KR20150005405A

KR20150005405A - 광학검사에 이용되는 조명시스템, 그것을 이용하는 검사시스템 및 검사방법

Info

Publication number: KR20150005405A
Application number: KR20130094758A
Authority: KR
Inventors: 구앙-시아 왕; 후이-유 첸
Original assignee: 마하비전 아이엔씨.
Priority date: 2013-07-05
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2015-01-14
Also published as: TWI491871B; CN104279456A; JP2015014582A; TW201502500A

Abstract

본 발명은, 광학검사에 이용되는 조명시스템, 그것을 이용하는 검사시스템 및 검사방법을 개시하고 있고, 검사대상영역으로 정면투광된 제1 조명광과 검사대상영역으로 비스듬하게 투광된 2개의 제2 조명광과, 검사대상영역에 대하여 가장 큰 입사각을 갖는 2개의 제3 조명광과 함께 검사대상영역을 조사하고, 제3 조명광은, 제1 조명광 및 제2 조명광보다도 짧은 파장을 포함하는 파장대역의 광이며, 또한, 컬러 라인 스캔 카메라가, 스펙트럼(spectrum)이 다른 광학 화상 데이터를 출력하여 결함의 검출을 행하고, 취득된 혼합 화상을 각 스펙트럼마다 각각 구분함으로써, 회로기판상의 산화물 및 먼지를 판별한다. 제3 조명광은, 광학화상에서의 결함을 식별하는 능력을 한층 더 강화할 수 있으므로, 시스템이 검사를 할 때의 검지오류율을 저하시킬 수 있다.

Description

광학검사에 이용되는 조명시스템, 그것을 이용하는 검사시스템 및 검사방법{Illumination System for Use in Optical Inspection, Illumination System-based Inspection System, and Illumination System-based Inspection Method}

본 발명은, 광학검사의 관련기술에 관한 것으로, 특히, 광학검사에 이용되는 조명시스템, 그것을 이용하는 검사시스템 및 검사방법에 관한 것이다.

광원시스템은, 자동광학검사(AOI)에 있어서 중요한 역할을 하고 있다. 예를 들면, 액정모니터, 반도체집적회로에서의 칩 및 그 회로의 제조에는, 모두 정밀한 자동광학검사를 행하는 것은 불가결한 프로세스이다.

회로기판의 배선에 대한 결함검출검사는 자동광학검사 중 하나에 해당하는 것이다. 종래에서는, 검사 대상물에 검출을 위한 광을 정면투광함으로써 결함검출을 행한다. 배선은 일반적으로 높은 반사능력을 갖는 금속재료(예를 들면, 동(銅)재료)로 이루어지는 것이다. 그리고, 배선결함검출, 즉, 배선에 파단(破斷)이나 균열 등의 결함이 발생하는지를 판정하는 것은, 정면방향에는 그 검출광을 반사한 광의 유무의 판단에 의해 행하는 것이 일반적이다.

그러나, 이러한 검출방법에서는, 금속배선에 먼지나 다른 부착물이 부착된 경우에는, 정면입사된 광이 해당 부착물에 의해 산란되는 산란현상을 발생시키기 때문에, 해당 부착물의 하방에 있는 금속배선에 의해 정면입사된 광을 반사하는 것이 불가능해지므로, 이들 부착물이 부착된 배선이 결함을 갖는다고 오인하여 검지해버리는 등, 나아가, 후속검사가 필요해지고 처리비용을 증가시킬 우려가 있다.

본 발명은, 특별한 레이아웃이 있는 조명시스템에 의해 검사 대상물의 결함을 신속히 검출할 수 있는 것을 하나의 목적으로 한다.

본 발명은, 검사시스템의 검출오류율을 저하시키는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 광학화상에 있어서 산화된 존(zone) 및 먼지를 보다 빨리 식별하기 위한 화상 데이터를 취득할 수 있는 검사시스템을 제공하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

상기 목적 및 다른 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 광학검사에 이용하는 조명시스템은, 검사대상영역에 조명광을 투광하는 광학검사에 이용되는 조명시스템으로서, 상기 검사대상영역의 상방으로부터 해당 검사대상영역으로 정면투광된 제1 조명광을 발생시키는 제1 광원군(光源群)과, 각각 상기 검사대상영역의 상방으로부터 해당 검사대상영역으로 비스듬하게 투광된 2개의 제2 조명광을 발생시키는 제2 광원군과, 각각 상기 검사대상영역의 상방으로부터 해당 검사대상영역으로 비스듬하게 투광된 2개의 제3 조명광을 발생시키는 제3 광원군을 구비하고, 상기 제3 조명광의 상기 검사대상영역으로 입사되는 입사각은 상기 제2 조명광의 입사각보다도 큰 각이고, 상기 제3 조명광은 상기 제1 조명광 및 상기 제2 조명광보다도 짧은 파장을 포함하는 파장대역의 광이다.

