KR20170084088A - 다중 마스크 정렬 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20170084088A
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브라이언 아서 부치
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어드밴텍 글로벌, 리미티드
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Abstract

다중 마스크 정렬 시스템 및 방법에서, 관통하는 다수의 어퍼처를 갖는 캐리어 프레임이 제공된다. 또한, 다수의 섀도우 마스크-프레임 조합이 제공된다. 각각의 섀도우 마스크-프레임 조합은 제1 정렬 피처(feature) 세트를 포함하고, 각각의 섀도우 마스크-프레임 조합은 프레임이 어퍼처 중 하나와 정렬되는 섀도우 마스크를 지지하면서 캐리어의 제1 측 상에 위치 설정된다. 정렬 시스템이 제공되고, 프로그래밍된 컨트롤러를 포함하는 제어 시스템이 또한 제공된다. 컨트롤러의 제어 하에서, 정렬 시스템은 컨트롤러에 의해 판단된 제1 정렬 피처 세트의 위치에 기초하여 캐리어에 대한 각각의 섀도우 마스크-프레임 조합의 위치를 조정하게 된다.

Description

다중 마스크 정렬 시스템 및 방법{MULTI-MASK ALIGNMENT SYSTEM AND METHOD}
[관련 출원에 대한 교차 참조]
본 출원은 본 명세서에 참조로서 편입되는 2014년 10월 17일 출원된 미국 임시 출원 제62/065,291호의 이익을 주장한다.
[기술분야]
본 발명은 다수의 더 작은 면적의 섀도우 마스크(shadow mask)로부터 실질적으로 더 큰 면적의 섀도우 마스크를 형성하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
섀도우 마스크 기상 증착(vapor deposition)의 분야에 있어서, 적층 소스(deposition source)로부터 기판 상에 적층될 원하는 재료 패턴에 대응하는 하나 이상의 개구를 포함하는 점점 더 커지는 면적의 섀도우 마스크를 활용하는 경향이 있다. 그러나, 점점 더 커지는 면적의 섀도우 마스크를 형성하는데 따른 문제점은 섀도우 마스크의 치수(dimension)에 걸친 개구의 위치 설정에 있어서의 이어지는 에러를 회피하는데 있다. 달리 말하면, 점점 더 커지는 면적의 섀도우 마스크를 형성하는데 따른 문제점은 섀도우 마스크의 치수에 걸쳐 기판 상에 재료 패턴을 적층하기 위하여 사용되는 개구들 사이에 정밀한 치수 안정성을 유지하는 것은 점점 더 어려워지게 된다는 것이다.
본 발명의 바람직하고 다양한 비한정적인 예 또는 양태가 다음의 조항에서 기술되고 설명될 것이다:
조항 1: 다중 섀도우 마스크 정렬 시스템은 관통하는 복수의 어퍼처를 포함하는 캐리어를 포함한다. 각각의 어퍼처는, 프레임이 어퍼처와 정렬된 섀도우 마스크를 지지하는, 캐리어의 제1 측 상에 위치 설정된 조합 프레임 및 섀도우 마스크; 제1 측의 반대편에 있는 캐리어의 제2 측 상에 위치 설정되고, 캐리어에 대하여 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 위치를 조정하도록 동작하는 정렬 시스템; 및 정렬 시스템에 결합된 프로그래밍된 컨트롤러를 포함하는 제어 시스템에 연관되고, 컨트롤러는, 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 각각의 제1 정렬 피처(feature) 세트의 제어 시스템에 의해 판단된 위치에 기초하여 조합 프레임 및 섀도우 마스크를 미세 또는 정밀 정렬하기 위하여 정렬 시스템을 제어하도록 동작한다.
조항 2: 조항 1의 정렬 시스템이고, 제어 시스템은 컨트롤러에 결합된 디지털 카메라를 포함할 수 있다. 카메라는 캐리어의 반대편에 있는 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 측에 위치 설정될 수 있다. 카메라는 제1 정렬 피처 세트를 포함하는 디지털 이미지를 획득하여, 디지털 이미지를 처리하고 처리된 디지털 이미지에 기초하여 정렬 시스템이 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 위치를 미세 또는 정밀 정렬하게 하여 제1 정렬 피처 세트가 컨트롤러의 메모리에 저장된 미리 정해진 좌표 세트에 정렬되게 하도록 동작하는 컨트롤러에 전달하도록 동작할 수 있다.
조항 3: 조항 1 또는 2의 정렬 시스템은 캐리어의 반대편에 있는 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 측에 위치 설정된 정렬 기판을 더 포함할 수 있다. 정렬 기판은 제2 정렬 피처 세트를 포함할 수 있다. 제어 시스템은 컨트롤러에 결합되고 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 반대편에 있는 정렬 기판의 측에 위치 설정된 디지털 카메라를 포함할 수 있다. 카메라는 제1 및 제2 정렬 피처 세트를 포함하는 디지털 이미지를 획득하여, 디지털 이미지를 처리하고 처리된 디지털 이미지에 기초하여 정렬 시스템이 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 위치를 미세 또는 정밀 정렬하게 하여 제1 및 제2 정렬 피처 세트를 정렬시키도록 동작하는 컨트롤러에 전달하도록 동작할 수 있다.
조항 4: 조항 1 내지 3 중 어느 하나의 정렬 시스템으로서, 캐리어는 제2 정렬 피처 세트를 포함할 수 있다. 제어 시스템은, 각각의 어퍼처에 대하여, 복수의 광원-수광기 쌍을 포함할 수 있다. 각각의 광원-수광기 쌍은 사이에 광로를 형성할 수 있다. 제1 정렬 피처 세트의 하나의 정렬 피처와 제2 정렬 피처 세트의 하나의 정렬 피처가 각각의 광로 내에 위치 설정될 수 있다. 컨트롤러는 수광기의 출력을 처리하고, 처리된 수광기의 출력에 기초하여, 정렬 시스템이 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 위치를 미세 또는 정밀 정렬하게 하여, 제1 정렬 피처 세트의 하나의 정렬 피처와 제2 정렬 피처 세트의 하나의 정렬 피처를 각각의 광로 내에서 정렬시키도록 동작할 수 있다.
조항 5: 조항 1 내지 4 중 어느 하나의 정렬 시스템으로서, 정렬 시스템은 복수의 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 위치를 조정하도록 동작할 수 있고; 그리고/또는 컨트롤러는 정렬 시스템이 복수의 조합 프레임 및 섀도우 마스크를 정렬시키게 하도록 동작할 수 있다.
조항 6: 조항 1 내지 5 중 어느 하나의 정렬 시스템으로서, 정렬 시스템은 X, Y 및 θ 방향 중 2 이상의 방향으로 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 위치를 조정하도록 동작할 수 있다. X 및 Y 방향은 캐리어의 제1 측에 평행할 수 있다. θ 방향은 캐리어의 제1 측에 수직일 수 있는 Z 방향 주위로 회전할 수 있다.
조항 7: 조항 1 내지 6 중 어느 하나의 정렬 시스템으로서, 프레임은 제1 정렬 피처 세트를 포함할 수 있다.
