KR102614075B1 - 기판 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 검사 장치에 대한 것이다. 본 발명은, 베이스부에 구비되며 상부면에 기판이 로딩되는 스테이지; 상기 베이스부에 구비되며 상기 스테이지를 가로질러 배치되는 지지부; 상기 지지부에 소정 방향으로 이동가능하게 구비되는 프로브 유닛; 및 상기 기판의 검사 신호를 생성하여 상기 프로브 유닛으로 공급하고, 상기 프로브 유닛으로부터 측정된 신호를 전달받아 상기 기판에 대한 전기적 검사를 수행하는 테스트 제어부;를 포함하고, 상기 테스트 제어부는 상기 베이스부 또는 상기 지지부에 장착된 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치를 제공한다.

Description

기판 검사 장치 {SUBSTRATE TESTING APPARATUS}
본 발명은 기판 검사 장치에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 디스플레이 패널을 이루는 기판의 전기적 결함을 검사하는 기판 검사 장치에 대한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Diplay : LCD)나 유기 발광 표시 장치(ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY : OLED)는 제조 공정 중에 다양한 검사를 받게 된다.
TEG(Test Element Group) 검사 장비는 디스플레이 패널을 구성하는 TFT, R, C등 기본소자를 검사하는 장비이다. 기존장비는 개발시에 사용되는 분석테스터와 양산 핸들러 프로버를 별도로 구성하여 사용하고 있다. 기존 분석테스터는 크기 및 비용 상승 문제로 측정 소스인 SMU는 최소개만 사용하고 스위칭 매트릭스를 통해서 채널확장하여 사용하고 있다. 측정 소스인 SMU는 스위칭 매트릭스와 연결되고 측정 대상인 패널 TEG까지는 검사장비의 크기로 인해 십여미터 이상의 긴 측정 케이블을 통해서 연결된다. 이러한 여러 번의 연결 구성 때문에 정밀 측정을 하기에는 어려움이 있고 고속 측정을 구현하기에도 한계를 지닌다.
Electrical Array 검사 장비는 디스플레이 패널의 TFT Array를 전기적인 특성(I/V)으로 검사하는 장비이다. 최근의 OLED의 경우 미세패턴화로 수천 채널 이상을 지원하는 대형 테스터와 양산 핸들러 프로버와 별도로 구성하여 사용하고 있다. 테스터와 핸들러 프로간의 수천개의 긴 연결 케이블로 인해 측정 정밀도 저하가 발생된다. 고화소 패널의 증가로 다채널 대형 테스터 크기는 작업공간 확보에도 어려움을 준다.
종래 디스플레이 패널의 전기적 회로 검사에 있어서는 TEG 검사와 Array 검사를 별개의 장비로 수행하여 왔다. 이에 따라 검사 장비가 차지하는 공간과 검사 시간이 많이 소요된다는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0090446호(2016.08.01. 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 기판 검사를 위한 테스트 제어부와 프로브 유닛을 연결하는 케이블 길이를 축소시켜 측정 정밀도를 향상시키고 장치 크기를 축소하는 것이 가능한 기판 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판에 대한 TEG 검사와 Array 검사를 모두 수행하는 것이 가능한 기판 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 베이스부에 구비되며 상부면에 기판이 로딩되는 스테이지; 상기 베이스부에 구비되며 상기 스테이지를 가로질러 배치되는 지지부; 상기 지지부에 소정 방향으로 이동가능하게 구비되는 프로브 유닛; 및 상기 기판의 검사 신호를 생성하여 상기 프로브 유닛으로 공급하고, 상기 프로브 유닛으로부터 측정된 신호를 전달받아 상기 기판에 대한 전기적 검사를 수행하는 테스트 제어부;를 포함하고, 상기 테스트 제어부는 상기 베이스부 또는 상기 지지부에 장착된 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 테스트 제어부는 상기 지지부에 장착된 상태로 상기 지지부와 함께 이동할 수 있다.
