KR101127583B1 - 유기물 세정 방법 및 세정 시스템 - Google Patents

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KR101127583B1
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Abstract

본 발명은 유기물 패턴을 증착하는 유기물 증착 공정에 사용되는 마스크의 세정 주기를 늘림으로써, 증착 공정의 PM 주기를 늘릴 수 있는 유기물 세정 방법 및 세정 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면은, 기판에 유기물 패턴을 증착하는데 사용되는 마스크의 표면에 축적된 유기물을 세정하는 방법으로서, (a) 증착원이 구비된 증착 챔버에서 복수 개의 슬롯이 구비된 마스크를 이용하여 상기 기판에 유기물 패턴을 증착하는 단계; (b) 상기 증착 챔버와 인접하며 진공이 유지되는 스톡 챔버로 상기 마스크를 이송하는 단계; 및 (c) 상기 스톡 챔버에서 상기 마스크에 구비된 슬롯의 경계면을 따라 상기 슬롯의 경계면에 축적된 유기물을 부분 세정하는 단계;를 포함하는 유기물 세정 방법을 제공한다.

Description

유기물 세정 방법 및 세정 시스템{Cleaning method and cleaning system of organic materials}
본 발명은 유기물 증착 공정에 사용되는 마스크에 축적된 유기물 세정 방법 및 세정 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
디스플레이 장치들 중, 유기 발광 디스플레이 장치는 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.
일반적으로, 유기 발광 디스플레이 장치는 애노드와 캐소드에서 주입되는 정공과 전자가 발광층에서 재결합하여 발광하는 원리로 색상을 구현할 수 있도록, 애노드와 캐소드 사이에 발광층을 삽입한 적층형 구조를 가지고 있다. 그러나, 이러한 구조로는 고효율 발광을 얻기 어렵기 때문에, 각각의 전극과 발광층 사이에 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 수송층 및 정공 주입층 등의 중간층을 선택적으로 추가 삽입하여 사용하고 있다.
여기에서, 발광층 및 중간층 등의 유기 박막의 미세 패턴은 증착 방법으로 형성될 수 있다. 증착 방법을 이용하여 유기 발광 디스플레이 장치를 제작하기 위해서는, 유기 박막 등이 형성될 기판 면에, 형성될 박막 등의 패턴과 동일한 패턴을 가지는 마스크를 밀착시키고 박막 등의 재료를 증착하여 소정 패턴의 박막을 형성한다.
한편, 증착 공정이 반복되는 과정에서, 마스크를 포함한 증착 챔버 내부의 장치들은 일정한 주기로 PM(preventive maintenance)이 실시되어야 한다. 현재, 고정세 메탈 마스크(FMM: fine metal mask)를 사용하여 유기 발광 디스플레이 장치를 제조하는 공정에서는 일정한 PM 주기(예를 들어, 기판 80매 증착시 마다)로 FMM을 분리하여 세정하고 있다.
본 발명은 유기물 패턴을 증착하는 유기물 증착 공정에 사용되는 마스크의 세정 주기를 늘려, 증착 공정의 PM(preventive maintenance) 주기를 늘릴 수 있는 유기물 세정 방법 및 세정 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면은, 기판에 유기물 패턴을 증착하는데 사용되는 마스크의 표면에 축적된 유기물을 세정하는 방법으로서, (a) 증착원이 구비된 증착 챔버에서 복수 개의 슬롯이 구비된 마스크를 이용하여 상기 기판에 유기물 패턴을 증착하는 단계; (b) 상기 증착 챔버와 인접하며 진공이 유지되는 스톡 챔버로 상기 마스크를 이송하는 단계; 및 (c) 상기 스톡 챔버에서 상기 마스크에 축적된 유기물을 세정하는 단계;를 포함하는 유기물 세정 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 슬롯의 경계면은 경사면을 이룰 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 슬롯은 상기 마스크의 일 방향을 따라 실질적으로 평행하게 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 유기물 패턴이 증착되는 기판은 유기 발광 디스플레이(OLED) 패널용 기판일 수 있다.
여기서, 상기 OLED 패널용 기판에 발광층, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 주입층, 및 정공 수송층 중에서 선택된 하나 이상의 유기물을 증착할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 (a) 단계는, 상기 기판은 상기 마스크와 밀착 배치되고, 상기 증착원의 상기 마스크에 대한 상대적 위치가 이동하면서 상기 기판에 유기물 패턴을 증착할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 (a) 단계는, 상기 기판은 상기 마스크와 소정 간격 이격되어 배치되고, 상기 증착원의 상기 마스크에 대한 상대적 위치가 고정된 상태에서 상기 기판에 유기물 패턴을 증착할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 증착원의 일 측에 제1 방향을 따라 복수 개의 제1 슬릿들이 구비되고, 상기 증착원과 상기 마스크 사이에는 상기 증착원과 상기 마스크 사이의 공간을 복수 개의 공간으로 구획하며 상기 제1 방향을 따라 구비된 복수 개의 차단벽, 및 상기 차단벽을 둘러싸는 차단벽 프레임을 포함하는 차단벽 어셈블리가 구비되고, 상기 차단벽 어셈블리와 상기 마스크는 분리할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 (a) 단계는, 상기 마스크에 구비된 복수 개의 제1 슬롯은 상기 기판에 형성된 유기물 패턴의 일부를 형성하고, 상기 마스크를 상기 기판에 대하여 상기 제1 방향에 수직인 방향으로 스캔하면서 상기 기판의 유기물 패턴의 증착을 완성할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 증착원의 일 측에 제1 방향을 따라 복수 개의 제2 슬릿들이 구비되고, 상기 증착원과 상기 마스크 사이에는 상기 증착원에서 배출된 증착 물질을 상기 기판으로 가이드하는 연결 부재가 구비되고, 상기 연결 부재와 상기 마스크는 분리할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 (a) 단계는, 상기 마스크에 구비된 복수 개의 제2 슬롯은 상기 기판에 형성된 유기물 패턴의 일부를 형성하고, 상기 기판을 상기 마스크에 대하여 상기 제1 방향으로 스캔하면서 상기 기판의 유기물 패턴의 증착을 완성할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 (c) 단계는, 플라즈마로 상기 유기물을 세정할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 (c) 단계는, 상기 마스크에 구비된 슬롯의 경계면을 따라 상기 슬롯에 축적된 유기물을 부분 세정할 수 있다.
여기서, 상기 (c)단계는, 단파장 레이저 빔으로 상기 유기물을 세정할 수 있다.
여기서, 상기 단파장 레이저 빔은 200㎚ ~ 500㎚의 파장 범위일 수 있다.
여기서, 상기 단파장 레이저 빔은 상기 마스크의 상기 기판을 향한 면에 실질적으로 수직한 방향으로 조사될 수 있다.
여기서, 상기 단파장 레이저 빔에 의해 상기 유기물에 전달되는 온도가 상기 마스크에 전달되는 온도보다 빨리 전달될 수 있도록 상기 레이저 빔의 스캔 속도를 결정할 수 있다.
