KR20240035659A - 스테이지 유닛, 이를 포함하는 증착 설비, 및 표시 패널 제조 방법 - Google Patents

스테이지 유닛, 이를 포함하는 증착 설비, 및 표시 패널 제조 방법 Download PDF

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Abstract

스테이지 유닛은 안착면을 제공하고 상기 안착면을 관통하는 개구가 정의된 스테이지, 개구의 하 측에 배치되고 스테이지에 결합된 제1 지지 유닛, 상기 구의 하 측에 배치되고 스테이지에 결합되며 제1 지지 유닛으로부터 평면상에서 이격된 제2 지지 유닛, 및 제1 지지 유닛에 의해 지지되는 평탄도 측정 유닛을 포함하고, 제1 지지 유닛 및 제2 지지 유닛 각각은 안착면과 교차하는 지지면을 제공하고, 상기 1 지지 유닛의 지지면과 제2 지지 유닛의 지지면은 개구와 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동 가능하다.

Description

스테이지 유닛, 이를 포함하는 증착 설비, 및 표시 패널 제조 방법{STAGE UNIT, DEPOSITION APPARATUS INCLUDING THE SAME, AND METHOD OF MANUFACTURING DISPLAY PANEL}
본 발명은 스테이지 유닛, 이를 포함하는 증착 설비, 및 표시 패널 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 수직 증착용 스테이지 유닛, 이를 포함하는 증착 설비, 및 표시 패널 제조 방법에 관한 것이다.
텔레비전, 휴대전화, 태블릿 컴퓨터, 네비게이션, 게임기 등과 같은 표시 장치들은 영상을 표시하기 위한 표시 패널을 포함할 수 있다. 표시 패널은 복수의 화소들을 포함할 수 있다. 화소들 각각은 트랜지스터와 같은 구동 소자 및 유기발광 다이오드와 같은 표시 소자를 포함할 수 있다. 표시 소자는 기판 상에 전극 및 발광 패턴을 증착하여 형성될 수 있다.
발광 패턴은 증착 개구부가 정의된 마스크를 이용하여 소정의 영역에 형성될 수 있다. 최근에는 표시 패널의 생산 수율 향상을 위해, 대면적 마스크를 이용한 증착 공정 기술이 개발되고 있다. 그러나, 증착 장치 내에서 마스크가 설계된 위치에 정렬되지 못하는 경우, 발광 패턴의 형성 위치 정확성이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 대상물에 평탄화된 지지면을 제공하는 스테이지 유닛, 및 이를 포함하는 증착 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 증착 정확도가 개선된 제조 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 유닛은 안착면을 제공하고 상기 안착면을 관통하는 개구가 정의된 스테이지, 상기 개구의 하 측에 배치되고 상기 스테이지에 결합된 제1 지지 유닛, 상기 개구의 하 측에 배치되고 상기 스테이지에 결합되며 상기 제1 지지 유닛으로부터 평면상에서 이격된 제2 지지 유닛, 및 상기 제1 지지 유닛에 의해 지지되는 평탄도 측정 유닛을 포함하고, 상기 제1 지지 유닛 및 상기 제2 지지 유닛 각각은 상기 안착면과 교차하는 지지면을 제공하고, 상기 제1 지지 유닛의 지지면과 상기 제2 지지 유닛의 지지면은 상기 개구와 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동 가능하다.
상기 안착면과 중력 방향의 각도는 실질적으로 평행할 수 있다.
상기 제1 지지 유닛의 지지면과 상기 제2 지지 유닛의 지지면의 이동 방향은 중력 방향과 실질적으로 평행할 수 있다.
상기 제1 지지 유닛은, 상기 지지면 중 제1 지지면을 제공하는 제1 지지바, 상기 지지면 중 제2 지지면을 제공하고 상기 제1 지지바로부터 제1 방향에서 이격된 제2 지지바, 상기 제1 지지바와 상기 제2 지지바를 연결하는 링크바를 포함하고, 상기 평탄도 측정 유닛은 상기 링크바에 접촉할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 유닛은 상기 제1 지지바와 상기 링크바의 일 측을 관통하여 연결된 제1 힌지, 및 상기 제2 지지바와 상기 링크바의 타 측을 관통하여 연결된 제2 힌지를 더 포함하고, 상기 제1 지지 유닛의 지지면과 상기 제2 지지 유닛의 지지면이 이동할 때, 상기 제1 힌지의 위치는 고정되고 상기 제2 힌지의 위치는 변경될 수 있다.
상기 제1 지지면과 상기 제2 지지면은 동일 평면을 정의하거나 다른 평면을 정의할 수 있다.
상기 제2 지지 유닛은, 상기 제1 지지바와 상기 제2 지지바 사이에 배치된 복수의 블록들을 포함하고, 상기 블록들 각각은 상기 지지면을 정의하는 제3 지지면을 제공할 수 있다.
상기 블록들 각각은 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 서로 독립적으로 이동 가능하고, 상기 제3 지지면들은 서로 동일한 평면을 정의하거나 다른 평면을 정의할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 유닛은 상기 제3 지지면들과 상기 제1 및 제2 지지면들의 평탄도를 제어하는 추가 평탄도 측정 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 유닛은 상기 하부 지지 유닛과 연결된 무선 통신 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 유닛은 내부 공간을 제공하는 챔버, 상기 내부 공간에 수용되어 증착물을 제공하는 증착 유닛, 제1 방향 및 제2 방향에 의해 정의되는 평면과 평행한 안착면을 제공하고, 상기 안착면 중 일부를 관통하는 개구가 정의된 스테이지, 상기 안착면 상에 상기 개구와 중첩하도록 배치되고, 복수의 개구부들이 정의된 마스크 유닛, 상기 개구의 하 측에 배치되어 상기 스테이지에 결합되고, 상기 마스크 유닛을 지지하는 하부 지지 유닛, 및 상기 안착면과 마주하는 전면을 포함하고 상기 마스크 유닛 및 상기 스테이지를 사이에 두고 상기 증착 유닛으로부터 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 교차하는 제3 방향을 따라 이격된 기판을 포함하고, 상기 하부 지지 유닛은, 상기 마스크 유닛 중 상기 제1 방향을 따라 연장된 일 측면과 접촉하는 지지면을 제공하는 지지 유닛, 및 상기 지지 유닛에 배치된 평탄도 측정 유닛을 포함하고, 상기 지지면은 상기 평탄도 측정 유닛과 연결되어 상기 제2 방향을 따라 이동된다.
상기 내부 공간은 진공 상태일 수 있다.
상기 마스크 유닛은, 상기 스테이지의 개구와 중첩하는 개구가 정의된 마스크 프레임, 및 상기 마스크 프레임의 개구와 중첩하여 배치되고 각각에 상기 복수의 개구들이 정의된 복수의 마스크들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 유닛은 상기 하부 지지 유닛에 연결된 통신 모듈을 더 포함하고, 상기 통신 모듈은 상기 챔버 외부와 통신 가능할 수 있다.
상기 지지면은, 상기 마스크 유닛의 상기 일 측면의 일 단을 지지하는 제1 지지면, 상기 마스크 유닛의 상기 일 측면의 타 단을 지지하는 제2 지지면, 및 상기 제1 지지면과 상기 제2 지지면 사이에 배치되고 상기 제1 방향을 따라 이격되어 배열된 복수의 제3 지지면들을 포함하고, 상기 제1 내지 제3 지지면들 각각은 서로 독립적으로 제어될 수 있다.
상기 평탄도 측정 유닛은 상기 제1 지지면과 상기 제2 지지면 사이의 평탄도를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널 제조 방법은 안착면을 제공하는 스테이지와 지지면을 제공하는 하부 지지 유닛을 포함하는 스테이지 유닛을 제공하는 단계, 상기 지지면이 평탄화되는 기준 위치를 설정하는 단계, 상기 안착면에 대상물을 제공하는 단계, 및 상기 대상물을 지지하는 지지면이 상기 기준 위치와 대응되도록 상기 하부 지지 유닛을 정렬하는 단계를 포함하고, 상기 지지면은 상기 안착면과 교차하고, 상기 기준 위치를 설정하는 단계는 평탄도 측정 유닛을 이용한다.
상기 지지면은 중력 방향에 교차할 수 있다.
상기 지지면은 복수로 제공되고, 상기 하부 지지 유닛을 정렬하는 단계에서 상기 지지면들 각각의 위치는 중력 방향을 따라 독립적으로 이동될 수 있다.
상기 기준 위치를 설정하는 단계는 대기 상태에서 수행될 수 있다.
상기 하부 지지 유닛을 정렬하는 단계는 진공 상태에서 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 수직으로 안착되는 대상물에 대해 평탄화된 지지면을 용이하게 제공할 수 있다. 이에 따라, 표시 패널 제조 공정 시 증착 정확도가 향상될 수 있다. 또한, 대상물의 하중 집중을 완화시킬 수 있고, 진공 상태에서도 지지면의 평탄화를 용이하게 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 분해 사시도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 지지 유닛의 동작을 도시한 평면도들이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 지지 유닛의 동작을 도시한 평면도들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 공정을 도시한 블록도이다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 공정을 도시한 평면도들이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 공정을 도시한 평면도들이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 공정을 도시한 블록도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 공정을 도시한 평면도들이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널 제조 공정을 도시한 블록도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 공정을 도시한 평면도들이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널 제조 공정을 도시한 평면도들이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널 제조 방법을 도시한 블록도이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의될 수 있다.
"포함하다" 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, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다. 후술할 본 발명의 일 실시예의 따른 증착 장치(ED, 도 2 참조)는 표시 패널(DP)에 포함되는 기능층들 중 적어도 일부를 형성하는데 사용될 수 있다. 도 1은 증착 장치(ED, 도 2 참조)를 이용하여 제조되는 표시 패널(DP)의 단면을 예시적으로 도시하였다.
본 실시예에서 표시 패널(DP)은 발광형 표시 패널일 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(DP)은 유기 발광 표시 패널, 무기 발광 표시 패널, 또는 퀀텀닷(quantum dot) 발광 표시 패널일 수 있다. 유기 발광 표시 패널의 발광층은 유기 발광 물질을 포함할 수 있고, 무기 발광 표시 패널의 발광층은 무기 발광 물질을 포함할 수 있다. 퀀텀닷 발광 표시 패널의 발광층은 퀀텀닷 및 퀀텀로드 등을 포함할 수 있다. 이하, 표시 패널(DP)은 유기 발광 표시 패널로 설명된다.
