KR20240025799A - 광학장치 및 이를 포함하는 광학검사장비 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 의한 광학장치는, 피검사물이 배치되는 틸트 스테이지, 틸트 구동부, 제 1 광원면 및 제 2 광원면을 포함한다. 상기 틸트 구동부는, 상기 틸트 스테이지의 양측면에 배치되어, 상기 틸트 스테이지를 통과하는 회전축을 통해 상기 피검사물이 배치된 상기 틸트 스테이지를 정해진 각도만큼 틸트 시킨다. 상기 제 1 및 제 2 광원면은, 상기 피검사물의 크랙 여부를 검출하기 위해, 상기 틸트 구동부를 구동하여 상기 틸트 스테이지를 정해진 각도만큼 틸트 시킨 경우, 상기 틸트 스테이지 및 상기 피검사물에 빛을 투사할 목적으로서, 상기 틸트 스테이지를 중심으로, 지면 및 상기 틸트 구동부에 동시에 수직하는 면에 배치된다.
일 실시예에 의한 광학검사장비는, 상기 광학장치, 검사장치 및 운송장치를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 의한 광학장치 및 광학검사장비에 의하면, 자유롭게 피검사물을 틸트 시켜 촬상을 얻을 수 있으며, 자동화 라인이 구축되는 바, 생산성 및 수율을 극대화할 수 있다.

Description

광학장치 및 이를 포함하는 광학검사장비{optical device and optical inspection equipment}

본 발명은 광학장치 및 이를 포함하는 광학검사장비에 관한 것으로, 보다 상세히, 피검사물의 크랙, 이물 등의 불량 여부를 검출하기 위해, 상기 피검사물에 빛을 투사하는 광학장치 및 상기 광학장치를 포함하여, 상기 광학장치에서 투사되어 상기 피검사물을 투과한 빛의 촬상을 통해 불량 여부를 확인하는 광학검사장비에 관한 것이다.

종래에는, 기판, 글라스 또는 UTG(초 박막 글라스) 등 피검사물의 크랙을 검출하기 위하여, 상기 피검사물을 고정시킨 후 조명 등 복수 개의 광원에서 발생하는 빛을 상기 피검사물에 경사를 두어 입사시킨 후, 상기 피검사물에 반사되어 나오는 빛을 이용해 상기 피검사물의 촬상을 얻는다.

또한, 다른 방법으로서, 상기 피검사물을 고정시킨 후, 상기 피검사물의 배면에서 상기 피검사물에 경사를 두어 배치한 복수 개의 광원에서 발생한 빛을 상기 피검사물에 투사 및 투과하여 상기 피검사물의 상면에 배치된 촬상 유닛을 통해 상기 피검사물을 투과하여 굴절된 빛을 이용해 상기 피검사물의 촬상을 얻는다.

상기의 과정을 통해 상기 피검사물의 촬상을 얻은 후, 검사자는 상기 촬상을 목시 검사하여 상기 피검사물의 크랙 불량 발생 여부를 검토 및 판정한다.

이러한 검사 방법은, 정해진 각도에 배치된 복수개의 광원 및 촬상 유닛에 의해 상기 피검사물의 촬상을 얻는 것이므로, 정해진 각도 외의 광원 및 촬상 유닛을 통해서만 검출되는 크랙 불량 검출이 어려우며, 엔지니어가 원하는 조건에 촬상을 구하기 위해서는 상기 광원 및 촬상 유닛의 재조정이 요구되는 바, 엔지니어로서, 상기 피검사물의 크랙 불량 검출력을 향상시키기 위한 테스트 수행에 어려움이 있다.

또한, 이러한 검사 방법은, 검사자의 목시 검사에 의해 상기 피검사물의 크랙 불량 여부를 검토 및 판정하는 것이므로, 수작업에 의한 시간적, 경제적 로스 및 휴먼 에러 발생 등의 문제가 발생한다.

결국 상기의 이유들로 인하여 종래기술의 경우, 생산성 및 수율 저하가 발생하는 바, 이러한 문제들을 해결할 필요가 있는 것이다.

대한민국 등록특허

그에 따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 피검사물이 배치된 틸트 스테이지를 틸트 구동부를 통해 엔지니어가 원하는 각도만큼 자유롭게 틸트 시킨 후, 고정된 광원면에서 발생한 빛을 상기 피검사물 및 상기 틸트 스테이지에 투사하는 광학장치 및 상기 광학장치를 포함하여, 상기 피검사물을 투과한 빛의 촬상을 통해 상기 피검사물의 크랙 여부를 자동으로 검출하는 광학검사장비를 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 광학장치는, 피검사물이 배치되는 틸트 스테이지, 틸트 구동부, 제 1 광원면 및 제 2 광원면을 포함한다. 상기 틸트 구동부는, 상기 틸트 스테이지의 양측면에 배치되어, 상기 틸트 스테이지를 통과하는 회전축을 통해 상기 피검사물이 배치된 상기 틸트 스테이지를 정해진 각도만큼 틸트 시킨다. 상기 제 1 및 제 2 광원면은, 상기 피검사물의 크랙 여부를 검출하기 위해, 상기 틸트 구동부를 구동하여 상기 틸트 스테이지를 정해진 각도만큼 틸트 시킨 경우, 상기 틸트 스테이지 및 상기 피검사물에 빛을 투사할 목적으로서, 상기 틸트 스테이지를 중심으로, 지면 및 상기 틸트 구동부에 동시에 수직하는 면에 배치된다.

