KR101338307B1 - 기판검사장치 및 이를 포함하는 ｏｌｅｄ 제조장치 - Google Patents

Abstract

OLED는 산소와 수분에 민감하므로 OLED를 공기중에서 검사하는 경우에 소자의 성능 저하, 수명 단축, 패널공정의 수율이 현저하게 떨어지는 문제 등을 해결할 필요가 있다. 상기 문제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 기판검사장치는, 내부에 진공이 형성될 수 있는 진공챔버 및 진공챔버 내부에 반입된 기판의 검사를 수행할 수 있도록 진공챔버에 설치되는 검사유닛을 포함한다.

Description

기판검사장치 및 이를 포함하는 ＯＬＥＤ 제조장치{SUBSTRATE INSPECTION APPARATUS AND OLED MANUFACTURING APPARATUS COMPRISING THE SAME}

본 발명은 기판검사장치 및 이를 포함하는 OLED 제조장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 진공챔버 내부에 반입된 기판의 검사를 수행할 수 있도록 진공챔버에 설치되는 검사유닛을 포함하는 기판검사장치 및 이를 포함하는 OLED 제조장치에 관한 것이다.

평판 표시장치 중에서 OLED(Organic Light Emitting Diodes)는 유기 다이오드, 유기 EL이라고도 하며, 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 전계 발광현상을 이용하여 스스로 빛을 내는 자체발광형 표시장치이다.

OLED의 수명은 암점에 의한 급격한 휘도의 감소와 소자 자체의 열화에 의한 휘도의 감소의 두 가지 형태로 나타난다. 암점에 의한 휘도 감소는 일반적으로 비발광부가 형성되어 성장하면서 진행되는데, 이는 외부에서 유입되는 수분과 산소 등의 외부 인자와 기판 형성 과정 중에 발생하는 기판 표면의 불순물, 불규칙한 ITO 표면의 돌기, 유기물 증착 공정에서의 결함 형성 등의 소자 내부 인자에 의해 형성된다. 암점의 형성은 외부에서의 수분 및 산소 유입에 의하여 가속되며, 암점 형성시 단락 형성에 의하여 누설 전류의 증가와 휘도의 급격한 감소가 수반된다. 암점의 형성은 대면적을 적용하는 OLED TV등에서 제품 자체 불량으로 이어지므로 철저한 관리가 요구된다.

한편, OLED의 특성으로 인하여 모든 증착공정이 진공환경에서 진행되므로 증착공정의 품질 및 공정평가가 필요할 경우 대기상태(공기중)에서 수동 샘플링 검사후에 폐기하므로 증착공정에 대한 실시간 품질관리를 수행하기 어렵다는 문제가 있다. 소형 AMOLED 패널의 양산수율은 매우 높은데 반해, 중형에서 대형으로 기판 크기가 커질수록 수율은 현저하게 감소되는 경향이 있다. 이에 따라, OLED 패널의 단가가 상승하게 되며 향후 본격적인 대형 OLED TV 양산에 있어서 패널공정의 수율 확보에 중요한 변수가 될 전망이다.

OLED는 산소와 수분에 민감하므로 OLED를 공기중에서 검사하는 경우에 소자의 성능이 저하되고 수명이 단축되며, 종래 기술에 의할 경우 대기상태에서의 샘플링 검사에 따른 패널공정의 수율이 현저하게 떨어뜨린다는 문제가 있다.

OLED를 제조하는 장비는 타 디스플레이 장비들과 달리 다수의 챔버가 모여서 하나의 시스템을 이루어 대부분의 공정을 수행하게 되고, 이 때문에 장비의 구성이 복잡하게 된다. 이러한 복잡한 시스템 특성 때문에 종래 기술에 의한 OLED 제조장비는 패널 검사를 위하여 별도의 장비를 설치하고 있는 실정이다.

OLED는 산소와 수분에 민감하므로 OLED를 공기중에서 검사하는 경우에 소자의 성능 저하, 수명 단축, 패널공정의 수율이 현저하게 떨어지는 문제 등을 해결할 필요가 있다.

OLED 제조장비의 복잡한 시스템 특성 때문에 패널 검사 유닛을 OLED 제조장비에 결합하기 어려운 문제가 있는 바, 이를 해결할 필요가 있다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 기판검사장치는, 내부에 진공이 형성될 수 있는 진공챔버; 및 상기 진공챔버 내부에 반입된 기판의 검사를 수행할 수 있도록 상기 진공챔버에 설치되는 검사유닛;을 포함한다.

