KR101552923B1 - 노광 장치 - Google Patents

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KR101552923B1
KR101552923B1 KR1020120113711A KR20120113711A KR101552923B1 KR 101552923 B1 KR101552923 B1 KR 101552923B1 KR 1020120113711 A KR1020120113711 A KR 1020120113711A KR 20120113711 A KR20120113711 A KR 20120113711A KR 101552923 B1 KR101552923 B1 KR 101552923B1
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Abstract

본 발명은 마스크와 노광 대상체의 위치 맞춤 시에 마스크와 노광 대상체를 별도로 구분해서 얼라인먼트 마크를 인식하도록 한 노광 장치에 관한 것으로, 마스크를 홀딩하는 마스크 홀더, 상기 마스크 홀더를 이동시키는 마스크 홀더 이동부, 및 노광 대상체를 이동시키는 스테이지부를 포함한 노광 장치에 있어서, 상기 마스크 측에 형성된 얼라인먼트 마크와 상기 노광 대상체 위에 형성된 얼라인먼트 마크를 각각 관찰하고 화상을 수용하여 화상 데이터로 각각 변환하는 카메라부; 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터와 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터로부터 특징점을 각각 추출하여 해당 두 특징점 간의 거리를 산출하는 마크 위치 검출부; 및 상기 카메라부에서 변환된 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 저장했다가, 상기 카메라부로부터 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 입력받아 상기 마크 위치 검출부로 함께 입력한 후에, 상기 마크 위치 검출부에서 산출한 거리 정보에 따라 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치 맞춤을 수행하는 제어부를 포함한다. 이러한 노광 장치는 마스크를 노광 대상체의 가운데에 전사할 수 있으며, 마스크와 노광 대상체 간의 위치를 보다 정확하게 맞출 수 있다.

Description

노광 장치 {EXPOSURE APPARATUS}
본 발명은 노광 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마스크(mask)와 노광 대상체의 위치 맞춤 시에 마스크(mask)와 노광 대상체를 별도로 구분해서 얼라인먼트 마크(alignment mark)를 인식하도록 한 노광 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 디스플레이 장치의 글라스(glass) 또는 반도체 소자(예로, 기판)를 제조하는 경우에는, 감광물질(PR, Photo Resist)을 노광 대상체(예를 들어, 글라스 또는 기판)에 코팅한 후에 리소그래피(Lithography) 공정을 수행한다. 리소그래피 공정은 마스크 상에 형성된 패턴을 노광 장치를 통해 글라스 또는 기판 상에 전사시키는 공정이다. 이때, 마스크는 노광의 대상체로 되는 글라스 또는 기판 측에 형성된 얼라인먼트 마크와 마스크 측에 형성된 얼라인먼트 마크를 맞춤으로써, 글라스 또는 기판과의 위치 맞춤을 수행하게 된 후에, 마스크 상에 형성된 패턴을 글라스 또는 기판 상에 전사하게 된다.
한편, 한국등록특허 제10-0639626호는 노광 마스크와 노광 대상으로 되는 대상체의 위치 맞춤을 수행하도록 한 노광 마스크의 위치 맞춤 방법 및 박막 소자 기판의 제조방법에 관한 것으로서, 얼라인먼트 마크가 형성된 복수의 홀로그램 마스크를 사용하여 얼라인먼트 마크가 형성된 노광 대상으로 되는 대상체에 패턴 노광을 행할 때, 양쪽의 얼라인먼트 마크를 사용하여 홀로그램 마스크와 상기 대상체의 위치 맞춤을 복수 회 행하는 노광 마스크의 위치 맞춤 방법으로서, 적어도 연속하는 3회의 위치 맞춤 중, 상기 대상체 위에서의 3회째 위치 맞춤용 얼라인먼트 마크를 2회째 및 1회째 각각의 위치 맞춤용 얼라인먼트 마크 사이에 설치하거나 또는 1회째 위치 맞춤용 얼라인먼트 마크에 대하여 2회째 위치 맞춤용 얼라인먼트 마크가 있는 측과는 반대 측에 설치하여 위치 맞춤을 행하는 것을 특징으로 한다. 개시된 기술에 따르면, 동일한 노광 마스크에서의 얼라인먼트 마크 간의 최소 허용 간격을 유지하면서, 대상체의 얼라인먼트 마크에 필요한 영역을 축소할 수 있으며, 고밀도로 집적화된 디바이스를 형성할 수 있는 이점이 있다.
이와 같은 종래의 노광 장치는 얼라인먼트 마크가 형성된 마스크를 사용하여 얼라인먼트 마크가 형성된 노광 대상으로 되는 대상체(예로, 글라스 또는 기판)에 패턴 노광을 수행하기 전에, 마스크 측에 형성된 얼라인먼트 마크와 노광 대상체 측에 형성된 얼라인먼트 마크에 대한 위치 맞춤을 수행해야 한다. 이때, 종래의 노광 장치는 마스크와 노광 대상체를 오버레이한 후에, 마스크를 통하여 노광 대상체 위에 형성된 얼라인먼트 마크를 관찰하게 되며, 이에 마스크 측에 형성된 얼라인먼트 마크와 노광 대상체 측에 형성된 얼라인먼트 마크를 동시에 인식하여 마스크 측에 형성된 얼라인먼트 마크와 노광 대상체 측에 형성된 얼라인먼트 마크 간의 위치를 맞추도록 하였다.
그런데, 마스크 측에 형성된 얼라인먼트 마크와 노광 대상체 측에 형성된 얼라인먼트 마크의 위치 맞춤을 수행할 때에, 마스크를 통해 노광 대상체의 얼라인 마크가 보이지 않거나 마스크와 노광 대상체의 얼라인먼트 마크를 동시에 인식할 수 없는 경우가 많았다.
즉 다시 말해서 노광 대상체의 모든 면이 노광 유효면(패턴 형성면 -얼라인먼트 마크를 새길 수 없음)일 경우와 이로 인해 마스크 면이 어두운 색(예를 들어, 검정색)일 경우로 노광 대상체의 얼라인먼트 마크 위치를 동시에 볼 수 없는 경우가 대부분이었다.
한국등록특허 제10-0639626호
본 발명의 일 실시예는 마스크와 노광 대상체(예를 들어, 글라스, 기판 등)의 위치 맞춤 시에, 마스크를 통해 노광 대상체의 얼라인먼트 마크를 인식하지 않고, 마스크와 노광 대상체를 별도로 구분해서 얼라인먼트 마크를 인식하도록 한 노광 장치를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 노광 장치는, 마스크를 홀딩하는 마스크 홀더, 상기 마스크 홀더를 이동시키는 마스크 홀더 이동부, 및 노광 대상체를 이동시키는 스테이지부를 포함한 노광 장치에 있어서, 상기 마스크 측에 형성된 얼라인먼트 마크와 상기 노광 대상체 위에 형성된 얼라인먼트 마크를 각각 관찰하고 화상을 수용하여 화상 데이터로 각각 변환하는 카메라부; 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터와 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터로부터 특징점을 각각 추출하여 해당 두 특징점 간의 거리를 산출하는 마크 위치 검출부; 및 상기 카메라부에서 변환된 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 저장했다가, 상기 카메라부로부터 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 입력받아 상기 마크 위치 검출부로 함께 입력한 후에, 상기 마크 위치 검출부에서 산출한 거리 정보에 따라 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치 맞춤을 수행하는 제어부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 노광 위치에서 상기 카메라부를 통해 마스크 얼라인먼트 마크를 인식하도록 한 후에, 해당 인식한 마스크 얼라인먼트 마크가 이전에 저장해 둔 마스크 얼라인먼트 마크에 대응하여 기 설정된 범위 내에 위치하는지를 판단하고, 해당 인식한 마스크 얼라인먼트 마크가 기 설정된 범위 내에 있으면 노광하도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 인식된 마스크 얼라인먼트 마크가 기 설정된 범위 내에 있지 않으면, 상기 인식된 마스크 얼라인먼트 마크를 새로이 저장해 주며, 상기 인식된 마스크 얼라인먼트 마크를 기준으로 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치를 보정하도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 카메라부를 통해 노광 대상체 얼라인먼트 마크를 인식하도록 한 후에, 이전에 저장해 둔 마스크 얼라인먼트 마크를 바탕으로 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치를 보정하며, 기 설정된 범위 내에 위치하는지를 판단하고, 해당 인식한 마스크 얼라인먼트 마크가 기 설정된 범위 내에 있으면 노광하도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 카메라부는 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 기준 위치를 인식하여 상기 제어부에 입력한 후에, 상기 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 위치를 인식하여 상기 제어부에 입력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마크 위치 검출부는 상기 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터와 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터로부터 위치 정보를 각각 추출하여 해당 추출된 위치 간의 거리를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마크 위치 검출부는 상기 제어부로부터 입력되는 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터에서 교차점을 추출하고, 상기 제어부로부터 입력되는 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터에서 교차점을 추출하여, 해당 추출된 두 교차점 간의 거리를 산출하고, 해당 산출한 두 교차점 간의 거리 정보를 상기 제어부에 입력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 마스크 홀더 이동부를 제어하여 상기 마스크 홀더에 장착된 마스크의 위치를 상기 카메라부의 위치로 이동시켜 준 다음에, 상기 카메라부로부터 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 입력받아 상기 메모리부에 저장해 준 후에, 상기 마스크 홀더 이동부를 제어하여 상기 마스크 홀더에 장착된 마스크의 위치를 원위치로 이동시켜 줄 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 마스크 홀더에 장착된 마스크의 위치를 원위치로 이동시켜 준 후, 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치를 상기 카메라부의 위치로 이동시켜 준 다음에, 상기 카메라부로부터 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 입력받고, 상기 메모리부에 저장해 둔 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 판독하여, 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터와 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 상기 마크 위치 검출부로 입력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 마크 위치 검출부에서 산출한 거리 정보를 입력받으면서 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치를 이동시켜 두 특징점 간의 거리가 기 설정된 기준 값 이하가 될 때까지 상기 마스크와 상기 노광 대상체의 위치 맞춤이 이루어지도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 두 특징점 간의 거리가 기 설정된 기준 값 이하가 될 때까지 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치를 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동시켜 상기 마스크와 상기 노광 대상체의 위치 맞춤을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치를 θ각도 회전시켜 상기 마스크와 상기 노광 대상체의 위치 맞춤을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 노광 장치는, 상기 노광 장치의 지지체 상부 면에 수직으로 배치된 수직 지지체와, 상기 수직 지지체의 상부에 배치된 수평 지지체를 구비한 카메라 지지 프레임; 상기 수평 지지체 상에 형성되는 카메라부 가이드; 상기 카메라부 가이드 상에 배치되어 상기 카메라부를 장착하는 카메라 장착부; 및 상기 카메라부 가이드를 따라 상기 카메라 장착부를 좌우로 이동시켜 주는 카메라 이동부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 카메라 이동부의 동작을 제어하여 상기 카메라부의 위치를 이동시켜 하나의 스테이지부에 대해서 마스크와 노광 대상체 간의 위치 맞춤을 수행한 후에, 다른 스테이지부로 상기 카메라부의 위치를 이동시켜 줄 수 있다.
