KR0165158B1 - 막 재료의 막 품질 검사 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

편광된 검사광은 광투과성 기판상에 위치하는 검사막의 이면에 조사되어, 검사막의 전면에 형성된 색 불균일 패턴을 관찰함으로써 막의 품질을 검출하게 된다.

이 검출 장치는 피검사막 재료가 위치하는 광투과성 기판과; 상기 기판의 이면에 배치된 평면 광원; 및 상기 평면 광원과 상기 광투과성 기판사이에 배치된 편광판을 구비하고 있다. 상기 편광판은 양호하게는 회전 가능하게 제공되어 있다.

Description

막 재료의 막 품질 검사 방법 및 장치

제1도는 종래의 막 품질 검사 방법의 원리도.

제2도는 본 발명에 따른 막 재료의 막 품질 검사 방법의 원리를 설명하는 개략 설명도.

제3도는 본 발명에 따른 막 품질 검사 장치의 수직 단면을 보여주는 일부 절단 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 피검사막 2 : 광투과성 기판

3 : 평면 광원 4 : 검사광

5 : 육안 6 : 편광판

10 : 프레임 케이싱 12 : 채광창

본 발명은 액정 장치 등에 적층 구조(laminate structure)를 형성하는데 사용되는 절연막이나 반도체막 등의 막 재료(membranal material)의 막 품질 검사방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 방법을 달성하는 장치에 관한 것이다.

최근, 액티브 매트릭스 구동형 표시 장치(active matrix drive type display device)은 액정 텔레비젼 세트, 워드 프로세서, 컴퓨터 단말 장치 등에 널리 사용되고 있다. 이 액티브 매트릭스 구동형 장치는 절연 기판상에 매트릭스상으로 배열된 엄청난 수의 픽셀 전극을 구비하고 있으며, 그 각각은 박막 트랜지스터 소자에 접속되어 있고, 이 픽셀 전극들을 독립적으로 구동시키기 위하여 박막 트랜지스터 소자들이 별도로 제어되어 되도록 구동된다.

이러한 종류의 전형적인 액정 표시 장치는 적층된 절연막과 반도체막(insulator films and semiconductor films laminated)을 구비하고 있다. 그러므로, 절연막 및 반도체막중 어느 하나라도 균일하게 형성되지 않은 경우에는, 이 불균일로 인해 표시가 균일하지 않게 된다. 따라서, 절연막, 반도체막 등의 막재료를 간단히 검사하는 방법 및 장치에 대한 수요가 대단하다.

제1도는 종래의 막 품질 검사 방법의 원리를 설명하는 개략도이다. 이 종래의 방법에서, 검사할 막(1)(이후부터는 피검사막(tested film)(1)이라고 함)은 유리판 등의 광투과성 기판(2)상에 형성되었다. 이 광투과성 기판(2) 아래에 배치된 2차원 또는 평면 광원(3)으로부터 방출된 검사광(test light)(4)은 피검사막(1)의 이면(rear surface)에 조사되었다. 이같은 배열에서, 검사원은 육안(5)으로 피검사막(1)의 상부 표면을 관찰하여 휘도와 색조를 점검하여 피검사막(1)의 막 품질을 판단하도록 하였다.

일반적으로, 절연막 또는 반도체막으로 제조된 피검사막(1)은 광투과성이고, 막 재료(1)에 불균일한 부분이 있거나 또는 막 재료(1)의 성질이 다른 경우에는, 막(1)을 통과한 광은 휘도 및 색조가 이질(aniso-quality)인 것으로 된다. 따라서, 이 특성을 사용하여 막 품질의 불균일을 알 수 있게 되므로, 검사원은 눈으로 막을 관착하여 검사하였다.

이 종래의 막 품질 검사 방법 및 장치에 따르면, 막의 품질에 두드러진 변동이 있는 것에 대해서는 그 불균일을 확실히 검사할 수 있지만, 미소한 막 품질의 변동에 대해서는 검사원이 검사한다는 것은 불가능하다. 특히, 막 두께가 변화하면, 막 두께의 변동에 의해서도 막의 휘도 및 색조에 불균일이 생기게 된다. 그러므로, 이렇게 하는 것은 검사원이 막을 비교 검사하는 일을 어렵게 한다. 게다가, 검사원의 숙련도에 의해서도 불량 여부의 판정에 큰 차이가 생기기 때문에, 개인차에 의해 제품의 품질의 불균일을 초래해버리는 문제점이 있었다.

그러므로, 본 발명의 목적은 검사원의 숙련도를 필요로 하지 않고 막 재료의 막 품질 검사를 간단하고 높은 정밀도로 행하는 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다. 본 발명의 요지는 다음과 같다.

첫째, 막 재료의 막 품질을 검사하는 방법은 편광판을 거쳐 생성된 편광 검사광을 피검사 막 재료가 형성된 광 투과성 기판의 이면에 조사하는 단계, 및 피검사 막 재료의 표면에 형성된 색 불균일에 근거하여 피검사 막 재료의 막 품질을 검출하는 단계를 구비하고 있다.