여기서, 상기 단파장 레이저 빔에 조사된 유기물의 온도는 600℃ ~ 1200℃일 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 (c) 단계는, 상기 마스크의 전면(全面)에, 상기 마스크의 슬롯의 경계면에 대응하는 영역이 개구된 패턴을 갖는 차단 마스크가 더 배치될 수 있다.
여기서, 상기 (c) 단계는, 상기 차단 마스크에 구비된 복수 개의 개구 패턴에 동시에 조사할 수 있는 라인 타입(line type)의 단파장 레이저 빔으로 상기 유기물을 세정할 수 있다.
여기서, 상기 (c)단계는, 자외선으로 상기 유기물을 세정할 수 있다.
여기서, 상기 (c)단계는, 플라즈마로 상기 유기물을 세정할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 (a) 단계 및 상기 (c) 단계는 실질적으로 동일한 진공도에서 진행될 수 있다.
여기서, 상기 증착 챔버 및 스톡 챔버의 진공도는 약 10E-7 Torr 이하로 유지될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 기판에 유기물 패턴을 증착하는데 사용되는 마스크의 표면에 축적된 유기물을 세정하는 유기물 세정 시스템으로서, 상기 유기물 세정 시스템은, 증착원이 구비된 증착 챔버; 및 상기 증착 챔버와 실질적으로 동일한 진공이 유기되며, 복수 개의 슬롯이 구비된 상기 마스크에 축적된 유기물을 세정하는 세정 장치가 구비된 스톡 챔버;를 포함하는 유기물 세정 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 유기물 세정 시스템은, 상기 증착 챔버와 스톡 챔버 사이의 공간을 분리하는 개폐 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 유기물 세정 시스템은, 상기 증착 챔버 및 상기 스톡 챔버 사이에서 상기 마스크를 이송하는 이송 장치를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 이송 장치는 상기 마스크를 상기 기판과 분리하여 상기 증착 챔버로부터 상기 스톡 챔버로 이송할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 세정 장치는 플라즈마를 이용하여 상기 유기물을 세정할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 세정 장치는, 상기 슬롯의 경계면을 따라 상기 슬롯의 경계면에 축적된 유기물을 부분 세정할 수 있다.
여기서, 상기 세정 장치는, 200㎚ ~ 500㎚ 범위의 단파장을 발생시키는 레이저 빔일 수 있다.
여기서, 상기 스톡 챔버의 상기 세정 장치와 상기 마스크 사이에, 상기 마스크의 슬롯의 경계면에 대응하는 영역이 개구된 패턴을 갖는 차단 마스크가 더 배치될 수 있다.
여기서, 상기 세정 장치는, 상기 차단 마스크에 구비된 복수 개의 개구 패턴에 동시에 조사할 수 있는 라인 타입의 단파장 레이저 빔일 수 있다.
여기서, 상기 세정 장치는 플라즈마일 수 있다.
여기서, 상기 세정 장치는 자외선일 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 증착 챔버 및 스톡 챔버의 진공도는 약 10E-7 Torr 이하로 유지될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 상기 스톡 챔버에서 상기 유기물의 온도는 600℃ ~ 1200℃ 일 수 있다.
상술한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유기물 세정 방법 및 시스템에 의하면, 증착 공정이 진행되는 동안 마스크에 축적된 유기물을 세정할 수 있기 때문에, 마스크를 세정하기 위하여 증착 공정을 멈추고 별도의 PM을 실시할 필요가 없다. 이로 인해 전체적인 증착 공정의 PM 주기를 늘릴 수 있다.
또한, 유기물 패턴의 형성에 가장 큰 영향을 미치는 슬롯의 경계면을 따라 부분 세정하는 경우, 마스크의 세정 주기를 더욱 늘릴 수 있다.
도 1은 기판에 유기물 패턴을 증착하는데 사용되는 마스크의 표면에 축적된 유기물을 세정하는 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 2는 증착 챔버에서 FMM을 이용하여 OLED 패널용 기판에 유기물을 증착하는 모습을 나타낸 개략적인 측면도이다.
도 3은 증착 챔버에서 노즐 타입 마스크를 이용하여 OLED 패널용 기판에 유기물을 증착하는 개념도이다.
도 4는 도 3의 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 3의 개략적인 측면도이다.
도 6은 마스크의 위치에 따라 축적된 유기물의 양을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 스톡 챔버에서 마스크의 유기물을 스캐닝하는 레이저 빔 조사장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 슬롯의 경계면을 따라 스캐닝하는 레이저 빔을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 마스크의 전면에 차단 마스크가 정렬 배치되는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 차단 마스크가 구비된 상태에서 라인 타입 레이저 빔으로 마스크를 스캐닝하는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 증착 챔버에서 제2 노즐 타입 마스크를 이용하여 OLED 패널용 기판에 유기물을 증착하는 개념도이다.
도 12는 도 11의 증착 장치의 개략적인 사시도이다.
도 13 및 도 14는 도 12의 개략적인 측단면도들이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 기판에 유기물 패턴을 증착하는데 사용되는 마스크의 표면에 축적된 유기물을 세정하는 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
상기 도면을 참조하면, 기판에 유기물 패턴을 증착하는데 사용되는 마스크의 표면에 축적된 유기물을 세정하기 위한 전 단계로서, 먼저, 증착 챔버에서 복수 개의 슬롯이 구비된 마스크를 기판에 정렬시킨 후(a1 단계), 상기 기판에 유기물을 증착하는 공정을 복수 회 수행한다(a2 단계).
여기서, 상기 기판은 OLED(organic light emitting device) 패널용 기판일 수 있다. OLED 패널용 기판은 애노드와 캐소드 사이에 발광층, 및 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 수송층 및 정공 주입층 등의 중간층의 유기 박막 미세 패턴들을 구비한다. 이러한 유기 박막 미세 패턴들을 증착 공정으로 형성하기 위하여, 상기 유기 박막 미세 패턴들에 대응되는 패턴 형상을 가진 마스크들이 준비된다. 준비된 마스크와 OLED 패널용 기판은 패턴이 서로 일치하도록 고진공이 유지되는 증착 챔버에 정렬된다. 물론, 본 발명은 OLED 패널용 기판에만 적용되는 것은 아니며, 유기 박막 패턴이 형성되는 기판이라면 무엇이라도 적용 가능하다.
증착 챔버에서, 증착원에서 기화된 유기물은, 패턴이 형성된 마스크를 통과하여 기판에 증착됨으로써 소정의 유기물 패턴이 형성된다. 이러한 유기물 증착 공정은 한 장의 마스크로, 공정상 허용된 주기로, 복수 장의 기판에 유기물 패턴을 증착할 수 있다.
