KR101316904B1 - 기판 지지장치 및 이를 이용한 기판 검사장치 - Google Patents

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Abstract

기판에 접촉되는 지지링에 파티클이 쌓이는 것이 방지되어 기판을 안정적으로 지지하며, 기판의 파손을 방지하는 기판 지지장치 및 이를 이용한 기판 검사장치가 개시된다.
본 발명에 따른 기판 지지장치는 기판의 테두리부에 대응되도록 배치되는 프레임과, 상기 프레임으로부터 환형으로 돌출되고 상기 기판에 선 접촉되는 단면 형상을 가지고 상기 기판을 지지하는 복수의 지지링을 포함한다.

Description

기판 지지장치 및 이를 이용한 기판 검사장치{Supporting apparatus for substrate and Substrate inspection apparatus using the same}
본 발명은 기판 지지장치 및 이를 이용한 기판 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판을 검사하기 위해 기판을 지지하는 기판 지지장치 및 이를 이용한 기판 검사장치에 관한 것이다.
평판 디스플레이 장치에는 액정표시장치(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 유기전계발광소자(유기 EL)등이 있다.
이들 평판 디스플레이 장치의 제조 공정 중에는 기판의 얼룩이나 파티클을 검사하기 위해 매크로 검사 및 마이크로 검사가 수행된다. 매크로 검사는 작업자의 육안으로 기판 전체의 얼룩이나 파티클을 개략적으로 검사하는 것이며, 마이크로 검사는 기판 일부의 얼룩이나 파티클을 별도의 마이크로 장치를 사용하여 확대하여 정밀하게 검사하는 것이다.
이러한 기판 검사에 사용되는 기판 검사장치는 기판을 안정적으로 지지하는 기판 지지장치를 포함한다. 기판 지지장치는 기판의 테두리에 대응되는 위치에 배치되는 프레임과, 프레임에 설치되어 기판을 지지하는 복수의 그립퍼를 포함한다.
각각의 그립퍼는 프레임으로부터 돌출되고 프레임과 기판의 사이에 폐쇄되는 공간을 형성하는 환형의 지지링과, 지지링의 내측에 설치되어 프레임과 기판의 사이에 형성되는 공간을 진공배기하여 기판이 지지링에 흡착되도록 하는 흡입노즐을 포함한다.
일반적으로, 기판을 평탄하게 지지하기 위하여 기판에 접촉되는 지지링의 일면은 평탄한 평면으로 이루진다. 이와 같이, 기판에 접촉되는 지지링의 일면이 평탄한 평면으로 이루어짐에 따라 기판을 지지하기 전에 지지링의 상부면에는 파티클이 쌓일 수 있다.
이와 같이 지지링에 파티클이 쌓인 상태로 기판이 지지링에 놓여지면, 기판과 지지링의 사이에 파티클에 의한 틈이 생기게 되어 기판 흡착을 위한 진공배기가 원활하게 이루어지지 않으므로, 기판이 안정적으로 지지되지 못하는 문제점이 있다.
또한, 지지링에 파티클이 쌓인 상태로 기판을 흡착하면, 지지링의 일면으로부터 파티클이 돌출되어 있고 기판에 가해지는 압력이 균일하게 작용하지 못하므로, 파티클이 쌓인 지지링에 대응되는 부위의 기판이 파손되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 기판을 안정적으로 지지하며, 기판이 파손을 방지하는 기판 지지장치 및 이를 이용한 기판 검사장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 기판 지지장치는 기판의 테두리부에 대응되도록 배치되는 프레임과, 상기 프레임으로부터 환형으로 돌출되고 상기 기판에 선 접촉되는 단면 형상을 가지고 상기 기판을 지지하는 복수의 지지링을 포함한다.
상기 기판 지지장치는 상기 지지링의 내측에 배치되어 상기 기판을 상기 지지링에 흡착시키는 흡입노즐을 더 포함할 수 있다.
상기 지지링은 상기 기판에 접촉되는 정점이 형성되는 둥근 모양의 단면 형상을 가질 수 있다.
