KR101514209B1 - 박막 증착장치 - Google Patents

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Abstract

박막 증착장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치는, 기판에 대한 증착공정이 수행되는 공정챔버; 공정챔버의 내부에 마련되되, 기판을 이송하는 기판 이송유닛; 및 공정챔버의 내부에 마련되되, 기판이 이송되는 방향으로 인라인되게 배치되어 기판에 증착물질을 제공하는 복수의 소스 어셈블리를 포함하며, 기판 이송유닛은, 기판을 지지하되, 복수의 소스 어셈블리 방향으로 이송되는 기판 캐리어; 및 기판 캐리어의 테두리부에 마련되되, 복수의 소스 어셈블리에서 제공되는 증착물질이 증착영역 이외의 영역에 증착되는 것을 방지하는 제1 쉴드부를 포함한다.

Description

박막 증착장치{THIN LAYERS DEPOSITION APPARATUS}
본 발명은, 박막 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 증착물질에 의해 공정챔버의 내부가 오염되는 것을 방지할 수 있는 박막 증착장치에 관한 것이다.
정보 통신 기술의 비약적인 발전과 시장의 팽창에 따라 디스플레이 소자로 평판표시소자(Flat Panel Display)가 각광 받고 있다.
이러한 평판표시소자에는 액정 표시소자(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel), 유기전계 발광소자(Organic Light Emitting Diodes) 등이 있다.
이 중에서 유기전계 발광소자는, 예컨대 OLED는 빠른 응답속도, 기존의 LCD보다 낮은 소비 전력, 경량성, 별도의 백라이트(back light) 장치가 필요 없어서 초박형으로 만들 수 있는 점, 고휘도 등의 매우 좋은 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 소자로 각광받고 있다.
이러한 유기전계 발광소자는 기판 위에 양극 막, 유기 박막, 음극 막을 순서대로 증착하고, 양극과 음극 사이에 전압을 걸어줌으로써 에너지의 차이가 유기 박막에 형성되어 스스로 발광하는 원리이다.
다시 말해, 주입되는 전자와 정공(hole)이 재결합하며, 남는 여기 에너지가 빛으로 발생되는 것이다. 이때 유기 물질의 도펀트의 양에 따라 발생하는 빛의 파장을 조절할 수 있으므로 풀 칼라(full color)의 구현이 가능하다.
도 1은 유기전계 발광소자의 구조도이다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 유기전계 발광소자는 기판 상에 애노드(anode), 정공 주입층(hole injection layer), 정공 운송층(hole transfer layer), 발광층(emitting layer), 전자 운송층(electron transfer layer), 전자 주입층(electron injection layer), 캐소드(cathode) 등의 막이 순서대로 적층되어 형성된다.
여기서, 애노드는 면 저항이 작고 투과성이 좋은 ITO(Indium Tin Oxide)가 주로 사용되고, 유기 박막은 발광 효율을 높이기 위하여 정공 주입층, 정공 운송층, 발광층, 전자 운송층, 전자 주입층의 다층으로 구성되며, 발광층으로 사용되는 유기물질은 Alq3, TPD, PBD, m-MTDATA, TCTA 등이 사용된다. 그리고, 캐소드는 LiF-Al 금속막이 사용된다.
그리고, 유기 박막이 공기 중의 수분과 산소에 매우 약하므로 소자의 수명(life time)을 증가시키기 위해 봉합하는 봉지막이 최상부에 형성된다.
한편, 도 1에서 도시한 바와 같이, 유기전계 발광소자는 구동 시 정공이 애노드로부터 발광층으로 주입되고, 전자는 캐소드로부터 발광층으로 주입된다.
발광층으로 주입된 정공과 전자는 결합하여 엑시톤(exciton)을 생성하고, 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 전이하면서 빛을 방출하게 된다.
이러한 유기전계 발광소자는 구현하는 색상에 따라 단색 또는 풀 칼라(full color) 유기전계 발광소자로 구분된다.
한편, 유기전계 발광소자는, 유기막 특히, 발광층을 이루는 물질에 따라서 고분자 유기발광소자와 저분자 유기발광소자로 나누어질 수 있다.
풀 칼라(full color)를 구현하기 위해서는 발광층을 패터닝해야 하는데, 대형 OLED를 제작하는 방식으로는 FMM(Fine Metal Mask, 이하 마스크라 함)을 이용한 직접 패터닝 방식과 LITI(Laser Induced Thermal Imaging) 공법을 적용한 방식, 컬러 필터(color filter)를 이용하는 방식 등이 있다.
마스크 방식을 적용하여 대형 OLED를 제작하는 경우에는 공정챔버 내부에 기판과 패터닝(patterning)된 마스크를 수평으로 배치시킨 후에 마스크를 향해 증착물질을 분사하여 기판에 증착물질을 증착시키는 수평식 상향 증착공법이 널리 적용되고 있다.
