KR20190132099A - 마스크이송장치 - Google Patents

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KR20190132099A
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조생현
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

마스크이송장치가 개시된다. 본 발명의 마스크이송장치는, 소정의 패턴 또는 모양을 이루는 관통공이 구비되고, 챔버 내에서 일측 방향으로 이송되는 마스크; 및 마스크의 일측 단부에 직접 결합되고, 마스크가 챔버 내에서 자기부상될 수 있도록 마스크용 자기부상박스와 인력 또는 척력이 작용하는 제1 마스크마그넷바를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 챔버 내에서 수직상태 또는 수평상태로 이송될 수 있도록 마스크에 제1 마그넷바 및 제2 마그넷바가 결합되도록 함으로써, 마스크이송장치의 가공 및 조립 공차를 최소화할 수 있고 마스크와 기판의 쉐도우(shadow) 문제를 효과적으로 방지하고 증착효율을 향상시킬 수 있는 마스크이송장치를 제공할 수 있게 된다.

Description

마스크이송장치{Mask Carrier Apparatus}
본 발명은 마스크이송장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 진공의 챔버 내에서 소정의 패턴 또는 모양을 가지는 양극, 음극, 유기막, 픽셀 등이 기판상에 형성되도록 하는 마스크를 고정 및 이송하는 마스크이송장치에 관한 것이다.
반도체 및 디스플레이패널 등의 제조공정에서 피처리물인 웨이퍼 또는 기판(예컨대, 유리기판)은 에칭, CVD, 스퍼터링, 이온 주입, 에싱 및/또는 증발증착 등의 다양한 가공과정을 거치게 되는데, 이때 피처리물의 안정적인 고정(clamping)이 필요하며, 이를 위하여 기계적이 클램프 또는 진공척이 사용될 수 있으나, 정전척 또한 널리 사용되고 있다.
정전척(Electrostatic Chuck, ESC)은 전기적으로 다른 전위를 갖는 두 물체간의 정전기력(Electrostatic Force)를 이용한 것이며, 종래의 일반적인 정전척은, 금속 플레이트, 금속 플레이트 상측에서 실리콘 수지 등의 유기 접착제를 매개로 적층되는 유전체층, 유전체층 내부에 형성되는 전극을 포함하는 구조로 이루어진다.
유전체층 내부에 형성된 전극이 하나의 극성을 갖는 형태를 모노폴라 정전척(mono-polar ESC, or unipolar ESC)이라고 하고, 서로 다른 2개의 극성을 갖는 형태를 바이폴라 정전척(Bi-polar ESC)이라고 한다.
OLED 제조용 기판 등을 제조하는 기판처리장치는 기판의 목적 및 종류에 따라 다양한 공정이 수행되며, 이러한 기판처리장치의 내부에는 기판을 이송시키기 위한 기판이송장치가 설치된다.
기판이송장치는 기판이 고정되는 정전척과, 정전척이 고정되는 캐리어와, 이 캐리어를 이송시키는 구동부를 포함하여 이루어진다. 종래, 복수의 구동롤러를 구동부로 사용하는 경우가 있으며, 구동롤러의 회전을 통해 캐리어가 기판이송 방향으로 이송되게 된다.
생산성의 향상을 위해 기판의 크기는 점차 대형화되고 있는데, 이에 따라 캐리어의 크기와 무게 또한 증가되면서 캐리어를 지지하는 구동롤러에 가해지는 하중과 캐리어 이송과정에 발생하는 관성이 증가할 수 있고, 캐리어의 하단과 구동롤러 간에 슬립이 발생할 수 있으며, 이 경우, 캐리어의 정확한 위치제어가 어려울 뿐만 아니라, 캐리어 간에 충돌을 야기할 수 있어 챔버 내부의 파티클 발생 요인이 되고, 나아가 기판표면 처리 품질의 저하를 야기하는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여, 챔버에 마그네틱 가이드를 설치하고 캐리어에 영구자석을 배치하여 캐리어의 상부를 비접촉방식으로 구성하면서 캐리어의 수직을 유지하고 이송롤러를 이용하여 캐리어를 반송하도록 하는 방식이 사용되었다.
증착물질을 증발시켜 박막을 형성하는 증착기는 증착용 기판이 로딩되는 증착챔버와, 증착챔버 내부에 설치되어 기판에 대하여 증착물질을 증착하도록 증착물질을 가열하여 증발시키는 소스를 포함하여, 이에 따라 증착물질이 증발되어 기판표면에 박막 등을 형성하는 기판처리가 이루어진다.
