KR101810046B1 - 기상 증착 장치 및 기상 증착 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 기판이 장착되는 스테이지와, 상기 스테이지의 일 방향에 배치되며 서로 이격된 위치와 서로 인접한 위치의 사이에서 이동 가능한 제1 히터부와 제2 히터부를 구비하는 히터부와, 상기 스테이지의 상기 히터부가 배치된 방향과 반대 방향에 배치되고 적어도 하나 이상의 노즐을 구비하는 노즐부를 구비하는 기상 증착 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 기상 증착 장치 및 기상 증착 방법에 관한 것이다.
반도체 소자, 표시 장치 및 기타 전자 소자 등은 복수의 박막을 구비한다. 이러한 박막을 소정의 두께로 형성하는 방법으로는 박막을 형성할 원료로서 하나 이상의 기체를 사용하는 기상 증착(vapor deposition) 방법이 있다.
기상 증착 방법은, 화학 반응을 이용하는 화학 기상 증착(CVD; chemical vapor deposition)과, 화학 기상 증착보다 상대적으로 낮은 온도에서 원자층 두께의 미세 박막을 균일하게 형성할 수 있는 원자층 증착(ALD; atomic layer deposition) 등을 포함한다.
화학 기상 증착과 원자층 증착은 기체 분자들 간의 화학 반응을 이용하여 증착을 수행하므로, 챔버 또는 증착이 이루어지는 기판의 온도가 일정한 값 이상으로 유지되어야 한다.
또한, 기상 증착에서 기체가 기판에 증착되는 동안 이물질이 개재되는 경우, 형성되는 박막의 특성이 저해될 수 있다.
본 발명의 목적은, 증착시 기판에 이물질이 개재되는 것을 최소화하여, 증착되는 박막의 특성을 향상시킨 기상 증착 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 기판의 온도를 일정하게 유지하여, 증착되는 박막의 특성을 향상시키는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 공정의 효율을 개선하는 데 있다.
본 발명의 일 관점에 의하면, 기판이 장착되는 스테이지와, 상기 스테이지의 일 방향에 배치되며 서로 이격된 위치와 서로 인접한 위치의 사이에서 이동 가능한 제1 히터부와 제2 히터부를 구비하는 히터부와, 상기 스테이지의 상기 히터부가 배치된 방향과 반대 방향에 배치되고 적어도 하나 이상의 노즐을 구비하는 노즐부를 구비하는 기상 증착 장치를 제공한다.
상기 스테이지는 상기 스테이지의 상기 기판이 배치되는 면이 지면을 향하도록 배치되며, 상기 노즐부는 상기 스테이지의 하부에 배치되고, 상기 히터부는 상기 스테이지의 상부에 배치될 수 있다.
상기 스테이지는, 상기 스테이지의 상기 기판이 배치되는 면이 중력이 작용하는 방향과 평행하도록 배치될 수 있다.
상기 기판을 상기 스테이지에 장착하는 정렬부를 더 구비할 수 있다.
상기 기판이 상기 스테이지에 장착된 상태에서 이동하도록, 상기 스테이지를 구동하는 스테이지 구동부를 더 구비할 수 있다.
상기 스테이지 구동부는 상기 스테이지의 하부에 배치될 수 있다.
상기 히터부는 상기 스테이지가 이동할 때, 상기 스테이지와 함께 이동할 수 있다.
상기 스테이지를 지지하며, 상기 스테이지 구동부에 의해 이동하는 스테이지 지지부와, 상기 히터부를 지지하는 히터 지지부와, 상기 히터부를 구동하는 히터 구동부를 더 구비하며, 상기 히터 지지부와 상기 히터 구동부는 상기 스테이지 지지부 상에 배치되어, 상기 스테이지 구동부에 의해 상기 스테이지 지지부와 함께 이동할 수 있다.
상기 기판이 장착된 스테이지는, 상기 노즐부를 반복적으로 지나도록 왕복 이동할 수 있다.
상기 노즐부가 이동하도록, 상기 노즐부를 구동하는 노즐부 구동부를 더 구비할 수 있다.
상기 스테이지를 내부에 포함하며, 일정한 압력을 유지하는 챔버를 더 구비할 수 있다.
