KR20230102434A - 인라인 증착 시스템 및 인라인 증착 시스템의 기판 얼라인 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판이 탑재된 기판 캐리어가 연속적으로 이동하면서 상기 기판에 대한 공정이 수행되는 인라인 증착 시스템으로서, 상기 기판 캐리어의 상기 기판과 서브 픽셀 형성용 파인 마스크(fine mask)가 얼라인되는 얼라인 챔버 모듈과; 상기 얼라인 챔버 모듈의 후단에 설치되어 상기 기판에 대한 증착을 수행하는 증착 챔버 모듈과; 상기 증착 챔버 모듈의 후단에 설치되어 상기 기판 캐리어와 상기 파인 마스크를 분리하는 마스크 분리 챔버 모듈과; 분리된 상기 파인 마스크를 상기 얼라인 챔버 모듈로 리턴시키는 마스크 리턴 라인을 포함하되, 상기 얼라인 챔버 모듈은, 상기 기판과 상기 파인 마스크의 얼라인 조건에 따라 얼라인된 상기 기판과 상기 파인 마스크의 밀착도를 검출하는 밀착도 검출기를 포함하는, 인라인 증착 시스템이 제공된다.
Description
본 발명은 인라인 증착 시스템 및 인라인 증착 시스템의 기판 얼라인 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 인라인 증착 시스템에 있어서 기판 캐리어에 탑재된 기판과 얼라인되는 파인 마스크와의 밀착도를 검출할 수 있고, 설정된 밀착도에 따라 얼라인 조건을 변경하여 정밀한 얼라인을 할 수 있는, 인라인 증착 시스템 및 인라인 증착 시스템의 기판 얼라인 방법을 제공하는 것이다.
유기 전계 발광소자(Organic Luminescence Emitting Device: OLED)는 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 전계 발광현상을 이용하는 스스로 빛을 내는 자발광소자로서, 비발광소자에 빛을 가하기 위한 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량이고 박형의 평판표시장치를 제조할 수 있다.
이러한 유기 전계 발광소자를 이용한 평판표시장치는 응답속도가 빠르며, 시야각이 넓어 차세대 표시장치로서 대두되고 있다.
유기 전계 발광 소자는, 애노드 및 캐소드 전극을 제외한 나머지 유기층인 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등이 유기 박막으로 되어 있고, 이러한 유기 박막은 진공열증착방법으로 기판 상에 증착하게 된다.
진공열증착방법은 진공의 챔버 내에서 오픈 메탈 마스크(Open Metal Mask, OMM)나 파인 메탈 마스크(Fine Metal Mask, FMM)를 기판에 정렬시킨 후, 증발원의 도가니를 가열하여 도가니에서 증발되는 증착입자를 기판 상에 증착하는 방식으로 이루어진다.
일반적으로 정공 주입층, 정공 수송층의 정공 공통층과, 전자 수송층 및 전자 주입층 등의 전자 공통층 등은 전면이 오픈된 오픈 메탈 마스크(Open Metal Mask, OMM)를 이용하여 유기물의 증착을 수행하고, 발광층은 R, G, B 서브 화소 별 파인 메탈 마스크(Fine Metal Mask, FMM)이용하여 유기물의 증착을 수행한다.
그런데, 최근에 기판이 대면적화되면서 기판에 패턴에 형성하기 위한 마스크의 크기도 대면적화되면서, 기판과 마스크의 얼라인 시 기판과 마스크의 밀착도가 얼라인 조건에 따라 달라져 쉐도우 현상에 따른 증착 정밀도가 떨어지는 문제가 있다.
예를 들면, 8세대 디스플레이용 유리 기판의 경우 2200㎜×2500㎜의 크기에 달하여 그에 따라 마스크의 크기도 이에 상응한 크기로 제작됨에 따라 얼라인 시 기판과 마스크의 밀착도가 얼라인 조건에 따라 달라지게 된다.
특히, 파인 메탈 마스크의 경우, 대면적 판 상 소재에 많은 수의 패턴을 형성한 것으로서, 기판이 대면적화 됨에 따라 기판과 파인 마스크의 밀착도가 증착 정밀도에 많은 영향을 끼치게 된다.
본 발명은 인라인 증착 시스템에 있어서 기판 캐리어에 탑재된 기판과 얼라인되는 파인 마스크와의 밀착도를 검출할 수 있고, 설정된 밀착도에 따라 얼라인 조건을 변경하여 정밀한 얼라인을 할 수 있는, 인라인 증착 시스템 및 인라인 증착 시스템의 기판 얼라인 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판이 탑재된 기판 캐리어가 연속적으로 이동하면서 상기 기판에 대한 공정이 수행되는 인라인 증착 시스템으로서, 상기 기판 캐리어의 상기 기판과 서브 픽셀 형성용 파인 마스크(fine mask)가 얼라인되는 얼라인 챔버 모듈과; 상기 얼라인 챔버 모듈의 후단에 설치되어 상기 기판에 대한 증착을 수행하는 증착 챔버 모듈과; 상기 증착 챔버 모듈의 후단에 설치되어 상기 기판 캐리어와 상기 파인 마스크를 분리하는 마스크 분리 챔버 모듈과; 분리된 상기 파인 마스크를 상기 얼라인 챔버 모듈로 리턴시키는 마스크 리턴 라인을 포함하되, 상기 얼라인 챔버 모듈은, 상기 기판과 상기 파인 마스크의 얼라인 조건에 따라 얼라인된 상기 기판과 상기 파인 마스크의 밀착도를 검출하는 밀착도 검출기를 포함하는, 인라인 증착 시스템이 제공된다.
상기 기판 캐리어는, 정전력에 의해 하면에 기판을 척킹하는 정전척을 포함하며, 이 경우, 상기 밀착도 검출기는, 상기 정전척의 상기 정전력의 변화에 따라 상기 파인 마스크의 밀착도를 검출할 수 있다.
상기 기판 캐리어는, 자력에 의해 상기 파인 마스크를 자력으로 흡착하는 마그넷 플레이트를 포함하며, 이 경우, 상기 밀착도 검출기는, 상기 자력의 변화에 따라 상기 파인 마스크의 밀착도를 검출할 수 있다.
상기 밀착도 검출기는, 상기 기판과 상기 파인 마스크의 얼라인 시퀀스(sequence)에 따라 상기 파인 마스크의 밀착도를 검출할 수 있다.
상기 얼라인 챔버 모듈은, 상기 기판 캐리어의 상기 기판과 상기 파인 마스크(fine mask)를 얼라인하고 합착하는 얼라이너를 포함하되, 상기 얼라이너는, 기 결정된 밀착도의 상기 얼라인 조건에 따라 상기 기판과 상기 파인 마스크를 얼라인할 수 있다.
상기 밀착도 검출기는, 상기 파인 마스크의 하부에 위치하여, 상기 기판에 얼라인된 상기 파인 마스크의 하면을 촬영하여 이미지를 획득하는 비젼부와; 상기 파인 마스크의 하면을 스캔하도록 상기 비젼부의 위치를 제어하는 위치제어부와; 상기 얼라인 조건에 따라 상기 이미지를 통해 상기 기판과 상기 파인 마스크의 밀착도를 판단하는 밀착도 검출부와; 상기 기판과 상기 파인 마스크의 얼라인 조건과 이에 매칭되는 상기 파인 마스크의 밀착도를 저장하는 저장부를 포함할 수 있다.
상기 저장부는, 해당 파인 마스크의 아이디(ID)를 더 저장할 수 있다.