수평식 상향 증착공법은, 공정챔버의 바닥면에 대해 수평으로 배치된 기판과 마스크를 상호 얼라인한 후 합착시켜 수평상태에서 대형기판에 유기물을 증착하는 방법이다.
그러나, 기판에 대한 증착 공정 시 증착물질은 기판의 증착영역에만 증착되는 것이 아니라, 증착장치의 구조적인 한계로 인해 불필요한 영역, 특히 공정챔버 내부로 비산되어 공정챔버의 내벽에 부착되거나, 기판을 이송하는 이송유닛 등에 부착되어 오염시키는 문제점이 있다.
따라서, 종래에는 공정챔버의 내벽 등에 방착판을 설치하고 방착판을 주기적으로 교체하였으나, 방착판 교체 시 공정챔버의 진공상태를 파괴하고 공정챔버의 내벽 등에 새로운 방착판을 설치하여야 하므로 방착판 교체에 따른 많은 시간과 인력이 소요되어 유지보수 및 작업 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
[문헌1] 대한민국 공개특허 제10-2012-0077382호(2012.07.10 공개)
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 증착물질이 증착되는 영역을 제한하여 증착물질에 의해 공정챔버의 내부가 오염되는 것을 방지할 수 있는 박막 증착장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 대한 증착공정이 수행되는 공정챔버; 상기 공정챔버의 내부에 마련되되, 상기 기판을 이송하는 기판 이송유닛; 및 상기 공정챔버의 내부에 마련되되, 상기 기판이 이송되는 방향으로 인라인(in-line)되게 배치되어 상기 기판에 증착물질을 제공하는 복수의 소스 어셈블리를 포함하며, 상기 기판 이송유닛은, 상기 기판을 지지하되, 상기 복수의 소스 어셈블리 방향으로 이송되는 기판 캐리어; 및 상기 기판 캐리어의 테두리부에 마련되되, 상기 복수의 소스 어셈블리에서 제공되는 증착물질이 증착영역 이외의 영역에 증착되는 것을 방지하는 제1 쉴드부를 포함하는 박막 증착장치가 제공될 수 있다.
상기 제1 쉴드부는, 상기 기판 캐리어의 이송방향인 전후방에서 연장되어 길게 형성될 수 있다.
상기 기판 캐리어가 상기 복수의 소스 어셈블리 중 하나의 소스 어셈블리의 상부에 위치한 경우에, 상기 제1 쉴드부는 상기 기판 캐리어의 전후방에서 길게 연장되게 형성되어 상기 기판 캐리어의 하부에 위치한 하나의 소스 어셈블리에 인접한 다른 소스 어셈블리의 상부에 배치될 수 있다.
상기 제1 쉴드부는, 끝단부가 내측으로 절곡되게 형성된 절곡부를 포함할 수 있다.
상기 기판 이송유닛은, 상기 기판 캐리어가 안착되되, 상기 복수의 소스 어셈블리 방향으로 길게 배치되어 상기 기판 캐리어를 상기 복수의 소스 어셈블리 방향으로 이송하는 캐리어 이송부를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 소스 어셈블리 각각은, 상기 기판에 증착물질을 제공하는 소스(source); 상기 소스가 내재되되, 상기 기판 방향으로 개구부가 형성되며 상기 기판에 대한 증착물질의 증착영역을 제한하는 본체부; 및 상기 개구부 측 테두리부에 마련되되, 상기 제1 쉴드부와 상하방향으로 상호 겹치도록 배치된 제2 쉴드부를 포함할 수 있다.
상기 제2 쉴드부는, 상기 개구부의 테두리부에서 상기 제1 쉴드부 방향으로 연장되어 길게 형성될 수 있다.
상기 제2 쉴드부는, 상기 절곡부와 상하방향으로 상호 겹치도록 상기 절곡부의 하부에 배치될 수 있다.
상기 제2 쉴드부는, 상기 절곡부와 상하방향으로 상호 겹치도록 상기 기판 캐리어와 상기 절곡부 사이에 삽입될 수 있다.
상기 본체부에 인접하게 마련되되, 상기 기판의 이송에 연동하여 상기 개구부를 슬라이딩 개폐하는 슬라이딩 셔터를 더 포함할 수 있다.
상기 슬라이딩 셔터는, 상기 본체부에 설치되어 상기 기판 캐리어의 이송에 따른 상기 제1 쉴드부의 접근을 감지하는 감지센서; 및 상기 본체부에 인접하게 마련되되, 상기 기판 캐리어의 전방에 위치한 상기 제1 쉴드부가 상기 본체부에 접근함에 따라 상기 개구부를 개방하고 상기 기판 캐리어의 후방에 위치한 상기 제1 쉴드부가 상기 본체부에 접근함에 따라 상기 개구부를 폐쇄하는 슬라이딩 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 슬라이딩 셔터는, 상기 본체부에 인접하게 마련되되, 상기 슬라이딩 플레이트가 상기 개구부를 개폐하도록 상기 슬라이딩 플레이트를 이송하는 플레이트 이송부를 더 포함할 수 있다.
