KR20170010922A - 유리기판 파손 검출 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 증착 시스템에서 유리기판의 파손 여부를 지속적으로 감지할 수 있는 기판파손 검출 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은, 초음파 센서, 와전류 센서 또는 광센서를 선택적으로 공정 챔버 내에 배치하여 전 공정에 걸쳐 기판의 크랙 유무를 검출하도록 하였다. 즉, 기판의 척/디척 시에는 광 센서나 초음파 센서를 이용하여 크랙유무를 검출하고, 기판에 금속박막이 증착된 이후에는 와전류 센서를 적용하여 기판 크랙 유무를 검출하도록 하였다.
본 발명은, 초음파 센서, 와전류 센서 또는 광센서를 선택적으로 공정 챔버 내에 배치하여 전 공정에 걸쳐 기판의 크랙 유무를 검출하도록 하였다. 즉, 기판의 척/디척 시에는 광 센서나 초음파 센서를 이용하여 크랙유무를 검출하고, 기판에 금속박막이 증착된 이후에는 와전류 센서를 적용하여 기판 크랙 유무를 검출하도록 하였다.
Description
본 발명은 유리기판에 박막 소자를 증착하는 과정에서 유리기판의 파손을 검출하는 장치에 관한 것이다.
디스플레이 패널 또는 조명 패널은 유리기판에 박막 소자를 증착하여 제작되는 경우가 많다. 생산성 향상을 위해 유리기판의 면적은 대면적화되고 있고, 패널의 제조를 위해, 기판은 많은 챔버를 따라 이송되며, 기판 로딩, 세정, 마스크 얼라인, 증착, 봉지 공정 등, 많은 공정을 거치게 된다. 공정을 위한 장치들은 기판이 파손되지 않게 설계되어 있으나, 많은 공정을 거치면서 기판의 열 팽창/수축, 압력의 급변화 등, 여러 요인으로 기판이 파손되는 경우가 있다. 파손된 기판인지 알지 못하여 각종 공정을 모두 거치고 난 다음 최종 점검 단계에서 파손된 것임을 발견하게 되면, 제조사의 손실은 그만큼 증가하게 된다. 따라서 기판의 파손 여부를 공정 도중 지속적으로 감시하여 파손 즉시 해당 기판을 공정시스템에서 제거하고, 파손 원인을 찾아 보완조치할 수 있다면 훨씬 더 생산비를 절감할 수 있을 것이다.
대한민국 등록특허 제10-0843104호는 증착 공정 시스템에서 기판을 감지하는 장치를 공개한다. 상기 공보는 빛을 이용하여 기판으로 인한 빛 차단 여부를 통해 기판 유무를 감지한다. 그러나 상기 공보는 유리기판의 크랙과 같은 것을 검출할 수 없으며, 기판 코너 일부가 완전히 파손되어 기판 자체가 감지되지 않는 것에 대한 것만 감지가 가능하다.
특히, 유리기판을 척킹/디척킹 하는 과정에서 기판이 파손될 수 있고, 파손시 유리파편이 장비 내에 흩어지게 되면 전 시스템을 중단하고 보수공사를 해야 하기 때문에 파손 발생 전 크랙이 생기는 파손의 전조 단계에서 미리 이를 감지하는 것이 중요하다.
따라서 본 발명의 목적은 증착 시스템에서 유리기판의 파손 여부를 지속적으로 감지할 수 있는 기판파손 검출 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적에 따라 본 발명은, 초음파 센서, 와전류 센서 또는 광센서를 선택적으로 공정 챔버 내에 배치하여 전 공정에 걸쳐 기판의 크랙 유무를 검출하도록 하였다.
즉, 기판의 척/디척 시에는 광 센서나 초음파 센서를 이용하여 크랙유무를 검출하고, 기판에 금속박막이 증착된 이후에는 와전류 센서를 적용하여 기판 크랙 유무를 검출하도록 하였다.
본 발명에 따르면, 유리기판을 척킹하는 과정, 이송하는 과정, 세정, 증착 등의 모든 과정에서 크랙 유무를 검출할 수 있어 기판의 파손을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예로서 광센서를 이용한 유리파손 검출장치에 대한 단면개요도이다.
도 2는 본 발명의 실시예로서 광센서를 이용한 유리파손 검출장치에 대한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예로서 광센서를 일측 단부에만 설치하고 유리기판을 스캔하여 유리기판 전체에 대해 파손을 검출장치에 대한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예로서 초음파 센서를 이용한 유리파손 검출장치에 대한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예로서 초음파 센서를 유리기판의 양 측면에 접촉시켜 크랙을 검출하게 구성한 것을 보여준다.
