KR20070003152A - 컬러필터 패턴 검사 장치 - Google Patents

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KR20070003152A
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 컬러필터 기판의 패턴 검사 장치에 관한 것이다. 본 발명의 패턴 검사 장치는 베이스 선반과; 상기 베이스 선반에 기판을 로딩하는 로봇 암과; 상기 로딩된 기판을 지지하며 서로 분리되는 제 1 기판 척 및 제 2 기판 척과; 상기 제 1 기판 척 및 제 2 기판 척이 이동하는 이동 레일과; 상기 기판 상의 패턴을 검사하는 패턴 검사 장치를 구비하는 것을 특징으로 하며, 상기 제 1 기판 척 및 제 2 기판 척은 가변하는 서브 기판 척을 구비하는 것을 다른 특징으로 한다. 상기 패턴 검사 장치를 통해 패턴 검사 시간을 줄일 수 있고, 하나의 패턴 검사 장치로 다양한 크기의 기판에 대응할 수 있다.
컬러필터 기판, 패턴 검사, 로봇 암

Description

컬러필터 패턴 검사 장치{TEST APPARATUS OF COLOR FILTER PATTERN}
도 1은 일반적인 컬러필터 기판의 구조를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예의 패턴 검사 장치를 나타내는 사시도.
도 3은 도 2의 패턴 검사 장치의 단면도.
도 4는 도 2의 패턴 검사 장치의 평면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 패턴 검사 장치의 평면도.
**********도면의 주요부분에 대한 부호의 설명************
301:선반 303:기판 지지 척
303a:제 1 기판 지지 척 303b:제 2 기판 지지 척
304:지지 핀 320:로봇 암
310:패턴 검사부 305:레일
306:기판
본 발명은 액정표시소자의 컬러필터 패턴을 검사하는 패턴 검사 장치에 관한 것으로서, 컬러필터 검사 시간을 단축하고 다양한 크기의 컬러필터 기판을 검사할 수 있는 패턴 검사 장치에 관한 것이다.
근래 정보화 사회의 발전과 더불어, 표시장치에 대한 다양한 형태의 요구가 증대되면서, LCD(Liquid Crystalline Polymer), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 평판표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 고화질의 구현, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 경량, 박형, 저소비 전력 등의 이유로 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.
액정표시소자는 굴절률 이방성과 전계이방성을 가지는 액정분자를 이용하여 영상을 표현하는 장치로, 단위화소가 매트릭스 형태로 배열되는 어레이 기판과 상기 어레이 기판과 대응되는 컬러필터 기판과 상기 두 기판 사이에 충진되는 액정층을 구비한다.
상기 어레이 기판에는 복수의 게이트 라인 및 상기 게이트 라인과 수직 교차하는 데이터 라인이 형성되어 있으며, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차에 의해 정의되는 화소영역이 형성되어 있다.
또한, 하나의 화소영역에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터와 액정에 전계를 제공하는 화소전극이 형성되어 있다.
한편, 상기 컬러필터 기판에는 상기 어레이 기판의 단위화소에 대응되는 컬러필터를 포함하는 단위화소들이 형성되어 있다.
상기 컬러필터층 사이에는 불필요한 빛을 차단하는 블랙매트릭스가 형성되어 있다.
이하, 도 1을 참조하여 컬러필터 기판의 구조를 살펴본다.
컬러필터 기판은 유리등의 제 1 기판(1)상에 매트릭스 형태로 배열되는 블랙매트릭스(3)가 형성되어 있다. 상기 블랙매트릭스는 단위화소영역을 정의해 주며 불필요한 빛이 새어나오는 것을 방지한다.
상기 블랙매트릭스(3)에 의해 정의되는 단위화소영역에는 컬러필터층(2)이 형성되어 있다. 상기 컬러필터층은 적,녹, 청색의 컬러필터층으로 구성되며, 적,녹,청색의 서브 컬러필터층이 하나의 단위화소를 구성한다.
통상, 컬러필터층은 소정의 단차를 가지므로 상기 단차를 보상하고 평탄화를 위해 투명한 유기막등으로 구성되는 오버 코트층(4)을 컬러필터층 위에 형성한다.
그리고 상기 오버 코트층(4)위에 액정에 전계를 인가하는 공통전극(5)이 형성된다.
