KR20210118508A - 디스플레이용 기판 증착 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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chuck
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강병두
박민호
강창호
윤형석
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Abstract

디스플레이용 기판 증착 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 디스플레이용 기판 증착 시스템은, 기판에 대한 증착 공정이 수행되는 공정 라인과, 공정 라인에 연결되며 증착 공정에 사용되는 마스크를 자기력을 통해 기판에 합착시켜 척킹하는 마그네틱 척을 공정 라인으로 공급하는 척 리턴 라인과, 공정 라인에 연결되며 마스크를 공정 라인으로 공급하는 마스크 리턴 라인을 포함한다.

Description

디스플레이용 기판 증착 시스템 및 그 방법{Display glass deposition system and methods the same}
본 발명은, 디스플레이용 기판 증착 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 대면적 기판의 증착품질을 높일 수 있는 디스플레이용 기판 증착 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
정보 통신 기술의 비약적인 발전과 시장의 팽창에 따라 디스플레이 소자로 평판표시소자(Flat Panel Display)가 각광 받고 있다.
이러한 평판표시소자에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이장치(Plasma Display Panel), 유기발광다이오드 디스플레이(Organic Light Emitting Diode Display ) 등이 있다.
이 중에서 유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)는, 빠른 응답속도, 기존의 액정표시장치(LCD)보다 낮은 소비 전력, 경량성, 별도의 백라이트(back light) 장치가 필요 없어서 초박형으로 만들 수 있는 점, 고휘도 등의 매우 좋은 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 소자로 각광받고 있다.
유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)는 구동방식에 따라 수동형인 PMOLED와 능동형인 AMOLED로 나눌 수 있다. 특히 AMOLED는 자발광형 디스플레이로서 기존의 디스플레이보다 응답속도가 빠르며, 색감도 자연스럽고 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 또한 AMOLED는 기판이 아닌 필름(Film) 등에 적용하면 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)의 기술을 구현할 수 있게 된다.
이러한 유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)는 애노드와 캐소드 그리고, 애노드와 캐소드 사이에 개재된 유기막들을 포함하고 있다. 여기서, 유기막들은 발광층을 포함한다. 물론, 유기막들은 발광층 이외에도 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층을 더 포함할 수 있다.
한편, 유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)는 패턴(Pattern) 형성 공정, 증착 공정, 에칭 공정, 봉지 공정, 그리고 합착 공정 등을 통해 제품으로 생산될 수 있다.
여기서, 증착공정(Evaporation Process)은 전체 유기발광다이오드 디스플레이(OLED display) 제조공정에 있어서 가장 중요한 공정이다. 이러한 증착공정에서 기판과 마스크는 척킹기구에 척킹된다.
이러한 척킹기구로 점착척 또는 정전척(ESC Chuck) 등이 많이 사용되고 있다. 그런데, 점착척은 기판과 척을 부착시키는 척킹 (Chucking) 시 진공차압을 이용하여 기판의 가장자리 부분을 접촉시키기 때문에 대면적 기판의 경우 기판이 중앙부분이 처지는 현상이 발생하여 평탄도가 저하되는 문제점이 있다.
정전척은 기판의 전면을 척킹하기 때문에 평탄도에 유리하지만 정전척의 크기제한이 있기 때문에 국부적으로 접촉하지 않는 부분에 얼룩이 발생할 수 있는 문제점이 있다. 또한, 정전척은 비상상황으로 전원공급이 되지 않았을 경우 정전척에서 글래스가 낙하할 수 있는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0077382호, (2012.07.10.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 종래에 사용되는 점착척과 정전척을 사용하지 않으면서도 척킹된 기판의 평탄도를 높일 수 있고 기판을 안정적으로 척킹할 수 있는 디스플레이용 기판 증착 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 대한 증착 공정이 수행되는 공정 라인; 상기 공정 라인에 연결되며, 상기 증착 공정에 사용되는 마스크를 자기력을 통해 상기 기판에 합착시켜 척킹(chucking)하는 마그네틱 척을 상기 공정 라인으로 공급하는 척 리턴 라인; 및 상기 공정 라인에 연결되며, 상기 마스크를 상기 공정 라인으로 공급하는 마스크 리턴 라인을 포함하는 디스플레이용 기판 증착 시스템이 제공될 수 있다.
상기 마그네틱 척은, 착자(magnetization)조작과 탈자(demagnetization)조작에 의해 상기 마스크를 척킹 및 디척킹하는 영전자(reversible permanent magnet) 척일 수 있다.
상기 마그네틱 척은, 상부면의 표면에서 상부면 방향으로 삽입용 그루브가 형성되는 척 본체; 및 상기 삽입용 그루브에 삽입되는 영구자석부를 포함할 수 있다.
상기 공정 라인은, 상기 마그네틱 척에 상기 기판을 어태치하는 기판 어태치유닛; 상기 기판이 어태치된 상기 마그네틱 척에 유기막 증착용 마스크를 어태치하는 제1 마스크 어태치유닛; 및 상기 기판에 유기막을 증착시키는 유기막 증착유닛을 포함할 수 있다.
