KR20100095078A

KR20100095078A - 유리 표면 이물 검사 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20100095078A
Application number: KR1020090014186A
Authority: KR
Inventors: 김현우; 고영채; 표성종; 김태호
Original assignee: 삼성코닝정밀소재 주식회사
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2010-08-30
Also published as: TW201031908A; US20100214564A1; US8027036B2; CN101813640A; KR101209857B1; JP5190405B2; TWI408360B; JP2010197367A; CN101813640B

Abstract

본 발명은 유리 표면 이물 검사 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 마이크로 회로가 증착되는 유리 표면 상에 발생될 수 있는 이물질을 정확하게 검사할 수 있는 유리 표면 이물 검사 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 유리 표면 이물 검사 장치는 유리 기판의 이물을 검출하기 위한 레이저광 조사부를 상기 유리 기판의 상부 측면과 하부 측면에 각각 하나씩 소정의 간격을 두고 구비하되, 상기 레이저광 조사부로부터 출사되는 광이 상기 유리 기판의 이송 방향에 수직한 방향으로 조사되도록 구성하여 유리 표면에 부착된 이물질을 빠짐없이 정확하게 검출할 수 있도록 함을 특징으로 한다.

유리 기판, 이물, 검출

Description

유리 표면 이물 검사 장치 및 방법{DETECTION APPARATUS FOR PARTICLE ON THE GLASS AND DETECTION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 유리 표면 이물 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 마이크로 회로 패턴이 증착되는 면의 이물을 유리 기판의 평탄도에 무관하게 정확히 검사할 수 있는 유리 표면 이물 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것이다.

평판 디스플레이에 사용되는 유리 표면에 이물질이 있을 경우 이러한 이물질에 상에 마이크로 회로 패턴이 증착되면 마이크로 회로 패턴 불량이 유발된다. 따라서 마이크로 회로 패턴을 증착하기 전에 제공되는 유리 기판(특히 회로가 증착되는 유리 표면) 상에 이물질이 있는지 여부를 정확하게 검사하여야 한다.

유리 기판 표면 검사는 유리 기판을 이송시키면서 카메라를 이용하여 검사하게 때문에 이송 중 발생되는 유리 기판의 평탄도가 변하더라도 정확한 검사가 이루어져야 한다. 이를 위해 종래 검사 장치에서는 두께가 매우 작은 레이저 조명을 유리 기판 이송 방향에서 경사를 크게 주어 조사하고, 유리 기판 평탄도가 변하는 것을 보상하기 위하여 카메라와 유리 기판 사이 거리를 일정하게 유지시켜 주기 위한 자동 거리 조절 장치를 부가적으로 사용하였다. 그러나 이러한 종래 유리 기판 이물질 검사 장치는 이물질이 회로가 증착되는 유리 표면(상면)과 회로가 증착되지 않는 유리 표면(하면) 중 어느 면에 부착되었는지를 판별하는데 한계가 있고 유리 기판의 평탄도 변화에 따라 검사 정확도가 영향을 받는 문제가 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서 마이크로 회로가 증착되는 유리 표면 상에 발생될 수 있는 이물질을 정확하게 검사할 수 있는 유리 표면 이물 검사 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 이송 중인 유리의 평탄도가 변화되더라도 자동 거리 조절 장치와 같은 별도의 부가 장치없이 유리 표면에 발생할 수 있는 이물질을 정확하게 검사할 수 있는 유리 기판 표면 이물 검사 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유리 표면 이물질 검사 장치는,

상기 유리 기판 상부 일 측면으로부터 조사되어 상부 타 측면까지 도달하는 레이저광을 조사하는 상부 레이저광 조사부; 상기 상부 레이저광 조사부에서 조사된 레이저광이 상기 유리 기판의 상면에 조사된 후 이물질에 의해 산란되는 광을 수광하는 상부 검출 카메라; 상기 유리 기판 하부 일 측면으로부터 조사되어 하부 타 측면까지 도달하는 레이저광을 조사하는 하부 레이저광 조사부; 상기 하부 레이저광 조사부에서 조사된 레이저광이 상기 유리 기판의 하면에 조사된 후 이물질에 의해 산란되는 광을 수광하는 하부 검출 카메라; 및 상기 상부 검출 카메라와 하부 검출 카메라로부터 출력되는 영상 신호를 분석하여 상기 유리 기판에 이물질 이 있는 위치를 판단하는 검출 신호 처리부를 포함하는 것을 특징한다.

본 발명에 따른 유리 표면 이물 검사 장치 및 방법에 의하면 유리 기판에 부착된 이물질을 빠짐없이 정확하게 검출할 수 있음은 물론, 회로가 증착되는 유리 표면에 이물질이 발생하였는지 또는 회로가 증착되지 않는 유리 표면에 이물질이 발생한 지를 정확하게 파악할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 유리 표면 이물 검사 장치 및 방법에 의하면 유리 기판의 평탄도에 상관없이 보다 정확하게 이물질 발생 여부를 검사할 수 있고 종래 장치에서 사용하였던 자동거리조절 장치가 필요하지 않으므로 설비 투자비를 감소시키고 시설 유지 및 보수가 훨씬 용이하게 되었다. 또한 본 발명의 조명 방법은 한 대의 조명으로 종래 기술에 비하여 보다 넓은 면적을 조사할 수 있는 잇점이 있다.

