KR20070049802A - 액정표시패널의 제조장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20070049802A
KR20070049802A KR1020050106977A KR20050106977A KR20070049802A KR 20070049802 A KR20070049802 A KR 20070049802A KR 1020050106977 A KR1020050106977 A KR 1020050106977A KR 20050106977 A KR20050106977 A KR 20050106977A KR 20070049802 A KR20070049802 A KR 20070049802A
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오금미
박수정
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 액정 표시 패널의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 기판 저면에 자석 또는 전자석을 위치시켜 마스크를 기판으로 유인시킴으로써, 마스크와 기판이 완전히 밀착되도록 하는 것에 관한 발명이다.
본 발명은 박막이 증착된 기판과, 마스크를 통해 상기 기판 상에 이온을 도핑하기 위한 챔버와, 상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지체와, 상기 지지체에 취부되어 상기 마스크를 상기 기판 쪽으로 유도하는 자석 또는 전자석을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시패널의 제조장치 및 그 제조방법{Apparatus For Fabricating Liquid Crystal Display Pannel And Fabricating Method Thereof}
도 1은 종래 포토리쏘그래피 방법을 통해 이온 도핑하는 공정을 도시한 단면도.
도 2는 종래 마스크를 사용한 이온 도핑 공정을 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 것으로서, 자석을 이용하여 마스크를 기판에 밀착시킨 후 이온 도핑 하는 공정을 도시한 단면도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 것으로서, 이온 도핑 챔버 내에 마스크가 탑재되어 있는 경우 이를 기판 쪽으로 유도하여 밀착시킨 후 공정 수행하는 과정을 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 것으로서, 이온 도핑 장비 외부에 마스크를 탑재 및 정렬하는 별도의 장비가 구비된 경우, 이온 도핑 장치에서의 이온 도핑 하기 까지의 개략적인 흐름을 설명하기 위한 공정 흐름도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 이송용 로봇을 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 것으로서, 이송수단(로봇)에 의해 기판과 마스크가 밀착되어 모듈화된 것을 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이온 도핑 장치를 나타내는 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
4,5 : 얼라이너 4',5' : 진공챔버
400,500 : 지지체 410,510 : 박막
420,520 : 이온발생소스 430,530 : 지지부재
450,550 : 마스크 540 : 기판이송용 로봇
541 : 자석,전자석 542,544 : 지지체
546 : 이동체
본 발명은 액정표시패널의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 특히,이온 도핑 공정 등에 있어서 자력을 이용하여 금속 마스크(Metal Mask, 이하 마스크라 한다)를 기판으로 유인, 밀착시킬 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device), 유기 전계 발광 소자(Organic Light Emitting Diode), 반도체(Semiconductor) 등은 그 제조 과정에 있어서 이온 도핑 공정 등을 진행하게 된다.
상기이온 도핑 공정 등은 일반적으로 포토리쏘그래피 (Photolithography) 방법을 통해 진행된다. 포토리쏘그래피 공정은 감광성 물질인 포토레지스트 (Photoresist)를 도포하고 일정한 패턴을 가진 마스크를 사용하여 노광(Exposure)한 후, 현상(Develop), 식각(Etching), 스트립(Strip)과정으로 진행된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 이온 도핑 공정을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 포토리쏘그래피 방법을 통해 이온 도핑하는 공정을 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판(10)상에 이온 도핑될 박막(15)이 형성되어 있고, 박막(15) 상에는 노광 및 현상 공정이 진행된 포토레지스트 패턴(20)이 형성되어 있다. 이온 빔(Ion Beam)을 조사하게 되면, 포토레지스트 패턴(20)이 형성되지 않은 박막(15)에는 이온이 도핑 되어 이온 도핑부(25)가 형성되고, 포토레지스트 패턴(20)이 형성된 부분의 박막(15)에는 이온이 도핑되지 않게 된다. 이러한 이온 도핑 공정에 이어서 스트립 공정에서는 스트립 용액에 의해 포토레지스트 패턴(20)이 제거된다.
전술한 바와 같이 포토리쏘그래피 공정은 다수의 세부 공정을 거쳐 이루어지게 됨으로써, 이온 도핑 등을 위해 비용이 증가하고 공정 시간이 많이 소요된다.
