KR100989216B1 - 액정표시장치 공정 장비의 척 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 어레이 기판의 화소 패턴 불량을 보다 정확하게 검사할 수 있는 액정표시장치 공정 장비의 척 구조를 개시한다. 개시된 본 발명은 액정표시장치의 식각 패턴을 검사할 때, 기판을 안착시키는 척 구조에 있어서, 상기 척 가장자리에 둘레를 따라 배치되어 있는 베큠 라인 내측 중앙 영역에 단차가 형성되어 있고, 상기 단차가 형성된 영역 상에 복수개의 지지핀이 배치되어 기판을 지지하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 복수개의 지지핀들은 식각 패턴 불량을 검사하기 위한 기판을 지지하고, 상기 복수개의 지지핀이 척에 형성된 단차 영역에 50~150개가 고정 배치되어 있으며, 상기 기판을 지지하는 지지핀은 5㎜~50㎜의 직경을 갖고, 상기 복수개의 지지핀은 불량 패턴을 검사하기 위하여 단차가 형성되어 있는 척 상에 단차 영역에 와셔에 의하여 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.

액정표시장치, 척, 공정, 장비, 베큠(vacuum)

Description

액정표시장치 공정 장비의 척 구조{CHUCK STRUCTURE OF LCD PROCESS EQUIPMENT}

도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치 공정 장비에 사용되는 척 구조를 도시한 도면.

도 2는 종래 기술에 따라 액정표시장치를 스캔닝할 때 척에서 발생되는 문제를 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치 공정 장비에 사용되는 척 구조를 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치 공정 장비에 사용되는 척의 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 척 구조에 사용되는 지지핀을 도시한 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100, 200: 척(Chuck) 210: 베큠 라인

201: 지지판 203: 와셔(washer)

205: 고정핀 207: 홀(hole)

본 발명은 액정표시장치 공정 장비의 척 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정표시장치의 어레이 기판의 화소 패턴 불량을 보다 정확하게 검사할 수 있는 액정표시장치 공정 장비의 척 구조에 관한 것이다.

최근 들어 급속한 발전을 거듭하고 있는 반도체 산업의 기술 개발에 의하여 액정표시장치는 소형, 경량화 되면서 성능은 더욱 강력해진 제품들이 생산되고 있다.

지금까지 정보 디스플레이 장치에 널리 사용되고 있는 CRT(cathode ray tube)가 성능이나 가격 측면에서 많은 장점을 갖고 있지만, 소형화 또는 휴대성의 측면에서는 많은 단점을 갖고 있었다.

이에 반하여, 액정표시장치는 소형화, 경량화, 저 전력 소비화 등의 장점을 갖고 있어 CRT의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치를 필요로 하는 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되고 있는 실정이다.

이러한 액정표시장치는 일반적으로 액정의 특정한 분자배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고, 이러한 분자배열에 의해 발광하는 액정 셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로, 액정 셀에 의한 빛의 변조를 이용한 디스플레이 장치이다.

상기 액정표시소자(Liquid Crystal Display Device : 'LCD')는 화소 단위를 이루는 액정 셀의 형성 공정을 동반하는 패널 상판 및 하판의 제조공정과, 액정 배향을 위한 배향 막의 형성 및 러빙(Rubbing) 공정과, 상판 및 하판의 합착 공정과, 합착된 상판 및 하판 사이에 액정을 주입하고 봉지 하는 공정 등의 여러 과정을 거쳐 완성되게 된다.

LCD 제조 공정은 크게 TFT, 칼러 필터, 액정, 그리고 모듈 공정으로 구성되어 있다.

이 중에서 TFT 공정은 기존 반도체 웨이퍼 공정을 바탕으로 큰 면적에 대하여 균일한 공정을 가지는 것이 핵심이므로 각각의 단위 공정이 완료된 직후 단위 공정별 불량 원인을 파악하여 다음 공정의 진행 또는 리워크에 대하여 의사 결정을 하여 수율을 관리할 수 있다.

즉, TFT 기본 공정은 메탈 및 유기막 물질을 증착하고, 이를 패터닝하는 공정으로 이루어져 있기 때문에 사진 공정 직후 패턴 각각의 전기적 저항을 측정하거나 영상 분석에 의하여 패턴이 단락 되어 있는지 여부를 판별할 수 있다.

상기와 같은 공정 단계에서 각각 검사 작업이 이루어지는데, 특히 하판의 TFT 완성한 후에 TFT의 점등 검사인 어레이 검사 공정을 진행한다.