상기 공정챔버의 양측부에는, 상기 기판 캐리어를 임시보관하되, 상기 기판 캐리어의 이송 전 및 이송 후 상기 제1 쉴드부가 상기 복수의 소스 어셈블리의 상부에 위치되는 것을 방지하도록 버퍼공간이 마련될 수 있다.
상기 기판은, 유기전계 발광소자(Organic Light Emitting Display Diodes)용 기판일 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 증착물질이 공정챔버의 내부로 비산되는 것을 방지하도록 기판 캐리어의 테두리부에 제1 쉴드부를 마련함으로써, 증착물질에 의해 공정챔버의 내부가 오염되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 유기전계 발광소자의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치를 개략적으로 나타내는 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송유닛을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A에서 바라본 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 셔터의 동작 전후를 나타내는 동작 상태도이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치를 이용한 증착공정을 개략적으로 나타내는 동작 상태도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하에서 설명될 기판은, 유기전계 발광소자(Organic Light Emitting Diodes) 등과 같은 평판 표시소자에 사용되는 기판을 포함한다..
본 실시예에서는 기판을 수평되게 배치하고, 기판의 하부에서 증착물질을 분사하여 기판에 대한 증착공정을 수행하는 수평식 상향 증착방식이 적용되나, 이에 한정되지 않고, 기판을 수직되게 혹은 비스듬히 경사지게 세워서 배치한 후 증착물질을 증착하는 수직식 증착방식이 적용되는 경우에도 본 발명의 권리범위가 적용될 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치를 개략적으로 나타내는 구조도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송유닛을 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A에서 바라본 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 어셈블리를 나타내는 사시도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 셔터의 동작 전후를 나타내는 동작 상태도이다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치는, 기판(G)에 대한 증착공정이 수행되는 공정챔버(100)와, 공정챔버(100)의 내부에 마련되되 기판(G)을 이송하는 기판 이송유닛(200)과, 공정챔버(100)의 내부에 마련되되 기판(G)이 이송되는 방향으로 인라인(in-line)되게 배치되어 기판(G)에 증착물질을 제공하는 복수의 소스 어셈블리(300)와, 소스 어셈블리(300)에 인접하게 마련되되 기판(G)의 이송에 연동하여 증착물질이 분사되는 소스 어셈블리(300)의 개구부(331)를 개폐하는 슬라이딩 셔터(400)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 공정챔버(100)는 기판(G)에 대한 증착물질을 증착하는 증착공정이 진행되는 공간을 형성한다.
증착공정이 진행되는 동안, 공정챔버(100)의 내부는 기판(G)에 대한 증착공정이 신뢰성 있게 진행될 수 있도록 진공상태를 유지한다.
이를 위해, 공정챔버(100)의 일측에는 공정챔버(100)의 내부를 진공분위기로 유지하기 위한 진공모듈(미도시)이 설치될 수 있다.
진공모듈은 도시되지는 않았으나, 진공배관들을 통해 공정챔버(100)와 연결될 수 있으며, 진공펌프, 압력센서, 압력 조절밸브 등을 포함한다.
그리고, 공정챔버(100)의 일측에는 기판(G) 또는 기판(G)이 안착된 기판 캐리어(210)가 반입되는 유입구(미도시)와, 공정챔버(100)의 내부에 반입된 기판(G) 또는 기판 캐리어(210)가 외부로 반출되는 유출구(미도시)가 설치된다. 그리고, 유입구 및 유출구에는 게이트 밸브(미도시)가 각각 설치되어 유입구 및 유출구를 개폐한다.
본 실시예에서 공정챔버(100)의 내부로 반입된 기판(G)은, 기판 캐리어(210)에 안착된 후 후술할 공정챔버(100)의 내부에 인라인되게 배치된 복수의 소스 어셈블리(300) 방향으로 이송된다.
즉, 기판(G)이 복수의 소스 어셈블리(300)를 따라 이송되는 동안, 복수의 소스 어셈블리(300)에서 이송되는 기판(G)에 증착물질을 분사함으로써, 기판(G)에 대한 증착공정이 이뤄진다.
