KR102014606B1 - 진공 증착 장치 및 이를 사용한 디바이스 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 피증착체에 대한 증착 공정이 실행되는 증착 공간을 정의하며, 진공 상태로 유지될 수 있는 진공 챔버와, 상기 진공 챔버 내에 이동 가능하게 설치되며, 상기 피증착체에 증착되는 증착 물질이 수용되는 증발원을 포함하는 증발원 유닛과, 상기 진공 챔버를 구성하는 면과 상기 증발원 유닛의 사이에 배치되고, 일단부가 상기 증발원 유닛에 회동 가능하게 연결되고, 타단부가 상기 진공 챔버를 구성하는 면에 회동 가능하게 연결되는 회전 이동부를 포함하며, 상기 진공 챔버를 구성하는 면에 회동 가능하게 연결되는 상기 회전 이동부의 타단부와 상기 진공 챔버를 구성하는 면은, 상기 증발원 유닛 쪽으로 향하는 방향인 제1 방향으로 상대 이동이 가능하도록 연결되는, 진공 증착 장치를 제공한다.

Description

진공 증착 장치 및 이를 사용한 디바이스 제조방법{VACUUM DEPOSITION APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 진공 증착 장치 및 이를 사용하여 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로는, 진공 챔버 내의 증발원 유닛에 대해 진공 챔버 외부로부터 연결되는 전기적 배선이나 배관 등을 수용하는 회전 이동부를, 진공 챔버를 구성하는 면과 접속시키기 위한 접속 구조에 관한 것이다.

최근 평판 디스플레이로서 유기전계발광 디스플레이(OLED)가 각광을 받고 있다. 유기전계발광 디스플레이는 자발광 디스플레이로서, 응답 속도, 시야각, 박형화 등의 특성이 액정 패널 디스플레이보다 우수하여, 모니터, 텔레비전, 스마트폰으로 대표되는 각종 휴대 단말 등에서 기존의 액정 패널 디스플레이를 빠르게 대체하고 있다. 또한, 자동차용 디스플레이 등으로도 그 응용분야를 넓혀가고 있다.

유기전계발광 디스플레이는 2개의 마주보는 전극(캐소드 전극, 애노드 전극) 사이에 발광을 일으키는 유기물 층이 형성된 기본 구조를 가지고 있는데, 유기전계발광 디스플레이의 유기물 층은 감압상태의 진공 챔버 내에서 증발원에 수용되어 있는 증착물질을 증발시켜 진공 챔버 내의 피증착체에 증착함으로써 형성된다. 유기물질의 증착에 사용되는 이와 같은 진공 증착 장치에 있어서는, 진공 챔버 내의 증발원을 포함하는 증발원 유닛에 포함된 각종 부품 및 장치에 전원을 공급하기 위한 배선 및 배관(증발원을 냉각시키기 위한 냉각수 배관 등)이 진공 챔버 외부로부터 연결되어야 한다.

이를 위해, 종래 기술에서는 진공 챔버를 구성하는 저면과 증발원 유닛 사이에 대기 아암부를 설치 하였다. 대기 아암부는 2개의 아암(제1 아암 및 제2 아암)으로 되어 있는데, 제1 아암은 진공 챔버를 구성하는 저면에 회동 가능하게 연결되고, 제2 아암은 증발원 유닛에 회동 가능하게 연결된다. 제1 아암과 제2 아암도 서로 회동 가능하게 연결된다.

대기 아암부의 내부는 각종 배선 및 배관이 지나갈 수 있는 중공부로 되어 있고, 그 내부를 대기압 상태로 유지하기 위하여, 특허문헌 1 및 2에 개시된 바와 같이, 각 연결부, 즉, 제1 아암과 진공 챔버를 구성하는 저면 간의 연결부, 제1 아암과 제2 아암의 연결부 및 제2 아암과 증발원 유닛 간의 연결부는 진공 챔버 내부의 진공을 시일(seal)하는 자성유체 시일에 의해 접속된다.

[선행기술문헌]

[특허문헌 1]

일본 공개특허 2009-130559

[특허문헌 2]

일본 등록특허 1665380

진공 증착 장치에 있어서, 유기물의 증착을 위해 진공 챔버 내부를 감압상태로 하면 진공 챔버를 구성하는 면이 진공 챔버 내외의 압력 차에 의해 변형되는 문제가 있다.

