KR102114313B1 - 증착장치 및 이를 이용한 증착방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제조비용을 줄이면서도 정밀하게 증착이 이루어지도록 하는 증착장치 및 이를 이용한 증착방법을 위하여, 복수개의 제1프로세스챔버들과 상기 복수개의 제1프로세스챔버들 각각에 연결되는 제1트랜스퍼챔버를 포함하는 제1증착클러스터와, 복수개의 제2프로세스챔버들과 상기 복수개의 제2프로세스챔버들 각각에 연결되는 제2트랜스퍼챔버를 포함하는 제2증착클러스터와, 상기 제1트랜스퍼챔버와 상기 제2트랜스퍼챔버에 각각 연결되는 연결챔버와, 상기 연결챔버에 연결되는 제1가스공급라인, 제2가스공급라인 및 배기라인을 구비하는, 증착장치 및 이를 이용한 증착방법을 제공한다.

Description

증착장치 및 이를 이용한 증착방법{Deposition apparatus and deposition method using the same}
본 발명은 증착장치 및 이를 이용한 증착방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 제조비용을 줄이면서도 정밀하게 증착이 이루어지도록 하는 증착장치 및 이를 이용한 증착방법에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치의 경우 제조과정에서 다양한 층들을 증착하게 된다. 예컨대 각 화소마다 배치되는 박막트랜지스터를 형성하기 위해, 반도체층, 각종 전극층 및 각종 절연막 등을 증착하게 된다. 또한, 유기발광 디스플레이 장치의 경우에는 각 화소마다 배치되는 유기발광소자를 형성하기 위해, 화소전극, 발광층을 포함하는 다층 구조의 중간층 및 대향전극 등을 증착하게 되며, 유기발광소자를 보호하기 위해 각종 보호막 등도 증착하게 된다.
그러나 이러한 종래의 디스플레이 장치의 각종 막을 증착하는 증착장치를 이용할 시, 정밀하게 증착이 이루어지도록 하고자 하면 비용이 증가한다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 제조비용을 줄이면서도 정밀하게 증착이 이루어지도록 하는 증착장치 및 이를 이용한 증착방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 복수개의 제1프로세스챔버들과 상기 복수개의 제1프로세스챔버들 각각에 연결되는 제1트랜스퍼챔버를 포함하는 제1증착클러스터와, 복수개의 제2프로세스챔버들과 상기 복수개의 제2프로세스챔버들 각각에 연결되는 제2트랜스퍼챔버를 포함하는 제2증착클러스터와, 상기 제1트랜스퍼챔버와 상기 제2트랜스퍼챔버에 각각 연결되는 연결챔버와, 상기 연결챔버에 연결되는 제1가스공급라인, 제2가스공급라인 및 배기라인을 구비하는, 증착장치가 제공된다.
상기 제2가스공급라인을 통한 상기 연결챔버로의 가스공급 최대량이 상기 제1가스공급라인을 통한 상기 연결챔버로의 가스공급 최대량보다 적도록 할 수 있다.
상기 제1가스공급라인을 통한 상기 연결챔버로의 가스공급 최소량이 상기 제2가스공급라인을 통한 상기 연결챔버로의 가스공급 최대량보다 크도록 할 수 있다.
상기 제1가스공급라인은 상기 연결챔버 내부를 대기압으로 만들기 위한 양의 가스를 상기 연결챔버에 공급할 수 있다.
상기 제2가스공급라인이 상기 연결챔버 내부를 사전설정된 제1기압에서 대기압이 아닌 사전설정된 제2기압으로 변화시키기 위한 양의 가스를 상기 연결챔버에 공급하도록 할 수 있다.
상기 복수개의 제1프로세스챔버들 내의 증착시의 진공도가 상기 복수개의 제2프로세스챔버들 내의 증착시의 진공도보다 높도록 할 수 있다.
상기 복수개의 제1프로세스챔버들에서는 유기막이 기판 상에 증착되며, 상기 복수개의 제2프로세스챔버들에서는 무기막이 기판 상에 증착되도록 할 수 있다. 이때, 상기 연결챔버는 내부에서 기판을 뒤집을 수 있는 플립챔버일 수 있다.
한편, 상기 제2가스공급라인에 연결되어 상기 연결챔버로의 가스공급량을 조절할 수 있는 유량조절기를 더 구비할 수 있다.
상기 제2가스공급라인을 통해 상기 연결챔버로 공급되는 가스를 필터링하는 필터부를 더 구비할 수 있다.
상기 제2가스공급라인의 상기 연결챔버 내의 단부에는 상기 제2공급라인을 통해 상기 연결챔버에 공급되는 가스가 상기 연결챔버 내에서 복수의 방향들로 퍼지며 공급되도록 복수개의 노즐들이 장착될 수 있다.