상기 지지링은 상기 기판에 접촉되는 꼭짓점이 형성되는 삼각형의 단면 형상을 가질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 기판 검사장치는 기판을 지지하는 기판 지지대와, 상기 기판 지지대에 지지되는 상기 기판을 향해 광을 조사하는 조명기와, 상기 기판 지지대를 지지하고 상기 기판 지지대를 회전시키는 회전기를 포함하며, 상기 기판 지지대는 기판의 테두리부에 대응되도록 배치되는 프레임과, 상기 프레임으로부터 환형으로 돌출되고 상기 기판에 선 접촉되는 단면 형상을 가지고 상기 기판을 지지하는 복수의 지지링을 포함한다.
상기 기판 지지대는 한쌍으로 마련되어 상기 기판의 상면 및 하면을 함께 지지할 수 있다.
상기 기판 지지대는 상기 프레임이 서로 대향되도록 한쌍으로 마련되며, 상기 기판 검사장치는 상기 기판의 상면 및 하면이 상기 한쌍의 기판 지지대에 지지되도록 상기 한쌍의 프레임의 간격을 조절하는 간격조절기를 더 포함할 수 있다.
상기 기판 지지대는 상기 지지링의 내측에 배치되어 상기 기판을 상기 지지링에 흡착시키는 흡입노즐을 더 포함할 수 있다.
상기 지지링은 상기 기판에 접촉되는 정점이 형성되는 둥근 모양의 단면 형상을 가질 수 있다.
상기 지지링은 상기 기판에 접촉되는 꼭짓점이 형성되는 삼각형의 단면 형상을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 기판 지지장치 및 이를 이용한 기판 검사장치는 기판에 접촉되는 지지링에 파티클이 쌓이는 것이 방지되므로, 기판을 안정적으로 지지하며, 기판의 파손을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 기판 지지장치를 간략하게 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 기판 지지장치의 일부를 나타낸 확대단면도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 기판 지지장치의 일부를 나타낸 확대단면도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 기판 검사장치를 간략하게 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 기판 검사장치로 기판이 로딩되는 상태를 나타낸 측면도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 기판 검사장치에 기판이 지지되는 상태를 나타낸 측면도이다.
도 7은 본 실시예에 따른 기판 검사장치에 기판이 회전되는 상태를 나타낸 측면도이다.
이하, 본 실시예에 따른 기판 지지장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 실시예에 따른 기판 지지장치를 간략하게 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 실시예에 따른 기판 지지장치의 일부를 나타낸 확대단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 지지장치(이하, '기판 지지장치'라 함.)(100)는 프레임(110)을 포함한다. 프레임(110)은 기판(10)의 테두리에 대응되게 배치된다. 프레임(110)에는 프레임(110)을 관통하여 기판(10)을 향해 개구되는 흡입노즐(130)이 설치된다. 흡입노즐(130)에는 도시되지 않은 배기펌프에 연결되는 배기관이 연결될 수 있다.
흡입노즐(130)의 둘레에는 프레임(110)으로부터 환형으로 돌출되는 지지링(120)이 설치된다. 지지링(120)은 기판(10)과 프레임(110)의 사이에 폐쇄되는 흡착공간(121)을 형성한다. 흡착공간(121)은 흡입노즐(130)에 의해 진공배기됨에 따라 감압상태가 유지되록 하여 기판(10)이 지지링(120)에 안정적으로 진공흡착될 수 있도록 한다.
지지링(120)은 기판(10)에 선 접촉되는 단면 형상을 가진다. 즉, 지지링(120)은 도 2에 도시된 바와 같이 기판(10)에 접촉되는 정점이 형성되는 둥근 모양의 단면 형상을 가질 수 있다. 다른 실시예로 지지링(120)은 도 3에 도시된 바와 같이 기판(10)에 접촉되는 꼭짓점이 형성되는 삼각형의 단면 형상을 가질 수 있다. 이와 같이, 지지링(120)은 기판(10)에 선 접촉되는 단면 형상을 가지므로, 파티클이 쌓이지 않는다.
이러한 흡입노즐(130) 및 지지링(120)은 프레임(110)에 복수개로 설치될 수 있다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 기판 지지장치(100)의 작동에 대해 설명하도록 한다.
기판(10)은 별도의 이송장치(미도시)에 의해 프레임(110)의 위로 로딩된다. 프레임(110)의 위로 로딩된 기판(10)은 프레임(110) 위에 놓여진다. 즉, 기판(10)은 지지링(120)에 접촉되며, 프레임(110)과 기판(10)의 사이에는 지지링(120)에 의해 폐쇄되는 흡착공간(121)이 형성된다. 이때, 기판(10)은 지지링(120)의 단면 상에서 선 접촉되는 상태로 놓여지게 된다.
