KR20210006223A - 약액 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

라인 스캔 방식을 이용하여 복수개의 약액에 대한 이차원 정보를 획득하며, 다양한 종류의 약액을 검사하여 구축된 데이터베이스를 이용하여 각각의 약액의 삼차원 정보를 검출하여, 넓은 검사 영역에서 복수개의 약액의 상태를 실시간으로 검사할 수 있는 약액 검사 장치가 제공된다. 상기 약액 검사 장치는 약액에 대한 정보, 약액을 토출하는 노즐에 대한 정보 및 약액이 토출되는 기판에 대한 정보를 관련시켜 저장하는 데이터베이스; 기판 상에 토출되는 복수개의 약액에 대하여 이차원 정보를 측정하는 약액 정보 측정부; 및 이차원 정보 및 데이터베이스에 저장된 정보를 기초로 복수개의 약액에 대하여 삼차원 정보를 획득하며, 삼차원 정보를 기초로 복수개의 약액을 검사하는 약액 검사부를 포함한다.

Description

약액 검사 장치 {Apparatus for inspecting droplet}
본 발명은 약액을 검사하는 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 소자나 디스플레이 장치 등을 제조할 때 이용되는 약액을 검사하는 장치에 관한 것이다.
잉크젯 헤드를 구비하는 약액 토출 장치는 디스플레이 장치를 제조할 때에 이용될 수 있다. 이러한 약액 토출 장치는 잉크젯 헤드에 구비되는 복수개의 노즐을 통해 기판 상에 약액을 토출하여 기판에 원하는 패턴을 형성하는 데에 이용될 수 있다.
그런데 노즐로부터 토출되는 약액의 상태에 이상이 있을 경우, 디스플레이 장치의 불량을 야기할 수 있다. 그래서 잉크젯 헤드를 사용하는 인쇄 공정에서는 약액의 상태를 검사하고 있다.
한국공개특허 제10-2017-0051466호 (공개일: 2017.05.11.)
종래에는 약액의 상태를 검사할 때에 에어리어 스캔(area scan) 방식을 이용하였다. 그러나 에어리어 스캔 방식을 이용하는 경우, 한 번에 검사되는 영역이 매우 협소하다. 또한 검사하려는 영역이 넓은 경우, 전체 영역에 대해 이미지를 합성하는 데에 긴 시간이 소요될 수 있으며, 이미지 왜곡을 보정하는 작업이 추가될 수 있다.
종래에는 약액의 상태를 검사할 때에 드롭 왓쳐(drop watcher)를 이용하기도 하였다. 그러나 드롭 왓쳐를 이용하는 경우, 카메라 심도 및 백라이트(back-light) 구성에 따라 기구 간섭이 발생할 수 있다. 또한 장치의 부피로 인해 공간 상의 제약이 따를 수 있으며, 검사를 완료하기까지 오랜 시간이 소요될 수 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 라인 스캔(line scan) 방식을 이용하여 복수개의 약액에 대한 이차원(2D) 정보를 획득하며, 다양한 종류의 약액을 검사하여 구축된 데이터베이스(DB)를 이용하여 각각의 약액의 삼차원(3D) 정보를 검출하여, 넓은 검사 영역에서 복수개의 약액의 상태를 실시간으로 검사할 수 있는 약액 검사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 약액 검사 장치의 일 면(aspect)은, 약액에 대한 정보, 약액을 토출하는 노즐에 대한 정보 및 약액이 토출되는 기판에 대한 정보를 관련시켜 저장하는 데이터베이스; 상기 기판 상에 토출되는 복수개의 약액에 대하여 이차원 정보를 측정하는 약액 정보 측정부; 및 상기 이차원 정보 및 상기 데이터베이스에 저장된 정보를 기초로 상기 복수개의 약액에 대하여 삼차원 정보를 획득하며, 상기 삼차원 정보를 기초로 상기 복수개의 약액을 검사하는 약액 검사부를 포함한다.
상기 약액 검사부는 상기 삼차원 정보를 기초로 상기 복수개의 약액에 대하여 부피를 계산하며, 상기 부피를 기초로 상기 복수개의 약액을 검사할 수 있다.
상기 약액 정보 측정부는 상기 기판의 상부에 설치되거나, 상기 기판의 측면에 설치될 수 있다.
상기 약액 정보 측정부는 상기 기판 상을 라인 스캔(line scan)하여 상기 복수개의 약액에 대하여 상기 이차원 정보를 측정할 수 있다.
상기 약액 정보 측정부는, 내부에 광이 지나갈 수 있는 통로가 형성되어 있는 몸체부; 상기 몸체부를 지지하며, 상기 몸체부를 상기 기판 상에서 일방향으로 이동시키는 이동부와 결합하는 몸체 지지부; 상기 몸체부의 측면에 결합되며, 상기 기판 상으로 광을 조사하는 광 조사부; 상기 몸체부의 하부에 결합되며, 상기 기판 상에서 반사된 광을 보정하여 상기 몸체부의 내부로 안내하는 광 보정부; 및 상기 이차원 정보가 측정될 수 있도록 상기 몸체부의 내부로 안내된 광을 수광하여 상기 기판 상에 토출되는 상기 복수개의 약액에 대하여 이미지 정보를 획득하는 이미지 획득부를 포함할 수 있다.
상기 약액 검사부는 상기 이차원 정보 및 상기 데이터베이스에 저장된 정보를 기초로 약액의 토출 여부에 대한 정보, 약액의 토출 개수에 대한 정보, 약액의 토출 속도에 대한 정보 및 약액의 토출 각도에 대한 정보 중 적어도 하나의 추가 정보를 더 획득하며, 상기 복수개의 약액을 검사할 때 상기 추가 정보를 더 이용할 수 있다.
상기 약액 검사 장치는 상기 데이터베이스를 구축하는 데이터베이스 구축부를 더 포함하며, 상기 데이터베이스 구축부는 상기 약액 정보 측정부 중 어느 하나로서 상기 기판의 상부에 설치되어 약액의 이차원 정보를 측정하는 제1 약액 정보 측정부 및 상기 약액 정보 측정부 중 다른 하나로서 상기 기판의 측면에 설치되어 약액의 이차원 정보를 측정하는 제2 약액 정보 측정부를 이용하여 상기 데이터베이스를 구축하거나, 상기 제1 약액 정보 측정부 및 상기 기판의 상부에 설치되어 약액의 높이 정보를 측정하는 센서를 이용하여 상기 데이터베이스를 구축하거나, 또는 상기 약액 정보 측정부 중 또다른 하나로서 상기 기판의 상부에 설치되어 약액의 삼차원 정보를 측정하는 제3 약액 정보 측정부를 이용하여 상기 데이터베이스를 구축할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 약액 검사 장치의 다른 면(aspect)은, 기판의 상부에 설치되어 복수개의 약액에 대하여 제1 이차원 정보를 측정하는 제1 약액 정보 측정부 및 상기 기판의 측면에 설치되어 상기 복수개의 약액에 대하여 제2 이차원 정보를 측정하는 제2 약액 정보 측정부를 포함하거나, 상기 제1 약액 정보 측정부 및 상기 기판의 상부에 설치되어 상기 복수개의 약액에 대하여 높이와 관련된 센싱 정보를 측정하는 센서를 포함하거나, 또는 상기 기판의 상부에 설치되어 상기 복수개의 약액에 대하여 제1 삼차원 정보를 측정하는 제3 약액 정보 측정부를 포함하는 약액 정보 측정부; 및 상기 제1 이차원 정보 및 상기 제2 이차원 정보를 기초로 제2 삼차원 정보를 획득하여 상기 복수개의 약액을 검사하거나, 상기 제1 이차원 정보 및 상기 센싱 정보를 기초로 상기 복수개의 약액을 검사하거나, 또는 상기 제1 삼차원 정보를 기초로 상기 복수개의 약액을 검사하는 약액 검사부를 포함한다.
