이 더 배치될 수 있다.
피검사체(100)가 결함을 포함하는 경우 결함에 의해 다른 방향으로 반사 또는 산란 등이 발생하여 경로가 바뀐 광은 카메라부(200)에 입사되지 않을 수 있다. 즉, 피검사체(100)에 포함된 결함은 카메라부(200)에 의해 촬영된 이미지 상에 밝은 배경에 대하여 상대적으로 어두운 점 등으로 나타날 수 있다.
제1 조명부(230) 및 반사 부재(400)에 의해, 피검사체(100)의 상부면에 발생한 이물질 또는 얼룩 등과 같은 결함이나 테두리에 발생된 크랙(crack) 등의 가공 결함과 같은 종류의 결함들을 검출할 수 있다.
상기 반사 부재(400)에 인접한 영역에는 제3 조명부(600)가 배치될 수 있으며, 일 실시예에 따른 제3 조명부(600)는 반사 부재(400)의 양 방향에 배치된 복수 개의 광원(610, 620, 630, 640, 650, 660)을 포함할 수 있다.
제3 조명부(600)에 의해 조사된 광은, 반사 부재(400)에 의해 반사된 광과 다른 각도로 피검사체(100)에 입사될 수 있으며, 제3 조명부(600)에 포함된 복수 개의 광원(610, 620, 630, 640, 650, 660)의 적어도 일부는 서로 피검사체(100)에 다른 각도로 입사될 수 있다.
제3 조명부(600)로부터 피검사체(100)에 입사되어 피검사체(100)에 의해 반사된 광은, 피검사체(100)가 결함을 포함하고 있지 않은 경우 카메라부(200), 즉 촬상 소자(211, 도 3a 및 도 3b)에 입사되지 않을 수 있다. 즉, 카메라부(200)에 의해 촬영된 이미지에 어두운 배경(dark field)을 형성할 수 있다.
그러나, 피검사체(100)가 결함을 포함하는 경우 결함에 의해 다른 방향으로 반사 또는 산란 등이 발생하여 경로가 바뀐 광의 일부는 카메라부(200)에 입사될 수 있다. 즉, 피검사체(100)에 포함된 결함은 카메라부(200)에 의해 촬영된 이미지 상에 어두운 배경에 대하여 상대적으로 밝은 점 등으로 나타날 수 있다.
제3 조명부(600)는 서로 다른 각도로 피검사체(100)에 입사되는 복수 개의 광원(610, 620, 630, 640, 650, 660)을 포함하므로, 다양한 방향으로 피검사체(100)에 형성된 결함들로부터 산란을 일으킬 수 있으며 산란된 광은 카메라부(200)에 입사될 수 있다.
상기 반사 부재(400)와 제3 조명부(600) 사이의 각도(θ4)는 10° 내지 40°일 수 있다. 상기 각도(θ4)가 10° 이하인 경우, 제3 조명부(600)로부터 입사되어 결함이 없는 피검사체(100)에서 반사된 광이 카메라부(200)에 입사되어 어두운 배경(dark field)를 형성할 수 없으며, 상기 각도(θ4)가 40° 이상인 경우, 피검사체(100)에 포함된 결함에 의해 산란된 광이 카메라부(200)에 입사되지 않아 결함을 검출하기 어려울 수 있다.
일 실시예에 따른 제3 조명부(600)는 반사 부재(400)의 양 방향에 각각 배치된 3개의 광원을 포함하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 제3 조명부(600)의 배치 형태 및 포함된 광원의 수는 다양할 수 있다.
상기 제3 조명부(600)는 산란을 주로 일으키는 결함, 즉 피검사체(100)에 형성된 스크래치나 찍힘과 같은 종류의 결함을 측정하는 데 적합할 수 있으며, 상술한 바와 같이 제3 조명부(600)가 서로 다른 각도로 피검사체(100)에 입사되는 복수 개의 광원(610, 620, 630, 640, 650, 660)을 포함하도록 구성함으로써, 다양한 방향으로 형성된 스크래치 등과 같은 결함을 정밀하게 측정할 수 있다.
