KR20230118215A - 결함 검사 장치 및 결함 검사 방법 - Google Patents

결함 검사 장치 및 결함 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는 적은 광학군을 이용하여 강판, 필름 등에 대해 다양한 결함 검사가 가능한 결함 검사 장치 및 결함 검사 방법을 제공한다. 여기서, 결함 검사 장치는 조명부, 촬영부, 영상 처리부 그리고 판정부를 포함한다. 조명부는 중심부에서는 제1강도를, 중심부 외측의 경계부에서는 제1강도보와 다른 제2강도를 가지는 광을 검사대상물에 조사한다. 촬영부는 검사대상물에서 제1강도의 광이 조사되는 영역의 제1영상을 복수 개 획득하고, 검사대상물에서 제2강도의 광이 조사되는 영역의 제2영상을 복수 개 획득한다. 영상 처리부는 복수 개의 제1영상을 획득되는 순서대로 병합하여 제1병합 영상을 생성하고, 복수 개의 제2영상을 획득되는 순서대로 병합하여 제2병합 영상을 생성한다. 판정부는 제1병합 영상으로부터 제1결함을 판정하고, 제2병합 영상으로부터 제2결함을 판정한다.

Description

결함 검사 장치 및 결함 검사 방법{APPARATUS FOR INSPECTING DEFECT AND METHOD OF INSPECTING DEFECT}
본 발명은 결함 검사 장치 및 결함 검사 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강판, 필름 등에 대해 다양한 결함 검사가 가능한 결함 검사 장치 및 결함 검사 방법에 관한 것이다.
필름, 강판 등의 제조 공정에서 발생할 수 있는 결함을 검출하기 위해서 기존에는 작업자가 육안으로 검사하는 방법이 사용되었다. 그러나 이러한 육안 검사 방법은 신뢰도가 떨어지고 검사 시간이 많이 소요되는 문제점이 있으므로 결함을 자동으로 검사하는 비전 검사 장치에 대한 개발이 이루어지고 있다.
일 예로, 필름의 결함을 효과적으로 검사하기 위해 투과 검사와 반사 검사가 수행된다. 투과 검사는 필름의 내부에 존재하는 결함을 검사하기 위한 것으로, 필름을 중심으로 조명 및 카메라를 서로 반대 방향에 위치시킴으로써 조명으로부터 조사된 빛이 필름을 투과하여 카메라로 입력되도록 하는 방식이다. 반사 검사는 필름을 중심으로 조명 및 카메라를 동일한 방향에 위치시켜 조명으로부터 조사된 빛이 필름 표면에 반사되어 카메라로 입력되도록 하는 방식이다. 투과 검사 및 반사 검사는 어느 하나의 검사만 사용되기도 하지만, 경우에 따라서는 동시에 수행되기도 한다.
한편, 종래의 비전 검사 장치에서는 하나의 광학조건으로 다양한 결함 검출이 어렵기 때문에, 결함의 종류가 많은 제품의 경우에는 각 결함 검출을 위한 다수의 광학계가 필요하게 된다.
즉, 도 1은 종래의 비전 검사 장치를 나타낸 예시도인데, 도 1에서 보는 바와 같이, 종래의 비전 검사 장치는 검사대상물(A)의 이물 검사를 위한 제1광학군(10), 스크래치 검사를 위한 제2광학군(20), 눌림 검사를 위한 제3광학군(30)과 같은 복수의 광학군을 포함한다.
각 광학군(10,20,30)의 촬영부(12,22,32)로는 라인 카메라가 사용되며, 각 광학군(10,20,30)은 조명부(11,21,31) 및 촬영부(12,22,32)를 각각 포함하게 된다. 따라서, 광학군의 개수가 증가할수록 조명부 및 촬영부의 개수도 증가하게 되므로, 설치를 위한 비용이 증가되는 문제점이 있다.
