KR20090072432A - 기판 지지 모듈 및 이를 갖는 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

박막증착 공정에 사용되는 기판 지지 모듈 및 이를 갖는 증착 장치에서, 기판 고정 유닛들은 기판의 측면에 대응하여 프레임의 가장자리에 결합된다. 가이드 마스크는 각 기판 고정 유닛의 단부에 결합된 가이드 부재 및 증착방지 부재를 포함한다. 가이드 부재는 기판의 피증착면의 일부를 커버하도록 배치되어 기판을 가이드 한다. 증착방지 부재는 가이드 부재로부터 이격되고, 가이드 부재보다 더 길게 연장되어 가이드 부재를 커버한다. 기판 지지 모듈에 의해 챔버 내에 수직으로 세워진 기판에 박막증착 공정이 진행된다. 따라서 가이드 부재에 박막증착이 방지되어 기판에 형성된 박막 패턴에 불량발생이 방지된다.
스퍼터링, 입자, 트레이, 가이드, 클램프

Description

기판 지지 모듈 및 이를 갖는 증착 장치{A SUBSTRATE SUPPORTING MODULE AND A DEPOSITION APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 기판 지지 모듈 및 이를 갖는 증착 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 기판에 박막 패턴을 형성할 때 사용하는 기판 지지 모듈 및 이를 갖는 증착 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치 및 유기 EL 등의 평판표시장치, 반도체, CD, HD, MD등의 각종 기록매체의 제조에는 기판 상에 금속박막을 형성하는 공정이 필수적으로 사용된다.
예를 들어, 액정표시장치의 표시패널의 하부기판으로 사용되는 어레이 기판의 제조공정에서 스퍼터링 공정이 사용될 수 있다. 전기 회로를 구성하기 위해 어레이 기판에 형성되는 배선들은 스퍼터링 공정에 의해 형성된 금속박막을 패터닝하여 형성될 수 있다.
금속박막은 스퍼터링 챔버 내부에 배치된 기판에 스퍼터링 타켓으로부터 스퍼터링된 입자들이 증착되어 형성될 수 있다. 스퍼터링 챔버들은 복수 개가 열을 이루며 연쇄적으로 배열되여 각 스퍼터링 챔버의 내에서 서로 다른 박막들이 증착 된다. 기판은 트레이에 수납되어 스퍼터링 챔버 내에서 공정이 진행되거나, 스퍼터링 챔버들 간에 이송된다.
장치의 배치 공간을 효율적으로 사용하기 위해서, 트레이는 수직으로 세워져 스퍼터링 챔버에 유입된다. 기판이 수직으로 세워져 공정이 연속적으로 진행되는 방식을 인라인(Inline) 방식으로 부르기도 한다. 트레이에 구속된 기판도 수직으로 세워져 스퍼터링 공정이 진행된다. 즉 스퍼터링 입자는 수직방향에 직교하는 수평방향으로 기판에 입사된다.
트레이의 가장자리, 예를 들어, 상측 및 하측 가장자리에는 복수의 클램프(clamp)들이 배치될 수 있다. 클램프는 기판이 배치되는 트레이의 수납영역을 개방하거나, 수직으로 세워진 기판이 넘어지지 않도록 기판을 가이드 한다. 따라서 기판의 피증착면에 박막증착 공정이 수행되면 피증착면의 가장자리 일부를 커버하는 클램프의 기판 가이드부에는 박막이 증착된다. 클램프의 기판 가이드부의 전면(front face)에 증착된 박막은 기판 가이드부의 표면을 따라 성장하여, 기판의 피증착면과 대향하며 이격된 기판 가이드부의 후면(rear face)까지 연장된다.
기판은 트레이에 구속되어 이송되며, 이송 중에 발생된 진동으로 인해 수직으로 세워진 기판은 기울어져서 기판 가이드부에 충돌될 수 있다. 따라서 기판은 기판 가이드부에 형성된 박막에 충격을 가하고, 이로 인해 기판 가이드부에 형성된 박막으로부터 입자들이 발생될 수 있다. 발생된 입자들은 기판의 피증착면에 형성된 박막 패턴에 유입되어 박막 패턴의 불량을 야기하는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하는 것으로, 본 발명은 기판을 가이드 하는 클램프에 박막이 증착되는 것을 방지하여 기판의 불량률을 감소하기 위한 기판 지지 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 기판 지지 모듈을 포함하는 증착 장치를 제공한다.
상기한 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 기판 지지 모듈은 프레임, 복수의 기판 고정 유닛들 및 가이드 마스크를 포함한다. 프레임은 피증착면, 피증착면과 대향하는 후면 및 피증착면과 후면을 연결하는 측면을 포함하는 기판을 수납하며, 기판의 후면을 지지한다. 기판 고정 유닛들은 기판의 측면에 대응하여 프레임의 가장자리에 결합된다. 가이드 마스크는 가이드 부재 및 증착방지 부재를 포함한다. 가이드 부재는 각 기판 고정 유닛에 결합되어 피증착면을 일부 커버하도록 배치되어 기판을 가이드 한다. 증착방지 부재는 각 기판 고정 유닛에 결합되며 가이드 부재로부터 이격된다. 증착방지 부재는 가이드 부재보다 더 길게 연장되어 가이드 부재를 커버한다.
