KR20170058500A - 변위 센서를 이용한 홀더 얼라인 방법 - Google Patents

변위 센서를 이용한 홀더 얼라인 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 변위 센서를 이용한 홀더 얼라인 방법에 관한 것으로, 이송 로봇에 로딩된 기판이 얼라인 시스템에 인입되어 기판 홀더에 안착되는 단계와, 상기 기판 홀더가 하강하여 마스크 프레임에 밀착되는 단계와, 복수의 변위센서를 이용하여 상기 기판 홀더와 마스크 프레임의 위치값을 측정하여 평행함을 감지하는 단계와, 상기 측정된 편차를 계산하여 상기 기판 홀더 또는 마스크 프레임의 높낮이를 조절하는 무빙 모터를 제어하여 상기 기판 홀더와 마스크 프레임 사이의 간격을 미세 조절하여 레벨을 맞추는 단계를 포함함으로써, 대면적 기판의 얼라인 시스템에서 기판 홀더와 마스크 프레임의 편차값을 변위센서를 이용하여 체크하고 모터를 제어하여 자동적으로 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

변위 센서를 이용한 홀더 얼라인 방법{Method for Aligning Holder Using Displacement Sensor}
본 발명은 변위 센서를 이용한 홀더 얼라인 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대면적 기판의 얼라인 시스템에서 기판 홀더와 마스크 프레임의 편차값을 변위센서를 이용하여 체크하고 모터를 제어하여 자동적으로 조절할 수 있는 얼라인 방법에 관한 것이다.
최근 정보 통신 기술의 비약적인 발전과 시장의 팽창에 따라 디스플레이 소자로 평판표시소자(Flat Panel Display)가 각광을 받고 있다. 이러한 평판표시소자로는 액정 표시소자(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel), 유기 EL(Organic Electro Luminescence) 등이 대표적이다.
그 중에서도, 최근에는 저전압 구동, 자기발광, 경량 박형, 광시야각, 빠른 응답속도 등의 장점을 갖는 유기EL(Organic Electro Luminescence)이 각광받고 있는 추세이며, 점차적으로 고화질이 요구됨에 따라 디스플레이의 풀-칼라화가 필수적으로 요구된다.
풀-칼라 유기 EL 소자를 제작할 때 마스크와 기판의 미세정렬은 필수적이며, 기판과 마스크의 얼라인이 정확하지 않으면 쉐도우가 발생하므로, 기판에 증착공정을 수행하기 전 마스크와 기판을 정렬하는 얼라인 공정을 거치게 된다.
종래의 얼라인 공정 시 기판 홀더가 밑으로 내려가서 마스크와 합착을 할 때, 레벨이 안맞으면 수동으로 튜닝을 하였다.
즉, 마스크와 기판 홀더 간에 수평압이 안맞으면 종래에는 작업자가 수동으로 볼트 등을 이용하여 기판 홀더의 Z방향(수직방향) 위치를 조절하여 수평압을 맞추는 것이다.
특히, 공정이 바뀔 때에는 마스크를 교체하기 때문에 기판 홀더와의 편차가 크게 발생할 수 있으므로, 이를 조절하여야 할 필요가 있다.
이와 같이 작업자가 수동으로 기판 홀더의 수평을 조절하는 종래의 방식은 시간이 많이 걸릴 뿐 아니라 정확한 얼라인이 어려우므로, 이에 대한 대안이 요구되는 추세이다.
