JP2009515052A

JP2009515052A - 有機物蒸着装置及び方法、そしてそれを具備する基板処理システム

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Publication number: JP2009515052A
Application number: JP2008539920A
Authority: JP
Inventors: ホノ，イル; ミンチョイ，スク; チュルヨン，ヨン
Original assignee: セメスカンパニーリミテッド
Priority date: 2005-11-07
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2026-11-02
Also published as: JP5214460B2; CN101341275B; US20090269492A1; CN101341275A; KR20070048931A; TWI411695B; WO2007052963A1; TW200724697A; KR100727470B1

Abstract

【解決手段】本発明は、所定の有機薄膜を基板に形成するための有機物蒸着装置に関する。本発明による有機物蒸着装置は、蒸着チャンバと、前記蒸着チャンバ内に提供され、基板の処理面が下方を向くように前記基板を支持する支持部材と、前記基板の処理面に有機物を蒸発させる有機物蒸発器が設けられる蒸発器提供部と、前記有機物蒸発器の交換のために、前記蒸発器提供部に隣接して配置される蒸発器交換部と、を含む。従って、本発明による有機物蒸着装置は、有機物蒸発器の交換を自動的に行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、有機薄膜を基板に形成するための有機物蒸着装置及び方法、そして前記有機物蒸着装置を具備する基板処理システムに関する。

有機ＥＬ（ＯＬＥＤ：ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ，以下、有機ＥＬと称する）素子は、アクティブ発光型表示素子であって、広い視野角、優れたコントラスト、速い応答速度などの特性を有する。従って、有機ＥＬ素子は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）に代わる次世代フラットパネルディスプレイとして注目を浴びている。

有機ＥＬ分野では、一般的に有機物を蒸発させて基板表面に有機物を蒸着して薄膜を形成する。例えば、有機ＥＬディスプレイパネルの有機ＥＬ素子発光層などに用いられる有機薄膜及び金属電極層の形成には上述した有機物の蒸着工程が遂行される。

一般的な有機物蒸着工程を遂行する装置は、蒸着チャンバ及び有機物蒸発器を含む。蒸着チャンバは、基板表面に有機物を蒸着する空間を提供する。有機物蒸発器は有機物を加熱して基板表面に有機物を蒸発させる。前記有機物蒸発器は真空の蒸着室内に耐熱性と化学的安定性の高い所定の坩堝を含む。坩堝の内壁又は外壁には熱線が具備される。熱線は坩堝内に貯蔵された所定の蒸着物を加熱して蒸発させる。

上述の有機物蒸着装置は、前記有機物蒸発器が有機物を全て蒸発させれば、有機物蒸発器に有機物を充鎮するか、又は新しい有機物蒸発器に交換する必要がある。しかし、従来ではかかる有機物の充鎮が作業者の手作業で行われていたため、作業者の維持及び補修の負担が大きく、有機物蒸発器の維持及び補修時間の間は有機物蒸着装置の工程を行うことができないという問題があった。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、有機物蒸発器の交換が自動的に行われる有機物蒸着装置及び方法、そして前記有機物蒸着装置を具備する基板処理システムを提供することにある。

本発明の他の目的は、有機物蒸着工程を中断することなく、有機物蒸発器の交換が行われる有機物蒸着装置及び方法、そして前記有機物蒸着装置を具備する基板処理システムを提供することにある。

上記の目的を達成すべく、本発明による有機物蒸着装置は、蒸着チャンバと、前記蒸着チャンバ内に提供され、基板の処理面が下方を向くように前記基板を支持する支持部材と、前記基板の処理面に有機物を蒸発させる有機物蒸発器が設けられる蒸発器提供部と、前記有機物蒸発器の交換のために前記蒸発器提供部に隣接して配置される蒸発器交換部と、を含む。

本発明の実施の形態によれば、前記有機物蒸着装置は、前記蒸発器提供部と前記蒸発器交換部との間で有機物蒸発器を移動させる蒸発器移動部材を含む。

本発明の実施の形態によれば、前記蒸発器移動部材は、前記有機物蒸発器の移動を案内するガイド部材と前記ガイド部材に沿って前記有機物蒸発器を移動させる駆動機とを含む。

本発明の実施の形態によれば、前記蒸発器移送装置は、前記有機物蒸発器の有機物消耗量を測定する感知部及び前記感知部からデータを受信して前記有機物蒸発器の交換時期を判断し、前記有機物蒸発器を交換するように前記蒸発器移動部材を制御する制御部をさらに含む。

本発明の実施の形態によれば、前記蒸発器交換部は、前記蒸発器提供部の一側に配置され、新しい有機物蒸発器が待機する待機チャンバ及び前記蒸発器提供部の他側に配置され、使用された有機物蒸発器が搬出される搬出チャンバを含む。

本発明の実施の形態によれば、前記待機チャンバは、前記待機チャンバから前記蒸着チャンバに前記有機物蒸発器が搬入される搬入口を開閉する第１開閉部材を含み、前記搬出チャンバは、前記蒸着チャンバから前記搬出チャンバに前記有機物蒸発器が搬出される搬出口を開閉する第２開閉部材を含む。