또한 기판처리에서는, 증착 영역만 노출되도록 이루어지는 마스크를 기판 상측에 위치시킨 상태에서 이루어지며, 이에 따라 소정의 패턴을 가지는 양극, 음극, 유기막, 픽셀 등이 기판상에 형성될 수 있게 된다.
OLED 제조용 기판 등을 제조하는 기판처리장치의 내부에는 마스크를 이송시키기 위한 마스크이송장치가 설치되고, 마스크이송장치는 마스크와, 마스크가 고정되는 마스크캐리어와, 이 마스크캐리어를 이송시키는 마스크구동부를 포함하여 이루어진다.
이처럼 마스크는 OLED 증착공정의 준비과정에서 캐리어나 기타 이송장치의 소정의 원점에 놓여지게 되고, 캐리어에 놓여진 마스크가 증착공정의 처리영역으로 이송되게 되는데, 이러한 이송과정 또는 증착과정에서 기판을 상대로 한 마스크의 정렬이 정확히 이루어지지 않으면, 증착공정에서의 불량발생은 불가피하므로, 이를 방지하기 위한 수단 및 방법이 요구된다.
또한, 고해상도에서 가장 중요한 마스크와 기판 간의 쉐도우(Shadow) 문제가 발생될 수 있고, 기판이송장치 및 마스크이송장치의 가공 및 조립 공차로 인하여 고해상도 픽셀의 OLED 기판을 제작하기가 매우 어려운 문제점이 발생할 수 있다.
(0001) 대한민국등록특허 제10-1792771호 (등록일: 2017.10.26) (0002) 대한민국등록특허 제10-1737327호 (등록일: 2017.05.12)
본 발명의 목적은, 마스크이송장치의 가공 및 조립 공차를 최소화할 수 있으며, 마스크와 기판 간의 쉐도우(Shadow) 문제를 방지할 수 있는 마스크이송장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 소정의 패턴 또는 모양을 이루는 관통공이 구비되고, 챔버 내에서 일측 방향으로 이송되는 마스크; 및 상기 마스크의 일측 단부에 직접 결합되고, 상기 마스크가 상기 챔버 내에서 자기부상될 수 있도록 마스크용 자기부상박스와 인력 또는 척력이 작용하는 제1 마스크마그넷바를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크이송장치에 의해 달성된다.
또한 본 발명에 따른 마스크이송장치에서, 상기 마스크는, 상기 관통공이 형성된 마스크시트; 및 상기 마스크시트의 단부가 고정결합되고, 상기 마스크시트보다 강도 또는 강성이 큰 단일의 마스크프레임을 포함하고, 상기 제1 마스크마그넷바는 상기 마스크프레임에 결합될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 마스크이송장치에서, 상기 마스크시트는, 일측 방향으로 긴 스트립형태로 이루어져 양측 단부가 상기 마스크프레임에 결합될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 마스크이송장치에서, 상기 마스크시트는, 직사각형 형태로 이루어져 테두리가 모두 상기 마스크프레임에 결합될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 마스크이송장치에서, 상기 마스크는 상기 챔버 내에서 수직상태로 이송되고, 상기 제1 마스크마그넷바는 상기 마스크의 상단에서 상기 마스크의 이송방향을 따라 형성되고, 상기 마스크가 상기 챔버 내에서 자기력에 의해 이송될 수 있도록, 상기 마스크의 하단에 결합되는 제2 마스크마그넷바를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 따른 마스크이송장치에서, 상기 마스크는 상기 챔버 내에서 수평상태로 이송되고, 상기 제1 마스크마그넷바는 상기 마스크의 이송방향을 기준으로 좌측 또는 우측에서 상기 마스크의 이송방향을 따라 형성되고, 상기 마스크가 상기 챔버 내에서 자기력에 의해 이송될 수 있도록, 상기 제1 마스크마그넷바의 반대쪽에서 상기 마스크의 단부에 결합되는 제2 마스크마그넷바를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 따른 마스크이송장치에서, 상기 마스크의 상측에 결합되고, 상기 챔버에 고정되는 제1 측면마스크마그넷과 인력이 작용하도록 이루어지되, 상기 제1 측면마스크마그넷과 상하로 배열되는 하나 이상의 제1 가이드마스크마그넷; 및 상기 마스크의 하측에 결합되고, 상기 챔버에 고정되는 제2 측면마스크마그넷과 인력이 작용하도록 이루어지되, 상기 제2 측면마스크마그넷과 상하로 배열되는 하나 이상의 제2 가이드마스크마그넷을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 따른 마스크이송장치에서, 상기 제1 마스크마그넷바와 동일한 쪽에서 상기 마스크에 결합되고, 상기 챔버에 고정되는 제1 측면마스크마그넷과 인력이 작용하도록 이루어지되, 상기 제1 측면마스크마그넷과 상하로 배열되는 하나 이상의 제1 가이드마스크마그넷; 및 상기 제2 