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KR101027473B1 - 기판 검사 장치 - Google Patents

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KR101027473B1
KR101027473B1 KR1020080121415A KR20080121415A KR101027473B1 KR 101027473 B1 KR101027473 B1 KR 101027473B1 KR 1020080121415 A KR1020080121415 A KR 1020080121415A KR 20080121415 A KR20080121415 A KR 20080121415A KR 101027473 B1 KR101027473 B1 KR 101027473B1
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KR
South Korea
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camera
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inspection
inspecting
Prior art date
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KR1020080121415A
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Inventor
홍지중
Original Assignee
엘아이지에이디피 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 기판 검사 장치에 관한 것으로, 본 발명의 기판 검사 장치는 기판을 이송시키는 이송 스테이지, 상기 이송스테이지 상부에 설치되어 상기 기판의 소정영역을 촬영하는 기판 검사 카메라, 상기 이송스테이지 상부에 설치되며 상기 기판 검사 카메라에서 촬영된 상기 기판의 상기 소정 영역을 분할 선택하여 상기 기판 검사 카메라보다 고해상도로 촬영하는 리뷰 검사부, 상기 기판 검사 카메라와 상기 리뷰 검사부의 동작을 제어하는 제어부를 구비함으로써 컬러필터기판, TFT 기판 또는 합착된 평판표시패널에 대한 검사시에 1차적으로 기판 검사 카메라로 검사한 후 기판 검사 카메라에서 검출한 검출 영역에 대하여 결함부위 발생여부를 최종 판단할 수 있도록 리뷰 검사를 수행하도록 하고, 이러한 기판 검사가 하나의 장치에서 기판의 이송 중 일괄적으로 그리고 자동적으로 수행되도록 함으로써 기판 검사효율 및 평판표시패널 제조수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다

Description

기판 검사 장치{SUBSTRATE INSPECTION APPARATUS}
본 발명은 기판 검사 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판에 대한 예비검사 및 재검사를 하나의 장치에서 일괄적으로 수행할 수 있도록 하는 기판 검사 장치에 관한 것이다.
엘시디 평판표시장치는 컬러필터기판과, TFT 기판을 각각 별도로 제작한 후 두 기판을 합착함으로써 완성된다. 컬러필터기판에는 블랙매트릭스 및 컬러필터와 같은 패턴이 형성되어 있다. TFT 기판에는 TFT 회로와 TFT 회로에 의하여 동작하는 액정이 도포되어 있다.
한편, 두 기판이 합착된 후에 컬러필터기판 또는 TFT 기판에 제조상의 결함이 발생한 것을 발견하게 되면 해당 기판은 사용할 수 없게 되거나 불량 부위를 수정할 수 없게 된다. 따라서 두 기판을 합착하기 전에 기판에 대한 검사가 효과적으로 이루어지는 것이 필요하다.
본 발명은 평판표시장치용 기판에 대한 1차 검사와 리뷰검사를 하나의 검사장치에서 수행할 수 있도록 하는 기판 검사 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 기판 검사 장치는 기판을 이송시키는 이송 스테이지; 상기 이송스테이지 상부에 설치되어 상기 기판의 소정영역을 촬영하는 기판 검사 카메라; 상기 이송스테이지 상부에 설치되며 상기 기판 검사 카메라에서 촬영된 상기 기판의 상기 소정 영역을 분할 선택하여 상기 기판 검사 카메라보다 고해상도로 촬영하는 리뷰 검사부; 상기 기판 검사 카메라와 상기 리뷰 검사부의 동작을 제어하는 제어부를 구비한다.
상기 리뷰 검사부는 리뷰 카메라와 상기 소정 영역의 분할된 위치에 대한 촬영이 가능하도록 상기 리뷰 카메라의 촬영 위치를 바꾸는 갈바노 미러를 포함할 수 있다.
상기 리뷰 검사부는 상기 갈바노 미러가 설치되는 케이스와, 상기 케이스의 외측에 설치되어 갈바노 미러 측으로 촬영 위치가 향하도록 하여 상기 소정영역의 상기 갈바노 미러가 회동하는 폭 방향에 대한 반사를 위한 반사미러를 포함할 수 있다.
상기 갈바노 미러와 상기 반사미러 사이에는 포커싱 렌즈계가 구비될 수 있 고, 또는 상기 갈바노 미러와 상기 리뷰 카메라 사이에는 포커싱 렌즈계가 구비될 수 있다.