따라서, 본 실시예에서는 공정챔버(100)의 내부에서 복수의 소스 어셈블리(300) 방향으로 기판(G)을 이송하기 위한 기판 이송유닛(200)이 마련된다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 기판 이송유닛(200)은, 기판(G)을 지지하되 복수의 소스 어셈블리(300) 방향으로 이송되는 기판 캐리어(210)와, 기판 캐리어(210)가 안착되되 복수의 소스 어셈블리(300) 방향으로 길게 배치되어 기판 캐리어(210)를 복수의 소스 어셈블리(300) 방향으로 이송하는 캐리어 이송부(250)와, 기판 캐리어(210)의 테두리부에 마련되되 복수의 소스 어셈블리(300)에서 제공되는 증착물질이 증착영역 이외의 영역에 증착되는 것을 방지하는 제1 쉴드부(230)를 포함한다.
본 실시예에서 기판(G)은 기판 캐리어(210)의 상부에 안착되어 지지되며, 기판 캐리어(210)에는 하부에 배치된 복수의 소스 어셈블리(300)로부터 제공되는 증착물질이 기판(G)에 도달될 수 있도록 관통홀(211)이 형성된다.
그리고, 기판(G)과 기판 캐리어(210)의 상면 사이 또는 기판 캐리어(210)의 관통홀(211)이 형성된 하부에 마스크(M)가 부착될 수 있다.
그리고, 기판 캐리어(210)는 캐리어 이송부(250)에 의해 인라인되게 배치된 복수의 소스 어셈블리(300)의 상부를 따라 이송된다.
캐리어 이송부(250)는 기판 캐리어(210)와 직접적으로 접촉하여 기판 캐리어(210)를 지지하되 기판 캐리어(210)를 이송하는 역할을 한다.
본 실시예에서 캐리어 이송부(250)는, 인라인되게 배치된 복수의 소스 어셈블리(300)의 상부에 배치되되 복수의 소스 어셈블리(300) 방향으로 길게 배치된 LM 가이드 레일(251)과, 일측이 기판 캐리어(210)에 연결되되 LM 가이드 레일(251)을 따라 이송되는 LM 블록(253)과, LM 블록(253)을 LM 가이드 레일(251)을 따라 이송시키는 LM 구동부(미도시)를 포함한다.
또한, 도시되지는 않았으나, 캐리어 이송부(250)는, 기판 캐리어(210)가 안착되되 복수의 소스 어셈블리(300) 방향으로 상호 이격되게 배치되어 기판 캐리어(210)를 복수의 소스 어셈블리(300) 방향으로 이송하는 복수의 회전체(미도시)와, 복수의 회전체 중 적어도 어느 하나에 연결되어 회전력을 제공하는 회전체 구동부(미도시)를 포함한다.
복수의 회전체는 공정챔버(100)의 내부에 배치되고, 기판 캐리어(210)와 직접적으로 접촉하여 기판 캐리어(210)를 지지하되 그 자체가 회전함에 따라 기판 캐리어(210)를 이송하는 역할을 한다.
그리고, 회전체는 롤러 타입(roller type)으로 기판 캐리어(210)의 양측부가 안착되는 이송롤러(미도시)로 구성될 수 있다.
즉, 이송롤러인 회전체가 복수의 소스 어셈블리(300) 방향을 따라 소정간격 이격되고 상호 평행되게 배치된다.
그리고, 이송롤러의 외주면에는 기판 캐리어(210)가 미끄러지는 것을 개선하기 위해 마찰계수가 높은 재질의 띠(미도시)를 설치할 수 있다. 이러한 띠는 기판 캐리어(210)와의 마찰력을 증대시켜 기판 캐리어(210)의 미끄러짐을 개선할 수 있다.
그리고, 회전체 구동부는 회전체에 회전력을 전달하는 역할을 하다.
회전체 구동부는 복수의 회전체 중 적어도 어느 하나에 연결되어 회전력을 제공하는 구동모터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 회전체를 회전시켜 기판 캐리어(210)를 복수의 소스 어셈블리(300) 방향으로 이송할 수 있는 것이면 어느 것이든 사용가능하다.
상기와 같이, 기판(G)이 안착된 기판 캐리어(210)는 캐리어 이송부(250)에 의해 복수의 소스 어셈블리(300) 방향으로 이송되며, 기판(G)이 이송되는 동안 복수의 소스 어셈블리(300)에서 증착물질이 분사되어 기판(G)에 박막을 증착하게 된다.
이러한, 박막 증착과정에서 복수의 소스 어셈블리(300)에서 분사되는 증착물질이 기판(G) 또는 기판 캐리어(210)의 일부영역인 증착영역 이외에 공정챔버(100)의 내벽 등에 쌓이게 되고, 이렇게 쌓인 증착물질이 공정챔버(100)의 내벽 등에서 떨어져 파티클(particle)을 이루게 되는 경우에 이러한 파티클이 증착과정에서 비산되어 박막의 품질에 나쁜 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 증착물질이 증착영역 이외에 증착되는 것을 방지하고자 기판 캐리어(210)에 제1 쉴드부(Shield,230)를 마련한다.
