KR101275731B1 - 글래스 기판용 외관 검사 장치 - Google Patents

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KR101275731B1
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Abstract

액정 표시 장치를 제조하는 데 사용되는 안료 및 구조적인 취약점으로 인해 현재 외관 검사가 거의 불가능한 녹색 컬러필터 레이어, 청색 컬러필터 레이어, 컬럼 스페이서 레이어 및 박막트랜지스터의 픽셀 레이어 등에 대하여 얼룩 검출을 가능케 하는 글래스 기판용 외관 검사 장치를 제공한다.
이는 검사용 기판 표면 상의 결함 유무를 검사하기 위하여 검사용 기판의 표면에 반사 광원을 공급하는 상방 조명 유닛과, 검사용 기판 내부의 결함 유무를 검사하기 위하여 검사용 기판의 후방에서 투과 광원을 공급하는 후방 조명 유닛, 글래스 기판의 후면에 격자 형태로 구비되는 후면판, 및 후면판 뒤에서 구동 가이드가 이동하거나 또는 후면판 자체가 이동하도록 구동시켜 광의 위상차를 발생시키는 구동간섭계를 포함한다.
글래스 기판용 외관 검사 장치, 액정 표시 장치, 얼룩 검출, 간섭

Description

글래스 기판용 외관 검사 장치 {Inspecting apparatus for glass substrate}
도 1a는 종래 기술에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1b는 도 1a의 상방 조명 유닛에 따른 반사 광을 검사자가 검출하는 것을 구체적으로 예시하는 도면이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치의 평면도이다.
도 2b는 기판 검사시에 검출될 수 있는 무라(mura)를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치의 구동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치, 두께 차이에 따른 얼룩을 검출하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치의 구동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치, 두께 차이에 따른 얼룩을 검출하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100, 310, 510: 글래스 기판 200, 320, 520: 클램퍼
300: 후면판 400: 구동간섭계
330, 530: 상방 조명 유닛 340, 540: 후방 조명 유닛
350, 550: 검사자 360, 560: 후면판
370: 구동 가이드 371a, 371b: 제1 및 제2 구동가이드
본 발명은 기판 표면의 결함 여부를 육안으로 검사하는 글래스 기판용 외관 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 웨이퍼나 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel: PDP), 유기이엘(Organic Electro Luminescence Display) 등의 대형 기판을 제조할 때, 기판에 남아 있는 이물질이나 얼룩 등의 결함을 검출하기 위하여 목시 검사를 이용한다. 즉, 검사자의 육안으로 결함 여부를 검사한다.
이때, 결함의 검출을 용이하게 하기 위하여 기판 전체를 균일하게 조명하는 조명 장치가 사용된다.
이하, 종래 글래스 기판용 외관 검사 장치의 구성에 대해 살펴보기로 한다.
도 1a는 종래 기술에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치를 개략적으로 나타 낸 도면이고, 도 1b는 도 1a의 상방 조명 유닛에 따른 반사 광을 검사자가 검출하는 것을 구체적으로 예시하는 도면이다.
먼저 도 1a를 참조하면, 종래 기술에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치는 검사 대상인 글래스 기판(10)의 상방 및 후방에 상방 조명 유닛(30)과 후방 조명 유닛(40)이 각각 배치되어 있어, 검사자(50)가 상방 조명 유닛(30)으로부터 조사되는 반사광(L1)과 후방 조명 유닛(40)으로부터 조사되는 투과광(L2)에 의해 글래스 기판(10)의 결함 여부를 검출한다.
이때, 글래스 기판(10)은 클램퍼(clampper: 20)에 의해 고정되며, 글래스 기판(10)의 전면에는 컬러필터 영역, 컬럼 스페이서(column spacer) 영역, 픽셀(fixel) 영역 등의 패턴 영역(11)이 형성되어 있다.
검사자(50)는 글래스 기판(10)의 전방에 위치되어 글래스 기판(10)의 전면에 대하여 결함 여부를 검사한다.
