KR102043664B1

KR102043664B1 - 기판 내 결함을 검출하고 리페어하는 오토 리페어 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR102043664B1
Application number: KR1020190049728A
Authority: KR
Inventors: 안종식; 윤여름
Original assignee: 주식회사 에이치비테크놀러지
Priority date: 2019-04-29
Filing date: 2019-04-29
Publication date: 2019-12-05

Abstract

기판 내 결함을 검출하고 리페어하는 오토 리페어 시스템 및 방법을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 검사하고자 하는 기판의 이미지를 생성하고, 상기 기판의 이미지로부터 기판 내 포함된 단위 픽셀을 인식하며, 기 저장된 단위 픽셀의 기준이미지와 생성된 각 단위 픽셀의 이미지를 대조하여 각 단위 픽셀 내 결함이 존재하는지 여부를 검출하는 결함 검출장치와 결함이 존재하는 픽셀의 이미지를 수신하고, 수신한 이미지 내에서 결함의 분석을 위한 타겟 픽셀을 선택하며, 상기 타겟 픽셀 내 존재하는 결함의 정보를 판별하는 결함 판별장치 및 상기 결함 판별장치에서 판별된 결함의 정보를 토대로 결함의 정보에 대응되는 리페어(Repair) 방법을 선정하여, 선정된 리페어 방법에 따라 결함을 리페어하는 리페어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 오토 리페어 시스템을 제공한다.

Description

기판 내 결함을 검출하고 리페어하는 오토 리페어 시스템 및 방법{Auto Repair System and Method for Detecting and Repairing Defects in a Substrate}

본 발명은 기판 내 결함을 검출하고 판별한 후, 판별된 결함을 리페어하는 오토 리페어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

디스플레이 디바이스 기술의 현저한 발전에 따라 액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 등의 각종 방식의 화상 표시 장치에 관련된 기술이 크게 진보되어 왔다. 특히 대형이며 고정밀한 표시를 실현하는 화상 표시 장치 등에서는 그 제조원가의 저감과 화상 품위의 향상을 위해 고도의 기술혁신이 진척되고 있다. 이러한 각종 장치에 탑재되어 화상을 표시하기 위해서 사용되는 유리기판에 대해서도 종전 이상의 높은 치수품위와 고정밀도의 표면성상이 요구되고 있다. 디스플레이 디바이스 용도 등의 유리의 제조에서는 각종 제조 장치를 사용함으로써 유리기판이 성형되고 있지만, 모두 무기 유리 원료를 가열 용해해서 용융 유리를 균질화한 후에 소정 형상으로 성형한다는 것이 일반적으로 행해지고 있다. 이때, 유리 원료의 용융 부족이나 제조 도중에서의 의도하지 않은 이물의 혼입, 또는 성형 장치의 노후화나 일시적인 성형 조건의 문제, 그리고 완성 후 원하는 크기로 절단하는 과정에서 발생하는 결함 등, 여러 가지 원인에 의해 유리기판에 표면 품위의 이상 등의 결함이 생기는 경우가 있다.

이러한 유리기판의 결함의 발생을 억제하기 위해서 여러가지 대책이 지금까지 실시되어 왔지만, 결함의 발생을 완전하게 억제하는 것은 곤란하며, 또한 어느 정도까지 결함의 발생을 억제할 수 있어도, 결함을 갖는 유리기판을 명료하게 식별하는 기술이 없으면, 양품이라고 판정된 유리기판 중에 본래는 결함으로 해야 할 결함품이 혼입되어 버리게 된다. 따라서, 유리기판의 결함을 높은 정밀도로 검출하고 검출된 결함을 판별하는 기술은 매우 중요하다.

유리기판의 결함을 검사하고 판별하는 방법으로는 과거부터 검사자의 감각에 의존하는 육안검사법이 널리 실시되고 있으나, 이러한 육안검사법은 유리기판이 대형화됨에 따라 검사의 정확성과 검사에 소요되는 시간에 있어서 그 한계를 드러내고 있다.

또한, 이와 같은 부정확한 결함 판별로 인해, 유리기판 내 발생한 결함의 리페어(Repair)도 부정확하게 수행될 수 밖에 없다. 유리기판 내 결함이 어디에 발생하였는지 및 유리기판 내 어떠한 종류의 결함이 발생하였는지가 명확히 판별되어야 해당 결함의 리페어가 그에 따라 정확히 수행될 수 있다. 그러나 유리기판 내 발생한 결함의 검출과 판별이 부정확하게 진행됨에 따라 결함의 리페어 역시 부정확하게 진행되어, 수행되서는 안될 리페어가 유리기판 내에 이상없는 부분에 수행될 수 있는 문제가 있으며, 수행되어야 할 리페어가 수행되지 않는 문제도 발생할 수 있다.

그러므로, 정확히 유리기판의 결함을 검사하고 판별하고, 판별한 결함에 따라 적절한 리페어를 수행하는 자동화된 리페어 시스템의 개발이 필요하게 되었다.

본 발명의 일 실시예는, 기판의 이미지를 분석하여 기판 내 결함을 검출하고 판별하며, 판별된 결함의 종류에 따라 적절히 리페어하는 오토 리페어 시스템 및 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 검사하고자 하는 기판의 이미지를 생성하고, 상기 기판의 이미지로부터 기판 내 포함된 단위 픽셀을 인식하며, 기 저장된 단위 픽셀의 기준이미지와 생성된 각 단위 픽셀의 이미지를 대조하여 각 단위 픽셀 내 결함이 존재하는지 여부를 검출하는 결함 검출장치와 결함이 존재하는 픽셀의 이미지를 수신하고, 수신한 이미지 내에서 결함의 분석을 위한 타겟 픽셀을 선택하며, 상기 타겟 픽셀 내 존재하는 결함의 정보를 판별하는 결함 판별장치 및 상기 결함 판별장치에서 판별된 결함의 정보를 토대로 결함의 정보에 대응되는 리페어(Repair) 방법을 선정하여, 선정된 리페어 방법에 따라 결함을 리페어하는 리페어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 오토 리페어 시스템을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 결함의 정보는 상기 타겟 픽셀 내 존재하는 결함이 어떠한 형태로 상기 타겟 픽셀 내에 존재하는지에 관한 결함의 유형 및 상기 타겟 픽셀 내 결함이 어떤 레이어의 어느 위치에 존재하는지에 관한 결함의 위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 리페어 방법은 DMD(Digital Micromirror Device), 커팅(Cutting), LCVD(Laser Chemical Vapor Deposition) 및 레이저 조사 중 일부 또는 전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 검사하고자 하는 기판의 이미지를 생성하는 제1 생성과정과 상기 기판의 이미지로부터 기판 내 포함된 단위 픽셀을 인식하는 인식과정과 기 저장된 단위 픽셀의 기준이미지와 생성된 각 단위 픽셀의 이미지를 대조하여 각 단위 픽셀 내 결함이 존재하는지 여부를 검출하는 검출과정과 결함이 존재하는 픽셀의 이미지 내에서 결함의 분석을 위한 타겟 픽셀을 선택하는 선택과정과 상기 타겟 픽셀 내 존재하는 결함의 정보를 판별하는 판별과정과 상기 판별과정에서 판별된 결함의 정보를 토대로 결함의 정보에 대응되는 리페어(Repair) 방법을 선정하는 선정과정 및 선정된 리페어 방법에 따라 결함을 리페어하는 리페어 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 오토 리페어 방법을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 기판 내 결함을 검출하고 판별하며 판별된 결함의 리페어를 자동화함으로써, 기판 내 결함의 검출, 판별 및 리페어를 용이하고 정확하게 처리할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오토 리페어 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 검출장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 픽셀의 기준 이미지와 검사하고자 하는 기판의 이미지를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 이미지와 검사하고자 하는 기판의 이미지를 분석한 것을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 픽셀의 이미지를 분석한 결과를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 내 각 단위 픽셀의 면적을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 픽셀의 기준 이미지, 단위 픽셀의 이미지 및 차감 이미지를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 마스크를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차감 이미지 및 마스크를 이용하여 이진화 이미지를 생성하는 방법을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이진화 이미지 내 존재하는 노이즈를 제거한 최종 이진화 이미지를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 가변되는 단위 픽셀군의 기준 이미지를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 단위 픽셀의 기준 이미지를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 단위 픽셀의 기준 이미지와 검사하고자 하는 기판의 이미지를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 내 각 단위 픽셀의 면적을 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 검출장치가 기판 내 결함을 검출하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 판별장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 픽셀을 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 유형 판단부가 결함의 유형을 판단하는 방법을 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 결함을 보다 상세히 분석하는 방법을 도시한 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함의 제2 유형을 분석하는 방법을 도시한 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함의 위치를 분석하는 방법을 도시한 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 결함의 영역을 분석하는 방법을 도시한 도면이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 판별장치가 기판 내 검출된 결함을 판별하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 리페어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 리페어 장치가 기판의 결함을 리페어하는 방법을 도시한 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 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 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호 간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오토 리페어 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 오토 리페어 시스템(100)은 결함 검출장치(110), 결함 판별장치(120), 리페어 장치(130) 및 제어장치(140)를 포함한다.

