KR20030059706A - Auto changing method and the same apparatus of photo mask in vertical facing exposure for flat panel display - Google Patents

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KR20030059706A
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Abstract

PURPOSE: A method for automatically exchanging a photomask of vertical exposure equipment for a flat display and its apparatus are provided, to reduce the error of alignment and gap, thereby improving the quality of exposure. CONSTITUTION: The method comprises the steps of aligning a photomask holder(57) in the desired photomask position by using a position determination member; injecting the photomask(55) of a photomask storage apparatus into the photomask holder; determining the horizontal and vertical positions of the injected photomask; moving the photomask toward the photomask holder by using a moving means and adsorbing it with the photomask holder to receive it; moving the photomask holder to the position of exposure by using a holder moving part and exposing the photomask; and carrying out the process in reverse order after the exposure is terminated, to collect the photomask into the photomask storage apparatus.

Description

평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 자동 교환방법 및 자동 교환장치 {Auto changing method and the same apparatus of photo mask in vertical facing exposure for flat panel display}{Auto changing method and the same apparatus of photo mask in vertical facing exposure for flat panel display}

본 발명은 평판 디스플레이용 수직형 노광기를 운전할 때 노광공정에 따라 포토 마스크를 교환하여 사용함에 있어 이를 자동으로 교환함으로써 포토 마스크의 손상을 줄이고 정렬 및 갭 오차를 줄일 수 있도록 한 평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 자동 교환방법 및 장치에 관한 것이다.In the present invention, when operating a vertical exposure machine for flat panel displays, the photomask is automatically replaced according to an exposure process, thereby automatically reducing the damage of the photo mask and reducing alignment and gap errors. The present invention relates to a method and apparatus for automatically replacing a photo mask.

평판 디스플레이 디바이스 제작용 노광기는 글래스 등의 재료로 구성된 판형의 기판에 원하는 패턴을 각인하는 장치이며, 노광기로 투입되는 기판은 원하는 패턴의 재료가 얇게 일괄 증착된 기판면 위에 자외선에 의해 선택적으로 쉽게 분해또는 강화되는 재료인 포토레지스트를 증착한 기판이다. 노광기는 바와 같이 투입된 기판상의 포토레지스트에 자외선을 선택적으로 조사하여 조사된 포토레지스트의 성질을 선택적으로 쉽게 분해, 강화시켜 노광기 이후의 공정에서 포토 레지스트를 선택적으로 제거할 수 있게 하는 장치이다.An exposure machine for manufacturing a flat panel display device is a device for imprinting a desired pattern on a plate-shaped substrate made of a material such as glass, and the substrate introduced into the exposure machine can be easily decomposed selectively by ultraviolet rays on the substrate surface on which the material of the desired pattern is collectively deposited. Or a substrate on which photoresist, which is a material to be reinforced, is deposited. The exposure machine is a device that selectively irradiates ultraviolet rays to the photoresist on the injected substrate to selectively decompose and enhance the properties of the irradiated photoresist to selectively remove the photoresist in a process after the exposure machine.

이러한 노광기는 도 1에 도시된 바와 같이 자외선(UV)을 투입된 기판(2)에 선택적으로 조사하기 위하여 포토 마스크(1)라는 부품을 사용하며, 상기 포토 마스크(1)에는 기판(2)에 구성하고자 하는 패턴이 각인되어 있어 자외선(UV)을 선택적으로 기판(2)에 투과시키는 역할을 한다.Such an exposure machine uses a component called a photo mask 1 to selectively irradiate a substrate 2 into which ultraviolet rays (UV) are injected, as shown in FIG. 1, and the photo mask 1 is configured on a substrate 2. The desired pattern is engraved to serve to selectively transmit ultraviolet rays (UV) to the substrate 2.

일반적으로 노광 공정에서는 한 대의 노광기가 여러 가지의 패턴을 노광하게 되며, 노광 패턴이 변경되는 경우에는 포토 마스크를 교환하여 노광 공정을 수행한다. 그런데, 상기 포토 마스크는 고가의 석영 재료로 만들어질 뿐만 아니라 석영 재료 상에 패턴 발생기를 이용하는 고가의 공정을 거쳐 제작되므로 포토 마스크의 교환을 수행함에 있어 각별한 주의가 요망된다. 그리고, 노광 공정에서 기판과 포토 마스크 사이의 거리인 갭과 정렬의 정확성과 균일도가 노광 품질에 대한 지대한 영향을 미치므로, 포토 마스크 교환 공정은 노광 공정에 있어 매우 중요한 부분이다.In general, one exposure machine exposes various patterns in the exposure process, and when the exposure pattern is changed, the exposure process is performed by exchanging photo masks. However, since the photomask is not only made of expensive quartz material but also manufactured through an expensive process using a pattern generator on the quartz material, special care is required in performing the replacement of the photomask. In addition, since the gap and the accuracy and uniformity of alignment, which are the distance between the substrate and the photomask, have a great influence on the exposure quality in the exposure process, the photomask replacement process is a very important part in the exposure process.

