KR101716211B1 - 박막 패턴의 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

박막 패턴의 제조 장치 및 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 박막 패턴 또는 박막 트랜지스터의 제조 공정을 단순화함과 아울러 미세한 박막 패턴을 형성할 수 있도록 한 박막 패턴의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로, 박막 패턴의 제조 방법은 공정 챔버에 설치된 기판 지지 부재에 기판을 안착시키는 공정; 및 소정 형태로 배열되도록 형성된 개구 패턴을 가지는 N(단, N은 자연수)개의 마스크를 이용한 M(단, M은 N 또는 N+1인 자연수)회의 기상 증착 공정을 통해 상기 기판 상에 박막 패턴을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지며, 상기 박막 패턴은 상기 각 마스크의 개구 패턴을 통과하여 서로 연결되도록 상기 기판 상에 증착되는 M개의 증착 패턴에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

박막 패턴의 제조 장치 및 제조 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING OF THIN FILM PATTERN}
본 발명은 반도체 소자 및 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 박막 패턴 또는 박막 트랜지스터의 제조 공정을 단순화함과 아울러 미세한 박막 패턴을 형성할 수 있도록 한 박막 패턴의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자 또는 액정 디스플레이 소자 또는 발광 디스플레이 소자 등의 평판 디스플레이 소자 등은 신호가 공급되는 박막 패턴 및 스위칭 신호에 따라 스위칭되는 박막 트랜지스터를 포함하여 구성된다.
박막 패턴 또는 박막 트랜지스터는 박막 증착 공정, 포토리소그래피(Photorithography) 공정 및 식각 공정을 통해 형성된다.
도 1은 일반적인 박막 패턴의 제조 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하여 일반적인 박막 패턴의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 기판(10) 상에 박막층(20a)을 증착한다. 여기서, 박막층(20a)은 금속, 유기, 또는 무기 재질로 이루어질 수 있다.
그런 다음, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 박막층(20a)의 전면에 감광층을 형성한다. 이어서, 포토리소그래피 공정을 통해 감광층을 선택적으로 제거하여 박막층(20a) 상의 소정 부분에 마스크 패턴(30)을 형성한다.
그런 다음, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 마스크 패턴(30)을 마스크로 한 식각 공정을 통해 박막층(20a)을 식각하여 기판(10) 상에 박막 패턴(20)을 형성한다.
그런 다음, 박막 패턴(20) 상에 형성된 마스크 패턴(30)을 제거함으로써 최종적으로 기판(10) 상에 박막 패턴(20)을 형성한다.
이와 같은, 일반적인 박막 패턴의 제조 방법, 및 이를 이용한 박막 트랜지스터의 제조 방법은 박막 증착 공정, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 인하여 공정이 복잡하다는 문제점이 있다.
또한, 일반적인 박막 패턴의 제조 방법, 및 이를 이용한 박막 트랜지스터의 제조 방법은, 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 개구 패턴(42)이 형성된 마스크(40)를 사용하여 박막 패턴을 형성하기 때문에, 박막 패턴이 미세화될 경우 마스크(40)의 가공 및 인장 등의 문제로 인하여 마스크(40)에 미세한 개구 패턴(42)을 형성하는데 한계가 있다.
따라서, 일반적인 박막 패턴 또는 박막 트랜지스터의 제조 방법은 박막 증착 공정, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 인하여 공정이 복잡하고 미세한 박막 패턴을 형성할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 박막 패턴 또는 박막 트랜지스터의 제조 공정을 단순화함과 아울러 미세한 박막 패턴을 형성할 수 있도록 한 박막 패턴의 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막 패턴의 제조 방법은 공정 챔버에 설치된 기판 지지 부재에 기판을 안착시키는 공정; 및 소정 형태로 배열되도록 형성된 개구 패턴을 가지는 N(단, N은 자연수)개의 마스크를 이용한 M(단, M은 N 또는 N+1인 자연수)회의 기상 증착 공정을 통해 상기 기판 상에 박막 패턴을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지며, 상기 박막 패턴은 상기 각 마스크의 개구 패턴을 통과하여 서로 연결되도록 상기 기판 상에 증착되는 M개의 증착 패턴에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 개구 패턴은 상기 마스크의 수직 방향 및 수평 방향으로 설정된 거리만큼 이격되도록 엇갈리는 형태로 배열된 것을 특징으로 한다.
상기 개구 패턴은 설정된 거리만큼 이격되도록 상기 마스크의 제 1 열에 형성된 복수의 제 1 열의 개구 패턴; 및 상기 제 1 열에 형성된 상기 복수의 제 1 열의 개구 패턴들 사이에 대응되도록 상기 마스크의 제 1 열 사이인 상기 마스크의 제 2 열에 형성된 복수의 제 2 열의 개구 패턴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 M개의 증착 패턴은 서로 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 박막 패턴은 서로 다른 제 1 및 제 2 마스크를 이용한 2회의 기상 증착 공정에 의해 상기 기판 상에 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판 상에 박막 패턴을 형성하는 공정은 상기 제 1 마스크를 상기 공정 챔버에 로딩시켜 상기 제 1 마스크와 상기 기판의 위치를 정렬하는 공정; 상기 제 1 마스크를 이용한 기상 증착 공정을 통해 상기 제 1 마스크의 개구 패턴에 대응되는 상기 기판 상에 제 1 증착 패턴을 형성하는 공정; 상기 공정 챔버에서 상기 제 1 마스크를 언로딩시키는 공정; 상기 제 2 마스크를 상기 공정 챔버에 로딩시켜 상기 제 2 마스크와 상기 기판의 위치를 정렬하는 공정; 및 상기 제 2 마스크를 이용한 기상 증착 공정을 통해 상기 제 2 마스크의 개구 패턴에 대응되는 상기 기판 상에 제 2 증착 패턴을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지며, 상기 박막 패턴은 서로 연결되도록 중첩되는 상기 제 1 증착 패턴과 상기 제 2 증착 패턴에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 박막 패턴은 하나의 마스크를 이용한 2회의 기상 증착 공정에 의해 상기 기판 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 기판 상에 박막 패턴을 형성하는 공정은 상기 마스크와 상기 기판의 위치를 정렬하는 공정; 상기 마스크를 이용한 기상 증착 공정을 통해 상기 마스크의 개구 패턴에 대응되는 상기 기판 상에 제 1 증착 패턴을 형성하는 공정; 상기 마스크를 소정 거리만큼 쉬프트시켜 상기 제 2 마스크와 상기 기판의 위치를 정렬하는 공정; 및 상기 쉬프트된 마스크를 이용한 기상 증착 공정을 통해 상기 마스크의 개구 패턴에 대응되는 상기 기판 상에 제 2 증착 