조항 8: 조항 1 내지 7 중 어느 하나의 정렬 시스템으로서, 각각의 정렬 피처는, 시각적 마크(mark) 또는 홀 중 하나일 수 있다.
조항 9: 조항 1 내지 8 중 어느 하나의 정렬 시스템으로서, 정렬 기판은 투명할 수 있다.
조항 10: 다중 마스크 정렬 방법은, (a) 관통하는 복수의 어퍼처를 갖는 캐리어를 제공하는 단계; (b) 복수의 섀도우 마스크-프레임 조합을 제공하는 단계로서, 각각의 섀도우 마스크-프레임 조합이 제1 정렬 피처 세트를 포함하고, 각각의 섀도우 마스크-프레임 조합이 프레임이 어퍼처 중 하나와 정렬하는 섀도우 마스크를 지지하면서 캐리어의 제1 측 상에 위치 설정되는 단계; (c) 정렬 시스템을 제공하는 단계; (d) 프로그래밍된 컨트롤러를 포함하는 제어 시스템을 제공하는 단계; 및 (e) 컨트롤러의 제어 하에서, 컨트롤러에 의해 판단된 각각의 섀도우 마스크-프레임 조합에 대한 제1 정렬 피처 세트의 위치에 기초하여 정렬 시스템이 캐리어에 대한 각각의 섀도우 마스크-프레임 조합의 위치를 자동으로 조정하게 하는 단계를 포함한다.
조항 11: 조항 10의 방법은, (f) 상기 단계 (e)에 이어, 각각의 섀도우 마스크-프레임 조합을 캐리어에 고정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
조항 12: 조항 10 또는 11의 방법은, (g) 상기 단계 (f)에 이어, 각각의 섀도우 마스크를 통해 기상 증착(vapor deposition)을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
조항 13: 조항 10 내지 12 중 어느 하나의 방법으로서, 제어 시스템은 캐리어의 제1 측에 위치 설정된 디지털 카메라를 포함할 수 있다. 단계 (e)는, 컨트롤러에 의해 카메라로부터 획득된 적어도 하나의 섀도우 마스크-프레임 조합의 이미지에 기초하여 정렬 시스템이 각각의 섀도우 마스크-프레임 조합의 위치를 자동으로 조정하게 하여 제1 정렬 피처 세트가 컨트롤러의 메모리에 저장된 미리 정해진 좌표 세트에 정렬되게 하는 단계를 포함할 수 있다.
조항 14: 조항 10 내지 13 중 어느 하나의 방법은, 캐리어의 반대편에 있는 복수의 섀도우 마스크-프레임 조합의 측 상에 제2 정렬 피처 세트를 포함하는 정렬 기판을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 단계 (e)는, 각각의 섀도우 마스크-프레임 조합의 제1 정렬 피처 세트와 정렬 기판의 제2 정렬 피처 세트를 정렬시키기 위하여 정렬 시스템이 각각의 섀도우 마스크-프레임 조합의 위치를 자동으로 조정하게 하는 단계를 포함할 수 있다.
조항 15: 조항 10 내지 14 중 어느 하나의 방법으로서, 제어 시스템은, 제1 및 제2 정렬 피처 세트의 디지털 이미지를 획득하여 단계 (e) 동안 처리를 위하여 컨트롤러에 전달하도록 동작하는 디지털 카메라; 또는 각 쌍이 광로를 형성하는 복수의 광원-수광기 쌍; 중 하나를 더 포함할 수 있고, 제1 정렬 피처 세트의 하나의 정렬 피처와 제2 정렬 피처 세트의 하나의 정렬 피처는 각각의 광로에 위치 설정되고, 컨트롤러는 단계 (e) 동안 수광기의 출력을 처리하도록 동작할 수 있다.
조항 16: 조항 10 내지 15 중 어느 하나의 방법으로서, 각각의 정렬 피처는, 시각적 마크(mark) 또는 홀 중 하나일 수 있다.
조항 17: 조항 10 내지 16 중 어느 하나의 방법으로서, 정렬 기판은 투명할 수 있다.
조항 18: 조항 10 내지 17 중 어느 하나의 방법으로서, 정렬 시스템은 캐리어의 제2 측 상에 제공될 수 있다.
도 1은 다중 섀도우 마스크 정렬 시스템의 캐리어 프레임의 개략적인 평면도이다;
도 2는 도 1의 캐리어 프레임 상에 위치 설정된 복수의 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 개략적인 평면도이고, 각각의 섀도우 마스크는 캐리어 프레임 내의 어퍼처와 정렬되어 위치 설정된다;
도 3은 제1 정렬 피처 세트를 포함하는 하나의 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 분리된 개략적인 평면도이다;
도 4는 캐리어 프레임과 접촉하는 3개의 조합 프레임 및 섀도우 마스크를 포함하는 캐리어 프레임의 도 2의 선 IV-IV를 따라 얻어진 개략적인 측면도이고, 캐리어 프레임 아래에 위치 설정된 하나 이상의 정렬 스테이지와 3개의 조합 프레임 및 섀도우 마스크 위로 위치 설정된 3개의 디지털(CCD) 카메라를 포함하는 정렬 시스템에 대한 개략도를 더 포함한다.
도 5는 3개의 조합 프레임 및 섀도우 마스크가 정렬 시스템의 정렬 스테이지(들)의 핀(pin)을 통해 캐리어 프레임의 상부 표면 위로 상승된 도 4에서의 다중 마스크 정렬 시스템의 도면이다;
도 6은 도 2에 도시된 캐리어 프레임 상에 위치 설정된 복수의 조합 프레임 및 섀도우 마스크 위로 위치 설정된 정렬 기판의 개략적인 평면도이다;
도 7은 제2 정렬 피처 세트를 포함하는 도 6의 정렬 기판의 분리된 개략적인 평면도이다;
도 8은 3개의 디지털 카메라와 3개의 조합 프레임 및 섀도우 마스크 사이에 위치 설정된 도 7의 정렬 기판을 포함하는 도 4에 도시된 다중 마스크 정렬 시스템의 개략적인 측면도이다;
도 9는 3개의 조합 프레임 및 섀도우 마스크가 정렬 시스템의 정렬 스테이지(들)의 핀을 통해 캐리어 프레임의 상부 표면 위로 상승된 도 8에서의 다중 마스크 정렬 시스템의 도면이다;
도 10은 제2 정렬 피처 세트(도 7에서 정렬 기판 상에 도시된 제2 정렬 피처 세트와 상이함)를 포함하는 다른 예시적인 캐리어 프레임의 평면도이다;
도 11은 다수의 수광기와, 정렬 기판 상에서 수광기를 지지하기 위한 선택적인 지지 프레임(점선으로 도시됨)을 포함하는 정렬 기판의 평면도이다;
도 12는 도 10에 도시된 캐리어 프레임 상에 배치된 복수의 조합 프레임 및 섀도우 마스크 위로 위치 설정된 도 11의 정렬 기판의 평면도이다;
도 13은 도 10에 도시된 캐리어 프레임의 상부 표면 상에 배치된 조합 프레임 및 섀도우 마스크 위로 위치 설정된 수광기와, 캐리어 프레임 아래에 위치 설정된 광원을 포함하는 정렬 기판의 도 12에서의 선 XIII-XIII을 따라 얻어진 도면이다;
도 14는 조합 프레임 및 섀도우 마스크가 정렬 시스템의 정렬 스테이지의 핀을 통해 캐리어 프레임의 상부 표면 위로 상승된 도 13에 도시된 다중 마스크 정렬 시스템의 도면이다; 그리고,
도 15는 본 명세서에 개시된 방법들 중 하나로 캐리어 프레임 상에 미세 또는 정밀 정렬된 복수의 조합 프레임 및 섀도우 마스크를 포함하는 최종 어셈블리를 포함하는 섀도우 마스크 기상 증착 챔버의 개략도이다.