일 실시예로서, 상기 광학장치는 제 3 광원면을 더 포함한다. 상기 제 3 광원면은, 상기 틸트 스테이지에 배치된 상기 피검사물 상 이물여부를 검출하기 위해, 상기 틸트 구동부를 구동하여 상기 틸트 스테이지를 지면에 수평하게 배치한 경우, 상기 틸트 스테이지 및 상기 피검사물에 빛을 투사할 목적으로서, 상기 틸트 스테이지 하부에 상기 틸트 스테이지와 평행하게 배치된다.

일 실시예로서, 상기 틸트 구동부는 틸트 모터 및 틸트 센서부를 포함한다. 상기 틸트 모터는 상기 피검사물이 배치된 상기 틸트 스테이지를 틸트 시키기 위해 상기 틸트 스테이지의 일측면에 배치되어 상기 틸트 스테이지를 통과하는 회전축을 회전 구동한다. 상기 틸트 센서부는 상기 틸트 모터가 배치된 면에 대향하는 면에 배치되어, 상기 틸트 모터에 의해 회전되는 회전축 단부에 설치된 바를 통해, 상기 피검사물이 배치된 상기 틸트 스테이지의 틸트 각도를 센싱한다.

일 실시예로서, 상기 광학장치는 오버틸트 방지턱을 더 포함한다. 상기 오버틸트 방지턱은, 상기 틸트 구동부의 오버틸트를 방지하기 위해, 상기 틸트 스테이지 측면 중 상기 틸트 모터가 배치된 면 양 끝단에 배치된다.

일 실시예로서, 상기 틸트 스테이지는, 광학 검사 시, 상기 제 1 내지 제 3 광원면에서 발생하는 빛이 상기 피검사물과 함께 틸트 된 상기 틸트 스테이지를 투과하도록, 하면이 글라스인 것을 특징으로 한다.

일 실시예로서, 상기 광학장치는 지그를 더 포함한다. 상기 지그는 상기 틸트 스테이지에, 다양한 피검사물을 지지할 수 있도록 상기 피검사물의 면적에 맞춰 설계되어, 상기 틸트 스테이지의 각 모서리에 탈부착이 가능하게 배치된다.

일 실시예로서, 상기 지그는, 상기 피검사물의 장치와의 접촉 방지 목적으로서 상기 피검사물에 부착된 이형필름만을 지지하기 위해, 상기 틸트 스테이지 내부 방향 모서리에 'ㄷ'자 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

일 실시예로서, 상기 틸트 스테이지는, 틸트 스테이지 홀 또는 글라스 홀 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 상기 틸트 스테이지 홀은, 상기 피검사물이 장치로부터 언로딩 시, 상기 피검사물이 쉽게 분리될 수 있도록, 상기 틸트 스테이지의 외곽면에 형성된다. 상기 글라스 홀은, 상기 피검사물이 장치로부터 언로딩 시, 상기 피검사물이 쉽게 분리될 수 있도록, 상기 틸트 스테이지 하면에 배치된 상기 글라스에 형성된다.

일 실시예로서, 상기 광학장치는 블로어를 더 포함한다. 상기 블로어는 상기 피검사물의 언로딩을 용이하게 하기 위해 상기 틸트 스테이지 하부에서 에어 공급로를 따라 상기 틸트 스테이지 홀에 에어를 공급한다.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 광학검사장비는, 상기 중 어느 하나에 의한 광학장치, 검사장치 및 운송장치를 포함한다. 상기 검사장치는 상기 제 1 내지 제 3 광원면에서 발생하여 상기 틸트 스테이지에 배치된 상기 피검사물을 투과한 빛을 이용해 상기 피검사물의 촬상을 얻는다. 상기 운송장치는, 상기 피검사물이 로딩 영역에서 상기 광학장치에 로딩된 경우, 상기 광학장치를 상기 검사장치까지 이동시켜 상기 피검사물의 촬상을 얻은 후, 검사 종료 시, 상기 광학장치를 다시 언로딩 영역으로 이동시킨다.

일 실시예로서, 상기 검사장치는 촬상 유닛 및 매뉴얼 스테이지를 포함한다. 상기 촬상 유닛은, 상기 운송장치에 의해 검사 영역으로 이동된 상기 광학장치의 상부에 배치되어, 상기 피검사물이 배치된 상기 틸트 스테이지가 틸틔 되어 있는 경우에는 상기 피검사물의 크랙 발생 여부를 검사하기 위한 촬상을 얻으며, 상기 틸트 스테이지가 수평인 경우에는 상기 피검사물에 이물 유무를 검사하기 위한 촬상을 얻는다. 상기 매뉴얼 스테이지는 상기 촬상 유닛 상부에 배치되어 상기 촬상 유닛의 위치를 조정한다.

일 실시예로서, 상기 촬상 유닛은, 제 1 비전 카메라, 제 2 비전 카메라 및 제 3 비전 카메라를 포함한다. 상기 제 1 비전 카메라는, 상기 피검사물의 크랙 여부를 검사한다. 상기 제 2 및 제 3 비전 카메라는 상기 피검사물의 이물 여부를 검사한다.

일 실시예로서, 상기 광학검사장비는 상기 광학장치 및 상기 촬상 유닛이 복수 개인 것을 특징으로 한다.

