(57)【要約】【課題】金属のように反射率の高い対象に対し、大面積で表面異物検査を行うことができる表面異物検査システムおよびその制御方法を提供する。【解決手段】本発明の表面異物検査システムは、被検物２００を上部面に置いておき、前記上部面の高低を調節するステージ部１１０と、ステージ部１１０から離隔し、検査条件に応じて被検物２００の表面に平行した検査用光を照射する光源照射部１２０と、ステージ部１１０に上部方向に離隔した支持台１０１に移動可能に取り付けられ、被検物２００の表面から散乱光を受光して、被検物２００の異物情報を含むイメージ情報を撮像する撮像部１３０と、ステージ部１１０、光源照射部１２０および撮像部１３０に連結され、撮像部１３０から前記イメージ情報を受信して表面異物情報を検出する制御部１４０、および制御部１４０から表面異物情報をディスプレイするディスプレイ部１５０、を含むものである。【選択図】図１Ａ
2014021120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物を上部面に置いておき、前記上部面の高低を調節するステージ部と、
前記ステージ部から離隔し、検査条件に応じて前記被検物の表面に平行した検査用光を照射する光源照射部と、
前記ステージ部に上部方向に離隔した支持台に移動可能に取り付けられ、前記被検物の表面から散乱光を受光して、前記被検物の異物情報を含むイメージ情報を撮像する撮像部と、
前記ステージ部、光源照射部および撮像部に連結され、前記撮像部から前記イメージ情報を受信して表面異物情報を検出する制御部、および
前記制御部から表面異物情報をディスプレイするディスプレイ部、
を含む表面異物検査システム。
【請求項２】
前記ステージ部は、
前記上部面を含む置き台、および
前記置き台の下部に連結され、前記制御部の制御に応じて前記置き台の高低を調節する高さ調節部、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の表面異物検査システム。
【請求項３】
前記高さ調節部は、モーターまたはアクチュエータを含むことを特徴とする請求項２に記載の表面異物検査システム。
【請求項４】
前記光源照射部は、
前記検査用光を発生させる光源、および
前記検査用光を平行光に拡散させて照射するレンズ部、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の表面異物検査システム。
【請求項５】
ステージ部の置き台に被検物を取り付けた状態で前記被検物に対する異物検査条件を設定するステップと、
前記異物検査条件に応じて、光源照射部が前記被検物の表面に平行した検査用光を照射するステップと、
前記置き台の上部方向に離隔した支持台に移動可能に取り付けられた撮像部によって前記被検物に対するイメージ情報を受信するステップと、
前記イメージ情報が前記被検物の表面に存在する異物の情報を含むか否かを判断するステップと、
前記判断結果に応じて、前記異物検査条件を再設定するステップと、
前記再設定された異物検査条件に応じて、前記被検物に対するイメージ情報を再び取得するステップ、および
前記再び取得した前記被検物のイメージ情報から異物情報を検出するステップ、
を含む表面異物検査制御方法。
【請求項６】
前記異物検査条件を設定するステップにおいて、
前記異物検査条件は、前記被検物の表面と前記検査用光との間の間隔、および前記支持台に取り付けられた撮像部の位置を含むことを特徴とする請求項５に記載の表面異物検査制御方法。
【請求項７】
前記被検物の表面と前記検査用光との間の間隔は、前記置き台の下部に連結された高さ調節部を制御して設定されることを特徴とする請求項６に記載の表面異物検査制御方法。
【請求項８】
前記被検物の表面と前記検査用光との間の間隔は、前記光源照射部の高さを制御して設定されることを特徴とする請求項６に記載の表面異物検査制御方法。
【請求項９】
前記被検物の表面に平行した検査用光を照射するステップは、レーザー光またはＬＥＤ光を平行光に拡散変換して前記被検物の表面に平行に照射することを特徴とする請求項５に記載の表面異物検査制御方法。
【請求項１０】
前記異物の情報を含むか否かを判断するステップは、前記イメージ情報が前記異物による散乱光イメージ情報を含むかを判断することを特徴とする請求項５に記載の表面異物検査制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面異物検査システムおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の表面欠陥検査装置は、特許文献１に記載されたように、測定しようとする被検物、照明のための光源部、および被検物のイメージ取得のための検出カメラなどを含み、このような検出カメラによって取得したイメージを映像処理技法によって被検物の表面に対する欠陥有無を判別する装置を意味する。