상기 공정에서 컬러필터층은 감광성의 유기막을 증착한 다음, 포토공정을 통해 형성되는데, 통상 적, 녹, 청색의 서브 컬러필터층을 형성하는 세 번의 포토공정을 진행한다.
컬러필터층은 감광성의 유기막을 이용하기 때문에 패턴시 서브 컬러필터의 정밀한 패턴이 어려운 경우가 발생하는 경우가 있어 컬러필터층을 형성한 다음, 컬러필터층의 패턴을 검사하는 패턴검사를 실시한다.
패턴검사는 통상, 포토공정이 와료된 컬러필터 기판을 로더로 이송하는 단계, 상기 로더로부터 기판을 한 장씩 패턴검사가 이루어지는 선반으로 로딩하는 단계, 상기 기판을 지지하는 기판 척이 이동하는 단계, 상기 기판 척이 기판을 지지 하는 단계, CCD카메라등이 장치된 패턴 검사기를 상기 기판 척이 통과하면서 기판상의 컬러필터층을 스캔하는 단계 및 기판을 언로더 하는 단계를 통해 이루어진다.
그런데 상기 공정에서 기판 척은 로더로부터 기판이 로딩된 후, 기판 쪽으로 이동하여 기판을 지지하는데, 이때 불필요한 소정의 시간이 소요되어 패턴검사 시간을 지연시킨다.
상기 기판은 로더로부터 로봇 암에 의해 선반에 이재되는 데, 이때 상기 기판 척이 이동하면 기판 척의 구조적인 문제로 로봇 암과 기판 척이 충돌할 수 있기 때문에 기판 척은 로봇 암의 기판 이재후 이동하게 된다.
본 발명은 상기한 바와 같이, 컬러필터층을 검사공정에서 기판 척의 구조를 개선하여 기판 척이 로봇 암에 의한 기판의 이재시와 동시에 움직일 수 있게 하여 컬러필터 패턴 검사시간을 단축하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 상기 기판 척을 다모델의 기판을 지지할 수 있는 구조로 변경하여 다양한 모델의 컬러필터 기판을 하나의 패턴 검사 장치로 검사할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 위해 본 발명은 베이스 선반과; 상기 베이스 선반에 기판을 로딩하는 로봇 암과; 상기 로딩된 기판을 지지하며 서로 분리되는 제 1 기판 척 및 제 2 기판 척과; 상기 제 1 기판 척 및 제 2 기판 척이 이동하는 이동 레일과; 상기 기판 상의 패턴을 검사하는 패턴 검사 장치를 제공한다.
상기 제 1 기판 척과 제 2 기판 척은 실질적으로 기판을 지지하는 기판 지지 판을 구비하는 것을 특징으로 하며, 상기 제 1 기판 척 및 제 2 기판 척은 서로 직교하는 서브 척으로 구성되며 서로 대칭을 이루는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 기판 척과 제 2 기판 척은 상기 이동 레일을 따라 이동하는 제 1 서브 척과, 상기 제 1 서브 척과 직교하면서 움직이는 제 2 서브 척을 구비하는 것을 특징으로 하며, 상기 제 1 서브 척 및 제 2 서브 척은 실질적으로 기판을 지지하는 기판 지지핀을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 소정의 컬러필터층 패턴을 구비하는 기판을 로더로 이동시키는 것과; 상기 로더로부터 상기 기판을 로봇 암을 통해 선반상으로 로딩함과 동시에 상기 기판을 지지하는 기판 척을 이동시키는 것과; 상기 로봇 암에 의해 상기 기판을 상기 선반상에 로딩하는 것과; 상기 로딩된 기판을 상기 기판 척이 지지하는 것과, 상기 기판 척이 이동하면서 상기 기판을 스캔하는 것과; 상기 기판을 언 로딩하는 것을 특징으로 하는 패턴 검사 방법을 제공한다.
또한, 기판은 상기 로봇 암으로부터 상기 기판 척으로 직접 로딩되는 것을 특징으로 하며, 상기 기판 척은 서로 분리되는 제 1 기판 척과 제 2 기판 척으로 구성되며, 상기 분리되는 두 기판 척 사이를 상기 로봇 암이 이동하면서 상기 기판을 상기 기판 척 사이에 로딩하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 2~4를 참조하여 컬러필터 기판의 컬러필터 패턴을 검사하는 패턴 검사 장치를 살펴본다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 패턴 감사 장치의 사시도이며, 도 3은 그 단면도이며, 도 4는 그 평면도를 나타낸다.
