KR102147128B1 - 기판 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치는, 기판의 위치를 결정하도록 구성되는 기판 정렬 유닛; 기판의 내부에 존재하는 결함을 검출하도록 구성되는 제1 기판 검사 유닛; 기판의 표면에 존재하는 결함을 검출하도록 구성되는 제2 기판 검사 유닛; 및 기판 정렬 유닛, 제1 기판 검사 유닛 및 제2 기판 검사 유닛 사이에서 기판을 반송하도록 구성되는 기판 반송 유닛을 포함할 수 있다.

Description

기판 검사 장치{APPARATUS FOR INSPECTING SUBSTRATE}
본 발명은 기판을 검사하는 기판 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 디스플레이는 액정 분자의 광학적 이방성과 복굴절 특성을 이용하여 화상을 표현하는 표시 장치이다. 액정으로 전계가 인가되면 액정의 배열이 변화되며, 변화된 액정의 배열 방향에 따라 빛이 투과되는 특성이 달라진다.
액정 디스플레이용 기판(이하, '기판'이라 함)은 제1 패널 및 제2 패널과, 제1 패널 및 제2 패널 사이에 형성되는 액정층으로 구성된다. 제1 패널 및 제2 패널 중 어느 하나에는 박막 트랜지스터가 형성되며, 제1 및 제2 패널 중 다른 하나에는 컬러 필터가 형성된다.
기판의 내부에 존재하는 결함을 검출하기 위해, 광원과, 기판을 사이에 두고 배치되어 광원에서 조사된 광을 편광시키는 한 쌍의 편광판이 사용된다. 한 쌍의 편광판 중 하나를 고정한 상태에서, 한 쌍의 편광판 중 다른 하나를 회전시키면서, 광원에서 조사된 광이 기판을 통과할 때 광이 왜곡되는지 여부를 검출함으로써, 기판에 결함이 존재하는지 여부를 판단한다. 그러나, 종래 기술에 따르면, 작업자가 직접 편광판을 수동으로 회전시키면서 광의 왜곡이 있는지를 육안으로 판별하였으므로, 작업자의 기판 검사 능력의 차이로 인하여 기판 검사 결과에 차이가 발생하는 문제가 있다. 또한, 매우 미세한 크기의 화소 불량은 작업자가 육안으로 판별하기 어려워 기판의 결함을 정확하게 검출하기 어렵다는 문제가 있다.
또한, 종래의 기판 검사 장치에서는, 기판의 표면에 존재하는 결함을 검출하기 위해, 기판의 표면에 대향하게 배치되는 카메라가 사용된다. 그러나, 종래 기판 검사 장치에서는, 기판의 에지부(기판의 이송 방향과 직교하는 횡 방향으로의 기판의 단부)가 클램프 모듈에 의해 파지된 상태에서, 기판이 카메라가 위치된 기판 검사 영역을 통과하면서 카메라에 의해 기판의 상면 또는 하면이 촬상된다. 그러나, 클램프 모듈에 의해 파지된 기판의 에지부는 클램프 모듈에 의해 가려지기 때문에 카메라에 의해 촬상될 수 없다. 따라서, 기판의 에지부를 카메라로 촬상하여 검사하기 위한 별도의 공정이 추가적으로 요구된다. 이는 기판을 검사하는 공정의 수를 증가시키고 기판을 검사하는 데에 소요되는 시간을 증가시키는 문제가 있다.
또한, 기판의 내부에 존재하는 결함을 검출하는 공정과 기판의 표면에 존재하는 결함을 검출하는 공정이 각각 별개의 장치에 의해 수행되었으므로, 장치 수 및 공정 수가 증가하며 이에 따라 비용이 증가하는 문제가 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 기판의 내부에 존재하는 결함과 기판의 표면에 존재하는 결함을 함께 검출할 수 있는 기판 검사 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치는, 기판의 위치를 결정하도록 구성되는 기판 정렬 유닛; 기판의 내부에 존재하는 결함을 검출하도록 구성되는 제1 기판 검사 유닛; 기판의 표면에 존재하는 결함을 검출하도록 구성되는 제2 기판 검사 유닛; 및 기판 정렬 유닛, 제1 기판 검사 유닛 및 제2 기판 검사 유닛 사이에서 기판을 반송하도록 구성되는 기판 반송 유닛을 포함할 수 있다.
제1 기판 검사 유닛은, 베이스 상에 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 지지대; 지지대에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 제1 편광판, 제1 편광판의 상방에 구비되는 촬상 모듈, 제1 편광판을 Z축을 중심으로 회전시키는 제1 편광판 회전 모듈을 구비하는 기판 검사 헤드; 베이스에 구비되며 기판이 안착되는 기판 안착 부재; 기판 안착 부재의 하방에 구비되는 제2 편광판; 및 제2 편광판의 하방에 구비되는 조명 모듈을 포함할 수 있다.
기판 검사 헤드에는, 제1 편광판이 설치되고 Z축을 중심으로 회전 가능하게 구성되는 제1 편광판 회전 부재가 구비될 수 있으며, 제1 편광판 회전 모듈은 제1 편광판 회전 부재의 외주부와 벨트, 링크 또는 기어를 통해 연결되는 회전 모터를 포함할 수 있다.
지지대에는 복수의 기판 검사 헤드가 구비될 수 있고, 복수의 기판 검사 헤드에 각각 구비되는 복수의 촬상 모듈은 상이한 배율을 가질 수 있다.
제1 기판 검사 유닛은 제2 편광판을 Z축을 기준으로 회전시키도록 구성되는 제2 편광판 회전 모듈을 더 포함할 수 있다.
제2 편광판은 조명 모듈과 일체로 연결될 수 있으며, 제2 편광판 회전 모듈은 조명 모듈을 Z축을 기준으로 회전시키도록 구성될 수 있다.
제2 기판 검사 유닛은, 기판 검사 영역 내에 배치되어 기판의 표면을 검사하도록 구성되는 표면 검사 모듈; 기판 검사 영역을 기준으로 기판의 이송 방향으로의 상류 측에 위치되는 제1 클램프 모듈; 및 기판 검사 영역을 기준으로 기판의 이송 방향으로의 하류 측에 위치되는 제2 클램프 모듈을 포함하고, 제1 클램프 모듈은 기판의 후행단과 인접한 기판의 제1 부분을 파지한 상태로 이동되어 기판의 선행단과 인접한 기판의 제2 부분이 기판 검사 영역을 통과하도록 하고, 제2 부분이 기판 검사 영역을 통과한 후 제1 부분을 해제하며, 제2 클램프 모듈은 제1 클램프 모듈이 제1 부분을 해제하기 전 또는 동시에 기판 검사 영역을 통과한 제2 부분을 파지한 상태로 이동되어 제1 부분이 기판 검사 영역을 통과하도록 할 수 있다.
제1 클램프 모듈이 제1 부분을 해제하는 동작 및 제2 클램프 모듈이 제2 부분을 파지하는 동작은 제1 클램프 모듈 및 제2 클램프 모듈이 동일한 속도로 등속으로 이동되면서 수행될 수 있다.
제2 부분이 기판 검사 영역을 통과하기 전에 제2 클램프 모듈이 가속할 수 있다.