제1 쉴드부(230)는, 증착물질이 기판(G) 등의 증착영역 이외의 영역, 예컨대 공정챔버(100)의 내벽 등에 증착되는 것을 방지하는 역할을 한다.
제1 쉴드부(230)는 기판 캐리어(210)의 테두리부에서 연장되게 형성될 수 있으며, 특히 기판 캐리어(210)의 이송방향인 전후방에서 이송방향으로 길게 형성될 수 있다.
본 실시예에서 기판 캐리어(210)는 하나의 소스 어셈블리(300)에서 인접한 다른 소스 어셈블리(300)로 이송되므로, 기판 캐리어(210)가 인접한 다른 소스 어셈블리(300)에 접근하는 경우에 다른 소스 어셈블리(300)에서는 기판(G)에 박막을 증착할 수 있도록 후술할 소스(310)가 내재된 본체부(330)의 개구부(331)를 개방한다.
그러므로, 인접한 다른 소스 어셈블리(300)에서 증착물질이 공정챔버(100)의 내부로 분사되어 공정챔버(100)의 내벽 등에 증착될 수 있는 바, 제1 쉴드부(230)는 기판 캐리어(210)가 복수의 소스 어셈블리(300) 중 어느 하나의 상부에 위치한 경우에, 인접한 다른 소스 어셈블리(300)의 개구부(331)를 덮을 수 있도록 기판 캐리어(210)의 전후방에서 길게 연장되게 형성된다.
즉, 본 실시예에서는, 기판 캐리어(210) 및 기판 캐리어(210)의 전후방에서 길게 연장되게 형성된 제1 쉴드부(230)는, 기판 캐리어(210)의 이송방향으로 연속적으로 배치된 3개의 소스 어셈블리(300)의 상부, 특히 소스(310)가 내재된 본체부(330)의 개구부(331)를 덮을 수 있는 길이를 갖는다.
그리고, 도 4에서 도시한 바와 같이, 제1 쉴드부(230)는, 폭방향 끝단부에서 내측으로 절곡되게 형성된 절곡부(235)를 포함한다.
구체적으로, 절곡부(235)는 제1 쉴드부(230)의 기판 캐리어(210)의 이송방향과 교차되는 방향에 위치한 끝단부에서 소스 어셈블리(300) 방향인 내측으로 절곡되게 형성된다.
이는, 소스 어셈블리(300)에서 분사된 증착물질이 기판(G) 또는 기판 캐리어(210) 등에 부딪힌 후 기판 캐리어(210)의 하면과 절곡부(235) 사이에 포집되어 공정챔버(100)의 바닥면으로 낙하되는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 증착과정에서 증착물질로 인해 제1 쉴드부(230)가 오염되는 경우에 제1 쉴드부(230)만을 간단히 교체할 수 있으므로, 종전처럼 공정챔버(100)의 내벽에 부착된 방착판을 교체하는 데 따른 노력과 시간을 줄일 수 있어 유지보수 비용을 절감할 수 있으며 아울러 작업 생산성을 향상시킬 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 복수의 소스 어셈블리(300)에서 분사되는 증착물질이 증착영역 이외의 공정챔버(100)의 내벽 등에 증착되는 것을 방지하기 위해 기판 캐리어(210)의 테두리부, 특히 기판 캐리어(210)의 전후방에 제1 쉴드부(230)가 설치되는 경우, 공정챔버(100)의 양측부에는 증착공정을 수행하기 전 및 증착공정을 수행한 후 즉, 기판 캐리어(210)를 복수의 소스 어셈블리(300)를 따라 이송하기 전 및 이송한 후에 기판 캐리어(210)를 임시보관하는 버퍼공간(110)이 마련된다.
버퍼공간(110)은 공정챔버(100)의 양측부에서 외측으로 돌출되게 마련될 수 있으며, 기판 캐리어(210) 및 기판 캐리어(210)의 전후방에 위치한 제1 쉴드부(230)가 수용될 수 있는 크기를 갖는다.
한편, 기판 캐리어(210)에 의해 기판(G)은 복수의 소스 어셈블리(300) 상부로 이송되면서 표면에 박막이 증착된다.
도 5를 참조하면, 소스 어셈블리(300)는 기판(G)에 박막을 형성하도록 증착물질을 제공하는 소스(source,310)와, 소스(310)가 내재되되 기판(G) 방향으로 개구부(331)가 형성되며 기판(G)에 대한 증착물질의 증착영역을 제한하는 본체부(330)와, 개구부(331) 측 테두리부에 마련되되 제1 쉴드부(230)와 상하방향으로 상호 겹치도록 배치된 제2 쉴드부(350)를 포함한다.