上述の目的を達成すべく、本発明による有機物蒸着方法は、基板に有機物を蒸着する工程が進行すれば有機物蒸発器に貯蔵された有機物の量を測定するステップと、前記有機物蒸発器に貯蔵された有機物の量が既設定の有機物の量より少なければ、前記有機物蒸発器を新しい有機物蒸発器に交換するステップと、を含み、前記有機物蒸発器を交換するステップは、前記有機物蒸発器を蒸着チャンバから蒸発器提供部に搬出するステップと、前記新しい有機物蒸発器を前記蒸発器提供部から前記蒸着チャンバに搬入するステップとを含む。

本発明の実施の形態によれば、前記有機物蒸発器を交換するステップは、前記蒸着チャンバに隣接して配置される搬出チャンバに前記有機物蒸発器を搬出し、前記新しい有機物蒸発器が待機する待機チャンバから前記新しい有機物蒸発器を前記蒸着チャンバに搬入して行われる。

本発明の実施の形態によれば、前記蒸発器提供部は、前記蒸着チャンバから前記有機物蒸発器が搬出される搬出チャンバ及び前記蒸着チャンバに前記新しい有機物蒸発器が搬入されるために待機する待機チャンバを含み、前記有機物蒸発器を交換するステップは、前記有機物蒸発器を前記蒸着チャンバから前記搬出チャンバに搬出するステップ及び前記新しい有機物蒸発器を前記待機チャンバから前記蒸着チャンバに搬入するステップを含む。

本発明の実施の形態によれば、前記有機物蒸発器を前記蒸着チャンバから前記搬出チャンバに搬出するステップは、前記搬出チャンバの圧力を前記蒸着チャンバの工程圧力と一致させるステップと、前記蒸着チャンバと前記搬出チャンバの間に前記有機物蒸発器が移動されるように形成された搬出口を開閉する第２開閉部材をオープンするステップと、前記有機物蒸発器を前記蒸着チャンバから前記搬出チャンバに移動させるステップと、前記第２開閉部材をクローズするステップと、を含む。

本発明の実施の形態によれば、前記有機物蒸発器を前記待機チャンバから前記蒸着チャンバに搬入するステップは、前記待機チャンバの圧力を前記蒸着チャンバの工程圧力と一致させるステップと、前記待機チャンバと前記蒸着チャンバの間に前記有機物蒸発器が移動されるように形成された搬入口を開閉する第１開閉部材をオープンするステップと、前記有機物蒸発器を前記待機チャンバから前記蒸着チャンバに移動させるステップと、前記第１開閉部材をクローズするステップと、を含む。

本発明の実施の形態によれば、前記有機物蒸発器を前記蒸着チャンバから前記搬出チャンバに搬出するステップは、前記有機物蒸発器を前記搬出チャンバの外部に引き出すと、前記搬出チャンバの内部を前記蒸着チャンバの工程圧力に減圧するステップをさらに含む。

本発明の実施の形態によれば、前記有機物蒸発器を前記待機チャンバから前記蒸着チャンバに搬入するステップは、前記有機物蒸発器又はまた他の有機物蒸発器が前記待機チャンバに引き入れられるステップ及び前記待機チャンバを前記蒸着チャンバの工程圧力に減圧するステップをさらに含む。

本発明の実施の形態によれば、前記有機物蒸発器に貯蔵された有機物の量を測定するステップは、前記有機物蒸発器の荷重変化を測定して行われる。

上述の目的を達成すべく、本発明による基板処理システムは、基板をローディングするローディング装置と、基板の処理面にパターンが形成されたマスクを付着させるマスク付着装置と、前記マスクが付着した基板の処理面に有機物を蒸着する有機物蒸着装置と、前記有機物が蒸着した基板から前記マスクを回収するマスク回収装置と、基板をアンローディングするアンローディング装置と、を含み、前記有機物蒸着装置は、蒸着チャンバと、前記蒸着チャンバ内に提供され、基板の処理面が下方を向くように前記基板を支持する支持部材と、前記基板の処理面に有機物を蒸発させる有機物蒸発器が設けられる蒸発器提供部と、前記有機物蒸発器の交換のために前記蒸発器提供部に隣接して配置される蒸発器交換部と、前記蒸発器提供部と前記蒸発器交換部の間で有機物蒸発器を移動させる蒸発器移動部材と、を含む。

本発明の実施の形態によれば、前記蒸発器移動部材は、前記有機物蒸発器の移動を案内するガイド部材と、前記ガイド部材に沿って前記有機物蒸発器を移動させる駆動機と、を含み、前記有機物蒸着部材は、前記有機物蒸発器の有機物消耗量を測定する感知部と、前記感知部からデータを受信して前記有機物蒸発器の交換時期を判断し、前記有機物蒸発器を交換するように前記蒸発器移動部材を制御する制御部と、をさらに含む。
本発明の実施の形態によれば、前記蒸発器交換部は、前記蒸発器提供部の一側に配置され、新しい有機物蒸発器が待機する待機チャンバ及び前記蒸発器提供部の他側に配置され、使用された有機物蒸発器が搬出される搬出チャンバを含む。