마스크마그넷바와 동일한 쪽에서 상기 마스크에 결합되고, 상기 챔버에 고정되는 제2 측면마스크마그넷과 인력이 작용하도록 이루어지되, 상기 제2 측면마스크마그넷과 상하로 배열되는 하나 이상의 제2 가이드마스크마그넷을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 챔버 내에서 수직상태 또는 수평상태로 이송될 수 있도록 마스크에 제1 마그넷바 및 제2 마그넷바가 결합되도록 함으로써, 마스크이송장치의 가공 및 조립 공차를 최소화할 수 있고 마스크와 기판의 쉐도우(shadow) 문제를 효과적으로 방지하고 증착효율을 향상시킬 수 있는 마스크이송장치를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 마스크이송장치가 챔버에 투입되는 모습을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크이송장치를 정면에서 바라본 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크이송장치를 정면에서 바라본 도면,
도 4는 본 발명에 따른 마스크이송장치가 챔버 내부에 구비되는 모습을 도시한 단면도,
도 5는 도 4에 도시된 마스크이송장치 및 챔버의 일부 구성들을 확대하여 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크이송장치를 정면에서 바라본 도면,
도 7은 본 발명의 또 따른 실시예에 따른 마스크이송장치가 챔버 내부에 구비되는 모습을 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 마스크이송장치(1), 마스크(10), 기판이송장치(200) 및 기판(S)이 챔버(100)에 투입되는 모습을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크이송장치(1)를 정면에서 바라본 도면이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크이송장치(1)를 정면에서 바라본 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 마스크이송장치(1)가 챔버(100) 내부에 구비되는 모습을 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 마스크이송장치(1) 및 챔버(100)의 일부 구성들을 확대하여 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크이송장치(1)를 정면에서 바라본 도면이다.
도 1 내지 도 7에는, 본 발명에 따른 마스크이송장치(1)의 기술적 특징에 대한 설명의 편의를 위하여, 마스크이송장치(1), 기판이송장치(200), 기판(S), 마스크(10) 및 챔버(100)가 개략적이고 일부가 과장되게 표현되어 있다. 본 발명에 따른 마스크이송장치(1)는, 본 발명에서 설명되는 기술적 특징을 갖는 것으로서, 형상, 모양, 규격 등이 다양하게 이루어질 수 있음은 물론이다.
본 발명에서 설명되는 기판이송장치(200)는 반도체 및 디스플레이패널 등의 제조공정에서 피처리물인 웨이퍼 또는 기판(S)을 고정하고 또한 이동시키도록 이루어지는 것이고, 대면적의 기판(S), 특히, OLED(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이패널을 이루는 대면적 기판(S)을 고정 및 이송하는데 적합한 기판이송장치(200)에 관한 것이다.
본 발명에서 설명되는 기판이송장치(200)는, 피처리물인 기판(S)에 대하여, 에칭, CVD, 스퍼터링, 이온 주입, 에싱 및/또는 증발증착 등의 가공과정인 기판처리공정 또는 그러한 공정의 준비과정에서 기판(S)을 고정 및 이송하도록 이루어지고, 기판이송장치(200)의 일측에 마스크이송장치(1) 및 마스크(10)가 위치할 수 있다. 그리고 이러한 공정을 위한 기판처리장치(2)는 마스크이송장치(1), 기판이송장치(200), 챔버(100) 등을 포함하여 이루어진다.
기판이송장치(200)는 기판(S)과 함께 챔버(100) 내외부로, 또는 챔버(100) 내부에서 이동할 수 있고, 이때 기판(S)은 수평상태(기판(S)의 표면이 X 및 Y와 평행) 또한 수직상태(기판(S)의 표면이 Z와 평행)로 놓여 이동할 수 있다.
마스크이송장치(1)는 마스크(10)와 함께 챔버(100) 내외부로, 또는 챔버(100) 내부에서 이동할 수 있고, 이때 마스크(10)는 수평상태(마스크(1)의 표면이 X 및 Y와 평행) 또한 수직상태(마스크(1)의 표면이 Z와 평행)로 놓여 이동할 수 있다. 챔버(100) 내부에서 기판(S)이 수평상태일 때 마스크(10) 또한 수평상태이고, 기판(S)이 수직상태일 때 마스크(10) 또한 수직상태임은 물론이다.
