KR101833264B1 - 정전척을 이용한 기판 얼라인 장치 및 이를 포함하는 증착장치 - Google Patents

정전척을 이용한 기판 얼라인 장치 및 이를 포함하는 증착장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판의 서로 대향하는 양단부를 각각 지지하는 한 쌍의 기판 지지부를 포함하는 기판 홀더와; 상기 기판에 부(-)모멘트가 발생하도록 하중을 가하여 상기 기판에 솟음(camber)을 유도하는 솟음유도부와; 상기 기판 상부에 위치하며 하강에 따라 정전기의 힘에 의해 상기 기판이 부착되는 정전척과; 상기 기판 하면에 대향하여 배치되는 마스크를 홀딩하는 마스크 홀더를 포함하는, 정전척을 구비하는 기판 얼라인 장치가 제공된다.

Description

정전척을 이용한 기판 얼라인 장치 및 이를 포함하는 증착장치{Appratus for aligning substrate using electrostatic chuck and Appratus of deposition having the same}
본 발명은 정전척을 이용한 기판 얼라인 장치 및 이를 포함하는 증착장치에 관한 것이다.
최근 디스플레이 소자로 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel, PDP), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diodes, OLED) 등 평판 표시 소자(Flat Panel Display)가 널리 이용되고 있다. 이러한 평판 표지 소자는 유리기판에 일정 패턴으로 금속박막이나 유기박막을 증착하는 증착공정 등의 일련의 공정을 진행하여 제조된다.
금속박막이나 유기박막의 증착은 진공열증착방법에 의해 이루어질 수 있는데, 진공열증착방법은 진공챔버 내에 기판을 배치하고, 일정 패턴이 형성된 마스크와 기판을 얼라인(align)하고 합착시킨 후, 증발물질이 담겨 있는 증발원에 열을 가하여 증발원에서 승화되는 증발물질을 기판 상에 증착하는 방식으로 이루어진다.
따라서, 기판과 마스크를 얼라인하는 공정은 이후 증착공정에 있어서 초석이 되므로 그 정밀도를 높이는 것은 매우 중요하다.
그런데, 유리기판에 금속박막이나 유기박막을 증착하기 위해서는 유리기판의 증착면이 노출되도록 유리기판 양단부를 지지하여야 하는데, 최근 평판 표지 소자가 대형화됨에 따라 유리기판이 대형화되어 유리기판의 중앙부에 큰 처짐이 발생하여 기판과 마스크의 얼라인 과정에서 오차가 발생할 수 있고 이에 따라 증착의 정밀도가 떨어져 유기발광소자의 수율이 저하되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 10-0759578호(2007. 09. 18 공고)
본 발명은 기판 로딩 시 발생하는 처짐에 대해 상향으로 솟음(camber)를 주고 기판이 솟은 상태에서 기판을 정전척에 부착하여 기판과 마스크를 얼라인함으로써 얼라인 정밀도를 높일 수 있는 정전척을 이용한 기판 얼라인 장치 및 이를 포함하는 증착장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판의 서로 대향하는 양단부를 각각 지지하는 한 쌍의 기판 지지부를 포함하는 기판 홀더와; 상기 기판에 부(-)모멘트가 발생하도록 하중을 가하여 상기 기판에 솟음(camber)을 유도하는 솟음유도부와; 상기 기판 상부에 위치하며 하강에 따라 정전기의 힘에 의해 상기 기판이 부착되는 정전척과; 상기 기판 하면에 대향하여 배치되는 마스크를 홀딩하는 마스크 홀더를 포함하는, 정전척을 구비하는 기판 얼라인 장치가 제공된다.
상기 기판 얼라인 장치는, 상기 정전척 상부에 위치하고, 판 상으로 자력을 제공하며 하강에 따라 상기 마스크가 부착되어 상기 기판과 상기 마스크를 합착하는 마그넷 플레이트를 더 포함할 수 있다.
