KR101403326B1 - 박막증착용 기판 트레이，박막증착장비 및 박막증착방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 중앙에 기판의 증착면을 노출시키는 개구가 마련된 트레이 바디, 개구를 노출과 차단영역으로 구분하면서 트레이 바디에 로딩된 기판을 지지하는 단수 또는 복수의 지지벨트, 트레이 바디에서 지지벨트의 양쪽에 각각 연결되어 지지벨트의 텐션을 조절하는 텐션조절기구를 포함하는 박막증착용 기판 트레이 및 이를 포함하는 박막증착장비 및 이를 이용하는 박막증착방법을 제공한다.
Description
본 발명은 박막증착을 위하여 기판을 지지하는 기판 트레이, 이 기판 트레이를 포함하는 박막증착장비 및 이를 이용하는 박막증착방법에 관한 것이다.
유기발광다이오드(organic light emitting diode : OLED)는 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 발광하는 전계발광현상을 이용하여 빛을 내는 자체발광형 유기물질을 말한다. 이러한 유기발광다이오드에 의한 디스플레이는 낮은 전압에서 구동이 가능하고 얇은 박형으로 만들 수 있으며 넓은 시야각과 신속한 응답속도를 갖고 있기 때문에, 일반 LCD(liquid crystal display)와는 달리, 바로 옆에서 보아도 화질이 변하지 않고 화면에 잔상이 남지 않는다. 그리고, 소형화면에서는 LCD 이상의 화질과 단순한 제조공정으로 인하여 유리한 가격 경쟁력을 가지므로 차세대 디스플레이 소자로 큰 주목을 받고 있다.
유기발광다이오드를 이용하여 이동통신단말기용 디스플레이나 텔레비전 등을 생산할 때 필요한 것이 바로 박막증착장비인데, 박막증착장비는 기판에 유기물질을 증착하여 박막을 형성하는 것으로서 유기발광다이오드의 제조를 위한 중요 장비 중 하나이다.
도 1은 일반적인 박막증착장비가 도시된 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 박막증착장비는 챔버(chamber)(2)를 포함하는데, 챔버(2)의 상부공간에는 기판(S1)(이하, 도면부호의 병기는 생략한다.)이 위치되고, 챔버(2)의 하부공간에는 도가니장치(crucible assembly)(4)가 위치된다. 기판은 트레이(6) 위에 로딩된다. 기판은 챔버(2)의 외부에서 트레이(6)에 로딩되고 챔버(2)에 반입될 수 있다. 트레이(6)의 중앙부분에는 기판의 증착면을 노출시키기 위한 개구가 마련되어, 트레이(6)는 대략 사각 프레임의 구조를 갖는다. 도가니장치(4)에서 증발되고 방출됨에 따라 상승하는 유기물질은 트레이(6)의 개구를 통하여 기판에 도달, 증착되어 기판의 증착면에 박막을 형성한다.
그러나, 이와 같은 박막증착장비는 트레이(6) 위에 로딩된 기판이 자중에 의하여 트레이(6)의 개구를 통하여 하측으로 볼록하도록 휘는 처짐 현상이 발생되고, 이에 따라 기판에 박막을 균일하게 증착하기가 매우 어렵다는 문제점이 있다. 특히나, 면적이 상대적으로 큰 대면적 기판의 경우에는 처짐 현상이 보다 더 심할 수밖에 없고, 이에 따라 박막의 균일도 유지가 더 어렵다.
또한, 박막증착공정 시에, 기판의 증착면에는 마스크(mask)를 밀착시켜야 하고, 이를 위하여 마스크는 별도의 척킹장치를 이용하여 기판에 척킹시켜야 하기 때문에, 그만큼 구조가 복잡한 데다, 유지 및 보수가 어렵고, 제조비용이 상승된다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 로딩된 기판에 자중 등으로 인한 휨 변형이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 박막증착을 단순한 구성으로 효율적으로 실시할 수 있는 박막증착용 기판 트레이, 이를 포함하는 박막증착장비 및 이를 이용하는 박막증착방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 위 과제에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제들은 통상의 기술자(본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자)라면 아래의 기재로부터 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판이 로딩되고, 중앙부분에 기판의 증착면을 노출시키기 위한 개구가 마련된 트레이 바디(tray body)와; 상기 개구에 상기 트레이 바디에 로딩된 기판을 지지할 수 있게 구비되어 상기 개구를 통한 기판의 휨 변형을 방지하며, 상기 개구를 노출영역과 차단영역으로 구분하도록 구성된 지지 플레이트와; 상기 지지 플레이트에 기판을 사이에 두고 덮이는 커버 플레이트와; 상기 지지 플레이트와 상기 커버 플레이트를 사이의 기판에 밀착시키는 밀착수단을 포함하는 박막증착용 기판 트레이가 제공된다.
상기 밀착수단은 자력을 이용하여 상기 지지 플레이트와 상기 커버 플레이트를 밀착시키도록 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 밀착수단은 복수의 제1자성체를 포함하며, 상기 지지 플레이트와 상기 커버 플레이트 중, 하나에는 상기 제1자성체들이 배치되고, 다른 하나는 상기 제1자성체들에 부착 가능하도록 구성될 수 있다. 또는, 상기 밀착수단은 상기 지지 플레이트에 배치된 복수 개의 제1자성체와; 상기 커버 플레이트에 상기 제1자성체와 각각 대응하도록 배치되어 상기 제1자성체와 인력을 발생시키는 제2자성체를 포함할 수 있다.
