KR20180053143A - 기판 지지 장치 및 기판 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판지지 장치와 기판 처리 장치를 제공한다. 이 기판지지 장치는, 기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 기판 지지부와 정렬되고 상기 기판 상에 배치되고 도전성 재질의 섀도우 마스크; 상기 기판 지지부로부터 탈부착 가능한 정전 패턴 구조체; 및 상기 정전 패턴 구조체에 직류 전압을 인가하는 직류 전원을 포함한다. 상기 정전 패턴 구조체는, 상기 기판 지지부와 상기 기판 사이에 배치되고, 절연체로 형성된 판 형상인 정전 패턴 지지판; 상기 정전 패턴 지지판 상에서 상기 기판을 마주보록 배치되고, 도전성 재질이고, 상기 섀도우 마스크의 마스크 패턴과 동일한 정전 패턴; 및 상기 정전 패턴 지지판에 매몰되고 상기 정전 패턴과 전기적으로 연결되는 정전 패턴 접속 패드를 포함한다.
Description
본 발명은 섀도우 마스크와 이을 이용한 기판 지지 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로, 기판 지지부 상에 차례로 적층된 정전 패턴 구조체, 기판, 및 상기 섀도우 마스크에서, 상기 정전 패턴 구조체에 전압을 인가하여 정전 흡입력을 제공하는 기판 지지 장치에 관한 것이다.
유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)는 하부 전극과 상부 전극 사이에 유기물층이 마련되고, 두 전극을 통해 전류가 흐르면 두 전극으로부터 공급된 전자와 홀이 유기물층에서 결합하여 빛을 발생하는 능동형 발광 소자이다. 이러한 OLED는 얇고 가벼우며, 고휘도, 저전력 소비 등의 특성을 가져 다양한 분야로 적용되고 있다.
한국 공개 특허 10-2014-0075033은 섀도우 마스크 및 서셉터를 동시에 접지시키는 방법을 개시한다. 그러나, 한국 공개 특허 10-2014-0075033은 서셉터와 섀도우 마스크 사이에 흡입력을 제공하는 기능을 제공하지 못한다.
한국 등록특허 10-1289345는 섀도우 마스크와 이를 이용한 정렬장치를 개시한다. 그러나, 한국 등록특허 10-1289345의 정전척은 기판과 섀도우 마스크를 동시에 대전한다고 주장하고 있으나, 섀도우 마스크는 전지적으로 정전척의 전극과 연결되어 있지 않는다. 따라서, 상기 섀도우 마스크는 상기 정전척에 의하여 동시에 대전되지 않는다. 또한, 상기 섀도우 마스크는 전기적으로 플로팅되어 있어 진공 증착 박막 균일성 또는 플라즈마 도움 증착 박막 균일성, 그리고 공정 안정성이 감소한다.
이에 따라, 공정 안정성이 향상되고 안정된 흡입력을 제공하는 섀도우 마스크, 및 기판을 지지하는 기판 지지 장치가 요구된다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 정전척에 의한 외부 전기장이 박막 증착 특성에 미치는 악영향을 최소화할 수 있는 섀도우 마스크를 구비한 기판지지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판지지 장치는, 기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 기판 지지부와 정렬되고 상기 기판 상에 배치되고 도전성 재질의 섀도우 마스크; 상기 기판 지지부로부터 탈부착 가능한 정전 패턴 구조체; 및 상기 정전 패턴 구조체에 직류 전압을 인가하는 직류 전원을 포함한다. 상기 정전 패턴 구조체는, 상기 기판 지지부와 상기 기판 사이에 배치되고, 절연체로 형성된 판 형상인 정전 패턴 지지판; 상기 정전 패턴 지지판 상에서 상기 기판을 마주보록 배치되고, 도전성 재질이고, 상기 섀도우 마스크의 마스크 패턴과 동일한 정전 패턴; 및 상기 정전 패턴 지지판에 매몰되고 상기 정전 패턴과 전기적으로 연결되는 정전 패턴 접속 패드를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 정전 패턴은 서로 이격되어 배치된 제1 정전 패턴 및 제2 정전 패턴을 포함하고, 상기 제1 정전 패턴은 제1 정전 패턴 접속 패드를 통하여 상기 직류 전원의 양의 전압이 인가되고, 상기 제2 정전 패턴은 제2 정전 패턴 접속 패드를 통하여 상기 직류 전원의 음의 전압이 인가되고, 상기 제1 정전 패턴과 상기 제2 정전 패턴은 쌍극 정전척으로 동작할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 정전 패턴 지지판은, 상기 정전 패턴 지지판의 하부면에 제1 방향과 상기 제1 방향에 상기 제1 방향을 가로지는 제2 방향으로 각각 연장되고 서로 교차하는 복수의 트렌치들; 및 상기 트렌치에서 상기 정전 패턴 지지판을 관통하여 형성된 복수의 헬륨 출구를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 정전 패턴은 상기 정전 패턴의 상부면 및 측면을 덮도록 배치된 절연층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 직류 전원의 양의 전압은 상기 정전 패턴에 인가되고, 상기 직류 전원의 음의 전압은 접지되고, 상기 정전 패턴은 단극 정전척으로 동작할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 진공 챔버; 상기 진공 챔버 내에 배치되고 기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 기판 지지부와 정렬되고 상기 기판 상에 배치되고 도전성 재질의 섀도우 마스크; 상기 기판 지지부로부터 탈부착 가능한 정전 패턴 구조체; 및 상기 정전 패턴 구조체의 상기 접속 패드에 직류 전압을 인가하는 직류 전원을 포함한다. 