패턴을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지며, 상기 박막 패턴은 서로 연결되도록 중첩되는 상기 제 1 증착 패턴과 상기 제 2 증착 패턴에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 증착 패턴과 상기 제 2 증착 패턴이 중첩되는 부분은 상대적으로 넓은 면적을 가지는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막 패턴의 제조 장치는 기상 증착 공정을 수행하기 위한 반응 공간을 제공하는 공정 챔버에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지 부재; 소정 형태로 배열되도록 형성된 개구 패턴을 가지는 N(단, N은 자연수)개의 마스크가 순차적으로 로딩/언로딩되는 마스크 지지 부재; 및 상기 마스크 지지 부재 상에 설치되어 상기 기판 상에 박막 패턴을 형성하기 위한 공정 가스를 상기 반응 공간에 분사하는 샤워 헤드를 포함하여 구성되며, 상기 박막 패턴은 상기 N개의 마스크를 이용한 M(단, M은 N+1 또는 N인 자연수)회의 기상 증착 공정에 따라 상기 각 마스크의 개구 패턴을 통과하여 서로 연결되도록 상기 기판 상에 증착되는 M개의 증착 패턴에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막 패턴의 제조 장치는 기판을 임시 보관하는 로드락 챔버; 상기 로드락 챔버에 보관된 기판을 반송하는 트랜스터 챔버; 소정 형태로 배열되도록 형성된 개구 패턴을 가지는 N(단, N은 자연수)개의 마스크를 이용한 M(단, M은 N 또는 N+1인 자연수)회의 기상 증착 공정을 통해 상기 트랜스퍼 챔버로부터 공급되는 기판 상에 박막 패턴을 형성하는 복수의 공정 챔버; 및 상기 N개의 마스크를 상기 복수의 공정 챔버 각각에 순차적으로 로딩/언로딩시키는 마스크 교체 유닛을 포함하여 구성되며, 상기 박막 패턴은 상기 각 마스크의 개구 패턴을 통과하여 서로 연결되도록 상기 기판 상에 증착되는 M개의 증착 패턴에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 M개의 증착 패턴은 서로 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 각 공정 챔버는 상기 기판을 지지하는 기판 지지 부재; 상기 마스크 교체 유닛에 의해 순차적으로 로딩/언로딩되는 상기 마스크를 지지하는 마스크 지지 부재; 및 상기 마스크 지지 부재 상에 설치되어 상기 기판 상에 박막 패턴을 형성하기 위한 공정 가스를 상기 반응 공간에 분사하는 샤워 헤드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 박막 패턴은 서로 다른 제 1 및 제 2 마스크를 이용한 2회의 기상 증착 공정에 의해 상기 기판 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 마스크 지지 부재는 상기 마스크를 지지하는 마스크 지지 프레임; 및 상기 마스크 지지 프레임에 설치되며, 상기 제 1 마스크와 상기 기판의 위치를 정렬하거나, 상기 제 2 마스크와 상기 기판의 위치를 정렬하는 마스크 정렬 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막 패턴의 제조 장치는 기상 증착 공정을 수행하기 위한 반응 공간을 제공하는 공정 챔버에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지 부재; 소정 형태로 배열되도록 형성된 개구 패턴을 가지는 마스크; 상기 마스크를 지지함과 아울러 상기 마스크를 소정 거리만큼 선택적으로 쉬프트시키는 마스크 지지 부재; 및 상기 마스크 지지 부재 상에 설치되어 상기 기판 상에 박막 패턴을 형성하기 위한 공정 가스를 상기 반응 공간에 분사하는 샤워 헤드를 포함하여 구성되며, 상기 박막 패턴은 상기 마스크를 이용한 i(단, i≥2인 자연수)회의 기상 증착 공정에 의해 상기 마스크의 개구 패턴을 통과하여 서로 연결되도록 상기 기판 상에 증착되는 i개의 증착 패턴에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막 패턴의 제조 장치는 기판을 임시 보관하는 로드락 챔버; 상기 로드락 챔버에 보관된 기판을 반송하는 트랜스터 챔버; 및 소정 형태로 배열되도록 형성된 개구 패턴을 가지는 마스크를 이용한 i(단, i≥2인 자연수)회의 기상 증착 공정을 통해 상기 트랜스퍼 챔버로부터 공급되는 기판 상에 박막 패턴을 형성하는 복수의 공정 챔버를 포함하여 구성되며, 상기 박막 패턴은 상기 마스크의 개구 패턴을 통과하여 서로 연결되도록 상기 기판 상에 증착되는 i개의 증착 패턴에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 개구 패턴은 상기 마스크의 수직 방향 및 수평 방향으로 설정된 거리만큼 이격되도록 엇갈리는 형태로 배열된 것을 특징으로 한다.
상기 개구 패턴은 설정된 거리만큼 이격되도록 상기 마스크의 제 1 열에 형성된 복수의 제 1 열의 개구 패턴; 및 상기 제 1 열에 형성된 상기 복수의 제 1 열의 개구 패턴들 사이에 대응되도록 상기 마스크의 제 1 열 사이인 상기 마스크의 제 2 열에 형성된 복수의 제 2 열의 개구 패턴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 i개의 증착 패턴은 서로 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 각 공정 챔버는 상기 기판을 지지하는 기판 지지 부재; 상기 마스크를 지지함과 아울러 상기 마스크를 소정 거리만큼 선택적으로 쉬프트시키는 마스크 지지 부재; 및 상기 마스크 지지 부재 상에 설치되어 상기 기판 상에 박막 패턴을 형성하기 위한 공정 가스를 상기 반응 공간에 분사하는 샤워 헤드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 박막 패턴은 하나의 상기 마스크를 이용한 2회의 기상 증착 공정을 통해 상기 기판 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 마스크는 복수의 제 1 마스크 정렬부; 및 상기 마스크의 쉬프트 거리만큼 상기 복수의 제 1 마스크 정렬부 각각으로부터 이격된 복수의 제 2 마스크 정렬부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 마스크 지지 부재는 상기 마스크를 지지하는 마스크 지지 프레임; 및 상기 마스크 지지 프레임에 설치되며, 상기 제 1 마스크 정렬부를 기준으로 상기 마스크와 상기 기판의 위치를 정렬하거나, 상기 마스크를 소정 거리만큼 쉬프트시켜 상기 제 2 마스크 정렬부를 기준으로 상기 마스크와 상기 기판의 위치를 정렬하는 마스크 정렬 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 박막 패턴의 제조 장치는 상기 공정 챔버에 설치되어 상기 마스크와 상기 기판의 위치를 촬상하기 위한 복수의 정렬 비전을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 박막 패턴의 제조 장치 및 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 서로 엇갈리는 개구 패턴을 가지는 서로 다른 제 1 및 제 2 마스크를 이용한 2회의 기상 증착 공정을 통해 기판 상에 박막 패턴을 형성함으로써 박막 패턴의 제조 공정을 단순화할 수 있으며, 마스크의 제작을 용이하게 할 수 있으며, 복잡하고 미세한 박막 패턴을 형성할 수 있다.
둘째, 쉬프트되는 하나의 마스크를 이용한 2회의 기상 증착 공정을 통해 기판 상에 박막 패턴을 형성함으로써 박막 패턴의 제조 공정을 단순화할 수 있으며, 마스크의 제작을 용이하게 할 수 있으며, 복잡하고 미세한 박막 패턴을 형성할 수 있다.