따라서, 포토 마스크의 교환을 수행함에 있어 다음의 요소를 반드시 고려하여야 한다. 교환시 포토 마스크 표면의 패턴에 흠집이 나지 않아야 하는 것은 물론이고 교환 후 기판과 포토 마스크 사이의 정렬 정도 및 갭 정도와 교환의 안정성 및 용이성이다.Therefore, the following factors must be considered in performing the replacement of the photo mask. Of course, the pattern of the surface of the photomask should not be scratched during the exchange, as well as the degree of alignment and gap between the substrate and the photomask after the exchange and the stability and ease of exchange.

도 2에는 종래의 평판 디스플레이용 수직형 노광기가 개략적으로 도시되어 있으며, 자외선을 광원(18)으로 하는 노광부(13)와, 상기 노광부(13)로 기판(10)을 로딩하는 로딩부(11) 및 상기 노광부(13)에서 기판(10)을 인출하는 언로딩부(12)로 구성됨을 나타내고 있다.FIG. 2 schematically shows a conventional vertical exposure machine for flat panel displays, including an exposure unit 13 using ultraviolet light as the light source 18, and a loading unit loading the substrate 10 into the exposure unit 13 ( 11) and the unloading part 12 which draws out the substrate 10 from the exposure part 13.

상기 노광부(13)에는 기판(10)이 안착되는 기판 홀더(14)가 설치되어 있고, 상기 기판 홀더(14)에 소정 거리 이격된 위치에 포토 마스크 홀더(17)가 설치되어 포토 마스크(15)를 지지하고 있다. 따라서, 광원(18)을 포토 마스크 홀더(17)에 안착된 포토 마스크(15)를 통해 기판(10)에 투과시키면 기판(10)에 포토 마스크(15)에 형성된 패턴과 같은 패턴의 노광이 이루어진다.The exposure part 13 is provided with a substrate holder 14 on which the substrate 10 is seated, and a photo mask holder 17 is installed at a position spaced apart from the substrate holder 14 by a predetermined distance to the photo mask 15. ). Therefore, when the light source 18 is transmitted to the substrate 10 through the photo mask 15 seated on the photo mask holder 17, the substrate 10 is exposed to the same pattern as the pattern formed on the photo mask 15. .

상기한 평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 교환 구조를 살펴보면 도 3에 도시된 바와 같이 포토 마스크 홀더(17)에 연결된 프레임 레일(19)을 따라 이동되는 포토 마스크 프레임(16)에 포토 마스크(15)가 고정되고, 상기 포토 마스크 프레임(16)이 상기 포토 마스크 홀더(17)에 설치된 프레임 고정 실린더(17')에 의해 고정되도록 한 것을 알 수 있다.Referring to the photomask exchange structure of the vertical type exposure machine for flat panel displays, as shown in FIG. 3, the photomask 15 is moved to the photomask frame 16 which is moved along the frame rail 19 connected to the photomask holder 17. ) Is fixed and the photo mask frame 16 is fixed by the frame fixing cylinder 17 'installed in the photo mask holder 17.

따라서, 상기한 장치를 사용하면 포토 마스크를 수동으로 설치하거나 교환할 수 있다. 포토 마스크 홀더(17)에 결합된 포토 마스크 프레임(16)을 작업자가 직접 밀어서 프레임 레일(19)을 따라 이동시켜 로딩부(11) 측으로 이송한 후, 포토 마스크(15)를 작업자가 직접 들어서 포토 마스크 프레임(16)에 설치하고 포토 마스크 고정 클립(16')을 이용하여 고정한다. 포토 마스크(15)의 고정이 완료되면 포토 마스크 프레임(16)을 작업자가 다시 포토 마스크 홀더(17) 측으로 밀어서 이송하게되고, 포토 마스크 홀더(17)에 설치된 프레임 고정 실린더(17')를 이용하여 포토 마스크 프레임(16)을 고정함으로써 포토 마스크(15)가 포토 마스크 홀더(17)에 고정된 형태가 되게 한다.Therefore, the above apparatus can be used to manually install or replace the photo mask. After the operator directly pushes the photo mask frame 16 coupled to the photo mask holder 17 to move along the frame rail 19 to the loading unit 11, the operator lifts the photo mask 15 directly to the photo. It installs to the mask frame 16, and fixes it using the photo mask fixing clip 16 '. When the fixing of the photo mask 15 is completed, the operator moves the photo mask frame 16 to the photo mask holder 17 again, and uses the frame fixing cylinder 17 ′ installed in the photo mask holder 17. By fixing the photo mask frame 16, the photo mask 15 is fixed to the photo mask holder 17.

물론, 포토 마스크(15)의 교환을 위하여 상기 포토 마스크(15)를 취출할 경우에는 상기한 과정을 역으로 시행하면 된다. 취출된 포토 마스크(15)는 작업자가 포토 마스크 고정 클립(16')을 해제하여 들어올린 후 포토 마스크 보관함(미 도시)에 보관하고, 새롭게 적용하고자 하는 포토 마스크(15)를 포토 마스크 보관함에서 꺼내어 상기한 포토 마스크 투입 과정을 통해 투입하게 되는 것이다.Of course, when the photomask 15 is taken out to replace the photomask 15, the above process may be performed in reverse. The taken out photo mask 15 is lifted up by the operator by releasing the photo mask fixing clip 16 ', and then stored in a photo mask storage box (not shown), and the photo mask 15 to be newly applied is removed from the photo mask storage box. It is to be added through the photo mask input process described above.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 포토 마스크 교환 작업의 경우에는 포토 마스크 교환 작업이 수동으로 이루어져 포토 마스크와 기판 사이의 정렬 및 갭 조정이 쉽지 않아 노광 품질의 저하를 유발할 수 있고, 작업자의 취급 부주의로 인하여 포토 마스크가 오염되거나 파손될 수 있는 문제점이 있다.However, in the conventional photomask replacement operation configured as described above, the photomask replacement operation is performed manually, so that alignment and gap adjustment between the photomask and the substrate are not easy, which may cause deterioration of exposure quality. There is a problem that the photo mask may be contaminated or broken.

