KR102523798B1 - 마스크 홀더 및 이를 포함하는 기판처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일측이 챔버 내벽에 부착된 홀더 몸체부 및 상기 홀더 몸체부의 다른 일측에 형성되어 상기 마스크 프레임의 하부면을 지지하는 정렬 조절부를 포함하되, 상기 정렬 조절부는 상기 마스크 프레임에 차징된 전하를 상기 챔버 외부로 배출시키는 접지수단을 구비하는 마스크 홀더 및 이를 포함하는 기판처리장치를 개시하며, 마스크 홀더의 정렬 조절부에 스프링 및 접지 스트랩을 구비하여 공정 진행 중에는 마스크 프레임을 플로팅 상태로 유지하고 공정이 진행되지 않는 경우에는 마스크프레임에 축적되어 있던 전하가 스프링 및 접지스트랩을 통하여 챔버의 외부로 빠져나가도록 마스크 프레임을 접지 상태로 유지함으로써 마스크 프레임에서 발생하는 아킹(arching)을 제거하여 증착 균일성을 확보하여 기판처리장치 전체의 생산성을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 마스크 홀더 및 이를 포함하는 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마스크 홀더의 정렬 조절부에 형상 복원 수단 및 접지 스트랩을 형성하여 공정 미 진행상태에서 마스크 프레임이 형상 복원 수단에 접촉되면 마스크 프레임에 축적되어 있던 전하가 형상 복원 수단을 통하여 접지되어 외부로 빠져나감으로써 마스크 프레임의 아킹을 방지할 수 있는 마스크 홀더 및 이를 포함하는 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device: 이하 'OLED'라 한다.)는 전압을 가하면 스스로 발광하는 유기 발광 물질의 특성을 이용하여 원하는 화상을 표시하는 표시 장치이다. 이러한 유기 발광 소자의 기본 구조는 유리 기판 상부에 한 쌍의 투명 전극과 대향 전극을 적층하고 그 전극들 사이에 유기 박막이 삽입된 구조로 이루어진다. 여기서, 유기 박막은 전자와 정공을 운반하고 빛이 발광하도록 정공 주입막, 정공 수송막, 발광막, 전자 수송막 등을 적층한 구조로 제조할 수 있다. 투명 전극과 대향 전극에 소정의 전압을 인가하면, 유기 박막에 정공 및 전자를 주입하고 재결합시킴으로써 여기자를 생성시키고, 이 여기자가 불활성화될 때 특정 파장의 빛이 방출된다.
이러한 유기 발광 소자의 경우, 마스크를 사용하여 유기 박막과 전극 패턴을 기판 상에 형성한다. 즉, 소정의 박막이 형성될 영역을 개방하는 개구부를 갖는 마스크를 증착 물질과 기판 사이에 배치시켜, 개구부에 의해 노출된 기판 영역에만 증착 물질이 증착되어 소정의 박막 패턴을 형성하게 된다.
특히, 최근에는 박막을 증착시키는데 있어서, 공정 챔버 외부의 고전압 에너지를 이용하여 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨 상태에서 공정가스 사이의 화학반응을 유도하는 플라즈마 강화 화학적 기상 증착(Plasma Enhanced Chemicla Vapor Deposition; 이하 'PECVD'라 한다.) 방법이 널리 사용되고 있다.
도 1은 종래의 마스크를 이용한 PECVD 장치를 설명하기 위한 개념도이고, 도 2는 종래기술에 따른 마스크의 평면도이다.
도 1을 참고하면 종래의 마스크를 이용한 PECVD 장치는 챔버(20)와 챔버 하부에 배치되어 박막 형성을 위한 기판을 안착시키는 기판지지부(40)와, 상기 기판지지부(40)의 상부에 배치된 기판(30)과, 상기 기판(30)에 원하는 형상의 박막을 형성하기 위한 개구부(12)가 형성된 마스크부(11) 및 상기 마스크부(11)의 외주면에 접합되어 상기 마스크부(11)를 지지하는 마스크 프레임(13)을 포함하는 마스크(10)와, 상기 마스크(10) 상부에 배치되어 박막형성을 위한 가스를 공급하는 가스 공급수단(50) 및 상기 챔버(20)에 RF 전력을 인가하여 플라즈마를 생성하는 RF 전원(16)을 포함한다.
한편, 챔버(20)에는 내부공간을 향해 돌출되어 형성된 기판 홀더(미도시) 및 마스크 홀더(70)가 설치된다.
