KR20130098113A - 합착기판의 검사장치 및 검사방법 - Google Patents

합착기판의 검사장치 및 검사방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 기판, 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 합착층을 포함하며, 상기 합착층에 의해 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 합착된 합착기판의 검사장치에 관한 것으로, 상기 합착기판의 상부에 위치하여 상기 합착기판에 대하여 특정 입사각을 갖는 광을 조사하는 광학부, 상기 특정 입사각을 갖는 광이 상기 합착기판에 조사되어 반사되는 광을 이용하여 상기 합착기판의 영상정보를 획득하는 촬영부 및 상기 합착기판의 영상정보를 기초로 상기 합착기판의 결함 유무를 판단하는 결함 판단부를 포함한다.

Description

합착기판의 검사장치 및 검사방법{INSPECTION APPARATUS AND INSPECTION METHOD OF ATTACHED SUBSTRATE}
본 발명은 합착기판의 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적어도 두 개의 기판이 합착된 합착기판의 결함을 검출하는 합착기판의 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.
LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), LED(Light Emitting Diode Display Device) 등의 디스플레이 장치는 다수의 기판이 합착되어 일체의 디스플레이 장치로 제공된다.
예를 들어, OLED 기판, 컬러필터 기판, TFT 기판 등의 제1 기판은 외부 충격이나 외부 마찰로부터 파손되는 것을 방지하고자 제1 기판의 상부에 유리나 투명한 플라스틱 등의 소재를 사용한 제2 기판을 합착시킨다. 이때, 제1 기판과 제2 기판 사이에는 합착재료를 개재하여 두 기판을 합착시킨다.
종래에는 두 기판의 합착 시, 제1 기판과 제2 기판의 가장자리 부분에 합착재료를 개재하여 합착시키고 가장자리를 제외한 부분은 공기층이 형성되었다. 이러한 경우, 공기층에 따른 광 굴절률 차이로 인해 각 기판의 경계면에서 광 반사가 일어나 광량의 손실이 커지게 되는 문제점이 발생하였다.
따라서, 최근에는 제1 기판과 제2 기판 사이에 두 기판의 굴절률과 비슷한 합착재료, 예컨대 광학 탄성 수지(Super View Resin, SVR), 자외선 경화수지(UV Resin) 등을 이용하여 제1 기판과 제2 기판을 합착시킨다.
이러한 합착재료를 이용하여 합착된 제1 기판과 제2 기판 사이에 존재하는 합착층에는 여러 가지 결함들이 발생할 수 있다. 예컨대, 합착재료 내에 있는 가스에 의해 기포가 발생하거나, 실오라기, 금속, 미립자 등과 같은 이물질이 유입되어 합착층의 결함을 발생시킬 수 있다.
또한, 상기와 같은 제1 기판과 제2 기판의 합착 공정 중에는 상부에 위치한 제2 기판의 표면을 보호하기 위해 제2 기판의 표면에 보호 필름이 접착되며, 이후 합착 공정이 완료된 다음에 보호 필름을 제거한다. 따라서, 합착 공정시 이러한 보호 필름이 접착된 경우, 보호 필름에 존재하는 결함과 합착층에 존재하는 결함을 구분하여 합착층에 존재하는 결함만을 검출함으로써, 합착기판의 불량 여부를 검사할 수 있어야 한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0069616호
본 발명은 적어도 두 개의 기판이 합착된 합착기판의 결함을 검사하는 합착기판의 검사장치 및 검사방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태는 제1 기판, 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 합착층을 포함하며, 상기 합착층에 의해 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 합착된 합착기판의 검사장치에 관한 것으로, 상기 합착기판의 상부에 위치하여 상기 합착기판에 대하여 특정 입사각을 갖는 광을 조사하는 광학부, 상기 특정 입사각을 갖는 광이 상기 합착기판에 조사되어 반사되는 광을 이용하여 상기 합착기판의 영상정보를 획득하는 촬영부 및 상기 합착기판의 영상정보를 기초로 상기 합착기판의 결함 유무를 판단하는 결함 판단부를 포함한다.
상기 광학부는 상기 합착층과 상기 합착층의 상부에 배치된 상기 제2 기판 사이의 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광을 조사하여 상기 제1 경계면에서 반사가 일어나지 않도록 할 수 있다.
상기 촬영부는 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광이 상기 합착기판에 조사되어 결함 부분으로 입사되면 상기 결함 부분에서 반사되는 광에 의해 생기는 결함 영상정보 및 상기 결함 부분에 의해 생기는 결함의 그림자 영상정보를 포함하는 상기 합착기판의 영상정보를 획득할 수 있다.