일 실시예로서, 상기 광학검사장비는, 제어장치를 더 포함한다. 상기 제어장치는 상기 피검사물의 검사과정을 자동으로 조정 및 운용하며 상기 검사를 통해 얻은 촬상을 저장하여 자동으로 불량 판정하는 판정 시스템 및 반복된 불량에 대한 자동 워닝 시스템을 갖추었다.

이와 같이 본 발명에 의한 광학장치 및 광학검사장비에 의하면, 원하는 각도에 맞춰 자유롭게 피검사물을 틸트 시킴으로써 엔지니어가 원하는 촬상을 구할 수 있으며, 자동화 라인이 구축되는 바, 검사자 목시 검사에 의한 시간적, 경제적 로스 및 휴면 에러를 줄여 생산성 및 수율을 극대화할 수 있다.

도 1은 본 발명 중 상기 피검사물이 배치된 상기 틸트 스테이지가, 정해진 각도만큼 틸트 된 광학장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명 중 상기 피검사물이 배치된 상기 틸트 스테이지가, 정해진 각도만큼 틸트 된 광학장치의 다른 면에서 본 사시도이다.
도 3은 본 발명 중 상기 피검사물이 배치된 상기 틸트 스테이지가 지면과 수평인 상태인 광학장치의 사시도이다.
도 4은 본 발명 중 상기 피검사물이 배치되지 않은 상기 틸트 스테이지가 정해진 각도만큼 틸트 된 광학장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명 중 상기 피검사물이 배치되지 않은 상기 틸트 스테이지가 지면과 수평인 상태인 광학장치의 사시도이다.
도 6는 도 1 내지 도 5에 도시된 상기 광학장치의 상기 틸트 구동부 중 상기 틸트 센서부의 사시도이다.
도 7은 도 1 내지 도 5에 도시된 상기 광학장치의 상기 틸트 스테이지에 배치되는 상기 지그의 사시도이다.
도 8은 본 발명 중 상기 틸트 스테이지가 정해진 각도만큼 틸트 된 상태의 광학장치를 포함하는 광학검사장비를 정면에서 바라본 사시도이다.
도 9은 본 발명 중 상기 틸트 스테이지가 정해진 각도만큼 틸트 된 상태의 광학장치를 포함하는 광학검사장비를 배면에서 바라본 사시도이다.
도 10는 본 발명 중 상기 틸트 스테이지가 지면과 수평을 이룬 광학장치를 포함하는 광학검사장비를 정면에서 바라본 사시도이다.
도 11은 본 발명 중 상기 검사장치에 케이스가 구비된 상기 광학검사장비를 상면에서 바라본 평면도이다.
도 12은 본 발명 중 상기 검사장치에 케이스가 구비된 상기 광학검사장비의 사시도이다.
도 13는 도 8 내지 도 12에 도시된 상기 광학검사장비에 상기 검사장치의 평면도이다.
도 14은 도 8 내지 도 12에 도시된 상기 광학검사장비에 상기 검사장치의 사시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 과장하여 도시한 것일 수 있다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, A와 B가'연결된다', '결합된다'라는 의미는 A와 B가 직접적으로 연결되거나 결합하는 것 이외에 다른 구성요소 C가 A와 B 사이에 포함되어 A와 B가 연결되거나 결합되는 것을 포함하는 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 또한, 방법 발명에 대한 특허청구범위에서, 각 단계가 명확하게 순서에 구속되지 않는 한, 각 단계들은 그 순서가 서로 바뀔 수도 있다.

또한, 각 실시예들에서 개별적으로 설명된 구성들은, 다른 실시예들에서 적용될 수도 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 중 피검사물(1)이 배치된 틸트 스테이지(110)가, 정해진 각도만큼 틸트 된 광학장치(100)의 사시도이고, 도 2는 상기 광학장치(100)의 다른 면에서 본 사시도이며, 도 3은 본 발명 중 상기 피검사물(1)이 배치된 상기 틸트 스테이지(110)가 지면과 수평인 상태인 광학장치(100)의 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 광학장치(100)는 틸트 스테이지(110), 틸트 구동부(120), 제 1 광원면(130) 및 제 2 광원면(140)을 포함한다. 상기 틸트 스테이지(110)에는 피검사물(1)이 배치된다. 상기 틸트 구동부(120)는 상기 틸트 스테이지(110)의 양측면에 배치되어, 상기 틸트 스테이지(110)를 통과하는 회전축을 통해 상기 피검사물(1)이 배치된 상기 틸트 스테이지(110)를 정해진 각도만큼 틸트 시킬 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 광원면(130, 140)은, 상기 피검사물(1)의 크랙 여부를 검출하기 위해, 상기 틸트 구동부(120)를 구동하여 상기 틸트 스테이지(110)를 정해진 각도만큼 틸트 시킨 경우, 상기 틸트 스테이지(110) 및 상기 피검사물(1)에 빛을 투사할 목적으로서, 상기 틸트 스테이지(110)을 중심으로, 지면 및 상기 틸트 구동부(120)에 동시에 수직하는 면에 배치된다.

상기 피검사물(1)은, 대표적으로는 초 박막 글라스(UTG) 일 수 있으나, 이에 한정하지 않고, 투명 재질의 기판, 일반 글라스, 필름 등이 될 수 있다. 또한, 상기 피검사물(1)의 면적은 공정 목적에 따라 변경될 수 있다.

엔지니어는 상기 틸트 구동부(120)를 구동하여, 상기 피검사물(1)이 배치된 상기 틸트 스테이지(110)를 지면에 수평인 0°를 기준으로 -180°~+180° 만큼 자유롭게 틸트 할 수 있다.