즉, 포토 마스크 프레임에 포토 마스크를 사람이 들어 기운 후 수동으로 포토 마스크 고정 클립을 이용하여 장착하기 때문에 포토 마스크 프레임의 내측과 포토 마스크 외측 사이의 공차가 있어 장착자 또는 장착 상태에 따라 포토 마스크가 포토 마스크의 정확한 위치에 장착되기 어려우며, 이로 인하여 포토 마스크가 노광 공정에 투입되었을 때 기판과의 정렬이 잘 맞지 않아 부수적인 조정을 수행해야만 한다.That is, since a photo mask is mounted on a photo mask frame by a person, it is manually mounted using a photo mask fixing clip.Therefore, there is a tolerance between the inside of the photo mask frame and the outside of the photo mask. It is difficult to mount at the correct position of the photo mask, which causes misalignment with the substrate when the photo mask is put into the exposure process and thus has to perform ancillary adjustment.

또, 포토 마스크를 작업자가 포토 마스크 프레임에 부착하고 수동으로 포토 마스크 고정 클립을 이용하여 고정하게 되므로, 고정시의 클립 각각의 강도에 따라포토 마스크가 투입되어 노광 공정 수행시 기판과의 갭 오차가 크게 발생되며, 포토 마스크를 포토 마스크 프레임에 정렬하여 고정하고 이 포토 마스크 프레임을 다시 포토 마스크 홀더에 정렬하여 고정하게 되므로 이중 정렬에 의한 오차의 누적으로 갭 및 정렬 오차가 커지게 되는 것이다.In addition, since the operator attaches the photo mask to the photo mask frame and manually fixes the photo mask using a photo mask fixing clip, the photo mask is introduced according to the strength of each clip at the time of fixing, so that the gap error with the substrate during the exposure process is reduced. It is largely generated, and the photo mask is aligned and fixed to the photo mask frame, and the photo mask frame is aligned and fixed again to the photo mask holder, thereby increasing the gap and the alignment error due to the accumulation of errors due to double alignment.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 포토 마스크의 교환을 수행함에 있어 작업자의 손을 필요로 하지 않고 자동으로 포토 마스크의 교환 및 정렬이 이루어지도록 하여 포토 마스크의 훼손을 방지함과 동시에 기판과 포토 마스크 사이의 정렬 오차 및 갭 오차를 감소시켜 노광 품질의 향상을 꾀할 수 있는 평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 교환방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, the replacement of the photo mask without the operator's hands in performing the replacement of the photo mask is performed so that the damage of the photo mask is made It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for replacing a photomask of a vertical type exposure machine for a flat panel display which can prevent and at the same time reduce the alignment error and gap error between the substrate and the photomask.

도 1은 포토 마스크의 기능 설명을 위한 참고도,1 is a reference diagram for explaining a function of a photo mask;

도 2는 종래의 평판 디스플레이용 수직형 노광기의 구조가 개략적으로 도시된 구성도,2 is a configuration diagram schematically showing the structure of a conventional vertical exposure machine for flat panel displays;

도 3은 종래의 장치에서 포토 마스크의 장착 형태가 도시된 사시도,3 is a perspective view illustrating a mounting form of a photo mask in a conventional apparatus;

도 4는 본 발명에 의한 포토 마스크 자동 교환장치가 적용된 노광장치가 도시된 구성도,4 is a configuration diagram showing an exposure apparatus to which the automatic photo mask changer according to the present invention is applied;

도 5는 본 발명의 요부 구성인 포토 마스크 보관함의 일부가 절개되어 도시된 절개 사시도,5 is a cut-away perspective view showing a portion of the photomask storage box, which is a main component of the present invention, is cut away;

도 6은 본 발명에 의한 포토 마스크 자동 교환장치가 도시된 구성도,6 is a block diagram showing an automatic photo mask changer according to the present invention,

도 7은 포토 마스크의 X, Y 방향의 정렬 형태가 도시된 도면,7 is a view showing the alignment of the photo mask in the X, Y direction,

도 8은 포토 마스크의 Z 방향 고정 형태가 도시된 도면이다.8 is a view illustrating a Z-direction fixing form of the photo mask.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>

50 : 기판 51 : 로딩부50: substrate 51: loading portion

52 : 노광부 53 : 언로딩부52 exposed portion 53 unloading portion

54 : 기판 홀더 55 : 포토 마스크54 substrate holder 55 photo mask

57 : 포토 마스크 홀더 57a : X 고정 실린더57: photo mask holder 57a: X fixed cylinder

57b : Y 정렬 실린더 57c : Z 고정 실린더 롤러57b: Y alignment cylinder 57c: Z fixed cylinder roller

