KR101502863B1 - 기판 증착장치 - Google Patents

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엘아이지에이디피 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판에 대한 증착공정에서 발생될 수 있는 파티클이 기판에 대한 증착영역으로 유입되는 것을 억제할 수 있는 기판 증착장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 기판 증착장치는 기판이 안착되는 트레이 및 상기 기판에 대한 증착공정이 수행되는 공정챔버 및 상기 트레이의 선형 이송을 가이드하는 가이드유닛이 내부에 수용되며 상기 공정챔버와 상호 구획되는 가이드챔버를 갖는 챔버 및 상기 챔버 내부에 배치되어 상기 공정챔버와 상기 가이드챔버를 구획하며, 상기 트레이와 상기 가이드유닛이 상호 연결되는 공간을 형성하는 가이드 슬릿을 갖는 구획부 및 상기 가이드 슬릿에 인접하게 배치되어, 상기 공정챔버와 상기 가이드챔버에서 발생되는 파티클의 상호 유동을 저지하는 차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에, 본 발명은 기판에 대한 이송 중 발생되는 파티클이 기판에 대한 증착영역으로 유입되는 것을 억제하여 양질의 기판을 제조할 수 있는 효과가 있다.

Description

기판 증착장치{DEPOSITION APPARATUS FOR SUBSTRATE}
본 발명은 기판 증착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판 상에 유기물질을 증착하는 기판 증착장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기발광소자는 다른 평면 표시 장치에 비해 발열 등이 제한적인 이상적인 구조를 가지고 있다. 또한, 유기발광소자는 자체 발광형이라는 장점으로 인하여 산업계에서 그 수요가 증가하고 있다. 이러한, 유기발광소자는 유기물질이 수용된 도가니를 가열하여 유기물질을 기판 상에 박막 형태로 증착시키는 방법으로 제조된다.
한편, 종래의 유기발광소자 제조용 증착장치는 대한민국 등록특허공보 제 10-0780042호(유기전계 발광 디스플레이 소자 증착장치, 2007.11.21)에 개시된 바 있다. 상기 등록특허는 기판에 대한 증착공정이 수행되는 챔버를 포함하고, 상기 챔버의 내부로 기판이 안착된 트레이가 반입되는 것을 특징으로 하는 발명이다.
여기서, 상기 챔버의 내부에는 상기 트레이를 이송시키기 위한 이송유닛이 배치될 수 있다. 이에, 챔버 내부에서는 이송유닛과 트레이의 접촉 영역에서 파티클이 발생될 수 있고, 상기 파티클이 챔버 내에서 확산되어 기판에 형성된 박막을 오염시킬 수 있는 문제점이 있었다. 따라서, 트레이 및 이송부의 접촉영역에서 발생될 수 있는 파티클이 기판에 대한 공정영역으로 유입되는 것을 억제할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제 10-0780042호(유기전계 발광 디스플레이 소자 증착장치, 2007.11.21)
본 발명의 목적은 기판에 대한 증착공정에서 발생될 수 있는 파티클이 기판에 대한 증착영역으로 유입되는 것을 억제할 수 있는 기판 증착장치를 제공하기 위한 것이다.
전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 기판 증착장치는 기판이 안착되는 트레이 및 상기 기판에 대한 증착공정이 수행되는 공정챔버 및 상기 트레이의 선형 이송을 가이드하는 가이드유닛이 내부에 수용되며 상기 공정챔버와 상호 구획되는 가이드챔버를 갖는 챔버 및 상기 챔버 내부에 배치되어 상기 공정챔버와 상기 가이드챔버를 구획하며, 상기 트레이와 상기 가이드유닛이 상호 연결되는 공간을 형성하는 가이드 슬릿을 갖는 구획부 및 상기 가이드 슬릿에 인접하게 배치되어, 상기 공정챔버와 상기 가이드챔버에서 발생되는 파티클의 상호 유동을 저지하는 차단부를 포함한다.
상기 차단부는 상기 구획부로부터 상향 및 하향 중 적어도 어느 한 방향으로 연장되어, 상기 가이드슬릿에 대해 상호 대향 배치될 수 있다.
상기 차단부의 자유단은 상기 구획부의 일면에 대향하게 절곡될 수 있다.