제1증착클러스터의 복수개의 제1프로세스챔버들에서 복수개의 기판들에 제1증착막을 증착하는 단계와, 복수개의 제1프로세스챔버들 중 어느 하나에서 제1증착막이 증착된 기판을 복수개의 제1프로세스챔버들 각각에 연결된 제1증착클러스터의 제1트랜스퍼챔버로 이동시키는 단계와, 제1증착클러스터의 제1트랜스퍼챔버 내의 기판을 제1트랜스퍼챔버에 연결된 연결챔버로 이동시키는 단계와, 연결챔버에 연결된 제1가스공급라인과 제2가스공급라인 중 제2가스공급라인을 통해 연결챔버 내에 가스를 공급하여 연결챔버 내부를 사전설정된 제1기압에서 대기압이 아닌 사전설정된 제2기압으로 변화시키는 단계와, 연결챔버 내의 기판을 제2증착클러스터의 제2트랜스퍼챔버로 이동시키는 단계를 포함하는, 증착방법이 제공된다.
상기 제2기압으로 변화시키는 단계는, 제1가스공급라인을 통한 연결챔버로의 가스공급 최대량보다 적은 가스공급 최대량을 가진 제2가스공급라인을 통해 연결챔버 내에 가스를 공급하는 단계일 수 있다.
상기 제2기압으로 변화시키는 단계는, 제1가스공급라인을 통한 연결챔버로의 가스공급 최소량보다 적은 가스공급 최대량을 가진 제2가스공급라인을 통해 연결챔버 내에 가스를 공급하는 단계일 수 있다.
제1가스공급라인은 연결챔버 내부를 대기압으로 만들기 위한 양의 가스를 상기 연결챔버에 공급할 수 있다.
제2증착클러스터의 제2트랜스퍼챔버에서 제2증착클러스터의 복수개의 제2프로세스챔버들 중 어느 하나로 기판을 이동시키는 단계와, 복수개의 제2프로세스챔버들 중 적어도 어느 하나 내의 기판 상에 제2증착막을 증착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1증착막을 증착하는 단계에서의 복수개의 제1프로세스챔버들 내의 진공도는 상기 제2증착막을 증착하는 단계에서의 복수개의 제2프로세스챔버들 내의 진공도보다 높을 수 있다.
상기 제1증착막을 증착하는 단계는 유기막을 증착하는 단계이며, 상기 제2증착막을 증착하는 단계는 무기막을 증착하는 단계일 수 있다. 이때, 연결챔버 내의 기판을 뒤집는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2기압으로 변화시키는 단계는, 제2가스공급라인에 연결되어 연결챔버로의 가스공급량을 조절할 수 있는 유량조절기로 사전설정된 양의 가스를 연결챔버 내에 가스를 공급하는 단계일 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제조비용을 줄이면서도 정밀하게 증착이 이루어지도록 하는 증착장치 및 이를 이용한 증착방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착장치를 개략적으로 도시하는 평면 개념도이다.
도 2는 도 1의 증착장치에 사용될 수 있는 가스공급라인의 일 단부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 1의 증착장치를 이용하여 제조할 수 있는 일 예인 유기발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
한편, 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착장치를 개략적으로 도시하는 평면 개념도이다. 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 증착장치는 제1증착클러스터(100), 제2증착클러스터(200), 연결챔버(300), 제1가스공급라인(L1), 제2가스공급라인(L2) 및 배기라인(EL)을 구비한다.
제1증착클러스터(100)는 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125)과, 제1증착클러스터(100)의 대략 중앙에 위치하며 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125) 각각에 연결되는 제1트랜스퍼챔버(140)를 구비한다. 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125) 각각은 기판 상에 증착이 이루어지도록 하는 증착챔버들이다. 이러한 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125)에서는 기판 상에 동일한 물질이 증착되도록 할 수 있다. 즉, 한 개의 기판이 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125)을 통해 복수회 증착이 이루어지는 것이 아니라, 복수개의 기판이 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125)에서 동시에 증착되도록 할 수 있다.
물론 제1증착클러스터(100)는 이러한 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125)이나 제1트랜스퍼챔버(140) 외에도, 도시된 것과 같이 로드락챔버(110)나 제1마스크챔버(130)를 가질 수도 있다. 그리고 제1증착클러스터(100)는 로드락챔버(110), 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125), 제1마스크챔버(130) 및/또는 제1트랜스퍼챔버(140)에 기판을 투입하거나 이들로부터 기판을 배출하기 위한 엔드이펙터를 가진 제1이송로봇(150) 역시 구비할 수 있다.
로드락챔버(110)는 외부의 반송장치(미도시)로부터 기판이 로딩되는 챔버이다. 이러한 로드락챔버(110)에는 복수개의 슬롯들(미도시)이 배치되어, 복수개의 기판들이 로딩되도록 할 수 있다. 로드락챔버(110) 내로 기판이 로딩될 시, 도어(110")가 열린 후 기판이 로드락챔버(110) 내 슬롯들에 배치된다.
기판의 로딩이 완료되면 도어(110")가 닫혀, 로드락챔버(110)의 내부가 외부로부터 차단되도록 한다. 물론 로드락챔버(110)와 제1트랜스퍼챔버(140) 사이의 게이트밸브(110')는 기판의 로딩에 앞서 닫힌 상태일 수 있다. 그 후, 로드락챔버(110)에 연결된 펌프(미도시)를 통해 로드락챔버(110)의 진공도가 제1트랜스퍼챔버(140)의 진공도와 동일/유사하게 만들 수 있다. 로드락챔버(110)의 진공도가 제1트랜스퍼챔버(140)의 진공도에 이르면, 로드락챔버(110)와 제1트랜스퍼챔버(140) 사이의 게이트밸브(110')가 열려 제1이송로봇(150)이 기판을 로드락챔버(110)에서 제1트랜스퍼챔버(140)로 이송한다.
