KR101561221B1

KR101561221B1 - 박막 증착 장치

Info

Publication number: KR101561221B1
Application number: KR1020130155114A
Authority: KR
Inventors: 이동호; 김형준; 이춘식
Original assignee: 주식회사 에스에프에이
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2015-10-19
Also published as: KR20150069104A

Abstract

박막 증착 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치는, 기판에 대한 증착 공정이 진행되는 공정챔버; 공정챔버 내부에 배치되며, 기판을 마스킹하는 마스크를 지지하는 마스크지지유닛; 및 기판을 냉각하되, 기판과 마스크의 얼라인이 틀어지는 것을 방지할 수 있도록, 기판에 접촉되는 경우 유동(遊動)가능하게 마련되는 냉각플레이트를 포함한다.

Description

박막 증착 장치{THIN LAYERS DEPOSITION APPARATUS}

본 발명은, 박막 증착 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 냉각플레이트가 기판에 접촉되는 경우 냉각플레이트가 유동하게 되어 기판과 마스크의 틀어짐을 방지하고 기판과 마스크의 얼라인이 유지될 수 있는 박막 증착 장치에 관한 것이다.

일반적으로 기판이라 함은, 플라즈마 디스플레이(PDP, Plasma Display Panel), 액정디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display) 및 유기EL(OLED, Organic Light Emitting Diodes)과 같은 평판표시소자(FPD, Flat Panel Display), 반도체용 웨이퍼(wafer), 포토 마스크용 글라스(glass) 등을 가리킨다.

여기서, 평판표시소자(FPD)로서의 기판과, 반도체용 웨이퍼로서의 기판은 상호간 재질적인 면이나, 용도 등에서 차이가 있지만, 기판들에 대한 일련의 처리 공정, 예를 들어 노광, 현상, 에칭, 스트립, 린스, 세정 등의 공정은 실질적으로 매우 흡사하며, 이 공정들이 순차적으로 진행됨으로써 기판이 제조된다.

그리고, 평판표시소자(FPD) 중에서 요즘에 각광받고 있는 유기전계발광표시장치(OLED, Organic Light Emitting Display)는 유기물의 자체 발광에 의해 컬러 화상을 구현하는 초경박형 표시장치로서, 낮은 전압에서 구동이 가능하고 얇은 박형으로 만들 수 있으며, 넓은 시야각과 빠른 응답 속도를 갖고 있고, 그 구조가 간단하면서 광효율이 높다는 점에서 차세대의 유망 디스플레이 장치로서 주목받고 있다.

이러한 OLED는 애노드와 캐소드 그리고, 애노드와 캐소드 사이에 개재된 유기막들을 포함하고 있는데, 여기서, 유기막들은 최소한 발광층을 포함하며, 발광층 이외에도 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자주입층을 더 포함할 수 있다.

그리고, OLED는 유기막 특히, 발광층을 이루는 물질에 따라서 고분자 유기발광소자와 저분자 유기발광소자로 나누어질 수 있다.

또한, OLED에서 풀 칼라(full color)를 구현하기 위해서는 발광층을 패터닝해야 하는데, 대형 OLED를 제작하는 방식으로는 FMM(Fine Metal Mask, 이하 마스크라 함)을 이용한 직접 패터닝 방식과 LITI(Laser Induced Thermal Imaging) 공법을 적용한 방식, 컬러 필터(color filter)를 이용하는 방식 등이 있다.

그리고, OLED의 제조공정은 크게 패턴(Pattern) 형성 공정, 박막 증착 공정, 봉지 공정, 그리고 유기박막이 증착된 기판과 봉지 공정을 거친 기판을 붙이는 합착 공정이 있다.

한편, 이와 같은 공정들에 의해 양품의 OLED를 제조하기 위해서는 기판상에 박막증착이나 패턴식각 등 소정 처리를 진행하기 전에 먼저 각 층들의 토대인 기판을 정렬하는 것이 무엇보다 중요하다.

특히, 소정 패턴이 형성된 마스크를 사용하여 음극 전극을 패터닝하는 공정은 기판에 마스크를 안착시킨 후 마스크의 패턴 사이사이를 통해 기판상에 소정 패턴박막을 증착하기 때문에 기판의 상면에 마스크를 안착시키고 공정을 진행하기 전에 먼저 기판을 정확히 정렬해야 한다.

일반적으로, 기판을 마스크에 정렬시키는 얼라인 방식은, 마스크에 형성된 소정 크기의 원형홀을 통해 기판에 형성되는 십자가, 원형, 정사각 등의 얼라인 마크를 카메라 등으로 인식한 다음, 기판과 마스크를 정렬하는 방식을 사용하며, 이후, 기판과 마스크가 정렬되면 증착을 하게 된다.

여기서, 기판의 증착공정 진행시 기판의 온도가 높으면 소자에 악영향을 미치는 문제점이 있을 수 있는데, 이러한 문제점을 해결하기 위해, 기판과 마스크의 얼라인이 완료된 후 기판을 냉각시키게 된다.

