KR20080064795A - 페이스트 도포기의 기판 정렬 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스플레이 제조 장비, 특히 페이스트 도포기에서 기판을 스테이지에 대해 정렬시키는 정렬 방법에 관한 것이다.

본 발명은 도포기에서 도포헤드지지수단의 틀어짐으로 인한 기판 정렬의 오차를 극복하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따라 기판이 탑재된 스테이지와, 상기 스테이지 상에 설치된 도포헤드지지수단과, 상기 도포헤드지지수단 상에 설치되어 이송되는 도포 헤드와, 상기 도포 헤드에 설치된 정렬 카메라를 포함하고, 상기 정렬 카메라에의해 상기 기판 상의 정렬 마크를 판독하여 기판을 정렬하는 페이스트 도포기의 기판 정렬 방법이 제시된다. 본 발명에 다른 기판 정렬 방법은 정렬 마크를 판독하여 기판을 정렬하고, 도포헤드지지수단의 틀어진 정도인 도포헤드지지수단 오차를 검출하여, 이 도포 헤드에 설치된 정렬 카메라의 위치를 검출된 도포헤드지지수단 오차만큼 보정한 위치로 조정한 후 정렬 마크를 판독하여 다시 기판을 정렬하는 것을 특징으로 한다. 또한 검출된 도포헤드지지수단 오차를 반영하여 보정된 도포 패턴 데이터에 따라 페이스트를 도포하는 것을 특징으로 한다.

페이스트 도포, 도포헤드지지수단, 기판, 정렬,스테이지, skew

Description

페이스트 도포기의 기판 정렬 방법{method for aligning substrate for paste dispenser}

본 발명은 디스플레이 제조 장비에 관한 것이며, 보다 상세하게는 페이스트 도포기에서 기판을 스테이지에 대해 정렬시키는 정렬 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치에 있어서 씰란트(sealent)나 액정(liquid crystal), PDP(plasma display panel)에 있어서 형광체 재료와 같은 페이스트를 도포하는 장치가 알려져 있다. 이 장치들은 도포헤드를 스테이지에 놓인 기판에 대해 상대적으로 구동하면서 주어진 도포 패턴에 따라 페이스트를 스테이지 상에 놓여진 기판에 정량 토출한다. 본 출원인이 생산하는 도포기는 스테이지가 도포 헤드에 대해 Y 축 방향으로 구동되고, 도포 헤드는 스테이지 상에 설치된 도포헤드지지수단 상에서 X 축 방향으로 구동된다. 또다른 회사에서 생산하는 도포기는 도포헤드지지수단이 고정된 스테이지에 대해 Y 축 방향으로 구동되고, 도포 헤드는 이 도포헤드지지수단 상에서 X 축 방향으로 구동된다.

이같은 페이스트 도포기에 있어서, 기판을 스테이지에 로딩하면 스테이지는 기판을 진공으로 흡착하여 고정한다. 이때 기판에 토출하는 도포 패턴의 좌표축과 기판이 정확히 정렬되지 않으면, 결국 기판에는 엉뚱한 패턴이 형성되고 이후의 공정에서 패널이 제대로 생산되기 어렵게 된다.

본 명세서에서는 설명을 위해 3 개의 좌표축을 정의한다. 먼저 기준 좌표계는 이상적으로 정렬이 완료된 상태를 가정했을 때 도포의 기준이 되는 좌표계를 말한다. 일반적으로 도포 패턴 데이터나 도포 조건 데이터는 이 타겟 좌표계를 기준으로 작성되어 저장된다. 다음으로 도포 좌표계는 현실적으로 도포되어 결과된 패턴의 좌표계이다. 이 도포 좌표계는 장비의 구조적인 결함이나 정렬 상의 오차로 인하여 기준 좌표계와 틀어져 있거나 또는 X 축과 Y 축 자체가 직각을 유지하지 않을 수도 있다. 다음으로 기판 좌표계는 통상 직사각형인 기판에서 기준 점을 (0.0)으로 하여 모서리에 평행하도록 잡은 좌표계를 말한다. 도포 좌표계가 X 축과 Y 축이 직각을 유지하면서 기판 좌표계와 일치한다면 이들은 기준 좌표계가 될 수 있다. 기판을 정렬시킨다 함은 기판 좌표계와 도포 좌표계를 정확히 일치시키는 것으로 정의될 수 있으며, 본 발명은 이 기술과 관련된다. 기판을 정렬시키는 다양한 기술이 이미 알려져 있다.

이 같은 기판 정렬 방법의 일 예를 아래에 설명한다. 도 1은 이 같은 정렬 방법이 적용되는 페이스트 도포기의 일 예를 간략히 도시한다. 도시된 바와 같이 프레임(90)에는 스테이지(31)가 설치된다. 이 스테이지(31)는 θ 축 구동장치(35) 상에 설치된다. θ 축 구동장치(35)는 예를 들어 원형 모션 가이드 및 구동 모터로 구성될 수 있으며, 스테이지(31)를 임의의 각도 만큼 회전시키는 것이 가능하다. 이 θ 축 구동장치(35)는 Y 테이블(33) 상에 설치된다. Y 테이블(33)은 가이드봉(37) 상에서 Y 축 방향으로 이송 가능하다. 추가로 도포헤드지지수단(70) 상에는 도포 헤드(20)가 X 축 방향으로 이송 가능하게 설치되어 있다. 또 도포 헤드(20)에는 이동 카메라(51)가 설치된다. 이동 카메라(51)는 도포 헤드(20)와 함께 이송된다. 도시되지 않았지만, 도포기에는 제어부가 구비된다. 제어부는 다수의 공압 제어기와 컴퓨터로 구성된다. 제어부는 도포 패턴과 설정된 도포 조건에 따라 전체 장비를 제어한다.