제1트랜스퍼챔버(140) 내의 기판은 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125) 중 어느 한 곳에 투입될 수 있다. 물론 제1증착클러스터(100)가 히팅챔버와 같은 전처리챔버(미도시)를 구비할 경우, 기판은 그러한 전처리챔버에 투입되어 전처리된 후 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125) 중 어느 한 곳에 투입될 수도 있다. 그리고 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125)과 제1트랜스퍼챔버(140) 사이에는 필요에 따라 게이트밸브들(121', 122', 123', 124', 125')이 배치될 수도 있다.
제2증착클러스터(200)는 제1증착클러스터(100)와 유사한 구조를 가질 수 있다.
제2증착클러스터(200) 복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225)과, 제2증착클러스터(200)의 대략 중앙에 위치하며 복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225) 각각에 연결되는 제2트랜스퍼챔버(240)를 구비한다. 복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225) 각각은 기판 상에 증착이 이루어지도록 하는 증착챔버들이다. 이러한 복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225)에서는 기판 상에 동일한 물질이 증착되도록 할 수 있다. 즉, 복수개의 기판이 복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225)에서 동시에 증착되도록 할 수 있다. 복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225)과 제2트랜스퍼챔버(240) 사이에는 필요에 따라 게이트밸브들(221', 222', 223', 224', 225')이 배치될 수도 있다.
물론 제2증착클러스터(200)는 이러한 복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225)이나 제2트랜스퍼챔버(240) 외에도, 도시된 것과 같이 언로드챔버(210)나 제2마스크챔버(230)를 가질 수도 있다. 그리고 제2증착클러스터(200)는 언로드챔버(210), 복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225), 제2마스크챔버(230) 및/또는 제2트랜스퍼챔버(240)에 기판을 투입하거나 이들로부터 기판을 배출하기 위한 엔드이펙터를 가진 제2이송로봇(250) 역시 구비할 수 있다.
연결챔버(300)는 제1증착클러스터(100)의 제1트랜스퍼챔버(140)와 제2증착클러스터(200)의 제2트랜스퍼챔버(240)에 각각 연결된다. 연결챔버(300)와 제1트랜스퍼챔버(140) 사이와 연결챔버(300)와 제2트랜스퍼챔버(240) 사이에는 게이트밸브(300', 300")가 배치될 수 있다.
제1증착클러스터(100)의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125) 내에서 증착이 완료된 기판은, 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125) 내에서 제1트랜스퍼챔버(140)를 거쳐 연결챔버(300)로 제1이송로봇(150)에 의해 이송되고, 이후 제2이송로봇(250)에 의해 연결챔버(300) 내에서 제2증착클러스터(200)의 제2트랜스퍼챔버(240)로 이송된다. 그 후 기판은 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225) 중 어느 한 챔버로 이송될 수 있다. 물론 제2증착클러스터(200)가 히팅챔버와 같은 전처리챔버(미도시)를 구비할 경우, 기판은 그러한 전처리챔버에 투입되어 전처리된 후 복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225) 중 어느 한 곳에 투입될 수도 있다.
복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225)에서 증착이 완료된 기판은 제2이송로봇(250)에 의해 복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225)에서 반출되어 제2트랜스퍼챔버(240)를 거쳐 언로드챔버(210)에 투입된다. 언로드챔버(210)에는 복수개의 슬롯들(미도시)이 배치되어, 복수개의 기판들이 적재되도록 할 수 있다. 언로드챔버(210) 내로 기판이 이송될 시, 게이트밸브(210')가 열린 후 기판이 언로드챔버(210) 내 슬롯들에 배치된다.
기판의 적재가 완료되면 게이트밸브(210')가 닫혀, 언로드챔버(210)의 내부가 제2증착클러스터(200)의 제2트랜스퍼챔버(240)로부터 차단되도록 한다. 이어, 언로드챔버(210)에 연결된 가스공급라인(미도시)을 통해 언로드챔버(210)가 제2증착클러스터(200) 외부와 같이 대기압이 되도록 한 후, 도어(210")를 열어 언로드챔버(210) 내의 기판을 제2증착클러스터(200) 외부로 반출할 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 증착장치에 있어서, 제1증착클러스터(100)에서 기판 상에 증착되는 물질과 제2증착클러스터(200)에서 기판 상에 증착되는 물질은 상이할 수 있다. 예컨대 제1증착클러스터(100)의 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125)에서는 기판 상에 유기막을 증착하고, 제2증착클러스터(200)의 복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225)에서는 무기막을 증착할 수 있다. 이 경우, 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125)에서의 증착환경과 복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225)에서의 증착환경이 상이할 수 있다.
