KR101851932B1 - 기판 증착장치 - Google Patents

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남현종
박민호
이경훈
홍승표
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Abstract

기판 증착장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 증착장치는, 기판에 대한 증착공정을 진행하는 공정 챔버 내부에 마련되는 마스크 스테이지; 및 기판에 대한 증착공정 시 마스크(mask)를 사이에 두고 기판의 반대편 마스크 스테이지 상에 마련되며 마스크의 테두리부를 업/다운 구동시켜 마스크의 처짐을 보완하는 마스크 처짐 보완용 레벨(level)유닛을 포함한다.

Description

기판 증착장치{DEPOSITION APPARATUS FOR GLASS}
본 발명은, 기판 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 간단하면서도 콤팩트한 구조를 통해 마스크가 대형화되더라도 증착공정 시 마스크의 처짐 현상이 발생되는 것을 보완할 수 있으며, 이로 인해 증착품질을 향상시킬 수 있는 기판 증착장치에 관한 것이다.
정보 통신 기술의 비약적인 발전과 시장의 팽창에 따라 디스플레이 소자로 평판표시소자(Flat Panel Display)가 각광 받고 있다.
이러한 평판표시소자에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이장치(Plasma Display Panel), 유기발광다이오드 디스플레이(Organic Light Emitting Diode Display ) 등이 있다.
이 중에서 유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)는, 빠른 응답속도, 기존의 액정표시장치(LCD)보다 낮은 소비 전력, 경량성, 별도의 백라이트(back light) 장치가 필요 없어서 초박형으로 만들 수 있는 점, 고휘도 등의 매우 좋은 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 소자로 각광받고 있다.
유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)는 구동방식에 따라 수동형인 PMOLED와 능동형인 AMOLED로 나눌 수 있다. 특히 AMOLED는 자발광형 디스플레이로서 기존의 디스플레이보다 응답속도가 빠르며, 색감도 자연스럽고 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 또한 AMOLED는 기판이 아닌 필름(Film) 등에 적용하면 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)의 기술을 구현할 수 있게 된다.
이러한 유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)는 패턴(Pattern) 형성 공정, 유기박막 증착 공정, 에칭 공정, 봉지 공정, 그리고 유기박막이 증착된 기판과 봉지 공정을 거친 기판을 붙이는 합착 공정 등을 통해 제품으로 생산될 수 있다.
이와 같이 기판 처리공정은 다양한 공정이 존재하며, 위와 같은 다양한 공정들 중에서 유기박막 증착 공정을 대표로 살펴보면 다음과 같다.
유기박막 증착 공정은, 기판 위에 약극 막, 유기 박막, 음극 막을 순서대로 입히고, 양극과 음극 사이에 전압을 걸어줌으로써 적당한 에너지의 차이가 유기 박막에 형성되도록 하여 유기전계발광소자 스스로 발광할 수 있도록 한다.
다시 말해, 주입되는 전자와 정공(hole)이 재결합하며, 남는 여기 에너지가 빛으로 발생되는 것이다.
유기전계발광소자는 구현하는 색상에 따라 단색 또는 풀 칼라(full color) 유기전계발광소자로 구분될 수 있는데, 풀 칼라 유기전계발광소자는 빛의 삼원색인 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 별로 패터닝된 발광층을 구비함으로써 풀 칼라를 구현한다. 즉, 유기 물질의 도펀트(dopant)의 양에 따라 발생하는 빛의 파장을 조절할 수 있으므로 풀 칼라의 구현이 가능하다.
풀 칼라 유기전계발광소자에 있어서, 발광층을 패터닝하는 것은 발광층을 형성하는 물질에 따라 다르게 수행될 수 있다.
발광층을 패터닝하는 OLED 증착 방식에는 FMM(Fine Metal Mask, 이하 마스크라 함)을 이용한 직접 패터닝 방식, LITI(Laser Induced Thermal Imaging) 공법을 적용한 방식, 컬러 필터(color filter)를 이용하는 방식, SMS(Small Mask Scanning) 증착 방식 등이 있다.
마스크 방식을 적용하여 대형 OLED를 제작할 때에는 공정 챔버 내에 기판과 패터닝(patterning)된 마스크를 수평으로 배치시킨 후에 증착하는 이른바 수평식 상향 증착 공법이 적용되고 있다.
이러한 수평식 상향 증착 공법은 공정 챔버 등의 바닥면에 대해 수평으로 배치된 기판과 마스크를 상호 얼라인시킨 후 합착시키고 수평 상태에서 대형 기판에 유기물을 증착시키는 방법이다.
