KR102535204B1 - 마스크 프레임에 정렬 마크를 형성하는 장치 및 방법, 및 마스크 프레임을 제조하는 장치 및 방법 - Google Patents

마스크 프레임에 정렬 마크를 형성하는 장치 및 방법, 및 마스크 프레임을 제조하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

개시된 실시예에 따른 장치는 마스크 프레임에 정렬 마크(align mark)를 형성하는 장치로서, 가공이 완료된 마스크 프레임의 정렬 상태를 측정하는 접촉식 측정기, 상기 정렬 상태에 기초하여 상기 마스크 프레임을 재정렬하는 정렬 장치, 및 상기 재정렬이 완료되면 상기 마스크 프레임에 정렬 마크를 형성하는 마킹 장치를 포함하고, 상기 정렬 마크는, 마스크 조립체 제조를 위하여 상기 마스크 프레임과 마스크 시트 또는 마스크 스틱을 결합할 때 상호 간의 정렬을 위하여 사용된다.

Description

마스크 프레임에 정렬 마크를 형성하는 장치 및 방법, 및 마스크 프레임을 제조하는 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR FORMING ALIGN MARK ON MASK FRAME, AND APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING MASK FRAME}
본 개시는 표시 장치 제조에 사용되는 마스크 조립체에 포함되는 마스크 프레임에 정렬 마크를 형성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 개시는 표시 장치 제조에 사용되는 마스크 조립체에 포함되는 마스크 프레임을 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
근래 널리 제조되고 있는 유기 발광 표시 장치(OLED; Organic Light-Emitting Diodes)는 텔레비전, PC, 태블릿 PC, 스마트폰, 스마트워치, 차량 계기판 등에 구비되는 디스플레이 장치로서 널리 이용되고 있다. OLED는 빛을 내는 층이 유기 화합물로 이루어진 박막 발광 다이오드이다. OLED 디스플레이 제조시 전극층, 유기 발광층, 절연막 등의 박막층을 적층하고 패터닝할 때, 대응하는 패턴이 구비된 마스크 조립체를 이용한 증착(evaporation) 공정을 이용하게 된다.
도 1은 표시 장치 제조 공정 중 마스크 조립체를 이용한 증착 공정을 나타내는 도면이다.
도 1에서는, 마스크 조립체(1)를 이용하여 기판(B) 상에 전극층, 발광층, 절연층 등의 박막층을 적층하고 패터닝하기 위한 증착 공정이 예시된다. 증착 공정에서, 증착원(A)으로부터 발산되는 금속, 유기물, 또는 절연물 등의 입자는 마스크 조립체(1)를 통과한 후, 마스크 조립체(1)와 접해 있는 기판(B) 상에 증착될 수 있다.
이러한 증착 공정에 이용되는 마스크 조립체(1)는 증착 패턴이 형성되어 있는 마스크 시트 또는 마스크 스틱(20)과 이를 고정하는 마스크 프레임(10)으로 구성된다. 구체적으로, 마스크 조립체는 상대적으로 튼튼한 구조의 마스크 프레임 상에 상대적으로 얇은 마스크 시트, 서포트 스트립, 및/또는 마스크 스틱 등을 접합한 구조를 가진다. 마스크 프레임의 경우 약 5 ~ 80 mm 정도의 두께를 가지는 창틀 또는 문틀 형태의 프레임 구조이며 마스크 조립체의 모양을 안정적으로 유지시키기 위한 기능을 한다. 마스크 시트나 마스크 스틱은 약 0.01 ~ 5.00 mm 정도의 두께를 가지는 박막 금속 시트 또는 스트립 상에, 증착시 이용될 소정 패턴을 형성한 것이다.
도 2a 및 2b는 마스크 시트 또는 마스크 스틱과 마스크 프레임을 결합하여 마스크 조립체를 제조하는 것을 나타내는 도면들이다.
도 2a 및 2b를 참조하면, 마스크 조립체(1)는, 마스크 프레임(10) 상에 일체형 마스크 시트(21)를 접착한 구조를 가지거나(도 2a), 마스크 프레임(10) 상에 복수의 마스크 스틱(22)을 접착한 구조를 가진다(도 2b). 마스크 프레임(10)이나 마스크 시트(21) 또는 마스크 스틱(22)은, 예를 들어 인바합금(Invar-36Alloy)과 같이 온도 변화에 따른 열팽창율이 매우 작은 금속을 이용하여 제조된다.