본 발명에 따른 마스크이송장치(1)는 크게 마스크(10) 및 제1 마스크마그넷바(20)를 포함하여 이루어진다.
마스크(10)에는 소정의 패턴 또는 모양을 이루는 관통공(13)이 구비되고, 마스크(10)는 챔버(100) 내에서 일측 방향으로 이송된다. 챔버(100) 내에서 증발된 증착물질이 이러한 관통공(13)을 통과한 후 기판(S)에 안착됨으로써 기판(S) 상에 소정의 패턴 또는 모양을 가지는 양극, 음극, 유기막, 픽셀 등이 형성되게 된다.
그리고 기판이송장치(캐리어, 200)의 일측면에 기판(S)이 안착 및 고정되고, 기판(S)이 고정된 캐리어(200)는 챔버(100) 내부에서 수직상태 또는 수평상태로 이송된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크이송장치(1)에서 마스크(10)는 진공의 챔버(100) 내부에서 수직상태로 놓여 이동하는데 적합하고, 이에 따라 이하에서는 우선 마스크(10) 및 마스크이송장치(1)가 수직상태로 놓이는 것을 기준으로 설명하도록 한다.
본 발명에서 마스크(10)는 마스크시트(12, 12a, 12b) 및 마스크프레임(11)으로 구분될 수 있다.
마스크시트(12, 12a, 12b)는 상기 관통공(13)이 형성되는 구성이며, 얇은 금속판 형태로 이루어질 수 있고, 또는 금속성의 박막으로 이루어질 수 있다. 마스크시트(12)의 두께는 수㎜에서 수십㎜로 이루어질 수 있고, 또는 수십㎛에서 수백㎛로 이루어질 수 있고, 구체적으로 200㎛로 이루어질 수 있으며, 18㎛의 두께로 이루어질 수 있다.
마스크시트(12)는 통상의 FMM(Fine Metal Mask)로 이루어질 수 있고, 마스크시트(12a)는 일측 방향으로 긴 스트립형태로 이루어질 수 있다. 이때 다수 개의 마스크시트(12a)는 병렬로 배열되어 양측 단부(상하측 단부)가 마스크프레임(11)에 고정결합될 수 있다.(도 2 참조)
마스크시트(12)는 통상의 CMM(Common Metal Mask)으로 이루어질 수 있다. 마스크시트(12b)는 통상의 Open Mask 형태로 이루어질 수 있고, 직사각형 형태로 이루어질 수 있다. 이때 마스크시트(12b)의 4개의 테두리 부분은 모두 마스크프레임(11)에 고정결합될 수 있다.(도 3 참조)
마스크프레임(11)은 사각의 틀 형태로 이루어지고, 마스크시트(12, 12a, 12b)보다 강도 또는 강성이 큰 단일의 소재로 이루어진다. 마스크프레임(11)은 인바(invar, Fe-Ni 합금) 또는 스테인리스강(stainless steel)으로 이루어질 수 있고, 또는 이를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 마스크이송장치(1)는, 챔버(100) 내에서 마스크이송장치(1)의 자기부상 및 이송을 위하여, 제1 마스크마그넷바(20), 제2 마스크마그넷바(30), 제1 가이드마스크마그넷(40) 및 제2 가이드마스크마그넷(50)을 포함하여 이루어진다.
그리고 챔버(100)에는 자기부상박스(110), 선형이동시스템(120)(선형이동장치), 제1 측면마스크마그넷(130) 및 제2 측면마스크마그넷(140)이 구비된다.
챔버(100) 내부에서 기판(S) 앞쪽에 마스크(10)가 구비되며, 챔버(100) 내부에서 기판(S)의 고정 및 이동을 위하여 기판용 자기부상박스(170) 및 기판용 선형이동시스템(180)이 구비될 수 있다. 기판(S)상에 양극, 음극, 유기막, 픽셀 등을 증착함에 있어서 마스크(10)는 기판(S)에 밀착될 수 있다.
본 발명에서의 자기부상박스(110, 170)는 자기부상(magnetic levitation)을 이용한 것으로서 기판이송장치(200) 및 마스크이송장치(1) 각각의 이송에 적합하도록 다양한 형태 및 구조로 이루어질 수 있다.