하지만, 기판과 마스크가 정렬된 채 기판이 마스크에 부착되어 있는 상태에서 기판에 냉각판을 합착하게 되면, 냉각판으로부터 기판에 전달되는 가압력에 의해 기판과 마스크에 틀어짐이 발생되어 기판과 마스크의 얼라인이 부정확해지고, 여기서, 기판과 마스크의 얼라인이 부정확한 채 증착이 진행되면 기판에 불량이 발생되는 문제점이 있다.

대한민국공개특허 공개번호:제10-2008-0078310호(공개일자:2008년08월27일)

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 냉각플레이트가 기판에 접촉되는 경우 냉각플레이트가 유동하게 되어 기판과 마스크의 틀어짐을 방지하고 기판과 마스크의 얼라인이 유지되며, 이에 의해, 증착공정 진행시 기판에 발생될 수 있는 불량률을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 박막 증착 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 대한 증착 공정이 진행되는 공정챔버; 상기 공정챔버 내부에 배치되며, 상기 기판을 마스킹하는 마스크를 지지하는 마스크지지유닛; 및 상기 기판을 냉각하되, 상기 기판과 상기 마스크의 얼라인이 틀어지는 것을 방지할 수 있도록, 상기 기판에 접촉되는 경우 유동(遊動)가능하게 마련되는 냉각플레이트를 포함하는 박막 증착 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 마스크는 상기 기판의 하측에서 상기 기판에 부착되고, 상기 냉각플레이트는 상기 기판의 상측에서 상기 기판에 접촉가능하게 마련될 수 있다.

그리고, 상기 냉각플레이트의 상측에 배치되고, 상기 냉각플레이트가 유동가능하게 연결되며, 상하로 승하강 가능하게 마련되는 마그넷플레이트를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 마그넷플레이트에 삽입되고, 상기 냉각플레이트에 결합되어 상기 마그넷플레이트의 승하강을 가이드하는 마그넷플레이트가이드유닛을 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 마그넷플레이트가이드유닛은, 상기 냉각플레이트에 결합되는 냉각플레이트결합부; 상기 냉각플레이트결합부로부터 상측으로 연장되며 상기 마그넷플레이트에 삽입되는 가이드샤프트; 및 상기 가이드샤프트의 상측에 결합되는 가이드헤드를 포함할 수 있다.

또한, 상기 마그넷플레이트가이드유닛은, 상기 가이드샤프트와 상기 가이드헤드를 연결하며, 상기 가이드샤프트로부터 상기 가이드헤드로 갈수록 경사가 형성되게 마련되는 가이드넥을 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 냉각플레이트에는 적어도 하나의 결합돌출부재가 마련되며, 상기 마그넷플레이트가이드유닛은 상기 결합돌출부재에 삽입될 수 있다.

또한, 상기 마그넷플레이트는, 상기 마그넷플레이트가이드유닛이 관통될 수 있도록 마련되는 관통홀이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 마그넷플레이트가이드유닛이 삽입될 수 있도록 상기 관통홀에 결합되는 볼부쉬를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 마그넷플레이트가이드유닛과, 상기 볼부쉬 사이는 이격되게 마련될 수 있다.

그리고, 상기 마그넷플레이트가이드유닛에 회전가능하게 결합되고 내측에 나사산 또는 나사골이 형성되며, 회전에 의해 상기 마그넷플레이트가이드유닛을 상하로 이동시키도록 마련되는 상하이동조절유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 냉각플레이트에 결합되며, 상기 냉각플레이트를 상기 기판에 고정시키도록 마련되는 기판클램프유닛을 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 기판클램프유닛은, 상기 냉각플레이트에 결합되는 하우징; 상기 하우징에 결합되는 제1클램프; 및 상기 제1클램프로부터 이격되며, 상기 하우징에 결합되는 제2클램프를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1클램프의 단부가 상기 제2클램프의 단부보다 하측에 위치하도록 마련될 수 있다.

그리고, 상기 제1클램프는, 상기 하우징에 결합되는 제1수직봉; 상기 제1수직봉에 연결되는 제1탄성부재; 및 상기 제1탄성부재에 결합되어 상기 제1수직봉을 따라 왕복이동가능하게 마련되는 제1캡부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1캡부재는 폴리에텔에텔 케톤(Polyetherether Ketone,PEEK)으로 마련될 수 있다.

그리고, 상기 제2클램프는, 상기 하우징에 결합되는 제2수직봉; 상기 제2수직봉에 연결되는 제2탄성부재; 및 상기 제2탄성부재에 결합되어 상기 제2수직봉을 따라 왕복이동가능하게 마련되는 제2캡부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2캡부재는 고무(Rubber)로 마련될 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 냉각플레이트가 기판에 접촉되는 경우 냉각플레이트가 유동하게 되어 기판과 마스크의 틀어짐을 방지하고 기판과 마스크의 얼라인이 유지되며, 이에 의해, 증착공정 진행시 기판에 발생될 수 있는 불량률을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 박막 증착 장치의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 박막 증착 장치에서 냉각플레이트가 기판에 접촉되기 전의 모습을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 박막 증착 장치에서 냉각플레이트가 기판에 접촉된 후의 모습을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 박막 증착 장치에서 마그넷플레이트와 냉각플레이트의 위치가 맞추어지는 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 박막 증착 장치에서 기판클램프유닛의 측면도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

본 명세서에서 사용되는 '일측'과 '타측'의 용어는 특정된 측면을 의미할 수도 있고, 또는, 특정된 측면을 의미하는 것이 아니라 복수의 측면 중 임의의 측면을 일측이라 지칭하면, 이에 대응되는 다른 측면을 타측이라 지칭하는 것으로 이해되어질 수 있음을 밝혀 둔다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재를 직접 연결하는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 연결되는 경우도 포함됨을 밝혀 둔다.

