KR20050004434A - 기판 검사장치용 멀티 스테이지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 검사장치용 멀티 스테이지에 관한 것으로, 간단한 구성과 동작으로 스테이지 상에서 기판을 고정시키는 고정장치의 위치를 가변시킬 수 있도록 함으로써 하나의 스테이지 상에서 다양한 크기의 기판들을 안정되게 고정시킬 수 있도록 한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 기판이 안착되는 사각틀 형태의 프레임과; 상기 프레임에 피검사 기판의 크기에 대응하여 위치 가변이 가능하도록 설치된 복수개의 위치가변장치와; 상기 각 위치가변장치에 설치되어 기판의 각 모서리 부분을 고정 및 해제하는 고정장치를 포함하여 구성된 기판 검사장치용 멀티 스테이지를 제공한다.

Description

기판 검사장치용 멀티 스테이지{Multi-Stage for Substrate Inspection Device}
본 발명은 기판을 검사하는 장치에서 기판이 장착되는 스테이지에 관한 것으로, 특히 액정표시장치나 플라즈마표시장치 등의 기판을 검사하는 기판 검사장치에서 하나의 스테이지로 다양한 크기의 기판을 고정시켜 검사를 수행할 수 있도록 한 것이다.
주지된 바와 같이, 액정표시장치(LCD) 또는 플라즈마표시장치(PDP) 등의 평판형 표시장치의 유리 기판의 결함을 검사하는 장치에는 유리기판 표면에 조명광을 맞추어 그 반사광의 광학적 변화로부터 기판 표면의 흠이나 얼룩 등 결함부분을 관찰하는 매크로(macro)관찰과, 이 매크로 관찰로 검출된 결함 부분을 확대하여 더욱 정밀하게 관찰하는 마이크로(micro)관찰을 전환하여 실시할 수 있도록 한 것이 있다.
이러한 종래의 기판 검사장치로는 일본 특개평 5-322783호에 기재된 바와 같이 기판을 X-Y 방향 이동이 가능한 X-Y 스테이지에 재치한 다음 이 X-Y 스테이지를 매크로 관찰 기능을 갖춘 매크로 관찰 시스템 및 마이크로 관찰 기능을 갖춘 마이크로 관찰 시스템 상으로 2차원 이동시켜 결함 검사를 수행하는 장치가 있는데, 이 장치는 최근의 대형화 추세에 있는 평판형 표시장치들의 결함 검사에는 부적합한 문제가 있다.
이와 같은 검사장치의 문제를 해결하기 위한 것으로, 대한민국 등록실용신안공보 20-0238929호(2001년 10월 08일 공고)에 선회가능한 스테이지 상에 기판을 재치한 다음, 매크로 관찰시 스테이지를 선회시켜 경사지게 한 상태에서 장치의 상부에 설치된 광원으로부터 조사되는 조명광을 이용하여 매크로 관찰 검사를 수행하고, 마이크로 관찰시에는 스테이지를 수평하게 한 상태에서 자체 조명이 구비된 마이크로 관찰 시스템을 스테이지 상에서 수평 이동시키며 검사를 수행하는 장치가 개시되어 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 기판 검사장치들은 피검사 기판을 고정하는 스테이지가 한 종류의 기판만을 고정시킬 수 있도록 구성되어 있기 때문에 다른 크기의 기판을 검사하고자 할 경우에는 스테이지를 해당 크기의 기판에 맞는 것으로 교체하거나, 검사장치 자체를 교체해주어야 되는 문제가 발생한다.
