KR102021055B1

KR102021055B1 - 마스크 기판 얼라이너, 이를 구비한 증착장치, 그 제어방법 및 마스크 기판 얼라인 방법

Info

Publication number: KR102021055B1
Application number: KR1020120073850A
Authority: KR
Inventors: 임민돈; 노일호; 김운수; 한재병
Original assignee: 주식회사 원익아이피에스
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2019-09-11
Also published as: KR20140008566A

Abstract

본 발명은 마스크를 기판 상에 안착했을 시 홀더와 마스크 사이의 틈새를 줄여 증착 중 증착물질이 틈새에 개재되는 양을 효과적으로 줄여 불량 발생률을 낮출 수 있는 마스크 기판 얼라이너, 이를 구비한 증착장치, 그 제어방법 및 마스크 기판 얼라인 방법을 위하여, 안착면과 교차하는 방향으로 업다운모션을 할 수 있는 복수개의 기판핀들 상에 기판을 배치하는 단계와, 상기 복수개의 기판핀들의 상기 안착면과 평행한 평면 내에서의 위치를 조정하는 스테이지를 통해 상기 기판의 기판키가 측정유닛에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계와, 상기 복수개의 기판핀들을 다운시켜 상기 기판을 상기 안착면에 안착시키는 단계와, 상기 안착면과 교차하는 방향으로 업다운모션을 할 수 있는 복수개의 마스크핀들의 상기 평면 내에서의 위치를 조정하는 상기 스테이지를 통해 상기 복수개의 마스크핀들 상에 배치된 마스크의 마스크마크가 상기 기판의 기판키에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계와, 상기 복수개의 마스크핀들을 다운시켜 상기 마스크를 상기 안착면 상에 안착된 상기 기판 상에 안착시키는 단계를 포함하는, 마스크 기판 얼라이너 제어방법, 마스크 기판 얼라이너, 이를 구비하는 증착장치 및 마스크 기판 얼라인 방법이 제공된다.

Description

마스크 기판 얼라이너, 이를 구비한 증착장치, 그 제어방법 및 마스크 기판 얼라인 방법{Mask substrate aligner, deposition apparatus comprising the same, controlling method of the same, and method for aligning mask and substrate}

본 발명은 마스크 기판 얼라이너, 이를 구비한 증착장치, 그 제어방법 및 마스크 기판 얼라인 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 마스크를 기판 상에 안착했을 시 홀더와 마스크 사이의 틈새를 줄여 증착 중 증착물질이 틈새에 개재되는 양을 효과적으로 줄여 불량 발생률을 낮출 수 있는 마스크 기판 얼라이너, 이를 구비한 증착장치, 그 제어방법 및 마스크 기판 얼라인 방법에 관한 것이다.

일반적으로 증착장치는 챔버 내에 증착물질이 증착될 기판 등을 위치시킨 후 증착물질을 증발 또는 기화시킨다. 이때 홀더가 기판 등을 홀딩하고, 기판 상의 증착물질이 증착될 영역만 노출되도록 마스크 등으로 기판을 차폐한 후, 증착물질이 기판의 노출된 영역에 증착되도록 한다.

그러나 이러한 종래의 증착장치에는 증착을 계속함에 따라 증착물질로 인해 증착장치 등이 손상되거나 증착이 제대로 이루어지지 않게 된다는 문제점이 있었다. 즉, 홀더에 기판과 마스크가 안착되었을 시 홀더와 마스크 사이의 틈이 크기에, 증착물질이 홀더와 마스크 등의 사이 틈에 증착되어 증착장치 등이 손상되거나 증착이 제대로 이루어지지 않게 된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 마스크를 기판 상에 안착했을 시 홀더와 마스크 사이의 틈새를 줄여 증착 중 증착물질이 틈새에 개재되는 양을 효과적으로 줄여 불량 발생률을 낮출 수 있는 마스크 기판 얼라이너, 이를 구비한 증착장치, 그 제어방법 및 마스크 기판 얼라인 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 안착면과 교차하는 방향으로 업다운모션을 할 수 있는 복수개의 기판핀들 상에 기판을 배치하는 단계와, 상기 안착면과 평행한 평면 내에서의 상기 복수개의 기판핀들의 위치를 조정하는 스테이지를 통해 측정유닛을 통해 상기 기판의 기판키의 위치를 확인하며 상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계와, 상기 복수개의 기판핀들을 다운시켜 상기 기판을 상기 안착면에 안착시키는 단계와, 상기 안착면과 교차하는 방향으로 업다운모션을 할 수 있는 복수개의 마스크핀들의 상기 평면 내에서의 위치를 조정하는 상기 스테이지를 통해 상기 측정유닛을 통해 상기 마스크의 마스크마크의 위치를 확인하며 상기 복수개의 마스크핀들 상에 배치된 상기 마스크의 마스크마크가 상기 기판의 기판키에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계와, 상기 복수개의 마스크핀들을 다운시켜 상기 마스크를 상기 안착면 상에 안착된 상기 기판 상에 안착시키는 단계를 포함하는, 마스크 기판 얼라이너 제어방법이 제공된다.

이때, 상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계는, 상기 복수개의 기판핀들의 위치를 조정하는 상기 스테이지를 통해 상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛의 측정영역 중앙에 위치하도록 하는 단계일 수 있다.