상기 솟음유도부는, 상기 기판의 양단이 외측으로 돌출되도록 상기 기판의 양단부를 지지하며 상기 한 쌍의 기판 지지부에 각각 결합되는 지지점과; 상기 지지점에서 돌출되는 상기 기판의 양단을 각각 가압하는 가압유닛을 포함할 수 있다.
상기 지지점은, 상기 기판의 단부에서 중앙부를 향하여 상향의 빗면을 갖는 쐐기 모양의 캠버지점을 포함할 수 있다.
상기 가압유닛은, 하강에 따라 상기 기판의 단부를 가압하는 가압로드와; 상기 가압로드를 승강시키는 승강부를 포함하되, 상기 가압로드는, 상기 승강부에 결합되는 가압봉과; 상기 가압봉의 단부에 결합되며 상기 기판과 접촉되어 회전되는 회전롤러와; 상기 가압유닛의 가압 시 상기 기판의 중앙에서 단부 방향으로만 회전되도록 상기 회전롤러의 회전축에 결합되는 래칫휠(ratchet wheel)을 포함할 수 있다.
상기 정전척은 상기 기판의 중심부에서 가장자리 방향으로 순차적으로 부착되도록 구성될 수 있다.
상기 정전척은, 상기 기판의 일단부에서 타단부 방향으로 상응하여 배치되는 복수의 단위 정전척 모듈을 포함할 수 있다.
상기 정전척은, 격자 상으로 배치되는 복수의 단위 정전척 모듈을 포함할 수 있다.
상기 솟음유도부는, 상기 기판의 하부에서 상향으로 상기 기판에 하중을 가하는 지지로드를 포함할 수 있다.
상기 지지로드는 상기 기판의 하면의 더미 영역(dummy area)에 하중을 가하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판이 내부에 로딩되는 진공챔버와; 상기 진공챔버의 내부에 배치되는 상기 기판 얼라인 장치와; 상기 기판에 대향하여 증발물질을 분사하는 증발원을 포함하는, 증착장치가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 로딩 시 발생하는 처짐에 대해 상향으로 솟음(camber)를 주고 기판이 솟은 상태에서 기판을 정전척에 부착하여 기판과 마스크를 얼라인함으로써 얼라인 정밀도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 이용한 기판 얼라인 장치를 포함하는 증착장치를 간략히 도시한 도면.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 이용한 기판 얼라인 장치를 이용하여 기판을 얼라인 하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압유닛의 작동 상태를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압유닛을 간략히 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척과 기판의 부착과정을 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 간략히 도시한 도면.
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척의 변형례를 간략히 도시한 도면.
도 12는 기판 솟음 형상이 다른 예를 도시한 도면.
도 13은 도 12에 따른 기판에 정전척을 적용한 상태를 도시한 도면.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전척을 이용한 기판 얼라인 장치를 설명하기 위한 도면.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 정전척을 구비하는 기판 얼라인 장치 및 증착장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부한 도면을 참조하여 설명함에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 이용한 기판 얼라인 장치를 포함하는 증착장치를 간략히 도시한 도면이고, 도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 이용한 기판 얼라인 장치를 이용하여 기판을 얼라인 하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 그리고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압유닛의 작동 상태를 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압유닛을 간략히 도시한 도면이다. 그리고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척과 기판의 부착과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 간략히 도시한 도면이다. 그리고, 도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척의 변형례를 간략히 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 11에는, 기판(10), 기판 홀더(12), 기판 지지부(14), 가압유닛(16), 지지점(18), 빗면(20), 캠버지점(22), 정전척(24), 쿨링 플레이트(26), 마그넷 플레이트(28), 마스크(30), 마스크 홀더(32), 단위 정전척 모듈(34), 솟음유도부(36), 지지로드(38), 진공챔버(40), 증발원(42), 가압봉(44), 회전롤러(46), 회전축(48), 래칫휠(ratchet wheel)(50), 래칫휠 제동부(51), 가압로드(52)가 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 정전척(24)을 이용한 기판 얼라인 장치는, 기판(10)의 서로 대향하는 양단부를 각각 지지하는 한 쌍의 기판 지지부(14)를 포함하는 기판 홀더(12)와; 기판(10)에 부(-)모멘트가 발생하도록 하중을 가하여 기판(10)에 솟음(camber)을 유도하는 솟음유도부(36)와; 기판(10) 상부에 위치하며 하강에 따라 정전기의 힘에 의해 기판(10)이 부착되는 정전척(24)과; 기판(10) 하면에 대향하여 배치되는 마스크(30)를 홀딩하는 마스크 홀더(32); 및 정전척(24) 상부에 위치하며 판 상으로 자력을 제공하며 하강에 따라 마스크(30)가 부착되어 기판(10)과 마스크(30)를 합착하는 마그넷 플레이트(28)를 포함한다.