상기 제2 조명부(500)는 스테이지(300)에 대하여, 제1 조명부(230)와 반대 방향에 배치되며, 피검사체(100)에 광을 조사할 수 있다. 피검사체(100)에 의해 조사된 광은 피검사체(100)가 투명한 부분을 포함하는 경우, 피검사체(100)를 투과하여 카메라부(200), 즉 촬상 소자(211, 도 3a 및 도 3b)에 입사될 수 있다.
이때, 피검사체(100)가 결함을 포함하고 있지 않은 경우 피검사체(100)를 투과한 광은 카메라부(200)에 입사되어 밝은 배경(bright field)의 이미지를 형성할 수 있다. 즉, 카메라부(200)의 광축과 피검사체(100)에 대하여 수직인 선이 이루는 각도(θ1)는 제2 조명부(500)와 피검사체(100)를 연결한 선과 피검사체(100)에 대하여 수직인 선이 이루는 각도(θ3)와 ±5°의 오차 범위 내에서 실질적으로 동일할 수 있다.
피검사체(100)가 결함을 포함하는 경우 결함에 의해 차단된 광은 카메라부(200)에 입사되지 않을 수 있다. 즉, 피검사체(100)에 포함된 결함은 카메라부(200)에 의해 촬영된 이미지 상에 밝은 배경에 대하여 상대적으로 어두운 점 등으로 나타날 수 있다.
상기 제2 조명부(500)에 의해 피검사체(100)에 홀(hole)이 형성되어 있는지 여부, 홀의 위치 또는 형상에 결함이 없는지 여부, 피검사체(100)가 여러 층으로 구성되어 있는 경우 층들 사이에 배치된 이물질 및 피검사체(100)에 포함된 광학 소자들에 포함된 결함 등을 정밀하게 검출할 수 있다.
일 실시예에 따른 결함 검사 장치(1)는, 제2 조명부(500)에 인접하게 배치되며, 제2 조명부(500)에 의해 조사된 광과 다른 각도로 피검사체(100)에 입사되는 광을 조사하는 제4 조명부(700)를 포함할 수 있다.
제4 조명부(700)는 제2 조명부(500)의 양 방향에 각각 배치되며 서로 다른 방향으로 피검사체(100)에 광을 조사하는 조명들(710, 720)을 포함할 수 있으며, 상기 조명들(710, 720) 각각은 라인 조명으로 구성되어 서로 평행한 광을 조사하는 복수 개의 광원들(700a)을 포함할 수 있다.
제4 조명부(700)에 의해 조사된 광은, 제2 조명부(500)에서 방출된 광과 다른 각도로 피검사체(100)에 입사될 수 있다. 제4 조명부(700)로부터 피검사체(100)에 입사되어 피검사체(100)를 투과한 광은, 피검사체(100)가 결함을 포함하고 있지 않은 경우 카메라부(200), 즉 촬상 소자(211, 도 3a 및 도 3b)에 입사되지 않을 수 있다. 즉, 카메라부(200)에 의해 촬영된 이미지에 어두운 배경(dark field)을 형성할 수 있다.
그러나, 피검사체(100)가 결함을 포함하는 경우 결함에 의해 다른 방향으로 반사 또는 산란 등이 발생하여 경로가 바뀐 광의 일부는 카메라부(200)에 입사될 수 있다. 즉, 피검사체(100)에 포함된 결함은 카메라부(200)에 의해 촬영된 이미지 상에 어두운 배경에 대하여 상대적으로 밝은 점 등으로 나타날 수 있다.
일 실시예에 따른 제4 조명부(700)는 제2 조명부(500)의 양 방향에 각각 배치되며 복수 개의 광원들을 포함하는 라인 조명을 포함하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 제4 조명부(700)의 배치 형태 및 포함된 광원의 수는 다양할 수 있다.
