KR101838818B1 - 형광 현미경 및 이를 포함하는 기판 검사 장치 - Google Patents

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KR101838818B1
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어경호
이윤정
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Abstract

형광 현미경 및 이를 포함하는 기판 검사 장치가 개시된다. 상기 기판 검사 장치는, 검사 패턴이 형성된 디스플레이 기판을 지지하기 위한 스테이지 모듈과, 상기 검사 패턴을 촬상하여 검사 이미지를 획득하기 위한 형광 현미경을 포함하며, 상기 형광 현미경은, 상기 검사 패턴 상으로 조명광을 제공하기 위한 조명 유닛과, 상기 조명광을 상기 검사 패턴 상으로 유도하기 위한 빔 스플리터를 포함하는 렌즈 유닛과, 상기 검사 패턴으로부터 반사된 광으로부터 상기 검사 이미지를 획득하기 위한 카메라 유닛을 포함한다. 특히, 상기 조명 유닛은, 복수의 조명 램프들이 장착된 조명 기판과, 상기 조명 램프들 중 하나를 선택적으로 사용하기 위하여 상기 조명 기판의 위치를 조절하는 위치 조절부를 포함한다.

Description

형광 현미경 및 이를 포함하는 기판 검사 장치{Fluorescent microscope and substrate inspection apparatus including the same}
본 발명의 실시예들은 형광 현미경 및 이를 포함하는 기판 검사 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 디스플레이 기판 상의 픽셀 위치 정확도(pixel position accuracy; PPA) 검사를 위한 형광 현미경 및 이를 포함하는 기판 검사 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 기판 상에 OLED 셀들을 형성한 후 상기 OLED 셀들에 대한 검사 공정이 수행될 수 있다. 일 예로서, 본 출원인에 의해 출원되고 등록된 대한민국 등록특허공보 제10-1435323호 및 제10-1452118호 등에는 셀 공정이 수행된 후 OLED 셀들에 대한 화질, 밝기, 색좌표, 색온도, 박막 패턴들의 얼라인 상태 등을 검사하는 방법 및 장치가 개시되어 있다. 상기 검사 장치는 상기 OLED 셀들의 화질, 밝기 등을 검사하는 검사 카메라와, 상기 OLED 셀들의 색좌표, 색온도 등을 검사하는 분광기와, 상기 유기 발광층을 이루는 박막 패턴들의 얼라인 상태 즉 픽셀 위치 정확도 검사를 수행하기 위한 형광 현미경 등을 포함할 수 있다.
상기 기판 상의 각 OLED 셀들은 상기 픽셀 위치 정확도 검사를 위한 검사 패턴을 구비할 수 있으며, 상기 픽셀 위치 정확도 검사는 상기 형광 현미경을 이용하여 상기 검사 패턴에 대한 검사 이미지들을 획득함으로써 이루어질 수 있다. 상기 형광 현미경은 상기 검사 패턴 상으로 조명광을 제공하기 위한 조명 유닛과 상기 검사 패턴으로부터 반사된 광으로부터 상기 검사 이미지를 획득하기 위한 카메라 유닛을 포함할 수 있다.