상기 피검사물(1)에 크랙 불량 여부를 검출하기 위하여, 상기 틸트 구동부(120)를 구동하여, 상기 피검사물(1)이 배치된 상기 틸트 스테이지(110)를 엔지니어가 정한 각도만큼 틸트 시킨 경우, 상기 틸트 스테이지(110)의 배면에 배치된 상기 제 1 광원면(130) 또는 제 2 광원면(140)에서 상기 틸트 스테이지(110) 및 상기 피검사물(1)에 빛을 투사할 수 있다.

엔지니어는 상기 제 1 및 제 2 광원면(130, 140)에서 발생하는 빛의 세기를 조절할 수 있으며, 상기 제 1 및 제 2 광원면(130, 140)에서 발생하는 빛의 파장 대역(빛의 종류)을 특별히 한정하지 않는다.

도 3을 참조하면, 상기 광학장치(100)는 제 3 광원면(150)을 더 포함한다. 상기 제 3 광원면(150)은, 상기 틸트 스테이지(110)에 배치된 상기 피검사물(1) 상 이물여부를 검출하기 위해, 상기 틸트 구동부(120)을 구동하여 상기 틸트 스테이지(110)를 지면에 수평 배치한 경우, 상기 틸트 스테이지(110) 및 상기 피검사물(1)에 빛을 투사할 목적으로서, 상기 틸트 스테이지(110) 하부에 상기 틸트 스테이지(110)와 평행하게 배치한다.

엔지니어는 상기 제 3 광원면(150)에서 발생하는 빛의 세기를 조절할 수 있으며, 상기 제 3 광원면(150)에서 발생하는 빛의 파장 대역(빛의 종류)을 특별히 한정하지 않는다.

도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 상기 틸트 구동부(120)는 틸트 모터(121) 및 틸트 센서부(122)를 포함한다. 상기 틸트 모터(121)는, 상기 피검사물(1)이 배치된 상기 틸트 스테이지(110)를 틸트 시키기 위해 상기 틸트 스테이지(110)의 일측면에 배치되어 상기 틸트 스테이지(110)를 통과하는 회전축을 회전 구동한다. 상기 틸트 센서부(122)는 상기 틸트 모터(121)가 배치된 면에 대향하는 면에 배치되어, 상기 틸트 모터(121)에 의해 회전되는 회전축 단부에 설치된 바(123)를 통해, 상기 피검사물(1)이 배치된 상기 틸트 스테이지(110)의 틸트 각도를 센싱한다.

상기 광학장치(100)는 오버틸트 방지턱(160)을 더 포함한다. 상기 오버틸트 방지턱(160)은 상기 틸트 구동부(120)의 오버틸트를 방지하기 위해, 상기 틸트 스테이지(110)의 측면 중 상기 틸트 모터(121)가 배치된 면 양 끝단에 배치된다.

상기 오버틸트 방지턱(160)은 원호 형상으로 형성되나, 이에 한정하는 것은 아니며, 다각형의 형상으로 형성될 수 있다.

상기 오버틸트 방지턱(160)은 엔지니어가 설정한 틸트 각도가 지나치게 큰 경우, 상기 틸트 스테이지(110)에 배치된 상기 피검사물(1)이 틸트 경사에 의해 상기 틸트 스테이지(110)으로부터 이탈하거나, 하중에 의해 상기 피검사물(1)이 파손될 수 있으므로, 상기 위험들을 방지하기 위한 안전 가이드 라인 역할을 한다.

도 4는 본 발명 중 상기 피검사물(1)이 배치되지 않은 상기 틸트 스테이지(110)가 정해진 각도만큼 틸트 된 광학장치(100)의 사시도이며, 도 5는 본 발명 중 상기 피검사물(1)이 배치되지 않은 상기 틸트 스테이지(110)가 지면과 수평인 상태인 광학장치(100)의 사시도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 광학장치(100)의 상기 틸트 스테이지(110)는, 광학 검사 시, 상기 제 1 내지 제 3 광원면(130, 140, 150)에서 발생하는 빛이 상기 피검사물(1)과 함께 틸트 된 상기 틸트 스테이지(110)를 투과하도록, 하면이 글라스(111)인 것을 특징으로 한다.

상기 틸트 스테이지(110)의 하면은 투명 재질이라면 특별히 한정하지 않고 상기 글라스(111)를 대체할 수 있다.

도 6은 도 1 내지 도 5에 도시된 상기 광학장치(100)의 상기 틸트 구동부(120) 중 상기 틸트 센서부(122)의 사시도이다.

도 6을 참조하면, 상기 틸트 센서부(122)는 도면에 3개의 센서를 1 유닛으로 구성한 것으로 도시되나, 이에 한정하지 않고 복수개의 센서를 1 유닛으로 하여 구성할 수 있다.

도 2 및 도 5를 다시 참조하면, 상기 틸트 센서부(122)의 각 센서들은, 상기 틸트 모터(121)에 의해 회전하는 회전축 단부에 상기 틸트 스테이지(110)의 상면과 평행하게 설치된 상기 바(123)의 배치 형태를 인식하여 상기 틸트 스테이지(110)의 틸트 각도를 센싱 할 수 있다.