상기 노즐부는 소스 기체와 반응 기체를 분사하는 복수 개의 노즐을 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 의하면, 스테이지의 일 방향에, 서로 이격된 위치에 배치된 제1 히터부와 제2히터부를 구비하는 히터부를 배치하는 단계와, 상기 스테이지에 기판을 장착하는 단계와, 상기 제1 히터부와 상기 제2 히터부가 서로 인접한 위치에 배치되도록, 상기 제1 히터부와 상기 제2 히터부를 이동시키는 단계와, 상기 스테이지의 상기 히터부가 배치된 방향의 반대 방향에 배치되고, 적어도 하나 이상의 노즐을 구비하는 노즐부를 통하여 기체를 주입하는 단계를 포함하는 기상 증착 방법을 제공한다.
상기 스테이지는 중력이 작용하는 방향을 가로지르도록 배치되며, 상기 노즐부는 상기 스테이지의 하부에 배치되고, 상기 히터부는 상기 스테이지의 상부에 배치될 수 있다.
상기 스테이지는 중력이 작용하는 방향과 평행하도록 배치될 수 있다.
상기 스테이지에 기판을 장착하는 단계는, 정렬부에 의해 상기 스테이지에 기판을 장착하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 히터부와 상기 제2 히터부를 이동시키는 단계는, 상기 제1 히터부와 상기 제2 히터부가 상기 기판에 대응되는 위치에 배치되도록 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
스테이지 구동부에 의해, 상기 기판이 장착된 상기 스테이지를 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 히터부는 상기 스테이지가 이동할 때, 상기 스테이지와 함께 이동할 수 있다.
상기 스테이지를 지지하며, 상기 스테이지 구동부에 의해 이동하는 스테이지 지지부와, 상기 히터부를 지지하는 히터 지지부와, 상기 히터부를 구동하는 히터 구동부를 더 구비하며, 상기 히터 지지부와 상기 히터 구동부는 상기 스테이지 지지부 상에 배치되어, 상기 스테이지 구동부에 의해 상기 스테이지 지지부와 함께 이동할 수 있다.
상기 스테이지를 이동시키는 단계는, 상기 기판이 장착된 상기 스테이지가 상기 노즐부를 반복적으로 지나도록 왕복 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
노즐부 구동부에 의해, 상기 노즐부를 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 스테이지를 일정한 압력으로 유지되는 챔버에 배치시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 노즐부는 소스 기체와 반응 기체를 분사하는 복수 개의 노즐을 구비할 수 있다.
상술한 바와 같은 실시예들에 관한 기상 증착 장치 및 기상 증착 방법은, 증착시 기판에 이물질이 개재되는 것을 최소화하여, 증착되는 박막의 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 기판을 지지하는 스테이지와 히터부가 함께 이동하므로, 기판의 온도를 일정하게 유지하여 증착되는 박막의 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 양분된 히터부를 구비하며, 기판을 용이하게 장착 및 정렬할 수 있어, 공정의 효율을 증가시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 관한 기상 증착 장치에서, 제1 히터부와 제2 히터부가 이격된 위치에 있는 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 기상 증착 장치에서, 제1 히터부와 제2 히터부가 인접한 위치에 있는 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 다른 실시예에 관한 기상 증착 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 또 다른 실시예에 관한 기상 증착 장치에서, 제1 히터부와 제2 히터부가 이격된 위치에 있는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 기상 증착 장치에서, 제1 히터부와 제2 히터부가 인접한 위치에 있는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 도 1, 도 3 또는 도 4의 실시예에 관한 기상 증착 장치를 이용하여 제조된 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 기상 증착 장치에서, 제1 히터부와 제2 히터부가 인접한 위치에 있는 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 다른 실시예에 관한 기상 증착 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 또 다른 실시예에 관한 기상 증착 장치에서, 제1 히터부와 제2 히터부가 이격된 위치에 있는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 기상 증착 장치에서, 제1 히터부와 제2 히터부가 인접한 위치에 있는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 도 1, 도 3 또는 도 4의 실시예에 관한 기상 증착 장치를 이용하여 제조된 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 관한 기상 증착 장치(100)에서, 제1 히터부(141)와 제2 히터부(142)가 이격된 위치에 있는 상태를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 기상 증착 장치(100)에서, 제1 히터부(141)와 제2 히터부(142)가 인접한 위치에 있는 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 관한 기상 증착 장치(100)는, 기판(120)을 지지하는 스테이지(130)와, 스테이지(130)의 일 방향에 배치되며 서로 이격된 위치와 서로 인접한 위치의 사이에서 이동 가능한 제1 히터부(141)와 제2 히터부(142)를 구비하는 히터부(140)와, 스테이지(130)의 히터부(140)가 배치된 방향과 반대 방향에 배치되고 적어도 하나의 노즐(151)을 구비하는 노즐부(150)를 구비한다.
