KR101116322B1 - 기판 정렬 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수의 정렬마크가 각기 형성된 제 1 및 제 2 기판 간을 정렬하는 정렬수단을 포함하는 기판 합착 장치의 기판 정렬 방법에 관한 것으로, 제 1 및 제 2 기판 중 어느 하나가 X, Y 및 θ 방향 각각으로 가상 이동하는 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 및 상기 가상 이동 연산범위를 일정 갯수의 구간으로 나누는 가상 이동 연산간격을 설정하는 단계, 설정된 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 내에서 각각의 가상 이동 연산간격으로 연산을 진행하여, X, Y 및 θ 각각의 가상 이동 연산값에 따른 최대 오차값을 저장하는 단계, 연산된 상기 X, Y 및 θ 각각의 가상 이동 연산값에 따른 복수의 최대 오차값 중 최소값을 탐색하는 단계, X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격을 정렬수단의 X, Y 및 θ 방향 각각의 분해능과 비교하는 단계를 포함한다. 그리고 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격이 정렬수단의 X, Y 및 θ 방향 각각의 분해능 이하가 될 때까지, 상기 과정을 반복한다.
따라서, 본 발명에 의하면 복수의 정렬마크 모두가 오차 허용 범위 내에 포함되도록 할 수 있으며, 복수번 기판을 이동시키지 않고도 한번의 이동만으로 기판을 정렬시킬 수 있다. 따라서, 기판의 정렬을 위한 공정 시간이 단축될 수 있다.
기판 정렬, 정렬수단, 증가 탐색법, 이분법, 최대 오차값,
Description
본 발명은 기판 정렬 방법에 관한 것으로, 복수의 한 쌍의 정렬마크 모두가 오차 허용 범위에 포함되도록 하는 기판 정렬 방법에 관한 것이다.
종래에는 표시 장치로 CRT(Cathode Ray Tube)를 사용하였다. 하지만, CRT는 그 부피가 크고 무거운 단점이 있다. 이에, 최근에는 액정 디스플레이 패널(Liquid Crystal Display: LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel: PDP) 및 유기 EL(Organic Light Emitting Deivce: OLED)과 같은 평판 표시 패널의 사용이 증대되고 있다. 상기와 같은 평판 표시 패널은 경량, 박형 및 저소비 전력을 갖는 특성이 있다.
평판 표시 패널의 경우, 한 쌍의 상부기판과 하부기판 간을 접합시켜 제작한다. 즉, 액정 표시 패널의 제작을 예로 들면, 하부척에 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성된 하부기판을 지지 고정시킨다. 그리고, 하부기판의 가장자리를 따라 실런트와 같은 실링부재를 도포하고, 기판 상에 액정을 적하시킨다. 또한, 하부척의 상측에 대향 배치된 상부척에 컬러 필터와 공통 전극이 형성된 상부기판을 지지시킨다. 여기서, 상부척 및 하부척 각각에는 상기 상부기판을 지지 고정하기 위한 정전척부가 마련된다.
상부기판과 하부기판 간을 합착하기 위해서는, 상부기판과 하부기판을 합착하기 전에 상부기판과 하부기판 간을 정렬해야 한다. 이를 위해 일반적으로 상부기판 및 하부기판 각각의 4개의 모서리 각각에는 정렬마크가 형성되어 있다. 이때, 상부기판과 하부기판 간을 정렬시키기 위해 상호 매칭되는 상부기판의 정렬마크와 하부기판의 정렬마크를 한 쌍의 정렬마크라고 한다면, 4개의 한 쌍의 정렬마크를 정렬함으로써 상부기판과 하부기판 간을 정렬한다.
그리고, 상부기판과 하부기판은 절단 공정 오류 등으로 인해 그 크기 및 형상이 완전히 일치하지 않을 수 있다. 또한, 상호 매칭 되어야 할 상부기판의 정렬마크와 하부기판의 정렬마크의 위치가 미세하게 차이가 날 수도 있다. 이때, 종래에는 상부기판과 하부기판 간을 정렬하기 위하여 4개의 한 쌍의 정렬마크의 평균 오차를 줄이는 방식으로 정렬되었다. 예를 들어, 4개의 한 쌍의 정렬마크 중 3개의 한 쌍의 정렬마크의 오차값이 최소가 되도록 상부기판과 하부기판 간을 정렬한다. 이로 인해, 상기 3개의 한 쌍의 정렬마크는 오차 허용 범위에 포함되지만, 나머지 하나의 한 쌍의 정렬마크는 오차 허용 범위에 포함되지 않을 수 있다. 이때, 오차 허용 범위에 포함되지 않은 한 쌍의 정렬마크가 위치한 기판과 기판 사이에는 불량이 발생할 수 있다. 예를 들어, 액정 표시 패널에 사용되는 한 쌍의 상부기판과 하부기판 간을 접합시킬 때, 상기와 같이 한 쌍의 정렬마크가 오차 허용 범위에 포함되지 않을 경우, 복수의 박막 트랜지스터가 형성된 하부기판과 컬러필터 및 공통 전극이 형성된 상부전극 사이에 매칭이 맞지 않아, 패널의 불량이 발생할 수 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 복수의 한 쌍의 정렬마크의 오차값 중, 최대 오차값을 줄이도록 기판을 정렬함으로써, 복수의 한 쌍의 정렬마크 모두가 오차 허용 범위에 포함되도록 하는 기판 정렬 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 기판 정렬 방법은 복수의 정렬마크가 각기 형성된 제 1 및 제 2 기판을 정렬하는 정렬수단을 포함하는 기판 합착 장치의 기판 정렬 방법에 관한 것으로, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 간을 정렬시키기 위하여 제 1 기판의 복수의 정렬마크와 제 2 기판의 복수의 정렬마크 각각을 정렬시킬 때, 상기 정렬되는 제 1 기판의 복수의 정렬마크 중 어느 하나와 제 2 기판의 정렬마크 중 어느 하나를 한 쌍의 정렬마크라 하면, 상기 복수의 한 쌍의 정렬마크의 오차값 중 최대 오차값을 나타내는 한 쌍의 정렬마크의 오차값을 줄이는 방법으로 제 1 기판과 제 2 기판을 정렬하는 것이다.