도 1 내지 도 5를 다시 참조하면, 상기 광학장치(100)는 지그(170)를 더 포함한다. 상기 지그(170)는 상기 틸트 스테이지(110)에, 다양한 피검사물(1)을 지지할 수 있도록 상기 피검사물(1)의 면적에 맞춰 설계되어, 상기 틸트 스테이지(110)의 각 모서리에 탈부착이 가능하게 배치된다.

전술하였듯이, 상기 피검사물(1)은 공정 목적에 따라 다양한 면적으로 선택될 수 있으므로, 상기 지그(170)를 통해 상기 피검사물(1)이 상기 틸트 스테이지(110)에 안착될 수 있도록 상기 지그(170)의 면적을 상기 피검사물(1)에 맞춰 조정할 수 있다.

도 7은 도 1 내지 도 5에 도시된 상기 광학장치(100)의 상기 틸트 스테이지(110)에 배치되는 상기 지그(170)의 사시도이다.

도 7을 참조하면, 상기 지그(170)는 상기 피검사물(1)의 장치와의 접촉 방지 목적으로서 상기 피검사물(1)에 부착된 이형필름만을 지지하기 위해, 상기 틸트 스테이지(110) 내부 방향 모서리에 'ㄷ'자 홈이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 피검사물(1)이 대표적 예시로서 초 박막 글라스(UTG)인 경우, 상기 틸트 스테이지(110)에 안착 시, 상기 피검사물(1)이 상기 광학장치(100)와 접촉하게 되면, 얇은 막으로 이루어진 초 박막 글라스(UTG) 특성상 상기 광학장치(100)와의 접촉부에 파손이 일어날 수 있으므로, 상기 피검사물(1)의 상기 광학장치(100)와의 접촉을 방지하기 위하여 상기 피검사물(1)에 이형필름을 부착하여 상기 이형필름이 상기 광학장치(100)에 접촉하도록 한다.

이 경우, 검사 공정이 끝난 후, 상기 피검사물(1)의 파손 없이 상기 이형필름을 상기 피검사물(1)[예를 들면, 초 막 글라스(UTG)]로부터 떼어 내야 하므로, 이를 용이하게 하기 위해 상기 이형필름의 각 모서리에 'ㄷ'자 형태의 오목부를 형성하는 것이다.

상기와 같은 이유로 상기 이형필름의 각 모서리에 'ㄷ'자 형태의 오목부에 맞춰 상기 지그(170)는 'ㄷ'자 홈 형태를 특징으로 하는 것인 바, 만약 상기 이형필름의 각 모서리에 'ㄷ'자 형태 외의 형태로 오목부가 형성된다면, 상기 지그(170) 역시 'ㄷ'자 외의 홈 형태를 가질 수 있을 것이다.

도 4 및 도 5를 다시 참조하면, 상기 광학장치(100)는 틸트 스테이지 홀(113) 또는 글라스 홀(112) 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 상기 틸트 스테이지 홀(113)은, 상기 피검사물(1)이 장치로부터 언로딩 시, 상기 피검사물(1)이 쉽게 분리될 수 있도록, 상기 틸트 스테이지(110)의 외곽면에 에어 공급을 위해 형성된다. 상기 글라스 홀(112)은 상기 피검사물(1)이 장치로부터 언로딩 시, 상기 피검사물(1)이 쉽게 분리될 수 있도록, 상기 틸트 스테이지(110) 하면에 배치된 상기 글라스(111)에 형성된다.

상기 광학장치는 블로어(미도시)를 더 포함한다. 상기 블로어는, 상기 피검사물(1)의 언로딩을 용이하게 하기 위해 상기 틸트 스테이지(110) 하부에서 에어 공급로(미도시)를 따라 상기 틸트 스테이지 홀(113)에 에어를 공급한다.

상기 틸트 스테이지 홀(113)은 상기 틸트 스테이지(110)의 외곽면에 복수 개 형성될 수 있고, 상기 글라스 홀(112)은 상기 글라스(111) 내에 복수 개 형성될 수 있다.

보다 상세히, 상기 피검사물(1)이 배치된 상기 틸트 스테이지(110)에서 상기 피검사물(1)을 언로딩 하는 경우, 외력에 의해 상기 피검사물(1)이 파손될 위험이 크며, 일례로서 상기 피검사물(1)이 초 박막 글라스(UTG)인 경우 그 파손의 위험은 더 커지므로, 언로딩 외력을 최소화하여야 할 것이다.

그러므로, 외력을 최소화하면서도 상기 피검사물(1)을 상기 틸트 스테이지(110)에서 언로딩 하기 위해서는, 상기 틸트 스테이지(110) 하부에 배치된 블로어(미도시)로, 상기 틸트 스테이지(110) 외곽면에 형성된 상기 틸트 스테이지 홀(113)을 통해 상기 틸트 스테이지(110)로 에어를 공급하여 상기 피검사물(1)의 언로딩을 보조해야 한다.

또한, 상기 틸트 스테이지(110)의 상기 틸트 스테이지 홀(113)은 상기 틸트 스테이지(110)의 외곽면에 배치되어 있으므로, 상기 피검사물(1)의 언로딩 시, 상기 피검사물(1)의 중앙 영역으로의 에어 흐름을 통해 상기 피검사물(1)의 언로딩을 용이하게 하기 위하여, 상기 틸트 스테이지(110) 하면을 이루는 글라스(111)의 중앙 영역에 상기 글라스 홀(112)이 형성될 수 있다.

상기 블로어(미도시)의 에어 공급로(미도시)는 상기 틸트 스테이지(110) 하부에 배치되며, 상기 블로어(미도시)를 통해 상기 틸트 스테이지(110)에 공급되는 에어의 양 및 속도는 조절할 수 있다.