도 1은 일반적인 박막 패턴의 제조 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 마스크를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 마스크 교체 유닛에 의해 선택적으로 공정 챔버에 로딩/언로딩되는 제 1 및 제 2 마스크를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 복수의 공정 챔버 중 어느 하나의 공정 챔버를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 복수의 공정 챔버 중 어느 하나의 공정 챔버를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 마스크를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치에서 마스크의 쉬프트를 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치를 이용한 박막 패턴의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치를 이용한 박막 패턴의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치는 로드락 챔버(LL), 트랜스퍼 챔버(TC), 복수의 공정 챔버(PC), 및 복수의 마스크 교체 유닛(MCU)을 포함하여 구성된다.
로드락 챔버(LL)는 외부로부터 공급되는 기판을 임시 보관하기 위한 적어도 하나의 기판 보관 슬롯(미도시), 및 기판의 출입을 위한 도어를 포함하여 구성된다.
트랜스퍼 챔버(TC)는 로드락 챔버(LL)에 접속된다. 이러한, 트랜스퍼 챔버(TC)는 로드락 챔버(LL)에 보관된 기판을 각 공정 챔버(PC)로 반송하거나, 각 공정 챔버(PC)의 기판을 로드락 챔버(LL)로 반송하는 기판 반송 장치(미도시)를 포함하여 구성된다.
복수의 공정 챔버(PC) 각각은 트랜스퍼 챔버(TC)에 접속되도록 설치된다. 이러한, 복수의 공정 챔버(PC)는 트랜스퍼 챔버(TC)로부터 반송된 기판을 지지하고, 복수의 마스크를 이용한 복수의 기상 증착 공정을 통해 기판 상에 박막 패턴을 형성한다. 여기서, 기상 증착 공정은 화학 기상 증착 공정(CVD) 또는 스퍼터링(Sputtering) 증착 공정이 될 수 있으며, 이하, 기상 증착 공정은 화학 기상 증착 공정(CVD)으로 가정하기로 한다. 이와 같은, 복수의 공정 챔버(PC) 각각에 대한 설명은 후술하기로 한다.
복수의 마스크 교체 유닛(MCU) 각각은, 도 4a 및 도 4b에 도시된 제 1 및 제 2 마스크(100, 200)를 교번적으로 공정 챔버(PC)에 로딩시킨다. 즉, 복수의 마스크 교체 유닛(MCU) 각각은 제 1 마스크(100)를 공정 챔버(PC)에 로딩시킨 후, 공정 챔버(PC)에서 제 1 마스크(100)를 이용한 기상 증착 공정이 완료되면, 공정 챔버(PC)에서 제 1 마스크(100)를 언로딩하고, 제 2 마스크(200)를 공정 챔버(PC)로 로딩시킨다.
제 1 마스크(100)는 금속, 세라믹, 또는 폴리머 등의 재질로 형성되며, 소정 형태로 배열되도록 형성된 복수의 제 1 개구 패턴(110), 및 복수의 제 1 마스크 정렬부(120)를 포함하여 구성된다.
복수의 제 1 개구 패턴(110)은 기판 상에 형성될 박막 패턴에 대응되는 형태를 가지도록 제 1 마스크(100)를 관통하여 형성된다. 이때, 복수의 제 1 개구 패턴(110) 각각은 제 1 마스크(100)의 수직 방향 및 수평 방향으로 설정된 거리(기판에 형성될 박막 패턴들의 이격 거리에 따라 동일하거나 동일하지 않을 있음)만큼 이격되도록 엇갈리는 형태로 배열된다. 즉, 복수의 제 1 개구 패턴(110) 각각은 설정된 거리만큼 이격되도록 제 1 마스크(100)의 제 1 열에 형성된 복수의 제 1 열의 개구 패턴(110a), 및 제 1 열에 형성된 복수의 제 1 열의 개구 패턴들(110a) 사이에 대응되도록 제 1 마스크(100)의 제 1 열 사이인 제 2 열에 형성된 복수의 제 2 열의 개구 패턴(110b)으로 구성된다. 이때, 인접한 제 1 열과 제 2 열 사이의 거리(A), 및 인접한 제 2 열과 제 1 열 사이의 거리(B) 각각은 기판에 형성될 박막 패턴들의 이격 거리에 따라 동일하거나 동일하지 않을 수 있다.
한편, 수직 방향 또는 열 방향에 형성된 각 제 1 개구 패턴(110)의 양 끝단은 상대적으로 넓은 면적을 가지도록 형성된다.
복수의 제 1 마스크 정렬부(120)는 제 1 마스크(100)의 각 모서리 부분에 "+" 또는 "*" 등의 형태를 가지도록 형성된다.
제 2 마스크(200)는 금속, 세라믹, 또는 폴리머 등의 재질로 형성되며, 소정 형태로 배열되도록 형성된 복수의 제 2 개구 패턴(210), 및 복수의 제 2 마스크 정렬부(220)를 포함하여 구성된다.
복수의 제 2 개구 패턴(210)은 기판 상에 형성될 박막 패턴에 대응되는 형태를 가지며, 복수의 제 1 개구 패턴(110)과 사이사이에 대응되도록 제 2 마스크(200)를 관통하여 형성된다. 이러한, 복수의 제 2 개구 패턴(210) 각각은 제 2 마스크(200)의 수직 방향 및 수평 방향으로 설정된 거리만큼 이격되도록 엇갈리는 형태로 배열된다. 즉, 복수의 제 2 개구 패턴(210) 각각은 설정된 거리만큼 이격되도록 제 2 마스크(200)의 제 1 열에 형성된 복수의 제 1 열의 개구 패턴(210a), 및 제 1 열에 형성된 복수의 제 1 열의 개구 패턴들(210a) 사이에 대응되도록 제 2 마스크(200)의 제 1 열 사이인 제 2 열에 형성된 복수의 제 2 열의 개구 패턴(210b)으로 구성된다. 이때, 인접한 제 1 열과 제 2 열 사이의 거리(A), 및 인접한 제 2 열과 제 1 열 사이의 거리(B) 각각은 기판에 형성될 박막 패턴들의 이격 거리에 따라 동일하거나 동일하지 않을 수 있다.
한편, 수직 방향 또는 열 방향에 형성된 각 제 2 개구 패턴(210)의 양 끝단은 상대적으로 넓은 면적을 가지도록 형성된다.
상술한 복수의 제 1 및 제 2 개구 패턴(110, 210)은 대각선 방향으로 서로 엇갈리도록 형성된다. 즉, 복수의 제 2 개구 패턴(210) 각각은 복수의 제 1 개구 패턴(110) 각각의 사이마다 형성된다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 마스크(100, 200)를 서로 겹칠 경우 각 마스크(100, 200)의 제 1 및 제 2 열에 형성된 개구 패턴들(110a, 210a)(110b, 210b) 각각은 하나의 박막 패턴을 형성하기 위한 개구 패턴이 된다.
