KR20130126267A - 기판홀딩어셈블리 및 그를 가지는 기판처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마스크를 기판에 밀착시킨 상태에서 기판처리를 수행하는 기판처리장치의 기판홀딩어셈블리 및 그를 가지는 기판처리장치에 관한 것이다.
본 발명은 개구부를 형성하는 외곽프레임과, 외곽프레임의 개구부에 결합되어 패턴화된 개구가 형성된 패턴형성부를 가지는 마스크를 기판의 기판처리면에 밀착시킨 상태에서 기판처리를 수행하는 기판처리장치의 기판홀딩어셈블리로서, 상기 기판처리면의 반대면에 대향되는 대향면을 가지는 본체와; 상기 본체에 설치되어 상기 패턴형성부를 상기 기판의 기판처리면에 자기력에 의하여 밀착시키는 하나 이상의 제1자력발생부와; 상기 외곽프레임에 대응되도록 상기 본체에 설치되어 상기 외곽프레임을 상기 기판의 기판처리면에 자기력에 의하여 밀착시키는 하나 이상의 제2자력발생부를 포함하는 기판처리장치의 기판홀딩어셈블리를 개시한다.

Description

기판홀딩어셈블리 및 그를 가지는 기판처리장치 {Substrate tray for substrate processing apparatus, and substrate processing apparatus having the same}

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판에 마스크를 밀착시킨 상태에서 기판처리를 수행하는 기판홀딩어셈블리 및 그를 가지는 기판처리장치에 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-plating) 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 기판처리방법들에 있어서, 기판처리 종류에 따라서 소정의 패턴을 형성하는 하나 이상의 개구가 형성된 마스크를 기판에 밀착시켜 기판표면에 패턴을 형성하는 기판처리를 수행할 수 있다.

여기서 상기 마스크는 개구부를 형성하는 외곽프레임과, 외곽프레임의 개구부에 설치되어 기판표면에 패턴 형성을 위한 개구를 형성하는 패턴형성부를 포함하며, 클립, 전자석, 영구자석 등의 부재를 사용하여 기판에 밀착된다.

한편 처리대상인 기판의 크기가 대형화되면서 마스크를 이루는 패턴형성부 및 외곽프레임 또한 대형화되고 자중(패턴형성부 및 외곽프레임의 자중 증가)이 증가하여 기존 구조로는 마스크를 안정적으로 지지할 수 없는 문제점이 있다.

특히 마스크 중 외곽프레임이 안정적으로 지지되지 않는 경우 외곽프레임에서 기판에 밀착되지 않아 기판에 휨 등이 발생하여 기판처리의 불량의 원인으로 작용할 수 있는 문제점이 있다.

또한 마스크의 지지에 있어서, 전자석 또는 영구자석을 사용하는 경우 전자석 또는 영구자석의 자기력이 기판에까지 미쳐 기판처리의 종류, 특히 자기력에 민감한 스퍼터링의 경우 기판처리에 영향을 미칠 수 있다.

특히 마스크 지지를 위한 전자석 또는 영구자석의 자기력이 기판에 영향이 미치는 경우 양호한 기판처리의 수행이 불가능하거나 기판 표면상에 불균일한 기판처리를 야기할 수 있는 문제점이 있다.

또한 기판이 대형화됨에 따라 마스크 또한 크기가 증가하고, 마스크의 자중 또한 크기 증가에 의하여 증가하게 되며, 마스크 지지를 위한 전자석 또는 영구자석의 자기력이 높아져야 하며, 높아진 자기력에 의하여 기판처리에 미치는 영향에 기인하는 자기력의 문제점이 더 극대화되고 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 마스크를 기판에 밀착시킴에 있어서, 마스크 중 외곽프레임까지 기판에 밀착시킴으로써 기판에 대한 마스크의 처짐이나 미끄럼 없이 마스크를 기판에 안정적으로 밀착시킬 수 있는 기판홀딩어셈블리 및 그를 가지는 기판처리장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 마스크 지지를 위한 전자석 또는 영구자석의 사용을 최소화함으로써 전자석 또는 영구자석의 자기력이 기판처리에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 기판홀딩어셈블리 및 그를 가지는 기판처리장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 마스크 지지를 위한 전자석 또는 영구자석의 사용을 최소화함으로써 마스크를 기판에 밀착시키기 위한 기판홀딩어셈블리의 제조비용을 최소화할 수 있는 기판홀딩어셈블리 및 그를 가지는 기판처리장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 개구부를 형성하는 외곽프레임과, 외곽프레임의 개구부에 결합되어 패턴화된 개구가 형성된 패턴형성부를 가지는 마스크를 기판의 기판처리면에 밀착시킨 상태에서 기판처리를 수행하는 기판처리장치의 기판홀딩어셈블리로서, 상기 기판처리면의 반대면에 대향되는 대향면을 가지는 본체와; 상기 본체에 설치되어 상기 패턴형성부를 상기 기판의 기판처리면에 자기력에 의하여 밀착시키는 하나 이상의 제1자력발생부와; 상기 외곽프레임에 대응되도록 상기 본체에 설치되어 상기 외곽프레임을 상기 기판의 기판처리면에 자기력에 의하여 밀착시키는 하나 이상의 제2자력발생부를 포함하는 기판처리장치의 기판홀딩어셈블리를 개시한다.