결함 검출장치(110)는 기판의 결함을 검출할 수 있도록 기판의 이미지를 생성한다. 결함 검출장치(110)는 기판의 이미지를 분석하여, 기판의 이미지 내에서 기판에 포함된 각 단위 픽셀을 인식한다. 결함 검출장치(110)는 각 단위 픽셀의 좌표를 인식하며, 픽셀의 좌표와 함께 픽셀 내 각 레이어도 함께 인식한다. 결함은 픽셀 전체에 발생할 수 있으나, 픽셀 내 일부 레이어에만 발생할 수도 있다. 픽셀만을 인식한다면, 결함 검출장치(110)가 픽셀 내 결함이 발생한 구체적인 위치를 온전히 검출하지 못할 가능성도 존재한다. 이에 따라, 결함 검출장치(110)는 픽셀 내 각 레이어를 결함 판별장치(120)가 인식할 수 있도록 각 레이어를 서로 다른 색으로 구별해둘 수 있다. 이후, 결함 검출장치(110)는 기 저장된 단위 픽셀의 기준 이미지(이하에서, '기준 이미지'로 약칭함)와 각 단위 픽셀의 이미지(이하에서, '픽셀 이미지'로 약칭함)를 비교함으로써, 각 단위 픽셀 내 결함이 존재하는지를 판단한다. 결함 검출장치(110)는 기준 이미지와 픽셀 이미지를 차감하여 차감 이미지를 생성함으로서, 차감 이미지 내에서 결함을 검출한다. 기준 이미지는 결함이 존재하지 않는 각 픽셀 이미지에 해당하며, 경우에 따라, 결함 검출과정에서 교체될 수 있다. 기판이 복수의 디스플레이 장치를 제작하기 위한 수 m * 수 m 크기의 기판인 경우, 기판 내 상당히 많은 숫자의 픽셀이 포함되게 된다. 이에 따라, 기판의 일 끝단에 위치한 픽셀과 다른 끝단에 위치한 픽셀은 구조적인 차이가 없더라도, 색상, 휘도, 명암 등 미세한 차이가 발생할 수 있다. 이러한 차이에 의해, 실질적인 (구조적) 결함이 없는 단위 픽셀들에도 결함이 존재하는 것으로 검출될 우려가 존재한다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 결함 검출장치(110)는 일정한 영역 별로 기준 이미지를 교체할 수 있다.

이때, 기준 이미지와 픽셀 이미지는 각각 R, G, B 채널을 포함한다. 전술한 바와 같이, 수 m * 수 m 크기의 기판인 경우, 기판 내 상당히 많은 숫자의 픽셀이 포함되는데, 각 픽셀 이미지와 기준 이미지가 R, G, B 채널을 포함하기 때문에, 결함을 검출하는 과정에서 연산량이 매우 많아질 우려가 존재한다. 이에, 결함 검출장치(110)는 기준 이미지와 픽셀 이미지의 각 R, G, B 채널에 대한 평균 값을 연산하여 평균 이미지(평균 기준 이미지 및 평균 픽셀 이미지)를 생성함으로써, 연산량을 줄일 수 있다. 또한, 결함 검출장치(110)는 결함의 검출확률을 상승시키기 위해, 마스크를 이용하여 각 이미지를 이진화할 수 있다. 결함 검출장치(110)는 이진화를 수행함으로써, 보다 명확히 기준 이미지와 픽셀 이미지의 상이한 부분이 부각될 수 있도록 한다. 결함 검출장치(110)는 픽셀 이미지, 차감 이미지 및 각 이미지의 이진화 이미지를 결함 판별장치(120)로 전송한다. 결함 검출장치에 대한 구체적인 설명은 도 2 내지 15를 참조하여 설명하기로 한다.

결함 판별장치(120)는 결함 검출장치(110)로부터 수신한 각 이미지 및 각 이진화 이미지를 이용하여, 결함의 유형, 종류 및 위치를 판별한다. 결함 판별장치(120)는 결함 검출장치(110)가 검출한 결함에 대해, 구체적으로 어느 레이어의 어느 픽셀에 어떠한 결함이 발생하였는지 판별한다. 이처럼, 결함 판별장치(120)가 검출된 결함에 대해 구체적으로 판별함으로써, 판별 결과에 따라 적절히 결함을 보완할 수 있도록 한다. 결함 판별장치에 대한 구체적인 설명은 도 16 내지 23을 참조하여 설명하기로 한다.

리페어 장치(130)는 결함 판별장치(120)가 판별한 결함의 정보를 수신하여, 결함의 정보에 따라 적절히 결함을 리페어(Repair)한다. 리페어 장치(130)는 결함의 유형, 종류 및 위치를 포함하는 결함의 정보를 결함 판별장치(120)로부터 수신한다. 리페어 장치(130)는 수신한 결함의 정보를 분석하여, 기판에 발생한 결함을 리페어하는데 적절한 리페어 방법을 선정한다. 리페어 장치(130)는 선정된 리페어 방법을 이용하여 기판의 결함을 리페어한다. 리페어 장치(130)는 결함의 리페어를 진행한 후, 리페어가 정확히 수행되었는지 여부를 확인하여 온전한 리페어가 수행되었는지를 다시 검토할 수 있으며, 온전히 리페어가 수행되지 않았을 경우 다시 리페어를 진행할 수 있다. 리페어 장치에 대한 구체적인 설명은 도 24 및 25를 참조하여 설명하기로 한다.

제어장치(140)는 각 장치(110, 120 및 130)의 동작을 제어한다. 결함의 존부를 검사하기 위한 기판이 이송될 경우, 제어장치(140)는 결함 검출장치(110)를 제어하여 이송되는 기판 내 결함이 존재하는지를 검출하도록 제어한다. 제어장치(140)는 결함 검출장치(110)가 검출한 기판의 각 이미지를 결함 판별장치(120)로 전달하도록 제어하며, 결함 판별장치(120)가 구체적으로 결함의 유형, 종류 및 위치 등 결함의 정보를 분석하고 판별하도록 제어한다. 이후, 제어장치(140)는 결함 판별장치(120)가 판별한 결함의 정보를 리페어 장치(130)로 전달하도록 제어하며, 리페어 장치(140)가 결함의 정보를 분석하여 발생한 결함을 제거하는데 최적의 리페어 방법을 선정하여 리페어하도록 제어한다.

도 1에서는 결함 검출장치(110), 결함 판별장치(120), 리페어 장치(130) 및 제어장치(140)가 별도의 장치로 각각 구현된 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고, 하나의 장치에서 각 장치(11, 120, 130 및 140)가 각각 모듈의 형태로 구현될 수도 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의상, 각 장치(11, 120, 130 및 140)가 별도의 장치로 구현된 예로 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 검출장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 검출장치(110)는 기판 이송부(210), 이미지 생성부(220), 단위 픽셀 인식부(230), 메모리부(240), 전처리부(250), 이미지 대조부(260), 결함 검출부(270), 제어부(280) 및 통신부(290)를 포함한다.

결함을 검출하기 위한 기판은 복수의 픽셀을 포함한다. 통상 기판은 수 많은 픽셀을 포함하여 구성되며, 각 픽셀 역시, 복수의 레이어(Layer)로 구성된다. 기판 내 픽셀은 액티브 레이어(Active Layer), 게이트 레이어(Gate Layer), 소스 및 드레인 레이어 등 복수의 레이어로 구현된다. 기판의 생성 공정 상에서 미세한 파티클(Particle)이 유입되어 기판 상에 결함을 유발할 수 있으며, 특히, 기판 내 픽셀의 임의의 레이어에 유입되어 특정 레이어 상에 결함을 유발할 수 있다. 결함 검출장치(110)는 기판 내 포함된 어느 레이어의 어느 픽셀에 결함이 존재하는지를 검출할 수 있다.

기판 이송부(210)는 기판을 기 설정된 방향으로 이송한다. 기판 이송부(210)는 기판을 결함을 검출하기 위한 정위치로 기판을 이송한다. 또한, 기판 이송부(210)는 결함 검출과정을 마친 기판을 기판 처리공정 또는 정밀 결함 검사 공정을 거칠 수 있도록 이송한다.

이미지 생성부(220)는 기판의 결함을 검출할 수 있도록 기판의 이미지를 생성한다. 이미지 생성부(220)는 카메라 등과 같이 기판의 이미지를 생성할 수 있는 장치로 구현되며, 기판 이송부(210)에 의해 이송된 기판의 이미지를 생성한다.

단위 픽셀 인식부(230)는 기판의 이미지 내에서 기판에 포함된 각 단위 픽셀을 인식한다. 단위 픽셀 인식부(230)는 기판의 이미지를 분석하여, 기판 내 포함된 각 단위 픽셀을 인식한다. 단위 픽셀 인식부(230)는 기판의 이미지를 가로, 세로 방향으로 각각 분석하여, 각 단위 픽셀의 시작 x좌표 및 시작 y좌표를 인식한다. 단위 픽셀 인식부(230)는 각 단위 픽셀의 시작 x좌표 및 시작 y좌표를 인식함으로써, 특정 단위 픽셀의 시작 좌표와 특정 단위 픽셀에 인접한 단위 픽셀의 시작 좌표를 이용하여 특정 단위 픽셀의 x축 방향 길이, y축 방향의 길이 및 면적을 인식할 수 있다. 예를 들어, 특정 단위 픽셀의 시작 좌표가 (0, 0)이고, 그에 인접한 단위 픽셀의 좌표가 각각 (45,0), (0, 45)인 경우, 특정 단위 픽셀의 x축·y축 방향의 길이는 각각 45, 45이며, 특정 단위 픽셀의 면적은 2025가 된다. 이처럼, 단위 픽셀 인식부(230)는 각 단위 픽셀을 인식하여, 추후 다른 구성이 기준 이미지와의 비교를 통해 결함의 존재를 확인함에 있어, 어떤 픽셀에 결함이 있는지를 특정할 수 있도록 한다.

단위 픽셀 인식부(230)는 기판 내 각 픽셀을 인식함에 있어, 픽셀 내 각 레이어도 함께 인식할 수 있다. 결함은 픽셀 전체에 발생할 수 있으나, 픽셀 내 일부 레이어에만 발생할 수도 있다. 이러한 경우, 단위 픽셀 인식부(230)가 픽셀만을 인식한다면, 결함 검출장치가 픽셀 내 결함이 발생한 구체적인 위치를 온전히 검출하지 못할 가능성도 존재한다. 이에 따라, 단위 픽셀 인식부(230)는 픽셀 내 각 레이어를 제어부(280)가 인식할 수 있도록 각 레이어를 가리키는 식별자나 색깔 등으로 구별해둘 수 있다.

