KR101751801B1 - 기판 결함 검사 장치 및 이를 이용한 검사 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판이 안착되는 스테이지; 상기 스테이지에 X축방향으로 이동가능하게 결합되는 갠트리; 상기 기판의 상부에 위치하며, Y축방향으로 이동가능하도록 상기 갠트리에 결합되는 메인 이동블록; 상기 메인 이동블록에 X축방향으로 이동가능하게 결합되는 제1 보조 이동블록; 상기 기판의 상부에 위치하도록 상기 제1 보조 이동블록에 설치되며, 상기 기판의 결함을 측정하는 프로브; 및 상기 갠트리를 X축방향으로 지속적으로 이동시키면서 상기 갠트리에 대한 상기 보조 이동 블록의 상대 속도를 제어하는 제어부를 포함하는, 기판 결함 검사 장치를 제공한다.

Description

기판 결함 검사 장치 및 이를 이용한 검사 방법{DEFECT INSPECTING DEVICE FOR SUBSTRATE AND INSPECTING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 기판 결함 검사 장치 및 이를 이용한 검사 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기판(glass)에 생성된 결함을 측정하기 위한 검사 장치 및 검사 방법에 있어서, 기판의 결함의 측정에 소요되는 시간을 단축시켜 공정 택타임(tact-time) 및 생산 수율을 향상시킬 수 있는 기판 결함 검사 장치 및 이를 이용한 검사 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 광학식 디스플레이는 기판과, 액정층, 대향 기판 등으로 구성되며, 광학식 디스플레이 중 LCD 디스플레이는 여러 제조 공정을 통해서 만들어진다. 대표적인 제조 공정으로, 노광·에칭(Photo)공정, 칼라필터(Color filter) 공정, 셀(Cell) 공정, 모듈(Module) 공정이 있으며, 이 중 기판에 전기 회로 패턴을 새기는 공정인 노광·에칭 공정은 회로를 적층하기 위해 반복적으로 행해지며 정밀도가 요구되는 공정이다.
이러한 노광·에칭 공정 다음에는 광학적 검사장비(AOI, Automatic Optical Inspection)를 이용하여 기판상에 전기 회로 패턴이 잘 형성되었는지를 검사하며, 검사에 의해 회로 패턴의 단선(Open) 또는 단락(Short)이 발견되는 경우, 리페어(Repair) 공정에 의해 단선 또는 단락을 수리하는 공정을 거친다.
이러한 결함 검사 속도를 향상시키기 위하여는 제한된 공정 시간 내에 광학 검사장비를 이용하여 최대한 많은 결함을 찾아내는 것이 중요한데, 특히, 제품의 대량 생산이 가속화됨에 따라 공정 단계에서 빠른 시간내에 기판의 결함을 측정하는 기술이 더욱 중요해지고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 광학 검사장비(AOI)로서 기판 결함 검사 장치(10)의 개략도이며, 도 1을 참조하여 종래기술에 따른 기판 결함 검사 장치(10)를 설명하기로 한다.
종래기술에 따른 기판 결함 검사 장치(10)는, 스테이지(30), 갠트리(20, gantry), 이동블록(21), 프로브(23)로 구성된다. 스테이지(30) 상에 검사를 위한 기판(33)이 안착되며, X축방향으로 이동가능하게 갠트리(20)가 스테이지(30)에 결합되어 검사 공정이 진행됨에 따라 X축방향으로 이동한다. 이동블록(21)은 갠트리(20)에 Y축방향으로 이동가능하게 결합되며, 프로브(23)가 구비되어 이동함에 따라 프로브(23)를 기판(33)의 결함 상부에 위치시킨다. 갠트리(20) 및 이동블록(21)에 의해 프로브(23)는 기판(33)의 결함 상부로 이동되며, 측정 지점으로 이동된 프로브(23)는 결함을 측정한다.
구체적으로, 도 1 및 도 2를 참고하여 종래기술에 따른 기판 결함 검사 장치(10)를 이용하여 복수의 결함을 측정하기 위한 방법을 설명하면, 갠트리(20)를 X축방향으로 이동시켜 정지시킨 후 프로브(23)를 이용하여 결함 ①을 측정하고, 이동블록(21)을 통해 프로브(23)를 Y축방향으로 이동시켜 결함 ②를 측정한다. 이 후, 갠트리(20)를 X축방향으로 이동시켜 정지시킨 후 이동블록(21)을 통해 프로브(23)를 Y축방향으로 이동시켜 결함 ③을 측정하며, 이후, 갠트리(20)와 이동블록(21)의 이동 및 정지 동작을 반복하여 순차적으로 결함 ④ 및 결함 ⑤를 측정하게 되는 것이다.
이와 같이 구성된 종래의 기판 결함 검사 장치에 의할 경우 다음과 같은 문제가 있었다.
첫째, 종래기술에 따른 갠트리 구조에서는 이동블록이 Y축방향으로만 이동가능하므로, 프로브는 X축의 좌표가 같은 결함(X축선 상의 결함)만이 측정가능하고 X축 좌표가 다른 결함의 경우 갠트리를 X축으로 이동시켜 측정할 수 밖에 없었다. 따라서, 프로브의 Y축방향으로의 이동 횟수가 많아짐에 따라 결함 측정시 소요되는 시간이 증가하는 문제가 있었다(도 2 참조).
