KR100957722B1 - 기판 결함 검출 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 결함 검출 방법 및 장치에 관한 것으로, 그 구성은 기판 기판에 빛을 조사하여 기판 기판의 결함을 검사하는 검사장치에 있어서, 상기 기판의 상부 또는 하부에 위치하여 적어도 하나 이상의 발광체에 의해 빛을 조사하는 조명부와; 상기 조명부와 대향되는 위치에 구비되어 상기 조명부로부터 조사된 빛을 인가받는 촬상부;를 포함하여 이루어진다.

본 발명은 다양한 빛을 직접적으로 조사할 수 있는 발광체를 이용해 빛의 다양성 및 빛의 강도를 조절하여 기판의 기판 결함 검출 간단하게 하고 조작이 용이하게 하는 효과가 있다.

조명부, 촬상부, 발광체, 편광판

Description

기판 결함 검출 방법 및 장치{Method and Equipment of Surface Defect Detection Glass}

도 1은 본 발명의 기판 결함 검출 장치를 나타내는 개략도.

도 2는 본 발명의 기판 결함 검출 장치에 따른 조명부를 나타내는 개략도.

도 3은 본 발명의 기판 결함 검출 방법을 나타내는 블록도.

도 4는 본 발명의 기판 검출 장치를 나타내는 개략도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100,100' : 조명부 110 : 발명체

120 : 플레이트층 122 : 확산시트

124 : 집광렌즈 126,310 : 편광판

300 : 촬상부 400 : 기판

410 : 스테이지

본 발명은 기판 결함 검출장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다양한 빛을 직접적으로 조사할 수 있는 발광체를 이용해 빛의 다양성 및 빛의 강도를 조절하여 기판의 기판 결함 검출 간단하게 하고 조작이 용이한 기판 결함 검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 웨이퍼나 LCD, PDP, OLED 등의 대형 기판을 생산할 때 기판에 남아 있는 이물질이나 얼룩 등의 결함을 발견하기 위하여 목시검사, 즉 검사자의 육안으로 결함 여부를 검사한다. 이때, 결함의 발견을 용이하게 하기 위하여 기판 전체를 균일하게 빛을 조사하여 기판 외관 전체를 검사하는 기판 검사기가 사용된다. 이러한 기판 검사기는 상방 조명부, 후방 조명부, 기판척으로 구성된다.

상방 조명부는 기판 위치부의 상방에 설치되어, 기판 기판상에 결함이 있는지 여부를 검사하기 위하여 기판 기판에 빛을 조사하는 역할을 하며, 광원부, 반사부, 집광부, 산란부로 구성된다. 광원부는 기판 기판에 조사되는 빛을 최초로 생성하는 구성요소이며, 반사부는 광원부에서 조사되는 빛의 방향을 집광부로 변경시키는 역할을 하며, 기판 외관 검사 장치의 높이가 높아지는 것을 방지한다. 또한, 집광부는 반사부로부터 조사되는 확산광을 집속하는 역할을 하며, 산란부는 전원의 인가 여부에 따라 빛을 그대로 통과시키거나 산란시켜서 기판 검사자의 기판 검사를 용이하게 하는 역할을 한다.

이때, 광원부, 반사부, 집광부, 산란부는 모두 그 각도를 조정할 수 있는 구조로 구비된다. 즉, 상방 조명부의 하부에 위치된 기판 기판의 결함 유무를 가장 용이하게 검사할 수 있는 상방 조명부의 각도를 선정할 수 있도록 상방 조명부의 각 구성요소의 각도를 개별적으로 조정할 수 있는 구조로 구비시키는 것이다.

다음으로, 후방 조명부는 기판 위치부의 후방에 위치되며, 기판의 내부 결함 여부를 검사하기 위하여 기판 후면에서 투과 조명을 조사하는 역할을 한다. 후방 조명부는 조명부와 이동부로 구성되며, 조명부는 투과 조명을 발생시키는 구성요소이며, 이동부는 조명부를 전후 방향으로 구동시키는 구성요소이다. 여기서, 상기 조명부를 전후 방향으로 구동시키는 이유는 다음과 같다. 검사되는 기판이 대형화되면서, 기판의 회전 반경을 확보하기 위하여 후방 조명부를 기판 위치부로부터 상당 거리 이상 이격시켜야 한다. 그러나 후방 조명부가 기판 위치부로부터 상당 거리 이격되어 있으면, 기판 내부 결함 검사시 조도가 약해지는 문제점이 있으므로 기판 내부 결함 검사시에는 조명부를 기판 위치부 쪽으로 접근시킬 필요가 있다. 따라서 조명부를 전후 방향으로 이동가능하게 구비시킬 필요가 있는 것이다.

