KR101471752B1 - 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치 - Google Patents

디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는 기판 상에 형성된 복수의 디스플레이 셀들에 대한 검사 공정을 수행하기 위한 검사 챔버와, 상기 검사 챔버 내부에 배치되며 상기 디스플레이 셀들이 아래를 향하도록 상기 기판을 지지하는 기판 스테이지와, 상기 검사 챔버 내에 배치되며 상기 디스플레이 셀들에 대한 검사를 위하여 상기 디스플레이 셀들과 접촉하도록 구성된 프로브 카드와, 상기 검사 챔버와 연결된 기판 이송 챔버와, 상기 기판 이송 챔버 내부에 배치되며 상기 검사 챔버로 상기 기판을 이송하기 위한 기판 이송 로봇를 포함한다.

Description

디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치{Apparatus for inspecting display cells}
본 발명의 실시예들은 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 유기발광소자(OLED: Organic Light Emitting Device) 셀들과 같이 모기판(이하, '기판'이라 한다) 상에 형성된 디스플레이 셀들을 전기적 및 광학적으로 검사하기 위한 장치에 관한 것이다.
평판 디스플레이 장치로서 사용되는 OLED 장치는 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수하며 또한 응답 속도가 빠르다는 장점을 갖고 있어 최근 휴대형 디스플레이 장치, 스마트 폰, 태블릿 PC 등에 널리 사용되고 있을 뿐만 아니라 대형화를 통한 차세대 디스플레이 장치로서 주목받고 있다. 특히, 상기 OLED 장치는 무기발광 디스플레이 장치에 비하여 휘도, 구동 전압, 응답 속도 등의 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점이 있다.
상기 OLED 장치의 제조 공정에서 기판 상에는 다양한 막 형성 공정과 식각 공정 등을 통하여 TFT(Thin Film Transistor) 층이 형성되고, 상기 TFT 층 상에는 하부 전극과 유기막층(예를 들면, 정공수송층, 발광층, 전자수송층) 및 상부 전극으로 이루어진 유기발광층이 형성될 수 있다. 이어서, 상기 TFT 층 및 유기발광층이 형성된 기판을 봉지기판을 이용하여 봉지함으로써 상기 OLED 장치가 완성될 수 있다.
특히, 상기 기판 상에는 복수의 OLED 셀들이 형성될 수 있으며, 상기 봉지 공정이 완료된 후 절단 공정을 통해 각각의 OLED 셀들을 개별화함으로써 OLED 장치를 완성할 수 있다.
한편, 상기 봉지 공정이 완료된 후 상기 기판 상에 형성된 OLED 셀들에 대한 검사 공정이 수행될 수 있다. 상기 검사 공정에서는 상기 OLED 셀들에 검사 신호를 인가하여 TFT 층의 기능 검사, 보정 회로 검사, 화질 검사, 분광 검사, 이미지 검사 등이 수행될 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 봉지 공정이 완료된 후 검사 공정이 수행되고 있으므로, 상기 검사 공정에서 불량품으로 판정되는 OLED 장치들에 의한 손실이 증가될 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 특허공개 제10-2006-0017586호에는 TFT 어레이 형성 공정 후 셀 공정을 수행하기 이전에 TFT 어레이 기능 검사를 미리 수행하는 방법이 개시되어 있으며, 특허공개 제10-2006-0046645호 및 제10-2011-0096382호 등에는 OLED 셀들의 각 박막층들을 형성하는 동안 또는 형성한 후 상기 박막층들의 두께를 측정하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 상기와 같이 TFT 어레이에 대한 기능 검사 및/또는 유기발광층을 형성하는 박막층들에 대한 두께 측정을 미리 수행하는 경우에도, 봉지 공정이 수행된 후 최종적인 검사 공정들이 추가적으로 수행되어야 하므로 상기 OLED 장치의 생산성이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.
본 출원인에 의해 출원된 대한민국특허출원 제10-2012-0120865호에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 봉지 공정 이전에 기판 상에 형성된 복수의 OLED 셀들과 같은 디스플레이 셀들에 대한 검사 공정을 수행할 수 있는 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치가 개시되어 있으며, 상기 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치에 대하여 지속적인 연구 개발이 수행되고 있다.
본 발명의 실시예들은 보다 개선된 디스플레이 셀의 검사 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치는, 기판 상에 형성된 복수의 디스플레이 셀들에 대한 검사 공정을 수행하기 위한 검사 챔버와, 상기 검사 챔버 내부에 배치되며 상기 디스플레이 셀들이 아래를 향하도록 상기 기판을 지지하는 기판 스테이지와, 상기 검사 챔버 내에 배치되며 상기 디스플레이 셀들에 대한 검사를 위하여 상기 디스플레이 셀들과 접촉하도록 구성된 프로브 카드와, 상기 검사 챔버와 연결된 기판 이송 챔버와, 상기 기판 이송 챔버 내부에 배치되며 상기 검사 챔버로 상기 기판을 이송하기 위한 기판 이송 로봇을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판 이송 챔버는 상기 디스플레이 셀들의 제조를 위한 인라인 공정 설비와 연결될 수 있으며, 상기 기판 이송 로봇은 상기 인라인 공정 설비와 상기 검사 챔버 사이에서 상기 기판을 이송할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판 이송 챔버 내에는 상기 인라인 공정 설비와 상기 기판 이송 로봇 사이에서 상기 기판을 전달하며 상기 기판을 전달하는 동안 상기 기판을 정렬하기 위한 기판 정렬 유닛이 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판 이송 챔버의 일측에는 상기 기판을 임시 보관하기 위한 버퍼 챔버가 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 버퍼 챔버 내에는 상기 기판을 수납하기 위한 카세트와 상기 카세트에 수납된 기판을 정렬하기 위한 제2 기판 정렬 유닛이 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 검사 챔버의 일측에 연결되며 복수의 프로브 카드들을 복층 형태로 수납하기 위한 카드 카세트를 구비하고 상기 검사 챔버와의 연통을 위한 도어를 구비하는 카드 수납 챔버와, 상기 도어를 통하여 상기 프로브 카드들 중 하나를 선택하여 이송하기 위한 카드 이송부가 더 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 검사 챔버와 상기 카드 수납 챔버 및 상기 기판 이송 챔버의 내부는 각각 불활성 가스 분위기로 유지될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 검사 챔버의 내부 압력이 상기 카드 수납 챔버의 내부 압력보다 높게 유지될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 검사 챔버 내부에는 상기 기판 스테이지 아래에 배치되며 상기 카드 이송부에 의해 이송된 프로브 카드를 지지하는 카드 스테이지가 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 프로브 카드의 일측에 배치되며 상기 디스플레이 셀들의 광학적 특성을 검사하기 위한 광학적 검사부와, 상기 프로브 카드와 전기적으로 연결되며 상기 디스플레이 셀들의 전기적 특성을 검사하기 위한 전기적 검사부가 더 구비될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 디스플레이 셀들을 제조하기 위한 인라인 공정 설비로부터 검사 챔버로 기판을 전달하기 위하여 기판 이송 모듈이 사용될 수 있으며, 상기 기판 이송 모듈의 기판 이송 챔버 내에는 상기 기판을 정렬하기 위한 제1 기판 정렬 유닛과 상기 제1 기판 정렬 유닛으로부터 상기 기판을 검사 챔버로 전달하기 위한 기판 이송 로봇이 구비될 수 있다. 또한, 상기 기판 이송 챔버에는 상기 기판을 임시 수납하기 위한 버퍼 챔버가 연결될 수 있으며, 상기 버퍼 챔버 내에는 상기 기판을 정렬하기 위한 제2 기판 정렬 유닛이 구비될 수 있다. 따라서, 상기 기판의 정렬 상태가 개선될 수 있으며 이에 따라 상기 기판의 검사 공정에 대한 신뢰도가 향상될 수 있다.