통상적으로 마스크 조립체(1) 제조시, 박판인 마스크 시트(21) 또는 마스크 스틱(22)이 쳐지는 현상을 방지하기 위해, 마스크 시트(21) 또는 마스크 스틱(22)을 인장시킨 후 마스크 프레임(10) 상에 레이저 스폿 용접 방식 등으로 접합시킬 수 있다.
이에, 마스크 조립체(1)를 제조하는 과정에 있어서, 인장력 등으로 인하여 오차가 발생할 수 있는데, OLED 제조 공정에 있어서 마스크 조립체의 오차는 OLED 제조시 발생하는 오차에 주요한 원인을 제공한다. 근래에는 OLED의 해상도가 증가함에 따라, 마스크 조립체의 정밀도를 더욱 향상시켜야 할 필요가 있으며, 이에 따라 마스크 조립체의 오차를 감소시켜야 한다는 절실한 기술적 요구가 있다.
마스크 조립체를 제조함에 있어서, 마스크 시트 또는 마스크 스틱을 인장하여 마스크 프레임에 접합하게 되는데, 이 때 마스크 프레임과 마스크 시트 또는 마스크 스틱 상호 간의 정렬을 위하여 정렬 마크(align mark)가 사용된다. 정렬 마크는 얼라인 홀(align hole)이라고도 불린다. 마스크 프레임의 일정 부분에 정렬 마크를 형성하고, 이 정렬 마크에 맞추어서 마스크 시트 또는 스틱을 접합한다.
도 3은 정렬 마크가 형성된 마스크 프레임을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 마스크 프레임(10) 상에 정렬 마크(11)가 형성된다. 정렬 마크(11)는 마스크 프레임(10)과 마스크 시트(21) 또는 마스크 스틱(22)을 결합할 때 서로 정렬하기 위해 사용된다. 정렬 마크(11)는 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 마스크 프레임의 네 꼭지점 부분에 형성될 수 있다. 이와는 달리, 도시되지는 않았으나 정렬 마크(11)는 마스크 프레임의 다른 부분에도 형성될 수 있다.
도 4a 및 4b는 마스크 프레임의 정렬 마크를 이용하여 마스크 프레임에 마스크 스틱을 결합하는 것을 나타내는 도면들이다. 구체적으로, 도 4a는 정렬 마크(11)가 정확한 위치에 형성된 경우를 나타내는 도면이고, 도 4b는 정렬 마크(11)가 정확하지 않은 위치에 형성된 경우를 나타내는 도면이다.
정상적인 경우로서 도 4a를 참조하면, 마스크 프레임(10)의 정렬 마크(11)를 기준 삼아 마스크 프레임(10)이 인장기(미도시)에 로드되고, 마스크 프레임(10)의 정렬 마크(11)를 기준 삼아 정렬 스틱(23)이 마스크 프레임(10)에 접합된다. 예를 들어, 정렬 스틱(23)은 마스크 프레임(10)의 양단에 접합될 수 있다. 다음으로, 마스크 프레임(10)에 접합된 정렬 스틱(23)을 기준 삼아 복수의 마스크 스틱(22)을 마스크 프레임(10)에 접합한다. 예를 들어, 복수의 마스크 스틱(22)을 정렬 스틱(23)과 나란하게 배치되도록 마스크 프레임(10)에 접합할 수 있다. 마스크 스틱(22)은 쳐짐 현상을 방지하기 위하여 인장되어 접합된다. 도 4a의 마스크 스틱(22) 상에 표시된 화살표는 마스크 스틱(22)에 가해지는 인장력을 나타낸다. 이러한 인장력에 대한 복원력으로 인해 추후 마스크 프레임(10)이 내측으로 수축되는 것을 방지하기 위하여, 즉, 이러한 복원력을 상쇄하기 위하여, 마스크 프레임(10)에 인장력과 반대 방향의 카운터 포스를 가할 수 있다. 도 4a의 마스크 프레임(10) 외측에 표시된 화살표는 마스크 프레임(10)에 가해지는 카운터 포스를 나타낸다.