상기 결함 판단부는 상기 결함에 대한 상기 결함 영상정보와 상기 결함의 그림자 영상정보 사이의 거리값을 이용하여 상기 합착층의 결함 유무를 판단할 수 있다.
상기 결함의 그림자 영상정보는 상기 합착층과 상기 합착층의 하부에 배치된 상기 제1 기판 사이의 제2 경계면에 생긴 상기 결함의 그림자가 상기 제2 경계면에서 반사되어 획득될 수 있다.
상기 결함 부분이 상기 합착층의 상부에 존재하면 상기 결함 부분에 의해 상기 제1 경계면에 생성된 1차 그림자는 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광에 의해 반사되지 않고, 상기 제2 경계면에 생성된 2차 그림자가 반사되어 상기 결함의 그림자 영상정보를 형성할 수 있다.
상기 결함 판단부는 상기 거리값이 미리 산출된 임계 거리값 이하이면 상기 결함이 상기 합착층에 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
상기 결함 판단부는 상기 거리값이 미리 산출된 임계 거리값을 초과하면 상기 결함이 상기 합착층에 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
상기 광학부는 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광이 편광 상태로 조사되도록 하는 편광부재를 포함하며, 상기 편광부재에 의해 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 편광이 조사되면 상기 제1 경계면에서 반사가 일어나지 않을 수 있다.
상기 촬영부는 편광을 검출하여 필터링하는 편광부재를 포함하며, 상기 광학부에 의해 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광이 조사되어 상기 제1 경계면에서 편광 상태로 반사될 때, 상기 편광부재가 상기 편광 상태로 반사되는 광을 검출하여 상기 촬영부로 입사되지 못하도록 필터링할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는 제1 기판, 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 합착층을 포함하며, 상기 합착층에 의해 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 합착된 합착기판의 검사방법에 관한 것으로, 광학부가 상기 합착기판의 상부에 위치하여 상기 합착기판에 대하여 특정 입사각을 갖는 광을 조사하는 단계, 상기 특정 입사각을 갖는 광이 상기 합착기판에 조사되어 반사되는 광을 이용하여 촬영부가 상기 합착기판의 영상정보를 획득하는 단계, 상기 합착기판의 영상정보를 기초로 상기 합착기판의 결함 유무를 판단하는 단계를 포함한다.
상기 광학부는 상기 합착층과 상기 합착층의 상부에 배치된 상기 제2 기판 사이의 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광을 조사하여 상기 제1 경계면에서 반사가 일어나지 않을 수 있다.
상기 촬영부는 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광이 상기 합착기판에 조사되어 결함 부분으로 입사되면 상기 결함 부분에서 반사되는 광에 의해 생기는 결함 영상정보 및 상기 결함 부분에 의해 생기는 결함의 그림자 영상정보를 포함하는 상기 합착기판의 영상정보를 획득할 수 있다.
상기 합착기판의 결함 유무 판단은 상기 결함에 대한 상기 결함 영상정보와 상기 결함의 그림자 영상정보 사이의 거리값을 이용하여 상기 합착층의 결함 유무를 판단할 수 있다.
상기 결함의 그림자 영상정보는 상기 합착층과 상기 합착층의 하부에 배치된 상기 제1 기판 사이의 제2 경계면에 생긴 상기 결함의 그림자가 상기 제2 경계면에서 반사되어 획득될 수 있다.
상기 결함 부분이 상기 합착층의 상부에 존재하면 상기 결함 부분에 의해 상기 제1 경계면에 생성된 1차 그림자는 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광에 의해 반사되지 않고, 상기 제2 경계면에 생성된 2차 그림자가 반사되어 상기 결함의 그림자 영상정보를 형성할 수 있다.
상기 합착기판이 결함 유무 판단은 상기 거리값이 미리 산출된 임계 거리값 이하이면 상기 결함이 상기 합착층에 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
상기 합착기판이 결함 유무 판단은 상기 거리값이 미리 산출된 임계 거리값을 초과하면 상기 결함이 상기 합착층에 존재하지 않을 수 있다.
상기 광학부는 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광이 편광 상태로 조사되도록 하는 편광부재를 포함하며, 상기 편광부재에 의해 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 편광이 조사되면 상기 제1 경계면에서 반사가 일어나지 않을 수 있다.