이때, 스테이지(130)는 기판(120)이 배치되는 제1 면(131)이 지면을 향하도록 배치되며, 노즐부(150)는 스테이지(130)의 하부에 배치되고, 히터부(140)는 스테이지(130)의 상부에 배치된다. 여기서, "하부"는 중력이 작용하는 방향(g)의 일 부분을 의미하며, "상부"는 중력이 작용하는 반대 방향의 일 부분을 의미한다.
스테이지(130)의 제1 면(131)에는 기판(120)이 배치되며, 기판(120)은 유기 발광 표시 장치(OLED; organic light emitting device)나 액정 표시 장치(LCD; liquid crystal display) 등과 같은 표시 장치에 사용되는 유리 등으로 구성된 기판일 수 있으며, 반도체 기판일 수도 있다.
이때, 기판(120)은 스테이지(130)에 클램프, 압력 수단, 접착 물질 등에 의해 장착될 수 있으며, 기판(120)의 박막이 증착되는 면에는 기판(120) 상의 증착하고자 하는 위치에 대응되는 개구를 구비하는 마스크(123)가 배치될 수 있다.
스테이지(130)는 챔버(110) 내에 배치될 수 있으며, 챔버(110)는 기체를 외부로 배출할 수 있는 배기구(111)를 구비하며, 펌프(미도시)에 의하여 소정의 압력을 유지한다.
스테이지(130)의 하부에 배치된 노즐부(150)는, 복수 개의 노즐(151)과 노즐 지지부(153)를 구비할 수 있으며, 각각의 노즐(151)은 박막의 원료 물질을 포함하는 소스 가스(source gas), 반응 가스(reactant gas) 또는 불필요한 가스를 제거하는 퍼지 가스(purge gas) 등을 기판(120)에 주입할 수 있다.
본 실시예에서는, 노즐(151)이 4개인 경우를 예시하고 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 노즐(151)의 개수는 3개 이하 또는 5개 이상일 수도 있다.
이때, 기판(120)이 장착된 스테이지(130)가 노즐부(150)를 1회 지나는 경우, 박막을 형성하는 물질에 따라 수 nm 정도의 매우 얇은 두께의 박막이 형성된다. 따라서, 기판(120)에 소정의 두께를 가진 박막을 형성하기 위해서, 기판(120)을 지지하는 스테이지(130)는 노즐부(150)를 반복적으로 지나도록 왕복 이동한다.
본 실시예의 기상 증착 장치(100)는, 기판(120)이 스테이지(130)에 장착된 상태에서, 스테이지(130)가 복수 개의 노즐(151)이 배치된 방향을 따라 이동할 수 있도록, 스테이지(130)를 구동하는 스테이지 구동부(137)를 구비한다.
이때, 스테이지(130)는 스테이지 지지부(135)에 의해 지지되며, 스테이지(130)과 스테이지 지지부(135)는 스테이지 구동부(137)에 의해 왕복 이동할 수 있다.
스테이지 구동부(137)는 선형 가이드(linear guide, 미도시), 서보 모터(servo motor, 미도시) 및 위치 센서(미도시)로 구성될 수 있으며, 스테이지 지지부(135)는 선형 가이드(미도시)를 따라 이동하며, 위치 센서(미도시)에 의해 결정된 방향 전환 시점에 방향을 전환하는 과정을 반복한다.
이때, 스테이지 구동부(137)는 스테이지(130)의 하부에 배치될 수 있으며, 스테이지(130)의 구동시 발생되는 이물질을 최소화하기 위하여, 스테이지 구동부(137)의 선형 가이드 주변에 차단부(미도시)를 배치할 수 있다. 상기 구성에 의해, 스테이지 구동부(137)에서 발생되는 이물질이 기판(120)에 형성되는 박막에 개재되는 것을 최소화할 수 있다.
그러나, 본 발명의 스테이지 구동부(137)는 이에 제한되지 않으며, 스테이지(130)는 다양한 구동 수단에 의해 왕복 이동할 수 있다.
스테이지(130)가 노즐부(150)를 반복적으로 지나도록, 왕복 이동하면서 스테이지(130)에 장착된 기판(120)에 증착이 이루어지며, 왕복 이동 횟수가 증가함에 따라, 기판(120)에 증착된 박막의 두께가 두꺼워진다.
즉, 스테이지(130)의 왕복 이동 횟수를 제어함으로써, 기판(120) 상에 원하는 두께를 가진 박막을 증착할 수 있다.