상기 비젼부는, 상기 이미지를 촬영하는 카메라와; 상기 카메라의 렌즈에 대응하여 뷰 포트(view port)가 마련되고, 상기 카메라를 감싸 내부를 상압(atmospheric pressure)으로 유지하는 ATM 박스를 포함할 수 있다.
상기 카메라는, 공초점 현미경(confocal microscope)을 포함하며, 상기 공초점 현미경으로 관측된 이미지를 촬영할 수 있다.
상기 위치제어부는, 상기 비젼부를 X-Y 방향으로 위치를 제어하는 X-Y 스테이지와; 상기 X-Y 스테이지를 Z 방향으로 위치를 제어하는 Z축 구동부를 포함할 수 있다.
상기 X-Y 스테이지는, X축 방향을 따라 배치되는 LM 가이드와; 상기 LM 가이드의 이동 블록에 Y축 방향으로 탑재되며, 피니언에 상기 비젼부가 결합되는 랙-피니언(rack-pinion)을 포함할 수 있다.
상기 비젼부는, 상기 이미지를 촬영하는 카메라와; 상기 카메라의 렌즈에 대응하여 뷰 포트(view port)가 마련되고, 상기 카메라를 감싸 내부를 상압(atmospheric pressure)으로 유지하는 ATM 박스를 포함하고, 이 경우, 상기 X-Y 스테이지는, 상기 ATM 박스의 내부에 위치하며, 상기 피니언에 샤프트가 결합되는 구동 모터를 더 포함할 수 있다.
상기 Z축 구동부는, 상기 얼라인 챔버 모듈을 외측에서 내측으로 관통하여 상기 X-Y 스테이지에 결합되는 Z축 구동로드와; 상기 얼라인 챔버 모듈의 내부에서 상기 Z축 구동로드를 감싸며 상기 Z축 구동로드의 관통부와 연통되는 밸로우즈 관(bellows tube)과; 상기 얼라인 챔버 모듈의 외측에서 상기 Z축 구동로드에 결합되는 Z축 구동 모터를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판이 탑재된 기판 캐리어가 연속적으로 이동하면서 상기 기판에 대한 공정이 수행되는 인라인 증착 방법으로서, 테스트 기판이 인라인 증착 시스템으로 반입되는 단계와; 상기 테스트 기판이 상기 기판 캐리어에 탑재되는 단계와; 상기 기판 캐리어의 상기 테스트 기판과 서브 픽셀 형성용 파인 마스크(fine mask)를 얼라인하는 단계와; 상기 테스트 기판과 상기 파인 마스크의 얼라인 조건에 따라 얼라인된 상기 기판과 상기 파인 마스크의 밀착도를 검출하고, 상기 얼라인 조건과 이와 매칭되는 밀착도를 저장하는 단계를 포함하며, 상기 기판과 파인 마스크가 얼라인되는 경우, 기 결정된 밀착도의 상기 얼라인 조건에 따라 상기 기판과 상기 파인 마스크를 얼라인할 수 있다.
상기 밀착도를 저장하는 단계는, 해당 파인 마스크의 아이디(ID)를 더 저장할 수 있다.
상기 기판 캐리어는, 정전력에 의해 하면에 기판을 척킹하는 정전척과; 자력에 의해 상기 파인 마스크를 자력으로 흡착하는 마그넷 플레이트를 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 얼라인 조건은, 상기 정전척의 정전력의 변화, 상기 마그넷 플레이트의 자력의 변화, 상기 기판과 상기 파인 마스크의 얼라인 시퀀스 중 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 인라인 증착 시스템에 있어서 기판 캐리어에 탑재된 기판과 얼라인되는 파인 마스크와의 밀착도를 검출할 수 있다.
그리고, 설정된 밀착도에 따라 얼라인 조건을 변경하여 정밀한 얼라인을 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 증착 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 증착 시스템의 얼라인 챔버 모듈을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀착도 검출기의 위치제어부를 도시한 도면.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀착도 검출기의 비젼부를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 증착 시스템에서 기판과 파인 마스크의 얼라인 상태를 도시한 도면.
도 6은 도 5의 A 부분의 공초점 현미경 영상.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인라인 증착 시스템의 기판 얼라인 방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 증착 시스템의 얼라인 챔버 모듈을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀착도 검출기의 위치제어부를 도시한 도면.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀착도 검출기의 비젼부를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 증착 시스템에서 기판과 파인 마스크의 얼라인 상태를 도시한 도면.
도 6은 도 5의 A 부분의 공초점 현미경 영상.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인라인 증착 시스템의 기판 얼라인 방법의 순서도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 인라인 증착 시스템 및 인라인 증착 시스템의 기판 얼라인 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 증착 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 증착 시스템의 얼라인 챔버 모듈을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀착도 검출기의 위치제어부를 도시한 도면이며, 도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀착도 검출기의 비젼부를 도시한 도면이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 증착 시스템에서 기판과 파인 마스크의 얼라인 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 A 부분의 공초점 현미경 영상이다.
도 1 내지 도 6에는, 인라인 증착 시스템(10), 기판(11), 로드 락 챔버 모듈(12), 파인 마스크(13, 13'), 기판 탑재 챔버 모듈(14), 얼라인 챔버 모듈(16), R 증착 챔버 모듈(18), 마스크 분리 챔버 모듈(20), 마스크 리턴 라인(22), G 증착 챔버 모듈(24), B 증착 챔버 모듈(26), 기판 분리 챔버 모듈(28), 기판 캐리어 리턴 라인(30), 얼라이너(32), 기판 캐리어(34), 기판 캐리어 이송부(36), 밀착도 검출기(38), 비젼부(40), 위치제어부(42), 제어 PC(44), 카메라(46), 공초점 현미경(48), 뷰 포트(50), ATM 박스(52), 피드스루(feedthrough)(54), 제어 케이블(56), X-Y 스테이지(58), Z축 구동부(60), LM 가이드(62), 볼 스크류(64), 모터 박스(66), 이동부(68), 랙 기어(rack gear)(70), 피니언(pinion)(72), Y축 구동모터(74), Z축 구동로드(76), Z축 구동모터(77), 밸로우즈 관(bellows tube)(78), 3차원 영상(82)이 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 인라인 증착 시스템(10)은, 기판(11)이 탑재된 기판 캐리어(34)가 연속적으로 이동하면서 기판(11)에 대한 공정이 수행되는 인라인 증착 시스템(10)으로서, 기판 캐리어(34)의 기판(11)과 서브 픽셀 형성용 파인 마스크 (fine mask)(13)가 얼라인되는 얼라인 챔버 모듈(16)과; 얼라인 챔버 모듈(16)의 후단에 설치되어 기판(11)에 대한 증착을 수행하는 증착 챔버 모듈(18, 24, 26)과; 증착 챔버 모듈(18, 24, 26)의 후단에 설치되어 기판 캐리어(34)와 파인 마스크(13)를 분리하는 마스크 분리 챔버 모듈(20)과; 분리된 파인 마스크(13)를 얼라인 챔버 모듈(16)로 리턴시키는 마스크 리턴 라인(22)을 포함하며, 얼라인 챔버 모듈(16)은, 기판(11)과 파인 마스크(13)의 얼라인 조건에 따라 얼라인된 기판(11)과 파인 마스크(13)의 밀착도을 검출하는 밀착도 검출기(38)를 포함한다.
본 실시예에 있어서, 얼라인 챔버 모듈(16), 증착 챔버 모듈(18, 24, 26), 기판 탑재 챔버 모듈(14) 등의 챔버 모듈은, 기판(11)에 대한 프로세스 처리 시 내부가 고진공으로 이루어지는 챔버와, 기판(11)의 프로세스를 위한 챔버 내부에 장착되는 각종 기구를 포함하여, 기판(11)에 대한 프로세스를 수행하는 챔버 형태의 모듈을 의미한다.
