KR20230077005A - 마스크 검사 시스템 - Google Patents

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KR20230077005A
KR20230077005A KR1020210163246A KR20210163246A KR20230077005A KR 20230077005 A KR20230077005 A KR 20230077005A KR 1020210163246 A KR1020210163246 A KR 1020210163246A KR 20210163246 A KR20210163246 A KR 20210163246A KR 20230077005 A KR20230077005 A KR 20230077005A
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최병진
강혁
김재풍
안창욱
이재훈
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

일 실시예에 따른 마스크 검사 시스템은 스테이지, 서로 대향하는 제1 면 및 제2 면을 포함하며 상기 스테이지에 세워진 상태로 안착되는 마스크, 상기 마스크의 제1 면 측에 위치하는 제1 카메라 및 제1 조명기, 그리고 상기 마스크의 제2 면 측에 위치하는 제2 카메라 및 제2 조명기를 포함한다.

Description

마스크 검사 시스템{MASK INSPECTION SYSTEM}
본 발명은 마스크 검사 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 증착 공정, 포토리소그래피 공정 등에서 사용되는 마스크의 결함을 검출하기 위한 검사 시스템에 관한 것이다.
표시 패널 같은 전자 장치를 제조하는데 있어 마스크가 사용될 수 있다. 예컨대, 기판 상에 발광층, 전극층 등을 형성하기 위한 증착 공정에서 미세 금속 마스크(fine metal mask), 오픈 마스크(open mask)와 같은 금속 마스크가 사용될 수 있다.
마스크에 결함이 있으면, 기판 상에 증착되는 패턴 또는 층이 의도한 것과 다르게 형성될 수 있고, 제품의 불량을 초래할 수 있다. 따라서 마스크를 사용하기 전에 마스크의 결함을 검사하고, 결함이 발견되면 결함을 보완하거나 마스크를 교체하는 것이 필요할 수 있다.
마스크는 예컨대 스테이지(stage) 위에 마스크를 안착하고 마스크의 제1 면(전면)을 카메라로 촬영하고, 촬영된 영상에 기초하여 결함을 검사할 수 있다. 마스크의 제2 면(후면)을 검사하기 위해서, 마스크를 뒤집어서 스테이지에 안착하고 마스크의 제2 면을 카메라로 촬영하고, 촬영된 영상에 기초하여 결함을 검사할 수 있다. 하지만, 마스크의 제1 면과 제2 면이 다른 구조이면, 제1 면의 검사 시 마스크가 안착되는 스테이지의 형상과 제2 면의 검사 시 마스크가 안착되는 스테이지의 형상이 변경되어야 한다. 또한, 제1 면의 검사를 위한 카메라의 심도 및 초점과 제2 면의 검사를 위한 카메라의 심도 및 초점이 다를 수 있으므로, 카메라의 설정 변경이 필요할 수 있다.
실시예들은 마스크의 양면을 용이하게 검사할 수 있는 마스크 검사 시스템을 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 마스크 검사 시스템은 스테이지, 서로 대향하는 제1 면 및 제2 면을 포함하며 상기 스테이지에 세워진 상태로 안착되는 마스크, 상기 마스크의 제1 면 측에 위치하는 제1 카메라 및 제1 조명기, 그리고 상기 마스크의 제2 면 측에 위치하는 제2 카메라 및 제2 조명기를 포함한다.
상기 마스크는 상기 제1 면과 상기 제2 면이 중력 방향에 수직인 수평면에 대해 80° 내지 100°의 범위로 각을 이루고 상기 스테이지에 안착될 수 있다.
상기 제1 카메라는 상기 제2 조명기에 의해 조사되어 상기 마스크를 통과한 빛을 이용하여 상기 제1 면을 촬영하여 영상 정보를 생성할 수 있다. 상기 제2 카메라는 상기 제1 조명기에 의해 조사되어 상기 마스크를 통과한 빛을 이용하여 상기 제2 면을 촬영하여 영상 정보를 생성할 수 있다.
상기 제1 카메라는 상기 제2 조명기와 정렬될 수 있고, 상기 제2 카메라는 상기 제1 조명기와 정렬될 수 있다.
상기 제1 카메라는 상기 제1 조명기에 의해 조사되는 상기 제1 면을 촬영하여 영상 정보를 생성할 수 있다. 상기 제2 카메라는 상기 제2 조명기에 의해 조사되는 상기 제2 면을 촬영하여 영상 정보를 생성할 수 있다.
상기 제1 카메라는 상기 제1 조명기와 정렬될 수 있고, 상기 제2 카메라는 상기 제2 조명기와 정렬될 수 있다.
상기 마스크 검사 시스템은 상기 마스크의 제1 면 측에 위치하는 제1 갠트리, 그리고 상기 마스크의 제2 면 측에 위치하는 제2 갠트리를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 카메라 및 상기 제1 조명기는 상기 제1 면을 향하도록 상기 제1 갠트리에 장착될 수 있고, 상기 제2 카메라 및 상기 제2 조명기는 상기 제2 면을 향하도록 상기 제2 갠트리에 장착될 수 있다.
상기 마스크 검사 시스템은 상기 제1 면을 향하도록 상기 제1 갠트리에 장착된 송풍기 또는 흡입기, 그리고 상기 제2 면을 향하도록 상기 제2 갠트리에 장착된 송풍기 또는 흡입기를 더 포함할 수 있다.
상기 마스크 검사 시스템은 상기 마스크의 제1 면 측과 제2 면 측 간에 이동 가능하게 설치된 갠트리를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 카메라 및 상기 제1 조명기는 상기 갠트리의 제1 면에 장착될 수 있고, 상기 제2 카메라 및 상기 제2 조명기는 상기 갠트리의 제1 면에 대향하는 제2 면에 장착될 수 있다.