한편, 이온 도핑 등의 공정을 마스크를 사용하여 진행하게 되면, 포토리쏘그래피 공정에 따른 비용 및 공정 시간 소요를 절감할 수 있게 된다.
도 2는 종래 마스크를 사용한 이온 도핑 공정을 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 마스크(150)는 기판(110)과 일정 간격 이격되어 위치하여 이온 도핑 공정이 진행된다. 이온 도핑을 위해서 직접적으로 이온이 방출되고, 방 출된 이온은 마스크(150)의 개구부(155)를 통해 기판(110)에 도달하여 이온 도핑 된다.
그런데, 마스크(150)와 기판(110)이 일정간격 이격 되어 공정이 진행됨으로써 원하는 이온 도핑이 형성되지 않게 된다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이 이온 도핑부(125)는 개구부(155)에 대응되는 C영역에 형성되어야 하나, 마스크가 기판과 이격 되어 위치하게 됨으로써 C내부의 D영역에만 이온 도핑 된다.
전술한 바와 같이, 마스크와 기판이 이격 되어 이온 도핑 공정이 진행됨으로써, 바람직하게 이온 도핑이 진행되지 않게 되어 정확한 패턴 구현이 어려워진다. 특히, 기판이 대형화되는 경우에는 이와 같은 문제는 더욱 커진다.
따라서, 기판과 마스크를 밀착시켜 공정을 진행해야 하는데, 이럴 경우 마스크를 기판에 장착하는 장치 및 방법이 문제가 될 수 있다. 이때, 마스크는 탈부착이 용이해야 하고, 기판에 대한 밀착도가 높아서 원하는 부분에 정확하게 도핑 등이 구현되어야 한다. 또한, 진공 챔버 내에서도 기판상에 마스크가 부착될 수 있어야 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자력을 이용하여 마스크를 기판으로 밀착시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공 하는데 있다.
본 발명의 목적은 자력을 이용하여 마스크를 기판으로 유인시킴으로써, 마스크와 기판을 완전히 밀착시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공 하는데 있다.
본 발명의 목적은 자력을 이용하여 마스크를 기판으로 유인시킴으로써, 포토공정에 비해 공정을 간소화시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널의 제조장치는 박막이 증착된 기판과, 마스크를 통해 상기 기판 상에 이온을 도핑하기 위한 챔버와, 상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지체와, 상기 지지체에 취부되어 상기 마스크를 상기 기판 쪽으로 유도하는 자석을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시패널의 제조장치는 박막이 증착된 기판과, 상기 기판상에 정렬된 마스크와, 상기 기판을 지지하여 이동시키기 위한 이송수단과, 상기 이송수단에 취부되어 상기 마스크를 상기 기판 쪽으로 유도하는 자석과, 상기 이송수단에 의해 인계되는 상기 기판상에 상기 마스크를 통해 이온을 도핑하기 위한 챔버를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널의 제조방법은 챔버 내에 박막이 증착된 기판을 마련하는 단계와, 상기 기판상에 마스크를 정렬하는 단계와, 상기 챔버 내의 지지체에 취부된 자석에 의해 상기 마스크를 상기 기판 쪽으로 유도하는 단계와, 상기 마스크를 통해 상기 기판 상에 이온을 도핑하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시패널의 제조방법은 박막이 증착된 기판을 마련하는 단계와, 상기 기판상에 마스크를 정렬하는 단계와, 이송수단에 취부된 자석에 의해 상기 마스크를 상기 기판 쪽으로 유도하는 단계와, 상기 마스크가 유도된 상기 기판을 상기 이송수단에 의해 챔버로 이동시키는 단계와, 상기 챔버 내에서 상기 마스크를 통해 상기 기판상에 이온을 도핑하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 자석은 전자석인 것을 특징으로 하고, 상기 마스크는 자력에 의해 유도될 수 있도록 자성체인 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 기술적 사상은 이온 도핑 공정 외에 박막 증착 공정에도 적용가능 하지만, 박막 증착 공정에 적용되는 경우에는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 박막증착하는 경우에는 계속하여 박막이 증착됨으로써, 두께등의 물성유지에 한계가 있어 전자석 입장에서 볼 때, 마스크를 기판쪽으로 유인하는 데 있어 제어하기가 곤란하다는 문제가 있다.