본 실시예에 따른 인라인 증착 시스템(10)은, 기판(11)에 대한 개별 공정을 수행하며 서로 연통되도록 배치되는 복수의 챔버 모듈과, 복수의 챔버 모듈에 배치되어 기판 캐리어(34)을 이송시키는 기판 캐리어 이송부(36)를 포함한다. 복수의 챔버 모듈이 서로 연결되는 인라인 증착 시스템(10)의 내부는 고진공 상태로 유지된다.
이하 도 1을 참조하여, 본 실시예에 따른 인라인 증착 시스템(10)의 각 챔버 모듈에 대해서 자세히 설명한다.
로드 락 챔버 모듈(12)은, 인라인 증착 시스템(10) 외부에서 대기압 상태에 위치하는 기판(11)을 고진공 상태로 유지되는 인라인 증착 시스템(10) 내부로 진입시키기 위한 챔버 모듈로서, 인라인 증착 시스템(10)에 대해 로드 락 챔버 모듈(12)을 기류적으로 단절시킨 상태에서 대기압 상태로 기판(11)을 진입시키고 밀폐시킨 후 다시 고진공 상태로 만들어 인라인 증착 시스템(10)의 내부로 기판(11)을 진입시키게 된다.
기판 탑재 챔버 모듈(14)은, 인라인 증착 시스템(10)으로 진입한 기판(11)을 기판 캐리어(34)에 탑재시키는 챔버 모듈로서, 기판(11)이 탑재된 기판 캐리어(34)가 기판 캐리어 이송부(36)를 따라 인라인 증착 시스템(10)의 내부를 이동하면서 기판(11)에 대한 증착이 수행된다.
기판 탑재 챔버 모듈(14)은 후술할 얼라인 챔버 모듈(16)의 전단에 설치되며, 기판 탑재 챔버 모듈(14)에서 기판(11)이 탑재된 기판 캐리어(34)는 후단의 얼라인 챔버 모듈(16)로 진입하여 파인 마스크(13)와 정렬된 후 합착되어 얼라인이 이루어진다.
얼라인 챔버 모듈(16)에서는 기판 캐리어(34)의 기판(11)과 서브 픽셀 형성용 파인 마스크(13)(fine mask)가 얼라인된다. 기판 탑재 챔버 모듈(14)에서 기판(11)이 탑재된 기판 캐리어(34)는 후단의 얼라인 챔버 모듈(16)로 진입하며, 얼라인 챔버 모듈(16)에서 기판 캐리어(34)의 기판(11)과 서브 픽셀 형성용 파인 마스크(13)의 얼라인이 이루어진다.
서브 픽셀 형성용 파인 마스크(13)는 전면이 오픈된 오픈 마스크와 대비되는 마스크로서, 하나의 픽셀을 구성하는 R, G, B 서브 픽셀을 형성하기 위해 각 서브 픽셀에 대응되는 서브 픽셀용 패턴이 형성된다.
파인 마스크(13)는, R 서브 픽셀을 형성하기 위해 R 서브 픽셀의 위치에 상응하여 패턴이 형성된 R 서브 픽셀용 파인 마스크, G 서브 픽셀을 형성하기 위해 G 서브 픽셀의 위치에 상응하여 패턴이 형성된 R 서브 픽셀용 파인 마스크, R 서브 픽셀을 형성하기 위해 R 서브 픽셀의 위치에 상응하여 패턴이 형성된 R 서브 픽셀용 파인 마스크를 포함하며, 각 서브 픽셀의 증착 챔버 모듈(18, 24, 26)을 중심으로 마스크 리턴 라인(22)을 통해 해당 서브 픽셀용 파인 마스크(13)가 순환하면서 새로운 기판(11)에 해당 서브 픽셀을 증착시킨다.
본 실시예에 따르면, 얼라인 챔버 모듈(16)에는 밀착도 검출기(38)가 내장되어 기판(11)과 파인 마스크(13)의 얼라인 조건에 따라 얼라인된 기판(11)과 파인 마스크(13)의 밀착도(offset)을 검출한다.
본 실시예에 있어서, 기판과 파인 마스크의 얼라인 조건이라 함은, 일정 정도의 밀착도를 갖고 기판과 파인 마스크의 얼라인에 영향을 줄 수 인자로서, 기판 캐리어에 기판의 흡탈착을 위한 정전척을 구비하는 경우 정전척의 정전역의 변화, 기판 캐리어에 파인 마스크와의 합착을 위한 마그넷 플레이트를 구비하는 경우 마그넷 플레이트의 자력의 변화, 기판과 파인 마스크의 정렬 마크를 통한 정렬 과정에서의 얼라인 속도를 포함하는 얼라인 시퀀스(sequence) 등을 포함한다.
이와 같은 기판과 파인 마스크의 얼라인 조건을 변경하면서 기판과 파인 마스크의 밀착도를 검출할 수 있고, 일정 수준의 밀착도를 갖는 얼라인 조건을 추출하여 실제 증착 공정 시 해당 얼라인 조건으로 기판과 파인 마스크를 얼라인 함으로써 일정 정도의 밀착도를 확보할 수 있다.
얼라인 챔버 모듈(16)에서는 기판 캐리어(34)에 탑재된 기판(11)과 파인 마스크(13)의 얼라인이 이루어지는데, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 테스트 기판(11)과 서브 픽셀용 파인 마스크(13')가 얼라인되어 합착된 상태에서 밀착도 검출기(38)가 테스트 기판(11)과 파인 마스크(13')의 밀착도를 측정한다. 이때, 테스트 기판(11)과 서브 픽셀용 파인 마스크(13')의 얼라인 조건과 이에 매칭되는 밀착도를 저장할 수 있다.
한편, 얼라인 챔버 모듈(16)은, 기판 캐리어(34)의 기판(11)과 파인 마스크(13)(fine mask)를 얼라인하는 얼라이너(32)를 포함하는데, 테스트 기판(11)를 통해 해당 파인 마스크(13)의 밀착도가 측정되면, 기 결정된 밀착도의 얼라인 조건에 따라 실제 증착이 실행되는 기판(11)과 파인 마스크(13)를 얼라인하여 보다 정밀하게 기판(11)과 파인 마스크(13)를 얼라인할 수 있다.
도 1을 참조하면, 각 서브 픽셀 증착용 증착 챔버 모듈의 전단에는 각각 기판 캐리어(34)의 기판(11)과 해당 파인 마스크(13)를 얼라인하기 위한 얼라인 챔버 모듈(16)이 각각 배치된다.
본 실시예에서는 기판 캐리어(34)에 탑재된 기판(11)과 파인 마스크(13)를 얼라인하고 파인 마스크(13)를 기판 캐리어(34)에 부착한 후 기판(11)과 파인 마스크(13)를 탑재한 기판 캐리어(34)가 이송하는 형태를 제시하고 있으나, 파인 마스크가 탑재된 마스크 캐리어(미도시)에 기판과 파인 마스크가 얼라인된 상태에서 기판 캐리어를 마스크 캐리어에 탑재시켜 기판 캐리어가 탑재된 마스크 캐리어가 이송되면서 증착을 수행하도록 구성하는 것도 가능하다.
증착 챔버 모듈(18, 24, 26)은, 얼라인 챔버 모듈(16)의 후단에 설치되어 기판(11)에 대한 증착을 수행하고, 픽셀에 대한 증착이 완료되면 증착 챔버 모듈의 후단에 설치되는 마스크 분리 챔버 모듈(20)에서 기판 캐리어(34)와 파인 마스크(13)를 분리한다.
