KR100842182B1 - Substrate align appauatus and method using the same - Google Patents

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Abstract

An apparatus and a method for aligning a substrate and a mask are provided to improve precision of alignment by compensating a droop of the substrate before aligning the substrate and the mask. An apparatus for aligning a substrate and a mask includes a droop compensation device(20) for lifting a drooping region of the substrate. The droop compensation device includes a horizontal bar(21), a pin(22), and a driving unit(23). The horizontal bar is installed in a horizontal direction. The pin is projected toward an upper part of the horizontal bar. The driving unit lifts the horizontal bar. The driving unit transfers the horizontal bar to a region except a lower part of the mask to prevent interference of the horizontal bar in deposition.

Description

기판과 마스크를 얼라인하는 장치 및 방법{Substrate align appauatus and method using the same}Substrate align appauatus and method using the same}

도 1은 종래 기판과 마스크의 얼라인 공정을 개략적으로 도시한 것이다. 1 schematically illustrates an alignment process of a conventional substrate and a mask.

도 2a는 본 발명에 의한 처짐보상수단을 나타낸 것이고, 도 2b는 처짐보상수단의 사용상태를 도시한 것이다. Figure 2a shows the deflection compensation means according to the present invention, Figure 2b shows a state of use of the deflection compensation means.

도 3은 본 발명에 의한 얼라인 장치를 이용해 기판과 마스크의 얼라인 공정을 개략적으로 도시한 것이다. Figure 3 schematically shows the alignment process of the substrate and the mask using the alignment device according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 마스크장치를 도시한 것이다. 4 shows a mask device according to the present invention.

도 5는 본 발명에 의한 얼라인 방법의 순서도이다. 5 is a flowchart of an alignment method according to the present invention.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

10: 마스크 장치 11: 마스크10: mask device 11: mask

12: 마스크 홀더 20: 처짐보상수단12: mask holder 20: deflection compensation means

21: 수평바 22: 핀 21: horizontal bar 22: pin

23: 구동부23: drive unit

본 발명은 기판과 마스크를 얼라인하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판과 마스크의 얼라인 전에 기판의 처짐을 보상함으로써 얼라인 정밀도를 높일 수 있는 얼라인 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for aligning a substrate and a mask, and more particularly, to an alignment apparatus and method capable of increasing alignment accuracy by compensating deflection of a substrate before alignment of the substrate and the mask.

최근 정보 통신 기술의 비약적인 발전과 시장의 팽창에 따라 디스플레이 소자로 평판표시소자(Flat Panel Display)가 각광받고 있다. 이러한 평판표시소자로는 액정 표시소자(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diodes) 등이 대표적이다. Recently, with the rapid development of information and communication technology and the expansion of the market, flat panel displays have been in the spotlight as display devices. Such flat panel displays include liquid crystal displays, plasma display panels, organic light emitting diodes, and the like.

그 중에서 유기발광소자는 빠른 응답속도, 기존의 액정표시소자보다 낮은 소비 전력, 경량성, 별도의 백라이트(back light) 장치가 필요 없어서 초 박형으로 만들 수 있는 점, 고휘도 등의 매우 좋은 장점을 가지고 있어서 차세대 디스플레이 소자로서 각광받고 있다. Among them, the organic light emitting device has very good advantages such as fast response speed, lower power consumption than conventional liquid crystal display, light weight, ultra thin without needing a back light device, and high brightness. As a result, it is attracting attention as a next generation display device.

유기발광소자는 기판상에 양극(anode), 정공 주입층(hole injection layer), 정공 운송층(hole transfer layer), 발광층(emitting layer), 전자 운송층(eletron transfer layer), 전자 주입층(eletron injection layer), 음극(cathode)이 순서대로 적층되어 제조된다. The organic light emitting diode is an anode, a hole injection layer, a hole transfer layer, an emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer on the substrate Injection layer), cathode (cathode) is manufactured by sequentially stacked.

위와 같은 층들을 증착하기 위하여는 필수적으로 기판과 마스크를 얼라인하 는 공정이 필요하다. In order to deposit the above layers, it is necessary to align the substrate and the mask.

도 1을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 먼저, 증착챔버(미도시)에 상기 기판(S)을 로딩하여 홀더(미도시)에 안착하고, 마스크(12)를 상승하여 얼라인한 후, 기판(S)과 마스크(12)를 밀착한 상태에서 증착을 수행하는 것이다. 상기 마스크(12)는 또한 마스크홀더(11)에 고정형성된다. More specifically, referring to FIG. 1, first, the substrate S is loaded in a deposition chamber (not shown), seated on a holder (not shown), the mask 12 is raised and aligned, and then the substrate ( The deposition is performed while the S) and the mask 12 are in close contact. The mask 12 is also fixedly formed on the mask holder 11.

