KR101358865B1 - 모니터링 장치 및 이를 이용한 모니터링 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으로 메인 챔버와, 메인 챔버의 일측에 마련된 보조 챔버와, 메인 챔버 및 보조 챔버의 압력을 조절하기 위한 압력 조절부와, 보조 챔버에 연결되어 보조 챔버 내의 잔류 가스를 분석하는 질량 분석기를 포함하는 모니터링 장치 및 방법이 제시된다.

Description

모니터링 장치 및 이를 이용한 모니터링 방법{Monitoring apparatus and monitoring method using the same}
본 발명은 모니터링 장치에 관한 것으로, 특히 증착 챔버의 잔류 가스를 분석할 수 있는 모니터링 장치 및 이를 이용한 모니터링 방법에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자(Orgnic Light Emitting Device; 이하, "OLED"라 함)는 적어도 한쪽이 투명 또는 반투명한 한 쌍의 전극 사이에 적어도 한층의 유기층이 형성된 구조를 갖는다. 예를 들어, OLED는 기판 상에 양극, 홀 전달층, 발광층, 전자 전달층 및 음극이 적층된 구조를 갖는다.
이러한 OLED는 증착 챔버 내부의 온도 및 압력을 조절하고 증착 챔버 내부에 마련된 도가니 또는 분사 장치를 이용하여 유기물을 기화시켜 공급함으로써 유기층을 형성할 수 있다. 이때, 증착 챔버 내부에 존재하는 산소, 수분 등의 불순물을 제거한 후 증착 공정을 진행하여야 한다. 또한, 일정 주기마다 증착 챔버 내의 분위기를 검출하여 증착 조건을 조절한다.
그런데, 종래에는 증착 가능 시간와 관리 주기를 일정 시간으로 설정하였다. 예컨데, 증착 가능 시간은 배기 압력, 배기 시간, 유기물 공급양 등을 고려하여 일정 시간으로 설정하였다. 그리고, 이러한 상태를 지속적으로 유지하다 생산된 제품에서 이상이 발견된 후에야 생산을 중단하고 증착 챔버 내부의 분위기를 점검하였다. 이러한 종래의 방식은 제품 수율이 낮고, 대기 시간이 길어져 생산성이 떨어지는 등 많은 문제점이 있다.
본 발명은 증착 가능 시간 및 관리 주기 등을 변경하여 제품 수율 및 생산성을 향상시킬 수 있는 모니터링 장치 및 이를 이용한 모니터링 방법을 제공한다.
본 발명은 증착 챔버 내부의 잔류 가스를 실시간으로 분석하여 증착 가능 시간과 관리 주기를 설정할 수 있도록 하는 모니터링 장치 및 이를 이용한 모니터링 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예들에 따른 모니터링 장치는 공정이 진행되는 메인 챔버를 모니터링하는 장치로서, 상기 메인 챔버의 일측에 마련되며, 상기 메인 챔버와 선택적으로 소통되는 보조 챔버; 상기 메인 챔버 및 보조 챔버의 압력을 조절하기 위한 압력 조절부; 및 상기 보조 챔버에 연결되어 상기 보조 챔버 내의 잔류 가스의 성분을 분석하는 질량 분석기를 포함한다.
상기 메인 챔버는 제 1 압력에서 처리 공정이 수행되고, 상기 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력에서 잔류 가스의 모니터링이 수행된다.
상기 압력 조절부는 상기 메인 챔버 및 보조 챔버를 상기 제 1 압력으로 조절하는 제 1 배기 수단; 및 및 상기 메인 챔버 및 보조 챔버를 상기 제 2 압력으로 조절하는 제 2 배기 수단을 포함한다.
상기 메인 챔버와 보조 챔버 사이에 마련된 개폐 장치를 더 포함한다.
상기 개폐 장치는 상기 메인 챔버의 처리 공정 시 폐쇄되고, 상기 메인 챔버의 잔류 가스 모니터링 시 개방된다.
본 발명의 실시 예들에 따른 모니터링 방법은 메인 챔버를 저진공 상태로 유지하는 단계; 상기 메인 챔버를 고진공 상태로 유지한 후 상기 메인 챔버와 보조 챔버를 소통시키는 단계; 질량 분석기를 이용하여 상기 보조 챔버 내의 잔류 가스의 성분을 분석하는 단계; 상기 잔류 가스 내의 불순물의 양이 설정값 이하이면 상기 메인 챔버를 정상적으로 동작시키는 단계; 및 상기 잔류 가스 내의 불순물의 양이 설정값 이상이면 상기 메인 챔버의 동작을 중지시키는 단계를 포함한다.