본 명세서에서 사용되는 기판은 평면디스플레이용 기판을 의미하는데, 평면디스플레이란 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 중 어떠한 것이 적용되어도 좋다.

다만, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해, OLED(Organic Light Emitting Diodes)용 유리기판을 단순히 기판으로 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 박막 증착 장치의 개략적인 구조도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 박막 증착 장치에서 냉각플레이트가 기판에 접촉되기 전의 모습을 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 박막 증착 장치에서 냉각플레이트가 기판에 접촉된 후의 모습을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 박막 증착 장치에서 마그넷플레이트와 냉각플레이트의 위치가 맞추어지는 모습을 도시한 도면이다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 박막 증착 장치(100)는, 기판(910)에 대한 증착 공정이 진행되는 공정챔버(200)와, 공정챔버(200) 내부에 배치되며 기판(910)을 마스킹하는 마스크(920)를 지지하는 마스크지지유닛(300)과, 기판(910)을 냉각하되 기판(910)과 마스크(920)의 얼라인이 틀어지는 것을 방지할 수 있도록 기판(910)에 접촉되는 경우 유동(遊動)가능하게 마련되는 냉각플레이트(400)를 포함한다.

도 1을 참조하면, 공정챔버(200)는 기판(910)의 증착 공정이 진행되도록 마련된다. 즉, 공정챔버(200)에 기판(910)이 배치되면, 증착물질소스유닛(930)이 기판(910)을 향해 증착물질을 분사하게 된다.

여기서, 공정챔버(200)의 내부는 기판(910)에 대한 증착 공정이 신뢰성 있게 진행될 수 있도록 진공 분위기를 형성한다.

이를 위해, 공정챔버(200)의 일측에는 공정챔버(200)의 내부를 진공 분위기로 유지하기 위한 수단으로서 진공 펌프(미도시)가 연결될 수 있다. 여기서, 진공 펌프(미도시)는 소위, 터보 펌프일 수 있다.

도 1을 참조하면, 마스크지지유닛(300)은 공정챔버(200) 내부에 배치되어 마스크(920)를 지지하도록 마련되는데, 마스크(920)는 기판(910) 하부에 위치하여 증착물질을 기판(910) 상의 원하는 영역에 형성될 수 있게 한다.

즉, 마스크(920)에는 소정 패턴이 형성되어 있으며, 기판(910)에 마스크(920)를 안착시키는 마스킹 후 증착물질소스유닛(930)으로부터 기판(910)을 향하여 증착물질이 분사되는 것을 통해 증착물질을 기판(910) 상에 증착하게 된다.

여기서, 마스크(920)는 기판(910)의 하측에서 기판(910)에 부착될 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 마스크(920)는 기판(910)의 상측에서 기판(910)에 부착될 수도 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 냉각플레이트(400)는 기판(910)에 접촉되어 기판(910)을 냉각하도록 마련되는데, 냉각플레이트(400)는 기판(910)의 상측에서 기판(910)에 접촉가능하게 마련될 수 있다.

여기서, 냉각플레이트(400)는 기판(910)을 냉각할 수 있는 각종의 방식이 적용될 수 있으며, 예를 들어, 냉각플레이트(400)는 수냉식(水冷式) 또는 공냉식(空冷式)으로 마련될 수 있다.

즉, 냉각플레이트(400) 내부에 물 또는 공기가 흐르는 파이프가 배치되고, 파이프를 통해 물 또는 공기가 냉각플레이트(400)의 내부를 흐르면서 냉각플레이트(400)를 식히게 된다.

다만, 전술한 방식은 하나의 예시일 뿐이며, 물 또는 공기를 이용하여 냉각플레이트(400)를 냉각시킬 수 있는 다양한 구조의 방식이 적용될 수 있다.

또한, 냉각플레이트(400)는 기판(910)에 접촉하는 경우 유동(遊動)가능하게 마련되어 기판(910)과 마스크(920)의 얼라인이 틀어지는 것을 방지할 수 있다.

즉, 전술한 바와 마찬가지로, 기판(910)을 마스크(920)에 정렬시킨 후에는 냉각플레이트(400)가 기판(910)에 접촉되어 기판(910)을 냉각시키게 된다.

여기서, 냉각플레이트(400)가 기판(910)에 접촉되는 경우, 기판(910)과 마스크(920)의 얼라인이 틀어질 수가 있다.

이를 방지하기 위해, 본 발명의 제1실시예에 따른 박막 증착 장치(100)에서 냉각플레이트(400)는 유동가능하게 마련되며, 냉각플레이트(400)가 기판(910)에 접촉되는 경우 유동하게 된다.