상기 패턴 검사 장치는 기판이 임시 보관되는 로더(미도시)와, 상기 로더로부터 기판(306)을 이동시키는 로봇 암(320)과, 상기 로봇 암(320)에 의해 이동되는 기판이 놓여지는 선반(301)과, 상기 선반 상에 형성되는 기판 지지 척(303)과, 상기 기판 지지 척(303)이 상기 선반위에서 이동할 수 있도록 경로를 제공하는 레일(305)과, 상기 지지 척(303)에 의해 이동하는 기판상의 패턴을 검사하는 패턴 검사부(310)을 구비한다.
상기 기판 지지 척(303)은 제 1 기판 지지척(303a)과 제 2 기판 지지척(303b)으로 나뉘어 있으며 상기 제 1 기판 지지척(303a) 및 제 2 기판 지지척(303b)은 서로 대칭을 이루며 마주보고 있다. 또한 상기 제 1 기판 지지 척(303a) 및 제 2 기판 지지척(303b)은 "ㄱ"자 형태로 직각을 구부러져 있다. 그러므로 도 2를 참조하면, "ㄱ"자 형으로 구부러지면서 대칭을 이루는 제 1 기판 지지척(303a) 및 제 2 기판 지지척(303b) 사이를 로봇 암(320)이 이동할 수 있다. 상기 제 1 깊나 지지핀(303a) 및 제 2 기판 지지 핀(303b)이 서로 분리되어 있기 때문에 로봇 암(320)이 그 사이를 지날 수 있고, 그렇기 때문에 로봇 암(320)이 기판을 선반에 로딩할 때 상기 기판 척이 동시에 또는 미리 이동하여 대기하면서 상기 로봇 암(320)으로 부터 기판을 받을 수 있다.
상기 기판 지지척(303)은 로봇 암에 의해 기판(306)이 선반에 로딩된 후, 이를 붙들 수 있고, 직접 로봇 암으로부터 기판을 받는 것도 가능하다.
또한, 상기 제 1 기판 지지척(3030a) 및 제 2 기판 지지척(303b)은 구부러져 "ㄱ"형태를 이루는 제 1 서브 지지척부(303aa)와 제 2 서브 지지척부(303ab)로 나 뉘어 지며 상기 두 서브 지지 척부가 직교하며 만난다.
한편, 상기 제 1 기판 지지척(303a) 및 제 2 기판 지지척(303b)은 기판(306)을 실질적으로 지지하는 지지 핀(304)을 구비한다. 상기 지지 핀(304)는 상기 기판 지지 척(303)으로부터 뻣어 나오거나 들어갈 수 있다. 즉, 스크류등으로 구성되어 기판 지지척(303)으로 부터 출입이 가능하다. 특히, 상기 지지 핀(304)은 그 끝단에 충격완중부를 구비하여 얇은 유리일 수 있는 기판에 충격을 주지 않고 기판을 잡을 수 있게 구성된다. 상기 충격완충부는 고무나 탄성의 폴리머일 수 있다.
또한, 상기 지지 핀(304)은 상기 제 1 서브 지지 척(303aa)과 제 2 서브 지지척(303ab)에 형성되어 기판을 삼면에서 지지할 수 있게 한다.
한편, 상기 패턴 검사 부(310)는 복수의 CCD카메라를 구비하여 기판 상의 패턴을 촬영한다. 특히, 본 발명의 상기 패턴 검사부는 컬러필터층의 패턴을 촬영한다. 촬영된 패턴의 신호는 제어부(미도시)에 의해 신호화 되고 모니터를 통해 보여질 수 있게 구성된다. 상기 패턴 검사부(310)의 촬영에 의해 패턴의 정오를 분별한다.
이하, 상기 구성을 가지는 패턴 검사 장치의 동작을 살펴본다.
도면에는 도시되지 않았지만, 컬러필터층 형성공정이 끝난 기판은 카세트에 저장되어 자동반송대차에 의해 로더로 이동한다. 상기 로더에서 기판은 컬러필터 패턴 검사를 대기한다.