상기 일련의 단계를 소정 주기마다 반복한다.
상기 메인 챔버를 저진공 상태로 유지하면서 상기 메인 챔버 내에 공정 가스를 공급한다.
상기 메인 챔버와 동시에 상기 보조 챔버를 저진공 상태 또는 고진공 상태로 유지한다.
본 발명의 실시 예들은 증착 공정 등이 실시되는 메인 챔버의 일측에 보조 챔버를 마련하고, 보조 챔버의 일측에 질량 분석기를 마련하여 메인 챔버 내부의 잔류 가스가 보조 챔버에 확산되어 질량 분석기에 의해 분석된다.
본 발명의 실시 예들에 의하면, 메인 챔버 일측에 보조 챔버를 마련함으로써 고진공 상태에서 잔류 가스의 성분을 분석할 수 있는 질량 분석기를 이용하여 저진공 상태에서 공정이 진행되는 메인 챔버의 잔류 가스를 분석할 수 있다. 따라서, 메인 챔버 내부의 잔류 가스의 성분을 분석하여 수분, 산소 등의 불순물의 농도를 실시간으로 검출할 수 있고, 그에 따라 공정 가능 시점, 분위기 조절 시점 등을 빠르게 설정할 수 있어 종래보다 제품 수율 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 모니터링 장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 모니터링 장치에 적용되는 질량 분석기의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 증착 챔버를 포함하는 증착 장치의 개략도.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 모니터링 방법의 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모니터링 장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 적용되는 질량 분석기의 구성도이다. 또한, 도 3은 모니터링 장치를 포함한 증착 장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모니터링 장치는 메인 챔버(10)와, 메인 챔버(10)의 일측에 마련된 보조 챔버(20)와, 메인 챔버(10)와 보조 챔버(20)의 압력을 조절하기 위한 압력 조절부(30)와, 보조 챔버(20)의 일측에 마련된 질량 분석기(40)를 포함한다.
메인 챔버(10)는 원통형 또는 사각 박스 형상으로 제작되며, 내부에는 기판을 처리할 수 있도록 소정 공간이 마련된다. 예를 들어 기판 상에 유기물층 등의 박막을 형성할 수 있는 소정의 공간이 마련된다. 또한, 메인 챔버(10)는 원통형 또는 사각 박스 형상에 한정되지 않고 기판의 형상에 대응되는 형상으로 제작될 수도 있다. 메인 챔버(10)는 내부에 기판 지지부와 가스 분사부 등이 마련되는데, 이러한 메인 챔버(10)를 포함하여 기판 상에 박막을 증착하기 위한 주변 장치의 구성을 도 3에 도시하였고, 이후 그 구성에 대해 상세히 설명한다. 한편, 메인 챔버(10)의 하측에는 메인 챔버(10) 내부를 배기하여 압력을 조절하기 위한 배기구(11, 12)가 마련되며, 배기구(11, 12)는 압력 조절부(30)와 연결된다. 여기서, 메인 챔버(10)는 저진공, 예를 들어 760torr 내지 10-3torr에서 공정을 진행하는 챔버일 수 있다. 또한, 메인 챔버(10)는 내부의 잔류 가스 검출을 위해 고진공, 예를 들어 10-5torr 내지 10-8torr의 압력을 유지할 수도 있다. 즉, 메인 챔버(10)는 저진공 상태에서 증착 공정 등의 처리 공정을 진행하고, 잔류 가스의 검출을 위해 고진공 상태를 유지할 수 있다. 한편, 메인 챔버(10)의 일 측면에는 개폐 수단(13)이 마련된다. 개폐 수단(13)으로는 게이트 밸브를 이용할 수 있다. 개폐 수단(13)은 메인 챔버(10)와 보조 챔버(20) 사이에 마련되어 메인 챔버(10)와 보조 챔버(20)를 소통시킨다. 이러한 개폐 수단(13)은 메인 챔버(10)가 저진공 상태에서 공정을 진행할 때 폐쇄되고, 메인 챔버(10)가 고진공 상태로 잔류 가스를 검출할 때 개방된다. 즉, 개폐 수단(13)은 메인 챔버(10)의 잔류 가스를 보조 챔버(20)로 확산시켜 보조 챔버(20)에서 메인 챔버(10)의 잔류 가스를 검출하기 위해 개방된다. 한편, 메인 챔버(10)는 상부가 개방된 하부 챔버와 하부 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드로 분리하여 구성할 수도 있고, 일체형으로 제작될 수도 있다.