상기 약액 검사부는 상기 제1 삼차원 정보와 상기 제2 삼차원 정보 중 어느 하나의 삼차원 정보를 기초로 상기 복수개의 약액에 대하여 부피를 계산하며, 상기 부피를 기초로 상기 복수개의 약액을 검사할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 약액 검사 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 약액 검사 장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 약액 검사 장치를 구성하는 약액 정보 측정부의 일실시 예시도이다.
도 4는 본 발명의 약액 검사 장치를 구성하는 약액 검사부가 약액을 검사하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 약액 검사 장치를 구성하는 약액 검사부가 약액의 부피를 계산하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 약액 검사 장치의 개념도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 약액 검사 장치의 개념도이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 약액 검사 장치의 개념도이다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 약액 검사 장치의 개념도이다.
도 11은 본 발명의 제7 실시예에 따른 약액 검사 장치의 개념도이다.
도 12는 본 발명의 제8 실시예에 따른 약액 검사 장치의 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
약액의 토출 용량(즉, 부피)에 대하여 검사하는 경우, 전자 저울이나 레이저 등을 이용하여 잉크젯 헤드의 노즐로부터 토출되는 약액을 검사할 수 있다.
전자 저울을 이용하여 약액의 부피를 검사하는 경우, 잉크젯 헤드에 구비되는 복수개의 노즐에서 용기(bath) 내에 동일한 횟수로 약액을 토출시킨 후, 전자 저울을 이용하여 용기 내에 취합된 약액의 부피를 산출한다. 이후, 산출된 부피를 노즐 개수와 토출 횟수로 나누어서, 한 개의 노즐을 통해 한 회에 토출되는 약액의 부피를 추정한다.
그러나, 이 방법은 노즐별로 토출되는 양이 다를 수 있음을 고려하지 않기 때문에, 각각의 노즐에 의해 토출되는 약액의 부피가 부정확해질 수 있다.
한편, 레이저를 이용하여 약액의 부피를 검사하는 경우, 한 개의 노즐에서 한 회에 토출되는 약액의 크기(size)를 측정하여 약액의 부피를 산출한다.
그러나, 이 방법은 레이저를 이용하여 공중에서 낙하중인 약액의 크기를 측정하기 때문에, 주변 광과 기류에 민감하며, 약액의 특성에 따라 결과값이 상이해질 수가 있다.
또한, 약액에 파티클(particle)이 포함되어 있는 경우, 파티클이 레이저를 막거나 난반사를 일으키기 때문에, 약액의 크기를 정확하게 측정하는 데에 어려움이 따를 수 있다.
본 발명에서는, 약액의 종류, 노즐의 토출 횟수, 기판의 성질 등을 고려하여 약액의 삼차원(3D) 정보(x, y, z)를 데이터베이스(DB)로 구축하고, 약액의 부피를 검사할 때에 이 데이터베이스를 활용하는 약액 검사 장치에 대하여 제안한다.
본 발명에 따르면, 약액의 이차원(2D) 정보(x, y)를 획득한 후, 약액의 이차원 정보를 기초로 데이터베이스에서 약액의 삼차원 정보를 검출하기 때문에, 각각의 약액의 부피를 빠르게 계산할 수 있으며, 이에 따라 각각의 약액을 실시간으로 검사할 수 있다.
또한, 다수회 실험하여 얻은 결과를 토대로 데이터베이스를 구축하기 때문에, 환경 조건 등에 따른 측정 오차를 감소시킬 수 있어, 각각의 약액의 부피를 정확하게 계산할 수 있다.
또한, 라인 스캔(line scan) 방식을 이용하여 복수개의 약액에 대한 이차원 정보를 한 번에 획득하기 때문에, 잉크젯 헤드에 구비되는 복수개의 노즐로부터 토출되는 약액을 동시에 검사할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 자세하게 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 약액 검사 장치의 개념도이다.
약액 검사 장치(100)는 잉크젯 헤드에 구비되는 복수개의 노즐(미도시)을 통해 기판(S) 상에 토출되는 약액의 상태를 검사하는 것이다. 이러한 약액 검사 장치(100)는 약액의 상태로 약액의 토출 용량(즉, 부피)을 검사할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 약액 검사 장치(100)는 약액의 상태로 약액의 토출 속도, 약액의 토출 각도, 약액의 토출 개수, 약액의 토출 여부 등을 함께 검사하는 것도 가능하다.
도 1에 따르면, 약액 검사 장치(100)는 검사 스테이지(110), 약액 정보 측정부(120), 약액 검사부(130) 및 데이터베이스(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
검사 스테이지(110)는 약액을 검사하는 데에 이용될 기판(S)이 안착되는 것이다. 이러한 검사 스테이지(110)는 안착된 기판(S)을 지지할 수 있도록 상부면이 평평하게 형성될 수 있다.
약액 정보 측정부(120)는 액적(droplet; d) 형태로 기판(S) 상에 토출되는 약액에 대한 이차원 정보를 측정하는 것이다. 이러한 약액 정보 측정부(120)는 카메라를 이용하여 약액에 대한 이미지 정보를 획득함으로써 약액에 대한 이차원 정보를 측정할 수 있다.
약액 정보 측정부(120)는 검사 스테이지(110)의 상부에 설치될 수 있다. 이 경우, 약액 정보 측정부(120)는 약액의 평면에 대한 정보(x, y)를 약액의 이차원 정보로 측정할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 약액 정보 측정부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 검사 스테이지(110)의 측면에 설치되는 것도 가능하다. 이 경우, 약액 정보 측정부(120)는 약액의 단면에 대한 정보(y, z)를 약액의 이차원 정보로 측정할 수 있다. 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 약액 검사 장치의 개념도이다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
약액 정보 측정부(120)는 액적(d) 형태로 기판(S) 상에 토출되는 복수개의 약액에 대하여 이차원 정보를 측정할 수 있다. 이를 위해 기판(S) 전체를 스캔하고자 하는 경우, 약액 정보 측정부(120)는 검사 스테이지(110)의 상부에 설치될 수 있다. 약액 정보 측정부(120)는 이 경우, 검사 스테이지(110)의 상부에서 검사 스테이지(110)의 길이 방향(y축 방향)으로 이동하면서 기판(S) 전체를 스캔할 수 있다.
