KR100838655B1

KR100838655B1 - 유리기판의 품질 검사장치 및 그 검사방법

Info

Publication number: KR100838655B1
Application number: KR20060105240A
Authority: KR
Inventors: 우봉주
Original assignee: (주)쎄미시스코
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2008-06-16
Also published as: KR20080037927A; TW200819736A; CN101542359B; WO2008050941A1; JP4971456B2; CN101542359A; JP2010507801A; TWI329200B

Abstract

본 발명은 유리기판의 품질 검사장치에 관한 것이다.

이 같은 본 발명은, 너울 발생 여부를 검사하기 위한 조명부의 조명이 유리기판에만 투과되도록 하여, 카메라에 의한 유리기판 표면의 그림자 영상을 보다 선명하게 촬영할 수 있도록 함은 물론, 상기 그림자 영상에 따른 너울의 종류별 발생 여부를 미분 알고리즘을 통해 보다 정밀하게 검사하도록 한 것으로, 이를 통해 이송유닛에 의해 연속적으로 이송이 이루어지는 유리기판의 품질상태를 실시간으로 검사하여 제품에 대한 품질 만족도를 향상시킴은 물론, 유리기판의 품질 검사에 소요되는 시간 절약을 통해 연속된 증착이나 식각, 스퍼터링 등 플라즈마를 이용한 공정들이 신속하게 이루어지도록 한 것이다.

유리기판, 스트리크(Streak) 너울, 씨크밴드(Thick Band) 너울, 코드(Cord) 너울, 조명, 카메라

Description

유리기판의 품질 검사장치 및 그 검사방법{Quality tester of glass board and method thereof}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유리기판의 품질 검사장치에 대한 전체 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예로 조명부에 슬릿이 적용된 상태의 정면도.

도 3은 본 발명의 실시예로 횡방향에서 유리기판의 품질을 검사하는 상태의 평면 개략도.

도 4의 a,b,c는 본 발명에 의해 검사되는 너울의 종류로서, a는 스트리크(Streak) 타입의 너울 파형도, b는 씨크밴드(Thick Band) 타입의 너울 파형도, c는 코드(Cord) 타입의 너울 파형도.

도 5는 본 발명의 실시예로 유리기판에 스트리크 타입의 너울이 발생된 상태를 보인 실험에 의한 검출파형도.

도 6은 본 발명의 실시예로 유리기판에 씨크밴드 타입의 너울이 발생된 상태를 보인 실험에 의한 검출파형도.

도 7은 본 발명의 실시예로 유리기판에 코드 타입의 너울이 발생된 상태를 보인 실험에 의한 검출파형도.

도 8은 본 발명의 실시예로 유리기판에 스트리크 타입의 너울과 씨크밴드 타 입의 너울이 동시에 발생된 상태를 보인 실험에 의한 검출파형도.

도 9는 본 발명의 실시예로 유리기판의 품질 검사방법을 보인 흐름도.

도 10은 본 발명의 다른실시예로 종방향에서 유리기판의 품질을 검사하는 상태의 평면 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 ; 이송유닛 2 ; 유리기판

10; 조명부 11; 슬릿

20; 영상처리부 30; 제어부

본 발명은 유리기판의 품질 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 박막 트랜지스터 액정표시장치(TFT-LCD)에서 박막 트랜지스터(TFT) 및 컬러 필터(color filter)를 형성하기 위한 유리기판의 너울(Waveness) 발생 여부를 검사하는 유리기판의 품질 검사장치에 관한 것이다.

주지된 바와같이, 박막 트랜지스터 액정표시장치는 크게 박막 트랜지스터가 형성되는 하부 유리기판과, 컬러 필터가 형성되는 상부 유리기판 및, 하부 유리기판과 상부 유리기판 사이에 주입된 액정으로 구성된다.

이러한 박막 트랜지스터와 컬러 필터를 형성하기 위한 유리기판의 경우 그 표면에서 두께가 일정하게 형성되지 않는 너울현상이 발생하면, 유리가판에 필름의 증착이나 식각 등이 균일하게 이루어지지 않게 되면서, 박막 트랜지스터 액정표시장치의 액정에서 표현되는 색상에 이상이 발생하는, 즉 디스컬러가 발생하는 제품 불량이 초래될 수 밖에 없었다.