복수의 제 2 마스크 정렬부(220)는 제 2 마스크(200)의 각 모서리 부분에 "+" 또는 "*" 등의 형태를 가지도록 형성된다.
한편, 제 1 및 제 2 마스크(100, 200)를 서로 대향되도록 중첩시킬 경우, 복수의 제 1 및 제 2 개구 패턴(110, 210) 각각의 끝단은 서로 중첩되는 것이 바람직하다. 즉, 제 1 마스크(100)와 기판 간의 정렬 정도와 제 2 마스크(200)와 기판 간의 정렬 정도에 따라 제 1 마스크(100)에 의해 형성되는 제 1 증착 패턴과 제 2 마스크(200)에 의해 형성되는 제 2 증착 패턴이 전기적으로 비접속되거나 박막 패턴의 저항 값이 달라질 수 있다. 이러한 문제점을 방지하기 위해 제 1 증착 패턴과 제 2 증착 패턴 각각의 끝단은 소정 면적으로 중첩되도록 형성된다.
도 5는 도 3에 도시된 복수의 공정 챔버 중 어느 하나의 공정 챔버를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5를 도 3 내지 도 4b를 결부하면, 공정 챔버(PC)는 플라즈마 증착 공정을 위한 반응 공간을 제공한다. 이러한, 공정 챔버(PC)에는 기판 지지 부재(310), 샤워 헤드(320), 마스크 지지 부재(330), 및 복수의 정렬 비전(340)이 설치된다.
기판 지지 부재(310)는 트랜스퍼 챔버(TC)로부터 로딩되는 기판(300)을 지지한다.
샤워 헤드(320)는 공정 챔버(TC)의 상부를 관통하는 가스 공급관(322)에 연통되도록 공정 챔버(TC)의 상부에 설치되어 가스 공급관(322)으로부터 공급되는 공정 가스를 기판(300) 상의 반응 공간에 분사한다. 또한, 샤워 헤드(320)에는 반응 공간에 플라즈마를 형성하기 위한 고주파 전력이 공급된다.
마스크 지지 부재(330)는, 도 5의 확대도와 같이, 마스크 지지 프레임(332), 및 마스크 정렬 수단(334)을 포함하여 구성된다.
마스크 지지 프레임(332)은 마스크 교체 유닛(MCU)에 의해 로딩되는 제 1 마스크(100) 또는 제 2 마스크(200)를 지지한다.
마스크 정렬 수단(334)은 마스크 지지 프레임(332)에 설치되어 마스크 지지 프레임(332)에 지지된 마스크(100, 200)의 위치를 정렬하여 기판 지지 부재(310)에 안착된 기판(300)과 마스크(100, 200)의 위치를 정렬한다.
복수의 정렬 비전(340) 각각은 제 1 마스크(100) 또는 제 2 마스크(200)에 형성된 마스크 정렬부(120, 220) 각각에 대응되도록 공정 챔버(PC)의 상부 외벽에 설치된다. 이러한, 복수의 정렬 비전(340) 각각은 마스크 지지 부재(330)에 지지된 제 1 마스크(100) 또는 제 2 마스크(200)에 형성된 마스크 정렬부(120, 220)와 기판(300)에 형성된 기판 정렬부(미도시)를 촬상함으로써 기판(300)과 마스크(100, 200)가 정렬되도록 한다. 즉, 마스크 정렬 수단(334)은 복수의 정렬 비전(340) 각각에 의해 촬상된 촬상 정보에 따라 마스크(100, 200)의 위치를 정렬하여 마스크 정렬부(120, 220)를 기판 정렬부에 일치시킴으로써 기판(300)과 마스크(100, 200)를 정렬시킨다.
이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치는 기판(300)을 기판 지지 부재(310)에 안착시킨 후, 제 1 마스크(100)를 공정 챔버(PC)에 로딩하여 제 1 마스크(100)와 기판(300)을 정렬한 다음, 반응 공간에 플라즈마를 형성함으로써 제 1 마스크(100)에 형성된 복수의 제 1 개구 패턴(110)을 통과하는 박막 물질을 기판(300) 상에 증착시켜 기판(300) 상에 소정 형태의 제 1 증착 패턴을 형성한다.
그런 다음, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치는 제 1 마스크(100)를 공정 챔버(PC)에서 언로딩한 후, 제 2 마스크(200)를 공정 챔버(PC)에 로딩하여 제 2 마스크(200)와 기판(300)을 정렬한 다음, 반응 공간에 플라즈마를 형성함으로써 제 2 마스크(200)에 형성된 복수의 제 2 개구 패턴(210)을 통과하는 박막 물질을 기판(300) 상에 증착시켜 기판(300) 상에 소정 형태의 제 2 증착 패턴을 형성한다. 이때, 제 2 증착 패턴 각각의 양 끝단은 상하로 인접한 제 1 증착 패턴의 끝단에 중첩되도록 형성된다.
따라서, 기판(300) 상에는 복수의 제 1 증착 패턴 각각과 복수의 제 2 증착 패턴 각각이 서로 연결된 복수의 박막 패턴이 형성된다.
상술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치는 서로 엇갈리는 개구 패턴(110, 210)을 가지는 서로 다른 제 1 및 제 2 마스크(100, 200)를 이용한 2회의 기상 증착 공정을 통해 기판(300) 상에 박막 패턴(TP)을 형성함으로써 박막 패턴의 제조 공정을 단순화할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치는 기판(300) 상에 형성될 박막 패턴을 복수로 분할하는 개구 패턴을 가지는 제 1 및 제 2 마스크(100, 200)를 이용한 여러 번의 기상 증착 공정을 통해 박막 패턴을 형성함으로써 마스크의 제작을 용이하게 할 수 있으며, 복잡하고 미세한 박막 패턴을 형성할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치에서는 2개의 마스크(100, 200)를 이용한 2회의 기상 증착 공정을 통해 기판(300) 상에 박막 패턴(TP)을 형성하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 대각선 방향으로 엇갈리는 복수의 개구 패턴이 형성된 N개(단, N은 2이상의 자연수)의 마스크를 이용한 M회(단, M은 N인 자연수)의 기상 증착 공정을 통해 기판(300) 상에 박막 패턴(TP)을 형성할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치는 로드락 챔버(LL), 트랜스퍼 챔버(TC), 및 복수의 공정 챔버(PC)을 포함하여 구성된다.
로드락 챔버(LL)는 외부로부터 공급되는 기판을 임시 보관하기 위한 적어도 하나의 기판 보관 슬롯(미도시), 및 기판의 출입을 위한 도어를 포함하여 구성된다.
트랜스퍼 챔버(TC)는 로드락 챔버(LL)에 접속된다. 이러한, 트랜스퍼 챔버(TC)는 로드락 챔버(LL)에 보관된 기판을 각 공정 챔버(PC)로 반송하거나, 각 공정 챔버(PC)의 기판을 로드락 챔버(LL)로 반송하는 기판 반송 장치(미도시)를 포함하여 구성된다.