이와 같이 기판(10)이 지지링(120)에 지지되면, 프레임(110)과 기판(10)의 사이에 형성되고 지지링(120)에 의해 폐쇄되는 흡착공간(121)은 흡입노즐(120)에 의해 진공배기된다. 흡착공간(121)이 진공배기됨에 따라 기판(10)은 지지링(120)에 진공흡착된다.
상술한 바와 같이, 기판 지지장치(100)는 기판(10)에 접촉되는 지지링(120)에 파티클이 쌓이는 것이 방지된다.
따라서, 기판 지지장치(100)는 흡입노즐(130)을 통해 흡착공간(121)의 진공배기가 원활하게 이루질 수 있으며, 흡착공간(121)의 감압상태가 유지되므로, 기판 지지장치(100)는 기판(10)을 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 기판 지지장치(100)는 기판(10)을 진공흡착에 따라 발생되는 압력이 기판(10)에 균일하게 작용되므로, 기판 지지장치(100)는 기판(10)이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 기판 검사장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 실시예에 따른 기판 검사장치를 간략하게 나타낸 구성도이다.
도 4을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 검사장치(이하, '기판 검사장치'라 함. )(200)는 기판 지지대(100)를 포함한다.
기판 지지대(100)는 상술된 기판 지지장치(100)를 사용할 수 있다. 따라서, 기판 지지대(100)에 대해서는 상술된 기판 지지장치(100)와 동일한 참조부호를 부여하고 상세한 설명은 생략하도록 하며, 기판 지지대(100)에 대해서는 상술된 기판 지지장치(100)에 대한 설명을 참조하여 이해할 수 있을 것이다.
한편, 기판 검사장치(200)는 한쌍의 기판 지지대(100)를 포함할 수 있다. 한쌍의 기판 지지대(100)는 기판(10)의 일면과 이면을 각각 지지할 수 있도록 설치될 수 있다. 이에 따라 기판 검사장치(200)는 한쌍의 기판 지지대(100)의 간격을 조절할 수 있는 간격조절기(210)를 포함할 수 있다. 간격조절기(210)는 한쌍의 기판 지지대(100) 중 어느 하나에 결합되고 나머지 하나에 출력단이 결합되는 리니어액츄에이터와, 리니어액츄에이터에 의해 선형 이송되는 기판 지지대(100)의 이송을 가이드하는 가이드레일의 조합으로 실시될 수 있다.
또한, 기판 검사장치(200)는 한쌍의 기판 지지대(100) 중 어느 하나를 지지하여 간격조절기(210)에 의해 서로 결속되는 한쌍의 기판 지지대(100)를 함께 회전시키는 회전기(220)를 포함한다. 회전기(220)는 한쌍의 기판 지지대(100) 중 어느 하나에 결합되는 회전축과, 회전축에 벨트와 같은 동력전달 장치로 연결되는 회전모터의 조합, 또는 상기 회전축을 회전시키는 리니어엑츄에이터의 조합으로 이루어질 수 있다.
또한, 기판 검사장치(200)는 한쌍의 기판 지지대(100)에 의해 지지되는 기판(10)으로 광을 조사하여 기판(10)을 원활하게 검사할 수 있도록 하는 조명기(230)를 포함한다. 조명기(230)는 광을 방출하는 광원, 광원으로부터 방출되는 광을 확산, 또는 집광시키는 광학렌즈들, 광원으로부터 방출되는 광을 반사시켜 기판으로 안내하는 반사판 등의 광학기기들로 구성될 수 있다.
도 4에서 조명기(230)는 한쌍의 기판 지지대(100)의 하측에 배치되어 기판(10)을 향해 광을 조사하는 것으로 도시되고 있다. 다른 실시예로, 조명기(230)는 한쌍의 기판 지지대(100)의 상측에 배치되어 기판(10)을 향해 광을 조사하거나, 한쌍의 기판 지지대(100)의 상측 및 하측에 각각 배치되어 기판(10)을 향해 광을 조사하도록 변형 실시 될 수 있을 것이다.
