KR20130017894A - 노광 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

노광 공정시 노광 대상물과 마스크를 정확하게 정렬시킬 수 있는 노광 장치 및 그 노광 방법이 개시된다. 노광 장치는 마스크를 홀딩하는 마스크 홀더; 노광 대상물을 제1 위치와 제2 위치 사이로 왕복이동시키고, 노광 대상물과 마스크를 정렬시키는 서포트부; 노광 대상물에 형성된 제1 표식을 감지하는 감지부; 마스크를 통해 노광 대상물을 노광시키는 노광부; 및 노광 대상물이 제2위치에 있을 때, 감지부에 의해 감지된 노광 대상물의 제1 표식을 토대로 노광 대상물을 정렬시키도록 서포트부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

노광 장치 및 그 방법{Exposure apparatus and exposure method thereof}
본 발명은 노광 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리소그래피(Lithography) 공정과 같은 노광 공정시 노광 대상물을 마스크와 정확하게 정렬시킬 수 있는 노광 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 터치 스크린 패널(Touch Screen Pannel: TSP)과 같은 디스플레이 장치의 글라스(Glass) 또는 반도체 소자는 감광물질(Photo Resist; PR)을 글라스 또는 기판(또는 웨이퍼)에 코팅한 후 리소그래피(Lithography) 공정을 수행하여 제조된다.
리소그래피 공정은 통상 마스크(Mask) 상에 형성된 노광 패턴을 노광 장치를 통해 글라스 또는 기판 상에 전사시키는 과정을 포함한다.
따라서, 리소그래피 공정을 통해 얻어지는 글라스 또는 기판의 품질 또는 수율(yield rate)은 마스크의 노광 패턴과 노광될 글라스 또는 기판의 부분이 얼마나 서로 정확하게 정렬될 수 있는지에 따라 결정될 수 있다.
종래의 한 예의 노광 장치는 리소그래피 공정시 마스크와 노광 대상물인 글라스 또는 기판을 정렬시키기 위해, 카메라를 사용하여 노광 대상물과 마스크의 모서리 영역을 촬영하고, 촬영된 모서리 영역의 영상을 기초로 마스크에 대한 노광 대상물의 위치를 조절한다. 하지만, 이러한 종래의 노광 장치는 카메라에 의해 촬영된 모서리 영역의 영상만을 토대로 노광 대상물의 위치를 조절하므로, 노광 대상물과 마스크 사이의 정렬 오차가 큰 문제점이 있었다.
또한, 리소그래피 공정을 통해 얻어지는 글라스 또는 기판의 품질은 마스크를 통과하는 광의 굴절률 등으로 인해 노광 대상물 상면과 마스크의 하면 사이의 미세한 평행상태 및/또는 간격에 따라 좌우될 수 있다. 하지만, 지금까지 개발 및 사용되고 있는 노광 장치들 중에는 노광 대상물과 마스크 사이의 평행상태 및/또는 간격을 정밀하게 조절하여 마스크를 통과하는 광의 굴절률 등으로 인한 영향을 배제시키는 수단을 구비한 장치는 알려져 있지 않다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이를 개선하고자 창출된 것으로, 본 발명의 한 목적은 노광 공정시 노광 대상물을 마스크에 보다 정확하게 정렬시킬 수 있는 노광 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 노광 공정시 노광 대상물과 마스크 사이의 평행상태 및/또는 간격을 정밀하게 조절할 수 있는 노광 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 양태에 따르면, 노광 장치는, 마스크를 홀딩하는 마스크 홀더; 노광 대상물을 제1 위치와 제2 위치 사이로 왕복이동시키고, 노광 대상물과 마스크를 정렬시키는 서포트부; 노광 대상물에 형성된 제1 표식을 감지하는 감지부; 마스크를 통해 노광 대상물을 노광시키는 노광부; 및 노광 대상물이 제2위치에 있을 때, 감지부에 의해 감지된 노광 대상물의 제1 표식을 토대로 노광 대상물을 정렬시키도록 서포트부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제어부는 감지된 노광 대상물의 제1 표식을 기 저장된 기준 표식과 비교하여 노광 대상물을 정렬시킬 수 있다.
마스크 홀더는 서포트부와 감지부 사이에서 제2 위치에 대응하는 제3위치 및 제3위치에서 후퇴한 제4위치 간을 이동할 수 있다. 이때, 마스크 홀더는 노광부가 노광 대상물을 노광시킬 때는 제3 위치로 이동하고, 감지부가 노광 대상물의 제1 표식을 감지하고 서포트부가 노광 대상물을 정렬시킬 때는 제4 위치로 이동할 수 있다.
감지부는 마스크 홀더와 노광부 사이에서 제2 위치에 대응하는 제5위치 및 제5 위치에서 후퇴한 제 6위치 간을 이동할 수 있다. 이때, 감지부는 서포트부가 노광 대상물을 정렬시킬 때는 제5 위치로 이동하고, 노광부가 상기 노광 대상물을 노광시킬 때는 제6 위치로 이동할 수 있다.
또한, 감지부는 수직 광원을 사용하여 표식을 감지하는 복수의 동축 카메라를 포함할 수 있다. 이때, 표식은 노광 대상물의 복수의 지점들에 ITO(Indium-tin oxide)로 형성될 수 있다.
감지부는 서포트부에 배치되어 노광 대상물에 광을 조사하는 백라이트부를 더 포함할 수 있다.
마스크는 노광 대상물의 제1 표식에 대응하는 위치에 형성된 제2표식을 포함하고, 감지부는 마스크의 제2표식을 더 감지하며, 제어부는 감지부에 의해 감지된 노광 대상물의 제1 표식과 마스크의 제2 표식을 비교하여 노광 대상물을 정렬시키거나, 감지부에 의해 감지된 노광 대상물의 제1 표식과 마스크의 제2 표식을 비교하여 노광 대상물을 더 정렬시키도록 서포트부를 제어할 수 있다. 이때, 선택적으로, 제어부는 감지부에 의해 감지된 노광 대상물과 마스크의 가장자리들을 토대로 노광 대상물을 더 정렬시키도록 서포트부를 제어할 수 있다.
노광부는 감지부 위쪽에 고정될 수 있다.
본 발명의 노광 장치는 마스크의 하면과 노광 대상물의 상면 간의 간격이 판면방향을 따라 일정하게 유지되도록 마스크 및/또는 노광 대상물 중 적어도 어느 하나의 위치를 조절하는 레벨링부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 노광 장치는, 제1면을 갖는 마스크를 홀딩하는 마스크 홀더; 마스크의 제1면에 대해 동축방향으로 대향하는 제2면을 갖는 노광 대상물을 지지하는 지지판을 구비하며, 노광 대상물과 마스크를 상기 동축방향으로 정렬시키는 서포트부; 마스크의 제1면과 노광 대상물의 제2면 간의 제1간격이 판면방향을 따라 일정하게 유지되도록 마스크 및 노광 대상물 중 적어도 어느 하나의 위치를 조절하는 레벨링부; 및 정렬된 노광 대상물을 노광시키는 노광부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
레벨링부는, 서포트부 및/또는 마스크 홀더의 복수의 지점에 설치되어 해당 지점에서의 제1간격을 각각 측정하는 복수의 제1간격측정 센서, 및 제1간격측정 센서들에 의해 측정된 간격 값들을 토대로 마스크 홀더 및/또는 서포트부의 복수의 지점에서의 동축방향으로의 위치를 조절하는 위치조절부를 포함할 수 있다. 이때, 제1 간격측정 센서들의 각각은 접촉식 변위측정 센서(Linear variable differential transformer: LVDT)를 포함할 수 있다.
