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JP2010507801A - ガラス基板の品質検査装置及びその検査方法 - Google Patents

ガラス基板の品質検査装置及びその検査方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、ガラス基板の品質検査装置に関する。本発明は、波形の発生有無を検査するための照明部の照明がガラス基板だけに透過されるようにし、カメラにガラス基板表面の影映像をより鮮明に撮影されるようにするとともに、前記影映像による波形が種類別発生有無を微分アルゴリズムでより精密に検査できるようにしたものである。これによって、移送ユニットを介して連続的に移送されるガラス基板の品質状態をリアルタイムで検査し、製品に対する品質満足度を向上させるとともに、ガラス基板の品質検査に必要とされる時間を節約することで、連続する蒸着やエッチング、スパッタリングなどのプラズマを用いる工程が迅速に行われるようにする。

Description

本発明は、薄膜トランジスタ液晶表示装置(TFT−LCD)に薄膜トランジスタ(TFT)及びカラーフィルタ(color filter)を形成するためのガラス基板の波形(Waveness)発生有無を検査するガラス基板の品質検査装置及びその検査方法に関する。
薄膜トランジスタ液晶表示装置は、大きく分けて、薄膜トランジスタが形成される下部ガラス基板、カラーフィルタが形成される上部ガラス基板及び下部ガラス基板と上部ガラス基板との間に注入する液晶で構成される。
このような薄膜トランジスタ及びカラーフィルタを形成するためのガラス基板の場合は、その表面において厚さが一定でない波形現象が発生すると、ガラス基板にフィルムの蒸着やエッチングなどが均一に形成されず、薄膜トランジスタ液晶表示装置の液晶により表現される色相に異常が発生する、すなわちディスカラーが生じて製品不良となる。
そこで、従来では、ガラス基板を工程チャンバに入れて蒸着やエッチング、スパッタリングなどのプラズマを用いる工程を実行する前に、ガラス基板に対する全般的な品質検査を行うことになる。
しかし、従来のガラス基板表面に対する波形検査は、観測者ごとに観測結果が異なるなど、正確な観測を行うことができなかった。
一例として、従来ガラス基板に対する波形発生有無を検査する技術は、ガラス基板を垂直に立てた状態において光源をガラス基板に照射し、前記ガラス基板を光源と平行な状態で、僅かに傾斜(tilt)させることによって、前記ガラス基板の反対側に位置するスクリーンにガラス基板の影が生じる。
次に、上記スクリーンに投影される影から波形が発生する部分と波形が発生しない部分との透過率差(または光の位相差)が生じ、白くあるいは多少黒く屈曲した部分が現れ、これを作業者の目によって波形発生有無を判別することになる。
しかし、上記の波形検査は、インサイチュ検査が不可能であるため全数検査を行わなければならなく、それに、波形検査が作業者の目で直接判別するため工程時間が長くなるなど、波形検査の信頼性が大きく低下する短所がある。
したがって、本発明は上記のような従来の問題点を解決するために案出されたものであって、波形発生有無を検査するための照明部の照明がガラス基板だけに透過されるようにしたガラス基板の品質検査装置及びその検査方法を提供することに目的がある。
上記目的を達成するためのガラス基板の品質検査装置は、移送ユニットを介して工程設備に供給する際、そのガラス基板が移送される状態でリアルタイムにインサイチュ検査方式により波形発生有無を検査するか、又はガラス基板が停止した際にリアルタイムで波形発生有無をチェックする検査ユニットを構成するにおいて、前記検査ユニットは、前記ガラス基板の表面を透過する照明を照射する照明部と、前記照明部によってガラス基板に照明透過時、前記ガラス基板を透過する照明から発生するガラス基板の表面の影映像を撮影する映像処理部と、前記映像処理部から撮影した影映像によってガラス基板の表面に対する波形発生有無を検査する制御部とを含む。
他の一例として、前記照明部は、キセノンランプ(Xe Lamp)であることを特徴とする。
また他の一例として、前記ガラス基板を透過して生成される基板表面の影映像がより鮮明に表れるように、前記照明部の前方には照明の照射方向をガラス基板だけに局限させるスリットを結合構成することを特徴とする。
