KR100697042B1 - 기판의 결함을 검사하는 장치 및 이를 이용한 검사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판의 결함을 검사하는 장치 및 이를 이용한 검사 방법에 관한 것이다. 개시된 본 발명은 프로브로써 대상물에 빛을 조사하여 상기 대상물의 결함을 검사하는 장치에 있어서, 상기 대상물에 조사되는 빛의 스폿 사이즈를 확대시키는 렌즈를 구비하여 상기 렌즈에 의해 확대된 스폿 사이즈를 갖는 빛을 상기 대상물에 조사하여, 결함이 없을 때 상기 대상물에서 반사되는 빛의 파장신호와 결함이 있을 때 반사되는 빛의 파장신호와의 차이로써 상기 대상물의 결함을 검사하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 비교적 큰 스폿 사이즈를 가진 빛으로써 빠른 시간에 특히 대형 기판의 전체 표면에 대해서도 결함의 존재 여부를 검출할 수 있다. 이에 따라, 결함 측정 시간을 줄일 수 있고 컴퓨터의 메모리를 절약할 수 있을 뿐만 아니라 대형 기판의 결함 검출에도 유리한 효과가 있다.

액정 표시 장치, 유리 기판

Description

기판의 결함을 검사하는 장치 및 이를 이용한 검사 방법{APPARATUS FOR INSPECTION DEFECTS ON SUBSTRATE AND METHOD FOR INSPECTING SUBSTRATE USING THE SAME}

도 1은 종래 기술에 따른 기판 검사 장치를 도시한 구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치를 도시한 구성도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치를 이용한 기판의 검사 방법의 예를 도시한 평면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치를 이용한 기판의 검사 방법의 다른 예를 도시한 평면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100; 기판 검사 장치 110; 프로브

120; 광원 130; 분광기

140; 제어부 150; 렌즈

160; 표시부 200; 기판

300; 노즐

본 발명은 기판 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평편 표시 소자의 기판으로 채택되는 유리 기판 상에 존재하는 결함을 검사하는 장치 및 이를 이용한 검사 방법에 관한 것이다.

평판 표시 장치의 일종인 액정 표시 장치에 널리 쓰이는 유리 기판 상에 코팅된 소정의 막에 존재할 수 있는 스크랫치나 이물질을 비롯한 그 밖의 결함을 검지하기 위하여 후술하는 도 1과 같이 구성된 검사 장치를 이용한다.

도 1을 참조하면, 종래의 기판 검사 장치(10)는 프로브(11)와 광원(12)과 분광기(13) 및 제어부(14)로 구성되는게 일반적이다. 이러한 장치(10)는 빛을 프로브(11)를 이용하여 기판(20)에 조사하는데, 기판(20) 상에 이물질이나 스크랫치와 같은 결함(d)이 존재하면 처음에 조사한 빛과는 다른 파장의 빛의 신호가 들어온다. 이에 따라, 기판(20) 상에 결함(d)의 존재 여부를 확인한다.

그런데, 종래의 기판 검사 장치(10)는 비교적 작은 크기의 스폿 사이즈(spot size)로 측정하는 것이 일반적이다. 따라서, 종래의 기판 검사 장치(10)로써 대형 기판을 검사하는 경우에는 측정 포인트가 많기 때문에 오랜 측정 시간이 소요된다. 이에 따라, 종래의 기판 검사 장치(10)에서 사용되는 컴퓨터의 메모리 양이 커져야 하고, 또한 장시간의 측정 시간으로 말미암아 제품의 생산성 향상에 걸림돌이 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 기판의 결함 측정 시간을 획기적으로 단축할 수 있는 기판 검사 장치 및 이를 이용한 기판 검사 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성할 수 있는 본 발명은 기판에 조사하는 빛의 스폿 사이즈를 크게 하여 비교적 짧은 시간 동안 대형 기판 전체를 검사하는 것을 특징으로 한다.

