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KR100636492B1 - 기판과 마스크의 정렬장치 및 정렬방법 - Google Patents

기판과 마스크의 정렬장치 및 정렬방법 Download PDF

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KR100636492B1
KR100636492B1 KR1020050000947A KR20050000947A KR100636492B1 KR 100636492 B1 KR100636492 B1 KR 100636492B1 KR 1020050000947 A KR1020050000947 A KR 1020050000947A KR 20050000947 A KR20050000947 A KR 20050000947A KR 100636492 B1 KR100636492 B1 KR 100636492B1
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Abstract

본 발명은 기판과 마스크에 관한 것으로, 기판과 마스크의 정밀하면서 정확한 정렬을 위한 기판과 마스크의 정렬장치 및 정렬방법에 관한 것이다.
본 발명은 기판과 마스크의 유휴부에 각각 표식이 표기된 표식부와, 기판과 마스크가 인접되면 기판과 마스크에 표기된 표식의 중첩을 촬영하는 감지부와, 이 감지부의 데이터가 판단되어 정확한 정렬을 위해 요구되는 기판의 재정렬이 시행되도록 스테이지를 제어하는 제어기가 포함된 기판과 마스크의 정렬장치를 제공하고, 이 정렬장치가 이용되어 기판과 마스크의 정렬에 발생된 오차가 기판과 마스크가 이격되어 보정되어 재정렬되는 기판과 마스크의 정렬방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 기판과 마스크의 정렬 정확도가 검지되어 적합 및 부적합 판단을 할 수 있고, 부적합 판단시 적합한 정렬이 이루어질 때까지 기판과 마스크가 재정렬되어 항상 기판과 마스크가 정확하면서도 정밀하게 정렬될 수 있으며, 이로 인해 기판과 마스크의 정렬에서 발생되는 오류에 의한 완제품의 불량률이 현저히 저감되도록 된 것이다.
발광 소자, 기판, 마스크, 정렬장치

Description

기판과 마스크의 정렬장치 및 정렬방법{Device and Mothod for aligning of substrate and mask}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발광 소자용 기판과 마스크의 정렬장치가 개략적으로 도시된 측면도,
도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 기판 및 트레이의 정면도이고, 기판과 트레이의 정렬 표식부위가 확대 도시된 부분도,
도 3은 도 1의 정렬장치가 개략적으로 도시된 공정도,
도 4는 도 1의 정렬장치가 이용된 기판과 마스크의 정렬방법이 개략적으로 도시된 순서도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100...정렬장치 110...표시부,
112...정렬점 114...기준점,
130...감지부 132...촬영기,
140...제어부 142...판독기,
144...제어기.
본 발명은 기판과 마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판과 마스크의 정확한 정렬을 위한 정렬장치 및 정렬방법에 관한 것이다.
일반적으로, 평판 디스플레이 중의 하나인 전계발광 디스플레이 장치는 발광층으로 사용하는 물질에 따라서 무기전계발광 디스플레이 장치와, 유기전계발광 디스플레이 장치로 구분되고, 유기전계발광 디스플레이 장치는 저전압으로 구동이 가능하고, 경량의 박형이면서 시야각이 넓을 뿐만 아니라 응답속도 또한 빠르다는 장점을 구비하고 있기 때문에 각광을 받고 있다.
이러한 유기전계발광 디스플레이 장치의 유기전계 발광소자는 기판 상에 적층식으로 형성되는 양극, 유기물층 및 음극으로 구성된다. 상기 유기물층은 정공과 전자가 재결합하여 여기자를 형성하고 빛을 방출하는 유기 발광층의 유기물층을 포함하고, 또한 정공과 전자를 유기 발광층으로 원활하게 수송하여 발광효율을 향상시키기 위하여 상기 음극과 유기 발광층 사이에 전자 주입층과 전자 수송층의 유기물층을 개재시키면서 양극과 유기 발광층 사이에 정공 주입층과 전자 수송층의 유기물층을 개재시킨다.
상술된 구조로 이루어진 유기전계 발광소자는 일반적으로, 진공증착법, 이온 플레이팅법 및 스퍼터링법 등과 같은 물리기상 증착법 또는 가스 반응에 의한 화학기상 증착법으로 제작된다. 특히, 유기전계 발광소자의 유기물층을 형성하기 위해 서는 진공챔버 내에서 유기물질을 증발시켜 형성된 유기기상물질을 증착원에서 분사하여 기판에 증착시키는 진공증착법이 널리 사용된다.