보조 챔버(20)는 메인 챔버(10)의 일측에 마련된다. 예를 들어, 보조 챔버(20)는 개폐 수단(13)을 사이에 두고 메인 챔버(10)의 일측에 연결된다. 여기서, 보조 챔버(20)는 내부에 소정 공간이 마련되도록 다양한 형상으로 제작될 수 있는데, 예를 들어 원통형 또는 사각 박스 형상으로 제작될 수 있다. 이러한 보조 챔버(20)는 메인 챔버(10)의 잔류 가스가 확산되어 샘플링하는 기능을 한다. 따라서, 보조 챔버(20)는 큰 부피를 차지하지 않으면서 메인 챔버(10)의 잔류 가스를 샘플링할 수 있는 정도의 내부 공간을 가지는 것이 바람직하다. 이때, 보조 챔버(20)는 일 측면이 메인 챔버(10)의 일 측면과 밀착되어 마련되므로 보조 챔버(20)는 반응 챔버(10)의 일 측면과 일체로 제작될 수도 있다. 또한, 보조 챔버(20)의 하측에는 보조 챔버(20)의 내부를 배기하기 위한 배기구(21)가 마련될 수 있으며, 배기구(21)는 압력 조절부(30)와 연결된다.
압력 조절부(30)는 메인 챔버(10)와 보조 챔버(20)의 압력을 조절하기 위해 마련되며, 메인 챔버(10)의 배기구(11, 12)와 보조 챔버(20)의 배기구(21)에 연결된다. 이러한 압력 조절부(30)는 메인 챔버(10)의 제 1 배기구(11)와 연결된 제 1 배기관(31)과, 메인 챔버(10)의 제 2 배기구(12)와 연결된 제 2 배기관(32)와, 보조 챔버(20)의 배기구(21)와 연결된 제 3 배기관(33)과, 제 1 및 제 3 배기관(31, 33)과 연결된 제 1 배기 수단(34)과, 제 2 및 제 3 배기관(32, 33)과 연결된 제 2 배기 수단(35)을 포함한다. 여기서, 제 1 배기 수단(34)은 저진공 펌프일 수 있으며, 제 2 배기 수단(35)는 고진공 펌프일 수 있다. 즉, 제 1 배기 수단(34)은 메인 챔버(10)를 공정 압력, 예를 들어 760torr 내지 10-3 torr 정도의 유기물층 증착 압력으로 유지하고 보조 챔버(20)를 상기 압력으로 유지하기 위한 저진공 펌프이고, 제 2 배기 수단(35)는 메인 챔버(10)의 잔류 가스 검출을 위해 메인 챔버(10)와 보조 챔버(20)를 예를 들어 10-5torr 내지 10-8torr로 유지하기 위한 고진공 펌프이다. 여기서, 저진공 펌프는 로터리 펌프, 섭션 펌프 및 드라이 펌프 등을 이용할 수 있고, 고진공 펌프는 오일 확산 펌프, 터보 분자 펌프 및 크라이오 펌프 등을 이용할 수 있다. 또한, 압력 조절부(30)는 제 1, 제 2 및 제 3 배기관(31, 32, 33)의 소정 영역에 각각 마련된 밸브(36, 37, 38, 39)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 밸브(36, 37, 38, 39)의 동작에 따라 메인 챔버(10)를 공정 압력 또는 검출 압력으로 유지할 수 있고, 보조 챔버(20)를 검출 압력으로 유지할 수 있다. 예를 들어, 밸브(37, 39)를 오프하고 밸브(36, 38)를 오픈하여 메인 챔버(10) 및 보조 챔버(20)를 저진공의 공정 압력으로 유지하고, 밸브(36, 38)을 오프하고 밸브(37, 38)을 오픈하여 메인 챔버(10) 및 보조 챔버(20)를 고진공의 잔류 가스 검출 압력으로 유지할 수 있다. 이때, 메인 챔버(10)와 보조 챔버(20)의 압력을 동시에 또는 개별적으로 조절할 수 있다.
