KR20230171761A - 기판 홀딩 유닛을 갖는 증착 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 진공 챔버와; 상기 진공 챔버의 내부에 설치되며, 기판을 척킹하여 지지하는 기판 지지부; 및 상기 기판 지지부에 대한 척킹을 위해 상기 기판의 가장자리를 지지하기 위한 기판 홀딩 유닛;을 포함하고, 상기 기판 홀딩 유닛은, 상기 기판 지지부에 지지되는 지지 프레임과; 상기 기판을 지지하는 복수의 지지편을 구비하며, 상기 지지 프레임에 대하여 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되는 기판 홀더; 및 상기 지지 프레임과 상기 기판 홀더의 사이에 설치되며, 상기 기판 홀더의 위치 조절이 가능하도록 상기 기판 홀더를 상기 기판의 내외측으로 구동시키는 기판 홀더 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 증착 장치에 관한 것이다.

Description

기판 홀딩 유닛을 갖는 증착 장치 {Deposition apparatus having glass holding unit}

본 발명은 기판을 기판 지지부에 척킹하기 위해 기판의 가장자리를 지지하기 위한 기판 홀딩 유닛을 구비하는 증착 장치에 관한 것이다.

유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diodes: OLED)는 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 전계 발광 현상을 이용하는 스스로 빛을 내는 자발광소자로서, 비발광소자에 빛을 가하기 위한 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량이고 박형의 평판표시장치를 제조할 수 있다.

유기 발광 소자는, 애노드 및 캐소드 전극을 제외한 나머지 구성층인 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등이 유기 박막으로 되어 있고, 이러한 유기 박막은 진공 증착법 등에 의해 기판 상에 형성될 수 있다.

진공 증착법은 진공 챔버 내에 기판을 배치하고, 일정 패턴이 형성된 마스크를 기판에 정렬시킨 후, 증착 재료가 담겨 있는 증발원에 열을 가하여 증발원에서 증발되는 증착 재료를 기판 상에 증착하는 방식으로 이루어진다.

최근 기판의 대면적화 경향에 따라, 기판의 처짐 방지를 위하여 기판을 정전 척과 같은 흡착 수단에 기판의 전체면을 흡착시킨 상태로 증착 공정을 수행하고 있다. 이와 같은 흡착 수단에 기판을 흡착하기 위하여 진공 챔버 내에 설치된 기판 홀더에 기판을 로딩한 후 흡착 수단을 기판에 근접 이동시켜 기판을 흡착시킨다.

기판 홀더는 기판의 하부에 위치한 증발원에 대하여 기판의 하부면(즉, 증착 대상면)을 노출시킬 수 있도록 기판의 가장자리 부분을 지지하도록 구성되는데, 마스크의 패턴 영역의 면적 등에 따라 기판의 노출 영역을 가변적으로 변경시키거나, 기판의 면적이나 종류에 따라 기판 홀더의 지지 위치를 가변적으로 변경시킬 필요성이 존재한다.

공개특허공보 제10-2015-0144104호 (2015.12.24)

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 마스크의 패턴 영역의 면적, 기판의 면적이나 종류 등에 따라 기판 홀더의 지지 위치를 가변적으로 변경시킬 수 있는 기판 홀딩 유닛이 적용된 증착 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공 챔버와; 상기 진공 챔버의 내부에 설치되며, 기판을 척킹하여 지지하는 기판 지지부; 및 상기 기판 지지부에 대한 척킹을 위해 상기 기판의 가장자리를 지지하기 위한 기판 홀딩 유닛;을 포함하고, 상기 기판 홀딩 유닛은, 상기 기판 지지부에 지지되는 지지 프레임과; 상기 기판을 지지하는 복수의 지지편을 구비하며, 상기 지지 프레임에 대하여 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되는 기판 홀더; 및 상기 지지 프레임과 상기 기판 홀더의 사이에 설치되며, 상기 기판 홀더의 위치 조절이 가능하도록 상기 기판 홀더를 상기 기판의 내외측으로 구동시키는 기판 홀더 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 증착 장치가 개시된다.