또한, 상기 목적 및 다른 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 광학검사시스템은, 상기 조명시스템과 화상취득장치를 포함하고, 상기 화상취득장치는, 검사대상영역의 상방에 배치되고, 상기 조명시스템의 제1 ∼ 제3 광원군이 상기 검사대상영역으로 투광한 반사광을 수취함으로써, 상기 검사대상영역에 대하여 광학검사를 행한다.

또한, 상기 목적 및 다른 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 광학검사방법은, 상기와 같은 광학검사시스템을 이용하여 검사대상영역에서의 검사 대상물에 대하여 광학검사를 행하는 광학검사방법으로서, 제1 ∼ 제3 광원군으로부터의 제1 ∼ 제3 조명광을 상기 검사대상영역의 상기 검사 대상물에 투광시키는 공정과, 컬러 스캔 카메라(color scan camera)가, 취득된 제1 파장대역 및 제2 파장대역을 포함하는 파장의 화상 데이터를 생성하는 공정과, 상기 제1 파장대역의 화상 데이터에 근거하여, 결함을 대표하는 암부(暗部)가 있는지를 판정하고, 판정결과가 "NO"인 경우는 해당 검사대상영역에 대한 검사에 의해 정상이라는 검사결과를 생성하고, 판정결과가 "YES"인 경우는 제2 판정 공정으로 진행되는 제1 판정 공정과, 상기 제2 파장대역의 화상 데이터에 근거하여, 상기 제1 파장대역의 화상 데이터 중, 상기 제1 판정 공정에서 결함으로 판정된 암부가 아직 암부인지를 판정하고, 판정결과가 "YES"인 경우는 해당 암부가 결함이라는 검사결과를 생성하고, 판정결과가 "NO"인 경우는 상기 제1 판정 공정에서 판정된 해당 암부가 결함을 갖지 않는다는 검사결과를 생성하는 제2 판정 공정을 포함한다.

본 발명의 일 실시형태에서는, 제1 파장대역의 화상 데이터는 적색파장대역의 화상 데이터이고, 상기 제2 파장대역의 화상 데이터는 청색파장대역의 화상 데이터이다.

본 발명의 일 실시형태에서는 상기 제3 조명광은 청색파장대역만을 갖는 조명광이다.

본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 제2 광원군의 2개의 조명광의 광경로가 상기 검사대상영역의 중앙에 대하여 서로 대칭적이고, 상기 제3 광원군의 각각 2개의 조명광의 광경로가 상기 검사대상영역의 중앙에 대하여 서로 대칭적이다.

본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 제1 ∼제3 광원군은 LED 리니어 광원 또는 광 파이버 리니어 광원에 의해 거기에 대응하는 조명광을 발생시킨다.

따라서, 본 발명은, 다른 각도에서 조사된 조명광 및 다른 파장대역광을 조합시키는 동시에, 고속 컬러 라인 스캔 카메라(color line scan camera)를 이용하여 분석함으로써, 회로기판에서의 산화상황 혹은 먼지 또는 다른 기재(基材)상의 결함을 판별하는 데 이용될 뿐만 아니라, 광학검사시스템이 검사를 행할 때의 검출오류율을 저하시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태 중 하나에 따른 검사시스템을 나타내는 계통도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태 중 하나에 따른 검사시스템의 세부(細部)를 나타내는 계통도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태 중 하나에 따른 광학검사방법의 플로우챠트이다.
도 4a는 동선(銅線)의 파단에 따른 적색파장대역 화상의 촬상 데이터이다.
도 4b는 동선의 파단에 따른 청색파장대역 화상의 촬상 데이터이다.
도 5a는 먼지가 부착된 동선에 따른 적색파장대역 화상의 촬상 데이터이다.
도 5b는 먼지가 부착된 동선에 따른 청색파장대역 화상의 촬상 데이터이다.
도 6a는 산화된 존을 갖는 동선에 따른 적색파장대역 화상의 촬상 데이터이다.
도 6b는 산화된 존을 갖는 동선에 따른 청색파장대역 화상의 촬상 데이터이다.

