KR101882915B1 - 마스크 제조 시스템 - Google Patents

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KR101882915B1
KR101882915B1 KR1020180042514A KR20180042514A KR101882915B1 KR 101882915 B1 KR101882915 B1 KR 101882915B1 KR 1020180042514 A KR1020180042514 A KR 1020180042514A KR 20180042514 A KR20180042514 A KR 20180042514A KR 101882915 B1 KR101882915 B1 KR 101882915B1
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Abstract

마스크 제조 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 시스템은, 마스크(mask)의 제조를 위하여 롤(roll) 형상으로 권취되어 형성되는 롤 시트(roll sheet)를 에칭(etching) 공정이 진행되는 제1 공정 라인으로 공급하는 롤 시트 공급 유닛; 제1 공정 라인의 일측에 마련되며, 롤 시트의 한쪽 면인 제1 면에 대한 에칭 공정을 진행하는 롤 시트 에칭 유닛; 및 롤 시트 공급 유닛과 롤 시트 에칭 유닛 사이에 배치되며, 롤 시트의 제1 면에 대한 에칭 공정이 진행되기 전에 롤 시트 공급 유닛에서 풀려 롤 시트 에칭 유닛으로 공급되는 롤 시트의 다른 쪽 면인 제2 면에 에칭에 저항하는 에칭 저항용 테이프(tape)를 라미네이팅(laminating)하는 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛을 포함한다.

Description

마스크 제조 시스템{Mask manufacturing system}
본 발명은, 마스크 제조 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 마스크의 대량 생산을 이끌어낼 수 있으며, 특히 양쪽면에 대한 에칭 공정을 분리해서 개별적으로 진행함으로써 에칭 불량률을 현저하게 감소시킬 수 있는 마스크 제조 시스템에 관한 것이다.
평판표시소자 기판 혹은 디스플레이 기판으로서 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display)와, 유기전계발광표시장치(OLED, Organic Light Emitting Display)가 있다.
이 중에서 OLED는 유기물의 자체 발광에 의해 컬러 화상을 구현하는 초경박형 표시장치로서 그 구조가 간단하면서 광(光) 효율이 높다는 점에서 유망 디스플레이 장치로서 자리매김하고 있다. 이에 따라, TV나 모니터를 비롯해서 휴대폰에 OLED가 널리 적용되는 추세에 있다.
한편, 스마트폰이라고도 불리는 최근의 휴대폰은 개인의 필수품이 되고 있다는 점에서 전 세계적으로 휴대폰의 보급률이 점차 증가하고 있는 추세에 있다.
특히, 휴대폰을 2~3년 주기로 교체하는 실정임을 감안해볼 때, 휴대폰 제조사에서는 휴대폰의 대량 생산을 위한 설비 투자에 적극적일 수밖에 없다.
이처럼 휴대폰을 대량 생산하기 위한 설비를 구축하려면 그에 대응되는 수량의 마스크가 확보되어야만 한다. 즉 전술한 OLED를 휴대폰의 디스플레이로 적용하려면 기판이 증착 공정, 에칭 공정 등의 많은 공정을 거치도록 해야 하는데, 이러한 공정들, 특히 기판에 대한 증착 공정을 진행하고자 할 때는 마스크(mask)가 사용된다. 이때의 마스크는 금속 재질의 금속 마스크이다.
기판의 증착 공정 시 사용되는 마스크는 수 회 혹은 수십 회 이상 반복적으로 사용될 수도 있지만 불량이 발생될 소지가 높다고 판단되는 경우에는 설비에 마스크를 수시로 교체 투입하면서 기판에 대한 증착 공정을 진행해야 한다.
이처럼 수시로 마스크를 설비에 교체 투입하기 위해서는 마스크를 대량으로 보유하고 있어야 하며, 그러기 위해 대량으로 마스크를 제조하기 위한 마스크 제조 시스템의 적용이 고려된다.
한편, 마스크 제조 시스템을 통해 마스크가 제조되려면 마스크의 원재료인 마스크 시트가 여러 공정을 단계적으로 거치도록 해야 하며, 그래야 마스크를 제조할 수 있다.
마스크 제조를 위한 여러 공정들 중에는 마스크 시트 상에 패턴홀(pattern hole)을 형성시키기 위한 에칭 공정이 포함될 수 있으며, 이와 같은 에칭 공정을 진행할 때는 마스크 시트의 양쪽면에서 동시에 에칭 공정을 진행하여 패턴홀을 형성시키는 이른 바, 양쪽면 동시 에칭 공정의 적용을 고려해볼 수 있다.
하지만, 양쪽면 동시 에칭 공정을 진행하여 패턴홀을 형성시키는 경우에는 그 구조적 혹은 방법적인 한계로 인해 에칭 불량률이 높아질 소지가 매우 높다는 점을 고려해볼 때, 마스크에 대한 생산성은 높이면서도 에칭 불량률을 감소시킬 수 있도록 한 신개념의 마스크 제조 시스템에 대한 필요성이 대두된다.
대한민국특허청 출원번호 제10-2011-0031334호
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 마스크의 대량 생산을 이끌어낼 수 있으며, 특히 양쪽면에 대한 에칭 공정을 분리해서 개별적으로 진행함으로써 에칭 불량률을 현저하게 감소시킬 수 있는 마스크 제조 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 마스크(mask)의 제조를 위하여 롤(roll) 형상으로 권취되어 형성되는 롤 시트(roll sheet)를 에칭(etching) 공정이 진행되는 제1 공정 라인으로 공급하는 롤 시트 공급 유닛; 상기 제1 공정 라인의 일측에 마련되며, 상기 롤 시트의 한쪽 면인 제1 면에 대한 에칭 공정을 진행하는 롤 시트 에칭 유닛; 및 상기 롤 시트 공급 유닛과 상기 롤 시트 에칭 유닛 사이에 배치되며, 상기 롤 시트의 제1 면에 대한 에칭 공정이 진행되기 전에 상기 롤 시트 공급 유닛에서 풀려 상기 롤 시트 에칭 유닛으로 공급되는 롤 시트의 다른 쪽 면인 제2 면에 에칭에 저항하는 에칭 저항용 테이프(tape)를 라미네이팅(laminating)하는 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템이 제공될 수 있다.
상기 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛은, 상기 롤 시트가 상기 롤 시트 공급 유닛에서 상기 롤 시트 에칭 유닛으로 이송되는 제1 공정 라인의 일측에 배치되며, 롤(roll) 형상의 상기 에칭 저항용 테이프를 이송 중인 상기 롤 시트의 제2 면에 연속적으로 공급해서 라미네이팅하는 이송 중 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛일 수 있다.
상기 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛은, 상기 에칭 저항용 테이프를 공급하는 테이프 공급 롤러; 및 상기 롤 시트의 제2 면에 회전 가능하게 배치되며, 상기 테이프 공급 롤러에서 공급되는 상기 에칭 저항용 테이프를 전달 받아 상기 롤 시트의 제2 면에 라미네이팅하는 라미네이팅 구동 롤러를 포함할 수 있다.
상기 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛은, 상기 롤 시트를 사이에 두고 상기 라미네이팅 구동 롤러의 반대편에 회전 가능하게 배치되는 라미네이팅 종동 롤러; 및 상기 테이프 공급 롤러와 상기 라미네이팅 구동 롤러 사이에 배치되어 상기 에칭 저항용 테이프가 경유되며, 상기 테이프 공급 롤러에서 공급되는 상기 에칭 저항용 테이프를 상기 라미네이팅 구동 롤러로 전달하는 테이프 전달 롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛은, 상기 테이프 전달 롤러에 이웃하게 배치되어 상기 테이프 전달 롤러와 상호작용하며, 상기 테이프 전달 롤러로 경유되는 상기 에칭 저항용 테이프 상의 보호필름을 회수하는 보호필름 회수 롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 롤 시트 에칭 유닛의 공정 후방에 배치되며, 상기 에칭 저항용 테이프를 박리하는 에칭 저항용 테이프 박리 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 에칭 저항용 테이프 박리 유닛은, 상기 에칭 저항용 테이프가 상기 롤 시트로부터 박리되도록 상기 에칭 저항용 테이프를 향해 광(光)을 조사하는 박리용 광 조사기; 및 상기 박리용 광 조사기의 공정 후방에 배치되며, 상기 박리용 광 조사기의 작용으로 상기 롤 시트에서 박리되는 상기 에칭 저항용 테이프를 회수하는 에칭 저항용 테이프 회수기를 포함할 수 있다.
상기 에칭 저항용 테이프 회수기는, 상기 에칭 저항용 테이프에 접촉 회전되면서 상기 롤 시트로부터 상기 에칭 저항용 테이프를 박리하는 테이프 박리용 구동 롤러; 상기 롤 시트를 사이에 두고 상기 테이프 박리용 구동 롤러의 반대편에 회전 가능하게 배치되는 테이프 박리용 종동 롤러; 박리되는 상기 에칭 저항용 테이프를 감아 회수하는 테이프 회수 롤러; 및 상기 테이프 박리용 구동 롤러와 상기 테이프 회수 롤러 사이에 배치되며, 회수되는 상기 테이프를 가이드하는 테이프 가이드 롤러를 포함할 수 있다.
상기 롤 시트 공급 유닛의 반대편에 배치되며, 상기 롤 시트의 제1 면이 에칭되고 상기 에칭 저항용 테이프가 박리된 롤 시트를 회수하는 롤 시트 회수 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 롤 시트 공급 유닛과 상기 롤 시트 회수 유닛 사이의 제1 공정 라인 상에 배치되며, 상기 롤 시트를 상기 롤 시트 회수 유닛 쪽으로 구동시키는 롤 시트 구동 롤러; 및 상기 제1 공정 라인 상에 다수 개 배치되며, 상기 롤 시트의 이송을 가이드하는 다수의 롤 시트 가이드 롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛과 상기 롤 시트 에칭 유닛 사이에 배치되며, 상기 롤 시트가 상기 롤 시트 에칭 유닛으로 인입되어 에칭 공정을 진행하기 전에 상기 롤 시트에 대한 프리 에칭(pre etching)을 진행하는 프리 에칭 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 프리 에칭 유닛은, 에칭액이 충전되는 프리 에칭조; 및 상기 프리 에칭조에 마련되며, 상기 롤 시트가 상기 프리 에칭조 내의 에칭액에 디핑(deeping)되어 배출될 수 있도록 상기 롤 시트의 이송을 가이드하는 다수의 프리 에칭 가이드 롤러를 포함할 수 있다.