본 실시예에 따른 정전척(24)을 구비하는 기판 얼라인 장치를 설명하기에 앞서 이를 포함하는 증착장치에 대해 먼저 살펴 보기로 한다.
도 1을 참조하면, 증착장치는, 기판(10)이 내부에 로딩되는 진공챔버(40)와, 진공챔버(40)의 내부에 배치되는 본 실시예에 따른 기판 얼라인 장치와, 기판(10)에 대향하여 증발물질을 분사하는 증발원(42)을 포함한다.
진공챔버(40)의 내부는 증발입자의 증착을 위하여 진공 분위기가 유지되며, 기판(10)이 진공챔버(40)의 내부에 위치한 기판 얼라인 장치에 로딩된다. 기판 얼라인 장치에 로딩된 기판(10)은 마스크(30)와 얼라인되면서 합착이 이루어진다. 기판(10)과 마스크(30)의 합착이 이루어진 상태에서 증발원(42)에서 기체 상태의 증발물질이 기판(10)을 향하여 분출되어 기판(10) 상에 증착이 이루어진다. 증발원(42)에는 증발물질이 수용되며 증발원(42)의 가열에 따라 증발물질이 증발되면서 기판(10) 상으로 분출이 이루어진다.
이하에서는 도 2 내지 도 6을 참조하여, 본 실시예에 따른 정전척(24)을 구비하는 기판 얼라인 장치 및 그 작동과정에 대해 자세히 살펴보기로 한다.
기판 홀더(12)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 서로 대향하는 양단부를 각각 지지하는 한 쌍의 기판 지지부(14)를 포함한다. 기판(10)은 로봇암에 리프팅(lifting)되어 진공챔버(40) 내부로 인입되거나 인출되며, 로봇암에 의해 기판(10)이 기판 지지부(14)에 로딩될 수 있다. 로봇암에 의해 리프팅된 기판(10)은 기판 홀더(12)에 로딩되는데, 기판(10)의 하면이 아래의 증발원(42)을 향하여 노출되도록 기판(10)의 양단부를 서로 이격되어 배치되는 기판 지지부(14)가 각각 지지하게 된다. 기판 지지부(14)가 기판(10)의 양단부를 각각 지지함에 따라 기판(10)의 자체 중량에 의해 도 2에 도시된 바와 같이 기판(10)의 중앙부에서 처짐(S)이 발생하게 된다. 이러한 처짐(S)은 기판(10)이 크기가 증가함에 따라 이에 연동되어 증가하게 된다.
상술한 바와 같이, 기판 지지부(14)에 놓여진 기판(10)에는 처짐(S)이 발생하고 처짐이 발생한 상태에 마스크(30)와 얼라인하는 경우 얼라인 정밀도가 떨어져 반복적인 얼라인 공정을 수행할 우려가 있다.
솟음유도부(36)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(10)에 부(-)모멘트가 발생하도록 하중을 가하여 기판(10)에 솟음(camber)을 유도한다. 기판 홀더(12)에 로딩된 기판(10)은 중앙부에서 처짐이 발생하게 되는데 이는 통상 정(+)모멘트에 의한 것이다. 본 실시예에서는, 솟음유도부(36)에 의해 기판에 부(-)모멘트가 발생하도록 하중을 가함으로써 이러한 처짐과 반대방향으로 기판(10)에 솟음(S')을 유도하게 된다.
