KR101015807B1

KR101015807B1 - Apparatus for inspecting surface and method for inspecting surface

Info

Publication number: KR101015807B1
Application number: KR1020080032758A
Authority: KR
Inventors: 김남희; 김성룡; 이혜란
Original assignee: 한국영상기술(주)
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2011-02-22
Also published as: KR20090107314A

Abstract

본 발명은 표면 검사 장치 및 표면 검사 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 표면 검사 장치는 피검사물이 배치되는 검사 베이스를 구비하고, X축 및 Y축 방향으로의 수평 이동 및 Z축을 기준으로 회전이 가능한 스테이지 유닛과; 검사 베이스에 배치된 피검사물의 위치를 정렬하기 위한 얼라인용 카메라와 피검사물의 표면의 이물 존재 여부를 검사하기 위한 검사용 카메라를 구비한 측정 유닛과; 복수의 조명부를 구비한 조명 유닛과; 얼라인용 카메라가 촬영한 영상을 기초로 스테이지 유닛의 이동을 제어함으로써 피검사물을 검사 위치에 정렬시키고, 검사용 카메라가 촬영한 영상에 기초하여 피검사물의 표면의 이물 존재 여부를 판정하는 제어 유닛을 포함함으로써, 피검사물 표면상의 이물을 정확하게 검사할 수 있다.The present invention relates to a surface inspection apparatus and a surface inspection method, the surface inspection apparatus according to the present invention has an inspection base on which the inspected object is disposed, the horizontal movement in the X-axis and Y-axis direction and rotation about the Z-axis A possible stage unit; A measuring unit having an alignment camera for aligning the position of the inspected object arranged on the inspection base and a inspecting camera for inspecting whether a foreign object is present on the surface of the inspected object; A lighting unit having a plurality of lighting units; By controlling the movement of the stage unit based on the image taken by the alignment camera, the control unit aligns the inspected object to the inspection position, and determines whether there is a foreign object on the surface of the inspected object based on the captured image. By including it, a foreign material on the surface of an inspection object can be inspected correctly.

표면 검사, 이물, 광원 Surface inspection, foreign material, light source

Description

Surface inspection device and surface inspection method {APPARATUS FOR INSPECTING SURFACE AND METHOD FOR INSPECTING SURFACE}

본 발명은 표면 검사 장치 및 표면 검사 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이미지 센서의 마이크로 렌즈 상에 존재하는 미세한 이물을 정확하게 검사하기 위한 표면 검사 장치 및 표면 검사 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface inspection apparatus and a surface inspection method, and more particularly, to a surface inspection apparatus and a surface inspection method for accurately inspecting fine foreign matter present on a micro lens of an image sensor.

이미지 센서는 휴대전화, PDA, 노트북 컴퓨터, 보안 카메라, 디지털 카메라, 의료용 캡슐 내시경 카메라 등에 탑재된다. Image sensors are found in mobile phones, PDAs, notebook computers, security cameras, digital cameras, and medical capsule endoscope cameras.

이러한 이미지 센서는 포토 다이오드(Photo Diode), 컬러 필터(Color Filter) 및 마이크로 렌즈(Micro Lens) 등으로 구성된다. 이 중에서 포토 다이오드는 광을 감지하여 전기적 신호로 바꾸는 역할을 하고, 컬러 필터는 광의 삼원색인 RGB을 분해하며, 마이크로 렌즈는 광을 포토 다이오드에 집광하는 역할을 한다.The image sensor includes a photo diode, a color filter, a micro lens, and the like. The photodiode detects light and converts it into an electrical signal. The color filter decomposes RGB, the three primary colors of light, and the microlens collects light onto the photodiode.

이미지 센서의 픽셀 어레이 영역의 최상면에 위치한 마이크로 렌즈는 반구 형상으로 복수 개가 요철된 요철 구조를 가지며, 이미지 센서의 픽셀 어레이 영역의 외측 주변에 위치된 회로 영역의 최상면은 매끄러운 평탄면으로 이루어져 있다. 이러한 이미지 센서의 회로 영역의 최상면은 표면 마찰력이 적어 표면에 떨어진 이 물이 외부의 작은 진동에도 쉽게 유동할 수 있으며, 이 이물이 마이크로 렌즈로 유입된다. 이 경우 상술한 바와 같이 마이크로 렌즈는 요철 구조로 이루어져 있기 때문에, 이물이 유입되면 외부 진동 또는 에어 세척에 의해서도 쉽게 제거하기가 어렵고, 이에 의해 이미지 센서의 화상 불량이 발생하게 된다.The microlenses positioned on the top surface of the pixel array region of the image sensor have a hemispherical shape and a plurality of uneven structures, and the top surface of the circuit region located around the outer side of the pixel array region of the image sensor has a smooth flat surface. The top surface of the circuit area of such an image sensor has a low surface friction force, so that the water dropped on the surface can easily flow to a small external vibration, and this foreign matter enters the microlens. In this case, as described above, since the microlenses have a concave-convex structure, it is difficult to remove the foreign matter easily even by external vibration or air cleaning when the foreign material is introduced, thereby causing an image defect of the image sensor.

한편, 종래에는 이러한 이미지 센서에 유입된 이물질을 검사하기 위해, 광학 현미경을 통한 육안 검사 또는 광학 현미경에 연결된 CRT 등에 표시되는 영상을 이용하여 육안 검사를 행하였다. 하지만 이와 같이 육안에 의한 검사는, 검사 속도가 느리고, 검사자에 따라서 이물을 발견하지 못할 수 있다는 문제점을 갖는다.On the other hand, conventionally, in order to inspect the foreign matter introduced into the image sensor, a visual inspection was performed by using a visual inspection through an optical microscope or an image displayed on a CRT or the like connected to the optical microscope. However, the visual inspection as described above has a problem that the inspection speed is slow and foreign bodies may not be found depending on the inspector.

또한, 레티클(reticle)이나 포토 마스크 등의 회로 패턴과 같은 웨이퍼 상에 존재하는 더스트나 스크래치를 검사하기 위해, 한국 등록특허 제749006호(발명의 명칭 : 더스트 검사 장치)에서는 피검사물에 대하여 소정 각도로 회전 가능 광원을 피검사물로 비스듬히 조사하고 자동 초점이 가능한 카메라 모듈에 의해 피검사물을 촬영하여 더스트를 검사하는 장치를 개시하고 있다. 그러나 한국 등록특허 제749006호에서는 웨이퍼 상에 존재하는 이물질을 검사하기 위한 것으로, 단지 광원이 회전 가능하도록 설치되어 있다는 점에 특징이 있다.In addition, in order to inspect dust or scratches present on a wafer such as a circuit pattern such as a reticle or a photo mask, in Korean Patent No. 749006 (name of the invention: dust inspection apparatus), a predetermined angle with respect to an object to be inspected. A device for inspecting dust by irradiating a rotatable light source at an angle to an inspected object and photographing the inspected object by a camera module capable of auto focusing is disclosed. However, the Korean Patent No. 749006 is for inspecting foreign matter present on the wafer, which is characterized in that only the light source is installed to be rotatable.

따라서 한국 등록특허 제749006호의 발명은 개별 소자의 이미지 센서의 이물을 검사하는 장치로는 적합하지 않으며, 특히 웨이퍼를 소잉하는 과정에서 발생하는 부스러기 등의 이물에 의해 이미지 센서의 화상 결함, 특히 흑색 결함이 발생한다는 점에서 카메라 모듈의 조립전 이미지 센서의 이물을 검사하는데 적합한 장치가 요구된다.Therefore, the invention of Korean Patent No. 749006 is not suitable as an apparatus for inspecting foreign substances of an image sensor of an individual element, and in particular, image defects of an image sensor, especially black defects, due to foreign matter such as debris generated in the process of sawing a wafer. In this regard, a device suitable for inspecting foreign matter in the image sensor before assembly of the camera module is required.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은, 피검사물의 표면을 검사함에 있어, 보다 개선된 방법으로 피검사물을 조명하여 피검사물 표면상에 존재하는 이물에 의한 영상을 촬영할 수 있도록 함으로써, 피검사물 표면상의 이물을 정확하게 검사할 수 있는 표면 검사 장치 및 표면 검사 방법을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention, in inspecting the surface of the inspection object, by illuminating the inspection object in a more improved way to take an image by the foreign material present on the surface of the inspection object, An object of the present invention is to provide a surface inspection apparatus and surface inspection method capable of accurately inspecting foreign matter on a surface.