도 6은 초음파 센서(400)를 척 플레이트(200)에 내장시키되, 유리기판(100)에 접촉할 수 있게 척 플레이트(200) 표면에 노출부를 갖게 구성한 것을 보여준다. 이러한 구성도 기판의 척/디척 동작에서 기판 크랙을 검출할 수 있고, 척 플레이트에 척킹되어 운반되는 모든 시간 동안 크랙 검출을 실시할 수 있다.
도 7은 초음파 센서에 의해 유리기판의 크랙 유무에 따라 초음파 전달 상태가 달리 나나타는 것을 보여주는 사진이다.
도 8은 와전류 생성원리를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예로서 와전류 센서를 이용한 크랙 검출 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예로서 광센서를 이용한 유리파손 검출장치에 대한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예로서 광센서를 일측 단부에만 설치하고 유리기판을 스캔하여 유리기판 전체에 대해 파손을 검출장치에 대한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예로서 초음파 센서를 이용한 유리파손 검출장치에 대한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예로서 초음파 센서를 유리기판의 양 측면에 접촉시켜 크랙을 검출하게 구성한 것을 보여준다.
도 6은 초음파 센서(400)를 척 플레이트(200)에 내장시키되, 유리기판(100)에 접촉할 수 있게 척 플레이트(200) 표면에 노출부를 갖게 구성한 것을 보여준다. 이러한 구성도 기판의 척/디척 동작에서 기판 크랙을 검출할 수 있고, 척 플레이트에 척킹되어 운반되는 모든 시간 동안 크랙 검출을 실시할 수 있다.
도 7은 초음파 센서에 의해 유리기판의 크랙 유무에 따라 초음파 전달 상태가 달리 나나타는 것을 보여주는 사진이다.
도 8은 와전류 생성원리를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예로서 와전류 센서를 이용한 크랙 검출 장치의 구성도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
유리에 생긴 크랙을 검출할 수 있는 장치로서, 광센서, 와전류 센서, 초음파 센서를 적용할 수 있다. 이들 센서의 각 특성과 유리기판을 가지고 진행하는 각 공정의 상황에 맞추어 적합한 센싱 시스템을 설계한다. 크랙(crack)은 육안으로 관찰되지 않는 스크래치를 비롯하여 육안으로 드러나는 균열을 포함하는 의미이다.
먼저, 유리기판을 척 플레이트에 척킹하는 경우, 유리기판의 크랙 검출은 초음파 센서를 포함한 크랙 검출 장치를 이용하는 것이 바람직하다. 초음파 탐촉자를 유리에 부착시켜서, 초음파를 발진시키고, 메아리 현상에 의해 되돌아오는 파를 감지하여 신호처리를 통해 유리 파손(glass crack) 여부를 판단한다.
척킹 단계에서 광센서를 적용할 수도 있다. 유리기판의 한쪽 면에서 빛을 입사시키고, 반대쪽에서 투과된 빛을 감지하는 광 도파관 방식으로, 유리기판을 투과한 빛의 형태를 분석하여, 유리파손을 검출할 수 있다. 그러나 광 도파관 방식은 유리에서 빛이 여러 면으로 투과될 수 있어, 척킹 단계에서의 적용은 디척킹(탈착) 단계에서의 적용에 비해 불리하다. 즉, 척킹 단계에서 기판은 유리 자체이기 때문에, 광 도파로가 명확하게 형성되기 어려운 점이 있다. 탈착시에는 유리의 한쪽 면은 척에 붙어 있고, 반대는 코팅이 되어 있어 광 도파로가 잘 형성되어 있기 때문이다. 와전류 센서는 척킹 단계에서 적용되기 어렵다.
와전류 센서의 적용은 유리기판에 대한 금속층 증착 이후 단계에서 이루어지는 것이 바람직하다. 도체 박막이 있으므로 도체 박막에 유도된 와전류 값을 측정하여 크랙 내지 유리 파손 상태를 검출할 수 있다.
기판에 대한 모든 증착 공정이 완료된 다음 기판을 디척킹(탈착)할 때에도 척킹 단계에서와 마찬가지로 초음파 센서 또는 광센서를 적용하여 크랙을 검출한다.
광 도파관을 적용하여 기판 크랙을 검출하는 방법 및 장치는 다음과 같다.
