WO2020091413A1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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WO2020091413A1
WO2020091413A1 PCT/KR2019/014458 KR2019014458W WO2020091413A1 WO 2020091413 A1 WO2020091413 A1 WO 2020091413A1 KR 2019014458 W KR2019014458 W KR 2019014458W WO 2020091413 A1 WO2020091413 A1 WO 2020091413A1
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WO
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substrate
mask
vacuum chamber
alignment assembly
stage
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PCT/KR2019/014458
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English (en)
French (fr)
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조생현
안성일
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Publication date
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches

Definitions

  • the present embodiment relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate processing apparatus for aligning positions of a substrate and a mask provided in a vacuum chamber for deposition processing of a substrate.
  • Such flat panel displays include liquid crystal displays, plasma display panels, and organic light emitting diodes (OLEDs).
  • OLEDs organic light emitting diodes
  • OLED is a next-generation display device because it has very good advantages such as fast response speed, lower power consumption than conventional LCD displays, light weight, and requires no extra backlight device, making it ultra-thin, high brightness, etc. Be in the spotlight.
  • OLEDs use the principle of self-emission by sequentially forming an anode, an organic layer, and a cathode on a substrate and applying a voltage between the anode and the cathode.
  • the OLED is not shown, an anode, a hole injection layer, a hole transfer layer, an emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer on the substrate Injection Layer) and cathodes are sequentially formed.
  • the anode is made of ITO (Indium Tin Oxide), which has small surface resistance and good light transmission.
  • an encapsulation film for sealing the organic film or the like is formed on the top to increase the life time of the device.
  • the vacuum deposition method refers to a method of heating a deposition material in a vacuum chamber to install a source for evaporation, and depositing the deposition material evaporated from the source on the substrate surface.
  • an anode, a cathode, and an organic film having a predetermined pattern are formed by bonding a mask to a substrate.
  • the mask and the substrate may be installed in the vacuum chamber by an alignment device supporting and aligning them.
  • the alignment device can align the substrate and mask to match a pre-designed pattern.
  • the position of the substrate and the mask can be recognized and moved through a device such as a camera and aligned to a desired position.
  • precise alignment of the substrate and the mask may be possible only by implementing fine movement of the substrate or the mask.
  • the conventional substrate aligner structure adopts a mechanical operation method such as a ball screw to move the substrate or mask. Therefore, the fine movement of the substrate or mask could be difficult.
  • the conventional method employing a mechanical operation method does not facilitate precise alignment of the substrate and the mask, since it is performed through alignment through multiple iterations, the time required for alignment of the substrate and the mask may increase, As a result, the overall process time could be increased, thereby reducing the productivity of the display.
  • An object of this embodiment is to provide a substrate processing apparatus capable of fine movement of a substrate and a mask.
  • the above object is a substrate processing apparatus comprising an alignment assembly for aligning a vacuum chamber and a substrate and a mask installed in the vacuum chamber, wherein the alignment assembly is a plate formed integrally with a body forming an outer surface of the vacuum chamber, the A stage disposed on the upper side of the plate, formed from the stage to extend into the vacuum chamber, a shaft portion for clamping the substrate and the mask, installed between the plate and the stage, and moving the stage to move the substrate and the substrate It can be achieved by including a stage drive for aligning the mask.
  • the stage drive is installed on the plate, and connects the stage and the plate.
  • the stage drive is formed adjacent to the shaft portion.
  • the stage drive is formed coaxially with the shaft portion.
  • the shaft portion includes a substrate clamping portion for clamping the substrate and a mask clamping portion for clamping the mask.
  • the alignment assembly includes position detecting means for sensing the position of the substrate clamped to the shaft portion.
  • the stage drive is controlled based on the position data on which the substrate detected by the position sensing means is located and the preset data of the substrate.
  • an alignment assembly capable of fine alignment of a substrate and a mask by finely moving the substrate and a mask.
  • the plate which is one surface of the alignment assembly, may be integrally formed with a body of a vacuum chamber in which a substrate deposition process is performed. Since the plate of the alignment assembly is formed integrally with the body of the vacuum chamber, the volume of the alignment assembly can be reduced by a thickness corresponding to the plate of the alignment assembly.
  • the substrate and the mask can be clamped to the alignment assembly even if the length of the shaft portion is reduced by the plate thickness.
  • the stage and the shaft portion can be driven even when the stage drive is driven within a small range. That is, the driving of the stage drive can be enabled with a small driving force. Since the stage drive can be driven using a small driving force, unnecessary driving force loss can be minimized. Furthermore, since the alignment of the mask and the substrate can be performed with a small driving force, the efficiency of the alignment of the substrate and the mask can be improved.
  • the plate of the alignment assembly can be integrally formed with the body of the vacuum chamber. That is, in the vacuum chamber installation process, since the alignment assembly can be installed together with the vacuum chamber, a separate process of installing the alignment assembly in the vacuum chamber is not required. Particularly, since the alignment assembly is installed in the vacuum chamber without an installation process such as screw or welding, the alignment assembly is not detached from the vacuum chamber due to screw loosening or welding release, and thus it is possible to maintain a state installed in the body of the vacuum chamber.
  • the alignment assembly and the vacuum chamber are integrally formed, the number of installation processes for installing the alignment assembly in the vacuum chamber and installation errors that may occur during the installation process can be reduced.
  • a stage drive for aligning the substrate and the mask can be installed connecting the plate and the stage. Due to this, the stage drive moves the stage without a separate device, and the shaft portion installed in the stage can move. Therefore, the substrate and the mask can be aligned even if the shaft portion clamping the substrate and the mask is driven to a minimum.
  • FIG. 1 is a side view showing a first installation embodiment of the vacuum chamber and the alignment assembly of the present embodiment.
  • Fig. 2 is a plan view showing the stage drive of the alignment assembly of this embodiment.
  • FIG 3 is a side view showing a second embodiment of the vacuum chamber and alignment assembly of the present embodiment.
  • FIG 4 is a side view showing a third embodiment of the vacuum chamber and alignment assembly of the present embodiment.
  • FIG 5 is a side view showing a fourth embodiment of the vacuum chamber and alignment assembly of the present embodiment.
  • FIG. 1 is a side view showing a first installation embodiment of the vacuum chamber and alignment assembly of this embodiment
  • FIG. 2 is a plan view showing a stage drive of the alignment assembly of this embodiment.
  • the substrate processing apparatus of this embodiment includes a vacuum chamber 100 and an alignment assembly 200 as shown in FIG. 1.
  • the vacuum chamber 100 is a device configured to perform various processing processes, such as etching, CVD, sputtering, ion implantation, ashing, and / or evaporation deposition, on the substrate 150, which is an object to be processed, so that each processing process is performed. It may be composed of two or more.
  • the vacuum chamber 100 includes a body 110 and a deposition structure capable of depositing the substrate 150 inside the body 110.
  • the body 110 may form the outer shape of the vacuum chamber 100.
  • the body 110 may be formed in various shapes, such as a hexahedron or a cylinder, and the shape of the body 110 may be changed according to a size of a manufactured substrate.