한편, 상기 복수개의 마스크핀들 상에 배치된 상기 마스크의 마스크마크가 상기 기판의 기판키에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계는, 상기 복수개의 마스크핀들의 위치를 조정하는 상기 스테이지를 통해 상기 마스크의 마스크마크가 상기 기판의 기판키와 중첩된 것으로 상기 측정유닛에 의해 인식될 수 있도록 하는 단계일 수 있다.

상기 기판을 배치하는 단계와 상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계 사이에, 프리얼라이너를 상기 기판의 모서리에 컨택하여 상기 기판의 상기 안착면에 대한 위치관계가 사전설정된 위치관계가 되도록 한 후 상기 기판의 모서리로부터 상기 프리얼라이너를 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 측정유닛을 통해 기판의 기판키의 위치를 확인하며 상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계와, 상기 기판을 홀더의 안착면에 안착시키는 단계와, 상기 측정유닛을 통해 마스크의 마스크마크의 위치를 확인하며 상기 마스크의 마스크마크가 상기 기판의 기판키에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계와, 상기 마스크를 상기 안착면 상에 안착된 상기 기판 상에 안착시키는 단계를 포함하는, 마스크 기판 얼라인 방법이 제공된다.

이때, 상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계는, 상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛의 측정영역 중앙에 위치하도록 하는 단계일 수 있다.

한편, 상기 마스크의 마스크마크가 상기 기판의 기판키에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계는, 상기 마스크의 마스크마크가 상기 기판의 기판키와 중첩된 것으로 상기 측정유닛에 의해 인식될 수 있도록 하는 단계일 수 있다.

아울러, 상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계에 앞서, 프리얼라이너를 상기 기판의 모서리에 컨택하여 상기 기판의 상기 안착면에 대한 위치관계가 사전설정된 위치관계가 되도록 한 후 상기 기판의 모서리로부터 상기 프리얼라이너를 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 평판 형상의 기판이 안착될 수 있는 안착면을 갖는 홀더와, 상기 안착면과 교차하는 방향으로 업다운모션을 할 수 있으며 다운모션을 통해 상기 기판을 상기 안착면에 안착시킬 수 있는 복수개의 기판핀들과, 상기 안착면과 교차하는 방향으로 업다운모션을 할 수 있으며 다운모션을 통해 마스크를 상기 안착면 또는 상기 안착면 상에 안착된 상기 기판 상에 안착시킬 수 있는 복수개의 마스크핀들과, 상기 기판의 기판키와 상기 마스크의 마스크마크를 확인할 수 있는 측정유닛과, 상기 복수개의 기판핀들 및 상기 복수개의 마스크핀들이 결합된 스테이지와, 상기 측정유닛을 통해 상기 기판의 기판키의 위치를 확인하며 상기 스테이지의 위치를 조정하여 상기 복수개의 기판핀들에 배치된 상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하고 상기 측정유닛을 통해 상기 마스크의 마스크마크의 위치를 확인하며 상기 스테이지의 위치를 조정하여 상기 복수개의 마스크핀들에 배치된 상기 마스크의 마스크마크가 상기 기판의 기판키에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 할 수 있는 제어부를 구비하는, 마스크 기판 얼라이너가 제공된다.

상기 제어부는 상기 스테이지의 위치를 조정함으로써, 상기 복수개의 기판핀들의 위치를 조정하여 상기 복수개의 기판핀들에 배치된 상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛의 측정영역 중앙에 위치하도록 하고, 상기 복수개의 마스크핀들의 위치를 조정하여 상기 복수개의 마스크핀들에 배치된 상기 마스크의 마스크마크가 상기 기판의 기판키와 중첩된 것으로 상기 측정유닛에 의해 인식될 수 있도록 할 수 있다.

이 경우, 상기 복수개의 기판핀들 상에 상기 기판이 배치되면, 상기 기판의 모서리와 컨택하여 상기 기판의 상기 홀더에 대한 위치관계가 사전설정된 위치관계가 되도록 한 후 상기 기판의 모서리로부터 분리될 수 있는 프리얼라이너를 더 구비할 수 있다.

그와 같은 상기 프리얼라이너가 상기 복수개의 기판핀들 상에 배치된 상기 기판의 상기 홀더에 대한 위치관계가 사전설정된 위치관계가 되도록 한 후, 상기 제어부가 상기 스테이지의 위치를 조정함으로써 상기 복수개의 기판핀들 및 상기 복수개의 마스크핀들의 상기 안착면과 평행한 평면 내에서의 위치를 조정하여 상기 복수개의 기판핀들에 배치된 상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛의 측정영역 중앙에 위치하도록 하고, 상기 복수개의 기판핀들의 다운모션을 통해 상기 기판이 상기 안착면에 안착되면, 상기 제어부가 상기 스테이지의 위치를 조정함으로써 상기 복수개의 기판핀들 및 상기 복수개의 마스크핀들의 상기 안착면과 평행한 평면 내에서의 위치를 조정하여 상기 복수개의 마스크핀들에 배치된 상기 마스크의 마스크마크가 상기 기판의 기판키와 중첩된 것으로 상기 측정유닛에 의해 인식될 수 있도록 할 수 있다.