상기 차단부는 상기 가이드 슬릿에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
상기 트레이는 상기 가이드슬릿을 관통하여 상기 공정챔버로부터 상기 가이드챔버로 연장되는 가이드부재를 포함하고, 상기 차단부는 상기 공정챔버와 상기 가이드챔버의 각각의 영역에서 상기 가이드부재의 기립 방향의 가로방향으로 상기 가이드부재에 결합될 수 있다.
상기 차단부는 상기 가이드부재에 대해 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
상기 기판 증착장치는 상기 가이드유닛은 상기 가이드부재와 결합되어 상기 트레이의 선형 이동 시 상기 트레이의 평탄도를 유지시킬 수 있다.
상기 기판 증착장치는 상기 공정챔버에 연결되어 상기 공정챔버에 진공분위기를 형성하는 진공펌프 및 상기 가이드챔버에 연결되어 상기 가이드챔버에서 발생되는 파티클을 배기하는 배기펌프를 더 포함한다.
본 발명에 따른 기판 증착장치는 기판에 대한 이송 중 발생되는 파티클이 기판에 대한 증착영역으로 유입되는 것을 억제하여 양질의 기판을 제조할 수 있는 효과가 있다.
이상과 같은 본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 실시예에 따른 기판 증착장치를 나타낸 단면도,
도 2는 본 실시예에 따른 기판 증착장치를 도 1에 표기된 Ⅱ-Ⅱ의 단면도,
도 3은 본 실시예에 따른 기판 증착장치를 도 1에 표기된 Ⅲ-Ⅲ의 단면도,
도 4는 도 3에 표지된 A의 제 1실시예를 나타낸 사시도,
도 5는 도 4에 도시된 제 1실시예에 따른 차단부의 변형된 실시예를 나타낸 사시도,
도 6은 도 3에 표지된 A의 제 2실시예를 나타낸 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 기판 증착장치를 상세히 설명하도록 한다. 또한 첨부된 도면에서는 구성 요소의 형상을 보다 명확하게 설명하기 위해 과장되게 표현되는 부분이 있을 수 있으며, 도면 상에서 동일 부호로 표시된 구성 요소는 동일한 구성 요소를 의미한다.
도 1은 본 실시예에 따른 기판 증착장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 기판 증착장치를 도 1에 표기된 Ⅱ-Ⅱ의 단면도이고, 도 3은 본 실시예에 따른 기판 증착장치를 도 1에 표기된 Ⅲ-Ⅲ의 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 증착장치는 챔버(10)를 포함한다.
챔버(10)는 베이스(Base) 상에 지지될 수 있고, 챔버(10) 내부에는 구획부(100)가 배치된다. 구획부(100)는 챔버(10)를 구획하여, 기판(S)에 대한 증착공정이 수행되는 공정챔버(200) 및 기판(S)의 이송을 선형 가이드하는 가이드챔버(300)를 형성한다.
여기서, 공정챔버(200)에는 소스부(210), 트레이 이송유닛(230), 및 차폐유닛(250)이 배치될 수 있다.
먼저, 소스부(210)는 챔버(10)의 상측벽에 설치되어 공정챔버(200)로 반입되는 트레이(400)에 안착된 기판(S)을 향해 유기물질을 제공한다. 소스부(210)는 유기물질이 수용되는 도가니를 포함할 수 있으며, 유기물질의 반입을 위해 상하 분리 가능하게 마련될 수 있다.
그리고, 트레이 이송유닛(230)은 공정챔버(200)로 반입되는 트레이(400)와 결합되어 트레이(400)가 선형 이송되도록 한다. 예를 들어, 트레이 이송유닛(230)은 구획부(100)의 상단에 배치되어 트레이(400)에 선형 구동력을 제공하는 전자석으로 마련될 수 있다. 여기서, 트레이 이송유닛(230)들은 트레이(400)의 이송방향의 가로 방향에서 상호 대향 배치되어 트레이(400)에 마련된 복수 개의 트레이 자성체(410)와 각각 연결될 수 있다. 이에, 트레이(400)는 트레이 이송유닛(230)과 트레이 자성체(410) 간에 발생되는 자력을 기반으로 공정챔버(200) 내부에서 선형 이송될 수 있다.
