KR20040085983A - Mask align chamber - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마스크 얼라인 챔버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판과 마스크의 얼라인 오차를 감소시켜서 고정세의 얼라인 해상도를 구현함과 아울러 제조단가를 절감할 수 있는 마스크 얼라인 챔버에 관한 것이다.The present invention relates to a mask alignment chamber, and more particularly, to a mask alignment chamber that can reduce the alignment error between a substrate and a mask, thereby realizing a high definition alignment resolution and reducing manufacturing costs. .
일반적으로, 발광소자나 기타 반도체 소자를 제조하는 경우에는 많은 단계의 단위 공정이 필요하며, 이러한 여러 단위 공정을 실시하기 위해서는 단위 공정마다 별도의 챔버들을 구성하고, 챔버 간에 기판을 이송하여 다양한 단위 공정들을 수행하게 된다.In general, in manufacturing a light emitting device or other semiconductor device, a large number of unit processes are required, and in order to implement these various unit processes, separate chambers are formed for each unit process and substrates are transferred between chambers to provide various unit processes. Will perform.
여러 단위 공정중 기판을 증착하는 공정에서는 기판에 일정한 패턴으로 각종 물질들을 증착시키기 위하여 미세한 패턴을 형성한 마스크와 기판을 서로 얼라인되도록 겹쳐야 하고, 기판 홀더와 기판, 그리고, 기판과 마스크를 겹칠 때 이들이 정확하게 얼라인되어야 기판에 고해상도의 패턴을 형성시킬 수 있으며, 이들의 얼라인방법은 크게 키 얼라인(key align)과 마이크로 얼라인(micro align)으로 나눌 수 있다.In the process of depositing substrates in several unit processes, in order to deposit various materials in a predetermined pattern on the substrate, the mask and the substrate, which form a fine pattern, must be overlapped with each other so that the substrate holder and the substrate, and the substrate and the mask overlap. When they are aligned correctly, high-resolution patterns can be formed on the substrate, and their alignment methods can be largely divided into key alignment and micro alignment.
키 얼라인은 대략 100㎛ 정도의 범위내에서 얼라인하며, 마이크로 얼라인은 10㎛이하의 정밀도를 요하는 얼라인으로서 CCD 형상인식방법을 사용한 비젼 얼라인(vision align) 등의 방법을 통하여 실시한다.The key alignment is aligned within a range of approximately 100 μm, and the micro alignment is an alignment requiring precision of 10 μm or less through vision alignment using a CCD shape recognition method. do.
종래의 기판에 마스크를 얼라인하는 방식을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.A method of aligning a mask to a conventional substrate will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 기술에 따른 기판과 마스크의 얼라인방식의 일실시예를 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이, 기판(1)과 마스크(2)는 각각 두 쌍의 십자형상의 얼라인홀(1a,2a)을 각각 형성하고 있고, 각 쌍의 얼라인홀(1a,2a)은 기판(1)과 마스크(2)마다 대각선 방향으로 서로 대향하는 한 쌍의 모서리 부위에 각각 형성되며, 기판(1)에 형성되는 두 쌍의 얼라인홀(1a)과 마스크(2)에 형성되는 두 쌍의 얼라인홀(2a)은 기판(1)과 마스크(2)가 얼라인시 일치되도록 형성된다.1 is a schematic diagram showing an embodiment of an alignment method between a substrate and a mask according to the related art. As shown, the substrate 1 and the mask 2 form two pairs of cross-shaped alignment holes 1a and 2a, respectively, and each pair of alignment holes 1a and 2a is formed of a substrate 1. ) And the mask 2 are respectively formed in a pair of corner portions facing each other in a diagonal direction, and two pairs of alignment holes 1a formed in the substrate 1 and two pairs formed in the mask 2. The alignment hole 2a is formed such that the substrate 1 and the mask 2 coincide with each other when aligned.
기판(1)과 마스크(2)가 서로 겹쳐지면 겹쳐진 홀(1a,2a)의 일측에 위치하는 CCD 카메라(3)로 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인홀(1a,2a)들이 서로 정확하게 일치하는지를 모니터링함으로써 마스크(2)를 X축, Y축 및 Z축을 따라 직선 이동시켜 기판(1)과 마스크(2)를 서로 얼라인시킨다.When the substrate 1 and the mask 2 overlap each other, the alignment cameras 1a and 2a of the substrate 1 and the mask 2 are moved to the CCD camera 3 located on one side of the overlapping holes 1a and 2a. By monitoring whether they exactly match each other, the mask 2 is linearly moved along the X, Y and Z axes to align the substrate 1 and the mask 2 with each other.
도 2는 종래의 기술에 따른 기판과 마스크의 얼라인방식의 다른 실시예를 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이, 기판 홀더(4)의 하측면에 기판장착면(4a)이 형성되어 일정한 높이에 설치됨과 아울러 하측면 가장자리에 한 쌍의 결합홈(4b)이 형성되며, 기판홀더(4)의 하측에 위치하는 이송플레이트(5)는 하측면에 미도시된 구동수단에 의해 수직방향으로 이동하는 승강축(5a)이 결합됨과 아울러 상승시 결합홈(4b)에 결합되는 결합돌기(5b)가 상측면 가장자리에 형성된다.Figure 2 is a schematic diagram showing another embodiment of the alignment method of the substrate and the mask according to the prior art. As shown, the substrate mounting surface 4a is formed on the lower side of the substrate holder 4 so as to be installed at a constant height, and a pair of coupling grooves 4b are formed on the lower edge of the substrate holder 4, and the substrate holder 4 The transfer plate 5 located at the lower side of the coupling protrusion 5b coupled to the lifting shaft 5a moving vertically by the driving means not shown on the lower side and coupled to the coupling groove 4b when raised. Is formed at the upper edge.
기판 홀더(4)의 기판장착면(4a)에는 기판(6)을 얼라인하여 고정시키며, 이송플레이트(5)의 상측면에는 마스크(7)를 위치시킨 후 이송플레이트(5)를 상승시켜서 결합돌기(5b)를 결합홈(4b)에 결합시킴으로써 기판(6)과 마스크(7)를 서로 얼라인시킨다.The substrate 6 is aligned and fixed to the substrate mounting surface 4a of the substrate holder 4, the mask 7 is placed on the upper side of the transfer plate 5, and then the transfer plate 5 is raised to engage the engaging projection. The substrate 6 and the mask 7 are aligned with each other by engaging the 5b with the engaging groove 4b.
한편, 저전압구동, 경량박형, 자기발광, 광시야각, 빠른 응답속도 등의 특징에 의해 최근 각광받고 있는 유기 전계 발광소자(Organic Electro Luminescence devices)는 3∼6 종류의 재료가 다른 박막으로 구성되어 있어 동일한 챔버에서 증착을 시도할 경우 유기 증발원 상호간의 영향이 불가피하고, 더욱이 도펀트(dopant)를 사용할 경우는 상호 오염의 정도가 한층 심각하여 소자에 영향을 미치게 되므로, 정공층, 발광층, 전자 수송층 등의 층들을 각기 다른 챔버에서 증착을 진행하는 것이 일반적인 양산 공정이며, 천연색 발광소자의 경우는 적, 녹, 청 등의 각각의 색깔별로 증착되는 부분이 다르므로, 각각의 색을 증착하는 챔버와 챔버사이에는 사용한 마스크를 제거하여 새로운 마스크로 교체하는 마스크 얼라인 챔버(mask align chamber)가 설치된다.On the other hand, organic electroluminescent devices, which are recently attracting attention due to low voltage driving, light weight thinness, self-luminous, wide viewing angle, and fast response speed, are composed of thin films of 3 to 6 different materials. In case of attempting deposition in the same chamber, the influence of organic evaporation sources is inevitable. Moreover, when dopant is used, the degree of cross contamination is more severe and affects the device. Therefore, the hole layer, the light emitting layer, the electron transport layer, etc. The deposition of the layers in different chambers is a general mass production process. In the case of the color light emitting device, the portions deposited for each color such as red, green, and blue are different. A mask align chamber is installed to remove the used mask and replace it with a new mask.