본 실시예에 따른 솟음유도부(36)는, 기판(10)의 양단이 외측으로 돌출되도록 기판(10)의 양단부를 지지하며 한 쌍의 기판 지지부(14)에 각각 결합되는 지지점(18)과; 지지점(18)에서 돌출되는 기판(10)의 양단을 각각 가압하는 가압유닛(16)을 포함한다.
기판(10)에 솟음(S')을 주기 위해서는 기판(10)에 부(-)모멘트가 발생되도록 하중을 가하여야 하는데, 본 실시예에서는 기판(10)의 양단이 외측으로 돌출되도록 기판(10)의 양단에서 내측으로 이격된 위치에 지지점(18)을 각각 두어 기판(10)의 양단부를 지지하도록 한 상태에서 가압유닛(16)에 의해 기판(10)의 단부에 하향의 하중을 가하여 기판(10)의 중앙부에서 부모멘트가 발생하도록 구성하였다.
즉, 도 2를 참고하면, 기판(10)의 양단부가 기판 홀더(12)의 지지점(18)에 각각 지지되도록 기판(10)이 로딩되면 지지점(18) 사이의 기판(10)의 중앙부에는 처짐(S)이 발생하고, 지지점(18) 외측의 기판(10)의 양단부는 들어 올려지게 된다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 들어 올려진 기판(10)의 양단을 가압유닛(16)에 의해 하향으로 가압하면 가압유닛(16)의 가압 하중에 의해 지지점(18) 사이의 기판(10)의 중앙부에는 부모멘트가 발생하면서 기판(10)에 솟음(S')을 유도할 수 있다.
지지점(18) 사이가 짧은 경우에는 가압유닛(16)의 가압에 따라 도 3과 같이 볼록한 형태로 솟음(S')이 발생할 수 있으나, 지지점(18) 사이가 긴 경우에는 기판(10)의 자체 중량에 의해 도 12에 도시된 바와 같이, 지지점(18)의 인근에서는 솟고 기판(10)의 중앙에서는 처지는 활 형태로 솟음(S')이 발생할 수 있다.
한편, 기판(10) 중앙부에서의 솟음 효율을 높이기 위해 지지점(18)은 기판(10)의 단부에서 중앙부를 향하여 상향의 빗면(20)을 갖는 쐐기 모양의 캠버지점(22)을 포함할 수 있다. 도 3을 참조하면, 캠버지점(22)은 단면이 쐐기 형상으로서, 쐐기의 빗면(20)이 기판(10)의 단부에서 중앙부를 향하여 상향을 이루도록 기판 지지부(14)에 결합되어 있으며, 기판(10) 단부에 대한 가압유닛(16)의 가압에 따라 기판(10) 단부의 하면이 캠버지점(22)의 빗면(20)이 접촉되면서 기판(10)의 중앙부가 높게 솟도록 유도할 수 있다.
그리고, 본 실시예에 따른 가압유닛(16)은, 하강에 따라 상기 기판(10)의 단부를 가압하는 가압로드(52)와; 상기 가압로드(52)를 승강시키는 승강부(미도시)를 포함한다. 그리고, 가압로드(52)는, 승강부에 결합되는 가압봉(44)과; 가압봉(44)의 단부에 결합되며 기판(10)과 접촉되어 회전되는 회전롤러(46)와; 기판(10)의 중앙에서 단부 방향으로만 회전되도록 상기 회전롤러(46)의 회전축(48)에 결합되는 래칫휠(50)(ratchet wheel)를 구비한다.