표면 검사 모듈은, 기판의 하면을 검사하도록 구성되는 하면 검사 모듈과, 하면 검사 모듈로부터 Y축 방향으로 이격되게 배치되며 기판의 상면을 검사하도록 구성되는 상면 검사 모듈을 포함할 수 있고, 하면 검사 모듈 및 상면 검사 모듈 사이에는 기판을 지지하는 중간 스테이지가 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에 따르면, 기판의 내부에 존재하는 결함을 검출하도록 구성되는 제1 기판 검사 유닛과, 기판의 표면에 존재하는 결함을 검출하도록 구성되는 제2 기판 검사 유닛이 함께 구비되므로, 기판의 내부에 존재하는 결함과 기판의 표면에 존재하는 결함을 함께 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치의 제1 기판 검사 유닛에 따르면, 제1 편광판 및/또는 제2 편광판이 자동으로 회전되면서, 촬상 모듈에 의해 이미지가 자동으로 획득될 수 있으므로, 작업자가 육안으로 기판을 검사하는 경우에 비하여, 기판의 결함을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치의 제2 기판 검사 유닛에 따르면, 기판의 이송 방향으로의 상류 측에 배치되는 제1 클램프 모듈이 기판의 제1 부분을 파지한 상태로 이동되어 기판의 제2 부분이 기판 검사 영역을 통과하도록 하고, 제2 부분이 기판 검사 영역을 통과한 후 제1 부분을 해제하며, 기판의 이송 방향으로의 하류 측에 배치되는 제2 클램프 모듈이 제1 클램프 모듈이 제1 부분을 해제하기 전 또는 동시에 기판 검사 영역을 통과한 제2 부분을 파지한 상태로 이동되어 제1 부분이 기판 검사 영역을 통과하도록 한다. 따라서, 기판이 기판 검사 영역을 통과하는 과정에서, 기판의 하면 및 상면 전체가 제1 클램프 모듈 또는 제2 클램프 모듈에 의해 가려지지 않고 하방 및 상방으로 노출된다. 따라서, 기판의 에지부를 포함한 하면 및 상면 전체가 하면 검사 모듈 및 상면 검사 모듈에 의해 한번에 검사될 수 있으므로, 기판을 검사하는 공정의 수를 줄일 수 있고, 기판을 검사하는 데에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치가 개략적으로 도시된 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에 구비되는 기판 정렬 유닛 및 제1 기판 검사 유닛이 개략적으로 도시된 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에 구비되는 기판 정렬 유닛이 개략적으로 도시된 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에 구비되는 기판 정렬 유닛이 개략적으로 도시된 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에 구비되는 기판 정렬 유닛이 작동되는 상태가 개략적으로 도시된 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에 구비되는 제1 기판 검사 유닛이 개략적으로 도시된 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에 구비되는 제1 기판 검사 유닛의 기판 검사 헤드의 일부가 개략적으로 도시된 측면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에 구비되는 제1 기판 검사 유닛의 기판 검사 헤드의 일부가 개략적으로 도시된 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에 구비되는 제1 기판 검사 유닛의 다른 예가 개략적으로 도시된 측면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에 구비되는 제2 기판 검사 유닛이 개략적으로 도시된 측면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에 구비되는 제2 기판 검사 유닛이 개략적으로 도시된 평면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에 구비되는 제2 기판 검사 유닛의 제1 이송 유닛 또는 제2 이송 유닛이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 13은 따른 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에 구비되는 제2 기판 검사 유닛의 제1 클램프 모듈 및 제2 클램프 모듈의 속도 변화를 시간 변화에 따라 나타내는 그래프이다.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에 구비되는 제2 기판 검사 유닛의 작동 과정이 순차적으로 도시된 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에 의해 검사되는 기판은 박막 트랜지스터가 형성되는 제1 패널과 컬러 필터가 형성되는 제2 패널이 액정층을 사이에 두고 합착된 LCD 패널일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치는, 외부로부터 반입된 기판(S)의 위치를 결정하는 기판 정렬 유닛(10)과, 기판(S)의 내부에 존재하는 결함을 검출하도록 구성되는 제1 기판 검사 유닛(20)과, 기판(S)의 표면에 존재하는 결함을 검출하도록 구성되는 제2 기판 검사 유닛(30)과, 기판 정렬 유닛(10), 제1 기판 검사 유닛(20) 및 제2 기판 검사 유닛(30) 사이에서 기판(S)을 반송하도록 구성되는 기판 반송 유닛(40)을 포함할 수 있다.
여기에서, 기판(S)이 기판 정렬 유닛(10), 제1 기판 검사 유닛(20) 및 제2 기판 검사 유닛(30)으로 순차적 이송되는 방향을 Y축 방향이라 정의하고, 기판(S)이 이송되는 방향(Y축 방향)에 교차하는 방향을 X축 방향이라 정의한다. 그리고, 기판(S)이 놓이는 X-Y평면에 수직인 방향을 Z축 방향이라 정의한다. 또한, Y축 방향은 기판(S)의 길이 방향이고, X축 방향을 기판(S)의 폭 방향이다. 그리고, 기판(S)의 길이 방향(Y축 방향)으로의 중앙을 기준으로 기판(S)의 후행단과 인접하는 영역을 제1 부분(S1)이라 정의하고, 기판(S)의 후행단에 반대되는 기판(S)의 선행단과 인접하는 영역을 제2 부분(S2)이라 정의한다.
예를 들면, 제1 기판 검사 유닛(20)은, 기판(S) 내의 액정에 이물질, 얼룩, 파티클이 있는지 여부, 기판(S) 내의 액정의 양이 충분한지 여부, 또는 기판(S) 내의 밀봉재가 붕괴되었는지 여부 등 기판(S) 내에 존재하는 결함을 검출하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 제2 기판 검사 유닛(30)은, 기판(S)의 표면에 스크래치 또는 얼룩 등의 표면 결함이 존재하는지 여부를 검출하도록 구성될 수 있다. 또한, 제2 기판 검사 유닛(30)은 이러한 표면 결함의 형상, 깊이, 크기, 넓이, 폭 등을 측정하도록 구성될 수 있다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 기판 정렬 유닛(10)은 기판(S)이 이송되는 방향(Y축 방향)으로 연장되며 X축 방향으로 소정의 간격으로 이격되게 배치되는 복수의 벨트(11)와, 복수의 벨트(11)와 연결되어 복수의 벨트(11)를 승강시키는 벨트 승강 모듈(12)과, 복수의 벨트(11) 사이에 배치되어 기판(S)을 부양시키는 복수의 부양 모듈(13)과, 복수의 부양 모듈(13)에 의해 부양된 기판(S)의 측면을 가압하는 가압 모듈(14)을 포함할 수 있다.
복수의 벨트(11)는 각각 복수의 풀리(111)에 의해 지지될 수 있다. 각각의 벨트(11)에 연결된 복수의 풀리(111) 중 적어도 하나는 벨트(11)를 회전시키는 구동력을 제공하는 구동 풀리일 수 있다.
벨트 승강 모듈(12)은 복수의 풀리(111)와 연결되는 공압 또는 유압에 의하여 작동하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구로 구성될 수 있다.
복수의 부양 모듈(13)은 가스 공급원(미도시)과 연결되는 복수의 가스 분사 노즐(131)을 포함할 수 있다. 복수의 가스 분사 노즐(131)은 Y축 방향으로 소정의 간격으로 이격될 수 있다.
복수의 가압 모듈(14)은 기판(S)의 서로 대향하는 적어도 두 개의 측면을 가압할 수 있도록 배치될 수 있다. 가압 모듈(14)은 기판(S)의 측면을 가압하도록 구성되는 가압 부재(141)와, 가압 부재(141)를 기판(S)을 향하는 방향 및 기판(S)으로부터 이격되는 방향으로 이동시키는 가압 부재 이동 모듈(142)을 포함할 수 있다. 가압 부재(141)는 기판(S)의 측면을 가압할 수 있도록 기판(S)의 측면에 대응하는 형상을 가질 수 있다.
다른 예로서, 복수의 가압 모듈(14)은 기판(S)의 서로 대향하는 적어도 두 개의 코너부를 가압하도록 배치될 수 있다. 이 경우, 가압 부재(141)는 기판(S)의 코너부를 가압할 수 있도록 기판(S)의 코너부에 대응하는 형상을 가질 수 있다.