상기 패턴형성부는 직사각형의 개구들을 형성하도록 격자형상을 가지며, 상기 본체는 상기 패턴형성부의 형상에 대응되어 격자형상을 가질 수 있다.

상기 본체는 평면형상이 실질적으로 직사각형을 이루며, 서로 대향되는 변에 외측으로 돌출되도록 형성된 하나 이상의 탭이 설치될 수 있다.

상기 제1자력발생부는 상기 패턴형성부 중 개구되지 않은 부분에 대응되는 위치에 위치될 수 있다.

상기 패턴형성부 중 개구되지 않은 부분은 기판처리면 중 기판처리 후 사용되지 않는 무효영역에 대응되는 위치에 형성된다.

상기 제2자력발생부가 상기 외곽프레임에 작용하는 단위면적당 자기력은 상기 제1자력발생부가 상기 패턴형성부에 작용하는 단위면적당 자기력보다 같거나 작은 것이 바람직하다.

상기 제2자력발생부는 상기 제1자력발생부들 중 적어도 일부와 일체로 설치될 수 있다.

상기 제1자력발생부는 복수개로 설치되며, 상기 복수개의 제1자력발생부들은 상기 대향면의 평면 위치에 따라서 상이한 자기력이 작용하도록 배치될 수 있다.

상기 본체는 상기 대향면의 반대면인 배면에 상기 제1자력발생부 및 상기 제2자력발생부가 각각 삽입되는 복수의 자석삽입부들이 형성될 수 있다.

상기 본체는 상기 제1자력발생부 및 상기 제2자력발생부가 상기 자석삽입부에 삽입된 후 상기 자석삽입부를 복개하는 하나 이상의 복개부가 결합될 수 있다.

상기 자석삽입부는 상기 제1자력발생부 및 상기 제2자력발생부의 상부 및 하부 중 적어도 어느 하나에 하나 이상의 스페이서가 설치될 수 있다.

상기 복수의 제1자력발생부들은 상기 대향면의 가장자리부분보다 중앙부분의 자기력의 세기가 큰 것이 바람직하다.

상기 복수의 제1자력발생부들은 이웃하는 제1자력발생부와의 피치가 상기 대향면을 기준으로 중앙부분보다 가장자리부분에서 더 큰 것이 바람직하다.

상기 복수의 제1자력발생부들은 상기 패턴형성부의 위치에 따라서 작용하는 자기력이 상이하도록 상기 대향면으로부터 설치높이를 달리하여 설치될 수 있다.

상기 복수의 제1자력발생부들은 형성하는 자속밀도의 크기가 서로 다른 것이 바람직하다.

상기 복수의 제1자력발생부들은 상기 마스크에 작용하는 자기력이 상이하도록 두께가 서로 다른 것이 바람직하다.

상기 복수의 제1자력발생부들은 상기 대향면을 향하는 면의 표면적의 크기가 서로 다른 것이 바람직하다.

본 발명은 또한 개구부를 형성하는 외곽프레임과, 외곽프레임에 결합되어 패턴화된 개구가 형성된 패턴형성부를 가지는 마스크를 기판의 기판처리면에 밀착시킨 상태에서 기판처리를 수행하는 기판처리장치로서, 상기 마스크를 기판의 기판처리면에 밀착시키도록 상기 기판홀딩어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.

상기 기판홀딩어셈블리는 상기 기판의 기판처리면이 하측을 향하도록 상기 진공챔버의 상부에 위치될 수 있다.

상기 기판홀딩어셈블리는 상기 본체의 대향면이 지면에 대하여 수직 또는 경사를 이룰 수 있다.

상기 진공챔버 내에 설치되어 기판에 증착될 물질로 이루어진 스퍼터링타켓부를 포함하며, 상기 기판홀딩어셈블리는 상기 스퍼터링타겟에 대향되어 위치될 수 있다.

상기 스퍼터링타겟부는 상기 진공챔버의 하부에 위치되고 상기 기판홀딩어셈블리는 상기 스퍼터링타겟부의 상부에 위치될 수 있다.

상기 진공챔버 내에 설치되어 증발에 의하여 기판에 증착될 물질이 담긴 증발원을 포함하며, 상기 증발원은 상기 진공챔버의 하부에 위치되고 상기 기판홀딩어셈블리는 상기 증발원의 상부에 위치될 수 있다.

상기 마스크를 지지하여 이송하는 이송트레이를 더 포함하며, 기판의 기판처리면이 상기 마스크를 향하도록 상기 이송트레이에 안착된 후 상기 기판홀딩어셈블리가 상기 마스크를 상기 기판의 기판처리면에 밀착시킨 상태에서 기판처리를 수행할 수 있다.

상기 기판홀딩어셈블리는 상기 기판의 기판처리면이 하측을 향하도록 상기 진공챔버의 상부에 위치되거나, 상기 본체의 대향면이 지면에 대하여 수직 또는 경사를 이룰 수 있다.

상기 이송트레이에 의하여 기판이 이송되면서 기판처리가 수행될 수 있다.

상기 기판홀딩어셈블리는 상기 진공챔버 내에 설치되며, 상기 기판이 상기 기판홀딩어셈블리 및 상기 마스크 사이에 위치되었을 때 상기 마스크를 상기 기판홀딩어셈블리에 대하여 상대이동에 의하여 근접시켜 상기 기판홀딩어셈블리가 상기 마스크를 상기 기판의 기판처리면에 밀착시킬 수 있다.