한편, 약액 정보 측정부(120)는 검사 스테이지(110)의 측면에 설치되어, 검사 스테이지(110)의 길이 방향으로 이동하면서 기판(S) 외곽에 위치하는 복수개의 약액에 대하여 이차원 정보를 측정하는 것도 가능하다.
약액 정보 측정부(120)는 복수개의 약액에 대하여 이차원 정보를 측정하기 위해 레일(rail)을 이용하여 검사 스테이지(110)의 길이 방향으로 이동할 수 있다. 이 경우, 약액 정보 측정부(120)는 실내 천장에 설치된 레일을 이용하여 검사 스테이지(110)의 상부에서 검사 스테이지(110)의 길이 방향으로 이동할 수 있으며, 실내 바닥에 설치된 레일을 이용하여 검사 스테이지(110)의 측면에서 검사 스테이지(110)의 길이 방향으로 이동할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 약액 정보 측정부(120)는 로봇 암(robot arm)을 이용하여 검사 스테이지(110)의 길이 방향으로 이동하는 것도 가능하다.
약액 정보 측정부(120)는 약액이 기판(S) 상에 액적(d) 형태로 토출된 후 약액에 대한 이차원 정보를 측정할 수 있다. 이 경우, 약액 정보 측정부(120)는 검사 스테이지(110)의 상부 또는 측면에서 약액에 대한 이차원 정보를 측정할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 약액 정보 측정부(120)는 약액이 노즐로부터 기판(S) 상으로 토출될 때 낙하중인 약액에 대한 이차원 정보를 측정하는 것도 가능하다. 이 경우, 약액 정보 측정부(120)는 검사 스테이지(110)의 측면에서 약액에 대한 이차원 정보를 측정할 수 있다. 또한, 이 경우, 약액 검사 장치(100)는 검사 스테이지(110)와 기판(S)을 구비하지 않아도 무방하다.
약액 정보 측정부(120)는 복수개의 약액에 대하여 이차원 정보를 측정하기 위해 이차원 이미지(2D image)를 게더링(gathering)하는 광학계로 구현될 수 있다. 구체적으로, 약액 정보 측정부(120)는 검사 스테이지(110)의 상부에 설치되는 경우, 복수개의 약액에 대하여 이차원 정보를 실시간으로 측정하기 위해 라인 스캔 카메라 모듈(line scan camera module)을 구비할 수 있다. 또한, 약액 정보 측정부(120)는 복수개의 약액에 대하여 이차원 정보를 정확하게 측정하기 위해 렌즈(lens)와 조명(lamp)을 구비할 수 있다. 한편, 약액 정보 측정부(120)는 검사 스테이지(110)의 측면에 설치되는 경우, 복수개의 약액에 대하여 높이 정보를 측정하기 위해 3D 메트롤로지 시스템(3D metrology system)으로 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 약액 검사 장치를 구성하는 약액 정보 측정부의 일실시 예시도이다. 이하 설명은 도 3을 참조한다.
도 3에 따르면, 약액 정보 측정부(120)는 몸체부(210), 몸체 지지부(220), 광 조사부(230), 광 보정부(240) 및 이미지 획득부(250)를 포함하여 구성될 수 있다.
몸체부(210)는 내부에 광이 지나갈 수 있는 통로가 형성되어 있는 것이다. 이러한 몸체부(210)는 기판(S) 상에서 반사된 광(즉, 기판(S) 상의 약액에 대한 정보를 가지고 있는 광)을 이미지 획득부(250)로 안내하는 역할을 한다.
몸체부(210)는 기판(S) 상에서 반사된 광을 이미지 획득부(250)로 안내하기 위해 내부가 비어 있고 상부와 하부가 개구되어 있는 원통 형상의 경통(body tube)으로 구현될 수 있다. 몸체부(210)는 내부가 비어 있고 상부와 하부가 개구되어 있는 다면체 형상의 것으로 구현되는 것도 가능하다.
몸체 지지부(220)는 몸체부(210)를 지지하는 것이다. 이러한 몸체 지지부(220)는 이동부(미도시)와 결합하여, 약액 정보 측정부(120)를 검사 스테이지(110)의 길이 방향으로 이동시킬 수 있다. 이 경우, 몸체 지지부(220)는 몸체부(210)가 이동 중에 요동하지 않도록(즉, 이미지 획득부(250)가 약액에 대한 이차원 정보를 정확하게 획득할 수 있도록) 몸체부(210)를 고정하는 역할을 할 수 있다.
몸체 지지부(220)는 몸체부(210)를 고정하기 위해 프레임(221)과 복수개의 피팅 부재(222)를 포함하여 구성될 수 있다. 피팅 부재(222)는 프레임(221)으로부터 측 방향으로 돌출되어 형성되며, 상하 방향으로 관통되는 홀(hole)을 구비할 수 있다. 몸체 지지부(220)는 이러한 피팅 부재(222)의 홀에 몸체부(210)를 삽입하여, 몸체부(210)의 측면에서 몸체부(210)를 고정할 수 있다.
광 조사부(230)는 기판(S) 상으로 광을 조사하는 것이다. 이러한 광 조사부(230)는 몸체부(210)의 측면에 결합되어, 몸체부(210) 아래의 기판(S) 상에 광을 조사할 수 있다.
광 조사부(230)는 LED 등을 포함하는 조명 장치로 구현될 수 있다. 광 조사부(230)는 이미지 획득부(250)가 약액에 대한 이차원 정보를 선명하게 획득할 수 있도록 조도가 높은 메탈 핼라이드 램프(metal halide lamp) 등을 포함하는 조명 장치로 구현되는 것도 가능하다. 한편, 광 조사부(230)는 레이저 모듈로 구현되는 것도 가능하다.
광 조사부(230)에 의해 기판(S) 상으로 조사된 광은 기판(S) 상의 약액 등에 의해 반사될 수 있다. 광 보정부(240)는 이와 같이 기판(S) 상에서 반사된 광이 입사되면, 이 광에서 수차(aberration)를 보정하는 역할을 한다. 광 보정부(240)는 이를 위해 대물 렌즈로 구현될 수 있다.