다양한 비한정적인 예가 유사한 도면 부호가 유사하거나 기능적으로 균등한 요소에 대응하는 첨부된 도면을 참조하여 이제 설명될 것이다.
본 명세서에서 설명되는 다양한 예시적인 다중 마스크 정렬 시스템은 다수의 더 작은 면적의 섀도우 마스크로부터의 실질적으로 더 큰 면적의 섀도우 마스크의 구성을 가능하게 한다. 더 작은 면적의 섀도우 마스크로부터 실질적으로 더 큰 면적의 섀도우 마스크를 구성함으로써, 더 큰 면적 위로, 예를 들어, 단독의 각각의 더 작은 섀도우 마스크보다 더 큰 면적 위로, 더 작은 섀도우 마스크 내의 홀 및 어퍼처에 대한 더 큰 기하학적 정밀도를 유지하는 것이 가능하다. 각각의 작은 섀도우 마스크가 다른 작은 섀도우 마스크에 독립적이기 때문에, 다른 작은 섀도우 마스크 마스크의 치수에 영향을 미치지 않으면서 각각의 작은 섀도우 마스크의 홀 및 어퍼처에 적절하게 크기를 부여하는 것도 가능하다.
본 명세서에 설명된 다양한 예시적인 다중 마스크 정렬 시스템은 실질적으로 더 큰 면적의 섀도우 마스크를 형성하기 위하여 다수의 작은 면적의 섀도우 마스크를 정렬하는 것(한 번에 한 개나 두 개 또는 그 이상; 또는 모두 동시에)을 제공한다. 실질적으로 더 큰 섀도우 마스크를 형성하기 위하여 사용될 수 있는 작은 섀도우 마스크의 개수에 특별한 제한은 없다.
각각의 예시적인 다중 마스크 정렬 시스템의 기본 동작 방법은 각각의 작은 섀도우 마스크의 미세 또는 정밀 정렬을 각각의 다른 작은 섀도우 마스크에 독립적으로 수행하는 것이다. 각각의 작은 섀도우 마스크의 정렬은, 유리 플레이트와 같은 정렬 기판과 연관된 정렬 피처(feature) 및 작은 섀도우 마스크와 연관된 정렬 피처를 참조하여 수행될 수 있거나; 또는 CMM(coordinate measuring machine) 접근 방식을 이용하여 작은 섀도우 마스크와 연관된 정렬 피처를 컨트롤러의 메모리에 저장된 미리 정해진 좌표와 비교함으로써 수행될 수 있다.
CMM 접근 방식을 활용한다면, 캐리어 프레임 상에 대략 정렬(coarse alignment)(또는 대강의 정렬)로 위치 설정된 작은 섀도우 마스크 상의 정렬 피처는 컨트롤러의 메모리에 저장된 미리 정해진 좌표에 비교된다. 좌표는, 예를 들어, CAD 파일과 같은 도면 파일에, 또는 컨트롤러가 하나 이상의 디지털(CCD) 카메라를 통해 작은 섀도우 마스크의 디지털 이미지를 획득하고 작은 섀도우 마스크의 획득된 디지털 이미지 내의 정렬 피처를 컨트롤러의 메모리에 저장된 미리 정해진 좌표에 비교하는 것을 용이하게 하는 임의의 적합하고 그리고/또는 바람직한 파일 종류로 저장될 수 있다. 일례에서, 각각의 미리 정해진 좌표는 이미지로부터 획득된 대응하는 정렬 피처의 디지털 표현물을 포함할 수 있고, 이에 따라 컨트롤러는 획득된 이미지 내의 정렬 피처를 정렬 피처의 디지털 표현물과 정렬시킨다. 그러나. 이는 한정적인 의미로 고려되어서는 안 된다.
정렬 기판 접근 방식을 이용한다면, 정렬 기판의 하부와 작은 섀도우 마스크의 상부 사이에 갭을 가지면서, 정렬 기판은 캐리어 프레임 상에서 대략 정렬(또는 대강의 정렬)로 위치 설정된 작은 섀도우 마스크 위로 이격된 관계로 위치된다. 하나 이상의 디지털(CCD) 카메라는 섀도우 마스크 상의 정렬 피처와 정렬 기판의 정렬 피처의 이미지를 획득하기 위하여 정렬 기판 위로 위치 설정된다. 일례에서, 섀도우 마스크 상의 정렬 피처와 정렬 기판의 정렬 피처는 상보적일 수 있다. 예를 들어, 정렬 기판의 정렬 피처는 솔리드 디스크(solid disk) 또는 원형의 패턴을 포함할 수 있고, 작은 섀도우 마스크의 정렬 피처는 각각이 정렬 기판 상의 대응하는 디스크 또는 원보다 더 큰 개방된 홀 또는 링의 패턴을 포함할 수 있다. 따라서, 정렬은 홀 또는 링 내에서 각각의 디스크 또는 원의 위치를 측정함으로써 정량화될 수 있다.
CCM 접근 방식을 활용한다면, 각각의 작은 섀도우 마스크는 정렬 피처를 포함한다. 그러나, 이러한 정렬 피처를 정렬 기판 상의 마크에 비교하는 대신에, 작은 섀도우 마스크 상의 정렬 피처의 절대 좌표가 컨트롤러의 메모리 내의 파일에 저장된 정렬 피처에 대한 미리 정해진 좌표에 비교될 수 있다. 이러한 방식으로, 각각의 작은 섀도우 마스크 상의 정렬 피처가 서로에 대한 작은 섀도우 마스크의 정렬을 계산하는데 사용될 수 있다.
정렬 기판 접근 방식 또는 CMM 접근 방식을 이용한 정렬 동안, 각각의 작은 섀도우 마스크를 지지하는 마스크 프레임은, 일례에서 캐리어 프레임의 아래에 위치 설정된 정렬 시스템의 일부인 정렬 스테이지의 핀(pin)에 의해 상승된다. 캐리어 프레임은 홀, 어퍼처 또는 개구를 포함하여, 핀이 캐리어 프레임을 통과하여 이 동작을 수행할 수 있게 한다. 각각의 작은 마스크 프레임은 X, Y 및/또는 θ 방향으로의 모션을 가능하게 하기에 충분히 높지만 정렬 기판이 존재하는 경우 정렬 기판의 하부와 접촉하기에는 충분히 높지 않게 캐리어 프레임의 표면으로부터 상승된다(Z 방향으로). 정렬 기판 접근 방식을 이용할 때, 각각의 작은 섀도우 마스크의 정렬 피처와 대응하는 정렬 기판의 정렬 피처 사이의 정렬이 수행된다. CCM 접근 방식의 경우, 정렬 기판이 존재하지 않기 때문에, 정렬 기판과의 접촉은 중요하지 않다. 그러나, 측정 에러를 방지하기 위하여 마스크 프레임을 작은 거리만큼만 상승시키는 것이 여전히 바람직하다.
