KR20240084906A - 실시간 이물검출을 위한 libs 시스템 - Google Patents

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KR20240084906A
KR20240084906A KR1020220169735A KR20220169735A KR20240084906A KR 20240084906 A KR20240084906 A KR 20240084906A KR 1020220169735 A KR1020220169735 A KR 1020220169735A KR 20220169735 A KR20220169735 A KR 20220169735A KR 20240084906 A KR20240084906 A KR 20240084906A
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최장희
유영준
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한국생산기술연구원
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Abstract

실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템은 실시간 이송되는 샘플을 촬영하여 이물질을 검출하는 머신비전부, 이물질에 레이저를 집속하여 레이저 유도 분광분석법(LIBS)을 통해 이물질의 성분을 분석하는 분광분석부, 이물질과 공정의 연관성 정보를 포함하는 저장부, 이물질 성분을 통해 오염 원인을 확인하는 확인부 및 오염 원인체의 성분 및 원인에 따라 공정조건 수정 및 공정중단을 처리하는 처리부를 포함한다.

Description

실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템{LIBS system for real-time foreign substance detection}
본 발명은 실시간 이물검출을 위한 LIBS(Laser Induced Breakdown Spectroscopy) 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 머신비전 카메라를 통해 이물질을 검출하고 검출된 이물질에 레이저 유도 분광분석법(LIBS)을 사용하여 이물질의 조성을 실시간으로 측정하여 공정조건 수정 및 중단 처리할 수 있는 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 다양한 제조 공정 중 여러가지 이유로 인해 이물이 발생되고, 이로 인해 제품의 결함이 발생하기 때문에 이물질을 검출하는 단계가 필수적이다. 이때, 이물질 검출은 머신비전 카메라를 사용하여 대상물의 표면, 내부, 층간 등 이물질이 생길 수 있는 부분을 촬영하여 정상상태와의 차이로써 이물질을 검출할 수 있다.
그러나 머신비전 카메라는 이물질의 위치나 존재유무를 검출할 수 있을 뿐 이물질의 성분이나 발생 원인 등을 파악하기 어려운 문제가 있었다.
따라서 공정의 이물질 검출 단계에서 실시간으로 이물질을 검출함과 동시에 이물질의 성분이나 발생 원인을 파악할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.
KR 10-0159290 B1
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 이물질을 검출하고 레이저 유도 분광분석법(LIBS)을 사용하여 이물질의 조성을 실시간으로 측정하여 이물질 발생 원인에 따라 공정조건 수정 및 중단 처리할 수 있는 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템을 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 실시간 이송되는 샘플을 촬영하여 이물질을 검출하는 머신비전부; 상기 이물질에 레이저를 집속하여 레이저 유도 분광분석법(LIBS)을 통해 상기 이물질의 성분을 분석하는 분광분석부; 상기 이물질과 공정의 연관성 정보를 포함하는 저장부; 상기 이물질의 성분에 따른 이물 원인체를 확인하는 확인부; 및 상기 이물질의 성분 및 이물 원인체에 따라 공정조건 수정 및 공정중단을 처리하는 처리부를 포함하는 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 분광분석부는 펄스 레이저를 조사하는 레이저부; 상기 펄스 레이저의 광 경로를 변경하거나 집광하는 광학부; 상기 이물질을 통해 발생되는 플라즈마를 분광하는 분광부; 및 상기 분광부로부터 분광된 광을 분석하는 분석부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 머신비전부는 카메라모듈로 상기 샘플을 촬영하고 영상인식에 의해 상기 이물질을 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 분광분석부는 상기 머신비전부에서 검출된 상기 이물질의 위치정보를 