광 보정부(240)는 기판(S) 상에서 반사된 광이 몸체부(210)의 내부로 입사될 수 있도록 몸체부(210)의 하부와 결합하도록 형성될 수 있다. 이러한 광 보정부(240)는 기판(S) 상에서 반사된 광이 보다 많이 입사될 수 있도록 몸체부(210)의 외측면에 형성되는 광 조사부(230)와 나란하게 배치될 수 있다. 한편, 광 보정부(240)는 몸체부(210)의 내부 하측에 탑재되도록 형성되는 것도 가능하다.
이미지 획득부(250)는 기판(S) 상에서 반사된 광을 이용하여 약액의 이미지 정보를 획득하는 것이다. 이러한 이미지 획득부(240)는 몸체부(210)의 상부와 결합하도록 형성되어, 광 보정부(240), 몸체부(210) 등을 차례대로 거쳐 입사되는 광을 수광할 수 있다. 이미지 획득부(250)는 몸체부(210)의 내부 상측에 탑재되도록 형성되는 것도 가능하다.
이미지 획득부(250)는 기판(S) 상에서 반사된 광이 수광되면, 이 광을 전기 신호로 변환하여 이 전기 신호로부터 약액의 이미지 정보를 획득할 수 있다. 이미지 획득부(250)는 이를 위해 CCD(Charge Coupled Device) 소자, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 소자 등을 구비하는 카메라, 예를 들어 라인 스캔 카메라로 구현될 수 있다.
한편, 몸체부(210)의 내부에서 광 보정부(240)와 이미지 획득부(250)를 연결하는 통로 상에는 접안 렌즈가 구비될 수 있으나, 이미지 획득부(250)가 접안 렌즈를 포함할 경우 구비되지 않아도 무방하다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
약액 검사부(130)는 약액 정보 측정부(120)에 의해 측정된 약액의 이차원 정보를 기초로 약액을 검사하는 것이다. 이러한 약액 검사부(130)는 미리 구축된 데이터베이스(140)를 이용하여 약액을 검사할 수 있다.
약액 검사부(130)는 약액의 이차원 정보를 기초로 데이터베이스(140)를 통해 약액의 삼차원 정보를 획득하며, 약액의 삼차원 정보를 기초로 약액의 부피를 계산하여, 약액을 검사할 수 있다. 약액 검사부(130)는 이를 위해 프로세서를 갖춘 컴퓨터나 서버로 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명의 약액 검사 장치를 구성하는 약액 검사부가 약액을 검사하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다. 이하 설명은 도 4를 참조한다.
약액 검사부(130)는 약액의 이차원 정보를 기초로 약액의 외곽선을 추출한다. 이후, 약액 검사부(130)는 약액의 외곽선에 대한 정보를 기초로 약액의 면적에 대한 정보를 계산한다.
약액 검사부(130)는 약액의 면적에 대한 정보가 계산되면, 약액의 이차원 정보(또는 약액의 면적에 대한 정보)를 기초로 데이터베이스(140)의 룩업 테이블(lookup table)에서 약액의 높이 정보를 검출한다. 이때 약액 검사부(130)는 러닝 알고리즘(learning algorithm)(예를 들어, 딥 러닝 알고리즘(deep learning algorithm))을 이용하여 약액의 높이 정보를 검출할 수 있다.
약액 검사부(130)는 약액의 높이 정보가 검출되면, 약액의 이차원 정보와 약액의 높이 정보를 결합하여 약액의 삼차원 정보를 획득한다.
일례로, 약액의 이차원 정보와 관련된 약액의 높이 정보가 데이터베이스(140)에 저장되어 있는 경우, 약액 검사부(130)는 약액의 이차원 정보 13㎛ × 14㎛로부터 데이터베이스(140)에서 약액의 높이 정보 9㎛를 검출하여, 약액의 삼차원 정보 13㎛ × 14㎛ × 9㎛를 획득할 수 있다.
또한, 약액의 이차원 정보와 관련된 약액의 높이 정보가 데이터베이스(140)에 저장되어 있지 않은 경우, 약액 검사부(130)는 액적(d)의 그레이 레벨(gray level) 등을 고려하여 약액의 이차원 정보 45㎛ × 41㎛로부터 약액의 높이 정보 32㎛를 추정하여, 약액의 삼차원 정보 45㎛ × 41㎛ × 32㎛를 획득할 수 있다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
약액 검사부(130)는 약액의 삼차원 정보가 획득되면, 약액의 삼차원 정보를 기초로 약액을 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 모델링할 수 있다. 이후, 약액 검사부(130)은 약액의 삼차원 모델로부터 얻은 정보를 기초로 약액의 부피를 계산하여, 약액을 검사할 수 있다.
도 5는 본 발명의 약액 검사 장치를 구성하는 약액 검사부가 약액의 부피를 계산하는 방법을 설명하기 위한 제1 참고도이다. 이하 설명은 도 5를 참조한다.
약액 검사부(130)는 약액의 삼차원 모델로부터 얻은 정보를 기초로 약액의 부피를 계산하는 경우, 일례로 수학식 1을 이용하여 약액의 부피를 계산할 수 있다.
Figure pat00001
상기에서, Vdrop은 액적(d)의 부피(volume)를 의미하며, h는 액적(d)의 높이(height)를 의미한다. r은 액적(d)의 반경(radius of the sphere containing the spherical cap)을 의미하며, c는 액적(d)이 기판(S) 상에 토출될 때 액적(d)의 접촉면의 반지름(half of the contact base length)을 의미한다.
한편, 약액 검사부(130)는 데이터베이스(140)에서 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 약액의 접촉각에 대한 정보(θ)를 획득하며, 약액의 이차원 정보(x, y)와 약액의 접촉각에 대한 정보(θ)를 기초로 약액의 부피를 계산하여, 약액을 검사하는 것도 가능하다.
약액 검사부(130)는 약액의 이차원 정보(x, y)와 약액의 접촉각에 대한 정보(θ)를 기초로 약액의 부피를 계산하는 경우, 일례로 수학식 2 및 수학식 3을 이용하여 약액의 부피를 계산할 수 있다.
구체적으로, 약액 검사부(130)는 접촉각이 0도 이상 90도 미만일 때(0° ≤ θ < 90°), 수학식 2를 이용하여 약액의 부피를 계산할 수 있으며, 접촉각이 90도 이상 180도 미만일 때(90° ≤ θ < 180°), 수학식 3을 이용하여 약액의 부피를 계산할 수 있다.
Figure pat00002
상기에서, 상기에서, Vdrop은 액적(d)의 부피를 의미하며, θ는 접촉각을 의미한다. 또한 R은 액적(d)의 직경을 의미한다.
Figure pat00003
한편, 약액 검사부(130)는 약액의 이차원 정보로부터 밝기 차(예를 들어, 그레이 레벨(gray level) 차), 면적 차 등에 대한 정보를 획득하며, 데이터베이스(140)에서 이 값과 매칭되는 값을 검출하여 약액의 부피를 계산한 후, 약액을 검사하는 것도 가능하다.