상기 복수의 한 쌍의 정렬마크의 오차값 중 최대 오차값을 나타내는 한 쌍의 정렬마크의 오차값을 줄이는 방법은 상기 복수의 한 쌍의 정렬마크 모두가 오차 허용 범위에 포함되도록 제 1 기판과 제 2 기판을 정렬하는 것이 바람직하다.
상기 복수의 한 쌍의 정렬마크의 오차값 중 최대 오차값을 나타내는 한 쌍의 정렬마크의 오차값을 줄이는 방법으로 제 1 기판과 제 2 기판을 정렬하는 방법은,상기 제 1 및 제 2 기판 중 어느 하나가 X, Y 및 θ 방향 각각으로 가상 이동하는 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 및 상기 가상 이동 연산범위를 일정 갯수의 구간으로 나누는 가상 이동 연산간격을 설정하는 단계, 상기 설정된 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 내에서 각각의 가상 이동 연산간격으로 연산을 진행하여, X, Y 및 θ 각각의 가상 이동 연산값에 따른 최대 오차값을 저장하는 단계, 연산된 상기 X, Y 및 θ 각각의 가상 이동 연산값에 따른 복수의 최대 오차값 중 최소값을 탐색하는 단계, 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격을 정렬수단의 X, Y 및 θ 방향 각각의 분해능과 비교하는 단계를 포함한다. 그리고, 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격이 정렬수단의 X, Y 및 θ 방향 각각의 분해능 이하가 될 때까지, 상기 과정을 반복한다.
상기 제 1 및 제 2 기판 중 어느 하나가 X, Y 및 θ 방향 각각으로 가상 이동하는 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 및 가상 이동 연산간격을 설정하는 단계에 있어서, 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격은 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 내에서 일정한 간격을 갖도록 설정한다.
상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격은 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 내에서 일정한 간격을 갖도록 설정함으로써, 상기 가상 이동 연산범위는 일정한 가상 이동 연산간격으로 이격된 복수의 지점으로 나누어지고, 상기 복수의 지점이 측정에 참여할 복수의 가상 이동 연산값이 된다.
상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 최초 가상 이동 연산범위는 상기 제 1 기판과 제 2 기판 간에 X, Y 및 θ 방향 각각으로 발생할 수 있는 최대 오차 범위로 설정 한다.
상기 설정된 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 내에서 가상 이동 연산간격으로 연산을 진행하여, X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산값에 따른 최대 오차값을 저장하는 단계는, 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 복수의 가상 이동 연산값을 (X, Y, θ)로 조합하여, 조합되는 모든 경우에 따른 오차값을 계산하는 단계 및 상기 계산된 복수의 오차값 중 각각의 경우에 대한 최대 오차값을 각기 저장하는 단계를 포함한다.
상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산값에 따른 최대 오차값을 각기 저장하는 단계에 있어서, 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산값에 따라 제 1 기판 및 제 2 기판 간의 복수의 한 쌍의 정렬마크 오차값 중 최대 오차값을 각기 저장한다.
상기 연산된 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 값에 따른 복수의 최대 오차값 중 최소값을 탐색하는 단계에 있어서, 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산값에 따라 저장된 복수의 최대 오차값 중, 상기 최대 오차값이 최소가 되는 X, Y 및 θ의 가상 이동 연산값을 탐색한다.
상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격을 정렬수단의 X, Y 및 θ 방향 각각의 분해능과 비교하는 단계에 있어서, 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격 값이 정렬수단의 X, Y 및 θ 각각의 분해능 값 이하일 경우, 상기 탐색된 최소값을 산출하는 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산값 만큼 제 1 및 제 2 기판 중 어느 하나를 실제 이동시켜 제 1 기판과 제 2 기판 간을 정렬한다.
상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격을 정렬수단의 X, Y 및 θ 방향 각각의 분해능과 비교하는 단계에 있어서, 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격 값이 정렬수단의 X, Y 및 θ 각각의 분해능 값을 초과할 경우, 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 및 가상 이동 연산간격을 설정하는 단계로 다시 돌아가, 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 및 가상 이동 연산간격을 재설정한다.
상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위를 재설정하는 단계에 있어서, 상기 재설정되는 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위는 전 단계에서 설정된 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위에 비해 작은 범위로 설정한다.
상기 재설정되는 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 전 단계에서 최소값을 산출하는 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산값을 기준으로 가상 이동 연산간격으로 이격된 두개의 다른 가상 이동 연산값 사이의 범위로 설정한다.
상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 및 가상 이동 연산간격을 재설정하는 단계에 있어서, 상기 재설정된 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위를 전단계에서 설정된 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위를 나누는 일정 갯수와 동일한 갯수로 나누어, 재설정된 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격이 전 단계에서 설정된 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격에 비해 작도록 하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명은 복수의 한 쌍의 정렬마크의 오차값 중, 최대 오 차값을 줄이도록 기판을 정렬함으로써, 복수의 한 쌍의 정렬마크 모두가 오차 허용 범위에 포함되도록 할 수 있다.
또한, 연산을 통해 복수의 한 쌍의 정렬마크 모두가 오차 허용 범위에 포함되도록 하는 X, Y 및 θ 각각의 가상 이동 연산값을 탐색하고, 상기 탐색된 X, Y 및 θ 각각의 가상 이동 연산값 만큼 기판을 이동시킨다. 이로 인해, 복수번 기판을 이동시키지 않고도 한번의 이동만으로 기판을 정렬시킬 수 있다. 따라서, 기판의 정렬을 위한 시간을 단축할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착 장치의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착 장치는 내부 공간을 가지는 챔버부(100), 챔버부(100) 상측에 배치되어 제 1 기판(101)을 지지 고정하는 제 1 기판 지지 수단(210), 제 1 기판 지지 수단(210)의 상부와 연결되어 상기 제 1 기판 지지 수단(210)을 승하강 시키는 제 1 승하강부(220), 제 1 기판 지지 수단(210)의 하측에 대응 배치되어 제 2 기판 지지 수단(230)을 지지 고정하는 제 2 기판 지지 수단(230), 제 2 기판 지지 수단(230)의 하부에 연결되어 상기 제 2 기판 지지 수단(230)을 Z축 방향으로 승하강시키는 제 2 승하강부(310) 및 상기 제 2 기판 지지 수단(230)을 X-Y-θ 방향으로 이동시켜 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정렬하는 정렬수단(320)을 구비하는 구동부(300) 및 정렬수단(320)과 연결되어 상기 정렬수단(320)을 제어하는 제어부(400)를 포함한다. 또한, 도시되지는 않았지만 챔버부(100) 외측에 배치되어 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 각각의 정렬마크를 촬영하고, 줌기능을 통해 다수의 조망 영역을 갖는 카메라부를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따른 기판 합착 장치는 정렬수단(320)을 이용하여 제 2 기판 지지 수단(230)을 X, Y 및 θ 방향으로 이동시켜 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정렬한다. 물론 제 1 기판 지지 수단(210)이 X, Y 및 θ로 이동하여 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정렬할 수도 있다. 또한, 제 1 및 제 2 기판(101, 102) 지지 수단 모두가 X, Y 및 θ 방향으로 이동하여 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정렬할 수도 있다.
