KR101513432B1 - 유기물질 증착시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기물 증착시스템에 관한 것으로서, 오엘이디를 생산하는 과정에서 패턴을 가진 다수의 유기물을 증착하는 과정에서 유기물을 증착시키는 공정챔버를 정비하거나 증발원을 교체하는 과정에서 생산에 차질이 발생하던 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로;
일정간격 이격되어 수평방향으로 연장되고 내부에는 기판을 이동시키는 제1 로봇암이 형성되는 트랜스챔버와;
양 끝단에는 제1 게이트가 형성되어 인접한 트랜스챔버를 연결하는 이송챔버(2)와;
양 끝단에 제2 게이트가 형성되어 제1 게이트의 양측에 일측이 장착된 후 인접한 트랜스챔버의 방향에서 상호 벌어지는 사선으로 연장되도록 하여 인접한 트랜스챔버의 사이에서 마름모꼴로 배치되는 공정챔버와;
두 개의 공정챔버가 만나는 지점에 형성되어 제2 게이트와 연결되고 내부에는 증발원이 장착되어 두 개의 공정챔버 중 어느 하나에 선택적으로 증발원이 진입하도록 하여 증착공정을 수행하도록 하는 제2 로봇암을 구비하는 소스챔버로 구성되되;
일측 끝단에 위치한 트랜스챔버에는 기판이 진입하는 로딩게이트가 형성되고 반대측 끝단에 형성되는 트랜스챔버에는 기판을 배출하는 배출게이트가 형성됨을 특징으로 하는 유기물질 증착시스템에 관한 것이다.

Description

유기물질 증착시스템{The organic matter evaporation system}

본 발명은 유기물 증착시스템에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 오엘이디를 생산하는 과정에서 패턴을 가진 다수의 유기물을 증착하는 과정에서 유기물을 증착시키는 공정챔버를 정비하거나 증발원을 교체하는 과정에서 생산에 차질이 발생하던 문제점을 해결하기 위하여 개발된 유기물질 증착시스템에 관한 것이다.

디스플레이 장치는 전자 및 전기 기술이 발전하고 각종 미디어문화가 발전함에 따라 급속도로 발전하고 있으며 최근에는 오엘이디 즉 유기 전계 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치는 상당히 급속도로 발전되고 있다.

오엘이디은 유기물질을 증착하는 공정을 필수적으로 수행해야하는 것으로 진공 상태의 챔버 내부에 증착될 유기물질이 담긴 증발원을 가열하여 유기물질이 증발 또는 승화하면 기판에 유기물질이 증착될 패턴을 안내하는 쉐도우 마스크에 의하여 필요한 위치에 유기물질이 증착된다.

이때 디스플레이의 크기가 커짐에 따라 증발원은 유기물질이 배출되는 배출구가 일렬로 배출되는 선형의 증발원이 기판의 일측에서 타측으로 진행하면서 증착을 이루도록 하는 구조를 가지도록 하고, 쉐도우 마스크 및 이를 장착하는 마스크 프레임도 대형화되고 있다.

문제는 각 공정챔버는 게이트에 의하여 기판이 입출입할 경우에만 개방되도록 한 후 다시 닫고 내부 환경을 맞추는 시간이 필요하며 이 경우 실제로 기판에 증발원이 통과하면서 증착작업을 하는 시간 이외에 많은 로딩 시간이 요구된다는 단점이 있다.

또한, 공정챔버를 정비할 동안이나 증발원을 교체하는 시간에는 생산 자체를 못한다는 큰 단점을 가지고 있어 생산량을 맞추기 위해서는 라인의 확충이 필요한 상황이었다.