기판 홀더(미도시) 및 마스크 홀더(70)는 기판(30) 및 마스크(10)가 챔버 내부 공간으로 인입되는 경우 기판(30) 및 마스크(10)의 하부면을 각각 지지하여 지면에 대해 평행하게 초기 위치에 놓이도록 한다. 즉, 기판지지부(40)가 상승하여 기판지지부(40)상에 기판(30) 및 마스크(10)가 순차적으로 안착되어 정렬될 때까지 기판(30) 및 마스크(10)를 지지하면서 대기시킨다. 상기 기판지지부(40)의 테두리에는 상하 구동시 기판 홀더(미도시) 및 마스크 홀더(70)가 통과되도록 홀더 통과홀(미도시)이 형성되어 있다.
기판 홀더(미도시)와 달리 마스크 홀더(70)는 일측에 정렬 조절부가 구비되어 있다. 정렬 조절부는 정렬 조절부 바디(71)와 상기 정렬 조절부 바디(71)의 상부에 자유롭게 회전 가능하도록 형성된 정렬 조절부 볼(72)을 구비한다.
마스크 프레임(13)의 하부면에는 이송홈(13a)이 형성되어 있으며 마스크 홀더(70) 상에 마스크(10)를 정렬할 때 마스크 프레임(13)의 이송홈(13a)이 정렬 조절부 볼(72)에 접촉되도록 함으로써 마찰을 최소화하고 정렬을 용이하게 할 수 있도록 하고 있다.
도 3은 공정이 진행되지 않는 상태에서 정렬 조절부와 마스크 프레임이 접촉된 상태를 나타내는 도면이고, 도 4는 공정이 진행될 때 정렬 조절부와 마스크 프레임이 이격된 상태를 나타내는 도면이다.
PECVD 공정 중에는 마스크 프레임(13)에 RF에 의한 플라즈마와 공정가스가 연속적으로 인가되기 때문에 마스크 프레임(13)과 정렬 조절부 볼(72)은 부식에 견딜 수 있어야 하므로 마스크 프레임(13)은 코팅 처리를 하고 정렬 조절부 볼(72)은 세라믹 재질로 제작하는 것이 일반적이다.
즉, 마스크 프레임(13)은 코팅 처리되어 있고 정렬 조절부 볼(72)은 세라믹 재질이기 때문에 도 3에서와 같이 공정이 진행되지 않는 상태에서 마스크 프레임(13)과 정렬 조절부 볼(72)이 맞닿게 될 경우 두 부품은 전기적으로 플로팅(floating) 상태에 있게 된다.
도 4에서와 같이 PECVD 공정이 진행되는 경우 마스크 프레임(13)과 정렬 조절부 볼(72)이 이격되고 RF 환경에 노출되는 마스크 프레임(13)은 코팅 표면에 전하가 차징된다. 마스크 프레임(13)의 코팅 표면에 차징된 전하는 수소 플라즈마를 이용하여 감소시킬 수는 있지만 이를 완전히 제거할 수는 없다. 이와 같이 완전히 제거되지 아니한 전하들로 인해 PECVD 공정 진행시 에지프레임(미도시)과, 마스크프레임(13), 기판(30) 및 기판지지부(40)등 각 부품간에는 전위차가 발생하게 되고 이로 인해 고가의 부품인 마스크 프레임(13)에 아킹(arching)이 발생하는 문제가 있다.
또한, 각 부품 간의 전위차를 제거하기 위해 마스크 프레임을 상시 그라운드로 유지하는 경우에는 공정 진행 후 기판에 증착되는 막질이 플로팅 상태에 비해 사용할 수 없을 정도로 틀어지게 되는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 마스크 홀더의 정렬 조절부에 형상 복원 수단 및 접지 스트랩을 구비하여 공정 진행 중에는 마스크 프레임을 플로팅 상태로 유지하고 공정이 진행되지 않는 경우에는 마스크 프레임을 접지 상태로 유지할 수 있도록 한 마스크 홀더 및 이를 포함하는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 해결하기 위한 본 발명의 마스크 홀더는, 챔버 내부에서 마스크 프레임 하부 면을 지지할 수 있는 마스크 홀더에 있어서, 상기 챔버 내부에 구비되는 홀더 몸체부; 및 상기 홀더 몸체부의 일측에 형성되어 상기 마스크 프레임의 하부 면을 지지하는 정렬 조절부;를 포함하며 상기 정렬 조절부는 상기 마스크 프레임에 차징된 전하를 상기 챔버 외부로 배출시키는 접지수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 해결하기 위한 본 발명의 마스크 홀더를 포함하는 기판처리장치는, 챔버 내부에 구비되는 홀더 몸체부; 및 상기 홀더 몸체부의 일측에 형성되어 상기 마스크 프레임의 하부 면을 지지하는 정렬 조절부;를 포함하며 상기 정렬 조절부는 상기 마스크 프레임에 차징된 전하를 상기 챔버 외부로 배출시키는 접지수단을 구비하는 마스크 홀더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 마스크 홀더 및 이를 포함하는 기판처리장치에 의하면, 마스크 홀더의 정렬 조절부에 형상 복원 수단 및 접지 스트랩을 구비하여 공정 진행 중에는 마스크 프레임을 플로팅 상태로 유지하고 공정이 진행되지 않는 경우에는 마스크 프레임에 축적되어 있던 전하가 형상 복원 수단 및 접지 스트랩을 통하여 챔버의 외부로 빠져나가도록 하여 마스크 프레임을 접지 상태로 유지함으로써 마스크 프레임에서 발생하는 아킹(arching)을 제거할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 마스크를 이용한 PECVD 장치를 설명하기 위한 개념도.