그리고, 차폐유닛(250)은 소스부(210)와 기판(S) 사이에 배치되어 소스부(210)로부터 기판(S)으로 제공되는 유기물질을 선택적으로 가이드한다. 예를 들어, 차폐유닛(250)은 차폐 플레이트(251) 및 차폐부(253)를 포함할 수 있다.
차폐 플레이트(251)는 기판(S)과 소스부(210) 사이에 배치된다. 차폐 플레이트(251)에는 기판(S) 상에 증착되는 유기물질이 통과되는 통과영역(251a) 및 통과영역(251a)에 인접하게 마련되어 유기물질을 차단하는 차단영역(251b)이 형성될 수 있다. 그리고, 차폐부(253)는 가이드챔버(300)로부터 제공되는 선형 구동력을 기반으로 차폐 플레이트(251)와 기판(S) 사이에 이송 가능하게 배치된다. 차폐부(253)는 트레이(400)의 이송에 따라 통과영역(251a)을 통과하는 유기물질을 선택적으로 차폐하여 유기물질이 기판(S) 외측으로 향하는 것을 저지할 수 있다.
그리고, 공정챔버(200)는 진공펌프(270)와 연결된다. 진공펌프(270)는 공정챔버(200) 내부을 배기하여 공정챔버(200) 내에 진공 분위기를 형성한다. 여기서, 진공펌프(270)로는 고진공분자 펌프(TMP: Turbo Molecular Pump) 및 드라이 펌프(Dry Pump) 등이 사용될 수 있다.
한편, 가이드챔버(300)에는 트레이 가이드유닛(310), 차폐부 이송유닛(330) 및 차폐부 가이드유닛(350)이 배치된다.
먼저, 트레이 가이드유닛(310)은 구획부(100)에 인접하게 배치될 수 있다. 트레이 가이드유닛(310)은 레일 형태로 마련되어 트레이(400) 이송방향을 따라 복수 개로 배치된다. 그리고, 트레이 가이드유닛(310)은 트레이(400)로부터 하향 연장되어 구획부(100)의 가이드슬릿(110)을 관통하는 복수 개의 트레이 가이드부재(430)와 연결된다. 여기서, 트레이 가이드유닛(310)은 트레이 가이드부재(430)에 배치되는 복수 개의 트레이 롤러(450)와 상호 선접촉하도록 마련되어 트레이(400)가 선형 가이드되도록 한다.
그리고, 차폐부 이송유닛(330)은 공정챔버(200)에 배치된 차폐부(253)를 선형 이송시킨다. 예를 들어, 차폐부 이송유닛(330)은 차폐부(253)로부터 하향 연장되어 구획부(100)의 가이드슬릿(110)을 관통하는 차폐부 이송부재(253a)와 연결된다. 여기서, 차폐부 이송유닛(330)들은 차폐부(253) 이송방향의 가로방향에서 상호 대향 배치되는 전자석으로 마련되어 차폐부 이송부재(253a)에 마련된 복수 개의 차폐부 자성체(253b)와 각각 연결될 수 있다. 이에, 차폐부(253)는 차폐부 이송유닛(330)과 차폐부 자성체(253b) 간에 발생되는 자력을 기반으로 공정챔버(200) 내에서 선형 이송된다.
그리고, 차폐부 가이드유닛(350)은 레일 형태로 마련되어 차폐부(253) 이송방향을 따라 복수 개로 배치된다. 차폐부 가이드유닛(350)은 차폐부 이송부재(253a)와 연결되어, 차폐부(253)가 차폐부 이송유닛(330)에 의해 이송될 경우 차폐부(253)의 이송을 선형 가이드할 수 있다. 여기서, 차폐부 가이드유닛(350)은 차폐부 이송부재(253a)에 배치되는 복수 개의 차폐부 롤러(253c)와 연결될 수 있다. 차폐부 가이드유닛(350)과 차폐부 롤러(253c)는 상호 선 접촉하도록 마련되어 차폐부 가이드유닛(350)과 차폐부(253) 롤러 사이에서 발생되는 파티클을 최소화할 수 있다.
그리고, 가이드챔버(300)는 배기펌프(370)와 연결된다. 배기펌프(370)는 가이드챔버(300) 내에서 발생되는 파티클을 배기하여 파티클이 가이드슬릿(110)을 통해 가이드챔버(300)로부터 공정챔버(200)로 유입되는 것을 저지할 수 있다.
