KR100709265B1 - Apparatus and method for sputtering organic matter - Google Patents
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Abstract
막 두께 감지 센서의 수명을 연장시킬 수 있는 유기물 증착장치 및 증착 방법을 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 증착 방법은 막 두께 감지 센서의 인접 하부에 셔터를 설치하고, 증착 시간 동안에는 상기 셔터를 증착 위치에 위치시키며, 비증착 시간 동안에는 상기 셔터를 비증착 위치에 위치킨다. 이로써, 비증착 시간 동안 증착 물질이 막 두께 감지 센서에 증착되는 것이 방지된다.Provided are an organic material deposition apparatus and a deposition method capable of extending the life of a film thickness sensor. In the deposition method according to the embodiment of the present invention, a shutter is installed at an adjacent lower portion of the film thickness sensor, the shutter is positioned at the deposition position during the deposition time, and the shutter is positioned at the non-deposition position during the non-deposition time. This prevents the deposition material from being deposited on the film thickness sensor during the non-deposition time.
오엘이디, 유기, 발광, 증착, 메쉬, 셔터 Oid, organic, luminous, deposition, mesh, shutter
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착장치의 구성을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing the configuration of an organic material deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 유기물 증착장치를 이용한 증착 방법을 나타내는 공정도이다.FIG. 2 is a process chart illustrating a deposition method using the organic material deposition apparatus of FIG. 1.
본 발명은 유기물 증착장치 및 증착 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 막 두께 감지 센서의 수명을 연장시킬 수 있는 유기물 증착장치 및 증착 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic material deposition apparatus and a deposition method, and more particularly to an organic material deposition apparatus and deposition method that can extend the life of the film thickness sensor.
최근, 음극선관의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치는 액정 표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)), 전계 방출 표시장치(FED: Field Emission Display), 플라즈마 표시장치(PDP: Plasma Display Panel) 및 유기 발광 표시장치(Organic Light Emitting Display) 등이 있다.Recently, various flat panel displays have been developed to reduce weight and volume, which are disadvantages of cathode ray tubes. Such flat panel displays include Liquid Crystal Display (LCD), Field Emission Display (FED), Plasma Display Panel (PDP) and Organic Light Emitting Display (PDP). Etc.
이 중에서 상기 유기 발광 표시장치는 유기물 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자와 정공이 재결합하여 여기자(exiton)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생하는 현상을 이용하는 자발광형 디스플레이 장치이다. 이러한 유기 발광 표시장치는 저전압으로 구동이 가능하고, 경량이며, 박형이고, 시야각이 넓을 뿐만 아니라, 응답 속도 또한 빠르다는 장점을 구비한다.Among these, the organic light emitting diode display uses a phenomenon in which electrons and holes injected through a cathode and an anode are recombined to form an exciton in an organic thin film, and light of a specific wavelength is generated by energy from the formed excitons. It is a light emitting display device. Such an organic light emitting diode display has advantages of being able to be driven at a low voltage, being lightweight, thin, having a wide viewing angle, and having a fast response speed.
상기한 유기 발광 표시장치의 유기 발광 소자는 다이오드 특성을 가져서 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode)라고도 불리우며, 기판상에 적층식으로 형성되는 애노드 전극과 유기막 및 캐소드 전극을 포함한다.The organic light emitting diode of the organic light emitting diode display is also called an organic light emitting diode (OLED) due to its diode characteristic and includes an anode electrode, an organic layer, and a cathode electrode which are stacked on a substrate.
상기 유기막은 유기 발광층(emitting layer: EML)을 구비하는데, 이 유기 발광층에서 정공과 전자가 재결합하여 여기자를 형성하고 빛이 발생한다.The organic layer includes an organic emission layer (EML), in which holes and electrons recombine to form excitons and light is generated.
발광 효율을 보다 높이기 위해서는 정공과 전자를 유기 발광층으로 보다 원활하게 수송해야 한다. 이를 위해 캐소드 전극과 유기 발광층 사이에는 전자 수송층(Electron Transport Layer; ETL)이 배치될 수 있고, 애노드 전극과 유기 발광층 사이에는 정공 수송층(Hole Transport Layer; HTL)이 배치될 수 있으며, 또한 애노드 전극과 정공 수송층 사이에 정공 주입층(Hole Injection Layer; HIL)이 배치될 수도 있고, 캐소드 전극과 전자 수송층 사이에 전자 주입층(Electron Injection Layer; EIL)이 배치될 수도 있다.In order to increase the light emission efficiency, holes and electrons must be more smoothly transported to the organic light emitting layer. To this end, an Electron Transport Layer (ETL) may be disposed between the cathode electrode and the organic light emitting layer, and a Hole Transport Layer (HTL) may be disposed between the anode electrode and the organic light emitting layer, and the anode electrode and A hole injection layer (HIL) may be disposed between the hole transport layer, and an electron injection layer (EIL) may be disposed between the cathode electrode and the electron transport layer.