상기 갠트리가 상기 마스크의 제1 면 측에 위치할 때, 상기 제1 카메라 및 상기 제1 조명기는 제1 면과 마주하게 위치할 수 있다. 상기 갠트리가 상기 마스크의 제2 면 측에 위치할 때, 상기 제2 카메라 및 상기 제2 조명기는 제2 면과 마주하게 위치할 수 있다.
상기 마스크 검사 시스템은 상기 갠트리의 제1 면에 장착된 송풍기 또는 흡입기, 그리고 상기 갠트리의 제2 면에 장착된 송풍기 또는 흡입기를 더 포함할 수 있다.
상기 마스크 검사 시스템은 상기 마스크의 제1 면 측에 위치하는 제1 부분 및 상기 마스크의 제2 면 측 간에 위치하는 제2 부분을 포함하는 갠트리를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 카메라 및 상기 제1 조명기는 상기 제1 면을 향하도록 상기 갠트리의 제1 부분에 장착될 수 있고, 상기 제2 카메라 및 상기 제2 조명기는 상기 제2 면을 향하도록 상기 갠트리의 제2 부분에 장착될 수 있다.
상기 마스크 검사 시스템은 상기 갠트리의 제1 부분에 장착된 송풍기 또는 흡입기, 그리고 상기 갠트리의 제2 부분에 장착된 송풍기 또는 흡입기를 더 포함할 수 있다.
상기 스테이지는 상기 마스크의 가장자리가 삽입되는 홈을 포함할 수 있다.
상기 마스크는 증착용 금속 마스크일 수 있다.
일 실시예에 따른 마스크 검사 시스템은 스테이지, 서로 대향하는 제1 면 및 제2 면을 포함하며 상기 스테이지에 세워진 상태로 안착되는 마스크, 상기 마스크의 제1 면 측에 위치하며 상기 제1 면을 향하여 배치될 수 있는 제1 카메라 및 제1 조명기, 상기 마스크의 제2 면 측에 위치하며 상기 제2 면을 향하여 배치될 수 있는 제2 카메라 및 제2 조명기, 그리고 상기 제1 카메라, 상기 제1 조명기, 상기 제2 카메라 및 상기 제2 조명기가 장착되어 있는 하나 이상의 갠트리를 포함한다.
상기 마스크는 상기 제1 면과 상기 제2 면이 중력 방향에 수직인 수평면에 대해 80° 내지 100°의 범위로 각을 이루고 상기 스테이지에 안착될 수 있다.
상기 하나 이상의 갠트리는 상기 마스크의 제1 면 측에 위치하는 제1 갠트리 및 상기 마스크의 제2 면 측에 위치하는 제2 갠트리를 포함할 수 있다. 상기 제1 카메라 및 상기 제1 조명기는 상기 제1 면을 향하도록 상기 제1 갠트리에 장착될 수 있고, 상기 제2 카메라 및 상기 제2 조명기는 상기 제2 면을 향하도록 상기 제2 갠트리에 장착될 수 있다.
상기 하나 이상의 갠트리는 상기 마스크의 제1 면 측과 제2 면 측 간에 이동 가능하게 설치된 갠트리를 포함할 수 있다. 상기 제1 카메라 및 상기 제1 조명기는 상기 갠트리의 제1 면에 장착될 수 있고, 상기 제2 카메라 및 상기 제2 조명기는 상기 갠트리의 제1 면에 대향하는 제2 면에 장착될 수 있다.
상기 하나 이상의 갠트리는 상기 마스크의 제1 면 측에 위치하는 제1 부분 및 상기 마스크의 제2 면 측에 위치하는 제2 부분을 포함하는 갠트리를 포함할 수 있다. 상기 제1 카메라 및 상기 제1 조명기는 상기 제1 면을 향하도록 상기 갠트리의 제1 부분에 장착될 수 있고, 상기 제2 카메라 및 상기 제2 조명기는 상기 제2 면을 향하도록 상기 갠트리의 제2 부분에 장착될 수 있다.
실시예들에 따르면, 마스크의 양면을 용이하게 검사할 수 있는 마스크 검사 시스템을 제공할 수 있다. 예컨대, 마스크 검사 시스템은 마스크가 안착되는 스테이지의 형상을 변경하거나 카메라의 설정을 변경하지 않고, 마스크의 양면을 실질적으로 동시에 검사할 수 있다. 또한, 실시예들에 따르면 명세서 전반에 걸쳐 인식될 수 있는 유리한 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 마스크 검사 시스템을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 마스크 검사 시스템을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 마스크 검사 시스템을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4, 도 5 및 도 6은 일 실시예에 따른 마스크 검사 시스템을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 마스크 검사 시스템을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
첨부한 도면을 참고하여 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 구성이 다른 구성 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 구성이 없는 것을 뜻한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다는 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, "연결"된다는 둘 이상의 구성요소가 직접적으로 연결되는 경우만을 의미하는 것이 아니고, 둘 이상의 구성요소가 다른 구성요소를 통하여 간접적으로 연결되는 경우, 물리적으로 연결되는 경우나 전기적으로 연결되는 경우뿐만 아니라, 위치나 기능에 따라 상이한 명칭으로 지칭되었으나 실질적으로 일체인 각 부분이 서로 연결되는 경우를 포함할 수 있다.
도면에서, 방향을 나타내는데 부호 "x", "y" 밑 "z"가 사용되고, 여기서 "x"는 제1 방향이고, "y"는 제1 방향과 대략 수직인 제2 방향이고, "z"는 제1 방향 및 제2 방향과 대략 수직인 제3 방향이다.
도 1은 일 실시예에 따른 마스크 검사 시스템을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 마스크 검사 시스템을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
마스크 검사 시스템(1)은 스테이지(10), 갠트리(gantry)(21, 22), 카메라(31, 32), 조명기(41, 42) 및 제어기(60)를 포함할 수 있다.