상기 지지 플레이트는 기판의 가장자리부분을 지지하는 테두리부재와; 상기 테두리부재의 중앙공간을 구획하여 상기 개구를 노출영역과 차단영역으로 구분하면서 기판의 중앙부분을 지지하는 구획부재로 구성될 수 있다. 이에 따라, 상기 커버 플레이트는 상기 지지 플레이트와 대응하는 구조를 갖도록 테두리부재와 구획부재로 구성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 상기 지지 플레이트와 상기 커버 플레이트가 테두리부재와 구획부재에 의하여 서로 대응하도록 구성된 경우, 상기 밀착수단은 상기 지지 플레이트의 테두리부재와 구획부재 전반에 소정의 간격을 두고 배치되어 서로 이격된 복수 개의 제1자성체와; 상기 커버 플레이트에 상기 제1자성체와 각각 대응하도록 배치되어 상기 제1자성체와 인력을 발생시키는 제2자성체를 포함할 수 있다.
상기 트레이 바디에는 상기 지지 플레이트에 덮이는 커버 플레이트의 둘레부분과 접촉되면서 상기 커버 플레이트의 위치를 정렬하는 얼라인 블록(align block)이 단수 개 또는 복수 개 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판이 로딩되고, 중앙부분에 기판의 증착면을 노출시키기 위한 개구가 마련된 트레이 바디와; 상기 개구에 상기 트레이 바디에 로딩된 기판을 지지할 수 있게 구비되어 상기 개구를 통한 기판의 휨 변형을 방지하며, 상기 개구를 노출영역과 차단영역으로 구분하도록 구성된 지지 플레이트와; 로딩된 기판에 대하여 상기 지지 플레이트를 밀착시키기 위한 플레이트 밀착수단을 포함하는 박막증착용 기판 트레이가 제공된다. 이 때, 플레이트 밀착수단은 상기 지지 플레이트에 기판을 사이에 두고 덮이는 커버 플레이트와; 자력을 이용하여 상기 지지 플레이트와 상기 커버 플레이트를 둘 사이의 기판에 밀착시키는 수단을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 증착공간을 갖는 증착챔버와; 상기 증착공간의 상부에서 기판을 지지하는 기판 트레이와; 상기 증착공간의 하부에 배치되며, 내부에 유기물질이 담기는 도가니장치를 포함하고, 상기 기판 트레이는 기판이 로딩되고, 중앙부분에 기판의 증착면을 노출시키기 위한 개구가 마련된 트레이 바디와; 상기 개구에 상기 트레이 바디에 로딩된 기판을 지지할 수 있게 구비되어 상기 개구를 통한 기판의 휨 변형을 방지하며, 상기 개구를 노출영역과 차단영역으로 구분하도록 구성된 지지 플레이트와; 상기 지지 플레이트에 기판을 사이에 두고 덮이는 커버 플레이트와; 상기 지지 플레이트와 상기 커버 플레이트를 사이의 기판에 밀착시키는 밀착수단을 포함하는 박막증착장비가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 증착공간을 갖는 증착챔버와; 상기 증착공간의 상부에서 기판을 지지하는 기판 트레이와; 상기 증착공간의 하부에 배치되며, 내부에 유기물질이 담기는 도가니장치를 포함하고, 상기 기판 트레이는 기판이 로딩되고, 중앙부분에 기판의 증착면을 노출시키기 위한 개구가 마련된 트레이 바디와; 상기 개구에 상기 트레이 바디에 로딩된 기판을 지지할 수 있게 구비되어 상기 개구를 통한 기판의 휨 변형을 방지하며, 상기 개구를 노출영역과 차단영역으로 구분하도록 구성된 지지 플레이트와; 로딩된 기판에 대하여 상기 지지 플레이트를 밀착시키기 위한 플레이트 밀착수단을 포함하는 박막증착장비가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판이 로딩되며, 중앙부분에 기판의 증착면을 노출시키기 위한 개구가 마련된 트레이 바디와; 상기 트레이 바디에 로딩된 기판을 지지하여 상기 개구를 통한 기판의 휨 변형을 방지하는 것과 동시에 상기 개구가 노출영역과 차단영역으로 구분되도록 상기 개구를 가로지르는 단수 개 또는 복수 개의 지지벨트와; 상기 트레이 바디에 상기 지지벨트의 길이방향 양쪽에 각각 위치하도록 구비되고, 상기 지지벨트의 길이방향 양쪽과 각각 연결되며, 서로 짝을 이루어 상기 지지벨트를 지지하는 벨트 지지기구를 포함하되, 상기 짝을 이루는 두 벨트 지지기구 중 적어도 하나는 상기 지지벨트의 텐션(tension)을 조절할 수 있게 구성된 텐션조절기구인 박막증착용 기판 트레이가 제공된다.
상기 텐션조절기구는 상기 지지벨트에 연결된 가동부재와; 상기 트레이 바디에 구비되며, 상기 지지벨트의 길이방향으로 상기 지지벨트와의 사이에 상기 가동부재가 위치하도록 배치된 벽체를 갖는 고정부재와; 상기 지지벨트의 길이방향으로 상기 벽체에 나사결합이 된 상태로 선단이 상기 가동부재에 회전 가능하도록 연결되어 회전조작 시 상기 가동부재를 이동시키는 조작부재를 포함할 수 있다.