또한, 본 발명은, 얼라인용 카메라를 구비하여 다수의 피검사물에 대한 위치 정보를 획득하여 다수의 피검사물에 검사를 빠른 속도로 진행할 수 있는 표면 검사 장치 및 표면 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a surface inspection apparatus and a surface inspection method that can be provided with an alignment camera to obtain the position information for a plurality of inspected objects to proceed the inspection to a plurality of inspected objects at a high speed. .

또한, 본 발명은 리뷰용 카메라를 구비하여 피검사물의 이물이 어떤 공정 또는 원인에 의해 부착되었는지를 분석할 수 있는 표면 검사 장치 및 표면 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a surface inspection apparatus and a surface inspection method capable of analyzing a foreign substance to be inspected by what process or cause by including a review camera.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위해, 표면 검사 장치에 있어서, 피검사물이 배치되는 검사 베이스를 구비하고, X축 및 Y축 방향으로의 수평 이동 및 Z축을 기준으로 회전이 가능한 스테이지 유닛과, 상기 검사 베이스에 배치된 상기 피검사물의 위치를 정렬하기 위해 상기 피검사물을 촬영하는 얼라인용 카메라와 상기 피검사물의 표면의 이물 존재 여부를 검사하기 위해 상기 피검사물의 표면을 촬영하는 검사용 카메라를 구비한 측정 유닛과, 상기 피검사물을 조명하기 위한 복수의 조명부를 구비한 조명 유닛과; 및 상기 검사 베이스에 배치된 상기 피검사물을 상기 얼라인용 카메라가 촬영한 영상을 기초로 상기 스테이지 유닛의 이동을 제어함으로써 상기 피검사물을 검사 위치에 정렬시키고, 상기 검사 위치에서 상기 조명 유닛에 의해 조명된 상기 피검사물의 표면을 상기 검사용 카메라가 촬영한 영상에 기초하여 상기 피검사물의 표면의 이물 존재 여부를 판정하는 제어 유닛을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a surface inspection apparatus, comprising: a stage unit having an inspection base on which an inspection object is disposed, and capable of rotating relative to the Z axis and horizontal movement in the X and Y axis directions; An alignment camera for photographing the inspected object to align the position of the inspected object disposed on the inspection base and an inspection camera for photographing the surface of the inspected object to inspect whether there is a foreign object on the surface of the inspected object An illumination unit including a measurement unit provided and a plurality of illumination units for illuminating the inspection object; And aligning the inspected object to an inspected position by controlling the movement of the stage unit based on the image photographed by the alignment camera on the inspected object disposed on the inspected base, and illuminated by the illuminating unit at the inspected position. A control unit is provided for judging whether or not foreign matter exists on the surface of the inspection object based on an image photographed by the inspection camera.

또한, 상기 복수의 조명부는, 상기 피검사물의 표면에 대하여 20~40°의 각도 및 50~80mm의 거리를 갖도록 배치되는 것이 바람직하다.The plurality of lighting units may be disposed to have an angle of 20 to 40 ° and a distance of 50 to 80 mm with respect to the surface of the inspected object.

또한, 상기 복수의 조명부는, X축 방향으로 배치된 2개의 조명부와 Y축 방향으로 배치된 2개의 조명부로 이루어지는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the said some illumination part consists of two illumination parts arrange | positioned in the X-axis direction, and two illumination parts arrange | positioned in the Y-axis direction.

또한, 상기 복수의 조명부는, 상기 피검사물을 촬영중인 카메라의 광축을 회전축으로 하여 회전 가능하게 설치되는 것이 바람직하다. The plurality of lighting units may be rotatably provided with the optical axis of the camera taking the object under examination as the rotation axis.

또한, 상기 검사 베이스는, 상기 피검사물이 부착되는 표면의 수평을 유지하기 위한 에어 주입 영역을 구비하는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the said inspection base is equipped with the air injection | pouring area | region for maintaining the level of the surface on which the said to-be-tested object adheres.

또한, 상기 측정 유닛은, 상기 피검사물의 표면에 이물이 존재하는 것으로 판정된 경우 이물의 원인을 분석할 수 있는 줌렌즈와 리뷰용 카메라를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어 유닛은, 상기 피검사물의 표면에 이물이 존재하는 것으로 판정된 경우, 상기 피검사물에서 상기 이물이 존재하는 것으로 판정된 위치가 상기 리뷰용 카메라의 촬영 영역에 정확하게 위치맞춤될 수 있도록, 상기 리뷰용 카메라 또는 상기 스테이지 유닛을 수평 또는 회전 이동시키는 것이 바람직하다.The measuring unit may further include a zoom lens and a review camera capable of analyzing the cause of the foreign matter when it is determined that the foreign matter exists on the surface of the inspected object.
In addition, when it is determined that the foreign material exists on the surface of the inspected object, the control unit is configured so that the position determined to exist in the inspected object can be accurately positioned in the photographing area of the review camera. It is preferable to horizontally or rotationally move the review camera or the stage unit.

본 발명은 표면 검사 방법에 있어서, 피검사물을 X축 및 Y축 방향으로의 수평 이동 및 Z축을 기준으로 회전이 가능한 스테이지 유닛의 검사 베이스에 배치하는 단계와, 상기 검사 베이스에 배치된 상기 피검사물을 얼라인용 카메라에 의해 촬영하여 영상을 구하는 단계와, 상기 얼라인용 카메라가 촬영한 영상에 기초하여 상기 스테이지 유닛을 이동 및 회전시켜 상기 피검사물을 검사 위치에 정렬시키는 단계와, 조명부에 의해 조명되고, 상기 정렬된 피검사물의 표면을 검사용 카메라에 의해 촬영하는 영상을 구하는 단계와, 및 상기 검사용 카메라가 촬영한 영상을 분석하여 상기 피검사물 표면상의 이물의 존재 여부를 판정하는 단계를 제공함으로써 달성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for inspecting a surface, the method comprising: arranging an inspected object on an inspection base of a stage unit capable of horizontally moving in the X and Y axis directions and rotating about the Z axis, and the inspected object disposed on the inspection base. Photographing by means of an alignment camera to obtain an image, and moving and rotating the stage unit based on the image photographed by the alignment camera to align the inspected object to an inspection position, and illuminated by an illumination unit. And obtaining an image photographing the surface of the inspected object by an inspection camera, and analyzing the image photographed by the inspection camera to determine whether an object exists on the surface of the inspected object. Is achieved.

또한, 상기 피검사물의 표면에 이물이 존재하는 것으로 판정된 경우, 이물의 원인을 분석하기 위해, 이물이 존재하는 것으로 판정된 위치 중 사용자가 지정한 위치를 리뷰용 카메라의 촬영 영역으로 이동시키는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 이물에 초점을 맞추도록 상기 리뷰용 카메라를 자동으로 포커싱하는 단계를 더 포함한다.In addition, when it is determined that the foreign object is present on the surface of the test object, in order to analyze the cause of the foreign material, moving the position specified by the user of the position determined to exist in the foreign object to the shooting area of the review camera It includes more.
The method may further include automatically focusing the review camera to focus on the foreign object.