이러한 문제는 검사를 수행하는 사용자에게 비용 증가의 부담을 주게 되고, 따라서 기판의 생산원가 상승을 초래하게 된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 간단한 구성과 동작으로 스테이지 상에서 기판을 고정시키는 고정장치의 위치를 가변시킬 수 있도록 함으로써, 하나의 스테이지 상에서 다양한 크기의 기판들을 안정되게 고정시킬 수 있도록 한 기판 검사장치용 멀티 스테이지를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 멀티 스테이지가 적용되는 기판 검사장치의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸 측면도
도 2는 본 발명에 따른 멀티 스테이지의 일 실시예의 구성을 나타낸 정면도
도 3은 도 2의 멀티 스테이지의 주요부를 발췌하여 나타낸 부분 정면도
도 4 와 도 5는 각각 도 2의 멀티 스테이지의 위치가변장치의 구성을 단계적으로 나타낸 부분 정면도
도 6은 도 2의 멀티 스테이지의 위치가변장치의 구성을 나타낸 요부 단면도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
2 : 스테이지 21 : 프레임
22 : 홈 231 : 공압실린더
234 : 작동바아 235, 236 : 고정편
241 : 엘엠가이드 243 : 제 1이동플레이트
245 : 제 1공압실린더 251 : 엘엠가이드
253 : 제 2이동플레이트 255 : 제 2공압실린더
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 사각틀 형태의 프레임과; 상기 프레임에 피검사 기판의 크기에 대응하여 위치 가변이 가능하도록 설치된 복수개의 위치가변장치와; 상기 각 위치가변장치에 설치되어 기판의 각 모서리 부분을 고정 및 해제하는 고정장치를 포함하여 구성된 기판 검사장치용 멀티 스테이지를 제공한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 프레임 상에서 기판을 고정 및 해제하는 고정장치가 위치가변장치에 의해 기판의 크기에 대응하여 위치가 가변될 수 있으므로 하나의 스테이지 상에서 다양한 크기의 기판을 고정 및 해제할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 한 형태에 따르면, 상기 위치가변장치는, 상기 프레임에 설치되는 제 1가이드부재와, 상기 제 1가이드부재에 결합되어 제 1가이드부재를 따라 이동하는 제 1이동플레이트와, 상기 제 1이동플레이트를 제 1가이드부재를 따라 이동시키는 제 1구동유닛과, 상기 제 1이동플레이트 상에 제 1가이드부재와 다른 방향으로 설치되는 제 2가이드부재와, 상기 제 2가이드부재에 결합되어 제 2가이드부재를 따라 이동하는 제 2이동플레이트와, 상기 제 2이동플레이트를 제 2가이드부재를 따라 이동시키는 제 2구동유닛을 포함하여 구성될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 기판 검사장치용 멀티 스테이지의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 멀티 스테이지의 이해를 돕기 위하여 도 1을 참조하여 기판 검사장치의 일례를 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 것과 같이, 기판 검사장치는 베이스부(1)의 상부에 피검사 기판이 착탈가능하게 장착되는 스테이지(2)가 회전축(2a)을 중심으로 선회 가능하게설치되고, 상기 스테이지(2)와 베이스부(1) 상부면 사이에는 스테이지(2)의 배면측에서 스테이지(2)로 빛을 조사하는 백라이트유닛(3)이 상하로 이동가능하게 설치된 구성으로 되어 있다.
상기 백라이트유닛(3)의 상하 이동을 위하여, 베이스부(2) 상부에 백라이트유닛(3)이 안착되는 안착부재(8)와, 상기 베이스부(1)의 하측에서 베이스부(1)를 관통하여 상기 안착부재(8)와 결합되는 복수개의 연결로드(5) 및 이 연결로드(5) 및 작동플레이트(9)와, 상기 베이스부(1)의 하부에서 상기 작동플레이트(9)를 상하로 승강시키는 승강용 공압실린더(10)로 구성된 승강수단이 마련된다.
그리고, 상기 스테이지(2)를 원하는 각도로 선회시키기 위한 수단을 구성하기 위하여, 스테이지(2)의 양측부에 링크바아(13)가 자유롭게 회전가능하도록 힌지 결합되고, 상기 링크바아(13)의 하단부에 상기 베이스부(1)의 하부에 설치되는 모터(11)에 의해 회전하도록 된 작동바아(12)의 일단이 힌지 결합되는 바, 상기 모터(11)의 작동에 의해 작동바아(12)가 회전하면 이 작동바아(12)의 끝단에 결합된 링크바아(13)가 펴지거나 오므려지면서 스테이지(2)가 선회하게 된다.
