KR200461687Y1 - 다단의 기판 투입 게이트를 가지는 기판 품질 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 다단의 기판 투입 게이트를 가지는 기판 품질 검사장치를 개시한 것으로, 이러한 본 고안은 검사유닛의 기판 투입 게이트를 다단으로 구성하고, 다단으로 이루어진 각 게이트 사이에 검사부품들인 카메라와 렌즈를 게이트의 폭 방향으로 누워지도록 수평 배열한 것이며, 이에따라 이송로봇을 통해 다수의 기판을 신속하게 다단의 기판 투입 게이트로 이송시켜 복수의 기판에 대한 품질검사가 동시에 진행될 수 있도록 하는 등 기판에 대한 품질 검사의 공정을 단축시키고, 특히 검사부품들의 효율적인 배열구조로부터 다단의 기판 투입 게이트를 가지는 검사유닛의 레이아웃이 기존 대비 확장시키지 않도록 가능하도록 하여 설치 공간의 효율성을 높인 것이다.

Description

다단의 기판 투입 게이트를 가지는 기판 품질 검사장치{Board quality tester with board injection gate of multistage}

본 고안은 액정표시장치(LCD)에 적용되는 기판의 에지 결함, 디스컬러(discolor), 색상 변화, 기판 표면에 대한 얼룩 및 스크래치 상태와 이물질 존재 여부, 그리고 너울 발생 여부를 종합적으로 검사하는 기판의 품질 검사장치에 관한 것으로서, 특히 기판 투입 게이트(GATE)를 다단으로 구성하는 한편, 다단으로 구성된 각 게이트 사이의 내부공간에 검사부품들인 카메라와 렌즈 및 조명램프를 기판 진행방향과 동일한 방향으로 수평 배열하여 기판에 대한 품질검사가 대량으로 이루어질 수 있도록 하는 다단의 기판 투입 게이트를 가지는 기판 품질 검사장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 크게 박막 트랜지스터가 형성되는 하부 기판과, 컬러필터가 형성되는 상부 기판 및, 하부 기판과 상부 기판 사이에 주입된 액정으로 구성된다.

이러한 박막 트랜지스터와 컬러 필터를 형성하기 위한 기판의 경우 그 표면에 대한 얼룩과 스크래치 및 이물질이 존재하거나, 색상 변화, 그리고 두께가 일정하게 형성되지 않는 너울현상이 발생하면, 공정이 이루어지는 챔버 내부의 전극 등에 손상을 가하거나 깨진 기판의 파편이 날려 챔버 내부를 오염시키고, 아울러 기판에 필름의 증착이나 식각 등이 균일하게 이루어지지 않게 되면서 액정표시장치의 액정에서 표현되는 색깔에 이상이 발생하는, 즉 디스컬러가 발생하는 제품 불량이 초래될 수 밖에 없었다.

이에, 종래에는 기판을 공정 챔버에 넣어 증착이나 식각, 스퍼터링 등의 플라즈마를 이용하는 공정을 행하기 전에 기판에 대한 전반적인 품질 검사를 진행하도록 하였다.

그러나, 종래 기판에 대한 품질검사장치는 액정표시장치의 제조공정에 사용되는 장치와는 별도로 마련되는 것인 바, 박막 트랜지스터 액정표시장치를 여러 공정을 반복하여 완성시킬 때 각각의 공정마다 기판에 대한 각종 품질 검사를 개별적으로 수행할 수 밖에 없었고, 이에따라 종래에는 기판에 대한 품질 검사에 많은 시간이 소요되는 비경제적인 문제점이 초래될 수 밖에 없었다.

또한, 종래에는 기판의 표면에 대한 얼룩이나 스크래치, 디스컬러, 그리고 너울 검사 또는 에지부분의 크랙을 검사하는 경우 관측자의 주관에 의해 관측 결과가 달라지는 등 정확한 관측이 진행되지는 못하였다.

일예로, 기판의 에지 등에 파손, 예컨대 크랙이 발생된 상태를 관찰하는 경우에, 다음의 세척 공정에서 크리닝이 되어 없어질 수 있는 기판 상의 파티클과 같은 이물질을 감지하는 과검출이 발생되는 문제와, 기판의 표면에 기판 조각이나 파티클들이 외부 혹은 내부에서 발생되어 기판의 상면에 안착 되는 경우에는 기판 조각 등이 이후의 후속 공정에서 사용되는 장비 등을 손상시키는 문제가 있다.