종래의 진공 증착 장치에 있어서는, 대기 아암(진공 챔버를 구성하는 면 측에 접속되는 제1 아암)이 자성유체 시일을 통해 진공 챔버를 구성하는 면에 고정되어 있기 때문에, 진공 챔버 내부를 진공 배기할 때에, 변형이 발생되면, 그 변형력이 대기 아암과 진공 챔버 를 구성하는 면과의 사이인 연결부에 그대로 전달되었다. 즉, 진공배기시의 진공 챔버의 변형력은 주로 진공 챔버를 구성하는 면에 대하여 수직인 방향으로 발생하는데, 대기 아암과 진공 챔버를 구성하는 저면이 서로 고정되도록 연결되어 있기 때문에, 진공 챔버에 수직방향 변형력이 크게 발생할 경우, 그 변형력이 대기 아암의 각 연결부에 그대로 전달되어, 대기 아암의 각 연결부에 진공 시일을 위해 설치되어 있던 자성유체 시일이 파손되거나 수명이 단축되며, 또한, 대기 아암의 회전 시에 진동이 발생하거나 소음이 발생하는 경우가 있었다.

본 발명의 목적은, 진공 챔버를 구성하는 면의 변형에 따른 수직 방향의 부하가 대기 아암부에 미치는 영향을 저감하여, 대기 아암부와 진공 챔버를 구성하는 면 사이의 연결부의 자성유체시일의 파손 및 수명이 단축되는 문제를 방지하는 진공 증착 장비를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 태양에 따른 진공 증착 장치는, 피증착체에 대한 증착이 이루어지는 진공 챔버와, 상기 진공 챔버 내에 이동 가능하게 설치되며, 상기 피증착체에 증착되는 증착 물질이 수용되는 증발원을 포함하는 증발원 유닛과, 상기 진공 챔버를 구성하는 면과 상기 증발원 유닛의 사이에 배치되고, 일단부가 상기 증발원 유닛에 회동 가능하게 연결되고, 타단부가 상기 진공 챔버를 구성하는 면에 회동 가능하게 연결되는 회전 이동부를 포함하며, 상기 진공 챔버를 구성하는 면에 회동 가능하게 연결되는 상기 회전 이동부의 상기 타단부와 상기 진공 챔버를 구성하는 면은, 상기 증발원 유닛 쪽으로 향하는 방향인 제1 방향으로 상대 이동이 가능하도록 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일 태양에 따른 진공 증착 장치는, 상기 진공 챔버를 구성하는 면에 회동 가능하게 연결되는 상기 회전 이동부의 상기 타단부가 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 기울어지는 것을 규제하기 위한 경사 규제부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 진공 챔버를 구성하는 면과 증발원 유닛 사이에 설치된 회전 이동부가 진공 챔버를 구성하는 면에 수직인 방향(제1 방향)으로 상대적으로 이동 가능하게(즉, 플로팅 상태로) 설치되기 때문에, 진공 챔버 내부를 진공으로 배기할 때 발생하는 진공 챔버를 구성하는 면에 수직인 방향(제1 방향)으로의 변형을 흡수할 수 있어, 자성유체 시일의 파손 및 회전 이동부의 회전시의 소음/진동을 저감시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 경사 규제부를 설치함으로써, 회전 이동부와 진공 챔버를 구성하는 면 간의 연결부가 진공 챔버를 구성하는 면에 평행한 방향(제2 방향)으로 경사지는 것을 억제할 수 있어, 연결부에서의 진공리킹의 문제 및 회전 이동부의 회전시의 소음/진동을 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 진공 증착 장치의 증발원 유닛을 이동시키기 위한 증발원 이동기구 및 회전 이동부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 회전 이동부와 진공 챔버를 구성하는 저면의 연결부분의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 이동부와 진공 챔버를 구성하는 저면의 연결부분의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 디바이스 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에는 다양한 변경이 가해질 수 있고 다양한 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하여 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정의 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

(제1 실시예)

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 장치(1)는, 감압분위기에서 피증착체(예컨대, 기판)에 대해 증착이 이루어지는 공간을 정의하는 진공 챔버(3) 및 증착 물질을 증발시켜 방출하는 증발원 유닛(2)을 포함한다.

증발원 유닛(2)은 증착 물질을 수용하는 수용부와 증착 물질을 가열하여 증발시키기 위한 가열부 등으로 구성된 증발원(21)을 포함한다. 증발원(21)은, 피증착체(4,5)의 증착면을 향하여 증착 재료를 방출하는 방출공 내지 노즐을 복수 구비한 구조를 가지나, 이에 한정되지 않고, 피증착체(4,5), 마스크의 패턴, 증착 물질의 종류 등에 따라, 적절히 선택할 수 있다. 예컨대, 점(point) 증발원이나 선형(linear) 증발원, 소형의 증착 물질 수용부에, 증착 재료를 방출하는 복수의 방출공을 구비하는 확산실을 접속한 구조의 증발원 등을 사용해도 된다.