통상적으로 기판의 가장자리를 홀더에 의해 지지하는데, 이 때, 기판의 중앙부는 처짐현상이 발생하게 된다. 기판의 면적이 클수록 이와 같은 처짐현상은 더욱 두드러진다. Typically, the edge of the substrate is supported by the holder, at which time the central portion of the substrate is sagging. The larger the area of the substrate, the more pronounced this phenomenon.

따라서 이러한 기판의 처짐현상이 있는 상태에서 정위치로 얼라인을 한다 하더라도, 기판과 마스크를 밀착하게 되면, 얼라인된 위치가 유동하게 되어 기판의 얼라인 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다. Therefore, even when the substrate is aligned with the deflection phenomenon, when the substrate and the mask are in close contact with each other, the aligned position may flow and the alignment accuracy of the substrate may be lowered.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기판과 마스크의 얼라인 전에 기판의 처짐을 보상함으로써 얼라인 정밀도를 높일 수 있는 얼라인 장치 및 방법을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an alignment apparatus and method capable of increasing alignment accuracy by compensating deflection of a substrate before alignment of the substrate and mask.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의해 기판과 마스크를 얼라인하는 장치는 기판의 처짐부위를 들어올리는 처짐보상수단을 구비하는 것을 특징으로 하는데, 상기 처짐보상수단은 상기 기판의 처지부위를 들어올리도록 승강구동되는 핀과, 상기 핀이 상방에 돌출형성된 수평바와, 상기 수평바를 승강구동하는 구동부로 구성된다. In order to solve the above technical problem, the apparatus for aligning the substrate and the mask according to the present invention is characterized in that the deflection compensation means for lifting the deflection portion of the substrate, the deflection compensation means is to And a pin driven up and down to lift up, a horizontal bar protruding upward from the pin, and a driving unit up and down driving the horizontal bar.

특히 상기 구동부는 증착시 상기 수평바가 간섭하는 것을 방지하기 위하여 상기 수평바를 상기 마스크의 하부 이외의 영역으로 위치이동시키도록 구동하는것이 바람직한데, 예를 들어 상기 수평바의 일단을 중심으로 타단을 회동하도록 구동하는 것이다. Particularly, in order to prevent the horizontal bar from interfering during deposition, it is preferable to drive the horizontal bar to move the horizontal bar to an area other than the lower part of the mask. For example, the other end is rotated about one end of the horizontal bar. To drive.

또한 상기 마스크는 상기 핀이 관통할 수 있는 홀이 형성되는 것이 바람직하고, 본 발명에 의한 얼라인 장치에 적용되는 마스크는 오픈마스크(Open Mask) 또는 파인마스크(Fine Mask)일 수 있다. In addition, the mask is preferably a hole through which the pin can be formed, and the mask applied to the alignment device according to the present invention may be an open mask or a fine mask.

본 발명에 의해 기판과 마스크를 얼라인하는 방법은 1) 기판을 로딩하여 홀더에 안착하는 단계; 2) 상기 홀더에 안착된 기판의 처짐부위를 들어올려 처짐을 보상하는 단계; 3) 상기 마스크를 상승하는 단계; 및 4) 처짐이 보상된 기판과 마스크를 얼라인하는 단계;를 포함하여 이루어진다. According to the present invention, a method for aligning a substrate and a mask comprises the steps of: 1) loading a substrate and seating the holder; 2) compensating for the deflection by lifting the deflection portion of the substrate seated in the holder; 3) raising the mask; And 4) aligning the mask with the deflection compensated substrate.

특히, 상기 2)단계는 상기 기판의 하부에 배치된 핀으로 상기 기판의 처짐부위를 들어올려 수행된다. In particular, step 2) is performed by lifting the deflection portion of the substrate with a pin disposed under the substrate.

또한 상기 4)단계 후에, 증착시 상기 핀의 간섭을 방지하기 위하여 상기 핀을 상기 마스크의 하부 이외의 영역으로 위치이동시키는 단계가 더 부가되는 것이 바람직하다. In addition, after step 4), it is preferable to further move the pin to an area other than the lower portion of the mask to prevent interference of the fin during deposition.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the embodiment according to the present invention.