구체적으로, 제1증착클러스터(100)의 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125)에서 기판 상에 증착되는 막은 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125) 내의 압력이 10-3 Pa인 진공도에서 이루어지고, 제2증착클러스터(200)의 복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225)에서 기판 상에 증착되는 막은 복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225) 내의 압력이 1 Pa인 진공도에서 이루어질 수 있다. 이 경우, 제1증착클러스터(100)의 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125)과 이에 연결된 제1트랜스퍼챔버(140)는 내부 압력이 변하지 않고 계속 10-3 Pa로 유지되는 것이 바람직하고, 제2증착클러스터(200)의 복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225)과 이에 연결된 제2트랜스퍼챔버(240)는 내부 압력이 변하지 않고 계속 1 Pa로 유지되는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이 제1증착클러스터(100)와 제2증착클러스터(200)는 연결챔버(300)에 의해 연결되어 제1증착클러스터(100)에서 제1막이 증착된 기판이 제2증착클러스터(200)로 이송되어 제2막이 증착된다. 따라서 제1증착클러스터(100) 내의 압력이 10-3 Pa로 유지되고 제2증착클러스터(200) 내의 압력이 1 Pa로 유지되도록 하면서, 제1증착클러스터(100)로부터 제2증착클러스터(200)로 연결챔버(300)를 통해 기판이 이송되도록 할 필요가 있다.
이를 위해, 먼저 연결챔버(300) 내부의 진공도가 제1증착클러스터(100)와 동일한 진공도가 되도록 할 수 있다. 이후, 제1증착클러스터(100)에서 기판 상에 제1막이 증착되면, 제1증착클러스터(100)와 연결챔버(300) 사이의 제1게이트밸브(300')가 열려 기판이 제1이송로봇(150)에 의해 연결챔버(300) 내로 이송되도록 할 수 있다. 이어 제1게이트밸브(300')가 닫히면, 연결챔버(300)에 연결된 제2가스공급라인(L2)을 통해 연결챔버(300) 내로 사전설정된 양만큼의 가스가 공급된다.
여기서 가스의 사전설정된 양은, 그 양만큼의 가스가 연결챔버(300) 내로 공급될 시 연결챔버(300) 내의 진공도가 제1증착클러스터(100) 내의 진공도에서 제2증착클러스터(200) 내의 진공도로 바뀌도록 하는 양이라 할 수 있다. 이에 따라 연결챔버(300) 내의 진공도는 제2증착클러스터(200) 내의 진공도와 같은 1 Pa이 되도록 할 수 있고, 이어 제2증착클러스터(200)와 연결챔버(300) 사이의 제2게이트밸브(300")가 열리도록 하여 제2증착클러스터(200) 내의 진공도가 변하지 않은 상태에서 연결챔버(300) 내의 기판이 제2이송로봇(250)에 의해 제2증착클러스터(200) 내로 이송되도록 할 수 있다. 제2가스공급라인(L2)은 그와 같은 사전설정된 양의 가스만을 연결챔버(300)에 공급하도록 설정되어 있기에, 정확한 양의 가스를 신속하게 연결챔버(300) 내로 공급할 수 있다.
연결챔버(300) 내의 기판이 제2증착클러스터(200) 내로 이송되면, 제2게이트밸브(300")는 닫히고, 연결챔버(300)에 연결된 배기라인(EL)을 통해 연결챔버(300) 내의 가스 중 사전설정된 양만큼을 연결챔버(300) 외부로 배출한다. 이를 통해 연결챔버(300) 내의 진공도가 다시 제1증착클러스터(100) 내의 진공도와 같아지도록 하여, 제1증착클러스터(100) 내의 진공도 변화 없이 제1증착클러스터(100)로부터 기판이 연결챔버(300)로 이송되도록 준비할 수 있다.
제2가스공급라인(L2)은 전술한 것과 같이 제1증착클러스터(100)에서의 진공도와 제2증착클러스터(200)에서의 진공도의 차이에 대응하는 만큼의 가스를 연결챔버(300)에 공급하는 역할을 한다. 만일 연결챔버(300)의 유지보수를 위해 연결챔버(300) 내의 진공도를 대기압으로 만들 필요가 있다면, 이 때는 제2가스공급라인(L2)이 아닌 제1가스공급라인(L1)을 통해 가스를 연결챔버(300) 내로 공급할 수 있다.
물론 제2가스공급라인(L2)을 설치하지 않고 제1가스공급라인(L1)만을 연결챔버(300)에 장착하는 것을 고려할 수도 있다. 그러나 이 경우 제1증착클러스터(100) 내의 진공도와 제2증착클러스터(200) 내의 진공도의 차이에 대응하는 양의 가스를 제1가스공급라인(L1)을 통해 정밀하고 신속하게 공급하는 것이 용이하지 않다는 문제점이 발생할 수 있다. 즉, 연결챔버(300)를 유지보수하기 위해 연결챔버(300) 내의 진공도를 대기압으로 만들기 위한 양의 가스 공급도 제1가스공급라인(L1)을 통해 진행되도록 하고, 제1증착클러스터(100) 내의 진공도와 제2증착클러스터(200) 내의 진공도의 차이에 대응하는 양의 가스 공급도 제1가스공급라인(L1)을 통해 진행되도록 할 경우, 후자의 가스 공급 시 정밀한 양의 가스공급이 정확하고 신속하게 이뤄지지 않을 수 있다.