本発明の実施の形態によれば、前記感知部としては少なくとも一つのロードセル（ｌｏａｄ−ｃｅｌｌ）が使用される。

本発明による有機物蒸着装置及び方法、そしてこれを具備する基板処理システムは、有機物蒸発器の交換を自動的に行う。
本発明による有機物蒸着装置及び方法、そしてこれを具備する基板処理システムは、有機物蒸着工程を中断することなく有機物蒸発器を交換する。

図１は、本発明による有機物蒸着装置を具備する基板処理システムを概略的に示す斜視図であって、図２は、図１の有機物蒸着装置を概略的に示す構成図である。
図１に示すように、本発明による基板処理システム１は複数の装置を含む。例えば、基板処理システム１は、ローディング装置２、クリーニング装置３、アンローディング装置４、マスク付着付着装置１０、マスク回収装置２０及び有機物蒸着装置１００を含む。ローディング装置２、クリーニング装置３、マスク付着装置１０、有機物蒸着装置１００、マスク回収装置２０及びアンローディング装置４は、同一方向に順次配置される。有機物蒸着装置１００の個数は多様に変化させることができ、これに従って他の装置の個数も変化する。

蒸着工程が遂行される基板Ｓは、ローディング装置２を介してシステム１内に搬入され、蒸着工程が完了した基板Ｓは、アンローディング装置４を介してシステム１から搬出される。ローディング装置２に搬入された基板Ｓは、クリーニング装置３に移送される。クリーニング装置３は、プラズマ又は紫外線などを用いて基板２を洗浄する。洗浄が完了した基板Ｓは、マスク付着装置１０、有機物蒸着装置１００、マスク回収装置２０を順次に移動する。マスク付着装置１０は、洗浄が完了した基板Ｓに一定のパターンが形成されたマスク（図示せず）を付着させ、マスク回収装置２０は、蒸着工程が完了した基板Ｓからマスクを回収する。そして、有機物蒸着装置１００は、マスクが付着した基板Ｓの処理面に有機物を蒸着する。

図２に示すように、本発明の一実施の形態による有機物蒸着装置１００は、蒸着チャンバ１１０、有機物蒸発器１２２、１２４、待機チャンバ１３０及び搬出チャンバ１４０を含む蒸発器交換部１５０、蒸発器移動部材１６０、感知部１７０、そして制御部１８０を含む。

蒸着チャンバ１１０は、基板Ｓの表面に有機物を蒸着するための空間を提供する。蒸着チャンバ１１０の下部壁には、後述の有機物蒸発器１２２が設置され得る蒸発器提供部１１２が提供される。蒸発器提供部１１２は、有機物蒸発器１２２が安置するように製作された蒸着チャンバ１１０の下部空間である。ここで、有機物蒸発器１２２は、蒸着チャンバ１１０とは別途に製作されてそれに結合しても良い。蒸着チャンバ１１０の内部は、工程が行われる間、外部から密閉されて真空状態を維持する。

蒸着チャンバ１１０は、有機物蒸発器１２２の上部に位置する遮断板１１４を具備する。遮断板１１４は、基板の移動経路より低い位置に提供される。従って、遮断板１１４によって蒸着チャンバ１１０の内部空間は、基板が移送される上部空間と有機物蒸発器１２２が具備される下部空間とに区画される。遮断板１１４には有機物蒸発器１２２から蒸発する有機物を基板２の表面に分布させる開口１１４ａが形成される。開口１１４ａは、移動される基板２の表面の特定の領域だけに有機物を分布させる。

支持部材１１８は、遮断板１１４によって区画された蒸着チャンバ１１０内の上部空間に提供される。支持部材１１８は、基板Ｓの処理面が下方を向くように基板２を装着する。支持部材１１８は、基板出入口１１６ａ、１１６ｂを介して蒸着チャンバ１１０の内部と外部の間を移動する。支持部材１１８は、基板Ｓの有機物蒸着工程を行う時、蒸着チャンバ１１０の内部で一定の速度で基板Ｓを移動させる。または、本発明の他の実施の形態として、支持部材１１８が蒸着チャンバ１１０の上側に固定され、基板移送部材によって蒸着チャンバ１１０内に移動された基板２を吸着して支持し得る。一実施の形態として、前記基板移送部材は、前記支持部材１１８の移動を案内するガイドレール（ｇｕｉｄｅｒａｉｌ）１１１及びガイドレール１１１に沿って支持部材１１８を移動させる移送装置（図示せず）を含む。

蒸着チャンバ１１０の両側にはマスク付着チャンバ１０及びマスク回収チャンバ２０がそれぞれ隣接して配置される。マスク付着チャンバ１０で、一定のパターンが形成されたマスク（図示せず）が基板Ｓに付着する。前記マスクが付着した基板２は蒸着チャンバ１１０に移動され、基板Ｓの前面から後面まで薄膜が順次に蒸着される。そして、薄膜の蒸着が完了した基板Ｓはマスク回収チャンバ２０に移動し、前記マスクはマスク回収チャンバ２０で基板Ｓから除去される。かかるマスクの付着、蒸着、除去が繰り返し行われ、基板Ｓに所定パターンを形成する。