또한, 단위 픽셀 인식부(230)는 라인 프로파일(Line Profile) 방법을 이용하여 단위 픽셀을 인식할 수 있다. 라인 프로파일 방법은 이미지의 특성을 라인으로 나타내는 방법이다. 라인 프로파일 방법은 이미지 전체 또는 이미지 내 일정 영역 또는 구간만을 분석할 수 있으며, 일정한 방향에 대한 평균값 또는 합계를 나타낸다. 단위 픽셀 인식부(230)는 이러한 이미지 특성을 나타낸 라인을 분석함으로써, 각 단위 픽셀 시작 좌표를 인식할 수 있다. 그러나 이에 반드시 한정되는 것은 아니고, 각 단위 픽셀의 시작좌표를 인식할 수 있는 방법이면 어떠한 것으로 대체될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의상 단위 픽셀 인식부(230)가 라인 프로파일 방법을 이용하여 단위 픽셀을 인식하는 것으로 설명한다.

메모리부(240)는 단위 픽셀의 기준 이미지를 저장한다. 메모리부(240)는 단위 픽셀 인식부(230)가 인식한 각 단위 픽셀과의 비교를 통해 각 단위 픽셀 내 결함이 존재하는지를 판단할 수 있도록, 단위 픽셀의 기준 이미지를 저장한다. 메모리부(240) 내 저장되는 단위 픽셀의 기준 이미지는 결함이 존재하지 않는 단위 픽셀의 이미지에 해당한다. 메모리부(240)는 아무런 결함이 없는 단위 픽셀의 이미지를 기준 이미지로 저장함으로서, 추후 다른 구성이 기준 이미지와 대조하여 각 단위 픽셀 내에 결함이 존재하는지를 검출할 수 있도록 한다.

메모리부(240)는 제어부(280)의 제어에 따라, 저장된 단위 픽셀의 기준 이미지를 교체할 수 있다. 기판 내 포함된 픽셀의 숫자가 굉장히 많은 경우, 픽셀은 기판 내 배치된 위치에 따라 조금씩 차이가 발생할 수 있다. 예를 들어, 기판이 복수의 디스플레이 장치를 제작하기 위한 수 m * 수 m 크기의 기판인 경우, 기판 내 상당히 많은 숫자의 픽셀이 포함되게 된다. 이에 따라, 기판의 일 끝단에 위치한 픽셀과 다른 끝단에 위치한 픽셀은 구조적인 차이가 없더라도, 색상, 휘도, 명암 등 미세한 차이가 발생할 수 있다. 이러한 차이에 의해, 실질적인 (구조적) 결함이 없는 단위 픽셀들에도 결함이 존재하는 것으로 검출될 우려가 존재한다. 통상, 기판 내 특정 영역에서는 유사한 색상, 휘도, 명암 등을 갖는 단위 픽셀들이 배치될 확률이 높다. 이에 따라, 기판의 일 끝단과 동일한 기준 이미지가 선정되는 경우, 기판의 다른 끝단에 배치된 단위 픽셀 및 그 주변 영역에 배치된 단위 픽셀들은 모두 기준 이미지와 차이가 존재하여 결함이 있는 것으로 검출될 가능성이 존재한다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 제어부(280)는 일정한 영역 별로, 단위 픽셀의 기준 이미지를 교체할 수 있다. 예를 들어, 제어부(280)는 기 설정된 단위 픽셀의 기준 이미지를 기준 이미지와 차이를 갖는 이미지 중 가장 기준 이미지와 유사한 이미지로 대체할 수 있다. 이처럼, 기판의 영역 별로 단위 픽셀의 기준 이미지를 교체함에 따라, 결함 검출의 정확도가 상승하는 장점이 있다. 메모리부(240)는 제어부(280)의 제어에 따라, 단위 픽셀의 기준 이미지를 교체하여 저장하거나, 기준 이미지를 추가로 저장할 수 있다.

전처리부(250)는 단위 픽셀의 기준 이미지를 전처리한다. 이미지 대조부(260)가 기판의 각 단위 픽셀의 이미지와 단위 픽셀의 기준 이미지를 대조하기 전에 대조가 원활히 진행될 수 있도록, 전처리부(250)는 단위 픽셀의 기준 이미지에 전처리를 수행한다. 예를 들어, 각 단위 픽셀의 이미지의 장축은 x축 방향으로 배치된 반면, 메모리부(240) 내 저장된 단위 픽셀의 기준 이미지의 장축은 y축 방향으로 배치된 경우, 각 단위 픽셀의 이미지와 단위 픽셀의 기준 이미지의 대조에 불편이 발생한다. 이러한 불편을 해소하기 위해, 전처리부(250)는 기준 이미지의 방향을 변환할 수 있다. 전처리부(250)는 기준 이미지의 방향 변환 등 이미지 대조부(260)가 각 단위 픽셀의 이미지와 단위 픽셀의 기준 이미지의 대조를 원활히 수행할 수 있도록 하는 전처리를 수행한다.

이미지 대조부(260)는 각 단위 픽셀 내 결함이 존재하는지를 확인할 수 있도록 각 단위 픽셀의 이미지와 단위 픽셀의 기준 이미지를 대조한다. 이미지 대조부(260)는 각 단위 픽셀의 이미지를 단위 픽셀의 기준 이미지와 대조함에 있어, 각 단위 픽셀의 이미지의 면적이 제어부(280)가 설정한 기 설정된 수치 이상인 단위 픽셀의 이미지에 대해서만 대조를 실시할 수 있다. 예를 들어, 기판의 이미지 내에서 각 끝단에 배치된 단위 픽셀의 이미지는 이미지 생성부(220)에 의해 생성된 기판의 이미지 내에서 모든 면적이 드러나지 않고 잘린 채로 생성될 수 있다. 이와 같이 모든 면적이 드러나지 않은 단위 픽셀의 이미지는 온전히 기준 이미지와 대조하기 곤란하기 때문에, 이미지 대조부는 각 단위 픽셀의 이미지의 면적이 기 설정된 수치 이상인 단위 픽셀의 이미지에 대해서만 대조를 실시할 수 있다.

결함 검출부(270)는 이미지 대조부(260)의 대조 결과를 이용하여, 각 단위 픽셀 내 존재하는 결함을 검출한다. 결함 검출부(270)는 이미지 대조부(260)의 대조 결과에 이미지 배경의 밝기 보정 및 이진화 과정을 거쳐 최종적으로 결함이 존재하는지 여부를 검출한다.

제어부(280)는 각 구성(210 내지 270 및 290)의 동작을 제어한다. 제어부(280)는 단위 픽셀 인식부(230)가 기판의 이미지를 가로 및 세로 모든 방향으로 인식하여, 기판의 이미지 내 단위 픽셀을 인식할 수 있도록 제어한다. 제어부(280)는 이미지 대조부(260)가 기준 이미지와 각 단위 픽셀의 이미지를 대조함에 있어, 대조할 단위 픽셀을 결정하기 위한 수치를 설정한다. 제어부(280)는 이미지 대조부(260)가 기 설정된 수치 이상의 면적을 갖는 단위 픽셀들만을 기준 이미지와 이미지 대조를 수행할 수 있도록 한다. 결함 검출부(270)의 검출결과를 토대로 너무 많은 단위 픽셀에서 결함이 검출되는 경우, 제어부(280)는 메모리부(240) 내 저장된 기준 이미지를 현재 저장된 기준 이미지와 차이를 갖는 단위 픽셀의 이미지 중 가장 기준 이미지와 유사한 이미지로 대체하거나 기준 이미지에 추가하여 저장하도록 메모리부(240)를 제어할 수 있다. 이로써, 제어부(280)는 기판 내 각 단위 픽셀의 배치에 따른 단위 픽셀간 미세한 차이를 보정할 수 있다. 또한, 제어부(280)는 결함 검출부(270)의 결함 검출 수준을 제어할 수 있다. 예를 들어, 결함 검출장치(110)가 기판의 미세한 결함도 용인될 수 없는 환경에서 이용되는 경우, 제어부(280)는 미세한 차이(예를 들어, 구조적 차이가 아닌 색상, 명암 등의 차이)도 결함으로 검출하도록 결함 검출부(270)를 제어할 수 있다. 반면, 결함 검출장치(110)가 단위 픽셀 내 구조적인 결함만을 검출하면 되는 환경에서 이용되는 경우, 제어부(280)는 미세한 차이는 결함으로 검출하지 않도록 결함 검출부(270)를 제어할 수 있다. 이러한 내용은 도 11에 도시되어 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 가변되는 단위 픽셀군의 기준 이미지를 도시한 도면이다.

메모리부(240)는 제어부(280)에 의해 기 저장된 기준 이미지(310)를 다른 이미지(1110, 1120, 1130) 중 어느 하나 또는 그 이상으로 대체하거나 추가하여 저장할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 기준 이미지(310)와 대체되거나 추가로 저장될 이미지(1110, 1120, 1130)는 기준 이미지(310)와 구조적으로는 차이가 없으며, 명암, 색상 등의 미세한 차이만을 갖는다.

제어부(280)는 결함 검출부(270)에 의해 결함이 존재하는 것으로 검출된 단위 픽셀의 좌표를 외부 장치(미도시)로 전송하도록 통신부(290)를 제어한다. 제어부(280)는 결함이 존재하는 단위 픽셀들의 좌표를 결함을 리페어(Repair)하는 리페어 장치(130)로 전송함으로써, 결함을 리페어할 수 있도록 한다. 또는, 제어부(280)는 결함이 존재하는 단위 픽셀의 좌표를 결함을 보다 정밀히 검출하는 결함 판별장치(120)로 전송하여, 기판 내 존재하는 결함을 보다 정밀히 검출할 수 있도록 한다. 기판 내 결함이 기판의 가운데 또는 가운데로부터 일정 영역 내에 존재하여, 기판의 이미지 상에서 모두 검출되는 경우가 있을 수 있다. 그러나 이러한 경우 외에 기판 내 결함이 기판의 외곽에 존재하여, 기판의 이미지 상에 모두 검출되지 않는 경우도 존재할 수 있다. 후자의 경우, 기판 내 존재하는 결함이 온전히 검출되지 않은 상태이기 때문에, 이에 대해 바로 결함을 리페어하는 공정이 수행되는 경우, 추후 나머지 결함에 대해서도 동일한 리페어 공정을 다시 수행해야 하는 불편을 겪을 수도 있다. 이러한 불편을 방지하기 위해, 제어부(280)는 단위 픽셀의 좌표를 결함을 보다 정밀히 검출하는 결함 판별장치(120)로 전송함으로써, 외부 장치가 해당 좌표를 중심(기판의 중심부에서)으로 어느 영역까지 결함이 존재하는 지를 다시 정밀히 검출할 수 있도록 한다. 이에 따라, 기판 내 존재하는 결함의 모든 영역이 검출될 수 있다.

