KR20100107867A - 본딩 전극 선폭 측정 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본딩 선폭 측정 장치에 관한 것으로서, 유리 기판에 형성된 기판 전극 및 필름 기판에 형성된 필름 전극이 서로 본딩되어 형성된 다수의 본딩 전극이 배치된 상기 유리 기판을 향해 발광하는 조명부와; 상기 다수의 본딩 전극이 배치된 본딩 영역 전체 영상을 얻기 위해, 상기 유리 기판을 통한 차광 또는 투광을 스캔하는 스캔부와; 및 상기 본딩 영역 전체 영상을 소정 간격으로 구분하여 본딩 영역 영상을 생성하고, 상기 본딩 영역 영상의 양측 단부에 배치된 본딩 전극에 대한 영상을 이용하여 상기 본딩 전극의 선폭을 구함으로써 상기 기판 전극과 상기 필름 전극의 본딩 압착 상태를 판정하는 제어부를 포함하는 본딩 선폭 측정 장치를 제공한다. 이와 같은 장치에 의하면, 본딩 기판에 있어서의 본딩 전극의 선폭을 측정할 수 있다.

유리 기판, 스캐너, 본딩 선폭

Description

본딩 전극 선폭 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING LINE WIDTH OF BONDING ELECTRODE}

본 발명은 본딩 전극 선폭 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 투광성 유리 기판에 형성된 기판 전극과 투광성 필름 기판에 형성된 필름 전극이 접합된 본딩 전극의 선폭을 측정하는 본딩 전극 선폭 측정 장치 및 본딩 전극 선폭 측정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 PDP나 LCD 등의 디스플레이 장치는, 유리 기판 위에 방전 공간 또는 액정에 전압을 공급하기 위한 전극 패턴이 형성된다. 이러한 전극 패턴은 유리 기판의 일측에 통합되어 배치되고, 외부로부터의 전압 신호를 출력하는 전극과 연결된다. 이러한 연결을 위한 구조로는, FPC(Flexible Printed Circuit; 필름 기판)를 접합하는 방식의 TCP(Tape Carrier Package) 구조가 주로 이용되고 있다.

한편, 유리 기판의 전극 패턴과 FPC에 형성된 전극 패턴의 접합은 디스플레이 장치의 제조 공정에 있어서 마무리 단계에 해당하는 것으로서, 유리 기판에 형성된 전극 패턴(유리 전극)과 FPC에 형성된 전극 패턴(필름 전극)의 접촉 및 접합 상태는 디스플레이 장치의 표시 품질에 중요한 요소가 된다.

하지만, 이 접합 상태를 검사할 수 있는 장치는 아직 개발된 것이 없어서 실제로는 검사자가 육안에 의해 표시 품질을 검사하고 있다. 그리고 불량으로 판정된 디스플레이 장치가 발견되었을 때, 불량 원인 검사의 한 단계로서 유리 기판과 FPC의 각 전극 간의 접합 상태를 확인하는 과정이 부수적으로 이루어지고 있을 뿐이다.

따라서, 본 발명은, 유리 기판의 유리 전극과 필름 기판의 필름 전극이 접촉하는 본딩 전극을 스캐너로 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 본딩 전극의 선폭을 측정함으로써 유리 전극과 필름 전극의 접합에 있어서의 위치 맞춤 상태를 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

또한, 이러한 선폭의 측정에 의해 유리 전극과 필름 전극의 접합 상태에 대한 양부 판정을 행할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 본딩 전극 선폭 측정 장치는, 유리 기판에 형성된 기판 전극 및 필름 기판에 형성된 필름 전극이 서로 본딩되어 형성된 다수의 본딩 전극이 배치된 상기 유리 기판을 향해 발광하는 조명부와; 상기 다수의 본딩 전극이 배치된 본딩 영역 전체 영상을 얻기 위해, 상기 유리 기판을 통한 차광 또는 투광을 스캔하는 스캔부와; 및 상기 본딩 영역 전체 영상을 소정 간격으로 구분하여 본딩 영역 영상을 생성하고, 상기 본딩 영역 영상의 양측 단부에 배치된 본딩 전극에 대한 영상을 이용하여 상기 본딩 전극의 선폭을 구함으로써 상기 기판 전극과 상기 필름 전극의 본딩 압착 상태를 판정하는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 본딩 영역 영상은, 양측에 전극 얼라인 마크를 포함하도록 구분 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 양측에 배치된 상기 전극 얼라인 마크의 형태의 무게 중심을 기준으로 소정 위치에 배치된 본딩 전극에 대한 영상으로부터 선폭을 구하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유리 기판을 등속으로 이송하는 기판 이송 수단을 더 포함하고, 상기 스캔부는 상기 기판 이송 수단에 의해 이송되는 상기 유리 기판을 연속적으로 라인 스캔하는 라인 스캐너인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본딩 전극의 선폭은 최소 제곱법을 이용하여 근사하는 것을 특징으로 한다.