스테이지(130)의 상부에는 제1 히터부(141)와 제2 히터부(142)를 구비하는 히터부(140)가 배치되고, 히터부(140)의 상부에는 기판(120)을 스테이지(130)에 장착 및 정렬할 수 있는 정렬부(160)가 배치된다.
제1 히터부(141)와 제2 히터부(142)는 서로 이격된 위치와 서로 인접한 위치의 사이에서 이동 가능하며, 도 1은 제1 히터부(141)와 제2 히터부(142)가 서로 이격된 위치에 배치된 상태를 나타내고, 도 2는 제1 히터부(141)와 제2 히터부(142)가 서로 인접한 위치에 배치된 상태를 나타낸다.
제1 히터부(141)와 제2 히터부(142)가 서로 이격된 위치에 배치된 상태에서, 정렬부(160)는 기판(120)을 장착 및 정렬한다. 기판(120)의 정렬이 완료된 후, 제1 히터부(141)와 제2 히터부(142)는 도 1의 화살표 방향으로 이동하여, 도 2와 같이 서로 인접한 위치에 배치된다.
제1 히터부(141)와 제2 히터부(142)가 서로 인접한 위치에 배치된 상태에 있는 경우, 제1 히터부(141)와 제2 히터부(142)는 스테이지(130), 즉 스테이지(130)에 장착되어 있는 기판(120)에 대응되도록 배치되며, 기판(120)이 증착 조건에 부합하는 온도를 유지하도록 기판(120)을 가열한다.
이때, 제1 히터부(141)와 제2 히터부(142)는 제1 히터부(141)와 제2 히터부(142)를 지지하는 히터 지지부(145-1, 145-2)와, 구동하는 히터 구동부(147-1, 147-2)를 구비하며, 히터 지지부(145-1, 145-2)와 히터 구동부(147-1, 147-2)는 스테이지 지지부(135) 상에 배치될 수 있다.
히터 구동부(147-1, 147-2)는 선형 가이드(미도시)와 서보 모터(미도시)로 구성될 수 있다.
즉, 제1 히터부(141)와 제2 히터부(142)는 스테이지 지지부(135) 상에서, 히터 구동부(147-1, 147-2)에 의해 서로 이격된 위치와 서로 인접한 위치의 사이에서 이동할 수 있으며, 기판(120)에 증착을 수행하는 동안에는, 스테이지 구동부(137)에 의해 스테이지(130) 및 스테이지 지지부(135)와 함께 왕복 이동할 수 있다.
히터부(140)가 기판(120)이 장착된 스테이지(130)와 함께 이동함으로써, 기판(120)에 박막을 증착하는 동안 기판(120)을 일정한 온도로 유지시킬 수 있다.
이하에서는, 본 실시예에 관한 기상 증착 장치(100)를 이용한 기상 증착 방법에 관하여 간략히 설명한다.
챔버(110) 내에 배치되어 있는 스테이지(130)의 일 방향에, 서로 이격된 위치에 배치된 제1 히터부(141)와 제2 히터부(142)를 구비하는 히터부(140)를 배치하고, 제1 히터부(141)와 제2 히터부(142)가 서로 이격된 위치에 배치된 상태에서, 정렬부(160)에 의해 스테이지(130)에 기판(120)을 장착한다.
이때 기판(120)의 증착하고자 하는 면에는, 마스크(123)가 배치될 수 있다.
기판(120)의 장착이 완료된 후, 제1 히터부(141)와 제2 히터부(142)는 서로 인접한 위치, 즉 기판(120)에 대응되는 위치에 배치되도록 이동한다.
기판(120)이 제1 히터부(141)와 제2 히터부(142)에 의해, 원하는 증착 조건에 적합한 온도로 가열되면, 기판(120)이 장착된 스테이지(130)와 스테이지(130)를 지지하는 스테이지 지지부(135)는 스테이지 구동부(137)에 의해, 스테이지(130)의 히터부(140)가 배치된 방향의 반대 방향에 배치된 노즐부(150)를 지나도록 이동한다.
이때, 히터부(140)와 히터부(140)를 지지하는 히터 지지부(145-1, 145-2)는, 스테이지 지지부(135) 상에 배치되므로, 히터부(140)는 스테이지(130)와 함께 이동하면서 기판(120)이 식지 않고, 일정한 온도를 유지하도록 지속적으로 기판(120)을 가열한다.