마스크 얼라인 챔버는 기판과 마스크의 다양한 얼라인방식중 어느 하나를 사용하여 기판과 마스크를 얼라인시킨다.The mask alignment chamber aligns the substrate and the mask using any one of various alignment methods of the substrate and the mask.
종래의 비젼 방식에 의해 기판과 마스크를 얼라인하는 마스크 얼라인 챔버를 첨부된 도면을 사용하여 설명하면 다음과 같다.A mask alignment chamber for aligning a substrate and a mask by a conventional vision method will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 종래의 마스크 얼라인 챔버를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 마스크 얼라인 챔버는 챔버(11)와, 챔버(11) 내측으로 로딩되는 기판 홀더(12)와, 기판 홀더(12)의 하측에 위치하는 마스크 스테이지(13)와, 마스크 스테이지(13)의 하측에 수직되게 결합되어 챔버(11) 하측으로 돌출되는 스테이지 이송축(14)과, 챔버(11)의 하측에 결합되어 스테이지 이송축(14)을 X축, Y축 및 Z축을 따라 이동시킴과 아울러 회전시키는 이송축 구동수단(15)을 포함한다.3 is a cross-sectional view showing a conventional mask alignment chamber. As shown, a conventional mask alignment chamber includes a chamber 11, a substrate holder 12 loaded into the chamber 11, a mask stage 13 positioned below the substrate holder 12, The stage feed shaft 14 is vertically coupled to the lower side of the mask stage 13 and protrudes to the lower side of the chamber 11, and the stage feed shaft 14 is coupled to the lower side of the chamber 11 to form an X-axis, a Y-axis, It includes a feed shaft drive means 15 for moving along the Z axis and rotating.
챔버(11)는 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인시 진공 상태를 유지하기 위하여 외측에 진공 펌프(미도시)가 설치되고, 기판 홀더(12)가 하측면에 기판(1)을 부착하여 출입할 수 있도록 일측에 출입구(미도시)가 형성되며, 상측면에 마스크(2)가 놓여지는 마스크 스테이지(13)가 내측에 위치하고, 하측에 이송축 구동수단(15)의 상단이 결합되는 삽입구(11a)가 형성된다.The chamber 11 is provided with a vacuum pump (not shown) on the outside to maintain the vacuum state when the substrate 1 and the mask 2 are aligned, and the substrate holder 12 holds the substrate 1 on the lower side. An entrance (not shown) is formed at one side to attach and enter, and a mask stage 13 on which the mask 2 is placed is located at an inner side, and an upper end of the feed shaft driving means 15 is coupled to the lower side. Insertion opening 11a is formed.
챔버(11)는 하측에 기판 홀더(12)에 부착된 기판(1)과 마스크 스테이지(13)에 놓여진 마스크(2)에 각각 형성된 두 쌍의 얼라인홀(1a,2a; 도 1에 도시)의 일치 여부를 모니터링하는 한 쌍의 CCD 카메라(3)가 설치된다.The chamber 11 has two pairs of alignment holes 1a and 2a formed in the substrate 1 attached to the substrate holder 12 at the lower side and the mask 2 placed on the mask stage 13, respectively (shown in FIG. 1). A pair of CCD cameras 3 for monitoring the coincidence of is installed.
기판 홀더(12)는 하측면에 기판(1)을 부착하여 챔버(11)의 출입구(미도시)를 통해 챔버(11) 내측으로 로딩된다.The substrate holder 12 attaches the substrate 1 to the lower side and is loaded into the chamber 11 through an entrance (not shown) of the chamber 11.
마스크 스테이지(13)는 챔버(11) 내측에서 기판 홀더(12)의 하측에 위치하고, 상측면에 마스크(2)가 놓여지며, 하측에 스테이지 이송축(14)이 결합된다.The mask stage 13 is positioned below the substrate holder 12 inside the chamber 11, the mask 2 is placed on the upper side, and the stage feed shaft 14 is coupled to the lower side.
스테이지 이송축(14)은 상단이 마스크 스테이지(13) 하측에 결합되어 마스크 스테이지(13)를 지지하며, 하부가 연장되어 이송축 구동수단(15)을 관통하여 결합됨으로써 이송축 구동수단(15)에 의해 마스크 스테이지(13)를 회전시킴과 아울러 X축, Y축 및 Z축을 따라 이동시킨다.The stage feed shaft 14 has an upper end coupled to the lower side of the mask stage 13 to support the mask stage 13, and a lower portion thereof extends to be coupled through the feed shaft driving means 15 to feed the shaft drive means 15. By rotating the mask stage 13, the mask stage 13 is moved along the X, Y, and Z axes.
이송축 구동수단(15)은 스테이지 이송축(14)이 챔버(11)의 삽입구(11a)를 통과하여 수직되게 관통 결합되며, 챔버(11)의 삽입구(11a)를 밀폐시키기 위하여 상단이 챔버(11)의 삽입구(11a)에 끼워져 결합된다.The feed shaft drive means 15 has a stage feed shaft 14 vertically penetrated through the insertion hole 11a of the chamber 11, and has an upper end chamber for sealing the insertion hole 11a of the chamber 11. It is fitted into the insertion hole 11a of 11).
이송축 구동수단(15)은 스테이지 이송축(14)을 모터(미도시)의 구동에 의해 회전시키는 로테이션 메니퓰레이터(15a)가 상측에 구비되며, 로테이션 메니퓰레이터(15a)의 하측에 스테이지 이송축(14)을 모터(미도시) 및 실린더(미도시)에 의해 X축 및 Y축을 따라 수평이동시킴과 아울러 Z축을 따라 수직이동시키는 수평 및 수직이동 메니퓰레이터(13b)가 구비된다.The feed shaft drive means 15 is provided with a rotation manipulator 15a for rotating the stage feed shaft 14 by driving of a motor (not shown), and has a stage below the rotation manipulator 15a. Horizontal and vertical movement manipulators 13b which horizontally move the feed shaft 14 along the X and Y axes by a motor (not shown) and a cylinder (not shown) and vertically move along the Z axis are provided.
이와 같은 종래의 마스크 얼라인 챔버는, 기판(1)에 미세한 패턴을 형성한 마스크(2)를 겹칠 때 이들을 서로 정확하게 얼라인하기 위하여 기판(1)에 형성된 두 쌍의 얼라인홀(1a)과 마스크(2)의 두 쌍의 얼라인홀(2a)이 서로 일치되는지를 한 쌍의 CCD 카메라(3)로 모니터링하여 이들의 얼라인홀(1a,2a)들이 서로 일치하도록 스테이지 이송축(14)을 로테이션 메니퓰레이터(15a)에 의해 회전시킴과 아울러 수평 및 수직이동 메니퓰레이터(15b)에 의해 X축, Y축 및 Z축을 따라 수평 및 수직이동시켜서 기판(1)에 마스크(2)를 얼라인시킨다.Such a conventional mask alignment chamber includes two pairs of alignment holes 1a formed in the substrate 1 in order to accurately align them with each other when the mask 2 having a fine pattern formed thereon is superimposed on the substrate 1. The stage feed shaft 14 monitors whether the pair of alignment holes 2a of the mask 2 coincide with each other by a pair of CCD cameras 3 so that the alignment holes 1a and 2a coincide with each other. Is rotated by the rotation manipulator 15a and horizontally and vertically moved along the X-axis, Y-axis and Z-axis by the horizontal and vertical movement manipulator 15b. Align.
