KR100793366B1

KR100793366B1 - 유기물 증착장치 및 그 증착방법

Info

Publication number: KR100793366B1
Application number: KR1020060062692A
Authority: KR
Inventors: 김종윤
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2006-07-04
Filing date: 2006-07-04
Publication date: 2008-01-11
Also published as: KR20080004121A

Abstract

본 발명은 챔버를 증발원과 기판부로 분리하여 설비운용의 유연성을 확보할 수 있는 유기물 증착장치 및 그 증착방법에 관한 것이다.

본 발명은 챔버; 상기 챔버 내의 상부에 위치한 기판부; 상기 챔버 내의 중앙에 위치하며, 상기 챔버를 상부챔버와 하부챔버로 분리하는 분리부; 상기 챔버 내의 하부에 위치한 증발원; 및 상기 상부챔버 및 하부챔버의 일측에 각각 위치한 진공펌프;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

증착장치

Description

유기물 증착장치 및 그 증착방법{Evaporating apparatus and Evaporating method of organic matter}

도 1은 종래 기술의 유기물 증착장치의 단면도.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유기물 증착장치의 단면도.

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유기물 증착장치의 증착방법을 나타낸 단면도.

<도면 주요부호에 대한 부호의 설명>

100 : 유기물 증착장치 110 : 챔버

111 : 상부챔버 112 : 하부챔버

120 : 기판부 121 : 기판

122 : 마스크 123 : 모터

130 : 증발원 131 : 도가니

132 : 히터 133 : 셔터

134 : 벨로즈 140 : 분리부

141 : 개구부 142 : 분리판

143, 144 : 덮개 145 : 벨로즈

146 : 오링 147 : 냉각수라인

151,152 : 진공펌프 153,154 : 벤팅라인

160 :기판통로 161 : 윈도우

162,163 : 도어

본 발명은 유기물 증착장치 및 그 증착방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 챔버를 증발원과 기판부로 분리하여 설비운용의 유연성을 확보할 수 있는 유기물 증착장치 및 그 증착방법에 관한 것이다.

일반적으로 증착 공정은 반도체 소자의 제작이나, 평판 디스플레이 소자의 제작에 널리 사용되고 있는 방법으로서, 반도체 소자 및 평판 디스플레이 소자의 제작에 사용되는 화학 물질을 기판에 코팅하기 위하여, 화학 물질이 들어 있는 증발원을 가열하여 화학 물질을 표면에서부터 증발시켜 기판위에 화학 물질로 이루어진 얇은 층을 제작하는 방법이며, 이 때 증착율의 조절과 효율적이 증착을 위하여 증착 공정은 일반적으로 진공인 용기 내에서 행해진다.

특히, 유기물을 포함한 박막 적층형 디바이스에서는 박막 형성에 진공 증착법을 널리 사용하고 있는데, 진공 증착법은 증착하려는 물질을 고온에서 증발시켜 이것을 기판 표면에 부착시켜 형성하는 방법으로 유기 EL소자를 구성하는 유기물을 포함한 박막은 박막 중에 불순물이 잘 혼입되지 않아 바람직한 박막 형성을 이루기 때문에 일반적으로 사용한다.

도 1은 종래 기술에 따른 유기물 증착장치의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 유기물 증착장치(1)가 도시되어 있다. 상기 유기물 증착장치(1)는 챔버(2)와 상기 챔버(2) 내의 상부에 위치하는 기판부(6)는, 기판을 회전시키는 모터(3)와 기판(4) 그리고 마스크(5)로 구성되고, 상기 챔버(2) 하부에 위치한 증발원(10)은 유기물이 담긴 도가니(7), 상기 도가니(7)를 가열하는 히터(8) 및 유기물의 증착량을 조절할 수 있는 셔터(9)로 구성된다.

또한, 상기 챔버(2)의 일측에는 기판(4)이 챔버 내로 이동할 수 있는 통로(11)와 상기 챔버(2) 내를 진공 분위기로 조성할 수 있는 진공펌프(12)로 구성되고, 상기 챔버(2)의 타측에는 유기물을 교체할 수 있도록 형성된 도어(13)와 상기 챔버(2) 내를 볼 수 있는 윈도우(14)로 구성된다.