노즐부(150)는 4개의 노즐(151)을 구비할 수 있으며, 가장 좌측의 노즐(151)로부터 순차적으로, 소스 가스, 퍼지 가스, 반응 가스, 퍼지 가스를 분사할 수 있다.
예를 들면, 소스 가스는 알루미늄(Al) 가스일 수 있고 퍼지 가스는 아르곤(Ar) 가스일 수 있으며, 소스 가스를 주입한 후 퍼지 가스를 주입하여 퍼징(purging) 공정을 수행함으로써 기판(120) 상에 알루미늄(Al) 원자의 단일층 또는 복수층을 형성한다. 그 후에 산소(O) 원자를 함유하는 반응 가스를 주입한 후 퍼지 가스를 주입하여 퍼징 공정을 수행함으로써 기판(120) 상에 알루미늄 산화막(AlxOy)을 형성할 수 있다.
그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 실시예의 기상 증착 장치(100)에 의해 기판(120) 상에 다양한 산화막, 유기막, 무기막, 절연막 및 도전막 등을 형성할 수도 있다.
스테이지(130)는 도 2의 화살표 방향으로 왕복 이동하면서 상기 공정을 반복 실시하여, 기판(120) 상에 소정의 두께를 갖는 박막을 형성할 수 있다.
본 실시예에 관한 기상 증착 장치(100)는 노즐부(150)와 스테이지 구동부(137)가 기판(120)의 하부에 배치되므로, 증착시 기판(120)에 이물질이 개재되는 것을 최소화할 수 있고, 기판(120)을 지지하는 스테이지(130)와 히터부(140)가 스테이지 구동부(137)에 의해 함께 이동하므로, 기판(120)의 온도가 일정하게 유지되어 증착되는 박막의 특성을 향상시킬 수 있다.
도 3은 다른 실시예에 관한 기상 증착 장치(200)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 실시예의 기상 증착 장치(200)는 다른 구성은 도 1 및 도 2의 기상 증착 장치(100)와 동일하며, 도 1의 스테이지 구동부(137) 대신 노즐 구동부(255)가 구비된다는 차이가 존재한다.
도 3을 참조하면, 스테이지(130)에 장착된 기판(120)에 박막을 형성할 때, 스테이지(130)와 스테이지 지지부(235)는 이동하지 않고, 노즐부(250)가 기판(120)에 대하여 왕복 이동하면서, 기판(120) 상에 소정의 두께를 갖는 박막을 증착한다.
이때, 노즐부(250)는 복수 개의 노즐(251)과 노즐(251)을 지지하는 노즐 지지부(253) 및 노즐 구동부(255)를 구비할 수 있다.
다른 구성은 도 1 및 도 2의 기상 증착 장치(100)와 동일하므로, 상술한 기상 증착 장치(100)에 관한 설명은 본 실시예의 기상 증착 장치(200)에 동일하게 적용될 수 있다.
도 4는 또 다른 실시예에 관한 기상 증착 장치(300)에서, 제1 히터부(341)와 제2 히터부(342)가 이격된 위치에 있는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 5는 도 4의 기상 증착 장치(300)에서, 제1 히터부(341)와 제2 히터부(342)가 인접한 위치에 있는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 관한 기상 증착 장치(300)는, 기판(320)을 지지하는 스테이지(330)와, 스테이지(330)의 일 방향에 배치되며 서로 이격된 위치와 서로 인접한 위치의 사이에서 이동 가능한 제1 히터부(341)와 제2 히터부(342)를 구비하는 히터부(340)와, 스테이지(330)의 히터부(340)가 배치된 방향과 반대 방향에 배치되고 적어도 하나의 노즐(미도시)를 구비하는 노즐부(350)를 구비한다.
본 스테이지(330)는, 스테이지(330)의 기판(320)이 배치되는 면이 중력이 작용하는 방향(g)과 평행하도록 배치된다.
스테이지(330)에는 기판(320)이 배치되며, 기판(320)은 유기 발광 표시 장치(OLED; organic light emitting device)나 액정 표시 장치(LCD; liquid crystal display) 등과 같은 표시 장치에 사용되는 유리 등으로 구성된 기판일 수 있으며, 반도체 기판일 수도 있다.
이때, 기판(320)은 스테이지(330)에 클램프, 압력 수단, 접착 물질 등에 의해 장착될 수 있다.
노즐부(350)는, 복수 개의 노즐(미도시)을 구비할 수 있으며, 각각의 노즐(미도시)은 박막의 원료 물질을 포함하는 소스 가스, 반응 가스 또는 불필요한 가스를 제거하는 퍼지 가스 등을 기판(320)에 주입할 수 있다.