또한, 다수의 광학군을 연동 제어하기 위한 제어 알고리즘이 복잡해지게 되고, 다수의 광학군의 설치 공간 확보를 위한 부담이 발생하게 되는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제2006-0129791호(2006.12.18. 공개)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 적은 광학군을 이용하여 강판, 필름 등에 대해 다양한 결함 검사가 가능한 결함 검사 장치 및 결함 검사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 중심부에서는 제1강도를, 상기 중심부 외측의 경계부에서는 상기 제1강도와 다른 제2강도를 가지는 광을 검사대상물에 조사하는 조명부; 상기 검사대상물에서 상기 제1강도의 광이 조사되는 영역의 제1영상을 복수 개 획득하고, 상기 검사대상물에서 상기 제2강도의 광이 조사되는 영역의 제2영상을 복수 개 획득하는 촬영부; 복수 개의 상기 제1영상을 획득되는 순서대로 병합하여 제1병합 영상을 생성하고, 복수 개의 상기 제2영상을 획득되는 순서대로 병합하여 제2병합 영상을 생성하는 영상 처리부; 그리고 상기 제1병합 영상으로부터 제1결함을 판정하고, 상기 제2병합 영상으로부터 제2결함을 판정하는 판정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 조명부에서 조사되는 광의 광량을 제어하는 조명 제어부;를 더 포함하고, 상기 조명 제어부는 상기 제2영상을 획득하는데 이용되는 광의 조사시간이 상기 제1영상을 획득하는데 이용되는 광의 조사시간과 다르도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2강도는 상기 제1강도보다 작고, 상기 조명 제어부는 상기 제2영상을 획득하는데 이용되는 광의 조사시간이 상기 제1영상을 획득하는데 이용되는 광의 조사시간보다 길어지도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 촬영부는 상기 제1강도의 광이 조사되는 영역을 촬영하여 획득되는 프레임 영상 중 미리 설정된 영역에 대한 상기 제1영상만 획득하고, 상기 프레임 영상 중 나머지 영역의 영상은 삭제할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 촬영부는 상기 제2강도의 광이 조사되는 영역을 촬영하여 획득되는 프레임 영상 중 미리 설정된 영역에 대한 상기 제2영상만 획득하고, 상기 프레임 영상 중 나머지 영역의 영상은 삭제할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 조명 제어부는 상기 제2영상을 획득하는데 조사되는 광의 광량이 상기 제1영상을 획득하는데 조사되는 광의 광량과 동일하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1결함은 이물 결함이고, 상기 제2결함은 눌림 결함일 수 있다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 결함 검사 장치를 이용한 결함 검사 방법으로서, 상기 조명부가 중심부에서는 상기 제1강도를, 경계부에서는 상기 제2강도를 가지는 광을 검사대상물에 조사하는 광 조사단계; 상기 촬영부가 상기 제1강도의 광이 조사되는 영역을 촬영하여 첫 번째 제1영상을 획득하는 첫 번째 제1영상 획득단계; 상기 촬영부가 상기 제2강도의 광이 조사되는 영역을 촬영하여 첫 번째 제2영상을 획득하는 첫 번째 제2영상 획득단계; 검사대상물이 이동되고, 상기 촬영부가 상기 제1강도의 광이 조사되는 영역을 촬영하여 두 번째 제1영상을 획득하는 두 번째 제1영상 획득단계; 상기 촬영부가 상기 제2강도의 광이 조사되는 영역을 촬영하여 두 번째 제2영상을 획득하는 두 번째 제2영상 획득단계; 상기 처리부가 상기 첫 번째 제1영상 및 상기 두 번째 제1영상을 순서대로 병합하여 제1병합 영상을 생성하고, 상기 첫 번째 제2영상 및 상기 두 번째 제2영상을 순서대로 병합하여 제2병합 영상을 생성하는 병합 영상 생성단계; 그리고 상기 판정부가 상기 제1병합 영상으로부터 제1결함을 판정하고, 상기 제2병합 영상으로부터 제2결함을 판정하는 판정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 방법을 제공한다.