본 발명의 목적, 특징 및 효과를 충분히 이해하기 위해서, 첨부된 도면을 참조하면서 이하의 실시예에 근거하여 본 발명을 다음과 같이 상세히 설명한다.

본 발명은, 검사 대상물(예를 들면, 회로기판)에 대하여 3조(組)의 다른 투광각도에서 투광하도록 배치된 광원군을 사용하고, 또한 다른 파장대역의 반사광의 검출을 이용함으로써 결함을 검지할 수 있으며, 나아가, 광학화상에서의 산화된 존이나 먼지로의 식별을 강화하여 화상취득시스템의 검출오류율을 저감할 수 있다.

먼저, 도 1을 참조한다. 도 1은 본 발명의 실시형태 중 하나에 따른 검사시스템을 나타내는 계통도이다. 본 발명의 이 실시형태에 있어서, 광학검사에 이용되는 조명시스템은 검사대상영역(500)에 조명광을 투광하기 위한 것이다. 이 조명시스템은 제1 광원군(100)과 제2 광원군(200)과 제3 광원군(300)을 포함한다. 이 조명시스템은 검사대상영역(500)에 대하여 조명광을 투광한다. 이것에 의해, 상기 조명시스템 및 화상취득장치(600)를 갖는 광학검사 시스템은, 화상취득장치(600)를 통해 검사대상영역(500)에 해당 조명시스템의 제1 ∼ 제3 광원군(100∼300)으로부터 투광하여 반사된 반사광을 수취함으로써, 검사대상영역(500)에 대하여 광학검사를 행할 수 있다.

제1 광원군(100)은, 검사대상영역(500)의 상방으로부터 검사대상영역(500)으로 정면투광된 제1 조명광(110)을 발생시키기 위해서 사용된다. 상기 제1 조명광(110)은, 제1 파장대역만 갖는 광이어도 되고 혹은 제1 파장대역을 포함하는 광(예를 들면, 백색광)이어도 된다.

제2 광원군(200)은 2개의 제2 조명광(210)을 발생시키기 위해서 사용된다. 상기 각 제2 조명광(210)은, 모두 검사대상영역(500)의 상방으로부터 검사대상영역(500)으로 비스듬하게 투광된다. 여기서, 제2 조명광(210)은, 제1 파장대역만 갖는 광이어도 되고 혹은 제1 파장대역을 포함하는 광(예를 들면, 백색광)이어도 된다. 또한, 제1 광원군(100) 및 제2 광원군(200)으로부터의 조명광에 있어서, 제1 파장대역이 적색파장대역인 것이 바람직하다.

제3 광원군(300)은 2개의 제3 조명광(310)을 발생시키기 위해서 사용된다. 상기 각 제3 조명광(310)은, 모두 검사대상영역(500)의 상방으로부터 검사대상영역(500)으로 비스듬하게 투광된다. 여기서, 제3 조명광(310)으로부터 검사대상영역(500)으로 입사되는 입사각(入射角)은 제2 조명광(210)의 입사각보다도 큰 각이다. 상기 제3 조명광(310)은 제1 조명광(110) 및 제2 조명광(210)보다도 짧은 파장을 포함하는 파장대역의 광이다. 또한, 바람직하게는, 제3 조명광(310)이 청색파장대역만 갖는 조명광이고, 제3 조명광(310)으로부터 검사대상영역(500)으로 입사된 입사각이 60도 ∼80도이다. 입사각이란, 조명광(310)과 검사대상영역(500)에서의 법선(法線)이 이루는 각도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 제3 광원군(300)의 제3 조명광(310)이 검사대상영역(500)으로 입사된 입사각은, 제2 광원군(200)의 제2 조명광(210)의 입사각보다 크다. 여기서 입사각이란, 조명광과 검사대상영역(500)에서의 법선이 이루는 각도이다. 또한, 검사대상영역(500)에 대한 제2 광원군(200) 및 제3 광원군(300)의 레이아웃으로서, 광원군(200,300)이 검사대상영역(500)에서의 법선에 대하여 서로 대칭적으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 검사대상영역(500)을 기준으로 할 경우, 도 1에 나타내는 예에서의 제1 광원군(100)은, 제2 광원군(200) 및 제3 광원군(300)보다 높게 배치되어 있다. 그런데, 해당 기술을 숙지하는 당업자는 이것이 예시에 지나지 않으며 이것에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다. 검사대상영역(500)으로 비스듬하게 입사가능한 모든 광원군이라면, 모두 제2 광원군(200) 또는 제3 광원군(300)으로 하여 사용할 수 있다.