스테이지(10)는 검사 대상인 마스크(M)를 지지할 수 있고 안착시킬 수 있다. 스테이지(10)는 제1 방향(x)으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 마스크(M)는 스테이지(10)에 안착된 상태에서 스테이지(10)와 함께 제1 방향(x)으로 이동할 수 있다. 스테이지(10)는 제1 방향(x)과 다른 방향(예컨대, 제2 방향((y) 및/또는 제3 방향(z))으로 이동할 수 있거나, 고정형일 수도 있다.
마스크(M)는 전체적으로 판형일 수 있고, 서로 대향하는 제1 면(S1)과 제2 면(S2)을 포함할 수 있다. 마스크(M)는 예컨대 표시 패널의 제조 공정 시 발광층, 전극층 등을 증착하는데 사용되는 미세 금속 마스크, 오픈 마스크 등과 같은 증착용 금속 마스크일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)은 각각 마스크(M)의 정면 및 후면일 수 있다. 마스크(M)에는 마스크(M)를 두께 방향으로 관통하는 (따라서 제1 면(S1)과 제2 면(S2)을 관통하는) 패턴(pattern), 슬릿(slit), 개구(opening) 등이 형성될 수 있고, 그러한 패턴, 슬릿, 개구 등을 증착 물질, 빛 등이 통과할 수 있다.
마스크(M)는 세워진 상태로, 즉 제1 면(S1)과 제2 면(S2)이 제3 방향(z)과 대략 평행하게 스테이지(10)에 안착될 수 있다. 마스크(M)는 제1 면(S1)과 제2 면(S2)이 중력 방향에 수직일 수 있는 수평면인 x-y 평면에 대략 수직인 상태로 안착될 수 있다. 예컨대, 마스크(M)는 제1 면(S1)과 제2 면(S2)이 x-y 평면과 약 80° 내지 약 100°의 범위, 또는 약 84° 내지 약 96°의 범위로 각을 이루게 안착될 수 있다.
스테이지(10)의 상부면은 전체적으로 x-y 평면과 대략 평행할 수 있다. 스테이지(10)는 마스크(M)를 안착하기 위한 홈(11)을 포함할 수 있다. 홈(11)은 마스크(M)의 가장자리에 대응하게 제1 방향(x)으로 길게 형성될 수 있다. 홈(11)에는 마스크(M)의 한 가장자리가 삽입될 수 있다. 스테이지(10)는 마스크(M)가 마스크(M)가 흔들리지 않도록 마스크(M)를 안정적으로 고정하기 위한 클램프(clamp)와 가은 고정 수단(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다.
갠트리(21, 22)는 스테이지(10) 및 마스크(M)의 일측(제1 면(S1) 측)에 위치하는 제1 갠트리(21)와 스테이지(10) 및 마스크(M)의 타측(제2 면(S2) 측)에 위치하는 제2 갠트리(22)를 포함할 수 있다. 즉, 마스크 검사 시스템(1)은 스테이지(10) 및 마스크(M)의 양측에 위치하는 한 쌍의 갠트리(21, 22)를 포함할 수 있다.
제1 갠트리(21)는 제1 지지부(211) 및 제1 지지부(211)와 결합된 제1 장착부(212)를 포함할 수 있다. 제1 지지부(211)는 제3 방향(z)으로 연장하는 기둥 형상일 수 있다. 제1 지지부(211)는 소정 위치에 고정되어 있을 수 있다. 하지만, 제1 지지부(211)는 제1 방향(x) 및/또는 제2 방향(y)으로 이동할 수도 있으며, 예컨대 제1 방향(x)으로 연장하도록 설치된 가이드 레일과 같은 이송 수단(도시되지 않음)을 통해 제1 방향(x)으로 이동할 수 있다. 제1 장착부(212)는 중력 방향일 수 있는 제3 방향(z)으로 이동 가능하게 제1 지지부(211)에 결합될 수 있다. 제1 장착부(212)는 제1 방향(x) 및 제3 방향(z)으로 이동 가능하게 제1 지지부(211)에 결합될 수도 있다. 제1 갠트리(21)는 제1 장착부(212)를 포함하지 않을 수도 있다.
제2 갠트리(22)는 제1 갠트리(21)의 제1 지지부(211) 및 제1 장착부(212)에 각각 대응하는 제2 지지부(221) 및 제2 장착부(222)를 포할 수 있다.
카메라(31, 32)는 제1 장착부(212)에 장착되는 제1 카메라(31) 및 제2 장착부(222)에 장착되는 제2 카메라(32)를 포함할 수 있다. 조명기(41, 42)는 제1 장착부(212)에 장착되는 제1 조명기(41) 및 제2 장착부(222)에 장착되는 제2 조명기(42)를 포함할 수 있다. 제1 카메라(31) 및 제1 조명기(41)는 하나의 모듈로 제공되거나 별개로 제공될 수 있다. 제2 카메라(32) 및 제2 조명기(42)는 하나의 모듈로 제공되거나 별개로 제공될 수 있다. 제1 및 제2 갠트리(21, 22)가 제1 및 제2 장착부(212, 222)를 포함하지 않을 경우, 제1 카메라(31) 및 제1 조명기(41)는 제1 지지부(211)에 장착될 수 있고, 제2 카메라(32) 및 제2 조명기(42)는 제2 지지부(221)에 장착될 수 있다.