또한, 상기 테스트 제어부는 상기 프로브 유닛과 테스트 케이블을 통해 연결될 수 있다.
또한, 상기 프로브 유닛은 상기 지지부에 복수로 구비되고, 상기 테스트 제어부는 상기 프로브 유닛 각각에 대응하는 복수의 SMU를 구비할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 테스트 제어부는, 복수의 테스트 유닛이 어레이 형태로 배열된다.
상기 테스트 제어부는, 상기 기판에 형성된 전자 소자의 구동을 위한 펄스 패턴을 인가하는 제어 패턴 유닛과, 상기 기판에 형성된 상기 전자 소자에 전압을 인가하고 전류를 측정하는 전류 센싱 유닛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어 패턴 유닛은 각각이 복수의 채널을 갖는 다수의 보드를 이용하여 구성되고, 상기 전류 센싱 유닛도 각각이 복수의 채널을 갖는 다수의 보드를 이용하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명은, 베이스부에 구비되며 상부면에 기판이 로딩되는 스테이지; 상기 베이스부에 구비되며 상기 스테이지를 가로질러 배치되는 제 1 지지부 및 제 2 지지부; 상기 제 1 지지부에 소정 방향으로 이동가능하게 구비되는 제 1 프로브 유닛과 상기 제 1 지지부에 장착된 제 1 테스트 제어부; 및 상기 제 2 지지부에 소정 방향으로 이동가능하게 구비되는 제 2 프로브 유닛과 상기 제 2 지지부에 장착된 제 2 테스트 제어부;를 포함하고, 상기 제 1 테스트 제어부와 상기 제 2 테스트 제어부는 서로 다른 검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 테스트 제어부는 상기 제 1 프로브 유닛과 제 1 테스트 케이블을 통해 연결되고, 상기 제 2 테스트 제어부는 상기 제 2 프로브 유닛과 제 2 테스트 케이블을 통해 연결될 수 있다.
또한, 상기 제 1 테스트 제어부는 상기 기판에 대한 TEG 검사를 수행하고, 상기 제 2 테스트 제어부는 상기 기판에 대한 TFT 어레이 검사를 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판 검사를 위한 테스트 제어부와 프로브 유닛을 연결하는 케이블 길이를 축소시켜 측정 정밀도를 향상시키고 장치 크기를 축소시키는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, TEG 검사와 Array 검사가 하나의 검사 장치로 수행할 수 있어 검사에 소요되는 시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 기판 검사 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 기판 검사 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 기판 검사 장치에 구비되는 테스트 제어부의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 기판 검사 장치를 이용하여 기판을 검사하는 상태를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 기판 검사 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 기판에 형성된 전자 소자의 전기적 특성을 검사하는 기판 검사 장치에 대한 것이다. 본 발명에서 검사의 대상이 되는 기판은 디스플레이 패널 중에서 TFT 패턴이 형성된 TFT 기판일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 TFT 기판은 OLED 패널을 형성하는 TFT 기판일 수 있다. 전류구동 방식인 OLED 화소 기본 회로는 스위칭 TFT 및 전류 흐름을 위한 드라이빙 TFT와 캐패시터등의 소자로 구성된다. 특히, LTPS공정을 통해 제조된 OLED 드라이빙 TFT 소자는 레이져에 의한 결정화 제조 방식의 영향을 받아 소자 개별 전기적 특성을 가지게 되는데 이러한 제조특성은 드라이빙 TFT에 흐르는 전류에 영향을 끼치게 되어 결국 화소 간 품질 차이를 유발시킨다. 이에 본 발명에 따른 기판 검사 장치는 TFT 기판에 형성된 TFT, 저항, 또는 커패시터의 전기적 특성을 검사하거나, TFT 어레이의 전기적 특성을 검사하기 위하여 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 기판 검사 장치의 사시도이다.