도 1은 유리기판(100)을 광 도파로로 활용하여 크랙을 검출하는 장치에 대한 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 광 도파관을 형성하기 위한 광원(300)과 광센서(수광소자)(350)를 챔버 내부 또는 진공 챔버 외부에 설치할 수 있다. 진공 챔버(150) 외부에 설치할 경우, 윈도우('뷰 포트'라고도 함)가 챔버에 구비되어야 한다. 진공 챔버 내부에 광원과 광센서를 별도의 구조물(370)에 설치할 수도 있지만, 척 플레이트(200)에 고정할 수도 있다. 유리기판(100)의 양 측면을 따라 광원(300)과 광센서(350)를 서로 마주보게 설치하여 유리기판(100)을 광 도파로로 삼아 광원에서 나온 빛이 광센서(350)에 도달하면 광량에 따른 전류 세기로부터 크랙을 검출하게 된다. 크랙이 없는 경우의 광센서 전류에 비해 크랙이 있는 경우 광센서 전류 값은 감소한다는 점을 바탕으로 크랙을 검출한다.
도 2는 유리기판(100)의 양 측면을 따라 광원(300)과 광센서(350)를 다수 배열한 것을 평면도로 보여준다. 챔버(100) 내부에 광원(300)과 광센서(350)를 배치하여 유리기판(100) 전체에 대해 일시에 센싱하여 크랙 여부를 검출한다.
도 3은 도 2와 달리 광원(300)과 광센서(350)를 유리기판의 일측 단부에 해당되는 어느 한 지점에만 설치하고 유리기판(100)을 스캔 이송하여 유리기판(100) 전체에 대해 크랙 여부를 검출한다.
다음으로, 초음파 센서를 적용하여 유리기판의 크랙을 검출하는 방법에 대해 설명한다. 초음파 센서는 초음파 원과 초음파 수신부를 포함하나 모두 도면부호 400으로 하였다.
도 4는 초음파 센서(400)를 유리기판(100)을 지지하는 로딩 핀(250) 단부에 설치한 것을 보여준다. 유리기판(100)을 로봇 암과 같은 기판 이송수단이 챔버(100) 안으로 배송하여 주면, 챔버(100) 내부 바닥에 설치되어 있는 다수의 로딩 핀(250)이 상승하여 유리기판(100)을 받아 지지하게 되는데, 이러한 로딩 핀(250) 단부에 초음파 센서(400)를 내장시킬 수 있다. 초음파는 진공 중에서 전파되지 않기 때문에 반드시 기판과 접촉할 필요가 있는데, 로딩 핀(250)은 기판(100)의 척/디척 과정에서 반드시 기판을 지지하게 되므로 유리기판과의 접촉이 확실하여 척/디척 단계에서 기판 크랙의 검출을 할 수 있다. 로딩 핀 외에 기판 샤틀 또는 마스크 베이스와 같은 기판 접촉기구에도 초음파센서를 탑재시킬 수 있다. 따라서 초음파 센서는 공정 진행 중 여러 단계에서 유리기판의 크랙을 검출할 수 있다. 뿐만 아니라 유리기판에 박막 소자(금속 박막 포함)가 형성된 이후에도 유리기판에 있는 크랙을 검출할 수 있다.
도 5는 초음파 센서(400)를 유리기판(100)의 양 측면에 접촉시켜 크랙을 검출하게 구성한 것을 보여준다. 초음파 센서(400)는 발신부와 수신부로 구성되며, 유리 매질을 통해 전파되며 크랙을 만나 굴절, 회절, 간섭 등을 일으켜 크랙을 센싱한다. 초음파 센서는 발신부와 수신부의 실제 구성이 동일하고 어느 하나만으로도 발신 수신 기능을 겸비할 수 있다. 초음파 센서의 경우, 유리기판의 하부에 접촉되는 것보다 도 5에서와 같이 유리기판 양단에 센서를 부착하는 것이 고감도 센싱을 할 수 있어 유리하다.
도 6은 초음파 센서(400)를 척 플레이트(200)에 내장시키되, 유리기판(100)에 접촉할 수 있게 척 플레이트(200) 표면에 노출부를 갖게 구성한 것을 보여준다. 이러한 구성도 기판의 척/디척 동작에서 기판 크랙을 검출할 수 있고, 척 플레이트에 척킹되어 운반되는 모든 시간 동안 크랙 검출을 실시할 수 있다.