선택적으로, 레벨링부는, 서포트부 및/또는 마스크 홀더의 복수의 지점에 설치되어 해당 지점에서의 마스크의 제1면 및 지지판 간의 제2간격을 각각 측정하는 복수의 제2간격측정 센서, 및 제2간격측정 센서들에 의해 측정된 간격 값들을 토대로 마스크 홀더 및/또는 서포트부의 복수의 지점에서의 동축방향으로의 위치를 조절하는 위치조절부를 포함할 수 있다. 이때, 본 발명의 노광 장치는 노광 대상물의 두께를 측정하는 두께 측정센서, 및/또는 두께 측정센서에 의해 측정된 결과를 기초로, 제2간격에서 노광 대상물의 두께를 뺀 값이 소정범위 내에 있도록 서포터부를 제어하여 노광 대상물을 동축방향으로 승강 이동시키는 제어부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 두께 측정센서는 레이저 변위센서를 포함할 수 있다.
레벨링부는 측정센서들에 의해 측정된 간격 값들을 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 노광 방법은, 제1 위치에서 노광 대상물을 로딩하여 제2 위치로 이송시키는 단계; 노광 대상물에 형성된 제1 표식을 감지하고 감지된 상기 제1 표식을 토대로 노광 대상물을 정렬시키는 단계; 및 정렬된 노광 대상물을 노광시키는 단계; 및 노광된 노광 대상물을 제2 위치에서 제1 위치로 이송하여 언로딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 노광 방법은 노광 대상물의 제1 표식과 마스크에 제1 표식과 대응하게 형성된 제2표식을 감지하고 감지된 제1 및 제2 표식들을 토대로 노광 대상물을 더 정렬시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
이상에서 개시된 본 발명의 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에 따른 노광 장치 및 그 방법에 따르면, 수직 광원을 사용하는 동축 카메라를 사용하여 노광 대상물에 ITO로 형성된 제1 표식을 검출하고 이를 기 저장된 기준 표식과 비교하여 노광 대상물을 정렬시킨다. 또한, 선택적으로, 본 발명에 따른 노광 장치 및 그 방법은 노광 대상물의 제1 표식과 제1 표식에 대응하게 마스크에 형성된 제2 표식을 검출하고 이를 서로 비교하여 노광 대상물을 더 정렬시킨다. 따라서, 본 발명의 노광 장치 및 그 방법은 1차 정렬과 2차 추가 정렬을 선택적으로 조합하여 수행할 수 있고, 그에 따라, 카메라에 의해 촬영된 모서리 영역의 영상을 토대로 노광 대상물을 정렬시키는 종래의 노광 장치와 비교하여 마스크와 노광 대상물 사이의 정렬 오차를 더 줄일 수 있다. 본 출원인의 측정결과에 따르면, 본 발명의 노광 장치 및 그 방법에 의한 마스크와 노광 대상물 사이의 정렬 오차는 약 ±10μm 이하 수준으로 종래의 노광 장치의 약 ±35μm 보다 훨씬 개선된 결과를 얻음을 확인할 수 있었다.
또한, 본 발명의 노광 장치 및 그 방법은 동축 카메라를 사용하여 촬영된 노광 대상물과 마스크의 가장자리들을 토대로 노광 대상물을 더 정렬시키도록 할 경우 마스크와 노광 대상물 사이의 정렬 오차를 더욱 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 노광 장치 및 그 방법에 따르면, 노광 대상물의 상면과 마스크의 하면을 그 사이의 간격이 대향하는 판면방향을 따라 일정하게 유지되거나(즉, 노광 대상물의 상면과 마스크의 하면을 서로 평행하게 유지하거나) 및/또는 그 사이의 거리가 소정범위 내, 예를 들면, 가능한 한 작게 되도록 정밀하게 조절하여 노광 공정을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명의 노광 장치 및 그 방법은 마스크와 노광 대상물 사이의 평행상태 및/또는 간격을 고려하지 않고 노광 공정을 수행하는 종래의 노광 장치에 비교하여 마스크를 통과하는 광의 굴절률 등을 고려하여 최적 조건으로 노광 공정을 수행할 수 있다. 그 결과, 마스크를 통과하는 광의 굴절률 등으로 인한 영향이 배제되고, 그에 따라 노광 공정을 통해 얻어지는 노광 대상물의 품질 및/또는 수율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치의 구성을 설명하기 위한 개념 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치를 도시하는 개략 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 노광 장치의 로딩 및 언로딩 로봇을 도시하는 개략 사시도,
도 4는 도 2에 도시된 노광 장치의 서포트부, 마스크 홀더, 및 레벨링부를 하나씩 도시하는 개략 사시도,
도 5는 도 2에 도시된 노광 장치의 감지부를 도시하는 개략 사시도,
도 6a 내지 도 6e는 도 2에 도시된 노광 장치의 노광 동작을 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 2에 도시된 노광 장치에 사용되는 노광 대상물의 제1 표식을 도시하는 도면,
도 8은 도 2에 도시된 노광 장치의 마스크 홀더에 장착된 마스크의 제2 표식을 도시하는 도면,
도 9는 도 2에 도시된 노광 장치의 감지부의 동축 카메라를 도시하는 사시도, 및
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 노광 장치 및 그 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
다음 설명에 개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 출원에서 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.
"및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및/또는 제3 항목"의 의미는 제1, 제2 또는 제3 항목뿐만 아니라 제1, 제2 또는 제3 항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "사이에" 또는 "간에" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소와의 사이에 직접적으로 존재할 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
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 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c, ...)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치(1)를 개략적인 블록도 및 사시도로 각각 도시한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 노광 장치(1)는 제1 이송부(5), 제2 이송부(7), 서포트부(11), 마스크 홀더(13), 감지부(15), 노광부(19) 및 제어부(23)를 포함한다.
제1 이송부(5)는 지지 프레임(2)의 상부에서 지지 프레임(2)로부터 이격되어 배치된다. 제1 이송부(5)는 일측에서 제1 프로세싱부(3)로부터 스크린 패널(Touch Screen Pannel: TSP)과 같은 디스플레이 장치를 형성하기 위한 글라스 또는 기판(또는 웨이퍼)과 같은 노광 대상물(10)을 제공받고, 타측에서 제어부(23)의 제어하에 후술하는 로딩 및 언로딩 로봇(30)이 노광 대상물(10)을 제1 이송부(5)에서 서포트부(11)로 로딩하는 주기에 맞추어 노광 대상물(10)을 하나씩 쉬프트시켜 서포트부(11)로 운반한다. 여기서, 제어부(23)는 노광 장치(1)의 전반적인 동작을 제어하는 것으로, PC(Personal computer) 등 일 수 있고, 프로세싱부(3)는 노광 대상물(10)에 감광물질(Photo Resist; PR)을 코팅하는 공정을 수행하는 코팅장치(Laminator)일 수 있다.
제2 이송부(7)는 지지 프레임(2)의 상부에서 제1 이송부(5)와 동일한 높이로 지지 프레임(2)으로부터 이격되어 배치된다. 제2 이송부(7)는 일측에서 로딩 및 언로딩 로봇(30)에 의해 서포트부(11)로부터 노광 대상물(10)을 공급받고, 타측에서 제어부(23)의 제어하에 로딩 및 언로딩 로봇(30)이 노광 대상물(10)을 제2 이송부(7)에 로딩하는 주기에 맞추어 노광 대상물(10)을 하나씩 쉬프트시켜 제2 프로세싱부(9)로 운반한다. 여기서 제2 프로세싱부(9)는 노광된 노광 대상물(10)을 식각하는 공정을 수행하는 에쳐(Etcher)일 수 있다.