표시 패널(DP)은 복수의 화소들을 포함할 수 있다. 화소들 각각은 적어도 하나의 트랜지스터(T1) 및 발광 소자(OL)를 포함할 수 있다. 도 1은 표시 패널(DP)의 화소들 중 하나의 트랜지스터(T1) 및 발광 소자(OL)가 배치된 영역을 예시적으로 도시하였다. 도 1을 참조하면, 표시 패널(DP)은 베이스층(BL), 회로 소자층(DP-CL), 표시 소자층(DP-OL), 및 봉지층(TFL)을 포함할 수 있다.
베이스층(BL)은 회로 소자층(DP-CL)이 배치되는 베이스 면을 제공할 수 있다. 베이스층(BL)은 합성 수지층을 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)의 제조시에 이용되는 지지 기판 상에 합성 수지층을 형성한 후, 합성 수지층 상에 도전층 및 절연층 등을 형성할 수 있다. 그 후, 지지 기판이 제거될 수 있고, 지지 기판이 제거된 합성 수지층은 베이스층(BL)에 대응할 수 있다.
베이스층(BL)의 상면에 적어도 하나의 무기층이 배치될 수 있다. 무기층은 배리어층 및/또는 버퍼층을 구성할 수 있다. 도 1은 베이스층(BL) 상에 배치된 버퍼층(BFL)을 예시적으로 도시하였다. 버퍼층(BFL)은 베이스층(BL)과 회로 소자층(DP-CL)의 반도체 패턴 사이의 결합력을 향상 시킬 수 있다.
회로 소자층(DP-CL)은 버퍼층(BFL) 상에 배치될 수 있다. 회로 소자층(DP-CL)은 적어도 하나의 절연층과 회로 소자를 포함할 수 있다. 회로 소자는 신호 라인, 화소의 구동 회로 등을 포함할 수 있다. 코팅, 증착 등에 의한 절연층, 반도체층, 및 도전층 형성 공정과 포토리소그래피에 의한 절연층, 반도체층, 및 도전층의 패터닝 공정을 통해 회로 소자층(DP-CL)이 형성될 수 있다.
본 실시예에서 회로 소자층(DP-CL)은 트랜지스터(T1), 연결 신호 라인(SCL), 연결 전극들(CNE1, CNE2), 및 복수의 절연층들(10~60)을 포함할 수 있다. 복수의 절연층들(10~60)은 버퍼층(BFL) 상에 순차적으로 적층된 제1 내지 제6 절연층들(10~60)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제6 절연층들(10~60) 각각은 무기층 및 유기층 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
트랜지스터(T1)는 소스 영역(Sa), 액티브 영역(Aa), 및 드레인 영역(Da)을 포함하는 반도체 패턴과 게이트 전극(Ga)을 포함할 수 있다. 트랜지스터(T1)의 반도체 패턴은 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 반도체 패턴은 비정질 실리콘 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다.
반도체 패턴은 전도성에 따라 복수의 영역들로 구분될 수 있다. 예를 들어, 반도체 패턴은 도핑 여부 또는 금속 산화물 환원 여부에 따라 전기적 성질이 달라질 수 있다. 반도체 패턴 중 전도성이 큰 영역은 전극 또는 신호 라인 역할을 할 수 있고, 이는 트랜지스터(TR)의 소스 영역(Sa) 및 드레인 영역(Da)에 해당할 수 있다. 비-도핑되거나 비-환원되어 상대적으로 전도성이 작은 영역은 트랜지스터(TR)의 액티브 영역(Aa)(또는 채널 영역)에 해당할 수 있다.
연결 신호 라인(SCL)은 반도체 패턴으로부터 형성될 수 있고, 트랜지스터(T1)의 소스 영역(Sa), 액티브 영역(Aa), 및 드레인 영역(Da)과 동일 층 상에 배치 될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 신호 라인(SCL)은 평면 상에서 트랜지스터(T1)의 드레인 영역(Da)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 절연층(10)은 회로 소자층(DP-CL)의 반도체 패턴을 커버할 수 있다. 게이트 전극(Ga)은 제1 절연층(10) 상에 배치될 수 있다. 게이트 전극(Ga)은 평면 상에서 액티브 영역(Aa)에 중첩할 수 있다. 게이트 전극(Ga)은 반도체 패턴을 도핑하는 공정에서 마스크로써 기능할 수 있다. 상부 전극(UE)은 제2 절연층(20) 상에 배치될 수 있다. 상부 전극(UE)은 평면 상에서 게이트 전극(Ga)에 중첩할 수 있다.
제1 연결 전극(CNE1) 및 제2 연결 전극(CNE2)은 트랜지스터(T1)와 발광 소자(OL) 사이에 배치되어 트랜지스터(T1)와 발광 소자(OL)를 전기적으로 연결 시킬 수 있다. 제1 연결 전극(CNE1)은 제3 절연층(30) 상에 배치되어 제1 내지 제3 절연층(10~30)을 관통하는 컨택홀(CNT-1)을 통해 연결 신호 라인(SCL)에 접속 할 수 있다. 제2 연결 전극(CNE2)은 제5 절연층(50) 상에 배치되어 제4 및 제5 절연층들(40, 50)을 관통하는 컨택홀(CNT-2)을 통해 제1 연결 전극(CNE1)에 접속 할 수 있다.
표시 소자층(DP-OL)은 회로 소자층(DP-CL) 상에 배치될 수 있다. 표시 소자층(DP-OL)은 발광 소자(OL) 및 화소 정의막(PDL)을 포함할 수 있다. 발광 소자(OL)는 제1 전극(AE), 제2 전극(CE), 및 제1 전극(AE)과 제2 전극(CE) 사이에 배치된 중간층을 포함할 수 있다. 중간층은 적어도 하나의 유기층을 포함할 수 있으며, 본 실시예에서 중간층은 정공 제어층(HCL), 발광층(EML), 및 전자 제어층(ECL)을 포함하는 것으로 도시되었다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 중간층은 정공 제어층(HCL), 발광층(EML), 및 전자 제어층(ECL) 외에 추가층을 더 포함하거나, 정공 제어층(HCL), 발광층(EML), 및 전자 제어층(ECL) 중 적어도 어느 하나의 층이 생략될 수도 있으며 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
제1 전극(AE) 및 화소 정의막(PDL)은 제6 절연층(60) 상에 배치될 수 있다. 제1 전극(AE)은 제6 절연층(60)을 관통하는 컨택홀(CNT-3)을 통해 제2 연결 전극(CNE2)에 접속 할 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 제1 전극(AE)의 적어도 일 부분을 노출시키는 발광 개구부(OP-PX)가 정의될 수 있고, 발광 개구부(OP-PX)에 의해 노출된 제1 전극(AE)의 일 부분은 발광 영역(PXA)에 대응될 수 있다. 비발광 영역(NPXA)은 발광 영역(PXA)을 에워쌀 수 있다.
정공 제어층(HCL) 및 전자 제어층(ECL)은 발광 영역(PXA) 및 비발광 영역(NPXA)에 공통으로 배치될 수 있다. 발광층(EML)은 발광 개구부(OP-PX)에 대응하도록 패턴 형태로 형성될 수 있다. 패턴 형태의 발광층(EML)은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치(ED, 도 2 참조)를 이용해 형성될 수 있다.
막 형태의 정공 제어층(HCL) 및 전자 제어층(ECL) 대비 발광층(EML)은 다른 방식으로 증착될 수 있다. 예를 들어, 정공 제어층(HCL)과 전자 제어층(ECL)은 오픈 마스크로 지칭되는 마스크를 이용하여 화소들에 공통으로 형성될 수 있다. 발광층(EML)은 FMM(fine metal mask)로 지칭되는 마스크를 이용하여 화소들에 따라 다르게 형성될 수 있다.
봉지층(TFL)은 복수의 박막들을 포함할 수 있다. 일 실시예의 봉지층(TFL)은 순차적으로 적층된 제1 내지 제3 박막들(EN1, EN2, EN3)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 박막들(EN1, EN2, EN3) 각각은 무기막 및 유기막 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 무기막은 수분 및/또는 산소로부터 발광 소자(OL)를 보호할 수 있다. 유기막은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 발광 소자(OL)를 보호할 수 있다. 그러나, 발광 소자(OL)를 보호하거나 출광 효율을 향상 시킬 수 있다면, 봉지층(TFL)의 구성은 도시된 것에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 단면도이다. 도 2를 참조하면, 증착 장치(ED)는 챔버(CB), 증착 부재(EP), 고정 부재(PP), 마스크(MK), 마스크 프레임(MF), 스테이지(ST), 하부 지지 유닛(BS)을 포함할 수 있다. 증착 장치(ED)는 인 라인 시스템을 구현하기 위한 추가 기계 장치를 더 포함할 수 있다.
챔버(CB)는 내부 공간을 제공할 수 있고, 챔버(CB)의 내부 공간에는 증착 부재(EP), 고정 부재(PP), 마스크(MK), 마스크 프레임(MF), 스테이지 유닛(STU)이 배치될 수 있다. 챔버(CB)는 밀폐된 공간을 제공하며, 증착 조건을 진공으로 설정할 수 있다. 챔버(CB)는 적어도 하나의 게이트를 구비할 수 있고, 게이트를 통해서 챔버(CB)가 개폐될 수 있다. 스테이지 유닛(STU), 마스크(MK), 마스크 프레임(MF), 및 기판(SUB)은 챔버(CB)에 구비된 게이트를 통하여 출입할 수 있다.
챔버(CB)는 바닥면(BP), 천장면, 및 측벽들을 포함할 수 있다. 챔버(CB)의 바닥면(BP)은 제1 방향(DR1) 및 제3 방향(DR3)이 정의하는 면과 평행할 수 있고, 챔버(CB)의 바닥면(BP)의 법선 방향은 제2 방향(DR2)에 평행할 수 있다. 본 명세서에서 “평면 상에서”는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 면과 평행한 면을 기준으로 설정된다.