둘째, 결함을 측정하기 위해서는 고하중의 갠트리를 수시로 이동시키고 정지시켜야 하는데, 이와 같은 동작이 반복되는 경우 갠트리의 하중에 의해 검사 장치가 손상되는 경우가 발생하여 메인터넌스(maintenance) 증가에 따른 비용 증가의 문제가 있었고, 이동 및 정지 동작의 반복에 따라 결함 측정에 소요되는 시간이 증가하는 문제가 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10- 2015-0076544호(2015. 07. 07 공개)
본 발명은, 기판(glass)에 생성된 결함을 측정하기 위한 검사 장치 및 검사 방법에 있어서, 기판 결함의 측정에 소요되는 시간을 단축시켜 공정 택타임(tact-time) 및 생산 수율을 향상시킬 수 있는 기판 결함 검사 장치 및 이를 이용한 검사 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판이 안착되는 스테이지; 상기 스테이지에 X축방향으로 이동가능하게 결합되는 갠트리; 상기 기판의 상부에 위치하며, Y축방향으로 이동가능하도록 상기 갠트리에 결합되는 메인 이동블록; 상기 메인 이동블록에 X축방향으로 이동가능하게 결합되는 제1 보조 이동블록; 상기 기판의 상부에 위치하도록 상기 제1 보조 이동블록에 설치되며, 상기 기판의 결함을 측정하는 프로브; 및 상기 갠트리를 X축방향으로 지속적으로 이동시키면서 상기 갠트리에 대한 상기 보조 이동 블록의 상대 속도를 제어하는 제어부를 포함하는, 기판 결함 검사 장치를 제공한다.
상기 제1 보조 이동블록은, 상기 기판에 대향하며 X축방향으로 이동가능하도록 메인 이동블록에 결합되는 수평 보조 이동블록; 및 상기 수평 보조 이동블록에 Z축방향으로 절곡되어 결합되는 수직 보조 이동블록을 포함할 수 있다.
상기 수직 보조 이동블록에 Z축방향으로 이동가능하게 결합되는 제2 보조 이동블록을 더 포함하며, 상기 프로브는 상기 기판의 상부에 위치하도록 상기 제2 보조 이동블록에 결합될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 갠트리가 기설정된 일정 속도로 이동되도록 제어하고, 상기 프로브의 측정 동작을 제어하며, 제1 보조 이동블록이 상기 갠트리의 이동 속도와 동일한 속도로 상기 갠트리의 이동 방향의 반대의 X축방향으로 이동되도록 제어하여, 상기 프로브가 상기 기판의 결함에 대하여 일시적으로 정지할 때 상기 기판의 결함을 측정할 수 있다.
상기 갠트리는, X축방향으로 이동하며, 상기 스테이지의 양 측에 이격되어 구비되는 한 쌍의 지지대; 및 상기 지지대에 의해 지지되어 상기 스테이지의 상부에 위치하는 갠트리 본체를 포함할 수 있다.
상기 메인 이동블록은 상기 갠트리 본체에 Y축방향으로 이동가능하게 결합되는 제1 메인 이동블록 및 상기 제1 메인 이동블록에 이격되어 상기 갠트리 본체에 Y축방향으로 이동가능하게 결합되는 제2 메인 이동블록을 포함하고, 상기 제1 보조 이동블록은 링크 구조에 의해 상기 제1 및 제2 메인 이동블록에 X축방향으로 이동가능하게 결합되며, 상기 링크 구조는, 일단이 상기 제1 메인 이동블록에 회전가능하게 연결되고 타단이 상기 제1 보조 이동블록에 결합되는 제1 링크 암; 및 일단이 상기 제2 메인 이동블록에 회전가능하게 연결되고 타단이 상기 제1 보조 이동블록에 결합되는 제2 링크 암을 포함할 수 있다.
상기 메인 이동블록은 상기 갠트리 본체에 Y축방향으로 이동가능하게 결합되고, 상기 제1 보조 이동블록은 링크 구조에 의해 상기 메인 이동블록에 X축방향으로 이동가능하게 결합되며, 상기 링크 구조는, 일단이 상기 메인 이동블록에 회전가능하게 연결되는 제3 링크 암; 상기 제3 링크 암에 이격되어 구비되고, 일단이 상기 메인 이동블록에 회전가능하게 연결되는 제4 링크 암; 일단이 상기 제3 링크 암의 타단에 회전가능하게 연결되고 타단이 상기 제1 보조 이동블록에 결합되는 제5 링크 암; 및 일단이 상기 제4 링크 암의 타단에 회전가능하게 연결되고 타단이 상기 제1 보조 이동블록에 결합되는 제6 링크 암을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판 결함 장치를 이용한 결함 검사 방법으로서, 상기 스테이지에 안착된 상기 기판의 결함의 좌표를 입력하는 단계; 상기 입력된 좌표에 따라 이동경로를 생성하는 단계; 생성된 상기 이동경로에 따라 기설정된 일정 속도로 상기 갠트리를 X축방향으로 이동시키는 단계; 상기 메인 이동블록 및/또는 상기 제1 보조 이동 블록을 이동하여 상기 프로브를 상기 결함에 근접하게 위치시키는 단계; 상기 프로브가 상기 기판의 결함에 대하여 일시적으로 정지되도록, 상기 제1 보조 이동블록을 상기 갠트리의 이동 속도와 동일한 속도로 상기 갠트리의 이동 방향의 반대의 X축방향으로 이동시키는 단계; 및 상기 프로브가 상기 기판의 결함에 대하여 일시적으로 정지될 때 상기 기판의 결함을 측정하는 단계를 포함하는, 기판 결함 검사 방법을 제공한다.