한편, 상기 홀더의 상기 안착면은, 상기 기판이 안착될 수 있는 기판안착면과, 상기 기판안착면을 둘러싸되 상기 기판안착면을 기준으로 할 시 상기 복수개의 기판핀들의 다운모션 방향으로 오목한 마스크안착면을 갖도록 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 관점에 따르면, 내부에서 증착이 이루어지는 증착챔버와, 상술한 것과 같은 마스크 기판 얼라이너들 중 적어도 어느 하나를 구비하는 증착장치가 제공된다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 마스크를 기판 상에 안착했을 시 홀더와 마스크 사이의 틈새를 줄여 증착 중 증착물질이 틈새에 개재되는 양을 효과적으로 줄여 불량 발생률을 낮출 수 있는 마스크 기판 얼라이너, 이를 구비한 증착장치, 그 제어방법 및 마스크 기판 얼라인 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 기판 얼라이너의 일부가 레일 상에 배치된 것을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 단면도이다.
도 3, 도 4 및 도 6은 도 2의 마스크 기판 얼라이너를 이용하여 마스크와 기판을 정렬하는 과정의 일부를 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 5 및 도 7은 도 2의 마스크 기판 얼라이너의 작동을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 비교예에 따른 마스크 기판 얼라인 상태를 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 마스크 기판 얼라이너를 이용한 프리얼라인을 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 마스크 기판 얼라이너 제어방법을 개략적으로 도시하는 플로우챠트이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.

이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 기판 얼라이너의 일부가 레일 상에 배치된 것을 개략적으로 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 단면도이다. 본 실시예에 따른 마스크 기판 얼라이너는 홀더(100), 복수개의 기판핀(210)들, 복수개의 마스크핀(220)들, 측정유닛(300), 스테이지(400) 및 제어부(600)를 구비한다. 도 1에서는 편의상 복수개의 기판핀(210)들, 복수개의 마스크핀(220)들, 제어부(600) 등을 도시하지 않았다.

홀더(100)는 적어도 한 쌍의 레일 상에서 움직일 수 있다. 도면에서는 홀더(100)가 +y 방향 또는 -y 방향으로 움직일 수 있는 것으로 도시하고 있다. 물론 도면에서는 한 쌍의 레일 상에서 홀더(100)가 움직이는 것으로 도시하고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 홀더(100)가 움직이는 곳은 도면에 도시된 것과 같은 레일일 수도 있고, 롤러와 이 롤러에 의해 움직일 수 있는 컨베이어벨트와 같은 구성을 갖는 것일 수도 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.

홀더(100)는 평판 형상의 기판(700)이 안착될 수 있는 안착면(110)을 갖는다. 물론 홀더(100)는 안착면(110) 외에도 돌출면(120), 그리고 내측면(130)을 가질 수 있다. 기판(700)이 안착면(110)에 안착될 시 필요에 따라 기판(700)의 상면이 외부, 즉 돌출면(120) 상부로 돌출되지 않도록 할 수도 있다.

안착면(110)에는 평판 형상의 기판(700)이 안착될 수 있다. 여기서 기판(700)이라 함은 증착물질이 증착될 대상물을 의미하는 것으로, 글라스재, 세라믹재, 플라스틱재 또는 금속재일 수도 있다.

안착면(110)에 기판(700)이 안착된 후에는, 기판(700) 상에 마스크(800)가 안착될 수 있다. 이 경우, 안착면(110)이 기판안착면(110a)과 기판안착면(110a)을 둘러싸는 마스크안착면(110b)을 갖도록 할 수 있다. 기판안착면(110a)은 기판(700)이 안착될 수 있는 곳이고, 마스크안착면(110b)은 마스크(800)의 적어도 일부가 안착될 수 있는 곳이다. 마스크안착면(110b)은 기판안착면(110a)보다 하방(-z 방향)으로 움푹 파인 형상, 즉 기판안착면(110a)을 기준으로 할 시 후술하는 복수개의 기판핀(210)들의 다운모션 방향(-z 방향)으로 오목한 형상을 가질 수 있다. 이를 통해, 외주부(810)가 기판(700)보다 두꺼운 마스크(800)의 적어도 일부가 (도 7에 도시된 것과 같이) 마스크안착면(110b)에 안착되도록 할 수 있다. 그 결과, 마스크(800)의 외주부(810)의 두께보다 얇은 기판(700)이 마스크(800)의 중앙부(820)와 밀접하여 배치되도록 할 수 있다.

돌출면(120)은 안착면(110)의 주변에서 안착면(110)보다 제1방향(+z 방향)을 돌출되어 있다. 즉, 돌출면(120)은 안착면(110)을 둘러싸되 후술하는 복수개의 기판핀(210)들의 업모션 방향(+z 방향)으로 돌출되어 있다. 물론 이는 홀더에 리세스(recess)가 형성되고 해당 리세스의 저면이 안착면(110)인 것으로 이해할 수도 있다. 내측면(130)은 안착면(110)과 돌출면(120)을 연결한다.

복수개의 기판핀(210)들은 제어부(600)에 의해 제어되어 안착면(110)과 교차하는 방향(+z 방향)으로 업다운모션을 할 수 있으며, 업모션 상태에서 복수개의 기판핀(210)들 상에 기판(700)이 안착된 후, 다운모션을 통해 기판(700)을 안착면(110)에 안착시킬 수 있다. 복수개의 마스크핀(220)들 역시 제어부(600)에 의해 제어되어 안착면(110)과 교차하는 방향(+z 방향)으로 업다운모션을 할 수 있으며, 다운모션을 통해 마스크(800)를 안착면(110) 또는 안착면(110) 상에 안착된 기판(700) 상에 안착시킬 수 있다.