고정 부재(PP)는 챔버(CB)의 내측에 배치되어 기판(SUB)을 마스크(MK) 상에 고정 시킬 수 있다. 고정 부재(PP)는 마스크(MK)를 홀딩하는 지그 또는 로봇암을 포함할 수 있다. 고정 부재(PP)는 마스크(MK)와 기판(SUB)을 밀착시키기 위한 자성체들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 자성체들은 자기력을 발생시켜 마스크(MK)를 고정 시킬 수 있고, 마스크(MK)와 고정 부재(PP) 사이에 배치된 기판(SUB)을 마스크(MK)와 밀착 시킬 수 있다.
기판(SUB)은 증착 물질이 증착되는 가공 대상물일 수 있다. 기판(SUB)은 지지 기판 및 지지 기판 상에 배치된 합성 수지층을 포함할 수 있다. 표시 패널의 제조 공정 후반부에서 지지 기판은 제거될 수 있고, 상기 합성 수지층은 도 1의 베이스층(BL)에 대응될 수 있다. 증착 공정을 통해 형성하는 구성에 따라, 기판(SUB)은 베이스층(BL, 도 1 참조) 및 베이스층(BL, 도 1 참조) 상에 형성된 표시 패널(DP, 도 1 참조)의 일부 구성들을 포함할 수 있다.
증착 부재(EP)는 챔버(CB) 내측에 고정 부재(PP)와 마주하며 배치될 수 있다. 증착 부재(EP)는 증착 물질(EM)을 수용하는 공간 및 적어도 하나 이상의 노즐(NZ)을 포함할 수 있다. 증착 물질(EM)은 승화 또는 기화가 가능한 무기물, 금속, 또는 유기물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 증착 물질(EM)은 발광층(EML, 도 1 참조)을 형성하기 위한 유기 발광 물질을 포함할 수 있다. 그러나, 증착 물질(EM)이 상기 예에 제한되는 것은 아니다. 승화 또는 기화된 증착 물질(EM)은 노즐(NZ)을 통해 기판(SUB)을 향해 분사될 수 있다. 증착 물질(EM)은 마스크(MK)를 통과하여 소정의 패턴으로 기판(SUB)에 증착될 수 있다.
스테이지 유닛(STU)은 스테이지(ST)와 하부 지지 유닛(BS)을 포함할 수 있다. 스테이지(ST)는 증착 부재(EP)와 고정 부재(PP) 사이에 배치될 수 있다. 스테이지(ST)는 마스크 프레임(MF)의 배면을 지지하며, 증착 부재(EP)로부터 기판(SUB)으로 공급되는 증착 물질(EM)의 이동 경로 외측에 배치될 수 있다.
스테이지(ST)는 마스크 프레임(MF)이 안착되는 안착면(STS) 및 이에 대향되는 배면(S2)을 포함할 수 있다. 스테이지(ST)의 안착면(STS)은 챔버(CB)의 바닥면(BP)에 대해 경사지게 제공될 수 있다. 예를 들어, 스테이지(ST)의 안착면(STS)은 챔버(CB)의 바닥면(BP)에 실질적으로 수직하게 제공될 수 있다. 이에 따라, 스테이지(ST)의 안착면(STS) 상에 배치되는 마스크 프레임(MF) 및 마스크(MK) 각각의 배면들은 챔버(CB)의 바닥면(BP)에 실질적으로 수직하게 제공되어 증착 공정이 진행될 수 있다. 이에 따라, 대면적을 갖는 마스크(MK)가 중력에 의해 처짐이 발생하는 것이 방지될 수 있고, 증착 신뢰성이 향상될 수 있다.
그러나, 이에 한정되지 않고, 일 실시예에 따라 스테이지(ST)의 안착면(STS)은 챔버(CB)의 바닥면(BP)에 대해 약간, 예를 들어 약 70도 이상 기울어지게 제공될 수도 있다. 본 발명에 따르면, 스테이지(ST)의 안착면(STS)은 챔버의 바닥면(BP)에 대해 평행하지 않도록 제공됨으로써, 중력에 따른 마스크(MK)의 쳐짐이 방지되고, 챔버의 바닥면(BP)을 기판(SUB)의 면적 이하로 설계할 수 있어, 챔버(CB)가 차지하는 면적이 감소될 수 있다.
마스크(MK)는 증착 영역을 정의하는 증착 개구부들을 포함할 수 있다. 마스크 프레임(MF)은 마스크(MK)에 결합되어 마스크(MK)를 지지할 수 있다. 마스크 프레임(MF)은 마스크(MK)와 마주하는 상면, 상기 상면에 대향되며 스테이지(ST)의 안착면(STS)과 마주하는 배면, 및 상면과 배면을 연결하는 측면들을 포함할 수 있다. 마스크 프레임(MF)은 마스크(MK)의 증착 개구부들에 중첩하는 개구부(OP-MF)를 정의하는 복수의 부분들을 포함할 수 있다. 즉, 마스크 프레임(MF)은 평면 상에서 개구부(OP-MF)를 둘러싸는 프레임(Frame) 형상을 가질 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
하부 지지 유닛(BS)은 스테이지(ST)에 연결되어, 마스크 프레임(MF)을 지지할 수 있다. 하부 지지 유닛(BS)은 제2 방향(DR2)에서 마스크 프레임(MF)의 일 측면(SS1)과 마주하며, 마스크 프레임(MF)의 일 측면(SS1)을 지지할 수 있다. 본 실시예에서, 하부 지지 유닛(BS)에 의해 지지되는 마스크 프레임(MF)의 일 측면(SS1)은 챔버(CB)의 바닥면(BP)과 마주할 수 있다. 본 실시예에서, 바닥면(BP)과 마스크 프레임(MF)의 일 측면(SS1)은 평행할 수 있다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 바닥면(BP)과 마스크 프레임(MF)의 일 측면(SS1)은 소정의 경사를 가질 수도 있다. 마스크 프레임(MF)은 중력 방향과 나란한 방향으로 인가되는 지지력에 의해 마스크 프레임(MF)의 일 측면(SS1)이 지지될 수 있는 각도로 배치될 수 있다. 즉, 하부 지지 유닛(BS)은 챔버(CB) 내에서 실질적으로 수직하게 안착된 마스크 프레임(MF)을 지지할 수 있다. 하부 지지 유닛(BS)은 제2 방향(DR2)에 나란한 방향을 따라 이동할 수 있고, 이에 따라, 하부 지지 유닛(BS)에 의해 마스크 프레임(MF)에 가해지는 힘이 조절될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 분해 사시도이다. 도 3을 참조하면, 마스크 프레임(MF)은 평면 상에서 사각 폐라인 형상을 가질 수 있다. 마스크 프레임(MF)은 개구부(OP-MF)를 정의하는 복수의 부분들(P1, P2, P3, P4)을 포함할 수 있다. 복수의 부분들(P1, P2, P3, P4)은 개구부(OP-MF)를 둘러싸며 일체로 형성될 수 있고, 단일한 마스크 프레임(MF)을 제공하는 것일 수 있다. 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2) 각각은 제1 방향(DR1)을 따라 연장될 수 있고, 제3 부분(P3) 및 제4 부분(P4) 각각은 제2 방향(DR2)을 따라 연장될 수 있다.
복수의 부분들(P1, P2, P3, P4)은 각각 마스크 프레임(MF)의 외측면을 정의하는 측면들(S-P1, S-P2, S-P3, S-P4)을 포함할 수 있다. 도 2를 참조하여 전술한 마스크 프레임(MF)의 일 측면(SS1)은 복수의 부분들(P1, P2, P3, P4)의 측면들(S-P1, S-P2, S-P3, S-P4) 중 하나일 수 있다. 본 실시예에서, 상기 일 측면(SS1)은 제1 부분(P1)의 측면(S-P1)에 대응되는 것으로 도시하였으나, 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
마스크 프레임(MF)은 소정의 강성을 가질 수 있다. 예를 들어, 마스크 프레임(MF)은 스테인리스 스틸(SUS), 인바(Invar) 합금, 니켈(Ni), 코발트(Co) 등과 같은 금속 물질을 포함할 수 있다.
마스크 프레임(MF)은 마스크(MK)가 배치되는 지지면을 제공할 수 있다. 마스크(MK)가 배치된 지지면은 마스크 프레임(MF)의 상면에 대응될 수 있고, 상면에 대향되며 스테이지(ST)의 안착면(STS)과 마주하는 면은 마스크 프레임(MF)의 배면에 대응될 수 있다.
마스크(MK)는 복수 개로 제공되어, 각각이 하나의 마스크 프레임(MF) 상에 배치될 수 있다. 마스크들(MK)은 마스크 프레임(MF) 상에 결합되어 고정될 수 있다. 예를 들어, 마스크들(MK)은 마스크 프레임(MF)의 개구부(OP-MF)에 중첩하며, 제1 방향(DR1)을 따라 배열된 상태로 결합될 수 있다.
마스크들(MK) 각각은 제2 방향(DR2)을 따라 연장될 수 있다. 즉, 마스크들(MK) 각각은 제1 방향(DR1)을 따라 연장된 단변들 및 제2 방향(DR2)을 따라 연장된 장변들을 가질 수 있다. 그러나, 마스크들(MK)의 연장 방향이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
마스크들(MK) 각각은 마스크 프레임(MF) 대비 얇은 두께를 갖는 박판일 수 있다. 마스크들(MK) 각각은 스테인리스 스틸(SUS), 인바(Invar) 합금, 니켈(Ni), 코발트(Co) 등과 같은 금속 물질을 포함할 수 있다. 그러나, 마스크들(MK)의 물질이 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
마스크들(MK) 각각에는 증착 개구부들(OP-E1, OP-E2)이 정의될 수 있다. 증착 개구부들(OP-E) 각각은 마스크들(MK)의 두께 방향(예를 들어, 제3 방향(DR3))으로 관통하여 형성되는 것일 수 있다.
증착 개구부들(OP-E)은 서로 이격되며 소정의 배열을 가질 수 있다. 증착 개구부들(OP-E)은 평면 상에서 사각형 형상을 가질 수 있다. 이에 한정되지 않고, 증착 개구부들(OP-E)의 형상은 마름모, 원형 등과 같이 다양하게 변경될 수 있다. 도 3에 도시된 증착 개구부들(OP-E)의 개수, 형상, 및 배열은 예시적인 것으로 형성할 증착 패턴에 따라 달라질 수 있으며, 어느 하나로 한정되지 않는다.