57d : 포토 마스크 이송 롤러 57e : X 스토퍼57d: Photo mask feed roller 57e: X stopper

57c : Y 스토퍼 57g : 진공 홈57c: Y stopper 57g: vacuum groove

57h : 이동 레일 58 : 광원57h: moving rail 58: light source

60 : 포토 마스크 보관함 61 : 케이스60: photo mask storage box 61: case

61' : 개구부 62 : 이송 롤러61 ': opening 62: feed roller

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 원하는 포토 마스크 위치에 포토 마스크 홀더를 정렬하는 단계; 포토 마스크 보관장치의 포토 마스크를 상시 포토 마스크 홀더로 투입하는 단계; 포토 마스크 홀더로 투입된 포토 마스크의 수평 위치 및 수직 위치를 결정하는 단계; 포토 마스크를 포토 마스크 홀더 쪽으로 이동시킨 후 포토 마스크 홀더로 흡착하여 안착시키는 단계; 포토 마스크 홀더를 노광 위치로 이동시켜 노광 작업을 진행하는 단계; 노광 작업이 완료된 후 포토마스크의 안착 순서와 역순으로 진행하여 상기 포토 마스크를 포토 마스크 보관장치로 회수하는 단계; 로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for solving the above technical problem is a step of aligning the photo mask holder in the desired photo mask position; Inserting a photo mask of the photo mask storage device into the photo mask holder at all times; Determining a horizontal position and a vertical position of the photo mask fed into the photo mask holder; Moving the photo mask toward the photo mask holder and then adsorbing and seating the photo mask holder; Moving the photo mask holder to an exposure position to perform an exposure operation; Recovering the photomask to the photomask storage apparatus after the exposure operation is completed, in the reverse order of the mounting of the photomask; Characterized in that consisting of.

이를 위한 장치는 여러 종류의 포토 마스크가 정렬된 포토 마스크 보관함과, 노광장치의 내부에 위치되어 포토 마스크를 고정하는 포토 마스크 홀더와, 상기 포토 마스크 홀더에 설치되어 포토 마스크를 정렬하는 위치결정부재와, 상기 포토 마스크 보관함과 포토 마스크 홀더 사이에서 상기 포토 마스크를 이송하는 이송수단과, 상기 포토 마스크 홀더를 이송시키는 홀더 이송부로 구성된 것을 특징으로 한다.An apparatus for this purpose includes a photo mask holder in which various types of photo masks are arranged, a photo mask holder positioned inside the exposure apparatus to fix the photo mask, a positioning member installed in the photo mask holder to align the photo mask; And a transfer means for transferring the photo mask between the photo mask storage box and the photo mask holder, and a holder transfer unit for transferring the photo mask holder.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 자동 교환방법은 도 6에 도시된 평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 자동 교환장치를 이용하여 구현할 수 있다.The photomask automatic replacement method of the vertical type exposure machine for flat panel display according to the present invention can be implemented by using the automatic photo mask exchanger of the vertical type exposure machine for flat panel display shown in FIG.

상기 포토 마스크 자동교환 장치는 도 6에 도시된 바와 같이 여러 종류의 포토 마스크(55)가 정렬된 포토 마스크 보관함(60)과, 노광장치의 내부에 위치되어 포토 마스크(55)를 고정하고 상기 포토 마스크(55)의 가장자리에 해당되는 부분이 흡착될 수 있도록 진공 홈(57g)이 형성된 포토 마스크 홀더(57)와, 상기 포토 마스크 홀더(57)에 설치되어 포토 마스크(55)를 정렬하는 위치결정부재와, 상기 포토 마스크 보관함(60)과 포토 마스크 홀더(57) 사이에서 상기 포토 마스크(55)를 이송하는 이송수단과, 상기 포토 마스크 홀더(57)를 이송시키는 홀더 이송부로 구성된다.As shown in FIG. 6, the automatic photo mask changer includes a photo mask holder 60 in which various types of photo masks 55 are aligned, and is positioned inside the exposure apparatus to fix the photo mask 55 and to fix the photo mask. Positioning for arranging the photo mask 55 and the photo mask holder 57 in which the vacuum groove 57g is formed so that a portion corresponding to the edge of the mask 55 can be adsorbed, and installed in the photo mask holder 57. A member, a transfer means for transferring the photo mask 55 between the photo mask holder 60 and the photo mask holder 57, and a holder transfer portion for transferring the photo mask holder 57.

상기 포토 마스크 보관함(60)은 도 5에 도시된 바와 같이 여러 종류의 포토 마스크(55)가 일정 간격을 두고 배치되며 일측이 개구된 형태의 케이스(61)와, 상기 케이스(61)의 하부에 설치되어 상기 포토 마스크(55)를 이송하는 이송 롤러(62)로 구성된다.As shown in FIG. 5, the photo mask storage box 60 includes a case 61 having various types of photo masks 55 disposed at regular intervals and having one side opened, and a lower portion of the case 61. It is provided with a feed roller 62 is installed to transfer the photo mask 55.