이에, 종래에는 유리기판을 공정 챔버에 넣어 증착이나 식각, 스퍼터링 등의 플라즈마를 이용하는 공정을 행하기 전에 유리기판에 대한 전반적인 품질 검사를 진행하게 된다.

그러나, 종래의 유리기판 표면에 대한 너울 검사는 관측자의 주관에 의해 관측 결과가 달라지는 등 정확한 관측이 이루어지지 못하였다.

일예로, 종래 유리기판에 대한 너울 발생여부를 검사하는 기술은 유리기판(Glass)을 수직하게 세워둔 상태에서, 광원을 유리기판에 입사시킨 후, 상기 유리기판을 광원과 평행한 상태에서 약간 경사(tilt)지게 하면, 상기 유리기판의 반대편에 위치하는 스크린에 유리기판의 그림자가 생기게 된다.

그러면, 상기의 스크린에 투영되는 그림자로부터 너울이 발생하는 부분과 너울이 발생하지 않은 부분에서 투과율 차이(또는 빛의 위상차)가 생기면서 하얗게 혹은 좀더 검게 굴곡된 부분이 보이게 되고, 이에따라 작업자는 육안으로 너울 발생 여부를 판정하게 되는 것이다.

그러나, 상기의 너울 검사는 in-situ검사가 불가능한 관계로 전수검사가 불가능하고, 더불어 너울 검사가 작업자의 육안으로 직접 확인해야 하므로 공정시간이 많이 소요됨은 물론, 너울 검사의 신뢰성이 크게 저하되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 너울 발생 여부를 검사하기 위한 조명부의 조명이 유리기판에만 투과되도록 하여, 카메라에 의한 유리기판 표면의 그림자 영상을 보다 선명하게 촬영할 수 있도록 함은 물론, 상기 그림자 영상에 따른 너울의 종류별 발생 여부를 미분 알고리즘을 통해 보다 정밀하게 검사할 수 있도록 하는 유리기판의 품질 검사장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

상기 목적 달성을 위한 유리기판의 품질 검사장치는 이송유닛을 통해 공정설비로 공급시, 그 유리기판이 이송되는 상태에서 실시간으로 In-stiu의 검사방식에 의해 너울 발생 여부를 검사하거나, 또는 유리기판이 정지해 있을 때 실시간으로 너울 발생 여부를 체크하는 검사유닛을 구성함에 있어서,

상기 검사유닛은; 상기 유리기판의 표면을 투과하는 조명을 조사하는 조명부; 상기 조명부에 의해 유리기판으로 조명 투과시, 상기 유리기판을 투과하는 조명으로부터 발생하는 유리기판 표면의 그림자 영상을 촬영하는 영상처리부; 및, 상기 영상처리부로부터 촬영된 그림자 영상으로부터 유리기판의 표면에 대한 너울 발생 여부를 검사하는 제어부; 를 포함한다.

다른 일면에 따라, 상기 조명부는 제논램프(Xe Lamp)인 것을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 유리기판을 투과하여 생성되는 기판 표면의 그림자 영상이 보다 선명하게 나타나도록, 상기 조명부의 전방에는 조명의 조사방향을 유리기판으로만 국한시키는 슬릿을 결합 구성함을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 슬릿에 의해 유리기판으로만 조사되는 조명의 조사각도(θ)는 18∼22°의 범위내인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 유리기판의 품질 검사장치에 의해 구현되는 검사방법은,

유리기판에 소정의 각도로 조명을 조사하여, 유리기판의 표면에 대한 그림자 영상을 획득하는 단계; 상기 획득된 그림자 영상을 파형화시키는 단계; 상기 파형화된 그림자 영상을 미분 알고리즘을 이용하여 미분하여 등간격으로 분할하는 단계; 상기 미분을 통해 등간격으로 분할되는 그림자 영상에 유리기판의 평탄도에 대한 기준값의 경계조건을 적용하는 단계; 상기 적용된 경계조건을 벗어나는 영상이 존재하는지를 검출하여 너울 발생을 판단하는 단계; 및, 상기 판단결과 너울이 발생하면 그 너울 종류를 선별하는 단계; 를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유리기판의 품질 검사장치에 대한 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 조명부에 슬릿이 적용된 상태의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 횡방향에서 유리기판의 품질을 검사하는 상태의 평면 개략도를 도시한 것이다.