상기의 어레이 검사 공정에서는 TFT 온/오프(ON/OFF) 및 화소 불량을 검출해 내는데, 게이트 패드와 데이터 패드 영역을 통하여 검사를 위한 테스트 신호를 인가한 다음, 어레이 기판의 액티브(active) 영역에서 불량이 검출되면 검출된 화소를 좌표로 표시해준다.

이때 불량의 정도가 심한 TFT 또는 불량 화소가 많은 경우에는 어레이 기판을 리페어(repair) 하지 않고, 패기 처분하는데 이때, 불량품으로 검사된 어레이 기판에 대하여 불량의 원인 또는 불량 형태를 분석하는 검사 작업이 이루어진다.

이와 같이, 불량품으로 정해진 어레이 기판에 대해서도 화소 불량의 패턴을 면밀히 검사하고 분석하여 불량의 형태가 어떠한 형태로 나타나고, 이와 같은 불량 패턴이 어떤 공정과 조건에서 많이 발생하는지를 파악한다.

이와 같은 분석 데이터는 이후 생산라인에서 어레이 기판을 형성할 때, 불량률을 감소시키기 위한 공정 조건을 조절하는데 사용된다.

상기 불량품으로 판명된 어레이 기판에 대하여 현미경 또는 관찰자의 육안으로 화소 영역을 검사하여 화소 패턴 불량을 정확하게 검출해낸다.

도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치 공정 장비에 사용되는 척 구조를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 화소 패턴 불량을 검사하기 위하여 액정표시장치의 어레이 기판 제조 공정이 완성되면 TFT 검사 공정을 진행한다.

즉, 어레이 기판 상에 형성되어 있는 단위 화소들에 신호인가 여부와 상기 단위 화소 영역에 배치되어 있는 각각의 TFT들의 온/오프(ON/OFF) 동작을 검사한다.

TFT 기판의 검사에 의하여 불량이 발생된 경우에는 컴퓨터 모니터 상에 화소 불량 패턴이 발생한 좌표를 표시해주고, 검사자는 모니터에 표시된 부분을 표시한 다음, 이들을 현미경을 통하여 다시 검사하게 된다.

상기 검사자가 광학 장비(micro scope)를 통하여 검사를 진행할 때, 기판을 검사대에 올려놓고 불량 영역을 검사하게 되는데, 상기 기판을 검사대에 고정하기 위하여 척(CHUCK:100)을 사용한다.

상기 척(100)의 구조는 기판을 안착시킬 수 있는 알류미늄판으로 구성되어 있는데, 상기 척(100)의 가장자리 둘레에는 진공 흡입에 의하여 기판을 고정하는 베큠 라인(vacuum line: 120)이 형성되어 있다.

그래서 화소 패턴을 검사하기 위하여 기판이 척(100)에 안착되면, 상기 베큠 라인(120)이 상기 기판을 진공 흡입함으로써, 기판을 고정하도록 되어 있다.

상기와 같이, 척(100)이 기판을 고정하면 스캔닝 방식에 따라 기판 상을 지나가면서 화소 패턴 불량을 검사하게 되어, 불량 패턴을 화상으로 나타내거나 불량 패턴을 감지하여 표시하게 된다.

그러나, 상기와 같은 어레이 기판의 화소 패턴 불량을 검사하기 위하여 기판을 척 표면에 안착하게 되면 마찰에 의하여 표면이 마모가 되는데, 이것은 패턴 불량을 검사하는 과정에서 반짝거림으로 나타나 기판에 패턴 불량이 발생한 것으로 표시하게 된다.

즉, TFT를 형성하기 공정에서 다수개의 어레이 기판들이 제작되면 이 기판에 대하여 TFT 어레이 테스트를 진행하고, 이러한 테스트 과정에서 화소 패턴 불량을 검사하게 되면 반복적인 공정에 의하여 척 표면에 마모가 많이 발생한다.

도 2는 종래 기술에 따라 액정표시장치를 스캔닝할 때 척에서 발생되는 문제를 설명하기 위한 도면으로서, 액정표시장치의 기판을 고정하는 척의 중심부는 기판과 직접 맞닿아있는 부분이기 때문에 표면 마모에 의하여 다른 부분과 달리 빛에 의한 반짝 꺼림이 발생한다.

상기와 같이 투명한 글라스 기판 상에 투명한 반도체층 및 투명 ITO 화소 전 극이 형성되어 있는 기판은 전체적으로 투명하기 때문에 상기 화소 전극이 배치되어 있는 영역으로부터 하부를 볼 경우, 신호 라인들과 TFT 이외에는 투명하여 기판을 고정하는 척 표면이 관찰되게 된다.

따라서, 상기 TFT들이 형성되어 있는 화소 전극 상부에서 스캔 방식으로 패턴 불량을 검출할 때, 상기 척 표면의 마모에 의한 반짝 꺼림은 불량 패턴으로 감지되어 불량 패턴을 정확하게 감지해내지 못하는 문제가 있다.