상기 위치결정부재는 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 포토 마스크(55)가 이송 방향을 따라 이송되는 것을 차단하는 X 스토퍼(57e)와, 포토 마스크 이송 롤러(57d)가 정지된 후 포토 마스크(55)를 이송 방향으로 밀어주는 X 고정 실린더(57a)와, 포토 마스크(55)의 X 방향 위치가 결정된 뒤 상기 포토 마스크(55)를 상측으로 이동시키는 Y 정렬 실린더(55b)와, 상기 포토 마스크(55)가 상측으로 이동되는 것을 제한하는 한 쌍의 Y 스토퍼(55c)와, 이송방향 위치 및 상하 방향 위치가 결정된 포토 마스크(55)를 포토 마스크 홀더(57) 쪽으로 이송하는 Z 고정 실린더 롤러(57c)로 구성된다.6 to 8, the X stopper 57e which blocks the photo mask 55 from being conveyed along the conveying direction and the photo mask after the photo mask conveying roller 57d are stopped are shown. An X fixing cylinder 57a for pushing the 55 in the conveying direction, a Y alignment cylinder 55b for moving the photomask 55 upward after the X-direction position of the photomask 55 is determined, and the photo Z fixed cylinder roller for conveying a pair of Y stoppers 55c for restricting the movement of the mask 55 upward, and a photo mask 55 in which the conveying direction position and the vertical direction are determined toward the photo mask holder 57. It consists of 57c.

여기서, 상기 X 스토퍼(57e) 및 Y 스토퍼(57f)는 정도가 높게 정밀 가공된 후 조립되는 것이 바람직하며, 상기 Z 고정 실린더 롤러(57c)는 상기 포토 마스크 홀더(57)의 상측에 일정 거리 이격된 형태로 한 쌍이 설치되고 상기 포토 마스크 홀더(57)의 하측에도 역시 한 쌍이 설치되어 상호 대응되도록 한다. 또, 상기 이송수단은 상기 포토 마스크 보관함(60)에 설치된 이송 롤러(620와, 상기 포토 마스크 홀더(57)의 하측에 설치된 포토 마스크 이송 롤러(57d)로 구성된다.Here, the X stopper 57e and the Y stopper 57f are preferably assembled after being precisely processed to a high degree, and the Z fixed cylinder roller 57c is spaced a predetermined distance above the photo mask holder 57. A pair is installed in the form of a pair, and a pair is also installed on the lower side of the photo mask holder 57 to correspond to each other. The conveying means is composed of a conveying roller 620 provided in the photo mask storage box 60 and a photo mask conveying roller 57d provided under the photo mask holder 57.

또한, 상기 홀더 이송부는 상기 포토 마스크 홀더(57)의 하측 가장자리 부분에 각각 설치된 한 쌍의 이동 레일(57h)과, 상기 포토 마스크 홀더(57)를 상기 이동 레일(57h)을 따라 이동시키는 위치 결정 모터(미 도시)로 구성된다. 물론, 상기 홀더 이송부는 상기 포토 마스크 홀더(57)가 상기 포토 마스크 보관함(60)의 포토 마스크 위치 또는 노광 위치에 정확히 일치되도록 포토 마스크(55)를 이송하는 역할을 수행한다.In addition, the holder transfer part is a positioning for moving the pair of moving rails 57h and the photomask holder 57 along the moving rails 57h respectively provided on the lower edge portion of the photo mask holder 57. It consists of a motor (not shown). Of course, the holder transfer part serves to transfer the photo mask 55 so that the photo mask holder 57 exactly matches the photo mask position or the exposure position of the photo mask holder 60.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 자동 교환장치는 노광부에서 사용될 포토 마스크를 선택하면 자동으로 포토 마스크 보관함에서 그것을 취출하여 노광부의 포토 마스크 홀더에 안착시킴으로써 노광작업이 이루어지게 한다.The photomask automatic exchange apparatus of the vertical type exposure machine for flat panel display according to the present invention configured as described above, when the photomask to be used in the exposure unit is selected, the exposure operation is automatically taken out from the photomask storage box and seated on the photomask holder of the exposure unit. Make it happen.

본 발명의 포토 마스크 교환장치가 포함된 노광장치는 도 4에 도시되어 있는 바, 평판 디스플레이용 기판(50)이 로딩되는 로딩부(51)와, 광원(58)에 의한 노광이 이루어지는 노광부(52)와, 노광이 완료된 기판(50)을 언로딩시키는 언로딩부(53)로 구분된다. 상기 로딩부(51)의 상측에는 여러 종류의 포토 마스크(550가 정렬되어 보관된 포토 마스크 보관함(60)이 설치되고, 상기 노광부(52)에는 기판(50)을 안착시키는 기판 홀더(54)와, 상기 기판(50)과 광원(58) 사이에 설치되어 포토 마스크(55)를 지지하는 포토 마스크 홀더(57)가 설치된다.As shown in FIG. 4, the exposure apparatus including the photomask changer according to the present invention includes a loading unit 51 on which a flat panel display substrate 50 is loaded, and an exposure unit where exposure by the light source 58 is performed ( 52 and an unloading unit 53 for unloading the substrate 50 on which the exposure is completed. On the upper side of the loading unit 51, a photo mask storage box 60 in which various types of photo masks 550 are arranged and stored is installed, and the substrate holder 54 for seating the substrate 50 on the exposure unit 52. And a photo mask holder 57 provided between the substrate 50 and the light source 58 to support the photo mask 55.

