KR20070048491A - 기판 처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 시스템에 관한 것으로, 복수의 이송 챔버와, 상기 이송 챔버 간을 연결하는 버퍼 챔버와, 상기 버퍼 챔버를 기준으로 상기 이송 챔버 상하부에 밀러 대칭되도록 배치된 다수의 공정 챔버와, 상기 공정 챔버에 결합된 마스크 로더를 포함하고, 상기 버퍼 챔버와 이와 인접한 일 공정 챔버 사이의 각도가 상기 일 공정 챔버와 이와 인접한 타 공정 챔버 사이의 각도보다 큰 기판 처리 시스템을 제공한다. 이와 같이 대면적 기판 패터닝을 위한 마스크를 별도의 마스크 로더를 통해 공정 챔버로 인입시킬 수 있고, 이송 챔버상에 결합된 공정 챔버의 결합 각도를 조절하여 마스크 로더로 인한 공정 챔버의 길이 방향의 증가에 따른 인접 챔버 간의 중첩을 해결할 수 있고, 버퍼 챔버의 길이 증가를 최소화할 수 있으며, 유기 소자를 밀폐 공간에 봉입할 때까지 외부에 노출되지 않도록 할 수 있어, 높을 신뢰성을 갖는 유기 소자를 제조할 수 있다.
유기 소자, 이송 챔버, 버퍼 챔버, 마스크로더, 인라인

Description

기판 처리 시스템{Substrate processing system}
도 1은 종래 기술에 따른 유기 EL의 제조 장치의 도면.
도 2는 마스크 로더가 포함된 인라인 타입의 유기EL제조 장치의 문제점을 설명하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 소자 제조 장치의 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명의 변형예에 따른 유기 소자 제조 장치의 도면.
도 6a 내지 도 6b는 버퍼 챔버와 이와 인접한 공정 챔버가 이루는 각에 따른 변화를 설명하기 위한 도면.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 110 : 이송 챔버 20, 120 : 공정 챔버
50, 140 : 버퍼 챔버 130 : 마스크 로더
101, 102 : 반송 챔버 150 : 카세트 챔버
160 : 전처리 챔버 170 : 추출 챔버
190 : 유지 보수 챔버
본 발명은 기판 처리 시스템에 관한 것으로, 차세대 대면적 유기EL 제조를 위한 클러스터 방식의 챔버를 통합하기 위한 시스템 구성에 관한 것이다.
일반적으로 유기 EL은 유리 기판 위에 ITO 양극막, 유기박막, 금속음극막을 입혀 양극과 음극 사이에 전압을 걸어 적당한 에너지의 차이가 유기 박막에서 형성되어 자발 발광하는 원리로 구동된다. 특히, 현재 유기 박막을 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 발광층(EML), 전자 수송층(ETL), 전자 주입층(EIL)의 다층으로 형성하여 그 발광 효율을 높이고 있다.
이러한 유기 EL을 제작하기 위해서는 다수의 공정 챔버 내에서 개개의 막 패턴 형성 공정이 진행된다. 이를 위해 도 1에 도시된 바와 같이 최근에는 단시간에 다량의 기판을 처리할 수 있도록 이송 챔버(10)의 주변에 다수의 공정 챔버(20)를 배치하는 클러스터 타입의 장치가 적용되고 있다. 즉, 기판의 직접적인 처리 공정이 수행되는 다수의 공정 챔버(20)와, 다수의 기판이 적재된 기판 로드락 챔버(30)와, 다수의 마스크가 적재된 마스크 저장 챔버(40)가 이송 챔버(10)에 결합되어 진공 분위기에서 기판 및 마스크의 이송 및 박막 패턴 공정이 가능하도록 하였다.
이의 동작을 간략히 살펴보면 기판 로드락 챔버(30)에 적재된 기판과, 마스 크 저장 챔버(40)에 저장된 마스크를 이송 챔버(10) 내의 이송 수단을 통해 일 공정 챔버(20)로 로딩시킨 다음 공정 챔버(20)에서 박막 증착 공정을 진행한다.
그러나 기판의 사이즈가 점차로 증대되면서 기판 사이즈가 4세대 이상일 경우에는 이에 해당하는 마스크 사이즈도 증가하고, 마스크의 무게 또한 증가하여 약 40Kg이상이 되어 이송 챔버(10) 내부의 이송 수단을 통해 마스크를 이동시킬 수 없고, 이를 이동시키기 위해서는 이송 챔버(10) 내부에 크레인과 같은 기계장치가 설치되어야 하는 문제가 발생한다.
또한, 기판 사이즈에 따라 챔버 사이즈도 증대되어 일 이송 챔버(10)에 결합될 수 있는 챔버의 수도 한정이 되어 단일의 클러스터 타입의 장치에서 모든 유기막의 증착이 어려워지는 문제가 발생하게 되었다.
이에 현재 이러한 마스크 저장 챔버(40) 대신, 마스크를 공정 챔버(20) 내부로 삽입하기 위한 연구가 활발히 진행중이다.
이를 위해 출원인은 별도로 대면적용 마스크를 로딩하기 위한 마스크 로더를 공정 챔버(20)의 일측에 배치하여 이 마스크 로더를 통해 공정 챔버(20) 내부로 마스크를 삽입하고자 하는 생각을 하게 되었다. 그리고, 연속공정을 위해 다수의 이송 챔버가 라인상에 연결된 인라인 시스템의 장치를 생각하게 되었다.
도 2는 마스크 로더가 포함된 인라인 타입의 유기EL제조 장치의 문제점을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 다수의 이송 챔버(10)를 인라인 타입으로 별도의 버퍼 챔버(50)를 통해 연결하고, 마스크 로더(60)를 공정 챔버(20)의 일측에 장착 하였다.