이러한 제1 이송부(5)와 제2 이송부(7)는 동일한 가상의 연장선 상에 배치된다. 본 실시예에서, 제1 이송부(5)와 제2 이송부(7)는 컨베이어로 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 로딩 및 언로딩 로봇(30)은 로딩 암(Loading arm)(31), 언로딩 암(Unloadin arm)(33) 및 가이드(35)를 포함하고, 로딩 암(31)과 언로딩 암(33)은 각각 상하 이동기(36) 및 로딩/언로딩부(36)를 포함한다.
로딩 암(31)은 제1 이송부(5)로부터 운반되어오는 노광 대상물(10)을 제1 이송부(5)로부터 언로딩하여 제1 이송부(5)와 제2 이송부(7)를 연결하는 가상의 연장선 상(이하, 제1 위치; 도 1, 도 2, 도 4, 도 6a, 및 도 6e 참조)에 있는 서포트부(11)에 로딩하고, 언로딩 암(33)은 제1 위치의 서포트부(11)에 있는 노광 대상물(10)을 서포트부(11)로부터 언로딩하여 제2 이송부(7)에 로딩한다.
가이드(35)는 제1 이송부(5)와 제2 이송부(7) 사이에서 제1 이송부(5)와 제2 이송부(7)를 연결하는 가상의 축과 평행하게 이격되어 로봇 지지 프레임(39)에 의해 지지되고, 로봇 지지 프레임(39)은 노광 장치(1)의 지지 프레임(2) 상에 배치된다.
가이드(35)는 각각 해당 암 이송부(도시하지 않음)에 의해 이동하는 로딩 암(31) 및 언로딩 암(33)을 각각 평행 이동시키도록 가이드할 수 있다. 예를 들면, 언로딩 암(31)이 제1 위치에서 노광 대상물(10)을 언로딩할 경우, 언로딩 암(33)은 제1 위치의 서포트부(11)로부터 언로딩한 노광 대상물(10)을 가이드(35)를 따라 제2 이송부(7)로 이동시켜 제2 이송부(7)에 로딩하고, 동시에 로딩 암(31)은 제1 이송부(6)에서 언로딩한 노광 대상물(10)을 가이드(35)를 따라 제1위치로 이동시켜 제1위치의 서포트부(11)에 로딩한다.
상하 이동기(36)는 로딩/언로딩부(37)를 상하로 이동시킨다. 상하 이동기(36)는 로딩/언로딩부(37)를 하부로 이동시킨 후 노광 대상물(10)을 로딩하거나 또는 언로딩한다. 로딩 암(31) 또는 언로딩 암(33)은 상하 이동기(36)가 로딩/언로딩부(37)를 상부로 이동시킨 후 이동된다.
서포트부(11)는 복수의 서포트부들(11a, 11b)을 포함하고, 서포트부들(11a, 11b)은 제1 이송부(5)와 제2 이송부(7) 사이에 배치된다. 본 실시예에서, 서포트부(1)는 2개의 서포트부들(11a, 11b)을 포함하고, 서포트부들(11a, 11b)의 각각은 도 4에 도시된 바와 같이 해당 서포트부 이송부(40)에 의해 지지 프레임(2)에 고정된 서포트부/마스크홀더 지지 프레임(41)에 형성되는 서포트부 가이드 레일(43)을 따라 독립적으로 이동하도록 동작할 수 있다.
이러한 서포트부들(11a, 11b)은 제1 이송부(5)와 제2 이송부(7) 사이의 제1 위치에서 로딩 및 언로딩 로봇(30)에 의해 제1 이송부(5)로부터 언로딩된 노광 대상물(10)을 공급받는다. 이를 위해, 각 서포트부들(11a, 또는 11b)은 노광 대상물(10)을 지지하는 지지판(45)을 구비한다. 본 실시예에서, 지지판(45)은 지지판(45)의 내부 또는 하부에 설치되는 후술하는 감지부(15)의 백라이트부(도시하지 않음)에 의해 방출되는 광이 노광 대상물(10)을 조명할 수 있도록 백색 또는 투명 플라스틱으로 형성된 함 형상의 평판으로 구성될 수 있다.
로딩 및 언로딩 로봇(30)에 의해 서포트부들(11a, 11b)에 노광 대상물들(10)이 로딩된 경우, 서포트부들(11a, 11b)은 해당 서포트부 이송부(40)에 의해 Y축 방향(노광 장치의 정면을 기준으로 수직 방향)으로 이동하여 노광 대상물들(10)을 마스크 홀더(14)의 하부에서 마스크 홀더(13)와 이격된 위치(이하, 제2위치; 도 6b, 도 6c, 및 도 6d 참조)에 위치시킨다.
서포트부들(11a, 11b)은 노광 대상물들(10)을 마스크 홀더(13)의 마스크들(14)과 정렬시킬 수 있다. 이를 위해, 각 서포트부들(11a, 또는 11b)은 노광 대상물(10)을 지지하는 지지판(45)을 X축 방향(노광 장치의 정면을 기준으로 수평 방향) 또는 Y축 방향으로 이동시키는 수평 이동부(도시하지 않음)와 노광 대상물(10)을 θ각도로 회전(지지 프레임(2)과 평행하게 회전)시키는 회전 이동부(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
또한, 서포트부들(11a, 11b)은 노광 대상물(10)을 Z축 방향(노광 장치의 정면을 기준으로 상하축)으로 이동시켜 후술하는 마스크 홀더(13)에 장착된 마스크(14)와 노광 대상물(10) 사이의 간격 또는 거리를 조절할 수 있다. 이를 위해, 각 서포트부들(11a, 또는 11b)은 지지판(45)을 Z축 방향으로 이동시키는 수직 이동부(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
마스크 홀더(13)는 복수의 마스크 홀더들(13a, 13b)을 포함하고, 마스크 홀더들(13a, 13b)은 각각 마스크들(14)을 홀딩하여 해당 마스크(14)를 서포트부들(106)의 제2 위치에 대응하는 서포트부들(106)의 상부(이하, 제3 위치; 도 6c, 도 6d, 및 도 6c 참조)와 노광 장치(1)의 뒷쪽에 위치한 대기 위치(이하, 제4 위치; 도 1, 도 2, 도 4 도, 6a 및 도 6b 참조) 사이로 이동시킨다. 본 실시예에서, 마스크 홀더(13)는 서포트부들(11a, 11b)의 수와 동일한 수, 즉, 2개의 마스크 홀더들(13a, 13b)을 포함한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 마스크 홀더들(13a, 13b)의 각각은 수직지지 프레임(47)에 상에 설치되어, 해당 마스크홀더 이송부(도시하지 않음)에 의해 서포트부/마스크홀더 지지 프레임(41)에 형성된 마스크홀더 가이드 레일(49)을 따라 독립적으로 이동하도록 동작할 수 있다. 수직지지 프레임(47)은 서포트부들(11a, 11b)과 마스크 홀더들(13a, 13b) 사이를 이격시켜 마스크 홀더들(13a, 13b)이 서포트부들(11a, 11b)과 이격되어 이동할 수 있도록 한다. 또한, 마스크 홀더들(13a, 13b)의 각각은 마스크(14)로서 동일한 패턴을 가지는 마스크를 홀딩할 수도 있고, 서로 다른 패턴을 가지는 마스크를 홀딩할 수도 있다.