또한, 본 발명의 진공 증착 장치(1)는, 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 증발원(21)으로부터 증발되어 피증착체(4, 5)을 향해 분사되는 증착 물질을 차단 내지 통과시키는 개폐 셔터(미도시), 증발원(21)으로부터 방출된 증착 재료의 증발 레이트(rate)를 모니터링하는 막두께 모니터(218), 막두께 모니터(218)로부터 입력신호를 받아 막두께를 계측하는 막두께 계측기(217), 증발원(21)에 설치된 가열장치를 제어하는 전원(216), 피증착체(4,5)를 지지하고, 피증착체를 마스크(214)나 증발원에 대해 상대적으로 이동시킬 수 있는 피증착체 홀더(213), 마스크(214)를 지지하고 마스크(214)를 피증착체나 증발원에 대해 상대적으로 이동시킬 수 있는 마스크 홀더(215) 등의 다른 구성부품을 더 포함할 수 있다.

이러한 구성을 가지는 진공 증착 장치(1)는 진공 챔버(3)내를 감압분위기(예컨대, 진공)로 한 상태에서 증발원 유닛(2)의 증발원(21) 내에 수용되어 있는 증착 물질을 가열·증발시키고, 증발된 증착 물질을 소정의 패턴이 형성된 마스크(214) 또는 패턴 시트를 통해 피증착체(4 또는 5) 상에 증착시켜, 피증착체상에 원하는 패턴의 증착 물질의 박막을 형성한다. 본 발명의 진공 증착 장치(1)를 사용하여 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스를 제조하는 구체적인 방법에 대해서는 후술한다.

증발원(21)을 포함하는 증발원 유닛(2)은 통상적으로 진공 챔버(3)의 하부에 하나가 배치되는데, 하나의 증발원 유닛을 사용하면서도 피증착체 전체에 대해 균일한 두께의 박막을 증착하기 위해, 증발원 유닛(2)을 피증착체의 길이 방향을 따라 슬라이딩 이동시켜 가면서 증착을 행한다.

도 1(a)의 진공 증착 장치(1)는, 하나의 진공 챔버(3) 내로 2개의 피증착체가 반입되고, 그 중 하나의 피증착체(4)에 대해 증착이 행해지는 동안(예컨대, A측 스테이지) 다른 피증착체(5)에 대해서(예컨대, B측 스테이지)는 마스크와 피증착체 간의 정렬(얼라인먼트)이 수행되는, 소위 "듀얼 스테이지" 구성의 진공 증착 장치를 도시한 것이다.

이러한 듀얼 스테이지 구성의 진공 증착 장치에 있어서는, 각각의 스테이지 내에서 증착 공정이 행해질 때 피증착체의 길이 방향을 따라 증발원 유닛(2)을 이동시키는 전술한 슬라이딩 이동에 더하여, 증발원 유닛(2)을 각 스테이지 간을 이동시키는 동작도 함께 행하게 된다. 이하에서는, 듀얼 스테이지 구성의 진공 증착 장치의 예를 들어 본 발명의 구성을 설명하는 것으로 하지만, 본 발명은 반드시 이에만 한정되는 것은 아니고, 진공 챔버 내에서의 증발원 유닛의 이동이 수반되는 경우에는 본 발명은 적용 가능하다.

이러한 증발원(21)을 포함하는 증발원 유닛(2)은 진공 챔버(3)의 하부에 배치된 증발원 이동기구(6)를 따라 피증착체(4)에 대향하는 면 내에서 수평 이동하면서 피증착체(4)에 대한 스캔 증착을 수행하게 된다. 증발원 이동기구(6)는 증발원(21)에 대해 이러한 선형 이동의 구동력을 제공하고 그 이동을 가이드하기 위한 기구로서, 구동력을 제공하는 리니어 모터와, 모터의 구동에 따라 이동을 가이드하는 랙/피니언 결합 구조 등으로 구성될 수 있으며, 구동력을 생성하는 리니어 모터 등의 구성부품은 증발원(21) 하부에 설치되는 대기 박스 내에 수납되어 배치될 수 있다.

이와 같이 구성되는 진공 증착 장치(1)에 있어서, 증착 공정이 행해지는 동안 전술한 증착 물질을 가열하여 증발시키는 증발원(21)의 가열부, 증발원(21)에 대해 이동 구동력을 제공하는 리니어 모터 등에 대해 전원 공급이 이루어져야 하고, 이를 위해 진공 챔버 외부로부터 전원 공급을 위한 전기적 배선이 연결되어야 한다. 또한, 증발원 유닛(2)에는 이러한 전기적 배선 이외에도, 가열되었던 증발원(21)을 냉각시키는데 사용되는 냉각수를 순환시키기 위한 각종 배관 등도 진공 챔버(3) 외부로부터 연결될 수 있다

증발원 유닛(2)에 진공 챔버(3)의 외부로부터 전기적 배선이나 배관을 제공하기 위한 구성으로서, 본 발명에서는 내부가 빈 중공부의 회전 이동부(7)를 사용한다. 회전 이동부(7)는 진공 챔버(3)를 구성하는 저면에 형성된 인입구(31)와 증발원 유닛(2) 사이에 설치되며, 그 내부는 대기압으로 유지되는 중공부(71)로 되어 있다. 회전 이동부(7)의 중공부(71) 내에는 진공 챔버 외부로부터 증발원 유닛(2)으로 연결되는 각종 전기적 배선 및 배관이 배설된다. 증발원 유닛(2)은 이러한 회전 이동부(7)를 통해 전기적 배선 및 배관이 연결된 상태로 진공 챔버(2) 내를 이동해 가면서 증착 공정을 수행하게 된다.