또한, 상기 기판 홀더 구동부는, 상기 지지 프레임에 설치된 지지 플레이트 상에 설치된 구동기와; 상기 구동기의 동작에 의해 회전 동작하는 스크류 샤프트; 및 상기 스크류 샤프트 상에 설치되며, 상기 지지 프레임의 외곽을 통해 상기 기판 홀더와 연결되는 연결 브라켓;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 연결 브라켓은, 안내 부재를 통해 상기 지지 플레이트에 직선 이동 가능하게 설치되는 제1 지지부와; 상기 제1 지지부에 연결되며, 상기 지지 프레임의 외곽을 통해 하부 방향으로 연장되는 연장부; 및 상기 연장부와 연결되며, 상기 기판 홀더와 결합되는 제2 지지부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 증착 장치는, 상기 기판 홀더에 대한 상기 기판의 로딩 전, 상기 기판 홀더가 기설정된 위치로 수평 이동하도록 상기 기판 홀더 구동부를 구동시키는 제어부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 기판의 면적 및 종류, 상기 기판과 얼라인되는 마스크의 패턴 영역의 면적 중 적어도 하나에 따라 상기 기판의 지지 영역의 면적이 다르게 설정되고, 상기 제어부는 상기 지지 영역의 면적에 따라 상기 기판 홀더의 지지 위치를 조절하도록 상기 기판 홀더 구동부의 동작을 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 기판 홀더 구동부의 구동을 통해 기판 홀더를 수평 이동시켜 기판을 지지하는 위치를 가변적으로 변경시킬 수 있게 구성함으로써, 마스크의 패턴 영역의 면적, 기판의 면적 및 종류 등이 변경되는 것에 대응 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 기판 홀딩 유닛의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 지지 프레임을 제외한 기판 홀딩 유닛의 확대 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 기판 홀딩 유닛의 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 홀딩 유닛의 작동 상태를 나타낸 도면.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 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.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.

이하, 본 발명에 의한 기판 홀딩 유닛을 갖는 증착 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 증착 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 증착 장치는 진공 챔버(10), 기판 지지부(20) 및 기판 홀딩 유닛(30)을 포함한다.

진공 챔버(10)는 진공 증착 공정을 수행하기 위한 공간을 제공하며, 그 내부는 진공 분위기로 유지된다.

기판 지지부(20)는 진공 챔버(10)의 내부에 설치되며, 기판(1)을 척킹하여 지지한다. 기판 지지부(20)는 정전기력을 이용하여 기판(1)을 고정시키는 정전척(Electrostatic Chuck)을 구비할 수 있고, 그 밖에 다른 방식의 고정척을 구비하는 것도 가능하다. 기판 지지부(20)는 진공 챔버(10)의 상부에 설치된 얼라인 모듈(35)과 연결될 수 있고, 이는 얼라인 축(25)을 통해 연결 가능하다.

기판 홀딩 유닛(30)는 진공 챔버(10)의 내부에 설치되며, 기판 지지부(20)로의 척킹을 위해 기판(1)의 가장자리를 지지하도록 구성된다. 로봇 암 등의 이송 수단을 통해 기판 홀딩 유닛(30)에 기판(1)이 로딩되면, 기판 지지부(20)가 하강 이동하여 기판 지지부(20)에 기판(1)이 흡착된다.

기판 홀딩 유닛(40)의 하부에는 마스크(2)가 설치된 마스크 프레임(3)을 지지하는 마스크 홀더(28)가 설치되며, 이는 진공 챔버(10)의 내부에 지지된다. 기판 지지부(20)에 기판(1)이 흡착 및 고정된 상태에서, 얼라인 모듈(35)의 동작에 의해 기판 지지부(20)가 마스크(2)에 대하여 소정의 방향(예를 들어, x, y, θ 방향 등)으로 상대 이동하여 기판(1)과 마스크(2) 사이의 정렬이 이루어진다. 본 실시예에 따르면, 기판 지지부(20)와 기판 홀딩 유닛(30)은 마스크(2)를 향해 하강 이동한다.

얼라인 완료 후 기판 지지부(20)와 마스크(2)가 상대 이동하여 기판(1)과 마스크(2)가 접촉되고, 기판 지지부(20)에 설치된 마스크 합착 수단(예를 들어, 마그넷 플레이트)의 동작에 의해 기판 지지부(20)에 마스크(2)가 합착된다. 그리고, 진공 챔버(10)의 하부 공간에 설치된 증발원(10)의 동작에 의해 증발된 증착 재료는 마스크(2)의 패턴을 통과하여 기판(1)의 하면에 증착되게 된다.

도 2는 도 1에 도시된 기판 홀딩 유닛의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 지지 프레임을 제외한 기판 홀딩 유닛의 확대 사시도이다. 그리고, 도 4는 도 2에 도시된 기판 홀딩 유닛의 단면도이다.

도 2 내지 4를 참조하면, 기판 홀딩 유닛(30)은 지지 프레임(40), 기판 홀더(50) 및 기판 홀더 구동부(60)를 포함한다.