하지만, 마스크 로더(60)를 공정 챔버(20)의 측면에 배치할 경우에는 마스크 로더(60)가 장착된 공정 챔버(20)의 폭이 길어지게 되어 인접한 공정 챔버(20) 간이 중첩되는 영역(도 2의 A영역 참조) 또는 공정 챔버(20)와 버퍼 챔버(50)가 중첩되는 영역(도 2의 B영역 참조)이 발생하게 된다. 그리고, 마스크 로더(60)를 공정 챔버(20)의 길이 방향으로 배치할 경우에는 마스크 로더(60)가 장착된 공정 챔버(20)의 길이가 길어지게 되어 인접한 이송 챔버(10)간에 접속된 공정 챔버(20)들이 중첩되는 영역(도 2의 C영역 참조)이 발생한다.
물론 인접한 이송 챔버(10) 간의 거리를 넓게 할 경우에는 인접한 이송 챔버(10)간에 접속된 공정 챔버(20)들이 중첩되는 문제를 해결할 수 있지만, 버퍼 챔버(50)의 길이가 길어져 일 이송 챔버에서 타 이송챔버로 기판을 이송할 경우 이송 챔버 내에서 기판을 이송하는 로봇의 이송 범위를 벗어나게 되어 일 이송 챔버(10)에서 이와 인접한 타 이송 챔버(10)간의 기판 전송이 어려워지는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 마스크 로더가 장착된 공정 챔버의 배치를 최적화하여 인접한 공정 챔버들 간의 간섭을 피하고 버퍼 챔버의 길이의 변화를 최소화할 수 있는 기판 처리 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 복수의 이송 챔버와, 상기 이송 챔버 측면을 연결하는 버퍼 챔버와, 상기 이송 챔버의 중심에서 상기 버퍼 챔버 방향과 수직한 축을 기준으로 밀러 대칭되도록 상기 이송 챔버 측면에 배치된 제 1 및 제 2 챔버와, 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 중 적어도 하나의 상기 이송 챔버와 연결된 면과 마주보는 면에 결합된 보조 챔버를 포함하고, 상기 버퍼 챔버와 이와 인접한 제 1 챔버 사이의 각도가 상기 제 1 챔버와 이와 인접한 제 2 챔버 사이의 각도보다 큰 기판 처리 시스템을 제공한다.
상기에서, 상기 보조 챔버는 상기 공정 챔버 일측에 마스크를 운반하는 마스크 로더인 것이 바람직하다.
이때, 상기 버퍼 챔버와 이와 인접한 상기 제 1 챔버 사이의 각도는 65 내지 80도 사이인 것이 효과적이다.
상기 버퍼 챔버의 길이와 상기 제 1 챔버 또는 제 2 챔버 길이와의 차이는 상기 제 1 챔버 또는 상기 제 2 챔버 길이의 20%보다 작은 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제 1 챔버 또는 제 2 챔버의 길이를 1로 하였을 경우 상기 버퍼 챔버의 길이는 0.5 내지 1.5인 것이 효과적이다.
그리고, 상기 이송 챔버의 중심에서 상기 버퍼 챔버의 중심 방향으로 연장된 축을 기준으로 상기 제 1 및 제 2 챔버와 밀러 대칭되도록 상기 이송 챔버 측면에 배치된 제 3 및 제 4 챔버를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 이송 챔버의 외측에 배치되어 기판을 가열, 냉각 및 세정을 실시하는 전처리 챔버와, 다수의 기판이 저장되는 로드락 챔버가 더 포함될 수 있다.
여기서, 상기 이송 챔버는 육면체 및 팔면체를 포함하는 다면체 또는 원형의 몸체를 갖는 것이 바람직하다.
상기 적어도 하나의 이송 챔버는 기판을 로딩하는 제 1 반송 챔버와, 제작이 완료된 기판을 언로딩하는 제 2 반송 챔버 사이에 인라인으로 배치되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 제 1 반송 챔버의 외측에 결합되어, 기판이 인입되는 카세트 챔버와 로딩된 상기 기판의 전처리를 실시하는 전처리 챔버를 더 포함하는 것이 효과적이다. 그리고, 상기 제 2 반송 챔버의 외측에 결합되어, 상기 제작이 완료된 기판을 인출하는 추출 챔버와 상기 기판을 검사하는 검사 챔버와, 밀봉 기판이 인입되는 밀봉 기판 인입 챔버를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 상기 이송 챔버의 외측에 결합되어 결함이 발생한 상기 기판을 외부로 추출하는 유지보수 챔버를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 버퍼 챔버는 상기 기판의 결함을 검사하는 검사 수단을 포함할 수 있다.
상기 마스크 로더의 일측에 마스크를 운반하는 마스크 자동 운반 장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 이송 챔버는 5개의 이송 챔버가 상기 버퍼 챔버에 의해 인라인으로 연결되고, 첫번째 이송 챔버에는 정공 주입층 형성을 위한 공정 챔버와 전하 수송층 형성을 위한 공정 챔버가 결합되고, 두번째 이송 챔버에는 적어도 하나의 발광층을 형성하기 위한 적어도 하나의 공정 챔버가 결합되고, 세번째 이송 챔버에 는 정공 저지층을 형성을 위한 공정 챔버와 전하 수송층 형성을 위한 공정 챔버와, 전하 주입층 형성을 위한 공정 챔버가 결합되고, 네번째 이송 챔버에는 전극층을 형성하기 위한 공정 챔버가 결합되고, 다섯번째 이송 챔버에는 기판을 밀봉하기 위한 공정 챔버가 결합되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 소자 제조 장치의 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 유기 소자 제조 장치는 적어도 하나의 이송 챔버(110a, 110b; 110)와, 이송 챔버(110)의 외측에 배치된 다수의 공정 챔버(120a-1 내지 120a-4, 120b-1 내지 120b-4; 120)와, 공정 챔버(120)의 길이 방향으로 각각의 공정 챔버(120)에 결합된 마스크 로더(130a-1 내지 130a-4, 130b-1 내지 130b-4; 130)와, 이송 챔버(110) 간을 연결하는 버퍼 챔버(140)를 포함한다.