기판(10) 단부에 대한 가압로드(52)의 가압 및 가압의 해제에 따라 가압로드(52)에 접촉되는 기판(10)의 단부에서는 미끌림이 발생할 수 있는데, 이러한 미끌림에 의한 마찰력을 감소시키기 위해 가압로드(52)의 단부에 회전롤러(46)를 두어 기판(10) 단부의 미끌림을 수용하도록 구성하였다. 다만, 기판(10) 단부의 가압과정에서 기판(10)의 자체 중량과 외부의 갑작스런 하중에 의한 회전롤러(46)와 기판(10) 단부 간의 역회전을 방지하여 기판(10) 단부를 안정적으로 가압할 수 있도록 회전롤러(46)는 래칫휠(50)(ratchet wheel)에 의해 기판(10)의 중앙에서 단부 방향으로만 회전이 이루어진다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 가압유닛(16)의 가압시, 도 4의 오른쪽에 위치한 가압로드(52)의 회전롤러(46)는 반시계 방향으로만 회전이 이루어지며 시계 방향으로의 회전은 래칫휠 제동부(51)에 제한되며, 도 4의 왼쪽에 위치한 가압로드(52)의 회전롤러(46)는 시계 방향으로만 회전이 이루어지며 반시계 방향으로의 회전은 래칫휠 제동부(51)에 의해 제한되도록 구성된다. 이에 따라 가압유닛(16)의 가압시 회전롤러(46)는 래칫휠(50)(ratchet wheel)에 의해 기판(10)의 중앙에서 단부 방향으로만 회전이 이루어진다.
정전척(24)은, 기판(10) 상부에 위치하며 하강에 따라 정전기의 힘에 의해 기판(10)이 부착된다. 정전척(24) (Electrostatic Chuck)은 정전기의 힘을 이용하여 기판(10)을 고정하는 척킹 장치로서, 정전척(24)에 '+', '-'를 인가시키면 대상물에는 반대의 전위가 대전('-', '+')되고, 대전된 전위에 의하여 서로 끌어당기는 힘이 발생하는 원리를 이용하여 정전척(24)에 기판(10)을 부착시켜 고정하게 된다.
본 실시예에서는 정전척(24)이 쿨링 플레이트(26)의 하면에 부착되어 쿨링 플레이트(26)의 이동에 따라 정전척(24)이 이동되도록 구성하였으나, 정전척(24)과쿨링 플레이트(26)가 각각 독립적으로 이동하도록 구성하는 것도 가능하다. 기판(10)에 대한 증착과정에서 기판(10)의 온도 상승하게 되는데 쿨링 플레이트(26)는 이를 냉각하기 위해 기판(10)의 상면에 위치한다.
기판(10)의 중앙부가 솟은 상태에서 정전척(24)을 하강시켜 기판(10)을 부착시키게 되면, 기판(10)의 중앙부에서 가장자리로 기판(10)이 서서히 정전척(24)에 부착될 수 있다. 기판(10)의 중앙부에서 가장자리 방향으로 기판(10)이 정전척(24)에 부착됨에 따라 기판(10)은 정전척(24)에 편평하게 밀착되어 이후 기판(10)과 마스크(30)의 얼라인 과정에서 얼라인의 정밀도를 높일 수 있다.
예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 기판(10)의 중앙부가 아래로 처진 상태에서 정전척(24)이 하강하면, 위로 솟아있는 기판(10)의 가장자리부터 정전척(24)에 부착되고 정전척(24)이 하강에 따라 기판(10)의 중앙 방향으로 기판(10)이 정전척(24)에 부착됨에 따라 기판(10)이 편평하게 부착되지 못하고 주름져 부착될 수 있다. 이 상태에서 기판(10)과 마스크(30)를 얼라인하고 합착하면 주름진 기판(10)이 펴지면서 얼라인에 오차가 발생할 우려가 있다. 본 발명은 이와 같이 얼라인의 오차를 줄이기 위해 솟음유도부(36)에 의해 처짐이 발생한 기판(10)에 상향으로 솟음을 준 상태에서 정전척(24)을 기판(10)으로 하강시켜 기판(10)의 중앙부에서 가장자리 방향으로 부착을 유도하여 기판(10)이 편평하게 정전척(24)에 부착되도록 하였다.