한편, 구획부(100)에는 트레이 가이드부재(430) 및 차폐부 이송부재(253a)가 관통하는 가이드슬릿(110)이 형성된다. 그리고, 가이드슬릿(110)에 인접하는 영역에는 차단부(130)가 배치될 수 있다. 차단부(130)는 공정챔버(200)와 가이드챔버(300)에서 발생되는 파티클의 상호 유동을 저지할 수 있다. 이러한, 차단부(130)에 대해서는 이하 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
한편, 공정챔버(200)와 가이드챔버(300)는 상호 공간적으로 분리되어 있다. 그러나 사실 상 공정챔버(200)와 가이드챔버(300)는 트레이(400)와 트레이 가이드유닛(310)이 상호 연결되는 공간을 형성하는 가이드슬릿(110)에 의하여 실질적으로는 연통되어 있다. 그러나, 가이드슬릿(110)은 최소 폭으로 형성되어 공정챔버(200)와 가이드챔버(300) 상호 간의 파티클 교류가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 가이드슬릿(110)의 폭은 가이드챔버(300)에서 발생하는 입자의 평균 자유행로보다 작게 형성될 수 있다. 여기서, 자유행로는 파티클이 다른 입자 또는 가이드챔버(300) 내벽에 부딪쳐서 다음 충돌이 일어날 때까지 움직이는 거리를 말하고, 평균자유행로는 입자 전체에 대하여 평균한 것을 말한다.
따라서, 가이드챔버(300)의 파티클의 크기가 지름 "d"일 때 단위부피 속에 존재하는 "n"개의 파티클을 포함하는 경우 평균자유행로는 "λ" 는 다음의 수학식 1과 같이 구할 수 있다.
Figure 112013057827524-pat00001
본 실시예에서 파티클의 평균자유행로는 가이드챔버(300) 내의 진공도와 가이드챔버(300) 내에 존재하는 파티클의 크기와 숫자에 따라 달라질 수 있지만 대략 1~3cm 정도로 가이드슬릿(110)의 폭을 형성하면 공정챔버(200)와 가이드챔버(300) 사이의 파티클 교류를 차단할 수 있다.
도 4는 도 3에 표지된 A의 제 1실시예를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 제 1실시예에 따른 차단부의 변형된 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1실시예에 따른 차단부(130)는 가이드챔버(300)에서 발생될 수 있는 파티클이 가이드챔버(300)로부터 공정챔버(200)로 유동되는 것을 저지한다. 차단부(130)는 가이드슬릿(110)에 인접하는 구획부(100)의 판면으로부터 연장 형성될 수 있다. 예를 들어, 차단부(130)는 구획부(100)로부터 상향 및 하향 중 적어도 어느 한 방향으로 탈착 가능하게 연장 형성될 수 있다. 여기서, 차단부(130)는 복수 개로 마련되어 가이드슬릿(110)에 대해 상호 대향 배치될 수 있다.
차단부(130)는 가이드챔버(300)로부터 공정챔버(200)로 유입될 수 있는 파티클을 일차적으로 저지하고 공정챔버(200)와 가이드챔버(300)의 분리 영역을 확장하여, 파티클의 유동을 저지시킬 수 있다.
예를 들어, 트레이 가이드유닛(310)과 트레이 가이드부재(430) 및 차폐부 가이드유닛(350)과 차폐부 이송부재(253a)의 접촉영역에서는 파티클이 발생될 수 있다. 파티클은 배기펌프(370)에 의해 가이드챔버(300) 외측으로 배기될 수 있으나, 일부 파티클은 가이드챔버(300)에서 유동되며 가이드슬릿(110)을 통해 가이드챔버(300)로부터 공정챔버(200)로 유입될 수 있다.