그러나, 상기와 같이, 종래 기술에 따른 유기물 증착장치는 기판부 및 증발원이 하나의 챔버 안에 모두 구성되어 있는 일체형으로 구성되어 있다. 이로 인해, 유기물 증착장치를 정비하게 될 경우에는 히터의 온도를 내리고 유기물을 교환하게 되고, 정비가 끝난 후에는 부피가 큰 챔버를 진공 분위기로 조성하기 위해 많은 시간이 걸릴 뿐 아니라 히터의 온도 상승 및 안정화에 따른 시간도 필요하게 된다. 따라서, 공정의 효율성이 저하되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 챔버를 증발원과 기판부로 분리하여 설비운용의 유연성을 확보할 수 있는 유기물 증착장치 및 그 증착방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 챔버; 상기 챔버 내의 상부에 위치한 기판부; 상기 챔버 내의 중앙에 위치하며, 상기 챔버를 상부챔버와 하부챔버로 분리하는 분리부; 상기 챔버 내의 하부에 위치한 증발원; 및 상기 상부챔버 및 하부챔버의 일측에 각각 위치한 진공펌프;를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기물 증착장치에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 상기 목적은 기판이 장착된 챔버를 제공하고, 상기 챔버 내를 진공펌프를 사용하여 진공분위기로 조성하고, 증발원의 도가니와 히터가 상승하여 분리판의 개구부를 통해 상부챔버로 돌출되고, 상기 히터를 작동시켜 도가니 내의 유기물을 기판에 증착하고, 상기 도가니와 히터가 하부챔버로 하강하고, 분리부의 덮개를 이동시켜 분리판의 개구부를 덮어 차단하고, 상기 유기물 교체 또는 챔버정비를 수행하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기물 증착장치의 증착방법에 의해 달성된다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설 명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 또한 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유기물 증착장치의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 유기물 증착장치(100)는 메인바디(main body) 역할을 하는 챔버(110)와 기판이 장착되는 기판부(120)와 유기물이 담겨 있는 증발원(130)과 상기 챔버(110)를 분리하는 분리부(140)와 상기 챔버(110) 내의 분위기를 조성하는 진공펌프(151,152)로 구성된다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 챔버(110)는 사각의 함체 형상으로 SUS(steel use stainless) 재질로 형성되어 본 유기물 증착장치의 메인바디 역할을 한다. 또한, 상기 챔버(110)는 분리부(140)에 의해 기판부(120)가 위치하는 상부챔버(111)와 증발원(130)이 위치하는 하부챔버(112)로 구성된다.

상기 기판부(120)는 상기 상부챔버(111) 내의 상부에 위치하며, 기판(121)과 상기 기판(121)으로 증착되는 유기물의 형태를 조절하는 마스크(122)로 구성되고, 이와는 달리, 상기 상부챔버(111)의 외부에 상기 기판(121)을 회전시키는 역할을 하는 모터(123)로 구성되어 있다.

상기 증발원(130)은 상기 하부챔버(112) 내에 위치하며, 유기물을 담아 증발시키는 도가니(131)와 상기 도가니(131)를 둘러쌓으며 상기 도가니(131)를 가열하는 히터(132)와 상기 도가니(131)에서 증발되는 유기물의 양을 조절하는 셔터(133)로 구성되고, 상기 하부챔버(112) 외부에 위치하며, 상기 도가니(131) 및 히 터(132)를 상승 및 하강 시킬 수 있는 벨로즈(bellows)(134)로 구성된다.

상기 분리부(140)는 상기 챔버(110)의 중앙에 위치하며, 상기 챔버(110)를 분리하며 상기 증발원(130)의 도가니(131) 및 히터(132)가 돌출될 수 있는 개구부(141)를 구비한 분리판(142)과, 상기 분리판(142)의 개구부(141)를 덮을 수 있는 하나 또는 두개의 덮개(143,144)로 구성되며, 상기 챔버(110) 외부에 위치하며, 상기 덮개(143,144)에 연결되어 상기 덮개(143,144)를 좌우 및 상하로 이동시킬 수 있는 벨로즈(145)로 구성된다.