일 실시예에서, 노광 장치는, 상기 제어부로부터 입력되는 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터와, 상기 마스크와 노광 대상체의 위치 맞춤이 이루어진 것으로 판정하기 위해 두 특징점 간의 거리에 대해 미리 설정한 기준 값을 저장하는 메모리부를 더 포함할 수 있다.
실시예들 중에서, 노광 장치는, 마스크를 홀딩하는 마스크 홀더, 상기 마스크 홀더를 이동시키는 마스크 홀더 이동부, 및 노광 대상체를 이동시키는 스테이지부를 포함한 노광 장치에 있어서, 상기 마스크 측에 형성된 얼라인먼트 마크와 상기 노광 대상체 위에 형성된 얼라인먼트 마크를 각각 관찰하고 화상을 수용하여 화상 데이터로 각각 변환하는 카메라부; 상기 노광 장치의 지지체 상부 면에 수직으로 배치된 수직 지지체와, 상기 수직 지지체의 상부에 배치된 수평 지지체를 구비한 카메라 지지 프레임; 상기 수평 지지체 상에 형성되는 카메라부 가이드; 상기 카메라부 가이드 상에 배치되어 상기 카메라부를 장착하는 카메라 장착부; 상기 카메라부 가이드를 따라 상기 카메라 장착부를 좌우로 이동시켜 주는 카메라 이동부; 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터와 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터로부터 특징점을 각각 추출하여 해당 두 특징점 간의 거리를 산출하는 마크 위치 검출부; 및 상기 카메라부에서 변환된 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 저장했다가, 상기 카메라부로부터 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 입력받아 상기 마크 위치 검출부로 함께 입력한 후에, 상기 마크 위치 검출부에서 산출한 거리 정보에 따라 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치 맞춤을 수행하는 제어부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 마스크 홀더 이동부를 제어하여 상기 마스크 홀더에 장착된 마스크의 위치를 상기 카메라부의 위치로 이동시켜 준 다음에, 상기 카메라부로부터 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 입력받아 상기 메모리부에 저장해 준 후에, 상기 마스크 홀더 이동부를 제어하여 상기 마스크 홀더에 장착된 마스크의 위치를 원위치로 이동시켜 줄 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 마스크 홀더에 장착된 마스크의 위치를 원위치로 이동시켜 준 후, 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치를 상기 카메라부의 위치로 이동시켜 준 다음에, 상기 카메라부로부터 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 입력받고, 상기 메모리부에 저장해 둔 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 판독하여, 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터와 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 상기 마크 위치 검출부로 입력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 마크 위치 검출부에서 산출한 거리 정보를 입력받으면서 상기 두 특징점 간의 거리가 기 설정된 기준 값 이하가 될 때까지 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치를 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동시켜 상기 마스크와 상기 노광 대상체의 위치 맞춤을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 카메라 이동부의 동작을 제어하여 상기 카메라부의 위치를 이동시켜 하나의 스테이지부에 대해서 마스크와 노광 대상체 간의 위치 맞춤을 수행한 후에, 다른 스테이지부로 상기 카메라부의 위치를 이동시켜 줄 수 있다.
실시예들 중에서, 노광 장치는, 마스크를 홀딩하는 마스크 홀더, 상기 마스크 홀더를 이동시키는 마스크 홀더 이동부, 및 노광 대상체를 이동시키는 스테이지부를 포함한 노광 장치에 있어서, 상기 마스크 측에 형성된 얼라인먼트 마크와 상기 노광 대상체 위에 형성된 얼라인먼트 마크를 각각 관찰하고 화상을 수용하여 화상 데이터로 각각 변환하는 카메라부; 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 저장하며, 상기 마스크와 노광 대상체의 위치 맞춤이 이루어진 것으로 판정하기 위해 두 특징점 간의 거리에 대해 미리 설정한 기준 값을 저장하는 메모리부; 상기 카메라부를 통해 노광 대상체 얼라인먼트 마크를 인식하도록 한 후에, 상기 메모리부에 저장해 둔 마스크 얼라인먼트 마크를 바탕으로 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치를 보정하며, 노광 위치에서 상기 카메라부를 통해 마스크 얼라인먼트 마크를 인식하도록 한 후에, 해당 인식한 마스크 얼라인먼트 마크와 상기 메모리부에 저장해 둔 마스크 얼라인먼트 마크의 특징점 간의 거리가 기준 값 이하인지를 확인하여 노광하도록 하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 입력되는 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터와 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터로부터 특징점을 각각 추출하여 해당 두 특징점 간의 거리를 산출하여 상기 제어부에 제공하는 마크 위치 검출부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 인식한 마스크 얼라인먼트 마크와 상기 메모리부에 저장해 둔 마스크 얼라인먼트 마크의 특징점 간의 거리가 기준 값 이하가 아니면, 상기 인식된 마스크 얼라인먼트 마크를 새로이 상기 메모리부에 저장해 주며, 상기 인식된 마스크 얼라인먼트 마크를 기준으로 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치를 보정하도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마크 위치 검출부는 상기 제어부로부터 입력되는 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터에서 교차점을 추출하고, 상기 제어부로부터 입력되는 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터에서 특징점을 추출하여, 해당 추출된 교차점과 특징점 간의 거리를 산출하고, 해당 산출한 거리 정보를 상기 제어부에 입력할 수 있다.
일 실시예에서, 노광 장치는, 상기 노광 장치의 지지체 상부 면에 수직으로 배치된 수직 지지체와, 상기 수직 지지체의 상부에 배치된 수평 지지체를 구비한 카메라 지지 프레임; 상기 수평 지지체 상에 형성되는 카메라부 가이드; 상기 카메라부 가이드 상에 배치되어 상기 카메라부를 장착하는 카메라 장착부; 및 상기 카메라부 가이드를 따라 상기 카메라 장착부를 좌우로 이동시켜 주는 카메라 이동부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 카메라 이동부의 동작을 제어하여 상기 카메라부의 위치를 이동시켜 하나의 스테이지부에 대해서 마스크와 노광 대상체 간의 위치 맞춤을 수행한 후에, 다른 스테이지부로 상기 카메라부의 위치를 이동시켜 줄 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치는 마스크와 노광 대상체의 위치 맞춤 시에, 마스크와 노광 대상체를 별도로 구분해서 얼라인먼트 마크를 인식하도록 함으로써, 마스크와 노광 대상체를 오버래핑하여 얼라인할 수 없는 대상물의 경우, 즉 다시 말해서 노광 대상체의 모든 면이 노광 유효면(패턴 형성면 - 얼라인먼트 마크를 새길 수 없음)일 경우와 이로 인해 마스크 면이 어두운 색(예를 들어, 검정색)일 경우로 노광 대상체의 얼라인먼트 마크 위치를 동시에 볼 수 없는 경우에도 마스크와 노광 대상체를 보다 정확하게 맞출 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2d는 도 1에 있어 카메라부와 카메라 지지 프레임을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 있어 노광 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3a 및 도 3b에 있어 노광 대상체의 노광 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 있어 노광 대상체 로딩 과정에서 암 로봇의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 4에 있어 노광 대상체 로딩 과정에서 노광 대상체 위치 맞춤을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 도 6에 있어 카메라부 및 마크 위치 검출부의 얼라인먼트 마크 인식을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 1a는 노광 장치의 평면도이고, 도 1b는 노광 장치의 정면도이며, 도 1c는 노광 장치의 측면도이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 노광 장치는, 지지체(100), 제1 운반부(102), 제2 운반부(104), 다수 개의 스테이지부(106), 다수 개의 조명 광학계 하우스(108), 암 로봇(109), 다수 개의 카메라부(116), 다수 개의 스테이지 가이드(118), 다수 개의 마스크 홀더(124), 다수 개의 마스크 홀더 이동부(126), 하우스 지지 프레임(130) 및 카메라 지지 프레임(132)을 포함한다.