질량 분석기(mass spectrometer)(40)는 보조 챔버(20)의 일 측에 연결될 수 있다. 질량 분석기(40)는 4중극 질량 분석기(quadropole mass spectrometer) 또는 RGA(regidual gas analyzer)일 수 있다. 이러한 질량 분석기(40)는 메인 챔버(10)로부터 보조 챔버(20)로 전달된 잔류 가스를 이온화하여 질량에 따라 잔류 가스의 성분을 분석할 수 있다. 질량 분석기(40)는 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 가스료 주입구(41)와, 이온화원(42), 질량 필터(43), 이온 검출기(44) 및 신호 처리기(45)를 포함할 수 있다. 이때, 이온화원(42), 질량 분석기(43) 및 이온 검출기(44)는 예를 들어 10-6torr 내지 10-8torr 정도의 고진공 상태를 유지한다. 가스 주입구(41)는 일 측이 보조 챔버(20) 내로 인입되어 보조 챔버(20) 내의 잔류 가스를 진공 공간 속으로 유도한다. 이온화원(42)은 필라멘트에서 발생되는 전자와의 충돌로 시료를 이온화되고 조각화된다. 이온화원(42)의 구조는 이온화법에 따라 다르며, 일반적으로 전자 이온화 및 화학 이온화를 이용할 수 있다. 이온화원(42)을 통해 이온화된 가스는 질량 필터(43)에서 전자기장에 의해 제어되어 질량대 하전비에 의해 질량별로 분류되고 이온 검출기(44)에 의해 수집된다. 즉, 질량 필터(43)에서 각각의 질량별로 분리된 시료는 이온 검출기(44)에 충돌하여 이온 검출기(44)는 충돌된 시료를 카운트(count)한다. 이온 검출기(44) 내에서 이온은 이온의 수에 비례하는 전기적인 신호로 증폭되고, 신호 처리기(45)는 증폭된 전기적인 신호를 감지하여 질량 스펙트럼으로 전환하는 기능을 한다. 이러한 단계의 이상적인 수행을 위해서는 질량 분석기 내부의 10-6torr 이하의 고진공이 필요하다. 그런데, 메인 챔버(10)는 저진공 상태에서 공정을 진행하므로 고진공 상태를 유지할 수 있는 보조 챔버(20)를 매개로 메인 챔버(10)의 잔류 가스를 질량 검출기(40)를 통해 검출할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시 예는 질량 분석기(40)를 이용하여 메인 챔버(10)의 잔류 가스를 측정한다. 그런데, 메인 챔버(10)는 10-3torr 정도의 저진공 상태에서 공정을 진행하고, 질량 분석기(40)는 10-6torr 정도의 고진공 상태에서 측정할 수 있어 메인 챔버(10)와 질량 분석기(40) 사이에 보조 챔버(20)를 마련한다. 즉, 보조 챔버(20)는 고진공 상태를 유지할 수 있으며 메인 챔버(10)와 연결되어 메인 챔버(10)의 잔류 가스가 확산된다. 따라서, 질량 분석기(40)는 보조 챔버(20) 내부의 잔류 가스를 검출하여 잔류 가스의 성분을 분석할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예들에 따른 모니터링 장치는 박막 증착 장치 등의 공정 장치에 연결되어 이용될 수 있다. 즉, 모니터링 장치의 메인 챔버(10)는 박막 증착 장치의 증착 챔버일 수 있다. 이러한 증착 챔버를 포함하는 박막 증착 장치를 도 3에 도시하였다.
도 3은 모니터링 장치와 가스 분사 장치를 구비하는 박막 증착 장치의 개략도로서, 도 1을 이용하여 설명된 내용과 중복되는 내용의 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예들에 따른 박막 증착 장치는 기판(101)이 안치되는 증착 챔버(100)와, 분말 형태의 증착 원료를 제공하는 원료 공급부(200)와, 분말 형태의 증착 원료를 기화시켜 증착 챔버(100)의 기판(101)에 분사하는 가스 분사부(300)를 포함한다. 또한, 가스 분사부(300)에 증착 원료를 제공하고 가스 분사부(300)를 회전시키는 회전 구동부(400)를 더 포함한다. 또한, 증착 챔버(100)의 일측에 마련된 보조 챔버(20)와, 증착 챔버(100) 및 보조 챔버(20)와 연결된 압력 조절부(30)와, 보조 챔버(20) 일측에 마련된 질량 검출기(40)를 더 포함한다.