그러나, 이와 같은 종래의 마스크 얼라인 챔버는, 기판 홀더(12)의 하측면에 부착된 기판(1)에 마스크(2)를 얼라인 위치로 이동시키는 이송축 구동수단(15)이 챔버(11) 내부의 기밀을 유지하기 위하여 챔버(11) 하측에 일체로 결합되어 있기 때문에 챔버(11) 외측에 설치된 진공 펌프(미도시)로부터 발생된 미세한 진동이 챔버(11)를 통해 마스크 스테이지(13)로 가해진다.However, in such a conventional mask alignment chamber, the feed shaft drive means 15 for moving the mask 2 to the alignment position on the substrate 1 attached to the lower surface of the substrate holder 12 includes the chamber 11. In order to maintain an airtight inside, the microscopic vibration generated from the vacuum pump (not shown) installed outside the chamber 11 is integrally coupled to the lower side of the chamber 11 through the mask stage 13. Is applied.
또한, 챔버(11) 내측의 기판 홀더(12)도 챔버(11)로부터 가해지는 진동으로부터 격리되어 있지 않기 때문에 챔버(11)를 통해 진동이 가해진다.In addition, since the substrate holder 12 inside the chamber 11 is not isolated from the vibration applied from the chamber 11, the vibration is applied through the chamber 11.
따라서, 기판 홀더(12)와 마스크 스테이지(13)에 진동이 가해져서 흔들림을 발생시키게 됨으로써 기판(1)에 마스크(2)를 얼라인시 ±5㎛ 이내의 얼라인 해상도를 얻는 것이 용이하지 않다는 문제점을 가지고 있었다.Therefore, vibration is applied to the substrate holder 12 and the mask stage 13 to cause shaking, so that it is not easy to obtain the alignment resolution within ± 5 μm when the mask 2 is aligned to the substrate 1. Had a problem.
그리고, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인시 기판(1)과 마스크(2)의 해상도를 높이기 위하여 마스크(2)의 틸트(tilt)를 보정하여 기판(1)과 마스크(2)의 평행도를 일치시켜서 기판(1)에 마스크(2)를 밀착시키도록 하는데, 종래의 마스크 얼라인 챔버는 마스크 스테이지(13)의 틸트 모션을 위해 두 개의 축을 더 구비해야 하는 등 구조가 복잡해질 뿐만 아니라 장비의 제조비용을 증가시키는 문제점을 가지고 있었다.In order to increase the resolution of the substrate 1 and the mask 2 when the substrate 1 and the mask 2 are aligned, the tilt of the mask 2 is corrected so that the substrate 1 and the mask 2 are adjusted. The mask 2 is brought into close contact with the substrate 1 by matching the parallelism of the mask 1. The mask alignment chamber of the related art has a complicated structure, such that the mask stage 13 needs to have two more axes for the tilt motion. But there was a problem of increasing the manufacturing cost of the equipment.
또한, 스테이지 이송축(14)이 이송축 구동수단(15)을 관통하여 결합되기 때문에 그 길이가 길어지게 되어 스테이지 이송축(14)이 이동시 좌우 진동에 의한 변위량이 커져서 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인 오차를 증가시키는 원인이 되어 고정세의 유기 전계 발광소자를 제조하는데 장애가 되는 문제점을 가지고 있었다.In addition, since the stage feed shaft 14 is coupled through the feed shaft driving means 15, the length thereof becomes longer, so that the displacement amount due to the left and right oscillations increases when the stage feed shaft 14 moves, and thus the substrate 1 and the mask ( There was a problem in that it becomes a cause of increasing the alignment error of 2) and is an obstacle in manufacturing a high-definition organic EL device.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 기판의 팽행도를 사전 정렬시키기 위한 기준면을 제공함과 아울러 챔버로부터 기판과 마스크로 가해지는 진동을 차단하고, 단순한 구조에 의해 마스크가 놓여지는 마스크 스테이지의 틸트 모션을 가능하도록 하며, 마스크 스테이지를 지지하여 이동시키는 축의 길이를 최소화하여 마스크 스테이지의 이동시 자체의 진동에 의한 좌우 변위량을 줄임으로써 기판과 마스크의 얼라인 오차를 감소시켜서 고정세의 얼라인 해상도를 구현함과 아울러 제조단가를 절감할 수 있는 마스크 얼라인 챔버를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a reference surface for prealigning the degree of bulging of the substrate, and to block vibrations applied from the chamber to the substrate and the mask. The tilt motion of the mask stage on which the mask is placed is enabled, and the length of the axis supporting and moving the mask stage is minimized to reduce the alignment error between the substrate and the mask by reducing the amount of left and right displacement caused by vibration of the mask stage. The present invention provides a mask alignment chamber that can realize high resolution alignment resolution and reduce manufacturing costs.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 마스크를 얼라인하는 챔버에 있어서, 기판 및 마스크가 출입하는 출입구가 일측에 형성되는 챔버와; 기판의 기준면을 제공하는 베이스 플레이트와; 베이스 플레이트를 챔버로부터 전달되는 진동과 격리시켜 챔버의 내측에 수평되게 지지하는 플레이트 지지부와; 기판이 출입구를 통해 로딩되어 하측면에 부착되는 기판 홀더와; 기판 홀더를 챔버로부터 전달되는 진동과 격리시켜 챔버 내측의 베이스 플레이트 하측에 수평되게 지지하는 홀더 지지부와; 베이스 플레이트의 하측면에 기판 홀더가 기판과 함께 밀착되어 평행을 유지하도록 홀더 지지부를 Z축방향을 따라 이동시키는 홀더 이송수단과; 챔버의 출입구를 통해 로딩된 마스크가 상측면에 부착되는 마스크 스테이지와; 마스크 스테이지를 챔버로부터 전달되는 진동과 격리시켜 챔버 내측의 기판 홀더 하측에 수평되게 지지하는 스테이지 지지부와; 기판에 마스크가 얼라인되도록 스테이지 지지부를 회전시킴과 아울러 X축, Y축 및 Z축방향을 따라 이동시키는 스테이지 이송수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for realizing the above object, the chamber for aligning the mask, the chamber and the substrate and the entrance and exit through which the mask is formed on one side; A base plate providing a reference surface of the substrate; A plate support part horizontally supporting the inside of the chamber by isolating the base plate from the vibration transmitted from the chamber; A substrate holder to which the substrate is loaded through the entrance and attached to the lower side; A holder support for isolating the substrate holder from vibration transmitted from the chamber and supporting the substrate holder horizontally below the base plate inside the chamber; Holder conveying means for moving the holder support along the Z-axis direction such that the substrate holder is in close contact with the substrate and kept parallel to the lower side of the base plate; A mask stage to which a mask loaded through the entrance and exit of the chamber is attached to the upper side; A stage supporter which horizontally supports the mask stage below the substrate holder inside the chamber by isolating the vibration transmitted from the chamber; And a stage transfer means for rotating the stage support so that the mask is aligned with the substrate and moving along the X, Y and Z axes.