상기 촬영부는 편광을 검출하여 필터링하는 편광부재를 포함하며, 상기 광학부에 의해 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광이 조사되어 상기 제1 경계면에서 편광 상태로 반사될 때, 상기 편광부재가 상기 편광 상태로 반사되는 광을 검출하여 상기 촬영부로 입사되지 못하도록 필터링할 수 있다.
합착기판에 대하여 특정 입사각을 조사함으로써, 결함 검사가 불필요한 특정한 층(layer)의 영상은 필터링할 수 있다. 또한, 결함의 검사 대상이 되는 합착층의 결함만을 검출할 수 있으며, 나아가 두 기판의 합착 공정 시 실시간으로 합착층의 결함 유무를 판단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 합착기판의 측면도이다.
도 2는 두 매질 사이에 입사되는 광의 진행방향을 설명하기 위한 도면으로, 도 2a는 두 매질 사이에 특정 입사각으로 입사되는 광의 진행을 나타낸 도면이고, 도 2b는 두 매질 사이에 특정 입사각으로 입사되는 편광의 진행을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 합착기판의 검사장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4의 (a)는 특정 입사각을 갖는 광이 합착층의 결함 부분으로 입사되는 경우를 나타내며, 도 4의 (b)는 촬영부가 도 4의 (a) 경우로부터 획득한 이미지이다.
도 5의 (a)는 특정 입사각을 갖는 광이 합착층의 상부에 존재하는 결함 부분으로 입사되는 경우를 나타내며, 도 5의 (b)는 촬영부가 도 5의 (a) 경우로부터 획득한 이미지이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 합착기판의 검사장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 합착기판의 검사장치를 이용한 합착층의 결함을 검사하는 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 합착기판의 측면도이다.
도 1을 참조하면, 합착기판(10)은 제1 기판(11)과 제2 기판(12)이 합착되어 형성된다. 이때, 제1 기판(11)과 제2 기판(12)을 합착시키기 위해 합착재료를 사용하며, 합착재료가 제1 기판(11)과 제2 기판(12) 사이에 개재되어 상기 두 개의 기판 사이에 합착층(13)이 형성된다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 합착기판(10)은 제1 기판(11), 제2 기판(12) 및 합착층(13)을 포함한다.
제1 기판(11)은 OLED(Organic Light Emitting Diode) 기판, 컬러필터(CF) 기판, TFT(Thin Film Transistor) 기판 등의 디스플레이 모듈일 수 있다. 이때, 제1 기판(11)을 보호하기 위해 제1 기판(11)의 상부에 제2 기판(12)이 합착될 수 있다.
제2 기판(12)은 제1 기판(11)의 상부에 위치하며, 유리나 플라스틱 등의 소재를 이용하여 투명커버층을 형성한다. 따라서, 제1 기판(11)이 외부 충격이나 외부 마찰로부터 손상되는 것을 방지하고, 내구성이 향상될 수 있도록 한다.
합착층(13)은 제1 기판(11)과 제2 기판(12)을 합착하기 위해, 제1 기판(11)과 제2 기판(12) 사이에 합착재료를 개재함으로써 형성된 층이다. 여기서, 합착재료는 광학 탄성 수지(Super View Resin, SVR), 자외선 경화수지(UV Resin) 등을 이용할 수 있다. 이때, 합착층(13) 내부에는 합착재료에 의해 기포가 생기거나, 실오라기, 금속, 미립자 등과 같은 이물질이 유입되어 합착층(13)의 결함을 발생시키는 경우가 있다. 이러한 합착층(13)에 형성된 결함으로 인해 합착기판(10)의 불량을 발생시킬 수 있다. 따라서, 이하에서 설명할 본 발명에 따른 합착기판(10)의 검사장치(100)는 이러한 합착층(13)에 형성된 결함을 검출하고, 나아가 합착기판(10)의 불량 여부를 판단할 수 있다.
한편, 제2 기판(12)의 상부 표면에는 투명한 박막을 접착시켜 보호 필름층(14)을 형성한다. 이는, 합착 공정 중이나 합착 공정이 완료된 이후에 제2 기판(12)의 상부 표면에 발생할 수 있는 스크래치, 흠집, 이물질 점착 등의 결함을 방지하기 위한 것이다. 이러한 경우, 제2 기판(12)의 상부 표면 대신, 보호 필름층(14)에 결함이 발생될 수 있다. 예컨대, 보호 필름층(14)에 스크래치, 흠집, 또는 뜯김 현상 등이 발생할 수 있다. 또는, 보호 필름층(14)이 형성될 때, 보호 필름층(14)과 제2 기판(12)의 상부 표면 사이에 공기나 이물질이 유입되어 보호 필름층(14)에 기포가 발생할 수도 있다.