상기 프리 에칭 유닛과 상기 롤 시트 에칭 유닛 사이에 배치되며, 상기 프리 에칭 공정이 진행된 롤 시트를 세척하고 물기를 제거하는 프리 세척 및 물기 제거기를 더 포함할 수 있다.
상기 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛과 상기 프리 에칭 유닛 사이에 배치되며, 상기 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛과 상기 프리 에칭 유닛 간의 공정 속도를 조절하는 제1 롤 시트 버퍼 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 롤 시트 에칭 유닛의 출구에 직결되며, 세척약품이 혼합된 세척수 또는 워터(water)를 이용해서 상기 에칭 공정이 완료된 롤 시트 상에 잔존되는 에칭액 또는 이물을 제거하는 기능성 비중수세 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 기능성 비중수세 유닛의 공정 후방에 배치되며, 상기 기능성 비중수세 유닛을 거쳐 세척이 완료된 롤 시트를 건조하는 제1 롤 시트 건조 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 롤 시트 에칭 유닛은, 상기 롤 시트에 대한 에칭 공정을 진행하는 다수의 에칭 룸이 내부에 형성되는 롤 시트 에칭 캐비닛; 상기 롤 시트 에칭 캐비닛의 입구 영역에 배치되며, 상기 롤 시트를 상기 롤 시트 에칭 캐비닛의 내부로 인입시키는 롤 시트 인입 롤러부; 상기 롤 시트 에칭 캐비닛의 출구 영역에 배치되며, 상기 롤 시트를 상기 롤 시트 에칭 캐비닛의 외부로 인출시키는 롤 시트 인출 롤러부; 및 상기 롤 시트 에칭 캐비닛 내에 마련되며, 상기 롤 시트 에칭 캐비닛 내에서 이송 중인 상기 롤 시트를 향해 에칭액을 스프레이 방식으로 분사하는 다수의 제1 에칭액 스프레이 모듈을 포함할 수 있다.
상기 에칭 공정이 완료된 롤 시트의 제1 면에 에칭에 저항하는 에칭 저항제를 도포하는 에칭 저항제 도포 유닛; 및 상기 에칭 저항제 도포 유닛의 공정 후방에 배치되며, 상기 에칭 저항제를 경화시키는 에칭 저항제 경화 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 에칭 저항제 도포 유닛과 상기 에칭 저항제 경화 유닛 사이에 배치되고, 상기 에칭 저항제가 도포된 롤 시트를 건조하는 제2 롤 시트 건조 유닛; 및 상기 에칭 저항제 도포 유닛의 공정 전방에 배치되며, 상기 제1 면에 대한 에칭 공정이 완료된 롤 시트를 상기 에칭 저항제 도포 유닛과 상기 에칭 저항제 경화 유닛이 배치되는 제2 공정 라인(b)으로 공급하는 에칭 후 롤 시트 공급 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 에칭 저항제 도포 유닛의 공정 후방에 배치되며, 상기 롤 시트를 단위 사이즈의 단위 시트로 절단하는 롤 시트 절단 유닛; 및 상기 롤 시트 절단 유닛의 공정 후방에 배치되며, 상기 단위 시트의 이송을 위하여 상기 단위 시트에 캐리어(carrier)를 라미네이팅(laminating)하는 캐리어 라미네이팅 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 캐리어 라미네이팅 유닛의 공정 후방에 배치되며, 상기 단위 시트의 제2 면에 대한 에칭 공정을 진행하여 패턴홀(pattern hole)을 형성시키는 시트 에칭 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 시트 에칭 유닛은 상기 캐리어가 유입되고 배출되는 입출구에서 속도가 가속되는 속도 가변형 시트 에칭 유닛일 수 있다.
상기 속도 가변형 시트 에칭 유닛은, 시트형 유닛 바디부; 상기 시트형 유닛 바디부 내에 마련되며, 상기 캐리어를 이동시키는 캐리어 이동모듈; 상기 시트형 유닛 바디부 내에 마련되며, 상기 시트형 유닛 바디부 내에서 이동 중인 상기 단위 시트를 향해 에칭액을 스프레이 방식으로 분사하는 다수의 제2 에칭액 스프레이 모듈; 및 상기 시트형 유닛 바디부에 배치되며, 상기 캐리어가 유입되는 유입부와 상기 캐리어가 배출되는 배출부 중 적어도 어느 일측에 배치되고 해당 위치에서 상기 캐리어를 상대적으로 빠르게 가속시키는 캐리어 가속모듈을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 마스크의 대량 생산을 이끌어낼 수 있으며, 특히 양쪽면에 대한 에칭 공정을 분리해서 개별적으로 진행함으로써 에칭 불량률을 현저하게 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 시스템에 의해 제조된 마스크의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 시스템의 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛 영역의 확대도이다.
도 5는 도 3에 도시된 롤 시트 에칭 유닛의 확대도이다.
도 6은 도 3에 도시된 기능성 비중수세 유닛 영역의 확대도이다.
도 7은 기능성 비중수세 유닛의 사시도이다.
도 8은 도 7의 배면 사시도이다.
도 9는 비중수세 모듈 영역의 사시도이다.
도 10은 배관 구동부의 측면도이다.
도 11은 배관 구동부의 사시도이다.
도 12는 배관 구동부의 단면도이다.
도 13 및 도 14는 배관 구동부의 동작을 도시한 도면들이다.
도 15는 도 3에 도시된 에칭 저항용 테이프 박리 유닛 영역의 확대도이다.
도 16은 도 3에 도시된 에칭 저항제 도포 유닛 영역의 확대도이다.
도 17은 도 3에 도시된 롤 시트 절단 유닛 영역의 확대도이다.
도 18은 도 3에 도시된 속도 가변형 시트 에칭 유닛의 확대도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 시스템의 제어블록도이다.
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 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 시스템에 의해 제조된 마스크의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 시스템의 개략적인 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 시스템의 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛 영역의 확대도이며, 도 5는 도 3에 도시된 롤 시트 에칭 유닛의 확대도이고, 도 6은 도 3에 도시된 기능성 비중수세 유닛 영역의 확대도이며, 도 7은 기능성 비중수세 유닛의 사시도이고, 도 8은 도 7의 배면 사시도이며, 도 9는 비중수세 모듈 영역의 사시도이고, 도 10은 배관 구동부의 측면도이며, 도 11은 배관 구동부의 사시도이고, 도 12는 배관 구동부의 단면도이며, 도 13 및 도 14는 배관 구동부의 동작을 도시한 도면들이고, 도 15는 도 3에 도시된 에칭 저항용 테이프 박리 유닛 영역의 확대도이며, 도 16은 도 3에 도시된 에칭 저항제 도포 유닛 영역의 확대도이고, 도 17은 도 3에 도시된 롤 시트 절단 유닛 영역의 확대도이며, 도 18은 도 3에 도시된 속도 가변형 시트 에칭 유닛의 확대도이고, 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 시스템의 제어블록도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 마스크 제조 시스템은 마스크(30)의 대량 생산을 이끌어낼 수 있으며, 특히 양쪽면에 대한 에칭 공정을 분리해서 개별적으로 진행함으로써 에칭 불량률을 현저하게 감소시킬 수 있도록 한 것이다.
이와 같은 효과를 제공할 수 있는 본 실시예에 따른 마스크 제조 시스템은 도 3처럼 제1 공정 라인(a)과 제2 공정 라인(b) 상의 여러 공정을 순차적으로 거쳐 마스크(30)를 자동으로 제조할 수 있도록 한다.
참고로, 도 3에는 제1 공정 라인(a)과 제2 공정 라인(b)이 분리되어 있으나 이들 라인은 단일화된 인라인(in-line)을 이룰 수도 있다. 따라서 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
다만, 이하에서는 편의상 롤 시트 에칭 유닛(150)을 통해 롤 시트(10)에 대한 1차 에칭 공정을 진행하는 라인을 제1 공정 라인(a)이라 하고, 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)을 통해 단위 시트(20)에 대한 2차 에칭 공정을 진행하는 라인을 제2 공정 라인(b)이라 하여 분리 설명하도록 한다.
물론, 제1 공정 라인(a)과 제2 공정 라인(b)에는 롤 시트 에칭 유닛(150) 및 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270) 외에 에칭 공정을 위한 많은 유닛 또는 장치들이 마련되는데, 이들에 대해서는 아래에서 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 마스크 제조 시스템의 구체적인 설명에 앞서 마스크(30)의 구조에 대해 도 1을 참조하여 간략하게 먼저 알아본다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 시스템에 의해 제조된 마스크(30)는 후술할 단위 시트(20)에서 일정한 영역이 절단되어 형성되는 마스크 시트(31)와, 마스크 시트(31) 상에 형성되는 다수의 마스크 패턴부(32)를 포함할 수 있다.
마스크 시트(31)의 일측은 마스크(30)가 공정 설비로 투입될 때, 설비 내에서 클램핑되는 부분으로 활용될 수 있다.
마스크 패턴부(32)는 후술할 에칭(etching) 공정에 의해 마스크 시트(31)에 형성되는 부분이다. 도면에는 다수의 마스크 패턴부(32)가 형성되는 마스크(30)를 제시하였으나 마스크 시트(31)에 단일의 마스크 패턴부(32)가 형성될 수도 있다.
뿐만 아니라 도면과 달리 마스크 시트(31) 상에 여러 줄의 마스크 패턴부(32)가 형성될 수도 있을 것인데, 이러한 사항 모두가 본 발명의 권리범위에 속한다 하여야 할 것이다.
마스크 패턴부(32)에는 휴대폰 등의 디스플레이로 사용되는 기판, 특히 OLED 기판의 증착 공정 시 증착물질을 통과시키기 위한 다수의 패턴홀(33, pattern hole)이 형성된다.
본 실시예에서 마스크 패턴부(32) 상에 형성되는 패턴홀(33)들은 모두 동일한 사각형 형상을 가질 수 있다. 물론, 패턴홀(33)은 다각형, 원형, 타원형 등으로 변경될 수도 있으므로 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
이와 같은 마스크(30)를 제조, 특히 연속적인 방법으로 대량 제조하기 위해 도 3과 같은 구조의 마스크 제조 시스템이 제안된다.