통신부(290)는 결함이 검출된 단위 픽셀의 좌표를 외부 장치로 전송한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 픽셀의 기준 이미지와 검사하고자 하는 기판의 이미지를 도시한 도면이다.

도 3(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리부(240) 내 저장된 단위 픽셀의 기준 이미지(310)를 도시한다. 기준 이미지(310)는 아무런 결함이 존재하지 않는 단위 픽셀의 이미지로서, 결함 검출장치(110)가 기판의 결함을 검출하기 이전에 메모리부(240) 내에 저장되어 있을 수도 있고, 결함 검출장치(110)가 기판의 결함을 검출하는 과정 상에서 대체될 수 있다.

도 3(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 생성부(220)가 생성한 기판의 이미지(320)를 도시한다. 기판의 이미지(320)는 각 단위 픽셀의 이미지(325)를 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 기준 이미지(310)와 각 단위 픽셀의 이미지(325)는 동일하지 않은 방향으로 배치되어 있을 수 있다. 이러한 경우, 실질적으로 기판 내 각 단위 픽셀에 결함이 존재하는지 검출하는 것이 곤란하므로, 전처리부(250)는 기준 이미지(310)의 방향을 변환하여 각 단위 픽셀의 이미지와 동일한 방향으로 배치한다. 도 2에 도시된 예에 따르면, 전처리부(250)는 기준 이미지(310)의 장축이 y축 방향으로 배치되도록 기준 이미지(310)를 시계 방향으로 90도 회전시킬 수 있다.

도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 이미지와 검사하고자 하는 기판의 이미지를 분석한 것을 도시한 도면이다.

단위 픽셀 인식부(230)는 기준 이미지와 기판의 이미지를 각각 분석한다. 단위 픽셀 인식부(230)는 기준 이미지의 일정 구간만을 분석하며, 일정한 방향에 대한 평균값을 연산할 수 있다. 결과로, 단위 픽셀 인식부(230)는 기준 이미지의 라인 프로파일을 생성할 수 있다. 한편, 단위 픽셀 인식부(230)는 기판의 이미지에 대해서도 마찬가지 방식으로 라인 프로파일(410)을 생성한다. 다만, 기판에는 수 많은 단위 픽셀이 포함되어 있기 때문에, 기 설정된 간격마다 기판의 이미지의 평균값을 연산한다. 여기서, 기 설정된 간격은 단위 픽셀의 길이로 설정될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 단위 픽셀 인식부(230)가 각 픽셀의 시작 y좌표를 인식하기 위해 기판의 이미지를 세로 방향으로 분석하는 경우, 기 설정된 간격은 단위 픽셀의 가로 길이로 설정될 수 있다. 단위 픽셀 인식부(230)가 하나의 열에 대한 기판의 이미지의 평균값을 연산한 경우, 단위 픽셀 인식부(230)는 기 설정된 간격만큼 이동하여 기판의 이미지의 평균값을 연산할 수 있다. 이에 따라, 단위 픽셀 인식부(230)는 기판의 이미지의 각 열에 대해 라인 프로파일(420)을 생성한다.

단위 픽셀 인식부(230)는 기준 이미지와 기판의 이미지를 분석한 방향과 수직인 방향으로 기준 이미지와 기판의 이미지를 재 분석한다. 단위 픽셀 인식부(230)는 기판의 이미지 내 각 단위 픽셀의 좌표를 인식하기 위해서는 시작 y좌표뿐만 아니라 시작 x좌표도 함께 인식해야 한다. 이에 따라, 단위 픽셀 인식부(230)는 기준 이미지와 기판의 이미지를 기 분석한 방향과 수직인 방향으로 기준 이미지와 기판의 이미지를 재 분석한다. 단위 픽셀 인식부(230)는 수직인 방향으로 분석한 기준 이미지와 기판의 이미지의 각 라인 프로파일(410, 420)을 생성한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 픽셀의 이미지를 분석한 결과를 도시한 도면이다.

단위 픽셀 인식부(230)는 생성한 기준 이미지의 라인 프로파일(510)과 기판의 이미지의 라인 프로파일(520)의 차감한다. 기준 이미지의 라인 프로파일(510)과 기판의 이미지의 라인 프로파일(520)은 길이가 상이하기 때문에, 단위 픽셀 인식부(230)는 기판의 이미지의 라인 프로파일(520)에 기준 이미지의 라인 프로파일(510)을 반복적으로 차감하여 차감 라인 프로파일(510)을 연산한다.

차감 라인 프로파일(510)은 주변보다 상대적으로 아주 낮은 값을 갖는 지점(520, 523, 526, 529)이 있다. 이러한 지점은 단위 픽셀과 단위 픽셀간 경계에서 나타나며, 각 단위 픽셀 간의 경계 지점에서 차감 라인 프로파일(510)은 아주 낮은 값을 갖는다.

이처럼, 단위 픽셀 인식부(230)는 기준 이미지와 기판의 이미지에 대해 일 방향으로 생성한 라인 프로파일 및 그에 수직인 방향으로 생성한 라인 프로파일 모두에 대해 차람 라인 프로파일을 연산하기 때문에, 기판의 이미지 내 포함된 모든 단위 픽셀의 시작 x 및 y 좌표를 인식할 수 있다. 또한, 모든 단위 픽셀의 좌표를 인식할 수 있기 때문에, 각 단위 픽셀의 면적도 함께 알 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 내 각 단위 픽셀의 면적을 도시한 도면이다.

단위 픽셀 인식부(230)가 기판의 이미지 내 모든 단위 픽셀을 인식하고, 전처리부(250)가 메모리부(240) 내 저장된 기준 이미지에 필요한 전처리를 모두 마친 경우, 이미지 대조부(260)는 기준 이미지와 기판의 이미지 내 각 단위 픽셀의 이미지와 대조를 수행한다. 이때, 이미지 대조부(260)는 이미지 대조를 수행하기 전에, 기판의 이미지 내 각 단위 픽셀의 면적을 확인한다. 이미지 대조부(260)는 각 단위 픽셀의 면적이 기 설정된 수치 이상인 단위 픽셀들만을 기준이미지와 이미지 대조를 한다. 예를 들어, 단위 픽셀(610)이나 단위 픽셀(615)는 각 끝단에 위치하여, 기판의 이미지 내에 모든 면적이 포함되지 않는다. 이러한 단위 픽셀에 대해서는 온전한 대조가 수행되지 못하기 때문에, 이미지 대조부(260)는 이러한 단위 픽셀들에 대해서는 이미지 대조를 수행하지 않는다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 픽셀의 기준 이미지, 단위 픽셀의 이미지 및 차감 이미지를 도시한 도면이다.

도 7(a)를 참조하면, 이미지 대조부(260)는 도 6을 참조하여 설명한 전처리 과정을 거치고 남은 각 단위 픽셀의 이미지(325)를 기준 이미지(310)와 대조한다. 단위 픽셀 이미지 중 아무런 결함이 존재하지 않는 이미지는 실질적으로 기준 이미지(310)와 동일하기 때문에, 차감 이미지로 아무런 이미지가 도출되지 않는다. 반면, 도 7에 도시된 바와 같이, 이미지 대조부(260)가 결함이 존재하는 단위 픽셀의 이미지(325)와 기준 이미지(310)를 차감하는 경우, 결함 부분만이 존재하는 차감 이미지(710)가 생성된다.

이미지 대조부(260)는 차감 이미지(710)를 생성하며, 차감 이미지(710)의 평균값을 연산할 수 있다. 단위 픽셀 이미지(225)와 기준 이미지(310)는 각각 R, G, B 채널을 포함하기 때문에, 각 채널별로 단위 픽셀 이미지(225)와 기준 이미지(310)를 차감하게 되면 이후의 공정에서 연산량이 많아질 우려가 존재한다. 따라서 보다 연산 속도를 향상시키기 위해 이미지 대조부(260)는 각각 R, G, B 채널에 대한 차감 값을 구하고 이를 평균함으로써, 평균 차감 이미지(710)를 생성할 수 있다.

도 7(b)를 참조하면, 이미지 대조부(260)는 마찬가지로, 기준 이미지(310)에 대해서도 평균값을 연산하여, 평균 기준 이미지(720)를 생성할 수 있다. 전술한 바와 같이, 기준 이미지(310)도 R, G, B 채널을 포함하기 때문에, 추후, 기준 이미지(310)를 다른 구성이 이용하고자 할 때, 연산량이 많아질 우려가 존재한다. 따라서 이미지 대조부(260)는 기준 이미지(310)에 대해서도 각 채널의 평균값을 연산하여 평균 기준 이미지(720)를 생성할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 마스크를 도시한 도면이다.

마스크(810, 820)는 기준 이미지의 패턴에 따라 형성되는 것으로, 차감 이미지(710), 특히, 평균 차감 이미지(710)가 기준 이미지와 상이한 부분이 어디인지 명확히 파악할 수 있도록 하기 위해 사용된다. 마스크(810, 820)는 차감 이미지(710), 특히, 평균 차감 이미지(710)를 이진화하기 위해, 기준 이미지(310) 내 형성된 패턴 이외의 부분만을 남겨둔 마스크(810)와 기준 이미지(310) 내 형성된 패턴 부분만을 남겨둔 마스크(820)가 각각 이용될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차감 이미지 및 마스크를 이용하여 이진화 이미지를 생성하는 방법을 도시한 도면이다.