상술된 기판 검사장치(200)는 매크로 검사장치로 사용될 수 있으며, 마이크로 검사장치로 사용될 수 있다. 상술된 기판 검사장치(200)가 마이크로 검사장치로 사용될 경우에는 별도의 마이크로 촬영장치와, 마이크로 촬영장치에 연결되는 디스플레이 장치가 더 설치될 수 있을 것이다.
이하, 본 실시예에 따른 기판 검사장치의 작동에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 본 실시예에 따른 기판 검사장치로 기판이 로딩되는 상태를 나타낸 측면도이다.
도 5를 참조하면, 한쌍의 기판 지지대(100)는 평탄한 자세로 상, 하측에 서로 대향되게 배치될 수 있다.
이때, 파티클은 자연 낙하되므로, 상측에 위치하는 기판 지지대(100)의 지지링(120)에는 파티클이 쌓이지 않는다. 또한, 하측에 위치하는 기판 지지대(100)는 지지링(120)이 둥근 단면, 또는 삼각형의 단면 형상을 가지므로, 지지링(120)의 내, 외측면을 따라 낙하되어 지지링(120)의 내측, 또는 외측으로 떨어져 나가게 된다.
이와 같이, 한쌍의 기판 지지대(100)는 기판(10)에 접촉되는 면에 파티클이 쌓이지 않는 상태로 유지될 수 있다.
이러한 상태에서, 간격조절기(210)는 기판(10)이 한쌍의 기판 지지대(100)의 사이로 원활하게 로딩될 수 있도록 한쌍의 기판 지지대(100)를 이격시킨다.
이어, 별도의 이송장치(미도시)에 의해 기판(10)은 기판 검사장치(200)의 외부로부터 기판 검사장치(200)로 로딩된다. 기판(10)은 한쌍의 기판 지지대(100)의 사이에 위치한다. 기판(10)은 한쌍의 기판 지지대(100) 중 하측에 위치하는 기판 지지대(100) 위에 놓여진다.
도 6은 본 실시예에 따른 기판 검사장치에 기판이 지지되는 상태를 나타낸 측면도이다.
도 6을 참조하면, 하측에 위치하는 기판 지지대(100)의 프레임(110)의 위로 로딩된 기판(10)은 프레임(110) 위에 놓여진다. 기판(10)은 하부면이 지지링(120)에 접촉되며, 프레임(110)과 기판(10)의 하부면 사이에는 지지링(120)에 의해 폐쇄되는 흡착공간(121)이 형성된다. 이때, 기판(10)의 하부면은 지지링(120)의 단면 상에서 선 접촉되는 상태로 놓여지게 된다.
이어, 간격조절기(210)는 상측에 위치하는 기판 지지대(100)를 하측으로 이송시킨다. 이에 따라 상측에 위치하는 기판 지지대(100)의 지지링(120)은 기판(10)의 상부면에 접촉된다. 기판(10)은 상부면이 지지링(120)에 접촉되며, 프레임(110)과 기판(10)의 상부면 사이에는 지지링(120)에 의해 폐쇄되는 흡착공간(121)(도 2 참조.)이 형성된다. 이때, 기판(10)의 상부면은 지지링(120)의 단면 상에서 선 접촉되는 상태로 놓여지게 된다.
이와 같이 기판(10)은 한쌍의 기판 지지대(100)의 사이로 로딩되며, 한쌍의 기판 지지대(100)는 기판(10)의 상부면 및 하부면을 함께 지지한다.
이러한 상태에서 상, 하측에 위치하는 기판 지지대(100)의 흡입노즐(130)(도 2 참조.)을 통해 진공배기가 이루어진다. 흡입노즐(130)을 통해 진공배기가 수행됨에 따라 기판(10)의 상부면 및 하부면은 각각의 지지링(120)에 흡착지지되어 안정적으로 지지된다.
도 7은 본 실시예에 따른 기판 검사장치에 기판이 회전되는 상태를 나타낸 측면도이다.
도 7을 참조하면, 회전기(220)는 검사자가 기판(10)을 검사하기 용이한 자세로 기판(10)이 위치하도록 한쌍의 기판 지지대(100)를 회전시킨다. 그리고 조명기(230)는 기판(10)을 향해 광을 제공한다.
상술된 기판 검사장치(200)가 마크로 검사장치로 사용될 경우, 검사자는 광이 조사되는 기판(10)을 육안으로 확인하며 기판(10)에 대한 검사를 수행하며, 상술된 기판 검사장치(200)가 마이크로 검사장치로 사용될 경우, 검사자는 별도의 마이크로 촬영장치에 의해 촬영되는 영상을 디스플레이 장치를 통해 확인하며 기판(10)에 대한 검사를 수행할 수 있다.