각각의 작은 섀도우 마스크 및 마스크 프레임 조합은 각각의 다른 작은 섀도우 마스크 및 마스크 프레임 조합에 독립적으로 정렬될 수 있다. 이것은 다수의 작은 섀도우 마스크 및 프레임을 정렬시키는 정렬 스테이지를 포함하는 정렬 시스템에 의해, 또는 작은 섀도우 마스크 및 프레임마다 하나의 정렬 스테이지를 포함하는 정렬 시스템에 의해 달성될 수 있다. 작은 섀도우 마스크를 정렬시키기 위하여 활용되는 정렬 스테이지의 개수는 한정적인 의미로 고려되어서는 안 된다.
큰 섀도우 마스크를 포함하는 각각의 작은 섀도우 마스크 및 프레임의 미세 또는 정밀 정렬이 완료된 후에, 작은 섀도우 마스크 및 프레임은 캐리어 프레임으로 다시 하강된다. 존재한다면, 정렬 기판은 제거될 수 있다. 마지막으로, 미세 또는 정밀 정렬된 마스크 프레임은, 한정이 아닌 것으로, 접착제 또는 용접과 같은, 임의의 적합하거나 바람직한 수단에 의해 캐리어 프레임에 본딩될 수 있다.
제1 예의 다중 마스크 정렬 시스템이 도 1 내지 5를 참조하여 이제 설명될 것이다.
제1 예의 다중 마스크 정렬 시스템은 관통하는 복수의 어퍼처(4)를 갖는 캐리어(또는 캐리어 프레임)(2)(도 1)를 포함한다. 섀도우 마스크(8)(도 2 및 3)를 지지하는 프레임(6)이 각각의 어퍼처(4)와 연관되며, 섀도우 마스크(8)는 섀도우 마스크(8) 내에서 이를 통과하여 기상 증착되기에 바람직한 재료(들)의 바람직한 패턴에 대응하는 패턴으로 관통하는 하나 이상의 어퍼처(미도시)를 포함한다.
일례에서, 캐리어(2)는 6개의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)를 캐리어(2)의 제1(상부) 측에서 지지하고, 각각의 프레임(6)은 캐리어(2)의 어퍼처(4)와 정렬된 이의 대응하는 섀도우 마스크(8)를 지지한다(도 2). 일례에서, 각각의 섀도우 마스크(8)는 동일한 패턴의 어퍼처 또는 상이한 패턴의 어퍼처를 가질 수 있다. 다른 예에서, 2 이상의(6그러나 전부보다는 적은) 섀도우 마스크(8)는 동일한 패턴의 어퍼처를 가질 수 있으며, 나머지 섀도우 마스크(들)는 상이한 패턴의 어퍼처를 가질 수 있다. 다른 섀도우 마스크(8)에 비하여 동일하거나 상이한 패턴의 어퍼처를 갖는 각각의 섀도우 마스크(8)는 한정적인 의미로 고려되어서는 안 된다.
초기에, 각각의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)는 캐리어(2)의 대응하는 어퍼처(4)와 대략적으로, 개략적으로 또는 대강 정렬되어 캐리어(2) 상에 위치 설정된다.
도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 제1 예의 다중 섀도우 마스크 정렬 시스템은 복수의 프레임 및 섀도우 마스크 조합(6/8)의 반대편에 있는 캐리어(2)의 제2(하부) 측에 위치 설정된 정렬 시스템(10)을 포함한다. 정렬 시스템(10)은 아래에서 설명되는 방식으로 각각의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)를 정밀 위치 설정하기에 적합하고 그리고/또는 바람직한 것으로 여겨지는 하나 이상의 정렬 스테이지(12)를 포함할 수 있다. 일례에서, 각각의 어퍼처(4)는 섀도우 마스크(8)가 상기 어퍼처(4)와 정렬되어 위치 설정된 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)를 정밀 위치 설정하기 위한 전용 정렬 스테이지(12)를 포함할 수 있다. 그러나, 각각의 정렬 스테이지(12)가 임의의 개수의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)를 미세 또는 정밀 정렬하도록 구성되어 동작할 수 있다는 것이 상정되기 때문에, 이것은 한정하는 것으로 고려되어서는 안 된다. 일례에서, 아래에서 설명되는 방식으로 2 이상의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)를 미세 또는 정밀 정렬하도록 단일 정렬 스테이지(12)가 구성되어 동작할 수 있다.
설명의 목적으로, 각각의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)와, 대응하는 정렬 스테이지(12) 사이에 일대일 대응 관계가 있다는 것이 가정될 것이다. 그러나, 이것은 한정적인 의미로 고려되어서는 안 된다.
각각의 정렬 스테이지(12)는 캐리어(2) 내의 홀(16)을 통과하여 연장하는 다수의 신장된(elongated) 핀(14)을 포함한다. 일례에서, 3개의 홀(16)(도 1에 가장 잘 도시됨)이 각각의 어퍼처(4)를 둘러싼다. 그러나, 한정적인 의미로 고려되어서는 안 된다. 각각의 어퍼처(4)를 둘러싸는 홀(16)을 통해 연장하는 핀(14)은 캐리어(2)를 마주보는 상기 어퍼처(4)와 정렬된 섀도우 마스크(8)를 지지하는 프레임(6)의 측을 접촉한다.
하나 이상의 디지털(CCD) 카메라(18)는 캐리어(2)의 반대편에 있는 복수의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 측에 위치 설정된다. 일례에서, 각각의 디지털 카메라(18)는 단일의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)를 보도록 위치 설정된다. 그러나, 각각의 디지털 카메라(18)가 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 2 이상 또는 그 모두를 보도록 위치 설정되어 동작할 수 있는 것이 상정되기 때문에, 이것은 한정적인 의미로 고려되어서는 안 된다. 설명의 목적으로, 각각의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)와 디지털 카메라(18) 사이에 일대일 대응 관계가 있다는 것이 가정될 것이다. 그러나, 이것은 한정적인 의미로 고려되어서는 안 된다.
또한, 다중 섀도우 마스크 정렬 시스템은 각각의 디지털 카메라(18) 및 정렬 시스템(10)의 각각의 정렬 스테이지(12)에 결합된 프로그래밍된 컨트롤러(20)를 포함한다. 컨트롤러(20)와 디지털 카메라(18)의 조합은 디지털 카메라(18)를 포함하는 본 명세서에 설명된 각각의 예시적인 다중 마스크 정렬 시스템의 제어 시스템을 정의한다. 컨트롤러(20)는 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 제1 정렬 피처 세트(22)(도 2에 가장 잘 도시됨)에 대하여 정해진 위치에 기초하여 각각의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)를 미세 또는 정밀 정렬하기 위하여 정렬 시스템(10), 더욱 상세하게는, 각각의 정렬 스테이지(12)를 제어하도록 동작한다. 일례에서, 프레임(6)은 제1 정렬 피처 세트(22)를 포함한다.