일 실시예에서, 기판 고정 유닛은 몸체부 및 회전부를 포함할 수 있다. 몸체부는 프레임의 가장자리에 고정된다. 회전부는 하단부 및 상단부를 포함한다. 하단부는 몸체부에 회전 가능하게 결합되며, 상단부에는 가이드 마스크가 고정된다. 회전부는 가이드 마스크가 피증착면에 근접하거나 멀어지도록 외력에 의해 회전된다. 몸체부는 프레임의 배면에 결합되며, 회전부는 프레임의 가장자리에 형성된 개구를 관통하여 기판의 측면에 배치될 수 있다.
증착방지 부재 및 가이드 부재는 일체로 형성되어 회전부의 상단부에 결합될 수 있다. 다른 실시예에서, 증착방지 부재 및 가이드 부재는 별개로 형성되어 각각 회전부의 상단부에 결합될 수 있다. 가이드 부재는 결합부 및 가이드부를 포함할 수 있다. 결합부는 기판의 측면과 마주보는 회전부의 상단부의 일 측면에 고정된다. 가이드부는 결합부로부터 피증착면과 마주보게 연장되어 기판이 프레임이 배치된 방향의 반대 방향으로 이탈되는 것을 방지한다. 증착방지 부재는 고정부 및 커버부를 포함할 수 있다. 고정부는 회전부의 상단부 일 측면과 대향하는 상단부의 타 측면을 커버하며 결합부에 연결된다. 커버부는 고정부로부터 피증착면과 마주보게 연장되어 가이드부를 커버한다.
상기한 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 증착 장치는 증착 챔버 및 기판 지지 모듈을 포함한다. 증착 챔버에서는 중력방향과 실질적으로 직교하는 수평방향으로 스퍼터링 공정이 진행된다. 기판 지지 모듈은 스퍼터링 공정이 수행될 기판을 증착 챔버 내에서 고정한다. 기판 지지 모듈은 프레임, 복수의 기판 고정 유닛들 및 가이드 마스크를 포함한다. 프레임은 중력방향과 실질적으로 나란한 수직방향으로 세워진 기판의 후면을 지지하며 증착 챔버의 내부에 배치된다. 기판 고정 유닛들은 프레임의 가장자리에 결합되어 후면과 연결된 기판의 하측면 및 상측면에 배치된다. 가이드 마스크는 가이드 부재 및 증착방지 부재를 포함한다. 가이드 부재는 각 기판 고정 유닛에 결합되어 피증착면의 일부를 커버하도록 배치되어 기판을 가이드 한다. 증착방지 부재는 각 기판 고정 유닛에 결합된다. 증착방지 부재는 가이드 부재로부터 이격된다. 증착방지 부재는 가이드 부재보다 더 길게 연장되어 가이드 부재를 커버한다.
일 실시예에서 증착방지 부재는 고정부 및 커버부를 포함할 수 있다. 고정부는 기판 고정 유닛의 일 측면에 고정된다. 커버부는 고정부로부터 피증착면과 마주보게 연장되어 가이드 부재에 박막이 증착되는 것을 방지한다. 가이드 부재는 결합부 및 가이드부를 포함할 수 있다. 결합부는 일 측면과 대향하는 기판 고정 유닛의 타 측면에 고정된다. 가이드부는 결합부로부터 피증착면과 커버부의 사이로 연장된다. 가이드부는 기판이 프레임이 배치된 방향의 반대 방향으로 넘어지는 것을 방지한다.
고정부 및 결합부가 서로 연결되어 증착방지 부재 및 가이드 부재는 일체로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 증착방지 부재 및 가이드 부재는 별개로 형성되어 각각 기판 고정 유닛에 결합될 수 있다. 기판 고정 유닛은 몸체부, 회전부 및 가압부를 포함할 수 있다. 몸체부는 프레임의 가장자리에 고정된다. 회전부는 몸체부에 회전 가능하게 결합된 하단부와, 고정부 및 결합부가 결합된 상단부를 포함한다. 가압부는 회전부의 하단부로부터 연장된다. 증착 장치는 가압 유닛을 더 포함할 수 있다. 가압 유닛은 가압부를 가압 및 가압부로부터 이격되어 가이드부를 피증착면으로부터 이탈 및 근접시켜 기판을 프레임으로부터 개방 및 구속시킨다. 증착 장치는 준비 챔버를 더 포함할 수 있다. 준비 챔버에는 가압 유닛이 배치되며, 준비 챔버는 대기압과 실질적으로 동일한 압력 상태로 유지된다. 준비 챔버는 증착 챔버와 연쇄되도록 배치된다. 박막증착 장치는 연쇄적으로 배치된 복수의 증착 챔 버들을 포함할 수 있다. 증착 장치는 이송 유닛을 더 포함할 수 있다. 이송 유닛은 기판이 배치된 기판 지지 모듈을 준비 챔버 및 증착 챔버들 사이에서 이송시킨다.
증착 장치는 프레임 마스크를 더 포함할 수 있다. 프레임 마스크는 프레임의 가장자리를 커버한다. 프레임 마스크는 피증착면의 중심선을 향하여 가이드부보다 더 짧게 연장된다. 프레임 마스크는 프레임의 가장자리에 박막이 증착되는 것을 방지한다.