상기 외곽프레임은 상기 패턴형성부의 가장자리 외측으로 상측으로 더 돌출될 수 있다.

본 발명에 따른 기판홀딩어셈블리 및 그를 가지는 기판처리장치는 마스크의 지지 및 기판에 밀착시킴에 있어서 패턴화된 개구를 가지는 패턴형성부는 물론 패턴형성부가 결합되는 외곽프레임까지 자석에 의하여 지지함으로써 마스크가 기판에 보다 안정적으로 밀착될 수 있는 이점이 있다.

특히 본 발명에 따른 기판홀딩어셈블리 및 그를 가지는 기판처리장치는 패턴형성부에 비하여 더 큰 중량물인 외곽프레임까지 지지하여 기판에 밀착시킴과 아울러 외곽프레임에서의 기판홀딩어셈불리 쪽으로의 가압력에 의하여, 마스크의 지지시 외곽프레임의 처짐을 방지하여 궁극적으로 마스크를 기판에 대하여 보다 견고하게 밀착시켜 기판의 휨을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따른 기판홀딩어셈블리 및 그를 가지는 기판처리장치는 기판처리면을 향하는 대향면을 기준으로 위치에 따라서 마스크를 기판에 밀착시키기 위한 자력발생부의 자기력을 서로 다르게 구성함으로써 마스크 밀착을 위한 자력발생부의 사용을 최소화하여 제조비용을 절감할 수 있다.

특히 본 발명에 따른 기판홀딩어셈블리 및 그를 가지는 기판처리장치는 마스크가 중앙부분에서 처짐이 가장 크게 발생함을 고려하여, 복수의 자력발생부들을 배치함에 있어 중앙부분에서 자기력을 가장 크게 하고 상대적으로 작은 자기력이 필요한 가장자리부분에서의 자기력을 작게 함으로써 자력발생부의 사용을 최소화하여 이송트레이의 제조비용을 최소화할 수 있다.

더 나아가 본 발명에 따른 기판홀딩어셈블리 및 그를 가지는 기판처리장치는 마스크를 밀착시키기 위한 자기력을 최소화함으로써 자기력이 기판처리에 미치는 영향을 최소화하여 보다 양호하고 균일한 기판처리의 수행이 가능하도록 할 수 있다.

이는 자기에 민감한 스퍼터링을 이용한 기판처리에 있어서 본 발명은 기판처리에 미치는 영향을 최소화하여 보다 양호하고 균일한 기판처리의 수행이 가능하도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치의 일예를 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1의 기판처리장치에 사용되는 마스크의 일예를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 1의 기판처리장치에 사용되는 마스홀딩어셈블리를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 1의 기판처리장치에서 마스크가 마스크홀딩어셈블리에 의하여 기판에 밀착된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4에서 마스크홀딩어셈블리의 다른 예들을 보여주는 일부단면도들이다.

이하 본 발명에 따른 기판홀딩어셈블리 및 그를 가지는 기판처리장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일예에 따른 기판처리장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 진공챔버(100) 내에서 기판홀딩어셈블리(200)를 사용하여 기판(10)의 기판처리면에 마스크(300)를 밀착시킨 상태에서 기판처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 진공챔버(100)는 기판처리의 수행을 위하여 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

일예로서, 상기 진공챔버(100)는 챔버본체(120)와 서로 탈착가능하게 결합되어 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 리드(110)를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고 상기 진공챔버(100)는 처리공간(S)에서 기판처리의 조건에 맞춰 압력유지 및 배기를 위한 배기관(미도시), 처리공간(S) 내로 가스를 공급하는 가스공급부(미도시) 등 기판처리의 종류에 따라서 다양한 부재, 모듈 등이 설치될 수 있다.

또한 상기 진공챔버(100)는 기판(10)의 입출을 위한 하나 이상의 게이트(미도시)가 형성될 수 있다. 도 1에서는 게이트는 기판홀딩어셈블리(200)의 배면 및/또는 전면에 위치될 수 있는바 도시되지 않았다.

한편 상기 진공챔버(100)는 증착 등의 기판처리 수행을 위한 기판처리모듈(130)이 설치될 수 있다.

상기 기판처리모듈(130)은 기판처리가 증발에 의하여 기판(10)에 박막형성을 수행하는 기판처리의 경우 증발물질이 담긴 증발원, 기판처리가 스퍼터링에 의하여 이루어지는 경우 기판(10)에 증착될 물질로 이루어진 스퍼터링타겟부 등 기판처리의 종류에 따라서 다양한 구성이 가능하다.

여기서 상기 기판처리모듈(130)이 스퍼터링타겟부를 포함하는 경우 진공챔버(100)는 처리공간(S) 내로 가스를 분사하는 가스분사부가 설치될 수 있다. 그리고 상기 스퍼터링타겟부는 기판(10)에 증착될 물질로 이루어지거나, 타겟물질 및 자석으로 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.

또한 상기 기판처리모듈(130)은 진공챔버(100)의 하측에 위치되고, 후술하는 기판홀딩어셈블리(200)는 기판처리모듈(130)의 상부에 위치됨이 바람직하다.

한편 상기 진공챔버(100)는 후술하는 마스크(300)를 이송하기 위한 이송부(140)가 설치될 수 있다.

상기 이송부(140)는 마스크(300)를 이송하기 위한 구성으로서, 그 이송방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.