기판에 박막을 형성하는 일반적인 방법으로는 진공 증착(evaporation)법, 이온 플레이팅(ion plating)법, 및 스퍼터링(sputtering)법과 같은 물리 기상 증착(PVD)법과, 가스 반응에 의한 화학 기상 증착(CVD)법 등이 있다.Typical methods for forming a thin film on a substrate include physical vapor deposition (PVD), such as vacuum evaporation, ion plating, and sputtering, and chemical vapor deposition by gas reaction. Law).
이 중에서, 유기 발광 소자의 유기막을 포함하는 박막층 형성에는 진공 증착법이 주로 사용된다.Among these, the vacuum vapor deposition method is mainly used for formation of the thin film layer containing the organic film of an organic light emitting element.
진공 증착법을 이용하여 유기막을 증착하는 일반적인 증착장치에서, 증착 챔버의 상부에는 기판이 장착되고, 증착 챔버의 하부에는 증착 물질을 함유하는 도가니가 배치되며, 도가니의 외측에는 증착 물질을 증발시키기 위한 열원으로서의 열선이 배치된다.In a general deposition apparatus for depositing an organic film using a vacuum deposition method, a substrate is mounted on an upper portion of the deposition chamber, a crucible containing a deposition material is disposed below the deposition chamber, and a heat source for evaporating the deposition material outside the crucible. As a heating wire is arranged.
여기에서, 증발된 물질의 증착성을 고려하여 상기 도가니는 기판의 중심부로부터 일정한 거리만큼 오프셋(offset)된 상태로 설치되며, 상기 기판은 일정한 회전 속도로 회전된다.Here, the crucible is installed in a state of being offset by a predetermined distance from the center of the substrate in consideration of the deposition property of the evaporated material, and the substrate is rotated at a constant rotational speed.
그리고, 상기 기판의 인접 하부에는 소정의 패턴이 형성될 수도 있는 마스크를 배치할 수 있다.In addition, a mask in which a predetermined pattern may be formed may be disposed below the substrate.
한편, 챔버의 내부에는 도가니로부터 증발되어 기판에 증착되는 증착 물질의 막 두께를 감지하기 위한 막 두께 감지 센서가 설치되는데, 통상적으로, 상기 막 두께 감지 센서는 흡착되는 증착 물질의 양에 따라 가변적인 압전 주파수를 발생하여 케이블을 통해 막 두께 판별 모듈로 출력하는 압전 소자로 이루어진다.On the other hand, the inside of the chamber is provided with a film thickness sensor for detecting the film thickness of the deposition material is evaporated from the crucible and deposited on the substrate, the film thickness sensor is typically variable depending on the amount of the deposition material is adsorbed Piezoelectric element is generated by generating a piezoelectric frequency and output to the film thickness determination module through the cable.
그런데, 상기한 구성의 막 두께 감지 센서는 증착량이 증가됨에 따라 정밀도가 저하되고, 또한 막 두께 편차가 발생하는 문제점이 있다.However, the film thickness sensor having the above-described configuration has a problem in that precision decreases as the deposition amount increases and film thickness variation occurs.
따라서, 상기한 문제점을 억제하기 위해, 종래에는 원판형상의 플레이트에 일정 크기의 홀을 복수개 형성하여 제조한 쵸퍼를 막 두께 감지 센서의 인접 하부에 설치하고, 상기 증착 물질이 증발되는 동안 상기 쵸퍼를 일정한 속도로 회전시 키고 있다.Therefore, in order to suppress the above-mentioned problem, conventionally, a chopper manufactured by forming a plurality of holes having a predetermined size in a disk-shaped plate is installed in an adjacent lower part of the film thickness sensor, and the chopper is made while the deposition material is evaporated. It is rotating at a constant speed.
이때, 상기 홀의 개수 및 크기는 상기 홀을 통해 막 두께 감지 센서에 증착되는 증착 물질의 증착량이 기판에 증착되는 증착 물질의 증착량의 30% 이하가 되도록 적절한 범위 내에서 설정한다.In this case, the number and size of the holes are set within an appropriate range such that the deposition amount of the deposition material deposited on the film thickness sensor through the hole is 30% or less of the deposition amount of the deposition material deposited on the substrate.