서포트부들(11a, 11b)은 각각 노광 대상물(10)에 형성된 제1 표식(10'; 도 7 참조) 및/또는 마스크 홀더(13a, 13b)에 홀딩된 마스크(14)에 형성된 제2 표식(14': 도 8 참조)을 기초로 노광 대상물(10)을 정렬시킬 수 있다.
이를 위해, 감지부(15)는 노광 대상물(10)의 제1 표식(10') 및/또는 마스크(14)의 제2 표식(14')을 감지한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 감지부(15)는 복수의 감지부들(15a, 15b)을 포함하고, 감지부들(15a, 15b)은 각각 해당 감지부 이송부(16a, 또는 16b)에 의해 서포트부들(11a, 11b)의 제2 위치에 대응하는 마스크 홀더(13a, 13b)의 상부(이하, 제5 위치; 도 6b, 및 도 6c 참조)와 노광 장치(1)의 뒷쪽에 위치한 대기 위치(이하, 제6 위치; 도 1, 도 2, 도 5, 도 6a, 도 6d, 및 도 6e 참조) 사이로 이동할 수 있다.
본 실시예에서, 감지부(15)는 서포트부들(11a, 11b) 또는 마스크 홀더(13a, 13b)의 수와 동일한 수, 즉, 2개의 감지부들(15a, 15b)을 포함하고, 감지부들(15a, 15b)은 각각 해당 감지부 이송부(16a, 또는 16b)에 의해 이동되는 제1 및 제2 감지부 지지 프레임(51a, 51b)에 설치되어 독립적으로 이동할 수 있다. 이때, 감지부 지지 프레임들(51a, 51b)은 각각, 지지 프레임(2) 상에 고정된 제1 내지 제3 감지부 수직지지 프레임들(52a, 52b, 52c)의 상부에 형성된 제1 및 제2 감지부 가이드 레일(53a, 53b)을 따라 이동된다.
또한, 본 실시예에서, 감지부들(15a, 15b)의 각각은 도 9에 도시된 바와 같이 하부에 청색 LED(Laser emitting diode)와 같은 청색 수직 광원(20)을 구비하고, 노광 대상물(10)과 마스크(14)를 촬영하여 노광 대상물(10)의 제1 표식(10')과 마스크(14)의 제2 표식(14')을 감지하는 2개 이상, 예를 들면, 3개의 동축 카메라들(18)을 포함할 수 있다. 이러한 동축 카메라들(18)은 제5 위치로 이동하여 노광 대상물(10)의 제1 표식들(10')과 대략 수직으로 일직선으로 위치할 때, 제1 표식들(10')을 감지한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 노광 대상물(10)의 제1 표식(10')은 동축 카메라들(18)의 수에 대응하는 2개 이상, 즉, 3개의 미리 설정된 노광 대상물(10)의 지점들에 청색 수직 광원(20)을 사용하는 동축 카메라들(18)에 의해 쉽게 촬영될 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 노광 대상물(10)의 제1 표식(10')은 노광 대상물(10)의 회로 또는 소자 부분이 형성되지 않는 영역에서 회로 또는 소자 부분과 별도로 ITO(Indium-tin oxide)로 형성된 원형 또는 사각형 형태 등의 점일 수 있다. 선택적으로, 제1 표식(10')은 ITO 전극과 같은 노광 대상물(10)의 회로 또는 소자 부분일 수도 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 마스크(14)의 제2 표식(14')은 노광 대상물(10)의 제1 표식들(10')에 대응하는 위치에 동축 카메라들(18)에 의해 쉽게 촬영될 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 마스크(14)의 제2 표식(14')은 ITO로 형성된 원형 또는 사각형 형태 등의 점일 수 있다. 선택적으로, 제2 표식(14')은 전극과 같은 노광 대상물(10)의 회로 또는 소자 부분을 형성하기 위한 패턴 부분일 수 있다. 하지만, 이 경우, 영상 촬영시 감지부들(15a, 15b)에 의해 하부의 노광 대상물(10)의 제1 표식(10')이 촬영될 수 있도록 주변에 마스킹 부분이 없는 패턴 부분인 것이 바람직하다.
감지부들(15a, 15b)을 설치하는 감지부 지지 프레임들(51a, 51b)은 서로 동일한 구성을 가지며, 각각, 제1 수평 프레임(54), 제2 수평 프레임(55), 제3 수평 프레임(56), 프레임 조절부(57), 및 카메라 브라켓(18a, 18b, 18c)을 포함한다.
제1수평 프레임(54)은 제1 감지부 수직지지 프레임(52a)과 제2 감지부 수직지지 프레임(52b)의 상부 사이 또는 제2 감지부 수직지지 프레임(52b)과 제3 감지부 수직지지 프레임(52c)의 상부 사이에 수평으로 얹히도록 설치되어, 제1 감지부 수직지지 프레임(52a) 및 제2 감지부 수직지지 프레임(52b) 또는 제2 감지부 수직지지 프레임(52b) 및 제3 감지부 수직지지 프레임(52c)과 함께 마스크 홀더들(13a, 13b)이 이동하는 공간을 형성한다.
또한, 제1 수평 프레임(54)은 해당 감지부들(15a, 또는 15b)의 동축 카메라들(18)이 장착될 수 있도록 내부에 빈 공간을 포함하는 사각형 형상의 지지 프레임이다. 제1 수평 프레임(54)에서 노광 장치(1)의 정면 방향에 위치한 상부 면에는 제2 수평 프레임(55)이 배치되고, 노광 장치(1)의 후면 방향에 위치한 상부 면에는 제3 수평 프레임(56)이 배치된다. 제2 수평 프레임(55)과 제3 수평 프레임(56)는 일정 거리 간격으로 떨어져 있다. 제2 수평 프레임(55)과 제3 수평 프레임(56)의 거리는 프레임 조절부(57)를 통해 조정될 수 있다.
제2 수평 프레임(55)과 제3 수평 프레임(56)은 각각 각각 동축 카메라(18)를 장착할 수 있는 제1 및 제2 카메라 브라켓(18a, 18b)과 제3 카메라 브라켓(18c)을 제1 내지 제3 카메라 이송부(도시하지 않음)를 통해 X축 방향으로 가이드(18d)를 따라 이동할 수 있게 장착하고 있다. 제1 및 제2 카메라 브라켓(18a, 18b)과 제3 카메라 브라켓(18c)은 제1 수평 프레임(54) 내부의 빈 영역을 통해 동축 카메라들(18)이 하부를 촬영할 수 있도록 각각 제2 수평 프레임(55)과 제3 수평 프레임(56)에서 돌출되어 있다.
제1 내지 제3 카메라 브라켓(18a, 18b, 18c)은 제1 내지 제3 카메라 이송부를 통해 X축 방향으로 가이드(18d)를 따라 이동하여 동축 카메라들(18)의 위치를 조정할 수 있다.
이때, 동축 카메라들(18)의 위치는 노광 대상물(10)과 마스크(14)가 각각 제2 위치와 제3 위치에 있는 것으로 가정할 경우, 동축 카메라들(18)이 해당 노광 대상물(10)의 제1 표식(10')과 마스크(14)의 제2 표식(14')을 모두 최적 상태로 촬영할 수 있도록 하는 지점들로 결정된다. 동축 카메라들(18)을 결정된 해당 지점에 세팅하기 위해, 제1 내지 제3 카메라 브라켓들(18a, 18b, 18c)은 프레임 조절부(57)를 통해 Y축 방향으로 이동되고, 제1 내지 제3 카메라 이송부를 통해 X축 방향으로 이동된다.