일례로서, 상기 마스크(300)의 이송방향을 따라서 배치되는 복수개의 롤러(310)들과, 롤러(310)들 중 적어도 일부를 회전구동하는 회전구동부(330)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한 상기 이송부(140)는 기판(10)의 도입시 마스크(300) 및 마스크홀딩어셈블리(200) 사이에 기판(10)이 위치될 수 있도록 마스크홀딩어셈블리(200)와 분리된 마스크(300)를 하측으로 이동시키는 등 진공챔버(100) 내에서 상하이동이 가능하도록 설치될 수 있다.

또한 상기 이송부(140)는 마스크(300)를 직접 지지하거나 별도의 트레이(미도시)를 통하여 지지하여 이송하는 등 다양한 방식에 의하여 마스크(300)를 지지하여 이송할 수 있다.

여기서 물론 상기 마스크홀딩어셈블리(200)를 상하로 이동시키는 상하이동장치(미도시)가 설치되는 등 기판(10)의 도입시 기판(10)을 마스크(300) 및 마스크홀딩어셈블리(200) 사이에 위치시키기 위한 다양한 구성이 설치될 수 있다.

한편 상기 마스크(300)는 그 종류에 따라서 기판표면에 화소영역, 전극영역 등 요구되는 패턴으로 기판(10)에 증착이 이루어지도록 하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

일예로서, 상기 마스크(300)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 개구부(311)를 형성하는 외곽프레임(310)과, 외곽프레임(310)의 개구부(311)에 결합되어 패턴화된 하나 이상의 개구가 형성된 패턴형성부(320)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 외곽프레임(310)은 시트 등과 같이 얇은 부재의 패턴형성부(320)를 지지하는 부재로서, 충분한 구조를 가지도록 구성됨이 바람직하다.

아울러, 후술하는 제2자력발생부(420)의 자력에 의하여 지지될 수 있도록 스테인레스 스틸 등 자성을 가지는 자성체의 재질을 가진다.

상기 패턴형성부(320)는 기판(10)의 기판처리면에 패턴화된 기판처리가 가능하거나 기판(10)을 지지하기 위하여 패턴화된 하나 이상의 개구가 형성되는 구성으로서 증착될 부분으로 이루어진 패턴이 형성된 시트부재, 띠형부재 등으로 다양하게 구성될 수 있다.

또한 상기 패턴형성부(320)는 일예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 직사각형의 개구(321)들로 이루어진 패턴을 형성하도록 격자형상을 가지는 등 다양한 구조로 이루어질 수 있다.

여기서 상기 패턴형성부(320) 중 개구되지 않은 부분-특히 기판지지를 목적으로 하는 경우-은 기판(10)의 기판처리면 중 기판처리 후 절단부위 등 기판처리 후 사용되지 않는 무효영역에 대응되는 위치에 형성됨이 바람직하다.

한편 상기 패턴형성부(320)는 후술하는 제1자력발생부(410)의 자력에 의하여 기판(10)에 밀착될 수 있도록 스테인레스 스틸 등 자성을 가지는 자성체의 재질을 가진다.

또한 상기 패턴형성부(320)는 용접, 볼팅 등 다양한 방식에 의하여 외곽프레임(310)과 결합될 수 있으며, 결합 후 변형이 가장 작은 용접에 의하여 결합됨이 가장 바람직하다.

또한 상기 패턴형성부(320) 및 외곽프레임(310)의 결합된 상태에서 그 상면은 편평한 평면을 이룸이 바람직하다.

다만, 상기 외곽프레임(310)은 패턴형성부(320) 가장자리 외측으로 후술하는 마스크홀딩어셈블리(200)의 상측으로 더 돌출될 수 있다.

특히 상기 외곽프레임(310)은 패턴형성부(320) 가장자리 외측으로 후술하는 마스크홀딩어셈블리(200)의 본체(210)의 저면, 즉 대향면(201)과 면접하도록 상측으로 더 돌출되는 것이 보다 바람직하다.

한편 상기 마스크(300)는 후술하는 제1자력발생부(410) 및 제2자력발생부(420)에 의하여 기판(10)에 밀착됨과 아울러, 그 가장자리 부분이 클립, 핀 등에 의하여 기판홀딩어셈블리(200)에 추가로 지지될 수 있다.

상기 기판홀딩어셈블리(200)는 기판처리의 종류, 기판(10)의 종류에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 마스크(300)를 기판(10)의 기판처리면에 밀착시키는 구성으로서, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 기판처리면의 반대면에 대향되는 대향면(201)을 가지는 본체(210)와; 본체(210)에 설치되어 패턴형성부(320)를 기판(10)의 기판처리면에 자기력에 의하여 밀착시키는 하나 이상의 제1자력발생부(410)와; 외곽프레임(310)에 대응되도록 본체(210)에 설치되어 외곽프레임(310)을 기판(10)의 기판처리면에 자기력에 의하여 밀착시키는 하나 이상의 제2자력발생부(420)를 포함한다.

참고로 도 3에 표시된 I-I는 도 1에 도시된 기판홀딩어셈블리(200)가 I-I방향의 단면임을 표시함이고, Ⅳ-Ⅳ는 도 4에 도시된 기판홀딩어셈블리(200)가 Ⅳ-Ⅳ방향의 단면임을 표시한 것이다.

