KR101237507B1 - 유기물 증착 장치 및 유기물 증착 방법 - Google Patents

유기물 증착 장치 및 유기물 증착 방법

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임영
이영종
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Abstract

유기물 증착 장치 및 유기물 증착 방법이 개시된다. 본 실시예에 따른 유기물 증착 장치는, 제1 증착영역과 제2 증착영역으로 구획되며, 하나의 중심점에서 제1 방사 방향으로 제1 기판이 상기 제1 증착영역에 인출입되고, 상기 중심점에서 제2 방사 방향으로 제2 기판이 상기 제2 증착영역에 인출입되는 메인 챔버와; 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판이 각각 로딩되어 안착되며, 상기 제1 방사 방향이 형성하는 가상의 제1 방사 선분 및 상기 제2 방사 방향이 형성하는 가상의 제2 방사 선분 각각의 임의의 두 점을 잇는 가상의 이동 선분에 대해 일변이 평행을 이루도록 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 각각 회전시키는 제1 기판 로딩부 및 제2 기판 로딩부; 및 상기 메인 챔버 내에 배치되며, 상기 제1 증착영역 또는 상기 제2 증착영역에 위치하도록 상기 이동 선분을 따라 이동되며, 상기 이동 선분에 대해 수직방향으로 이동되어 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 표면에 유기물 입자를 분사하는 유기물 증착 소스를 포함한다.

Description

유기물 증착 장치 및 유기물 증착 방법{Apparatus for depositing organic material and method for depositing organic material}
본 발명은 유기물 증착 장치 및 유기물 증착 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 하나의 챔버 내에서 복수의 기판에 대해 증착 공정을 진행하되, 하나의 기판의 증착 공정 중에 다른 기판에 대한 이송 공정 또는 얼라인 공정을 진행하여 택 타임(tact time)을 줄일 수 있고, 기판에 대한 이송 공정 또는 얼라인 공정 중에 발생하는 유기물 재료의 손실을 줄일 수 있는 유기물 증착 장치 및 증착 방법에 관한 것이다.
유기 전계 발광소자(Organic Luminescence Emitting Device: OLED)는 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 전계 발광현상을 이용하는 스스로 빛을 내는 자발광소자로서, 비발광소자에 빛을 가하기 위한 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량이고 박형의 평판표시장치를 제조할 수 있다.
이러한 유기 전계 발광소자를 이용한 평판표시장치는 응답속도가 빠르며, 시야각이 넓어 차세대 표시장치로서 대두 되고 있다.
특히, 제조공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 액정표시장치 보다 많이 절감할 수 있는 장점이다.
유기 전계 발광 소자는, 애노드 및 캐소드 전극을 제외한 나머지 구성층인 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등이 유기 박막으로 되어 있고, 이러한 유기 박막은 진공열증착방법으로 기판 상에 증착하게 된다.
진공열증착방법은 진공의 챔버 내에 기판을 이송시키고, 일정 패턴이 형성된 쉐도우 마스크(shadow mask)를 이송된 기판에 정렬시킨 후, 유기물이 담겨 있는 도가니에 열을 가하여 도가니에서 승화되는 유기물을 기판 상에 증착하는 방식으로 이루어진다.
종래 기술에 따른 진공열증착방법은 하나의 챔버 내에서 하나의 기판에 대해 증착 공정이 이루어지기 때문에 기판의 이송 공정과 쉐도우 마스크 얼라인 공정 중에는 기판에 대한 증착 공정이 중단되어 택 타임(tack time)이 증가되는 문제점이 있었다.
또한, 기판의 이송 공정과 쉐도우 마스크 얼라인 공정 중에도 도가니에서 지속적으로 유기물이 승화되고 있어 유기물 재료가 손실되는 문제점이 있다.
본 발명은 하나의 챔버 내에서 복수의 기판에 대해 증착 공정을 진행하되, 하나의 기판의 증착 공정 중에 다른 기판에 대한 이송 공정 또는 얼라인 공정을 진행하여 택 타임(tact time)을 줄일 수 있고, 기판에 대한 이송 공정 또는 얼라인 공정 중에 발생하는 유기물 재료의 손실을 줄일 수 있는 유기물 증착 장치 및 증착 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 증착영역과 제2 증착영역으로 구획되며, 하나의 중심점에서 제1 방사 방향으로 제1 기판이 상기 제1 증착영역에 인출입되고, 상기 중심점에서 제2 방사 방향으로 제2 기판이 상기 제2 증착영역에 인출입되는 메인 챔버와; 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판이 각각 로딩되어 안착되며, 상기 제1 방사 방향이 형성하는 가상의 제1 방사 선분 및 상기 제2 방사 방향이 형성하는 가상의 제2 방사 선분 각각의 임의의 두 점을 잇는 가상의 이동 선분에 대해 일변이 평행을 이루도록 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 각각 회전시키는 제1 기판 로딩부 및 제2 기판 로딩부; 및 상기 메인 챔버 내에 배치되며, 상기 제1 증착영역 또는 상기 제2 증착영역에 위치하도록 상기 이동 선분을 따라 이동되며, 상기 이동 선분에 대해 수직방향으로 이동되어 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 표면에 유기물 입자를 분사하는 유기물 증착 소스를 포함하는, 유기물 증착 장치가 제공된다.
상기 유기물 증착 장치는, 상기 메인 챔버의 일측에 결합되고 상기 메인 챔버와 서로 개폐되며, 상기 유기물 증착 소스가 인출입되는 소스 챔버를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 소스 챔버에 연결되며, 상기 메인 챔버의 진공도와 동일한 진공도를 갖도록 상기 소스 챔버 내의 기체를 제거하는 진공 펌프를 더 포함할 수 있다.