【０００３】
このような表面欠陥検査装置の光源部を利用して表面欠陥を検査する方法の類型としては、明視野照明法（Ｂｒｉｇｈｔ  Ｆｉｅｌｄ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）と暗視野照明法（Ｄａｒｋ  Ｆｉｅｌｄ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）に大きく区分することができる。
【０００４】
先ず、明視野照明法は、カメラ光学系に光が垂直入射するように整列された光源部、および光源部の光が被検物の表面に垂直入射するようにするフィルターなどで構成された構造において、被検物平面に非常に明るい照明光の照射が行われる方法である。このような明視野照明法は、異物の影などによる歪みが比較的に良好であり、表面欠陥を容易に把握できる質の良いイメージの取得が可能であるという長所がある。
【０００５】
暗視野照明法は、光源部がカメラ光学系に対して任意の傾きを有し、被検面の表面に照明光を照射する方法であり、任意の角度を有する照明光は被検物の表面から再反射して消える。
【０００６】
この時、被検物平面が理想的な状態（良質の表面粗さ）であれば、取得したイメージは黒いか暗く表現されるが、被検物の表面に微細な異物が存在する場合、異物によって再反射し、散乱した光だけが明るく検出されて目立って見えるようにする効果を有する。
【０００７】
しかし、このような明視野照明法または暗視野照明法を利用した表面検査方法は、被検物の表面に対して部分的に行われるため、被検物に対して大面積検査が難しいだけでなく、異物によって検出された散乱光を各パルス信号に変換して検出するため、検査時間が長くなるという短所がある。
【０００８】
また、従来の表面検査方法は、照明光が被検物の表面に入射角を有して照射されるため、金属面のように反射率の高い表面においては、異物でない表面自体から散乱が激しく発生して、従来の表面検査方法を適用し難いという短所がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】韓国公開特許第２００６−００８０３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の観点は、前記問題点を解消するために、金属のように反射率の高い対象に対し、大面積で表面異物検査を行うことができる表面異物検査システムを提供することにある。
【００１１】
本発明の他の観点は、前記問題点を解消するために、金属のように反射率の高い対象に対し、大面積で表面検査を行うことができる表面異物検査システムの検査制御方法（表面異物検査制御方法）を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一実施形態による表面異物検査システムは、被検物を上部面に置いておき、前記上部面の高低を調節するステージ部と、前記ステージ部から離隔し、検査条件に応じて前記被検物の表面に平行した検査用光を照射する光源照射部と、前記ステージ部に上部方向に離隔した支持台に移動可能に取り付けられ、前記被検物の表面から散乱光を受光して、前記被検物の異物情報を含むイメージ情報を撮像する撮像部と、前記ステージ部、光源照射部および撮像部に連結され、前記撮像部から前記イメージ情報を受信して表面異物情報を検出する制御部、および前記制御部から表面異物情報をディスプレイするディスプレイ部を含む。
【００１３】
本発明の一実施形態による表面異物検査システムにおいて、前記ステージ部は、前記上部面を含む置き台、および前記置き台の下部に連結され、前記制御部の制御に応じて前記置き台の高低を調節する高さ調節部を含む。
【００１４】
本発明の一実施形態による表面異物検査システムにおいて、前記高さ調節部は、モーターまたはアクチュエータを含む。
【００１５】
本発明の一実施形態による表面異物検査システムにおいて、前記光源照射部は、前記検査用光を発生させる光源、および前記検査用光を平行光に拡散させて照射するレンズ部を含む。
【００１６】
また、本発明の他の実施形態による表面異物検査制御方法は、ステージ部の置き台に被検物を取り付けた状態で前記被検物に対する異物検査条件を設定するステップと、前記異物検査条件に応じて、光源照射部が前記被検物の表面に平行した検査用光を照射するステップと、前記置き台の上部方向に離隔した支持台に移動可能に取り付けられた撮像部によって前記被検物に対するイメージ情報を受信するステップと、前記イメージ情報が前記被検物の表面に存在する異物の情報を含むか否かを判断するステップと、前記判断結果に応じて、前記異物検査条件を再設定するステップと、前記再設定された異物検査条件に応じて、前記被検物に対するイメージ情報を再び取得するステップ、および前記再び取得した前記被検物のイメージ情報から異物情報を検出するステップを含む。