有機物蒸発器１２２は、蒸着工程が行われる時、有機物を蒸発させる。有機物蒸発器１２２は蒸着チャンバ１１０内の下側に配置される。有機物蒸発器１２２は有機物を受容し蒸発させる容器形状に具備され、前記容器の上部には、有機物が蒸発して排出される蒸発孔が形成される。

有機物蒸発器１２４は、前記有機物蒸発器１２２と同一の構成を有する。有機物蒸発器１２４は、有機物蒸発器は１２２に貯蔵された有機物の使用が完了すると前記有機物蒸発器１２２と交換される。即ち、有機物蒸発器１２４は、後述の待機チャンバ１３０で待機し、有機物蒸発器１２２の使用が完了して蒸着チャンバ１１０の外部に搬出されると、有機物蒸発器１２４が蒸着チャンバ１１０の内部に移動されて有機物蒸発器１２２と交換される。

蒸発器交換部１５０は、待機チャンバ１３０及び搬出チャンバ１４０を含む。待機チャンバ１３０は、ハウジング１３２、第１開閉部材１３４及び第１ドア１３６を含む。ハウジング１３２は、蒸発器提供部１１２に隣接して配置され、有機物蒸発器１２４の待機空間を提供する。ハウジング１３２は外部から密閉され、有機物蒸発器１２４が外部汚染物質によって汚染されないようにするのが好ましい。また、待機チャンバ１３０の一側にはウィンドウ（ｗｉｎｄｏｗ）のような透明窓が具備され、作業者が外部から待機チャンバ１３０の内部状態を認知できるようにする。

第１開閉部材１３４は、蒸発器提供部１１２とハウジング１３２との間に形成された搬入口１３２ａを開閉する。搬入口１３２ａは、有機物蒸発器１２４が待機チャンバ１３０から蒸着チャンバ１１０の内部に移動するための通路である。第１開閉部材１３４としては、ゲートバルブ（ｇａｔｅｖａｌｖｅ）又はスリットドア（ｓｌｉｔｄｏｏｒ）が使用され得る。第１開閉部材１３４は、蒸着チャンバ１１０の一側に具備される開閉部材駆動部（図示せず）によって作動される。

第１ドア１３６は、有機物蒸発器１２４を待機チャンバ１３０内に引き入れるために提供される入口１３２ｂを開閉する。第１ドア１３６は作業者によって手動で開閉される。作業者が有機物蒸発器１２４を待機チャンバ１３０内に引き入れると、入口１３２ｂは第１ドア１３６によって完全に密閉され、待機チャンバ１３０の内部圧力は既設定の圧力に減圧される。ここで、第１ドア１３６は多様な方式で具備されることができ、後述の制御部１８０によって自動で動作することもできる。また、第１ドア１３６の代わりに入口１３２ｂを密閉するカバーを設置し得る。

搬出チャンバ１４０は待機チャンバ１３０と同様に、ハウジング１４２、第１開閉部材１４４及び第２ドア１４６を含む。ハウジング１４２は蒸発器提供部１１２に隣接して配置され、蒸着チャンバ１１０内で使用が完了した有機物蒸発器が搬出される空間を提供する。ハウジング１４２は外部から密閉されるように製作される。従って、ハウジング１４２から搬出された有機物蒸発器は、外部汚染物質による汚染が防止される。そして、搬出された有機物蒸発器は高温で加熱された状態であるため、ハウジング１４２の内壁は耐火性の高い材質を用いて形成するのが好ましい。また、搬出チャンバ１４０の一側にはウィンドウのような透明窓が具備されて、作業者が外部から搬出チャンバ１４０内部の状態を認知できるようにする。

第２開閉部材１４４は、蒸発器提供部１１２とハウジング１４２との間に形成された搬出口１４２ａを開閉する。搬出口１４２ａは、有機物蒸発器１２４が蒸着チャンバ１１０から搬出チャンバ１４０の内部に移動するための通路である。第２開閉部材１４４としては、ゲートバルブ又はスリットドア方式が使用され得る。第２開閉部材１４４は、蒸着チャンバ１１０の一側に具備される前記開閉部材駆動部によって作動される。

第２ドア１４６は、搬出チャンバ１４０の内部に位置する有機物蒸発器を搬出チャンバ１４０の外部に引き出すために提供される出口１４２ｂを開閉する。作業者が有機物蒸発器１２２を搬出チャンバ１３０に搬出すると、出口１４２ｂは第２ドア１４６によって完全に密閉され、搬出チャンバ１４０の内部圧力は減圧される。ここで、第２ドア１４６は多様な方式で具備されることができ、後述の制御部１８０によって自動で動作することもできる。また、第２ドア１４６の代わりに出口１４２ｂを密閉するカバーを設置し得る。

本実施の形態では、蒸発器交換部１５０が二つのチャンバ、即ち、待機チャンバ１３０と搬出チャンバ１４０を含む方式を例に挙げて説明している。しかし、蒸発器交換部１５０は、有機物蒸発器の待機及び搬出を共に遂行する一つの蒸発器交換チャンバ（図示せず）を具備し、前記蒸発器交換チャンバは、使用された有機物蒸発器を外部に搬出し、新しい有機物蒸発器を蒸着チャンバ１１０の内部に搬入する機能を同時に遂行し得る。また、蒸発器交換部１５０は複数の待機チャンバ１３０及び搬出チャンバ１４０を具備し得る。しかし、蒸発器交換部１５０は有機物蒸発器を迅速に交換するために、本実施の形態のような構造を有するのが好ましい。