제공받을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 분광분석부는 제공받은 상기 이물질의 위치로 상기 펄스 레이저를 집속할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 분석부는 상기 이물질로부터 수집된 파장에 따라 성분을 분석할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 실시간 이송되는 샘플을 촬영하여 이물질을 검출하는 단계; 상기 이물질에 레이저를 집속하여 레이저 유도 분광분석법(LIBS)을 통해 상기 이물질의 성분을 분석하는 단계; 상기 이물질의 성분에 따른 이물 원인체를 확인하는 단계; 및 상기 이물질의 성분 및 이물 원인체에 따라 공정조건 수정 및 공정중단을 처리하는 단계를 포함하는 실시간 이물검출을 위한 LIBS 동작 방법이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 이물질의 성분을 분석하는 단계는 플라즈마를 발생하기 위해 펄스 레이저를 조사하는 단계; 상기 펄스 레이저의 광 경로를 변경하거나 집광하는 단계; 상기 이물질을 통해 발생되는 상기 플라즈마를 분광하는 단계; 및 상기 분광하는 단계로부터 분광된 광을 분석하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이물질을 검출하는 단계는 카메라모듈로 상기 샘플을 촬영하고 영상인식에 의해 상기 이물질을 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이물질의 성분을 분석하는 단계는 상기 이물질을 검출하는 단계에서 검출된 상기 이물질의 위치정보를 제공받을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이물질의 성분을 분석하는 단계는 제공받은 상기 이물질의 위치로 상기 펄스 레이저를 집속할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 분광된 광을 분석하는 단계는 상기 이물질로부터 수집된 파장에 따라 성분을 분석할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템은 공정 중 발생된 이물질에 레이저를 조사하여 LIBS를 통해 이물질의 조성을 실시간으로 측정함으로써, 실시간으로 이물질의 성분을 파악하여 이물질이 발생되는 공정을 파악할 수 있으므로 공정의 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템은 실시간으로 이물질의 성분분석을 통해 이물원인체를 도출하여 공정조건을 수정 및 중단함으로써, 이물질 발생됨과 동시에 신속하게 불량의 원인이 되는 공정을 중단 및 공정조건을 수정할 수 있으므로 공정의 자동화를 실현하고 제품의 불량률을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템의 머신비전부를 통해 촬영된 샘플의 이미지 영상을 나타낸 이미지이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 작동 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 작동 방법의 이물질 검출 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 작동 방법의 이물질 성분분석 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템을 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 머신비전부(110), 분광분석부(120), 저장부(130), 확인부(140) 및 처리부(150)를 포함할 수 있다.
실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 공정에서 발생되는 이물질을 검출하기 위한 것으로, 특히, 검출된 이물질에 실시간으로 레이저를 조사하여 발생하는 플라즈마를 분광함에 따라 이물질의 성분에 대응하는 파장이 측정되어 각 성분을 분석하고 분석한 이물질을 통해 이물 원인체를 확인하여 이물질이 발생되는 공정 조건 수정 및 중단을 처리하기 위한 시스템이다.
머신비전부(110)는 실시간 이송되는 샘플을 촬영하여 이물질을 검출할 수 있다. 즉, 머신비전부(110)는 카메라 모듈을 통해 실시간 이송되는 샘플을 촬영하고 영상인식에 의해 이물질을 검출할 수 있다. 보다 구체적으로, 머신비전부(110)는 샘플의 정상상태 또는 결함상태의 정보를 학습할 수 있다. 또한, 머신비전부(110)는 샘플의 정상상태 또는 결함상태를 판단할 수 있다. 더욱이, 머신비전부(110)는 이미지 처리 및 데이터 추출을 통해 결함부분의 좌표를 취득할 수 있다. 이로 인해, 머신비전부(110)는 이물질의 위치정보를 제공할 수 있다. 이때, 머신비전부(110)는 분광분석부(120)와 통신적으로 연결되어 분광분석부(120)에 이물질의 위치정보를 제공할 수 있다.