도 3a을 참조하면, 일 실시예에 따른 카메라부(200)는 본체부(210), 경통부(220) 및 제1 조명부(230)를 포함할 수 있다. 본체부(210)는 광을 수광하여 전기 신호로 변환하는 촬상 소자(211) 및 신호 처리 회로(미도시) 등을 포함하며, 경통부(220)는 광을 촬상 소자(211)에 결상시키는 광학계(221, 222)를 포함하며, 제1 조명부(230)는 LED(light emitting diode) 등과 같은 광원과 광원으로부터 방출된 광을 평행광으로 바꿔주는 콜리메이션 렌즈(232)를 포함할 수 있다.
콜리메이션 렌즈(232)를 투과한 광은 반사 미러(223)에 의해 반사되어 경로를 바꿔 광학계(222)를 지나 외부로 방출될 수 있다. 상기 반사 미러(223)는 반사율이 95% 이상일 수 있으며, 반사 미러(223)는 외부로부터 카메라부(200)에 입사되는 광의 일부 또는 전부가 촬상 소자(211)에 입사되지 않도록 차단하는 차단 부재(223)로 기능할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 다른 구성은 도 3a와 동일하며 콜리메이션 렌즈(232)를 투과한 광은 하프 미러(224)에 의해 반사되어 경로를 바꿔 광학계(222)를 지나 외부로 방출되며, 하프 미러(224)와 촬상 소자(211)의 사이에는 별도의 차단 부재(225)가 배치될 수 있다.
도 3a 및 도 3b의 차단 부재(223, 225)는 피검사체(100)에 의해 반사된 광의 각도에 따라 촬상 소자(211)에 입사되는 광의 전부 또는 일부를 차단하거나 광을 차단시키지 않을 수 있다.
구체적으로 설명하면, 피검사체(100)에 결함이 존재하더라도 결함에 의해 광 경로가 크게 변경되지 않는다면, 피검사체(100)에 의해 반사된 광은 카메라부(200)에 입사될 수 있다.
상기 결함의 3차원 형상에 따라, 결함의 일부에서 반사된 광은 카메라부(200)의 광축을 따라 입사될 수 있으며, 카메라부(200)의 광축을 따라 입사된 광은 차단 부재(223, 225)에 의해 광의 약 절반이 차단되어 촬상 소자(211)에 입사될 수 있다.
결함의 다른 일부에서 반사된 광은, 차단 부재(223, 225)를 완전히 벗어난 경로를 따라 입사될 수 있으며, 이 경우 차단 부재(223, 225)에 의해 차단되지 않고 촬상 소자(211)에 입사될 수 있다. 결함은 또 다른 일부에서 반사된 광은, 차단 부재(223, 225)에 의해 완전히 차단되어 촬상 소자(211)에 광이 전혀 입사되지 않을 수도 있다.
즉, 결함의 3차원 형상에 따라 촬영된 이미지의 밝기가 달라지며, 상기 이미지로부터 결함의 3차원 형상을 복원할 수 있다.
상술한 바와 같이, 도 1의 실시예에 따른 결함 검사 장치(1)는, 간소한 구성으로 다양한 형태의 결함을 검출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 결함 검사 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
이하에서는, 도 1의 결함 검사 장치(2)와 동일한 구성에 대한 설명을 생략하고, 차이점을 중심으로 설명한다.
도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 결함 검사 장치(2)는 피검사체(100)에 광을 조사하는 제1 조명부(230), 제1 조명부(230)로부터 조사되어 피검사체(100)에서 반사된 광을 반사시켜 다시 피검사체(100)에 입사시키는 반사 부재(400), 피검사체(100)에 대하여 제1 조명부(230)이 배치된 방향의 반대 방향에 배치되며 피검사체(100)에 광을 조사하는 제2 조명부(500), 피검사체(100)에 의해 반사된 광과 투과한 광을 수광하는 카메라부(200) 및 반사 부재(400)에 인접하게 배치되며 피검사체(100)에 광을 조사하는 제3 조명부(600)를 포함한다.