기판핀(210)들 및 마스크핀(220)들은 홀더(100)에 형성된 홀을 통과할 수 있는데, 예컨대 기판핀(210)들은 업모션 시 홀더(100)의 기판안착면(110a)에 형성된 기판홀(110a')을 통과해 기판안착면(110a) 상부로 움직일 수 있고, 마스크핀(220)들은 업모션 시 홀더(100)의 마스크안착면(110b)에 형성된 마스크홀(110b')을 통해 마스크안착면(110b) 상부로 움직일 수 있다.

측정유닛(300)은 예컨대 CCD나 CMOS와 같은 촬상소자를 포함할 수 있으며, 기판(700)에 형성된 기판키 및/또는 마스크(800)에 형성된 마스크마크를 확인하여, 기판(700) 및/또는 마스크(800)의 위치를 확인할 수 있다. 이를 위해 홀더(100)의 기판안착면(110a)에는 측정홀(110a'')이 형성되어, 측정유닛(300)이 측정홀(110a'')을 통해 기판(700)의 기판키나 마스크(800)의 마스크마크를 확인하도록 할 수 있다.

스테이지(400)는 복수개의 기판핀(210)들 및 복수개의 마스크핀(220)들에 결합되어 있다.

제어부(600)는 측정유닛(300)이 획득하는 정보를 이용해 스테이지(400)의 위치를 조정할 수 있다. 스테이지(400)가 움직이게 되면, 이에 따라 복수개의 기판핀(210)들 및 복수개의 마스크핀(220)들의 위치가 조정되게 된다. 스테이지(400)가 안착면(110)과 평행한 평면(xy 평면) 내에서 움직이게 되면, 복수개의 기판핀(210)들 및 복수개의 마스크핀(220)들의 안착면(110)과 평행한 평면(xy 평면) 내에서의 위치가 조정될 수 있다. 물론 제어부(600)는 기판핀구동부(210')나 마스크핀구동부(220')를 통해 기판 지지부(210)나 마스크 지지부(220) 역시 제어할 수 있다.

제어부(600)에 의해 스테이지(400)가 움직여 복수개의 기판핀(210)들의 위치가 조정되면, 결국 복수개의 기판핀(210)들 상에 배치된 기판(700)의 안착면(110) 또는 측정유닛(300)에 대한 상대적인 위치가 조정된다. 마찬가지로 제어부(600)에 의해 스테이지(400)가 움직여 복수개의 마스크핀(220)들의 위치가 조정되면, 복수개의 마스크핀(220)들 상에 배치된 마스크(800)의 안착면(110) 또는 측정유닛(300)에 대한 상대적인 위치가 조정된다.

스테이지(400)가 복수개의 기판핀(210)들 및 복수개의 마스크핀(220)들에 모두 결합되어 있기에, 제어부(600)가 스테이지(400)를 움직여 복수개의 기판핀(210)들의 위치를 조정하게 되면, 복수개의 마스크핀(220)들의 위치 역시 동일하게 조정된다. 따라서 복수개의 기판핀(210)들 상에 배치된 기판(700)과 복수개의 마스크핀(220)들 상에 배치된 마스크(800)의 위치를 개별적으로 조정하기 위해서는, 후술하는 것과 같이 기판(700)의 위치를 조정하고 기판(700)을 안착면(110) 상에 안착시킨 후 마스크(800)의 위치를 조정하는 것과 같이, 순차적인 정렬이 이루어져야 한다.

이하에서는 상술한 것과 같은 본 실시예에 따른 마스크 기판 얼라이너의 작동에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3, 도 4 및 도 6은 도 2의 마스크 기판 얼라이너를 이용하여 마스크와 기판을 정렬하는 과정의 일부를 개략적으로 도시하는 개념도이고, 도 5 및 도 7은 도 2의 마스크 기판 얼라이너의 작동을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

먼저 도 2에 도시된 것과 같이 복수개의 기판핀(210)들 상에 기판(700)이 배치되도록 하고 복수개의 마스크핀(220)들 상에 마스크(800)가 배치되도록 한다. 이와 같은 상태에서 측정유닛(300)을 통해 기판(700)의 기판키(700a)와 마스크(800)의 마스크마크(820a)의 위치를 확인하면, 도 3에 도시된 것과 같이 확인될 수 있다.

도 3은 예컨대 측정유닛(300)이 확보한 이미지데이터에 따른 이미지(300a)로 이해될 수 있다. 도 3에 도시된 것과 같은 상태는 기판(700)과 마스크(800)가 정렬되지 않은 상태인 것으로 이해될 수 있다. 즉, 마스크마크(820a)가 기판키(700a)로부터 -x 방향으로 d_mx만큼 어긋나 있고 -y 방향으로 d_my만큼 어긋나 있는 상태인 것으로 이해될 수 있다. 나아가 도 3에 도시된 것과 같은 상태는 기판(700)의 기판키(700a)가 측정유닛(300)의 측정영역 중앙으로부터 x방향으로 d_sx만큼 어긋나 있고 y 방향으로 d_sy만큼 어긋나, 중앙에 위치하지 않은 상태인 것으로 이해될 수 있다.