상기 정전 패턴 구조체는, 상기 기판 지지부와 상기 기판 사이에 배치되고, 절연체로 형성된 판 형상인 정전 패턴 지지판; 상기 정전 패턴 지지판 상에서 상기 기판을 마주보록 배치되고, 도전성 재질이고, 상기 섀도우 마스크의 마스크 패턴과 동일한 정전 패턴; 및 상기 정전 패턴 지지판에 매몰되고 상기 정전 패턴과 전기적으로 연결되는 정전 패턴 접속 패드를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 정전 패턴은 서로 이격되어 배치된 제1 정전 패턴 및 제2 정전 패턴을 포함하고, 상기 제1 정전 패턴은 제1 정전 패턴 접속 패드를 통하여 상기 직류 전원의 양의 전압이 인가되고, 상기 제2 정전 패턴은 제2 정전 패턴 접속 패드를 통하여 상기 직류 전원의 음의 전압이 인가되고, 상기 제1 정전 패턴과 상기 제2 정전 패턴은 쌍극 정전척으로 동작한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 정전 패턴 지지판은, 상기 정전 패턴 지지판의 하부면에 제1 방향과 상기 제1 방향에 상기 제1 방향을 가로지는 제2 방향으로 각각 연장되고 서로 교차하는 복수의 트렌치들; 및 상기 트렌치에서 상기 정전 패턴 지지판을 관통하여 형성된 복수의 헬륨 출구를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 정전 패턴은 상기 정전 패턴의 상부면 및 측면을 덮도록 배치된 절연층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 직류 전원의 양의 전압은 상기 정전 패턴에 인가되고, 상기 직류 전원의 음의 전압은 접지되고, 상기 정전 패턴은 단극 정전척으로 동작할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판지지 장치는 상기 섀도우 마스크의 패턴과 동일한 패턴을 구비하고 탈부착 가능한 정전 패턴 구조체를 구비하고, 상기 정전 패턴 구조체에 전압을 인가하여 기판 및 상기 섀도우 마스크에 흡입력을 제공하고, 상기 정전 패턴 구조체에 인가된 전기장에 의한 부작용을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판지지 장치는 단극 정전척 또는 쌍극 정전척으로 동작할 수 있다.
도 1은 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 개념도이다.
도 2a는 도 1의 기판 처리 장치의 섀도우 마스크 및 정전 패턴 구조체를 설명하는 평면도이다.
도 2b는 도 2a의 A-A'선을 따라 자른 단면도이다.
도 2c는 도 2a의 B-B'선을 따라 자른 단면도이다.
도 2d는 도 2a의 정전 패턴 구조체의 정전 패턴 지지판을 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판지지 장치를 설명하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시에에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 개념도이다.
도 5a는 도 4의 기판 처리 장치의 섀도우 마스크 및 정전 패턴 구조체를 설명하는 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 C-C'선을 따라 자른 단면도이다.
도 5c는 도 5a의 D-D'선을 따라 자른 단면도이다.
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도 2d는 도 2a의 정전 패턴 구조체의 정전 패턴 지지판을 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판지지 장치를 설명하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시에에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 개념도이다.
도 5a는 도 4의 기판 처리 장치의 섀도우 마스크 및 정전 패턴 구조체를 설명하는 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 C-C'선을 따라 자른 단면도이다.
도 5c는 도 5a의 D-D'선을 따라 자른 단면도이다.
통상적인 정전척은 전극의 개수에 따라, 단극(monopolar), 쌍극(bipolar), 다극(muitlpolar) 형태로 분류된다. 단극 정전척은 서섭터에 하나의 전극만을 구비하고, 기판을 다른 전극으로 취급하고, 상기 기판을 대전시키기 위하여 플라즈마가 요구된다.
통상적으로, 정전척은 기판 지지부와 일체형으로 형성되어 있으며, 상기 정전척의 전극 패턴은 교체할 수 없다. 정전척의 전극은 외부 전기장을 생성하고, 상기 외부 전기장은 기판을 고정할 수 있도록 정전 흡입력을 발생시킨다. 그러나, 섀도우 마스크를 사용하는 경우, 상기 섀도우 마스크를 상기 기판과 충분히 밀착시킬 수 있는 힘을 제공하지 못하고, 상기 외부 전기장은영 박막에 영향을 끼친다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판지지 장치는 서셉터 또는 정전척(또는 정전 패턴)에 인가되는 전기장의 영향을 최소화하거나 제거할 수 있다. 이에 따라, 정전척(또는 정전 패턴)에 의한 전기장은 박막 증착 공정에 영향이 없거나 최소화할 수 있다. 구체적으로, 섀도우 마스크와 동일한 패턴을 가진 정전 패턴이 상기 기판을 개재하여 상기 섀도우 마스크와 정렬되어 배치된다. 상기 정전 패턴은 상기 섀도우 마스크와 동일한 패턴을 가지므로, 정전척의 전기장에 의하여 발생하는 문제를 최소화할 수 있다.