여기서, 차단부(130)는 가이드슬릿(110)에 인접하게 배치되어 가이드슬릿(110)을 향하는 파티클을 일차적으로 저지하고 가이드챔버(300)와 공정챔버(200)의 분리 영역을 확장시켜 가이드챔버(300)로부터 공정챔버(200)로 유입될 수 있는 파티클의 이송을 저지한다. 한편, 차단부(130)의 자유단(130a)은 도 5에 도시된 바와 같이 구획부(100)의 판면에 대향하게 절곡될 수 있으나, 제 1실시예에 따른 차단부(130)의 형태는 도 4 및 도 5에 도시된 실시예에 한정되지 않고, 다양하게 변경 실시될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다른 실시예에 따른 차단부를 상세히 설명하도록 한다. 이하의 설명에서 상술된 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략하도록 한다. 따라서, 이하의 설명에서 상세한 설명이 생략된 구성요소에 대해서는 상술된 설명을 참조하여 이해할 수 있을 것이다.
도 6은 도 3에 표지된 A의 제 2실시예를 나타낸 사시도이다.
제 1실시예에 따른 차단부(130, 도 4 및 도 5참조)와 비교하여 제 2실시예에 따른 차단부(630)는 트레이 가이드부재(430) 및 차폐부 이송부재(253a)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제 2실시예에 따른 차단부(630)는 공정챔버(200)와 가이드챔버(300)의 각각의 영역에서 트레이 가이드부재(430) 및 차폐부 이송부재(253a)의 기립 방향의 가로 방향으로 트레이 가이드부재(430) 및 차폐부 이송부재(253a)에 결합될 수 있다.
여기서, 차단부(630)는 파티클이 가이드슬릿(110)으로 유입되는 것을 저지시킬 수 있다. 예를 들어, 파티클은 가이드챔버(300) 내부에서 유동될 수 있다. 이때, 파티클은 배기펌프(370)에 의해 가이드챔버(300) 외측으로 배기될 수 있으나, 일부 파티클은 가이드슬릿(110)을 통해 가이드챔버(300)로부터 공정챔버(200)로 유입될 수 있다. 여기서, 차단부(630)는 가이드슬릿(110)에 인접하게 배치되어 가이드슬릿(110)을 향하는 파티클을 일차적으로 저지하고, 파티클의 유입 경로를 연장하여 가이드챔버(300)로부터 공정챔버(200)로의 파티클 유입을 저지시킬 수 있다.
상기와 같이, 기판 증착장치는 기판에 대한 이송 중 발생되는 파티클이 기판에 대한 증착영역으로 유입되는 것을 억제하여 양질의 기판을 제조할 수 있는 효과가 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
10 : 챔버 100 : 구획부
110 : 가이드슬릿 130 : 차단부
200 : 공정챔버 300 : 가이드챔버
400 : 트레이

Claims (8)

  1. 기판이 안착되는 트레이;
    상기 기판에 대한 증착공정이 수행되는 공정챔버 및 상기 트레이의 선형 이송을 가이드하는 가이드유닛이 내부에 수용되며 상기 공정챔버와 상호 구획되는 가이드챔버를 갖는 챔버;
    상기 챔버 내부에 배치되어 상기 공정챔버와 상기 가이드챔버를 구획하며, 상기 트레이와 상기 가이드유닛이 상호 연결되는 공간을 형성하는 가이드 슬릿을 갖는 구획부; 및
    상기 가이드 슬릿에 인접하게 인접하도록 상기 구획부 연결되어, 상기 공정챔버와 상기 가이드챔버에서 발생되는 파티클의 상호 유동을 저지하는 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 차단부는 상기 구획부로부터 상향 및 하향 중 적어도 어느 한 방향으로 연장되어, 상기 가이드슬릿에 대해 상호 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 차단부의 자유단은 상기 구획부의 일면에 대향하게 절곡되는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 차단부는 상기 가이드 슬릿에 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 트레이는 상기 가이드슬릿을 관통하여 상기 공정챔버로부터 상기 가이드챔버로 연장되는 가이드부재를 포함하고,
    상기 차단부는 상기 공정챔버와 상기 가이드챔버의 각각의 영역에서 상기 가이드부재의 기립 방향의 가로방향으로 상기 가이드부재에 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 차단부는 상기 가이드부재에 대해 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 기판 증착장치는,
    상기 가이드유닛은 상기 가이드부재와 결합되어 상기 트레이의 선형 이동 시 상기 트레이의 평탄도를 유지시키는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 공정챔버에 연결되어 상기 공정챔버에 진공분위기를 형성하는 진공펌프; 및
    상기 가이드챔버에 연결되어 상기 가이드챔버에서 발생되는 파티클을 배기하는 배기펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 증착장치.
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