상기 본체(210)는 제1자력발생부(410), 제2자력발생부(420)의 설치 및 마스크(300)를 기판(10)에 밀착시킬 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.

또한 상기 본체(210)는 알루미늄, 알루미늄합금 등 자기력이 작용하지 않는 비자성체의 재질이 바람직하며, 대향면(201)의 반대면인 배면(202)에 제1자력발생부(410) 및 제2자력발생부(420)가 각각 삽입되는 복수의 자석삽입부(221, 222)들이 형성된다.

또한 상기 본체(210)의 형상은 마스크(300)를 기판(10)에 안정적으로 밀착시킬 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하며, 마스크(300) 및 기판(10)을 얼라인하기 위하여 그 표지를 인식하기 위한 비전카메라가 마스크(300) 및 기판(10)을 촬영하는데 간섭되지 않도록 상하로 관통형성된 다수의 개구부(미도시)들이 형성될 수 있다.

특히 상기 본체(210)는 충분한 강성을 가지는 것을 전제로 복수의 프레임부재(미도시)들이 용접 등에 의하여 형성될 수 있으며, 특히 그 평면형상이 마스크(200)의 평면형상과 유사한 형상으로 형성될 수 있다.

예로써 상기 본체(210)는 마스크(300)의 패턴형성부(320)가 도 2에 도시된 바와 같이, 패턴이 직사각형의 개구(321)들을 형성하도록 격자형상을 가지는 경우, 패턴형성부(320)의 격자형상에 대응되어 격자형상을 가질 수 있다.

물론 상기 본체(210)는 마스크(300)의 구조에 관계없이 격자형상을 가질 수 있음은 물론이다. 이때 상기 격자를 형성하는 부분은 패턴형성부(320) 중 개구되지 않은 부분에 대응되어 형성됨이 바람직하다.

상기와 같이 상기 본체(210)가 패턴형성부(320) 중 개구되지 않은 부분에 대응되어 형성되는 경우 마스크(300)를 안정적으로 지지함과 아울러 기판홀딩어셈블리(200)의 전체 중량이 줄여 그 이송이 편리하며 제조비용도 절감할 수 있다.

상기 본체(210)는 기판(10)을 지지함에 있어서 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 기판처리면의 반대면과 직접 접촉에 위하여 직접 지지하거나, 지지프레임(미도시)이 개재된 상태로 기판(10)을 간접적으로 지지하는 등 다양한 형태로 기판(10)을 지지할 수 있다.

또한 상기 본체(210)는 기판홀딩어셈블리(200)가 마스크(300)를 기판(10)의 기판처리면에 밀착시키는 것이 주목적인 바, 기판지지 없이 기판(10)이 개재된 상태로 마스크(300)를 기판(10)의 기판처리면에 밀착시킬 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.

한편 상기 본체(210)는 기판(10)이 마스크(300)와 대향면(201) 사이에 위치될 때, 분리장치 등에 의하여 마스크(300)와 분리될 수 있도록 가장자리 끝단에서 외측으로 돌출된 복수의 탭(240)들이 설치될 수 있다.

상기 자석삽입부(221, 222)는 후술하는 제1자력발생부(410) 및 제2자력발생부(420)가 설치될 수 있도록 본체(210)에 형성되는 구성으로서, 제1자력발생부(410) 및 제2자력발생부(420)의 크기 및 형상에 따라서 다양하게 형성될 수 있다.

이때 상기 본체(210)는 제1자력발생부(410) 및 제2자력발생부(420)가 자석삽입부(221, 222)에 삽입된 후 자석삽입부(221, 222)를 복개하는 하나 이상의 복개부(230)가 추가로 결합될 수 있다.

상기 복개부(230)는 제1자력발생부(410) 및 제2자력발생부(420)가 자석삽입부(221, 222)에 삽입된 후 자석삽입부(221, 222)를 복개함으로써 제1자력발생부(410) 및 제2자력발생부(420)를 본체(210)에 고정시키기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

여기서 상기 복개부(230)는 볼트(231) 등을 이용하여 본체(210)와 결합되는 등 다양한 방법에 의하여 결합될 수 있다.

상기 제1자력발생부(410)는 자기력에 의하여 패턴형성부(320)를 기판(10)에 밀착-기판(10)이 없는 경우 본체(210)의 대향면(201)에 밀착-시키기 위한 구성으로서 자기력을 발생시킬 수 있는 구성이면 전자석, 영구자석 등 모두 가능하며, 제조의 편의상 영구자석이 바람직하다.

상기 제1자력발생부(410)의 형상은 블록 형태로 원기둥, 사각기둥 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1자력발생부(410)의 형상은 대향면(201)을 위에서 볼 때 사각링 등의 링형상을 가지거나, 직사각형의 대향면(201)에 대응되어 띠형상을 이루는 등 보다 다양한 형상을 가질 수 있다.

또한 상기 제1자력발생부(410)는 자기력을 발생시켜 패턴형성부(320)에 인력으로서 작용하여 대향면(201)으로 밀착시키는바, 자기력효과를 극대화하고자 패턴형성부(320) 중 개구되지 않은 부분에 대응되는 위치에 위치됨이 바람직하다.

한편 상기 제1자력발생부(410)는 자석삽입부(221)에 삽입, 특히 압입되어 설치되는 등 다양하게 설치될 수 있다.