상기 입력된 결함 좌표에 따라 이동경로를 생성하는 단계는, 상기 제1 보조 이동 블록의 이동 가능 영역 내에 위치한 결함 좌표 중 현재 측정한 결함 좌표로부터 최단 거리에 위치한 결함 좌표를 다음 측정 대상으로 설정하여 최단 이동경로를 생성할 수 있다.
상기 기판의 결함을 측정하는 단계 이후, 현재 측정한 결함 좌표가 최종 결함 좌표인지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하며, 현재 측정한 결함 좌표가 최종 결함 좌표가 아닌 경우, 상기 프로브를 현재 측정한 결함 좌표로부터 최단 거리에 위치한 결함 좌표로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판(glass)에 생성된 결함을 측정하기 위한 검사 장치 및 검사 방법에 있어서, 기판의 결함에 측정에 소요되는 시간을 단축시켜 공정 택타임(tact-time) 및 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 기판 결함 검사 장치의 개략도이며, 도 2는 기판 결함 검사 장치를 이용하여 기판의 결함을 측정하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 결함 검사 장치의 개략도이며, 도 4는 본 실시예에 따른 기판 결함 검사 장치를 이용하여 기판의 결함을 측정하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 기판 결함 검사 장치의 참고도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예의 다른 변형예에 따른 기판 결함 검사 장치의 참고도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 결함 검사 장치를 이용한 기판 결함 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "결합된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 결합될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 결합될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에 기재된 "~부(유닛)", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 기판 결함 검사 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부한 도면을 참조하여 설명함에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 결함 검사 장치(100)의 개략도이며, 도 4는 본 실시예에 따른 기판 결함 검사 장치(100)를 이용하여 기판(310)의 결함을 측정하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 3 및 도 4에는, 기판 결함 검사 장치(100), 갠트리(200, Gantry), 지지대(210), 갠트리 본체(230), 가이드 레일(231, 535, 537), 스테이지(300), 기판(310), 메인 이동블록(510), 수평 메인 이동블록(511), 수직 메인 이동블록(513), LM(Linear Motion) 가이드 블록(518, 519, 551), 제1 보조 이동블록(530), 수평 보조 이동블록(531), 수직 보조 이동블록(533), 제2 보조 이동블록(550), 프로브(570, probe), 제어부(600)가 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 결함 검사 장치(100)는, 기판(310)이 안착되는 스테이지(300); 스테이지(300)에 X축방향으로 이동가능하게 결합되는 갠트리(200); 기판(310)의 상부에 위치하며, Y축방향으로 이동가능하도록 갠트리(200)에 결합되는 메인 이동블록(510); 메인 이동블록(510)에 X축방향으로 이동가능하게 결합되는 제1 보조 이동블록(530); 기판(310)의 상부에 위치하도록 상기 제1 보조 이동블록(530)에 설치되며, 기판(310)의 결함을 측정하는 프로브(570); 갠트리(200)를 X축방향으로 지속적으로 이동시키면서 갠트리(200)에 대한 상기 보조 이동 블록의 상대 속도를 제어하는 제어부(600)를 포함하여, 기판(310)의 결함 측정에 소요되는 시간을 단축시켜 공정 택타임(tact-time) 및 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
노광?에칭 공정을 거친 기판(310)은 스테이지(300)에 안착된다.
스테이지(300)에는 X축방향으로 이동가능하게 갠트리(200)가 결합된다. 갠트리(200)는 스테이지(300)에 복수개로 결합될 수 있다. 갠트리(200)는 X축방향으로 이동하며, 스테이지(300)의 양 측에 이격되어 구비되는 한 쌍의 지지대(210) 및 한 쌍의 지지대(210)에 의해 지지되어 스테이지(300)의 상부에 위치하는 갠트리 본체(230)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 지지대(210)는 스테이지(300)의 양 측에 구비되어 X축방향을 따라 이동하며, 지지대(210)의 이동에 따라 지지대(210)에 결합되어 지지되는 갠트리 본체(230)가 X축방향으로 이동한다. 이때, 갠트리 본체(230)의 일측면에는 후술할 메인 이동블록(510)의 이동을 위한 가이드 레일(231)일 구비될 수 있다. 이때, 갠트리(200)는 기판(310)의 결함 측정에 소요되는 시간을 단축시키기 위해 X축방향으로 복수개로 구비될 수 있다.