결함 검출부(270)는 차감 이미지(710)와 마스크(810)를 이용하여 차감 이미지의 이진화 이미지(910)를 생성한다. 결함 검출부(270)는 차감 이미지(710)에 마스크(810)를 적용함으로써, 차감 이미지(710)에서 패턴 이외의 부분(결함이 존재하는 부분)만이 남도록 한다. 결함 검출부(270)는 마스크(810)가 적용된 차감 이미지에 임계치를 적용하여 차감 이미지의 이진화 이미지(910)를 생성한다. 결함 검출부(270)는 기 설정된 임계치를 적용하여 마스크(810)가 적용된 차감 이미지에 이진화를 수행한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이진화 이미지 내 존재하는 노이즈를 제거한 최종 이진화 이미지를 도시한 도면이다.

결함 검출부(270)는 이진화 이미지(910) 내 존재하는 노이즈(1010)를 제거한다. 결함 검출부(270)는 이진화 이미지(910) 내에서 검출된 결함의 두께가 기 설정된 크기 이하인 경우나 기 설정된 면적보다 작을 경우, 결함이 아닌 노이즈(1010)로 분류할 수 있다. 이미지 대조부(260)가 이미지를 대조하며 차감 이미지(710)를 생성하는 과정상에서나 결함 검출부(270)가 마스크(810)를 적용하여 이진화 이미지(910)를 생성하는 과정상에서 노이즈(1010)는 내부 패턴 간에 미세한 위치 오차로 인해 주로 발생한다. 이러한 노이즈(1010)는 검출되어야 할 대상이 아니기 때문에, 결함 검출부(270)는 이진화 이미지(910) 내 존재하는 노이즈(1010)를 제거한다. 결함 검출부(270)는 노이즈(1010)가 제거된 이진화 이미지(910) 내에서 결함을 검출한다.

이때, 결함 검출부(270)는 검출된 결함의 종류를 판단할 수 있다. 결함의 종류는 잔류(Residue)형 결함, 오픈(Open)형 결함, 구멍(Hole)형 결함, 다크(Dark)형 결함 및 시드(Seed)형 결함이 존재한다. 잔류형 결함은 기판의 패턴 생성과정에서 장치 내부의 문제 등에 의해 기판의 패턴이 기준 이미지의 기준 패턴에 비해 불필요한 패턴을 추가적으로 더 포함하는 결함을 의미하고, 반대로 오픈형 결함은 기판의 패턴이 기준 패턴에 비해 구비해야 할 패턴을 구비하지 못한 결함을 의미한다. 예를 들어, 잔류형 결함은 'ㅡ' 모양의 패턴이 생성되어야 하는데 'ㅗ' 모양의 패턴이 생성된 경우를 의미하고, 오픈형 결함은 'ㅗ' 모양의 패턴이 생성되어야 하는데 'ㅡ' 모양의 패턴이 생성된 경우를 의미한다. 구멍형 결함은 기판의 패턴 중 구멍이 형성되어야 하는 상황에서 구멍이 기준 패턴과 같이 형성되지 않은 결함을 의미한다. 다크형 결함은 기판 생성과정에서 파티클 등의 유입으로 인해 결함이 발생함에 있어, 유입된 인자의 면적만큼 발생한 결함을 의미하고, 시드형 결함은 유입된 인자의 면적에 추가적으로 인자의 주변부에도 일정 면적만큼 발생한 결함을 의미한다. 각 결함의 종류가 구별이 되어야, 추후 결함을 리페어하는 공정들이 결함에 따라 상이하게 진행될 수 있다. 결함 검출부(270)는 각 결함의 종류를 판단할 수 있고, 특히, 이진화 이미지(910) 내에서 검출된 결함의 총 면적과 유입된 인자의 면적의 비율을 고려하여 다크형 결함인지 시드형 결함인지 판단할 수 있다.

도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 단위 픽셀의 기준 이미지를 도시한 도면이다.

기준 이미지(1210)는 복수 개의 픽셀이 단위 픽셀에 포함될 수 있다. 기판은 복수의 픽셀을 포함하는데, 픽셀의 각 레이어마다 구성되는 픽셀의 개수가 상이할 수 있다. 예를 들어, 액티브 레이어 또는 게이트 레이어는 1개의 픽셀 각각이 단위 픽셀을 구성할 수 있으나, 소스 및 드레인 레이어에서는 2개 또는 그 이상의 픽셀이 하나의 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 이처럼, 각 레이어마다 단위 픽셀이 상이해질 수 있어, 모든 레이어 상에서의 결함을 검출하고자 메모리부(240)는 다양한 레이어 내 존재하는 결함을 검출하기 위해 레이어 각각의 기준 이미지(1210)를 저장할 수 있다. 이하에서는 편의상 기준 이미지(1210)내 두 개의 픽셀이 단위 픽셀에 포함되어 있는 것으로 설명하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

기준 이미지(1210)는 좌측 픽셀(1214)과 우측 픽셀(1218)로 구분되는데, 각 픽셀(1214, 1218)은 반드시 면적이 동일한 것은 아니다. 각 픽셀(1214, 1218)의 면적은 서로 동일할 수도 있으나, 그렇지 않을 수도 있다. 기준 이미지(1210) 내 각 픽셀(1214, 1218)의 면적 비율은 메모리부(240) 내 함께 저장된다. 예를 들어, 픽셀(1214)은 크기가 (0.49, 1)이고, 픽셀(1218)은 크기가 (0.51, 1)일 수 있으며, 메모리부(240) 내 해당 비율이 함께 저장될 수 있다.

도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 단위 픽셀의 기준 이미지와 검사하고자 하는 기판의 이미지를 도시한 도면이다.

단위 픽셀 인식부(230)는 기판의 이미지(1310)에 포함된 각 단위 픽셀을 인식하며, 인식 후, 이미지 대조부(260)는 메모리부(240) 내 저장된 기준 이미지(1210)와 기판의 이미지(1310)를 대조할 수 있다. 물론, 이미지 대조부(260)의 대조 이전에 전처리부(250)를 거치며 기준 이미지(1210)에 전처리 과정이 수행될 수 있다. 이미지 대조부(260)는 기판의 이미지(1310) 내 단위 픽셀의 이미지(1320)를 기준 이미지(1210)과 대조한다. 이미지 대조부(260)는 각 이미지(1210, 1320)를 대조함에 있어, 단위 픽셀 내 포함된 각 픽셀의 위치에 대응하여 대조한다. 즉, 이미지 대조부(260)는 기준 이미지(1210) 상의 좌측 픽셀(1214)은 단위 픽셀 이미지(1320) 상의 좌측 픽셀(1324)과 대조하고, 기준 이미지(1210) 상의 우측 픽셀(1218)은 단위 픽셀 이미지(1320) 상의 우측 픽셀(1328)과 대조한다.

이 경우, 단위 픽셀 이미지(1320) 상의 각 픽셀의 면적 비율이 기준 이미지(1210)의 그것과 상이할 수 있다. 이때, 이미지 대조부(260)는 메모리부(240)에 저장된 기준 이미지의 면적 비율을 곱함으로써, 단위 픽셀 이미지의 크기를 연산한다. 이에 따라, 이미지 대조부(260)는 면적 비율이 상이한 기준 이미지(1210)와 단위 픽셀 이미지(1320)도 무리없이 대조할 수 있다.

이후, 결함 검출부(270)는 이미지 대조 결과를 이용하여 각 단위 픽셀 내 존재하는 결함을 검출한다.

도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 내 각 단위 픽셀의 면적을 도시한 도면이다.

이미지 대조부(260)가 각 이미지(1210, 1320)를 대조함에 있어, 단위 픽셀의 이미지(1320) 내 각 픽셀의 면적이 제어부(280)가 설정한 기 설정된 수치 이상인지를 판단한다. 단위 픽셀의 이미지(1320) 내 포함된 픽셀(1324, 1328) 중 어느 하나라도 면적이 기 설정된 수치를 초과하지 못하는 경우, 이미지 대조부(260)는 기준 이미지(1210)와 대조를 실시하지 않는다. 모든 면적이 드러나지 않은 단위 픽셀의 이미지는 대조가 곤란하기 때문에, 이미지 대조부(260)는 각 단위 픽셀 내 포함된 모든 픽셀의 면적을 각각 파악하여 기 설정된 수지 이상인지 여부를 판단하여 이미지 대조를 수행할 각 픽셀의 이미지를 선정한다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 검출장치가 기판 내 결함을 검출하는 방법을 도시한 순서도이다.

이미지 생성부(220)는 검사하고자 하는 기판의 이미지를 생성한다(S1510).

단위 픽셀 인식부(230)는 기판 이미지 내에서 기판에 포함된 각 단위 픽셀을 인식한다(S1520). 단위 픽셀 인식부(230)는 라인 프로파일 방법을 이용하여, 기판의 이미지와 기준 이미지의 라인 프로파일을 생성한다. 라인 프로파일을 생성함에 있어, 단위 픽셀 인식부(230)는 기판의 이미지와 기준 이미지 각각을 모든 방향(일 방향 및 일방향에 수직인 방향)에서 라인 프로파일을 각각 생성한다.

단위 픽셀 인식부(230)는 기준 이미지를 이용하여, 기판에 포함된 각 단위 픽셀의 정보를 인식한다(S1530). 단위 픽셀 인식부(230)는 기준 이미지의 라인 프로파일과 각 단위 픽셀의 라인 프로파일을 차감함으로써, 차감 라인 프로파일을 생성한다. 단위 픽셀 인식부(230)는 차감 라이니 프로파일을 이용하여 각 단위 픽셀의 경계를 인식하여 각 단위 픽셀의 (시작) 좌표를 인식한다. 또한, 각 단위 픽셀의 좌표를 인식하기 때문에, 단위 픽셀 인식부(230)는 각 단위 픽셀의 x·y축 방향의 길이 및 각 단위 픽셀의 면적도 함께 인식할 수 있다.

