KR101098321B1 - 통합 비주얼 이미징 및 전자 감지 검사 시스템 - Google Patents

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프리먼데이빗엘.
호돈제프리에이.
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포톤 다이나믹스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 액정 디스플레이(liquid crystal display: LCD)용 액티브 플레이트의 통합 검사 및 시험 시스템에 관한 것이다. 통합 검사 및 시험 시스템은 비주얼 이미징 검사, 및 전압 이미징, 전자빔 감지 또는 전하 감지와 같은 전자 감지를 결합할 수 있고, 비주얼 검사에 의하여 얻어진 전위 결함 정보는 전자 감지 시스템에 의하여 얻어진 전위 결함 정보와 결합되어 결함 보고를 제공한다. 하나 이상의 고해상도 비주얼 카메라를 고정판에 걸쳐 주사하고, 카메라로부터의 이미지 데이터를 전위 결함을 검출하도록 처리한다. 고해상도 전자 감지 시스템으로 고정판을 검사하고, 센서로부터의 이미지 데이터를 전위 결함을 검출하도록 처리한다. 비주얼 이미지 데이터 및 전자 감지 이미지 데이터로부터의 전위 결함은 최종 결함 정보를 제공하도록 처리된다.
액정 디스플레이, 액티브 플레이트, 비주얼 이미징 검사, 전압 이미징, 전자 감지, 비주얼 카메라, 고정판, 전위 결함

Description

통합 비주얼 이미징 및 전자 감지 검사 시스템 {INTEGRATED VISUAL IMAGING AND ELECTRONIC SENSING INSPECTION SYSTEMS}
도 1은 흑백 디스플레이의 예시적인 액티브 플레이트 일부의 도면이다.
도 2는 가시광 카메라 및 전압 이미징 센서를 사용하는 예시적인 통합 검사 및 시험 시스템의 제어 시스템의 블록도이다.
도 3은 도 2의 예시적인 시스템의 이송 시스템의 개략도이다.
도 4는 가시광 카메라 및 전자빔 시험 시스템을 사용하는 예시적인 통합 검사 및 시험 시스템의 제어 시스템의 블록도이다.
도 5는 도 4의 예시적인 시스템의 이송 시스템의 개략도이다.
도 6은 가시광 카메라 및 전하 감지 시스템을 사용하는 예시적인 통합 검사 및 시험 시스템의 제어 시스템의 블록도이다.
도 7은 도 6의 예시적인 시스템의 이송 시스템의 개략도이다.
본 발명은 액정 디스플레이용 액티브 플레이트의 자동 시험 분야에 관한 것이다.
일반적으로 LCD 패널은 액티브 플레이트 및 그라운드 플레이트 사이에 끼워진 액정 물질로 형성된다. 이들 플레이트 사이에는 편광자, 컬러 필터 및 스페이서가 또한 포함될 수 있다. 제조 도중에, 여러 개의 액티브 패널이 하나의 유리 플레이트 상에 형성될 수 있다. 액티브 패널을 형성하는 유리 플레이트의 각 영역에는, 화소 영역, 구동 라인, 게이트 라인 및 구동 소자가 형성된다. 일반적으로, 박막 트랜지스터가 구동 소자 용도로 사용된다.
액티브 플레이트가 그라운트 플레이트에 비하여 상대적으로 복잡하기 때문에, 대부분의 LCD 디스플레이 결함은 액티브 플레이트 내의 일부 형태의 결함에서 찾을 수 있다. 액티브 플레이트로부터 동작가능한 LCD 디스플레이를 제조하는데는 상당한 추가 비용이 들기 때문에, 단지 액티브 플레이트만 검사하는 여러 가지 기술이 개발됨으로써 결함이 있는 액티브 플레이트가 제조 공정 단계에서 확인되어 보수되거나 또는 폐기될 수 있다.
흑백 디스플레이용의 액티브 플레이트(20)의 예시적인 부분이 도 1에 개략적으로 예시되어 있다. 도면에서 잘 알 수 있는 바와 같이, 복수의 도전 영역(14)이 XY 매트릭스로 배열되어 있고, 각각의 도전 영역이 최종 디스플레이 내의 화소를 형성한다. 매트릭스 내의 각각의 행 라인에 연결된 입력 단말, 및 각각의 열 라인에 연결된 제어 단말 또는 게이트를 갖는 박막 트랜지스터(16)가 각각의 도전 영역과 결합되어 있다. 도 1에 도시된 특정의 매트릭스에서, 인접하는 행 라인은 매트릭스의 반대쪽에 결합되고, 인접하는 열 라인은 매트릭스의 상단 및 저면에 각각 결합된다. 컬러 디스플레이는 이 디스플레이의 각 화소가 액티브 플레이트 상에 3 개의 화소로 구성되지만 상이한 컬러 각각에 대하여 유사할 수 있다.
동작 시, 각각의 박막 트랜지스터가 어레이의 각 스캔 도중에 각각의 열 라인 상의 전압에 의하여 온될 때 각각의 도전 영역은 각각의 어레이 라인 상의 전압으로 전하된다. 그러나, 액티브 플레이트는 그라운드 플레이트 및 이들 플레이트 사이의 액정 물질없이 전기적으로 여기될 수 있으므로, 여기 도중에 가시적인 변화는 발생하지 않는다.