로더에 도착한 카세트로부터 로봇 암(320)은 기판을 한 장씩 로딩하여 패턴 검사 장치의 베이스 플레이트인 선반(301)으로 기판을 이동시킨다.
이때, 상기 로봇 암(320)은 기판을 로딩한 채, 상기 선반(301)상으로 기판(306)을 내려놓기 위해 상.하 운동을 하며, 그렇기 때문에 기판 지지척(303)이 분리되어 있지 않으면 로봇 암(320)과 상기 기판 지지척(303)은 충돌하게 된다.
본 발명의 기판 지지척(303)은 서로 분리되는 제 1 기판 지지척(303a) 및 제 2 기판 지지척(303b)을 구비하기 때문에 로봇 암(320)이 상기 선반(301)으로 기판을 내려놓기 전에 또는 동시에 이동해 기판(306)을 잡을 준비를 할 수 있다.
로봇 암(320)이 선반(301)에 기판(306)을 이동시킬 때 상기 선반(301)상에 형성되는 지판 지지척(303)은 로봇 암(320)의 기판 로딩동작과 동시에 또는 미리 움직여 선반(301)의 끝단으로 이동한다.
상기 기판 지지척(303)은 선반(301)상에 형성된 기판 지지척(303)이동 경로인 레일(305)를 통해 이동한다.
이어서, 상기 기판 지지척(303)은 로봇 암(320)으로부터 기판(306)을 인도받는다. 상기 로봇 암(320)으로부터 기판 지지척(303)으로의 기판 인도는 로봇 암이 기판을 선반에 놓는 단계, 상기 기판 지지척(303)이 기판을 지지하는 단계를 통해 이루어질 수도 있고, 상기 지지 척(303)이 상기 기판을 상기 로봇 암(320)으로부터 직접 인도받을 수도 있다.
상기 동작에서 상기 기판(306)을 실질적으로 붙잡는 것은 기판 지지척(303)의 내측에 형성되는 지지 핀(304)에 의해 이루어진다.
상기 지지 핀(304)은 스크류등으로 구성되어 상기 지지 척(304)로부터 출입할 수 있고, 그 끝단에 고무등으로 구성되는 충격완충부를 구비하여 기판을 지긋이 압박함으로써 기판을 고정시킨다.
상기 지지 핀(304)은 상기 기판(306)을 삼면에서 압박하여 기판을 고정시킨다.
이어서, 상기 기판 지지 척(303)은 고정된 기판(306)을 천천히 이동시킨다. 이때, 상기 패턴 검사 장치의 상단에 설치된 패턴 검사부(310)이 상기 기판(306)을 스캐닝하여 패턴을 검사한다.
상기 패턴 검사부(310)은 복수의 CCD카메라를 구비하여 기판상의 촬영한다. 상기 CCD카메라로부터 촬영된 패턴의 영상을 분석하여 패턴의 이상여부를 검출한다.
패턴 검사가 완료된 기판(306)은 언로더로 이송되어 다시 카세트에 적재되고 다음 공정으로 이동한다.
한편, 본 발명은 다양한 크기의 컬러필터 기판을 패턴 검사할 수 있도록 가변하는 기판 지지 척을 제공한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예의 패턴 검사 장치는 기판을(306)을 지지하는 제 1 기판 지지척(303a)와 제 2 기판 지지척(303b)를 구비한다. 상기 제 1 기판 지지 척(303a) 및 제 2 기판 지지척(303b)는 서로 분리되어 있고, 그 사이를 로봇 암이 이동할 수 있다.
또한,상기 제 1 기판 지지 척(303a) 및 제 2 기판 지지 척(303b)는 레일(305)상의 이동하는 제 1 서브 지지 척(303aa)과 상기 제 1 서브 지지 척(303aa)와 결합하되 상기 제 1 서브 지지 척(303ab)와 수직방향으로 이동할 수 있는 제 2 서 브 지지 척(303ab)를 구비한다.
상기 1 서브 지지 척(303aa) 및 제 2 서브 지지 척(303ab)에는 기판으로 향하는 기판 지지핀(304)이 형성된다. 상기 기판 지지핀(304)는 제 1 실시 예의 경우와 동일하다.
본 발명의 제 2 실시 예는 제 2 서브 지지 척(303ab)이 상기 제 1 기판 지지 척(303aa)과 수직한 방향으로 이동할 수 있기 때문에 다양한 크기의 기판이 검사되더라도 각 기판의 크기에 대응하여 이동하면서 기판을 고정할 수 있다.
