KR20060085536A - 박막 트랜지스터 어레이 검사장치 - Google Patents

박막 트랜지스터 어레이 검사장치 Download PDF

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Abstract

박막 트랜지스터 어레이를 수평위치 및 경사위치 모두에서 검사할 수 있도록 한 박막 트랜지스터 어레이 검사장치가 개시된다. 본 발명의 박막 트랜지스터 어레이 검사장치는 진공챔버, 진공챔버의 하부에 배치되며 박막 트랜지스터 어레이가 안치되는 스테이지, 스테이지와 대향되게 진공챔버의 상부에 배치되어 박막 트랜지스터 어레이로 전자빔을 쏘아주는 전자총, 스테이지의 일측단부의 상방에 배치되어 전자빔에 의해 박막 트랜지스터 어레이에서 방출되는 2차 전자를 검출하는 전자 검출유닛, 스테이지의 타측단부의 하부에 배치되어 박막 트랜지스터 어레이를 수평위치와 일정각도의 경사위치 사이에서 위치변경 가능하게 하는 승강유닛을 구비한다.

Description

박막 트랜지스터 어레이 검사장치{TFT Array Inspecting Apparatus}
도 1은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 검사장치의 대략적인 블럭도이다.
도 2는 도 1의 정면도로서 전자총에서 발생된 전자빔이 박막 트랜지스터 어레이의 각 픽셀과 충돌하여 전자 검출유닛으로 2차 전자가 보내지는 것을 보인 것이다.
도 3은 박막 트랜지스터 어레이를 수평위치에 비해 경사위치에서 더 큰 검사범위를 검사할 수 있게 되는 것을 보인 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
1,1a,1b,1c: 박막 트랜지스터 어레이 10: 진공챔버
30: 전자총 31: 렌즈유닛
32: 디플렉션 유닛 40: 스테이지
44: 스토퍼 50: 승강유닛
60: 전자 검출유닛
본 발명은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor;TFT) 어레이(Array) 검사장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 박막 트랜지스터 어레이를 경사져서 배치된 상태에서 검사 받도록 하여 여러 크기의 박막 트랜지스터 어레이들을 연속적으로 검사할 수 있게 하고, 전자 검출유닛을 박막 트랜지스터 어레이에 인접하게 배치시켜서 2차 전자의 검출성능을 향상시킬 수 있도록 한 박막 트랜지스터 어레이 검사장치에 관한 것이다.
평면표시장치의 일종인 박막 트랜지스터 액정표시장치(TFT-LCD)는 전압에 따라 빛의 투과도가 변하는 액정의 특성을 이용하여 정보를 표시하는 장치로서 낮은 전압으로 구동이 가능하고 전력의 소모가 작아서 OA기기 및 가전제품 등에 널리 사용되고 있다.
일반적으로 이러한 TFT-LCD는 개별 스위칭 소자로서 기능하는 박막 트랜지스터(TFT) 어레이(Array)가 형성되어 있는 하면 유리기판과, 빨강, 초록, 파랑의 삼원색 컬러필터가 형성되어 있는 상면 유리기판과, 하면 유리기판과 상면 유리기판 사이에 주입된 액정(Liquid Crystal)과, 하면 유리기판의 하부에서 발광하는 빛을 제공하는 백라이트(Back Light)로 구성되어서, TFT의 전기적 신호와 LCD에 인가된 전압에 따라 분자구조를 달리하여 빛의 투과 정도를 제어하고, 이렇게 제어된 빛이 삼원색으로 만들어진 컬러필터를 통과함으로써 원하는 색과 영상을 표현하게 된다.
이 TFT-LCD는 TFT를 형성시키는 어레이 제조공정과, 박막 트랜지스터 어레이 기판(하면 유리기판)과 컬러필터 기판(상면 유리기판) 사이에 액정을 봉입시키는 셀 제조공정과, 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 셀 기판을 구동시키기 위해 구동 전기회로를 탑재시키는 모듈 제조공정에 의해 만들어진다.
박막 트랜지스터 어레이가 제조된 후에는 이 박막 트랜지스터 어레이의 불량 여부를 검사하게 되는데, 미국 특허번호 6,075,245호에는 박막 트랜지스터 어레이 검사장치의 일예가 개시되어 있다.
상기 선행기술에 개시된 박막 트랜지스터 어레이 검사장치는 진공챔버의 상부에 설치되어 전자빔을 방출시키는 CRT Gun과, 진공챔버의 하부에 배치되어 진공챔버의 내부를 진공상태가 되게 하는 진공펌프와, 진공챔버의 일측면에 설치되어 전자빔에 의해 박막 트랜지스터 어레이에서 방출되는 전자를 검출하는 전자검출기를 구비하여 진공챔버로 투입된 박막 트랜지스터 어레이를 검사하게 된다.