도면에 도시하지는 않았으나, 상기 기판 검사장치는 상기 베이스부 상에서 왕복 직선운동하며 수평상태의 스테이지 상의 기판을 마이크로(micro) 관찰할 수 있는 마이크로 관찰 시스템이 설치될 수 있다.
한편, 도 2는 상기 스테이지(2)의 구조를 개략적으로 나타낸 도면으로, 도 2에 도시된 바와 같이 스테이지(2)는 중앙에 개구부(21a)가 형성된 사각틀 형태의 프레임(21)과, 이 프레임(21)의 각 코너부에 대각선 및 세로 방향으로 위치 이동이가능하도록 설치되어 기판의 모서리부분을 고정되게 지지하는 고정장치를 구비한다.
여기서, 상기 고정장치는 도 3에 상세히 도시된 것과 같이 공압실린더(231)와, 이 공압실린더(231)의 작동로드(232)에 연결되어 상기 작동로드(232)의 이동에 의해 엘엠가이드(233)를 따라 일정 거리로 왕복 직선운동하는 작동바아(234)와, 일편이 상기 작동바아(234)에 연결되어 일정량 선회하면서 프레임(21)에 안착되는 피검사 기판의 모서리부분을 고정 및 해제하는 복수개의 고정편(235, 236)으로 구성된다.
상기 고정편(235, 236) 중 'L'자형 고정편(235)은 기판의 상,하측 모서리를, 'I'자형 고정편(236)은 기판의 측면 모서리를 각각 고정한다.
한편, 상기 고정장치는 프레임(21) 상에서 대각선 방향 및 세로 방향으로 선택적으로 위치 이동이 가능하도록 구성된 위치가변장치 상에 설치되어 피검사 기판의 크기에 대응하여 위치가 가변될 수 있도록 되어 있다.
이러한 고정장치의 위치 가변을 위한 위치가변장치의 구성을 도 4 내지 도 6을 참조하여 더욱 상세히 설명하면, 프레임(21)의 각 코너부에 각 위치가변장치의 설치를 위한 L자형 홈(22)이 형성되고, 각 L자형 홈(22)에 복수개(이 실시예에서 3개)의 엘엠가이드(241)가 프레임의 대각선 방향으로 설치되고, 이 엘엠가이드(241)의 엘엠블럭(242) 상에 L자형의 제 1이동플레이트(243)가 고정된다.
또한, 상기 제 1이동플레이트(243)가 상기 엘엠가이드(241)를 따라 이동하도록 하기 위해 제 1공압실린더(245)가 설치되고, 이 제 1공압실린더(245)의 작동로드(246) 끝단에 제 1이동플레이트(243)의 하부와 고정되는 고정블럭(247)이 장착된다.
그리고, 상기 제 1이동플레이트(243)의 상면에는 복수개(이 실시예에서 2개)의 엘엠가이드(251)가 프레임의 세로방향으로 설치되고, 상기 엘엠가이드(251)의 엘엠블럭(252) 상에 제 2이동플레이트(253)가 설치된다.
상기 제 2이동플레이트(253)의 이동을 위하여 제 1이동플레이트(243) 상면에 제 2공압실린더(255)가 설치되고, 이 제 2공압실린더(255)의 작동로드(256) 끝단에 제 2이동플레이트(253)의 하부면과 고정되는 고정블럭(257)이 장착된다.
상기 제 1,2공압실린더(245, 255)은 기판 검사장치의 제어유닛(미도시)에 의해서 공압이 인가되어 작동된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 멀티 스테이지의 작동은 다음과 같이 이루어진다.
전술한 실시예의 멀티 스테이지는 예를 들어 세로 ×가로 크기가 680 ×880, 610 ×720, 600 ×720 인 3종류의 기판을 고정할 수 있다.
