KR20160050032A - 코딩된 어퍼처를 이용한 반사 섀도우 마스크 정렬 - Google Patents

코딩된 어퍼처를 이용한 반사 섀도우 마스크 정렬 Download PDF

Info

Publication number
KR20160050032A
KR20160050032A KR1020167006325A KR20167006325A KR20160050032A KR 20160050032 A KR20160050032 A KR 20160050032A KR 1020167006325 A KR1020167006325 A KR 1020167006325A KR 20167006325 A KR20167006325 A KR 20167006325A KR 20160050032 A KR20160050032 A KR 20160050032A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
shadow mask
optical path
light
grates
Prior art date
Application number
KR1020167006325A
Other languages
English (en)
Inventor
노부히코 타무라
Original Assignee
어드밴텍 글로벌, 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US13/973,328 external-priority patent/US9122172B2/en
Application filed by 어드밴텍 글로벌, 리미티드 filed Critical 어드밴텍 글로벌, 리미티드
Publication of KR20160050032A publication Critical patent/KR20160050032A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/042—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/562—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C16/042—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)

Abstract

섀도우 마스크-기판 정렬 방법에서, 광원, 빔 스플리터, 제1 그레이트를 포함하는 기판, 제2 그레이트를 포함하는 섀도우 마스크, 및 수광기가 서로 상대적으로 위치 설정되어, 빔 스플리터에 의해 첫 번째로 반사된 광원에 의해 출력된 광을 포함하는 광로를 형성한다. 첫 번째로 반사된 광은 제1 또는 제2 그레이트를 통과하고, 제2 또는 제1 그레이트에 의해 적어도 부분적으로 두 번째로 반사되어 제1 또는 제2 그레이트를 다시 통과한다. 두 번째로 반사된 광은 수광기에 의한 수광을 위하여 빔 스플리터를 적어도 부분적으로 통과한다. 제1 기판, 제2 기판 또는 이 양자의 배향은 사전 결정된 양이 수광기에 의해 수광될 때까지 제1 그레이트, 제2 그레이트 또는 이 양자를 위치 설정하도록 조정된다.

Description

코딩된 어퍼처를 이용한 반사 섀도우 마스크 정렬{REFLECTION SHADOW MASK ALIGNMENT USING CODED APERTURES}
[관련 기술에 대한 교차 참조]
본 출원은 2010년 6월 4일 출원된 미국 임시 출원 제61/351,470호의 이익을주장하는 2011년 5월 23일 출원된 국제 출원 번호 PCT/US2011/037501의 미국 국내 단계인 2012년 10월 31일 출원된 미국 출원 제13/695,488호의 일부 계속 출원인 2013년 8월 22일 출원된 미국 출원 제13/973,328호에 대한 우선권을 주장한다. 이 문헌들의 각각의 개시 내용은 그 전문이 본 명세서에 참조로서 편입된다.
[기술분야]
본 발명은 기상 증착 시스템(vapour deposition system)에서 기판 상의 재료 부착과 관련하여 섀도우 마스크 및 기판을 정확하게 정렬하는 것에 관한 것이다.
기상 증착 시스템에서 기판에의 섀도우 마스크의 정확한 정렬은 기판 상의 하나 이상의 재료의 정확한 부착에 중요하다. 불행히도, 대부분의 기상 증착 시스템은 하나 이상의 기상 증착 이벤트가 발생하는 밀봉된 진공 부착 용기를 포함하여, 섀도우 마스크를 높은 정밀도로 기판에 수동으로 정렬하는 것은 어렵다. 더하여, 섀도우 마스크를 기판에 정렬시키기 위한 종래의 자동화 및 반자동화 시스템은, 기판 상에 재료를 기상 증착할 때, 특히 기판이 여러 상이한 섀도우 마스크를 이용하여 여러 기상 증착 이벤트를 받을 때, 원하는 정확도를 제공하기 위해 필요한 정렬 정확도를 가지지 않는다.
따라서, 매우 정밀하고 반복 가능한 방법으로 하나 이상의 섀도우 마스크를 통해 하나 이상의 재료가 기판 상에 기상 증착될 수 있게 하는 기판에 대한 섀도우 마스크의 정렬 방법 및 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
(a) 콜리메이트된 광원, 빔 스플리터, 제1 그레이트를 포함하는 기판, 제2 그레이트를 포함하는 섀도우 마스크, 및 수광기를 서로 상대적으로 위치 설정하여, 빔 스플리터에 의해 적어도 부분적으로 반사되는 콜리메이트된 광원에 의해 출력된 콜리메이트된 광을 포함하는 광로를 형성하는 단계로서, 적어도 부분적으로 반사된 콜리메이트된 광은 제1 또는 제2 그레이트 중 하나를 통과하고 제1 또는 제2 그레이트 중 다른 하나에 의해 제1 또는 제2 그레이트 중 하나를 다시 통과하도록 적어도 부분적으로 반사되며, 제1 또는 제2 그레이트 중 하나를 다시 통과한 적어도 부분적으로 반사된 광은 수광기에 의한 수광을 위하여 빔 스플리터를 적어도 부분적으로 통과하는 단계; 및 (b) 사전 결정된 양이 수광기에 의해 수광될 때까지, 제1 그레이트, 제2 그레이트 또는 제1 및 제2 그레이트 양자를 위치 설정하도록 기판, 섀도우 마스크 또는 이 양자의 배향이 조정되게 하는 단계를 포함하는, 섀도우 마스크-기판 정렬 방법이 여기에 개시된다.
각 그레이트는 복수의 이격된 바를 포함할 수 있다. 갭은 이격된 바의 각각의 쌍을 분리할 수 있다. 각 바와 각 갭은 동일한 폭을 가질 수 있다.
각 그레이트는 복수의 이격된 바와, 이격된 바의 각 쌍을 분리하는 갭을 포함할 수 있다. 단계 (b)는, 제2 그레이트의 바의 긴 축에 평행하게 제1 그레이트의 바의 긴 축을 위치 설정하고, 제2 그레이트 및 제1 그레이트의 갭을 부분적으로 중첩하게 제1 그레이트 및 제2 그레이트의 바를 각각 위치 설정하도록 기판, 섀도우 마스크 또는 이 양자의 배향이 조정되게 하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 그레이트의 바는 각각 제1 및 제2 그레이트의 갭을 50% 만큼 부분적으로 중첩할 수 있다.
콜리메이트된 광원은, LED와, LED에 의해 출력된 광을 콜리메이트하도록 동작하는 콜리메이트 렌즈를 포함할 수 있다.
수광기는, PIN 다이오드와, 빔 스플리터로부터 수광된 광을 PIN 다이오드 상으로 집광하도록 동작하는 집광 렌즈를 포함할 수 있다.
각 바의 세로축은 대응하는 기판 또는 섀도우 마스크의 중심축으로부터 반경 방향으로 ±15도 연장될 수 있다.
또한, (a) 패턴을 갖는 복수의 제1 그레이트를 포함하는 제1 기판을 제공하는 단계로서, 각각의 제1 그레이트는 복수의 이격된 바와 이격된 바의 각 쌍 사이의 갭을 포함하는 단계; (b) 복수의 제1 그레이트의 패턴과 동일한 패턴을 갖는 복수의 이격된 반사면 세트를 갖는 제2 기판을 제공하는 단계로서, 각각의 이격된 반사면 세트는 한 쌍의 이격된 반사면을 포함하는 단계; (c) 복수의 광로를 형성하는 단계로서, 각 광로는 광로의 반대하는 단부에 있는 광원 및 수광기와, 광원 및 수광기 사이의 광로에 있는 빔 스플리터를 포함하는 단계; (d) 하나의 이격된 반사면 세트와 개략적으로(coarse) 정렬되도록 각 광로에 하나의 제1 그레이트를 위치 설정하는 단계; 및 (e) 각 광로에서의 광이, 빔 스플리터를 통한 광의 반사 및 통과, 광로에서 적어도 하나의 이격된 반사면에 의한 반사, 및 광로에서 제1 그레이트에서의 적어도 하나의 갭을 통한 2번의 통과 후에, 광로의 수광기에 의해 수광되는 동안, 제1 기판, 제2 기판 또는 이 양자를 정밀 위치 설정하는 단계를 포함하는, 섀도우 마스크-기판 정렬 방법이 개시된다.
각각의 이격된 반사면 세트는, 복수의 이격된 바와, 이격된 바의 각 쌍 사이의 갭을 포함하는 제2 그레이트를 포함할 수 있다. 제2 그레이트의 각 바는 반사면 중 하나를 형성할 수 있다. 제2 그레이트의 각 갭은 각각의 반사면보다 더 적게 반사하는 제2 기판의 구조를 형성할 수 있다.
각 수광기는 수광기에 의해 수광된 광량에 관련된 레벨을 갖는 신호를 출력할 수 있다. 단계 (e)는, 수광기에 의해 출력된 신호의 레벨의 결합이 사전 결정된 값이거나 사전 결정된 값의 범위 내로 될 때까지 제1 기판, 제2 기판 또는 이 양자를 정밀 위치 설정하는 단계를 포함할 수 있다. 사전 결정된 값은 0일 수 있다.
제1 기판과 제2 기판은 각각 직사각형 또는 정사각형 형상을 가질 수 있다. 제1 기판은 각 코너에 인접한 하나의 제1 그레이트를 가질 수 있다. 제2 기판은 각 코너에 인접한 하나의 이격된 반사면 세트를 가질 수 있다.