이러한 보호 필름층(14)에 발생된 결함은 이후에 보호 필름층(14)이 제거되면 합착기판(10) 상에서도 제거된다. 따라서, 합착기판(10)의 결함 유무를 확인하기 위하여 검사를 실시할 때, 보호 필름층(14)에 형성된 결함은 필터링 하고, 합착층(13)에 형성된 결함만 검출할 수 있어야 한다.
이상에서 설명한 합착기판(10)은 일예로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이 외 적어도 두 개 이상의 기판을 합착하기 위한 합착층(13)을 포함하는 다양한 합착기판(10)에 적용될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 합착기판의 검사장치가 전술한 합착기판(10)의 결함을 검사하기 위해 이용하는 광학 현상에 대해서 먼저 설명한 다음, 본 발명에 따른 합착기판의 검사장치에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 두 매질 사이에 입사되는 광의 진행방향을 설명하기 위한 도면으로, 도 2a는 두 매질 사이에 특정 입사각으로 입사되는 광의 진행을 나타낸 도면이고, 도 2b는 두 매질 사이에 특정 입사각으로 입사되는 편광의 진행을 나타낸 도면이다.
일반적으로 굴절률이 다른 두 매질 사이에 입사되는 광은 두 매질의 경계면에서 일부는 굴절되고 일부는 반사된다. 이때, 두 매질의 경계면에 대해 특정 입사각을 갖는 광이 입사되면 서로 수직인 방향으로 반사와 굴절이 발생하게 된다. 이러한 특정 입사각을 브루스터 각(brewster angle) 또는 편광각이라 하며, 이때 두 매질의 경계면에서 반사되는 광은 편광 되거나 또는 반사가 일어나지 않을 수 있다.
도 2a를 참조하여 설명하면, 굴절률의 비가 n인 두 매질의 경계면(21)에 대해 tan = n인 입사각 θ로 입사하는 입사광(23)의 경우, 그 경계면(21)에서 굴절되는 광(24)과 반사되는 광(25)은 서로 수직인 방향으로 진행하고, 이때 반사되는 광(25)은 특정한 어느 한 방향으로만 진동하는 편광된 상태로 반사된다.
일반적으로 두 매질 사이에 광이 입사되어 반사와 굴절이 발생할 때, 대부분의 입사각에 대해서 입사면에 수직한 방향으로 진동하는 전기장(S-편광)이 입사면에 평행한 방향으로 진동하는 전기장(P-편광) 보다 강하게 반사된다. 그러나, 특정 입사각(예컨대, 브루스터 각)을 갖는 광(23)이 입사되면 입사면에 평행한 방향으로 진동하는 전기장(P-편광)은 반사되지 않고 굴절되는 현상이 발생한다.
따라서, 경계면(21)에서 반사되는 광(25)은 P-편광은 존재하지 않고, 입사면에 수직한 방향으로 진동하는 전기장(S-편광)만 존재하게 된다. 반면, 경계면(21)에서 굴절되는 광(24)은 입사면에 평행한 방향으로 진동하는 전기장(P-편광)과 함께 입사면에 수직한 방향으로 진동하는 전기장(S-편광) 중 반사되지 않은 나머지가 혼합된 부분 편광된 상태이다. 여기서, 입사면은 입사광(23), 반사광(25), 법선(22)을 포함하는 평면을 말한다.
도 2b를 참조하여 설명하면, 굴절률의 비가 n인 두 매질의 경계면(21)에 대해 tan = n인 입사각 θ로 입사하는 입사광(23)이 편광된 경우, 그 경계면(21)에서 굴절되는 광(24)의 진행 경로와 반사되는 광(25)의 진행 경로는 서로 수직이고, 이때 반사는 일어나지 않는다. 이는 입사면에 평행한 방향으로 진동하는 전기장인 P-편광 상태로 경계면(21)에 입사되기 때문에, P-편광 상태인 입사광(23)은 모두 굴절되고 반사는 일어나지 않게 된다.
이하, 상술한 것과 같은 광학 현상을 이용하여 합착기판의 결함을 검사하는 장치 및 방법에 대해서 이하에서 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 합착기판의 검사장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 합착기판(10)의 검사장치(100)는 광학부(110), 촬영부(120) 및 결함 판단부(130)를 포함한다. 이때, 합착기판(10)은 기판스테이지(1)에 적재되어 합착기판(10)의 결함 유무를 검사 받는다.