여기서, 상기의 이송 챔버 내부(110)에는 기판을 이송시킬 수 있는 로봇과 같은 이송 수단(미도시)을 포함한다.
이를 통해 이송 챔버(110)는 이송 챔버(110)의 외부 즉, 로드락 챔버(미도 시) 또는 인접한 이송 챔버(110)로부터 인출되는 기판을 공정 챔버(120)로 인입시킬 수 있다. 물론 이와의 반대로 공정 챔버(120)의 기판을 인출하여 타 이송 챔버(120), 로드락 챔버(130) 또는 다른 공정 챔버(120)로 인입시킬 수 있다. 또한, 이송 챔버(120)는 내부 압력 조절을 위한 압력 조절 수단(미도시)을 포함한다. 이와 같은 이송 챔버(120)는 그 외주면에 부착된 다수의 공정 챔버(120) 내부에 기판을 인입 및 인출할 수 있도록 기판의 이송 및 회전이 용이한 면적을 차지하는 것이 효과적이다.
상기의 마스크 로더(130)는 공정 챔버(120)의 일측에 배치되어 공정 챔버(120) 내부로 마스크를 인입 및 인출시킨다. 도면에서와 같이 마스크 로더(130)는 이송 챔버(110)와 접속된 공정 챔버(120)의 일측과 대응하는 타측에 접속배치된다. 마스크 로더(130)는 도시되지는 않았지만 마스크를 지지하는 마스크 지지부와, 마스크를 공정 챔버(120) 내부로 인입 및 인출시키기 위한 마스크 가이드부를 포함한다. 그리고, 다수의 마스크가 적재될 경우에는 엘리베이터부를 포함하여 마스크를 상하 운동시킬 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이 한개의 공정 챔버(120)에 한개의 마스크 로더(130)가 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 마스크 로더(130)를 통해 대면적 기판의 박막 패터닝을 위한 마스크를 이송 챔버(110)를 거치지 않고 공정 챔버(120) 내부로 인입/인출을 할 수 있다. 또한, 마스크 로더(130)는 다수의 마스크를 그 내부에 저장하거나 외부로부터 마스크를 공급받을 수도 있다. 여기서, 마스크에는 기판상에 형성할 박막 패턴과 동일한 형상의 개구부 패턴이 형성되어 있다. 이와 같은 마스크 로더(130)는 공정 챔버(120)와 대략 동일한 크기의 면 적을 자치하게 된다. 본 실시예에서는 공정 챔버(120)의 길이 방향으로 마스크 로더(130)를 배치하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 기판 처리 공정시 공정 챔버의 역할을 보조할 수 있는 보조 챔버를 사용할 수 있다. 상기의 보조챔버로는 증착, 식각, 세정, 가열, 냉각, 정렬, 검사 및 에싱 등과 같은 동작을 수행하는 챔버를 사용할 수 있다.
공정 챔버(120)는 이송 챔버(110)로부터 인입된 기판과, 마스크 로더(130)로부터 인입된 마스크를 이용하여, 기판상에 목표로 하는 유기 박막을 형성한다. 이를 위해 공정 챔버(120)는 도시되지는 않았지만 기판을 지지하는 기판 지지수단, 마스크를 고정하는 마스크 고정수단, 증착 원료를 공급하는 증착원 공급부, 챔버 내부 압력을 조절하는 압력 조절부, 마스크와 기판을 정렬하는 정렬 수단 및 공정 부산물을 배기하는 배기수단 등을 포함한다. 상기에서 기판 지지수단은 판 형상의 세라믹 판을 사용할 수도 있고, 정전척을 사용할 수도 있다. 고정수단으로는 자성체를 사용하는 것이 바람직하다. 상기의 기판 지지수단은 공정 챔버(120)의 상부 또는 하부에 배치될 수도 있다. 증착원 공급부는 증착 원료를 가열하는 가열부와, 증착 원료를 저장하고, 가열부를 통해 증착 원료를 증발시켜 기판방향으로 비산 시키는 도가니를 포함한다. 이를 통해 마스크에 설치된 개구부를 통해 기판에 선택적으로 박막이 증착될 수 있다. 상기에서 박막의 증착 균일성을 향상시키기 위해 기판 지지수단은 회전운동을 할 수 있으며, 증착원 공급부는 전후 또는 좌우 운동을 할 수 있다. 또한, 증착원 공급부 내에는 다수의 증착 원료가 각기 다른 도가니에 저장될 수도 있고, 박막 내에 도펀트 역할을 하는 유기 화합물 증착 원료가 저장된 별도의 도가니를 더 포함할 수 있다.
버퍼 챔버(140)는 인접한 이송 챔버(110) 간을 연결하기 위한 챔버로 진공 밀폐시켜 일 이송 챔버(110a)의 기판을 타 이송 챔버(110b)로 전송한다. 버퍼 챔버(130) 내부에는 도시되지 않았지만 기판을 고정하는 고정 수단과 기판을 회전시키는 회전수단을 포함한다. 이를 통해 일 이송 챔버(110a)의 로봇암을 통해 인입된 기판은 기판 고정 수단에 놓이게 되고, 회전수단을 통해 회전된다. 이후, 타 이송 챔버(110b)의 로봇암을 통해 타 챔버로 인출된다.
본 실시예에서는 버퍼 챔버(140)의 일측으로 일 이송 챔버(110a) 내부의 로봇 암이 인입되고, 타측으로 타 이송 챔버(110b) 내부의 로봇 암이 인입되어, 이 두 로봇 암을 이용하여 기판이 전달될 수 있을 정도의 길이로 버퍼 챔버(140)를 제작한다. 즉, 이송 챔버(110) 내부의 로봇 암의 최대 연장 길이의 1 내지 2.5배인 것이 바람직하다. 이는 버퍼 챔버(140)의 길이가 길어지게 되면 별도의 기판 이송수단을 버퍼 챔버(140) 내부에 추가하여야 하는 문제가 발생하기 때문이다. 이에 따라 본 실시에에 따른 유기 소자 제조 시스템은 종래에 비하여 버퍼 챔버(140)의 길이는 일정하거나 소폭 증가하지만, 이송 챔버(110)의 외측에 배치된 공정챔버(120)는 마스크 로더(130)에 의해 그 길이는 상대적으로 많이 증가하기 때문에 공정 챔버(120)의 배치를 조정한다. 바람직하게는 상기 버퍼 챔버(140)의 길이는 공정 챔버(120)의 길이와 유사하도록 하는 것이 효과적이다. 이에 관한 구체적 설명은 후술한다. 물론 버퍼 챔버(140) 내부에 기판을 이송하는 별도의 이송수단를 더 포함할 수도 있다.