  • a substrate 150 Inside the vacuum chamber 100, a substrate 150, an electrostatic chuck 130, a mask 140, and a carrier 120 are installed.
  • the electrostatic chuck 130 is a device for fixing a wafer or a substrate 150, which is an object to be processed, using electrostatic force in a manufacturing process of semiconductors and display panels.
  • the electrostatic chuck 130 is made of a structure suitable for fixing a large area substrate.
  • it can be said to be a device suitable for fixing a large area substrate constituting an OLED (Organic Light Emitting Diode) display panel.
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • the electrostatic chuck 130 may be placed in the horizontal or vertical direction inside the vacuum chamber 100, and the substrate 150 may be fixed to the upper or lower side of the electrostatic chuck 130.
  • the electrostatic chuck 130 with a fixed substrate (and mask) undergoes a plurality of vacuum chambers (pre-treatment vacuum chambers, multiple deposition vacuum chambers, etc.) .
  • a specific vacuum chamber an organic material for forming an OLED may be deposited by a vacuum deposition method, and in another vacuum chamber, metal (for example, aluminum) may be deposited by a vacuum deposition method to form an electrode.
  • a configuration such as a shower head, an evaporation source, etc., through which deposition materials are discharged may be installed according to process conditions of each process.
  • the evaporation source is provided to evaporate the deposition material such as an organic material, an inorganic material, or a metal material, and may include a crucible containing the deposition material, a heater for heating the deposition material inside the crucible, and the like.
  • a gas injection structure such as a source gas or a reaction gas may be installed in the corresponding vacuum chamber 100 in addition to an evaporation source.
  • the carrier 120 may fix and couple the electrostatic chuck 130 so that the electrostatic chuck 130 is installed on the substrate 150.
  • the carrier 120 may allow the substrate 150 to be transferred to the inside and outside of each vacuum chamber 100.
  • the carrier 120 of this embodiment may be formed to move the substrate 150 to the inside and outside of the vacuum chamber 100 in a state where the rim of the electrostatic chuck 130 is fixed.
  • the carrier 120 may move between different vacuum chambers and vacuum chambers by a method such as a transfer rail or electromagnetic force, and rails, electromagnetic parts, etc. are installed in the vacuum chamber 100 according to a moving power source installed in the carrier 120. It may be.
  • the alignment assembly 200 of the substrate processing apparatus of this embodiment is a device for aligning the mask 140 and the substrate 150 installed in the vacuum chamber 100.
  • the mask 150 which is a component for performing a substrate processing process such as patterned deposition, may be closely attached to the substrate 150, and in this process, the mask Alignment of 140 may be achieved.
  • Alignment assembly may be installed for fine alignment of the substrate 150 and the mask 140, and the alignment assembly 200 includes a plate 210, a stage 220, a shaft portion 230, and a stage drive 240 It may be a UVW stage comprising a.
  • the UVW stage is a device capable of aligning a position of a wafer / substrate mounted on the UVW stage through movement and rotation of a stage having a flat shape in the X and Y axes.
  • the alignment assembly 200 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the alignment assembly 200 of the present embodiment may include a first movement guide 252, a second movement guide 254, and a third movement guide 256.
  • the first movement guide 252 moves the alignment assembly 200 along the first direction X and may adjust the position of the alignment assembly 200. It may be assumed that the first direction X is, for example, a horizontal direction of the stage.
  • the second movement guide 254 may move in the second direction Y to align the position of the alignment assembly 200.
  • the second direction Y is, for example, a direction substantially perpendicular to the first direction X, and may be referred to as a vertical direction of the stage.
  • the third movement guide 256 may rotate the stage to control distortion of the alignment assembly 200 and the like.
  • the first movement guide 252, the second movement guide 254, and the third movement guide 256 may be driven at the same time, or may be driven respectively, and the driving condition is the alignment assembly. 200 may be changed according to conditions to be adjusted.
  • first movement guide 252, the second movement guide 254 and the third movement guide 256 may be formed as one module, but may alternatively be respectively installed in one or more modules.
  • the plate 210 of the alignment assembly 200 may be integrally formed with the body 110 forming the outer shape of the vacuum chamber 100.
  • the plate 210 constituting one surface constituting the alignment assembly 200 of the present embodiment and one surface constituting the body 110 may be integrally formed.
  • the distance between the body 110 and the alignment assembly 200 of the vacuum chamber 100 may be reduced.
  • the plate 210 of the alignment assembly 200 and the body 110 of the vacuum chamber 100 are integrally formed, there is a strength to reduce the volume of the alignment assembly 200.
  • the conventional alignment assembly in the conventional alignment assembly, the base plate installed in close contact with the body of the vacuum chamber is separately formed. Therefore, the conventional alignment assembly is formed by increasing the volume by the thickness of the base plate installed on the body.
  • the alignment assembly 200 and the vacuum chamber have a thickness corresponding to the plate 210.
  • the distance between 100 may be reduced, and the overall volume of the vacuum chamber 100 in which the alignment assembly 200 is installed may be reduced.
  • the alignment assembly 200 without a separate installation process of installing the alignment assembly 200 in the vacuum chamber 100 Can be installed in the vacuum chamber 100.
  • the plate of the conventional alignment assembly must be installed on the body of the vacuum chamber.
  • processes such as screws and welding can be used.
  • the alignment assembly 200 can be transferred to the vacuum chamber 100 without a separate process. Can be installed. In addition, installation errors and the like that may occur in the process of installing the alignment assembly 200 in the vacuum chamber 100 may be reduced. Moreover, the alignment assembly 200 minimizes the error that can be disengaged from the vacuum chamber 100, so that the alignment assembly 200 can be more stably installed in the vacuum chamber 100.
  • the stage 220 of the alignment assembly 200 may be disposed above the plate 210, and a shaft portion 230 may be installed on one surface facing the plate 210.
  • the shaft portion 230 installed on the stage 220 may be formed to extend into the vacuum chamber 100 from the stage 220, and may be configured to clamp the substrate 150 and the mask 140.
  • a carrier 120 may be installed in the shaft portion 230 installed inside the vacuum chamber 100, and an electrostatic chuck 130, a substrate 150, and a mask 140 may be installed in the carrier 120. Can be.
  • the shaft portion 230 may include a substrate clamping portion for clamping the substrate 150 and a mask clamping portion for clamping the mask 140.
  • the substrate clamping part and the mask clamping part are installed in the vacuum chamber 100 to clamp the substrate 150 and the mask 140, and may have various structures according to the clamping method of the mask 140.
  • the mask clamping unit clamps the substrate 150 and the mask 140 using any one of magnetic coupling, screw coupling, and fitting coupling.
  • magnetic coupling to clamp the substrate 150 and the mask 140
  • magnetic coupling may be used, for example, magnetic clamps.
  • Magnetic clamps can be used electromagnets, permanent magnets and switchable magnets.
  • the substrate clamping portion and the mask clamping portion may be coupled to move in a direction perpendicular to the surfaces of the substrate 150 and the mask 140 transferred from the vacuum chamber 100.
  • the stage drive 240 is installed between the plate 210 and the stage 220 and moves the stage 220 so that the substrate 150 and the mask 140 are aligned.