복수의 공정 챔버(PC) 각각은 트랜스퍼 챔버(TC)에 접속되도록 설치되어 기상 증착 공정을 위한 반응 공간을 제공한다. 이러한, 복수의 공정 챔버(PC)는 트랜스퍼 챔버(TC)로부터 반송된 기판을 지지하고, 마스크를 이용한 복수의 기상 증착 공정을 통해 기판 상에 박막 패턴을 형성한다. 이를 위해, 복수의 공정 챔버(PC) 각각은, 도 7에 도시된 바와 같이, 기판 지지 부재(410), 샤워 헤드(420), 마스크(500), 마스크 지지 부재(430), 및 복수의 정렬 비전(440)을 포함하여 구성된다.
기판 지지 부재(410)는 트랜스퍼 챔버(TC)로부터 로딩되는 기판(300)을 지지한다.
샤워 헤드(420)는 공정 챔버(TC)의 상부를 관통하는 가스 공급관(422)에 연통되도록 공정 챔버(TC)의 상부에 설치되어 가스 공급관(422)으로부터 공급되는 공정 가스를 기판(300) 상의 반응 공간에 분사한다. 또한, 샤워 헤드(420)에는 반응 공간에 플라즈마를 형성하기 위한 고주파 전력이 공급된다.
마스크(500)는 금속, 세라믹, 또는 폴리머 등의 재질로 형성되어 기상 증착 공정에 의해 박막 물질이 기판(300) 상에 소정의 형태로 증착되도록 한다. 이를 위해, 마스크(500)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 소정 간격으로 형성된 복수의 개구 패턴(510), 복수의 제 1 및 제 2 마스크 정렬부(520, 530)를 포함하여 구성된다.
복수의 개구 패턴(510)은 기판 상에 형성될 박막 패턴에 대응되는 형태를 가지도록 마스크(500)를 관통하여 형성된다. 이때, 복수의 개구 패턴(510) 각각은 마스크(500)의 수직 방향 및 수평 방향으로 설정된 거리(기판에 형성될 박막 패턴들의 이격 거리에 따라 동일하거나 동일하지 않을 있음)만큼 이격되도록 엇갈리는 형태로 배열된다. 즉, 복수의 개구 패턴(510) 각각은 설정된 거리만큼 이격되도록 마스크(500)의 제 1 열에 형성된 복수의 제 1 열의 개구 패턴(510a), 및 제 1 열에 형성된 복수의 제 1 열의 개구 패턴들(510a) 사이에 대응되도록 마스크(500)의 제 1 열 사이인 제 2 열에 형성된 복수의 제 2 열의 개구 패턴(510b)으로 구성된다. 이때, 인접한 제 1 열과 제 2 열 사이의 거리(A), 및 인접한 제 2 열과 제 1 열 사이의 거리(B) 각각은 기판에 형성될 박막 패턴들의 이격 거리에 따라 동일하거나 동일하지 않을 수 있다.
한편, 수직 방향 또는 열 방향에 형성된 각 개구 패턴(510)의 양 끝단은 상대적으로 넓은 면적을 가지도록 형성된다.
복수의 제 1 마스크 정렬부(520)는 마스크(500)의 각 모서리 부분에 "+" 또는 "*" 등의 형태를 가지도록 형성된다.
복수의 제 2 마스크 정렬부(530)는 복수의 제 1 마스크 정렬부(520) 각각으로부터 소정 간격으로 이격되도록 "+" 또는 "*" 등의 형태로 형성된다. 이때, 제 1 마스크 정렬부(520)와 제 2 마스크 정렬부(530)는 수평 방향으로 인접한 개구 패턴(510) 사이의 거리에 대응되도록 서로 이격된다.
마스크 지지 부재(430)는, 도 7의 확대도와 같이, 마스크 지지 프레임(432), 및 마스크 정렬 수단(434)을 포함하여 구성된다.
마스크 지지 프레임(432)은 마스크(500)를 지지한다.
마스크 정렬 수단(434)은 마스크 지지 프레임(432)에 설치되어 마스크 지지 프레임(432)에 지지된 마스크(500)를 제 1 기상 증착 공정 위치 또는 제 2 기상 증착 공정 위치로 정렬한다. 즉, 마스크 정렬 수단(434)은 제 1 기상 증착 공정시 마스크(500)에 형성된 복수의 제 1 마스크 정렬부(520)에 기초해 마스크(500)의 위치를 정렬하여 기판 지지 부재(410)에 안착된 기판(300)과 마스크(500)의 위치를 정렬한다. 또, 마스크 정렬 수단(434)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 제 2 기상 증착 공정시 마스크(500)에 형성된 복수의 제 2 마스크 정렬부(530)에 기초해 마스크(500)를 소정 간격으로 쉬프트시킴과 아울러 마스크(500)의 위치를 정렬하여 기판(300)과 마스크(500)의 위치를 정렬한다.
복수의 정렬 비전(440) 각각은 마스크(500)에 형성된 복수의 제 1 마스크 정렬부(520) 각각에 대응되도록 공정 챔버(PC)의 상부 외벽에 설치된다.
복수의 정렬 비전(440) 각각은 제 1 기상 증착 공정시 마스크(500)에 형성된 제 1 마스크 정렬부(520)와 기판(300)에 형성된 기판 정렬부(미도시)를 촬상함으로써 기판(300)과 마스크(500)가 정렬되도록 한다. 이에 따라, 마스크 정렬 수단(434)은 복수의 정렬 비전(440) 각각에 의해 촬상된 촬상 정보에 따라 마스크(500)의 위치를 정렬하여 제 1 마스크 정렬부(520)를 기판 정렬부에 일치시킴으로써 기판(300)과 마스크(500)를 정렬시킨다.
또한, 복수의 정렬 비전(440) 각각은 제 2 기상 증착 공정시 마스크(500)에 형성된 제 2 마스크 정렬부(530)와 기판(300)에 형성된 기판 정렬부를 촬상함으로써 기판(300)과 마스크(500)가 정렬되도록 한다. 이에 따라, 마스크 정렬 수단(434)은 복수의 정렬 비전(440) 각각에 의해 촬상된 촬상 정보에 따라 마스크(500)의 위치를 정렬하여 제 2 마스크 정렬부(530)를 기판 정렬부에 일치시킴으로써 기판(300)과 마스크(500)를 정렬시킨다.
이와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치는 기판(300)을 기판 지지 부재(410)에 안착시킨 후, 마스크(500)의 제 1 마스크 정렬부(520)를 이용해 마스크(500)와 기판(300)을 정렬한 다음, 반응 공간에 플라즈마를 형성함으로써 마스크(500)에 형성된 복수의 개구 패턴(510)을 통과하는 박막 물질을 기판(300) 상에 증착시켜 기판(300) 상에 소정 형태의 제 1 증착 패턴을 형성한다.