앞서도 언급한 것처럼 마스크 제조 시스템을 이루는 제1 공정 라인(a)과 제2 공정 라인(b)에는 롤 시트 에칭 유닛(150) 및 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270) 외에 에칭 공정을 위한 많은 유닛 또는 장치들이 마련되며, 이들의 유기적인 메커니즘을 통해 양질의 마스크(30)가 대량 생산될 수 있다.
다만, 도 3의 마스크 제조 시스템의 구조가 다소 복잡하기 때문에, 이해를 돕기 위해 도 3의 마스크 제조 시스템을 이루는 구성들 중에서 몇몇의 핵심 구성만을 발췌하여 개략도로 작성한 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 마스크 제조 시스템의 개략적인 구조 및 작용에 대해 간략하게 먼저 알아보도록 한다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 마스크 제조 시스템에서는 마스크(30)의 대량 생산을 위해 롤(roll) 형상으로 권취되어 형성되는 롤 시트(10, roll sheet)를 사용한다.
롤 시트(10)는 도 2의 (a)처럼 금속, 예컨대 인바(invar) 재질의 박판형 금속이 롤(roll) 형상으로 권취된 것을 의미한다. 참고로, 인바(invar)는 철 63.5%에 니켈 36.5%가 첨가된 것으로서 열팽창계수가 작은 합금이다.
인바(invar) 재질로 된 롤 시트(10)의 양면에는 포토 레지스트(PR, Photo Resist)가 형성된다. 포토 레지스트(PR)는 빛을 조사하면 화학 변화를 일으키는 고분자 수지를 일컫는다. 빛이 닿은 부분만 고분자 수지가 불용화(不溶化)하여 포토 레지스트가 남는 것을 네가형 포토 레지스트, 빛이 닿은 부분만 고분자가 가용화(可溶化)하여 포토 레지스트가 사라지는 것을 포지형 포토 레지스트라 부른다. 포토 레지스트(PR)는 롤 시트(10)의 양면에 미리 도포된 상태일 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 롤 시트(10)를 이용해서 마스크(30)를 제조하기 위해 도 2의 (b)처럼 롤 시트(10)의 한쪽 면에 에칭 저항용 테이프(13, tape)가 부착, 즉 라미네이팅(laminating)된다.
에칭 저항용 테이프(13)는 에칭 저항용 테이프(13)가 라미네이팅된 면에서 에칭이 진행되지 않도록 에칭에 저항하는 역할을 한다. 본 실시예에서 에칭 저항용 테이프(13)는 UV(Ultraviolet Ray) 테이프(13)이다.
에칭 저항용 테이프(13)가 라미네이팅된 롤 시트(10)는 도 2의 (c)처럼 롤 시트 에칭 유닛(150)으로 인입된다. 그리고는 롤 시트 에칭 유닛(150)을 통해 롤 시트(10)의 한쪽 면인 제1 면이 에칭(etching)된다. 다시 말해, 롤 시트(10)의 대략 1/2 단면이 에칭되어 홈 형태로 깎인다.
익히 알려진 것처럼 에칭(혹은 에칭 공정)은 본 실시예에 따른 롤 시트(10)와 같은 금속이나 반도체를 침식시키는 것을 의미하는데, 포토 레지스트(PR)로 덮여 있지 않은 롤 시트(10)의 부분을 화학 약품, 즉 에칭액(부식액)으로 제거한다. 본 실시예의 경우, 롤 시트(10)의 제2 면에는 에칭 저항용 테이프(13)가 미리 라미네이팅되어 있기 때문에 롤 시트 에칭 유닛(150)을 통한 에칭 공정 시 롤 시트(10)의 제2 면 영역은 에칭되지 않고 롤 시트(10)의 한쪽 면인 제1 면만 에칭된다.
제1 면이 에칭된 롤 시트(10)는 롤 시트 에칭 유닛(150)에서 인출된 후, 도 2의 (d)처럼 반전된다. 즉 도면상 에칭된 제1 면이 상부로 놓이도록 뒤집힌다.
그런 다음, 도 2의 (e)처럼 에칭된 제1 면 영역에 에칭 저항제(14)가 도포된다. 롤 시트(10)의 제1 면은 이미 에칭이 되어 예컨대, 1/2 단면이 홈 형태로 파인 상태이므로 이곳에 전술한 에칭 저항용 테이프(13)를 라미네이팅하기가 곤란하다. 때문에, 도 2의 (e)처럼 에칭 저항용 테이프(13) 대신 같은 기능을 담당하는 에칭 저항제(14)가 도포된다.
에칭 저항제(14)가 롤 시트(10)의 에칭된 제1 면 영역에 도포된 이후에는 롤 시트(10)가 절단되어 단위 사이즈의 단위 시트(20)로 형성되며, 이후에 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)을 통해 아직 에칭되지 않은 제2 면 영역에 대한 에칭 공정이 진행된다.
이때, 단위 사이즈로 절단된 단위 시트(20)는 매우 얇은 박판형이라서 이송이 원활하지 않을 수 있기 때문에 단위 시트(20)에는 캐리어(50, carrier)가 라미네이팅되어 캐리어(50)를 통해 단위 시트(20)가 이송된다. 캐리어(50)는 글라스(glass) 재질로 제작되며, 단위 시트(20)와 라미네이팅되어 단위 시트(20)를 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270) 및 그 후방 공정으로 이송시키는 역할을 한다.
이처럼 캐리어(50)에 라미네이팅된 단위 시트(20)는 도 2의 (f)처럼 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)로 인입된다. 그리고는 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)을 통해 단위 시트(20)의 나머지 면인 제2 면이 에칭된다. 다시 말해, 단위 시트(20)의 남은 1/2 단면이 에칭됨으로써 패턴홀(33, 도 1 참조)이 형성되도록 한다.
속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)을 통한 소위, 2차 에칭을 통해 패턴홀(33)이 형성된 이후에는 단위 시트(20)에 묻어 잔존되는 에칭 저항제(14) 및 포토 레지스트(PR)가 제거되고, 이어 단위 시트(20)가 일정 부분 절단되면서 캐리어(50)와 분리됨으로써 최종적으로 마스크(30)로 제조될 수 있다.
이상에서 설명한 마스크 제조 시스템의 간략한 구조와 그에 따른 작용은 도 3의 실질적인 마스크 제조 시스템을 이루는 구성들 중에서 핵심적인 일부만을 발췌한 것으로서, 실질적으로 마스크 제조 시스템이 구현되기 위해서는 롤 시트(10)를 이송시키는 수단, 에칭 저항용 테이프(13)를 제거하는 수단, 에칭 전후의 롤 시트(10) 혹은 단위 시트(20)를 세척하는 수단, 롤 시트(10)를 단위 시트(20)로 절단하는 수단, 에칭 저항제(14) 및 포토 레지스트(PR)를 제거하는 수단 등 여러 구성들이 시스템 제1 공정 라인 상에 배치되어 주변 구성들과 유기적으로 동작해야 한다. 따라서 이하에서는 도 3 내지 도 19를 참조하여 본 실시예에 따른 마스크 제조 시스템의 실질적인 세부 구조 및 그에 다른 작용, 방법 등을 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 마스크 제조 시스템은 크게, 롤 시트 에칭 유닛(150)을 통해 롤 시트(10)에 대한 1차 에칭 공정을 진행하는 제1 공정 라인(a)과, 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)을 통해 단위 시트(20)에 대한 2차 에칭 공정을 진행하는 제2 공정 라인(b)을 포함한다. 앞서도 언급한 것처럼 제1 공정 라인(a)과 제2 공정 라인(b)은 분리되지 않은 단일화된 인라인(in-line)일 수도 있다.
이하, 설명의 편의를 위해 제1 공정 라인(a)의 앞에서부터 순차적으로 설명한다. 제1 공정 라인(a)에는 공정이 진행되는 방향을 따라 롤 시트 공급 유닛(110), 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛(120), 프리 에칭 유닛(140), 프리 세척 및 물기 제거기(145), 롤 시트 에칭 유닛(150), 기능성 비중수세 유닛(160), 에칭 저항용 테이프 박리 유닛(180), 그리고 롤 시트 회수 유닛(112)이 배치된다. 순서대로 살펴본다.
롤 시트 공급 유닛(110)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 마스크(30)의 제조를 위하여 롤(roll) 형상으로 권취되어 형성되는 롤 시트(10, 도 2 참조)를 1차 에칭(etching) 공정이 진행되는 제1 공정 라인(a)으로 공급한다.
롤 시트 공급 유닛(110)을 통해 롤 시트(10)가 풀려 제1 공정 라인(a)으로 공급되기 위해 제1 롤 시트 구동 롤러(101, 도 15 참조)와, 다수의 롤 시트 가이드 롤러(103)가 마련된다.
제1 롤 시트 구동 롤러(101)는 도 15처럼 롤 시트 공급 유닛(110)과 롤 시트 회수 유닛(112) 사이의 제1 공정 라인(a) 상에 배치되며, 롤 시트(10)를 롤 시트 회수 유닛(112) 쪽으로 구동시키는 역할을 한다. 제1 롤 시트 구동 롤러(101)는 도시 않은 모터의 구동력으로 롤 시트(10)를 당겨 후 공정인 롤 시트 회수 유닛(112) 쪽으로 이동시킨다.
롤 시트 가이드 롤러(103)는 제1 공정 라인(a) 상에 다수 개 배치되며, 롤 시트(10)의 이송을 가이드한다. 롤 시트 가이드 롤러(103)는 도 3에서 제1 공정 라인(a) 및 제2 공정 라인(b) 모두의 곳곳에 배치되어 롤 시트(10)에 텐션을 부여하면서 롤 시트(10)의 이송을 가이드하는 역할을 한다.
도 4에 도시된 것처럼 롤 시트 공급 유닛(110)의 주변에는 롤 시트 가이드 롤러(103) 외에도 롤 시트(10)를 평평하게 펼쳐 공급하는 롤 시트 펼침 가이드(107)가 마련된다. 롤 시트 펼침 가이드(107)는 도 16처럼 에칭 후 롤 시트 공급 유닛(210)의 주변에도 동일한 형태로 적용될 수 있다.