또한 상기 제1자력발생부(410)는 앞서 설명한 본체(210)와 별도의 부재로 자석홀딩부(미도시)에 설치된 후 본체(210)와 결합되는 등 다양한 방식에 의하여 설치될 수 있다.

한편 상기 제1자력발생부(410)는 자기력를 이용하여 패턴형성부(320)를 기판(10)에 밀착시키는바 제1자력발생부(410)의 자기력이 공정에 미치는 영향을 최소화시킬 필요가 있다.

따라서 상기 복수의 제1자력발생부(410)는 대향면(201)의 평면 위치에 따라서 상이한 자기력이 작용하도록 배치되는 것이 바람직하다.

특히 상기 복수의 제1자력발생부(410)는 패턴형성부(320)가 중앙부분에서의 지지가 불가함에 따라 처짐이 더 큰 점을 고려하여 가장자리부분보다 대향면(201)의 중앙부분에서 자기력의 세기가 더 큰 것이 더욱 바람직하다.

한편 상기 제1자력발생부(410)는 패턴형성부(320)의 평면 위치에 따라서 상이한 자기력이 작용하도록 복수개로 설치될 수 있으며, 복수개의 제1자력발생부(410)는 다양한 방식에 의하여 배치될 수 있다.

상기 복수의 제1자력발생부(410)의 배치의 일 예로서, 복수의 제1자력발생부(410)는 도 2에 도시된 바와 같이, 패턴형성부(320)에 작용하는 자기력이 상이하도록 위치에 따라서 영구자석의 두께가 서로 다르게 구성될 수 있다.

여기서 상기 복수의 제1자력발생부(410)는 패턴형성부(320)의 중앙부분에서의 제1자력발생부(410)가 가장자리 부분에 위치된 제1자력발생부(410)의 두께보다 두껍게 하여 가장자리부분보다 중앙부분의 자기력의 세기가 더 크게 할 수 있다.

또한 상기 각 제1자력발생부(410)의 두께를 달리하는 방법으로서, 각 위치에 동일한 크기, 예를 들면 코인형상의 영구자석의 숫자를 변화시키면서 각 제1자력발생부(410)의 두께를 달리할 수 있다.

한편 상기 각 제1자력발생부(410)의 두께가 다른 경우 자석삽입부(221)에 빈 공간이 형성되는바 제1자력발생부(410)의 고정을 위하여, 자석삽입부(221)는 삽입된 제1자력발생부(410)의 상부 및 하부 중 적어도 어느 하나에 하나 이상의 스페이서(422)가 설치될 수 있다.

상기 복수의 제1자력발생부(410)의 배치의 다른 예로서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 복수의 제1자력발생부(410)는 패턴형성부(320)에 작용하는 자기력이 상이하도록 대향면(201)으로부터 설치높이를 달리하여 설치될 수 있다.

여기서 상기 복수의 제1자력발생부(410)는 패턴형성부(320)의 중앙부분에서의 제1자력발생부(410)가 가장자리 부분에 위치된 제1자력발생부(410)보다 설치높이를 낮게 하여 중앙부분의 자기력이 가장자리부분보다 크게 할 수 있다.

또한 상기 자석삽입부(221)는 제1자력발생부(410)의 설치위치의 고정을 위하여 제1자력발생부(410)의 하부 및 상부 중 적어도 어느 하나의 적절한 위치에 하나 이상의 스페이서(422)가 설치될 수 있다.

상기 복수의 제1자력발생부(410)의 배치의 또 다른 예로서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 복수의 제1자력발생부(410)는 이웃하는 제1자력발생부(410)와의 피치가 패턴형성부(320)를 기준으로 중앙부분보다 가장자리부분에서 더 크게 할 수 있다.

즉, 상기 패턴형성부(320)의 중앙부분에서의 제1자력발생부(410) 간의 피치가 가장자리 부분에의 제1자력발생부(410) 간의 피치보다 작게 하여 중앙부분의 자기력이 가장자리부분보다 크게 할 수 있다.

상기 복수의 제1자력발생부(410)의 배치의 또 다른 예로서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 복수의 제1자력발생부(410)는 패턴형성부(320)를 향하는 면의 표면적의 크기가 서로 다르게 배치될 수 있다.

여기서, 상기 패턴형성부(320)의 중앙부분에서의 제1자력발생부(410)의 표면적이 가장자리 부분에의 제1자력발생부(410)의 표면적보다 크게 하여 중앙부분의 자기력이 가장자리부분보다 크게 할 수 있다.

한편 상기 복수의 제1자력발생부(410)의 배치의 또 다른 예로서, 형성하는 자속밀도의 크기가 서로 다르게 할 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 기판처리장치의 기판홀딩어셈블리(200)는 마스크(300)가 중앙부분에서 처짐이 가장 크게 발생함을 고려하여, 복수의 제1자력발생부(410)들을 배치함에 있어 중앙부분에서 자기력을 가장 크게 하고 상대적으로 작은 자기력이 필요한 가장자리부분에서의 자기력을 작게 함으로써 제1자력발생부(410)의 사용을 최소화하여 기판홀딩어셈블리(200)의 제조비용을 최소화할 수 있다.

또한 상기 패턴형성부(320)를 밀착시키기 위한 자기력을 최소화함으로써 자기력이 기판처리에 미치는 영향을 최소화하여 보다 양호하고 균일한 기판처리의 수행이 가능하도록 할 수 있다.

