KR100934764B1 - 기판 검사용 조명 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 검사용 조명 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대형 LCD 기판의 결함을 검사하기 위해 광원을 조사하는 과정에서 조사 영역이 넓고 균일한 조명을 조사하는 기판 검사용 조명 장치에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 검사용 조명 장치에 있어서, 광원으로 광을 제공하며 집광할 수 있도록 타원 반사경이 포함되는 램프; 상기 램프의 전방에 구비되며 회전하여 광을 특정 색광으로 필터링하는 필터부; 상기 필터부의 전방인 램프의 광축 초점 부근에 구비되며 상기 필터부를 거쳐 입사된 광의 출사시 전반사하여 넓은 범위에 균일하게 조사하는 로드 렌즈; 상기 로드 렌즈 전방에 각각 구비되며 이 로드 렌즈를 투과한 광을 조명하고, 조명된 광을 확대 출사시키는 제1 렌즈부 및 제2 렌즈부; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 검사용 조명 장치에 관한 것이다.

조명 장치, 기판, 검사, 로드 렌즈, 전반사

Description

기판 검사용 조명 장치{A FLOOD LIGHT APPARATUS FOR APPEARANCE INSPECTION OF LCD SURFACE}

도 1은 종래의 기판 검사용 조명 장치를 도시한 측단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 검사용 조명 장치를 도시한 측단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

110 : 램프 120 : 필터부

132 : 로드 렌즈(Rod lens) 134 : 제1 렌즈부

136 : 제2 렌즈부

본 발명은 기판 검사용 조명 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대형 LCD 기판의 결함을 검사하기 위해 광을 조사하는 과정에서 조사 영역이 넓고 균일한 조명을 조사하는 기판 검사용 조명 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 웨이퍼나 LCD, PDP, 유기 EL 등의 평판표시소자인 기판(이하 "기판"이라 총칭함) 생산할 때 기판에 남아 있는 이물이나 얼룩 등의 결함을 발견하기 위하여 목시 검사, 즉 육안으로 결함을 검사한다. 이때, 결함의 발견을 용이하게 하기 위하여 기판 전체를 균일하게 조명하는 조명 장치가 사용된다.

종래, 기판의 결함 검사에는 도 1에 도시된 바와 같은 조명 장치(10)가 이용되고 있었으며, 상기 조명 장치(10)는 램프(12)와 필터부(20)와 로드 렌즈(32)와 제1, 2 렌즈부(34, 36)로 이루어진다.

여기서, 상기 로드 렌즈(32)와 제1, 2 렌즈부(34, 36)는 여러 단차가 형성되는 경통(30) 내부에 위치 고정되며 램프(12)와 필터부(20)는 경통(30)의 외부인 후방에 구비된다.

그리고 상기 경통(30)의 후단과, 타원 반사경(14)이 구비된 램프(12)와, 필터부(20)는 램프 하우징(H) 내부에 위치된다.

상기 램프(12)는 광원으로 인가 전원에 의해 광을 제공하는 기능을 하며, 후방에 상기 램프(12)에서 제공하는 광을 전방을 향해 집광할 수 있도록 타원 반사경(14)이 더 포함된다.

상기 필터부(20)는 상기 램프(12)의 전방에 구비되어 구동부(도면에 미도시)에 의해 회전하게 되며, 특정 색광(Red, Green, Blue : R, G, B)으로 분리하기 위해 구비된다.

더욱이, 상기 필터부(20)는 R, G, B 필터가 일정한 비율로 분할 형성된 원반 형태로 구비되고 회전됨에 따라 순차적으로 색이 필터링(Filtering)되어 조사되도록 하는 기능을 한다.

그리고 상기 필터부(20)는 이 필터부(20)가 회전되면서 순차적으로 R, G, B 필터에 램프(12)의 출사된 광이 조사되고 투과된 광은 로드 렌즈(32)의 입사면에 조사된다.

여기서, 상기 필터부(20)를 램프(12)의 전방에 위치시키는 이유는 광을 필터링 시키는 부분의 면적이 최소가 되는 부분이 바로 램프(12)에서 나온 광이 로드 렌즈(32)의 입사면으로 집광되는 부분이기 때문이다.

상기 로드 렌즈(32)는 상기 필터부(20)의 전방인 경통(30)의 후단 내부에 구비되며 그 단면 형상이 정사각형 또는 직사각형으로 형성되되 수평 상태의 길이 방향으로 연장되는 직사각 형상으로 형성되어 상기 램프(12)의 광이 이 내부에서 여러 번 반사되면서 통과되어 통과된 광이 기판(도면에 미도시)에 조사되도록 출사하는 기능을 한다.

다시 말해 상기 램프(12) 나온 광이 로드 렌즈(32)의 입사면에서 출사면으로 진행되어 출사면이 마치 제 2의 균일한 휘도 분포를 갖는 면 광원이 된다.

상기 제1 렌즈부(34)는 여러 개로 조합되어 이루어지되 상기 로드 렌즈(32)의 전방인 경통(30) 내부에 구비되며 이 로드 렌즈(32)에 투과된 광을 조명하는 기능을 한다.

상기 제2 렌즈부(36)는 상기 제1 렌즈부(34)의 전방인 경통(30) 내부 선단에 구비되며, 이 제1 렌즈부(34)에서 조명된 광을 확대시켜 기판에 출사시키는 기능을 한다.