또한, (a) 패턴을 갖는 복수의 제1 그레이트를 포함하는 기판을 제공하는 단계; (b) 복수의 제1 그레이트의 패턴과 동일한 패턴을 갖는 복수의 제2 그레이트를 갖는 섀도우 마스크를 제공하는 단계로서, 각 그레이트는 복수의 이격된 바와 이격된 바의 각 쌍 사이의 갭을 포함하는 단계; (c) 복수의 광로를 형성하는 단계로서, 각 광로는 광원, 수광기 및 빔 스플리터를 포함하는 단계; (d) 하나의 제2 그레이트와 개략적으로(coarse) 정렬되도록 하나의 제1 그레이트를 각 광로에 위치 설정하는 단계; 및 (e) 광로의 광원에 의해 출력된 광로에서의 광이, 광로의 빔 스플리터에 의해 반사되고, 광로에서 제1 또는 제2 그레이트 중 하나에서의 적어도 하나의 갭을 첫 번째로 통과하고, 광로에서 제1 또는 제2 그레이트 중 다른 하나의 적어도 하나의 바에 의해 반사되고, 광로에서 제1 또는 제2 그레이트 중 하나에서의 적어도 하나의 갭을 다시 두 번째로 통과한 다음, 광로의 상기 수광기에 의한 수광을 위하여 광로의 빔 스플리터를 통과한 후에, 각 광로에서의 사전 결정된 광량이 광로의 수광기에 의해 수광될 때까지 기판, 섀도우 마스크 또는 이 양자를 정밀 위치 설정하는 단계를 포함하는, 섀도우 마스크-기판 정렬 방법이 제공된다.
각 바와 각 갭은 동일한 폭을 가질 수 있다.
단계 (e)는, 제1 및 제2 그레이트의 바가 각각 제2 및 제1 그레이트의 갭을 부분적으로 중첩할 때까지 기판, 섀도우 마스크 또는 이 양자를 정밀 위치 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 그레이트의 바는 각각 제2 및 제1 그레이트의 갭을 50% 만큼 부분적으로 중첩할 수 있다.
각 수광기는 수광기에 의해 수광된 광량에 관련된 레벨을 갖는 신호를 출력할 수 있다. 단계 (e)는, 복수의 수광기에 의해 출력된 신호의 레벨의 결합이 사전 결정된 값이거나 사전 결정된 값의 범위 내로 될 때까지 기판, 섀도우 마스크 또는 이 양자를 정밀 위치 설정하는 단계를 포함할 수 있다. 사전 결정된 값은 0일 수 있다.
기판과 섀도우 마스크는 각각 직사각형 또는 정사각형 형상이고, 하나의 그레이트가 상기 직사각형 또는 정사각형의 각 코너에 인접할 수 있다. 각 바의 세로축은 대응하는 기판 또는 섀도우 마스크의 중심축으로부터 반경 방향으로 ±15도 연장될 수 있다.
도 1의 (A)는 고해상도 OLED 능동 매트릭스 백플레인의 픽셀 구조를 형성하기 위한 섀도우 마스크 부착 시스템의 개략적인 도면이다;
도 1의 (B)는 도 1의 (A)의 섀도우 마스크 부착 시스템의 단일 부착 진공 용기에 대한 확대도이다;
도 2는 제1 실시예의 섀도우 마스크 정렬 시스템의 개략적인 도면이다;
도 3a 및 도 3b는 각각 예시적인 기판 및 섀도우 마스크의 평면도이며, 그 각각은 섀도우 마스크의 기판에 대한 또는 그 반대의 배향 및 위치 설정을 용이하게 하기 위한 다수의 정렬 그레이트(grate)를 포함한다;
도 4는 도 2에서 선 IV-IV를 따라 취해진 도면이다;
도 5는 도 2에서 선 V-V를 따라 취해진 도면이다;
도 6은 제2 실시예의 섀도우 마스크 정렬 시스템의 개략적인 도면이다;
도 7은 도 6에서 선 VI-VI를 따라 취해진 도면이다; 그리고,
도 8은 도 6에서 선 VII-VII를 따라 취해진 도면이다.
도 1의 (A) 및 (B)를 참조하면, 한정이 아닌 고해상도 능동 매트릭스 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이와 같은 전자 장치를 형성하기 위한 섀도우 마스크 부착 시스템(2)은 복수의 직렬 배열된 부착 진공 용기(4)(예를 들어, 부착 진공 용기(4a 내지 4x))를 포함한다. 부착 진공 용기(4)의 개수와 배열은 이로써 형성될 임의의 주어진 제품에 필요한 부착 이벤트의 회수에 따른다.
섀도우 마스크 부착 시스템(2)의 예시적인 비한정적인 사용에서, 연속하는 가요성 기판(6)은 분배 릴(8) 및 테이크업(take-up) 릴(10)을 포함하는 릴-투-릴 기구를 이용하여 직렬로 배열된 부착 진공 용기(4)를 통해 이동한다. 이 대신에, 기판(6)은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 공지된 임의의 적합한 수단에 의해 직렬로 배열된 부착 진공 용기(4)를 통해 이동되는 단독(연속에 대비하여) 기판일 수 있다. 이하, 본 발명을 설명하는 목적으로, 기판(6)이 단독 기판인 것으로 가정한다.
각 부착 진공 용기는 부착 소스(12), 기판 지지부(14), 섀도우 마스크 정렬 시스템(15) 및 섀도우 마스크(16)를 포함한다. 예를 들어, 부착 진공 용기(4a)는 부착 소스(12a), 기판 지지부(14a), 마스크 정렬 시스템(15a) 및 섀도우 마스크(16a)를 포함하고; 부착 진공 용기(4b)는 부착 소스(12b), 기판 지지부(14b), 마스크 정렬 시스템(15b) 및 섀도우 마스크(16b)를 포함하고; 그리고 임의의 개수의 부착 진공 용기(4)에도 마찬가지이다.
각 부착 소스(12)는, 부착 이벤트 동안 대응하는 부착 진공 용기(4) 내의 기판(6) 부분과 친밀하게 접촉하여 유지되는 대응하는 섀도우 마스크(16) 내에서 하나 이상의 개구를 통해 기판(6) 상으로 부착될 원하는 재료로 채워진다. 섀도우 마스크(16)는, 본 명세서에 참조로서 편입되는 Brody에 허여된 미국 등록 특허 No. 7,638,417에 개시된 종류의 종래의 단층 섀도우 마스크 또는 복합(다층) 섀도우 마스크일 수 있다.
섀도우 마스크 부착 시스템(2)의 각 섀도우 마스크(16)는 하나 이상의 개구를 포함한다. 각 섀도우 마스크(16) 내의 개구(들)는, 기판(6)이 섀도우 마스크 부착 시스템(2)을 통해 이동됨에 따라, 대응하는 부착 진공 용기(4) 내의 대응하는 부착 소스(12)로부터 기판(6) 상으로 부착될 재료의 원하는 패턴에 대응한다.
각 섀도우 마스크(16)는, 예를 들어, 니켈, 크롬, 강철, 구리, Kovar® 또는 Invar®로 형성될 수 있고, 바람직하게는 20 내지 200 미크론, 더욱 바람직하게는 20 내지 50 미크론의 두께를 가진다. Kovar® 및 Invar®는 예를 들어 오레곤주 애쉬랜드의 ESPICorp.Inc.로부터 입수될 수 있다. 미국에서, Kovar®는 델라웨어주 윌밍톤의 CRS Holdings, Inc.가 현재 소유하는 등록번호 제337,962호의 등록 상표이고, Invar®는 프랑스의 Imphy S.A. Corporation이 현재 소유하는 등록번호 제63,970호의 등록 상표이다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 섀도우 마스크 부착 시스템(2)이 널리 알려진 어닐링 스테이지, 시험 스테이지, 하나 이상의 클리닝 스테이지, 절단 장착 스테이지 등과 같은 추가의 스테이지(미도시)를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 부착 진공 용기(4)의 개수, 목적 및 배열은 특정 애플리케이션에 요구되는 원하는 순서로 하나 이상의 재료를 부착하는데 필요한 바에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정될 수 있다. 예시적인 섀도우 마스크 부착 시스템 및 그 사용 방법은 본 명세서에 참조로서 편입되는 Brody 등에 허여된 미국 등록 특허 No. 6,943,066에 개시된다.
부착 진공 용기(4)는 기판(6) 상에 전자 장치의 하나 이상의 전자 소자를 형성하기 위하여 기판(6) 상에 재료를 부착하는데 사용될 수 있다. 각 전자 소자는, 예를 들어, 박막 트랜지스터(TFT), 메모리 소자, 커패시터 등일 수 있다. 하나 이상의 전자 소자의 조합이, 한정이 아닌 전자 장치의 서브 픽셀 또는 픽셀과 같은 더 높은 수준의 전자 소자를 형성하기 위하여 부착될 수 있다. 본 명세서에 참조로서 편입되는 미국 등록 특허 No. 6,943,066에 개시된 바와 같이, 다층 회로는 부착 진공 용기(4)에서의 연속적인 부착 이벤트를 통한 기판(6) 상의 재료의 연속적인 부착에 의해서만 형성될 수 있다.
각 부착 진공 용기(4)는, 대응하는 섀도우 마스크(16) 내의 하나 이상의 개구를 통해, 예를 들어 스퍼터링 또는 기상 증착인 본 발명이 속하는 기술 분야에서 공지된 방법으로 대응하는 부착 소스(12) 내에 배치된 재료의 충전물이 기판(6) 상에 부착하게 하기 위하여, 적합한 진공을 내부에 구축하도록 동작하는 진공 소스(미도시)에 연결된다.
예를 들어 연속 시트 또는 단독 기판인 기판(6)의 형태와 관계없이, 각 부착 진공 용기(4)는, 지지부 또는 가이드를 포함할 수 있고, 지지부 또는 가이드는 기판(6)이 이를 통하여 이동할 때 기판(6)의 처짐을 방지한다.
섀도우 마스크 부착 시스템(2)의 동작에서, 각 부착 소스(12) 내에 배치된 재료는, 부착 진공 용기(4)를 통해 상기 기판(6)이 진행됨에 따라, 적합한 진공이 존재하는 상태로, 대응하는 섀도우 마스크(16) 내의 하나 이상의 개구를 통해 대응하는 부착 진공 용기(4) 내의 기판(6) 상으로 부착되고, 이에 따라 복수의 점진적인 패턴이 기판(6) 상이 형성된다. 더욱 구체적으로는, 기판(6)은 각 부착 진공 용기(4)에 사전 결정된 시간 간격 동안 위치 설정된다. 이 미리 결정된 시간 간격 동안, 재료는 대응하는 부착 소스(12)로부터 기판(6) 상으로 부착된다. 이 사전 결정된 시간 간격 후에, 기판(6)은, 적용 가능하다면, 추가 처리를 위하여 연속으로 다음 진공 용기로 진행된다. 이러한 진행은 기판(6)이 모든 부착 진공 용기(4)를 통과할 때까지 계속되고, 이에 따라 기판(6)은 연속으로 최종 부착 진공 용기(4)를 나온다.