이러한 구성에 의하면, 상기 쵸퍼는 상기 홀과 막 두께 감지 센서가 일치되는 동안에만 증착 물질이 상기 홀을 통해 막 두께 감지 센서에 증착된다.According to this configuration, the chopper is deposited on the film thickness sensor through the hole only while the hole and the film thickness sensor match.
따라서, 막 두께 감지 센서에 증착되는 증착 물질의 증착량은 상기 기판에 증착되는 증착 물질의 증착량의 30% 이하가 되므로, 센서 수명이 연장된다.Therefore, since the deposition amount of the deposition material deposited on the film thickness sensor is less than 30% of the deposition amount of the deposition material deposited on the substrate, the sensor life is extended.
그런데, 상기한 종래의 증착장치는 증착이 이루어지지 않는 비증착 시간 동안, 예컨대 기판을 기판 장착부에 로딩 및 정렬하는 시간과 증착 완료 후 기판을 기판 장착부에서 언로딩하는 시간 동안에도 증착 물질이 막 두께 감지 센서에 증착되는 문제점이 있다.However, in the conventional deposition apparatus, the deposition material has a film thickness during a non-deposition time during which no deposition is performed, for example, a time for loading and aligning the substrate to the substrate mounting portion and a time for unloading the substrate from the substrate mounting portion after deposition is completed. There is a problem deposited in the sensing sensor.
따라서, 종래의 증착장치는 막 두께 감지 센서의 수명 연장이 제한적으로 이루어지는 문제점이 있다.Therefore, the conventional deposition apparatus has a problem that the life extension of the film thickness sensor is limited.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 막 두께 감지 센서의 수명을 효과적으로 연장시킬 수 있는 유기물 증착장치 및 증착 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an organic material deposition apparatus and a deposition method that can effectively extend the life of the film thickness sensor.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 막 두께 감지 센서의 인접 하부에 셔터를 설치하고, 증착 시간 동안에는 상기 셔터를 증착 위치에 위치시키며, 비증착 시간동안에는 상기 셔터를 비증착 위치에 위치시키는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the shutter is installed in the lower portion adjacent to the film thickness sensor, the shutter is placed in the deposition position during the deposition time, and the shutter is placed in the non-deposition position during the non-deposition time. It is done.
이때, 상기한 증착 여부는 기판 장착부가 회전 작동중인가를 검출하여 판단할 수 있다.In this case, the deposition may be determined by detecting whether the substrate mounting unit is rotating.
그리고, 본 발명을 실시함에 있어서 막 두께 감지 센서와 셔터 사이 또는 셔터의 인접 하부에 쵸퍼를 더욱 설치할 수 있으며, 증착 특성을 고려하여 증착 시간 동안 상기 기판을 회전 작동시킬 수 있고, 또한 상기 도가니를 기판 중심부로부터 일정 거리만큼 오프셋 상태로 설치할 수 있다.In addition, in the practice of the present invention, a chopper may be further installed between the film thickness sensor and the shutter or adjacent to the shutter, and the substrate may be rotated during the deposition time in consideration of deposition characteristics, and the crucible may be It can be installed at offset by a distance from the center.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착장치의 구성을 나타내는 개략도이고, 도 2는 도 1의 유기물 증착장치를 이용한 증착 방법을 나타내는 공정도이다.1 is a schematic view showing the configuration of an organic material deposition apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a process chart showing a deposition method using the organic material deposition apparatus of FIG.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착장치는 증착 챔버(10)를 구비한다.As shown, the organic material deposition apparatus according to the embodiment of the present invention includes a