증착 개구부들(OP-E)을 통과한 증착 물질(EM, 도 2 참조)은 기판(SUB, 도 2 참조) 상에 증착되어, 증착 개구부들(OP-E)의 형상 및 배열에 대응하는 증착 패턴들을 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 증착 패턴들은 표시 패널(DP, 도 1 참조)의 발광층(EML, 도 1 참조)에 대응할 수 있다. 그러나, 증착 패턴들의 실시예는 표시 패널(DP, 도 1 참조) 내에서 증착을 통해 형성되는 층이라면 어느 하나에 한정되지 않는다.
스테이지(ST)는 마스크 프레임(MF)이 안착되는 안착면(STS) 및 이에 대향되는 배면(S2)을 포함할 수 있다. 스테이지(ST)의 안착면(STS)은 마스크 프레임(MF)의 배면을 지지할 수 있다. 스테이지(ST)는 마스크 프레임(MF)의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 스테이지(ST)는 마스크 프레임(MF)의 개구부(OP-MF)에 중첩하는 스테이지 개구부(OP-ST)가 정의된 프레임 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서, 스테이지(ST)는 평면 상에서 제1 방향(DR1)을 따라 연장된 장변들 및 제2 방향(DR2)을 따라 연장된 단변들을 포함하는 사각 고리 형상을 갖는 것을 예시적으로 도시하였으나, 마스크 프레임(MF)의 배면을 지지할 수 있다면, 스테이지(ST)의 형상은 어느 하나에 한정되지 않는다.
하부 지지 유닛(BS)은 스테이지(ST)의 하 측 영역(ST_L)에 배치될 수 있다. 하측 영역(ST_L)은 개구(OP-ST)의 하 측에 정의되는 영역일 수 있다. 하부 지지 유닛(BS)은 제1 지지 유닛(SU1), 제2 지지 유닛(SU2), 및 평탄도 측정 유닛(LV)을 포함할 수 있다.
제1 지지 유닛(SU1)은 제1 측면(SS1) 중 양 끝단들에 인접한 부분들을 지지한다. 제1 지지 유닛(SU1)은 제1 지지바(SB1), 제2 지지바(SB2), 및 링크바(LB)를 포함할 수 있다. 제1 지지바(LB1)는 제2 방향(DR2)을 따라 연장된 바(bar) 형상을 가질 수 있다. 제1 지지바(LB1)는 상측에 지지면(S-LB1, 이하 제1 지지면)을 제공한다. 제1 지지면(S-LB1)은 제1 방향(DR1)과 평행하고 제2 방향(DR2)과 수직하거나 교차할 수 있다. 제1 지지면(S-LB1)은 공정 대상물, 예를 들어 마스크 유닛(MKU)의 제1 측면(SS1) 중 일 단과 접촉하여 마스크 유닛(MKU)을 지지한다. 제1 지지면(S-LB1)은 제2 방향(DR2)으로 제1 측면(SS1)에 외력을 가하며 지지할 수 있다.
제2 지지바(LB2)는 제1 방향(DR1)에서 제1 지지바(LB1)로부터 이격되어 배치될 수 있다. 제2 지지바(LB2)는 제2 방향(DR2)을 따라 연장된 바(bar) 형상을 가질 수 있다. 제2 지지바(LB2)는 상측에 지지면(S-LB2, 이하 제2 지지면)을 제공한다. 제2 지지면(S-LB2)은 제1 방향(DR1)과 평행하고 제2 방향(DR2)과 수직하거나 교차할 수 있다. 제2 지지면(S-LB2)은 공정 대상물, 예를 들어 마스크 유닛(MKU)의 제1 측면(SS1) 중 타 단과 접촉하여 마스크 유닛(MKU)을 지지한다. 제2 지지면(S-LB2)은 제2 방향(DR2)으로 제1 측면(SS1)에 외력을 가하며 지지할 수 있다.
링크바(LB)는 제1 방향(DR1)을 따라 연장된 바 형상을 가질 수 있다. 링크바(LB)는 제1 지지바(LB1)와 제2 지지바(LB2)를 연결한다. 구체적으로, 링크바(LB)의 일 단은 제1 지지바(LB1) 중 제1 지지면(S-LB1)과 대향되는 측과 제1 힌지(HG1)를 통해 연결되고, 링크바(LB)의 타 단은 제2 지지바(LB2) 중 제2 지지면(S-LB2)과 대향되는 측과 제2 힌지(HG2)를 통해 연결될 수 있다.
제1 힌지(HG1)는 제1 지지바(LB1)와 링크바(LB)를 관통하여 제1 지지바(LB1)와 링크바(LB)를 물리적으로 연결할 수 있다. 제1 지지바(LB1)와 링크바(LB)는 제1 힌지(HG1)를 중심으로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 제2 힌지(HG2)는 제2 지지바(LB2)와 링크바(LB)를 관통하여 제2 지지바(LB2)와 링크바(LB)를 물리적으로 연결할 수 있다. 제1 지지바(LB1)와 링크바(LB)는 제1 힌지(HG1)를 중심으로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
평탄도 측정 유닛(LV)은 링크바(LB)에 배치된다. 평탄도 측정 유닛(LV)은 링크바(LB)에 의해 지지될 수 있다. 평탄도 측정 유닛(LV)은 실질적으로 링크바(LB)의 평탄도를 측정한다. 평탄도 측정 유닛(LV)은 링크바(LB)와의 접촉면이 수평면인지, 즉 링크바(LB)와의 접촉면이 중력 방향과 수직을 이루는 면인지를 측정할 수 있다. 평탄도 측정 유닛(LV)에서 측정된 경사각도는 챔버(CB: 도 2 참조)의 바닥면(BP: 도 2 참조)에 대한 경사각도와 대응될 수 있다.
본 실시예에서, 평탄도 측정 유닛(LV)은 전자 레벨기를 포함할 수 있다. 구체적으로 평탄도 측정 유닛(LV)은 자이로 센서를 포함하는 전자 레벨기일 수 있다. 다만, 이는 예시적으로 설명한 것이고, 평탄도 측정 유닛(LV)은 무게추를 포함하는 기계식 레벨기일 수도 있으며 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
제2 지지 유닛(SU2)은 복수의 블럭들(BK1, BK2, BK3)을 포함할 수 있다 블럭들(BK1, BK2, BK3)은 제1 내지 제3 블럭들(BK1, BK2, BK3)을 포함할 수 있다. 그러나, 도 3에 도시된 블럭들(BK1, BK2, BK3)의 개수는 예시적인 것으로, 증착 장치(ED)에 포함되는 블럭들(BK1, BK2, BK3)의 개수는 이보다 더 적거나 더 많을 수도 있다.
제1 내지 제3 블럭들(BK1, BK2, BK3) 각각은 스테이지(ST)에 연결될 수 있다. 제1 내지 제3 블럭들(BK1, BK2, BK3) 각각은 스테이지(ST)의 안착면(STS) 상에서 스테이지(ST)의 개구의 하측에 위치하며, 제1 방향(DR1)에 나란한 스테이지(ST)의 일 측에 인접하게 배치될 수 있다. 제1 내지 제3 블럭들(BK1, BK2, BK3)은 제1 방향(DR1)을 따라 이격되어 배치될 수 있다.
제1 내지 제3 블럭들(BK1, BK2, BK3)은 스테이지(ST) 상에 안착되는 마스크 프레임(MF)의 일 측면(SS1)과 마주하며 일 측면(SS1)을 지지하는 지지면들(S-BK1, S-BK2, S-BK3, 이하 제3 지지면들)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제3 지지면들(S-BK1, S-BK2, S-BK3)은 마스크 프레임(MF)의 제1 측면(SS1)과 제2 방향(DR2)에서 마주할 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 블럭들(BK1, BK2, BK3) 각각은 제2 방향(DR2)으로 제1 측면(SS1)에 외력을 가하며 지지할 수 있다.
제1 내지 제3 블럭들(BK1, BK2, BK3) 각각은 제1 내지 제3 블럭들(BK1, BK2, BK3)이 지지하는 마스크 프레임(MF)의 일 측면(SS1)과 마주하는 방향에 나란한 방향을 따라 이동할 수 있다. 즉, 본 실시예에서 제1 내지 제3 블럭들(BK1, BK2, BK3) 각각은 제2 방향(DR2)에 나란한 방향을 따라 이동할 수 있다. 이하, 본 실시예에서 제1 내지 제3 블럭들(BK1, BK2, BK3)의 이동 방향을 상하 방향(My)으로 정의할 수 있다. 제1 내지 제3 블럭들(BK1, BK2, BK3)이 상하 방향(My)으로 이동함에 따라, 제3 지지면들(S-BK1, S-BK2, S-BK3)의 위치가 이동할 수 있다.