상기 유기물 증착 소스는, 두 개로서 한 쌍을 이룰 수 있고, 상기 한 쌍의 상기 유기물 증착 소스는 상기 메인 챔버와 상기 소스 챔버 내에 서로 교번하여 배치될 수 있다.
상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판에 대향하여 배치되고, 상기 이동 선분을 따라 이동하는 상기 유기물 증착 소스와 반대 방향으로 이동하여 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판을 커버하는 차단판을 더 포함할 수 있다.
상기 메인 챔버 내에 결합되며, 상기 제1 증착영역과 상기 제2 증착영역을 구획하는 격벽을 더 포함할 수 있다.
상기 유기물 증착 소스는, 상기 유기물 증착 소스의 외벽에 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판 방향으로 슬라이딩되도록 결합되어, 상기 유기물 입자를 대향하는 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판으로 유도하는 유기물 가이드를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 하나의 중심점에서 제1 방사 방향으로 제1 기판이 인출입되는 제1 증착영역과, 상기 중심점에서 제2 방사 방향으로 제2 기판이 인출입되는 제2 증착영역으로 구획되는 메인 챔버 내에서 유기물을 증착하는 방법으로서, 상기 제1 방사 방향으로 상기 제1 기판을 상기 메인 챔버의 상기 제1 증착영역으로 인입시키는, 제1 기판 인입 단계와; 상기 제1 방사 방향이 형성하는 가상의 제1 방사 선분 및 상기 제2 방사 방향이 형성하는 가상의 제2 방사 선분 각각의 임의의 두 점을 잇는 가상의 이동 선분에 대해 일변이 평행을 이루도록 상기 제1 기판을 회전시키는, 제1 기판 회전 단계와; 상기 제1 증착영역에 위치하도록 유기물 증착 소스를 상기 이동 선분을 따라 이동시키고, 상기 이동 선분에 대해 수직방향으로 이동시켜 상기 제1 기판에 유기물 입자를 증착시키는, 제1 기판 증착 단계와; 상기 제1 기판 증착 단계와 동시에 상기 제2 방사 방향으로 상기 제2 기판을 상기 메인 챔버의 상기 제2 증착영역으로 인입시키는, 제2 기판 인입 단계와; 상기 이동 선분에 대해 일변이 평행을 이루도록 상기 제2 기판을 회전시키는, 제2 기판 회전 단계; 및 상기 제2 증착영역에 위치하도록 상기 유기물 증착 소스를 상기 이동 선분을 따라 이동시키고, 상기 이동 선분에 대해 수직방향으로 이동시켜 상기 제2 기판에 유기물 입자를 증착시키는, 제2 기판 증착 단계를 포함하는, 유기물 증착 방법이 제공된다.
상기 제1 기판 증착 단계 이후에, 상기 제1 기판 증착 단계가 완료된 상기 제1 기판을 상기 메인 챔버에서 인출시키고, 새로운 제1 기판을 상기 메인 챔버의 상기 제1 증착영역으로 인입시키는, 제1 기판 교체 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 기판 증착 단계 이후에, 상기 제2 기판 증착 단계가 완료된 상기 제2 기판을 상기 메인 챔버에서 인출시키고, 새로운 제2 기판을 상기 메인 챔버의 상기 제2 증착영역으로 인입시키는, 제2 기판 교체 단계를 더 포함할 수 있다
상기 유기물 증착 소스는, 두 개로서 한 쌍을 이룰 수 있고, 상기 메인 챔버의 일측에는, 상기 메인 챔버와 서로 개폐되며, 상기 유기물 증착 소스가 인출입되는 소스 챔버가 결합될 수 있으며, 이 경우, 상기 한 쌍의 상기 유기물 증착 소스가 상기 메인 챔버와 상기 소스 챔버 내에 서로 교번하여 배치되는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 챔버 내에서 복수의 기판에 대해 증착 공정을 진행하되, 하나의 기판의 증착 공정 중에 다른 기판에 대한 이송 공정 또는 얼라인 공정을 진행하여 택 타임(tact time)을 줄일 수 있고, 기판에 대한 이송 공정 또는 얼라인 공정 중에 발생하는 유기물 재료의 손실을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 구성을 설명하기 위한 횡단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 구성을 설명하기 위한 종단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 유기물 증착 소스의 이동수단을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기물 증착 방법의 순서도.