롤 시트 공급 유닛(110)의 공정 후방에 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛(120)이 마련된다. 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛(120)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 롤 시트 공급 유닛(110)과 롤 시트 에칭 유닛(150) 사이에 배치되며, 롤 시트(10)의 제1 면에 대한 에칭 공정이 진행되기 전에 롤 시트 공급 유닛(110)에서 풀려 롤 시트 에칭 유닛(150)으로 공급되는 롤 시트(10)의 다른 쪽 면인 제2 면에 에칭에 저항하는 에칭 저항용 테이프(13, tape, 도 2 참조)를 라미네이팅(laminating)하는 역할을 한다. 에칭 저항용 테이프(13)는 롤 시트 에칭 유닛(150)을 통해 롤 시트(10)의 한쪽 면인 제1 면만 에칭되도록 한다.
본 실시예에서 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛(120)은 롤 시트(10)가 제1 공정 라인(a)의 일측에 배치되며, 롤(roll) 형상의 에칭 저항용 테이프(13)를 이송 중인 롤 시트(10)의 제2 면에 연속적으로 공급해서 라미네이팅하는 이송 중 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛(120)으로 적용된다. 이처럼 롤 시트(10)가 이송되는 과정에서 그 일면에 에칭 저항용 테이프(13)가 라미네이팅되게 함으로써 연속 공정을 이끌어낼 수 있으며, 이로 인해 생산성이 향상될 수 있다.
에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛(120)은 테이프 공급 롤러(121), 라미네이팅 구동 롤러(122), 라미네이팅 종동 롤러(123), 테이프 전달 롤러(124), 그리고 보호필름 회수 롤러(125)를 포함한다.
테이프 공급 롤러(121)는 에칭 저항용 테이프(13)를 공급한다. 본 실시예의 경우, 연속 공정의 구현을 위하여 롤(roll) 형상의 에칭 저항용 테이프(13)를 사용한다.
라미네이팅 구동 롤러(122)는 롤 시트(10)의 제2 면에 회전 가능하게 배치되며, 테이프 공급 롤러(121)에서 공급되는 에칭 저항용 테이프(13)를 전달 받아 롤 시트(10)의 제2 면에 라미네이팅하는 역할을 한다.
라미네이팅 종동 롤러(123)는 롤 시트(10)를 사이에 두고 라미네이팅 구동 롤러(122)의 반대편에 회전 가능하게 배치되는 롤러이다. 라미네이팅 구동 롤러(122)가 모터 등에 의해 동작되는데 반해, 라미네이팅 종동 롤러(123)는 자유 회전형 롤러일 수 있다.
테이프 전달 롤러(124)는 테이프 공급 롤러(121)와 라미네이팅 구동 롤러(122) 사이에 배치되어 에칭 저항용 테이프(13)가 경유되며, 테이프 공급 롤러(121)에서 공급되는 상기 에칭 저항용 테이프(13)를 라미네이팅 구동 롤러(122)로 전달하는 역할을 한다. 테이프 전달 롤러(124)로 인해 보호필름 회수 롤러(125)의 적용이 용이해질 수 있다.
보호필름 회수 롤러(125)는 테이프 전달 롤러(124)에 이웃하게 배치되어 테이프 전달 롤러(124)와 상호작용하며, 테이프 전달 롤러(124)로 경유되는 에칭 저항용 테이프(13) 상의 보호필름(미도시)을 회수하는 역할을 한다. 보호필름 회수 롤러(125)를 통해 회수되는 보호필름은 폐기된다.
에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛(120)의 공정 후방에 제1 롤 시트 버퍼 유닛(130), 프리 에칭 유닛(140) 및 프리 세척 및 물기 제거기(145)가 순차적으로 배치된다.
제1 롤 시트 버퍼 유닛(130)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛(120)과 프리 에칭 유닛(130) 사이에 배치되며, 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛(120)과 프리 에칭 유닛(130) 간의 공정 속도를 조절하는 역할을 한다.
프리 에칭 유닛(140)은 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 공정 라인(a) 상에서 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛(120)과 롤 시트 에칭 유닛(150) 사이에 배치되며, 롤 시트(10)가 롤 시트 에칭 유닛(150)으로 인입되어 에칭 공정을 진행하기 전에 롤 시트(10)에 대한 프리 에칭(pre etching)을 진행하는 역할을 한다.
이러한 프리 에칭 유닛(140)은 에칭액이 충전되는 프리 에칭조(141)와, 프리 에칭조(141)에 마련되며, 롤 시트(10)가 상기 프리 에칭조(141) 내의 에칭액에 디핑(deeping)되어 배출될 수 있도록 롤 시트(10)의 이송을 가이드하는 다수의 프리 에칭 가이드 롤러(142)를 포함할 수 있다.
롤 시트(10)가 프리 에칭 유닛(140)을 한 번 거친 후, 롤 시트 에칭 유닛(150)을 통해 1차로 에칭되게 함으로써 에칭의 효율을 높일 수 있다. 하지만, 경우에 따라 프리 에칭 유닛(140)은 공정상 생략될 수도 있는데, 이처럼 프리 에칭 유닛(140)이 생략된 시스템 역시, 본 발명의 권리범위에 속한다 하여야 할 것이다.
프리 세척 및 물기 제거기(145)는 도 3에 도시된 바와 같이, 프리 에칭 유닛(130)과 롤 시트 에칭 유닛(150) 사이에 배치되며, 프리 에칭 공정이 진행된 롤 시트(10)를 세척하고 물기를 제거하는 역할을 한다. 롤 시트(10)는 프리 에칭 유닛(140)을 통해 가볍고 간단하게 프리 에칭된 상태이므로 프리 세척 및 물기 제거기(145) 역시 가볍고 간단하게 세척한다.
본 실시예에서 프리 세척 및 물기 제거기(145)는 롤 시트(10)를 향해 워터(water)를 분사하면서 롤 시트(10)를 세척하는 프리 세척기(146)와, 세척이 완료된 롤 시트(10)의 표면에 잔존 가능한 물기를 바람으로 제거하는 에어 나이프(147)를 포함할 수 있다. 프리 세척 및 물기 제거기(145)는 이하에서 설명할 기능성 비중수세 유닛(160)의 일부 구조와 유사하므로 프리 세척 및 물기 제거기(145)에 대한 자세한 설명은 후술할 기능성 비중수세 유닛(160)을 참조하기로 하고 여기서는 설명을 생략한다.
프리 세척 및 물기 제거기(145)의 공정 후방에 롤 시트 에칭 유닛(150)이 마련된다. 롤 시트 에칭 유닛(150)은 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 롤 시트(10)의 한쪽 면인 제1 면에 대한 대략 1/2 에칭 공정을 진행하는 역할을 한다.
이러한 롤 시트 에칭 유닛(150)은 롤 시트 에칭 캐비닛(151)을 구비한다. 롤 시트 에칭 캐비닛(151)은 캐비닛 구조로서 그 내부에는 롤 시트(10)에 대한 에칭 공정을 진행하는 다수의 에칭 룸(151a)이 형성된다. 에칭 룸(151a)들은 서로 연통된다.
롤 시트 에칭 캐비닛(151)에 롤 시트 인입 롤러부(152)와, 롤 시트 인출 롤러부(153)가 마련된다. 롤 시트 인입 롤러부(152)는 롤 시트 에칭 캐비닛(151)의 입구 영역에 배치되며, 롤 시트(10)를 롤 시트 에칭 캐비닛(151)의 내부로 인입시키는 역할을 한다. 그리고 롤 시트 인출 롤러부(153)는 롤 시트 에칭 캐비닛(151)의 출구 영역에 배치되며, 롤 시트(10)를 롤 시트 에칭 캐비닛(151)의 외부로 인출(배출)시키는 역할을 한다.
롤 시트 에칭 캐비닛(151) 내에는 다수의 제1 에칭액 스프레이 모듈(154)이 마련된다. 제1 에칭액 스프레이 모듈(154)들은 롤 시트 에칭 캐비닛(151) 내에서 이송 중인 롤 시트(10)를 향해 에칭액을 스프레이 방식으로 분사하여 롤 시트(10)의 한쪽 면인 제1 면에 대한 대략 1/2 에칭 공정이 진행되게끔 한다. 후술할 제2 에칭액 스프레이 모듈(273)도 마찬가지지만 다수의 제1 에칭액 스프레이 모듈(154)이 에칭액을 스프레이 방식으로 분사하기 때문에 에칭액 분사의 균일도를 확보할 수 있다.
롤 시트 에칭 유닛(150)의 공정 후방에 기능성 비중수세 유닛(160)이 마련된다. 기능성 비중수세 유닛(160)은 도 3, 그리고 도 6 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 롤 시트 에칭 유닛(150)의 출구에 직결되며, 세척약품이 혼합된 세척수 또는 워터(water)를 이용해서 에칭 공정이 완료된 롤 시트(10) 상에 잔존되는 에칭액 또는 이물을 제거하는 역할을 한다.
이러한 기능성 비중수세 유닛(160)은 유닛 캐비닛(161)과, 유닛 캐비닛(161) 상에 비중수세 모듈(162), 제1 내지 제3 수세 모듈(167~169), 그리고 물기 제거 모듈(178)이 일체로 탑재되는 구조를 갖는다. 이처럼 기능과 역할이 상이한 비중수세 모듈(162), 제1 내지 제3 수세 모듈(167~169), 그리고 물기 제거 모듈(178)이 유닛 캐비닛(161) 상에 위치별로 탑재되어 하나의 기능성 비중수세 유닛(160)을 구현할 경우, 시스템에 설치하기가 용이할 뿐만 아니라 위치 이동이 자유로워지는 이점이 있다. 따라서 기능성 비중수세 유닛(160)은 도 3에 도시된 바와 같이, 롤 시트 에칭 유닛(150)의 공정 후방뿐만 아니라 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)의 공정 후방에도 용이하게 적용될 수 있다.
유닛 캐비닛(161)은 기능성 비중수세 유닛(160)의 외관을 이룬다. 유닛 캐비닛(161)에 비중수세 모듈(162), 제1 내지 제3 수세 모듈(167~169), 그리고 물기 제거 모듈(178)이 위치별로 탑재되어야 하기 때문에 유닛 캐비닛(161)은 강성이 우수한 금속 프레임으로 제작된다.