공지된 또다른 장비에 있어서, 도 1의 실시예와 달리 2 개의 도포헤드지지수단을 설치하고 각각의 도포헤드지지수단에 도포 헤드들을 설치함에 의해 도포 속도를 높인 기종도 있다. 이 경우 각각의 도포 헤드에는 이동 카메라가 각각 설치된다. 두 개의 이동 카메라 중 하나는 기준이 되어 위 실시예에 있어서 고정 카메라의 역할을 하며, 나머지 하나는 이 기준 카메라를 기준으로 동작한다.

미도시된 제어부는 고정 카메라(53)를 통해 기판(10) 상의 소정 위치에 형성되어 있는 정렬 마크(align mark)를 찾는다. 기판 좌표계 상에서 정렬 마크의 위치를 나타내는 좌표값은 기판 제조사에서 제공된다. 다음으로 이동 카메라(51)를 통해 기판의 또다른 알려진 위치에 형성된 또다른 정렬 마크를 찾는다. 이동 카메 라(51)들은 카메라 화면의 정중앙에 정렬 마크가 위치할 때까지 정밀하게 제어된다. 미도시된 제어부는 정렬 마크를 찾기 위해 X축 및 Y 축 방향으로 카메라를 이동시킨 거리 정보로부터 기판이 로딩된 상태를 파악한다. 이때 파악된 기판 좌표계의 좌표축과, 스스로 알고 있는 도포 패턴의 도포 좌표계의 축의 차이각 만큼 스테이지(31)를 θ 축 방향으로 회전시켜 기판을 정렬한다. 일단 기판 좌표계가 파악이 된 후 이 좌표축을 도포 좌표계의 좌표축을 일치시키는 방법은 θ 축 구동장치에 의해 스테이지를 회전시키는 방법외에도 다양한 방법이 알려져 있다.

기판 좌표계와 도포 좌표계의 기준점의 어긋남, 즉 X, Y 축과 평행한 방향으로 각각 소정치만큼 이동되어 기판이 로딩된 경우의 에러는 기판과 도포 헤드의 상대 운동을 제어함에 의해 소프트웨어적으로 해결될 수 있다. 즉, 위 장비에서 X 축 방향으로 기판이 도포 좌표계에 대해 거리 a 만큼 평행하게 이격되어 로딩되었다면 도포 헤드가 이 거리만큼 기준점을 천이시킨 상태에서 도포 패턴에 따라 제어된다. 또 위 장비에서 Y 축 방향으로 기판이 도포 좌표계에 대해 거리 b 만큼 평행하게 이격되어 로딩되었다면 스테이지가 이 거리만큼 기준점을 천이시킨 상태에서 도포 패턴에 따라 스테이지를 Y 축 방향으로 구동한다.

이론적으로 기판이 정렬된 상태에서 도포 오차는 0이 되어야 한다. 그러나 설치시 오차에 의해 또는 장비가 운용되면서 누적되는 오차에 의해 도포헤드지지수단(70) 자체가 미세하게 틀어져 있거나 휘어진 경우가 있을 수 있다. 특히 2개의 도포헤드지지수단이 설치된 도포기에 있어서, 두 도포헤드지지수단 간의 평행 관계가 설치시 가공 오차 혹은 도포헤드지지수단의 Y 축 방향 이송이 반복되면서 누적되는 오차에 의해 깨어질 수도 있다. 이 같이 도포헤드지지수단 자체가 오차를 가진 경우에는 도포 좌표계 자체가 오차가 있으므로 기판의 정렬이 완료되었다고 하더라도 도포 오차는 피할 수 없게 된다.

도 5는 종래 도포헤드지지수단이 틀어진 경우 기판을 정렬한 결과를 도시한다. 좌측의 그림은 이상적으로 기판이 정렬된 상태를 도시한다. 우측에 도시된 바와 같이 도포헤드지지수단의 틀어짐이 있는 경우에는 이동 카메라(51)는 잘못된 위치에서 정렬 마크를 찾게 되고, 따라서 기판은 도포헤드지지수단의 틀어짐을 따라 각 θ 만큼 기울어진 채로 정렬된다. 이 경우에 기판은 도시된 Y 축 방향으로 구동되므로 실제로 도포시 기준이 되는 도포 좌표계가 직각이 아닌 틀어진 좌표계가 되어 오차를 피할 수 없게 된다.

본 발명은 이 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도포헤드지지수단의 틀어짐으로 인한 기판 정렬의 오차를 극복하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 페이스트 도포기의 기판 정렬 방법은 기판을 정렬한 후 도포헤드지지수단의 틀어진 정도인 도포헤드지지수단 오차를 측정하고, 도포헤드지지수단 오차에 따라 도포헤드지지수단의 틀어짐을 보정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 페이스트 도포기의 기판 정렬 방법은 도포헤드지지수단 자체가 어떠한 원인에 의해 틀어진 경우에도 기판을 정확히 정렬시킬 수 있어 도포시의 오차를 최소로 할 수 있다.