본 발명에 따르면, 피검사물의 표면을 검사함에 있어, 보다 개선된 방법으로 피검사물을 조명하여 피검사물 표면상에 존재하는 이물에 의한 영상을 촬영할 수 있도록 함으로써, 피검사물 표면상의 이물을 정확하게 검사할 수 있다.According to the present invention, in inspecting the surface of the inspection object, by illuminating the inspection object in a more improved manner, it is possible to take an image by the foreign matter present on the surface of the inspection object, thereby accurately inspecting the foreign substance on the surface of the inspection object. Can be.

또한, 본 발명에 따르면, 얼라인용 카메라를 구비하여 다수의 피검사물에 대한 위치 정보를 획득함으로써, 다수의 피검사물에 대하여 빠른 속도로 검사할 수 있다.In addition, according to the present invention, by providing the alignment camera to obtain the position information for a plurality of inspected objects, it is possible to inspect a plurality of inspected objects at a high speed.

또한, 본 발명에 따르면, 리뷰용 카메라를 구비함으로써, 피검사물의 이물이 어떤 공정 또는 원인에 의해 부착되었는지를 바로 분석할 수 있다.In addition, according to the present invention, by providing a review camera, it is possible to immediately analyze whether the foreign matter to be inspected by what process or cause.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 검사 장치 및 표면 검사 방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a surface inspection apparatus and a surface inspection method according to an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표면 검사 장치의 전체 구성을 간략하게 블록으로 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 표면 검사 장치는, 스테이지 유닛(10)과, 측정 유닛(20)과, 조명 유닛(30)과, 제어 유닛(40)과, 이들이 배치되는 프레임(90)을 포함하여 이루어진다.1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the surface inspection apparatus includes a stage unit 10, a measurement unit 20, an illumination unit 30, a control unit 40, and a frame 90 on which they are disposed.

스테이지 유닛(10)은, 피검사물(5)이 배치되는 검사 베이스(110)를 구비한다. 이 검사 베이스(110)의 상부면은 복수의 피검사물(5)이 놓여지는 검사면이 된다. 일반적으로 검사면은 점착성을 가지며, 피검사물(5)을 검사면에 부착시킴으로써 고정시킨다. 또한, 검사 베이스(110)의 상부면을 수평면에 일치시키기 위하여, 검사 베이스(110)를 상하 이동시키는 구조를 더 포함할 수 있다. The stage unit 10 includes an inspection base 110 on which the inspected object 5 is disposed. The upper surface of the inspection base 110 is an inspection surface on which the plurality of inspected objects 5 are placed. In general, the test surface is sticky and fixed by attaching the test object 5 to the test surface. In addition, in order to match the upper surface of the inspection base 110 to the horizontal plane, it may further include a structure for moving the inspection base 110 up and down.

더욱, 검사 베이스(110)와 검사면은 서로 탈부착이 가능하게 독립적으로 형성되며, 이들 사이에는 다양한 형태를 갖는 에어홀(도시하지 않음)이 구비되고, 이 에어홀에 에어를 주입함으로써 검사시에 피검사물(5)이 배치된 검사면이 수평을 유지하도록 할 수도 있다.Further, the inspection base 110 and the inspection surface are formed independently of each other to be detachable, and are provided with air holes (not shown) having various shapes therebetween, and during the inspection by injecting air into the air holes. The inspection surface on which the inspected object 5 is arranged may be kept horizontal.

한편, 스테이지 유닛(10)은 프레임(90)에 결합 배치되며, 별도의 구동 수단에 의해 프레임(90)에 대하여 X축 및 Y축 방향으로의 수평 이동 및 Z축을 기준으로 회전 가능한 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 스테이지 유닛(10)의 검사 베이스(110)에 피검사물(5)을 복수 개 배치한 후, 스테이지 유닛(10)을 측정 유닛(20) 및 조명 유닛(30)에 대하여 상대적으로 이동시키면서 신속한 표면 검사를 행할 수 있게 된다.On the other hand, the stage unit 10 is disposed coupled to the frame 90, and has a structure that can be rotated relative to the frame 90 in the X axis and Y axis direction and the Z axis relative to the frame 90 by a separate drive means desirable. With this configuration, after arranging a plurality of inspected objects 5 on the inspection base 110 of the stage unit 10, the stage unit 10 is relatively to the measurement unit 20 and the illumination unit 30. It is possible to perform a quick surface inspection while moving.

측정 유닛(20)은, 얼라인용 카메라(211)와, 검사용 카메라(221)와, 리뷰용 카메라(231)를 구비한다. 이 카메라들은 스테이지 유닛(10)에 배치된 피검사물(5)을 촬영하고, 촬영한 영상을 제어 유닛(40)으로 전송한다. 이때의 촬영은 조명 유닛(30)에서 조명한 광을 감지함으로써 이루어진다. The measurement unit 20 includes an alignment camera 211, an inspection camera 221, and a review camera 231. These cameras photograph the inspection object 5 disposed on the stage unit 10, and transmit the photographed image to the control unit 40. Photographing at this time is performed by sensing the light illuminated by the illumination unit 30.

얼라인용 카메라(211)는 현재 스테이지 유닛(10)에 배치된 피검사물(5)의 배치 상태 및 배치 위치 등을 판단하여 이후 피검사물(5)을 검사 위치에 정확히 위치시키기 위한 용도로 이용되는 것으로서, 스테이지 유닛(10) 상에 배치된 피검사물(5)의 외형 또는 검사 대상이 되는 부분의 윤곽을 촬영하는 것만으로도 충분하기 때문에 매우 높은 해상도 및 고배율 줌인 성능이 반드시 필요한 것은 아니다. 얼라인용 카메라(211)가 촬영한 영상은 얼라인용 영상으로서 제어 유닛(40)으로 전송된다.The alignment camera 211 is used to determine the arrangement state and the arrangement position of the inspected object 5 currently disposed on the stage unit 10 and to accurately position the inspected object 5 at the inspection position. Since it is sufficient to photograph the outline of the inspected object 5 disposed on the stage unit 10 or the outline of the part to be inspected, very high resolution and high magnification zoom-in performance are not necessarily required. The image photographed by the alignment camera 211 is transmitted to the control unit 40 as the alignment image.

검사용 카메라(221)는 검사 위치에 피검사물(5) 또는 피검사물(5)의 검사 대상이 되는 부분이 위치하게 되면, 피검사물(5)의 표면을 촬영한다. 검사용 카메라(221)는 높은 해상도와 명도 분해능을 갖는 것이 바람직하다. 일반적으로 검사용 카메라(221)는 입사광의 명도만을 감지하는 모노크롬 카메라를 사용하지만, 다양한 색을 분해하여 감지할 수 있는 카메라를 이용할 수 있다. 검사용 카메라(221)가 촬영한 영상은 검사용 영상으로서 제어 유닛(40)에 전송된다.The inspection camera 221 photographs the surface of the inspected object 5 when the inspected object 5 or the portion to be inspected of the inspected object 5 is positioned at the inspected position. Inspection camera 221 preferably has a high resolution and brightness resolution. In general, the inspection camera 221 uses a monochrome camera that detects only the brightness of incident light, but may use a camera that can detect and decompose various colors. The image photographed by the inspection camera 221 is transmitted to the control unit 40 as the inspection image.

한편, 검사용 카메라(221)는 높은 해상도와 신속한 검사를 위한 빠른 감도가 요구되므로, 비용적인 측면에서 라인 스캐너를 이용할 수도 있다. 이와 같은 라인 스캐너를 이용하는 경우에는 피검사물(5)의 표면을 수평 이동하여 스캔한 후 스캔 한 영상을 결합하여 피검사물(5) 표면 전체에 대한 영상을 생성하게 된다.On the other hand, the inspection camera 221 is required because of the high resolution and fast sensitivity for rapid inspection, it is also possible to use a line scanner in terms of cost. In the case of using such a line scanner, the surface of the inspected object 5 is moved horizontally and scanned, and then the scanned images are combined to generate an image of the entire surface of the inspected object 5.