따라서, 로딩부(51)를 통해 기판(50)이 로딩되면 노광부(52)의 기판 홀더(54)가 기판(50)을 안착시키게 되고, 포토 마스크 홀더(57)가 필요한 포토 마스크(55)가 있는 포토 마스크 보관함(60)의 위치까지 이동되어 정렬된다. 물론, 상기 포토 마스크 홀더(57)는 홀더 이송부의 위치 결정 모터에 의해 이동 레일(57h)을 따라 이송된다. 포토 마스크 홀더(57)의 이송이 완료되면 포토 마스크 보관함(60)의 케이스(61) 내에 있는 포토 마스크(55)가 개구부(61')를 통해 노광부(52) 쪽으로 인출된다. 상기 포토 마스크 보관함(60) 내의 포토 마스크(55) 이송은 케이스(61)의 하부에 설치된 이송 롤러(62)와 포토 마스크 홀더(57) 하측의 포토 마스크 이송 롤러(57d)가 동시에 구동됨으로써 이루어진다.Therefore, when the substrate 50 is loaded through the loading unit 51, the substrate holder 54 of the exposure unit 52 seats the substrate 50, and the photo mask 55 requiring the photo mask holder 57 is required. Is moved to the position of the photo mask storage box 60 is aligned. Of course, the photo mask holder 57 is conveyed along the moving rails 57h by the positioning motor of the holder conveying portion. When the transfer of the photo mask holder 57 is completed, the photo mask 55 in the case 61 of the photo mask holder 60 is drawn out toward the exposure part 52 through the opening 61 ′. The transfer of the photo mask 55 in the photo mask storage box 60 is performed by simultaneously driving the transfer roller 62 installed below the case 61 and the photo mask transfer roller 57d below the photo mask holder 57.

인출된 포토 마스크(55)는 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 포토 마스크 홀더(57)의 일측에 설치된 X 스토퍼(57e)에 의해 정지되며, 그 순간 센서 신호에 의해 상기 이송 롤러(62) 및 포토 마스크 이송 롤러(57d)는 정지된다. 이후, X 고정 실린더(57a)가 작동되어 포토 마스크(55)를 이송 방향에 대하여 정렬시킨다. 포토 마스크(55)가 X 방향 정렬을 완료하면, 포토 마스크 홀더(57) 하측의 Y 정렬 실린더(57b)가 포토 마스크(55)를 상측으로 이동시키게 되고, 정도 높게 가공 및 조립된 Y 스토퍼(57f)에 닿게 하여 Y방향 정렬을 수행한다. 이때, 상기 Y 스토퍼(57f)는 포토 마스크 홀더(57) 상측에 한 쌍이 구비되어 있으므로 경사지게 배치되지 않고 바르게 정렬된다.The extracted photo mask 55 is stopped by the X stopper 57e provided on one side of the photo mask holder 57 as shown in FIGS. 6 and 7, and the feed roller 62 is stopped by the instantaneous sensor signal. And the photo mask feed roller 57d is stopped. Thereafter, the X fixing cylinder 57a is operated to align the photo mask 55 with respect to the conveying direction. When the photo mask 55 completes the X-direction alignment, the Y alignment cylinder 57b under the photo mask holder 57 moves the photo mask 55 upward, and the Y stopper 57f processed and assembled to a high degree. ) To perform Y-direction alignment. At this time, since the pair of Y stopper 57f is provided above the photo mask holder 57, the Y stoppers 57f are aligned without being inclined.

X 방향과 Y 방향 정렬이 완료된 후 도 8에 도시된 바와 같이 Z 고정 실린더 롤러(57c)가 작동되어 포토 마스크(55)를 포토 마스크 홀더(57) 측으로 이송하여 포토 마스크 홀더(57)의 가장자리 면에 포토 마스크(55)를 밀착시킨다. 이후, 상기 포토 마스크(55)와 포토 마스크 홀더(57)의 접촉면에 형성된 진공 홈(57g)에 진공을 인가하여 포토 마스크(55)를 포토 마스크 홀더(57)에 강하게 밀착시킨다. 여기서, 상기 포토 마스크 홀더(57)의 표면은 표면 정도가 40㎛ 이하가 되도록 정도 높은 가공을 행하고, 이를 하측의 기판 홀더(54)와 정도 있게 조립하여 구성하는 것이 바람직하다.After the alignment in the X direction and the Y direction is completed, as shown in FIG. 8, the Z fixed cylinder roller 57 c is operated to transfer the photo mask 55 to the photo mask holder 57 side so that the edge face of the photo mask holder 57 is maintained. The photo mask 55 is brought into close contact with each other. Thereafter, a vacuum is applied to the vacuum groove 57g formed on the contact surface of the photo mask 55 and the photo mask holder 57 to strongly adhere the photo mask 55 to the photo mask holder 57. Here, it is preferable that the surface of the photo mask holder 57 is subjected to a high degree of processing so that the surface degree is 40 占 퐉 or less, and assembled by assembling it with the lower substrate holder 54.