비정상적인 경우로서 도 4b를 참조하면, 정렬 마크(11)가 마스크 프레임(10) 상에서 정확하지 않은 위치에 형성되어 있으므로, 이를 기준 삼아 접합되는 정렬 스틱(23) 역시 마스크 프레임(10)에 비뚤게 접합되고, 이러한 정렬 스틱(23)을 기준 삼아 마스크 프레임(10)에 접합되는 복수의 마스크 스틱(22) 역시 마스크 프레임(10)에 비뚤게 접합된다. 또한, 정렬 마크(11)가 마스크 프레임(10) 상에서 정확하지 않은 위치에 형성되어 있으므로, 마스크 프레임(10)이 인장기에 비뚤게 로드되고, 그렇게 되면 마스크 프레임(10)의 곳곳에 가해지는 카운터 포스에 있어서도 불균형이 발생하므로, 마스크 프레임(10)이 변형될 수 있다.
일반적으로, 마스크 프레임은 MCT(Machining Center)라고 불리는 마스크 프레임 가공 장치에서 제조된다. 즉, MCT에서, 마스크 프레임을 가공하고 정렬 마크를 형성하는 작업까지 일괄적으로 이루어진다. 따라서 MCT의 가공 정밀도에 따라 마스크 프레임의 정렬 마크의 정밀도가 결정되는데, MCT의 정밀도의 기준이 되는 Machine Scale은 열팽창율이 약 8.6×10-6 m/℃로서, 마스크 프레임의 주 재료인 인바합금의 열팽창율인 약 1.2×10-6 m/℃에 비해 상대적으로 큰 편이다. 또한, MCT의 작업 환경은 대개 온도를 제어할 수 있는 환경이 아니다. 이에, MCT에서 제조된 마스크 프레임의 정렬 마크는 정밀도가 매우 떨어지는 문제가 있다. 구체적으로, 아래 표 1을 참조하면, 기준 환경의 온도(예를 들면 22℃)에 비해 2℃만 차이가 나더라도, MCT의 Machine Scale은 29.2 ㎛만큼 수축 또는 팽창하므로, 이에 의해 큰 오차가 발생하게 된다. 예를 들어, 인장기의 위치 정밀도는 1 ㎛이고, 마스크 스틱(예를 들어, FMM 스틱)의 제작 스펙은 2 ~ 10 ㎛, 위치 정밀도는 3 ㎛인데, 상기 29.2 ㎛만큼의 오차는 상대적으로 매우 큰 편이다. 그렇게 되면, 상술한 바와 같이, 결과적으로 마스크 조립체 제조 과정에서 마스크 프레임에 변형이 발생할 가능성이 높아진다.
구분 열팽창율(㎛/℃) 온도차(22℃ 기준)에 따른 열팽창 정도(㎛)
-2℃ -1℃ 0℃ 1℃ 2℃
Machine Scale 8.6 -29.2 -14.6 0 14.6 29.2
Invar Frame 0.8 ~ 1.2 -3.4 -1.7 0 1.7 3.4
본 개시의 실시예들은 전술한 종래기술의 문제점을 해결한다.
본 개시의 일 측면은 표시 장치 제조에 사용되는 마스크 조립체에 포함되는 마스크 프레임에 정렬 마크(align mark)를 형성하는 장치의 실시예들을 제공한다. 대표적 실시예에 따른 장치는 가공이 완료된 마스크 프레임의 정렬 상태를 측정하는 접촉식 측정기, 상기 정렬 상태에 기초하여 상기 마스크 프레임을 재정렬하는 정렬 장치, 및 상기 재정렬이 완료되면 상기 마스크 프레임에 정렬 마크를 형성하는 마킹 장치를 포함하고, 상기 정렬 마크는, 마스크 조립체 제조를 위하여 상기 마스크 프레임과 마스크 시트 또는 마스크 스틱을 결합할 때 상호 간의 정렬을 위하여 사용된다.
일 실시예에 있어서, 상기 장치는, 상기 마스크 프레임을 가공하는 장치와는 별도로 구비된다.
일 실시예에 있어서, 상기 접촉식 측정기는 상기 마스크 프레임의 외측 가장자리를 접촉하며 정렬 상태를 측정한다.
일 실시예에 있어서, 상기 접촉식 측정기는 x, y 좌표 및 회전 각도의 형태로 정렬 상태를 측정하고, 상기 회전 각도는 상기 마스크 프레임의 축이 기준 축으로부터 벗어나 있는 각도이다.
일 실시예에 있어서, 상기 정렬 장치는 상기 마스크 프레임의 축이 상기 기준 축과 일치하도록 상기 마스크 프레임을 재정렬한다.