추가적으로, 본 발명은 검출된 칼럼의 틀어짐을 정렬 카메라의 정렬 위치를 수정함으로써 새로운 부품을 추가하거나 기구적인 설계를 변경함이 없이 기판을 정확히 정렬시킬 수 있는 장점을 가진다.

본 발명의 일 양상에 따른 페이스트 도포기의 기판 정렬 방법은 기판을 정렬한 후 도포헤드지지수단의 틀어진 정도인 도포헤드지지수단 오차를 측정하고, 도포헤드지지수단 오차에 따라 도포헤드지지수단의 틀어짐을 보정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이 같은 양상에 따라 기판을 정렬함에 있어서 도포헤드지지수단의 틀어짐을 반영하여 기판을 정렬하므로 정확한 기판 정렬이 가능하다.

본 발명의 또다른 양상에 따르면, 도포헤드지지수단 오차는 기판 상에 인쇄되어 있는 복수의 정렬 마크의 알려진 복수의 좌표 위치에 복수의 샘플 패턴을 도포하고 그 도포된 결과로부터 측정된다.

*본 발명의 또다른 양상에 따르면, 도포헤드지지수단 오차의 보정은 도포헤드지지수단의 도포 헤드에 설치된 정렬 카메라가 정렬 마크 위치일 때, 검출된 도포헤드지지수단 오차만큼 정렬 카메라의 위치를 보정한 위치로 조정함에 의해 이루어질 수 있다.

본 발명의 또다른 양상에 따르면, 도포헤드지지수단 오차의 보정은 도포 헤드에 설치된 정렬 카메라가 기판 정렬을 위해 이동하는 좌표값을 검출된 도포헤드지지수단 오차만큼 보정한 좌표값으로 수정함에 의해 이루어질 수 있다.

본 발명의 이 같은 양상에 따라 도포헤드지지수단 오차의 보정은 소프트웨어적으로 행해질 수 있으므로 추가적인 부품이나 설계 변경이 불필요하다는 장점이 있다.

본 발명의 또다른 양상에 따르면, 도포헤드지지수단 오차의 보정은 검출된 도포헤드지지수단 오차만큼 상기 도포헤드지지수단의 좌우편을 상이하게 구동하여 조정함에 의해 이루어질 수 있다.

본 발명의 또다른 양상에 따르면, 기판 정렬 과정과 도포헤드지지수단 오차의 보정 과정은 번갈아 가면서 도포헤드지지수단 오차가 실질적으로 0이 될 때까지 반복될 수 있다.

이 같은 양상에 따라 도포헤드지지수단 오차와 기판 정렬 오차는 상호간에 유기적으로 보정되어 실질적으로 더욱 정확한 정렬이 달성될 수 있다.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 후술하는 실시예들을 통해 더욱 명확해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예를 통하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명한다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 정렬 방법이 적용될 수 있는 페이스트 도포기의 일 예를 도시한다. 도 1의 구성요소와 대응되는 구성요소는 동일한 도면 부호로 참조된다. 도시된 바와 같이 페이스트 도포기는 기판(10)이 탑재된 스테이지(31)와, 상기 스테이지(31) 상에 설치된 도포헤드지지수단(70)과, 상기 도포헤드지지수단(70) 상에 설치되어 이송되는 도포 헤드(20)와, 상기 도포 헤드(20)에 설치된 정렬 카메라(51)를 포함하고, 상기 정렬 카메라(51,53)에의해 기판(10) 상의 정렬 마크를 판독하여 기판(10)을 정렬한다. 도시되지 않았지만, 도포기에는 제어부가 구비된다. 제어부는 다수의 공압 제어기와 컴퓨터로 구성된다. 제어부 는 도포 패턴과 설정된 도포 조건에 따라 전체 장비를 제어한다.

도시된 바와 같이 프레임(90)에는 스테이지(31)가 설치된다. 이 스테이지(31)는 θ 축 구동장치(35) 상에 설치된다. θ 축 구동장치(35)는 예를 들어 원형 모션 가이드 및 구동 모터로 구성될 수 있으며, 스테이지(31)를 임의의 각도 만큼 회전시키는 것이 가능하다. 이 θ 축 구동장치(35)는 Y 테이블(33) 상에 설치된다. Y 테이블(33)은 가이드봉(37) 상에서 Y 축 방향으로 이송 가능하다. 추가로 도포헤드지지수단(70) 상에는 도포 헤드(20)가 X 축 방향으로 이송 가능하게 설치되어 있다. 또 도포 헤드(20)에는 이동 카메라인 정렬 카메라(51)가 설치된다. 정렬 카메라(51)는 도포 헤드(20)와 함께 이송된다. 도시된 실시예에 있어서 또하나의 정렬 카메라(53)가 고정 카메라로 추가되었다. 정렬 카메라들(51,53)은 기판 상의 정렬 마크들을 판독한다.

본 발명의 특징적인 양상에 따라 도포헤드지지수단(70)은 Y 축 방향으로 이송될 수 있도록 한 쌍의 엘엠(LM : Linear Motion) 가이드(81,83) 상에서 설치된다. 도시되지 않았지만, 도포헤드지지수단(70)은 한 쌍의 리니어 모터 혹은 스플라인 축에 의해 Y 축 방향으로 좌우측이 독립하여 정밀하게 구동될 수 있다.