종래에는 각각의 결함 검사에 특화된 복수 개의 광학군이 필요한 반면, 본 발명의 실시예에 따르면, 다양한 결함을 검사할 수 있는 결함 검사 장치가 단일의 광학군으로 구현될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 비전 검사 장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 결함 검사 장치를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 결함 검사 장치의 조명부에서 조사되는 광의 특성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 결함 검사 장치에서 서로 다른 강도의 광이 조사되는 영역에서 획득되는 영상의 사진이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 결함 검사 장치의 작동 예를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 결함 검사 장치의 촬영부에서 획득되는 프레임 영상을 나타낸 사진이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 결함 검사 장치의 동작 제어 신호를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 결함 검사 장치에서 획득되는 제1영상 및 제2영상의 사진이다.
도 9는 도 8의 제1영상들 및 제2영상들을 각각 병합하여 생성되는 병합 영상을 나타낸 사진이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 결함 검사 장치의 조명부에서 조사되는 광의 다른 예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 결함 검사 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "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.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 결함 검사 장치를 나타낸 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 결함 검사 장치의 조명부에서 조사되는 광의 특성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이, 결함 검사 장치는 조명부(100), 촬영부(200), 영상 처리부(300) 그리고 판정부(400)를 포함할 수 있다.
조명부(100)는 중심부(D1)에서는 제1강도를, 중심부(D1) 외측의 경계부(D2)에서는 제1강도와 다른 제2강도를 가지는 광(110)을 검사대상물(A)에 조사할 수 있다.
본 실시예에서, 중심부(D1)에서의 광의 제1강도는 경계부(D2)에서의 광의 제2강도보다 클 수 있으며, 여기서는 제1강도가 제2강도보가 큰 경우로 설명한다.
촬영부(200)는 검사대상물(A)에서 제1강도의 광이 조사되는 영역의 제1영상을 복수 개 획득하고, 검사대상물에서 제2강도의 광이 조사되는 영역의 제2영상을 복수 개 획득할 수 있다.
영상 처리부(300)는 복수 개의 제1영상을 획득되는 순서대로 병합하여 제1병합 영상을 생성하고, 복수 개의 제2영상을 획득되는 순서대로 병합하여 제2병합 영상을 생성할 수 있다.
그리고, 판정부(400)는 제1병합 영상으로부터 제1결함을 판정하고, 제2병합 영상으로부터 제2결함을 판정할 수 있다.
여기서, 제1결함은 이물 결함일 수 있으며, 제2결함은 눌림 결함일 수 있다. 이에 따르면, 결함 검사 장치는 단일의 조명부(100) 및 단일의 촬영부(200)만으로도 여러 종류의 결함을 검사할 수 있다.
한편, 도 3의 (b)는 도 3의 (a)에서 검사대상물(A)에 조사되는 광(110)의 강도(i: Intensity of Brightness)를 나타낸 것인데, 도 3에서 보는 바와 같이, 조명부(100)에서 조사되는 광(110)은 광(110)의 중앙(B)을 포함하는 중심부(D1)에서는 제1강도를 가질 수 있다. 그리고, 중심부(D1) 외측의 경계부(D2)에서는 제1강도보다 작은 제2강도를 가질 수 있다.
중심부(D1)는 광(110)에서 가장 강도가 큰 밝은 영역(Bright Field)일 수 있다. 그리고, 경계부(D2)는 강도의 기울기가 큰 경사 영역(Oblique Field)일 수 있다.
중심부(D1)는 광(110)의 중앙(B)에서부터 제1지점(C1)까지의 영역일 수 있고, 경계부(D2)는 제1지점(C1)에서 제2지점(C2)까지의 영역일 수 있다.
제1지점(C1) 및 제2지점(C2)은 광(110)의 종류, 광(110) 생성을 위해 인가되는 전류 등에 의해 결정될 수 있다. 다만, 중심부(D1)는 경계부(D2)보다 상대적으로 di/dx가 완만할 수 있고, 경계부(D2)는 중심부(D1)보다 상대적으로 di/dx 가 급할 수 있다.
이러한 광 특성을 가지는 경우, 중심부(D1)의 광이 조사되는 영역에서 획득되는 영상은 경계부(D2)의 광이 조사되는 영역에서 획득되는 영상보다 영상 품질(Image Quality) 및 노이즈 감도(Noise Sensitivity)가 상대적으로 낮을 수 있다. 그리고 이러한 영상 특성으로 인해, 중심부(D1)의 광이 조사되는 영역에서 획득되는 영상은 검사대상물에 붙어 있는 이물을 검사하는데 특히 효과적일 수 있다.