또한, 상기 검사유닛은 기판을 촬영하는 제1카메라를 포함하는 제1검사유닛; 기판을 촬영하는 제2카메라를 포함하고 상기 제1검사유닛보다 고배율로 촬영이 가능한 제2검사유닛; 및 상기 제1검사유닛으로 하여금 기판을 촬영하도록 제어하며, 상기 제1검사유닛에 의하여 확보된 기판 이미지를 바탕으로 결함의 좌표를 산출하고, 상기 제2검사유닛으로 하여금 상기 제1검사유닛보다 고배율로 상기 결함의 좌표를 촬영하도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1검사유닛은 상기 제1카메라와 기판 사이의 광경로상에 위치하며 입사된 광을 기판쪽으로 전달하고 상기 기판에서 반사된 광을 상기 제1카메라로 전달하는 제1빔스플리터를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1카메라가 상기 진공챔버 내부에 위치하는 기판을 상기 진공챔버 외부에서 촬영할 수 있도록 상기 진공챔버에는 투명한 뷰포트가 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1검사유닛은 상기 제1카메라를 기판의 표면에 대하여 평행 방향으로 이동시키는 이동모듈을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2검사유닛은 촬영이 필요한 지점까지의 초점거리를 측정할 수 있도록 포커싱 빔을 기판에 조사하는 포커싱 유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2검사유닛은 상기 제2카메라와 기판 사이의 광경로상에 위치하는 제1반사부재; 입사된 광을 상기 제1반사부재로 전달하고, 상기 제1반사부재로부터 반사된 광을 상기 제2카메라로 전달하는 제2빔스플리터; 및 입사된 포커싱 빔을 제1반사부재로 전달하고, 상기 제1반사부재로부터 반사된 포커싱 빔을 상기 제2카메라로 전달하는 제3빔스플리터;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2검사유닛은 상기 제1반사부재로부터 전달된 광을 기판으로 전달하며 기판으로부터 반사된 광을 상기 제1반사부재로 전달하는 제2반사부재를 더 포함하고, 상기 제2반사부재는 기판에 대하여 평행하게 이동가능할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2반사부재는 상기 진공챔버 외부에 위치할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2반사부재는 상기 진공챔버 내부에 위치할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 OLED 제조장치는, 제1챔버; 상기 제1챔버로부터 반출되는 기판이 반입되도록 상기 제1챔버와 연결되고, 내부에 진공이 형성될 수 있는 제1버퍼챔버; 상기 제1버퍼챔버로부터 반출되는 기판이 반입되도록 상기 제1버퍼챔버와 연결된 제2챔버; 및 상기 제1버퍼챔버 내부에 반입된 기판의 검사를 수행할 수 있도록 상기 제1버퍼챔버에 설치되는 검사유닛;을 포함한다.

또한, 상기 제1챔버에서 상기 제1버퍼챔버 내부로 반입되는 기판을 지지할 수 있도록 상기 제1버퍼챔버 내부에 설치되는 서포트핀과, 상기 서포트핀이 관통하여 삽입될 수 있도록 관통홀이 형성되며 상면에 기판이 적재될 수 있는 적재부를 더 포함하며, 상기 서포트핀과 상기 적재부 중에서 적어도 어느 하나는 승강가능하도록 설치될 수 있다.

또한, 상기 제1버퍼챔버 내부에 반입된 기판을 정렬하는 얼라인유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1버퍼챔버 내부로 반입된 기판을 상기 제1버퍼챔버 내부에서 이송함으로써 상기 검사유닛이 기판의 소정 영역을 촬영할 수 있도록 하는 기판이송모듈과, 상기 검사유닛을 상기 제1버퍼챔버 내부에서 이송함으로써 상기 검사유닛이 상기 기판의 소정 영역을 촬영할 수 있도록 하는 검사유닛이송모듈 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 검사유닛이 제1기판을 검사하는 동안 상기 제1기판과 다른 제2기판이 상기 검사유닛에 의한 검사 없이 상기 제2챔버로 반출될 수 있도록 상기 제2기판을 이송하는 바이패스모듈을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 버퍼챔버를 이용함에 따라 OLED 완제품이 아닌, OLED 제조 과정에서 불량여부 간편하게 실시간으로 검사할 수 있으며 패널공정의 수율이 향상되는 효과가 있다.

또한, 불량여부에 대한 검사 뿐만 아니라 수리챔버를 통하여 간편하게 불량품을 수리할 수 있게 되므로 패널공정의 수율이 향상되는 효과가 있다.

또한, 수리챔버로서 기존의 다른 증착챔버 또는 식각챔버를 이용할 수 있어서 장치의 효율성이 증대되는 효과가 있다.

또한, 적재부와 얼라인유닛 등을 이용하여 버퍼챔버 내부에서 기판을 적재하고 정렬한 상태로 기판을 정밀하게 검사할 수 있는 효과가 있다.

또한, 바이패스모듈을 이용하여 샘플링검사를 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 1차적으로 제1검사유닛을 이용하여 검사를 수행한 후에 제2검사유닛을 이용하여 고배율로 불량이 의심되는 부분을 집중적으로 검사할 수 있기 때문에 검사시간이 단축되고 검사효율이 향상되는 효과가 있다.

또한, 버퍼챔버 내부에서 진공분위기에서 기판검사를 수행함에 따라 기판 품질의 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 검사유닛을 포함하는 OLED 제조장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 검사유닛을 포함하는 OLED 제조장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 검사유닛을 포함하는 OLED 제조장치의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 검사유닛을 포함하는 OLED 제조장치에 있어서 제3버퍼챔버(A-A')의 개략적인 부분 단면도이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 B와 C 각각에 대한 부분확대단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판검사장치를 포함하는 OLED 제조장치에 있어서 제3버퍼챔버(A-A')의 개략적인 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치에 적용될 수 있는 라인 스캔유닛의 종류별 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치의 라인 스캔유닛을 Y축 방향으로 바라본 개략적인 확대단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치의 라인 스캔유닛을 X축 방향으로 바라본 개략적인 확대단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치에 적용될 수 있는 에어리어 스캔유닛의 종류별 개략적인 단면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치의 에어리어 스캔유닛을 Y축 방향으로 바라본 개략적인 단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치의 에어리어 스캔유닛을 X축 방향으로 바라본 개략적인 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예는 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.