그런데, 현재 OLED가 대형화됨에 따라 기판 및 마스크가 점점 대형화, 고중량화되고 있으며, 이 경우 중력방향으로 마스크의 처짐이 발생하고, 마스크의 과열로 인한 마스크의 변형으로 기판에 대해 마스크를 밀착시키는 것이 어렵게 됨에 따라 결국에는 양산에서 요구되는 정밀도를 확보하기 어려운 문제점이 야기된다.
또한, OLED 증착 공정 중 마스크가 기판에 대하여 합착이 이루어지는 부분은 접촉할 수 없으므로, 마스크의 테두리부만 접촉한 상태로 진행하여야 하므로 마스크 처짐의 보완 및 마스크의 과열을 방지하기 어려운 문제점이 있다.
즉, 유기박막 증착 공정에 있어서, 기판 및 마스크의 대형화에 따라 마스크의 처짐현상 및 마스크의 과열에 따른 마스크 변형에 따른 기판 증착 공정의 정밀도 저하의 문제점이 있고, 마스크의 손상을 방지하기 위해 마스크의 테두리부만 접촉한 상태로 마스크의 처짐현상을 보완하고 마스크를 냉각시켜야 하는데, 마스크의 대형화에 따라 마스크의 테두리부만 접촉한 상태로 마스크의 처짐을 보완하고 마스크를 냉각시키기 어려운 문제점이 있다.
대한민국공개특허 제10-2010-0062684호 (엘아이지에이디피 주식회사), 2010.06.10
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 간단하면서도 콤팩트한 구조를 통해 마스크가 대형화되더라도 마스크의 테두리부를 업/다운(up/down) 구동시켜 증착공정 시 마스크의 처짐 현상이 발생되는 것을 보완하고, 마스크를 냉각시켜 마스크의 과열을 방지하며, 이로 인해 증착품질을 향상시킬 수 있는 기판 증착장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 대한 증착공정을 진행하는 공정 챔버 내부에 마련되는 마스크 스테이지; 및 상기 기판에 대한 증착공정 시 마스크(mask)를 사이에 두고 상기 기판의 반대편 상기 마스크 스테이지 상에 마련되며 상기 마스크의 테두리부를 업/다운 구동시켜 상기 마스크의 처짐을 보완하는 마스크 처짐 보완용 레벨(level)유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치가 제공될 수 있다.
상기 마스크 처짐 보완용 레벨유닛은, 상기 마스크의 테두리부를 지지하는 마스크 처짐 보완용 프레임 모듈을 포함할 수 있다.
상기 마스크 처짐 보완용 프레임 모듈은, 상기 마스크에 접촉되는 제1 처짐 보완용 프레임; 및 상기 제1 처짐 보완용 프레임을 지지하되 상기 제1 처짐 보완용 프레임과 함께 상기 마스크를 냉각시키기 위한 프레임 냉각수 유로를 형성하는 제2 처짐 보완용 프레임을 포함할 수 있다.
상기 마스크 처짐 보완용 레벨유닛은, 상기 마스크 스테이지 및 상기 제2 처짐 보완용 프레임에 결합되어 상기 제2 처짐 보완용 프레임을 상기 마스크 스테이지에 대하여 업/다운(up/down) 구동시키는 업/다운 구동용 블록모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 업/다운 구동용 블록모듈은 상기 제2 처짐 보완용 프레임의 테두리부를 따라 상호 이격되어 다수개 배치될 수 있다.
상기 업/다운 구동용 블록모듈은, 상기 제2 처짐 보완용 프레임의 레벨링(leveling)을 조절하기 위하여 개별 동작이 가능하게 상기 마스크 스테이지에 결합될 수 있다.
상기 업/다운 구동용 블록모듈은, 상기 제2 처짐 보완용 프레임에 나사 결합되는 업/다운 구동용 볼트; 및 상기 업/다운 구동용 볼트와 상기 제2 처짐 보완용 프레임 사이에 마련되어 상기 업/다운 구동용 볼트의 회전을 통해 상기 제2 처짐 보완용 프레임을 업/다운 구동시키는 업/다운 구동용 블록을 포함할 수 있다.
상기 마스크 스테이지에는 상기 마스크 처짐 보완용 레벨유닛을 결합시키는 마스크 처짐 보완용 레벨유닛 결합 홈이 형성될 수 있다.
상기 공정 챔버와 상기 마스크 스테이지를 연결하되 상기 마스크 스테이지를 업/다운 구동시키는 스테이지 구동 샤프트를 더 포함할 수 있다.