반면, 경계부(D2)의 광이 조사되는 영역에서 획득되는 영상은 중심부(D1)의 광이 조사되는 영역에서 획득되는 영상보다 영상 품질 및 노이즈 감도가 상대적으로 높을 수 있다. 그리고 이러한 영상 특성으로 인해, 경계부(D2)의 광이 조사되는 영역에서 획득되는 영상은 검사대상물에 생긴 눌림 결함을 검사하는데 특히 효과적일 수 있다.
중심부(D1) 및 경계부(D2)는 광(110)의 중앙(B)을 기준으로 대칭으로 형성될 수도 있으며, 이 경우에도 전술한 중심부(D1) 및 경계부(D2)의 특성은 동일하게 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 결함 검사 장치에서 서로 다른 강도의 광이 조사되는 영역에서 획득되는 영상의 사진이다.
도 4의 (a1)은 중심부(D1) 광을 이용하여 획득된 영상을 나타낸 것이고, 도 4의 (a2)는 경계부(D2) 광을 이용하여 획득된 영상을 나타낸 것이다.
여기서 보면, 중심부(D1) 광을 이용하여 획득된 영상이 경계부(D2) 광을 이용하여 획득된 영상보다 이물이 선명하게 나타남을 알 수 있다.
그리고, 도 4의 (b1)은 중심부(D1) 광을 이용하여 획득된 영상을 나타낸 것이고, 도 4의 (b2)는 경계부(D2) 광을 이용하여 획득된 영상을 나타낸 것이다.
여기서 보면, 경계부(D2) 광을 이용하여 획득된 영상이 중심부(D1) 광을 이용하여 획득된 영상보다 눌림 자국이 선명하게 나타남을 알 수 있다.
이처럼, 조명부(100)에서 조사되는 광(110) 중 어떠한 부분의 광을 이용하여 영상을 획득하는 가에 따라 특정 결함을 좀 더 효과적으로 정확하게 검사가 가능해질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 결함 검사 장치의 작동 예를 나타낸 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 결함 검사 장치의 촬영부에서 획득되는 프레임 영상을 나타낸 사진이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 결함 검사 장치의 동작 제어 신호를 나타낸 예시도이다.
도 2와 함께, 도 5 내지 도 7에서 보는 바와 같이, 조명부(100) 및 촬영부(200)는 검사대상물(A)과 상대적 위치가 달라질 수 있으며, 이와 같이 위치가 달리되면서 검사대상물(A)의 영역별 영상이 획득될 수 있다.
조명부(100) 및 촬영부(200)와, 검사대상물(A)과의 상대적 위치는, 조명부(100) 및 촬영부(200)가 고정된 상태에서 검사대상물(A)이 이동됨으로써 달라지거나, 또는, 검사대상물(A)은 이동되지 않고, 조명부(100) 및 촬영부(200)가 이동됨으로써 달라질 수 있다. 여기서는, 조명부(100) 및 촬영부(200)는 고정 설치되고, 검사대상물(A)이 이동되는 것으로 설명한다.
조명부(100)는 검사대상물(A)의 상측에 구비될 수 있다.
그리고, 촬영부(200)는 검사대상물(A)의 하측에 구비될 수 있다. 촬영부(200)는 조명부(100)에서 조사되는 광(110) 중심에 위치될 수 있다.
조명부(100)에서 조사되는 광(110) 중에 중심부(D1)의 제1강도의 광이 조사되는 영역에서는 정투과 검사가 이루어질 수 있고, 경계부(D2)의 제2강도의 광이 조사되는 영역에서는 경계투과 검사가 이루어질 수 있다.
구체적으로, 검사대상물(A)이 일방향으로 이송되고, 제1강도를 가지는 중심부의 광이 촬영하고자 하는 제1영역(E1)에 조사되면, 촬영부(200)는 제1강도의 광이 조사되는 제1영역(E1)을 촬영할 수 있다.