플라즈마에 의하여, 상기 정전척이 단극 정전척으로 동작하는 경우, 상기 섀도우 마스크는 플라즈마에 의하여 대전된다. 만약, 상기 섀도우 마스크의 패턴과 상기 정전 패턴이 동일하지 않고 정렬되지 않는 경우, 상기 섀도우 마스크와 상기 정전 패턴 사이의 전기장은 수직 성분 이외에 수평 성분을 가지며, 상기 전기장의 수평 성분은 플라즈마에 의하여 생성된 이온의 경로를 변경할 수 있다. 또한, 유기물 박막 증착 시에, 박막 내의 유전 분극에 영향을 받는 물질 증착의 경우에 인가되는 전기장에 영향을 받아, 박막 물성이 달라질 수 있다.
정전 패턴과 섀도우 마스크과 동일한 패턴을 가지고 정렬되면, 전기장은 상기 정전 패턴의 패턴이 존재하는 영역에만 국부적으로 존재하므로, 박막이 증착되는 개구 영역에는 전기장이 존재하지 않는다. 따라서, 박막은 정전척에 의한 전기장의 영향을 받지 않는다.
상기 정전척이 쌍극 정전척으로 동작하는 경우, 상기 정전 패턴이 서로 인접한 제1 정전 패턴과 제2 정전 패턴을 구비한다. 상기 제1 정전 패턴과 제2 정전 패턴 사이에 고전압이 인가된다. 이 경우, 섀도우 마스크의 패턴이 상기 제1 정전 패턴과 상기 제2 정전 패턴 사이에 존재하는 경우, 전기장의 필드 패턴은 상기 섀도우 마스크에 의하여 왜곡되어, 효율적인 흡입력을 제공하지 못한다. 한편, 섀도우 마스크의 패턴이 상기 정전 패턴과 동일한 경우, 전기장의 필드 패턴은 상기 섀도우 마스크에 의한 왜곡이 최소화될 수 있다.
상기 섀도우 마스크는 증착 물질에 노출되어 오염된다. 오염된 섀도우 마스크는 세정 공정을 통하여 세척된다. 상기 섀도우 마스크는 유전체층에 의하여 코팅될 수 있다. 상기 유전체층은 고유전율 절연 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 유전체층은 Al2O3, HfO2, ZrO2 와 같은 금속 산화막, 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Poly(methyl methacrylate))일 수 있다. 상기 유전체층은 고전압에서 절연 파괴를 유발하지 않는 물질일 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 실시예에 기초하여 설명한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
도 1은 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 개념도이다.
도 2a는 도 1의 기판 처리 장치의 섀도우 마스크 및 정전 패턴 구조체를 설명하는 평면도이다.
도 2b는 도 2a의 A-A'선을 따라 자른 단면도이다.
도 2c는 도 2a의 B-B'선을 따라 자른 단면도이다.
도 2d는 도 2a의 정전 패턴 구조체의 정전 패턴 지지판을 나타내는 평면도이다.
도 1 및 도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 기판처리 장치(100)는 진공 챔버(110a,110b); 상기 진공 챔버(110a,110b) 내에 배치되고 기판(140)을 지지하는 기판 지지부(120); 상기 기판 지지부(120)와 정렬되고 상기 기판 상에 배치되고 도전성 재질의 섀도우 마스크(150); 상기 기판 지지부(120)로부터 탈부착 가능한 정전 패턴 구조체(130); 및 상기 정전 패턴 구조체(130)의 정전 패턴 접속 패드(132)에 직류 전압을 인가하는 직류 전원(170)을 포함한다.
상기 정전 패턴 구조체(130)는, 상기 기판 지지부(120)와 상기 기판(140) 사이에 배치되고, 절연체로 형성된 판 형상인 정전 패턴 지지판(131); 상기 정전 패턴 지지판(131) 상에서 상기 기판을 마주보록 배치되고, 도전성 재질이고, 상기 섀도우 마스크의 마스크 패턴과 동일한 정전 패턴(133); 및 상기 정전 패턴 지지판(131)에 매몰되고 상기 정전 패턴(133)과 전기적으로 연결되는 정전 패턴 접속 패드(132)를 포함한다.