피검사체(100)에 대하여 제2 조명부(500)와 동일한 방향에는, 피검사체(100)에 수직광을 조사하는 제5 조명부(830) 및 제5 조명부(830)에 의해 조사되어 피검사체(100)에 의해 반사된 광을 수광하는 수직 카메라부(800)가 배치될 수 있다. 제5 조명부(830)는 광원(810) 및 광원에서 조사된 광의 경로를 피검사체(100)에 수직한 방향으로 바꿔주는 하프 미러(820)를 포함할 수 있다.
제5 조명부(830) 및 수직 카메라부(800)에 의해 피검사체(100)에 구비된 홀(hole)의 결함 및 피검사체(100)에 포함된 광학 소자의 결함 여부 등을 정밀하게 검출할 수 있다.
도시하진 않았지만, 결함 검사 장치(2)는 피검사체(100)에 소정 간격 기울어진 각도로 광을 입사시켜 수직 카메라부(800)에 분산광(diffused light)을 입사시키는 추가적인 조명(미도시)을 더 포함할 수도 있다.
도 5, 6, 7 및 8은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 결함 검사 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 5를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 결함 검사 장치(3)는 피검사체(100)가 배치되는 스테이지(미도시), 피검사체(100)에 광을 조사하는 제1 조명부(230´), 스테이지(미도시)에 대하여 제1 조명부(230´)가 배치된 방향의 반대 방향에 배치되며 피검사체(100)에 광을 조사하는 제2 조명부(500), 제1 조명부(230´)에 의해 피검사체(100)에 입사된 후, 피검사체(100)에 의해 반사된 광 및 제2 조명부(500)에 의해 피검사체(100)에 입사된 후, 피검사체(100)를 투과한 광을 촬영하는 카메라부(200´) 및 제1 조명부(230´)에 인접하게 배치되며 피검사체(100)에 광을 조사하는 제3 조명부(600´)를 포함할 수 있다.
상기 카메라부(200´)는 입사되는 광을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자(211) 및 입사되는 광을 촬상 소자(211)에 결상시키는 광학계(226)를 포함할 수 있으며, 도 5의 실시예에 따른 카메라부(200´)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 카메라부(200)와 달리 입사되는 광의 전부 또는 일부를 차단하는 차단 부재(223, 225)를 포함하지 않을 수 있다.
제1 조명부(230´)로부터 피검사체(100)에 입사된 광은, 피검사체(100)가 결함을 포함하고 있지 않은 경우 카메라부(200´)에 입사되어 밝은 배경(bright field)의 이미지를 형성할 수 있다. 즉, 카메라부(200´)의 광축과 피검사체(100)에 대하여 수직인 선이 이루는 각도(θ6)는 제1 조명부(230´)와 피검사체(100)를 연결한 선과 피검사체(100)에 대하여 수직인 선이 이루는 각도(θ5)와 ±10°의 오차 범위 내에서 실질적으로 동일할 수 있다.
피검사체(100)가 결함을 포함하는 경우 결함에 의해 다른 방향으로 반사 또는 산란 등이 발생하여 경로가 바뀐 광은 카메라부(200´)에 입사되지 않을 수 있다. 즉, 피검사체(100)에 포함된 결함은 카메라부(200)에 의해 촬영된 이미지 상에 밝은 배경에 대하여 상대적으로 어두운 점 등으로 나타날 수 있다.
제1 조명부(230´)의 전면에는, 제1 조명부(230´)에서 방출된 광의 일측, 예를 들면 광의 반을 차단하는 차단 부재(910)가 배치될 수 있다. 상기 차단 부재(910)에 의해 제1 조명부(230´)에서 방출되는 광의 반만이 피검사체(100)에 입사된 후 피검사체(100)에 의해 반사될 수 있다.