상방 조명 유닛(30)은 도 1b에 도시된 바와 같이, 세부적으로 광원(31)과, 반사부(32), 집광부(33), 산란부(34)로 구성된다.
처음 광원(31)에서 발생한 광은 반사부(32)를 통해 반사되어 집광부(33)로 조사되고, 이후 집광부(33) 및 산란부(34)를 투과한 후 검사 대상인 글래스 기판(10)에 조사된다. 그리고, 글래스 기판(10)에 의해 반사된 광은 검사자(50)의 육안으로 향하게 되고, 검사자(50)는 그 반사된 광을 관찰함으로써 글래스 기판(10)의 결함 여부를 검사하게 되는 것이다.
검사 방법은 글래스 기판(10)에서 결함이 없는 표면으로부터 반사되는 광과, 결함이 있는 표면으로부터 반사되는 광의 강도 및 반사각의 차이에 의해 글래스 기판(10) 상에 존재하는 무라(mura) 즉, 얼룩을 육안으로 확인하는 방법을 이용한다.
그런데, 종래 기술에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치는 컬러필터 형성을 위한 안료의 두께 차이 또는 오버레이(overlay)에 의해 글래스 기판(10)의 외관 검사가 어려운 문제점이 있다. 즉, 적색, 녹색, 청색 컬러필터를 형성하기 위한 안료, 컬럼 스페이서 또는 박막트랜지스터 기판의 픽셀 등으로 인해 중첩 얼룩, 즉 조개 얼룩과 같이 시야각 특성에 영향을 주는 얼룩 등을 검출하기 매우 어려운 문제점이 있다.
이를 테면, 조개 얼룩의 경우, 두 개의 층(layer) 이상으로 적층이 이루어져야 검출이 가능하기 때문에, 후속 레이어 공정을 모두 진행한 이후 얼룩 여부를 검사한다. 다시 말해, 후속 레이어 공정을 진행하기 전에는 얼룩을 거의 검출하지 못하고 있는 실정이다. 이로 인하여, 후속 공정을 진행하게 됨에 따른 생산의 손실이 큰 문제점이 있다.
이를 해결하고자 종래에는 금속을 증착한 글래스 기판 상에 안료 또는 픽셀 레이어 패턴을 형성한 후 샘플링(sampling) 검사를 실시하였다.
그런데, 실제로 박막트랜지스터(TFT)용 게이트 패턴과 같이 금속을 증착한 글래스 기판을 이용할 경우, 픽셀, 컬럼 스페이서, 컬러필터의 안료에 대한 얼룩이 잘 보이긴 하지만, 샘플링 및 글래스 기판을 별도로 제작해야 하므로 생산 및 비용 측면에서 많은 손실이 따르는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액정 표시 장치를 제조하는 데 사용되는 안료 및 구조적인 취약점으로 인해 현재 외관 검사가 불가능했던 컬러필터 레이어, 컬럼 스페이서 레이어 및 박막트랜지스터의 픽셀 레이어 등에 대하여 얼룩 검출을 가능케 하는 글래스 기판용 외관 검사 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 액정 표시 장치의 제조 공정 중에서 특정 무라 불량의 검출력을 향상시킴으로써 공정 모니터링 및 검사 공정에 활용하기 위한 글래스 기판용 외관 검사 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치는검사용 기판 표면 상의 결함 유무를 검사하기 위하여 상기 검사용 기판의 표면에 반사 광원을 공급하는 상방 조명 유닛, 상기 검사용 기판 내부의 결함 유무를 검사하기 위하여 상기 검사용 기판의 후방에서 투과 광원을 공급하는 후방 조명 유닛, 상기 검사용 기판의 후면에 구비된 격자 형태의 후면판, 및 상기 후면판의 후 면에 배치되어, 상기 상방 조명 유닛 및 후방 조명 유닛으로부터 제공되는 광에 위상차를 발생시키는 구동 가이드를 포함한다.