また他の一例として、前記スリットによりガラス基板だけに照射される照明の照射角度θは18〜22゜の範囲内であることを特徴とする。
そして、前記ガラス基板の品質検査装置によって実現される検査方法は、ガラス基板に所定角度で照明を照射してガラス基板の表面に対する影映像を獲得する段階と、前記獲得された影映像を波形化させる段階と、前記波形化された影映像を微分アルゴリズムで微分して等間隔に分割する段階と、前記微分により等間隔に分割される影映像にガラス基板の平坦度に対する基準値の境界条件を適用させる段階と、前記適用した境界条件を脱する映像の存在有無を検出して波形発生を判断する段階と、前記判断の結果によって、波形が発生された場合のその波形種類を選別する段階とを含む。
本発明は、カメラにガラス基板表面の影映像をより鮮明に撮影されるようにするとともに 、前記影映像に伴う波形種類別発生有無を微分アルゴリズムによりさらに精密に検査することで、移送ユニットから連続的に移送されるガラス基板の品質状態をリアルタイムで検査して製品に対する品質満足度を向上させるとともに、ガラス基板の品質検査のために必要とされる時間を節約し、連続する蒸着やエッチング、スパッタリングなどプラズマを用いる工程が迅速に行われることができる。
本発明の実施形態に係るガラス基板の品質検査装置に対する全体構成図である。 本発明の実施形態に係る照明部にスリットが適用された状態の正面図である。 本発明の実施形態に係る横方向からガラス基板の品質を検査する状態の平面概略図である。 本発明によって検査される波形の種類であって、ストリーク(Streak)状の波形の波形図である。 本発明によって検査される波形の種類であって、シクバンド(Thick Band)状の波形の波形図である。 本発明によって検査される波形の種類であって、コード(Cord)状の波形の波形図である。 本発明の実施形態に係るガラス基板にストリーク状の波形が発生した状態を示す実験による検出波形図である。 本発明の実施形態に係るガラス基板にシクバンド状の波形が発生した状態を示す実験による検出波形図である。 本発明の実施形態に係るガラス基板にコード状の波形が発生した状態を示す実験による検出波形図である。 本発明の実施形態に係るガラス基板にストリーク状の波形とシクバンド状の波形が同時に発生いた状態を示す実験による検出波形図である。 本発明の実施形態に係るガラス基板の品質検査方法を示すフローチャートである。 本発明のほかの実施形態に係る縦方向からガラス基板の品質を検査する状態の平面概略図である。
以下に、添付された図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。図1は本発明の実施形態に係るガラス基板の品質検査装置に対する全体構成図であり、図2は本発明の実施形態に係る照明部にスリットが適用された状態の正面図であり、図3は本発明の実施形態に係る横方向からガラス基板の品質を検査する状態の平面概略図を示すものである。
図4は本発明により検査される波形の種類であって、ストリーク状の波形の波形図であり、図5は本発明により検査される波形の種類であって、シクバンド状の波形の波形図であり、図6は本発明により検査される波形の種類であって、コード状の波形の波形図である。
図7は本発明の実施形態に係るガラス基板にストリーク状の波形が発生した状態を示す実験による検出波形図であり、図8は本発明の実施形態に係るガラス基板にシクバンド状の波形が発生した状態を示す実験による検出波形図であり、図9は本発明の実施形態に係るガラス基板にコード状の波形が発生した状態を示す実験による検出波形図であり、図10は本発明の実施形態に係るガラス基板にストリーク状の波形とシクバンド状の波形とが同時に発生した状態を示す実験による検出波形図を示すものである。
図1ないし図10に示すように、本発明の実施形態に係る有機基板品質検査装置は、薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造のための蒸着、エッチング、スパッタリング工程などのプラズマを用いる工程設備のそれぞれの流入側ゲートバルブ前方に設けられ、ローラからなる移送ユニット1により移送されるガラス基板2の波形発生有無をインサイチュ検査方式でリアルタイムに検査、又はガラス基板2が停止されている際のその波形発生有無をリアルタイムで検査するためのものであって、照明部10、映像処理部20、そして制御部30を含む検査ユニットから構成される。