또한, 이송되는 상기 유리 기판의 진입 감지하는 기판 진입 감지 센서부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 기판 진입 감지 센서부에서 상기 유리 기판의 진입을 감지하면, 상기 본딩 영역 전체 영상을 얻을 수 있도록 상기 스캔부를 동작시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 유리 기판에 형성된 기판 전극 및 투명 필름에 형성된 필름 전극이 서로 본딩되어 형성된 다수의 본딩 전극의 선폭을 구하는 본딩 전극 선폭 측정 방법으로서: 상기 유리 기판을 향하여 조명하는 단계; 상기 다수의 본딩 전극이 형성된 상기 유리 기판을 라인 스캐너의 스캔 영역 내에서 등속 이송시키는 단계; 상기 유리 기판의 상기 본딩 전극에 의한 차광 또는 투광을 연속적으로 라인 스캔하여 본딩 영역 전체 영상을 얻는 단계; 상기 본딩 영역 전체 영상을 소정 간격으로 구분하여 본딩 영역 영상을 생성하는 단계; 상기 본딩 영역 영상의 양측 단 부에 배치된 상기 본딩 전극의 선폭을 구하는 단계; 및 상기 구해진 선폭에 기초하여 상기 기판 전극과 상기 투명 필름의 본딩 압착 상태를 판정하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 본딩 전극의 선폭을 구하는 단계는, 양측에 전극 얼라인 마크를 포함하는 간격으로 구분된 상기 본딩 영역 영상에서, 상기 전극 얼라인 마크의 형태의 무게 중심을 기준으로 소정 위치에 배치된 본딩 전극에 대한 영상으로부터 선폭을 구하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 투광성 유리 기판상에 형성된 유리 전극과 투광성이고 가요성의 필름 기판상에 형성된 필름 전극을 테이프 접합 방식에 의해 접촉 및 접합시키는 본딩 공정에 있어서, 유리 전극과 필름 전극 간의 본딩 위치 어긋남에 대한 양부 판정을 행할 수 있다.

또한, 전극 얼라인 마크를 이용하여 측정 대상이 되는 본딩 전극의 위치를 정확하게 결정할 수 있다. 또한, 전극 영상으로부터 본딩 전극의 형태를 최소 제곱법을 이용하여 최적으로 근사하여 선폭을 측정할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 전극 선폭 측정 장치 및 본딩 전극 선폭 측정 방법을 상세히 설명한다.

한편, 본 발명에서는, 동일한 형태로 다수 형성된 전극(유리 전극)을 갖는 유리 기판과, 이 유리 전극의 배치 형태와 일치하는 형태로 전극(필름 전극)이 형 성된 필름 기판을 서로 테이프 접합시킴으로써 본딩 전극을 형성하는 공정에 있어서, 이 본딩 전극의 선폭을 측정하는 장치 및 방법을 개시한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 전극 선폭 측정 장치의 구성을 블록으로 간략하게 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 본딩 전극 선폭 측정 장치는 조명부(10)와, 스캔부(20)와, 제어부(30)를 포함하여 이루어진다.

조명부(10)는 유리 기판(1)의 하부로부터 적외선, 자외선 또는 가시광과 같은 조명광을 방출하여 조명함으로써, 유리 기판(1) 상에 형성된 유리 전극(5)과 필름 기판(8)에 형성된 필름 전극(5')을 서로 접촉 및 본딩함으로써 형성한 본딩 전극을 조명한다.

스캔부(20)는 유리 기판(1) 부분에서의 조명광의 투광과 본딩 전극에 의한 차광을 감지하여 스캔 영상을 출력한다.

제어부(30)는 조명부(10)와 스캔부(20)를 제어하여 유리 기판(1)의 영상을 획득하고, 획득한 영상을 이용하여 본딩 전극에 대한 선폭을 결정한다.

도 2는 상술한 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 전극 선폭 측정 장치를 더욱 상세하게 나타낸 도면이다. 도 2을 참조하면, 본딩 전극 선폭 측정 장치는, 조명부(10)와, 스캔부(20)와, 제어부(30)와, 기판 진입 감지 센서부(42)를 포함하여 이루어진다.

먼저, 본딩 전극 선폭 측정 장치는, 필름 기판(8)이 접합되어 본딩 전극 선 폭 측정의 대상이 되는 본딩 전극이 형성된 유리 기판(1)을 유지 고정하고, 스캔부(20)를 향하여 유리 기판(1)을 이송하는 기판 이송 수단(도시하지 않음)를 더 구비한다. 이때의 이송은 기판 이송 수단의 일부가 되는 이송 레일(44)을 따라 등속 운동하는 것이 바람직하다. 또한, 기판 이송 수단은, 또한, 도시하지 않았지만, XY 미세 조정 수단에 의해 유지하고 있는 유리 기판(1)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 미세 이동시키는 것이 가능하도록 구성된다. 더욱 XY 미세 조정 수단은 수직 방향으로의 승강 또는 θ 방향으로의 회전 이동 역시 가능한 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해 기판 이송 수단은 유지하고 있는 유리 기판(1)을 스캔부(20)를 향하여 정확하게 이송할 수 있게 된다.

한편, 기판 이송 수단은 기판 얼라인 카메라(43)를 더욱 구비할 수 있으며, 이 기판 얼라인 카메라(43)에 의해 유리 기판(1)의 표면에서 기판 얼라인 마크(2)를 촬영하고, 촬영된 기판 얼라인 마크(2)의 위치에 기초하여, 유리 기판(1)의 이동시 선폭 측정 대상이 되는 본딩 전극이 라인 스캐너의 스캔 영역으로 들어갈 수 있도록 유리 기판을 XY 미세 조정 수단에 의해 위치 정렬시킨다.