조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 미세 또는 정밀 정렬을 수행하는 것이 바람직한 적합한 때에, 컨트롤러(20)는 정렬 스테이지(12)가 도 4에 도시된 후퇴된 위치로부터 도 5에 도시된 연장된 위치로 핀(14)을 연장하게 하고, 이에 따라 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)는 Z 방향으로 캐리어(2)의 제1 측으로부터 상승되며, 이에 의해 갭(24)을 형성한다. 캐리어(2)의 반대편에 있는 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 측에 위치 설정된 디지털 카메라(18)는 제1 정렬 피처 세트(22)를 포함하는 디지털 이미지를 획득하여, 디지털 이미지를 처리하고 처리된 디지털 이미지에 기초하여 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 위치를 정밀 조정하도록 정렬 스테이지(12)를 제어하게 동작하는 컨트롤러(20)로 전달한다.
더욱 구체적으로는, 컨트롤러(20)는 제1 정렬 피처 세트(22)를 포함하는 디지털 이미지 처리하고, 처리된 디지털 이미지에 기초하여, 제1 정렬 피처 세트가 컨트롤러(20)의 메모리(21)에 저장된 미리 정해진 좌표 세트에 대하여 미세 또는 정밀 정렬되도록 X, Y 및/또는 θ 방향으로 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 위치를 조정하기 위하여 정렬 스테이지(12)를 제어하도록 동작한다. 이러한 미리 정해진 좌표 세트는, 예를 들어, 도면 또는 CAD 파일을 포함하는 임의의 적합하거나 바람직한 포맷으로 메모리(21)에 저장될 수 있다. 그러나, 컨트롤러(20)가 제1 정렬 피처 세트(22)와 정렬하는데 활용하는 미리 정해진 좌표 세트를 저장하는 임의의 적합하고 그리고/또는 바람직한 방식이 활용될 수 있다는 것이 상정되기 때문에, 이것은 한정적인 의미로 고려되어서는 안 된다.
일례에서, 컨트롤러(20)는 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 디지털 카메라(18)로부터 획득된 이미지에서 제1 정렬 피처 세트(22)와 이의 위치를 식별하도록 프로그래밍된다. 제1 정렬 피처 세트(22)와 이의 위치를 식별한 것에 따라, 컨트롤러는 정렬 스테이지(12)가 제1 정렬 피처 세트(22)를 컨트롤러(20)의 메모리(21) 내의 파일에 저장된 미리 정해진 좌표에 미세 또는 정밀 정렬시키게 한다. 정렬 피처(22)는 점, 선, 윤곽(contour), 원, 링 및/또는 임의의 다른 적합하고 그리고/또는 바람직한 특징일 수 있다. 제1 정렬 피처 세트(22)의 정렬은 제1 정렬 피처 세트(22)의 세기(intensity)에 기초하거나 이미지 특징에 기초할 수 있다. 일례에서, 컨트롤러는 획득된 이미지 내의 제1 정렬 피처 세트(22)를 컨트롤러(20)의 메모리(21)에 저장된 디지털 레퍼런스 또는 소스 이미지에 저장된 미리 정해진 좌표 세트에서의 미리 정해진 정렬 피처 세트에 비교할 수 있다. 제1 정렬 피처 세트(22)와 메모리(21)에 저장된 레퍼런스 또는 소스 이미지의 미리 정해진 정렬 피처 세트 사이의 정렬이 없을 때, 컨트롤러(20)는 레퍼런스 또는 소스 이미지에서의 미리 정해진 정렬 피처 세트를 디지털 카메라(18)에 의해 획득된 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 이미지에서의 제1 정렬 피처 세트(22)에 정렬하기 위하여 필요한 만큼 X, Y 및/또는 θ 방향으로 정렬 스테이지(12)가 이동하게 할 수 있다. 제1 정렬 피처 세트(22)가 컨트롤러(20)의 메모리(21)에 저장된 미리 정해진 좌표 세트에 비교되는 특정 방식은 이러한 비교가 지금 알려져 있거나 이후에 개발될 임의의 적합하고 그리고/또는 바람직한 방식으로 발생할 수 있다는 것이 상정될 수 있기 때문에 한정하는 것으로 고려되어서는 안 된다.
더욱 구체적으로, 갭(24)이 형성된 후에 메모리(21) 내에 저장된 미리 정해진 좌표 세트에 대한 제1 정렬 피처 세트(22)의 미세 또는 정밀 정렬을 수행하기 위하여, 컨트롤러(20)는 정렬 스테이지(12)가 Z 방향 주위로 X, Y 및/또는 θ 방향(시계 방향 또는 반시계 방향)으로, 필요한 만큼, 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)를 이동시키게 한다. 제1 정렬 피처 세트(22)가 메모리(21)에 저장된 미리 정해진 좌표 세트에 미세 또는 정밀 정렬되었다고 컨트롤러(20)가 판단하면, 컨트롤러는 정렬 스테이지(12)가 핀(14)을 하강시키게 하여, 이에 의해 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)를 도 5에 도시된 위치로부터 도 4에 도시된 위치로 다시 복귀시켜 프레임(6)이 캐리어(2)의 제1 측에 접촉하게 한다. 그 후, 각각의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)는, 예를 들어, 접착제를 또는 프레임(6)을 캐리어(2)에 용접하는 것과 같은, 임의의 적합하고 그리고/또는 바람직한 방식으로 캐리어(2)에 고정될 수 있어, 그에 고정된 복수의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)를 갖는 캐리어(2)를 포함하는 최종 어셈블리(25)를 형성하며, 각각의 섀도우 마스크(8)는 캐리어(2)에 고정된 각각의 다른 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)에 미세 또는 정밀 정렬된다. 일례에서, 제1 정렬 피처 세트와 미리 정해진 정렬 피처 세트는 상보적일 수 있다. 그러나, 이것은 한정적인 의미로 고려되어서는 안 된다.
도 6 내지 9를 참조하고 도 1 내지 5를 계속 참조하면, 도 1 내지 5의 제1의 예시적인 다중 마스크 정렬 시스템과 많은 점에서 유사한 제2의 예시적인 다중 마스크 정렬 시스템에서, 정렬 기판(26)(도 7)은 디지털 카메라(18)와 복수의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8) 사이에 위치 설정된다(도 8 및 9). 일례에서, 정렬 기판(26)은, 예를 들어 유리와 같은, 투명하고, 양호한 치수 안정성을 갖는 재료로 이루어진다. 정렬 기판(26)은 캐리어(2) 상에서 대략적으로 정렬되어 위치 설정된 복수의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 제1 정렬 피처 세트(22)(예를 들어, 도 6에서 도시됨)의 패턴에 대응하는 패턴으로 제2 정렬 피처 세트(28)(도 7에 가장 잘 도시됨)를 포함한다.