리뷰용 카메라(231)에는 검사자에 의해 수동 또는 자동으로 조작 가능한 줌렌즈(232)가 배치된다. 리뷰용 카메라(231)는 검사용 카메라(221)에 의한 촬영에 의해 피검사물(5)의 표면에 이물이 존재하는 것으로 판정된 경우, 해당 위치의 표면을 검사자가 원하는 배율로 직접 확인하기 위한 리뷰용 영상을 촬영한다. 리뷰용 카메라(231)가 촬영한 영상은 제어 유닛(40)으로 전송되어 디스플레이부(410)를 통해 표시된다.The review camera 231 is provided with a zoom lens 232 which can be operated manually or automatically by the inspector. When the review camera 231 determines that foreign matter exists on the surface of the inspected object 5 by the photographing by the inspection camera 221, a review for directly checking the surface of the corresponding position at a magnification desired by the inspector. Shoot the dragon video. The image photographed by the review camera 231 is transmitted to the control unit 40 and displayed on the display unit 410.

이러한 측정 유닛(20)은, 별도의 구동 수단에 의해 프레임(90)에 대하여 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동 가능하도록 구성할 수도 있고, 각 카메라들을 개별적으로 이동 가능하도록 구성할 수도 있다. 그러나 본 발명에 따른 실시예들에서는 스테이지 유닛(10)이 이동 및 회전하는 것으로 도시되고 설명되는 바, 측정 유닛(20)은 고정된 것으로 한다. The measuring unit 20 may be configured to be movable in the X-axis direction or the Y-axis direction with respect to the frame 90 by separate driving means, or may be configured to be movable each camera individually. In the embodiments according to the invention, however, the stage unit 10 is shown and described as moving and rotating, so that the measurement unit 20 is fixed.

또한, 카메라들은 서보 모터 등을 이용한 구동 수단에 의해 측정 유닛(20) 내에서 Z축 방향으로 상하 이동이 가능하다. 더욱, 수평면을 따라 회전 가능하도록 할 수도 있다. In addition, the cameras can be moved up and down in the Z-axis direction in the measurement unit 20 by a driving means using a servo motor or the like. Furthermore, it may be possible to rotate along the horizontal plane.

조명 유닛(30)은, 측정 유닛(20)의 카메라들이 피검사물(5)의 표면을 촬영할 수 있도록 피검사물(5)을 조명하는, 얼라인용 조명부(310), 검사용 조명부(320) 및 리뷰용 조명부(330)를 포함한다. 각 조명부는 하나의 조명부를 반복 사용할 수도 있으며, 조명하는 용도에 따라서 각 카메라들에 일체로 부착되도록 개별적으로 구성될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 검사 장치에서는 각 카메라들에 개별적으로 부착되도록 각각 조명부를 배치한 구성으로 설명한다.The illumination unit 30 is an alignment illumination unit 310, an inspection illumination unit 320, and a review, which illuminates the inspection object 5 so that the cameras of the measurement unit 20 can photograph the surface of the inspection object 5. It includes a lighting unit 330. Each lighting unit may repeatedly use one lighting unit, or may be individually configured to be integrally attached to each camera according to the purpose of illuminating. In the surface inspection apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention, the lighting unit is disposed so as to be separately attached to each camera.

얼라인용 조명부(310)는, 얼라인용 카메라(211)가 피검사물(5)에 대한 외형을 촬영할 수 있도록 피검사물(5)을 조명한다. 얼라인용 조명부(310)는 얼라인용 카메라(211)의 촬영 광축과 동일한 광축으로 피검사물을 조명하도록 구성할 수 있다.The alignment illuminator 310 illuminates the inspected object 5 so that the alignment camera 211 can photograph the appearance of the inspected object 5. The alignment lighting unit 310 may be configured to illuminate the inspected object by the same optical axis as the photographing optical axis of the alignment camera 211.

검사용 조명부(320)는 피검사물(5) 표면상의 이물을 검사하기 위한 검사용 카메라(221)의 광원이 된다. 검사용 조명부(320)는 피검사물(5)의 표면(또는 수평면)에 대하여 20~40°의 각도, 더욱 바람직하게는 30~40°의 각도를 가지며, 또한 피검사물(5)의 표면으로부터 50~80mm의 거리, 더욱 바람직하게는 50~60mm의 거리를 갖도록 배치된다. 이러한 각도 및 거리는, 검사용 카메라(221)에서 촬영한 영상이 이물 검사에 바람직한 상태가 되도록 조정하기 위하여, 피검사물(5)의 형태 및 종류에 따라, 또는, 라인 스캐너 방식 또는 에어리어 스캐너 방식과 같은 사용하는 검사용 카메라(221)의 방식에 따라서 제어 유닛(40)이나 검사자에 의하여 적절히 조절될 수 있다. 또한, 검사용 조명부(320)는 검사용 카메라(221)의 촬영 광축(Z축)을 중심으로 회전될 수도 있다. 이에 의해, 촬영한 영상의 휘도 분포, 또는 초점 등을 정확히 제어하는 것이 가능하다.The inspection lighting unit 320 becomes a light source of the inspection camera 221 for inspecting the foreign matter on the surface of the inspection object 5. The inspection lighting unit 320 has an angle of 20 to 40 degrees, more preferably an angle of 30 to 40 degrees with respect to the surface (or a horizontal plane) of the inspected object 5, and 50 from the surface of the inspected object 5. It is arranged to have a distance of ˜80 mm, more preferably 50 to 60 mm. These angles and distances are adjusted according to the shape and type of the inspected object 5 or in the same manner as the line scanner method or the area scanner method in order to adjust the image photographed by the inspection camera 221 to a desirable state for foreign material inspection. According to the method of the inspection camera 221 to be used, it can adjust suitably by the control unit 40 or a tester. In addition, the inspection lighting unit 320 may be rotated about the photographing optical axis (Z axis) of the inspection camera 221. Thereby, it is possible to accurately control the luminance distribution, the focus, and the like of the captured image.

한편, 검사용 조명부(320)는 피검사물(5)의 표면을 중심으로 X축 방향으로 마주하는 2개의 광원을 구비하며, 동시에 또는 선택적으로, Y축 방향으로 마주하는 2개의 광원 구비한다. 이와 같이 광원이 배치된 상태에서 검사용 조명부(320)를 Z축을 중심으로 회전시킴으로써 피검사물(5)의 표면에 대하여 수평면상의 모든 방향 으로부터의 조명이 가능하므로 정밀한 이물 검사를 가능하게 한다. 이 경우 검사용 조명부(320)의 회전 각도는 약 45° 정도로 설정될 수 있다. On the other hand, the inspection lighting unit 320 includes two light sources facing the X-axis direction about the surface of the inspected object 5, and at the same time or optionally, two light sources facing the Y-axis direction. In this way, by rotating the illumination unit 320 for inspection in the state in which the light source is disposed around the Z-axis, illumination from all directions on a horizontal plane is possible with respect to the surface of the inspection object 5 to enable precise foreign material inspection. In this case, the rotation angle of the inspection lighting unit 320 may be set to about 45 °.

리뷰용 조명부(330)는 검사용 조명부(320)와 마찬가지로 피검사물(5)의 표면에 대하여 20~40°의 각도, 더욱 바람직하게는 20~30°의 각도를 가지며, 또한 피검사물(5)의 표면으로부터 50~80mm의 거리, 더욱 바람직하게는 60~80mm의 거리를 갖도록 배치된다. 리뷰용 카메라(231)를 이용하여서는 검사자에 의해 정밀한 검사가 이루어지게 되므로, 광원을 4개까지는 배치할 필요는 없으며, 마주하는 2개의 광원만으로도 원하는 조명 효과를 얻을 수 있다. 또한, 리뷰용 조명부(330)는 리뷰용 카메라(231)의 촬영 광축과 동일한 방향으로 조명하는 수직 광원(333)을 더 포함할 수도 있다.The lighting unit 330 for review has an angle of 20 to 40 °, more preferably 20 to 30 ° with respect to the surface of the inspected object 5, similarly to the inspected illuminator 320, and the inspected object 5. It is arranged to have a distance of 50 ~ 80mm, more preferably 60 ~ 80mm from the surface of the. Since the inspection camera 231 is used to precisely inspect by the inspector, it is not necessary to arrange up to four light sources, and only two light sources facing each other can achieve a desired lighting effect. In addition, the review lighting unit 330 may further include a vertical light source 333 for illuminating in the same direction as the photographing optical axis of the review camera 231.

