KR20180066444A - 마스크 합착 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마스크 합착 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마스크를 장착하는 마스크 프레임에 일정 온도의 열을 가하여 마스크를 처지게 한 다음, 기판과의 합착 후에 다시 마스크 프레임을 냉각하여 처진 마스크의 상승력에 의해 마스크와 기판을 확실히 접착할 수 있는 마스크 합착 방법에 관한 것이다.

Description

마스크 합착 방법{Mask attaching method}

본 발명은 마스크 합착 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마스크를 장착하는 마스크 프레임에 일정 온도의 열을 가하여 마스크를 처지게 한 다음, 기판과의 합착 후에 다시 마스크 프레임을 냉각하여 처진 마스크의 상승력에 의해 마스크와 기판을 확실히 접착할 수 있는 마스크 합착 방법에 관한 것이다.

최근 디스플레이 소자로 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel, PDP), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diodes, OLED) 등 평판 표시 소자(Flat Panel Display)가 널리 이용되고 있다.

이러한 평판 표지 소자는 유리기판에 일정 패턴으로 금속층이나 유기층을 증착하는 증착공정 등 일련의 공정을 진행하여 제조된다.

이러한 기판에 증착 물질을 증착시키기 위한 사전 단계로서 기판과 마스크를 합착시키는 합착 과정을 거치는데, 상기 기판과 마스크의 합착 과정은 챔버 내에 기판을 배치하고 일정 패턴이 형성된 마스크(mask)를 기판에 대향하도록 위치시킨 후, 상기 기판과 상기 마스크를 상호 합착시키는 것으로 이루어진다.

이러한 합착 과정 후에는 마스크에 형성된 패턴에 의해 증착 물질이 기판의 일정 영역에만 도포되어 금속층이나 유기층이 증착된다.

그러나, 종래의 기판과 마스크의 합착시에는 기판의 중앙 부분이 약간 처진 상태에 있기 때문에 기판의 저면이 마스크의 상면에 닿아 스크래치 발생되는 등의 문제점이 있었다.

공개특허번호 제10-2016-0068377호(2016년06월15일 공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 마스크를 장착하는 마스크 프레임에 대략 80∼100℃의 온도로 열을 가하여 마스크를 하부로 처지게 한 다음, 기판과의 합착 후에 다시 마스크 프레임을 상온으로 급속 냉각하여 처진 마스크를 원상태로 복원하는 상승력에 의해 마스크와 기판을 견고히 합착할 수 있는 마스크 합착 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 마스크 프레임의 가열에 의해 마스크가 전체적으로 하방향으로 기판에 비해 더 처진 상태가 되어 초기 합착 상태이더라도 기판의 하면과 상기 마스크 사이의 갭이 발생되어 스크래치가 전혀 발생되지 않는 마스크 합착 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 합착 방법은, 기판과 마스크를 합착하는 마스크 합착 방법으로서, 마스크 프레임 상에 마스크의 단부를 결합하는 단계; 상기 마스크 프레임에 일정 온도의 열을 가하여 마스크를 처지게 하는 단계; 상기 처진 마스크를 상기 기판에 대향하여 합착시키는 단계; 및 상기 마스크 프레임을 냉각하여 상기 처진 마스크를 상승시켜 상승력에 의해 상기 마스크와 상기 기판을 접착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 마스크를 처지게 하는 단계에서는 80∼100℃의 열을 상기 마스크 프레임에 가함이 바람직하다.

또한, 상기 마스크 프레임을 냉각하여 처진 마스크를 상승시키는 단계에서는 상온(常溫)의 온도로 상기 마스크 프레임을 급속 냉각시킴이 바람직하다.

또한, 상기 마스크를 처지게 하는 단계에서는, 상기 마스크의 중앙부분이 가장 많이 처진 형태로 오목하게 하방향으로 처지게 됨이 바람직하다.

또한, 상기 처진 마스크를 상기 기판에 대향하여 합착시키는 단계에서는, 상기 기판도 하방향으로 처지는 형태를 이루는 것이 바람직하다.

또한, 상기 처진 마스크를 상기 기판에 대향하여 합착시키는 단계에서는, 상기 기판의 하면과 상기 마스크의 상면 사이에 갭이 발생됨이 바람직하다.

또한, 상기 처진 마스크를 상기 기판에 대향하여 합착시키는 단계에서는, 가압 수단에 의해 상기 기판이 상기 마스크 쪽으로 가압됨이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 마스크 합착 방법에 따르면, 마스크를 장착하는 마스크 프레임에 대략 80∼100℃의 온도로 열을 가하여 마스크를 하부로 처지게 한 다음, 기판과의 합착 후에 다시 마스크 프레임을 상온으로 급속 냉각하여 처진 마스크를 원상태로 복원하는 상승력에 의해 마스크와 기판을 견고하면서 확실하게 합착할 수 있는 효과가 있다.