【００１７】
本発明の他の実施形態による表面異物検査制御方法は、前記異物検査条件を設定するステップにおいて、前記異物検査条件として、前記被検物の表面と前記検査用光との間の間隔、および前記支持台に取り付けられた撮像部の位置を含む。
【００１８】
本発明の他の実施形態による表面異物検査制御方法において、前記被検物の表面と前記検査用光との間の間隔は、前記置き台の下部に連結された高さ調節部を制御して設定される。
【００１９】
本発明の他の実施形態による表面異物検査制御方法において、前記被検物の表面と前記検査用光との間の間隔は、前記光源照射部の高さを制御して設定される。
【００２０】
本発明の他の実施形態による表面異物検査制御方法において、前記被検物の表面に平行した検査用光を照射するステップは、レーザー光またはＬＥＤ光を平行光に拡散変換して前記被検物の表面に平行に照射する。
【００２１】
本発明の他の実施形態による表面異物検査制御方法において、前記異物の情報を含むか否かを判断するステップは、前記イメージ情報が前記異物による散乱光イメージ情報を含むかを判断する。
【００２２】
本発明の特徴および利点は、添付図面に基づいた次の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。
【００２３】
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明による表面異物検査システムは、金属面のように反射率の高い表面に対する異物検査を容易に行うことができる。
【００２５】
本発明による表面異物検査システムは、被検物の表面に平行した検査用光を照射して被検物の表面の全面積にかけて一度に異物検査を行うことができる。
【００２６】
本発明による表面異物検査制御方法は、被検物の表面に平行した検査用光を被検物の表面の全面積にかけて照射して異物検査を行うため、検査時間および費用を節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による表面異物検査システムを概略的に示す構成図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による表面異物検査装置の上面透視図である。
【図２】本発明の他の実施形態による表面異物検査制御方法を説明するための例示図である。
【図３】本発明の他の実施形態による表面異物検査制御方法に従って検出されたイメージ図である。
【図４】本発明の他の実施形態による表面異物検査制御方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の目的、特定の長所および新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明および好ましい実施形態によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ他の図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、第１、第２などの用語は様々な構成要素を説明するのに用いられてもよいが、前記構成要素が前記用語によって限定されるものではない。前記用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としてのみ用いられる。また、本発明を説明するにあたり、係る公知技術に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合にその詳細な説明は省略する。
【００２９】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
【００３０】
図１Ａは、本発明の一実施形態による表面異物検査システムを概略的に示す構成図であり、図１Ｂは、本発明の一実施形態による表面異物検査装置の上面透視図である。
【００３１】
図１Ａに示すように、本発明の一実施形態による表面異物検査システムは、被検物２００を上部面に置いておき、被検物２００が置かれた上部面の高低を調節するステージ部１１０、ステージ部１１０から離隔し、検査条件に応じて位置調整され、被検物２００の表面に平行した検査用光を照射する光源照射部１２０、上部の支持台１０１に移動可能に取り付けられ、被検物２００の異物から散乱する光を受光して被検物２００の表面イメージを撮像する撮像部１３０、ステージ部１１０、光源照射部１２０および撮像部１３０に連結されて表面異物検査の全般的な制御を行い、撮像部１３０から受信したイメージ情報を用いて表面異物情報を検出する制御部１４０、および制御部１４０から表面異物情報をディスプレイするディスプレイ部１５０を含む。