챔버부(100)는 제 1 기판(101) 및 제 2 기판(102)의 합착 및 분리 공정을 수행하는 공간을 가지는 상측 챔버(110)와, 하측 챔버(120)를 포함한다. 이때, 상측 챔버(110)와 하측 챔버(120)는 탈착 가능하게 결합되는 것이 효과적이다. 또한, 챔버부(100)는 도시되지는 않았지만, 챔버부(100) 내부 공간의 압력을 조절하는 별도의 압력 조절부(미도시)와, 불순물을 배기하는 별도의 배기수단(미도시)을 더 구비한다. 그리고, 상측 챔버(110) 및 하측 챔버(120) 각각을 승하강시키는 승강 부재를 더 구비하여, 상기 상측 챔버(110) 또는 하측 챔버(120)를 승하강시킴으로써, 제 1 및 제 2 기판(101, 102)을 챔버부(100) 내 외측으로 출입시킬 수 있다.
제 1 기판 지지 수단(210)은 상측 챔버(110) 내부의 상측에 인접 배치되어, 제 1 기판(101)을 지지 고정하는 역할을 한다. 이러한 제 1 기판 지지 수단(210)은 사각 판 형상으로 제작되며, 정전기력을 이용하여 제 1 기판(101)을 지지하는 정전척으로 이루어진다. 물론 이에 한정되지 않고 제 1 기판 지지 수단(210)은 다양한 형상으로 제작될 수 있으며, 제 1 기판(101)과 대응하는 형상으로 제작되는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 기판 지지 수단(210)은 정전척 뿐만 아니라, 상기 제 1 기판(101)을 지지 고정할 수 있는 다양한 수단이 사용될 수 있다. 여기서, 제 1 기판 지지 수단(210)은 일체형으로 제작된다. 하지만 이에 한정되지 않고 제 1 기판 지지 수단(210)을 복수개로 마련하여 매트릭스 형태로 장착할 수도 있다.
이러한 제 1 기판 지지 수단(210)은 상기 제 1 기판 지지 수단(210)을 승하강시키는 제 1 승하강부(220)와 연결된다. 여기서, 제 1 승하강부(220)는 제 1 기판 지지 수단(210)의 상부에 연결된 제 1 승하강축(221)과, 제 1 승하강축(221)에 동력을 인가하는 제 1 동력부(222)를 포함한다. 이때, 제 1 승하강축(221)은 상측 챔버(110)의 일부를 관통하여 설치된다. 따라서, 제 1 승하강축(221)에 의한 상측 챔버(110)의 밀봉 파괴를 방지하기 위해 제 1 승하강축(221)의 둘레를 감싸도록 제 1 밀봉부재(223) 예를 들어, 벨로우즈가 장착된다.
제 2 기판 지지 수단(230)은 하측 챔버(120) 내부의 하측에 인접 배치되어, 제 2 기판(102)을 지지 고정하는 역할을 한다. 이러한 제 2 기판 지지 수단(230)은 사각 판 형상으로 제작되며, 정전기력을 이용하여 제 2 기판(102)을 지지 고정하는 정전척으로 이루어진다. 물론 이에 한정되지 않고 제 2 기판 지지 수단(230)은 다양한 형상으로 제작될 수 있으며, 제 2 기판(102)과 대응하는 형상으로 제작되는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 기판 지지 수단(230)은 정전척 뿐만 아니라, 상기 제 2 기판(102)을 지지 고정할 수 있는 다양한 수단이 사용될 수 있다. 여기서, 제 2 기판 지지 수단(230)은 일체형으로 제작된다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 제 2 기판 지지 수단(230)을 복수개로 마련하여 매트릭스 형태로 장착할 수 있다.
이러한, 제 2 기판 지지 수단(230)은 상기 제 2 기판 지지 수단(230)을 승하강시키는 제 2 승하강부(310) 및 제 2 기판 지지 수단(230)을 X, Y 및 θ 방향으로 이동시키는 정렬수단(320)을 포함하는 구동부(300)와 연결된다. 즉, 구동부(300)는 제 2 기판 지지 수단(230)의 하부에 연결되어 제 2 기판 지지 수단(230)을 Z축 방향으로 승하강시키는 제 2 승하강부(310) 및 상기 제 2 기판 지지 수단(230)의 하부에 연결되어 제 2 기판 지지 수단(230)을 X, Y 및 θ로 이동시키는 정렬수단(320)을 포함한다. 여기서, 제 2 승하강부(310)는 제 2 기판 지지 수단(230)의 하부에 연결된 제 2 승하강축(311)과, 제 2 승하강축(311)에 동력을 인가하는 제 2 동력부(312)를 포함한다. 이때, 제 2 승하강축(311)은 하측 챔버(120)의 일부를 관통하도록 설치된다. 따라서, 제 2 승하강축(311)에 의한 챔버부(100)의 밀봉 파괴를 방지하기 위해 제 2 승하강축(311)의 둘레를 감싸도록 제 2 밀봉부재(313) 예를 들어, 벨로우즈가 장착된다.