포토 마스크(55)가 포토 마스크 홀더(57)에 강하게 밀착되어 안착이 완료되면 위치 결정 모터가 포토 마스크 홀더(57)를 노광 위치까지 이송한 후 광원(58)을 이용하여 기판 홀더(54)에 안착된 기판(50)을 노광시키게 된다. 노광 작업이 완료되면 기판 홀더(54)에 안착된 기판(50)을 언로딩시킨다. 사용이 완료된 포토 마스크(55)를 교환하기 위하여 배출할 경우에는 상기한 과정을 역으로 진행하여 포토 마스크 홀더(57)에 안착된 포토 마스크(55)를 포토 마스크 보관함(60) 내로 수납할 수 있다.When the photo mask 55 is tightly adhered to the photo mask holder 57 and the mounting is completed, the positioning motor transfers the photo mask holder 57 to the exposure position and then uses the light source 58 to contact the substrate holder 54. The seated substrate 50 is exposed. When the exposure operation is completed, the substrate 50 seated on the substrate holder 54 is unloaded. In the case of discharging to replace the used photo mask 55, the above process may be reversed to store the photo mask 55 seated on the photo mask holder 57 into the photo mask storage box 60. .

상기한 본 발명은 전 과정을 자동으로 수행하는 포토 마스크 교환 방식으로서, 포토 마스크(55)의 X와 Y 방향 체결 및 정렬을 스토퍼(57e,57f)와 구동 실린더(57a,57b)를 이용하여 수행하므로 포토 마스크(55)의 교환시 발생될 수 있는 포토 마스크(55)와 기판(50) 사이의 정렬 편차를 해결할 수 있다. 또, 포토 마스크(55)를 Z 방향으로 Z 고정 실린더 롤러(57c)를 이용하여 고정하고 추가로 진공 흡착력을 이용하여 포토 마스크 홀더(57)에 강하게 밀착시키므로, 포토 마스크(55)를 수동 고정함에 따라 발생되는 갭 오차를 줄일 수 있다.As described above, the present invention is a photo mask exchange method that automatically performs the entire process, and the fastening and alignment of the photo mask 55 in the X and Y directions is performed using the stoppers 57e and 57f and the driving cylinders 57a and 57b. Therefore, it is possible to solve the alignment deviation between the photo mask 55 and the substrate 50 which may be generated when the photo mask 55 is replaced. In addition, since the photo mask 55 is fixed in the Z direction by using the Z fixed cylinder roller 57c and further tightly adhered to the photo mask holder 57 by using a vacuum suction force, the photo mask 55 is manually fixed. Therefore, the gap error generated can be reduced.

또한, 포토 마스크(55)를 자동으로 교환함에 따라 작업자의 취급시 부주의로 인한 포토 마스크(55)의 오염 및 훼손을 방지할 수 있고, 고정도로 가공된 포토 마스크 홀더(57)에 포토 마스크(55)를 밀착시키는 공정만으로 정렬 및 갭 작업이 완료되어 2중 정렬에 의한 갭 및 정렬 오차가 발생되지 않게 된다. 이외에도 포토 마스크 보관함(60)이 노광장치와 일체로 형성되어 별도의 포토 마스크 보관 장치를 요구하지 않으므로 공간의 활용도를 증가시킬 수 있다.In addition, by automatically replacing the photo mask 55, it is possible to prevent contamination and damage of the photo mask 55 due to inadvertent handling of the operator, and the photo mask 55 to the photo mask holder 57 processed with high accuracy ) Alignment and gap operation are completed only by the process of closely contacting) so that gap and alignment error due to double alignment does not occur. In addition, since the photo mask storage box 60 is integrally formed with the exposure apparatus, a separate photo mask storage device is not required, and thus the utilization of space can be increased.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 자동 교환방법 및 장치는 포토 마스크의 교환이 자동으로 이루어지므로 취급 부주의에 의한 포토 마스크의 오염 및 훼손이 방지되어 안정적인 공정 관리가 가능해지고, 노광 공정의 가장 중요한 매개 변수인 정렬 및 갭 오차가 감소되어 노광 품질이 향상되는 이점이 있다.The method and apparatus for automatically replacing the photo mask of the vertical type exposure machine for a flat panel display according to the present invention configured as described above can prevent the contamination and the damage of the photo mask due to careless handling, thereby enabling stable process management. And the alignment and gap errors, which are the most important parameters of the exposure process, are reduced and the exposure quality is improved.

Claims (11)