여기서, 상기 구동 가이드는 상기 후면판의 후면에서 상하 또는 좌우로 이동하며, 상기 검사용 글래스 기판 상에 결함이 있는 경우, 상기 상방 조명 유닛 및 후방 조명 유닛으로부터 제공되는 광에 간섭 또는 산란을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치는, 검사용 기판 표면 상의 결함 유무를 검사하기 위하여 상기 검사용 기판의 표면에 반사 광원을 공급하는 상방 조명 유닛, 상기 검사용 기판 내부의 결함 유무를 검사하기 위하여 상기 검사용 기판의 후방에서 투과 광원을 공급하는 후방 조명 유닛, 및 상기 검사용 기판의 후면에 배치되어, 상기 상방 조명 유닛 및 상기 후방 조명 유닛으로부터 제공되는 광에 위상차를 발생시키는 격자 형태의 후면판을 포함한다.
여기서, 상기 후면판은 상기 검사용 기판의 후면에서 상하 또는 좌우로 이동하며, 상기 검사용 글래스 기판 상에 결함이 있는 경우, 상기 상방 조명 유닛 및 상기 후방 조명 유닛으로부터 제공되는 광에 간섭 또는 산란을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체 에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치에 대하여 상세히 설명한다.
본 실시예에서는 글래스 기판의 외관 검사 장치 즉, 매크로(macro) 검사 장치의 무라(Mura) 검출력을 획기적으로 개선한 구조를 제공한다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치의 평면도이고, 도 2b는 기판 검사시에 검출될 수 있는 무라(mura)를 예시하는 도면이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치는 격자 형태의 후면판(300)과 구동간섭계(400)를 통해 구현되는 홀로그램(hologram) 광과 편광 특성을 이용하여, 패턴의 중첩 얼룩(조개 얼룩) 또는 두께차에 의해 발생하는 무라(mura)를 용이하게 검출한다.
여기서, 후면판(300)은 검사 대상인 글래스 기판(100)의 후면에 배치되며, 글래스 기판(100)을 클램핑(clamping)하여 고정시키는 역할을 한다.
이러한 후면판(300)은 격자 무늬 모양으로 구비되고, 글래스 기판(100)을 진공 상태로 흡착시키기 위한 정반 척(chunk)의 역할을 겸할 수 있다.
구동간섭계(400)는 후면판(300)으로 조사되는 광의 위상차를 발생시키기 위한 것으로, 도시된 바와 같이 후면판(300)의 후면에 판상으로 구비되어 상하 또는 좌우로 이동되면서 광의 위상차를 발생시키며, 또는 후면판(300) 자체를 상하 또는 좌우로 이동시킴으로써 광의 위상차를 발생시킬 수 있도록 구비된다.
이처럼, 구동간섭계(400)는 광의 위상차를 발생시키는 구동 방식에 따라 크게 2가지로 구분될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치는 글래스 기판(100) 측으로 조사될 광이 후면판(300)을 통과하면서 후면판(300)에 의해 반사되는데, 글래스 기판(100)에 의해 반사되는 반사광과 후면판(300)에 의해 반사되는 반사광의 위상차에 의해 두 빛이 간섭을 일으키며 홀로그램(hologram)의 광을 발생시킨다.
일반적으로, 광은 투과하는 매질에 따라 굴절 정도가 달라지기 때문에, 글래스 기판(100) 상의 레이어 및 후면판(300)을 통해 반사되는 광의 반사 각도가 서로 달라지고, 이에 따라 두 반사광의 위상차가 나타나는 것이다.
위상차에 따른 광의 간섭은 글래스 기판(100) 상의 컬러필터 형성 레이어, 컬럼 스페이서 형성 레이어 및 박막트랜지스터(TFT) 형성 레이어 등과 같은 패턴 영역의 얼룩 또는 두께 차이에 따라 발생할 수 있으며, 광의 간섭을 통해 무지개 형상같이 나타나는 홀로그램 광은 도 2에 도시된 바와 같이 나타날 수 있다. 따라서, 글래스 기판(100) 상에 존재하는 무라를 검출한다.