제1 카메라(31) 마스크(M)의 제1 면(S1)을 촬영할 수 있도록 제1 면(S1)을 향하여 배치될 수 있다. 제2 카메라(32)는 마스크(M)의 제2 면(S2)을 촬영할 수 있도록 제2 면(S2)을 향하여 배치될 수 있다. 제1 조명기(41)는 마스크(M)의 제1 면(S1)을 향하여 빛을 조사하도록 제1 면(S1)을 향하여 배치될 수 있다. 제2 조명기(42)는 마스크(M)의 제2 면(S2)을 향하여 빛을 조사하도록 제2 면(S2)을 향하여 배치될 수 있다. 제1 카메라(31)는 제2 조명기(42)와 정렬될 수 있고, 제2 카메라(32)는 제1 조명기(41)와 정렬될 수 있다. 본 명세서에서 카메라와 조명기의 정렬은 카메라의 광축과 조명기의 광축이 동축으로 배열되는 것을 의미할 수 있다. 제1 카메라(31)는 제2 조명기(42)에 의해 조사되어 마스크(M)를 통과한 빛을 이용하여 제1 면(S1)을 촬영할 수 있고 제1 면(S1)에 대한 영상 정보를 생성할 수 있다. 제2 카메라(32)는 제1 조명기(41)에 의해 조사되어 마스크(M)를 통과한 빛을 이용하여 제2 면(S2)을 촬영할 수 있고 제2 면(S2)에 대한 영상 정보를 생성할 수 있다. 이와 달리, 제1 카메라(31)는 제1 조명기(41)에 의해 조사되는 제1 면(S1)을 촬영하여 제1 면(S1)에 대한 영상 정보를 생성할 수 있고, 제2 카메라(32)는 제2 조명기(42)에 의해 조사되는 제2 면(S2)을 촬영하여 제2 면(S2)에 대한 영상 정보를 생성할 수 있다. 이 경우, 제1 카메라(31)는 제1 조명기(41)와 정렬될 수 있고, 제2 카메라(32)는 제2 조명기(42)와 정렬될 수 있다. 제1 및 제2 카메라(31, 32)는 생성한 영상 정보를 제어기(60)로 전송할 수 있다.
제1 및 제2 카메라(31, 32)의 촬영 범위보다 마스크(M)의 면적이 넓을 경우, 마스크(M)에 대한 제1 및 제2 카메라(31, 32)의 촬영 범위와 제1 및 제2 조명기(41, 42)의 조사 범위를 이동시킬 수 있다. 즉, 제1 및 제2 카메라(31, 32)의 촬영 범위보다 넓은 제1 및 제2 면(S1, S2)의 전체 영역에 대한 영상 정보를 생성하기 위해서, 제1 및 제2 카메라(31, 32)와 제1 및 제2 조명기(41, 42)는 마스크(M)에 대하여 제1 방향(x) 및 제3 방향(z)으로 상대적으로 이동하면서 제1 및 제2 면(S1, S2)을 촬영할 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 면(S1, S2)의 촬영 시, 마스크(M)가 안착된 스테이지(10)가 제1 방향(x)으로 이동할 수 있고, 제1 카메라(31) 및 제1 조명기(41)가 장착된 제1 장착부(212)와 제2 카메라(32) 및 제2 조명기(42)가 장착된 제2 장착부(222)가 제3 방향(z)으로 이동할 수 있다. 다른 예로, 마스크(M)가 안착된 스테이지(10)는 고정되고, 제1 카메라(31) 및 제1 조명기(41)가 제1 장착부(212)에서 제1 방향(x)으로 이동할 수 있고, 제2 카메라(32) 및 제2 조명기(42)가 제2 장착부(222)에서 제1 방향(x)으로 이동할 수 있고, 제1 카메라(31) 및 제1 조명기(41)가 장착된 제1 장착부(212)와 제2 카메라(32) 및 제2 조명기(42)가 장착된 제2 장착부(222)가 제3 방향(z)으로 이동할 수 있다. 제1 및 제2 카메라(31, 32)와 제1 및 제2 조명기(41, 42)가 제1 및 제2 지지부(211, 221)에 장착된 경우, 마스크(M)가 안착된 스테이지(10)가 제1 방향(x)으로 이동할 수 있고, 제1 및 제2 카메라(31, 32)와 제1 및 제2 조명기(41, 42)가 제1 및 제2 지지부(211, 221)에서 제3 방향(z)으로 이동할 수 있다. 마스크(M)에 대한 카메라(31, 32) 및 조명기(41, 42)의 상대적 이동은 다양하게 변경될 수 있다.
제어기(60)는 마스크 검사 시스템(1)의 동작을 제어하고 전반적인 처리를 수행할 수 있다. 제어기(60)는 제1 및 제2 카메라(31, 32)와 유선통신 방식 또는 무선통신 방식으로 정보를 교환할 수 있다. 제어기(60)는 제1 및 제2 카메라(31, 32)로부터 수신한 영상 정보에 기초하여 마스크(M)의 결함을 판단할 수 있다. 제어기(60)는 또한 제1 및 제2 카메라(31, 32)로부터 수신한 영상 정보에 기초하여 결함의 종류를 판단할 수 있다. 제어기(60)는 프로세서(예컨대, 중앙처리장치) 및 메모리를 포함할 수 있다. 메모리에는 마스크(M)의 설계 정보가 저장될 수 있고, 프로세서는 저장된 설계 정보와 수신한 영상 정보를 비교하여 마스크(M)의 결함(예컨대, 이물 부착, 패턴 등의 불량)을 판단할 수 있다.
이와 같이, 마스크 검사 시스템(1)은 마스크(M)의 제1 및 제2 면(S1, S2)을 촬영하도록 각각 배치되는 제1 및 제2 카메라(31, 32)를 사용하여 마스크(M)의 양면(S1, S2)에 대한 영상 정보를 생성할 수 있다. 따라서 스테이지(10)의 형상을 변경하거나 카메라(31, 32)의 설정을 변경하지 않고, 마스크(M)의 양면(S1, S2)을 실질적으로 동시에 검사할 수 있다.
