KR20180004005A - 마스크 흡착 장치 - Google Patents

Abstract

[과제] 마스크 패턴이 상이한 여러 가지의 마스크마다 자석 배열을 변경할 필요가 없으며, 여러 가지의 마스크를 양호하게 기판에 흡착시킬 수 있는 범용성이 높은 마스크 흡착 장치의 제공.
[해결 수단] 기판(1)의 표면 측에 설치된 마스크(2)를 이 기판(1)에 자력에 의해 흡착시키는, 기판(1)의 이면 측에 설치되는 마스크 흡착 장치로서, 상기 마스크(2)와 대향하는 면이 N극이 되는 N극부(3)와, 상기 마스크(2)와 대향하는 면이 S극이 되는 S극부(4)가 주기적으로 배치되어 구성된 자석열(5)을, 그 긴 길이 방향을 가지런히 하여 간격을 두고 상기 마스크(2)가 대향할 수 있는 영역 전체에 걸쳐 병설하고, 그 자석열(5)의 상기 N극부(3) 및 상기 S극부(4)의 배열 위상을 인접하는 상기 자석열(5)끼리에서 어긋난 상태로 한다.

Description

마스크 흡착 장치{MASK ADSORPTION APPARATUS}

본 발명은 마스크 흡착 장치에 관한 것이다.

메탈 마스크를 통해 기판 상에 원하는 패턴의 성막을 행하는 성막 장치에 있어서, 마스크를 자력에 의해 기판의 성막면에 양호하게 흡착시키는 기술로서, 예를 들어 특허문헌 1에는, 기판 보유 지지체에 마스크의 비개구부에 대응하여 배열된 자석을 설치하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 특허문헌 1에 개시되는 기술에서는, 마스크 패턴이 다른 마스크에 대해서는 그때마다 자석의 배열을 변경할 필요가 있고, 여러 가지의 마스크를 이용할 때에는 각 마스크와 대응하는 자석 배열을 갖는 기판 보유 지지체를 여러 가지 준비하여 둘 필요가 있다.

이 경우, 여러 가지 기판 보유 지지체를 수납해 두는 기판 보유 지지체 스톡실을 성막 장치에 추가로 배치하거나, 마스크에 따라 그때그때 대응하는 기판 보유 지지체를 교환하거나 할 필요가 있는 등, 성막 장치의 대형화, 고비용화를 피할 수 없다.

또한, 특허문헌 2에는, 마스크가 대향하는 기판의 피처리면과는 반대측에, N극과 S극의 경계부를 갖는 자석을, 그 경계부에 마스크의 프레임 영역을 서로 대응시키도록 배치하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 마스크의 개구부를 구획하는 리브(프레임)의 폭의 중심을 통과하는 중심선을 사이에 두고, 서로 극성이 다른 방향으로 이격하여 배치되는 복수의 마그넷을 이용하여, 마스크를 기판에 고정하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 모두 마스크 패턴에 따라 자석 및 마그넷의 배치를 변경할 필요가 있어, 상기 특허문헌 1과 마찬가지의 문제점을 갖는다.

일본특허공개 평11-131212호 공보 국제공개 제2009/069743호 공보 일본특허공개 제2015-124394호 공보

본 발명은, 전술한 바와 같은 현상을 감안하여 이루어진 것으로, 마스크 패턴이 다른 여러 가지의 마스크마다 자석 배열을 변경할 필요가 없으며, 여러 가지의 마스크를 양호하게 기판에 흡착시킬 수 있는 범용성이 높은 마스크 흡착 장치를 제공하는 것이다.

기판의 표면 측에 설치된 마스크를 이 기판에 자력에 의해 흡착시키는, 기판의 이면측에 설치되는 마스크 흡착 장치로서, 상기 마스크와 대향하는 면이 N극이 되는 N극부와, 상기 마스크와 대향하는 면이 S극이 되는 S극부가 주기적으로 배치되어 구성된 자석열이, 그 긴 길이 방향을 가지런히 하여 간격을 두고 상기 마스크가 대향할 수 있는 영역 전체에 걸쳐서 병설되고, 이 자석열의 상기 N극부 및 상기 S극부의 배열 위상이 인접하는 상기 자석열끼리에서 어긋난 상태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크 흡착 장치에 관한 것이다.

본 발명은 전술한 바와 같이 구성함으로써, 마스크 패턴이 다른 여러 가지의 마스크마다 자석 배열을 변경할 필요가 없으며, 여러 가지의 마스크를 양호하게 기판에 흡착시킬 수 있는 범용성이 높은 마스크 흡착 장치가 된다.