前記照明部10は、ガラス基板2の表面を透過する照明を照射するキセノンランプであって、前記ガラス基板2が移送できるようにローラで構成されている移送ユニット1の下側に所定角度θで設けられ、その前方にはガラス基板2の表面だけに照明の照射が行われるように案内するスリット11が構成されている。
前記映像処理部20は、CCDカメラモジュールであって、前記照明部10によってガラス基板2の表面に照明透過が行われる際に、前記ガラス基板2の表面を透過する照明から発生する前記ガラス基板2表面の影映像が撮影されるように、前記移送ユニット1の上側に構成されている。
前記制御部30は、前記照明部10と映像処理部20とを制御するものであって、前記映像処理部20から撮影された影映像を入力した後、図4ないし図10に示すように、ガラス基板2の表面に対する波形発生有無及びその波形の種類を微分アルゴリズムで検査するように構成されていて、その内部のメモリにはガラス基板2の平坦度に対する境界条件S、S’を適用する基準値が設定されて保存されている。
このように構成された本発明の実施形態に対する作用を、添付の図1ないし図10とともにガラス基板の品質検査方法を示す添付の図11を参照して説明する。
まず、ローラで構成される多段の移送ユニット1を介して薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造のための蒸着、エッチング、スパッタリング工程などのプラズマを用いる工程設備に、ガラス基板2を移送させたり停止させたりする。
このとき、前記移送ユニット1の下端には、所定の照射角度(θ;20゜)を設けられ、その前方にはスリット11が結合されたキセノンランプの照明部10から照明を照射する場合、前記照明は前記スリット11によりガラス基板2の表面だけにその照射が行われるので反対面に透過される。
これによって、前記ガラス基板2の上面に透過される照明により影映像が現われ、前記影映像は前記移送ユニット1の上側に位置する映像処理部20、すなわち、CCDカメラに撮影され、制御部30に伝送される。
次に、前記制御部30は、前記撮影された影映像を波形化した後、これを微分アルゴリズムで微分して等間隔に分割するとともに、前記波形化された影映像からガラス基板2の平坦度に対する基準値の境界条件S、S’を適用することで、前記適用された境界条件S、S’を脱する映像が存在するか否かを検出して波形の発生を判断し、その波形の種類を選別することになる。
すなわち、前記制御部30は、微分されて等間隔に分割される影映像が既設定された境界条件S、S’を脱した部分が存在するか否かを検出した後、その検出された境界条件S、S’の以外の領域で等間隔の個数を演算し、図4ないし図6に示すように、ガラス基板2の表面にストリーク状の波形(Streak Type Waveness)、シクバンド状の波形(Thick Band Type Waveness)、またはコード状の波形(Cord Waveness)の発生有無を検査することになる。
これをさらに詳しく説明すると、まず、ガラス基板2の表面にストリーク状の波形が発生した場合の検査としては、図4ないし図10に示すように、制御部30は微分化されて等間隔に分割した影映像に、既設定の境界条件S、S’を脱した部分が存在した場合、前記制御部30は境界条件S、S’を脱して微分化された影映像の等間隔をカウントすることになる。
このとき、図4及び図7に示すように、前記カウントされた個数から境界条件S、S’を脱した影映像の全体等間隔の幅が狭い場合、前記制御部30はガラス基板2の表面にストリーク状の波形が発生したものとして検出する。
次に、図5及び図8に示すように、前記カウントされた個数から境界条件S、S’を脱する影映像の全体等間隔の幅が広い場合、前記制御部30はガラス基板2の表面にシクバンド状の波形が発生したものとして検出する。
次に、図6及び図9に示すように、前記カウントされた個数から境界条件S、S’を脱する影映像の全体等間隔の幅が繰り返しの周期を有している場合、前記制御部30はガラス基板2の表面にコード状の波形が発生したものとして検出することになる。