완전한 LCD 패널의 제조를 위해 진행하기 전에, LCD 액티브 플레이트를 검사 및 시험하는 여러 가지 기술이 당해 기술 분야에 공지되어 있다. 이들 기술 각각은 특정의 결함을 검출하는데 적합할 뿐만 아니라, 특정의 다른 결함을 검출하는데도 적합하다.
일반적으로 사용되는 검사 기술 한 가지는 디지털 카메라를 사용하고 컴퓨터를 이용한 이미지 분석으로 가시광을 검사하는 것이다. 액티브 플레이트는 다량의 화소 영역 어레이 및 박막 트랜지스터로 구성되기 때문에, 이미지 내의 각각의 패턴 사이에 상이한 이미지를 형성하는 것이 한 가지의 간편한 광 검사이다. 이것을 일반적으로 자동 광 검사(Automotic Optical Inspection: AOI)라고 한다. 결함이 없는 경우, 상이한 이미지는 제로이다. 결함이 있는 경우, 상이한 이미지는 포지티브 또는 네거티브이다. 이와 같이, 단락 및 개방과 같은 각종의 결함 및 디스플레이의 동작 고장 또는 화소 어레이에 걸친 이미지 강도의 허용가능하지 않은 변화를 야기할 수 있는 구조 상의 다른 결함이 검출될 수 있다. 그러나, 다른 가능한 결함, 즉 하나 이상의 트랜지스터가 적절하게 동작하지 않거나 또는 화소 도전 영 역이 다음 스캔 상에서 리프레시될 때까지 전하 유지를 할 수 없도록 하는 등의 결함은 이런 방식으로는 검출될 수 없다.
가시광 시스템은 투과 또는 통과형(조명 및 카메라는 플레이트의 반대쪽에 위치됨), 또는 반사형(카메라 및 조명은 플레이트와 동일한 쪽에 위치됨) 중 어느 한 가지일 수 있고, 고정된 액티브 플레이트 및 스텝 및 반복 동작을 위한 이송 시스템 상의 카메라, 특히 각각의 카메라 뷰마다 균일한 발광을 확보하도록 카메라를 이동시키는 발광 시스템을 갖는다. 일반적으로 카메라에는 보다 융통성이 크도록 Z축 이송 시스템이 또한 제공된다.
LSD 제조 공정 단계에서 액티브 플레이트를 평가하는 다른 공지된 시스템은 플레이트가 최종 LCD 디스플레이 내에 실행되는 방법에 대한 상당히 정확한 돌출부에 따라 액티브 플레이트가 판정을 허용/거절할 수 있도록 전기적으로 시험하는 방법을 포함한다. 이러한 기술은 본 발명의 양수인인 포톤 다이내믹스에 양도된 미합중국 특허 제4,983,911호에 개시된 바와 같은 전압 이미징 센서를 사용한다. 이들 시스템은 액티브 플레이트 표면에 걸쳐 전압 분포를 2차원 이미지로 제공하므로, 이미지가 적절한 카메라에 의하여 디지털화될 수 있다. 시스템은 액티브 플레이트 상의 전압에 의하여 영향을 받을 수 있도록 플레이트에 충분하게 근접하여 배치된 전기 광학 모듈레이터를 통하여 공지된 편광의 광 에너지의 콜리메이트 빔으로 액티브 플레이트를 조사한다. 이로써 전압 이미징 센서는 LCD 패널의 상단 절반부를 시뮬레이트하고 액티브 플레이트 상의 전하(전압)를 가시광으로 변환시킨다. 따라서, 이러한 시스템은 적어도 전기 광학 모듈레이터가 기판에 아주 근접하 게 위치되는 것이 필요하다. 이 방법은 결함이 있는 트랜지스터와 같은 동작 시의 결함은 검출할 수 있지만, AOI 시스템보다 더 높은 해상도 한계를 갖는다.
전압 이미지형 시스템은 본 발명의 양수인인 포톤 다이내믹스에 의하여 제조된다. 상기 시스템은 일반적으로 스텝 및 반복 모드로 동작하는 카메라를 구비한 치수로는 플레이트 규모이거나 더 작을 수 있다. 일반적으로 반사형 모드가 사용되지만, 반사형 및 통과형 시스템 양자 모두가 공지되어 있다.
다른 공지된 시험 기술로는 전자빔 주사 또는 e-빔 주사 기술이 있다. 이들 시험 시스템에 있어서, 액티브 플레이트는 진공 쳄버 내에 위치되고, 플레이트는 전자빔으로 주사되며, 2차 전자는 신틸레이션 카메라에 의하여 검출된다. 카메라 출력 대 전자빔 위치는 플레이트 전압에 대한 이미지 데이터를 제공한다. 일반적으로, 액티브 플레이트 중 작은 부분은 임의의 한 번에 주사되고, 전체 플레이트는 스텝 및 반복 공정으로 주사된다. 불충분한 2차 전자는 플레이트 결함을 나타낸다.