또한, 프로브 카드들을 수납하기 위한 카드 수납 챔버와 상기 검사 챔버 및 상기 기판 이송 챔버 내부를 불활성 가스 분위기로 유지함으로써 상기 기판의 검사 도중에 발생할 수 있는 오염을 미연에 방지할 수 있으며, 프로브 카드의 제공 또는 교체를 위하여 도어를 개방하는 경우에도 상기 검사 챔버의 오염이 충분히 감소될 수 있다.
특히, 상기 카드 수납 챔버의 내부 압력을 상기 검사 챔버의 내부 압력보다 낮게 유지함으로써 상기 상부 도어의 개방시 상기 검사 챔버로부터 상기 카드 수납 챔버로 향하는 기류를 형성할 수 있으며, 이에 의해 상기 검사 챔버 내부의 오염이 충분히 방지될 수 있다.
도 1은 기판 상에 형성된 OLED 셀들을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치가 연결되는 인라인 공정 설비를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 기판 이송 모듈을 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 제1 기판 정렬 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 버퍼 챔버를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 7은 도 3에 도시된 프로브 카드를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 8운 도 3에 도시된 프로브 카드를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 9는 도 3에 도시된 프로브 카드를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 10은 도 3에 도시된 카드 이송부를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 11은 도 3에 도시된 카드 이송부를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 12 및 도 13은 도 3에 도시된 카드 스테이지와 클램핑 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 14 및 도 15는 도 3에 도시된 카드 스테이지와 클램핑 유닛을 설명하기 위한 개략적인 측면도들이다.
이하, 본 발명은 본 발명의 실시예들을 보여주는 첨부 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 기판 상에 형성된 OLED 셀들을 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치가 연결되는 인라인 공정 설비를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다. 도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 셀들의 검사 장치(100)는 OLED 셀들(20)과 같은 디스플레이 셀들을 전기적 및 광학적으로 검사하기 위하여 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 OLED 셀들(20)의 검사 장치(100)는 OLED 장치의 제조 공정에서 기판(10) 상에 복수의 OLED 셀들(20)을 형성하는 셀 공정과 봉지기판(미도시)을 이용하여 상기 OLED 셀들(20)을 봉지하기 위한 봉지 공정 사이에서 상기 OLED 셀들(20)의 전기적 및 광학적 특성을 검사하기 위하여 사용될 수 있다.
특히, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치(100)는 상기 디스플레이 셀들(20)의 제조를 위한 인라인 공정 설비와 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 검사 장치(100)는 상기 셀 공정을 위한 셀 공정 설비(30)와 상기 봉지 공정을 위한 봉지 공정 설비(40) 사이에 연결될 수 있다. 일 예로서, 상기 셀 공정 설비(30)와 봉지 공정 설비(40)는 클러스터 형태를 가질 수 있으며, 상기 셀 공정 설비(30)와 봉지 공정 설비(40) 사이에는 상기 기판(10)을 전달하기 위한 인라인용 기판 이송 장치(50)가 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 검사 장치(100)는 상기 셀 공정 설비(30)와 봉지 공정 설비(40) 사이의 인라인용 기판 이송 장치(50)와 연결될 수 있으며, 상기 셀 공정 설비(30)에서 상기 기판(10) 상에 형성된 OLED 셀들(20)에 대한 전기적 및 광학적 검사 공정을 수행하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 기판(10)은 상기 셀 공정 설비(30)로부터 상기 인라인용 기판 이송 장치(50)를 통하여 상기 검사 장치(100)로 전달될 수 있으며, 상기 검사 장치(100)에서 전기적 및 광학적 검사 공정이 수행된 후 상기 인라인용 기판 이송 장치(50)를 통하여 상기 봉지 공정 설비(40)로 전달될 수 있다.
상기와 같이 상기 기판(10)에 대한 전기적 및 광학적 검사 공정이 상기 셀 공정 이후 그리고 상기 봉지 공정이 수행되기 이전에 수행될 수 있으므로 상기 OLED 셀들(20)의 불량률을 크게 감소시킬 수 있으며, 또한 불량으로 판정된 OLED 셀들(20)에 대한 후속 공정들을 생략할 수 있으므로 상기 OLED 셀들(20)의 제조 비용이 크게 절감될 수 있다.
한편, 상기 셀 공정은 기판(10) 상에 복수의 OLED 셀들(20)을 형성하는 공정으로, 상기 기판(10) 상에 TFT 어레이 층을 형성하고 상기 TFT 어레이 층 상에 유기발광층을 형성하는 단계들을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 유기발광층은 하부 전극과, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 상부 전극 등을 포함할 수 있다. 한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 셀 공정에서 상기 기판(10) 상에 형성되는 OLED 셀들(20)은 각각 상기 TFT 어레이 층과 전기적으로 연결되는 복수의 검사 패드들(22)을 구비할 수 있다.
상기 봉지 공정은 상기 OLED 셀들(20)이 형성된 기판(10)과 봉지기판을 합착함으로써 상기 OLED 셀들(20)을 봉지하는 공정으로 상기 셀 공정 이후에 수행될 수 있다.
상기 검사 장치(100)는 상기 OLED 셀들(20)에 대한 전기적 및 광학적 검사 공정을 수행하기 위한 공간을 제공하는 검사 챔버(102)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 기판(10)은 상기 셀 공정 설비(30)로부터 상기 검사 챔버(102)로 이송될 수 있으며, 검사 공정이 수행된 후 상기 검사 챔버(102)로부터 상기 봉지 공정 설비(40)로 이송될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 검사 장치(100)는 상기 검사 챔버(102)와 상기 인라인 공정 설비 사이에서 상기 기판(100)을 전달하기 위한 기판 이송 모듈(200)을 포함할 수 있다. 상기 기판 이송 모듈(200)은 상기 검사 챔버(102)와 연결된 기판 이송 챔버(202)와 상기 기판 이송 챔버(202) 내에 배치되어 상기 검사 챔버(102)와 상기 인라인 공정 설비 사이에서 상기 기판(100)을 이송하기 위한 기판 이송 로봇(204)을 포함할 수 있다.