지지체(100)는 바닥에 설치 고정되어 노광 장치의 구성 요소들을 지지하기 위한 역할을 수행한다.
제1 운반부(102)는 지지체(100)의 상부에 이격되어 배치되고, 일 측면에서 외부로부터 제공된 노광 대상체를 운반한다. 또한, 제1 운반부(102)는 암 로봇(109)이 제1 운반부(102)에서 노광 대상체를 로드하는 주기에 맞추어 노광 대상체를 하나씩 쉬프트시켜 운반할 수 있다. 일 실시예에서, 노광 대상체는 글라스, 웨이퍼, 기판 등과 같은 셀(cell)에 상응할 수 있다.
제2 운반부(104)는 제1 운반부(102)와 동일한 높이로 지지체(100)의 상부에 이격되어 배치되고 타 측면에서 외부로 노광 대상체를 운반한다. 또한, 제2 운반부(104)는 암 로봇(109)이 제2 운반부(104)에 노광 대상체를 언로드하는 주기에 맞추어 노광 대상체를 하나씩 쉬프트시켜 운반할 수 있다.
그리고 제1 운반부(102)와 제2 운반부(104)는 동일한 가상의 연장선 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 운반부(102)와 제2 운반부(104)는 컨베이어에 상응할 수 있다.
노광 장치는, 복수의 스테이지부(106)를 포함할 수 있는데, 해당 스테이지부(106)는 제1 운반부(102)와 제2 운반부(104)의 사이에 배치될 수 있다.
스테이지부(106)는 제1 운반부(102)와 제2 운반부(104)를 연결하는 가상의 연장선 상(이하, 제1 위치)에서 노광 대상체를 로드하고, 해당 노광 대상체를 Y축 방향(노광 장치의 정면을 기준으로 수직 방향)으로 이동시킨다.
그리고 스테이지부(106)는, 스테이지부(106)에 노광 대상체가 로드된 경우에, 마스크 홀더(124)와 조명 광학계 하우스(108) 사이에 위치한 카메라부(116)의 하부(이하, 제2 위치)로 노광 대상체를 이동시키고, 카메라부(116)에 의한 노광 대상체와의 위치 맞춤이 수행되도록 한다.
일 실시예에서, 스테이지부(106)는 노광 대상체를 마스크 홀더(124)와 이격시켜 위치시키고, 카메라부(116)에 의해서 마스크 홀더(124)에 홀딩된 마스크를 기초로 노광 대상체와의 위치 맞춤을 수행하도록 할 수 있다. 즉, 카메라부(116)는 마스크 상에 형성된 얼라인먼트 마크와 노광 대상체 위에 형성된 얼라인먼트 마크에 대한 위치 맞춤을 수행할 수 있다.
예를 들어, 스테이지부(106)는 노광 대상체를 X축 방향(즉, 노광 장치의 정면을 기준으로 수평 방향)으로 이동시키거나, 또는 Y축 방향(즉, 노광 장치의 정면을 기준으로 수직축)으로 이동시켜, 카메라부(116)에 의해 마스크와 노광 대상체의 위치 맞춤이 수행될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 스테이지부(106)는 노광 대상체를 θ각도 회전(즉, 지지체(100)와 평행하게 회전)시켜 노광 대상체와의 위치 맞춤을 수행될 수 있도록 할 수도 있다.
그리고 스테이지부(106)는 카메라 지지 프레임(132)에 설치되어 있는 카메라부(116)를 통해 촬영된 영상을 기초로 노광 대상체와의 위치 맞춤을 수행하도록 한다. 이때, 카메라부(116)는 마스크 홀더(124)에 탑재된 마스크의 상부를 촬영할 수 있도록 마스크 홀더(124)와 이격되어 구비된다. 스테이지부(106)가 제2 위치로 이동한 경우에는, 스테이지부(106), 마스크 홀더(124) 및 카메라부(116)는 일직선 상에 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 노광 장치는 4 개의 스테이지부(106)를 포함할 수 있으며, 스테이지부(106) 각각은 독립적으로 동작할 수 있다. 또한, 노광 장치는 스테이지부(106)의 수와 동일한 수의 마스크 홀더(124)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 노광 장치가 4 개의 스테이지부(106)를 포함하는 경우에, 각 스테이지부(106)에 대한 4 개의 마스크 홀더(124)를 포함할 수 있다. 이때, 마스크 홀더(124)는 동일한 패턴을 가지는 마스크를 탑재할 수도 있고, 서로 다른 패턴을 가지는 마스크를 탑재할 수도 있다. 또한, 마스크 홀더 이동부(126)는 마스크 홀더(124)에 장착된 마스크의 위치를 카메라부(116)의 하부로 이동시킨다.
스테이지부(106)는 노광 대상체가 노광된 후에 노광된 노광 대상체를 제1 위치로 이동시킨다. 즉, 각 스테이지부(106)는 해당 노광 대상체를 제1 위치들 및 제2 위치들 사이를 왕복시킨다.
조명 광학계 하우스(108)는, 수평 지지체(204) 상에 고정 배치되며, 광 출력부(134)를 구비하여 노광 대상체가 광 출력부(134) 하부에 위치되는 경우에 조명 광학계를 통해 노광 대상체를 노광시킨다.
다시 말해서, 제2 위치에 있는 노광 대상체가 위치 맞춤이 이루어진 경우에, 해당 위치 맞춤이 이루어진 스테이지부(106)에 상응하는 조명 광학계 하우스(108)는 내부에 포함된 조명 광학계를 통해 광을 조사하고 노광 대상체를 노광시킨다.
일 실시예에서, 조명 광학계 하우스(108)는 조명 광학계를 카메라부(116)와 이격시켜 위치시킬 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 조명 광학계 하우스(108)는 스테이지부(106)와 일대일 대응하고, 조명 광학계 하우스(108) 각각은 독립적으로 동작할 수 있다.
암 로봇(109)은 로드 암(load arm)(110), 언로드 암(unload arm)(112) 및 암 로봇 가이드(114)를 포함하고, 로드 암(110)과 언로드 암(112)은 각각 수직 운동기(120) 및 로드/언로드부(122)를 포함한다.
그리고 암 로봇(109)은 언로드 암(112)를 통해 제1 위치에 있는 노광 대상체를 언로드하고, 로드 암(110)을 통해 제1 위치에 노광 대상체를 로드한다. 이때, 언로드 암(112)은 제1 위치에서 언로드한 노광 대상체를 제2 운반부(104)로 이동시켜 제2 운반부(104)에 언로드하고, 로드 암(110)은 제1 운반부(102)에서 로드한 노광 대상체를 제1 위치로 이동시켜 제1 위치에 노광 대상체를 로드한다.
다시 말해서, 언로드 암(112)이 제1 위치로 이동한 스테이지부(106)에서 노광 대상체를 언로드한 후, 로드 암(110)에 의해 해당 스테이지부(106)에 새로운 노광 대상체를 로드할 수 있다.
일 실시예에서, 암 로봇(109)은 제1 운반부(102)와 제2 운반부(104)를 연결하는 가상의 축과 평행하고, 제1 운반부(102)와 제2 운반부(104) 사이에서 가상의 축과 이격되어 위치한 암 로봇 가이드(114)를 통해 로드 암(110) 및 언로드 암(112)을 각각 평행 이동시킬 수 있다.
일 실시예에서, 언로드 암(112)을 통해 제1 위치에서 노광 대상체를 언로드한 경우에, 암 로봇(109)은 로드 암(110)과 언로드 암(112)을 동시에 평행 이동시킨다.
예를 들어, 암 로봇(109)은 언로드 암(112)을 통해 제1 위치에서 언로드한 노광 대상체를 제2 운반부(104)로 이동시키고, 동시에 로드 암(110)을 통해 제1 운반부(102)에서 로드한 노광 대상체를 제1 위치로 이동시킨다.
