KR100984271B1 - 마스크 검사장치의 캘리브레이션 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마스크 검사장치의 측정정밀도를 향상시킬 수 있도록 된 새로운 마스크 검사장치의 캘리브레이션 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 마스크 검사장치의 캘리브레이션 방법에 의하면, 정밀도가 높은 측정장치(20)를 이용하여 캘리브레이션 패널(30)에 형성된 검사용 도트(31)의 위치를 측정하여 측정된 도트(31)의 위치 데이터를 정밀도가 낮은 마스크 검사장치(10)로 전송하고, 마스크 검사장치(10)를 이용하여 상기 캘리브레이션 패널(30)의 검사용 도트(31)를 재차 검사한 후, 상기 측정장치(20)에 의해 측정된 도트(31)의 위치 데이터와, 상기 마스크 검사장치(10)에 의해 측정된 도트(31)의 위치데이터를 비교하여, 마스크 검사장치(10)의 측정오차값을 산출하고 산출된 측정오차값에 따라 마스크 검사장치(10)의 측정오차를 보정하므로써, 저렴한 비용으로 마스크 검사장치(10)의 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
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Description
본 발명은 보다 정밀도가 높은 측정장치를 이용하여, 측정정밀도가 낮은 마스크 검사장치의 측정오차값을 확인하여 측정오차를 보정하므로써, 마스크 검사장치의 측정정밀도를 향상시킬 수 있도록 된 새로운 마스크 검사장치의 캘리브레이션 방법에 관한 것이다.
일반적으로, LCD 등과 같은 디스플레이패널의 제조에 사용되는 마스크는 두께 50~150㎛ 내외의 두께를 갖는 박판에 다수개의 슬릿이나 관통공을 형성한 것으로, 두께가 매우 얇아서, 도 1에 도시한 바와 같이, 중앙부에 상하방향의 관통공이 형성된 사각 테두리형상으로 구성된 마스크프레임(2)에 고정된 상태로 취급된다.
한편, 이와같이 구성된 마스크(1)를 검사하는 마스크 검사장치(10)는 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 베드(11)와; 상기 베드(11)에 구비되며 상면에 마스크프레임(2)을 올려놓아 고정할 수 있도록 된 클램프스테이지(12)와; 상기 클램 프스테이지(12)의 상부에 설치되어 마스크프레임(2)에 고정된 마스크(1)를 촬영하는 카메라(13)와; 상기 클램프스테이지(12)와 카메라(13)의 X축 및 Y축 위치를 조절하는 이송유닛(14)과; 상기 이송유닛(14)에 의해 상대운동되는 클램프스테이지(12) 및 카메라(13)의 이송거리를 측정하는 이송거리측정유닛(15)과, 상기 카메라(13)와 이송유닛(14) 및 이송거리측정유닛(15)을 제어하는 제어유닛(16)이 구비된다.
이때, 상기 클램프스테이지(12)는 상기 베드(11)에 X축으로 슬라이드가능하게 장착되어 상기 이송유닛(14)에 의해 X축방향으로 위치조절되며, 상기 카메라(13)는 상기 베드(11)의 상부에 Y축 방향으로 구비된 슬라이드가이드(11a)에 장착되어 상기 이송유닛(14)에 의해 Y축방향으로 위치조절된다.
그리고, 상기 이송유닛(14)은 리니어모터를 상기 베드(11)에 X축 방향으로 장착하여 구성되어 상기 클램프스테이지(12)를 X축 방향으로 이송하는 X축 이송유닛(14a)과, 리니어모터를 상기 슬라이드가이드(11a)에 Y축 방향으로 장착하여 구성되어 상기 카메라(13)를 Y축 방향으로 이송하는 Y축 이송유닛(14b)으로 이루어져, 카메라(13)와 클램프스테이지(12)를 각각 X축 및 Y축 방향으로 이송하므로써, 카메라(13)를 이용하여 클램프스테이지(12)에 설치된 마스크(1)의 각 부분을 촬영할 수 있도록 한다.
또한, 상기 이송거리측정유닛(15)은 상기 X축 이송유닛(14a)에 연결된 X축 측정유닛(15a)과, Y축 이송유닛(14b)에 연결된 Y축 측정유닛(15b)으로 이루어져, 이송유닛(14)에 의해 슬라이드되는 클램프스테이지(12)와 카메라(13)의 X축 및 Y축 방향 이송거리를 측정하여 출력하는 것으로, 상기 제어유닛(16)은 상기 이송거리측정유닛(15)의 출력신호를 피드백하여, 클램프스테이지(12)와 카메라(13)를 정확한 거리만큼 이동시키거나, 카메라(13)의 이동거리를 측정하여 카메라(13)에 의해 촬영된 지점간의 거리나 간격을 알 수 있다. 이때, 상기 이송거리측정유닛(15)은 미세한 눈금이 그려진 스케일과, 상기 스케일을 따라 위치이동하면서 스케일에 그려진 눈금을 감지하는 엔코더를 이용하는 펄스 엔코더 방식의 장치가 주로 사용된다.