제1가스공급라인(L1)과 제2가스공급라인(L2)이 공급하는 가스는 예컨대 질소일 수 있으며, 동일한 종류의 가스일 수 있다. 이 경우, 제1가스공급라인(L1)과 제2가스공급라인(L2)은 하나의 공급라인(SL)에서 분지된 것들일 수 있다. 제1가스공급라인(L1), 제2가스공급라인(L2) 및 배기라인(EL)에는 밸브들(V1 내지 V3)이 장착될 수 있으며, 필요에 따라 펌프(미도시)가 장착될 수도 있다.
전술한 바와 같이 제1가스공급라인(L1)은 연결챔버(300)의 유지보수를 위해 연결챔버(300) 내부를 대기압으로 만들 시 가스를 공급하고, 제2가스공급라인(L2)은 제1증착클러스터(100) 내의 진공도와 제2증착클러스터(200) 내의 진공도의 차이에 대응하는 (상대적으로 적은) 양만큼의 가스를 정확하게 연결챔버(300)에 공급한다. 따라서 제1가스공급라인(L1)을 통해 공급되는 단위시간당 가스 공급량은 제2가스공급라인(L2)을 통해 공급되는 단위시간당 가스 공급량보다 많을 수 있다.
구체적으로, 제2가스공급라인(L2)을 통한 연결챔버(300)로의 가스공급 최대량은 제1가스공급라인(L1)을 통한 연결챔버(300)로의 가스공급 최대량보다 적다. 나아가 제1가스공급라인(L1)을 통한 연결챔버(300)로의 가스공급 최소량이 제2가스공급라인(L2)을 통한 연결챔버(300)로의 가스공급 최대량보다 클 수 있다. 만일 연결챔버(300)에 문제가 생겨 연결챔버(300)의 유지보수를 위해 연결챔버(300) 내를 대기압으로 만든다면, 연결챔버(300) 내를 신속하게 대기압으로 만들 필요가 있기 때문에, 제1가스공급라인(L1)을 통한 단위시간당 가스공급량이 많은 것이 바람직하다.
지금까지 제1증착클러스터(100) 내의 압력이 10-3 Pa이고 제2증착클러스터(200) 내의 압력이 1 Pa인 경우에 대해 설명하였으나, 그 반대의 경우에도 적용 가능함은 물론이다. 아울러 10-3 Pa이나 1 Pa과 같은 구체적인 압력은 예시적인 것으로서, 제1증착클러스터(100) 내의 압력이 제1기압이고 제2증착클러스터(200) 내의 압력이 제1기압과 상이한 제2기압인 경우라면 본 발명이 적용될 수 있음은 물론이다.
한편, 제1증착클러스터(100)에서 기판 상에 증착되는 물질과 제2증착클러스터(200)에서 기판 상에 증착되는 물질이 상이할 시, 증착되는 방향이 달라질 수도 있다. 예컨대 제1증착클러스터(100)의 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125)에서는 기판 상에 유기막을 증착하며 이 경우 기판의 유기물이 증착될 면이 상부를 향하고(face up), 제2증착클러스터(200)의 복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225)에서는 무기막을 증착하며 이 경우 기판의 무기물이 증착될 면이 하부를 향할 수 있다(face down). 이 경우 제1증착클러스터(100)와 제2증착클러스터(200)를 연결하는 연결챔버(300)는 내부에서 기판을 뒤집을 수 있는 플립챔버일 수 있다. 이를 통해, 기판의 플립 및 제1증착클러스터(100)와 제2증착클러스터(200)의 연결이 하나의 연결챔버에서 이루어지도록 함으로써, 전체적인 증착장치의 구성을 단순화할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 제1가스공급라인(L1)은 연결챔버(300)를 유지보수할 시 가스를 연결챔버(300) 내로 공급하는 것이기에, 유지보수를 전제로 한다. 하지만 제2가스공급라인(L2)은 유지보수가 아니라 제1증착클러스터(100)와 제2증착클러스터(200)를 통해 기판 상에 증착을 하는 과정에서 연결챔버(300) 내로 가스를 공급하는 것이기에, 공급되는 가스 내에 불순물이 섞이는 것을 확실하게 방지할 필요가 있다. 따라서 제2가스공급라인(L2)을 통해 연결챔버(300)로 공급되는 가스를 필터링하는 필터부(미도시)를 증착장치가 더 구비하도록 할 수 있다. 이러한 필터부는 예컨대 제2가스공급라인(L2)에 직접 설치될 수 있다.
아울러 제2가스공급라인(L2)은 제1증착클러스터(100) 내의 압력과 제2증착클러스터(200) 내의 압력의 차이에 대응하는 양만큼의 가스를 연결챔버(300) 내로 공급한다. 따라서 정확한 압력조절이 가능하도록 제2가스공급라인(L2)에 연결되어 연결챔버(300)로의 가스공급량을 정밀하게 조절할 수 있는 유량조절기가 더 배치될 수도 있다.
도 2는 도 1의 증착장치에 사용될 수 있는 가스공급라인의 일 단부를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 구체적으로, 도 2는 제2가스공급라인(L2)의 단부를 개략적으로 도시하고 있다. 도시된 것과 같이, 제2가스공급라인(L2)의 연결챔버(300) 내의 단부에는 제2가스공급라인(L2)을 통해 연결챔버(300)에 공급되는 가스가 연결챔버(300) 내에서 복수의 방향들로 퍼지며 공급되도록 복수개의 노즐들(L21, L22, L23, L24)이 장착되도록 할 수 있다.