본 예에서, 각각의 디지털 카메라(18)는 제1 및 제2 정렬 피처 세트(22, 28)를 포함하는 디지털 이미지를 획득하여, 디지털 이미지를 처리하고, 처리된 디지털 이미지에 기초하여, 정렬 시스템(10)이 각각의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 위치를 조정하여 제1 및 제2 정렬 피처 세트(22, 28)를 미세 또는 정밀 정렬하게 하도록 동작하는 컨트롤러(20)에 전달한다.
설명의 목적으로, 정렬 시스템(10)의 단일의 정렬 스테이지(12)와 단일의 디지털 카메라(18)가 단일의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 미세 또는 정밀 정렬을 위하여 활용된다는 것이 가정될 것이다. 그러나, 이것은 한정적인 의미로 고려되어서는 안 된다.
적합한 시간에, 컨트롤러(20)는 정렬 스테이지(12)가 도 8에 도시된 후퇴된 위치로부터 도 9에 도시된 연장된 위치로 핀(14)을 연장시키게 하여, 캐리어(2)의 제1 측과, 캐리어(2)를 마주보는 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 측 사이에 갭(24)을 형성한다.
캐리어(2)의 반대편에 있는 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 측에 위치 설정된 디지털 카메라(18)는 제1 및 제2 정렬 피처 세트(22, 28)를 포함하는 디지털 이미지를 획득하여 컨트롤러(20)에 전달한다. 컨트롤러(20)는 디지털 이미지를 처리하고, 처리된 디지털 이미지에 기초하여, 제1 및 제2 정렬 피처 세트(22, 28)를 미세 또는 정밀 정렬하도록 정렬 스테이지(12)가 X, Y 및/또는 θ 방향으로 필요한 만큼 이동하게 하도록 동작한다.
본 예에서, 각각의 프레임(6)은 4개의 정렬 피처(22)(도 6)를 포함하고, 정렬 기판(26)은 상기 프레임(6)의 4개의 정렬 피처(22)와 정렬되도록 구성된 4개의 정렬 피처(28)(도 6)를 포함한다. 각각의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)를 정렬하는데 사용되는 제1 및 제2 정렬 피처 세트(22, 28)의 개수는 한정적인 의미로 고려되어서는 안 된다.
일례에서, 프레임(6) 상의 정렬 피처는 정렬 기판(26)의 대응하는 정렬 피처(28)에 상보적일 수 있다. 예를 들어, 각각의 정렬 피처(22)는 링(도 6에 도시된 바와 같이) 또는 채워진 원 중 하나일 수 있고, 각각의 정렬 피처(28)는 채워진 원(도 6에 도시된 바와 같이) 또는 링 중의 다른 것일 수 있다. 상보적이거나 그렇지 않은 상이한 스타일 또는 형상의 정렬 피처(22, 28)가 상정된다.
제1 및 제2 정렬 피처 세트(22, 28)가 정렬되었다고 컨트롤러(20)가 판단하면, 컨트롤러는 정렬 스테이지(12)가 핀(14)을 하강시키게 하여, 이에 의해 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)를 도 9에 도시된 위치로부터 도 8에 도시된 위치로 다시 복귀시켜 프레임(6)이 캐리어(2)의 제1 측과 접촉하게 한다. 그 후, 각각의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)는, 예를 들어, 접착제 또는 용접과 같은, 임의의 적합하고 그리고/또는 바람직한 방식으로 캐리어(2)에 고정되어, 최종 어셈블리(25)를 형성한다.
도 10 내지 14를 참조하고 모든 이전 도면들을 계속 참조하면, 제3의 예시적인 다중 마스크 정렬 시스템에서, 정렬 기판(26)은 수광기(34)(제2의 예시적인 다중 마스크 정렬 시스템의 정렬 기판(26) 상의 제2 정렬 피처 세트(28) 대신에)를 포함하고, 캐리어(2)에 제2 정렬 피처 세트(30)가 제공된다. (제2의 예시적인 다중 마스크 정렬 시스템에서의) 정렬 기판(26)의 정렬 피처(28)와 (제3의 예시적인 다중 마스크 정렬 시스템에서의) 캐리어(2)의 정렬 피처(30)가 각각 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 제1 정렬 피처 세트(22)와 독립적으로 사용된다는 것이 이해되어야 한다. 선택적인 지지 프레임(38)(점선으로 도시됨)이 수광기(34)의 추가된 무게에 기인하는 캐리어(2)의 처짐을 방지하도록 수광기(34)를 지지하기 위하여 캐리어(2) 상에 포함될 수 있다.
일례에서, 제1 및 제2 정렬 피처 세트(22, 30)의 하나 또는 모두는 홀일 수 있다. 원한다면, 제1 및/또는 제2 정렬 피처 세트(22, 30)의 홀은 광 투과 재료로 채워질 수 있다.
광원(32)(도 13 및 14)이 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 반대편에 있는 캐리어(2)의 제2(하부) 측 상에 위치 설정될 수 있다. 일례에서, 정렬 기판(26) 상에 배치된 각각의 수광기(34)(예를 들어, 포토다이오드)는 광원(32)(예를 들어, LED) 중 하나로부터 출력된 광과 정렬되도록 구성되어, 이에 의해 광원-수광기 쌍(32/34)을 형성한다. 각각의 광원-수광기 쌍(32/34)은 그 사이에 광로(36)를 형성한다. 일례에서, 제1 정렬 피처 세트(22)의 하나의 정렬 피처(22)와, 제2 정렬 피처 세트(30)의 하나의 정렬 피처(30)는 각각의 광로(36)를 따라 위치 설정된다.
본 예에서, 컨트롤러(20)는 수광기(34)의 출력을 처리하고, 수광기(34)의 처리된 출력에 기초하여, 정렬 스테이지(12)가 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 위치를 조정하여 각각의 광로(36)에서 제1 정렬 피처 세트(22)의 하나의 정렬 피처(22)와 제2 정렬 피처 세트(30)의 하나의 정렬 피처를 미세 또는 정밀 정렬하게 하도록 동작한다. 본 예에서, 컨트롤러(20)와 수광기(34)는 제어 시스템을 형성한다.
설명의 목적으로, 정렬 시스템(10)의 단일의 정렬 스테이지(12)와 광로(36)를 형성하는 복수의 광원-수광기 쌍(32/34)이 단일의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 미세 또는 정밀 정렬을 위하여 활용된다는 것이 가정될 것이다. 특정 예에서, 4개의 광로(36)를 형성하는 4개의 광원-수광기 쌍(32/34)이 단일의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 미세 또는 정밀 정렬을 위하여 활용된다. 그러나, 이것은 한정적인 의미로 고려되어서는 안 된다.