기판지지 장치(101)는 기판을 지지하는 기판 지지부(120); 상기 기판 지지부와 정렬되고 상기 기판 상에 배치되고 도전성 재질의 섀도우 마스크(150); 상기 기판 지지부로부터 탈부착 가능한 정전 패턴 구조체(130); 및 상기 정전 패턴 구조체에 직류 전압을 인가하는 직류 전원(170)을 포함한다. 상기 정전 패턴 구조체(130)는, 상기 기판 지지부와 상기 기판 사이에 배치되고, 절연체로 형성된 판 형상인 정전 패턴 지지판(131); 상기 정전 패턴 지지판 상에서 상기 기판을 마주보록 배치되고, 도전성 재질이고, 상기 섀도우 마스크의 마스크 패턴과 동일한 정전 패턴(133); 및 상기 정전 패턴 지지판에 매몰되고 상기 정전 패턴과 전기적으로 연결되는 정전 패턴 접속 패드(132)를 포함한다.
진공 챔버(110)는 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)의 패시베이션(passivation) 공정, 인캡슐레이션(encapsulation) 공정 등 유기박막 소자 상에 박막 증착 공정을 수행하는 챔버일 수 있다. 또는 상기 진공 챔버(110)는 강유전성이 있는 재료의 박막 증착 공정을 수행할 수 있다. 상기 진공 챔버는 금속 재질으로 직육면체 형상일 수 있다. 상기 진공 챔버(110)는 하부 진공 챔버(110a)와 상기 하부 진공 챔버의 개방된 상부면을 덮는 상부 진공 챔버(110b)를 포함할 수 있다. 상기 상부 진공 챔버(110b)의 하부면에는 턱이 배치될 수 있다. 상기 턱에 턱을 가진 절연 부재(188)가 배치될 수 있다. 상기 절연 부재(188)의 턱에 가스 분배부(160)가 배치될 수 있다. 상기 진공 챔버(110)는 접지될 수 있다. 진공 펌프(186)는 상기 진공 챔버(110)를 배기할 수 있다.
기판(140)은 반도체, 디스플레이스에 사용되는 실리콘 기판, 유리 기판, 또는 플라스틱 기판일 수 있다.
가스 분배부(160)는 증착 공정을 수행하기 위하여 공정 가스를 외부로부터 제공받아 공간적으로 균일하게 분사할 수 있다. 상기 가스 분배부(160)는 상기 절연 부재(188)에 지지되고, 진공 챔버의 내측 상부에 배치될 수 있다.
상기 가스 분배부(160)는 축전 결합 플라즈마를 형성하는 전극으로 동작할 수 있다. 제1 RF 전원(182a)의 출력은 임피던스 매칭 네트워크(182b)를 통하여 상기 가스 분배부(160)에 RF 전력을 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 가스 분배부(160)의 하부면에 축전 결합 플라즈마가 형성될 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 가스 분배부(160)가 플라즈마 전극으로 동작하지 않는 경우, 상기 기판에 열 에너지를 제공할 수 있는 램프와 같은 가열 수단이 상기 진공 챔버의 내측 상부에 배치될 수 있다.
기판 지지부(120)는 기판의 크기 및 형태에 의하여 결정되며, 사각형 기판의 경우에는 사각형이고, 원형 기판의 경우에는 원형일 수 있다. 상기 기판 지지부(120)는 상기 진공 챔버(110)의 내측 하부에 배치될 수 있다.
기판 지지부(120)는 도전체로 형성되고, 상기 정전 패턴 구조체(130), 상기 기판(140), 및 상기 섀도우 마스크(150)를 지지할 수 있다.
상기 기판 지지부(120)는 별도의 제2 RF 전원(184a) 및 제2 임피던스 매칭 네트워크(184b)를 통하여 RF 전력을 공급받아, 상기 진공 챔버(120) 내부에 플라즈마를 형성하거나 기판(140)에 DC 바이어스 전압을 형성할 수 있다.
상기 기판 지지부(120)는 가열블록 및 냉각 블록을 구비하고 설정된 온도를 유지하도록 제어될 수 있다. 이에 따라, 박막 증착 공정이 수행될 수 있다. 상기 기판 지지부(120)는 상부 기판 지지부(120b) 및 하부 기판 지지부(120a)를 포함할 수 있다. 상기 상부 기판 지지부(120b)의 상부면에는 상기 정전 패턴 구조체(130)가 배치될 수 있다. 상기 하부 기판 구조체(120a)는 상기 진공 용기의 외부로 돌출되는 피드스루(feed-through)를 포함할 수 있다.
상기 기판 지지부(120)는 상기 정전 패턴 구조체(130)와 결합하여 정전척으로 동작할 수 있다. 상기 정전 패턴 구조체(130)는 상기 기판 지지부에 탈부착될 수 있다. 상기 섀도우 마스크(150)는 원하지 않는 영역에 박막 증착을 방지하고, 상기 섀도우 마스크(150)의 개구 패턴은 상기 기판에 박막 증착을 제공할 수 있다. 기판에 증착되는 박막은 섀도우 마스크의 패턴에 따라 증착된다. 상기 기판에 세밀한 패턴을 형성하기 위하여, 상기 섀도우 마스크(150)는 상기 기판과 밀착될 필요가 있다. 기판 지지부(120)는 그 중심에 헬륨 유입구(136)를 포함할 수 있다.