스캔부(20)는, 라인 스캐너(22)를 구비하고, 라인 스캐너(22)의 스캔 영역에 존재하는 유리 기판(1)을 스캔하여 라인 스캔 영상을 출력한다. 여기에서 라인 스캐너(22)는 가로로는 다수의 픽셀이 배열되어 수mm 또는 수십mm의 크기를 가지며, 세로로는 1픽셀만으로 이루어지는 미세한 크기를 갖는다(도 4 참조). 이와 같은 라인 스캐너(22)의 스캔 영역은 유리 기판(1)의 이동 방향에 대하여 엇갈리는 형태로 배치되며, 서로 수직하는 형태로 배치되는 것이 더욱 바람직하다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 기판 이송 수단에 의한 수평 등속 이동은 180mm/sec 인 것으로 하고, 라인 스캐너(22)의 스캔 영역에 대한 사양으로는, 픽셀 크기 10um, 가로 폭 10.24mm(=1024픽셀), 세로 폭 10um(=1픽셀), 스캔 주파수 45KHz인 것으로 예로 하여 설명한다.

이와 같은 조건에서, 기판 이송 수단에 의해 유리 기판(1)이 180mm/sec로 등속 직선 이동하고, 라인 스캐너(22)의 스캔 영역이 유리 기판(1)의 등속 직선 이동 방향에 수직으로 배치되어 45KHz로 라인 스캔한다면, 이동하는 유리 기판(1)의 표면을 빠짐없이 스캔할 수 있게 된다.

조명부(10)는, 라인 스캐너(22)와 마주하도록 배치되며 라인 스캐너(22)를 향하여 조명광을 방출하는 광원(12)을 포함한다. 이러한 상태에서 조명부(10)와 라인 스캐너(22)의 사이에 유리 기판(1)이 존재한다면, 라인 스캐너(22)에서는 유리 기판(1)을 투과한 조명광을 감지하여 밝은색 영상을 출력하게 된다. 한편, 유리 기판(1)이 라인 스캐너(22)와 조명부(10)의 사이를 어느 정도 이동하여 유리 기판(1) 상에 형성된 유리 전극(5)이 광원(12)에서 출력되는 조명광의 적어도 일부를 차단하게 되면, 라인 스캐너(22)에서는 조명광이 차단된 부분에 대응하는 어두운색 영상을 출력하게 되는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 전극 선폭 측정 장치에서는 이와 같은 투과 조명을 이용하여 촬영을 행하는 것으로 설명하고 있지만, 이는 적용되는 유리 기판(1)이 투광성이기 때문인 것으로서, 유리 기판(1)의 종류에 따라서는 반사 조명을 이용할 수도 있다. 또한, 광원(12)의 종류도 다양하게 선택할 수 있음은 당연 하다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 전극 선폭 측정 장치에서는, 단지 투광과 차광을 각각 밝은색과 어두운색으로 표현하는 흑백 감지 라인 스캐너(22)를 사용하는 것으로 하여 설명한다. 이는 라인 스캐너(22)의 저렴화를 도모할 수 있고 스캔 속도를 향상시킬 수 있으며 스캔한 영상 내의 명암 구별이 명확하여 영상의 분석이 용이하다는 장점에 의한 것이다. 하지만, 필요에 따라서는 컬러 라인 스캐너를 사용할 수도 있다.

기판 진입 감지 센서부(42)는, 유리 기판(1)의 일측변의 진입을 감지한다. 이 기판 진입 감지 센서부(42)는 유리 기판(1)에 의한 접촉으로 접점이 단속되는 스위치일 수도 있으며, 유리 기판(1)의 일측변에서의 광의 투과 또는 반사를 감지하는 센서로 이루어질 수 있다.

제어부(30)는, 기판 이송 수단을 구동시키고, 조명부(10)를 구동시킨 후 스캔부(20)에서 촬영한 라인 스캔 영상을 입력받아 선폭 측정의 대상이 되는 적어도 하나의 본딩 전극에 대한 선폭을 결정한다.

더욱 상세하게 설명하면, 필름 전극(5')이 접합된 유리 기판(1)이 기판 이송 수단에 배치되면, 제어부(30)는 기판 얼라인 카메라(43)에 의해 기판 얼라인 마크(2)를 촬영하여 유리 기판(1)을 원하는 방향(유리 기판의 이동시 측정 대상이 되는 본딩 전극이 스캔부의 스캔 영역으로 들어갈 수 있도록 하는 방향)으로 위치 조정하도록 기판 이송 수단을 제어한다.

이와 같은 위치 조정이 완료되면, 제어부(30)는 조명부(10)를 온시켜 라인 스캐너(22)를 향하여 조명광을 방출하도록 함과 동시에 기판 이송 수단을 제어하여 유리 기판(1)을 라인 스캐너(22)의 스캔 영역 내에서 수평 등속 이동시킨다.

그리고 기판 진입 감지 센서부(42)에서 유리 기판(1)이 라인 스캐너(22)의 스캔 영역에 진입함을 감지하는 순간으로부터는, 입력되는 라인 스캔 영상을 소정의 할당된 메모리(도시하지 않음)에 저장한다. 이 메모리는 유리 기판(1)의 스캔할 영역에 대한 라인 스캔 영상의 크기에 맞게 조절되어 할당되는 것으로서, 라인 스캔 영상이 저장되는 중에 할당받은 메모리의 공간이 가득차게 되면 유리 기판(1)의 끝부분이 빠져나간 것으로 간주하고, 유리 기판(1)에 대한 스캔의 종료로 판정하여 입력되는 라인 스캔 영상의 저장을 중지한다.