이와 같은 구성에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 외부로부터 기판 정렬 유닛(10)으로 기판(S)이 반입되도록, 복수의 벨트(11)가 복수의 부양 모듈(13)로부터 상승된 상태를 유지한다. 이때, 기판(S)이 복수의 벨트(11)에 안착되고, 복수의 벨트(11)가 회전됨에 따라 기판(S)이 복수의 가압 부재(141) 사이의 소정의 위치로 이동될 수 있다.
그리고, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(S)이 복수의 벨트(11) 상의 소정의 위치로 이동되면, 복수의 벨트(11)가 하강하는 것과 동시에 가스 분사 노즐(131)로부터 기판(S)을 향하여 가스가 분사되며, 분사된 가스에 의해 기판(S)이 부양된다.
그리고, 기판(S)이 부양된 상태에서, 가압 부재 이동 모듈(142)의 작동에 의해 가압 부재(141)가 기판(S)의 측면을 가압하며, 이에 따라, 기판(S)이 움직이면서 기판(S)의 위치 및 자세가 결정될 수 있다.
그리고, 기판(S)의 위치 및 자세가 결정된 이후에는, 가스 분사 노즐(131)로부터의 가스의 분사가 중단되는 것과 동시에 복수의 벨트(11)가 상승하며, 이에 따라, 기판(S)은 그 위치가 결정된 상태로 복수의 벨트(11) 상에 지지될 수 있다.
그리고, 위치 및 자세가 결정된 상태로 복수의 벨트(11) 상에 지지된 기판(S)은 기판 반송 유닛(40)에 의해 제1 기판 검사 유닛(20)으로 이송될 수 있다.
도 1, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 기판 검사 유닛(20)은, 베이스(260), 베이스(260) 상에 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되며 X축 방향으로 연장되는 지지대(290)와, 지지대(290)에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되며 제1 편광판(210) 및 촬상 모듈(240)을 구비하는 기판 검사 헤드(280)와, 베이스(260)에 구비되며 기판(S)이 안착되는 기판 안착 부재(250)와, 기판 안착 부재(250)의 하방에 배치되는 제2 편광판(220)과, 제2 편광판(220)의 하방에 배치되는 조명 모듈(230)을 포함할 수 있다.
그리고, 기판 검사 헤드(280)는, 제1 편광판(210)을 지지하는 제1 편광판 지지 부재(211)와, 제1 편광판 지지 부재(211)와 연결되며 Z축과 평행한 수직 중심축을 중심으로 회전 가능하게 구성되는 제1 편광판 회전 부재(212)와, 제1 편광판 회전 부재(212)와 연결되어 제1 편광판 회전 부재(212)를 Z축과 평행한 수직 중심축을 중심으로 회전시키는 것에 의해 제1 편광판(210)을 회전시키는 제1 편광판 회전 모듈(213)과, 제1 편광판 회전 부재(212)를 통해 제1 편광판 지지 부재(211)와 연결되며 기판 검사 헤드(280)에 고정되는 제1 편광판 고정 부재(214)를 포함할 수 있다.
기판 안착 부재(250)는 베이스(260)와 일체로 형성될 수 있거나, 별개의 부재로서 형성될 수 있다.
베이스(260)에는 Y축 방향으로 연장되는 가이드 레일(291)이 설치되며, 지지대(290)는 가이드 레일(291)을 따라 Y축 방향으로 이동될 수 있다. 이를 위해, 지지대(290)와 가이드 레일(291) 사이에는 공압 또는 유압에 의하여 작동하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구가 구비될 수 있다.
지지대(290)에는 X축 방향으로 연장되는 가이드 레일(292)이 설치되며, 기판 검사 헤드(280)에는 가이드 레일(292)을 따라 X축 방향으로 이동 가능한 헤드 이동 모듈(281)이 구비될 수 있다. 헤드 이동 모듈(281)로는 공압 또는 유압에 의하여 작동하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구가 적용될 수 있다.
지지대(290)가 Y축 방향으로 이동되고 기판 검사 헤드(280)가 X축 방향으로 이동됨에 따라, 제1 편광판(210) 및 촬상 모듈(240)이 기판 안착 부재(250)에 안착된 기판(S) 상부의 소정의 위치에 위치될 수 있고, 그 위치에서 기판(S)에 대한 검사를 수행할 수 있다.
또한, 기판 검사 헤드(280)에는 제1 편광판(210) 및 촬상 모듈(240)을 Z축 방향으로 이동시키도록 구성되는 헤드 승강 모듈(282)이 구비될 수 있다. 헤드 승강 모듈(282)로는 공압 또는 유압에 의하여 작동하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구가 적용될 수 있다. 헤드 승강 모듈(282)에 의해 제1 편광판(210) 및 촬상 모듈(240)이 기판(S)에 인접하게 이동될 수 있거나 기판(S)으로부터 이격되게 이동될 수 있다.
지지대(290)에는 복수의 기판 검사 헤드(280)가 구비될 수 있다. 기판(S)을 검사하는 과정에서, 복수의 기판 검사 헤드(280)가 동시에 작동될 수 있거나, 복수의 기판 검사 헤드(280)가 순차적으로 작동될 수 있거나, 복수의 기판 검사 헤드(280) 중 어느 하나만이 선택적으로 작동될 수 있다.
복수의 기판 검사 헤드(280)에 각각 구비되는 복수의 촬상 모듈(240)은 상이한 배율을 가질 수 있다. 낮은 배율을 갖는 촬상 모듈(240)은 기판(S)에 존재하는 결함의 위치를 신속하게 검출하는 데에 사용될 수 있고, 높은 배율을 갖는 촬상 모듈(240)은 검출된 결함을 정밀하게 검사하는 데에 사용될 수 있다. 따라서, 기판(S)을 검사하는 공정을 보다 신속하게 수행할 수 있다.
제2 편광판(220)은 베이스(260)에 지지되며 기판 안착 부재(250)의 하방에 배치된다. 제2 편광판(220)은 기판 안착 부재(250)에 안착된 기판(S)으로부터 하방으로 이격되게 배치된다.
조명 모듈(230)은 베이스(260)에 지지되며 제2 편광판(220)으로부터 하방으로 이격되게 배치된다.
이에 따라, 촬상 모듈(240)에는 조명 모듈(230)으로부터 조사되어 제2 편광판(220) 및 제1 편광판(210)을 순차적으로 통과한 광이 입사된다. 촬상 모듈(240)은 기판(S)의 일부 영역을 촬상하여 이미지를 획득하도록 구성될 수 있다. 그리고, 헤드 이동 모듈(281) 및 헤드 승강 모듈(282)에 의해 제1 편광판(210) 및 촬상 모듈(240)이 기판(S)의 상방에서 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동되면서 기판(S)에 전체 영역에 대한 이미지를 획득한다. 이에 따라, 기판(S)의 전체의 영역에 대한 이미지를 분석하여, 기판(S)의 결함을 검출할 수 있다.
베이스(260), 기판 안착 부재(250), 제1 편광판 회전 부재(212), 제1 편광판 고정 부재(214)는 조명 모듈(230)로부터 조사된 광이 제2 편광판(220), 기판(S), 제1 편광판(210)을 통과하여 촬상 모듈(240)에 도달할 수 있도록 광로를 제공한다. 이를 위해, 베이스(260), 기판 안착 부재(250), 제1 편광판 회전 부재(212), 제1 편광판 고정 부재(214)는 광이 통과할 수 있는 공간을 갖는 형상으로 형성된다. 예를 들면, 광로는 베이스(260), 기판 안착 부재(250), 제1 편광판 회전 부재(212), 제1 편광판 고정 부재(214)에 각각 형성되는 관통홀에 의해 제공될 수 있다.
예를 들면, 제1 편광판 지지 부재(211)는 제1 편광판 회전 부재(212) 상에 설치될 수 있다. 따라서, 제1 편광판 지지 부재(211)는 제1 편광판 회전 부재(212)와 함께 Z축과 평행한 수직 중심축을 중심으로 회전할 수 있다. 제1 편광판 지지 부재(211)는 제1 편광판(210)의 둘레 방향으로 복수로 구비될 수 있고, 제1 편광판(210)의 외주부를 제1 편광판 회전 부재(212)에 고정할 수 있다.