유닛 캐비닛(161)의 하단부에는 높이 조절 및 지면 지지를 위한 푸트(161a)가 배치될 수 있다. 유닛 캐비닛(161)의 후면에는 비중수세 모듈(162), 제1 내지 제3 수세 모듈(167~169) 쪽으로 세척약품이 혼합된 세척수 혹은 워터를 정량과 정압으로 공급하기 위한 수단들이 갖춰진다.
유닛 캐비닛(161)의 하부에는 제1 드레인부(179a)와, 제2 드레인부(179b)가 마련된다. 제1 드레인부(179a)는 유닛 캐비닛(161)의 하부 일측에 배치되며, 비중수세 모듈(162)에서 낙하되는 세척약품이 혼합된 세척수를 받아 드레인(drain)시킨다. 그리고 제2 드레인부(179b)는 유닛 캐비닛(161)의 하부 타측에 배치되며, 제1 내지 제3 수세 모듈(167~169)에서 낙하되는 워터를 받아 드레인(drain)시킨다.
비중수세 모듈(162)은 유닛 캐비닛(161)의 상부 일측에 마련되며, 세척약품이 혼합된 세척수를 이용해서 에칭 공정이 완료된 롤 시트(10) 상에 잔존되는 에칭액을 제거하는 역할을 한다. 제1 내지 제3 수세 모듈(167~169), 그리고 물기 제거 모듈(178)도 마찬가지지만 비중수세 모듈(162)은 캐비닛 혹은 서랍 구조를 갖는다. 따라서 내부의 구성들을 설치하거나 유지보수하는데 수월하다.
이러한 비중수세 모듈(162)은 비중수세 모듈 하우징(163), 롤 시트 이송부(164), 상부 배관부(165), 하부 배관부(166), 그리고 배관 구동부(170)를 포함할 수 있다.
비중수세 모듈 하우징(163)은 박스형 캐비닛 형상을 갖는 외관 프레임이다. 비중수세 모듈 하우징(163)의 일측에는 롤 시트(10)가 유입되는 유입부(163a)가 형성된다. 유입부(163a)로 유입되는 롤 시트(10)는 비중수세 모듈(162), 제1 내지 제3 수세 모듈(167~169), 그리고 물기 제거 모듈(178)을 차례로 거친 후, 물기 제거 모듈 하우징(178a)의 배출부(178c, 도 8 참조)로 배출되며, 이후에는 제1 롤 시트 건조 유닛(105)로 향한다.
롤 시트 이송부(164)는 비중수세 모듈 하우징(163) 내에 배치되며, 유입부(163a)를 통과한 롤 시트(10)를 제1 내지 제3 수세 모듈(167~169) 측으로 이송시키는 역할을 한다. 다수의 롤러와 기어(베벨 기어 포함)의 조합으로 형성되는 롤 시트 이송부(164)는 제1 내지 제3 수세 모듈(167~169)에 모두 동일한 형태로 마련될 수 있다.
상부 배관부(165)는 롤 시트 이송부(164)의 상부에 배치되는 배관이다. 상부 배관부(165)에는 롤 시트 이송부(164)의 작용으로 이송 중인 롤 시트(10)를 향해 세척약품이 혼합된 세척수를 하향 분사하는 다수의 상부 분사노즐(165a)이 마련된다.
하부 배관부(166)는 상부 배관부(165)의 하부에 배치되는 배관이다. 하부 배관부(166)에는 롤 시트 이송부(164)의 작용으로 이송 중인 롤 시트(10)를 향해 세척약품이 혼합된 세척수를 상향 분사하는 다수의 하부 분사노즐(166a)이 마련된다.
한편, 배관 구동부(170)는 상부 배관부(165) 및 하부 배관부(166)와 연결되며, 롤 시트(10) 상으로 분사되는 세척약품이 혼합된 세척수의 분사 균일도 확보를 위하여 상부 배관부(165) 및 하부 배관부(166)를 적어도 일 방향으로 구동시키는 역할을 한다. 예컨대, 도 10의 화살표와 같이 배관 구동부(170)가 상부 배관부(165) 및 하부 배관부(166)를 교번적으로 전후진 구동시킬 수 있다. 이처럼 배관 구동부(170)가 상부 배관부(165) 및 하부 배관부(166)를 교번적으로 전후진 구동시키면서 세척약품이 혼합된 세척수가 롤 시트(10)로 분사될 경우, 얼룩이 생기는 것을 방지할 수 있고, 세척의 균일도를 향상시킬 수 있다.
배관 구동부(170)는 유닛 캐비닛(161)의 일측에 결합되는 구동 하우징(171)에 부품이 결합되는 형태로 마련된다. 이러한 배관 구동부(170)는 상부 배관부(165)와 연결되고 상부 배관부(165)를 슬라이딩 구동시키는 상부 슬라이더(172)와, 구동 하우징(171)의 상부에 배치되고 상부 슬라이더(172)와 연결되며, 상부 배관부(165)가 구동되는 방향으로 슬라이딩 이동되는 상부 슬라이딩 플레이트(173)와, 하부 배관부(166)와 연결되고 하부 배관부(166)를 슬라이딩 구동시키는 하부 슬라이더(174)와, 구동 하우징(171)의 상부에 배치되고 하부 슬라이더(174)와 연결되며, 하부 배관부(166)가 구동되는 방향으로 슬라이딩 이동되는 하부 슬라이딩 플레이트(175)를 포함한다.
이와 같은 구조에서 상부 슬라이더(172)와 하부 슬라이더(174)를 교번적으로 구동시키기 위해 슬라이더 구동부(176)가 배관 구동부(170)에 마련된다. 슬라이더 구동부(176)는 구동 하우징(171)에 마련되고 상부 슬라이딩 플레이트(173) 및 하부 슬라이딩 플레이트(175)와 연결되며, 상부 슬라이더(172)와 하부 슬라이더(174)를 교번적으로 구동시키는 역할을 한다. 이처럼 슬라이더 구동부(176)가 상부 슬라이더(172)와 하부 슬라이더(174)를 교번적으로 구동시킴에 따라 도 10처럼 상부 배관부(165) 및 하부 배관부(166)가 교번적으로 전후진 구동될 수 있게 되고, 이러한 작용을 통해 세척약품이 혼합된 세척수가 롤 시트(10)로 분사되기 때문에 세척의 균일도를 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
슬라이더 구동부(176)는 감속기(176a)가 연결되며, 동력을 발생시키는 서보모터(176b)와, 구동 하우징(171) 내에서 상부 슬라이딩 플레이트(173) 및 하부 슬라이딩 플레이트(175) 사이에 배치되며, 서보모터(176b)에 연결되어 서보모터(176b)의 동작에 의해 회전되는 로테이팅 샤프트(176c)와, 로테이팅 샤프트(176c)의 상단부에 연결되어 로테이팅 샤프트(176c)와 동회전되는 상부 캠 플레이트(176d)와, 상부 슬라이딩 플레이트(173)의 상부 장공(173a)을 경유해서 상부 캠 플레이트(176d)에 결합되는 상부 결합부재(176e)와, 로테이팅 샤프트(176c)의 하단부에 연결되어 로테이팅 샤프트(176c)와 동회전되는 하부 캠 플레이트(176f)와, 하부 슬라이딩 플레이트(175)의 하부 장공(175a)을 경유해서 하부 캠 플레이트(176f)에 결합되는 하부 결합부재(176g)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 서보모터(176b)가 동작되어 로테이팅 샤프트(176c)가 회전되면 상부 캠 플레이트(176d) 및 하부 캠 플레이트(176f)가 각각 회전되는 과정에서 도 13 및 도 14와 같은 작용을 이끌어낼 수 있고, 이로 인해 상부 슬라이더(172)와 하부 슬라이더(174)가 교번적으로 전후진 구동될 수 있다.
제1 내지 제3 수세 모듈(167~169)은 유닛 캐비닛(161) 상에서 비중수세 모듈(162)에 이웃하게 배치되며, 비중수세 모듈(162)을 지난 롤 시트(10)에 대하여 워터를 이용해서 롤 시트(10) 상에 잔존되는 이물을 제거하는 역할을 한다.
본 실시예의 경우, 3개의 제1 내지 제3 수세 모듈(167~169)을 개시하고 있다. 물론, 이의 수치에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다. 제1 내지 제3 수세 모듈(167~169)은 측 방향으로 인접되게 배치되며, 후(後) 공정으로 갈수록 워터의 분사강도가 점진적으로 약해지게 배치된다.
제1 내지 제3 수세 모듈(167~169) 모두는 수세 모듈 하우징(167a~169a)과, 수세 모듈 하우징(167a~169a) 내에서 이송 중인 롤 시트(10)의 상부 및 하부에 배치되며, 해당 위치에서 롤 시트(10)를 향해 상기 워터를 분사하는 다수의 워터 분사기(167b~169b)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 수세 모듈(167~169)에 마련되는 워터 분사기(167b~169b)들의 개수가 다를 뿐 제1 내지 제3 수세 모듈(167~169)에 마련되는 워터 분사기(167b~169b)의 역할은 동일하다. 비중수세 모듈(162)과 마찬가지로 워터 분사기(167b~169b)가 워터를 분사하는 형태로 세척하기 때문에 얼룩이 생기지 않으며, 균일도를 확보하는 데 유리하다.
물기 제거 모듈(178)은 유닛 캐비닛(161) 상에서 제3 수세 모듈(169)에 이웃하게 배치되며, 제3 수세 모듈(169)을 지난 롤 시트(10)에 대하여 롤 시트(10) 상에 잔존 가능한 물기를 바람으로 제거하는 역할을 한다.
이러한 물기 제거 모듈(178)은 물기 제거 모듈 하우징(178a)과, 물기 제거 모듈 하우징(178a) 내에서 이송 중인 롤 시트(10)의 상부 및 하부에 배치되며, 해당 위치에서 롤 시트(10)를 향해 일자형 에어(air)를 분사하는 다수의 에어 나이프(178b, air knife)를 포함한다. 에어 나이프(178b)의 일자형 출구에서 강한 바람(에어)이 분사되어 롤 시트(10)로 향하기 때문에 롤 시트(10) 상의 잔존 물기가 제거될 수 있다.
기능성 비중수세 유닛(160)의 공정 후방에 제1 롤 시트 건조 유닛(105), 에칭 저항용 테이프 박리 유닛(180), 그리고 롤 시트 회수 유닛(112)이 순서대로 배치된다.