이와는 달리, 상기 텐션조절기구는 선형운동을 하는 작동체가 구비된 리니어 액추에이터(linear actuator)를 포함할 수 있다. 또는, 상기 텐션조절기구는 둘레에 상기 지지벨트가 감기며, 회전방향에 따라 상기 지지벨트가 감기거나 풀리도록 상기 트레이 바디에 회전 가능하게 장착된 와인딩부재(winding member)와; 상기 지지벨트가 감긴 와인딩부재를 회전시키는 구동수단을 포함할 수 있다.
상기 지지벨트를 갖는 박막증착용 기판 트레이는 상기 트레이 바디에 로딩된 기판을 압박하여 클램핑하는 복수의 클램프(clamp)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지벨트를 갖는 박막증착용 기판 트레이는 상기 트레이 바디에 기판을 사이에 두고 덮이는 커버 플레이트와; 상기 지지벨트와 상기 커버 플레이트를 둘 사이의 기판에 밀착시키는 밀착수단을 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 지지벨트를 갖는 박막증착용 기판 트레이의 밀착수단은 자력을 이용하여 상기 지지벨트와 상기 커버 플레이트를 밀착시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 증착공간을 갖는 증착챔버와; 상기 증착공간의 상부에서 기판을 지지하는 기판 트레이와; 상기 증착공간의 하부에 배치되며, 내부에 유기물질이 담기는 도가니장치를 포함하고, 상기 기판 트레이는 기판이 로딩되며, 중앙부분에 기판의 증착면을 노출시키기 위한 개구가 마련된 트레이 바디와; 상기 트레이 바디에 로딩된 기판을 지지하여 상기 개구를 통한 기판의 휨 변형을 방지하는 것과 동시에 상기 개구가 노출영역과 차단영역으로 구분되도록 상기 개구를 가로지르는 단수 개 또는 복수 개의 지지벨트와; 상기 트레이 바디에 상기 지지벨트의 길이방향 양쪽에 각각 위치하도록 구비되고, 상기 지지벨트의 길이방향 양쪽과 각각 연결되며, 서로 짝을 이루어 상기 지지벨트를 지지하는 벨트 지지기구를 포함하되, 상기 짝을 이루는 두 벨트 지지기구 중 적어도 하나는 상기 지지벨트의 텐션을 조절할 수 있게 구성된 텐션조절기구인 박막증착장비가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 트레이 바디, 지지벨트 및 텐션조절기구를 갖는 기판 트레이에 기판을 로딩하기 위한 로딩준비단계와; 상기 로딩준비단계 후, 상기 기판 트레이에 기판을 로딩하는 단계와; 상기 로딩된 기판에 박막을 증착하기 위한 공정을 진행하는 단계를 포함하고, 상기 로딩준비단계는 상기 기판 트레이의 지지벨트에 대한 텐션을 측정하는 단계와; 상기 지지벨트의 텐션에 대한 측정값이 사전에 정하여 둔 설정값보다 작으면 상기 지지벨트의 텐션이 상기 설정값에 속하도록 상기 기판 트레이의 텐션조절기구에 의하여 상기 지지벨트의 텐션을 조절하는 단계를 포함하는 박막증착방법이 제공된다.
위 같은 본 발명의 주요한 과제의 해결 수단은 이하에서 설명하는 실시예(발명을 실시하기 위한 구체적인 내용)나 도면 등을 통하여 보다 구체적이고 명확하게 될 것이고, 나아가서는 위 같은 본 발명의 주요한 과제의 해결 수단 이외에도 다양한 과제의 해결 수단이 이하에서 추가로 제시될 것이다.
본 발명은 지지벨트가 트레이 바디에 놓인 기판의 중앙부분을 지지하기 때문에, 트레이 바디의 개구를 통한 기판의 휨 변형(처침 등)을 방지할 수 있다. 또한, 개구가 지지벨트에 의하여 노출영역과 차단영역으로 구분되기 때문에, 박막증착 시 마스크를 별도로 준비할 필요가 없으므로 그만큼 구성을 단순화할 수 있다.
본 발명은 텐션조절기구를 이용하여 지지벨트의 텐션을 조절할 수 있기 때문에, 박막증착 시 온도 상승으로 인한 지지벨트의 열팽창을 고려하여 지지벨트의 텐션을 조절, 기판의 대한 지지벨트의 밀착도를 적정 수준으로 유지할 수 있고, 이에 따라 지지벨트가 기판으로부터 들뜸으로 인한 섀도 현상 발생을 적극적으로 억제할 수 있고, 나아가서는 박막증착공정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 박막증착장비를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 박막증착장비를 나타내는 구성도이다.
도 3 내지 도 6은 도 2에 도시된 본 발명의 제1실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이를 나타내는 것으로, 도 3은 단면도이고, 도 4는 도 3의 일부분을 확대하여서 본 단면도이며, 도 5는 커버 플레이트를 분리시킨 상태의 평면도이고, 도 6은 커버 플레이트의 평면도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이를 나타내는 것으로, 도 7은 단면도이고, 도 8은 도 7의 일부분을 확대하여서 본 단면도이며, 도 9는 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이의 주요부를 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이의 주요부를 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제5실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이의 주요부를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 박막증착장비를 나타내는 구성도이다.