도 4의 a,b,c는 본 발명에 의해 검사되는 너울의 종류로서, a는 스트리크 타입의 너울 파형도, b는 씨크밴드 타입의 너울 파형도, c는 코드타입의 너울 파형도이고, 도 5는 본 발명의 실시예로 유리기판에 스트리크 타입의 너울이 발생된 상태를 보인 실험에 의한 검출파형도 이다.

도 6은 본 발명의 실시예로 유리기판에 씨크밴드 타입의 너울이 발생된 상태를 보인 실험에 의한 검출파형도이고, 도 7은 본 발명의 실시예로 유리기판에 코드 타입의 너울이 발생된 상태를 보인 실험에 의한 검출파형도이며, 도 8은 본 발명의 실시예로 유리기판에 스트리크 타입의 너울과 씨크밴드 타입의 너울이 동시에 발생된 상태를 보인 실험에 의한 검출파형도를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기기판 품질 검사장치는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조를 위한 증착, 식각, 스퍼터링 공정 등의 플라즈마를 이용하는 공정설비 각각의 유입측 게이트 밸브 전방에 설치되어 롤러로 이루어진 이송유닛(1)에 의해 이송되는 유리기판(2)의 너울 발생 여부를 In-situ 검사방식으로 실시간 검사 또는 유리기판(2)이 정지해 있을 때 그 너울 발생 여부를 실시간 검사하기 위한 것으로, 조명부(10), 영상처리부(20), 그리고 제어부(30)를 포함하는 검사유닛으로 구성된다.

상기 조명부는 유리기판(2)의 표면을 투과하는 조명을 조사하는 제논램프로서, 상기 유리기판(2)을 이송시키도록 롤러로 구성되는 이송유닛(1)의 하측에 소정의 각도(θ)로 그 설치가 이루어지며, 그 전방에는 유리기판(2)의 표면으로만 조명 조사가 이루어지도록 안내하는 슬릿(11)이 구성된다.

상기 영상처리부(20)는 CCD카메라모듈로서, 상기 조명부(10)에 의해 유리기판(2)의 표면으로 조명 투과가 이루어질 때, 상기 유리기판(2)의 표면을 투과하는 조명으로부터 발생하는 상기 유리기판(2) 표면의 그림자 영상을 촬영하도록, 상기 이송유닛(1)의 상측에 구성된다.

상기 제어부(30)는 상기 조명부(10)와 영상처리부(20)를 제어하는 것으로, 상기 영상처리부(20)로부터 촬영된 그림자 영상을 입력받은 후 도 4 내지 도 8에서와 같이 유리기판(2)의 표면에 대한 너울 발생 여부 및 그 너울 종류를 미분 알고리즘을 이용하여 검사하도록 구성되며, 그 내부의 메모리에는 유리기판(2)의 평탄도에 대한 경계조건(S,S')을 적용하는 기준값이 설정되어 저장된다.

이와같이 구성된 본 발명의 실시예에 대한 작용을 첨부된 도 1 내지 도 8은 물론, 유리기판의 품질 검사방법을 보인 첨부된 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 롤러로 이루어진 다단의 이송유닛(1)을 통해 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조를 위한 증착, 식각, 스퍼터링 공정 등의 플라즈마를 이용하는 공정설비로 유리기판(2)을 이송시키거나, 또는 정지시킨다.

이때, 상기 이송유닛(1)의 하단에는 소정의 조사각도(θ; 20°)로 설치되고 그 전방에는 슬릿(11)이 결합된 제논램프의 조명부(10)에서 조명을 조사하는 경우, 상기 조명은 상기 슬릿(11)에 의해 유리기판(2)의 표면으로만 그 조사가 이루어지면서 반대면으로 투과된다.

그러면, 상기 유리기판(2)의 상면으로 투과되는 조명에 의해 그림자 영상이 나타나고, 상기 그림자 영상은 상기 이송유닛(1)의 상측에 위치하는 영상처리부(20) 즉, CCD카메라에 의해 촬영된 후 제어부(30)로 전송된다.