이때, 기판(320)이 장착된 스테이지(330)가 노즐부(350)를 1회 지나는 경우, 박막을 형성하는 물질에 따라 수 nm 정도의 매우 얇은 두께의 박막이 형성된다. 따라서, 기판(320)에 소정의 두께의 박막을 형성하기 위해서, 기판(320)을 지지하는 스테이지(330)는 노즐부(350)를 반복적으로 지나도록 왕복 이동한다.
본 실시예에서는, 기판(320)을 스테이지(330)와 스테이지를 지지하는 스테이지 지지부(335)가 스테이지 구동부(미도시)에 의해, 도 5의 화살표 방향으로 왕복 이동한다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 스테이지(330)는 이동하지 않고, 노즐부(350)가 노즐부 구동부(미도시)에 의해 기판(320)을 반복적으로 지나도록 왕복 이동할 수도 있다.
스테이지(330)의 노즐부(350)가 배치된 방향의 반대 방향에는, 제1 히터부(341)와 제2 히터부(342)를 구비하는 히터부(340)가 배치된다.
제1 히터부(341)와 제2 히터부(342)는 서로 이격된 위치와 서로 인접한 위치의 사이에서 이동 가능하며, 도 4는 제1 히터부(341)와 제2 히터부(342)가 서로 이격된 위치에 배치된 상태를 나타내고, 도 5는 제1 히터부(341)와 제2 히터부(342)가 서로 인접한 위치에 배치된 상태를 나타낸다.
제1 히터부(341)와 제2 히터부(342)가 서로 이격된 위치에 배치된 상태에서, 정렬부(미도시)는 기판(320)을 장착 및 정렬한다. 기판(320)의 정렬이 완료된 후, 제1 히터부(341)와 제2 히터부(342)는 도 4의 화살표 방향으로 이동하여, 도 5와 같이 서로 인접한 위치에 배치된다.
제1 히터부(341)와 제2 히터부(342)가 서로 인접한 위치에 배치된 상태에 있는 경우, 제1 히터부(341)와 제2 히터부(342)는 스테이지(330), 즉 스테이지(330)에 장착되어 있는 기판(320)에 대응되도록 배치되며, 기판(320)이 증착 조건에 부합하는 온도가 되도록 가열한다.
이때, 제1 히터부(341)와 제2 히터부(342)는, 스테이지 구동부(미도시)에 의해 스테이지(330)와 함께 이동할 수 있으며, 따라서 기판(320)에 박막을 증착하는 동안 기판(320)이 증착에 적합한 온도를 유지하도록 기판(320)을 지속적으로 가열할 수 있다.
본 실시예의 기상 증착 장치(300)는 스테이지(330)를 중력 방향과 평행하도록 배치함으로써, 노즐부(350)로부터 기체가 공급되어 기판(320)에 증착될 때, 불필요한 기체, 불균일하게 뭉쳐 있는 기체 및 이물질이 중력에 의해 기판(320)으로부터 하부로 떨어지도록 하여 증착되는 박막의 특성을 향상시킬 수 있다.
기판(320)으로부터 하부로 떨어진 기체는 배기구(미도시)를 통한 배기 공정을 통하여 외부로 방출될 수 있으므로, 퍼징(purging) 공정을 생략할 수 있다.
도 6은 도 1, 도 3 또는 도 4의 실시예에 관한 기상 증착 장치(100, 200, 300)를 이용하여 제조된 유기 발광 표시 장치(10)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 유기 발광 표시 장치(10)는 기판(120, 320) 상에 배치된 박막 트랜지스터(40), 커패시터(50) 및 유기 발광 소자(60)를 포함한다.
기판(120, 320)은 글래스재, 플라스틱재, 또는 금속재로 형성될 수 있으며, 기판(120, 320) 상에는 기판(120, 320)을 평탄화하고, 기판(120, 320)으로부터 박막 트랜지스터(40) 등으로 수분이나 이물질이 침투하는 것을 방지하기 위한 버퍼층(31)이 배치된다.
박막 트랜지스터(40)는 활성층(41), 게이트 전극(42), 소스 전극 및 드레인 전극(43a, 43b)을 포함하며, 커패시터(50)는 하부 전극(51)과 상부 전극(52)을 포함한다.
유기 발광 소자(60)는 화소 전극(61), 대향 전극(62) 및 화소 전극(61)과 대향 전극(62)의 사이에 배치된 유기 발광층(63)을 포함한다.