이후, 제어부(30)는 유리 기판(1)의 시작 부분으로부터 끝부분까지 저장된 라인 스캔 영상을 합성함으로써 스캔 영역을 통과한 유리 기판(1)의 일부분에 대한 본딩 영역 전체 영상을 생성한다. 그리고 본딩 영역 전체 영상을, 측정의 대상이 되는 적어도 하나의 본딩 전극의 영상을 포함하는 구간으로 구분하고, 구분된 본딩 영역 전체 영상에서 선폭 측정의 대상이 되는 적어도 하나의 본딩 전극에 대한 영상을 추출한다.

이때, 본딩 영역 전체 영상의 구분은, 유리 기판(1)의 설계에 의해 결정되는 유리 전극(5) 또는 필름 전극(5')이 접합될 본딩 전극이 위치하는 구간을 파악하여 두고, 이 본딩 전극이 포함되도록 구분하는 간격을 설정한다. 그리고 이후에 이 간격에 따라 본딩 영역 전체 영상을 구분하게 되는 것이다.

본딩 전극의 선폭은 추출된 영상으로부터 측정된다. 선폭은 유리 기판(1)의 이동 속도, 라인 스캔부(20)의 픽셀 크기 및 스캔 주파수에 기초하여 결정된다. 즉, 예를 들면, 라인 스캔부(20)에서 라인 스캐너(22)의 픽셀 크기 10um이고 스캔 영역이 세로 1픽셀이며 스캔 주파수가 45KHz인 조건에서 유리 기판(1)이 180mm/sec로 이동한다면, 라인 스캔부(20)의 픽셀 해상도는 4um가 된다. 라인 스캔부(20)의 픽셀 해상도를 4um으로 유지하기 위해서 스캔 픽셀 크기가 10um이고 스캔 주파수가 45KHz인 라인 스캐너(22)와 소정의 배율 렌즈를 사용하며 유리 기판을 180mm/sec로 이동시킨다.

이러한 상태에서, 측정 대상이 되는 본딩 전극의 선폭이 18픽셀에 걸쳐서 나타났다면 본딩 전극의 실제 선폭은 72um인 것으로 된다.

다음은 도 3 및 도 4을 참조하여, 본 발명에 따른 본딩 전극 선폭 측정 장치에서의 측정 대상이 되는 본딩 전극이 형성된 유리 기판의 형태에 대하여 설명한다. 도 3은 유리 전극이 복수 개 밀집 형성되어 빗살 형태의 전극 유닛을 형성하고 있는 유리 기판의 일부의 모습을 도시하고 있다.

도 3를 참조하면, 주로 유리로 이루어진 투광성의 기판(1)의 일측 변에 근접한 위치에 복수의 유리 전극(5)이 빗살 형태로 나란하게 밀집되어 전극 유닛(7)을 형성하고 있으며, 더욱, 이러한 전극 유닛(7)이 복수 개가 배치되어 있다. 각각의 유리 전극(5)은 유리 기판(1)의 안쪽을 향하여 연장되어 있다(도시하지 않음). 또한, 전극 유닛(7)에는 전극 얼라인 마크(6)가 원형태로 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이 전극 얼라인 마크(6)는 후술할 필름 기판(8)과 유리 기판(1)을 위치 맞춤하기 위하여 이용된다. 더욱 상세하게는, 유리 기판(1)의 전극 유닛(7)의 각 유리 전극(5)들과, 가요성 및 투광성을 갖는 필름 기판(8)에 형성되어 유리 전극(5)에 접촉하게 될 필름 전극(5')을 위치 맞춤을 측정하기 위해 이용된다.

한편, 유리 기판(1)의 적어도 모서리 부분에는 기판 얼라인 마크(2)가 형성되어 있다. 기판 얼라인 마크(2)는 유리 기판(1) 전체를 소정의 장치에 대하여 위치 맞춤하기 위하여 이용된다. 본 발명에서는 유리 기판(1)을 기판 이송 수단 상에서 위치 맞춤을 측정하기 위해 이 기판 얼라인 마크(2)를 이용하였다.

도 4은 유리 기판과 필름 기판이 각각의 유리 전극과 필름 전극이 접촉하는 상태에서 접합된 상태를 도시하고 있으며, 또한, 필름 기판이 접합된 유리 기판의 상부를 라인 스캐너의 스캔 영역이 이동한 궤적 및 스캐닝에 의해 생성된 본딩 영역 전체 영상을 개략적으로 도시하고 있다.

도 4의 좌측 부분을 참조하면 유리 기판(1)의 전극 유닛(7)에 투광성 재질의 필름 기판(8)이 접합되어 있으며, 이 접합에 의해 필름 기판(8)에 형성된 필름 전극(5')들이 각각 유리 전극(5)에 접촉하고 있는 것을 볼 수 있다.

유리 기판(1)과 필름 기판(8)은, 유리 전극(5)과 필름 전극(5')이 접촉한 상태에서 서로 접합되어 고정된다. 이러한 접합 구조에 이용되는 필름 기판(8)을 TCP(Tape Carrier Package) 또는 FPC(Flexible Printed Circuit)라고 한다.