제1 마스크마그넷바(20)는 마스크(10)가 챔버(100) 내에서 자기부상될 수 있도록 자기부상박스(110)와 인력(引力) 또는 척력(斥力)이 작용하도록 이루어지고, 마스크(10)의 상단 또는 하단에 결합될 수 있다. 특히, 제1 마스크마그넷바(20)는 마스크프레임(11)의 상단 또는 하단에 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 마스크이송장치(1)에서 제1 마스크마그넷바(20)는 마스크(10)의 상단, 특히 마스크프레임(11)의 상단에 결합되는 것이 바람직하고, 영구자석으로 이루어질 수 있으며, 이때 제1 마스크마그넷바(20)의 상측에 위치하는 자기부상박스(110)(Maglev Box)와 인력이 작용하도록 이루어진다.
마스크이송장치(1)가 챔버(100) 내부에서 이동하기 위하여 챔버(100)에는 트랙이 형성되고, 트랙 상에 자기부상박스(110)가 고정결합된다. 트랙 및 자기부상박스(110)는 챔버(100)의 내부에서 상측에 형성되고, 자기부상박스(110)는 마스크이송장치(1)의 이송방향(X)을 따라 반복하여 형성될 수 있다. 각각의 자기부상박스(110)는 전자석으로 이루어질 수 있고, 각각의 자기부상박스(110)는 개별적으로 on/off 제어될 수 있으며, 마스크(10) 및 제1 마스크마그넷바(20)의 이동에 맞게 on/off 제어될 수 있다.
챔버(100) 내부에서 자기부상박스(110)의 자기력을 조정함으로써 자기부상박스(110)와 제1 마스크마그넷바(20)는 서로 일정한 간격(수 밀리미터)을 유지할 수 있고, 또한 마스크이송장치(1)가 이송방향을 따라 이동함에 있어서 각각의 자기부상박스(110)를 개별적으로 제어함으로써 자기부상박스(110)와 제1 마스크마그넷바(20)가 소정의 간격을 유지하면서 마스크이송장치(1)가 이송방향(X)을 따라 이송될 수 있다.
자기부상박스(110)와 인접하여 간격센서(115, gap distance sensors)가 구비될 수 있으며, 간격센서(115)는 자기부상박스(110)와 제1 마스크마그넷바(20)의 일정한 간격이 유지되도록 한다.
본 발명에 따른 마스크이송장치(1)는 제2 마스크마그넷바(30)를 포함하여 이루어질 수 있다. 제2 마스크마그넷바(30)는 영구자석으로 이루어질 수 있고, 마스크(10)의 하단, 특히 마스크프레임(11)의 하단에 결합된다.
그리고 챔버(100)에는 자기력을 갖는 선형이동시스템(120)(Linear Move System, 선형이동장치)이 구비되고, 선형이동시스템(120)은 자기력에 의해 마스크이송장치(1)를 이송방향(X)으로 이송시킨다. 예컨대, 본 발명에서 선형이동시스템(120, 180)은 선형 동기 전동기(Linear Synchronous Motor)를 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 챔버(100)의 선형이동시스템(120) 쪽에 전기자 코일이 형성되고, 이동체인 제2 마스크마그넷바(30)와 동기(同期)한 전력을 전기자 코일에 공급함으로써 이동체인 제2 마스크마그넷바(30)를 이송방향으로 이동시킬 수 있게 된다.
챔버(100) 내부에서 선형이동시스템(120)과 제2 마스크마그넷바(30)는 일정한 간격(수 밀리미터)을 유지할 수 있으며, 선형이동시스템(120)에 의해 제2 마스크마그넷바(30)가 결합된 마스크이송장치(1)가 이송방향(X)으로 이동할 수 있게 된다.
제1 가이드마스크마그넷(40)은 마스크(10)의 상측(마스크프레임(11)의 위쪽 부분)에 결합되고, 챔버(100)에 고정되는 제1 측면마스크마그넷(130)과 인력이 작용하도록 이루어진다.
제1 가이드마스크마그넷(40)과 제1 측면마스크마그넷(130)은 모두 영구자석으로 이루어질 수 있고, 서로 소정의 간격을 유지하며 이격될 수 있고, 제1 가이드마스크마그넷(40)과 제1 측면마스크마그넷(130)는 상하로 배열된다. 제1 가이드마스크마그넷(40)은 제1 측면마스크마그넷(130)의 바로 아래에 위치할 수 있다. 즉, 제1 가이드마스크마그넷(40)이 제1 측면마스크마그넷(130)을 상대로 마스크이송장치(1)의 이송방향(X)에서 좌측 또는 우측(Y)으로 움직이려고 할 때, 제1 가이드마스크마그넷(40)과 제1 측면마스크마그넷(130) 간의 인력에 의하여 이러한 움직임이 저지되고, 마스크이송장치(1)의 이송방향(X)으로 안정되게 이송될 수 있도록 한다.