광학부(110)는 합착기판(10)의 상부에 위치하여 합착기판(10)에 광을 조사한다. 이때, 합착기판(10)에 대하여 특정 입사각(예컨대, 브루스터 각)을 갖는 광을 조사하여, 합착기판(10)의 특정 경계면에서 반사가 일어나지 않도록 한다.
일예로, 광학부(110)는 합착층(13)과 합착층(13)의 상부에 배치된 제2 기판(12) 사이의 제1 경계면(13a)에 대해서 특정 입사각을 갖는 광을 조사한다. 이때, 조사된 광은 제1 경계면(13a)에서 편광 상태로 반사된다(도 2a 참조). 편광은 특정 방향으로만 진동하는 빛이기 때문에, 이러한 특정 방향으로 들어오는 광을 차단하면 제1 경계면(13a)에서 반사가 일어나지 않는 것과 같은 효과가 있다.
촬영부(120)는 광학부(110)에 의해 조사된 특정 입사각을 갖는 광을 이용하여 합착기판(10)의 영상정보를 획득한다. 이때, 촬영부(120)는 편광필름이나 편광필터와 같은 편광부재(121)를 구비하여, 특정 방향으로 들어오는 편광을 검출하고 필터링한다. 따라서, 광학부(110)에 의해 조사된 특정 입사각을 갖는 광이 제1 경계면(13a)에서 편광 상태로 반사되면 편광부재(121)가 이 편광 상태의 반사광을 차단시킬 수 있기 때문에, 촬영부(120)는 제1 경계면(13a)에서 획득되는 영상정보를 필터링한 합착기판(10)의 영상정보를 얻을 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하여 촬영부(120)가 합착기판(10)의 영상정보를 획득하는 과정에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 도 4의 (a)는 특정 입사각을 갖는 광이 합착층의 결함 부분으로 입사되는 경우를 나타내며, 도 4의 (b)는 촬영부가 도 4의 (a) 경우로부터 획득한 이미지이다. 도 5의 (a)는 특정 입사각을 갖는 광이 합착층의 상부에 존재하는 결함 부분으로 입사되는 경우를 나타내며, 도 5의 (b)는 촬영부가 도 5의 (a) 경우로부터 획득한 이미지이다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 경계면(13a)에 대하여 특정 입사각을 갖는 광이 광학부(110)에서 조사되어 합착층(13)의 결함 부분(A)으로 입사되는 경우, 촬영부(120)는 결함 부분(A)에서 반사되는 광에 의해 결함(A) 영상정보를 획득한다. 이때, 결함 부분(A)에 의해 결함의 그림자(A')가 합착층(13)과 합착층의 하부에 배치된 제1 기판(11) 사이의 제2 경계면(13b)에 생기게 된다. 따라서, 촬영부(120)는 결함의 그림자(A') 영상정보를 제2 경계면(13b)에서 반사되는 광에 의해 획득한다.
즉, 합착층(13)에 결함이 존재할 경우, 촬영부(120)는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 결함(A)의 영상정보와 결함의 그림자(A') 영상정보를 포함하는 합착기판(10)의 영상정보를 획득한다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 경계면(13a)대하여 특정 입사각을 갖는 광이 광학부(110)에서 조사되어 합착층(13)의 상부, 예컨대 보호 필름층(14)에 존재하는 결함 부분(B)으로 입사되는 경우, 촬영부(120)는 결함 부분(B)에서 반사되는 광에 의해 결함(B) 영상정보를 획득한다. 이때, 결함 부분(B)에 의해 제1 경계면(13a)에 1차 그림자가 생성되고, 또한 제2 경계면(13b)에 2차 그림자가 생성된다. 그러나 이 경우, 제1 경계면(13a)에 대하여 특정 입사각을 갖는 광이 조사되어 제1 경계면(13a)에서 편광 상태로 반사될 때, 편광부재(121)에 의해 편광 상태의 반사광이 차단되므로 촬영부(120)에 의해 1차 그림자에 대한 영상정보를 획득하지 못한다. 따라서, 촬영부(120)는 제2 경계면(13b)에서 반사되는 광에 의해 2차 그림자(B') 영상정보를 획득한다.
즉, 합착층(13)의 상부에 결함이 존재할 경우, 촬영부(120)는 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 결함(B)의 영상정보와 결함의 2차 그림자(B') 영상정보를 포함하는 합착기판(10)의 영상정보를 획득한다.
상술한 것처럼, 촬영부(120)는 도 4의 (b) 및 도 5의 (b)와 같은 합착기판(10)의 영상정보를 획득할 수 있고, 이러한 영상정보는 결함 판단부(130)로 전달된다.