이미지 대조부(260)는 각 단위 픽셀의 이미지와 단위 픽셀의 기준 이미지를 대조한다(S1540). 단위 픽셀 인식부(230)가 기판의 이미지 내 모든 단위 픽셀을 인식하고, 전처리부(250)가 메모리부(240) 내 저장된 기준 이미지에 필요한 전처리를 모두 마친 경우, 이미지 대조부(260)는 기준 이미지와 기판의 이미지 내 각 단위 픽셀의 이미지와 대조를 수행한다. 이미지 대조부(260)는 이미지 대조를 수행함으로써, 각 단위 픽셀에 결함이 존재하는 지를 검출할 수 있도록 한다.

결함 검출부(270)는 대조 결과를 이용하여, 각 단위 픽셀 내 존재하는 결함을 검출한다(S1550).

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 판별장치의 구성을 도시한 구성도이다.

도 16를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 판별장치(120)는 통신부(1610), 타겟 픽셀 선택부(1620), 결함 유형 판단부(1630), 결함 위치 판단부(1640), 결함 종류 판단부(1650) 및 메모리부(1660)를 포함한다.

통신부(1610)는 결함이 존재하는 차감 이미지 및 차감 이미지의 이진화 이미지를 결함 검출장치(110)로부터 수신한다. 통신부(1610)는 유선 또는 무선통신으로 결함 검출장치(110)와 연결되어, 차감 이미지 및 차감 이미지의 이진화 이미지를 결함 검출장치(110)로부터 수신한다.

통신부(1610)는 결함 유형 판단부(1630) 및 결함 위치 판단부(1640)의 판단결과를 리페어 장치(130)로 송부할 수 있다.

타겟 픽셀 선택부(1620)는 수신한 차감 이미지 또는 차감 이미지의 이진화 이미지 내에서 판별하고자 하는 결함이 존재하는 타겟 픽셀을 선택한다. 결함은 하나의 픽셀에만 존재할 수도 있고, 복수의 픽셀에 걸쳐 존재할 수도 있다. 타겟 픽셀 선택부(1620)는 결함을 판별할 수 있도록, 결함이 존재하는 픽셀을 타겟 픽셀로 선택한다. 이에 대한 설명은 도 17을 참조하여 설명한다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 픽셀을 도시한 도면이다.

도 17(a)는 결함이 단일 픽셀에 존재하는 경우를 도시한다. 픽셀 내 결함(1710)이 차감 이미지의 이진화 이미지(910) 내 단일 픽셀 내에만 존재하는 경우, 타겟 픽셀 선택부(1620)는 해당 픽셀을 결함을 판별하기 위한 타겟 픽셀로 선택한다.

도 17(b)는 결함이 복수의 픽셀에 존재하는 경우를 도시한다. 픽셀 내 결함(1710)이 차감 이미지의 이진화 이미지(910) 내 복수의 픽셀에 존재하는 경우, 타겟 픽셀 선택부(1620)는 결함이 존재하는 모든 픽셀 또는 일부 픽셀을 타겟 픽셀로 선택할 수 있다. 이때, 타겟 픽셀 선택부(1620)는 결함이 존재하는 픽셀 중 가장 결함의 면적이 크고, 이미지(910)에서 중심에 가까운 픽셀을 우선으로 판별할 제1 타겟 픽셀(1720)로 선정할 수 있다. 이후, 타겟 픽셀 선택부(1620)는 제1 타겟 픽셀(1720)을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향 등 기 설정된 방향으로 인접한 픽셀에 결함이 존재하는지 파악한다. 결함이 복수의 픽셀에 존재하는 경우, 타겟 픽셀 선택부(1620)는 추가로 타겟 픽셀(1725)을 선택한다.

다시 도 16을 참조하면, 결함 유형 판단부(1630)는 선택된 타겟 픽셀 내 결함의 유형을 판단한다. 결함 유형 판단부(1630)는 메모리부(1660) 내 저장된 평균 기준 이미지 또는 기준 이미지의 패턴에 따라 형성된 마스크를 이용하여 결함의 유형을 판단한다. 결함의 유형으로는 다음의 유형이 존재한다. 결함의 유형은 결함의 영역이 마스크 영역 상에 놓여져 있는 제1 결함, 결함의 영역이 마스크 영역의 밖에 놓여져 있는 제2 결함, 결함의 영역이 마스크 영역과 서로 접촉해 있는 제3 결함 및 결함의 영역이 마스크 영역뿐만 아니라 이웃 픽셀의 마스크 영역과 접촉해 있는 제4 결함으로 분류된다. 통상 결함 유형의 판단은 각 타겟 픽셀에 대해서 수행되기 때문에, 결함이 픽셀과 픽셀 간에 걸쳐 형성되어 있는 경우에는 이를 반영할 수 없게 된다. 이에 따라, 결함 유형 판단부(1630)는 제4 결함까지 판단하여 분류한다. 결함 유형 판단부(1630)는 다음과 같이, 제4 결함을 판단한다. 먼저, 결함 유형 판단부(1630)는 제1 타겟 픽셀에 대해 결함을 판단하고, 제1 타겟 픽셀 내 존재하는 결함의 위치에 따라 적절한 방향의 이웃 픽셀에 마스크를 배치한다. 예를 들어, 결함이 제1 타겟 픽셀의 하부에 위치하는 경우, 결함 유형 판단부(1630)는 제1 타겟 픽셀에 대해 아래 방향의 이웃 픽셀에 마스크를 배치한다. 결함 유형 판단부(1630)는 결함이 이웃 픽셀과 접촉하는지를 판단함으로써, 제4 결함에 해당하는지를 판단한다. 이에 따라, 결함 유형 판단부(1630)는 각 타겟 픽셀 내 어떠한 형태로 결함이 존재하는지 여부와 함께 결함이 타겟 픽셀과 타겟 픽셀 간에 걸쳐 있는지 여부도 명확히 판단할 수 있다.

또한, 결함 유형 판단부(1630)는 판단된 결함들이 서로 연결되어 있는지를 판단한다. 하나의 타겟 픽셀 내 결함이 존재하는 경우에도, 하나의 결함이 형성되어 있는 경우가 있으나, 복수 개의 결함이 각각 형성되어 있는 경우도 존재한다. 후자의 경우, 결함 유형 판단부(1630)는 각 결함이 서로 연결되어 있는지를 판단한다. 각 결함이 연결되어 있는 경우에는 별도의 보완 방법이 필요하므로, 결함 유형 판단부(1630)는 결함의 유형과 별도로 각 결함이 서로 연결되어 있는지를 판단한다.

결함 위치 판단부(1640)는 차감 이미지를 이용하여 결함이 픽셀 내 어느 위치에 존재하는지를 판단한다. 결함 위치 판단부(1640)는 차감 이미지의 색상을 이용하여, 픽셀 내 구체적으로 어느 레이어에 위치하고 있는지를 판단한다. 전술한 바와 같이, 각 픽셀 내 각 레이어는 서로 색을 가지고 있다. 이러한 특징을 이용하여, 결함 위치 판단부(1640)는 차감 이미지의 색상과 각 레이어의 색상을 비교하여, 결함이 픽셀 내 어느 레이어 상에 존재하는지 및 어느 레이어에서 어느 레이어까지 분포하고 있는지 결함의 구체적인 위치를 판단한다.

결함 유형 판단부(1630)의 판단결과와 결함 위치 판단부(1640)의 판단결과를 토대로, 결함 판별장치(120)는 픽셀 내 존재하는 결함의 상세 정보를 정확히 판별할 수 있다. 결함 판별장치(120)는 판별한 결함의 상세 정보를 리페어 장치(130)로 제공함으로써, 결함을 보완하는 장치가 결함에 따라 정확히 보완할 수 있도록 한다.

결함 종류 판단부(1650)는 결함의 종류를 판단한다. 결함의 종류는 잔류형(Residue) 결함, 오픈(Open)형 결함, 구멍(Hole)형 결함, 다크(Dark)형 결함 및 시드(Seed)형 결함이 존재한다. 잔류형 결함은 기판의 패턴 생성과정에서 장치 내부의 문제 등에 의해 기판의 패턴이 기준 패턴에 비해 불필요한 패턴을 추가적으로 더 포함하는 결함을 의미하고, 반대로 오픈형 결함은 기판의 패턴이 기준 패턴에 비해 구비해야 할 패턴을 구비하지 못한 결함을 의미한다. 구멍형 결함은 기판의 패턴 중 구멍이 형성되어야 하는 상황에서 구멍이 기준 패턴과 같이 형성되지 않은 결함을 의미한다. 다크형 결함은 기판 생성과정에서 파티클 등의 유입으로 인해 결함이 발생함에 있어, 유입된 인자의 면적만큼 발생한 결함을 의미하고, 시드형 결함은 유입된 인자의 면적에 추가적으로 인자의 주변부에도 일정 면적만큼 발생한 결함을 의미한다. 결함 종류 판단부(1650)는 기준 이미지와 픽셀 이미지의 비교로 용이하게 잔류형 결함과 오픈형 결함을 판단하며, 결함의 총 면적과 유입된 인자의 면적의 비율을 고려하여 다크형 결함인지 시드형 결함인지 판단한다.

메모리부(1660)는 결함을 판별하는 데 필요한 기준 이미지 또는 평균 기준 이미지와 마스크를 저장한다. 마스크는 기준 이미지와 함께 기준 이미지의 패턴에 따라 형성된다. 메모리부(1660)는 저장된 정보를 결함 유형 판단부(1630)로 제공함으로써, 결함 유형 판단부(1630)가 결함의 유형을 판단할 수 있도록 한다.

도 16에 도시된 결함 판별장치(120)는 통신부(1610) 및 메모리부(1660)를 포함하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 전술한 바와 같이, 결함 검출장치(110)와 결함 판별장치(120)가 하나의 장치 내 모듈의 형태로 구현되는 경우, 결함 판별장치(120)는 별도의 통신부 없이 결함 검출장치(110)로부터 각 이미지를 수신할 수 있다. 또한, 하나의 장치 내 메모리부가 구현되고, 해당 메모리부를 결함 검출장치(110)와 결함 판별장치(120)가 공유하는 형태로 구현될 수 있다.