메인 이동블록(510)은 기판(310)의 상부에 위치하며, Y축방향으로 이동가능하도록 갠트리(200)에 결합된다. 구체적으로, 메인 이동블록(510)은 수평 메인 이동블록(511) 및 수직 메인 이동블록(513)을 포함할 수 있다. 수평 메인 이동블록(511)은 기판(310)에 대향하도록 배치되며 하면에는 LM 가이드 블록(518)가 구비되어 후술할 제1 보조 이동블록(530)의 수평 보조 이동블록(531)에 형성되는 가이드 레일(535)에 이동가능하게 결합된다. 수직 메인 이동블록(513)은 수평 메인 이동블록(511)에 Z축방향으로 절곡되도록 결합되고, 내측에는 갠트리 본체(230)의 가이드 레일(231)과 결합되어 이동되는 LM 가이드 블록(518)가 구비될 수 있다. 수직 메인 이동블록(513)에 구비되는 LM 가이드 블록(518)가 갠트리 본체(230)의 가이드 레일(231)을 따라 이동함에 따라 메인 이동블록(510)이 Y축방향으로 이동하는 것이다.
제1 보조 이동블록(530)은 메인 이동블록(510)에 X축방향으로 이동가능하게 결합된다. 구체적으로, 제1 보조 이동블록(530)은 수평 보조 이동블록(531) 및 수직 보조 이동블록(533)을 포함할 수 있다. 수평 보조 이동블록(531)은 기판(310)에 대향하도록 배치되며, 상면에는 메인 이동블록(510)에 설치되는 LM 가이드 블록(519)가 이동가능하도록 가이드 레일(535)이 형성될 수 있다. 수직 보조 이동블록(533)은 수평 보조 이동블록(531)에 Z축방향으로 절곡되어 결합되고, 일측면에는 후술할 제2 보조 이동블록(550)이 이동가능하도록 Z축방향을 따라 가이드 레일(537)이 형성될 수 있다.
즉, 제1 보조 이동블록(530)과 메인 이동블록(510)을 연결하는 LM 가이드 블록 구조에 의해 제1 보조 이동블록(530)이 X축방향으로 이동가능하게 되는 것이며, 이에 따라 제1 보조 이동블록(530)에 결합되는 프로브(570)도 X축방향으로 이동할 수 있다. 이와 같이 프로브(570)가 갠트리(200)의 이동과는 별도로 X축방향으로 이동할 수 있게 되어 X축의 좌표가 같은 결함뿐 아니라 프로브(570)의 이동 범위안에서 X축의 좌표가 다른 결함 또한 측정이 가능하게 된다.
구체적으로, 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 결함 검사 장치(100)의 경우, 프로브(570)가 제1 보조 이동블록(530)에 의해 X축방향으로 이동이 가능하므로, 종래기술(도 2 참조)와 달리 Y축방향으로의 이동을 최소화하면서 결함 ①, ②, ③. ④, ⑤ 를 순차적으로 측정할 수 있는 것이다. 이에 따라, 프로브(570)의 Y축방향으로 이동을 최소화하면서 기판(310)의 결함 측정이 가능하여 결함 측정 시간을 감소할 수 있다.
프로브(570)는 기판(310)의 상부에 위치하도록 제1 보조 이동블록(530)에 설치되며, 기판(310)의 결함을 측정한다. 본 실시예에 따른 기판(310)의 결함을 측정하기 위한 프로브(570)는 CCD (Charge Coupled Device)와 같은 광학 카메라일 수 있다. 이때, 프로브(570)는 기판(310)의 결함 측정에 소요되는 시간을 단축시키기 위해 복수개의 메인 이동블록(510) 및 제1 보조 이동블록(530)에 복수개로 구비될 수 있다.
이때, 프로브(570)는 제1 보조 이동블록(530)의 수직 보조 이동블록(533)에 이동가능하게 결합되는 제2 보조 이동블록(550)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 제1 보조 이동블록(530)의 수직 보조 이동블록(533)의 일측면에는 Z축방향으로 가이드 레일(537)이 형성될 수 있는데, 제2 보조 이동블록(550)에 수직 보조 이동블록(533)의 가이드 레일(537)에 이동가능하게 결합되도록 LM 가이드 블록(551)이 구비될 수 있다. 프로브(570)가 제2 보조 이동블록(550)에 의해 제1 보조 이동블록(530)에 결합되는 경우 프로브(570)가 Z축방향으로 이동가능하며, 필요에 따라 프로브(570)를 Z축방향으로 이동하여 기판(310)의 결함을 자세히 관찰할 수 있다.