본 발명에 따른 유리 표면 이물 검사 장치는 유리 기판(30)의 이물을 검출하기 위한 상부 레이저광 조사부(51)를 유리 기판(30)의 상부 일 측면에 구비하고, 상부 레이저광 조사부가 배치된 지점으로부터 소정의 간격을 두고 하부 레이저광 조사부(53)를 유리 기판(30)의 하부 일 측면에 각각 구비하며, 상기 레이저광 조사부(51,53)로부터 출사되는 레이저광은 각각 상기 유리 기판(30)의 일 측면으로부 터 조사되어 타 측면까지 도달하도록 조사하되, 바람직하게는 상기 유리 기판(30)의 이송 방향에 수직한 방향으로 조사되도록 구성함으로써 유리 기판 표면에 부착된 이물질을 빠짐없이 정확하게 검출할 수 있음과 동시에 그 이물질이 유리 기판(30)의 어느 면에 존재하는 지를 용이하게 파악할 수 있도록 함을 특징으로 한다.

이하에서, 본 발명에 따른 유리 표면 이물 검사 장치의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

설명에 앞서, 상부 레이저광 조사부(51)와 하부 레이저광 조사부(53)가 각각 구비되는 상기 일 측면이란 직사각형 형상으로 마련된 유리 기판(30)의 네 개의 모서리부에 있어서, 유리 기판(30)의 이송방향에 나란하게 위치하는 두 개의 모서리 부 중 어느 하나의 모서리부를 지칭하며, 상기 타 측면이란 상기 일 측면에 대향하게 위치하는 모서리부로서 상기 두 개의 모서리부 중 나머지 하나의 모서리부를 지칭한다.

도 1은 본 발명에 따른 유리 표면 이물 검사 장치의 바람직한 실시예를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2a는 도 1의 A-A' 방향 단면도이다.

도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명에 따른 유리 표면 이물 검사 장치는 유리 기판(30)의 상부 일 측면으로부터 조사되어 상부 타 측면까지 도달하는 레이저광을 조사하는 상부 레이저광 조사부(51)와, 상부 레이저광 조사부(51)에서 조사된 레이저광(59)이 유리 기판(30)의 상면에 조사된 후 유리 기판(30)에 존재하는 이물질에 의해 산란되는 레이저광을 수광하는 상부 검출 카메라(11)와, 유리 기판(30)의 하부 일 측면으로부터 조사되어 하부 타 측면까지 도달하는 레이저광을 조사하는 하부 레이저광 조사부(53)와, 하부 레이저광 조사부(53)에서 조사된 레이저광이 유리 기판(30)의 하면에 조사된 후 산란되는 광을 수광하는 하부 검출 카메라(13)와, 상부 검출 카메라(11) 및 하부 검출 카메라(13)로부터 입력된 영상 신호에 근거하여 상면 또는 하면에 부착된 이물질에 대한 정보를 판단하는 검출 신호 처리부(90)를 포함한다.

또한, 상부 레이저광 조사부(51)와 하부 레이저광 조사부(53)로부터 각각 출력되는 레이저광은 상술한 바와 같이 유리 기판(30)의 일 측면으로부터 출발하여 타 측면에 이르기까지 유리 기판의 일면을 가로지르며 조사하되 바람직하게는, 상기 유리 기판(30)의 이송 방향에 수직한 방향으로 조사되도록 구성하는 것이 좋다.

유리 기판(30)은 LCD와 같은 디스플레이 장치의 패널에 사용되는 얇은 글래스(Glass) 재질의 기판으로서 일반적으로, 0.5 내지 0.7 mm 의 두께로 구성되며, 일면(이하, 상면이라 칭함)은 마이크로 회로 패턴이 증착 형성되고 상기 일면에 반대되는 타면(이하, 하면이라 칭함)은 회로 패턴이 형성되지 않은 면으로 존재한다. 참조번호 "100"은 유리 기판(300)의 이송 방향을 도시한다.

레이저광 조사부(51,53)는 유리 기판(30)의 상면에 레이저광을 조사하는 상부 레이저광 조사부(51)와 하면에 레이저광을 조사하는 하부 레이저광 조사부(53)로 구성되며, 유리 기판 상·하면에 조사되는 상기 레이저광은 대략 100mm 의 폭과 0.65mm 내지 0.95mm 의 두께를 갖고 상기 레이저광 조사부로부터 출력되도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기에서 설명한 레이저광의 폭(약 100mm)은 대략 1m 의 폭을 갖는 유리 기판(30)에 바람직한 치수로서 그 폭은 1m 에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

예컨데, 공정 유리 기판(30)이 1m 이상의 폭을 갖는 유리 기판(30)이라면 상기 레이저광은 100mm 이상의 폭을 갖도록 하며, 공정 유리 기판(30)이 1m 이하의 폭을 갖는다면 상기 레이저광은 100mm 이하의 폭을 갖도록 구성하는 것이 바람직하다.

상부 레이저광 조사부(51)는 유리 기판(30)의 상면에 부착된 이물질을 검출하기 위한 수단으로서, 상부 레이저광 조사부(51)로부터 출력되는 레이저광(59)은 소정의 두께와 폭을 가지면서 상기 유리 기판(30)의 상면에 입사된다.

도 7은 본 발명에서 사용되는 레이저광의 형상을 설명하기 위한 도면이다. 도 7(a)에 도시한 바와 같이 지면의 앞쪽으로 이송 중인 유리 기판(30) 상면의 측면에서 레이저광(59)이 조사되고 있으며, 도 7(b)는 도 7(a)의 A-A' 단면도를 도시한다. 도 7(b)에 도시된 바와 같이 레이저광(59)은 유리(30)의 폭방향(w)으로는 작은 두께(T)를 가지고, 유리 기판(30)의 높이(t) 방향으로는 넓은 폭(Φ)을 갖는 장방향 형상을 갖는 것이 평탄도가 일정하지 않은 유리 기판(30)의 이물질을 검사하기에 유리하다.