한국특허등록 제10-672975호.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 대면적 기판 얼라인 시스템에서 기판 홀더와 마스크 프레임의 편차값을 변위센서를 이용하여 체크하고 모터를 제어하여 자동적으로 조절할 수 있는 얼라인 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 진공 환경에서도 실시간으로 데이터를 감지할 수 있으며, 미스 얼라인 시 외부에서 모터를 조절하여 얼라인이 가능하므로 대기압으로 전환하지 않아도 튜닝을 할 수 있는 얼라인 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 이송 로봇에 로딩된 기판이 얼라인 시스템에 인입되어 기판 홀더에 안착되는 단계와, 상기 기판 홀더가 하강하여 마스크 프레임에 밀착되는 단계와, 복수의 변위센서를 이용하여 상기 기판 홀더와 마스크 프레임의 위치값을 측정하여 평행함을 감지하는 단계와, 상기 측정된 편차를 계산하여 상기 기판 홀더 또는 마스크 프레임의 높낮이를 조절하는 무빙 모터를 제어하여 상기 기판 홀더와 마스크 프레임 사이의 간격을 미세 조절하여 레벨을 맞추는 단계를 포함하는 변위 센서를 이용한 홀더 얼라인 방법이 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 변위센서는 상기 기판 홀더의 위치값을 측정하는 기판 홀더 변위센서와, 상기 마스크 프레임의 위치값을 측정하는 마스크 프레임 변위센서로 이루어지며, 상기 기판 홀더 변위센서와 마스크 프레임 변위센서는 복수의 지점에서 위치값을 측정하여 위치별 편차를 감지하도록 설치된다.
또한, 상기 변위 센서는 기판 홀더 모듈에 설치되어, 상기 기판 홀더의 위치값은 항상 측정할 수 있다.
또한, 상기 기판이 기판 홀더에 안착되는 단계 이전에, 상기 기판 홀더의 위치값을 제로(0)로 맞추어 영점 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 변위 센서와 무빙 모터는 서로 대응되는 위치에 설치되어, 상기 변위 센서가 측정한 위치값에 따라 편차가 발생한 위치의 변위 센서에 대응되는 무빙 모터가 구동되어 편차를 보정할 수 있다.
본 발명에서, 상기 측정된 편차에 따라 상기 기판 홀더의 높낮이를 조절하는 무빙 모터를 제어하여 기판 홀더를 업다운 하여 레벨을 맞출 수 있다.
또는 상기 마스크 프레임의 높낮이를 조절하는 무빙 모터를 제어하여 마스크 프레임을 업다운 하여 레벨을 맞출 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 대면적 기판 얼라인 시스템에서 기판 홀더와 마스크 프레임의 얼라인 및 세팅을 변위센서를 이용하여 자동적으로 조절할 수 있는 효과가 있다.
또한, 진공 환경에서도 실시간으로 데이터를 감지할 수 있으며, 미스 얼라인 시 대기압으로 전환하지 않아도 튜닝을 할 수 있으므로, 공정시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 홀더 얼라인 시스템을 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 홀더 얼라인 시스템을 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 홀더 얼라인 시스템에 변위 센서가 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 홀더 얼라인 시스템의 동작을 순차적으로 나타내는 측면도이다.
도 9는 본 발명의 홀더 얼라인 방법을 나타내는 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 홀더 얼라인 시스템을 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명의 홀더 얼라인 시스템을 도시한 측면도이고, 도 3은 본 발명의 홀더 얼라인 시스템에 변위 센서가 설치된 상태를 도시한 사시도이고, 도 4 내지 도 8은 본 발명의 홀더 얼라인 시스템의 동작을 순차적으로 나타내는 측면도이고, 도 9는 본 발명의 홀더 얼라인 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명은 기판 홀더(10)와 마스크 프레임(22)의 얼라인 공정에서, 진공 환경에서도 실시간으로 데이터를 감지하여 미스 얼라인 시 외부에서 모터를 제어함으로써, 자동적으로 얼라인이 가능하게 하는 기술이다. 따라서, 공정 진행 시 미스 얼라인이 발생했다고 하더라도 대기압으로 전환하지 않고도 얼라인을 할 수 있으며, 작업자가 수동으로 하는 것이 아니라 모터를 조절하여 자동으로 하므로 작업이 용이하며 매우 정밀한 얼라인이 가능하다.
이와 같은 본 발명은 기판 홀더(10)와 마스크 프레임(22)의 위치값을 측정할 수 있는 변위 센서(30)를 구비한다.
상기 변위 센서(30)는 직선 거리 측정을 통해 기판 홀더(10)와 마스크 프레임(22)의 위치값을 측정할 수 있으며, 도 3에서 보는 바와 같이, 복수의 지점에서 기판 홀더(10)와 마스크 프레임(22)의 값을 측정하여 위치별로 편차값이 발생하는 지를 감지하도록 설치된다.