원하는 포토 마스크 위치에 포토 마스크 홀더를 정렬하는 단계;Aligning the photo mask holder in a desired photo mask position; 포토 마스크 보관장치의 포토 마스크를 상시 포토 마스크 홀더로 투입하는 단계;Inserting a photo mask of the photo mask storage device into the photo mask holder at all times; 포토 마스크 홀더로 투입된 포토 마스크의 수평 위치 및 수직 위치를 결정하는 단계;Determining a horizontal position and a vertical position of the photo mask fed into the photo mask holder; 포토 마스크를 포토 마스크 홀더 쪽으로 이동시킨 후 포토 마스크 홀더로 흡착하여 안착시키는 단계;Moving the photo mask toward the photo mask holder and then adsorbing and seating the photo mask holder; 포토 마스크 홀더를 노광 위치로 이동시켜 노광 작업을 진행하는 단계;Moving the photo mask holder to an exposure position to perform an exposure operation; 노광 작업이 완료된 후 포토 마스크의 안착 순서와 역순으로 진행하여 상기 포토 마스크를 포토 마스크 보관장치로 회수하는 단계; 로 구성된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 자동 교환방법.Recovering the photo mask to the photo mask storage device after the exposure operation is completed, in the reverse order of the mounting of the photo mask; Photo mask automatic replacement method of the vertical type exposure machine for flat panel display, characterized in that consisting of. 여러 종류의 포토 마스크가 정렬된 포토 마스크 보관함과, 노광장치의 내부에 위치되어 포토 마스크를 고정하는 포토 마스크 홀더와, 상기 포토 마스크 홀더에 설치되어 포토 마스크를 정렬하는 위치결정부재와, 상기 포토 마스크 보관함과 포토 마스크 홀더 사이에서 상기 포토 마스크를 이송하는 이송수단과, 상기 포토 마스크 홀더를 이송시키는 홀더 이송부로 구성된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 자동 교환장치.A photo mask holder in which various types of photo masks are arranged, a photo mask holder positioned inside the exposure apparatus to fix the photo mask, a positioning member installed in the photo mask holder to align the photo mask, and the photo mask And a transfer means for transferring the photo mask between the storage box and the photo mask holder, and a holder transfer portion for transferring the photo mask holder. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 포토 마스크 보관함은 여러 종류의 포토 마스크가 일정 간격을 두고 배치되며 일측이 개구된 형태의 케이스와, 상기 케이스의 하부에 설치되어 상기 포토 마스크를 이송하는 이송 롤러로 구성된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 자동 교환장치.The photo mask storage box is configured for a flat panel display, characterized in that a plurality of types of photo masks are arranged at regular intervals, one side of the case is opened, and a transfer roller installed at the bottom of the case to transfer the photo mask Automatic photo mask changer of vertical exposure machine. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 포토 마스크 홀더는 상기 포토 마스크의 가장자리에 해당되는 부분이 흡착될 수 있도록 진공 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 자동 교환장치.And the photo mask holder has a vacuum groove formed so that a portion corresponding to an edge of the photo mask can be adsorbed. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 위치결정부재는 포토 마스크의 이송 방향 위치를 결정하는 X축 위치 결정부와, 포토 마스크의 상하 방향 위치를 결정하는 Y축 위치 결정부와, 이송방향 위치 및 상하 방향 위치가 결정된 포토 마스크를 포토 마스크 홀더 쪽으로 이송하는 Z 고정 실린더 롤러로 구성된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 자동 교환장치.The positioning member may include an X-axis positioning unit for determining a transfer direction position of the photo mask, a Y-axis positioning unit for determining an up-down position of the photo mask, and a photo mask in which the transfer direction and up-down position are determined. A photomask automatic changer for a vertical exposure machine for flat panel displays, characterized by a Z fixed cylinder roller for feeding towards the mask holder. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 X축 위치 결정부는 포토 마스크의 이송을 차단하는 X 스토퍼와, 포토 마스크 이송 롤러가 정지된 후 포토 마스크를 이송 방향으로 밀어주는 X 고정 실린더로 구성된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 자동 교환장치.The X-axis positioning unit includes an X stopper for blocking the transfer of the photo mask, and an X fixed cylinder for pushing the photo mask in the transfer direction after the photo mask transfer roller is stopped, the photo of the vertical exposure machine for flat panel displays. Mask automatic changer. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 Y축 위치 결정부는 포토 마스크의 X 방향 위치가 결정된 뒤 상기 포토 마스크를 상측으로 이동시키는 Y 정렬 실린더와, 상기 포토 마스크가 상측으로 이동되는 것을 제한하는 한 쌍의 Y 스토퍼로 구성된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 자동 교환장치.The Y-axis positioning unit includes a Y alignment cylinder for moving the photo mask upward after the X-direction position of the photo mask is determined, and a pair of Y stoppers for restricting the movement of the photo mask upward. Automatic photo mask changer for vertical exposure units for flat panel displays. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 Z 고정 실린더 롤러는 상기 포토 마스크 홀더의 상측에 일정 거리 이격된 형태로 한 쌍이 설치되고, 상기 포토 마스크 홀더의 하측에도 역시 상호 이격된 형태로 한 쌍이 설치되어 상호 대응되도록 한 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 자동 교환장치.The pair of Z fixed cylinder rollers are provided on the upper side of the photo mask holder in a form spaced apart by a predetermined distance, and a pair is also installed on the lower side of the photo mask holder in a mutually spaced form so as to correspond to each other. Automatic photo mask changer for vertical exposure systems for displays. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 이송수단은 상기 포토 마스크 보관함에 설치된 이송 롤러와, 상기 포토 마스크 홀더의 하측에 설치된 포토 마스크 이송 롤러로 구성된 것을 특징으로 하는평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 자동 교환장치.And the conveying means comprises a conveying roller installed in the photo mask storage box and a photo mask conveying roller provided below the photo mask holder. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 홀더 이송부는 상기 마스크 홀더의 하측 가장자리 부분에 각각 설치된 한 쌍의 이동 레일과, 상기 포토 마스크 홀더를 상기 레일을 따라 이동시키는 위치 결정 모터로 구성된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 자동 교환장치.The holder conveying unit comprises a pair of moving rails respectively provided on the lower edge portion of the mask holder, and a positioning motor for moving the photo mask holder along the rails. Automatic changer. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 홀더 이송부는 상기 포토 마스크 홀더가 상기 포토 마스크 보관함의 포토 마스크 위치 또는 노광 위치에 정확히 일치되도록 포토 마스크를 이송하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 수직형 노광기의 포토 마스크 자동 교환장치.And the holder transfer unit transfers the photo mask so that the photo mask holder is exactly matched to the photo mask position or the exposure position of the photo mask holder.
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