적합한 시간에, 컨트롤러(20)는 정렬 스테이지(12)가 도 13에 도시된 후퇴된 위치로부터 도 14에 도시된 연장된 위치로 핀(14)을 연장시키게 하여, 갭(24)을 형성한다. 그 다음, 광원(32)이 켜지고, 컨트롤러는, 미리 정해진 양의 광이 상기 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)를 정렬하기 위하여 사용되는 수광기(34)에 의해 수광될 때까지, 제1 정렬 피처 세트(22)를 대응하는 제2 정렬 피처 세트(30)에 미세 또는 정밀 정렬하기 위하여 정렬 스테이지(12)가 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)를 X, Y 및/또는 θ 방향으로 필요한 만큼 이동시키게 한다(제1 정렬 피처 세트의 하나의 정렬 피처(22)와 제2 정렬 피처 세트의 하나의 정렬 피처(30)가 도시된 바와 같이 각각의 광로(36)를 따라 놓인다).
수광기(34)의 출력을 통해, 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)의 미세 또는 정밀 정렬이 완료되었다고 컨트롤러(20)가 판단하면, 컨트롤러(20)는 정렬 스테이지(12)가 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)를 도 14에 도시된 위치로부터 도 13에 도시된 위치로 다시 복귀시키게 하여 프레임(6)이 캐리어(2)의 제1 측과 접촉하게 한다. 그 후에, 각각의 조합 프레임 및 섀도우 마스크(6/8)는, 예를 들어, 접착제 또는 프레임(6)을 캐리어(2)에 용접하는 것과 같은 임의의 적합하거나 바람직한 방식으로 캐리어(2)에 고정되어 최종 어셈블리(25)를 형성한다.
도 15를 참조하면, 최종 어셈블리(25)가 전술한 예에서 설명된 임의의 방식으로 마련되면, 최종 어셈블리(25)는 적층 진공 용기(deposition vacuum vessel)(40) 내에서 적층 소스(deposition source)(42)와 기판 지지부(46)에 의해 지지되는 기판(44) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 적층 진공 용기(40)는 최종 어셈블리(25)와, 이에 따른 이의 섀도우 마스크(8)를 기판(44)에 정렬하는데 활용될 수 있는 정렬 시스템(48)을 포함할 수 있다. 진공 펌프(50)는 기상 증착(vapor deposition) 이벤트를 내부에서 수행하기 위하여 적층 진공 용기(40)를 적합한 압력으로 진공화하는데 사용될 수 있다.
적층 소스(42)는 적층 이벤트 동안 기판(44)의 일부와 친밀하게 접촉한 상태로 유지되는 각각의 섀도우 마스크(8) 내의 하나 이상의 개구를 통하여 기판(44) 상에 적층될 원하는 재료로 충전된다. 각각의 섀도우 마스크(8)의 하나 이상의 개구는 적층 소스(42)로부터 기판(44) 상에 적층될 원하는 재료의 패턴에 대응한다.
적층 진공 용기(40) 내의 최종 어셈블리(25)의 예시와 논의는 기상 증착 이벤트를 이의 섀도우 마스크(8)를 통해 수행하기 위한 최종 어셈블리(25)의 사용에 대한 일례만을 보여주기 위한 것이다. 그러나, 이는 한정적인 의미로 고려되어서는 안 된다.
실시예들이 다양한 예를 참조하여 설명되었다. 수정 및 변경이 전술한 예를 읽고 이해한 것에 따라 발생할 것이다. 따라서, 전술한 예는 본 개시 내용을 한정하는 것으로 고려되어서는 안 된다.

Claims (19)

  1. 관통하는 복수의 어퍼처를 포함하는 캐리어를 포함하고, 각각의 상기 어퍼처는,
    프레임이 상기 어퍼처와 정렬된 섀도우 마스크를 지지하는, 상기 캐리어의 제1 측 상에 위치 설정된 조합 프레임 및 섀도우 마스크;
    상기 제1 측의 반대편에 있는 상기 캐리어의 제2 측 상에 위치 설정되고, 상기 캐리어에 대하여 상기 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 위치를 조정하도록 동작하는 정렬 시스템; 및
    상기 정렬 시스템에 결합된 프로그래밍된 컨트롤러를 포함하는 제어 시스템
    에 연관되고,
    상기 컨트롤러는, 상기 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 각각의 제1 정렬 피처 세트의 상기 제어 시스템에 의해 판단된 위치에 기초하여 상기 조합 프레임 및 섀도우 마스크를 미세 또는 정밀 정렬하기 위하여 상기 정렬 시스템을 제어하도록 동작하는,
    다중 섀도우 마스크 정렬 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 컨트롤러에 결합된 디지털 카메라를 포함하고, 상기 카메라는 상기 캐리어의 반대편에 있는 상기 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 측에 위치 설정되고, 상기 카메라는 상기 제1 정렬 피처 세트를 포함하는 디지털 이미지를 획득하여, 상기 디지털 이미지를 처리하여 처리된 상기 디지털 이미지에 기초하여 상기 정렬 시스템이 상기 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 위치를 미세 또는 정밀 정렬하게 하여 상기 제1 정렬 피처 세트가 상기 컨트롤러의 메모리에 저장된 미리 정해진 좌표 세트에 정렬되게 하도록 동작하는 상기 컨트롤러에 전달하도록 동작하는,
    다중 섀도우 마스크 정렬 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어의 반대편에 있는 상기 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 측에 위치 설정된 정렬 기판을 더 포함하고, 상기 정렬 기판은 제2 정렬 피처 세트를 포함하고, 상기 제어 시스템은 상기 컨트롤러에 결합되고 상기 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 반대편에 있는 상기 정렬 기판의 측에 위치 설정된 디지털 카메라를 포함하고, 상기 카메라는 상기 제1 및 제2 정렬 피처 세트를 포함하는 디지털 이미지를 획득하여, 상기 디지털 이미지를 처리하고 처리된 상기 디지털 이미지에 기초하여 상기 정렬 시스템이 상기 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 위치를 미세 또는 정밀 정렬하게 하여 상기 제1 및 제2 정렬 피처 세트를 정렬시키도록 동작하는 상기 컨트롤러에 전달하도록 동작하는,
    다중 섀도우 마스크 정렬 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어는 제2 정렬 피처 세트를 포함하고,
    상기 제어 시스템은, 각각의 상기 어퍼처에 대하여, 복수의 광원-수광기 쌍을 포함하고, 각각의 상기 광원-수광기 쌍은 사이에 광로를 형성하고, 상기 제1 정렬 피처 세트의 하나의 정렬 피처와 상기 제2 정렬 피처 세트의 하나의 정렬 피처가 각각의 상기 광로 내에 위치 설정되고; 그리고,
    상기 컨트롤러는 상기 수광기의 출력을 처리하고, 처리된 상기 수광기의 출력에 기초하여, 상기 정렬 시스템이 상기 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 위치를 미세 또는 정밀 정렬하게 하여, 상기 제1 정렬 피처 세트의 상기 하나의 정렬 피처와 상기 제2 정렬 피처 세트의 상기 하나의 정렬 피처를 각각의 상기 광로 내에서 정렬시키도록 동작하는,
    다중 섀도우 마스크 정렬 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 정렬 시스템은 복수의 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 위치를 조정하도록 동작하고; 그리고,
    상기 컨트롤러는 상기 정렬 시스템이 복수의 조합 프레임 및 섀도우 마스크를 정렬시키게 하도록 동작하는,
    다중 섀도우 마스크 정렬 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정렬 시스템은 X, Y 및 θ 방향 중 2 이상의 방향으로 상기 조합 프레임 및 섀도우 마스크의 위치를 조정하도록 동작하고;
    상기 X 및 Y 방향은 상기 캐리어의 상기 제1 측에 평행하고; 그리고,
    상기 θ 방향은 상기 캐리어의 상기 제1 측에 수직인 Z 방향 주위로 회전하는,
    다중 섀도우 마스크 정렬 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 정렬 피처 세트는 상기 프레임 상에 포함되는,
    다중 섀도우 마스크 정렬 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 정렬 피처는, 시각적 마크(mark) 또는 홀 중 하나인,
    다중 섀도우 마스크 정렬 시스템.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 정렬 기판은 투명한,
    다중 섀도우 마스크 정렬 시스템.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 정렬 기판은 투명한,
    다중 섀도우 마스크 정렬 시스템.