피검사체(100)에 굴곡된 형태의 결함이 존재하는 경우, 카메라부(200´)에 의해 촬영된 이미지는, 결함의 형태에 따라 밝고 어두운 형태의 이미지를 나타낼 수 있으며, 상기 이미지로부터 결함의 3차원 형태를 복원할 수 있다.
제1 조명부(230´)에 인접한 영역에는 제3 조명부(600´)가 배치될 수 있으며, 제3 조명부(600´)에 의해 조사된 광은, 제1 조명부(230´)에 의해 조사된 광과 다른 각도로 피검사체(100)에 입사될 수 있다.
제3 조명부(600´)로부터 피검사체(100)에 입사되어 피검사체(100)에 의해 반사된 광은, 피검사체(100)가 결함을 포함하고 있지 않은 경우 카메라부(200´)에 입사되지 않을 수 있다. 즉, 카메라부(200´)에 의해 촬영된 이미지에 어두운 배경(dark field)을 형성할 수 있다.
그러나, 피검사체(100)가 결함을 포함하는 경우 결함에 의해 다른 방향으로 반사 또는 산란 등이 발생하여 경로가 바뀐 광의 일부는 카메라부(200´)에 입사될 수 있다. 즉, 피검사체(100)에 포함된 결함은 카메라부(200´)에 의해 촬영된 이미지 상에 어두운 배경에 대하여 상대적으로 밝은 점 등으로 나타날 수 있다.
제3 조명부(600´)는 제1 조명부(230´)의 양 방향에 각각 배치된 2개의 광원(670, 680)을 포함할 수 있으며, 제1 조명부(230´)와 제3 조명부(600´) 사이의 각도(θ8)는 10° 내지 40°일 수 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
상기 제2 조명부(500)는 피검사체(100)에 대하여 제1 조명부(230´)가 배치된 방향의 반대 방향에 배치되며 피검사체(100)에 광을 조사할 수 있다.
피검사체(100)에 의해 조사된 광은 피검사체(100)가 투명한 부분을 포함하는 경우, 피검사체(100)를 투과하여 카메라부(200´)에 입사될 수 있다.
이때, 피검사체(100)가 결함을 포함하고 있지 않은 경우 피검사체(100)를 투과한 광은 카메라부(200´)에 입사되어 밝은 배경(bright field)의 이미지를 형성할 수 있다. 즉, 카메라부(200´)의 광축과 피검사체(100)에 대하여 수직인 선이 이루는 각도(θ6)는 제2 조명부(500)와 피검사체(100)를 연결한 선과 피검사체(100)에 대하여 수직인 선이 이루는 각도(θ7)와 ±5°의 오차 범위 내에서 실질적으로 동일할 수 있다.
피검사체(100)가 결함을 포함하는 경우 결함에 의해 차단된 광은 카메라부(200´)에 입사되지 않을 수 있다. 즉, 피검사체(100)에 포함된 결함은 카메라부(200´)에 의해 촬영된 이미지 상에 밝은 배경에 대하여 상대적으로 어두운 점 등으로 나타날 수 있다.
도 6을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 결함 검사 장치(4)는 도 5의 결함 검사 장치(3)와 차단 부재(910) 이외의 구성은 모두 동일하다.
도 6의 결함 검사 장치(4)는 제1 조명부(230´)의 전면에 배치된 차단 부재(910)를 포함하지 않으며, 결함 검사 장치(4)에 포함된 제2 조명부(500)의 전면에는, 제2 조명부(500)에서 방출된 광의 일측, 예를 들면 광의 반을 차단하는 차단 부재(920)가 배치될 수 있다. 상기 차단 부재(920)에 의해 제2 조명부(500)에서 방출되는 광의 반만이 피검사체(100)에 입사된 후 피검사체(100)를 투과하여 카메라부(200´)에 입사될 수 있다.