(특허 문헌 1) 대한민국특허등록 제10-0780042-0000호 (2007년11월21일) (특허 문헌 2) 대한민국특허등록 제10-0965408-0000호 (2010년06월15일) (특허 문헌 3) 대한민국공개특허 제10-2012-0029164호 (2012년03월26일) (특허 문헌 4) 대한민국특허등록 제10-1216380-0000호 (2012년12월21일) (특허 문헌 5) 대한민국특허등록 제10-1237507-0000호 (2013년02월20일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 기판을 공정챔버에 로딩하는 시간 동안 다른 공정챔버에서 증착작업이 진행되도록 하면서, 공정챔버를 정비하거나 증발원을 교체하는 시간에도 지속적인 생산이 가능하도록 하는 유기물질 증착시스템을 개발하는 것에 있다.

또한, 일련의 증착공정을 위한 장비가 한정된 공간에서 최대한의 효율을 가질 수 있도록 배치되면서 기판에 순차적으로 증착되는 과정이 두 번 반복되는 기판을 생산할 경우에도 운반을 위한 로딩시간을 최소화하면서 생산할 수 있는 유기물질 증착시스템을 개발하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일정간격 이격되어 수평방향으로 연장되고 내부에는 기판을 이동시키는 제1 로봇암이 형성되는 트랜스챔버와;

양 끝단에는 제1 게이트가 형성되어 인접한 트랜스챔버를 연결하는 이송챔버(2)와;

양 끝단에 제2 게이트가 형성되어 제1 게이트의 양측에 일측이 장착된 후 인접한 트랜스챔버의 방향에서 상호 벌어지는 사선으로 연장되도록 하여 인접한 트랜스챔버의 사이에서 마름모꼴로 배치되는 공정챔버와;

두 개의 공정챔버가 만나는 지점에 형성되어 제2 게이트와 연결되고 내부에는 증발원이 장착되어 두 개의 공정챔버 중 어느 하나에 선택적으로 증발원이 진입하도록 하여 증착공정을 수행하도록 하는 제2 로봇암을 구비하는 소스챔버로 구성되되;

일측 끝단에 위치한 트랜스챔버에는 기판이 진입하는 로딩게이트가 형성되고 반대측 끝단에 형성되는 트랜스챔버에는 기판을 배출하는 배출게이트가 형성됨을 특징으로 한다.

아울러, 상기 트랜스챔버의 평단면은 8각형으로 형성되어, 일면에는 이송챔버가 연결되고 공정챔버는 이송챔버가 연결된 면과 인접한 면에 형성되도록 하여, 상기 소스챔버에서 만나는 두 개의 공정챔버의 각도는 상호 90도의 각도를 이루도록 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 트랜스챔버와 공정챔버와 소스챔버의 내부는 진공상태를 유지하도록 구성됨을 특징으로 한다.

아울러, 일 방향으로 연장되는 트랜스챔버의 배열은 한 쌍이 평행하게 이격되어 형성되며;

일측 끝단에 형성된 두 개의 트랜스챔버의 중앙에서 45도 경사진 방향으로 이격된 제2 트랜스챔버가 형성되고;

상기 트랜스챔버와 제2 트랜스챔버의 사이에는 두 개의 공정챔버와 이를 연결하는 소스챔버가 배치됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 트랜스챔버가 형성된 반대 끝단에 형성된 두 개의 트랜스챔버를 연결하는 제2 연결챔버가 추가로 형성되고, 하나의 트랜스챔버에는 기판이 진입하는 로딩게이트가 형성되며, 다른 트랜스챔버에는 기판을 배출하는 배출게이트가 1~5개 형성됨을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 기판에 증착작업을 하는 동안 동일한 증착작업을 진행하는 하나 이상의 공정챔버로 기판을 운반하도록 하여 생산속도를 최대한으로 이끌어낼 수 있으며, 공정챔버를 정비하거나 증발원을 교체하는 시간에도 지속적인 생산이 가능하도록 하여 생산성을 대폭 확대할 수 있는 효과가 있다.