최근에 디스플레이의 대형화에 부응하여 기판의 크기가 대형화되고 있으며, 이러한 대형 기판에 유기물층을 증착하기 위하여 증착원이 진공챔버 내에서 수직 상하방향으로 이동하면서 유기기상물질을 분사하는 증착시스템이 개발되었다.
이러한 증착시스템에는 증착원을 상하방향으로 이동시키는 구동축이 제공되어 있고, 상기 구동축은 구동수단에 의해서 축회전하게 된다. 구동축의 축회전에 의해서 증착원은 수직 상하방향으로 이동하는 동안 유기물질을 증발시킴으로써 형성되는 유기기상물질을 분사하게 된다.
또한, 상기 증착기에서 분사된 물질이 도포되는 기판이 대면적화되면서 기판의 휨현상이 제거되도록 기판과 마스크가 입상의 상태에서 정렬되도록 이루어진 수직 정렬시스템이 연구되고 있고, 상기 마스크가 입상의 상태에서 정렬되도록 이루어진 수직 정렬시스템이 연구되고 있다.
따라서, 이러한 수직 정렬시스템에 적용되는 증착기의 정밀한 이동을 위한 정렬장치 및 정렬장치에 의한 정렬방법이 요구된다.
상기와 같은 요구가 충족되도록 안출된 본 발명은, 기판과 마스크에 표식들이 표시된 표식부와, 기판과 마스크가 정렬되면 표식의 중첩을 촬영하는 감지부와, 이 감지부의 데이터가 판단되어 필요시 정확한 정렬을 위해 기판의 재정렬이 실행 되도록 구동장치와 스테이지를 제어하는 제어부가 포함되어 이루어 짐으로 인해, 기판과 마스크의 정렬 정확도에 따라 필요시 반복적인 기판의 재정렬이 이루어짐과 더불어 연속적으로 진입되는 후속 기판들과 마스크들이 정밀하면서도 정확한 정렬이 이루어질 수 있도록 된 기판과 마스크의 정렬장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 상기 정렬장치가 이용되어 기판과 마스크에 표시된 표식의 중첩의 정확도에 따라 기판과 마스크의 정렬오차가 검지되면 기판과 마스크가 이격되어 정렬오차가 보정되고, 보정된 기판과 마스크의 정렬이 재확인될 수 있도록 된 기판과 마스크의 정렬방법을 제공함에 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판과 마스크의 정렬장치는, 기판과 마스크의 유휴부에 각각 표식들이 표기되어 이루어진 표식부;와, 상기 기판과 마스크가 구동장치 및 스테이지에 의해 동작되어 정렬되면서 중첩된 표식을 감지하도록 이루어진 감지부;와, 상기 감지부의 데이터가 수집ㆍ판단되어 연속된 후속공정의 진행 및 재정렬을 위한 전공정이 반복되도록 제어하는 제어부;가 구비되어 이루어진다.
또한, 상기 표식부는 기판과 마스크의 유휴부인 테두리 부위에 각각 표기된 표식들이 포함되고, 상기 표식들은 동일 중심을 갖도록 중첩되면 기판과 마스크의 정렬을 위한 정위치가 되도록 표기되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 감지부는 기판과 마스크에 표기된 표식이 중첩된 상태를 화상처 리하도록 위치 고정된 촬영기가 포함되어 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부는 촬영기에서 수신된 화상데이터가 판독되어 기판과 마스크의 정렬 적합 및 부적합을 판정하는 판독기와, 이 판독기의 결과데이터에 따라 구동장치와 스테이지가 동작되도록 제어하는 제어기가 포함되어 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어기는 판독기에서 정렬의 부적합이 판정되면 기판과 마스크가 이격되면서 정렬의 오차가 보정되도록 기판의 위치가 가변되어 마스크와 재고착되게 상기 기판을 동작시키는 구동장치와 스테이지가 제어되도록 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 정렬장치가 이용되어 마스크와 기판이 정렬되도록 이루어진 발광 소자용 기판과 마스크의 정렬방법에 있어서, 상기 마스크와 기판이 고착되고, 마스크와 기판의 중첩된 표식에 의한 정렬오차가 검지되는 단계;(S1), 상기 검지단계에서 부적합 판정되면 기판과 마스크가 격리되면서 보정되는 단계;(S2), 상기 검지단계(S1)로 회귀하는 단계;(S3), 상기 검지단계(S1)에서 적합 판정되면 마스크와 기판의 정렬이 완료되는 단계;(S4)가 포함되어 이루어진다.
이하, 본 발명에 따른 기판과 마스크의 정렬장치 및 정렬방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발광 소자용 기판과 마스크의 정렬장치가 개략적으로 도시된 측면도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 기판 및 트레이의 정면도이고, 도 2c는 도 1에 도시된 기판과 트레이의 정렬 표식부위가 확대 도시된 부분도이며, 도 3은 도 1의 정렬장치가 개략적으로 도시된 공정도이다.