도 6은 본 발명의 약액 검사 장치를 구성하는 약액 검사부가 약액의 부피를 계산하는 방법을 설명하기 위한 제2 참고도이다. 이하 설명은 도 6을 참조한다.
약액 정보 측정부(120)를 이용하여 약액의 이차원 이미지(2D image) 정보를 획득하는 경우, 기판(S) 상에 토출되는 약액의 토출량에 따라 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 이차원 이미지 정보 상에서 약액의 밝기 차가 발생할 수 있다.
데이터베이스(140)에는 약액의 토출량, 약액의 밝기값, 약액의 높이 등의 정보가 룩업 테이블의 형태로 구축되어 있으므로, 이 경우, 약액 검사부(130)는 약액의 이차원 이미지로부터 얻은 밝기 정보를 기초로 데이터베이스(140)에서 매칭되는 값(예를 들어, 약액의 높이에 대한 정보)을 검출하여 약액의 부피를 계산할 수 있다.
한편, 기판(S) 상에 토출되는 약액의 토출량에 따라 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 이차원 이미지 정보 상에서 약액의 면적 차가 발생할 수도 있다.
데이터베이스(140)에는 약액의 토출량, 약액의 면적, 약액의 높이 등의 정보가 룩업 테이블의 형태로 구축되어 있으므로, 이 경우, 약액 검사부(130)는 약액의 이차원 이미지로부터 얻은 면적 정보를 기초로 데이터베이스(140)에서 매칭되는 값(예를 들어, 약액의 높이에 대한 정보)을 검출하여 약액의 부피를 계산할 수 있다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
약액 검사부(130)는 약액의 부피가 계산되면, 이 계산값과 기준값(예를 들어, 해당 노즐에서 평상시 토출되는 약액의 부피)을 비교하여 약액을 검사할 수 있다.
일례로, 약액 검사부(130)는 계산값이 기준 범위 이내인지 여부(즉, 계산값이 '기준값 - α ≤ 계산값 ≤ 기준값 + α'를 만족하는지 여부)를 판단하며, 그 판단 결과를 토대로 약액을 검사할 수 있다. 약액 검사부(130)는 계산값이 기준 범위 이내인 것으로 판단되면, 노즐이 정상적으로 작동하는 것으로 판단하며, 계산값이 기준 범위를 벗어나는 것으로 판단되면, 노즐이 정상적으로 작동하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
3D 데이터(Volume)를 이용하여, 잉크젯 헤드(head) 내의 노즐(nozzle)별 액적(d)의 토출량을 측정하는 것이 가능해진다. 그러면, 노즐별 토출량 변화에 따른 문제점을 파악할 수 있으며, 토출량에 따른 문제 발생시 해당 정보를 피드백(feedback)하여 정량이 토출될 수 있도록 진행하는 것이 가능해진다. 또한, 정량 토출로 불필요한 잉크 소비 방지를 통한 원가 절감이 가능해지며, 불량 원인 파악을 통한 설비 신뢰성도 향상시킬 수 있다.
한편, 약액 검사부(130)는 약액의 부피(즉, 약액의 토출 용량)뿐만 아니라 약액의 토출 여부, 약액의 토출 개수, 약액의 토출 속도, 약액의 토출 각도 등으로 약액을 검사하는 것도 가능하다. 이때 약액 검사부(130)는 약액의 부피, 약액의 토출 여부, 약액의 토출 개수, 약액의 토출 속도 및 약액의 토출 각도 중에서 적어도 하나의 성분을 기초로 약액을 검사할 수 있다. 약액 검사부(130)는 데이터베이스(140)를 이용하여 약액의 부피, 약액의 토출 여부, 약액의 토출 개수, 약액의 토출 속도, 약액의 토출 각도 등을 한꺼번에 검사할 수도 있다.
데이터베이스(140)는 약액의 삼차원 정보를 저장하고 있는 것이다. 이러한 데이터베이스(140)는 잉크젯 헤드에 구비되는 노즐별로 다수회 실험하여 사전에 구축될 수 있다.
데이터베이스(140)는 노즐의 위치에 대한 정보, 노즐의 토출 횟수에 대한 정보, 약액의 종류에 대한 정보, 기판의 특성에 대한 정보 등을 고려하여 약액의 삼차원 정보를 저장할 수 있다. 상기에서 노즐의 위치에 대한 정보는 노즐이 잉크젯 헤드에서 몇번 노즐인지에 대한 정보를 의미하며, 노즐의 토출 횟수에 대한 정보는 이번에 토출된 액적(d)이 해당 노즐에서 몇번째 토출된 것인지에 대한 정보를 의미한다. 또한 기판의 특성에 대한 정보는 기판이 친수성과 소수성 중 어떠한 특성을 갖는지에 대한 정보를 의미한다.
한편, 데이터베이스(140)는 약액의 삼차원 정보와 관련하여 약액의 토출 속도에 대한 정보, 약액의 토출 각도에 대한 정보 등도 저장할 수 있다.
한편, 데이터베이스(140)는 인터넷 등을 통해 다른 서버로부터 약액의 삼차원 정보와 관련된 데이터들을 수집하여 빅 데이터를 구축하는 것도 가능하다. 일례로, 데이터베이스(140)는 다른 기기(예를 들어, 3D 비전 시스템)를 통해 실험하여 얻은 결과, 다른 곳에서 실험하여 얻은 결과 등을 외부의 서버로부터 수집하여 빅 데이터를 구축할 수 있다. 데이터베이스(140)가 빅 데이터를 구축하면, 약액 검사부(130)는 러닝 알고리즘을 이용하여 정확도가 더욱 향상된 약액의 삼차원 정보를 데이터베이스(140)로부터 획득하는 것이 가능해진다.
약액 검사 장치(100)는 다른 시스템에 의해 구축된 데이터베이스(140)를 활용하여 약액을 검사할 수 있으나, 데이터베이스(140)를 직접 구축한 후, 구축된 데이터베이스(140)를 활용하여 약액을 검사하는 것도 가능하다. 이 경우 약액 검사 장치(100)는 데이터베이스 구축부를 더 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 약액 검사 장치의 개념도이며, 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 약액 검사 장치의 개념도이다. 또한 도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 약액 검사 장치의 개념도이다.
약액 검사 장치(100)가 데이터베이스 구축부(150)를 더 포함하는 경우, 데이터베이스 구축부(150)는 도 7에 도시된 바와 같이 검사 스테이지(110)의 상부에 설치되는 약액 정보 측정부(120)와 검사 스테이지(110)의 측면에 설치되는 약액 정보 측정부(120)를 이용하여 데이터베이스(140)를 구축할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 데이터베이스 구축부(150)는 도 8에 도시된 바와 같이 검사 스테이지(110)의 상부에 각각 설치되는 약액 정보 측정부(120)와 센서(160)를 이용하여 데이터베이스(140)를 구축하거나, 도 9에 도시된 바와 같이 검사 스테이지(110)의 상부에 단독으로 설치되는 약액 정보 측정부(120)를 이용하여 데이터베이스(140)를 구축하는 것도 가능하다. 이하에서는 도 7 내지 도 9를 참조하여 각각의 경우에 대하여 설명한다.