이와 같이, 기존 기판 외관 검사 장치는 기판 표면의 반사광만 관찰할 수 있는데 반해, 본 발명의 실시예에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치는 표면으로 입사되는 광을 반사시키는 후면판(300)이 존재하고, 후면판(300) 뒤에서 별도의 구동 가이드가 이동하거나 또는 후면판(300) 자체가 이동하는 구동간섭계(400)를 이용함으로써, 글래스 기판(100) 표면의 반사광과 후면판(300) 및 구동간섭계(400)에 의한 반사광의 위상차로 인하여, 중첩에 기인한 얼룩, 즉, 픽셀 중첩에 기인한 조개 얼룩 등에 대한 결함 감지도를 높일 수 있다.
하기에서는 앞서 설명한 구동간섭계(400)의 2가지 방식에 따라 본 발명의 실시예에 따른 다양한 실시예를 후술하기로 한다.
제1 실시예
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치의 구동 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치, 두께 차이에 따른 얼룩을 검출하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치는 광의 위상차를 발생하기 위한 구동간섭계가 후면판의 후면에 별도로 구비된 구조이다.
먼저 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치는 크게, 검사용 글래스 기판(310)의 표면에 반사 광원을 공급하는 상방 조명 유닛(330)과, 글래스 기판(310)의 후방에서 투과 광원을 공급하는 후방 조명 유닛(340), 글래스 기판(310)의 후면에 구비되는 후면판(360), 후면판(360)의 후면에 구비되는 구동 가이드(370)를 포함한다.
글래스 기판(310)은 클램퍼(320)에 의해 후면의 후면판(360)에 고정되며, 글래스 기판(310)의 전면에는 복수의 컬러필터 영역, 컬럼 스페이서 영역, 박막트랜지스터를 형성할 픽셀 영역 등과 같은 패턴 영역(310a)이 마련된다.
이러한 글래스 기판(310)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 컬러필터들을 구비한 액정 표시 장치용 컬러필터 기판일 수 있다.
상방 조명 유닛(330)은 글래스 기판(310)의 상방에 설치되고, 글래스 기판(310)의 표면에 반사 광원을 공급하여 글래스 기판(310)의 표면의 결함 여부를 검사한다.
이러한 상방 조명 유닛(330)은 세부적으로 광원(도시하지 않음)과, 반사부(도시하지 않음), 집광부(도시하지 않음), 산란부(도시하지 않음)로 구성된다.
광원은 글래스 기판(310)의 표면에 조사할 광을 발생시키는 소스(source)이고, 반사부는 광원에서 발생되는 광을 반사시켜서 광의 경로를 집광부로 변경시키는 역할을 하며, 집광부는 반사부로부터 조사되는 광을 집속하는 역할을 한다. 그리고, 산란부는 전원의 인가 여부에 따라 광을 그대로 통과시키거나 산란시켜서 글래스 기판(310)의 얼룩 검출을 용이하게 하는 역할을 한다.
후방 조명 유닛(340)은 글래스 기판(310)의 후방에 위치되며, 글래스 기판(310)의 내부 결함 여부를 검사하기 위하여 글래스 기판(310)의 후면에서 투과 광원을 조사한다.
이를 위한 후방 조명 유닛(340)은 세부적으로 투과 광원을 발생시키기 위한 광원이 마련되는데, 후방 조명 유닛(340)의 광원은 글래스 기판(310)을 기준으로 전후 방향으로 이동되게 구비된다.
후방 조명 유닛(340)의 광원을 전후 방향으로 구동시키는 이유는 다음과 같다.
검사 대상인 글래스 기판(310)이 대형화되면서, 글래스 기판(310)의 회전 반경을 확보하기 위하여 후방 조명 유닛(340)을 글래스 기판(310)으로부터 일정 거리 이상 이격시켜야 한다. 그러나, 후방 조명 유닛(340)이 글래스 기판(310)으로부터 일정 거리 이상 이격되어 있으면, 글래스 기판(310) 내부의 결함 검사시 조도가 약해지는 문제점이 있으므로, 글래스 기판(310) 내부의 결함 검사시에는 광원을 글래스 기판(310) 쪽으로 가깝게 접근시킬 필요가 있다. 따라서, 후방 조명 유닛(340)의 광원을 전후 방향으로 이동 가능하게 구비시키는 것이다.