도 2를 참조하고, 도 1의 (A) 및 (B)를 계속 참조하면, 마스크 정렬 시스템(15)은 후술되는 방식으로 기판(6)과 섀도우 마스크(16)를 정렬하기 위하여, 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 배향과 위치를 제어하기 위한 하나 이상의 모션 스테이지(20)를 포함한다. 마스크 정렬 시스템(15)의 하나의 바람직한 비한정적인 실시예는, Y-θ 스테이지(20A)에 결합된 기판(6)과 X-Z 스테이지(20B)에 결합된 섀도우 마스크(16)를 포함한다. X 방향, Y 방향, Z 방향 및/또는 θ 방향(본 예에서, θ 방향은 X-Y 평면에서 기판(6)의 회전 이동 방향이다)으로 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 이동, 배향 및 위치 설정을 유효하게 하는 하나 이상의 스테이지(20)의 사용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 널리 알려져 있으며, 간략함을 위하여 여기에서는 더 이상 설명되지 않을 것이다.
Y-θ 스테이지(20A) 및 X-Z 스테이지(20B)는, 후술되는 방식으로 모션 스테이지(20A, 20B)의 제어를 유효하게 하는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 적합한 그리고/또는 바람직한 조합에 의해 구현될 수 있는 컨트롤러(22)의 제어 하에서 동작된다.
마스크 정렬 시스템(15)은 하나 이상의 광원(24)과 하나 이상의 수광기(26)를 더 포함한다. 각 광원(24)은 하나의 수광기(26)와 정렬하여 위치 설정되어, 광원(24)-수광기(26) 쌍을 형성한다. 각 광원(24)-수광기(26) 쌍은 그 사이에 광로(36)를 형성한다.
마스크 정렬 시스템의 사용에서, 기판(6)과 섀도우 마스크(16)는 각 광원(24)-수광기(26) 쌍의 광로(36) 내에 위치 설정된다. 하나의 바람직한 실시예에서, 마스크 정렬 시스템(15)은, 4개의 광로(36)를 형성하는 전체 4개의 광원(24)-수광기(26) 쌍을 위하여, 4개의 광원(24)과 4개의 수광기(26)를 포함한다. 그러나, 이는 본 발명을 한정하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
도 3a 및 3b를 참조하고, 도 1의 (A)와 (B) 및 도 2를 계속 참조하면, 기판(6)은 하나 이상의 그레이트(grate)(28)를 포함하고, 섀도우 마스크(16)는 하나 이상의 그레이트(30)를 포함한다. 하나의 비한정적인 실시예에서, 기판(6)은 4개의 그레이트(28A 내지 28D)를 포함하고, 섀도우 마스크(16)는 4개의 그레이트(30A 내지 30D)를 포함한다. 도 3a에 도시된 실시예에서, 기판(6)은 직사각형 또는 정사각형 형상을 가지며, 각 그레이트(28A 내지 28D)는 기판(6)의 4개의 코너 중 하나에 인접하게 위치 설정된다. 유사하게, 섀도우 마스크(16)는 직사각형 또는 정사각형 형상을 가지며, 각 그레이트(30A 내지 30D)는 섀도우 마스크(16)의 4개의 코너 중 하나에 인접하게 위치 설정된다. 도면 부호 32로 표시된 기판(6)의 중심부는 기판(6) 상에 부착 이벤트가 발생하는 곳이다. 도면 부호 34로 표시된 섀도우 마스크(16)의 중심부는, 섀도우 마스크(16)의 영역(34)의 하나 이상의 개구와 동일한 패턴으로 영역(32) 상의 부착을 위하여 부착 소스(12)로부터의 재료가 통과하는 하나 이상의 개구 패턴을 섀도우 마스크(16)가 포함하는 곳이다.
도 3a에 도시된 기판(6)의 실시예에서, 그레이트(28B)는 도 3a에 도시된 Y 축에 대한 그레이트(28A)의 거울상이다; 그리고, 그레이트(28C 및 28D)는 각각 도 3a에 도시된 X 축에 대한 그레이트(28B 및 28A)의 거울상이다. 그러나, 이는 본 발명을 한정하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
유사하게, 도 3b에 도시된 섀도우 마스크(16)의 실시예에서, 그레이트(30B)는 도 3b에 도시된 Y 축에 대한 그레이트(30A)의 거울상이다; 그리고, 그레이트(30C 및 30D)는 각각 도 3b에 도시된 X 축에 대한 그레이트(30B 및 30A)의 거울상이다. 그러나, 이는 본 발명을 한정하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
하나 이상의 그레이트(28)를 갖는 기판(6)과 하나 이상의 그레이트(30)를 갖는 섀도우 마스크(16)를 정렬하는 마스크 정렬 시스템(15)의 사용이 이제 설명될 것이다.
초기에, 기판(6)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 광원(들)(24) 및 수광기(들)(26) 사이의 광로(36) 내에 섀도우 마스크(16)와 이격되고 이와 개략적으로(coarse)(또는 대략적으로) 정렬된 상태로 이동된다. 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)가 도 2에 도시된 바와 같이 광로에서 개략적으로 정렬된 상태에 있는 경우에, 기판(6)의 각 그레이트(28)와 섀도우 마스크(16)의 각 그레이트(30)는 하나의 광원(24)-수광기(26) 쌍의 하나의 광로(36) 내에 위치 설정된다. 예를 들어, 마스크 정렬 시스템(5)이 해당하는 4개의 광로(36A 내지 36D)를 형성하는 4개의 광원-수광기 쌍(24A-26A, 24B-26B, 24C-26C, 24D-26D)을 포함하고, 기판(6)이 그레이트(28A 내지 28D)를 포함하고, 섀도우 마스크(16)가 그레이트(30A 내지 30D)를 포함하는 경우에: 그레이트(28A 및 30A)는 광원(24A)으로부터 수광기(26A)를 지나가는 광로(36A) 내에 위치 설정되고; 그레이트(28B 및 30B)는 광원(24B)으로부터 수광기(26B)를 지나가는 광로(36B) 내에 위치 설정되고; 그레이트(28C 및 30C)는 광원(24C)으로부터 수광기(26C)를 지나가는 광로(36C) 내에 위치 설정되고; 그레이트(28D 및 30D)는 광원(24D)으로부터 수광기(26D)를 지나가는 광로(36D) 내에 위치 설정된다.
도 4는 광원(24A 내지 24D)과 수광기(26A 내지 26D)(점선으로 도시됨) 사이에서 섀도우 마스크(16)와 개략적으로 정렬된 상태에 있는 기판(6)과 각 광원-수광기에 대한 광로(36A 내지 36D)의 위치를 각각 위에서 아래로 본 도면이다. 도 4에서, 그레이트(28A, 30A)는 광로(36A) 내에 위치 설정되고; 그레이트(28B, 30B)는 광로(36B) 내에 위치 설정되고; 그레이트(28C, 30C)는 광로(36C) 내에 위치 설정되고; 그레이트(28D, 30D)는 광로(36D) 내에 위치 설정된다는 것이 이해되어야 한다.
도 5를 참조하여, 하나의 광로(36)를 따라 놓여 있는 기판(6)의 하나의 그레이트(28)와 섀도우 마스크(16)의 하나의 그레이트(30)(즉, 하나의 그레이트 쌍(28-30))의 정밀 정렬이 설명될 것이다. 그러나, 도 5에 도시된 광로(36)를 따라 놓여 있는 그레이트 쌍(28-30)의 정밀 정렬은 각 광로(36) 내에 위치 설정된 각 그레이트 쌍(28-30)의 정렬에도 적용가능하다는 것이 이해되어야 한다.
적합한 시간에, 각 광원(24)은 자신의 광로(36)를 따라 광을 출력하도록 활성화된다. 하나의 비한정적인 실시예에서, 각 광원은, LED(38)에 의해 출력된 광을 콜리메이트하고, 상기 콜리메이트된 광을 광로(36)를 따라 출력하는 콜리메이터 광학 기기/렌즈(40)에 광을 출력한다.
기판(6)의 각 그레이트(28)는 복수의 이격된 바(42), 바람직하게는 이격된 평행 바를 포함한다. 이격된 바(42)의 각 쌍은 갭(44)에 의해 분리된다. 바람직하게는, 각 갭(44)의 폭은 동일하다. 유사하게, 각 그레이트(30)는 복수의 이격된 바(46), 바람직하게는 이격된 평행 바를 포함한다. 이격된 바(46)의 각 쌍은 갭(48)에 의해 분리된다. 바람직하게는, 각 갭(48)의 폭은 동일하다. 바람직하게는, 각 갭(44)과 각 갭(48)의 폭도 동일하다. 그러나, 그레이트(28), 그레이트(30) 또는 그레이트(28) 및 그레이트(30) 양자에서 동일한 갭의 폭은 본 발명을 한정하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
도 5를 참조하고, 도 3a 및 3b를 다시 참조하면, 기판(6)과 섀도우 마스크(16)의 각 바 또는 각 갭이 자신의 해당하는 X 축에 대하여 동일한 각도로 배향되거나 위치 설정될 필요는 없다. 예를 들어, 기판(6)의 각 바(42) 및 각 갭(44)의 세로축은 바람직하게는 도 3a에 도시된 X 축에 대하여 45도의 각도 θ1로 명목상으로 배향되거나 위치 설정된다. 그러나, 각 바(42) 및 각 갭(44)의 세로축의 배향 각도 θ1은 X 축에 대하여 45도의 명목 배향 각도 θ1에 대하여 ±15도 변동할 수 있다. 더하여, 각 바(42) 및 각 갭(44)은 상이한 각도 θ1로 배향되거나 위치 설정될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 기판(6)의 각 그레이트의 바(42)와 갭(44)은 평행하다.
유사하게, 섀도우 마스크(16)의 각 바(46) 및 각 갭(48)의 세로축은 바람직하게는 도 3b에 도시된 X 축에 대하여 45도의 각도 θ2로 명목상으로 배향되거나 위치 설정된다. 그러나, 각 바(46) 및 각 갭(48)의 세로축의 배향 각도 θ2은 X 축에 대하여 45도의 명목 배향 각도 θ2에 대하여 ±15도 변동할 수 있다. 더하여, 각 바(46) 및 각 갭(48)은 상이한 각도 θ2로 배향되거나 위치 설정될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 섀도우 마스크(16)의 각 그레이트의 바(46)와 갭(48)은 평행하다.