본 실시예에서는, 증착 챔버 모듈에서 각 서브 픽셀에 대한 증착을 수행하도록 구성되는데, 도 1을 참고하면, R 서브 픽셀에 대해 증착을 수행하는 R 증착 챔버 모듈(18), G 서브 픽셀에 대해 증착을 수행하는 G 증착 챔버 모듈(24), B 서브 픽셀에 대해 증착을 수행하는 B 증착 챔버 모듈(26)이 선형으로서 배치되고, 각 증착 챔버 모듈의 전단에는 기판 캐리어(34)의 기판(11)과 해당 서브 픽셀에 대응하는 파인 마스크(13)를 얼라인하는 얼라인 챔버 모듈(16)이 각각 배치되어 있다.
그리고, 각 증착 챔버 모듈의 후단에는 각각 마스크 분리 챔버 모듈(20)이 설치되어 각 서브 픽셀에 대한 증착이 완료된 기판 캐리어(34)에서 파인 마스크(13) 분리한다. 분리된 파인 마스크(13)은 마스크 리턴 라인(22)을 통해 얼라인 챔버 모듈(16)로 리턴된다.
도 1을 참고하면, 마스크 리턴 라인(22)은, 마스크 분리 챔버 모듈(20)과 얼라인 챔버 모듈(16)을 연결하며, 마스크 분리 챔버 모듈(20)에서 분리된 파인 마스크(13)는 전단의 얼라인 챔버 모듈(16)로 리턴되어 새로운 기판 캐리어(34)에 다시 얼라인되어 파인 마스크(13)의 순환이 이루어진다.
마스크 분리 챔버 모듈(20)과 얼라인 챔버 모듈(16)을 연결하는 마스크 리턴 라인(22)을 배치함으로써 적어도 1개 이상의 파인 마스크(13)가 얼라인 챔버 모듈(16), 증착 챔버 모듈 및 마스크 리턴 라인(22)을 따라 순환하게 되며, 연속적으로 공급되는 기판 캐리어(34)의 기판(11)과 얼라인되어 기판(11)에 대한 증착 공정이 진행된다.
한편, 위와 같이 복수의 개의 파인 마스크(13)가 순환하는 경우, 각 얼라인 챔버 모듈(16)의 밀착도 검출기(38)는, 테스트 기판(11)과 파인 마스크(13)를 얼라인해 봄으로써 각각의 파인 마스크(13)에 대해 밀착도를 측정하고, 해당 파인 마스크(13)의 아이디에 대해 얼라인 조건과 얼라인 조건에 매칭되는 밀착도를 저장두고, 실제 기판(11)에 대해 증착을 수행하는 경우 기판(11)과 얼라인되는 해당 파인 마스크에 대해 일정 수준의 밀착도를 갖는 얼라인 조건을 추출하여 얼라인 조건으로 기판(11)과 해당 파인 마스크(13)를 얼라인 함으로써 일정 정도의 밀착도를 확보할 수 있다.
도 1을 참고하면, 최후단의 증착 챔버 모듈(26)의 후단에 설치되는 마스크 분리 챔버 모듈(20)의 후단에는 기판 캐리어(34)에서 기판(11)을 분리하는 기판 분리 챔버 모듈(28)이 설치될 수 있다.
기판 탑재 챔버 모듈(14)에서 기판(11)이 탑재된 기판 캐리어(34)는 각 서브 픽셀에 대한 얼라인 챔버 모듈(16), 증착 챔버 모듈(18, 24, 26)을 각각 거치면서 기판(11)에 대한 R, G, B 서브 픽셀의 증착이 이루어지고, R, G, B 서브 픽셀이 증착된 기판(11)은 기판 분리 챔버 모듈(28)에서 분리되어 후속의 공정으로 이송된다.
기판(11)이 분리된 기판 캐리어(34)는 기판 분리 챔버 모듈(28)과 기판 탑재 챔버 모듈(14)을 연결하는 기판 캐리어 리턴 라인(30)을 통해 다시 기판 탑재 챔버 모듈(14)로 리턴된다. 기판 탑재 챔버 모듈(14)로 리턴된 기판 캐리어(34)는 로드 락 챔버 모듈(12)로 진입된 새로운 기판(11)을 탑재하고 상술한 공정을 연속적으로 수행하게 된다.
도 2에는 본 실시예에 따른 인라인 증착 시스템(10)의 얼라인 챔버 모듈(16)이 도시되어 있고, 도 3에는 본 실시예에 따른 밀착도 검출기(38)의 위치제어부(42)가 도시되어 있으며, 도 4에는 본 실시예에 따른 밀착도 검출기(38)의 비젼부(40)가 도시되어 있다.
이하에서는, 도 2 내지 도 4를 참고하여, 얼라인 챔버 모듈(16)의 내부에 설치되는 밀착도 검출기(38)에 대해 자세히 설명한다.
본 실시예에 따른 밀착도 검출기(38)는, 기판(11)에 얼라인된 파인 마스크(13)의 하면을 촬영하여 이미지를 획득하는 비젼부(40)와; 파인 마스크(13)의 하면을 스캔하도록 비젼부(40)의 위치를 제어하는 위치제어부(42)와; 이미지를 통해 파인 마스크(13)의 밀착도를 산출하는 밀착도 검출부(미도시)와; 기판(11)과 파인 마스크(13)의 얼라인 조건과 파인 마스크(13)의 밀착도를 저장하는 저장부(미도시)를 포함한다.
본 실시예에 따른 밀착도 검출기(38)는 얼라인 챔버 모듈(16)의 하부에 설치되어 상부에 위치하는 기판(11)에 얼라인된 파인 마스크(13)의 이미지를 획득하여 파인 마스크(13)의 밀착도를 산출한다.
비젼부(40)는, 기판(11)과 얼라인된 파인 마스크(13)의 이미지를 획득하기 위한 것으로서, 이미지를 촬영하는 카메라(46)와, 카메라(46)의 렌즈에 대응하여 뷰 포트(50)(view port)가 마련되고 카메라(46)를 감싸 내부를 대기압(atmospheric pressure)으로 유지하는 ATM 박스(52)를 포함한다.
인라인 증착 시스템(10)의 내부는 고진공 상태로서 얼라인 챔버 모듈(16) 내부도 고진공 상태가 유지되는데, 얼라인 챔버 모듈(16) 내부에 위치하는 카메라(46)의 정상적인 작동을 보장하기 위해 본 실시예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 카메라(46)를 내부가 대기압 상태로 유지되는 ATM 박스(52)로 감싸도록 구성하였다. ATM 박스(52)의 일측에는 투명체로 이루어진 뷰 포트(50)(view port)를 마련하고 뷰 포트(50)를 통해 카메라(46)가 이미지를 촬영할 수 있도록 하였다.
한편, 카메라(46)는 공초점 현미경(confocal microscope)(48)을 포함하며, 공초점 현미경(48)으로 관측된 이미지를 촬영하도록 구성될 수 있다.
공초점 현미경(48)은 최근 반도체 부품 및 재료의 3차원 미세 구조를 관측하는데 이용되고 있는데, 시료로부터 대물 렌즈를 거쳐 광검출기에 이르는 빛의 경로상에 바늘 구멍(pinhole)을 설치하여 시료의 특정한 단면을 통과하는 빛(특정 단면의 영상)만을 걸러 낸다. 이 바늘 구멍을 시료의 두께 방향과 평행하게 적당히 이동시켜 3차원 입체 영상을 구현하는데, 이러한 3차원 입체 영상의 분석을 통해 기판(11)과 파인 마스크(13)의 밀착도를 검출할 수 있다.