전술한 바와 같이 제1가스공급라인(L1)은 연결챔버(300)를 유지보수할 시 가스를 연결챔버(300) 내로 공급하는 것이기에, 유지보수를 전제로 한다. 하지만 제2가스공급라인(L2)은 유지보수가 아니라 제1증착클러스터(100)와 제2증착클러스터(200)를 통해 기판 상에 증착을 하는 과정에서 연결챔버(300) 내로 가스를 공급하는 것이기에, 제2가스공급라인(L2)을 통해 연결챔버(300) 내로 가스를 주입하는 과정에서 연결챔버(300) 내의 기판이 손상되는 것을 방지할 필요가 있다. 제2가스공급라인(L2)을 통해 연결챔버(300) 내로 가스를 주입할 시 연결챔버(300) 내에 기류변화가 크게 발생하면, 연결챔버(300)의 내벽이나 바닥 등에 존재할 수도 있는 먼지 등의 불순물의 위치가 바뀌어 기판 상에 위치하게 될 수도 있으며, 이는 후에 불량을 야기할 수도 있다.
하지만 본 실시예에 따른 증착장치의 경우, 제2가스공급라인(L2)의 연결챔버(300) 내의 단부에 복수개의 노즐들(L21, L22, L23, L24)이 장착되도록 함으로써, 제2가스공급라인(L2)을 통해 연결챔버(300)에 공급되는 가스가 연결챔버(300) 내에서 복수의 방향들로 퍼지며 공급되도록 할 수 있다. 이를 통해 한 개의 노즐을 통해 한 방향으로 가스가 고급되는 경우에 비해 연결챔버(300) 내에서의 기류 변화를 최소화할 수 있다.
도 1에서는 증착장치가 제1증착클러스터(100)와 제2증착클러스터(200)를 구비하는 것으로 도시하고 있으나, 그 외의 추가적인 증착클러스터를 더 구비할 수도 있다. 이 경우 제2증착클러스터(200)는 언로드챔버(210)를 구비하지 않게 되며, 제2증착클러스터(200)와 추가적인 증착클러스터 사이에 연결챔버(300)와 유사한 추가적인 연결챔버가 개재될 수 있다. 물론 이 경우 추가적인 연결챔버에는 제1가스공급라인(L1), 제2가스공급라인(L2) 및 배기라인(EL)과 유사한 구성요소들이 연결될 수 있다.
지금까지는 증착장치에 대해 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 증착방법 역시 본 발명의 범위에 속한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증착방법의 경우, 제1증착클러스터(100)의 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125)에서 복수개의 기판들에 제1증착막을 증착하는 단계를 거친다. 그리고 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125) 중 어느 하나에서 제1증착막이 증착된 기판을 복수개의 제1프로세스챔버들(121, 122, 123, 124, 125) 각각에 연결된 제1증착클러스터(100)의 제1트랜스퍼챔버(140)로 이동시키는 단계를 거친다. 그리고 이어서 제1증착클러스터(100)의 제1트랜스퍼챔버(140) 내의 기판을 제1트랜스퍼챔버(140)에 연결된 연결챔버(300)로 이동시키는 단계를 거친다.
기판이 연결챔버(300)로 이동되면, 연결챔버(300)에 연결된 제1가스공급라인(L1)과 제2가스공급라인(L2) 중 제2가스공급라인(L2)을 통해 연결챔버(300) 내에 가스를 공급하여, 연결챔버(300) 내부를 제1증착클러스터(100) 내의 압력과 동일/유사한 사전설정된 제1기압에서, 대기압이 아닌 제2증착클러스터(200) 내의 압력과 동일/유사한 사전설정된 제2기압으로 변화시키는 단계를 거친다. 이후, 연결챔버(300) 내의 기판을 제2증착클러스터(200)의 제2트랜스퍼챔버(240)로 이동시키는 단계를 거친다.
이와 같은 본 실시예에 따른 증착방법의 경우, 연결챔버(300) 내부의 기압을 제1기압에서 제2기압으로 변경할 시, 제1기압에서 제2기압으로 변경하기 위한 양만큼의 가스를 공급하는 제2가스공급라인(L2)을 전용(專用)한다. 따라서 연결챔버(300) 내부의 기압을 제1기압에서 제2기압으로 신속 정확하게 변경할 수 있다. 예컨대 제1기압은 10-3 Pa이고 제2기압은 1 Pa일 수 있다.
제2기압으로 변화시키는 단계는, 제1가스공급라인(L1)을 통한 연결챔버(300)로의 가스공급 최대량보다 적은 가스공급 최대량을 가진 제2가스공급라인(L2)을 통해 연결챔버 내에 가스를 공급하는 단계일 수 있다. 제1가스공급라인(L1)은 증착 과정에서 사용되는 것이 아니라 연결챔버(300)의 유지보수를 위해 연결챔버(300) 내부의 압력을 대기압으로 변경하도록 가스를 공급할 시 사용되는 것이기 때문이다. 이에 따라, 제2기압으로 변화시키는 단계는, 제1가스공급라인(L1)을 통한 연결챔버(300)로의 가스공급 최소량보다 적은 가스공급 최대량을 가진 제2가스공급라인(L2)을 통해 연결챔버(300) 내에 가스를 공급하는 단계일 수 있다.