더욱 일반적으로, 바람직하게는, 각 바(42, 46)의 세로축과 각 갭(44, 48)의 세로축은 각각 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)의 중심으로부터 반경 방향으로 ±15도 연장된다. 바람직하게는, 각 그레이트에 대하여, 상기 그레이트의 바 및 갭은 평행하다. 그러나, 상기 그레이트의 바 및 갭은, 경우에 따라, 기판(6) 또는 섀도우 마스크(16)의 중심으로부터 스포크형 패턴으로 반경 방향으로 연장될 수 있다는 것이 또한 구상될 수 있다. 따라서, 각도 θ1-θ2가, 예를 들어, 한정이 아니면서, 대응하는 X 축에 대하여 30도의 각도로 배향되거나 위치 설정되는 경우에, 각 바(42, 46)의 세로축과 각 갭(44, 48)의 세로축은 30도로부터 ±15도만큼 변할 수 있다.
예를 들어, 바(42)가 자신의 기판(6)의 X 축에 대하여 60도 각도로 위치 설정되고, 갭(48)이 자신의 섀도우 마스크(16)의 X 축에 대하여 30도 각도로 위치 설정되고, 기판(6)과 섀도우 마스크(16)의 X 축이 평행하여, 60도와 30도 사이의 차이가 30도가 되는 경우에, 임의의 그레이트 쌍(28-30)의 바(42, 46) 및 갭(48, 44) 사이의 각도 변위가 30도 만큼 변동하는 것이 가능하다는 것이 이해되어야 한다.
광원(24)에 의해 출력된 콜리메이트된 광은 개략적으로 정렬된 그레이트(28, 30)의 해당하는 갭(44, 48)을 통과하고, 수광기(26)에 의해 수광된다. 수광기(26)는 PIN 다이오드(52) 형태의 광 검출 수단에 의한 수광을 위하여 그레이트(28, 30)의 개략적으로 정렬된 갭(44, 48)을 통한 통과 후에 콜리메이트된 광을 집광하는 집광 광학 기기/렌즈(50)를 포함한다. 마스크 정렬 시스템(15)의 각 수광기(26)의 각 PIN 다이오드(52)의 출력은 컨트롤러(22)의 처리 수단에 의한 처리를 위하여 각 PIN 다이오드(52)의 아날로그 출력을 대응하는 디지털 신호로 변환하는 컨트롤러(22)의 아날로그-디지털(A/D) 컨버터(54)로 제공된다. 각 PIN 다이오드(52)의 출력은 PIN 다이오드(52)에 의해 수광된 광량에 대응한다 - PIN 다이오드(52)에 의해 수광된 광량이 더 많을수록, 그 출력 전압이 더 커지고, PIN 다이오드(52)에 의해 수광된 광량이 더 적을수록, 그 출력 전압이 더 작아진다.
적합한 시간에, 컨트롤러(22)는, 광로(36) 내에 위치 설정된 각 그레이트 쌍(28-30)에 대하여, 그레이트(28)의 바(42)의 적어도 일부가 (바람직하게는 광로(36)에 수직한 가로 방향으로) 그레이트(30)의 갭(48)의 일부와 원하는 정도로 중첩하고, 그레이트(30)의 바(46)의 적어도 일부가 (바람직하게는 광로(36)에 수직한 가로 방향으로) 그레이트(28)의 갭(44)의 일부와 원하는 정도로 중첩하도록, 기판(6)과 섀도우 마스크(16)를 서로에 대하여 정렬시키기 위하여 Y-θ 스테이지(20A) 및/또는 X-Z 스테이지(20B)를 통한 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 정밀 위치 설정을 개시한다. 바람직하게는, 도 5에 도시된 바와 같이, 섀도우 마스크(16)의 각 갭(48)은 기판(6)의 바(42)에 의해 부분적으로 중첩되고, 기판(6)의 각 갭(44)은 섀도우 마스크(16)의 바(46)에 의해 부분적으로 중첩된다. 더욱 바람직하게는, 바(42, 46)는 각각 갭(48, 44)의 폭을 50% 만큼 부분적으로 중첩한다. 다른 말로 하면, 갭(48, 44)의 폭의 50%는 바(42, 46)에 의해 중첩된다.
광로(36) 중 하나 내에 위치 설정된 각 그레이트 쌍(28-30)에 대하여, 컨트롤러(22)는, 상기 광로(36) 상의 PIN 다이오드(52)의 디지털화된 출력(디지털화된 출력이 A/D(54)를 통해 획득되고, 디지털화된 출력이 갭(48, 44)을 통과하는 콜리메이트된 광에 대응함)을 사전 결정된 값 또는 사전 결정된 값의 범위에 비교함으로써, 바(42, 46)가 해당하는 갭(48, 44)을 원하는 정도로 중첩하는 때를 검출한다. PIN 다이오드(52)의 디지털화된 출력이 사전 결정된 값이 아니거나 사전 결정된 값의 범위 내에 있지 않다는 것을 검출하면, 컨트롤러(22)는, 필요하다면, 그레이트 쌍(28-30)의 바(42, 46)와 갭(48, 44) 사이의 원하는 중첩량이 PIN 다이오드(52)의 디지털화된 출력을 통하여 컨트롤러(22)에 의해 검출될 때까지, 하나 이상의 모션 스테이지(20A, 20B)가 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 X, Y 및/또는 θ 위치를 조정하게 한다. 그레이트 쌍(28-30)의 바(42, 46) 및 갭(48, 44) 사이의 중첩량이 PIN 다이오드(52)에 도달하는 콜리메이트된 광의 양에 영향을 미치기 때문에, PIN 다이오드(52)의 디지털화된 출력을 사전 결정된 값 또는 사전 결정된 값의 범위에 비교함으로써, 컨트롤러(22)는 광로(36)에서의 그레이트 쌍(28-30)의 바와 갭의 적합한 중첩량이 획득된 때를 판단할 수 있다. 유사한 방법으로, 컨트롤러(22)는 각각의 다른 광로(36)에서의 각각의 다른 그레이트 쌍(28-30)의 바와 갭의 적합한 중첩량이 획득된 때를 판단할 수 있다.
하나의 비한정적인 실시예에서, 바람직하게는, 기판(6)과 섀도우 마스크(16) 사이의 적절한 X, Y 및 θ 정렬이 획득된 때를 판단하기 위하여, 컨트롤러(22)는 수광기(26A 내지 26D)의 모든 PIN 다이오드(52)의 출력을 결합한다. 더욱 구체적으로는, 컨트롤러(22)가 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 배향/위치를 조정한다고 가정한다. 일부 시간 구간 후에, 컨트롤러(22)는 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 배향/위치를 조정하는 것을 정지하고, A/D(54)가 수광기(26A 내지 26D)의 PIN 다이오드(52A 내지 52D)(도 4에 도시됨)의 출력을 샘플링하여 디지털화하게 한다. 컨트롤러(22)는, 컨트롤러(22)의 메모리 내에 PIN 다이오드(52A 내지 52D)의 디지털화된 출력을 변수 f1 내지 f4와 연관시키고, 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 X, Y 및 회전 또는 각도(θ) 변위에 대하여 이러한 변수를 다음과 같이 결합시킨다.
[수학식 1]
X 변위 = f1 - f2 - f3 + f4
[수학식 2]
Y 변위 = f1 + f2 - f3 - f4
[수학식 3]
θ 변위 = f1 - f2 + f3 - f4
상기 수학식 1 내지 3에 의해 결정된 X, Y 및 θ 변위가 각각 0이라고 판단하면, 컨트롤러(22)는 이 조건이 원하는 정렬을 갖는 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)에 대응하는 것으로 인식한다. 한편, X 변위, Y 변위 또는 θ 변위 중 어느 하나가 0이 아니라면, 컨트롤러(22)는 이 조건이 원하는 정렬을 가지지 않는 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)에 대응하는 것으로 인식하여, 이에 따라 컨트롤러(22)는, 상기 수학식 1 내지 3에 의해 판단된 X 변위, Y 변위 또는 θ 변위가 각각 0이 되게 하는데 필요한 바에 따라, 하나 이상의 모션 스테이지(20A, 20B)가 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 X, Y 및/또는 θ 위치(들)를 조정하게 한다.
바람직하게는, 컨트롤러(22)는 다음의 전술한 단계들을 반복한다: 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 배향/위치를 조정하는 단계; 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 배향/위치의 조정을 중지하는 단계; PIN 다이오드(52A 내지 52D)의 출력을 샘플링하여 디지털화하는 단계; 및 상기 수학식 1 내지 3에 의해 결정된 X, Y 및 θ 변위가 사실상 각각 0이거나, 상기 단계들의 사전 결정된 반복 회수가 발생하였거나, 또는 사전 결정된 양의 시간이 경과한 때까지, 상기 수학식 1 내지 3에 의해 결정된 X, Y 및 θ 변위가 각각 0인지 여부를 판단하는 단계.
X, Y 및 θ 변위가 각각 0인 것을 검출함에 따라, 컨트롤러(22)는 Z 방향으로 이동하는 모션 스테이지(20)가 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)를 도 5에 도시된 이격된 관계에 있는 위치로부터 친밀하게 접촉하게 하며, 이러한 이격된 관계는 기판(6)과 섀도우 마스크(16)를 정렬하는 목적으로 사용된다.
그러나, 각각의 변위가 상기 변위에 고유하거나 또는 상기 변위 모두에 공통인 적합한 값의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 구상되기 때문에, 전술한 방식으로 수학식 1 내지 3를 이용하는, X, Y 및 θ 변위가 0인 것으로의 결정은, 본 발명을 한정하는 것으로 고려되어서는 안 된다. 예를 들어, 한정이 아니면서, 컨트롤러(22)는 ±1의 범위 내에 있는 X 변위가 허용 가능하고, Y 변위 값에 대하여 ±1.5의 범위가 허용 가능하고, θ 변위에 대하여 ±0.5의 범위가 허용 가능하도록 프로그래밍될 수 있다. 이 대신에, 컨트롤러(22)는 각 변위에 대하여 동일한 범위의 값을 사용하도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(22)는 각각의 X, Y 및 θ 변위가 ±1의 범위 내에 있게 하는 것이 허용 가능하도록 프로그래밍될 수 있다.