한편, 증착 공정이 반복되는 과정에서, 마스크를 포함한 증착 챔버 내부의 장치들은 일정한 주기로 PM(preventive maintenance)이 실시된다. PM이 실시되는 동안 증착 공정은 중단되고, PM 완료 후 다시 증착 공정에 요구되는 진공도를 포함한 공정 조건에 도달하는데 상당한 시간이 걸리기 때문에, PM 주기가 짧은 것은 생산 효율을 떨어뜨리는 주요인이 된다.
일반적으로 PM 주기는, PM이 요구되는 각 요소들 중 가장 짧은 주기가 요구되는 PM 주기에 맞추어 결정된다. 특히, 증착 공정 동안 유기물이 과도하게 축적되는 마스크는, 유기 박막 패턴의 형성에 영향을 줄 수 있기 때문에 일정한 주기로 세정되어야 하는데, 이러한 마스크의 세정 주기는 PM 주기를 단축시키는 중요한 요소이다.
종래에는, PM이 실시되는 동안 마스크의 세정 작업이 진행되었다. 이때, 일반적인 반도체 공정에서 마스크의 세정방법으로 사용되는 화학적 용매를 이용한 습식 세정은, 산소와 수분에 취약한 유기 발광 디스플레이 장치의 특성상, 챔버 내부에서 사용하는데 제한이 따르므로, 챔버 외부에서 별도의 세정 시스템을 이용하여야 하는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 유기물 세정 방법은 복수회의 증착 공정이 완료된 마스크를 증착 챔버와 인접하며 고진공이 유지되는 스톡 챔버(stock chamber)로 이송하여, 스톡 챔버 내부에서 마스크를 세정하는 것을 일 특징으로 한다(b 단계).
또한, 본 발명의 일 측면에 따른 유기물 세정 방법은, 스톡 챔버로 이동된 마스크를, 유기물이 축적된 마스크 패턴의 경사면을 따라 스캐닝하는 국부 세정을 실시하는 것을 일 특징으로 한다(c 단계).
이하, 도 2 내지 도 14를 참조하여, 본 발명에 따른 유기물 패턴의 증착에 사용되는 마스크에 축적된 유기물 세정 방법 및 세정 시스템을 보다 상세히 설명한다.
도 2는 증착 챔버에서 고정세 메탈 마스크(FMM: fine metal mask)을 이용하여 OLED 패널용 기판에 유기물을 증착하는 모습을 나타낸 개략적인 측면도이다.
상기 도면을 참조하면, FMM(140)을 이용하여 OLED 패널용 기판(160)에 유기물을 증착하는 개략적인 상황을 알 수 있다.
FMM(140)은 기판(160)에 형성될 유기 박막 패턴과 동일한 패턴을 구비하도록 기판(160)의 크기와 동일한 크기로 준비된다. FMM(140)은 기판(160)에 밀착 배치된 상태로 기판(160)에 정렬된다.
여기서, FMM(140)은 스트라이프(stripe) 타입으로 준비될 수 있다. FMM(140)의 기판(160)을 향한 면에는, FMM(140)의 일 방향을 따라 실질적으로 서로 평행하도록 형성된 복수 개의 제1 슬롯(141)들이 구비된다. FMM(140)의 기판(160)을 향한 면의 반대 면에는, FMM(140)의 패턴을 에칭하는 과정에서 상기 제1 슬롯(141)들 사이의 경계면(142)이 베이스(143)에 대하여 경사면을 이루도록 형성된다.
증착원(110)은 기판(160)에 증착될 유기물을 담은 도가니(crucible)로 구비된다. 증착 챔버(10) 내부는 증착 물질의 직진성을 확보하기 위하여 고진공 상태를 유지한다. 이때, 증착 챔버(10)의 진공도는 약 10E-7 Torr 이하가 유지되는 것이 바람직하다.
증착원(110)에서 기화된 유기물은 FMM(140)에 형성된 제1 슬롯(141)들을 통과하여 기판(160)에 증착된다. 이때, 증착원(110)은 FMM(140)에 대한 상대적 위치를 이동하면서 기판(160)에 유기물 패턴을 증착한다. 증착원(110)에서 기화되는 유기물은 FMM(140)의 표면에 대하여 소정 각(θ1)을 이루며 증착되고, 여기서 상기 각(θ1)은 일반적으로 55˚를 넘지 않는다.
이때, 제1 슬롯(141)들을 통과하지 못하는 유기물은 FMM(140)의 베이스(143) 및 제1 슬롯(141)들의 경계면(142)에 축적된다.
도 3은 증착 챔버에서 제1 노즐 타입 마스크(nozle type mask)를 이용하여 OLED 패널용 기판에 유기물을 증착하는 개념도이고, 도 4는 도 3의 증착 장치의 개략적인 사시도이고, 도 5는 도 3의 개략적인 측단면도이다.
상기 도면들을 참조하면, 제1 노즐 타입 마스크(150)를 이용하여 OLED 패널용 기판(160)에 유기물을 증착하는 개략적인 모습을 알 수 있다.
전술한 FMM(140)을 이용한 증착 방법과 비교할 때, 제1 노즐 타입 마스크(150)도 마찬가지로 복수 개의 제2 슬롯(151)들을 구비한다는 점에서 동일하다. 다만, 제1 노즐 타입 마스크(150)를 이용한 증착 방법은 다음과 같은 점에서 FMM(140)을 이용한 증착 방법과 차이가 있다.
첫째, 마스크의 크기 면에서 차이가 있다. 상세히 설명하자면, FMM(140)의 크기는 기판(160)의 크기와 동일하기 때문에, FMM(140)은 기판(160)에 일대일로 매칭되도록 정렬된다. 반면, 본 실시예에 따른 제1 노즐 타입 마스크(150)는 증착 챔버(10) 내에서 Z축 방향으로 이동하면서 증착이 이루어진다. 다시 말하면, 제1 노즐 타입 마스크(150)가 현재 위치에서 증착을 완료하였을 경우, 제1 노즐 타입 마스크(150)의 길이만큼 Z축 방향으로 평행 이동하여 다시 증착을 수행하는 것을 반복하게 된다. 따라서, FMM(140)에 비하여 훨씬 작은 크기의 제1 노즐 타입 마스크(150)를 만들 수 있다. 즉, 제1 노즐 타입 마스크(150)의 경우, 마스크(150)의 Y축 방향으로의 폭과 기판(160)의 Y축 방향으로의 폭만 동일하게 형성되면, 마스크(150)의 Z축 방향의 길이는 기판(160)의 길이보다 작게 형성될 수 있는 것이다.
이와 같이, 제1 노즐 타입 마스크(150)는 FMM(140)에 비하여 훨씬 작게 만들 수 있기 때문에, 마스크(150)의 에칭 작업, 정밀 인장 및 용접 작업, 이동 및 세정 작업 등 모든 공정에서 유리하다. 또한, 이는 디스플레이 장치가 대형화될수록 더욱 유리하게 된다.