구체적으로, 버퍼층(31) 상에는 p형 또는 n형의 도펀트가 주입된 반도체 물질을 함유하는 활성층(41)과, 게이트 전극(42)이 형성되고, 활성층(41)과 게이트 전극(42) 사이에는 게이트 절연막(32)이 배치된다. 이때, 게이트 절연막(32)은 커패시터(50)의 하부 전극(51)과 상부 전극(52) 사이에 배치되어, 커패시터(50)의 유전층으로 기능한다.
게이트 전극(42) 상에는 층간 절연막(33)이 배치되고, 층간 절연막(33) 상에는 활성층(41)의 소정의 영역과 각각 접촉하는 소스 전극 및 드레인 전극(43a, 43b)이 배치된다.
소스 및 드레인 전극(43a, 43b) 상에는 패시베이션층(34)이 배치되고, 패시베이션층(34) 상에는 화소 전극(61)이 배치된다. 화소 전극(61)은 소스 전극과 드레인 전극(43a, 43b) 중 하나의 전극과 전기적으로 연결된다.
화소 전극(61)의 양쪽 가장자리를 덮도록 화소 정의막(35)이 형성되며, 화소 정의막(35)은 화소 영역을 정의하는 개구(64)를 구비한다.
상기 개구(64)에 의해 정의된 영역에, 유기 발광층(63)과 대향 전극(62)이 배치된다.
대향 전극(62)은 기판(120, 320) 상의 전면에 배치되어 공통 전극으로 기능하며, 대향 전극(62) 상에는 유기물 및/또는 무기물을 포함하는 봉지층(70)이 배치된다.
이때, 봉지층(70)은 본 발명의 기상 증착 장치(100, 200, 300)를 이용하여 형성할 수 있다. 즉, 박막 트랜지스터(40), 커패시터(50) 및 유기 발광 소자(60)가 형성된 기판(120, 320)을 기상 증착 장치(100, 200, 300)의 스테이지(130, 330)에 장착하여 상술한 바와 같이 기상 증착 공정을 진행하여 봉지층(70)을 형성할 수 있다.
그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 유기 발광 표시 장치(10)의 버퍼층(31), 게이트 절연막(32), 층간 절연막(33), 패시베이션층(34) 및 화소 정의막(35) 등 기타 절연막을 본 발명의 기상 증착 장치(100, 200, 300)로 형성할 수도 있다.
또한, 활성층(41), 게이트 전극(42), 소스 전극 및 드레인 전극(43a, 43b), 화소 전극(61), 유기 발광층(63) 및 대향 전극(62) 등과 같은 다양한 박막을 본 발명의 기상 증착 장치(100, 200, 300)로 형성할 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 유기 발광 표시 장치 100, 200, 300: 기상 증착 장치
110: 챔버 111: 배기구
120, 320: 기판 130, 330: 스테이지
131: 제1 면 135, 235, 335: 스테이지 지지부
137: 스테이지 구동부 140, 340: 히터부
141, 341: 제1 히터부 142, 342: 제2 히터부
145-1, 145-2: 히터 지지부 147-1, 147-2: 히터 구동부
150, 250, 350: 노즐부 151, 251: 노즐
153, 253: 노즐 지지부 160: 정렬부
255: 노즐 구동부
110: 챔버 111: 배기구
120, 320: 기판 130, 330: 스테이지
131: 제1 면 135, 235, 335: 스테이지 지지부
137: 스테이지 구동부 140, 340: 히터부
141, 341: 제1 히터부 142, 342: 제2 히터부
145-1, 145-2: 히터 지지부 147-1, 147-2: 히터 구동부
150, 250, 350: 노즐부 151, 251: 노즐
153, 253: 노즐 지지부 160: 정렬부
255: 노즐 구동부
Claims (24)
- 기판이 장착되는 스테이지;
상기 스테이지의 일 방향에 배치되며, 서로 이격된 위치와 서로 인접한 위치의 사이에서 이동 가능한 제1 히터부와 제2 히터부를 구비하는 히터부;
상기 스테이지의 상기 히터부가 배치된 방향과 반대 방향에 배치되고, 적어도 하나 이상의 노즐을 구비하는 노즐부; 및
상기 스테이지를 구동하는 스테이지 구동부를 구비하며,
상기 히터부는 상기 스테이지가 이동할 때, 상기 스테이지와 함께 이동하는 기상 증착 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 스테이지는 상기 스테이지의 상기 기판이 배치되는 면이 지면을 향하도록 배치되며, 상기 노즐부는 상기 스테이지의 하부에 배치되고, 상기 히터부는 상기 스테이지의 상부에 배치된 기상 증착 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 스테이지는, 상기 스테이지의 상기 기판이 배치되는 면이 중력이 작용하는 방향과 평행하도록 배치된 기상 증착 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 기판을 상기 스테이지에 장착하는 정렬부를 더 구비하는 기상 증착 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 스테이지 구동부는 상기 기판이 상기 스테이지에 장착된 상태에서 이동하도록 상기 스테이지를 구동하는 기상 증착 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 스테이지 구동부는 상기 스테이지의 하부에 배치되는 기상 증착 장치. - 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 스테이지를 지지하며, 상기 스테이지 구동부에 의해 이동하는 스테이지 지지부;