도 3 내지 도 6은 도 2에 도시된 본 발명의 제1실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이를 나타내는 것으로, 도 3은 단면도이고, 도 4는 도 3의 일부분을 확대하여서 본 단면도이며, 도 5는 커버 플레이트를 분리시킨 상태의 평면도이고, 도 6은 커버 플레이트의 평면도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이를 나타내는 것으로, 도 7은 단면도이고, 도 8은 도 7의 일부분을 확대하여서 본 단면도이며, 도 9는 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이의 주요부를 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이의 주요부를 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제5실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이의 주요부를 나타내는 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
도 2는 본 발명에 따른 박막증착장비가 도시된 구성도로, 이는 본 발명의 제1실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이가 적용된 상태를 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이, 박막증착장비는 증착챔버(20), 기판 트레이(100), 도가니장치(40)를 포함하는데, 증착챔버(20)는 내부에 박막증착을 위한 증착공간(22)이 마련되고, 기판 트레이(100)는 증착공간(22)의 상부에서 기판(S)을 지지하며, 도가니장치(40)는 증착공간(22)의 하부에서 기판 트레이(100)에 의하여 지지된 기판(S)(이하, 도면부호의 병기는 생략한다.)에 박막증착을 위한 유기물질을 제공한다.
증착챔버(20)는 증착공간(22)에 기판을 반입하고 반입된 기판을 반출하기 위한 출입구(24)를 가진다. 출입구(24)는 증착챔버(20)를 구성하는 양쪽 벽체에 각각 마련되어 서로 대향하고 개폐수단(26)에 의하여 각각 개폐된다. 출입구(24)는 하나만 구비될 수도 있다. 도시하지는 않았으나, 증착공간(22)은 배기수단에 의하여 진공분위기로 조성될 수 있다.
기판 트레이(100)는 출입구(24)를 통하여 증착공간(22)인 증착챔버(20)의 내부와 외부를 오갈 수 있고, 기판은 증착챔버(20)의 외부에서 기판 로딩-언로딩장치(도시되지 않음)에 의하여 기판 트레이(100)에 로딩, 언로딩될 수 있다. 기판 트레이(100)에 로딩된 기판은 박막증착이 이루어질 증착면이 하측을 향하도록 배치됨에 따라, 증착공간(22)에 반입된 기판의 증착면은 도가니장치(40)와 대향한다. 기판의 반입, 반출을 위한 증착챔버(20) 내외부 간 기판 트레이(100)의 이송에는 반송장치(도시되지 않음)가 이용될 수 있고, 증착공간(22)에 투입된 기판 트레이(100)는 이동장치(30)에 의하여 이동될 수 있다. 일례로, 기판 트레이(100)는 증착공간(22)에서 이동장치(50)에 의하여 양측 출입구(24) 사이를 왕복이동 할 수 있다. 또는, 이러한 좌우이동과 함께, 상하이동 및/또는 회전운동 할 수도 있다.
도가니장치(40)는, 내부에 박막재료인 유기물질이 담기는 상향분출식 구조의 도가니(42), 도가니(42)에 열을 가하여 도가니(42)의 내부에 담긴 유기물질을 증발시키는 가열수단(44)을 포함한다. 예를 들어, 가열수단(44)은 도가니(42)의 주위에 감긴 전열선을 포함할 수 있는데, 전열선은 전류에 의한 발열작용으로 고온의 열을 발산한다. 도가니(42)로부터 분출되어 상승하는 유기물질은 증착공간(22)의 상부에 위치한 기판에 도달, 증착되어 기판의 증착면에 박막을 형성한다.
도 2에서, 설명되지 않은 도면부호 50은 기판 트레이(100)와 도가니장치(40) 사이에서 유기물질 이동경로를 차단하거나 차단을 해제하는 셔터(shutter)이다. 셔터(50)는 박막증착공정 중에는 유기물질 이동경로의 차단 해제를 유지하고, 박막증착공정의 완료 또는 중지 시에는 유기물질 이동경로를 차단하여 기판에 도가니장치(40)로부터의 유기물질이 증착되지 않게 한다.
도 3 내지 도 6에 본 발명의 제1실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이가 도시되어 있다. 이를 참조하여 기판 트레이(100)를 구체적으로 살펴본다.
도 3, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판 트레이(100)는 위에 기판이 놓이는 트레이 바디(110)를 포함한다. 트레이 바디(110)의 중앙부분에는 기판의 증착면을 노출시키기 위한 개구(112)가 형성된다. 개구(112)는 대략 사각 형상이고, 이에 따라 트레이 바디(110) 역시 대략 사각형 프레임의 구조를 가지나, 트레이 바디(110) 및 그 개구(112)의 형상은 이와 같은 사각 형상에 한정되지 않고 기판의 형상 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
기판 트레이(100)는, 트레이 바디(110)에 놓인 기판을 하측에서 지지하여 개구(112)를 통한 기판의 휨 변형(기판이 자중에 의하여 처지는 현상 등)을 방지하는 지지 플레이트(120), 지지 플레이트(120) 상에 기판을 사이에 두고 덮이는 커버 플레이트(130), 지지 플레이트(120)와 커버 플레이트(130)를 사이의 기판에 밀착시키기 위한 밀착수단(140)을 더 포함한다.