일 예로서, 상기 기판 이송 챔버(202)는 상기 검사 챔버(102)와 상기 인라인용 기판 이송 장치(50) 사이에 연결될 수 있으며, 상기 기판 이송 로봇(204)은 상기 인라인용 기판 이송 장치(50)에 구비된 인라인용 기판 이송 로봇(52)으로부터 상기 기판(10)을 전달받을 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 기판 이송 모듈을 설명하기 위한 개략적인 측면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 제1 기판 정렬 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 상기 기판(10)은 상기 인라인용 기판 이송 로봇(52)에 의해 상기 기판 이송 챔버(202) 내부로 이송될 수 있으며, 상기 기판 이송 챔버(202) 내부에는 상기 인라인용 기판 이송 로봇(52)에 의해 이송된 기판(10)을 정렬한 후 상기 기판 이송 로봇(204)으로 전달하는 제1 기판 정렬 유닛(210)이 구비될 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 기판 정렬 유닛(210)은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 기판(10)을 지지하기 위한 복수의 서포트 부재들(212)을 구비할 수 있으며, 또한 상기 서포트 부재들(212) 상에 지지된 상기 기판(10)을 정렬하기 위한 복수의 정렬 부재들(214)을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 서포트 부재들(212)과 정렬 부재들(214)은 베이스 패널(216)의 하부면 상에 구비될 수 있으며, 상기 서포트 부재들(212)은 상기 기판(10)의 가장자리 부위들을 지지할 수 있다. 특히, 상기 서포트 부재들(212) 및 정렬 부재들(214)은 중심 부위에 대하여 가까워지거나 멀어지도록 수평 구동부들(218) 및 정렬 구동부들(220)에 의해 이동 가능하게 구성될 수 있으며, 상기 베이스 패널(216)은 수직 구동부(222)에 의해 수직 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
일 예로서, 상기 수평 구동부들(218)과 정렬 구동부들(220)은 공압 실린더를 이용하여 구성될 수 있으며, 상기 수직 구동부(222)는 도시된 바와 같이 리니어 모션 가이드와 모터 및 볼 스크루 등을 이용하여 구성될 수 있다. 그러나, 상기 수평 구동부들(218)과 정렬 구동부들(220) 및 수직 구동부(222)의 구성은 다양하게 변경 가능하므로 이들의 세부 구성에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
상기 제1 기판 정렬 유닛(210)의 동작에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 기판(10)이 상기 인라인용 기판 이송 로봇(52)에 의해 상기 기판 이송 챔버(202) 내부로 이송된 후 상기 수직 구동부(222)는 상기 서포트 부재들(212)이 상기 기판(10)보다 낮게 위치되도록 상기 서포트 부재들(212)을 하강시킬 수 있다. 이어서, 상기 수평 구동부들(218)은 상기 서포트 부재들(212)이 상기 기판(10)의 가장자리 아래에 위치되도록 상기 서포트 부재들(212)을 수평 방향으로 이동시킬 수 있으며, 계속해서 상기 수직 구동부(222)는 상기 기판(10)이 상기 서포트 부재들(212)에 의해 지지되도록 상기 서포트 부재들(212)을 상승시킬 수 있다.
상기와 같이 기판(10)의 전달이 완료된 후 상기 인라인용 기판 이송 로봇(52)의 로봇암은 상기 인라인용 기판 이송 장치(50)로 후퇴될 수 있으며, 상기 기판(10)이 상기 서포트 부재들(212) 상에 지지된 상태에서 상기 기판(10)의 정렬이 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 정렬 구동부들(214)이 상기 기판(10)의 측면 부위들을 상기 기판(10)의 중심 부위를 향하여 밀어줌으로써 상기 기판(10)이 기 설정된 위치에서 정렬될 수 있다.
상기와 같이 기판(10)의 정렬이 수행된 후, 상기 수직 구동부(222)는 상기 기판(10)을 상기 기판 이송 로봇(204)의 로봇암 상으로 전달하기 위하여 상기 기판(10)을 하강시킬 수 있다. 계속해서, 상기 기판(10)이 상기 기판 이송 로봇(204)의 로봇암에 의해 지지된 후 상기 기판(10)이 상기 서포트 부재들(212)에 의해 지지된 상태가 해제될 수 있으며, 이어서 상기 제1 기판 정렬 유닛(210)이 초기 위치로 복귀될 수 있다. 구체적으로, 상기 기판(10)이 상기 서포트 부재들(212)에 의해 지지된 상태를 해제하는 방법은 상기 서포트 부재들(212)이 상기 기판(10)을 지지하는 단계들을 역으로 수행함으로써 이루어질 수 있으며, 이어서 상기 서포트 부재들(212)은 상기 수직 구동부(222)에 의해 상승될 수 있다.
그러나 상기한 바와 다르게, 상기 기판(10)의 정렬 동작이 먼저 수행된 후 상기 서포트 부재들(212)에 의한 상기 기판(10)의 지지 동작이 수행될 수도 있다. 즉 상기 기판(10)이 상기 인라인용 기판 이송 로봇(52)의 로봇암 상에 지지된 상태에서 상기 정렬 부재들(214)에 의해 정렬되고, 이어서 상기 서포트 부재들(212)에 의해 지지될 수도 있다. 이 경우, 상기 서포트 부재들(212)과 정렬 부재들(214)의 수평 이동은 동시에 수행될 수도 있으며, 또한 상기 수평 구동부들(218)과 정렬 구동부들(220) 중 하나가 생략될 수도 있다.
상기와 같이 상기 인라인용 기판 이송 장치(50)로부터 상기 기판 이송 로봇(204)으로 상기 기판(10)의 전달이 수행된 후, 상기 기판 이송 로봇(204)은 상기 기판(10)을 상기 검사 챔버(102) 내부로 이송할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 기판 이송 모듈(200)은 상기 기판 이송 챔버(202)의 일측에 연결되며 상기 기판(10)을 임시 보관하기 위한 버퍼 챔버(230)를 더 포함할 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 버퍼 챔버를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 버퍼 챔버(230) 내에는 복수의 기판들(10)을 수납하기 위한 카세트(232)가 구비될 수 있으며, 상기 카세트(232)에는 상기 기판들(10)을 지지하기 위한 복수의 서포트 부재들(234)이 구비될 수 있다.
상기 버퍼 챔버(230) 내에는 상기 카세트(232)에 수납된 기판들(10)을 정렬하기 위한 제2 기판 정렬 유닛(240)이 구비될 수 있다. 일 예로서, 상기 제2 기판 정렬 유닛(240)은 상기 기판(10)의 양측 모서리 부위들을 밀어주는 푸셔들(242)과 상기 푸셔들(242)을 구동하기 위한 푸셔 구동부(244)를 포함할 수 있다. 상기 푸셔들(242)은 상기 기판(10)의 양측 모서리 부위들을 밀어줌으로써 상기 기판(10)이 기 설정된 위치에 정렬되도록 할 수 있으며, 또한 상기 카세트(232)의 서포트 부재들(234)에는 상기 기판(10)이 기 설정된 위치에서 정렬되도록 하는 스토퍼들(236)이 구비될 수 있다.