상기 정전 패턴 구조체(130)는 상기 섀도우 마스크의 패턴과 동일한 정전 패턴(133)을 구비한다. 플라즈마가 있는 상태에서, 상기 정전 패턴에 직류 전압이 인가되면, 상기 정전 패턴 구조체(130)는 단극(monoploe) 정전척으로 동작한다. 이에 따라, 정전기력은 상기 섀도우 마스크와 기판을 밀착시킨다. 상기 정전 패턴(133)은 상기 섀도우 마스크의 패턴과 동일하므로, 플라즈마에 의하여 대전된 섀도우 마스크(150)와 외부 전압에 인하여 대전된 정전 패턴 사이에 전기장이 발생한다. 서로 정렬된 평행판 축전기로 동작하므로, 상기 전기장은 항상 수직하게 형성된다. 한편, 상기 섀도우 마스크(150)의 개구부에는 전기장이 실질적으로 제거된다. 이에 따라, 증착되는 박막은 외부 전기장에 영향이 거의 없다. 특히, 증착되는 박막이 유전체인 경우, 박막은 유전분극에 의하여 박막 특성이 변형될 수 있으나, 증착되는 영역에는 외부 전기장이 없어 양질의 균일한 특성을 가진 박막을 증착할 수 있다.
종래의 서셉터 또는 정전척를 사용하여 기판과 섀도우 마스크를 밀착하여 박막을 증착하는 경우, 서셉터 또는 정전척에 의하여 형성된 외부 전기장은 유전 분극에 영향을 받는 박막 형성에 영향을 줄 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 이러한 외부 전기장의 영향이 최소화될 수 있다.
상기 섀도우 마스크는 반도체, 디스플레이, 및 태양전지 등의 박막 증착 공정에 사용된다. 상기 섀도우 마스크(150)의 패턴 사이즈는 수십 마이크로미터 이상으로 매우 크며, 상기 섀도우 마스크는 철-니켈의 합금인 인바(Invar)로 제작된다. 상기 섀도우 마스크(150)의 두께는 200 마이크로미터 이하로 구성될 수 있다.
상기 섀도우 마스크(150)는 도전성 재질 섀도우 마스크 패턴(151a) 및 상기 섀도우 마스크 패턴 상에 배치된 절연 패턴(151b)을 포함할 수 있다. 상기 절연 패턴(151b)은 섀도우 마스크 패턴(151a)을 형성하기 위한 베이스 기판으로 기능할 수 있다. 상기 절연 패턴(151b)은 개구 패턴을 형성하지 않는 영역에서 서로 분리된 섀도우 마스크 패턴(151a)을 서로 연결할 수 있다. 섀도우 마스크 패턴(151a)은 서로 분리된 좌측 섀도우 마스크 패턴(150a) 및 우층 섀도우 마스크 패턴(150b)을 포함할 수 있다.
상기 절연 패턴(151b)은 Al2O3, HfO2, ZrO2 와 같은 금속 산화막, 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Poly(methyl methacrylate))일 수 있다.
상기 정전 패턴 구조체(130)는, 상기 기판 지지부와 상기 기판 사이에 배치되고, 절연체로 형성된 판 형상인 정전 패턴 지지판(131); 상기 정전 패턴 지지판(131) 상에서 상기 기판을 마주보록 배치되고, 도전성 재질이고, 상기 섀도우 마스크의 마스크 패턴과 동일한 정전 패턴(133); 및 상기 정전 패턴 지지판에 매몰되고 상기 정전 패턴(133)과 전기적으로 연결되는 정전 패턴 접속 패드(132)를 포함할 수 있다.
상기 정전 패턴 지지판(131)은, 상기 정전 패턴 지지판의 하부면에 제1 방향과 상기 제1 방향에 상기 제1 방향을 가로지는 제2 방향으로 각각 연장되고 서로 교차하는 복수의 트렌치들(138); 및 상기 트렌치에서 상기 정전 패턴 지지판을 관통하여 형성된 복수의 헬륨 출구(137)를 포함할 수 있다. 상기 트렌치들(138)은 상기 기판 지지부의 중심에 배치된 헬륨 유입구(136)를 통하여 헬륨을 제공받을 수 있다.
상기 정전 패턴 지지판(131)은 절연체 필름이고, Al2O3, HfO2, ZrO2 와 같은 금속 산화막, 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Poly(methyl methacrylate))일 수 있다.