상기 조명 유닛은 상기 조명광을 제공하기 위한 조명 램프를 포함할 수 있다. 상기 조명광의 광량은 사용 시간에 따라 감소될 수 있으므로 적절한 시기에 상기 조명 램프의 교체가 필요하다. 그러나, 상기 조명 램프의 교체에는 상당한 시간이 소요될 수 있으며, 적절한 시기에 교체가 이루어지지 않을 경우 상기 픽셀 위치 정확도 검사의 신뢰도가 크게 저하될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 조명 램프의 교체를 적절한 시기에 신속하게 할 수 있는 형광 현미경과 이를 포함하는 기판 검사 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적의 달성을 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 디스플레이 기판 상에 형성된 검사 패턴을 촬상하여 검사 이미지를 획득하기 위한 형광 현미경에 있어서, 상기 형광 현미경은, 상기 검사 패턴 상으로 조명광을 제공하기 위한 조명 유닛과, 상기 조명광을 상기 검사 패턴 상으로 유도하기 위한 빔 스플리터를 포함하는 렌즈 유닛과, 상기 검사 패턴으로부터 반사된 광으로부터 상기 검사 이미지를 획득하기 위한 카메라 유닛을 포함할 수 있으며, 상기 조명 유닛은, 복수의 조명 램프들이 장착된 조명 기판과, 상기 조명 램프들 중 하나를 선택적으로 사용하기 위하여 상기 조명 기판의 위치를 조절하는 위치 조절부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 형광 현미경은 상기 디스플레이 기판 상의 기준 패턴을 촬상하기 위하여 상기 기준 패턴 상으로 제2 조명광을 제공하는 제2 조명 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제2 조명 유닛은 상기 제2 조명광의 광축이 상기 조명광의 광축과 교차되도록 상기 조명 유닛과 연결되며, 상기 광축들이 교차하는 지점에는 상기 조명광과 상기 제2 조명광 중 어느 하나의 적어도 일부를 투과시키고 나머지 하나의 적어도 일부를 반사시키는 제2 빔 스플리터가 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제2 조명 유닛은, 복수의 제2 조명 램프들이 장착된 제2 조명 기판과, 상기 제2 조명 램프들 중 하나를 선택적으로 사용하기 위하여 상기 제2 조명 기판의 위치를 조절하는 제2 위치 조절부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제2 조명 유닛은, 복수의 제2 조명 램프들이 장착된 제2 조명 기판을 포함할 수 있으며, 상기 위치 조절부는 상기 제2 조명 램프들 중 하나를 선택적으로 사용하기 위하여 상기 제2 조명 기판의 위치를 조절할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 기판 검사 장치는, 검사 패턴이 형성된 디스플레이 기판을 지지하기 위한 스테이지 모듈과, 상기 검사 패턴을 촬상하여 검사 이미지를 획득하기 위한 형광 현미경을 포함할 수 있으며, 상기 형광 현미경은, 상기 검사 패턴 상으로 조명광을 제공하기 위한 조명 유닛과, 상기 조명광을 상기 검사 패턴 상으로 유도하기 위한 빔 스플리터를 포함하는 렌즈 유닛과, 상기 검사 패턴으로부터 반사된 광으로부터 상기 검사 이미지를 획득하기 위한 카메라 유닛을 포함할 수 있다. 이때, 상기 조명 유닛은, 복수의 조명 램프들이 장착된 조명 기판과, 상기 조명 램프들 중 하나를 선택적으로 사용하기 위하여 상기 조명 기판의 위치를 조절하는 위치 조절부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판 검사 장치는 상기 조명광의 광량을 측정하기 위한 광 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 스테이지 모듈은, 상기 기판을 진공 흡착하기 위한 기판 스테이지와, 상기 기판 스테이지를 수평 방향으로 이동시키기 위한 스테이지 구동부를 포함할 수 있으며, 상기 광 센서는 상기 기판 스테이지에 장착될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판 검사 장치는 상기 광 센서로부터의 측정값에 따라 상기 위치 조절부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판 검사 장치는 상기 형광 현미경을 수직 및 수평 방향으로 이동시키기 위한 현미경 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 형광 현미경은 상기 디스플레이 기판 상의 기준 패턴을 촬상하기 위하여 상기 기준 패턴 상으로 제2 조명광을 제공하는 제2 조명 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제2 조명 유닛은 상기 제2 조명광의 광축이 상기 조명광의 광축과 교차되도록 상기 조명 유닛과 연결될 수 있으며, 상기 광축들이 교차하는 지점에는 상기 조명광과 상기 제2 조명광 중 어느 하나의 적어도 일부를 투과시키고 나머지 하나의 적어도 일부를 반사시키는 제2 빔 스플리터가 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제2 조명 유닛은, 복수의 제2 조명 램프들이 장착된 제2 조명 기판과, 상기 제2 조명 램프들 중 하나를 선택적으로 사용하기 위하여 상기 제2 조명 기판의 위치를 조절하는 제2 위치 조절부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제2 조명 유닛은, 복수의 제2 조명 램프들이 장착된 제2 조명 기판을 포함할 수 있으며, 상기 위치 조절부는 상기 제2 조명 램프들 중 하나를 선택적으로 사용하기 위하여 상기 제2 조명 기판의 위치를 조절할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 기판 상에 형성된 디스플레이 셀들의 픽셀 위치 정확도 검사를 위한 기판 검사 장치는, 상기 기판을 지지하기 위한 스테이지 모듈과 상기 기판 상의 검사 패턴을 촬상하여 검사 이미지를 획득하기 위한 형광 현미경을 포함할 수 있으며, 상기 형광 현미경은, 상기 검사 패턴 상으로 조명광을 제공하기 위한 조명 유닛과, 상기 조명광을 상기 검사 패턴 상으로 유도하기 위한 빔 스플리터와 상기 검사 패턴과 마주하는 대물 렌즈를 포함하는 렌즈 유닛과, 상기 검사 패턴으로부터 반사된 광으로부터 상기 검사 이미지를 획득하기 위한 카메라 유닛을 포함할 수 있다. 특히, 상기 조명 유닛은, 복수의 조명 램프들이 장착된 조명 기판과, 상기 조명 램프들 중 하나를 선택적으로 사용하기 위하여 상기 조명 기판의 위치를 조절하는 위치 조절부를 포함할 수 있다.