따라서, 상기 클램프스테이지(12)와 카메라(13)를 X축 또는 Y축방향으로 위치이송하고, 카메라(13)를 이용하여 마스크(1)의 각부를 촬영한 후 영상을 판독하여 마스크(1)의 이상유무를 판독하거나, 카메라(13)의 의해 촬영된 2지점의 거리를 측정하므로써, 마스크(1)의 이상유무 또는 마스크(1)의 설치상태 이상여부를 확인할 수 있다.
한편, 최근들어, 이러한 마스크(1)를 이용하여 제작되는 디스플레이 제품의 정밀도가 점점 높아짐에 따라, 상기 마스크 검사장치(10) 역시 ㎛ 단위의 측정정밀도를 갖도록 정밀하게 제작되어야 하지만, 이러한 마스크 검사장치(10)는 상기 이송거리측정유닛(15)의 제작 오류, 또는 세팅 오류 등이 발생되며, 이러한 오류에 에 의해 측정오차가 발생되는 문제점이 있었다.
그리고, 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 다수개의 도트가 상면의 소정위치에 정밀하게 형성된 패널(이하 캘리브레이션 패널이라 칭함)을 이용하여 마스크검사장치(10)의 측정오차를 확인하는 방법을 고려할 수 있다. 이때, 상기 도트는 미리 정해진 좌표에 ㎛의 정확도를 갖도록 형성되므로, 상기 마스크 검사장치(10) 를 이용하여 상기 캘리브레이션 패널의 도트의 위치를 측정한 후, 이미 알고 있는 도트의 좌표와, 마스크 검사장치(10)에 의해 측정된 도트의 좌표를 비교하므로써, 마스크 검사장치(1)의 측정오차를 계산할 수 있다.
그런데, 이러한 경우, 상기 캘리브레이션 패널에 ㎛ 단위의 오차범위를 갖는 정확한 위치에 도트를 형성하여야 하므로, 캘리브레이션 패널의 제작비가 매우 높아지게 되며, 따라서, 마스크 검사장치(10)의 오차를 보정하는 과정에 소요되는 비용이 매우 높아지게 되는 문제점이 발생된다.
특히, 이러한 캘리브레이션 패널은 마모나 변형 등에 의해 일정회수 사용한 후, 새것으로 교체하여야 하므로, 캘리브레이션 패널의 제작 및 마스크 검사장치(10)의 오차보정에 매우 많은 비용이 소요되는 문제점이 발생된다.
따라서, 저렴하면서도 정확하게 마스크 검사장치(10)의 오차를 보정할 수 있는 캘리브레이션 방법이 필요하게 되었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 정밀도가 높은 측정장치를 이용하여, 정밀도가 낮은 마스크 검사장치의 측정오차값을 산출하여 측정오차를 보정함으로써, 마스크 검사장치의 측정정밀도를 향상시킬 수 있도록 된 새로운 마스크 검사장치의 캘리브레이션 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
상대적으로 정밀도가 높은 측정장치(20)를 이용하여, 캘리브레이션 패널(30)의 상면에 형성된 검사용 도트(31)의 위치를 측정하는 1차 측정단계(ST1)와;
상기 측정장치(20)에 비해 상대적으로 정밀도가 낮은 마스크 검사장치(10)를 이용하여 상기 캘리브레이션 패널(30)에 형성된 검사용 도트(31)의 위치를 재차 측정하는 2차 측정단계(ST3)와;
상기 1차 측정단계에서 측정된 검사용 도트(31)의 위치데이터와, 상기 2차 측정단계에서 측정된 검사용 도트(31)의 위치 데이터를 비교하여 상기 마스크 검사장치(10)의 측정오차값을 산출하는 비교단계(ST4)와;
산출된 측정오차값에 따라 상기 마스크 검사장치(10)의 측정오차를 보정하는 오차보정단계(ST5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 검사장치의 캘리브레이션 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 1차 측정단계에서 측정된 검사용 도트(31)의 위치데이터를 상기 마스크 검사장치(10)로 전송하는 데이터 전송단계(ST2)를 더 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 캘리브레이션 패널(30)은 투광성인 유리재질로 구성되며, 상기 검사용 도트(31)는 상기 캘리브레이션 패널(30)의 상면에 인쇄된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 