도 2를 참조한다. 도 2는 본 발명의 일 실시형태 중 하나에 따른 검사시스템의 세부를 나타내는 계통도이다. 도 2에서는, 세부의 레이아웃 구조의 예를 설명하지만, 해당 기술을 숙지하는 당업자는 이것이 예시에 지나지 않으며 이것에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 본 발명에 기재된 광 조건을 충족시키는 모든 장치 또는 시스템이라면, 모두 본 발명의 기술적 범위로부터 벗어나지 않는다.

도 2에 도시한 바와 같이, 제1 광원군(100)은, 제1 광원(102)과 제1 광학소자(106)와 제2 광학소자(104)를 포함해도 된다. 상술한 바와 같이, 제1 광원(102)은, 적색파장대역을 포함하거나 혹은 적색파장대역만 포함하는 조명광을 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 적색파장대역을 갖는 조명광을 발생시키기 위해서는, 제1 광원(102)은 단순한 적색광 발생기어도 되고 혹은 백색광 발생기와 필터소자를 조합시킨 것이어도 된다.

본 발명에서 후술하는 제2 광원군(200)과 제3 광원군(300)에서도, 상기 제2 광학소자(104)와 동일한 광학소자를 각각 이용하기 때문에, 다음 설명에서는 동일한 용어로 그것을 정의하지만, 도면에서는 필요에 따라서 다른 부호로 구별한다. 제1 광원군(100)의 제1 광학소자(106)는, 검사대상영역(500)의 상방에 배치된, 제1 광원(102)으로부터의 조명광을 검사대상영역(500)으로 정면투광되는 제1 조명광(110)으로 안내하는 것이다. 제2 광학소자(104)는, 제1 광원(102)의 광출사측에 배치된, 제1 광원(102)의 출사광을 검사대상영역(500)으로 집광하는 것이다. 제1 광학소자(106)로서는, 예를 들면, 반(半)반사/반투과식의 광학소자여도 되고 또는 그 밖의 동일한 기능을 달성할 수 있는 광학소자여도 된다. 제2 광학소자(104,204,304)로서는, 예를 들면, 불연속의 집광곡면을 갖는 광학소자여도 되고 혹은 각각 불연속의 곡면에서 접합된 두개의 프레넬(Fresnel)렌즈군 또는 그 밖의 동일한 기능을 달성할 수 있는 광학소자여도 된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 제2 광원군(200)은, 2개의 제2 광원(202)과 2개의 제2 광학소자(204)를 포함하는 것이어도 된다. 상술한 바와 같이, 제2 광원(202)은 백색광 발생기를 사용해도 된다. 제2 광학소자(204)는, 각 제2 광원(202)의 광출사측에 배치된, 제2 광원(202)의 출사광을 검사대상영역(500)으로 집광하는 것이다. 또한, 제2 광원군(200)은, 출사광이 적색파장대역만을 갖도록 할 수 있는 필터소자를 이용해도 된다(도시 생략).

도 2에 도시한 바와 같이, 제3 광원군(300)은, 2개의 제3 광원(302)과 2개의 제2 광학소자(304)와 2개의 청색파장대역 필터소자(308)를 포함하는 것이어도 된다. 상술한 바와 같이, 제3 광원(302)은 백색광 발생기를 사용해도 된다. 제2 광학소자(304)는, 제3 광원(302)의 광출사측에 배치된, 각 제3 광원(302)의 출사광을 검사대상영역(500)으로 집광하는 것이다. 청색파장대역 필터소자(308)는 바람직한 실시형태에서 배치된 것이다. 실제 사용시에는, 제3 조명광(310)에 포함되는 파장 중, 제1 조명광(110) 및 제2 조명광(210)보다도 짧은 파장대역의 파장을 갖도록 배치하면, 본 발명의 조명시스템을 완료할 수 있다. 또한, 청색파장대역을 직접 출사하는 광원을 제3 광원(302)으로서 사용하면, 청색파장대역 필터소자(308)를 추가로 마련할 필요가 없어진다. 제2 광학소자(304)는, 제3 광원(302)의 광출사측에 배치된, 각 제3 광원(302)의 출사광을 검사대상영역(500)으로 집광하는 것이다. 바람직한 실시형태에서는, 2개의 청색파장대역 필터소자(308)는, 제3 광원(302)과 제2 광학소자(304)와의 사이에 대응하도록 배치된, 제3 광원(302)의 출사광을 청색파장대역만을 갖는 제3 조명광(310)으로 필터하는 것이다.