지지 플레이트(120)는 개구(112)에 구비된다. 도 3과 도 5를 참조하면, 지지 플레이트(120)는, 기판의 가장자리부분과 대응하는 구조를 갖도록 형성되어 기판의 가장자리부분을 지지하는 테두리부재(122), 테두리부재(122)의 빈 중앙공간을 구획하여 개구(112)를 노출영역(A10)과 차단영역(A20)으로 구분하면서 기판의 중앙부분을 지지하는 구획부재(124)로 구성된다. 노출영역(A10)은 박막증착 시 기판의 증착면을 노출시키는 것인 반면, 차단영역(A20)은 기판의 증착면을 부분적으로 덮어 기판의 증착면을 차단하는 것이므로, 지지 플레이트(120)는 마스크의 역할을 겸한다. 물론, 기판에서 구획부재(124)에 의하여 지지되는 것과 동시에 덮이는 부분은 박막증착이 이루어지지 않는 데드 존(dead zone)이다.
박막증착 시, 이와 같은 지지 플레이트(120)가 기판에 긴밀히 밀착되지 않으면, 섀도 현상이 발생되어 박막증착 정밀도가 저하된다. 이에, 지지 플레이트(120)는 기판과의 밀착도를 높이기 위하여 전체적으로 평평하도록 형성된다. 바람직하게는, 도 4와 같이, 지지 플레이트(120)는 트레이 바디(110)의 상측과 동일평면을 이루도록 구성된다.
도 3과 도 6을 참조하면, 커버 플레이트(130)는 테두리부재(122)와 구획부재(124)로 구성된 지지 플레이트(120)와 대응하는 구조를 갖도록 구성된다. 즉, 커버 플레이트(130)도 테두리부재(132) 및 테두리부재(132)의 중앙공간을 구획하는 구획부재(134)로 구성되는 것이다. 물론, 커버 플레이트(130)의 테두리부재(132) 및 구획부재(134)는 지지 플레이트(120)의 테두리부재(122) 및 구획부재(124)와 서로 대응된다.
밀착수단(140)은 지지 플레이트(120)가 기판으로부터 들뜸으로 인한 섀도 현상 발생이 방지되도록 기판에 지지 플레이트(120)를 긴밀히 밀착시킨다. 도 4 내지 도 6을 참조하면, 밀착수단(140)은, 지지 플레이트(120)의 테두리부재(122)와 구획부재(124) 전반에 걸쳐 서로 이격되도록 소정의 간격을 두고 배치된 복수 개의 제1자성체(142), 커버 플레이트(130)의 테두리부재(132)와 구획부재(134)에 제1자성체(142)와 각각 대응하도록 배치되어 제1자성체(142)와 인력을 발생시키는 제2자성체(144)를 포함한다.
이와 같은 밀착수단(140)에 따르면, 기판을 사이에 두고 대응하는 지지 플레이트(120)와 커버 플레이트(130)는 복수의 제1자성체(142) 및 이들과 대응하는 제2자성체(144)들의 인력에 의하여 서로 부착되면서, 지지 플레이트(120)는 기판에 긴밀히 밀착된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 지지 플레이트(120)와 커버 플레이트(130)의 테두리부재(122,132) 및 구획부재(124,134)에는 제1자성체(142)와 제2자성체(144)가 각각 수용되는 수용홈(126,136)이 형성되고, 이들 각 수용홈(126,136)의 입구는 마감용 캡(128,138)에 의하여 폐쇄된다.
참고로, 여기에서는 밀착수단(140)이 복수 개의 제1자성체(142)와 제2자성체(144)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 밀착수단(140)은 지지 플레이트(120)와 커버 플레이트(130) 중 어느 하나에 배치된 복수 개의 자성체를 포함하고, 지지 플레이트(120)와 커버 플레이트(130) 중 다른 하나는 자성체들에 부착 가능한 금속으로 구성될 수 있다. 이와 달리, 밀착수단(140)은 커버 플레이트(130)와 자성체의 자력을 이용하지 않는 타입일 수도 있는데, 그 일례로, 밀착수단(140)은 지지 플레이트(120)에 배치되어 점착력으로 기판에 지지 플레이트(120)를 밀착시키는 단수 개 또는 복수 개의 점착 척(adhesive chuck)을 포함할 수 있다.
설명한 바와 같이 구성되는 본 발명의 제1실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이(100)는 지지 플레이트(120)가 트레이 바디(110)에 놓인 기판의 중앙부분을 지지하기 때문에, 개구(112)를 통한 기판의 휨 변형(처지는 현상 등)을 방지할 수 있다. 또, 개구(112)가 지지 플레이트(120)에 의하여 노출영역(A10)과 차단영역(A20)으로 구분되기 때문에, 박막증착 시 마스크를 별도로 준비할 필요가 없으므로 그만큼 구성을 단순화할 수 있다. 아울러, 기판에 지지 플레이트(120)가 밀착수단(140)에 의하여 밀착되기 때문에, 지지 플레이트(120)가 기판으로부터 들뜸으로 인한 섀도 현상 발생을 적극적으로 억제할 수 있다.
한편, 도 3과 도 5에서, 설명되지 않은 도면부호 150은 단수 또는 복수의 얼라인 블록으로, 이 얼라인 블록(150)은 지지 플레이트(120) 상에 덮이는 커버 플레이트(130)의 둘레부분과 접촉되면서 커버 플레이트(130)의 위치를 정렬한다. 만약, 기판이 커버 플레이트(130)의 둘레와 대응하는 크기를 갖는다면, 얼라인 블록(150)에 의해서는 기판의 위치 또한 정렬할 수 있다.
다른 한편, 도시하지는 않았으나, 지지 플레이트(120)에는 앞서 언급한 기판 로딩-언로딩장치에서 기판을 로딩, 언로딩할 때에 기판을 받아서 내려 놓거나 들어 올리는 로딩-언로딩 핀이 관통되는 핀 홀이 마련될 수 있다.