제1 내지 제3 블럭들(BK1, BK2, BK3)의 이동은 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 제1 내지 제3 블럭들(BK1, BK2, BK3)이 서로 독립적으로 이동함에 따라, 제2 방향(DR2)에서 제1 내지 제3 블럭들(BK1, BK2, BK3) 중 일부는 위치가 서로 상이할 수 있다. 즉, 제3 지지면들(S-BK1, S-BK2, S-BK3)의 위치가 서로 상이할 수 있다. 이에 따라, 제3 지지면들(S-BK1, S-BK2, S-BK3)은 제1 내지 제3 블럭들(BK1, BK2, BK3)의 이동에 따라, 서로 동일 평면을 정의하도록 정렬되거나 서로 상이한 평면을 정의할 수도 있다. 제1 내지 제3 블럭들(BK1, BK2, BK3)의 위치를 제어함으로써, 제1 내지 제3 블럭들(BK1, BK2, BK3) 각각이 마스크 프레임(MF)의 일 측면(SS1)에 가하는 외력이 제어될 수 있다. 제1 내지 제3 블럭들(BK1, BK2, BK3)을 이동 시켜, 스테이지(ST) 상에 안착된 마스크 프레임(MF)의 위치를 정렬할 수 있고, 이를 통해, 증착 패턴들 형성 위치의 정확성을 개선 시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 하부 지지 유닛(BS)은 제2 지지 유닛(SU2)을 더 포함함으로써, 제1 방향(DR1)을 따라 연장된 길이가 긴 대면적 마스크 유닛에 대해서도 높은 정확도로 평탄도를 유지할 수 있다. 제1 지지 유닛(SU1)만으로 지지가 어려운 영역들에 제2 지지 유닛(SU2)을 통해 외력을 제공함으로써, 대면적의 마스크 유닛 전 영역에 대해 고른 지지력을 제공할 수 있다. 이에 따라, 공정 대상물에 대한 처리가 안정적으로 이루어질 수 있다. 한편, 도 3a는 복수의 블럭들(BK1, BK2, BK3)의 형상을 간략히 도시하였으나, 복수의 블럭들(BK1, BK2, BK3)의 형상은 마스크 프레임(MF)의 일 측면(SS1)을 지지하며, 각각의 위치가 조정될 수 있다면 어느 하나로 한정되지 않는다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 지지 유닛의 동작을 도시한 평면도들이다. 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 지지 유닛의 동작을 도시한 평면도들이다. 도 4a 내지 도 4c에는 제1 지지 유닛의 동작을 도시하였고, 도 5a 및 도 5b에는 제2 지지 유닛의 동작을 도시하였다. 도 4a 내지 도 5b에는 스테이지 유닛(STU)의 전면을 바라본 상태에서의 평면도들을 도시하였다. 이하, 도 4a 내지 도 5b를 참조하여 하부 지지 유닛(BS)에 대해 설명한다. 한편, 도 1 내지 도 3에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 제1 지지 유닛(SU1)은 제2 지지바(SB2)의 위치를 이동함으로써, 지지면들(S-SB1, S-SB2)의 위치를 제어할 수 있다. 도 4a 및 도 4b에는 지지면들(S-SB1, S-SB2)이 서로 다른 평면을 정의하는 상태들을 도시하였고, 도 4c에는 가상의 기준 위치(PS0)를 따라 지지면들(S-SB1, S-SB2)이 정렬된 상태를 도시하였다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 링크바(LB)가 평면상에서 오른쪽 아래로 기울어진 상태일 때, 제2 지지면(S-SB2)은 제1 지지면(S-SB1)보다 개구(OP-ST)로부터 더 먼 위치에 존재할 수 있다. 링크바(LB)의 기울어진 상태는 실질적으로 평탄도 측정 유닛(LV)에 의해 측정될 수 있다. 평탄도 측정 유닛(LV)은 링크바(LB)의 기울어진 정도를 측정하고, 측정값에 해당되는 데이터를 하부 지지 유닛(BS)의 구동부(미 도시)에 전달한다. 구동부는 기어나 모터 등 물리적인 힘을 제공하여 하부 지지 유닛(BS)의 이동을 제어할 수 있다면 다양한 실시 형태로 제공될 수 있다. 구동부는 평탄도 측정 유닛(LV)에서 측정된 측정값을 기초로 링크바(LB)의 기울기를 조절한다. 이에 따라, 제2 지지면(S-SB2)은 화살표 방향을 따라 이동할 수 있다. 즉, 제2 지지면(S-SB2)은 제2 방향(DR2)과 나란한 방향을 따라 이동하여 개구(OP-ST)에 가까워질 수 있다.
평탄도 측정 유닛(LV)은 실시간으로 링크바(LB)의 평탄도를 측정할 수 있으며, 평탄도 측정 유닛(LV)에 의해 측정된 측정값이 링크바(LB)의 경사도가 0(zero)이라는 결과값과 대응될 때까지 링크바(LB)의 이동은 계속될 수 있다. 이에 따라, 도 4c에 도시된 것과 같이, 제2 지지면(S-SB2)과 제1 지지면(S-SB1)이 기준 위치(PS0)를 따라 정렬되어 서로 동일한 평면을 정의할 때까지 제1 지지 유닛(SU1)의 정렬 단계가 계속될 수 있다.
또는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 링크바(LB)가 평면상에서 오른쪽 위로 기울어진 상태일 때, 제2 지지면(S-SB2)은 제1 지지면(S-SB1)보다 개구(OP-ST)로부터 더 가까운 위치에 존재할 수 있다. 하부 지지 유닛(BS)의 구동부는 평탄도 측정 유닛(LV)에서 측정된 측정값을 기초로 링크바(LB)의 기울기를 조절한다. 이에 따라, 제2 지지면(S-SB2)은 화살표 방향을 따라 이동할 수 있다. 즉, 제2 지지면(S-SB2)은 제2 방향(DR2)과 나란한 방향을 따라 이동하여 개구(OP-ST)로부터 멀어질 수 있다.
평탄도 측정 유닛(LV)에 의해 측정된 측정값이 링크바(LB)의 경사도가 0(zero)이라는 결과값과 대응될 때까지 링크바(LB)의 이동은 계속될 수 있다. 이에 따라, 도 4c에 도시된 것과 같이, 제2 지지면(S-SB2)과 제1 지지면(S-SB1)이 기준 위치(PS0)를 따라 정렬되어 서로 동일한 평면을 정의할 때까지 제1 지지 유닛(SU1)의 정렬 단계가 계속될 수 있다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 하부 지지 유닛(BS)의 정렬 단계는 제2 지지 유닛(SU2)의 정렬 단계를 포함할 수 있다. 도 5a에는 제2 지지 유닛(SU2)이 제공하는 제3 지지면들(S-BK1, S-BK2, S-BK3)이 기준 위치(PS0)를 따라 정렬된 상태를 도시하였고, 도 5b에는 제3 지지면들(S-BK1, S-BK2, S-BK3)이 서로 다른 평면들을 정의하는 상태를 도시하였다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 제3 지지면들(S-BK1, S-BK2, S-BK3)이 정의하는 평면들은 하나의 평면일 수 있고 기준 위치(PS0)와 일치하는 면일 수 있다. 본 실시예에서 제3 지지면들(S-BK1, S-BK2, S-BK3)은 제1 및 제2 지지면들(S-SB1, S-SB2)과 정렬될 수 있고 제1 및 제2 지지면들(S-SB1, S-SB2)과 실질적으로 동일한 평면을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 대상물은 중력 방향에 나란한 방향으로 세워져 제공된다. 즉, 안착면은 중력 방향에 평행하거나 약간의 경사를 가지며 제공된다. 하부 지지 유닛은 대상물의 전면이나 배면이 아닌 측면을 지지하므로, 하부 지지 유닛이 제공하는 지지면은 안착면에 교차하며 대상물의 측면과 마주할 수 있다. 전면에 비해 두께를 정의하는 측면은 상대적으로 작은 면적을 가지므로, 측면을 지지하는 것은 대상물의 전면을 지지하는 것에 비해 상대적으로 대상물의 하중의 영향을 크게 받을 수 있다.
본 발명에 따른, 스테이지(ST)에 안착되는 공정 대상물은 제1 방향(DR1)을 따라 연장된 변에 대해 복수의 지지면들(S-SB1, S-SB2, S-BK1, S-BK2, S-BK3)에 의해 지지됨으로써, 제1 방향(DR1)을 따라 연장된 변 일부에 하중이 집중되더라도 제1 방향(DR1)을 따라 고른 지지력을 제공할 수 있다. 따라서, 제1 방향(DR1)을 따라 연장된 길이가 증가되더라도 안정적으로 공정 대상물을 지지할 수 있다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 제3 지지면들(S-BK1, S-BK2, S-BK3)이 정의하는 평면들은 서로 다른 면들일 수 있고, 기준 위치(PS0)와 정렬되지 않을 수도 있다. 본 실시예에서, 블록들(BK1, BK2, BK3)은 각각 독립적으로 구동될 수 있다. 블록들(BK1, BK2, BK3) 각각은 변위 센서(LS)를 포함할 수 있다. 블록들(BK1, BK2, BK3) 각각은 변위 센서를 통해 각각의 위치 및 기준 위치 대비 상대적으로 이동된 위치(변위)에 대한 정보를 얻을 수 있다. 블록들(BK1, BK2, BK3) 각각을 구동하는 구동부는 변위 센서를 통해 측정된 변위 데이터에 대응하여 블록들(BK1, BK2, BK3) 각각을 제2 방향(DR2)을 따라 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 도 4b에 도시된 바와 같이, 블록들(BK1, BK2, BK3)이 기준 위치(PS0) 대비 이동된 상태인 경우, 블록들(BK1, BK2, BK3) 각각의 변위 센서(LS)에 저장된 변위 데이터를 기초로 제1 블록(BK1)의 위치는 유지되고, 제2 블록(BK2)의 위치는 개구(OP-ST)로부터 멀어지는 방향으로 이동되고, 제3 블록(BK3)의 위치는 개구(OP-ST)에 가까워지는 방향으로 이동됨으로써, 기준 위치(PS0)에 각 지지면들(S-BK1, S-BK2, S-BK3)이 정렬될 수 있다. 한편, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 공정 대상물이 정렬된 상태에서 공정 대상물에 지지력을 제공할 수 있다면, 블록들(BK1, BK2, BK3)의 위치는 기준 위치(PS0)와 상이할 수도 있으며 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
본 발명에 따르면, 제2 지지 유닛(SU2)을 더 포함함으로써, 제1 및 제2 지지면들(S-SB1, S-SB2) 사이에서 공정 대상물에 추가적인 지지력을 제공할 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 지지면들(S-SB1, S-SB2)에 집중 하중이 발생됨에 따라 제1 지지 유닛(SU1)이 변형될 수 있는 문제를 방지하고, 제3 지지면들(S-BK1, S-BK2, S-BK3) 까지 고르게 하중이 분포될 수 있다. 또한, 블록들(BK1, BK2, BK3)의 이동이 독립적으로 제어될 수 있으므로, 제3 지지면들(S-BK1, S-BK2, S-BK3)의 위치를 독립적으로 제어할 수 있어 보다 안정적이고 세밀한 정렬 단계가 이루어질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 공정을 도시한 블록도이다. 도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 공정을 도시한 평면도들이다. 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 공정을 도시한 평면도들이다. 이하, 도 6 내지 도 8b를 참조하여 본 발명에 대해 설명한다. 한편, 도 1 내지 도 5b에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 6에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 공정은 기준 설정 단계(S1), 대상물 배치 단계(S2), 및 정렬 단계(S3)를 포함할 수 있다. 기준 설정 단계(S1)는 대상물이 배치되기 전 스테이지 유닛(STU: 도 2 참조)에서의 기준 위치(PS0: 도 4a 참조)를 설정하는 단계일 수 있다. 기준 설정 단계(S1)는 대상물이 스테이지(ST: 도 2 참조)에 안착되기 전에 수평도를 설정하는 단계로, 대상물의 하중이 없는 상태에서 하부 지지 유닛(BS: 도 2 참조)의 지지면들(S-SB1, S-SB2, S-BK1, S-BK2, S-BK3)을 평탄하게 설정할 수 있다.