제어부(600)는 갠트리(200)를 X축방향으로 지속적으로 이동시키면서 갠트리(200)에 대한 제1 보조 이동블록(530)의 상대 속도를 제어한다. 제어부(600)는 갠트리(200)가 기설정된 일정 속도로 이동하도록 제어하고, 프로브(570)의 측정 동작을 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(600)는 갠트리(200)가 일정 속도로 X축방향으로 이동하도록 제어하며, 프로브(570)가 결합된 제1 보조 이동블록(530)이 갠트리(200)의 이동 속도와 동일한 속도록 갠트리(200)의 이동 방향의 반대의 X축방향으로 이동되도록 제어한다. 즉, 제어부(600)는 갠트리(200)가 일정 속도로 양(+)의 X축방향으로 이동하면 제1 보조 이동블록(530)을 갠트리(200)의 이동 속도와 동일한 속도로 음(-)의 X축방향으로 이동하도록 제어하는 것이다. 이와 같은 메커니즘에 의해 프로브(570)가 기판(310)의 결함에 대하여 일시적으로 정지하는 현상(결함에 대한 프로브(570)의 상대속도가 0이 되는 현상)이 나타나며, 이러한 프로브(570)의 정지 현상을 기판(310)의 결함의 상측에서 발생시켜 프로브(570)가 정지된 상태에서 기판(310)의 결함을 측정할 수 있는 것이다. 종래기술의 경우 갠트리(200)가 이동되는 상태에서는 프로브(570)로 함께 이동하므로 기판(310)의 결함의 정확한 측정을 위해서는 반드시 갠트리(200)를 정지시킨 후 프로브(570)를 이용하여 결함을 측정하였다. 반면, 본 실시예의 경우 프로브(570)가 갠트리(200)와는 별도로 X축방향으로 이동가능하므로, 프로브(570)를 갠트리(200)의 이동 방향과 반대 방향으로 이동시킴으로써 기판(310)의 결함에 대해 프로브(570)가 순간적으로 정지되는 현상을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 갠트리(200)의 정지 없이 갠트리(200)를 일정 속도로 이동시키면서 프로브(570)가 흔들리지 않고 기판(310)의 결함을 측정하도록 함으로써, 갠트리(200)의 이동 및 정지의 반복 동작을 최소화함으로써 갠트리(200)의 하중에 의한 검사 장치의 손상을 방지할 수 있을 뿐 아니라 결함 측정에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 기판 결함 검사 장치(100)의 참고도이며, 도 5 및 도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 기판 결함 검사 장치(100)는, 메인 이동블록(510)은 갠트리 본체(230)에 Y축방향으로 이동가능하게 결합되는 제1 메인 이동블록(510a) 및 제1 메인 이동블록(510a)에 이격되어 갠트리 본체(230)에 Y축방향으로 이동가능하게 결합되는 제2 메인 이동블록(510b)을 포함하고, 제1 보조 이동블록(530)은 링크 구조에 의해 제1 및 제2 메인 이동블록(510b)에 X축방향으로 이동가능하게 결합되며, 링크 구조는, 일단이 제1 메인 이동블록(510a)에 회전가능하게 연결되고 타단이 제1 보조 이동블록(530)에 결합되는 제1 링크 암(517a); 및 일단이 제2 메인 이동블록(510b)에 회전가능하게 연결되고 타단이 제1 보조 이동블록(530)에 결합되는 제2 링크 암(517b)을 포함할 수 있다.
본 실시예는 앞선 실시예의 변형예로서, 프로브(570)를 X축방향으로 이동시키기 위한 구성을 앞선 실시예와 달리한다. 본 실시예의 경우 제1 메인 이동블록(510a) 및 제2 메인 이동블록(510b), 제1 보조 이동블록(530) 및 링크 구조를 제외하고는 앞선 실시예의 구성과 동일하므로 동일한 구성에 대하여는 앞선 실시예의 설명에 갈음하기로 한다.
본 실시예의 경우, 갠트리 본체(230)의 상면에 가이드 레일(231)이 형성되고, 메인 이동블록(510)이 제1 메인 이동블록(510a) 및 제2 메인 이동블록(510b)으로 복수로 형성된다. 제1 메인 이동블록(510a)은 갠트리 본체(230)에 Y축방향으로 이동가능하게 결합되며, 제2 메인 이동블록(510b)은 제1 메인 이동블록(510a)에 이격되어 갠트리 본체(230)에 Y축방향으로 이동가능하게 결합된다.
프로브(570)가 결합되는 제1 보조 이동블록(530)은 링크 구조에 의해 제1 및 제2 메인 이동블록(510b)에 X축방향으로 이동가능하게 결합된다. 링크 구조는 제1 링크 암(517a) 및 제2 링크 암(517b)을 포함한다. 제1 링크 암(517a)은 일단이 제1 메인 이동블록(510a)에 힌지핀(515)에 의해 회전가능하게 연결되고 타단이 제1 보조 이동블록(530)에 결합된다. 제2 링크 암(517b)은 일단이 제2 메인 이동블록(510b)에 회전가능하게 연결되고 타단이 제1 보조 이동블록(530)에 결합된다. 도 6(b)를 참조하면, 제1 메인 이동블록(510a) 및 제2 메인 이동블록(510b)이 서로 멀어지면 제1 링크 암(517a) 및 제2 링크 암(517b)이 회전하고 이에 따라 제1 및 제2 링크 암(517b)에 결합된 제1 보조 이동블록(530)이 X축방향으로 이동하는 것이다. 이와 같은 링크 구조에 의해 프로브(570)가 결합되는 제1 보조 이동블록(530)이 X축방향으로 이동가능하며, 이에 따라 프로브(570)의 Y축방향으로의 이동을 최소화할 수 있고, 갠트리(200)를 일정 속도로 이동시키면서 프로브(570)의 흔들림 없이 결함을 측정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예의 다른 변형예에 따른 기판 결함 검사 장치(100)의 참고도이며, 도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 기판 결함 검사 장치(100)는 메인 이동블록(510)은 갠트리 본체(230)에 Y축방향으로 이동가능하게 결합되고, 제1 보조 이동블록(530)은 링크 구조에 의해 메인 이동블록(510)에 X축방향으로 이동가능하게 결합되며, 링크 구조는, 일단이 메인 이동블록(510)에 회전가능하게 연결되는 제3 링크 암(517c); 제3 링크 암(517c)에 이격되어 구비되고, 일단이 메인 이동블록(510)에 회전가능하게 연결되는 제4 링크 암(517d); 일단이 제3 링크 암(517c)의 타단에 회전가능하게 연결되고 타단이 제1 보조 이동블록(530)에 결합되는 제5 링크 암(517e); 및 일단이 제4 링크 암(517d)의 타단에 회전가능하게 연결되고 타단이 제1 보조 이동블록(530)에 결합되는 제6 링크 암(517f)을 포함할 수 있다.