또한, 정렬수단(320)은 제 2 기판 지지 수단(230)의 하부에 연결된 정렬축(321) 및 정렬축(321)을 구동시키는 정렬 구동부(323)를 포함한다. 여기서, 정렬 구동부(323)에 의해 정렬축(321)에 연결된 제 2 기판(102)이 안착된 제 2 기판 지지 수단(230)이 X, Y 및 θ 방향으로 이동됨에 따라, 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정렬할 수 있다. 이때, 정렬축(321)은 하측 챔버(120)의 일부를 관통하도록 설치된다. 따라서, 정렬축(321)의 이동에 의한 챔버부(100)의 밀봉파괴를 방지하기 위해 정렬축(321)의 둘레를 감싸도록 제 3 밀봉부재(323)가 장착된다. 이러한 정렬수단(320)은 X, Y 및 θ 방향 각각으로 분해능을 가지고 있는데, 분해능이 높을 수록 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정밀하게 정렬할 수 있다. 실시예에서는 X, Y 및 θ 방향 각각의 분해능이 0.2㎛, 0.2㎛ 및 0.01˚인 정렬수단(320)을 사용한다. 물론 이에 한정되지 않고 다양한 크기의 분해능을 갖는 정렬수단(320)을 사용할 수 있음은 물론이다.
제어부(400)는 정렬수단(320)의 정렬 구동부(323)와 연결되어 상기 정렬수단(320)의 동작을 제어한다. 실시예에 따른 제어부(400)는 제 2 기판 지지 수단(230)에 연결된 정렬수단(320)에 연결되어, 상기 정렬수단(320)을 제어하여 제 2 기판 지지 수단(230)을 X, Y 및 θ 방향으로 이동시킨다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 정렬 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 정렬 방법을 설명하기 위해, 제 1 및 제 2 기판중 적어도 어느 하나의 기판이 X, Y 및 θ 방향으로 이동하는 최대 이동 범위를 나타낸 도면이다. 도 4는 실시예에 따른 제 1 및 제 2 기판 각각에 형성된 복수의 정렬마크를 도시한 도면이다. 도 5는 종래의 기판 정렬 방법에 의해 정렬된 제 1 기판과 제 2 기판을 도시한 도면이다. 도 6a 내지 도 6d는 제 1 기판과 제 2 기판을 실시예에 따른 방법으로 정렬시키기 위해, 제 2 기판이 가상으로 이동하는 것을 도시한 도면이다. 도 7a 및 도 7b는 실시예에 따른 X 방향의 제 1 가상 이동 연산범위 및 제 1 가상 이동 연산간격과 제 2 가상 이동 연산범위 및 제 2 가상 이동 연산간격을 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
하기에서는 도 1 내지 도 6을 참조하여 기판 정렬 방법에 관해 설명한다.
실시예에 따른 기판 정렬 방법은 먼저, 기판 합착 장치의 제 1 및 제 2 기판지지 수단(210, 230) 각각에 제 1 및 제 2 기판(101, 102) 각각을 장착한다. 여기서, 실시예에 따른 제 1 기판(101)은 도시되지는 않았지만 복수의 박막 트랜지스터와 화소 적극이 형성되어 있으며, 제 2 기판(102)에는 컬러 필터와 공통 전극이 형성되어 있다. 물론 이에 한정되지 않고 다양한 기판이 사용될 수 있다. 그리고, 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 기판(101, 102) 각각의 모서리에는 상기 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정렬시키기 위한 4개의 정렬마크가 각각 형성되어 있다. 즉, 제 1 기판(101)의 모서리 각각에 a 내지 d 정렬마크가 형성되어 있고, 제 2 기판(102)의 모서리 각각에 A 내지 D 정렬마크가 형성되어 있다. 예를 들어, 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정렬시키기 위해 제 1 기판(101)의 a 정렬마크와 제 2 기판(102)의 A 정렬마크, 제 1 기판(101)의 b 정렬마크와 제 2 기판(102)의 B 정렬마크, 제 1 기판(101)의 c 정렬마크와 제 2 기판(102)의 C 정렬마크 및 제 1 기판(101)의 d 정렬마크와 제 2 기판(102)의 D 정렬마크 각각을 매칭시킬 때, 상기 매칭되는 제 1 기판(101)의 정렬마크(a, b, c, d)와 제 2 기판(102)의 정렬마크(A, B, C, D)를 한 쌍의 정렬마크라고 한다. 따라서, 상기 4개의 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D)를 정렬함으로써 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정렬한다. 이때, 실시예에서는 4개의 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D) 모두가 오차 허용 범위 내에 들어오도록 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정렬한다.
또한, 실시예에 따른 제 1 기판(101) 및 제 2 기판(102)은 그 크기와 형상이 완전하게 일치하지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 기판(101)에 비해 제 2 기판(102)이 소정에 크기 만큼 크게 제작될 수 있다. 또한 제 1 기판(101)은 4개의 각이 모두 90˚인 직사각형으로 제작되었으나, 제 2 기판(102)의 경우 2개의 각은 90˚인데 반해, 나머지 두개의 각은 예각 및 둔각일 수 있다. 즉, 제 2 기판(102)의 경우 4개의 각이 90˚인 직사각형으로 제작되지 않을 수 있다. 이와 같은 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 종래와 같은 방법으로 정렬할 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 4개의 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D)의 평균 오차를 줄이는 방식으로 정렬되었다. 예를 들어, 제 1 기판(101)의 a 정렬마크와 제 2 기판(102)의 A 정렬마크, 제 1 기판(101)의 c 정렬마크와 제 2 기판(102)의 C 정렬마크, 제 1 기판(101)의 d 정렬마크와 제 2 기판(102)의 D 정렬마크 각각이 오차값이 최소가 되도록 정렬한다. 즉, 4개의 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D) 중 상기 3개의 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C)의 오차값이 최소가 되도록 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정렬한다. 이로 인해, 상기 3개의 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C)는 오차 허용 범위 내에 포함되지만, 제 1 기판(101)의 b 정렬마크와 제 2 기판(102)의 B 정렬마크는 오차 허용 범위에 포함되 지 않을 수 있다. 이에, 실시예에서는 도 6d에 도시된 바와 같이 4개의 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D) 모두가 오차 허용 범위 내에 들어오도록 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정렬한다. 이와 같이 4개의 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D) 모두가 오차 허용 범위에 포함되도록 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정렬하는 방법에 대한 설명은 하기에서 설명한다.