대상물 배치 단계(S2)는 스테이지(ST)에 대상물이 안착되는 단계일 수 있다. 이때, 대상물의 수평도에 따라, 하부 지지 유닛(BS)이 제공하는 지지면들(S-SB1, S-SB2, S-BK1, S-BK2, S-BK3) 중 적어도 어느 하나에 대상물의 하중이 가해질 수 있다. 대상물이 평탄한 상태로 안착되는 경우 지지면들(S-SB1, S-SB2, S-BK1, S-BK2, S-BK3)에 가해지는 하중은 고르게 분포될 수 있으나, 대상물의 평탄도가 좋지 않을수록 지지면들(S-SB1, S-SB2, S-BK1, S-BK2, S-BK3) 중 어느 일부에 집중 하중이 가해질 수 있고, 이에 따라 하부 지지 유닛(BS)의 평탄도는 기준 설정 단계(S1)에서 설정된 상태와 달라질 수 있다.
한편, 대상물은 스테이지(ST)에 안착되는 대상이면 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 대상물은 마스크 프레임(MF)이거나, 마스크 유닛(MKU)일 수 있다. 또는, 대상물은 기판(SUB)일 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물은 스테이지(ST)에 제공되어 하부 지지 유닛(BS)에 의해 지지될 수 있다면 다양한 실시예를 포함할 수 있으며 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
이후, 정렬 단계(S3)에서 하부 지지 유닛(BS)의 재 정렬이 이루어질 수 있다. 하부 지지 유닛(BS)은 지지면들(S-SB1, S-SB2, S-BK1, S-BK2, S-BK3)의 위치를 이동시킴으로써, 하부 지지 유닛(BS)의 평탄도를 재설정할 수 있다. 이때, 정렬 단계(S3)는 증착 단계 전의 정렬 단계일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 마스크 프레임(FM: 도 2 참조)과 마스크(MK: 도 2 참조) 조립 단계에서 마스크 프레임(FM)과 마스크(MK)를 정렬하는 단계일 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 단계(S3)는 중력 방향에 대하여 기준 위치로 정렬한다면 다양한 대상물에 대해 이루어질 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
도 7a 내지 도 7e는 기준 설정 단계(S1)를 순차적으로 도시한 것이다. 도 7a 내지 도 7e에는 용이한 설명을 위해 하부 지지 유닛(BS)만 도시하였다. 이하, 도 7a 내지 도 7e를 참조하여 기준 설정 단계(S1)에 대해 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.
도 7a를 참조하면, 평탄도 측정 유닛(LVU)을 이용하여 제1 지지 유닛(SU1)을 평탄한 상태로 설정한다. 이때, 평탄도 측정 유닛(LVU)은 링크바(LV)가 평탄한 상태, 즉 제1 방향(DR1)과 평행한 상태임을 나타낼 수 있고, 제1 지지면(S-SB1)과 제2 지지면(S-SB2)은 기준 위치(PS0)와 동일한 평면을 정의하는 상태일 수 있다.
이후, 도 7b 내지 도 7d를 참조하면, 추가 평탄도 측정 유닛(LVS)을 이용하여 제2 지지 유닛(SU2)을 평탄한 상태로 설정할 수 있다. 추가 평탄도 측정 유닛(LVS)은 레벨기(LV_A) 및 수평바(BA)를 포함할 수 있다.
수평바(BA)는 제1 방향(DR1)을 따라 연장된 바 형상을 가질 수 있다. 수평바(BA)는 적어도 2개의 지지면들에 의해 지지될 수 있다. 이에 따라, 수평바(BA)는 지지면들 사이의 이격 거리 이상의 길이를 가질 수 있다. 수평바(BA)의 길이는 제1 방향(DR1)에서 정의될 수 있다.
레벨기(LV_A)는 수평바(BA) 상에 배치되고 수평바(BA)에 접촉될 수 있다. 레벨기(LV_A)는 실질적으로 수평바(BA)의 수평도 또는 평탄도를 측정한다. 레벨기(LV_A)는 전자 레벨기를 포함할 수 있다. 구체적으로 레벨기(LV_A)는 자이로 센서를 포함하는 전자 레벨기일 수 있다. 다만, 이는 예시적으로 설명한 것이고, 레벨기(LV_A)는 무게추를 포함하는 기계식 레벨기일 수도 있으며 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
추가 평탄도 측정 유닛(LVS)은 인접하는 2 개의 지지면들에 배치될 수 있다. 추가 평탄도 측정 유닛(LVS)은 수평바(BA)와 접촉하는 2 개의 지지면들 사이의 수평도 또는 평탄도를 측정할 수 있다. 구체적으로, 도 7b를 참조하면, 추가 평탄도 측정 유닛(LVS)은 제1 지지바(SB1)와 제1 블록(BK1) 사이의 평탄도를 측정한다. 수평바(BA)는 제1 지지면(S-SB1)과 제1 블록(BK1)의 지지면(S-BK1)에 의해 지지되고, 레벨기(LV_A)는 수평바(BA)의 수평도를 측정한다. 측정된 데이터를 기초로 제1 블록(BK1)이 제2 방향(DR2)을 따라 이동됨으로써, 제1 지지면(S-SB1)과 제1 블록(BK1)의 지지면(S-BK1) 사이의 정렬이 이루어질 수 있다.
이후, 도 7c를 참조하면, 추가 평탄도 측정 유닛(LVS)은 제1 블록(BK1)과 제2 블록(BK2) 사이의 평탄도를 측정한다. 수평바(BA)는 제1 블록(BK1)의 지지면(S-BK1)과 제2 블록(BK2)의 지지면(S-BK2)에 의해 지지되고, 레벨기(LV_A)는 수평바(BA)의 수평도를 측정한다. 측정된 데이터를 기초로 제2 블록(BK2)이 제2 방향(DR2)을 따라 이동됨으로써, 제1 블록(BK1)의 지지면(S-BK1)과 제2 블록(BK2)의 지지면(S-BK2) 사이의 정렬이 이루어질 수 있다.
이후, 도 7d를 참조하면, 추가 평탄도 측정 유닛(LVS)은 제2 블록(BK2)과 제3 블록(BK3) 사이의 평탄도를 측정한다. 수평바(BA)는 제2 블록(BK2)의 지지면(S-BK2)과 제3 블록(BK3)의 지지면(S-BK3)에 의해 지지되고, 레벨기(LV_A)는 수평바(BA)의 수평도를 측정한다. 측정된 데이터를 기초로 제3 블록(BK3)이 제2 방향(DR2)을 따라 이동됨으로써, 제2 블록(BK2)의 지지면(S-BK2)과 제3 블록(BK3)의 지지면(S-BK3) 사이의 정렬이 이루어질 수 있다.
이후, 도 7e를 참조하면, 추가 평탄도 측정 유닛(LVS)은 제3 블록(BK3)과 제2 지지바(SB2) 사이의 평탄도를 측정한다. 수평바(BA)는 제3 블록(BK3)의 지지면(S-BK3)과 제2 지지면(S-SB2)에 의해 지지되고, 레벨기(LV_A)는 수평바(BA)의 수평도를 측정한다. 측정된 데이터를 기초로 제3 블록(BK3) 또는 제2 지지바(SB2)가 제2 방향(DR2)을 따라 이동됨으로써, 제2 지지면(S-SB2)과 제3 블록(BK3)의 지지면(S-BK3) 사이의 정렬이 이루어질 수 있다.
이후 도 7f에 도시된 것과 같이, 하부 지지 유닛(BS)은 제1 지지 유닛(SU1)과 제2 지지 유닛(SU2)의 정렬 동작에 따라 상측에 평탄화된 지지면을 제공할 수 있다. 평탄화된 지지면은 기준 위치(PS0)로 이용될 수 있다. 이때, 평탄도 측정 유닛(LVU)은 기준 위치(PS0)의 평탄도를 새로운 기준 데이터로 저장할 수 있다. 이후, 대상물의 하중에 따라 지지면들의 위치가 변동되더라도, 하부 지지 유닛(BS)은 기준 위치(PS0)와 대응되는 지지면들이 제공되도록, 평탄도 측정 유닛(LVU)에 측정된 데이터를 기초로 정렬될 수 있다.
본 발명에 따르면, 평탄도 측정 유닛(LVU)과 추가 평탄도 측정 유닛(LVS)을 이용하여 하부 지지 유닛(BS)의 평탄도를 용이하게 측정할 수 있고 이를 기초로 하부 지지 유닛(BS)이 제공하는 지지면을 안정적으로 평탄화시킬 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 정렬 단계(S3)를 구체적으로 도시한 것이다. 도 8a 및 도 8b에는 용이한 설명을 위해 마스크 유닛(MKU)이 대상물로 배치된 실시예를 도시하였다. 이하, 도 8a 및 도 8b를 참조하여 정렬 단계(S3)에 대해 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.
도 8a를 참조하면, 대상물이 되는 마스크 유닛(MKU)이 스테이지(ST)에 배치되면 마스크 유닛(MKU)의 하중 불균형 또는 안착되는 위치에 따라 마스크 유닛(MKU)이 평탄하지 않은 상태로 배치될 수 있다. 이에 따라, 마스크 유닛(MKU)을 지지하는 하부 지지 부재(BS)는 기준 설정 단계(S1)에서의 상태로부터 변형될 수 있다. 본 실시예에서, 마스크 유닛(MKU)은 제1 방향(DR1)에 대하여 경사진 상태로 배치되며, 오른쪽 아래 방향으로 기울어져 소정의 수평 오차(GS1)가 발생될 수 있다. 수평 오차(GS1)는 실질적으로 기준 위치(PS0)와의 차이를 의미하며, 제1 지지면(S-SB1)과 제2 지지면(S-SB2) 사이의 차이일 수 있고, 하부 지지 부재(BS)가 제공하는 지지면의 비평탄 정도를 의미할 수 있다.