  • the stage drive 240 is installed on the plate 210, it may be made to connect the stage 220 and the plate 210.
  • the stage drive 240 since the stage drive 240 is installed by connecting the plate 210 and the stage 220, the stage drive 240 can connect the stage 220 and the plate 210 without a separate device.
  • the stage drive 240 can directly move the stage 220.
  • the shaft portion 230 since the shaft portion 230 is installed on the stage 220, the shaft portion 230 may move by the movement of the stage 220. Therefore, the substrate 150 and the mask 140 can be aligned even when the shaft portion 230 clamping the substrate 150 and the mask 140 is driven to a minimum, and the length of the shaft portion 230 is minimized. The substrate 150 and the mask 140 may be aligned even when formed of.
  • the conventional base plate is installed on one side of the body of the vacuum chamber. Therefore, the length of the conventional shaft should be formed as long as the thickness of one surface of the body of the vacuum chamber in which the base plate and the base plate are installed. Therefore, in the prior art, the shaft must be sufficiently driven to align the substrate and the mask, and the driving range of the shaft for fine alignment of the substrate and the mask may also be increased.
  • the substrate 150 and the mask 140 are aligned without forming the length of the shaft 230 long. It can be clamped to the assembly 200.
  • the length of the shaft portion 230 is shorter than that of the conventional shaft.
  • the stage 220 may be driven even if the stage drive 240 is driven within a small range. Therefore, it is possible to minimize the driving of the shaft portion 230 required for aligning the substrate 150 and the mask 140, thereby reducing the labor required for aligning the substrate 150 and the mask 140. Alignment of the substrate 150 and the mask 140 is possible even with a small amount of air, and the working efficiency for aligning the substrate 150 and the mask 140 can be improved.
  • Figure 3 is a side view showing a second embodiment of the vacuum chamber and the alignment assembly of the present embodiment.
  • the substrate processing apparatus of this embodiment may include a position sensing means 260 for sensing the positions of the substrate 150 and the mask 140 clamped to the shaft portion 230.
  • the position sensing means 260 may be installed between the stage 220 and the plate 210.
  • the installed position detecting means 260 may detect whether the substrate 150 and the mask 140 fixed on the carrier 120 and / or the electrostatic chuck 130 are sensed in place.
  • the substrate sensing means 260 may be formed by any one of various means capable of sensing the substrate 150 and the mask 140, such as a laser, real-time imaging means, piezoelectric sensor, and thermal sensor.
  • the positions of the substrate 150 and the mask 140 installed in the vacuum chamber 100 may be sensed through the position sensing means 260.
  • the positions of the detected substrate 150 and the mask 140 may be assumed to be sensing data D2.
  • the measured sensing data D2 may be compared with the setting data D1 of the substrate 150 and the mask 140 stored in a control unit (not shown) electrically connected to the position sensing means 260. Through the compared data, a moving distance between the substrate 150 and the mask 140 can be set.
  • the control unit may transmit data corresponding to the set moving distance to the alignment assembly 200, and the alignment assembly 200 is driven by the transmitted data and the substrate 150 ) And the mask 140 may be aligned.
  • the control unit stores the setting data D1, which is an alignment position of the substrate 150, and when the substrate 150 is positioned on the electrostatic chuck 130, the control unit sets the position D2 of the substrate 150.
  • the data D1 can be compared.
  • Drive distance data of the shaft unit 230 may be transmitted to the stage drive 240 according to the compared distance.
  • the driving range of the stage drive 240 may be controlled based on distance data to be driven by the shaft unit 230. Since the substrate 150 and the mask 140 can be aligned through the sensor and the measured data, fine movement of the substrate 150 and the mask 140 may be possible, and thereby for the formation of a miniaturized pattern. Precise alignment of the substrate 150 and the mask 140 may be possible.
  • Figure 4 is a side view showing a third embodiment of the vacuum chamber and the alignment assembly of the present embodiment.
  • the stage drive 240 may be formed adjacent to the shaft portion 230.
  • the stage drive 240 may be formed coaxially with the shaft portion 230. As the stage drive 240 is formed coaxially with the shaft portion 230, the shaft portion 230 may be driven simultaneously with the driving of the stage drive 240. Due to this, even if the stage drive 240 is moved to the minimum, the shaft portion 230 can move.
  • the substrate 150 and the mask 140 are minimized even if the driving range of the shaft portion 230 required for aligning the substrate 150 and the mask 140 is minimized. ) Can be aligned to minimize the occurrence of alignment errors.
  • the substrate processing apparatus is a position sensing means (260_ degrees) for detecting the position of the substrate 150 and the mask 140 clamped to the shaft 230 3).
  • the position sensing means 260 may detect the clamping positions of the substrate 150 and the mask 140. After the clamping positions of the substrate 150 and the mask 140 sensed by the position sensing means 260 are transmitted to the control unit, the clamping positions of the substrate 150 are compared to the installation positions of the mask 140 and then set to the installation position. The positions of the substrate 150 and the mask 140 may be aligned.
  • Figure 5 is a side view showing a fourth embodiment of the vacuum chamber and the alignment assembly of the present embodiment.
  • the stage drive 240 may be formed adjacent to the shaft portion 230.
  • the stage drive 240 may be formed on the side of the shaft portion 230 toward the edge of the plate 210.
  • the stage drive 240 since the stage drive 240 is formed on the side of the shaft portion 230 toward the edge of the plate 210, the stage drive 240 can be installed between the stage 220 and the plate 210 so that the stage ( It will be desirable that the length of 220 is formed long enough in the direction toward the edge of the plate 210.
  • the substrate processing apparatus of the fourth embodiment can detect the positions of the substrate 150 and the mask 140, and compare the sensed position with a preset alignment position to align the substrate 150 and the mask 140. It may further include a position detection means (see 260_ FIG. 3).
  • the alignment assembly 200 capable of fine alignment of the substrate 150 and the mask 140 by finely moving the substrate 150 and the mask 140 is provided.
  • the plate 210 which is one surface constituting the alignment assembly 200, may be integrally formed with the body 110 of the vacuum chamber 100 for the deposition process of the substrate 150. Since the plate 210 of the alignment assembly 200 is integrally formed with the body 110 of the vacuum chamber 100, the volume of the alignment assembly 200 is reduced by a thickness corresponding to the plate 210 of the alignment assembly 200. Can be.
  • the alignment assembly 200 may be integrally installed in the vacuum chamber 100. That is, since the plate 210 and the body 110 are integrally formed, the alignment assembly 200 may be installed in the vacuum chamber 100 without a separate installation process. For example, the alignment assembly 200 may be maintained in the body 110 without being detached from the vacuum chamber 100 by screw loosening or welding release. Also, since the alignment assembly 200 is integrally installed in the vacuum chamber 100 without a process of installing the alignment assembly 200 in the vacuum chamber 100, installation errors, etc. in which the alignment assembly 200 is installed in the vacuum chamber 100 can be minimized.
  • a stage drive 240 for aligning the substrate 150 and the mask 140 may be installed by connecting the plate 210 and the stage 220. Due to this, the stage drive 240 moves the stage without a separate device, and the shaft portion 230 installed on the stage 220 can move. Accordingly, the substrate 150 and the mask 140 may be aligned by driving the shaft portion 230 clamping the substrate 150 and the mask 140 to a minimum.