도 2a를 참조하면, 본 발명에 의한 얼라인 장치는 기판(S)과 마스크(12)를 얼라인하기 전에 얼라인의 정밀도 향상을 위하여 기판(S)의 처짐부위를 보상하는데, 이를 위하여 처짐보상수단(20)을 구비한다. Referring to FIG. 2A, the alignment apparatus according to the present invention compensates the deflection portion of the substrate S to improve the accuracy of the alignment before aligning the substrate S and the mask 12. Means 20 are provided.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 처짐보상수단(20)은 상기 기판(S)의 처짐부위(통상적으로는 기판의 중앙부)를 들어올리는 핀(22)과, 상기 핀(22)이 상방에 돌출형성되며 수평으로 설치되는 수평바(21)와, 상기 수평바(21)를 승강구동하는 구동부(23)로 구성된다. In more detail, the deflection compensating means 20 includes a pin 22 for lifting the deflection portion of the substrate S (typically, a center portion of the substrate), and the pin 22 protrudes upward. It comprises a horizontal bar 21 is installed horizontally, and the drive unit 23 for driving the horizontal bar 21 up and down.

도 2b를 참조하면, 상기 수평바(21)는 승강구동하는 Up/Down운동 뿐 아니라 일단을 중심으로 타단이 회동하는 θ방향운동을 하도록 구동된다. Referring to FIG. 2B, the horizontal bar 21 is driven to perform a θ direction movement in which the other end is rotated about one end as well as an up / down movement for driving up and down.

여기서 상기 Up/Down운동은 상기 기판(S)의 처짐부위를 들어올리기 위한 운동인 것은 당연하고, 상기 θ방향운동은 증착시 상기 수평바(21)가 간섭하는 것을 방지하기 위하여 상기 수평바(21)를 기판(S) 및 마스크(12)의 하부 이외의 영역으로 위치이동시키는 운동이다. Here, the up / down movement is a movement for lifting up the deflection portion of the substrate S, and the θ direction movement is to prevent the horizontal bar 21 from interfering during deposition. ) Is a motion for moving the substrate S to a region other than the lower portion of the substrate S and the mask 12.

도 3을 참조하여 본 발명에 의한 얼라인 장치의 작동을 설명한다. The operation of the alignment device according to the present invention will be described with reference to FIG.

도시된 바와 같이, 마스크(12)는 홀더(11)에 고정형성되고, 그 상부로 기판(S)이 로딩된다. 이 때, 상기 기판(S)은 중앙부에서 처짐현상이 발생되는데, 수평바 및 핀을 상승하여 이러한 처짐부위를 상승시킨다. 물론, 상기 핀(22)은 상기 마스크(12)를 관통하여 상승한다. As shown, the mask 12 is fixedly formed in the holder 11, and the substrate S is loaded thereon. At this time, the substrate S is deflected in the center portion, and the horizontal bar and the pin are raised to raise the deflection portion. Of course, the pin 22 rises through the mask 12.

이와 같이 처짐이 보상된 상태에서, 상기 마스크(12)를 상승하여 상기 기판(S)에 근접시키고, 근접한 마스크(12)와 기판(S)을 얼라인한다. In such a state that the deflection is compensated for, the mask 12 is raised to approach the substrate S, and the adjacent mask 12 and the substrate S are aligned.

이 때, 상기 기판(S)과 핀(22) 사이에는 마스크(12)가 개재되어 있다. 따라서 상기 핀(22)은 상기 마스크(12)를 관통하여 기판(S)의 처짐부위를 상승시켜 처짐을 보상한다. At this time, a mask 12 is interposed between the substrate S and the fins 22. Accordingly, the pin 22 penetrates the mask 12 to raise the deflection portion of the substrate S to compensate for the deflection.

도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 마스크 장치(10)는 마스크(12)가 마스크 홀더(11)에 고정형성되는데, 대면적 기판의 경우 기판을 지지하는 십(十)자 형태의 프레임이 더 구비된다. 특히, 상기 핀(22)이 상기 기판(S)의 처짐부위를 상승시키하기 위하여 상기 마스크(12)를 관통해야 하는데, 십(十)자 형태의 마스크 프레임 상에 상기 핀(22)이 관통할 수 있도록 홀(13)이 형성되어 있음을 알 수 있다. Referring to FIG. 4, in the mask device 10 according to the present invention, the mask 12 is fixedly formed on the mask holder 11. In the case of a large-area substrate, a cross-shaped frame supporting the substrate is further formed. It is provided. In particular, the pin 22 must penetrate the mask 12 in order to raise the deflection of the substrate S. The pin 22 can penetrate the mask frame having a cross shape. It can be seen that the hole 13 is formed so that.

도 5를 참조하여 본 발명에 의한 기판과 마스크의 얼라인 방법을 설명한다. A method of aligning a substrate and a mask according to the present invention will be described with reference to FIG. 5.