결함 판단부(130)는 촬영부(120)에 의해 획득된 합착기판(10)의 영상정보, 즉 결함에 대한 결함 영상정보와 결함의 그림자 영상정보를 기초로 합착층(13)의 결함 유무를 판단한다. 즉, 결함에 대한 결함 영상정보와 결함의 그림자 영상정보 사이의 거리값을 미리 산출된 임계 거리값과 비교하여 결함이 합착층(13)에 존재하는지 여부를 판단한다. 여기서, 임계 거리값은 제1 경계면(13a)에 대하여 입사된 광의 특정 입사각, 합착층(13)의 높이와 같은 정보를 알 수 있으므로, 삼각법을 이용하여 산출될 수 있다.
예를 들어, 촬영부(120)에 의해 도 4의 (b)와 같은 영상정보를 획득한 경우, 결함 판단부(130)는 결함(A)의 영상정보와 결함의 그림자(A') 영상정보 사이의 거리값(d1)을 임계 거리값과 비교한다. 이때, 거리값(d1)이 임계 거리값 이하이면 결함(A)은 합착층(13)에 존재하는 것으로 판단될 수 있다.
또는, 촬영부(120)에 의해 도 5의 (b)와 같은 영상정보를 획득한 경우, 결함 판단부(130)는 결함(B)의 영상정보와 결함의 그림자(B') 영상정보 사이의 거리값(d2)을 임계 거리값과 비교한다. 이때, 거리값(d2)이 임계 거리값을 초과하면 결함(B)은 합착층(13)에 존재하지 않는 것으로 판단될 수 있다.
이하, 다른 실시예에 따른 합착기판의 검사장치에 대해 도 6을 참조하여 설명하도록 한다. 이하의 설명에서, 상술된 합착기판의 검사장치와 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략하도록 한다. 따라서, 이하의 설명에서 상세한 설명이 생략된 구성요소에 대해서는 상술된 설명을 참조하여 이해할 수 있을 것이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 합착기판의 검사장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 합착기판(10)의 검사장치(100)는 광학부(110), 촬영부(120) 및 결함 판단부(130)를 포함한다. 이때, 합착기판(10)은 기판스테이지(1)에 적재되어 합착기판(10)의 결함 유무를 검사 받는다.
광학부(110)는 합착기판(10)의 상부에 위치하여 합착기판(10)에 광을 조사한다. 이때, 광학부(110)는 편광부재(111)를 구비하여 합착기판(10)에 조사된 광을 편광 상태로 변환시킨다.
즉, 편광부재(111)에 의해 제1 경계면(13a)에 대해서 특정 입사각을 갖는 광은 편광 상태로 변환되어 합착기판(10)에 입사된다. 예컨대, 편광부재(111)가 수직 방향으로 진동하는 전기장(S-편광)은 차단하고, 수평 방향으로 진동하는 전기장(P-편광)을 통과시킬 경우, 제1 경계면(13a)에 대해서 특정 입사각을 갖는 광은 P-편광 상태로 변환되어 합착기판(10)에 입사된다. 입사된 P-편광은 제1 경계면(13a)에서 굴절되어 합착층(13)으로 투과되고, 제1 경계면(13a)에서의 반사는 일어나지 않는다(도 2b 참조).
촬영부(120)는 합착기판(10)에 조사된 특정 입사각을 갖는 편광을 이용하여 합착기판(10)의 영상정보를 획득한다.
예컨대, 합착층(13)에 결함이 있으면, 결함의 영상정보와 결함에 의해 제2 경계면(13b)에 생긴 결함의 그림자 영상정보를 획득할 수 있다(도 4 참조). 또는, 합착층(13)의 상부에 결함이 있으면, 결함의 영상정보와 결함에 의해 제2 경계면(13b)에 생긴 결함의 그림자 영상정보를 획득할 수 있다(도 5 참조). 이때, 결함에 의해 제1 경계면(13a)에도 그림자가 생성되지만, 편광부재(111)에 의해 제1 경계면(13a)에 대하여 특정 입사각을 갖는 광이 편광된 상태로 입사되므로 제1 경계면(13a)에 생긴 그림자는 반사되지 않는다.
결함 판단부(130)는 전술하였듯, 촬영부(120)에 의해 획득된 합착기판(10)의 영상정보, 즉 결함에 대한 결함 영상정보와 결함의 그림자 영상정보를 기초로 합착층(13)의 결함 유무를 판단한다. 즉, 결함에 대한 결함 영상정보와 결함의 그림자 영상정보 사이의 거리값을 미리 산출된 임계 거리값과 비교하여 결함이 합착층(13)에 존재하는지 여부를 판단한다.