상기 히터부를 지지하는 히터 지지부; 및
상기 히터부를 구동하는 히터 구동부;를 더 구비하며, 상기 히터 지지부와 상기 히터 구동부는 상기 스테이지 지지부 상에 배치되어, 상기 스테이지 구동부에 의해 상기 스테이지 지지부와 함께 이동하는 기상 증착 장치. - 제5 항에 있어서,
상기 기판이 장착된 스테이지는, 상기 노즐부를 반복적으로 지나도록 왕복 이동하는 기상 증착 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 노즐부가 이동하도록, 상기 노즐부를 구동하는 노즐부 구동부를 더 구비하는 기상 증착 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 스테이지를 내부에 포함하며, 일정한 압력을 유지하는 챔버를 더 구비하는 기상 증착 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 노즐부는 소스 기체와 반응 기체를 분사하는 복수 개의 노즐을 구비하는 기상 증착 장치. - 스테이지의 일 방향에, 서로 이격된 위치에 배치된 제1 히터부와 제2 히터부를 구비하는 히터부를 배치하는 단계;
상기 스테이지에 기판을 장착하는 단계;
상기 제1 히터부와 상기 제2 히터부가 서로 인접한 위치에 배치되도록, 상기 제1 히터부와 상기 제2 히터부를 이동시키는 단계; 및
상기 스테이지의 상기 히터부가 배치된 방향의 반대 방향에 배치되고, 적어도 하나 이상의 노즐을 구비하는 노즐부를 통하여 기체를 주입하는 단계; 및
스테이지 구동부에 의해, 상기 기판이 장착된 상기 스테이지를 이동시키는 단계를 포함하며,
상기 히터부는 상기 스테이지가 이동할 때, 상기 스테이지와 함께 이동하는 기상 증착 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 스테이지는 상기 스테이지의 상기 기판이 배치되는 면이 지면을 향하도록 배치되며, 상기 노즐부는 상기 스테이지의 하부에 배치되고, 상기 히터부는 상기 스테이지의 상부에 배치된 기상 증착 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 스테이지는 중력이 작용하는 방향과 평행하도록 배치된 기상 증착 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 스테이지에 기판을 장착하는 단계는, 정렬부에 의해 상기 스테이지에 기판을 장착하는 단계를 포함하는 기상 증착 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 제1 히터부와 상기 제2 히터부를 이동시키는 단계는, 상기 제1 히터부와 상기 제2 히터부가 상기 기판에 대응되는 위치에 배치되도록 이동시키는 단계를 포함하는 기상 증착 방법. - 삭제
- 삭제
- 제13 항에 있어서,
상기 스테이지를 지지하며, 상기 스테이지 구동부에 의해 이동하는 스테이지 지지부와, 상기 히터부를 지지하는 히터 지지부와, 상기 히터부를 구동하는 히터 구동부를 더 구비하며, 상기 히터 지지부와 상기 히터 구동부는 상기 스테이지 지지부 상에 배치되어, 상기 스테이지 구동부에 의해 상기 스테이지 지지부와 함께 이동하는 기상 증착 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 스테이지를 이동시키는 단계는, 상기 기판이 장착된 상기 스테이지가 상기 노즐부를 반복적으로 지나도록 왕복 이동시키는 단계를 포함하는 기상 증착 방법. - 제13 항에 있어서,
노즐부 구동부에 의해, 상기 노즐부를 이동시키는 단계를 더 포함하는 기상 증착 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 스테이지를 일정한 압력으로 유지되는 챔버에 배치시키는 단계를 더 포함하는 기상 증착 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 노즐부는 소스 기체와 반응 기체를 분사하는 복수 개의 노즐을 구비하는 기상 증착 방법.
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