후면판(360)은 격자 형태로 구비되며, 글래스 기판(310)의 후면에 배치되어 글래스 기판(310)의 후면으로부터 출사되는 광을 반사시키는 반사판이다.
예를 들어, 글래스 기판(310)이 컬러필터 기판인 경우, 후면판(360)은 컬러필터 형성을 위한 안료의 두께 차이에 발생하는 얼룩을 감지할 수 있도록 상방 조명 유닛(330)으로부터 제공되어 안료를 통과한 광을 반사시키는 역할을 한다
이러한 후면판(360)은 금속 재질로 구성되며, 재질 특성상 투과율 및 반사율이 높다. 세부적으로, 금속 재질은 알루미늄(Al) 또는 크롬(Cr) 등일 수 있다.
후면판(360)의 격자 크기는 다양하게 구비될 수 있으나, 복수의 컬러필터 영역, 컬럼 스페이서 영역뿐만 아니라, 박막트랜지스터를 형성할 픽셀 영역의 얼룩, 두께 차를 검출하기 위해서는 박막트랜지스터의 게이트 패턴이 형성될 영역과 상응하는 크기로 구비되는 것이 좋다.
후면판(360)은 클램퍼(320)에 의해 글래스 기판(310)과 체결되며, 이때 글래스 기판(310)과 일정 간격 이격되어 체결될 수 있고 또는 글래스 기판(310)과 밀착되게 체결될 수 있다.
추가로, 후면판(360)은 검사용 글래스 기판(310)을 진공(Vacuum) 상태로 흡착시키는 정반 척(chunk)의 기능을 겸할 수 있다.
구동 가이드(370)는 후면판(360)의 후면에 배치되어 상방 조명 유닛(330) 및 후방 조명 유닛(340)으로부터 제공되는 광에 위상차를 발생시킨다.
이를 위한 구동 가이드(370)는 상하 또는 좌우로 이동하며, 도시된 바와 같이 판 형상으로 구비되고 후면판(360)과 같이 금속 재질로 구성된다.
일 예로, 구동 가이드(370)는 후면판(360)의 후면에서 좌우로 이동하는 제1 구동가이드(371a)와, 후면판(360)의 후면에서 상하로 이동하는 제2 구동 가이드(371b)로 구비될 수 있다.
각 제1 구동 가이드(371a)와 제2 구동 가이드(371b)로 조사되는 광은 후면판(360)으로 진행되어 전방의 글래스 기판(310)으로 반사되는데, 이때 제1 구동 가이드(371a)와 제2 구동 가이드(371b)가 상하 또는 좌우로 이동하기 때문에 광에 간섭 및 산란을 일으키게 된다.
여기서, 각 제1 구동 가이드(371a)와 제2 구동 가이드(371b)로 조사되는 광은 상방 조명 유닛(330) 및 후방 조명 유닛(340)으로부터 제공되는 광원이다. 특히, 상방 조명 유닛(330)으로부터 제공되는 광은 상방 조명 유닛(330)으로부터 제공되어 글래스 기판(310)과 후면판(360)을 통과한 빛이다.
따라서, 제1 실시예에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치는 글래스 기판(310)을 후면판(360)에 진공 상태로 고정시키고, 후면에 구동 가이드(370)가 상하 또는 좌우로 이동시키면서 글래스 기판(310)의 외관을 검사한다.
검사를 통해 글래스 기판(310) 상에 결함이 있으면, 도 4에 도시된 바와 같이 글래스 기판(310)에 의해 반사되는 반사광(R1)과 후면판(360) 및 구동 가이드(370)에 의해 반사되는 반사광(R2)의 위상차에 의해 두 빛이 간섭을 일으키면서 무지개 형상과 같은 홀로그램(hologram) 광을 발생시키게 된다.
반대로, 글래스 기판(310)이 정상적이면, 글래스 기판(310)에 의해 반사되는 반사광(R3)과 후면판(360) 및 구동 가이드(370)에 의해 반사되는 반사광(R4)의 위상차가 없어 간섭 또는 산란이 발생되지 않는다.