도 1은 본 실시예의 개략 설명 측면도이다.
도 2는 본 실시예의 요부의 개략 설명 사시도이다.
도 3은 본 실시예의 요부의 개략 설명 평면도이다.
도 4는 다른 예 1의 개략 설명 평면도이다.
도 5는 다른 예 2의 개략 설명 평면도이다.
도 6은 다른 예 2의 개략 설명 평면도이다.

바람직한 본 발명의 실시형태를, 도면을 기초로 본 발명의 작용을 나타내어 간단하게 설명한다.

기판(1)의 성막면(표면)에 배치되는 마스크(2)를, 기판(1) 이면 측에 설치되는 자석열(5)에 의해 기판(1)에 흡착시킨다.

이 때, 자석열(5)은, 마스크(2)와 대향할 수 있는 영역(마스크 배치 영역) 전체에 걸쳐 나란히 설치되어 있고, 인접하는 자석열(5)끼리에서 N극부(3) 및 S극부(4)의 배열 위상이 다르기 때문에, N극부(3) 및 S극부(4)가 산재하여 마스크(2) 전체에 평균적으로 흡착력을 작용시킬 수 있고, 마스크 패턴이 달라져도 양호하게 기판(1)에 흡착시키는 것이 가능하게 된다.

즉, 자석열(5)을 인접하는 자석열(5)끼리에서 N극부(3) 및 S극부(4)의 배열 위상을 어긋나게 하여, 마스크(2)의 흡착력이 높은 N극부(3)와 S극부(4)의 경계부가 마스크 배치 영역에 골고루 배치되는 구성으로 함으로써, 예를 들어 각 자석열(5)의 자력을 기판(1) 표면 측에서의 성막을 저해하지 않을 정도의 자력으로 설정하더라도, 흡착력의 불균일이 가급적 적고, 마스크 패턴에 관계없이 마스크(2)를 양호하게 흡착 보유 지지하는 것이 가능하게 된다.

나아가, 인접하는 자석열(5)끼리에서 N극부(3) 및 S극부(4)의 배열 위상이 어긋남으로써, 인접하는 자석열(5)끼리의 N극부(3) 및 S극부(4) 사이에도 양호하게 자력이 작용하여, 마스크(2) 격자 형상의 비개구부의 자석열(5)의 긴 길이 방향을 따른 부분은 물론, 자석열(5)의 병설 방향을 따른 부분도 양호하게 흡착 보유 지지하는 것이 가능하게 된다.

[실시예]

본 발명의 구체적인 실시예에 대해 도면을 기초로 설명한다.

본 실시예는, 기판(1)의 표면에 메탈 마스크(2)를 통해 성막을 행하는 성막 장치에, 기판(1)의 표면 측에 설치된 마스크(2)를 그 기판(1)에 자력에 의해 흡착시키는, 기판(1)의 이면 측에 설치되는 마스크 흡착 장치를 설치한 것이다.

이 마스크 흡착 장치는, 마스크(2)와 대향하는 면이 N극이 되는 N극부(3)와 마스크(2)와 대향하는 면이 S극이 되는 S극부(4)가 주기적으로 직선 형상으로 배치되어 구성된 자석열(5)이, 그 긴 길이 방향을 가지런히 하여 간격을 두고 마스크(2)가 대향할 수 있는 영역 전체에 걸쳐 나란히 설치되고, 이 자석열(5)의 N극부(3) 및 S극부(4)의 배열 위상이 인접하는 자석열(5)끼리에서 어긋난 상태로 되도록 구성되어 있다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 자석열(5)은 자석 배열판(7)(요크) 상에 복수 나란히 설치되고, 이 자석 배열판(7)은 자석열(5) 측이 기판(1)의 이면에 대향한 상태로 기판(1)의 이면 측에 배치된다. 도 1 중, 부호 "6"은 기판(1)을 보유 지지하는 기판 트레이다.

본 실시예의 N극부(3) 및 S극부(4)는, 마스크(2)의 피흡착면에 대하여 수직 방향으로 자화된 직방체 형상의 영구 자석으로서, N극부(3)는 S극측의 면이, S극부(4)는 N극측의 면이, 각각 자석 배열판(7)에 접촉한 상태로 나사 등의 적절한 고정 부재에 의해 고정되어 있다.

본 실시예에 있어서는, 인접하는 상기 자석열(5)끼리에서 상기 N극부(3) 및 상기 S극부(4)의 배열 위상이 90° 어긋난 상태가 되도록 구성하고 있다.

구체적으로는, 우측의 자석열(5)의 상기 배열 위상이 좌측의 자석열(5)의 상기 배열 위상보다 90° 앞선 상태가 되도록 구성하고 있다. 본 실시예에서는 자석열(5)을 5개 나란히 설치하고 있기 때문에, 양단의 자석열(5)은 상기 배열 위상이 동일하게 된다.