일 예로서, 도시된 바와 같이 상기 푸셔들(242)은 각각 회전축(246)에 의해 회전 가능하도록 구성될 수 있으며, 상기 푸셔 구동부들(244)은 공압 실린더를 이용하여 상기 푸셔들(242)을 소정 각도 범위에서 회전시키도록 구성될 수 있다. 그러나, 상기 푸셔들(242)과 푸셔 구동부들(244)의 세부 구성은 다양하게 변경 가능하며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
다시, 도 3을 참조하면, 상기 검사 챔버(102)의 내부는 상기 기판(10)이 외부의 공기와 접촉되는 것을 방지하기 위하여 불활성 가스, 예를 들면, 질소 가스 분위기로 조성될 수 있다. 상기 검사 장치(100)는 상기 검사 챔버(102)의 내부 분위기를 조절하기 위한 제어부(104)와 상기 검사 챔버(102) 내부로 불활성 가스를 제공하기 위한 제1 가스 제공부(110)를 포함할 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 불활성 가스는 상기 검사 챔버(102)의 상부를 통해 공급될 수 있으며, 상기 검사 챔버(102)로 공급된 불활성 가스는 상기 검사 챔버(102)의 하부를 통하여 배출될 수 있다.
또한, 상기와 다르게 상기 검사 챔버(102)로 공급된 불활성 가스의 적어도 일부는 순환 배관(미도시)을 통하여 상기 검사 챔버(102)로 재공급될 수도 있다. 이를 위하여 도시되지는 않았으나, 상기 검사 챔버(102)의 상부에는 팬 필터 유닛(미도시)이 구비될 수 있다.
상기 검사 챔버(102)로 이송된 기판(10)은 상기 검사 챔버(10) 내에 배치된 기판 스테이지(106) 상에 로드될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판(10)은 상기 OLED 셀들(20)이 아래를 향하는 상태로 상기 검사 챔버(102)로 이송될 수 있다. 이때, 상기 기판 이송 로봇(204)은 상기 기판(10)의 가장자리 부위들을 지지한 상태에서 상기 기판(10)을 이송할 수 있다.
상세히 도시되지는 않았으나, 상기 기판 스테이지(106)는 상기 기판(10)의 이면을 흡착할 수 있도록 복수의 진공홀들(미도시)이 구비된 하부면을 가질 수 있으며, 상기 기판(10)은 상기 기판 스테이지(106)의 하부면 상에 진공압에 의해 흡착될 수 있다. 상기 기판 스테이지(106)의 하부면에 구비된 진공홀들은 진공 펌프 등을 포함하는 별도의 진공 시스템(미도시)과 연결될 수 있으며, 상기 기판(10)은 상기 진공압에 의해 상기 기판 스테이지(106)의 하부면 상에 안정적으로 파지될 수 있다. 상기와 다르게, 상기 기판 스테이지(106)의 진공홀들은 후술하는 진공 시스템(116)과 연결될 수도 있다.
또한, 상기 검사 챔버(102) 내에는 상기 기판 스테이지(106)를 이동시키기 위한 스테이지 구동부(108)가 배치될 수 있다. 일 예로서, 상기 스테이지 구동부(108)는 대략 직교 좌표 로봇 형태를 가질 수 있으며, 상기 기판 스테이지(106)는 상기 스테이지 구동부(108)에 의해 수평 및 수직 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 즉, 상기 기판 스테이지(106)는 상기 기판(10)의 로드 및 언로드 영역과 검사 영역 사이에서 수평 방향으로 이동할 수 있으며, 또한 상기 검사 영역에서 상기 OLED 셀들(20)의 검사를 위하여 수평 및 수직 방향으로 이동할 수 있다.
상기 기판 스테이지(106)의 아래에는 상기 기판(10) 상에 형성된 OLED 셀들(20)의 검사를 위한 프로브 카드(120)가 배치될 수 있다. 상기 프로브 카드(120)는 상기 OLED 셀들(20)과의 접촉을 위한 탐침들(122; 도 7 참조)을 구비할 수 있으며, 상기 기판 스테이지(106)는 상기 프로브 카드(120)의 탐침들(122)과 상기 OLED 셀들(20)이 접촉되도록 수직 방향으로 이동될 수 있다.
도 7은 도 3에 도시된 프로브 카드를 설명하기 위한 개략적인 평면도이며, 도 8운 도 3에 도시된 프로브 카드를 설명하기 위한 개략적인 정면도이고, 도 9는 도 3에 도시된 프로브 카드를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 상기 프로브 카드(120)는 상기 기판(10) 상에 형성된 OLED 셀들(20)의 검사 패드들(22)에 접촉되도록 구성된 다수의 탐침들(122)을 가질 수 있다. 이때, 상기 OLED 셀들(20)은 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 행과 복수의 열을 갖도록 배치될 수 있으며, 상기 프로브 카드(120)의 탐침들(122)은 상기 OLED 셀들(20)의 행 방향 또는 열 방향으로 일행 또는 일렬의 OLED 셀들(20)과 동시에 접촉될 수 있도록 일렬로 배치될 수 있다.
예를 들면, 도시된 바와 같이 상기 프로브 카드(120)는 대략 사각 플레이트 형태를 가질 수 있으며 상기 탐침들(122)은 상기 프로브 카드(120)의 일측 모서리를 따라 상기 프로브 카드(120)의 상부면 일측에 일렬로 배치될 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 상기 프로브 카드(120)의 하부면에는 상기 탐침들(122)과 전기적으로 연결된 복수의 접촉 패드들(미도시)이 구비될 수 있으며, 상기 접촉 패드들은 포고 핀들(미도시)을 통하여 상기 OLED 셀들(20)에 검사 신호를 인가하기 위한 전기적 검사부(130; 도 3 참조)와 연결될 수 있다. 그러나, 상기 프로브 카드(120)와 상기 전기적 검사부(130) 사이의 전기적인 연결 방법은 다양하게 변경될 수 있으므로, 상기 프로브 카드(120)와 상기 전기적 검사부(130) 사이의 전기적인 연결 방법에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
다시 도 3을 참조하면, 상기 검사 챔버(102)의 일측에는 복수의 프로브 카드들(120)을 수납하기 위한 카드 수납 챔버(140)가 구비될 수 있다. 상기 카드 수납 챔버(140) 내에는 상기 복수의 프로브 카드들(120)을 복층 형태로 수납하기 위한 카드 카세트(142)가 구비될 수 있으며, 상기 카드 카세트(142)는 카세트 구동부(144)에 의해 수직 방향으로 이동될 수 있다. 일 예로서, 상기 카세트 구동부(144)는 수직 방향으로 서로 평행하게 배치되는 가이드 레일들을 포함하는 단축 로봇 형태를 가질 수 있으며 모터와 볼 스크루 및 볼 너트 등을 이용하여 구성될 수 있다.
상세히 도시되지는 않았으나, 상기 카드 카세트(142)의 양쪽 내측면들에는 상기 프로브 카드들(120)을 지지하기 위한 서포트 부재들이 구비될 수 있으며, 상기 검사 챔버(102) 내에는 상기 프로브 카드들(120) 중 하나를 선택하여 인출하고, 또한 수납하기 위한 카드 이송부(150)가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 검사 챔버(102)의 일측에는 도시된 바와 같이 상기 카드 수납 챔버(140)가 삽입되는 리세스가 구비될 수 있으며, 상기 리세스의 내측면들에는 상기 검사 챔버(102)와 상기 카드 수납 챔버(140) 사이에서 진동 또는 외력에 의한 충격력이 전달되지 않도록 유연성을 갖는 차폐 부재(146)가 배치될 수 있다. 일 예로서, 상기 차폐 부재(146)는 실리콘 수지로 이루어질 수 있으며, 상기 검사 챔버(102)와 카드 수납 챔버(140) 사이에서 플레이트 형태로 구비될 수 있다.