그런 다음, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치는 마스크 정렬 수단(430)을 통해 마스크(500)를 소정 거리로 쉬프트시킴과 아울러 마스크(500)의 제 2 마스크 정렬부(530)를 이용해 마스크(500)와 기판(300)을 정렬한 다음, 반응 공간에 플라즈마를 형성함으로써 마스크(500)에 형성된 복수의 개구 패턴(510)을 통과하는 박막 물질을 기판(300) 상에 증착시켜 기판(300) 상에 소정 형태의 제 2 증착 패턴을 형성한다. 이때, 제 2 증착 패턴 각각의 양 끝단은 상하로 인접한 제 1 증착 패턴의 끝단에 중첩되도록 형성된다.
따라서, 기판(300) 상에는 복수의 제 1 증착 패턴 각각과 복수의 제 2 증착 패턴 각각이 서로 연결된 복수의 박막 패턴이 형성된다.
상술한 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치는 쉬프트되는 하나의 마스크(500)를 이용한 2회의 기상 증착 공정을 통해 기판(300) 상에 박막 패턴(TP)을 형성함으로써 박막 패턴(TP)의 제조 공정을 단순화할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치는 기판(300) 상에 형성될 박막 패턴을 복수로 분할하는 개구 패턴을 가지는 마스크(500)를 이용한 여러 번의 기상 증착 공정을 통해 박막 패턴을 형성함으로써 마스크의 제작을 용이하게 할 수 있으며, 복잡하고 미세한 박막 패턴을 형성할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치에서는 하나의 마스크(500)를 이용한 2회의 기상 증착 공정을 통해 기판(300) 상에 박막 패턴(TP)을 형성하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 대각선 방향으로 엇갈리는 복수의 개구 패턴이 형성된 하나의 마스크를 이용한 i회(단, i≥2인 자연수)의 기상 증착 공정을 통해 기판(300) 상에 박막 패턴(TP)을 형성할 수도 있다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치를 이용한 박막 패턴의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 내지 도 10d를 도 5와 결부하여 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 방법을 단계적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 10a에 도시된 바와 같이, 기판(300)을 공정 챔버(PC)의 기판 지지 부재(310)에 안착시킨 후, 마스크 교체 유닛(MCU)을 통해 공정 챔버(PC)의 마스크 지지 부재(330)에 제 1 마스크(100)를 로딩한 다음, 마스크 지지 부재(330)의 마스크 정렬 수단(334)과 정렬 비전(340)을 이용해 제 1 마스크(100)에 형성된 복수의 제 1 마스크 정렬부(120)와 기판(300)에 형성된 기판 정렬부(302)의 위치를 정렬하여 제 1 마스크(100)와 기판(300)을 정렬한다.
그런 다음, 도 10b에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(PC)의 반응 공간에 플라즈마를 형성함으로써 제 1 마스크(100)에 형성된 복수의 제 1 개구 패턴(110)을 통과하는 박막 물질을 기판(300) 상에 증착시켜 기판(300) 상에 소정 형태의 제 1 증착 패턴(DP1)을 형성한다.
그런 다음, 도 10c에 도시된 바와 같이, 마스크 교체 유닛(MCU)을 통해 공정 챔버(PC)에서 제 1 마스크(100)를 언로딩한 후, 공정 챔버(PC)의 마스크 지지 부재(330)에 제 2 마스크(200)를 로딩한 다음, 마스크 정렬 수단(334)과 정렬 비전(340)을 이용해 제 2 마스크(200)에 형성된 복수의 제 2 마스크 정렬부(220)와 기판(300)에 형성된 기판 정렬부(302)의 위치를 정렬하여 제 2 마스크(200)와 기판(300)을 정렬한다.
그런 다음, 도 10d에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(PC)의 반응 공간에 플라즈마를 형성함으로써 제 2 마스크(200)에 형성된 복수의 제 2 개구 패턴(210)을 통과하는 박막 물질을 기판(300) 상에 증착시켜 기판(300) 상에 소정 형태의 제 2 증착 패턴(DP2)을 형성한다. 이때, 제 2 증착 패턴(DP2) 각각의 양 끝단은 상하로 인접한 제 1 증착 패턴(DP1)의 끝단에 중첩된다.
따라서, 기판(300) 상에는 복수의 제 1 증착 패턴(DP1) 각각과 복수의 제 2 증착 패턴(DP2) 각각이 서로 연결된 복수의 박막 패턴(TP)이 형성된다.
상술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 방법은 서로 엇갈리는 개구 패턴(110, 210)을 가지는 서로 다른 제 1 및 제 2 마스크(100, 200)를 이용한 2회의 기상 증착 공정을 통해 기판(300) 상에 박막 패턴(TP)을 형성함으로써 박막 패턴의 제조 공정을 단순화할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 방법에서는 2개의 마스크(100, 200)를 이용한 2회의 기상 증착 공정을 통해 기판(300) 상에 박막 패턴(TP)을 형성하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 대각선 방향으로 엇갈리는 복수의 개구 패턴이 형성된 N개(단, N은 2이상의 자연수)의 마스크를 이용한 M회(단, M은 N인 자연수)의 기상 증착 공정을 통해 기판(300) 상에 박막 패턴(TP)을 형성할 수도 있다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 장치를 이용한 박막 패턴의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 내지 도 11d를 도 7 및 도 9와 결부하여 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 방법을 단계적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 11a의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 기판(300)을 공정 챔버(PC)의 기판 지지 부재(410)에 안착시킨 후, 마스크 지지 부재(430)의 마스크 정렬 수단(434)과 정렬 비전(440)을 이용해 마스크(500)에 형성된 복수의 제 1 마스크 정렬부(520)와 기판(300)에 형성된 기판 정렬부(302)의 위치를 정렬하여 마스크(500)와 기판(300)을 정렬한다.
그런 다음, 도 11b의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(PC)의 반응 공간에 플라즈마를 형성함으로써 마스크(500)에 형성된 복수의 개구 패턴(510)을 통과하는 박막 물질을 기판(300) 상에 증착시켜 기판(300) 상에 소정 형태의 제 1 증착 패턴(DP1)을 형성한다.
그런 다음, 도 11c의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 마스크 정렬 수단(434)을 이용하여 마스크 지지 프레임(432)에 지지된 마스크(500)를 소정 거리(D) 만큼 수평 방향으로 쉬프트시킨다. 이때, 쉬프트되는 마스크(500)의 소정 거리(D)는 대각선 방향으로 인접한 2개의 개구 패턴(510) 사이의 거리 또는 마스크(500)의 제 1 열과 제 2 열 사이의 거리에 대응된다.
이어, 마스크 정렬 수단(434)과 정렬 비전(340)을 이용해 마스크(500)에 형성된 복수의 제 2 마스크 정렬부(530)와 기판(300)에 형성된 기판 정렬부(302)의 위치를 정렬하여 마스크(500)와 기판(300)을 정렬한다. 이때, 쉬프트된 마스크(500)의 각 개구 패턴(510)의 양 가장자리 부분은 기판(300)에 형성된 제 1 증착 패턴(DP1)과 중첩된다.
그런 다음, 도 11d의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(PC)의 반응 공간에 플라즈마를 형성함으로써 마스크(500)에 형성된 복수의 개구 패턴(510)을 통과하는 박막 물질을 기판(300) 상에 증착시켜 기판(300) 상에 소정 형태의 제 2 증착 패턴(DP2)을 형성한다. 이때, 제 2 증착 패턴(DP2)은 상하로 인접한 제 1 증착 패턴(DP1)의 끝단에 중첩되도록 형성된다.