도 6에는, 테스트 기판(11)과 파인 마스크(13)가 얼라인 된 상태에서 공초점 현미경(48)을 통해 얻은 3차원 입체 영상 및 일 개 서브 픽셀의 확대도를 예시적으로 도시하고 있는데, 서브 픽셀용 파인 마스크(13')의 오픈된 서브 픽셀용 패턴을 통해 내측의 기판 면까지의 3차원 입체 영상(82)을 얻을 수 있고 이러한 3차원 입체 영상(82)을 통해 서브 픽셀 별 밀착도를 상대적으로 검출할 수 있다.
ATM 박스(52) 내부의 카메라(46)의 제어 케이블(56)은 ATM 박스(52)의 벽체에 형성되는 기류단절용 피드스루(54)와 얼라인 챔보 모듈(16)의 벽체에 형성된 피드스루(54)를 통해 제어 PC(44)에 연결될 수 있다.
위치제어부(42)는, 파인 마스크(13)의 하면을 스캔하도록 비젼부(40)의 위치를 제어하기 위한 것으로서, 위치제어부(42)를 통해 넓은 기판에 대응하여 비젼부(40)가 파인 마스크(13)의 하면 전체를 촬영할 수 있도록 한다.
본 실시예에 따른 위치제어부(42)를 보다 자세히 살펴보면, 위치제어부(42)는, 도 2에 도시된 바와 같이, X-Y 방향으로 비젼부(40)의 위치를 제어하는 X-Y 스테이지(58)와; X-Y 스테이지(58)를 Z 방향으로 위치를 제어하는 Z축 구동부(60)를 포함할 수 있다.
X-Y 스테이지(58)는 파인 마스크(13)의 하면에 대해 평행하게 비젼부(40)의 위치를 제어하기 위한 것이고, Z축 구동부(60)는 X-Y 스테이지(58)의 높이를 조절하는 것으로서, X-Y 스테이지(58)의 작동을 통해 파인 마스크(13) 하면 전체를 스캔하고 Z축 구동부(60)의 작동을 통해 카메라(46)의 초점을 조절하여 파인 마스크(13) 하면 전체의 이미지를 획득할 수 있다.
도 3에는 X-Y 스테이지(58)가 도시되어 있는데, 본 실시예에 따른 X-Y 스테이지(58)는, X축 방향을 따라 배치되는 LM 가이드(62)와; LM 가이드(62)의 이동 블록에 Y축 방향으로 탑재되어 LM 가이드(62)를 따라 이동하는 이동부(68)와; 피니언(72)에 비젼부(40)가 결합되며, 이동부(68)의 길이 방향을 따라 설치되는 랙-피니언 기어(rack-pinion gear)(70, 72)을 포함한다.
도 3을 참고하면, LM 가이드(62)는 X축 방향을 따라 길게 배치되고, 이동부(68)는 LM 가이드(62)의 이동 블록에 Y축 방향으로 탑재되어 LM 가이드(62)를 따라 이동하도록 구성된다. 본 실시예에서는 두 개의 LM 가이드(62)를 서로 병렬로 배치하고 이동부(68)의 양단을 두 개의 LM 가이드(62)의 이동 블록에 고정하여 두 개의 이동 블록을 동시에 이동시켜 이동부(68)가 X축을 따라 이동되도록 구성하였다. 본 실시예에 있어서, X축 방향은 기판(11)의 폭 방향 또는 길이 방향을 의미하며, Y축 방향은 X축에 수직인 방향을 의미한다.
이동 블록의 이동을 위해 각각 LM 가이드(62)에는 이동 블록에 나사결합되는 볼 스크류(64)가 배치될 수 있고, 볼 스크류(64)의 회전에 따라 이동 블록이 직선 이동하도록 하였다.
볼 스크류(64)의 회전을 위한 구동 모터(미도시)는, 정상적인 작동을 보장하기 위해 LM 가이드(62)의 일단부 설치된 내부가 대기압 상태로 유지되는 모터 박스(66)에 내장하였다.
이동부(68)에는 길이 방향을 따라 랙 기어(70)를 배치하고, 랙 기어(70)에 치합되는 피니언(72)에는 비젼부(40)를 결합함으로써 피니언(72)의 회전에 따라 비젼부(40)가 랙 기어(70)를 따라(Y 방향) 직선 이동하도록 구성하였다. 피니언(72)에 회전을 제공하는 Y축 구동모터(74)는 정상적인 작동을 보장하기 위해 내부가 대기압 상태로 유지되는 비젼부(40)의 ATM 박스(52) 내부에 배치하였다.
X-Y 스테이지(58)의 높이를 제어하는 Z축 구동부(60)는, 얼라인 챔버 모듈(16)을 외측에서 내측으로 관통하여 상하 방향으로 승강되며, X-Y 스테이지(58)에 결합되는 Z축 구동로드(76)와; 얼라인 챔버 모듈(16)의 내부에서 Z축 구동로드(76)를 감싸며 Z축 구동로드(76)의 관통부와 연통되는 밸로우즈 관(78)(bellows tube)과; 얼라인 챔버 모듈(16)의 외측에서 Z축 구동로드(76)에 결합되는 Z축 구동모터(77)를 포함할 수 있다.
Z축 구동로드(76)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 얼라인 챔버 모듈(16)을 외측에서 내측으로 관통하여 X-Y 스테이지(58)에 결합되며, Z축 구동모터(77)의 작동에 따라 Z축 방향으로 승강되어 X-Y 스테이지(58)를 상하 방향으로 이동시킨다.
본 실시예에는 두 개의 Z축 구동로드(76)가 배치된 형태를 제시하는데, 얼라인 챔버 모듈(16)의 외측에 위치하는 Z축 구동모터(77)의 작동에 따라 두 개의 Z축 구동로드(76)가 동시에 승강되면서 X-Y 스테이지(58)를 상하 방향으로 이동되도록 구성하였다.
얼라인 챔버 모듈(16)의 외측은 대기압 상태에 있고 얼라인 챔버 모듈(16)의 내부는 고진공 상태가 있기 때문에, 얼라인 챔버 모듈(16)을 관통하여 승강하는 Z축 구동로드(76)를 얼라인 챔버 모듈(16)의 내부와 기류적으로 단절시킬 필요가 있다.
밸로우즈 관(78)은 얼라인 챔버 모듈(16)의 내부에서 Z축 구동로드(76)를 감싸며 얼라인 챔버 모듈(16)의 관통부와 연통시킴으로써 Z축 구동로드(76)의 작동에도 Z축 구동로드(76)를 얼라인 챔버 모듈(16)과 기류적으로 단절시킬 수 있다. Z축 구동모터(77)는 얼라인 챔버 모듈(16) 외측의 대기압 상태에 설치되어 있어 정상적인 작동이 보장된다.
밀착도 검출부(미도시)는, 이미지를 통해 기판(11)과 파인 마스크(13)의 밀착도를 산출한다. 밀착도 검출부는 얼라인 챔버 모듈(16)의 외측에 마련된 제어 PC(44)에 구현될 수 있는데, 비젼부(40)에 획득한 이미지는 얼라인 챔버 모듈(16)의 기류단절용 피드스루(54)을 통해 외부의 제어 PC(44)로 전송되고, 전송된 이미지를 이용하여 밀착도 검출부에서 파인 마스크(13)의 밀착도를 산출한다. 해당 파인 마스크(13)의 아이디, 얼라인 조건 및 밀착도는 제어 PC(44) 내의 저장부에 저장될 수 있다.