상기 조명 램프들 중 하나로부터 조사된 조명광의 광량은 광 센서에 의해 측정될 수 있으며, 상기 광량이 기 설정된 범위보다 낮은 경우 상기 하나의 조명 램프는 상기 조명 램프들 중 다른 하나로 교체될 수 있다. 따라서, 상기 조명광의 광량 저하에 따른 검사 오류가 충분히 방지될 수 있으며, 상기 조명 램프의 교체에 소요되는 시간이 크게 단축될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 현미경을 포함하는 기판 검사 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 셀을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 1에 도시된 형광 현미경을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 형광 현미경을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 형광 현미경을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 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.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 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.
본 발명의 실시예들에서 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 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 현미경을 포함하는 기판 검사 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 기판을 설명하기 위한 개략적인 구성도이며, 도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 셀을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 현미경(100) 및 이를 포함하는 기판 검사 장치(200)는 디스플레이 기판(10) 상에 형성된 박막 패턴들의 얼라인 상태를 판단하기 위한 픽셀 정확도 검사를 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 형광 현미경(100)은 상기 기판(10) 상에 형성된 OLED 셀들과 같은 디스플레이 셀들(20)에 대한 픽셀 정확도 검사를 수행하기 위해 사용될 수 있다.
상기 디스플레이 셀들(20)은 셀 공정을 통해 상기 기판(10) 상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(10) 상에 TFT 어레이 층을 형성하고, 상기 TFT 어레이 층 상에 유기 발광층을 형성할 수 있다. 상기 유기 발광층은 하부 전극층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 상부 전극층 등을 포함할 수 있다.
상기 기판(10) 상의 디스플레이 셀들(20)은 복수의 행과 열의 형태로 배열될 수 있다. 상기 각각의 디스플레이 셀들(20)은 상기 TFT 어레이 층과 전기적으로 연결되는 복수의 검사 패드들(22)을 구비할 수 있으며, 또한 픽셀 위치 정확도 검사를 위한 기준 패턴(30)과 검사 패턴들(32)을 구비할 수 있다. 도시된 바에 의하면, 상기 검사 패드들(22)과 상기 기준 및 검사 패턴들(30, 32)이 서로 반대 방향에 배치되고 있으나, 상기 위치는 다양하게 변경 가능하므로 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
상기 기준 패턴(30)은 상기 픽셀 위치 정확도 검사를 수행하기 위한 기준 위치 정보를 제공하기 위해 사용될 수 있으며, 상기 검사 패턴들(32)은 상기 기준 패턴(30)의 일측에 일렬로 배치될 수 있다. 상기 기준 패턴(30)과 상기 검사 패턴들(32)의 위치 또한 다양하게 변경 가능하므로 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
상기 기판 검사 장치(200)는 상기 기판(10)을 지지하기 위한 스테이지 모듈(210)을 포함할 수 있으며, 상기 형광 현미경(100)은 상기 스테이지 모듈(210) 아래에 위치될 수 있다. 예를 들면, 상기 스테이지 모듈(210)은, 상기 디스플레이 셀들(20)이 형성된 상기 기판(10)의 전면이 아래를 향하도록 상기 기판(10)의 후면을 진공 흡착하는 기판 스테이지(212)와, 상기 기판 스테이지(212)를 수평 방향으로 이동시키기 위한 스테이지 구동부(214)를 포함할 수 있다.