증착 챔버(100)는 반응 공간을 갖는 하부 챔버(110)과 하부 챔버(110)를 덮는 챔버 리드(120)를 구비한다. 하부 챔버(110)는 상부가 개방된 통 형상으로 제작되고, 챔버 리드(120)는 하부 챔버(110)의 개방된 상부 영역을 덮는 판 형상으로 제작된다. 또한, 증착 챔버(100)의 반응 공간, 즉 바닥면에는 기판 안치 수단(110)이 위치한다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 기판 안치 수단(110)은 하부 챔버(110)의 측면에 위치할 수도 있고, 챔버 리드(120)에 위치할 수도 있다. 여기서, 기판 안치 수단(110)의 위치에 따라 가스 분사부(300)의 위치가 변경될 수 있다. 이는 기판(101)에 대향하는 영역에 가스 분사부(300)가 위치하기 때문이다. 또한, 도시되지 않았지만, 증착 챔버(100)는 기판(101)이 출입하는 기판 출입구를 포함한다. 또한, 기판 안치 수단(120)을 승강시키거나 회전시키는 구동 부재를 더 구비할 수 있다.
원료 공급부(200)는 분말 형태의 증착 원료가 저장된 원료 저장 수단(210)과, 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급 수단(220)과, 캐리어 가스를 이용하여 일정량의 분말 형태의 증착 원료를 가스 분사부(300)에 공급하는 원료 공급 수단(230)을 구비한다. 여기서, 원료 저장 수단(210)은 각각 분말 형태의 유기 원료와 불순물 원료를 각각 저장한다. 따라서, 원료 공급부(200)는 유기 원료를 단독으로 공급하거나 불순물이 함유된 유기 원료를 공급할 수 있다. 원료 공급 수단(230)과 원료 저장 수단(210), 그리고 원료 공급 수단(230)과 캐리어 가스 공급 수단(220)은 파이프들을 통해 연결된다. 또한, 파이프들은 이들을 개폐하는 복수의 밸브를 구비한다. 그리고, 원료 공급 수단(230)도 가스 분사부(300)와 파이프를 통해 연결된다. 또한, 파이프의 일부에는 파이프의 개폐를 위한 별도의 밸브가 마련된다. 이때, 원료 공급 수단(230)은 캐리어 가스를 직접 이용하거나, 가스에 의한 압력차를 이용하거나, 구조물의 특성을 이용하여 일정량의 증착 원료를 제공할 수 있다.
회전 구동부(400)는 증착 챔버(100)의 외측에서 내측으로 연장되고 원료 공급부(200)에 연통되어 분말 형태의 증착 원료를 제공받는 중심축(410)과, 증착 챔버(100) 외측으로 돌출된 중심축(410)을 감싸는 하우징(420)과, 하우징(420)과 중심축(410) 사이를 밀봉하는 실링 부재(430)를 포함한다. 또한, 도시되지 않았지만, 중심축(410)을 회전시키는 회전 부재(예를 들어, 모터)를 더 구비한다. 여기서, 실링 부재(430)로 마그네트 시일을 사용하는 것이 효과적이다. 그리고, 하우징(420)을 통해 원료 공급부(200)의 증착 원료를 제공받을 수도 있다.
가스 분사부(300)는 내부 공간을 갖는 몸체(310)와, 몸체(310)의 내부 공간을 가열하는 가열 수단(320)과, 몸체(310)의 하부에 마련된 복수의 분사홀(330)을 포함한다. 따라서, 가스 분사부(300)는 분말 형태의 원료 물질을 공급받고, 이를 가열 수단(320)을 통해 가열하여 기화시킨 후 복수의 분사홀(330)을 통해 기판 안치부(110)의 기판(101)에 분사한다.
몸체(310)는 내부에 소정 공간을 갖는 관(즉, 파이프 또는 봉) 형상으로 제작된다. 예를 들어, 몸체(310)는 각각 소정 두께를 가지고 소정의 폭 및 길이를 갖는 직사각형의 상부판 및 하부판과, 상부판과 하부판 사이에 네 개의 측면판이 마련되어 직육면체 형상으로 제작될 수 있다. 이때, 상부판과 하부판은 동일 두께로 마련될 수 있고, 다른 두께로도 마련될 수 있는데, 예컨데 하부판이 더 두껍게 마련될 수 있다. 이러한 몸체(310)는 상부판에 관통홀이 형성되어 중심축(410)과 연결되어 중심축(410)을 통해 원료 물질을 공급받는다. 또한, 몸체(310)이 하부판에는 복수의 분사홀(330)이 마련된다. 즉, 몸체(310)의 하부판에 소정 직경의 홀이 형성되어 분사홀(330)이 마련된다. 한편, 몸체(310)는 중심축(410)에 의해 회전 운동한다. 따라서, 가스 분사부(300) 내에서 기화되는 원료 가스는 기판(101) 전체에 균일하게 공급되어 기판(101) 전체에 균일한 두께의 유기 박막을 증착할 수 있다.