둘째, 증착원의 마스크에 대한 상대적 위치, 및 증착원에서 기화된 유기물의 입사각 정도에서 차이가 있다. FMM(140)의 경우, 증착원(110)은 FMM(140)에 대한 상대적 위치를 이동하면서 기판(160)에 유기물을 증착한다. 그러나, 본 실시예에 따른 제1 노즐 타입 마스크(150)의 경우, 증착원(110)과 제1 노즐 타입 마스크(150)의 상대적 위치는 고정되어 있다. 또한, FMM(140)의 경우 증착원(110)에서 기화된 유기물이 FMM(140)에 대하여 약 55˚(θ1)이내의 각도 내에서 분출되지만, 제1 노즐 타입 마스크(150)의 경우 FMM(140)보다 훨씬 작은 각도(θ2)로 유지할 수 있다. 즉, 증착원(110)에서 기화된 유기물은 FMM(140)보다 제1 노즐 타입 마스크(150)에서 더욱 수직에 가깝게 축적될 수 있다.
이를 위하여, 증착원(110)과 제1 노즐 타입 마스크(150) 사이에는, 증착원(110)과 제1 노즐 타입 마스크(150) 사이의 공간을 복수 개의 공간으로 구획하는 복수 개의 차단벽(131)을 구비한 차단벽 어셈블리(130)가 구비되고, 그 구획된 공간마다 증착원(110)에서 기화된 유기물이 분출되는 제1 슬릿(121)들이 형성된다. 상세히 설명하면 다음과 같다.
증착원(110)에서 방출된 증착 물질(115)이 제1 슬릿(121) 및 제2 슬롯(151)을 통과하여 기판(160)에 원하는 패턴으로 증착되게 하려면, 기본적으로 증착 챔버(10) 내부는 FMM을 이용한 증착 방법과 동일한 고진공 상태를 유지해야 한다. 또한, 차단벽(131) 및 제1 노즐 타입 마스크(150)의 온도가 증착원(110) 온도보다 충분히 낮아야(약 100°이하) 제1 슬릿(121)과 마스크(150) 사이의 공간을 고진공 상태로 유지할 수 있다. 이와 같이, 차단벽 어셈블리(130)와 제2 슬롯(151)들의 온도가 충분히 낮으면, 원하지 않는 방향으로 방사되는 증착 물질(115)은 모두 차단벽 어셈블리(130) 면에 흡착되어서 고진공을 유지할 수 있기 때문에, 증착 물질 간의 충돌이 발생하지 않아서 증착 물질의 직진성을 확보할 수 있게 되는 것이다.
증착 챔버(10) 내에서 상기 기판(160)과 대향하는 측에는, 증착 물질(115)이 수납 및 가열되는 증착원(110)이 배치된다. 상기 증착원(110) 내에 수납되어 있는 증착 물질(115)이 기화됨에 따라 기판(160)에 증착이 이루어진다. 증착원(110)은 그 내부에 증착 물질(115)이 채워지는 도가니(111)와, 도가니(111)를 가열시켜 도가니(111) 내부에 채워진 증착 물질(115)을 도가니(111)의 일 측, 상세하게는 제1 슬릿(121) 측으로 증발시키기 위한 히터(112)를 포함한다.
증착원(110)의 일 측, 상세하게는 증착원(110)에서 기판(160)을 향하는 측에는, Y축 방향을 따라서 복수 개의 제1 슬릿(121)들이 형성된다. 여기서, 상기 복수 개의 제1 슬릿(121)들은 등 간격으로 형성될 수 있다. 증착원(110) 내에서 기화된 증착 물질(115)은 이와 같은 제1 슬릿(121)들을 통과하여 피 증착체인 기판(160) 쪽으로 향하게 되는 것이다.
한편, 제1 슬릿(121)들과 제1 노즐 타입 마스크(150) 사이에는 차단벽 어셈블리(130)가 구비된다. 상기 차단벽 어셈블리(130)는 복수 개의 차단벽(131)들과, 차단벽(131)들 외측에 구비되는 차단벽 프레임(132)을 포함한다. 여기서, 상기 복수 개의 차단벽(131)들은 Y축 방향을 따라서 서로 나란하게 구비될 수 있다. 그리고, 상기 복수 개의 차단벽(131)들은 등 간격으로 형성될 수 있다. 또한, 각각의 차단벽(131)은 도면에서 보았을 때 XZ평면과 나란하도록, 다시 말하면 Y축 방향에 수직이 되도록 형성된다. 이와 같이 배치된 복수 개의 차단벽(131)들은 증착원(110)과 제1 노즐 타입 마스크(150) 사이의 공간을 구획함으로써, 하나의 제1 슬릿(121)으로 배출되는 증착 물질은 다른 제1 슬릿(121)에서 배출된 증착 물질들과 혼합되지 않고, 제2 슬롯(151)을 통과하여 기판(160)에 증착되게 한다.
한편, 상기 복수 개의 차단벽(131)들의 외측으로는 차단벽 프레임(132)이 더 구비될 수 있다. 차단벽 프레임(132)은, 복수 개의 차단벽(131)들의 상하면에 각각 구비되어, 복수 개의 차단벽(131)들의 위치를 지지하는 동시에, 제1 슬릿(121)을 통해 배출되는 증착 물질이 분산되지 않도록 증착 물질의 Z축 방향의 이동 경로를 가이드 하는 역할을 수행한다.
그리고, 상기 차단벽 어셈블리(130)는 제1 노즐 타입 마스크(150)로부터 분리 가능하도록 형성될 수 있다. 따라서, FMM 증착 방법에 비하여 증착 효율을 높일 수 있다. 여기서 증착 효율이란 증착원에서 기화된 재료 중 실제로 기판에 증착된 재료의 비율을 의미하는 것으로, FMM 증착 방법에서의 증착 효율은 대략 32% 정도이다. 더구나 종래의 FMM 증착 방법에서는 증착에 사용되지 아니한 대략 68% 정도의 유기물이 증착기 내부의 여기저기에 증착되기 때문에, 그 재활용이 용이하지 아니하다는 문제점이 존재하였다. 그러나, 제1 노즐 타입 마스크(150)는, 차단벽 어셈블리(130)를 이용하여 증착 공간을 외부 공간과 분리하였기 때문에, 기판(160)에 증착되지 않은 증착 물질은 대부분 차단벽 어셈블리(130) 내에 증착된다. 따라서, 장시간 증착 후, 차단벽 어셈블리(130)에 증착 물질이 많이 쌓이게 되면, 차단벽 어셈블리(130)를 박막 증착 장치로부터 분리한 후, 별도의 증착 물질 재활용 장치에 넣어서 증착 물질을 회수할 수 있다. 이와 같은 구성을 통하여, 증착 물질 재활용률을 높임으로써 증착 효율이 향상되고 제조 비용이 절감되는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 상기 도면에는 차단벽 어셈블리(130)와 제1 노즐 타입 마스크(150)가 밀착 배치된 것으로 도시되어 있지만, 제1 노즐 타입 마스크(150)와 기판(160)의 얼라인 정밀도를 높이기 위하여, 차단벽 어셈블리(130)와 노즐 타입 마스크(150)는 서로 일정 정도 이격되도록 형성할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
여기서, 제1 노즐 타입 마스크(150)의 제2 슬롯(151)들을 통과하지 못하는 유기물은 마스크(150)의 베이스(133)와 제2 슬롯(151)들의 경계면(152)에 축적된다.