또한, 상기 레이저광(59)은 그 폭에 해당하는 면이 상기 유리 기판(30)의 일면으로부터 적어도 60°이상의 기울기(바람직하게는 그 폭에 해당하는 면이 상기 유리 기판(30)에 수직을 이루며)를 형성하며 조사되도록 하는 것이 좋다.

유리 기판(30)의 상면에 입사되는 레이저광(59)의 구체적인 특징을 살펴보면 다음과 같다.

도 1 및 도 2a (a)에 도시된 바와 같이, 상기 상부 레이저광 조사부(51)로부터 출력되는 상부 레이저광(59)은 유리 기판(30)의 이송방향에 수직된 방향으로 조사하되, 상기 유리 기판(30)에 조사되고 있는 상부 레이저광 영역에 위치하고 있는 유리 기판(30)의 상면 영역은 전면(全面)이 상기 레이저광 내부에 포함되도록 한다. 또한, 상기 상면 영역에 반대되는 하면 영역은 최대한 상기 레이저광 내부에 포함되지 않으며 조사되도록 하는 것이 바람직하다.

이는, 상면에 입사되는 레이저광(59)이 하면으로 투과되는 양을 최소화시켜 상면에 위치한 이물에 의하여 산란되는 레이저광의 신호 세기가 하면으로 투과하여 하면에 위치한 이물에 의하여 산란되는 레이저광의 신호 세기보다 훨씬 크도록 유도함으로써 유리 기판(30)의 상면과 하면에 존재하는 이물을 가능한 완벽하게 구분 검출하기 위함이다.

따라서, 상기와 같은 목적에 가장 부합하는 이상적인 상부 레이저광의 조사각은 유리 기판(30)과 평행하게 입사하되, 상기 유리 기판(30)의 상면 중 상기 레이저광(59)이 입사되고 있는 영역은 상기 상부 레이저광(59) 내부에 전면 포함되도록 하고, 하면 영역은 전면이 상기 상부 레이저광 내부에 포함되지 않도록 상기 상부 레이저광(59)을 조사하는 것이다.

그러나 상술한 바와 같이, 레이저광을 유리 기판(30)과 하게 조사할 경우, 상면과 하면에 존재하는 이물을 완벽하게 구분하여 검출할 수 있는 정밀도는 극대화시킬 수 있으나 다음과 같은 단점이 있다.

즉, 이송되는 유리 기판(30)은 이송장치와 유리 기판(30) 자체의 굴곡에 의하여 이물 검출을 위한 이송 중 유리 기판(30)의 평탄도 변화가 발생하게 된다. 따라서, 상술한 바와 같이 상부 레이저광(59)을 상기 유리 기판(30)에 평행하게 조사할 경우, 상기와 같은 유리 기판(30)의 평탄도 변화에 의하여 1)유리 기판(30)의 상면이 상기 상부 레이저광 내부에 포함되지 못하고 벗어나거나, 또는 2)상면은 물론 하면까지 상기 상부 레이저광(59) 내부로 모두 포함되어 지는 경우가 발생할 수 있다.

1)의 경우 유리 기판(30)의 상면에 이물이 존재함에도 불구하고 검출되지 못하고 지나쳐 버리거는 문제점이 발생하고, 2)의 경우 상면에 존재하는 이물이 후술할 상부 검출 카메라(11)는 물론 하부 검출 카메라(13) 모두에 유사한 신호 세기로 검출 표시되어 검출된 이물이 유리 기판(30)의 어느 면에 존재하는지 구분하기가 곤란해지는 문제점이 발생할 수 있다.

상기와 같은 단점을 보완하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저광은 도 2a (b)에 도시된 바와 같이, 상기 유리 기판(30)의 상면으로부터 소정의 경사각(θ)을 이루며 비스듬히 조사되도록 하고 상기 경사각(θ)은 0.06도 내지 6도의 저각으로 입사하도록 구성하였다.

경사각(θ)은 이송 중인 유리 기판(30)에 발생할 수 있는 평탄도의 변화 정도를 고려한 조사각으로서, 상기 상부 레이저광(59)이 상기와 같은 범위의 저각의 조사각을 이루며 유리 기판(30)의 상면에 조사될 경우 유리 기판(30)에 평탄도 변화가 발생하여도 상기 유리 기판(30)의 상면은 항상 상기 상부 레이저광의 내부에 포함되어 있는 상태를 유지할 수 있다.

또한, 경사각을 0.06도 내지 6도의 저각으로 구성함으로써, 유리 기판(30)의 상면에 입사하는 상부 레이저광(59)의 대부분이 반사됨에 따라 유리 기판(30)을 투과하는 빛의 양이 매우 작아지게 되어, 투과된 상부 레이저광이 하면에 존재하는 이물에 의해 발생하는 산란을 최소화 할 수 있게 되고 이에 따라 상면과 하면에 존재하는 이물을 완벽하게 구분하여 검출할 수 있게 된다.