이후에서는 박막증착용 기판 트레이의 다른 여러 실시예를 설명한다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이를 나타낸 것으로, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이(200)는, 중앙부분에 기판의 증착면 노출을 위한 개구(212)가 마련된 트레이 바디(210), 개구(212)를 통한 기판의 휨 변형(기판이 자중으로 처지는 현상 등)을 방지하면서 개구(212)가 노출영역(A12)과 차단영역(A22)으로 구분되도록 개구(212)를 가로지르는 적어도 하나의 지지벨트(220), 트레이 바디(210)에서 지지벨트(220)의 길이방향으로 양쪽에 하나씩 위치되며 서로 짝을 이루어 지지벨트(220)를 지지하는 벨트 지지기구(250), 트레이 바디(210) 위에 놓인 기판의 가장자리부분을 압박하여 클램핑하는 복수의 클램프(260)를 포함한다.
트레이 바디(210)는 구성이 제1실시예의 트레이 바디(110)와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다. 트레이 바디(210) 위에 놓인 기판을 지지하는 것과 동시에 개구(212)를 노출영역(A12)과 차단영역(A22)으로 구분하는 지지벨트(220)는 제1실시예의 지지 플레이트(120)와 마찬가지로 마스크로서의 역할을 겸하므로, 기판에서 지지벨트(220)에 의하여 지지되면서 덮이는 부분은 박막증착이 이루어지지 않는 데드 존이다. 지지벨트(220)로는 기판과의 밀착도를 높이기 위하여 평평한 금속(스틸) 벨트가 적용된다.
참고로, 도시하지는 않았으나, 지지벨트(220)에는 기판 로딩-언로딩장치에서 기판을 로딩, 언로딩 시 기판을 받아서 내려 놓거나 들어 올리는 로딩-언로딩 핀이 관통되는 핀 홀이 마련될 수 있다.
박막증착 시, 증착챔버(도 2의 도면부호 20 참조)의 증착공간(도 2의 도면부호 22 참조)은 고온으로 상승되고, 지지벨트(220)는 이러한 온도 상승에 의한 열팽창으로 기판과의 밀착도가 저하되면서 섀도 현상을 유발할 수 있다. 이에, 짝을 이루는 두 벨트 지지기구(250) 중 어느 하나 또는 둘 모두로는 지지벨트(220)의 텐션을 조절할 수 있도록 구성된 텐션조절기구가 적용된다.
도 8, 도 9를 참조하면, 텐션조절기구(250)는, 가동부재(10), 고정부재(70), 고정부재(70)에 대하여 가동부재(10)를 이동시키기 위한 조작부재(80)를 포함한다.
가동부재(10)는 지지벨트(220)의 길이방향 끝 부분에 견고히 연결되고, 트레이 바디(210) 상에 지지벨트(220)의 길이방향으로 이동 가능하게 배치된다. 고정부재(70)는 벽체(72) 및 한 쌍의 가이드 벽(74)을 가지는데, 벽체(72)는 트레이 바디(210) 상에 구비되며, 지지벨트(220)의 길이방향으로 지지벨트(220)와의 사이에 가동부재(10)가 위치하도록 배치된다. 한 쌍의 가이드 벽(74)은 가동부재(10)의 양옆에 위치하도록 벽체(72)에 연결되어 가동부재(10)가 지지벨트(220)의 길이방향으로 정확히 이동하도록 안내한다. 조작부재(80)는 고정부재(70)의 벽체(72)에 지지벨트(220)의 길이방향으로 관통, 나사결합이 되고, 이 같이 나사결합이 된 상태에서 회전조작 가능하도록 가동부재(10)에 선단이 베어링 등에 의하여 회전 가능하게 연결된다. 물론, 조작부재(80)는 외주에 수나사가 형성되고, 벽체(72)에는 수나사와 나사결합이 되는 암나사구멍(73)이 형성된다.
따라서, 조작부재(80)를 회전시키면, 가동부재(10)는 조작부재(80)의 회전방향에 따라 지지벨트(220)의 길이방향 한쪽 또는 그 반대쪽으로 이동되고, 지지벨트(220)는 그 텐션이 가동부재(10)의 이동방향에 따라 조절된다. 물론, 조작부재(80)의 회전조작을 중단하면, 지지벨트(220)의 텐션은 조작부재(80)와 벽체(72)가 나사결합이 된 것 때문에 조절한 상태로 유지된다.
클램프(260)는 공압이나 유압으로 작동하는 클램핑 암(clamping arm)을 포함함으로써 클램핑 암으로 기판을 압박, 트레이 바디(210)에 놓인 기판을 고정하도록 구성하는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성의 제2실시예가 적용된 박막증착장비에 의하면, 박막증착공정은, 기판 트레이(200)에 기판을 로딩하기 위하여 기판을 로딩하기에 앞서 실시하는 로딩준비단계, 기판 트레이(200)에 기판을 로딩하는 단계, 로딩된 기판에 박막증착을 위한 공정을 실시하는 단계의 순으로 진행될 수 있다.