이와 같이, 기판(10)의 상부면에 대한 검사가 완료되면, 회전기(220)는 검사자가 기판(10)의 하부면에 대한 검사를 수행할 수 있도록 한쌍의 기판 지지대(100)를 180도로 회전시킨다. 이에 따라, 하측에 위치하는 기판 지지대(100)가 상측에 위치하며, 상측에 위치하는 기판 지지대(100)가 하측에 위치하게 된다.
기판(10)의 하부면에 대한 검사동작에 대해서는, 상술된 기판(10)의 상부면에 대한 검사동작과 대동소이하므로, 상세한 설명은 생략하도록 한다.
이와 같이 기판(10)의 상부면 및 하부면에 대한 검사가 완료되면, 회전기(220)는 한쌍의 기판 지지대(100)를 평탄한 자세로 회전시킨다.
이어, 간격조절기(210)는 한쌍의 기판 지지대(100)의 간격을 이격시키며, 기판(10)은 이송장치(미도시)에 의해 기판 검사장치(200)의 외부로 언로딩된다. 이때, 기판(10)의 로딩 시, 하측에 위치하던 간격조절기(210)는 상측에 위치하게 된다. 따라서, 지지링(120)의 내, 외측으로 떨어져 나간 파티클은 자연 낙하되어 기판 지지대(100)로부터 이탈된다.
상술된 바와 같이, 기판 검사장치(200)는 기판(10)에 접촉되는 지지링에 파티클이 쌓이지 않으므로, 기판(10)을 안정적으로 지지하고 기판(10)이 파손되는 것을 방지하여 안전하게 기판(10)에 대한 검사를 수행할 수 있다.
100 : 기판 지지장치, 기판 지지대 110 : 프레임
120 : 지지링 121 : 흡착공간
130 : 흡입노즐 200 : 기판 검사장치
210 : 간격조절기 220 : 회전기
230 : 조명기

Claims (10)

  1. 기판의 테두리부에 대응되도록 배치되고 서로 대향되는 한쌍의 프레임과,
    상기 한쌍의 프레임으로부터 환형으로 각각 돌출되고 상기 기판의 상면 및 하면에 각각 선 접촉되는 단면 형상을 가지고 상기 기판의 상면 및 하면을 각각 지지하는 복수의 지지링과,
    상기 한쌍의 프레임의 사이에서 상기 기판이 상기 복수의 지지링에 의해 지지되도록 상기 한쌍의 프레임의 간격을 조절하는 간격조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 지지링의 내측에 배치되어 상기 기판을 상기 지지링에 흡착시키는 흡입노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 지지링은 상기 기판에 접촉되는 정점이 형성되는 둥근 모양의 단면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 지지장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 지지링은 상기 기판에 접촉되는 꼭짓점이 형성되는 삼각형의 단면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 지지장치.
  5. 기판을 지지하는 기판 지지대와,
    상기 기판 지지대에 지지되는 상기 기판을 향해 광을 조사하는 조명기와,
    상기 기판 지지대를 지지하고 상기 기판 지지대를 회전시키는 회전기를 포함하며,
    상기 기판 지지대는
    상기 기판의 테두리부에 대응되도록 배치되고 서로 대향되는 한쌍의 프레임과,
    상기 한쌍의 프레임으로부터 환형으로 각각 돌출되고 상기 기판의 상면 및 하면에 각각 선 접촉되는 단면 형상을 가지고 상기 기판의 상면 및 하면을 각각 지지하는 복수의 지지링과,
    상기 한쌍의 프레임의 사이에서 상기 기판이 상기 복수의 지지링에 의해 지지되도록 상기 한쌍의 프레임의 간격을 조절하는 간격조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 5항에 있어서, 상기 기판 지지대는 상기 지지링의 내측에 배치되어 상기 기판을 상기 지지링에 흡착시키는 흡입노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 지지링은 상기 기판에 접촉되는 정점이 형성되는 둥근 모양의 단면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  10. 제 5항에 있어서, 상기 지지링은 상기 기판에 접촉되는 꼭짓점이 형성되는 삼각형의 단면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
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