또한, 인접하는 자석열(5)끼리의 상기 배열 위상이 90° 어긋난 상태로 함으로써 특히 양호한 마스크 흡착성을 얻을 수 있음이 확인되고 있지만, 90°에 한하지 않고 다른 각도만큼 어긋난 상태에서도 위상이 일치하는 경우에 비해 마스크 흡착성의 향상 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 자석열(5)은 일정한 간격을 두고 나란히 설치되어 있다. 자석열(5)끼리가 접촉하거나 간격이 너무 가까워지면, 인접하는 자석열(5)끼리가 간섭하여, 자석열(5)의 긴 길이 방향에 대한 자속 밀도가 감소하고, 흡착력의 저하를 초래한다. 또한, 인접하는 자석열(5)의 각 N극부(3) 및 S극부(4)의 자력의 상호 작용에 의해, 자석을 자석 배열판에 고정하는 것이 곤란하게 되어, 접착재가 필요하게 되는 경우가 있는데, 이 접착재는 성막실 내에서 진공을 오염시키는 원인이 된다.

따라서, 본 실시예에서는, 자석열(5)끼리의 피치는, 자석열(5)의 긴 길이 방향과 직교하는 방향에 있어서의 자석열(5)의 폭의 대략 3배 내지 10배 정도가 되도록 설정하고 있다.

또한, N극부(3) 및 S극부(4)의 사이즈는 다양하게 설정할 수 있지만, 예를 들어, 길이는 5~20㎜ 정도, 폭은 2~14㎜ 정도, 높이는 2~10㎜ 정도로 하면 좋다. 본 실시예에 있어서는, 길이 10㎜, 폭 3㎜, 높이 5㎜로 하고 있다.

또한, 예를 들어, 도 4에 도시한 다른 예 1과 같이, 각 자석열(5)의 N극부(3)와 S극부(4)가 그 배열 방향으로 간격을 두고 배치되어 있는 구성으로 하여도 좋다. 이 경우, 인접하는 자석열(5)끼리를 소정의 간격으로 배치하는 것과 마찬가지로, N극부(3) 및 S극부(4)끼리의 간격을 적절히 설정함으로써, 한층 마스크 흡착성을 높일 수 있게 되고, 단위 체적당의 흡착력을 향상시킬 수 있다.

또한, 예를 들어, 도 5, 6에 도시한 다른 예 2와 같이, 복수의 자석열(5)이 배치된 자석 배열판(7)을 수평 이동 또는 수평 회전시키는 자석열 구동부를 설치하는 구성으로 하여도 좋다. 이 경우, 복수의 자석열(5)을 수평 이동 및 수평 회전시켜 마스크(2)에 따라 마스크(2)의 비개구부에 자석열(5)이 가급적 중첩하도록 자석 배열판의 위치를 조정하는 것이 가능하게 되어, 한층 양호하게 마스크(2)를 기판(1)의 표면에 흡착시킬 수 있는 구성이 된다.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 자석열(5)의 병설 피치(a)는, 마스크 박(箔) 주기 간격(b)(마스크(2)의 격자 형상의 비개구부의 자석열(5)의 긴 길이 방향을 따른 부분의 주기 간격(b))의 1/n배(n: 1, 2, …)로 설정하는 것이 바람직하다. 이 경우, 마스크(2)의 비개구부의 자석열(5)의 긴 길이 방향을 따른 부분이 여러 군데에서 자석열(5)에 중첩하는 구성이 되고, 마스크(2)의 마스크 박을, 보다 흡착력이 강한 부분에 가능한 한 중첩시키는 것이 가능하게 된다.

1: 기판
2: 마스크
3: N극부
4: S극부
5: 자석열

Claims (5)

1. 기판의 표면 측에 설치된 마스크를 이 기판에 자력에 의해 흡착시키는, 기판의 이면 측에 설치되는 마스크 흡착 장치로서,
   상기 마스크와 대향하는 면이 N극이 되는 N극부와, 상기 마스크와 대향하는 면이 S극이 되는 S극부가 주기적으로 배치되어 구성된 자석열이, 그 긴 길이 방향을 가지런히 하여 간격을 두고 상기 마스크가 대향할 수 있는 영역 전체에 걸쳐 병설되고, 이 자석열의 상기 N극부 및 상기 S극부의 배열 위상이 인접하는 상기 자석열끼리에서 어긋난 상태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크 흡착 장치.
2. 제1항에 있어서,
   인접하는 상기 자석열끼리에서 상기 N극부 및 상기 S극부의 배열 위상이 90° 어긋난 상태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크 흡착 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 자석열은 일정 간격으로 병설되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크 흡착 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 각 자석열의 상기 N극부와 상기 S극부가 그 배열 방향으로 간격을 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크 흡착 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   복수의 상기 자석열을 수평 이동 또는 수평 회전시키는 자석열 구동부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크 흡착 장치.

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