한편, 도 4의 우측에는, 스캔 영역이 유리 기판(1)에 형성된 전극 유닛(7)의 상부를 이동함으로써 출력되는 복수의 라인 스캔 영상을 합성하여 생성한 본딩 영역 전체 영상의 일부가 도시되어 있다. 본 도면에서는 하나의 전극 유닛에 우측에 배치되는 유리 전극(5)과 좌측에 배치된 필름 전극(5')을 볼 수 있으며, 필름 전극(5')의 선폭이 유리 전극의 선폭보다 작게 도시되어 있다.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 전극 선폭 측정 장치는, 유리 기판(1)에 형성된 유리 전극(5)과 여기에 접합된 필름 기판(8)에 형성된 필름 전극(5') 간의 접합 상태를 검사할 수 있게 된다. 즉, 전극 유닛(7)에 대한 본딩 영역 전체 영상을 이용하여, 전극 유닛(7)의 양쪽 끝부분에 위치한 하나씩의 본딩 전극(유리 전극과 필름 전극이 접촉한 상태로 접합된 전극)의 선폭을 결정하고, 이 선폭이 유리 전극(5)의 선폭 또는 필름 전극(5')의 선폭 중 큰 선폭보다 더 크게 측정되면, 유리 전극(5)과 필름 전극(5')이 위치 맞춤이 어긋난 상태로 접합된 것으로 판정될 수 있다. 이에 의해 유리 기판(1)과 필름 기판(8)의 접합 상태의 양부를 판정할 수 있게 되는 것이다.

여기에서, 유리 전극(5)과 필름 전극(5')이 서로 어긋나게 접합되어 있다면, 그 어긋남은 전극 유닛(7)의 양쪽 끝부분에 배치된 본딩 전극에서 최대가 되기 때문에, 이들 양쪽 끝부분에 배치된 본딩 전극에 대한 선폭을 측정함으로써, 접합의 어긋남에 대한 양부 판정이 가능하게 되는 것이다.

다음은, 도 5(A) 내지 도 5(C)를 참조하여, 전극 얼라인 마크(6)를 이용하여 선폭 측정의 대상이 되는 전극 유닛(7)의 양측 가장 끝부분에 위치한 본딩 전극을 찾아내는 방법을 설명한다. 도 5(A) 내지 도 5(C)는 유리 전극과 필름 전극이 접합 된 상태의 전극 유닛의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.

전극 유닛(7)의 양쪽 끝부분에서 하나씩의 본딩 전극을 찾아내는 방법은 다음과 같은 세 가지 방법이 있다.

(1) 구분된 본딩 영역의 전체 영상에서 최초로 나타나는 본딩 전극의 위치를 기준으로 하는 방법

이 방법은 도 5(A)를 참조하여 설명한다. 먼저, 라인 스캔 영상으로부터 생성한 본딩 영역 전체 영상을 소정 간격으로 구분하여, 구분된 본딩 영역 전체 영상을 획득한다. 그리고 이 구분된 본딩 영역 전체 영상에서 최초로 나타나는 필름 전극(5')의 위치를 인식하고, 그 위치를 기준점(A)으로 결정한다. 이후, 기준점(A)을 기준으로 하여 선폭 측정 영역(A')을 설정하고, 이 영역(A') 내에서 식별되는 어두운색(또는 밝은색)의 영상을 측정 대상이 되는 본딩 전극의 영상으로 간주하게 된다.

(2) 전극 얼라인 마크를 이용하는 방법(I)

유리 전극(5) 또는 필름 전극(5')의 일측에는 전극 얼라인 마크(6)가 형성되어 있다. 이 전극 얼라인 마크(6)는 최초에 유리 전극(5) 및 필름 전극(5')을 서로 접촉시켜 접합할 때 사용되는 것으로서, 주로 전극 유닛(7)의 양측 가장 끝부분에 적어도 하나씩 배치된다. 따라서, 본 발명에서는 전극 얼라인 마크(6)가 전극 유닛(7)의 양측 끝부분에 배치된다는 점을 이용하여, 전극 유닛(7) 중에서 양측 끝부 분에 배치된 본딩 전극을 탐색할 수 있게 된다.

이러한 전극 얼라인 마크(6)는 일반적으로 두 개의 원 형태로 이루어진다. 즉, 하나의 원 형태와 이 원 형태를 내포하는 둘레의 원 형태로 이루어진다. 따라서, 이 원 형태 중에서 어떤 원을 기준으로 하는 지에 따라서, 두 가지의 기준점이 생성된다.

이 중에서 전극 얼라인 마크(6)의 바깥의 원 형태의 중심을 이용하는 방법을 도 5(B)를 참조하여 설명한다. 먼저, 측정 대상이 되는 본딩 전극을 포함하는 전극 유닛(7)에 대한 영상을 본딩 영역 전체 영상으로부터 분리한다. 그리고 분리된 영상에서 전극 얼라인 마크(6)를 감지해내고, 전극 얼라인 마크(6)의 원 형태 중 바깥의 원 형태에서 중앙 위치를 산출한다. 이 중앙 위치는 무게 중심 산출 방법으로 산출된다. 이 중앙 위치가 기준점(B)이 된다. 이후, 이 기준점(B)으로부터 선폭 측정 영역(B')을 설정하게 된다.