여기에서, 로딩준비단계는, 지지벨트(220)의 텐션을 측정하는 단계 후, 지지벨트(220)의 텐션에 대한 측정값을 미리 정하여 둔 설정값과 비교하여 측정값이 설정값보다 작으면 지지벨트(220)의 텐션이 설정값에 속하도록 지지벨트(220)의 텐션을 텐션조절기구(250)에 의하여 조절하는 단계를 포함한다. 이러한 로딩준비단계에 의하면, 지지벨트(220)의 텐션이 설정값보다 작은 상태에서 박막증착을 진행함으로써 지지벨트(220)가 열팽창되면서 발생할 수 있는 섀도 현상을 방지할 수 있다.
참고로, 기판에 대한 로딩단계는 트레이 바디(210) 위에 기판을 놓은 뒤, 클램프(260)에 의하여 기판을 압박하는 단계를 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이의 주요부를 나타내는 단면도로, 이 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이는 제2실시예와 비교하여 볼 때, 기타 구성은 모두 동일한 것이에 대하여, 텐션조절기구(250A)의 구성만이 상이하다.
이를 설명하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이의 텐션조절기구(250A)는 선형운동을 하는 작동체를 포함하는 리니어 액추에이터로 구성된다. 물론, 리니어 액추에이터는 트레이 바디(210)에 장착되고, 이 리니어 액추에이터의 선형운동을 하는 작동체는 지지벨트(220)의 길이방향 끝 부분에 연결된다. 리니어 액추에이터로는 피스톤 로드(piston rod)를 갖는 공압식이나 유압식 실린더가 적용될 수 있다. 또는, 리니어 액추에이터로는 모터 및 모터에 의하여 회전되는 볼 스크루(ball screw)를 갖는 타입 등이 적용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이의 주요부를 나타내는 단면도로, 이 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이는 제2실시예와 비교하여 볼 때, 기타 구성은 모두 동일한 것이에 대하여, 텐션조절기구(250B)의 구성만이 상이하다.
이를 설명하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이의 텐션조절기구(250B)는, 둘레에 지지벨트(220)의 단부가 감기며 회전방향에 따라 지지벨트(220)가 감기거나 풀리도록 트레이 바디(210)에 회전 가능하게 장착된 드럼 구조의 와인딩부재(60), 와인딩부재(60)를 회전시키는 구동수단(90)을 포함한다.
여기에서, 구동수단(90)은 와인딩부재(60)의 회전축에 직결된 모터를 포함할 수 있다. 또는, 구동수단(90)은 모터로부터의 회전력을 와인딩부재(60)에 전달하는 동력전달기구를 포함할 수 있다. 또는, 구동수단(90)은 리니어 액추에이터로부터의 직선운동에 대한 힘을 회전운동으로 변환하여 와인딩부재(60)에 전달하는 동력전달기구를 포함할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제5실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이의 주요부를 나타내는 단면도로, 이 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5실시예에 따른 박막증착용 기판 트레이(300)는 제2실시예와 비교하여 볼 때, 기타 구성은 모두 동일한 것이에 대하여, 기판에 대한 지지벨트(320)의 밀착도를 보다 향상시키기 위한 벨트 밀착수단을 더 포함한다는 점만이 상이하다.
벨트 밀착수단은, 트레이 바디(310)에 기판을 사이에 두고 덮이는 커버 플레이트(330), 기판을 사이에 둔 지지벨트(320)와 커버 플레이트(330)를 부착시킴으로써 기판에 지지벨트(320)를 밀착시키는 자성체(340)를 포함한다. 이 때, 커버 플레이트(330)는 개구(312)를 구획하는 지지벨트(320)와 대응하는 구조로 구성되고, 자성체(340)는 커버 플레이트(330)에 서로 이격되도록 소정의 간격을 두고 배치된다. 즉, 제5실시예는 제2실시예에 제1실시예의 커버 플레이트 및 자력을 이용한 밀착구조를 적용한 것이다.
참고로, 여기에서는 지지벨트(320)가 금속(스틸) 벨트이기 때문에 커버 플레이트(330)에만 자성체(340)를 배치하는 것으로 설명하였으나, 필요하다면 지지벨트(320)에도 커버 플레이트(330)의 자성체(340)와 대응하는 위치에 각각 자성체를 배치할 수 있다.
또한, 실시조건에 따라서는 지지벨트(320)에 기판과의 밀착도를 높일 목적으로 점착 척을 배치할 수도 있다.
이상, 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들면, 위에서는 박막증착장비에 기판이 기판 트레이에 의하여 눕혀진 상태로 배치되는 것으로 설명하였으나, 기판은 기판 트레이에 의하여 세워진 상태로 배치되고, 이 같이 세워진 상태에서 박막증착이 이루어질 수도 있다.