노광 대상물(10)을 정렬할 경우, 감지부들(15a, 또는 15b)은 각각, 도 6b에 도시된 바와 같이, 해당 서포트부(11a, 또는 11b)가 제2 위치에 있는 상태에서 해당 감지부 이송부(16a, 또는 16b)에 의해 제5 위치로 이동하여 동축 카메라들(18)을 통해 노광 대상물(10)을 촬영한다. 동축 카메라들(18)이 노광 대상물(10)을 촬영하면, 제어부(23)는 촬영된 노광 대상물(10)의 영상으로부터 노광 대상물(10)의 제1 표식들(10')의 위치 좌표들을 검출하고, 검출된 제1 표식들(10')의 위치 좌표들을 제어부(23)의 메모리(도시하지 않음)에 기 저장된 노광 대상물(10)에 대한 기준 표식들의 위치 좌표 데이타, 예를 들면, 노광 대상물(10)이 제2 위치로 이동한 상태에서 사전에 동축 카메라들(18)에 의해 촬영되어 메모리에 저장된 노광 대상물(10)에 대한 기준 표식들의 위치 좌표 데이타와 비교한다. 제어부(23)는 비교 결과를 토대로 제1 표식들(10')의 위치 좌표들과 기준 표식들의 위치 좌표들이 서로 일치하도록 서포트부들(11a, 11b)을 제어한다. 즉, 제어부(23)는 서포트부들(11a, 11b)의 수평 이동부를 제어하여 지지판(45) 상에 지지된 노광 대상물(10)을 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동시키거나 회전 이동부를 제어하여 θ각도로 회전시켜 위치 좌표들이 서로 일치하도록 서포트부들(11a, 11b)을 제어한다. 그 결과, 노광 대상물(10)은 마스크(14)와 Z축 방향에서 상하(노광 대상물(10)의 상면이 마스크(14)의 하면과 대향하는 동축방향)로 정렬된다.
이때, 만일, 노광 대상물(10)을 마스크(14)와 보다 정밀하게 정렬하는 것을 필요로 함에 따라 후술하는 추가 정렬이 필요하다면, 제어부(23)는 제1 표식들(10')의 중심점이 기준 표식들의 중심점과 좌표상으로 서로 정확하게 일치하지 않고 제1 표식들(10')이 대략 기준 표식들의 범위 내에 있도록 하는 수준으로 노광 대상물(10)을 정렬(이하, '사전 정렬(Pre-align)'이라함)시킬 수 있다. 이러한 사전 정렬은 후술하는 추가 정렬을 위한 시간을 크게 단축시킨다. 본 출원인의 실험에 따르면, 사전 정렬의 결과, 노광 대상물(10)은 마스크(14)와 약 ㅁ50μm 정도의 오차로 정렬될 수 있는 것으로 확인되었다.
노광 대상물(10)을 추가 정렬할 경우, 감지부들(15a, 15b)은 각각 해당 서포트부(11a, 또는 11b)가 제2 위치에 위치하고 해당 마스크 홀더(13a, 또는 13b)이 제3 위치에 위치한 상태에서 노광 대상물(10)의 제1 표식들(10')과 해당 마스크 홀더(13a, 또는 13b)에 홀딩된 마스크(14)의 제2 표식들(14')을 촬영한다. 제어부(23)는 감지부들(15a, 15b)에 의해 촬영된 노광 대상물(10)의 제1 표식들(10')과 마스크(14)의 제2 표식들(14')을 기초로 노광 대상물(10)을 추가로 정렬시키도록 서포트부들(11a, 11b)을 제어한다.
보다 상세히 설명하면, 감지부들(15a, 15b)은 각각 카메라들(18)을 통해 노광 대상물(10)과 마스크(14)의 영상을 촬영한다. 제어부(23)는 촬영된 마스크(14)와 노광 대상물(10)의 영상으로부터 마스크(14)의 제2 표식들(14')과 노광 대상물(10)의 제1 표식들(10')의 위치 좌표들을 검출하고, 검출된 제2 표식들(14')과 제1 표식들(10')의 위치 좌표들을 서로 비교한다. 제어부(23)는 비교 결과를 토대로 제2 표식들(14')의 위치 좌표들과 제2 표식들(10')의 위치 좌표들이 서로 일치하도록 서포트부들(11a, 11b)를 제어한다. 즉, 제어부(23)는 서포트부들(11a, 11b)의 수평 이동부를 제어하여 지지판(45) 상에 지지된 노광 대상물(10)을 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동시키거나 회전 이동부를 제어하여 θ각도로 회전시켜 위치 좌표들이 서로 일치하도록 서포트부들(11a, 11b)를 제어한다. 그 결과, 노광 대상물(10)은 마스크(14)와 추가 정렬된다. 이때, 제어부(23)는 제1 표식들(10')의 중심점이 제2 표식들(14')의 중심점과 좌표상으로 서로 정확하게 일치하도록 하는 수준으로 노광 대상물(10)을 정렬시킨다. 본 출원인의 실험에 따르면, 추가 정렬의 결과, 노광 대상물(10)은 마스크(14)와 약 ㅁ5～10μm 정도의 오차로 정렬될 수 있는 것으로 확인되었다.
이때, 선택적으로, 노광 대상물(10)의 추가 정렬은, 마스크(14)와 노광 대상물(10)의 영상으로부터 검출된 노광 대상물(10)과 마스크(14)의 가장자리들(예를 들면, 카메라들(18)에 대응하는 두 개 이상의 모서리 영역들)을 서로 비교하여 노광 대상물(10)과 마스크(14) 사이의 갭(Gap)을 측정하고 이 갭을 토대로 노광 대상물(10)을 정렬하는 것으로 대체될 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 감지부들(15a, 15b)이 동축 카메라들(18)을 통해 마스크(14)와 노광 대상물(10)을 촬영하면, 제어부(23)는 촬영된 영상을 기초로 노광 대상물(10)과 마스크(14)의 가장자리들(즉, 카메라들(18)에 대응하는 두 개 이상의 모서리 영역들)을 검출하여 노광 대상물(10)과 마스크(14) 사이의 갭을 측정한다. 제어부(23)는 마스크(14)와 노광 대상물(10) 사이의 갭을 줄이도록 서포트부들(11a, 11b)의 수평 이동부를 제어하여 지지판(45) 상에 지지된 노광 대상물(10)을 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동시키거나 회전 이동부를 제어하여 θ각도로 회전시켜 노광 대상물(10)을 마스크(14)와 정렬시킨다.
또한, 이와 같이 노광 대상물(10)과 마스크(14)의 가장자리들을 기초로 노광 대상물(10)을 추가 정렬하는 것은 위에서 설명한 마스크(14)의 제2 표식들(14')과 노광 대상물(10)의 제1 표식들(10')의 위치 좌표들을 기초로 노광 대상물(10)을 정렬하는 것과 병행하여 수행될 수도 있음은 물론이다.