예를 들면, 제1 편광판 회전 부재(212)는 원판 형상을 가질 수 있다. 복수의 제1 편광판 지지 부재(211)는 제1 편광판 회전 부재(212)의 외주부에 둘레 방향으로 배치될 수 있다. 제1 편광판 회전 부재(212)는 제1 편광판 고정 부재(214)에 회전 가능하게 설치된다. 이를 위해, 제1 편광판 고정 부재(214)에는 링 형상의 가이드 레일(216)이 설치될 수 있으며, 제1 편광판 회전 부재(212)는 가이드 레일(216)을 따라 수직 중심축을 중심으로 회전될 수 있다.
예를 들면, 제1 편광판 회전 모듈(213)은 제1 편광판 회전 부재(212)의 외주부와 벨트를 통해 연결되는 회전 모터를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 편광판 회전 모듈(213)은 링크, 기어 등의 다양한 전동 수단을 통해 제1 편광판 회전 부재(212)의 외주부와 연결될 수 있다. 이와 같이, 제1 편광판 회전 모듈(213)이 제1 편광판 회전 부재(212)의 외주부에 연결되므로, 조명 모듈(230)에 의해 조사되어 촬상 모듈(240)에 도달하는 광의 광로를 간섭하지 않고, 제1 편광판(210)을 회전시킬 수 있다.
제1 편광판 회전 모듈(213)은 제1 편광판 회전 부재(212)와 함께 제1 편광판 고정 부재(214) 상에 설치될 수 있다.
제1 편광판(210) 및 제2 편광판(220)은 원판 형상, 사각 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 제2 편광판(220)은 기판(S)의 전체 영역을 커버할 수 있는 크기를 갖는다.
제1 편광판(210) 및 제2 편광판(220)은 상이한 편광 방향을 갖는다. 기판(S) 내의 액정에 이물질, 얼룩, 파티클이 있는 경우, 기판(S) 내의 액정의 양이 불충분한 경우, 또는 기판(S) 내의 밀봉재가 붕괴되는 경우 등, 기판(S) 내에 결함 부분이 있는 경우에는, 조명 모듈(230)로부터 조사된 광이 제2 편광판(220), 기판(S) 및 제1 편광판(210)을 통과하여 촬상 모듈(240)로 진행할 때, 광이 결함 부분에서 산란된다. 따라서, 촬상 모듈(240)에서 촬상된 이미지에 광이 왜곡된 부분이 존재하게 된다. 따라서, 촬상 모듈(240)에서 촬상된 이미지에 광이 왜곡된 부분이 존재하는지 여부를 검출함으로써, 기판(S) 내에 결함 부분이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.
이러한 과정에서, 제1 편광판(210) 및 제2 편광판(220) 사이의 광의 편광 방향을 변화시키기 위해, 제2 편광판(220)이 고정된 상태에서 제1 편광판(210)이 제1 편광판 회전 모듈(213)에 의해 회전된다. 예를 들면, 제1 편광판(210)의 편광 방향 및 제2 편광판(220)의 편광 방향이 서로 직교하는 초기 상태에서, 제1 편광판(210)은 45도 및 90도로 회전될 수 있다. 따라서, 초기 상태, 제1 편광판(210)이 45도 회전된 상태, 제1 편광판(210)이 90도 회전된 상태에서 촬상 모듈(240)이 각각의 이미지를 취득하여 이미지 내에 광의 왜곡이 있는지 여부를 검출한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치의 제1 기판 검사 유닛(20)은, 기판(S)에 별도의 전기적 신호를 인가하지 않고, 기판(S) 내부에 존재하는 결함(예를 들면, 얼룩, 빛 번짐, 결함, 파티클, 밀봉재 붕괴, 액정량 불충분)을 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치의 제1 기판 검사 유닛(20)은, X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능한 기판 검사 헤드(280)에 촬상 모듈(240), 제1 편광판(210), 제1 편광판 회전 모듈(213)이 구비된다. 따라서, 기판 검사 헤드(280)가 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동하고 제1 편광판(210)이 회전되면서 기판(S)의 전체 영역에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 따라서, 대면적의 기판을 검사하기 위해, 대면적의 기판의 전제 영역을 커버할 수 있는 대면적의 편광판을 마련하고 대면적의 편광판을 회전시켜야 하는 구성을 설계하는 데에 있어서의 어려움을 해소할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치는 대면적의 기판(S)에 대해서도 기판 검사 공정을 용이하게 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치의 제1 기판 검사 유닛(20)의 다른 예가 개략적으로 도시된 측면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제1 기판 검사 유닛(20)은 제2 편광판(220)을 Z축과 평행한 수직 중심축을 중심으로 회전시키도록 구성되는 제2 편광판 회전 모듈(270)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 편광판(220) 및 조명 모듈(230)은 일체로 연결될 수 있고, 제2 편광판 회전 모듈(270)은 베이스(260)에 지지되어 제2 편광판(220) 및 조명 모듈(230)을 함께 Z축과 평행한 수직 중심축을 중심으로 회전시키도록 구성될 수 있다. 이 경우, 제2 편광판 회전 모듈(270)은 조명 모듈(230)과 연결되는 회전 모터일 수 있다.
제1 편광판 회전 모듈(213) 및 제2 편광판 회전 모듈(270)이 함께 구비될 수 있다. 이 경우, 제1 편광판(210) 및 제2 편광판(220)이 동시에 회전될 수 있으므로, 기판을 검사하는 데에 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 또한, 제1 편광판(210) 및 제2 편광판(220)의 회전 각도, 회전 방향 등을 서로 다르게 조절하거나, 제1 편광판(210) 및 제2 편광판(220) 중 어느 하나만을 선택적으로 회전시킬 수 있으므로, 기판(S)을 다양한 조건 하에서 검사할 수 있다.
한편, 또 다른 예로서, 도시되지는 않았지만, 제2 편광판(220) 및 조명 모듈(230)이 일체로 연결되지 않고, 제2 편광판 회전 모듈(270)이 제2 편광판(220)에 직접 연결되어 제2 편광판(220)을 회전시키도록 구성될 수 있다. 이와 같은 경우, 제1 편광판 회전 부재(212)와 동일한 구성을 갖는 제2 편광판 회전 부재(미도시)에 제2 편광판(220)이 지지될 수 있고, 제2 편광판 회전 모듈(270)은 제1 편광판 회전 모듈(213)과 동일한 구성을 가지면서, 제2 편광판 회전 부재의 외주부에 벨트, 링크 또는 기어를 통해 연결되는 회전 모터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치의 제1 기판 검사 유닛(20)에 따르면, 기판(S)이 기판 정렬 유닛(10)에 의해 자동으로 정렬되고, 기판(S)이 기판 반송 유닛(40)에 의해 제1 기판 검사 유닛(20) 및 제2 기판 검사 유닛(30)으로 자동으로 이송되며, 제1 편광판(210) 및/또는 제2 편광판(220)이 자동으로 회전되면서, 촬상 모듈(240)에 의해 이미지가 자동으로 획득될 수 있으므로, 작업자가 육안으로 기판(S)을 검사하는 경우에 비하여, 기판(S)의 결함을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 기판 검사 유닛(30)은, 기판 검사 영역(A) 내에 배치되어 기판(S)의 표면을 검사하는 표면 검사 모듈(31, 32)과, 기판 검사 영역(A)을 중심으로 기판(S)의 이송 방향으로의 상류 측에 배치되어 외부로부터 로딩된 기판(S)이 위치되는 제1 스테이지(33)와, 기판 검사 영역(A)을 중심으로 기판(S)의 이송 방향으로의 하류 측에 배치되어 기판 검사 영역(A)을 통과한 기판(S)이 위치되는 제2 스테이지(34)와, 기판(S)을 제1 스테이지(33)로부터 기판 검사 영역(A)로 이송하는 제1 이송 유닛(35)과, 기판(S)을 기판 검사 영역(A)으로부터 제2 스테이지(34)로 이송하는 제2 이송 유닛(36)을 포함한다.