상기 형광 현미경(100)은 상기 스테이지 모듈(210) 아래에서 수직 및 수평 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 형광 현미경(100)은 현미경 구동부(220)에 의해 수직 및 수평 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 특히, 상기 기판(10) 상의 디스플레이 셀들(20)에 대한 픽셀 위치 정확도 검사를 순차적으로 수행하기 위하여 상기 스테이지 구동부(214)는 상기 기판 스테이지(212)를 X축 방향으로 이동시킬 수 있으며, 상기 현미경 구동부(220)는 상기 형광 현미경(100)을 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 현미경 구동부(220)는 상기 형광 현미경(100)의 초점 거리를 조절하기 위하여 상기 형광 현미경(100)을 Z축 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 형광 현미경을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 4를 참조하면, 상기 형광 현미경(100)은 상기 검사 패턴(32)으로 조명광을 제공하기 위한 조명 유닛(110)과, 상기 조명광을 상기 검사 패턴(32) 상으로 유도하기 위한 빔 스플리터(132)를 포함하는 렌즈 유닛(130)과, 상기 검사 패턴(32)으로부터 반사된 광으로부터 상기 검사 패턴(32)에 대한 검사 이미지를 획득하기 위한 카메라 유닛(140)을 포함할 수 있다.
상기 렌즈 유닛(130)은 상기 검사 패턴(32)과 마주하는 대물 렌즈(134)와 상기 검사 패턴(32)으로부터 반사된 광으로부터 자외선을 차단하고 가시광선을 통과시키는 장벽 필터(136)를 포함할 수 있다. 특히, 상기 대물 렌즈(134)와 상기 장벽 필터(136) 사이에는 상기 빔 스플리터(132)가 배치될 수 있으며, 상기 빔 스플리터(132)로는 다이크로익 미러(dichroic mirror)가 사용될 수 있다.
상기 조명 유닛(110)은, 복수의 조명 램프들(112)이 장착된 조명 기판(114)과, 상기 조명 램프들(112) 중 하나를 선택적으로 사용하기 위하여 상기 조명 기판(114)의 위치를 조절하는 위치 조절부(116)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 조명 램프들(112)로는 자외선 발광 다이오드들(UV LEDs)이 사용될 수 있으며, 상기 조명 램프들(112)은 상기 조명 기판(114) 상에 일렬로 배치될 수 있다.
상기 위치 조절부(116)는 상기 조명 램프들(112)이 배치된 방향으로 상기 조명 기판(114)을 이동시킬 수 있다. 특히, 상기 위치 조절부(116)는 상기 조명 램프들(112) 중 하나가 상기 빔 스플리터(132)를 향해 조명광을 제공할 수 있도록 상기 조명 기판(114)의 위치를 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기 위치 조절부(116)는 회전력을 제공하는 모터(118)와 상기 모터(118)의 회전축에 연결된 볼 스크루(120) 및 상기 볼 스크루(120)와 연결되며 상기 조명 기판(114)이 탑재된 가동 부재(122) 등을 포함할 수 있으며, 상기 가동 부재(122)는 리니어 모션 가이드(미도시)에 의해 안내될 수 있다.
상기 조명 램프들(112) 중 하나로부터 조사된 조명광은 상기 빔 스플리터(132)에 의해 상기 대물 렌즈(134)를 향해 반사될 수 있으며, 상기 대물 렌즈(134)를 통해 상기 검사 패턴(32) 상으로 조사될 수 있다. 상기 검사 패턴(32)으로부터 반사된 광은 상기 대물 렌즈(134)와 상기 빔 스플리터(132) 및 상기 장벽 필터(136)를 통해 상기 카메라 유닛(140)으로 제공될 수 있다. 일 예로서, 상기 빔 스플리터(132)는 청색광을 반사시키고 녹색광을 투과시키는 다이크로익 미러가 사용될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 기판 검사 장치(200)는 상기 조명광의 광량을 측정하기 위한 광 센서(230)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 광 센서(230)는 상기 기판 스테이지(212)에 장착될 수 있다.