제2 가이드마스크마그넷(50)은 마스크(10)의 하측(마스크프레임(11)의 아래쪽 부분)에 결합되고, 챔버(100)에 고정되는 제2 측면마스크마그넷(140)과 인력이 작용하도록 이루어진다.
제2 가이드마스크마그넷(50)과 제2 측면마스크마그넷(140)은 모두 영구자석으로 이루어질 수 있고, 서로 소정의 간격을 유지하며 이격되며, 제2 가이드마스크마그넷(50)과 제2 측면마스크마그넷(140)는 상하로 배열된다. 제2 가이드마스크마그넷(50)은 제2 측면마스크마그넷(140)의 바로 위에 위치할 수 있다. 즉, 제2 가이드마스크마그넷(50)이 제2 측면마스크마그넷(140)을 상대로 마스크이송장치(1)의 이송방향(X)에서 좌측 또는 우측(Y)으로 움직이려고 할 때, 제2 가이드마스크마그넷(50)과 제2 측면마스크마그넷(140) 간의 인력에 의하여 이러한 움직임이 저지되고, 마스크이송장치(1)의 이송방향으로 안정되게 이송될 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 마스크이송장치(1)에 의하면, 챔버(100) 내에서 수직상태로 이송될 수 있도록 마스크(10)(마스크프레임(11))에 직접 제1 마스크마그넷바(20) 및 제2 마스크마그넷바(30)가 결합되도록 함으로써, 마스크이송장치(1)의 가공 및 조립 공차를 최소화할 수 있고 마스크(10)와 기판(S)의 쉐도우(shadow) 문제를 효과적으로 방지하고 증착효율을 향상시킬 수 있는 마스크이송장치(1)를 제공할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 또 따른 실시예에 따른 마스크이송장치(1)가 챔버(100) 내부에 구비되는 모습을 도시한 단면도이고, 이하 이를 기초로 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크이송장치(1)에서 기판(S) 및 마스크(10)는 진공의 챔버(100) 내부에서 수평상태로 놓여 이동하는데 적합하다.
이때, 본 발명에 따른 마스크이송장치(1)는, 챔버(100) 내에서 마스크이송장치(1)의 자기부상 및 이송을 위하여, 제1 마스크마그넷바(20), 제2 마스크마그넷바(30), 제1 가이드마스크마그넷(40) 및 제2 가이드마스크마그넷(50)을 포함하여 이루어지고, 이러한 구성들은 상술한 바와 기능적으로 동일하게 이루어질 수 있으며, 다만, 마스크이송장치(1) 및 마스크(10)가 챔버(100) 내부에서 수직상태가 아닌 수평상태로 놓여 이동하는데 적합하도록 이루어진다.
그리고 챔버(100)에는 자기부상박스(110), 선형이동시스템(120)(선형이동장치), 제1 측면마스크마그넷(130) 및 제2 측면마스크마그넷(140)이 구비되고, 이러한 구성들은 상술한 바와 기능적으로 동일하게 이루어질 수 있으며, 다만, 마스크이송장치(1) 및 마스크(10)가 챔버(100) 내부에서 수직상태가 아닌 수평상태로 놓여 이동하는데 적합하도록 이루어진다.
챔버(100) 내부에서 기판(S) 아래쪽 또는 위쪽에 마스크(10)가 구비되며, 챔버(100) 내부에서 기판(S)의 고정 및 이동을 위하여 기판용 자기부상박스 및 기판용 선형이동시스템이 구비될 수 있고, 이러한 구성들은 상술한 바와 기능적으로 동일하게 이루어질 수 있으며, 다만, 기판이송장치, 기판(S) 및 마스크(10)가 챔버(100) 내부에서 수직상태가 아닌 수평상태로 놓여 이동하는데 적합하도록 이루어진다.
제1 마스크마그넷바(20)는 마스크(10)가 챔버(100) 내에서 자기부상될 수 있도록 자기부상박스(110)와 인력 또는 척력이 작용하도록 이루어진다. 마스크(10)의 이동방향(X)을 기준으로 제1 마스크마그넷바(20)는 마스크(10)(마스크프레임(11))의 좌측 단부 또는 우측 단부에 결합될 수 있고, 이하에서는 제1 마스크마그넷바(20)가 마스크(10)(마스크프레임(11))의 좌측 단부에 결합되는 것을 기준으로 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 마스크이송장치(1)에서 제1 마스크마그넷바(20)는 영구자석으로 이루어질 수 있으며, 이때 자기부상박스(110)(Maglev Box)와 인력이 작용하도록 이루어진다.