노광 장치는 하우스 지지 프레임(130) 상에 4 개의 조명 광학계 하우스(108)을 구비한다. 4 개의 조명 광학계 하우스(108)는 카메라부(116)의 상부에 배치될 수 있다.
하우스 지지 프레임(130)은 지지체(100)의 상부 면에 수직으로 배치된 다수 개의 수직 지지체(202)와, 해당 수직 지지체(202)의 상부에 각 수직 지지체(202)와 수직으로 배치된 수평 지지체(204)를 포함한다.
수직 지지체(202)는 조명 광학계 하우스(108)와 카메라부(116)를 이격시켜, 카메라부(116)가 조명 광학계 하우스(108)와 이격되어 좌우 이동할 수 있도록 한다.
수평 지지체(204)는 각 조명 광학계 하우스(108)에서 광이 출력되는 광 출력부(134)를 제외한 나머지 부분을 지지할 수 있는 지지체이다.
도 2a 내지 도 2d는 도 1에 있어 카메라부와 카메라 지지 프레임을 설명하기 위한 도면이다. 도 2a는 카메라부와 카메라 지지 프레임의 사시도이고, 도 2b는 카메라부와 카메라 지지 프레임의 평면도이고, 도 2c는 카메라부와 카메라 지지 프레임의 정면도이며, 도 2d는 카메라부와 카메라 지지 프레임의 측면도이다.
도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 카메라 지지 프레임(132)은 제1 카메라 이동부(310a), 제2 카메라 이동부(310b), 제1 카메라 장착부(312), 제2 카메라 장착부(314), 수직 지지체(320), 수평 지지체(322), 제1 카메라부 가이드(324a, 324b) 및 제2 카메라부 가이드(326a, 326b)를 포함한다.
카메라 이동부(310a, 310b)는 카메라부 가이드(324a, 324b, 326a, 326b)를 따라 카메라 장착부(312, 314)를 좌우로 이동시켜, 카메라 장착부(312, 314)에 장착된 카메라부(116a ~ 116d)를 좌우로 이동시켜 줄 수 있다.
카메라 지지 프레임(132)은 하우스 지지 프레임(130)의 수직 지지체(202) 안쪽으로 지지체(100)의 상부 면에 수직으로 배치된 3개의 수직 지지체(320)와, 수직 지지체(320)의 상부에 각 수직 지지체(320)와 수직으로 배치된 수평 지지체(322)를 포함한다.
수직 지지체(320)는 카메라부(116a ~ 116d)의 위쪽에 형성된 조명 광학계 하우스(108)와 카메라부(116a ~ 116d)의 아래쪽에 형성된 마스크 홀더(124)를 각각 이격시켜, 카메라부(116a ~ 116d)가 조명 광학계 하우스(108)와 마스크 홀더(124) 사이에서 이격되어 이동할 수 있도록 한다.
수평 지지체(322)는 하부를 촬영할 수 있는 카메라부(116a ~ 116d)를 제외한 나머지 부분을 지지할 수 있는 지지체로서, 전후 양쪽 상부면에 제1 카메라부 가이드(324a, 324b) 및 제2 카메라부 가이드(326a, 326b)가 형성되어 있다.
카메라부(116a ~ 116d)는 제1 카메라 장착부(312) 및 제2 카메라 장착부(314) 상에 배치되고, 제1 카메라 장착부(312) 및 제2 카메라 장착부(314)는 각각 제1 카메라부 가이드(324a, 324b) 및 제2 카메라부 가이드(326a, 326b) 상에 배치된다.
카메라부(116a ~ 116d)는 조명 광학계 하우스(108)의 각 수직 지지체(202) 및 수평 지지체(204)에 의해 생성된 공간 사이를 이동한다. 이때, 카메라 장착부(312, 314)는 카메라 이동부(310a, 310b)의 구동으로 카메라부 가이드(324a, 324b, 326a, 326b)를 따라 좌우로 이동한다.
즉, 각 제1 카메라부 가이드(324a, 324b) 및 제2 카메라부 가이드(326a, 326b)는 각 스테이지부(106)의 동일한 수평선 상에서 카메라 장착부(312, 314)를 좌우로 이동시킨다. 일 실시예에서, 카메라부(116a ~ 116d)는 조명 광학계 하우스(108) 및 마스크 홀더(124)와 이격되어 이동할 수 있다.
카메라부 가이드(324a, 324b, 326a, 326b)는 카메라 장착부(312, 314)를 노광 장치의 좌우 방향으로 이동시켜 준다.
예를 들어, 제1 카메라부 가이드(324a, 324b)는 제1 카메라 장착부(312)에 장착된 제1 카메라부(116a, 116b)를 이동시켜 제1 스테이지부(106a)의 상부에 위치시킨다. 이때, 제1 카메라부(116a, 116b)는 마스크의 기준 위치를 인식한 다음에 노광 대상체에 대해서도 위치를 인식하여 해당 마스크와 노광 대상체에 대한 위치 맞춤을 수행하도록 한다.
그리고 제1 스테이지부(106a)의 상부에서 위치 맞춤 수행 후, 제1 카메라부 가이드(324a, 324b)는 제1 카메라 장착부(312)를 제2 스테이지부(106b)의 상부로 이동시켜, 제1 카메라부(116a, 116b)로 하여금 제2 스테이지부(106b)의 상부에서 위치 맞춤을 수행하도록 한 다음에, 제1 카메라 장착부(312)를 다시 원 위치(즉, 제1 스테이지부(106a)의 상부 위치)로 복귀시킨다.
이와 같이, 마스크와 노광 대상체 간의 위치 맞춤 시에 사용되는 카메라부(116a ~ 116d)를 좌우로 이동 가능하도록 구현함으로써, 카메라부(116a ~ 116d) 중 하나로 다수 개의 스테이지(106a ~ 106d)에 대해서 위치 맞춤을 수행할 수 있거나, 또는 카메라부(116a ~ 116d) 중 한 세트로 다수 개의 스테이지(106a ~ 106d)에 대해서 위치 맞춤을 수행할 수 있다.
카메라 지지 프레임(132)은 하우스 지지 프레임(130)의 안쪽으로 구비될 수 있으며, 다르게는 하우스 지지 프레임(130)의 하부에 구비될 수 있다. 일 실시예에서, 카메라 지지 프레임(132)은 카메라 장착부(312, 314)에 장착된 카메라부(116a ~ 116d)가 마스크 홀더(124) 상의 마스크와 일직선 상에 위치하도록 지지체(100)의 상부에 구비된다.
카메라 장착부(312, 314)는 카메라부(116a ~ 116d)가 장착될 수 있도록 내부에 빈 공간을 포함하는 사각형 형상의 지지체이다.
수평 지지체(322)도 내부에 빈 공간을 포함하는 사각형 형상의 지지체로서, 노광 장치의 좌측 방향에 위치한 상부 면에는 제1 카메라부 가이드(324a, 324b)가 배치되고, 노광 장치의 우측 방향에 위치한 상부 면에는 제2 카메라부 가이드(326a, 326b)가 배치된다. 카메라부 가이드(324a, 324b, 326a, 326b)의 양측은 일정 거리 간격으로 떨어져 있고, 카메라부 가이드(324a, 324b, 326a, 326b)의 양측 사이에 카메라부(116a ~ 116d)가 위치할 수 있다. 즉, 제1 카메라부(116a, 116b)는 제1 카메라부 가이드(324a, 324b)의 양측 사이에 위치할 수 있으며, 제2 카메라부(116c, 116d)는 제2 카메라부 가이드(326a, 326b)의 양측 사이에 위치할 수 있다.
제1 카메라부 가이드(324a, 324b) 및 제2 카메라부 가이드(326a, 326b)는 각각 카메라부(116a ~ 116d)를 장착할 수 있는 카메라 장착부(312, 314)를 구비한다. 제1 카메라부 가이드(324a, 324b)와 제2 카메라부 가이드(326a, 326b)는 각각 수평 지지체(322) 내부의 빈 공간 방향으로 카메라부(116a ~ 116d)가 돌출되어 장착된 카메라 장착부(312, 314)를 구비한다. 즉, 카메라 장착부(312, 314)는 수평 지지체(322) 내부의 빈 영역을 통해 카메라부(116a ~ 116d)가 하부를 촬영할 수 있도록 각각 카메라부(116a ~ 116d)를 돌출시켜 장착하고 있다.
일 실시예에서, 제1 카메라부 가이드(324a, 324b)와 제2 카메라부 가이드(326a, 326b)는 각각 스테이지(106) 개수의 절반에 해당하는 카메라 장착부(312, 314)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 2 개의 카메라 장착부(312, 314)가 4 개의 스테이지(106)에 대해서 구비될 수 있다.