이와 같이 무게 중심을 이용하여 기준점(B)을 설정하는 방법은, 전극 얼라인 마크(6)의 형태에 무관하게 사용할 수 있다는 장점이 있다.

(3) 전극 얼라인 마크를 이용하는 방법(II)

전극 얼라인 마크(6)의 안쪽 원 형태의 무게 중심을 이용하는 방법은 도 5(C)를 참조하여 설명한다. 먼저, 전극 유닛(7)에 대한 영상을 본딩 영역 전체 영상으로부터 분리하고, 전극 얼라인 마크(6)를 감지해낸다. 그리고 전극 얼라인 마크(6)의 원 형태 중 바깥쪽의 원 형태에 대한 중심의 위치를 타원 맞춤 알고리즘을 이용하여 산출한다. 이 타원 마크의 중심 위치가 기준점(C)이된다.

이러한 형태학적인 타원 맞춤 알고리즘을 이용하면 전극 얼라인 마크(6)의 손상에 의한 영향을 최소화하여 중심 위치를 찾을 수 있다는 장점이 있다.

이와 같은 방법 중의 어느 하나를 이용하여 선폭 측정 영역(A', B' 또는 C')을 설정하게 되면, 선폭 측정 영역(A', B' 또는 C') 내의 스캔 영상을 추출한다. 그리고 추출된 영상에서 차광성의 본딩 전극과 투광성의 유리 기판(1) 사이의 경계선을 정의하고, 본딩 전극의 선폭을 측정하게 된다.

이때, 추출된 영상은 도 6와 같이 나타난다. 도 6의 영상을 살펴보면, 유리 기판과 필름 기판의 중첩 부분이 되는 밝은색 영상에 대하여 본딩 전극 부분이 되는 어두운색 영상으로 나타나는 부분은 매끈한 직선이 아닌 불규칙하게 볼록 및 오목한 모양을 갖는 경계선으로 나타난다. 이때, 제어부(30)는 최소 제곱법을 이용하여 직선 형태를 갖는 가상의 경계선을 설정하고, 이 가상의 경계선을 실제 본딩 전극의 경계선으로 간주하고 선폭을 결정하게 된다. 여기에서 최소 제곱법은, 선폭 측정 영역(A', B' 또는 C')에 의해 추출된 영상에서, 본딩 전극에 대응하는 불규칙한 경계선의 각 화소로부터 실제 본딩 전극의 경계선에 가장 가까운 가상의 경계선을 찾아내기 위한 방법으로 가장 유용하게 적용될 수 있다.

한편, 제어부(30)는, 결정된 선폭이 유리 전극(5)의 선폭과 필름 전극(5')의 선폭 중 넓은 선폭을 기준 선폭으로 하여, 예를 들면 15% 이상 크게 측정되는 경우 에는, 전극 접합 불량으로 판정하게 된다. 이러한 경우는 유리 기판(1)의 유리 전극(5)과 필름 기판(8)의 필름 전극(5')의 접합시 전극 얼라인 불량에 의해 발생한 것으로 간주하고, 불량 판정된 유리 기판(1)은 재접합 공정으로 전달된다.

물론, 결정된 선폭이 유리 전극(5)의 선폭과 필름 전극(5')의 선폭 중 넓은 선폭에 비하여 15%미만으로 크게 측정된 경우에는, 전극 접합 양호로 판정될 것이며 유리 기판(1)은 이어지는 공정으로 이송된다.

이와 같은 각종 설정, 즉, 접합 공정 양부 판정을 위한 선폭의 범위, 전극 선폭 측정을 위한 전체 공정의 개시 등은 제어부(30) 측에 위치하는 운영자에 의해 이루어진다. 운영자에게는 본딩 전극 선폭 측정 장치의 동작 상태 및 제어를 위한 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이부(32)가 제공될 수 있다.

한편, 이러한 양부 판정에 대해서는 도 7(A) 내지 도 7(C)를 참조할 수 있다. 도 7A) 내지 도 7(C)는 유리 전극과 필름 전극이 접촉하고 있는 상태를 나타낸 도면이다. 도 7(A)는 유리 전극(5)에 이 유리 전극(5)보다 선폭이 상대적으로 좁은 필름 전극(5')의 전체가 포함되도록 접촉하고 있는 상태를 나타내며, 이 상태는 가장 바람직한 접촉 상태로서 정상 접합으로 판정된다.

다음, 도 7(B)에서는 유리 전극(5)과 필름 전극(5')이 어느 정도 어긋나게 접촉하고 있지만, 측정된 선폭이 유리 전극(5)의 선폭(기준 선폭)보다 단지 10% 넓게 측정되는 것으로 되어 있다. 이 경우는 정상 접합으로 판정된다.

한편, 도 7(C)는 유리 전극(5)과 필름 전극(5')의 전체 선폭이 유리 전극(5)의 선폭보다 15% 크게 측정되는 것을 나타내고 있다. 이 경우는 접합 불량으로 판 정되게 되는 것이다.

이러한 양부 판정에 있어서, 15%의 수치는 임의로 조정될 수 있다. 또한, 수치의 비교는, 유리 전극(5)의 선폭과 필름 전극(5')의 선폭 중 넓은 선폭을 기준으로 할 수도 있으며, 좁은 선폭을 기준으로 할 수도 있다.

