KR20100048732A - 기판의 에지부분에 대한 품질 검사방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LCD나 태양전지를 생산하기 위한 라인으로 기판을 투입시, 면취 가공(또는 그라인딩 에지(grinding edge))된 기판의 에지부분 면취 가공 오류를 검사하는 기판의 에지부분에 대한 품질 검사방법을 개시한다.
이 같은 본 발명은, 기판의 옆면을 검사하기 위해 한 개의 레이저와 두 개의 검출부를 구성하는 상태에서, 면취 가공된 기판의 에지부분 상하면에서 반사되는 레이저 신호를 통해 기판의 에지부분에 대한 가공 오류가 발생하였는가를 효과적으로 검출하는 것으로, 이를 통해 제품에 대한 품질 만족도를 향상시킨 것이다.
기판, 레이저, 에지, 면취 가공
Description
본 발명은 LCD용 기판이나 태양전지(솔라셀)의 제조를 위한 기판(이하 통칭하여 "기판" 이라함)에 대한 품질 검사 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 면취 가공(또는 그라인딩 에지(grinding edge))이 이루어지는 기판의 에지부분에 대한 가공 오류를 보다 효과적으로 검사할 수 있도록 하는 기판의 에지부분에 대한 품질 검사방법에 관한 것이다.
박막 트랜지스터 액정표시장치는 크게 박막 트랜지스터가 형성되는 하부 기판과, 컬러 필터가 형성되는 상부 기판 및, 하부 기판과 상부 기판 사이에 주입된 액정으로 구성된다.
또한, 태양전지는 실리콘 웨이버를 사용하여 제조하거나, 또는 유리기판에 박막 형식으로 증착하여 제조하게 된다.
이러한 박막 트랜지스터와 컬러 필터를 형성하는 기판이나, 태양전기를 형성하도록 박막이 증착되는 기판의 경우 에지부분에 대한 가공은 면취 가공을 통해 기판의 네 면을 둥글게 가공하게 된다.
이때, 가공면의 연마정도가 기준치보다 미미하거나(미연마), 또는 지나칠 경우(과연마)와 미세한 뜯김이 존재하는 경우에는 LCD 또는 태양전지의 제조공정 도중에 크랙이나 치핑으로 발전할 수 있게 되고, 이는 공정 중 기판의 파손을 유발하는 문제점이 있다.
이에, 기판의 에지부분에 대한 면취가공상태를 검사하는 방법이 필요로 하였으며, 본 발명은 이러한 LCD 제조공정이나 태양전지의 제조공정에 사용되는 기판의 에지부분에 대한 품질 검사 방법을 개시한 것이다.
즉, 본 발명은 LCD나 태양전지 제조공정의 생산라인으로 투입되는 기판의 옆면을 검사하기 위해 하나의 레이저와 두 개의 검출부를 생산라인에 구성한 상태에서, 면취 가공된 기판의 에지부분 상하면에서 반사되는 레이저 신호를 통해 기판의 에지부분에 대한 가공의 오류가 발생하였는가를 효과적으로 검출할 수 있도록 하는 기판의 에지부분에 대한 품질 검사 방법을 제공하려는데 그 목적이 있는 것이다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명 기판의 에지부분에 대한 품질 검사방법은,
기판의 측면에 배치되는 검사부가 상기 기판의 에지부분으로 일정신호를 조사하는 제 1 단계; 상기 검사부에 의해 기판의 에지부분에 일정신호가 조사될 때, 상기 기판 에지부분의 상하에서 각각 반사되는 반사신호를 제 1,2 검출부가 각각 수신하도록 하는 제 2 단계; 상기 제 1,2 검출부에서 각각 수신하는 신호의 레벨을 검출하는 제 3 단계; 및, 상기 제 3 단계로부터 검출되는 신호레벨이 기 설정한 일정레벨의 문턱값(threshold)을 초과 또는 초과하지 않았는지를 비교하여, 상기 기판의 에지부분에서의 가공상태 오류 검사, 그리고 가공상태 오류시 그 오류부분의 위치를 검출하는 제 4 단계; 로 진행된다.