상기 기판 어태치유닛과 상기 제1 마스크 어태치유닛의 사이에 배치되며, 상기 기판이 어태치된 상기 마그네틱 척을 플립(flip)시키는 제1 플립유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 공정 라인은, 상기 유기막 증착용 마스크를 상기 마그네틱 척에서 디태치하는 제1 마스크 디태치유닛; 상기 유기막 증착용 마스크가 디태치된 상기 마그네틱 척에 무기막 증착용 마스크를 어태치하는 제2 마스크 어태치유닛; 상기 기판에 무기막을 증착시키는 무기막 증착유닛; 상기 무기막 증착용 마스크를 상기 마그네틱 척에서 디태치하는 제2 마스크 디태치유닛; 및 상기 마그네틱 척에 상기 기판을 디태치하는 기판 디태치유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 공정 라인은, 상기 제2 마스크 디태치유닛과 상기 기판 디태치유닛의 사이에 배치되며, 상기 무기막 증착용 마스크가 디태치된 상기 마그네틱 척을 플립(flip)시키는 제2 플립유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 마스크 리턴 라인은, 상기 유기막 증착용 마스크가 이송되는 유기막 마스크 리턴 라인; 및 상기 무기막 증착용 마스크가 이송되는 무기막 마스크 리턴 라인을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판에 대한 증착 공정에 사용되는 마스크가 공급되는 마스크 공급단계; 상기 마스크를 자기력을 통해 상기 기판에 합착시켜 척킹하는 마그네틱 척이 공급되는 척 공급 단계; 및 상기 마스크와 합착된 상기 기판에 대한 증착 공정이 수행되는 증착단계를 포함하는 디스플레이용 기판 증착 방법이 제공될 수 있다.
상기 마그네틱 척은 착자(magnetization)조작과 탈자(magnetization)조작에 의해 상기 마스크를 척킹 및 디척킹하는 영전자 척일 수 있다.
상기 증착단계는, 상기 마그네틱 척에 상기 기판을 어태치하는 기판 어태치단계; 상기 마그네틱 척에 유기막 증착용 마스크를 어태치하는 제1 마스크 어태치단계; 및 상기 기판에 유기막을 증착시키는 유기막 증착단계를 포함할 수 있다.
상기 기판이 어태치된 상기 마그네틱 척을 플립(flip)시키는 제1 플립단계를 더 포함할 수 있다.
상기 증착단계는, 상기 유기막 증착용 마스크를 상기 마그네틱 척에서 디태치하는 제1 마스크 디태치단계; 상기 유기막 증착용 마스크가 디태치된 상기 마그네틱 척에 무기막 증착용 마스크를 어태치하는 제2 마스크 어태치단계; 상기 기판에 무기막을 증착시키는 무기막 증착단계; 상기 무기막 증착용 마스크를 상기 마그네틱 척에서 디태치하는 제2 마스크 디태치단계; 및 상기 마그네틱 척에 상기 기판을 디태치하는 기판 디태치단계를 더 포함할 수 있다.
상기 증착단계는, 상기 무기막 증착용 마스크가 디태치된 상기 마그네틱 척을 플립(flip)시키는 제2 플립단계를 더 포함할 수 있다.
상기 마스크 공급단계는, 유기막 증착용 마스크가 이송되는 유기막 마스크 리턴단계; 및 무기막 증착용 마스크가 이송되는 무기막 마스크 리턴단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 기판에 대한 증착 공정이 수행되는 공정 라인과, 증착 공정에 사용되는 마스크를 자기력을 통해 상기 기판에 합착시켜 척킹하는 마그네틱 척을 공정 라인으로 공급하는 척 리턴 라인과, 마스크를 이송하는 공정 라인으로 공급하는 마스크 리턴 라인을 구비함으로써, 종래에 사용되는 점착척과 정전척을 사용하지 않으면서도 척킹된 기판의 평탄도를 높일 수 있고 기판을 안정적으로 척킹할 수 있다.
도 1은 유기막과 무기막이 교대로 10층 증착된 유기전계발광표시장치(OLED, Organic Light Emitting Display)의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이용 기판 증착 시스템이 도시된 도면이다.
도 3은 도 2의 디스플레이용 기판 증착 시스템에 사용되는 마그네틱 척이 도시된 평면도이다.
도 4는 도 3의 마그네틱 척의 단면도이다.
도 5는 도 2의 디스플레이용 기판 증착 시스템에 따른 디스플레이용 기판 증착 방법이 도시된 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 5의 디스플레이용 기판 증착 시스템에 따른 디스플레이용 기판 증착 방법의 동작상태도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 유기막과 무기막이 교대로 10층 증착된 유기전계발광표시장치(OLED, Organic Light Emitting Display)의 개략적인 구조도이다.
이 도면을 참조하면, 유기전계발광표시장치(1, OLED)는 기판과, 기판 상에 적층되는 유기발광소자(3)를 포함할 수 있다.