지지 프레임(40)은 기판 지지부(20)에 지지되며, 기판 지지부(20)의 승강 동작에 따라 그와 함께 이동하도록 구성될 수 있다. 지지 프레임(40)은 그 내측에 기판 지지부(20)가 배치될 수 있도록 개구된 형태를 가질 수 있으며, 다각형 프레임(예를 들어, 4각 프레임)의 형태를 가질 수 있다. 지지 프레임(40)은 고정 수단이나 체결 수단 등에 의해 기판 지지부(20)에 고정되거나 체결될 수 있다.

기판 홀더(50)는 기판(1)을 지지하는 복수의 지지편(51)을 구비하며, 지지 프레임(40)에 대하여 수평 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 기판 홀더(50)는 지지 프레임(40)의 마주하는 양 사이드에 설치되어, 지지편(51)이 기판(1)의 양측 테두리를 지지하도록 구성될 수 있다.

본 실시예의 경우 지지 프레임(40)의 장변부 양측에 기판 홀더(50)가 설치된 구성을 예시하고 있다. 또한, 지지 프레임(50)의 장변부 양측에는 지지편(53)이 구비된 보조 기판 홀더(52)가 각각 구비될 수 있다.

기판 홀더 구동부(60)는 지지 프레임(40)과 기판 홀더(50)의 사이에 설치되며, 기판 홀더(50)의 위치 조절이 가능하도록 기판 홀더(50)을 기판(1)의 내외측으로 구동시키도록 구성된다. 기판 홀더 구동부(60)는 지지 프레임(40) 상에 복수개로 설치될 수 있으며, 본 실시예의 경우 지지 프레임(40)의 각 장변부에 2개의 기판 홀더 구동부(60)에 설치된 구성을 예시하고 있다.

기판 홀더 구동부(60)는 구동기(61), 스크류 샤프트(62) 및 연결 브라켓(63)을 포함할 수 있다.

구동기(61)는 지지 프레임(40)에 설치된 지지 플레이트(41) 상에 설치된다. 지지 플레이트(41)는 지지 프레임(40)의 상부에 지지 프레임(40)의 상면과 일정 간격 이격되도록 설치될 수 있다. 지지 플레이트(41)에는 구동기(61)의 고정을 위한 고정판(71)이 설치될 있다.

스크류 샤프트(62)는 구동기(61)의 동작에 따라 회전 동작하도록 구성된다. 지지 플레이트(41)에는 스크류 샤프트(62)를 지지하는 지지 부재(69, 70)가 설치될 수 있으며, 지지 부재(69, 70)에는 스크류 샤프트(62)를 회전 가능하게 지지하는 베어링이 설치될 수 있다.

연결 브라켓(63)은 스크류 샤프트(62) 상에 설치되며, 지지 프레임(40)의 외곽을 통해 기판 홀더(50)와 연결되게 구성된다.

연결 브라켓(63)은 제1 지지부(64), 연장부(65) 및 제2 지지부(66)를 포함할 수 있다.

제1 지지부(64)는 안내 부재(67)를 통해 스크류 샤프트(62)에 직선 이동 가능하게 설치된다. 안내 부재(67)는 스크류 샤프트(62)에 나사 결합되어 스크류 샤프트(62)의 회전에 따라 스크류 샤프트(62)의 길이 방향으로 이동할 수 있게 구성되며, 안내 부재(67)의 하부에 제1 지지부(64)가 연결될 수 있다. 제1 지지부(64)는 지지 프레임(40)과 지지 플레이트(41) 사이의 공간에서 직선 이동하도록 구성될 수 있다.

연장부(65)는 제1 지지부(54)에 연결되며, 지지 프레임(40)의 외곽을 통해 하부 방향으로 연장되도록 구성된다. 그리고, 제2 지지부(66)는 연장부(65)와 연결되며, 기판 홀더(50)와 결합된다. 제2 지지부(66)는 연장부(65)와 체결 수단을 통해 연결되거나, 연장부(65)와 일체로 형성될 수 있다.

기판 홀더 구동부(60)의 작동 과정에 대하여 설명하면, 구동기(61)의 작동에 따라 스크류 샤프트(62)가 회전 동작하며, 그에 따라 안내 부재(67)가 스크류 샤프트(62)의 길이 방향으로 이동하여 그에 연결된 연결 브라켓(63)이 이동하게 된다. 그에 따라 연결 브라켓(63)과 연결된 기판 홀더(50)가 직선 이동하게 되어 지지편(51)의 위치가 변경되게 된다. 구동기(61)의 작동 방향, 즉, 스크류 샤프트(62)의 회전 방향에 따라 기판 홀더(50)을 기판(1)의 내측 또는 외측으로 이동시킬 수 있다.