제어 유닛(40)은, 프레임(90)에 결합된 스테이지 유닛(10), 측정 유닛(20) 및 조명 유닛(30)의 이동 및 작동을 검사자의 수동 조작에 의해 또는 자동으로 제어하고, 각각의 카메라에서 촬영한 영상을 디스플레이하며, 필요한 경우 검사가 종료한 피검사물(5)에 대한 이후 처리를 지시한다. 이러한 제어 유닛(40)은 제어 컴퓨터(430), 디스플레이부(410) 및 조작부(420)를 포함하여 이루어진다. 제어 유닛(40)은 각각의 카메라들에 의해 촬영된 영상을 저장하거나, 이물이 검사되면 해당 피검사물(5)에 대해 촬영한 영상을 저장하는 등의 동작을 행하는 저장 영역(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다.The control unit 40 controls the movement and operation of the stage unit 10, the measuring unit 20, and the lighting unit 30 coupled to the frame 90 by the inspector's manual operation or automatically, The image taken by the camera is displayed, and if necessary, the subsequent processing is instructed on the inspected object 5 in which the inspection is completed. The control unit 40 includes a control computer 430, a display unit 410, and an operation unit 420. The control unit 40 stores an image photographed by each camera, or when a foreign object is inspected, a storage area (not shown) that performs an operation such as storing an image photographed for the inspected object 5. It may further include.

디스플레이부(410)는 각각의 카메라들에서 촬영한 영상을 표시하고, 표면 검사 장치의 동작 상태를 표시한다. 조작부(420)는 표면 검사 장치의 각부에 대한 동 작을 제어하기 위한 검사자의 조작을 입력하거나, 중앙 서버 등과 같은 외부 제어 수단과의 통신 인터페이스를 제공하는 수단이다.The display unit 410 displays an image photographed by each camera and displays an operation state of the surface inspection apparatus. The operation unit 420 is a means for inputting a tester's operation for controlling the operation of each unit of the surface inspection apparatus or providing a communication interface with an external control means such as a central server.

제어 컴퓨터(430)는 얼라인 제어부(430), 검사 제어부(432), 리뷰 제어부(433)를 포함하여 이루어진다.The control computer 430 includes an alignment control unit 430, an inspection control unit 432, and a review control unit 433.

얼라인 제어부(430)는, 얼라인용 조명부(310)의 조명 동작을 제어하며 얼라인용 카메라(211)에서 촬영한 얼라인용 영상을 이용하여 검사 베이스(110) 상에 배치된 복수의 피검사물 마다에 대하여 현재 배치된 위치를 인식하고, 검사용 카메라(221)에 의해 검사용 영상이 촬영되는 위치인 검사 위치에 피검사물(5)을 정확하게 위치시킨다. The alignment control unit 430 controls the lighting operation of the alignment lighting unit 310 and uses the alignment image captured by the alignment camera 211 to provide a plurality of inspected objects arranged on the inspection base 110. Recognizing the currently arranged position with respect to the position, the inspection object 5 is accurately positioned at the inspection position which is the position where the inspection image is photographed by the inspection camera 221.

즉, 실제 동작에 있어서, 먼저, 검사 베이스(110)에는 복수 개의 피검사물(5)이 검사자에 의해 배치된다. 이러한 배치가 종료하면, 얼라인용 카메라(211)가 각각의 피검사물(5)의 외형을 촬영한 얼라인용 영상을 제어 유닛(40)으로 전송하고, 얼라인 제어부(430)에서는 촬영된 얼라인용 영상을 이용하여 각각의 피검사물(5)의 현재 배치 상태를 인식하고, 최초 어느 하나의 피검사물(5)을 검사 위치로 이동시켜 위치 정렬한 후, 검사용 카메라(221)에 의해 이 피검사물(5)에 대한 검사가 종료하면 다음의 피검사물(5)을 검사 위치로 이동시켜 위치 정렬하고 표면 검사를 반복한다. 이러한 동작은 배치된 모든 피검사물(5)들에 대한 검사가 종료할 때까지 반복된다.That is, in actual operation, first, a plurality of inspected objects 5 are arranged on the inspection base 110 by the inspector. When the arrangement is finished, the alignment camera 211 transmits the alignment image photographing the appearance of each inspected object 5 to the control unit 40, and the alignment control unit 430 photographs the alignment image. Recognize the current arrangement state of each inspected object 5 by using, and move the first inspected object 5 to the inspected position to align the position, and then inspect the inspected object (by inspecting camera 221). 5) When the inspection is finished, move the next inspection object (5) to the inspection position, align the position, and repeat the surface inspection. This operation is repeated until the inspection of all placed inspected objects 5 ends.

검사 제어부(432)는, 검사 위치에 위치 정렬된 피검사물(5)에 대하여 검사용 조명부(320)의 4개의 광원으로 조명하고 검사용 카메라(221)에서 촬영한 검사용 영 상을 이용하여 피검사물(5) 표면상에 이물이 존재하는지의 여부를 판단한다. 이때 검사 제어부(432)는, 검사용 조명부(320)가 피검사물(5)의 표면을 조명할 때, 촬영된 검사용 영상에서 모든 부분에 대한 휘도를 검출하고, 소정 위치의 휘도값과 이 휘도들의 전체 평균 휘도값과의 차분에 의한 표준편차가 최소가 되어 촬영된 검사용 영상에서 이물의 존재가 가장 잘 판별될 수 있는 상태가 되도록 하기 위하여, 각각의 광원들에 대해서 피검사물(5)에 대한 입사 각도 및 조명 거리, 또는 검사용 카메라(221)의 촬영 광축을 중심으로 하는 광원의 회전의 회전 각도 등을 검사용 영상을 촬영하기 위한 최적 촬영 조건이 되도록 제어할 수 있다. The inspection control unit 432 illuminates the inspection object 5 positioned at the inspection position with four light sources of the inspection lighting unit 320 and uses the inspection image photographed by the inspection camera 221 to inspect the inspection object 5. It is determined whether foreign matter exists on the surface of the object 5. At this time, when the inspection illumination unit 320 illuminates the surface of the inspection object 5, the inspection control unit 432 detects the luminance of all portions of the photographed inspection image, and the luminance value of the predetermined position and the luminance. In order to minimize the standard deviation due to the difference between the overall average luminance of the light and the target image, the presence of foreign matter in the photographed inspection image is best determined. The angle of incidence and the illumination distance, or the rotation angle of rotation of the light source around the photographing optical axis of the inspection camera 221 may be controlled to be an optimal photographing condition for photographing the inspection image.

또한, 이러한 제어에 의해 피검사물(5)의 표면을 검사에 적절한 품질로 촬영한 후, 촬영된 검사용 영상을 분석하여 이물의 존재 여부를 판정한다. 즉, 검사용 영상에서 소정 위치에 대한 휘도값과 전체 평균 휘도값과의 차이가 소정의 기준 범위를 벗어나는 정도로 크거나 작게 되는 경우, 이 위치를 이물이 존재하는 위치로 판정한다. 이물이 존재하는 것으로 판정되면, 그 위치를 디스플레이부(410)에 표시하고 검사자에 의한 조작 입력을 대기한다. In addition, after the surface of the inspected object 5 is photographed with a quality suitable for inspection by such control, the photographed inspection image is analyzed to determine the presence of foreign matter. That is, when the difference between the luminance value for the predetermined position and the overall average luminance value in the inspection image is large or small to be outside the predetermined reference range, the position is determined as the position where the foreign material exists. If it is determined that the foreign object exists, the position is displayed on the display unit 410 and the operation input by the inspector is waited.