기판은 유리(glass)로 마련되는 기판일 수 있다. 유기발광소자(3)에 대해 도면참조부호 없이 간략하게 설명하면, 유기발광소자(3)는 양극, 3층의 유기막(홀 수송층, 발광층, 전자 수송층), 음극의 적층 구조를 갖는다. 유기 분자는 에너지를 받으면(자, 여기 상태임), 원래의 상태(기저 상태)로 돌아오려고 하는데, 그때에 받은 에너지를 빛으로서 방출하려는 성질을 가진다.
유기발광소자(3)에서는 전압을 걸면 양극으로부터 주입된 홀(＋)과 음극으로부터 주입된 전자(－)가 발광층 내에서 재결합하게 되고, 이때에 유기 분자를 여기해서 발광한다. 이처럼 전압을 가하면 유기물이 빛을 발하는 특성을 이용하여 디스플레이하는 것이 유기전계발광표시장치(1)인데, 유기발광소자(3) 상의 유기물에 따라 R(Red), G(Green), B(Blue)를 발하는 특성을 이용해 풀 칼라(Full Color)를 구현한다.
한편, 유기발광소자(3)는 대기 중의 기체나 수분에 의해 쉽게 손상될 수 있기 때문에 그 수명 문제가 대두될 수 있게 되었고, 이를 해결하기 위해 도 1처럼 유기막과 무기막을 교대로 다수 층 적층함으로써 기체나 수분의 유입으로부터 유기발광소자(3)를 보호하기에 이르렀다.
도 1에는 총 10층의 유기막과 무기막이 교대로 적층되어 있다. 즉 유기발광소자(3)로부터 제1 유기막, 제1 무기막, 제2 유기막, 제2 무기막 ‥ 제5 유기막, 제5 무기막이 순서대로 또한 층별로 증착되어 있다.
이를 자세히 살펴보면, 제1 무기막이 제1 유기막을 완전히 감싸는 형태로, 이어 제2 유기막이 제1 무기막을 부분적으로 감싸는 형태로, 이어 제2 무기막이 제2 유기막을 완전히 감싸는 형태 등으로 막이 증착되어 있는 것을 알 수 있으며, 이와 같은 증착을 위해 아래와 같은 증착 시스템이 요구된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이용 기판 증착 시스템이 도시된 도면이고, 도 3은 도 2의 디스플레이용 기판 증착 시스템에 사용되는 마그네틱 척이 도시된 평면도이며, 도 4는 도 3의 마그네틱 척의 단면도이고, 도 5는 도 2의 디스플레이용 기판 증착 시스템에 따른 디스플레이용 기판 증착 방법이 도시된 도면이며, 도 6 및 도 7은 도 5의 디스플레이용 기판 증착 시스템에 따른 디스플레이용 기판 증착 방법의 동작상태도이다.
참고로, 본 실시예에 따른 디스플레이용 기판 증착 시스템은 전술한 도 1의 그림에서 첫 번째 층인 제1 유기막과, 두 번째 층인 제1 무기막을 증착하는 시스템일 수 있다. 따라서 도 1처럼 총 10층의 유기막과 무기막이 교대로 적층되려면 도 2와 같은 시스템을 5개 연속해서 사용하거나 도 2의 시스템을 반복적으로 사용하면 된다.
도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 디스플레이용 기판 증착 시스템은, 기판에 대한 증착 공정이 수행되는 공정 라인(110)과, 공정 라인(110)에 연결되며 증착 공정에 사용되는 마스크(M1, M2)를 자기력을 통해 상기 기판에 합착시켜 척킹하는 마그네틱 척(140)을 공정 라인(110)으로 공급하는 척 리턴 라인(120)과, 공정 라인(110)에 연결되며 마스크(M1, M2)를 공정 라인(110)으로 공급하는 마스크 리턴 라인(130)과, 기판이 공급되며 내부를 대기압 상태에서 진공 분위기로 형성하는 로드 락 유닛(LL)과, 로드 락 유닛(LL)과 공정 라인(110)을 연결하며 로드 락 유닛(LL)의 기판을 공정 라인(110)으로 전달하는 제1 로봇유닛(R1)과, 내부를 진공 분위기에서 대기압 상태로 형성하는 언로드 락 유닛(ULL)과, 언로드 락 유닛(ULL)과 공정 라인(110)을 연결하며 공정 라인(110)에서 증착된 기판을 언로드 락 유닛(ULL)으로 전달하는 제2 로봇유닛(R2)을 포함한다.
로드 락 유닛(LL)은 별도의 기판 공급부(미도시)에 연결되어 기판을 공급받는다. 로드 락 유닛(LL)의 내부는 기판 공급부(미도시)로부터 기판을 공급받기 위해 대기압 상태를 유지하다가 기판의 공정 라인(110)으로의 투입을 위해 진공 분위기로 변경된다.
제1 로봇유닛(R1)은 로드 락 유닛(LL)과 공정 라인(110)의 사이에 배치되어 로드 락 유닛(LL)과 공정 라인(110)을 연결한다. 이러한 제1 로봇유닛(R1)의 내부에는 이송 로봇(미도시)이 배치되어 로드 락 유닛(LL)의 내부에 배치된 기판을 공정 라인(110)의 기판 어태치유닛(111)으로 전달한다.