도 5에는 기판 캐리어(34)의 테스트 기판(11)과 파인 마스크(13)의 얼라인 상태가 도시되어 있고, 도 6에는 도 5의 A 부분의 공초점 영상이 도시되어 있다.
서브 픽셀용 파인 마스크(13')의 서브 픽셀용 패턴을 통해 테스트 기판 면까지의 3차원 입체 영상(82)을 얻을 수 있고, 이러한 3차원 입체 영상(82)의 이미지 프로세싱을 통해 서브 픽셀 별로 기판(11)에 대한 파인 마스크(13')의 밀착도를 검출할 수 있다.
저장부(미도시)는, 파인 마스크(13)의 해당 아이디, 기판과 파인 마스크의 얼라인 조건 및 이에 매칭되는 밀착도 등을 저장할 수 있다. 각 파인 마스크(13)에는 고유의 아이디(ID)가 부여되어 있고, 이상의 과정을 거쳐 밀착도가 측정되면 해당 마스크(13)의 아이디와, 기판(11)과 해당 마스크(13)의 얼라인 조건 및 이에 매칭되는 밀착도를 저장부에 저장할 수 있다. 저장부로는 인라인 증착 챔버(10)의 외측에 마련된 제어 PC(44)의 저장 메모리를 활용할 수 있을 것이다.
이하에서는 도 1을 참고하여, 본 실시예에 따른 인라인 증착 시스템(10)의 작동 방법 및 얼라인 방법을 설명하기로 한다.
신규의 파인 마스크(13)가 인라인 증착 시스템(10)에 배치된 경우 실제 기판(11)에 대한 증착을 수행하기 전에 테스트 기판(11)을 반입시켜 기판과 파인 마스크의 얼라인 조건에 따른 밀착도를 검출할 필요가 있다.
먼저, 로드 락 챔버 모듈(12)을 통해 반입된 테스트 기판(11)은, 기판 탑재 챔버 모듈(14)에서 기판 캐리어(34)에 탑재된다. 테스트 기판(11)이 탑재된 기판 캐리어(34)는 R 증착 챔버 모듈(18) 전단에 배치되는 얼라인 챔버 모듈(16)로 진입하여 R 서브 픽셀용 파인 마스크(13)와 일정한 얼라인 조건에 따라 얼라인된다. R 서브 픽셀용 파인 마스크(13)가 얼라인되면 하단의 밀착도 검출기(38)에서 해당 파인 마스크(10)의 밀착도를 검출하고 해당 파인 마스크(10)의 아이디, 얼라인 조건 및 이에 매치되는 밀착도를 저장한다. 해당 파인 마스크(13)의 밀착도가 산출되면, 기판 캐리어(34)는 R 증착 챔버 모듈(18)의 후단에 있는 마스크 분리 챔버 모듈(20)로 이동하여 기판 캐리어(34)에서 파인 마스크(13)가 분리된다. 분리된 파인 마스크(13)는 마스크 리턴 라인(22)을 통해 다시 전단의 얼라인 챔버 모듈(16)로 이동하여 새로운 테스트 기판(11)과의 얼라인을 대기한다.
파인 마스크(13)가 분리된 기판 캐리어(34)는 다시 G 증착 챔버 모듈(24)의 전단에 배치되는 얼라인 챔버 모듈(16)로 진입하여 G 서브 픽셀용 파인 마스크(13)와 일정한 얼라인 조건에 따라 얼라인된다. G 서브 픽셀용 파인 마스크(13)가 얼라인되면 하단의 밀착도 검출기(38)에서 해당 파인 마스크(13)의 밀착도를 검출하고 해당 파인 마스크(13)의 아이디, 얼라인 조건 및 이에 매칭되는 밀착도를 저장한다. 해당 파인 마스크(13)의 밀착도가 산출되면 G 증착 챔버 모듈(24)의 후단에 있는 마스크 분리 챔버 모듈(20)에서 파인 마스크(13)가 기판 캐리어(34)에서 분리되고, 분리된 파인 마스크(13)는 마스크 리턴 라인(22)을 통해 다시 전단의 얼라인 챔버 모듈(16)로 이동하여 테스트 기판(11)과의 얼라인을 대기한다.
파인 마스크(13)가 분리된 기판 캐리어(34)는 다시 B 증착 챔버 모듈(26)의 전단에 배치되는 얼라인 챔버 모듈(16)로 진입하여 B 서브 픽셀용 파인 마스크(13)와 일정한 얼라인 조건에 따라 얼라인된다. B 서브 픽셀용 파인 마스크(13)가 얼라인되면 하단의 밀착도 검출기(38)에서 해당 마스크의 밀착도를 검출하고 해당 파인 마스크(13)의 아이디, 얼라인 조건 및 이에 매치되는 밀착도를 저장한다. 해당 파인 마스크(13)의 밀착도가 산출되면 기판 캐리어(34)는 B 증착 챔버 모듈(26)의 후단에 있는 마스크 분리 챔버 모듈(20)에서 파인 마스크(13)가 분리되고, 분리된 파인 마스크(13)는 마스크 리턴 라인(22)을 통해 다시 전단의 얼라인 챔버 모듈(16)로 이동하여 새로운 테스트 기판(11)과의 얼라인을 대기한다.
한편, B 서브 픽셀용 파인 마스크(13)가 분리된 기판 캐리어(34)는 후단의 기판 분리 챔버 모듈(28)로 이동하며, 기판 분리 챔버 모듈(28)에서 테스트 기판(11)이 분리되고, 테스트 기판(11)이 분리된 기판 캐리어(34)는 기판 캐리어 리턴 라인(30)을 통해 기판 탑재 챔버 모듈(14)로 리턴된다. 분리된 테스트 기판(11)은 인라인 증착 시스템(10)의 외측으로 반출된다.
하나의 테스트 기판(11)에 대해 R 서브 픽셀용 파인 마스크, G 서브 픽셀용 파인 마스크, G 서브 픽셀용 파인 마스크 등 3개의 파인 마스크(13)에 대해, 일정한 얼라인 조건 및 이에 매치되는 밀착도를 검출할 수 있다. 이때 각 얼라인 챔버 모듈(16) 내에서 얼라인 조건을 변경하면서 이에 매칭되는 밀착도를 검출할 수 있다.
이상의 과정을 반복하여 인라인 증착 시스템(10) 내부에 배치되는 전체 파인 마스크(13) 각각에 대해 얼라인 조건에 따른 밀착도를 저장한다.
테스트 기판(11)을 통해 인라인 증착 시스템(10) 내부를 순환하는 각 파인 마스크(13)에 대해 얼라인 조건 및 이에 매칭되는 밀착도가 도출되며, 실제 기판(11)에 대한 증착을 수행한다.
상기 테스트 기판(11)을 통해 기판과 파인 마스크의 얼라인 조건을 변경하면서 기판과 파인 마스크의 밀착도를 검출할 수 있고, 일정 수준의 밀착도를 갖는 얼라인 조건을 추출하여 실제 증착 공정 시 해당 얼라인 조건으로 기판과 파인 마스크를 얼라인 함으로써 일정 정도의 밀착도를 확보할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인라인 증착 시스템(10)의 기판(11) 얼라인 방법의 순서도이다.