또한, 상기 카드 수납 챔버(140)의 일측에는 상기 프로브 카드들(120)의 수납을 위한 외측 도어(148)가 구비될 수 있으며, 상기 카드 수납 챔버(140)의 상부에는 상기 프로브 카드들(120) 중 하나를 상기 검사 챔버(102)로 전달하거나 교체하기 위한 상부 도어(149)가 구비될 수 있다. 상기 상부 도어(149)는 상기 프로브 카드들(120) 중 하나를 상기 검사 챔버(102)로 전달하거나 상기 검사 챔버(102)로부터 프로브 카드(120)를 상기 카드 수납 챔버(140)에 수납하는 동안 개방될 수 있다.
일 예로서, 상기 상부 도어(149)는 상기 카드 카세트(142)의 상방 이동에 의해 개방될 수 있으며, 이어서 상기 카드 카세트(142)의 하방 이동에 의해 닫힐 수 있다. 상기 카드 카세트(142)가 상기 상부 도어(149)를 통해 상방으로 이동된 후 즉 상기 카드 카세트(142)가 상기 상부 도어(149)를 통하여 상기 카드 수납 챔버(140)로부터 상기 검사 챔버(102) 내측으로 돌출된 후 상기 프로브 카드(120)의 전달이 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상부 도어(149)의 일측 부위가 상기 카드 수납 챔버(140)의 상부에 힌지 결합될 수 있으며 상기 카드 카세트(142)의 수직 방향 이동에 의해 여닫이 형태로 개폐될 수 있다. 그러나, 상기와 다르게 상기 상부 도어(149)는 상기 카드 카세트(142)에 의해 수직 방향으로 이동될 수도 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 상기 상부 도어(149)와 상기 카드 수납 챔버(140) 사이에는 밀봉 부재(미도시)가 개재될 수 있으며, 상기 상부 도어(149)가 닫힌 상태를 유지하기 위한 별도의 록킹 장치가 추가적으로 구비될 수도 있다. 또한, 상기와 다르게 상기 상부 도어(149)를 개폐하기 위한 별도의 도어 구동부(미도시)가 구비될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 카드 수납 챔버(140) 내부는 상기 검사 챔버(102) 내부와 동일 또는 유사한 분위기로 조성될 수 있으며, 이에 따라 상기 프로브 카드(120)를 교체하기 위하여 상기 상부 도어(149)를 개방하는 경우에도 상기 검사 챔버(102) 내부의 분위기가 변화되지 않으므로 상기 프로브 카드(120) 교체에 따른 공정 분위기 조절에 소요되는 시간을 제거할 수 있다.
일 예로서, 상기 카드 수납 챔버(140) 내부는 불활성 가스 분위기, 예를 들면, 질소 가스 분위기로 조성될 수 있다. 상기 검사 장치(100)는 상기 카드 수납 챔버(140) 내부로 불활성 가스를 제공하기 위한 제2 가스 제공부(112)를 포함할 수 있으며, 상기 제2 가스 제공부(112)는 상기 제어부(104)에 의해 동작이 제어될 수 있다. 상기 제1 및 제2 가스 제공부들(110,112)은 상기 불활성 가스를 공급하기 위한 가스 소스(114)와 연결될 수 있으며, 상기 제어부(104)의 제어 신호에 따라 상기 불활성 가스를 상기 검사 챔버(102)와 상기 카드 수납 챔버(140)로 각각 제공할 수 있다. 상기 제1 및 제2 가스 제공부들(110,112) 각각은 밸브, 질량 유량계(MFC; Mass Flow Controller) 등을 이용하여 구성될 수 있다.
상기 불활성 가스는 상기 카드 수납 챔버(140)의 상부를 통해 상기 카드 수납 챔버(140)의 내부로 제공될 수 있으며, 상기 카드 수납 챔버(140)의 하부를 통해 배출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 프로브 카드들(120)을 상기 외측 도어(148)를 통하여 상기 카드 수납 챔버(140)에 수납하는 경우 상기 카드 수납 챔버(140) 내부에는 외부 공기가 유입될 수 있으며, 상기 제2 가스 제공부(112)는 상기 유입된 외부 공기를 배출하기 위하여 상기 카드 수납 챔버(140)로 불활성 가스를 공급할 수 있다.
특히, 상기 불활성 가스의 공급은 상기 카드 수납 챔버(140) 내부의 산소 농도 및 수분 농도에 따라 제어될 수 있다. 일 예로서, 상기 카드 수납 챔버(140) 내부의 산소 농도 및 수분 농도는 각각 약 1 내지 10 ppm 정도의 범위로 조절될 수 있다. 즉, 상기 카드 수납 챔버(140) 내부의 산소 농도 및 수분 농도가 상기 범위보다 높은 경우 상기 제2 가스 제공부(112)는 상기 카드 수납 챔버(140) 내부로 불활성 가스를 공급할 수 있으며, 상기 카드 수납 챔버(140)로 공급된 불활성 가스와 산소 및 수분 등을 포함하는 외부 공기는 상기 카드 수납 챔버(140)로부터 배출될 수 있다.
상기와 같은 불활성 가스에 의한 퍼지 단계는 상기 카드 수납 챔버(140) 내부의 산소 농도 및 수분 농도가 기 설정된 범위에 도달될 때까지 수행될 수 있다.
한편, 상기 검사 챔버(102) 내부의 산소 농도 및 수분 농도는 매우 엄격하게 관리될 수 있다. 예를 들면, 상기 검사 챔버(102) 내부의 산소 농도 및 수분 농도는 각각 약 0.05 ppm 내지 0.5 ppm 정도로 관리될 수 있다. 특히, 일 예로서, 상기 검사 챔버(102) 내부의 산소 농도 및 수분 농도는 각각 약 0.1 ppm 정도로 관리될 수 있다.
일 예로서, 상기 검사 챔버(102)와 상기 카드 수납 챔버(140) 내부에는 산소 농도 및 수분 농도를 측정하기 위한 산소 센서들 및 수분 센서들이 각각 구비될 수 있으며, 상기 제어부(104)는 상기 산소 및 수분 센서들에 의해 측정된 산소 및 수분 농도값들에 기초하여 상기 제1 및 제2 가스 제공부들(110,112)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 검사 챔버(102)와 카드 수납 챔버(140)는 진공 펌프, 압력 제어 밸브 등을 포함하는 진공 시스템(116)과 연결될 수 있으며, 상기 진공 시스템(116)을 통하여 상기 검사 챔버(102) 및 카드 수납 챔버(140) 내부의 가스들이 강제 배출될 수 있다. 상기 진공 시스템(116)의 동작은 상기 제어부(104)에 의해 제어될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 카드 수납 챔버(140) 내에 복수의 프로브 카드들(120)을 미리 준비하고, 검사 대상이 되는 OLED 셀들(20)의 종류가 변화되는 경우 상기 프로브 카드들(120) 중에서 검사 대상 OLED 셀들(20)에 대응하는 프로브 카드(120)를 선택하여 교환할 수 있으므로, 상기 프로브 카드(120)의 교환에 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있다.