기판 홀더 구동부(60), 구체적으로 구동기(61)에는 제어 신호를 인가하기 위한 제어부가 연결되며, 제어부의 제어를 통해 기판 홀더(50)의 위치를 원하는 위치로 조정할 수 있다. 기판(1)의 면적 및 종류, 마스크(2)의 패턴 영역의 면적 등에 따른 공정 레시피에 따라 기판 홀더(50)의 위치를 미리 설정할 수 있으며, 기판 홀더(50)에 대한 기판(1)의 로딩 전, 제어부는 기설정된 레시피에 따라 기판 홀더(50)가 기설정된 위치로 수평 이동하도록 기판 홀더 구동부(60)를 구동시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 홀딩 유닛의 작동 상태를 나타낸 도면이다.

앞서 설명한 바와 같이, 기판(1)의 면적 및 종류, 마스크(2)의 패턴 영역의 면적 등에 따라 기판의 지지 영역의 면적이 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 5에서 예시된 것처럼, 기판(1)의 지지 영역(A, A')의 면적을 다르게 설정함에 따라 기판(1)의 유효 증착 영역(B, B')을 다르게 설정할 수 있다. 도 5의 (b)의 경우, (a)의 기판(1)의 지지 영역(A)보다 지지 영역(A')의 면적을 좁게 설정하였으며, 이에 따라 (a)의 유효 증착 영역(B)보다 유효 증착 영역(B')의 면적을 더 넓게 설정할 수 있다.

제어부는 지지 영역의 면적(A, A')에 따라 설정된 기판 홀더(50)의 지지 위치를 조절하도록 기판 홀더 구동부(60)의 동작을 제어하게 된다.

상기에서는 본 발명의 특정의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 진공 챔버 20: 기판 지지부
30: 기판 홀딩 유닛 40: 지지 프레임
50: 기판 홀더 51: 지지편
60: 기판 홀더 구동부 61: 구동기
62: 스크류 샤프트 63: 연결 브라켓
64: 제1 지지부 65: 연장부
66: 제2 지지부

Claims (5)

1. 진공 챔버;
   상기 진공 챔버의 내부에 설치되며, 기판을 척킹하여 지지하는 기판 지지부; 및
   상기 기판 지지부에 대한 척킹을 위해 상기 기판의 가장자리를 지지하기 위한 기판 홀딩 유닛;을 포함하고,
   상기 기판 홀딩 유닛은,
   상기 기판 지지부에 지지되는 지지 프레임;
   상기 기판을 지지하는 복수의 지지편을 구비하며, 상기 지지 프레임에 대하여 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되는 기판 홀더; 및
   상기 지지 프레임과 상기 기판 홀더의 사이에 설치되며, 상기 기판 홀더의 위치 조절이 가능하도록 상기 기판 홀더를 상기 기판의 내외측으로 구동시키는 기판 홀더 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 증착 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 기판 홀더 구동부는,
   상기 지지 프레임에 설치된 지지 플레이트 상에 설치된 구동기;
   상기 구동기의 동작에 의해 회전 동작하는 스크류 샤프트; 및
   상기 스크류 샤프트 상에 설치되며, 상기 지지 프레임의 외곽을 통해 상기 기판 홀더와 연결되는 연결 브라켓;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 증착 장치.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 연결 브라켓은,
   안내 부재를 통해 상기 지지 플레이트에 직선 이동 가능하게 설치되는 제1 지지부;
   상기 제1 지지부에 연결되며, 상기 지지 프레임의 외곽을 통해 하부 방향으로 연장되는 연장부; 및
   상기 연장부와 연결되며, 상기 기판 홀더와 결합되는 제2 지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 증착 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 기판 홀더에 대한 상기 기판의 로딩 전, 상기 기판 홀더가 기설정된 위치로 수평 이동하도록 상기 기판 홀더 구동부를 구동시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 증착 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 기판의 면적 및 종류, 상기 기판과 얼라인되는 마스크의 패턴 영역의 면적 중 적어도 하나에 따라 상기 기판의 지지 영역의 면적이 다르게 설정되고,
   상기 제어부는 상기 지지 영역의 면적에 따라 상기 기판 홀더의 지지 위치를 조절하도록 상기 기판 홀더 구동부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는, 증착 장치.
   

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