이하에서는, 상기 0.06도 내지 6도의 경사각에 대해 도 6을 이용하여 구체적으로 설명하기로 한다. 설명의 편의상 유리 기판(30)의 두께(t)는 1mm, 유리 기판(30)의 폭(L)은 1,000mm이고, 레이저광의 폭(Φ)은 100mm인 것으로 가정하며, 이러한 수치는 실제 생산 중인 장비 및 유리 수치와 크게 다르지 않다. 레이저광은 도 6(a)에 도시한 바와 같이 레이저광(59)의 하부가 유리 기판(30)의 반대쪽 하면에 닿도록 할 경우 가장 저각을 유지하게 되고, 도 6(b)에 도시한 바와 같이 레이저광(59)의 상부가 유리 기판(30)의 반대쪽 상면에 닿도록 할 경우 가장 고각을 유지하게 된다. 도 6(a)에서 레이저광(59)이 유리면과 이루는 각도는 대략 0.06도로 형성되며, 도 6(b)에서 레이저광(59)이 유리면과 이루는 각도는 대략 6도로 형성된다. 따라서 본 발명에 따른 레이저광(59)은 유리면과 0.06도 내지 6도를 유지하면서 저각으로 조사되도록 하는 것이 바람직하다.

상부 검출 카메라(11)는, 상부 레이저광 조사부(51)로부터 출사된 상부 레이저광(59)이 유리 기판(30)의 상면에 조사된 후, 유리 기판(30)에 존재하는 이물에 의하여 산란되는 광을 수광하는 역할을 한다.

구체적으로 상부 검출 카메라(11)는 상기 산란되는 광을 수광하여 전하로 변환시켜 화상을 얻어내기 위한 전하결합소자(CCD: Charge-Coupled Device)로서, CCD는 광다이오드에 수광된 포톤(Photon)의 양에 따라 생성된 전자량을 이용하여 정보를 재구성함으로써 검출 영상신호를 만들어 내고, 검출 영상신호는 검출 신호 처리부(90)로 전송된다.

도 2b는 도 1의 B-B' 방향 단면도이다. 도 2b를 참조하면, 본 발명에 따른 유리 표면 이물 검사 장치는 유리 기판(30)에 부착된 이물이 기판(30)의 어느 면에 부착되었는지를 정확하게 파악할 수 있도록 또 하나의 레이저광 조사부(이하, 하부 레이저광 조사부; 53)와 검출 카메라(이하, 하부 검출 카메라; 13)가 구비된다.

하부 레이저광 조사부(53)는 상술한 상부 레이저광 조사부(51)와 마찬가지로 유리 기판(30)의 이송방향에 수직된 방향으로 하부 레이저광이 조사될 수 있도록 배치하되, 상기 하부 레이저광(69)은 상기 유리 기판(30)의 하면으로부터 소정의 경사각(θ)을 이루며 비스듬히 조사되도록 하고 상기 경사각(θ)은 0.06도 내지 6도의 저각으로 입사하도록 구성한다.

즉, 상부 레이저광 조사부(51)는 유리 기판(30)의 상부 측면 부근에 설치되어 유리 기판(30) 상면에 상부 레이저광(59)을 조사하고, 하부 레이저광 조사부(53)는 유리 기판(30)의 하면 부근에 설치되어 하면에 하부 레이저광(69)을 조사하는 것이다. 보다 정확하게 표현하면 상부 레이저광 조사부(51)는 유리 기판(30)이 위치되는 수직 연장 영역의 외부에 위치되는 상부 측면에 위치하여 유리 기판(30) 상면으로 광을 조사함을 알 수 있으며, 하부 레이저광 조사부(53)는 유리 기판(30)이 위치되는 수직 연장 영역의 외부에 위치되는 하부 측면에 위치하여 유리 기판(30) 하면으로 광을 조사함을 알 수 있다.

하부 검출 카메라(13)는 상기 상부 검출 카메라(11)와 마찬가지로 하부 레이저광 조사부(53)로부터 출사된 하부 레이저광(69)이 상기 유리 기판(30)의 하면에 조사된 후, 상기 유리 기판(30)에 존재하는 이물에 의하여 산란되는 광을 수광하는 역할을 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 하부 검출 카메라(13)는 상기 하부 레이저광(69)이 조사되는 영역의 상부에 배치되도록 구성하였으나, 상기 하부 레이저광(69)이 조사되는 영역의 하부에 배치하여도 동일한 목적을 달성할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 하부 검출 카메라(13) 역시 상기 검출 신호 처리부(90)와 전기적으로 연결되어 상기 하부 검출 카메라(13)로부터 검출된 영상신호는 상기 검출 신호 처리부(90)로 입력된다.

또한, 상기 상부 레이저광 조사부(51)와 하부 레이저광 조사부(53)는 소정의 간격을 유지하면서 배치되는데, 상기 간격은 상기 상·하부 레이저광으로부터 출력되는 각 레이저광의 경로가 상호 간에 영향받지 않도록 되는 정도면 충분하다.

검출 신호 처리부(90)는, 유리 기판(30)의 상면에 조사된 상부 레이저광(59)과 후술할 하부 레이저광(69)이 이물에 의해 산란되어 상부 검출 카메라(11) 및 하부 검출 카메라(13)에서 검출된 영상 신호를 분석 처리하여 시각적으로 표시해 줌 으로써, 해당 이물이 유리 기판(30)의 어느 면에 부착되어 있는 지를 구분할 수 있도록 하고 해당 이물의 크기를 계산하여 작업자에게 제공해 준다.