알 수 있는 바와 같이, 수광기(26A 내지 26D)의 PIN 다이오드(52A 내지 52D)의 출력을 활용함으로써, 컨트롤러(22)는 기판(6)과 섀도우 마스크(16)를 높은 정확도를 갖는 원하는 정렬 상태로 위치 설정할 수 있다. 이러한 목적으로, 컨트롤러(22)는, 기판(6)의 그레이트(28) 및 섀도우 마스크(16)의 그레이트(30)가 원하는 정도로 정렬될 때까지, 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자를 증분식으로 배향/위치 설정할 수 있다. 컨트롤러(22)가 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)의 추가 정렬이 요구된다고 판단하는 경우에, 컨트롤러(22)는, 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)의 정렬을 향상시키는데 필요한 바에 따라, X, Y 및 θ 방향으로 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자를 어떤 방식으로 이동시키거나 회전시킬지 전술한 수학식 1 내지 3을 이용하여 결정된 X, Y 및 θ 변위의 값으로부터 알려진 판단을 한다. 따라서, 컨트롤러(22)는 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자를 제1 위치에 배향/위치 설정하고, 이어 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)가 적절히 정렬되었는지 판단하기 위하여 수광기(26A 내지 26D)의 PIN 다이오드(52A 내지 52D)의 출력을 획득할 수 있다. 적절히 정렬되었다면, 컨트롤러(22)는 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)가 부착 진공 용기(4)에서 발생하는 부착 이벤트를 위한 준비에 있어서 Z 방향으로 친밀하게 접촉하게 이동하게 한다. 그러나, 기판(6)과 섀도우 마스크(16)가 적절한 정렬 상태이 있지 않는 것으로 판단되면, 컨트롤러(22)는 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자를 다른 위치로 증분식으로 배향/위치 설정할 수 있고, 컨트롤러(22)는 수광기(26A 내지 26D)의 PIN 다이오드(52A 내지 52D)의 출력을 샘플링한다. 수광기(26A 내지 26D)의 PIN 다이오드(52A 내지 52D)의 출력을 샘플링하고 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자를 증분식으로 배향/위치 설정하는 과정은, 컨트롤러(22)가 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)가 컨트롤러(22)의 프로그래밍에 의해 결정된 원하는 정도로 정렬된다고 판단할 때까지 계속된다.
더 알 수 있는 바와 같이, 컨트롤러(22)는, 각 광로(36) 상의 사전 결정된 양의 콜리메이트된 광이 대응하는 수광기(26)에 의한 수광을 위하여 상기 광로(36) 상에 놓이는 그레이트를 통과할 때까지, 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 배향이 기판(6)의 그레이트(28)와 섀도우 마스크(16)의 그레이트(30)를 위치 설정하도록 조정하게 한다. 달리 말하면, 컨트롤러(22)는, 각 광로(36) 상의 사전 결정된 광량이 상기 광로 내의 그레이트를 통과하여, 상기 광로 상의 수광기에 의해 수광될 때까지, 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자를 정밀 위치 설정한다.
도 6을 참조하면, 다른 실시예의 섀도우 마스크 정렬 시스템(15')은 다음을 제외하고는 도 2에 도시된 마스크 정렬 시스템(15)과 모든 면에서 유사하다: 각각의 광원(24)-수광기(26) 쌍이 기판(6) 및 섀도우 마스크의 동일한 측에 위치 설정된다; 그리고, 각각의 광원(24)-수광기(26) 쌍이 빔 스플리터(60)와 함께 광로(36')를 형성한다. 더욱 구체적으로는, 기판(6)의 각 그레이트(28)와 섀도우 마스크(16)의 각 그레이트(30)는 도 6에 도시된 하나의 광원(24)-수광기(26) 쌍의 하나의 광로(36')에 위치 설정된다. 각각의 광로(36')는 기판(6)의 그레이트(28)와 정렬하는 기판(6)의 섀도우 마스크(16)의 그레이트(30)를 통해 그레이트(28)를 향해 광원(24)으로부터의 광을 반사하는 빔 스플리터(60) 중 하나에 의한 반사를 위하여 하나의 광원(24)으로부터 지나간다. 기판(6)의 그레이트(28)에 충돌하는 빛의 일부는 상기 그레이트(28)에 의해 반사되어 빔 스플리터(60)를 향하여 상기 그레이트(28)와 정렬하는 섀도우 마스크(16)의 그레이트(30)를 다시 통과한다. 빔 스플리터(60)는 상기 광로(36')의 종단부에서 그레이트(28)와 정렬하는 섀도우 마스크(16)의 그레이트(30)를 통한 수광기(26)로의 통과 후에 기판(6)의 그레이트(28)로부터 반사된 광의 일부를 통과시킨다.
전술한 설명은 광원(24)-수광기(26) 쌍과 빔 스플리터(60)가 기판(6) 맞은 편의 섀도우 마스크(16) 측에 위치 설정된다고 가정한다. 그러나, 광원(24)-수광기(26) 쌍과 빔 스플리터(60)가 기판(6)의 다른 측에 위치 설정될 수 있다는 것이 구상되며, 이에 따라 빔 스플리터(60)에 의해 반사된 광원(24)으로부터의 광은, 섀도우 마스크(16)의 그레이트(30)에 의한 부분적인 반사와, 그레이트(30)를 통과하는 반사된 광의 일부를 수광기(26)로 통과시키는 빔 스플리터(60)를 향하는 상기 부분적으로 반사된 빛의 상기 그레이트(28)의 재통과 전에, 기판(6)의 그레이트(28)를 먼저 통과한다. 따라서, 기판(6) 맞은 편의 섀도우 마스크(16)의 측에 위치 설정되는 광원(24)-수광기(26) 쌍과 빔 스플리터(60)에 관한 전술한 설명 및 도 6의 도시는 본 발명을 한정하는 것으로 고려되어서는 안 된다.
하나 이상의 그레이트(28)를 갖는 기판(6)과 하나 이상의 그레이트(30)를 갖는 섀도우 마스크(16)를 정렬하는 마스크 정렬 시스템(15')의 사용이 이제 설명될 것이다.
초기에, 기판(6)은, 섀도우 마스크(16)와 이격되고 이와 개략적으로(또는 대략적으로) 정렬된 상태로 이동된다. 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)가 개략적으로 정렬된 상태에 있는 경우에, 기판(6)의 각 그레이트(28)와 섀도우 마스크(16)의 각 그레이트(30)는 하나의 광원(24)-수광기(26) 쌍의 광로(36') 내에 위치 설정된다. 예를 들어, 마스크 정렬 시스템(15')이 해당하는 4개의 광로(36A', 36B', 36C', 36D')(도 7에 도시됨)를 형성하는 4개의 광원-수광기 쌍(24A-26A, 24B-26B, 24C-26C, 24D-26D)(도 7에 개략적으로 도시됨)을 포함하고, 기판(6)이 그레이트(28A, 28B, 28C, 28D)를 포함하고, 섀도우 마스크(16)가 그레이트(30A, 30B, 30C, 30D)를 포함하는 경우에: 그레이트(28A 및 30A)는 빔 스플리터(60A)를 통해 광원(24A)으로부터 수광기(26A)를 지나가는 광로(36A') 내에 위치 설정되고; 그레이트(28B 및 30B)는 빔 스플리터(60B)를 통해 광원(24B)으로부터 수광기(26B)를 지나가는 광로(36B') 내에 위치 설정되고; 그레이트(28C 및 30C)는 빔 스플리터(60C)를 통해 광원(24C)으로부터 수광기(26C)를 지나가는 광로(36C') 내에 위치 설정되고; 그레이트(28D 및 30D)는 빔 스플리터(60D)를 통해 광원(24D)으로부터 수광기(26D)를 지나가는 광로(36D') 내에 위치 설정된다.
도 7는 광원(24A 내지 24D), 수광기(26A 내지 26D)(점선으로 도시됨), 빔 스플리터(60A - 60D)(점선으로 도시됨) 및 각 광원-수광기에 대한 광로(36A' 내지 36D')의 위치를 도시하는 섀도우 마스크(16)와 개략적으로 정렬된 상태에 있는 기판(6)을 위에서 아래로 본 도면이다. 도 7에서, 그레이트(28A, 30A)는 광로(36A') 내에 배치되고; 그레이트(28B, 30B)는 광로(36B') 내에 배치되고; 그레이트(28C, 30C)는 광로(36C') 내에 배치되고; 그레이트(28D, 30D)는 광로(36D') 내에 배치된다는 것이 이해되어야 한다.
도 8을 참조하여, 하나의 광로(36')를 따라 놓여 있는 기판(6)의 하나의 그레이트(28)와 섀도우 마스크(16)의 하나의 그레이트(30)(즉, 하나의 그레이트 쌍(28-30))의 정밀 정렬이 설명될 것이다. 그러나, 도 8에 도시된 광로(36')를 따라 놓여 있는 그레이트 쌍(28-30)의 정밀 정렬은 각각의 다른 광로(36') 내에 위치 설정된 각각의 다른 그레이트 쌍(28-30)의 정렬에도 적용가능하다는 것이 이해되어야 한다.
이격 관계에 있는 섀도우 마스크(16) 및 기판(6)으로 시작하여, 적합한 시간에, 각 광원(24)은 자신의 광로(36')를 따라 광을 출력하도록 활성화된다. 하나의 비한정적인 실시예에서, 각 광원은 콜리메이터 광학 기기/렌즈(40)에 광을 출력하는 LED(38)를 포함하고, 콜리메이터 광학 기기/렌즈(40)는 LED(38)에 의해 출력된 광을 콜리메이트하고 상기 콜리메이트된 광을 빔 스플리터(60)로 출력하며, 빔 스플리터(60)는 하나의 그레이트 쌍(28-30)을 향하여 콜리메이터 광학 기기/렌즈(40)에 의해 출력된 콜리메이트된 광의 적어도 일부를 반사한다.