상기 스테이지 구동 샤프트를 관통하여 마련되되 상기 공정 챔버의 외부에 마련되는 냉각수 공급유닛과 연결되는 냉각수 라인모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 냉각수 라인모듈은, 상기 프레임 냉각수 유로의 일측에 연결되어 마스크 냉각용 냉각수를 상기 프레임 냉각수 유로로 유입시키는 프레임 냉각수 인라인(in-line); 및 상기 프레임 냉각수 유로의 타측에 연결되어 상기 마스크 냉각용 냉각수를 상기 프레임 냉각수 유로에서 배출시키는 프레임 냉각수 아웃라인(out-line)을 포함할 수 있다.
상기 마스크 스테이지에는 상기 냉각수 공급유닛과 연결되는 마스크 스테이지 냉각수 유로가 형성될 수 있다.
상기 냉각수 라인모듈은, 상기 마스크 스테이지 냉각수 유로의 일측에 연결되어 마스크 스테이지 냉각용 냉각수를 상기 마스크 스테이지 냉각수 유로로 유입시키는 스테이지 냉각수 인라인(in-line); 및 상기 마스크 스테이지 냉각수 유로의 타측에 연결되어 마스크 스테이지 냉각용 냉각수를 상기 마스크 스테이지 냉각수 유로에서 배출시키는 스테이지 냉각수 아웃라인(out-line)을 더 포함할 수 있다.
상기 냉각수 라인모듈은, 냉각수 라인 본체; 및 상기 냉각수 라인 본체에 마련되어, 상기 마스크 처짐 보완용 레벨유닛의 업/다운 구동 및 상기 마스크 스테이지의 업/다운 구동에 따라 신축 가능한 벨로우즈부를 포함할 수 있다.
상기 마스크 처짐 보완용 레벨유닛은, 상기 마스크의 각 변에 대응되게 상호 분리되어 마련되는 다수개의 마스크 처짐 보완용 레벨 단위유닛을 포함할 수 있다.
상기 마스크 처짐 보완용 레벨유닛은, 상호 인접하게 결합되는 상기 마스크 처짐 보완용 레벨 단위유닛 사이에 마련되어 상호 인접한 상기 마스크 처짐 보완용 레벨 단위유닛 사이의 틈새를 실링하는 실링부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 간단하면서도 콤팩트한 구조를 통해 마스크가 대형화되더라도 증착공정 시 마스크의 테두리부를 업/다운(up/down) 구동시켜 효율적이고 안정적으로 마스크의 처짐 현상이 발생되는 것을 보완할 수 있고, 마스크의 테두리부와 접촉되는 접촉면을 통하여 마스크를 냉각시켜 마스크의 과열을 방지하며, 이로 인해 증착품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 유기막과 무기막이 교대로 10층 증착된 유기전계발광표시장치의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 증착장치의 구조도이다.
도 3은 도 2의 마스크 스테이지의 사시도이다.
도 4는 도 3의 마스크 스테이지의 상부 평면도이다.
도 5는 도 3의 마스크 스테이지의 하부 평면도이다.
도 6은 도 3의 마스크 스테이지의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 7은 도 6의 B에 대한 확대도이다.
도 8은 도 3의 C에 대한 확대도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 스테이지의 사시도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 유기막과 무기막이 교대로 10층 증착된 유기전계발광표시장치의 개략적인 구조도이다.
이 도면을 참조하면, 유기전계발광표시장치(1, OLED)는 기판과, 기판 상에 적층되는 유기발광소자(3)를 포함할 수 있다.
기판은 유리(glass)로 마련되는 기판일 수 있다. 유기발광소자(3)에 대해 도면참조부호 없이 간략하게 설명하면, 유기발광소자(3)는 양극, 3층의 유기막(홀 수송층, 발광층, 전자 수송층), 음극의 적층 구조를 갖는다. 유기 분자는 에너지를 받으면(자, 여기 상태임), 원래의 상태(기저 상태)로 돌아오려고 하는데, 그때에 받은 에너지를 빛으로서 방출하려는 성질을 가진다.
유기발광소자(3)에서는 전압을 걸면 양극으로부터 주입된 홀(＋)과 음극으로부터 주입된 전자(－)가 발광층 내에서 재결합하게 되고, 이때에 유기 분자를 여기해서 발광한다. 이처럼 전압을 가하면 유기물이 빛을 발하는 특성을 이용하여 디스플레이하는 것이 유기전계발광표시장치(1)인데, 유기발광소자(3) 상의 유기물에 따라 R(Red), G(Green), B(Blue)를 발하는 특성을 이용해 풀 칼라(Full Color)를 구현한다.
한편, 유기발광소자(3)는 대기 중의 기체나 수분에 의해 쉽게 손상될 수 있기 때문에 그 수명 문제가 대두될 수 있게 되었고, 이를 해결하기 위해 도 1처럼 유기막과 무기막을 교대로 다수 층 적층함으로써 기체나 수분의 유입으로부터 유기발광소자(3)를 보호하기에 이르렀다.