도 1은 종래의 기술에 따른 기판과 마스크의 얼라인방식의 일실시예를 도시한 개략도이고,1 is a schematic view showing an embodiment of an alignment method of a substrate and a mask according to the prior art,
도 2는 종래의 기술에 따른 기판과 마스크의 얼라인방식의 다른 실시예를 도시한 개략도이고,Figure 2 is a schematic diagram showing another embodiment of the alignment method of the substrate and the mask according to the prior art,
도 3은 종래의 기술에 따른 마스크 얼라인 챔버를 도시한 단면도이고,3 is a cross-sectional view showing a mask alignment chamber according to the prior art,
도 4는 본 발명에 따른 마스크 얼라인 챔버를 도시한 단면도이고,4 is a cross-sectional view showing a mask alignment chamber according to the present invention;
도 5는 도 4의 A-A'선에 따른 단면도이고,5 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 4;
도 6은 본 발명에 따른 마스크 얼라인 챔버의 스테이지 틸트보정부를 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a stage tilt correction unit of the mask alignment chamber according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of the code for the main part of the drawing>
110 : 챔버 111 : 제 1 삽입홀110 chamber 111 first insertion hole
112 : 제 2 삽입홀 113 : 제 3 삽입홀112: second insertion hole 113: third insertion hole
120 : 베이스 플레이트 130 : 플레이트 지지부120: base plate 130: plate support
131 : 제 1 지지축 132 : 제 1 밀폐완충부재131: first support shaft 132: first sealing buffer member
140 : 기판 홀더 150 : 홀더 지지부140: substrate holder 150: holder support
151 : 제 2 지지축 152 : 제 2 밀폐완충부재151: second support shaft 152: second sealing buffer member
160 : 홀더 이송수단 170 : 마스크 스테이지160 holder transfer means 170 mask stage
180 : 스테이지 지지부 181 : 제 3 지지축180: stage support 181: third support shaft
182 : 제 3 밀폐완충부재 190 : 스테이지 이송수단182: third sealing buffer member 190: stage conveying means
191 : 로테이션 메니퓰레이터 192 : 수평이동 메니퓰레이터191: rotation manipulator 192: horizontal movement manipulator
193 : 수직이동 메니퓰레이터 200 : 틸트보정부193: vertical movement manipulator 200: tilt correction
210 : 볼 220 : 관통홀210: ball 220: through hole
230 : 곡률면 240 : 개구230: curvature surface 240: opening
250 : 고정볼트 260 : 고정너트250: fixing bolt 260: fixing nut
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 마스크 얼라인 챔버를 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4의 A-A'선에 따른 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 마스크 얼라인 챔버의 스테이지 틸트보정부를 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a mask alignment chamber according to the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 4, and FIG. 6 is a stage tilt correction unit of the mask alignment chamber according to the present invention. One cross section.
특히, 도 4에 도시된 본 발명의 실시예는 설명의 편의상 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인방식중 비젼 얼라인방식에 의한 구성을 나타내었으며, 본 실시예의 비젼 얼라인방식외에도 키 얼라인방식 등으로 실시할 수 있다.In particular, the embodiment of the present invention shown in FIG. 4 shows the configuration of the vision alignment method among the alignment methods of the substrate 1 and the mask 2 for convenience of description, and in addition to the vision alignment method of this embodiment, a key It may be performed by an alignment method or the like.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마스크 얼라인 챔버(100)는 기판(1) 및 마스크(2)가 출입하는 출입구(미도시)가 형성되는 챔버(110)와, 기판(1)의 기준면을 제공하는 베이스 플레이트(120)와, 베이스 플레이트(120)를 챔버(110)내측에 진동과 격리시켜 지지하는 플레이트 지지부(130)와, 기판(1)이 하측면에 부착되는 기판 홀더(140)와, 기판 홀더(140)를 챔버(110) 내측에 진동과 격리시켜 지지하는 홀더 지지부(150)와, 홀더 지지부(150)를 Z축방향을 따라 이동시키는 홀더 이송수단(160)과, 마스크(2)가 상측면에 놓여지는 마스크 스테이지(170)와, 마스크스테이지(170)를 챔버(110) 내측에 진동과 격리시켜 지지하는 스테이지 지지부(180)와, 스테이지 지지부(180)를 회전시킴과 아울러 X축, Y축 및 Z축방향을 따라 이동시키는 스테이지 이송수단(190)을 포함한다.As shown, the mask alignment chamber 100 according to the present invention comprises a chamber 110 in which an entrance (not shown) through which the substrate 1 and the mask 2 enter and exit is formed, and a reference plane of the substrate 1. A base plate 120 to be provided, a plate support 130 for supporting the base plate 120 in a chamber 110 from vibration and isolation, a substrate holder 140 to which the substrate 1 is attached to the lower surface, , A holder support part 150 for supporting the substrate holder 140 in isolation from the vibration inside the chamber 110, a holder transfer means 160 for moving the holder support part along the Z-axis direction, and a mask 2. ) Rotates the stage support unit 180 and the stage support unit 180 on which the mask stage 170, which is placed on the upper side, and the mask stage 170 are separated from the vibrations inside the chamber 110, and the stage support unit 180 is rotated. It comprises a stage feed means 190 for moving along the axis, Y-axis and Z-axis direction.
챔버(110)는 기판(1)과 마스크(2)를 얼라인시 내부를 진공상태로 만들기 위하여 외측에 진공 펌프(미도시)가 설치되고, 기판(1)과 마스크(2)가 이송아암(미도시)에 의해 내측으로 로딩/언로딩될 수 있도록 일측에 출입구(미도시)가 형성되며, 하측면에 복수의 제 1 및 제 2 삽입홀(111,112)과 제 3 삽입홀(113)이 각각 형성된다.In the chamber 110, a vacuum pump (not shown) is installed on the outside to align the inside of the substrate 1 and the mask 2 in a vacuum state, and the substrate 1 and the mask 2 have a transfer arm ( An entrance (not shown) is formed at one side to be loaded / unloaded inward by the inside, and a plurality of first and second insertion holes 111 and 112 and a third insertion hole 113 are formed on the lower side, respectively. Is formed.
챔버(110)는 하측에 기판 홀더(140)에 부착된 기판(1)과 마스크 스테이지(170)에 놓여진 마스크(2)에 각각 형성된 두 쌍의 얼라인홀(1a,2a; 도 1에 도시)의 일치 여부를 모니터링하는 한 쌍의 CCD 카메라(3)가 설치된다.The chamber 110 has two pairs of alignment holes 1a and 2a respectively formed in the substrate 1 attached to the substrate holder 140 and the mask 2 placed on the mask stage 170 at the lower side (shown in FIG. 1). A pair of CCD cameras 3 for monitoring the coincidence of is installed.
베이스 플레이트(120)는 기판(1)의 평행도를 사전 정렬시키기 위하여 기판(1)에 기준면을 제공하며, 플레이트 지지부(130)에 의해 지지된다.The base plate 120 provides a reference surface to the substrate 1 to pre-align the parallelism of the substrate 1 and is supported by the plate support 130.
플레이트 지지부(130)는 베이스 플레이트(120)를 챔버(110)로부터 전달되는 진동과 격리시켜 챔버(110)의 내측에 수평되게 위치하도록 지지한다.The plate supporter 130 supports the base plate 120 to be horizontally located inside the chamber 110 by isolating the vibration transmitted from the chamber 110.
플레이트 지지부(130)는 챔버(110)의 복수의 제 1 삽입홀(111) 각각에 유격을 가지고 각각 삽입됨과 아울러 상단에 베이스 플레이트(120)가 고정되는 복수의 제 1 지지축(131)과, 제 1 삽입홀(111)을 밀폐시킴과 아울러 진동을 흡수하도록 제 1 삽입홀(111)과 제 1 지지축(131)사이에 설치되는 복수의 제 1 밀폐완충부재(132)를 포함한다.Plate support 130 is a plurality of first support shaft 131 is inserted into each of the plurality of first insertion holes 111 of the chamber 110 and the base plate 120 is fixed to the top, A plurality of first sealing buffer member 132 is provided between the first insertion hole 111 and the first support shaft 131 to seal the first insertion hole 111 and to absorb vibration.
제 1 지지축(131)은 방진테이블(300)상에 설치되어 자체의 진동을 흡수함과 아울러 외부의 진동이 제 1 지지축(131)으로 전달되는 것을 차단한다.The first support shaft 131 is installed on the anti-vibration table 300 to absorb vibration of itself and to prevent external vibration from being transmitted to the first support shaft 131.
제 1 지지축(131)과 제 1 밀폐완충부재(132)는 각각 네 개로 이루어지며, 베이스 플레이트(120) 하측의 모서리마다 결합 및 설치된다.Each of the first support shaft 131 and the first sealing buffer member 132 is formed of four, and is coupled and installed at each corner of the lower side of the base plate 120.
제 1 밀폐완충부재(132)는 신축이 자유로운 원통형상의 벨로우즈관으로 형성될 수 있다. 따라서, 챔버(110)로부터 제 1 지지축(131)으로 가해지는 진동을 차단한다.The first sealing buffer member 132 may be formed of a cylindrical bellows tube freely stretchable. Therefore, the vibration applied to the first support shaft 131 from the chamber 110 is blocked.