감지부들(15a, 15b)이 동축 카메라들(18)을 통해 노광 대상물(10)을 촬영할 때 노광 대상물(11)의 제1 표식들(10') 및/또는 가장자리들(특히, 카메라들(18)에 대응하는 모서리 영역들)을 보다 확실히 촬영할 수 있도록 하기 위해, 감지부들(15a, 15b)은 각각 노광 대상물(10)에 광을 조사하는 백라이트부들(도시하지 않음)을 구비할 수 있다. 본 실시예에서, 백라이트부들은 각각 서포트부들(11a, 11b)의 지지판들(45) 내부 또는 하부에 마련되고, LED들(Laser emitting diodes)로 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 제2위치에 있는 노광 대상물(10)이 정렬되면, 도 6d에 도시된 바와 같이, 감지부들(15a, 15b)은 감지부 이송부들(16a, 16b)에 의해 제6 위치로 이동되고, 노광부(19)는 노광 대상물(10)을 노광시킨다.
본 실시예에서, 노광부(19)는 서포트부들(11a, 11b) 또는 마스크 홀더들(13a, 13b)의 수와 동일한 수, 즉, 2개의 노광부들(19a, 19b)을 포함한다. 노광부들(19a, 19b)은 각각 마스크 홀더(14)와 떨어져 있도록 위치된 조명 광학계를 포함한다. 조명 광학계들은 각각, 각 조명 광학계 내에 포함된 조명 수단을 통해 독립적으로 마스크 홀더들(13a, 13b)의 마스크(14)에 광을 조사하고, 이에 의해 서포트부들(11a, 11b)의 지지판(45) 상의 노광 대상물(10)을 노광시킨다.
다시, 도 2 및 도 4를 참조하면, 노광 공정시 노광 대상물(10)의 상면과 마스크(14)의 하면을 서로 평행하게 유지하여 노광 품질을 향상시키기 위해, 본 발명의 노광 장치(1)는 제2 위치에 있는 노광 대상물(10)의 상면과 제3 위치에 있는 마스크(14)의 하면 사이의 간격이 대향하는 판면방향을 따라 일정하게 유지되도록 마스크(14) 및/또는 노광 대상물(10)의 위치를 조절하는 레벨링부(50)(Leveling unit)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 레벨링부(50)는 서포트부들(11a, 11b) 또는 마스크 홀더들(13a, 13b)의 수와 동일한 수, 즉, 2개의 레벨링부들(50a, 50b)을 포함한다. 레벨링부들(50a, 50b)의 각각은 2개 이상, 예를 들면, 3개의 간격측정 센서들(61a, 61b, 61c), 및 2개 이상, 예를 들면, 3개의 위치조절부들(68a, 68b, 68c)를 포함할 수 있다.
간격측정 센서들(61a, 61b, 61c)은 각각 해당 서포트부(11a, 또는 11b)의 전면 양측과 후면 중앙에 형성된 설치홈에 장착 설치되어 세 지점들에서 마스크(14)의 하면과 서포트부(11a, 또는 11b)의 지지판(45)의 상면 사이의 간격을 측정한다. 본 실시예에서, 간격측정 센서들(61a, 61b, 61c)은 접촉식 변위측정 센서(Linear variable differential transformer: LVDT)로 구성될 수 있다. 이러한 간격측정 센서들(61a, 61b, 61c)은 간격 측정시 코어에 연결된 팁이 상부로 돌출하여 마스크(14)의 하면과 접촉 변위됨에 따라 내부 코일의 자기장 내의 코어의 변위를 전기적 신호로 변환하여 마스크(14)의 하면과 지지판(45)의 상면 사이의 간격을 측정한다.
위치조절부들(68a, 68b)은 해당 마스크 홀더(13a, 또는 13b) 앞쪽 양측에 설치된다. 위치조절부들(68a, 68b)의 각각은 나사봉(69), 및 나사봉(69)이 맞물리는 나사홈을 구비한 브라켓(70)으로 구성된다. 브라켓(70)은 마스크 홀더(13a, 또는 13b) 앞쪽 양측에 돌출되어 있다.
위치조절부(68c)는 해당 마스크 홀더(13a, 또는 13b)의 뒷쪽 중앙에 설치된다. 위치조절부(68c)는 나사봉(69), 및 나사봉(69)이 관통하여 맞물리도록 해당 마스크 홀더(13a, 또는 13b)에 형성된 나사홈(70a)으로 구성된다.
이러한 위치조절부들(68a, 68b, 68c)은 각각 해당 마스크 홀더(13a, 또는 13b) 앞쪽 양측 및 뒷쪽 중앙지점에서 간격측정 센서들(61a, 61b, 61c)에 의해 측정된 간격 값들을 토대로 나사봉(69)을 회전시키는 것에 의해 해당 설치지점의 마스크 홀더(13a, 또는 13b) 부분을 수직지지 프레임(47)에 대해 Z축 방향에서 상하(즉, 동축방향)로 승강시켜 해당 설치지점의 마스크 홀더(13a, 또는 13b) 부분의 높이를 조절하고, 그에 따라 노광 대상물(10)과 마스크(14) 사이의 평행상태를 조절한다. 이때, 나사봉(69)은 후술하는 표시부들(78a)의 LCD들(79a, 79b, 79c)을 모니터링하는 작업자에 의해 수동으로 회전되거나 제어부(23)의 제어하에 나사봉 구동부(도시하지 않음)에 의해 자동으로 회전하도록 구성될 수 있다.
선택적으로, 위치조절부들(68a, 68b, 68c)은 위에서 설명한 바와 같이 해당 마스크 홀더(13a, 또는 13b)에 설치되어 해당 마스크 홀더들(13a, 또는 13b)에 장착된 마스크(14)의 위치를 조절하는 대신, 해당 서포트부(11a, 또는 11b)의 지지판(45)의 대응 위치들에 설치되어 지지판(45)에 의해 지지된 노광 대상물(10)의 위치를 조절할 수도 있다.
노광 대상물(10)과 마스크(14) 사이의 간격을 조절하여 노광 품질을 향상시키기 위해, 본 발명의 노광 장치(1)는 노광 대상물(10)의 두께를 측정하는 두께 측정센서(71)(도 1 참조)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 두께 측정센서(71)는 서포트부(11)에 인접한 제1 이송부(5)의 출력측에 장착된 레이저 변위측정 센서로 구성될 수 있다.
노광 대상물(10)과 마스크(14) 사이의 간격을 조절할 경우, 제어부(23)는 간격측정 센서들(61a, 61b, 61c)에 의해 측정된 세 지점들 중 한 지점에서의 마스크(14)의 하면과 서포트부(11a, 또는 11b)의 지지판(45)의 상면 사이의 간격 값에서 두께 측정센서(71)에 의해 측정된 노광 대상물(10)의 두께 값을 빼는 것에 의해 노광 대상물(10)의 상면과 마스크(14)의 하면 사이의 간격 값을 계산한다. 제어부(23)는 계산된 마스크(14)와 노광 대상물(10) 사이의 간격 값을 메모리에 저장된 기 설정값과 비교하고, 비교 결과를 토대로 서포트부들(11a, 11b)의 수직 이동부를 제어하여 지지판(45)을 상하로 승강시킨다. 그 결과, 노광 대상물(10)과 마스크(14) 사이의 간격은 메모리에 저장된 기 설정값으로 조절된다. 이때, 노광 대상물(10)과 마스크(14) 사이의 간격은 노광 공정시 마스크를 통과하는 광의 굴절률 등으로 인한 영향을 최소화하기 위해 최대한 작게 설정되는 것이 바람직하다.