공정 라인(110)에서는 기판에 대한 증착 공정이 수행된다. 본 실시예에서 공정 라인(110)은 인라인(inline)으로 이루어진다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 본 실시예에 따른 디스플레이용 기판 증착 시스템의 공정 라인(110) 상에 순서대로 배치되는 구성들, 즉 기판 어태치유닛(111), 제1 마스크 어태치유닛(112), 제1 플립유닛(F1), 유기막 증착유닛(113), 제1 마스크 디태치유닛(114), 제2 마스크 어태치유닛(115), 무기막 증착유닛(116), 제2 마스크 디태치유닛(117), 제2 플립유닛(F2), 그리고 기판 디태치유닛(118)에 대해 순차적으로 설명한다. 참고로, 공정 라인(110) 상에는 물류의 원활한 이송을 위하여 다수의 버퍼 유닛(buffer unit)이 군데군데 마련된다. 버퍼 유닛에 대해서는 도면 참조부호 없어 영문자(buffer)로 도면에 직접 표기했다.
기판은 마그네틱 척(140)에 의해 마스크(M1, M2)에 합착된 상태에서 공정 라인(110)을 따라 이동된다. 본 실시예에서 마스크(M1, M2)는 철과 같은 자기력에 반응하는 자성 재질로 형성되며 기판은 도 4에 도시된 바와 같이 마그네틱 척(140)과 마스크(M1, M2)의 사이에 배치된다. 이러한 마그네틱 척(140)은 자력으로 마스크(M1, M2)를 당겨 기판과 마스크(M1, M2)를 척킹한다.
본 실시예에서 마그네틱 척(140)은, 착자(magnetization)조작과 탈자(demagnetization)조작에 의해 마스크(M1, M2)를 척킹 및 디척킹하는 영전자(reversible permanent magnet) 척으로 이루어진다.
이러한 마그네틱 척(140)은 평상시에는 영구자석의 성질을 가지고 있어 마스크(M1, M2)를 자기력으로 당기고 있으나, 직류(DC) 전원이 인가된 경우에는 자기력이 제거되어 마스크(M1, M2)를 당기지 않는다.
이러한 마그네틱 척(140)에 의한 척킹 시 마스크(M1, M2)가 기판을 마그네틱 척(140) 방향으로 가압함으로써, 기판의 중앙부분이 처지는 현상이 방지되어 척킹된 기판이 양호한 평탄도를 갖는 이점이 있다. 또한, 본 실시예의 마그네틱 척(140)은 평상시에 영구자석의 성질을 가지고 있으므로, 고장에 의해 마그네틱 척(140)에 전력이 공급되지 않더라도 종래의 정전척과 달리 마스크(M1, M2)를 계속 당겨 기판이 추락되는 문제를 발생시키지 않는다.
이러한 마그네틱 척(140)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부면의 표면에서 상부면 방향으로 삽입용 그루브(141a)가 형성되는 척 본체(141)와, 삽입용 그루브(141a)에 삽입되는 영구자석부(143)를 포함한다.
척 본체(141)의 내부에는 영구자석부(143)의 자기력을 상쇄시킬 수 있는 전자석(미도시)이 배치된다. 이러한 전자석(미도시)은 직류(DC) 전원이 인가 시 자기력을 발산하여 영구자석부(143)의 자기력을 상쇄시켜 제거한다.
또한, 척 본체(141)에는 제1 플립유닛(F1)과 제2 플립유닛(F2)에서의 마그네틱 척(140)의 플립 시 기판을 파지하는 그립퍼부(미도시)가 마련된다. 이러한 그립퍼부(미도시)는 기판의 가장자리 영역을 파지하여 마그네틱 척(140)의 회전과정에서 기판이 마그네틱 척(140)에서 이탈되는 것을 방지한다.
영구자석부(143)는 삽입용 그루브(141a)에 삽입된다. 이러한 영구자석부(143)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 격자 형상으로 마련된다.
한편, 본 실시예의 공정 라인(110)에는 마그네틱 척(140)을 이동시키는 척 이동부(미도시)가 마련된다. 척 이동부(미도시)는 기판이 마그네틱 척(140)에 어태치된 상태에서 기판과 함께 마그네틱 척(140)을 기판 어태치유닛(111)에서 기판 디태치유닛(118)까지 순차적으로 이동시키는 역할을 한다. 본 실시예에서 척 이동부(미도시)는 롤러(roller) 방식으로 적용될 수 있는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되지 않으며 마그네틱 척(140)을 이동시킬 수 있는 다양한 이동기구가 본 발명의 척 이동부(미도시)로 사용될 수 있다.