본 발명은, 액정표시장치의 패턴 불량을 검사할 때, 기판을 안착시키는 척의 표면을 다수개의 지지핀을 배치하고, 각각의 지지핀은 와셔에 의하여 높이를 조절함으로써, 척의 표면 마모에 의한 반짝 꺼림을 없애므로써 정확한 패턴 불량을 감지하고, 기판을 검사하는 도중에 척과 기판 사이에 발생하는 정전기에 의한 기판 손상을 방지할 수 있는 액정표시장치 공정 장비의 척 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 액정표시장치 공정 장비의 척 구조는,

액정표시장치의 식각 패턴을 검사할 때, 기판을 안착시키는 척 구조에 있어서,

상기 척 가장자리에 둘레를 따라 배치되어 있는 베큠 라인 내측 중앙 영역에 단차가 형성되어 있고, 상기 단차가 형성된 영역 상에 복수개의 지지핀이 배치되어 기판을 지지하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 복수개의 지지핀들은 식각 패턴 불량을 검사하기 위한 기판을 지지하고, 상기 복수개의 지지핀이 척에 형성된 단차 영역에 50~150개가 고정 배치되어 있으며, 상기 기판을 지지하는 지지핀은 5㎜~50㎜의 직경을 갖고, 상기 복수개의 지지핀은 불량 패턴을 검사하기 위하여 단차가 형성되어 있는 척 상에 단차 영역에 와셔에 의하여 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 복수개의 지지핀은 불량 패턴을 검사하기 위한 단차가 형성되어 있는 척 상에 고정 핀에 의하여 고정되어 있고, 상기 고정핀에 의하여 지지핀을 고정할 때에는 상기 지지핀 상에는 일정한 간격으로 홀이 형성되어 있는 지지핀을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 액정표시장치의 패턴 불량을 검사할 때, 기판을 안착시키는 척의 표면을 다수개의 지지핀을 배치하고, 각각의 지지핀은 와셔에 의하여 높이를 조절함으로써, 척의 표면 마모에 의한 반짝 꺼림을 방지하였다.

아울러, 기판으로부터 정확한 패턴 불량을 감지하고, 기판을 검사하는 도중에 척과 기판 사이에 발생하는 정전기에 의한 기판 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.

글라스 기판 상에 금속막 증착과 식각, 반도체 도포와 식각 등의 마스크 공정을 진행하여 TFT 어레이 기판이 완성되면, 칼라 필터 기판과의 합착 공정 전에 완성된 상기 TFT 어레이 기판 테스트 공정을 진행한다.

상기 TFT 어레이 기판을 테스트하는 방식은 스캔 방식에 따라 일정한 화소 블록 단위로 스캐닝하면서 기판의 전 영역 상에 형성 배치되어 있는 화소 전극의 신호 불량 및 패턴 불량을 검사한다.

특히, 패턴 불량을 검사할 때에는 정상적인 크기와 형태의 화소 사진을 상기 기판 상에 형성되어 확인되는 화소들과 비교하면서 불량 화소 패턴을 검출해 낸다.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치 공정 장비에 사용되는 척 구조를 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기에서와 같이 화소 불량 패턴을 검사하기 위하여 완성된 TFT 어레이 기판을 액정표시장치의 검사 장비인 척(chuck: 200) 상에 기판을 안착시킨다.

상기 척(200)의 구조는 기판을 진공 흡입하는 베큠 라인(210)이 가장자리 둘레를 따라 형성되어 있고, 상기 베큠 라인(210) 안쪽으로 기판의 대부분 영역에 안착되는 영역에 일정한 단차를 형성하였다.

즉, 본 발명에서의 척(200) 구조는 중심부 사각 영역이 상기 베큠 라인(210)이 형성된 둘레보다 일정한 깊이로 단차가 형성되어 있고, 상기 단차가 형성된 척 영역 상에는 다수개의 지지핀(201)이 고정 배치되어 있다.

상기 지지핀(201)은 액정표시장치의 검사 기판을 지지하는 역할을 하며 액정표시장치의 글라스 기판에 따라 50~150개 정도의 핀을 고정 배치한다.

따라서, 본 발명에서는 종래 기술에서와 달리 화소 패턴 불량을 검사하기 위하여 기판을 척(200) 상에 안착될 때, 기판은 다수개의 지지핀(201)에 의하여 지지되며, 지지하는 지지핀(201)의 직경은 5~50㎜ 정도로 한다.