그리고, 제1영역(E1)의 촬영이 완료되면, 제2강도를 가지는 경계부의 광이 촬영하고자 하는 제2영역(E2)에 조사되며, 촬영부(200)는 제2강도의 광이 조사되는 제2영역(E2)을 촬영할 수 있다.
촬영부(200)는 에어리어 카메라일 수 있으며, 따라서 촬영부(200)는 제1영역(E1) 및 제2영역(E2)을 포함하여 촬영할 수 있다.
도 6의 (a)에서 보는 바와 같이, 제1강도의 중심부 광을 이용하여 촬영해서 획득되는 첫 번째 정투과 프레임 영상(210)에서는 미리 설정된 제1영역(E1)을 포함한 넓은 영역이 촬영될 수 있는데, 제1영역(E1)에 해당하는 부분의 영상을 선택함으로써 제1영역(E1)을 촬영한 첫 번째 제1영상(211)이 획득될 수 있다.
촬영부(200)는 첫 번째 정투과 프레임 영상(210)에서 제1영상(211)을 제외한 나머지 영역의 영상은 삭제할 수 있다.
한편, 첫 번째 정투과 프레임 영상(210)에서는, 경계투과 영역(208)에서의 광량이 적어 영상이 검게 나오기 때문에, 사용할 수가 없다. 따라서, 경계투과 검사 시에는, 경계부의 제2강도의 광량이 증가되도록 하여 경계투과 검사를 진행할 수 있다.
이를 위해, 결함 검사 장치는 조명 제어부(500)를 더 포함할 수 있다.
조명 제어부(500)는 경계투과 검사를 위해 제2영상을 획득하는데 이용되는 광의 조사시간이 제1영상을 획득하는데 이용되는 광의 조사시간보다 길어지도록 조명부(100)를 제어할 수 있으며, 이를 통해, 조명 제어부(500)는 조명부(100)에서 조사되는 광의 광량을 제어할 수 있다.
그리고, 제2강도의 경계부 광을 이용하여 촬영해서 획득되는 첫 번째 경계투과 프레임 영상(220)에서는 제2영역(E2)을 촬영한 첫 번째 제2영상(221)이 획득될 수 있다. 여기서도, 촬영부(200)는 첫 번째 경계투과 프레임 영상(220)에서 제2영상(221)을 제외한 나머지 영역의 영상은 삭제할 수 있다.
제1영상(211)의 제1폭(F1) 및 제2영상(221)의 제2폭(F2)은 동일할 수 있다. 이를 통해, 복수의 제1영상을 병합하여 생성하는 제1병합 영상과, 복수의 제2영상을 병합하여 생성하는 제2병합 영상은 동일한 크기로 생성될 수 있고, 제1병합 영상 및 제2병합 영상의 비교가 용이할 수 있으며, 결함 위치의 정확한 판정이 가능할 수 있다.
결함 검사 장치는 공정 제어부(600)를 더 포함할 수 있으며, 공정 제어부(600)는 조명부(100) 및 촬영부(200)에 연결되고, 광을 조사하고, 촬영하기 위한 트리거 신호(201)를 발생될 수 있다.
도 7의 (a)를 참조하면, 트리거 신호(201)는 일정한 시간 주기(G)로 발생할 수 있다. 트리거 신호(201)의 발생 주기(G)는 예를 들면, 검사대상물의 크기 등에 따라 적절하게 설정될 수 있다.
트리거 신호(201)가 발생하면, 도 7의 (b)에서와 같이, 촬영부(200)가 영상을 획득하는 촬영 신호(202)가 발생할 수 있다. 촬영 신호(202)에 의해 카메라 노출(Exposure)이 이루어지고 영상이 획득될 수 있다.
동시에, 도 7의 (c)에서와 같이, 광 조사 신호(120)가 발생하고 조명부(100)는 광을 조사할 수 있다. 이때의 광 조사 신호(120)는 정투과 검사를 위한 것이다.