각 카메라 장착부(312, 314)에 장착된 카메라부(302a ~ 302d, 302e ~ 302h)의 간격은 동일할 수 있다. 예를 들어, 각 카메라 장착부(312, 314)는 각기 4개의 카메라부(302a ~ 302d, 302e ~ 302h)를 장착할 수 있고, 제1 카메라 장착부(312)의 4개의 카메라부(302a ~ 302d)는 동일한 간격으로 떨어져 있으며, 또한 제2 카메라 장착부(314)의 4개의 카메라부(302e ~ 302h)도 동일한 간격으로 떨어져 있다.
각 카메라 장착부(312, 314)는 측면에 각각 수직 조정부(316a ~ 316d)를 구비하고 있으며, 해당 수직 조정부(316a ~ 316d)는 카메라부(302a ~ 302d, 302e ~ 302h)가 카메라 장착부(312, 314)에 장착되는 부분에 가이드를 형성하여 해당 가이드를 통해 카메라부(302a ~ 302d, 302e ~ 302h)를 상하 이동시켜 높이가 조절되도록 한다.
그리고 각 카메라 장착부(312, 314)는 상부 양측면에 각각 간격 조정부(318a ~ 318d)를 구비하고 있으며, 해당 간격 조정부(316a ~ 316d)는 카메라 장착부(312, 314) 상부에 좌우 이동 가능한 가이드 또는 전후 이동 가능한 가이드를 형성하고, 해당 가이드 상에 카메라부(302a ~ 302d, 302e ~ 302h)를 장착하도록 하여, 좌우 이동 가능한 가이드를 통해 카메라부(302a ~ 302d, 302e ~ 302h)를 좌우 이동시킬 수 있으며, 전후 이동 가능한 가이드를 통해 카메라부(302a ~ 302d, 302e ~ 302h)를 전후 이동시킬 수 있으며, 이를 통해 카메라부(302a ~ 302d, 302e ~ 302h) 사이의 간격을 조절하도록 한다.
한편, 스테이지(106)는 각 카메라 장착부(312, 314)에 장착된 카메라부(302a ~ 302d, 302e ~ 302h)를 통해 촬영된 영상을 기초로 마스크와 노광 대상체에 대한 위치 맞춤을 수행하도록 할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 스테이지(106a) 및 제2 스테이지(106b)는 제1 카메라부(302a ~ 302d)를 통해 촬영된 영상을 기초로 마스크와 노광 대상체에 대한 위치 맞춤을 수행하도록 할 수 있다.
다른 실시예에서, 제1 스테이지(106a) 및 제2 스테이지(106b)는 제1 카메라부(302a ~ 302d) 중 두 개의 카메라를 통해 촬영된 영상을 기초로 마스크와 노광 대상체 간의 위치 맞춤을 수행하도록 할 수도 있다.
예를 들어, 제1 카메라 장착부(312)에 장착된 제1 카메라부(302a ~ 302d)를 제1 스테이지부(106a)의 상부에 위치시킨 다음, 제1 카메라부(302a ~ 302d) 중 제1 카메라(302a)는 제1 모서리 영역을 촬영하고 제1 카메라부(302a ~ 302d) 중 제4 카메라(302d)는 대각선 방향의 제2 모서리 영역을 촬영할 수 있다. 노광 장치는 촬영된 영상을 기초로 마스크와 노광 대상체 사이의 갭(gab)(즉, 거리)을 산출하고, 제1 스테이지(106a)는 해당 마스크와 노광 대상체 사이의 거리를 줄여 노광 대상체와의 위치 맞춤을 수행하도록 할 수 있다.
그런 후에, 제1 카메라 이동부(310a)는 제1 카메라부 가이드(324a, 324b)를 따라 제1 카메라 장착부(312)를 제2 스테이지부(106b) 측으로 이동시켜, 제1 카메라 장착부(312)에 장착된 제1 카메라부(302a ~ 302d)를 제2 스테이지부(106b)의 상부에 위치시켜 준 다음, 제2 스테이지(106b)는 제1 카메라부(302a ~ 302d) 중 제2 카메라(302b)와 제3 카메라(302c)에서 촬영된 영상을 기초로 해당 마스크와 노광 대상체에 대한 위치 맞춤을 수행하도록 할 수 있다.
그리고 제2 카메라 이동부(310b)는 제2 카메라부 가이드(326a, 326b)를 따라 제2 카메라 장착부(314)를 제3 스테이지(106c) 측으로 이동시켜, 제2 카메라 장착부(314)에 장착된 제2 카메라부(116c, 116d)를 제3 스테이지부(106c)의 상부에 위치시켜 준 다음, 제3 스테이지(106c)는 제2 카메라부(302e ~ 302h) 중 제1 카메라(302e)와 제4 카메라부(302h)에서 촬영된 영상을 기초로 해당 마스크와 노광 대상체에 대한 위치 맞춤을 수행하도록 한다.
그런 후에, 제2 카메라 이동부(310b)는 제2 카메라부 가이드(326a, 326b)를 따라 제2 카메라 장착부(314)를 제4 스테이지(106d) 측으로 이동시켜, 제2 카메라 장착부(314)에 장착된 제2 카메라부(116c, 116d)를 제4 스테이지(106d)의 상부에 위치시켜 준 다음, 제4 스테이지(106d)는 제2 카메라부(302e ~ 302h) 중 제2 카메라(302f)와 제3 카메라(302g)에서 촬영된 영상을 기초로 해당 마스크와 노광 대상체에 대한 위치 맞춤을 수행하도록 할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 있어 노광 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 3a는 노광 장치의 동작을 개념적으로 설명하기 위한 평면도이며, 도 3b는 노광 장치의 동작을 개념적으로 설명하기 위한 측면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 제1 운반부(102)는 제1 공정부(502)로부터 노광 대상체(504)을 제공받고, 노광 대상체(504)를 하나씩 운반한다. 일 실시예에서, 제1 공정부(502)는 노광 대상체에 코팅 공정을 수행하는 코팅장치(laminator)에 상응할 수 있다.
각 스테이지부(106)는 노광된 노광 대상체를 제1 위치들로 이동시키고, 암 로봇(109)은 각 스테이지부(106)에서 노광된 노광 대상체를 언 로드시킨 후 새로운 노광 대상체를 로드시킨다.
일 실시예에서, 각 스테이지부(106)는 각각 노광된 노광 대상체를 제1 위치들로 일정한 시간(예를 들어, 3초) 차이로 이동시키고, 각 스테이지부(106)는 일정한 시간(예를 들어, 12초) 주기로 제1 위치들에서 노광 대상체를 로드하고 노광 대상체를 제1 및 제2 위치들 사이에 왕복시킨다.
예를 들어, 마스크 홀더(124)에 홀딩된 마스크(508)를 카메라부(116)의 하부(즉, 제2 위치)로 이동시켜 마스크(508) 측에 형성된 얼라인먼트 마크를 수용한 후에, 마스크 홀더(124)에 홀딩된 마스크(508)를 원위치로 이동시켜 줌과 동시에, 스테이지부(106)가 제1 위치에서 로드된 노광 대상체를 제2 위치로 이동시켜 준다. 이에, 카메라부(116)에 의해서 마스크(508) 상에 형성된 얼라인먼트 마크와 노광 대상체 위에 형성된 얼라인먼트 마크에 대한 위치 맞춤을 수행할 수 있다. 그런 다음에, 마스크 홀더(124)에 홀딩된 마스크(508)를 제2 위치로 이동시켜 주며, 이에 따라 조명 광학계 하우스(108)는 제2 위치에서 위치 맞춤이 이루어진 노광 대상체를 조명 광학계를 통해 광을 조사하여 노광시킨다. 그러면, 노광 대상체가 노광된 후, 스테이지부(106)는 노광된 노광 대상체를 제1 위치로 이동시켜 주도록 한다.
도 4는 도 3a 및 도 3b에 있어 노광 대상체의 노광 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 도 4의 (a)는 각 스테이지부(106)에 노광 대상체를 로드하는 노광 대상체 로딩 과정을 설명하기 위한 도면이다.
복수의 스테이지부(106) 중 하나가 노광된 노광 대상체를 제1 위치로 이동시킨 경우에, 언로드 암(112)은 제1 위치로 이동하고, 해당 스테이지부(106)에서 노광된 노광 대상체를 언로드시킨다.
그리고 언로드 암(112)은 노광된 노광 대상체를 제2 운반부(104)로 이동시켜 해당 노광 대상체를 제2 운반부(104)에 언로드하고, 동시에 로드 암(110)은 새로운 노광 대상체를 제1 위치로 이동시켜 스테이지부(106)에 로드한다.
언로드 암(112)은 예를 들어, 제1 스테이지부(106a)에서 언로드시킨 노광 대상체를 제2 운반부(104)에 언로드한 후, 즉시 다른 스테이지부(106)(예를 들어, 106b ~ 106d)로 이동하여 해당 다른 스테이지부(106)(예를 들어, 106b ~ 106d)에서 노광 대상체를 언로드한다.