또한, 마스크 프레임의 가열에 의해 마스크가 전체적으로 하방향으로 기판에 비해 더 처진 상태가 되어 초기 합착 상태이더라도 기판의 하면과 상기 마스크 사이의 갭이 크게 발생되어 스크래치 문제가 발생되지 않는 장점도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 합착을 위한 마스크 합착 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 합착 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 합착 방법을 나타내는 공정도들이다.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

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 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 합착을 위한 마스크 합착 장치의 개략도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 합착을 위한 마스크 합착 장치(100)는, 기판(1)과 마스크(10)를 합착하는 마스크 합착 장치로서, 마스크(10); 상기 마스크(10)의 단부가 결합되는 마스크 프레임(20); 및 상기 기판(1)을 가압하여 상기 기판(1)과 마스크를 합착하는 가압부(30)를 포함하여 이루어진다.

상기 마스크(10)는 챔버 내로 인입된 기판(1)의 상측에 기판(1)과 대향하도록 배치된다. 상기 마스크(10)는 평판 상의 금속 재질로 이루어질 수 있다. 마스크(10)에는 일정한 패턴의 개구부(미도시)가 형성되어 상부에서 하부를 향해 분사된 증착 물질이 상기 개구부를 통해 노출된 기판(1) 중 일부 영역에만 증착되며, 개구부가 형성되지 않은 기판(1) 영역에는 증착 물질이 증착되지 않는다. 이로써 증착 물질이 일정한 패턴으로 기판(1)에 증착된다

마스크 프레임(20)은 마스크(10)의 단부가 결합된다. 마스크 프레임(20)은 평판형의 마스크(10) 둘레에 대응되도록 사각형의 틀 형상일 수 있으며, 마스크(10)의 단부가 마스크 프레임(20)에 결합되어 지지된다.

상기 마스크 프레임(20)은 그 재질이 금속이며, 가열(대략 80∼100℃)을 하게 되면 온도가 상승하면서 분자 간의 거리가 멀어지면서 부피가 팽창함과 아울러, 그 지지력도 약해지고 이에 따라 마스크(10)는 대략 그 중앙부분이 가장 많이 처진 형태로 오목하게 하방향으로 처지게 된다.

반면에, 마스크 프레임(10)의 가열(대략 80∼100℃) 상태에서 급속 냉각(상온(常溫))하게 분자 간의 거리가 좁아지면 부피가 수축함과 아울러, 그 지지력도 상승되어 마스크(10)는 거의 수평적으로 평행한 상태로 복원되어진다.

한편, 마스크 프레임(20)의 하측에는 기판(1)이 삽입되도록 마스크 프레임(20)의 단부를 따라 단차부(21)가 형성될 수 있다. 기판(1)과 마스크(10)의 합착 과정에서 기판(1)과 마스크(10)의 얼라인(Align)이 이루어져야 하는데, 마스크 프레임(20)의 둘레를 따라 형성되는 단차부(21)에 기판(1)이 안착되면서 기판(1)의 측면을 고정하여 마스크 프레임(20)에 결합된 마스크(10)와 기판(1)을 얼라인(Align)시킨다.

상기 가압부(30)는 승하강의 구동에 의해 상기 기판(1)을 가압하여 상기 기판(1)과 마스크를 합착하는 역할을 수행한다. 이러한 가압부(30)는 널리 알려져 있는 기술이므로 추가적인 부연 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 합착 방법을 나타내는 순서도이고, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 합착 방법을 나타내는 공정도들이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 합착 방법은 마스크 프레임 상에 마스크의 단부를 결합하는 단계(S10); 상기 마스크 프레임에 일정 온도의 열을 가하여 마스크를 처지게 하는 단계(S20); 상기 처진 마스크를 상기 기판에 대향하여 합착시키는 단계(S30); 및 상기 마스크 프레임을 냉각하여 상기 처진 마스크를 상승시켜 상기 상승된 마스크와 상기 기판을 접착하는 단계(S40)를 포함하여 이루어진다.

상기 마스크 프레임(20) 상에 마스크(10)의 단부를 결합하는 단계(S10)에서는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 사각틀 형상의 마스크 프레임(20)은 준비한 후, 상기 마스크(10)의 단부가 상기 마스크 프레임(20)에 결합되도록 하여 상기 마스크 프레임(20)상에 상기 마스크(10)가 지지되도록 한다.