상기 제어부는 상기 기판 검사 카메라에서 촬영하는 상기 소정 영역을 다수의 분할영역으로 분할하고, 상기 각각의 분할영역에 대한 위치값을 저장하고, 상기 분할영역 중 선택된 분할영역에 대하여 상기 리뷰 카메라의 촬영이 요구되면 상기 갈바노 미러를 상기 선택된 분할영역에 해당하는 위치값에 따라 회동시킬 수 있다.
본 발명에 따른 기판 검사 장치는 컬러필터기판, TFT 기판 또는 합착된 평판표시패널에 대한 검사시에 1차적으로 기판 검사 카메라로 검사한 후 기판 검사 카메라에서 검출한 검출 영역에 대하여 결함부위 발생여부를 최종 판단할 수 있도록 리뷰 검사를 수행하도록 하고, 이러한 기판 검사가 하나의 장치에서 기판의 이송 중 일괄적으로 그리고 자동적으로 수행되도록 함으로써 기판 검사효율 및 평판표시패널 제조수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 기판 검사 장치를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 기판 검사 장치를 도시한 평면도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 기판 검사 장치는 기판(S)을 이송시키는 이송 스테이지(100)를 구비한다. 이송 스테이지(100)는 상부면 에 기판(S)을 이송하기 위하여 기판(S)이 안착되는 다수의 이송 롤러(101)를 구비한다. 이송 롤러(101)들은 모두 일방향으로 회전하여 이송 롤러(101) 상에 안착된 기판(S)을 일방향으로 이송시킨다.
그리고 이송 스테이지(100)는 기판(S)을 부양시키는 공기 부양 시스템과 위치 조절 및 가이드 장치를 추가적으로 또는 이송 롤러(101)를 대체하여 구비할 수 있다. 또한 이송 스테이지(100)에는 안착된 기판(S)을 정렬시키는 기판 정렬장치가 구비될 수 있다.
이송 스테이지(101)의 상부에는 기판(S)의 검사 영역을 촬영하는 다수의 기판 검사 카메라(110)가 구비된다. 그리고 이송 스테이지(101)는 다수개의 기판 검사 카메라(110)가 이송 스테이지(100) 상에 위치 유지할 수 있도록 기판 검사 카메라(110)를 지지하는 지지대(111)를 구비한다.
다수개의 기판 검사 카메라(110)는 기판(S)의 폭방향으로 연장되어 일렬로 배치될 수 있다. 따라서 다수개의 기판 검사 카메라(110) 각각은 미리 할당된 소정 영역(A)에 대하여 기판(S)의 이송 중 촬영을 수행할 수 있다. 그리고 각각의 기판 검사 카메라(110)들이 촬영하는 소정 영역(A)을 합하면 검사에 필요한 기판(S)의 폭 전체가 된다.
그리고 이송 스테이지(100)의 상부 중 기판 검사 카메라(110)의 기판 이동방향의 측부에는 다수의 리뷰 검사부(120)가 지지대(121)에 의하여 이송 스테이지(100)에 설치된다. 이 리뷰 검사부(120)는 기판 검사 카메라(110)에서 촬영한 기판의 소정 영역(A)을 다시 다수의 영역으로 분할하여 선택하고, 이 선택된 영역을 기판 검사 카메라(110)보다 높은 해상도로 촬영한다.
그리고 이송 스테이지(100)에는 기판 검사 카메라(110)의 촬영을 위하여 기판 하부로부터 조명을 제공하는 제 1조명(102)과 리뷰 검사부(120)로 조명을 제공하는 제 2조명(103)을 구비한다.
도 3은 본 실시예에 따른 기판 검사 장치의 기판 검사부를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 기판 검사 장치는 기판 검사 카메라(110)와 리뷰 검사부(12)를 제어하기 위한 제어부(130)를 구비한다. 제어부(130)는 기판 검사 카메라(110)와 리뷰 검사부(120)에서 촬영한 기판(S)에 대한 촬영 이미지를 처리하고, 결함의 식별, 결함부위에 대한 위치값의 설정, 결함 위치에 대한 결함 종류와 상태 등을 판단하여 관련 데이터를 생성, 저장 그리고 필요한 장치로의 전송을 수행하는 기능을 한다.
