KR20130051796A - 기판 검사장치 - Google Patents

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KR20130051796A
KR20130051796A KR1020110117146A KR20110117146A KR20130051796A KR 20130051796 A KR20130051796 A KR 20130051796A KR 1020110117146 A KR1020110117146 A KR 1020110117146A KR 20110117146 A KR20110117146 A KR 20110117146A KR 20130051796 A KR20130051796 A KR 20130051796A
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우봉주
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(주)쎄미시스코
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Abstract

본 발명은 기판 검사장치를 개시한 것으로, 이러한 본 발명은 기판의 표면 및 에지부분에 대하여 서로 다른 초점 각도를 가지는 복수의 카메라를 구성한 후 복수의 카메라로부터 촬영되는 이미지 정보를 조합 분석하는 기판 검사장치를 구성한 것이며, 이에따라 기판의 표면 및 에지부분에서의 크랙이나 깨짐과 같은 파손 상태를 정밀 검사하면서 공정챔버로의 기판 투입전에 기판의 품질상태를 미리 체크하면서 공정 중 기판의 파손을 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

기판 검사장치{Glass inspecting device}
본 발명은 OLED(Organic Light Emitting Diode, 유기 LED) 또는 LCD용 기판(이하, "기판" 이라함)에 대한 품질상태를 검사하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 초점 각도를 가지는 복수의 카메라를 통해 촬영되는 이미지 정보를 조합 분석하여 기판의 표면 및 에지부분에서의 크랙이나 깨짐과 같은 파손 상태를 정밀하게 검사할 수 있도록 하는 기판 검사장치에 관한 것이다.
박막 트랜지스터 액정표시장치는 크게 박막 트랜지스터가 형성되는 하부 기판과, 컬러 필터가 형성되는 상부 기판 및, 하부 기판과 상부 기판 사이에 주입된 액정으로 구성되며, 상기 액정표시장치를 제조하는 공정은 박막트랜지스터(TFT) 공정, 셀 공정, 모듈 공정과 같이 세 부분으로 나뉠 수 있다.
상기 TFT 공정은 반도체 제작 공정과 매우 유사하며, 증착 공정(deposition) 및 사진식각 공정(Photolithography), 식각 공정(Etching)을 반복하여 기판 위에 박막트랜지스터를 배열하여 제작하는 공정이다.
상기 셀 공정은 TFT 하판과 컬러필터(Color filter)가 형성된 상판에 배향막을 형성하고, 배향막에 액정이 잘 정렬할 수 있도록 배향을 한 후, 스페이서(spacer)를 산포하고, 실(Seal) 인쇄를 하여 합착한다. 합착 후에 모세관 현상을 이용하여 액정을 내부에 주입한 후, 주입구를 봉지함으로써 액정표시장치에 대한 제조공정은 마무리가 된다.
상기 모듈 공정은 최종적으로 사용자에게 전해지는 제품 품질을 결정하는 단계로서, 완성된 패널에 편광판을 부착하고 구동 집적회로(Driver-IC)를 실장한 후, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB)를 조립하여 최종적으로 백라이트 유닛(Backlight unit)과 기구물을 조립함으로써, 액정 모듈이 완성된다.
한편, OLED는 상판과 하판 그라스 사이의 각 셀에 유기물질을 증착하여 제조하게 되는 것으로, 이러한 OLED는 낮은 전압에서 구동이 가능하고 얇은 박형으로 만들 수 있다는 장점이 있으며, 넓은 시야각과 빠른 응답속도를 갖고 있어 일반 LCD(Liquid Crystal Display)와 달리 바로 옆에서 보아도 화질이 변하지 않고, 화면에 잔상이 남지 않는다.
또한 소형 화면에서는 LCD 이상의 화질과 단순한 제조공정으로 인하여 유리한 가격 경쟁력을 갖는다.
이러한 OLED는 컬러 표시 방식에 있어서, 3(Red, Green, Blue)색 독립화소방식, 색변환 방식(CCM), 컬러 필터 방식이 있으며 디스플레이에 사용하는 발광재료에 따라 저분자 OLED와 고분자 OLED, 구동방식에 따라 수동형 구동방식(passive matrix)과 능동형 구동방식(active matrix)으로 구분한다.