다음으로, 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 전극 선폭 측정 장치를 이용한 선폭 측정 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 기판 이송 수단에 선폭 측정의 대상이 되는 본딩 전극이 형성된 유리 기판(1)이 유지된다(S10). 이때, 기판 얼라인 카메라(43)에 의해 유리 기판(1)의 일부에 형성된 기판 얼라인 마크(2)가 촬영된다. 제어부(30)에서는 촬영된 영상을 이용하여, 이후 기판 이송 수단의 이동에 의해 유리 기판(1)에 형성된 선폭 측정 대상이 되는 본딩 전극이 라인 스캐너(22)의 스캔 영역을 지날 수 있도록 기판 이송 수단의 XY 미세 조정 수단을 제어함으로써, 유리 기판(1)의 위치를 미세 조정한다.

유리 기판(1)의 위치 조정이 완료되면, 제어부(30)는 스캔부(20)의 스캐닝과 조명부(10)의 발광을 개시하도록 한다.

스캔부(20)와 조명부(10)가 동작을 개시하면, 제어부(30)는 기판 이송 수단을 제어하여 유리 기판(1)이 스캔부(20)와 조명부(10) 사이를 등속 이동하도록 한다(S20).

여기에서, 유리 기판(1)의 이송은, 제어부(30)가 조명부(10)로 발광을 지시 하고 약 1초가 경과한 후에 개시된다. 이는 조명부(10)가 발광 개시의 지시 후에 광원(12)의 발광 강도가 소정 광량 이상으로 상승할 때까지의 시간 또는 조명을 위한 조리개(도시하지 않음) 등이 온오프되는 시간을 확보할 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 제어부(30)는 조명부(10)로 발광의 개시를 지시한 후 조명부(10)의 동작 상태를 감시한다. 즉, 조명부(10)의 광원(12) 또는 조리개의 동작이 비정상적인 경우를 감지하게 되면, 조명 에러로 감지하고, 광원(12) 교체 또는 조리개 동작 점검 지시 등의 후속 처리를 지시한다.

다음으로, 유리 기판(1)이 등속 이동하는 중에 있어서, 기판 진입 감지 센서부(42)에 의해 유리 기판(1)의 진입이 감지되면, 제어부(30)는 이후로 스캔되어 입력되는 라인 스캔 영상을 메모리 등에 저장하게 된다(S30).

이와 같이 라인 스캐너(22)에서 출력하는 라인 스캔 영상이 할당받은 메모리에 가득차게 되면, 유리 기판(1)의 끝부분까지 모든 스캔을 마친 것으로 판정하고, 라인 스캔 영상의 저장 및 라인 스캔 동작을 중지한다.

유리 기판(1)에 대한 라인 스캔 영상의 저장이 완료하면, 제어부(30)는 메모리에 저장된 복수의 라인 스캔 영상을 합성하여 하나의 본딩 영역 전체 영상을 생성한다(S40).

스캐닝 동작에 있어서, 각 설정의 예를 들면, 이동 방향에 대하여 스캔 영역으로 1픽셀의 스캔 화소가 배치되고, 1픽셀의 크기는 10um이고, 라인 스캔의 주파수는 45KHz인 라인 스캐너(22)를 이용하고, 유리 기판(1)을 180mm/sec로 등속 이동 시키면, 스캔되는 라인 스캔 영상은 이전에 스캔한 라인 스캔 영상과 약간의 중복되면서 유리 기판(1)의 영상을 스캔할 수 있게 된다. 그리고 이렇게 형성된 라인 스캔 영상들을 단순히 이어붙이는 방식으로 합성하여 본딩 영역 전체 영상을 생성하게 된다면, 이 본딩 영역 전체 영상은 유리 기판(1)에 대한 실제 크기보다 약 2.5배 늘려진 비율을 갖는 영상이 된다. 물론, 등속 이동 속도를 180mm/sec 미만으로 하면 유리 기판(1)의 표면에 대하여 중복이 더욱 심화되어 더욱 확대된 정밀한 영상을 획득할 수 있다는 장점이 있다. 하지만, 측정 속도의 향상을 위해서는 바람직하지 않다.

이와 같이 본딩 영역 전체 영상이 생성되면, 이 영상에서 선폭 측정의 대상이 되는 본딩 전극의 위치를 확인하고, 해당 부분의 영상을 분석하여 상기 본딩 전극의 선폭을 결정하게 된다(S50). 즉, 도 3에 도시된 바와 같은 유리 기판(1)에서 선폭 측정의 대상이 되는 전극이 배치된 전극 유닛(7)을 포함하도록 본딩 영역 전체 영상을 구분하고, 구분된 영상에서 전극 얼라인 마크(6) 등을 이용하여 선폭 측정 영역을 설정하고, 설정된 영역 내의 영상을 분석함으로써 원하는 본딩 전극에 대한 선폭의 측정이 행하는 것이다.

더욱, 측정 대상이 되는 적어도 하나의 본딩 전극에 대한 선폭의 측정이 완료하면, 측정된 선폭이 정상 선폭의 범위 이내인지의 여부를 판정하여, 유리 기판(1)과 필름 기판(8) 간의 전극 접합 상태에 대한 양부 판정을 행하게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 전극 선폭 측정 장치 및 선폭 측정 방법에 의하면, 저렴하게 구비할 수 있는 라인 스캐너를 이용하여 대규모의 투광성 유리 기판에 형성된 복수의 차광성 본딩 전극의 각각에 대한 선폭을 측정할 수 있게 된다.