전술한 바와 같이, 섀도우 마스크(16)의 각 그레이트(30)는 복수의 이격된 바(46), 바람직하게는 이격된 평행 바를 포함한다. 이격된 바(46)의 각 쌍은 갭(48)에 의해 분리된다. 바람직하게는, 각 갭(48)의 폭은 동일하다. 유사하게, 기판(6)의 각 그레이트(28)는 복수의 이격된 바(42), 바람직하게는 이격된 평행 바를 포함한다. 이격된 바(42)의 각 쌍은 갭(44)에 의해 분리된다. 더하여, 바람직하게는, 각 갭(44)의 폭은 동일하다. 바람직하게는, 각 갭(44)과 각 갭(48)의 폭도 동일하다. 그러나, 그레이트(28), 그레이트(30) 또는 그레이트(28) 및 그레이트(30) 양자에서 갭(44, 48)의 폭이 동일한 것은 본 발명을 한정하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
그레이트(30)의 갭(48) 및 그레이트(28)의 갭(44)을 통과하는 빔 스플리터(60)로부터의 콜리메이트된 광은 그레이트(28)의 이격된 바(42)에 의해 반사된 광에 기여하지 않는다. 그러나, 그레이트(28)의 이격된 바(42)에 의해 반사된 콜리메이트된 광은 그레이트(30)의 갭(48)을 다시 통과하고 빔 스플리터(60)를 향하여 전파한다. 빔 스플리터(60)에서, 반사된 광의 적어도 일부는 수광기(26)의 의한 수광을 위하여 빔 스플리터(60)를 통과한다.
수광기(26)의 집광 광학 기기/렌즈(50)는 빔 스플리터(60)를 통과하는 반사된 광의 일부를 PIN 다이오드(52) 형태의 광 검출 수단을 향하여 집광시킨다. 마스크 정렬 시스템(15')의 각 수광기(26)의 각 PIN 다이오드(52)의 출력은 컨트롤러(22)의 처리 수단에 의한 처리를 위하여 각 PIN 다이오드(52)의 아날로그 출력을 대응하는 디지털 신호로 변환하는 컨트롤러(22)(도 6에 도시됨)의 아날로그-디지털(A/D) 컨버터(54)로 제공된다. 각 PIN 다이오드(52)의 출력은 상기 PIN 다이오드(52)에 의해 수광된 광량에 대응한다.
적합한 시간에, 컨트롤러(22)는, 각 광로(36')에 대하여, 그레이트(28)의 바(42)의 일부가 (바람직하게는 광로(36')에 수직한 가로 방향으로) 그레이트(30)의 갭(48)의 일부와 원하는 정도로 중첩하고, 그레이트(30)의 바(46)의 적어도 일부가 (바람직하게는 광로(36')에 수직한 가로 방향으로) 그레이트(28)의 갭(44)의 일부와 원하는 정도로 중첩하도록, 기판(6)과 섀도우 마스크(16)를 서로에 대하여 정렬시키기 위하여 Y-θ 스테이지(20A) 및/또는 X-Z 스테이지(20B)를 통한 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 정밀 위치 설정을 개시한다. 바람직하게는, 도 8에 도시된 바와 같이, 섀도우 마스크(16)의 각 갭(48)은 기판(6)의 바(42)에 의해 부분적으로 중첩되고, 기판(6)의 각 갭(44)은 섀도우 마스크(16)의 바(46)에 의해 부분적으로 중첩된다. 더욱 바람직하게는, 바(42, 46)는 각각 갭(48, 44)의 폭을 원하는 퍼센티지, 예를 들어, 50% 만큼 부분적으로 중첩한다. 다른 말로 하면, 갭(48, 44)의 폭의 50%는 각각 바(42, 46)에 의해 중첩된다.
광로(36') 중 하나와 관련된 각 그레이트 쌍(28-30)에 대하여, 컨트롤러(22)는, 디지털화된 출력이 A/D(54)를 통해 획득되고, 디지털화된 출력이 갭(48)을 통과하는 바(42)로부터 반사된 광에 대응하는 상기 광로(36') 상의 PIN 다이오드(52)의 디지털화된 출력을 사전 결정된 값 또는 사전 결정된 값의 범위에 비교함으로써, 바(42)가 갭(48)을 원하는 정도로 중첩하는 때를 검출한다.
PIN 다이오드(52)의 디털화된 출력이 사전 결정된 값이 아니거나 사전 결정된 값의 범위 내에 있지 않다는 것을 검출하면, 컨트롤러(22)는, 필요하다면, 그레이트 쌍(28-30)의 바(42)와 갭(48) 사이의 원하는 중첩량이 PIN 다이오드(52)의 디지털화된 출력을 통하여 컨트롤러(22)에 의해 검출될 때까지, 하나 이상의 모션 스테이지(20A 및/또는 20B)가 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 X, Y 및/또는 θ 위치를 조정하게 한다. 그레이트 쌍(28-30)의 바(42) 및 갭(48) 사이의 중첩량이 PIN 다이오드(52)에 도달하는 콜리메이트된 광의 양에 영향을 미치기 때문에, PIN 다이오드(52)의 디지털화된 출력을 사전 결정된 값 또는 사전 결정된 값의 범위에 비교함으로써, 컨트롤러(22)는 광로(36')와 관련된 그레이트 쌍(28-30)의 바(42)와 갭(48)의 적합한 중첩량이 획득된 때를 판단할 수 있다. 유사한 방법으로, 컨트롤러(22)는 각각의 다른 광로(36')와 관련된 각각의 다른 그레이트 쌍(28-30)의 바(42)와 갭(48)의 적합한 중첩량이 획득된 때를 판단할 수 있다.
하나의 비한정적인 실시예에서, 바람직하게는, 기판(6)과 섀도우 마스크(16) 사이의 적절한 X, Y 및 θ 정렬이 획득된 때를 판단하기 위하여, 컨트롤러(22)는 수광기(26A 내지 26D)의 모든 PIN 다이오드(52)의 출력을 결합한다. 더욱 구체적으로는, 컨트롤러가 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 배향/위치를 조정한다고 가정한다. 일부 시간 구간 후에, 컨트롤러는 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 배향/위치를 조정하는 것을 정지하고, A/D(54)가 수광기(26A 내지 26D)의 PIN 다이오드(52A 내지 52D)(도 7에 도시됨)의 출력을 샘플링하여 디지털화하게 한다. 컨트롤러(22)는, 컨트롤러(22)의 메모리 내에 PIN 다이오드(52A 내지 52D)의 디지털화된 출력을 변수 f1 내지 f4와 연관시키고, 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 X, Y 및 회전 또는 각도(θ) 변위에 대하여 이러한 변수를 다음과 같이 결합시킨다.
[수학식 1]
X 변위 = f1 - f2 - f3 + f4
[수학식 2]4
Y 변위 = f1 + f2 - f3 - f4
[수학식 3]
θ 변위 = f1 - f2 + f3 - f4
바로 위의 수학식 1 내지 3은 이전에 논의된 제1 실시예의 마스크 정렬 시스템(15)의 논의로부터의 수학식 1 내지 3과 동일하다.
상기 수학식 1 내지 3에 의해 결정된 X, Y 및 θ 변위가 각각 0이라고 컨트롤러(22)가 판단하면, 컨트롤러(22)는 이 조건이 원하는 정렬을 갖는 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)에 대응하는 것으로 인식한다. 한편, X 변위, Y 변위 또는 θ 변위 중 어느 하나가 0이 아니라면, 컨트롤러(22)는 이 조건이 원하는 정렬을 가지지 않는 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)에 대응하는 것으로 인식하여, 이에 따라 컨트롤러(22)는, 상기 수학식 1 내지 3에 의해 판단된 X 변위, Y 변위 또는 θ 변위가 각각 0이 되게 하는데 필요한 바에 따라, 하나 이상의 모션 스테이지(20A, 20B)가 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 X, Y 및/또는 θ 위치(들)를 조정하게 한다.
바람직하게는, 컨트롤러(22)는 다음의 전술한 단계들을 반복한다: 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 배향/위치를 조정하는 단계; 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 배향/위치의 조정을 중지하는 단계; PIN 다이오드(52A 내지 52D)의 출력을 샘플링하여 디지털화하는 단계; 및 상기 수학식 1 내지 3에 의해 결정된 X, Y 및 θ 변위가 사실상 각각 0이 될 때까지, 상기 단계들의 사전 결정된 반복 회수가 발생하였을 때까지, 또는 사전 결정된 양의 시간이 경과한 때까지, 상기 수학식 1 내지 3에 의해 결정된 X, Y 및 θ 변위가 각각 0인지 여부를 판단하는 단계.
X, Y 및 θ 변위가 각각 0인 것을 검출함에 따라, 컨트롤러(22)는 Z 방향으로 이동하는 모션 스테이지(20B)가 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)를 도 8에 도시된 이격된 관계에 있는 위치로부터 친밀하게 접촉하게 하며, 이러한 이격된 관계는 기판(6)과 섀도우 마스크(16)를 정렬하는 목적으로 사용된다.
각각의 변위가 상기 변위에 고유하거나 또는 상기 변위 모두에 공통인 적합한 값의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 구상되기 때문에, 전술한 방식으로 수학식 1 내지 3를 이용하는, X, Y 및 θ 변위가 0인 것으로의 결정은, 본 발명을 한정하는 것으로 고려되어서는 안 된다. 예를 들어, 한정이 아니면서, 컨트롤러(22)는 ±1의 범위 내에 있는 X 변위가 허용 가능하고, Y 변위 값에 대하여 ±1.5의 범위가 허용 가능하고, θ 변위에 대하여 ±0.5의 범위가 허용 가능하다. 이 대신에, 컨트롤러(22)는 각 변위에 대하여 동일한 범위의 값을 사용하도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(22)는 각각의 X, Y 및 θ 변위가 ±1의 범위 내에 있게 하는 것이 허용 가능하도록 프로그래밍될 수 있다.