따라서, 기판(300) 상에는 복수의 제 1 증착 패턴(DP1) 각각과 복수의 제 2 증착 패턴(DP2) 각각이 서로 연결된 복수의 박막 패턴(TP)이 형성된다. 이때, 기판(300) 상의 제 1 열에 형성된 박막 패턴(TP) 각각은 마스크(500)의 제 1 열의 개구 패턴(510a)에 의해 형성된 복수의 제 1 증착 패턴(DP1)과 마스크(500)의 제 2 열의 개구 패턴(510b)에 의해 형성된 복수의 제 2 증착 패턴(DP2)에 의해 형성되고, 기판(300) 상의 제 2 열에 형성된 박막 패턴(TP) 각각은 마스크(500)의 제 2 열의 개구 패턴(510b)에 의해 형성된 복수의 제 1 증착 패턴(DP1)과 마스크(500)의 제 1 열의 개구 패턴(510a)에 의해 형성된 복수의 제 2 증착 패턴(DP2)에 의해 형성된다.
상술한 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 방법은 쉬프트되는 하나의 마스크(500)를 이용한 2회의 기상 증착 공정을 통해 기판(300) 상에 박막 패턴(TP)을 형성함으로써 박막 패턴(TP)의 제조 공정을 단순화할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막 패턴의 제조 방법에서는 하나의 마스크(500)를 이용한 2회의 기상 증착 공정을 통해 기판(300) 상에 박막 패턴(TP)을 형성하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 대각선 방향으로 엇갈리는 복수의 개구 패턴이 형성된 하나의 마스크를 이용한 i회(단, i≥2인 자연수)의 기상 증착 공정을 통해 기판(300) 상에 박막 패턴(TP)을 형성할 수도 있다.
다른 한편, 상술한 본 발명의 실시 예들에 따른 박막 패턴의 제조 장치 및 제조 방법에서는 기판(300)의 상부에 마스크(100, 200, 500)를 배치하여 기상 증착 공정을 수행하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 기판(300)의 하부에 마스크(100, 200, 500)를 배치하거나, 기판(300)과 마스크(100, 200, 500)를 수직하게 배치하여 기상 증착 공정을 수행할 수도 있다.
또한, 상술한 본 발명의 실시 예들에 따른 박막 패턴의 제조 장치 및 제조 방법에서는 기판(300) 상에 박막 패턴(TP)을 형성하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 상술한 본 발명의 실시 예들에 따른 박막 패턴의 제조 장치 및 제조 방법은 기판(300) 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 반도체 소자의 제조 공정 또는 디스플레이 장치의 제조 방법에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 상술한 본 발명은 디스플레이 패널에 형성되는 게이트층, 게이트 절연층, 소스/드레인층, 데이터 라인 또는 게이트 라인 등을 형성하는데 적용될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100, 200, 500: 마스크 110, 210, 510: 개구 패턴
120, 220, 520, 530: 마스크 정렬부 300: 기판
310, 410: 기판 지지 부재 330, 430: 마스크 지지 부재
332, 432: 마스크 지지 프레임 334, 434: 마스크 정렬 수단

Claims (25)

  1. 공정 챔버에 설치된 기판 지지 부재에 기판을 안착시키는 공정; 및
    소정 형태로 배열되도록 형성된 개구 패턴을 가지는 N(단, N은 자연수)개의 마스크를 이용한 복수회의 기상 증착 공정을 통해 상기 기판 상에 박막 패턴을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지며,
    상기 박막 패턴은 상기 마스크의 개구 패턴을 통과하여 서로 연결되도록 상기 기판 상에 증착되는 복수개의 증착 패턴에 의해 형성되고,
    상기 N개의 마스크는 복수개의 증착 패턴이 서로 중첩되어서 연결되도록 상기 개구 패턴의 양 끝단이 상대적으로 넓은 면적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구 패턴은 상기 마스크의 수직 방향 및 수평 방향으로 설정된 거리만큼 이격되도록 엇갈리는 형태로 배열된 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구 패턴은,
    설정된 거리만큼 이격되도록 상기 마스크의 제 1 열에 형성된 복수개의 제 1 열의 개구 패턴; 및
    상기 제 1 열에 형성된 상기 복수개의 제 1 열의 개구 패턴들 사이에 대응되도록 상기 마스크의 제 1 열 사이인 상기 마스크의 제 2 열에 형성된 복수개의 제 2 열의 개구 패턴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막 패턴은 서로 다른 제 1 및 제 2 마스크를 이용한 2회의 기상 증착 공정에 의해 상기 기판 상에 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판 상에 박막 패턴을 형성하는 공정은,
    상기 제 1 마스크를 상기 공정 챔버에 로딩시켜 상기 제 1 마스크와 상기 기판의 위치를 정렬하는 공정;
    상기 제 1 마스크를 이용한 기상 증착 공정을 통해 상기 제 1 마스크의 개구 패턴에 대응되는 상기 기판 상에 제 1 증착 패턴을 형성하는 공정;
    상기 공정 챔버에서 상기 제 1 마스크를 언로딩시키는 공정;
    상기 제 2 마스크를 상기 공정 챔버에 로딩시켜 상기 제 2 마스크와 상기 기판의 위치를 정렬하는 공정; 및
    상기 제 2 마스크를 이용한 기상 증착 공정을 통해 상기 제 2 마스크의 개구 패턴에 대응되는 상기 기판 상에 제 2 증착 패턴을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지며,
    상기 박막 패턴은 서로 연결되도록 중첩되는 상기 제 1 증착 패턴과 상기 제 2 증착 패턴에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막 패턴은 하나의 마스크를 이용한 2회의 기상 증착 공정에 의해 상기 기판 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판 상에 박막 패턴을 형성하는 공정은,
    상기 마스크와 상기 기판의 위치를 정렬하는 공정;
    상기 마스크를 이용한 기상 증착 공정을 통해 상기 마스크의 개구 패턴에 대응되는 상기 기판 상에 제 1 증착 패턴을 형성하는 공정;
    상기 마스크를 소정 거리만큼 쉬프트시켜 상기 마스크와 상기 기판의 위치를 정렬하는 공정; 및
    상기 쉬프트된 마스크를 이용한 기상 증착 공정을 통해 상기 마스크의 개구 패턴에 대응되는 상기 기판 상에 제 2 증착 패턴을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지며,
    상기 박막 패턴은 서로 연결되도록 중첩되는 상기 제 1 증착 패턴과 상기 제 2 증착 패턴에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 방법.
  9. 제 6 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 증착 패턴과 상기 제 2 증착 패턴이 중첩되는 부분은 상대적으로 넓은 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 방법.