상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치는, 프로브로써 대상물에 빛을 조사하여 상기 대상물의 결함을 검사하는 장치에 있어서, 상기 대상물에 조사되는 빛의 스폿 사이즈를 확대시키는 렌즈를 구비하여 상기 렌즈에 의해 확대된 스폿 사이즈를 갖는 빛을 상기 대상물에 조사하여, 결함이 없을 때 상기 대상물에서 반사되는 빛의 파장신호와 결함이 있을 때의 반사되는 빛의 파장신호와의 차이로써 상기 대상물의 결함을 검사하는 것을 특징으로 한다. 상기 렌즈는 상기 프로브에 설비될 수 있다.

상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 변형 실시예에 따른 기판 검사 장치는, 빛을 발생시키는 광원과; 상기 빛을 대상물에 빛을 조사하는 프로브와; 상기 프로브로부터 조사되는 빛의 스폿 사이즈를 확대시키는 렌즈와; 상기 대상물에서 반사되는 빛을 파장별로 분리하는 분광기와; 상기 분광기를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 대상물의 결함의 존재 여부를 시각적으로 구현하는 표시부를 더 포함할 수 있다.

상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 방법은, 노즐을 동작시켜 기판 상에 소정의 막을 코팅하는 단계와; 상기 노즐의 이동 동작과 병행하여 상기 노즐의 이동 방향과는 상이한 방향으로 검사 장치를 동작시켜 상기 기판 상에 코팅된 막에 존재하는 결함을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 방법에 있어서, 상기 노즐의 이동 동작과 병행하여 상기 노즐의 이동 방향과는 상이한 방향으로 검사 장치를 동작시켜 상기 기판 상에 코팅된 막에 존재하는 결함을 검사하는 단계는, 상기 노즐은 상기 기판 위를 직선 방향으로 이동하면서 상기 기판 상에 소정의 막을 코팅하고, 상기 검사 장치는 상기 기판 위를 지그재그 방향으로 이동하면서 상기 기판 상에 코팅된 막의 결함을 검사할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 방법에 있어서, 상기 노즐의 이동 동작과 병행하여 상기 노즐의 이동 방향과는 상이한 방향으로 검사 장치를 동작시켜 상기 기판 상에 코팅된 막에 존재하는 결함을 검사하는 단계는, 상기 노즐은 상기 기판 위를 제1 방향으로 이동하면서 상기 기판 상에 소정의 막을 코팅하고, 상기 검사 장치는 상기 기판 위를 상기 제1 방향과는 대체로 직교하는 제2 방향으로 이동하면서 상기 기판 상에 코팅된 막의 결함을 검사할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 방법에 있어서, 상기 노즐과 상기 검사 장치는 연동하여 상기 기판 위를 이동하거나, 또는 서로 독립적으로 이동할 수 있다.

본 발명에 의하면, 기존에 비해 비교적 큰 크기의 스폿 사이즈를 가지는 빛으로써 기판 자체의 표면 또는 기판 상에 코팅된 막 위에 존재하는 이물질이나 스크랫치를 비롯한 결함을 검출할 수 있다. 그러므로, 결함 측정 시간을 단축할 수 있고, 특히 대형 기판의 결함을 검출하는데 유리하다.

이하, 본 발명에 따른 기판 검사 장치 및 이를 이용한 기판 검사 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

본 발명과 종래 기술과 비교한 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명은 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 도면에 있어서 동일한 참조부호는 다양한 도면을 통해서 동일한 구성요소를 나타낸다.

(실시예)

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치를 도시한 구성도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 장치(100)는 프로브(110;Probe)로써 검사 대상물인 기판(200)에 광원(120;Light source)에서 나오는 빛을 조사한다. 여기서의 기판(200)은 예컨대 액정 표시 장치(LCD)와 같은 평판 표시 장치(FPD)에 적용될 수 있는 유리 기판(Glass substrate)일 수 있다. 프로브(110)로는 광섬유(Optical fiber)를 이용하는 광섬유 프로브를 채택할 수 있다.