구체적으로, 검출 신호 처리부(90)는 상부 검출 카메라(11)및 하부 검출 카메라(13)로부터 입력된 영상 신호에 근거하여, 상면 또는 하면에 부착된 이물에 대한 정보를 시각적으로 표시해 주는 '이물 표시화면' 한 쌍을 제공해 주며, '이물 표시화면' 한 쌍은 세부적으로, 상면에 부착된 이물(이하, 상면 이물)에 대한 정보를 제공해 주는 '상면이물 표시화면' 한 쌍(11-81,13-81)과 하면에 부착된 이물(이하, 하면 이물)에 대한 정보를 제공해 주는 '하면이물 표시화면' 한 쌍(11-91,13-91)으로 구분된다.

즉, 작업자는 상기 검출 신호 처리부(90)를 통하여 제공받는 한 쌍의 이물 표시화면을 통하여 검출된 이물이 유리 기판(30)의 상면에 부착된 것인지 하면에 부착된 것인지 판단할 수 있게 된다.

도 4를 참조하여 설명하면, 먼저 상면이물 표시화면 한 쌍은 유리 기판(30)의 상면에 부착된 이물에 대한 검출 이미지로서, 하나(11-81)는 상면 이물이 상부 검출 카메라(11)에 의해 검출된 영상신호에 근거하여 생성 제공된 이미지 화면의 일예이고, 다른 하나(13-81)는 상면 이물이 하부 검출 카메라(13)에 의해 검출된 영상신호에 근거하여 생성 제공된 이미지 화면의 일예이다.

다음으로, 하면이물 표시화면 한 쌍(11-91,13-91)은 유리 기판(30)의 하면에 부착된 이물에 대한 검출 이미지로서, 하나(11-91)는 하면 이물이 상부 검출 카메라(11)에 의해 검출된 영상신호에 근거하여 생성 제공된 이미지 화면의 일예이고, 다른 하나(13-91)는 하면 이물이 하부 검출 카메라(13)에 의해 검출된 영상신호에 따라 생성 제공된 이미지 화면의 일예이다.

즉, 본 발명에서는 유리 기판(30)의 상면에 레이저광을 조사하고, 이물질에 의해 산란되는 광을 수광하여 영상 이미지로 출력하는 단계와, 유리 기판(30)의 하면에 레이저광을 조사하고, 이물질에 의해 산란되는 광을 수광하여 영상 이미지로 출력하는 단계를 통하여 작업자에게 이미지 영상 즉 이물 표시화면을 제공해주고, 작업자는 상부 검출 카메라(11)에 의한 이미지 영상과 하부 검출 카메라(13)에 의해 검출된 이미지 영상을 비교하여, 어느 쪽의 신호가 더 강하게 표시되었는지 여부를 이용하여 이물의 부착 위치를 보다 정확하게 파악할 수 있게 된다.

또한, 전술한 검출 신호 처리부(90)는, 상부 검출 카메라(11) 및 하부 검출 카메라(13)로부터 입력된 영상 신호에 근거하여 생성된 이미지 영상 자체를 작업자에게 제공하도록 설명 및 도시하였다. 따라서, 이물의 존재와 그 이물이 유리 기판의 어느면에 부착되어 있는지는 제공받은 상기 이미지 영상을 작업자가 직접 판독함으로써 파악할 수 있도록 구성된다.

그러나, 상부 검출 카메라(11) 및 하부 검출 카메라(13)로부터 입력될 수 있는 다양한 영상 신호를 조건값으로 하여, 검출 신호 처리부(90)에 입력된 영상 신호에 의해 산출된 조건이 검출 신호 처리부(90)에 기설정된 조건을 만족하면 그 만족된 조건에 대응하는 결과(즉, 이물 정보)를 검출 신호 처리부(90)가 문자, 수치 및 이미지 형식으로 출력하도록 구성할 수 도 있음은 물론이다.

상기 조건값이란 예컨데, 영상 신호에 이물이 검출된 조건, 검출된 이물의 크기에 따른 조건들, 상부 검출 카메라에 의한 이미지 영상과 하부 검출 카메라에 의한 이미지 영상을 비교하여, 어느 쪽의 신호가 더 강하게 표시되었는지에 따른 조건 등을 들 수 있다.

상기와 같이 구성할 경우, 이물의 존재와 그 이물이 유리 기판의 어느면에 부착되어 있는지에 대한 정보를 파악하기 위하여 작업자가 검출 신호 처리부(90)로부터 제공받은 이미지 영상을 직접 판독할 필요없이 즉석에서 바로 파악할 수 있게되는 장점이 있다.

이하에서는, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 유리 표면 이물 검사 장치의 작용을 상세하게 설명하도록 한다.

도 3은 유리 기판(30)에 부착된 이물과 유리 기판(30)에 조사되는 상부 레이저광(59)의 경로를 개략적으로 도시한 실시예이고, 도 4는 본 발명에 따른 유리 표면 이물 검사 장치를 통하여 유리 기판(30)에 부착된 이물을 검출하고 이를 시각적으로 표시해 주는 모습을 도시한 실시예이다.

참고로, 도 4에 도시된 상부 레이저광(59) 중 이물(81)이 위치한 영역의 레이저광 내부는 상기 상부 레이저광(59)이 산란 반사되는 작용을 명확하게 설명하기 위하여 그 음영처리를 생략하였다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 먼저 상부 레이저광 조사부(51)로부터 출력되는 상부 레이저광(59)을 상기 유리 기판(30)의 이송방향에 수직한 방향으로 조사하되 상기 유리 기판(30)으로부터 0.06도 내지 6도의 경사각을 이루며 유리 기판(30)의 상면에 비스듬히 입사하도록 한다.

설명에 앞서, 유리 기판(30)의 상면과 하면의 서로 다른 위치에 각각 이물(81,91)이 부착되어 있다는 가정하에 본 발명의 유리 표면 이물 검사 장치의 작용을 설명하도록 한다.