제 1 및 제 2 기판(101, 102) 중 어느 하나가 X, Y 및 θ 방향으로 가상 이동하는 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 및 상기 가상 이동 연산범위를 일정 갯수의 구간으로 나누는 가상 이동 연산간격을 제어부(400)에 설정한다(S110). 여기서, 가상 이동 연산범위는 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정렬시키기 위하여, 제 1 및 제 2 기판(101, 102) 중 어느 하나가 가상으로 이동하는 이동범위를 의미한다. 즉, 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정렬시키기 위한 타겟 이동 값을 제 1 및 제 2 기판(101, 102) 중 어느 하나를 실제로 이동시키면서 탐색하지 않고, 제 1 및 제 2 기판(101, 102)을 가상으로 이동시켜 이동 값에 따른 4개의 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D)의 오차값을 각기 연산하여 타겟 이동 값을 탐색한다. 따라서, 가상 이동 연산범위란 제 1 및 제 2 기판(101, 102) 중 어느 하나가 가상으로 이동하는 가상 이동 범위를 의미한다. 이때, 전술한 바와 같이, 제 1 및 제 2 기판(101, 102) 중 어느 하나가 X, Y 및 θ 방향으로 가상 이동하는 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위를 설정하는 것이 바람직하다. 그리고, 실시예에서는 제 1 및 제 2 기판(102, 102) 중 어느 하나가 가상 이동 연산범위를 모두 스캔하여 가상 이동하지 않고, 상기 가상 이동 연산범위 내에서 설정된 복수의 가상 이동값에 의해서만 이동한다. 이때, 복수의 가상 이동값은 가상 이동 연산범위 내에서 일정 간격으로 이격되어 위치한다. 이와 같이 제 1 및 제 2 기판(101, 102) 중 어느 하나가 가상 이동 연산범위 내에서 가상으로 이동하는 가상 이동값을 하기에서는 연산에 참여할 가상 이동 연산값이라 정의한다. 따라서, 복수의 가상 이동 연산값은 가상 이동 연산범위 내에서 일정 간격으로 이격되어 위치한다. 여기서 복수의 가상 이동 연산값 사이의 이격간격을 하기에서는 가상 이동 가상 이동 연산간격이라 정의한다. 이때, 제 1 및 제 2 기판(101, 102) 중 어느 하나가 X, Y 및 θ 방향으로 가상 이동하는 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위가 설정되므로, X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격이 설정된다.
실시예에서는 전술한 바와 같이 제 1 기판(101)이 안치된 제 1 기판 지지 수단(210)을 고정하고, 제 2 기판(102)이 안치된 제 2 기판 지지 수단(230)을 X, Y 및 θ 방향으로 이동시켜 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정렬한다. 이에, 제 2 기판(102)이 X, Y 및 θ 방향으로 가상 이동하는 제 1 가상 이동 연산범위 및 제 1 가상 이동 연산간격을 제어부(400)에 설정하는 것이 바람직하다. 따라서, 실시예에서는 제 1 기판(101)이 고정된 상태에서 제 2 기판(102)을 제 1 가상 이동 연산범위 내에서 제 1 가상 이동 연산간격으로 가상 이동시키면서, 4개의 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D)의 오차값을 계산한다. 이때, 전술한 바와 같이 제 1 기판(101)은 고정되어 있으므로, 상기 제 1 기판(101)에 형성된 4개의 정렬마크(a, b, c, d)의 위치는 변하지 않는다. 따라서, 제 1 기판(101)의 4개의 정렬마크(a, b, c, d)의 위치를 고정한 상태에서, 제 2 기판(102)을 제 1 가상 이동 연산범위 내에서 제 1 가상 이동 연산간격으로 이동시키면서, 제 1 기판(101)의 4개의 정렬마크(a, b, c, d)와 제 2 기판(103)의 4개의 정렬마크(A, B, C, D) 간의 오차값을 계산한다. 즉, 제 1 기판(101)의 a 정렬마크와 제 2 기판(102)의 A 정렬마크, 제 1 기판(101)의 b 정렬마크와 제 2 기판(102)의 B 정렬마크, 제 1 기판(101)의 c 정렬마크와 제 2 기판(102)의 C 정렬마크 및 제 1 기판(101)의 d 정렬마크와 제 2 기판(102)의 D 정렬마크 각각의 오차값을 계산한다.
하기에서는 도 7a를 참조하여 X 방향의 제 1 가상 이동 연산범위 및 제 1 가상 이동 연산간격 설정 방법에 대해서 간략히 설명한다. 도 7a를 참조하면, 제 1 가상 이동 연산범위를 일정 갯수 예를 들어 10개의 구간으로 나눈다. 이와 같이 제 1 가상 이동 연산범위를 10개의 구간으로 나누는 경계 지점 사이 차이값이 제 1 가상 이동 연산간격이 된다. 그리고, 이때 제 1 가상 이동 연산범위를 10개의 구간으로 나누는 11개의 경계 지점이 연산에 참여할 가상 이동 연산값이 된다. 도시되지는 않았지만 Y 및 θ 방향 또한 상기와 같은 방법으로 제 1 가상 이동 연산범위 및 제 1 가상 이동 연산간격을 설정한다.
또한, 제 2 기판(102)이 X, Y 및 θ 방향 각각으로 이동하는 최초의 가상 이동 연산범위 즉, 제 1 가상 이동 연산범위는 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간의 발생할 수 있는 X, Y 및 θ 방향 각각의 최대 오차 범위일 수 있다. 이는, 제 1 및 제 2 기판(101, 102)을 제 1 및 제 2 기판 지지 수단(210, 230) 각각에 부착시키면, 상기 제 1 및 제 2 기판(101, 102)이 정렬되지 않고 틀어져 있을 수 있다. 하지만, 제 1 및 제 2 기판 지지 수단(210, 230)에 제 1 및 제 2 기판(101, 102) 각각이 고정됨에 따라, 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102)은 X, Y 및 θ 방향 각각으로 최대 오차 범위 밖으로는 오차가 발생되지 않는다. 이에, 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이, X, Y 및 θ 방향 각각의 최초의 가상 이동 연산범위를 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102)이 X, Y 및 θ 방향 각각으로 발생할 수 있는 최대 오차 범위로 설정한다.