먼저 도 7을 참조하여 데이터베이스 구축부(150)가 검사 스테이지(110)의 상부에 설치되는 약액 정보 측정부(120)와 검사 스테이지(110)의 측면에 설치되는 약액 정보 측정부(120)를 이용하여 데이터베이스(140)를 구축하는 경우에 대하여 설명한다.
도 7과 관련된 이하 설명에서는 편의상 검사 스테이지(110)의 상부에 설치되는 약액 정보 측정부(120)를 제1 약액 정보 측정부(120a)로 정의하고, 검사 스테이지(110)의 측면에 설치되는 약액 정보 측정부(120)를 제2 약액 정보 측정부(120b)로 정의한다.
제1 약액 정보 측정부(120a)는 검사 스테이지(110)의 상부에서 약액의 이차원 정보를 측정하는 것이다. 이러한 제1 약액 정보 측정부(120a)는 약액의 평면에 대한 정보(x, y)를 약액의 이차원 정보로 획득할 수 있다.
제2 약액 정보 측정부(120b)는 검사 스테이지(110)의 측면에서 약액의 이차원 정보를 측정하는 것이다. 이러한 제2 약액 정보 측정부(120b)는 약액의 단면에 대한 정보(y, z)를 약액의 이차원 정보로 획득할 수 있다.
데이터베이스 구축부(150)는 제1 약액 정보 측정부(120a)에 의해 측정된 약액의 이차원 정보와 제2 약액 정보 측정부(120b)에 의해 측정된 약액의 이차원 정보를 기초로 데이터베이스(140)를 구축하는 것이다.
데이터베이스 구축부(150)는 제1 약액 정보 측정부(120a)에 의해 측정된 약액의 이차원 정보, 제2 약액 정보 측정부(120b)에 의해 측정된 약액의 이차원 정보 등을 노즐의 위치에 대한 정보, 노즐의 토출 횟수에 대한 정보, 약액의 종류에 대한 정보, 기판의 특성에 대한 정보 등과 관련지어 데이터베이스(140)를 구축할 수 있다. 예를 들어, 데이터베이스 구축부(150)는 약액의 평면에 대한 정보(x, y), 약액의 단면에 대한 정보(y, z) 등을 노즐의 위치에 대한 정보, 노즐의 토출 횟수에 대한 정보, 약액의 종류에 대한 정보, 기판의 특성에 대한 정보 등과 관련지어 데이터베이스(140)를 구축할 수 있다.
한편, 데이터베이스 구축부(150)는 약액의 단면에 대한 정보(y, z)로부터 약액의 접촉각에 대한 정보(θ)를 산출하는 것도 가능하다. 이 경우, 데이터베이스 구축부(150)는 약액의 평면에 대한 정보(x, y), 약액의 단면에 대한 정보(y, z), 약액의 접촉각에 대한 정보(θ) 등을 노즐의 위치에 대한 정보, 노즐의 토출 횟수에 대한 정보, 약액의 종류에 대한 정보, 기판의 특성에 대한 정보 등과 관련지어 데이터베이스(140)를 구축할 수 있다.
데이터베이스 구축부(150)는 약액 검사부(130)와 마찬가지로 프로세서를 갖춘 컴퓨터나 서버로 구현될 수 있다. 본 실시예에서는 약액 검사부(130)와 데이터베이스 구축부(150)가 동일한 컴퓨터 또는 서버로 구현될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 약액 검사부(130)와 데이터베이스 구축부(150)는 서로 다른 컴퓨터 또는 서버로 구현되는 것도 가능하다.
다음으로 도 8을 참조하여 데이터베이스 구축부(150)가 검사 스테이지(110)의 상부에 각각 설치되는 약액 정보 측정부(120)와 센서(160)를 이용하여 데이터베이스(140)를 구축하는 경우에 대하여 설명한다.
도 8과 관련된 이하 설명에서는 편의상 검사 스테이지(110)의 상부에 설치되는 약액 정보 측정부(120)를 제1 약액 정보 측정부(120a)로 정의한다.
제1 약액 정보 측정부(120a)는 검사 스테이지(110)의 상부에서 약액의 이차원 정보를 측정하는 것이다. 이러한 제1 약액 정보 측정부(120a)는 약액의 평면에 대한 정보(x, y)를 약액의 이차원 정보로 획득할 수 있다.
센서(160)는 검사 스테이지(110)의 상부에서 약액의 높이에 대한 정보(z)를 측정하는 것이다. 이러한 센서(160)는 레이저 센서 등과 같은 높이 측정 센서로 구현될 수 있다.
데이터베이스 구축부(150)는 제1 약액 정보 측정부(120a)에 의해 측정된 약액의 이차원 정보와 센서(160)에 의해 측정된 약액의 높이 정보를 기초로 데이터베이스(140)를 구축하는 것이다.
데이터베이스 구축부(150)는 제1 약액 정보 측정부(120a)에 의해 측정된 약액의 이차원 정보(x, y), 센서(160)에 측정된 약액의 높이 정보(z) 등을 노즐의 위치에 대한 정보, 노즐의 토출 횟수에 대한 정보, 약액의 종류에 대한 정보, 기판의 특성에 대한 정보 등과 관련지어 데이터베이스(140)를 구축할 수 있다.
다음으로 도 9를 참조하여 데이터베이스 구축부(150)가 검사 스테이지(110)의 상부에 단독으로 설치되는 약액 정보 측정부(120)를 이용하여 데이터베이스(140)를 구축하는 경우에 대하여 설명한다.
도 9와 관련된 이하 설명에서는 편의상 검사 스테이지(110)의 상부에 설치되는 약액 정보 측정부(120)를 제3 약액 정보 측정부(120c)로 정의한다.
제3 약액 정보 측정부(120c)는 검사 스테이지(110)의 상부에서 약액의 삼차원 정보를 측정하는 것이다. 이러한 제3 약액 정보 측정부(120c)는 약액의 입체적 구조에 대한 정보(x, y, z)를 약액의 삼차원 정보로 획득할 수 있다. 제3 약액 정보 측정부(120c)는 비전 센서 등을 포함하여 구현될 수 있다.
데이터베이스 구축부(150)는 제3 약액 정보 측정부(120c)에 의해 측정된 약액의 삼차원 정보를 기초로 데이터베이스(140)를 구축하는 것이다.
데이터베이스 구축부(150)는 제3 약액 정보 측정부(120c)에 의해 측정된 약액의 삼차원 정보(x, y, z)를 노즐의 위치에 대한 정보, 노즐의 토출 횟수에 대한 정보, 약액의 종류에 대한 정보, 기판의 특성에 대한 정보 등과 관련지어 데이터베이스(140)를 구축할 수 있다.