표면 검사 모듈(31, 32)은 기판(S)의 하면을 검사하도록 구성되는 하면 검사 모듈(31)과, 기판(S)의 상면을 검사하도록 구성되는 상면 검사 모듈(32)을 포함할 수 있다.
하면 검사 모듈(31)은 기판 검사 영역(A)의 상류 측에 배치될 수 있고, 상면 검사 모듈(32)은 기판 검사 영역(A)의 하류 측에 배치될 수 있다. 따라서, 기판(S)이 기판 검사 영역(A)을 통과할 때, 하면 검사 모듈(31)에 의해 기판(S)의 하면이 먼저 검사된 다음, 상면 검사 모듈(32)에 의해 기판(S)의 상면이 검사될 수 있다. 다만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않으며, 하면 검사 모듈(31)이 기판 검사 영역(A)의 하류 측에 배치되고 상면 검사 모듈(32)이 기판 검사 영역(A)의 상류 측에 배치되는 구성에도 본 발명이 적용될 수 있다. 또한, 하면 검사 모듈(31) 및 상면 검사 모듈(32) 중 어느 하나만이 구비되는 구성에도 본 발명이 적용될 수 있다.
예를 들면, 하면 검사 모듈(31)은 X축 방향으로 소정의 간격으로 복수로 배치될 수 있다. 따라서, 복수의 하면 검사 모듈(31)이 기판(S)의 하면의 X축 방향으로의 전체 영역을 한 번에 촬상할 수 있으므로, 기판(S)의 하면을 검사하는 데에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
마찬가지로, 상면 검사 모듈(32)은 X축 방향으로 소정의 간격으로 복수로 배치될 수 있다. 따라서, 복수의 상면 검사 모듈(32)이 기판(S)의 상면의 X축 방향으로의 전체 영역을 한 번에 촬상할 수 있으므로, 기판(S)의 상면을 검사하는 데에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
하면 검사 모듈(31) 및 상면 검사 모듈(32)의 개수 및 간격은 하면 검사 모듈(31) 및 상면 검사 모듈(32)의 검사 능력(분해능, 해상도, 화소 수 등), 기판(S)의 폭 및/또는 검출될 표면 결함의 종류 등에 따라 달라질 수 있다.
복수의 하면 검사 모듈(31)은 X축 방향으로 일렬로 배치될 수 있고, 복수의 상면 검사 모듈(32)은 X축 방향으로 일렬로 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않으며, 기판 검사 영역(A)의 하류 측 및/또는 상류 측에서 하나 이상의 하면 검사 모듈(31)과 하나 이상의 상면 검사 모듈(32)이 일렬로 교대로 배치되는 구성에도 본 발명이 적용될 수 있다.
한편, 하면 검사 모듈(31) 및 상면 검사 모듈(32)은 상하로(Z축 방향으로) 일렬로 배치되지 않는다. 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에서는, 하면 검사 모듈(31) 및 상면 검사 모듈(32)은 서로 Y축 방향으로 이격되도록 배치된다. 따라서, 특히, 기판(S)이 투명한 경우, 하면 검사 모듈(31)에 의해 촬상된 이미지에 상면 검사 모듈(32)의 이미지가 포함되는 것이 방지되며, 마찬가지로, 상면 검사 모듈(32)에 의해 촬상된 이미지에 하면 검사 모듈(31)의 이미지가 포함되는 것이 방지된다. 즉, 하면 검사 모듈(31) 및 상면 검사 모듈(32)이 서로 Y축 방향으로 이격되므로, 기판(S)의 이미지를 획득하여 기판(S)의 표면 결함을 검출하는 데에 있어, 하면 검사 모듈(31) 및 상면 검사 모듈(32)이 서로 간섭하는 것이 방지된다.
하면 검사 모듈(31) 및 상면 검사 모듈(32)이 서로 Y축 방향으로 이격되는 구성에서, 하면 검사 모듈(31) 및 상면 검사 모듈(32) 사이에는 기판(S)을 지지하는 중간 스테이지(37)가 구비될 수 있다. 기판(S)이 하면 검사 모듈(31) 및 상면 검사 모듈(32)을 통과하는 과정에서, 중간 스테이지(37)는 기판(S)을 지지하며, 이에 따라, 하면 검사 모듈(31) 및 상면 검사 모듈(32) 사이에서 기판(S)이 처지는 것이 방지될 수 있다.
중간 스테이지(37)는 공기 공급원(미도시)과 연통되는 복수의 공기 분출공을 포함하는 에어 테이블로서 구성될 수 있다. 따라서, 기판(S)이 중간 스테이지(37) 상부에서 이송될 때, 기판(S)은 중간 스테이지(37)의 상면으로부터 부양될 수 있다. 다만, 본 발명은 중간 스테이지(37)가 에어 테이블로서 구성되는 구성에 한정되지 않으며, 중간 스테이지(37)가 컨베이어 벨트로 구성되는 구성에도 본 발명이 적용될 수 있다.
하면 검사 모듈(31)은 기판(S)의 하면을 향하여 광을 조사하는 광원(311)과, 기판(S)의 하면을 촬상하는 카메라(312)를 포함한다.
예를 들면, 광원(311)은 직선 형태의 라인 빔을 발생시키도록 구성될 수 있다. 다만, 본 발명은 광원(311)으로부터 발생되는 광선의 형태에 한정되지 않으며, 광원(311)은 다양한 형태의 광선을 발생시키도록 구성될 수 있다. 광선의 형태는 검출될 표면 결함의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 복수의 하면 검사 모듈(31)에 각각 구비되는 광원(311)은 서로 다른 형태의 광선을 발생시키도록 구성될 수 있다.
한편, 카메라(312)가 기판(S)의 하면을 향하는 각도에 따라 카메라(312)에 의해 촬상된 표면 결함의 선명도, 명암 등의 화상 특성이 달라진다. 따라서, 다종의 표면 결함을 검출하기 위해, 카메라(312)는 기판(S)에 대한 각도가 조절 가능하게 구성될 수 있다. 이를 위해, 하면 검사 모듈(31)은, 카메라(312)와 연결되어 카메라(312)를 X축 또는 Y축과 평행한 중심축(또는 수평축)을 중심으로 회전시키는 카메라 회전 모터(313)를 포함할 수 있다. 카메라 회전 모터(313)에 의해 카메라(312)가 회전되어, 카메라(312)가 기판(S)의 하면을 향하는 각도가 조절될 수 있고, 이에 따라, 다양한 종류의 표면 결함을 검출할 수 있다. 또한, 카메라(312)가 회전되어, 카메라(312)가 기판(S)의 하면을 향하는 각도가 조절되는 경우에는, 보다 많은 카메라(312)가 상이한 각도로 고정되어 기판(S)의 하면을 향하여 배치되는 경우에 비하여, 카메라(312)의 개수를 줄일 수 있으며, 이에 따라, 기판 검사 장치의 제작에 요구되는 비용을 줄일 수 있다.
마찬가지로, 상면 검사 모듈(32)은 기판(S)의 상면을 향하여 광을 조사하는 광원(321)과, 기판(S)의 상면을 촬상하는 카메라(322)를 포함한다.
예를 들면, 광원(321)은 직선 형태의 라인 빔을 발생시키도록 구성될 수 있다. 다만, 본 발명은 광원(321)으로부터 발생되는 광선의 형태에 한정되지 않으며, 광원(321)은 다양한 형태의 광선을 발생시키도록 구성될 수 있다. 광선의 형태는 검출될 표면 결함의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 복수의 상면 검사 모듈(32)에 각각 구비되는 광원(321)은 서로 다른 형태의 광선을 발생시키도록 구성될 수 있다.