세째, 마스크와 기판의 이격 거리에 차이점이 있다. FMM(140) 증착 방법에서는 기판(160)에 음영(shadow)이 생기지 않도록 하기 위하여 기판(160)에 FMM(140)을 밀착시켜서 증착 공정을 진행하였다. 그러나, 이와 같이 기판(160)에 FMM(140)을 밀착시킬 경우, 기판(160)과 FMM(140) 간의 접촉에 의한 불량 문제가 발생한다는 문제점이 존재한다. 그러나, 제1 노즐 타입 마스크(150)를 이용한 증착 방법에서는, 마스크(150)는 기판(160)으로부터 일정 정도(ℓ) 이격되도록 형성된다. 이것은 전술한 대로, 증착원(110)과 제1 노즐 타입 마스크(150) 사이에 차단벽(131)을 구비함으로써, 기판(160)에 생성되는 음영(shadow)이 작아지게 됨으로써 실현 가능해진다. 그 결과, 기판(160)과 제1 노즐 타입 마스크(150) 간의 접촉에 의한 불량을 방지하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 공정에서 기판(160)과 제1 타입 노즐 마스크(150)를 밀착시키는 시간이 불필요해지기 때문에 제조 속도가 향상될 뿐만 아니라, 제 1 타입 노즐 마스크(150)를 기판(160)과 분리하여 스톡 챔버(20)로 이송할 수 있기 때문에, 스톡 챔버(20)에서 제1 노즐 타입 마스크(150)를 세정하기 용이하다.
도 6은 마스크의 위치에 따라 축적된 유기물의 양을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도면에서, 세로축은 제1 노즐 타입 마스크(150)의 중심으로부터의 위치(x)를 나타내고, 가로축은 제1 노즐 타입 마스크(150)에 축적된 유기물(OM)의 두께(d)를 나타낸다.
증착원(110)에서 기화된 유기물 중, 제1 노즐 타입 마스크(150)의 제2 슬롯(151)을 통과하지 못한 유기물은 제1 노즐 타입 마스크(150)의 베이스(153)와 제1 노즐 타입 마스크(150)의 슬롯의 경계면(152)에 축적된다. 이때, 마스크 슬롯의 경계면(152)에 축적되는 유기물의 두께는 마스크 베이스(153)에 축적되는 유기물 두께 대비 약 20% 정도이다. 즉, 슬롯 경계면(152)의 유기물 축적이 상대적으로 적다고 할 수 있다. 물론, 이와 같은 데이터는 FMM(140)의 경우에도 유사하게 적용될 수 있다. 다만, FMM(140)의 경우 증착원(110)에서 기화된 유기물이 FMM(140)에 대하여 약 55˚(θ1)이내의 각도 내에서 분출되는 반면, 노즐 타입 마스크(150)의 경우 FMM(140)보다 훨씬 작은 각도(θ2)로 분출되기 때문에, FMM(140)에 비하여 노즐 타입 마스크(150)의 경계면(152)에 유기물이 축적되는 속도가 더 느릴 수 있다.
제1 노즐 타입 마스크(150)에 축적되는 유기물(OM) 중, 기판(160)에 형성되는 유기물 패턴의 크기 등에 직접적으로 관련이 있는 부분은 마스크(150)의 베이스(153)에 축적되는 유기물이 아니라, 슬롯(151)의 경계면(152)에 축적되는 유기물이다. 따라서, 만약, 슬롯(151)의 경계면(152)에 쌓이는 유기물을, 증착 공정 중에 주기적으로 제거할 수 있다면, PM 주기를 획기적으로 줄일 수 있다.
도 11은 증착 챔버에서 제2 노즐 타입 마스크를 이용하여 OLED 패널용 기판에 유기물을 증착하는 개념도이고, 도 12는 도 11의 증착 장치의 개략적인 사시도, 도 13 및 도 14는 도 12의 개략적인 측단면도들이다.
상기 도면들을 참조하면, 제2 노즐 타입 마스크(250)를 이용하여 OLED 패널용 기판(260)에 유기물을 증착하는 개략적인 모습을 알 수 있다.
전술한 FMM(140)을 이용한 증착 방법 및 제1 노즐 타입 마스크(150)를 이용한 증착 방법과 비교하여 제2 노즐 타입 마스크(250)를 이용한 증착 방법을 간략하게 설명한다.
먼저, 제2 노즐 타입 마스크(250)도 복수 개의 제3 슬롯(251)들을 구비한다는 점에서는 FMM(140) 및 제1 노즐 타입 마스크(250)와 동일하다.
그리고, 제2 노즐 타입 마스크(250)는 크기 면에서, 제1 노즐 타입 마스크(150)와 마찬가지로 FMM(140)보다 작게 제작될 수 있다. 상세히, 기판(260)은 증착 챔버(10) 내에서 A 방향(Y축 방향)으로 이동하면서 연속적으로 증착이 이루어진다. 다시 말하면, 제2 노즐 타입 마스크(250)가 현재 위치에서 증착을 완료하였을 경우, 기판(260)을 제2 노즐 타입 마스크(250)의 길이만큼 Y축 방향으로 평행 이동하여 다시 증착을 수행하는 것을 반복하게 된다. 따라서, FMM(140)에 비하여 훨씬 작은 크기의 제2 노즐 타입 마스크(250)를 만들 수 있다. 즉, 제2 노즐 타입 마스크(250)의 경우, 마스크(250)의 X축 방향으로의 폭과 기판(260)의 X축 방향으로의 폭만 동일하게 형성되면, 마스크(150)의 Y축 방향의 길이는 기판(160)의 길이보다 작게 형성될 수 있는 것이다.
그리고, 제1 노즐 타입 마스크(150)와 마찬가지로 제2 노즐 타입 마스크(250)는 증착원(210)과 제2 노즐 타입 마스크(250)의 상대적 위치는 고정되어 있다. 한편, 상기 도면에는 증착원(210)이 고정되고 기판(260)이 이동하는 것으로 도시되어 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 기판(260)이 고정되고 증착원(210)이 이동할 수 있다.