만약, 냉각플레이트(400)가 유동할 수 없는 형태로 마련된다면, 냉각플레이트(400)가 기판(910)에 접촉시, 냉각플레이트(400)를 구동시키는 구동력이 기판(910)에 직접 전달될 수 있으며, 이러한 냉각플레이트(400)로부터 전달되는 구동력에 의해 기판(910)은 움직이게 된다.

즉, 냉각플레이트(400)로부터 구동력을 전달받은 기판(910)이 마스크지지유닛(300)에 지지되고 있는 마스크(920)에 대해 상대 운동을 하게 되며, 이에 의해, 기판(910)과 마스크(920)의 얼라인이 틀어져 정렬이 부정확해진다.

하지만, 본 발명의 제1실시예에 따른 박막 증착 장치(100)와 같이, 냉각플레이트(400)가 유동가능하게 마련된다면, 냉각플레이트(400)가 기판(910)에 접촉시, 냉각플레이트(400)를 구동시키는 구동력이 냉각플레이트(400)의 다양한 방향으로의 유동에 사용되어 소멸되며, 전술한 구동력은 기판(910)에 직접 전달되지 않게 된다.

이에 의해, 기판(910)과 마스크(920)의 얼라인이 틀어지지 않으므로 기판(910)과 마스크(920)의 얼라인이 유지되며, 이를 통해, 증착공정 진행시 기판(910)에 발생될 수 있는 불량률을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 냉각플레이트(400)는 기판(910)의 상측에서 기판(910)에 접촉될 수 있는데, 여기서, 냉각플레이트(400)는 마그넷플레이트(500)에 연결되어 상하로 움직이는 구동력을 전달받을 수 있다.

이 경우, 마그넷플레이트(500)는 모터, 유압실린더 등의 다양한 구동원에 결합되어 승하강될 수 있다.

여기서, 마그넷플레이트(500)는 기판(910)을 사이에 두고 마스크(920)와 반대방향에 위치하며, 마스크(920)에 자기장을 공급하여 마스크(920)가 기판(910)의 반대방향으로 쳐지는 것을 방지하는 역할을 한다.

그리고, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 마그넷플레이트(500)는 냉각플레이트(400)의 상측에 배치되어 마그넷플레이트가이드유닛(600)을 통해 냉각플레이트(400)가 유동가능하게 연결되며, 마그넷플레이트가이드유닛(600)을 따라 상하로 승하강 가능하게 마련될 수 있다.

즉, 마그넷플레이트가이드유닛(600)는 마그넷플레이트(500)의 상측에서 삽입된 후 마그넷플레이트(500)의 하측에 위치하고 있는 냉각플레이트(400)에 결합되도록 마련될 수 있는데, 이 경우, 마그넷플레이트(500)는, 마그넷플레이트(500)에 삽입되어 있는 마그넷플레이트가이드유닛(600)을 따라 이동하면서 가이드된다.

여기서, 마그넷플레이트가이드유닛(600)은 냉각플레이트결합부(610)와, 가이드샤프트(620)와, 가이드헤드(630)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 냉각플레이트결합부(610)는 냉각플레이트(400)에 결합되도록 마련된다.

즉, 냉각플레이트(400)에 나사골 또는 나사산이 형성되어 있다면, 냉각플레이트결합부(610)에는 이에 대응되게 나사산 또는 나사골이 형성되어 있으며, 냉각플레이트결합부(610)가 냉각플레이트(400)에 접촉 후 회전하는 것을 통해 냉각플레이트결합부(610)가 냉각플레이트(400)에 결합될 수 있게 된다.

그리고, 냉각플레이트(400)에는 적어도 하나의 결합돌출부재(410)가 마련될 수 있는데, 마그넷플레이트가이드유닛(600)의 냉각플레이트결합부(610)는 결합돌출부재(410)에 삽입된 후 냉각플레이트(400)에 결합될 수 있다.

여기서, 결합돌출부재(410)는 냉각플레이트결합부(610)가 냉각플레이트(400)의 정확한 위치에서 결합할 수 있도록 결합위치를 표시하는 기능을 수행할 수 있다.

예를 들어, 냉각플레이트(400)가 사각형으로 마련된다면 결합돌출부재(410)는 냉각플레이트(400)의 4 모서리의 인접한 부분에 각각 마련될 수 있으며, 냉각플레이트결합부(610)가, 냉각플레이트(400)의 네 모서리의 인접한 부분에 각각 마련되어 있는 4개의 결합돌출부재(410) 각각에 삽입되는 것에 의해, 냉각플레이트결합부(610)가 정확한 위치에서 냉각플레이트(400)에 결합될 수 있다.

그리고, 도 2 및 도 3을 참조하면, 가이드샤프트(620)는 길이방향의 부재로 마련될 수 있으며, 냉각플레이트결합부(610)로부터 상측으로 연장되어 마그넷플레이트(500)에 삽입되도록 마련된다.

여기서, 마그넷플레이트(500)에는 관통홀이 형성될 수 있으며, 관통홀에는 볼부쉬(510)가 결합될 수 있다. 그리고, 가이드샤프트(620)는 볼부쉬(510)에 형성되어 있는 중공을 통해 볼부쉬(510)에 삽입된다.