물론 연결챔버(300) 내의 기판을 제2증착클러스터(200)의 제2트랜스퍼챔버(240)로 이동시킨 후에는, 제2증착클러스터(200)의 제2트랜스퍼챔버(240)에서 제2증착클러스터(200)의 복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225) 중 어느 하나로 기판을 이동시키는 단계를 거치고, 이어 복수개의 제2프로세스챔버들(221, 222, 223, 224, 225) 중 적어도 어느 하나 내의 기판 상에 제2증착막을 증착하는 단계를 거칠 수 있다.
이와 같이 상이한 물질을 증착하는 제1증착클러스터(100)와 제2증착클러스터(200) 사이에서 기판을 이송할 시, 연결챔버(300) 내의 압력조절이 정확하고 신속하게 이루어지도록 함으로써, 증착 불량을 줄여 제조비용을 줄이면서도 정밀하게 증착이 이루어지도록 할 수 있다. 예컨대 제1증착막을 증착하는 단계는 유기막을 증착하는 단계이며, 제2증착막을 증착하는 단계는 무기막을 증착하는 단계일 수 있다. 한편, 제1증착클러스터(100)에서 증착될 시 기판이 향하는 방향과 제2증착클러스터(200)에서 증착될 시 기판이 향하는 방향이 상이할 경우, 연결챔버(300) 내에서 기판을 뒤집는 단계를 거칠 수도 있다.
그리고 연결챔버(300) 내의 압력을 제1기압에서 제2기압으로 변화시키는 단계는, 제2가스공급라인(L2)에 연결되어 연결챔버(300)로의 가스공급량을 조절할 수 있는 유량조절기로 사전설정된 양의 가스를 연결챔버 내에 가스를 공급하는 단계일 수 있다. 물론 이 경우 제2가스공급라인(L2)의 연결챔버(300) 내 단부에는 제2가스공급라인(L2)을 통해 연결챔버(300)에 공급되는 가스가 연결챔버(300) 내에서 복수의 방향들로 퍼지며 공급되도록 복수개의 노즐들(L21, L22, L23, L24)이 장착되도록 하여, 연결챔버(300) 내에서의 기류변화를 최소화할 수 있다.
도 3은 도 1의 증착장치를 이용하여 제조할 수 있는 일 예인 유기발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 유기발광 디스플레이 장치의 각종 구성요소는 기판(50) 상에 형성된다. 기판(50)은 투명한 소재, 예컨대 글라스재, 플라스틱재, 또는 금속재로 형성될 수 있다.
기판(50) 상에는 버퍼층(51), 게이트절연막(53), 층간절연막(55) 등과 같은 공통층이 기판(50)의 전면(全面)에 형성될 수 있고, 채널영역(52a), 소스컨택영역(52b) 및 드레인컨택영역(52c)을 포함하는 패터닝된 반도체층(52)이 형성될 수도 있으며, 이러한 패터닝된 반도체층과 함께 박막트랜지스터(TFT)의 구성요소가 되는 게이트전극(54), 소스전극(56) 및 드레인전극(57)이 형성될 수 있다.
또한, 이러한 박막트랜지스터(TFT)를 덮는 보호막(58)과, 보호막(58) 상에 위치하며 그 상면이 대략 평탄한 평탄화막(59)이 기판(50)의 전면에 형성될 수 있다. 이러한 평탄화막(59) 상에는 패터닝된 화소전극(61), 기판(50)의 전면에 대략 대응하는 대향전극(63), 그리고 화소전극(61)과 대향전극(63) 사이에 개재되며 발광층을 포함하는 다층 구조의 중간층(62)을 포함하는, 유기발광소자(OLED)가 위치하도록 형성될 수 있다. 물론 중간층(62)은 도시된 것과 달리 일부 층은 기판(50)의 전면에 대략 대응하는 공통층일 수 있고, 다른 일부 층은 화소전극(61)에 대응하도록 패터닝된 패턴층일 수 있다. 화소전극(61)은 비아홀을 통해 박막트랜지스터(TFT)에 전기적으로 연결될 수 있다. 물론 화소전극(61)의 가장자리를 덮으며 각 화소영역을 정의하는 개구를 갖는 화소정의막(60)이 기판(50)의 전면에 대략 대응하도록 평탄화막(59) 상에 형성될 수 있다.
유기발광소자(OLED)는 외부의 산소나 수분 등의 불순물에 취약하기에, 도시된 것과 같이 유기막들(71, 73)과 무기막들(72, 74)이 교번하여 배치되는 봉지막에 의해 보호되도록 할 필요가 있다.
이와 같은 유기발광 디스플레이 장치의 경우, 봉지막은 전술한 실시예들에 따른 증착장치나 증착방법을 이용하여 형성될 수 있다. 즉, 제1증착클러스터(100)는 유기막을 증착하고, 제2증착클러스터(200)는 무기막을 증착하며, 추가적인 유기막 증착클러스터와 추가적인 무기막 증착클러스터가 배치되도록 하여, 도 3에 도시된 것과 같은 봉지막을 신속하고 정확하게 형성할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 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.