예를 들어, 실시예에 따른 기판 합착 장치에서 제 1 및 제 2 기판(101, 102)이 제 1 및 제 2 기판 지지 수단(210, 230)에 각기 장착된 후, X, Y 및 θ 방향으로 발생할 수 있는 최대 오차 범위를 각각, X: ±2000㎛, Y: ±2000㎛, θ: ±0.1˚ 이라 하자. 이때, X 방향의 제 1 가상 이동 연산범위는 -2000㎛ 내지 +2000㎛, Y 방향의 제 1 가상 이동 연산범위는 -2000㎛ 내지 +2000㎛, θ 방향의 제 1 가상 이동 연산범위는 -0.1˚ 내지 +0.1˚이다. 물론 이에 한정되지 않고 기판 합착 장치의 크기 및 구조 등 다양한 조건에 의해 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간의 X, Y 및 θ 방향에 대한 제 1 가상 이동 연산범위는 달라질 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 기판(101, 102)의 크기나 상기 제 1 및 제 2 기판(101, 102)에 각기 형성된 복수의 정렬마크에 의해서도 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간의 X, Y 및 θ 방향 각각의 제 1 가상 이동 연산범위는 달라질 수 있다. 그리고 X, Y 및 θ 방향 각각의 제 1 가상 이동 연산범위 내에서 제 1 가상 이동 연산간격을 설정한다. 예를 들어, X 방향의 제 1 가상 이동 연산범위 -2000㎛ 내지 +2000㎛을 일정한 크기의 10개의 구간으로 나눌 때, 제 1 가상 이동 연산간격은 400㎛가 된다. 따라서, X 방향의 제 1 가상 이동 연산범위 -2000㎛ 내지 +2000㎛ 내에서의 복수의 가상 이동 연산값들은 -2000㎛, -1600㎛, -1200㎛……………1200㎛, 1600㎛, 2000㎛이 된다. 이와 같은 방법으로 Y 방향 및 θ 방향 각각의 제 1 가상 이동 연산범위 및 제 1 가상 이동 연산간격을 설정할 수 있다.
이후, 상기에서 설정된 X, Y 및 θ 방향 각각의 제 1 가상 이동 연산범위 내에서 각각의 제 1 가상 이동 연산간격으로 연산을 진행하여, X, Y 및 θ 각각의 값에 따른 최대 오차값을 저장한다(S120). 이를 위해 먼저, 제 2 기판(102)의 X, Y 및 θ 방향 각각의 복수의 가상 이동 연산값들을 X, Y, θ의 조합으로 나타낸다. 여기서, 전술한 바와 같이 X, Y 및 θ 방향 각각에 제 1 가상 이동 연산범위 내에는 각각의 제 1 가상 이동 연산간격으로 인해 복수의 가상 이동 연산값을 포함하고 있으므로, (X, Y, θ)의 조합은 매우 다양할 수 있다. 실시예에서는 X, Y 및 θ 각각의 가상 이동 연산값의 조합 가능한 모든 경우에 대한 오차값을 연산한다. 이때, (X, Y, θ)로 조합 가능한 모든 경우에 대한 4개의 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D)의 오차값을 각각 연산하여, 상기의 4개의 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D) 중 최대 오차값을 보이는 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D)의 오차값을 저장한다. 예를 들어, 어느 하나의 X, Y, θ 조합에 있어서, 연산을 통해 얻어진 4개의 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D)의 오차값 중 제 1 기판(101)의 b 정렬마크와 제 2 기판(102)의 B 정렬마크 간의 오차값이 최대값이라 할 때, 상기 제 1 기판(101)의 b 정렬마크와 제 2 기판(102)의 B 정렬마크 간의 오차값을 저장한다. 이때, 실시예에서는 한 쌍을 이루는 제 1 기판(101)의 정렬마크(a, b, c, d) 의 중심과 제 2 기판(102)의 정렬마크(A, B, C, D)의 중심 사이의 이격 거리를 측정하여 오차값을 산출한다. 이와 같이, 모든 경우에 대한 4개의 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D)의 오차값을 각각 연산하고, 상기 가상 이동 연산값 중 최대 오차값을 각각 저장한다.
이어서, 연산된 상기 X, Y 및 θ 각각의 가상 이동 연산값에 따른 복수의 최대 오차값 중 최소값을 탐색한다(S130). 즉, 상기 X, Y 및 θ 각각의 가상 이동 연산값에 따라 저장된 복수의 최대 오차값 중, 상기 최대 오차값이 최소가 되는 X, Y 및 θ의 가상 이동 연산값 조합을 탐색한다.
그리고, X, Y 및 θ 방향 각각의 제 1 가상 이동 연산간격을 정렬수단(320)의 X, Y 및 θ 방향 각각의 분해능과 비교한다(S140). 여기서, 정렬수단(320)의 X, Y 및 θ 각각의 분해능은 예를 들어, 0.2㎛, 0.2㎛ 및 0.01˚이다. 물론 이에 한정되지 않고, 정렬수단(320)의 X, Y 및 θ 각각의 분해능은 정렬수단에 따라 다양하다.
예컨데, 제 2 기판(102)의 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격이 정렬수단(320)의 X, Y 및 θ 각각의 분해능 이하일 경우, 전단계에서 탐색된 최소값을 산출하는 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산값 만큼, 제 2 기판(102)을 이동시켜 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정렬한다(S150). 이때, 제 2 기판 지지 수단(230)을 이용하여 제 2 기판(102)을 이동시킨다. 이때, 도 6d에 도시된 바와 같이 4개의 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D) 모두가 오차 허용 범위에 포함되도록 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102)을 정렬시킬 수 있다. 그리고, 제 1 기판 지지 수단(210)을 하강시키거나 제 2 기판 지지 수단(230)을 승강시켜, 정렬된 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 합착한다. 물론 제 1 기판 지지 수단(210)을 하강시키고 제 2 기판 지지 수단(230)을 승강시켜, 정렬된 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 합착할 수 있다.