가열 수단(320)은 분말 형태의 원료 물질을 기화시키기 위해 마련된다. 가열 수단(320)은 몸체(310) 내부에 마련된 발열 부재와 발열 부재에 에너지를 공급하는 에너지 공급부를 포함한다. 발열 부재로는 코일을 사용할 수 있고, 에너지 공급부로는 전기 에너지를 공급하는 전원을 사용할 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 다양한 가열 수단(320)이 사용될 수도 있다. 이러한 가열 수단(320)은 발열 부재가 몸체(310) 내부에 마련될 수 있는데, 예를 들어 몸체(310) 내부의 상부판과 하부판 사이에 마련될 수 있다. 따라서, 몸체(310)는 가열 수단(320)에 의해 상부의 기화 영역과 하부의 분사 영역으로 구분될 수 있다. 또한, 발열 부재는 판 형상을 갖는 상부판 및 측면판 내에 마련될 수 있다. 또한, 이에 더하여 하부판에도 발열 부재가 마련될 수 있다. 따라서, 분말 형태의 원료 물질이 기판(101)에 분사되기 직전에 기화될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예들에 따른 모니터링 장치를 이용한 메인 챔버의 모니터링 방법을 도 4를 이용하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 메인 챔버(10)를 저진공 상태로 유지한다(S110). 즉, 제 1 배기 수단(34)을 동작시키고 밸브(36)을 온시켜 메인 챔버(10)를 예를 들어 760torr 내지 10-3 torr 정도의 유기물층 증착 압력으로 유지한다. 또한, 밸브(38)을 온시켜 보조 챔버(20)를 상기 압력으로 유지할 수 있다. 이때, 제 1 및 제 2 배기 수단(34, 35)을 동시에 동작시키고, 밸브(36, 38)를 온, 밸브(37, 39)를 오프시켜 메인 챔버(10) 및 보조 챔버(20)를 저진공 상태로 유지할 수도 있다. 또한, 메인 챔버(10) 내에 유기물층을 형성하기 위한 유기물을 기화시켜 공급할 수도 있다.
이어서, 메인 챔버(10)를 고진공 상태로 유지한다(S120). 즉, 제 2 배기 수단(35)을 동작시키고, 밸브(36)를 오프, 밸브(37)를 온시킨다. 이에 따라 메인 챔버(10)는 예를 들어 10-5torr 내지 10-8torr 정도로 유지된다. 이때, 유기물의 공급을 중단할 수도 있다. 또한, 밸브(38)를 오프시키고 밸브(39)를 온시켜 보조 챔버(20) 또한 메인 챔버(10)와 동일 압력을 유지하도록 한다.
이어서, 개폐 수단(13)을 오픈시켜 메인 챔버(10)와 보조 챔버(20)가 소통되도록 한다(S130). 따라서, 메인 챔버(10)의 잔류 가스가 보조 챔버(20)로 확산되어 보조 챔버(20)는 메인 챔버(10)와 동일 분위기를 유지한다. 즉, 보조 챔버(20)는 메인 챔버(10)와 동일 압력을 유지한 상태에서 메인 챔버(10)의 잔류 가스가 확산된다.
이어서, 질량 분석기(40)를 이용하여 보조 챔버(20) 내의 잔류 가스의 성분을 분석한다(S140). 질량 분석기(40)는 잔류 가스를 이온화하여 질량에 따라 잔류 가스의 성분을 분석할 수 있다. 이때, 분석되는 잔류 가스는 수분, 산소, 아르곤, 질소 등이 포함될 수 있다.
이어서, 질량 분석기(40)에 의해 분석된 잔류 가스의 성분 중에서 불순물의 양이 설정된 값 이상인지 확인한다(S150). 즉, 잔류 가스 중에 유기물 이외의 산소, 수분 등의 불순물의 양이 OLED의 동작에 악영향을 미치는 값 이상으로 존재하는지 확인한다.