도 2b는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 기판 정렬 방법이 적용될 수 있는 페이스트 도포기의 일 예를 도시한다. 도 2a에 도시된 실시예와 달리, 한 쌍의 엘엠 가이드(81,83) 및 이와 관련된 구동 메카니즘을 포함하고 있지 않다. 도 2a와 유사하게 구비된 구성요소들에 대해서는 설명을 생략한다.

본 발명의 또다른 특징적인 양상에 따라, 이동 카메라(51)는 이동 카메라 위치 조정부(55)를 통해 도포 헤드(20)에 설치된다. 일 실시예에 있어서, 이동 카메라 위치 조정부(55)는 나사에 의해 미세하게 y 축 방향 설치 위치를 조절할 수 있는 트리머 형태가 될 수 있다. 보조적인 양상에 따라 고정 카메라(53)도 고정 카메라 위치 조정부(57)를 통해 프레임(90)에 설치된다. 고정 카메라 위치 조정부(57) 역시 Y 축 방향 설치 위치를 조절할 수 있는 트리머 형태가 될 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 카메라 위치 조정부(55,57)는 트리머 형태의 조정구에 한정되지 않으며, 스플라인 축 또는 스텝 모터에 의해 카메라의 설치 위치를 Y 축 방향으로 자동으로 조절할 수 있는 형태로 구비될 수도 있다.

도 2c는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 기판 정렬 방법이 적용될 수 있는 페이스트 도포기의 일 예를 도시한다. 도 2a에 도시된 실시예와 달리, 한 쌍의 엘엠 가이드(81,83) 및 이와 관련된 구동 메카니즘을 포함하고 있지 않다. 또 도 2b에 도시된 실시예와 달리, 스테이지를 θ 축 방향으로 회전시킬 수 있는 θ 축 구동장치(35)도 포함되어 있지 않다. 2a와 유사하게 구비된 구성요소들에 대해서는 설명을 생략한다.

다음으로 이 같은 페이스트 도포기에서 실행 가능한 본 발명에 따른 기판 정 렬방법에 대해 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도시된 바와 같이 일 실시예에 따른 기판 정렬 방법은 정렬 마크를 판독하여 기판을 정렬하는 단계(301)와, 도포헤드지지수단의 틀어진 정도인 도포헤드지지수단 오차를 검출하는 단계(305,307,309)와, 상기 도포헤드지지수단 오차를 보정하는 단계(321)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 기판을 정렬하는 단계 301은 종래기술에서 설명한 바와 같은 단계로, 기판에 토출하는 도포 좌표계와, 로딩된 기판의 좌표계인 기판 좌표계를 정렬하는 단계이다. 예를 들어 도 2a에 도시된 실시예에 있어서 기판은 θ 축 구동장치(35)에 의해 파악된 기판의 틀어진 정도만큼 회전하여 간단히 정렬된다.

또다른 예로, 도 2c에 도시된 도포기에 있어서 기판 좌표계와 도포 좌표계의 일치는 기판이 틀어진 각에 따라 도포 패턴 데이터를 수정함에 의해 소프트웨어적으로 달성된다. 이 같은 수정은 기판의 틀어진 정도를 정렬 마크에 의해 파악한 후, 그 정도에 따라 도포 패턴 데이터를 수정하고, 이 수정된 도포 패턴 데이터를 원본 패턴 데이터와 별도로 현재 로딩된 기판에 적용되는 새로운 도포 패턴 데이터로 저장함에 의해 일괄적으로 이루어질 수 있다. 또다른 예에 있어서, 원본 도포 패턴 데이터를 읽어들인 후 제어부가 그때그때 수정된 좌표값을 산출하여 도포를 진행할 수도 있다. 본 명세서에 있어서 '기판을 정렬'한다는 기재는 이 같이 공지된 하드웨어적인 또는 소프트웨어적인 다양한 방법을 포괄하도록 해석된다.

다음으로 기판 상에 인쇄되어 있는 2개의 정렬 마크의 알려진 2개의 좌표 위치에 2 개의 샘플 패턴들을 도포하고(단계 303,305), 상기 도포된 샘플 패턴이 상기 인쇄된 정렬 마크에 대해 벗어난 정도(deviation) 값을 측정하여 도포헤드지지수단 오차를 검출한다(단계 307). 먼저, 기판 상에 인쇄되어 있는 2개의 정렬 마크의 알려진 2개의 좌표 위치에 2 개의 샘플 패턴들을 도포한다. 정렬 마크들은 유리 기판 제조사에서 유리 기판에 인쇄한 마크들로, 그 좌표값들은 유리 기판 제조사에 의해 제공된다. 이를 위해 기판 좌표계에서 알려진 좌표에 인쇄되어 있는 복수의 정렬 마크를 선택한다(단계 303). 이 기준 마크들은 y 축 방향으로는 일직선 상에 놓여진, 다시 말하면 x 좌표가 동일한 값을 가진 마크들인 것이 계산을 단순화시킨다는 면에서 바람직하다. 다음으로, 이 기준 마크들 각각이 인쇄된 좌표 위치에 대응되는 샘플 패턴들을 도포한다(단계 305). 다시 말하면, 장비에 에러가 없고 정확히 기판이 정렬되었다면 기준 마크에 중첩되도록 샘플 패턴을 도포한다. 이를 좌표계로 표현하자면, 유리 기판 제조사에 의해 제공되는 좌표값은 기판 좌표계에서의 정렬 마크들의 좌표값이다. 본 발명에 따른 정렬 방법은 도포 좌표계에서 이 정렬 마크들의 좌표값과 동일한 좌표값을 가진 복수의 샘플 패턴을 도포하는데 특징이 있다. 샘플 패턴은 점 혹은 '+' 자와 같이 위치를 특정할 수 있는 다양한 도포 형태가 될 수 있다.