본 실시예는 앞선 제1 실시예의 변형예로서, 프로브(570)를 X축방향으로 이동시키기 위한 구성을 앞선 제1 실시예와 달리한다. 본 실시예의 경우, 메인 이동블록(510), 제1 보조 이동블록(530) 및 링크 구조를 제외하고는 앞선 제1 실시예의 구성과 동일하므로 동일한 구성에 대하여는 앞선 제1 실시예의 설명에 갈음하기로 한다.
본 실시예의 경우, 갠트리 본체(230)의 상면에 가이드 레일(231, 535, 537)이 형성되고, 메인 이동블록(510)은 갠트리 본체(230)에 Y축방향으로 이동가능하게 결합된다.
프로브(570)가 결합되는 제1 보조 이동블록(530)은 링크 구조에 의해 메인 이동블록(510)에 X축방향으로 이동가능하게 결합된다. 링크 구조는 제3 링크 암(517c), 제4 링크 암(517d), 제5 링크 암(517e) 및 제6 링크 암(517f)을 포함한다. 제3 링크 암(517c)은 일단이 메인 이동블록(510)에 힌지핀(515)에 의해 회전가능하게 연결되고, 타단이 제5 링크 암(517e)의 일단에 연결된다. 제4 링크암은 제3 링크 암(517c)에 이격되어 구비되고, 일단이 메인 이동블록(510)에 힌지핀(515)에 의해 회전가능하게 연결되며, 타단이 제6 링크 암(517f)의 일단에 연결된다. 제5 링크 암(517e)은 일단이 제3 링크 암(517c)의 타단에 힌지핀(515)에 의해 회전가능하게 연결되고, 타단이 제1 보조 이동블록(530)에 결합된다. 제6 링크 암(517f)은 일단이 제4 링크 암(517d)의 타단에 힌지핀(515)에 의해 회전가능하게 연결되고 타단이 제1 보조 이동블록(530)에 결합된다. 도 7(b)를 참조하면, 제3 링크 암(517c), 제4 링크 암(517d), 제5 링크 암(517e) 및 제6 링크 암(517f)이 회전함에 따라 제1 보조 이동블록(530)이 X축방향으로 이동한다. 이와 같은 링크 구조에 의해 프로브(570)가 결합되는 제1 보조 이동블록(530)이 X축방향으로 이동가능하며, 이에 따라 프로브(570)의 Y축방향으로의 이동을 최소화할 수 있고, 갠트리(200)를 일정 속도로 이동시키면서 프로브(570)의 흔들림 없이 결함을 측정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 결함 검사 장치(100)를 이용한 기판 결함 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 결함 검사 방법은, 스테이지(300)에 안착된 기판(310)의 결함의 좌표를 입력하는 단계; 입력된 좌표에 따라 기판 결함 검사 장치(100)의 이동경로를 생성하는 단계; 생성된 이동경로에 따라 기설정된 일정 속도로 갠트리(200)를 X축방향으로 이동시키는 단계; 메인 이동블록(510) 및/또는 보조 이동 블록을 이동하여 프로브(570)를 결함에 근접하게 위치시키는 단계; 프로브(570)가 기판(310)의 결함에 대하여 일시적으로 정지되도록, 제1 보조 이동블록(530)을 갠트리(200)의 이동 속도와 동일한 속도로 갠트리(200)의 이동 방향의 반대의 X축방향으로 이동시키는 단계; 및 프로브(570)가 기판(310)의 결함에 대하여 일시적으로 정지될 때 기판(310)의 결함을 측정하는 단계를 포함한다.
기판(310)의 결함 좌표를 입력하는 단계(S100)는, 작업자가 기판(310)에 결함이 있다고 판단되는 좌표를 입력하는 단계이다. 이때 작업자에 의해 입력되는 결함 좌표는 복수개가 입력될 수 있다.
전체 이동경로를 생성하는 단계(S200)는, 입력된 결함 좌표에 근거하여 결함 좌표간 최단 이동경로를 생성하는 단계이다. 입력된 결함 좌표에 따라 이동경로를 생성하는 단계는, 입력된 복수개의 좌표 상에 위치한 결함에 근거하여 프로브(570)가 최단 거리로 이동하기 위한 이동경로를 생성하는 단계이다. 구체적으로, 입력된 결함 좌표에 따라 이동경로를 생성하는 단계는, 제1 보조 이동 블록(530)의 이동 가능 영역 내에 위치한 복수개의 결함 좌표 중 현재 측정한 결함 좌표로부터 최단 거리에 위치한 결함 좌표를 다음 측정 대상으로 설정하여 최단 이동경로를 생성한다. 이때, 제1 보조 이동 블록(530)의 이동 가능 영역이란, 제1 보조 이동 블록(530)이 가이드 레일(535)을 따라 X축방향으로 이동가능한 거리를 의미하며, 가이드 레일(535)의 길이이거나 가이드 레일(535)의 길이 내에서 기설정된 거리일 수 있다. 본 실시예의 경우 제1 보조 이동 블록(530)을 이용하여 X축방향으로 이동 가능하므로 동일 X축상의 결함이 아닌 경우라도 측정이 가능하므로, 현재 측정한 결함 좌표로부터 최단 거리에 위치한 결함 좌표를 다음 측정 대상으로 할 수 있어 결함 좌표간 최단 이동경로를 생성할 수 있다(도 4 참조). 따라서, 프로브(570)가 최단 거리로 이동됨에 따라 종래기술(도 2 참조)에 비해 기판(310)의 결함 측정 시간을 단축할 수 있다.