둘째, 비록 전자석을 이용하여 마스크를 기판에 밀착시켜 박막증착 한다 하더라도 마스크에도 박막이 증착되어 파티클(Particle)이 발생 될 위험이 있기 때문 에 별도의 세정공정이 요구되는 문제가 있다.
그러나, 이온도핑 공정에 적용되는 경우에는 상기와 같은 문제가 발생되지 않는바, 이하에서는 이온 도핑 공정에 한정하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 것으로서, 자석을 이용하여 마스크를 기판에 밀착시킨 후 이온 도핑 하는 공정을 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 이온 도핑 될 박막(315)이 형성된 기판(310)에 마스크(350)를 서로 마주보도록 밀착시킨다. 기판(310)의 저면에 위치하는 자석이나 전자석(300)은 자성체로 이루어진 마스크(350)를 자력에 의해 기판(310)으로 유도하여 기판 상단면에 밀착시키는 역할을 한다. 이온 도핑 공정이 진행되면 이온 도핑을 위해 이온이 방출되고, 방출된 이온은 마스크의 개구부(355)를 통해 박막(315)에 도핑 되어 이온 도핑부(325)가 형성된다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 것으로서, 이온 도핑 챔버 내에 마스크가 탑재되어 있는 경우 이를 기판 쪽으로 유도하여 밀착시킨 후 공정 수행하는 과정을 도시한 단면도이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이온 도핑 장치는 이온 도핑이 이루어지는 진공챔버(4′)와, 정확한 위치에 이온 도핑하기 위해 박막이 증착된 기판(410) 및 마스크(450)를 정렬시키는 얼라이너(4)를 구비한다.
로봇(미도시)에 의해 이온도핑 장치내로 박막이 증착된 기판(410)이 이송되면 얼라이너(4)는 정확한 공정 수행하기 위하여 상기 기판(410)의 위치를 정렬시켜 준 후 진공챔버(4′) 내로 상기 기판을 로딩한다. 이와 동시에 얼라이너(4)는 상기 챔버 내의 일정 높이에 위치하고 있던 마스크(450)도 정렬 시킨다.
상기 진공챔버(4′) 내에는 정렬된 기판을 지지하는 지지부재(430) 및 지지부재의 윗면에 취부된 지지체(400)와, 상기 박막(415)에 이온 도핑 하기 위해 이온을 공급하는 이온발생 소스(420)가 구비되어 있다.
상기 지지부재(430)는 상하 수직 운동할 수 있는 구조로 구성되어 있고, 상기 지지체(400)는 자석, 또는 전자석으로 구성되어 있으며, 상기 마스크는 자성체로 구성되어 있다.
상기 지지부재(430)는 상기 기판이 로딩, 언로딩 될 때에는 챔버(4′)내의 하부에 위치하고, 이온 도핑 공정이 진행됨에 따라 점점 위로 상승한다. 지지부재(430) 윗면에 취부되어 기판(410)의 저면을 지지하는 지지체(400)가 자석이고, 상기 챔버(4′)내의 일정 높이에 위치하고 있는 상기 마스크(450)가 자성체이므로, 상기 지지체(400)와 상기 마스크(450)가 상기 기판(410)을 사이에 두고 자력에 의해 밀착될 때까지 상기 지지부재(430)는 상승한다.
도 4b와 같이 상기 지지체(400)와 상기 마스크(450)가 상기 기판(410)을 사이에 두고 자력에 의해 밀착되면, 상기 도 5에서 설명한 것과 같이 박막이 증착된 기판(410)상에 이온 도핑 공정이 진행되고, 공정이 완료되면 상기 지지부재(430)가 하강하여 원위치 됨으로써 마스크(450)와 이온 도핑된 기판(410)이 분리된다. 이 후 이온 도핑된 기판은 언로딩 되어 이송용 로봇에 의해 다음 공정 장비로 이송되게 된다.