분광분석부(120)는 이물질에 레이저를 집속하여 레이저 유도 분광분석법(LIBS)을 통해 이물질을 분석할 수 있다. 즉, 분광분석부(120)는 이물질에 조사된 레이저에 의해 발생되는 플라즈마를 분광하여 파장에 대한 정규강도에 따라 이물질의 조성을 분석할 수 있다. 이때, 분광분석부(120)는 머신비전부(110)에서 검출된 이물질의 위치정보를 제공받을 수 있다. 이로 인해, 분광분석부(120)는 머신비전부(110)에서 검출된 이물질의 위치에 정확하게 레이저를 조사할 수 있다. 여기서, 분광분석부(120)는 레이저부, 광학부, 분광부 및 분석부를 포함할 수 있다.
레이저부는 플라즈마를 발생하기 위해 펄스 레이저를 조사할 수 있다. 이때, 레이저부는 펄스 레이저를 조사할 수 있다. 또한, 레이저부는 가시광선 영역부터 근적외선 영역의 파장으로 조사될 수 있다. 더욱이, 레이저부는 광학부를 향하도록 구비될 수 있다. 이로 인해, 레이저부는 일정 영역의 파장으로 광학부를 향해 펄스 레이저를 조사할 수 있다. 일례로, 레이저부는 Nd:YAG laser일 수 있다.
광학부는 펄스 레이저의 광 경로를 변경하거나 집속할 수 있다. 즉, 광학부는 레이저부로부터 조사되는 펄스 레이저의 광 경로를 변경하여 이물질에 집광할 수 있다. 이때, 광학부는 머신비전부(110)로부터 제공받은 이물질의 위치로 상기 펄스 레이저를 집속할 수 있다. 또한, 광학부는 이물질을 통해 발생되는 플라즈마를 집광할 수 있다.
분광부는 광학부를 통해 집광된 플라즈마를 분광할 수 있다. 이때, 분광부는 이물질을 통해 발생된 플라즈마를 파장별 스펙트럼으로 변환할 수 있다. 또한, 분광부는 파장별 스펙트럼의 광의 세기를 표시할 수 있다.
분석부는 이물질로부터 수집된 파장에 따라 성분을 분석할 수 있다. 즉, 분석부는 분광부로부터 분광된 광을 분석할 수 있다. 이때, 분석부는 파장에 대응하는 광의 세기를 측정할 수 있다. 또한, 분석부는 파장별 스펙트럼에서 파장에 대응하는 광의 세기에 따라 성분을 분석할 수 있다. 즉, 분석부는 이물질의 조성을 실시간으로 측정할 수 있다. 또한, 분석부는 파장에 대응되는 원소에 따라 이물질의 성분을 분석할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 공정 중 발생된 이물질에 레이저를 조사하여 LIBS를 통해 이물질의 조성을 실시간으로 측정함으로써, 실시간으로 이물질의 성분을 파악하여 이물질이 발생되는 공정을 파악할 수 있으므로 공정의 안정성을 향상시킬 수 있다.
저장부(130)는 이물질과 공정의 연관성 정보를 포함할 수 있다. 이때, 저장부(130)는 사전 실험에 의해 구축된 샘플의 정상상태 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(130)는 사전 실험에 의해 구축된 샘플의 결함상태 데이터를 저장할 수 있다. 더욱이, 저장부(130)는 공정에서 사용되는 샘플 및 재료에 대한 특성 정보를 저장할 수 있다.
또한, 저장부(130)는 각 공정에서 사용되는 재료에 대한 데이터를 저장할 수 있다. 즉, 저장부(130)는 검출된 이물질의 데이터와 대응되는 공정에 대한 데이터가 저장될 수 있다. 더욱이, 저장부(130)는 각 공정의 장치에 대한 동작 데이터가 저장될 수 있다. 또한, 저장부(130)는 사전 실험에 의해 고장 원인 데이터가 저장될 수 있다. 더욱이, 저장부(130)는 고장 원인에 대응되는 공정조건의 수정 데이터가 저장될 수 있다.