한편, 기판 어태치유닛(111)은 마그네틱 척(140)에 기판을 어태치한다. 이러한 기판 어태치유닛(111)은 척 리턴 라인(120)에 의해 공정 라인(110)에 공급된 마그네틱 척(140)의 상면에 제1 로봇유닛(R1)으로부터 전달받은 기판을 어태치한다. 기판 어태치유닛(111)에서 기판은 도 6(a)와 도 6(b)에 도시된 바와 같이 마그네틱 척(140)의 상면에 로딩된다. 마그네틱 척(140)은 그립퍼부(미도시)를 통해 기판의 가장자리 영역을 파지한다.
제1 플립유닛(F1)은 기판 어태치유닛(111)과 제1 마스크 어태치유닛(112)의 사이에 배치된다. 이러한 제1 플립유닛(F1)은 도 6(c)에 도시된 바와 같이 기판이 어태치된 마그네틱 척(140)을 플립(flip)시켜 180도 회전시킨다.
제1 마스크 어태치유닛(112)은 기판이 어태치된 마그네틱 척(140)에 유기막 증착용 마스크(M1)를 어태치한다. 이때, 마그네틱 척(140)은 착자(magnetization) 상태로 자력을 유기막 증착용 마스크(M1)에 인가한다.
마그네틱 척(140)에 어태치된 유기막 증착용 마스크(M1)는 마그네틱 척(140)의 자력에 의해 마그네틱 척(140)에 척킹된다.
이때, 도 6(d)에 도시된 바와 같이, 기판은 마그네틱 척(140)과 유기막 증착용 마스크(M1)의 사이에 배치된 상태이므로, 마그네틱 척(140)의 자력에 의해 유기막 증착용 마스크(M1)가 기판을 마그네틱 척(140) 방향으로 가압한다. 이러한 유기막 증착용 마스크(M1)의 가압에 의해 기판의 중앙 부분이 아래로 쳐지지 않고 마그네틱 척(140)에 밀착될 수 있다.
유기막 증착유닛(113)은 유기막 증착용 마스크(M1)가 합착된 기판에 유기막을 증착한다. 유기막 증착유닛(113)에 마련된 증착소스(미도시)에서 방출된 증착물질은 유기막 증착용 마스크(M1)를 통과하여 기판에 증착되어 유기막을 형성한다.
제1 마스크 디태치유닛(114)은 도 7(a)에 도시된 바와 같이 유기막 증착용 마스크(M1)를 마그네틱 척(140)에서 디태치한다. 이때, 마그네틱 척(140)은 탈자(demagnetization) 상태로 변경되어 유기막 증착용 마스크(M1)에 자기력을 인가하지 않는다.
제1 마스크 디태치유닛(114)에서 분리된 유기막 증착용 마스크(M1)는, 후술할 유기막 마스크 리턴 라인(131)에서 세정 및 이송을 거쳐 제1 마스크 어태치유닛(112)으로 전달된다.
한편, 본 실시예에서 디스플레이용 기판 증착 시스템에는 유기막(미도시)을 에칭하는 레이저 에칭유닛(미도시)이 마련될 수 있다. 이러한 레이저 에칭유닛(미도시)은 유기막을 부분적으로 제거하여 에칭 존(etching zone)을 형성한다. 에칭 존은 유기막이 있던 부분이 제거된 영역, 다시 말해 기판의 표면을 가리킨다.
제2 마스크 어태치유닛(115)은 유기막 증착용 마스크(M1)가 디태치된 마그네틱 척(140)에 무기막 증착용 마스크(M2)를 어태치한다.
이때, 마그네틱 척(140)은 착자(magnetization) 상태로 변경되어 자력을 무기막 증착용 마스크(M2)에 인가한다. 마그네틱 척(140)에 어태치된 무기막 증착용 마스크(M2)는 마그네틱 척(140)의 자력에 의해 마그네틱 척(140)에 척킹된다.
이때, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 기판은 마그네틱 척(140)과 무기막 증착용 마스크(M2)의 사이에 배치된 상태이므로, 마그네틱 척(140)의 자력에 의해 무기막 증착용 마스크(M2)가 기판을 마그네틱 척(140) 방향으로 가압한다. 이러한 무기막 증착용 마스크(M2)의 가압에 의해 기판의 중앙 부분이 아래로 쳐지지 않고 마그네틱 척(140)에 밀착될 수 있다.
무기막 증착유닛(116)은 유기막 증착용 마스크(M1)가 합착된 기판에 무기막을 증착한다. 무기막 증착유닛(116)에 마련된 증착소스(미도시)에서 방출된 증착물질은 무기막 증착용 마스크(M2)를 통과하여 기판에 증착되어 무기막을 형성한다.
제2 마스크 디태치유닛(117)은 도 7(c)에 도시된 바와 같이 무기막 증착용 마스크(M2)를 마그네틱 척(140)에서 디태치한다. 이때, 마그네틱 척(140)은 탈자(demagnetization) 상태로 변경되어 무기막 증착용 마스크(M2)에 자기력을 인가하지 않는다.
제2 마스크 디태치유닛(117)에서 분리된 무기막 증착용 마스크(M2)는 후술할 무기막 마스크 리턴 라인(132)에서 세정 및 이송을 거쳐 제2 마스크 어태치유닛(115)으로 전달된다.