도 7은 초음파 센서에 의해 유리기판의 크랙 유무에 따라 초음파 전달 상태가 달리 나타나는 것을 보여주는 사진이다. 초음판 센서에 의한 유리기판 크랙의 유무는 신호처리 모듈을 구비하여 영상신호로 변환되어 초음파 영상으로 관찰되게 하였다.
크랙이 있는 경우와 없는 경우, 초음파 전달상태를 나타내는 초음파 영상이 명백히 달리 나타나므로 크랙 유무를 고감도로 센싱할 수 있다. 초음파 센서는 기판이 척 플레이트에서 이탈되는 순간을 감지할 수 있는 부수적 장점도 있다.
다음은 와전류에 의한 기판 크랙 검출장치에 대해 설명한다.
도 8은 와전류 생성원리를 설명하는 도면이다.
도체에 자속이 인가되어 시간에 따라 자속 밀도가 변화될 때, 이에 대응하여 도체 쪽에 변화되는 자속을 소거하는 방향으로 자속이 유도되고, 이 유도 자속에 의해 형성되는 전류가 와전류 이다. 따라서 유리기판에 금속물질을 증착한 상태에서 와전류를 측정하여 기판의 크랙 유무를 검출할 수 있다. OLED를 이용한 디스플레이 패널을 만들거나 조명을 만드는 경우, 금속전극을 형성하게 된다. 따라서 금속 전극 층이 형성된 상태에서 와전류를 측정하면 기판 크랙 유무를 알 수 있다. 유리기판에 크랙이 있는 경우, 그 위에 형성된 금속박막도 그에 따라 모폴로지가 달라져 해당 부분에서 측정한 와전류 값이 크랙이 없는 다른 부분과 달라지기 때문이다. 와전류 센서를 이용하면 기판과 비접촉식으로 크랙을 확인할 수 있다는 점이 장점이며, 상술한 바와 같이 박막이 증착된 기판에 대해 크랙 검출을 할 수 있어 바람직하다.
이를 위해 도 9와 같은 크랙 검출 장치를 만들 수 있다.
와전류를 일으킬 수 있는 와전류 센서(500)는 코일들을 일정 간격으로 배열한 플레이트를 제작하고 각 코일에 전력을 공급할 수 있는 배선과 와전류 측정기를 구비시킨다. 또한 교류 전원을 와전류 센서에 연결하여야 한다. 와전류 측정기는 와전류 센서 신호를 처리하는 전용 모듈을 구성하여 챔버 외부의 모니터에 연결될 수 있다. 크랙 검출시 전체 증착 시스템 제어부에 상기 모듈에서 신호를 보내게 된다. 크랙이 있는 유리기판은 공정에서 제외시키게 된다. 실질적으로는 와전류의 센싱은 오실로스코프와 같은 측정장비에 나타나는 와전류 파형의 변화를 관찰하여 실시될 수 있으며, 사용상의 편의를 위해, 이러한 파형을 신호처리하여 영상 신호 화함으로써 영상을 관찰하여 크랙 유무를 검출할 수 있게 한다.
척 플레이트에 각 코일들을 내장시키는 것도 가능하다. 다만, 크랙검출시에는 척 플레이트라 하더라도 기판에 부착되지 않고 일정 간격 떨어진 상태에서 와전류(550)를 생성시켜 크랙을 검출한다. 와전류를 이용한 크랙 검출 장치는 기판(100)과 와전류 센서(500)와의 간격을 단축시키면 고감도화 된다.
상술한 광센서, 초음파 센서, 와전류 센서를 각 공정별로 적절히 적용하여 전 공정에서 유리기판의 크랙을 검출할 수 있다. 척/디척 단계에서 광센서를, 얼라인이나 증착 단계에서 초음파 센서를, 그리고 금속막 증착 이후 단계에서는 와전류 센서를 적용할 수 있다.