蒸発器移動部材１６０はガイド部材１６２及び駆動機１６４を具備する。ガイド部材１６２は有機物蒸発器が移動されるように製作される。ガイド部材１６２としては、ガイドレールが使用され得る。例えば、有機物蒸発器１２２、１２４は、蒸着チャンバ１１０に具備されるガイド部材１６２に沿って移動されるように製作される。ガイド部材１６２は、蒸着チャンバ１１０、そして待機チャンバ１３０及び搬出チャンバ１４０にそれぞれ一直線上に設置される。従って、有機物蒸発器１２２、１２４は、ガイド部材１６２に沿って待機チャンバ１３０、蒸着チャンバ１１０の蒸発器提供部１１２、搬出チャンバ１４０の順に移動される。この時、待機チャンバ１３０、蒸発器提供部１１２、搬出チャンバ１４０のそれぞれに設置されるガイド部材１６２には、有機物蒸発器を指定した位置に停止及び固定し得るストッパ（ｓｔｏｐｐｅｒ）（図示せず）が具備され得る。

駆動機１６４は、有機物蒸発器１２２、１２４をガイド部材１６２に沿って移動させる。駆動機１６４は例えば、モータ及び前記モータと連動する複数のギアなどを含む構成を有し得る。駆動機１６４は、待機チャンバ１３０及び搬出チャンバ１４０のそれぞれに具備され有機物蒸発器１２２、１２４を移動させる。本実施の形態では、駆動機１６４が待機チャンバ１３０及び搬出チャンバ１４０のそれぞれに設置される場合を説明したが、駆動機１６４の位置、個数、設置方式、そして構成などは、多様な適用及び応用が可能である。

感知部１７０は、蒸発器提供部１１２に位置する有機物蒸発器１２２の使用量を測定する。感知部１７０は有機物蒸発器１２２の上部に位置する。感知部１７０は、有機物蒸発器１２２から蒸発する有機物の蒸発密度及び蒸発量を感知して、有機物蒸発器１２２に貯蔵された有機物の量を感知する。なお、感知部１７０は、有機物蒸発器１２２に形成された蒸発孔の上側で感知部移動装置（図示せず）によって直線及び往復運動することができる。例えば、感知部１７０としては、ＱＣＭ（ＱｕａｒｔｚＣｒｙｓｔａｌＭａｓｓＭｉｃｒｏ−Ｂａｌａｎｃｉｎｇ）装置が使用され得る。ＱＣＭ装置は、微細構造物の質量増加による該構造物の共振周波数の変化を測定し、変化した共振周波数から該構造物の質量を求める質量マイクロバランシング（ＭａｓｓＭｉｃｒｏ−Ｂａｌａｎｃｉｎｇ）技法を用いて微細質量を測定する。

ここで、本発明のまた他の実施の形態として、前記感知部１７０が有機物蒸発器１２２の荷重を測定して有機物蒸発器１２２の有機物使用量を感知することもできる。感知部１７０は、例えば、ロードセル（ｌｏａｄ−ｃｅｌｌ）のような特定対象物の荷重を測定できる。即ち、感知部１７０は有機物蒸発器１２２の荷重を測定できるように製作され、後述の制御部１８０は、前記感知部１７０から有機物蒸発器１２２の荷重が既設定の荷重より小さい場合、有機物蒸発器１２２を交換するように制御する。感知部１７０は、多様な方式及び構成で具備され、有機物蒸発器１２２の有機物貯蔵量又は使用量を感知する。

制御部１８０は、蒸発器交換部１５０、蒸発器移動部材１６０及び感知部１７０を制御する。制御部１８０は、感知部１７０から有機物蒸発器１２２の有機物使用量に関するデータを受信して有機物蒸発器１２２の交換時点を判断する。制御部１８０が有機物蒸発器１２２の交換を決定すると、有機物蒸発器１２２が搬出チャンバ１４０に搬出され、有機物蒸発器１２４が蒸着チャンバ１１０に搬入されるように蒸発器交換部１５０及び蒸発器移動部材１６０を制御する。蒸着チャンバ１１０に移動された有機物蒸発器１２４は、有機物を加熱し、蒸発した有機物を基板２の表面に蒸着する。制御部１８０に関する詳細な説明は図３乃至図７を参照する。

以下、上述の構成を有する有機物蒸着装置１００の作動過程及び効果を詳しく説明する。図３乃至図７は、図２の有機物蒸着装置の作動過程及び効果を説明するための図である。そして、図８は、本発明の実施の形態による有機物蒸着方法を示すフローチャートである。