피검사체(100)에 굴곡된 형태의 결함이 존재하는 경우, 카메라부(200´)에 의해 촬영된 이미지는, 결함의 형태에 따라 밝고 어두운 형태의 이미지를 나타낼 수 있으며, 상기 이미지로부터 결함의 3차원 형태를 복원할 수 있다.
도 7을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 결함 검사 장치(5)는 도 5의 결함 검사 장치(3)와 차단 부재(910) 및 제1 조명부(230´)의 위치 이외의 구성은 모두 동일하다.
도 7의 결함 검사 장치(5)는 차단 부재(910)를 포함하지 않으며, 결함 검사 장치(5)에 포함된 제1 조명부(230´)는, 카메라부(200´)의 광축(OA)과 동축(CA)인 위치로부터 동축(CA) 방향에 대하여 수직한 방향으로 소정 간격 시프트된 위치에 배치되며, 동축(CA)과 실질적으로 수평한 방향으로 광을 조사할 수 있다.
따라서, 제1 조명부(230´)에 의해 조사된 광은, 피검사체(100)에 도 5의 제1 조명부(230´)와 동일한 각도(θ5)로 입사될 수 있으며, 카메라부(200´)의 광축(OA)에 대하여 광축(OA)에 수직한 방향으로 소정 간격 시프트된 방향으로, 카메라부(200´)에 입사될 수 있다.
즉, 제1 조명부(230´)에 의해 조사된 광의 일부, 예를 들어 반 만이 카메라부(200´)에 입사되며, 피검사체(100)에 굴곡된 형태의 결함이 존재하는 경우, 카메라부(200´)에 의해 촬영된 이미지는, 결함의 형태에 따라 밝고 어두운 형태의 이미지를 나타낼 수 있으며, 상기 이미지로부터 결함의 3차원 형태를 복원할 수 있다.
도 8을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 결함 검사 장치(6)는 도 5의 결함 검사 장치(3)와 차단 부재(910) 및 제2 조명부(500)의 위치 이외의 구성은 모두 동일하다.
도 8의 결함 검사 장치(6)는 차단 부재(910)를 포함하지 않으며, 결함 검사 장치(6)에 포함된 제2 조명부(500)는, 카메라부(200´)의 광축(OA)과 동축(CA)인 위치로부터 동축(CA) 방향에 대하여 수직한 방향으로 소정 간격 시프트된 위치에 배치되며, 동축(CA)과 실질적으로 수평한 방향으로 광을 조사할 수 있다.
따라서, 제2 조명부(500)에 의해 조사된 광은, 피검사체(100)에 도 5의 제2 조명부(500)와 동일한 각도(θ7)로 입사될 수 있으며, 카메라부(200´)의 광축(OA)에 대하여 광축(OA)에 수직한 방향으로 소정 간격 시프트된 방향으로, 카메라부(200´)에 입사될 수 있다.