이하, 회전 이동부(7)의 구성을 상세하게 설명한다.

회전 이동부(7)는 전술한 바와 같이 진공 챔버(3)를 구성하는 저면과 증발원 유닛(2) 사이에 배치되어, 일단부는 증발원 유닛(2)에 회동 가능하게 연결되고, 타단부는 진공 챔버(3)를 구성하는 저면에 회동 가능하게 연결된다. 구체적으로, 회전 이동부(7)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 진공 챔버(3)를 구성하는 저면 측과 증발원 유닛(2) 측에 각각 회동 가능하게 접속된 2개의 아암(72, 73)이 상호 링크 구조로 연결된 구성을 갖는다. 즉, 회전 이동부(7)는 일단이 진공 챔버(3)를 구성하는 저면의 인입구(31) 측에 회동 가능하게 연결되어 있는 제1 아암(72)과, 일단이 증발원 유닛(2)의 대기박스의 하부에 회동 가능하게 연결되어 있는 제2 아암(73)을 포함한다. 제1 아암(72)의 타단과 제2 아암(73)의 타단 역시 회동 가능하게 연결되어, 제1 아암과 제2 아암이 진공 챔버(3)을 구성하는 저면과 증발원 유닛(2) 사이에서 전체적으로 링크 구조의 연결 구조를 형성한다. 이러한 구조를 통해, 회전 이동부(7)는 증발원 유닛(2)에 대하여 전기적 배선 및 배관 연결을 제공하면서 증발원 유닛(2)의 이동을 따라 함께 종동하여 이동한다.

회전 이동부(7)와 증발원 유닛(2) 및 진공 챔버(3)를 구성하는 저면 간의 각 연결부(즉, 증발원 유닛(2)과 제2 아암(73)의 연결부, 제2 아암(73)과 제1 아암(72)의 연결부, 제1 아암(72)과 진공 챔버(3)를 구성하는 저면의 연결부)는, 대기압으로 유지되는 회전 이동부(7) 내부의 중공부(71)와, 진공 상태로 유지되는 회전 이동부(7) 외부의 진공 챔버(3)내 공간을, 각각 대기압과 진공으로 유지한 상태로 연결할 수 있도록, 기본적으로는 자성유체시일 등의 접속 부재를 사용하여 진공 시일링(seal)한다. 자성유체 시일은 연결 부재 간의 상대적인 회전은 허용하면서도 진공 시일의 기능을 수행할 수 있기 때문에, 회전 이동부(7)의 기본적인 연결부로 사용하기에 적합하다.

본 발명의 진공 증착 장치(1)에서는 회전 이동부(7) 또는 제1 아암(72)과 진공 챔버(3)를 구성하는 저면을, 증착원 유닛(2) 쪽을 향하는 방향, 즉, 진공 챔버(3)를 구성하는 저면에 수직인 방향인 제1 방향으로 상대적으로 이동가능 하도록(즉, 증착 챔버를 구성하는 저면에 대해 플로우팅되도록), 접속시킨다. 이를 통해, 진공 챔버의 변형에 따른, 진공 챔버를 구성하는 면에 수직인 방향(제1 방향)의 부하를 흡수하여, 회전 이동부(7)로 전달되는 변형력을 저감시킬 수 있다.

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 장치(1)에서는, 제1 아암(72)의 회전축부(721)를, 진공 챔버(3)를 구성하는 저면에 수직인 제1 방향으로 상대적으로 이동 가능한(즉, 플로우팅 상태인) 접속부(8)를 사이에 두고, 진공 챔버(3)를 구성하는 저면의 인입구(31)에 끼워 넣어 연결한다. 이 때, 제1 아암의 회전축부(721)와 접속부(8) 사이는 페로시일(ferroseal)과 같은 자성유체 시일(9)을 통해 상대 회전만 허용되는 형태로 진공 시일링을 행하고, 진공 챔버를 구성하는 면측에 접속되는 접속부(8)의 타단측의 연결부위, 즉, 접속부(8)와 진공 챔버를 구성하는 저면의 인입구(31)의 내벽 사이에는 오링(O-ring; 10)을 사용하여 진공 시일링을 행한다. 자성유체시일(9)은 제1 아암과 접속부(8)간의 시일링을 확실히 하면서도, 마찰손실 없이 제1 아암(72)의 회전축(721)의 접속부(8)에 대한 상대적인 회전을 허용한다. 한편, 접속부(8)의 타단측, 즉, 접속부(8)와 진공 챔버를 구성하는 저면의 인입구(31)의 내벽 사이는 제1 방향으로의 상대 이동이 허용되는 오링(O-ring; 10)을 사용하여 진공 시일링을 행하기 때문에, 접속부(8)를 포함한 제1 아암(72)은, 전체적으로, 진공 챔버(3)를 구성하는 면에 대해 회동은 가능하면서도, 제1 방향(도 3에서의 상하 방향)으로 진공 챔버(3)를 구성하는 면에 대해 플로우팅된 상태로, 즉, 상대 움직임이 가능한 상태로 진공 챔버를 구성하는 면 측에 연결되어 있다. 따라서, 전술한 바와 같은 진공 배기 시에 진공 챔버를 구성하는 면에 대해 변형이 발생하는 경우라도, 그러한 변형에 따른 제1 방향의 부하가 회전 이동부(7)를 구성하는 제1 아암(72)측에는 직접적으로 작용하게 않게 되거나 적어도 상대적으로 작은 크기로 작용하게 되고, 따라서 종래 기술에서와 같은 증착 공정 중의 자기유체시일의 파손 등과 같은 문제를 방지할 수 있게 된다.