한편, 본 실시예에서 약액 정보 측정부(120)는 레이저를 이용하여 약액의 3D 데이터를 측정하는 레이저 센서 모듈(미도시)로 구현되는 것도 가능하다. 이 경우, 약액 정보 측정부(120)는 검사 스테이지(110)의 상부, 측부, 하부 등 그 어떠한 곳에 설치되어도 무방하다.
상기에서 약액 정보 측정부(120)가 검사 스테이지(110)의 측부에 설치되거나 검사 스테이지(110)의 하부에 설치되는 경우, 잉크젯 헤드의 노즐로부터 낙하중인 약액을 대상으로 약액의 삼차원 정보를 획득할 수 있다. 약액 정보 측정부(120)가 이와 같이 노즐로부터 낙하중인 약액을 대상으로 약액의 삼차원 정보를 획득하는 경우, 본 실시예에서 약액 검사 장치(100)는 검사 스테이지(110)를 구비하지 않아도 무방하다.
한편, 상기에서 약액 정보 측정부(120)가 검사 스테이지(110)의 하부에 설치되는 경우, 검사 스테이지(110)에 홀(hole)을 형성하고, 이 홀을 통해 레이저를 통과시켜, 노즐로부터 낙하중인 약액으로부터 삼차원 정보를 획득하는 것도 가능하다.
이상 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 약액 검사 장치(100)는 약액의 이차원 정보를 측정한 후, 약액의 이차원 정보를 기초로 데이터베이스(140)에서 약액의 삼차원 정보를 검출한다. 이후, 약액 검사 장치(100)는 약액의 부피를 계산하여 약액을 검사한다.
이와 같이 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 약액 검사 장치(100)는 데이터베이스(140)를 이용하여 약액을 검사한다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 약액 검사 장치(100)는 데이터베이스(140)를 이용하지 않고 약액을 검사하는 것도 가능하다. 이하에서는 이에 대해 설명한다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 약액 검사 장치의 개념도이다. 본 발명의 제6 실시예에 따른 약액 검사 장치(100)는 도 7에 도시된 두 개의 약액 정보 측정부(120), 즉 제1 약액 정보 측정부(120a)와 제2 약액 정보 측정부(120b)를 이용하여 약액을 검사하는 것이다.
도 10에 따르면, 약액 검사 장치(100)는 검사 스테이지(110), 제1 약액 정보 측정부(120a), 제2 약액 정보 측정부(120b) 및 약액 검사부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 약액 정보 측정부(120a)는 검사 스테이지(110)의 상부에 설치되며, 검사 스테이지(110)의 상부에서 약액의 평면에 대한 정보(x, y)를 약액의 이차원 정보로 획득할 수 있다.
제2 약액 정보 측정부(120b)는 검사 스테이지(110)의 측면에 설치되며, 검사 스테이지(110)의 측면에서 약액의 단면에 대한 정보(y, z)를 약액의 이차원 정보로 획득할 수 있다.
약액 검사부(130)는 제1 약액 정보 측정부(120a)에 의해 획득된 약액의 이차원 정보, 즉 약액의 평면에 대한 정보(x, y)와 제2 약액 정보 측정부(120b)에 의해 획득된 약액의 이차원 정보, 즉 약액의 단면에 대한 정보(y, z)를 기초로 약액의 삼차원 정보를 획득하며, 약액의 삼차원 정보를 기초로 약액의 부피를 계산하여 약액을 검사할 수 있다. 일례로, 약액 검사부(130)는 수학식 1을 이용하여 약액의 부피를 계산하여 약액을 검사할 수 있다.
한편, 약액 검사부(130)는 약액의 단면에 대한 정보(y, z)를 기초로 약액의 접촉각에 대한 정보(θ)를 산출하는 것도 가능하다. 이 경우, 약액 검사부(130)는 약액의 삼차원 정보(x, y, z)와 약액의 접촉각에 대한 정보(θ)를 기초로 약액의 부피를 계산하여 약액을 검사할 수 있다. 일례로, 약액 검사부(130)는 수학식 2 및 수학식 3을 이용하여 약액의 부피를 계산하여 약액을 검사할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제7 실시예에 따른 약액 검사 장치의 개념도이다. 본 발명의 제7 실시예에 따른 약액 검사 장치(100)는 도 8에 도시된 한 개의 약액 정보 측정부(120), 즉 제1 약액 정보 측정부(120a)와 센서(160)를 이용하여 약액을 검사하는 것이다.
도 11에 따르면, 약액 검사 장치(100)는 검사 스테이지(110), 제1 약액 정보 측정부(120a), 센서(160) 및 약액 검사부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 약액 정보 측정부(120a)는 검사 스테이지(110)의 상부에 설치되며, 검사 스테이지(110)의 상부에서 약액의 평면에 대한 정보(x, y)를 약액의 이차원 정보로 획득할 수 있다.
센서(160)는 검사 스테이지(110)의 상부에 설치되며, 검사 스테이지(110)의 상부에서 약액의 높이에 대한 정보(z)를 획득할 수 있다.
약액 검사부(130)는 제1 약액 정보 측정부(120a)에 의해 획득된 약액의 이차원 정보, 즉 약액의 평면에 대한 정보(x, y)와 센서(160)에 의해 획득된 약액의 높이에 대한 정보(z)를 기초로 약액의 부피를 계산하여 약액을 검사할 수 있다. 일례로, 약액 검사부(130)는 수학식 1을 이용하여 약액의 부피를 계산하여 약액을 검사할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제8 실시예에 따른 약액 검사 장치의 개념도이다. 본 발명의 제8 실시예에 따른 약액 검사 장치(100)는 도 9에 도시된 한 개의 약액 정보 측정부(120), 즉 제3 약액 정보 측정부(120c)를 이용하여 약액을 검사하는 것이다.
도 12에 따르면, 약액 검사 장치(100)는 검사 스테이지(110), 제3 약액 정보 측정부(120c) 및 약액 검사부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
제3 약액 정보 측정부(120c)는 검사 스테이지(110)의 상부에 설치되며, 검사 스테이지(110)의 상부에서 약액의 입체적 구조에 대한 정보(x, y, z)를 약액의 삼차원 정보로 획득할 수 있다.
약액 검사부(130)는 제3 약액 정보 측정부(120c)에 의해 획득된 약액의 삼차원 정보, 즉 약액의 입체적 구조에 대한 정보(x, y, z)를 기초로 약액의 부피를 계산하여 약액을 검사할 수 있다. 일례로, 약액 검사부(130)는 수학식 1을 이용하여 약액의 부피를 계산하여 약액을 검사할 수 있다.