본 발명에 따른 발광 소자용 기판과 마스크의 정렬장치(100)는 입상(立像)의 기판(102)과 마스크(104)의 유휴부에 표식들이 표시된 표식부(110)와, 상기 기판(102)이 홀더(106)에 고정되면서 기판(102)이 구동장치(108) 등에 의해 마스크(104)와 고착되면 기판(102)과 마스크(104)에 표기된 표식(112,114)의 중첩여부를 촬영하는 감지부(130)와, 이 감지부(130)의 데이터가 수집되면 표식(112,114)의 중첩 정확도가 판단되고 구동장치(10)와 스테이지(109)가 제어되어 기판(102)이 미세 조정되도록 이루어진 제어부(140)가 포함되어 이루어진다.
상기 감지부(130)는 도 1에서 보는 바와 같이, 촬영기(132)가 포함되고, 이 촬영기(132)는 기판(102)과 마스크(104)가 고착되면 중첩되도록 기판(102)과 마스크(104)에 표기된 표식(112,114)을 촬영하게 된다.
여기서, 기판(102)과 마스크(104)에 표기된 표식(110)은 도 2a 내지 도 2c에서와 같이, 기판(102) 및 마스크(104)의 테두리에 형성되고, 기판표식(112)은 정렬점(112)으로 대략 φ0.3mm정도의 크기로 형성되고, 마스크표식(114)은 기준점(114)으로 대략 φ1mm정도의 크기로 형성되어, 상기 기준점(114)에 정렬점(112)의 위치를 계산하여 기판(102)과 마스크(104)의 정렬 오차를 계산하게 된다. 물론, 기준점(114)의 중심과 정렬점(112)의 중심이 일치되면 정렬오차는 "0(제로)"가 되는 것이다. 여기서 정렬점과 기준점은 기판표식과 마스크표식과 각각 동일한 요소를 지칭하는 용어로서, 단순히 설명상 편의하게 부여된 용어일 뿐이다.
상기 촬영기(132)는 상기 구동장치(108)와 스테이지(109)의 이동과는 무관하게 고정되고, 상기 기판(102)과 마스크(104)의 표식(110)이 항상 화상 범위에 존재하도록 위치된다.
여기서, 상기 구동장치(108)는 기판(102)의 전ㆍ후방 이동을 제공하고, 스테이지(109)는 상하ㆍ좌우의 정렬을 위한 미세조정을 제공하는 부재이다.
한편, 상기 제어부(140)는 상기 촬영기(132)에서 수신된 화상데이터가 처리되어 기판(102)과 마스크(104)의 정렬이 적합한가 부적합한가를 판정하는 판독기(142)와, 이 판독기(142)의 결과데이터에 의해 구동장치(108)와 스테이지(109)가 동작되도록 제어하는 제어기(144)가 포함되어 이루어진다.
상기 제어기(144)는 판독기(142)의 결과데이터에 의해 기판(102)과 마스크(104)의 정렬이 부적합하다고 판정되면, 구동장치(108)에 의해 기판(102)과 마스크(104)가 이격되면서 스테이지(109)에 의해 정렬의 오차가 보정되어 기판(102)의 위치가 가변되고, 구동장치(108)에 의해 보정된 위치에서의 기판(102)과 마스크(104)가 재고착되도록 이루어진다.
물론, 기판(102)과 마스크(104)가 재고착되면 촬영기(32)에 의해 화상촬영되어 판독기(142)에서 판독되면, 이 판독된 결과에 따라 제어기(144)에 의해 구동장치(108)와 스테이지(109)가 제어됨으로써, 기판(102)과 마스크(104)의 정렬이 재처리된다.
또한, 상기 제어기(144)는 판독기(142)의 결과데이터에 의해 기판(102)과 마스크(104)의 정렬이 적합하다고 판정되면, 이후의 후속 공정이 지속되도록 구동장 치(108)가 제어된다.
이렇듯, 기판(102)과 마스크(104)의 정렬이 판단되어 재정렬이 이루어지도록 된 정렬장치에 의한 발광 소자용 기판 및 마스크의 정렬방법은 도 4에서와 같은 순서도로 나타낼 수 있다.