このとき、図4、図5及び図10に示すように、前記カウントされた個数から境界条件S、S’を脱する影映像の全体等間隔の幅が狭く分布されたり、その全体等間隔の幅が広く分布されたりする現象が同時に現われる場合、前記制御部30はガラス基板2の表面にストリーク状の波形とシクバンド状の波形とが同時に発生したものとして検出することになる。
一方、図12は縦方向からガラス基板の品質を検査する場合の平面概略図を示す本発明の他の実施形態であって、これはガラス基板2を移送するローラからなる多段の移送ユニット1の一段を除去した後、その除去された部分に縦方向から照明部10と映像処理部20及び制御部30を含む検査ユニット100を設けたものであって、これによってガラス基板2に対する波形発生有無を縦方向からも検出することができるようにする。
すなわち、本発明は、図3及び図12に示すように、ガラス基板2の表面に対する波形発生有無を横方向及び縦方向から検出することができるので、前記ガラス基板2の品質検査をさらに精密に行うことができる。
以上、本発明の実施形態と同一部分に対しては同一符号を付し、その説明を省略する。
本発明は、カメラにガラス基板表面の影映像をより鮮明に撮影されるようにするとともに、前記影映像による波形種類別発生有無を微分アルゴリズムでより精密に検査することができる。
1 移送ユニット
2 ガラス基板
10 照明部
11 スリット
20 映像処理部
30 制御部

Claims (8)

  1. 移送ユニットを介して工程設備に供給する際、そのガラス基板が移送される状態で、インサイチュ検査方式により波形発生有無をリアルタイムに検査するか、又はガラス基板が停止されている際にリアルタイムで波形発生有無を検査する検査ユニットを構成するにおいて、
    前記検査ユニットは、
    ガラス基板の表面を透過する照明を照射する照明部と、
    前記照明部からガラス基板に照明を透過させる際に、前記ガラス基板を透過する照明から発生するガラス基板の表面の影映像を撮影する映像処理部と、
    前記映像処理部から撮影した影映像からガラス基板の表面に対する波形発生有無を検査する制御部と、
    を含んで構成されることを特徴とするガラス基板の品質検査装置。
  2. 前記照明部は、キセノンランプであることを特徴とする請求項1に記載のガラス基板の品質検査装置。
  3. 前記ガラス基板を透過して生成される基板表面の影映像がより鮮明に現れるように、前記照明部の前方には、照明の照射方向をガラス基板だけに局限させるスリットを結合構成することを特徴とする請求項1に記載のガラス基板の品質検査装置。
  4. 前記スリットを介してガラス基板だけに照射される照明の照射角度は、18〜22゜の範囲内であることを特徴とする請求項3に記載のガラス基板の品質検査装置。
  5. ガラス基板に所定角度で照明を照射し、ガラス基板の表面に対する影映像を獲得する段階と
    前記獲得された影映像を波形化する段階と、
    前記波形化した影映像を微分アルゴリズムで微分して等間隔に分割する段階と、
    前記微分を介して等間隔に分割した影映像にガラス基板の平坦度に対する基準値の境界条件を適用する段階と、
    前記適用された境界条件を脱する映像が存在するか否かを検出して波形発生を判断する段階と、
    前記判断の結果、波形が発生した場合にその波形種類を選別する段階と、
    を含むことを特徴とするガラス基板の品質検査方法。
  6. 前記波形種類の選別は、
    境界条件を脱する微分化された影映像の等間隔をカウンタし、
    前記カウントされた個数から境界条件を脱する影映像の全体等間隔の幅が狭ければストリーク状の波形として選別することを特徴とする請求項5に記載のガラス基板の品質検査方法。
  7. 前記波形種類の選別は、
    境界条件を脱する微分化された影映像の等間隔をカウンタし、
    前記カウントされた個数から境界条件を脱する影映像の全体等間隔の幅が広ければシクバンド状の波形として選別することを特徴とする請求項5に記載のガラス基板の品質検査方法。
  8. 前記波形種類の選別は、
    境界条件を脱する微分化された影映像の等間隔をカウンタし、
    前記カウントされた個数から境界条件を脱する影映像の全体等間隔の幅が繰り返しの周期を有する場合、コード状の波形として選別することを特徴とする請求項5に記載のガラス基板の品質検査方法。
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