본 발명에 따른 약액 검사 장치(100)는 라인 스캔 방식을 적용하여 복수개의 약액에 대하여 실시간 검사가 가능하므로, 잉크젯 헤드에 구비되는 전체 노즐을 대상으로 약액을 검사하는 것이 가능하다. 예를 들어, 약액 검사 장치(100)는 20초 이하의 시간에 10만개의 액적에 대해 검사하는 것이 가능하다.
또한, 약액 검사 장치(100)는 백라이트 구성이 필요하지 않으며, 기구 간섭이나 공간 제약을 최소화하는 것이 가능하다.
또한, 약액 검사 장치(100)는 캘리브레이션 타겟(calibration target)을 이용한 왜곡 보정이 가능하다.
또한, 약액 검사 장치(100)는 딥 러닝 알고리즘을 적용하여 부피 연산 오차를 최소화할 수 있으며, 액적별로 정확한 검사가 가능하다.
또한, 약액 검사 장치(100)는 전자 저울이나 레이저를 사용하지 않으므로, 중복 검사가 필요하지 않으며, 검사 시간을 절약하는 것이 가능하다. 약액 검사 장치(100)는 약액 검사에 따른 소요 시간의 단축을 통해 생산성의 향상을 기대할 수 있으며, 나아가 보다 정확한 약액 상태의 확인을 통해 공정 신뢰도의 향상까지도 기대할 수 있다.
본 발명에 따른 약액 검사 장치(100)는 디스플레이 장치를 제조하는 데에 이용되는 기판에 패턴을 형성하는 인쇄 공정에 적용될 수 있으며, 반도체 소자를 세정하는 공정에 적용되는 것도 가능하다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 약액 검사 장치 110: 검사 스테이지
120: 약액 정보 측정부 120a: 제1 약액 정보 측정부
120b: 제2 약액 정보 측정부 120c: 제3 약액 정보 측정부
130: 약액 검사부 140: 데이터베이스
150: 데이터베이스 구축부 210: 몸체부
220: 몸체 지지부 230: 광 조사부
240: 광 보정부 250: 이미지 획득부

Claims (9)

  1. 약액에 대한 정보, 약액을 토출하는 노즐에 대한 정보 및 약액이 토출되는 기판에 대한 정보를 관련시켜 저장하는 데이터베이스;
    상기 기판 상에 토출되는 복수개의 약액에 대하여 이차원 정보를 측정하는 약액 정보 측정부; 및
    상기 이차원 정보 및 상기 데이터베이스에 저장된 정보를 기초로 상기 복수개의 약액에 대하여 삼차원 정보를 획득하며, 상기 삼차원 정보를 기초로 상기 복수개의 약액을 검사하는 약액 검사부를 포함하는 약액 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 약액 검사부는 상기 삼차원 정보를 기초로 상기 복수개의 약액에 대하여 부피를 계산하며, 상기 부피를 기초로 상기 복수개의 약액을 검사하는 약액 검사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 약액 정보 측정부는 상기 기판의 상부에 설치되거나, 상기 기판의 측면에 설치되는 약액 검사 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 약액 정보 측정부는 상기 기판 상을 라인 스캔(line scan)하여 상기 복수개의 약액에 대하여 상기 이차원 정보를 측정하는 약액 검사 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 약액 정보 측정부는,
    내부에 광이 지나갈 수 있는 통로가 형성되어 있는 몸체부;
    상기 몸체부를 지지하며, 상기 몸체부를 상기 기판 상에서 일방향으로 이동시키는 이동부와 결합하는 몸체 지지부;
    상기 몸체부의 측면에 결합되며, 상기 기판 상으로 광을 조사하는 광 조사부;
    상기 몸체부의 하부에 결합되며, 상기 기판 상에서 반사된 광을 보정하여 상기 몸체부의 내부로 안내하는 광 보정부; 및
    상기 이차원 정보가 측정될 수 있도록 상기 몸체부의 내부로 안내된 광을 수광하여 상기 기판 상에 토출되는 상기 복수개의 약액에 대하여 이미지 정보를 획득하는 이미지 획득부를 포함하는 약액 검사 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 약액 검사부는 상기 이차원 정보 및 상기 데이터베이스에 저장된 정보를 기초로 약액의 토출 여부에 대한 정보, 약액의 토출 개수에 대한 정보, 약액의 토출 속도에 대한 정보 및 약액의 토출 각도에 대한 정보 중 적어도 하나의 추가 정보를 더 획득하며, 상기 복수개의 약액을 검사할 때 상기 추가 정보를 더 이용하는 약액 검사 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터베이스를 구축하는 데이터베이스 구축부를 더 포함하며,
    상기 데이터베이스 구축부는 상기 약액 정보 측정부 중 어느 하나로서 상기 기판의 상부에 설치되어 약액의 이차원 정보를 측정하는 제1 약액 정보 측정부 및 상기 약액 정보 측정부 중 다른 하나로서 상기 기판의 측면에 설치되어 약액의 이차원 정보를 측정하는 제2 약액 정보 측정부를 이용하여 상기 데이터베이스를 구축하거나, 상기 제1 약액 정보 측정부 및 상기 기판의 상부에 설치되어 약액의 높이 정보를 측정하는 센서를 이용하여 상기 데이터베이스를 구축하거나, 또는 상기 약액 정보 측정부 중 또다른 하나로서 상기 기판의 상부에 설치되어 약액의 삼차원 정보를 측정하는 제3 약액 정보 측정부를 이용하여 상기 데이터베이스를 구축하는 약액 검사 장치.
  8. 기판의 상부에 설치되어 복수개의 약액에 대하여 제1 이차원 정보를 측정하는 제1 약액 정보 측정부 및 상기 기판의 측면에 설치되어 상기 복수개의 약액에 대하여 제2 이차원 정보를 측정하는 제2 약액 정보 측정부를 포함하거나, 상기 제1 약액 정보 측정부 및 상기 기판의 상부에 설치되어 상기 복수개의 약액에 대하여 높이와 관련된 센싱 정보를 측정하는 센서를 포함하거나, 또는 상기 기판의 상부에 설치되어 상기 복수개의 약액에 대하여 제1 삼차원 정보를 측정하는 제3 약액 정보 측정부를 포함하는 약액 정보 측정부; 및
    상기 제1 이차원 정보 및 상기 제2 이차원 정보를 기초로 제2 삼차원 정보를 획득하여 상기 복수개의 약액을 검사하거나, 상기 제1 이차원 정보 및 상기 센싱 정보를 기초로 상기 복수개의 약액을 검사하거나, 또는 상기 제1 삼차원 정보를 기초로 상기 복수개의 약액을 검사하는 약액 검사부를 포함하는 약액 검사 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 약액 검사부는 상기 제1 삼차원 정보와 상기 제2 삼차원 정보 중 어느 하나의 삼차원 정보를 기초로 상기 복수개의 약액에 대하여 부피를 계산하며, 상기 부피를 기초로 상기 복수개의 약액을 검사하는 약액 검사 장치.
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