이후, 다시 트리거 신호(201a)가 발생하면, 동시에 촬영 신호(202a) 및 광 조사 신호(130)가 발생하여 조명부(100)는 광을 조사하고, 촬영부(200)는 영상을 획득할 수 있다. 이때의 광 조사 신호(130)는 경계투과 검사를 위한 것으로, 정투과 검사 시의 광 조사 신호(120)보다 길게 발생할 수 있고, 이를 통해 광량이 증가되어 경계투과 검사를 위한 제2영상이 안정적으로 획득될 수 있다.
이후, 앞에서 설명한 것과 같은 방식에 의해 두 번째 정투과 프레임 영상(210a)이 획득되면, 두 번째 제1영상(212)이 획득될 수 있다. 두 번째 제1영상(212)은 이전에 획득된 첫 번째 정투과 프레임 영상(210)에서 첫 번째 제1영상(211)에 인접한 영역(211a)에 대응되는 영역의 영상일 수 있다(도 6의 (b) 참조).
그리고, 이후 세 번째 정투과 프레임 영상(210b)이 획득되면, 세 번째 제1영상(213)이 획득될 수 있다. 세 번째 제1영상(213)은 이전에 획득된 두 번째 정투과 프레임 영상(210a)에서 두 번째 제1영상(212)에 인접한 영역(212a)에 대응되는 영역의 영상일 수 있다(도 6의 (c) 참조).
마찬가지로, 앞에서 설명한 것과 같은 방식에 의해 두 번째 경계투과 프레임 영상(220a)이 획득되면, 두 번째 제2영상(222)이 획득될 수 있다. 두 번째 제2영상(222)은 이전에 획득된 첫 번째 경계투과 프레임 영상(220)에서 첫 번째 제2영상(221)에 인접한 영역(221a)에 대응되는 영역의 영상일 수 있다(도 6의 (b) 참조).
그리고, 이후 세 번째 경계투과 프레임 영상(220b)이 획득되면, 세 번째 제2영상(223)이 획득될 수 있다. 세 번째 제2영상(223)은 이전에 획득된 두 번째 경계투과 프레임 영상(220a)에서 두 번째 제2영상(222)에 인접한 영역(222a)에 대응되는 영역의 영상일 수 있다(도 6의 (c) 참조).
이러한 방법으로, 제3영역(E3), 제4영역(E4) 등에 대해서도 영상을 획득할 수 있다. 제3영역(E3) 및 제4영역(E4)에서 각각 획득되는 영상은, 예를 들면, 제3영역(E3)에서는 정투과 검사용 제1영상을 획득하고, 제4영역(E4)에서는 경계투과 검사용 제2영상을 획득하거나, 또는 제3영역(E3) 및 제4영역(E4)에서는 다른 광학군 특성을 이용한 영상(예를 들면, 경계외투과 검사용 영상)을 획득할 수도 있다.
한편, 조명 제어부(500)는 제2영상을 획득하는데 조사되는 광의 광량이 제1영상을 획득하는데 조사되는 광의 광량과 동일하도록 제어할 수도 있다.
즉, 경계투과 영상인 제2영상을 획득하는데 조사되는 광은 정투과 영상인 제1영상을 획득하는데 조사되는 광보다 강도가 작은 반면, 경계투과 영상인 제2영상을 획득하는데 조사되는 광의 조사시간은 정투과 영상인 제1영상을 획득하는데 조사되는 광의 조사시간보다 길게 되는데, 조명 제어부(500)는 광의 강도 및 시간의 곱으로 나타나는 광량이 서로 동일하도록 제어할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 결함 검사 장치에서 획득되는 제1영상 및 제2영상의 사진이고, 도 9는 도 8의 제1영상들 및 제2영상들을 각각 병합하여 생성되는 병합 영상을 나타낸 사진인데, 도 9의 (a)는 도 8의 (a)의 복수 개의 제1영상의 병합영상이고, 도 9의 (b)는 도 8의 (b)의 복수 개의 제2영상의 병합영상이다.
도 2와 함께, 도 8 및 도 9에서 보는 바와 같이, 영상 처리부(300)는 복수 개의 제1영상(211,212,213,214,215,216)을 획득되는 순서대로 병합하여 제1병합 영상(310)을 생성할 수 있다. 또한, 영상 처리부(300)는 복수 개의 제2영상(221,222,223,224,225,226)을 획득되는 순서대로 병합하여 제2병합 영상(320)을 생성할 수 있다.