도 7은 본 발명에 따른 합착기판의 검사장치를 이용한 합착층의 결함을 검사하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 광학부(110)가 합착기판(10)에 대하여 특정 입사각을 갖는 광을 조사한다(S10). 이때, 합착기판(10)의 제1 경계면(13a)에 대하여 특정 입사각을 갖는 광을 조사하여, 제1 경계면(13a)에서 반사가 일어나지 않도록 한다.
특정 입사각을 갖는 광이 합착기판(10)에 조사되어 반사되는 광을 이용하여 촬영부(120)가 합착기판(10)의 영상정보를 획득한다(S20). 이때, 합착층(13) 또는 합착층(13)의 상부에 결함이 있을 경우, 촬영부(120)는 결함에 대한 결함 영상정보 및 결함의 그림자 영상정보를 획득할 수 있다(도4 및 도5 참조).
획득된 합착기판(10)의 영상정보를 기초로 합착층(10)의 결함 유무를 판단한다(S30). 즉, 결함 영상정보 및 결함의 그림자 영상정보 사이의 거리값을 이용하여 합착층(10)의 결함 유무를 판단한다.
단계S20의 경우, 도 3에 도시된 본 발명의 제1 실시예에서 상술한 것처럼, 촬영부(120)가 편광부재(121)를 구비하여, 제1 경계면(13a)에서 편광 상태로 반사되는 반사광을 차단시킨 다음 합착기판(10)의 영상정보를 획득할 수 있다.
단계S10의 경우, 도 6에 도시된 본 발명의 제2 실시예에서 상술한 것처럼, 광학부(110)가 편광부재(111)를 구비하여, 제1 경계면(13a)에 대하여 특정 입사각을 갖는 광을 편광으로 변환시킨 다음 조사되도록 할 수 있다. 이때, 제1 경계면(13a)에서 반사는 일어나지 않으며, 촬영부(120)는 이러한 특정 입사각을 갖는 편광을 이용하여 합착기판(10)에 대한 영상정보를 획득할 수 있다.
단계S30의 경우, 촬영부(120)에 의해 획득된 결함에 대한 결함 영상정보 및 결함의 그림자 영상정보 사이의 거리값을 미리 산출된 임계 거리값과 비교하여, 상기 거리값이 임계 거리값 이하이면 결함이 합착층(13)에 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 또는, 상기 거리값이 임계 거리값을 초과하면 결함은 합착층(13)의 상부에 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 합착기판
11 : 제1 기판
12 : 제2 기판
13 : 합착층
13a : 제1 경계면
13b : 제2 경계면
14 : 보호 필름층
100 : 합착기판의 검사장치
110 : 광학부
120 : 촬영부
130 : 결함 판단부

Claims (20)

  1. 제1 기판, 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 합착층을 포함하며, 상기 합착층에 의해 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 합착된 합착기판의 검사장치에 있어서,
    상기 합착기판의 상부에 위치하여 상기 합착기판에 대하여 특정 입사각을 갖는 광을 조사하는 광학부;
    상기 특정 입사각을 갖는 광이 상기 합착기판에 조사되어 반사되는 광을 이용하여 상기 합착기판의 영상정보를 획득하는 촬영부; 및
    상기 합착기판의 영상정보를 기초로 상기 합착기판의 결함 유무를 판단하는 결함 판단부;를 포함하는 합착기판의 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학부는 상기 합착층과 상기 합착층의 상부에 배치된 상기 제2 기판 사이의 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광을 조사하여 상기 제1 경계면에서 반사가 일어나지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 합착기판의 검사장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 촬영부는 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광이 상기 합착기판에 조사되어 결함 부분으로 입사되면 상기 결함 부분에서 반사되는 광에 의해 생기는 결함 영상정보 및 상기 결함 부분에 의해 생기는 결함의 그림자 영상정보를 포함하는 상기 합착기판의 영상정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 합착기판의 검사장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 결함 판단부는 상기 결함에 대한 상기 결함 영상정보와 상기 결함의 그림자 영상정보 사이의 거리값을 이용하여 상기 합착층의 결함 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 합착기판의 검사장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 결함의 그림자 영상정보는 상기 합착층과 상기 합착층의 하부에 배치된 상기 제1 기판 사이의 제2 경계면에 생긴 상기 결함의 그림자가 상기 제2 경계면에서 반사되어 획득된 것을 특징으로 하는 합착기판의 검사장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 결함 부분이 상기 합착층의 상부에 존재하면 상기 결함 부분에 의해 상기 제1 경계면에 생성된 1차 그림자는 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광에 의해 반사되지 않고, 상기 제2 경계면에 생성된 2차 그림자가 반사되어 상기 결함의 그림자 영상정보를 형성하는 것을 특징으로 하는 합착기판의 검사장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 결함 판단부는 상기 거리값이 미리 산출된 임계 거리값 이하이면 상기 결함이 상기 합착층에 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 합착기판의 검사장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 결함 판단부는 상기 거리값이 미리 산출된 임계 거리값을 초과하면 상기 결함이 상기 합착층에 존재하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 합착기판의 검사장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 광학부는 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광이 편광 상태로 조사되도록 하는 편광부재를 포함하며, 상기 편광부재에 의해 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 편광이 조사되면 상기 제1 경계면에서 반사가 일어나지 않는 것을 특징으로 하는 합착기판의 검사장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 촬영부는 편광을 검출하여 필터링하는 편광부재를 포함하며, 상기 광학부에 의해 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광이 조사되어 상기 제1 경계면에서 편광 상태로 반사될 때, 상기 편광부재가 상기 편광 상태로 반사되는 광을 검출하여 상기 촬영부로 입사되지 못하도록 필터링하는 것을 특징으로 하는 합착기판의 검사장치.