이로써, 글래스 기판(310) 상에 존재하는 무라를 검출할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 글래스 기판(310)이 컬러필터 기판인 경우, 기판(311) 상에 일정 간격으로 복수의 블랙매트릭스(312)가 형성되고, 복수의 블랙매트릭스(312)간 사이에는 컬러 필터 기판 형성을 위한 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 안료가 형성된다.
이때, 글래스 기판(310) 상에는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 안료 특성에 의해 오버레이(overlay) 및 두께 차이가 발생할 수 있는데, 이에 의한 무라를 앞서 설명한 방법에 의해 효과적으로 검출할 수 있다.
또한, 격자 형태의 후면판(360)을 기준으로 패턴 위상차 현상을 관찰함으로써, 조개 얼룩과 같이 레이어(layer) 적층 이후에나 검사할 수 있는 특정 무라를 조기에 검출할 수 있다.
또한, 박막트랜지스터의 픽셀 레이어와 같이 비금속계 레이어의 결함을 검출 할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 게이트(GATE) 금속 패턴이 증착된 글래스 기판을 이용하여 샘플링(sampling) 검사를 실시하는 기존의 방법과 동일한 검출 효과를 기대할 수 있으며, 더욱이 기존 방법 보다 글래스 기판의 제작 및 샘플링에 따른 비용을 절감할 수 있다.
제2실시예
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치의 구동 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치, 두께 차이에 따른 얼룩을 검출하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
먼저 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치는 크게, 검사용 글래스 기판(510)의 표면에 반사 광원을 공급하는 상방 조명 유닛(530), 글래스 기판(510)의 후방에서 투과 광원을 공급하는 후방 조명 유닛(540), 글래스 기판(510)의 후면에 구비되는 후면판(560)을 포함한다.
글래스 기판(510)은 클램퍼(520)에 의해 검사 장치 프레임 상에 고정되며, 글래스 기판(510)의 전면에는 복수의 컬러필터 영역, 컬럼 스페이서 영역, 박막트랜지스터를 형성할 픽셀 영역 등과 같은 패턴 영역(510a)이 마련된다.
이러한 글래스 기판(510)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 컬러필터들을 구비한 액정 표시 장치용 컬러필터 기판일 수 있다.
상방 조명 유닛(530)은 글래스 기판(510)의 상방에 설치되고, 글래스 기판(510)의 표면에 반사 광원을 공급하여 글래스 기판(510)의 표면의 결함 여부를 검사한다.
후방 조명 유닛(540)은 글래스 기판(510)의 후방에 위치되며, 글래스 기판(510)의 내부 결함 여부를 검사하기 위하여 글래스 기판(510) 후면에서 투과 광원을 조사한다.
여기서의 상방 조명 유닛(530) 및 후방 조명 유닛(540)은 제1 실시예에서의 상방 조명 유닛(도3의 330) 및 후방 조명 유닛(도3의 340)과 동일하므로 중복되는 설명은 생략하고, 이하 중복되지 않은 후면판(560)에 대해서 설명한다.
본 실시예에서의 후면판(560)은 격자 형태로 구비되며, 글래스 기판(510)의 후면에 배치되어 글래스 기판(510)의 후면으로부터 출사되는 광을 반사시키는 반사판이다.
예를 들어, 글래스 기판(510)이 컬러필터 기판인 경우, 후면판(560)은 컬러필터 형성을 위한 안료의 두께 차이에 발생하는 얼룩을 감지할 수 있도록 상방 조명 유닛(530)으로부터 제공되어 안료를 통과한 광을 반사시키는 역할을 한다.
게다가, 상방 조명 유닛(530) 및 후방 조명 유닛(540)으로부터 제공되는 광에 위상차를 발생시켜 간섭 및 산란을 발생한다.
이를 위한 후면판(560)은 반사율 및 투과율이 높은 금속 재질로 구성되며, 글래스 기판(510)의 후면에서 상하 또는 좌우로 이동이 가능하다.