  • the stage 220 and the shaft portion 230 may be driven even when the stage drive 240 is driven within a small range. That is, the driving of the stage drive 240 may be enabled with a small driving force. Since the stage drive 240 can be driven using a small driving force, unnecessary driving force loss can be minimized. Furthermore, since the alignment of the mask 140 and the substrate 150 may be performed with a small driving force, efficiency for aligning the substrate 150 and the mask 140 may be improved.
  • stage 230 shaft portion

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Abstract

본 실시예는 기판 및 마스크를 정렬하는 정렬 어셈블리의 일 면과 진공챔버의 바디가 일체로 형성된 기판 처리 장치를 개시한다. 이에 종래와 비교하여 기판 및 마스크의 미세 이동 및 정렬을 위한 작업 시간을 줄여 생산 효율성이 향상될 수 있는 진공챔버의 외면을 형성하는 바디와 일체로 형성된 플레이트를 포함하는 정렬 어셈블리를 제공할 수 있게 된다.

Description

기판 처리 장치
본 실시 예는 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 증착 처리를 위한 진공챔버 내에 마련된 기판 및 마스크 등의 위치를 정렬하기 위한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
IT기술의 비약적인 발전과 스마트 폰 등 디스플레이 시장이 성장하면서 평판디스플레이(Flat Panel Display)가 각광받고 있다. 이러한 평판디스플레이로는 액정디스플레이(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이(Plasma Display Panel), 유기발광디스플레이(Organic Light Emitting Diodes_OLED) 등이 있다.
그 중에서 OLED는 빠른 응답속도, 기존의 액정디스플레이보다 낮은 소비 전력, 경량 성, 별도의 백라이트(Back Light)장치가 필요 없어서 초박형으로 만들 수 있는 점, 고휘도 등의 매우 좋은 장점이 있어서 차세대 디스플레이 소자로서 각광받고 있다.
이러한 OLED는 기판에 양극, 유기막, 음극을 순차적으로 형성하고, 양극과 음극 사이에 전압을 걸어줌으로써 스스로 발광하는 원리를 이용한 것이다.
OLED는 도시하지 않았지만 기판에 양극(Anode), 정공 주입층(Hole Injection Layer), 정공 운송층(Hole Transfer Layer), 발광층(Emitting Layer), 전자 운송층(Electron Transfer Layer), 전자 주입층(Electron Injection Layer), 음극(Cathode)이 순차적으로 형성된다. 여기에서 양극은 면 저항이 작고 빛의 투과성이 좋은 ITO(Indium Tin Oxide)가 사용된다.
그리고 유기 막이 공기 중의 수분과 산소에 매우 약하므로 소자의 수명(life time)을 증가시키기 위해 유기막 등을 봉합하는 봉지 막이 최상부에 형성된다.
이러한 OLED의 제조를 위하여 양극, 음극, 유기막 등은 진공증착법에 형성됨이 일반적이다. 진공증착법이란 진공챔버에 증착물질을 가열하여 증발시키는 소스를 설치하고, 소스로부터 증발되는 증착물질을 기판표면에 증착하는 방법을 말한다.
그리고, OLED를 제조함에 있어, 소정의 패턴을 가지는 양극, 음극, 유기막 등은 기판에 마스크를 결합시켜 형성한다. 마스크와 기판 등은 이를 지지 및 정렬하는 정렬장치에 의해 진공챔버 내에 설치될 수 있다.
정렬장치는 미리 설계된 패턴과 일치하도록 기판 및 마스크를 정렬할 수 있다. 예컨대, 카메라와 같은 장치를 통해 기판 및 마스크의 위치를 인식하며 이동시키면서 요구되는 위치에 정렬할 수 있다.
그런데, 디스플레이의 해상도가 높아지면서 패턴 또한 미세화되고, 미세화된 패턴의 형성을 위하여 기판 및 마스크의 보다 정밀한 정렬이 필요해지고 있다.
그리고 기판 및 마스크의 정밀한 정렬은 기판 또는 마스크 등의 미세 이동을 구현해야만 가능할 수 있다.
이에 반해, 종래의 기판 얼라이너 구조는 볼스크류 등의 기계적인 작동방식을 채택하여 기판 또는 마스크의 이동시킨다. 따라서, 기판 또는 마스크의 미세 이동이 어려울 수 있었다.
더욱이, 기계적인 작동방식을 채택하는 종래의 방법으로는 기판 및 마스크의 정밀한 정렬이 용이하지 않으므로 수회 반복을 통해 정렬을 통해 수행되기 때문에 기판 및 마스크의 정렬에 소요되는 작업 시간이 증가할 수 있으며, 이로 인한 전체 공정 시간을 증가시켜 디스플레이의 생산성이 저하될 수 있었다.
본 실시예의 목적은, 기판 및 마스크의 미세 이동이 이루어질 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 실시예의 목적은, 기판 및 마스크의 미세 이동 및 정렬을 위한 작업 시간을 줄여 생산 효율성이 향상된 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 실시예의 목적은, 기판 및 마스크의 미세 이동 및 정렬 오차를 최소화할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 실시예의 목적은, 기판 및 마스크를 정렬하는 정렬 어셈블리의 부피가 감소된 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 진공챔버 및 상기 진공챔버 내에 설치된 기판 및 마스크를 정렬하는 정렬 어셈블리를 포함하는 기판 처리 장치에 있어서, 상기 정렬 어셈블리는, 상기 진공챔버의 외면을 형성하는 바디와 일체로 형성된 플레이트, 상기 플레이트 상측에 배치되는 스테이지, 상기 스테이지에서 상기 진공챔버 내부로 연장되게 형성되고, 상기 기판 및 상기 마스크를 클램핑하는 샤프트부, 상기 플레이트와 상기 스테이지 사이에 설치되고, 상기 스테이지를 이동시켜 상기 기판 및 상기 마스크를 정렬하기 위한 스테이지 드라이브를 포함하여 달성될 수 있다.
또한, 본 실시예의 기판 처리 장치에서, 상기 스테이지 드라이브는 상기 플레이트 상에 설치되고, 상기 스테이지와 상기 플레이트를 연결한다.
또한, 본 실시예의 기판 처리 장치에서, 상기 스테이지 드라이브는 상기 샤프트부와 인접하게 형성된다.
또한, 본 실시예의 기판 처리 장치에서, 상기 스테이지 드라이브는 상기 샤프트부와 동축 상에 형성된다.
또한, 본 실시예의 기판 처리 장치에서, 상기 샤프트부는, 상기 기판을 클램핑하는 기판 클램핑부, 상기 마스크를 클램핑하는 마스크 클램핑부를 포함한다.
또한, 본 실시예의 기판 처리 장치에서, 상기 정렬 어셈블리는, 상기 샤프트부에 클램핑된 상기 기판의 위치를 감지하는 위치 감지 수단을 포함한다.
또한, 본 실시예의 기판 처리 장치에서, 상기 위치 감지 수단으로 감지된 상기 기판이 위치한 위치 데이터와 기 설정된 상기 기판의 설정 데이터를 기반하여 상기 스테이지 드라이브를 제어한다.