이때, 마스크 홀더(124)에 홀딩된 마스크(508)는 카메라부(116)의 하부(즉, 제2 위치)에 위치되며, 이에 카메라부(116)에 의해서 마스크(508) 측에 형성된 얼라인먼트 마크를 수용할 수 있도록 한다.
도 4의 (b)는 각 스테이지부(106)가 로드된 노광 대상체에 대한 위치 맞춤을 수행하도록 하는 노광 대상체 위치 맞춤 과정을 설명하기 위한 도면이다.
마스크 홀더(124)에 홀딩된 마스크(508)를 원위치로 이동시켜 줌과 동시에, 각 스테이지부(106)가 로드된 노광 대상체를 제2 위치로 이동시켜 주며, 마스크(508)를 기초로 노광 대상체의 위치 맞춤을 수행하도록 한다. 즉, 카메라부(116)에 의해서 마스크(508) 상에 형성된 얼라인먼트 마크와 노광 대상체 위에 형성된 얼라인먼트 마크에 대한 위치 맞춤을 수행하도록 한다.
일 실시예에서, 스테이지부(106)는 노광 대상체를 제2 위치로 이동시킨 후, 하부 방향(Z축)으로 이동하여 스테이지부(106)의 위치를 안정화시키고 노광 대상체의 위치 맞춤을 수행하도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 각 스테이지부(106)가 노광 대상체를 제2 위치로 이동시키는 경우에는 일정한 제1 시간(예를 들어, 1초)이 걸릴 수 있고, 하부 방향으로 이동하여 스테이지부(106)의 위치를 안정화시키는 경우에는 일정한 제2 시간(예를 들어, 0.5초)이 더 걸릴 수 있으며, 이에 노광 대상체의 위치 맞춤을 수행하도록 하는 경우에는 제1 시간과 제2 시간을 합친 시간(예를 들어, 2초)이 걸릴 수 있다.
도 4의 (c)는 각 스테이지부(106)에 로드된 노광 대상체를 노광시키는 노광 대상체 노광 과정을 설명하기 위한 도면이다.
노광 대상체가 위치 맞춤이 이루어진 경우에는, 마스크 홀더(124)에 홀딩된 마스크(508)를 제2 위치로 이동시켜 주며, 이에 조명 광학계는 마스크(508)로 광을 조사하여 노광 대상체를 노광시킨다.
이에 따라, 노광 대상체가 노광된 후, 스테이지부(106)는 상부 방향(Z축)으로 이동하여 노광된 노광 대상체를 제1 위치로 이동시켜 주도록 한다.
도 4의 (d)는 각 스테이지부(106)가 노광된 노광 대상체를 제1 위치로 이동시키는 노광 대상체 이동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
노광 대상체가 노광된 후, 스테이지부(106)는 노광된 노광 대상체를 제1 위치로 이동시켜 주며, 암 로봇(109)은 스테이지부(106)에서 노광된 노광 대상체를 언 로드시킨 후 새로운 노광 대상체를 로드시킨다.
도 5는 도 4에 있어 노광 대상체 로딩 과정에서 암 로봇의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 암 로봇(109)은 일정한 시간(예를 들어, 3초) 주기로 각 스테이지부(106)에서 노광된 노광 대상체를 언로드시키고 해당 스테이지부(106)에 새로운 노광 대상체를 로드시킨다.
일 실시예에서, 언로드 암(112)이 제1 위치로 이동하는 경우에는 일정한 제1 시간(예를 들어, 1초)이 걸릴 수 있고, 제1 위치에서 노광된 노광 대상체를 언로드시키는 경우에는 일정한 제2 시간(예를 들어, 0.5초)이 걸릴 수 있으며, 로드 암(110)과 언로드 암(112)이 각각 제1 위치 및 제2 운반부(104)로 이동하는 경우에는 일정한 제3 시간(예를 들어, 1초)이 걸릴 수 있고, 로드 암(110)이 제1 위치에 새로운 노광 대상체를 로드하는 경우에는 일정한 제4 시간(예를 들어, 0.5초)이 걸릴 수 있다.
다시 말해서, 암 로봇(109)이 하나의 스테이지부(106)에서 노광된 노광 대상체를 언로드시키고 새로운 노광 대상체를 로드시키는 노광 대상체 로딩 과정에는 제1 내지 제4 시간을 모두 합친 시간(예를 들어, 3초)이 걸릴 수 있다.
도 6은 도 4에 있어 노광 대상체 로딩 과정에서 노광 대상체 위치 맞춤을 설명하기 위한 블록도이며, 도 7은 도 6에 있어 카메라부 및 마크 위치 검출부의 얼라인먼트 마크 인식을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6을 참조하면, 노광 장치는 마스크와 노광 대상체 간의 위치 맞춤을 수행할 때에 마스크 상에 형성된 얼라인먼트 마크와 노광 대상체 위에 형성된 얼라인먼트 마크에 대한 위치 맞춤을 수행하기 위해서, 카메라부(610), 카메라 이동부(620), 마크 위치 검출부(630), 메모리부(640), 제어부(650)를 더 포함한다.
카메라부(610)는 CCD 카메라 등과 같은 장치를 이용하여 마스크 홀더(124)에 의해 홀딩되는 마스크의 기준 위치(즉, 마스크의 얼라인먼트 마크의 위치)를 인식하고, 또한 스테이지부(106)에 의해 이동되는 노광 대상체도 동일한 CCD 카메라 등과 같은 장치를 이용하여 위치(즉, 노광 대상체의 얼라인먼트 마크의 위치)를 인식하도록 하며, 이에 제어부(650)는 카메라부(610)에서 인식한 위치에 대한 데이터 처리를 통해 스테이지부(106)를 제어하여 마스크와 노광 대상체 간의 위치 맞춤을 수행하게 된다.
다시 말해서, 카메라부(610)는 마스크 홀더(124)에 의해 홀딩되는 마스크 측에 형성된 얼라인먼트 마크와 스테이지부(106)에 의해 이동되는 노광 대상체 위에 형성된 얼라인먼트 마크를 각각 별도로 관찰하여 화상을 수용하고, 해당 수용된 각 화상을 화상 데이터로 각각 변환시켜 제어부(650)에 입력한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 카메라부(610)는 CCD 카메라 등과 같은 장치를 이용하여 마스크(508) 위에 형성된 얼라인먼트 마크(701)를 관찰하고, 해당 관찰된 마스크(508)의 얼라인먼트 마크(701)에 대한 화상을 수용하고, 해당 수용된 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 화상을 화상 데이터로 변환시키고, 해당 변환된 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 화상 데이터를 제어부(650)에 입력한다.
그리고 카메라부(610)는 동일한 CCD 카메라 등과 같은 장치를 이용하여 노광 대상체(504) 위에 형성된 얼라인먼트 마크(702)를 관찰하고, 해당 관찰된 노광 대상체(504)의 얼라인먼트 마크(702)에 대한 화상을 수용하고, 해당 수용된 노광 대상체 얼라인먼트 마크(702)의 화상을 화상 데이터로 변환시키고, 해당 변환된 노광 대상체 얼라인먼트 마크(702)의 화상 데이터를 제어부(650)에 입력한다. 또한, 카메라부(610)는 제어부(650)의 제어에 따라 계속해서 관찰된 노광 대상체(504)의 얼라인먼트 마크(702)에 대한 화상을 수용하고, 해당 수용된 노광 대상체 얼라인먼트 마크(702)의 화상을 화상 데이터로 변환시켜 제어부(650)에 입력할 수 있다.
마크 위치 검출부(630)는 제어부(650)로부터 입력되는 노광 대상체 얼라인먼트 마크(702)의 화상 데이터와 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 화상 데이터에서 특징점을 각각 추출하고, 해당 추출한 두 특징점 간의 거리를 산출하여 해당 산출된 거리 정보를 제어부(650)에 입력한다. 여기서, 마크 위치 검출부(630)는 제어부(650)로부터 입력되는 노광 대상체 얼라인먼트 마크(702)의 화상 데이터와 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 화상 데이터에서 위치 정보를 각각 추출하고, 해당 추출된 위치 간의 거리를 산출할 수 있다.