【００３２】
ステージ部１１０は、被検物２００を置いておく置き台１１１、および置き台１１１の高低を上下方向に調節するために内部に備えられた高さ調節部を含む。ここで、高さ調節部は、置き台１１１の下部に連結され、置き台１１１を上下方向に高さ調節ができる部材であり、例えば、リニアモーター、アクチュエータなどを利用することができる。
【００３３】
光源照射部１２０は、ステージ部１１０から離隔して、被検物２００の表面に平行した検査用光を照射（ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ）する部分であり、検査用光を発生させる光源１２１および検査用光を平行光に拡散させて照射するレンズ部１２２を含む。
【００３４】
具体的には、光源１２１は、ＣＯ２レーザー、エキシマレーザー、フェムト秒レーザーなどの様々なレーザー、またはＬＥＤ光などを発生させるデバイスを含むことができ、レンズ部１２２は、このようなレーザー光またはＬＥＤ光を平行光に拡散させて検査用光として照射するシリンドリカルレンズ（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ−ｌｅｎｓ）などを含むことができる。勿論、レンズ部１２２は、シリンドリカルレンズの他にレーザー光またはＬＥＤ光を平行光に拡散させることができる他のレンズを含む構造で備えられてもよい。
【００３５】
特に、光源１２１としてレーザーを利用する場合、レンズ部１２２は、レーザー光のガウス（Ｇａｕｓｓｉａｎ）正規分布において、光の中心部分を遮断し、両側尻領域のレーザー光を選択的に２次元に拡散照射するようにする。
【００３６】
これにより、図１Ｂに示すようにレンズ部１２２を経た検査用光が被検物２００の表面に平行に照射され、銅板のような被検物２００の金属表面における反射を最小化することができるため、被検物２００の表面に存在する異物による光散乱を効果的に検出することができる。
【００３７】
撮像部１３０は、上部の支持台１０１に移動可能に取り付けられ、制御部１４０の制御に応じて上部の支持台１０１に沿って移動し、被検物２００の表面において異物による散乱光を受光して撮像できるＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）を含む構造で備えられてもよい。
【００３８】
制御部１４０は、ステージ部１１０、光源照射部１２０および撮像部１３０に連結されて表面欠陥検査の全般的な制御を行い、例えば、ステージ部１１０の高さ調節部によって置き台１１１の高さを調節することができる。
【００３９】
このように高さ調節された置き台１１１に取り付けられた被検物２００に対し、制御部１４０は、光源照射部１２０を制御して被検物２００の表面に平行した検査用光を照射し、この時、被検物２００の表面と検査用光との間の間隔を調節することもできる。
【００４０】
そして、制御部１４０は、撮像部１３０によって受信した異物による散乱光イメージ情報を分析して、被検物２００の表面に存在する異物の位置および分布を検出し、検出した異物情報をディスプレイ部１５０によって表示することができる。
【００４１】
このように構成された本発明の一実施形態による表面異物検査システムは、金属面のように反射率の高い表面に対する異物検査を容易に行うことができ、特に被検物２００の表面に平行した検査用光を照射して被検物２００の表面の全面積にかけて一度に異物検査を行うことができる。
【００４２】
したがって、本発明の一実施形態による表面異物検査システムは、被検物２００が金属材質である場合にも、容易に異物検査を行い、大面積の被検物２００に対する検査時間を減らすことができる。
【００４３】
以下、本発明の他の実施形態による表面異物検査制御方法について、図２〜図４を参照して説明する。
【００４４】
図２は、本発明の他の実施形態による表面異物検査制御方法を説明するための例示図であり、図３は、本発明の他の実施形態による表面異物検査制御方法に従って検出されたイメージ図であり、図４は、本発明の他の実施形態による表面異物検査制御方法を説明するためのフローチャートである。
【００４５】
図４に示すように、本発明の他の実施形態による表面異物検査制御方法は、先ず、ステージ部１１０の置き台１１１に被検物２００を取り付け、検査条件を設定する（Ｓ４１０）。