즉, 제2 조명부(500)에 의해 조사된 광의 일부, 예를 들어 반 만이 카메라부(200´)에 입사되며, 피검사체(100)에 굴곡된 형태의 결함이 존재하는 경우, 카메라부(200´)에 의해 촬영된 이미지는, 결함의 형태에 따라 밝고 어두운 형태의 이미지를 나타낼 수 있으며, 상기 이미지로부터 결함의 3차원 형태를 복원할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1, 2, 3, 4, 5, 6: 결함 검사 장치 100: 피검사체
200, 200´: 카메라부 211: 촬상 소자
223, 225, 910, 920: 차단 부재 230, 230´: 제1 조명부
300: 스테이지 400: 반사 부재
500: 제2 조명부 600, 600´: 제3 조명부
700: 제4 조명부 800: 수직 카메라부
830: 제5 조명부

Claims (6)

  1. 피검사체를 지지하는 스테이지;
    상기 피검사체에 광을 조사하는 제1 조명부;
    상기 제1 조명부로부터 조사되어 상기 피검사체에서 반사된 광을 반사시켜 다시 상기 피검사체에 입사시키는 반사 부재;
    상기 스테이지에 대하여, 상기 제1 조명부가 배치된 방향의 반대 방향에 배치되며 상기 피검사체에 광을 조사하는 제2 조명부;
    상기 반사 부재에 의해 반사되어 상기 피검사체에 입사된 후, 상기 피검사체에 의해 반사된 광 및 상기 제2 조명부에 의해 상기 피검사체에 입사된 후, 상기 피검사체를 투과한 광을 수광하는 촬상 소자; 및
    상기 반사 부재에 인접하게 배치되며, 상기 피검사체에 광을 조사하는 제3 조명부;를 포함하며,
    상기 제3 조명부에 의해 조사된 광은, 상기 반사 부재에 의해 반사된 광과 다른 각도로 상기 피검사체에 입사되고, 상기 제3 조명부에 의해 조사되어 상기 피검사체에 입사된 광 중 상기 피검사체에 의해 산란된 광이 상기 촬상 소자에 의해 수광되는 결함 검사 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 조명부에 인접하게 배치되며, 상기 제2 조명부에 의해 조사된 광과 다른 각도로 상기 피검사체에 입사되는 광을 조사하는 제4 조명부를 더 포함하는 결함 검사 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제3 조명부는 상기 반사 부재를 중심으로 양 방향에 배치되며 서로 다른 각도로 상기 피검사체에 광을 조사하는 복수 개의 광원들을 포함하며, 상기 제4 조명부는 제2 조명부를 중심으로 양 방향에 배치되며 서로 다른 각도로 피검사체에 광을 조사하는 복수 개의 광원들을 포함하는 결함 검사 장치.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬상 소자의 전면에 배치되며, 상기 반사 부재에 의해 반사되어 상기 피검사체에 입사된 후 상기 피검사체에서 반사된 광의 각도에 따라 상기 촬상 소자에 입사되는 광의 전부 또는 일부를 차단하거나 광을 차단시키지 않는 차단 부재를 더 포함하는 결함 검사 장치.
  5. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이지에 대하여, 상기 제2 조명부가 배치된 방향에 배치되며 상기 피검사체에 수직한 방향으로 광을 조사하는 제5 조명부 및 상기 제5 조명부에 의해 조사되어 상기 피검사체에서 반사된 광을 수광하는 수직 카메라부를 더 포함하는 결함 검사 장치.
  6. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사 부재와 상기 제3 조명부는, 상기 피검사체의 광이 조사되는 영역을 중심으로 10° 내지 40°의 각도를 이루도록 배치된 결함 검사 장치.
KR1020140082532A 2014-07-02 2014-07-02 결함 검사 장치 KR20160004099A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140082532A KR20160004099A (ko) 2014-07-02 2014-07-02 결함 검사 장치
CN201510088682.0A CN105223207A (zh) 2014-07-02 2015-02-26 缺陷检查设备和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140082532A KR20160004099A (ko) 2014-07-02 2014-07-02 결함 검사 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160004099A true KR20160004099A (ko) 2016-01-12

Family

ID=54992281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140082532A KR20160004099A (ko) 2014-07-02 2014-07-02 결함 검사 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20160004099A (ko)
CN (1) CN105223207A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021040409A1 (ko) * 2019-08-27 2021-03-04 삼성전자 주식회사 광학 검사 방법 및 이를 이용한 장치