본 실시예에 따른 인라인 증착 시스템(10)의 기판(11) 얼라인 방법은, 증착 기판(11)이 탑재된 기판 캐리어(34)가 연속적으로 이동하면서 증착 기판(11)에 대한 공정이 수행되는 인라인 증착 방법으로서, 테스트 기판(11)이 인라인 증착 시스템(10)으로 반입되는 단계와; 테스트 기판(11)이 기판 캐리어(34)에 탑재되는 단계와; 기판 캐리어(34)의 테스트 기판(11)과 서브 픽셀 형성용 파인 마스크(13)(fine mask)를 얼라인하는 단계와; 얼라인된 테스트 기판과 파인 마스크의 얼라인 조건에 따라 얼라인된 테스트 기판(11)과 파인 마스크(13)의 밀착도(offset)을 검출하고, 상기 얼라인 조건과 이에 매칭되는 밀착도를 저장하는 단계와; 기판(11)과 파인 마스크(13)가 얼라인되는 경우, 기 결정된 밀착도의 얼라인 조건에 따라 기판(11)과 파인 마스크(13)를 얼라인하는 단계를 포함한다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 인라인 증착 시스템(10)의 기판(11) 얼라인 방법을 살펴본다.
먼저, 테스트 기판(11)이 인라인 증착 시스템(10)으로 반입된다(S100).
신규의 파인 마스크(13)가 인라인 증착 시스템(10)에 배치된 경우 실제 기판(11)에 대한 증착을 수행하기 전에 테스트 기판(11)을 반입시켜 기판과 파인 마스크의 얼라인 조건에 따른 밀착도를 검출할 필요가 있다. 인라인 증착 시스템(10)의 로드 락 챔버를 통해 테스트 기판(11)이 인라인 증착 시스템(10)으로 반입된다.
다음에, 테스트 기판(11)이 기판 캐리어(34)에 탑재된다(S200).
인라인 증착 시스템(10)으로 진입한 테스트 기판(11)은 기판 탑재 챔버 모듈(14)에서 기판 캐리어(34)에 탑재된다. 테스트 기판(11)이 탑재된 기판 캐리어(34)가 인라인 증착 시스템(10)의 내부를 이동하면서 파인 마스크(13)의 밀착도가 검출된다.
다음에, 기판 캐리어(34)의 테스트 기판(11)과 서브 픽셀 형성용 파인 마스크(13)(fine mask)를 얼라인한다(S300). 테스트 기판(11)이 탑재된 기판 캐리어(34)는 증착 챔버 모듈 전단에 배치되는 얼라인 챔버 모듈(16)로 진입하여 서브 픽셀 형성용 파인 마스크(13)와 얼라인된다.
다음에, 테스트 기판(11)과 파인 마스크(13)의 얼라인 조건에 따라 얼라인된 테스트 기판(11)과 파인 마스크(13)의 밀착도(offset)을 검출하고, 상기 얼라인 조건과 이에 매칭되는 밀착도를 저장한다(S400). 얼라인 챔버 모듈(16)에서 파인 마스크(13)가 얼라인되면 하단의 밀착도 검출기(38)에서 해당 파인 마스크(13)의 밀착도를 검출하고 얼라인 조건 및 이에 매치되는 밀착도를 저장한다.
한편, 적어도 1개 이상의 파인 마스크(13)가 인라인 증착 시스템(10)을 따라 순환될 수 있는데, 이 경우 본 단계에서, 파인 마스크(13) 각각에 대해 밀착도를 측정하고 해당 파인 마스크(13)의 아이디, 얼라인 조건 및 이에 매칭되는 밀착도를 저장하고, 실제 기판 증착 시 얼라인되는 파인 마스크에 따라 다른 얼라인 조건으로 얼라인을 진행할 수 있다.
인라인 증착 시스템(10)에는 R, G, B 서브 픽셀을 형성하기 위한 R 증착 챔버 모듈(18), G 증착 챔버 모듈(24), B 증착 챔버 모듈(26)이 선형으로 배치될 수 있고, 각 증착 챔버 모듈 전단에 배치되는 얼라인 챔버 모듈(16)에서 R 서브 픽셀용 파인 마스크(13), G 서브 픽셀용 파인 마스크(13), B 서브 픽셀용 파인 마스크(13) 각각에 대해 얼라인 조건 및 이에 매칭되는 밀착도를 산출하고 해당 파인 마스크(13)의 아이디, 얼라인 조건 및 밀착도를 저장할 수 있다.
다음에, 기판(11)과 파인 마스크(13)가 얼라인되는 경우, 기 결정된 밀착도를 갖는 얼라인 조건에 따라 기판(11)과 파인 마스크(13)를 얼라인한다(S500).
일정 수준의 밀착도를 갖는 얼라인 조건을 추출하여 실제 증착 공정 시 해당 얼라인 조건으로 기판과 파인 마스크를 얼라인 함으로써 일정 정도의 밀착도를 확보할 수 있다.
상술한 바와 같이, 파인 마스크(13) 별로 얼라인 조건 및 밀착도를 저장하여 둔 경우 실제 기판(11) 증착 시 얼라인되는 파인 마스크(13)에 따라 다른 얼라인 조건으로 얼라인을 진행할 수 있다.
이상의 방법에 따라 기판(11)과 해당 파인 마스크(13)가 얼라인되면 기판 캐리어(34)를 증착 챔버 모듈로 이동시켜 기판(11)에 대한 증착 공정을 수행한다.
상기에서는 본 발명의 특정의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
10: 인라인 증착 시스템 11: 기판
12: 로드 락 챔버 모듈 13, 13': 파인 마스크
14: 기판 탑재 챔버 모듈 16: 얼라인 챔버 모듈
18, 24, 26: 증착 챔버 모듈 20: 마스크 분리 챔버 모듈
22: 마스크 리턴 라인 28: 기판 분리 챔버 모듈
30: 기판 캐리어 리턴 라인 32: 얼라이너
34: 기판 캐리어 36: 기판 캐리어 이송부
38: 밀착도 검출기 40: 비젼부
42: 위치제어부 44: 제어 PC
46: 카메라 48: 공초점 현미경
50: 뷰 포트 52: ATM 박스
54; 피드스루(feedthrough) 56: 제어 케이블
58: X-Y 스테이지 60: Z축 구동부
62: LM 가이드 64: 볼 스크류
66: 모터 박스 68: 이동부
70: 랙 기어 72: 피니언
74: Y축 구동모터 76: Z축 구동로드
77: Z축 구동모터 78: 밸로우즈 관(bellows tube)
82: 3차원 입체 영상
12: 로드 락 챔버 모듈 13, 13': 파인 마스크
14: 기판 탑재 챔버 모듈 16: 얼라인 챔버 모듈
18, 24, 26: 증착 챔버 모듈 20: 마스크 분리 챔버 모듈
22: 마스크 리턴 라인 28: 기판 분리 챔버 모듈
30: 기판 캐리어 리턴 라인 32: 얼라이너
34: 기판 캐리어 36: 기판 캐리어 이송부
38: 밀착도 검출기 40: 비젼부
42: 위치제어부 44: 제어 PC
46: 카메라 48: 공초점 현미경
50: 뷰 포트 52: ATM 박스
54; 피드스루(feedthrough) 56: 제어 케이블
58: X-Y 스테이지 60: Z축 구동부
62: LM 가이드 64: 볼 스크류
66: 모터 박스 68: 이동부
70: 랙 기어 72: 피니언
74: Y축 구동모터 76: Z축 구동로드
77: Z축 구동모터 78: 밸로우즈 관(bellows tube)
82: 3차원 입체 영상
Claims (16)
- 기판이 탑재된 기판 캐리어가 연속적으로 이동하면서 상기 기판에 대한 공정이 수행되는 인라인 증착 시스템으로서,
상기 기판 캐리어의 상기 기판과 서브 픽셀 형성용 파인 마스크(fine mask)가 얼라인되는 얼라인 챔버 모듈과;
상기 얼라인 챔버 모듈의 후단에 설치되어 상기 기판에 대한 증착을 수행하는 증착 챔버 모듈과;
상기 증착 챔버 모듈의 후단에 설치되어 상기 기판 캐리어와 상기 파인 마스크를 분리하는 마스크 분리 챔버 모듈과;
분리된 상기 파인 마스크를 상기 얼라인 챔버 모듈로 리턴시키는 마스크 리턴 라인을 포함하되,
상기 얼라인 챔버 모듈은,
상기 기판과 상기 파인 마스크의 얼라인 조건에 따라 얼라인된 상기 기판과 상기 파인 마스크의 밀착도를 검출하는 밀착도 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인라인 증착 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 기판 캐리어는,
정전력에 의해 하면에 기판을 척킹하는 정전척을 포함하며,
상기 밀착도 검출기는,
상기 정전척의 상기 정전력의 변화에 따라 상기 파인 마스크의 밀착도를 검출하는 것을 특징으로 하는, 인라인 증착 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 기판 캐리어는,
자력에 의해 상기 파인 마스크를 자력으로 흡착하는 마그넷 플레이트를 포함하며,
상기 밀착도 검출기는,