제1 롤 시트 건조 유닛(105)은 도 3에 도시된 바와 같이, 기능성 비중수세 유닛(160)의 공정 후방에 배치되며, 기능성 비중수세 유닛(160)을 거쳐 세척이 완료된 롤 시트(10)를 건조하는 역할을 한다. 제1 롤 시트 건조 유닛(105)은 열풍 건조일 수 있으며, 제1 롤 시트 건조 유닛(105)을 지난 롤 시트(10)는 물기가 전혀 없는 상태를 취한다.
에칭 저항용 테이프 박리 유닛(180)은 도 3 및 도 15에 도시된 바와 같이, 롤 시트 에칭 유닛(150)의 공정 후방에 배치되며, 1차 에칭 공정을 위해 라미네이팅되었던 에칭 저항용 테이프(13)를 박리하는 역할을 한다. 이러한 에칭 저항용 테이프 박리 유닛(180)은 박리용 광 조사기(181)와, 에칭 저항용 테이프 회수기(183)를 포함할 수 있다.
박리용 광 조사기(181)는 에칭 저항용 테이프(13)가 롤 시트(10)로부터 박리되도록 에칭 저항용 테이프(13)를 향해 광(光)을 조사하는 역할을 한다. 이때의 광은 자외선일 수 있다.
에칭 저항용 테이프 회수기(183)는 박리용 광 조사기(181)의 공정 후방에 배치되며, 박리용 광 조사기(181)의 작용으로 롤 시트(10)에서 박리되는 에칭 저항용 테이프(13)를 회수하는 역할을 한다. 에칭 저항용 테이프 회수기(183)를 통해 회수되는 에칭 저항용 테이프(13)는 폐기된다.
에칭 저항용 테이프 회수기(183)는 에칭 저항용 테이프(13)에 접촉 회전되면서 롤 시트(10)로부터 에칭 저항용 테이프(13)를 박리하는 테이프 박리용 구동 롤러(184)와, 롤 시트(10)를 사이에 두고 테이프 박리용 구동 롤러(184)의 반대편에 회전 가능하게 배치되는 테이프 박리용 종동 롤러(185)와, 박리되는 에칭 저항용 테이프(13)를 감아 회수하는 테이프 회수 롤러(186)와, 테이프 박리용 구동 롤러(184)와 테이프 회수 롤러(186) 사이에 배치되며, 회수되는 테이프를 가이드하는 테이프 가이드 롤러(187)를 포함할 수 있다.
이처럼 에칭 저항용 테이프 회수기(183)가 롤 타입으로 구동되면서 에칭 저항용 테이프(13)를 박리해서 회수하기 때문에 공정이 중단될 필요가 없으며, 이로 인해 생산성 향상에 기여할 수 있다.
롤 시트 회수 유닛(112)은 도 3 및 도 15에 도시된 바와 같이, 제1 공정 라인(a) 상에서 롤 시트 공급 유닛(110)의 반대편에 배치되며, 롤 시트(10)의 제1 면이 에칭되고 에칭 저항용 테이프(13)가 박리된 롤 시트(10)를 회수하는 역할을 한다. 물론, 앞서도 기술한 것처럼 롤 시트 회수 유닛(112)이 에칭 후 롤 시트 공급 유닛(210)과 연결되어 하나의 기능성 장치로 사용될 수도 있다.
한편, 제2 공정 라인(b)에는 공정이 진행되는 방향을 따라 에칭 후 롤 시트 공급 유닛(210), 에칭 저항제 도포 유닛(220), 제2 롤 시트 건조 유닛(231), 에칭 저항제 경화 유닛(235), 롤 시트 절단 유닛(250), 캐리어 라미네이팅 유닛(260), 그리고 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)이 배치된다. 순서대로 살펴본다.
에칭 후 롤 시트 공급 유닛(210)은 도 3 및 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 공정 라인(a)을 통해 제1 면에 대한 에칭 공정이 완료된 롤 시트(10)를 제2 공정 라인(b)으로 공급하는 역할을 한다.
에칭 후 롤 시트 공급 유닛(210)이 롤 시트(10)를 제2 공정 라인(b)으로 공급할 때, 제1 공정 라인(a)에서 에칭이 된 면이 상부를 향하도록 한다. 그리고 제1 면에 대한 에칭 공정이 완료된 롤 시트(10)는 제2 롤 시트 구동 롤러(102, 도 17 참조)의 작용으로 제2 공정 라인(b)으로 공급된다. 다시 말해, 제2 롤 시트 구동 롤러(102)는 에칭 후 롤 시트 공급 유닛(210)의 롤 시트(10)를 롤 시트 절단 유닛(250) 쪽으로 구동시킨다. 제2 롤 시트 구동 롤러(102)는 전술한 제1 롤 시트 구동 롤러(101)와 동일한 역할, 즉 모터의 구동력으로 롤 시트(10)를 당겨 이동시키는 역할을 한다.
에칭 후 롤 시트 공급 유닛(210)의 공정 후방에 제2 롤 시트 버퍼 유닛(218)이 마련된다. 제2 롤 시트 버퍼 유닛(218)은 도 3 및 도 16에 도시된 바와 같이, 에칭 후 롤 시트 공급 유닛(210)과 에칭 저항제 도포 유닛(220) 사이에 배치되며, 에칭 후 롤 시트 공급 유닛(210)과 에칭 저항제 도포 유닛(220) 간의 공정 속도를 조절하는 역할을 한다.
제2 롤 시트 버퍼 유닛(218)의 공정 후방에 에칭 저항제 도포 유닛(220)이 마련된다. 에칭 저항제 도포 유닛(220)은 도 2, 도 3 및 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 공정 라인(a) 상에서 1/2 에칭 공정이 완료된 롤 시트(10)의 제1 면에 에칭에 저항하는 에칭 저항제(14)를 도포하는 역할을 한다. 롤 시트(10)의 제1 면은 이미 에칭이 되어 예컨대, 1/2 단면이 홈 형태로 파인 상태이므로 이곳에 전술한 에칭 저항용 테이프(13)를 라미네이팅하기가 곤란하다. 때문에, 도 2의 (e)처럼 에칭 저항용 테이프(13) 대신 같은 기능을 담당하는 에칭 저항제(14)가 도포된다.
에칭 저항제 도포 유닛(220)의 공정 후방에 제2 롤 시트 건조 유닛(231)과, 에칭 저항제 경화 유닛(235)이 차례로 배치된다.
제2 롤 시트 건조 유닛(231)은 도 3 및 도 16에 도시된 바와 같이, 에칭 저항제 도포 유닛(220)과 에칭 저항제 경화 유닛(235) 사이에 배치되며, 에칭 저항제(14)가 도포된 롤 시트(10)를 건조하는 역할을 한다. 제2 롤 시트 건조 유닛(231) 역시, 전술한 제1 롤 시트 건조 유닛(105)과 마찬가지로 열풍 건조일 수 있다.
에칭 저항제 경화 유닛(235)은 에칭 저항제 도포 유닛(220)의 공정 후방에 배치되며, 에칭 저항제(14)를 경화시키는 역할을 한다. 에칭 저항제 도포 유닛(220)을 통해 롤 시트(10)의 제1 면에 도포된 에칭 저항제(14)는 젤(gel) 타입일 수 있는데, 경화되지 않으면 2차 에칭 시 흘러내릴 수 있기 때문에 에칭 저항제 경화 유닛(235)을 통해 제1 면에 도포된 에칭 저항제(14)가 경화될 수 있게끔 한다.
제2 공정 라인(b) 상에서 에칭 저항제 경화 유닛(235)의 공정 후방에 롤 시트 절단 유닛(250)이 마련된다. 롤 시트 절단 유닛(250)은 도 3 및 도 17에 도시된 바와 같이, 에칭 저항제 도포 유닛(220)의 공정 후방에 배치되며, 롤 시트(10)를 단위 사이즈의 단위 시트(20)로 절단하는 역할을 한다. 단위 사이즈는 휴대폰 사이즈 혹은 모니터 사이즈 등 다양할 수 있다.
도 17의 도면에는 롤 시트 절단 유닛(250)이 극히 개략적으로 도시되었는데, 롤 시트 절단 유닛(250)은 상하로 구동되면서 이송 중인 롤 시트(10)를 절단하는 커터(251, cutter)와, 절단 대상의 롤 시트(10)를 지지하는 절단 다이(252)를 포함할 수 있다.
정확한 사이즈로 절단되는 한편 절단의 효율이 높아질 수 있도록 절단 다이(252)의 전방에는 롤 시트(10)를 펼쳐주는 펼침 롤러(253)가 회전 가능하게 배치될 수 있다.
롤 시트(10)의 절단 작업 시 롤 시트(10)의 이송이 잠깐 정지될 수 있는데, 이때 앞 공정에서 진행 중인 롤 시트(10)의 진행 흐름을 보상하기 위해 전동식 버퍼 롤(254)이 펼침 롤러(253)의 전방에 배치될 수 있다.
캐리어 라미네이팅 유닛(260)은 도 3 및 도 17에 도시된 바와 같이, 롤 시트 절단 유닛(250)의 공정 후방에 배치되며, 단위 시트(20)의 이송을 위하여 단위 시트(20)에 캐리어(50, carrier)를 라미네이팅(laminating)하는 역할을 한다.
롤 시트(10)는 롤투롤(roll to roll) 방식이라서 이송에 무리가 없지만 얇은 박막 형태의 단위 시트(20)는 단독으로 이송되기에 곤란하다. 따라서 단위 시트(20)를 지지하는 한편 단위 시트(20)를 이송시키기 위해 단위 시트(20)에 캐리어(50)가 라미네이팅된다. 캐리어(50)는 글라스(glass) 재질일 수 있으며, 단위 시트(20)의 상부에 라미네이팅된다. 캐리어 라미네이팅 유닛(260)과 시트 에칭 유닛(270) 사이에는 중간 이동 롤러(262)가 배치된다.
시트 에칭 유닛(270)은 도 2, 도 3 및 도 18에 도시된 바와 같이, 캐리어 라미네이팅 유닛(260)의 공정 후방에 배치되며, 단위 시트(20)의 제2 면에 대한 에칭 공정을 진행하는 역할을 한다. 롤 시트(10)의 상태에서 롤 시트 에칭 유닛(150)을 통해 1차로 에칭 공정이 진행되고 단위 시트(20)의 상태에서 시트 에칭 유닛(270)을 통해 2차로 에칭 공정이 진행됨에 따라 단위 시트(20)에 비로소 전술한 패턴홀(33, pattern hole, 도 1 참조)이 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예에 적용되는 시트 에칭 유닛(260)은 캐리어(50)가 유입되고 배출되는 입출구에서 속도가 가속되는 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)이다.