도 8은 본 발명 중 상기 틸트 스테이지(110)가 정해진 각도만큼 틸트 된 상태의 광학장치(100)를 포함하는 광학검사장비를 정면에서 바라본 사시도이며, 도 9는 본 발명 중 상기 틸트 스테이지(110)가 정해진 각도만큼 틸트 된 상태의 광학장치(100)를 포함하는 광학검사장비를 배면에서 바라본 사시도이고, 도 10는 본 발명 중 상기 틸트 스테이지(110)가 지면과 수평을 이룬 광학장치(100)를 포함하는 광학검사장비를 정면에서 바라본 사시도이다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명 중 광학검사장비는, 상기 중 어느 하나에 의한 광학장치(100), 검사장치(200) 및 운송장치(300)를 포함한다. 상기 검사장치(200)는, 상기 제 1 내지 제 3 광원면(130, 140, 150)에서 발생하여 상기 틸트 스테이지(110)에 배치된 상기 피검사물(1)을 투과한 빛을 이용해 상기 피검사물(10)의 촬상을 얻는다. 상기 운송장치(300)는, 상기 피검사물(1)이 로딩 영역(L)에서 상기 광학장치(100)에 로딩된 경우, 상기 광학장치(100)를 상기 검사장치(200)까지 이동시켜, 상기 피검사물(1)의 촬상을 얻은 후, 검사 종료 시, 상기 광학장치(100)를 다시 언로딩 영역(UL)으로 이동시킨다.

엔지니어는 상기 광학검사장비를 이용해 상기 제 1 내지 제 3 광원면(130, 140, 150)에서 발생하는 빛의 세기를 조절할 수 있으며, 제 1 내지 제 3 광원면(130, 140, 150)에서 발생하는 빛의 파장 대역(빛의 종류)을 특별히 한정하지 않는다.

엔지니어는 상기 광학검사장비를 이용해 상기 피검사물(1)에 크랙 불량 여부를 검출하기 위하여, 상기 틸트 구동부(120)를 구동하여, 상기 피검사물(1)이 배치된 상기 틸트 스테이지(110)를 엔지니어가 정한 각도만큼 틸트 시킨 경우, 상기 틸트 스테이지(110)의 배면에 배치된 상기 제 1 광원면(130) 또는 제 2 광원면(140)에서 상기 틸트 스테이지(110) 및 상기 피검사물(1)에 빛을 투사할 수 있다.

엔지니어는 상기 광학검사장비를 이용해 상기 피검사물(1)에 이물 불량 여부를 검출하기 위하여, 상기 틸트 구동부(120)를 구동하여, 상기 피검사물(1)이 배치된 상기 틸트 스테이지(110)를 지면에 수평하게 배치한 후, 상기 틸트 스테이지(110)의 배면에 배치된 상기 제 3 광원면(150)에서 상기 틸트 스테이지(110) 및 상기 피검사물(1)에 빛을 투사할 수 있다.

상기 검사장치는 상기 피검사물(1)을 투과한 빛을 이용해 상기 피검사물(10)의 촬상을 얻으며, 엔지니어 또는 후술하는 제어장치는 상기 촬상을 분석하여 상기 피검사물(1)의 크랙 발생 여부 및 이물 불량 여부를 판정할 수 있다.

상기 광학장치(100)에 결착되어 상기 광학장치(100)를 검사 과정에 따라 이동시키는 상기 운송장치(300)는, 레일 또는 체인으로 구성될 수 있다.

상기 운송장치(300)는 로딩 영역(L)에서 상기 광학장치(100)에 상기 피검사물(1)이 로딩된 경우, 제어 신호에 따라 상기 광학장치(100)를 상기 검사장치(200)가 있는 검사 영역(IP)으로 이동시킨다. 상기 검사장치(200)에 의해 피검사물(1)의 검사 촬상을 얻은 경우, 상기 운송장치(300)는 제어 신호에 따라 상기 광학장치(100)를 언로딩 영역(UL)로 이동시킨다. 상기 운송장치(300)는 상기 광학장치(100)으로부터 상기 피검사물(1)이 언로딩 된 경우, 제어 신호에 따라 상기 광학장치(100)를 다시 로딩 영역(L)으로 이동시킨다.

상기 검사장치(200)는, 촬상 유닛(210) 및 매뉴얼 스테이지(220)을 포함한다. 상기 촬상 유닛(210)은, 상기 운송장치(300)에 의해 검사 영역으로 이동된 상기 광학장치(100)의 상부에 배치되어, 상기 피검사물(1)이 배치된 상기 틸트 스테이지(110)가 틸트 되어 있는 경우에는 상기 피검사물(1)의 크랙 발생 여부를 검사하기 위한 촬상을 구하며, 상기 틸트 스테이지(110)가 수평인 경우에는 상기 피검사물(1)에 이물 유무를 검사하기 위한 촬상을 얻는다. 상기 매뉴얼 스테이지(220)는, 상기 촬상 유닛(210) 상부에 배치되어 상기 촬상 유닛(210)의 위치를 조정할 수 있다.