여기서, 상기 덮개(143,144)는 도면에 도시된 바와 같이 두개로 구비되는 것이 바람직하다. 이는 상부챔버(111) 또는 하부챔버(112) 중 어느 한 챔버만을 오픈하였을 때, 어느 하나의 챔버는 진공 분위기고 다른 챔버는 대기압 분위기가 되는데 이때, 대기와 진공의 압력 차이로 인해 덮개에 무리를 주지 않기 위함이다.

또한, 상기 덮개(143,144)는 상기 분리판(142)과 접촉하는 면에 오링(O-ring)(146)을 구비하여 상기 분리판(142)의 개구부(141)를 보다 확실하게 차단하게 된다. 이때, 상기 분리판(142)의 내부에는 상기 덮개(143,144)의 오링(146)가 접촉하는 면에 냉각수가 흐르는 냉각수라인(147)을 더 구비하여 상기 고무재질의 오링(146)이 열에 의해 손상되는 것을 방지하게 된다.

여기서, 본 발명의 유기물 증착장치를 위에서 내려다 본 단면도인 도 3을 참조하면, 상기 분리판(142)의 개구부(141)를 둘러쌓는 냉각수라인(147)과 상기 챔버(110)의 우측에 구비된 벨로즈(145)에 연결된 덮개(144)와 상기 덮개(144)의 하부에 오링(146)이 구비되어 상기 개구부(141)를 완전히 덮으며, 상기 냉각수라인(147)과 상기 오링(146)이 정확히 얼라인 되도록 한다.

다시, 도 2를 참조하면, 상기 진공펌프(151,152)는 상기 챔버(110) 내의 진공 분위기를 만들어주는 역할을 하는 것으로써, 상기 상부챔버(111)와 하부챔버(112)의 외측에 각각 위치하며 벤팅(venting)라인(153,154)을 구비한다. 상기 진공펌프(151,152)는 상기 챔버(110) 내를 펌핑하여 진공 분위기를 조성해 주는 역할을 하고, 상기 벤팅라인(153,154)은 진공 분위기인 챔버 내에 N₂가스를 주입하여 대기 분위기를 조성해 주는 역할을 하게 된다. 이때, 상기 챔버(110)를 기능적으로 완전히 분리하기 위해 상부챔버(111)와 하부챔버(112)에 각각 진공펌프(151,152)와 벤팅라인(153,154)을 구비하여 각 챔버의 분위기를 조절하게 된다.

또한, 상기 상부챔버(111)의 일측에는 기판이 반입 및 반출되는 기판통로(160)와, 상기 상부챔버(111) 내를 볼 수 있는 윈도우(161)와, 상기 상부챔버(111)와 하부챔버(112)에 각각 구비되어 챔버 내를 정비 또는 유기물 교체를 할 수 있는 도어(162,163)가 구비된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 유기물 증착장치의 증착방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유기물 증착장치의 증착방법을 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 유기물 증착장치(100)가 도시되어 있다. 먼저, 기판(4)과 마스크(5)를 로봇팔 등을 이용하여 챔버(110) 내에 장착시킨다.

이어서, 상기 챔버(110) 즉, 분리부(140)의 분리판(142)에 의해 분리된 상부챔버(111)와 하부챔버(112)에 각각 구비된 진공펌프(151,152)를 작동시켜 상기 챔버(110) 내를 진공 분위기로 조성하여 준다.

다음에, 증발원(130)의 도가니(131)와 히터(132)가 벨로즈(134)를 통해 상기 분리판(142)의 개구부(141) 상으로 상승하여 위치한다. 이어서, 상기 히터(132)를 작동시켜 유기물이 담겨 있는 도가니(131)를 가열하여 유기물을 증발시켜 기판(4)에 증착시키게 된다.