프로브(110)에서 조사된 빛은 기판(200)에 코팅된 막에 의해 흡수되거나, 산란되거나, 또는 반사가 된다. 이때, 반사되어 프로브(110)에 다시 들어오는 빛은 분광기(130:Spectrometer)에 의해 분석된다. 분광기(130)는 일종의 광검출 기기로서 수집된 빛을 프리즘을 이용하여 파장대별로 분리하는 기구이다. 이 분광기(130) 를 통해서 정상 상태와 비정상 상태, 즉 기판(200) 상에 결함(d)이 없을 때의 빛의 파장 신호(정상치)와 결함(d)이 있을 때의 빛의 파장 신호(왜곡치)의 차이를 검지하여 기판(200) 상에의 결함(d)의 존재 여부를 측정한다. 이러한 측정 시스템은 제어부(140;Controller)에서 제어된다. 그리고, 표시부(160;Display)가 더 포함되어 있으면 결함 존재 여부에 대한 정보가 외부로 시각적으로 표시됨으로써 작업자로 하여금 필요한 후속 조치를 취하게 할 수 있는 것이 바람직하다.

한편, 프로브(110)에는 조사되는 빛의 스폿 사이즈(Spot size)를 기존에 비해 상대적 확대시키는 기구(150)가 더 포함되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 기구로서는, 예컨대, 프로브(110)로부터 나오는 원래의 빛의 스폿 사이즈보다 더 크게 확대시킬 수 있는 렌즈(150)일 수 있다. 이와 같이, 빛의 스폿 사이즈가 기존에 비해 커지면 후술하는 바와 같이 대형 기판을 측정하는데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 기판 검사 장치(100)를 이용한 기판(200)의 결함 검사 방법은 다음과 같다.

도 3은 상술한 기판 검사 장치(100)를 이용한 기판(200)의 결함 검사 방법의 일례를 나타내는 평면도이다. 도 3을 참조하면, 예를 들어 기판(200) 상면을 소정의 막으로 코팅하기 위한 노즐(300)이 기판(200)의 장변을 따라 Y 방향으로 이동한다고 가정한다. 여기서, 이 노즐(300)의 길이는 기판(200)의 단변의 길이보다 작지 않아서 Y 방향으로 1회 이동하는 것만으로도 기판(200) 전체에 대한 코팅 작업이 가능하다고 가정한다.

노즐(300)이 Y 방향으로 이동하면서 기판(200) 상면에 막을 코팅한다. 노즐(300)에 의한 코팅 공정과 동시에 또는 그 직후에 기판 검사 장치(100)는 소정의 막이 코팅된 기판(200) 위를 이동하면서 결함의 존재 여부를 검사한다. 기판 검사 과정에 있어서, 기판 검사 장치(100)가 가급적 작은 거리를 이동하면서 기판(200) 전체를 스캔하는 것이 생산성 향상에 바람직하다고 할 수 있다. 그러므로, 기판 검사 장치(100)는 노즐(300)의 Y 방향으로의 이동과 동시에 혹은 그 직후에 Y 방향으로 이동함과 동시에 X 방향으로 이동하면서 기판(200)의 결함을 검사하는 작업을 수행하는 것이 바람직하다. 노즐(300)과 기판 검사 장치(100)는 같이 연동하여 동작하거나 또는 서로 독립적으로 동작할 수 있게끔 임의대로 설계할 수 있다.

기판 검사 장치(100)의 결과적인 이동 방향은 지그재그 방향 즉 Z 방향이 된다. 이때, 이미 언급한 바와 같이 기판 검사 장치(100)는 프로브(110)에 렌즈(150)가 설치되어 있기 때문에 비교적 큰 스폿 사이즈의 빛을 기판(200) 표면에 조사할 수 있다. 만일, 기판(200)의 어느 곳에 결함이 있을 때는 넓은 영역에 빛을 조사하였으므로 그 영역안에 결함이 존재한다는 것을 알 수 있다. 그러므로, 본 실시예의 기판 검사 장치(100)는 기판(200)의 전체면, 특히 대형 기판의 전체면에 대해서도 비교적 단시간 내에 결함 검사 작업을 수행할 수 있는 것이다. 결함의 존재 여부는 상술한 바와 같이 결함이 없을 경우 반사되는 빛의 파장 신호(정상치)와 결함이 있을 경우의 빛의 파장 신호(왜곡치)의 차이를 이용한다.