図８に示すように、有機物蒸着工程が開始されると、蒸着チャンバ１１０に基板が受容され、有機物蒸発器１２２は有機物を蒸発させて基板Ｓの表面に有機物を蒸着する（Ｓ１０）。即ち、図３に示すように、蒸着チャンバ１１０の内部は高真空状態を保持し、基板Ｓは一定の速度で基板出入口１１６ａを介して蒸着チャンバ１１０の内部に搬入される。この時、マスク付着装置１０は、基板Ｓが蒸着チャンバ１１０に移動される前に基板Ｓの下部面に所定のパターンが形成されたマスク（図示せず）を付着させる。蒸着チャンバ１１０は、前記マスクに形成されたパターンを用いて基板Ｓの前端から後端まで薄膜を順次に形成する。蒸着チャンバ１１０に基板Ｓが搬入されると、有機物蒸発器１２２は有機物を加熱して蒸発させる。有機物蒸発器１２２から蒸発した有機物は遮断板１１４を通過する。遮断板１１４を通過した有機物は、一定の速度で移動される基板Ｓに分布して蒸着する。かかる蒸着工程は繰り返し行われる。

上述の蒸着工程が進行する過程で、制御部１８０は有機物蒸発器１２２内の有機物の量を測定する（Ｓ２０）。即ち、感知部１７０は有機物蒸発器１２２から蒸発する有機物の蒸発量を測定した後、測定した有機物の蒸発量に関するデータを制御部１８０に伝送する。制御部１８０は、前記データを判断受信有機物蒸発器１２２内の有機物が既設定の有機物の量より少ないかどうかを判断する（Ｓ３０）。例えば、有機物蒸発器１２２に貯蔵された有機物が既設定の貯蔵量より少なければ、有機物蒸発器１２２から蒸発する有機物の蒸発量が減少する。制御部１８０は、感知部１７０が測定した有機物蒸発量が既設定の有機物の量より少ない場合、有機物蒸発器１２２の交換を遂行する。

有機物蒸発器１２２内の有機物が既設定の量より少なければ、制御部１８０は、使用された有機物蒸発器１２２を蒸着チャンバ１１０から搬出チャンバ１４０に搬出する（Ｓ４０）。即ち、図４に示すように、有機物蒸発器１２２の交換が開始されると、制御部１８０は搬出チャンバ１４０の第２開閉部材１４４を制御して搬出口１４２ａをオープンする。ここで、第２開閉部材１４４がオープンされる前に、搬出チャンバ１４０の内部圧力と蒸着チャンバ１１０の内部圧力を一致させるのが好ましい。搬出口１４２ａがオープンされると、制御部１８０はガイド部材１６０を制御して有機物蒸発器１２２を蒸着チャンバ１１０から搬出チャンバ１４０に移動させる。有機物蒸発器１２２が搬出チャンバ１４０に移動されると、制御部１８０は第２開閉部材１４４をクローズする。ここで、搬出チャンバ１４０に移動された有機物蒸発器１２２は高温で加熱された状態であるため、搬出チャンバ１４０の内部で一定時間の間温度を下げる過程が行われる。例えば、搬出チャンバ１４０に具備されたファン又は冷却ガス供給装置などのような冷却手段を用いて有機物蒸発器１２２を冷却するか、又は有機物蒸発器１２２の温度が一定温度まで低下するまで自然冷却することができる。

有機物蒸発器１２２が搬出チャンバ１４０に移動されると、制御部１８０は新しい有機物蒸発器１２４を待機チャンバ１３０から蒸着チャンバ１１０に搬入して稼動する（Ｓ５０）。即ち、図５に示すように、制御部１８０は待機チャンバ１３０の第１開閉部材１３４を制御して搬入口１３２ａをオープンする。ここで、第１開閉部材１３４がオープンされる前に、待機チャンバ１３０の内部圧力と蒸着チャンバ１１０の内部圧力を一致させるのが好ましい。搬入口１４２ａがオープンされると、制御部１８０はガイド部材１６０を制御して有機物蒸発器１２４を待機チャンバ１３０から蒸着チャンバ１１０に移動させる。有機物蒸発器１２４が蒸着チャンバ１１０に移動されると、制御部１８０は有機物蒸発器１２４を稼動する。有機物蒸発器１２４は有機物を蒸発させて蒸着工程を遂行する。

新しい有機物蒸発器１２４によって蒸着工程が進行すれば、制御部１８０はまた他の新しい有機物蒸発器を待機チャンバ１３０に搬入する（Ｓ６０）。尚、前記また他の有機物蒸発器が待機チャンバ１３０に搬入されると、待機チャンバ１３０は蒸着チャンバ１１０の工程圧力に減圧する（Ｓ７０）。ここで、本実施の形態では、前記また他の有機物蒸発器が既に使用された有機物蒸発器１２２である場合を例に挙げて説明する。しかし、有機物蒸発器の個数は多様に変化させることができる。