확인부(140)는 이물질 성분에 따른 이물 원인체를 확인할 수 있다. 즉, 확인부(140)는 분광분석부(120)에서 도출된 성분을 통해 이물 원인체를 확인할 수 있다. 이때, 이물 원인체는 결함이 일어난 공정 및 장치일 수 있다. 여기서, 확인부(140)는 저장부(130)의 데이터를 기초로 이물 원인체를 확인할 수 있다.
처리부(150)는 이물질의 성분 및 이물 원인체에 따라 공정조건 수정 및 공정중단을 처리할 수 있다. 이때, 처리부(150)는 머신비전부(110), 분광분석부(120), 저장부(130) 및 확인부(140)와 통신적으로 연결되어 실시간으로 공정조건 수정 및 공정 중단을 처리할 수 있다. 일례로, 처리부(150)는 분석된 이물질의 성분에 따라 해당 이물질의 공정조건에서 사용되는 이물질량의 수치를 수정할 수 있다. 다른 예로, 처리부(150)는 결함 공정의 저장부(130)의 데이터를 기초로 정상상태의 공정조건으로 수정할 수 있다. 다른 예로, 처리부(150)는 불량률이 감소되도록 결함상태일 경우 공정을 중단할 수 있다. 처리부(150)는 분석된 이물질의 유동 경로를 차단하거나 점검할 수 있다. 즉, 처리부(150)는 분석된 이물질이 해당 공정에만 머물도록 조정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 실시간으로 이물질의 성분분석을 통해 이물원인체를 도출하여 공정조건을 수정 및 중단함으로써, 이물질 발생됨과 동시에 빠르게 불량의 원인이 되는 공정을 중단 및 공정조건을 수정할 수 있으므로 공정의 자동화를 실현하고 제품의 불량률의 감소시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템의 머신비전부를 통해 촬영된 샘플의 이미지 영상을 나타낸 이미지이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 머신비전부(110)를 통해 실시간으로 이송되는 샘플의 이미지 영상을 촬영할 수 있다. 이때, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 이미지 영상에서 이물질의 존재 유무, 샘플의 정상 또는 결함 상태 및 샘플의 배치된 방향 등의 여러가지 정보를 확인할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 작동 방법의 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 작동 방법(200)은 샘플이 이송되는 단계(S210), 이물질을 검출하는 단계(S220), 이물질 성분을 분석하는 단계(S230), 이물질 원인을 확인하는 단계(S240), 및 공정조건 수정 및 공정을 중단하는 단계(S250)를 포함할 수 있다.
먼저, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 공정이 시작됨으로써, 샘플이 이송된다(단계 S210). 즉, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 레일 등을 통해 샘플이 정해진 공정에 따라 실시간으로 이송될 수 있다.
이때, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 이송되는 샘플을 실시간으로 촬영하여 이물질을 검출한다(단계 S220). 즉, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 카메라 모듈을 통해 실시간 이송되는 샘플을 촬영하고 영상인식에 의해 이물질을 검출할 수 있다. 보다 구체적으로, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 샘플의 정상상태 또는 결함상태의 정보를 학습할 수 있다. 또한, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 샘플의 정상상태 또는 결함상태를 판단할 수 있다. 더욱이, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 이미지 처리 및 데이터 추출을 통해 결함부분의 좌표를 취득할 수 있다. 이때, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 분광분석부(120)와 통신적으로 연결되어 분광분석부(120)에 이물질의 위치정보를 제공할 수 있다. 여기서, 단계 S220은 도 4를 참조하여 더 상세하게 후술한다.
다음으로, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 이물질에 레이저를 집속하여 레이저 유도 분광분석법(LIBS)을 통해 이물질의 성분을 분석한다(단계 S230). 이때, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 광학부를 통해 집광된 플라즈마를 분광할 수 있다.
또한, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 이물질을 통해 발생된 플라즈마를 파장별 스펙트럼으로 변환할 수 있다. 이때, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 파장별 스펙트럼의 광의 세기를 표시할 수 있다. 이로 인해, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 이물질로부터 수집된 파장에 따라 성분을 분석할 수 있다. 즉, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 분광부로부터 분광된 광을 분석할 수 있다. 이때, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 파장에 대응하는 광의 세기를 측정할 수 있다.