보다 상세히, 상기 피검사물(1)의 크랙 발생 여부를 검사하기 위하여, 상기 피검사물(1)이 배치된 상기 틸트 스테이지(110)를 엔지니어가 정한 각도인 -θ°~ +θ°로 각각 틸트 시켜 상기 검사장치(200)의 상기 촬상 유닛(210)을 통해 각각 촬상을 구한다. 상기 피검사물(1)의 이물 유무를 검사하기 위하여, 상기 피검사물(1)이 배치된 상기 틸트 스테이지(110)를 지면과 수평 배치하여 상기 검사장치(200)의 상기 촬상 유닛(210)을 통해 촬상을 구한다. 엔지니어 또는 후술하는 제어장치는 상기 촬상을 분석하여 상기 피검사물(1)의 크랙 발생 여부 및 이물 불량 여부를 판정할 수 있다.

상기 매뉴얼 스테이지(220)는 상기 촬상 유닛(210)의 위치뿐만 아니라, 상기 광학장치(100)와 상기 촬상 유닛(210)이 평행을 이루도록, 상기 광학장치(100)와 상기 촬상 유닛(210)이 이루는 각도를 조정할 수 있다.

도 11은 본 발명 중 상기 검사장치(200)에 케이스가 구비된 상기 광학검사장비를 상면에서 바라본 평면도이며, 도 12은 본 발명 중 상기 검사장치(200)에 케이스가 구비된 상기 광학검사장비의 사시도이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 검사장치(200)는 케이스를 더 포함할 수 있다. 상기 케이스는, 상기 촬상 유닛(210) 및 상기 매뉴얼 스테이지(220)에 결착되며, 상기 제 1 내지 제 3 광원면(130. 140, 150)에서 상기 피검사물(1)에 투사되는 빛을 제외한 외부 빛을 차단한다. 외부 빛을 차단함으로써, 보다 정밀한 상기 피검사물(1)의 촬상을 얻을 수 있는 것이다.

도 13는 도 8 내지 도 12에 도시된 상기 광학검사장비에 상기 검사장치(200)의 평면도이며, 도 14은 도 8 내지 도 12에 도시된 상기 광학검사장비에 상기 검사장치(200)의 사시도이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 상기 촬상 유닛(210)은, 제 1 내지 제 3 비전 카메라(211 내지 213)을 포함한다. 상기 제 1 비전 카메라(211)는 상기 피검사물(1)의 크랙 여부를 검사한다. 상기 제 2 및 제 3 비전 카메라(212, 213)는 상기 피검사물(1)의 이물 여부를 검사한다.

다만, 상기 제 1 내지 제 3 비전 카메라(211 내지 213)는 설정에 따라 모두 크랙 또는 이물 여부를 검사할 수도 있다.

상기 제 1 내지 제 3 비전 카메라(211 내지 213)는 FOV가 130×85mm이고 WD는 250mm이며 백 라이트 조명을 이용하나, 이에 한정할 것은 아니다.

상기 촬상 유닛(210)은 제 1 내지 제 3 비전 카메라(211 내지 213) 외에도 복수 개의 비전 카메라를 더 포함할 수 있다.

도 8 내지 도 12를 다시 참조하면, 상기 광학검사장비는, 상기 광학장치(100) 및 상기 촬상 유닛(210)이 복수 개인 것을 특징으로 한다. 도면에는 상기 광학장치(100) 및 상기 촬상 유닛(210)이 2개인 것으로 도시되나 이에 한정할 것은 아니다.

이와 같이, 상기 광학장치(100) 및 상기 촬상 유닛(210)이 복수 개인 경우, 다수의 피검사물(1)을 동시에 검사하여 생산력을 향상시킬 수 있다.

상기 광학검사장비는 제어장치(미도시)를 더 포함한다. 상기 제어장치(미도시)는 상기 피검사물(1)의 검사과정을 자동으로 조정 및 운용하며, 상기 검사를 통해 얻은 촬상을 저장하여 자동으로 불량 판정한다.

상기 제어장치(미도시)는, 상기 검사 과정을 통해 얻은 촬상을 자동 분석하여 불량여부를 판정하는 판정 시스템과 반복적인 깨짐에 대한 워닝 시스템을 포함할 수 있다.

상기 제어장치(미도시)를 통해, 상기 검사 과정을 자동화시켜, 제품 생산성을 극대화할 수 있으며, 휴먼 에러로 인한 불량 유출을 최소화하며, 제품의 이물 형성 및 크랙 불량 발생을 최소화하여 제품 수율을 극대화할 수 있다. 또한, 자동화 시스템상에서 반복적인 깨짐 증상에 대한 워닝을 통해 제품 불량 원인 파악 및 대처가 빠르게 가능한 바, 후공정 누출에 따른 생산성 및 제품 수율 저하 영향도 최소화할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 피검사물 100 광학장치
110 틸트 스테이지 120 틸트 구동부
130 제 1 광원면 140 제 2 광원면
150 제 3 광원면 160 오버틸트 방지턱
170 지그 111 글라스
112 글라스 홀 113 틸트 스테이지 홀
121 틸트 모터 122 틸트 센서부
123 바 200 검사장치
210 촬상 유닛 220 매뉴얼 스테이지
211 제 1 비전 카메라 212 제 2 비전 카메라
213 제 3 비전 카메라 300 운송장치
L 로딩 영역 UL 언로딩 영역
IP 검사 영역

Claims (14)