다음으로, 상기 제어부(30)는 상기 촬영된 그림자 영상을 파형화시킨 후 이를 미분 알고리즘을 통해 미분하여 등간격으로 분할하는 한편, 상기 파형화된 그림 자 영상에서 유리기판(2)의 평탄도에 대한 기준값의 경계조건(S,S')을 적용함으로써, 상기 적용된 경계조건(S,S')을 벗어나는 영상이 존재하는지를 검출하여 너울 발생을 판단하고, 그 너울의 종류를 선별하게 되는 것이다.

즉, 상기 제어부(30)는 미분되어 등간격으로 분할되는 그림자 영상이 기 설정된 경계조건(S,S')을 벗어난 부분이 존재하는지를 검출한 후 그 검출된 경계조건(S,S') 이외의 영역에서 등간격의 개수를 연산하여, 도 4의 a,b,c와 같이 유리기판(2)의 표면에 스트리크 타입의 너울(Streak Type Waveness), 씨크밴드 타입의 너울(Thick Band Type Waveness), 또는 코드 타입의 너울(Cord Waveness)이 발생되었는지를 검사하게 되는 것이다.

이를 보다 구체적으로 살펴보면, 먼저 유리기판(2)의 표면에 스트리크 타입의 너울이 발생한 그 검사는, 도 4 내지 도 8에서와 같이 제어부(30)는 미분화되어 등간격으로 분할되는 그림자 영상에서 기 설정된 경계조건(S,S')을 벗어난 부분이 존재하는 경우, 상기 제어부(30)는 경계조건(S,S')을 벗어난 미분화된 그림자 영상의 등간격을 카운터 한다.

이때, 도 4a 및 도 5에서와 같이, 상기 카운터된 개수로부터 경계조건(S,S')을 벗어나는 그림자 영상의 전체 등간격 폭이 좁을 경우, 상기 제어부(30)는 유리기판(2)의 표면에 스트리크 타입의 너울이 발생되었음을 검출한다.

다음으로, 도 4b 및 도 6에서와 같이, 상기 카운터된 개수로부터 경계조건(S,S')을 벗어나는 그림자 영상의 전체 등간격 폭이 넓을 경우, 상기 제어부(30)는 유리기판(2)의 표면에 씨크밴드 타입의 너울이 발생되었음을 검출한다.

다음으로, 도 4c 및 도 7에서와 같이, 상기 카운터된 개수로부터 경계조건(S,S')을 벗어나는 그림자 영상의 전체 등간격 폭이 반복주기를 가지는 경우, 상기 제어부(30)는 유리기판(2)의 표면에 코드 타입의 너울이 발생되었음을 검출하게 되는 것이다.

이때, 도 4a,4b는 물론, 도 8에서와 같이, 상기 카운터된 개수로부터 경계조건(S,S')을 벗어나는 그림자 영상의 전체 등간격 폭이 좁게 분포되거나, 그 전체 등간격 폭이 넓게 분포되는 현상이 동시에 나타나는 경우, 상기 제어부(30)는 유리기판(2)의 표면에 스트리크 타입의 너울과 씨크밴드 타입의 너울이 동시에 발생하였음을 검출할 수 있는 것이다.

한편, 도 10은 종방향에서 유리기판의 품질을 검사하는 상태의 평면 개략도를 도시한 본 발명의 다른 실시예로, 이는 유리기판(2)을 이송하도록 롤러로 이루어진 다단의 이송유닛(1)에서 어느 한 단을 제거한 후 그 제거된 부분에서 종방향으로 조명부(10)와 영상처리부(20) 및 제어부(30)를 포함하는 검사유닛(100)을 설치한 것으로, 이를 통해 유리기판(2)에 대한 너울 발생 여부를 종방향에서도 검출할 수 있게 되는 것이다.