도 18는 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 유형 판단부가 결함의 유형을 판단하는 방법을 도시한 도면이다.

결함 유형 판단부(1630)는 메모리부(1660) 내 저장된 마스크를 이용하여 타겟 픽셀 내 결함의 유형을 판단한다. 결함 유형 판단부(1630)는 결함(1710)이 존재하는 각 타겟 픽셀(1720, 1725)에 마스크(1810, 1815)를 배치한다. 결함 유형 판단부(1630)는 각 타겟 픽셀(1720, 1725) 내 결함의 영역이 마스크의 영역과 어떻게 위치하고 있는지 여부를 판단하여 결함의 유형을 판단한다. 도 18을 참조하면, 결함(1710)의 영역은 각 마스크(1810, 1815)의 영역에 접촉하고 있기 때문에, 결함 유형 판단부(1630)는 각 타겟 픽셀(1720, 1725) 내 결함을 제3 결함으로 분류한다.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 결함을 보다 상세히 분석하는 방법을 도시한 도면이다.

일부 결함은 흐릿하거나 결함 검출장치(110) 내에서 노이즈 제거의 실패 등의 이유로 원래 형태보다 영역이 작게 검출될 가능성이 존재한다. 이러한 경우, 결함의 영역이 마스크의 영역에 접촉하지 않아 제3 결함으로 판단되어야 할 결함이 제3 결함으로 판단되지 않을 경우가 존재한다. 도 19(a)에 전술한 예가 도시되어 있다.

도 19(a)를 참조하면, 전술한 다양한 이유에 따라 결함(1710)은 마스크(1810)와 접촉하지 않아 제3 결함으로 판단되지 않을 수 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위해, 결함이 마스크와 매우 근접하여 위치하고 있는 경우, 결함 유형 판단부(1630)는 결함을 기 설정된 비율만큼 영역을 확장시킨다. 기 설정된 비율은 결함의 영역이 작게 검출될 가능성에 따라 각각 설정될 수 있다. 결함 유형 판단부(1630)는 결함을 기 설정된 비율만큼 영역을 확장시킨 후, 제3 결함에 해당하는지 확인한다. 이와 같이, 결함 유형 판단부(1630)는 경우에 따라 결함을 보다 상세히 분석함으로써, 결함 유형의 정확한 판단 결과를 도출할 수 있다.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함의 제2 유형을 분석하는 방법을 도시한 도면이다.

기판 내 결함이 특정 타겟 픽셀 내에만 존재하는 데, 이웃 타겟 픽셀의 마스크와 접촉하는 제4 결함이 존재할 수 있다. 결함 유형 판단부(1630)는 다음과 같이 제4 결함을 판단한다.

결함 유형 판단부(1630)는 결함이 존재하는 제1 타겟 픽셀(1720)에 대해 마스크(1810)를 이용하여 결함의 유형을 판단한다. 결함(1710)이 제1 타겟 픽셀(1720) 내에만 존재하며 제1 타겟 픽셀(1720)의 일 측에 치우쳐 배치되어 있는 경우, 해당 결함이 제4 결함으로 판단될 가능성이 존재하기 때문에 결함 유형 판단부(1630)는 바로 제3 결함으로 판단하지 않고 추가적으로 결함의 유형을 분석한다.

결함 유형 판단부(1630)는 결함(1710)이 제1 타겟 픽셀(1720) 내 배치된 방향의 이웃 픽셀(1725) 내 마스크(1815)를 배치하여, 결함(1710)의 영역이 마스크(1815)의 영역과 접촉하는지를 판단한다. 결함(1710)이 이웃 픽셀의 마스크(1815)와 접촉하는 경우, 결함 유형 판단부(1630)는 결함(1710)을 제4 결함으로, 그렇지 않은 경우, 결함 유형 판단부(1630)는 결함(1710)을 제3 결함으로 판단한다. 이에 따라, 결함 유형 판단부(1630)는 다양한 결함의 유형을 세밀하면서도 효율적으로 분류할 수 있다.

도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함의 위치를 분석하는 방법을 도시한 도면이다.

도 21(a)를 참조하면, 결함 위치 판단부(1640)는 차감 이미지(710)의 색상과 기준 이미지의 색상을 비교하여, 결함의 위치를 판단한다. 차감 이미지(710)는 결함이 픽셀 내 어느 레이어에 위치하고 있는지에 따라 상이한 색상을 갖는다. 이러한 특성을 이용하여 결함 위치 판단부(1640)는 차감 이미지(710) 내 결함 영역의 색상을 이용해 결함이 픽셀 내 어느 레이어에 위치하고 있는지 판단한다. 결함 위치 판단부(1640)는 메모리부(1660) 내 저장된 기준 이미지(2120)와 이진화 마스크(2130)를 이용하여 기준 이미지의 마스크 영역의 이미지(2140)를 생성한다. 결함 위치 판단부(1640)는 차감 이미지(710) 내 결함 영역의 색상과 기준 이미지의 마스크 영역의 이미지(2140)의 색상을 비교하여, 색상의 유사성을 판단한다. 결함 위치 판단부(1640)는 결함 영역의 색상과 유사한 마스크 영역을 파악하여, 결함 영역의 위치를 판단한다. 이에 따라, 결함 위치 판단부(1640)는 결함 영역이 어느 레이어 상에 위치하는지 및 어느 레이어에서 어느 레이어까지 분포하는지를 파악할 수 있다.

도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 결함의 영역을 분석하는 방법을 도시한 도면이다.

결함 유형 판단부(1630)는 판단된 결함들이 서로 연결되어 있는지를 판단한다.

도 22를 참조하면, 특정 영역(810, 예를 들어, Emission Line)에 발생한 결함(1710a)과 다른 특정 영역(820, 예를 들어, Capacitor)에 발생한 결함(1710b)가 존재할 수 있다. 전술한 바와 같이, 결함이 각각 존재하는 경우와 각 결함이 서로 연결되어 있는 경우는 서로 다른 보완 방법을 필요로 하므로, 각 경우는 서로 구분되어야 한다. 결함 유형 판단부(1630)는 결함의 유형을 판단하는 과정과는 별도로, 각 결함이 서로 연결되어 있는지를 별도로 판단할 수 있다. 이에 따라, 결함 유형 판단부(1630)는 결함이 각각 존재하는 경우와 각 결함이 서로 연결되어 있는 경우를 각각 구분하여 판단할 수 있다.

도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 판별장치가 기판 내 검출된 결함을 판별하는 방법을 도시한 순서도이다.

결함 판별장치(120)는 결함이 존재하는 차감 이미지 및 차감 이미지의 이진화 이미지를 결함 검출장치(110)로부터 수신한다(S2310).

결함 판별장치(120)는 결함의 분석을 위한 타겟 픽셀을 선택한다(S2320).

결함 판별장치(120)는 타겟 픽셀 내 결함의 유형을 판단한다(S2330).

결함 판별장치(120)는 타겟 픽셀 내 결함이 어떤 레이어 내 존재하는지 결함의 위치를 판단한다(S2340).

결함 판별장치(120)는 결함의 종류를 판단한다(S2350).

도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 리페어 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 24를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리페어 장치(130)는 통신부(2410), 메모리부(2420), 제어부(2430, 리페어부(2440) 및 결함 검출부(2450)를 포함한다.

통신부(2410)는 판별한 결함의 정보를 결함 판별장치(120)로부터 수신한다. 통신부(2410)는 유선 또는 무선통신으로 결함 판별장치(120)와 연결되어, 결함의 유형, 위치 및 종류를 포함하는 결함의 정보를 결함 판별장치(120)로부터 수신한다.

메모리부(2420)는 기준이미지, 각 결함의 정보 및 그에 대응되는 리페어 방법을 저장한다.

메모리부(2420)는 기준 이미지를 저장하여, 결함을 리페어하고자 할 경우 최종적으로 어떤 형태로 리페어를 해야할 지를 결정할 수 있도록 한다. 메모리부(2420)는 기준 이미지를 저장함에 있어, 기준 이미지 내 레이어 별로 각각 분리하여 저장하고 있을 수 있다. 이에 따라, 제어부(2430)가 결함의 정보를 분석함에 있어, 보다 용이하게 결함의 위치를 파악할 수 있도록 한다.

메모리부(2420)는 기판 내에서 발생할 수 있는 모든 형태의 결함에 대한 정보와 각 결함에 대응되는 리페어 방법을 저장한다. 결함은 제1 결함 내지 제4 결함의 유형으로 다양한 위치에 발생할 수 있으며, 잔류형 결함, 오픈형 결함, 구멍형 결함, 다크형 결함 또는 시드형 결함으로 다양하게 발생할 수 있다. 이처럼 다양하게 발생하는 결함을 리페어할 수 있도록, 메모리부(2420)는 각 결함에 대응되는 리페어 방법을 저장한다. 리페어 방법은 DMD(Digital Micromirror Device), 커팅(Cutting), LCVD(Laser Chemical Vapor Deposition) 또는 레이저 조사가 존재한다. DMD는 통신부(2410)가 수신한 결함의 위치를 파악하여, 결함이 존재하는 부근의 기준 이미지 대로 결함과 결함이 존재하는 부근의 영역을 일시에 패터닝 가공한다. 주로, 결함이 제4 결함이거나 시드형 결함일 경우, DMD 방식의 리페어가 수행될 수 있다. 커팅은 통신부(2410)가 수신한 결함의 위치를 파악하여, 결함만을 커팅하여 제거한다. 커팅은 주로 결함이 제1 내지 3 결함이거나 다크형 결함 또는 잔류형 결함일 경우, 결함만을 세밀하게 제거할 때 사용되는 방식이다. LCVD는 통신부(2410)가 수신한 결함의 위치를 파악하여, 결함을 보완하기 위해 기준 이미지대로 화학증착한다. 주로, 결함이 오픈형 결함이나 구멍형 결함일 경우에 사용되는 방식이다. 레이저 조사는 주로 구멍형 결함의 리페어를 위해 사용되는 방식으로, 기판의 특정 부위에 레이저를 조사하여 구멍을 형성한다. 구멍형 결함은 레이저 조사 후 해당 부위에 LCVD가 수행됨으로써, 결함이 리페어될 수 있다. 메모리부(2420)는 결함의 정보와 그에 대응되는 리페어 방법을 저장하여 결함을 리페어할 수 있도록 한다.