또한, 다종의 표면 결함을 검출하기 위해, 카메라(322)는 기판(S)에 대한 각도가 조절 가능하게 구성될 수 있다. 이를 위해, 상면 검사 모듈(32)은, 카메라(322)와 연결되어 카메라(322)를 X축 또는 Y축과 평행한 중심축(또는 수평축)을 중심으로 회전시키는 카메라 회전 모터(323)를 포함할 수 있다. 카메라 회전 모터(323)에 의해 카메라(322)가 회전되어, 카메라(322)가 기판(S)의 상면을 향하는 각도가 조절될 수 있고, 이에 따라, 다양한 종류의 표면 결함을 검출할 수 있다. 또한, 카메라(322)가 회전되어, 카메라(322)가 기판(S)의 상면을 향하는 각도가 조절되는 경우에는, 보다 많은 카메라(322)가 상이한 각도로 고정되어 기판(S)의 상면을 향하여 배치되는 경우에 비하여, 카메라(322)의 개수를 줄일 수 있으며, 이에 따라, 기판 검사 장치의 제작에 요구되는 비용을 줄일 수 있다.
제1 스테이지(33) 및 제2 스테이지(34)는 공기 공급원(미도시)과 연통되는 복수의 공기 분출공을 포함하는 에어 테이블로서 구성될 수 있다. 따라서, 기판(S)이 제1 스테이지(33) 및 제2 스테이지(34) 상부에 위치되어 이송될 때, 기판(S)은 제1 스테이지(33) 및 제2 스테이지(34)의 상면으로부터 부양될 수 있다. 다만, 본 발명은 제1 스테이지(33) 및 제2 스테이지(34)가 에어 테이블로서 구성되는 구성에 한정되지 않으며, 제1 스테이지(33) 및 제2 스테이지(34) 중 적어도 하나가 컨베이어 벨트로 구성되는 구성에도 본 발명이 적용될 수 있다.
기판 반송 유닛(40)은 기판(S)을 유지하여 이송하도록 구성되는 픽커 모듈(41)과, 픽커 모듈(41)이 Y축 방향으로 이동 가능하게 픽커 모듈(41)을 지지하는 지지 프레임(42)과, 픽커 모듈(41)을 지지 프레임(42)을 따라 Y축 방향으로 이동시키는 픽커 이동 모듈(43)과, 픽커 모듈(41)을 Z축 방향으로 이동시키는 픽커 승강 모듈(44)을 포함할 수 있다.
픽커 이동 모듈(43) 및 픽커 승강 모듈(44)로는 공압 또는 유압에 의하여 작동하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구가 적용될 수 있다. 픽커 모듈(41)은 진공원(미도시)과 진공 라인을 통하여 연결되는 복수의 흡착 패드(413)를 포함할 수 있다.
도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 이송 유닛(35)은 기판(S)의 제1 부분(S1)을 파지하여 기판(S)을 Y축 방향으로 이송하는 역할을 한다. 제1 이송 유닛(35)은, 기판(S)의 X축 방향으로의 양단(에지부)을 파지하는 한 쌍의 제1 클램프 모듈(351)과, Y축 방향으로 연장되게 설치되는 한 쌍의 가이드 레일(352)을 포함할 수 있다. 제1 클램프 모듈(351)은 가이드 레일(352)을 따라 Y축 방향으로 이동될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에서는, 한 쌍의 제1 클램프 모듈(351)이 기판(S)의 X축 방향으로의 양단을 파지하도록 구성된다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 하나의 제1 클램프 모듈(351)이 기판(S)의 X축 방향으로의 양단 중 일단만을 파지하도록 구비되는 구성에도 본 발명이 적용될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제1 클램프 모듈(351)은, 가이드 레일(352)에 연결되는 연결 블록(353)과, 연결 블록(353)에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동 블록(355)과, 이동 블록(355)에 장착되고 서로 인접하거나 이격되게 이동되게 구성되는 한 쌍의 파지 부재(356)와, 이동 블록(355)을 X축 방향으로 이동시키는 구동 블록(357)을 포함할 수 있다.
연결 블록(353)과 가이드 레일(352) 사이에는 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구가 구비될 수 있다. 따라서, 파지 부재(356)가 기판(S)을 파지한 상태에서 연결 블록(353)이 직선 이동 기구에 의해 가이드 레일(352)을 따라 Y축 방향으로 이동될 수 있으며, 이에 따라, 기판(S)이 Y축 방향으로 이동될 수 있다.
한 쌍의 파지 부재(356)는 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구에 의해 직선형으로 이동되면서 서로 인접하거나 서로로부터 이격되는 방향으로 이동되도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 한 쌍의 파지 부재(356)는 회전 기구에 의해 서로 인접하거나 서로로부터 이격되는 방향으로 회전되도록 구성될 수 있다.
한 쌍의 파지 부재(356)가 기판(S)을 사이에 두고 서로 인접하게 이동되는 것에 의해 기판(S)이 한 쌍의 파지 부재(356)에 의해 파지될 수 있다.
구동 블록(357)은 이동 블록(355)과 연결되는 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구 등의 직선 이동 기구로 이루어질 수 있다.
구동 블록(357)에 의해 이동 블록(355)이 기판(S) 쪽으로 이동되면, 한 쌍의 파지 부재(356)가 기판(S)을 파지할 수 있다. 또한, 파지 부재(356)가 기판(S)을 해제한 경우, 구동 블록(357)에 의해 이동 블록(355)이 기판(S)으로부터 멀어지게 이동되어, 한 쌍의 파지 부재(356)가 기판(S)으로부터 이격될 수 있다.
도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 이송 유닛(36)은 기판(S)의 제2 부분(S2)을 파지하여 기판(S)을 Y축 방향으로 이송하는 역할을 한다. 제2 이송 유닛(36)은, 기판(S)의 X축 방향으로의 양단(에지부)을 파지하는 한 쌍의 제2 클램프 모듈(361)과, Y축 방향으로 연장되게 설치되는 한 쌍의 가이드 레일(362)을 포함할 수 있다. 제2 클램프 모듈(361)은 가이드 레일(362)을 따라 Y축 방향으로 이동될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치에서는, 한 쌍의 제2 클램프 모듈(361)이 기판(S)의 X축 방향으로의 양단을 파지하도록 구성된다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 하나의 제2 클램프 모듈(361)이 기판(S)의 X축 방향으로의 양단 중 일단만을 파지하도록 구성된 구성에도 본 발명이 적용될 수 있다.
제2 클램프 모듈(361)은, 가이드 레일(362)에 연결되는 연결 블록(363)과, 연결 블록(363)에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동 블록(365)과, 이동 블록(365)에 장착되고 서로 인접하거나 이격되게 이동되게 구성되는 한 쌍의 파지 부재(366)와, 이동 블록(365)을 X축 방향으로 이동시키는 구동 블록(367)을 포함할 수 있다.
연결 블록(363)과 가이드 레일(362) 사이에는 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구가 구비될 수 있다. 따라서, 파지 부재(366)가 기판(S)을 파지한 상태에서 연결 블록(363)이 직선 이동 기구에 의해 가이드 레일(362)을 따라 Y축 방향으로 이동될 수 있으며, 이에 따라, 기판(S)이 Y축 방향으로 이동될 수 있다.
한 쌍의 파지 부재(366)는 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구에 의해 직선형으로 이동되면서 서로 인접하거나 서로로부터 이격되는 방향으로 이동되도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 한 쌍의 파지 부재(366)는 회전 기구에 의해 서로 인접하거나 서로로부터 이격되는 방향으로 회전되도록 구성될 수 있다.
한 쌍의 파지 부재(366)가 기판(S)을 사이에 두고 서로 인접하게 이동되는 것에 의해 기판(S)이 한 쌍의 파지 부재(366)에 의해 파지될 수 있다.