먼저, 증착챔버(미도시) 내로 기판(S)을 로딩하고(S10), 홀더에 안착시킨다(S20). 이 때, 상기 홀더는 상기 기판의 가장자리를 지지하기 때문에, 기판의 중앙부는 처짐현상이 발생한다. 상기 기판의 면적이 클수록 처짐현상은 더욱 두드러진다. First, the substrate S is loaded into a deposition chamber (not shown) (S10) and seated in a holder (S20). At this time, since the holder supports the edge of the substrate, the central portion of the substrate sags. The larger the area of the substrate, the more prominent the deflection phenomenon is.

이와 같이 기판이 처진 상태에서 곧바로 얼라인하면, 얼라인 후, 마스크를 기판에 밀착시키면, 얼라인된 정위치에서 벗어나 얼라인의 정밀도가 떨어진다. In this way, if the substrate is immediately aligned in the drooped state, and after the alignment, the mask is in close contact with the substrate, the alignment accuracy is lowered from the aligned position.

따라서 얼라인하기 전에 핀을 상승시켜 상기 기판의 처짐부위를 들어올려 기판의 처짐을 보상한다(S30). Therefore, by raising the pin before aligning to lift the deflection of the substrate to compensate for the deflection of the substrate (S30).

다음으로 상기 마스크를 상승하여 기판에 근접시킨 후(S40), 기판과 마스크를 얼라인한다(S50). Next, after the mask is raised to approach the substrate (S40), the substrate and the mask are aligned (S50).

이와 같이 마스크와 기판이 정위치로 얼라인되면, 상기 핀을 하강한 후(S60), 상기 마스크와 기판을 밀착시키고, 증착한다. 이 때, 증착시 상기 핀의 간섭을 방지하기 위하여 상기 핀은 상기 기판(또는 마스크)의 하부영역 이외의 영역으로 위치이동시킨 후, 증착한다. When the mask and the substrate are aligned as described above, after the pin is lowered (S60), the mask and the substrate are brought into close contact with each other and deposited. At this time, in order to prevent the interference of the fin during deposition, the fin is deposited after moving to a region other than the lower region of the substrate (or mask).

본 발명에 따르면, 기판과 마스크의 얼라인 전에 기판의 처짐을 보상함으로써 얼라인 정밀도를 높일 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, the alignment accuracy can be improved by compensating the deflection of the substrate before the substrate and the mask are aligned.

Claims (11)

기판과 마스크를 얼라인하는 장치에 있어서,In the apparatus for aligning the substrate and the mask, 상기 기판의 처짐부위를 들어올리는 처짐보상수단을 구비하고,And a deflection compensation means for lifting the deflection portion of the substrate, 상기 처짐보상수단은,The deflection compensation means, 수평방향으로 설치되는 수평바와,A horizontal bar installed in a horizontal direction, 상기 수평바의 상방에 돌출형성되는 핀과,A pin formed to protrude above the horizontal bar, 상기 수평바를 승강구동하는 구동부를 포함하며, It includes a drive unit for driving the horizontal bar, 상기 구동부는 증착시 상기 수평바가 간섭하는 것을 방지하기 위하여 상기 수평바를 상기 마스크의 하부 이외의 영역으로 위치이동시키도록 구동하는 것을 특징으로 하는 기판 얼라인 장치. And the driving unit drives the horizontal bar to move to an area other than the lower part of the mask to prevent the horizontal bar from interfering during deposition. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구동부는 상기 수평바의 일단을 중심으로 타단을 회동하도록 구동하는 것을 특징으로 하는 기판 얼라인 장치. And the driving part drives the other end to rotate about the one end of the horizontal bar. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마스크는 상기 핀이 관통할 수 있는 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 얼라인 장치. The mask alignment apparatus of claim 1, wherein the pin may penetrate the pin. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마스크는 오픈마스크(Open Mask) 또는 파인마스크(Fine Mask)인 것을 특징으로 하는 기판 얼라인 장치. The mask alignment apparatus of claim 1, wherein the mask is an open mask or a fine mask. 기판과 마스크를 얼라인하는 방법에 있어서,In the method of aligning the substrate and the mask, 1) 상기 기판을 로딩하여 홀더에 안착하는 단계;1) loading the substrate and seating in a holder; 2) 상기 홀더에 안착된 상기 기판의 처짐부위를 상기 마스크를 관통하는 핀으로 들어올려 처짐을 보상하는 단계;2) compensating for deflection by lifting the deflection portion of the substrate seated in the holder with a pin passing through the mask; 3) 상기 마스크를 상승하는 단계; 3) raising the mask; 4) 처짐이 보상된 기판과 마스크를 얼라인하는 단계; 및 4) aligning the mask with the deflection compensated substrate; And 5) 증착시 상기 핀의 간섭을 방지하기 위하여 상기 핀을 상기 마스크의 하부 이외의 영역으로 위치이동시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 얼라인 방법. 5) displacing the fin to an area other than the lower portion of the mask to prevent interference of the fin during deposition. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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