제2 플립유닛(F2)은 제2 마스크 디태치유닛(117)과 기판 디태치유닛(118)의 사이에 배치된다, 이러한 제2 플립유닛(F2)은 무기막 증착용 마스크(M2)가 디태치된 마그네틱 척(140)을 도 7(d)에 도시된 바와 같이 플립(flip)시키는 180도 회전시킨다.
기판 디태치유닛(118)은 도 7(e)에 도시된 바와 같이 마그네틱 척(140)에서 기판을 디태치한다. 이러한 기판 디태치유닛(118)은 마그네틱 척(140)의 상면에서 기판을 분리시킨다. 이때, 마그네틱 척(140)의 그립퍼부(미도시)를 기판의 가장자리 영역을 파지 해제한다.
제2 로봇유닛(R2)은 기판 디태치유닛(118)과 언로드 락 유닛(ULL)의 사이에 배치되어 공정 라인(110)과 언로드 락 유닛(ULL)을 연결한다. 이러한 제2 로봇유닛(R2)은 기판 디태치유닛(118)에서 기판이 분리된 마그네틱 척(140)을 언로드 락 유닛(ULL)으로 전달한다.
언로드 락 유닛(ULL)은 별도의 기판 배출부(미도시)에 연결되어 증착 공정이 수행된 기판을 배출한다. 언로드 락 유닛(ULL)의 내부는 공정 라인(110)으로부터 기판을 전달받기 위해 진공 분위기를 유지하다가 기판 배출부로(미도시)로의 기판 배출을 위해 대기압 상태로 변경된다.
한편, 마스크 리턴 라인(130)은 공정 라인(110)에 연결된다. 이러한 마스크 리턴 라인(130)은 마스크(M1, M2)를 공정 라인(110)으로 공급한다. 본 실시예에 따른 마스크 리턴 라인(130)은, 도 2에 도시된 바와 같이 유기막 증착용 마스크(M1)가 이송되는 유기막 마스크 리턴 라인(131)과, 무기막 증착용 마스크(M2)가 이송되는 무기막 마스크 리턴 라인(132)를 포함한다.
유기막 마스크 리턴 라인(131)은 제1 마스크 디태치유닛(114)과 제1 마스크 어태치유닛(112)에 연결된다. 이러한 유기막 마스크 리턴 라인(131)은 제1 마스크 디태치유닛(114)에서 분리된 유기막 증착용 마스크(M1)를 세정 및 이송시켜 제1 마스크 어태치유닛(112)으로 전달한다.
무기막 마스크 리턴 라인(132)는 제2 마스크 디태치유닛(117)과 제2 마스크 어태치유닛(115)에 연결된다. 이러한 무기막 마스크 리턴 라인(132)는 제2 마스크 디태치유닛(117)에서 분리된 무기막 증착용 마스크(M2)를 세정 및 이송시켜 제2 마스크 어태치유닛(115)으로 전달한다.
척 리턴 라인(120)은 마그네틱 척(140)을 공정 라인(110)으로 공급한다. 이러한 척 리턴 라인(120)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판 디태치유닛(118)과 기판 어태치유닛(111)에 연결된다. 척 리턴 라인(120)은 기판 디태치유닛(118)에서 기판이 분리된 마그네틱 척(140)을 이송하여 기판 어태치유닛(111)에 전달한다. 본 실시예에서 미그네틱 척은 다수개로 마련되어 척 리턴 라인(120)을 통해 재사용됨으로써 택타임을 줄일 수 있다.
이하에서 본 실시예에 따른 디스플레이용 기판 증착 시스템에 따른 디스플레이용 기판 증착 방법을 도 2 내지 도 7을 참고하여 설명한다.
본 실시예에 따른 디스플레이용 기판 증착 방법은, 도 5에 도시된 바와 같이 , 기판에 대한 증착 공정에 사용되는 마스크(M1, M2)가 공급되는 마스크 공급단계(S110)와, 마스크(M1, M2)를 기판에 합착시키는 마그네틱 척(140)이 공급되는 척 공급 단계(S120)와, 마스크(M1, M2)와 합착된 기판에 대한 증착 공정이 수행되는 증착단계(S130)를 포함한다.
증착단계(S130)는, 기판 어태치단계(S131), 제1 플립단계(S132), 제1 마스크 어태치단계(S133), 유기막 증착단계(S134), 제1 마스크 디태치단계(S135), 제2 마스크 어태치단계(S136), 무기막 증착단계(S137), 제2 마스크 디태치단계(S138), 제2 플립단계(S139), 그리고 기판 디태치단계(S140)를 포함한다.
기판 어태치단계(S131)에서는, 도 6(a) 및 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 마그네틱 척(140)에 기판이 어태치된다. 이러한 기판 어태치단계(S131)에서는 척 리턴 라인(120)에 의해 기판 어태치유닛(111)에 공급된 마그네틱 척(140)의 상면에 기판이 어태치된다.