即ち、図６に示すように、Ｓ４０で搬出チャンバ１４０に移動された有機物蒸発器１２２は、略常温まで冷却されてから搬出チャンバ１４０から搬出される（Ｓ８０）。そして、有機物蒸発器１２２が搬出チャンバ１４０から搬出されると、制御部１８０は搬出チャンバ１４０の内部圧力を蒸着チャンバ１１０の工程圧力に減圧する（Ｓ９０）。これは、蒸着チャンバ１１０で使用された有機物蒸発器１２２を交換する時、蒸着チャンバ１１０と搬出チャンバ１４０との内部圧力の不一致による蒸着チャンバ１１０の工程圧力の変化を防止するためである。作業者は搬出チャンバ１４０から搬出された有機物蒸発器１２２に有機物を再充鎮する。そして、図７に示すように、作業者は有機物が再充鎮された有機物蒸発器１２２を待機チャンバ１３０に搬入する。待機チャンバ１３０に有機物蒸発器１２２が搬入されると、待機チャンバ１３０の内部圧力は、蒸着チャンバ１１０の内部圧力と一致するように減圧される。これは、蒸着チャンバ１１０に再充鎮された有機物蒸発器１２２が移動される時、蒸着チャンバ１１０と待機チャンバ１３０との内部圧力の不一致による蒸着チャンバ１１０の工程圧力の変化を防止するためである

上述のように、本発明による有機物蒸着装置及び方法、そして前記有機物蒸着装置を具備する基板処理システムは、有機物蒸発器の交換を自動的かつ連続的に遂行することにより有機物蒸発器の交換による有機物蒸着工程の中断時間を最小化し、有機物蒸発器の交換時、作業者にかかる維持及び補修の負担を減らす。

本発明の実施の形態による有機物蒸着装置及び方法、そして前記有機物蒸着装置を具備する基板処理システムを図面に基づき詳細に説明したが、これは、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な変化及び変更が可能である。例えば、本実施の形態における多孔板の材質、配置方式、形状、個数などは多様に変化及び変更することができる。

また、本実施の形態において、有機物蒸着装置は有機ＥＬ発光素子（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）の製造に用いられる基板上に薄膜を蒸着する装置を例に挙げて説明したが、本発明の適用範囲は上述の実施の形態に限定されない。従って、基板はフラットパネルディスプレイ素子の製造に用いられる他の基板でも良く、工程もまた、蒸着工程以外の他の工程を遂行する工程であり得る。

＜産業上の利用可能性＞
本発明は、基板を処理する全てのシステムにおいて適用可能である。特に、本発明による有機物蒸着装置及び方法、そして基板処理システムは、有機物を蒸発させて基板に有機薄膜を蒸着する装置に適用され、有機物を蒸発させる有機物蒸発器の自動交換を可能とする。

図１は、本発明による有機物蒸着装置を具備する基板処理システムを概略的に示す斜視図である。図２は、図１の有機物蒸着装置を概略的に示す構成図である。図３は、図２の有機物蒸着装置の作動過程及び効果を説明するための図である。図４は、図２の有機物蒸着装置の作動過程及び効果を説明するための図である。図５は、図２の有機物蒸着装置の作動過程及び効果を説明するための図である。図６は、図２の有機物蒸着装置の作動過程及び効果を説明するための図である。図７は、図２の有機物蒸着装置の作動過程及び効果を説明するための図である。図８は、本発明の実施の形態による有機物蒸着方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１００有機物蒸着装置
１１０蒸着チャンバ
１１２蒸発器提供部
１１４遮断板
１１６ａ、１１６ｂ基板出入口
１１８支持部材
１２２、１２４有機物蒸発器
１３０待機チャンバ
１３２ハウジング
１３４第１開閉部材
１３６第１ドア
１４０搬出チャンバ
１４２ハウジング
１４４第２開閉部材
１４６第２ドア
１５０蒸発器交換部
１６２ガイド部材
１６４駆動機
１７０感知部
１８０制御部