KR20210067304A (ko) * 2019-11-29 2021-06-08 (주)쎄미시스코 굴곡 또는 처진 부분의 불량 검사가 가능한 시스템 및 방법
KR102267705B1 (ko) * 2020-09-17 2021-06-22 주식회사 티에스아이코리아 칩 온 필름 검사장치
US11806969B2 (en) 2020-08-18 2023-11-07 Samsung Display Co., Ltd. Method of manufacturing display device

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6788837B2 (ja) * 2017-01-06 2020-11-25 日本電気硝子株式会社 ガラス板の検査方法及びその製造方法並びにガラス板の検査装置
JP6984747B2 (ja) * 2018-06-05 2021-12-22 日本電気株式会社 変位量測定装置、変位量測定方法、およびプログラム
CN109374638B (zh) * 2018-12-18 2022-01-18 深圳市鼎源检测技术有限公司 一种基于机器视觉的木地板表面检测装置及其检测方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7567344B2 (en) * 2006-05-12 2009-07-28 Corning Incorporated Apparatus and method for characterizing defects in a transparent substrate
CN1908638A (zh) * 2006-08-24 2007-02-07 上海交通大学 玻璃缺陷的光学检测装置
KR100913484B1 (ko) * 2008-02-19 2009-08-25 에스엔유 프리시젼 주식회사 암시야 검사장치
JP4719284B2 (ja) * 2008-10-10 2011-07-06 トヨタ自動車株式会社 表面検査装置
CN101776614A (zh) * 2009-01-09 2010-07-14 东捷科技股份有限公司 缺陷检查装置
CN101819165B (zh) * 2009-02-27 2013-08-07 圣戈本玻璃法国公司 用于检测图案化基板的缺陷的方法及系统
KR101114362B1 (ko) * 2009-03-09 2012-02-14 주식회사 쓰리비 시스템 결점검사를 위한 검사장치
CN101504376A (zh) * 2009-03-11 2009-08-12 张勇 球形物体表面光学检测的方法及装置
CN103076345A (zh) * 2013-01-16 2013-05-01 东莞市三姆森光电科技有限公司 一种ito导电玻璃的检测方法及其全自动光学检测系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021040409A1 (ko) * 2019-08-27 2021-03-04 삼성전자 주식회사 광학 검사 방법 및 이를 이용한 장치
KR20210067304A (ko) * 2019-11-29 2021-06-08 (주)쎄미시스코 굴곡 또는 처진 부분의 불량 검사가 가능한 시스템 및 방법
US11806969B2 (en) 2020-08-18 2023-11-07 Samsung Display Co., Ltd. Method of manufacturing display device
KR102267705B1 (ko) * 2020-09-17 2021-06-22 주식회사 티에스아이코리아 칩 온 필름 검사장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN105223207A (zh) 2016-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160004099A (ko) 결함 검사 장치
TWI510770B (zh) 用於決定影像感測器之傾斜的方法
JPS58219441A (ja) 凸面体の表面欠陥検査装置
JP2007171149A (ja) 表面欠陥検査装置
KR101525700B1 (ko) 칩 부품의 외관 검사장치
US20100309309A1 (en) Method for precisely detecting crack width
JP2013036948A (ja) 欠陥検査装置
KR101658700B1 (ko) 표면 검사 광학장치 및 표면 검사방법
US9194810B2 (en) Method and device for the detection of surface defects of a component
KR101006983B1 (ko) 패널 검사장치
JP7175214B2 (ja) 検査装置
KR101447857B1 (ko) 렌즈 모듈 이물 검사 시스템
JP6121758B2 (ja) クラック及び外観検査装置並びにクラック及び外観検査方法
JP2012042254A (ja) レンズ欠陥の検査方法
KR20110125906A (ko) 레티클 검사장치
JP2011169782A (ja) 欠陥検査装置
KR20020093507A (ko) 부품 검사 장치
JP2008096187A (ja) 端部傷検査装置
CN113008787A (zh) 光源装置及光学检测系统
CN112782175A (zh) 一种检测设备及检测方法
CN219016120U (zh) 一种检测装置
JP2002014058A (ja) 検査方法及び装置
CN212567282U (zh) 一种检测装置及检测设备
KR101185076B1 (ko) 반사체용 반사형 광센서
JP2000295639A (ja) 固体撮像素子検査用照明装置及びそれに用いる調整工具

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application