상기한 구성에서, 편광판은 광투과성 기판에 대해서 회전하는 것이 효과적이다.

다음에, 막 재료의 막 품질을 검사하는 장치는 피검사 막 재료가 그 전면상에 형성된 광투과성 기판과; 광투과성 기판의 이면에 배치된 평면광원; 및 평면광원과 광투과성 기판사이에 배치된 편광판을 구비하고 있다.

상기 구성에서, 편광판이 평면 광원과 광투과성 기판사이에 회전 가능하게 제공되어 있고, 또한 본 장치는 광투과성 기판이 위치하고 있는 테이블을 편광된 검사 광의 입사 방향에 대해서 경사시키기 위한 조정 기구를 포함하고 있으며, 또한 본 장치는 편광판을 고정시킨 상태로 광투과성 기판을 회전시키기 위한 기구를 더 포함하고 있는 것 등 어느 것도 유효하다.

이와 같이, 본 발명의 검사 방법 및 검사 장치는 이상과 같이 구성되어 있다. 그러므로, 본 발명에 따르면, 편광된 검사광이 피검사 막의 이면에 조사되는 때, 막 층들간의 경계면에서 또는 변질 부분에서의 광학적 왜곡(optical distortion)이 강조되어 피검사막의 표면에 색 불균일로서 나타나게 된다. 또한, 편광판을 검사광의 입사 방향에 수직한 평면에서 회전시키는 경우, 피검사 막의 표면의 색 불균일이 변화하게 된다. 그 결과, 검사원의 숙련도와는 무관계로 미묘한 막 품질 변화를 용이하게 검출할 수 있게 된다.

제2도는 본 발명에 따른 막 재료의 막 품질을 검사하는 방법의 원리를 설명하는 개략적인 설명도이다. 동도면에서, 제1도와 동일한 구성 요소는 동일한 참조 번호가 할당되어 있다. 본 실시예에서, 편광판(6)은 광투과성 기판(2)와 평면 광원(3)사이에 제공되어 있다. 평면 광원(3)으로부터 방출된 검사광(4)는 편광판(6)에 의해 편광되어 광투과성 기판(2)가 편광된 검사광(7)에 의해 조사되도록 되어 있다.

이와같은 배열에서, 피검사막(1)은 광투과성 기판(2)상에 형성된다. 피검사막(1)의 이면은 편광된 검사광(7)으로 조사된다. 검사원은 육안(5)으로 피검사막(1)의 상부 표면을 관찰하여 색 불균일 패턴이 있는지의 여부를 판단하게 된다. 색 불균일이 있는 경우에, 그 부분은 변질된 영역으로 판정된다. 색 불균일이 없는 경우는, 그 제품을 규격에 적합한 것으로 판정된다.

검사 동안에, 편광판(6)이 화살표 A의 방향으로 회전되는 경우, 변질된 영역에서의 색 불균일 패턴은 이것이 회전하게 됨에 따라 변동한다. 이같은 특징으로 인해 숙련되지 않은 검사원이라도 막 품질에 있어서의 불균일이 미세하고 미묘한 경우에도 그 불균일을 용이하게 검출할 수 있게 된다. 이와 같이, 검사원의 숙련도를 필요로 하지 않고 막 품질을 검사하는 개선된 방법을 제공할 수 있게 된다.

제3도는 본 발명에 따른 막 재료의 막 품질 검사 장치의 일실시예의 수직 단면을 나타내는 부분 절단 사시도이다. 본 바명의 막 품질 검사 장치는 프레임 캐이싱(frame casing)(10)에 의해 하우징된다. 검사 재료를 놓아 두기 위한 테이블(11)이 프레임 케이싱(10)의 상부에 제공되어 있다. 검사광을 통과시키기 위한 채광창(lighting window)(12)이 테이블(11)의 중심부에 제공되어 있다. 피검사막(1)이 그 위에 있는 광투과성 기판(2)는 채광창(12)상에 위치하고 있다.

평면 광원(13)은 프레임 케이싱(10)의 하부에 제공되어 있다. 이 평면 광원(13)은 냉음극 형광 램프(14) 및 이 램프를 덮는 황색(500nm의 파장) 대역 통과 필터(15)로 구성되어 있다. 편광판(6)은 평면 광원(13)과 광투과성 기판(2)사이에 배치되어 있다. 이 편광판(6)은 회전 홀더(16)에 의해 지지되어 편광판(6)이 화살표 A 방향으로 회전할 수 있도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 막 품질 검사 장치에서, 피검사막(1)이 그 위에 형성된 광투과성 기판(2)는 테이블(1)의 채광창(12)의 부분에 탑재되어 편광 검사광(7)을 피검사 막 재료(1)의 이면에 조사한다. 이 조건에서 검사원은 피검사 막재료(1)의 표면을 육안(5)에 의해 관찰하여 피검사막(1)의 품질을 검사한다.