도 1에는 총 10층의 유기막과 무기막이 교대로 적층되어 있다. 즉 유기발광소자(3)로부터 제1 유기막, 제1 무기막, 제2 유기막, 제2 무기막 ‥ 제5 유기막, 제5 무기막이 순서대로 또한 층별로 증착되어 있다.
이를 자세히 살펴보면, 제1 무기막이 제1 유기막을 완전히 감싸는 형태로, 이어 제2 유기막이 제1 무기막을 부분적으로 감싸는 형태로, 이어 제2 무기막이 제2 유기막을 완전히 감싸는 형태 등으로 막이 증착되어 있는 것을 알 수 있으며, 이와 같은 증착을 위해 아래와 같은 기판 증착장치가 요구된다.
본 실시예에서 적용되는 기판은 전술한 바와 같이, 예컨대 유기전계발광표시장치(OLED, Organic Light Emitting Display)용 기판일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 증착장치의 구조도이다.
공정 챔버(100)는 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 기판에 대한 증착공정이 진행되는 장소를 이룬다. 본 실시예의 경우, 기판이 수평으로 배치된 후에 상방으로 향하는 증착물질에 의해 기판에 대한 증착 공정이 진행되는 수평식 상향 증착 방식을 제시하고 있다.
하지만, 기판을 비롯하여 마스크(120) 등의 구성들이 수직되게 혹은 비스듬하게 세워져 배치된 후에 증착되는 수직식 증착 방식이 적용되는 증착장치에도 본 발명의 권리범위가 적용될 수 있을 것이다.
공정 챔버(100)의 내부는 기판에 대한 증착 공정이 신뢰성 있게 진행될 수 있도록 진공 분위기를 형성한다. 이를 위해, 공정 챔버(100)의 하부에는 공정 챔버(100)의 내부를 진공 분위기로 유지하기 위한 수단으로서 진공 펌프(101a)가 연결된다. 진공 펌프(101a)는 소위, 크라이오 펌프일 수 있다. 그리고 공정 챔버(100)의 측벽에는 기판이 출입되는 게이트(101b,101c)가 마련될 수 있다.
소스(110, source)는 포인트 소스(110)로서 공정 챔버(100) 내의 하부 영역에 배치되어 상부의 기판을 향해 증발 물질을 제공하는 역할을 한다. 본 실시예의 경우, 소스(110)는 해당 위치에 고정된 상태로 증발 물질을 상부로 분사한다. 소스(110)는 리니어 소스(linear source)일 수 있지만 이러한 사항에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
도 2를 참조하면, 마스크(120)는 증착대상의 기판이 안착되는 장소를 형성한다. 이러한 마스크(120)는 그 하부에 위치하는 마스크 스테이지(130) 상에 마련된다.
다음으로, 쿨링 플레이트(180)는 기판을 사이에 두고 마스크(120)의 반대편에 배치되는 구조물로서, 기판에 대한 증착공정 시 기판과 접촉되어 기판의 온도를 관리(냉각)하는 역할을 한다.
이처럼 증착공정 시 쿨링 플레이트(180)가 기판의 표면에 접촉, 즉 합착되기 위해 쿨링 플레이트(180)는 마스크(120)에 접근 또는 이격 가능하게 마련된다. 이를 위해, 본 실시예에 따른 기판 증착장치에는 업/다운 구동 플레이트(190)와 업/다운 구동부(191)가 마련된다.
업/다운 구동 플레이트(190)는 쿨링 플레이트(180)에 이웃하게 배치되며, 즉 쿨링 플레이트(180)의 상부에 배치되며, 쿨링 플레이트(180)와 함께 업/다운(up/down) 구동된다. 즉 업/다운 구동부(191)의 작용으로 업/다운 구동 플레이트(190)가 업/다운(up/down) 구동되기 때문에 이에 연결되는 쿨링 플레이트(180)가 마스크(120)에 접근 또는 이격될 수 있다.
도 3은 도 2의 마스크 스테이지의 사시도이며, 도 4는 도 3의 마스크 스테이지의 상부 평면도이고, 도 5는 도 3의 마스크 스테이지의 하부 평면도이며, 도 6은 도 3의 마스크 스테이지의 A-A선에 따른 단면도이고, 도 7은 도 6의 B에 대한 확대도이며, 도 8은 도 3의 C에 대한 확대도이다.