또한, 상기 기판 검사 장치(200)는 상기 광 센서(230)로부터의 측정값에 따라 상기 위치 조절부(116)의 동작을 제어하는 제어부(240)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부(240)는 상기 조명광이 상기 광 센서(230)로 조사되도록 상기 스테이지 구동부(214)와 상기 현미경 구동부(220)의 동작을 제어할 수 있으며, 상기 광 센서(230)로부터 측정된 상기 조명광의 광량에 따라 상기 조명 램프(112)의 교체 여부를 결정할 수 있다. 구체적으로, 상기 측정된 광량이 기 설정된 범위보다 낮은 경우, 예를 들면, 현재 사용되고 있는 조명 램프(112)를 다른 조명 램프(112)로 교체하기 위해 상기 조명 기판(114)을 전진 또는 후퇴시키도록 상기 위치 조절부(116)의 동작을 제어할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 상기 형광 현미경(100)은 상기 기판(10) 상의 기준 패턴(30)을 촬상하기 위하여 상기 기준 패턴(30) 상으로 제2 조명광을 제공하는 제2 조명 유닛(150)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 조명 유닛(150)은 상기 제2 조명광의 광축이 상기 조명광의 광축과 교차되도록 상기 조명 유닛(110)과 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 조명 유닛(150)은 상기 제2 조명광을 제공하기 위한 제2 조명 램프(152)를 포함할 수 있으며, 일 예로서, 백색 발광 다이오드(White LED)가 상기 제2 조명 램프(152)로서 사용될 수 있다.
특히, 상기 조명광의 광축과 제2 조명광의 광축이 교차하는 지점에는 상기 조명광과 상기 제2 조명광 중 어느 하나의 적어도 일부를 투과시키고 나머지 하나의 적어도 일부를 반사시키는 제2 빔 스플리터(160)가 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 빔 스플리터(160)로는 청색광을 선택적으로 투과시키고 나머지를 반사시키는 다이크로익 미러가 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 형광 현미경을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 형광 현미경(100)은 제2 조명 유닛(350)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 조명 유닛(350)은 복수의 제2 조명 램프들(352)이 장착된 제2 조명 기판(354) 및 상기 제2 조명 램프들(352) 중 하나를 선택적으로 사용하기 위하여 상기 제2 조명 기판(354)의 위치를 조절하는 제2 위치 조절부(360)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 제2 조명 램프들(352)로는 백색 발광 다이오드들이 사용될 수 있으며, 상기 제2 위치 조절부(360)의 동작은 상기 제어부(240)에 의해 제어될 수 있다. 상기 제2 조명 램프들(352)은 일렬로 배치될 수 있으며, 상기 제2 위치 조절부(360)는 상기 제2 조명 램프들(352)이 배치된 방향으로 상기 제2 조명 기판(354)을 이동시킬 수 있다. 특히, 상기 제2 위치 조절부(360)는 상기 제2 조명 램프들(352) 중 하나가 상기 제2 빔 스플리터(160)를 향해 제2 조명광을 제공할 수 있도록 상기 제2 조명 기판(354)의 위치를 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 위치 조절부(360)는 회전력을 제공하는 모터(362)와 상기 모터(362)의 회전축에 연결된 볼 스크루(364) 및 상기 볼 스크루(364)와 연결되며 상기 제2 조명 기판(354)이 탑재된 가동 부재(366) 등을 포함할 수 있으며, 상기 가동 부재(366)는 리니어 모션 가이드에 의해 안내될 수 있다.
특히, 상기 제어부(240)는 상기 제2 조명광이 상기 광 센서(230)로 조사되도록 상기 스테이지 구동부(214)와 상기 현미경 구동부(220)를 제어할 수 있으며, 상기 광 센서(230)에 의해 측정된 제2 조명광의 광량에 따라 상기 제2 조명 램프(352)의 교체 여부를 결정할 수 있다. 구체적으로, 상기 측정된 제2 조명광의 광량이 기 설정된 범위보다 낮은 경우, 예를 들면, 현재 사용되고 있는 제2 조명 램프(352)를 다른 제2 조명 램프(352)로 교체하기 위해 상기 제2 조명 기판(354)을 전진 또는 후퇴시키도록 상기 제2 위치 조절부(360)의 동작을 제어할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 형광 현미경을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 형광 현미경(100)은 제2 조명 유닛(450)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 조명 유닛(450)은 복수의 제2 조명 램프들(452)이 장착된 제2 조명 기판(454)을 포함할 수 있다. 특히, 상기 위치 조절부(116)는 상기 제2 조명 램프들(452) 중 하나를 선택적으로 사용하기 위하여 상기 제2 조명 기판(454)의 위치를 조절할 수 있다.