상기 스테이지는 고정장치의 위치가 프레임의 최외곽측에 위치된 상태, 즉 제 1,2공압실린더(245, 255)의 작동로드(246, 256)들이 후퇴되어 제 1,2이동플레이트(243, 253)가 최외측에 위치된 상태일 때는 가장 큰 680 ×880 크기의 기판을 고정하도록 크기가 설정되어 있다.
피검사 기판의 종류를 610 ×720 크기의 기판으로 변경하여 스테이지에 장착하고자 할 경우, 기판 검사장치의 제어유닛이 각각의 제 1공압실린더(245)에 공압을 인가하여 작동로드(246)를 전진시키고, 이 작동로드(246)의 이동에 의해 제 1이동플레이트(243)들이 엘엠가이드(241)를 따라 대각선 방향으로 내측으로 이동하게 된다. 이에 따라 각 고정장치 간의 간격이 상기 기판의 크기에 대응하여 축소되게 된다.
이 상태에서 상기 프레임(21) 상에 기판이 안착되면, 공압실린더(231)에 공압이 인가되며 작동로드(232) 및 이에 결합된 작동바아(234)가 전진하게 되고, 이에 따라 각 고정편(235, 236)이 선회하여 기판의 모서리부를 고정시킨다.
그리고, 세로 길이가 상기 기판의 길이보다 10mm 작은 600 ×720 크기의 기판을 스테이지에 장착하여 검사를 하고자 하는 경우, 전술한 것과 같이 제 1공압실린더(245)에 공압을 인가하여 제 1이동플레이트(243)를 대각선 방향 내측으로 이동시킨 다음, 제 2공압실린더(255)에 공압을 인가하여 작동로드(256)를 전진시키면 이에 결합된 제 2이동플레이트(253)가 엘엠가이드(251)를 따라 세로 방향 내측으로 10mm 만큼 전진하게 된다.
이 상태에서 상기 프레임(21) 상에 기판이 안착되면, 전술한 바와 같이 공압실린더(231)에 공압이 인가되면서 각 고정편(235, 236)이 선회하여 기판의 모서리부를 고정시킨다.
기판의 고정 상태를 해제하기 위해서는 상기 공압실린더(231)의 작동로드(232)를 후퇴시켜 각 고정편(235, 236)을 반대방향으로 선회시키면 된다.
한편, 전술한 실시예에서는 제 1,2이동플레이트(243, 253)를 대각선 방향 및 세로방향으로 이동시킴으로써 스테이지가 3종류의 기판을 고정할 수 있는 것으로설명하였으나, 이와 다르게 상기 제 1,2이동플레이트(243, 253)를 가로 및 세로 방향, 또는 대각선 및 가로/세로 방향으로 소정 거리만큼 단계적으로 이동할 수 있도록 구성함으로써 하나의 스테이지에서 3종류 이상의 기판을 검사할 수 있게 할 수도 있을 것이다.
이러한 이동플레이트들의 단계적 이동은 이동플레이트를 이동시키는 구동유닛으로서 공압실린더 대신에 다른 구동유닛, 예컨대 모터와 볼스크류 시스템, 또는 벨트 및 체인 스프로켓 시스템 등의 구동유닛을 이용하여 용이하게 구현할 수 있을 것이다.
한편, 전술한 실시예에서는 멀티 스테이지가 3종류의 기판을 고정하여 검사할 수 있도록 한 것으로 설명하였으나, 기판을 고정하는 고정장치를 여러방향으로 가변시켜 3종류 이상의 기판을 검사하도록 구성할 수도 있을 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 기판 고정장치 또는 스테이지를 교체하지 않고, 기판을 고정시키는 고정장치의 위치를 기판 크기에 대응하여 가변시킬 수 있게 되므로 하나의 기판에서 여러 종류의 다양한 크기의 기판을 고정시켜 검사를 수행할 수 있게 되고, 따라서 기판 고정장치의 교체 혹은 스테이지 교체에 따른 비용과 시간 및 노력의 낭비를 막을 수 있다.