이와 같은 변위 센서(30)는 상기 기판 홀더(10)의 위치값을 측정하는 기판 홀더 변위센서와, 상기 마스크 프레임(22)의 위치값을 측정하는 마스크 프레임 변위센서로 이루어지어 2개의 변위 센서(30)가 각각 기판 홀더(10)와 마스크 프레임(22)의 위치값을 측정하도록 설치될 수 있다.
이 경우, 상기 기판 홀더 변위센서와 마스크 프레임 변위센서는 2개가 한 쌍을 이루어 인접하게 설치된다. 본 발명에서는 도면에서 이를 구분하여 도시하지 않았으나, 변위 센서(30)로 도시된 위치에 2개의 센서가 설치될 수 있음은 물론이다.
또한, 이하에서의 설명에서도 기판 홀더 변위센서와 마스크 프레임 변위센서를 '변위 센서(30)'으로 통칭하여 설명한다.
이와 같은 변위 센서(30)는 각각의 지점에서 상기 기판 홀더(10)와 마스크 프레임(22)의 값을 측정함으로써, 기판 홀더(10)와 마스크 프레임(22)의 평행함을 감지할 수 있다. 감지된 값에 편차가 있는 경우에는 그 위치에서의 기판 홀더(10) 또는 마스크 프레임(22)의 사이 간격의 조절이 필요하다.
본 발명의 얼라인 시스템은 상기 변위 센서(30)에서 측정된 값에 따라 기판 홀더(10) 또는 마스크 프레임(22)의 위치를 조절하도록, 상기 기판 홀더(10)의 높낮이를 조절할 수 있는 무빙 모터(40)와, 상기 무빙 모터(40)를 제어할 수 제어부(도시안함)가 포함된다.
상기 제어부는 상기 기판 홀더(10)의 높낮이를 조절할 수 있는 무빙 모터(40)를 제어할 수 있다. 따라서, 상기 기판 홀더(10)와 마스크 프레임(22)의 편차값이 발생하면 상기 제어부는 무빙 모터(40)를 동작시켜 기판 홀더(10)의 높낮이를 조절하여 기판 홀더(10)와 마스크 프레임(22)의 사이의 간격을 조절한다.
본 발명에서는 마스크 홀더(20)가 고정된 구조로서, 상기 마스크 프레임(22)이 마스크 홀더(20)에 얹혀져 고정된 상태에서 상기 기판 홀더(10)가 승강하는 구조이므로, 편차가 발생할 경우 상기 무빙 모터(40)가 기판 홀더(10)를 승강시켜 조절하는 구조를 갖는다.
그러나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 마스크 프레임(22)의 높낮이를 조절함으로써 편차값을 제어하는 구조로도 적용 가능하다.
한편, 상기 변위 센서(30)와 무빙 모터(40)는 서로 대응되는 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 변위 센서(30)가 측정한 위치값에 따라 편차가 발생하면, 그 위치의 변위 센서(30)에 대응되는 무빙 모터(40)가 구동되어 편차를 보정하는 것이다. 따라서, 매우 정밀한 얼라인이 가능하다.
또한, 상기 변위 센서(30)는 기판 홀더(10)가 장착된 기판 홀더 모듈에 설치되어, 상기 기판 홀더(10)의 위치값은 항상 측정할 수 있다. 즉, 상기 변위 센서(30)가 기판 홀더 모듈에 설치되어 있으므로, 상기 기판 홀더(10)와 변위 센서(30)는 항상 동일한 거리 차이를 두고 있어서, 상기 기판 홀더(10)가 하강하여 마스크 프레임(22)에 합착하기 이전에도 변위 센서(30)가 기판 홀더(10)의 위치값을 측정할 수 있는 것이다.
이와 같은 본 발명의 홀더 얼라인 방법을 도 4 내지 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 이송 로봇의 암(50)에 로딩된 기판(G)이 얼라인 시스템에 인입되어 기판 홀더(10)에 안착된다(S100).
이후, 상기 기판 홀더(10)가 하강하여 마스크 프레임(22)에 밀착된다(S110).
이후, 복수의 변위센서(30)를 이용하여 상기 기판 홀더(10)와 마스크 프레임(22)의 평행함을 감지한다(S120).