이 후, 갠트리(200), 메인 이동블록(510) 및 제1 보조 이동블록(530)이 생성된 최단 이동경로를 따라 이동하여 프로브(570)를 입력된 좌표상에 위치시킨다.
갠트리(200)를 이동시키는 단계(S300)는 결함이 존재한다고 판단되는 영역에 갠트리(200)를 X축방향으로 이동시켜 위치시키는 단계이다. 이때, 갠트리(200)를 이동시키면서 결함을 측정하고자 하는 경우에는, 갠트리(200)를 기설정된 일정 속도로 지속적으로 이동시킬 수 있다.
프로브(570)를 이동시키는 단계(S400)는, 메인 이동블록(510) 및/또는 제1 보조 이동블록(530)을 이용하여 프로브(570)를 입력된 결함 좌표에 근접하게 이동시키는 단계이다. 이때, 프로브(570)가 갠트리(200)의 이동과는 별도로 X축방향으로 이동할 수 있게 되어, 종래기술과 달리 X축의 좌표가 같은 결함뿐 아니라 프로브(570)의 X축 이동 범위안에서 X축의 좌표가 다른 결함 또한 측정이 가능하게 된다(도 4 참조). 한편, 갠트리(200)를 일정 속도로 이동시키면서 결함을 측정하는 경우에는, 프로브(570)는 제1 보조 이동블록(530)의 이동에 의해 결함에 대하여 일시적으로 정지하는 현상을 발생시킬 수 있도록, X축방향으로 결함 좌표에 선행하여 위치하는 것이 바람직하다.
기판(310)의 결함을 측정하는 단계(S500)는, 프로브(570)를 이용하여 기판(310)의 결함을 측정하는 단계이다. 이때, 프로브(570)가 제1 보조 이동블록(530)에 의해 X축방향으로 이동이 가능하므로, 종래기술(도 2 참조)와 달리 Y축방향으로의 이동을 최소화하면서 복수개의 결함을 측정할 수 있다(도 4 참조). 한편, 갠트리(200)를 일정 속도로 이동시키면서 결함을 측정하는 경우에는, 갠트리(200)의 이동 속도와 동일한 속도로 갠트리(200)의 이동 방향의 반대의 X축방향으로 프로브(570)를 이동시켜, 프로브(570)가 기판(310)의 결함에 대하여 일시적으로 정지하는 현상이 나타나도록 하여 프로브(570)의 흔들림 없이 결함을 측정할 수 있다.
마지막으로, 측정된 좌표가 최종 결함 좌표인지 여부를 판단하는 단계(S600)는 측정된 결함 좌표가 입력된 결함 좌표 중 최종 결함 좌표인지 여부를 판단하여 결함 측정을 종료할지 여부를 판단하는 단계이다. 구체적으로, 현재 측정된 결함 좌표가 최종 결함 좌표가 아닌 경우 최단 이동경로 상에 있는 다른 결함 좌표로 프로브(570)를 이동하여 결함을 측정하며, 현재 측정된 좌표가 최종 결함 좌표인 경우 현재 측정 영역에서의 측정을 종료하고 다음 측정 영역으로 기판 결함 검사 장치(100)를 이동시킨다. 이와 같은 과정을 통해 생성된 최단 이동경로에 따라 프로브(570)를 이동시키면서 빠른 시간내에 복수개의 결함을 측정할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
100: 기판 결함 검사 장치 200: 갠트리(Gantry)
210: 지지대 230: 갠트리 본체
231, 535, 537: 가이드 레일 300: 스테이지
310: 기판 510: 메인 이동블록
510a: 제1 메인 이동블록 510b: 제2 메인 이동블록
511: 수평 메인 이동블록 513: 수직 메인 이동블록
515: 힌지핀 517a: 제1 링크 암
517b: 제2 링크 암 517c: 제3 링크 암
517d: 제4 링크 암 517e: 제5 링크 암
517f: 제6 링크 암 518, 519, 551: LM(Linear Motion) 가이드 블록
530: 제1 보조 이동블록 531: 수평 보조 이동블록
533: 수직 보조 이동블록 550: 제2 보조 이동블록
570: 프로브(probe) 600: 제어부

Claims (10)

  1. 기판이 안착되는 스테이지;
    상기 스테이지에 X축방향으로 이동가능하게 결합되는 갠트리;
    상기 기판의 상부에 위치하며, Y축방향으로 이동가능하도록 상기 갠트리에 결합되는 메인 이동블록;
    상기 메인 이동블록에 X축방향으로 이동가능하게 결합되는 제1 보조 이동블록;
    상기 기판의 상부에 위치하도록 상기 제1 보조 이동블록에 설치되며, 상기 기판의 결함을 측정하는 프로브; 및
    상기 갠트리를 X축방향으로 지속적으로 이동시키면서 상기 갠트리에 대한 상기 제1 보조 이동블록의 상대 속도를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 갠트리가 기설정된 일정 속도로 이동하도록 제어하고, 상기 프로브의 측정 동작을 제어하며,
    상기 제1 보조 이동블록이 상기 갠트리의 이동 속도와 동일한 속도로 상기 갠트리의 이동 방향의 반대의 X축방향으로 이동되도록 제어하여, 상기 프로브가 상기 기판의 결함에 대하여 일시적으로 정지할 때 상기 기판의 결함을 측정하는 것을 특징으로 하는, 기판 결함 검사 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 보조 이동블록은,