10 : 가동부재 20 : 증착챔버
22 : 증착공간 40 : 도가니장치
60 : 와인딩부재 70 : 고정부재
80 : 조작부재 90 : 구동수단
100, 200, 300 : 기판 트레이 110, 210 : 트레이 바디
112 : 개구 120 : 지지 플레이트
130, 330 : 커버 플레이트 142, 144 : 자성체
150 : 얼라인 블록 220 : 지지벨트
250, 250A, 250B : 벨트 지지기구(텐션조절기구)
260 : 클램프 340 : 자성체
S : 기판
22 : 증착공간 40 : 도가니장치
60 : 와인딩부재 70 : 고정부재
80 : 조작부재 90 : 구동수단
100, 200, 300 : 기판 트레이 110, 210 : 트레이 바디
112 : 개구 120 : 지지 플레이트
130, 330 : 커버 플레이트 142, 144 : 자성체
150 : 얼라인 블록 220 : 지지벨트
250, 250A, 250B : 벨트 지지기구(텐션조절기구)
260 : 클램프 340 : 자성체
S : 기판
Claims (9)
- 기판이 로딩되며, 중앙부분에 기판의 증착면을 노출시키기 위한 개구가 마련된 트레이 바디와;
상기 트레이 바디에 로딩된 기판을 지지하여 상기 개구를 통한 기판의 휨 변형을 방지하는 것과 동시에 상기 개구가 노출영역과 차단영역으로 구분되도록 상기 개구를 가로질러 박막증착 시 마스크의 역할을 하는 단수 개 또는 복수 개의 지지벨트와;
상기 지지벨트의 길이방향 양쪽에 각각 위치하도록 상기 트레이 바디에 구비되고, 상기 지지벨트의 길이방향 양쪽과 각각 연결되며, 서로 짝을 이루어 상기 지지벨트를 지지하는 벨트 지지기구를 포함하되,
상기 짝을 이루는 두 벨트 지지기구 중 적어도 하나는 상기 지지벨트의 텐션을 조절할 수 있게 구성된 텐션조절기구인 박막증착용 기판 트레이. - 청구항 1에 있어서, 상기 텐션조절기구는,
상기 지지벨트에 연결된 가동부재와;
상기 트레이 바디에 구비되며, 상기 지지벨트의 길이방향으로 상기 지지벨트와의 사이에 상기 가동부재가 위치하도록 배치된 벽체를 갖는 고정부재와;
상기 지지벨트의 길이방향으로 상기 벽체에 나사결합이 된 상태로 선단이 상기 가동부재에 회전 가능하도록 연결되어 회전조작 시 상기 가동부재를 이동시키는 조작부재를 포함하는 박막증착용 기판 트레이. - 청구항 1에 있어서,
상기 텐션조절기구는 선형운동을 하는 작동체가 구비된 리니어 액추에이터를 포함하는 박막증착용 기판 트레이. - 청구항 1에 있어서,
상기 텐션조절기구는,
둘레에 상기 지지벨트가 감기며, 회전방향에 따라 상기 지지벨트가 감기거나 풀리도록 상기 트레이 바디에 회전 가능하게 장착된 와인딩부재와;
상기 지지벨트가 감긴 와인딩부재를 회전시키는 구동수단을 포함하는 박막증착용 기판 트레이. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 트레이 바디에 로딩된 기판을 압박하여 클램핑하는 복수의 클램프를 더 포함하는 박막증착용 기판 트레이. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 트레이 바디에 기판을 사이에 두고 덮이는 커버 플레이트와;
상기 지지벨트와 상기 커버 플레이트를 둘 사이의 기판에 밀착시키는 밀착수단을 더 포함하는 박막증착용 기판 트레이. - 청구항 6에 있어서,
상기 밀착수단은 자력을 이용하여 상기 지지벨트와 상기 커버 플레이트를 밀착시키도록 구성된 박막증착용 기판 트레이. - 증착공간을 갖는 증착챔버와; 상기 증착공간의 상부에서 기판을 지지하는 기판 트레이와; 상기 증착공간의 하부에 배치되며, 내부에 유기물질이 담기는 도가니장치를 포함하고,
상기 기판 트레이는,
기판이 로딩되며, 중앙부분에 기판의 증착면을 노출시키기 위한 개구가 마련된 트레이 바디와;
상기 트레이 바디에 로딩된 기판을 지지하여 상기 개구를 통한 기판의 휨 변형을 방지하는 것과 동시에 상기 개구가 노출영역과 차단영역으로 구분되도록 상기 개구를 가로질러 박막증착 시 마스크의 역할을 하는 단수 개 또는 복수 개의 지지벨트와;
상기 트레이 바디에 상기 지지벨트의 길이방향 양쪽에 각각 위치하도록 구비되고, 상기 지지벨트의 길이방향 양쪽과 각각 연결되며, 서로 짝을 이루어 상기 지지벨트를 지지하는 벨트 지지기구를 포함하되,
상기 짝을 이루는 두 벨트 지지기구 중 적어도 하나는 상기 지지벨트의 텐션을 조절할 수 있게 구성된 텐션조절기구인 박막증착장비. - 청구항 1에 기재된 트레이 바디, 마스크의 역할을 겸하는 지지벨트 및 텐션조절기구를 포함하는 기판 트레이에 기판을 로딩하기 위한 로딩준비단계와; 상기 로딩준비단계 후, 상기 기판 트레이에 기판을 로딩하는 단계와; 상기 로딩된 기판에 박막을 증착하기 위한 공정을 진행하는 단계를 포함하고,
상기 로딩준비단계는,
상기 마스크의 역할을 겸하는 기판 트레이의 지지벨트에 대한 텐션을 측정하는 단계와;
상기 지지벨트의 텐션에 대한 측정값이 사전에 정하여 둔 설정값보다 작으면 상기 지지벨트의 텐션이 상기 설정값에 속하도록 상기 기판 트레이의 텐션조절기구에 의하여 상기 지지벨트의 텐션을 조절하는 단계를 포함하는 박막증착방법.
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| KR102329139B1 (ko) * | 2020-08-04 | 2021-11-23 | 주식회사 이엔씨 테크놀로지 | 폴더블 디스플레이소자를 지지하기 위한 스테이지장치 및 이를 적용한 검사장비 |
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- 2012-08-01 KR KR1020120084542A patent/KR101403326B1/ko active IP Right Grant
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