구동 블록(367)은 이동 블록(365)과 연결되는 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구 등의 직선 이동 기구로 이루어질 수 있다.
구동 블록(367)에 의해 이동 블록(365)이 기판(S) 쪽으로 이동되면, 한 쌍의 파지 부재(366)가 기판(S)을 파지할 수 있다. 또한, 파지 부재(366)가 기판(S)을 해제한 경우, 구동 블록(367)에 의해 이동 블록(365)이 기판(S)으로부터 멀어지게 이동되어, 한 쌍의 파지 부재(366)가 기판(S)으로부터 이격될 수 있다.
한편, 제1 클램프 모듈(351)은 기판 검사 영역(A)을 기준으로 기판(S)의 이동 방향으로의 상류 측에 배치되며, 제2 클램프 모듈(361)은 기판 검사 영역(A)을 기준으로 기판(S)의 이동 방향으로의 하류 측에 배치된다.
제1 클램프 모듈(351)은 기판(S)의 후행단에 인접한 기판(S)의 제1 부분(S1)을 파지하여 Y축 방향으로 이동되며, 이에 따라, 기판(S)이 제1 스테이지(33)로부터 기판 검사 영역(A)을 향하여 이동될 수 있다. 따라서, 기판(S)의 선행단에 인접한 기판(S)의 제2 부분(S2)이 기판 검사 영역(A)을 통과할 수 있다.
제2 클램프 모듈(361)은 기판 검사 영역(A)을 통과한 제2 부분(S2)을 파지하여 Y축 방향으로 이동되며, 이에 따라, 기판(S)이 기판 검사 영역(A)으로부터 제2 스테이지(34)를 향하여 이동될 수 있다. 따라서, 제1 부분(S1)이 기판 검사 영역(A)을 통과할 수 있다.
여기에서, 제1 클램프 모듈(351)이 제1 부분(S1)을 파지하여 이동되는 것에 의해 제2 부분(S2)이 기판 검사 영역(A)을 통과하는 과정에서, 제2 클램프 모듈(361)은 제2 부분(S2)을 파지하지 않는다. 이때, 제2 클램프 모듈(361)의 파지 부재(366)가 구동 블록(367)에 의해 기판(S)으로부터 이격된 상태로 유지된다.
따라서, 제2 부분(S2)이 기판 검사 영역(A)을 통과하는 과정에서, 제2 부분(S2)에 해당하는 기판(S)의 하면 및 상면의 전체가 제2 클램프 모듈(361)에 의해 가려지지 않고 각각 하방 및 상방으로 노출된다. 따라서, 제2 부분(S2)에 해당하는 기판(S)의 하면 및 상면의 전체가 하면 검사 모듈(31) 및 상면 검사 모듈(32)에 의해 검사될 수 있다.
또한, 제2 클램프 모듈(361)이 제2 부분(S2)을 파지하여 이동되는 것에 의해 제1 부분(S1)이 기판 검사 영역(A)을 통과하는 과정에서, 제1 클램프 모듈(351)이 제1 부분(S1)을 파지하지 않는다. 이때, 제1 클램프 모듈(351)의 파지 부재(356)가 구동 블록(357)에 의해 기판(S)으로부터 이격된 상태로 유지된다.
따라서, 제1 부분(S1)이 기판 검사 영역(A)을 통과하는 과정에서, 제1 부분(S1)에 해당하는 기판(S)의 하면 및 상면 전체가 제1 클램프 모듈(351)에 가려지지 않고 각각 하방 및 상방으로 노출된다. 따라서, 제1 부분(S1)에 해당하는 기판(S)의 하면 및 상면 전체가 하면 검사 모듈(31) 및 상면 검사 모듈(32)에 의해 검사될 수 있다.
이하, 도 13 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치의 제2 기판 검사 유닛(30)의 작동 과정에 대하여 설명한다.
도 13은 제1 클램프 모듈(351) 및 제2 클램프 모듈(361)의 속도 변화를 시간 변화에 따라 나타내는 그래프이다.
먼저, 제1 스테이지(33) 및 제2 스테이지(34)의 공기 분출공으로부터 공기가 분출되는 상태에서 기판 반송 유닛(40)에 의해 기판(S)이 제1 스테이지(33) 상부로 반입된다. 그리고, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 시점(t1)에서, 제1 클램프 모듈(351)이 기판(S)의 제1 부분(S1)을 파지한다.
그리고, 제1 시점(t1) 및 제2 시점(t2) 사이의 구간에서 제1 클램프 모듈(351)이 기판 검사 영역(A)을 향하여 가속함에 따라 기판(S)이 이동하기 시작한다. 이때, 제2 클램프 모듈(361)은 미리 대기 위치에 위치될 수 있다.
그리고, 제2 시점(t2)에서 제1 클램프 모듈(351)이 등속으로 이동하기 시작한다. 그리고, 도 13 및 도 15에 도시된 바와 같이, 제3 시점(t3)에서 제2 부분(S2)이 기판 검사 영역(A)으로 진입한다. 그런 다음, 제3 시점(t3) 및 제4 시점(t4) 사이에서, 기판(S)이 제1 클램프 모듈(351)에 의해 등속으로 이동되면서 제2 부분(S2)의 일부가 기판 검사 영역(A)을 통과한다. 이에 따라, 제2 부분(S2)에 해당하는 기판(S)의 하면 및 상면 전체가 하면 검사 모듈(31) 및 상면 검사 모듈(32)에 의해 검사될 수 있다.
이때, 제4 시점(t4) 이전에 제2 클램프 모듈(361)은 미리 가속될 수 있으며, 제4 시점(t4)에서 제2 클램프 모듈(361)은 제1 클램프 모듈(351)과 동일한 속도로 등속으로 이동할 수 있다.
그리고, 도 13 및 도 16에 도시된 바와 같이, 제5 시점(t5)에서, 제1 클램프 모듈(351)이 제1 부분(S1)을 해제함과 동시에 제2 클램프 모듈(361)이 기판 검사 영역(A)을 통과한 제2 부분(S2)을 파지한다. 이때, 제1 클램프 모듈(351)이 제1 부분(S1)을 해제함과 동시에 제2 클램프 모듈(361)이 제2 부분(S2)을 파지하지 않고, 제2 클램프 모듈(361)이 제2 부분(S2)을 파지한 직후에 제1 클램프 모듈(351)이 제1 부분(S1)을 해제하는 것도 가능하다. 제1 클램프 모듈(351)이 제1 부분(S1)을 해제하는 동작 및 제2 클램프 모듈(361)이 제2 부분(S2)을 파지하는 동작은 제1 클램프 모듈(351) 및 제2 클램프 모듈(361)이 동일한 속도로 등속으로 이동되면서 수행된다. 따라서, 기판(S)이 정지되거나 기판(S)의 속도가 줄어들지 않고, 기판(S)이 등속으로 기판 검사 영역(A)을 통과할 수 있으므로, 기판(S)을 검사하는 공정을 신속하게 수행할 수 있다. 또한, 기판(S)이 등속으로 기판 검사 영역(A)을 통과할 수 있으므로, 하면 검사 모듈(31) 및 상면 검사 모듈(32)에 의해 획득한 기판(S)의 표면의 이미지가 균일하며, 이에 따라, 기판(S)의 표면을 보다 정확하고 정밀하게 검사할 수 있다.
그런 다음, 제5 시점(t5) 이후, 제1 클램프 모듈(351)은 감속하여 정지한 후, 초기의 대기 위치로 복귀할 수 있다.
그리고, 도 13 및 도 17에 도시된 바와 같이, 제5 시점(t5) 및 제6 시점(t6) 사이에서, 기판(S)이 제2 클램프 모듈(361)에 의해 파지된 상태로 제2 스테이지(34)를 향하여 계속 등속으로 이동함에 따라, 제1 부분(S1)이 기판 검사 영역(A)을 통과할 수 있다. 이에 따라, 제1 부분(S1)에 해당하는 기판(S)의 하면 및 상면 전체가 하면 검사 모듈(31) 및 상면 검사 모듈(32)에 의해 검사될 수 있다.