일 실시예에 있어서, 상기 접촉식 측정기와 함께 구동되어 x, y 좌표를 측정하는 카메라를 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 마킹 장치는 펨토초 레이저(femtosecond laser)이다.
일 실시예에 있어서, 상기 접촉식 측정기는, 상기 정렬 마크가 형성된 후, 형성된 정렬 마크를 기준으로 상기 마스크 프레임의 치수를 측정한다.
본 개시의 또 하나의 측면은 표시 장치 제조에 사용되는 마스크 조립체에 포함되는 마스크 프레임에 정렬 마크(align mark)를 형성하는 방법의 실시예들을 제공한다. 대표적 실시예에 따른 방법은 접촉식 측정기를 이용하여, 가공이 완료된 마스크 프레임의 정렬 상태를 측정하는 단계, 상기 정렬 상태에 기초하여 상기 마스크 프레임을 재정렬하는 단계, 및 상기 재정렬이 완료되면 상기 마스크 프레임에 정렬 마크를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 정렬 마크는, 마스크 조립체 제조를 위하여 상기 마스크 프레임과 마스크 시트 또는 마스크 스틱을 결합할 때 상호 간의 정렬을 위하여 사용된다.
일 실시예에 있어서, 상기 측정하는 단계는, 상기 마스크 프레임의 외측 가장자리를 접촉하며 정렬 상태를 측정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 측정하는 단계는, x, y 좌표 및 회전 각도의 형태로 정렬 상태를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 회전 각도는 상기 마스크 프레임의 축이 기준 축으로부터 벗어나 있는 각도이다.
일 실시예에 있어서, 상기 재정렬하는 단계는, 상기 마스크 프레임의 축이 상기 기준 축과 일치하도록 상기 마스크 프레임을 재정렬하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 정렬 마크가 형성된 후, 형성된 정렬 마크를 기준으로 상기 마스크 프레임의 치수를 측정하는 단계를 더 포함한다.
본 개시의 또 다른 측면은 표시 장치 제조에 사용되는 마스크 조립체에 포함되는 마스크 프레임을 제조하는 장치의 실시예들을 제공한다. 대표적 실시예에 따른 장치는 마스크 프레임을 가공하는 마스크 프레임 가공 장치, 가공이 완료된 마스크 프레임의 정렬 상태를 측정하는 접촉식 측정기, 상기 정렬 상태에 기초하여 상기 마스크 프레임을 재정렬하는 정렬 장치, 및 상기 재정렬이 완료되면 상기 마스크 프레임에 정렬 마크를 형성하는 마킹 장치를 포함하고, 상기 정렬 마크는, 마스크 조립체 제조를 위하여 상기 마스크 프레임과 마스크 시트 또는 마스크 스틱을 결합할 때 상호 간의 정렬을 위하여 사용된다.
본 개시의 또 다른 측면은 표시 장치 제조에 사용되는 마스크 조립체에 포함되는 마스크 프레임을 제조하는 방법의 실시예들을 제공한다. 대표적 실시예에 따른 방법은 마스크 프레임 가공 장치를 이용하여, 마스크 프레임을 가공하는 단계, 접촉식 측정기를 이용하여, 가공이 완료된 마스크 프레임의 정렬 상태를 측정하는 단계, 상기 정렬 상태에 기초하여 상기 마스크 프레임을 재정렬하는 단계, 및 상기 재정렬이 완료되면 상기 마스크 프레임에 정렬 마크를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 정렬 마크는, 마스크 조립체 제조를 위하여 상기 마스크 프레임과 마스크 시트 또는 마스크 스틱을 결합할 때 상호 간의 정렬을 위하여 사용된다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 마스크 프레임에 정렬 마크(align mark)를 형성함에 있어서, 열팽창율이 큰 마스크 프레임 가공 장치에서 정렬 마크를 형성하는 대신, 접촉식 측정기가 포함된 별도의 정렬 마크 형성 장치를 구비함으로써, 마스크 프레임에 형성되는 정렬 마크의 위치 정밀도를 높일 수 있고 온도의 영향을 줄일 수 있다. 이에 따라, 이러한 정렬 마크를 기준으로 제조되는 마스크 조립체의 정밀도를 높여서, 표시 장치 제조 공정 중 증착 공정에서의 오차를 줄일 수 있다.