도 5 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기물 증착 방법의 흐름도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 유기물 증착 장치 및 유기물 증착 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 구성을 설명하기 위한 횡단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 구성을 설명하기 위한 종단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 유기물 증착 소스의 이동수단을 설명하기 위한 도면이다. 도 1 내지 도 3에는, 중심점(12), 로봇 암(14), 제1 방사 선분(15), 제1 기판(16, 16'), 제2 방사 선분(18), 제2 기판(20), 제1 증착영역(22), 제2 증착영역(24), 메인 챔버(26), 이동 선분(28), 제1 기판 로딩부(30), 제2 기판 로딩부(32), 쉐도우 마스크(34), 유기물 증착 소스(36, 36'), 소스 챔버(37), 차단판(38), 격벽(40), 유기물 가이드(42), 이동수단(44), 수평가이드부(46), 이동대(48), 수직가이드부(50)가 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 유기물 증착 장치는, 제1 증착영역(22)과 제2 증착영역(24)으로 구획되며, 하나의 중심점(12)에서 제1 방사 방향으로 제1 기판(16)이 상기 제1 증착영역(22)에 인출입되고, 상기 중심점(12)에서 제2 방사 방향으로 제2 기판(20)이 상기 제2 증착영역(24)에 인출입되는 메인 챔버(26)와; 상기 제1 기판(16) 및 상기 제2 기판(20)이 각각 로딩되고, 상기 제1 방사 방향이 형성하는 가상의 제1 방사 선분(15) 및 상기 제2 방사 방향이 형성하는 가상의 제2 방사 선분(18) 각각의 임의의 두 점(P1, P2)을 잇는 가상의 이동 선분(28)에 대해 일변이 평행을 이루도록 상기 제1 기판(16) 및 상기 제2 기판(20)을 각각 회전시키는 제1 기판 로딩부(30) 및 제2 기판 로딩부(20); 및 상기 메인 챔버(26) 내에 배치되며, 상기 제1 증착영역(22) 또는 상기 제2 증착영역(24) 에 위치하도록 상기 이동 선분(28)을 따라 이동되며, 상기 이동 선분(28)에 대해 수직방향으로 이동되어 상기 제1 기판(16) 또는 상기 제2 기판(20)의 표면에 유기물 입자를 분사하는 유기물 증착 소스(36, 36')를 포함하여, 하나의 챔버 내에서 복수의 기판에 대해 증착 공정을 진행하되, 하나의 기판의 증착 공정 중에 다른 기판에 대한 이송 공정 또는 얼라인 공정을 진행하여 택 타임(tact time)을 줄일 수 있고, 기판에 대한 이송 공정 또는 얼라인 공정 중에 발생하는 유기물 재료의 손실을 줄일 수 있다.
메인 챔버(26)는, 제1 증착영역(22)과 제2 증착영역(24)으로 구획되며, 하나의 중심점(12)에서 제1 방사 방향으로 제1 기판(16)이 제1 증착영역(22)에 인출입되고, 중심점(12)에서 제2 방사 방향으로 제2 기판(20)이 제2 증착영역(24)에 인출입되도록 구성된다.
메인 챔버(26)는 그 내부에서 기판에 대해 유기물 증착이 이루어지는 곳으로, 진공 펌프에 의하여 내부가 진공 상태로 유지될 수 있다. 대기압 상태에서 유기물 증착이 이루어지는 경우에는 내부가 대기압 상태로 유지되는 것도 가능하다. 하나의 메인 챔버(26) 내에서 복수의 기판에 대해 증착이 이루어질 수 있도록 메인 챔버(26)는 복수의 증착영역(22, 24)으로 구획될 수 있다.
증착영역은 유기물 증착 소스(36)의 이동에 따라 하나의 기판에 대해 유기물 증착이 수행될 수 있는 가상의 공간을 의미하는 것으로, 도 1을 참조하면, 도 1의 2점 쇄선으로 나타낸 메인 챔버(26)의 중심선에 의해 메인 챔버(26)가 제1 증착영역(22)과 제2 증착영역(24)으로 구획될 수 있다. 제1 증착영역(22)에서는 제1 기판(16)에 대한 유기물 입자의 증착이 이루어지며 제2 증착영역(24)에서는 제2 기판(20)에 대한 유기물 입자의 증착이 이루어진다.
제1 기판(16)은 하나의 중심점(12)에서 제1 방사 방향으로 메인 챔버(26)의 제1 증착영역(22)으로 인입되거나 인출되고, 제2 기판(20)은 상기 중심점(12)에서 제2 방사 방향으로 메인 챔버(26)의 제2 증착영역(24)으로 인입되거나 인출된다. 즉, 제1 기판(16)과 제2 기판(20)은 메인 챔버(26)에 일정한 경사를 가지고 인입되거나 인출된다.
클러스터 타입(cluster type)의 증착 시스템에 있어서, 기판은 메인 챔버(26)와 연결된 트랜스퍼 챔버 내에 구비된 로봇 암(14)에 의해 메인 챔버(26) 내로 인입되거나 인출될 수 있는데, 로봇 암(14)의 회전 중심에서 방사 방향으로 기판이 메인 챔버(26)로 인출입되기 때문에 기판이 메인 챔버(26)에 일정한 경사를 가지고 인출입될 수 있다.
따라서, 로봇 암(14)에 의해 제1 기판(16)과 제2 기판(20)이 메인 챔버(26)로 인출입되는 경우, 중심점(12)을 구성하는 로봇 암(14)의 회전 중심에 대해 제1 방사 방향으로 제1 기판(16)이 메인 챔버(26)에 인출입되고, 제2 기판(20)은 중심점(12)을 구성하는 로봇 암(14)의 회전 중심에 대해 제1 방사 방향과 다른 제2 방사 방향으로 메인 챔버(26)에 인출입될 수 있다.
다만, 로봇 암(14)에 의해 메인 챔버(26)에 제1 기판(16)과 제2 기판(20)이 인출입되는 것에 한정되지 않고, 메인 챔버(26)에 제1 기판(16)과 제2 기판(20)이 서로 경사를 가지고 인출입되는 경우에도 본 실시예에 따른 유기물 증착 장치가 적용될 수 있다. 예를 들면, 두 개의 로봇 암(14)에 의해 제1 기판(16)과 제2 기판(20)이 메인 챔버(26)에 인출입되는 경우에는 로봇 암(14)의 회전 중심이 상술한 중심점을 구성하지 않고 제1 기판(16)과 제2 기판(20)의 경사 방향이 이루는 가상의 두 경사선이 만나는 점이 중심점(12)을 구성하게 된다.
제1 기판 로딩부(30) 및 제2 기판 로딩부(32)에는 제1 기판(16)과 제2 기판(20)이 각각 로딩되어 안착되고, 상기의 제1 방사 방향이 형성하는 가상의 제1 방사 선분(15) 및 상기 제2 방사 방향이 형성하는 가상의 제2 방사 선분(18) 각각의 임의의 두 점(P1, P2)을 잇는 가상의 이동 선분(28)에 대해 일변이 평행을 이루도록 제1 기판(16) 및 제2 기판(20)을 각각 회전시키게 된다.