또한, 본 실시예에 따른 유기 소자 제조 장치에서 서로 연결되는 챔버는 슬롯밸브(slot valve) 연결부(121)를 통해 연결되는 것이 바람직하다. 즉, 이송 챔버(110)와 공정 챔버(120) 사이, 이송 챔버(110)와 버퍼 챔버(140)의 사이는 연결부(121)에 의해 연결되어 타 챔버로 인한 챔버 내부의 기압 변화를 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 유기 소자 제조 장치는 상기의 이송 챔버(110)의 외측에 기판을 가열, 냉각 및 세정을 실시하는 전처리 챔버(미도시) 및 다수의 기판이 저장되는 로드락 챔버(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
상술한 구성의 유기 소자 제조 장비는 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 이송 챔버(110a 및 110b)에 각기 4개의 공정 챔버(120a-1 내지 120a-4, 120b-1 내지 120b-4)가 접속되고 이들은 하나의 버퍼 챔버(140)에 의해 연결된다. 버퍼 챔버(140)의 상부에는 제 1 이송 챔버(110a)의 두번째 공정 챔버(120a-2)와 제 2 이송 챔버(110b)의 첫번째 공정 챔버(120b-1)가 인접해 있고, 버퍼 챔버(140)의 하부에는 제 1 이송 챔버(110a)의 세번째 공정 챔버(120a-3)와 제 2 이송 챔버(110b)의 네번째 공정 챔버(120b-4)가 인접해 있다. 여기서, 제 1 또는 제 2 이송 챔버(110a 또는 110b)의 첫번째 및 두번째 공정 챔버(120a-1 및 120a-2 또는 120b-1 및 120b-2)와 세번째 및 네번째 공정 챔버(120a-3 및 120a-4 또는 120b-3 및 120b-4)는 버퍼 챔버(140)의 접속 방향을 기준으로 대칭되며, 특히 미러 대칭되어 있는 것이 바람직하다.
본 실시예의 공정 챔버(120)는 그 길이 방향으로 마스크 인입을 위한 마스크 로더(130)가 연결되어 있기 때문에 이송 챔버(110)의 외측에 배치된 공정 챔버 (120) 및 마스크 로더(130)의 전체 길이가 길어지게 된다.
이에, 서로 다른 이송 챔버(110) 간에 인접한 공정 챔버(120)가 중첩되지 않도록 이송 챔버(110)의 외측에 마련된 공정 챔버(120) 및 버퍼 챔버(140) 간의 배치 각도(θ1)를 조절한다. 상기 버퍼 챔버(140)와 이와 인접한 일 공정 챔버(120a-2)가 이루는 각도(θ1)가 상기 일 공정 챔버(120a-2)와 이와 인접한 타 공정 챔버(120a-1)가 이루는 각도(θ2)보다 크도록 하는 것이 바람직하다. 이는 도 3에 도시된 바와 같이 버퍼 챔버(140)와 인접한 두 공정 챔버(120a-2, 120a-3)가 이루는 사이 각을 더 넓혀 버퍼 챔버(140)의 길이가 증대되지 않고, 공정 챔버(120)와 동일한 사이즈를 갖도록 하는 것이 효과적이다.
이는 버퍼 챔버(140)의 길이가 이송 챔버(110)의 반지름(E), 공정 챔버(120)의 길이(F) 및 폭(G)과, 마스크 로터(130)의 길이(H) 그리고, 이송 챔버(110)와 버퍼 챔버(140)가 이루는 각도(θ1)에 의해 그 값이 변화되기 때문이다. 여기서, 상기 이송 챔버(110)의 반지름(E), 공정 챔버(120)의 길이(F) 및 폭(G)과 로드락 챔버(130)의 길이(H)는 기판과 마스크에 의해 그 값이 거의 일정하게 정해져 있기 때문에 상기 버퍼 챔버(140)와 공정 챔버(120)가 이루는 각을 변화시켜 버퍼 챔버(140)의 길이를 자유롭게 조절할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 공정 챔버(120)와 버퍼 챔버(140)간의 이루는 각을 60도 내지 90도 범위로 조절하여 버퍼 챔버(140)의 길이를 공정 챔버(120)의 길이와 거의 유사하게 할 수 있다. 이때, 상기 버퍼 챔버(140)와 이와 인접한 일 공정 챔버(120a-2)가 이루는 각이 60도 일 경우, 상기 이송 챔버(110)의 외측에 다수의 공정 챔버(120)가 밀러 대칭되어 있기 때문에 상 기 일 공정 챔버(120a-2)와 타 공정 챔버(120a-1)가 이루는 각은 60도가 된다. 한편, 상기 버퍼 챔버(140)와 이와 인접한 일 공정 챔버(120a-2)의 이루는 각이 60도보다 크고 90도보다 적거나 같을 경우에는 상기 일 공정 챔버(120a-2)와 타 공정 챔버(120a-1)가 이루는 각은 0도 내지 60도 사이의 각을 갖게 된다.
상술한 이송 챔버(110)는 도 3에 도시된 바와 같은 원형 형태에 한정되지 않고, 다양한 형태로의 변형이 가능하다. 하기에서는 도면을 참조하여 변형된 이송 챔버를 갖는 본 발명의 유기 소자 제조 장치를 설명한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 변형예에 따른 유기 소자 제조 장치의 도면이다.