도 1은 표시 장치 제조 공정 중 마스크 조립체를 이용한 증착 공정을 나타내는 도면이다.
도 2a 및 2b는 마스크 시트 또는 마스크 스틱과 마스크 프레임을 결합하여 마스크 조립체를 제조하는 것을 나타내는 도면들이다.
도 3은 정렬 마크가 형성된 마스크 프레임을 나타내는 도면이다.
도 4a 및 4b는 마스크 프레임의 정렬 마크를 이용하여 마스크 프레임에 마스크 스틱을 결합하는 것을 나타내는 도면들이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른, 마스크 프레임에 정렬 마크를 형성하는 장치를 나타내는 도면이다.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 실시예들에 따른, 마스크 프레임에 정렬 마크를 형성하는 과정을 나타내는 도면들이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 마스크 프레임 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른, 마스크 프레임에 정렬 마크를 형성하는 방법을 나타내는 순서도이다.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 개시에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
본 개시에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기재되는 치수와 수치는 기재된 치수와 수치 만으로 한정되는 것은 아니다. 달리 특정되지 않는 한, 이러한 치수와 수치는 기재된 값 및 이것을 포함하는 동등한 범위를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 기재된 '** mm'라는 치수는 '약 ** mm'를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른, 마스크 프레임에 정렬 마크를 형성하는 장치를 나타내는 도면이다. 도 6a 내지 6c는 본 발명의 실시예들에 따른, 마스크 프레임에 정렬 마크를 형성하는 과정을 나타내는 도면들이다.
도 5를 참조하면, 장치(100)는 마스크 프레임에 정렬 마크를 형성하는 장치로서, 접촉식 측정기(110), 정렬 장치(미도시), 및 마킹 장치(120)를 포함한다. 장치(100)는 카메라(130)를 더 포함할 수 있다. 장치(100)는 장치(100)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 도 2 내지 4를 참조하면, 정렬 마크(11)는, 마스크 조립체(1)를 제조할 때, 마스크 프레임(10)과 마스크 시트(21) 또는 마스크 스틱(22)을 결합할 때 상호 간의 정렬을 위하여 사용되는 마크이다.
장치(100)는, 마스크 프레임을 가공하는 장치(미도시)와는 별도로 구비될 수 있다. 구체적으로, 별도의 마스크 프레임 가공 장치에 의해 정렬 마크 형성을 제외한 모든 가공이 완료된 마스크 프레임(10)을 장치(100)에 로드하여 정렬 마크(11)를 형성할 수 있다.
접촉식 측정기(110)는 장치(100)에 로드된 마스크 프레임(10)의 정렬 상태를 측정한다. 장치(100)에 로드된 마스크 프레임(10)은 별도의 마스크 프레임 가공 장치에 의해 정렬 마크 형성을 제외한 모든 가공이 완료된 상태일 수 있다. 정렬 상태란, 마스크 프레임(10)이 장치(100)에 정확하게, 즉, 정확한 위치에 로드되었는지를 의미할 수 있다. 도 6a를 참조하면, 접촉식 측정기(110)는 마스크 프레임(10)의 외측 가장자리를 접촉하며 마스크 프레임(10)의 정렬 상태를 측정할 수 있다. 마스크 프레임(10) 상에서 접촉식 측정기(110)가 접촉하는 위치(C)는 마스크 프레임(10)의 종류에 따라 장치(100)에 미리 입력된 값에 기초할 수 있다. 접촉식 측정기(110)는 x, y 좌표의 형태로 정렬 상태를 측정할 수 있다. 예를 들어, 접촉식 측정기(110)와 함께 구동되는 카메라(130)를 통해 접촉 위치(C)의 x, y 좌표를 측정할 수 있다. 접촉식 측정기(110)는 회전 각도의 형태로 정렬 상태를 측정할 수 있다. 장치(100)는 접촉식 측정기(110)에서 측정된 정렬 상태에 기초하여 마스크 프레임(10)의 축(12) 및 대각선(13)을 검출할 수 있는데, 도 6b를 참조하면, 회전 각도는 마스크 프레임(10)의 축(12)이 기준 축(14)으로부터 벗어나 있는 각도이다. 기준 축(14)은 마스크 프레임(10)이 목표한 위치로 정렬이 완료되었을 때의 마스크 프레임의 축으로서, 마스크 프레임(10)의 종류에 따라 장치(100)에 미리 입력된 값에 기초할 수 있다. 회전 각도는, 마스크 프레임(10)의 대각선(13) 각각이 기준 축(14)과 이루는 각도인 a와 b의 차이를 2로 나눈 값((a-b)/2)으로 계산할 수 있다.