본 실시예에 의하면, 기판 및 마스크를 미세 이동 시켜 기판 및 마스크의 미세 정렬이 가능한 정렬 어셈블리가 제공된다. 이러한 정렬 어셈블리의 일 면인 플레이트는 기판의 증착 공정이 이루어지는 진공챔버의 바디와 일체로 형성될 수 있다. 정렬 어셈블리의 플레이트가 진공챔버의 바디와 일체로 형성되기 때문에 정렬 어셈블리의 플레이트에 해당하는 두께만큼 정렬 어셈블리의 부피가 감소될 수 있다.
더욱이, 플레이트와 진공챔버의 바디가 일체로 형성되므로 플레이트 두께만큼 샤프트부의 길이를 줄여 형성하여도 기판과 마스크가 정렬 어셈블리에 클램핑될 수 있다.
또한, 샤프트부의 길이를 줄여 형성하면서, 스테이지 드라이브가 작은 범위 내에서 구동되어도 스테이지 및 샤프트부가 구동될 수 있다. 즉, 적은 구동력으로 스테이지 드라이브의 구동이 가능해질 수 있다. 적은 구동력을 이용하여 스테이지 드라이브를 구동할 수 있으므로 불필요한 구동력 손실을 최소화할 수 있다. 나아가 적은 구동력으로도 마스크 및 기판 정렬이 이루어질 수 있으므로, 기판 및 마스크 정렬의 효율성이 향상될 수 있다.
전술한 바와 같이, 정렬 어셈블리의 플레이트가 진공챔버의 바디와 일체로 형성될 수 있다. 즉, 진공챔버 설치 공정 시, 정렬 어셈블리가 진공챔버와 함께 설치될 수 있으므로, 정렬 어셈블리를 진공챔버에 설치하는 별도의 과정이 요구되지 않는다. 특히, 스크류, 용접 등의 설치 공정 없이 정렬 어셈블리가 진공챔버에 설치되므로, 스크류 풀림, 용접 해제 등에 의해 정렬 어셈블리가 진공챔버에서 이탈되지 않고, 진공챔버의 바디에 설치된 상태를 유지할 수 있게 된다.
또한, 정렬 어셈블리와 진공챔버가 일체로 형성되므로 정렬 어셈블리를 진공챔버에 설치하기 위한 설치 공정 수, 설치 과정에서 발생할 수 있는 설치 오차를 줄일 수 있게 된다.
또한, 기판 및 마스크를 정렬하는 스테이지 드라이브가 플레이트와 스테이지를 연결하며 설치될 수 있다. 이로 인해, 별도의 장치 없이 스테이지 드라이브가 스테이지를 이동시키고, 스테이지에 설치된 샤프트부가 이동할 수 있다. 따라서, 기판과 마스크를 클램핑하고 있는 샤프트부를 최소로 구동하여도 기판과 마스크를 정렬할 수 있다.
도 1은 본 실시예의 진공챔버와 정렬 어셈블리의 제1 설치 실시예를 도시한 측면도.
도 2는 본 실시예의 정렬 어셈블리의 스테이지 드라이브를 도시한 평면도.
도 3은 본 실시예의 진공챔버와 정렬 어셈블리의 제2 실시예를 도시한 측면도.
도 4는 본 실시예의 진공챔버와 정렬 어셈블리의 제3 실시예를 도시한 측면도.
도 5는 본 실시예의 진공챔버와 정렬 어셈블리의 제4 실시예를 도시한 측면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 실시예를 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 실시예의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 실시예의 진공챔버와 정렬 어셈블리의 제1 설치 실시예를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 실시예의 정렬 어셈블리의 스테이지 드라이브를 도시한 평면도이다.
본 실시예의 기판 처리 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이 진공챔버(100)와 정렬 어셈블리(200)를 포함하여 이루어진다.
진공챔버(100)는 피처리물인 기판(150)에 대하여, 에칭, CVD, 스퍼터링, 이온 주입, 에싱 및/또는 증발증착 등의 다양한 가공과정을 수행하도록 이루어지는 장치이며, 이러한 각 가공공정이 이루어지도록 2개 이상의 다수 개로 구성될 수 있다.
이러한 진공챔버(100)는, 바디(110)와, 바디(110) 내부에 기판(150)을 증착할 수 있는 증착 구조물을 포함한다.
상세하게, 바디(110)는 진공챔버(100)의 외형을 형성할 수 있다. 바디(110)는, 예컨대 육면체, 원기둥 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 바디(110)의 형상은 제조되는 기판의 크기 등에 의해 변경될 수 있다.
진공챔버(100)의 내부에는 기판(150), 정전척(130), 마스크(140) 및 캐리어(120) 등이 설치되어 있다.
자세하게, 정전척(130)은 반도체 및 디스플레이패널 등의 제조공정에서 피처리물인 웨이퍼 또는 기판(150)을 정전기력을 이용하여 고정하기 위한 장치이다.
이러한 정전척(130)은 대면적의 기판을 고정하는데 적합한 구조로 이루어지며, 특히, OLED(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이패널을 이루는 대면적 기판을 고정하는데 적합한 장치라고 할 수 있다.
그리고, 정전척(130)은 진공챔버(100) 내부에 수평 또는 수직방향으로 놓일 수 있고, 정전척(130) 상측 또는 하측에 기판(150)이 고정될 수 있다.
본 실시예에 따른 기판 처리 장치가 OLED 제조 공정을 위한 것일 경우, 기판(및 마스크)이 고정된 정전척(130)은 다수의 진공챔버(전처리 진공챔버, 다수의 증착 진공챔버 등)을 거치게 되고, 특정 진공챔버에서 OLED를 형성하기 위한 유기물을 진공 증착법에 의해 증착할 수 있고, 다른 진공챔버에서는 전극 형성을 위하여 금속(예를 들어 알루미늄)을 진공 증착법에 의하여 증착할 수 있다.
또한 진공챔버(100) 내에는 각 공정의 공정 조건에 따라 증착 물질이 배출되는 샤워헤드, 증발원 등의 구성이 설치될 수도 있다.
증발원은 유기물, 무기물 또는 금속물질 등의 증착물질을 증발시키기 위하여 구비되는 것으로서, 증착물질을 담는 도가니, 도가니 내부의 증착 물질을 가열하는 히터 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 기판 처리 장치가 원자 증착 공정을 위한 것인 경우, 해당 진공챔버(100)에는 증발원 이외에 소스가스, 반응가스 등의 가스분사구조가 설치될 수도 있다.
캐리어(120)는 기판(150) 상측에 정전척(130)이 설치되도록 정전척(130)을 고정, 결합할 수 있다. 이러한 캐리어(120)는 각 진공챔버(100)의 내부 및 외부로 기판(150)이 이송되게 할 수 있다. 본 실시예의 캐리어(120)는 정전척(130)의 테두리를 고정한 상태에서 기판(150)을 진공챔버(100)의 내부 및 외부로 이동시키도록 형성될 수 있다.