이처럼 캐리어(50)가 유입되고 배출되는 입출구에서 속도가 가속되도록 할 경우, 입출구에서의 불량을 줄일 수 있다. 실제, 단위 시트(20)가 유입되고 배출되는 입출구 영역에서 불량률이 높다는 점을 고려해볼 때, 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)의 적용으로 불량률을 감소시킬 수 있는 이점이 있다. 이러한 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)은 시트형 유닛 바디부(271), 캐리어 이동모듈(272), 다수의 제2 에칭액 스프레이 모듈(273), 그리고 캐리어 가속모듈(274)을 포함한다.
시트형 유닛 바디부(271)는 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)의 외관을 이룬다. 시트형 유닛 바디부(271)는 캐비닛 형상을 갖는다.
캐리어 이동모듈(272)은 시트형 유닛 바디부(271) 내에 마련되며, 캐리어(50)를 이동시키는 역할을 한다. 캐리어 이동모듈(272)은 에칭액에 강한 롤러로 적용될 수 있다.
다수의 제2 에칭액 스프레이 모듈(273)은 시트형 유닛 바디부(271) 내에 마련되며, 시트형 유닛 바디부(271) 내에서 캐리어 이동모듈(272)을 통해 이동 중인 단위 시트(20)를 향해 에칭액을 스프레이 방식으로 분사하는 역할을 한다. 에칭액을 스프레이 방식으로 분사하기 때문에 에칭액 분사의 균일도를 확보할 수 있다.
캐리어 가속모듈(274)은 캐리어(50)가 유입되는 유입부(271a)와 캐리어(50)가 배출되는 배출부(271b) 중 적어도 어느 일측에 배치되고 해당 위치에서 캐리어(50)를 상대적으로 빠르게 가속시키는 역할을 한다. 본 실시예에서 캐리어 가속모듈(274)은 캐리어(50)가 유입되는 유입부(271a)와 캐리어(50)가 배출되는 배출부(271b) 모두에 적용된다. 하지만, 유입부(271a)와 배출부(271b) 중 어느 한 곳에만 캐리어 가속모듈(274)이 적용될 수도 있다. 캐리어 가속모듈(274)은 유입측 캐리어 가속모듈(275)과, 배출측 캐리어 가속모듈(276)을 포함한다.
유입측 캐리어 가속모듈(275)은 시트형 유닛 바디부(271)의 유입부(271a) 측에 마련되며, 캐리어 라미네이팅 유닛(260) 측에서 시트형 유닛 바디부(271) 내로 유입되는 캐리어(50)의 속도를 캐리어 이동모듈(272)의 속도보다 상대적으로 더 빠르게 가속시키는 역할을 한다.
그리고 배출측 캐리어 가속모듈(276)은 시트형 유닛 바디부(271)의 배출부(271b) 측에 마련되며, 에칭 공정이 완료되어 시트형 유닛 바디부(271)의 내부에서 외부로 배출되는 캐리어(50)의 속도를 캐리어 이동모듈(272)의 속도보다 상대적으로 더 빠르게 가속시키는 역할을 한다.
유입측 캐리어 가속모듈(275)과 배출측 캐리어 가속모듈(276)은 모두 롤러로 적용될 수 있다. 이러한 유입측 캐리어 가속모듈(275)과 배출측 캐리어 가속모듈(276)의 동작을 위해 위치 감지부(278)와, 컨트롤러(280)가 더 구비된다.
위치 감지부(278)는 단위 시트(20)가 라미네이팅된 캐리어(50)가 유입부(271a) 또는 배출부(271b) 측에 도달되었는지의 여부를 감지한다. 이러한 위치 감지부(278)는 예컨대 근접 센서일 수 있으며, 시트형 유닛 바디부(271)의 내외측 곳곳에 배치될 수 있다.
컨트롤러(280)는 위치 감지부(278)의 감지신호에 기초하여 캐리어 가속모듈(274)의 동작, 다시 말해 유입측 캐리어 가속모듈(275)과 배출측 캐리어 가속모듈(276)의 동작을 컨트롤한다. 즉 단위 시트(20)가 라미네이팅된 캐리어(50)가 유입부(271a) 또는 배출부(271b) 측에 도달되면 유입측 캐리어 가속모듈(275)과 배출측 캐리어 가속모듈(276)이 동작되도록 컨트롤함으로써 시트형 유닛 바디부(271) 내로 유입되는 캐리어(50)와, 시트형 유닛 바디부(271)로부터 배출되는 캐리어(50)의 속도를 상대적으로 빠르게 가속시켜 이곳에서 불량이 발생되지 않게끔 한다.
이러한 역할을 수행하는 컨트롤러(280)는 중앙처리장치(281, CPU), 메모리(282, MEMORY), 그리고 서포트 회로(283, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.
중앙처리장치(281)는 본 실시예에서 위치 감지부(278)의 감지신호에 기초하여 캐리어 가속모듈(274)의 동작을 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.
메모리(282, MEMORY)는 중앙처리장치(281)와 연결된다. 메모리(282)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리일 수 있다.
서포트 회로(283, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(281)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(283)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 컨트롤러(280)는 위치 감지부(278)의 감지신호에 기초하여 캐리어 가속모듈(274)의 동작을 컨트롤하는데, 이러한 일련의 컨트롤 프로세스 등은 메모리(282)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(282)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.
본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.
속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)의 공정 후방에도 전술한 제1 공정 라인(a)에 마련되었던 기능성 비중수세 유닛(160)이 동일하게 적용된다. 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)의 공정 후방에 적용되는 기능성 비중수세 유닛(160) 역시, 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)의 출구에 직결되며, 세척약품이 혼합된 세척수 또는 워터(water)를 이용해서 에칭 공정이 완료된 단위 시트(20) 상에 잔존되는 에칭액 또는 이물을 제거하는 역할을 한다. 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)의 공정 후방에 배치되는 기능성 비중수세 유닛(160)에 대한 설명은 전술한 설명으로 대체하고 중복 설명은 피한다.
이하, 본 실시예에 따른 마스크 제조 시스템의 작용을 도 2 및 도 3을 참조해서 설명한다.
우선, 제1 공정 라인(a) 상에서의 작용이다. 롤 시트 공급 유닛(110)에서 롤 시트(10)가 풀려 후 공정으로 공급된다. 이어 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛(120)에서 도 2의 (b)처럼 롤 시트(10)의 한쪽 면인 제2 면에 에칭 저항용 테이프(13)가 라미네이팅된다.
다음, 에칭 저항용 테이프(13)가 라미네이팅된 롤 시트(10)는 프리 에칭 유닛(140)을 경유해서 프리 에칭된 후, 프리 세척 및 물기 제거기(145)를 통해 세척 및 건조된다. 그리고는 롤 시트 에칭 유닛(150)을 통해 롤 시트(10)의 한쪽 면인 제1 면이 에칭, 즉 1차 에칭된다. 다시 말해, 롤 시트(10)의 대략 1/2 단면이 에칭되어 홈 형태로 깎인다.
1차 에칭된 롤 시트(10)는 롤 시트 에칭 유닛(150)에서 나와 기능성 비중수세 유닛(160)을 통해 세척 및 건조된 다음, 에칭 저항용 테이프 박리 유닛(180)을 통해 라미네이팅되었던 에칭 저항용 테이프(13)가 박리된 후, 롤 시트 회수 유닛(112)에 회수된다.
다음, 제2 공정 라인(b) 상에서의 작용이다. 에칭 후 롤 시트 공급 유닛(210)이 1차 에칭된 롤 시트(10)를 후 공정으로 공급한다. 이때는 에칭된 면이 상부를 향하도록 한다.
에칭 후 롤 시트 공급 유닛(210)을 통해 공급되는 롤 시트(10)는 에칭 저항제 도포 유닛(220)을 통해 에칭된 면, 즉 제1 면에 에칭 저항제(14)가 도포된다. 그리고는 제2 롤 시트 건조 유닛(231) 및 에칭 저항제 경화 유닛(235)을 거치면서 도포된 에칭 저항제(14)가 경화된다.
그런 다음, 롤 시트(10)는 롤 시트 절단 유닛(250)을 통해 단위 사이즈의 단위 시트(20)로 가공되며, 이어 캐리어 라미네이팅 유닛(260)에서 일측에 캐리어(50)가 라미네이팅된다.
캐리어(50)가 라미네이팅된 단위 시트(20)는 캐리어(50)의 작용으로 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)로 인입된다. 그리고는 속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)을 통해 단위 시트(20)의 나머지 면인 제2 면이 에칭된다. 다시 말해, 단위 시트(20)의 남은 1/2 단면이 에칭됨으로써 패턴홀(33, 도 1 참조)이 형성되도록 한다.
속도 가변형 시트 에칭 유닛(270)을 통한 소위, 2차 에칭을 통해 패턴홀(33)이 형성된 이후에는 단위 시트(20)에 묻어 잔존되는 에칭 저항제(14) 및 포토 레지스트(PR)가 제거되고, 이어 단위 시트(20)가 일정 부분 절단되면서 캐리어(50)와 분리됨으로써 최종적으로 마스크(30)로 제조될 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 마스크(30)의 대량 생산을 이끌어낼 수 있으며, 특히 양쪽면에 대한 에칭 공정을 분리해서 개별적으로 진행함으로써 에칭 불량률을 현저하게 감소시킬 수 있게 된다.
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.