제 1 밀폐완충부재(132)는 그 양단이 챔버(110)의 하측면에서 제 1 삽입홀(111)의 주위와 제 1 지지축(131)을 이루는 서로 직경을 달리하는 두 개의 축(131a,131b)의 연결부위 외주면에 각각 결합됨으로써 제 1 삽입홀(111)과 제 1 지지축(131)사이에 설치된다.The first sealing buffer member 132 has two shafts (131a) whose diameters are different from each other forming the first support shaft 131 and the periphery of the first insertion hole 111 at the lower side of the chamber 110, The coupling portions of the connecting portion 131b are respectively disposed between the first insertion hole 111 and the first support shaft 131.
기판 홀더(140)는 기판(1)이 챔버(110)의 출입구(미도시)를 통해 로딩되어 하측면에 부착되며, 홀더 지지부(150)에 의해 지지됨과 아울러 홀더 이송수단(160)에 의해 Z축방향을 따라 왕복이동한다.The substrate holder 140 is loaded with the substrate 1 through an entrance (not shown) of the chamber 110 and attached to the lower surface thereof. The substrate holder 140 is supported by the holder supporter 150 and Z by the holder transfer means 160. Reciprocate along the axial direction.
홀더 지지부(150)는 기판 홀더(140)를 챔버(110)로부터 전달되는 진동과 격리시켜 챔버(110) 내측의 베이스 플레이트(120) 하측에 수평되게 위치하도록 지지한다.The holder supporter 150 supports the substrate holder 140 to be horizontally positioned below the base plate 120 inside the chamber 110 by isolating the vibration transmitted from the chamber 110.
홀더 지지부(150)는 챔버(110)의 하측면에 형성되는 복수의 제 2 삽입홀(112) 각각에 유격을 가지고 각각 삽입됨과 아울러 상단에 기판 홀더(140)가 고정되는 복수의 제 2 지지축(151)과, 제 2 삽입홀(112)을 밀폐시킴과 아울러 진동을 흡수하도록 제 2 삽입홀(112)과 제 2 지지축(151)사이에 설치되는 제 2 밀폐완충부재(152)를 포함한다.The holder support 150 is inserted into the plurality of second insertion holes 112 formed in the lower side of the chamber 110 with a clearance therebetween, and the plurality of second support shafts on which the substrate holder 140 is fixed at the top. 151 and a second sealing buffer member 152 installed between the second insertion hole 112 and the second support shaft 151 to seal the second insertion hole 112 and absorb vibration. do.
제 2 지지축(151)과 제 2 밀폐완충부재(152)는 각각 네 개로 이루어짐이 바람직하며, 기판 홀더(140) 하측의 네 모서리마다 결합 및 설치된다.The second support shaft 151 and the second sealing buffer member 152 are preferably made of four pieces, respectively, and are coupled and installed at four corners of the lower side of the substrate holder 140.
제 2 밀폐완충부재(152)는 홀더 이송수단(160)에 의해 제 2 지지축(151)이 Z축방향을 따라 수직왕복 이동하므로 신축이 자유로운 재질이나 구조로 형성된다.The second sealing buffer member 152 is formed of a material or structure that is freely stretched because the second support shaft 151 vertically reciprocates along the Z-axis direction by the holder transfer means 160.
제 2 밀폐완충부재(152)는 신축이 자유로운 원통형상의 벨로우즈관으로 형성될 수 있다. 따라서, 챔버(110)로부터 제 2 지지축(151)으로 가해지는 진동을 차단할 뿐만 아니라 제 2 지지축(151)이 홀더 이송수단(1160)에 의해 Z축방향으로 수직왕복이동시 간섭을 일으키지 않도록 한다.The second sealing buffer member 152 may be formed of a cylindrical bellows tube freely stretchable. Therefore, not only the vibration applied to the second support shaft 151 from the chamber 110 is blocked, but also the second support shaft 151 is not caused to cause interference during the vertical reciprocating movement in the Z-axis direction by the holder transfer means 1160. .
제 2 밀폐완충부재(152)는 그 양단이 챔버(110)의 하측면에서 제 2 삽입홀(112)의 주위와 제 2 지지축(151)을 이루는 서로 직경을 달리하는 두 개의 축(151a,151b)의 연결부위 외주면에 각각 결합됨으로써 제 2 삽입홀(112)과 제 2 지지축(151)사이에 설치된다.The second hermetic shock absorbing member 152 has two shafts 151a whose diameters are different from each other forming a second support shaft 151 and a circumference of the second insertion hole 112 at the lower side of the chamber 110. By being coupled to the outer peripheral surface of the connecting portion of the 151b, respectively, it is installed between the second insertion hole 112 and the second support shaft 151.
홀더 이송수단(160)은 베이스 플레이트(120)의 하측면에 기판 홀더(140)가 기판(1)과 함께 밀착되어 평행을 유지하도록 홀더 지지부(150)를 Z축방향을 따라 이동시킨다.The holder transfer means 160 moves the holder support part 150 along the Z-axis direction so that the substrate holder 140 is in close contact with the substrate 1 on the lower side of the base plate 120 and is kept in parallel.
홀더 이송수단(160)은 홀더 지지부(150)의 제 2 지지축(151) 하단에 설치되며, 제 2 지지축(151)을 Z축방향을 따라 수직 왕복이동시키도록 공압 또는 유압으로 작동하는 실린더이거나 모터와 모터의 회전력을 직선운동으로 변환시키는 래크와 피니언의 기어어셈블리로 이루어질 수 있다.The holder conveying means 160 is installed at the lower end of the second support shaft 151 of the holder support 150, a cylinder that is operated by pneumatic or hydraulic pressure to vertically reciprocate the second support shaft 151 along the Z-axis direction Or gear assemblies of racks and pinions that convert motor and motor rotational forces into linear motion.
홀더 이송수단(160)은 방진테이블(300)상에 설치되어 자체의 진동을 흡수함과 아울러 외부의 진동이 제 2 지지축(151)으로 전달되는 것을 차단한다.The holder transfer means 160 is installed on the anti-vibration table 300 to absorb vibration of itself and to prevent external vibration from being transmitted to the second support shaft 151.
마스크 스테이지(170)는 챔버(110)의 출입구(미도시)를 통해 로딩된 마스크(2)가 상측면에 놓여지며, 스테이지 지지부(180)에 의해 지지됨과 아울러 스테이지 이송수단(190)에 의해 회전 및 X축, Y축 및 Z축방향을 따라 이동한다.The mask stage 170 has a mask 2 loaded through an entrance (not shown) of the chamber 110 on an upper side thereof, and is supported by the stage support 180 and rotated by the stage transfer means 190. And move along the X-, Y-, and Z-axis directions.
스테이지 지지부(180)는 마스크 스테이지(170)를 챔버(110)로부터 전달되는 진동과 격리시켜 챔버(110) 내측의 기판 홀더(140) 하측에 수평되게 지지한다.The stage supporter 180 horizontally supports the mask stage 170 below the substrate holder 140 inside the chamber 110 by isolating the mask stage 170 from the vibration transmitted from the chamber 110.
스테이지 지지부(180)는 챔버(110)의 하측면에 형성되는 제 3 삽입홀(113)에 유격을 가지고 각각 삽입됨과 아울러 상단에 마스크 스테이지(170)가 고정되는 제 3 지지축(181)과, 제 3 삽입홀(113)을 밀폐시킴과 아울러 진동을 흡수하도록 제 3 삽입홀(113)과 제 3 지지축(181)사이에 설치되는 제 3 밀폐완충부재(182)를 포함한다.The stage support unit 180 may be inserted into the third insertion hole 113 formed at the lower side of the chamber 110 with a clearance therebetween, and the third support shaft 181 to which the mask stage 170 is fixed at the upper end thereof. A third sealing buffer member 182 is installed between the third insertion hole 113 and the third support shaft 181 to seal the third insertion hole 113 and to absorb vibration.