증착 챔버(10)의 내측 상부에는 기판(20)을 장착하기 위한 기판 장착부(30)가 설치되고, 증착 챔버(10)의 하부에는 도가니(40)가 배치된다.The
상기 도가니(40)에는 증착 물질(42)이 채워져 있으며, 도가니(40)의 외측에는 증착 물질을 증발시키기 위한 열원으로서의 열선(44)이 배치된다.The
그리고, 상기 도가니(40)는 증발된 물질의 증착 특성을 고려하여 기판(20)의 중심부로부터 일정한 거리만큼 오프셋(offset)된 상태로 설치되며, 막 두께 균일성을 향상시키기 위해 상기 기판(20)은 모터(M1)에 의해 일정한 회전 속도로 회전된다.In addition, the
도시하지는 않았지만, 기판(20)의 인접 하부에는 소정의 패턴으로 형성된 막 형성용 마스크를 배치할 수도 있다.Although not shown, a film forming mask formed in a predetermined pattern may be disposed below the
한편, 챔버(10)의 내부에는 도가니(40)로부터 증발되어 기판(20)에 증착되는 증착 물질(42)의 막 두께를 감지하기 위한 막 두께 감지 센서(50)가 설치된다.Meanwhile, a
상기 막 두께 감지 센서(50)는 흡착되는 증착 물질의 양에 따라 가변적인 압전 주파수를 발생하여 케이블을 통해 제어부(60) 또는 막 두께 판별 모듈(미도시함)로 출력하는 압전 소자로 이루어진다.The
따라서, 막 두께 감지 센서(50)의 출력 신호를 분석하여 기판(20)에 증착된 증착 물질의 증착량을 계산하고, 상기 증착량이 설정값에 도달하면 열선(44)을 제어하여 증착 물질의 증발을 중지시킴으로써, 기판(20)에 설정값의 두께를 갖는 막을 증착시킨다.Therefore, the deposition signal of the deposition material deposited on the
그리고, 막 두께 감지 센서(50)의 인접 하부에는 본원 발명의 실시예에 따른 셔터(70)가 설치된다.In addition, a
상기 셔터(70)는 원판형 또는 기타 다른 형상의 플레이트로 형성할 수 있으며, 도 1에 도시한 증착 위치로부터 도 2에 도시한 비증착 위치로의 위치 변환이 가능하도록 모터(M2) 등의 구동부에 설치된다.The
그리고, 상기한 모터들(M1,M2)은 제어부(60)에 전기적으로 연결된다.The motors M1 and M2 are electrically connected to the
이러한 구성의 유기물 증착장치를 이용하여 기판상에 유기막을 증착하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.A method of depositing an organic film on a substrate using the organic material deposition apparatus having such a configuration will be described below.
제어가 시작되면, 상기 제어부(60)는 모터(M1)를 작동시키기 위한 제어 신호를 입력받아 기판 장착부(30)의 회전 여부를 검출한다.When the control starts, the
상기한 모터(M1)는 증착 공정이 진행되는 증착 시간 동안에만 기판(20)을 회전시키도록 작동된다.The motor M1 is operated to rotate the
증착 공정이 시작되어 상기 모터(M1)에 의해 기판 장착부(30)가 회전되면, 상기 제어부(60)는 기판(20)상에 증착되는 막 두께를 감지할 수 있도록 상기 모터(M2)를 구동하여 도 1에 도시한 증착 위치로 셔터(70)를 위치시킨다.When the deposition process is started and the
그리고, 증착 공정을 진행하기 위해 기판 장착부(30)에 기판(20)을 로딩 또는 정렬하거나, 증착 공정을 완료한 후 기판(20)을 기판 장착부(30)로부터 언로딩하는 경우, 상기 제어부(60)는 모터(M1)가 정지 상태인 것으로 판단하고 도 2에 도시한 비증착 위치로 셔터(70)를 위치시킨다. 이러한 작동은 셔터(70)를 구동하는 모터(M2)를 제어함으로써 가능하다.In addition, when the
이와 같이 하면, 비증착 시간 동안 도가니(40)에서 증발되는 증착 물질이 막 두께 감지 센서(50)에 증착되는 것을 방지할 수 있다.In this way, the deposition material evaporated in the
그리고, 도시하지는 않았지만 상기 막 두께 감지 센서와 셔터 사이 또는 셔터의 인접 하부에 쵸퍼를 설치할 수 있다. 이 경우, 상기 쵸퍼는 종래와 동일한 구조로 형성하거나, 또는 다른 구조로 형성하는 것도 가능하다.Although not shown, a chopper may be installed between the film thickness sensor and the shutter or adjacent to the shutter. In this case, the chopper may be formed in the same structure as in the prior art, or may be formed in another structure.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 유기물 증착장치 및 증착 방법에 의하면, 비증착 시간 동안 막 두께 감지 센서에 증착 물질이 증착되는 것을 방지함으로써 상기 막 두께 감지 센서의 수명을 연장시키는 것이 가능하다.As described above, according to the organic material deposition apparatus and the deposition method of the present invention, it is possible to extend the life of the film thickness sensor by preventing the deposition material is deposited on the film thickness sensor during the non-deposition time.
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2005
- 2005-11-22 KR KR1020050111661A patent/KR100709265B1/en active IP Right Grant
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