도 6a 내지 도 6b는 버퍼 챔버와 이와 인접한 공정 챔버가 이루는 각에 따른 변화를 설명하기 위한 도면이다.
본 변형예에 따른 유기 소자 제조 장치의 이송 챔버(110)는 도 4 또는 도 6과 같이 육면체의 몸체를 가질 수 있고, 도 5와 같이 팔면체의 몸체를 가질 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고 다면체로 제작될 수 있다. 도 4와 같이 육면체의 몸체를 이룰 경우에 몸체의 외주면에 마스크 로더(130)가 장착된 공정 챔버(120)와 버퍼 챔버(140)가 접속된다. 또한, 도 5와 같이 팔면체의 몸체를 가질 경우, 인접한 두 외주면에 공정 챔버(120)가 접속되고, 두 외주면이 접하는 영역을 중심으로 버퍼 챔버(140)가 접속된다.
하기에서는 도 3 내지 도 6에 도시된 도면을 참조하여 상기 공정 챔버, 버퍼 챔버 및 마스크 로더 그리고 이송 챔버의 길이 및 폭과 이들 사이의 배치 각도에 따른 버퍼 챔버의 길이 변화에 관해 설명한다. 하기에서는 도 4 및 도 6의 직육면 체 몸체의 이송 챔버를 중심으로 설명한다.
여기서, 도면을 참조하여 버퍼 챔버(140)의 길이를 나타내면 다음과 같다.
버퍼 챔버(140)의 길이 = (A+B-E)*2 + I
여기서, E는 이송 챔버(110)의 평균 반지름을 지칭하고, I는 마스크 로더(130)가 마련된 공정 챔버(120) 사이의 이격 간격을 나타낸다. 따라서, 버퍼 챔버(140)의 길이는 A와 B를 합한 길이에서 이송 챔버(110)의 평균 반지름(E)을 뺀 값에 2를 곱한 다음 서로 다를 이송 챔버(110a, 110b)에 각기 접속된 공정 챔버(120a-2, 120b-1) 사이 이격 간격(I)을 더하여 구할 수 있다.
상기 A의 길이는 A를 밑변으로 하는 삼각형의 삼각함수를 이용하여 구할 수 있다. 여기서, F는 공정 챔버(120)의 길이이고, H는 마스크 로더(130)의 길이를 나타낸다. 따라서, 밑변(A)는 빗변(E+F+H)에 cosθ1를 곱한 값이다. 즉, A = (E+F+H)×cosθ1 이다. 상기의 A의 값은 공정챔버(120)의 길이(F)와 마스크 로더(130)의 길이(H) 그리고, 이송 챔버(110)의 평균 반지름(E)에 따라 다양하게 변화될 수 있으며, 상기 버퍼 챔버(140)와 이와 인접한 공정 챔버(120)가 이루는 각도(θ1)에 따라 그 값이 변화될 수 있다.
그리고, 상기 B의 길이는 B를 높이로 하는 삼각형을 이용하여 구할 수 있다. 이때, G는 공정 챔버(120)의 폭을 나타낸다. 따라서, 높이(B)는 빗변(G/2)에 sinθ1를 곱한 값이다. 즉, B = (G/2)×sinθ1이다. 이러한 B의 값은 공정 챔버(120)의 폭(G)에 따라 변화되고, 상기 버퍼 챔버(140)와 이와 인접한 공정 챔버(120)가 이루는 각(θ1)에 따라 그 값이 변화될 수 있다.
그리고, 상기 이송 챔버(110)의 평균 반지름(E)은 (G/2)×tanθ1로 그 값을 계산해낼 수 있다. 상기 수식에서와 같이 상기 이송 챔버(110)의 평균 반지름(E)은 공정 챔버(120)의 폭(G)은 물론, 버퍼 챔버(140)와 공정 챔버(120)가 이루는 각(θ1)에 따라 그 값이 변화될 수 있다.
이때, 공정 챔버(120)의 폭(G)이 동일 할 경우, 버퍼 챔버(140)와 공정 챔버(120)가 이루는 각(θ1)에 따라 이송 챔버(110)의 평균 반지름(E)이 변화된다. 즉, 도 6a와 같이 버퍼 챔버(140)와 공정 챔버(120)가 이루는 각이 작을 경우에는 이송 챔버(110)의 평균 반지름(E)이 작게 되고, 도 6b와 같이 버퍼 챔버(140)와 공정 챔버(120)가 이루는 각이 클 경우에는 이송 챔버(110)의 평균 반지름(E)이 커지게 된다. 이는 버퍼 챔버(140)와 공정 챔버(120)는 이송 챔버(110) 내에 마련된 로봇 암을 통해 기판이 인입되기 때문에 이송 챔버(110)의 표면과 수직하게 장착되어야 하기 때문이다. 물론 이때, 상기 이송 챔버(110)의 표면과 수직하게 장착되지 않을 수도 있고, 이송 챔버(110)의 평균 반지름을 변화시키지 않은 상태에서 상기 공정 챔버(120) 만을 틀어 줌으로 인해 상기 공정 챔버(120)와 버퍼 챔버(140)의 사이 각도를 조절할 수 있다. 이 경우, 이송 챔버(110) 내의 로봇암이 X, Y방향으로 움직이도록 하는 것이 바람직하다.
물론 상술한 길이와 폭에 관련된 값은 별도의 측정 수단을 통해 측정할 수도 있다.
그리고, 상기 시스템의 풋 프린트는 하기의 식을 통해 계산할 수 있다.
풋프린트 = ((A+B)×4+I)×(C+D)×2
여기서, 상기 C 값은 (E+F+H)×sinθ1을 통해 구할 수 있고, D 값은 (G/2)×cosθ1으로 구할 수 있다.
하기 표 1은 상술한 챔버의 길이와 폭의 변화에 따른 버퍼 챔버 길이의 변화와 풋 프린트를 계산한 결과표이다.
