KR102150620B1 - 수직형 로딩 구조를 갖는 마스크 프레임용 코팅장치 - Google Patents

수직형 로딩 구조를 갖는 마스크 프레임용 코팅장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수직형 로딩 구조를 갖는 마스크 프레임용 코팅장치에 관한 것이다.
이에, 본 발명의 기술적 요지는 마스크 프레임에 대한 코팅 공정시 마스크 프레임의 로딩/언로딩이 수직(옆으로 세움식 인출구조)으로 진행되도록 함으로서, 종전 수평식 코팅장치 대비 마스크 프레임의 처짐현상을 방지하여 안정적인 코팅 작업이 이루어지도록 함은 물론 코팅 파트(프로세서)에서의 플라즈마 발진체(일명 플라즈마 건)가 일정 각도 틸팅된 구조로 형성되면서 다단식 이격 설치 구조로 형성되어 플라즈마의 조사(방출) 면적이 확대되는 바, 이는 코팅 품질이 향상됨은 물론 코팅시간 단축으로 인해 생산성이 높은 것을 특징으로 한다.

Description

수직형 로딩 구조를 갖는 마스크 프레임용 코팅장치{Coating device for mask frame with structure of standing road}
본 발명은 마스크 프레임에 대한 코팅 공정시 마스크 프레임의 로딩/언로딩이 수직(옆으로 세움식 인출구조)으로 진행되도록 함으로서, 종전 수평식 코팅장치 대비 마스크 프레임의 처짐현상을 방지하여 안정적인 코팅 작업이 이루어지도록 함은 물론 코팅 파트(프로세서)에서의 플라즈마 발진체(일명 플라즈마 건)가 일정 각도 틸팅된 구조로 형성되면서 다단식 이격 설치 구조로 형성되어 플라즈마의 조사(방출) 면적이 확대되는 바, 이는 코팅 품질이 향상됨은 물론 코팅시간 단축으로 인해 생산성이 높은 것을 특징으로 하는 수직형 로딩 구조를 갖는 마스크 프레임용 코팅장치에 관한 것이다.
일반적으로 마스크 프레임은 사각틀 형태로서, 각 변의 일자형 바를 인접한 것끼리 상호 용접하여 제작하도록 하되, 인바(INVAR) 또는 티타늄(Ti) 재질로 형성하여 스테인레스 재질 대비 적은 열팽창계수를 갖게 하면서서 긴 사용수명을 갖도록 형성된다.
한편, 마스크 프레임은 실질적인 사용시 화학기상 증착공정에서 표면 손상이 방지되도록 해당 표면에 보호층이 필요한데, 이는 플라즈마 코팅공정을 통해 이루어진다.
그러나, 종래의 코팅설비는 통상 수평식 구조로 이루어져 수회 또는 일정 시간 동안 지속적으로 왕복 운동하는 마스크 프레임에 대하여 처짐현상이 발생되는 바, 코팅 효과가 저하됨은 물론 사후적으로 코팅박의 손상이 발생되며 메탈 마스크(마스크 시트)와의 패터닝 시 얼라인이 틀어지는 문제가 발생되고 있는 실정이다.
1. 대한민국 등록특허공보 제10-1570429호(2015.11.13.)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 마스크 프레임의 로딩/언로딩이 수직(옆으로 세움식 인출구조)으로 진행되도록 함으로서, 종전 수평식 코팅장치 대비 마스크 프레임의 처짐현상을 방지하여 안정적인 코팅 작업이 이루어지도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
이에, 본 발명은 코팅 파트(프로세서)에서의 플라즈마 발진체(일명 플라즈마 건)가 일정 각도 틸팅된 구조로 형성되면서 다단식 이격 설치 구조로 형성되어 플라즈마의 조사(방출) 면적이 확대되는 바, 이는 코팅 품질이 향상됨은 물론 코팅시간 단축으로 인해 생산성이 높은 것을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 코팅 파트의 내벽체에 고흡착성 소재의 구리박판 부재가(스테인레스 내부 판넬에 스폿용접에 의해 접합) 장착되도록 하는 바, 이는 마스크 프레임을 향해 비산된 잔여 코팅 물질이 구리 박판에 흡착되도록 함으로서, 유지관리(메인터넌스) 주기(관리주기)가 크게 연장(청소 및 교환 교체 주기가 길어짐)되도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 코팅대상 마스크 프레임에 대하여 대형화 사이즈를 원활하게 수용하면서 코팅 공정을 수행(처짐이 발생하지 않음)할 수 있는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전처리용 플라즈마 발진체가 측면 조사식 구조(기립형)로 형성되어 수평식 코팅장치 대비 균등한 표면처리가 가능하도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 워크함(230)의 내부공간에서 상하 높이방향으로 길게 연장된 플라즈마 발진체(221)가 구비되도록 하되, 상기 플라즈마 발진체(221)는 마스크 프레임(10)을 기준으로 양측에 구비되어 설정된 주기 동안 왕복이송 중인 마스크 프레임(10)의 사각 표면 양면에 대하여 플라즈마가 조사되도록 형성되고, 상기 플라즈마 발진체(221)는 플라즈마 방출면이 평면 기준 '∧' 또는 '∨' 형태로 틸팅각도가 형성되어 플라즈마 방출 영역이 확장되도록 형성된다.