【００４６】
具体的には、検査条件は、図２に示すように、被検物２００の表面と検査用光Ａとの間の間隔ｄ、支持台１０１に取り付けられた撮像部１３０の位置などに関する条件を含む。
【００４７】
被検物２００の表面と検査用光Ａとの間の間隔ｄは、被検物２００を取り付けた置き台１１１の高さ、または光源照射部１２０の高さなどを調整して設定することができる。
【００４８】
このように設定された検査条件に応じ、制御部１４０は、光源照射部１２０を制御して平行光に拡散変換された検査用光を被検物２００の表面に平行に照射し、撮像部１３０によって被検物２００の表面において散乱光Ｂによるイメージ情報を取得する（Ｓ４２０）。
【００４９】
この時、制御部１４０は、撮像部１３０によって受信したイメージ情報が異物を把握することができるか、または異物を含むイメージ情報であるか否かを分析する（Ｓ４３０）。
【００５０】
例えば、撮像部１３０によって受信したイメージ情報がノイズが含まれた不良イメージ情報であるか、または被検物２００の表面と検査用光Ａとの間の間隔ｄが遠すぎて異物による散乱光Ｂが検出されないイメージ情報であるかを分析する。
【００５１】
これにより、撮像部１３０によって受信したイメージ情報が異物を把握することができないか、または異物に関する情報を含まないイメージ情報であれば、制御部１４０は、被検物２００に対する検査条件を再び設定する（Ｓ４４０）。
【００５２】
例えば、撮像部１３０によって受信したイメージ情報がノイズが含まれた不良イメージ情報であれば、制御部１４０は、受信したイメージ情報に対するフィルターリング条件を追加する。
【００５３】
また、被検物２００の表面と検査用光Ａとの間の間隔ｄが遠すぎて異物による散乱光Ｂが検出されないイメージ情報である場合、制御部１４０は、図２に示された被検物２００の表面と検査用光Ａとの間の間隔ｄを縮めるためにステージ部１１０の高さ調節部を制御して、置き台１１１の高さを上げるか、または光源照射部１２０の高さを下げることができる。
【００５４】
このように再設定された検査条件に応じ、制御部１４０は、光源照射部１２０を制御して平行光に拡散変換された検査用光を被検物２００の表面に平行に照射し、撮像部１３０によって被検物２００の表面において散乱光Ｂによるイメージ情報を再び取得する（Ｓ４５０）。
【００５５】
すなわち、被検物２００の表面に平行に照射された検査用光Ａが被検物２００の表面に存在する異物に当たって散乱して散乱光Ｂを発生させ、これによる散乱光Ｂは撮像部１３０によって被検物２００の表面イメージと共に取得される。
【００５６】
そして、制御部１４０は、撮像部１３０によって再び取得したイメージ情報を用いて異物情報を検出する（Ｓ４６０）。
【００５７】
例えば、制御部１４０は、撮像部１３０によって再び取得したイメージ情報を分析して、図３に示されたようにディスプレイ部１５０によって被検物２００の表面イメージに対して「Ｃ」のように異物情報を表示してディスプレイすることができる。
【００５８】
したがって、本発明の他の実施形態による表面異物検査制御方法は、被検物２００の表面に対して平行に光を照射して異物による散乱光イメージ情報を検出するため、金属面のように反射率の高い表面に対する異物検査を容易に行うことができる。
【００５９】
また、本発明の他の実施形態による表面異物検査制御方法は、被検物２００の表面に平行した検査用光を被検物２００の表面の全面積にかけて照射して異物検査を行うため、検査時間および費用を節減することができる。
【００６０】
本発明の技術思想は前記好ましい実施形態によって具体的に記述されたが、前述した実施形態はその説明のためのものであって、その制限のためのものでないことに注意しなければならない。
【００６１】
また、本発明の技術分野で通常の知識を有した者であれば、本発明の技術思想の範囲内で様々な実施が可能であることを理解するであろう。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、表面異物検査システムおよびその制御方法に適用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１０１  支持台
１１０  ステージ部
１１１  置き台
１２０  光源照射部
１２１  光源
１２２  レンズ部
１３０  撮像部
１４０  制御部
１５０  ディスプレイ部
２００  被検物
【図１Ａ】
2014021120.tif 000003
【図１Ｂ】
2014021120.tif 000004
【図２】
2014021120.tif 000005
【図４】
2014021120.tif 000006
【図３】
2014021120.tif 000007