이어서, 상기 마스크 프레임(20)에 일정 온도의 열을 가하여 마스크(10)를 처지게 하는 단계(S20)에서는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 마스크 프레임 (20)상에 상기 마스크(10)가 결합되어 지지된 상태에서 히터를 사용하여 대략 80∼100℃의 온도로 가열하게 된다.

이와 같이 마스크 프레임(20)을 가열하게 되면 온도가 상승하면서 분자 간의 거리가 멀어져 마스크 프레임(20)의 부피가 팽창하고 그 지지력도 약해져 상기 마스크(10)는 대략 중앙 부분이 가장 처진 형태로 전체적으로 오목하게 하방향으로 처지게 된다.

계속해서, 상기 처진 마스크(10)를 상기 기판(1)에 대향하여 합착시키는 단계(S30)에서는, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 기판(1)이 상기 처진 마스크(10)가 대향된 상태에서 상기 가압부(30)의 하강 구동에 의해 상호 합착시키게 된다.

이때, 실제로 상기 기판(1)도 전체적으로 그 중앙부분이 가장 많이 처진 형태로 오목하게 하방향으로 처진 상태가 되지만, 본원 발명의 마스크(10)도 상술한 마스크 프레임(20)의 가열에 의해 전체적으로 하방향으로 더 처진 상태가 되어 근접된 상태이더라도 상기 기판(1)의 하면과 상기 마스크(10)의 상면 사이의 갭이 종래와 비교하여 벌어진 상태가 되어 합착 초기에 있어 스크래치 문제가 전혀 발생되지 않게 된다.

최종적으로, 상기 마스크 프레임(20)을 냉각하여 상기 처진 마스크(10)를 상승시켜 상기 상승된 마스크(10)와 상기 기판(1)을 접착하는 단계에서는, 도 3d에 도시된 바와 같이, 마스크 프레임(10)의 가열(대략 80∼100℃) 상태에서 냉각 수단(미도시)을 통해 급속 냉각(상온(常溫))하게 되면, 분자 간의 거리가 좁아지면 부피가 수축함과 아울러, 그 지지력도 상승되어 하방향으로 처진 마스크(10)는 거의 수평적으로 평행한 상태로 복원됨 동시에 처져 있든 상태의 마스크(10)의 상승력에 의해 상기 기판(1)의 하면과 상기 마스크(10)의 상면이 확실하면서도 견고히 접착되어 기판(10과 마스크(10)의 합착 과정이 완료되어지게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 일실시예를 기재한 것이므로, 상기 실시예의 기재에 의하여 본 발명의 기술적 사상이 제한적으로 해석되어서는 아니 된다.

100: 마스크 합착을 위한 마스크 합착 장치
1: 기판
10: 마스크
20: 마스크 프레임
21: 단차부
30: 가압부

Claims (7)

1. 기판과 마스크를 합착하는 마스크 합착 방법으로서,
   마스크 프레임 상에 마스크의 단부를 결합하는 단계;
   상기 마스크 프레임에 일정 온도의 열을 가하여 마스크를 처지게 하는 단계;
   상기 처진 마스크를 상기 기판에 대향하여 합착시키는 단계; 및
   상기 마스크 프레임을 냉각하여 상기 처진 마스크를 상승시켜 상승력에 의해 상기 마스크와 상기 기판을 접착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스크 합착 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 마스크를 처지게 하는 단계에서는 80∼100℃의 열을 상기 마스크 프레임에 가하는 것을 특징으로 하는 마스크 합착 방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 마스크 프레임을 냉각하여 처진 마스크를 상승시키는 단계에서는 상온(常溫)의 온도로 상기 마스크 프레임을 급속 냉각시키는 것을 특징으로 하는 마스크 합착 방법.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 마스크를 처지게 하는 단계에서는, 상기 마스크의 중앙부분이 가장 많이 처진 형태로 오목하게 하방향으로 처지게 되는 것을 특징으로 하는 마스크 합착 방법.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 처진 마스크를 상기 기판에 대향하여 합착시키는 단계에서는, 상기 기판도 하방향으로 처지는 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 마스크 합착 방법.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 처진 마스크를 상기 기판에 대향하여 합착시키는 단계에서는, 상기 기판의 하면과 상기 마스크의 상면 사이에 갭이 발생되는 것을 특징으로 하는 마스크 합착 방법.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 처진 마스크를 상기 기판에 대향하여 합착시키는 단계에서는, 가압 수단에 의해 상기 기판이 상기 마스크 쪽으로 가압되는 것을 특징으로 하는 마스크 합착 방법.
   
   
   
   

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