상기 제2자력발생부(420)는 외곽프레임(310)에 대응되도록 본체(210)에 설치되어 외곽프레임(310)을 기판(10)의 기판처리면에 자기력에 의하여 밀착시키는 구성으로서, 외곽프레임(310)을 자기력에 의하여 기판(10)에 밀착시키는 것 이외에는 제1자력발생부(410)와 실질적으로 동일 또는 유사하다.

여기서 상기 제2자력발생부(420)는 상대적으로 중량물인 외곽프레임(310)을 자력에 의하여 지지하는바 상대적으로 큰 자기력을 발생시키도록 구성됨이 바람직하다.

또한 상기 제2자력발생부(420)는 제1자력발생부(410)가 복수로 설치된 경우 최외곽에 설치된 제1자력발생부(410)와 부분적으로 일체-예를 들면 그 직하방이 외곽프레임(310) 및 패턴형성부(320)의 일부를 포함하도록 설치될 수도 있다.

특히 상기 마스크(300)의 외곽프레임(310)을 제2자력발생부(420)에 의하여 지지함으로써 마스크(300)를 기판(10)에 밀착시킴에 있어서 패턴형성부(320)와 결합되는 외곽프레임(310)을 제2자력발생부(420)에 의하여 지지함으로써 외곽프레임(310)의 자중에 의한 처짐으로 인한 가장자리 부근의 기판(10)의 처짐을 방지하여 보다 안정적으로 마스크(300)를 기판(10)에 밀착시킬 수 있다.

한편 상기 마스크(300) 및 기판홀딩어셈블리(200)는 내부 및 외부를 순환하여 이동되거나, 진공챔버(100) 내부에 설치되는 등 다양하게 설치될 수 있다.

상기 마스크(300) 및 기판홀딩어셈블리(200)의 설치예로서, 상기 마스크(300) 및 기판홀딩어셈블리(200)는 내부 및 외부를 순환하여 이동할 수 있다.

구체적으로 마스크(300) 및 기판홀딩어셈블리(200) 사이에 기판(10)을 위치(기판도입)시킨다. 여기서 기판홀딩어셈블리(200)는 마스크(300)와의 상대 상하이동에 의하여 서로 분리된다.

여기서 상기 마스크(300) 및 기판홀딩어셈블리(200) 간의 상대 상하이동은 도시되지는 않았지만 선형구동부 및 기판홀딩어셈블리(200)의 홀딩 및 해제를 수행하는 홀딩부 등을 사용하여 다양한 형태로 상대 상하이동을 구현할 수 있다.

그리고 기판도입 후 마스크(300) 및 기판홀딩어셈블리(200) 사이의 상대 상하이동에 의하여 마스크(300)를 기판(10)에 밀착(마스크 및 기판 밀착)시킨다. 여기서 마스크 및 기판 밀착 전에 마스크 및 기판의 얼라인이 수행됨이 바람직하다,

그리고 기판(10)에 밀착된 마스크(300)는 도 1에 도시된 바와 같이, 진공챔버(100) 내로 도입되고 진공챔버(100) 내에서 기판처리가 수행(도입 후 기판처리)된다.

한편 기판처리를 마친 후에는 상기와 같은 과정들의 역순으로 마스크(300) 및 기판홀딩어셈블리(200) 사이에서 기판처리를 마친 기판(10)이 배출(기판배출)되고 기판도입 과정 내지 기판배출 과정이 반복하여 수행된다.

또한 상기 기판도입 과정 및 마스크 및 기판밀착 과정은 이물질 등의 유입 등을 고려하여 진공챔버(100)와 연결되는 밀폐된 챔버(미도시) 내에서 수행됨이 바람직하다.

한편 본 발명에 따른 기판처리장치는 기판(10)에 밀착된 마스크(30)가 이동하면서 기판처리를 수행하거나 기판(10)에 밀착된 마스크(30)가 정지된 상태에서 기판처리가 수행하는 등 다양한 형태의 기판처리가 가능하다.

상기 마스크(300) 및 기판홀딩어셈블리(200)의 다른 설치예로서, 마스크(300) 및 기판홀딩어셈블리(200)가 진공챔버(100) 내에 설치되고, 앞서 설명한 기판 도입 내지 기판배출 과정 모두가 진공챔버(100) 내에서 이루어 질 수 있다.

이때 상기 마스크(300)는 진공챔버(100) 내에 설치된 별도의 마스크지지프레임(미도시)에 의하여 지지될 수 있으며, 마스크지지프레임은 기판(10)의 도입 및 배출이 용이하도록 상하로 이동가능하도록 설치될 수 있다.

특히 상기 마스크지지프레임은 기판(10)의 도입 및 배출시 기판(10) 쪽을 향하거나 반대로 이동하도록 설치되며, 기판(10)이 도입된 후 상측으로 이동하여 마스크(300)를 기판홀딩어셈블리(200)로 근접시켜 자기력에 의하여 마스크(300)를 기판(10)의 기판처리면에 밀착시키도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 진공챔버(100)는 기판홀딩어셈블리(200) 및 마스크지지프레임을지지하기 위한 지지프레임으로서 기판홀딩어셈블리(200) 및 마스크(300)의 구조 및 지지형태에 따라서 다양한 구성이 가능하다.

또한 상기 기판홀딩어셈블리(200)는 균일한 기판처리의 수행을 위하여 진공챔버(100) 내에서 회전, 수평이동 등 다양한 형태로 이동이 이루어질 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.