또한, 기판의 구성에 따라 최소한의 설비 변경으로 생산이 가능하며, 작업공간을 효과적인 활용으로 장비 설치 공간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용상태도
도 6은 본 발명의 일 적용 예를 나타낸 개념도
도 7은 본 발명의 다른 적용 예를 나타낸 개념도
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 개념도

이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도로서,

일정간격 이격되어 수평방향으로 연장되고 내부에는 기판(100)을 이동시키는 제1 로봇암(11)이 형성되는 트랜스챔버(1)와;

양 끝단에는 제1 게이트(21)가 형성되어 인접한 트랜스챔버(1)를 연결하는 이송챔버(2)와;

양 끝단에 제2 게이트(31)가 형성되어 제1 게이트(21)의 양측에 일측이 장착된 후 인접한 트랜스챔버(1)의 방향에서 상호 벌어지는 사선으로 연장되도록 하여 인접한 트랜스챔버(1)의 사이에서 마름모꼴로 배치되는 공정챔버(3)와;

두 개의 공정챔버(3)가 만나는 지점에 형성되어 제2 게이트(31)와 연결되고 내부에는 증발원(200)이 장착되어 두 개의 공정챔버(3) 중 어느 하나에 선택적으로 증발원(200)이 진입하도록 하여 증착공정을 수행하도록 하는 제2 로봇암(41)을 구비하는 소스챔버(4)로 구성되되;

일측 끝단에 위치한 트랜스챔버(1)에는 기판(100)이 진입하는 로딩게이트(12)가 형성되고 반대측 끝단에 형성되는 트랜스챔버(1)에는 기판(100)을 배출하는 배출게이트(13)가 형성됨을 특징으로 하는 유기물질 증착시스템을 나타내었다.

상기 도면에서의 트랜스챔버(1)의 수는 4개를 도시하였으나 이는 단순 개념을 위해서 도시한 것일 뿐 4개에서 10개 이상까지 트랜스챔버(1)를 배열할 수도 있다.

본원의 가장 큰 특징은 양측 끝단에 기판(100)이 진입하고 배출되는 트랜스챔버(1)는 2개의 공정챔버(3)와 연결되나 나머지 트랜스챔버(1)의 경우 4개의 공정챔버(3)와 연결되는 것으로 각 공정챔버(3)는 마름모의 형상으로 연속되는 구조를 가지고 있다.

이때 인접한 트랜스챔버(1)의 사이에 형성되는 소스챔버(4)는 2개이며 같은유기물질이 증착되도록 할 수 있고 다른 유기물질이 증착되도록 할 수도 있는 것이다.

이에 본원은 일반적으로 기판(100)을 공정챔버(3)에 장착하는 시간과 증착공정이 완료된 기판(100)을 공정챔버(3)에서 꺼내는 시간은 상당한 시간이 소모되는 것으로 이 시간 동안 공정챔버(3)에서 연속적으로 증착작업이 이루어지지 않는다는 문제점을 해결할 수 있는 것이다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용상태도로서, 도 2와 같이 좌측하부의 공정챔버(3)에 기판(100)을 장착한 후 증발원(200)에 의하여 증착작업이 진행되는 동안 로봇암(11)은 다양한 움직임이 가능하다.

즉 상하 소스챔버(4)의 증발원(200)이 동일하고 동일한 증착작업이 이루어질 경우 좌측 상단의 공정챔버(3)에서 기판(100)을 꺼낸 후 이송챔버(2)로 이동시키는 동작, 로딩게이트(12)에서 기판(100)을 픽업하여 좌측 상단의 공정챔버(3)에 기판(100)을 삽입하는 동작이 가능하게 된다.

이는 인접한 트랜스챔버(1)의 로봇암(11)의 경우에도 작동을 하게 되면 증착공정에 소모되는 시간, 제2 게이트(31)가 열리면서 기판(100)이 삽입되거나 인출된 후 고진공상태가 깨질 경우 다시 고진공 상태로 만들기 위하여 소모되는 시간에 기판(100)을 이송하고 장착하며 인출하는 작동을 하도록 하여 보다 효율적인 생산이 가능하도록 하는 것이다.