상기 정전 패턴 접속 패드(132)는 상기 정전 패턴 지지판(131)에 매몰되어 배치될 수 있다. 상기 정전 패턴 접속 패드(132)는 인쇄회로 기판의 비아(via)와 같은 형상일 수 있다. 상기 정전 패턴 접속 패드(132)는 도전성 물질로 형성되고, 상기 정전 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 정전 패턴 접속 패드(132)의 하부는 기판 지지부에 매설된 배선(123)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 헬륨은 상기 트렌치들(138)을 따라 상기 정전 패턴 지지판(131)의 전 면적으로 골고루 분배된 후, 상기 헬륨 출구(137)를 통하여 정전 패턴(133)의 개구부로 유출된다. 상기 헬륨의 유량을 조절하면, 상기 기판의 온도를 전 면적에 대하여 균일하게 조절할 수 있다. 상기 기판과 상기 정전 패턴 사이에 헬륨을 균일하게 충진하여, 상기 헬륨에 의한 열전달 및 열 흡수에 의하여 상기 기판은 균일하게 가열 또는 냉각된다. 상기 헬륨 출구는 공간적으로 매트릭스 형태로 균일한 간격을 가지도록 배치될 수 있다. 상기 헬륨 출구(137)를 서로 연결하기 위하여 트렌치(138)는 기판의 배치 평면에서 제1 방향 및 제2 방향으로 연장될 수 있다.
한편, 기판이 원형인 경우, 상기 트렌치는 반경 방향 및 방위각 방향으로 형성될 수 있다.
상기 정전 패턴 구조체(130)는 상기 기판 지지부(120)와 탈부착될 수 있다. 상기 섀도우 마스크(150)가 변경되는 경우, 상기 정전 패턴 구조체(130)는 상기 섀도우 마스크와 동일한 패턴을 가지도록 교환될 수 있다. 상기 정전 패턴 구조체의 두께는 5 마이크로미터 내지 5 밀리미터일 수 있다. 바람직하게는 상기 정전 패턴 구조체의 두께는 100 마이크로미터 이하일 수 있다. 상기 정전 패턴의 두께는 1 마이크로미터 내지 200 마이크로미터일 수 있다.
상기 정전 패턴(133)은, 상기 정전 패턴(133)의 상부면 및 측면을 덮도록 배치된 절연층을 더 포함할 수 있다. 상기 절연층은 Al2O3, HfO2, ZrO2 와 같은 금속 산화막, 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Poly(methyl methacrylate))일 수 있다.
상기 정전 패턴(133)은 단극(monople) 정전척의 전극으로 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 기판 상에 플라즈마가 형성된다.
상기 정전 패턴(133)은 서로 이격되어 배치된 제1 정전 패턴(133a) 및 제2 정전 패턴(133b)을 포함할 수 있다. 제1 정전 패턴(133a) 및 제2 정전 패턴(133b)은 정전 패턴 접속 패드를 통하여 상기 직류 전원의 양의 전압에 연결될 수 있다.
상기 기판 지지부(120)는 직류 전원(170)과 상기 정전 전극 구조체(130)를 서로 연결하기 위한 배선(123)을 포함할 수 있다. 상기 배선은 유전체에 의하여 둘러싸여 상기 기판 지지부와 전기적으로 절연될 수 있다. 상기 기판 지지부(120)는 상기 정전 패턴 접속 패드와 전기적 연결을 위하여 스프링과 같은 탄성 부재를 구비할 수 있다.
직류 전원(170)은 수백 볼트 내지 수십 킬로볼트의 전압을 출력할 수 있다. 상기 직류 전원은 진공 챔버의 외부에 배치되고, 상기 기판 지지부의 배선을 통하여 상기 정전 패턴 구조체에 연결된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판지지 장치를 설명하는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 기판지지 장치(201)는 기판을 지지하는 기판 지지부(120); 상기 기판 지지부와 정렬되고 상기 기판 상에 배치되고 도전성 재질의 섀도우 마스크(150); 상기 기판 지지부로부터 탈부착 가능한 정전 패턴 구조체(230); 및 상기 정전 패턴 구조체에 직류 전압을 인가하는 직류 전원(170)을 포함한다. 상기 정전 패턴 구조체(230)는, 상기 기판 지지부와 상기 기판 사이에 배치되고, 절연체로 형성된 판 형상인 정전 패턴 지지판(131); 상기 정전 패턴 지지판 상에서 상기 기판을 마주보록 배치되고, 도전성 재질이고, 상기 섀도우 마스크의 마스크 패턴과 동일한 정전 패턴(233); 및 상기 정전 패턴 지지판에 매몰되고 상기 정전 패턴과 전기적으로 연결되는 정전 패턴 접속 패드(132)를 포함한다.
섀도우 마스크 패턴(251a)은 서로 연결된 좌측 섀도우 마스크 패턴 및 우층 섀도우 마스크 패턴을 포함할 수 있다. 이에 따라, 정전 패턴(233)도 서로 연결된 제1 정전 패턴 및 제2 정전 패턴을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시에에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 개념도이다.
도 5a는 도 4의 기판 처리 장치의 섀도우 마스크 및 정전 패턴 구조체를 설명하는 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 C-C'선을 따라 자른 단면도이다.
도 5c는 도 5a의 D-D'선을 따라 자른 단면도이다.
도 4 및 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 기판처리 장치(300)는 진공 챔버(110); 상기 진공 챔버(110) 내에 배치되고 기판(140)을 지지하는 기판 지지부(120); 상기 기판 지지부(120)와 정렬되고 상기 기판 상에 배치되고 도전성 재질의 섀도우 마스크(150); 상기 기판 지지부(120)로부터 탈부착 가능한 정전 패턴 구조체(330); 및 상기 정전 패턴 구조체(330)의 정전 패턴 접속 패드(332)에 직류 전압을 인가하는 직류 전원(170)을 포함한다.