프레임은 수직방향을 기준으로 기판의 후면 방향으로 수 도(degree) 기울어지게 배치될 수 있다.
상기한 기판 지지 모듈 및 이를 갖는 증착 장치에 의하면, 기판 이외의 부분에 증착된 박막으로부터 발생되는 입자들에 의해 기판에 형성된 박막 패턴에 불량이 유발되는 것을 억지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
실시예 1
기판 지지 모듈
도 1은 실시예 1에 따른 기판 지지 모듈의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시 된 기판 지지 모듈을 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 지지 모듈(100)은 프레임(10), 복수의 기판 고정 유닛(30)들 및 가이드 마스크(40)를 포함한다. 기판 지지 모듈(100)은 박막증착 공정이 진행되는 기판(5)을 지지하는 데에 사용될 수 있다.
프레임(10)은 상부 바(11), 하부 바(13) 및 연결 바(15)들을 포함한다. 연결 바(15)들은 서로 나란하게 평면에 배치되며, 상기 평면에 배치된 상부 바(11)와 하부 바(13)를 연결한다. 상부 바(11) 및 하부 바(13)에는 장변 방향을 따라 복수의 개구(12)들이 형성되어 있다.
기판(5)은 박막증착 공정이 진행되는 피증착면(2), 상기 피증착면(2)과 대향하는 후면(3), 상기 피증착면(2)과 후면(3)을 연결하는 측면(4)을 포함한다. 프레임(10)은 기판(5)의 상기 후면(3)을 지지한다.
기판 고정 유닛(30)들은 프레임(10)의 가장자리, 예를 들어, 상부 바(11) 및 하부 바(13)에 결합되며, 프레임(10)에 배치된 기판(5)의 측면(4)에 대응하게 배치된다. 본 실시예에서 기판 고정 유닛(30)들은 상부 바(11) 및 하부 바(13)에 형성된 개구(12)를 관통하게 배치된다. 기판 고정 유닛(30)은 후술될 가이드 마스크(40)와 결합되며, 외력에 의해 움직여 가이드 마스크(40)를 기판(5)의 피증착면(2)에 근접시키거나 피증착면(2)으로부터 이탈시킨다.
도 3은 도 2에 도시된 기판 고정 유닛(30)의 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 기판 고정 유닛(30)은 몸체부(31), 회전부(33) 및 가압부(35)를 포함할 수 있다. 몸체부(31)는 상부 바(11) 및 하부 바(13)의 배면에 스크류(37) 등을 통해 체결된다. 회전부(33)는 하단부 및 상단부를 포함한다. 회전부(33)의 하단부는 몸체부(31)에 회전 가능하게 결합된다. 예를 들어, 몸체부(31)에 고정된 스프링(34)에 회전부(33)의 하단부가 결합될 수 있다. 회전부(33)의 상단부에는 후술될 가이드 마스크(40)가 결합된다. 회전부(33)의 상단부는 상부 바(11) 및 하부 바(13)에 형성된 개구(12)를 관통하여 상부 바(11) 및 하부 바(13)의 전면으로부터 돌출된다. 가압부(35)는 회전부(33)의 하단부로부터 프레임(10)의 배면과 마주보게 연장된다. 가압부(35)는 프레임(10)의 배면과 일정 간격 이격되게 배치된다. 외력이 가압부(35)에 가해지면 가압부(35) 및 회전부(33)는 회전부(33)의 하단부를 축으로 회전된다.
도 4는 기판 고정 유닛(30)이 프레임을 개방시킨 상태를 나타낸 단면도이다. 도 5는 프레임에 배치된 기판을 구속시킨 기판 고정 유닛을 나타낸 단면도이다.
도 2, 도 4 및 도 5를 참조하면, 가이드 마스크(40)는 기판 고정 유닛(30)에 결합되어 기판(5)을 가이드 한다. 가이드 마스크(40)는 가이드 부재(50) 및 증착방지 부재(70)를 포함한다.
피스톤(7)과 같은 액추에이터가, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판 고정 유닛(30)의 가압부(35)를 가압하면, 회전부(33) 및 회전부(33)의 상단부에 결합된 가이드 마스크(40)가 프레임(10)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 회전되며, 기판(5)이 배치될 프레임(10)의 수납영역을 개방한다.
이후, 기판(5)이 프레임(10)의 수납영역에 도입된다. 기판(5)의 후면(3)이 프레임(10)에 안착되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤(7)이 가압부(35)로 부터 이탈되며 회전부(33) 및 가이드 마스크(40)는 반대방향으로 회전된다. 가이드 마스크(40)는 기판(5)의 피증착면(2)의 가장자리의 일부에 대향하여 기판(5)이 프레임(10)으로부터 이탈되는 것을 방지한다.
도 5를 참조하면, 가이드 부재(50)는 기판(5)의 피증착면(2)과 측면(4)이 형성하는 모서리를 가이드 한다. 증착방지 부재(70) 중 피증착면(2)과 마주보는 부분은 가이드 부재(50)로부터 이격되며, 피증착면(2)의 중심을 향하여 가이드 부재(50)보다 더 길게 연장되어 가이드 부재(50)를 커버한다.