한편, X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격 값이 정렬수단(320)의 X, Y 및 θ 방향 각각의 분해능 값을 초과할 경우, X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 및 가상 이동 연산간격을 설정하는 단계(S110)로 다시 돌아가, 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 및 가상 이동 연산간격을 재설정한다. 하기에서는 2차로 설정하는 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 및 가상 이동 연산간격 각각을 제 2 가상 이동 연산범위 및 제 2 가상 이동 연산간격이라 정의한다. 이때, X, Y 및 θ 방향 각각의 제 2 가상 이동 연산범위는 전 단계에서 최소값을 산출하는 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산값을 포함하는 최소 범위로 설정되는 것이 바람직하다. 하기에서는 도 7a 및 도 7b를 참조하여 X 방향의 제 2 가상 이동 연산범위 및 제 2 가상 이동 연산간격 설정 방법에 대해서 간략히 설명한다. 도 7a를 참조하면, 상기에서 전술한 바와 같이 전 단계에서 최소값을 산출하는 X의 가상 이동 연산값을 포함하는 최소 범위로 제 2 가상 이동 연산범위를 설정한다. 즉, 최소값을 산출하는 X의 가상 이동 연산값으로부터 제 1 가상 이동 연산간격으로 이격된 두개의 가상 이동 연산값 사이 범위를 제 2 가상 이동 연산간격으로 설정한다. 그리고 도 7b에 도시된 바와 같이 제 2 가상 이동 연산범위를 제 1 가상 이동 연산범위를 나눈 갯수와 동일한 10개의 구간으로 나눈다. 이와 같이 제 2 가 상 이동 연산범위를 10개의 구간으로 나누는 경계 지점 사이의 차이값이 제 2 가상 이동 연산간격이 된다. 그리고, 이때 제 2 가상 이동 연산범위를 10개의 구간으로 나누는 11개의 경계 지점이 연산에 참여할 가상 이동 연산값이 된다. 도시되지는 않았지만 Y 및 θ 방향 또한 상기와 같은 방법으로 제 2 가상 이동 연산범위 및 제 2 가상 이동 연산간격을 설정한다.
예를 들어, 제 1 가상 이동 연산범위 내에서 탐색된 최소값을 산출하는 (X, Y, θ)가 (800㎛, 1200㎛, 0.04˚)이고, 상기 X, Y 및 θ 각각의 제 1 가상 이동 연산간격이 400㎛, 400㎛ 및 0.02˚라 한다면, X, Y 및 θ 방향 각각의 제 2 가상 이동 연산범위는 400㎛ 내지 1200㎛, 800㎛ 내지 1600㎛ 및 0.02˚ 내지 0.06˚이다. 그리고, X, Y 및 θ 방향 각각의 제 2 가상 이동 연산범위를 10개의 구간으로 나눈다면, X, Y 및 θ 방향 각각의 제 2 가상 이동 연산간격은 80㎛, 80㎛, 0.004˚가 된다. 즉, X, Y 및 θ 방향 각각의 제 2 가상 이동 연산간격은 제 1 가상 이동 연산간격에 비해 작다. 실시예에 따른 정렬수단(320)의 X, Y 및 θ 방향 각각의 분해능은 0.2㎛, 0.2㎛ 및 0.01˚이므로, 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 제 2 가상 이동 연산간격은 정렬수단(320)의 X, Y 및 θ 방향 각각의 분해능에 비해 크다. 이에, X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 및 가상 이동 연산간격을 설정하는 단계(S110)로 다시 돌아가, 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 및 가상 이동 연산간격을 재설정하고, 상기 과정을 반복한다. 즉, X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격이 X, Y 및 θ 각각의 분해능 값 이하가 될 때까지 연산을 반복한다. 그리고, 반복된 연산을 통해 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산 간격이 X, Y 및 θ 각각의 분해능 이하가 되면, 전단계에서 탐색된 최소값을 산출하는 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산값 만큼 제 2 기판 지지 수단(230)을 이동시켜 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정렬한다(S150).
이때, 전술한 바와 같이 연산된 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 값에 따른 복수의 최대 오차값 중 최소값을 산출하는 X, Y 및 θ 각각의 가상 이동 연산값에 의해 제 2 기판 지지 수단(230)을 이동시킨다. 따라서, 4개의 한쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D) 모두가 오차 허용 범위 내에 들어오도록 정렬할 수 있다. 즉, 상기와 같은 과정을 거쳐 제 2 기판(102)을 가상 이동시켜 상기 제 2 기판(102)의 이동에 따른 4개의 복수의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D)의 오차값을 측정한다. 그리고 예를 들어 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이 실시예에 따른 방법으로 4개의 복수의 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D)의 중 최대 오차를 보이는 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D)의 오차값을 줄이는 방식으로 정렬하면, 도 6d에 도시된 바와 같이 4개의 한 쌍의 정렬마크(a-A, b-B, c-C, d-D) 모두가 오차 허용 범위에 포함되도록 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102)을 정렬시킬 수 있다. 그리고, 제 1 기판 지지 수단(210)을 하강시키거나 제 2 기판 지지 수단(230)을 승강시켜, 정렬된 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 합착한다. 물론 제 1 기판 지지 수단(210)을 하강시키고 제 2 기판 지지 수단(230)을 승강시켜, 정렬된 제 기판과 제 2 기판(102) 간을 합착할 수 있다.
실시예에서는 제 2 기판(102)이 안착된 제 2 기판 지지 수단(230)을 X, Y 및 θ 방향으로 이동시키는 경우에 대해서만 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 제 1 기판(101)이 안착된 제 1 기판 지지 수단(210)이 X, Y 및 θ 방향으로 이동하여 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 간을 정렬할 수도 있다.