제1 플립단계(S132)에서는 기판이 어태치된 마그네틱 척(140)이 플립(flip)된다. 이러한 제1 플립단계(S132)에서는 도 6(c)에 도시된 바와 같이 기판이 어태치된 마그네틱 척(140)이 플립(flip)되어 180도 회전된다.
다음, 제1 마스크 어태치단계(S133)에서는 마그네틱 척(140)에 유기막 증착용 마스크(M1)가 어태치된다. 이때, 마그네틱 척(140)은 착자(magnetization) 상태로 자력을 유기막 증착용 마스크(M1)에 인가한다. 따라서, 마그네틱 척(140)에 어태치된 유기막 증착용 마스크(M1)는 마그네틱 척(140)의 자력에 의해 마그네틱 척(140)에 척킹된다.
이후, 유기막 증착단계(S134)에서는 유기막 증착용 마스크(M1)가 합착된 기판에 유기막이 증착된다.
다음, 제1 마스크 디태치단계(S135)에서는, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 유기막 증착용 마스크(M1)가 마그네틱 척(140)에서 디태치된다. 이때, 마그네틱 척(140)은 탈자(demagnetization) 상태로 변경되어 유기막 증착용 마스크(M1)에 자기력을 인가하지 않는다.
이후, 제2 마스크 어태치단계(S136)에서는 도 7(b)에 도시된 바와 같이 유기막 증착용 마스크(M1)가 디태치된 마그네틱 척(140)에 무기막 증착용 마스크(M2)가 어태치된다.
다음, 무기막 증착단계(S137)에서는 무기막 증착용 마스크(M2)가 합착된 기판에 무기막이 증착된다.
이후, 제2 마스크 디태치단계(S138)에서는 도 7(c)에 도시된 바와 같이 무기막 증착용 마스크(M2)가 마그네틱 척(140)에서 디태치된다. 이때, 마그네틱 척(140)은 탈자(demagnetization) 상태로 변경되어 무기막 증착용 마스크(M2)에 자기력을 인가하지 않는다.
다음, 제2 플립단계(S139)에서는 무기막 증착용 마스크(M2)가 디태치된 마그네틱 척(140)이 플립(flip)된다. 이러한 제1 플립단계(S132)에서는 도 7(d)에 도시된 바와 같이 무기막 증착용 마스크(M2)가 디태치된 마그네틱 척(140)이 플립(flip)되어 180도 회전된다.
이후, 기판 디태치단계(S140)에서는 도 7(e)에 도시된 바와 같이 기판이 마그네틱 척(140)에서 디태치된다.
한편, 마스크 공급단계(S110)에서는 증착 공정에 사용되는 마스크(M1, M2)가 공급된다. 이러한 마스크 공급단계(S110)는, 유기막 증착용 마스크(M1)가 이송되는 유기막 마스크 리턴단계와, 무기막 증착용 마스크(M2)가 이송되는 무기막 마스크 리턴단계를 포함한다.
유기막 마스크 리턴단계에서는 제1 마스크 디태치유닛(114)에서 분리된 유기막 증착용 마스크(M1)가 세정 및 이송되어 제1 마스크 어태치유닛(112)으로 전달된다.
무기막 마스크 리턴단계에서는 제2 마스크 디태치유닛(117)에서 분리된 무기막 증착용 마스크(M2)가 세정 및 이송되어 제2 마스크 어태치유닛(115)으로 전달된다.
척 공급 단계(S120)에서는 기판 디태치유닛(118)에서 기판이 분리된 마그네틱 척(140)이 이송되어 기판 어태치유닛(111)에 전달된다.
이와 같이 본 실시예들에 따른 디스플레이용 기판 증착 시스템은, 기판에 대한 증착 공정이 수행되는 공정 라인(110)과, 증착 공정에 사용되는 마스크(M1, M2)를 자기력을 통해 기판에 합착시켜 척킹하는 마그네틱 척(140)을 공정 라인(110)으로 공급하는 척 리턴 라인(120)과, 마스크(M1, M2)를 이송하는 공정 라인(110)으로 공급하는 마스크 리턴 라인(130)을 구비함으로써, 종래에 사용되는 점착척과 정전척을 사용하지 않으면서도 척킹된 기판의 평탄도를 높일 수 있고 기판을 안정적으로 척킹할 수 있다.
이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.