도 2는 종래기술에 따른 마스크의 사시도.
도 3은 공정이 진행되지 않는 상태에서 정렬 조절부와 마스크 프레임이 접촉된 상태를 나타내는 도면
도 4는 공정이 진행될 때 정렬 조절부와 마스크 프레임이 이격된 상태를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 마스크 홀더의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 마스크 홀더와 마스크 프레임이 접촉된 상태를 나타내는 도면.
도 2는 종래기술에 따른 마스크의 사시도.
도 3은 공정이 진행되지 않는 상태에서 정렬 조절부와 마스크 프레임이 접촉된 상태를 나타내는 도면
도 4는 공정이 진행될 때 정렬 조절부와 마스크 프레임이 이격된 상태를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 마스크 홀더의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 마스크 홀더와 마스크 프레임이 접촉된 상태를 나타내는 도면.
이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 참조부호들 중 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 5는 본 발명에 따른 마스크 홀더의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 마스크 홀더와 마스크 프레임이 접촉된 상태를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 마스크 홀더(100)는, 일측이 챔버(200) 내벽에 부착된 홀더 몸체부(110) 및 상기 홀더 몸체부(110)의 다른 일측에 형성되어 마스크 프레임(300)의 하부면을 지지하는 정렬 조절부(120)를 포함하며, 챔버(200) 내부로 인입된 마스크(미도시)의 마스크 프레임(300)의 하부면을 지지한다.
정렬 조절부(120)는 상기 홀더 몸체부(110)의 다른 일측에 형성된 정렬 조절부 바디(121) 및 상기 정렬 조절부 바디(121) 내에 회전 가능하게 결합된 정렬 조절부 볼(122)을 포함하며, 상기 마스크 프레임(300)에 차징된 전하를 상기 챔버(200) 외부로 배출시키는 접지수단(130)을 구비한다.
상기 접지수단(130)은 상기 정렬 조절부 볼(122)의 주변에 형성된 형상 복원 수단(131) 및 상기 형상 복원 수단(131)에 연결되며 상기 정렬 조절부 바디(121) 및 상기 홀더 몸체부(110)를 통해 접지경로를 형성하는 접지 스트랩(132)을 포함한다.
상기 접지수단(130)은 상기 정렬 조절부가 상기 마스크 프레임(300)의 하부면에 접촉되는 경우 상기 형상 복원 수단(131) 및 상기 접지 스트랩(132)을 통해 접지경로를 따라 상기 마스크 프레임(300)에 차징된 전하를 상기 챔버(200) 외부로 배출시킨다.
즉, 상기 접지수단(130)은 공정 진행 중에는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 마스크 프레임(300)의 하부면과 이격되어 상기 마스크 프레임(300)을 플로팅 상태로 유지시킨다. 이러한 공정 진행 중에 상기 마스크 프레임(300)은 RF 환경에 노출되며 상기 마스크 프레임(300)의 코팅 표면에는 전하가 차징(Charging)된다.
한편, 상기 접지수단(130)은 공정이 진행되지 않는 중에는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 마스크 프레임(300)의 하부면과 접촉된다. 이때 상기 접지수단(130)은 공정 진행 중에 상기 마스크 프레임(300)의 코팅 표면에 차징된 전하를 상기 챔버(200) 외부로 배출시켜 상기 마스크 프레임(300)을 접지 상태로 유지시킨다.