본 실시예에 따른 기판 증착장치는, 간단하면서도 콤팩트한 구조를 통해 마스크가 대형화되더라도 증착공정 시 마스크의 테두리부를 업/다운(up/down) 구동시켜 효율적이고 안정적으로 마스크의 처짐 현상이 발생되는 것을 보완할 수 있고, 마스크의 테두리부와 접촉되는 접촉면을 통하여 마스크를 냉각시켜 마스크의 과열을 방지하며, 이로 인해 증착품질을 향상시킬 수 있으며, 마스크 스테이지(130)와, 마스크 처짐 보완용 레벨유닛(140)과, 스테이지 구동 샤프트(150)와, 냉각수 라인모듈(160)을 포함한다.
도 2 내지 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 따른 마스크 스테이지(130)는 기판에 대한 증착공정을 진행하는 공정 챔버 내부에 마련되며, 마스크 스테이지(130)에는, 마스크 처짐 보완용 레벨유닛(140)을 결합시키는 마스크 처짐 보완용 레벨유닛 결합 홈(131)과, 냉각수 공급유닛(170)과 연결되는 마스크 스테이지 냉각수 유로(132)가 형성된다.
기판에 대한 증착공정 진행 시 마스크 스테이지(130)에는 마스크(120)가 마련되며, 마스크 스테이지(130)는 마스크(120)를 안정적으로 지지한다.
한편, 마스크 처짐 보완용 레벨유닛(140)은, 기판에 대한 증착공정 시 마스크(120)를 사이에 두고 기판의 반대편 마스크 스테이지(130) 상에 마련되어 마스크 처짐 보완용 레벨유닛 결합 홈(131)에 결합되고, 마스크(120)의 테두리부를 업/다운 구동시켜 마스크(120)의 처짐을 보완하며, 마스크 처짐 보완용 프레임 모듈(141)과, 업/다운(up/down) 구동용 블록모듈(142)을 포함한다.
마스크 처짐 보완용 프레임 모듈(141)은, 마스크(120)의 테두리부를 지지하며, 제1 처짐 보완용 프레임(141a)과, 제2 처짐 보완용 프레임(141b)을 포함한다.
도 7에 자세히 도시된 바와 같이, 제1 처짐 보완용 프레임(141a)은 마스크(120)에 접촉되며, 제2 처짐 보완용 프레임(141b)은 제1 처짐 보완용 프레임(141a)을 지지하되 제1 처짐 보완용 프레임(141a)과 함께 마스크(120)를 냉각시키기 위한 프레임 냉각수 유로(141c)를 형성한다.
즉, 제1 처짐 보완용 프레임(141a)은, 마스크(120)와 접촉되어 마스크(120)를 냉각 시키는데, 제1 처짐 보완용 프레임(141a)과 제2 처짐 보완용 프레임(141b) 사이에 마련되는 프레임 냉각수 유로(141c)를 통하여 방열하며, 진공 분위기의 공정 챔버(100)에서 마스크(120)의 테두리부와 접촉하여 마스크(120)를 냉각시킬 수 있는데, 이에 대하여 자세히 후술 하기로 한다.
한편, 도 6 및 도 7에 자세히 도시된 바와 같이, 업/다운(up/down) 구동용 블록모듈(142)은 마스크 스테이지(130) 및 제2 처짐 보완용 프레임에 결합되어 제2 처짐 보완용 프레임(141b)을 마스크 스테이지(130)에 대하여 업/다운 구동시키며, 업/다운 구동용 볼트(142a)와, 업/다운 구동용 블록(142b)을 포함한다.
도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 업/다운 구동용 블록모듈(142)은 제2 처짐 보완용 프레임(141b)의 테두리부를 따라 상호 이격되어 다수개 배치되며, 제2 처짐 보완용 프레임의 레벨링(leveling)을 조절하기 위하여 개별 동작이 가능하게 마스크 스테이지(130)에 결합된다.
즉, 다수개의 업/다운 구동용 블록모듈(142)은 마스크(120)의 처짐 부분에 대응하는 제2 처짐 보완용 프레임(141b)의 테두리부에서 개별 동작하여 마스크(120)의 처짐을 보완시킬 수 있다.
이에 대하여 자세히 살펴보면, 업/다운 구동용 볼트(142a)는 제2 처짐 보완용 프레임(141b)에 나사 결합되고, 업/다운 구동용 블록(142b)은 업/다운 구동용 볼트(142a)와 제2 처짐 보완용 프레임(141b) 사이에 마련되는데, 업/다운 구동용 볼트(142a)는 회전을 통해 업/다운 구동용 블록(142b)에 업/다운 구동력을 전달시키며, 업/다운 구동용 볼트(142a)는 업/다운 구동용 블록(142b)를 통하여 제2 처짐 보완용 프레임(141b)을 업/다운 구동시킨다.
이때 다수개의 업/다운 구동용 볼트(142a)는 개별적으로 회전시킬 수 있으며, 마스크(120)의 처짐 부분에 대응하는 제2 처짐 보완용 프레임(141b)의 테두리 부에서 업/다운 구동력을 전달시킨다.