본 실시예에서는 정전척(24)을 기판(10)을 향하여 일정 거리 하강시켜 기판(10)의 중앙부위가 정전척(24)에 부착되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 양단부를 가압하고 있던 가압유닛(16)을 상승시켜 기판(10)의 가장자리가 기판(10)이 정전척(24)에 서서히 부착되도록 하였다.
도 9는 본 실시예에 따른 정전척(24)과 기판(10)의 부착과정을 설명하기 위한 도면으로서, 본 실시예 따른 정전척(24)은 도 10에 도시된 바와 같이 복수의 단위 정전척 모듈(34)로 구성될 수 있으며, 복수의 단위 정전척 모듈(34)을 개별적으로 제어함으로써 기판(10)의 중앙부에서 가장자리 방향으로 기판(10)이 정전척(24)에 부착되도록 유도할 수 있다. 단위 정전척 모듈(34)에는 개별적으로 정전기의 힘을 이용하여 대상물이 부착될 수 있으며, 이러한 단위 정전척 모듈(34)을 동일 평면 상에서 결합하여 기판(10)의 크기에 상응하는 대형의 정전척(24)을 구성할 수 있다.
본 실시예에 따른 정전척(24)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 지지점(18)에 의해 지지되어 있는 기판(10)의 일단부에서 타단부 방향으로 복수의 단위 정전척 모듈(34)이 배치되어 있으며, 중앙에 위치한 단위 정전척 모듈(34)에서부터 가장자리 방향의 단위 정전척 모듈(34)로 순차적으로 작동되도록 온(on)시킴으로써 기판(10)이 중앙부에서 가장자리 방향으로 정전척(24)에 부착되도록 할 수 있다.
한편, 도 11은 본 실시예에 따른 정전척(24)의 변형예를 도시한 도면으로서, 단위 정전척 모듈(34)을 격자 상으로 배치하여 하나의 정전척(24)을 구성한 형태로서, 정전척(24)의 중심에서 가장자리 방향으로 동심원 상의 단위 정전척 모듈(34)을 순차적으로 작동되도록 온(on)시켜 기판(10)이 중앙부에서 가장자리 방향으로 정전척(24)에 부착되도록 유도할 수 있다.
마그넷 플레이트(28)는, 정전척(24) 상부에 위치하며 판 상으로 자력을 제공하며 하강에 따라 마스크(30)가 부착되어 기판(10)과 마스크(30)를 합착한다. 마그넷 플레이트(28)에는 판 상의 마스크(30)가 부착될 수 있도록 판 상으로 자력을 발생시키는 마그넷이 부착되어 있으며, 마그넷 플레이트(28)가 하강하여 마스크(30)와 가까워짐에 따라 마그넷 플레이트(28)에 마스크(30)가 부착되면서 그 사이의 기판(10)과 합착이 이루어진다.
기판(10)과 마스크(30)의 얼라인을 위하여 기판(10) 상에는 기판 얼라인 마크가 표시되어 있고 마스크(30)에는 마스크 얼라인 마크가 표시되어 있을 수 있는데, 기판 얼라인 마크와 그 하부에 위치하는 마스크 얼라인 마크가 일치되도록 정전척(24) 또는 마스크 홀더(32)를 이동하여 기판(10)과 마스크(30)를 정렬한 후 도 6에 도시된 바와 같이 마그넷 플레이트(28)가 하강하면서 기판(10)과 마스크(30)의 합착이 이루어진다.
상술한 바에 따르면, 기판(10)이 정전척(24)에 편평하게 밀착되어 부착될 수 있기 때문에 마스크(30)와 합착 과정에서도 처짐에 의한 기판(10)의 변위가 없어 얼라인의 정밀도를 높일 수 있다.