또한, 상기 제 4 단계는, 상기 제 3 단계로부터 검출된 광량값을 푸리에 변환(FT; Fourier Transformation)의 알고리즘을 통해 주파수 대역으로 변환하는 단계; 상기 단계로부터 변환된 주파수 대역들을 특정범위의 구간별 주파수로 설정한 밴드패스필터에 통과시키는 단계; 상기 밴드패스필터를 통과하는 각 구간별 주파수대역의 평균값을 산출한 후 산출된 주파수대역의 평균값과 각 구간별 주파수대역내 주파수값의 편차를 구하여 주파수들을 재배열하는 단계; 상기 편차에 따라 재배열되는 주파수들을 기 설정한 구간별 문턱값(파동의 진폭수준)과 비교하여, 재배열되는 주파수들이 전체 또는 일부가 각 구간별 문턱값을 초과한 경우 기판의 에지부분에 대한 가공 오류가 발생한 것으로 판단한 후 에지부분에서의 가공 오류 위치를 검출하고, 재배열되는 주파수들이 전체가 기 설정한 문턱값을 초과하지 않았으면 기판의 에지부분을 정상으로 판단하는 단계; 를 포함한다.
또한, 상기 밴드패스필터는 하위레벨의 주파수(Low Frequency), 중간레벨의 주파수(Middle Frequency), 그리고 상위레벨의 주파수(High Frequency)로 구분하여 병렬로 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 검사부는 상기 기판의 에지부분으로 세로라인 형태로서 레이저를 조사하는 레이저 발생기인 것이다.
또한, 상기 제 1,2 검출부는 상기 검사부의 상하측에서 일정한 각도로 배치되고, 상기 기판의 에지부분에서 상하측으로 반사되는 레이저신호를 각각 수신한 후 레이저의 광량 신호값을 검출하도록 광 입사부와 광 출사부 및 광량 검출기를 포함하는 적분체인 것이다.
또한, 상기 제 1,2 검출부는 상기 레이저를 집광하는 렌즈와, 상기 렌즈의 근방에 배치되어 상기 레이저의 광량값을 검출하는 포토 다이오드를 구비하는 광학계인 것이다.
또한, 상기 검사부와 제 1,2 검출부는 구간별 대역이 설정되는 하나 이상의 밴드패스필터를 포함하는 제어모듈과 연결되고, 이에따라 상기 제어모듈에서는 기판의 에지부분에 대한 면취상태가 정상 또는 비정상인지를 판별하는 것이다.
이 같은 본 발명은 LCD나 태양전지 제조공정의 생산라인에 투입되는 기판의 옆면을 검사하기 위해 하나의 레이저와 두 개의 검출부를 생산라인에 구성한 상태에서, 면취 가공된 기판의 에지 부분 상하면에서 반사되는 레이저 신호를 통해 기판의 에지부분에 대한 가공의 오류가 발생하였는가를 효과적으로 검출하는 것으로, 이를 통해 제품에 대한 품질 만족도를 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예로 기판의 에지부분에 대한 품질 검사 방법을 실시할 수 있도록 품질검사장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 기판의 에지부분에 대한 품질 검사의 진행 상태도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예로 품질검사장치에 의해 검출되는 기판 에지의 면취 상부에 대한 파형도이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예로 도 3의 파형도에 대한 구간별 필터의 필터링 상태를 보인 파형도를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예로 품질검사장치에 의해 검출되는 기판 에지의 면취 하부에 대한 파형도이고, 도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예로 도 7의 파형도에 대한 구간별 필터의 필터링 상태를 보인 파형도를 도시한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판(100)의 에지부분(E)에 대한 품질 검사 방법은; LCD나 태양전지 제조공정의 생산라인에 면취 가공이 이루어진 기판(100)의 측면인 에지부분의 가공 오류를 검사하기 위해 하나의 검사부(10)를 배치한 상태에서, 상기 검사부(10)의 상,하부에 각각 일정거리를 두고 일정한 경사각도로 각각 제 1 검출부(20)와 제 2 검출부(30)를 배치하여, 상기 검사부(10)를 통해 기판(100)의 에지부분(E)으로 조사되는 레이저가 반사될 때 이를 수광하도록 한 후, 상기 수광신호를 제어모듈(40)에 전달함으로써 달성된다.
즉, 상기 검사부(10)는 레이저 발생기로, 상기 기판(100)의 에지부분(E)으로 세로라인 형태로서 레이저를 조사하는 것이며, 상기 레이저를 세로라인 형태로 조사하는 것은 LCD나 태양전지의 제조를 위한 생산라인으로 기판(100)의 투입이 실시간으로 이루어질 때 상기 기판(100)의 에지부분(E)에 대한 면취 가공상태 확인이 보다 정밀하게 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.