1. 피검사물이 배치되는 틸트 스테이지;
   상기 틸트 스테이지의 양측면에 배치되어, 상기 틸트 스테이지를 통과하는 회전축을 통해 상기 피검사물이 배치된 상기 틸트 스테이지를 정해진 각도만큼 틸트 시키는 틸트 구동부; 및
   상기 피검사물의 크랙 여부를 검출하기 위해, 상기 틸트 구동부를 구동하여 상기 틸트 스테이지를 정해진 각도만큼 틸트 시킨 경우, 상기 틸트 스테이지 및 상기 피검사물에 빛을 투사할 목적으로서, 상기 틸트 스테이지를 중심으로, 지면 및 상기 틸트 구동부에 동시에 수직하는 면에 배치된 제 1 및 제 2 광원면;
   을 포함하는 광학장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 틸트 스테이지에 배치된 상기 피검사물 상 이물여부를 검출하기 위해, 상기 틸트 구동부를 구동하여 상기 틸트 스테이지를 지면에 수평하게 배치한 경우, 상기 틸트 스테이지 및 상기 피검사물에 빛을 투사할 목적으로서, 상기 틸트 스테이지 하부에 상기 틸트 스테이지와 평행하게 배치된 제 3 광원면;
   을 더 포함하는 광학장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 틸트 구동부는,
   상기 피검사물이 배치된 상기 틸트 스테이지를 틸트 시키기 위해 상기 틸트 스테이지의 일측면에 배치되어 상기 틸트 스테이지를 통과하는 회전축을 회전 구동하는 틸트 모터; 및
   상기 틸트 모터가 배치된 면에 대향하는 면에 배치되어, 상기 틸트 모터에 의해 회전되는 회전축단부에 설치된 바를 통해, 상기 피검사물이 배치된 상기 틸트 스테이지의 틸트 각도를 센싱하는 틸트 센서부;
   를 포함하는 광학장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 틸트 구동부의 오버틸트를 방지하기 위해, 상기 틸트 스테이지 측면 중 상기 틸트 모터가 배치된 면 양 끝단에 배치된 오버틸트 방지턱
   을 더 포함하는 광학장치.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 틸트 스테이지는,
   광학 검사 시, 상기 제 1 내지 제 3 광원면에서 발생하는 빛이 상기 피검사물과 함께 틸트 된 상기 틸트 스테이지를 투과하도록, 하면이 글라스인 것을 특징으로 하는 광학장치.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 틸트 스테이지에, 다양한 피검사물을 지지할 수 있도록 상기 피검사물의 면적에 맞춰 설계되어, 상기 틸트 스테이지의 각 모서리에 탈부착이 가능하게 배치된 지그
   를 더 포함하는 광학장치.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 지그는,
   상기 피검사물의 장치와의 접촉 방지 목적으로서 상기 피검사물에 부착된 이형필름만을 지지하기 위해, 상기 틸트 스테이지 내부 방향 모서리에 'ㄷ'자 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 광학장치.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 틸트 스테이지는,
   상기 피검사물이 장치로부터 언로딩 시, 상기 피검사물이 쉽게 분리될 수 있도록, 상기 틸트 스테이지의 외곽면에 에어 공급을 위한 틸트 스테이지 홀; 또는
   상기 피검사물이 장치로부터 언로딩 시, 상기 피검사물이 쉽게 분리될 수 있도록, 상기 틸트 스테이지 하면에 배치된 상기 글라스에 형성된 글라스 홀;
   중 적어도 어느 하나를 포함하는 광학장치.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 피검사물의 언로딩을 용이하게 하기 위해 상기 틸트 스테이지 하부에서 에어 공급로를 따라 상기 틸트 스테이지 홀에 에어를 공급하는 블로어
   를 더 포함하는 광학장치.
10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 하나에 의한 광학장치;
    상기 제 1 내지 제 3 광원면에서 발생하여 상기 틸트 스테이지에 배치된 상기 피검사물을 투과한 빛을 이용해 상기 피검사물의 촬상을 얻는 검사장치; 및
    상기 피검사물이 로딩 영역에서 상기 광학장치에 로딩된 경우, 상기 광학장치를 상기 검사장치까지 이동시켜, 상기 피검사물의 촬상을 얻은 후, 검사 종료 시, 상기 광학장치를 다시 언로딩 영역으로 이동시키는 운송장치;
    를 포함하는 광학검사장비.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 검사장치는,
    상기 운송장치에 의해 검사 영역으로 이동된 상기 광학장치의 상부에 배치되어, 상기 피검사물이 배치된 상기 틸트 스테이지가 틸트 되어 있는 경우에는 상기 피검사물의 크랙 발생 여부를 검사하기 위한 촬상을 얻으며, 상기 틸트 스테이지가 수평인 경우에는 상기 피검사물에 이물 유무를 검사하기 위한 촬상을 얻는 촬상 유닛; 및
    상기 촬상 유닛 상부에 배치되어 상기 촬상 유닛의 위치를 조정하는 매뉴얼 스테이지;
    를 포함하는 광학검사장비.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 촬상 유닛은,
    상기 피검사물의 크랙 여부를 검사하기 위한 제 1 비전카메라; 및
    상기 피검사물의 이물 여부를 검사하기 위한 제 2 및 제 3 비전카메라;
    를 포함하는 광학검사장비.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 광학장치 및 상기 촬상 유닛은 복수 개인 것을 특징으로 하는 광학검사장비.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 피검사물의 검사과정을 자동으로 조정 및 운용하며 상기 검사를 통해 얻은 촬상을 저장하여 자동으로 불량 판정하는 판정 시스템 및 반복된 불량에 대한 자동 워닝 시스템을 갖춘 제어장치
    를 더 포함하는 광학검사장비.