제어부(2430)는 결함 판별장치(120)로부터 수신한 결함의 정보를 분석하여, 그에 적절한 리페어 방법을 선정하고 선정된 리페어 방법으로 결함을 리페어하도록 리페어부(2440)를 제어한다.

제어부(2430)는 통신부(2410)가 수신한 결함의 정보를 분석한다. 제어부(2430)는 결함이 어느 위치에 발생하였는지, 어떠한 유형의 결함이 발생하였는지 및 어떠한 종류의 결함이 발생하였는지를 분석한다.

제어부(2430)는 분석된 정보를 토대로, 그에 적절한 리페어 방법을 선정한다. 제어부(2430)는 분석된 결함의 정보와 메모리부(2420) 내 저장된 기준 이미지를 비교하여 기판에 발생한 결함을 어떠한 형태로 리페어하며 어떠한 방식으로 리페어해야 할지를 결정하며, 결정된 내용을 토대로 메모리부(2420) 내 저장된 리페어 방법 중 그에 적절한 리페어 방법을 선정한다. 제어부(2430)는 선정한 리페어 위치와 리페어 형태 및 리페어 방법 등의 리페어 정보를 리페어부(2440)로 전달한다.

리페어부(2440)는 제어부(2430)의 제어에 따라, 기판 내 결함을 리페어한다. 리페어부(2440)는 제어부(2430)로부터 전달받은, 리페어 위치와 리페어 형태 및 리페어 방법 등의 리페어 정보에 따라, 리페어를 수행한다. 결함이 제4 결함이거나 시드형 결함 (또는 잔류형 결함)일 경우, 리페어부(2440)는 DMD 방식으로 결함이 발생한 부위를 기준 이미지와 같이 리페어한다. 결함이 제1 내지 3 결함이거나 다크형 결함 또는 잔류형 결함일 경우, 리페어부(2440)는 커팅 방식으로 결함이 발생한 부위를 기준 이미지와 같이 리페어한다. 결함이 오픈형 결함일 경우, 리페어부(2440)는 LCVD 방식으로 패턴이 정상적으로 형성되지 못한 부위를 기준 이미지와 같이 리페어한다. 또한, 결함이 구멍형 결함일 경우, 리페어부(2440)는 레이저 조사 또는 레이저 조사와 LCVD 방식을 함께 수행함으로써 기준 이미지와 같이 적절한 위치에 구멍을 형성할 수 있다.

결함 검출부(2450)는 리페어부(2440)에 의해 리페어된 기판 내 결함이 온전히 리페어되었는지를 재확인하기 위해 기판 내 결함을 재검출한다. 리페어부(2440)에 의해 결함의 리페어는 수행되었으나, 충분한 리페어가 수행되지 못하였을 가능성도 존재하고, 결함이 아닌 다른 위치에 리페어가 수행되었을 가능성도 존재한다. 이러한 경우, 기판 내 결함이 잔존하는 상황이어서 리페어가 다시 수행되어야만 한다. 결함 검출부(2450)는 리페어가 충분히 수행되어 기판 내 결함이 온전히 리페어되었는지를 확인한다. 결함 검출부(2450)는 결함 검출장치(110)와 동일한 구성을 포함하거나, 결함 검출장치(110) 내 구성 중 기판의 이미지를 생성하고 이미지 대조를 거쳐 결함을 검출하는 구성만을 포함할 수 있다.

도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 리페어 장치가 기판의 결함을 리페어하는 방법을 도시한 순서도이다.

리페어 장치(130)는 결함 판별장치(120)로부터 결함의 정보를 수신한다(S2510). 결함의 정보에는 결함의 유형, 종류 및 위치 등이 포함된다.

리페어 장치(130)는 결함의 정보에 따른 리페어 방법을 선정한다(S2520). 리페어 장치(130)는 결함 판별장치(120)로부터 수신한 결함의 정보를 분석한다. 리페어 장치(130)는 분석된 결함의 정보와 기준 이미지를 비교하여 기판에 발생한 결함을 어떠한 형태로 리페어하며 어떠한 방식으로 리페어해야 할지를 결정하며, 결정된 내용을 토대로 메모리부(2420) 내 저장된 리페어 방법 중 그에 적절한 리페어 방법을 선정한다.

리페어 장치(130)는 선정된 리페어 방법대로 결함을 리페어한다(S2530). 리페어 장치(130)는 리페어 위치와 리페어 형태 및 리페어 방법 등의 리페어 정보에 따라, 결함의 리페어를 수행한다.

리페어 장치(130)는 결함이 온전히 리페어되었는지 재확인한다(S2540).

도 15, 23 및 25에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 각각의 도면에 기재된 과정의 순서를 변경하여 실행하거나 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 15, 23 및 25는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.

한편, 도 15, 23 및 25에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 오토 리페어 시스템
110: 결함 검출장치
120: 결함 판별장치
130: 리페어 장치
140: 제어 장치
210: 기판 이송부
220: 이미지 생성부
230: 단위 픽셀 인식부
240: 메모리부
250: 전처리부
260: 이미지 대조부
270: 결함 검출부
280: 제어부
290: 통신부
310, 1110, 1120, 1130: 단위 픽셀의 기준 이미지
320: 기판 이미지
325: 단위 픽셀의 이미지
410, 420: 라인 프로파일
510: 차감 프로파일
710: 차감 이미지
910: 차감 이미지의 이진화 이미지
1610: 통신부
1620: 타겟 픽셀 선택부
1630: 결함 유형 판단부
1640: 결함 위치 판단부
1650: 결함 종류 판단부
1660: 메모리부
1710: 결함
1720, 1725: 타겟 픽셀
1810, 1815: 마스크
2120: 기준 이미지
2130: 이진화 마스크
2140: 기준 이미지의 마스크 영역의 이미지

Claims

검사하고자 하는 기판의 이미지를 생성하고, 상기 기판의 이미지로부터 기판 내 포함된 단위 픽셀을 인식하며, 기 저장된 단위 픽셀의 기준이미지와 생성된 각 단위 픽셀의 이미지를 대조하여 각 단위 픽셀 내 결함이 존재하는지 여부를 검출하는 결함 검출장치;
결함이 존재하는 픽셀의 이미지를 수신하고, 수신한 이미지 내에서 결함의 분석을 위한 타겟 픽셀을 선택하며, 상기 타겟 픽셀 내 존재하는 결함의 정보를 판별하는 결함 판별장치; 및
상기 결함 판별장치에서 판별된 결함의 정보를 토대로 결함의 정보에 대응되는 리페어(Repair) 방법을 선정하여, 선정된 리페어 방법에 따라 결함을 리페어하는 리페어 장치를 포함하며,
상기 결함 검출장치는 상기 기판을 기 설정된 방향으로 이송하는 기판 이송부, 기판의 이미지를 생성하는 이미지 생성부, 상기 기판의 이미지로부터 상기 기판 내 포함된 단위 픽셀을 인식하는 단위 픽셀 인식부, 단위 픽셀의 기준 이미지를 저장하는 메모리부, 생성된 각 단위 픽셀의 이미지와 상기 메모리부 내 저장된 단위 픽셀의 기준 이미지를 대조하는 이미지 대조부, 대조 결과에 따라 각 단위 픽셀 내 결함이 존재하는지 여부를 검출하는 결함 검출부, 상기 결함 검출장치 내 각 구성을 제어하는 제어부 및 상기 기준 이미지의 장축의 방향을 변환시키는 전처리부를 포함하며,
상기 단위 픽셀 인식부는 상기 단위 픽셀의 기준 이미지와 상기 기판의 이미지의 라인 프로파일을 각각 생성하고, 생성된 각각의 라인 프로파일을 차감하여 차감 라인 프로파일을 생성하며, 생성된 차감 라인 프로파일 중 소정의 값 이하를 갖는 지점을 단위 픽셀 간의 경계로 인식하고,
상기 이미지 대조부가 상기 단위 픽셀의 이미지와 상기 단위 픽셀의 기준 이미지를 대조하기 전에, 상기 단위 픽셀의 기준 이미지와 상기 단위 픽셀의 이미지의 장축이 서로 다른 방향인 경우, 각 이미지의 장축이 서로 동일한 방향이 되도록 상기 전처리부는 상기 단위 픽셀의 기준 이미지의 방향을 변환시키며,
상기 제어부는 결함 검출의 정확도 향상을 위해서 소정의 영역 별로 상기 메모리부에 저장되어 있는 상기 단위 픽셀의 기준 이미지를 상기 이미지 생성부에서 생성된 각 단위 픽셀의 이미지 중 어느 하나로 교체하고,
교체된 단위 픽셀의 이미지는 소정의 영역 내에서 상기 기준 이미지와 색상, 휘도, 명암의 차이가 가장 적은 단위 픽셀의 이미지인 것을 특징으로 하는 오토 리페어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 결함의 정보는,
상기 타겟 픽셀 내 존재하는 결함이 어떠한 형태로 상기 타겟 픽셀 내에 존재하는지에 관한 결함의 유형 및 상기 타겟 픽셀 내 결함이 어떤 레이어의 어느 위치에 존재하는지에 관한 결함의 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 오토 리페어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 리페어 방법은,
DMD(Digital Micromirror Device), 커팅(Cutting), LCVD(Laser Chemical Vapor Deposition) 및 레이저 조사 중 일부 또는 전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오토 리페어 시스템.
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