그와 같은 상태에서, 측정유닛(300)으로 기판(700)의 기판키(700a)의 위치를 확인하며 제어부(600)가 스테이지(400)를 움직여 복수개의 기판핀(210)들의 위치를 조정하여, 복수개의 기판핀(210)들에 배치된 기판(700)의 기판키(700a)가 도 4에 도시된 것과 같이 측정유닛(300)에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 할 수 있다. 도 4에서는 측정유닛(300)의 측정영역 중앙이 측정유닛(300)에 대해 사전설정된 곳인 것으로 도시하고 있다.

전술한 것과 같이 스테이지(400)는 복수개의 기판핀(210)들 외에도 복수개의 마스크핀(220)들과도 결합되어 있기에, 기판(700)의 기판키(700a)를 도 3에 도시된 것과 같은 위치에서 도 4에 도시된 것과 같은 위치로 옮기게 되면, 마스크(800)의 마스크마크(820a) 역시 도 3에 도시된 것과 같은 위치에서 도 4에 도시된 것과 같은 위치로, 기판키(700a)가 이동한 거리와 방향만큼 옮겨지게 된다.

그 후, 기판핀구동부(210')를 통해 복수개의 기판핀(210)들이 다운모션을 취하도록 하여, 도 5에 도시된 것과 같이 기판(700)을 홀더(100)의 안착면(110) 상에 안착시킨다.

이어, 측정유닛(300)을 통해 마스크(800)의 마스크마크(820a)의 위치를 확인하며 제어부(600)가 스테이지(400)를 움직여 복수개의 마스크핀(220)들의 위치를 조정하여, 도 6에 도시된 것과 같이 복수개의 마스크핀(220)들에 배치된 마스크(800)의 마스크마크(820a)가 기판(700)의 기판키(700a)에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 한다. 도 6에서는 마스크(800)의 마스크마크(820a)가 기판(700)의 기판키(700a)와 중첩된 것으로 측정유닛(300)에 의해 인식될 수 있도록 하는 것이, 마스크(800)의 마스크마크(820a)가 기판(700)의 기판키(700a)에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 것으로 도시하고 있다. 이 과정에서 기판(700)은 복수개의 기판핀(210)들 상에 위치하는 것이 아니라 홀더(100)의 안착면(110) 상에 위치하기에, 이 과정에서 기판(700)의 기판키(700a)의 위치 변화는 발생하지 않는다.

마스크(800)의 정렬이 있은 후, 마스크핀구동부(220')를 통해 복수개의 마스크핀(220)들이 다운모션을 취하도록 하여, 도 7에 도시된 것과 같이 마스크(800)가 기판(700)에 밀접하여 위치하도록 한다.

이와 같은 본 실시예에 따른 마스크 기판 얼라이너에 따르면, 마스크(800)를 기판(700) 상에 안착했을 시 홀더(100)와 마스크(800) 사이의 틈새(G)를 줄여, 증착 중 증착물질이 틈새에 개재되는 양을 효과적으로 줄여 불량 발생률을 낮출 수 있다. 즉, 기판(700)을 홀더(100)의 안착면(110) 상에 안착시키기에 앞서 측정유닛(300)을 통해 기판(700)을 정밀하게 사전설정된 위치에 위치시킨 후 안착시키고, 그 후 측정유닛(300)을 통해 마스크(800)를 정밀하게 사전설정된 위치에 위치시킨 후 안착시킴으로써, 홀더(100)와 마스크(800) 사이의 틈새(G), 즉 홀더(100)의 내측면(130)과 마스크(800) 사이의 틈새(G)를 획기적으로 줄임으로써, 증착 중 증착물질이 틈새에 개재되는 양을 효과적으로 줄여 불량 발생률을 낮출 수 있다.

전술한 것과 같이 도 2에 도시된 것처럼 복수개의 기판핀(210)들 상에 기판(700)이 배치되도록 하고 복수개의 마스크핀(220)들 상에 마스크(800)가 배치되도록 한 상태에서 측정유닛(300)을 활용하여 기판(700)의 기판키(700a)와 마스크(800)의 마스크마크(820a)의 위치를 확인하면, 도 3에 도시된 것과 같이 확인될 수 있다. 그와 같은 상태에서 본 실시예에 따른 마스크 기판 얼라이너의 경우 측정유닛(300)을 통해 확인하며 제어부(600)가 스테이지(400)를 움직여 복수개의 기판핀(210)들의 위치, 즉 기판(700)의 위치를 도 4에 도시된 것과 같이 정렬한다.

하지만 이와 달리, 본 발명의 비교예에 따른 마스크 기판 얼라인 상태를 개략적으로 도시하는 개념도인 도 8에 도시된 것과 같이, 측정유닛(300)을 활용한 기판(700)의 정렬 없이, 바로 마스크(800)의 마스크마크(820a)가 기판(700)의 기판키(700a)와 중첩되도록 정렬하는 것을 고려할 수도 있다. 그러나 이 경우에는 홀더(100)와 마스크(800) 사이의 틈새(G), 즉 홀더(100)의 내측면(130)과 마스크(800) 사이의 틈새(G)가 커질 수밖에 없으며, 이에 따라 증착 중 증착물질이 틈새에 개재되는 양이 증가되어 불량 발생률이 높아질 수밖에 없다.