상술한 바와 같이, 기판(10)이 정전척(24)에 편평하게 밀착된 상태에서 기판(10)과 마스크(30)의 얼라인이 이루어지기 때문에 얼라인의 시간을 단축할 수 있고, 이 상태에 기판(10)과 마스크(30)의 합착이 이루어지기 때문에 기판(10)의 변위가 없어 얼라인의 정밀도를 높일 수 있다.
도 12는 기판 솟음 형상이 다른 예를 도시한 도면이고, 도 13은 도 12에 따른 기판(10)에 정전척(24)을 적용한 상태를 도시한 도면이다.
상술한 바와 같이, 지지점(18) 사이가 짧은 경우에는 가압유닛(16)의 가압에 따라 도 3과 같이 볼록한 형태로 솟음이 발생할 수 있으나, 지지점(18) 사이가 긴 경우에는 기판(10)의 자체 중량에 의해 도 12에 도시된 바와 같이 지지점(18)의 인근에서는 솟고 기판(10)의 중앙에서는 처지는 활 형태로 솟음(S')이 발생할 수 있다.
활 형태의 솟음(S')이 발생한 경우에도, 도 13에 도시된 바와 같이 정전척(24)을 아래로 하강시키면 솟은 부위에서 먼저 정전척(24)에 부착될 수 있으나 기판(10)의 양단부가 정전척(24)에 부착되어 있지 않기 때문에 정전척(24)이 하강함에 따라 기판(10)의 중앙부가 정전척(24)에 부착되면서 기판(10)의 옆으로 밀려 서서히 기판(10)의 가장자리로 부착이 이루어질 수 있다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전척(24)을 이용한 기판 얼라인 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 14 내지 16에는, 기판(10), 기판 홀더(12), 정전척(24), 지지로드(38), 솟음유도부(36)가 도시되어 있다.
본 실시예는 기판 홀더(12)에 로딩된 기판(10)에 솟음을 유도하기 위해 기판(10)의 하부에서 상향으로 기판(10)에 하중을 가하는 형태로서, 본 실시예에 따른 솟음유도부(36)는, 기판(10)의 하부에서 상향으로 기판(10)에 하중을 가하는 지지로드(38)를 포함할 수 있으며, 지지로드(38)는 기판(10)의 하면의 더미 영역(dummy area)에 하중을 가하도록 구성될 수 있다.
기판(10)의 자체 중량에 의해 처짐(S)이 발생하게 되므로 이와 반대 방향으로 하중을 가함으로써 기판(10)에 부모멘트를 발생시킬 수 있고 이를 통해 기판(10)에 상향의 솟음을 유도할 수 있다.
다만, 기판(10)의 하면은 증발원(42)에서 분출되는 증발물질이 증착되는 부분으로서, 기판(10)에 하중을 가하기 위해 기판(10)의 하면에 지지로드(38)를 접촉시키는 경우 증착과정에서 흠결이 발생할 수 있으므로, 기판(10)의 하면에 증착이 이루어지지 않는 더미 영역(dummy area)에 하중을 가하기 위한 지지로드(38)를 접촉시켜 상향으로 하중을 가함으로써 기판(10)에 솟음을 유도할 수 있다.
보다 자세히 살펴보면, 도 14에 도시된 바와 같이, 기판(10)이 로봇암에 의해 기판 홀더(12)로 로딩되면 기판(10)의 중앙부에 처짐이 발생한다. 이후, 도 15에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 하부에 위치하는 솟음유도부(36)의 지지로드(38)를 승강시켜 지지로드(38)가 기판(10)의 하부에서 상향으로 기판(10)에 하중을 가한다. 이에 따라, 기판(10)의 중앙부가 상향으로 이동하면서 기판(10)에 솟음이 유도하게 된다. 다음에, 도 16에 도시된 바와 같이, 정전척(24)을 하강하면, 기판(10) 중앙부의 솟아있는 부위가 먼저 정전척(24)에 부착되고, 서서히 기판(10)의 가장자리로 방향으로 부착되면서 기판(10)이 편평하게 정전척(24)에 부착된다. 이후의 기판(10)과 마스크(30)의 합착 과정은 상술한 바와 같으므로 설명을 생략한다.