마스크 검사 시스템(1)은 부가 장치(51, 52)를 더 포함할 수 있다. 부가 장치(51, 52)는 마스크(M)에 부착된 이물을 제거할 수 있는 장치일 수 있으며, 예컨대 이물을 날려보낼 수 있는 송풍기 및/또는 이물을 빨아들일 수 있는 흡입기를 포함할 수 있다. 부가 장치(51, 52)는 제1 갠트리(21)에 장착되는 제1 부가 장치(51) 및 제2 갠트리(22)에 장착되는 제2 부가 장치(52)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 부가 장치(51, 52)는 각각 제1 및 제2 카메라(31, 32)에 인접하여 배치될 수 있다.
제1 및 제2 카메라(31, 32)에 의해 얻어진 영상 정보에 기초하여 마스크(M)의 결함이 검출되면, 제1 및/또는 카메라(31, 32)는 결함이 발견된 부위를 촬영할 수 있다. 이때, 제1 조명기(41)는 제1 카메라(31)가 촬영하는 부위(즉, 제1 면(S1)의 특정 영역)를 비출 수 있고, 제2 조명기(42)는 제2 카메라(32)가 촬영하는 부위(즉, 제2 면(S2)의 특정 영역)를 비출 수 있다. 마스크(M)의 일측에 위치하는 제1 카메라(31) 및 제1 조명기(41)를 사용하여 제1 면(S1)에서 결함 부위를 선명하게 촬영할 수 있고, 영상 정보를 생성할 수 있다. 또한, 마스크(M)의 타측에 위치하는 제2 카메라(32) 및 제2 조명기(42)를 사용하여 제2 면(S2)에서 결함 부위를 선명하게 촬영할 수 있고, 영상 정보를 생성할 수 있다. 제어기(60)는 제1 및 제2 카메라(31, 32)로부터 얻어진 영상 정보에 기초하여 결함의 종류를 판단할 수 있다. 결함의 종류가 이물 부착으로 판단되면, 제1 부가 장치(51)는 제1 면(S1)에 부착된 이물을 제거하는데 사용될 수 있고, 제2 부가 장치(52)는 제2 면(S2)에 부착된 이물을 제거하는데 사용될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 마스크 검사 시스템을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3을 참고하면, 일 실시예에 따른 마스크 검사 시스템(1)은, 전술한 실시예와 같이, 스테이지(10), 갠트리(21, 22), 카메라(31, 32), 조명기(41, 42) 및 제어기(60)를 포함할 수 있고, 부가 장치(51, 52)를 더 포함할 수 있다.
전술한 실시예와 차이점을 위주로 설명하면, 마스크(M)는 눕혀진 상태로, 즉 제1 면(S1)과 제2 면(S2)이 x-y 평면과 대략 평행하게 스테이지(10)에 안착될 수 있다. 마스크(M)의 제2 면(S2)이 실질적으로 스테이지(10)에 의해 가려지지 않도록 스테이지(10)는 마스크(M)의 가장자리만을 지지하도록 형성될 수 있다. 예컨대, 스테이지(10)는 마스크(M)의 가장자리와 중첩하는 영역의 내부에 개구(도시되지 않음)가 형성되거나 (즉, 스테이지(10)는 마스크(M)의 가장자리만을 지지하는 프레임 형상임), 마스크(M)의 대향하는 두 가장자리만을 지지하도록 두 부분으로 분리될 수 있다. 스테이지(10)는 제1 방향(x) 및/또는 제2 방향(y)으로 이동할 수 있고, 마스크(M)는 스테이지(10)에 안착되어 스테이지(10)와 함께 이동할 수 있다.
갠트리(21, 22)는 스테이지(10)의 상측에 위치하는 제1 갠트리(21)와 스테이지(10)의 하측에 위치하는 제2 갠트리(22)를 포함할 수 있다. 제1 갠트리(21)는 제1 지지부(211) 및 제1 지지부(211)와 결합된 제1 장착부(212)를 포함할 수 있고, 제2 갠트리(22)는 제2 지지부(221) 및 제2 지지부(221)와 결합된 제2 장착부(222)를 포함할 수 있다. 제1 지지부(211) 및 제2 지지부(221)는 제1 방향(x) 및/또는 제3 방향(z)으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 제1 장착부(212) 및 제2 장착부(222)는 제1 방향(x) 및/또는 제2 방향(y)으로 이동 가능하게 제1 지지부(211) 및 제2 지지부(221)에 결합될 수 있다.
전술한 실시예와 마찬가지로, 카메라(31, 32)는 제1 장착부(212)에 장착되는 제1 카메라(31) 및 제2 장착부(222)에 장착되는 제2 카메라(32)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 카메라(31, 32)는 마스크(M)의 제1 및 제2 면(S1, S2)을 실질적으로 동시에 촬영할 수 있고, 제1 및 제2 면(S1, S2)에 대한 영상 정보를 생성할 수 있다. 조명기(41, 42)는 제1 장착부(212)에 장착되는 제1 조명기(41) 및 제2 장착부(222)에 장착되는 제2 조명기(42)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 면(S1, S2)의 촬영 시, 제1 카메라(31)는 제2 조명기(42)와 정렬될 수 있고, 제2 카메라(32)는 제1 조명기(41)와 정렬될 수 있다. 부가 장치(51, 52)는 제1 갠트리(21)에 장착되는 제1 부가 장치(51) 및 제2 갠트리(22)에 장착되는 제2 부가 장치(52)를 포함할 수 있다. 제어기(60)는 제1 및 제2 카메라(31, 32)에 의해 얻어진 영상 정보에 기초하여, 마스크(M)의 결함을 검출할 수 있고, 결함의 종류를 확인할 수 있다. 마스크(M)의 결함이 이물 부착이면, 제어기(60)의 제어 하에 제1 부가 장치(51)가 제1 면(S1)에 부착된 이물을 제거하거나, 제2 부가 장치(52)가 제2 면(S2)에 부착된 이물을 제거할 수 있다.