특히 공정챔버(3)의 고진공 상태를 회복하는 시간에 소스챔버(4)에서는 대기 중인 다른 공정챔버(3)에서 증착작업을 수행할 수 있도록 하여 최적의 생산효율을 얻을 수 있게 되는 것이다.

이때 상하 소스챔버(4)의 증발원(200)이 서로 다를 경우 좌측 하단의 공정챔버(3)에서 증착작업이 완료된 기판은 바로 좌측 상단 또는 이송챔버(2)를 거쳐 우측 상단의 고정챔버(3)에서 작업을 하도록 하고, 그 사이의 시간 간격이 있을 경우 로딩된 기판(100)을 바로 이송챔버(2)를 거쳐 우측 하단의 고정챔버(3)에서 작업을 할 수 있도록 하여 역시 최적의 공정을 이끌어 낼 수 있는 것이다.

때문에 본원에서의 증착과정은 기판(100)의 로딩에 의한 시간 손실을 최소화하여 생산성을 극대화할 수 있는 방안이 될 것이며, 공정챔버(3)에 정비가 필요할 경우에도 또는 소스챔버(4)의 증발원(200)을 충진하는 작업을 해도 지속적인 생산이 계속되어 생산이 멈추는 경우는 발생하지 않게 된다.

도 6은 본 발명의 일 적용 예를 나타낸 개념도이고, 도 7은 본 발명의 다른 적용 예를 나타낸 개념도로서, 이러한 공정은 도 6과 같이 일측에서 기판(100)이 로딩된 후 반대측에서 기판(100)이 배출되어 공정이 완료되도록 할 수도 있으며, 이송챔버(2)의 이송방향이 순방향과 역방향이 가능하도록 하여 일측의 트랜스챔버(1)에서 기판이 로딩되고 완료된 기판이 배출되도록 하는 구조를 가지도록 할 수 도 있다.

이때 본원은 상기 트랜스챔버(1)의 평단면은 8각형으로 형성되어, 일면에는 이송챔버(2)가 연결되고 공정챔버(3)는 이송챔버(2)가 연결된 면과 인접한 면에 형성되도록 하여, 상기 소스챔버(4)에서 만나는 두 개의 공정챔버(3)의 각도는 상호 90도의 각도를 이루도록 구성됨을 특징으로 하는 실시 예를 추가로 제시하였다.

이는 연이은 사슬구조로 배치하여 여러 단계의 증착공정을 연속적으로 기판(100)의 로딩 시간을 줄이면서 수행할 수 있도록 하는 바람직한 형상이라고 할 수 있는 것이다.

또 고진공의 유지가 원활하도록 상기 트랜스챔버(1)와 공정챔버(3)와 소스챔버(4)의 내부는 진공상태를 유지하도록 구성됨이 바람직하다.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 개념도로서, 일 방향으로 연장되는 트랜스챔버(1)의 배열은 한 쌍이 평행하게 이격되어 형성되며;

일측 끝단에 형성된 두 개의 트랜스챔버(1)의 중앙에서 45도 경사진 방향으로 이격된 제2 트랜스챔버(1a)가 형성되고;

상기 트랜스챔버(1)와 제2 트랜스챔버(1a)의 사이에는 두 개의 공정챔버(3)와 이를 연결하는 소스챔버(4)가 배치됨을 특징으로 하는 실시 예를 나타내었다.

상기 실시 예는 한정된 공간에 효율적으로 활용하기 위해서 길게 연장된 형상이 아닌 길이가 축소되고 폭이 넓어진 형태를 이루도록 하는 일 예를 나타낸 것이다.

또한 본원에서는 상기 제2 트랜스챔버(1a)가 형성된 반대 끝단에 형성된 두 개의 트랜스챔버(1)를 연결하는 제2 연결챔버(5)가 추가로 형성되고, 하나의 트랜스챔버(1)에는 기판(100)이 진입하는 로딩게이트(12)가 형성되며, 다른 트랜스챔버(1)에는 기판(100)을 배출하는 배출게이트(13)가 1~5개 형성됨을 특징으로 하는 실시 예를 제시하였다.