그리고 리뷰 검사부(120)는 리뷰 카메라(122)와 이 리뷰 카메라(122)가 상부에 결함된 케이스(123)를 구비한다. 리뷰 카메라(122)는 기판 검사 카메라(110)보다 고해상도의 촬영이 가능하도록 하는 현미경 카메라일 수 있다. 그리고 케이스(123)의 내부에는 리뷰 카메라(122)가 기판(S)에 대한 촬영을 효과적으로 수행하도록 하기 위한 광학계가 구비된다.
광학계는 케이스(123)의 내부에 설치되며 리뷰 카메라(122)에 의한 기판(S)의 촬영 위치를 조절하기 위한 갈바노 미러(Galvano mirror)(125)를 구비한다. 또한 광학계는 케이스(123)의 내부 중 갈바노 미러(125)의 반사위치와 대응하는 위치에 설치되어 갈바노 미러(125)의 위치 조절에 따른 기판(S)에 대한 촬영위치를 광 학적으로 안내하는 반사미러(126)를 구비한다. 반사미러(126)의 길이는 갈바노 미러(125)의 회동 폭을 모두 커버할 수 있을 정도의 폭, 또는 1대의 기판 검사 카메라(110)가 촬영하는 소정 영역의 폭 크기 정도일 수 있다. 이 반사미러(126)는 서로 다른 위치에서 반사되는 이미지의 수차 및 왜곡 등을 보정할 수 있는 오목 구면 미러일 수 있다.
그리고 리뷰 카메라(122)와 갈바노 미러(125) 사이에는 포커싱 렌즈계(124)가 구비된다. 포커싱 렌즈계(124)는 서로 다른 기판 검사위치에 따른 초점 조절을 위한 기능을 수행하는 오토 포커싱 장치일 수 있다.
한편, 도 4는 다른 실시예에 따른 기판 검사 장치의 기판 검사부를 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 포커싱 렌즈계(124')는 갈바노 미러(125)와 반사미러(126) 사이에 설치될 수 있다. 이때의 포커싱 렌즈계(124')는 갈바노 미러(125)와 함께 회동이 가능하도록 갈바노 미러(125)와 동축을 가지는 회전장치(미도시)에 의하여 회동 가능하게 설치될 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 기판 검사 장치의 작용에 대하여 설명한다.
본 실시예에 따른 기판 검사 장치는 TFT 기판, 컬러필터기판 또는 TFT 기판과 컬러필터기판이 합착된 평판표시패널일 수 있다. 그리고 TFT 기판 또는 컬러필터기판인 경우 패턴의 크기, 패턴 단차 또는 패턴의 형성 결함 등을 검사할 수 있는데, 이들 검사는 하나의 단위공정이 끝날 때마다 검사가 이루어지도록 할 수 있고, 또는 TFT 기판 또는 컬러필터기판이 완성된 상태에서 검사가 이루어지도록 할 수 있다.
본 실시예에 따른 기판 검사 장치는 이전 공정에서 공정이 완료된 기판(S)이 이송 스테이지(100) 상에 안착되면 설정된 평면상의 좌표로 기판을 정렬시킨다. 그리고 이송 스테이지(100)는 정렬이 수행된 기판(S)을 반출 방향으로 이동시킨다.
이때 기판 검사 카메라(110)의 하부로 기판(S)이 이송되면 각각의 기판 검사 카메라(110)는 각 카메라가 촬영할 수 있는 기판의 소정 영역(A)을 촬영한다. 이 소정 영역(A)은 평면 좌표상의 영역이다. 이 소정 영역(A)은 제어부(130)에 의하여 기판 검사 카메라(110)에 미리 셋팅되어 있다.
이에 따라 각 기판 검사 카메라(110)들은 기판(S)이 이송되는 동안 할당받은 소정 영역(A)을 지속적으로 촬영한다. 이때 각 기판 검사 카메라(110)에서 촬영한 소정 영역(A) 내에 결함으로 추정되는 결함부분(D)들이 발견되는 경우 제어부(130)는 그 결함부위(D)에 대한 좌표값을 산출하여 이에 대한 위치 데이터를 리뷰 검사부(120)에 전달하여 해당 결함부위(D)에 대한 리뷰 검사를 준비시킨다.