본 실시예에서, 1.1mm 두께의 글라스판(glass plate)이 광투과성 기판(2)로서 사용된다. 피검사막(1)은 실리콘 질화물로 이루어진 절연층(17,19)과 비정질 실리콘으로 이루어진 반도체층(18)로 구성되어 있다. 편광판(6)에 있어서, 편광도가 99.8%이고, 투과율이 40%이다. 편광판(6)은 회전 홀더(16)에 회전가능하게 장착되어 평면 광원(13)으로부터 방출된 광을 360°회전 가능한 직선 편광 검사광(7)로 형성한다. 이와같이 만들어진 평면 편광된 검사광은 광투과성 기판(2)의 이면을 조사하게 된다.

편광된 검사광(7)은 광투과성 기판(2)의 이면에 입사하여 피검사막(1)을 통과하도록 되어 있다. 광투과성 기판(2)와 절연층(17)사이의 경계면 또는 절연층(17)과 반도체층(18)사이의 경계면 또는 피검사막(1)의 표면상에 변질된 영역이 있는 경우에는, 변질된 층에서의 광학적 왜곡이 광의 통과 동안에 편광된 검사광(7)에 의해 강조되어 피검사막(1)의 표면에 색 불균일 패턴을 나타내게 된다. 이 색 불균일 패턴은 편광판(6)이 검사광(7)의 입사 방향에 수직인 평면에서 회전하는 때에 변동하기 때문에, 미묘한 막 품질 변화를 검사원의 숙련도와는 무관계로 용이하게 검출하는 것이 가능하다.

상기 실시예의 설명에서는, 평면 광원(13)으로서 냉음극 형광 램프(14)와 황색의 대역 통과 필터(15)의 조합으로 생성된 단색 광원을 사용한 예를 나타내고 있다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 즉, 다른 파장 범위를 갖는 다른 대역 통과 필터를 사용할 수도 있으며 또는 검사원이 용이하게 색 불균일을 검출할 수 있도록 복수의 대역 통과 필터를 장착할 수도 있다. 그 대신에, 검사 대상의 형태에 따라서 상기한 복수의 대역 통과 필터로부터 적당한 대역 통과 필터를 선택할 수 있도록 본원 장치를 구성할 수 있다.

광투과성 기판(2)로서, 검사 전용 기판을 사용할 수도 있으며 또는 검사될 제품의 일부인 기판 자체를 사용할 수도 있다. 조정 기구가 광투과성 기판(2)이 그 위에 위치한 테이블(11)을 경사하도록 하기 위해 제공되어 있을 수도 있다. 이와 같은 구성에서는, 편광된 검사광(7)의 입사광선은 다중 반사된 편광된 검사광과 피검사막(1)내에서 간섭하여 간섭 무늬가 피검사막(1)의 표면상에 형성되어진다. 이와같이 형성된 간섭 무뉘 패턴은 막 두께의 미묘한 변도를 검출하기 위한 표시자로서 사용할 수도 있다. 다른 구성으로서, 광투과성 기판(2)가 편광판(6)대신에 회전가능하게 될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 편광된 검사광은 광투과성 기판과 피검사막의 적층 구조의 이면에 조사되며, 따라서 적층 구조의 광학적 왜곡이 강조되어 피검사막의 표면상에 색 불균일 패턴을 형성하게 된다. 이와 같은 구성으로 검사원은 검사할 막의 품질을 용이하게 검출할 수 있게 된다.

특히, 편광판이 광투과성 기판에 대해서 회전되는 때에, 피검사막의 표면상의 색 불균일 패턴이 변동하기 때문에, 검사원이 비숙련자라고 하여도 막 품질의 미묘한 변동을 용이하게 검출할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 편광판(polarizing plate)을 통하여 생성된 편광된 검사광(test light)을 피검사막 재료(tested membranal material)가 형성되어 있는 광투과성 기판(light-transmissive substrate)의 이면에 조사(radiate)하는 단계; 및 상기 피검사막 재료의 표면상에 형성되어 있는 색 불균일 패턴(color-irregularity pattern)에 근거하여 상기 피검사막 재료의 막 품질(film quality)을 검출하는 단계를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 막 재료의 막 품질 검사 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 편광판은 상기 광투과성 기판에 대해서 회전되는 것을 특징으로 하는 막 재료의 막 품질 검사 방법.
3. 피검사막 재료가 그 전면에 형성되어 있는 광투과성 기판과; 상기 광투과성 기판의 이면에 배치된 평면 광원; 및 상기 평면 광원과 상기 광투과성 기판사이에 배치된 편광판을 구비한 것을 특징으로 하는 막 재료의 막 품질 검사 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 편광판은 상기 평면 광원과 상기 광투과성 기판사이에 회전 가능하게 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 막 재료의 막 품질 검사 장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 광투과성 기판이 위치하고 있는 테이블을 상기 편광된 검사광의 입사방향에 대해서 경사시키기 위한 조정 기구를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 막 재료의 막 품질 검사 장치.
6. 제3항에 있어서, 상기 편광판을 고정한 채로 상기 광투과성 기판을 회전시키기 위한 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 막 재료의 막 품질 검사 장치.