10 : 롤 시트 13 : 에칭 저항용 테이프
14 : 에칭 저항제 20 : 단위 시트
30 : 마스크 31 : 마스크 시트
32 : 패턴부 33 : 패턴홀
50 : 캐리어 110 : 롤 시트 공급 유닛
112 : 롤 시트 회수 유닛
120 : 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛
130 : 제1 롤 시트 버퍼 유닛 140 : 프리 에칭 유닛
145 : 프리 세척 및 물기 제거기 150 : 롤 시트 에칭 유닛
160 : 기능성 비중수세 유닛 162 : 비중수세 모듈
170 : 배관 구동부 180 : 에칭 저항용 테이프 박리 유닛
210 : 에칭 후 롤 시트 공급 유닛 220 : 에칭 저항제 도포 유닛
231 : 제2 롤 시트 건조 유닛 235 : 에칭 저항제 경화 유닛
250 : 롤 시트 절단 유닛 260 : 캐리어 라미네이팅 유닛
270 : 속도 가변형 시트 에칭 유닛 278 : 위치 감지부
280 : 컨트롤러

Claims (23)

  1. 마스크(mask)의 제조를 위하여 롤(roll) 형상으로 권취되어 형성되는 롤 시트(roll sheet)를 에칭(etching) 공정이 진행되는 제1 공정 라인으로 공급하는 롤 시트 공급 유닛;
    상기 제1 공정 라인의 일측에 마련되며, 상기 롤 시트의 한쪽 면인 제1 면에 대한 에칭 공정을 진행하는 롤 시트 에칭 유닛;
    상기 롤 시트 공급 유닛과 상기 롤 시트 에칭 유닛 사이에 배치되며, 상기 롤 시트의 제1 면에 대한 에칭 공정이 진행되기 전에 상기 롤 시트 공급 유닛에서 풀려 상기 롤 시트 에칭 유닛으로 공급되는 롤 시트의 다른 쪽 면인 제2 면에 에칭에 저항하는 에칭 저항용 테이프(tape)를 라미네이팅(laminating)하는 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛; 및
    상기 롤 시트 에칭 유닛의 공정 후방에 배치되며, 상기 에칭 저항용 테이프를 박리하는 에칭 저항용 테이프 박리 유닛을 포함하며,
    상기 에칭 저항용 테이프 박리 유닛은,
    상기 에칭 저항용 테이프가 상기 롤 시트로부터 박리되도록 상기 에칭 저항용 테이프를 향해 광(光)을 조사하는 박리용 광 조사기; 및
    상기 박리용 광 조사기의 공정 후방에 배치되며, 상기 박리용 광 조사기의 작용으로 상기 롤 시트에서 박리되는 상기 에칭 저항용 테이프를 회수하는 에칭 저항용 테이프 회수기를 포함하며,
    상기 에칭 저항용 테이프 회수기는,
    상기 에칭 저항용 테이프에 접촉 회전되면서 상기 롤 시트로부터 상기 에칭 저항용 테이프를 박리하는 테이프 박리용 구동 롤러;
    상기 롤 시트를 사이에 두고 상기 테이프 박리용 구동 롤러의 반대편에 회전 가능하게 배치되는 테이프 박리용 종동 롤러;
    박리되는 상기 에칭 저항용 테이프를 감아 회수하는 테이프 회수 롤러; 및
    상기 테이프 박리용 구동 롤러와 상기 테이프 회수 롤러 사이에 배치되며, 회수되는 상기 테이프를 가이드하는 테이프 가이드 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛은,
    상기 롤 시트가 상기 롤 시트 공급 유닛에서 상기 롤 시트 에칭 유닛으로 이송되는 제1 공정 라인의 일측에 배치되며, 롤(roll) 형상의 상기 에칭 저항용 테이프를 이송 중인 상기 롤 시트의 제2 면에 연속적으로 공급해서 라미네이팅하는 이송 중 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛인 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛은,
    상기 에칭 저항용 테이프를 공급하는 테이프 공급 롤러; 및
    상기 롤 시트의 제2 면에 회전 가능하게 배치되며, 상기 테이프 공급 롤러에서 공급되는 상기 에칭 저항용 테이프를 전달 받아 상기 롤 시트의 제2 면에 라미네이팅하는 라미네이팅 구동 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛은,
    상기 롤 시트를 사이에 두고 상기 라미네이팅 구동 롤러의 반대편에 회전 가능하게 배치되는 라미네이팅 종동 롤러; 및
    상기 테이프 공급 롤러와 상기 라미네이팅 구동 롤러 사이에 배치되어 상기 에칭 저항용 테이프가 경유되며, 상기 테이프 공급 롤러에서 공급되는 상기 에칭 저항용 테이프를 상기 라미네이팅 구동 롤러로 전달하는 테이프 전달 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛은,
    상기 테이프 전달 롤러에 이웃하게 배치되어 상기 테이프 전달 롤러와 상호작용하며, 상기 테이프 전달 롤러로 경유되는 상기 에칭 저항용 테이프 상의 보호필름을 회수하는 보호필름 회수 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 롤 시트 공급 유닛의 반대편에 배치되며, 상기 롤 시트의 제1 면이 에칭되고 상기 에칭 저항용 테이프가 박리된 롤 시트를 회수하는 롤 시트 회수 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 롤 시트 공급 유닛과 상기 롤 시트 회수 유닛 사이의 제1 공정 라인 상에 배치되며, 상기 롤 시트를 상기 롤 시트 회수 유닛 쪽으로 구동시키는 롤 시트 구동 롤러; 및
    상기 제1 공정 라인 상에 다수 개 배치되며, 상기 롤 시트의 이송을 가이드하는 다수의 롤 시트 가이드 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛과 상기 롤 시트 에칭 유닛 사이에 배치되며, 상기 롤 시트가 상기 롤 시트 에칭 유닛으로 인입되어 에칭 공정을 진행하기 전에 상기 롤 시트에 대한 프리 에칭(pre etching)을 진행하는 프리 에칭 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프리 에칭 유닛은,
    에칭액이 충전되는 프리 에칭조; 및
    상기 프리 에칭조에 마련되며, 상기 롤 시트가 상기 프리 에칭조 내의 에칭액에 디핑(deeping)되어 배출될 수 있도록 상기 롤 시트의 이송을 가이드하는 다수의 프리 에칭 가이드 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 프리 에칭 유닛과 상기 롤 시트 에칭 유닛 사이에 배치되며, 상기 프리 에칭 공정이 진행된 롤 시트를 세척하고 물기를 제거하는 프리 세척 및 물기 제거기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛과 상기 프리 에칭 유닛 사이에 배치되며, 상기 에칭 저항용 테이프 라미네이팅 유닛과 상기 프리 에칭 유닛 간의 공정 속도를 조절하는 제1 롤 시트 버퍼 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 롤 시트 에칭 유닛의 출구에 직결되며, 세척약품이 혼합된 세척수 또는 워터(water)를 이용해서 상기 에칭 공정이 완료된 롤 시트 상에 잔존되는 에칭액 또는 이물을 제거하는 기능성 비중수세 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 기능성 비중수세 유닛의 공정 후방에 배치되며, 상기 기능성 비중수세 유닛을 거쳐 세척이 완료된 롤 시트를 건조하는 제1 롤 시트 건조 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 롤 시트 에칭 유닛은,
    상기 롤 시트에 대한 에칭 공정을 진행하는 다수의 에칭 룸이 내부에 형성되는 롤 시트 에칭 캐비닛;
    상기 롤 시트 에칭 캐비닛의 입구 영역에 배치되며, 상기 롤 시트를 상기 롤 시트 에칭 캐비닛의 내부로 인입시키는 롤 시트 인입 롤러부;
    상기 롤 시트 에칭 캐비닛의 출구 영역에 배치되며, 상기 롤 시트를 상기 롤 시트 에칭 캐비닛의 외부로 인출시키는 롤 시트 인출 롤러부; 및
    상기 롤 시트 에칭 캐비닛 내에 마련되며, 상기 롤 시트 에칭 캐비닛 내에서 이송 중인 상기 롤 시트를 향해 에칭액을 스프레이 방식으로 분사하는 다수의 제1 에칭액 스프레이 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 에칭 공정이 완료된 롤 시트의 제1 면에 에칭에 저항하는 에칭 저항제를 도포하는 에칭 저항제 도포 유닛; 및
    상기 에칭 저항제 도포 유닛의 공정 후방에 배치되며, 상기 에칭 저항제를 경화시키는 에칭 저항제 경화 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 에칭 저항제 도포 유닛과 상기 에칭 저항제 경화 유닛 사이에 배치되고, 상기 에칭 저항제가 도포된 롤 시트를 건조하는 제2 롤 시트 건조 유닛; 및
    상기 에칭 저항제 도포 유닛의 공정 전방에 배치되며, 상기 제1 면에 대한 에칭 공정이 완료된 롤 시트를 상기 에칭 저항제 도포 유닛과 상기 에칭 저항제 경화 유닛이 배치되는 제2 공정 라인(b)으로 공급하는 에칭 후 롤 시트 공급 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 에칭 저항제 도포 유닛의 공정 후방에 배치되며, 상기 롤 시트를 단위 사이즈의 단위 시트로 절단하는 롤 시트 절단 유닛; 및
    상기 롤 시트 절단 유닛의 공정 후방에 배치되며, 상기 단위 시트의 이송을 위하여 상기 단위 시트에 캐리어(carrier)를 라미네이팅(laminating)하는 캐리어 라미네이팅 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 캐리어 라미네이팅 유닛의 공정 후방에 배치되며, 상기 단위 시트의 제2 면에 대한 에칭 공정을 진행하여 패턴홀(pattern hole)을 형성시키는 시트 에칭 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 시트 에칭 유닛은 상기 캐리어가 유입되고 배출되는 입출구에서 속도가 가속되는 속도 가변형 시트 에칭 유닛인 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 속도 가변형 시트 에칭 유닛은,
    시트형 유닛 바디부;
    상기 시트형 유닛 바디부 내에 마련되며, 상기 캐리어를 이동시키는 캐리어 이동모듈;
    상기 시트형 유닛 바디부 내에 마련되며, 상기 시트형 유닛 바디부 내에서 이동 중인 상기 단위 시트를 향해 에칭액을 스프레이 방식으로 분사하는 다수의 제2 에칭액 스프레이 모듈; 및
    상기 시트형 유닛 바디부에 배치되며, 상기 캐리어가 유입되는 유입부와 상기 캐리어가 배출되는 배출부 중 적어도 어느 일측에 배치되고 해당 위치에서 상기 캐리어를 상대적으로 빠르게 가속시키는 캐리어 가속모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003022746A (ja) * 2001-07-06 2003-01-24 Toshiba Corp シャドウマスクの製造方法及びシャドウマスクの製造装置
KR20110031334A (ko) 2009-01-07 2011-03-25 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 풍력 발전 장치
KR20170082783A (ko) * 2016-01-07 2017-07-17 주식회사 리텍 Ｐｃｂ 제조장치 및 제조방법

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