이하에서 “제1(버퍼)챔버”, “제2(버퍼)챔버”,...등의 “제1, 제2, ...”는 서로 다른 구성요소임을 의미하며 공정순서나 기판의 진행방향을 한정하는 의미로 사용된 것이 아니다. 또한, 발명의 상세한 설명에 기재된 -예를 들자면- “제1(버퍼)챔버”와 특허청구범위에서 기재된 “제1(버퍼)챔버”는 서로 다른 ‘(버퍼)챔버’를 의미할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 검사유닛을 포함하는 OLED 제조장치의 개략적인 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 검사유닛을 포함하는 OLED 제조장치는 로딩챔버유닛(100)을 포함할 수 있다. 로딩챔버(101)는 장치 내부로 기판이 반입될 수 있도록 하는 구성요소이다. 로딩챔버(101)는 제1버퍼챔버(102)와 연결된다. 제1버퍼챔버(102)는 로딩챔버(101)를 통하여 내부로 반입된 기판이 제1반송챔버(210)로 전달되는 통로의 역할을 하는 챔버이다. 로딩챔버(101)와 제1반송챔버(210)의 사이에 설치된 게이트밸브(미도시)가 열리면 제1반송챔버(210) 내부에 설치된 반송로봇(로봇암)(미도시)이 로딩챔버(101) 내부의 기판을 파지하여 제1반송챔버(210)로 이송할 수 있다.

제1반송챔버(210)의 둘레에는 전처리챔버(pretreatment chamber)(220), CFx처리챔버(CFx treatment chamber)(230), 정공주입층을 형성하는 HIL챔버(240), 쿨링챔버(250), 마스크챔버(260), 히팅챔버(270)가 각각 연결될 수 있다. 제1반송챔버(210) 내부에 설치된 반송로봇(로봇암)(미도시)(마찬가지로 제2반송챔버(610) 내부에도 반송로봇이 설치될 수 있다)이 각각의 챔버 내부로 기판을 반출입시킬 수 있다. 제1반송챔버(210) 둘레의 챔버와 제1반송챔버(210) 사이에는 게이트밸브(미도시)가 설치될 수 있다. 제1반송챔버(210) 둘레에 결합되는 복수개의 공정챔버 내부에서 수행되는 공정은 기판의 종류나 공정방법의 종류 등에 따라 달리 설정될 수 있다.

제1반송챔버(210)에는 제2버퍼챔버(300)가 연결될 수 있다. 즉, 제2버퍼챔버(300)의 일측에는 제1반송챔버(210)가 연결되며, 타측에는 제2반송챔버(410)가 연결될 수 있다. 제2반송챔버(410)의 둘레에는 정공수송층을 형성하는 HTL챔버(420), 붉은색 발광층을 형성하는 red챔버(430), 녹색 발광층을 형성하는 green챔버(440), 흰색 발광층을 형성하는 white챔버(450), 마스크챔버(460), 파란색 발광층을 형성하는 blue챔버(470)가 연결될 수 있다.

제2반송챔버(410)에는 제3버퍼챔버(진공챔버)(500)가 연결될 수 있다. 즉, 제3버퍼챔버(500)의 일측에는 제2반송챔버(410)가 연결되며, 타측에는 제3반송챔버(610)가 연결될 수 있다. 제3반송챔버(610)의 둘레에는 금속막을 형성하는 metal챔버(620), 전자주입층을 형성하는 EIL챔버(630), 전자수송층을 형성하는 ETL챔버(640), 추가적인 공정이 필요한 경우에 사용할 수 있는 여분의 예비챔버(650), 마스크챔버(660), repair챔버(670), 언로딩챔버(702)에 연결된 제4버퍼챔버(701)가 연결될 수 있다.

여기서, 제3버퍼챔버(진공챔버)(500)의 내부에는 제2반송챔버(410)로부터 제3반송챔버(500)로 운반되는 기판의 상태를 검사하는 기판검사장치(검사유닛)가 설치될 수 있다. 제3버퍼챔버(500)의 내부에 기판검사장치(검사유닛)가 설치됨에 따라 OLED가 완성되기 전에 중간 단계에서 기판의 불량 여부를 실시간으로 검사할 수 있고, 불량인 경우에는 양품으로 되도록 수리를 하여 다음 공정으로 이송할 수 있게 된다. 기판의 검사 결과에 따라 불량으로 판단되어 수리가 필요한 경우에는 repair챔버(수리챔버)(670)로 기판을 반입하여 기판을 수리할 수 있다. 즉, 수리가 필요한 경우에 제3반송챔버(610)에 연결된 어느 하나의 챔버(repair챔버(수리챔버)(670)) 내부로 기판을 반입하여 수리할 수도 있다. 또한, 수리가 필요한 경우에 제2반송챔버(410)에 연결된 어느 하나의 챔버 내부로 기판을 반입하여 수리할 수도 있으며, 경우에 따라, 제2반송챔버 또는 제3반송챔버 내부에서 수리가 이루어질 수도 있다.

다른 실시예로서, 제3버퍼챔버(500)에는 수리가 불가능하다고 판단되는 기판을 외부로 반출할 수 있도록 반출구가 형성될 수도 있다.