이와 같이 이물을 검사하는 원리는, 피검사물(5)의 표면에 대하여 50~80mm의 거리에서 20~40°의 각도로 조명하면, 이물이 없는 피검사물(5)의 표면에서는 조명된 광선이 정반사되어 입사각과 동일한 각도로 나아간다. 그러나 피검사물(5) 표면의 이물에서는 이물의 표면에서 조명된 광선이 산란되므로 이 산란된 광선이 피검사물(5)의 표면에 대해 수직으로 배치된 검사용 카메라(221)로 입사되고, 이는 검사용 영상에서 백점(白点)으로 나타나게 되는 것이다.As described above, the principle of inspecting the foreign material is that if the illumination is performed at an angle of 20 to 40 ° with a distance of 50 to 80 mm with respect to the surface of the inspected object 5, the illuminated beam is specularly reflected on the surface of the inspected object 5 without foreign matter. And proceeds at the same angle as the incident angle. However, in the foreign material on the surface of the inspected object 5, the light beams scattered from the surface of the foreign object are scattered, and the scattered light beam is incident to the inspection camera 221 disposed perpendicular to the surface of the inspected object 5, which is inspected. It appears as a white spot in the dragon image.

리뷰 제어부(433)는, 조작자가 디스플레이부(410)를 통해 이물이 존재하는 것을 확인하고 이물이 존재하는 것으로 판정된 위치를 더욱 자세한 영상으로 정확히 확인하고자 하는 경우, 해당 위치에 리뷰용 조명부(330)를 이용한 조명을 행하고 리뷰용 카메라(231)를 이동시키고 줌렌즈(232)를 조절하여 해당 위치를 촬영하여 디스플레이부(410)에 표시하도록 한다. 이러한 리뷰를 통해 검사자가 이물의 존재 여부 및 이물의 종류를 정확히 판단하고 그에 해당하는 정상-불량 확정 및 불량 원인 분석 등의 처리를 행할 수 있도록 한다. The review control unit 433 may check the presence of the foreign material through the display unit 410, and if the operator wants to accurately check the position where the foreign material is present in a more detailed image, the review lighting unit 330 at the corresponding position. ), The review camera 231 is moved, and the zoom lens 232 is adjusted to capture a corresponding position and display it on the display unit 410. Through such a review, the inspector can accurately determine the existence of the foreign material and the type of the foreign material, and perform processing such as determining the normal-badness and analyzing the cause of the defect.

이와 같은 구조 및 동작을 행하는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 검사 장치의 각부의 구성에 대하여, 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명한다.The structure of each part of the surface inspection apparatus which performs such a structure and operation | movement according to one Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIGS.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 검사 장치의 전체적인 구성을 나타낸 정면도이다. 본 도면에서는 제어 유닛(40)은 도시되지 않았다. 도면을 참조하면, 전체적으로 사각형 형태로 고정된 구조의 프레임(90)과, 이 프레임(90)의 일부에 배치된 얼라인용 카메라(211), 검사용 카메라(221) 및 리뷰용 카메라(231)를 확인할 수 있다. 또한, 프레임(90)의 하부에는 이동 가능하게 배치된 검사 베이스(110)를 확인할 수 있다. 검사용 카메라(221) 및 리뷰용 카메라(231)의 일측에는 검사용 조명부(320)와 리뷰용 조명부(330)가 각각 배치되어 있다.2 is a front view showing the overall configuration of a surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. The control unit 40 is not shown in this figure. Referring to the drawings, a frame 90 fixed in a rectangular shape as a whole, an alignment camera 211, an inspection camera 221, and a review camera 231 disposed on a part of the frame 90 are included. You can check it. In addition, the inspection base 110 which can be moved under the frame 90 can be confirmed. An inspection lighting unit 320 and a review lighting unit 330 are disposed at one side of the inspection camera 221 and the review camera 231, respectively.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 검사 장치 중 스테이지 유닛의 구조를 나타낸 측면도 및 평면도이다. 도 3(a)에서는 검사 베이스(110)가 되는 원형의 외형을 갖는 원형 베이스(110)가 도시되어 있으며, 이 원형 베이스(110)를 지지 하는 지지부(120)를 확인할 수 있다. 이 지지부(120)는 원형 베이스(110)가 수평면을 유지할 수 있도록 개별적으로 길이가 자동 조절될 수 있는 것이 바람직하다. 한편, 스테이지 유닛(10)의 일측에는 모터(130)가 배치되며, 이 모터의 회전력은 풀리들(131, 132)를 통해 원형 베이스(110)로 전달된다. 이에 의해 원형 베이스(110)는 스테이지 유닛(10) 내에서 회전 가능하다. 스테이지 유닛(10)은 프레임(90)에 대하여 X축 방향 및 Y축 방향, 더욱 Z축 방향으로 이동 가능하도록 하는 구동 기구(도시하지 않음)를 더 포함한다.3 is a side view and a plan view showing the structure of the stage unit of the surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 3 (a), a circular base 110 having a circular shape as an inspection base 110 is illustrated, and the support 120 supporting the circular base 110 may be identified. Preferably, the support 120 may be automatically adjusted in length so that the circular base 110 maintains a horizontal plane. Meanwhile, a motor 130 is disposed at one side of the stage unit 10, and the rotational force of the motor is transmitted to the circular base 110 through the pulleys 131 and 132. Thereby, the circular base 110 is rotatable in the stage unit 10. The stage unit 10 further includes a driving mechanism (not shown) which is movable with respect to the frame 90 in the X-axis direction, the Y-axis direction, and further in the Z-axis direction.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 검사 장치의 측정 유닛 중 얼라인용 카메라와 검사용 카메라를 포함하는 구조를 나타낸 정면도이다. 도 4를 참조하면, 얼라인용 카메라(211)와 얼라인용 조명부(310)와 검사용 카메라(221)를 확인할 수 있다. 또한, 얼라인용 카메라(211) 또는 얼라인용 조명부(310) 또는 검사용 카메라(221)를 상하(Z축 방향)로 이동시키기 위한 서보 모터(225)가 더욱 도시되어 있다.4 is a front view illustrating a structure including an alignment camera and an inspection camera in the measurement unit of the surface inspection apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the alignment camera 211, the alignment lighting unit 310, and the inspection camera 221 may be confirmed. In addition, a servo motor 225 for moving the alignment camera 211, the alignment lighting unit 310, or the inspection camera 221 up and down (Z-axis direction) is further illustrated.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 검사 장치의 측정 유닛 중 리뷰용 카메라를 포함하는 구조를 나타낸 측면도이다. 도면을 통해, 줌렌즈(232)와 리뷰용 카메라(231)를 확인할 수 있다. 또한, 리뷰용 카메라(231) 또는 리뷰용 조명부(330)를 상하로 이동시키기 위한 서보 모터(235)와 리뷰용 카메라(231)를 고정시키기 위한 프레임(90)의 일부가 도시되어 있다. 한편, 리뷰용 조명부(330)로서 리뷰용 카메라(231)의 촬영 광축과 동일한 방향으로 피검사물(5)을 조명하는 수직 광원(333)이 더 도시되어 있다.FIG. 5 is a side view illustrating a structure including a review camera in a measurement unit of a surface inspection apparatus according to an exemplary embodiment. Through the drawings, the zoom lens 232 and the review camera 231 can be confirmed. In addition, a part of the frame 90 for fixing the servo motor 235 and the review camera 231 for moving the review camera 231 or the review lighting unit 330 up and down is shown. On the other hand, a vertical light source 333 for illuminating the inspected object 5 in the same direction as the photographing optical axis of the review camera 231 as the review lighting unit 330 is further shown.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 검사 장치의 조명 유닛 중 검사용 조명부를 나타낸 평면도, 정면도 및 측면도이다. 도 6(a)는 검사용 조명부(320)의 평면도로서, 검사용 조명부(320)를 구성하는 4개의 광원들(321, 322, 323, 324)을 회전시키기 위한 모터(325)를 도시하고 있다. 이 검사용 조명부(320)는 검사용 카메라(221)와 일체로 결합되는 것이 바람직하다. 도 6(b)는 검사용 조명부(320)의 정면도로서, X축 방향으로 배치된 2개의 광원들(321, 322)을 도시하고 있다. 도 6(c)는 검사용 조명부(320)의 측면도로서, Y축 방향의 2개의 광원들(323, 324) 및 이러한 광원들을 회전시키기 위한 모터(325), 모터(325)에 결합되어 회전력을 전달하는 기어(326)를 도시하고 있다.6 is a plan view, a front view, and a side view showing a lighting unit for inspection of the lighting unit of the surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 6A is a plan view of the inspection lighting unit 320 and illustrates a motor 325 for rotating the four light sources 321, 322, 323, and 324 constituting the inspection lighting unit 320. . The inspection lighting unit 320 is preferably coupled to the inspection camera 221 integrally. FIG. 6 (b) is a front view of the inspection lighting unit 320 and shows two light sources 321 and 322 arranged in the X-axis direction. FIG. 6 (c) is a side view of the inspection lighting unit 320, and is coupled to two light sources 323 and 324 in the Y-axis direction, and a motor 325 and a motor 325 for rotating the light sources. The transmission gear 326 is shown.