다음으로, 도포된 샘플 패턴이 인쇄된 정렬 마크에 대해 벗어난 정도(deviation) 값을 측정한다. 도 4a는 도포헤드지지수단 오차를 측정하기 위해 도포된 샘플 패턴들과 그 각각에 대응되는 정렬마크들을 함께 도시한 도면이다. 도면에서 점 P,Q로 지시된 부분은 2개의 정렬 마크를 도시한다. 점 P', Q'로 지시된 부분은 각각 점 P, 점 Q의 좌표 위치에 실제로 도포된 샘플 패턴들이다. 이상적인 장비에서 이상적으로 기판이 정렬된 상태라면 점 P와 P', 점 Q 와 Q' 는 겹칠 것이다. 그러나 도 4a에 도시된 경우에 있어서 점 P' 는 점 P 에 대해 (Δx1,Δy1) 만큼 벗어나 있다. 또 점 Q'는 점 Q 에 대해 (Δx2,Δy2) 만큼 벗어나 있다.

본 발명의 특징적인 양상에 따라, 정렬 마크와 샘플 패턴 간의 벗어난 정도 값은 정렬 마크 위치에서 촬영된 영상에서 정렬 마크와 샘플 패턴간의 거리를 측정함으로써 측정된다. 도 4b는 정렬 마크와 샘플 패턴의 쌍을 카메라로 촬영한 결과를 도시한다. 도시된 바와 같이 정렬 마크인 점 P와 대응되는 샘플 피턴인 점 P'는 (Δx1,Δy1)만큼 벗어나 있다. 본 실시예에 있어서 이 벗어난 정도는 카메라로 촬영된 영상에서 인쇄된 정렬 마크와 도포된 도포패턴을 인식하고, 마크와 패턴의 중심점을 구한 후, 두 중심점간의 x 좌표의 차이와 y 좌표의 차이를 카메라 화소수의 차이로부터 환산하여 계산된다. 카메라와 유리 기판의 거리에 따라 카메라 영상의 한 화소간의 차이로 보이는 거리가 실제 유리 기판 상에서 얼마나 되는지 환산되어 질 수 있다.

다음으로 측정된 벗어난 정도 값들로부터 도포헤드지지수단의 오차를 산출한다(단계 307). 예를 들어 실제 측정된 좌표가 아래 표와 같다고 가정한다.

정렬 마크의 기준 좌표계에서의 좌표	실제 샘플 패턴의 측정된 좌표
(x1, y1)	(x1+Δx1, y1+Δy1)
(x2, y2)	(x2+Δx2, y2+Δy2)

샘플 패턴과 정렬 마크의 위치의 차이인 Δx, Δy 들에 영향을 미치는 요인은 2 가지 종류가 있다. 하나는 평행이동에 의한 오차이고, 하나는 회전 이동에 의한 오차이다.

먼저 평행이동에 의한 오차는 Δx1 = Δx2, Δy1 = Δy2 인 경우이다. 이 경우에는 별도의 하드웨어적인 보정이 필요 없이 기판의 기준 위치를 소프트웨어적으로 보정함으로써 문제를 해결할 수 있다. 예를 들어 도시된 실시예에 있어서는 Y 축 구동 장치의 기준 위치를 당초 기준 위치보다 Δy = Δy1 = Δy2 만큼 보정하고 도포헤드지지수단 상에 설치된 도포 헤드(20)의 기준 위치를 Δx = Δx1 = Δx2 만큼 보정함에 의해 해결할 수 있다.

본 발명이 촛점을 맞추고 있는 도포헤드지지수단 오차는 도포헤드지지수단의 틀어짐에 의한 오차로 x 축 방향 또는 y 축 방향으로 불균일한 오차를 야기한다. 이 도포헤드지지수단 오차는 정렬 마크와 샘플 패턴의 위치 좌표를 비교하여 X 축 좌표 및 Y 축 좌표의 오차 값들로부터 검출된다. 예를 들어 도포헤드지지수단 오차는 아래 수식에 의해 구해질 수 있다.

도포헤드지지수단 오차 = arctan{ (Δy2 - Δy1) / (Δx2 - Δx1) }

실제로 도포헤드지지수단 오차 중 문제가 되는 것은 Δx2 - Δx1이 0이 아닌 경우이다. Δx2 - Δx1만 0이 되도록 기판이 정렬된다면 Δy2 - Δy1 는 스테이지의 이동을 파악된 Δy의 함수로 제어함으로써 소프트웨어적으로 보정할 수 있다.

다음으로 측정된 도포헤드지지수단 오차가 0 이 아닌지를 체크한다(단계 309). 보다 상세하게 Δx2 - Δx1 ≠ 0 이고, Δy2 - Δy1 ≠ 0 인 경우라면 도포헤드지지수단 오차가 있는 것으로 판단할 수 있다. 본 실시예에 있어서는 Δx2 - Δx1 가 0 인지만 체크한다. 도포헤드지지수단 오차가 0 이라면 기판 정렬 단계인 단계 301에서 파악된 위치 에러를 X 축 방향 및 Y 축 방향의 기준 점을 이동함에 의해 소프트웨어적으로 보정한 후 처리를 종료한다(단계 311).