제 3 지지축(181)은 복수로 이루어져 하단에 이들을 서로 연결시킴과 아울러 제 3 밀폐완충부재(182)의 하단이 결합되는 플랜지(181a)가 일체로 형성된다.The third support shaft 181 is formed in plural and connects them to each other at the bottom, and the flange 181a to which the bottom of the third sealing buffer 182 is coupled is integrally formed.
제 3 지지축(181)이 복수로 형성됨으로써 자체의 좌우 진동에 의한 변형량을 최소화하여 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인 오차를 최소화함과 아울러 360。이상의 모든 방위에 대해 마스크 스테이지(170)로 구동력을 전달할 수 있다.Since the third support shaft 181 is formed in plural, the deformation amount due to its left and right vibrations is minimized to minimize the alignment error between the substrate 1 and the mask 2 and the mask stage (for all orientations of 360 ° or more). 170) can transmit the driving force.
제 3 밀폐완충부재(182)는 스테이지 이송수단에 의해 소정 각도의 회전 및 X축, Y축 및 Z축방향으로 왕복이동할 수 있도록 신축이 자유로운 부재나 구조로 형성된다.The third hermetic shock absorbing member 182 is formed of a member or structure having free expansion and contraction to rotate at a predetermined angle and to reciprocate in the X, Y, and Z axis directions by the stage conveying means.
제 3 밀폐완충부재(182)는 신축이 자유로운 원통형상의 벨로우즈관으로 형성될 수 있다. 따라서, 챔버(110)로부터 제 3 지지축(181)으로 가해지는 진동을 차단할뿐만 아니라 제 3 지지축(181)이 스테이지 이송수단(190)에 의해 미세한 회전 및 X축, Y축 및 Z축방향으로 왕복이동시 간섭을 일으키지 않도록 한다.The third sealing buffer member 182 may be formed of a cylindrical bellows tube freely stretchable. Therefore, not only the vibration applied to the third support shaft 181 from the chamber 110 but also the third support shaft 181 is rotated by the stage conveying means 190 in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. Do not cause interference during round trip.
제 3 밀폐완충부재(182)는 상측이 관형상으로 이루어지며, 하측이 복수의 제 3 지지축(181)을 각각 감싸는 복수의 분기관(182a)으로 분기되도록 형성되는 벨로우즈관임이 바람직하다. 따라서, 제 3 밀폐완충부재(182)가 하측이 복수의 분기관(182a)으로 분기됨으로써 분기관(182a)의 직경이 감소됨으로 인해 제 3 지지축(181)이 회전시 비틀림이 용이해져 간섭을 최소화시킨다.The third hermetic shock absorbing member 182 is preferably a bellows tube whose upper side is formed in a tubular shape, and the lower side thereof is branched into a plurality of branch pipes 182a respectively surrounding the plurality of third supporting shafts 181. Therefore, since the diameter of the branch pipe 182a is reduced because the third sealing buffer member 182 branches to the plurality of branch pipes 182a, the third support shaft 181 is easily twisted when the third shaft 181 rotates, thereby causing interference. Minimize.
스테이지 이송수단(190)은 기판(1)에 마스크(2)가 얼라인되도록 스테이지 지지부(180)를 회전시킴과 아울러 X축, Y축 및 Z축방향을 따라 왕복이동시킨다.The stage transfer means 190 rotates the stage supporter 180 so that the mask 2 is aligned with the substrate 1 and reciprocates along the X, Y, and Z axes.
스테이지 이송수단(190)은 제 3 지지축(181)의 하단에 결합되어 제 3 지지축(181)을 회전시키는 로테이션 메니퓰레이터(191)와, 로테이션 메니플레이터(191)의 하측에 결합되어 로테이션 메니플레이터(191)를 X축 및 Y축 방향으로 이동시키는 수평이동 메니퓰레이터(192)와, 수평이동 메니퓰레이터(192)의 하측에 결합되어 수평이동 메니퓰레이터(192)를 Z축 방향으로 수직 이동시키는 수직이동 메니퓰레이터(193)를 포함한다.The stage conveying means 190 is coupled to a lower end of the rotation manipulator 191 and the rotation manipulator 191 which is coupled to the lower end of the third support shaft 181 to rotate the third support shaft 181. A horizontal manipulator 192 for moving the rotation manipulator 191 in the X and Y axis directions, and a horizontal manipulator 192 coupled to the lower side of the horizontal manipulator 192 to Z And a vertical movement manipulator 193 for vertical movement in the axial direction.
로테이션 메니퓰레이터(191)는 내측에 설치된 모터(미도시)의 축에 기계적으로 연결된 회전축(191a)이 제 3 지지축(181)에 연결됨으로써 제 3 지지축(181)을회전시킨다.The rotation manipulator 191 rotates the third support shaft 181 by a rotation shaft 191a mechanically connected to a shaft of a motor (not shown) installed inside the third support shaft 181.
수평이동 메니퓰레이터(182)는 모터(미도시)의 구동에 의해 로테이션 메니퓰레이터(191)를 X축 및 Y축 방향으로 수평이동시킨다.The horizontal movement manipulator 182 horizontally moves the rotation manipulator 191 in the X-axis and Y-axis directions by driving a motor (not shown).
수직이동 메니퓰레이터(193)는 공압 또는 유압으로 동작하는 실린더(미도시)의 구동에 의해 수평이동 메니퓰레이터(192)를 수직방향으로 왕복이동시킨다.The vertical movement manipulator 193 reciprocates the horizontal movement manipulator 192 in the vertical direction by driving a cylinder (not shown) operated by pneumatic or hydraulic pressure.
수직이동 메니퓰레이터(193)가 수평이동 메니퓰레이터(192)의 하측에 설치되어 수평이동 메니퓰레이터(192)만을 수직이동시킴으로써 제 3 지지축(181)의 길이가 최소화하여 제 3 지지축(181)의 좌우 진동을 감소시킨다.The vertical moving manipulator 193 is installed below the horizontal moving manipulator 192 to vertically move only the horizontal moving manipulator 192 so that the length of the third supporting shaft 181 is minimized, thereby reducing the length of the third supporting shaft. Reduce the left and right vibrations of 181.
수직이동 메니퓰레이터(193)는 방진테이블(300)상에 설치되어 자체의 진동을 흡수함과 아울러 외부의 진동이 제 3 지지축(181)으로 전달되는 것을 차단한다.The vertical movement manipulator 193 is installed on the anti-vibration table 300 to absorb vibration of itself and to prevent external vibration from being transmitted to the third support shaft 181.
제 3 지지축(181)과 제 3 지지축(181)에 결합되는 로테이션 메니퓰레이터(191)의 회전축(191a)사이에는 마스크(2)가 정렬되어 기판(1)에 부착시 기판(1)과 밀착되도록 마스크 스테이지(170)의 틸트성분을 보정하는 스테이지 틸트보정부(200)가 설치됨이 바람직하다.When the mask 2 is aligned and attached to the substrate 1 between the third support shaft 181 and the rotation shaft 191a of the rotation manipulator 191 coupled to the third support shaft 181, the substrate 1 It is preferable that the stage tilt correction unit 200 for correcting the tilt component of the mask stage 170 so as to be in close contact with the mask stage 170.