이때, 4개의 광원들(321, 322, 323, 324)은 수평면에 대하여 30~40°의 각도를 가지며, 이 각도는 피검사물(5)의 광학적 특성 또는 검사용 카메라(221)의 광학적 특성에 따라서 적절히 조절될 수 있다. 또한, 이 광원들(321, 322, 323, 324)은 광축이 서로 교차하는 지점(조명 대상인 피검사물이 배치되는 위치)으로부터 50~60mm의 거리를 가지며, 이 거리는 피검사물(5) 및 검사용 카메라(221)의 광학적 특성에 따라서 적절히 조절될 수 있다.In this case, the four light sources 321, 322, 323, and 324 have an angle of 30 to 40 ° with respect to the horizontal plane, and this angle corresponds to the optical characteristics of the inspected object 5 or the optical characteristics of the inspection camera 221. Therefore, it can be adjusted appropriately. In addition, the light sources 321, 322, 323, and 324 have a distance of 50 to 60 mm from the point where the optical axes intersect with each other (the position where the object to be illuminated is placed), and this distance is used for the object 5 and the inspection object. It may be appropriately adjusted according to the optical characteristics of the camera 221.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 검사 장치의 조명 유닛 중 리뷰용 조명부를 나타낸 정면도이다. 도면을 참조하면, 리뷰용 조명부(330)는 X축 방향으로 마주하는 2개의 광원들(331, 332)을 확인할 수 있다. 또한, 리뷰용 카메라(231)에 인접하여 배치되며 리뷰용 카메라(231)의 촬영 광축과 동일한 광축의 조명을 제공하는 수직 광원(333)을 확인할 수 있다. 이때의 광원들(331, 332)은 수평면에 대 하여 20~30°의 각도를 가지며, 조명 대상인 피검사물(5)이 배치되는 위치로부터 60~80mm의 거리를 유지한다. 이때의 각도 및 거리는 필요에 따라 적절히 제어될 수 있다.7 is a front view illustrating a lighting unit for a review of the lighting unit of the surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to the drawing, the review lighting unit 330 may identify two light sources 331 and 332 facing in the X-axis direction. In addition, the vertical light source 333 which is disposed adjacent to the review camera 231 and provides illumination of the same optical axis as the photographing optical axis of the review camera 231 can be confirmed. At this time, the light sources 331 and 332 have an angle of 20 to 30 ° with respect to the horizontal plane, and maintain a distance of 60 to 80 mm from the position where the inspected object 5 to be illuminated is disposed. At this time, the angle and distance can be appropriately controlled as necessary.

상술한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 검사 장치를 이용하여 피검사물의 표면을 검사하는 방법에 대하여 설명한다.A method of inspecting the surface of an inspection object by using the surface inspection apparatus according to the embodiment of the present invention having the structure as described above will be described.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 검사 장치를 이용하여 피검사물의 표면을 검사하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 8 is a flowchart illustrating a method of inspecting a surface of an inspection object by using a surface inspection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 검사자에 의해 복수의 피검사물(5), 즉 이미지 센서가 스테이지 유닛의 원형 베이스(110) 상에 배치된다(S21). First, a plurality of inspected objects 5, that is, image sensors, are disposed on the circular base 110 of the stage unit by the inspector (S21).

피검사물(5)이 배치된 후 얼라인용 조명부(310)에 의해 조명되고, 얼라인용 카메라(211)에 의해 얼라인용 영상이 촬영된다(S22).After the inspected object 5 is disposed, it is illuminated by the alignment lighting unit 310, and the alignment image is photographed by the alignment camera 211 (S22).

제어 유닛(40)의 얼라인 제어부(430)는 촬영된 얼라인용 영상에 기초하여 각각의 피검사물의 배치 상태를 분석하여 각 이미지 센서의 정렬 정보를 생성한다(S23). The alignment control unit 430 of the control unit 40 analyzes an arrangement state of each inspected object based on the captured alignment image to generate alignment information of each image sensor (S23).

얼라인 제어부는 생성된 정렬 정보를 기초로 하여 검사를 시작할 최초의 피검사물을 검사용 카메라(221)의 검사 위치로 이동시키고 검사를 위한 정확한 위치로 정렬시킨다(S24). The alignment control unit moves the first inspected object to be inspected to the inspection position of the inspection camera 221 based on the generated alignment information and aligns it to the correct position for inspection (S24).

위치 정렬이 완료하면 검사 제어부(432)는 검사용 조명부(320)에 의해 조명되어 최적 촬영 조건으로 조정된 검사용 카메라(221)를 이용하여 검사용 영상을 촬 영한다(S25).When the alignment is completed, the inspection control unit 432 photographs the inspection image by using the inspection camera 221 which is illuminated by the inspection illumination unit 320 and adjusted to the optimum photographing condition (S25).

검사용 영상이 촬영되면, 검사 제어부(432)에서는 검사용 영상을 분석하여 이물의 존재 여부를 분석한다(S26). When the inspection image is photographed, the inspection controller 432 analyzes the inspection image to analyze whether there is a foreign object (S26).

그리고 이물이 존재하는 경우에는, 제어 유닛(40)의 저장 영역에 이물의 위치를 저장하거나 디스플레이부(410)에 이물의 존재 또는 이물의 위치를 각각 표시한다(S27).When the foreign material exists, the position of the foreign material is stored in the storage area of the control unit 40 or the presence of the foreign material or the position of the foreign material is displayed on the display unit 410 (S27).

이러한 판정을 행한 후에는 검사할 피검사물(5)이 원형 베이스(110) 상에 남아있는지의 여부를 확인하고(S28), 검사할 피검사물(5)이 남은 경우에는 얼라인 제어부(430)가 다음의 피검사물(5)을 검사 위치로 이동시켜 위치 정렬한다(S29).After the determination is made, it is checked whether the inspected object 5 to be inspected remains on the circular base 110 (S28), and when the inspected object 5 to be inspected remains, the alignment control unit 430 The next inspection object 5 is moved to the inspection position and aligned (S29).

한편, 단계(S26)에서 현재 검사한 피검사물(5) 상에 이물이 존재하지 않는 것으로 판정되면, 단계(S28)로 진행하여 검사할 피검사물(5)이 남아 있는지 확인하게 된다.On the other hand, if it is determined in step S26 that no foreign matter exists on the inspected object 5 currently inspected, the process proceeds to step S28 to check whether the inspected object 5 to be inspected remains.