여기서, 상기 지지체(400)를 전자석화 하는 경우에는 이에 인가되는 전압을 제어하여 전류량을 가변 시킴으로써 지지체의 자속 세기를 조절할 수 있다. 즉, 이온 도핑 공정이 완료하여 마스크 해체시, 지지체(400)의 자속의 세기를 감소시킴으로써 이온 도핑된 기판(410)과 마스크(450)를 쉽게 분리시킬 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 것으로서, 이온 도핑 장비 외부에 마스크를 탑재 및 정렬하는 별도의 장비가 구비된 경우, 이온 도핑 장치에서의 이온 도핑하기 까지의 개략적인 흐름을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 본 발명은 마스크 및 박막이 증착된 기판을 정렬하기 위한 얼라이너(520)와, 상기 얼라이너(520)에 의해 정렬된 마스크와 기판을 밀착시켜 이온 도핑 장치로 이송하기 위한 이송수단(540)과, 상기 이송수단으로부터 마스크가 밀착된 기판을 이송받아 이온 도핑을 수행하는 이온 도핑 장치(560)로 구성된다.
상기 얼라이너(520)는, 진동이나 이송장치의 오작동 등에 의하여 위치가 비틀어진 박막 증착된 기판이 다음 공정장치(이온 도핑 장치) 내부로 로딩되기 전에 정확한 위치로 정렬되도록 한다. 또한, 상기 얼라이너(520)는 마스크를 상기 기판상의 일정 위치로 정렬되도록 한다. 여기서, 상기 마스크는 자력에 의해 유도될 수 있도록 자성체로 이루어져 있다.
상기 이송수단(540)으로는 일반적으로 기판 이송용 로봇이 사용되는데, 도 6에 도시된 바와 같이, 로봇(540)은 박막이 증착되어 있는 기판(510)을 지지하는 지지체(542,544)와, 상기 기판을 이온 도핑 장치내로 이동시키기 위한 이동체(546)를 구비한다.
상기 지지체(542)는 상기 기판(510)이 적재되는 암부(542)와 상기 암부(542)를 체결하여 고정시키는 바디(544)로 구성되며, 상기 암부(542)의 일측에는 자석이나 전자석(541)이 취부된다. 또한 상기 이동체(546)는 상기 지지체(542,546)의 밑단과 결합 된다.
얼라이너에 의해 기판과 마스크가 정렬되면, 로봇(540)은 상기 정렬된 기판(510)과 마스크(550)를 지지체의 암부(542)에 적재한다. 이때, 암부(542)에 취부된 자석이나 전자석(500)에 의해 자성체인 마스크(550)가 기판(510)에 밀착되고, 이에 의해 이송시 진동 등에 영향받지 아니하고 초기 정렬위치를 유지하게 된다.
상기 이동체(546)는 상기 지지체(542,544)의 밑단과 결합하여 상기 기판(510)을 적재한 지지체(542,544)가 이온 도핑 장치로 이동할 수 있게 한다.
여기서, 상기 암부(542)에 전자석이 취부된 경우에는 이에 인가되는 전압을 제어, 전류량을 조절함으로써 암부의 자속 세기를 가변시킬 수 있다. 즉, 이온 도핑 장치로의 이송 완료시 상기 전자석(541)에 의한 자속력을 감소시킴으로써, 용이하게 모듈화 된 기판과 마스크를 도핑 장치내로 로딩할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 것으로서, 이송수단(로봇)에 의해 기판과 마스크가 밀착되어 모듈화된 것을 나타내는 단면도이다. 이를 참조하면 마스크(550)가 로봇의 암부(542)에 취부된 자석이나 전자석(541)으로 인해 기판(510)에 밀착되어 있음을 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이온 도핑 장치를 나타내는 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이온 도핑 장치(560)는 이온 도핑이 이루어지는 진공챔버(5′)와, 이송수단으로부터 이송받은 박막이 증착된 기판(510) 및 마스크(550)를 재정렬시키는 얼라이너(5)를 구비한다.
모듈화된 기판(510) 및 마스크(550)가 로봇에 의해 이온도핑 장치내로 이송되면 정확한 공정 수행을 위해 얼라이너(5)에 의해 상기 모듈화된 기판(510) 및 마스크(550)가 재정렬되고, 이후 정렬된 상기 기판 및 마스크는 진공챔버(5′) 내로 로딩된다.