상기 실시 예는 오엘이디의 종류에 따라 동일한 순서의 증착작업이 2회 이상 반복해야하는 경우가 있으며 이 경우 본원과 같은 순환구조를 채택하면 다시 반복해서 기판(100)에 증착작업을 하도록 하는 것이 용이하다.

1 : 트랜스챔버
1a : 제2 트랜스챔버 11 : 제1 로봇암
12 : 로딩게이트 13 : 배출게이트
2 : 이송챔버
21 : 제1 게이트
3 : 공정챔버
31 : 제2 게이트
4 : 소스챔버
41 : 제2 로봇암
5 : 제2 연결챔버
100 : 기판
200 : 증발원

Claims (5)

1. 일정간격 이격되어 수평방향으로 연장되고 내부에는 기판(100)을 이동시키는 제1 로봇암(11)이 형성되는 트랜스챔버(1)와;
   양 끝단에는 제1 게이트(21)가 형성되어 인접한 트랜스챔버(1)를 연결하는 이송챔버(2)와;
   양 끝단에 제2 게이트(31)가 형성되어 제1 게이트(21)의 양측에 일측이 장착된 후 인접한 트랜스챔버(1)의 방향에서 상호 벌어지는 사선으로 연장되도록 하여 인접한 트랜스챔버(1)의 사이에서 마름모꼴로 배치되는 공정챔버(3)와;
   두 개의 공정챔버(3)가 만나는 지점에 형성되어 제2 게이트(31)와 연결되고 내부에는 증발원(200)이 장착되어 두 개의 공정챔버(3) 중 어느 하나에 선택적으로 증발원(200)이 진입하도록 하여 증착공정을 수행하도록 하는 제2 로봇암(41)을 구비하는 소스챔버(4)로 구성되되;
   일측 끝단에 위치한 트랜스챔버(1)에는 기판(100)이 진입하는 로딩게이트(12)가 형성되고 반대측 끝단에 형성되는 트랜스챔버(1)에는 기판(100)을 배출하는 배출게이트(13)가 형성됨을 특징으로 하는 유기물질 증착시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 트랜스챔버(1)의 평단면은 8각형으로 형성되어, 일면에는 이송챔버(2)가 연결되고 공정챔버(3)는 이송챔버(2)가 연결된 면과 인접한 면에 형성되도록 하여, 상기 소스챔버(4)에서 만나는 두 개의 공정챔버(3)의 각도는 상호 90도의 각도를 이루도록 구성됨을 특징으로 하는 유기물 증착시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 트랜스챔버(1)와 공정챔버(3)와 소스챔버(4)의 내부는 진공상태를 유지하도록 구성됨을 특징으로 하는 유기물 증착시스템.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 일 방향으로 연장되는 트랜스챔버(1)의 배열은 한 쌍이 평행하게 이격되어 형성되며;
   일측 끝단에 형성된 두 개의 트랜스챔버(1)의 중앙에서 45도 경사진 방향으로 이격된 제2 트랜스챔버(1a)가 형성되고;
   상기 트랜스챔버(1)와 제2 트랜스챔버(1a)의 사이에는 두 개의 공정챔버(3)와 이를 연결하는 소스챔버(4)가 배치됨을 특징으로 하는 유기물 증착시스템.
5. 제 4항에 있어서, 상기 제2 트랜스챔버(1a)가 형성된 반대 끝단에 형성된 두 개의 트랜스챔버(1)를 연결하는 제2 연결챔버(5)가 추가로 형성되고, 하나의 트랜스챔버(1)에는 기판(100)이 진입하는 로딩게이트(12)가 형성되며, 다른 트랜스챔버(1)에는 기판(100)을 배출하는 배출게이트(13)가 1~5개 형성됨을 특징으로 하는 유기물질 증착시스템.

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