이외의 구성요소는 상술한 일 실시예와 동일하므로 그 설명을 생략하기로 한다.
상기에는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
10: 기판 12: 기판 홀더
14: 기판 지지부 16: 가압유닛
18: 지지점 20: 빗면
22: 캠버지점 24: 정전척
26: 쿨링 플레이트 28: 마그넷 플레이트
30: 마스크 32: 마스크 홀더
34: 단위 정전척 모듈 36: 솟음유도부
38: 지지로드 40: 진공챔버
42: 증발원 44: 가압봉
46: 회전롤러 48: 회전축
50: 래칫휠(ratchet wheel) 51: 래칫휠 제동부
52: 가압로드

Claims (11)

  1. 기판의 서로 대향하는 양단부를 각각 지지하는 한 쌍의 기판 지지부를 포함하는 기판 홀더와;
    상기 기판에 부(-)모멘트가 발생하도록 하중을 가하여 상기 기판에 솟음(camber)을 유도하는 솟음유도부와;
    상기 기판 상부에 위치하며, 하강에 따라 정전기의 힘에 의해 상기 솟음유도부에 의해 솟음이 유도된 상기 기판이 중앙부에서 가장자리 방향으로 서서히 부착되는 정전척과;
    상기 기판 하면에 대향하여 배치되는 마스크를 홀딩하는 마스크 홀더와;
    상기 정전척 상부에 위치하고, 판 상으로 자력을 제공하며 하강에 따라 상기 마스크가 부착되어 상기 기판과 상기 마스크를 합착하는 마그넷 플레이트를 포함하며,
    상기 정전척은,
    상기 기판의 일단부에서 타단부 방향으로 상응하여 배치되거나 격자 상으로 배치되는 복수의 단위 정전척 모듈을 포함하되,
    상기 기판의 중심부에서 가장자리 방향으로 순차적으로 부착되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 정전척을 구비하는 기판 얼라인 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 솟음유도부는,
    상기 기판의 양단이 외측으로 돌출되도록 상기 기판의 양단부를 지지하며 상기 한 쌍의 기판 지지부에 각각 결합되는 지지점과;
    상기 지지점에서 돌출되는 상기 기판의 양단을 각각 가압하는 가압유닛을 포함하는 것을 특징하는, 정전척을 구비하는 기판 얼라인 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 지지점은,
    상기 기판의 단부에서 중앙부를 향하여 상향의 빗면을 갖는 쐐기 모양의 캠버지점을 포함하는 것을 특징으로 하는, 정전척을 구비하는 기판 얼라인 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 가압유닛은,
    하강에 따라 상기 기판의 단부를 가압하는 가압로드와;
    상기 가압로드를 승강시키는 승강부를 포함하되,
    상기 가압로드는,
    상기 승강부에 결합되는 가압봉과;
    상기 가압봉의 단부에 결합되며 상기 기판과 접촉되어 회전되는 회전롤러와;
    상기 가압유닛의 가압 시 상기 기판의 중앙에서 단부 방향으로만 회전되도록 상기 회전롤러의 회전축에 결합되는 래칫휠(ratchet wheel)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 정전척을 구비하는 기판 얼라인 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 솟음유도부는,
    상기 기판의 하부에서 상향으로 상기 기판에 하중을 가하는 지지로드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 정전척을 이용한 기판 얼라인 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 지지로드는 상기 기판의 하면의 더미 영역(dummy area)에 하중을 가하는 것을 특징으로 하는, 정전척을 이용한 기판 얼라인 장치.
  11. 기판이 내부에 로딩되는 진공챔버와;
    상기 진공챔버의 내부에 배치되는 제1항, 제3항 내지 제5항, 제9항 및 제10항 중 어느 한 항에 따른 기판 얼라인 장치와;
    상기 기판에 대향하여 증발물질을 분사하는 증발원을 포함하는, 증착장치.
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