하기 표에서 이송 챔버는 도 4의 직육면체의 챔버를 사용하였고, 도 3 및 도 6의 2개의 이송 챔버가 하나의 버퍼 챔버를 통해 연결된 시스템에 관한 결과 표이다.
공정챔버폭(G) 공정챔버 길이(F) 마스크로더길이(H) 각도(θ1) 이송챔버반경(E) 챔버간격(I) 버퍼챔버길이 풋프린트
1.4 1.4 3 67.5 1.69 0.5 3.08 146.28
1.4 1.4 3 72 2.15 0.5 1.57 145.31
1.4 1.4 3 73 2.29 0.5 1.17 145.26
1 1.4 3 73 1.64 0.5 1.71 112.10
1 1.4 3 74 1.74 0.5 1.36 111.16
1 1.4 3 75 1.87 0.5 0.97 110.16
2 1.4 3 70 2.75 0.5 1.77 198.16
2 1.4 3 71 2.90 0.5 1.34 199.51
2 1.4 3 72 3.08 0.5 0.87 201.06
1.4 1.4 1.4 67.5 1.69 0.5 1.85 87.96
1.4 1.4 1.4 69 1.82 0.5 1.47 88.99
1.4 1.4 1.4 70 1.92 0.5 1.20 89.75
1.4 1.4 5 74 2.44 0.5 1.84 224.93
1.4 1.4 5 75 2.61 0.5 1.29 222.78
1.4 1.4 5 76 2.81 0.5 0.70 220.80
표 1에서와 같이 버퍼 챔버(140)의 길이는 상기 표에서와 같이 공정 챔버(120) 폭(G), 공정 챔버(120) 길이(F), 마스크 로더(130) 길이(H) 및 버퍼 챔버(140)와 공정 챔버(120) 사이의 각도(θ1)에 따라 그 값이 크게 변화됨을 알 수 있다. 상기 표의 길이 단위는 m이고, 풋 프린트는 ㎡이다. 본 실시예에서는 공정 챔버(120) 폭(G), 공정 챔버(120) 길이(F) 및 마스크 로더(130)의 길이(H)가 일정할 경우 버퍼 챔버(140)과 공정 챔버(120) 사이의 각도(θ1)에 따라 버퍼 챔버(140)의 길이뿐만 아니라 풋프린트에도 큰 변화를 줄 수 있다. 즉, 상기 표의 결과와 같이 공정 챔버(120) 폭(G), 공정 챔버(120) 길이(F) 및 마스크 로더(130) 길이(H)가 각기 1.4m인 경우 버퍼 챔버(140)와 공정 챔버(120) 사이의 각도가 72도일때, 버퍼 챔버(140)의 길이가 공정 챔버(120) 길이(F)와 유사한 1.57m가 되고,이때의 풋 프린트는 145.31㎡이 된다. 바람직하게는 상기 공정 챔버(120)의 길이를 1로 하였을 경우 상기 버퍼 챔버(140)의 길이는 0.5 내지 1.5가 되도록 상기 버퍼 챔버(140)와 이와 인접한 공정 챔버(120) 사이의 각도(θ1)를 조절하는 것이 바람직하다. 물론 상기 버퍼 챔버(140)의 길이는 0.7 내지 1.3이 되도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 이것은 이송챔버(110)의 로봇암이 뻗어나가 기판을 내려놓을 수 있는 유효거리를 고려한 것이다.
물론 상기 공식을 통해 버퍼 챔버(140)의 길이를 공정 챔버(120)의 길이와 같다고 가정하게 되면 그때의 버퍼 챔버(140)와 공정 챔버(120) 사이의 각도를 계산할 수 있다.
상기 버퍼 챔버(140)와 공정 챔버(120) 사이의 각도(θ1)는 공정 챔버(120)의 폭과 공정 챔버(120) 길이(F)와 마스크 로더(130)의 길이(H)와 챔버간의 간격을 얼마로 하느냐에 따라 바뀔 수 있다. 표 1을 보면 공정 챔버(120)의 폭이 작아질수록 공정 챔버(120) 길이(F)와 마스크 로더(130)의 길이(H)가 길수록 바람직한 각도가 커지게 되는 경향을 나타냄을 알 수 있다. 예를 들면 공정 챔버(120)의 폭이 1.4m에서 1m로 작아지게 되면 버퍼 챔버(140)가 공정 챔버(120)의 길이에 근접하게 되는 각도(θ1)는 72도에서 74도로 증가하게 된다.
물론, 상기 공정챔버(120)의 길이 방향으로 마스크 로더(130) 대신 다른 챔버가 연결된 경우에도 공정챔버 길이와 동일한 길이를 가지는 버퍼 챔버(140)를 구성하기 위해서는 상기 버퍼 챔버(140)와 이와 인접한 공정 챔버(120) 사이의 각도(θ1)는 60도 이상이 되어야 한다.
앞서 설명에서는 상기 버퍼 챔버(140)와 이와 인접한 공정 챔버(120) 사이의 각도로 60 내지 90도 사이의 각으로 한정하였다. 바람직하게는 65 내지 80도 사이의 각도인 것이 효과적이다. 더욱 바람직하게는 67.5 내지 75도인 것이 효과적이다.
상술한 각도에 의해 상기 버퍼 챔버(140)의 길이를 최소화하여 이송 챔버(110) 내부에 설치된 로봇의 길이 이내에서 버퍼 챔버(140)를 구성할 수 있게 된다. 이때, 상기의 각도를 조절하여 챔버의 유지보수 공정을 위한 공간을 확보할 수 있다. 이를 위해 바람직하게는 서로 다른 이송 챔버(110a, 110b)에 접속되어 인접한 공정 챔버(120a-2, 120b-1) 사이 이격 간격은 10 내지 90cm이내가 되도록 상기 각도를 조절하는 것이 효과적이다. 상기 표에서는 공정 챔버(120a-2, 120b-1) 사이의 이격 간격을 50cm로 하였다.