다시말해, 상기 검사부(10)에서 세로라인으로 레이저를 기판(100)의 에지부분(E)에 조사하는 것은, 상기 기판(100)이 이송유닛(예; 컨베이어)를 통해 이송될 때 발생하는 진동에 의해 레이저의 조사범위가 기판(100)의 에지부분(E)으로부터 벗어나는 것을 방지함으로써, 상기 기판(100)의 에지부분(E)에 대한 레이저의 조사 오류를 방지하기 때문인 것이다.
상기 제 1,2 검출부(20)(30)는 광 입사부와 광 출사부 및 광량 검출기를 포함하는 적분체, 또는 도면에 도시하지 않았지만 레이저를 집광하는 렌즈와, 상기 렌즈의 근방에 배치되어 상기 레이저의 광량값을 검출하는 포토 다이오드를 구비하 는 광학계 중 어느 하나로 구성된 것으로, 상기 검사부(10)의 상하측에 각각 일정한 각도로 배치된 상태에서 상기 기판(100)의 에지부분(E) 상하측에서 반사되는 레이저신호를 각각 수신한 후 레이저의 광량 신호값을 검출하는 것이다.
상기 제어모듈(40)은 상기 검사부(10) 및 제 1,2 검출부(20)(30)와 연결 구성되어, 상기 검사부(10) 및 제 1,2 검출부(20)(30)의 동작을 제어함은 물론, 상기 제 1,2 검출부(20)(30)에서 각각 검출하는 광량 신호값을 주파수대역으로 변환한 후 이를 기 설정한 일정레벨의 문턱값(파동의 진폭수준)과 비교하여, 상기 기판(100)에 에지부분(E)에 대한 면취 가공이 정상 또는 비정상인지를 판단함은 물론, 비정상시 그 면취 가공의 오류 위치를 찾도록 하는 프로그램을 내장하고 있다.
이때, 상기 제어모듈(40)에는 구간별 대역을 가지는 하나 이상의 밴드패스필터를 구성하고 있으며, 상기 하나 이상의 밴드패스필터는 하위레벨의 주파수(Low Frequency), 중간레벨의 주파수(Middle Frequency), 그리고 상위레벨의 주파수(High Frequency)만을 통과시키도록 병렬(필터A, 필터B, 필터C)로 구성된다.
일예로, 상기 필터A는 하위레벨의 주파수로 f1(10㎐)∼f2(20㎐)의 구간이고, 상기 필터B는 중간레벨의 주파수로 f2(20㎐)∼f3(30㎐)의 구간이며, 상기 필터C는 상위레벨의 주파수로 f3(30㎐)∼f4(40㎐)의 구간으로 나뉘어질 수 있는 것이다.
여기서, 상기 숫자의 의미는 예시적인 것으로 이러한 수치 한정에 국한하는 것은 아니다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기판의 에지부분에 대한 품질 검사 방법을 첨부된 도 1 내지 도 10을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
우선, 롤러(또는 로봇암)와 같이 등속구간이 있는 이송유닛(미도시)으로 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조를 위한 증착, 식각, 스퍼터링 공정 등의 플라즈마를 이용하는 공정설비, 또는 태양전지의 제조를 위한 증착의 공정설비에 기판(100)을 이송시키거나, 또는 정지시킨다.
이때, 상기 이송유닛에 의한 기판(100)의 이송경로(생산라인)에 있어, 상기 이송경로의 측면에 하나의 레이저발생기인 검사부(10)를 배치하는 한편, 상기 검사부(10)와 일정거리를 두고 상하측에 각각 제 1 검출부(20)와 제 2 검출부(30)를 배치하여 둔다.
이후, 검사모듈(40)의 제어동작으로부터 검사부(10)가 이송중이거나 또는 정지상태인 기판(100)의 측면 에지부분(E)에 첨부된 도 1에서와 같이 세로라인 방식으로 레이저를 조사한다.
그러면, 상기의 레이저는 상기 기판(100)의 측면 에지부분(E)에서 부딪힌 후 첨부된 도 2에서와 같이 상하측으로 반사가 이루어지고, 이때 상기 제 1,2 검출부(20)(30)는 각각 상기 기판(100)의 측면 에지부분(E)에서 반사되는 레이저신호를 수광하여, 상기 각각 수신하는 레이저신호의 광량값을 검출한 후 이를 제어모듈(40)에 출력한다.