이에 따라, 종래에는 기판이 공정에 투입되기 이전 혹은 다음 공정으로 투입되기 이전에, 기판의 에지에서의 크랙 및 파티클 존재 유무 및 이를 구별할 수 있도록 다양한 각도에서 접근할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있었다.

이에, 본원출원인은 2006.4.3.자로 특허출원하여 2008.6.10.자로 등록된 특허등록 제 838656 호(이하 선행기술1 이라함)와, 상기 선행기술1로부터 2007.7.27.자로 분할출원되어 2007.11.29.자로 등록된 특허등록 제 782424 호(이하 선행기술2 이라함)를 통해 종래 기판 품질 검사장치들이 가지는 문제를 개선하도록 하였으며, 본 고안은 이러한 선행기술1,2를 개선한 것이다.

즉, 선행기술1,2는 로봇과 같은 추출유닛을 통해 기판을 순차적으로 추출한 후 이를 카메라와 렌즈 및 조명램프를 포함하는 검사유닛이 설치되는 검사프레임의 게이트에 투입함으로써, 상기 검사유닛이 검사프레임의 게이트로 투입된 기판의 품질상태를 검사할 수 있도록 한 것이다.

그러나, 선행기술1,2는 하나의 검사프레임에 하나의 기판 투입 게이트와 검사유닛을 구성하는 관계로, 공정 투입을 대기하는 다수의 기판에 대한 품질 검사에 상당한 시간이 소요될 수 밖에 없는 단점이 있고, 이에따라 본 고안은 이러한 선행기술1,2가 가지는 문제를 개선하도록 한 것이다.

한편, 상기 선행기술1,2와는 또 다른 실시예로서 하나의 검사프레임에 다단의 게이트를 구성하는 경우도 있는데, 이 경우 각각의 게이트와 게이트 사이에 검사유닛인 카메라와 렌즈 및 조명램프를 배열하기 위한 공간적 여유가 필요하게 되었으며, 이에따라 검사프레임의 크기(높이)가 커지는 단점이 있고, 이에 게이트의 다단 구성이 제약될 수 밖에 없다.

즉, 하나의 게이트를 구성시, 게이트의 내부 공간 상측에는 카메라와 렌즈를 기판의 상면에서 기판의 진행방향에 대하여 수직하게 배열하고, 게이트의 내부 공간 하측에는 기판의 저면에서 기판의 진행방향에 대하여 수직하게 배열하게 되는데, 수직 배열되는 카메라와 렌즈의 높이가 높은 관계로 게이트를 다단으로 구성시 게이트와 게이트 사이의 내부 설치공간이 수직 배열되는 카메라와 렌즈로 인해 일정높이 이상 확보되어야 하며, 이에따라 검사프레임의 전체 높이는 다단 구성되는 게이트들의 개수에 따라 확장시킬 수 밖에 없는 것이다.

이에 종래에는 상기와 같이 게이트를 다단 구성시 나타나는 문제점을 개선하기 위해 게이트 외부의 기판 인입구측 또는 인출구측에 각각 검사유닛에 포함되는 카메라와 렌즈를 배열하여 검사프레임의 높이를 확장시키지 않도록 하였지만, 이는 기판의 품질 검사가 정밀하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

즉, 기판이 게이트를 통과할 때 품질 검사가 이루어져야 하는데, 게이트 외부의 인입구측 또는 인출구측에 검사유닛의 카메라와 렌즈를 설치하는 경우, 검사유닛에 포함되는 카메라와 렌즈가 외부 노출됨은 물론, 게이트의 내부 공간 하측에 위치하는 조명램프와 서로 어긋나게 되면서, 카메라에 의해 촬영되는 기판 표면의 영상정보가 불량해지거나 왜곡되는 등의 문제가 발생하였다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래 문제점들을 개선하기 위한 것으로, 이러한 본 고안은 검사프레임의 기판 투입 게이트(GATE)를 다단으로 구성하는 한편, 다단으로 이루어진 각 게이트 사이의 내부공간에 검사유닛에 포함되는 카메라와 렌즈를 게이트의 폭 방향으로 누워지도록 수평 배열함으로써, 이송로봇을 통해 다수의 기판을 신속하게 다단의 기판 투입 게이트로 이송시켜 복수의 기판에 대한 품질검사가 동시에 진행될 수 있도록 하는 등 기판에 대한 품질 검사의 공정을 단축시키고, 특히 검사유닛에 포함되는 검사부품들의 효율적인 배열구조로부터 다단의 기판 투입 게이트를 가지는 검사프레임의 레이아웃을 기존 대비 확장시키지 않도록 하여 설치 공간의 효율성을 높일 수 있도록 하는 다단의 기판 투입 게이트를 가지는 기판 품질 검사장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적 달성을 위한 본 고안 다단의 기판 투입 게이트를 가지는 기판 품질 검사장치는, 이송로봇에 의해 이송되는 기판이 투입되는 게이트를 형성한 검사프레임을 구성하되, 상기 검사프레임의 게이트는 다단의 내부공간이 형성되도록 일정간격을 두고 다단으로 구성하고, 상기 다단으로 구성되는 내부공간에서 게이트들의 하부 좌우측에는 조명램프를 구성하며, 상기 다단으로 구성되는 내부공간에서 게이트들의 상부 좌우측에는 상기 조명램프와 동일수직라인에 위치하여 간접 조명과 게이트를 통과시 기판의 양측 사이드부위가 나타나는 간접화면을 제공하도록 일정경사각도로 반사미러를 설치 구성하고, 상기 다단으로 구성되는 내부공간에서 게이트들의 상부에는 상기 반사미러를 통해 제공되는 간접조명으로부터 상기 반사미러에 비춰지는 기판의 양측 사이드부위에 대한 간접화면을 촬영하도록, 상기 게이트들의 폭 방향으로 나란하게 수평 배열되는 렌즈와 카메라를 설치 구성한 것이다.