그러므로 기판과 척(200)이 직접 맞닿아 표면 번들거림이나 반짝 꺼리는 현상을 방지하여 보다 정확한 패턴 불량을 검사할 수 있다.

그리고 상기 기판을 지지하는 지지핀(201)들은 와셔(203) 또는 고정 핀(도 5에서 205)에 의하여 연결할 수 있다.

그리고 상기 지지핀(201)을 와셔(203)에 연결할 경우에는 상기 와셔를 상기 지지핀 길이에 따라 고정시킴으로써, 상기 지지핀(201)의 높이를 조절할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치 공정 장비에 사용되는 척의 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 기판을 지지하는 척(200)의 구조는 베큠 라인(210)이 양측 가장자리에 형성되어 있고, 중심 영역에는 다수개의 지지핀들(201)이 일정한 간격을 갖도록 배치되어 있다.

상기 기판을 지지하는 지지핀들(201)은 단차가 형성되어 있는 척(200) 영역에 일정한 깊이로 삽입되어 있는데, 상기 지지핀(201)은 와셔에 의하여 고정되어 있어, 상기 지지핀(201)의 높이를 상하로 조절할 수 있다.

상기 지지핀(201)을 척(200) 상에 고정하기 위해서는 와셔에 의하여 고정되는 지지핀(201)뿐만, 아니라 도 5에 도시된 바와 같이 지지핀(201) 상에 다수개의 홀(도 5에서 207)을 형성하고, 고정 핀(도 5에 도시된 207)을 사용하여 상기 지지핀(201)의 높이를 조절할 수 있다.

상기와 같이 기판이 완성되어 화소 패턴 불량을 검사하기 위하여 상기 기판을 척(200) 상에 안착시킬 때, 다수개의 지지핀(201) 상에 상기 기판을 안착시킴으로써, 척(200)의 표면 마모에 의한 반짝 꺼림을 방지할 수 있다.

또한, 상기 기판이 척(200) 상에 직접 맞닿아 있지 않고 다수개의 지지핀들(201)이 지지할 수 있도록 하였기 때문에, 상기 기판과 척(200) 사이에 발생될 수 있는 정전기에 의하여 어레이 기판 상에 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 척 구조에 사용되는 지지핀을 도시한 도면으로서 도시된 바와 같이, 기판을 지지할 지지핀(201) 상에 다수개의 홀(207)을 형성하였다.

상기 홀(207)에 고정핀(205)을 체결한 다음 상기 척에 상기 지지핀(201)을 결합하여 사용한다.

상기 고정핀(205)은 상기 척 상에 고정되기 때문에 상기 지지핀(201)이 고정되는데, 상기 지지핀(201) 상에 형성되어 있는 다수개의 홀(207)들 중 적정한 높이를 선택하여 상기 고정핀(205)을 체결함으로써, 상기 지지핀(201)의 높이를 조절할 수 있도록 하였다.

이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 액정표시장치의 패턴 불량을 검사할 때, 기판을 안착시키는 척의 표면을 다수개의 지지핀을 배치하고, 각각의 지지핀은 와셔에 의하여 높이를 조절함으로써, 척의 표면 마모에 의한 반짝 꺼림을 방지한 효과가 있다.

아울러, 기판 상에 형성된 화소 패턴 불량을 정확하게 감지할 수 있고, 기판을 검사하는 도중에 척과 기판 사이에 발생하는 정전기에 의한 기판 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (7)

1. 액정표시장치의 식각 패턴을 검사할 때, 기판을 안착시키는 척 구조에 있어서,

   상기 척 가장자리에 둘레를 따라 배치되어 있는 베큠 라인 내측 중앙 영역에 단차가 형성되어 있고, 상기 단차가 형성된 영역 상에 복수개의 지지핀이 배치되어 기판을 지지하고,

   상기 복수개의 지지핀들은 식각 패턴 불량을 검사하기 위한 기판을 지지하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 공정 장비의 척 구조.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수개의 지지핀이 척에 형성된 단차 영역에 50~150개가 고정 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 공정 장비의 척 구조.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판을 지지하는 지지핀은 5㎜~50㎜의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 공정 장비의 척 구조.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수개의 지지핀은 불량 패턴을 검사하기 위하여 단차가 형성되어 있는 척 상에 단차 영역에 와셔에 의하여 고정 되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 공정 장비의 척 구조.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수개의 지지핀은 불량 패턴을 검사하기 위한 단차가 형성되어 있는 척 상에 고정 핀에 의하여 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 공정 장비의 척 구조.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 고정 핀에 의하여 지지핀을 고정할 때에는 상기 지지핀 상에는 일정한 간격으로 홀이 형성되어 있는 지지핀을 사용하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 공정 장비의 척 구조.

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