다시 말해서, 스테이지부(106)에 의해 이동된 노광 대상체(504)의 얼라인먼트 마크(702)를 관찰한 다음에 마스크 홀더(124)에 의해 이동된 마스크(508)의 얼라인먼트 마크(701)를 카메라부(610)에서 각각 관찰하며, 이에 마크 위치 검출부(630)는 제어부(650)의 제어에 따라 카메라부(610)에서 각각 관찰된 노광 대상체 얼라인먼트 마크(702)와 마스크 얼라인먼트 마크(701)를 가상으로 오버레이시켜 노광 대상체 얼라인먼트 마크(702)와 마스크 얼라인먼트 마크(701) 간의 거리를 산출 동작을 수행하는데, 제어부(650)로부터 노광 대상체 얼라인먼트 마크(702)의 화상 데이터와 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 화상 데이터를 입력받고, 해당 입력받은 노광 대상체 얼라인먼트 마크(702)의 화상 데이터와 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 화상 데이터로부터 각각 노광 대상체 얼라인먼트 마크(702)의 특징점과 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 특징점을 추출하며, 해당 추출한 특징점 간의 거리를 산출하며, 해당 산출된 거리 정보를 제어부(650)에 입력한다. 이때, 마크 위치 검출부(630)는 제어부(650)의 제어에 따라 입력받은 노광 대상체 얼라인먼트 마크(702)의 화상 데이터와 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 화상 데이터로부터 각각 노광 대상체 얼라인먼트 마크(702)의 특징점과 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 특징점을 추출하며, 해당 추출한 특징점 간의 거리를 산출하여 제어부(650)에 입력하도록 한다.
예를 들어, 노광 대상체(504) 위에 + 자 형상의 얼라인먼트 마크(702)가 형성되어 있고, 마스크(508) 측에 ㆍ 자(또는, X 자) 형상의 얼라인먼트 마크(701)가 형성되어 있는 경우에, 특징점은 + 자의 교차점 및 ㆍ 자(또는, X 자의 교차점)를 각각 추출한 것으로, 마크 위치 검출부(630)는 해당 추출한 + 자의 교차점과 ㆍ 자(또는, X 자의 교차점) 간의 거리를 산출하여 제어부(650)에 입력하도록 한다.
제어부(650)는 마크 위치 검출부(630)에서 산출한 거리 정보에 따라 마스크(508)와 노광 대상체(504)를 노광 위치에서 최종 위치 맞춤을 수행하여 노광하도록 하는데, 이때 마스크(508)가 노광 대상체(504)의 상부에 존재하므로 카메라부(610)를 통해 마스크 얼라인먼트 마크(701)를 한 번 더 인식하도록 한 후에 이전 데이터와 일치 또는 이전 데이터에 대응하여 기 설정된 범위 내에 위치하는지를 판단하고, 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 현재 인식 위치가 이전 데이터와 일치 또는 기 설정된 범위 내에 있으면 노광하도록 하며, 반면에 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 현재 인식 위치가 이전 데이터와 일치하지 않거나 기 설정된 범위 내에 있지 않으면 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 현재 인식 위치를 메모리부(640)에 새로이 저장해 둠과 동시에, 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 현재 인식 위치를 기준으로 스테이지부(106)를 제어하여 노광 대상체(504)의 위치를 보정하도록 한다. 여기서, 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 위치 인식은 매회 단독으로 수행하지 않고 이전에 인식하여 메모리부(640)에 저장해 둔 데이터를 사용하도록 할 수 있다.
제어부(650)는 마스크 홀더 이동부(126)를 제어하여 마스크 홀더(124)를 이동시킨 다음에, 카메라부(610)에서 변환된 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 화상 데이터를 메모리부(640)에 저장했다가, 마스크 홀더 이동부(126)를 제어하여 마스크 홀더(124)를 원위치로 이동시키고 스테이지부(106)를 제어하여 노광 대상체(504)를 이동시킨 다음에, 카메라부(610)로부터 노광 대상체 얼라인먼트 마크(702)의 화상 데이터를 입력받아 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 화상 데이터와 함께 마크 위치 검출부(630)로 입력한 후에, 마크 위치 검출부(630)에서 산출한 거리 정보에 따라 스테이지부(106)를 제어하여 노광 대상체(504)의 얼라인먼트 포인트(703)를 맞추는 동작을 수행하도록 한다.
다시 말해서, 제어부(650)는 마스크 홀더 이동부(126)의 동작을 제어하여 마스크 홀더(124)에 장착된 마스크(508)의 위치를 카메라부(610)의 위치로 이동시켜 준 다음에, 카메라부(610)로부터 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 화상 데이터를 입력받아 메모리부(640)에 저장해 준 후에, 마스크 홀더 이동부(126)의 동작을 제어하여 마스크 홀더(124)에 장착된 마스크(508)의 위치를 원위치로 이동시켜 주며, 스테이지부(106)의 동작을 제어하여 스테이지부(106)에 장착된 노광 대상체(504)의 위치를 카메라부(610)의 위치로 이동시켜 준 다음에, 카메라부(610)로부터 노광 대상체 얼라인먼트 마크(702)의 화상 데이터를 입력받고, 메모리부(640)에 저장해 둔 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 화상 데이터를 판독하며, 해당 입력받은 노광 대상체 얼라인먼트 마크(702)의 화상 데이터와 해당 판독한 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 화상 데이터를 마크 위치 검출부(630)로 입력한다.
그리고 제어부(650)는 마크 위치 검출부(630)로부터 거리 정보를 입력받아 얼라인먼트 마크 특징점 간의 거리를 감소시키도록 스테이지부(106)의 동작을 제어하여 스테이지부(106)에 장착된 노광 대상체(504)의 위치를 X축 방향(노광 장치의 정면을 기준으로 수평 방향)으로 이동시키거나, 또는 Y축 방향(노광 장치의 정면을 기준으로 수직축)으로 이동시켜 마스크(508)와 노광 대상체(504)의 위치 맞춤을 수행할 수 있다. 또한, 제어부(650)는 스테이지부(106)의 동작을 제어하여 스테이지부(106)에 장착된 노광 대상체(504)의 위치를 θ각도 회전(플레이트(100)와 평행하게 회전)시켜 마스크(508)와 노광 대상체(504)의 위치 맞춤을 수행할 수도 있다.
이때, 제어부(650)는 얼라인먼트 마크 특징점 간의 거리가 기 설정된 기준 값 이하가 될 때까지(즉, 마스크(508)와 노광 대상체(504)의 위치 맞춤이 이루어질 때까지), 상술한 동작을 계속해서 수행하도록 한다.
그리고 제어부(650)는 카메라 이동부(620)의 동작을 제어하여 카메라부(610)의 위치를 이동시켜 하나의 스테이지부(106)(예를 들어, 106a)에 대해서 마스크와 노광 대상체 간의 위치 맞춤을 수행한 후에, 다른 스테이지부(106)(예를 들어, 106b ~ 106d)에 대해서 마스크(508)와 노광 대상체(504) 간의 위치 맞춤을 수행할 수 있도록 해 준다.
이때, 카메라 이동부(620)는 제어부(650)의 제어에 따라 구동하는데, 하나의 스테이지부(106)(예를 들어, 106a)에 대해서 마스크(508)와 노광 대상체(504) 간의 위치 맞춤을 수행한 후에, 다른 스테이지부(106)(예를 들어, 106b ~ 106d)에 대해서 마스크(508)와 노광 대상체(504) 간의 위치 맞춤을 수행할 수 있도록, 카메라부(610)를 좌우로 이동시켜 줌으로써, 하나의 카메라부(610)로 다수 개의 스테이지부(106)에 대해서 마스크(508)와 노광 대상체(504) 간의 위치 맞춤을 수행할 수 있도록 해 준다.
메모리부(640)는 제어부(650)의 제어 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는데, 특히 제어부(650)로부터 입력되는 마스크 얼라인먼트 마크(701)의 화상 데이터와, 마스크(508)와 노광 대상체(504)의 위치 맞춤이 이루어진 것으로 판정하기 위해 얼라인먼트 마크 특징점 간의 거리에 대해 미리 설정한 기준 값을 저장하도록 한다.
일 실시예에서, 마스크(508)는 마스크 홀더(124)에 고정되어 있기 때문에, 카메라부(610)는 노광 대상체(504)가 들어올 때마다 마스크(508)를 개별로 인식하지 않고, 최초에 한 번만 개별로 인식한 후에, 노광 대상체(504)가 들어올 때에 노광 대상체(504)만 개별로 인식하도록 할 수 있다.
다시 말해서, 노광 위치에서 마스크(508)와 노광 대상체(504)를 노광하기 위하여 상하로 오버랩되었을 때에, 카메라부(610)는 마스크(508)만 한 번 인식하고, 마크 위치 검출부(630)는 카메라부(610)에서 인식된 데이터(즉, 마스크(508)의 얼라인먼트 마크)와 메모리부(640)에 이전에 저장해 둔 데이터와 비교한다. 이때, 마크 위치 검출부(630)의 비교 결과가 카메라부(610)에서 인식된 데이터와 메모리부(640)에 이전에 저장해 둔 데이터가 다르면(또는, 카메라부(610)에서 인식된 데이터가 메모리부(640)에 이전에 저장해 둔 데이터에 대응하여 기 설정된 범위 내에 위치하지 않으면), 제어부(650)는 카메라부(610)에서 인식된 현재의 데이터를 메모리부(640)에 새로이 저장하고, 스테이지부(106)의 동작을 제어하여 카메라부(610)에서 인식된 현재의 데이터(즉, 마스크(508)의 얼라인먼트 마크)에 스테이지부(106) 상의 노광 대상체(504)의 얼라인먼트 마크를 위치 맞춤하도록 한 후에 노광하도록 한다.