또한 OLED는 LCD, PDP(Plasma Display Panel)에 비해 구조적으로 단순하며, 두께가 얇을 뿐 아니라 휘어질 수 있는 성질도 있어 플렉시블 디스플레이(Flexible display) 시장을 밝게 해주고 있다.
이때, 상기 LCD 또는 OLED를 제조를 위한 장비로는 세정 챔버, 로드락 챔버, 반송 챔버 및 공정 챔버 등을 구성하게 되며, 상기 공정챔버로의 기판 투입이 이루어지기 이전에 상기 기판의 표면은 물론 에지부분에서 크랙이나 깨짐과 같은 파손이 발생되었는지를 검사하게 되고, 이러한 검사를 위해서는 조명부와 카메라가 제공된다.
그러나, 종래 기판(1)의 표면 및 에지부분에서의 품질상태를 검사하기 위한 카메라(2)의 초점방향과 기판(1)의 표면이나 에지부분에 형성되는 크랙부분(또는 파손부분)(A)이 첨부된 도 1에서와 같이 동일한 수직라인에 위치할 경우, 카메라(2)에 의해 촬영되는 이미지 정보로부터 크랙부분(A)을 발견하지 못하는 검사오류가 발생하는 단점이 있다.
즉, 기판(1)의 표면이나 에지부분에 크랙이나 파손 등의 문제가 있는 상태에서, 첨부된 도 2에서와 같이 크랙이나 파손 부분(A1)이 카메라(2)와 동일 수직라인에 위치하지 않고 비틀어진 각도인 경우에는 조명부(3)의 광원을 조사시 광원이 반사되거나 또는 산란에 의해 원래의 진행방향이 아닌 다른 방향으로 퍼지면서 광원이 조사되는 크랙이나 파손 부분(A1)을 카메라로 촬영시 그 촬영에 따른 이미지 정보는 검게 나오게 되는데(도 2의 B1부분), 첨부된 도 1에서와 같이 크랙 부분(A)과 카메라(2)가 동일 수직라인에 위치할 경우에는 상기 크랙부분(A)을 광원이 투과하게 되면서 크랙 부분에 대한 이미지 정보에 크랙을 나타나는 검은 부분이 나타나지 않게 되고(도 1의 B부분), 이에따라 기판(1)에 크랙이 없는 것으로 판단하는 검사오류가 발생하였던 것이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 기판의 표면 및 에지부분에 대하여 서로 다른 초점 각도를 가지는 복수의 카메라를 구성한 후 복수의 카메라로부터 촬영되는 이미지 정보를 조합 분석하는 기판 검사장치를 구성함으로써, 기판의 표면 및 에지부분에서의 크랙이나 깨짐과 같은 파손 상태를 정밀 검사하고, 이를 통해 공정챔버로의 기판 투입전에 기판의 품질상태를 미리 체크하면서 공정 중 기판의 파손을 방지할 수 있도록 하는 기판 검사장치를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명 기판 검사장치는, 투입되는 기판의 표면 및 에지부분에 크랙 또는 파손이 존재하는지를 이미지 정보의 분석을 통해 검사하도록 촬영부재와 조명부 및 제어유닛을 포함하는 기판 검사장치를 구성함에 있어서, 상기 조명부는 상기 기판의 상측 또는 하측에 배치 구성하고, 상기 촬영부재는 서로 다른 초점 방향에서 상기 조명부로부터 제공하는 광원에 따라 기판의 표면 및/또는 에지부분을 각각 촬영하도록 서로 다른 배치각도를 가지는 제 1,2 카메라로 구성한 것이다.
또한, 상기 제 1 카메라는 기판의 표면 및/또는 에지부분에 수직하게 존재하는 크랙과 파손부분을 촬영하도록 상기 기판에 대하여 직각(90°)으로 배치하고, 상기 제 2 카메라는 기판의 표면 및/또는 에지부분에 수직하게 존재하는 크랙과 파손부분의 주변을 촬영하도록 상기 제 1 카메라의 직각 배치 라인(수직라인)을 중심으로 35～135°의 배치각도 범위내에서 구성하는 것이다.
또한, 상기 기판에 대하여 직각으로 배치 구성되는 제 1 카메라는 하나 이상이 일정간격을 두고 나란하게 배열되고, 상기 제 2 카메라는 상기 제 1 카메라와 대응하는 개수로서 나란하게 배열 구성되는 것이다.