예를 들면, 상기 제2 조명 유닛(450)은, 상기 제2 조명 기판(454)이 탑재된 가동 유닛(456)과, 상기 가동 유닛(456)을 이동시키기 위한 볼 스크루(458) 등을 포함할 수 있다. 아울러, 도시된 바와 같이, 상기 위치 조절부(116)는 모터(118)의 회전력을 상기 제2 조명 유닛(450)의 볼 스크루(458)에 전달하기 위한 베벨 기어 세트(460)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 모터(118)의 회전력은 상기 제1 조명 유닛(110)의 볼 스크루(120)와 제2 조명 유닛(450)의 볼 스크루(458)에 동시에 전달될 수 있으며, 이에 의해 상기 조명 램프(112)와 제2 조명 램프(452)의 교체가 동시에 이루어질 수 있다.
상기 제어부(240)는 상기 조명광의 광량 및/또는 상기 제2 조명광의 광량이 기 설정된 범위보다 낮은 경우 상기 조명 램프(112)와 제2 조명 램프(452)를 동시에 교체할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 기판(10) 상에 형성된 디스플레이 셀들(20)의 픽셀 위치 정확도 검사를 위한 기판 검사 장치(200)는, 상기 기판(10)을 지지하기 위한 스테이지 모듈(210)과 상기 기판(10) 상의 검사 패턴(32)을 촬상하여 검사 이미지를 획득하기 위한 형광 현미경(100)을 포함할 수 있으며, 상기 형광 현미경(100)은, 상기 검사 패턴(32) 상으로 조명광을 제공하기 위한 조명 유닛(110)과, 상기 조명광을 상기 검사 패턴(32) 상으로 유도하기 위한 빔 스플리터(132)와 상기 검사 패턴(32)과 마주하는 대물 렌즈(134) 등을 포함하는 렌즈 유닛(130)과, 상기 검사 패턴(32)으로부터 반사된 광으로부터 상기 검사 이미지를 획득하기 위한 카메라 유닛(140)을 포함할 수 있다. 특히, 상기 조명 유닛(110)은, 복수의 조명 램프들(112)이 장착된 조명 기판(114)과, 상기 조명 램프들(112) 중 하나를 선택적으로 사용하기 위하여 상기 조명 기판(114)의 위치를 조절하는 위치 조절부(116)를 포함할 수 있다.
상기 조명 램프들(112) 중 하나로부터 조사된 조명광의 광량은 광 센서(230)에 의해 측정될 수 있으며, 상기 광량이 기 설정된 범위보다 낮은 경우 상기 하나의 조명 램프(112)는 상기 조명 램프들(112) 중 다른 하나로 교체될 수 있다. 따라서, 상기 조명광의 광량 저하에 따른 검사 오류가 충분히 방지될 수 있으며, 상기 조명 램프(112)의 교체에 소요되는 시간이 크게 단축될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 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 : 디스플레이 셀
30 : 기준 패턴 32 : 검사 패턴
100 : 형광 현미경 110 : 조명 유닛
112 : 조명 램프 114 : 조명 기판
116 : 위치 조절부 130 : 렌즈 유닛
132 : 빔 스플리터 134 : 대물 렌즈
136 : 장벽 필터 140 : 카메라 유닛
150 : 제2 조명 유닛 152 : 제2 조명 램프
160 : 제2 빔 스플리터 200 : 기판 검사 장치
210 : 스테이지 모듈 212 : 기판 스테이지
214 : 스테이지 구동부 220 : 현미경 구동부
230 : 광 센서 240 : 제어부

Claims (14)

  1. 디스플레이 기판 상에 형성된 검사 패턴과 기준 패턴을 촬상하기 위한 형광 현미경에 있어서,
    상기 검사 패턴 상으로 조명광을 제공하기 위한 조명 유닛;
    상기 조명광을 상기 검사 패턴 상으로 유도하기 위한 빔 스플리터를 포함하는 렌즈 유닛;
    상기 기준 패턴 상으로 제2 조명광을 제공하기 위한 제2 조명 유닛;
    상기 조명 유닛과 상기 빔 스플리터 사이에 배치되며, 상기 조명광의 적어도 일부를 투과시키고, 상기 제2 조명광의 적어도 일부가 상기 빔 스플리터에 의해 상기 기준 패턴 상으로 유도되도록 상기 제2 조명광의 적어도 일부를 상기 빔 스플리터를 향해 반사시키는 제2 빔 스플리터; 및