증착방지 부재(70)는 기판(5)의 피증착면(2)에 박막증착 공정, 예를 들어, 스퍼터링 공정이 진행될 경우 가이드 부재(50)에 원하지 않는 박막이 증착되는 것을 방지한다. 이로 인해 가이드 부재(50)에 형성된 박막으로부터 유래된 입자들이 기판(5)에 형성된 박막 패턴에 불량을 야기하는 것이 방지될 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 가이드 마스크의 사시도이다. 도 7은 도 5에 도시된 가이드 마스크의 다른 사시도이다.
도 5, 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에서 가이드 부재(50) 및 증착방지 부재(70)는 일체로 형성되어 회전부(33)의 상단부에 결합 및 고정될 수 있다.
가이드 부재(50)는 결합부(51) 및 가이드부(53)를 포함할 수 있다. 기판 고정 유닛(30)의 회전부(33)는 기판(5)의 측면(4)과 마주보게 배치된다.
결합부(51)는 기판(5)의 측면(4)과 마주보는 회전부(33)의 상단부의 일 측면에 고정된다. 결합부(51)는 상단부의 일 측면을 커버하도록 상기 상단부의 측면 모서리를 따라 절곡되어 있다.
가이드부(53)는 결합부(51)의 상측 에지로부터 기판(5)의 피증착면(2)과 마주보게 피증착면(2)의 중심을 향하여 연장된다. 따라서 결합부(51) 및 가이드부(53)는 대략 'Γ'자 형상을 이룬다. 가이드부(53)는, 예를 들어, 대략 20(mm)의 폭으로 피증착면(2)의 중심을 향하여 대략 6 내지 7(mm)의 길이만큼 연장될 수 있다. 가이드부(53)는 기판(5)의 피증착면(2)과 대략 수(mm) 정도 이격된다. 가이드부(53)는 기판(5)이 대략 수직으로 세워져 박막증착 공정이 진행되거나 기판(5)의 이송되는 경우, 기판(5)이 프레임(10)이 배치된 방향의 반대방향으로 넘어지는 것을 방지한다.
증착방지 부재(70)는 고정부(71) 및 커버부(73)를 포함할 수 있다.
고정부(71)는 가이드 부재(50)의 결합부(51)와 대향하여 회전부(33)의 상단부에 배치된다. 따라서 고정부(71)는 회전부(33)의 상단부 일 측면과 대향하는 상단부의 타 측면을 커버하며 상단부에 결합된다. 결합부(51)는 회전부(33)의 상단부의 측면 모서리에서 절곡되어 고정부(71)에 대략 직교하는 방향으로 연결된다.
커버부(73)는 고정부(71)의 상측 에지로부터 상단부의 상면을 따라 연장된다. 따라서 고정부(71) 및 커버부(73)는 대략 'Γ'자 형상을 이룬다. 커버부(73)는 기판(5)의 피증착면(2)과 마주보게 연장된다. 커버부(73)는 가이드부(53)보다 큰 폭으로, 예를 들어, 대략 42(mm)의 폭을 갖고 피증착면(2)의 중심을 향하여 가이드부(53)보다 더 길게, 예들 들어, 21(mm) 정도 연장되어 가이드부(53)를 커버한다. 커버부(73)는 가이드부(53)로부터 이격되며, 예를 들어, 대략 1.5(mm) 이격될 수 있다.
기판(5)의 피증착면(2)에 대략 직교하는 방향으로 스퍼터링 공정이 진행되는 경우, 커버부(73) 전면에 박막이 형성될 수 있다. 커버부(73)에 형성된 박막은 성장하여 피증착면(2)과 마주보는 커버부(73)의 후면까지 연장될 수 있다. 그러나 커버부(73)와 가이드부(53)는 이격되어 있어서 커버부(73)에 형성된 박막은 가이드부(53)까지 연장되지 못한다. 따라서 기판(5)이 가이드부(53)에 충돌되어도 박막으로부터 유래되는 입자들의 발생이 방지된다. 따라서 상기 입자들로 인해 기판(5)에 형성되는 박막 패턴에 불량이 발생되는 것이 방지된다.
증착 장치
도 8은 본 실시예에 따른 증착 장치의 측면도이다. 도 9는 도 8에 도시된 증착 장치의 평면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 증착 장치(401)는 기판(505)에 박막을 증착시킨다. 증착 장치(401)는 증착 챔버(430) 및 기판 지지 모듈(500)을 포함한다. 기판 지지 모듈(500)은 도 1 내지 도 7에서 설명된 기판 지지 모듈(100)과 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
증착 챔버(430) 내에서는 기판(505)의 피증착면(502)에 스퍼터링 공정에 의해 박막이 증착될 수 있다. 기판 지지 모듈(500)은 박막증착 공정이 수행될 기판(505)을 증착 챔버(430) 내에서 고정한다. 증착 챔버(430) 내에 아르곤(Ar) 혹은 기타 반응성 가스를 주입한 다음 타켓과 기판(505) 사이에 플라즈마를 발생시켜, 타켓에서 스퍼터링된 타켓의 원자 및 분자가 기판(505)의 피증착면(502)에 도달되어 박막이 형성된다.
증착 장치(401)는 연쇄적으로 배치된 복수의 증착 챔버들(430, 450, 470, 475, 455, 435)을 포함할 수 있다. 각 증착 챔버(430, 450, 470, 475, 455, 435)에서는 기판(505)의 피증착면(502)에 각각 서로 다른 금속막이 순차적으로 증착된다. 증착 챔버들(430, 450, 470, 475, 455, 435)은 2열로 배열될 수 있으며 기판(505)은 각 열에 배치된 증착 챔버들(430, 450, 470, 475, 455, 435)에 순차적으로 도입될 수 있다.
증착 장치(401)는 준비 챔버(405) 및 열처리 챔버(410)를 더 포함할 수 있다. 열처리 챔버(410)는 증착챔버에 연결되며 준비챔버는 열처리 챔버(410)에 연결될 수 있다. 준비 챔버(405)의 내부 압력은 대기압과 실질적으로 동일하게 유지되며, 준비 챔버(405)의 내부에서 기판 지지 모듈(500)에 기판(505)이 장착될 수 있다. 열처리 챔버(410)에서는 스퍼터링 공정이 진행될 기판(505)을 미리 가열하는 열처리가 수행될 수 있다.
증착 장치(401)는 기판 지지 모듈(500)을 준비 챔버(405), 열처리 챔버(410) 및 증착 챔버들(430, 450, 470, 475, 455, 435) 사이에 이송시키는 이송 유닛(490), 예를 들어, 레크 장치를 더 포함할 수 있다. 프레임(510)의 하단 즉 프레임(510)의 하부 바에는 레크가 작용할 수 있도록 톱니가 형성될 수 있다. 기판 지지 모듈(500)은 중력방향에 대해 대략 나란한 수직방향으로 세워져 이송 유닛(490)에 의해 이송된다.
도 10은 준비 챔버의 내부에 배치된 기판 지지 모듈에 기판이 배치되는 것을 도시한 단면도이다.
도 8 및 도 10을 참조하면, 기판 지지 모듈(500) 및 기판(505)이 준비 챔버(405) 내에 도입된다. 기판 지지 모듈(500)은 상기 수직방향을 기준으로 기판(505)의 후면(503) 방향으로 수 도(degree), 예를 들어, 3도 내지 5도 정도 기울어지게 배치될 수 있다.
증착 장치(401)는 가압 유닛(407)을 더 포함할 수 있다. 가압 유닛(407)은 준비 챔버(405)의 측벽에 고정될 수 있다. 가압 유닛(407)은 대략 수직으로 세워진 기판 지지 모듈(500)의 후면(503)으로부터 기판 고정 유닛(530)을 가압한다. 예를 들어, 가압 유닛(407)은 기판 고정 유닛(530)의 가압부(535)를 가압하는 피스톤을 포함할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이 피스톤이 기판 고정 유닛(530)의 가압부(535)를 가압하면, 회전부(533) 및 회전부(533)의 상단부에 결합된 가이드 마스크(540)가 프레임(510)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 회전되며, 기판(505)이 배치될 프레임(510)의 수납영역을 개방한다. 이후, 기판(505)이 프레임(510)의 수납영역에 도입된다. 기판(505)의 후면(503)이 프레임(510)에 안착되면 피스톤이 가압부(535)로부터 이탈되며 회전부(533) 및 가이드 마스크(540)는 반대방향으로 회전된다. 가이드 마스크(540)는 기판(505)의 피증착면(502)의 가장자리의 일부에 대향하여 기판(505)이 프레임(510)이 배치된 반대 방향으로 넘어지는 것을 방지한다.
기판 고정 유닛(530) 및 기판 고정 유닛(530)에 결합된 가이드 마스크(540)는 프레임(510)의 상부 바 및 하부 바에 배치된다. 따라서 기판(505)의 하부 측면(504)은 하부 바에 배치된 기판 고정 유닛(530)에 의해 지지된다. 이때 기 판(505)의 하부 측면(504)은 가이드 부재(550)의 결합부(551)에 의해 지지될 수 있다. 기판(505)의 상부 측면(506)은 상부 바에 배치된 가이드 부재(550)의 결합부(551)로부터 이격될 수 있다.
도 11은 기판 지지 모듈에 구속되어 증착 챔버의 내부에 배치된 기판에 스퍼터링 공정이 진행되는 것을 도시한 단면도이다.
도 11을 참조하면, 기판 지지 모듈(500) 및 기판 지지 모듈(500)에 구속된 기판(505)은 상기 수직방향으로 세워져 증착 챔버들(430, 450, 470, 475, 455, 435)의 내부로 도입된다. 즉, 증착 챔버(430) 내에서 기판(505)은 기판(505)의 피증착면(502)의 법선 방향과 중력방향이 대략 직교하도록 배치된다.
증착 챔버(430) 내부의 공정 공간이 진공으로 변경되며, 상기 공정 공간에 플라즈마 가스가 공급된다. 타켓과 대향전극에 전원이 공급되면 플라즈마 가스가 플라즈마 상태로 변경되며, 플라즈마 기체들에 의해 타켓(590)이 스퍼터링된다. 기판 지지 모듈(500)의 프레임(510)은 상기 대향전극으로 사용될 수도 있다. 상기 스퍼터링된 타켓(590)의 원자 및 분자(595)는 기판(505)과 타켓(590) 사이에 형성된 전기장에 의해 상기 중력방향과 대략 수직을 이루는 수평방향으로 가속되어 기판(505)의 피증착면(502)에 증착된다.
증착 장치(401)는 프레임 마스크(495)를 더 포함할 수 있다. 프레임 마스크(495)는 기판 지지 모듈(500)의 가장자리를 커버하여 기판 지지 모듈(500)의 가장자리에 박막이 증착되는 것을 방지한다. 본 실시예에서 프레임 마스크(495)는 기판 지지 모듈(500)의 가장자리, 예를 들어, 기판 지지 모듈(500)의 상부 바 및 하 부 바에 결합될 수 있다. 따라서 기판 지지 모듈(500)이 이송 유닛(490)에 의해 이송되면, 프레임 마스크(495)도 함께 이송된다. 따라서 증착 챔버들(430, 450, 470, 475, 455, 435) 마다 별도로 프레임 마스크(495)가 배치될 필요가 없는 장점이 있다.
기판 고정 유닛(530)의 회전부(533)가 회전하는 경우 프레임 마스크(495)와의 간섭을 방지하기 위하여 프레임 마스크(495)는 가이드 마스크(540)로부터 회전부(533)가 회전되는 영역 외부까지 이격된다.
도 12는 박막이 증착된 기판 지지 모듈 및 기판의 일 부분의 확대도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 프레임 마스크(495)는 기판(505)의 피증착면(502)의 중심을 향하여 가이드 부재(550)의 가이드부(553)보다 짧게 연장된다. 프레임 마스크(495)는 증착방지 부재(570)의 커버부(373)로부터 이격된다. 기판(505)에 박막증착 공정이 진행 중에는 프레임 마스크(495)는 커버부(373)로부터 대략 6 내지 7(mm) 이격될 수 있다. 기판 지지 모듈(500)이 이송 유닛(490)에 의해 이송 중일 경우에는 프레임 마스크(495)는 커버부(373)로부터 대략 15 내지 18(mm) 이격될 수 있다.
박막증착 공정이 진행된 결과, 기판(505)의 피증착면(502)에는 박막 패턴(597)이 형성된다. 또한 증착방지 부재(570)의 커버부(373)에는 프레임 마스크(495)에 의해 가려진 부분을 제외한 전면에 박막(598)이 증착되며, 커버부(373)의 전면과 연결된 후면(503)까지 박막(598)이 성장하여 연장된다. 기판(505)과 직접 접촉될 수 있는 가이드부(553)는 커버부(373)와 이격되어 있기 때문에 커버 부(373)에 형성된 박막(598)은 가이드부(553)까지 연장되지 못한다. 프레임 마스크(495)의 전면에도 일부 박막(599)이 형성될 수 있다.
도 13은 기판 지지 모듈의 이송 도중 기판이 가이드부에 충돌되는 것을 도시한 단면도이다.
도 13을 참조하면, 기판(505)을 수납한 기판 지지 모듈(500)은 상기 수직 방향으로 세워진 채로 이송 유닛(490)에 의해 증착 챔버들(430, 450, 470, 475, 455, 435) 간에 이송된다. 이때 가이드부(553)는 기판(505)을 가압하지 않고, 기판(505)으로부터 일정 간격 이격되어 기판(505)이 넘어지는 것을 방지한다. 따라서 기판 지지 모듈(500)의 이송 중에 발생된 진동으로 인해 기판(505)이 기울어져 기판(505)이 가이드부(553)에 충돌할 수 있다.
그러나 전술한 바와 같이 가이드부(553)에는 박막증착이 억지되어 박막이 형성되어 있지 않다. 따라서 기판(505)이 가이드부(553)에 형성된 박막에 충돌하는 경우, 박막으로부터 발생하는 입자가 기판(505)의 박막 패턴(597)에 유입되어 발생되는 불량이 방지된다.
실시예 2
기판 지지 모듈
도 14는 실시예 2에 따른 기판 지지 모듈의 단면도이다.
도 14를 참조하면, 기판 지지 모듈(300)은 가이드 마스크(340)를 제외하고는 도 1 내지 도 5에서 설명된 기판 지지 모듈(100)과 실질적으로 동일하다.
따라서 기판 지지 모듈(300)은 프레임(310), 복수의 기판 고정 유닛(330)들 및 가이드 마스크(340)를 포함한다.
본 실시예에서 가이드 마스크(340)는 서로 별개로 형성되어 분리된 가이드 부재(350) 및 증착방지 부재(370)를 포함한다.
가이드 부재(350) 및 증착방지 부재(370)는 각각 회전부의 상단부에 결합 및 고정된다. 가이드 부재(350) 및 증착방지 부재(370)는 서로 분리된 점을 제외하고는 도 6 및 도 7에서 설명된 가이드 부재(50) 및 증착방지 부재(70)와 실질적으로 동일하다.
따라서 가이드 부재(350)는 결합부(351) 및 가이드부(353)를 포함하며, 증착방지 부재(370)는 고정부(371) 및 커버부(373)를 포함한다. 결합부(351), 가이드부(353), 고정부(371) 및 커버부(373)와 회전부의 상단부 및 기판의 피증착면과의 배치 또는 위치관계는 도 6 및 도 7에서 설명된 것과 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
증착 장치
도 15는 실시예 2에 따른 증착 장치의 단면도이다.
도 15를 참조하면, 증착 장치(601)는 기판 지지 모듈(700) 및 프레임 마스크(695)를 제외하고는 도 8 내지 도 13에서 설명된 증착 장치(401)와 실질적으로 동일하다. 따라서 증착 장치(601)는 복수의 증착 챔버(630)들, 기판 지지 모듈(700), 프레임 마스크(695), 준비 챔버, 열처리 챔버, 이송 유닛(690), 가압 유닛을 포함한다.
본 실시예에서, 기판 지지 모듈(700)은 도 14에서 설명된 기판 지지 모듈(300)과 실질적으로 동일하다. 따라서 기판 지지 모듈(700)은 프레임(710), 복수의 기판 고정 유닛(730)들 및 가이드 마스크(740)를 포함한다. 가이드 마스크(740)는 가이드 부재(750) 및 증착방지 부재(770)를 포함한다. 가이드 부재(750) 및 증착방지 부재(770)는 서로 별개로 형성되어 기판 고정 유닛(730)의 회전부(733)의 상단부에 결합 및 고정된다.
본 실시예에서, 프레임 마스크(695)는 도 11에서 설명된 프레임 마스크(495)와는 다르게 증착 챔버(630)에 배치된다. 따라서 복수의 증착 챔버들 마다 프레임 마스크(695)가 배치될 수 있다.
기판 지지 모듈(700)에 기판(705)을 장착하는 동작은 준비 챔버에서 수행된다. 따라서 본 실시예에 따르면 증착 챔버(630)에서는 기판 고정 유닛(730)의 회전부(733)가 회전되는 동작이 수행될 필요가 없다. 따라서 프레임 마스크(695)와 가이드 마스크(740) 간의 이격 간격을 도 11에서 설명된 이격 간격보다 더욱 작게 할 수 있다.
따라서 가이드 부재(750)에 박막이 증착되는 것이 방지된다. 또한 프레임 마스크(695)와 가이드 마스크(750)의 사이로 스퍼터링된 타켓의 원자 및 분자가 유입되어 프레임(710)의 가장자리에 박막이 형성되는 것이 방지된다. 따라서 프레임(710)의 가장자리와 같은 불필요한 영역에 형성된 박막으로부터 유래된 입자들이 기판(705)에 형성된 박막 패턴에 유입되어 패턴 불량이 발생되는 경우를 거의 차단할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 지지 모듈 및 이를 갖는 증착 장치는 액정표시장치, 유기 EL 등의 평판 디스플레이 장치, 반도체, CD,HD,MD 등의 각종 기록매체 등의 제작 장치 및 제작 공정에 적용될 수 있다.
도 1은 실시예 1에 따른 기판 지지 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 지지 모듈을 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 기판 고정 유닛의 사시도이다.
도 4는 기판 고정 유닛이 프레임을 개방시킨 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5는 프레임에 배치된 기판을 구속시킨 기판 고정 유닛을 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 가이드 마스크의 사시도이다.
도 7은 도 5에 도시된 가이드 마스크의 다른 사시도이다.
도 8은 실시예 1에 따른 증착 장치의 측면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 증착 장치의 평면도이다.
도 10은 준비 챔버의 내부에 배치된 기판 지지 모듈에 기판이 배치되는 것을 도시한 단면도이다.
도 11은 기판 지지 모듈에 구속되어 증착 챔버의 내부에 배치된 기판에 스퍼터링 공정이 진행되는 것을 도시한 단면도이다.
도 12는 박막이 증착된 기판 지지 모듈 및 기판의 일 부분의 확대도이다.
도 13은 기판 지지 모듈의 이송 도중 기판이 가이드부에 충돌되는 것을 도시한 단면도이다.
도 14는 실시예 2에 따른 기판 지지 모듈의 단면도이다.
도 15는 실시예 2에 따른 증착 장치의 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 피증착면 3 : 후면
4 : 측면 5 : 기판
10 : 프레임 30 : 기판 고정 유닛
31 : 몸체부 33 : 회전부
35 : 가압부 40 : 가이드 마스크
50 : 가이드 부재 51 : 결합부
53 : 가이드부 70 : 증착방지 부재
71 : 고정부 73 : 커버부
100 : 기판 지지 모듈 401 : 증착 장치
405 : 준비 챔버 407 : 가압 유닛
430 : 증착 챔버 495 : 프레임 마스크

Claims (19)

  1. 피증착면, 상기 피증착면과 대향하는 후면 및 상기 피증착면과 후면을 연결하는 측면을 포함하는 기판을 수납하며, 상기 후면을 지지하는 프레임;
    상기 측면에 대응하여 상기 프레임의 가장자리에 결합된 복수의 기판 고정 유닛들; 및
    각 상기 기판 고정 유닛에 결합되어 상기 피증착면의 일부를 커버하도록 배치되어 상기 기판을 가이드 하는 가이드 부재와, 각 상기 기판 고정 유닛에 결합되며, 상기 가이드 부재로부터 이격되어 상기 가이드 부재보다 더 길게 연장되어 상기 가이드 부재를 커버하는 증착방지 부재를 포함하는 가이드 마스크를 포함하는 기판 지지 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판 고정 유닛은
    상기 프레임의 상기 가장자리에 고정된 몸체부; 및
    상기 몸체부에 회전 가능하게 결합된 하단부와, 상기 가이드 마스크가 고정된 상단부를 포함하며, 상기 가이드 마스크가 상기 피증착면에 근접하거나 멀어지도록 외력에 의해 회전되는 회전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 증착방지 부재 및 가이드 부재는 일체로 형성되어 상 기 상단부에 결합된 것을 특징으로 하는 기판 지지 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가이드 부재는
    상기 기판의 상기 측면과 마주보는 상기 상단부의 일 측면에 고정된 결합부; 및
    상기 결합부로부터 상기 피증착면과 마주보게 연장되어 상기 기판이 상기 프레임이 배치된 방향의 반대 방향으로 이탈되는 것을 방지하는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 모듈.
  5. 제4항에 있어서, 상기 증착방지 부재는
    상기 일 측면과 대향하는 상기 상단부의 타 측면을 커버하며 상기 결합부에 연결되는 고정부; 및
    상기 고정부로부터 상기 피증착면과 마주보게 연장되어 상기 가이드부를 커버하는 커버부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 모듈.
  6. 제2항에 있어서, 상기 증착방지 부재 및 가이드 부재는 별개로 형성되어 각각 상기 상단부에 결합된 것을 특징으로 하는 기판 지지 모듈.
  7. 제2항에 있어서, 상기 몸체부는 상기 프레임의 배면에 결합되며, 상기 회전부는 상기 가장자리에 형성된 개구를 관통하여 상기 기판의 측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 지지 모듈.
  8. 중력방향과 실질적으로 직교하는 수평방향으로 스퍼터링 공정이 진행되는 증착 챔버; 및
    상기 중력방향과 실질적으로 나란한 수직방향으로 세워진 상기 기판의 후면을 지지하며 상기 증착 챔버의 내부에 배치되는 프레임;
    상기 프레임의 가장자리에 결합되어 상기 후면과 연결된 상기 기판의 하측면 및 상측면에 배치된 복수의 기판 고정 유닛들; 및
    각 상기 기판 고정 유닛에 결합되어 상기 후면과 대향하는 기판의 피증착면의 일부를 커버하도록 배치되어 상기 기판을 가이드 하는 가이드 부재와, 각 상기 기판 고정 유닛에 결합되며, 상기 가이드 부재로부터 이격되어 상기 가이드 부재보다 더 길게 연장되어 상기 가이드 부재를 커버하는 증착방지 부재를 포함하는 가이드 마스크를 포함하는 기판 지지 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 증착방지 부재는
    상기 기판 고정 유닛의 일 측면에 고정된 고정부; 및
    상기 고정부로부터 상기 피증착면과 마주보게 연장되어 상기 가이드 부재에 박막이 증착되는 것을 방지하는 커버부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 가이드 부재는
    상기 일 측면과 대향하는 상기 기판 고정 유닛의 타 측면에 고정된 결합부; 및
    상기 결합부로부터 상기 피증착면과 커버부의 사이로 연장되며 상기 기판이 상기 프레임이 배치된 방향의 반대 방향으로 넘어지는 것을 방지하는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 고정부 및 결합부가 서로 연결되어 상기 증착방지 부재 및 가이드 부재는 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 증착방지 부재 및 가이드 부재는 별개로 형성되어 각각 상기 기판 고정 유닛에 결합된 것을 특징으로 하는 기판 지지 모듈.
  13. 제10항에 있어서, 상기 기판 고정 유닛은
    상기 프레임의 상기 가장자리에 고정된 몸체부;
    상기 몸체부에 회전 가능하게 결합된 하단부와, 상기 고정부 및 결합부가 결합된 상단부를 포함하는 회전부; 및
    상기 하단부로부터 연장된 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 가압부를 가압 및 상기 가압부로부터 이격되어 상기 가이드 마스크를 상기 피증착면으로부터 이탈 및 근접시켜 상기 기판을 상기 프레임으로부터 개방 및 구속시키는 가압 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 가압 유닛이 배치되며 대기압과 실질적으로 동일한 압력 상태로 유지되고 상기 증착 챔버와 연쇄되도록 배치된 준비 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  16. 제15항에 있어서, 연쇄적으로 배치된 복수의 상기 증착 챔버들을 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 기판이 배치된 상기 기판 지지 모듈을 상기 준비 챔버 및 증착 챔버들 사이에서 이송시키는 이송 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  18. 제10항에 있어서, 상기 가장자리를 커버하며, 상기 피증착면의 중심선을 향하여 상기 가이드부보다 더 짧게 연장되어 상기 가장자리에 박막이 증착되는 것을 방지하는 프레임 마스크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  19. 제8항에 있어서, 상기 프레임은 상기 수직방향을 기준으로 상기 후면 방향으 로 수 도(degree) 기울어지게 배치된 것을 특징으로 하는 증착 장치.
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