상기 자력의 변화에 따라 상기 파인 마스크의 밀착도를 검출하는 것을 특징으로 하는, 인라인 증착 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 밀착도 검출기는,
상기 기판과 상기 파인 마스크의 얼라인 시퀀스(sequence)에 따라 상기 파인 마스크의 밀착도를 검출하는 것을 특징으로 하는, 인라인 증착 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 얼라인 챔버 모듈은,
상기 기판 캐리어의 상기 기판과 상기 파인 마스크(fine mask)를 얼라인하고 합착하는 얼라이너를 포함하되,
상기 얼라이너는,
기 결정된 밀착도의 상기 얼라인 조건에 따라 상기 기판과 상기 파인 마스크를 얼라인하는 것을 특징으로 하는, 인라인 증착 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 밀착도 검출기는,
상기 파인 마스크의 하부에 위치하여, 상기 기판에 얼라인된 상기 파인 마스크의 하면을 촬영하여 이미지를 획득하는 비젼부와;
상기 파인 마스크의 하면을 스캔하도록 상기 비젼부의 위치를 제어하는 위치제어부와;
상기 얼라인 조건에 따라 상기 이미지를 통해 상기 기판과 상기 파인 마스크의 밀착도를 판단하는 밀착도 검출부와;
상기 기판과 상기 파인 마스크의 얼라인 조건과 이에 매칭되는 상기 파인 마스크의 밀착도를 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인라인 증착 시스템.
- 제6항에 있어서,
상기 저장부는,
해당 파인 마스크의 아이디(ID)를 더 저장하는 것을 특징으로 하는, 인라인 증착 시스템.
- 제6항에 있어서,
상기 비젼부는,
상기 이미지를 촬영하는 카메라와;
상기 카메라의 렌즈에 대응하여 뷰 포트(view port)가 마련되고, 상기 카메라를 감싸 내부를 상압(atmospheric pressure)으로 유지하는 ATM 박스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인라인 증착 시스템.
- 제8항에 있어서,
상기 카메라는,
공초점 현미경(confocal microscope)을 포함하며, 상기 공초점 현미경으로 관측된 이미지를 촬영하는 것을 특징으로 하는, 인라인 증착 시스템.
- 제8항에 있어서,
상기 위치제어부는,
상기 비젼부를 X-Y 방향으로 위치를 제어하는 X-Y 스테이지와;
상기 X-Y 스테이지를 Z 방향으로 위치를 제어하는 Z축 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인라인 증착 시스템.
- 제10항에 있어서,
상기 X-Y 스테이지는,
X축 방향을 따라 배치되는 LM 가이드와;
상기 LM 가이드의 이동 블록에 Y축 방향으로 탑재되며, 피니언에 상기 비젼부가 결합되는 랙-피니언(rack-pinion)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 인라인 증착 시스템.
- 제11항에 있어서,
상기 비젼부는,
상기 이미지를 촬영하는 카메라와;
상기 카메라의 렌즈에 대응하여 뷰 포트(view port)가 마련되고, 상기 카메라를 감싸 내부를 상압(atmospheric pressure)으로 유지하는 ATM 박스를 포함하고,
상기 X-Y 스테이지는,
상기 ATM 박스의 내부에 위치하며, 상기 피니언에 샤프트가 결합되는 구동 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 인라인 증착 시스템.
- 제10항에 있어서,
상기 Z축 구동부는,
상기 얼라인 챔버 모듈을 외측에서 내측으로 관통하여 상기 X-Y 스테이지에 결합되는 Z축 구동로드와;
상기 얼라인 챔버 모듈의 내부에서 상기 Z축 구동로드를 감싸며 상기 Z축 구동로드의 관통부와 연통되는 밸로우즈 관(bellows tube)과;
상기 얼라인 챔버 모듈의 외측에서 상기 Z축 구동로드에 결합되는 Z축 구동 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인라인 증착 시스템.
- 기판이 탑재된 기판 캐리어가 연속적으로 이동하면서 상기 기판에 대한 공정이 수행되는 인라인 증착 방법으로서,
테스트 기판이 인라인 증착 시스템으로 반입되는 단계와;
상기 테스트 기판이 상기 기판 캐리어에 탑재되는 단계와;
상기 기판 캐리어의 상기 테스트 기판과 서브 픽셀 형성용 파인 마스크(fine mask)를 얼라인하는 단계와;
상기 테스트 기판과 상기 파인 마스크의 얼라인 조건에 따라 얼라인된 상기 기판과 상기 파인 마스크의 밀착도를 검출하고, 상기 얼라인 조건과 이와 매칭되는 밀착도를 저장하는 단계를 포함하되,
상기 기판과 파인 마스크가 얼라인되는 경우, 기 결정된 밀착도의 상기 얼라인 조건에 따라 상기 기판과 상기 파인 마스크를 얼라인하는 것을 특징으로 하는, 인라인 증착 시스템의 기판 얼라인 방법.
- 제14항에 있어서,
상기 밀착도를 저장하는 단계는,
해당 파인 마스크의 아이디(ID)를 더 저장하는 것을 특징으로 하는, 인라인 증착 시스템의 기판 얼라인 방법.
- 제14항에 있어서,
상기 기판 캐리어는,
정전력에 의해 하면에 기판을 척킹하는 정전척과;
자력에 의해 상기 파인 마스크를 자력으로 흡착하는 마그넷 플레이트를 포함하며,
상기 얼라인 조건은,
상기 정전척의 정전력의 변화, 상기 마그넷 플레이트의 자력의 변화, 상기 기판과 상기 파인 마스크의 얼라인 시퀀스 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 인라인 증착 시스템의 기판 얼라인 방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020210192553A KR20230102434A (ko) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 인라인 증착 시스템 및 인라인 증착 시스템의 기판 얼라인 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210192553A KR20230102434A (ko) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 인라인 증착 시스템 및 인라인 증착 시스템의 기판 얼라인 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230102434A true KR20230102434A (ko) | 2023-07-07 |
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ID=87153956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210192553A KR20230102434A (ko) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 인라인 증착 시스템 및 인라인 증착 시스템의 기판 얼라인 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230102434A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101979116B1 (ko) | 2017-11-21 | 2019-05-15 | 캐논 톡키 가부시키가이샤 | 성막 장치, 성막 방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법 |
-
2021
- 2021-12-30 KR KR1020210192553A patent/KR20230102434A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101979116B1 (ko) | 2017-11-21 | 2019-05-15 | 캐논 톡키 가부시키가이샤 | 성막 장치, 성막 방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법 |
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