또한, 상기 반사미러는 상기 조명램프와 상기 렌즈 및 카메라에 대하여 45°의 경사각도로 설치되는 것이다.

이와같이, 본 고안은 검사프레임의 기판 투입 게이트를 다단으로 구성하고, 다단으로 이루어진 각 게이트 사이에 검사유닛을 이루는 카메라와 렌즈를 게이트의 폭 방향으로 누워지도록 수평 배열한 것으로, 이에따라 이송로봇을 통해 다수의 기판을 신속하게 다단의 기판 투입 게이트로 이송시켜 복수의 기판에 대한 품질검사가 동시에 진행될 수 있도록 하는 등 기판에 대한 품질 검사의 공정을 단축시키고, 특히 검사유닛에 포함되는 검사부품들의 효율적인 배열구조로부터 다단의 기판 투입 게이트를 가지는 검사프레임의 크기를 기존 대비 확장시키지 않도록 하여 설치 공간의 효율성을 높이는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 다단의 기판 투입 게이트를 가지는 기판 품질 검사장치의 전체적인 개략도.
도 2는 본 고안의 실시예로 다단의 기판 투입 게이트를 가지는 검사프레임의 정면 개략도.
도 3은 본 고안의 실시예로 다단의 기판 투입 게이트를 가지는 검사프레임의 측면 개략도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 다단의 기판 투입 게이트를 가지는 기판 품질 검사장치의 전체적인 개략도이고, 도 2는 본 고안의 실시예로 다단의 기판 투입 게이트를 가지는 검사프레임의 정면 개략도이며, 도 3은 본 고안의 실시예로 다단의 기판 투입 게이트를 가지는 검사프레임의 측면 개략도를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 다단의 기판 투입 게이트를 가지는 기판 품질 검사장치는 이송로봇(100)에 의해 이송되는 기판(S)을 검사프레임(200)의 게이트에 투입시킴에 있어, 상기 검사프레임(200)의 게이트(G1)(G2)(G3)를 다단의 내부공간(U1,U2,U3,U4)이 형성되도록 일정간격을 두고 다단으로 구성한 상태에서, 상기 게이트(G1)(G2)(G3)에 각각 조명램프(10)와 반사미러(20) 및 렌즈(30)와 카메라(40)를 배열 구성한 것이다.

즉, 상기 조명램프(10)는 다단으로 구성되는 상기 검사프레임(200)의 내부공간(U1,U2,U3,U4)에서 상기 검사프레임(200)에 형성된 다단 게이트(G1,G2,G3)들의 하부 좌우측에 설치 구성된다.

상기 반사미러(20)는 다단으로 구성되는 상기 검사프레임(200)의 내부공간(U1,U2,U3,U4)에서 상기 검사프레임(200)에 형성된 다단 게이트(G1,G2,G3)들의 상부 좌우측에 설치 구성되는 것이다.

이때, 상기 반사미러(20)는 상기 조명램프(10)와 동일수직라인에 위치하여 간접 조명과 상기 게이트(G1,G2,G3)를 통과하는 기판(S)의 양측 사이드부위가 나타나는 간접화면을 상기 카메라(40)에 제공하도록 일정경사각도, 즉 45°의 경사각도로 그 설치가 이루어지는 것이다.