즉, 가이드샤프트(620)가 볼부쉬(510)의 상부에서 삽입되어 볼부쉬(510)에 형성된 중공을 통과하게 되며, 가이드샤프트(620)의 단부에 형성되어 있는 냉각플레이트결합부(610)가 냉각플레이트(400)에 결합하게 된다.

이 경우, 가이드샤프트(620)는 길이방향의 부재로 마련되므로, 마그넷플레이트(500)는 볼부쉬(510)에 의해 지지되면서 가이드샤프트(620)를 따라 승하강 가능하게 마련된다.

그리고, 가이드헤드(630)는 가이드샤프트(620)의 상측에서 결합되도록 마련된다. 여기서, 가이드헤드(630)에는 상하이동조절유닛(700)이 결합될 수 있으며, 상하이동조절유닛(700)에 의해 마그넷플레이트가이드유닛(600)이 상하로 이동하면서 냉각플레이트(400)의 수평을 조절할 수 있게 된다.

이에 대해 설명하면, 상하이동조절유닛(700)은 마그넷플레이트가이드유닛(600)의 가이드헤드(630)에 회전가능하게 결합되고 내측에 나사산 또는 나사골이 형성되며, 회전에 의해 마그넷플레이트가이드유닛(600)이 상하로 이동가능하도록 마련될 수 있다.

즉, 상하이동조절유닛(700)의 내측에 나사산 또는 나사골이 형성되는 경우, 상하이동조절유닛(700)이 결합되는 가이드헤드(630)에는, 상하이동조절유닛(700)의 내측에 형성된 나사산 또는 나사골에 대응되도록, 나사골 또는 나사산이 형성될 수 있다.

그리고, 도 2를 참조하면, 냉각플레이트(400)가 기판(910)의 상부에 위치하고 있는 경우, 냉각플레이트(400)의 수평과 기판(910)의 수평이 일치하지 않을 수 있다. 이때, 냉가플레이트의 다양한 부분에 결합되어 있는 복수의 마그넷플레이트가이드유닛(600) 중 하나의 위치를 조절하여 수평을 맞출 수 있다.

예를 들어, 냉각플레이트(400)가 사각형으로 마련되고 결합돌출부재(410)가 냉각플레이트(400)의 4 모서리의 인접한 부분에 각각 마련되며, 4개의 마그넷플레이트가이드유닛(600)이 결합돌출부재(410)에 각각 삽입되어 냉각플레이트(400)에 결합되는 경우를 가정한다.

전술한 예시에서, 냉각플레이트(400)의 좌측이 냉각플레이트(400)의 우측보다 하측으로 내려가 있다고 가정하면, 도 2의 우측에 위치한 상하이동조절유닛(700)을 회전하는 경우, 우측의 마그넷플레이트가이드유닛(600)이 나사산 또는 나사골을 따라 아래방향으로 점진적으로 내려가면서 좌측과 동일한 위상에 위치할 수 있게 된다.

또는, 좌측의 냉각플레이트(400)를 점진적으로 올려서 우측과 동일한 위상에 위치하여 수평을 맞출 수도 있다.

즉, 상하이동조절유닛(700)을 조절하는 것을 통해 냉각플레이트(400)와 기판(910)이 정확하게 결합할 수 있도록 냉각플레이트(400)의 수평을 조절할 수 있게 된다.

그리고, 상하이동조절유닛(700)을 통해 냉각플레이트(400)와 기판(910)의 수평이 맞춰지면 마그넷플레이트(500)가 마그넷플레이트가이드유닛(600)을 따라 하강하게 되며, 마그넷플레이트(500)와 합착되는 냉각플레이트(400)가 마그넷플레이트(500)의 하강에 연동되어 하강하면서 기판(910)에 접촉된다.

이후, 증착공정의 진행시 냉각플레이트(400)에 의해 기판(910)이 냉각될 수 있게 된다.

한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 가이드샤프트(620)와 볼부쉬(510) 사이는 이격되게 마련될 수 있다. 즉, 도 3을 참조하면, 마그넷플레이트가이드유닛(600)의 가이드샤프트(620)는 볼부쉬(510) 사이에서 이격된 간격(g) 사이를 유동할 수 있게 된다.

이에 대해 설명하면, 마스크지지유닛(300)에 의해 지지되는 마스크(920) 상측에 위치하고 있는 기판(910)은 마스크(920) 상측에서 고정되어 있는 것이 아니므로, 기판(910) 상측에서 하강하는 냉각플레이트(400)가 기판(910)에 접촉하게 되면, 냉각플레이트(400)를 하강시키는 구동력에 의해 기판(910)이 마스크(920)로부터 틀어짐이 발생될 수 있게 된다.

하지만, 가이드샤프트(620)와 볼부쉬(510) 사이가 이격되어 있는 경우, 냉각플레이트(400)가 기판(910)에 접촉하면 냉각플레이트(400)를 하강시키는 구동력이 가이드샤프트(620)에 전달되어 가이드샤프트(620)가 볼부쉬(510) 사이에서 유동하게 되므로, 전술한 구동력이 기판(910)에 전달되지 않으며, 이에 의해, 기판(910)에는 틀어짐이 발생되지 않는다.