한편 캐리어(120)는 이송레일, 전자기력 등의 방법으로 서로 다른 진공챔버와 진공챔버 사이를 이동할 수 있으며, 캐리어(120)에 설치된 이동 동력원에 따라 진공챔버(100) 내에 레일, 전자기부 등이 설치될 수도 있다.
다시 도 1을 참고하면, 본 실시예의 기판 처리 장치의 정렬 어셈블리(200)는 진공챔버(100) 내에 설치된 마스크(140)와 기판(150) 등을 정렬하는 장치이다.
상세하게, 기판(150)의 증착 공정에 앞서, 기판(150)에는 패턴화된 증착 등의 기판처리공정을 수행하기 위한 구성요소인 마스크(140)가 밀착되게 설치될 수 있으며, 이러한 과정에서 마스크(140)의 정렬이 이루질 수 있다.
기판(150)과 마스크(140)의 미세 정렬을 위해 정렬 어셈블리가 설치될 수 있으며, 이러한 정렬 어셈블리(200)는 플레이트(210), 스테이지(220), 샤프트부(230), 스테이지 드라이브(240)를 포함하여 이루어지는 UVW 스테이지일 수 있다.
UVW 스테이지는, 평면 형상의 스테이지를 X축, Y축으로 이동과 회전을 통해 UVW 스테이지에 거치된 웨이퍼/기판 등의 위치를 정렬할 수 있는 장치이다. 이하 도 1 및 도 2를 참고하여 이러한 정렬 어셈블리(200)에 대해 살펴보기로 한다.
도 2를 참고하면 본 실시예의 정렬 어셈블리(200)는, 제1 이동 가이드(252), 제2 이동 가이드(254) 및 제3 이동 가이드(256)를 포함하여 이루어질 수 있다.
제1 이동 가이드(252)는 정렬 어셈블리(200)를 제1 방향(X)을 따라 이동하며 정렬 어셈블리(200)의 위치를 조정할 수 있다. 제1 방향(X)은 예를 들어 스테이지의 수평측 방향이라 가정할 수 있다.
제2 이동 가이드(254)는 제2 방향(Y)으로 이동하여 정렬 어셈블리(200)의 위치를 정렬할 수 있다. 제2 방향(Y)은 예를 들어 제1 방향(X)과 실질적으로 수직인 방향이며, 스테이지의 수직측 방향이라 할 수 있다.
제3 이동 가이드(256)는 스테이지를 회전시켜 정렬 어셈블리(200)의 틀어짐 등을 제어할 수 있다.
이러한 정렬 어셈블리(200)의 실시 예에서 제1 이동 가이드(252), 제2 이동 가이드(254) 및 제3 이동 가이드(256)는 동시에 구동하거나, 각각 구동할 수 있으며, 구동되는 조건은 정렬 어셈블리(200)가 조정되는 조건에 따라 변경될 수 있다.
또한, 제1 이동 가이드(252), 제2 이동 가이드(254) 및 제3 이동 가이드(256)는 하나의 모듈로 형성될 수 있지만, 다르게는 하나 이상의 모듈에 각각 설치될 수도 있다.
이러한 정렬 어셈블리(200)의 플레이트(210)는 진공챔버(100)의 외형을 형성하는 바디(110)와 일체로 형성될 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 정렬 어셈블리(200)를 이루는 일 면을 이루는 플레이트(210)와 바디(110)를 이루는 일 면은 일체로 형성될 수 있다. 이와 같이 정렬 어셈블리(200)의 플레이트(210)와 바디(110)가 일체로 형성됨에 따라 진공챔버(100)의 바디(110)와 정렬 어셈블리(200) 사이의 거리가 작아질 수 있다. 또한, 정렬 어셈블리(200)의 플레이트(210)와 진공챔버(100)의 바디(110)가 일체로 형성되므로 정렬 어셈블리(200)의 부피를 줄일 수 있는 강점이 있다.
즉, 종래의 정렬 어셈블리는, 진공챔버의 바디에 밀착되어 설치되는 베이스 플레이트가 별도로 형성된다. 따라서, 종래의 정렬 어셈블리는 바디에 설치된 베이스 플레이트의 두께만큼 부피가 증가하여 형성된다.
이에 반해 본 실시예에서는 정렬 어셈블리(200)의 플레이트(210)에 해당하는 일 면이 바디(110)에 일체로 형성되어 있으므로, 플레이트(210)에 해당하는 두께만큼 정렬 어셈블리(200)와 진공챔버(100) 사이의 거리가 감소할 수 있으며, 정렬 어셈블리(200)가 설치된 진공챔버(100)의 전체적인 부피가 감소할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 정렬 어셈블리(200)의 플레이트(210)와 바디(110)가 일체로 형성되므로 정렬 어셈블리(200)를 진공챔버(100)에 설치하는 별도의 설치 과정 없이 정렬 어셈블리(200)가 진공챔버(100)에 설치될 수 있다.
상세하게, 종래와 같이 정렬 어셈블리가 진공챔버와 별도로 형성될 경우 종래의 정렬 어셈블리의 플레이트가 진공챔버의 바디에 설치해야 한다. 이를 위해, 스크류, 용접 등의 공정을 이용할 수 있다.
이에 반해, 본 실시 예는 정렬 어셈블리(200)의 플레이트(210)가 진공챔버(100)의 바디(110)와 일체로 형성되므로, 별도의 공정 없이도 정렬 어셈블리(200)를 진공챔버(100)에 설치될 수 있다. 또한, 정렬 어셈블리(200)를 진공챔버(100)에 설치하는 과정에서 발생할 수 있는 설치 오차 등을 줄일 수 있다. 더욱이, 정렬 어셈블리(200)가 진공챔버(100)에서 이탈될 수 있는 오차를 최소화하여 정렬 어셈블리(200)가 보다 안정적으로 진공챔버(100)에 설치될 수 있는 강점이 있다.
정렬 어셈블리(200)의 스테이지(220)는, 플레이트(210) 상측에 배치될 수 있고, 플레이트(210)를 향하는 일 면에 샤프트부(230)가 설치될 수 있다.
스테이지(220)에 설치된 샤프트부(230)는, 스테이지(220)에서 진공챔버(100) 내부로 연장되게 형성될 수 있고, 기판(150) 및 마스크(140)를 클램핑하도록 이루어질 수 있다.
자세하게, 진공챔버(100) 내부에 설치된 샤프트부(230)에는 캐리어(120)가 설치될 수 있고, 캐리어(120)에는 정전척(130), 기판(150), 마스크(140) 등이 설치될 수 있다.
이러한 샤프트부(230)는 기판(150)을 클램핑하는 기판 클램핑부, 마스크(140)를 클램핑하는 마스크 클램핑부를 포함하며 이루어질 수 있다.
기판 클램핑부 및 마스크 클램핑부는 진공챔버(100)에 설치되어 기판(150) 및 마스크(140)를 클램핑하는 것으로써, 마스크(140)의 클램핑 방식에 따라 다양한 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 마스크 클램핑부는 자력 결합, 스크류 결합, 끼움 결합 등 중 어느 하나를 이용하여 기판(150) 및 마스크(140)를 클램핑하게 된다. 이하 본 실시예에서는 기판(150)과 마스크(140)를 클램핑하기 위해 자력 결합으로 이루어진 예를 들어 설명하기로 하고, 자력 결합은 예컨대, 자기 클램프(magnetic clamp) 들이 사용될 수 있다. 자기 클램프들은 전자석, 영구자석 및 스위치 가능한 자석들이 사용될 수 있다.