이를 통해, 제1병합 영상(310)은 검사대상물의 전체를 빠짐없이 포함할 수 있고, 제2병합 영상(320)도 검사대상물의 전체를 빠짐없이 포함할 수 있다.
제1병합 영상(310)의 시작 지점 및 제2병합 영상의 시작 지점은 후처리를 통해 동기화될 수 있다.
판정부(400)는 제1병합 영상(310)으로부터 이물 결함과 같은 제1결함을 판정하고, 제2병합 영상(320)으로부터 눌림 결함과 같은 제2결함을 판정할 수 있다.
종래에는 각각의 결함 검사에 특화된 복수 개의 광학군이 필요한 반면, 본 발명에 따르면, 다양한 결함을 검사할 수 있는 결함 검사 장치가 단일의 광학군으로 구현될 수 있다.
한편, 전술한 바와 다른 예로, 조명부는 중심부에서의 광의 제1강도가 경계부에서의 광의 제2강도보다 작은 광을 검사대상물에 조사할 수도 있다.
즉, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 결함 검사 장치의 조명부에서 조사되는 광의 다른 예를 설명하기 위한 예시도인데, 도 10에서 보는 바와 같이, 조명부(100)에서 조사되는 광(110a)은 광(110a)의 중앙(B)을 포함하는 중심부(D3)에서의 광의 제1강도가 경계부(D4)에서의 광의 제2강도보다 작을 수 있다.
이 경우, 조명 제어부는 경계부(D4)에서 제2영상을 획득하는데 이용되는 광의 조사시간이 중심부(D3)에서 제1영상을 획득하는데 이용되는 광의 조사시간보다 짧아지도록 제어할 수 있다.
이하에서는 전술한 결함 검사 장치를 이용한 결함 검사 방법에 대해서 설명한다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 결함 검사 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 11에서 보는 바와 같이, 결함 검사 방법은 광 조사단계(S710), 첫 번째 제1영상 획득단계(S720), 첫 번째 제2영상 획득단계(S730), 두 번째 제1영상 획득단계(S740), 두 번째 제2영상 획득단계(S750), 병합 영상 생성단계(S760) 그리고 판정단계(S770)를 포함할 수 있다.
광 조사단계(S710)는 조명부가 중심부에서는 제1강도를 가지고, 경계부에서는 제1강도보다 작은 제2강도를 가지는 광을 검사대상물에 조사하는 단계일 수 있다.
그리고, 첫 번째 제1영상 획득단계(S720)는 촬영부가 제1강도의 광이 조사되는 영역을 촬영하여 첫 번째 제1영상을 획득하는 단계일 수 있다. 제1영상은 정투과 영상일 수 있다.
첫 번째 제2영상 획득단계(S730)는 촬영부가 제2강도의 광이 조사되는 영역을 촬영하여 첫 번째 제2영상을 획득하는 단계일 수 있다. 제2영상은 경계투과 영상일 수 있다.
두 번째 제1영상 획득단계(S740)는 검사대상물이 이동되고, 촬영부가 제1강도의 광이 조사되는 영역을 촬영하여 두 번째 제1영상을 획득하는 단계일 수 있다. 이때, 검사대상물이 이동되지 않고, 조명부 및 촬영부가 이동될 수도 있다.
두 번째 제2영상 획득단계(S750)는 촬영부가 제2강도의 광이 조사되는 영역을 촬영하여 두 번째 제2영상을 획득하는 단계일 수 있다.
병합 영상 생성단계(S760)는 처리부가 첫 번째 제1영상 및 두 번째 제1영상을 순서대로 병합하여 제1병합 영상을 생성하고, 첫 번째 제2영상 및 두 번째 제2영상을 순서대로 병합하여 제2병합 영상을 생성하는 단계일 수 있다.
판정단계(S770)는 판정부가 제1병합 영상으로부터 제1결함을 판정하고, 제2병합 영상으로부터 제2결함을 판정하는 단계일 수 있다. 제1결함은 이물 결함일 수 있고, 제2결함은 눌림 결함일 수 있다.