따라서 제2 처짐 보완용 프레임(141b)은 마스크(120)의 처짐 부분에 대응하는 제2 처짐 보완용 프레임(141b)의 테두리 부에서 마스크(120)의 처짐을 보완시킬 수 있으므로, 마스크(120)의 처짐을 효율적으로 보완시킬 수 있다.
한편, 스테이지 구동 샤프트(150)는 공정 챔버(100)와 마스크 스테이지(130)를 연결하되 마스크 스테이지(130)를 업/다운 구동시키며, 공정 챔버(100) 외부에 마련되는 냉각수 공급유닛(170)과 냉각수 라인모듈(160)을 연결시킨다.
본 실시예에 다른 냉각수 라인모듈(160)은, 도 3 및 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 듀얼(dual) 방식으로 상호 대칭되게 마련되나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 다른 방식으로 마련될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같이, 냉각수 라인모듈(160)은 스테이지 구동 샤프트(150)를 관통하여 마련되되 공정 챔버(100)의 외부에 마련되는 냉각수 공급유닛(170)과 연결되며, 프레임 냉각수 인라인(in-line, 161)과, 프레임 냉각수 아웃라인(out-line, 162)과, 스테이지 냉각수 인라인(163)과, 스테이지 냉각수 아웃라인(164)과, 냉각수 라인 본체(165)와, 벨로우즈부(166)를 포함한다.
프레임 냉각수 인라인(161)은 프레임 냉각수 유로(141c)의 일측에 연결되어 마스크 냉각용 냉각수를 프레임 냉각수 유로(141c)로 유입시키며, 본 실시예에 따른 프레임 냉각수 인라인(161)은, 듀얼 방식으로 마련되어, 제1 프레임 냉각수 인라인(161a)과, 제2 프레임 냉각수 인라인(161b)을 포함한다.
프레임 냉각수 아웃라인(162)은 프레임 냉각수 유로(141c)의 타측에 연결되어 마스크 냉각용 냉각수를 프레임 냉각수 유로(141c)에서 배출시키며, 본 실시예에 다른 프레임 냉각수 아웃라인(162)은, 듀얼 방식으로 마련되어, 제1 프레임 냉각수 아웃라인(162a)과, 제2 프라임 냉각수 아웃라인(162b)을 포함한다.
스테이지 냉각수 인라인(163)은 마스크 스테이지 냉각수 유로(132)의 일측에 연결되어 마스크 스테이지 냉각용 냉각수를 마스크 스테이지 냉각수 유로(132)로 유입시키며, 본 실시예에 따른 스테이지 냉각수 인라인(163)은, 듀얼 방식으로 마련되어, 제1 스테이지 냉각수 인라인(163a)과, 제2 스테이지 냉각수 인라인(163b)을 포함한다.
스테이지 냉각수 아웃라인(164)은 마스크 스테이지 냉각수 유로(132)의 타측에 연결되어 마스크 스테이지 냉각용 냉각수를 마스크 스테이지 냉각수 유로(132)에서 배출시키며, 본 실시예에 따른 스테이지 냉각수 아웃라인(164)은 듀얼 방식으로 마련되어, 제1 스테이지 냉각수 아웃라인(164a)과, 제2 스테이지 냉각수 아웃라인(164b)을 포함한다.
한편, 벨로우즈부(166)는, 냉각수 라인 본체(165)에 마련되어, 마스크 처짐 보완용 레벨유닛(140)의 업/다운 구동 및 마스크 스테이지(130)의 업/다운 구동에 따라 신축 가능하게 마련된다.
이하, 본 실시예에 따른 기판 증착장치를 통해 기판에 증착공정이 진행되는 과정을 설명한다.
도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 쿨링 플레이트(180)가 업(up) 동작되어 있는 상태에서 기판이 마스크(120) 상에 로딩되는데, 기판이 마스크(120)에 로딩되기 전 마스크(120)를 기판에 대하여 얼라인시킨다.
따라서, 기판에 대하여 마스크(120)를 얼라인 시키기 위하여, 마스크(120)의 처짐현상을 보완한다.
즉, 마스크(120)의 처짐 현상이 발생하여 마스크(120)와 기판의 얼라인 정밀도를 저하시크는 것을 방지하기 위하여, 마스크(120) 처짐이 발생한 부분과 대응되는 부분의 제2 처짐 보완용 프레임(141b)을 업/다운 구동시켜 마스크(120)의 처짐을 보완한다.
이에 대하여 자세히 설명하면, 마스크(120) 처짐이 발생한 부분과 대응되는 부분의 제2 처짐 보완용 프레임(141b)에 나사 결합되는 업/다운 구동용 볼트(142a)를 회전시킨다.