다음으로, 상기 제어모듈(40)은 상기 검출되는 레이저신호의 광량값이 기 설정한 일정레벨의 문턱값(threshold)을 초과 또는 초과하지 않았는지를 비교 판단한 후, 상기 기판(100)의 에지부분(E)에서의 가공상태 오류 검사, 그리고 가공상태 오류시 그 오류부분의 위치를 찾을 수 있는 것이다.
즉, 상기 제어모듈(40)은 상기 제 1,2 검출부(20)(30)에 의해 기판(100)의 에지부분(E) 상하측에서 검출된 광량값이 각각 입력될 때 이를 우선 푸리에 변환(FT; Fourier Transformation)의 알고리즘을 통해 첨부된 도 3 및 도 7에서와 같이 주파수 대역의 파형으로 변환한다.
다음으로, 상기 제어모듈(40)은 상기 변환된 주파수 대역 파형을 특정범위의 구간별 주파수로 설정한 밴드패스필터(A구간의 필터)(B구간의 필터)(C구간의 필터)에 각각 통과시켜, 상기 밴드패스필터를 통과하는 각 구간별 주파수대역의 평균값을 산출한 후 산출된 주파수대역의 평균값과 각 구간별(A; f1∼f2)(B; f2∼f3)(C; f3∼f4) 주파수대역내 주파수값의 편차를 구하여 주파수들을 재배열시킨다.
여기서, 상기 상위레벨의 밴드패스필터는 중간레벨의 주파수와 하위레벨의 주파수를 가지는 신호파형은 제거한 상태에서 상위레벨의 주파수 신호파형만을 통과시키고, 상기 중간레벨의 밴드패스필터는 상위레벨의 주파수와 하위레벨의 주파수를 가지는 신호파형은 제거한 상태에서 중간레벨의 주파수 신호파형만을 통과시키며, 상기 하위레벨의 밴드패스필터는 상위레벨의 주파수와 중간레벨의 주파수를 가지는 신호파형은 제거한 상태에서 하위레벨의 주파수 신호파형만을 통과시킨 후 이를 제어모듈(40)에 전달하는 것이다.
일예로, 상기 주파수인 f1,f2,f3,f4는 역을 취할 경우 시간 t가 되는데, 이는 t1=1/f1, t2=1/f2, t3=1/f3, t4=1/f4이고, 이송유닛에 의해 이송하는 기판(100)의 속도 V는 일정하기 때문에 V*t는 거리(d1,d2,d3,d4), 즉 검사하고자 하는 에지부분(E)의 면취가공에 대한 결점(defects)이 되고, 이를 공식화하면 d1=V*t1, d2=V*t2, d3=V*t3, d4=V*t4가 된다.
이에따라, 상기 d1∼d2(A), d2∼d3(B), d3∼d4(C)의 세 구간에 대한 정보를 토대로 기판(100)의 에지부분(E)에 대한 면취가공의 상부와 면취가공의 하부에서 얻은 주파수들로부터 각 구간별(A)(B)(C)의 면취가공에 대한 결점 정보를 얻는다.
다음으로, 상기의 결점 정보는 Y축의 제로(zero)값을 기준으로 요동치는 정보는 아니므로, 상기 각 구간별(A,B,C)의 평균값을 산출한 후, 상기 산출된 주파수대역의 평균값과 각 구간별(f1∼f2)(f2∼f3)(f3∼f4) 주파수대역(A,B,C)내 주파수값의 편차를 구하여 주파수들을 재배열시킨다.
그러면, 첨부된 도 4 내지 도 6과 첨부된 도 8 내지 도 10에서와 같이, 상기 제어모듈(40)은 상기 편차에 따라 재배열되는 주파수들을 기 설정한 구간별 문턱값인 파동의 진폭수준(th1, th2, th3로서, 도 4 내지 도 6, 그리고 도 8 내지 도 10의 점선구간내 범위)과 비교하게 되고, 상기 비교결과 재배열되는 주파수들이 전체 또는 일부가 각 구간별 문턱값(th1, th2, th3)을 초과한 경우 기판(100)의 에지부분(E)에 대한 면취 가공의 오류가 발생한 것으로 판단함은 물론, 상기 에지부분(E)에서의 면취 가공의 오류 위치를 검출하는 한편, 상기 기판(100)이 공정설비로 투입되지 않도록 하는 제어동작을 수행하는 것이다.