그러나 이러한 종래의 박막 트랜지스터 어레이 검사장치는 하나의 진공챔버에서 다양한 크기의 박막 트랜지스터 어레이를 검사하기에는 한계가 있는 단점이 있다. 즉, 이 박막 트랜지스터 어레이 검사장치는 일정크기의 박막 트랜지스터 어레이에 맞추어 CRT Gun의 투사범위가 정해지게 되면 정해진 투사범위보다 더 큰 크기를 가진 박막 트랜지스터 어레이는 검사할 수 없게 된다.
따라서 정해진 투사범위보다 더 큰 크기의 박막 트랜지스터 어레이를 검사하기 위해서는 CRT Gun을 재조정한 후에 진공챔버의 내부를 다시 요구되는 진공상태로 진공시켜야 하기 때문에 하나의 진공챔버에서 다양한 크기의 박막 트랜지스터 어레이를 검사하는 작업이 번거롭게 되고 많은 시간이 걸리게 되는 것이다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목 적은 박막 트랜지스터 어레이를 수평위치 및 경사위치 모두에서 검사할 수 있도록 한 박막 트랜지스터 어레이 검사장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전자 검출유닛을 박막 트랜지스터 어레이에 인접하게 배치된 상태에서 2차 전자를 검출할 수 있도록 한 박막 트랜지스터 어레이 검사장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 검사장치는 진공챔버, 상기 진공챔버에 배치되며 검사될 박막 트랜지스터 어레이가 안치되는 스테이지, 상기 진공챔버에서 상기 스테이지와 대향되게 배치되어 상기 박막 트랜지스터 어레이로 전자빔을 쏘아주는 전자총, 상기 전자빔에 의해 상기 박막 트랜지스터 어레이에서 방출되는 2차 전자를 검출하는 전자 검출유닛, 상기 박막 트랜지스터 어레이를 수평위치와 일정각도의 경사위치 사이에서 위치변경 가능하게 하는 적어도 하나의 승강유닛을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 전자총은 상기 진공챔버의 상부에 배치되고, 상기 스테이지는 상기 진공챔버의 하부에 배치되며, 상기 승강유닛은 상기 스테이지의 제 1 단 측에 배치된다.
상기 스테이지의 제 2 단 측에는 상향으로 돌출되어 형성된 스토퍼가 마련되어서, 상기 박막 트랜지스터 어레이는 그 일단이 상기 스토퍼에 걸려진 상태에서 그 타단부가 상기 승강유닛에 의해 들려져서 경사진 상태로 위치 전환된다.
바람직하게, 상기 승강유닛은 유압 실린더 타입으로 한다.
상기 전자 검출유닛은 상기 스토퍼의 상부에 수직하게 설치되어 상기 박막 트랜지스터 어레이에서 방출되는 2차 전자를 검출하도록 한다.
또한, 상기 전자총의 전방에는 전자빔의 조사 위치를 정해주는 렌즈유닛과, 상기 렌즈유닛을 통과한 전자빔을 편향시키는 디플렉션 유닛이 배치된다.
본 발명의 다른 양태로서 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 검사장치는 진공펌프에 의해 진공으로 유지되는 진공챔버, 상기 진공챔버로 투입된 박막 트랜지스터 어레이로 전자빔을 쏘아주는 전자총, 상기 전자빔에 의해 상기 박막 트랜지스터 어레이에서 방출되는 2차 전자를 검출하는 전자 검출유닛, 상기 박막 트랜지스터 어레이를 수평위치와 일정각도의 경사위치 사이에서 위치변경 가능하게 하는 적어도 하나의 승강유닛을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 전자총은 상기 진공챔버의 상부에 배치되고, 상기 박막 트랜지스터 어레이는 상기 진공챔버의 하부에 놓여지며, 상기 승강유닛은 상기 박막 트랜지스터 어레이의 일측단부에 배치되어 상기 박막 트랜지스터 어레이의 일측단부를 승강시키게 된다.