즉, 기판(700)을 측정유닛(300)을 통한 비전얼라인(vision align)을 거치지 않을 경우 도 3에 도시된 것과 같이 기판(700)의 기판키(700a)가 측정유닛(300)의 중앙에 정확히 위치하지 않게 된다. 이는 기판(700)이 홀더(100)의 안착면(110) 중앙에 정확히 위치하지 않게 된다는 것을 의미하며, 따라서 홀더(100)의 설계 시 내측면(130)에 의해 둘러싸이는 안착면(100)의 면적을 그와 같은 기판(700)의 일측으로의 치우침을 고려해야만 한다는 것을 의미한다.

따라서 마스크(800)를 기판(700)에 대해 언제나 정확히 정렬한다는 것을 가정한다고 하더라도, 기판(700)의 일측으로의 치우침 때문에, 홀더(100)에 기판(700)과 마스크(800)가 안착되었을 시 홀더(100)의 내측면(130)과 마스크(800) 사이의 틈새(G)가 커질 수밖에 없으며, 따라서 그 틈새로 많은 증착물질이 쌓일 수밖에 없다. 이에 따라 증착을 계속함에 따라 증착물질로 인해 증착장치 등이 손상되거나 증착이 제대로 이루어지지 않게 될 수 있다. 즉, 증착물질이 홀더와 기판/마스크 등의 사이에 증착되어, 홀더의 내측면과 기판 사이의 공간을 좁혀 추후 기판 등을 안착시킬 시 정확한 안착이 이루어지지 않을 수도 있으며, 이에 따라 증착불량이 발생할 수 있다.

하지만 본 실시예에 따른 마스크 기판 얼라이너의 경우, 기판(700)을 홀더(100)의 안착면(110) 상에 안착시키기에 앞서 측정유닛(300)을 통해 기판(700)을 정밀하게 사전설정된 위치에 위치시킨 후 안착시키고, 그 후 측정유닛(300)을 통해 마스크(800)를 정밀하게 사전설정된 위치에 위치시킨 후 안착시킴으로써, 홀더(100)의 설계 시 기판(700)의 치우칠 가능성에 따른 마진을 고려할 필요가 없게 되어, 홀더(100)와 마스크(800) 사이의 틈새(G), 즉 홀더(100)의 내측면(130)과 마스크(800) 사이의 틈새(G)를 획기적으로 줄임으로써, 증착 중 증착물질이 틈새에 개재되는 양을 효과적으로 줄여 불량 발생률을 낮출 수 있다.

한편, 마스크 기판 얼라이너는 프리얼라이너(500)를 더 구비할 수 있다. 프리얼라이너(500)는 도 9 및 도 10에 도시된 것과 같이 작동하여, 기판(700)의 기판키(700a)의 초기위치가 도 3에 도시된 것과 같이 되도록 할 수 있다.

프리얼라이너(500)는 예컨대 일 방향으로 연장되며 회동축(510a)을 중심으로 회동할 수 있는 바(510)와, 바(510) 끝단에 위치하여 기판(700)에 컨택할 수 있는 컨택부(520)를 가질 수 있다. 이러한 프리얼라이너(500)는 도 9에 도시된 것과 같이 복수개의 기판핀(210)들 상에 기판(700)이 배치되면 기판(700)에 대해 대각 방향에 각각 위치하도록 되어, 회동축(510a)을 중심으로 회동하면 도 10에 도시된 것과 같이 컨택부(520)가 기판(700)의 모서리와 컨택하여 기판(700)의 홀더(100)에 대한 위치관계가 사전설정된 위치관계가 되도록 한다. 물론 그 후 기판(700)의 모서리로부터 분리될 수 있다.

이와 같은 프리얼라이너(500)는 기판(700)이 기판 이송로봇 등에 의해 공급되어 복수개의 기판핀(210)들 상에 배치되면, 기판(700)의 홀더(100)에 대한 위치관계를 미케니컬하게 개략적으로 조정하여 기판(700)의 기판키(700a)가 도 3에 도시된 것과 같이 측정유닛(300)의 측정영역 내에 위치할 수 있도록 한다. 물론 프리얼라이너(500)의 작동 역시 전술한 제어부(600)에 의해 제어될 수 있다.

도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 마스크 기판 얼라이너 제어방법을 개략적으로 도시하는 플로우챠트이다.

도 11에 도시된 것과 같이, 기판핀들 상에 기판을 배치하는 단계(S10)와, 기판키가 측정유닛에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 기판핀들의 위치를 조정하는 단계(S20)를 거친 후, 기판을 안착면에 안착시키는 단계(S30)를 거친다. 여기서 기판핀들의 위치를 조정하는 단계(S20)는, 측정유닛을 통해 기판의 기판키의 위치를 확인하면서 이루어질 수 있다. 그 후, 측정유닛을 통해 마스크의 마스크마크의 위치를 확인하면서 마스크마크가 기판키에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 마크스핀들의 위치를 조정하는 단계(S40)를 거친 후 마스크를 기판 상에 안착시키는 단계(S50)를 거친다.

이를 통해, 기판이 안착되는 안착면을 갖는 홀더의 설계 시, 기판 배치 과정에서의 기판과 안착면 사이의 위치 변화에 따른 여유공간을 고려하지 않아도 되도록 하여, 기판 또는 마스크와 홀더의 내측면 사이의 틈을 획기적으로 줄일 수 있다.