이에, 상기 플라즈마 발진체(221)는 워크함(230) 내 코팅 파트(220)에 구비되도록 하되, 상기 코팅 파트(220)는 스테인레스 내부 판넬에 구리 박판 부재가 스폿용접 방식으로 접합되도록 형성된다.
이때, 상기 플라즈마 발진체(221)는 마스크 프레임(10)이 전후진하는 왕복 구간에 대하여 복수개가 일정 간격을 두고 이격되면서 플라즈마를 조사하도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명은 마스크 프레임에 대한 코팅 공정시 마스크 프레임의 로딩/언로딩이 수직(옆으로 세움식 인출구조)으로 진행되도록 함으로서, 종전 수평식 코팅장치 대비 마스크 프레임의 처짐현상을 방지하여 안정적인 코팅 작업이 이루어지도록 하는 효과가 있다.
이에, 본 발명은 코팅 파트(프로세서)에서의 플라즈마 발진체(일명 플라즈마 건)가 일정 각도 틸팅된 구조로 형성되면서 다단식 이격 설치 구조로 형성되어 플라즈마의 조사(방출) 면적이 확대되는 바, 이는 코팅 품질이 향상됨은 물론 코팅시간 단축으로 인해 생산성이 높은 효과가 있다.
또한, 본 발명은 코팅 파트의 내벽체에 고흡착성 소재의 구리박판 부재가(스테인레스 내부 판넬에 스폿용접에 의해 접합) 장착되도록 하는 바, 이는 마스크 프레임을 향해 비산된 잔여 코팅 물질이 구리 박판에 흡착되도록 함으로서, 유지관리(메인터넌스) 주기(관리주기)가 크게 연장(청소 및 교환 교체 주기가 길어짐)되도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 코팅대상 마스크 프레임에 대하여 대형화 사이즈를 원활하게 수용하면서 코팅 공정을 수행(처짐이 발생하지 않음)할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 전처리용 플라즈마 발진체가 측면 조사식 구조(기립형)로 형성되어 수평식 코팅장치 대비 균등한 표면처리가 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1 내지 도 10은 본 발명에 따른 워크 챔버 내에서 코팅 파트를 나타낸 예시도,
도 11 내지 도 12는 본 발명에 따른 트레이와 마스크 프레임의 결합상태를 나타낸 예시도,
도 3 내지 도 19는 본 발명에 따른 로드락 챔버와 워크 챔버 간 연결 상태를 나타낸 예시도이다.
다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.
먼저, 도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명은 마스크 프레임이 수직으로 세팅되어 워크 챔버에서 코팅 파트로 하여금 코팅되도록 하되, 상기 마스크 프레임을 향한 코팅 파트의 플라즈마 발진체는 방출면이 일정 각도로 틸팅되어 플라즈마가 조사되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명의 워크 챔버(200)는 워크함(230)이 구비되도록 하되, 상기 워크함은 마스크 프레임(10)이 장착된 트레이(130)가 수직으로 진입하여 내부공간 길이방향 구간 내에서 전후진 왕복할 수 있도록 측면 기준 상하 높이가 높고, 평면 기준 진행방향에서 좌우 간격 폭이 좁은 직사각 형태로 형성된다.
이때, 상기 워크함(230)은 일측에 후술되는 로드락 챔버의 출구게이트(112)와 대응되는 입출구(231)가 형성되고, 상기 워크함(230)의 내부공간 상하측에는 이송로울러(232)와 구동로울러(233)가 각각 형성된다.
이에, 상기 워크함(230)의 내부공간 일측에는 코팅(Processor) 파트(220)가 구비되어 전처리가 종료된 마스크 프레임(10)에 대하여 플라즈마 본 코팅을 수행하도록 형성된다.