  10. 기상 증착 공정을 수행하기 위한 반응 공간을 제공하는 공정 챔버에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지 부재;
    소정 형태로 배열되도록 형성된 개구 패턴을 가지는 N(단, N은 자연수)개의 마스크가 순차적으로 로딩 및 언로딩되는 마스크 지지 부재;
    상기 마스크 지지 부재 상에 설치되어 상기 기판 상에 박막 패턴을 형성하기 위한 공정 가스를 상기 반응 공간에 분사하는 샤워 헤드를 포함하여 구성되며,
    상기 박막 패턴은 상기 N개의 마스크를 이용한 복수회의 기상 증착 공정에 따라 상기 각 마스크의 개구 패턴을 통과하여 서로 연결되도록 상기 기판 상에 증착되는 복수개의 증착 패턴에 의해 형성되고,
    상기 N개의 마스크는 복수개의 증착 패턴이 서로 중첩되어서 연결되도록 상기 개구 패턴의 양 끝단이 상대적으로 넓은 면적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 장치.
  11. 기판을 임시 보관하는 로드락 챔버;
    상기 로드락 챔버에 보관된 기판을 반송하는 트랜스퍼 챔버;
    소정 형태로 배열되도록 형성된 개구 패턴을 가지는 N(단, N은 자연수)개의 마스크를 이용한 복수회의 기상 증착 공정을 통해 상기 트랜스퍼 챔버로부터 공급되는 기판 상에 박막 패턴을 형성하는 복수개의 공정 챔버; 및
    상기 N개의 마스크를 상기 복수개의 공정 챔버 각각에 순차적으로 로딩 및 언로딩시키는 마스크 교체 유닛을 포함하여 구성되며,
    상기 박막 패턴은 상기 각 마스크의 개구 패턴을 통과하여 서로 연결되도록 상기 기판 상에 증착되는 복수개의 증착 패턴에 의해 형성되고,
    상기 N개의 마스크는 복수개의 증착 패턴이 서로 중첩되어서 연결되도록 상기 개구 패턴의 양 끝단이 상대적으로 넓은 면적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 장치.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 각 공정 챔버는,
    상기 기판을 지지하는 기판 지지 부재;
    상기 마스크 교체 유닛에 의해 순차적으로 로딩 및 언로딩되는 상기 마스크를 지지하는 마스크 지지 부재; 및
    상기 마스크 지지 부재 상에 설치되어 상기 기판 상에 박막 패턴을 형성하기 위한 공정 가스를 분사하는 샤워 헤드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 장치.
  14. 제 10 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 박막 패턴은 서로 다른 제 1 및 제 2 마스크를 이용한 2회의 기상 증착 공정에 의해 상기 기판 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 마스크 지지 부재는,
    상기 마스크를 지지하는 마스크 지지 프레임; 및
    상기 마스크 지지 프레임에 설치되며, 상기 제 1 마스크와 상기 기판의 위치를 정렬하거나, 상기 제 2 마스크와 상기 기판의 위치를 정렬하는 마스크 정렬 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 장치.
  16. 기상 증착 공정을 수행하기 위한 반응 공간을 제공하는 공정 챔버에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지 부재;
    소정 형태로 배열되도록 형성된 개구 패턴을 가지는 마스크;
    상기 마스크를 지지함과 아울러 상기 마스크를 소정 거리만큼 선택적으로 쉬프트시키는 마스크 지지 부재;
    상기 마스크 지지 부재 상에 설치되어 상기 기판 상에 박막 패턴을 형성하기 위한 공정 가스를 상기 반응 공간에 분사하는 샤워 헤드를 포함하여 구성되며,
    상기 박막 패턴은 상기 마스크를 이용한 i(단, i≥2인 자연수)회의 기상 증착 공정에 의해 상기 마스크의 개구 패턴을 통과하여 서로 연결되도록 상기 기판 상에 증착되는 i개의 증착 패턴에 의해 형성되고,
    상기 마스크는 i개의 증착 패턴이 서로 중첩되어서 연결되도록 상기 개구 패턴의 양 끝단이 상대적으로 넓은 면적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 장치.
  17. 기판을 임시 보관하는 로드락 챔버;
    상기 로드락 챔버에 보관된 기판을 반송하는 트랜스퍼 챔버;
    소정 형태로 배열되도록 형성된 개구 패턴을 가지는 마스크를 이용한 i(단, i≥2인 자연수)회의 기상 증착 공정을 통해 상기 트랜스퍼 챔버로부터 공급되는 기판 상에 박막 패턴을 형성하는 복수개의 공정 챔버를 포함하여 구성되며,
    상기 박막 패턴은 상기 마스크의 개구 패턴을 통과하여 서로 연결되도록 상기 기판 상에 증착되는 i개의 증착 패턴에 의해 형성되고,
    상기 마스크는 i개의 증착 패턴이 서로 중첩되어서 연결되도록 상기 개구 패턴의 양 끝단이 상대적으로 넓은 면적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 장치.
  18. 제 10 항, 제 11 항, 제 16 항, 및 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개구 패턴은 상기 마스크의 수직 방향 및 수평 방향으로 설정된 거리만큼 이격되도록 엇갈리는 형태로 배열된 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 장치.
  19. 제 10 항, 제 11 항, 제 16 항, 및 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개구 패턴은,
    설정된 거리만큼 이격되도록 상기 마스크의 제 1 열에 형성된 복수개의 제 1 열의 개구 패턴; 및
    상기 제 1 열에 형성된 상기 복수개의 제 1 열의 개구 패턴들 사이에 대응되도록 상기 마스크의 제 1 열 사이인 상기 마스크의 제 2 열에 형성된 복수개의 제 2 열의 개구 패턴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 장치.
  20. 삭제
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 각 공정 챔버는,
    상기 기판을 지지하는 기판 지지 부재;
    상기 마스크를 지지함과 아울러 상기 마스크를 소정 거리만큼 선택적으로 쉬프트시키는 마스크 지지 부재; 및
    상기 마스크 지지 부재 상에 설치되어 상기 기판 상에 박막 패턴을 형성하기 위한 공정 가스를 분사하는 샤워 헤드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 장치.
  22. 제 16 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 박막 패턴은 하나의 상기 마스크를 이용한 2회의 기상 증착 공정을 통해 상기 기판 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 마스크는,
    복수개의 제 1 마스크 정렬부; 및
    상기 마스크의 쉬프트 거리만큼 상기 복수개의 제 1 마스크 정렬부 각각으로부터 이격된 복수개의 제 2 마스크 정렬부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 마스크 지지 부재는,
    상기 마스크를 지지하는 마스크 지지 프레임; 및
    상기 마스크 지지 프레임에 설치되며, 상기 제 1 마스크 정렬부를 기준으로 상기 마스크와 상기 기판의 위치를 정렬하거나, 상기 마스크를 소정 거리만큼 쉬프트시켜 상기 제 2 마스크 정렬부를 기준으로 상기 마스크와 상기 기판의 위치를 정렬하는 마스크 정렬 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 장치.
  25. 제 10 항, 제 11 항, 제 16 항, 및 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정 챔버에 설치되어 상기 마스크와 상기 기판의 위치를 촬상하기 위한 복수개의 정렬 비전을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 장치.
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