만약 측정된 도포헤드지지수단 오차가 실질적으로 0 이 아니라면, 도포헤드지지수단의 틀어짐을 보정한다(단계 321). 본 발명의 일 양상에 따르면, 도 2a에 도시된 실시예에 있어서 도포헤드지지수단 에러의 보정은 검출된 도포헤드지지수단 오차만큼 상기 도포헤드지지수단의 좌우편을 상이하게 구동하여 조정함에 의해 달성된다.

도 2a에 도시된 실시예에 있어서 도포헤드지지수단(70)은 Y 축 방향으로 이송될 수 있도록 한 쌍의 리이어 가이드(81,83) 상에서 설치된다. 도시되지 않았지만, 도포헤드지지수단(70)은 한 쌍의 리니어 모터 혹은 스플라인 축에 의해 Y 축 방향으로 좌우측이 독립하여 정밀하게 구동될 수 있다. 따라서 도포헤드지지수단의 좌측을 고정하고 우측을 상하로 구동함에 의해 도포헤드지지수단 오차를 보정할 수 있다. 이때 우측을 구동하는 정도, 즉 보정 값은 좌측과 우측의 스플라인 축간의 길이, 즉 도포헤드지지수단의 실질적인 길이에 도포헤드지지수단 에러로 측정된 각도값을 곱하여 산출할 수 있다.

본 발명의 또다른 양상에 따르면, 도 2b에 도시된 실시예에 있어서 도포헤드지지수단 에러의 보정은 도포헤드지지수단(70)의 도포 헤드(20)에 설치된 정렬 카메라(55)가 정렬 마크 위치일 때, 검출된 도포헤드지지수단 오차에 따라 상기 정렬 카메라(55)의 위치를 보정한 위치로 조정함에 의해 달성된다.

일반적으로 도포헤드지지수단의 틀어짐으로 인해 가장 문제가 되는 것은 기판이 도포헤드지지수단의 틀어짐을 따라 잘못 정렬되는 문제이다. 기판이 기준 좌표계와 일치하도록 정렬만 된다면 도포헤드지지수단 자체가 틀어진 것은 도포 헤드가 그리는 도포 패턴을 수정함으로써 소프트웨어적으로 안정적으로 보정할 수 있다. 본 실시예는 이에 촛점을 맞춘 것이다.

도 6은 이 같은 정렬 카메라(55)의 위치를 보정하여 도포헤드지지수단 오차를 보정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도포헤드지지수단의 틀어짐의 보정은 도포헤드지지수단(70)의 도포 헤드(20)에 설치된 정렬 카메라(51)가 정렬 위치 일 때를 기준으로 보정된다. 여기서 정렬 위치란, 도포 헤드를 기판에 대해 상대적으로 구동하여 기판 상의 소정 위치에 미리 인쇄되어 있는 정렬 마크 위에 정렬 카메라가 위치할 수 있도록 한 경우의 정렬 카메라의 위치를 말한다. 정렬 카메라(55)의 보정 값은 도포헤드지지수단(70)의 좌측 끝점에서 정렬 카메라가 설치된 지점까지의 길이에 도포헤드지지수단 에러로 측정된 각도값을 곱하여 산출할 수 있다.

도시된 바와 같이 도포헤드지지수단이 틀어짐에도 불구하고 정렬 마크가 있는 정렬 위치에서 정렬 카메라(51)가 도면 좌측에 도시된 도포헤드지지수단이 정상적인 경우와 동일한 위치로 카메라 위치 조정부(55)에 의해 조정된다. 이에 따라 다시 기판을 정렬하는 경우 기판은 종래와 같이 틀어진 상태로 정렬되지 않고 도포헤드지지수단이 정상적인 경우와 마찬가지로 정렬된다. 이에 따라 기판 좌표계는 정확히 수직을 유지할 수 있게 된다. 물론, 도포헤드지지수단 상에서 도포 헤드의 움직임은 여전히 일정한 각도로 틀어져 있지만, 이는 이미 틀어진 값을 알고 있으므로 Y 축 방향의 운동과 연동하여 도포 패턴 데이터를 수정함에 의해 보정할 수 있다. 즉, 원래 도포 패턴 상에서 Y 축 방향의 직선은 그대로 표현되지만 X 축 방향의 직선은 도포헤드지지수단의 오차 만큼 반대로 틀어진 도포 패턴 데이터로 변환하는 과정을 거치면 된다. 이에 따라 X 축 방향의 직선을 그리기 위해 도포 헤드만 도포헤드지지수단 상에서 직선으로 움직이는 것이 아니라 스테이지도 이동하면서 기울어진 사선을 그리도록 제어된다.