상기 정전 패턴 구조체(330)는, 상기 기판 지지부(120)와 상기 기판(140) 사이에 배치되고, 절연체로 형성된 판 형상인 정전 패턴 지지판(131); 상기 정전 패턴 지지판(131) 상에서 상기 기판을 마주보록 배치되고, 도전성 재질이고, 상기 섀도우 마스크의 마스크 패턴과 동일한 정전 패턴(333); 및 상기 정전 패턴 지지판(131)에 매몰되고 상기 정전 패턴(133)과 전기적으로 연결되는 정전 패턴 접속 패드(332)를 포함한다.
기판지지 장치(301)는 기판을 지지하는 기판 지지부(120); 상기 기판 지지부와 정렬되고 상기 기판 상에 배치되고 도전성 재질의 섀도우 마스크(150); 상기 기판 지지부로부터 탈부착 가능한 정전 패턴 구조체(330); 및 상기 정전 패턴 구조체에 직류 전압을 인가하는 직류 전원(170)을 포함한다. 상기 정전 패턴 구조체(330)는, 상기 기판 지지부와 상기 기판 사이에 배치되고, 절연체로 형성된 판 형상인 정전 패턴 지지판(131); 상기 정전 패턴 지지판 상에서 상기 기판을 마주보록 배치되고, 도전성 재질이고, 상기 섀도우 마스크의 마스크 패턴과 동일한 정전 패턴(133); 및 상기 정전 패턴 지지판에 매몰되고 상기 정전 패턴과 전기적으로 연결되는 정전 패턴 접속 패드(332)를 포함한다.
상기 섀도우 마스크(150)는 도전성 재질 섀도우 마스크 패턴(151a) 및 상기 섀도우 마스크 패턴 상에 배치된 절연 패턴(151b)을 포함할 수 있다. 상기 절연 패턴(151b)은 섀도우 마스크 패턴(151a)을 형성하기 위한 베이스 기판으로 기능할 수 있다. 상기 절연 패턴(151b)은 개구 패턴을 형성하지 않는 영역에서 서로 분리된 섀도우 마스크 패턴(151a)을 서로 연결할 수 있다. 섀도우 마스크 패턴(151a)은 서로 분리된 좌측 섀도우 마스크 패턴(150a) 및 우층 섀도우 마스크 패턴(150b)을 포함할 수 있다.
상기 정전 패턴 구조체(330)는, 상기 기판 지지부와 상기 기판 사이에 배치되고, 절연체로 형성된 판 형상인 정전 패턴 지지판(131); 상기 정전 패턴 지지판(131) 상에서 상기 기판을 마주보록 배치되고, 도전성 재질이고, 상기 섀도우 마스크의 마스크 패턴과 동일한 정전 패턴(333); 및 상기 정전 패턴 지지판에 매몰되고 상기 정전 패턴(333)과 전기적으로 연결되는 정전 패턴 접속 패드(332)를 포함할 수 있다.
상기 정전 패턴 지지판(131)은, 상기 정전 패턴 지지판의 하부면에 제1 방향과 상기 제1 방향에 상기 제1 방향을 가로지는 제2 방향으로 각각 연장되고 서로 교차하는 복수의 트렌치들(138); 및 상기 트렌치에서 상기 정전 패턴 지지판을 관통하여 형성된 복수의 헬륨 출구(137)를 포함할 수 있다. 상기 트렌치들(138)은 상기 기판 지지부의 중심에 배치된 헬륨 유입구(136)를 통하여 헬륨을 제공받을 수 있다.