또한, 기판 클램핑부 및 마스크 클램핑부는 진공챔버(100)에서 이송되는 기판(150) 및 마스크(140)의 표면과 수직을 이루는 방향으로 이동되도록 결합될 수 있다.
스테이지 드라이브(240)는 플레이트(210)와 스테이지(220) 사이에 설치되고, 스테이지(220)를 이동시켜 기판(150) 및 마스크(140)가 정렬되게 할 수 있다. 이러한 스테이지 드라이브(240)는 플레이트(210) 상에 설치되고, 스테이지(220)와 플레이트(210)를 연결하도록 이루어질 수 있다.
즉, 스테이지 드라이브(240)가 플레이트(210)와 스테이지(220)를 연결하며 설치되므로, 별도의 장치 없이 스테이지 드라이브(240)가 스테이지(220)와 플레이트(210)를 연결할 수 있다.
이러한 구성으로 스테이지 드라이브(240)가 직접 스테이지(220)를 이동시킬 수 있다. 더불어, 샤프트부(230)가 스테이지(220)에 설치되어 있으므로, 스테이지(220)의 이동에 의해 샤프트부(230)가 이동할 수 있다. 따라서, 기판(150) 및 마스크(140)을 클램핑하고 있는 샤프트부(230)를 최소로 구동하여도 기판(150) 및 마스크(140)을 정렬할 수 있고, 샤프트부(230)의 길이를 최소로 형성하여도 기판(150) 및 마스크(140)를 정렬할 수 있다.
배경의 설명에서 전술한 바와 같이, 종래의 베이스 플레이트는 진공챔버의 바디의 일 면에 설치되어 있다. 따라서, 종래의 샤프트의 길이는 베이스 플레이트 및 베이스 플레이트가 설치된 진공챔버의 바디의 일 면 두께만큼 길게 형성되어야 한다. 따라서, 종래의 기술에서 기판과 마스크를 정렬하기 위해서 샤프트가 충분히 구동해야만 하고, 기판과 마스크의 미세 정렬을 위한 샤프트의 구동 범위도 증가할 수 있었다.
이에 반해, 본 실시 예는 플레이트(210)와 진공챔버(100)의 바디(110)가 일체로 형성되므로 샤프트부(230)의 길이를 길게 형성하지 않고도 기판(150)과 마스크(140)가 정렬 어셈블리(200)에 클램핑될 수 있다.
또한, 본 실시 예는 샤프트부(230)의 길이가 종래의 샤프트보다 짧게 형성되어 있다. 샤프트부(230)의 길이가 짧게 형성되면서 스테이지 드라이브(240)가 작은 범위 내에서 구동되어도 스테이지(220)가 구동될 수 있다. 따라서, 기판(150) 및 마스크(140) 정렬에 필요한 샤프트부(230)의 구동을 최소화할 수 있으며, 이로 인한 기판(150) 및 마스크(140) 정렬에 필요한 작업 공수를 줄일 수 있다. 적은 공수로도 기판(150) 및 마스크(140)의 정렬이 가능해지면서 기판(150) 및 마스크(140)를 정렬하기 위한 작업 효율성이 향상될 수 있다.
한편, 도 3은 본 실시예의 진공챔버와 정렬 어셈블리의 제2 실시예를 도시한 측면도이다.
도 3의 설명에 앞서, 도 3에 도시된 도면 부호와 도 1 및 도 2에 도시된 도면 부호가 동일한 경우 동일 구성이라고 가정하여 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도면을 참고하면, 본 실시예의 기판 처리 장치는 샤프트부(230)에 클램핑된 기판(150) 및 마스크(140)의 위치를 감지하는 위치 감지 수단(260)을 포함할 수 있다.
위치 감지 수단(260)은 스테이지(220)와 플레이트(210) 사이에 설치될 수 있다. 설치된 위치 감지 수단(260)은 캐리어(120) 및/또는 정전척(130) 상에 고정되는 기판(150) 및 마스크(140)가 정위치에 감지되었는지 등을 감지할 수 있다.
이러한 기판 감지 수단(260)은 레이저, 실시간 촬영 수단, 압전센서, 열센서 등 기판(150) 및 마스크(140)를 감지할 수 있는 다양한 수단 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
상세하게, 진공챔버(100) 내에 설치된 기판(150)과 마스크(140)의 위치를 위치 감지 수단(260)을 통해 감지할 수 있다. 감지된 기판(150)과 마스크(140)의 위치를 감지 데이터(D2)라고 가정할 수 있다. 측정된 감지 데이터(D2)는 위치 감지 수단(260)과 전기적으로 연결된 제어부(미도시)에 저장된 기판(150) 및 마스크(140)의 설정 데이터(D1)와 비교될 수 있다. 비교되는 데이터를 통해 기판(150)과 마스크(140)의 이동 거리를 설정할 수 있다. 기판(150)과 마스크(140)의 이동 거리를 설정하면 제어부는 설정된 이동 거리만큼의 데이터를 정렬 어셈블리(200)로 전송할 수 있고, 전송된 데이터에 의해 정렬 어셈블리(200)가 구동되며 기판(150)과 마스크(140)가 정렬될 수 있다.
즉, 제어부에는 기판(150)의 정렬 위치인 설정 데이터(D1)가 저장되어 있고, 정전척(130) 상에 기판(150)이 위치하면, 제어부는 기판(150)의 위치(D2)와 설정 데이터(D1)를 비교할 수 있다. 비교된 거리에 따라 스테이지 드라이브(240)로 샤프트부(230)의 구동 거리 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 샤프트부(230)가 구동할 거리 데이터에 기반하여 스테이지 드라이브(240)의 구동 범위를 제어할 수 있다. 이와 같이 센서 및 측정된 데이터를 통해 기판(150) 및 마스크(140)를 정렬할 수 있으므로, 기판(150) 및 마스크(140)의 미세 이동이 가능해질 수 있으며, 이로 인한 미세화된 패턴 형성을 위한 기판(150) 및 마스크(140)의 정밀한 정렬이 가능해질 수 있다.
한편, 도 4는 본 실시예의 진공챔버와 정렬 어셈블리의 제3 실시예를 도시한 측면도이다.
도 4의 설명에 앞서, 도 4에서 설명되는 도면 부호와 도 1 내지 도 3에서 설명된 도면 부호가 동일한 경우 동일 구성이라고 가정하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참고하면, 스테이지 드라이브(240)는 샤프트부(230)와 인접하게 이루어질 수 있다.
보다 자세하게, 스테이지 드라이브(240)는 샤프트부(230)와 동축(同軸)에 형성될 수 있다. 스테이지 드라이브(240)가 샤프트부(230)와 동축 상에 형성되면서 스테이지 드라이브(240)의 구동과 동시에 샤프트부(230)가 구동될 수 있다. 이로 인해, 스테이지 드라이브(240)가 최소로 움직여도 샤프트부(230)가 움직일 수 있다.