또한, 본 발명의 유기 소자 제조 장치는 상술한 이송 챔버와 공정 챔버를 다수개 연결하여 진공 분위기 내에서 유기막의 증착과 밀봉 공정을 인라인으로 실시할 수 있다. 하기에서는 인라인 구조를 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 소자 제조 장치에 관해 설명한다. 물론 제 1 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 처리 시스템은 기판(100a)이 로딩되는 제 1 반송 챔버(101)와, 제작이 완료된 기판(100b)을 언로딩하는 제 2 반송 챔버(102)와, 상기 제 1 및 제 2 반송 챔버(101, 102) 사이에 인라인으로 배치된 다수의 이송 챔버(110a 내지 110e; 110)와, 인라인으로 배치된 상기 제 1 및 제 2 반송 챔버(101, 102) 및 다수의 이송 챔버(110) 간을 연결하는 다수의 버퍼 챔버(140a 내지 140f; 140)와, 상기 이송 챔버(110)의 외주면에 결합된 다수의 공정 챔버(120a 내지 120e; 120)와, 상기 공정 챔버(120) 각각에 접속된 마스크 로더(130a 내지 130e; 130)를 포함한다.
또한, 제 1 반송 챔버(101)의 외주면에 결합되어 기판(100a)이 인입되는 카세트 챔버(150)와, 제 1 반송 챔버(101)로 로딩된 기판(100a)에 전처리를 실시하는 다수의 전처리 챔버(160a, 160b)를 더 포함한다. 또한, 제 2 반송 챔버(102)의 외주면에 결합되어 제작이 완료된 기판(100b)이 인출되는 추출 챔버(170)와, 처리된 기판(100a)을 밀봉기판(미도시)과 합착시키며 밀봉 상태를 검사하는 밀봉 챔버(180)를 더 포함한다. 또한, 기판의 결함 상태를 검사하는 검사 장치(미도시)가 버퍼 챔버에 부착되어 결함 상태가 발생한 기판을 상기 이송 챔버(110)의 외주면에 결합된 유지보수 챔버(190a 내지 190e)를 통해 장치 밖으로 인출할 수도 있다. 또한, 제 2 반송 챔버(102)의 외측에는 밀봉재가 설치된 밀봉 기판이 인입되는 별도의 밀봉 기판 인입 챔버(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
본 실시예에서는 도 7에 도시된 바와 같이 5개의 이송 챔버(110a 내지 110e)가 제 1 및 제 2 반송 챔버(101, 102) 사이에서 인라인으로 배치되고 버퍼 챔버(140)로 연결되어 있다. 그리고, 각각의 이송 챔버(110a 내지 110e)에는 각기 3개의 공정 챔버(120)가 결합되고, 하나의 유지 보수 챔버(190)가 결합되어 있다. 이때, 앞선 실시예에서 설명한 바와 같이 공정 챔버(120)의 길이 방향 선과, 이와 인접한 버퍼 챔버(140)의 길이 방향 선이 이루는 각이 60 내지 90도 이내의 각이 되도록 공정 챔버(120)를 이송 챔버(110)의 외측에 배치한다. 이를 통해 버퍼 챔버(140)의 사이즈를 증대시키지 않고도 공정 챔버(120)의 길이 방향으로 마스크 로더(130)를 장착시키고, 공정 챔버(120) 간의 중첩을 방지할 수 있다.
상술한 제 1 및 제 2 반송 챔버(101, 102)는 기판(100a)을 이송하는 로봇과 같은 이송 장치(미도시)를 포함하여 기판(100a)을 챔버로 이송 및 인출시킨다. 또한, 제 1 및 제 2 반송 챔버(101, 102)의 내부를 진공으로 하는 진공 배기 수단(미도시)을 더 포함한다.
그리고, 상기의 전처리 챔버(160)로 기판(100a)을 열처리 하는 어닐링 챔버 및 기판(100a)을 세정하는 클리닝 챔버 등을 포함한다. 상기의 버퍼 챔버(140)에는 기판(100a)의 결함을 검사하는 별도의 검사 수단(미도시)을 더 포함한다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이 마스크 로더(130)의 양측에 마스크를 운반하는 마스크 자동 운반 장치(AGV: automatic guided vehicle)(201a, 201b)가 배치되어 마스크 로더(130)에 패터닝 공정을 위한 마스크를 공급할 수 있고, 공정 진행이 완료된 마스크를 마스크 로더(130)로부터 수거할 수 있다. 기판(100a) 상에 형성되는 막의 특성과 패턴의 종류에 따라 사용하는 마스크의 종류가 매우 다양하고, 일 마스크 로더(130)에 장착될 수 있는 마스크의 개수 또한 한정이 되어 있다. 따라서, 본 실시예와 같이 마스크 자동 운반 장치(201a, 201b)를 통해 챔버의 외부에서 마스크 로더(130)에 필요로 하는 마스크를 공급할 수 있다. 이러한 마스크 자동 운반 장치(201a, 201b)는 마스크를 세정하는 세정장치(미도시)를 더 포함하여 마스크 표면의 불순물을 제거할 수 있다. 또한, 마스크를 저장하는 별도의 마스크 카셋트를 포함할 수도 있다.
하기에서는 상술한 클러스터와 인라인 타입이 혼합된 본 실시예의 기판 처리 시스템의 각각의 챔버 동작과 기능을 유기 소자의 제조 방법과 병행하여 설명한다.
유기 소자 제조를 위해 카셋트 챔버(150)로 제 1 전극이 형성된 기판(100a)이 인입되고, 인입된 기판(100a)은 제 1 반송 챔버(101)의 이송 장치에 의해 제 1 반송 챔버(101)로 반송된다. 이때, 기판(100a)이 카세트 챔버(150)로 인입될 경우 카세트 챔버(150)의 내부는 불활성 가스를 도입하여 대기압 상태로 유지하여 기판(100a) 인입시의 기압차를 없애는 것이 효과적이다. 카셋트 챔버(150)로 기판(100a)을 인입 한 후에 카셋트 챔버(150) 내부를 진공으로 한 다음, 제 1 반송 챔버(101)로 기판(100a)을 반송한다. 이때, 제 1 반송 챔버(101)는 수분이나 산소가 존재하지 않도록 진공 배기하여 진공을 유지하는 것이 효과적이다.