또한, 수리가 불가능하다고 판단되는 기판을 별도의 반출구가 아니라 언로딩챔버(702)까지 이송하여 언로딩챔버(702)에서 반출할 수도 있다. 언로딩유닛(700)은 제4버퍼챔버(701)와 언로딩챔버(702)를 포함한다.

기판의 검사 결과에 따라 불량으로 판단되는 유형으로는, 증착공정을 거친 기판의 표면이 일정하게 고르지 못하고 일부 돌출된 부분이 있는 경우, 불필요한 부분까지 부분적으로 증착이 이루어진 경우, 증착이 필요한 부분에 증착이 이루어지지 않은 경우 등을 들 수 있다. 이러한 불량으로 판단된 유형의 기판에 대해서 repair챔버(수리챔버)(670) 내부에서는 돌출된 부분이나 불필요한 부분에 증착된 부분에 대해서는 그 부분을 예를 들어 레이저 등을 포함하는 식각수단을 이용하여 깎아내는 작업을 진행할 수도 있고, 증착이 이루어지지 않은 부분에 대해서는 국소 증착공정을 수행할 수 있다. 이러한 수리 공정은 하나의 repair챔버에서 진행될 수도 있고, 복수개의 repair챔버에서 진행될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 검사유닛을 포함하는 OLED 제조장치의 개략적인 구성도이다. 설명의 편의를 위하여 유사한 구성요소에 대해서는 도 1과 같은 도면번호를 사용하였다.

도 2에서 보듯이, OLED 제조공정 과정에서 즉시 불량여부를 검사할 수 있도록 제3버퍼챔버(500)의 내부에는 제2반송챔버(410)로부터 제3반송챔버(610)로 운반되는 기판의 상태를 검사하는 검사유닛(기판검사장치)가 설치될 수 있다. 기판의 검사 결과에 따라 불량으로 판단되어 수리가 필요한 경우에는 제5버퍼챔버(801a)를 통하여 repair챔버(802a)로 기판이 반입되어 수리작업을 진행할 수 있다. 제3버퍼챔버(500)로부터 repair챔버(802a)로 기판을 운반할 수 있도록 제3버퍼챔버(500) 또는 제5버퍼챔버(801a) 내부에는 반송로봇(미도시), 컨베이버(미도시) 등이 설치될 수 있다.

제1실시예와의 차이점은 적어도 하나의 repair챔버(802a)가 제2반송챔버(410) 또는 제3반송챔버(610)에 연결되지 않고 제3버퍼챔버(500)에 직접 연결된다는 점이다. 물론, 복수개의 repair챔버를 포함할 수 있으며 또 다른 repair챔버는 제2반송챔버(410) 또는 제3반송챔버(610)에 연결된 복수개의 공정챔버 중의 적어도 어느 하나일 수 있다.

다른 실시예로서, 제5버퍼챔버(801a) 또는 repair챔버(802a)에는 수리가 불가능하다고 판단되는 기판을 외부로 반출하는 반출구가 형성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 검사유닛을 포함하는 OLED 제조장치의 개략적인 구성도이다. 설명의 편의를 위하여 유사한 구성요소에 대해서는 도 1과 같은 도면번호를 사용하였다.

도 3에서 보듯이, OLED 제조공정 과정에서 즉시 불량여부를 검사할 수 있도록 제3버퍼챔버(500)의 내부에는 제2반송챔버(410)로부터 제3반송챔버(500)로 운반되는 기판의 상태를 검사하는 검사유닛(기판검사장치)이 설치될 수 있다.

기판의 검사 결과에 따라 불량으로 판단되어 수리가 필요한 경우에는 제6버퍼챔버(이송챔버)(800b)를 통하여 제2버퍼챔버(300)로 기판을 되돌릴 수(이송할 수) 있다.

제1 및 제2 실시예와의 차이점은 별도의 repair챔버를 두지 않고 기존 챔버를 사용하여 수리, 즉 식각을 하거나 증착을 한다는 점이다.

다른 실시예로서, 제6버퍼챔버(이송챔버)(800b)는 제2버퍼챔버(300)가 아니라 제1버퍼챔버(102)로 연결될 수 있다.

다른 실시예로서, 제6버퍼챔버(800b)에는 수리가 불가능하다고 판단되는 기판을 외부로 반출하는 반출구가 형성될 수 있다.

제3버퍼챔버(500)로부터 제2버퍼챔버(300)로 기판을 운반할 수 있도록 제3버퍼챔버(500) 또는 제6버퍼챔버(800b) 내부에는 반송로봇(미도시), 컨베이버(미도시) 등이 설치될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 검사유닛을 포함하는 OLED 제조장치에 있어서 제3버퍼챔버(A-A')의 개략적인 부분 단면도이다.

도 5 및 도 6은 도 4의 B와 C 각각에 대한 부분확대단면도이다.

도 4 내지 도 6에서 보듯이, 본 발명의 실시예에 따른 검사유닛을 포함하는 OLED 제조장치의 제3버퍼챔버(500)(진공챔버)는 바닥면에 위치하는 테이블(501)을 포함할 수 있다. 테이블(501)의 상면에는 프레임(503)과의 사이에서 진동을 차단하는 isolator(502)가 설치될 수 있다. isolator(502)의 상면에는 검사챔버(504)를 지지하는 프레임(503)이 설치될 수 있다. 프레임(503)의 상면에는 검사챔버(504)가 설치될 수 있다.