도 5는 본 실시예에 따른 기판 검사 장치의 리뷰 검사부가 기판을 리뷰 검사하는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이 리뷰 검사부(120)는 기판 검사 카메라(110)가 촬영하는 소정 영역(A)의 지름 크기에 해당하는 폭을 횡방향으로 3분할(A1, A2, A3)하여 검사하도록 설정될 수 있다. 물론 리뷰 검사부(120)의 소정 영역(A)에 대한 분할은 2분할 또는 3분할 이상으로 보다 세분화될 수 있다.
따라서 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 기판 검사 카메라(110)가 촬영한 소정 영역(A)에 3개의 결함이 추정되는 결함부위(D1, D2, D3)를 발견하였다 면, 제어부(130)는 이 3개의 결함부위(D1, D2, D3)에 대한 위치 데이터를 판단하여 저장하고, 이 각각의 위치에 대한 포커싱 제어값, 갈바노 미러 회전값, 촬영 타이밍 값 등과 같은 촬영 조건값을 산출하여 저장한다.
본 실시예에서 분할 영역(A1, A2, A3)은 3개로 분할되어 있다. 따라서 촬영 조건값은 모두 3개의 값으로 미리 셋팅될 수 있고, 제어부(130)는 미리 이 3개의 촬영 조건값을 보유 할 수 있다.
그리고 제어부(130)는 리뷰 검사부(120)가 3개의 서로 다른 촬영 조건값으로 동작하게 하기 위한 동작신호를 식별하여 리뷰 검사부(120)로 전송함으로써 리뷰 검사부(120)가 서로 다른 분할 영역(A1, A2, A3)에 대한 촬영을 진행하도록 할 수 있다.
이하에서는 각 결함부위(D1, D2, D3)에 대한 검사 방법을 설명한다. 본 실시예에서는 하나의 기판 검사 카메라(110)가 촬영한 소정 영역(A)에 3개의 결함 추정부위(D1, D2, D3)가 기판 검사 카메라(110)에 의하여 발견되었을 경우를 가정하고, 또한 리뷰 검사부(120)는 하나의 소정영역(A) 전체를 횡방향으로, 그리고 종방향으로 각각 3분할하여 검사할 수 있는 것으로 가정한다.
그리고 기판(S)은 계속해서 진행방향으로 이동한다. 따라서 반사미러(126)의 반사영역으로는 첫 번째 리뷰 검사라인(L1)과 두 번째 리뷰 검사라인(L2) 그리고 세 번째 리뷰 검사라인(L3)이 순차적으로 진입하여 리뷰 카메라(122)에 의한 촬영이 가능하도록 이루어진다.
먼저 첫 번째 결함부위(D1)가 기판 검사 카메라(11)의 소정 영역(A)에 포함 되는 첫 번째 리뷰 검사라인(L1)에 있는 경우 이 첫 번째 리뷰 검사라인(L1)이 반사미러(126)의 촬영 영역에 진입하면 갈바노 미러(125)는 첫 번째 반사각도(R1)에 위치하여 첫 번째 결함부위(D1)에 대한 리뷰 카메라(122)의 촬영이 이루어지도록 한다.
그리고 두 번째 결함부위(D2)가 있는 두 번째 리뷰 검사라인(L2)이 반사미러(126)의 촬영 영역에 진입하면 갈바노 미러(125)는 두 번째 검사라인(L2)의 "A3" 분할영역에 대한 촬영을 위하여 두 번째 반사각도(R2)로 회동하여 두 번째 결함부위(D2)에 대한 리뷰 카메라(122)의 촬영이 이루어지도록 하고, 계속해서 세 번째 결함부위(D3)가 있는 세 번째 리뷰 검사라인(L3)이 반사미러(126)의 촬영 영역에 진입하면 갈바노 미러(125)는 세 번째 라인의 "A1" 분할영역에 대한 촬영을 위하여 세 번째 반사각도(R3)로 회동하여 세 번째 결함부위(D3)에 대한 리뷰 카메라(122)의 촬영이 이루어지도록 한다.
이와 같은 방법으로 기판(S) 전체에 대하여 각각의 기판 검사 카메라(110)는 소정 영역(A)별로 촬영하여 1차적으로 결함 발생 여부를 확인하고, 2차적으로 각각의 기판 검사 카메라(11)와 연동하는 리뷰 검사부(120)는 해당 소정 영역(A)을 세부적으로 분할하여 해당 분할 영역(A1, A2, A3)에 대한 리뷰 촬영을 고해상도로 수행하도록 함으로써 최종 결함여부를 확인한다.