전체적으로, 기판의 척/디척 단계에서는 광센서 또는 초음파 센서를 적용하여 기판 크랙을 검출하고, 기판에 박막 증착이 실시되어 금속층이 형성된 이후에는 와전류 센서를 적용하여 크랙을 검출하는 것이 바람직하다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
100 :기판
150: 챔버
200: 척 플레이트
300: 광원
350: 광센서
370: 구조물
400: 초음파 센서
500: 와전류 센서
550: 와전류
150: 챔버
200: 척 플레이트
300: 광원
350: 광센서
370: 구조물
400: 초음파 센서
500: 와전류 센서
550: 와전류
Claims (10)
- 박막 소자를 증착하는 유리기판의 크랙 유무를 검출하는 유리기판 크랙 검출 시스템으로서,
유리기판 일측면에 배치되는 광원; 및
상기 광원과 대향하는 타측면에 배치되는 광센서;를 구비하여,
유리기판의 크랙 유무를 상기 광센서에 의해 검출하는 것을 특징으로 하는 유리기판 크랙 검출 시스템. - 박막 소자를 증착하는 유리기판의 크랙 유무를 검출하는 유리기판 크랙 검출 시스템으로서,
유리기판 일측면 또는 일측 하면에 유리기판과 접촉하도록 배치되는 초음파 센서; 및
상기 초음파 센서로부터 센싱 되는 초음파를 영상신호처리하는 신호처리 모듈을 구비하여 유리기판의 크랙 유무를 초음파 영상을 관찰하여 검출하는 것을 특징으로 하는 유리기판 크랙 검출 시스템. - 제2항에 있어서, 초음파 센서는 척킹과 디척킹시 유리기판을 지지하는 로딩 핀의 단부, 유리기판을 운반하는 샤틀 프레임, 또는 척 플레이트에 배치되거나,
초음파 센서가 유리기판에 접촉할 수 있도록 별도의 구동 가능한 지지체에 초음파 센서가 배치되는 것을 특징으로 하는 유리기판 크랙 검출 시스템. - 코일을 포함한 와전류 센서를 일정 간격으로 다수 배열한 플레이트를 금속층이 형성된 유리기판에 비접촉식으로 접근시켜 와전류를 관찰하여 유리기판의 크랙 유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 유리기판 크랙 검출 시스템.
- 제4항에 있어서, 와전류 센서에 의한 크랙 유무는 와전류 센서로부터 나오는 신호 변화를 해석하는 신호처리모듈을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리기판 크랙 검출 시스템.
- 제4항에 있어서, 와전류 센서를 배열한 플레이트는 척 플레이인 것을 특징으로 하는 유리기판 크랙 검출 시스템.
- 제4항에 있어서, 와전류 센서를 배열한 플레이트와 유리기판 사이의 간격을 감소시켜 센싱의 감도를 높이는 것을 특징으로 하는 유리기판 크랙 검출 시스템.
- 초음파 센서를 구비한 제2항의 유리기판 크랙 검출 시스템과 와전류 센서를 구비한 제4항의 유리기판 크랙 검출 시스템을 모두 구비한 것을 특징으로 하는 유리기판 크랙 검출 시스템.
- 광원과 광센서를 구비한 제1항의 유리기판 크랙 검출시스템과 와전류 센서를 구비한 제4항의 유리기판 크랙 검출 시스템을 모두 구비한 것을 특징으로 하는 유리기판 크랙 검출 시스템.
- 광원과 광센서를 구비한 제1항의 유리기판 크랙 검출시스템과 초음파 센서를 구비한 제2항의 유리기판 크랙 검출 시스템을 모두 구비한 것을 특징으로 하는 유리기판 크랙 검출 시스템.
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Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150102150A KR101748029B1 (ko) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | 유리기판 파손 검출 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150102150A KR101748029B1 (ko) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | 유리기판 파손 검출 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170010922A true KR20170010922A (ko) | 2017-02-02 |
| KR101748029B1 KR101748029B1 (ko) | 2017-06-16 |
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ID=58151308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020150102150A KR101748029B1 (ko) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | 유리기판 파손 검출 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101748029B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109781621A (zh) * | 2017-11-10 | 2019-05-21 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 一种硅片缺陷检测方法 |
| CN113203800A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-03 | 江苏大学 | 一种用于叉指式换能器的性能标定装置及标定方法 |
| EP3910616A1 (en) * | 2020-05-15 | 2021-11-17 | LG Electronics Inc. | Display apparatus |
-
2015
- 2015-07-20 KR KR1020150102150A patent/KR101748029B1/ko active IP Right Grant
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| US11546500B2 (en) | 2020-05-15 | 2023-01-03 | Lg Electronics Inc. | Display apparatus capable of detecting damage to a housing accommodating a display |
| CN113203800A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-03 | 江苏大学 | 一种用于叉指式换能器的性能标定装置及标定方法 |
| CN113203800B (zh) * | 2021-05-25 | 2022-11-18 | 江苏大学 | 一种用于叉指式换能器的性能标定装置及标定方法 |
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