상 전자 검출유닛은 상기 박막 트랜지스터 어레이의 타측단의 상측에서 수직하게 배치되어 상기 박막 트랜지스터 어레이에서 방출되는 2차 전자를 검출하도록 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 검사장치의 대략적인 블럭도 이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 검사장치는 진공챔버(10)와, 진공챔버(10)의 하부에 설치되어 진공챔버(10)의 내부를 진공시키는 진공펌프(20)와, 진공챔버(10)의 상부에 배치되는 전자총(30)과, 전자총(30)의 전방에 배치되는 렌즈유닛(31) 및 디플렉션 유닛(32)과, 진공챔버(10)의 내측 바닥에 설치되며 검사될 박막 트랜지스터 어레이(1)가 놓여지는 스테이지(40)와, 진공챔버(10)의 하부에 설치되는 한 쌍의 승강유닛(50)과, 진공챔버(10)의 일측에 배치되는 전자 검출유닛(60)을 구비하여 구성된다.
전자총(30)은 진공상태에서 박막 트랜지스터 어레이(1)의 불량여부를 검사하기 위한 높은 에너지의 전자빔(33)(도 2 참조)을 발생시키기 위한 구조를 가지며, 렌즈유닛(31)은 전자총(30)에서 방출된 전자빔(33)의 진행방향과 강도를 조절할 수 있는 구조를 가진다. 또한, 렌즈유닛(31)의 전방에 배치된 디플렉션 유닛(32)은 렌즈유닛(31)을 통과한 전자빔(33)을 박막 트랜지스터 어레이(1)의 각 픽셀(2)을 향해 휘어지게 하여 박막 트랜지스터 어레이(1)의 전체 검사면을 연속적으로 조사하여 스캔할 수 있도록 한 구조를 가진다.
스테이지(40)는 검사를 위해 진공챔버(10)에 투입된 박막 트랜지스터 어레이(1)를 안치시키기 위해 박막 트랜지스터 어레이(1)보다 더 큰 크기의 평판 형상으로 형성되어 진공챔버(10)의 바닥 위에 배치된다.
한 쌍의 승강유닛(50)은 몸체(51)와 이 몸체(51)에 상하방향으로 진퇴 가능하게 설치된 피스톤 로드(52)를 구비한 유압 실린더로 이루어져서 스테이지(40)의 제 1 단(41) 측의 하부에서 전후방향으로 배치되어서 박막 트랜지스터 어레이(1)의 일측단을 상하방향으로 이동 가능하게 한다.
여기서, 도 1에는 2개의 승강유닛(50)이 설치된 구조로 도시되어 있는데, 승강유닛(50)의 설치 개수는 검사될 박막 트랜지스터 어레이(1)의 크기에 따라 증감될 수 있다. 예를 들면, 박막 트랜지스터 어레이(1)의 크기가 작은 경우에는 하나의 승강유닛(50)만이 설치될 수 있으며, 박막 트랜지스터 어레이(1)의 크기가 큰 경우에는 3개 이상의 승강유닛(50)이 설치될 수도 있는 것이다.
승강유닛(50)의 몸체(51)는 진공챔버(10)의 외측 하부에 배치되고, 피스톤 로드(52)는 몸체(51)의 내부와 진공챔버(10)의 내부 사이에서 상하이동 가능하게 배치된다.
승강유닛(50)의 피스톤 로드(52)가 스테이지(40)의 상면에 올려진 박막 트랜지스터 어레이(1)를 상하이동 시킬 수 있게 하기 위해 스테이지(40)의 제 1 단(41) 측에는 각 승강유닛(50)의 피스톤 로드(51)를 관통시키기 위한 한 쌍의 관통홀(43)이 형성되어 있다.
피스톤 로드(52)가 박막 트랜지스터 어레이(1)의 일단부를 들어올릴 때 박막 트랜지스터 어레이(1)의 타단이 움직이지 않게 하기 위해 스테이지(40)의 제 2 단(42) 측에는 스테이지(40)의 상면에서 상향으로 연장한 스토퍼(44)가 설치되어 있다. 따라서 피스톤 로드(51)가 상향으로 전진하거나 하향으로 후퇴하게 되면 스토퍼(44)에 맞닿은 박막 트랜지스터 어레이(1)의 일단은 스테이지(40)에 위치 고정된 채로 그 타단이 상향으로 들어올려지거나 내려져서 박막 트랜지스터 어레이(1)가 수평위치에서 경사위치로 또는 경사위치에서 수평위치로 위치 전환할 수 있게 된 다.
도 1에는 스토퍼(44)의 길이가 스테이지(40)의 세로길이와 동일하게 도시되어 있지만 스테이지(40)의 세로방향의 중심에서 전후로 약간만 연장하여 형성되어도 박막 트랜지스터 어레이(1)가 밀려나지 않게 위치 고정될 수 있다.