접촉식 측정기(110)는 정렬 마크가 형성된 후, 형성된 정렬 마크를 기준으로 마스크 프레임(10)의 치수를 측정할 수 있다. 상기 측정을 통해, 정렬 마크가 정확한 위치에 형성되었는지 검사할 수 있다.
정렬 장치(미도시)는 접촉식 측정기(110)에 의해 측정된 정렬 상태에 기초하여 마스크 프레임(10)을 재정렬한다. 구체적으로, 정렬 장치는 마스크 프레임(10)의 축(12)이 기준 축(14)과 일치하도록 마스크 프레임(10)을 재정렬한다. 예를 들어, 도 6c를 참조하면, 정렬 장치는 마스크 프레임(10)을 회전 각도만큼 반대 방향으로 회전시켜 마스크 프레임(10)을 재정렬할 수 있다.
마킹 장치(120)는 마스크 프레임(10)에 정렬 마크(11)를 형성하는 장치이다. 마킹 장치(120)는 재정렬이 완료된 마스크 프레임(10)에 정렬 마크(11)를 형성한다. 예를 들어, 마킹 장치(120)는 마스크 프레임(10)의 종류에 따라 장치(100)에 미리 입력된 값에 기초하여 정렬 마크(11)를 형성할 수 있다. 마킹 장치(120)는 레이저일 수 있다. 예를 들어, 마킹 장치(120)는 펨토초 레이저(femtosecond laser)일 수 있다. 마킹 장치(120)는, 마스크 프레임(10)의 두께를 일부 깎아낸 형태로서 양각 또는 음각의 형태로 정렬 마크(11)를 형성할 수 있다.
아래 표 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 장치를 이용하여 마스크 프레임에 형성한 정렬 마크와, 종래기술에 따라 MCT를 이용하여 마스크 프레임에 형성한 정렬 마크의 실제 위치 정밀도 측청치를 비교할 수 있다(단위: ㎛). 표 2에서, "위치 공차"는 정렬 마크 하나에 있어서 기준 위치로부터의 오차를 의미하고, "거리값 공차"는 정렬 마크 간의 간격에 있어서 기준 간격으로부터의 오차를 의미하는데, 두 수치 모두에 있어서, 본 발명의 실시예들에 따른 장치를 이용하였을 때, 종래기술에 비해 오차가 크게 줄어든다.
구분 MCT 가공 본 발명의 실시예들에 따른 장치
최소 최대 최소 최대
위치 공차 -59.5 64.3 -7.6 6.3
거리값 공차 51.6 119 -8.2 5.4
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 마스크 프레임 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른, 마스크 프레임에 정렬 마크를 형성하는 방법을 나타내는 순서도이다.도 7을 참조하면, 마스크 프레임 제조 방법은 마스크 프레임을 가공하는 단계(S100) 및 가공이 완료된 마스크 프레임에 정렬 마크를 형성하는 단계(S200)를 포함한다.
마스크 프레임을 가공하는 단계(S100)는 마스크 프레임 가공 장치에 의해 수행될 수 있다. 마스크 프레임을 가공하는 단계(S100)는, 마스크 프레임 제조에 있어서 정렬 마크 형성 단계를 제외한 모든 가공 단계를 포함할 수 있다.
정렬 마크를 형성하는 단계(S200)는 상기 마스크 프레임 가공 장치와는 별도의 장치에 의해 수행될 수 있다. 도 8을 참조하면, 정렬 마크를 형성하는 단계(S200)는, 접촉식 측정기를 이용하여, 가공이 완료된 마스크 프레임의 정렬 상태를 측정하는 단계(S210), 정렬 상태에 기초하여 마스크 프레임을 재정렬하는 단계(S220), 및 재정렬이 완료된 마스크 프레임에 정렬 마크를 형성하는 단계(S230)를 포함한다. 정렬 마크를 형성하는 단계(S200)는 정렬 마크 형성 후, 형성된 정렬 마크를 기준으로 마스크 프레임의 치수를 측정하는 단계(S240)를 더 포함할 수 있다.