다음에, 도 3을 참조한다. 도 3은 본 발명의 실시형태 중 하나에 따른 광학검사방법의 플로우챠트이고, 그것에 따라서, 검사대상영역에서의 검사 대상물에 대하여 광학검사를 행한다.

우선, 단계 S10에 따라서, 제1 ∼ 제3 광원군의 제1 ∼ 제3 조명광을, 검사 대상영역에서의 검사 대상물에 투광하도록 검사대상영역에 제1 ∼ 제3 광원군의 광을 투광한다.

다음에, 단계 S20에 따라서, 컬러 스캔 카메라가, 취득된 제1 파장대역 및 제2 파장대역을 포함하는 파장의 화상 데이터를 생성하고, 화상 데이터를 수취한다.

그리고, 단계 S30에 따라서 제1 판정 단계를 실행한다. 즉, 제1 파장대역의 화상 데이터에 근거하여, 결함을 대표하는 암부가 있는지를 판정하고, 제1 파장대역의 화상 데이터에는 결함을 대표하는 암부를 갖지 않는 경우(즉, 판정결과가 "NO"일 때)는, 해당 검사대상영역에 대한 검사에 의해 정상이라는 검사결과를 생성하고, 단계 S32로 진행되어 무결함으로 판정한다. 제1 파장대역의 화상 데이터에는 결함을 대표하는 암부를 갖는 경우(즉, 판정결과가 "YES"일 때)는 단계 S40으로 진행된다.

단계 S40에서는 제2 판정 단계를 실행한다. 즉, 제2 파장대역의 화상 데이터에 근거하여, 제1 파장대역의 화상 데이터 중 제1 판정 단계 S30에서 결합으로 판정된 암부가 아직 암부인지를 판정하고, 아직 암부라고 판정된 경우(즉, 판정결과가 "YES"일 때)는 해당 암부가 결함이라는 검사결과를 생성한다(단계 S42). 또한, 암부가 아니라 명부(明部)라고 판정된 경우(즉, 판정결과가 "NO"일 때)는, 제1 판정 공정에서 판정된 해당 암부가 결함을 갖지 않는다는 검사결과를 생성하고, 단계 32로 진행되어 무결함으로 판정한다.

또한 하나의 실시형태인 조명시스템과 화상취득장치(600)를 포함하는 광학검사시스템에 있어서, 해당 화상취득장치(600)는 컬러 스캔 카메라(예를 들면, 라인 컬러 카메라)이다. 상기 컬러 스캔 카메라에 의해 취득된 하나의 화상 데이터에는 적색파장대역, 녹색파장대역 및 청색파장대역의 화상 데이터를 포함하고 있으므로, 상기 컬러 스캔 카메라에 의해 취득된 화상 데이터는 적색파장대역, 녹색파장대역 및 청색파장대역의 화상 데이터이다. 여기서, 제1 파장대역의 화상 데이터는 적색파장대역의 화상 데이터이고, 제2 파장대역의 화상 데이터는 청색파장대역 화상 데이터이다.

이하에, 예로서, 제1 파장대역 및 화상 데이터가 각각 적색파장대역 및 적색파장대역의 화상 데이터이고, 제2 파장대역 및 화상 데이터가 각각 청색파장대역 및 청색파장대역의 화상 데이터인 것을 구체적으로 설명한다. 여기서, 화상취득장치(600)는 고속 컬러 라인 스캔 카메라를 사용한다.

도 4a 및 도 4b를 동시에 참조한다. 도 4a는 동선의 파단에 따른 적색파장대역 화상의 촬상 데이터이고, 도 4b는 동선의 파단에 따른 청색파장대역 화상의 촬상 데이터이다. 우선, 제1 판정 단계를 진행한다. 도 4a는, 컬러 라인 스캔 카메라에 의해 혼합 화상을 취득하고, 이 혼합 화상을 R Channel로 구분하여 얻은 화상 데이터이다. 도 4a로부터, 동선부(703)가 밝은 존이고 배경재료(701)가 어두운 존임을 알 수 있다. 결함(702)은 동선부(703)에 위치된 어두운 존이므로, 통상의 검사시스템에서는, 상기 결함(702)을 발광하지 않은 것으로서 판단하는 동시에 이 존에서의 동선이 파단되어 있다고 인식한다. 이 때문에, 입사광이 이 개소에 이른 후, 반사광은 컬러 라인 스캔 카메라로 들어가지 않는다. 한편, 제2 판정 단계를 다시 행하였다. 도 4b는, 컬러 라인 스캔 카메라에 의해 혼합 화상을 취득한 후, 이 혼합 화상을 B Channel로 구분하여 얻은 화상 데이터이다. 도 4b로부터, 동선부(703)가 여전히 밝은 존이고 배경재료(701)가 여전히 어두운 존임을 알 수 있다. 결함(702)도 동선부(703)에 위치된 어두운 존이기 때문에, 더욱, 동선이 파단된 동시에 그것이 진짜 결함임을 확인한다. 따라서, 제2 판정 단계에 있어서, 제2 파장대역만을 갖는 조명광을 보조함으로써, 본 발명의 검사시스템은 식별 정확도를 높일 수 있다.