그리고 다시 새로운 노광 대상체(504)가 들어오면, 카메라부(610)는 스테이지부(106) 상의 노광 대상체(504)만 개별 인식한 후에, 제어부(650)는 메모리부(640)에 저장해 둔 데이터(즉, 마스크(508)의 얼라인먼트 마크)를 바탕으로 스테이지부(106)를 보정해 주며, 노광 위치에서 마스크(508)와 노광 대상체(504)를 상하로 오버레이시킨 후에, 이때 마스크(508)가 상부에 위치하고 있으므로, 카메라부(610)는 마스크(508)를 인식하고, 마크 위치 검출부(630)는 카메라부(610)에서 인식된 데이터(즉, 마스크(508)의 얼라인먼트 마크)와 메모리부(640)에 이전에 저장해 둔 데이터와 비교하여, 상술한 바와 같은 동작을 수행하도록 할 수 있다.
일 실시예에 따른 노광 장치는, 복수의 노광 과정을 동시에 수행하여 노광 대상체의 생산 효율을 높일 수 있다. 노광 장치는 노광 대상체의 투입에서부터 배출까지 각 노광 과정을 자동으로 수행할 수 있고, 일정 시간 차이로 각 노광 과정을 수행하여 노광 장치에서 노광된 노광 대상체가 배출되는 주기를 줄일 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 노광 장치는 각 노광 과정을 개별적으로 수행하여 다른 노광 과정의 영향을 받지 않고 노광 대상체를 노광시킬 수 있다. 따라서, 일부의 동작이 불가능한 경우에도 나머지 부분을 통해 노광된 노광 대상체를 생산할 수 있고, 다른 종류의 마스크를 사용하여 노광 대상체를 노광시킬 수도 있다.
또한, 일 실시예에 따른 노광 장치는, 마스크와 노광 대상체를 직접적으로 오버래핑하지 않고 마스크의 얼라인먼트 마크 및 노광 대상체의 얼라인먼트 마크를 각각 관찰하여 마스크와 노광 대상체의 위치 맞춤을 수행하도록 함으로써, 노광 대상체의 어두운 테두리 부분과 상관 없이 보다 정확하게 마스크의 얼라인먼트 마크와 노광 대상체의 얼라인먼트 마크 간의 위치 맞춤을 수행할 수 있으며, 이에 마스크를 노광 대상체의 가운데에 전사시켜 작업의 효율성을 높일 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 지지체
102, 104: 운반부
106, 106a ~ 106d: 스테이지부
108: 조명 광학계 하우스
109: 암 로봇
110: 로드 암
112: 언로드 암
114: 암 로봇 가이드
116, 116a ~ 116d, 302a ~ 302d, 302e ~ 302h, 610: 카메라부
118: 스테이지 가이드
120: 수직 운동기
122: 로드/언로드부
124: 마스크 홀더
126: 마스크 홀더 이동부
130: 하우스 지지 프레임
132: 카메라 지지 프레임
134: 광 출력부
310a, 310b, 620: 카메라 이동부
312, 314: 카메라 장착부
316a ~ 316d: 수직 조정부
318a ~ 318d: 간격 조정부
202: 하우스 수직 지지체
320: 카메라 수직 지지체
204: 하우스 수평 지지체
322: 카메라 수평 지지체
324a, 324b, 326a, 326b: 카메라부 가이드
504: 노광 대상체
508: 마스크
630: 마크 위치 검출부
640: 메모리부
650: 제어부
701: 마스크 얼라인먼트 마크
702: 노광 대상체 얼라인먼트 마크
703: 얼라인먼트 포인트

Claims (15)

  1. 마스크를 홀딩하는 마스크 홀더, 상기 마스크 홀더를 이동시키는 마스크 홀더 이동부, 및 노광 대상체를 이동시키는 스테이지부를 포함한 노광 장치에 있어서,
    상기 마스크 측에 형성된 얼라인먼트 마크와 상기 노광 대상체 위에 형성된 얼라인먼트 마크를 각각 관찰하고 화상을 수용하여 화상 데이터로 각각 변환하는 카메라부;
    노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터와 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터로부터 특징점을 각각 추출하여 해당 두 특징점 간의 거리를 산출하는 마크 위치 검출부; 및
    상기 카메라부에서 변환된 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 저장했다가, 상기 카메라부로부터 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 입력받아 상기 마크 위치 검출부로 함께 입력한 후에, 상기 마크 위치 검출부에서 산출한 거리 정보에 따라 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치 맞춤을 수행하는 제어부를 포함하고,
    상기 마크 위치 검출부는
    상기 제어부로부터 입력되는 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터에서 교차점을 추출하고, 상기 제어부로부터 입력되는 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터에서 교차점을 추출하여, 해당 추출된 두 교차점 간의 거리를 산출하고, 해당 산출한 두 교차점 간의 거리 정보를 상기 제어부에 입력하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    노광 위치에서 상기 카메라부를 통해 마스크 얼라인먼트 마크를 인식하도록 한 후에, 해당 인식한 마스크 얼라인먼트 마크가 이전에 저장해 둔 마스크 얼라인먼트 마크에 대응하여 기 설정된 범위 내에 위치하는지를 판단하고, 해당 인식한 마스크 얼라인먼트 마크가 기 설정된 범위 내에 있으면 노광하도록 하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 인식된 마스크 얼라인먼트 마크가 기 설정된 범위 내에 있지 않으면, 상기 인식된 마스크 얼라인먼트 마크를 새로이 저장해 주며, 상기 인식된 마스크 얼라인먼트 마크를 기준으로 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치를 보정하도록 하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 카메라부를 통해 노광 대상체 얼라인먼트 마크를 인식하도록 한 후에, 이전에 저장해 둔 마스크 얼라인먼트 마크를 바탕으로 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치를 보정하며, 기 설정된 범위 내에 위치하는지를 판단하고, 해당 인식한 마스크 얼라인먼트 마크가 기 설정된 범위 내에 있으면 노광하도록 하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 카메라부는
    상기 마스크 얼라인먼트 마크의 기준 위치를 인식하여 상기 제어부에 입력한 후에, 상기 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 위치를 인식하여 상기 제어부에 입력하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 마크 위치 검출부는
    상기 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터와 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터로부터 위치 정보를 각각 추출하여 해당 추출된 위치 간의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 마스크 홀더 이동부를 제어하여 상기 마스크 홀더에 장착된 마스크의 위치를 상기 카메라부의 위치로 이동시켜 준 다음에, 상기 카메라부로부터 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 입력받아 메모리부에 저장해 준 후에, 상기 마스크 홀더 이동부를 제어하여 상기 마스크 홀더에 장착된 마스크의 위치를 원위치로 이동시켜 주는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 마스크 홀더에 장착된 마스크의 위치를 원위치로 이동시켜 준 후, 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치를 상기 카메라부의 위치로 이동시켜 준 다음에, 상기 카메라부로부터 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 입력받고, 상기 메모리부에 저장해 둔 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 판독하여, 노광 대상체 얼라인먼트 마크의 화상 데이터와 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터를 상기 마크 위치 검출부로 입력하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 마크 위치 검출부에서 산출한 거리 정보를 입력받으면서 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치를 이동시켜 두 특징점 간의 거리가 기 설정된 기준값 이하가 될 때까지 상기 마스크와 상기 노광 대상체의 위치 맞춤이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 두 특징점 간의 거리가 기 설정된 기준 값 이하가 될 때까지 상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치를 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동시켜 상기 마스크와 상기 노광 대상체의 위치 맞춤을 수행하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 스테이지부를 제어하여 상기 노광 대상체의 위치를 θ각도 회전시켜 상기 마스크와 상기 노광 대상체의 위치 맞춤을 수행하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 노광 장치의 지지체 상부 면에 수직으로 배치된 수직 지지체와, 상기 수직 지지체의 상부에 배치된 수평 지지체를 구비한 카메라 지지 프레임;
    상기 수평 지지체 상에 형성되는 카메라부 가이드;
    상기 카메라부 가이드 상에 배치되어 상기 카메라부를 장착하는 카메라 장착부; 및
    상기 카메라부 가이드를 따라 상기 카메라 장착부를 좌우로 이동시켜 주는 카메라 이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 카메라 이동부의 동작을 제어하여 상기 카메라부의 위치를 이동시켜 하나의 스테이지부에 대해서 마스크와 노광 대상체 간의 위치 맞춤을 수행한 후에, 다른 스테이지부로 상기 카메라부의 위치를 이동시켜 주는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제어부로부터 입력되는 마스크 얼라인먼트 마크의 화상 데이터와, 상기 마스크와 노광 대상체의 위치 맞춤이 이루어진 것으로 판정하기 위해 두 특징점 간의 거리에 대해 미리 설정한 기준 값을 저장하는 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
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