상기 진공챔버(5′)내에는 모듈화된 기판(510) 및 마스크(550)를 지지하는 지지부재(530) 및 지지부재의 윗면에 취부된 지지체(500)와, 상기 기판상에 증착된 박막에 이온 도핑 하기 위해 이온을 공급하는 이온발생 소스(520)가 구비되어 있다.
상기 지지부재(530)는 상하 수직 운동할 수 있는 구조로 되어 있고, 상기 지지체(500)는 자석, 또는 전자석으로 구성되어 있다.
상기 지지부재(530) 윗면에 취부되어 기판(510)의 저면을 지지하는 지지체(500)는 자석이고, 상기 기판(510) 상단면에 위치하는 마스크(550)가 자성체이므로, 상기 지지체(500)와 상기 마스크(550)는 상기 기판(510)을 사이에 두고 자력에 의해 서로 밀착되어 모듈화를 유지한다.
또한, 상기 지지부재(530)는 상기 기판이 로딩, 언로딩 될 때에는 챔버(5′)내의 하부에 위치하고, 이온 도핑 시에는 일정 높이로 상승된다.
공정이 완료되면 상기 지지부재(530)가 하강하여 원위치되고, 이온 도핑된 기판은 언로딩 되어 이송용 로봇에 의해 다음 공정 장비로 이송되게 된다.
여기서, 상기 지지체(500)를 전자석화 하는 경우에는 이에 인가되는 전압을 제어하여 전류량을 가변 시킴으로써 상기 지지체의 자속 세기를 조절할 수 있다. 즉, 이온 도핑 공정이 완료하여 마스크 해체시, 지지체(500)의 자속의 세기를 감소시킴으로써 이온 도핑된 기판(510)과 마스크(550)를 쉽게 분리시킬 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 기판 저면에 자석 또는 전자석을 위치시킴으로써 자성체인 마스크를 주변온도 및 압력에 상관없이 기판으로 유인, 밀착시켜서 이온 도핑시 정확한 패턴 구현을 가능하게 한다.
특히, 기판을 운송하는 로봇의 암이나 진공 챔버의 기판지지용 지지체를 필요에 따라 전자석화 함으로써 어떠한 경우라도 마스크의 탈부착을 용이하게 할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특히 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (9)

  1. 박막이 증착된 기판과;
    마스크를 통해 상기 기판 상에 이온을 도핑하기 위한 챔버와;
    상기 챔버 내에서 상기 기판을 지지하는 지지체와;
    상기 지지체에 취부되어 상기 마스크를 상기 기판 쪽으로 유도하는 자석을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조장치
  2. 박막이 증착된 기판과;
    상기 기판상에 정렬된 마스크와;
    상기 기판을 지지하여 이동시키기 위한 이송수단과;
    상기 이송수단에 취부되어 상기 마스크를 상기 기판 쪽으로 유도하는 자석과;
    상기 이송수단에 의해 인계되는 상기 기판상에 상기 마스크를 통해 이온을 도핑하기 위한 챔버를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이송수단은 상기 기판을 지지하고 상기 자석이 취부된 지지체; 및
    상기 지지체와 상기 기판을 상기 챔버로 이동시키기 위한 이동체를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 자석은 전자석인 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 마스크는 자성체인 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조장치.
  6. 챔버 내에 박막이 증착된 기판을 마련하는 단계와;
    상기 기판상에 마스크를 정렬하는 단계와;
    상기 챔버 내의 지지체에 취부된 자석에 의해 상기 마스크를 상기 기판 쪽으로 유도하는 단계와;
    상기 마스크를 통해 상기 기판 상에 이온을 도핑하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조방법.
  7. 박막이 증착된 기판을 마련하는 단계와;
    상기 기판상에 마스크를 정렬하는 단계와;
    이송수단에 취부된 자석에 의해 상기 마스크를 상기 기판 쪽으로 유도하는 단계와;
    상기 마스크가 유도된 상기 기판을 상기 이송수단에 의해 챔버로 이동시키는 단계와;
    상기 챔버 내에서 상기 마스크를 통해 상기 기판상에 이온을 도핑하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 자석은 전자석인 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조방법.
  9. 제 6 항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 마스크는 자성체인 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조방법.
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