상기 정전 패턴(333)은 서로 이격되어 배치된 상기 제1 정전 패턴(333a) 및 제2 정전 패턴(333b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 정전 패턴(333a)은 제1 정전 패턴 접속 패드(332a)를 통하여 상기 직류 전원(170)의 양의 전압이 인가되고, 상기 제2 정전 패턴(333b)은 제2 정전 패턴 접속 패드(332b)를 통하여 상기 직류 전원(170)의 음의 전압이 인가되고, 상기 제1 정전 패턴과 상기 제2 정전 패턴은 쌍극 정전척으로 동작할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110: 진공 챔버
120: 기판 지지부
130: 정전 패턴 구조체
140: 기판
150: 섀도우 마스크
120: 기판 지지부
130: 정전 패턴 구조체
140: 기판
150: 섀도우 마스크
Claims (10)
- 기판을 지지하는 기판 지지부;
상기 기판 지지부와 정렬되고 상기 기판 상에 배치되고 도전성 재질의 섀도우 마스크;
상기 기판 지지부로부터 탈부착 가능한 정전 패턴 구조체; 및
상기 정전 패턴 구조체에 직류 전압을 인가하는 직류 전원을 포함하고,
상기 정전 패턴 구조체는:
상기 기판 지지부와 상기 기판 사이에 배치되고, 절연체로 형성된 판 형상인 정전 패턴 지지판;
상기 정전 패턴 지지판 상에서 상기 기판을 마주보록 배치되고, 도전성 재질이고, 상기 섀도우 마스크의 마스크 패턴과 동일한 정전 패턴; 및
상기 정전 패턴 지지판에 매몰되고 상기 정전 패턴과 전기적으로 연결되는 정전 패턴 접속 패드를 포함하는 기판지지 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 정전 패턴은 서로 이격되어 배치된 제1 정전 패턴 및 제2 정전 패턴을 포함하고,
상기 제1 정전 패턴은 제1 정전 패턴 접속 패드를 통하여 상기 직류 전원의 양의 전압이 인가되고,
상기 제2 정전 패턴은 제2 정전 패턴 접속 패드를 통하여 상기 직류 전원의 음의 전압이 인가되고,
상기 제1 정전 패턴과 상기 제2 정전 패턴은 쌍극 정전척으로 동작하는 것을 특징으로 하는 기판지지 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 정전 패턴 지지판은:
상기 정전 패턴 지지판의 하부면에 제1 방향과 상기 제1 방향에 상기 제1 방향을 가로지는 제2 방향으로 각각 연장되고 서로 교차하는 복수의 트렌치들; 및
상기 트렌치에서 상기 정전 패턴 지지판을 관통하여 형성된 복수의 헬륨 출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판지지 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 정전 패턴은 상기 정전 패턴의 상부면 및 측면을 덮도록 배치된 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판지지 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 직류 전원의 양의 전압은 상기 정전 패턴에 인가되고,
상기 직류 전원의 음의 전압은 접지되고,
상기 정전 패턴은 단극 정전척으로 동작하는 것을 특징으로 하는 기판지지 장치. - 진공 챔버;
상기 진공 챔버 내에 배치되고 기판을 지지하는 기판 지지부;
상기 기판 지지부와 정렬되고 상기 기판 상에 배치되고 도전성 재질의 섀도우 마스크;
상기 기판 지지부로부터 탈부착 가능한 정전 패턴 구조체; 및
상기 정전 패턴 구조체의 상기 접속 패드에 직류 전압을 인가하는 직류 전원을 포함하고,
상기 정전 패턴 구조체는:
상기 기판 지지부와 상기 기판 사이에 배치되고, 절연체로 형성된 판 형상인 정전 패턴 지지판;
상기 정전 패턴 지지판 상에서 상기 기판을 마주보록 배치되고, 도전성 재질이고, 상기 섀도우 마스크의 마스크 패턴과 동일한 정전 패턴;및
상기 정전 패턴 지지판에 매몰되고 상기 정전 패턴과 전기적으로 연결되는 정전 패턴 접속 패드를 포함하는 기판처리 장치. - 제6 항에 있어서,
상기 정전 패턴은 서로 이격되어 배치된 제1 정전 패턴 및 제2 정전 패턴을 포함하고,
상기 제1 정전 패턴은 제1 정전 패턴 접속 패드를 통하여 상기 직류 전원의 양의 전압이 인가되고,
상기 제2 정전 패턴은 제2 정전 패턴 접속 패드를 통하여 상기 직류 전원의 음의 전압이 인가되고,
상기 제1 정전 패턴과 상기 제2 정전 패턴은 쌍극 정전척으로 동작하는 것을 특징으로 하는 기판처리 장치. - 제6 항에 있어서,
상기 정전 패턴 지지판은:
상기 정전 패턴 지지판의 하부면에 제1 방향과 상기 제1 방향에 상기 제1 방향을 가로지는 제2 방향으로 각각 연장되고 서로 교차하는 복수의 트렌치들; 및
상기 트렌치에서 상기 정전 패턴 지지판을 관통하여 형성된 복수의 헬륨 출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리 장치. - 제6 항에 있어서,
상기 정전 패턴은 상기 정전 패턴의 상부면 및 측면을 덮도록 배치된 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리 장치. - 제6 항에 있어서,
상기 직류 전원의 양의 전압은 상기 정전 패턴에 인가되고,
상기 직류 전원의 음의 전압은 접지되고,
상기 정전 패턴은 단극 정전척으로 동작하는 것을 특징으로 하는 기판처리 장치.
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| KR1020160150549A KR102659429B1 (ko) | 2016-11-11 | 2016-11-11 | 기판 지지 장치 및 기판 처리 장치 |
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| KR1020160150549A KR102659429B1 (ko) | 2016-11-11 | 2016-11-11 | 기판 지지 장치 및 기판 처리 장치 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190081169A (ko) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 주식회사 테스 | 정전척 |
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| KR20200069817A (ko) | 2018-12-07 | 2020-06-17 | 캐논 톡키 가부시키가이샤 | 정전척, 정전척 시스템, 성막 장치, 흡착 방법, 성막 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법 |
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- 2016-11-11 KR KR1020160150549A patent/KR102659429B1/ko active IP Right Grant
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