본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 기판 검사 장치(100)는, 베이스부(110), 상기 베이스부(110)의 상부에 구비되며 기판이 로딩되는 스테이지(120), 상기 베이스부(110)에서 Y축 방향으로 이동가능하게 배치되는 지지부(130), 상기 지지부(130)에 X축 방향으로 이동 가능하게 배치되는 프로브 유닛(140), 및 상기 지지부(130)에 장착되는 테스트 제어부(150)를 포함한다.
베이스부(110)는 기판 검사 장치(100)를 지면에 대해 지지하는 부재이다.
스테이지(120)는 베이스부(110)의 상부면에 구비되며 스테이지(120)의 상부에는 검사 대상이 되는 기판이 로딩된다.
지지부(130)는 스테이지(120)를 가로질러 배치되고, 베이스부(110)에 소정 방향(도 1의 Y축 방향)으로 이동 가능하게 배치된다. 지지부(130)는 리니어 모터 등을 통해 베이스부(110)에 장착됨으로써 소정 방향으로 구동될 수 있다.
프로브 유닛(140)은 지지부(130)에 장착되며, 지지부(130)를 따라 X축 방향으로 이동 가능하게 구비된다. 프로브 유닛(140)은 기판에 형성된 복수의 전극에 접촉하는 프로브를 구비한다. 프로브 유닛(140)은 기판에 전기적 신호를 인가하고 기판에 형성된 전자 소자로부터의 신호를 전달받는다.
테스트 제어부(150)는 기판의 전기적 검사를 위한 전기적 신호를 생성하여 프로브 유닛(140)으로 공급하고, 기판에 형성된 전자 소자로부터의 응답 신호를 프로브 유닛(140)으로부터 전달받는다. 이러한 테스트 제어부(150)는 SMU(Source & Monitoring Unit)으로 이해될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 테스트 제어부(150)는 지지부(130)에 장착되는 것을 일 특징으로 한다. 테스트 제어부(150)는 테스트 케이블(160)을 통해 프로브 유닛(140)과 전기적으로 연결된다. 본 발명에 있어서 테스트 제어부(150)가 지지부(130)에 직접 장착됨으로써 테스트 케이블(160)의 길이는 단축될 수 있다. 한편, 본 발명의 실시에 있어서, 상기 테스트 제어부(150)는 베이스부(110)의 일측에 고정되는 것도 가능할 수 있다.
기판 검사 장치(100)에 복수의 지지부(130)가 구비되는 경우, 상기 테스트 제어부(140)는 지지부(130) 별로 적어도 하나가 구비될 수 있다. 또한, 각각의 지지부(130)에 복수의 프로브 유닛(140)이 구비되는 경우, 상기 테스트 제어부(150)에는 각각의 프로브 유닛(140)에 대응하는 SMU가 구비되어 복수의 SMU가 테스트 제어부(150)에 포함될 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 기판 검사 장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 기판 검사 장치에 구비되는 테스트 제어부의 구성을 도시한 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 기판 검사 장치를 이용하여 기판을 검사하는 상태를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 기판 검사 장치(200)는, 베이스부(210), 상기 베이스부(210)의 상부에 구비되며 기판이 로딩되는 스테이지(220), 상기 베이스부(210)에서 Y축 방향으로 이동가능하게 배치되는 지지부(230), 상기 지지부(230)에 X축 방향으로 이동 가능하게 배치되는 프로브 유닛(240), 및 상기 지지부(230)에 장착되는 테스트 제어부(250)를 포함한다.
테스트 제어부(250)는 지지부(230)에 장착되며, 프로브 유닛(240)과 테스트 케이블(미도시)을 통해 연결된다.
도 3을 참조하면, 테스트 제어부(250)는 복수의 테스트 유닛(252, 254)이 어레이 형태로 배열됨으로써 구성될 수 있다. 테스트 제어부(250)는 복수의 제어 패턴 유닛(252)과 복수의 전류 센싱 유닛(254)을 포함하여 구성될 수 있다.