제1승강유닛(505a~505d)은 상하로 승강이 가능하게 검사챔버(504)에 결합된다. 로봇암(반송로봇)에 의하여 검사챔버(504) 내부로 반입된 기판이 제1승강유닛(505a~505d) 상면에 적재되며, 척(512)이 제1승강유닛(505a~505d) 상면에 적재된 기판(S)을 파지하게 된다.

제1승강유닛(505a~505d)은 수평부(505a), 일측은 수평부(505a)의 각단부에 수직으로 설치되며 타측은 검사챔버(504)에 형성된 관통공에 삽입되어 검사챔버(504) 내측에 위치하는 수직부(505b), 상면에 기판을 적재할 수 있으며 검사챔버(504) 내측에 위치하는 복수개의 수직부(505b)를 각각 연결하는 적재부(505c), 수평부(505a)의 하면에 설치되어 수평부(505a)를 승강시킴으로써 기판을 승강시킬 수 있는 승강구동부(505d)를 포함한다. 서포트부(506)는 적재부(505c)에 형성된 복수개의 관통공에 삽입되는 서포트핀(506a), 복수개의 서포트핀(506a)이 설치되며 검사챔버(504) 내부에 고정되는 서포트판(506b)을 포함한다. 즉, 서포트핀(506a)은 검사챔버(504) 내부로 반입되는 기판을 지지할 수 있도록 검사챔버(504) 내부에 설치된다.

댐퍼(515)에 의하여 개방된 게이트밸브(516)을 관통하여 로봇암(미도시)에 의하여 제2반송챔버(410)으로부터 검사챔버(504) 내부로 기판(S)이 반입될 때에는 서포트핀(506a)의 상단부가 노출되도록 적재부(505c)가 아래로 하강한 상태이다. 로봇암이 기판(S)을 서포트핀(506a)의 상단에 내려 놓고 검사챔버(504) 외부로 반출되면 승강구동부(505d)가 수평부(505a)를 상방으로 밀어올리게 된다. 이에 따라 적재부(505c)도 상승하게 되며 기판(S)은 서포트핀(506a)으로부터 적재부(505c)로 옮겨지게 된다. 즉, 서포트핀(506a)이 하강함에 따라 서포트핀(506a)에 지지된 기판이 적재부(505c) 상면에 적재된다.

다른 실시예로서, 적재부가 고정 설치되고 서포트핀이 승강할 수 잇는 구성으로 형성될 수도 있다. 그러한 경우, 반입되는 기판은 서포트핀 상부에 놓이게 되고, 서포트핀이 하강하면 기판이 적재부로 옮겨지게 된다.

한편, 제1얼라인유닛(507a~507b)은 검사챔버(504) 하부에 위치하는 얼라인구동부(507a), 일측이 얼라인구동부(507a)에 연결되며 타측은 검사챔버(504) 내부에 위치하고 얼라인구동부(507a)에 의하여 기판의 측면을 밀어낼 수 있는 기판푸시유닛(507b)을 포함한다. 기판푸시유닛(507b)은 상단부가 수평방향으로 절곡되어 소정 거리 연장된 다음에(수평절곡부) 다시 상방으로 소정 거리 연장(상방절곡부)된 형태로 마련될 수 있다. 이에 따라, 기판푸시유닛(507b)이 얼라인구동부(507a)에 의하여 소정의 각도 만큼 회전하게 되면 상방절곡부가 기판의 측면을 푸시하게 되어 기판의 위치를 조정할 수 있게 된다. 4각형 기판이 사용되는 경우, 제1얼라인유닛(507)은 각면마다 2개씩, 총 8개로 마련될 수 있다. 기판(S)이 서포트핀(506a)의 상단에 적재되거나 또는 적재부(505c) 상면에 적재된 경우에 제1얼라인유닛(507)은 기판(S)이 바른 위치에 놓이도록 지면에 대하여 x-y 방향으로 조정하게 된다.

기판이송모듈은 검사챔버(504) 내부로 반입된 기판을 검사챔버(504) 내부에서 이송함으로써 검사유닛이 기판의 소정 영역을 촬영할 수 있도록 한다. 기판이송모듈은 척(512), 가이드레일유닛(511), 구동부(미도시)를 포함할 수 있다.

다른 실시예로서, 검사유닛을 검사챔버(504) 내부에서 이송함으로써 검사유닛이 기판의 소정 영역을 촬영할 수 있도록 하는 검사유닛이송모듈을 포함할 수도 있다. 또한, 기판이송모듈과 검사유닛이송모듈을 모두 포함하는 실시예도 가능하다.

척(512)에 의하여 적재부(505c) 상면에 적재된 기판(S)을 파지할 수 있다. 척(512)은 정전척, 점착척 또는 게코(gecko)척이 사용될 수 있으며, 그 밖의 다양한 종류의 척이 적용될 수 있다. 기판(S)을 파지한 척(512)은 가이드레일유닛(511)을 따라 수평방향으로 이송된다.

기판(S)이 척(512)과 가이드레일유닛(511)에 의하여 수평방향으로 이송되는 동안 라인 스캔유닛(509)과 에어리어 스캔유닛(510)의 상방을 지나게 된다. 다른 실시예로서, 라인 스캔유닛과 에어리어 스캔유닛은 챔버 상부에 설치될 수도 있다.