이 경우, 후면판(560)은 글래스 기판(510)으로부터 대략 10cm 정도 이격되 어, 이격거리 10cm 이내에서 상하 또는 좌우로 이동된다.
금속 재질은 세부적으로 알루미늄(Al) 또는 크롬(Cr) 등일 수 있다.
후면판(560)의 격자 크기는 다양하게 구비될 수 있으나, 복수의 컬러필터 영역, 컬럼 스페이서 영역뿐만 아니라, 박막트랜지스터를 형성할 픽셀 영역의 얼룩 및 두께 차이를 검출하기 위해서는 박막트랜지스터의 게이트 패턴이 형성될 영역과 상응하는 크기로 구비되는 것이 좋다.
따라서, 이와 같은 구성에 따른 본 실시예는, 제1 실시예에서와 같이 후면에 별도의 구동 가이드를 배치하지 않고, 후면판(560)을 글래스 기판(510)과 소정 거리 이격시켜 상하 또는 좌우로 이동시키면서 글래스 기판(510)을 검사한다.
이때, 검사는 광의 간섭 및 산란을 이용한 원리로 무라를 검출하는데, 별도의 구동가이드가 필요없이 상하 또는 좌우로 이동하는 후면판(560)을 적용한다.
즉, 도 6을 참조하면, 글래스 기판(510)이 컬러필터 기판인 경우, 기판(511) 상에 일정 간격으로 복수의 블랙매트릭스(512)가 형성되고, 복수의 블랙매트릭스(512)간 사이에는 컬러 필터 기판 형성을 위한 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 안료가 각각 형성된다.
이때, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 안료 특성에 의해 오버레이(overlay) 및 두께 차이에 따른 결함이 있으면, 글래스 기판(510)에 의해 반사되는 반사광(R'1)과, 상하 또는 좌우로 이동하는 후면판(560)에 의해 반사되는 반사광(R'2)의 위상차에 의해 두 광이 간섭 및 산란되면서 무지개 형상과 같은 홀로그램(hologram) 광을 발생시키게 된다.
반대로, 글래스 기판(510)이 정상적이면, 글래스 기판(510)에 의해 반사되는 반사광(R'3)과 후면판(560)에 의해 반사되는 반사광(R'4)의 위상차가 없어 간섭 또는 산란이 발생되지 않는다.
이로써, 글래스 기판(510) 상에 존재하는 무라를 검출할 수 있다.
이러한 방법으로, 조개 얼룩과 같이 적층 구조에 따른 특정 무라뿐만 아니라, 박막트랜지스터의 픽셀 레이어와 같이 비금속계 레이어의 결함을 조기에 검출할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명에 따르면, 액정 표시 장치를 제조하는 데 사용되는 안료 및 구조적인 취약점으로 인해 외관 검사가 불가능했던 녹색 컬러필터 레이어, 청색 컬러필터 레이어, 컬럼 스페이서 레이어 및 박막트랜지스터 레이어 등에 대하여 얼룩 검출을 가능하게 하는 효과가 있다.