또한, 상기 제 1,2 카메라는 라인스캔 카메라 또는 에어리어 카메라로 구성되는 것이다.
또한, 상기 제어유닛은 상기 제 1,2 카메라로부터 촬영되는 이미지정보로부터 기판의 표면 및/또는 에지부분에서 크랙이나 파손이 존재하는지를 검출하는 검출프로그램을 탑재 구성하되, 상기 검출프로그램은 상기 제 1 카메라로부터 촬영되는 이미지 정보와, 상기 제 2 카메라로부터 촬영되는 이미지 정보를 조합하고, 상기 조합된 이미지 정보로부터 상기 제 1 카메라로부터 촬영되는 기판의 표면 및/또는 에지부분에 존재하는 크랙이나 파손 부분의 밝기값과, 상기 제 2 카메라로부터 촬영되는 기판의 표면 및/또는 에지부분에 존재하는 크랙이나 파손 부분의 주변 밝기값을 각각 비교하며, 상기 비교되는 밝기값에 차이가 발생할 때 상기 기판의 표면 및/또는 에지부분에 크랙이나 파손이 존재하는 것으로 판단하도록 구성되는 것이다.
이와 같이 본 발명은 기판의 표면 및 에지부분에 대하여 서로 다른 초점 각도를 가지는 복수의 카메라를 구성한 후 복수의 카메라로부터 촬영되는 이미지 정보를 조합 분석하는 기판 검사장치를 구성한 것으로, 이를 통해 기판의 표면 및 에지부분에서의 크랙이나 깨짐과 같은 파손 상태를 정밀 검사하면서 공정챔버로의 기판 투입전에 기판의 품질상태를 미리 체크하면서 공정 중 기판의 파손을 방지하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.
도 1은 종래 기판의 표면 및/또는 에지부분에서 발생하는 크랙이나 파손 부분이 카메라와 동일한 수직라인에 위치하는 기판 검사장치의 개략적인 구성도.
도 2는 종래 기판의 표면 및/또는 에지부분에서 발생하는 크랙이나 파손 부분이 카메라와 동일한 수직라인에 위치하지 않을 때 이루어지는 기판 검사장치의 개략적인 구성도.
도 3의 a,b는 본 발명의 실시예로 기판의 상측에 서로 다른 초점 방향을 가지는 제 1,2 카메라를 설치하고, 기판의 하측에 조명부를 설치한 상태를 보인 기판검사장치의 개략적인 구성도.
도 4의 a,b는 본 발명의 실시예로 기판의 하측에 서로 다른 초점 방향을 가지는 제 1,2 카메라를 설치하고, 기판의 상측에 조명부를 설치한 상태를 보인 기판검사장치의 개략적인 구성도.
도 5는 본 발명의 실시예로 기판검사장치의 개략적인 블럭 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.
도 3의 a,b는 본 발명의 실시예로 기판의 상측에 서로 다른 초점 방향을 가지는 제 1,2 카메라를 설치하고, 기판의 하측에 조명부를 설치한 상태를 보인 기판검사장치의 개략적인 구성도이고, 도 4의 a,b는 본 발명의 실시예로 기판의 하측에 서로 다른 초점 방향을 가지는 제 1,2 카메라를 설치하고, 기판의 상측에 조명부를 설치한 상태를 보인 기판검사장치의 개략적인 구성도이며, 도 5는 본 발명의 실시예로 기판검사장치의 개략적인 블럭 구성도를 도시한 것이다.
첨부된 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치는 투입되는 기판(100)의 표면 및 에지부분에 크랙 또는 파손이 존재하는지를 이미지 정보의 분석을 통해 검사하도록 촬영부재(10)와 조명부(20) 및 제어유닛(30)을 포함하는 것에 있어서, 상기 조명부(20)는 상기 기판(100)의 상측 또는 하측에 배치 구성하고, 상기 촬영부재(10)는 서로 다른 초점 방향에서 상기 조명부(20)로부터 제공하는 광원에 따라 기판의 표면 및/또는 에지부분을 각각 촬영하도록 서로 다른 배치각도를 가지는 제 1,2 카메라(11)(12)를 포함하는 것이다.