또한, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 파장별 스펙트럼에서 파장에 대응하는 광의 세기에 따라 성분을 분석할 수 있다. 즉, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 이물질의 조성을 실시간으로 측정할 수 있다.
또한, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 파장에 대응되는 원소에 따라 이물질의 성분을 분석할 수 있다. 여기서, 단계 S230은 도 5를 참조하여 더 상세하게 후술한다.
다음으로, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 이물질 성분에 따른 이물 원인체를 확인한다(단계 S240). 즉, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 분광분석부(120)에서 도출된 성분을 통해 이물 원인체를 확인할 수 있다. 여기서, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 저장부(130)의 데이터를 기초로 이물 원인체를 확인할 수 있다.
다음으로, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 이물질의 성분 및 이물 원인체에 따라 공정조건 수정 및 공정중단을 처리한다(단계 S250). 이때, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 머신비전부(110), 분광분석부(120), 저장부(130) 및 확인부(140)와 통신적으로 연결되어 실시간으로 공정조건 수정 및 공정 중단을 처리할 수 있다. 일례로, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 분석된 이물질의 성분에 따라 해당 이물질의 공정조건에서 사용되는 이물질량의 수치를 수정할 수 있다. 다른 예로, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 결함 공정의 저장부(130)의 데이터를 기초로 정상상태의 공정조건으로 수정할 수 있다. 다른 예로, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 불량률이 감소되도록 결함상태일 경우 공정을 중단할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 작동 방법의 이물질 검출 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 작동 방법(200)의 이물질 검출 과정(220)은 이물질의 좌표를 취득하는 단계(S221), 및 이물질 위치정보를 제공하는 단계(S222)를 포함할 수 있다.
먼저, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 카메라 모듈을 통해 샘플을 촬영하여 이물질을 검출한다(단계 S221). 이때, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 카메라 모듈로 이송중인 샘플을 촬영하고, 촬영된 이미지 영상의 인식에 의해 이물질을 검출할 수 있다.
다음으로, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 이물질의 위치 정보를 제공할 수 있다(단계 S222). 즉, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 분광분석부(120)의 레이저부의 표적이 되는 이물질의 좌표정보를 제공할 수 있다. 여기서, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 단계 S230에서 사용되는 이물질의 좌표정보를 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 작동 방법의 이물질 성분분석 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 작동 방법(200)의 이물질 성분분석 과정(230)은 펄스 레이저를 조사하는 단계(S231), 플라즈마를 집광하는 단계(S232), 집광된 플라즈마를 분광하는 단계(S233), 및 분광된 플라즈마의 파장을 통해 분석하는 단계(S234)를 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 펄스 레이저를 조사한다(단계 S231). 이때, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 집광부를 향해 펄스 레이저를 조사할 수 있다.
다음으로, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 펄스 레이저의 광 경로를 변경하거나 집광한다(단계 S232). 즉, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 레이저부에서 조사된 펄스 레이저의 광 경로를 변경하여 샘플의 이물질에 집광할 수 있다. 이때, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 머신비전부(110)로부터 제공받은 이물질의 위치로 펄스 레이저를 집속할 수 있다. 또한, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 펄스 레이저가 샘플의 이물질에 조사됨으로써 발생되는 플라즈마를 집광할 수 있다.
다음으로, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 샘플을 통해 발생되는 플라즈마를 분광한다(단계 S233). 이때, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 광학부를 통해 집광된 플라즈마를 분광할 수 있다. 또한, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 이물질을 통해 발생된 플라즈마를 파장별 스펙트럼으로 변환할 수 있다. 더욱이, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 파장별 스펙트럼의 광의 세기를 표시할 수 있다.