    상기 기판에 대향하며 X축방향으로 이동가능하도록 메인 이동블록에 결합되는 수평 보조 이동블록; 및
    상기 수평 보조 이동블록에 Z축방향으로 절곡되어 결합되는 수직 보조 이동블록을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 결함 검사 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 수직 보조 이동블록에 Z축방향으로 이동가능하게 결합되는 제2 보조 이동블록을 더 포함하며,
    상기 프로브는 상기 기판의 상부에 위치하도록 상기 제2 보조 이동블록에 결합되는 것을 특징으로 하는, 기판 결함 검사 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 갠트리는,
    X축방향으로 이동하며, 상기 스테이지의 양 측에 이격되어 구비되는 한 쌍의 지지대; 및
    상기 지지대에 의해 지지되어 상기 스테이지의 상부에 위치하는 갠트리 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 결함 검사 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 메인 이동블록은, 상기 갠트리 본체에 Y축방향으로 이동가능하게 결합되는 제1 메인 이동블록 및 상기 제1 메인 이동블록에 이격되어 상기 갠트리 본체에 Y축방향으로 이동가능하게 결합되는 제2 메인 이동블록을 포함하고,
    상기 제1 보조 이동블록은 링크 구조에 의해 상기 제1 및 제2 메인 이동블록에 X축방향으로 이동가능하게 결합되며,
    상기 링크 구조는,
    일단이 상기 제1 메인 이동블록에 회전가능하게 연결되고 타단이 상기 제1 보조 이동블록에 결합되는 제1 링크 암; 및
    일단이 상기 제2 메인 이동블록에 회전가능하게 연결되고 타단이 상기 제1 보조 이동블록에 결합되는 제2 링크 암을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 결함 검사 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 메인 이동블록은 상기 갠트리 본체에 Y축방향으로 이동가능하게 결합되고,
    상기 제1 보조 이동블록은 링크 구조에 의해 상기 메인 이동블록에 X축방향으로 이동가능하게 결합되며,
    상기 링크 구조는,
    일단이 상기 메인 이동블록에 회전가능하게 연결되는 제3 링크 암;
    상기 제3 링크 암에 이격되어 구비되고, 일단이 상기 메인 이동블록에 회전가능하게 연결되는 제4 링크 암;
    일단이 상기 제3 링크 암의 타단에 회전가능하게 연결되고 타단이 상기 제1 보조 이동블록에 결합되는 제5 링크 암; 및
    일단이 상기 제4 링크 암의 타단에 회전가능하게 연결되고 타단이 상기 제1 보조 이동블록에 결합되는 제6 링크 암을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 결함 검사 장치.
  8. 제 1항에 따른 기판 결함 장치를 이용한 결함 검사 방법으로서,
    상기 스테이지에 안착된 상기 기판의 결함의 좌표를 입력하는 단계;
    상기 입력된 좌표에 따라 전체 이동경로를 생성하는 단계;
    생성된 상기 이동경로에 따라 기설정된 일정 속도로 상기 갠트리를 X축방향으로 이동시키는 단계;
    상기 메인 이동블록과 상기 제1 보조 이동블록 중 적어도 어느 하나를 이동하여 상기 프로브를 상기 결함에 근접하게 위치시키는 단계;
    상기 프로브가 상기 기판의 결함에 대하여 일시적으로 정지되도록, 상기 제1 보조 이동블록을 상기 갠트리의 이동 속도와 동일한 속도로 상기 갠트리의 이동 방향의 반대의 X축방향으로 이동시키는 단계; 및
    상기 프로브가 상기 기판의 결함에 대하여 일시적으로 정지될 때 상기 기판의 결함을 측정하는 단계를 포함하는, 기판 결함 검사 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 입력된 결함 좌표에 따라 이동경로를 생성하는 단계는,
    상기 제1 보조 이동 블록의 이동 가능 영역 내에 위치한 결함 좌표 중 현재 측정한 결함 좌표로부터 최단 거리에 위치한 결함 좌표를 다음 측정 대상으로 설정하여 최단 이동경로를 생성하는 것을 특징으로 하는, 기판 결함 검사 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 기판의 결함을 측정하는 단계 이후,
    현재 측정한 결함 좌표가 최종 결함 좌표인지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하며,
    현재 측정한 결함 좌표가 최종 결함 좌표가 아닌 경우, 상기 프로브를 현재 측정한 결함 좌표로부터 최단 거리에 위치한 결함 좌표로 이동시키는 것을 특징으로 하는, 기판 결함 검사 방법.
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