그러나 종래의 조명 장치(10)에 의한 기판의 목시 검사시 상기 기판이 대형화됨에 따라 좀 더 넓은 범위에 균일한 빛을 조사하는 것이 관건이다. 하지만, 넓 게 조사하려면 광의 조사거리가 길어져야 하며, 조명 장치(10) 또한 사이즈가 더 커지게 된다. 또한, 광의 균일도 및 조도가 낮아지게 되어 광학 검사 장치에서 그만큼 더 결함 검출이 어려워지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 대형화 기판을 목시 검사하는 과정에서 기판에 보다 넓은 범위로 균일하게 조명하여 광의 효율을 상승시킬 수 있게 한 기판 검사용 조명 장치를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 검사용 조명 장치에 있어서, 광원으로 광을 제공하며 집광할 수 있도록 타원 반사경이 포함되는 램프; 상기 램프의 전방에 구비되며 회전하여 광을 특정 색광으로 필터링하는 필터부; 상기 필터부의 전방인 램프의 광축 초점 부근에 구비되며 상기 필터부를 거쳐 입사된 광의 출사시 전반사하여 넓은 범위에 균일하게 조사하는 로드 렌즈; 상기 로드 렌즈 전방에 각각 구비되며 이 로드 렌즈를 투과한 광을 조명하고, 조명된 광을 확대 출사시키는 제1 렌즈부 및 제2 렌즈부; 를 포함하여 이루어짐으로써, 광의 조사 범위가 넓고 균일하게 조사되므로 기판의 목시 검사에 적합하므로 바람직하다.

또한, 본 발명에서의 상기 로드 렌즈는, 입사면의 면적보다 출사면의 면적이 더 큰 사다리꼴 형상으로 형성됨으로써, 광의 입사시 확장되어 출사되므로 바람직하다.

이하, 본 발명의 기판 검사용 조명 장치를 도면을 참조하여 일 실시 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 기판 검사용 조명 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 램프(112)와 필터부(120)와 경통(130)과 로드 렌즈(Rod lens : 132)와 제1 렌즈부(134) 및 제2 렌즈부(136) 및 램프 하우징(H)으로 이루어진다.

여기서, 상기 타원 반사경(114)이 구비된 램프(112)와 필터부(120)와 경통(130)과 제1, 2 렌즈부(134, 136)는 종래의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 로드 렌즈(132)는 램프(112)에서 기판(도면에 미도시)에 조사되는 광의 범위를 더 확장하고 균일하게 출사시키는 기능을 한다.

즉, 상기 로드 렌즈(132)는 램프(112)와 근접한 입사면의 면적보다 제1 렌즈부(134)와 근접한 출사면의 면적이 더 큰 사다리꼴 형상으로 형성되어 상기 램프(112)에서 출사된 광이 광축의 초점 부근에 설치된 로드 렌즈(132)에 입사하게 되면 이 로드 렌즈(132)의 입사면으로 입사된 광은 내부에 전반사(Total reflection)되어 렌즈 출사면에 출사 광이 확장되면서 균일하게 출사된다.

또한, 상기 로드 렌즈(132)에 입사하는 광이 로드 렌즈(132) 입사면에 대한 밝기 균일도가 떨어지더라도 내부에서 전반사되므로 출사면에서의 밝기가 균일하게 된다. 여기서, 상기 밝기의 균일도는 상기 로드 렌즈(132)의 길이 또는 매질의 종 류에 따라 달라진다.

더욱이, 상기 로드 렌즈(132)는 입사면보다 출사면의 면적이 더 넓어 경사지는 대향 내측면에 반사되어 입사면에 입사되는 광이 전반사되면서 출사면에 출사되어 램프(112)의 조사 광이 보다 넓은 범위에 조사되고 균일하게 분포되도록 균일화하는 것이다.

그러므로 본 발명의 기판 검사용 조명 장치는 이 조명 장치(100)에 구성요소인 로드 렌즈(132)의 전반사 원리에 의해 램프(112)의 광이 상기 로드 렌즈(132)에 입사면에 입사되어 출사면에 출사시 확장되도록 경사지는 로드 렌즈(132)에 의해 기판에 조사되는 광의 크기가 커질 뿐만 아니라 균일하고 보다 광범위한 범위에 광을 효율적으로 조사할 수 있게 되어 대면적 기판 검사에 유용하다.

결국, 상기 로드 렌즈(132)에 의한 조사 면적이 큰 광을 이용하여 광학 검사 장치, 예를 들면 목시 검사기에 취부시 광의 조사 거리를 줄이면서도 면적이 큰 균일한 광을 가지고 검사를 행할 수 있으며, 적용범위는 반도체 및 평판디스플레이 광학 검사 장치 뿐만 아니라 광을 프로젝터에도 활용 및 응용이 가능하다.

이와 같은 본 발명의 기판 검사용 조명 장치는 대형 기판의 목시 검사시 조명하는 조명 장치에 있어 전반사 원리에 의해 넓은 범위로 균일하게 광을 조사하는 사다리꼴 형상의 로드 렌즈를 구비함으로써 대면적 기판에 광의 효율을 상승시켜 유용하게 검사할 수 있으며, 기판의 광학 검사 이외에 광 프로젝터에도 활용 및 응 용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 검사용 조명 장치에 있어서,

   광원으로 광을 제공하며 집광할 수 있도록 타원 반사경이 포함되는 램프;

   상기 램프의 전방에 구비되며 회전하여 광을 특정 색광으로 필터링하는 필터부;

   상기 필터부의 전방인 램프의 광축 초점 부근에 구비되며 상기 필터부를 거쳐 입사된 광의 출사시 전반사하여 넓은 범위에 균일하게 조사하는 로드 렌즈;

   상기 로드 렌즈 전방에 각각 구비되며 이 로드 렌즈를 투과한 광을 조명하고, 조명된 광을 확대 출사시키는 제1 렌즈부 및 제2 렌즈부; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 검사용 조명 장치.
2. 제 항에 있어서, 상기 로드 렌즈는,

   입사면의 면적보다 출사면의 면적이 더 큰 사다리꼴 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 검사용 조명 장치.

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