지금까지는 기판(700) 상에 형성될 증착물질이 기판(700)과 마스크(800)의 상부에서 기판(700)을 향한 방향(-z 방향)으로 이동하여 기판(700) 상에 형성되는 증착 방식에 대해 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되지 않음은 물론이다.

예컨대 도 2 등에서는 하부에서 상부로 가면서(+z 방향으로 가면서) 기판(700), 마스크(800)가 배치되어 있으나, 기판(700)이나 마스크(800)가 기판핀(210)이나 마스크핀(220) 상에 배치되는 것이 아니라 기판고정부재나 마스크고정부재에 의해 지지되는 경우라면, 반대로 하부에서 상부로 가면서 마스크(800), 기판(700) 등이 위치하도록 할 수도 있다. 이 경우에도 기판(700)의 위치를 측정유닛을 통해 조정한 후 기판(700)을 홀더에 안착시키고, 그 후 마스크(800)의 위치를 측정유닛을 통해 조정한 후 기판(700)에 밀접하게 배치되도록 함으로써, 동일한 효과를 얻을 수 있다.

즉, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 마스크 기판 얼라인 방법의 경우, 상술한 것과 유사한 방식으로, 측정유닛을 통해 기판의 기판키의 위치를 확인하며 상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계를 거친 후 상기 기판을 홀더의 안착면에 안착시키는 단계를 거치며, 이후 상기 측정유닛을 통해 마스크의 마스크마크의 위치를 확인하며 상기 마스크의 마스크마크가 상기 기판의 기판키에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계를 거친 후 상기 마스크를 상기 안착면 상에 안착된 상기 기판 상에 안착시키는 단계를 거치는 것일 수 있다.

이러한 마스크 기판 얼라인 방법의 경우에는 증착물질 상부에서 하부로 이동하고 하부에서 상부로 가면서 기판과 마스크가 배치되는 경우 외에도, 증착물질이 하부에서 상부로 이동하고 하부에서 상부로 가면서 마스크, 기판 등이 배치되는 경우에도 적용 가능하다.

한편, 도 1에 도시된 것과 같이, 홀더(100)는 안착면(110) 주변에 배치되어, 안착면(110)에 기판(700, 도 2 등 참조)이 안착되고 기판(700) 상에 마스크(800, 도 2 등 참조)가 배치되면, 마스크(800)를 클램핑하는 클램프(151, 153)를 더 구비할 수 있다. 이는 홀더(100)가 움직일 시 기판(700)이나 마스크(800)가 움직이지 않도록 고정하기 위함이다. 클램프(151, 153)는 푸셔(155, 157)에 의해 구동될 수 있는데, 예컨대 푸셔(155, 157)가 전진하여 클램프(151, 153)를 밀면 클램프(151, 153)의 안착면(110) 방향 부분이 위로(+z 방향으로) 들어 올려지고, 푸셔(155, 157)가 후진하면 스프링 등의 장치에 의해 클램프(151, 153)가 닫히는 구조일 수 있다.

지금까지는 단순히 마스크(800)라고 설명하였으나, 참조번호 800은 마스크 프레임 어셈블리(800)로 이해될 수 있다. 이 경우 마스크 프레임 어셈블리(800)는 프레임(810)과 프레임(810)에 용접 등의 방식으로 결합된 마스크(820)를 갖는 것으로 이해될 수 있다. 도면에서는 마스크(820)가 프레임(810)의 측면에 결합되는 것으로 도시되어 있으나 이는 편의상 그와 같이 도시한 것일 뿐이며, 마스크(820)는 프레임(810)의 상면(+z 방향 면) 상에서 프레임(810)에 결합될 수도 있다.

프레임(810)은 내부에 사각형 개구부를 가지며, 마스크(820)는 이 개구부를 가리도록 프레임(810)에 결합될 수 있다. 물론 마스크(820)는 증착물질이 통과할 단일 또는 복수개의 개구가 형성되어 있을 수 있다. 앞선 실시예들에 있어서 "마스크(800)가 기판(700) 상에 안착된다"고 함은, "마스크(820)가 기판(700) 상에 안착된다"는 것으로 이해할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 증착장치가 제공된다. 증착장치는, 내부에서 증착이 이루어지는 증착챔버와, 전술한 실시예들 중 적어도 어느 하나의 홀더장치를 구비할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 홀더 110: 안착면
120: 돌출면 130: 내측면
151, 153: 클램프 155, 157: 푸셔
210: 기판핀 220: 마스크핀
300: 측정유닛 400: 스테이지
500: 프리얼라이너 600: 제어부
700: 기판 800: 마스크