마스크 프레임의 정렬 상태를 측정하는 단계(S210)는 접촉식 측정기를 이용하여 마스크 프레임의 외측 가장자리를 접촉하는 단계를 포함할 수 있다. 마스크 프레임의 정렬 상태를 측정하는 단계(S210)는 x, y 좌표의 형태로 정렬 상태를 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 마스크 프레임의 정렬 상태를 측정하는 단계(S210)는 접촉식 측정기와 함께 구동되는 카메라를 통해, 접촉식 측정기와 마스크 프레임이 접촉하는 위치의 x, y 좌표를 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 마스크 프레임의 정렬 상태를 측정하는 단계(S210)는 회전 각도의 형태로 정렬 상태를 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 마스크 프레임의 정렬 상태를 측정하는 단계(S210)는 측정된 정렬 상태에 기초하여 마스크 프레임의 축 및 대각선을 검출하는 단계를 포함할 수 있고, 회전 각도는 마스크 프레임의 축이 기준 축으로부터 벗어나 있는 각도이다. 기준 축은 마스크 프레임이 목표한 위치로 정렬이 완료되었을 때의 마스크 프레임의 축으로서, 마스크 프레임의 종류에 따라 미리 설정된 값에 기초할 수 있다. 마스크 프레임의 정렬 상태를 측정하는 단계(S210)는 마스크 프레임의 대각선 각각이 기준 축과 이루는 각도의 차이를 2로 나누어서 회전 각도를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
마스크 프레임을 재정렬하는 단계(S220)는 마스크 프레임의 축이 기준 축과 일치하도록 마스크 프레임을 재정렬하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 마스크 프레임을 재정렬하는 단계(S220)는 마스크 프레임을 회전 각도만큼 반대 방향으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.
정렬 마크를 형성하는 단계(S230)는 마스크 프레임의 종류에 따라 미리 설정된 값에 기초하여 정렬 마크를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
도 7 및 8에 도시된 순서도에서 프로세스 단계들, 방법 단계들, 알고리즘들 등이 순차적인 순서로 설명되었지만, 그러한 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들은 임의의 적합한 순서로 작동하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 본 개시의 다양한 실시예들에서 설명되는 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들의 단계들이 본 개시에서 기술된 순서로 수행될 필요는 없다. 또한, 일부 단계들이 비동시적으로 수행되는 것으로서 설명되더라도, 다른 실시예에서는 이러한 일부 단계들이 동시에 수행될 수 있다. 또한, 도면에서의 묘사에 의한 프로세스의 예시는 예시된 프로세스가 그에 대한 다른 변화들 및 수정들을 제외하는 것을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스 또는 그의 단계들 중 임의의 것이 본 개시의 다양한 실시예들 중 하나 이상에 필수적임을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스가 바람직하다는 것을 의미하지 않는다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 개시의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 개시의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
1: 마스크 조립체
10: 마스크 프레임
11: 정렬 마크
12: 마스크 프레임 축
13: 마스크 프레임 대각선
14: 기준 축
20: 마스크 시트/스틱
21: 마스크 시트
22: 마스크 스틱
23: 정렬 스틱
100: 정렬 마크 형성 장치
110: 접촉식 측정기
120: 펨토초(Femtosecond) 레이저
130: 카메라

Claims (15)

  1. 마스크 프레임(10)에 정렬 마크(align mark, 11)를 형성하는 장치(100)로서,
    가공이 완료된 마스크 프레임(10)의 정렬 상태를 측정하는 접촉식 측정기(110);
    상기 정렬 상태에 기초하여 상기 마스크 프레임(10)을 재정렬하는 정렬 장치; 및
    상기 재정렬이 완료되면 상기 마스크 프레임(10)에 정렬 마크(11)를 형성하는 마킹 장치(120)
    를 포함하고,
    상기 정렬 마크(11)는, 마스크 조립체 제조를 위하여 상기 마스크 프레임(10)과 마스크 시트(21) 또는 마스크 스틱(22)을 결합할 때 상호 간의 정렬을 위하여 사용되고,
    상기 장치(100)는, 상기 마스크 프레임(10)을 가공하는 장치와는 별도로 구비되는, 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접촉식 측정기(110)는 상기 마스크 프레임(10)의 외측 가장자리를 접촉하며 정렬 상태를 측정하는, 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접촉식 측정기(110)는 x, y 좌표 및 회전 각도의 형태로 정렬 상태를 측정하고, 상기 회전 각도는 상기 마스크 프레임(10)의 축이 기준 축으로부터 벗어나 있는 각도인, 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 정렬 장치는 상기 마스크 프레임(10)의 축이 상기 기준 축과 일치하도록 상기 마스크 프레임(10)을 재정렬하는, 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 접촉식 측정기(110)와 함께 구동되어 x, y 좌표를 측정하는 카메라(130)를 더 포함하는, 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마킹 장치(120)는 펨토초 레이저(femtosecond laser)인, 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 접촉식 측정기(110)는, 상기 정렬 마크(11)가 형성된 후, 형성된 정렬 마크(11)를 기준으로 상기 마스크 프레임(10)의 치수를 측정하는, 장치.