도 4, 도 5 및 도 6은 일 실시예에 따른 마스크 검사 시스템을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4, 도 5 및 도 6을 참고하면, 마스크 검사 시스템(1)은 스테이지(10), 갠트리(20), 카메라(31, 32), 조명기(41, 42) 및 제어기(60)를 포함할 수 있고, 부가 장치(51, 52)를 더 포함할 수 있다. 마스크(M)는 세워진 상태, 즉 마스크(M)의 제1 및 제2 면(S1, S2)이 x-y 평면과 대략 수직인 상태로 (예컨대 x-y 평면과 약 80° 내지 약 100°의 범위, 또는 약 84° 내지 약 96°의 범위로 각을 이루게) 스테이지(10)에 안착될 수 있다. 스테이지(10)는 제1 방향(x), 제2 방향(y) 및/또는 제3 방향(z)으로 이동할 수 있지만, 고정형일 수도 있다.
마스크 검사 시스템(1)은 하나의 갠트리(20)를 포함할 수 있다. 갠트리(20)는 마스크(M)의 일측과 타측 간에 이동 가능하게 설치될 수 있다. 갠트리(20)는 지지부(201) 및 지지부(201)와 결합된 장착부(202)를 포함할 수 있다. 지지부(201)는 가이드 레일과 같은 이송 수단을 통해 제2 방향(y)으로 이동할 수 있다. 장착부(202)는 지지부(201)에서 제3 방향(z)으로 이동 가능하게 장착될 수 있다. 제1 카메라(31), 제1 조명기(41) 및 제1 부가 장치(51)는 장착부(202)의 제1 면에 장착될 수 있다. 제2 카메라(32), 제2 조명기(42) 및 제2 부가 장치(52)는 장착부(202)의 제1 면에 대향하는 제2 면에 장착될 수 있다. 즉, 하나의 장착부(202)의 양면에 마스크(M)의 양면(S1, S2)을 검사하거나 이물을 제거하기 위한 장치가 배치되고 장착될 수 있다. 마스크(M)의 양면(S1, S2)의 검사는 제1 면(S1)을 검사하고 갠트리(20)의 지지부(201)를 제2 방향(y)으로 이동시킨 후 제2 면(S2)을 검사하는 방식, 또는 제2 면(S2)을 검사하고 갠트리(20)의 지지부(201)를 제2 방향(y)으로 이동시킨 후 제1 면(S1)을 검사하는 방식으로 수행될 수 있다.
구체적으로, 도 4를 참고하면, 갠트리(20)가 마스크(M)의 일측에 위치할 수 있고, 장착부(202)의 제1 면에 장착된 제1 카메라(31), 제1 조명기(41) 및 제1 부가 장치(51)가 마스크(M)의 제1 면(S1)과 마주하게 위치할 수 있다. 마스크(M)에 대한 제1 카메라(31) 및 제1 조명기(41)의 위치를 예컨대 x-z 평면에서 상대적으로 이동시키면서, 제1 카메라(31) 및 제1 조명기(41)를 사용하여 제1 면(S1)을 촬영하고 제1 면(S1)에 대한 영상 정보를 생성할 수 있다. 또한, 생성된 영상 정보에 기초하여 마스크(M)의 결함 및 결함의 종류를 검출할 수 있고, 제1 부가 장치(51)를 사용하여 이물 등을 제거할 수 있다. 한편, 마스크 검사 시스템(1)은 마스크(M)의 타측에 제1 카메라(31)와 정렬되게 위치하고 마스크(M)의 제2 면(S2)을 향하여 빛을 조사하는 조명기(도시되지 않음)를 포함할 수도 있다. 이러한 부가 조명기는 제1 카메라(31)가 마스크(M)를 통과한 빛을 이용하여 제1 면(S1)을 촬영할 때 사용될 수 있다.
제1 면(S1)에 대한 검사가 완료되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 갠트리(20)는 제2 방향(y)으로 이동할 수 있다. 갠트리(20)의 이동 시 장착부(202)와 마스크(M) 간의 간섭이 발생하지 않도록, 장착부(202)는 제3 방향(z)으로 마스크(M) 위쪽으로 이동한 상태일 수 있다.
갠트리(20)는 제2 방향(y)으로 이동한 후, 도 6에 도시된 바와 같이, 마스크(M)의 타측에 위치할 수 있다. 마스크(M)의 제1 면(S1)을 촬영할 때와 마찬가지로, 장착부(202)의 제2 면에 장착된 제2 카메라(32), 제2 조명기(42) 및 제2 부가 장치(52)가 마스크(M)의 제2 면(S2)과 마주하게 위치할 수 있다. 마스크(M)에 대한 제2 카메라(32) 및 제2 조명기(42)의 위치를 예컨대 x-z 평면에서 상대적으로 이동시키면서, 제2 카메라(32) 및 제2 조명기(42)를 사용하여 제2 면(S2)에 대한 영상 정보를 생성할 수 있다. 또한, 생성된 영상 정보에 기초하여 마스크(M)의 결함 및 결함의 종류를 검출할 수 있고, 제2 부가 장치(52)를 사용하여 이물 등을 제거할 수 있다. 한편, 마스크 검사 시스템(1)은 마스크(M)의 일측에 제2 카메라(32)와 정렬되게 위치하고 마스크(M)의 제1 면(S1)을 향하여 빛을 조사하는 부가 조명기(도시되지 않음)를 포함할 수도 있다. 이러한 부가 조명기는 제2 카메라(32)가 마스크(M)를 통과한 빛을 이용하여 제2 면(S2)을 촬영할 때 사용될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 마스크 검사 시스템을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 7을 참고하면, 마스크 검사 시스템(1)은 스테이지(10), 갠트리(20), 카메라(31, 32), 조명기(41, 42) 및 제어기(60)를 포함할 수 있고, 부가 장치(51, 52)를 더 포함할 수 있다. 마스크(M)는 세워진 상태, 즉 마스크(M)의 제1 및 제2 면(S1, S2)이 x-y 평면과 대략 수직인 상태로 (예컨대 x-y 평면과 약 80° 내지 약 100°의 범위, 또는 약 84° 내지 약 96°의 범위로 각을 이루게) 스테이지(10)에 안착될 수 있다. 스테이지(10)는 제1 방향(x), 제2 방향(y) 및/또는 제3 방향(z)으로 이동할 수 있지만, 고정형일 수도 있다.