최종적으로, 전하 감지에 따른 액티브 플레이트 시험 시스템이 또한 공지되어 있다. 이들 시스템은 액티브 플레이트 상의 각 트랜지스터를 온하여 각각의 화소 도전 영역을 특정의 전압까지 충전시키고, 트랜지스터를 오프하고, 트랜지스터를 다시 온하여 화소 도전 영역을 접지로 단락시키는 한편 도전 화소 영역으로부터 복귀된 전하를 측정하는 개념에 따른 것이다. 불충분한 전하는 플레이트 결함을 나타낸다. 일반적으로, 화소 도전 영역을 충전하는 동안의 주기 상의 트랜지스터는 상기 목적을 위한 완성된 디스플레이 내에 위치될 수 있는 대략적인 시간이며, 전하 측정을 위한 화소 도전 영역을 단락시키기 전 시간은 대략 완성된 LCD 내의 스캔 사이의 시간이다.
따라서, 가시광을 사용하는 AOI 시스템에 있어서는, 카메라는 검사하려는 액티브 플레이트로부터 실질적으로 이격되는 반면, 전압 이미징 센서형 시스템에 있어서는, 적어도 전기 광학 모듈레이터는 유용한 해상도의 전압 이미지를 얻기 위하여 액티브 플레이트에 매우 근접하게 위치되어야 한다. 전자빔 시스템에 있어서, 2차원 이미지를 제공하는 카메라는 필요하지 않지만, 진공 환경은 반드시 제공되어야 한다. 대신에, 광 강도를 증가시키는 광전자 증배관(photomultiplier)을 구비하는 것이 바람직한 광 센서만 필요하고, 2차원 이미지에 대한 XY 정보는 전자빔 스캔 제어 시스템에 의하여 제공된다. 최종적으로, 전하 감지형 기기에 있어서는, 카메라가 전혀 필요하지 않고, 일반적으로 다른 시험 및 검사 시스템 모두에 있어서 어떤 형태로든 또한 필요로 하는 시스템인 시험하려는 액티브 플레이트를 로딩 및 언로딩하는데 사용하는 것 외에는 기계식 이송 시스템은 필요하지 않다.
액정 디스플레이(LCD)용 액티브 플레이트에 대한 통합 검사 및 시험 시스템에 관하여 개시한다. 통합 검사 및 시험 시스템은 비주얼 이미징 검사, 및 전압 이미징, 전자빔 감지 또는 전하 감지와 같은 전자 감지를 하나의 시스템 내에 결합할 수 있고, 이 시스템에서는 비주얼 검사 시스템에 의하여 얻어진 결함 정보는 전자 감지 시스템에 의하여 얻어진 결함 정보와 결합되어 결함 보고를 생성한다. 하나 이상의 고해상도 비주얼 카메라가 고정 플레이트 상에 주사되고, 이 카메라로부 터의 이미지 데이터는 있을 수 있는 결함을 검출하도록 처리된다. 고해상도 전자 감지 시스템은 고정 플레이트를 검사하고, 이 센서로부터의 이미지 데이터는 있을 수 있는 결함을 검출하도록 처리된다. 비주얼 카메라 이미지 데이터 및 전자 감지 이미지 데이터로부터의 있을 수 있는 결함은 최종 결함 정보를 생성하도록 처리된다.
다음에, 본 발명의 여러 가지 실시예를 예로 들어 설명한다. 이들 여러 가지 실시예는 종래 기술에 공지된 바의 이러한 기술 각각에 있어서의 별개의 시스템에 반하여, 하나의 검사 및 시험 시스템 내의 여러 가지 통합 검사 및 시험 기술을 나타낸다. 그러나, 본 발명의 시스템 중 특정의 설계 상세는 종래 기술에 공지된 이들 독립 시스템과 실질적으로 동일하거나 또는 임의로 및 명확하게 변형시킨 것일 수 있다. 따라서, 이러한 상세는 단지 일반적인 관점으로 설명하는 것이다. 다른 상세, 특히 본 발명의 독특한 상세를 당업자가 본 발명을 사용할 수 있도록 상당히 상세하게 기재한다.
다음에 도 2 및 도 3을 참조하면, 예시적인 통합 검사 및 시험 시스템용 제어 시스템의 블록도 및 이러한 시스템의 이송 시스템의 개략도가 각각 도시되어 있다. 이 시스템은 가시광 카메라(22)에 의한 비주얼 검사, 및 전압 이미징 센서(24)에 의한 전압 이미징 시험을 제공한다. 바람직하기로는, 액티브 플레이트(20)는 로봇 시스템(28)에 의하여 통합 검사 및 시험 시스템의 엔클로우저(26) 내에 위치되어 로딩된다. 로봇 시스템은 수동 제어식이거나, 또는 본 발명의 예시적인 실시예의 여러 가지 다른 시스템을 제어하는 컨트롤러(30)에 의하여 제어되는 것이 바람직할 수 있다. 컨트롤러는 액티브 플레이트가 적절하게 로딩되어 있고, 다른 액티브 플레이트가 로딩 위치에 있음을 나타내는 수동 제어식 스위치와 같은 스위치는 물론, 원하는 바에 따라, 키보드 및 구동된 메뉴 또는 포인트 앤드 클릭 그래픽 제어용의 컨트롤 디스플레이, 또는 양자 모두를 일반적으로 포함하는 제어 입력 장치(32)로부터 각종 제어 입력을 수신한다.