도 2b에서 도시되지 않은 제어부는 단계 301의 기판 정렬 과정부터 단계 303, 305, 307, 309 과정을 자동으로 수행하고, 이동 카메라 위치 조정부(55)에서 조정해야할 조정값을 장비 운용자에게 컴퓨터 화면을 통해 출력한다. 장비 운용자는 이 값에 따라 이동 카메라 위치 조정부(55)의 트리머를 조정하여 도포헤드지지수단의 틀어짐을 보정한다. 또다른 실시예에 있어서 제어부는 이동 카메라 위치 조정부(55)로 직접 조정값을 신호로 출력하며, 이에 따라 이동 카메라 위치 조정부(55)는 자동적으로 해당 값만큼 스텝 모터를 구동하여 이동 카메라의 위치를 조정한다. 이 경우 페이스트 도포기는 도포헤드지지수단 오차가 실질적으로 0이 될 때까지 더미 기판 상에 샘플 패턴의 도포를 계속한다. 실무적으로는 도포헤드지지수단의 틀어짐에 의한 오차는 미세하기 때문에 더미 기판이 아니라 실 공정을 진행하면서 이 같은 과정이 진행될 수 있다. 즉, 샘플 패턴은 단순히 보정을 위한 더미 패턴이 아니라 실제 저장된 패턴 데이터가 될 수도 있다. 따라서 본 명세서에 있어서 샘플 패턴이란 표현은 이 같은 변형을 포괄하도록 해석되어야 한다.

본 발명의 또다른 양상에 따르면, 도 2c에 도시된 실시예에 있어서 도포헤드지지수단 에러의 보정은 도포 헤드(20)에 설치된 정렬 카메라(51)가 기판 정렬을 위해 이동하는 정렬 위치의 좌표값을 검출된 도포헤드지지수단 오차만큼 보정한 좌표값으로 수정함에 의해 달성된다.

이동 카메라(51)는 기준 좌표계에서 정해진 위치로 이동하여 얼라인 마크를 찾는다. 그런데, 이 정해진 위치를 수정한다면 기판의 정렬이 바뀐다. 왜냐하면 기판 정렬 알고리즘은 이 수정된 위치에서 카메라 화면 정중앙에 정렬 마크가 오도록 기판을 정렬할 것이기 때문이다. 본 발명은 이 같은 착상에 기초하고 있다. 이에 따라 본 발명은 추가적인 하드웨어나 기구적인 설계 변경 없이 도포헤드지지수단의 틀어짐을 보정할 수 있는 장점을 가진다.

앞서 기술된 실시예와 동일하게, 본 실시예에 있어서도 도포헤드지지수단 자체는 틀어진 상태가 고쳐지지 않지만, 기판이 기준 좌표계와 일치하도록 정렬됨으로써 문제를 해결한다. 유사하게, 도포헤드지지수단 자체가 틀어진 것은 도포 헤드가 그리는 도포 패턴을 수정함으로써 소프트웨어적으로 안정적으로 보정된다.

도 7은 이 같은 정렬 카메라(51)가 기판 정렬을 위해 이동하는 기준 위치의 좌표값을 보정하여 도포헤드지지수단 오차를 보정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도포헤드지지수단의 틀어짐의 보정은 도포헤드지지수단(70)의 도포 헤드(20)에 설치된 정렬 카메라(51)가 정렬 위치일 때를 기준으로 보정된다. 여기서 정렬 위치란, 도포 헤드를 기판에 대해 상대적으로 구동하여 기판 상의 소정 위치에 미리 인쇄되어 있는 정렬 마크 위에 정렬 카메라가 위치할 수 있도록 한 경우의 정렬 카메라의 위치를 말한다.

도시된 바와 같이 도포헤드지지수단이 틀어짐에도 불구하고 정렬 마크가 있는 정렬 위치에서 정렬 카메라(51)가 도면 좌측에 도시된 도포헤드지지수단이 정상적인 경우와 동일한 위치로 카메라 위치 조정부(55)에 의해 조정된다. 도 6과 달리, 이때 도포헤드에서 카메라가 설치된 상대적인 위치는 변하지 않지만, 도포헤드지지수단이 기존에 비해 더 위측으로 이동한다. 다시 말하면, 기준 좌표계에서 카메라(51)의 정렬 위치가 수정된 것이다. 이에 따라 다시 기판을 정렬하는 경우 기판은 종래와 같이 틀어진 상태로 정렬되지 않고 도포헤드지지수단이 정상적인 경우와 마찬가지로 정렬된다. 이에 따라 기판 좌표계는 도포 좌표계에 대해 정확히 수직을 유지할 수 있게 된다. 물론, 도포헤드지지수단 상에서 도포 헤드의 움직임은 여전히 일정한 각도로 틀어져 있지만, 이는 이미 틀어진 값을 알고 있으므로 Y 축 방향의 운동과 연동하여 도포 패턴 데이터를 수정함에 의해 보정할 수 있다. 즉, 원래 도포 패턴 상에서 Y 축 방향의 직선은 그대로 표현되지만 X 축 방향의 직선은 도포헤드지지수단의 오차 만큼 반대로 틀어진 도포 패턴 데이터로 변환하는 과정을 거치면 된다. 이에 따라 X 축 방향의 직선을 그리기 위해 도포 헤드만 도포헤드지지수단 상에서 직선으로 움직이는 것이 아니라 스테이지도 이동하면서 기울어진 사선을 그리도록 제어된다.