한편, 증착원(110)과 제1 노즐 타입 마스크(150) 사이에는, 증착원(110)과 제1 노즐 타입 마스크(150) 사이의 공간을 복수 개의 공간으로 구획하는 복수 개의 차단벽(131)들이 형성되고, 제1 슬릿(121)을 통해 배출되는 증착 물질이 분산도지 않도록 증착 물질을 Z 방향으로 가이드 하는 차단벽 프레임(132)이 구비되지만, 증착원(210)과 제2 노즐 타입 마스크(250) 사이에는 차단벽은 구비되지 않으며, 차단벽 프레임(132)에 상응하는 연결 부재(235)만 구비된다. 상기 도면에는 제2 노즐 마스크(250)의 좌우 방향으로만 형성되어 증착 물질의 X 축 방향만을 가이드하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 편의를 위한 것으로, 연결 부재(235)가 박스 형태의 밀폐형으로 형성되어 증착 물질의 X 축 및 Y축 방향 이동을 동시에 가이드 할 수도 있다. 따라서, 차단벽을 설치할 필요가 없기 때문에 제1 노즐 타입 마스크(150)를 이용하는 것보다 증착 장치의 구성이 간단해지고, 이로 인한 증착 장치의 정밀한 제어가 용이하다.
그리고, 제2 노즐 타입 마스크(250)도 제1 노즐 타입 마스크(150)와 마찬가지로 기판(260)으로부터 일정 정도(ℓ') 이격되도록 형성된다. 이때, 제2 노즐 타입 마스크(250)는 제1 노즐 타입 마스크(150)와 같은 차단벽에 상응하는 구성은 없지만, 증착원(210)의 기판(260)을 향하는 측에는 노즐 타입의 제2 슬릿(221)들이 Y축 방향, 즉 기판(260)의 스캔 방향을 따라 형성되고, 기판(260)이 Y 축 방향으로 이동하기 때문에, 2 노즐 타입 마스크(250)의 제3 슬롯(251)들을 통과하는 증착 물질에 의해 형성되는 패턴의 크기는 노즐 타입의 제2 슬릿(221) 하나의 크기에만 영향을 받게 되므로 음영(shadow)을 줄일 수 있다.
또한, 복수의 제2 슬릿(221)들이 스캔 방향을 배열되어 있으므로, 개별 제2 슬릿(221)들간의 증착량의 차이가 있어도 스캔 방향으로 증착되는 동안 그 차이가 상쇄되어 증착 균일도가 일정하게 유지되는 효과를 얻을 수 있다. 그 결과, 기판(260)과 제2 노즐 타입 마스크(250) 간의 접촉에 의한 불량을 방지하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 공정에서 기판(260)과 제2 타입 노즐 마스크(250)를 밀착시키는 시간이 불필요해지기 때문에 제조 속도가 향상될 뿐만 아니라, 제 2 타입 노즐 마스크(250)를 기판(260)과 분리하여 스톡 챔버(20)로 이송할 수 있기 때문에, 스톡 챔버(20)에서 제2 노즐 타입 마스크(250)를 세정하기 용이하다.
여기서, 제2 노즐 타입 마스크(250)의 제3 슬롯(251)들을 통과하지 못하는 유기물은 마스크(250)의 베이스(233)와 제3 슬롯(251)들의 경계면(252)에 축적된다.
상술한 바와 같이 제1 슬롯(141)을 구비한 FMM(140), 제2 슬롯(151)을 구비한 제1 노즐 타입 마스크(150) 및 제3 슬롯(251)을 구비한 제2 노즐 타입 마스크(250)와 같이 복수 개의 슬롯을 구비한 마스크는 슬롯의 경계면에 축적된 유기물을 세정하여 한다.
도 7은 스톡 챔버에서 마스크의 유기물을 스캐닝하는 레이저 빔 조사장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8은 슬롯의 경계면을 따라 스캐닝하는 레이저 빔을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도면들을 참조하면, 스톡 챔버(20) 내부에는 증착 챔버(10)로부터 이송된 제1 노즐 타입 마스크(150)가 구비된다. 한편, 상기 도면에서는 제1 노즐 타입 마스크(150)가 도시되어 있지만, 이는 일 예이며, 본 발명은 전술한 FMM(140), 및 제2 노즐 타입 마스크(250) 등 복수의 슬롯을 구비한 마스크의 세정에 모두 적용될 수 있음은 물론이다. 여기서, 스톡 챔버(20)란, 일반적으로 기판에 패턴을 형성하는 마스크(150)를 제공하거나 보관하는 장소를 말하지만, 상기 용어에 의해 본 발명이 제한 받는 것은 아니다.
이러한 스톡 챔버(20)는, 증착 시스템에 포함되는 일 구성요소로서, 증착 챔버(10)와 마찬가지로 고진공이 유지된다. 증착 챔버(10)와 스톡 챔버(20)의 진공도는 실질적으로 동일할 수 있으며, 10E-7 Torr 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 다만, 상기 도면에는 도시되지 않았지만, 상기와 같은 진공도가 유지되기만 한다면, 증착 챔버(10)와 스톡 챔버(20)는 바로 인접하여 위치할 수도 있고, 이들 사이에 다른 공간이 더 구비될 수도 있다.
또한, 상기 도면에는 도시되지 않았지만, 증착 챔버(10)와 스톡 챔버(20) 사이에는, 증착 챔버(10)에서 증착된 마스크(150)를 세정하기 위하여 마스크(150)를 스톡 챔버(20)로 이송하고, 반대로 세정이 완료된 마스크(150)를 다시 증착 챔버(10)로 이송하는 이송수단(미도시)이 더 구비될 수 있다.
또한, 증착 챔버(10)와 스톡 챔버(20) 사이에는 개폐수단(미도시)이 더 구비될 수 있다. 개폐 수단이 없다면, 증착 챔버(10)의 증착원(110)에서 증발된 증착 물질이 스톡 챔버(20)로 유입될 수 있기 때문이다. 따라서, 스톡 챔버(20)에서 마스크 세정 공정을 실시하는 동안 개폐수단으로 스톡 챔버(20)와 증착 챔버(10)를 분리시키는 것이 바람직하다.
스톡 챔버(20)에는 마스크 세정 장치의 일 실시예로, 단파장 레이저 빔 조사장치(210)가 구비된다. 여기서, 단파장 레이저 빔 조사장치(210)에서 조사되는 파장 범위는, 유기물의 제거에 우수한 특성을 가지는 200nm~500nm 범위의 단파장으로 조절될 수 있다. 한편, 상기 도면에는 도시되지 않았지만, 스톡 챔버(20) 내부에 레이저 빔 발생장치(미도시)가 더 구비될 수 있다. 또한, 레이저 빔 조사장치(210)를 세정 대상물, 즉 마스크(150)에 구비된 슬롯(151)의 경계면(152)에 조사되도록 레이저 빔 조사장치(210)의 조사 위치를 조절하고 이동시키는 스캐닝 장치(미도시)를 더 포함할 수 있음은 물론이다.
제1 노즐 타입 마스크(150)의 경우, 전술한 바와 같이, 증착 챔버(10)에서 마스크(150)가 기판(160)에 일정 거리(ℓ) 이격되어 있기 때문에, 증착 챔버(10)로부터 마스크(150)만 이송하는 것이 용이하다. 스톡 챔버(20)로 이송된 마스크(150)에, 단파장 레이저 조사 장치(210)가 마스크(150)의 슬롯의 경계면(152)을 따라 스캐닝하며, 국부적으로 유기물(OM)을 세정한다.