여기서, 가이드샤프트(620)와 볼부쉬(510) 사이의 간격(g)은 구동력, 마스크(920)와 기판(910)의 밀착정도 및 냉각플레이트(400)의 하강속도 등 다양한 요소를 고려하여 결정될 수 있다.

한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 마그넷플레이트가이드유닛(600)에는 가이드넥(640)이 형성될 있다. 여기서, 가이드넥(640)은 가이드샤프트(620)와 가이드헤드(630)를 연결하며, 가이드샤프트(620)로부터 가이드헤드(630)로 갈수록 경사가 형성되게 마련될 수 있다.

가이드넥(640)은 냉각플레이트(400)와 마그넷플레이트(500)의 센터가 정확하게 맞추어지도록 마련되는데, 이에 대해 설명한다.

전술한 바와 같이, 냉각플레이트(400)에 결합된 가이드샤프트(620)는 볼부쉬(510) 사이의 간격(g)을 따라 유동가능하게 마련되므로, 냉각플레이트(400)가 기판(910)에 접촉될 때에는 냉각플레이트(400)의 위치가 최초 위치로부터 이동될 수 있다.

여기서, 마그넷플레이트(500)가 상측으로 이동하게 되면 마그넷플레이트(500)의 관통홀에 결합되어 있는 볼부쉬(510)가 가이드헤드(630)에 접촉되면서 가이드헤드(630)를 상측으로 올리게 된다.

그리고, 가이드헤드(630)는 가이드샤프트(620)를 통해 냉각플레이트결합부(610)에 결합되어 있고 냉각플레이트결합부(610)는 냉각플레이트(400)에 결합되어 있으므로, 마그넷플레이트(500)가 상측으로 이동하면 냉각플레이트(400)는 기판(910)으로부터 접촉해제되면서 상측으로 이동하게 된다.

여기서, 가이드샤프트(620)가 볼부쉬(510)의 우측으로 이동한 도 4를 참조하여 예를 들어 설명하면, 마그넷플레이트(500)가 상측으로 이동하는 경우 볼부쉬(510)의 우측이 먼저 가이드넥(640)에 접촉하게 된 후 화살표 A 방향으로 이동하게 된다(도 4(a) 참조).

그리고, 볼부쉬(510)의 우측은 가이드넥(640)에 접촉한 채 가이드넥(640)을 따라 화살표 B 방향으로 이동(도 4(b) 참조)하고 볼부쉬(510)의 좌측은 가이드넥(640)으로부터 이격된 채 상측과 우측으로 이동하게 된다.

그리고, 볼부쉬(510)의 좌측이 가이드넥(640)에 접촉하여 이동을 멈추게 되면(도 4(c) 참조), 볼부쉬(510)의 좌측과 우측이 모두 가이드넥(640)의 각각에 접촉하여 균형이 맞게 되며, 이를 통해, 냉각플레이트(400)와 마그넷플레이트(500)의 센터를 정확하게 맞출 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 박막 증착 장치(100)에서 냉각플레이트(400)가 기판(910)에 접촉하는 경우 냉각플레이트(400)가 유동하게 되어 기판(910)과 마스크(920)의 틀어짐을 방지하고 기판(910)과 마스크(920)의 얼라인을 유지할 수 있는 작용 및 효과에 대해 설명한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 냉각플레이트(400)는 마그넷플레이트가이드유닛(600)에 결합되는데, 마그넷플레이트가이드유닛(600)의 가이드샤프트(620)는 마그넷플레이트(500)의 볼부쉬(510)로부터 소정 간격(g) 이격된 채로 마그넷플레이트(500)의 관통홀에 삽입된다.

그리고, 가이드샤프트(620)로부터 하측으로 연장형성되는 냉각플레이트결합부(610)가 냉각플레이트(400)에 결합되며, 가이드샤프트(620)의 상측에는 가이드헤드(630)가 결합되어서 볼부쉬(510)에 접촉된다.

여기서, 마그넷플레이트(500)가 마그넷플레이트가이드유닛(600)의 가이드샤프트(620)를 따라 하강하여 냉각플레이트(400)에 접촉하게 되면, 냉각플레이트(400)는 마그넷플레이트(500)와 접촉된 채 함께 하강하여 기판(910)에 접촉된다.

이 경우, 냉각플레이트(400)가 기판(910)에 접촉하게 되면 가이드샤프트(620)가 볼부쉬(510)와의 이격된 간격(g) 사이를 유동하게 되므로, 냉각플레이트(400)를 하강시키는 구동력이 가이드샤프트(620)의 유동을 위해 사용되어 지며, 기판(910)은 마스크(920) 상측에서 움직이지 않게 된다.

따라서, 기판(910)과 마스크(920)의 얼라인 틀어짐을 방지하고 기판(910)과 마스크(920)의 얼라인이 유지되며, 이에 의해, 증착공정 진행시 기판(910)에 발생될 수 있는 불량률을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 박막 증착 장치에서 기판클램프유닛의 측면도이다.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 박막 증착 장치(100)에서 냉각플레이트(400)가 기판(910)에 접촉하는 경우 냉각플레이트(400)가 유동하게 되어 기판(910)과 마스크(920)의 틀어짐을 방지하고 기판(910)과 마스크(920)의 얼라인을 유지할 수 있는 작용 및 효과에 대해 설명하되, 본 발명의 제1실시예에 따른 박막 증착 장치(100)에서 설명한 내용과 공통되는 부분은 전술한 설명으로 대체한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 기판클램프유닛(800)은 냉각플레이트(400)에 결합되며, 냉각플레이트(400)를 기판(910)에 고정시키도록 마련될 수 있다.