본 발명의 상기 실시예에 사용된 로딩 시스템, 보다 구체적으로는 검사 시스템 내의 플레이트 위치결정 장치는 액티브 플레이트(20) 외주 둘레의 접촉 영역과 자동적으로 접촉시키는 전기 접촉 시스템(34)을 포함한다. 일반적으로, 플레이트는 제 위치에 있는 단락 바(shorting bar)(18)(도 1 참조)로 전기적으로 시험될 수 있거나(개시 내용을 참조하여 본 명세서에 결합시킨 미합중국 특허 제5,081,687호 참조), 또는 액티브 플레이트 상의 행 및 열 라인의 단말 영역과 접촉시켜 시험될 수 있다. 일반적으로, 액티브 플레이트의 외주와 접촉시키는 상기 이송 시스템 및 시스템들은 당해 기술 분야에 공지된 것으로서, 본 발명의 양수인인 포톤 다이내믹스에 의하여 제조되는 시스템이다.
도 2 및 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 가시광 카메라(22) 및 전압 이미징 센서(24) 양자 모두는 XY 제어 시스템(38)을 통해 컨트롤러(30)에 의하여 제어되는 일반적으로 도면부호(36)로 나타내는 XY 이송 시스템 상에 지지된다. Z 컨트롤(37)에 의한 Z축을 따르는 가시광 카메라 자동 제어는 물론 Z 컨트롤(39)에 의한 Z축을 따르는 전압 이미징 센서 자동 제어는 특정 설계의 액티브 패널의 검사 및 시험을 위한 셋업 처리의 일부로서 수동으로 Z축 조정될 수 있기 때문에 선택적이며 항상 필요하지는 않다. XY 평면 내에서의 동작은 직사각형 영역과 같은 영역을 소인(sweep out)할 수 있는 다른 이송 시스템, 예를 들면, 로 세타 이송 시스템(rho-theta transport system)이 사용될 수 있지만, 공지된 임의의 X 및 Y 리니어 이송 시스템을 통하여 제어되는 것이 바람직하다. 그러나 XY 이송 시스템이 액티브 플레이트 검사에 일반적으로 사용되는 스텝 및 반복 이미징 검사 기술에 보다 직접 적용가능한 것으로서 바람직하다.
가시광 카메라는 컨트롤러(30)에 의하여 또한 제어되는 카메라 컨트롤(40)을 통하여 이미지 포착, 줌 등과 같은 기능이 또한 제어된다. 마찬가지로, 전압 이미징 센서 기능도 또한 컨트롤러(30)에 의하여 제어되는 컨트롤(46)에 의하여 제어된다.
일반적으로, 가시광 카메라 시험 방법은 종래 기술에 공지되어 있다. 가시광 카메라의 출력은 디지털화되고 기억되며(블록(48)), 이미지 프로세서(50)는 촬영된 이미지의 이미지 분석을 제공한다. 디지털화 및 기억과 이미지 처리 양자 모두는 이송 시스템의 동작 및 카메라의 작동과 동기하여 컨트롤러(30)에 의하여 제어되는 것이 일반적이다. 마찬가지로, 전압 이미징 센서(24)는 블록(52)에서 디지털화 및 기억되는 이미지를 제공하고, 이미지 프로세서(54)에 의하여 분석되며, 이것도 또한 액티브 플레이트 어레이가 제어 전압을 어레이에 제공하는 어레이 엑서사이저(56)에 의하여 실행되기 때문에 컨트롤러(30)에 의하여 동기화된다. 일반적으로, 디스플레이(58, 60)는 가시광 이미지 및 전압 이미지를 각각 볼 수 있도록 제공된다. 또한, 하나의 디스플레이가 제공되거나, 또는 가시광 이미지 또는 전압 이미지를 표시하거나, 혹은 상기 이미지 양자 모두를 나란히 또는 크게 및 원하는 바에 따라 겹칠 수 있도록 결합되는 것이 바람직하다. 최종적으로, 통과/실패가 판정되고 상기 두 개의 이미지 처리 결과에 따라 보고가 제공된다(블록(62)).
다음에, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 상기 실시예에서, 가시광 검사 시스템은 전자빔 시험 시스템과 결합된다. XY 컨트롤(38)(도 4 참조), Z 컨트롤(37), XY 이송 시스템(36), 플레이트 접촉부(34), 카메라 컨트롤(40), 가시광 카메라(22), 디지털화 및 기억 회로(48), 디스플레이(58), 및 이미지 프로세서(50)는 선행하는 실시예에 사용된 바와 동일하거나 또는 대체적으로 동일할 수 있다.
상기 실시예의 검사 및 시험 시스템용의 엔클로우저에 대하여, 진공 환경이 전자빔 및 센서(24')에 필요하다. 따라서, 상기 실시예의 엔클로우저(26')는 종래 기술의 e-빔 시험 기기의 진공 범위 특징까지 펌핑될 수 있는 진공 엔클로우저이다. 또한, e-빔 시험 기기에 있어서의 종래 기술 특징에서와 같이, 제2 진공 인터로크 및 플레이트 로드 쳄버(64)가 제공된다. 진공 쳄버(64)는 액티브 플레이트의 로딩 및 언로딩을 위하여 배기될 수 있고, 또한 원하는 진공 레벨까지 용이하고 신속하게 비워질 수 있는 소형이며 간단한 쳄버이고, 이로써 시험하려는 액티브 플레이트가 진공 쳄버(64)로부터 메인 엔클로우저(26')로 전달될 수 있고 검사된 액티브 플레이트는 메인 진공 쳄버(26')를 배기시키지 않고 메인 엔클로우저(26')로부터 진공 인터로크(64)로 전달될 수 있다. 이로써 보다 큰 진공 엔클로우저(26'), 및 내부에 갇힌 공기를 릴리스시킬 수 있는 내부 기기를 반복해서 펌핑하지 않아도 된다. 도시되지는 않았지만, 원하는 경우 제2 진공 쳄버를 사용하여, 하나의 플레이트를 시험하는 도중에, 하나는 이미 시험된 플레이트를 릴리스하고 하나는 시험하려는 다음 플레이트를 수용하는 인터로크 쳄버 양자 모두를 배기시킬 수 있고, 상기 쳄버 양자를 원하는 진공으로 펌핑시킨 후, 하나는 완료되었을 때 검사 및 시험하려는 플레이트를 수용하고, 다른 하나는 검사 및 시험하려는 다음 플레이트를 즉시 로드한다.
도 2 및 도 3의 전압 이미징 센서와 같이, 액티브 어레이(20)의 전자빔 시험은 컨트롤러(30')에 의하여 제어된 어레이 엑서사이저(56')에 의하여 제어되는 어레이 상의 전압으로 진행된다. 전자빔 컨트롤(46')은 액티브 플레이트의 표면을 가로질러 전자빔의 소인을 제어하고, 센서의 출력을 디지털화하고 기억하고 디스플레이(60')용의 소인 정보를 제공하도록 빔 위치에 대한 정보를 제공한다. 이미지 프로세서(54')를 사용하여 전자빔 이미지 정보를 분석하고, 비주얼 이미지 프로세서(50)의 출력과 함께 검사 및 시험 결과가 판정 모듈(62')에 제공되어 최종 검사 및 시험 보고가 제공된다. 전자빔 발생기 및 센서(24')는, 전술한 바와 같이, Z축 제어가 수동으로 제어되거나 또는 특정 설계의 액티브 플레이트의 검사 및 시험을 위한 초기 셋업의 일부로서 조정될 수 있지만, Z축 컨트롤(39')에 의하여 Z 위치에서 제어될 수 있다.
다음에 도 6 및 도 7을 참조하면, 또 다른 예시적인 통합 검사 및 시험 시스템용의 제어 시스템의 블록도 및 상기 시스템용의 이송 시스템, 특히 가시광 카메 라에 의한 검사 및 전하 감지에 의한 어레이의 시험이 결합된 시스템의 개략도가 도시되어 있다. 상기 시스템에서, 전하 감지에 의한 시험은 완전히 전자식이기 때문에, 이송 시스템(36")은 단지 가시광 카메라(22)용으로만 필요하다. 도 6 및 도 7의 실시예에 있어서, 플레이트 로드 시스템은 도 2 및 도 3의 실시예에 사용된 시스템과 동일하며, 어레이(20)는 어레이 엑서사이저(56")에 의하여 전기적으로 실행되고 블록(66)에서 전하 측정되어 그 결과가 판정 모듈(62")에 제공되어 검사 및 시험 보고를 제공한다.
본 명세서에 기재된 가시광 카메라 검사 시스템 및 전압 이미징 감지 시스템은, 통과 시스템이 또한 당해 기술 분야에 공지되어 있지만, 반사식 시스템으로 기재되어 있다. 가시광 카메라 통과 시스템에 있어서, 예를 들면, 광원 및 가시광 카메라는 액티브 플레이트의 반대쪽에 위치된다. 마찬가지로, 통과형 전압 이미징 시스템에 있어서, 편광 소스 및 카메라는 액티브 플레이트의 반대쪽에 위치된다(본 발명의 양수인인 포톤 다이내믹스에 양도된 미합중국 특허 제4,983,911호 참조). 상기 시스템이 바람직하지는 않지만, 부분적으로 원하는 이송 시스템이 보더 더 복잡하기 때문에, 본 발명에 사용된 비주얼 이미지 검사 시스템 및 전압 이미징 시스템 중 어느 하나 또는 양자 모두가 원하는 경우 통과형으로 될 수 있다.
도 2, 도 4, 및 도 6에 도시된 제어 시스템은 물론 예시적인 것이다. 일반적으로, 여러 가지 기능 또는 변형이 원하는 바와 같이 하나 이상의 프로세서를 사용하여 프로그램 컨트롤로 실행될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 검사 및 시험 시스템은 검사(가시광) 시스템 및 적용가능한 전기 시험 시스템으로부터 얻은 정보를 독립적으로 처리하는 것으로 개시되어 있지만, 이미지의 디지털화 및 분석은 다수의 시스템에 필요한 컴퓨터 기기를 공유함으로써 실행될 수 있다. 또한, 본 발명의 장점 중 한 가지는 허용/거절, 보수/폐기 판정 및 프로세스 제어를 위한 많은 진단값을 갖는 검사 정보 및 시험 정보에 동시에 접근할 수 있다는 점이다.
본 발명의 바람직한 실시예의 한 가지 장점은 하나의 이송 시스템을 다수의 센서에 의하여 공유할 수 있다는 경제성이 장점이지만, 다수의 이송 시스템은 원하는 경우 사용될 수 있다. 이것은 전자, 엔클로우저 등의 공유, 별개인 시스템에 비하여 플로어 공간의 저감 등의 경제성, 및 플레이트 취급의 감소 및 플레이트가 시스템 내에 잔류하는 동안 검사 및 시험 결과를 결합시키는 장점을 여전히 갖는다. 그러나, 두 개의 이송 시스템을 하나의 스테이션 또는 어셈블리 내에 통합시킴으로써 야기되는 특정의 제한이 있다. 이 제한 중 한 가지는 가시광 카메라 및 전압 이미징 센서 또는 전자빔 소스 및 센서 및 각각의 이송 시스템이 서로 충돌하지 않는다는 물리적인 제한이다. 일반적으로, 전압 이미징 센서 및 전자빔 센서는 액티브 플레이트의 표면에 근접하여 위치되는 반면, 가시광 카메라(22)는 실질적으로 액티브 플레이트 표면 상측에 위치되는 것이 일반적이다. 따라서, 가시광 카메라 이송 시스템은 전압 이미징 센서/전자빔 센서 이송 시스템의 상당히 상측에 용이하게 위치될 수 있으므로, XY 이송 시스템이 충돌하지 않도록 용이하게 구성될 수 있다. 그러나, 가시광 카메라(22) 상의 Z축 컨트롤에 의하여, 카메라는, 특히 하단 위치에 있을 때, 전압 이미징 센서와 충돌가능하다. 이 경우, 컨트롤러는 가시광 카메라 및 전압 이미징 센서가 소정의 범위 내로 서로 근접될 때마다 가시광 카메라를 수직으로 들어 올리도록 프로그래밍되어야 한다. 이 제한은 이송 시스템을 설계하도록 선택될 수 있지만 당업자에 의하여 소프트웨어 내에 상당히 용이하게 수용되고, 이로써 충돌을 야기하는 일부 실패가 발생하는 경우, 두 개의 이송 시스템은 서로 손상시키지 않고 멈추거나 또는 하나가 다른 하나를 손상시키지 않고 제압할 수 있다. 또 다른 예로서, 가시광 검사 및 전압 이미징 감지/전자빔 감지가 동시에 실행되지 않는 경우, 전압 이미징 센서/전자빔 센서는 검사하려는 액티브 플레이트의 한쪽 에지를 지난 파크를 가질 수 있고, 가시광 카메라는 검사하려는 액티브 플레이트의 에지를 지난 자신의 파크 위치를 가질 수 있으므로, 각각은 다른 하나가 파크 위치에 있는 동안 액티브 플레이트를 별개로 주사할 수 있고, 이로써 충돌할 수 있는 가능성이 방지된다. 그러나 두 개의 검사 기술을 사용하는 동시 검사가 불가능하다는 단점을 갖는다.
다른 제한은 광 제한, 즉 전압 이미지 센서/전자빔 센서 또는 이송 시스템의 임의의 부분에 의하여 가시광의 관찰을 방해하지 않는 억제이다. 이것 또한 두 개의 시스템의 동시 동작을 고려하는 경우 소프트웨어 내에 용이하게 수용되거나, 또는 동시 동작을 고려하지 않는 경우, 전술한 바와 같이 검사하려는 액티브 플레이트의 에지를 지나 파크 위치를 가짐으로써 완전하게 방지될 수 있다.
본 발명의 특정의 실시예에 관하여 기재하였지만, 본 발명은 본 명세서에 개별적으로 개시된 각각에 대하여 여러 가지 방식으로 실행될 수 있기 때문에 상기 실시예는 단지 예시적인 것이다. 따라서, 본 발명의 특정의 바람직한 실시예가 개시되어 있지만, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 상세를 여러 가 지로 변형할 수 있다는 점을 당업자는 이해할 수 있을 것이다.
통합 검사 및 시험 시스템은 비주얼 이미징 검사, 및 전압 이미징, 전자빔 감지 또는 전하 감지와 같은 전자 감지를 하나의 시스템 내에 결합할 수 있고, 이 시스템에서는 비주얼 검사 시스템에 의하여 얻어진 결함 정보는 전자 감지 시스템에 의하여 얻어진 결함 정보와 결합되어 결함 보고를 생성한다. 하나 이상의 고해상도 비주얼 카메라가 고정 플레이트 상에 주사되고, 이 카메라로부터의 이미지 데이터는 있을 수 있는 결함을 검출하도록 처리된다. 고해상도 전자 감지 시스템은 고정 플레이트를 검사하고, 이 센서로부터의 이미지 데이터는 있을 수 있는 결함을 검출하도록 처리된다. 비주얼 카메라 이미지 데이터 및 전자 감지 이미지 데이터로부터의 있을 수 있는 결함은 최종 결함 정보를 생성하도록 처리된다.








Claims (22)

  1. 액정 디스플레이용 액티브 플레이트 검사 장치에 있어서,
    상기 액티브 플레이트는 자신의 제1 및 제2 측면 중 제1 측면 상의 행 라인 및 열 라인에 결합된 능동 소자 매트릭스를 가지며,
    하나의 검사 스테이션 내에 존재하는, 액티브 플레이트를 지지하고 상기 액티브 플레이트의 제1 측면 상의 상기 행 라인 및 열 라인에 전기적으로 접촉하도록 구성된 홀더, 상기 홀더 내의 액티브 플레이트에 대한 비주얼 이미지 데이터를 제공하도록 위치된 비주얼 이미지 카메라, 및 상기 액티브 플레이트의 동작을 감지하도록 구성되고 상기 액티브 플레이트의 제1 측면에 인접하여 배치된 전자 센서;
    상기 홀더 내의 액티브 플레이트에 전기적으로 결합되고 상기 홀더 내의 액티브 플레이트를 전기적으로 실행시키도록 상기 홀더에 전기적으로 결합되는 프로세서;
    상기 비주얼 이미지 카메라에 결합되며, 상기 홀더 내의 액티브 플레이트용 비주얼 이미지 데이터를 수신하고 상기 액티브 플레이트 내의 결함을 검출하도록 상기 비주얼 이미지 데이터를 처리하는 비주얼 이미지 프로세서; 및
    상기 전자 센서의 출력을 처리하여 상기 액티브 플레이트의 동작 시 결함을 검출하도록 상기 전자 센서에 전기적으로 결합되는 전자 센서 출력 프로세서
    를 포함하고,
    상기 비주얼 이미지 카메라는, 상기 전자 센서의 동작에 대한 간섭없이 상기 전자 센서의 동작과 동시에 상기 홀더 내의 액티브 플레이트와 평행한 영역 근처로 상기 비주얼 이미지 카메라를 이동시키는 비주얼 이미지 이송 시스템 상에 장착되고,
    상기 전자 센서 출력 프로세서가 검출한 상기 액티브 플레이트의 동작 시 결함과 상기 비주얼 이미지 프로세서가 검출한 결함 정보를 결합하여, 결함 보고(defect report)를 제공하는,
    액티브 플레이트 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자 센서는 전압 이미지 센서를 포함하는 액티브 플레이트 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 검사 스테이션은 제1 진공 쳄버를 포함하고, 상기 전자 센서는 e-빔 센서를 포함하는 액티브 플레이트 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 검사 스테이션은 상기 제1 진공 쳄버에 결합되며, 상기 액티브 플레이트를 상기 제1 진공 쳄버 내에 로딩하고 상기 제1 진공 쳄버로부터 언로딩하는 제2 진공 쳄버를 더 포함하는 액티브 플레이트 검사 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비주얼 이미지 이송 시스템은 상기 홀더 내의 액티브 플레이트와 직각인 방향으로 비주얼 카메라를 이동시키는 액티브 플레이트 검사 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전자 센서는 상기 홀더 내의 액티브 플레이트와 평행한 영역 근처로 상기 전자 센서를 이동시키도록 전자 센서 이송 시스템 상에 장착되는 액티브 플레이트 검사 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전자 센서는 상기 홀더 내의 액티브 플레이트와 평행한 영역 근처로 상기 전자 센서를 이동시키도록 전자 센서 이송 시스템 상에 장착되고, 상기 전자 센서 이송 시스템은 상기 홀더 내의 액티브 플레이트와 상기 비주얼 이미지 이송 시스템 사이에 배치되는 액티브 플레이트 검사 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 비주얼 이미지 카메라, 상기 비주얼 이미지 이송 시스템, 상기 전자 센서 및 상기 전자 센서 이송 시스템에 결합되며, 상기 이송 시스템은 서로 기계적으로 간섭하지 않고 상기 전자 센서는 상기 비주얼 이미지 프로세서에 의하여 처리된 상기 액티브 플레이트의 상기 비주얼 이미지를 간섭하지 않고 상기 비주얼 이미지 카메라 및 상기 전자 센서에 의하여 단계적 반복 프로세스로 상기 액티브 플레이트 를 동시에 주사하는 컨트롤러를 더 포함하는 액티브 플레이트 검사 장치.
  10. 액정 디스플레이용 액티브 플레이트 검사 장치에 있어서,
    상기 액티브 플레이트는 자신의 제1 및 제2 측면 중 제1 측면 상의 행 라인 및 열 라인에 결합된 능동 소자 매트릭스를 가지며,
    하나의 검사 스테이션 내에 존재하는, 액티브 플레이트를 지지하고 상기 액티브 플레이트의 제1 측면 상의 상기 행 라인 및 열 라인에 전기적으로 접촉하도록 구성된 홀더, 및 상기 홀더 내의 액티브 플레이트에 대한 비주얼 이미지 데이터를 제공하는 비주얼 이미지 카메라;
    상기 홀더 내의 액티브 플레이트에 전기적으로 결합되도록 상기 홀더에 전기적으로 결합되고, 상기 액티브 플레이트 상의 매트릭스 내의 각 트랜지스터마다 해당 트랜지스터를 충전 및 방전시켜 상기 액티브 플레이트 내의 전기적 결함을 검출하도록 상기 액티브 플레이트 상에 지지된 전하를 측정하는 프로세서;
    상기 홀더 내의 액티브 플레이트와 평행한 영역 근처로 상기 비주얼 이미지 카메라를 이동시키는 비주얼 이미지 카메라 이송 시스템;
    상기 비주얼 이미지 카메라 및 상기 비주얼 카메라 이송 시스템에 결합되고, 상기 액티브 플레이트 내의 전기적 결함이 검출되는 동시에 상기 액티브 플레이트가 상기 비주얼 이미지 카메라에 의해 스캔되도록 하는 컨트롤러; 및
    상기 비주얼 이미지 카메라에 결합되며, 상기 홀더 내의 액티브 플레이트용 비주얼 이미지 데이터를 수신하고 상기 액티브 플레이트 내의 비주얼 결함을 검출하도록 상기 비주얼 이미지 데이터를 처리하는 비주얼 이미지 프로세서
    를 포함하고,
    상기 홀더에 전기적으로 결합 된 상기 프로세서가 검출한 상기 전기적 결함과 상기 비주얼 이미지 프로세서가 검출한 상기 비주얼 결함을 결합하여, 결함 보고를 제공하는,
    액티브 플레이트 검사 장치.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 비주얼 이미지 카메라 이송 시스템은 상기 홀더 내의 액티브 플레이트와 직각인 방향으로 비주얼 카메라를 이동시키는, 액티브 플레이트 검사 장치.