Claims (10)

  1. 사각틀 형태의 프레임과;
    상기 프레임에 피검사 기판의 크기에 대응하여 위치 가변이 가능하도록 설치된 복수개의 위치가변장치와;
    상기 각 위치가변장치에 설치되어 기판의 각 모서리 부분을 고정 및 해제하는 고정장치를 포함하여 구성된 기판 검사장치용 멀티 스테이지.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 위치가변장치는, 상기 프레임에 설치되는 제 1가이드부재와, 상기 제 1가이드부재에 결합되어 제 1가이드부재를 따라 이동하는 제 1이동플레이트와, 상기 제 1이동플레이트를 제 1가이드부재를 따라 이동시키는 제 1구동유닛과, 상기 제 1이동플레이트 상에 제 1가이드부재와 다른 방향으로 설치되는 제 2가이드부재와, 상기 제 2가이드부재에 결합되어 제 2가이드부재를 따라 이동하는 제 2이동플레이트와, 상기 제 2이동플레이트를 제 2가이드부재를 따라 이동시키는 제 2구동유닛을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 검사장치용 멀티 스테이지.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 고정장치는, 상기 위치가변장치 상에 선회가능하게 설치되어 프레임 상에 놓여지는 기판의 각 모서리 부분에 접촉 가능하도록 된 복수개의 고정편과, 상기 각 고정편의 일편에 고정되어 고정편을 소정량 선회시켜 고정편과 기판 모서리 간의 접촉 및 해제를 수행하는 고정편 작동유닛을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 검사장치용 멀티 스테이지.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 고정편 작동유닛은 공압실린더와, 상기 각 고정편의 일편에 결합되고 상기 공압실린더의 작동로드에 의해 왕복 이동하도록 설치된 작동바아 및, 상기 작동바아의 이동을 안내하는 가이드부재로 구성된 것을 특징으로 하는 기판 검사장치용 멀티 스테이지.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 고정장치는, 상기 제 2이동플레이트 상에 선회가능하게 설치되어 프레임 상에 놓여지는 기판의 각 모서리 부분에 접촉 가능하도록 된 복수개의 고정편과, 상기 각 고정편의 일편에 고정되어 고정편을 소정량 선회시켜 고정편과 기판 모서리 간의 접촉 및 해제를 수행하는 고정편 작동유닛을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 검사장치용 멀티 스테이지.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 고정편 작동유닛은 공압실린더와, 상기 각 고정편의 일편에 결합되고 상기 공압실린더의 작동로드에 의해 왕복 이동하도록 설치된 작동바아 및, 상기 작동바아의 이동을 안내하는 가이드부재로 구성된 것을 특징으로 하는 기판 검사장치용 멀티 스테이지.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 제 1가이드부재는 프레임의 대각선 방향으로 배치되어 제 1이동플레이트가 프레임 상에서 대각선 방향으로 이동하도록 된 것을 특징으로 하는 기판 검사장치용 멀티 스테이지.
  8. 제 7항에 있어서, 제 2가이드부재는 상기 프레임에 대해 세로 또는 가로 방향으로 배치되어 상기 제 2이동플레이트가 제 1이동플레이트 상에서 프레임의 세로 또는 가로 방향으로 이동하도록 된 것을 특징으로 하는 기판 검사장치용 멀티 스테이지.
  9. 제 7항에 있어서, 제 1구동유닛은 제 1가이드부재와 나란하도록 설치되는 공압실린더인 것을 특징으로 하는 기판 검사장치용 멀티 스테이지.
  10. 제 8항에 있어서, 제 2구동유닛은 상기 제 1이동플레이트 상에서 제 2가이드부재와 나란하게 설치되는 공압실린더인 것을 특징으로 하는 기판 검사장치용 멀티 스테이지.
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