이때, 제 1 서브 지지 척(303aa)이 이동하는 레일은 다모델의 기판에 대응할 수 있도록 충분히 넓게 형성되며, 제 1 서브 지지 척(303aa)에 형성되는 지판 지지 핀(304)은 그 연장 길이가 제 1 실시 예보다 크게 구성한다.
즉, 작은 기판이 검사될 때, 제 1 서브 지지 척(303aa)로부터 지판 지지 핀(304)은 길게 돌출되고, 제 2 서브 지지 척(303ab)는 더 많이 내측으로 이동하여 기판을 고정하며, 큰 기판이 검사될 때는 그 반대로 동작하여 기판을 고정할 수 있다.
상기 제 2 서브 지지 척(303ab)에는 직선형의 톱니가 형성되고 제 1 서브 지지 척(303aa)에는 이를 이동시킬 수 있는 원형의 톱니가 형성되어 제 2 서브 지지 척(303ab)를 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 기판 지지 척(303a)와 제 2 기판 지지척(303b)는 서로 분리되어 있기 때문에 로봇 암이 그 사이를 왕래할 수 있어, 기판의 로딩시 로봇 암과 상기 기판 지지 척이 동시에 이동하는 것이 가능하여 패턴 검사 시간을 단축한다.
본 발명은 상기 구성을 통해 기판 특히, 컬러필터 기판의 컬러필터층의 패턴을 짧은 시간에 검사할 수 있어 검사시간을 줄일 수 있다. 또한 본 발명은 기판 지지 척이 가변할 수 있게 구성함으로써 다양한 크기의 기판을 하나의 패턴 검사 장치로 검사할 수 있게 한다.

Claims (9)

  1. 베이스 선반과;
    상기 베이스 선반에 기판을 로딩하는 로봇 암과;
    상기 로딩된 기판을 지지하며 서로 분리되는 제 1 기판 척 및 제 2 기판 척과;
    상기 제 1 기판 척 및 제 2 기판 척이 이동하는 이동 레일과;
    상기 기판 상의 패턴을 검사하는 패턴 검사 장치를 구비하는 패턴 검사 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 기판 척과 제 2 기판 척은 실질적으로 기판을 지지하는 기판 지지핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 검사 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 기판 척 및 제 2 기판 척은 서로 직교하는 제 1 서브 척과 제 2 서브 척으로 구성되며 서로 대칭을 이루는 것을 특징으로 하는 패턴 검사 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제 1 기판 척과 제 2 기판 척은 상기 이동 레일을 따라 이동하는 제 1 서브 척과, 상기 제 1 서브 척과 직교하면서 움직이는 제 2 서브 척을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 검사 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 서브 척 및 제 2 서브 척은 실질적으로 기판을 지지하는 기판 지지핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 검사 장치.
  6. 제 3항 또는 5항에 있어서, 상기 기판 지지핀은 상기 지지 척에서 출입할 수 있는 것을 특징을 하는 패턴 검사 장치.
  7. 소정의 컬러필터층 패턴을 구비하는 기판을 로더로 이동시키는 것과;
    상기 로더로부터 상기 기판을 로봇 암을 통해 선반상으로 로딩함과 동시에 상기 기판을 지지하는 기판 척을 이동시키는 것과;
    상기 로봇 암에 의해 상기 기판을 상기 선반상에 로딩하는 것과;
    상기 로딩된 기판을 상기 기판 척이 지지하는 것과,
    상기 기판 척이 이동하면서 상기 기판을 스캔하는 것과;
    상기 기판을 언 로딩하는 것을 특징으로 하는 패턴 검사 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 기판은 상기 로봇 암으로부터 상기 기판 척으로 직접 로딩되는 것을 특징으로 하는 패턴 검사 방법.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 기판 척은 서로 분리되는 제 1 기판 척과 제 2 기판 척으로 구성되며, 상기 분리되는 두 기판 척 사이를 상기 로봇 암이 이동하면서 상 기 기판을 상기 기판 척 사이에 로딩하는 것을 특징으로 하는 패턴 검사 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101532357B1 (ko) * 2014-12-23 2015-06-29 (주)소닉스 백라이트유닛 조립장치

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