수평 오차(GS1)에 의해 링크바(LB)가 오른쪽 아래 방향으로 기울어지게 되고, 이러한 링크바(LB)의 상태는 평탄도 측정 유닛(LVU)에 의해 측정될 수 있다. 평탄도 측정 유닛(LVU)은 기준 설정 단계(S1)에서 설정된 기준 위치(PS0)와 대응되는 데이터를 제공하고, 정렬 단계(S3)에서는 링크바(LB)의 기울어진 상태와 대응되는 데이터를 제공할 수 있다. 설정된 기준 위치(PS0)와 대응되는 데이터와 정렬 단계(S3)에서 측정된 데이터 사이의 차이는 수평 오차(GS1)와 대응되는 데이터가 될 수 있다. 하부 지지 유닛(BS)은 수평 오차(GS1)와 대응되는 데이터를 기초로 제1 지지 유닛(SU1)과 제2 지지 유닛(SU2)을 동작시켜 정렬 단계를 진행할 수 있다.
구체적으로, 제1 지지 유닛(SU1)은 제2 지지바(SB2)를 화살표 방향을 따라 이동한다. 이때, 실시간으로 평탄도 측정 유닛(LVU)을 통한 평탄도가 측정될 수 있어, 보다 정밀한 정렬이 가능할 수 있다. 또한, 제2 지지 유닛(SU2)의 블록들(BK1, BK2, BK3) 각각은 변위 센서(LS)를 기초로 기준 위치(PS0) 대비 변경된 위치만큼 다시 이동함으로써 기준 위치(PS0)로 정렬될 수 있다. 이에 따라, 도 8b에 도시된 바와 같이, 하부 지지 유닛(BS)은 기준 위치(PS0)와 대응되는 지지면들을 제공할 수 있고, 마스크 유닛(MKU)은 평탄화된 지지면에 안정적으로 지지될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 공정을 도시한 블록도이다. 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 공정을 도시한 평면도들이다. 이하, 도 9 내지 도 10b를 참조하여 본 발명에 대해 설명한다. 한편, 도 1 내지 도 8b에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 공정은 기준 설정 단계(S11), 대상물 배치 단계(S12), 1차 정렬 단계(S13), 진공 설비로 투입하는 단계(S14), 2차 정렬 단계(S15), 및 공정 단계(S16)를 포함할 수 있다. 기준 설정 단계(S11), 대상물 배치 단계(S12), 및 1차 정렬 단계(S13)는 도 6에서 설명한 단계들(S1, S2, S3)에 각각 대응될 수 있다. 이하, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
진공 설비로 투입하는 단계(S14)는 상술한 챔버(CB)의 내부 공간에 대상물이 안착된 스테이지 유닛(STU)을 제공하는 단계일 수 있다. 이에 따라, 스테이지 유닛(STU)이 위치하는 공간은 대기 상태에서 진공 상태로 변화될 수 있다.
2차 정렬 단계(S15)는 진공 상태에서의 정렬 단계일 수 있다. 이후, 공정 단계(S16)는 진공 설비 내부에서 진행되는 단계일 수 있고, 예를 들어 유기물 증착 단계일 수 있다. 한편, 이는 예시적으로 설명한 것이고, 공정 단계(S16)는 진공 설비 내부에서 진행된다면 다양한 실시예를 포함할 수 있으며 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
도 10a 및 도 10b는 2차 정렬 단계(S15)를 구체적으로 도시한 것이다. 도 10a 및 도 10b에는 용이한 설명을 위해 마스크 유닛(MKU)이 대상물로 배치된 실시예를 도시하였다. 이하, 도 10a 및 도 10b를 참조하여 2차 정렬 단계(S15)에 대해 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.
2차 정렬 단계(S15)는 챔버(CB) 내부에서 이루어질 수 있다. 마스크 유닛(MKU)이 안착된 상태에서 정렬되는 1차 정렬 단계(S13)를 거친다 하더라도, 챔버(CB) 내부로 이동하는 과정에서의 유동에 의해서 정렬도가 변형될 수 있다. 또한, 챔버(CB) 내부에서 대기 상태에서 진공 상태로 변화되면서도 정렬도가 변화될 수 있다. 따라서, 2차 정렬 단계(S15)는 챔버(CB) 내부에서 이루어지고, 특히 진공 상태에서 이루어질 수 있다. 2차 정렬 단계(S15)는 진공 상태에서 기준 위치(PS0)로 대상물을 정렬시킨다.
구체적으로, 도 10a를 참조하면, 진공 상태의 챔버(CB) 내부에서 수평 오차(GS2)가 발생될 수 있다. 평탄도 측정 유닛(LVU)은 발생된 수평 오차(GS2)와 대응되는 평탄도를 측정할 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 지지 유닛(BS)은 통신 모듈(TM1, TM2)을 더 포함할 수 있다. 제1 통신 모듈(TM1)은 하부 지지 유닛(BS)과 물리적으로 연결되어 챔버(CB) 내부에 제공될 수 있다. 제2 통신 모듈(TM2)은 챔버(CB) 외부에 제공될 수 있다.
평탄도 측정 유닛(LVU)에서 생성된 데이터는 제1 통신 모듈(TM1)을 통해 제2 통신 모듈(TM2)로 전달될 수 있다. 챔버(CB) 외부에서는 제2 통신 모듈(TM2)을 통해 수신된 데이터를 기초로 하부 지지 유닛(BS)을 구동하기 위한 데이터를 생성할 수 있다. 생성된 데이터는 다시 제2 통신 모듈(TM2)을 통해 제1 통신 모듈(TM1)로 전달될 수 있고, 하부 지지 유닛(BS)의 구동부는 제1 통신 모듈(TM1)로부터 수신된 데이터를 기초로 제1 지지 유닛(SU1)과 제2 지지 유닛(SU2)을 구동함으로써 정렬 단계가 수행될 수 있다.
이에 따라, 도 10b에 도시된 것과 같이, 하부 지지 유닛(BS)은 제2 정렬 단계(S15)를 통해 수평 오차(GS2)가 개선되어 평탄화된 지지면을 마스크 유닛(MKU)에 제공할 수 있다. 마스크 유닛(MKU)은 수평을 이루는 상태로 하부 지지 유닛(BS)에 의해 안정적으로 지지될 수 있다.
본 발명에 따르면, 2차 정렬 단계(S15)를 더 포함함으로써, 대기 상태로부터 진공 상태의 변화로 인한 정렬 불량을 해소하여 공정 단계(S16)의 정확도가 향상될 수 있다. 또한, 통신 모듈들(TM1, TM2)을 더 포함함으로써, 하부 지지 유닛(BS)을 원격으로 제어할 수 있어 진공 상태에서도 정렬 단계를 용이하게 수행할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널 제조 공정을 도시한 블록도이다. 도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 공정을 도시한 평면도들이다. 도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널 제조 공정을 도시한 평면도들이다. 이하, 도 11 내지 도 13b를 참조하여 본 발명에 대해 설명한다. 한편, 도 1 내지 도 10b에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 공정은 기준 설정 단계(S21), 진공 설비로 투입하는 단계(S22), 1차 정렬 단계(S23), 대상물 배치 단계(S24), 2차 정렬 단계(S25), 및 공정 단계(S26)를 포함할 수 있다.
기준 설정 단계(S21)는 대상물이 배치되기 전 스테이지 유닛(STU)에서의 기준 위치(PS0: 도 4a 참조)를 설정하는 단계일 수 있다. 기준 설정 단계(S21)와 공정 단계(S26)는 도 6에서 설명한 기준 설정 단계(S1) 및 공정 단계(S3) 각각에 대응될 수 있다. 이하 중복된 설명은 생략하기로 한다.
진공 설비로 투입하는 단계(S22)는 챔버(CB)의 내부 공간에 스테이지 유닛(STU)을 제공하는 단계일 수 있다. 이때, 스테이지 유닛(STU)에는 대상물이 안착되지 않은 상태일 수 있다.
이후, 1차 정렬 단계(S23), 대상물 배치 단계(S24), 및 2차 정렬 단계(S25)가 순차적으로 진행될 수 있다. 본 실시예에서, 대상물은 챔버(CB) 내부에 제공되어 챔버(CB) 내부에서 스테이지 유닛(STU)에 안착될 수 있다.
1차 정렬 단계(S23)는 대상물이 안착되지 않은 상태에서의 정렬 단계일 수 있다. 즉, 1차 정렬 단계(S23)는 대기 상태에서 진공 상태로 변화됨에 따른 수평 오차나 챔버(CB) 내부로 투입되면서 이동에 따라 발생되는 수평 오차 등을 정렬 하는 단계일 수 있다.
이후, 2차 정렬 단계(S25)는 대상물이 안착된 상태에서의 정렬 단계일 수 있다. 즉, 2차 정렬 단계(S25)는 대상물이 안착됨에 따라 발생되는 하중 집중 등으로 인한 수평 오차를 정렬 하는 단계일 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 기준 설정 단계(S21)를 구체적으로 도시한 것이고, 도 13a 및 도 13b는 1차 정렬 단계(S23)를 구체적으로 도시한 것이다. 도 12a 및 도 12b를 참조하면, 스테이지 유닛(STU)은 대기상태에서 정렬될 수 있다. 상술한 바와 같이, 기준 설정 단계(S21)는 대상물이 스테이지(ST)에 안착되기 전에 수평도를 설정하는 단계로, 대상물의 하중이 없는 상태에서 하부 지지 유닛(BS)이 제공하는 지지면을 평탄하게 설정할 수 있다.