한편, 기판 검사 장치(100)는 기판(200) 위를 지그재그(zigzag) 방식으로 이동하므로 기판 검사 장치(100)가 미처 검사하지 못하는 영역(빗금친 부분)이 있을 수 있다. 지그재그 방식에서는 기판 검사 장치(100)의 X 및 Y 방향으로의 이동 속도를 적절히 조절하면 검사 간과 영역을 최소화시킬 수 있다.

도 4는 상술한 기판 검사 장치(100)를 이용한 기판(200)의 결함 검사 방법의 다른 예를 나타내는 평면도이다. 도 4를 참조하면, 노즐(300)은 기판(200) 표면을 스텝 단위로 Y 방향으로 이동하여 코팅한다. 이때, 기판 검사 장치(100)는 X 방향으로 이동하면서 결함을 검출한다. 이러한 방식으로 기판 검사 장치(100)가 이동하게 되면 기판(200)의 전 영역을 빠짐없이 스캔할 수 있기 때문에 기판 검사 장치(100)가 미처 검사하지 못하는 영역이 발생하지 않는다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 비교적 큰 스폿 사이 즈를 가진 빛으로써 빠른 시간에 특히 대형 기판의 전체 표면에 대해서도 결함의 존재 여부를 검출할 수 있다. 이에 따라, 결함 측정 시간을 줄일 수 있고 컴퓨터의 메모리를 절약할 수 있을 뿐만 아니라 대형 기판의 결함 검출에도 유리한 효과가 있다.

Claims (7)

1. 프로브로써 대상물에 빛을 조사하여 상기 대상물의 결함을 검사하는 장치에 있어서,

   상기 대상물에 조사되는 빛의 스폿 사이즈를 확대시키는 렌즈를 구비하여 상기 렌즈에 의해 확대된 스폿 사이즈를 갖는 빛을 상기 대상물에 조사하여, 결함이 없을 때 반사되는 빛의 파장신호와 결함이 있을 때 반사되는 빛의 파장신호와의 차이로써 상기 대상물의 결함을 검사하는 것을 특징으로 하는 기판 결함 검사 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈는 상기 프로브에 설비되는 것을 특징으로 하는 기판 결함 검사 장치.
3. 빛을 발생시키는 광원과;

   상기 빛을 대상물에 빛을 조사하는 프로브와;

   프로브에서 조사되는 빛의 스폿 사이즈를 확대시키는 렌즈와;

   상기 대상물에서 반사되는 빛을 파장별로 분리하는 분광기와;

   상기 분광기를 제어하는 제어부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 결함 검사 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 대상물의 결함의 존재 여부를 시각적으로 구현하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 결함 검사 장치.
5. 노즐을 동작시켜 기판 상에 막을 코팅하는 단계와;

   상기 코팅하는 동작을 하는 노즐과 병행하여 상기 노즐의 이동 방향과는 상이한 방향으로 검사 장치를 동작시켜 상기 기판 상에 코팅된 막에 존재하는 결함을 검사하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 결함 검사 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 코팅하는 동작을 하는 노즐과 병행하여 상기 노즐의 이동 방향과는 상이한 방향으로 검사 장치를 동작시켜 상기 기판 상에 코팅된 막에 존재하는 결함을 검사하는 단계는,

   상기 노즐은 상기 기판 위를 직선 방향으로 이동하면서 상기 기판 상에 막을 코팅하고, 상기 검사 장치는 상기 기판 위를 지그재그 방향으로 이동하면서 상기 기판 상에 코팅된 막의 결함을 검사하는 것을 특징으로 하는 기판 결함 검사 방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 코팅하는 동작을 하는 노즐과 병행하여 상기 노즐의 이동 방향과는 상이한 방향으로 검사 장치를 동작시켜 상기 기판 상에 코팅된 막에 존재하는 결함을 검사하는 단계는,

   상기 노즐은 상기 기판 위를 제1 방향으로 이동하면서 상기 기판 상에 막을 코팅하고, 상기 검사 장치는 상기 기판 위를 상기 제1 방향과는 직교하는 제2 방향으로 이동하면서 상기 기판 상에 코팅된 막의 결함을 검사하는 것을 특징으로 하는 기판 결함 검사 방법.

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