이어서, 상기 기판(4)에 증착이 끝난 후, 상기 기판(4)을 로봇팔 등을 통해 외부로 반출시키게 된다.

이때, 상기 챔버(110) 내의 방착판을 교체하거나 유기물을 교환할 때 또는 챔버 내를 정비가 필요할 경우에는, 상기 증발원(130)의 도가니(131)와 히터(132)가 벨로즈(134)를 통해 하부챔버(112) 내로 하강시키고, 상기 분리부(140)의 덮개(143,144)가 벨로즈(145)를 통해 이동되어 상기 분리판(142)의 개구부(141)를 덮어 차단하게 된다.

이로써, 상부챔버(111)와 하부챔버(112)가 완벽하게 차단되어 상기와 같은 챔버 정비시, 어느 하나의 챔버만을 오픈하여 정비하면 되고, 다른 챔버는 그대로 공정 상태를 유지할 수 있다. 예를 들어, 증발원(130)의 도가니(131) 내에 유기물을 교환할 경우, 하부챔버(112)에 구비된 벤팅라인(154)을 통해 하부챔버(112) 내를 대기 분위기로 조성하고, 상기 하부챔버(112)에 구비된 도어(163)를 오픈하여 유기물을 교환할 수 있고, 교환이 끝난 후에는 하부챔버(112)에 구비된 진공펌 프(152)로 펌핑하여 진공 분위기로 조성하고 상기 분리부(140)의 덮개(144)를 이동시켜 개구부(141)를 노출시키면 된다.

따라서, 챔버(110)를 정비할 경우에, 상부챔버(111) 및 하부챔버(112)가 분리부(140)의 덮개(144)로 차단되어, 각 챔버(112)를 기능적으로 완전 분리할 수 있다.

그러므로, 종래 부피가 큰 챔버를 정비할 경우에 비하여 증착공정을 준비하는 시간이 감소하게 되어 설비운용의 유연성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명의 유기물 증착장치 및 그 증착방법은 챔버를 증발원이 구비된 하부챔버와 기판부가 구비된 상부챔버로 분리함으로써, 설비운용의 유연성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims

챔버;

상기 챔버 내의 상부에 위치한 기판부;

상기 챔버 내의 중앙에 위치하며, 상기 챔버를 상부챔버와 하부챔버로 분리하는 분리부;

상기 챔버 내의 하부에 위치한 증발원; 및

상기 상부챔버 및 하부챔버의 일측에 각각 위치한 진공펌프;를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기물 증착장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기판부는 모터에 의해 회전가능한 기판과 마스크를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기물 증착장치.
제 1 항에 있어서,

상기 분리부는 개구부를 구비하는 분리판과 상기 개구부를 덮는 하나 또는 두개의 덮개를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기물 증착장치.
제 3 항에 있어서,

상기 덮개는 좌우 및 상하운동이 가능한 벨로즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기물 증착장치.
제 3 항에 있어서,

상기 분리판의 내부에 냉각수라인을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기물 증착장치.
제 1 항에 있어서,

상기 증발원은 증착물질을 담는 도가니와 상기 도가니를 가열하는 히터 및 상하운동이 가능한 벨로즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기물 증착장치.
기판이 장착된 챔버를 제공하고,

상기 챔버 내를 진공펌프를 사용하여 진공분위기로 조성하고,

증발원의 도가니와 히터가 상승하여 분리판의 개구부를 통해 상부챔버로 돌출되고,

상기 히터를 작동시켜 도가니 내의 유기물을 기판에 증착하고,

상기 도가니와 히터가 하부챔버로 하강하고,

분리부의 덮개를 이동시켜 분리판의 개구부를 덮어 차단하고,

상기 유기물 교체 또는 챔버정비를 수행하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기물 증착장치의 증착방법.
제 7 항에 있어서,

상기 증발원의 도가니와 히터는 벨로즈를 통해 상승 및 하강하는 것을 특징으로 하는 유기물 증착장치의 증착방법.