즉, 냉각플레이트(400)를 기판(910)에 안착시킬 때 냉각플레이트(400)가 기판(910)에 접촉되면서 미끄러짐에 의한 틀어짐이 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 기판클램프유닛(800)이 냉각플레이트(400)의 일측에 결합될 수 있다.

도 5를 참조하면, 기판클램프유닛(800)은 냉각플레이트(400)에 결합되는 하우징(810)과, 하우징(810)에 결합되는 제1클램프(820)와, 제1클램프(820)로부터 이격되며, 하우징(810)에 결합되는 제2클램프(830)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 제1클램프(820)의 단부가 제2클램프(830)의 단부보다 하측에 위치하도록 마련될 수 있다. 이는, 제2클램프(830)가 기판(910)으로부터 용이하게 접촉해제될 수 있기 위함이며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

도 5를 참조하면, 제1클램프(820)는 하우징(810)에 결합되는 제1수직봉(821)과, 제1수직봉(821)에 연결되는 제1탄성부재(822)와, 제1탄성부재(822)에 결합되어 제1수직봉(821)을 따라 왕복이동가능하게 마련되는 제1캡부재(823)를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 제1캡부재(823)는 플라스틱수지 등의 각종 복합수지로 마련될 수 있으며, 특히, 공정챔버(200)와 같은 진공분위기 내에서 내마모성과 내화학성이 우수한 폴리에텔에텔 케톤(Polyetherether Ketone,PEEK)으로 마련될 수 있다.

도 5를 참조하면, 제2클램프(830)는 하우징(810)에 결합되는 제2수직봉(831)과, 제2수직봉(831)에 연결되는 제2탄성부재(832)와, 제2탄성부재(832)에 결합되어 제2수직봉(831)을 따라 왕복이동가능하게 마련되는 제2캡부재(833)를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 제2캡부재(833)는 고무(Rubber)로 마련될 수 있는데, 고무는 합성고무와 천연고무를 모두 포함하는 개념이다.

여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1클램프(820)의 단부가 제2클램프(830)의 단부보다 하측에 위치하게 되는데, 냉각플레이트(400)가 기판(910)을 향해 하강하게 되면 제1클램프(820)가 기판(910)에 먼저 닿게 되고, 이후, 제1클램프(820)보다 상대적으로 상측에 위치하고 있는 제2클램프(830)가 기판(910)에 닿는다.

즉, 제1클램프(820)의 제1캡부재(823)가 기판(910)에 접촉되어 상측으로 힘을 받으면 제1캡부재(823)는 제1수직봉(821)을 따라 상측으로 이동하게 되고, 제1수직봉(821)에 연결되는 제1탄성부재(822)가 제1캡부재(823)에도 연결되어 상측으로 힘을 받으면서 탄성수축하게 된다.

그리고, 제2클램프(830) 역시 제1클램프(820)와 마찬가지의 작용을 하게 되는데, 제2클램프(830)의 제2캡부재(833)가 기판(910)에 접촉되어 상측으로 힘을 받으면 제2캡부재(833)는 제2수직봉(831)을 따라 상측으로 이동하게 되고, 제2수직봉(831)에 연결되는 제2탄성부재(832)가 제2캡부재(833)에도 연결되어 상측으로 힘을 받으면서 탄성수축하게 된다.

여기서, 제2캡부재(833)는 고무재질로 마련될 수 있는데, 고무재질의 제2캡부재(833)가 기판(910)에 접촉된 후 압착되는 경우 기판(910)과 제2캡부재(833)가 순간적으로 합착되어 용이하게 떨어지지 않을 수 있다.

이 경우, 기판(910)이 제2캡부재(833)와 합착되어 움직이게 되면 기판(910)과 마스크(920)의 얼라인이 틀어질 수 있다.

하지만, 제2클램프(830)로부터 소정 간격 이격되어 있는 위치에 제1클램프(820)가 위치하고 있고 제1클램프(820)의 제1캡부재(823)는 폴리에텔에텔 케톤(PEEK)으로 마련될 수 있으며, 폴리에텔에텔 케톤은 기판(910)으로부터 용이하게 떨어질 수 있으므로, 제2클램프(830) 역시 기판(910)으로부터 용이하게 떨어질 수 있다.

즉, 냉각플레이트(400)가 기판(910)으로부터 접촉해제되어 분리되는 경우, 제1탄성부재(822)와 제2탄성부재(832)에 의해 제1캡부재(823)와 제2캡부재(833)에는 탄성회복력이 작용하게 된다.

여기서, 제2탄성부재(832)가 제2캡부재(833)에 탄성회복력을 전달하는 과정이 종료되더라도 제1캡부재(823)에는 제1탄성부재(822)의 탄성회복력이 계속 작용하고 있으므로, 제2캡부재(833)는 제1탄성부재(822)의 탄성회복력에 의해 기판(910)으로부터 분리될 수 있게 된다.