알 수 있는 바와 같이, 수광기(26A 내지 26D)의 PIN 다이오드(52A 내지 52D)의 출력을 활용함으로써, 컨트롤러(22)는 기판(6)과 섀도우 마스크(16)를 높은 정확도를 갖는 원하는 정렬 상태로 위치 설정할 수 있다. 이러한 목적으로, 컨트롤러(22)는, 기판(6)의 그레이트(28) 및 섀도우 마스크(16)의 그레이트(30)가 원하는 정도로 정렬될 때까지, 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자를 증분식으로 배향/위치 설정할 수 있다. 컨트롤러(22)가 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)의 추가 정렬이 요구된다고 판단하는 경우에, 컨트롤러(22)는, 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)의 정렬을 향상시키는데 필요한 바에 따라, X, Y 및 θ 방향으로 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자를 어떤 방식으로 이동시키거나 회전시킬지 전술한 수학식 1 내지 3을 이용하여 결정된 X, Y 및 θ 변위의 값으로부터 알려진 판단을 한다. 따라서, 컨트롤러(22)는 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자를 제1 위치에 배향/위치 설정하고, 이어 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)가 적절히 정렬되었는지 판단하기 위하여 수광기(26A 내지 26D)의 PIN 다이오드(52A 내지 52D)의 출력을 획득할 수 있다. 적절히 정렬되었다면, 컨트롤러(22)는 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)가 부착 진공 용기(4)에서 발생하는 부착 이벤트를 위한 준비에서 Z 방향으로 친밀하게 접촉하게 이동하게 한다. 그러나, 기판(6)과 섀도우 마스크(16)가 적절한 정렬 상태이 있지 않는 것으로 판단되면, 컨트롤러(22)는 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자를 다른 위치로 증분식으로 배향/위치 설정할 수 있고, 컨트롤러(22)는 수광기(26A 내지 26D)의 PIN 다이오드(52A 내지 52D)의 출력을 샘플링한다. 수광기(26A 내지 26D)의 PIN 다이오드(52A 내지 52D)의 출력의 샘플링하고 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자를 증분식으로 배향/위치 설정하는 과정은, 컨트롤러(22)가 기판(6) 및 섀도우 마스크(16)가 컨트롤러(22)의 프로그래밍에 의해 결정된 원하는 정도로 정렬된다고 판단할 때까지 계속된다.
알 수 있는 바와 같이, 컨트롤러(22)는, 각 광로(36')에서의 사전 결정된 양의 반사된 광이 대응하는 수광기(26)에 의한 수광을 위하여 대응하는 빔 스플리터(60)를 통과할 때까지, 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자의 배향이 기판(6)의 그레이트(28), 섀도우 마스크(16)의 그레이트(30) 또는 이 양자를 위치 설정하도록 조정되게 한다. 달리 말하면, 컨트롤러는, 각 그레이트(28)의 바(42)에 의해 반사된 사전 결정된 양의 광이 대응하는 수광기(26)에 의한 수광을 위하여 각 그레이트(30)의 갭(48)과 빔 스플리터(60)를 통과할 때까지, 기판(6), 섀도우 마스크(16) 또는 이 양자를 정밀 위치 설정한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 마스크 정렬 시스템(15')에서, 광원(24A 내지 24D)은 각각 수광기(26A 내지 26D)와 같이 섀도우 마스크(16)의 동일한 측에 위치 설정된다. 각 광원(24)-수광기(26) 쌍은 빔 스플리터(60)(45도 자른 면(facet)으로 도시됨)를 빔 결합기(beam combiner)로서 활용함으로써 광학적으로 결합된다.
각 수광기(26)는 섀도우 마스크(16) 및 기판(6)에 수직인 광축을 갖도록 위치 설정되고, 기판(6) 맞은 편의 섀도우 마스크(16) 측에 위치 설정된다. 그러나, 이는 본 발명을 제한하는 것으로 고려되어서는 안 된다.
도 8에 도시된 배치에서, 빔 스플리터(60)로부터의 광은 섀도우 마스크(16)의 갭(48)을 통과하고, 기판(6)의 바(42)에 의해 적어도 부분적으로 반사되며, 빔 스플리터(60)로부터의 광의 나머지는 기판(6)의 갭(44)을 통과한다. 기판(6)의 바(42)에 의해 반사된 광은 섀도우 마스크(16)의 갭(48)을 다시 통과하며, 그 다음 수광기(26)에 의한 수광을 위하여 빔 스플리터(60)를 적어도 부분적으로 통과한다.
콜리메이트 광학 기기/렌즈(40)를 포함하는 광원(24)은 집광 광학 기기/렌즈(50)를 포함하는 수광기(26)를 가로질러, 바람직하게는 그에 수직으로, 위치 설정된다. 빔 스플리터(60)는 광원(24)과 수광기(26)의 광축의 교차 지점에 배치되고, 빔 스플리터(60)의 평면은 광원(24)과 수광기(26)의 광축을 직각으로 이등분하도록 배향된다. 이러한 방식으로, 광원(24)으로부터의 콜리메이트된 광은 90도만큼 반사되고, 이에 따라, 반사된 광은 섀도우 마스크(16)의 갭(48)을 첫 번째로 통과하여 전파하여 기판(6)의 그레이트(28)의 바(42)의 아래를 향하여 마주보는 표면에 충돌하여 이에 의해 적어도 부분적으로 반사된다. 그레이트(28)의 바(42)에 의해 반사된 광은 섀도우 마스크(16)의 갭(48)을 두 번째로 통과하고, 그 다음 수광기(26)의 PIN 다이오드(52)에 의한 수광을 위하여 빔 스플리터(60)를 부분적으로 통과한다. 따라서, 수광기(26)의 PIN 다이오드(52)에 의해 수광된 광의 양은 섀도우 마스크(16)의 그레이트(30)의 갭(48)과 기판(6)의 그레이트(28)의 바(42) 사이의 중첩 정도에 비례한다. 따라서, 마스크 정렬 시스템(15')은 반사 모드에서의 정렬 감지를 수행한다. 이것은 투과 모드로 정렬 감지를 수행하는 전술한 마스크 정렬 시스템(15)에 대조적이다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 빔 스플리터(60)의 부분적인 반사 및 부분적인 투과에 기인하는 광의 부분적인 사용 때문에 광의 일부 양이 버려진다는 것을 용이하게 인식할 것이다. 빔 스플리터(60)의 비효율성은 빔 스플리터를 편광시키는 콜리메이터 광학 기기/렌즈(40) 및 빔 스플리터(60)의 사용에 의해 해결될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
마스크 정렬 시스템(15')에 관한 전술한 실시예에서, 각각의 광원(24)-수광기(26) 쌍과 각각의 대응하는 빔 스플리터(60)는 기판(6) 맞은 편의 섀도우 마스크(16) 측에 위치 설정된다. 그러나, 상기 광원(24)-수광기(26) 쌍과 각각의 대응하는 빔 스플리터(60) 중 하나, 또는 그 이상, 또는 그 전부가 섀도우 마스크(16) 맞은 편은 기판(6) 측, 즉 기판(6)의 다른 측에 위치 설정될 수 있다는 것이 구상되기 때문에, 이것은 본 발명을 한정하는 것으로 고려되어서는 안 된다. 본 실시예에서, 각 빔 스플리터(60)로부터의 광은 섀도우 마스크(16)의 바(46)에 의한 반사를 위하여 기판(6)의 갭(44)을 먼저 통과할 것이고, 이 반사된 광은 그 다음 수광기(26)에 의한 수광을 위한 빔 스플리터(60)를 통한 이어지는 통과를 위하여 기판(6)의 갭(44)을 다시 통과할 것이다.
본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었다. 명백한 수정 및 변형이 상술한 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 읽고 이해함으로써 다른 것에 발생할 수 있다. 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범위 내에 있는 한, 모든 이러한 수정 및 변형을 포함하는 것으로 고려되도록 의도된다.