이때 본 실시예에 따른 업/다운 구동용 블록모듈(142)은 개별 동작이 가능하게 마스크 스테이지(130)에 결합되어 있으므로, 업/다운 구동용 볼트(142a)의 회전에 따라 업/다운 구동용 블록모듈(142)은 마스크(120)의 처짐이 발생한 부분과 대응되는 부분의 제2 처짐 보완용 프레임(141b)만을 업/다운 구동시켜 정밀하게 기판에 대하여 마스크(120)를 얼라인 가능하게 할 수 있다.
따라서, 기판이 마스크(120) 상에 로딩되기 전에 마스크(120)의 처짐을 보완하여, 마스크(120)를 기판에 정밀하게 얼라인시킬 수 있으므로 증착공정의 정밀도가 향상되는 효과가 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 마스크(120)의 과열 현상으로 인한 마스크(120)의 변형을 방지하기 위해 제2 처짐 보완용 프레임(141b)은 제1 처짐 보완용 프레임(141a)과 함께 프레임 냉각수 유로(141c)를 형성한다.
즉, 제1 처짐 보완용 프레임(141a)은 마스크(120)와 접촉되므로 진공 분위기의 고정 챔버(100) 내에서도 마스크(120)의 과열을 방지하고, 프레임 냉각수 유로(141c)를 통하여 방열시켜 마스크(120)의 변형을 방지할 수 있다.
따라서 마스크(120)의 기판에 대한 얼라인 정밀도가 향상되는 효과가 있다.
이어, 업/다운 구동부(181)가 동작된다. 업/다운 구동부(181)의 동작에 의해 업/다운 구동 플레이트(190)가 1차로 다운(down) 동작되면 이와 함께 쿨링 플레이트(180)가 함께 다운(down) 동작된다. 정해진 거리만큼 1차 다운(down) 동작이 진행되고 나면 이어서 2차 다운(down) 동작이 진행되어 쿨링 플레이트(180)가 기판과 합착되도록 한다.
이는 업/다운 구동 플레이트(190)로 인해 쿨링 플레이트(180)가 원하는 위치까지는 하강하되 그 다음에는 쿨링 플레이트(180)의 자체 하중에 의해 쿨링 플레이트(180)가 기판 상의 표면에 접촉가압되어 기판과 합착될 수 있도록 하기 위함이다.
이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 간단하면서도 콤팩트한 구조를 통해 마스크가 대형화되더라도 증착공정 시 마스크의 테두리부를 업/다운(up/down) 구동시켜 효율적이고 안정적으로 마스크의 처짐 현상이 발생되는 것을 보완할 수 있고, 마스크의 테두리부와 접촉되는 접촉면을 통하여 마스크를 냉각시켜 마스크의 과열을 방지하며, 이로 인해 기판에 대한 마스크(120)의 얼라인 정밀도를 향상시켜 증착품질을 높일 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 스테이지의 사시도이다. 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시 예와 다른 부분만을 설명하고 동일한 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.
도 9에 자세히 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 마스크 처짐 보완용 레벨유닛(140)은, 마스크 처짐 보완용 레벨 단위유닛(240)과, 실링부재(250)를 포함한다.
마스크 처짐 보완용 레벨 단위유닛(240)은, 마스크(120)의 각 변에 대응되게 상호 분리되어 다수개 마련된다.
즉, 본 실시예에 따른 마스크 처짐 보완용 레벨 단위유닛(240)은 마스크(120)의 각 변에 대응되게 분리되어 있으므로, 마스크(120)의 처짐에 대응되는 부분만 개별 구동하여 마스크(120)의 처짐을 보완하여 마스크(120)의 기판에 대한 얼라인 정밀도를 높이는 효과가 있다.
실링부재(250)는, 상호 인접하게 결합되는 마스크 처짐 보완용 레벨 단위유닛(240) 사이에 마련되어 상호 인접한 마스크 처짐 보완용 레벨 단위유닛 사이의 틈새를 실링하되, 마스크 처짐 보완용 레벨 단위유닛(240)의 업/다운 구동 및 마스크 스테이지(130)의 업/다운 구동에 따라 신축 가능하게 마련된다.
따라서 효율적으로 마스크(120)의 처짐을 보완하면서, 안정적으로 마스크 처짐 보완용 레벨 단위유닛(240) 및 마스크 스테이지(130)의 업/다운 구동가능하게 하는 효과가 있다.