다음에, 도 5a 및 도 5b를 동시에 참조한다. 도 5a는 먼지가 부착된 동선에 따른 적색파장대역 화상의 촬상 데이터이고, 도 5b는 먼지가 부착된 동선에 따른 청색파장대역 화상의 촬상 데이터이다. 도 5a는, 컬러 라인 스캔 카메라에 의해 혼합 화상을 취득한 후 이 혼합 화상을 R Channel로 구분하여 얻은 화상 데이터이다. 도 5a로부터, 동선부(803) 및 동면부(銅面部;804)가 밝은 존이고 배경재료(801)가 어두운 존임을 알 수 있다. 먼지입자(먼지;802)는 동선부(803)에 위치되고, 동선부의 휘도보다도 낮은 휘도의 존이며, R Channel의 화상만을 보면 가짜결함인지를 식별할 수 없다. 그 때문에, 제2 판정 단계를 다시 행하였다. 도 5b는, 컬러 라인 스캔 카메라에 의해 혼합 화상을 취득한 후 이 혼합 화상을 B Channel로 구분하여 얻은 화상 데이터이다. 도 5b로부터, 동선부(803) 및 동면부(804)가 밝은 존이고 배경재료(801)가 어두운 존임을 알 수 있다. 먼지입자(802)는 동선부(803)에 위치된 밝은 존이다. 이것은, 본 발명의 혼합 광원 구조가 저각도의 개소(큰 입사각을 갖는다)에서 청색 필터소자를 통과하고, 해당 저각도의 청색광에 의해 이 먼지를 밝게 할 수 있기 때문(청색파장이 짧고, 산란상황이 보다 현저하다)이다. 그러면, R Channel과의 사이의 강한 대비가 되고, 따라서, R Channel과 B Channel의 2장의 화상 데이터를 대비함으로써 이것이 가짜결함(먼지)임을 알 수 있다. 그 때문에, 제2 판정 단계에 있어서, 제2 파장대역만을 갖는 조명광을 보조함으로써, 먼지입자가 입사광을 난사시키는 현상을 발생시키므로, 본 발명의 검사시스템은 식별 정확도를 높일 수 있다.

다음에, 도 6a 및 도 6b를 동시에 참조한다. 도 6a는 산화된 존을 갖는 동선에 따른 적색파장대역 화상의 촬상 데이터이고, 도 6b는 산화된 존을 갖는 동선에 따른 청색파장대역 화상의 촬상 데이터이다. 도 6a는, 컬러 라인 스캔 카메라에 의해 혼합 화상을 취득한 후, 이 혼합 화상을 R Channel로 구분하여 얻은 화상 데이터이다. 도 6a로부터, 동면부(903)가 밝은 존이고 배경재료(901)가 어두운 존임을 알 수 있다. 산화 존(902)은 동면부(903)에 위치된 회색 존이다. 단지 R Channel을 보고 판단하면 이 영역이 결함이라고 인식할 가능성이 있다. 그 때문에, 제2 판정 단계를 다시 행하였다. 도 6b는, 컬러 라인 스캔 카메라에 의해 혼합 화상을 취득한 후, 이 혼합 화상을 B Channel로 구분하여 얻은 화상 데이터이다. 도 6b로부터, 동면부(903)가 밝은 존이고 배경재료(901)가 어두운 존임을 알 수 있다. 산화 존(902)은 동면부(903)에 위치되고 그 휘도가 동면부(903)의 휘도에 가깝다. 이 때문에, R Channel과 B Channel의 2장의 화상 데이터를 대비하면, 이것이 가짜결함(산화)이고, 동면부(903)에는 파단 현상을 정말로 갖는 것이 아님을 알 수 있다.