특히, 안료의 두께 차이 또는 중첩에 의한 조개 얼룩 등의 적층 레이어 및 산란 특성에 민감한 얼룩들의 검출력이 향상되어, 액정 표시 장치의 수율 향상 및 품질을 개선시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 글래스 기판용 외관 검사 장치와 기존의 기판 외관 검사 장치를 함께 효과적으로 배치할 경우, 적은 투자 비용으로 검출력을 향상시킬 수 있고, 생산라인의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 액정 표시 장치의 제조 공정 중에서 특정 무라 불량의 검출력을 향상시킴으로써 공정 모니터링 및 검사 공정에 활용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. 검사용 기판 표면 상의 결함 유무를 검사하기 위하여 상기 검사용 기판의 표면에 반사 광원을 공급하는 상방 조명 유닛;
    상기 검사용 기판 내부의 결함 유무를 검사하기 위하여 상기 검사용 기판의 후방에서 투과 광원을 공급하는 후방 조명 유닛;
    상기 검사용 기판의 후면에 구비된 격자 형태의 후면판; 및
    상기 후면판의 후면에 배치되어, 상기 상방 조명 유닛 및 상기 후방 조명 유닛으로부터 제공되는 광에 위상차를 발생시키는 구동 가이드를 포함하며,
    상기 구동 가이드는 상기 후면판의 후면에서 상하 또는 좌우로 이동하며, 상기 검사용 글래스 기판 상에 결함이 있는 경우, 상기 상방 조명 유닛 및 상기 후방 조명 유닛으로부터 제공되는 광에 간섭 또는 산란을 발생시키는 글래스 기판용 외관 검사 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 구동 가이드는,
    상기 후면판의 후면에서 좌우로 이동하는 제1 구동 가이드; 및
    상기 후면판의 후면에서 상하로 이동하는 제2 구동 가이드
    를 포함하는 글래스 기판용 외관 검사 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 검사용 글래스 기판은 컬러필터 기판인 것을 특징으로 하는 글래스 기판용 외관 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 후면판은, 상기 컬러필터 기판의 컬러필터 형성을 위한 안료의 두께 차이에 발생하는 얼룩을 감지할 수 있도록 상기 상방 조명 유닛으로부터 제공되어 상기 안료를 통과한 광을 반사시키는 금속 반사판인 것을 특징으로 하는 글래스 기판용 외관 검사 장치.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 후면판은 알루미늄(Al) 또는 크롬(Cr) 금속 재질인 것을 특징으로 하는 글래스 기판용 외관 검사 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 후면판은 상기 검사용 기판을 진공 상태로 흡착시키는 정반 척(Chuck)인 것을 특징으로 하는 글래스 기판용 외관 검사 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 검사용 기판을 상기 후면판에 고정시키는 클램퍼(clampper)를 추가로 포함하는 글래스 기판용 외관 검사 장치.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 후면판은 상기 검사용 기판에 밀착되는 것을 특징으로 하는 글래스 기판용 외관 검사 장치.
  10. 검사용 기판 표면 상의 결함 유무를 검사하기 위하여 상기 검사용 기판의 표면에 반사 광원을 공급하는 상방 조명 유닛;
    상기 검사용 기판 내부의 결함 유무를 검사하기 위하여 상기 검사용 기판의 후방에서 투과 광원을 공급하는 후방 조명 유닛; 및
    상기 검사용 기판의 후면에 배치되어, 상기 상방 조명 유닛 및 상기 후방 조명 유닛으로부터 제공되는 광에 위상차를 발생시키는 격자 형태의 후면판을 포함하며,
    상기 후면판은 상기 검사용 기판의 후면에서 상하 또는 좌우로 이동하며, 상기 검사용 글래스 기판 상에 결함이 있는 경우, 상기 상방 조명 유닛 및 상기 후방 조명 유닛으로부터 제공되는 광에 간섭 또는 산란을 발생시키는 글래스 기판용 외관 검사 장치.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 후면판은 10cm 이내의 범위에서 상하 또는 좌우로 이동하는 것을 특징으로 하는 글래스 기판용 외관 검사 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 후면판은 상기 검사용 글래스 기판과 소정 간격 이격되어 상하 또는 좌우로 이동하는 것을 특징으로 하는 글래스 기판용 외관 검사 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 검사용 글래스 기판은 액정 표시장치용 컬러필터 기판인 것을 특징으로 하는 글래스 기판용 외관 검사 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 후면판은, 상기 컬러필터 기판의 컬러필터 형성을 위한 안료의 두께 차이에 발생하는 얼룩을 감지할 수 있도록 상기 상방 조명 유닛으로부터 제공되어 상기 안료를 통과한 광을 반사시키는 금속 반사판인 것을 특징으로 하는 글래스 기판용 외관 검사 장치.
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    상기 후면판은 알루미늄(Al) 또는 크롬(Cr) 금속 재질인 것을 특징으로 하는 글래스 기판용 외관 검사 장치.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 검사용 기판을 검사 장치 프레임 상에 고정시키는 클램퍼를 추가로 포함하는 글래스 기판용 외관 검사 장치.
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