제어 패턴 유닛(252)은 기판에 형성된 TFT 어레이의 회로 구동을 위한 펄스 패턴을 인가하는 한편, 패널의 bias 라인에 전원을 인가하는 기능을 수행한다.
전류 센싱 유닛(254)은 기판에 형성된 TFT 어레이 회로에 전압을 인가하고 전류 파형을 측정하는 기능을 수행한다.
도 4를 참조하면, 테스트 제어부(250)는 프로브 유닛(240)을 통해 검사 대상이 되는 기판과 연결된다.
테스트 제어부(250)는, 전술한 바와 같은 복수의 제어 패턴 유닛(252)과 복수의 전류 센싱 유닛(254)을 포함하며, 이들을 제어하기 위한 보조 제어부(256)와 로직 제어부(258)를 포함한다. 보조 제어부(256)는 별도의 주제어부(270)로부터 제어 명령을 전달받아 제어 패턴 유닛(252)과 전류 센싱 유닛(254)을 제어함으로써 기판에 대한 검사를 수행한다.
도 4를 참조하면, 제 2 실시예에 있어서, 제어 패턴 유닛(252)은 각각이 복수의 채널을 갖는 다수의 보드를 이용하여 구성되고, 전류 센싱 유닛(254)도 각각이 복수의 채널을 갖는 다수의 보드를 이용하여 구성될 수 있다. 이러한 복수의 보드들은 도 3에 도시된 바와 같이 어레이 형태로 배치되어 패키징됨으로써 기판 검사 장치(200)의 지지부(230)에 장착될 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 기판 검사 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 기판 검사 장치(300)는 베이스부(미도시), 상기 베이스부의 상부에 구비되며 기판이 로딩되는 스테이지(320), 상기 베이스부에서 Y축 방향으로 이동가능하게 배치되는 지지부(330A, 330B), 상기 지지부(330A, 330B)에 X축 방향으로 이동 가능하게 배치되는 프로브 유닛(340A, 340B), 및 상기 지지부(330A, 330B)에 장착되는 테스트 제어부(350A, 350B)를 포함한다.
도 5에서, 지지부(330A, 330B)는, 제 1 지지부(330A)와 제 2 지지부(330B)를 포함한다. 제 1 지지부(330A)에는 제 1 프로브 유닛(340A)과 제 1 테스트 제어부(350A)가 구비되고, 제 2 지지부(330B)에는 제 2 프로브 유닛(340B)과 제 2 테스트 제어부(350B)가 구비된다. 제 1 테스트 제어부(350A)는 제 1 지지부(330A)에 장착되어 제 1 프로브 유닛(340A)에 테스트 신호를 전달하여 기판에 전기적 신호를 인가하도록 하고, 기판에 형성된 전자 소자로부터의 신호를 전달받아 검사를 수행한다. 제 2 테스트 제어부(350B)는 제 2 지지부(330B)에 장착되어 제 2 프로브 유닛(340B)에 테스트 신호를 전달하여 기판에 전기적 신호를 인가하도록 하고, 기판에 형성된 전자 소자로부터의 신호를 전달받아 검사를 수행한다.
제 3 실시예에 있어서, 제 1 테스트 제어부(350A)와 제 2 테스트 제어부(350B)는 기판에 대한 각기 다른 검사를 수행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 테스트 제어부(350A)는 기판에 대한 TEG 검사를 수행하고, 상기 제 2 테스트 제어부(350B)는 기판에 대한 Array 검사를 수행할 수 있다.