스테이지 틸트보정부(200)는 제 3 지지축(181)의 하단에 플랜지 결합됨과 아울러 하부가 중공형상의 반구형상을 가지는 볼(210)과, 볼(210)의 하측에 수직되게 형성되는 관통홀(220)과, 로테이션 메니퓰레이터(191)의 회전축(191a) 상단에 볼(210)의 하측을 감싸서 지지하도록 형성되는 곡률면(230)과, 로테이션 메니퓰레이터(191)의 회전축(191a)에 수평으로 관통하여 형성되는 개구(240)와, 볼(210)을 곡률면(230)에 롤링가능하게 고정시키도록 볼(210)의 내측 공간(212)을 통해 관통홀(220)에 유격을 가지고 삽입되어 로테이션 메니퓰레이터(191)의 회전축(191a) 상부를 수직으로 관통하여 일단이 개구(240)로 돌출되는 고정볼트(250)와, 볼트(250)의 일단에 나사결합되는 고정너트(260)를 포함한다.The stage tilt correction unit 200 is flanged to the lower end of the third support shaft 181 and the ball 210 having a hollow hemispherical shape at the bottom thereof and a through hole formed perpendicularly to the lower side of the ball 210. 220, a curvature surface 230 formed to cover and support the lower side of the ball 210 at an upper end of the rotation axis 191a of the rotation manipulator 191, and a rotation axis 191a of the rotation manipulator 191. A gap is formed in the through-hole 220 through the inner space 212 of the ball 210 so as to rollably open the opening 240 and the ball 210 to the curvature surface 230. And a fixing bolt 250 inserted into the upper portion of the rotation shaft 191a of the rotation manipulator 191 so as to protrude into the opening 240 and a fixing nut screwed to one end of the bolt 250 ( 260).
볼(210)이 제 3 지지축(181)의 하단에 플랜지 결합되기 위하여 상단 가장자리를 따라 플랜지(211)를 형성하며, 이 플랜지(211)가 제 3 지지축(181)의 플랜지(181a)와 볼트(B) 및 너트(N)로 플랜지 결합된다.The ball 210 forms a flange 211 along the upper edge to be flanged to the lower end of the third support shaft 181, which flange 211 is connected to the flange 181a of the third support shaft 181. It is flanged with the bolt (B) and the nut (N).
고정볼트(250)의 끝단(251)에는 단면이 다각형 형상으로 형성됨으로써 볼(210)을 로테이션 메니플레이터(191)의 회전축(191a)에 형성된 곡률면(230)에 고정시 스패너 등의 공구를 개구(240)로 삽입하여 고정볼트(251)의 끝단(251)을 고정시킨 다음 고정너트(260)를 회전시킴으로써 고정볼트(250)와 고정너트(260)의 결합 및 분리를 용이하게 할 수 있다.The end 251 of the fixing bolt 250 is formed in a polygonal cross section so that a tool such as a spanner is fixed when the ball 210 is fixed to the curvature surface 230 formed on the rotation shaft 191a of the rotation manipulator 191. By inserting into the opening 240 to fix the end 251 of the fixing bolt 251 and then rotating the fixing nut 260 it can facilitate the coupling and separation of the fixing bolt 250 and the fixing nut 260. .
고정볼트(250)가 삽입되도록 메니플레이터(191)의 회전축(191a) 상단에는 관통홀(220)의 직경보다 작은 직경을 가짐과 아울러 개구(240)와 연결되는 볼트삽입홀(270)이 형성된다.A bolt insertion hole 270 having a diameter smaller than the diameter of the through hole 220 and connected to the opening 240 is formed at an upper end of the rotation shaft 191a of the manipulator 191 to insert the fixing bolt 250. do.
이와 같은 구조로 이루어진 마스크 얼라인 챔버의 동작은 다음과 같이 이루어진다.The operation of the mask alignment chamber having such a structure is performed as follows.
기판(1)이 챔버(110)의 출입구(미도시)를 통해 내측으로 로딩되어 기판 홀더(140)의 하측면에 부착되면 홀더 이송수단(160)의 구동에 의해 홀더 지지부(150)가 Z축방향으로 수직 상승하여 기판 홀더(140)를 기판(1)과 함께 베이스 플레이트(110)의 하측면에 밀착시켜 평행을 유지하도록 사전 정렬시킨다.When the substrate 1 is loaded inward through an entrance (not shown) of the chamber 110 and attached to the lower side of the substrate holder 140, the holder support 150 is driven by the holder transport means 160 to the Z axis. The substrate holder 140 is vertically raised in a direction to be closely aligned with the lower surface of the base plate 110 together with the substrate 1 to be aligned in advance.
기판 홀더(140)가 기판(1)과 함께 베이스 플레이트(110) 하측면에 밀착되어 평행도를 맞춤으로써 기판 홀더(140)가 움직이는 것을 억제하여 기판(1)에 마스크(2)가 정렬시 정렬 오차를 감소시킨다.The substrate holder 140 adheres to the lower surface of the base plate 110 together with the substrate 1 to maintain parallelism, thereby suppressing the movement of the substrate holder 140 so that an alignment error occurs when the mask 2 is aligned with the substrate 1. Decreases.
기판 홀더(140)가 기판(1)과 함께 베이스 플레이트(110)의 하측면에 밀착되어 평행을 유지하도록 사전 정렬되면 챔버(110)의 출입구(미도시)를 통해 마스크(2)가 로딩되어 마스크 스테이지(170) 상측면에 놓여진다.When the substrate holder 140 is pre-aligned with the substrate 1 to be in close contact with the bottom surface of the base plate 110 and to be parallel, the mask 2 is loaded through an entrance (not shown) of the chamber 110 to mask it. The stage 170 is placed on the upper side.
마스크 스테이지(170)상에 마스크(2)가 놓여지면 기판(1)에 마스크(2)를 얼라인하여 겹치기 위하여 기판(1)에 형성된 두 쌍의 얼라인홀(1a; 도 1에 도시)과 마스크(2)의 두 쌍의 얼라인홀(2a; 도 1에 도시)이 서로 일치되는지를 한 쌍의 CCD 카메라(3)로 모니터링하여 이들의 얼라인홀(1a,2a)들이 서로 일치하도록 제 3 지지축(181)을 로테이션 메니퓰레이터(191)에 의해 회전시키고, 수평이동 메니퓰레이터(192)에 의해 X축 및 Y축 방향을 따라 수평이동시키며, 수직이동 메니퓰레이터(193)에 의해 Z축 방향을 수직이동시켜서 기판(1)에 마스크(2)를 얼라인시킨다.When the mask 2 is placed on the mask stage 170, two pairs of alignment holes 1a (shown in FIG. 1) and a mask formed in the substrate 1 in order to align and overlap the mask 2 on the substrate 1. The third pair of alignment holes 2a (shown in FIG. 1) of (2) is monitored by a pair of CCD cameras 3 so that their alignment holes 1a and 2a coincide with each other. The support shaft 181 is rotated by the rotation manipulator 191, the horizontal movement manipulator 192 is moved horizontally along the X-axis and Y-axis directions, and by the vertical movement manipulator 193 The mask 2 is aligned with the substrate 1 by vertically moving the Z-axis direction.
마스크(2)가 기판(1)에 정렬되어 부착시 로테이션 메니퓰레이터(191)의 회전축(191a)의 상단에 형성된 곡률면(230)에 롤딩가능하게 고정된 볼(210)에 의해 마스크(2)가 놓여진 마스크 스테이지(170)의 틸트성분을 보정함으로써 마스크(2)가 기판(1)에 빈틈없이 밀착되도록 한다.When the mask 2 is aligned and attached to the substrate 1, the mask 2 is rolled by a ball 210 that is rollably fixed to the curvature surface 230 formed at the upper end of the rotation axis 191a of the rotation manipulator 191. The mask 2 is closely adhered to the substrate 1 by correcting the tilt component of the mask stage 170 on which is placed.
볼(210)이 곡률면(230)으로부터 자유자재로 롤링되는 것은 볼(210)의 하부에 형성된 관통홀(220)에 고정볼트(250)가 유격을 가지도록 결합됨으로써 가능하다.Rolling the ball 210 freely from the curvature surface 230 is possible by the fixing bolt 250 is coupled to the through-hole 220 formed in the lower portion of the ball 210 to have a play.
기판(1)에 마스크(2)가 얼라인되면 얼라인된 상태로 PMA(permanent magnetic assembly)에 의해 일체로 부착되어 증착공정을 실시하기 위하여 증착 챔버로 이송된다.When the mask 2 is aligned on the substrate 1, the mask 2 is aligned and integrally attached to the substrate 1 by a permanent magnetic assembly (PMA) and transferred to the deposition chamber to perform the deposition process.