  13. 액티브 플레이트의 제1 및 제2 측면 중 제1 측면 상의 행 라인 및 열 라인에 결합된 능동 소자 매트릭스를 갖는 액티브 플레이트 검사 방법에 있어서,
    액티브 플레이트를 검사 스테이션 내에 위치시키는 단계,
    상기 액티브 플레이트 상의 상기 능동 소자를 실행시키도록 상기 액티브 플레이트의 상기 제1 측면 상의 행 라인 및 열 라인에 전기적 접촉을 형성하는 단계,
    비주얼 카메라가 컨트롤러의 제어하에 상기 검사 스테이션 내의 액티브 플레이트와 평행한 영역을 스캔하고, 시각적으로 인지가능한 결함을 검출하도록 이미지 프로세서에서 스캔된 이미지를 분석하는, 상기 비주얼 카메라로 상기 액티브 플레이트를 검사하는 단계, 및
    상기 액티브 플레이트를 상기 비주얼 카메라로 검사하는 것과 동시에, 상기 액티브 플레이트의 동작 시 결함을 감지하도록 구성된 전자 센서로 상기 액티브 플레이트를 검사하는 단계
    를 포함하고,
    상기 전자 센서가 감지한 상기 액티브 플레이트의 동작 시 결함과 상기 이미지 프로세서가 검출한 상기 시각적으로 인지가능한 결함을 결합하여, 결함 보고를 제공하는,
    액티브 플레이트 검사 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전자 센서로 상기 액티브 플레이트를 검사하는 단계는 상기 액티브 플레이트를 전압 이미지 센서로 검사하는 단계를 포함하는 액티브 플레이트 검사 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 액티브 플레이트를 검사 스테이션 내에 위치시키는 단계는 상기 액티브 플레이트를 검사 스테이션 내의 진공 환경 내에 위치시키는 단계를 포함하고, 상기 전자 센서로 상기 액티브 플레이트를 검사하는 단계는 상기 액티브 플레이트를 e-빔 센서로 검사하는 단계를 포함하는 액티브 플레이트 검사 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    액티브 플레이트를 제2 진공 환경을 통해 상기 검사 스테이션 내에 로딩하고 상기 검사 스테이션으로부터 언로딩하는 단계를 더 포함하는 액티브 플레이트 검사 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 비주얼 카메라로 상기 액티브 플레이트를 검사하는 단계는 상기 비주얼 이미지 카메라를 홀더 내의 액티브 플레이트와 평행한 영역 근처로 단계적 반복 패턴으로 이동시킴으로써 상기 액티브 플레이트를 비주얼 카메라로 검사하는 단계를 포함하는 액티브 플레이트 검사 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 비주얼 카메라로 상기 액티브 플레이트를 검사하는 단계는 상기 홀더 내의 액티브 플레이트와 직각인 방향으로 상기 비주얼 카메라를 이동시키는 단계를 포함하는 액티브 플레이트 검사 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 전자 센서로 상기 액티브 플레이트를 검사하는 단계는 상기 전자 센서를 홀더 내의 액티브 플레이트와 평행한 영역 근처로 단계적 반복 패턴으로 이동시킴으로써 상기 액티브 플레이트를 전자 센서로 검사하는 단계를 포함하는 액티브 플레이트 검사 방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 비주얼 카메라로 상기 액티브 플레이트를 검사하는 단계는 상기 비주얼 이미지 카메라를 홀더 내의 액티브 플레이트와 평행한 영역 근처로 단계적 반복 패턴으로 이동시킴으로써 상기 액티브 플레이트를 비주얼 카메라로 검사하는 단계를 포함하고, 상기 전자 센서로 상기 액티브 플레이트를 검사하는 단계는 상기 전자 센서를 상기 홀더 내의 액티브 플레이트와 평행한 영역 근처로 단계적 반복 패턴으로 이동시킴으로써 상기 액티브 플레이트를 전자 센서로 검사하는 단계를 포함하는 액티브 플레이트 검사 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 비주얼 이미지 카메라 및 상기 전자 센서에 의하여 기계적으로 서로 간섭하지 않고 상기 전자 센서가 상기 비주얼 이미지 카메라의 상기 비주얼 이미지를 간섭하지 않고 상기 액티브 플레이트를 단계적 반복 프로세스로 동시에 주사하도록 상기 비주얼 이미지 카메라 및 상기 전자 센서를 제어하는 단계를 더 포함하는 액티브 플레이트 검사 방법.
  22. 제13항에 있어서,
    상기 전자 센서로 상기 액티브 플레이트를 검사하는 단계는 상기 액티브 플레이트의 전기 결함을 검출하기 위하여 상기 액티브 플레이트 상에 지지된 전하를 측정하도록 액티브 플레이트 상에 매트릭스 내의 각 트랜지스터를 충전한 다음 상기 트랜지스터를 방전시키는 단계를 포함하는 액티브 플레이트 검사 방법.
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