전자 검출유닛(60)은 스토퍼(44)의 상부에서 스테이지(40)에 대해 대략 수직하게 배치되어 박막 트랜지스터 어레이(1)가 수평위치 또는 최대 경사위치에 배치된 상태에서 전자빔(33)에 의해 박막 트랜지스터 어레이(1)에서 튀어나온 2차 전자를 검출하게 된다.
다음에는 도 2를 참조하여 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 박막 트렌지스터 어레이 검사장치에 의해 박막 트랜지스터 어레이가 경사위치에서 검사되는 과정에 대해 설명하고자 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전자총(30)과 렌즈유닛(31), 그리고 디플렉션 유닛(32)에 의해 조사되는 전자빔(33)에 의해 수평위치에서는 검사 받을 수 없을 정도의 크기를 가진 박막 트랜지스터 어레이(1)가 진공챔버(10)의 내부로 투입되어 스테이지(40) 위에 올려지게 되면 승강유닛(50)이 작동되어 박막 트랜지스터 어레이(1)의 전체 검사면적이 전자빔(33)에 의해 조사될 수 있는 경사각도로 들어올려지게 된다.
다음에는 전자총(30)에서 전자빔(33)이 방출되어서 렌즈유닛(31)을 통과하면서 진행방향과 강도가 조절되고, 계속해서 디플렉션 유닛(32)을 통과하면서 휘어지는 전자빔(33)이 박막 트랜지스터 어레이(1)의 각 픽셀(2)을 순차적으로 조사하여 스캔하게 된다.
전자빔(33)이 각 픽셀(2)에 부딪치게 되면 각 픽세(2)에서 2차 전자가 튀어나와서 전자 검출유닛(60)으로 보내지게 되는데, 전자 검출유닛(60)에서는 전자빔(33)이 각 픽셀(2)까지 이동한 경로와 강도, 그리고 각 픽셀(2)에서 튀어나와서 전자 검출유닛(60)으로 보내진 2차 전자의 강도를 측정하여 박막 트랜지스터 어레이(1)의 불량여부를 판정하게 된다.
따라서 전자 검출유닛(60)은 박막 트레이 어레이(1)에서 튀어나온 2차 전자를 가능한 가까운 위치에서 검출해야만 검출성능이 향상될 수 있는데, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 검사장치는 전자 검출유닛(60)이 박막 트랜지스터 어레이(1)의 일측단의 상부에서 수직하게 배치되는 한편, 박막 트랜지스터 어레이(1)가 필요에 따라 전자 검출유닛(60)을 향해 경사져서 배치된 상태로 검사될 수 있도록 구성되어서 전자 검출유닛(60)이 2차 전자의 강도를 정확하게 검출할 수 있게 된다.
다음에는 도 3을 참조하여 박막 트랜지스터 어레이가 수평위치로 배치된 상태에서 검사 받는 것에 비해 경사위치에 배치된 상태에서 검사 받게 되면 상대적으로 더 큰 크기를 가진 박막 트랜지스터 어레이를 검사할 수 있게 된다는 것에 대해 설명하고자 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 검사장치의 유효 검사범위(L1)보다 같거나 작은 검사범위를 가진 박막 트랜지스터 어레이(1a)를 검사하는 경우에는 종래에서와 같이 박막 트랜지스터 어레이(1a)를 스테이 지(40)에 수평하게 배치된 상태로 놓고 불량여부를 검사하게 된다.
이 박막 트랜지스터 어레이(1a)의 검사가 끝나서 유효 검사범위(L1)보다 더큰 검사범위(L2)를 가진 박막 트랜지스터 어레이(1b)가 진공챔버(10)의 내부로 투입되게 되면 승강유닛(50)이 박막 트랜지스터 어레이(1b)의 일측단부를 일정 경사각도(θ1)로 들어올리게 되며, 이에 따라 경사진 상태에서의 박막 트랜지스터 어레이(1b)의 검사범위(L2)가 유효 검사범위(L1)로 들어오게 된다.
이렇게 일정 경사각도(θ1)로 경사진 상태에서 박막 트랜지스터 어레이(1b)를 검사하게 되면 유효 검사범위(L1)보다 상대적으로 큰 검사범위(L2)를 가진 박막 트랜지스터 어레이(1b)를 검사할 수 있게 되는 것이다.