  11. 제1 기판, 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 합착층을 포함하며, 상기 합착층에 의해 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 합착된 합착기판의 검사방법에 있어서,
    광학부가 상기 합착기판의 상부에 위치하여 상기 합착기판에 대하여 특정 입사각을 갖는 광을 조사하는 단계;
    상기 특정 입사각을 갖는 광이 상기 합착기판에 조사되어 반사되는 광을 이용하여 촬영부가 상기 합착기판의 영상정보를 획득하는 단계;
    상기 합착기판의 영상정보를 기초로 상기 합착기판의 결함 유무를 판단하는 단계;를 포함하는 합착기판의 검사방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 광학부는 상기 합착층과 상기 합착층의 상부에 배치된 상기 제2 기판 사이의 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광을 조사하여 상기 제1 경계면에서 반사가 일어나지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 합착기판의 검사방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 촬영부는 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광이 상기 합착기판에 조사되어 결함 부분으로 입사되면 상기 결함 부분에서 반사되는 광에 의해 생기는 결함 영상정보 및 상기 결함 부분에 의해 생기는 결함의 그림자 영상정보를 포함하는 상기 합착기판의 영상정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 합착기판의 검사방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 합착기판의 결함 유무 판단은 상기 결함에 대한 상기 결함 영상정보와 상기 결함의 그림자 영상정보 사이의 거리값을 이용하여 상기 합착층의 결함 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 합착기판의 검사방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 결함의 그림자 영상정보는 상기 합착층과 상기 합착층의 하부에 배치된 상기 제1 기판 사이의 제2 경계면에 생긴 상기 결함의 그림자가 상기 제2 경계면에서 반사되어 획득된 것을 특징으로 하는 합착기판의 검사방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 결함 부분이 상기 합착층의 상부에 존재하면 상기 결함 부분에 의해 상기 제1 경계면에 생성된 1차 그림자는 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광에 의해 반사되지 않고, 상기 제2 경계면에 생성된 2차 그림자가 반사되어 상기 결함의 그림자 영상정보를 형성하는 것을 특징으로 하는 합착기판의 검사방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 합착기판이 결함 유무 판단은 상기 거리값이 미리 산출된 임계 거리값 이하이면 상기 결함이 상기 합착층에 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 합착기판의 검사방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 합착기판이 결함 유무 판단은 상기 거리값이 미리 산출된 임계 거리값을 초과하면 상기 결함이 상기 합착층에 존재하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 합착기판의 검사방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 광학부는 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광이 편광 상태로 조사되도록 하는 편광부재를 포함하며, 상기 편광부재에 의해 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 편광이 조사되면 상기 제1 경계면에서 반사가 일어나지 않는 것을 특징으로 하는 합착기판의 검사방법.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 촬영부는 편광을 검출하여 필터링하는 편광부재를 포함하며, 상기 광학부에 의해 상기 제1 경계면에 대하여 특정 입사각을 갖는 광이 조사되어 상기 제1 경계면에서 편광 상태로 반사될 때, 상기 편광부재가 상기 편광 상태로 반사되는 광을 검출하여 상기 촬영부로 입사되지 못하도록 필터링하는 것을 특징으로 하는 합착기판의 검사방법.
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