소스(310)에는 증착물질이 증기형태로 기판(G)에 분사되도록 진공펌프(미도시)가 연결된다. 여기서, 진공펌프는 터보펌프일 수 있다.
그리고, 진공펌프의 후방에는 공정챔버(100)의 내부에서 증착되지 않은 물질을 외부로 배출할 때 필터링할 수 있도록 필터부재(미도시)가 연결된다.
그리고, 본체부(330)는 소스 어셈블리(300)의 외관을 형성하는 부분으로서, 본체부(330)의 내부에 소스(310)가 수용된다.
또한, 본체부(330)는 소스(310)를 감싸도록 배치되므로, 기판(G)에 대한 증착물질의 증착영역을 제한하는 역할을 한다.
즉, 본체부(330)에 기판(G)방향으로 형성된 개구부(331)를 통해 증착물질이 분사되는 경우에 개구부(331)의 크기에 의해 증착물질이 분사되는 각도가 제한된다.
그리고, 본체부(330)의 개구부(331) 측 테두리부에 제2 쉴드부(350)가 마련되는데, 제2 쉴드부(350)는 전술한 제1 쉴드부(230)와 더불어 증착물질이 기판(G) 등의 증착영역 이외의 영역, 예컨대 공정챔버(100)의 내벽 등에 증착되는 것을 방지하는 역할을 한다.
본 실시예에서는 제2 쉴드부(350)가 제1 쉴드부(230)와 상하방향으로 상호 겹치도록, 개구부(331) 측 테두리부에서 제1 쉴드부(230) 방향으로 연장되어 길게 형성된다.
즉, 제2 쉴드부(350)는 제1 쉴드부(230)의 절곡부(235)와 상하방향으로 상호 겹치도록 절곡부(235)의 하부에 인접하게 배치되거나, 도시되지는 않았으나 기판 캐리어(210)와 절곡부(235) 사이에 삽입될 수 있다.
이는, 본체부(330)의 개구부(331)를 통해 분사된 증착물질이 기판(G) 등의 증착영역에 부딪힌 후 하방으로 낙하되는 경우에, 증착물질이 제2 쉴드부(350)와 제1 쉴드부(230)의 상면에 포집되어 공정챔버(100)의 바닥면으로 낙하되는 것을 방지하기 위함이다.
한편, 본 실시예에 따른 박막 증착장치는, 이송되는 기판(G)에 증착물질을 분사하여 박막을 형성하므로, 기판(G)의 이송에 연동하여 소스 어셈블리(300)에서 분사되는 증착물질을 제어할 수 있는 슬라이딩 셔터(400)가 마련된다.
슬라이딩 셔터(400)는, 기판(G)의 이송에 연동하여 본체부(330)의 개구부(331)를 슬라이딩 개폐함으로써 기판(G)에 대한 증착물질의 분사를 제어하는 역할을 한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 슬라이딩 셔터(400)는, 본체부(330)에 설치되어 기판 캐리어(210)의 이송에 따른 제1 쉴드부(230)의 접근을 감지하는 감지센서(미도시)와, 본체부(330)에 인접하게 마련되되 기판 캐리어(210)의 전방에 위치한 제1 쉴드부(230)가 본체부(330)에 접근함에 따라 개구부(331)를 개방하고 기판 캐리어(210)의 후방에 위치한 제1 쉴드부(230)가 본체부(330)에 접근함에 따라 개구부(331)를 폐쇄하는 슬라이딩 플레이트(410)와, 본체부(330)에 인접하게 마련되되 슬라이딩 플레이트(410)가 개구부(331)를 개폐하도록 슬라이딩 플레이트(410)를 이송하는 플레이트 이송부(430)를 포함한다.
감지센서는 특히 기판 캐리어(210)의 전방에 배치된 제1 쉴드부(230)가 본체부(330)의 상부로 접근하거나, 본체부(330)의 상부에서 멀어지는 것을 감지하는 역할을 한다.
이는, 제1 쉴드부(230)가 본체부(330)에 접근하는 경우에 본체부(330)의 개구부(331)를 개방하고, 제1 쉴드부(230)가 본체부(330)에서 멀어지는 경우에 본체부(330)의 개구부(331)를 폐쇄하여 증착물질의 분사를 제어하기 위함이다.
본 실시예에서 감지센서는 본체부(330)에 설치되어 제1 쉴드부(230)의 접근 및 이격을 감지할 수 있는 것이면 어느 것이든 사용가능하다.
그리고, 슬라이딩 플레이트(410)는 기판 캐리어(210)의 전후방에 위치한 제1 쉴드부(230)가 본체부(330)에 접근함에 따라 개구부(331)를 개방 및 폐쇄하는 역할을 하며, 플레이트 이송부(430)는 슬라이딩 플레이트(410)를 개구부(331) 방향으로 접근 및 이격되게 이송하는 동력을 제공하는 역할을 한다.