따라서, 이러한 본딩 전극 선폭 측정 장치 및 본딩 전극 선폭 측정 방법은, 투광성의 유리 기판상에 형성된 유리 전극과 투광성이고 가요성의 필름 기판상에 형성된 필름 전극을 테이프 접합 방식에 의해 접촉 및 접합시켜 본딩 전극을 형성하는 본딩 공정에 있어서, 각 전극의 본딩 위치 어긋남에 의한 접합 양부 판정을 행하는 공정에 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 전극 선폭 측정 장치의 구성을 블록으로 간략하게 나타낸 도면.

도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 전극 선폭 측정 장치의 구성을 나타낸 도면.

도 3는 빗살 형태의 전극 유닛이 복수 개 포함된 기판의 일부의 모습을 나타낸 도면.

도 4은 유리 기판과 필름 기판이 각각의 유리 전극과 필름 전극이 접촉하도록 접합된 상태의 전극 유닛을 나타낸 도면.

도 5(A) 내지 도 5(C)는 유리 전극과 필름 전극이 접합된 상태의 전극 유닛의 일부를 확대하여 나타낸 도면.

도 6는 본딩 영역 전체 영상에서 선폭 측정 영역 내의 전극 영상을 나타낸 도면.

도 7(A) 내지 도 7(C)는 유리 전극과 필름 전극의 접합 상태의 종류를 설명하기 위한 도면.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선폭 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도.

Claims (8)

1. 유리 기판에 형성된 기판 전극 및 필름 기판에 형성된 필름 전극이 서로 본딩되어 형성된 다수의 본딩 전극이 배치된 상기 유리 기판을 향해 발광하는 조명부와;

   상기 다수의 본딩 전극이 배치된 본딩 영역 전체 영상을 얻기 위해, 상기 유리 기판을 통한 차광 또는 투광을 스캔하는 스캔부와; 및

   상기 본딩 영역 전체 영상을 소정 간격으로 구분하여 본딩 영역 영상을 생성하고, 상기 본딩 영역 영상의 양측 단부에 배치된 본딩 전극에 대한 영상을 이용하여 상기 본딩 전극의 선폭을 구함으로써 상기 기판 전극과 상기 필름 전극의 본딩 압착 상태를 판정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 전극 선폭 측정 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 본딩 영역 영상은, 양측에 전극 얼라인 마크를 포함하도록 구분되는 것을 특징으로 하는 본딩 전극 선폭 측정 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제어부는,

   양측에 배치된 상기 전극 얼라인 마크의 형태의 무게 중심을 기준으로 소정 위치에 배치된 본딩 전극에 대한 영상으로부터 선폭을 구하는 것을 특징으로 하는 본딩 전극 선폭 측정 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유리 기판을 등속으로 이송하는 기판 이송 수단을 더 포함하고,

   상기 스캔부는 상기 기판 이송 수단에 의해 이송되는 상기 유리 기판을 연속적으로 라인 스캔하는 라인 스캐너인 것을 특징으로 하는 본딩 전극 선폭 측정 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 본딩 전극의 선폭은 최소 제곱법을 이용하여 근사하는 것을 특징으로 하는 본딩 전극 선폭 측정 장치.
6. 제4항에 있어서,

   이송되는 상기 유리 기판의 진입 감지하는 기판 진입 감지 센서부를 더 포함하고,

   상기 제어부는 상기 기판 진입 감지 센서부에서 상기 유리 기판의 진입을 감지하면, 상기 본딩 영역 전체 영상을 얻을 수 있도록 상기 스캔부를 동작시키는 것을 특징으로 하는 본딩 전극 선폭 측정 장치.
7. 유리 기판에 형성된 기판 전극 및 투명 필름에 형성된 필름 전극이 서로 본딩되어 형성된 다수의 본딩 전극의 선폭을 구하는 본딩 전극 선폭 측정 방법으로서,

   상기 유리 기판을 향하여 조명하는 단계;

   상기 다수의 본딩 전극이 형성된 상기 유리 기판을 라인 스캐너의 스캔 영역 내에서 등속 이송시키는 단계;

   상기 유리 기판의 상기 본딩 전극에 의한 차광 또는 투광을 연속적으로 라인 스캔하여 본딩 영역 전체 영상을 얻는 단계;

   상기 본딩 영역 전체 영상을 소정 간격으로 구분하여 본딩 영역 영상을 생성하는 단계;

   상기 본딩 영역 영상의 양측 단부에 배치된 상기 본딩 전극의 선폭을 구하는 단계; 및

   상기 구해진 선폭에 기초하여 상기 기판 전극과 상기 투명 필름의 본딩 압착 상태를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 전극 선폭 측정 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 본딩 전극의 선폭을 구하는 단계는,

   양측에 전극 얼라인 마크를 포함하는 간격으로 구분된 상기 본딩 영역 영상에서, 상기 전극 얼라인 마크의 형태의 무게 중심을 기준으로 소정 위치에 배치된 본딩 전극에 대한 영상으로부터 선폭을 구하는 것을 특징으로 하는 본딩 전극 선폭 측정 방법.

Images