마스크 검사장치의 캘리브레이션 방법에 따르면, 정밀도가 높은 측정장치를 이용하여 캘리브레이션 패널에 형성된 검사용 도트의 위치를 측정하여 측정된 도트의 위치 데이터를 상대적으로 정밀도가 낮은 마스크 검사장치로 전송하고, 상기 마스크 검사장치를 이용하여 상기 캘리브레이션 패널의 검사용 도트를 재차 검사한 후, 상기 측정장치에 의해 측정된 도트의 위치 데이터와, 상기 마스크 검사장치에 의해 측정된 도트의 위치데이터를 비교하여, 마스크 검사장치의 측정오차값을 산출하고 산출된 측정오차값에 따라 마스크 검사장치의 측정오차를 보정하므로써, 저렴한 비용으로 마스크 검사장치의 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 마스크 검사장치의 캘리브레이션 방법은, 도 5내지 도 8에 도시한 바와 같이, 정밀도가 높은 측정장치(20)를 이용하여, 캘리브레이션 패널(30)에 형성된 도트(31)의 위치를 측정하고, 상기 측정장치(20)에 비해 상대적으로 정밀도가 낮은 마스크 검사장치(10)를 이용하여 상기 도트(31)의 위치를 재차 측정하므로써, 상기 마스크 검사장치(10)의 측정오차값을 산출하여 측정오차를 보정하는 방법이다.
이를 자세히 설명하면, 상기 캘리브레이션 패널(30)은 도 5에 도시한 바와 같이, 투명한 유리의 패널로서, 마스크프레임(2)과 같은 사이즈로 구성되어, 상기 측정장치(20)와 마스크 검사장치(10)에 설치할 수 있도록 구성된다. 상기 검사용 도트(31)는 빛이 투과되지 않는 흑색의 잉크를 이용하여 지름이 100~300㎛ 인 원형으로 상기 캘리브레이션 패널(30)의 상면에 인쇄되며, 상기 검사용 도트(31)가 인쇄되는 위치와 검사용 도트(31)의 개수는 임의로 설정될 수 있다. 이때, 상기 검사용 도트(31)의 지름이 매우 작을 경우에는 검사용 도트(31)를 캘리브레이션 패널(30)에 인쇄하는 것이 어려우며, 검사용 도트(31)의 크기가 클 경우, 측정장치(20)와 마스크 검사장치(10)를 이용하여 감사용 도트의 위치를 측정할 때 오차가 발생될 가능성이 높아지므로, 상기 검사용 도트(31)의 지름은 200㎛ 정도가 가장 적절하다.
그리고, 상기 측정장치(20)는 상기 마스크 검사장치(10)에 비해 정밀도가 높은 고가의 측정장치를 활용하는 것으로, 상기 캘리브레이션 패널(30)에 형성된 도 트(31)의 X 및 Y축방향 위치 또는 각 도트(31)간의 간격을 ㎛ 단위로 정밀하게 측정하여 출력한다.
그리고, 상기 마스크 검사장치(10)는, 상기 측정장치(20)에 비해 상대적으로 정밀도가 낮은 일반적인 마스크 검사장치(10)로서, 베드(11)와; 상기 베드(11)에 구비되며 상면에 마스크프레임(2)을 올려놓아 고정할 수 있도록 된 클램프스테이지(12)와; 상기 클램프스테이지(12)의 상부에 설치되어 마스크프레임(2)에 고정된 마스크(1)를 촬영하는 카메라(13)와; 상기 클램프스테이지(12)와 카메라(13)의 X축 및 Y축 위치를 조절하는 이송유닛(14)과; 상기 이송유닛(14)에 의해 상대운동되는 클램프스테이지(12) 및 카메라(13)의 이송거리를 측정하는 이송거리측정유닛(15)과, 상기 카메라(13)와 이송유닛(14) 및 이송거리측정유닛(15)을 제어하는 제어유닛(16)이 구비된 것은 종래의 마스크 검사장치(10)와 동일하다. 이때, 상기 베드(11)의 상면에는 도시안된 백라이트가 구비되어, 마스크(1) 검사시 마스크(1)의 배면을 조명하여, 검사정밀도를 향상시킬 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 측정장치(20)와 상기 마스크 검사장치(10)는 도 6에 도시한 바와 같이, 상호 데이터통신 가능하게 구성되어, 상기 측정장치(20)에 의해 측정된 캘리브레이션의 검사용 도트(31)의 위치데이터를 마스크 검사장치(10)로 전송할 수 있도록 구성되며, 상기 마스크 검사장치(10)의 제어유닛(16)에는 도 7에 도시한 바와 같이, 마스크 검사장치(10)의 측정오차값을 산출하는 오차연산부(17)가 구비된다.