다음으로, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 분광부로부터 분광된 광을 분석한다(단계 S234). 즉, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 이물질로부터 수집된 파장에 따라 성분을 분석할 수 있다. 이때, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 파장에 대응하는 광의 세기를 측정할 수 있다. 또한, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 파장별 스펙트럼에서 파장에 대응하는 광의 세기에 따라 성분을 분석할 수 있다. 즉, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 이물질의 조성을 실시간으로 측정할 수 있다. 또한, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 파장에 대응되는 원소에 따라 이물질의 성분을 분석할 수 있다. 여기서, 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템(100)은 단계 S240에서 사용되는 이물질의 정보를 제공할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100 : 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템
110 : 머신비전부 120 : 분광분석부
130 : 저장부 140 : 확인부
150 : 처리부

Claims (12)

  1. 실시간 이송되는 샘플을 촬영하여 이물질을 검출하는 머신비전부;
    상기 이물질에 레이저를 집속하여 레이저 유도 분광분석법(LIBS)을 통해 상기 이물질의 성분을 분석하는 분광분석부;
    상기 이물질과 공정의 연관성 정보를 포함하는 저장부;
    상기 이물질의 성분에 따른 이물 원인체를 확인하는 확인부; 및
    상기 이물질의 성분 및 이물 원인체에 따라 공정조건 수정 및 공정중단을 처리하는 처리부;
    를 포함하는 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 분광분석부는,
    펄스 레이저를 조사하는 레이저부;
    상기 펄스 레이저의 광 경로를 변경하거나 집광하는 광학부;
    상기 이물질을 통해 발생되는 플라즈마를 분광하는 분광부; 및
    상기 분광부로부터 분광된 광을 분석하는 분석부;
    를 포함하는 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 머신비전부는 카메라모듈로 상기 샘플을 촬영하고 영상인식에 의해 상기 이물질을 검출하는 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 분광분석부는 상기 머신비전부에서 검출된 상기 이물질의 위치정보를 제공받는 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 분광분석부는 제공받은 상기 이물질의 위치로 상기 펄스 레이저를 집속하는 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 분석부는 상기 이물질로부터 수집된 파장에 따라 성분을 분석하는 실시간 이물검출을 위한 LIBS 시스템.
  7. 실시간 이송되는 샘플을 촬영하여 이물질을 검출하는 단계;
    상기 이물질에 레이저를 집속하여 레이저 유도 분광분석법(LIBS)을 통해 상기 이물질의 성분을 분석하는 단계;
    상기 이물질의 성분에 따른 이물 원인체를 확인하는 단계; 및
    상기 이물질의 성분 및 이물 원인체에 따라 공정조건 수정 및 공정중단을 처리하는 단계;
    를 포함하는 실시간 이물검출을 위한 LIBS 동작 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 이물질의 성분을 분석하는 단계는,
    플라즈마를 발생하기 위해 펄스 레이저를 조사하는 단계;
    상기 펄스 레이저의 광 경로를 변경하거나 집광하는 단계;
    상기 이물질을 통해 발생되는 상기 플라즈마를 분광하는 단계; 및
    상기 분광하는 단계로부터 분광된 광을 분석하는 단계;
    를 포함하는 실시간 이물검출을 위한 LIBS 작동 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 이물질을 검출하는 단계는 카메라모듈로 상기 샘플을 촬영하고 영상인식에 의해 상기 이물질을 검출하는 실시간 이물검출을 위한 LIBS 작동 방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 이물질의 성분을 분석하는 단계는 상기 이물질을 검출하는 단계에서 검출된 상기 이물질의 위치정보를 제공받는 실시간 이물검출을 위한 LIBS 작동 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 이물질의 성분을 분석하는 단계는 제공받은 상기 이물질의 위치로 상기 펄스 레이저를 집속하는 실시간 이물검출을 위한 LIBS 작동 방법.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 분광된 광을 분석하는 단계는 상기 이물질로부터 수집된 파장에 따라 성분을 분석하는 실시간 이물검출을 위한 LIBS 작동 방법.
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