슬라이딩 플레이트(410)는 본체부(330)의 일측부 또는 양측부에 인접하게 개구부(331)를 개방 및 폐쇄할 수 있도록 마련된다.
슬라이딩 플레이트(410)는 판형으로 형성되어 개구부(331)를 개방 및 폐쇄하도록 도시되었으나 이에 한정되지 않고 개구부(331)를 개방 및 폐쇄할 수 있은 것이면 어느 것이든 사용가능하다. 그리고, 슬라이딩 플레이트(410)는 얇은 금속 또는 플라스틱 판상체로 형성될 수 있다.
또한, 슬라이딩 플레이트(410)가 소스(310)에서 분사되는 증착물질로 인해 오염되는 경우에 슬라이딩 플레이트(410)만을 간단히 교체하여 작업 생산성을 향상시킬 수 있다.
플레이트 이송부(430)는 슬라이딩 플레이트(410)에 대응하여 본체부(330)의 일측부 또는 양측부에 인접하게 마련된다.
여기서 플레이트 이송부(430)는 슬라이딩 플레이트(410)를 개구부(331) 방향으로 이송할 수 있도록 벨트타입의 컨베이어로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 슬라이딩 플레이트(410)에 결합되어 신장 및 수축함에 따라 슬라이딩 플레이트(410)를 개구부(331) 방향으로 이송할 수 있는 액츄에이터로 구성될 수도 있다.
상기와 같은 슬라이딩 셔터(400)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
도 6에서 도시한 바와 같이, 기판 캐리어(210)의 전방에 위치한 제1 쉴드부(230)가 본체부(330)에서 이격되어 있는 경우에 슬라이딩 플레이트(410)는 개구부(331)를 폐쇄한 상태를 유지하여 증착물질이 공정챔버(100)의 내부로 분사되는 것을 방지한다.
그리고, 도 7에서 도시한 바와 같이, 기판 캐리어(210)의 전방에 위치한 제1 쉴드부(230)가 본체부(330)의 상부로 접근한 경우에, 플레이트 이송부(430)는 슬라이딩 플레이트(410)를 이송하여 개구부(331)를 개방하여 기판 캐리어(210)가 본체부(330)의 상부에서 이송되는 동안 증착물질이 기판(G)에 증착되도록 한다.
이와 같은, 슬라이딩 플레이트(410)의 이송은 본체부(330)에 설치된 감지센서에 의해 제1 쉴드부(230)의 접근 및 이격에 따라 수행된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치를 이용한 증착공정을 개략적으로 나타내는 동작 상태도이다.
도 8은 기판(G)에 대한 증착공정을 수행하기 전 기판 캐리어(210)와 복수의 소스 어셈블리(300)를 나타내는 것으로서, 기판 캐리어(210)의 전방에 위치한 제1 쉴드부(230)가 본체부(330)에서 이격된 경우, 복수의 소스 어셈블리(300) 각각의 개구부(331)는 슬라이딩 플레이트(410)에 의해 폐쇄되어 있다.
그리고, 도 9에서 도시한 바와 같이, 기판(G)에 대한 증착공정을 수행하기 위해 기판 캐리어(210)를 이송하여 기판 캐리어(210)의 전방에 위치한 제1 쉴드부(230)가 본체부(330)의 상부에 위치하는 경우, 소스 어셈블리(300)의 개구부(331)는 개방되고 개구부(331)를 통해 증착물질이 분사된다.
그리고, 분사된 증착물질은 기판 캐리어(210)의 전방에 위치한 제1 쉴드부(230)에서 기판 캐리어(210)의 이송에 따라 점차 기판(G)에 증착된다.
그리고, 도 10에서 도시한 바와 같이, 기판 캐리어(210)가 본체부(330)의 상부에 위치하는 경우에 기판(G)의 전면에 대한 증착공정이 수행된다.
그리고, 도 11에서 도시한 바와 같이, 기판 캐리어(210)가 하나의 소스 어셈블리(300)에서 인접한 다른 소스 어셈블리(300)로 이송되면서 기판 캐리어(210)의 후방에 위치한 제1 쉴드부(230)가 본체부(330)의 상부에 위치하는 경우, 기판 캐리어(210)가 통과한 소스 어셈블리(300)의 개구부(331)는 슬라이딩 플레이트(410)에 의해 폐쇄된다.