이상, 실시예의 구성에 기초하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 다양한 변형예의 구성을 가질 수 있다.

예컨대 이상 설명한 실시예에서는, 회전 이동부(7)의 제1 아암(72)과 진공 챔버(3)를 구성하는 저면 사이에 접속부(8)을 개재시켜, 제1 아암(72)과 접속부(8) 사이의 접속은 자성유체시일에 의해 시일링을 행하고, 접속부(8)와 진공 챔버(3)를 구성하는 저면과의 사이의 접속은 오링을 사용하여 시일링을 수행하고 있으나, 제1 아암(72)과 진공 챔버(3)를 구성하는 저면이 제1 방향으로 플로우팅된 상태로 진공 시일링될 수 있다면 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 접속부(8)를 따로 두지 않고, 제1 아암(72)의 회전축(721)과 진공 챔버(3)를 구성하는 저면의 인입구(31) 사이를 오링 및 베어링을 사용하여 접속시킬 수도 있다. 이 경우에도, 제1 아암(72)은 진공 챔버(3)를 구성하는 저면에 대해 회동은 가능하면서도 제1 방향으로의 상대 움직임이 허용되는 형태로 진공 챔버(3)를 구성하는 저면에 연결되므로, 본 발명의 효과를 달성할 수 있게 된다. 다만, 전술한 실시예의 구성과 같이 접속부(8)를 개재시켜, 회동 부위의 진공 시일링은 마찰손실이 거의 없는 자성유체시일로 행하고, 제1 방향으로의 상대 이동을 허용하기 위한 부위에만 오링을 통해 접속하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 본 실시예에서는 진공 챔버(3)를 구성하는 저면과 증발원 유닛(2) 사이에 회전 이동부(7)를 설치하는 구성을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 증발원 유닛(2)이 진공 챔버(3)를 구성하는 저면이 아닌 상면 또는 측면 등의 벽면에 인접하게 설치되고, 회전 이동부(7)가 증발원 유닛(2)과 진공 챔버를 구성하는 상면 또는 측면과의 사이에 설치되는 경우나, 회전이동부(7)가 진공 챔버 내에 설치되는 다른 이동체에 전원 내지 배선을 공급하기 위해 진공 챔버를 구성하는 면과 해당 이동체 간에 설치되는 경우에도 적용될 수 있다.

(제2 실시예)

이하, 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 제2 실시예의 구성을 설명한다.

본 발명의 제2 실시예는, 진공 챔버(3)를 구성하는 저면에 회동 가능하게 연결되는 회전 이동부(7), 즉, 제1 아암(72)이 제1 방향과 교차하는 제2 방향(예컨대, 도 4에서는 진공 챔버를 구성하는 저면에 평행한 방향)으로 기울어지는 것을 규제하기 위한 경사규제수단(12)을 더 추가한 점이 제1 실시예의 구성과 다르다. 그 이외의 구성은 제1 실시예의 구성과 마찬가지이므로, 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.

제1 실시예의 구성은, 전술한 바와 같이, 진공 챔버(3)내부의 진공 배기 시 발생하는 진공 챔버를 구성하는 면의 변형에 따라 회전 이동부(7)에 작용하는 제1 방향의 부하에 의한 영향을 주로 해결하기 위한 구성이다. 그런데, 진공 배기 시 진공 챔버가 변형될 경우, 회전 이동부(7)에는 제1 방향의 부하 이외에 이와 교차하는 제2 방향의 부하도 함께 작용할 수 있다.