100 : 진공챔버 200 : 이송트레이
300 : 마스크
410 : 제1자력발생부 420 : 제2자력발생부

Claims (21)

1. 개구부를 형성하는 외곽프레임과, 외곽프레임의 개구부에 결합되어 패턴화된 개구가 형성된 패턴형성부를 가지는 마스크를 기판의 기판처리면에 밀착시킨 상태에서 기판처리를 수행하는 기판처리장치의 기판홀딩어셈블리로서,
   상기 기판처리면의 반대면에 대향되는 대향면을 가지는 본체와;
   상기 본체에 설치되어 상기 패턴형성부를 상기 기판의 기판처리면에 자기력에 의하여 밀착시키는 하나 이상의 제1자력발생부와;
   상기 외곽프레임에 대응되도록 상기 본체에 설치되어 상기 외곽프레임을 상기 기판의 기판처리면에 자기력에 의하여 밀착시키는 하나 이상의 제2자력발생부를 포함하는 기판처리장치의 기판홀딩어셈블리.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 패턴형성부는 직사각형의 개구들을 형성하도록 격자형상을 가지며,
   상기 본체는 상기 패턴형성부의 형상에 대응되어 격자형상을 가지는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판홀딩어셈블리.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체는 평면형상이 실질적으로 직사각형을 이루며, 서로 대향되는 변에 외측으로 돌출되도록 형성된 하나 이상의 탭이 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판홀딩어셈블리.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1자력발생부는 상기 패턴형성부 중 개구되지 않은 부분에 대응되는 위치에 위치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판홀딩어셈블리.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 패턴형성부 중 개구되지 않은 부분은 기판처리면 중 기판처리 후 사용되지 않는 무효영역에 대응되는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판홀딩어셈블리.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2자력발생부는 상기 제1자력발생부들 중 적어도 일부와 일체로 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판홀딩어셈블리.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 제1자력발생부는 복수개로 설치되며,
   상기 복수개의 제1자력발생부들은 상기 패턴형성부의 평면 위치에 따라서 상이한 자기력이 작용하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판홀딩어셈블리.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 복수의 제1자력발생부들은 상기 패턴형성부의 가장자리부분보다 중앙부분의 자기력의 세기가 큰 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판홀딩어셈블리.
9. 개구부를 형성하는 외곽프레임과, 외곽프레임에 결합되어 패턴화된 개구가 형성된 패턴형성부를 가지는 마스크를 기판의 기판처리면에 밀착시킨 상태에서 기판처리를 수행하는 기판처리장치로서,
   상기 마스크를 기판의 기판처리면에 밀착시키도록 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 따른 기판홀딩어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 기판홀딩어셈블리는 상기 기판의 기판처리면이 하측을 향하도록 상기 진공챔버의 상부에 위치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 기판홀딩어셈블리는 상기 본체의 대향면이 지면에 대하여 수직 또는 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
12. 청구항 9에 있어서,
    상기 진공챔버 내에 설치되어 기판에 증착될 물질로 이루어진 스퍼터링타켓부를 포함하며,
    상기 기판홀딩어셈블리는 상기 스퍼터링타겟에 대향되어 위치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 스퍼터링타겟부는 상기 진공챔버의 하부에 위치되고 상기 기판홀딩어셈블리는 상기 스퍼터링타겟부의 상부에 위치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
14. 청구항 9에 있어서,
    상기 진공챔버 내에 설치되어 증발에 의하여 기판에 증착될 물질이 담긴 증발원을 포함하며,
    상기 증발원은 상기 진공챔버의 하부에 위치되고 상기 기판홀딩어셈블리는 상기 증발원의 상부에 위치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
15. 청구항 9에 있어서,
    상기 마스크를 지지하여 이송하는 이송트레이를 더 포함하며,
    기판의 기판처리면이 상기 마스크를 향하도록 상기 이송트레이에 안착된 후 상기 기판홀딩어셈블리가 상기 마스크를 상기 기판의 기판처리면에 밀착시킨 상태에서 기판처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 기판홀딩어셈블리는
    상기 기판의 기판처리면이 하측을 향하도록 상기 진공챔버의 상부에 위치되거나,
    상기 본체의 대향면이 지면에 대하여 수직 또는 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
17. 청구항 15에 있어서,
    상기 이송트레이에 의하여 기판이 이송되면서 기판처리가 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
18. 청구항 9에 있어서,
    상기 기판홀딩어셈블리는 상기 진공챔버 내에 설치되며,
    상기 기판이 상기 기판홀딩어셈블리 및 상기 마스크 사이에 위치되었을 때 상기 마스크를 상기 기판홀딩어셈블리에 대하여 상대이동에 의하여 근접시켜 상기 기판홀딩어셈블리가 상기 마스크를 상기 기판의 기판처리면에 밀착시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
19. 청구항 9에 있어서,
    상기 외곽프레임은 상기 패턴형성부의 가장자리 외측으로 상측으로 더 돌출된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
20. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1자력발생부는 복수개로 설치되며,
    상기 복수개의 제1자력발생부들은 상기 패턴형성부의 평면 위치에 따라서 상이한 자기력이 작용하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
21. 청구항 20에 있어서,
    상기 복수의 제1자력발생부들은 상기 패턴형성부의 가장자리부분보다 중앙부분의 자기력의 세기가 큰 것을 특징으로 하는 기판처리장치.

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