또한, 실시예에서는 액정 표시 패널에 사용되는 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102)을 정렬하는 방법을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 한 쌍의 기판을 정렬하는 다양한 장치에 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착 장치의 개념
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 정렬 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 정렬 방법을 설명하기 위해, 제 1 및 제 2 기판중 적어도 어느 하나의 기판이 X, Y 및 θ 방향으로 이동하는 최대 이동 범위를 나타낸 도면
도 4는 실시예에 따른 제 1 및 제 2 기판 각각에 형성된 복수의 정렬마크를 도시한 도면
도 5는 종래의 기판 정렬 방법에 의해 정렬된 제 1 기판과 제 2 기판을 도시한 도면
도 6a 내지 도 6d는 제 1 기판과 제 2 기판을 실시예에 따른 방법으로 정렬시키기 위해, 제 2 기판이 가상으로 이동하는 것을 나타낸 도면
도 7a 및 도 7b는 실시예에 따른 X 방향의 제 1 가상 이동 연산범위 및 제 1 가상 이동 연산간격과 제 2 가상 이동 연산범위 및 제 2 가상 이동 연산간격을 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 챔버부 101: 제 1 기판
102: 제 2 기판 210: 제 1 기판 지지 수단
230: 제 2 기판 지지 수단 242: 정렬수단
Claims (14)
- 복수의 정렬마크가 각기 형성된 제 1 및 제 2 기판을 정렬하는 정렬수단을 포함하는 기판 합착 장치의 기판 정렬 방법에 있어서,상기 제 1 기판과 제 2 기판 간을 정렬시키기 위하여 제 1 기판의 복수의 정렬마크와 제 2 기판의 복수의 정렬마크 각각을 정렬시킬 때, 상기 정렬되는 제 1 기판의 복수의 정렬마크 중 어느 하나와 제 2 기판의 정렬마크 중 어느 하나를 한 쌍의 정렬마크라 하면,상기 복수의 한 쌍의 정렬마크의 오차값 중 최대 오차값을 나타내는 한 쌍의 정렬마크의 오차값을 줄이는 방법으로 제 1 기판과 제 2 기판을 정렬하고,상기 복수의 한 쌍의 정렬마크의 오차값 중 최대 오차값을 나타내는 한 쌍의 정렬마크의 오차값을 줄이는 방법은,상기 제 1 기판 및 제 2 기판 중 어느 하나가 이동하는 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위를 설정하고, 상기 가상 이동 연산범위를 복수의 구간으로 나누어 가상 이동 연산간격을 설정하는 단계;상기 가상 이동연산 범위 내에서 연산에 참여하는 가상 이동 연산값을 설정하는 단계;상기 가상 이동 연산값으로 연산을 진행하여, 상기 X, Y 및 θ 방향 각각에 대한 오차값을 획득하고, 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 오차값 중 최대 오차값을 저장하는 단계;상기 최대 오차값 중 최소값을 탐색하는 단계;상기 제 1 기판 및 제 2 기판 중 어느 하나를 상기 최소값을 산출하는 X, Y 및 θ 방향의 가상 이동 연산값 만큼 이동시켜, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 간을 정렬하는 단계를 포함하는 기판 정렬 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 복수의 한 쌍의 정렬마크의 오차값 중 최대 오차값을 나타내는 한 쌍의 정렬마크의 오차값을 줄이는 방법은 상기 복수의 한 쌍의 정렬마크 모두가 오차 허용 범위에 포함되도록 제 1 기판과 제 2 기판을 정렬하는 기판 정렬 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격을 정렬 수단의 X, Y 및 θ 방향 각각의 분해능과 비교하는 단계를 포함하는 기판 정렬 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위를 복수개의 구간으로 나누어, 가상 이동 연산간격을 설정하는 데 있어서,상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동간격은 상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 내에서 일정한 간격을 갖도록 설정되는 기판 정렬 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 가상 이동연산 범위 내에서 연산에 참여하는 가상 이동 연산값을 설정하는 단계에 있어서,상기 가상 이동 연산범위를 복수의 구간으로 나누는 복수의 경계 지점을 연산에 참여하는 가상 이동 연산값으로 설정하는 기판 정렬 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 최초 가상 이동 연산범위는 상기 제 1 기판과 제 2 기판 간에 X, Y 및 θ 방향 각각으로 발생할 수 있는 최대 오차 범위로 설정하는 기판 정렬 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 오차값 중 최대 오차값을 저장하는 단계는,상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 복수의 가상 이동 연산값을 (X, Y, θ)로 조합하여, 조합되는 모든 경우에 따른 오차값을 계산하는 단계; 및상기 복수의 (X, Y, θ) 조합에 따라 계산된 복수의 오차값 중, 최대 오차값을 각기 저장하는 단계를 포함하는 기판 정렬 방법.
- 청구항 7에 있어서,상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 오차값 중 최대 오차값을 저장하는 단계는,상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산값에 따라 연산된 복수의 한 쌍의 정렬마크의 오차값 중, 최대 오차값을 각기 저장하는 기판 정렬 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산값에 따라 저장된 복수의 최대 오차값 중, 최소값을 산출하는 X, Y 및 θ의 가상 이동 연산값을 탐색하는 기판 정렬 방법.
- 청구항 3에 있어서,상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격 값이 정렬 수단의 X, Y 및 θ 방향 각각의 분해능 값 이하일 경우,상기 제 1 기판 및 제 2 기판 중 어느 하나를 상기 최소값을 산출하는 X, Y 및 θ 방향의 가상 이동 연산값 만큼 실제 이동시켜, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 간을 정렬하는 기판 정렬 방법.
- 청구항 3에 있어서,상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격 값이 정렬 수단의 X, Y 및 θ 방향의 분해능 값을 초과할 경우,상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 및 가상 이동 연산간격을 재설정하는 기판 정렬 방법.
- 청구항 11에 있어서,상기 재설정되는 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위는 전 단계에서 설정된 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위에 비해 작은 범위로 설정되는 기판 정렬 방법.
- 청구항 11에 있어서,상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 및 가상 이동 연산간격을 재설정하는 데 있어서,전 단계에서 최소값을 산출하는 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산값을 기준으로 하여, 양측에 가상 이동 연산간격으로 이격된 두개의 가상 이동 연산값 사이의 범위로 설정되는 기판 정렬 방법.
- 청구항 11에 있어서,상기 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위 및 가상 이동 연산간격을 재설정하는 단계에 있어서,상기 재설정된 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위를 전단계에서 설정된 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산범위를 나누는 일정 갯수와 동일한 갯수로 나누어, 재설정된 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격이 전 단계에서 설정된 X, Y 및 θ 방향 각각의 가상 이동 연산간격에 비해 작도록 하는 기판 정렬 방법.
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