본 발명의 이들 제2 광학소자(104, 204, 304)는, 불연속의 집광곡면을 갖는 광학소자여도 되고 혹은 각각 불연속의 곡면에서 접합된 2개의 프레넬(Fresnel)렌즈군 또는 그 밖의 동일한 기능을 달성할 수 있는 광학소자여도 된다.

이상과 같이, 본 발명은, 고속 컬러 라인 스캔 카메라를 탑재하고, 다른 각도의 조명광 및 다른 파장대역의 광을 조합하여 분석함으로써, 회로기판에서의 산화 현상의 유무나 먼지 또는 다른 기재상의 결함을 판별하는 데 이용될 뿐만 아니라, 검사시스템이 검사를 할 때의 검지오류율을 저하시킬 수 있다.

본 발명은, 상기 설명에 있어서 바람직한 실시형태에 의해 개시되어 있지만, 해당 기술을 숙지하는 당업자는, 상기 실시형태가 단지 본 발명을 설명하기 위해서 사용되는 것으로서, 본 발명의 범위의 한정으로서 해석하는 것이 아님을 이해해야 한다. 해당 실시형태에 상당하는 모든 등가의 변형이나 치환은, 모두 본 발명의 범위 내에 들어가는 것으로 인정하는 것에도 유의해야 한다. 따라서, 본 발명이 보호하고자 주장하는 범위는, 특허청구범위에 의해 정의되는 것에 준하는 것은 말할 필요도 없는 것이다.

100 : 제1 광원군 102 : 제1 광원
104 : 제1 광원군의 제2 광학소자 106 : 제1 광학소자
110 : 제1 조명광 200 : 제2 광원군
202 : 제2 광원 204 : 제2 광원군의 제2 광학소자
210 : 제2 조명광 300 : 제3 광원군
302 : 제3 광원 304 : 제3 광원군의 제2 광학소자
308 : 청색파장대역 필터소자 310 : 제3 조명광
500 : 검사대상영역 600 : 화상취득장치
701 : 배경재료 702 : 결함
703 : 동선부 801 : 배경재료
802 : 먼지입자 803 : 동선부
804 : 동면부 901 : 배경재료
902 : 산화된 존 903 : 동면부
S10∼S42 : 단계