마스크 검사 시스템(1)은 하나의 갠트리(20)를 포함할 수 있다. 갠트리(20)는 지지부(201) 및 지지부(201)와 결합된 장착부(202)를 포함할 수 있다. 지지부(201)는 스테이지(10)와 제1 방향(x)으로 동일 선 상에 위치할 수 있다. 장착부(202)는 제3 방향(z)으로 이동 가능하게 지지부(201)에 결합될 수 있다. 장착부(202)는 대략 “ㄷ”자와 같은 평면 형상일 있다. 예컨대, 장착부(202)는 지지부(201)와 결합되며 제2 방향(y)으로 연장하는 가로부(202a), 그리고 가로부(202a)의 양단으로부터 제1 방향(x)으로 연장하는 제1 부분(202b) 및 제2 부분(202c)을 포함할 수 있다. 제1 부분(202b)은 마스크(M)의 일측에 위치할 수 있고, 제2 부분(202c)은 마스크(M)의 타측에 위치할 수 있다.
제1 카메라(31), 제1 조명기(41) 및 제1 부가 장치(51)는 제1 부분(202b)에 마스크(M)의 제1 면(S1)을 향하도록 장착될 수 있다. 제2 카메라(32), 제2 조명기(42) 및 제2 부가 장치(52)는 제2 부분(202c)에 마스크(M)의 제2 면(S2)을 향하도록 장착될 수 있다. 제1 조명기(41) 및 제1 부가 장치(51)는 제1 방향(x)으로 이동 가능하게 제1 부분(202b)에 장착되거나 고정되게 장착될 수 있다. 제2 카메라(32), 제2 조명기(42) 및 제2 부가 장치(52)는 제1 방향(x)으로 이동 가능하게 제2 부분(202c)에 장착되거나 고정되게 장착될 수 있다.
마스크(M)에 대한 제1 및 제2 카메라(31, 32) 및 제1 및 제2 조명기(41, 42)의 위치를 예컨대 x-z 평면에서 상대적으로 이동시키면서, 제1 카메라(31) 및 제2 조명기(42)를 사용하여 제1 면(S1)을 촬영하고, 제2 카메라(32) 및 제1 조명기(41)를 사용하여 제2 면(S2)을 촬영하여 제1 및 제2 면(S1, S2)에 대한 영상 정보를 생성할 수 있다. 제1 카메라(31) 및 제1 조명기(41)를 사용하여 제1 면(S1)을 촬영하고, 제2 카메라(32) 및 제2 조명기(42)를 사용하여 제2 면(S2)을 촬영하여 제1 및 제2 면(S1, S2)에 대한 영상 정보를 생성할 수도 있다.
이와 같이, 갠트리(20)를 구성하고, 제1 및 제2 카메라(31, 32), 제1 및 제2 조명기(41, 42), 그리고 제1 및 제2 부가 장치(51, 52)를 배치함으로써, 마스크(M)의 양면(S1, S2)을 실질적으로 동시에 검사할 수 있다. 마스크 검사 시스템(1)은 마스크(M)의 제1 면(S1)은 물론 제2 면(S2)을 용이하게 검사할 수 있고, 제1 및 제2 면(S1, S2)에 존재하는 이물을 제거함으로써 제품의 불량을 줄일 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 마스크 검사 시스템
10: 스테이지
20, 21, 22: 갠트리
201, 211, 221: 지지부
202, 212, 222: 장착부
31, 32: 카메라
41, 42: 조명기
51, 52: 부가 장치
60: 제어기
M: 마스크
S1: 마스크의 제1 면
S2: 마스크의 제2 면

Claims (20)

  1. 스테이지,
    서로 대향하는 제1 면 및 제2 면을 포함하며, 상기 스테이지에 세워진 상태로 안착되는 마스크,
    상기 마스크의 제1 면 측에 위치하는 제1 카메라 및 제1 조명기, 그리고
    상기 마스크의 제2 면 측에 위치하는 제2 카메라 및 제2 조명기
    를 포함하는 마스크 검사 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 마스크는 상기 제1 면과 상기 제2 면이 중력 방향에 수직인 수평면에 대해 80° 내지 100°의 범위로 각을 이루고 상기 스테이지에 안착되어 있는 마스크 검사 시스템.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 카메라는 상기 제2 조명기에 의해 조사되어 상기 마스크를 통과한 빛을 이용하여 상기 제1 면을 촬영하여 영상 정보를 생성하고,
    상기 제2 카메라는 상기 제1 조명기에 의해 조사되어 상기 마스크를 통과한 빛을 이용하여 상기 제2 면을 촬영하여 영상 정보를 생성하는 마스크 검사 시스템.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 카메라는 상기 제2 조명기와 정렬되고, 상기 제2 카메라는 상기 제1 조명기와 정렬되는 마스크 검사 시스템.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 카메라는 상기 제1 조명기에 의해 조사되는 상기 제1 면을 촬영하여 영상 정보를 생성하고,
    상기 제2 카메라는 상기 제2 조명기에 의해 조사되는 상기 제2 면을 촬영하여 영상 정보를 생성하는 마스크 검사 시스템.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 카메라는 상기 제1 조명기와 정렬되고, 상기 제2 카메라는 상기 제2 조명기와 정렬되는 마스크 검사 시스템.