그러나 상기 기판 결함 검출장치는 빛의 조사시 광원으로부터 조사된 빛이 기판에 이루기까지 복잡한 여러 단계를 거치는 과정에 자체 얼룩 또는 파티클에 의해 빛의 난반사가 일어날 수 있어서, 이러한 난반사로 인해 결국 광원의 효율성이 떨어지는 문제점이 있으며, 또한 기판 기판의 이상을 정확하게 판독하기가 난해한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 빛을 직접적으로 조사할 수 있는 발광체를 이용해 빛의 다양성 및 빛의 강도를 조절하여 기판의 기판 결함 검출 간단하게 하고 조작이 용이한 기판 결함 검출 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진다.

본 발명의 기판 결함 검출 장치는, 기판 기판에 빛을 조사하여 기판 기판의 결함을 검사하는 검사장치에 있어서, 상기 기판의 상부 또는 하부에 위치하여 적어도 하나 이상의 발광체에 의해 빛을 조사하는 조명부와; 상기 조명부와 대향되는 위치에 구비되어 상기 조명부로부터 조사된 빛을 인가받는 촬상부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상기 조명부는 적어도 하나 이상의 광학소재가 적층되는 플레이트층을 더 포함하여 이루어지며, 상기 촬상부는 상기 조명부의 위치에 따라 회동 가능하게 구비된다.

그리고, 상기 발광체는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 흰색(White)을 가지는 엘이디(LED)의 조합에 의해 이루어지도록 하며, 상기 조명부는 발광체에 의해 조사된 빛을 수평광 또는 수직광중 어느 하나를 선택적으로 할 수 있는 편광판를 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 기판 결함 검출 방법은, 1) 적어도 하나 이상의 발광체를 이용해 광원을 선택하는 단계; 2) 상기 1)단계에 의해 선택된 광원을 이용해 상기 조명부 및 촬상부의 위치를 조정하는 단계; 3) 상기 조명부로부터 빛을 조사 후 상기 조사된 빛을 기판에 굴절시켜 촬상부에 인가하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 1)단계는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 흰색(White)을 가지는 엘이디(LED)의 조합에 의해 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기판 결함 검출 장치는 조명부(100)와 촬상부(300)를 회동 가능하게 위치시킨다. 상기 조명부(100)를 기판(400)의 상부에 소정 각도를 갖게 위치시키고, 상기 조명부(100)에 대해 대향되는 위치에 촬상부(300)을 위치시켜, 상기 조명부(100)으로부터 조사된 빛이 스테이지(410) 상에 안치된 기판(400)에 반사 및 굴절하여 상기 촬상부(300)로 입사된 빛을 검출함으로써 상기 촬상부(300)에 입사된 빛의 패턴에 의해 상기 기판(400) 상의 결함을 검출하게 되는데, 이때 상기 조명부(100)에서 조사되는 빛의 강도와 조사 각도는 후술하는 조명부(100)의 발광체(110)에 의해 결정된다.

상기 조명부(100)는 다수개의 발광체(110)와 다수개의 광학소재가 적층되어 형성된 플레이트층(120)으로 이루어지며, 상기 발광체(110)는 각각 다른 색(빨강,파랑,녹색,흰색)을 가지는 LED를 최소한의 공간을 차지하며 적층 시키고 있다. 상기 각각의 LED에서 발광하는 빛의 조합에 의해 기판 검사 조건에 따른 빛의 강도 및 각도를 조절할 수 있게 된다. 또한 상기 발광체(110)의 조합된 광원에 의해 조사된 빛을 상기 플레이트층(120)의 특정 패턴의 문양이 형성된 확산플레이트(122)와 집광플레이트(124)를 이용해 빛을 확산 및 집광시키고, 상기 편광판(126)로 하여금 광원에서 수직 또는 수평한 빛만을 선택적으로 투과시키게 함으로써, 상기 기판(400)에 조사된 빛을 원하는 강도 및 각도로 검출할 수 있게 한다.

상기와 같이 빛의 파동을 제어하기 위한 광학소재부는 편광판, 확산플레이트,도광판,집광렌즈 등 이외에도 빛의 파동을 제어할 수 있는 것이라면 모두 사용 가능하며, 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