본 실시예에서, 스테이지 유닛(STU)에는 수평 오차(GS3)가 발생된 상태일 수 있다. 수평 오차(GS3)는 대기 상태에서 발생된 것일 수 있고, 대상물의 하중이 가해지지 않은 상태에서 발생된 것일 수 있다. 본 정렬 단계는 대기 상태에서 이루어지므로, 추가 평탄도 측정 유닛(LTV)을 통해 블록들(BK1, BK2, BK3) 각각에 대한 평탄도가 이루어질 수 있다. 이에 따라, 하부 지지 유닛(BS)이 제공하는 지지면의 평탄도가 더욱 정밀하게 제어될 수 있다. 도 12b는 기준 위치로 설정된 상태로 하부 지지 유닛(BS)이 평탄화된 지지면을 제공하는 상태일 수 있다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 스테이지 유닛(STU)은 진공 상태에서 정렬될 수 있다. 상술한 바와 같이, 1차 정렬 단계(S23)는 대상물이 스테이지(ST)에 안착되기 전에 수평도를 설정하는 단계로, 이때 존재하는 수평 오차(GS4)는 대상물의 하중이 가해지지 않은 상태에서 진공 상태로 전환되면서 발생된 것이거나, 챔버(CB) 내부로 이동하면서 발생된 것일 수 있다.
수평 오차(GS4)에 대응되는 데이터가 평탄도 측정 유닛(LVU)에 의해 측정되고, 해당 데이터는 제1 통신 모듈(TM1)과 제2 통신 모듈(TM2)을 통해 챔버(CB) 외부로 전달될 수 있다. 이후, 이에 대응되는 구동 데이터가 제1 통신 모듈(TM1)과 제2 통신 모듈(TM2)을 통해 하부 지지 유닛(BS)에 전달됨으로써, 진공 상태에서도 제1 지지 유닛(SU1)과 제2 지지 유닛(SU2)의 움직임을 용이하게 제어할 수 있다. 본 발명에 따르면, 대기 상태나 진공 상태에 관계없이 하부 지지 유닛(BS)이 제공하는 지지면의 평탄화를 위한 정렬 단계를 용이하게 수행할 수 있다. 따라서, 공정이 단순화되고 정렬 오차가 감소되며 정밀도가 향상될 수 있다. 또한, 중력에 따른 대상물의 하중이 집중됨에 따라 스테이지 유닛(STU)에 변형이 있더라도, 하부 지지 유닛(BS)의 위치를 기준 위치(PS0)로 재설정할 수 있어 공정의 정확도가 향상될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널 제조 방법을 도시한 블록도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법은 기준 설정 단계(S31), 1차 정렬 단계(S32), 대상물 배치 단계(S33), 2차 정렬 단계(S34), 진공 설비로 투입하는 단계(S35), 3차 정렬 단계(S36), 및 공정 단계(S37)를 포함할 수 있다. 도 14에 도시된 제조 방법은 도 9에 도시된 제조 방법 대비, 기준 설정 단계(S31)와 대상물 배치 단계(S32) 사이에 1차 정렬 단계(S32)를 더 포함할 수 있다.
1차 정렬 단계(S32)는 기준 설정 단계(S31)이후 대상물 배치 단계(S33) 이전에 발생될 수 있는 수평 오차를 보정한다. 기준 설정 단계(S31)와 대상물 배치 단계(S33) 사이에 스테이지 유닛(STU)의 이동이 발생되거나, 주변 환경이 변화되는 경우, 정렬 단계(32)를 더 거침으로써, 정렬 단계의 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 2차 정렬 단계(S34)에서 발생될 수 있는 수평 오차의 정도가 과도히 크지 않도록 제어될 수 있다.
본 발명에 따르면, 다양한 단계에서 정렬 단계를 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 정렬 단계는 하부 지지 유닛(BS)과 평탄도 지지 유닛(LVU)을 이용함으로써, 대상물의 평탄도를 정확하고 정밀하게 제어할 수 있고, 다양한 환경 변화에도 대상물의 정렬 단계를 용이하게 수행할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
STU: 스테이지 유닛 ST: 스테이지
BS: 하부 지지 유닛 SU1: 제1 지지 유닛
SU2: 제2 지지 유닛 LVU: 평탄도 측정 유닛
TM1: 제1 통신 모듈 LVS: 추가 평탄도 측정 유닛

Claims (21)

  1. 안착면을 제공하고 상기 안착면을 관통하는 개구가 정의된 스테이지;
    상기 개구의 하 측에 배치되고 상기 스테이지에 결합된 제1 지지 유닛;
    상기 개구의 하 측에 배치되고 상기 스테이지에 결합되며 상기 제1 지지 유닛으로부터 평면상에서 이격된 제2 지지 유닛; 및
    상기 제1 지지 유닛에 의해 지지되는 평탄도 측정 유닛을 포함하고,
    상기 제1 지지 유닛 및 상기 제2 지지 유닛 각각은 상기 안착면과 교차하는 지지면을 제공하고,
    상기 제1 지지 유닛의 지지면과 상기 제2 지지 유닛의 지지면은 상기 개구와 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동 가능한 스테이지 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 안착면과 중력 방향의 각도는 실질적으로 평행한 스테이지 유닛.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 지지 유닛의 지지면과 상기 제2 지지 유닛의 지지면의 이동 방향은 중력 방향과 실질적으로 평행한 스테이지 유닛.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 지지 유닛은,
    상기 지지면 중 제1 지지면을 제공하는 제1 지지바;
    상기 지지면 중 제2 지지면을 제공하고 상기 제1 지지바로부터 제1 방향에서 이격된 제2 지지바;
    상기 제1 지지바와 상기 제2 지지바를 연결하는 링크바를 포함하고,
    상기 평탄도 측정 유닛은 상기 링크바에 접촉하는 스테이지 유닛.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 지지바와 상기 링크바의 일 측을 관통하여 연결된 제1 힌지; 및
    상기 제2 지지바와 상기 링크바의 타 측을 관통하여 연결된 제2 힌지를 더 포함하고,
    상기 제1 지지 유닛의 지지면과 상기 제2 지지 유닛의 지지면이 이동할 때, 상기 제1 힌지의 위치는 고정되고 상기 제2 힌지의 위치는 변경되는 스테이지 유닛.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 지지면과 상기 제2 지지면은 동일 평면을 정의하거나 다른 평면을 정의하는 스테이지 유닛.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 지지 유닛은, 상기 제1 지지바와 상기 제2 지지바 사이에 배치된 복수의 블록들을 포함하고,
    상기 블록들 각각은 상기 지지면을 정의하는 제3 지지면을 제공하는 스테이지 유닛.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 블록들 각각은 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 서로 독립적으로 이동 가능하고,
    상기 제3 지지면들은 서로 동일한 평면을 정의하거나 다른 평면을 정의하는 스테이지 유닛.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제3 지지면들과 상기 제1 및 제2 지지면들의 평탄도를 제어하는 추가 평탄도 측정 유닛을 더 포함하는 스테이지 유닛.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 지지 유닛 및 제2 지지 유닛과 연결된 무선 통신 모듈을 더 포함하는 스테이지 유닛.
  11. 내부 공간을 제공하는 챔버;
    상기 내부 공간에 수용되어 증착물을 제공하는 증착 유닛;
    제1 방향 및 제2 방향에 의해 정의되는 평면과 평행한 안착면을 제공하고, 상기 안착면 중 일부를 관통하는 개구가 정의된 스테이지;
    상기 안착면 상에 상기 개구와 중첩하도록 배치되고, 복수의 개구부들이 정의된 마스크 유닛;
    상기 개구의 하 측에 배치되어 상기 스테이지에 결합되고, 상기 마스크 유닛을 지지하는 하부 지지 유닛; 및
    상기 안착면과 마주하는 전면을 포함하고 상기 마스크 유닛 및 상기 스테이지를 사이에 두고 상기 증착 유닛으로부터 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 교차하는 제3 방향을 따라 이격된 기판을 포함하고,
    상기 하부 지지 유닛은,
    상기 마스크 유닛 중 상기 제1 방향을 따라 연장된 일 측면과 접촉하는 지지면을 제공하는 지지 유닛; 및
    상기 지지 유닛에 배치된 평탄도 측정 유닛을 포함하고,
    상기 지지면은 상기 평탄도 측정 유닛과 연결되어 상기 제2 방향을 따라 이동되는 증착 설비.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 내부 공간은 진공 상태인 증착 설비.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 마스크 유닛은,
    상기 스테이지의 개구와 중첩하는 개구가 정의된 마스크 프레임; 및
    상기 마스크 프레임의 개구와 중첩하여 배치되고 각각에 상기 복수의 개구들이 정의된 복수의 마스크들을 포함하는 증착 설비.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 하부 지지 유닛에 연결된 통신 모듈을 더 포함하고,
    상기 통신 모듈은 상기 챔버 외부와 통신 가능한 증착 설비.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 지지면은,
    상기 마스크 유닛의 상기 일 측면의 일 단을 지지하는 제1 지지면;
    상기 마스크 유닛의 상기 일 측면의 타 단을 지지하는 제2 지지면; 및
    상기 제1 지지면과 상기 제2 지지면 사이에 배치되고 상기 제1 방향을 따라 이격되어 배열된 복수의 제3 지지면들을 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 지지면들 각각은 서로 독립적으로 제어되는 증착 설비.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 평탄도 측정 유닛은 상기 제1 지지면과 상기 제2 지지면 사이의 평탄도를 측정하는 증착 설비.
  17. 안착면을 제공하는 스테이지와 지지면을 제공하는 하부 지지 유닛을 포함하는 스테이지 유닛을 제공하는 단계;
    상기 지지면이 평탄화되는 기준 위치를 설정하는 단계;
    상기 안착면에 대상물을 제공하는 단계; 및
    상기 대상물을 지지하는 지지면이 상기 기준 위치와 대응되도록 상기 하부 지지 유닛을 정렬하는 단계를 포함하고,
    상기 지지면은 상기 안착면과 교차하고,
    상기 기준 위치를 설정하는 단계는 평탄도 측정 유닛을 이용하는 표시 패널 제조 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 지지면은 중력 방향에 교차하는 표시 패널 제조 방법.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 지지면은 복수로 제공되고,
    상기 하부 지지 유닛을 정렬하는 단계에서 상기 지지면들 각각의 위치는 중력 방향을 따라 독립적으로 이동되는 표시 패널 제조 방법.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 기준 위치를 설정하는 단계는 대기 상태에서 수행되는 표시 패널 제조 방법.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 하부 지지 유닛을 정렬하는 단계는 진공 상태에서 수행되는 표시 패널 제조 방법.
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