그리고, 기판(S)의 하면 및 상면 전체가 기판 검사 영역(A)을 통과한 이후(제6 시점(t6) 이후), 제2 클램프 모듈(361)은 감속하여 정지한다. 그리고, 제7 시점(t7)에서, 제2 클램프 모듈(361)이 제2 부분(S2)을 해제한다.
그리고, 검사가 완료된 기판(S)은 반송 유닛(40)에 의해 제2 스테이지(34)로부터 후속 공정으로 반출될 수 있다. 이때, 제2 클램프 모듈(361)은 초기의 대기 위치로 복귀할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치의 제2 기판 검사 유닛(30)에 따르면, 기판 검사 영역(A)을 기준으로 상류 측에 제1 클램프 모듈(351)이 배치되고, 기판 검사 영역(A)을 기준으로 하류 측에 제2 클램프 모듈(361)이 배치되며, 제1 클램프 모듈(351)은 기판(S)의 후행단과 인접한 기판(S)의 제1 부분(S1)을 파지한 상태로 이동되어 기판(S)의 선행단과 인접한 기판(S)의 제2 부분(S2)이 기판 검사 영역(A)을 통과하도록 하고, 제2 부분(S2)이 기판 검사 영역(A)을 통과한 후 제1 부분(S1)을 해제하며, 제2 클램프 모듈(361)은 제1 클램프 모듈(351)이 제1 부분(S1)을 해제하기 전 또는 동시에 기판 검사 영역(A)을 통과한 제2 부분(S2)을 파지한 상태로 이동되어 제1 부분(S1)이 기판 검사 영역(A)을 통과하도록 한다. 따라서, 기판(S)이 기판 검사 영역(A)을 통과하는 과정에서, 기판(S)의 하면 및 상면 전체가 제1 클램프 모듈(351) 또는 제2 클램프 모듈(361)에 의해 가려지지 않고 하방 및 상방으로 노출된다. 따라서, 기판(S)의 에지부를 포함한 하면 및 상면 전체가 하면 검사 모듈(31) 및 상면 검사 모듈(32)에 의해 한번에 검사될 수 있으므로, 기판(S)을 검사하는 공정의 수를 줄일 수 있고, 기판(S)을 검사하는 데에 요구되는 시간을 줄일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 예시적으로 설명되었으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경될 수 있다.
10: 기판 정렬 유닛
20: 제1 기판 검사 유닛
30: 제2 기판 검사 유닛
40: 기판 반송 유닛

Claims (10)

  1. 기판의 위치를 결정하도록 구성되는 기판 정렬 유닛;
    상기 기판의 내부에 존재하는 결함을 검출하도록 구성되는 제1 기판 검사 유닛;
    상기 기판의 표면에 존재하는 결함을 검출하도록 구성되는 제2 기판 검사 유닛; 및
    상기 기판 정렬 유닛, 상기 제1 기판 검사 유닛 및 상기 제2 기판 검사 유닛 사이에서 상기 기판을 반송하도록 구성되는 기판 반송 유닛을 포함하고,
    상기 제1 기판 검사 유닛은,
    베이스 상에 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 지지대;
    상기 지지대에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 제1 편광판을 구비하는 기판 검사 헤드;
    상기 베이스에 구비되며 기판이 안착되는 기판 안착 부재;
    상기 기판 안착 부재의 하방에 구비되는 제2 편광판; 및
    상기 제2 편광판의 하방에 구비되는 조명 모듈을 포함하고,
    상기 기판 검사 헤드는,
    상기 제1 편광판의 상방에 구비되는 촬상 모듈;
    상기 제1 편광판을 지지하는 제1 편광판 지지 부재;
    상기 제1 편광판 지지 부재와 연결되며 Z축과 평행한 수직 중심축을 중심으로 회전 가능하게 구성되는 제1 편광판 회전 부재;
    상기 제1 편광판 회전 부재와 연결되어 상기 제1 편광판 회전 부재를 Z축과 평행한 수직 중심축을 중심으로 회전시키는 것에 의해 상기 제1 편광판을 회전시키는 제1 편광판 회전 모듈; 및
    상기 제1 편광판 회전 부재를 통해 상기 제1 편광판 지지 부재와 연결되며 상기 기판 검사 헤드에 고정되는 제1 편광판 고정 부재를 포함하며,
    상기 기판의 위치 및 상기 제2 편광판의 위치가 고정된 상태에서 상기 제1 편광판을 구비하는 상기 기판 검사 헤드가 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동하면서 상기 기판을 검사하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 편광판 회전 모듈은 상기 제1 편광판 회전 부재의 외주부와 벨트, 링크 또는 기어를 통해 연결되는 회전 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지대에는 복수의 기판 검사 헤드가 구비되고,
    상기 복수의 기판 검사 헤드에 각각 구비되는 상기 복수의 촬상 모듈은 상이한 배율을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 기판 검사 유닛은, 상기 제2 편광판을 Z축을 기준으로 회전시키도록 구성되는 제2 편광판 회전 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 편광판은 상기 조명 모듈과 일체로 연결되며, 상기 제2 편광판 회전 모듈은 상기 조명 모듈을 Z축을 기준으로 회전시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  7. 기판의 위치를 결정하도록 구성되는 기판 정렬 유닛;
    상기 기판의 내부에 존재하는 결함을 검출하도록 구성되는 제1 기판 검사 유닛;
    상기 기판의 표면에 존재하는 결함을 검출하도록 구성되는 제2 기판 검사 유닛; 및
    상기 기판 정렬 유닛, 상기 제1 기판 검사 유닛 및 상기 제2 기판 검사 유닛 사이에서 상기 기판을 반송하도록 구성되는 기판 반송 유닛을 포함하고,
    상기 제2 기판 검사 유닛은,
    기판 검사 영역 내에 배치되어 상기 기판의 표면을 검사하도록 구성되는 표면 검사 모듈;
    상기 기판 검사 영역을 기준으로 상기 기판의 이송 방향으로의 상류 측에 위치되는 제1 클램프 모듈; 및
    상기 기판 검사 영역을 기준으로 상기 기판의 이송 방향으로의 하류 측에 위치되는 제2 클램프 모듈을 포함하고,
    상기 제1 클램프 모듈은 상기 기판의 후행단과 인접한 상기 기판의 제1 부분을 파지한 상태로 이동되어 상기 기판의 선행단과 인접한 상기 기판의 제2 부분이 상기 기판 검사 영역을 통과하도록 하고, 상기 제2 부분이 상기 기판 검사 영역을 통과한 후 상기 제1 부분을 해제하며,
    상기 제2 클램프 모듈은 상기 제1 클램프 모듈이 상기 제1 부분을 해제하기 전 또는 동시에 상기 기판 검사 영역을 통과한 상기 제2 부분을 파지한 상태로 이동되어 상기 제1 부분이 상기 기판 검사 영역을 통과하도록 하는 기판 검사 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 클램프 모듈이 상기 제1 부분을 해제하는 동작 및 상기 제2 클램프 모듈이 상기 제2 부분을 파지하는 동작은 상기 제1 클램프 모듈 및 상기 제2 클램프 모듈이 동일한 속도로 등속으로 이동되면서 수행되는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 부분이 상기 기판 검사 영역을 통과하기 전에 상기 제2 클램프 모듈이 가속하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 표면 검사 모듈은, 상기 기판의 하면을 검사하도록 구성되는 하면 검사 모듈과, 상기 하면 검사 모듈로부터 Y축 방향으로 이격되게 배치되며 상기 기판의 상면을 검사하도록 구성되는 상면 검사 모듈을 포함하고,
    상기 하면 검사 모듈 및 상기 상면 검사 모듈 사이에는 상기 기판을 지지하는 중간 스테이지가 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
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