모든 피검사물(5)에 대한 표면 검사가 완료되면, 검사자의 조작에 의해 제어 유닛(40)이 스테이지 유닛(10)을 리뷰용 카메라(231)의 분석 위치로 이동시키고, 줌렌즈(232)를 적절한 배율로 조정한 후, 리뷰용 조명부(330)에 의해 조명되는 상태에서 리뷰용 카메라(231)에 의해 리뷰용 영상을 촬영한다(S30). 그리고 검사자는 리뷰용 영상에 나타난 이물의 영상을 확인하고 이물이 존재하는 피검사물(5)에 대하여 정상-불량을 확정하거나 이물의 원인을 분석한다(S31). 또한 이러한 확정에서는 단지 정상 및 불량을 확정할 수도 있지만, 피검사물(5)의 이물을 제거할 수 있는지의 여부를 결정하여 재생 여부를 판정할 수도 있다. When the surface inspection of all the inspected objects 5 is completed, the control unit 40 moves the stage unit 10 to the analysis position of the review camera 231 by the inspector's operation, and moves the zoom lens 232 to an appropriate position. After adjusting to a magnification, the review image is captured by the review camera 231 in a state illuminated by the review lighting unit 330 (S30). In addition, the inspector checks the image of the foreign material shown in the review image and confirms the normal-defect or analyzes the cause of the foreign material for the test object 5 in which the foreign material exists (S31). In addition, in this determination, only normal and defective can be confirmed, but it is also possible to determine whether to regenerate by determining whether or not foreign matter in the inspected object 5 can be removed.

상술한 표면 검사 방법에서는 각 단계에서 조명을 각각 온하는 것으로 설명하고 있으나, 만약 각 조명 간에 간섭이 발생하지 않는다면 조명 유닛(30)은 피검사물(5)을 배치하는 단계에서 모든 광원을 온시킨 상태로 이용할 수 있다. In the above-described surface inspection method, the lighting is turned on at each stage, but if interference does not occur between the lighting units, the lighting unit 30 turns on all light sources at the stage of placing the inspected object 5. Can be used as

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 검사 장치의 전체 구성을 간략하게 블록으로 나타낸 도면이다. 1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 검사 장치의 전체적인 구성을 나타낸 정면도이다. 2 is a front view showing the overall configuration of a surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 검사 장치 중 스테이지 유닛의 구조를 나타낸 측면도 및 평면도이다.3 is a side view and a plan view showing the structure of the stage unit of the surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 검사 장치의 측정 유닛 중 얼라인용 카메라와 검사용 카메라를 포함하는 구조를 나타낸 정면도이다.4 is a front view illustrating a structure including an alignment camera and an inspection camera in the measurement unit of the surface inspection apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 검사 장치의 측정 유닛 중 리뷰용 카메라를 포함하는 구조를 나타낸 측면도이다.FIG. 5 is a side view illustrating a structure including a review camera in a measurement unit of a surface inspection apparatus according to an exemplary embodiment.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 검사 장치의 조명 유닛 중 검사용 조명부를 나타낸 평면도, 정면도 및 측면도이다. 6 is a plan view, a front view, and a side view showing a lighting unit for inspection of the lighting unit of the surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 검사 장치의 조명 유닛 중 리뷰용 조명부를 나타낸 정면도이다.7 is a front view illustrating a lighting unit for a review of the lighting unit of the surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

Claims

A stage unit having an inspection base on which a plurality of inspected objects are disposed, the stage unit horizontally moving the inspection base in the X-axis and Y-axis directions and rotating about the Z-axis;

An alignment camera for photographing all of the plurality of inspected objects arranged on the inspection base one by one to output positions of the plurality of alignment images so as to determine positions of the plurality of inspected objects disposed on the inspection base;

An alignment lighting unit mounted on the alignment camera to illuminate the plurality of inspected objects in the same direction as the optical axis of the alignment camera;

An inspection camera for photographing the surface of any one of the inspected objects in order to inspect whether there is a foreign object on the surface of any one of the inspected objects placed after entering a predetermined inspection position;

An inspection lighting unit mounted to the inspection camera and configured to illuminate a surface of the one inspection object that has entered the inspection position;

A review camera having a zoom lens that can be magnified by an operator for observing the foreign matter present on the surface of the test object by manual operation;

A review lighting unit coupled to the review camera and configured to illuminate a foreign material on the surface of the test object;

A display unit which displays an input image;

The stage unit is controlled so that one of the plurality of inspected objects disposed on the inspection base is positioned in the photographing area of the alignment camera, and the illumination of the alignment lighting unit and the photographing of the alignment camera are controlled to control the plurality of inspection objects. Outputting the plurality of alignment images for each one of the inspected objects, and controlling the stage unit based on respective positions of the plurality of inspected objects identified based on the plurality of alignment images. Sequentially positioning one by one at the inspection position, controlling the illumination of the inspection lighting unit and the photographing of the inspection camera to obtain a plurality of inspection images of each of the plurality of inspection objects, and Analyzing a plurality of inspection images on each surface of the plurality of inspection objects It is determined whether water is present, and the control unit is configured to display the test image for the inspected object determined to be present through the display unit, and an operator displays one or a plurality of foreign objects in the test image displayed through the display unit. When selected, the stage is controlled to move the inspection base so that the photographing area of the review camera can be accurately positioned at the position where the selected foreign object exists on the surface of the inspected object that is determined to be present. And a control unit configured to control lighting of the review lighting unit and photographing of the review camera to obtain a review image, and to display the review image photographing the selected foreign object through the display unit. Inspection device.

The method of claim 1,

The inspection lighting unit is a surface inspection device, characterized in that arranged to have an angle of 20 to 40 ° and a distance of 50 to 80mm with respect to the surface of any one of the inspection object located at the inspection position.

The method of claim 2,

The inspection lighting unit includes two light sources disposed in the X-axis direction and facing each other and two light sources disposed in the Y-axis direction and facing each other, and the light sources are rotatable using the optical axis of the inspection camera as the rotation axis. Surface inspection apparatus, characterized in that.

The method according to claim 2 or 3,

The review lighting unit includes two light sources disposed in the X-axis direction to face each other, and the light sources are rotatable using an optical axis of the review camera as a rotation axis.

Arranging a plurality of inspected objects on the inspection base of the stage unit which is horizontally movable in the X-axis and Y-axis directions and rotatable about the Z-axis;

The stage unit is controlled such that one of the plurality of inspected objects disposed on the inspection base is positioned in the photographing area of the alignment camera, and the illumination of the alignment illuminator and the photographing of the alignment camera are controlled to control the plurality of inspection objects. Obtaining a plurality of alignment images for one of the objects;

Positioning one of the plurality of inspected objects at the inspection position by controlling the stage unit based on the positions of the plurality of inspected objects identified based on the plurality of alignment images;

Control the illumination of the inspection lighting unit and the photographing of the inspection camera to obtain a plurality of inspection images for each of the plurality of inspected objects, and analyze the obtained plurality of inspection images to analyze each of the plurality of inspected objects. Determining whether a foreign object is present on the surface of the object, and displaying a test image of the test object on which the foreign material is determined to be present among the plurality of test objects;

When the operator selects one or a plurality of foreign objects from the inspection image displayed on the display unit, the photographing area of the review camera is accurately positioned at the position where the selected foreign material exists on the surface of the inspected object which is determined to exist. Controlling the stage unit to move and position the inspection base to be positioned;

And controlling the lighting of the review lighting unit and the photographing of the review camera to obtain a review image, and displaying the review image photographing the selected foreign object through the display unit.

The method of claim 5,

The review camera is provided with a zoom lens,

The displaying of the review image photographing the selected foreign material through the display unit may further include automatically focusing the zoom lens to focus on the selected foreign material in the photographing area of the review camera. Surface inspection method characterized in that.

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