작업자가 노광 대상물(10)과 마스크(14) 사이의 평행상태 및/또는 간격이 정상인지를 쉽게 파악할 수 있게 하기 위하여, 레벨링부들(50a, 50b)은 각각 측정센서들(61a, 61b, 61c, 71)에 의해 측정된 간격 값들을 표시하는 표시부들(78a)(도 4에 하나만 도시됨)를 더 포함할 수 있다. 표시부들(78a)은 각각 서포트부(11a, 11b)의 전면에 고정된 표시부 지지판(80)에 설치된 세 개의 LCD들(Liquid crystal displays)(79a, 79b, 79c)로 구성될 수 있다. LCD들(79a, 79b, 79c)은 측정센서들(61a, 61b, 61c, 71)에 의해 측정된 간격 값들/노광 대상물(10)의 두께 등을 표시할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치(1)는 간격 측정센서들(61a, 61b, 61c)이 노광 대상물(10)과 마스크(14) 사이의 평행상태를 조절하기 위해 서포트부들(11a, 11b)에 설치되어 마스크(14)의 하면과 서포트부들(11a, 11b)의 지지판(45)의 상면 사이의 간격을 측정하는 것으로 예시 및 설명하였지만, 본 발명은 그것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 노광장치(1)의 간격 측정센서들(61a, 61b, 61c)은 설계에 따라 노광 대상물(10)과 마스크(14) 사이의 평행상태를 조절하기 위해 마스크 홀더들(13a, 13b)의 대응 위치들에 설치되어 마스크(14)의 하면과 노광 대상물(10)의 상면 사이의 간격 값을 측정하도록 구성될 수도 있을 것이다. 이 경우, 노광 장치(1)는 별도의 두께 측정센서를 구비하지 않더라도 마스크(14)의 하면과 노광 대상물(10)의 상면 사이의 간격 값을 측정할 수 있고, 간격 측정센서들 중의 하나에 의해 측정된 간격 값에 의해 노광 대상물(10)과 마스크(14) 사이의 간격을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치(1)는 감지부(15)를 통해 노광 대상물(10)을 2차에 걸쳐 정렬하는 것을 위주로 예시 및 설명하였지만, 본 발명은 그것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 노광 장치(1)는 노광 대상물(10)의 요구 정렬오차에 따라 감지부(15)를 통해 노광 대상물(10)을 두 번 중 한 번, 예를 들면, 사전 정렬 또는 추가 정렬만 하는 것으로도 구성될 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치(1)는 마스크 홀더(13)와 감지부(15)는 이동하고 노광부(19)는 고정된 것으로 예시 및 설명하였지만, 본 발명은 그것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 노광 장치(1)는 설계에 따라 마스크 홀더(13)와 감지부(15) 중 적어도 하나가 고정되고 노광부(19)는 이동하는 것으로도 구성될 수 있을 것이다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치(1)의 동작을 도 1, 도 6a 내지 도 6e, 및 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 이송부(5)는 제1 프로세싱부(3)로부터 노광 대상물들(10)을 공급받고, 노광 대상물들(10)을 서포트부들(11a, 11b) 쪽으로 하나씩 운반한다.
노광 대상물들(10)이 서포트부들(11a, 11b)의 일측에 도달하면, 도 1 및 도 6a에 도시된 바와 같이, 로딩 및 언로딩 로봇(30)은 제1 이송부(3)로부터 노광 대상물들(10)을 언로딩하여 제1 위치에 있는 서포트부들(11a, 11b)의 지지판(45) 상에 차례로 로딩한다.
그 후, 도 6b에 도시된 바와 같이, 서포트부들(11a, 11b)은 서포트부 이송부에 의해 제2 위치로 이동하고(S10), 대기 위치인 제6 위치에 있던 감지부들(15a, 15b)은 감지부 이송부에 의해 제2 위치 위의 제5 위치로 이동한다.
제5 위치로 이동한 후, 감지부들(15a, 15b)은 각각 해당 노광 대상물(10)을 촬영하여 해당 노광 대상물(10)에 형성된 제1 표식들(10')을 감지한다. 제어부(23)는 도 5에 관하여 설명한 바와 같이 감지부들(15a, 또는 15b)에 의해 감지되는 제1 표식들(10')을 토대로 서포트부들(11a, 11b)을 제어하여 해당 노광 대상물(10)을 사전 정렬시킨다(S20).
노광 대상물(10)이 사전 정렬된 후, 도 6c에 도시된 바와 같이, 대기 위치인 제4 위치에 있던 마스크 홀더들(13a, 13b)은 마스크홀더 이송부에 의해 제2 위치 위의 제3 위치로 이동한다.
마스크 홀더들(13a, 13b)이 제3 위치로 이동한 후, 감지부들(15a, 15b)의 카메라들(18)은 각각 해당 마스크 홀더들(13a, 또는 13b)에 홀딩된 마스크(14)와 노광 대상물(10)을 촬영하여 마스크(14)의 제2 표식들(14')과 노광 대상물(10)의 제1 표식들(10')을 감지한다. 제어부(23)는 위에서 설명한 바와 같이 촬영된 마스크(14)의 제2 표식들(14')과 노광 대상물(10)의 제1 표식들(10')을 기초로 서포트부들(11a, 11b)를 제어하여 노광 대상물(10)을 추가 정렬시킨다(S30).
노광 대상물(10)이 추가 정렬된 후, 도 6d에 도시된 바와 같이, 감지부들(15a, 15b)은 감지부 이송부에 의해 각각 제6 위치로 이동하여 대기 상태로 유지된다.
만일, 이때, 작업자 또는 제어부(23)가 마스크(14)의 하면과 노광 대상물(10)의 하면이 서로 평행하지 않은 것으로 판단하는 경우, 작업자가 표시부(78a)를 통해 표시되는 레벨링부(50a, 50b)의 간격측정 센서들(61a, 61b, 61c)에 의해 측정된 마스크(14)의 하면과 서포트부(11a, 11b)의 지지판(45)의 상면 사이의 간격 값들을 보면서 위치조절부들(68a, 68b, 68c)의 나사봉(69)을 회전시키나 제어부(23)가 자동으로 위치조절부들(68a, 68b, 68c)의 나사봉(69)을 회전시키는 것에 의해 노광 대상물(10)과 마스크(14) 사이의 평행상태를 조절할 수 있다. 또한, 작업자 또는 제어부(23)가 마스크(14)와 노광 대상물(10) 사이의 간격이 기 설정 값 범위 내에 있지 않는 것으로 판단할 경우, 제어부(23)는 레벨링부(50a, 또는 50b)의 간격측정 센서들 중의 하나(61a, 61b, 또는 61c)에 의해 측정된 마스크(14)의 하면과 서포트부(11a, 또는 11b)의 지지판(45)의 상면 사이의 간격 값과 두께 측정센서(71)에 의해 측정된 노광 대상물(10)의 두께 값을 기초로 계산한 마스크(14)와 노광 대상물(10) 사이의 간격 값을 토대로 서포트부들(11a, 11b)의 수직 이동부를 제어하여 지지판(45)을 승강시키고, 이에 의해 마스크(14)와 노광 대상물(10) 사이의 간격을 조절할 수 있다.
그 후, 노광부들(19a, 19b)은 각각 노광 대상물(10)을 노광시킨다(S40).
노광 대상물(10)을 노광시킨 후, 도 6e에 도시된 바와 같이, 서포트부들(11a, 11b)은 각각 노광된 노광 대상물(10)을 다시 제1 위치로 이동시키고, 로딩 및 언로딩 로봇(30)은 서포트부들(11a, 11b)로부터 제1 위치로 이동된 노광 대상물들(10)을 언로딩하여 제2이송부(7)에 로딩시킨 후, 제1이송부(5)로부터 새로운 노광 대상물들(10)을 언로딩하여 제1 위치에 있는 서포트부들(11a, 11b)에 로딩 시킨다(S50). 서포트부들(11a, 11b)에 로딩된 노광 대상물들(10)은 위에서 설명한 바와 같은 노광 동작을 반복한다.