기판(1)과 마스크(2)의 얼라인 과정을 다시 설명하면, 기판(1)이 기판 홀더(140)에 부착된 상태로 챔버(110) 내측으로 로딩되고, 수직이동 메니퓰레이터(193)의 실린더(미도시)가 작동하여 마스크 스테이지(170)를 상승시켜 마스크 스테이지(170) 상측면에 마스크(2)를 안착시킨 후 기계적 프리 얼라인을 수행한 다음, 수직이동 메니퓰레이터(193)의 실린더(미도시) 작동에 의해 사전에 설정된 일정 위치까지 마스크 스테이지(170)를 상승시킨다.The alignment process of the substrate 1 and the mask 2 will be described again. The substrate 1 is loaded into the chamber 110 with the substrate 1 attached to the substrate holder 140 and the vertical movement manipulator 193. Cylinder (not shown) is operated to raise the mask stage 170 to seat the mask 2 on the upper surface of the mask stage 170 and then perform mechanical pre-alignment, and then the vertical movement manipulator 193. The mask stage 170 is raised to a predetermined position by a cylinder (not shown) operation.
마스크 스테이지(170)는 다시 수직이동 메니퓰레이터(193)의 실린더(미도시)의 작동에 의해 다른 설정된 위치까지 상승한 다음 광학적 프리 얼라인을 수행하여 미리 설정된 수치 이내로 들어오면 광학적 파인 얼라인을 수행하여 보다 세밀하게 설정된 얼라인을 수행한다.The mask stage 170 again rises to another set position by the operation of the cylinder (not shown) of the vertical movement manipulator 193, and then performs optical pre-alignment to perform optical fine alignment when it comes within a preset value. To perform a finer alignment.
이 때, 기판(1)에 마스크(2)가 고정세로 얼라인되도록 하기 위해 CCD카메라(3)로 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인 해상도가 ±10㎛이내에 들지 않을 때는 시퀀스상에서 얼라인을 수회 반복하기도 한다.At this time, when the alignment resolution of the substrate 1 and the mask 2 is not within ± 10 μm with the CCD camera 3 so as to align the mask 2 on the substrate 1 with high definition, it freezes in sequence. The phosphorus may be repeated several times.
제 1 내지 제 3 밀폐완충부재(132,152,182)에 의해 챔버(110)의 제 1 내지 제 3 삽입홀(111,112,113)이 기밀이 유지됨으로써 챔버(110) 내측은 진공 상태를 유지하며, 제 1 내지 제 3 지지축(131,151,181)이 제 1 내지 제 3 삽입홀(111,112,113)로부터 유격을 가짐과 아울러 제 1 내지 제 3밀폐완충부재(132,152,182)가 진동을 흡수함으로써 진공 펌프(미도시)로부터 발생된 진동이 기판(1)과 마스크(2)로 전달되는 것을 차단하여 기판(1)에 마스크(2)를 얼라인시 ±5㎛ 이내의 얼라인 해상도를 얻는 것이 가능해진다.As the first to third insertion holes 111, 112, and 113 of the chamber 110 are hermetically maintained by the first to third sealing buffer members 132, 152, 182, the inside of the chamber 110 is maintained in a vacuum state, and the first to third The support shafts 131, 151, and 181 have clearances from the first to third insertion holes 111, 112, and 113, and the first to third sealing buffers 132, 152, and 182 absorb vibrations, thereby generating vibration generated from the vacuum pump (not shown). It is possible to obtain the alignment resolution within ± 5 μm when the mask 2 is aligned with the substrate 1 by blocking the transfer to the mask 1 and the mask 2.
제 3 지지축(181)을 최단으로 형성하기 위하여 그 하단이 로테이션 메니퓰레이터(191)의 상단에 결합됨으로써 제 3 지지축(181)이 이동시 좌우 진동에 의한 변위량을 감소시키게 되어 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인시 오차를 최소화하여 고정세의 유기 전계 발광소자의 제조를 가능하게 한다.In order to form the third support shaft 181 at the shortest, the lower end thereof is coupled to the upper end of the rotation manipulator 191 so that the displacement amount due to the left and right vibrations when the third support shaft 181 is moved is reduced. By minimizing the alignment error of the mask and the mask 2 it is possible to manufacture a high-definition organic EL device.
제 3 지지축(181)이 복수로 형성됨으로써 좌우 진동에 의해 변형되는 것을 최소화하여 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인 오차를 최소화함 아울러 360。이상의 모든 방위에 대해 마스크 스테이지(170)로 구동력을 전달할 수 있다.The plurality of third support shafts 181 are formed to minimize deformation due to left and right vibrations, thereby minimizing alignment errors between the substrate 1 and the mask 2, and mask stage 170 for all orientations of 360 ° or more. Can transmit the driving force.
스테이지 틸트보정부(200)에 의해 마스크 스테이지(170)와 함께 마스크(2)는 틸트 성분이 보정되어 기판(1)과의 평행도를 일치시킴으로써 정렬시 오차를 감소시킨다.By the stage tilt correction unit 200, the mask 2 together with the mask stage 170 is corrected in the tilt component to match the parallelism with the substrate 1, thereby reducing the error in alignment.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기판의 팽행도를 사전 정렬시키기 위한 기준면을 제공함과 아울러 챔버로부터 기판과 마스크로 가해지는 진동을 차단하고, 단순한 구조에 의해 마스크가 놓여지는 마스크 스테이지의 틸트 모션을 가능하도록 하며, 마스크 스테이지를 지지하여 이동시키는 축의 길이를 최소화하여 마스크 스테이지의 이동시 자체의 진동에 의한 좌우 변위량을 줄임으로써 기판과 마스크의 얼라인 오차를 감소시켜서 고정세의 얼라인 해상도를 구현함과 아울러 제조단가를 절감할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention as described above, while providing a reference plane for pre-aligning the degree of swelling of the substrate, it blocks the vibration applied to the substrate and the mask from the chamber, the mask stage of the mask stage is placed by a simple structure It enables tilt motion, minimizes the length of the axis that supports and moves the mask stage, and reduces the left and right displacement caused by its own vibration when the mask stage is moved, thereby reducing the alignment error between the substrate and the mask. In addition, the manufacturing cost can be reduced.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 마스크 얼라인 챔버는 기판의 팽행도를 사전 정렬시키기 위한 기준면을 제공함과 아울러 챔버로부터 기판과 마스크로 가해지는 진동을 차단하고, 단순한 구조에 의해 마스크가 놓여지는 마스크 스테이지의 틸트 모션을 가능하도록 하며, 마스크 스테이지를 지지하여 이동시키는 축의 길이를 최소화하여 마스크 스테이지의 이동시 자체의 진동에 의한 좌우 변위량을 줄임으로써 기판과 마스크의 얼라인 오차를 감소시켜서 고정세의 얼라인 해상도를 구현함과 아울러 제조단가를 절감할 수 있는 효과를 가지고 있다.As described above, the mask alignment chamber according to the present invention provides a reference surface for prealigning the degree of bulging of the substrate, and also blocks the vibration applied from the chamber to the substrate and the mask, and the mask is placed by a simple structure. It enables tilt motion of the stage and minimizes the length of the axis that supports and moves the mask stage to reduce the alignment error between the substrate and the mask by reducing the amount of left and right displacement caused by the vibration of itself when the mask stage moves. It has the effect of realizing the resolution and reducing the manufacturing cost.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 마스크 얼라인 챔버를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is just one embodiment for implementing the mask alignment chamber according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and as claimed in the following claims, the gist of the present invention Without departing from the technical spirit of the present invention to the extent that any person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains various modifications can be made.
Claims (12)
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| KR1020030020859A KR20040085983A (en) | 2003-04-02 | 2003-04-02 | Mask align chamber |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |