KR20130009601A - 기판처리장치 및 기판처리방법 - Google Patents

기판처리장치 및 기판처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판처리를 수행하는 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것이다.
본 발명은 밀폐된 처리공간을 형성하는 진공챔버와; 기판의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이룬 상태에서 기판처리가 이루어지도록 기판을 지지하는 기판핸들링부와; 상기 진공챔버에 설치되어 기판에 대한 기판처리의 수행을 위한 기판처리모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.

Description

기판처리장치 및 기판처리방법 {Substrate processing apparatus and substrate processing method}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판처리를 수행하는 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것이다.
평판표시소자(Flat Panel Display)는 액정표시소자 (Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이소자(Plasma Display Panel), 유기발광소자 (Organic Light Emitting Diodes) 등이 대표적이다.
이 중에서 유기발광소자는 빠른 응답속도, 기존의 액정표시소자보다 낮은 소비 전력, 고휘도, 경량성 등의 특성이 있으며, 별도의 백라이트(back light) 장치가 필요 없어 초박형으로 만들 수 있는 점 등의 장점을 지니고 있는바, 차세대 디스플레이 소자로서 각광받고 있다.
한편, 평판표시소자의 기판에 박막을 형성하는 일반적인 방법으로는, 증발증착법(Evaporation)과, 이온 플레이팅법(Ion-plation) 및 스퍼터링법(Sputtering)과 같은 물리증착법(PVD)과, 가스반응에 의한 화학기상증착법(CVD) 등이 있다. 이 중에서, 유기발광소자의 유기물층, 무기물층 등과 같은 박막형성에 증발증착법이 사용될 수 있다.
상기와 같은 기판에 박막을 형성하는 기판처리를 수행하는 기판처리장치는 그 공정에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 밀폐된 처리공간을 형성하는 진공챔버와, 진공챔버 내에 설치되어 증발에 의하여 기판에 박막을 형성하는 증발원을 포함한다.
여기서 종래의 기판처리장치는 증착물의 증발에 의하여 기판처리를 수행하는 경우 그 특성상 기판처리면을 지면을 향한 상태, 즉 하측을 향한 상태로 기판을 이송시키면서 기판처리를 수행하고 있다.
그러나 기판처리면이 하측을 향한 상태에서 기판처리가 수행되는 경우 기판의 자중에 의한 처짐이 발생하여 증착원으로부터의 거리가 일정하지 않아 균일한 기판처리가 수행되지 못하는 문제점이 있다.
특히 패턴화된 증착을 위하여 마스크가 설치되는 경우 마스크의 처짐이 함께 발생하여 균일한 기판처리가 수행되지 못하는 문제점이 발생하며 이러한 문제점은 대형의 기판에 대한 기판처리시에 극대화되고 있다.
이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 기판처리면이 지면에 대하여 수직을 이룬 상태에서 기판처리를 수행하는 기판처리장치가 제안되고 있다.
그러나 기판처리면이 지면에 대하여 수직을 이룬 상태에서 기판처리를 수행하는 종래의 기판처리장치는 기판처리면의 상부 또는 기판처리면 중 상측부분에서의 파티클이 자중에 의하여 하측으로 흘러 내려 기판처리면의 하측부분에서의 얼룩형성 등 기판을 손상시키는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 기판처리면에 파티클이 접착되는 것을 방지하여 양호한 기판처리가 가능한 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 밀폐된 처리공간을 형성하는 진공챔버와; 기판의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이룬 상태에서 기판처리가 이루어지도록 기판을 지지하는 기판핸들링부와; 상기 진공챔버에 설치되어 기판에 대한 기판처리의 수행을 위한 기판처리모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.
상기 기판처리모듈은 상기 기판처리면에 증착될 증착물질이 처리공간으로 증발되는 하나 이상의 증발원을 포함할 수 있다.
상기 증발원은 상기 기판처리면과 평행하게 이동 가능하도록 설치될 수 있다.
상기 증발원은 복수개로 설치되며, 상기 복수의 증발원들은 기판의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이룬 상태에서의 기판처리면에 대한 법선길이가 일정할 수 있다.
상기 기판핸들링부는 상기 진공챔버 내에 도입된 기판의 기판처리면을 지면에 향하여 경사를 이루도록 기판을 직접 또는 간접으로 틸팅시킬 수 있다.
상기 기판핸들링부는 상기 진공챔버 내에 설치되며 기립된 상태로 도입된 기판의 상부 및 하부 중 적어도 어느 하나를 직접 또는 간접으로 지지하는 지지부와, 기판의 기판처리면을 지면에 향하여 경사를 이루도록 기판을 직접 또는 간접으로 틸팅시키는 틸팅부를 포함할 수 있다.
상기 지지부는 기판의 하부를 직접 또는 간접으로 지지하는 복수의 하부롤러들을 포함하며, 상기 틸팅부는 상기 하부롤러들을 기판이 도입되는 도입방향과 수직을 이루어 수평이동시키는 선형구동부를 포함할 수 있다.
상기 지지부는 기판의 상부를 지지하는 상부지지부와, 기판의 하부를 지지하는 하부지지부를 포함하며, 상기 틸팅부는 상기 상부지지부 및 하부지지부 중 적어도 어느 하나를 이동시켜 기판의 기판처리면을 지면에 향하여 경사를 이루도록 기판을 직접 또는 간접으로 틸팅시킬 수 있다.
상기 상부지지부 및 상기 하부지지부는 상기 진공챔버 내에서의 기판의 이송을 가이드할 수 있다.
지면에 대하여 수직인 기준선과 상기 기판처리면이 이루는 경사각은 1°~10°인 것이 바람직하다.
상기 진공챔버는 마스크가 설치되며, 상기 마스크는 기판의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이룬 상태에서의 기판처리면과 평행하게 설치될 수 있다.
상기 기판은 상기 진공챔버 내에서 직접 지지되어 기판처리되거나, 기판트레이에 의하여 간접으로 지지되어 기판처리될 수 있다.
본 발명은 또한 밀폐된 처리공간을 형성하는 진공챔버 내에서 기판의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이룬 상태에서 기판처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법을 개시한다.
상기 기판처리방법은 기립된 상태의 기판을 상기 진공챔버 내에 도입하는 기판도입단계와; 증착물을 증발시켜 기판처리면에 박막을 형성하는 증착단계를 포함하는 기판처리방법으로서, "상기 기판도입단계 전", 또는 "상기 기판도입단계 후 및 상기 증착단계 전"에 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이루도록 기판을 틸팅시키는 기판틸팅단계를 더 포함할 수 있다.
기판의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이룬 상태에서 기판이 이송될 수 있다.
상기 기판도입단계는 기판의 상단 및 하단 중 적어도 어느 하나를 지지부에 의하여 직접 또는 간접으로 지지하여 기판을 상기 진공챔버 내에 도입하며, 상기 기판틸팅단계는 기판을 지지하는 상기 지지부를 이동시켜 기판의 기판처리면을 지면에 향하여 경사를 이루도록 기판을 직접 또는 간접으로 틸팅시킬 수 있다.
상기 기판처리방법은 상기 기판틸팅단계 전 또는 후에 마스크를 기판의 기판처리면과 밀착시키는 마스크밀착단계를 더 포함할 수 있다.
상기 마스크밀착단계는 기판과 마스크를 얼라인하는 얼라인단계와, 마스크를 기판처리면에 밀착시키는 밀착단계를 포함할 수 있다.
상기 기판틸팅단계는 상기 기판도입단계 전에 수행되고, 상기 기판도입단계 후에 마스크를 기판의 기판처리면과 밀착시키는 마스크밀착단계가 수행될 수 있다.
상기 기판처리방법은 기판처리 시에 지면에 대하여 수직인 기준선과 상기 기판처리면이 이루는 경사각은 1°~10°인 것이 바람직하다.
상기 기판은 직접 지지되어 기판처리가 수행되거나, 기판트레이에 의하여 간접으로 지지되어 기판처리가 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치 및 기판처리방법은 진공챔버 내에서 기판처리면을 지면을 향하여 경사, 즉 하향경사를 이루어 기판처리를 수행함으로써 파티클의 낙하로 인한 기판의 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치 및 기판처리방법은 진공챔버 내에서 기판처리면을 지면을 향하여 경사, 즉 하향경사를 이루어 기판처리를 수행함으로써 자중에 의한 기판처짐을 최소화함과 아울러 기판처리면 상에서 파티클 또는 증착물질의 흘러내림으로 인한 기판손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치를 보여주는 기판처리장치의 수직단면도로서, 기판처리면이 지면에 대하여 수직인 상태를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판처리장치의 수직단면도로서, 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이루도록 틸팅된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판처리장치의 수직단면도로서, 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이루도록 다른 방법에 의하여 틸팅된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 기판처리방법의 일예를 보여주는 흐름도이다.
이하 본 발명에 따른 기판처리장치 및 기판처리방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 진공챔버(100)와; 기판(10)의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이룬 상태에서 기판처리가 이루어지도록 직접 또는 간접으로 기판을 지지하는 기판핸들링부와; 진공챔버(100)에 설치되어 기판(10)에 대한 기판처리의 수행을 위한 기판처리모듈(390)을 포함한다.
여기서 기판처리의 대상인 기판(10)은 액정표시소자 (Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이소자(Plasma Display Panel), 유기발광소자 (Organic Light Emitting Diodes) 등 기판처리면에 증착물의 증발에 의하여 박막을 형성할 수 있는 부재이면 어떠한 대상도 가능하다.
그리고 상기 기판(10)은 진공챔버(100) 내로 직접 이송되거나 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기판트레이(20)에 안착되어 이송될 수 있다.
상기 기판트레이(20)는 기판(10)이 안착되어 기판(10)을 이송하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 진공챔버(100)는 기판처리의 수행을 위한 처리공간(S)을 형성할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다. 여기서 상기 진공챔버(100)는 기판처리 수행을 위한 진공압의 형성 및 배기를 위하여 진공펌프(미도시)와 연결된 배기관(미도시)과 연결되는 배기구(미도시)가 형성될 수 있다.
예를 들면 상기 진공챔버(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1챔버부재(110) 및 제2챔버부재(120)가 서로 탈착가능하게 결합되어 처리공간(S)을 형성하는 구성으로서, 진공챔버(100)의 분할방식에 따라서 다양한 형상 및 구조를 가질 수 있다.
일 예로서, 기판(10)이 지면에 대하여 수직 또는 경사(기립된 상태)를 이루어 이송되는 경우 제1챔버부재(110) 및 제2챔버부재(120)는 지면에 대하여 실질적으로 수직을 이루어 진공챔버(100)를 분할하여 형성될 수 있다. 여기서 상기 제1챔버부재(110) 및 제2챔버부재(120) 중 적어도 어느 하나는 결합되는 면에 처리공간(S)의 밀폐를 위하여 오링과 같은 실링부재(미도시)가 설치된다.
상기 제1챔버부재(110)는 지지프레임(210) 등에 위치가 고정되어 설치되며 후술하는 제2챔버부재(120)에 형합되는 공간이 형성된다.
그리고 상기 제1챔버부재(110)가 고정되어 설치되는 경우 진공챔버(100)의 구성에 있어서, 기판(10)의 원활한 도입 및 배출을 위하여 기판(10)이 입출되는 하나 이상의 게이트(121)가 형성됨이 바람직하다.
상기 제1챔버부재(110)에 게이트(121)가 형성되는 이유는 게이트(121)의 개폐를 위한 게이트밸브(미도시)와, 진공챔버(100)에 결합된 가이드레일(미도시)이 위치가 고정되어 설치되는 것이 바람직한바 이와 연결되는 게이트(121) 또한 위치가 고정된 제1챔버부재(110)에 형성될 필요가 있기 때문이다.
아울러, 상기 제1챔버부재(110)는 그 내부에 기판(10)의 이송을 위한 가이드레일(미도시)이 설치될 수 있다.
상기 제2챔버부재(120)는 지지프레임(210) 상에 고정설치된 제1챔버부재(110)와 수평이동에 의하여 착탈결합되어 처리공간(S)을 형성하는 구성으로서 제1챔버부재(110)에 형합되는 공간이 형성된다.
그리고 상기 제2챔버부재(120)는 후술하는 기판처리모듈(390)이 설치되며 스퍼터링타겟소스, 증발원 등 기판처리에 따라서 다양하게 구성될 수 있다.
일 예로서, 상기 기판처리모듈(390)은 기판처리의 수행을 위한 모듈로서, 기판처리면에 증착될 증착물질이 증발되는 하나 이상의 증발원(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 증발원은 증발물질의 종류 및 기판처리에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 담긴 용기(미도시), 용기에 담긴 증발물질을 가열하는 히터(미도시) 등을 포함하는 등 다양한 구성이 가능하다.
아울러, 상기 증발원은 용기에서 증발된 증기가 처리공간(S)으로 분출되는 하나 이상의 노즐(미도시) 등을 포함할 수 있다.
이때 기판처리면에 대하여 골고루 증착될 필요가 있는바 균일한 증착을 위하여 증발원은 기판(10)에 대하여 상대이동을 요하는바, 증발원 및 기판(10)이 모두 이동되거나 증발원 및 기판(10) 중 어느 하나는 고정되고 나머지 하나만 이동되도록 구성될 수 있다.
이때 상기 기판(10)의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이룬 상태에서의 기판처리면과 평행한 면을 가상의 이동면이라고 할 때, 상기 증발원은 가상의 이동면 내에서 이동되는 것이 바람직하다. 다시 말하면 상기 증발원은 기판처리면과 평행하게 이동 가능하도록 설치됨이 바람직하다.
또한 상기 증발원이 복수개로 설치되는 경우, 복수의 증발원들은 기판(10)의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이룬 상태에서의 기판처리면에 대하여 법선거리가 일정하게 설치됨이 바람직하다. 여기서 평면에 수직을 이룸과 아울러 거리측정을 위한 점을 지날 때 그 선을 법선이라 하며, 법선 중 평면으로부터 점까지의 거리를 법선거리로 정의한다.
즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 증발원이 기판처리면에 대하여 일정한 거리를 유지시킴으로써 균일한 기판처리가 가능하도록 한다.
한편 상기 기판처리모듈(390)은 증발원인 경우 하나 이상이 설치될 수 있으며, 포인트 소스, 면소스, 또는 라인 타입의 소스 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.
특히 상기 기판처리모듈(390)이 라인타입의 증발원으로 구성되는 경우 수직방향으로 배치될 수 있으며 이때 증발원은 틸팅된 상태의 기판(10)에 대하여 기판틸팅시 같이 틸팅되거나 틸팅된 상태를 설치됨으로써 동일한 거리를 유지하여 균일한 기판처리가 가능하도록 할 수 있다.
상기 기판핸들링부는 기판(10)의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이룬 상태에서 기판처리가 이루어지도록 직접 또는 간접으로 기판을 지지하는 구성으로서 기판(10)의 이송방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
여기서 상기 기판핸들링부는 기판(10)을 지지함에 있어 기판(10)의 가장자리 일부를 직접 클램핑하여 지지하거나, 기판(10)이 안착된 기판트레이(미도시)를 클램핑함으로써 기판(10)을 간접으로 지지할 수 있다.
또한 상기 기판트레이는 기판(10)을 진공챔버(100) 내에 도입하여 기판핸들링부에 의하여 기판(10)이 클램핑된 후 진공챔버(100) 외부로 배출되고 공정 후에 다시 도입되어 기판(10)이 안착되어 기판(10)을 외부로 배출할 수 있다.
한편 상기 기판핸들링부의 구성과 관련하여, 먼저 진공챔버(100) 내외로의 기판(10)의 도입 및 배출 등 기판(10)의 이송자체가 기판(10)의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이룬 상태로 이송될 수 있다.
이 경우 상기 기판핸들링부는 기판(10)을 지지함과 아울러 기판(10)의 이동을 가이드하는 하나 이상의 지지부를 포함할 수 있다.
그리고 상기 지지부는 기판(10)의 이송방식에 따라서 하나 이상의 롤러, 자력을 이용하기 위한 자석 등 다양한 구성이 가능하다.
한편 기판(10)은 진공챔버(100)의 외부에서 진공챔버(100) 내로 도입되거나 배출될 때 지면에 대하여 기립된 상태 또는 수평을 이루어 이송되고, 진공챔버(100) 내부에 도입되었을 때 기판(10)의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이루도록 틸팅(tilting)될 수 있다.
이 경우 상기 기판핸들링부는 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(10)이 지면에 대하여 기립된 또는 수평을 이룬 상태, 특히 수직을 이룬 상태에서 진공챔버(100) 내에 기판(20)이 도입된 후, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(10)을 틸팅시켜 기판(10)의 기판처리면을 지면에 향하여 경사를 이루도록 구성될 수 있다.
상기 기판핸들링부는 기판(10)을 틸팅시킬 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하며, 일예로서, 진공챔버(100) 내에 설치되며 기판(10)을 직접 또는 기판(10)이 기판트레이(20)에 안착되어 이송되는 경우 기판트레이(20)를 통하여 간접으로 지지하는 하나 이상의 지지부(310, 320)와, 기판(10)의 기판처리면을 지면에 향하여 경사를 이루도록 기판(10)을 직접 또는 간접으로 틸팅시키는 틸팅부(330)를 포함할 수 있다.
상기 지지부(310, 320)는 기판(10)을 지지하기 위한 구성으로서, 기판(10)의 이송방식에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 기판(10)의 상부 및 하부 중 적어도 어느 하나를 직접 또는 간접으로 지지하도록 구성될 수 있다. 여기서 상기 지지부(310, 320)는 진공챔버(100) 내에서의 기판(10)의 이송을 위한 가이드부와 별도로 구성되거나, 가이드부의 구성 중 적어도 일부로서도 구성할 수 있다.ㄴ
상기 지지부(310, 320)는 예로서, 기판(10)의 상부를 지지하는 상부지지부(320)와, 기판(10)의 하부를 지지하는 하부지지부(310)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 하부지지부(320)는 기판(10)의 이송방식에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 하부를 직접 또는 간접으로 지지함과 아울러 그 이동을 가이드하는 복수의 하부롤러(311)들을 포함할 수 있다.
여기서 상기 하부롤러(311)는 후술하는 틸팅부(330)에 의한 기판(10)의 원활한 틸팅을 위하여 기판(10)을 지지하는 지지면이 곡면을 이루는 것이 바람직하다.
즉 상기 하부롤러(311)는 기판(10)이 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기판처리면이 지면에 향하여 경사를 이루게 되면 도 1의 상태에서 틸팅되는바 기판(10)(또는 기판트레이20))를 지지하는 지지면이 오목한 곡면을 이룸으로써 기판(10)의 틸팅이 원활해진다.
여기서 상기 하부롤러(311)에 의하여 지지되는 기판(10)(또는 기판트레이20))의 하단 또한 하부롤러(311)의 오목한 지지면에 대응하여 볼록하게 형성되는 것이 바람직하다.
한편 상기 지지부(310, 320) 중 기판(10)의 하부를 지지하는 하부지지부(310)는 롤러 이외에 기판(10)을 지지할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
그리고 상기 상부지지부(320)는 기판(10)의 지지 및 이송형식에 따라서 반드시 설치될 필요는 없으며, 자기를 이용한 지지방식을 사용하는 경우 기판(10)(또는 기판트레이(20))와 접촉되지 않은 상태로 설치될 수 있는 등 다양한 구성이 가능하다.
구체적으로 상기 상부지지부(320)는 기판(10)이 안착된 기판트레이(20) 또는 기판(10)의 상부에 설치된 제1자석(미도시)의 자극에 대하여 반대 자극이 향하도록 설치된 하나 이상의 제2자석을 포함할 수 있다.
상기 제2자석은 기판(10)의 상부에 설치된 제1자석을 자력에 의하여 지지하기 위한 구성으로서 직접 접촉상태를 유지하거나 비접촉상태로 기판(10)의 이송을 가이드할 수 있다.
상기 틸팅부(330)는 기판(10)의 기판처리면을 지면에 향하여 경사를 이루도록 기판을 직접 또는 간접으로 틸팅시키는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
일예로서, 상기 틸팅부(330)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(10)을 지지하는 지지부(310, 320)를 이동시켜 기판(10)의 기판처리면을 지면에 향하여 경사를 이루도록 기판을 직접 또는 간접으로 틸팅시키도록 구성될 수 있다.
구체적으로 상기 틸팅부(330)는 지지부(310, 320)의 구성, 예를 들면 상부지지부(320) 및 하부지지부(310)로 구성된 경우 상부지지부(320) 및 하부지지부(310) 중 어느 하나를 이동시켜 기판(10)의 기판처리면을 지면에 향하여 경사를 이루도록 기판(10)을 틸팅시키도록 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.
일 실시예로서, 상기 틸팅부(330)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 하부를 지지하는 하부지지부(310), 즉 하부롤러(311)들을 기판(10)의 이송방향과 수직인 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다.
상기 틸팅부(330)가 하부롤러(311)들을 기판(10)의 이송방향과 수직인 방향으로 이동시키면, 하부롤러(311)에 의하여 지지되는 기판(10)의 하부가 기판(10)의 이송방향과 수직인 방향으로 이동되어 전체적으로 기판(10)이 기판처리면을 지면에 향하여 경사를 이루도록 틸팅된다. 물론 상기 틸팅부(330)가 반대쪽으로 하부롤러(311)를 이동시키면 기판(10)은 도입/배출을 위한 상태로 복귀하게 된다.
여기서 상기 틸팅부(330)는 하부롤러(311)들을 기판(10)이 도입되는 도입방향과 수직을 이루어 수평이동시키는 선형구동부를 포함할 수 있다.
즉, 상기 틸팅부(330)는 선형구동부에 의하여 지지하는 기판(10)을 기판(10)의 이송방향과 수직인 방향으로 이동시키면 전체적으로 기판(10)이 기판처리면을 지면에 향하여 경사를 이루도록 틸팅된다.
다른 실시예로서, 상기 틸팅부(330)는 하부지지부(310)를 이동시키는 도 2에 도시된 실시예와는 달리, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 상부를 지지하는 제2지지부(320)를 기판(10)의 이송방향과 수직인 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 물론 상기 틸팅부(330)가 기판(10)의 이송방향과 수직인 방향으로 상부지지부(320)를 이동시키면 기판(10)은 도입/배출을 위한 상태로 복귀하게 된다.
여기서 상기 상부지지부(320)가 자력에 의하여 기판(10)을 지지하는 제2자석을 포함하는 경우 틸팅부(330)는 제2자석을 기판(10)의 이송방향과 수직인 방향으로 이동시키는 선형구동부를 포함할 수 있다.
또한 상기 틸팅부(330)는 기판(10)을 비접촉에 의하여 지지함을 고려하여 기판처리면의 전방 및 후방으로의 기판(10)의 과도한 이동을 방지하기 위하여 기판처리면 및 그 후면 중 어느 하나의 과동한 이동을 제한하는 하나 이상의 스토퍼(미도시)가 설치될 수 있다.
상기 스토퍼는 틸팅부(330)에 의한 기판(10)의 틸팅이 가능하도록 기판처리면과는 일정한 거리를 두고 설치된다.
한편 상기 틸팅부(330)에 의하여 기판(10)이 틸팅되어 지면에 대하여 수직인 기준선과 기판처리면이 이루는 경사각(θ)은 1°~10°인 것이 바람직하다.
상기 경사각(θ)이 지나치게 작은 경우 틸팅효과가 거의 없어 파티클이 기판처리면의 하부 쪽으로 흘러내려 손상을 일으키는 문제를 개선할 수 없다.
그리고 상기 경사각(θ)이 지나치게 큰 경우 기판(10)이 자중에 의하여 처짐이 발생되는 문제가 있으며, 기판(10) 틸팅을 가능하게 하기 위하여 진공챔버(10)의 처리공간의 내부 체적을 증가시켜 장치의 제조비용을 증가시키는 문제점이 있다.
한편 기판(10)은 진공챔버(100)의 외부에서 지면에 대하여 수직 또는 수평을 이루어 이송되고, 진공챔버(100) 외부에서 기판(10)의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이루도록 틸팅된 후 진공챔버(100) 내로 도입되고, 진공챔버(100) 내에서 기판처리를 마친 기판(10)이 진공챔버(100) 외부로 배출된 후 다시 지면에 대하여 수직 또는 수평을 이루도록 틸팅될 수 있다.
이때 상기 기판핸들링부는 진공챔버(100)의 외측에 결합되어 진공챔버(100) 내부에 도입되기 전에 기판(10)의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이루도록 틸팅시킨 후 진공챔버(100) 내로 기판(10)을 도입하고, 진공챔버(100) 내에서 기판처리를 마친 기판(10)이 진공챔버(100) 외부로 배출되면 다시 지면에 대하여 수직 또는 수평을 이루도록 틸팅시키도록 구성될 수 있다.
여기서 상기 기판핸들링부는 진공챔버(100) 내로의 도입 전 및 진공챔버(100)로부터 배출 후 틸팅시킬 수 있는 구성은 도 2 및 도 3에 도시된 구성 등 어떠한 구성도 가능하다.
또한 기판(10)의 도입 및 배출은 진공챔버(100)에 형성된 게이트(121)를 통하여 이루지며, 하나의 게이트(121)를 통하여 이루어지거나, 기판(10)이 일방향으로 이송되고 그 이송방향을 따라서 진공챔버(100)에 형성된 한 쌍의 게이트를 통하여 기판(10)의 도입 및 배출이 각각 이루어질 수 있다.
한편 상기 진공챔버(100)는 기판처리면에 패턴화된 증착이 이루어지도록 마스크(340)가 설치될 수 있다.
상기 마스크(340)는 외부에서 기판(10)과 함께 진공챔버(100)로 도입되거나 진공챔버(100)의 내부에 설치되는 등 다양한 방식에 의하여 설치될 수 있다.
상기 마스크(340)는 기판(10)의 기판처리면에 패턴화된 증착이 이루지도록 패턴화된 하나 이상의 개구가 형성되며 기판처리면에 밀착되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
이때 앞서 설명한 바와 같이, 기판(10)의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이룬 상태에서 기판처리가 이루어지는바 기판처리면에 밀착되는 마스크(340) 또한 기판처리시에는 지면을 향하여 경사를 이룰 필요가 있다.
따라서 상기 마스크(340)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 회전과 함께 틸팅되거나, 기판(10)의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이룬 상태에서의 기판처리면과 평행하게 설치될 수 있다.
한편 상기 진공챔버(100)는 마스크(340)의 개구패턴이 기판(10)의 기판처리면에 형성될 패턴에 위치되도록 마스크(340)와 기판(10)을 얼라인하는 얼라이너장치(350)가 설치된다.
상기 얼라이너장치(350)는 마스크(340)의 개구패턴이 기판(10)의 기판처리면에 형성될 패턴에 위치되도록 마스크(340) 및 기판(10)을 얼라인할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
일예로서, 상기 얼라이너장치(350)는 일단이 마스크(340)와 연결되는 복수의 위치조정핀들과 위치조정핀들의 타단이 연결되어 위치조정핀들을 이동시켜 기판(10) 및 마스크(340)를 얼라인하는 구동장치를 포함하여 구성되는 등 다양하게 구성될 수 있다.
이하 본 발명에 따른 기판처리장치에 의한 기판처리방법의 일 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 기판처리방법은 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 진공챔버(100) 내에서 기판(10)의 기판처리면이 지면을 향하여 경사, 즉 하향경사를 이룬 상태에서 기판처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 진공챔버(100) 내에서 기판(10)의 기판처리면이 지면을 향하여 경사, 즉 하향경사를 이룬 상태를 틸팅된 상태로 정의할 수 있다.
그리고 상기 기판(10)은 기판처리는 물론 진공챔버(100)를 포함하는 챔버 간의 이송 등 이송 또한 틸팅된 상태를 이송되거나, 후술하는 바와 같이, 기판(10)은 기판처리 전, 즉 진공챔버(100) 내로의 도입 전 또는 진공챔버(100) 내부로의 도입 후에 기판틸팅단계를 거쳐 틸팅될 수 있다.
상기와 같은 기판처리의 수행을 위하여 본 발명에 따른 기판처리방법은 도 4에 도시된 바와 같이, 지면에 대하여 수직 또는 수평을 이루어 기판(10)을 진공챔버(100) 내에 도입하는 기판도입단계(S10)와; 기판회전단계(S20) 후에 증착물을 증발시켜 기판처리면에 박막을 형성하는 증착단계(S30)를 포함함과 아울러, 기판도입단계(S10) 전", 또는 "기판도입단계(S10) 후 및 증착단계(S30) 전"에 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이루도록 기판을 틸팅시키는 기판틸팅단계(S20)를 더 포함할 수 있다.
상기 기판도입단계(S10)는 진공챔버(100) 내로 기판(10)을 도입하는 단계로서 기판(10)의 이송방식에 따라서 다양한 방식이 가능하며, 기판(10)의 상단 및 하단 중 적어도 어느 하나를 지지부(310, 320)에 의하여 직접 또는 간접으로 지지하여 기판을 진공챔버(100) 내에 도입할 수 있다.
상기 기판틸팅단계(S20)는 기판(10)의 틸팅에 따라서 다양한 방식이 가능하며, 기판(10)을 지지하는 지지부(310, 320)를 이동시켜 기판(10)의 기판처리면을 지면에 향하여 경사를 이루도록 기판(10)을 직접 또는 간접으로 틸팅시킬 수 있다.
구체적으로 상기 기판틸팅단계(S20)는 기판(10)의 상단 또는 하단을 기판처리모듈(390)을 향하여 선형이동시켜 전체적으로 기판(10)의 기판처리면을 지면에 향하여 경사를 이루도록 기판(10)을 직접 또는 간접으로 틸팅시킬 수 있다.
한편 상기 기판틸팅단계(S20)는 진공챔버(100)의 외부에서 또는 진공챔버(100) 내에서 수행되는 등 다양한 위치에서 수행될 수 있다.
특히 상기 기판틸팅단계(S20)는 진공챔버(100)에 버퍼챔버(미도시) 등이 설치된 경우 외부는 물론 버퍼챔버 등에서 수행되는 등 다양한 위치에서 수행될 수 있음은 물론이다.
한편 상기 기판틸팅단계(S20)가 진공챔버(100)의 외부에서 수행되는 경우, 기판(10)은 진공챔버(100)로부터 배출된 후 다시 지면에 대하여 수직 또는 수평을 이루도록 다시 틸팅될 수 있다.
한편 상기 기판처리가 마스크(340)를 설치한 상태에서 이루어지는 경우 기판틸팅단계(S20) 전 또는 후에 패턴화된 증착이 이루어지도록 마스크(340)를 기판(10)의 기판처리면과 밀착시키는 마스크밀착단계(S21)를 더 포함할 수 있다.
상기 마스크밀착단계(S21)는 기판(10) 및 마스크(310)를 얼라인하는 얼라인단계와, 마스크(310)를 기판처리면에 밀착시키는 밀착단계를 포함할 수 있다. 이때 상기 기판틸팅단계(S20)는 밀착단계 후에 수행될 수 있다.
또한 상기 마스크밀착단계(S21)는 기판(10) 및 마스크(310)를 얼라인하는 얼라인단계와, 마스크(310)를 기판처리면에 밀착시키는 밀착단계를 포함할 수 있으며 이때 얼라인단계는 기판틸팅단계(S20) 후에 수행될 수 있다.
한편 상기 기판틸팅단계(S20)와 유사하게 마스크밀착단계(S21) 또한 진공챔버(100) 외부, 별도의 버퍼챔버, 진공챔버(100)의 내부 등 다양한 위치에서 수행될 수 있다.
예를 들면, 상기 기판틸팅단계(S20)는 기판도입단계(S20) 전에 수행되고, 기판도입단계(S20) 후에 마스크(310)를 기판(10)의 기판처리면과 밀착시키는 마스크밀착단계(S21)가 수행될 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10 : 기판 20 ; 기판트레이
100 : 진공챔버 310, 320 : 지지부

Claims (21)

  1. 밀폐된 처리공간을 형성하는 진공챔버와;
    기판의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이룬 상태에서 기판처리가 이루어지도록 기판을 지지하는 기판핸들링부와;
    상기 진공챔버에 설치되어 기판에 대한 기판처리의 수행을 위한 기판처리모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판처리모듈은 상기 기판처리면에 증착될 증착물질이 처리공간으로 증발되는 하나 이상의 증발원을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 증발원은 상기 기판처리면과 평행하게 이동 가능하도록 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 증발원은 복수개로 설치되며,
    상기 복수의 증발원들은 기판의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이룬 상태에서의 기판처리면에 대한 법선길이가 일정한 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판핸들링부는 상기 진공챔버 내에 도입된 기판의 기판처리면을 지면에 향하여 경사를 이루도록 기판을 직접 또는 간접으로 틸팅시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판핸들링부는 상기 진공챔버 내에 설치되며 기립된 상태로 도입된 기판의 상부 및 하부 중 적어도 어느 하나를 직접 또는 간접으로 지지하는 지지부와,
    기판의 기판처리면을 지면에 향하여 경사를 이루도록 기판을 직접 또는 간접으로 틸팅시키는 틸팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 지지부는 기판의 하부를 직접 또는 간접으로 지지하는 복수의 하부롤러들을 포함하며,
    상기 틸팅부는 상기 하부롤러들을 기판이 도입되는 도입방향과 수직을 이루어 수평이동시키는 선형구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 지지부는 기판의 상부를 지지하는 상부지지부와, 기판의 하부를 지지하는 하부지지부를 포함하며,
    상기 틸팅부는 상기 상부지지부 및 하부지지부 중 적어도 어느 하나를 이동시켜 기판의 기판처리면을 지면에 향하여 경사를 이루도록 기판을 직접 또는 간접으로 틸팅시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 상부지지부 및 상기 하부지지부는 상기 진공챔버 내에서의 기판의 이송을 가이드하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 있어서,
    지면에 대하여 수직인 기준선과 상기 기판처리면이 이루는 경사각은 1°~10°인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 진공챔버는 마스크가 설치되며, 상기 마스크는 기판의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이룬 상태에서의 기판처리면과 평행하게 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 진공챔버 내에서 직접 지지되어 기판처리되거나, 기판트레이에 의하여 간접으로 지지되어 기판처리되는 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 밀폐된 처리공간을 형성하는 진공챔버 내에서 기판의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이룬 상태에서 기판처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    기립된 상태의 기판을 상기 진공챔버 내에 도입하는 기판도입단계와; 증착물을 증발시켜 기판처리면에 박막을 형성하는 증착단계를 포함하는 기판처리방법으로서,
    "상기 기판도입단계 전", 또는 "상기 기판도입단계 후 및 상기 증착단계 전"에 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이루도록 기판을 틸팅시키는 기판틸팅단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 기판도입단계는 기판의 상단 및 하단 중 적어도 어느 하나를 지지부에 의하여 직접 또는 간접으로 지지하여 기판을 상기 진공챔버 내에 도입하며,
    상기 기판틸팅단계는 기판을 지지하는 상기 지지부를 이동시켜 기판의 기판처리면을 지면에 향하여 경사를 이루도록 기판을 직접 또는 간접으로 틸팅시키는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  16. 청구항 14 또는 청구항 15에 있어서,
    상기 기판틸팅단계 전 또는 후에 마스크를 기판의 기판처리면과 밀착시키는 마스크밀착단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 마스크밀착단계는
    기판과 마스크를 얼라인하는 얼라인단계와, 마스크를 기판처리면에 밀착시키는 밀착단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 기판틸팅단계는 상기 기판도입단계 전에 수행되고, 상기 기판도입단계 후에 마스크를 기판의 기판처리면과 밀착시키는 마스크밀착단계가 수행되며,
    상기 마스크밀착단계는 기판과 마스크를 얼라인하는 얼라인단계와, 마스크를 기판처리면에 밀착시키는 밀착단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  19. 청구항 13에 있어서,
    기판의 기판처리면이 지면을 향하여 경사를 이룬 상태에서 기판이 이송되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  20. 청구항 13 내지 청구항 15 및 청구항 19 중 어느 하나의 항에 있어서,
    기판처리 시에 지면에 대하여 수직인 기준선과 상기 기판처리면이 이루는 경사각은 1°~10°인 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  21. 청구항 13 내지 청구항 15 및 청구항 19 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 기판은 직접 지지되어 기판처리가 수행되거나, 기판트레이에 의하여 간접으로 지지되어 기판처리가 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
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