Claims

基板に有機物を蒸着する装置であって、
蒸着チャンバと、
前記蒸着チャンバ内に提供され、基板の処理面が下方を向くように前記基板を支持する支持部材と、
前記基板の処理面に有機物を蒸発させる有機物蒸発器が設けられる蒸発器提供部と、
前記有機物蒸発器の交換のために、前記蒸発器提供部に隣接して配置される蒸発器交換部と、を含むことを特徴とする有機物蒸着装置。
前記有機物蒸着装置は、
前記蒸発器提供部と前記蒸発器交換部の間で有機物蒸発器を移動させる蒸発器移動部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機物蒸着装置。
前記蒸発器移動部材は、
前記有機物蒸発器の移動を案内するガイド部材と、
前記ガイド部材に沿って前記有機物蒸発器を移動させる駆動機と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の有機物蒸着装置。
前記蒸発器移送装置は、
前記有機物蒸発器の有機物消耗量を測定する感知部と、
前記感知部からデータを受信して前記有機物蒸発器の交換時期を判断し、前記有機物蒸発器を交換するように前記蒸発器移動部材を制御する制御部と、をさらに含むことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の有機物蒸着装置。
前記感知部としては、
少なくとも一つのロードセルが使用されることを特徴とする請求項４に記載の有機物蒸着装置。
前記蒸発器交換部は、
前記蒸発器提供部の一側に配置され、新しい有機物蒸発器が待機する待機チャンバと、
前記蒸発器提供部の他側に配置され、使用された有機物蒸発器が搬出される搬出チャンバと、を含むことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の有機物蒸着装置。
前記待機チャンバは、
前記待機チャンバから前記蒸着チャンバに前記有機物蒸発器が搬入される搬入口を開閉する第１開閉部材を含み、
前記搬出チャンバは、
前記蒸着チャンバから前記搬出チャンバに前記有機物蒸発器が搬出される搬出口を開閉する第２開閉部材を含むことを特徴とする請求項６に記載の有機物蒸着装置。
基板に有機物を蒸着する方法であって、
基板に有機物を蒸着する工程が進行している間に、有機物蒸発器に貯蔵された有機物の量を測定するステップと、
前記有機物蒸発器に貯蔵された有機物の量が既設定の有機物の量より少なければ、前記有機物蒸発器を新しい有機物蒸発器に交換するステップと、を含み、
前記有機物蒸発器を交換するステップは、
前記有機物蒸発器を蒸着チャンバから蒸発器提供部に搬出するステップと、
前記新しい有機物蒸発器を前記蒸発器提供部から前記蒸着チャンバに搬入するステップと、を含むことを特徴とする有機物蒸着方法。
前記有機物蒸発器を交換するステップは、
前記蒸着チャンバに隣接して配置される搬出チャンバに前記有機物蒸発器を搬出し、前記新しい有機物蒸発器が待機する待機チャンバから前記新しい有機物蒸発器を前記蒸着チャンバに搬入して行われることを特徴とする請求項８に記載の有機物蒸着方法。
前記有機物蒸発器を前記蒸着チャンバから前記搬出チャンバに搬出するステップは、
前記搬出チャンバの圧力を前記蒸着チャンバの工程圧力と一致させるステップと、
前記蒸着チャンバと前記搬出チャンバの間に前記有機物蒸発器が移動されるように形成された搬出口を開閉する第１開閉部材をオープンするステップと、
前記有機物蒸発器を前記蒸着チャンバから前記搬出チャンバに移動させるステップと、
前記第１開閉部材をクローズするステップと、を含むことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の有機物蒸着方法。
前記有機物蒸発器を前記待機チャンバから前記蒸着チャンバに搬入するステップは、
前記待機チャンバの圧力を前記蒸着チャンバの工程圧力と一致させるステップと、
前記待機チャンバと前記蒸着チャンバの間に前記有機物蒸発器が移動されるように形成された搬入口を開閉する第２開閉部材をオープンするステップと、
前記有機物蒸発器を前記待機チャンバから前記蒸着チャンバに移動させるステップと、
前記第２開閉部材をクローズするステップと、を含むことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の有機物蒸着方法。
前記有機物蒸発器を前記蒸着チャンバから前記搬出チャンバに搬出するステップは、
前記有機物蒸発器を前記搬出チャンバの外部に引き出すと、前記搬出チャンバの内部を前記蒸着チャンバの工程圧力に減圧するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の有機物蒸着方法。
前記有機物蒸発器を前記待機チャンバから前記蒸着チャンバに搬入するステップは、
前記有機物蒸発器又は他の有機物蒸発器が前記待機チャンバに引き入れられるステップと、
前記待機チャンバを前記蒸着チャンバの工程圧力に減圧するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の有機物蒸着方法。
前記有機物蒸発器に貯蔵された有機物の量を測定するステップは、
前記有機物蒸発器の荷重変化を測定して行われることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の有機物蒸着方法。
基板を処理するシステムであって、
基板の処理面にパターンが形成されたマスクを付着させるマスク付着装置と、
前記マスクが付着した基板の処理面に有機物を蒸着する有機物蒸着装置と、
前記有機物が蒸着した基板から前記マスクを回収するマスク回収装置と、を含み、
前記有機物蒸着装置は、
蒸着チャンバと、
前記蒸着チャンバ内に提供され、基板の処理面が下方を向くように前記基板を支持する支持部材と、
前記基板の処理面に有機物を蒸発させる有機物蒸発器が設けられる蒸発器提供部と、
前記有機物蒸発器の交換のために前記蒸発器提供部に隣接して配置される蒸発器交換部と、
前記蒸発器提供部と前記蒸発器交換部の間で有機物蒸発器を移動させる蒸発器移動部材と、を含むことを特徴とする基板処理システム。
前記蒸発器移動部材は、
前記有機物蒸発器の移動を案内するガイド部材と、
前記ガイド部材に沿って前記有機物蒸発器を移動させる駆動機と、を含み、
前記有機物蒸発器の有機物消耗量を測定する感知部と、
前記感知部からデータを受信して前記有機物蒸発器の交換時期を判断し、前記有機物蒸発器を交換するように前記蒸発器移動部材を制御する制御部と、をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の基板処理システム。
前記蒸発器交換部は、
前記蒸発器提供部の一側に配置され、新しい有機物蒸発器が待機する待機チャンバと、
前記蒸発器提供部の他側に配置され、使用された有機物蒸発器が搬出される搬出チャンバと、を含むことを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の基板処理システム。
前記待機チャンバは、
前記待機チャンバから前記蒸着チャンバに前記有機物蒸発器が搬入される搬入口を開閉する第１開閉部材を含み、
前記搬出チャンバは、
前記蒸着チャンバから前記搬出チャンバに前記有機物蒸発器が搬出される搬出口を開閉する第２開閉部材を含むことを特徴とする請求項１７に記載の基板処理システム。