이때, 레이저 조사 장치(210)는 마스크(150)의 슬롯(151)의 경계면(152)을 따라, 마스크(150)의 앞 또는 뒷면에 스폿형(spot type) 레이저 빔(L)을 조사할 수 있다. 이때, 마스크(150)의 경계면(152) 안쪽, 즉, 베이스(153) 측으로는 레이저 빔(L)을 조사하지 않는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 베이스(153)에 직접 조사하는 레이저 빔(L)은 마스크(150)에 열팽창을 일으켜 마스크의 뒤틀림을 유발할 수 있기 때문이다. 그리고, 마스크(150)의 경계면(152)에 단파장 레이저 빔(L)을 조사할 경우, 경계면(152)에 축적된 유기물(OM) 및 마스크의 경계면(152)에 레이저 빔(L)에 의한 열에너지가 전달되는데, 이때, 마스크 경계면(152))보다 마스크의 경계면(152)에 축적된 유기물(OM)에 더 빨리 에너지가 전달되도록 레이저 빔(L)의 스캔 속도를 결정하여야 한다. 그렇지 않으면, 마스크 경계면(152)의 열팽창에 의해 마스크(150)의 뒤틀림이 발생할 수 있기 때문이다. 여기서, 마스크 경계면에 축적된 유기물에 전달된 열 에너지는, 약 10E-7 Torr의 기압 하에서 유기물의 승화가 가능하도록, 약 600℃~1200℃ 범위인 것이 바람직하다.
한편, 상기 도면에는 도시되지 않았지만, FMM(140)의 경우에도 상기 스폿형 레이저 빔(L)으로 상기 제1 노즐 타입 마스크(150)의 슬롯 경계면(152)을 세정하는 동일한 세정 방법이 적용될 수 있음은 물론이다.
도 9는 마스크의 전면에 차단 마스크가 정렬 배치되는 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 10은 차단 마스크가 구비된 상태에서 라인 타입 레이저 빔으로 마스크를 스캐닝하는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다
마스크 세정 장치의 다른 실시예로, 라인 타입(line type) 단파장 레이저 빔(L')를 사용할 수 있다. 스폿형 레이저 빔은 펄스를 적당히 조절함으로써 마스크(150)의 슬롯 경계면(152)에 직접 조사할 수 있는 장점이 있지만, 전체 슬롯 경계면(152)을 스캐닝하는데 많은 시간이 소요되는 단점이 있다. 반면, 라인 타입 레이저 빔(L')은 소정 길이를 갖기 때문에, 복수 개의 슬롯 경계면(152)을 동시에 조사할 수 있다. 그러나, 이때, 마스크의 베이스(153)에도 레이저가 조사되어 마스크(150)의 온도가 올라갈 수 있다. 따라서, 마스크(150)와 레이저 빔(L') 사이에 차단 마스크(170)가 배치된다.
차단 마스크(170)는 마스크(150)의 슬롯(151)의 경계면(152)에 대응하는 영역이 개구된 슬롯 패턴(171)을 갖는다. 이와 같은 차단 마스크(170)로는 소다라임 글라스(soda lime glass)에 금속층(metal layer)이 증착된 것을 사용할 수 있다.
슬롯 패턴(171)을 갖는 차단 마스크(170)는, 슬롯 패턴(171)이 노즐 타입 마스크(150)의 슬롯(151)의 경계면(152)에 대응되도록, 노즐 타입 마스크(150)의 전면(前面)에 정렬 배치된다. 이와 같이 노즐 타입 마스크(150) 전면에 차단 마스크(170)가 배치된 상태에서 라인 타입 레이저 빔(L')이 조사된다.
라인 타입 레이저 빔(L')은 차단 마스크(170)에 형성된 복수 개의 슬롯 패턴(171)을 통과하여 노즐 타입 마스크(150)의 복수 개의 슬롯(151)의 경계면(152)에 도달하게 된다. 즉, 노즐 타입 마스크(150)의 베이스(153)에는 레이저가 조사되지 않고 슬롯(151)의 경계면(152)에만 레이저가 조사되기 때문에, 노즐 타입 마스크(150)의 온도 상승이 억제된 상태에서, 노즐 타입 마스크(150)의 슬롯 경계면(152)에 축적된 유기물만을 부분 세정할 수 있다.
이때, 라인 타입 레이저 빔(L')의 라인 폭은 다양하게 형성될 수 있으며, 노즐 타입 마스크(150)의 폭과 동일하게 형성하는 경우에는 마스크(150)의 슬릿(151)의 길이 방향(Z 방향)을 따라 스캐닝하면 되기 때문에 세정 시간을 더욱 단축할 수 있다.
한편, 상기 도면들에는 도시되지 않았지만, 본 발명의 마스크 세정 장치의 또 다른 실시예로, 전술한 단파장 레이저 빔 외에도 자외선 또는 플라즈마를 사용할 수 있다. 슬롯의 경계면(152)에 축적된 유기물(OM)을 부분 세정하는 데는 레이저 빔(L)을 사용하는 것이 용이하지만, 자외선 또는 플라즈마를 세정 장치로 사용하는 경우에는, 마스크(150) 전체를 세정할 수 있고, 스톡 챔버에서 한 번에 복수 개의 마스크(150)를 세정할 수 있기 때문에 세정 효율을 높일 수 있다.
또한, 자외선 또는 플라즈마를 이용한 세정 장치는 레이저 빔(L)과 마찬 가지로 마스크(M)의 부분 세정에 사용될 수 있다. 그러나, 자외선이나 플라즈마로 마스크(150)의 슬롯의 경계면(152)에만 국부적으로 조사하는 것이 용이하지 않다. 따라서, 라인 타입 마스크와 마찬가지로, 마스크(150)와 자외선 또는 플라즈마 사이에, 마스크(150)의 베이스(153)를 차단할 수 있는 차단 마스크(170)가 배치되어야 한다. 상기와 같은 자외선이나 플라즈마를 이용한 유기물 세정 방법은 마스크(150) 전체에 대한 조사가 가능하기 때문에, 단파장 레이저 빔(L,L')에 비하여 세정 시간을 단축시킬 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 유기물 세정 방법 및 시스템에 의하면, 증착 공정이 진행되는 동안 스톡 챔버에서 마스크에 축적된 유기물을 세정할 수 있기 때문에, 마스크를 세정하기 위하여 증착 공정을 멈추고 별도의 PM을 실시할 필요가 없다. 이로 인해 전체적인 증착 공정의 PM 주기를 늘릴 수 있다.