한편, 상기 프로브 카드(120)의 제공 또는 교환을 위하여 상기 상부 도어(149)가 개방되는 경우 상기 검사 챔버(102)와 상기 카드 수납 챔버(140)가 서로 연통될 수 있다. 이때, 상기 카드 수납 챔버(140)로부터 상기 검사 챔버(102)로 향하는 기류가 형성되는 것을 방지하기 위하여 즉 상기 카드 수납 챔버(140) 내부의 오염물이 상기 검사 챔버(102)로 이동되는 것을 방지하기 위하여 상기 검사 챔버(102) 내부의 압력이 상기 카드 수납 챔버(140) 내부의 압력보다 높게 유지되는 것이 바람직하다.
상기 검사 챔버(102)와 카드 수납 챔버(140)는 상기 제1 및 제2 가스 제공부들(110,112) 및 상기 진공 시스템(116)에 의해 서로 다른 압력으로 유지될 수 있다. 특히, 상기 제어부(104)는 상기 제1 및 제2 가스 제공부들(110,112) 및 상기 진공 시스템(116)의 동작을 제어하여 상기 검사 챔버(102)의 내부 압력이 상기 카드 수납 챔버(140)의 내부 압력보다 높게 유지되도록 할 수 있다. 일 예로서, 상기 검사 챔버(102)의 내부 압력은 대략 10 mbar 정도로 유지될 수 있으며, 상기 카드 수납 챔버(140)의 내부 압력은 대략 5 내지 9 mbar 정도로 유지될 수 있다.
그러나, 상기 압력 범위는 일 예로서 제시된 것이므로 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다. 일 예로서, 상기 검사 챔버(102)와 상기 카드 수납 챔버(140)의 내부 압력은 대기압보다 높게 유지될 수도 있으며, 이 경우 상기 진공 시스템(116)이 사용되지 않을 수도 있다.
일 예로서, 상기 검사 챔버(102) 및 상기 카드 수납 챔버(140)의 내부 압력을 측정하기 위한 압력 센서들(미도시)이 구비될 수 있으며, 상기 제어부(104)는 상기 압력 센서들에 의해 측정된 압력값들에 따라 상기 제1 및 제2 가스 공급부들(110,112) 및/또는 상기 진공 시스템(116)의 동작을 제어할 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 가스 제공부들(110,112)은 각각 제1 및 제2 이오나이저들(180,182)을 경유하여 상기 불활성 가스를 상기 검사 챔버(102) 및 카드 수납 챔버(140)에 각각 공급할 수 있다. 상기 제1 및 제2 이오나이저들(180,182)은 상기 불활성 가스의 공급에 의해 상기 기판(10)과 프로브 카드들(120)이 대전되는 것을 방지하기 위하여 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 검사 장치(100)는 상기 기판 이송 챔버(202) 내부로 불활성 가스를 공급하기 위한 제3 가스 제공부(170)를 더 포함할 수 있다. 상기 제3 가스 제공부(170)는 상기 가스 소스(114)와 연결될 수 있으며, 밸브, 질량 유량계 등을 이용하여 구성될 수 있다. 상기 제3 가스 제공부(170)의 동작은 상기 제어부(104)에 의해 제어될 수 있다. 일 예로서 상기 제어부(104)는 상기 기판 이송 챔버(202) 내부의 압력이 상기 검사 챔버(102) 내부의 압력과 동일하도록 상기 제3 가스 제공부(170)의 동작을 제어할 수 있다.
상기 불활성 가스는 상기 기판 이송 챔버(202)의 상부를 통해 공급될 수 있으며, 상기 공급된 불활성 가스는 상기 기판 이송 챔버(202)의 하부를 통해 배출될 수 있다. 일 예로서, 상기 기판 이송 챔버(202)는 상기 진공 시스템(116)과 연결될 수 있으며, 상기 제어부(104)는 상기 기판 이송 챔버(202)의 내부 압력을 측정하기 위한 압력 센서(미도시)에 의해 측정된 압력값에 기초하여 상기 진공 시스템(116)의 압력 제어 밸브 등을 제어할 수 있으며, 이를 통해 상기 기판 이송 챔버(202) 내부의 압력을 제어할 수 있다. 또한, 상기 기판 이송 챔버(202)로 공급된 불활성 가스의 적어도 일부는 순환 배관(미도시)을 통하여 상기 기판 이송 챔버(202)로 재공급될 수도 있으며, 이를 위하여 상기 기판 이송 챔버(202)의 상부에는 팬 필터 유닛(미도시)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 기판 이송 챔버(202)에는 산소 농도 및 수분 농도를 측정하기 위한 산소 센서(미도시)와 수분 센서(미도시)가 구비될 수 있으며, 상기 제어부(104)는 상기 산소 센서와 수분 센서에 의해 측정된 상기 기판 이송 챔버(202) 내부의 산소 농도와 수분 농도에 기초하여 상기 제3 가스 공급부(170) 및 진공 시스템(116)의 동작을 제어할 수도 있다.
추가적으로, 상기 불활성 가스는 상기 제3 가스 제공부(170)로부터 제3 이오나이저(184)를 통하여 상기 기판 이송 챔버(202)로 공급될 수 있다. 이에 따라 상기 기판 이송 챔버(202)를 통하여 이송되는 기판(10)의 대전이 방지될 수 있다.
도 10은 도 3에 도시된 카드 이송부를 설명하기 위한 개략적인 측면도이고, 도 11은 도 3에 도시된 카드 이송부를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 카드 이송부(150)는 상기 스테이지 구동부(108) 아래에 배치될 수 있으며, 상기 프로브 카드(120)를 파지하기 위한 홀더(152)와 상기 홀더(152)를 수직 및 수평 방향으로 이동시키기 위한 홀더 수직 구동부(154)와 홀더 수평 구동부(156)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 홀더 수평 구동부(156)는 평행하게 연장하는 가이드 레일들을 포함하는 단축 로봇 형태를 가질 수 있으며, 모터와 볼 스크루 및 볼 너트 등을 이용하여 구성될 수 있다. 상기 홀더 수직 구동부(154)는 공압 실린더를 이용하여 구성될 수 있으며 상기 홀더 수평 구동부(156)에 결합되어 수평 방향으로 이동될 수 있다.
상기 홀더(152)는 상기 홀더 수직 구동부(154)에 결합될 수 있으며 대략 플레이트 형태를 가질 수 있다. 일 예로서, 상기 홀더(152)의 하부에는 상기 프로브 카드(120)를 파지하기 위한 후크들(158)이 구비될 수 있으며 또한 상기 후크들(158)을 구동하기 위한 후크 구동부(159)가 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 프로브 카드(120)의 상부에는 상기 후크들(158)과 대응하는 걸림턱들(128)이 구비될 수 있다. 그러나, 상기 프로브 카드(120)를 파지하는 방법은 다양하게 변경 가능하므로 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
상기 카드 이송부(152)는 상기 카드 카세트(142)로부터 프로브 카드(120)를 인출하고 상기 인출된 프로브 카드(120)를 카드 스테이지(160; 도 3 참조) 상에 전달하기 위하여 상기 홀더(152)를 수평 및 수직 방향으로 이동시킬 수 있다.