도 4에서 보듯이 발광 소자용 기판 및 마스크의 정렬방법은, 상기 기판(102)과 마스크(104)이 대략 3㎛까지 근접되어 이전 데이터에 의해 정렬되는 단계, 상기 기판(102)과 마스크(104)가 고착되어 기판(102)과 마스크(104)의 중첩된 표식(110)에 의한 정렬오차를 검지하는 단계(S1), 상기 검사단계에서 부적합 판정되면 기판(102)과 마스크(104)가 격리되면서 정렬 오차가 보정되는 단계(S2), 보정된 기판(104)이 상기 근접단계(S2)로 회귀되는 단계(S3), 상기 검지단계(S1)에서 적합판정되면 기판(102)과 마스크(104)의 정렬이 완료되는 단계(S4)가 포함되어 이루어진다.
물론, 고착된 기판(102)과 마스크(104)에 후속 공정이 이루어지는 것은 당연하다.
각 단계별로 좀 더 자세히 설명하기로 하자.
상기 정렬장치(100)의 구동장치(108)에 의해 기판(102)와 마스크(104)가 근접되도록 이동되고, 이전 데이터가 입력된 스테이지(109)에 의해 기판(102)과 마스크(104)가 정렬된다.
이러한 기판(102)과 마스크(104)의 정렬에는 기준점(114)과 정렬점(112)의 중첩이 병행하게 되고, 이 기준점(114)과 정렬점(112)을 촬영기(132)로 촬영하여 기판(102)과 마스크(104)의 정렬 오차를 판독기(142)에서 검지하게 된다.
상기 판독기(142)에 의한 정렬이 부적합 판정되면 구동장치(108)에 의해 기판(102)과 마스크(104)가 이격되고, 스테이지(109)에 의해 정렬 오차가 보정되도록 기판(102)의 위치가 가변된다.
이렇게 상기 마스크(104)와 이격되어 보정된 기판(102)이 대략 3㎛로 근접되는 단계로 회귀하게 된다.
한편, 이전 데이터에 의한 기판(102)과 마스크(104)의 정렬 및 보정에 의한 기판(102)과 마스크(104)의 정렬이 적합하게 판정되면, 기판(102)과 마스크(104)의 정렬이 완료되고, 고착된 기판(102)과 마스크(104)에 후속 공정이 실행된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 기판과 마스크의 정렬 정확도가 검지되어 적합 및 부적합 판단을 할 수 있고, 부적합 판단시 적합한 정렬이 이루어질 때 까지 기판과 마스크가 재정렬되어 항상 기판과 마스크가 정확하면서도 정밀하게 정렬될 수 있으며, 이로 인해 기판과 마스크의 정렬에서 발생되는 오류에 의한 완제품의 불량률이 현저히 저감될 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 기판과 마스크의 유휴부에 각각 표식들이 표기되어 이루어진 표식부;
    상기 기판과 마스크가 구동장치 및 스테이지에 의해 동작되어 정렬되면서 중첩된 표식을 감지하도록 이루어진 감지부;
    상기 감지부의 데이터가 수집ㆍ판단되어 연속된 후속공정의 진행 및 재정렬을 위한 전공정이 반복되도록 제어하는 제어부;
    가 구비되며,
    상기 제어부는 촬영기에서 수신된 화상데이터가 판독되어 기판과 마스크의 정렬 적합 및 부적합을 판정하는 판독기와, 이 판독기에서 정렬의 부적합이 판정되면 기판과 마스크가 이격되면서 정렬의 오차가 보정되도록 기판의 위치가 가변되어 마스크와 재고착되게 상기 기판을 동작시키는 구동장치와 스테이지를 제어하는 제어기가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 정렬장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표식부는 기판과 마스크의 유휴부인 테두리 부위에 각각 표기된 표식들이 포함되고, 상기 표식들은 동일 중심을 갖도록 중첩되면 기판과 마스크의 정렬을 위한 정위치가 되도록 표기된 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 정렬장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 감지부는 기판과 마스크에 표기된 표식이 중첩된 상태를 화상처리하는 촬영기가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 정렬장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 감지부의 촬영기는 트레이와 마스크의 표식이 화상 범위에 존재하도록 고정된 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 정렬장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항의 정렬장치가 이용되어 마스크와 기판이 정렬되도록 이루어진 발광 소자용 기판과 마스크의 정렬방법에 있어서,
    상기 마스크와 기판이 고착되고, 마스크와 기판의 중첩된 표식에 의한 정렬오차가 검지되는 단계;(S1)
    상기 검지단계에서 부적합 판정되면 기판과 마스크가 격리되면서 보정되는 단계;(S2)
    상기 검지단계(S1)로 회귀하는 단계;(S3)
    상기 검지단계(S1)에서 적합 판정되면 마스크와 기판의 정렬이 완료되는 단계(S4);
    가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 정렬방법.
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