후술할 유기물 증착 소스(36)는 제1 증착영역(22) 또는 제2 증착영역(24)으로 이동하기 위해 가상의 이동 선분(28)을 따라 직선 이동을 하게 되는데, 이러한 이동 선분(28)은, 제1 기판(16)의 이동 방향인 제1 방사 방향이 형성하는 가상의 제1 방사 선분(15)의 임의의 점(P1) 및 제2 기판(20)의 이동 방향인 제2 방사 방향이 형성하는 가상의 제2 방사 선분(18)의 임의의 점(P2)을 잇는 선분으로 정의된다.
제1 기판(16)과 제2 기판(20)이 서로 경사를 가지고 메인 챔버(26) 내로 인입되기 때문에, 유기물 증착 소스(36)가 상술한 이동 선분(28)에 대해 수직 방향으로 직선이동 함에 따라 효율적으로 제1 기판(16) 또는 제2 기판(20)에 유기물 입자를 증착하기 위해서 기판 로딩부(30, 32)는 기판의 일변이 유기물 증착 소스(36)의 이동 선분(28)과 평행을 이루도록 기판을 회전시키게 된다.
유기물 증착 소스(36)는, 메인 챔버(26) 내에 배치되며, 제1 증착영역(22) 또는 제2 증착영역(24)에 위치하도록 이동 선분(28)을 따라 이동되며, 이동 선분(28)에 대해 수직방향으로 직선이동되어 제1 기판(16) 또는 제2 기판(20)의 표면에 유기물 입자를 분사한다.
유기물 증착 소스(36)가 제1 증착영역(22) 또는 제2 증착영역(24)으로 이동하기 위해서 이동 선분(28)을 따라 직선이동하고, 이동 선분(28)에 대해 수직 방향으로 직선이동하여 이동 선분(28)과 일변이 평행하게 배치된 기판의 표면에 유기물을 증착하는 것이다. 기판에 대한 유기물의 증착은 유기물의 담겨 있는 유기물 증착 소스(36)의 도가니에 열을 가하여 도가니에서 승화되는 유기물 입자를 기판 상에 증착하는 방식으로 이루어진다.
소스 챔버(37)는, 메인 챔버(26)의 일측에 결합되며 메인 챔버(26)와 서로 개폐되며, 유기물 증착 소스(36)가 인출입된다. 메인 챔버(26) 내의 증착 과정에서 유기물 증착 소스(36)의 유기물의 소진된 경우 유기물 증착 소스(36)를 소스 챔버(37)로 이동시킨 후 유기물을 재충전하거나 교체하여 다시 메인 챔버(26) 내로 이동되도록 한다.
종래에는 메인 챔버 내의 증착 과정에서 유기물 증착 소스의 유기물이 다 소진된 경우 메인 챔버를 배기하고 유기물을 재충전하거나 유기물 증착 소스를 교체한 후 다시 메인 챔버 내부를 진공상태로 만들고 증착 공정을 재개하였으나, 본 실시예에서는 메인 챔버(26) 내의 증착을 위한 분위기를 그대로 유지시키면서 유기물 증착 소스(36)를 소스 챔버(37)로 이동시키게 되므로 메인 챔버(26)의 배기와 재진공 작업을 생략할 수 있다.
소스 챔버(37)에 연결되는 진공 펌프(미도시)는, 소스 챔버(37)가 메인 챔버(26)의 진공도와 동일한 진공도를 갖도록 소스 챔버(37) 내의 기체를 제거한다. 유기물 증착 소스(36)의 유기물의 재충전과 유기물 증착 소스(36)의 교체를 위해서 먼저 소스 챔버(37)의 진공도를 메인 챔버(26)의 진공도와 동일한 상태로 만들고 도어(미도시)를 개방하여 소스 챔버(37)와 메인 챔버(26)를 서로 개방한 상태에서 유기물 증착 소스(36)를 소스 챔버(37)로 이동시키고, 도어를 닫아 소스 챔버(37)와 메인 챔버(26)가 서로 폐쇄된 상태에서 소스 챔버(37) 내의 유기물 증착 소스(36)에 유기물을 재충전하거나 새로운 유기물 증착 소스로 교체한 후 다시 이를 메인 챔버(26)에 재투입하는 것이다. 재투입 과정에서도 먼저 메인 챔버(26)와 소스 챔버(37)의 진공도를 맞추고 도어를 개방하여 유기물 증착 소스(36)를 메인 챔버(26)에 투입하게 된다.
한편, 유기물 증착 소스(36, 36')가 두 개로서 한 쌍을 이루도록 하여, 메인 챔버(26)와 소스 챔버(37) 내에 서로 교번하여 배치되도록 하는 것도 가능하다. 즉, 메인 챔버(26) 내에 배치된 유기물 증착 소스(36)의 유기물이 소진된 경우, 유기물이 소진된 유기물 증착 소스(36)를 소스 챔버(37) 내로 이동시키고 소스 챔버(37) 내에 배치된 다른 유기물 증착 소스(36')를 바로 메인 챔버(26)로 이동되도록 하는 것이다.
소스 챔버(37) 내의 유기물이 소진된 유기물 증착 소스(36)는 유기물을 재충전하거나 새로운 유기물 증착 소스로 교체하여 메인 챔버(26) 내의 유기물 증착 소스(36')의 유기물이 소진된 경우 바로 교체되도록 준비하여 둔다.