이러한 방법에 따르면, 하나의 조명부 및 촬영부를 이용하여 다양한 결함을 효과적으로 정확하게 검사할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 조명부
200: 촬영부
300: 영상 처리부
400: 판정부
500: 조명 제어부
600: 공정 제어부

Claims (8)

  1. 중심부에서는 제1강도를, 상기 중심부 외측의 경계부에서는 상기 제1강도와 다른 제2강도를 가지는 광을 검사대상물에 조사하는 조명부;
    상기 검사대상물에서 상기 제1강도의 광이 조사되는 영역의 제1영상을 복수 개 획득하고, 상기 검사대상물에서 상기 제2강도의 광이 조사되는 영역의 제2영상을 복수 개 획득하는 촬영부;
    복수 개의 상기 제1영상을 획득되는 순서대로 병합하여 제1병합 영상을 생성하고, 복수 개의 상기 제2영상을 획득되는 순서대로 병합하여 제2병합 영상을 생성하는 영상 처리부; 그리고
    상기 제1병합 영상으로부터 제1결함을 판정하고, 상기 제2병합 영상으로부터 제2결함을 판정하는 판정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조명부에서 조사되는 광의 광량을 제어하는 조명 제어부;를 더 포함하고,
    상기 조명 제어부는 상기 제2영상을 획득하는데 이용되는 광의 조사시간이 상기 제1영상을 획득하는데 이용되는 광의 조사시간과 다르도록 제어하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2강도는 상기 제1강도보다 작고,
    상기 조명 제어부는 상기 제2영상을 획득하는데 이용되는 광의 조사시간이 상기 제1영상을 획득하는데 이용되는 광의 조사시간보다 길어지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 촬영부는 상기 제1강도의 광이 조사되는 영역을 촬영하여 획득되는 프레임 영상 중 미리 설정된 영역에 대한 상기 제1영상만 획득하고, 상기 프레임 영상 중 나머지 영역의 영상은 삭제하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 촬영부는 상기 제2강도의 광이 조사되는 영역을 촬영하여 획득되는 프레임 영상 중 미리 설정된 영역에 대한 상기 제2영상만 획득하고, 상기 프레임 영상 중 나머지 영역의 영상은 삭제하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 조명 제어부는 상기 제2영상을 획득하는데 조사되는 광의 광량이 상기 제1영상을 획득하는데 조사되는 광의 광량과 동일하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1결함은 이물 결함이고, 상기 제2결함은 눌림 결함인 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 기재된 결함 검사 장치를 이용한 결함 검사 방법으로서,
    상기 조명부가 중심부에서는 상기 제1강도를, 경계부에서는 상기 제2강도를 가지는 광을 검사대상물에 조사하는 광 조사단계;
    상기 촬영부가 상기 제1강도의 광이 조사되는 영역을 촬영하여 첫 번째 제1영상을 획득하는 첫 번째 제1영상 획득단계;
    상기 촬영부가 상기 제2강도의 광이 조사되는 영역을 촬영하여 첫 번째 제2영상을 획득하는 첫 번째 제2영상 획득단계;
    검사대상물이 이동되고, 상기 촬영부가 상기 제1강도의 광이 조사되는 영역을 촬영하여 두 번째 제1영상을 획득하는 두 번째 제1영상 획득단계;
    상기 촬영부가 상기 제2강도의 광이 조사되는 영역을 촬영하여 두 번째 제2영상을 획득하는 두 번째 제2영상 획득단계;
    상기 처리부가 상기 첫 번째 제1영상 및 상기 두 번째 제1영상을 순서대로 병합하여 제1병합 영상을 생성하고, 상기 첫 번째 제2영상 및 상기 두 번째 제2영상을 순서대로 병합하여 제2병합 영상을 생성하는 병합 영상 생성단계; 그리고
    상기 판정부가 상기 제1병합 영상으로부터 제1결함을 판정하고, 상기 제2병합 영상으로부터 제2결함을 판정하는 판정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 방법.
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