한편, 상기 카드 스테이지(160)는 상기 카드 이송부(150) 아래에 배치될 수 있으며, 상기 카드 스테이지(160) 상에는 상기 프로브 카드(120)를 고정시키기 위한 클램핑 유닛(162; 도 12 참조)이 배치될 수 있다.
도 12 및 도 13은 도 3에 도시된 카드 스테이지와 클램핑 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이고, 도 14 및 도 15는 도 3에 도시된 카드 스테이지와 클램핑 유닛을 설명하기 위한 개략적인 측면도들이다.
도 12 내지 도 15를 참조하면, 상기 클램핑 유닛(162)은 상기 카드 스테이지(160) 상에 배치될 수 있으며, 상기 프로브 카드(120)의 양쪽 측면들을 파지할 수 있다. 또한, 상기 클램핑 유닛(162)은 상기 탐침들(122)과 인접하는 상기 프로브 카드(120)의 일측면에 대향하는 타측면을 파지할 수 있다.
일 예로서, 상기 클램핑 유닛(162)은 상기 프로브 카드(120)를 고정시키기 위한 고정 핀(166)을 각각 갖는 클램프들(164)과 상기 클램프들(164)을 수평 방향으로 이동시키기 위한 클램프 구동부(168)를 포함할 수 있다.
한편, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 상기 프로브 카드(120)의 양쪽 측면들과 상기 타측면에는 상기 고정 핀들(166)이 삽입되는 슬롯들(124)이 구비될 수 있으며, 도시된 바와 같이 각각의 슬롯(124)은 대략 수직 방향으로 형성된 하부 슬롯(124A)과 소정의 경사도를 갖고 상방으로 연장하는 상부 슬롯(124B)으로 이루어질 수 있다.
특히, 상기 프로브 카드(120)가 상기 카드 이송부(150)에 의해 하강됨에 따라 상기 고정 핀들(166)은 상기 하부 슬롯들(124A)에 삽입될 수 있으며, 이어서, 상기 클램프 구동부(166)에 의해 상기 상부 슬롯들(124B)을 따라 대략 수평 방향으로 이동될 수 있다. 이때, 상기 프로브 카드(120)의 양쪽 측면들에 형성된 하부 슬롯들(124A)에 삽입된 고정 핀들(166)은 상기 프로브 카드(120)의 타측면을 향하여 이동될 수 있으며 이에 의해 상기 프로브 카드(120)가 하방으로 이동되면서 상기 고정 핀들(164) 사이에서 안정적으로 고정될 수 있다.
일 예로서, 상기 클램프 구동부(168)는 상기 고정 핀들(166)을 이동시키기 위한 공압 실린더들을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 클램프 구동부(168)의 세부 구성은 다양하게 변경될 수 있으므로, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 카드 스테이지(160) 상에는 상기 프로브 카드(120)의 위치를 결정하기 위한 위치 결정핀들(190)이 구비될 수 있으며, 상기 프로브 카드(120)에는 상기 위치 결정핀들(190)과 대응하는 위치 결정홈들(192)이 구비될 수 있다.
일 예로서, 상기 홀더 수직 구동부(154)는 상기 위치 결정핀들(190)이 상기 위치 결정홈들(192)이 일부 삽입되도록 상기 프로브 카드(120)를 하방으로 이동시킬 수 있으며, 이어서 상기 클램핑 유닛(162)에 의해 상기 프로브 카드(120)가 상기 카드 스테이지(160)의 상부면에 밀착될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 상기 카드 스테이지(160)의 상부면에는 상기 프로브 카드(120)의 접촉 패드들과 전기적으로 연결되는 포고핀들(미도시) 또는 전극 패드들(미도시)이 구비될 수 있다. 한편, 상기 포고핀들 또는 전극 패드들은 상기 전기적 검사부(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기와 같이 클램핑 유닛(162)에 의해 상기 프로브 카드(120)가 고정된 후, 상기 기판 스테이지(106)는 상기 OLED 셀들(20)과 상기 프로브 카드(120)의 탐침들(122)이 접촉되도록 하강될 수 있으며, 이어서, 상기 탐침들(122)을 통하여 상기 OLED 셀들(20)에 검사 신호가 인가될 수 있다.
상기 전기적 검사부(130)는 상기 검사 신호가 인가된 OLED 셀들(20)에 대한 전기적인 특성 검사를 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 검사 장치(100)는 상기 검사 신호가 인가된 OLED 셀들(20)에 대한 광학적인 검사를 수행할 수 있다. 이를 위하여 상기 검사 장치(100)는 상기 클램핑 유닛(162)에 고정된 프로브 카드(120)의 일측 하부에 배치되는 광학적 검사부(132)를 더 포함할 수 있다. 일 예로서, 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 광학적 검사부(132)는 상기 OLED 셀들(20)의 화질을 측정하기 위한 컬러 카메라와, 색 좌표를 측정하기 위한 분광기와, 상기 OLED 셀들(20)의 박막 두께, 예를 들면, 유기발광층 두께를 측정하기 위한 타원계(ellipsometer) 및 상기 OLED 셀들(20)의 외관 검사를 위한 비전 카메라 등을 포함할 수 있다.
상기 전기적인 검사는 상기 탐침들(122)과 접촉된 일렬의 OLED 셀들(20)에 대하여 순차적으로 또는 동시에 수행될 수 있으며, 상기 광학적인 검사는 상기 일렬의 OLED 셀들(20)에 대하여 순차적으로 수행될 수 있다. 이를 위하여 상기 광학적인 검사를 위한 상기 광학적 검사부(132)는 상기 프로브 카드(120)의 일측 하부에서 상기 탐침들(122)이 배열된 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 상기 각각의 프로브 카드(120)에는 RFID(Radio Frequency Identification) 태그와 같은 전자 태그(126)가 장착될 수 있으며, 상기 제어부(104)는 상기 전자 태그(126)로부터 발생된 신호를 수신하여 상기 각각의 프로브 카드(120)를 인식할 수 있다.
상기 제어부(104)는 상기 프로브 카드(120)의 교체가 필요한 경우, 상기 전자 태그(126) 신호에 따라 각각의 프로브 카드(120)를 인식하고 이를 통하여 상기 카드 카세트(142)에 수납된 프로브 카드들(120) 중에서 하나를 선택할 수 있다.
일 예로서, 상기 카드 카세트(142)에 수납된 프로브 카드들(120)에 대한 정보는 미리 상기 제어부(104)에 제공될 수 있으며, 상기 제어부(104)는 상기 정보에 따라 일차적으로 하나의 프로브 카드(120)를 선택하고 상기 카세트 구동부(144)를 이용하여 상기 선택된 프로브 카드(120)의 높이가 상기 카드 이송부(150)에 대응하도록 조절할 수 있다.