차단판(38)은, 제1 기판(16) 또는 제2 기판(20)에 대향하여 배치되고, 이동 선분(28)을 따라 이동하는 유기물 증착 소스(36)와 반대 방향으로 이동하여 제1 기판(16) 또는 제2 기판(20)을 커버한다. 도 2를 참조하면, 제2 기판(20)을 증착하기 위해 유기물 증착 소스(36)가 제2 증착영역(24)으로 이동하는 경우 이와 반대 방향으로 차단판(38)이 이동하여 제1 기판(16)을 커버하게 된다. 이는 제2 기판(20)을 증착하는 동안 유기물 증착 소스(36)에서 증발되는 유기물 입자가 제1 기판(16)으로 비산되어 증착되는 기생증착을 방지하기 위한 것이다. 또한, 제1 기판(16)을 증착하기 위해 유기물 증착 소스(36)가 제1 증착영역(22)으로 이동하는 경우에는 차단판(38)이 제2 증착영역(24) 방향으로 이동하여 제2 기판(20)을 커버하게 된다.
격벽(40)은 메인 챔버(26) 내에 결합되며, 제1 증착영역(22)과 제2 증착영역(24)을 구획한다. 본 실시예에서는 도 1에 도시된 2점 쇄선으로 나타낸 메인 챔버(26)의 중심선을 따라 메인 챔버(26)의 상단에서 하단 방향으로 연장되도록 격벽(40)을 형성한 형태를 제시하고 있으나, 격벽(40)의 형상과 형성 위치는 이에 한정되지 않고, 하나의 증착영역을 다른 영역과 구획될 수 있도록 하는 것이면 된다. 예를 들면, 제1 증착영역(22)과 제2 증착영역(24) 사이에 유기물 증착 소스(36)의 대기 영역이 존재하는 경우에는 제1 증착영역(22)과 대기 영역 사이 및 제2 증착영역(24)과 대기 영역 사이에 두 개의 격벽이 존재할 수 있다.
본 실시예에서는 메인 챔버(26) 내부의 상단에서 하단으로 일정 거리 연장되어 격벽(40)이 형성되어 있으며 격벽(40)의 하단에 대해 횡방향으로 차단판(38)이 배치된다. 이러한 격벽(40)과 차단판(38)에 의해 인접 기판에의 유기물의 기생증착을 방지할 수 있다.
유기물 가이드(42)는, 유기물 증착 소스(36)의 외벽에 제1 기판(16) 또는 제2 기판(20) 방향으로 슬라이딩되도록 결합되어, 유기물 입자를 대향하는 제1 기판(16) 또는 상기 제2 기판(20)으로 유도한다. 즉, 유기물 증착 소스(36)에서 증발되는 유기물 입자를 그에 대향하는 기판에 유도되도록 하고 인접한 기판에 기생증착되는 것을 방지하여 균일한 증착두께를 얻을 수 있도록 한다.
유기물 가이드(42)는 유기물 증착 소스(36)의 외벽에서 기판을 향하여 슬라이딩 되도록 결합된다. 유기물 가이드(42)의 상단이 대향하는 기판에 근접하도록 슬라이딩시켜 유기물 증착 소스(36)에서 증발된 유기물 입자가 그에 대향하는 기판에 효율적으로 유도되도록 하는 것이다.
도 3은 본 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 유기물 증착 소스(36)의 이동수단(44)을 나타낸 것으로, 메인 챔버(26)의 내벽에는 이동 선분(28)의 길이 방향으로 수평가이드부(46)가 마련되어 이동대(48)가 수평가이드부(46)를 따라 이동 선분(28)을 따라 이동되도록 구성되며, 이동대(48)에는 이동 선분(28)의 수직 방향으로 수직가이드부(50)가 마련되어 유기물 증착 소스(36)가 수직가이드부(50)를 따라 이동되도록 구성된다. 수평가이드부(46)와 수직가이드부(50)로는 통상의 LM(Linear Motor) 가이드가 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기물 증착 방법의 순서도이고, 도 5 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기물 증착 방법의 흐름도이다. 도 5 내지 도 10에는, 제1 방사 선분(15), 제1 기판(16, 16'), 제2 방사 선분(18), 제2 기판(20), 제1 증착영역(22), 제2 증착영역(24), 메인 챔버(26), 이동 선분(28), 유기물 증착 소스(36, 36'), 소스 챔버(37)가 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 유기물 증착 방법은, 하나의 중심점에서 제1 방사 방향으로 제1 기판(16)이 인출입되는 제1 증착영역(22)과, 상기 중심점에서 제2 방사 방향으로 제2 기판(20)이 인출입되는 제2 증착영역(24)으로 구획되는 메인 챔버(26) 내에서 유기물을 증착하는 방법으로서, 상기 제1 방사 방향으로 상기 제1 기판(16)을 상기 메인 챔버(26)의 상기 제1 증착영역(22)으로 인입시키는, 제1 기판(16) 인입 단계와; 상기 제1 방사 방향의 가상의 제1 방사 선분(15) 및 상기 제2 방사 방향의 가상의 제2 방사 선분(18) 각각의 임의의 두 점을 잇는 가상의 이동 선분(28)에 대해 일변이 평행을 이루도록 상기 제1 기판(16)을 회전시키는, 제1 기판(16) 회전 단계와; 상기 제1 증착영역(22)에 위치하도록 유기물 증착 소스(36)를 상기 이동 선분(28)을 따라 이동시키고, 상기 이동 선분(28)에 대해 수직방향으로 이동시켜 상기 제1 기판(16)에 유기물 입자를 증착시키는, 제1 기판(16) 증착 단계와; 상기 제1 기판(16) 증착 단계와 동시에 상기 제2 방사 방향으로 상기 제2 기판(20)을 상기 메인 챔버(26)의 상기 제2 증착영역(24)으로 인입시키는, 제2 기판(20) 인입 단계와; 상기 이동 선분(28)에 대해 일변이 평행을 이루도록 상기 제2 기판(20)을 회전시키는, 제2 기판(20) 회전 단계; 및 상기 제2 증착영역(24)에 위치하도록 상기 유기물 증착 소스(36)를 상기 이동 선분(28)을 따라 이동시키고, 상기 이동 선분(28)에 대해 수직방향으로 이동시켜 상기 제2 기판(20)에 유기물 입자를 증착시키는, 제2 기판(20) 증착 단계를 포함하여, 하나의 챔버 내에서 복수의 기판에 대해 증착 공정을 진행하되, 하나의 기판의 증착 공정 중에 다른 기판에 대한 이송 공정 또는 얼라인 공정을 진행하여 택 타임(tact time)을 줄일 수 있고, 기판에 대한 이송 공정 또는 얼라인 공정 중에 발생하는 유기물 재료의 손실을 줄일 수 있다.