Claims (20)

  1. (a) 콜리메이트된 광원, 빔 스플리터, 제1 그레이트를 포함하는 기판, 제2 그레이트를 포함하는 섀도우 마스크, 및 수광기를 서로 상대적으로 위치 설정하여, 상기 빔 스플리터에 의해 적어도 부분적으로 반사되는 상기 콜리메이트된 광원에 의해 출력된 콜리메이트된 광을 포함하는 광로를 형성하는 단계로서, 적어도 부분적으로 반사된 상기 콜리메이트된 광은 상기 제1 또는 제2 그레이트 중 하나를 통과하고 상기 제1 또는 제2 그레이트 중 다른 하나에 의해 상기 제1 또는 제2 그레이트 중 상기 하나를 다시 통과하도록 적어도 부분적으로 반사되며, 상기 제1 또는 제2 그레이트 중 상기 하나를 다시 통과한 적어도 부분적으로 반사된 광은 상기 수광기에 의한 수광을 위하여 상기 빔 스플리터를 적어도 부분적으로 통과하는 단계; 및
    (b) 사전 결정된 양이 상기 수광기에 의해 수광될 때까지, 상기 제1 그레이트, 상기 제2 그레이트 또는 상기 제1 및 제2 그레이트 양자를 위치 설정하도록 상기 기판, 상기 섀도우 마스크 또는 이 양자의 배향이 조정되게 하는 단계
    를 포함하는,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    각 그레이트는 복수의 이격된 바를 포함하고; 그리고,
    이격된 바의 각각의 쌍을 갭이 분리하는,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    각 바와 각 갭은 동일한 폭을 갖는,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    각 그레이트는 복수의 이격된 바와, 이격된 바의 각 쌍을 분리하는 갭을 포함하고; 그리고,
    상기 단계 (b)는, 상기 제2 그레이트의 바의 긴 축에 평행하거나 실질적으로 평행하게 상기 제1 그레이트의 바의 긴 축을 위치 설정하고, 상기 제2 및 제1 그레이트의 갭을 부분적으로 중첩하게 상기 제1 및 제2 그레이트의 바를 각각 위치 설정하도록 상기 기판, 상기 섀도우 마스크 또는 이 양자의 배향이 조정되게 하는 단계를 포함하는,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 그레이트의 바는 각각 상기 제1 및 제2 그레이트의 갭을 50% 만큼 부분적으로 중첩하는,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 콜리메이트된 광원은,
    LED; 및
    상기 LED에 의해 출력된 광을 콜리메이트하도록 동작하는 콜리메이트 렌즈
    를 포함하는,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수광기는,
    PIN 다이오드; 및
    상기 빔 스플리터로부터 수광된 광을 상기 PIN 다이오드 상으로 집광하도록 동작하는 집광 렌즈
    를 포함하는,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    각 바의 세로축은 대응하는 기판 또는 섀도우 마스크의 중심축으로부터 반경 방향으로 ±15도 연장되는,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  9. (a) 패턴을 갖는 복수의 제1 그레이트를 포함하는 제1 기판을 제공하는 단계로서, 각각의 제1 그레이트는 복수의 이격된 바와 이격된 바의 각 쌍 사이의 갭을 포함하는 단계;
    (b) 상기 복수의 제1 그레이트의 패턴과 동일한 패턴을 갖는 복수의 이격된 반사면 세트를 갖는 제2 기판을 제공하는 단계로서, 각각의 이격된 반사면 세트는 한 쌍의 이격된 반사면을 포함하는 단계;
    (c) 복수의 광로를 형성하는 단계로서, 각 광로는 상기 광로의 반대하는 단부에 있는 광원 및 수광기와, 상기 광원 및 상기 수광기 사이의 상기 광로에 있는 빔 스플리터를 포함하는 단계;
    (d) 하나의 이격된 반사면 세트와 개략적으로(coarse) 정렬되도록 각 광로에 하나의 제1 그레이트를 위치 설정하는 단계; 및
    (e) 각 광로에서의 광이, 상기 빔 스플리터를 통한 광의 반사 및 통과, 상기 광로에서 적어도 하나의 상기 이격된 반사면에 의한 반사, 및 상기 광로에서 상기 제1 그레이트에서의 적어도 하나의 갭을 통한 2번의 통과 후에, 상기 광로의 상기 수광기에 의해 수광되는 동안, 상기 제1 기판, 상기 제2 기판 또는 이 양자를 정밀 위치 설정하는 단계
    를 포함하는,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    각각의 이격된 반사면 세트는, 복수의 이격된 바와, 이격된 바의 각 쌍 사이의 갭을 포함하는 제2 그레이트를 포함하고;
    상기 제2 그레이트의 각 바는 상기 반사면 중 하나를 형성하고; 그리고,
    상기 제2 그레이트의 각 갭은 각각의 반사면보다 더 적게 반사하는 제2 기판의 구조를 형성하는,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    각 수광기는 상기 수광기에 의해 수광된 광량에 관련된 레벨을 갖는 신호를 출력하고; 그리고,
    상기 단계 (e)는, 상기 수광기에 의해 출력된 신호의 레벨의 결합이 사전 결정된 값이거나 사전 결정된 값의 범위 내로 될 때까지 상기 제1 기판, 상기 제2 기판 또는 이 양자를 정밀 위치 설정하는 단계를 포함하는,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 사전 결정된 값은 0인,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 각각 직사각형 또는 정사각형 형상을 가지고;
    상기 제1 기판은 각 코너에 인접한 하나의 제1 그레이트를 가지고; 그리고,
    상기 제2 기판은 각 코너에 인접한 하나의 이격된 반사면 세트를 갖는,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  14. (a) 패턴을 갖는 복수의 제1 그레이트를 포함하는 기판을 제공하는 단계;
    (b) 상기 복수의 제1 그레이트의 패턴과 동일한 패턴을 갖는 복수의 제2 그레이트를 갖는 섀도우 마스크를 제공하는 단계로서, 각 그레이트는 복수의 이격된 바와 이격된 바의 각 쌍 사이의 갭을 포함하는 단계;
    (c) 복수의 광로를 형성하는 단계로서, 각 광로는 광원, 수광기 및 빔 스플리터를 포함하는 단계;
    (d) 하나의 제2 그레이트와 개략적으로(coarse) 정렬되도록 하나의 제1 그레이트를 각 광로에 위치 설정하는 단계; 및
    (e) 상기 광로의 상기 광원에 의해 출력된 상기 광로에서의 광이 상기 광로의 상기 빔 스플리터에 의해 반사되고, 상기 광로에서 상기 제1 또는 제2 그레이트 중 하나에서의 적어도 하나의 갭을 통과하고, 상기 광로에서 상기 제1 또는 제2 그레이트 중 다른 하나의 적어도 하나의 바에 의해 반사되고, 상기 광로에서 상기 제1 또는 제2 그레이트 중 상기 하나에서의 적어도 하나의 갭을 다시 통과한 다음, 상기 광로의 상기 수광기에 의한 수광을 위하여 상기 광로의 상기 빔 스플리터를 통과한 후에, 각 광로에서의 사전 결정된 광량이 상기 광로의 상기 수광기에 의해 수광될 때까지 상기 기판, 상기 섀도우 마스크 또는 이 양자를 정밀 위치 설정하는 단계
    를 포함하는,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    각 바와 각 갭은 동일한 폭을 갖는,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 단계 (e)는, 상기 제1 및 제2 그레이트의 바가 각각 상기 제2 및 제1 그레이트의 갭을 부분적으로 중첩할 때까지 상기 기판, 상기 섀도우 마스크 또는 이 양자를 정밀 위치 설정하는 단계를 포함하는,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 그레이트의 바는 각각 상기 제2 및 제1 그레이트의 갭을 50% 만큼 부분적으로 중첩하는,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    각 수광기는 상기 수광기에 의해 수광된 광량에 관련된 레벨을 갖는 신호를 출력하고; 그리고,
    상기 단계 (e)는, 복수의 상기 수광기에 의해 출력된 신호의 레벨의 결합이 사전 결정된 값이거나 사전 결정된 값의 범위 내로 될 때까지 상기 기판, 상기 섀도우 마스크 또는 이 양자를 정밀 위치 설정하는 단계를 포함하는,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 사전 결정된 값은 0인,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 기판과 상기 섀도우 마스크는 각각 직사각형 또는 정사각형 형상을 가지고, 하나의 그레이트가 상기 직사각형 또는 정사각형의 각 코너에 인접하고; 그리고,
    각 바의 세로축은 대응하는 기판 또는 섀도우 마스크의 중심축으로부터 반경 방향으로 ±15도 연장되는,
    섀도우 마스크-기판 정렬 방법.
KR1020167006325A 2013-08-22 2014-08-22 코딩된 어퍼처를 이용한 반사 섀도우 마스크 정렬 KR20160050032A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/973,328 US9122172B2 (en) 2010-06-04 2013-08-22 Reflection shadow mask alignment using coded apertures
US13/973,328 2013-08-22
PCT/US2014/052211 WO2015027123A1 (en) 2013-08-22 2014-08-22 Reflection shadow mask alignment using coded apertures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160050032A true KR20160050032A (ko) 2016-05-10

Family

ID=52484181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167006325A KR20160050032A (ko) 2013-08-22 2014-08-22 코딩된 어퍼처를 이용한 반사 섀도우 마스크 정렬

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR20160050032A (ko)
CN (1) CN105659402B (ko)
TW (1) TWI626517B (ko)
WO (1) WO2015027123A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10048473B2 (en) 2015-08-06 2018-08-14 Qualcomm Incorporated Submicron wafer alignment
US9939605B2 (en) 2015-08-06 2018-04-10 Qualcomm Incorporated Submicron wafer alignment
CN108064316B (zh) * 2016-12-28 2020-10-27 深圳市柔宇科技有限公司 蒸镀机对位系统及蒸镀机对位系统选取方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4211489A (en) * 1978-01-16 1980-07-08 Rca Corporation Photomask alignment system
JPH07142325A (ja) * 1993-06-23 1995-06-02 Nikon Corp 位置合わせ装置
US6469793B1 (en) * 1999-08-10 2002-10-22 Svg Lithography Systems, Inc. Multi-channel grating interference alignment sensor
US6661951B1 (en) * 2001-03-12 2003-12-09 Thomas H. Blair Optoelectric alignment apparatus
US20050275841A1 (en) * 2004-06-09 2005-12-15 Asml Netherlands B.V. Alignment marker and lithographic apparatus and device manufacturing method using the same
US20060086321A1 (en) * 2004-10-22 2006-04-27 Advantech Global, Ltd Substrate-to-mask alignment and securing system with temperature control for use in an automated shadow mask vacuum deposition process
US7271111B2 (en) * 2005-06-08 2007-09-18 Advantech Global, Ltd Shadow mask deposition of materials using reconfigurable shadow masks
CN103547702B (zh) * 2010-06-04 2016-08-10 阿德文泰克全球有限公司 利用编码孔径进行的阴影掩模的对准

Also Published As

Publication number Publication date
TWI626517B (zh) 2018-06-11
CN105659402B (zh) 2019-01-18
CN105659402A (zh) 2016-06-08
TW201520703A (zh) 2015-06-01
WO2015027123A1 (en) 2015-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101839818B1 (ko) 코딩된 어퍼처를 이용한 섀도우 마스크 정렬
KR890002805B1 (ko) 변위 측정기 및 그 측정법
JP2009258022A (ja) 変位検出装置
NO743521L (ko)
KR20160050032A (ko) 코딩된 어퍼처를 이용한 반사 섀도우 마스크 정렬
JP2004212243A (ja) 格子干渉型光学式エンコーダ
US9122172B2 (en) Reflection shadow mask alignment using coded apertures
CN112147729B (zh) 光栅部件及其制造方法
CN106399932B (zh) 使用可变间距编码孔径的阴影掩模对准
JP2018009933A (ja) 変位検出装置
US10823550B2 (en) Optical position measuring device
US11268833B2 (en) Reflection type sensor and optical encoder having the same
US9580792B2 (en) Shadow mask alignment using variable pitch coded apertures
JPH09152309A (ja) 位置検出装置および位置検出方法
KR101392037B1 (ko) 편광 액추에이터
US20210191285A1 (en) A system for making accurate grating patterns using multiple writing columns each making multiple scans
JPH0273118A (ja) ２次元変位検出装置
US20240110816A1 (en) Optical encoder
US20240200937A1 (en) Optical tilt sensor
JPH0914994A (ja) 光学式エンコーダ
JPH0749215A (ja) 光電式長さ又は角度測定装置
JPH01301116A (ja) 光学式相対変位検出装置
JP3222295B2 (ja) 光学式変位センサ
JPH0749210A (ja) ピンホール素子
JPS6026166B2 (ja) 光電式位置検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application