한편, 본 발명에 따른 마스크 홀더(100)의 형상 복원 수단은 정렬 조절부 볼을 전체적으로 둘러싸는 일체형으로 형성할 수도 있고, 정렬 조절부 바디 상에 개별 형상 복원 수단이 복수 개 설치된 형태로 형성할 수도 있다.
상기 형상 복원 수단은 복원 가능하고 가변되며 탄성이 있는 것으로, 스프링, 전도성 실리콘 스위치, 권취코일 및 형상 기억 합금 등을 사용할 수 있으며, 그 중 스프링을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 마스크 홀더는 대면적의 기판을 처리하는 기판처리장치에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 마스크 홀더를 포함하는 기판처리장치는 마스크 프레임에 아킹(arching)이 발생하는 원인을 제거함으로써 PECVD 방식으로 박막을 증착하여 OLED를 제조하는데 사용될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 마스크 홀더는 정렬 조절부에 형상 복원 수단 및 접지 스트랩을 구비하여 공정 진행 중에는 마스크 프레임을 플로팅 상태로 유지하고 공정이 진행되지 않는 경우에는 마스크 프레임이 정렬 조절부의 형상 복원 수단에 접촉되면서 마스크 프레임에 축적되어 있던 전하가 형상 복원 수단 및 접지 스트랩으로 이루어지는 접지경로를 따라 챔버의 외부로 빠져나가도록 하여 마스크 프레임에서 발생하는 아킹(arching)을 제거할 수 있는 효과가 있다.
이에 따라 마스크 프레임과 기판 및 기판지지부 등의 각 부품간의 전위차로 인해 발생하는 마스크 프레임의 아킹 현상을 방지할 수 있으며, 마스크 프레임을 공정 중에 항상 그라운드 상태로 유지하는 경우 빈번하게 발생하는 불균일한 박막의 형성을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 도면들에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이들로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 마스크 홀더 110 : 홀더 몸체부
120 : 정렬 조절부 121 : 정렬 조절부 바디
122 : 정렬 조절부 볼 130 : 접지수단
131 : 스프링 132 : 접지 스트랩
200 : 챔버 300 : 마스크 프레임
120 : 정렬 조절부 121 : 정렬 조절부 바디
122 : 정렬 조절부 볼 130 : 접지수단
131 : 스프링 132 : 접지 스트랩
200 : 챔버 300 : 마스크 프레임
Claims (10)
- 챔버 내부에서 마스크 프레임 하부 면을 지지할 수 있는 마스크 홀더에 있어서,
상기 챔버 내부에 구비되는 홀더 몸체부; 및
상기 홀더 몸체부의 일측에 형성되어 상기 마스크 프레임의 하부 면을 지지하는 정렬 조절부;를 포함하며,
상기 정렬 조절부는
상기 홀더 몸체부의 다른 일측에 형성된 정렬 조절부 바디; 및
상기 정렬 조절부 바디 내에 회전 가능하게 결합되며 상기 마스크 프레임의 하부 면에 형성된 홈에 정렬되는 정렬 조절부 볼;을 포함하되,
상기 마스크 프레임의 하부 면에 형성된 홈에 접촉되는 경우 상기 마스크 프레임에 차징된 전하를 상기 챔버 외부로 배출시키는 접지수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마스크 홀더. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 접지수단은
상기 정렬 조절부 볼의 주변에 형성된 형상 복원 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 홀더. - 제3항에 있어서, 상기 접지수단은
상기 형상 복원 수단에 연결되며 상기 정렬 조절부 바디 및 상기 홀더 몸체부를 통해 접지경로를 형성하는 접지 스트랩을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 홀더. - 제4항에 있어서, 상기 접지수단은
상기 형상 복원 수단 및 상기 접지 스트랩을 통해 상기 마스크프레임에 차징된 전하를 상기 챔버 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 마스크 홀더. - 제 4항에 있어서, 상기 접지수단은
공정 진행 중에는 상기 마스크 프레임의 하부면에 형성된 홈과 이격되어 상기 마스크 프레임을 플로팅 상태로 유지시키는 것을 특징으로 하는 마스크 홀더. - 제 4항에 있어서, 상기 접지수단은
공정이 진행되지 않는 중에는 상기 마스크 프레임의 하부면에 형성된 홈과 접촉되어, 공정 진행 중에 상기 마스크 프레임에 차징된 전하를 상기 챔버 외부로 배출시켜 상기 마스크 프레임을 접지 상태로 유지시키는 것을 특징으로 하는 마스크 홀더. - 제1항 및 제3항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 의한 마스크 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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-
2018
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Patent Citations (1)
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