본 실시예에 따른 유기물 증착 방법은, 하나의 중심점에서 제1 방사 방향으로 제1 기판(16)이 인출입되는 제1 증착영역(22)과, 상기 중심점에서 제2 방사 방향으로 제2 기판(20)이 인출입되는 제2 증착영역(24)으로 구획되는 메인 챔버(26) 내에서 기판에 유기물을 증착하는 방법에 관한 것이다.
메인 챔버(26)는 그 내부에서 기판에 대해 유기물 증착이 이루어진다. 하나의 메인 챔버(26) 내에서 복수의 기판에 대해 증착이 이루어질 수 있도록 메인 챔버(26)는 복수의 증착영역(22, 24)으로 구획될 수 있다. 제1 증착영역(22)에서는 제1 기판(16)에 대해 유기물 증착이 이루어지며 제2 증착영역(24)에서는 제2 기판(20)에 대해 유기물 증착이 이루어진다.
본 실시예에 따른 유기물 증착 방법을 살펴 보면, 제1 기판 인입 단계로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 방사 방향으로 제1 기판(16)을 메인 챔버(26)의 제1 증착영역(22)으로 인입시킨다(S100).
클러스터 타입(cluster type)의 증착 시스템에 있어서, 기판은 메인 챔버(26)와 연결된 트랜스퍼 챔버 내에 구비된 로봇 암에 의해 메인 챔버(26) 내로 인입되거나 인출될 수 있는데, 로봇 암의 회전 중심에 대해 방사 방향으로 기판이 메인 챔버(26)로 인출입되기 때문에 기판이 메인 챔버(26)에 일정한 경사를 가지고 배치될 수 있다.
따라서, 로봇 암에 의해 제1 기판(16)이 메인 챔버(26)의 제1 증착영역(22)으로 인출입되는 경우, 중심점을 구성하는 로봇 암(14)의 회전 중심에 대해 제1 방사 방향으로 제1 기판(16)이 메인 챔버(26)에 인출입된다.
본 단계에서 제1 기판(16)이 메인 챔버(26)의 제1 증착영역(22)에 인입되면 쉐도우 마스크를 제1 기판(16)의 표면에 배치하고 제1 기판(16)과 쉐도우 마스크의 얼라인이 이루어진다.
그리고, 제1 기판 회전 단계로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 방사 방향이 형성하는 가상의 제1 방사 선분(15) 및 제2 방사 방향이 형성하는 가상의 제2 방사 선분(18) 각각의 임의의 두 점을 잇는 가상의 이동 선분(28)에 대해 제1 기판(16)의 일변이 평행을 이루도록 제1 기판(16)을 회전시킨다(S200).
유기물 증착 소스(36)는 제1 증착영역(22) 또는 제2 증착영역(24)으로 이동하기 위해 가상의 이동 선분(28)을 따라 직선 이동을 하게 되는데, 이러한 이동 선분(28)은, 제1 기판(16)의 이동 방향인 제1 방사 방향이 형성하는 가상의 제1 방사 선분(15)의 임의의 점 및 제2 기판(20)의 이동 방향인 제2 방사 방향이 형성하는 가상의 제2 방사 선분(18)의 임의의 점을 잇는 선분으로 정의된다. 제1 기판(16)과 제2 기판(20)이 서로 경사를 가지고 메인 챔버(26) 내로 인입되기 때문에, 유기물 증착 소스(36)가 상술한 이동 선분(28)에 대해 수직 방향으로 직선이동 함에 따라 효율적으로 제1 기판(16) 또는 제2 기판(20)에 유기물을 증착하기 위해서 기판의 일변이 유기물 증착 소스(36)의 이동 선분(28)과 평행을 이루도록 기판을 회전시킨다.
그리고, 제1 기판 증착 단계로서, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 증착영역(22)에 위치하도록 유기물 증착 소스(36)를 이동 선분(28)을 따라 이동시키고, 이동 선분(28)에 대해 수직방향으로 이동시켜 제1 기판(16)에 유기물 입자를 증착시킨다(S300).
유기물 증착 소스(36)가 제1 증착영역(22)으로 이동하기 위해서 이동 선분(28)을 따라 직선이동하고, 이동 선분(28)에 대해 수직 방향으로 직선이동하여 이동 선분(28)과 일변이 평행하게 배치된 제1 기판(16)의 표면에 유기물을 증착한다. 제1 기판(16)에 대한 유기물의 증착은 유기물의 담겨 있는 유기물 증착 소스(36)의 도가니에 열을 가하여 도가니에서 승화되는 유기물 입자를 기판 상에 증착하는 방식으로 이루어진다.