라인 스캔유닛(509)(제1검사유닛)은 일차적으로 기판(S)의 표면을 검사하는 유닛이다. 에어리어 스캔유닛(510)(제2검사유닛)은 라인 스캔유닛(509)에 의한 검사에서 불량으로 판단된 부분을 보다 정밀하게 검사하는 유닛이다. 아래에서 보다 상세하게 설명한다.

진공펌프(513)(또는 진공유닛)를 이용하여 검사챔버(504) 내부의 공기를 배기하여 진공상태로 만들 수 있다. 공조유닛(514)을 이용하여 검사챔버(504) 내부의 온도를 필요한 온도로 높이거나 낮출 수 있다.

라인 스캔유닛(509)과 에어리어 스캔유닛(510)의 상방을 통과한 기판(S)은 제2승강유닛(555)의 적재부(555c) 상방에서 파지력이 해제된다. 이에 따라 기판(S)은 척(512)과 분리되어 적재부(555c)에 적재된다. 이어서, 승강구동부(555d)에 의하여 적재부(555c)가 하강하게 된다. 로봇암이 기판을 파지할 수 있도록 서포트핀(556a)이 적재부(555c)의 관통공을 관통함에 따라 기판(S)은 서포트핀(556a)의 상단으로 옮겨지게 된다. 한편, 댐퍼(519)에 의하여 개방된 게이트밸브(518)를 통과하여 제3반송챔버(610)로부터 반입된 로봇암이 서포트핀(556a)의 상단에 적재된 기판(S)을 파지하여 검사챔버(504)로부터 제3반송챔버(610)로 이송하게 된다. 제2승강유닛(555a~555d)은 제1승강유닛(505a~505d)과 실질적으로 유사한 구성으로 마련될 수 있다. 제2얼라인유닛(557a~557b)은 제1얼라인유닛(507a~507b)과 실질적으로 유사한 구성으로 마련될 수 있다.

다른 실시예로서, 제2얼라인유닛은 생략될 수도 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 검사유닛을 포함하는 OLED 제조장치에 있어서 제3버퍼챔버(A-A')의 개략적인 부분 단면도이다. 도 4와 실질적으로 동일한 구성요소에 대해서는 설명의 편의상 같은 도면번호를 사용한다.

도 7에서 보듯이, 본 실시예는 검사챔버(504) 내부에 바이패스 모듈(561)을 더 포함한다. 바이패스 모듈(561)은 모든 기판에 대하여 검사를 수행하지 않고 일부 기판에 대해서 검사를 진행하는 샘플링 검사방식을 사용할 경우에 어느 하나의 기판에 대해 검사를 진행하는 도중에 다른 기판은 검사를 진행하지 않고 바이패스 모듈(561)을 이용하여 그대로 통과시키도록 한다.

즉, 어느 기판이 척(512)에 파지되어 가이드레일(511)을 따라 이송되면서 기판검사가 진행되는 동안 로봇암에 의하여 게이트밸브(516)를 통과하여 반입된 다른 기판이 바이패스 모듈(561)의 상면에 적재되어 컨베이어 방식으로 반대편 게이트밸브(518)로 이송될 수 있다. 바이패스 모듈(561)은 컨베이어 방식 뿐만 아니라 별도의 로봇암이 기판을 파지하여 이송하는 방식을 포함할 수도 있고, 별도의 척(점착척, 정전척, 게코척 등)에 부착되어 가이드레일을 따라 이송되는 방식을 포함할 수도 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치에 적용될 수 있는 라인 스캔유닛의 종류별 개략적인 단면도이다.

도 8의 (a)는 챔버 벽체에 형성된 관통홀에는 투명한 뷰포트가 설치되고, 챔버 외부에 렌즈가 위치한다. 광원에서 조사된 광(검사광)이 빔스플리터를 통과한 다음에 렌즈와 뷰포트를 지나서 기판에 도달하는 광경로를 형성하도록 설치될 수 있다.

도 8의 (b)는 챔버 내부에 렌즈가 설치되고, 챔버 벽체에 형성된 관통홀에 투명한 뷰포트가 설치되며 챔버 외부에 빔스플리터가 위치한다. 이에 따라, 광원에서 조사된 광(검사광)이 빔스플리터를 통과한 다음에 뷰포트를 먼저 통과한 다음에 렌즈를 지나서 기판에 도달하는 광경로를 형성하도록 설치될 수 있다.

도 8의 (c)는 챔버 벽체에 형성된 관통홀에 별도의 뷰포트가 없이, 렌즈가 설치되어 뷰포트의 역할을 하게 된다. 이에 따라, 광원에서 조사된 광(검사광)이 빔스플리터를 통과한 다음에 렌즈를 지나서 바로 기판에 도달하는 광경로를 형성하도록 설치될 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치의 라인 스캔유닛을 Y축 방향으로 바라본 개략적인 확대단면도이다.