이때, 상기 마스크 검사장치(10)와 측정장치(20)가 상호 데이터통신을 하는 방법으로는, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 상기 마스크 검사장치(10)와 측정장 치(20)에 각각 랜 통신용 포트(18,21)를 각각 구비하여 랜케이블(40)을 통해 상호 데이터통신하거나, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 마스크 검사장치(10)와 측정장치(20)에 각각 USB 포트(19,22)를 구비하여 USB 외장메모리(50)를 이용하여 측정장치(20)에 의해 측정된 도트(31)의 위치데이터를 마스크 검사장치(10)로 copy하여 전송할 수 있으며, 필요에 따라, 상기 측정장치(20)에 의해 측정된 도트(31)의 위치데이터를 상기 USB 외장메모리(50) 또는 별도의 저장장치에 저장할 수 있도록 구성된다.
그리고, 상기 오차연산부(17)는 측정장치(20)에 의해 측정되어 전송된 검사용 도트(31)의 위치 데이터와, 마스크 검사장치(10)에 의해 측정된 검사용 도트(31)의 위치 데이터를 상호 비교하여 마스크 검사장치(10)의 측정오차값을 산출한다.
이와같이 구성된 캘리브레이션 패널(30)과 측정장치(20) 및 마스크 검사장치(10)를 이용하여, 상기 마스크 검사장치(10)의 측정오차를 보정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
우선 작업자가 상기 캘리브레이션 패널(30)을 상기 측정장치(20)에 설치하고, 측정장치(20)를 이용하여 캘리브레이션 패널(30)에 구비된 검사용 도트(31)의 위치와 각 검사용 도트(31)간의 거리 등을 측정한다(ST1). 이하, 이와같이 상기 측정장치(20)에 의해 측정된 검사용 도트(31)의 위치데이터는 표준 위치데이터라 칭하며, 상기 표준 위치데이터는 오차 없이 정확히 측정된 것으로 간주한다.
그리고, 상기 측정장치(20)는 이와같이 측정된 표준 위치데이터를 랜케이블(40)이나 USB 외장메모리(50)를 통해 상기 마스크 검사장치(10)로 전송한다(ST2).
그리고, 작업자가 상기 측정장치(20)에 의해 측정된 캘리브레이션 패널(30)을 상기 마스크 검사장치(10)에 설치한 후, 마스크 검사장치(10)를 이용하여 검사용 도트(31)의 위치와 각 검사용 도트(31)간의 거리 등을 재차 측정한다(ST3). 이때, 상기 마스크 검사장치(10)에 의해 측정된 검사용 도트(31)의 위치데이터는 대상 위치데이터라 칭한다.
그리고, 상기 마스크 검사장치(10)에 의해 캘리브레이션 패널(30)의 검사용 도트(31)의 측정이 완료되면, 상기 오차연산부(17)는 상기 측정장치(20)에서 전송된 표준 위치데이터와, 마스크 검사장치(10)에 의해 측정된 대상 위치데이터를 상호 비교하여, 상기 표준 위치데이터에 대한 대상 위치데이터의 오차값 , 즉, 상기 마스크 검사장치(10)의 측정오차값을 산출한다(ST4).
그리고, 이와같이 산출된 측정오차값에 따라, 마스크 검사장치(10)의 오차를 보정한다(ST5). 이러한 오차보정방법으로는 작업자가 상기 이송거리측정유닛(15)을 조정 또는 재설치하거나, 작업자가 상기 이송거리측정유닛(15) 또는 제어유닛(16)의 설정값을 재설정할 수 있으며, 필요에 따라, 상기 제어유닛(16)에 별도의 보정프로그램을 탑재하여 측정오차값에 따라 이송거리측정유닛(15) 또는 제어유닛(16)의 설정값을 자동으로 재설정하도록 할 수 있다.
그리고, 이와같이 구해진 표준 위치데이터는 USB 외장메모리(50)이나 별도의 저장장치에 저장되어, 다른 마스크 검사장치(10)의 오차를 보정하는 데 반복적으로 활용될 수 있다.