이때, 상기 코팅(Processor) 파트(220)는 워크함(230)의 내부공간에서 상하 높이방향으로 길게 연장된 플라즈마 발진체(221)가 구비되도록 형성된다.
즉, 트레이에 실려 전후진 설정시간 동안 왕복이동하고 있는 마스크 프레임의 사각 테두리 면상에 코팅 처리가 수행되도록 형성된다.
이때, 상기 플라즈마 발진체(221)는 마스크 프레임(10)을 기준으로 양측에 구비되어 설정된 주기 동안 왕복이송 중인 마스크 프레임(10)의 사각 표면 양면에 대하여 플라즈마가 조사되도록 형성된다.
이에, 상기 플라즈마 발진체(221)는 플라즈마 방출면이 평면 기준 '∧' 또는 '∨' 형태로 틸팅각도가 형성되어 플라즈마 방출 영역이 확장되도록 형성된다.
이때, 상기 플라즈마 발진체(221)는 마스크 프레임(10)이 전후진하는 왕복 구간에 대하여 일정 간격을 두고 이격되면서 플라즈마를 조사하도록 하는 것이 바람직하다.
이는 마스크 프레임을 향해 서로 대칭되면 플라즈마 간 충돌이 생기므로 엇갈린 위치에 배치되도록 하기 위함이다.
또한, 상기 플라즈마 발진체(221)는 워크함 외부로부터 탈장착되도록 하는 것이 바람직하다.
참고로, 본 발명의 로드락 챔버(100)는 마스크 프레임(10)이 수직으로 수납될 수 있도록 측면 기준 상하 높이가 높고, 평면 기준 진행방향에서의 좌우 간격 폭이 좁은 직사각 형태의 인출함(110)이 구비된다.
이때, 상기 인출함(110)은 입구게이트(111)와 출구게이트(112)가 전후 개구부에 각각 형성된다.
이에, 상기 입구게이트와 출구게이트는 상대방 측이 열리면 닫힌 상태이고, 상대방 측이 닫히면 열리는 상태를 유지하도록 세팅된다.
이때, 상기 인출함(110)의 내부에는 사각골조의 지지프레임(120)이 구비되어 실린더(121) 구동시 상하부 가이드 레일(122)을 따라 측방향으로 전후진 무빙하도록 형성된다.
이에, 상기 지지프레임(120)의 상하측 단부에는 각각 가이드로울러(123)와 인출로울러(124)가 구비되어 마스크 프레임(10)을 고정 상태로 픽업한 트레이(130)가 구동모터(125)에 의해 회전시 워크 챔버의 입출구를 향해 로딩/언로딩되도록 형성된다.
즉, 2개의 트레이 중 먼저 한 쪽 트레이가 출구게이트(출발 후 닫힘)를 통해 출발하면 워크 챔버(입출구를 통해 트레이가 진입하면 전처리와 코팅 단계 중에서 입출구가 닫히게 됨) 내에서 전처리와 코팅이 완료된 후 복귀하게 된다.
이때, 코팅이 완료된 트레이가 지지프레임에 돌아오면 실린더의 동작을 기점으로 가이드 레일을 따라 지지프레임이 폭방향 어느 한 쪽으로 이동하면서 출구게이트 앞으로 대기 중인 다른 쪽의 트레이(코팅이 안된 나머지 마스크 프레임을 가진 트레이)가 준비되도록 형성된다.
부연하건데, 마스크 프레임이 트레이 내부 공간 홈에 장착시에는 마스크 프레임 두께측에 형성된 고정홀(11)에 결합핀(131)이 삽입 볼트 나사조임식 고정으로 하여금 고정되어 트레이의 개구된 측면상에서 볼 때 4면 테두리가 일정간격 떨어진 상태로 고정되도록 형성된다.
이에, 상기 트레이는 구동모터 동작시 가이드로울러(123)와 인출로울러(124)의 회전에 의해 워크 챔버를 향해 인출되도록 형성된다.
다시 말해, 코팅 파트는 전원이 ON되면 12시간 정도 코팅을 수행하게 되는데, 마스크 프레임을 갖는 트레이가 플라즈마 발진체의 구간을 계속 전후진 왕복하도록 형성된다.(이는 코팅 두께가 높기 때문)
이때, 트레이의 이동 구간은 코팅 파트의 플라즈마 발진체 구간까지 왔다 갔다 하면서 코팅을 수행하게 된다.(워크 챔버 내부공간 전체 구간 중에서 해당 처리시 해당 구간만 이용하게 해 소모적인 시간이나 동력이 낭비되지 않도록 함)
또한, 상술한 바와 같이 코팅 파트에서의 플라즈마 발진체는 왕복 운동하는 마스크 프레임에 대하여 소정 각도로 틸팅된 구조를 이루도록 형성된다.