유리 기판(30)의 상면에 조사되는 상부 레이저광(59)을 구체적으로 살펴보면, 유리 기판(30)의 상면에 입사되는 입사광(55), 상기 입사광(55) 중 상기 상면에 도달한 후 반사된 반사광(57) 그리고 상기 입사광(57) 중 상기 유리 기판 (30)을 투과하여 하면으로 투과되는 투과광(53)으로 구분된다.

마찬가지로, 유리 기판(30)의 하면에 조사되는 하부 레이저광 역시, 유리 기판의 하면에 입사되는 입사광, 상기 입사광 중 상기 하면에 도달한 후 반사된 반사광 그리고 상기 입사광 중 상기 유리 기판을 투과하여 상면으로 투과되는 투과광으로 구분될 것이다.

먼저, 유리 기판(30)의 상면에 부착된 이물의 검출 과정 및 방법은 기본적으로, 상기 유리 기판(30) 상부 일 측면으로부터 상부 타 측면까지 도달하도록 유리 기판(30) 상면에 레이저광(59)을 조사하는 제 1단계, 제 1단계에서 조사된 레이저광(59)이 유리 기판(30)의 상면에 조사된 후 이물질에 의해 산란되는 광을 수광하는 제 2단계 및 제 2단계에서 출력되는 영상 신호를 분석하여 이물질이 유리 기판(30)에 있는지 여부를 판단하는 제 3단계를 통하여 이루어진다.

유리 기판의 하면에 존재하는 이물을 검출하기 위하여는, 유리 기판(30) 하부 일 측면으로부터 조사되어 하부 타 측면까지 도달하도록 유리 기판(30) 하면에 레이저광(69)을 조사하는 제 4단계 및 제 4단계에서 조사된 레이저광(69)이 유리 기판(30)의 하면에 조사된 후 이물질에 의해 산란되는 광을 수광하는 제 5단계를 더 수행하고, 상술한 제 3단계에서 상기 제 2단계 및 제 5단계에서 출력되는 영상 신호를 분석하여 검출된 이물질이 상기 유리 기판 상면 또는 하면 중 어느 면에 부착되어 있는 것인지를 판단하도록 이루어 진다.

이하에서는 유리 기판에 존재하는 이물의 검출 및 검출된 이물이 유리 기판의 어느 면에 존재하는지 파악하는 구체적인 방법을 설명하도록 한다.

유리 기판(30)의 상면에 부착되어 이동되고 있는 이물(81)이 상부 레이저광(59)이 조사되고 있는 영역에 도달하면, 상부 레이저광의 입사광(55) 또는 반사광(57) 중 일부는 상기 유리 기판(30)의 상면에 부착된 이물 (81)에 의해 임의의 각도로 산란(83)되어 상기 유리 기판(30)의 상부에 배치된 상부 검출 카메라(11)에 수광된다.

도 4의 '11-81'은 상기 유리 기판(30)의 상면에 부착된 이물(81)에 의해 산란 반사된 상부 레이저광을 상기 상부 검출 카메라(11)가 감지하여 표시해 준 이물 검출 이미지 화면을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 산란 반사되는 광이 많아 질수록 이물 검출 이미지의 크기는 더욱 크게 표시되어 유리 기판(30)의 상면에 이물(81)이 존재하고 있음을 작업자에게 시각적으로 표시 제공해 주게 된다.

유리 기판(30)의 상면에 부착되어 이동되고 있는 이물(81)이 상부 레이저광(59)이 조사되고 있는 영역을 지나 하부 레이저광이 조사되고 있는 영역(69)에 도달하면, 하부 레이저광(69)의 입사광 또는 반사광은 상면 이물에 의한 영향(즉, 산란 및 반사)을 받지 않아 하부 레이저광의 입사광의 대부분은 그대로 반사광이 되어 외부로 반사되어 버리고, 입사광 중 상대적으로 적은 양의 레이저광만이 유리 기판의 상면으로 투과되어 상면 이물에 의한 산란 반사가 일어난다.

하부 레이저광의 투과광 중 상면 이물에 의해 산란 반사된 광은 상기 하부 검출 카메라(13)에 의해 검출되고, 검출된 영상신호에 근거하여 생성 제공된 이미지 화면은 도 4의 '13-81'과 같다. 하부 레이저광의 투과광은 그 양이 상대적으로 매우 적어 상기 투과광에 의해 발생하는 상면 이물의 산란 신호 세기 역시 약하게 되고 이에 따라, 도 4의 '13-81' 에 도시된 바와 같이 그 검출 이미지는 전체적으로 어두운 공백 상태로 표시되거나 또는 검출된 이물 영상의 해상도가 매우 낮아 선명하지 못한 이미지 형태로 나타난다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 유리 표면 이물 검사 장치는 유리 기판(30)에 부착된 이물을 검출하기 위한 레이저광 조사부(51,53)를 유리 기판(30)의 상측면과 하측면에 각각 하나씩 소정의 간격을 두고 구비하되, 레이저광 조사부로부터 출사되는 광이 유리 기판(30)의 이송 방향에 수직한 방향으로 소정의 경사각을 이루며 조사되도록 구성하고, 상기와 같은 구성을 통하여 생성 제공받는 이물 표시화면을 통하여, 검출 카메라(11,13)에 감지된 이물이 유리 기판(30)의 어느면에 부착되어 있는 지를 정확하게 파악할 수 있게 된다.