그리고, 제2 기판 인입 단계로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 기판(16) 증착 단계와 동시에 제2 방사 방향으로 제2 기판(20)을 메인 챔버(26)의 제2 증착영역(24)으로 인입시킨다(S400). 제1 기판(16)에 대한 증착 공정 중에 제2 기판(20)을 메인 챔버(26)의 제2 증착영역(24)으로 인입시켜 택 타임을 줄일 수 있고, 제1 기판(16)에 대한 증착 공정 중에 제2 기판(20)의 인입이 이루어져 유기물 재료의 손실을 줄일 수 있다.
본 단계에서 제2 기판(20)이 메인 챔버(26)의 제2 증착영역(24)에 인입되면 쉐도우 마스크를 제2 기판(20)의 표면에 배치하고 제2 기판(20)과 쉐도우 마스크의 얼라인이 이루어진다.
본 실시예에서 '동시에'라는 의미는 시간적으로 동일하다는 의미뿐만 아니라 제1 기판(16) 증착 단계와 제2 기판(20) 인입 단계가 겹쳐서 이루어진다는 의미를 포함한다.
그리고, 제2 기판 회전 단계로서, 도 9에 도시된 바와 같이, 이동 선분(28)에 대해 일변이 평행을 이루도록 제2 기판(20)을 회전시킨다(S500). 제1 기판 회전 단계와 유사하게, 제2 기판(20)이 메인 챔버(26)에 대해 제2 방사 방향으로 경사를 이루어 인입되기 때문에 유기물 증착 소스(36)가 상술한 이동 선분(28)에 대해 수직 방향으로 직선이동 함에 따라 효율적으로 제2 기판(20)에 유기물을 증착하기 위해서 제2 기판(20)의 일변이 유기물 증착 소스(36)의 이동 선분(28)과 평행을 이루도록 제2 기판(20)을 회전시킨다.
제1 기판 증착 단계가 완료되면, 도 9에 도시된 바와 같이, 유기물 증착이 완료된 제1 기판(16)을 메인 챔버(26)에서 제1 방사 방향으로 인출시킬 수 있다.
그리고, 제2 기판 증착 단계로서, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 증착영역(24)에 위치하도록 유기물 증착 소스(36)를 이동 선분(28)을 따라 이동시키고, 이동 선분(28)에 대해 수직방향으로 이동시켜 제2 기판(20)에 유기물 입자를 증착시킨다(S600).
유기물 증착 소스(36)가 제2 증착영역(24)으로 이동하기 위해서 이동 선분(28)을 따라 직선이동하고, 이동 선분(28)에 대해 수직 방향으로 직선이동하여 이동 선분(28)과 일변이 평행하게 배치된 제2 기판(20)의 표면에 유기물을 증착한다.
제2 기판(20) 증착 단계와 동시에 제1 방사 방향으로 새로운 제1 기판(16')을 메인 챔버(26)의 제1 증착영역(22)으로 인입시켜 쉐도우 마스크와 얼라인하고 다음의 증착 공정을 위해 대기한다.
또한, 제2 기판 증착 단계가 완료되면, 유기물 증착이 완료된 제2 기판(20)을 메인 챔버(26)에서 제2 방사 방향으로 인출시키고, 새로운 제2 기판을 메인 챔버(26)의 제2 증착영역(24)으로 인입시켜 쉐도우 마스크와 얼라인하고 다음의 증착 공정을 위해 대기하다.
상술한 방법에 따라, 하나의 챔버 내에서 복수의 기판에 대해 증착 공정을 진행하되, 하나의 기판의 증착 공정 중에 다른 기판에 대한 이송 공정 또는 얼라인 공정을 진행하여 택 타임(tact time)을 줄일 수 있고, 기판에 대한 이송 공정 또는 얼라인 공정 중에 발생하는 유기물 재료의 손실을 줄일 수 있다.
한편, 유기물 증착 소스(36, 36')는, 두 개로서 한 쌍을 이루도록 하고, 메인 챔버(26)의 일측에는, 상기 메인 챔버(26)와 서로 개폐되며, 상기 유기물 증착 소스(36, 36')가 인출입되는 소스 챔버(37)가 결합될 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 유기물 증착 소스(36, 36')는 메인 챔버(26)와 소스 챔버(37) 내에 서로 교번하여 배치되도록 할 수 있다. 즉, 메인 챔버(26) 내에 배치된 유기물 증착 소스(36)의 유기물이 소진된 경우 유기물이 소진된 유기물 증착 소스(36)를 소스 챔버(37) 내로 이동시키고 소스 챔버(37) 내에 배치된 다른 유기물 증착 소스(36')를 바로 메인 챔버(26)로 이동되도록 하는 것이다. 소스 챔버(37) 내의 유기물이 소진된 유기물 증착 소스(36)는 유기물을 재충전하거나 새로운 유기물 증착 소스로 교체하여 메인 챔버(26) 내의 유기물 증착 소스(36')의 유기물이 소진된 경우 바로 교체되도록 준비하여 둔다.