  9. 마스크 프레임(10)에 정렬 마크(align mark, 11)를 형성하는 방법으로서,
    접촉식 측정기(110)를 이용하여, 가공이 완료된 마스크 프레임(10)의 정렬 상태를 측정하는 단계;
    상기 정렬 상태에 기초하여 상기 마스크 프레임(10)을 재정렬하는 단계; 및
    상기 재정렬이 완료되면 상기 마스크 프레임(10)에 정렬 마크(11)를 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 정렬 마크(11)는, 마스크 조립체 제조를 위하여 상기 마스크 프레임(10)과 마스크 시트(21) 또는 마스크 스틱(22)을 결합할 때 상호 간의 정렬을 위하여 사용되고,
    상기 방법은, 상기 마스크 프레임(10)을 가공하는 장치와는 별도의 장치(100)에 의하여 수행되는, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 측정하는 단계는, 상기 마스크 프레임(10)의 외측 가장자리를 접촉하며 정렬 상태를 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 측정하는 단계는, x, y 좌표 및 회전 각도의 형태로 정렬 상태를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 회전 각도는 상기 마스크 프레임(10)의 축이 기준 축으로부터 벗어나 있는 각도인, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 재정렬하는 단계는, 상기 마스크 프레임(10)의 축이 상기 기준 축과 일치하도록 상기 마스크 프레임(10)을 재정렬하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 정렬 마크(11)가 형성된 후, 형성된 정렬 마크(11)를 기준으로 상기 마스크 프레임(10)의 치수를 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 마스크 프레임(10)을 제조하는 장치로서,
    마스크 프레임(10)을 가공하는 마스크 프레임 가공 장치;
    가공이 완료된 마스크 프레임(10)의 정렬 상태를 측정하는 접촉식 측정기(110);
    상기 정렬 상태에 기초하여 상기 마스크 프레임(10)을 재정렬하는 정렬 장치; 및
    상기 재정렬이 완료되면 상기 마스크 프레임(10)에 정렬 마크(11)를 형성하는 마킹 장치(120)
    를 포함하고,
    상기 정렬 마크(11)는, 마스크 조립체 제조를 위하여 상기 마스크 프레임(10)과 마스크 시트(21) 또는 마스크 스틱(22)을 결합할 때 상호 간의 정렬을 위하여 사용되고,
    상기 마스크 프레임 가공 장치는 상기 접촉식 측정기(110), 상기 정렬 장치, 및 상기 마킹 장치(120)와는 별도로 구비되는, 장치.
  15. 마스크 프레임(10)을 제조하는 방법으로서,
    마스크 프레임 가공 장치를 이용하여, 마스크 프레임을 가공하는 단계;
    접촉식 측정기(110)를 이용하여, 가공이 완료된 마스크 프레임(10)의 정렬 상태를 측정하는 단계;
    상기 정렬 상태에 기초하여 상기 마스크 프레임(10)을 재정렬하는 단계; 및
    상기 재정렬이 완료되면 상기 마스크 프레임(10)에 정렬 마크(11)를 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 정렬 마크(11)는, 마스크 조립체 제조를 위하여 상기 마스크 프레임(10)과 마스크 시트(21) 또는 마스크 스틱(22)을 결합할 때 상호 간의 정렬을 위하여 사용되고,
    상기 정렬 상태를 측정하는 단계, 상기 마스크 프레임(10)을 재정렬하는 단계, 및 상기 정렬 마크(11)를 형성하는 단계는 상기 마스크 프레임 가공 장치와는 별도의 장치(100)에 의하여 수행되는, 방법.
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