다시말해, 상기 반사미러(20)는 상기 조명램프(10)와 상기 렌즈(30) 및 카메라(40)에 대하여 45°의 경사각도로 설치가 이루어지는 것이다.

상기 렌즈(30) 및 카메라(40)는 다단으로 구성되는 상기 검사프레임(200)의 내부공간(U1,U2,U3,U4)에서 상기 검사프레임(200)에 형성된 다단 게이트(G1,G2,G3)들의 상부에서 상기 게이트(G1,G2,G3)들의 폭 방향으로 나란하게 배열된 것으로, 상기 반사미러(20)를 통해 제공되는 간접조명으로부터 상기 반사미러(20)에 비춰지는 기판의 양측 사이드부위에 대한 간접화면을 촬영하도록 구성된 것이다.

여기서, 상기 조명램프(10)와 카메라(40)의 동작은 제어유닛(300)에 의해 제어됨은 물론, 상기 기판(S)에 대한 품질검사 또한 상기 제어유닛(300)의 통상적인 품질검사프로그램을 통해 이루어지는 것이다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 다단의 기판 투입 게이트를 가지는 기판 품질 검사장치는 첨부된 도 1 내지 도 3에서와 같이, 우선 이송로봇(100)을 통해 검사프레임(200)에 형성된 다단의 게이트(G1,G2,G3)에 순차적으로 기판(S)을 투입한다.

그러면, 상기 다단의 게이트(G1,G2,G3)에 각각 구성된 검사유닛에 포함되는 조명램프(10)는 제어유닛(300)의 제어를 받아 기판(S)의 품질검사를 위한 조명을 제공하게 되고, 이때 상기 제공되는 조명은 45°의 경사각도로 설치되는 반사미러(20)에 비춰지게 된다.

이때, 상기 다단의 게이트(G1,G2,G3)에 기판(S)이 투입되어 통과가 이루어질 때, 상기 반사미러(20)에는 상기 기판(S)의 양측 사이드부위에 대한 화면이 비춰지게 되는 바,

상기 다단의 게이트(G1,G2,G3) 상측에서 렌즈(30)와 함께 나란하게 배열된 카메라(40)는 상기 제어유닛(300)의 제어를 받아 동작하면서 상기 반사미러(20)를 통해 제공되는 간접조명으로부터 상기 반사미러(20)에 비춰지는 기판(S)의 양측 사이드부위에 대한 간접화면을 촬영한 후 이를 상기 제어유닛(300)으로 전송시킨다.

그러면, 상기 제어유닛(300)은 상기 카메라(40)로부터 전송된 촬영된 영상정보로부터 상기 다단의 게이트(G1,G2,G3)를 통과하는 기판(S)들의 품질 즉, 상기 기판(S)에 대한 에지결함, 얼룩, 스크래치, 이물질, 디스컬러, 색상, 그리고 너울 발생여부를 종합적으로 검사할 수 있게 되는 것이다.

이하, 본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

10; 조명램프 20; 반사미러
30; 렌즈 40; 카메라
100; 이송로봇 200; 검사프레임
300; 제어유닛

Claims (2)

1. 이송로봇에 의해 이송되는 기판이 투입되는 게이트를 형성한 검사프레임을 구성하되, 상기 검사프레임의 게이트는 다단의 내부공간이 형성되도록 일정간격을 두고 다단으로 구성하고,
   상기 다단 구성되는 내부공간에서 게이트들의 하부 좌우측에는 조명램프를 구성하며,
   상기 다단 구성되는 내부공간에서 게이트들의 상부 좌우측에는 조명램프와 동일수직라인에 위치하여 간접조명과 게이트를 통과하는 기판의 양측 사이드부위가 나타나는 간접화면을 제공하도록 일정경사각도로 반사미러를 설치 구성하고,
   상기 다단으로 구성되는 내부공간에서 게이트들의 상부에는 상기 반사미러를 통해 제공되는 간접조명으로부터 상기 반사미러에 비춰지는 기판의 양측 사이드부위에 대한 간접화면을 촬영하도록, 상기 게이트들의 폭 방향으로 나란하게 수평 배열되는 렌즈와 카메라를 설치 구성하는 것을 특징으로 하는 다단의 기판 투입 게이트를 가지는 기판 품질 검사장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 반사미러는 상기 조명램프와 상기 렌즈 및 카메라에 대하여 45°의 경사각도로 설치 구성하는 것을 특징으로 하는 다단의 기판 투입 게이트를 가지는 기판 품질 검사장치.

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