불순물의 양이 설정된 값 이상이 아닐 경우 증착 가능 신호를 전달하고 메인 챔버의 정상 동작을 확인한다(S160). 그리고, 메인 챔버(10)를 저진공 상태로 유지한 후 증착 공정을 수행한다(S170). 이때, 개폐 수단(13)을 이용하여 메인 챔버(10)와 보조 챔버(20) 사이를 차단하고, 밸브(37, 39)은 오프, 밸브(36)은 온시켜 제 1 배기 수단(34)에 의해 메인 챔버(10)가 저진공 상태를 유지하도록 한다. 이와 동시에 밸브(38)을 온시켜 보조 챔버(20)가 저진공 상태를 유지하도록 할 수도 있다.
그러나, 불순물의 양이 설정된 값 이상의 경우 페일 신호를 전달하고 메인 챔버의 동작을 중지시킨다(S180). 그리고, 메인 챔버의 분위기를 조절한 후 다시 한번 상기 모니터링 동작을 수행한다.
그리고, 이러한 일련의 모니터링 과정을 소정 주기마다 반복한다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 메인 챔버 20 : 보조 챔버
30 : 압력 조절부 40 : 질량 분석기

Claims (10)

  1. 공정이 진행되고, 제 1 압력 또는 상기 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력을 유지하는 메인 챔버를 모니터링하는 장치로서,
    상기 메인 챔버의 일측에 마련되어 상기 메인 챔버와 선택적으로 소통되며, 상기 제 1 압력 또는 제 2 압력을 유지하는 보조 챔버;
    상기 메인 챔버 및 보조 챔버와 연결되어 상기 메인 챔버 및 보조 챔버를 상기 제 1 압력으로 조절하는 제 1 배기 수단;
    상기 메인 챔버 및 보조 챔버와 연결되어 상기 메인 챔버 및 보조 챔버를 상기 제 2 압력으로 조절하는 제 2 배기 수단; 및
    상기 제 2 압력을 유지하여 상기 보조 챔버에 연결되며, 상기 보조 챔버 내의 잔류 가스의 성분을 분석하는 질량 분석기를 포함하는 모니터링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 메인 챔버는 상기 제 1 압력에서 처리 공정이 수행되고, 상기 질량 분석기는 상기 제 2 압력을 유지하는 상기 보조 챔버의 잔류 가스의 모니터링을 수행하는 모니터링 장치.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 메인 챔버와 보조 챔버 사이에 마련된 개폐 장치를 더 포함하는 모니터링 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 개폐 장치는 상기 메인 챔버의 처리 공정 시 폐쇄되고, 상기 메인 챔버의 잔류 가스 모니터링 시 개방되는 모니터링 장치.
  6. 메인 챔버를 제 1 압력을 유지한 상태에서 처리 공정을 수행하는 단계;
    상기 메인 챔버를 상기 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력으로 유지한 후 상기 메인 챔버와 보조 챔버를 소통시켜 상기 메인 챔버의 잔류 가스가 상기 보조 챔버로 유입되도록 하는 단계;
    질량 분석기를 이용하여 상기 보조 챔버 내의 잔류 가스의 성분을 분석하는 단계;
    상기 잔류 가스 내의 불순물의 양이 설정값 미만이면 상기 메인 챔버를 정상적으로 동작시키는 단계; 및
    상기 잔류 가스 내의 불순물의 양이 설정값 이상이면 상기 메인 챔버의 동작을 중지시키는 단계를 포함하는 모니터링 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 메인 챔버에서 처리 공정을 수행하는 단계, 상기 메인 챔버와 보조 챔버를 소통시키는 단계, 상기 보조 챔버 내의 잔류 가스의 성분을 분석하는 단계, 상기 잔류 가스 내의 불순물 양에 따라 상기 메인 챔버를 정상 동작시키거나 상기 메인 챔버의 동작을 중지시키는 단계를 소정 주기마다 반복하는 모니터링 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 메인 챔버를 상기 제 1 압력으로 유지하면서 상기 메인 챔버 내에 공정 가스를 공급하는 모니터링 방법.
  9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 메인 챔버와 동시에 상기 보조 챔버를 제 1 압력 또는 제 2 압력으로 유지하는 모니터링 방법.
  10. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 질량 분석기는 수분, 산소, 아르곤, 질소를 포함하는 가스의 성분을 분석하는 모니터링 방법.
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