즉, 플라즈마 발진체의 방출면 조사각은 마스크 프레임을 향해 벌어진 넓은 각을 이루도록 'V' 형태를 이루도록 함으로서, 경사각으로 하여금 예컨데 진입하는 쪽 이전부터 이미 먼저 코팅 영향력에 들어오도록 하고 반대로 나가는 쪽은 더 오래 코팅 플라즈마에 쏘이도록 형성된다.
이에, 상기 코팅 파트에는 구리 박판 부재를 스테인레스 내부 판넬에 접합(스폿용접)하여 메인터넌스 주기(관리주기)를 더 길게 가져감으로서 청소주기를 길게 할 수 있도록 형성된다. 이는 코팅 물질이 구리 박판에 더 잘 붙게 되기 때문이다.
참고로, Sputter 코팅은 챔버 표면에 증착 물질이 같이 증착되는 문제가 있어 챔버 내부에 쉴드(Shield)를 구비해야 한다.
이때, 기존의 진공 챔버 내부에는 오염을 방지하기 위해서 스테인레스(SUS) 판을 사용하여 Sputter 처리시 마스크 표면 및 실드 표면에도 같이 증착되었다.
이러한 챔버 표면에 증착이 계속되면 실드 교체가 필요하게 된다.(주 1회) 이 교체 주기를 더 연장하도록 SUS(Shield) 판 위에 구리(Cu) 박판을 장착하여 실드 교체 주기를 더욱 연장시킬 수 있게 된다.
참고로, SUS 판 위에 부착되는 구리 박판에는 무수히 많은 엠보싱 요철부가 형성되어 Sputter 증착성이 더욱 배가되도록 형성된다.
이와 같이, 본 발명은 마스크 프레임이 세워진 형태로 로딩, 언로딩 되는 것으로, 수직형태로 코팅되도록 하는 바, 이는 대형 크기에 대하여 현수 형태로 거치한 마스크 프레임의 처짐 현상이 방지되어 코팅성이 우수하고 플라즈마 코팅 방사 각이 측면에서 코팅성이 위아래 보다 양측에서 분사됨으로서 코팅 효율이 향상된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
200 ... 워크 챔버 210 ... 전처리 파트
211 ... 이온 빔 발진체 220 ... 코팅 파트
221 ... 플라즈마 발진체 230 ... 워크함
231 ... 입출구 232 ... 이송로울러
233 ... 구동로울러

Claims (3)

  1. 워크함(230)의 내부공간에서 상하 높이방향으로 길게 연장된 플라즈마 발진체(221)가 구비되도록 하되, 상기 플라즈마 발진체(221)는 마스크 프레임(10)을 기준으로 양측에 구비되어 설정된 주기 동안 왕복이송 중인 마스크 프레임(10)의 사각 표면 양면에 대하여 플라즈마가 조사되도록 형성되고, 상기 플라즈마 발진체(221)는 플라즈마 방출면이 평면 기준 '∧' 또는 '∨' 형태로 틸팅각도가 형성되어 플라즈마 방출 영역이 확장되도록 하는 수직형 로딩 구조를 갖는 마스크 프레임용 코팅장치에 있어서,
    상기 플라즈마 발진체(221)는 워크함(230) 내 코팅 파트(220)에 구비되도록 하되, 상기 코팅 파트(220)는 스테인레스 내부 판넬에 구리 박판 부재가 스폿용접 방식으로 접합되도록 형성되고, 상기 플라즈마 발진체(221)는 마스크 프레임(10)이 전후진하는 왕복 구간에 대하여 복수개가 일정 간격을 두고 이격되면서 플라즈마를 조사하도록 형성되며, 상기 마스크 프레임(10)은 트레이(130)에 장착되어 워크함(230) 내 코팅 파트(200) 구간에서만 길이방향 따라 전후진 왕복할 수 있도록 하되, 상기 트레이(130)는 공간 홈이 형성되어 마스크 프레임(10)이 장착되면 마스크 프레임(10) 두께측에 형성된 고정홀(11)에 대하여 결합핀(131)이 삽입되면서 볼트 나사조임 방식으로 고정하도록 하는 것을 특징으로 하는 수직형 로딩 구조를 갖는 마스크 프레임용 코팅장치.
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