그리고, 제1탄성부재(822)가 제1캡부재(823)에 탄성회복력을 전달하는 과정이 종료되더라도 제1캡부재(823)는 폴리에텔에텔 케톤으로 마련되어 기판(910)으로부터 용이하게 떨어지므로, 냉각플레이트(400)가 상측으로 이동하면 제1캡부재(823) 역시 기판(910)으로부터 떨어져 상측으로 이동하게 된다.

즉, 제2캡부재(833)는 작업공정 진행동안 냉각플레이트(400)가 기판(910)에 고정될 수 있도록 마련된다면, 제1캡부재(823)는 냉각플레이트(400)가 기판(910)으로부터 용이하게 부착해제될 수 있도록 마련된다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100 : 박막 증착 장치 200 : 공정챔버
300 : 마스크지지유닛 400 : 냉각플레이트
410 : 결합돌출부재 500 : 마그넷플레이트
510 : 볼부쉬 600 : 마그넷플레이트가이드유닛
610 : 냉각플레이트결합부 620 : 가이드샤프트
630 : 가이드헤드 640 : 가이드넥
700 : 상하이동조절유닛 800 : 기판클램프유닛
810 : 하우징 820 : 제1클램프
821 : 제1수직봉 822 : 제1탄성부재
823 : 제1캡부재 830 : 제2클램프
831 : 제2수직봉 832 : 제2탄성부재
833 : 제2캡부재 910 : 기판
920 : 마스크

Claims

기판에 대한 증착 공정이 진행되는 공정챔버;
상기 공정챔버 내부에 배치되며, 상기 기판을 마스킹하는 마스크를 지지하는 마스크지지유닛;
상기 기판을 냉각하되, 상기 기판과 상기 마스크의 얼라인이 틀어지는 것을 방지할 수 있도록, 상기 기판에 접촉되는 경우 유동(遊動)가능하게 마련되는 냉각플레이트; 및
상기 냉각플레이트에 결합되며, 상기 냉각플레이트를 상기 기판에 고정시키도록 마련되는 기판클램프유닛을 포함하며,
상기 기판클램프유닛은,
상기 냉각플레이트에 결합되는 하우징;
상기 하우징에 결합되는 제1클램프; 및
상기 제1클램프로부터 이격되며, 상기 하우징에 결합되는 제2클램프를 포함하되,
상기 제2클램프가 상기 기판으로부터 용이하게 접촉해제될 수 있기 위하여, 상기 제1클램프의 단부가 상기 제2클램프의 단부보다 하측에 위치하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
제1항에 있어서,
상기 마스크는 상기 기판의 하측에서 상기 기판에 부착되고, 상기 냉각플레이트는 상기 기판의 상측에서 상기 기판에 접촉가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
제2항에 있어서,
상기 냉각플레이트의 상측에 배치되고, 상기 냉각플레이트가 유동가능하게 연결되며, 상하로 승하강 가능하게 마련되는 마그넷플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
제3항에 있어서,
상기 마그넷플레이트에 삽입되고, 상기 냉각플레이트에 결합되어 상기 마그넷플레이트의 승하강을 가이드하는 마그넷플레이트가이드유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
제4항에 있어서,
상기 마그넷플레이트가이드유닛은,
상기 냉각플레이트에 결합되는 냉각플레이트결합부;
상기 냉각플레이트결합부로부터 상측으로 연장되며 상기 마그넷플레이트에 삽입되는 가이드샤프트; 및
상기 가이드샤프트의 상측에 결합되는 가이드헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
제5항에 있어서,
상기 마그넷플레이트가이드유닛은,
상기 가이드샤프트와 상기 가이드헤드를 연결하며, 상기 가이드샤프트로부터 상기 가이드헤드로 갈수록 경사가 형성되게 마련되는 가이드넥을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
제6항에 있어서,
상기 냉각플레이트에는 적어도 하나의 결합돌출부재가 마련되며,
상기 마그넷플레이트가이드유닛은 상기 결합돌출부재에 삽입되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
제5항에 있어서,
상기 마그넷플레이트는, 상기 마그넷플레이트가이드유닛이 관통될 수 있도록 마련되는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
제8항에 있어서,
상기 마그넷플레이트가이드유닛이 삽입될 수 있도록 상기 관통홀에 결합되는 볼부쉬를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
제9항에 있어서,
상기 마그넷플레이트가이드유닛과, 상기 볼부쉬 사이는 이격되게 마련되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
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제1항에 있어서,
상기 제1클램프는,
상기 하우징에 결합되는 제1수직봉;
상기 제1수직봉에 연결되는 제1탄성부재; 및
상기 제1탄성부재에 결합되어 상기 제1수직봉을 따라 왕복이동가능하게 마련되는 제1캡부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제2클램프는,
상기 하우징에 결합되는 제2수직봉;
상기 제2수직봉에 연결되는 제2탄성부재; 및
상기 제2탄성부재에 결합되어 상기 제2수직봉을 따라 왕복이동가능하게 마련되는 제2캡부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
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