이와 같이 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 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
110: 공정 라인 111: 기판 어태치유닛
112: 제1 마스크 어태치유닛 113: 유기막 증착유닛
114: 제1 마스크 디태치유닛 115: 제2 마스크 어태치유닛
116: 무기막 증착유닛 117: 제2 마스크 디태치유닛
118: 기판 디태치유닛 120: 척 리턴 라인
130: 마스크 리턴 라인 140: 마그네틱 척
141: 척 본체 141a: 삽입용 그루브
143: 영구자석부 M1: 유기막 증착용 마스크
M2: 무기막 증착용 마스크 F1: 제1 플립유닛
F2: 제2 플립유닛

Claims (15)

  1. 기판에 대한 증착 공정이 수행되는 공정 라인;
    상기 공정 라인에 연결되며, 상기 증착 공정에 사용되는 마스크를 자기력을 통해 상기 기판에 합착시켜 척킹하는 마그네틱 척을 상기 공정 라인으로 공급하는 척 리턴 라인; 및
    상기 공정 라인에 연결되며, 상기 마스크를 상기 공정 라인으로 공급하는 마스크 리턴 라인을 포함하는 디스플레이용 기판 증착 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마그네틱 척은, 착자(magnetization)조작과 탈자(demagnetization)조작에 의해 상기 마스크를 척킹 및 디척킹하는 영전자(reversible permanent magnet) 척인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 기판 증착 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마그네틱 척은,
    상부면의 표면에서 상부면 방향으로 삽입용 그루브가 형성되는 척 본체; 및
    상기 삽입용 그루브에 삽입되는 영구자석부를 포함하는 디스플레이용 기판 증착 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공정 라인은,
    상기 마그네틱 척에 상기 기판을 어태치하는 기판 어태치유닛;
    상기 기판이 어태치된 상기 마그네틱 척에 유기막 증착용 마스크를 어태치하는 제1 마스크 어태치유닛; 및
    상기 기판에 유기막을 증착시키는 유기막 증착유닛을 포함하는 디스플레이용 기판 증착 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기판 어태치유닛과 상기 제1 마스크 어태치유닛의 사이에 배치되며, 상기 기판이 어태치된 상기 마그네틱 척을 플립(flip)시키는 제1 플립유닛을 더 포함하는 디스플레이용 기판 증착 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 공정 라인은,
    상기 유기막 증착용 마스크를 상기 마그네틱 척에서 디태치하는 제1 마스크 디태치유닛;
    상기 유기막 증착용 마스크가 디태치된 상기 마그네틱 척에 무기막 증착용 마스크를 어태치하는 제2 마스크 어태치유닛;
    상기 기판에 무기막을 증착시키는 무기막 증착유닛;
    상기 무기막 증착용 마스크를 상기 마그네틱 척에서 디태치하는 제2 마스크 디태치유닛; 및
    상기 마그네틱 척에 상기 기판을 디태치하는 기판 디태치유닛을 더 포함하는 디스플레이용 기판 증착 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 공정 라인은,
    상기 제2 마스크 디태치유닛과 상기 기판 디태치유닛의 사이에 배치되며, 상기 무기막 증착용 마스크가 디태치된 상기 마그네틱 척을 플립(flip)시키는 제2 플립유닛을 더 포함하는 디스플레이용 기판 증착 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 마스크 리턴 라인은,
    유기막 증착용 마스크가 이송되는 유기막 마스크 리턴 라인; 및
    무기막 증착용 마스크가 이송되는 무기막 마스크 리턴 라인을 포함하는 디스플레이용 기판 증착 시스템.
  9. 기판에 대한 증착 공정에 사용되는 마스크가 공급되는 마스크 공급단계;
    상기 마스크를 자기력을 통해 상기 기판에 합착시켜 척킹하는 마그네틱 척이 공급되는 척 공급 단계; 및
    상기 마스크와 합착된 상기 기판에 대한 증착 공정이 수행되는 증착단계를 포함하는 디스플레이용 기판 증착 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 마그네틱 척은 착자(magnetization)조작과 탈자(magnetization)조작에 의해 상기 마스크를 척킹 및 디척킹하는 영전자 척인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 기판 증착 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 증착단계는,
    상기 마그네틱 척에 상기 기판을 어태치하는 기판 어태치단계;
    상기 마그네틱 척에 유기막 증착용 마스크를 어태치하는 제1 마스크 어태치단계; 및
    상기 기판에 유기막을 증착시키는 유기막 증착단계를 포함하는 디스플레이용 기판 증착 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판이 어태치된 상기 마그네틱 척을 플립(flip)시키는 제1 플립단계를 더 포함하는 디스플레이용 기판 증착 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 증착단계는,
    상기 유기막 증착용 마스크를 상기 마그네틱 척에서 디태치하는 제1 마스크 디태치단계;
    상기 유기막 증착용 마스크가 디태치된 상기 마그네틱 척에 무기막 증착용 마스크를 어태치하는 제2 마스크 어태치단계;
    상기 기판에 무기막을 증착시키는 무기막 증착단계;
    상기 무기막 증착용 마스크를 상기 마그네틱 척에서 디태치하는 제2 마스크 디태치단계; 및
    상기 마그네틱 척에 상기 기판을 디태치하는 기판 디태치단계를 더 포함하는 디스플레이용 기판 증착 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 증착단계는,
    상기 무기막 증착용 마스크가 디태치된 상기 마그네틱 척을 플립(flip)시키는 제2 플립단계를 더 포함하는 디스플레이용 기판 증착 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 마스크 공급단계는,
    상기 유기막 증착용 마스크가 이송되는 유기막 마스크 리턴단계; 및
    상기 무기막 증착용 마스크가 이송되는 무기막 마스크 리턴단계를 포함하는 디스플레이용 기판 증착 방법.
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