즉, 유리 기판(30) 상면에 부착된 이물의 경우 상부 레이저광이 조사되는 영역에서는 많은 양의 레이저광(입사광 또는 반사광)이 상면 이물과 부딪히며 산란 반사되고, 하부 레이저광이 조사되는 영역에서는 매우 적은 양의 레이저광(투과광) 이 상면 이물에 의해 산란 반사됨에 따라 상·하부 검출 카메라(13)에 감지되는 산란 신호 세기는 극명한 차이를 보이게 된다.

따라서, 상부 검출 카메라(11)를 통하여 생성 제공된 상면이물 표시화면 (11-81)에는 이물 검출 이미지가 선명하게 표시 제공되고, 하부 검출 카메라(13)를 통하여 생성 제공된 상면이물 표시화면(13-81)에는 전체적으로 어두운 공백 상태 또는 해상도가 매우 떨어지는 이미지 형태로 표시 제공되었다면, 작업자는 검출된 이물이 유리 기판(30)의 상면에 위치하는 이물임을 정확하게 파악할 수 있게 된다.

유리 기판(30)의 하면에 부착된 이물의 검출 과정 및 방법은 상술한 상면 이물 검출 과정 및 방법과 동일하므로 그 차이점만 설명하도록 한다.

유리 기판(30)의 하면에 부착된 이물이 이동되어 상기 상부 레이저광(59)이 조사되고 있는 영역에 도달하면, 상면 이물이 상기 하부 레이저광(69) 영역에 도달했을 경우와 같은 이유로, 검출되는 산란 신호의 세기는 매우 미미하여 도 4의 하면이물 표시화면(11-91)과 같이 전체적으로 어두운 공백 상태로 표시되거나 또는 표시된 이물의 해상도가 매우 떨어져 선명하지 못한 상태로 표시된다.

상부 레이저광(59)이 조사 영역을 지나 하부 레이저광(69)이 조사되고 있는 영역에 도달하면, 상면 이물이 상기 상부 레이저광 영역에 도달했을 경우와 같은 이유로, 검출되는 산란 신호의 세기는 매우 증대되어 하부 검출 카메라(13)에 의하여 생성 제공되는 하면이물 표시화면(13-91)에는 이물 검출 이미지가 선명하게 표시 제공된다.

따라서, 작업자는 제공받는 한 쌍의 하면이물 표시화면(11-91,13-91)이 전술한 바와 같은 형태로 표시 제공된다면 작업자는 상기 이물이 유리 기판(30)의 하면에 부착된 이물임을 정확히 파악할 수 있게 된다.

도 5는 유리 기판(30)의 평탄도 변화와 무관하게 유리 표면 이물을 정확하게 검출할 수 있는 원리를 설명하기 위한 동작도이다.

도 5(a)는 이송 중인 유리 기판(30)이 평탄하게 정상적인 위치에서 이송 중임을 도시한 것이며, 도 5(b)에 도시된 유리 기판 (31)은 평탄도가 변화된 유리 기판(31)으로서, 정상 위치(30)로부터 상부 측으로 '△' 만큼 평탄도가 변화된 상태로 이송 중임을 나타낸다. 또한, 도 5에서 상부 검출 카메라(11)가 유리 기판(30) 상부에 조사되는 영역을 참조번호 '50'으로 나타내었다.

종래 유리 표면 이물 검사 장치는, 상술한 바와 같이 이송 중에 발생하는 유리 기판(30) 평탄도 변화에 적절하게 대응하지 못하여 유리 기판(30)에 부착된 이물 검출의 정밀도가 매우 저하되는 문제점이 있었다.

그러나, 본 발명에 따른 유리 표면 이물 검사 장치는 유리 기판(30)의 평탄도 변화가 발생하더라도, 항상 일정한 위치에서 유리 기판(30)의 일 측면으로부터 레이저광(59)이 조사되고 있으므로 이물 검사에 있어 기판(30)의 평탄도 변화에 따른 영향을 최소화할 수 있다.

도 5 (a) 및 (b)를 참조하여 구체적으로 설명하면, 상면 이물 검출 과정에서 살펴보면, 상부 레이저광(59)이 조사되고 있는 영역에 도달한 유리 기판(30)이 완 전 평면 위치(즉, 유리 기판 '30' 의 위치)로부터 '△' 만큼 상향 굴곡되어 더 높은 지점(즉, 유리 기판 '31' 의 위치)에 위치 하더라도 상기 유리 기판(31)의 상면은 상기 상부 레이저광(59) 내부에 여전히 포함되어 있는 상태를 유지하게 되고 이에 따라 상기 유리 기판(30)의 상면에 부착된 이물에 의한 산란 반사 역시 정상적으로 발생하여 이물 검출을 정확하게 수행할 수 있게 된다.

이는, 본 발명에 따른 유리 표면 이물 검사 장치는 상부 레이저광(59)을 유리 기판(30)의 이송방향에 수직한 방향으로 조사함과 동시에 상부 레이저광(59)이 유리 기판(30)의 상면으로부터 소정의 경사각을 이루며 비스듬히 입사되도록 구성함으로써, 이송 중인 유리 기판(30)에 '△' 만큼의 평탄도 변화가 발생하더라도 유리 기판(31)의 상면은 항상 상기 레이저광의 폭방향 내면(도7;Φ) 에 항상 포함될 수 있기 때문이다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 유리 표면 이물 검사 장치의 바람직한 실시예를 개략적으로 도시한 구성도.

도 2a는 도 1의 A-A' 방향 단면도.

도 2b는 도 1의 B-B' 방향 단면도.