또한, 상기 비교결과 재배열되는 주파수들의 전체가 기 설정한 문턱값(th1, th2, th3)을 초과하지 않을 경우, 상기 제어모듈(40)은 기판(100)의 에지부분(E)에 대한 면취 가공이 정상적으로 이루어졌음을 판단한 후, 상기 기판(100)이 공정설비로 투입되지 않도록 하는 제어동작을 수행하게 되는 것이다.
이하, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예로 기판의 에지부분에 대한 품질 검사 방법을 실시할 수 있도록 품질검사장치의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예로 기판의 에지부분에 대한 품질 검사의 진행 상태도.
도 3은 본 발명의 실시예로 품질검사장치에 의해 검출되는 기판 에지의 면취 상부에 대한 파형도.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예로 도 3의 파형도에 대한 구간별 필터의 필터링 상태를 보인 파형도.
도 7은 본 발명의 실시예로 품질검사장치에 의해 검출되는 기판 에지의 면취 하부에 대한 파형도.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예로 도 7의 파형도에 대한 구간별 필터의 필터링 상태를 보인 파형도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10; 검사부 20; 제 1 검출부
30; 제 2 검출부 40; 제어모듈
100; 기판 E; 에지부분
Claims (5)
- 기판의 측면에 배치되는 검사부가 상기 기판의 에지부분으로 일정신호를 조사하는 제 1 단계;상기 검사부에 의해 기판의 에지부분에 일정신호가 조사될 때, 상기 기판 에지부분의 상하에서 각각 반사되는 반사신호를 제 1,2 검출부가 각각 수신하도록 하는 제 2 단계;상기 제 1,2 검출부에서 각각 수신하는 신호의 레벨을 검출하는 제 3 단계; 및,상기 제 3 단계로부터 검출되는 신호레벨이 기 설정한 일정레벨의 문턱값을 초과 또는 초과하지 않았는지를 비교하여, 상기 기판의 에지부분에서의 가공상태 오류 검사, 그리고 가공상태 오류시 그 오류부분의 위치를 검출하는 제 4 단계; 를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 기판의 에지부분에 대한 품질 검사 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 4 단계는,상기 제 3 단계로부터 검출된 광량값을 푸리에 변환의 알고리즘을 통해 주파수 대역으로 변환하는 단계;상기 단계로부터 변환된 주파수 대역들을 특정범위의 구간별 주파수로 설정한 밴드패스필터에 통과시키는 단계;상기 밴드패스필터를 통과하는 각 구간별 주파수대역의 평균값을 산출한 후 산출된 주파수대역의 평균값과 각 구간별 주파수대역내 주파수값의 편차를 구하여 주파수들을 재배열하는 단계;상기 편차에 따라 재배열되는 주파수들을 기 설정한 구간별 문턱값(파동의 진폭수준)과 비교하여, 재배열되는 주파수들이 전체 또는 일부가 각 구간별 문턱값을 초과한 경우 기판의 에지부분에 대한 가공 오류가 발생한 것으로 판단한 후 에지부분에서의 가공 오류 위치를 검출하고, 재배열되는 주파수들이 전체가 기 설정한 문턱값을 초과하지 않았으면 기판의 에지부분을 정상으로 판단하는 단계; 를 더 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 기판의 에지부분에 대한 품질 검사 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 검사부는 상기 기판의 에지부분으로 세로라인 형태로서 레이저를 조사하는 레이저 발생기인 것을 특징으로 하는 기판의 에지부분에 대한 품질 검사 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 1,2 검출부는 상기 검사부의 상하측에서 일정한 각도로 배치되고, 상기 기판의 에지부분에서 상하측으로 반사되는 레이저신호를 각각 수신한 후 레이저의 광량 신호값을 검출하도록 광 입사부와 광 출사부 및 광량 검출기를 포함하는 적분체인 것을 특징으로 하는 기판의 에지부분에 대한 품질 검사 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1,2 검출부는 상기 레이저를 집광 하는 렌즈와, 상기 렌즈의 근방에 배치되어 상기 레이저의 광량값을 검출하는 포토 다이오드를 구비하는 광학계인 것을 특징으로 하는 기판의 에지부분에 대한 품질 검사 방법.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101449273B1 (ko) * | 2013-04-23 | 2014-10-08 | 주식회사 포스코 | 주편의 에지부 측면 결함 검출 장치 및 방법 |
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2008
- 2008-10-31 KR KR1020080108015A patent/KR101009749B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR101449273B1 (ko) * | 2013-04-23 | 2014-10-08 | 주식회사 포스코 | 주편의 에지부 측면 결함 검출 장치 및 방법 |
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