마스크이송장치(1)가 챔버(100) 내부에서 이동하기 위하여 챔버(100)에는 트랙이 형성되고, 트랙 상에 자기부상박스(110)가 고정결합된다. 제1 마스크마그넷바(20)가 마스크(10)의 좌측에 형성될 때, 트랙 및 자기부상박스(110)는 챔버(100)의 내부에서 좌측에 형성되고, 자기부상박스(110)는 마스크이송장치(1)의 이송방향(X)을 따라 반복하여 형성될 수 있다. 각각의 자기부상박스(110)는 전자석으로 이루어질 수 있고, 각각의 자기부상박스(110)는 개별적으로 on/off 제어될 수 있으며, 마스크(10) 및 제1 마스크마그넷바(20)의 이동에 맞게 on/off 제어될 수 있다.
챔버(100) 내부에서 자기부상박스(110)의 자기력을 조정함으로써 자기부상박스(110)와 제1 마스크마그넷바(20)는 서로 일정한 간격(수 밀리미터)을 유지할 수 있고, 또한 마스크이송장치(1)가 이송방향을 따라 이동함에 있어서 각각의 자기부상박스(110)를 개별적으로 제어함으로써 자기부상박스(110)와 제1 마스크마그넷바(20)가 소정의 간격을 유지하면서 마스크이송장치(1)가 이송방향을 따라 이송될 수 있다.
자기부상박스(110)와 인접하여 간격센서(115, gap distance sensors)가 구비될 수 있으며, 간격센서(115)는 자기부상박스(110)와 제1 마스크마그넷바(20)의 일정한 간격이 유지되도록 한다.
제2 마스크마그넷바(30)는 영구자석으로 이루어질 수 있고, 마스크(10)(마스크프레임(11))의 우측에 결합된다.
그리고 챔버(100)에는 자기력을 갖는 선형이동시스템(120)(Linear Move System, 선형이동장치)이 구비되고, 선형이동시스템(120)은 상술한 바와 동일하게 이루어질 수 있고, 제2 마스크마그넷바(30)를 이송방향(X)으로 이동시킬 수 있게 된다.
챔버(100) 내부에서 선형이동시스템(120)과 제2 마스크마그넷바(30)는 일정한 간격(수 밀리미터)을 유지할 수 있으며, 선행이동시스템에 의해 제2 마스크마그넷바(30)가 결합된 마스크이송장치(1)가 이송방향(X)으로 이동할 수 있게 된다.
제1 가이드마스크마그넷(40)은 마스크(10)의 좌측에 결합되고, 챔버(100)에 고정되는 제1 측면마스크마그넷(130)과 인력이 작용하도록 이루어진다.
제1 가이드마스크마그넷(40)과 제1 측면마스크마그넷(130)은 모두 영구자석으로 이루어질 수 있고, 서로 소정의 간격을 유지하며 이격되며, 제1 가이드마스크마그넷(40)과 제1 측면마스크마그넷(130)는 상하로 배열된다. 제1 가이드마스크마그넷(40)은 제1 측면마스크마그넷(130)의 바로 아래에 위치할 수 있다. 즉, 제1 가이드마스크마그넷(40)이 제1 측면마스크마그넷(130)을 상대로 마스크이송장치(1)의 이송방향(X)에서 좌측 또는 우측(Y)으로 움직이려고 할 때, 제1 가이드마스크마그넷(40)과 제1 측면마스크마그넷(130) 간의 인력에 의하여 이러한 움직임이 저지되고, 마스크이송장치(1)의 이송방향으로 안정되게 이송될 수 있도록 한다.
제2 가이드마스크마그넷(50)은 마스크(10)의 우측에 결합되고, 챔버(100)에 고정되는 제2 측면마스크마그넷(140)과 인력이 작용하도록 이루어진다.