  7. 제1항에서,
    상기 마스크의 제1 면 측에 위치하는 제1 갠트리, 그리고
    상기 마스크의 제2 면 측에 위치하는 제2 갠트리
    를 더 포함하며,
    상기 제1 카메라 및 상기 제1 조명기는 상기 제1 면을 향하도록 상기 제1 갠트리에 장착되어 있고, 상기 제2 카메라 및 상기 제2 조명기는 상기 제2 면을 향하도록 상기 제2 갠트리에 장착되어 있는 마스크 검사 시스템.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 면을 향하도록 상기 제1 갠트리에 장착된 송풍기 또는 흡입기, 그리고
    상기 제2 면을 향하도록 상기 제2 갠트리에 장착된 송풍기 또는 흡입기
    를 더 포함하는 마스크 검사 시스템.
  9. 제1항에서,
    상기 마스크의 제1 면 측과 제2 면 측 간에 이동 가능하게 설치된 갠트리를 더 포함하며,
    상기 제1 카메라 및 상기 제1 조명기는 상기 갠트리의 제1 면에 장착되어 있고, 상기 제2 카메라 및 상기 제2 조명기는 상기 갠트리의 제1 면에 대향하는 제2 면에 장착되어 있는 마스크 검사 시스템.
  10. 제9항에서,
    상기 갠트리가 상기 마스크의 제1 면 측에 위치할 때, 상기 제1 카메라 및 상기 제1 조명기는 제1 면과 마주하게 위치하고,
    상기 갠트리가 상기 마스크의 제2 면 측에 위치할 때, 상기 제2 카메라 및 상기 제2 조명기는 제2 면과 마주하게 위치하는 마스크 검사 시스템.
  11. 제9항에서,
    상기 갠트리의 제1 면에 장착된 송풍기 또는 흡입기, 그리고
    상기 갠트리의 제2 면에 장착된 송풍기 또는 흡입기
    를 더 포함하는 마스크 검사 시스템.
  12. 제1항에서,
    상기 마스크의 제1 면 측에 위치하는 제1 부분 및 상기 마스크의 제2 면 측에 위치하는 제2 부분을 포함하는 갠트리를 더 포함하며,
    상기 제1 카메라 및 상기 제1 조명기는 상기 제1 면을 향하도록 상기 갠트리의 제1 부분에 장착되어 있고, 상기 제2 카메라 및 상기 제2 조명기는 상기 제2 면을 향하도록 상기 갠트리의 제2 부분에 장착되어 있는 마스크 검사 시스템.
  13. 제12항에서,
    상기 갠트리의 제1 부분에 장착된 송풍기 또는 흡입기, 그리고
    상기 갠트리의 제2 부분에 장착된 송풍기 또는 흡입기
    를 더 포함하는 마스크 검사 시스템.
  14. 제1항에서,
    상기 스테이지는 상기 마스크의 가장자리가 삽입되는 홈을 포함하는 마스크 검사 시스템.
  15. 제1항에서,
    상기 마스크는 증착용 금속 마스크인 마스크 검사 시스템.
  16. 스테이지,
    서로 대향하는 제1 면 및 제2 면을 포함하며, 상기 스테이지에 세워진 상태로 안착되는 마스크,
    상기 마스크의 제1 면 측에 위치하며, 상기 제1 면을 향하여 배치될 수 있는 제1 카메라 및 제1 조명기,
    상기 마스크의 제2 면 측에 위치하며, 상기 제2 면을 향하여 배치될 수 있는 제2 카메라 및 제2 조명기, 그리고
    상기 제1 카메라, 상기 제1 조명기, 상기 제2 카메라 및 상기 제2 조명기가 장착되어 있는 하나 이상의 갠트리
    를 포함하는 마스크 검사 시스템.
  17. 제16항에서,
    상기 마스크는 상기 제1 면과 상기 제2 면이 중력 방향에 수직인 수평면에 대해 80° 내지 100°의 범위로 각을 이루고 상기 스테이지에 안착되어 있는 마스크 검사 시스템.
  18. 제16항에서,
    상기 하나 이상의 갠트리는 상기 마스크의 제1 면 측에 위치하는 제1 갠트리 및 상기 마스크의 제2 면 측에 위치하는 제2 갠트리를 포함하고,
    상기 제1 카메라 및 상기 제1 조명기는 상기 제1 면을 향하도록 상기 제1 갠트리에 장착되어 있고, 상기 제2 카메라 및 상기 제2 조명기는 상기 제2 면을 향하도록 상기 제2 갠트리에 장착되어 있는 마스크 검사 시스템.
  19. 제16항에서,
    상기 하나 이상의 갠트리는 상기 마스크의 제1 면 측과 제2 면 측 간에 이동 가능하게 설치된 갠트리를 포함하고,
    상기 제1 카메라 및 상기 제1 조명기는 상기 갠트리의 제1 면에 장착되어 있고, 상기 제2 카메라 및 상기 제2 조명기는 상기 갠트리의 제1 면에 대향하는 제2 면에 장착되어 있는 마스크 검사 시스템.
  20. 제16항에서,
    상기 하나 이상의 갠트리는 상기 마스크의 제1 면 측에 위치하는 제1 부분 및 상기 마스크의 제2 면 측에 위치하는 제2 부분을 포함하는 갠트리를 포함하고,
    상기 제1 카메라 및 상기 제1 조명기는 상기 제1 면을 향하도록 상기 갠트리의 제1 부분에 장착되어 있고, 상기 제2 카메라 및 상기 제2 조명기는 상기 제2 면을 향하도록 상기 갠트리의 제2 부분에 장착되어 있는 마스크 검사 시스템.
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WO2025058319A1 (ko) * 2023-09-14 2025-03-20 김용훈 포토마스크 검사장치 및 그 검사방법

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