도 5와 같이 기판 검사 장치를 구성함에 따라 하나의 기판 검사 장치를 이용하여 기판에 대한 복수의 검사를 수행할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200, 300 : 기판 검사 장치
110, 210 : 베이스
120, 220, 320 : 스테이지
130, 230, 330 : 지지부
140, 240, 340 : 프로브 유닛
150, 250, 350 : 테스트 제어부

Claims (10)

  1. 베이스부의 상부에 구비되며 상부면에 기판이 로딩되는 스테이지;
    상기 베이스부에 리니어 모터를 통해 Y축 방향으로 이동 가능하게 결합되고, 상기 스테이지의 상부에서 상기 Y축에 수직하는 X축 방향으로 상기 스테이지를 가로질러 배치되는 지지부;
    상기 스테이지에 로딩되는 상기 기판에 형성된 전극에 접촉하는 프로브를 구비하고, 상기 지지부에 상기 X축 방향으로 이동 가능하게 장착된 프로브 유닛; 및
    상기 기판의 검사 신호를 생성하여 상기 프로브 유닛으로 공급하고, 상기 프로브 유닛으로부터 측정된 신호를 전달받아 상기 기판에 대한 전기적 검사를 수행하는 테스트 제어부;
    를 포함하고,
    상기 테스트 제어부는 상기 지지부에 장착된 상태로 상기 지지부와 함께 상기 Y축 방향으로 이동하며, 테스트 케이블을 통해 상기 지지부에 장착된 프로브 유닛과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브 유닛은 상기 지지부에 복수로 구비되고, 상기 테스트 제어부는 상기 프로브 유닛 각각에 대응하는 복수의 SMU를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 테스트 제어부는, 복수의 테스트 유닛이 어레이 형태로 배열된 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 테스트 제어부는, 상기 기판에 형성된 전자 소자의 구동을 위한 펄스 패턴을 인가하는 제어 패턴 유닛과, 상기 기판에 형성된 상기 전자 소자에 전압을 인가하고 전류를 측정하는 전류 센싱 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어 패턴 유닛은 각각이 복수의 채널을 갖는 다수의 보드를 이용하여 구성되고, 상기 전류 센싱 유닛도 각각이 복수의 채널을 갖는 다수의 보드를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  8. 베이스부의 상부에 구비되며 상부면에 기판이 로딩되는 스테이지;
    상기 베이스부에 리니어 모터를 통해 Y축 방향으로 이동 가능하게 결합되고, 상기 스테이지의 상부에서 상기 Y축에 수직하는 X축 방향으로 상기 스테이지를 가로질러 각각 배치되는 제 1 지지부 및 제 2 지지부;
    상기 스테이지에 로딩되는 상기 기판에 형성된 전극에 접촉하는 프로브를 구비하고, 상기 제 1 지지부에 상기 X축 방향으로 이동 가능하게 장착된 제 1 프로브 유닛;
    상기 기판의 검사 신호를 생성하여 상기 제 1 프로브 유닛으로 공급하고, 상기 제 1 프로브 유닛으로부터 측정된 신호를 전달받아 상기 기판에 대한 전기적 검사를 수행하며, 상기 제 1 지지부에 장착된 상태로 상기 제 1 지지부와 함께 상기 Y축 방향으로 이동하는 제 1 테스트 제어부; 및
    상기 스테이지에 로딩되는 상기 기판에 형성된 전극에 접촉하는 프로브를 구비하고, 상기 제 2 지지부에 상기 X축 방향으로 이동 가능하게 장착된 제 2 프로브 유닛; 및
    상기 기판의 검사 신호를 생성하여 상기 제 2 프로브 유닛으로 공급하고, 상기 제 2 프로브 유닛으로부터 측정된 측정된 신호를 전달받아 상기 기판에 대한 전기적 검사를 수행하며, 상기 제 2 지지부에 장착된 상태로 상기 제 2 지지부와 함께 상기 Y축 방향으로 이동하는 제 2 테스트 제어부;
    를 포함하고,
    상기 제 1 테스트 제어부와 상기 제 2 테스트 제어부는 서로 다른 검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 테스트 제어부는 상기 제 1 프로브 유닛과 제 1 테스트 케이블을 통해 연결되고, 상기 제 2 테스트 제어부는 상기 제 2 프로브 유닛과 제 2 테스트 케이블을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 테스트 제어부는 상기 기판에 대한 TEG 검사를 수행하고, 상기 제 2 테스트 제어부는 상기 기판에 대한 TFT 어레이 검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
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