제2 가이드마스크마그넷(50)과 제2 측면마스크마그넷(140)은 모두 영구자석으로 이루어질 수 있고, 서로 소정의 간격을 유지하며 이격되며, 제2 가이드마스크마그넷(50)과 제2 측면마스크마그넷(140)는 상하로 배열된다. 제2 가이드마스크마그넷(50)은 제2 측면마스크마그넷(140)의 바로 위에 위치할 수 있다. 즉, 제2 가이드마스크마그넷(50)이 제2 측면마스크마그넷(140)을 상대로 마스크이송장치(1)의 이송방향(X)에서 좌측 또는 우측(Y)으로 움직이려고 할 때, 제2 가이드마스크마그넷(50)과 제2 측면마스크마그넷(140) 간의 인력에 의하여 이러한 움직임이 저지되고, 마스크이송장치(1)의 이송방향으로 안정되게 이송될 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 마스크이송장치(1)에 의하면, 챔버(100) 내에서 수직상태 또는 수평상태로 이송될 수 있도록 마스크(10)에 제1 마스크마그넷바(20) 및 제2 마스크마그넷바(30)가 결합되도록 함으로써 마스크이송장치(1)의 가공 및 조립 공차를 최소화할 수 있고 마스크(10)와 기판(S)의 쉐도우(shadow) 문제를 효과적으로 방지하고 증착효율을 향상시킬 수 있는 마스크이송장치(1)를 제공할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 마스크이송장치 10 : 마스크
11 : 마스크프레임 12, 12a, 12b : 마스크시트
20 : 제1 마스크마그넷바 30 : 제2 마스크마그넷바
40 : 제1 가이드마스크마그넷 50 : 제2 가이드마스크마그넷
100 : 챔버 110 : 자기부상박스
120 : 선형이동시스템 130 : 제1 측면마스크마그넷
140 : 제2 측면마스크마그넷 200: 기판이송장치
S : 기판

Claims (8)

  1. 소정의 패턴 또는 모양을 이루는 관통공이 구비되고, 챔버 내에서 일측 방향으로 이송되는 마스크; 및
    상기 마스크의 일측 단부에 직접 결합되고, 상기 마스크가 상기 챔버 내에서 자기부상될 수 있도록 마스크용 자기부상박스와 인력 또는 척력이 작용하는 제1 마스크마그넷바를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크이송장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스크는,
    상기 관통공이 형성된 마스크시트; 및
    상기 마스크시트의 단부가 고정결합되고, 상기 마스크시트보다 강도 또는 강성이 큰 단일의 마스크프레임을 포함하고,
    상기 제1 마스크마그넷바는 상기 마스크프레임에 결합되는 것을 특징으로 하는 마스크이송장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마스크시트는, 일측 방향으로 긴 스트립형태로 이루어져 양측 단부가 상기 마스크프레임에 결합되는 것을 특징으로 하는 마스크이송장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 마스크시트는, 직사각형 형태로 이루어져 테두리가 모두 상기 마스크프레임에 결합되는 것을 특징으로 하는 마스크이송장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크는 상기 챔버 내에서 수직상태로 이송되고,
    상기 제1 마스크마그넷바는 상기 마스크의 상단에서 상기 마스크의 이송방향을 따라 형성되고,
    상기 마스크가 상기 챔버 내에서 자기력에 의해 이송될 수 있도록, 상기 마스크의 하단에 결합되는 제2 마스크마그넷바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크이송장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크는 상기 챔버 내에서 수평상태로 이송되고,
    상기 제1 마스크마그넷바는 상기 마스크의 이송방향을 기준으로 좌측 또는 우측에서 상기 마스크의 이송방향을 따라 형성되고,
    상기 마스크가 상기 챔버 내에서 자기력에 의해 이송될 수 있도록, 상기 제1 마스크마그넷바의 반대쪽에서 상기 마스크의 단부에 결합되는 제2 마스크마그넷바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크이송장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 마스크의 상측에 결합되고, 상기 챔버에 고정되는 제1 측면마스크마그넷과 인력이 작용하도록 이루어지되, 상기 제1 측면마스크마그넷과 상하로 배열되는 하나 이상의 제1 가이드마스크마그넷; 및
    상기 마스크의 하측에 결합되고, 상기 챔버에 고정되는 제2 측면마스크마그넷과 인력이 작용하도록 이루어지되, 상기 제2 측면마스크마그넷과 상하로 배열되는 하나 이상의 제2 가이드마스크마그넷을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크이송장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 마스크마그넷바와 동일한 쪽에서 상기 마스크에 결합되고, 상기 챔버에 고정되는 제1 측면마스크마그넷과 인력이 작용하도록 이루어지되, 상기 제1 측면마스크마그넷과 상하로 배열되는 하나 이상의 제1 가이드마스크마그넷; 및
    상기 제2 마스크마그넷바와 동일한 쪽에서 상기 마스크에 결합되고, 상기 챔버에 고정되는 제2 측면마스크마그넷과 인력이 작용하도록 이루어지되, 상기 제2 측면마스크마그넷과 상하로 배열되는 하나 이상의 제2 가이드마스크마그넷을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크이송장치.
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