상기에서는 본 발명의 특정의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
12 : 중심점 14 : 로봇 암
15 : 제1 방사 선분 16, 16' : 제1 기판
18 : 제2 방사 선분 20 : 제2 기판
22 : 제1 증착영역 24 : 제2 증착영역
26 : 메인 챔버 28 : 이동 선분
30 : 제1 기판 로딩부 32 : 제2 기판 로딩부
34 : 쉐도우 마스크 36, 36' : 유기물 증착 소스
37 : 소스 챔버 38 : 차단판
40 : 격벽 42 : 유기물 가이드
44 : 이동수단 46 : 수평가이드부
48 : 이동대 50 : 수직가이드부

Claims (11)

  1. 제1 증착영역과 제2 증착영역으로 구획되며, 하나의 중심점에서 제1 방사 방향으로 제1 기판이 상기 제1 증착영역에 인출입되고, 상기 중심점에서 제2 방사 방향으로 제2 기판이 상기 제2 증착영역에 인출입되는 메인 챔버와;
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판이 각각 로딩되어 안착되며, 상기 제1 방사 방향이 형성하는 가상의 제1 방사 선분 및 상기 제2 방사 방향이 형성하는 가상의 제2 방사 선분 각각의 임의의 두 점을 잇는 가상의 이동 선분에 대해 일변이 평행을 이루도록 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 각각 회전시키는 제1 기판 로딩부 및 제2 기판 로딩부; 및
    상기 메인 챔버 내에 배치되며, 상기 제1 증착영역 또는 상기 제2 증착영역에 위치하도록 상기 이동 선분을 따라 이동된 후, 상기 이동 선분에 대해 일변이 평행을 이루는 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 표면에 유기물 입자가 분사되도록 상기 이동 선분에 대해 수직방향으로 다시 이동되어 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 표면에 유기물 입자를 분사하는 유기물 증착 소스를 포함하는, 유기물 증착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인 챔버의 일측에 결합되고 상기 메인 챔버와 서로 개폐되며, 상기 유기물 증착 소스가 인출입되는 소스 챔버를 더 포함하는, 유기물 증착 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소스 챔버에 연결되며, 상기 메인 챔버의 진공도와 동일한 진공도를 갖도록 상기 소스 챔버 내의 기체를 제거하는 진공 펌프를 더 포함하는, 유기물 증착 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 유기물 증착 소스는, 두 개로서 한 쌍을 이루며,
    상기 한 쌍의 상기 유기물 증착 소스는 상기 메인 챔버와 상기 소스 챔버 내에 서로 교번하여 배치되는 것을 특징으로 하는, 유기물 증착 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판에 대향하여 배치되고, 상기 이동 선분을 따라 이동하는 상기 유기물 증착 소스와 반대 방향으로 이동하여 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판을 커버하는 차단판을 더 포함하는, 유기물 증착 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 메인 챔버 내에 결합되며, 상기 제1 증착영역과 상기 제2 증착영역을 구획하는 격벽을 더 포함하는, 유기물 증착 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유기물 증착 소스는,
    상기 유기물 증착 소스의 외벽에 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판 방향으로 슬라이딩되도록 결합되어, 상기 유기물 입자를 대향하는 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판으로 유도하는 유기물 가이드를 포함하는, 유기물 증착 장치.
  8. 하나의 중심점에서 제1 방사 방향으로 제1 기판이 인출입되는 제1 증착영역과, 상기 중심점에서 제2 방사 방향으로 제2 기판이 인출입되는 제2 증착영역으로 구획되는 메인 챔버 내에서 유기물을 증착하는 방법으로서,
    상기 제1 방사 방향으로 상기 제1 기판을 상기 메인 챔버의 상기 제1 증착영역으로 인입시키는, 제1 기판 인입 단계와;
    상기 제1 방사 방향이 형성하는 가상의 제1 방사 선분 및 상기 제2 방사 방향이 형성하는 가상의 제2 방사 선분 각각의 임의의 두 점을 잇는 가상의 이동 선분에 대해 일변이 평행을 이루도록 상기 제1 기판을 회전시키는, 제1 기판 회전 단계와;
    상기 제1 증착영역에 위치하도록 유기물 증착 소스를 상기 이동 선분을 따라 이동시킨 후, 상기 이동 선분에 대해 일변이 평행을 이루는 상기 제1 기판의 표면에 유기물 입자가 분사되도록 상기 이동 선분에 대해 수직방향으로 다시 이동시켜 상기 제1 기판에 유기물 입자를 증착시키는, 제1 기판 증착 단계와;
    상기 제1 기판 증착 단계와 동시에 상기 제2 방사 방향으로 상기 제2 기판을 상기 메인 챔버의 상기 제2 증착영역으로 인입시키는, 제2 기판 인입 단계와;
    상기 이동 선분에 대해 일변이 평행을 이루도록 상기 제2 기판을 회전시키는, 제2 기판 회전 단계; 및
    상기 제2 증착영역에 위치하도록 상기 유기물 증착 소스를 상기 이동 선분을 따라 이동시킨 후, 상기 이동 선분에 대해 일변이 평행을 이루는 상기 제2 기판의 표면에 유기물 입자가 분사되도록 상기 이동 선분에 대해 수직방향으로 다시 이동시켜 상기 제2 기판에 유기물 입자를 증착시키는, 제2 기판 증착 단계를 포함하는, 유기물 증착 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 기판 증착 단계 이후에,
    상기 제1 기판 증착 단계가 완료된 상기 제1 기판을 상기 메인 챔버에서 인출시키고, 새로운 제1 기판을 상기 메인 챔버의 상기 제1 증착영역으로 인입시키는, 제1 기판 교체 단계를 더 포함하는, 유기물 증착 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 기판 증착 단계 이후에,
    상기 제2 기판 증착 단계가 완료된 상기 제2 기판을 상기 메인 챔버에서 인출시키고, 새로운 제2 기판을 상기 메인 챔버의 상기 제2 증착영역으로 인입시키는, 제2 기판 교체 단계를 더 포함하는, 유기물 증착 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 유기물 증착 소스는, 두 개로서 한 쌍을 이루고,
    상기 메인 챔버의 일측에는,
    상기 메인 챔버와 서로 개폐되며, 상기 유기물 증착 소스가 인출입되는 소스 챔버가 결합되며,
    상기 한 쌍의 상기 유기물 증착 소스가 상기 메인 챔버와 상기 소스 챔버 내에 서로 교번하여 배치되는 단계를 더 포함하는, 유기물 증착 방법.
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