이에 제2 실시예에서는, 접속부(8)의 제2 방향으로의 기울어짐을 방지하기 위해, 경사규제수단(12)을 추가로 설치한다. 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 경사규제수단(12)은, 일단이 접속부(8)의 상부에 고정되며 제2 방향으로 연장하는 감합부(121) 및 진공 챔버(3)를 구성하는 저면으로부터 제1 방향으로 연장하는 샤프트 형상(예컨대, 원기둥 형상)의 챔버측 고정부(122)를 포함한다. 감합부(121)와 챔버측 고정부(122)는, 감합부(121)의 타단이 샤프트 형상의 챔버측 고정부(122)에 끼워지는 형태로 설치된다. 즉, 감합부(121)의 타단은 챔버측 고정부(122)가 끼워지는 오목부를 포함하며, 챔버측 고정부(122)는 감합부(121)의 오목부의 형상에 대응하는 형상을 가진 돌기를 포함한다. 감합부(121)와 챔버측 고정부(122)는 제1 방향으로의 상대적인 움직임이 가능하도록 제1 방향으로 소정의 공간(123)을 사이에 두고 결합된다. 이러한 공간(123)의 제1 방향으로의 길이는 진공 배기시의 진공 챔버를 구성하는 면의 제1 방향으로의 변형량을 고려하여 정하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 감합부(121)는 제1 방향으로는 움직임이 규제되지 않지만(플로우팅 상태), 제2 방향으로는 챔버측 고정부(122)로 인해 움직임이 규제된다.

감합부(121)는 진공 챔버를 구성하는 저면에 고정된 챔버측 고정부(122)에 끼워지는 오목부 형태로 형성되는 것이 감합부(121)와 챔버측 고정부(122)의 마찰로 인해 발생한 파티클이 피증착체 측으로 비산하는 것을 저감할 수 있다는 측면에서 바람직하나, 이에 한정되지 않으며, 예컨대, 감합부(121)의 타단이 제1 방향으로 연장하는 샤프트의 형상을 가지고, 이러한 감합부(121)의 샤프트가 진공 챔버를 구성하는 저면에 고정된 챔버측 고정부(122)로서의 오목부에 끼워지는 형태로 설치될 수도 있다. 다만, 이러한 변형예의 경우, 감합부(121)와 챔버측 고정부(122)간의 마찰로 인해 생긴 금속성 파티클이 피증착체에 영향을 미치지 않도록 파티클 비산 방지기구를 설치하는 것이 바람직하다. 예컨대, 금속성 파티클의 비산을 방지하기 위해 자성물질로 된 비산방지기구를 설치할 수 있다.

이러한 구성에 의해, 접속부(8)의 하부는 부싱(11)에 의해, 접속부(8)의 상부는 경사규제수단(12)으로서의 감합부(121) 및 챔버측 고정부(122)에 의해 각각 규제되어 제2 방향으로의 기울어짐이 방지된다. 즉, 접속부(8)의 상하부에서 접속부를 지지하는 지지점 사이의 거리가 커지기 때문에, 접속부의 전체적인 제2 방향으로의 기울기 각도가 작아지며, 접속부(8)와 진공 챔버(3)를 구성하는 저면의 인입구(31)를 진공 시일링하기 위한 복수의 오링이 효과적으로 작용할 수 있게 된다.

한편, 감합부(121) 및 챔버측 고정부(122)를 포함하는 이러한 경사규제수단(12)은, 접속부(8) 주위로 복수 개, 예컨대, 3개 이상을 배치하는 것이 바람직하며, 경사 규제 성능을 더욱 향상시키기 위해 접속부(8) 주위로 연속되게 형성할 수도 있다.

이상 본 발명에 따른 제2 실시예의 구성을 설명하였으나, 다양한 추가적인 변형예의 구성 역시 가능하다. 제2 실시예의 구성에서, 감합부(121)와 챔버 측 고정부(122)는 전술한 바와 같이 기본적으로는 제1 방향으로 플로팅 가능하도록 설치되어 있다. 따라서, 이들 간의 제1 방향으로의 상대적인 움직임에 따른 마찰로 인해 금속성 파티클이 발생하여 낙하할 가능성이 있다. 이러한 금속성 파티클이 피증착체에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해, 챔버측 고정부(122)의 하부 주위에, 이러한 금속성 파티클의 낙하물을 수집하는 트레이(13)를 추가로 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 파티클 수집 트레이(13)는 금속성 파티클이 진공 챔버(3)의 증착 공간으로 비산하여 피증착체에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해, "L"자 형상의 단면을 가지며, 챔버측 고정부(122) 주위로 연속되게 형성하는 것이 바람직하다. 파티클 수집 트레이(13)의 재질은 특별히 한정되지는 않으나, 금속성 파티클의 수집의 용이성을 고려하여 자성물질로 할 수 있다.