이와같은 마스크 검사장치의 캘리브레이션 방법에 따르면, ㎛ 단위의 측정정밀도를 갖는 측정장치(20)를 활용하여, 캘리브레이션 패널(30)에 형성된 다수개의 검사용 도트(31)의 위치를 측량하고, 이때 측량된 표준 위치데이터를 이용하여 마스크(1) 측정장치(20)의 측정오차를 보정하므로써, 마스크 검사장치(10)의 정밀도를 ㎛ 단위로 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 캘리브레이션 방법은 정밀도가 높은 검사장치를 이용하여, 캘리브레이션 패널(30)의 상면에 임의의 위치에 형성된 검사용 도트(31)의 위치 또는 거리를 ㎛ 단위로 측정하고, 이때 얻어진 데이터를 이용하여, 마스크 검사장치(10)의 측정오차를 간접적으로 산출한다. 따라서, 캘리브레이션 패널(30)에 형성된 검사용 도트(31)가 높은 정밀도를 갖도록 할 필요가 없으며, 캘리브레이션 패널(30)의 제작에 소요되는 시간과 비용을 최소화하고, 마스크 검사장치(10)의 오차를 보정하는데 필요한 비용을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
특히, 캘리브레이션 패널(30)의 제작비용이 최소화함에 따라, 새로운 캘리브레이션의 제작 등에 따른 추가비용을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 캘리브레이션 패널(30)은 투명한 유리재질로 구성되어, 마스크 검사장치(10)를 이용하여 캘리브레이션 패널의 도트(31)를 측정할 때, 베드(11)에 구비된 백라이트를 on 시키므로써, 백라이트의 빛이 캘리브레이션 패널(30)을 통과 하여 상측으로 조명되므로써, 상기 도트(31)가 더욱 명확히 측정될 수 있도록 하는 장점이 있다.
본 실시예의 경우, 상기 마스크 검사장치(10)의 제어유닛(16)에 상기 오차연산부(17)가 구비되는 것을 예시하였으나, 필요에 따라, 상기 측장장치 및 마스크 검사장치(10)와 상호 통신가능하게 구성된 별도의 계산기 또는 컴퓨터를 이용하여, 마스크 검사장치(10)의 측정오차값을 계산한 후, 이에따라 마스크 검사장치(10)의 오차를 보정하도록 하는 것도 가능하다.
또한, 상기 측정장치(20)는 상기 마스크 검사장치(10)와 다른 별도의 정밀 측정장치(20)를 이용하는 것을 예시하였으나, 필요에 따라, 전술한 바와 같은 일반적인 마스크 검사장치(1)에 비해 고도의 정밀도를 갖는 고가의 정밀 마스크 검사장치를 이용하는 것도 가능하며, 기타, 상기 캘리브레이션 패널(30)에 형성된 검사용 도트(31)의 위치나 거리를 정확히 측정할 수 있는 것은 어떠한 것도 활용할 수 있다.
도 1은 일반적인 마스크 및 마스크 프레임을 도시한 참고도,
도 2는 일반적인 마스크 검사장치를 예시한 사시도,
도 3은 일반적인 마스크 검사장치를 예시한 평면도,
도 4는 일반적인 마스크 검사장치를 도시한 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 캘리브레이션 패널을 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 측정장치와 마스크 검사장치를 도시한 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 마스크 검사장치의 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 마스크 검사장치의 캘리브레이션 방법을 도시한 순서도이다.
Claims (3)
- 측정장치(20)를 이용하여, 캘리브레이션 패널(30)의 상면에 형성된 검사용 도트(31)의 위치를 측정하는 1차 측정단계(ST1)와;상기 측정장치(20)에 비해 정밀도가 낮은 마스크 검사장치(10)를 이용하여 상기 캘리브레이션 패널(30)에 형성된 검사용 도트(31)의 위치를 재차 측정하는 2차 측정단계(ST3)와;상기 1차 측정단계에서 측정된 검사용 도트(31)의 위치데이터와, 상기 2차 측정단계에서 측정된 검사용 도트(31)의 위치 데이터를 비교하여 마스크 검사장치(10)의 측정오차값을 산출하는 비교단계(ST4)와;산출된 측정오차값에 따라 상기 마스크 검사장치(10)의 측정오차를 보정하는 오차보정단계(ST5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 검사장치의 캘리브레이션 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 1차 측정단계에서 측정된 검사용 도트(31)의 위치데이터를 상기 마스크 검사장치(10)로 전송하는 데이터 전송단계(ST2)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 검사장치의 캘리브레이션 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 캘리브레이션 패널(30)은 투광성인 유리재질로 구성되며, 상기 검사용 도트(31)는 상기 캘리브레이션 패널(30)의 상면에 인쇄된 것을 특징으로 하는 마스크 검사장치의 캘리브레이션 방법.
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