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 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 챔버 110 : 소스
120 : 마스크 130 : 마스크 스테이지
140 : 마스크 처짐 보완용 레벨유닛 141 : 마스크 처짐 보완용 프레임 모듈
142 : 업/다운 구동용 블록모듈 150 : 스테이지 구동 샤프트
160 : 냉각수 라인모듈

Claims (16)

  1. 기판에 대한 증착공정을 진행하는 공정 챔버 내부에 마련되는 마스크 스테이지; 및
    상기 기판에 대한 증착공정 시 마스크(mask)를 사이에 두고 상기 기판의 반대편 상기 마스크 스테이지 상에 마련되며 상기 마스크의 테두리부를 업/다운 구동시켜 상기 마스크의 처짐을 보완하는 마스크 처짐 보완용 레벨(level)유닛을 포함하며,
    상기 마스크 처짐 보완용 레벨유닛은,
    상기 마스크의 테두리부를 지지하는 마스크 처짐 보완용 프레임 모듈을 포함하고,
    상기 마스크 처짐 보완용 프레임 모듈은,
    상기 마스크에 접촉되는 제1 처짐 보완용 프레임; 및
    상기 제1 처짐 보완용 프레임을 지지하되 상기 제1 처짐 보완용 프레임과 함께 상기 마스크를 냉각시키기 위한 프레임 냉각수 유로를 형성하는 제2 처짐 보완용 프레임을 포함하며,
    상기 마스크 처짐 보완용 레벨유닛은,
    상기 마스크 스테이지 및 상기 제2 처짐 보완용 프레임에 결합되어 상기 제2 처짐 보완용 프레임을 상기 마스크 스테이지에 대하여 업/다운(up/down) 구동시키는 업/다운 구동용 블록모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 업/다운 구동용 블록모듈은 상기 제2 처짐 보완용 프레임의 테두리부를 따라 상호 이격되어 다수개 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 업/다운 구동용 블록모듈은, 상기 제2 처짐 보완용 프레임의 레벨링(leveling)을 조절하기 위하여 개별 동작이 가능하게 상기 마스크 스테이지에 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 업/다운 구동용 블록모듈은,
    상기 제2 처짐 보완용 프레임에 나사 결합되는 업/다운 구동용 볼트; 및
    상기 업/다운 구동용 볼트와 상기 제2 처짐 보완용 프레임 사이에 마련되어 상기 업/다운 구동용 볼트의 회전을 통해 상기 제2 처짐 보완용 프레임을 업/다운 구동시키는 업/다운 구동용 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 마스크 스테이지에는 상기 마스크 처짐 보완용 레벨유닛을 결합시키는 마스크 처짐 보완용 레벨유닛 결합 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 공정 챔버와 상기 마스크 스테이지를 연결하되 상기 마스크 스테이지를 업/다운 구동시키는 스테이지 구동 샤프트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스테이지 구동 샤프트를 관통하여 마련되되 상기 공정 챔버의 외부에 마련되는 냉각수 공급유닛과 연결되는 냉각수 라인모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 냉각수 라인모듈은,
    상기 프레임 냉각수 유로의 일측에 연결되어 마스크 냉각용 냉각수를 상기 프레임 냉각수 유로로 유입시키는 프레임 냉각수 인라인(in-line); 및
    상기 프레임 냉각수 유로의 타측에 연결되어 상기 마스크 냉각용 냉각수를 상기 프레임 냉각수 유로에서 배출시키는 프레임 냉각수 아웃라인(out-line)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 마스크 스테이지에는 상기 냉각수 공급유닛과 연결되는 마스크 스테이지 냉각수 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 냉각수 라인모듈은,
    상기 마스크 스테이지 냉각수 유로의 일측에 연결되어 마스크 스테이지 냉각용 냉각수를 상기 마스크 스테이지 냉각수 유로로 유입시키는 스테이지 냉각수 인라인(in-line); 및
    상기 마스크 스테이지 냉각수 유로의 타측에 연결되어 마스크 스테이지 냉각용 냉각수를 상기 마스크 스테이지 냉각수 유로에서 배출시키는 스테이지 냉각수 아웃라인(out-line)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 냉각수 라인모듈은,
    냉각수 라인 본체; 및
    상기 냉각수 라인 본체에 마련되어, 상기 마스크 처짐 보완용 레벨유닛의 업/다운 구동 및 상기 마스크 스테이지의 업/다운 구동에 따라 신축 가능한 벨로우즈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 마스크 처짐 보완용 레벨유닛은,
    상기 마스크의 각 변에 대응되게 상호 분리되어 마련되는 다수개의 마스크 처짐 보완용 레벨 단위유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 마스크 처짐 보완용 레벨유닛은,
    상호 인접하게 결합되는 상기 마스크 처짐 보완용 레벨 단위유닛 사이에 마련되어 상호 인접한 상기 마스크 처짐 보완용 레벨 단위유닛 사이의 틈새를 실링하는 실링부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
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