  11. (a) 관통하는 복수의 어퍼처를 갖는 캐리어를 제공하는 단계;
    (b) 복수의 섀도우 마스크-프레임 조합을 제공하는 단계로서, 각각의 상기 섀도우 마스크-프레임 조합이 제1 정렬 피처 세트를 포함하고, 각각의 상기 섀도우 마스크-프레임 조합은, 상기 프레임이 상기 어퍼처 중 하나와 정렬하는 상기 섀도우 마스크를 지지하면서, 상기 캐리어의 제1 측 상에 위치 설정되는 단계;
    (c) 정렬 시스템을 제공하는 단계;
    (d) 프로그래밍된 컨트롤러를 포함하는 제어 시스템을 제공하는 단계; 및
    (e) 상기 컨트롤러의 제어 하에서, 상기 컨트롤러에 의해 판단된 각각의 상기 섀도우 마스크-프레임 조합에 대한 상기 제1 정렬 피처 세트의 위치에 기초하여 상기 정렬 시스템이 상기 캐리어에 대한 각각의 상기 섀도우 마스크-프레임 조합의 위치를 조정하게 하는 단계
    를 포함하는,
    다중 마스크 정렬 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    (f) 상기 단계 (e)에 이어, 각각의 상기 섀도우 마스크-프레임 조합을 상기 캐리어에 고정하는 단계
    를 더 포함하는,
    다중 마스크 정렬 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    (g) 상기 단계 (f)에 이어, 각각의 상기 섀도우 마스크를 통해 기상 증착(vapor deposition)을 수행하는 단계
    를 더 포함하는,
    다중 마스크 정렬 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 캐리어의 상기 제1 측 상에 위치 설정된 디지털 카메라를 포함하고, 상기 단계 (e)는, 상기 컨트롤러에 의해 상기 카메라로부터 획득된 적어도 하나의 상기 섀도우 마스크-프레임 조합의 이미지에 기초하여 상기 정렬 시스템이 각각의 상기 섀도우 마스크-프레임 조합의 위치를 조정하게 하여 상기 제1 정렬 피처 세트가 상기 컨트롤러의 메모리에 저장된 미리 정해진 좌표 세트에 정렬되게 하는 단계를 포함하는,
    다중 마스크 정렬 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 캐리어의 반대편에 있는 상기 복수의 섀도우 마스크-프레임 조합의 측 상에 제2 정렬 피처 세트를 포함하는 정렬 기판을 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 단계 (e)는, 상기 정렬 기판의 상기 제2 정렬 피처 세트와 각각의 상기 섀도우 마스크-프레임 조합의 상기 제1 정렬 피처 세트를 정렬시키기 위하여 상기 정렬 시스템이 각각의 상기 섀도우 마스크-프레임 조합의 위치를 조정하게 하는 단계를 포함하는,
    다중 마스크 정렬 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어 시스템은,
    상기 제1 및 제2 정렬 피처 세트의 디지털 이미지를 획득하여 상기 단계 (e) 동안 처리를 위하여 상기 컨트롤러에 전달하도록 동작하는 디지털 카메라; 또는
    각 쌍이 광로를 형성하는 복수의 광원-수광기 쌍
    중 하나를 더 포함하고,
    상기 제1 정렬 피처 세트의 하나의 정렬 피처와 상기 제2 정렬 피처 세트의 하나의 정렬 피처는 각각의 상기 광로에 위치 설정되고, 상기 컨트롤러는 상기 단계 (e) 동안 상기 수광기의 출력을 처리하도록 동작하는,
    다중 마스크 정렬 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    각각의 상기 정렬 피처는, 시각적 마크(mark) 또는 홀 중 하나인,
    다중 마스크 정렬 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 정렬 기판은 투명한,
    다중 마스크 정렬 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 정렬 시스템은 상기 캐리어의 제2 측 상에 제공되는,
    다중 마스크 정렬 방법.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6878032B2 (ja) * 2017-02-10 2021-05-26 株式会社ジャパンディスプレイ 蒸着マスク固定装置
CN107254673B (zh) 2017-06-12 2019-07-19 京东方科技集团股份有限公司 蒸镀系统和蒸镀系统的蒸镀方法
CN107502859B (zh) * 2017-08-23 2019-08-06 京东方科技集团股份有限公司 用于掩膜板的对位装置、蒸镀设备及对位方法
KR101866139B1 (ko) * 2017-08-25 2018-06-08 캐논 톡키 가부시키가이샤 얼라인먼트 방법, 얼라인먼트 장치, 이를 포함하는 진공증착방법 및 진공증착장치
JP7220030B2 (ja) * 2018-07-25 2023-02-09 株式会社ジャパンディスプレイ マスクユニットの製造装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100382491B1 (ko) * 2000-11-28 2003-05-09 엘지전자 주식회사 유기 el의 새도우 마스크
US7396558B2 (en) * 2001-01-31 2008-07-08 Toray Industries, Inc. Integrated mask and method and apparatus for manufacturing organic EL device using the same
US6475287B1 (en) * 2001-06-27 2002-11-05 Eastman Kodak Company Alignment device which facilitates deposition of organic material through a deposition mask
US6589382B2 (en) * 2001-11-26 2003-07-08 Eastman Kodak Company Aligning mask segments to provide a stitched mask for producing OLED devices
KR100480705B1 (ko) 2002-07-03 2005-04-06 엘지전자 주식회사 유기 el 소자 제작용 새도우 마스크 및 그 제조 방법
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
US7271094B2 (en) * 2004-11-23 2007-09-18 Advantech Global, Ltd Multiple shadow mask structure for deposition shadow mask protection and method of making and using same
WO2011153016A1 (en) * 2010-06-04 2011-12-08 Advantech Global, Ltd. Shadow mask alignment using coded apertures
US20120237682A1 (en) * 2011-03-18 2012-09-20 Applied Materials, Inc. In-situ mask alignment for deposition tools
US9082799B2 (en) * 2012-09-20 2015-07-14 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. System and method for 2D workpiece alignment

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