Claims

검사대상영역에 조명광을 투광하는 광학검사에 이용되는 조명시스템으로서,
상기 검사대상영역의 상방으로부터 해당 검사대상영역으로 정면투광된 제1 조명광을 발생시키는 제1 광원군과,
각각 상기 검사대상영역의 상방으로부터 해당 검사대상영역으로 비스듬하게투광된 2개의 제2 조명광을 발생시키는 제2 광원군과,
각각 상기 검사대상영역의 상방으로부터 해당 검사대상영역으로 비스듬하게 투광된 2개의 제3 조명광을 발생시키는 제3 광원군을 구비하고,
상기 제3 조명광의 상기 검사대상영역으로 입사되는 입사각은 상기 제2 조명광의 입사각보다도 큰 각이고, 상기 제3 조명광은 상기 제1 조명광 및 상기 제2 조명광보다도 짧은 파장을 포함하는 파장대역의 광인 것을 특징으로 하는 광학검사에 이용되는 조명시스템.
제1항에 있어서,
상기 제3 조명광은 청색파장대역만을 갖는 조명광인 것을 특징으로 하는 조명시스템.
제2항에 있어서,
상기 제2 광원군에서의 2개의 조명광의 광경로가 상기 검사대상영역의 중앙에 대하여 서로 대칭적이고, 상기 제3 광원군의 각각 2개의 조명광의 광경로가 상기 검사대상영역의 중앙에 대하여 서로 대칭적인 것을 특징으로 하는 조명시스템.
제2항에 있어서,
상기 제3 조명광의 상기 검사대상영역으로 입사되는 입사각은 60도 ∼80도인 것을 특징으로 하는 조명시스템.
제3항에 있어서,
상기 제1 및 제2 조명광은 적색파장대역만을 갖는 조명광인 것을 특징으로 하는 조명시스템.
제3항에 있어서,
상기 제1 ∼ 제3 광원군은 LED 리니어 광원 또는 광 파이버 리니어 광원을 통해 거기에 대응하는 조명광을 발생시키는 것을 특징으로 하는 조명시스템.
제3항에 있어서,
상기 제1 광원군은, 제1 광원과,
상기 검사대상영역의 상방에 배치된, 상기 제1 광원으로부터의 출사광을 상기 검사대상영역으로 안내하는 제1 광학소자와,
상기 제1 광원의 광출사측에 배치된, 상기 제1 광원의 출사광을 상기 검사대상영역으로 집광하는 제2 광학소자를 가지는 것이고,
상기 제2 광원군은, 2개의 제2 광원과,
각각 상기 제2 광원의 광출사측에 배치된, 각 상기 제2 광원으로부터의 출사광을 상기 검사대상영역으로 집광하는 2개의 제2 광학소자를 갖는 것이며,
상기 제3 광원군은, 2개의 제3 광원과,
각각 상기 제3 광원의 광출사측에 배치된, 각 상기 제3 광원으로부터의 출사광을 상기 검사대상영역으로 집광하는 2개의 제3 광학소자와,
각 상기 제3 광원과 각 상기 제3 광학소자와의 사이에 배치된, 상기 제3 광원의 출사광을, 상기 청색파장대역만을 갖는 조명광으로 필터하는 2개의 청색파장대역 필터소자를 갖는 것을 특징으로 하는 조명시스템.
제3항에 있어서,
상기 제1 광원군은, 제1 광원과,
상기 검사대상영역의 상방에 배치된, 상기 제1 광원으로부터의 출사광을 상기 검사대상영역으로 안내하는 제1 광학소자와,
상기 제1 광원의 광출사측에 배치된, 상기 제1 광원의 출사광을 상기 검사대상영역으로 집광하는 제2 광학소자를 갖는 것이고,
상기 제2 광원군은, 2개의 제2 광원과,
각각 상기 제2 광원의 광출사측에 배치된, 각 상기 제2 광원으로부터의 출사광을 상기 검사대상영역으로 집광하는 2개의 제2 광학소자를 갖는 것이며,
상기 제3 광원군은, 2개의 제3 광원과,
각각 상기 제3 광원의 광출사측에 배치된, 각 상기 제3 광원으로부터의 출사광을 상기 검사대상영역으로 집광하는 2개의 제3 광학소자를 갖는 것이고, 또한,
상기 2개의 제3 광원의 출사광은 상기 청색파장대역만을 갖는 조명광인 것을 특징으로 하는 조명시스템.
화상취득장치와, 청구항 1∼8 중 어느 한 항에 기재된 조명시스템을 포함하고 있으며,
상기 화상취득장치는, 검사대상영역의 상방에 배치된, 상기 조명시스템의 제1 ∼ 제3 광원군에 의해 상기 검사대상영역으로 투광되어 반사된 반사광을 수취하여, 상기 검사대상영역에 대하여 광학검사를 행하는 것을 특징으로 하는 광학검사시스템.
제9항에 있어서,
상기 화상취득장치는 컬러 스캔 카메라이고,
상기 컬러 스캔 카메라에 의해 취득된 하나의 화상 데이터에는 적색파장대역, 녹색파장대역 및 청색파장대역의 화상 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학검사시스템.
청구항 9에 기재된 광학검사시스템을 이용하여, 검사대상영역에서의 검사 대상물에 대하여 광학검사를 행하는 광학검사방법으로서,
제1 ∼ 제3 광원군으로부터의 제1 ∼ 제3 조명광을 상기 검사대상영역의 상기 검사 대상물에 투광시키는 공정과,
컬러 스캔 카메라가, 취득된 제1 파장대역 및 제2 파장대역을 포함하는 파장의 화상 데이터를 생성하는 공정과,
상기 제1 파장대역의 화상 데이터에 근거하여, 결함을 대표하는 암부가 있는지를 판정하고, 판정결과가 "NO"인 경우는 해당 검사대상영역에 대한 검사에 의해 정상이라는 검사결과를 생성하고, 판정결과가 "YES"인 경우는 제2 판정 공정으로 진행되는 제1 판정 공정과,
상기 제2 파장대역의 화상 데이터에 근거하여, 상기 제1 파장대역의 화상 데이터 중, 상기 제1 판정 공정에서 결함으로 판정된 암부가 아직 암부인지를 판정하고, 판정결과가 "YES"인 경우는 해당 암부가 결함이라는 검사결과를 생성하고, 판정결과가 "NO"인 경우는 상기 제1 판정 공정에서 판정된 해당 암부가 결함을 갖지 않는다는 검사결과를 생성하는 제2 판정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학검사방법.
제11항에 있어서,
상기 제1 파장대역의 화상 데이터는 적색파장대역의 화상 데이터이고, 상기 제2 파장대역의 화상 데이터는 청색파장대역의 화상 데이터인 것을 특징으로 하는 광학검사방법.