(본 발명의 진공증착장치를 사용한 디바이스의 제조방법)

이하에서는, 도1, 5를 참조하여, 본 발명의 진공 증착 장치를 사용하여 디바이스를 제조하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

우선, 증발원(21)은, 증착 재료를 기화시키기 위해, 증발원(21)에 설치된 가열장치를 전원(216)에 의해 제어한다. 이 때는, 증발원(21)에 설치된 셔터(미도시)가 닫혀 있기 때문에, 기화된 증착 재료는 진공 챔버(3)내에 방출되지 않는다. 셔터가 닫혀진 상태에서 증발원(21)에 설치된 가열장치에 전원을 공급한다(S1)

이어서, 피증착체에 증착하고자 하는 패턴이 형성된 마스크(214)가, 반송수단(미도시)에 의해, 진공 챔버(3)내에 반입되어, 마스크를 지지하는 마스크 홀더(215)에 배치된다. 마스크 홀더(215)는 이동기구를 가지고 있어, 마스크(214)의 위치를 소정의 위치로 이동시킨다(S2). 이 때, 마스크를 관리하는 제어부(미도시)는, 마스크사용회수(M)을 1로 한다.

이 상태에서, 증착 재료가 증착되는 대상인 피증착체(4)가 반송수단에 의해, 진공 챔버(3)내에 반입되어, 피증착체 홀더(213)에 배치된다. 마스크(214)에 형성된 얼라인먼트 마크와 피증착체(4)에 형성된 얼라인먼트 마크를 사용하여 피증착체 홀더(213)의 이동기구를 제어함으로써, 마스크(214)와 피증착체(4) 간의 얼라인먼트를 행한다(S3). 피증착체 홀더(213)를 이동제어하여 피증착체와 마스크간의 정렬을 수행하는 대신에, 피증착체(4)가 진공챔버(3)내에 반입되어, 피증착체 홀더(213)에 의해 소정의 위치에 배치된 후에, 마스크(214)를 마스크 홀더(215)의 이동기구에 의해 이동하여, 마스크(214)와 피증착체(4)간의 얼라인먼트를 수행해도 된다.

얼라인먼트 종료 후, 증발원(21)의 셔터를 열고, 기화된 증착 재료를 방출하여, 마스크(214) 패턴에 따라 피증착체(4)에 증착 물질을 증착한다.

이때, 피증착체(4) 전체에 걸쳐 균일한 두께로 증착을 행하기 위해서, 증발원(21)은 증발원 이동기구에 의해 도 1(b)의 지면에 수직인 방향으로 이동(예컨대, 슬라이딩 이동)한다. 증발원(21) 등에 전원 등을 공급하기 위해 증발원(21)과 진공 챔버를 구성하는 저면 사이에 배치된 회전이동부(7)와 진공 챔버(3)를 구성하는 저면은, 진공 챔버(3)를 구성하는 저면에 수직인 방향(제1 방향)으로 상대적으로 이동 가능하게 연결되기 때문에, 증발원(21)이 이동하면서 증착이 수행되는 동안 진공 챔버를 구성하는 면의 변형이 증발원(21)의 이동에 미치는 영향을 저감시킬 수 있으며, 피증착체(4)에의 균일한 두께의 증착을 가능하게 한다.

이 때, 수정진동자 등의 막두께 모니터(218)는, 증발레이트를 계측하여, 막두께 계측기(217)에서 막두께를 환산한다. 막두께 계측기(217)에서 환산된 막두께가 목표로 하는 막두께가 될 때까지 증착을 계속한다(S5). 막두께 계측기(217)로 환산된 막두께가 목표값에 도달한 후, 증발원(21)의 셔터를 닫아 증착을 종료한다. 그 후, 반송수단에 의해 피증착체(4)를 진공 챔버(3) 외부로 반출한다(S6), 마스크(214)는 전술한 마스크 사용회수(M)가 소정의 매수 이상(n≥2)이 될 때마다 교환한다. 사용회수(M)가 소정회수(n)보다 작은 경우에는 사용회수(M)를 1만큼 올리고, 다음 피증착체(4)를 반입하여 마찬가지 공정으로 증착을 행한다(S7). 마스크(214)의 교환빈도는 마스크(214)에 증착 재료의 퇴적 정도에 따라 적절히 정할 수 있다.

이러한 공정을 통해, 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스와 같은 디바이스를 제조할 수 있으나, 본 발명의 디바이스 제조방법은 이에 한정되지 않고, 각 공정의 구체적인 구성은 적절히 변경가능하다.

이상 설명한 본 발명에 의하면, 진공 챔버의 진공 배기 시 발생하는 진공 챔버를 구성하는 면의 변형에 따른 제1 방향 및/또는 제2 방향의 부하가 회전 이동부(7)에 미치는 영향을 저감함으로써, 회전 이동부(7)의 연결부에서의 자성유체 시일의 파손 및 회전 이동부의 회전 시의 소음과 진동을 방지하고, 나아가 진공 리킹의 문제를 해결할 수 있다.