또한, 마스크 전체를 세정하는 것이 아니라, 패턴의 형성에 가장 큰 영향을 미치는 슬롯의 경계면을 따라 부분 세정하는 경우, 마스크의 세정 주기를 더욱 늘릴 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 증착 챔버 20; 스톡 챔버
110: 증착원 121: 제1 슬릿
130: 차단벽 어셈블리 131: 차단벽
132: 차단벽 프레임 140: FMM
141: 제1 슬롯 150: 제1 노즐 타입 마스크
151: 제2 슬롯 160: 기판
170: 차단 마스크 250: 제2 노즐 타입 마스크
221: 제2 슬릿 251: 제3 슬롯

Claims (45)

  1. 기판에 유기물 패턴을 증착하는데 사용되는 마스크의 표면에 축적된 유기물을 세정하는 방법으로서,
    (a) 증착원이 구비된 증착 챔버에서, 상기 기판과 소정 간격 이격되어 배치되고, 복수 개의 슬롯이 구비된 마스크를 이용하여, 상기 기판과 상기 마스크를 상대적으로 이동시키며 상기 기판에 유기물 패턴을 증착하는 단계;
    (b) 상기 증착 챔버와 실질적으로 동일한 진공이 유지되는 스톡 챔버로 상기 마스크를 상기 기판과 분리하여 이송하는 단계;
    (c) 상기 스톡 챔버에서 상기 마스크에 축적된 유기물을 세정하는 단계;를 포함하는 유기물 세정 방법.
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  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 플라즈마로 상기 유기물을 세정하는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 마스크에 구비된 슬롯의 경계면을 따라 상기 슬롯에 축적된 유기물을 부분 세정하는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 (c)단계는, 단파장 레이저 빔으로 상기 유기물을 세정하는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 단파장 레이저 빔은 200㎚ ~ 500㎚의 파장 범위인 것을 특징으로 하는 유기물 세정 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 단파장 레이저 빔은 상기 마스크의 상기 기판을 향한 면에 실질적으로 수직한 방향으로 조사되는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 단파장 레이저 빔에 의해 상기 유기물에 전달되는 온도가 상기 마스크에 전달되는 온도보다 빨리 전달될 수 있도록 상기 레이저 빔의 스캔 속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 단파장 레이저 빔에 조사된 유기물의 온도는 600℃ ~ 1200℃인 것을 특징으로 하는 유기물 세정 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 마스크의 전면(前面)에, 상기 마스크의 슬롯의 경계면에 대응하는 영역이 개구된 패턴을 갖는 차단 마스크가 더 배치되는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 차단 마스크에 구비된 복수 개의 개구 패턴에 동시에 조사할 수 있는 라인 타입의 단파장 레이저 빔으로 상기 유기물을 세정하는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 자외선으로 상기 유기물을 세정하는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 방법.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 플라즈마로 상기 유기물을 세정하는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 방법.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계 및 상기 (c) 단계는 실질적으로 동일한 진공도에서 진행되는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 방법.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 증착 챔버 및 스톡 챔버의 진공도는 10E-7 Torr 이하가 유지되는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 방법.
  25. 기판에 유기물 패턴을 증착하는데 사용되는 마스크의 표면에 축적된 유기물을 세정하는 유기물 세정 시스템으로서,
    상기 유기물 세정 시스템은, 상기 기판과 소정 간격 이격되어 배치되고 복수개의 슬롯이 구비된 마스크를 이용하여, 상기 기판과 상기 마스크를 상대적으로 이동시키며 상기 기판에 유기물 패턴을 증착하는 증착원이 구비된 증착 챔버; 및
    상기 증착 챔버와 실질적으로 동일한 진공이 유지되며, 상기 마스크에 축적된 유기물을 세정하는 세정 수단이 구비된 스톡 챔버;를 포함하는 유기물 세정 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 유기물 세정 시스템은, 상기 증착 챔버와 스톡 챔버 사이의 공간을 분리하는 개폐 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 시스템.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 유기물 세정 시스템은, 상기 증착 챔버 및 상기 스톡 챔버 사이에서 상기 마스크를 이송하는 이송 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 시스템.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 이송 장치는 상기 마스크를 상기 기판과 분리하여 상기 증착 챔버로부터 상기 스톡 챔버로 이송하는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 시스템.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 세정 수단은 플라즈마, 단파장 레이저 빔, 자외선 중 하나를 이용하여 상기 유기물을 세정하는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 시스템.
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  36. 제 25 항에 있어서,
    상기 증착 챔버 및 스톡 챔버의 진공도는 10E-7 Torr 이하가 유지되는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 시스템.
  37. 제 25 항에 있어서,
    상기 스톡 챔버에서 상기 유기물의 온도는 600℃ ~ 1200℃인 것을 특징으로 하는 유기물 세정 시스템.
  38. 제 25 항에 있어서,
    상기 슬롯의 경계면은 경사면을 이루는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 시스템.
  39. 제 25 항에 있어서,
    상기 슬롯은 상기 마스크의 일 방향을 따라 실질적으로 평행하게 형성된 것을 특징으로 하는 유기물 세정 시스템.
  40. 제 25 항에 있어서,
    상기 기판은 유기 발광 디스플레이(OLED) 패널용 기판인 것을 특징으로 하는 유기물 세정 시스템.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 OLED 패널용 기판은 발광층, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 주입층, 및 정공 수송층 중에서 선택된 하나 이상의 유기물을 포함하는 것을 특징으로 유기물 세정 시스템.
  42. 제 25 항에 있어서,
    상기 증착원의 일 측에 제1 방향을 따라 복수 개의 제1 슬릿들이 구비되고,
    상기 증착원과 상기 마스크 사이에는 상기 증착원과 상기 마스크 사이의 공간을 복수 개의 공간으로 구획하며 상기 제1 방향을 따라 구비된 복수 개의 차단벽, 및 상기 차단벽을 둘러싸는 차단벽 프레임을 포함하는 차단벽 어셈블리가 구비되고, 상기 차단벽 어셈블리와 상기 마스크는 분리 가능한 것을 특징으로 하는 유기물 세정 시스템.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 마스크에 구비된 복수 개의 제1 슬롯은 상기 기판에 형성된 유기물 패턴의 일부를 형성하고, 상기 마스크를 상기 기판에 대하여 상기 제1 방향에 수직인 방향으로 스캔하면서 상기 기판의 유기물 패턴의 증착이 완성되는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 시스템.
  44. 제 25 항에 있어서,
    상기 증착원의 일 측에 제1 방향을 따라 복수 개의 제2 슬릿들이 구비되고,
    상기 증착원과 상기 마스크 사이에는 상기 증착원에서 배출된 증착 물질을 상기 기판으로 가이드하는 연결 부재가 구비되고, 상기 연결 부재와 상기 마스크는 분리 가능한 것을 특징으로 하는 유기물 세정 시스템.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 마스크에 구비된 복수 개의 제2 슬롯은 상기 기판에 형성된 유기물 패턴의 일부를 형성하고, 상기 기판을 상기 마스크에 대하여 상기 제1 방향으로 스캔하면서 상기 기판의 유기물 패턴의 증착을 완성하는 것을 특징으로 하는 유기물 세정 시스템.



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