즉, 본 발명은 도 3 및 도 10에서와 같이 유리기판(2)의 표면에 대한 너울 발생 여부를 횡방향 및 종방향에서 모두 검출할 수 있도록 함으로써, 상기 유리기판(2)의 품질 검사를 보다 정밀하게 수행할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예에서와 동일부분에 대하여는 동일부호로 표시하여 그 중복되는 설명은 생략하였다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 너울 발생 여부를 검사하기 위한 조명부의 조명이 유리기판에만 투과되도록 하여, 카메라에 의한 유리기판 표면의 그림자 영상을 보다 선명하게 촬영할 수 있도록 함은 물론, 상기 그림자 영상에 따른 너울의 종류별 발생 여부를 미분 알고리즘을 통해 보다 정밀하게 검사하도록 한 것으로, 이를 통해 이송유닛에 의해 연속적으로 이송이 이루어지는 유리기판의 품질상태를 실시간으로 검사하여 제품에 대한 품질 만족도를 향상시킴은 물론, 유리기판의 품질 검사에 소요되는 시간 절약을 통해 연속된 증착이나 식각, 스퍼터링 등 플라즈마를 이용한 공정들이 신속하게 이루어지는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims

이송유닛을 통해 공정설비로 공급시, 그 유리기판이 이송되는 상태에서 In-stiu의 검사방식으로 너울 발생 여부를 실시간 검사하거나, 또는 유리기판이 정지해 있을 때 실시간으로 너울 발생 여부를 검사하는 검사유닛을 구성함에 있어서,

상기 검사유닛은,

유리기판의 표면을 투과하는 조명을 조사하는 조명부;

상기 조명부에 의해 유리기판으로 조명 투과시, 상기 유리기판을 투과하는 조명으로부터 발생하는 유리기판 표면의 그림자 영상을 촬영하는 영상처리부; 및,

상기 영상처리부로부터 촬영된 그림자 영상으로부터 유리기판의 표면에 대한 너울 발생 여부를 검사하는 제어부; 를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 유리기판의 품질 검사장치.
제 1 항에 있어서, 상기 조명부는 제논램프(Xe Lamp)인 것을 특징으로 하는 유리기판의 품질 검사장치.
제 1 항에 있어서, 상기 유리기판을 투과하여 생성되는 기판 표면의 그림자 영상이 보다 선명하게 나타나도록, 상기 조명부의 전방에는 조명의 조사방향을 유리기판으로만 국한시키는 슬릿을 결합 구성함을 특징으로 하는 유리기판의 품질 검사장치.
제 3 항에 있어서, 상기 슬릿에 의해 유리기판으로만 조사되는 조명의 조사각도는 18∼22°의 범위내인 것을 특징으로 하는 유리기판의 품질 검사장치.
유리기판에 소정의 각도로 조명을 조사하여, 유리기판의 표면에 대한 그림자 영상을 획득하는 단계;

상기 획득된 그림자 영상을 파형화시키는 단계;

상기 파형화된 그림자 영상을 미분 알고리즘을 이용하여 미분하여 등간격으로 분할하는 단계;

상기 미분을 통해 등간격으로 분할되는 그림자 영상에 유리기판의 평탄도에 대한 기준값의 경계조건을 적용하는 단계;

상기 적용된 경계조건을 벗어나는 영상이 존재하는지를 검출하여 너울 발생을 판단하는 단계; 및,

상기 판단결과 너울이 발생하면 그 너울 종류를 선별하는 단계; 를 포함하여 진행함을 특징으로 하는 유리기판의 품질 검사방법.
제 5 항에 있어서, 상기 너울 종류 선별은,

경계조건을 벗어나는 미분화된 그림자 영상의 등간격을 카운터하는 단계; 및, 상기 카운터된 개수로부터 경계조건을 벗어나는 그림자 영상의 전체 등간격 폭이 좁으면 스트리크 타입의 너울로 선별하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 품질 검사방법.
제 5 항에 있어서, 상기 너울 종류 선별은,

경계조건을 벗어나는 미분화된 그림자 영상의 등간격을 카운터하는 단계; 및, 상기 카운터된 개수로부터 경계조건을 벗어나는 그림자 영상의 전체 등간격 폭이 넓으면 씨크밴드 타입의 너울로 선별하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 품질 검사방법.
제 5 항에 있어서, 상기 너울 종류 선별은,

경계조건을 벗어나는 미분화된 그림자 영상의 등간격을 카운터하는 단계; 및, 상기 카운터된 개수로로부터 경계조건을 벗어나는 그림자 영상의 전체 등간격 폭이 반복주기를 가지면 코드 타입의 너울로 선별하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 품질 검사방법.