1: 진공 증착 장치
2: 증발원 유닛
21: 증발원
3: 진공 챔버
31: 인입구
4: 피증착체(A 스테이지)
5: 피증착체(B 스테이지)
6: 증발원 이동기구
7: 회전 이동부
71: 중공부
72: 제1 아암
721: 회전축
73: 제2 아암
8: 접속부
9: 자성유체시일
10: 오링
11: 부싱
12: 경사규제수단
121: 감합부
122: 챔버측 고정부
123: 공간
13: 파티클 수집 트레이

Claims (13)

1. 진공 증착 장치에 있어서,
   피증착체에 대한 증착이 이루어지는 진공 챔버와,
   상기 진공 챔버 내에 이동 가능하게 설치되며, 상기 피증착체에 증착되는 증착 물질이 수용되는 증발원을 포함하는 증발원 유닛과,
   상기 진공 챔버를 구성하는 면과 상기 증발원 유닛의 사이에 배치되고, 일단부가 상기 증발원 유닛에 회동 가능하게 연결되고, 타단부가 상기 진공 챔버를 구성하는 면에 회동 가능하게 연결되는 회전 이동부를 포함하며,
   상기 진공 챔버를 구성하는 면에 회동 가능하게 연결되는 상기 회전 이동부의 상기 타단부는 상기 진공 챔버를 구성하는 면에 대해, 상기 증발원 유닛 쪽으로 향하는 방향인 제1 방향으로 플로우팅되어 상대 이동이 가능하도록 연결되는, 진공 증착 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전 이동부는, 상기 진공 챔버를 구성하는 면에 일단이 회동 가능하게 연결된 제1 아암과, 상기 제1 아암의 타단 및 상기 증발원 유닛에 각 단부가 회동 가능하게 연결된 제2 아암을 포함하고,
   상기 진공 챔버를 구성하는 면에 회동 가능하게 연결된 상기 제1 아암의 상기 일단은 상기 진공 챔버를 구성하는 면에 대해 상기 제1 방향으로 플로우팅되어 상대 이동이 가능하도록 연결되는, 진공 증착 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 진공 챔버를 구성하는 면에 회동 가능하게 연결되는 상기 제1 아암의 상기 일단은, 회전축부와, 상기 회전축부에 회동 가능하게 접속되는 접속부를 포함하고,
   상기 접속부는 상기 진공 챔버를 구성하는 면에 대해, 상기 제1 방향으로 플로우팅되어 상대 이동이 가능하도록 연결되는, 진공 증착 장치.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 접속부와 상기 진공 챔버를 구성하는 면은 오링(O-ring)에 의해 시일링되는, 진공 증착 장치.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 진공 챔버를 구성하는 상기 면은 인입구를 포함하고, 상기 접속부는 상기 인입구에 삽입되며, 상기 접속부와 상기 인입구의 내벽은 오링에 의해 시일링되는, 진공 증착 장치.
   
6. 제3항에 있어서, 상기 접속부와 상기 회전축부는 자성유체시일에 의해 시일링되는, 진공 증착 장치.
   
7. 제2항에 있어서,
   상기 진공 챔버를 구성하는 면에 회동 가능하게 연결되는 상기 제1 아암의 상기 일단은 회전축부를 포함하고,
   상기 회전축부는 상기 진공 챔버를 구성하는 면에 대해, 상기 제1 방향으로 플로우팅되어 상대 이동이 가능하도록 연결되는, 진공 증착 장치.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 회전축부와 상기 진공 챔버를 구성하는 면은 오링(O-ring)에 의해 시일링되는, 진공 증착 장치.
   
9. 제8항에 있어서, 상기 진공 챔버를 구성하는 상기 면은 인입구를 포함하고, 상기 회전축부는 상기 인입구에 삽입되며, 상기 회전축부와 상기 인입구의 내벽은 오링에 의해 시일링되는, 진공 증착 장치.
   
10. 제1항에 있어서, 상기 제1 방향은 상기 진공 챔버를 구성하는 상기 면에 수직인 방향인, 진공 증착 장치.
    
11. 진공 증착 장치에 있어서,
    피증착체에 대한 증착 공정이 실행되는 증착 공간을 정의하며, 진공 상태로 유지될 수 있는 진공 챔버와,
    상기 진공 챔버 내에 이동 가능하게 설치되는 이동체와,
    일단부가 상기 이동체에 회동 가능하게 연결되고, 타단부가 상기 진공 챔버를 구성하는 면에 회동 가능하게 연결되며, 그 내부가 대기압으로 유지되는 중공부를 포함하는 회전 이동부를 포함하며,
    상기 회전 이동부의 상기 타단부는, 상기 진공 챔버를 구성하는 면에 대하여, 상기 이동체 쪽으로 향하는 방향인 제1 방향으로 플로우팅되어 상대 이동이 가능하도록 연결되는, 진공 증착 장치.
    
12. 제11항에 있어서, 상기 제1 방향은 상기 진공 챔버를 구성하는 상기 면에 수직인 방향인, 진공 증착 장치.
    
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 진공 증착 장치를 사용하여 디바이스를 제조하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.

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