이때, 상기 제 1 카메라(11)는 상기 기판(100)에 대하여 직각(90°)으로 배치 구성하고, 상기 제 2 카메라(12)는 상기 제 1 카메라(11)의 직각 배치 라인(수직라인)을 중심으로 35～135°의 배치각도 범위내에서 구성되며, 더불어 상기 제 1,2 카메라(11)(12)는 상기 기판(100)을 중심으로 상기 조명부(20)와는 반대측에 그 배치가 이루어지는 것이다.
또한, 상기 기판(100)에 대하여 직각으로 배치 구성되는 상기 제 1 카메라(11)는 하나 이상이 일정간격을 두고 나란하게 배열되고, 상기 제 2 카메라(12)는 상기 제 1 카메라(11)와 대응하는 개수로서 나란하게 배열 구성되며, 이에따라 상기 제 1,2 카메라(11)(12)는 라인스캔 카메라 또는 에어리어 카메라로 구성하여, 상기 기판(100)이 기판검사장치를 통과하는 이동을 할 때, 상기 기판(100)의 표면 및 에지부분 전체를 연속적으로 촬영할 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기 제어유닛(30)은 상기 제 1,2 카메라(11)(12)로부터 촬영되는 이미지정보로부터 기판(100)의 표면 및/또는 에지부분에서 크랙이나 파손이 존재하는지를 검출하는 검출프로그램을 탑재 구성하게 되는데, 상기 검출프로그램은 상기 제 1 카메라(11)로부터 촬영되는 이미지 정보와, 상기 제 2 카메라(12)로부터 촬영되는 이미지 정보를 조합하고, 상기 조합된 이미지 정보로부터 상기 제 1 카메라(11)로부터 촬영되는 기판(100)의 표면 및/또는 에지부분에 존재하는 크랙이나 파손 부분의 밝기값과, 상기 제 2 카메라(12)로부터 촬영되는 기판(100)의 표면 및/또는 에지부분에 존재하는 크랙이나 파손 부분 주변의 밝기값을 각각 비교하며, 상기 비교되는 밝기값에 일정이상의 차이가 발생할 때 상기 기판(100)의 표면 및/또는 에지부분에 크랙이나 파손이 존재하는 것으로 판단하게 되는 것이다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 기판검사장치는 첨부된 도 3 내지 도 5에서와 같이, 우선 기판(100)을 기판검사장치로 투입시 제어유닛(30)은 조명부(20)는 물론 촬영부재(10)에 포함되는 제 1,2 카메라(11)(12)를 동작시키게 된다.
그러면, 첨부된 도 3 및 도 4에서와 같이 조명부(20)는 기판(100)의 저면 또는 상면의 표면과 에지부분으로 광원을 조사하게 된다.
이때, 상기 기판(100)에 대하여 직각(90°)으로 배치되는 제 1 카메라(11)는 상기 기판(100)의 표면과 에지부분을 수직하게 바라보는 초점방향을 유지하면서, 상기 기판(100)의 표면과 에지부분을 촬영한 후 그 이미지 정보를 제어유닛(30)으로 전송하게 된다.
그리고, 상기 제 1 카메라(11)의 직각 배치 라인(수직라인)을 중심으로 35～135°의 배치각도 범위내에서 배치되는 제 2 카메라(12)는 상기 기판(100)의 표면과 에지부분을 35～135°의 배치각도 범위내에서 바라보는 초점방향을 유지하면서, 상기 기판(100)의 표면과 에지부분을 촬영한 후 그 이미지 정보를 제어유닛(30)으로 전송하게 된다.
그러면, 상기 제어유닛(30)의 검출프로그램은 상기 제 1 카메라(11)로부터 촬영되는 이미지 정보의 검사값과, 상기 제 2 카메라(12)로부터 촬영되는 이미지 정보의 검사값을 조합한 후, 상기 조합된 이미지 정보로부터 제 1 카메라(11)와 동일수직라인으로 기판(100)의 표면 및/또는 에지부분에 크랙이나 파손부분(도 3a,3b,4a,4b의 P부분)이 존재한다고 가정할 때, 상기 제 1,2 카메라(11)(12)로부터 촬영되는 기판(100)의 표면 및/또는 에지부분에 존재하는 크랙이나 파손 부분의 밝기값과 그 주변의 밝기값을 비교하고, 상기 비교되는 일정이상의 밝기값에 차이가 발생할 때 그 부분을 크랙 및 파손부분으로 각각 검출하는 한편, 상기 제 1,2 카메라(11)(12)로부터 각각 검출되는 검출값을 더하여, 상기 기판(100)의 표면 및/또는 에지부분에 크랙이나 파손이 존재하는 것으로 판단할 수 있는 것이다.