이와 같이 샤프트부(230)와 스테이지 드라이브(240)가 동축에 형성되면서 기판(150) 및 마스크(140) 정렬에 필요한 샤프트부(230)의 구동 범위를 최소화하여도 기판(150) 및 마스크(140)가 정렬될 수 있으므로 정렬 오차 발생을 최소화할 수 있다.
한편, 도 4에 도시되지는 않았지만, 본 제 3 실시예에 따른 기판 처리 장치는 샤프트부(230)에 클램핑된 기판(150) 및 마스크(140)의 위치를 감지하는 위치 감지 수단(260_도 3 참고)을 더 포함할 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이 위치 감지 수단(260)은 기판(150) 및 마스크(140)의 클램핑 위치를 감지할 수 있다. 위치 감지 수단(260)에 의해 감지된 기판(150) 및 마스크(140)의 클램핑 위치는 제어부로 전송된 후, 기 설정된 기판(150) 마스크(140)의 설치 위치와 비교한 뒤, 설치 위치에 맞추어 기판(150) 및 마스크(140)의 위치를 정렬할 수 있다.
한편, 도 5는 본 실시예의 진공챔버와 정렬 어셈블리의 제4 실시예를 도시한 측면도이다.
도 5의 설명에 앞서, 도 5에서 설명되는 도면 부호와 도 1 내지 도 4에서 설명된 도면 부호가 동일한 경우 동일 구성이라고 가정하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참고하면, 스테이지 드라이브(240)는 샤프트부(230)와 인접하게 이루어질 수 있다. 예컨대, 스테이지 드라이브(240)는 플레이트(210)의 가장자리를 향하는 샤프트부(230)의 측면에 형성될 수 있다.
이때, 스테이지 드라이브(240)가 플레이트(210)의 가장자리를 향하는 샤프트부(230)의 측면에 형성되므로, 스테이지 드라이브(240)가 스테이지(220)와 플레이트(210) 사이에 설치될 수 있도록 스테이지(220)의 길이가 플레이트(210)의 가장자리를 향하는 방향으로 충분히 길게 형성되는 것이 바람직할 것이다.
또한, 본 제4 실시예의 기판 처리 장치는 기판(150) 및 마스크(140)의 위치를 감지하고, 감지된 위치와 기 설정된 정렬 위치를 비교하여 기판(150) 및 마스크(140)를 정렬할 수 있는 위치 감지 수단(260_도 3 참고)을 더 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예는 기판(150) 및 마스크(140)를 미세 이동 시켜 기판(150) 및 마스크(140)의 미세 정렬이 가능한 정렬 어셈블리(200)가 제공된다. 이러한 정렬 어셈블리(200)를 이루는 일 면인 플레이트(210)는 기판(150)의 증착 공정을 위한 진공챔버(100)의 바디(110)와 일체로 형성될 수 있다. 정렬 어셈블리(200)의 플레이트(210)가 진공챔버(100)의 바디(110)와 일체로 형성되므로 정렬 어셈블리(200)의 플레이트(210)에 해당하는 두께만큼 정렬 어셈블리(200)의 부피가 감소될 수 있다.
또한, 정렬 어셈블리(200)가 진공챔버(100)에 일체로 설치될 수 있다. 즉, 플레이트(210)와 바디(110)가 일체로 이루어지므로, 별도의 설치 과정 없이 정렬 어셈블리(200)가 진공챔버(100)에 설치될 수 있다. 예컨대, 스크류 풀림, 용접 해제 등에 의해 정렬 어셈블리(200)가 진공챔버(100)에서 이탈되지 않고 바디(110)에 설치된 상태를 유지할 수 있다. 또한 정렬 어셈블리(200)를 진공챔버(100)에 설치하는 과정 없이 진공챔버(100)에 일체로 설치되므로 정렬 어셈블리(200)를 진공챔버(100)에 설치하는 설치 오차 등을 최소화할 수 있다.
또한, 기판(150) 및 마스크(140)를 정렬하는 스테이지 드라이브(240)가 플레이트(210)와 스테이지(220)를 연결하며 설치될 수 있다. 이로 인해, 별도의 장치 없이 스테이지 드라이브(240)가 스테이지를 이동시키고, 스테이지(220)에 설치된 샤프트부(230)가 이동할 수 있다. 따라서, 기판(150)과 마스크(140)를 클램핑하고 있는 샤프트부(230)를 최소로 구동하여 기판(150)과 마스크(140)를 정렬할 수 있다.
더욱이, 샤프트부(230)의 길이를 줄여 형성하면서, 스테이지 드라이브(240)가 작은 범위 내에서 구동되어도 스테이지(220) 및 샤프트부(230)가 구동될 수 있다. 즉, 적은 구동력으로 스테이지 드라이브(240)의 구동이 가능해질 수 있다. 적은 구동력을 이용하여 스테이지 드라이브(240)를 구동할 수 있으므로 불필요한 구동력 손실을 최소화할 수 있다. 나아가 적은 구동력으로 마스크(140) 및 기판(150)의 정렬이 이루어질 수 있으므로 기판(150) 및 마스크(140) 정렬을 위한 효율성이 향상될 수 있다.
앞에서, 본 실시예의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 실시 예는 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 실시예의 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 실시예의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 실시예의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 진공챔버 110: 바디
120: 캐리어 130: 정전척
140: 마스크 150: 기판
200: 정렬 어셈블리 210: 플레이트
220: 스테이지 230: 샤프트부
240: 스테이지 드라이브

Claims (7)

  1. 진공챔버; 및
    상기 진공챔버 내에 설치된 기판 및 마스크를 정렬하는 정렬 어셈블리; 를 포함하는 기판 처리 장치에 있어서,
    상기 정렬 어셈블리는,
    상기 진공챔버의 외면을 형성하는 바디와 일체로 형성된 플레이트,
    상기 플레이트 상측에 배치되는 스테이지,
    상기 스테이지에서 상기 진공챔버 내부로 연장되게 형성되고, 상기 기판 및 상기 마스크를 클램핑하는 샤프트부,
    상기 플레이트와 상기 스테이지 사이에 설치되고, 상기 스테이지를 이동시켜 상기 기판 및 상기 마스크를 정렬하기 위한 스테이지 드라이브를 포함하는, 정렬 어셈블리를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지 드라이브는 상기 플레이트 상에 설치되고, 상기 스테이지와 상기 플레이트를 연결하는, 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지 드라이브는 상기 샤프트부와 인접한, 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스테이지 드라이브는 상기 샤프트부와 동축 상에 형성된, 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트부는,
    상기 기판을 클램핑하는 기판 클램핑부,
    상기 마스크를 클램핑하는 마스크 클램핑부를 포함하는, 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정렬 어셈블리는,
    상기 샤프트부에 클램핑된 상기 기판의 위치를 감지하는 위치 감지 수단을 포함하는, 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 위치 감지 수단으로 감지된 상기 기판이 위치한 위치 데이터와 기 설정된 상기 기판의 설정 데이터를 기반하여 상기 스테이지 드라이브를 제어하는, 기판 처리 장치.
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