Claims

안착면과 교차하는 방향으로 업다운모션을 할 수 있는 복수개의 기판핀들 상에 기판을 배치하는 단계;
상기 기판의 기판키의 위치를 측정유닛을 통해 확인하며 상기 안착면과 평행한 평면 내에서의 상기 복수개의 기판핀들의 위치를 조정하는 스테이지를 통해 상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계;
상기 복수개의 기판핀들을 다운시켜 상기 기판을 상기 안착면에 안착시키는 단계;
상기 측정유닛을 통해 마스크의 마스크마크의 위치를 확인하며 상기 안착면과 교차하는 방향으로 업다운모션을 할 수 있는 복수개의 마스크핀들의 상기 평면 내에서의 위치를 조정하는 상기 스테이지를 통해 상기 복수개의 마스크핀들 상에 배치된 상기 마스크의 마스크마크가 상기 기판의 기판키에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계; 및
상기 복수개의 마스크핀들을 다운시켜 상기 마스크를 상기 안착면 상에 안착된 상기 기판 상에 안착시키는 단계;를 포함하고,
상기 복수개의 마스크핀들 상에 배치된 상기 마스크의 마스크마크가 상기 기판의 기판키에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계는, 상기 복수개의 마스크핀들의 위치를 조정하는 상기 스테이지를 통해 상기 마스크의 마스크마크가 상기 기판의 기판키와 중첩된 것으로 상기 측정유닛에 의해 인식될 수 있도록 하는 단계인, 마스크 기판 얼라이너 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계는, 상기 복수개의 기판핀들의 위치를 조정하는 상기 스테이지를 통해 상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛의 측정영역 중앙에 위치하도록 하는 단계인, 마스크 기판 얼라이너 제어방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 기판을 배치하는 단계와 상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하는 단계 사이에, 프리얼라이너를 상기 기판의 모서리에 컨택하여 상기 기판의 상기 안착면에 대한 위치관계가 사전설정된 위치관계가 되도록 한 후 상기 기판의 모서리로부터 상기 프리얼라이너를 분리하는 단계를 더 포함하는, 마스크 기판 얼라이너 제어방법.
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평판 형상의 기판이 안착될 수 있는 안착면을 갖는, 홀더;
상기 안착면과 교차하는 방향으로 업다운모션을 할 수 있으며, 다운모션을 통해 상기 기판을 상기 안착면에 안착시킬 수 있는, 복수개의 기판핀들;
상기 안착면과 교차하는 방향으로 업다운모션을 할 수 있으며, 다운모션을 통해 마스크를 상기 안착면 또는 상기 안착면 상에 안착된 상기 기판 상에 안착시킬 수 있는, 복수개의 마스크핀들;
상기 기판의 기판키와 상기 마스크의 마스크마크를 확인할 수 있는 측정유닛;
상기 복수개의 기판핀들 및 상기 복수개의 마스크핀들이 결합된 스테이지; 및
상기 측정유닛을 통해 상기 기판의 기판키의 위치를 확인하며 상기 스테이지의 위치를 조정하여 상기 복수개의 기판핀들에 배치된 상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 하고, 상기 측정유닛을 통해 상기 마스크의 마스크마크의 위치를 확인하며 상기 스테이지의 위치를 조정하여 상기 복수개의 마스크핀들에 배치된 상기 마스크의 마스크마크가 상기 기판의 기판키에 대해 사전설정된 곳에 위치하도록 할 수 있는, 제어부;를 구비하고,
상기 제어부는,
상기 스테이지의 위치를 조정함으로써, 상기 복수개의 마스크핀들의 위치를 조정하여 상기 복수개의 마스크핀들에 배치된 상기 마스크의 마스크마크가 상기 기판의 기판키와 중첩된 것으로 상기 측정유닛에 의해 인식되도록 하는, 마스크 기판 얼라이너.
제9항에 있어서,
상기 제어부는 상기 스테이지의 위치를 조정함으로써, 상기 복수개의 기판핀들의 위치를 조정하여 상기 복수개의 기판핀들에 배치된 상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛의 측정영역 중앙에 위치하도록 할 수 있는, 마스크 기판 얼라이너.
제10항에 있어서,
상기 복수개의 기판핀들 상에 상기 기판이 배치되면, 상기 기판의 모서리와 컨택하여 상기 기판의 상기 홀더에 대한 위치관계가 사전설정된 위치관계가 되도록 한 후 상기 기판의 모서리로부터 분리될 수 있는 프리얼라이너를 더 구비하는, 마스크 기판 얼라이너.
제11항에 있어서,
상기 프리얼라이너가 상기 복수개의 기판핀들 상에 배치된 상기 기판의 상기 홀더에 대한 위치관계가 사전설정된 위치관계가 되도록 한 후, 상기 제어부가 상기 스테이지의 위치를 조정함으로써 상기 복수개의 기판핀들 및 상기 복수개의 마스크핀들의 상기 안착면과 평행한 평면 내에서의 위치를 조정하여 상기 복수개의 기판핀들에 배치된 상기 기판의 기판키가 상기 측정유닛의 측정영역 중앙에 위치하도록 하고, 상기 복수개의 기판핀들의 다운모션을 통해 상기 기판이 상기 안착면에 안착되면, 상기 제어부가 상기 스테이지의 위치를 조정함으로써 상기 복수개의 기판핀들 및 상기 복수개의 마스크핀들의 상기 안착면과 평행한 평면 내에서의 위치를 조정하여 상기 복수개의 마스크핀들에 배치된 상기 마스크의 마스크마크가 상기 기판의 기판키와 중첩된 것으로 상기 측정유닛에 의해 인식될 수 있도록 할 수 있는, 마스크 기판 얼라이너.
제9항에 있어서,
상기 홀더의 상기 안착면은, 상기 기판이 안착될 수 있는 기판안착면과, 상기 기판안착면을 둘러싸되 상기 기판안착면을 기준으로 할 시 상기 복수개의 기판핀들의 다운모션 방향으로 오목한 마스크안착면을 갖는, 마스크 기판 얼라이너.
내부에서 증착이 이루어지는 증착챔버; 및
제9항 내지 제13항 중 어느 한 항의 마스크 기판 얼라이너;
를 구비하는, 증착장치.