여기서, 상기 기판 홀더(10)의 위치값은 기판(G)이 이송되기 전부터 측정할 수 있으며, 측정된 상기 기판 홀더(10)의 위치값을 제로(0)로 맞추어 영점 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기판 홀더(10)와 마스크 프레임(22)의 평행함을 감지하는 단계에서, 편차가 감지되면 상기 측정된 편차를 계산하여 상기 기판 홀더(10) 또는 마스크 프레임(22)의 높낮이를 조절하는 무빙 모터(40)를 제어하여 상기 기판 홀더(10)와 마스크 프레임(22) 사이의 간격을 미세 조절하여 레벨을 맞춘다(S130).
레벨을 맞추는 단계에서는 상기 측정된 편차에 따라 상기 기판 홀더(10)의 높낮이를 조절하는 무빙 모터(40)를 제어하여 기판 홀더(10)를 업다운 하여 레벨을 맞출 수 있다.
또는, 상기 마스크 프레임(22)의 높낮이를 조절하는 무빙 모터(도시안함)를 제어하여 마스크 프레임(22)을 업다운 하여 레벨을 맞출 수 있다.
이와 같은 본 발명은 기판 홀더(10)와 마스크 프레임(22)의 얼라인 및 세팅을 변위센서(30)를 이용하여 자동적으로 조절함으로써, 진공 환경에서도 실시간으로 데이터를 감지할 수 있으며, 미스 얼라인 시 대기압으로 전환하지 않아도 튜닝을 할 수 있으므로, 공정시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
10: 기판 홀더 20: 마스크 홀더
22: 마스크 프레임 30: 변위 센서
40: 무빙 모터

Claims (7)

  1. 이송 로봇에 로딩된 기판이 얼라인 시스템에 인입되어 기판 홀더에 안착되는 단계;
    상기 기판 홀더가 하강하여 마스크 프레임에 밀착되는 단계;
    복수의 변위센서를 이용하여 상기 기판 홀더와 마스크 프레임의 위치값을 측정하여 평행함을 감지하는 단계; 및
    상기 측정된 편차를 계산하여 상기 기판 홀더 또는 마스크 프레임의 높낮이를 조절하는 무빙 모터를 제어하여 상기 기판 홀더와 마스크 프레임 사이의 간격을 미세 조절하여 레벨을 맞추는 단계;
    를 포함하는 변위 센서를 이용한 홀더 얼라인 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 변위센서는 상기 기판 홀더의 위치값을 측정하는 기판 홀더 변위센서와, 상기 마스크 프레임의 위치값을 측정하는 마스크 프레임 변위센서로 이루어지며,
    상기 기판 홀더 변위센서와 마스크 프레임 변위센서는 복수의 지점에서 위치값을 측정하여 위치별 편차를 감지하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 변위 센서를 이용한 홀더 얼라인 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 변위 센서는 기판 홀더 모듈에 설치되어, 상기 기판 홀더의 위치값은 항상 측정하는 것을 특징으로 하는 변위 센서를 이용한 홀더 얼라인 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판이 기판 홀더에 안착되는 단계 이전에,
    상기 기판 홀더의 위치값을 제로(0)로 맞추어 영점 조정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변위 센서를 이용한 홀더 얼라인 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 변위 센서와 무빙 모터는 서로 대응되는 위치에 설치되어,
    상기 변위 센서가 측정한 위치값에 따라 편차가 발생한 위치의 변위 센서에 대응되는 무빙 모터가 구동되어 편차를 보정하는 것을 특징으로 하는 변위 센서를 이용한 홀더 얼라인 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 측정된 편차에 따라 상기 기판 홀더의 높낮이를 조절하는 무빙 모터를 제어하여 기판 홀더를 업다운 하여 레벨을 맞추는 것을 특징으로 하는 변위 센서를 이용한 홀더 얼라인 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 측정된 편차에 따라 상기 마스크 프레임의 높낮이를 조절하는 무빙 모터를 제어하여 마스크 프레임을 업다운 하여 레벨을 맞추는 것을 특징으로 하는 변위 센서를 이용한 홀더 얼라인 방법.


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