도 2b에서 도시되지 않은 제어부는 단계 301의 기판 정렬 과정부터 단계 303, 305, 307, 309 과정을 자동으로 수행하고, 카메라(51)의 정렬 위치의 원 데이터는 그대로 두고 측정된 도포헤드지지수단의 틀어짐 값만큼 수정한 정렬 위치의 좌표값을 현재 기판에 대한 새로운 정렬 위치로 설정한다. 저장된 정렬 위치의 원 좌표값은 다음번 기판을 처리할 때 사용되어야 한다. 페이스트 도포기는 도포헤드지지수단 오차가 실질적으로 0이 될 때까지 더미 기판 상에 샘플 패턴의 도포를 계속한다. 실무적으로는 도포헤드지지수단의 틀어짐에 의한 오차는 미세하기 때문에 더미 기판이 아니라 실 공정을 진행하면서 이 같은 과정이 진행될 수 있다. 즉, 샘플 패턴은 단순히 보정을 위한 더미 패턴이 아니라 실제 저장된 패턴 데이터가 될 수도 있다. 따라서 본 명세서에 있어서 샘플 패턴이란 표현은 이 같은 변형을 포괄하도록 해석되어야 한다.

본 발명의 또다른 특징적인 양상에 따라 기판 정렬 과정과 도포헤드지지수단 오차의 보정 과정은 도포헤드지지수단 오차가 실질적으로 0이 될 때까지 반복된다. 즉, 단계 309에서 도포헤드지지수단 오차를 측정하여 도포헤드지지수단 오차가 실질적으로 0이 아닌 경우 도포헤드지지수단의 틀어짐을 보정한 후(단계 321), 다시 추가적인 샘플 패턴을 도포한다(단계 305). 이후에 이전의 순환 과정의 단계 305에서 도포된 샘플을 기준으로 추가적으로 도포된 샘플 패턴의 위치를 측정하여 도포헤드지지수단 오차를 산출하고(단계 307), 0이 아닌 경우(단계 309), 이를 보정하는 과정을 반복한다(단계 321).

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니며, 그로부터 당업자라면 자명하게 도출될 수 있는 많은 변형예를 포괄하도록 의도되었다. 첨부된 특허청구범위는 그 같은 의도에서 작성된 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 페이스트 도포기의 일 예를 도시한다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 정렬 방법이 적용될 수 있는 페이스트 도포기의 일 예를 도시한다.

도 2b는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 기판 정렬 방법이 적용될 수 있는 페이스트 도포기의 일 예를 도시한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 정렬 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 4a는 도포헤드지지수단 오차를 측정하기 위해 도포된 샘플 패턴들과 그 각각에 대응되는 정렬마크들을 함께 도시한 도면이다.

도 4b는 정렬 마크와 샘플 패턴의 쌍을 카메라로 촬영한 결과를 도시한다.

도 5는 종래 도포헤드지지수단이 틀어진 경우 기판을 정렬한 결과를 도시한다.

도 6은 정렬 카메라(55)의 위치를 보정하여 도포헤드지지수단 오차를 보정한 결과를 도시한 도면이다.

도 7은 정렬 카메라(55)의 정렬 좌표를 수정하여 도포헤드지지수단 오차를 보정한 결과를 도시한 도면이다.

<도면의주요부분에대한부호의설명>

10 : 기판 20 : 도포 헤드

31 : 스테이지 33 : Y 테이블

35 : θ 축 구동장치 37 : 가이드봉

51 : 이동 카메라 53 : 고정 카메라

55 : 이동 카메라 위치 조정부

57 : 고정 카메라 위치 조정부

70 : 도포헤드지지수단 81, 83 : 엘엠 가이드

90 : 프레임

Claims (4)

1. 기판이 탑재된 스테이지와, 상기 스테이지 상에 설치된 도포헤드지지수단과, 상기 도포헤드지지수단 상에 설치되어 이송되는 도포 헤드와, 상기 도포 헤드에 설치된 정렬 카메라를 포함하고, 상기 정렬 카메라에의해 상기 기판 상의 정렬 마크를 판독하여 기판을 정렬하는 페이스트 도포기의 기판 정렬 방법에 있어서, 상기 방법이 :

   a) 정렬 마크를 판독하여 기판을 정렬하는 단계와;

   b) 도포헤드지지수단의 틀어진 정도인 도포헤드지지수단 오차를 검출하는 단계와;

   c) 상기 도포 헤드에 설치된 정렬 카메라의 위치를 검출된 도포헤드지지수단 오차만큼 보정한 위치로 조정하는 단계와;

   c) 검출된 도포헤드지지수단의 틀어진 정도에 따라 도포 패턴 데이터를 수정하는 단계와;

   d) 정렬 마크를 판독하여 다시 기판을 정렬하는 단계와;

   e) 단계 c)에서 수정된 도포 패턴 데이터에 따라 기판 상에 페이스트를 도포하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 도포기의 기판 정렬 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 b)가 :

   b1) 기판 상에 소정의 기준 좌표를 가진 2 개의 샘플 패턴들을 도포하는 단계와;

   b2) 상기 패턴들을 센싱하여 실제 도포된 좌표를 측정하는 단계와;

   b3) 상기 측정한 좌표와 상기 기준 좌표를 비교하여 X 축 좌표 및 Y 축 좌표의 오차 값들로부터 도포헤드지지수단 오차를 검출하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 도포기의 기판 정렬 방법.
3. 제 1 항 내지 제 2 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 c)가 :

   상기 도포 헤드에 설치된 정렬 카메라가 정렬 위치일 때, 검출된 도포헤드지지수단 오차만큼 상기 정렬 카메라의 위치를 보정한 위치로 조정하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 도포기의 기판 정렬 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제어 방법이 :

   상기 단계 a), b), c)를 도포헤드지지수단 오차가 실질적으로 0이 될 때까지 반복하는 것을 특징으로 하는 페이스트 도포기의 기판 정렬 방법.

Images