만일 박막 트랜지스터 어레이(1b)의 검사범위(L2)보다 더 큰 검사범위(L3)를 가진 박막 트랜지스터 어레이(1c)가 진공챔버(10)의 내부로 투입되게 되면 박막 트랜지스터 어레이(1c)를 박막 트랜지스터 어레이(1b)의 경사각도(θ1)보다 더 큰 경사각도(θ2)로 들어올려서 경사진 상태에서의 박막 트랜지스터 어레이(1c)의 검사범위(L3)가 유효 검사범위(L1)로 들어오게 되도록 함으로써 박막 트랜지스터 어레이(1a)(1b)보다 상대적으로 더 큰 크기를 가진 박막 트랜지스터 어레이(1c)를 검사할 수 있게 되는 것이다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 검사장치는 서로 다른 크기를 가진 박막 트랜지스터 어레이(1a)(1b)(1c)를 수평위치와 경사위치 사이에서 간단하게 위치 전환시키는 동작에 의해서 불량여부를 검사할 수 있게 된다.
따라서 박막 트랜지스터 어레이의 크기가 약간 차이가 있는 경우에는 본 발 명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 검사장치에서 공동으로 불량여부를 신속하고 간편하게 검사할 수 있게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 검사장치는 박막 트랜지스터 어레이를 수평위치에서 뿐만 아니라 경사위치에서도 불량여부를 검사할 수 있게 됨으로써 여러 크기의 박막 트랜지스터 어레이를 하나의 진공챔버에서 신속하고 간편하게 검사할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 검사장치는 전자 검출유닛을 박막 트랜지스터 어레이에 인접하게 배치된 상태에서 2차 전자를 검출할 수 있도록 하여 2차 전자의 검출성능을 향상시킬 수 있게 됨으로써 박막 트랜지스터 어레이의 불량여부를 정확하게 검사할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 진공챔버, 상기 진공챔버에 배치되며 검사될 박막 트랜지스터 어레이가 안치되는 스테이지, 상기 진공챔버에서 상기 스테이지와 대향되게 배치되어 상기 박막 트랜지스터 어레이로 전자빔을 쏘아주는 전자총, 상기 전자빔에 의해 상기 박막 트랜지스터 어레이에서 방출되는 2차 전자를 검출하는 전자 검출유닛, 상기 박막 트랜지스터 어레이를 수평위치와 일정각도의 경사위치 사이에서 위치변경 가능하게 하는 적어도 하나의 승강유닛을 구비한 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 어레이 검사장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전자총은 상기 진공챔버의 상부에 배치되고, 상기 스테이지는 상기 진공챔버의 하부에 배치되며, 상기 승강유닛은 상기 스테이지의 제 1 단 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 어레이 검사장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 스테이지의 제 2 단 측에는 상향으로 돌출되어 형성된 스토퍼가 마련되어서, 상기 박막 트랜지스터 어레이는 그 일단이 상기 스토퍼에 걸려진 상태에서 그 타단부가 상기 승강유닛에 의해 들려져서 경사진 상태로 위치 전환되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 어레이 검사장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 승강유닛은 유압 실린더 타입인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 어레이 검사장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 전자 검출유닛은 상기 스토퍼의 상부에 수직하게 설치되어 상기 박막 트랜지스터 어레이에서 방출되는 2차 전자를 검출하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 어레이 검사장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 전자총의 전방에는 전자빔의 조사 위치를 정해주는 렌즈유닛과, 상기 렌즈유닛을 통과한 전자빔을 편향시키는 디플렉션 유닛이 배치된 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 어레이 검사장치.
  7. 진공펌프에 의해 진공으로 유지되는 진공챔버, 상기 진공챔버로 투입된 박막 트랜지스터 어레이로 전자빔을 쏘아주는 전자총, 상기 전자빔에 의해 상기 박막 트랜지스터 어레이에서 방출되는 2차 전자를 검출하는 전자 검출유닛, 상기 박막 트랜지스터 어레이를 수평위치와 일정각도의 경사위치 사이에서 위치변경 가능하게 하는 적어도 하나의 승강유닛을 구비한 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 어레이 검사장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 전자총은 상기 진공챔버의 상부에 배치되고, 상기 박막 트랜지스터 어레이는 상기 진공챔버의 하부에 놓여지며, 상기 승강유닛은 상기 박막 트랜지스터 어레이의 일측단부에 배치되어 상기 박막 트랜지스터 어레이의 일측단부를 승강시키게 되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 어레이 검사장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전자 검출유닛은 상기 박막 트랜지스터 어레이의 타측단의 상측에서 수직하게 배치되어 상기 박막 트랜지스터 어레이에서 방출되는 2차 전자를 검출하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 어레이 검사장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 전자총의 전방에는 전자빔의 조사 위치를 정해주는 렌즈유닛과, 상기 렌즈유닛을 통과한 전자빔을 편향시키는 디플렉션 유닛이 배치된 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 어레이 검사장치.
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