V1 내지 V3: 밸브 L21, L22, L23, L24: 노즐
L1: 제1가스공급라인 L2: 제2가스공급라인
100: 제1증착클러스터 110: 로드락챔버
130: 마스크챔버 140: 제1트랜스퍼챔버
150: 제1이송로봇 200: 제2증착클러스터
210: 언로드챔버 230: 마스크챔버
240: 제2트랜스퍼챔버 250: 제2이송로봇
300: 연결챔버

Claims (20)

  1. 복수개의 제1프로세스챔버들과, 상기 복수개의 제1프로세스챔버들 각각에 연결되는 제1트랜스퍼챔버를 포함하는, 제1증착클러스터;
    복수개의 제2프로세스챔버들과, 상기 복수개의 제2프로세스챔버들 각각에 연결되는 제2트랜스퍼챔버를 포함하는, 제2증착클러스터;
    상기 제1트랜스퍼챔버와 상기 제2트랜스퍼챔버에 각각 연결되는, 연결챔버;
    상기 연결챔버에 연결되며, 상기 연결챔버 내부를 대기압으로 만들기 위한 양의 가스를 상기 연결챔버에 공급할 수 있는, 제1가스공급라인;
    상기 연결챔버에 연결되며, 상기 연결챔버로의 가스공급 최대량이 상기 제1가스공급라인을 통한 상기 연결챔버로의 가스공급 최소량보다 적고, 상기 연결챔버 내부를 사전설정된 제1기압에서 대기압이 아닌 사전설정된 제2기압으로 변화시키기 위한 양의 가스를 상기 연결챔버에 공급할 수 있는, 제2가스공급라인; 및
    상기 연결챔버에 연결되는 배기라인;
    을 구비하는, 증착장치.
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  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 제1프로세스챔버들 내의 증착시의 진공도는 상기 복수개의 제2프로세스챔버들 내의 증착시의 진공도보다 높은, 증착장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수개의 제1프로세스챔버들에서는 유기막이 기판 상에 증착되며, 상기 복수개의 제2프로세스챔버들에서는 무기막이 기판 상에 증착되는, 증착장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연결챔버는 내부에서 기판을 뒤집을 수 있는 플립챔버인, 증착장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2가스공급라인에 연결되어 상기 연결챔버로의 가스공급량을 조절할 수 있는 유량조절기를 더 구비하는, 증착장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2가스공급라인을 통해 상기 연결챔버로 공급되는 가스를 필터링하는 필터부를 더 구비하는, 증착장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2가스공급라인의 상기 연결챔버 내의 단부에는 상기 제2가스공급라인을 통해 상기 연결챔버에 공급되는 가스가 상기 연결챔버 내에서 복수의 방향들로 퍼지며 공급되도록 복수개의 노즐들이 장착된, 증착장치.
  12. 제1증착클러스터의 복수개의 제1프로세스챔버들에서 복수개의 기판들에 제1증착막을 증착하는 단계;
    복수개의 제1프로세스챔버들 중 어느 하나에서 제1증착막이 증착된 기판을 복수개의 제1프로세스챔버들 각각에 연결된 제1증착클러스터의 제1트랜스퍼챔버로 이동시키는 단계;
    제1증착클러스터의 제1트랜스퍼챔버 내의 기판을 제1트랜스퍼챔버에 연결된 연결챔버로 이동시키는 단계;
    연결챔버에 연결된 제1가스공급라인과 제2가스공급라인 중, 연결챔버 내부를 대기압으로 만들기 위한 양의 가스를 연결챔버에 공급할 수 있는 제1가스공급라인을 통한 연결챔버로의 가스공급 최소량보다 적은 가스공급 최대량을 가진 제2가스공급라인을 통해 연결챔버 내에 가스를 공급하여, 연결챔버 내부를 사전설정된 제1기압에서 대기압이 아닌 사전설정된 제2기압으로 변화시키는 단계; 및
    연결챔버 내의 기판을 제2증착클러스터의 제2트랜스퍼챔버로 이동시키는 단계;
    를 포함하는, 증착방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제12항에 있어서,
    제2증착클러스터의 제2트랜스퍼챔버에서 제2증착클러스터의 복수개의 제2프로세스챔버들 중 어느 하나로 기판을 이동시키는 단계; 및
    복수개의 제2프로세스챔버들 중 적어도 어느 하나 내의 기판 상에 제2증착막을 증착하는 단계;
    를 더 포함하는, 증착방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1증착막을 증착하는 단계에서의 복수개의 제1프로세스챔버들 내의 진공도는 상기 제2증착막을 증착하는 단계에서의 복수개의 제2프로세스챔버들 내의 진공도보다 높은, 증착방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1증착막을 증착하는 단계는 유기막을 증착하는 단계이며, 상기 제2증착막을 증착하는 단계는 무기막을 증착하는 단계인, 증착방법.
  19. 제18항에 있어서,
    연결챔버 내의 기판을 뒤집는 단계를 더 포함하는, 증착방법.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 제2기압으로 변화시키는 단계는, 제2가스공급라인에 연결되어 연결챔버로의 가스공급량을 조절할 수 있는 유량조절기로 사전설정된 양의 가스를 연결챔버 내에 가스를 공급하는 단계인, 증착방법.
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