한편, 제2이송부(7)에 로딩된 노광 대상물들(10)은 제2 이송부(7)에 의해 다음 공정을 수행하는 제2 프로세싱부(9)로 이송된다.
이상에서, 본 발명은 원리를 예시하기 위한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 구성 및 작용으로 한정되지 않는다. 또, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 벗어 나지 않고 본 발명에 대한 다양한 변경과 수정이 가능함은 당업자들에게는 잘 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명에 대한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.
1: 노광 장치 10: 노광 대상물
10', 14'; 표식 11, 11a, 11b: 서포트부
13, 13a, 13b: 마스크 홀더 14: 마스크
15, 15a, 15b: 감지부 18: 카메라
19, 19a, 19b: 노광부 23: 제어부
50, 50a, 50b: 레벨링부
61a, 61b, 61c: 간격 측정센서
68a, 68b 68c: 위치조절부 71: 두께측정 센서
78a: 표시부

Claims (22)

  1. 마스크를 홀딩하는 마스크 홀더;
    노광 대상물을 제1 위치와 제2 위치 사이로 왕복이동시키고, 상기 노광 대상물과 상기 마스크를 정렬시키는 서포트부;
    상기 노광 대상물에 형성된 제1 표식을 감지하는 감지부;
    상기 마스크를 통해 상기 노광 대상물을 노광시키는 노광부; 및
    상기 노광 대상물이 상기 제2위치에 있을 때, 상기 감지부에 의해 감지된 상기 노광 대상물의 제1 표식을 토대로 상기 노광 대상물을 정렬시키도록 상기 서포트부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 감지된 상기 노광 대상물의 상기 제1 표식을 기 저장된 기준 표식과 비교하여 상기 노광 대상물을 정렬시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마스크 홀더는 상기 서포트부와 상기 감지부 사이에서 상기 제2 위치에 대응하는 제3 위치 및 상기 제3 위치에서 후퇴한 제4 위치 간을 이동 가능한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 마스크 홀더는 상기 노광부가 상기 노광 대상물을 노광시킬 때는 제3 위치로 이동하고, 상기 감지부가 상기 노광 대상물의 상기 제1 표식을 감지하고 상기 서포트부가 상기 노광 대상물을 정렬시킬 때는 상기 제4 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 마스크 홀더와 상기 노광부 사이에서 상기 제2 위치에 대응하는 제5위치 및 상기 제5위치에서 후퇴한 제6위치 간을 이동 가능한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 서포트부가 상기 노광 대상물을 정렬시킬 때는 상기 제5 위치로 이동하고, 상기 노광부가 상기 노광 대상물을 노광시킬 때는 상기 제6 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는 수직 광원을 사용하여 상기 표식을 감지하는 복수의 동축 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 표식은 상기 노광 대상물의 복수의 지점들에 ITO(Indium-tin oxide)로 형성된 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 서포트부에 배치되어 상기 노광 대상물에 광을 조사하는 백라이트부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 마스크는 상기 노광 대상물의 상기 제1 표식에 대응하는 위치에 형성된 제2 표식을 포함하며,
    상기 감지부는 상기 마스크의 상기 제2 표식을 더 감지하며,
    상기 제어부는 상기 감지부에 의해 감지된 상기 노광 대상물의 상기 제1 표식과 상기 마스크의 상기 제2 표식을 비교하여 상기 노광 대상물을 정렬시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 마스크는 상기 노광 대상물의 상기 제1 표식에 대응하는 위치에 형성된 제2 표식을 포함하며,
    상기 감지부는 상기 마스크의 상기 제2 표식을 더 감지하며,
    상기 제어부는 상기 감지부에 의해 감지된 상기 노광 대상물의 상기 제1 표식과 상기 마스크의 상기 제2 표식을 비교하여 상기 노광 대상물을 더 정렬시키도록 상기 서포트부를 제어하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 감지부에 의해 감지된 상기 노광 대상물과 상기 마스크의 가장자리들을 토대로 상기 노광 대상물을 더 정렬시키도록 상기 서포트부를 제어하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 노광부는 상기 감지부 위쪽에 고정되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 마스크의 하면과 상기 노광 대상물의 상면 간의 간격이 판면방향을 따라 일정하게 유지되도록 상기 마스크 및 상기 노광 대상물 중 적어도 어느 하나의 위치를 조절하는 레벨링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  15. 제1면을 갖는 마스크를 홀딩하는 마스크 홀더;
    상기 마스크의 제1면에 대해 동축방향으로 대향하는 제2면을 갖는 노광 대상물을 지지하는 지지판을 구비하며, 상기 노광 대상물과 상기 마스크를 상기 동축방향으로 정렬시키는 서포트부;
    상기 마스크의 상기 제1면과 상기 노광 대상물의 상기 제2면 간의 제1간격이 판면방향을 따라 일정하게 유지되도록 상기 마스크 및 상기 노광 대상물 중 적어도 어느 하나의 위치를 조절하는 레벨링부; 및
    상기 정렬된 노광 대상물을 노광시키는 노광부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 레벨링부는,
    상기 서포트부와 마스크 홀더 중의 적어도 하나의 복수의 지점에 설치되어 해당 지점에서의 상기 제1간격을 각각 측정하는 복수의 제1간격측정 센서; 및
    상기 제1간격측정 센서들에 의해 측정된 간격 값들을 토대로 상기 마스크 홀더와 서포트부 중의 적어도 하나의 상기 복수의 지점에서의 상기 동축방향으로의 위치를 조절하는 위치조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 레벨링부는,
    상기 서포트부와 마스크 홀더 중의 적어도 하나의 복수의 지점에 설치되어 해당 지점에서의 상기 마스크의 상기 제1면 및 상기 지지판간의 제2간격을 각각 측정하는 복수의 제2간격측정 센서; 및
    상기 제2간격측정 센서들에 의해 측정된 간격 값들을 토대로 상기 마스크 홀더와 서포트부 중의 적어도 하나의 상기 복수의 지점에서의 상기 동축방향으로의 위치를 조절하는 위치조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 노광 대상물의 두께를 측정하는 두께 측정센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  19. 제16항 또는 제18항에 있어서,
    상기 레벨링부는 상기 간격 측정센서들에 의해 측정된 상기 간격 값들을 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 두께 측정센서에 의해 측정된 결과를 기초로, 상기 제2간격에서 상기 노광 대상물의 상기 두께를 뺀 값이 소정범위 내에 있도록 상기 서포터부를 제어하여 상기 노광 대상물을 상기 동축방향으로 승강 이동시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  21. 제1 위치에서 노광 대상물을 로딩하여 제2 위치로 이송시키는 단계;
    상기 노광 대상물에 형성된 제1 표식을 감지하고 감지된 상기 제1 표식과 기 저장된 기준표식을 토대로 상기 노광 대상물을 정렬시키는 단계;
    정렬된 상기 노광 대상물을 노광시키는 단계; 및
    노광된 상기 노광 대상물을 상기 제2 위치에서 상기 제1 위치로 이송하여 언로딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 노광 대상물의 상기 제1 표식과 상기 마스크에 상기 제1 표식과 대응하게 형성된 제2표식을 감지하고 감지된 상기 제1 및 제2 표식들을 토대로 상기 노광 대상물을 더 정렬시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
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