이어서, 상기 카드 이송부(150)를 이용하여 상기 선택된 프로브 카드(120)를 인출하기 전 상기 선택된 프로브 카드(120)로부터 발생되는 전자 태그 신호를 이용하여 상기 프로브 카드(120)가 올바르게 선택되었는지 추가적으로 확인할 수 있으며, 이에 따라 잘못 선택된 프로브 카드(120)가 인출되는 오류가 충분히 방지될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 디스플레이 셀들(20)을 제조하기 위한 인라인 공정 설비로부터 기판(10)을 전달하기 위하여 기판 이송 모듈(200)이 사용될 수 있으며, 상기 기판 이송 모듈(200)의 기판 이송 챔버(202) 내에는 상기 기판(10)을 정렬하기 위한 제1 기판 정렬 유닛(210)과 상기 제1 기판 정렬 유닛(210)으로부터 상기 기판(10)을 검사 챔버(102)로 전달하기 위한 기판 이송 로봇(204)이 구비될 수 있다. 또한, 상기 기판 이송 챔버(202)에는 상기 기판(10)을 임시 수납하기 위한 버퍼 챔버(230)가 연결될 수 있으며, 상기 버퍼 챔버(230) 내에는 상기 기판(10)을 정렬하기 위한 제2 기판 정렬 유닛(240)이 구비될 수 있다. 따라서, 상기 기판(10)의 정렬 상태가 개선될 수 있으며 이에 따라 상기 기판(10)의 검사 공정에 대한 신뢰도가 향상될 수 있다.
또한, 복수의 프로브 카드들(120)이 수납된 카드 카세트(142)로부터 검사 대상 기판(10)에 대응하는 프로브 카드(120)를 선택하여 사용할 수 있도록 구성함으로써, 검사 대상 OLED 셀들(20)의 종류가 바뀌는 경우 프로브 카드(120)를 교체하는데 소요되는 시간이 크게 단축될 수 있다.
추가적으로, 상기 카드 카세트(142)가 배치되는 카드 수납 챔버(140)의 내부 분위기를 검사 챔버(102)와 유사하게 불활성 가스 분위기로 조성함으로써 상기 프로브 카드(120)의 제공 또는 교체를 위하여 상부 도어(149)를 개방하는 경우에도 상기 검사 챔버(102)의 오염이 충분히 감소될 수 있다.
특히, 상기 카드 수납 챔버(140)의 내부 압력을 상기 검사 챔버(102)의 내부 압력보다 낮게 유지함으로써 상기 상부 도어(149)의 개방시 상기 검사 챔버(102)로부터 상기 카드 수납 챔버(140)로 향하는 기류를 형성할 수 있으며, 이에 의해 상기 검사 챔버(102) 내부의 오염이 충분히 방지될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 기판 20 : OLED 셀
22 : 검사 패드 30 : 셀 공정 설비
40 : 봉지 공정 설비 50 : 인라인용 기판 이송 장치
52 : 인라인용 기판 이송 로봇 100 : 검사 장치
102 : 검사 챔버 104 : 제어부
106 : 기판 스테이지 108 : 스테이지 구동부
110 : 제1 가스 제공부 112 : 제2 가스 제공부
114 : 가스 소스 116 : 진공 시스템
120 : 프로브 카드 122 : 탐침
130 : 전기적 검사부 132 : 광학적 검사부
140 : 카드 수납 챔버 142 : 카드 카세트
144 : 카세트 구동부 146 : 차폐 부재
148 : 외측 도어 149 : 상부 도어
150 : 카드 이송부 152 : 홀더
154 : 홀더 수직 구동부 156 : 홀더 수평 구동부
158 : 후크 159 : 후크 구동부
160 : 카드 스테이지 162 : 클램핑 유닛
164 : 클램프 166 : 고정핀
168 : 클램프 구동부 170 : 제3 가스 제공부
180 : 제1 이오나이저 182 : 제2 이오나이저
184 : 제3 이오나이저 190 : 위치 결정핀
192 : 위치 결정홈 200 : 기판 이송 모듈
202 : 기판 이송 챔버 204 : 기판 이송 로봇
210 : 제1 기판 정렬 유닛 212 : 서포트 부재
214 : 정렬 부재 216 : 베이스 패널
218 : 수평 구동부 220 : 정렬 구동부
222 : 수직 구동부 230 : 버퍼 챔버
232 : 카세트 234 : 서포트 부재
236 : 스토퍼 240 : 제2 기판 정렬 유닛
242 : 푸셔 244 : 푸셔 구동부
246 : 회전축

Claims (10)

  1. 기판 상에 형성된 복수의 디스플레이 셀들에 대한 검사 공정을 수행하기 위한 검사 챔버;
    상기 검사 챔버 내부에 배치되며 상기 디스플레이 셀들이 아래를 향하도록 상기 기판을 지지하는 기판 스테이지;
    상기 검사 챔버 내에 배치되며 상기 디스플레이 셀들에 대한 검사를 위하여 상기 디스플레이 셀들과 접촉하도록 구성된 프로브 카드;
    상기 검사 챔버와 연결된 기판 이송 챔버;
    상기 기판 이송 챔버 내부에 배치되며 상기 검사 챔버로 상기 기판을 이송하기 위한 기판 이송 로봇;
    상기 검사 챔버의 일측에 연결되며 복수의 프로브 카드들을 복층 형태로 수납하기 위한 카드 카세트를 구비하고 상기 검사 챔버와의 연통을 위한 도어를 구비하는 카드 수납 챔버; 및
    상기 도어를 통하여 상기 프로브 카드들 중 하나를 선택하여 이송하기 위한 카드 이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판 이송 챔버는 상기 디스플레이 셀들의 제조를 위한 인라인 공정 설비와 연결되며, 상기 기판 이송 로봇은 상기 인라인 공정 설비와 상기 검사 챔버 사이에서 상기 기판을 이송하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기판 이송 챔버 내에 배치되고, 상기 인라인 공정 설비와 상기 기판 이송 로봇 사이에서 상기 기판을 전달하며 상기 기판을 전달하는 동안 상기 기판을 정렬하기 위한 기판 정렬 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기판 이송 챔버의 일측에 연결되며 상기 기판을 임시 보관하기 위한 버퍼 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 버퍼 챔버 내에는 상기 기판을 수납하기 위한 카세트와 상기 카세트에 수납된 기판을 정렬하기 위한 제2 기판 정렬 유닛이 구비되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 검사 챔버와 상기 카드 수납 챔버 및 상기 기판 이송 챔버의 내부는 각각 불활성 가스 분위기로 유지되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 검사 챔버의 내부 압력이 상기 카드 수납 챔버의 내부 압력보다 높게 유지되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 검사 챔버 내부에는 상기 기판 스테이지 아래에 배치되며 상기 카드 이송부에 의해 이송된 프로브 카드를 지지하는 카드 스테이지가 구비되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 프로브 카드의 일측에 배치되며 상기 디스플레이 셀들의 광학적 특성을 검사하기 위한 광학적 검사부; 및
    상기 프로브 카드와 전기적으로 연결되며 상기 디스플레이 셀들의 전기적 특성을 검사하기 위한 전기적 검사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치.
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