도 9에서 보듯이, 본 실시예는 도 8의 (a)에 대응되는 구성을 적용한 실시예이다. 검사챔버(504)의 라인 스캔설치부(504a)는 챔버 내부를 향하여 돌출 형성된 벽체로서 상단부에는 뷰포트(504c)를 설치할 수 있도록 관통된 뷰포트설치부(504b)가 형성되어 있다. 라인 스캔설치부(504a) 내부에는 라인스캔 카메라(509a), 렌즈(509b), 빔스플리터(509c)가 설치될 수 있다. 이에 따라, 광원(미도시)에서 조사된 광이 빔스플리터(509c)를 통과하여 뷰포트(504c)를 통해 검사챔버(504) 내부로 입사되며 기판에서 반사된 광이 다시 뷰포트(504c), 빔스플리터(509c), 렌즈(509b)를 통과하여 라인스캔 카메라(509a)에 도달하게 된다. 즉, 빔스플리터(509c)는 라인스캔 카메라(509a)와 기판 사이의 광경로상에 위치하며, 입사된 광(검사광)을 기판쪽으로 전달하고, 기판에서 반사된 광을 라인스캔 카메라(509a)로 전달하게 된다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치의 라인 스캔유닛을 X축 방향으로 바라본 개략적인 확대단면도이다.

도 10에서 보듯이, 본 실시예는 도 9의 빔스플리터(509c), 렌즈(509b) 및 라인스캔 카메라(509a)가 일체로 Y축 정방향 또는 역방향으로 이동하면서 기판을 검사할 수 있도록 하는 이동모듈(미도시)을 더 포함한다. 즉, 기판에 대하여(기판의 진행방향은 X축 방향) 평행하게 Y축 정방향 또는 역방향으로 이동하면서 기판 전체 면적에 대하여 하자 유무를 검사하게 된다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치에 적용될 수 있는 에어리어 스캔유닛의 종류별 개략적인 단면도이다.

도 11의 (a)는 진공챔버 벽체에 형성된 관통홀에 뷰포트가 설치되고, 진공챔버 외부에 렌즈가 위치한다. 오토포커싱 빔이 빔 스플리터를 통하여 렌즈 및 뷰포트를 통과하여 기판에 도달함으로써 초점거리를 측정할 수 있게 된다. 그리고, 광원에서 조사된 광이 빔스플리터를 통과한 다음에 렌즈와 뷰포트를 지나서 기판에 도달하는 광경로를 형성하도록 설치될 수 있다. 렌즈는 포커싱을 위하여 상하로 이동할 수 있다.

도 11의 (b)는 진공챔버 내부에 렌즈가 설치되고, 진공챔버 벽체에 형성된 관통홀에 뷰포트가 설치되며 진공챔버 외부에 빔스플리터가 위치한다. 이에 따라, 광원에서 조사된 광이 빔스플리터를 통과하고, 다시 뷰포트를 통과한 다음에 렌즈를 지나서 기판에 도달하는 광경로를 형성하도록 설치될 수 있다. 렌즈는 포커싱을 위하여 상하로 이동할 수 있다.

도 11의 (c)는 진공챔버 내부에 렌즈가 설치되고, 렌즈는 상하 방향 뿐만 아니라, 좌우로도 이동할 수 있다. 렌즈가 좌우로 이동하더라도 광이 전달될 수 있도록 두 개의 미러(반사부재)(하나는 뷰포트를 통과한 광을 수평방향으로 반사하고, 다른 하나는 반사된 광을 렌즈로 입사시킴)가 진공챔버 내부에 설치될 수 있다.

도 11의 (d)는 진공챔버 외부에 렌즈가 설치되고, 렌즈는 상하 방향 뿐만 아니라, 좌우로도 이동할 수 있다. 렌즈가 좌우로 이동하더라도 광이 전달될 수 있도록 두 개의 미러(하나는 빔 스플리터를 통과한 광을 수평방향으로 반사하고, 다른 하나는 반사된 광을 렌즈로 입사시킴)가 진공챔버 외부에 설치될 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치의 에어리어 스캔유닛을 Y축 방향으로 바라본 개략적인 단면도이다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치의 에어리어 스캔유닛을 X축 방향으로 바라본 개략적인 단면도이다.

도 12 및 도 13에서 보듯이, 본 실시예는 도 11의 (d)에 대응되는 구성을 적용한 실시예이다. 본 실시예는 에어리어 스캔유닛(510)이 촬영에 필요한 지점까지의 초점거리를 측정할 수 있도록 포커싱 빔(오토포커싱 빔)(초점조절광)을 기판에 조사하도록 포커싱 유닛을 포함한다. 포커싱 유닛은 오토포커싱 광원(미도시), 제2빔스플리터(510d), 제2렌즈(510g)를 승강시키는 승강부(미도시)를 포함한다.

검사챔버(504)의 에어리어 스캔설치부(504d)는 챔버 내부를 향하여 돌출 형성된 벽체로서 상단부에는 뷰포트(504f)를 설치할 수 있도록 관통된 뷰포트설치부(504e)가 형성되어 있다. 에어리어 스캔설치부(504d) 내부에는 에어리어 스캔카메라(510a), 제1렌즈(510b), 제1빔스플리터(510c), 제2빔스플리터(510d), 제1미러(510e)(제1반사부재), 제2미러(510f)(제2반사부재), 제2렌즈(510g)가 설치될 수 있다. 이에 따라, 오토포커싱 광원(미도시)에서 조사된 오토 포커싱 빔(포커싱 광)(초점조절광)이 제2빔스플리터(510d), 제1미러(510e), 제2미러(510f), 제2렌즈(510g), 뷰포트(504f)를 차례로 통과하여 기판에 도달하게 된다. 그리고, 반사된 오토 포커싱 빔은 역순으로 광경로를 지나서 카메라에 도달하게 된다. 카메라에 수신된 오토 포커싱 빔을 분석하여 초점거리를 계산하게 된다. 계산된 초점거리를 바탕으로 제2렌즈(510g)를 승강시켜서 초점거리를 조절할 수 있다.