그리고 리뷰 카메라(122)는 기판 검사 카메라(110)에 비하여 고해상도로 결함 추정부위를 촬영하므로 제어부(130)는 해당 결함추정부위가 실제 결함이 발생한 부위인지 여부를 신속하게 판단할 수 있게 된다.
한편, 제어부(130)가 리뷰 검사 후 해당 분할영역(A1, A2, A3)의 결함 추정부위가 최종적으로 결함이라고 판단하면 이 결함부위의 위치값을 저장하고, 이후 교정장치에서 해당 결함부위를 보수하도록 한다. 이 교정장치는 본 실시예의 이송 스테이지(100)에 일체로 설치되어 기판(S)에 대한 검사와 교정이 함께 수행되도록 할 수 있다.
이상과 같은 본 실시예의 기판 검사 장치는 기판 제조공정의 각 단위공정마다 검사가 수행되도록 배치되어 사용될 수 있고, 또는 복수의 공정마다 배치되어 사용될 수 있으므로 기판제조수율 향상에 매우 큰 기여를 발휘할 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 기판 검사 장치를 도시한 측면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 기판 검사 장치를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 기판 검사 장치의 기판 검사부를 도시한 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 기판 검사 장치의 기판 검사부를 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 기판 검사 장치의 리뷰 검사부가 기판을 리뷰 검사하는 상태를 설명하기 위한 도면이다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 기판을 이송시키는 이송 스테이지;
    상기 이송스테이지 상부에 설치되어 상기 기판의 소정영역을 촬영하는 기판 검사 카메라;
    상기 이송스테이지 상부에 설치되며 상기 기판 검사 카메라에서 촬영된 상기 기판의 상기 소정 영역을 분할 선택하여 상기 기판 검사 카메라보다 고해상도로 촬영하는 리뷰 검사부;
    상기 기판 검사 카메라와 상기 리뷰 검사부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 리뷰 검사부는 리뷰 카메라와 상기 소정 영역의 분할된 위치에 대한 촬영이 가능하도록 상기 리뷰 카메라의 촬영 위치를 바꾸는 갈바노 미러와, 상기 소정 영역으로부터의 빛을 상기 갈바노 미러 측으로 반사하는 반사미러를 포함하며,
    상기 갈바노 미러와 상기 반사미러 사이에는 포커싱 렌즈계가 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  5. 기판을 이송시키는 이송 스테이지;
    상기 이송스테이지 상부에 설치되어 상기 기판의 소정영역을 촬영하는 기판 검사 카메라;
    상기 이송스테이지 상부에 설치되며 상기 기판 검사 카메라에서 촬영된 상기 기판의 상기 소정 영역을 분할 선택하여 상기 기판 검사 카메라보다 고해상도로 촬영하는 리뷰 검사부;
    상기 기판 검사 카메라와 상기 리뷰 검사부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 리뷰 검사부는 리뷰 카메라와 상기 소정 영역의 분할된 위치에 대한 촬영이 가능하도록 상기 리뷰 카메라의 촬영 위치를 바꾸는 갈바노 미러와, 상기 소정 영역으로부터의 빛을 상기 갈바노 미러 측으로 반사하는 반사미러를 포함하며,
    상기 갈바노 미러와 상기 리뷰 카메라 사이에는 포커싱 렌즈계가 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  6. 기판을 이송시키는 이송 스테이지;
    상기 이송스테이지 상부에 설치되어 상기 기판의 소정영역을 촬영하는 기판 검사 카메라;
    상기 이송스테이지 상부에 설치되며 상기 기판 검사 카메라에서 촬영된 상기 기판의 상기 소정 영역을 분할 선택하여 상기 기판 검사 카메라보다 고해상도로 촬영하는 리뷰 검사부;
    상기 기판 검사 카메라와 상기 리뷰 검사부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 리뷰 검사부는 리뷰 카메라와 상기 소정 영역의 분할된 위치에 대한 촬영이 가능하도록 상기 리뷰 카메라의 촬영 위치를 바꾸는 갈바노 미러를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 기판 검사 카메라에서 촬영하는 상기 소정 영역을 다수의 분할영역으로 분할하고, 상기 각각의 분할영역에 대한 위치값을 저장하고, 상기 분할영역 중 선택된 분할영역에 대하여 상기 리뷰 카메라의 촬영이 요구되면 상기 갈바노 미러를 상기 선택된 분할영역에 해당하는 위치값에 따라 회동시키는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
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