즉, 상기 기판(100)에 상기 제 1 카메라(11)와 동일한 수직라인의 기판(100) 표면 및/또는 에지부분에 크랙이나 파손 부분(P)이 존재하면, 상기 크랙이나 파손부분(P)은 상기 제 1 카메라(11)로부터 촬영되는 이미지정보로는 검출이 안되지만, 상기 제 1 카메라(11)와 35～135°의 배치각도 범위내에서 배치되는 제 2 카메라(12)로부터 촬영되는 이미지 정보에는 광원의 굴절이나 산란현상으로 인해 그 밝기가 어둡게 나타나는 바(도 3a,3b,4a,4b의 Q부분),
상기 제어유닛(30)의 검출프로그램은 상기 제 1,2 카메라(11)(12)로부터 촬영되는 기판(100)의 표면 및/또는 에지부분에 존재하는 크랙이나 파손 부분의 밝기값과 그 주변의 밝기값을 비교하고, 상기 비교되는 일정이상의 밝기값에 차이가 발생할 때 그 부분을 크랙 및 파손부분으로 각각 검출하는 한편, 상기 제 1,2 카메라(11)(12)로부터 각각 검출되는 검출값을 더하여, 상기 기판(100)의 표면 및/또는 에지부분에 크랙이나 파손이 존재하는 것으로 판단하면서, 상기 제 1 카메라(11)에 의해 수직방향인 크랙 및 파손부분이 검출되지 않더라도, 상기 제 2 카메라(12)를 통해 수직방향인 크랙 및 파손부분이 검출할 수 있기 때문인 것이다.
이상에서 본 발명 기판검사장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
따라서, 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.
10; 촬영부재 11; 제 1 카메라
12; 제 2 카메라 20; 조명부
30; 제어유닛 100; 기판

Claims (5)

  1. 투입되는 기판의 표면 및 에지부분에 크랙 또는 파손이 존재하는지를 이미지 정보의 분석을 통해 검사하도록 촬영부재와 조명부 및 제어유닛을 포함하는 기판 검사장치를 구성함에 있어서,
    상기 조명부는 상기 기판의 상측 또는 하측에 배치 구성하고,
    상기 촬영부재는 서로 다른 초점 방향에서 상기 조명부로부터 제공하는 광원에 따라 기판의 표면 및/또는 에지부분을 각각 촬영하도록 서로 다른 배치각도를 가지는 제 1,2 카메라로 구성하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 카메라는 기판의 표면 및/또는 에지부분에 수직하게 존재하는 크랙과 파손부분을 촬영하도록 상기 기판에 대하여 직각(90°)으로 배치하고,
    상기 제 2 카메라는 기판의 표면 및/또는 에지부분에 수직하게 존재하는 크랙과 파손부분의 주변을 촬영하도록 상기 제 1 카메라의 직각 배치 라인(수직라인)을 중심으로 35～135°의 배치각도 범위내에서 구성하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판에 대하여 직각으로 배치 구성되는 제 1 카메라는 하나 이상이 일정간격을 두고 나란하게 배열되고,
    상기 제 2 카메라는 상기 제 1 카메라와 대응하는 개수로서 나란하게 배열 구성하는 것을 특징으로 하는 기판검사장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1,2 카메라는 라인스캔 카메라 또는 에어리어 카메라로 구성하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어유닛은 상기 제 1,2 카메라로부터 촬영되는 이미지정보로부터 기판의 표면 및/또는 에지부분에서 크랙이나 파손이 존재하는지를 검출하는 검출프로그램을 탑재 구성하되,
    상기 검출프로그램은 상기 제 1,2 카메라(11)(12)로부터 촬영되는 기판(100)의 표면 및/또는 에지부분에 존재하는 크랙이나 파손 부분의 밝기값과 그 주변의 밝기값을 비교하고, 상기 비교되는 일정이상의 밝기값에 차이가 발생할 때 그 부분을 크랙 및 파손부분으로 각각 검출하는 한편, 상기 제 1,2 카메라(11)(12)로부터 각각 검출되는 검출값을 더하여 상기 기판(100)의 표면 및/또는 에지부분에 크랙이나 파손이 존재하는 것으로 판단하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치.
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