여기서, 상기 빛은 빛의 진동면, 즉 전기장과 자기장의 방향이 항상 일정한 평면에 한정되어 있는 빛. 이것에 대하여 광원으로부터의 직사광선처럼, 진동방향과 세기가 불규칙적으로 변화하면서 평균적으로는 어느 방향에서 같은 세기를 가지고, 진동면이 빛의 진행방향에 대칭인 빛을 자연광(自然光)이라 한다. 또 자연광과 편광이 섞인 빛을 부분 편광이라 하며, 이에 대해 진동면이 일정한 편광을 완전편광 또는 직선(평면)편광이라 한다. 이러한 자연광과 편광은 직접 보아서는 구별할 수 없으나, 특정한 진동면을 가진 빛만을 통과시키는 필터(偏光子)를 통과시키면 편광은 필터의 회전에 수반하여 투과광(透過光)의 밝기가 변하므로, 필터의 회전에 관계없이 항상 같은 밝기를 가지는 자연광과 다른 것을 이용하는 것이다.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 조명부(100')를 상기 기판(400)의 하부에 위치시키고, 상기 조명부(100')에서 조사된 빛이 상기 기판(400)을 투과하여 상기 촬상부(300)로 하여금 검출할 수 있게 할 수도 있으며, 상기 조명부(100')에서 조사되는 빛의 강도 및 각도는 조절 가능하게 되어 있다.

여기서 상기 조명부(100,100')를 다수개의 플레이트층과 발광체를 적층 구성함으로써 발광체 및 플레이트층의 손상을 최소화할 수 있게 하고, 더불어 빛의 손실을 최소화함으로써 기판 결함 검출을 최적화할 수 있게 하는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기판 결함 검출 방법을 설명한다.

도 3에 도시된 바에 의하면, 상기 검출 방법은 광원선택단계(S10) 및 위치조정단계(S20)와 빛 조사 및 촬상단계(S30)로 이루어진다.

상기 광원선택단계(S10)는 기판 검사 조건에 따라 조명부에 적층된 다수개의 LED 중 하나 이상의 LED를 조합하여 빛을 발광시킬 수 있게 함으로써 상기 빛의 강도 및 발산 각도를 선택할 수 있게 한다.

상기 위치조정단계(S20)는 발광체의 빛 강도 및 조사 각도에 따라 상기 조명부의 위치 및 촬상부의 위치를 조정하여 적확한 입사각을 설정함으로써 기판 검사의 적확도를 높이는 단계이다.

상기 빛 조사 및 촬상단계(S30)는 위치 조정이 끝나면 상기 조명부로부터 빛을 조사시켜 기판에 굴절 및 반사시킴으로써 기판의 상태를 알 수 있게 하는 단계이다.

상기 조명부의 빛 조사 강도 및 빛 조사 강도에 따른 각도를 조절할 수 있게 함으로써 기판 검사 조건을 다양하게 할 수 있게 된다.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 고안의 취지와 범위에 포함된다.

본 발명은 앞서 본 구성에 의해 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명은 다양한 빛을 직접적으로 조사할 수 있는 발광체를 이용해 빛의 다양성 및 빛의 강도를 조절하여 기판의 기판 결함 검출 간단하게 하고 조작이 용이하게 하는 효과가 있다.

또한, 광원으로 사용되는 빛 이외의 빛(외란)의 간섭을 최소화할 수 있으며, 기판상의 다양한 형태의 패턴에 따라 탄력적으로 검사를 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 기판에 빛을 조사하여 결함을 검사하는 검사장치에 있어서,

   상기 기판의 상부 또는 하부에 위치하여 적어도 하나 이상의 발광체에 의해 빛의 조사가 가능한 조명부;

   상기 조명부와 대향되는 위치에 구비되어 상기 조명부로부터 조사된 빛을 인가받는 촬상부;

   상기 조명부와 상기 촬상부의 사이에 위치하여 상기 조명부로부터 조사되는 빛의 파동 방향을 제어하도록 도광판, 집광렌즈, 확산시트, 편광판의 조합으로 이루어진 광학소재부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 결함 검출장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 광학소재부는 편광 플레이트인 것을 특징으로 하는 기판 결함 검출장치.
3. 삭제
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 광학소재부는 회전 가능한 것을 특징으로 하는 기판 결함 검출장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 발광체는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 흰색(White)을 가지는 엘이디(LED)의 조합에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 결합 검출 장치.
6. 기판의 결함을 검사하는 기판 결함 검출방법에 있어서,

   1) 적어도 하나 이상의 발광체를 이용해 광원을 선택하는 단계;

   2) 상기 1)단계에 의해 선택되어 조사되는 광원의 파동 방향을 제어하기 위한 도광판, 집광렌즈, 확산시트, 편광판의 조합으로 이루어진 광학소재부를 조정하는 단계;

   3) 상기 광학소재부를 거쳐 방향이 제어된 빛을 촬상부에 인가하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 결함 검출 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 광학소재부는 편광 플레이트인 것을 특징으로 하는 기판 결함 검출방법.
8. 삭제
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 발광체는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 흰색(White)을 가지는 엘이디(LED)의 조합에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 결합 검출 방법.

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