도 3은 유리 기판에 부착된 이물과 상기 유리 기판에 조사되는 상부 레이저광의 경로를 개략적으로 도시한 실시예.

도 4는 본 발명에 따른 유리 표면 이물 검사 장치를 통하여 유리 기판에 부착된 이물을 검출하고 이를 시각적으로 표시해 주는 모습을 도시한 실시예.

도 5는 유리 기판의 평탄도 변화와 무관하게 유리 표면 이물을 정확하게 검출할 수 있는 원리를 설명하기 위한 동작도.

도 6은 본 발명 레이저광의 바람직한 조사 기울기를 설명하기 위한 도면.

도 7은 본 발명에서 사용되는 레이저광의 형상을 설명하기 위한 도면.

***** 도면 상의 주요 기호에 대한 간략한 설명 *****

11: 상부 검출 카메라 13: 하부 검출 카메라

30: 유리 기판 51: 상부 레이저광 조사부

53: 하부 레이저광 조사부 59: 레이저광

90: 검출 신호 처리부 100: 유리 이송 방향

Claims

이송 중인 유리 표면에 존재하는 이물질을 검사하는 유리 표면 이물질 검사 장치에 있어서,

상기 유리 기판 상부 일 측면으로부터 조사되어 상부 타 측면까지 도달하는 레이저광을 조사하는 상부 레이저광 조사부;

상기 상부 레이저광 조사부에서 조사된 레이저광이 상기 유리 기판의 상면에 조사된 후 이물질에 의해 산란되는 광을 수광하는 상부 검출 카메라; 및

상기 상부 검출 카메라로부터 출력되는 영상 신호를 분석하여 이물질이 상기 유리 기판에 있는지 여부를 판단하는 검출 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 표면 이물질 검사 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 유리 기판 하부 일 측면으로부터 조사되어 하부 타 측면까지 도달하는 레이저광을 조사하는 하부 레이저광 조사부; 및

상기 하부 레이저광 조사부에서 조사된 레이저광이 상기 유리 기판의 하면에 조사된 후 이물질에 의해 산란되는 광을 수광하는 하부 검출 카메라를 더 포함하고,

상기 검출 신호 처리부는 상기 상부 검출 카메라 및 하부 검출 카메라로부터 출력되는 영상 신호를 분석하여 상기 유리 기판에 이물질이 있는 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 유리 표면 이물질 검사 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 검출 신호 처리부는,

상기 상부 검출 카메라 및 하부 검출 카메라로부터 입력된 영상 신호에 근거하여, 상면 또는 하면에 부착된 이물질에 대한 정보를 시각적으로 표시해 주는 이물 표시화면을 제공하는 것을 특징으로 하는 유리 표면 이물질 검사 장치.
제 1 항 또는 제 2항에 있어서,

상기 상부 레이저광은 상기 유리 기판의 상면으로부터 0.06도 내지 6도의 경사각을 형성하며 비스듬히 입사되는 것을 특징으로 하는 유리 표면 이물질 검사 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 하부 레이저광은 상기 유리 기판의 하면으로부터 0.06도 내지 6도의 경사각을 형성하며 비스듬히 입사되는 것을 특징으로 하는 유리 표면 이물질 검사 장 치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 상부 레이저광 및 하부 레이저광은 상기 유리 기판의 두께 방향으로 정의되는 폭(φ)과, 상기 유리 기판 이송방향으로 정의되는 두께(T)를 가지며, 상기 레이저 광은 폭(φ)이 두께(T)보다 크게 형성되는 장방형으로 구비되는 것을 특징으로 하는 유리 표면 이물질 검사 장치.
이송 중인 유리 표면에 존재하는 이물질을 검사하는 유리 표면 이물질 검사 방법에 있어서,

상기 유리 기판 상부 일 측면으로부터 상부 타 측면까지 도달하도록 상기 유리 기판 상면에 레이저광을 조사하는 제 1단계;

상기 제 1단계에서 조사된 레이저광이 상기 유리 기판의 상면에 조사된 후 이물질에 의해 산란되는 광을 수광하는 제 2단계; 및

상기 제 2단계에서 출력되는 영상 신호를 분석하여 이물질이 상기 유리 기판에 있는지 여부를 판단하는 제 3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 표면 이물질 검사 방법.
제 7항에 있어서,

상기 유리 기판 하부 일 측면으로부터 조사되어 하부 타 측면까지 도달하도록 상기 유리 기판 하면에 레이저광을 조사하는 제 4단계; 및

상기 제 4단계에서 조사된 레이저 광이 상기 유리 기판의 하면에 조사된 후 이물질에 의해 산란되는 광을 수광하는 제 5단계를 더 구비하고,

상기 제 3단계가 상기 제 2단계 및 제 5단계에서 출력되는 영상 신호를 분석하여 검출된 이물질이 상기 유리 기판 상면 또는 하면 중 어느 면에 부착되어 있는 것인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 유리 표면 이물질 검사 방법.
이송 중인 유리 표면에 존재하는 이물질이 유리 기판의 상면 또는 하면 중 어느 표면에 부착되었는 지 검사하는 유리 표면 이물질 검사 방법에 있어서,

상기 유리 기판 상면에 레이저광을 조사하고, 이물질에 의해 산란되는 광을 수광하여 영상 이미지로 출력하는 제 1단계; 및

상기 유리 기판 하면에 레이저광을 조사하고, 이물질에 의해 산란되는 광을 수광하여 영상 이미지로 출력하는 제 2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 표면 이물질 검사 방법.