    상기 검사 패턴으로부터 반사된 광 및 상기 기준 패턴으로부터 반사된 광을 이용하여 상기 검사 패턴과 기준 패턴을 촬상하는 카메라 유닛을 포함하되,
    상기 조명 유닛은, 복수의 조명 램프들이 장착된 조명 기판과, 상기 조명 램프들 중 하나를 선택적으로 사용하기 위하여 상기 조명 기판의 위치를 조절하는 위치 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 현미경.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 조명 유닛은, 복수의 제2 조명 램프들이 장착된 제2 조명 기판과, 상기 제2 조명 램프들 중 하나를 선택적으로 사용하기 위하여 상기 제2 조명 기판의 위치를 조절하는 제2 위치 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 현미경.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 조명 유닛은, 복수의 제2 조명 램프들이 장착된 제2 조명 기판을 포함하며,
    상기 위치 조절부는 상기 제2 조명 램프들 중 하나를 선택적으로 사용하기 위하여 상기 제2 조명 기판의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 형광 현미경.
  6. 검사 패턴과 기준 패턴이 형성된 디스플레이 기판을 지지하기 위한 스테이지 모듈; 및
    상기 검사 패턴과 기준 패턴을 촬상하기 위한 형광 현미경을 포함하되,
    상기 형광 현미경은,
    상기 검사 패턴 상으로 조명광을 제공하기 위한 조명 유닛;
    상기 조명광을 상기 검사 패턴 상으로 유도하기 위한 빔 스플리터를 포함하는 렌즈 유닛;
    상기 기준 패턴 상으로 제2 조명광을 제공하기 위한 제2 조명 유닛;
    상기 조명 유닛과 상기 빔 스플리터 사이에 배치되며, 상기 조명광의 적어도 일부를 투과시키고, 상기 제2 조명광의 적어도 일부가 상기 빔 스플리터에 의해 상기 기준 패턴 상으로 유도되도록 상기 제2 조명광의 적어도 일부를 상기 빔 스플리터를 향해 반사시키는 제2 빔 스플리터; 및
    상기 검사 패턴으로부터 반사된 광 및 상기 기준 패턴으로부터 반사된 광을 이용하여 상기 검사 패턴과 기준 패턴을 촬상하는 카메라 유닛을 포함하되,
    상기 조명 유닛은, 복수의 조명 램프들이 장착된 조명 기판과, 상기 조명 램프들 중 하나를 선택적으로 사용하기 위하여 상기 조명 기판의 위치를 조절하는 위치 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 조명광의 광량을 측정하기 위한 광 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 스테이지 모듈은,
    상기 기판을 진공 흡착하기 위한 기판 스테이지; 및
    상기 기판 스테이지를 수평 방향으로 이동시키기 위한 스테이지 구동부를 포함하며,
    상기 광 센서는 상기 기판 스테이지에 장착되는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 광 센서로부터의 측정값에 따라 상기 위치 조절부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 형광 현미경을 수직 및 수평 방향으로 이동시키기 위한 현미경 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제6항에 있어서, 상기 제2 조명 유닛은, 복수의 제2 조명 램프들이 장착된 제2 조명 기판과, 상기 제2 조명 램프들 중 하나를 선택적으로 사용하기 위하여 상기 제2 조명 기판의 위치를 조절하는 제2 위치 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  14. 제6항에 있어서, 상기 제2 조명 유닛은, 복수의 제2 조명 램프들이 장착된 제2 조명 기판을 포함하며,
    상기 위치 조절부는 상기 제2 조명 램프들 중 하나를 선택적으로 사용하기 위하여 상기 제2 조명 기판의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
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