상기와 같이, 기판 캐리어(210)를 복수의 소스 어셈블리(300)를 따라 이송하면서 연속적으로 기판(G)에 대한 증착공정을 수행하는 동안, 증착물질이 증착영역 이외의 영역에 증착되는 것을 방지하도록 기판 캐리어(210)의 테두리부, 특히 전후방에 제1 쉴드부(230)를 마련하여 공정챔버(100)의 내부 등이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 공정챔버 110: 버퍼공간
200: 기판 이송유닛 210: 기판 캐리어
230: 제1 쉴드부 235: 절곡부
250: 캐리어 이송부 300: 소스 어셈블리
310: 소스 330: 본체부
331: 개구부 350: 제2 쉴드부
400: 슬라이딩 셔터 410: 슬라이딩 플레이트
430: 플레이트 이송부

Claims (14)

  1. 기판에 대한 증착공정이 수행되는 공정챔버;
    상기 공정챔버의 내부에 마련되되, 상기 기판을 이송하는 기판 이송유닛; 및
    상기 공정챔버의 내부에 마련되되, 상기 기판이 이송되는 방향으로 인라인(in-line)되게 배치되어 상기 기판에 증착물질을 제공하는 복수의 소스 어셈블리를 포함하며,
    상기 기판 이송유닛은,
    상기 기판을 지지하되, 상기 복수의 소스 어셈블리 방향으로 이송되는 기판 캐리어; 및
    상기 기판 캐리어의 테두리부에 마련되고 상기 기판 캐리어의 이송방향인 전후방에서 연장되어 길게 형성되어, 상기 복수의 소스 어셈블리에서 제공되는 증착물질이 증착영역 이외의 영역에 증착되는 것을 방지하는 제1 쉴드부를 포함하며,
    상기 제1 쉴드부는 끝단부가 내측으로 절곡되게 형성된 절곡부를 포함하며,
    상기 복수의 소스 어셈블리 각각은,
    상기 기판에 증착물질을 제공하는 소스(source);
    상기 소스가 내재되되, 상기 기판 방향으로 개구부가 형성되며 상기 기판에 대한 증착물질의 증착영역을 제한하는 본체부; 및
    상기 개구부 측 테두리부에 마련되되, 상기 제1 쉴드부와 상하방향으로 상호 겹치도록 배치된 제2 쉴드부를 포함하는 박막 증착장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판 캐리어가 상기 복수의 소스 어셈블리 중 하나의 소스 어셈블리의 상부에 위치한 경우에, 상기 제1 쉴드부는 상기 기판 캐리어의 전후방에서 길게 연장되게 형성되어 상기 기판 캐리어의 하부에 위치한 하나의 소스 어셈블리에 인접한 다른 소스 어셈블리의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 박막 증착장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판 이송유닛은,
    상기 기판 캐리어가 안착되되, 상기 복수의 소스 어셈블리 방향으로 길게 배치되어 상기 기판 캐리어를 상기 복수의 소스 어셈블리 방향으로 이송하는 캐리어 이송부를 더 포함하는 박막 증착장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 쉴드부는,
    상기 개구부의 테두리부에서 상기 제1 쉴드부 방향으로 연장되어 길게 형성된 것을 특징으로 하는 박막 증착장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 쉴드부는,
    상기 절곡부와 상하방향으로 상호 겹치도록 상기 절곡부의 하부에 배치된 것을 특징으로 하는 박막 증착장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 쉴드부는,
    상기 절곡부와 상하방향으로 상호 겹치도록 상기 기판 캐리어와 상기 절곡부 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 박막 증착장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 본체부에 인접하게 마련되되, 상기 기판의 이송에 연동하여 상기 개구부를 슬라이딩 개폐하는 슬라이딩 셔터를 더 포함하는 박막 증착장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 슬라이딩 셔터는,
    상기 본체부에 설치되어 상기 기판 캐리어의 이송에 따른 상기 제1 쉴드부의 접근을 감지하는 감지센서; 및
    상기 본체부에 인접하게 마련되되, 상기 기판 캐리어의 전방에 위치한 상기 제1 쉴드부가 상기 본체부에 접근함에 따라 상기 개구부를 개방하고 상기 기판 캐리어의 후방에 위치한 상기 제1 쉴드부가 상기 본체부에 접근함에 따라 상기 개구부를 폐쇄하는 슬라이딩 플레이트를 포함하는 박막 증착장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 슬라이딩 셔터는,
    상기 본체부에 인접하게 마련되되, 상기 슬라이딩 플레이트가 상기 개구부를 개폐하도록 상기 슬라이딩 플레이트를 이송하는 플레이트 이송부를 더 포함하는 박막 증착장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 공정챔버의 양측부에는,
    상기 기판 캐리어를 임시보관하되, 상기 기판 캐리어의 이송 전 및 이송 후 상기 제1 쉴드부가 상기 복수의 소스 어셈블리의 상부에 위치되는 것을 방지하도록 버퍼공간이 마련된 것을 특징으로 하는 박막 증착장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 기판은,
    유기전계 발광소자(Organic Light Emitting Display Diodes)용 기판인 것을 특징으로 하는 박막 증착장치.
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