라인스캔유닛에서 획득되는 영상의 해상도는 에어리어 스캔유닛에 비하여 낮기 때문에 별도로 초점거리 조절의 필요성이 낮다. 물론, 라인스캔유닛에서도 초점거리를 조절하는 유닛을 추가설치할 수 있다. 초점거리를 조절하는 시간을 절약하기 위해서 기설정치에 의한 고정값(초점거리)을 바탕으로 촬영하더라도 큰 지장이 없을 수 있다. 그러나, 에어리어 스캔유닛(510)에서는 고해상도(고배율)로 촬영을 진행하므로 촬영시마다 초점거리를 조절할 필요가 있다. 스캔유닛의 설치 정밀도가 매우 높은 경우에는 초점거리를 측정하여 조절하는 유닛을 생략할 수도 있다.

초점거리가 조절되면 광원(미도시)에서 조사된 광(검사광)이 제1빔스플리터(510c), 제2빔스플리터(510d), 제1미러(제1반사부재)(510e), 제2미러(제2반사부재)(510f), 제2렌즈(510g), 뷰포트(504f)를 차례로 통과하여 기판에 도달하게 된다. 기판에서 반사된 광(검사광)은 다시 역순으로 진행하여 에어리어 스캔카메라(510a)에 도달하게 된다.

라인스캔유닛(509)에서 불량이라고 판단된 부분의 좌표가 제어부(미도시)를 통하여 전달되면 에어리어스캔유닛(510)은 그 좌표로 이동하여 보다 높은 해상도로 촬영하게 된다. 이때, 제2미러(510f)와 제2렌즈(510g)가 일체로 Y축의 정방향 또는 역방향으로 이동하여 촬영할 좌표로 접근할 수 있도록 평행이동시키는 평행이동부(미도시)를 포함한다. 물론, 에어리어스캔유닛(510) 전체가 이동가능한 실시예도 가능하다. 즉, 제어부(미도시)는 라인스캔유닛(509)으로 하여금 기판을 촬영하도록 제어하며, 라인스캔유닛(509)에서 확보된 영상을 바탕으로 불량지점의 좌표를 산출하고, 에어리어스캔유닛(510)으로 하여금 불량지점의 좌표를 촬영하도록 제어할 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (15)

1. 내부에 진공이 형성될 수 있는 진공챔버; 및
   상기 진공챔버의 내부에 반입된 기판을 촬영하는 제1카메라를 포함하는 제1검사유닛;
   상기 기판을 촬영하는 제2카메라를 포함하고 상기 제1검사유닛보다 고배율로 촬영이 가능한 제2검사유닛; 및
   상기 제1검사유닛으로 하여금 상기 기판을 촬영하도록 제어하며, 상기 제1검사유닛에 의하여 확보된 기판 이미지를 바탕으로 결함의 좌표를 산출하고, 상기 제2검사유닛으로 하여금 상기 제1검사유닛보다 고배율로 상기 결함의 좌표를 촬영하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 기판검사장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 제1검사유닛은
   상기 제1카메라와 상기 기판 사이의 광경로상에 위치하며 입사된 광을 상기 기판쪽으로 전달하고 상기 기판에서 반사된 광을 상기 제1카메라로 전달하는 제1빔스플리터를 더 포함하는 기판검사장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1카메라가 상기 진공챔버 내부에 위치하는 상기 기판을 상기 진공챔버 외부에서 촬영할 수 있도록 상기 진공챔버에는 투명한 뷰포트가 형성되는 기판검사장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1검사유닛은 상기 제1카메라를 상기 기판의 표면에 대하여 평행 방향으로 이동시키는 이동모듈을 더 포함하는 기판검사장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 제2검사유닛은
   촬영이 필요한 지점까지의 초점거리를 측정할 수 있도록 포커싱 빔을 상기 기판에 조사하는 포커싱 유닛을 더 포함하는 기판검사장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 제2검사유닛은
   상기 제2카메라와 상기 기판 사이의 광경로상에 위치하는 제1반사부재;
   입사된 광을 상기 제1반사부재로 전달하고, 상기 제1반사부재로부터 반사된 광을 상기 제2카메라로 전달하는 제2빔스플리터; 및
   입사된 포커싱 빔을 제1반사부재로 전달하고, 상기 제1반사부재로부터 반사된 포커싱 빔을 상기 제2카메라로 전달하는 제3빔스플리터;를 더 포함하는 기판검사장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2검사유닛은 상기 제1반사부재로부터 전달된 광을 상기 기판으로 전달하며 상기 기판으로부터 반사된 광을 상기 제1반사부재로 전달하는 제2반사부재를 더 포함하고, 상기 제2반사부재는 상기 기판에 대하여 평행하게 이동가능한 기판검사장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 및 제2반사부재는 상기 진공챔버 외부에 위치하는 기판검사장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2반사부재는 상기 진공챔버 내부에 위치하는 기판검사장치.
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