제 1 반송 챔버(101)의 외측에 결합된 전처리 챔버(160)를 통해 기판(100a)에 포함된 수분이나 가스를 제거하는 열처리 공정을 실시하거나, 또는 제 1 전극의 표면을 세정하기 위한 클리닝 공정을 실시한다. 즉, 제 1 반송 챔버(101)의 외측에 결합된 제 1 전처리 챔버(160a)를 통해 기판(100a)의 수분과 가스를 탈기 하기 위한 열처리 공정을 실시하고, 이후, 제 2 전처리 챔버(160b)를 통해 기판(100a)을 세정하는 클리닝 공정을 실시한다. 이를 위해 제 1 전처리 챔버(160a)에는 별도의 가열 수단과 냉각 수단이 포함되고, 제 2 전처리 챔버(160b)에는 세정 수단이 포함된다.
전처리 공정이 완료된 기판(100a)은 제 1 반송 챔버(101)에서 제 1 버퍼 챔버(140a)를 거쳐 제 1 이송 챔버(110a)로 전송된다. 즉, 제 1 반송 챔버(101)의 이송 수단을 통해 제 1 버퍼 챔버(140a)에 기판이 놓이게 되고, 이때, 제 1 버퍼 챔버(140a)는 검사 수단을 통해 기판(100a)을 검사한 다음 기판(100a) 상에 형성된 패턴 불량을 판단할 수 있다.
이후, 제 1 이송 챔버(110a)의 이송 수단을 통해 제 1 버퍼 챔버(140a)에 위치한 기판(100a)을 제 1 이송 챔버(110a)로 전송한다. 이때, 제 1 이송 챔버(110a)로 이송된 기판(100a)에 불량이 발생하였을 경우(제 1 버퍼 챔버 검사) 제 1 이송 챔버(110a)의 외측에 접속된 제 1 유지 보수 챔버(190a)에 의해 불량이 발생한 기판(100a)을 장치의 외부로 배출한다. 이를 통해 본 장치의 최외각에 배치된 추출 챔버(170)까지 기판(100a)을 이송시키지 않고 불량이 발생한 기판(100a)을 바로 외부로 배출할 수 있어 공정 시간의 단축과 효율을 향상시킬 수 있다.
제 1 이송 챔버(110a)로 이송된 기판(100a)상에 제 1 이송 챔버(110a)에 연결된 공정 챔버(120a)들을 통해 전하 주입층으로서 정공 주입층(hole injecting layer; HIL)과 전하 수송층으로서 정공 수송층(hole transport layer; HTL)을 순차적으로 형성할 수 있다. 즉, 제 1 이송 챔버(110a)의 외측에 접속된 첫번째 공정 챔버(120a)를 통해 기판(100a) 상에 정공 주입층을 형성하고, 두번째 공정 챔버(120a)를 통해 기판(100a) 상에 정공 수송층을 형성한다. 이때, 세번째 공정 챔버(120a)는 예비 챔버로써, 다른 공정 챔버의 유지 보수시 사용한다. 상기의 정공 주입층 및 정공 수송층 형성시 마스크 로더(130a)를 통해 공정 챔버(120a) 내로 마스크가 인입되고, 마스크의 개구부 패턴에 따라 기판상에 상기 층들이 패터닝 된다.
이러한 막의 증착을 좀더 구체적으로 설명하면, 제 1 이송 챔버(110a)의 이송 수단을 통해 일 공정 챔버(120a) 내부로 제 1 전극이 형성된 기판(100a)이 인입된다. 이때, 공정 챔버(120a)에 접속된 마스크 로더(130a)에 의해 공정 챔버(120a) 내부로 마스크도 함께 인입된다. 이때, 도 8과 같이 마스크 자동 운반 장치(201a, 201b)가 설비된 경우에는 마스크 자동 운반 장치(201a, 201b)를 통해 증착공정에 사용할 마스크를 마스크 로더(130a)에 적재하게 된다. 이후, 공정 챔버(120a)를 외부와 고립시킨 다음 공정챔버(120a) 내부의 증착 원료를 가열하여 마스크에 의해 노출된 기판(100a) 영역으로 비산시킨다. 이를 통해 마스크의 개구부 영역에는 기화된 증착 원료가 기판(100a)상에 증착되어 목표로 하는 박막 층을 형성한다. 이후, 공정이 완료된 후, 공정 챔버(120a) 내부의 반응 부산물을 제거한 다음, 공정 챔버(120a)를 개방하여 마스크 로더(130a)를 통해 마스크를 공정 챔버(120a)로부터 인출하고, 제 1 이송챔버(110a)의 이송장치를 통해 기판(100a)을 인출한다.
상기와 같이 정공 주입층과 정공 수송층이 형성된 기판(100a)은 제 1 이송챔버(110a)와 연결된 제 2 버퍼 챔버(140b)를 통해 제 2 이송 챔버(110b)에 이송된다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이 제 2 버퍼 챔버(140b)에서는 상기 기판(100a) 상에 형성된 정공 주입층과 정공 수송층 패턴을 검사할 수 있다. 제 2 이송 챔버(110b) 역시 기판(100a)에 결함이 발생하였을 경우 유지 보수 챔버(190b)를 통해 장치의 외부로 결함이 발생한 기판(100a)을 제거한다.
제 2 이송 챔버(110b)로 이송된 기판(100a) 상에는 제 2 이송 챔버(110b)의 외측에 접속된 공정 챔버(120b)를 통해 발광층이 형성된다. 여기서 풀칼라의 발광을 위해 적색, 녹색, 청색의 발광을 하는 발광층을 형성한다. 이를 위해 제 2 이송 챔버(110b)의 외측에 배치된 첫번째 공정 챔버(120b)에서는 마스크 로더(130b)를 통해 인입된 마스크의 개구부 패턴에 따라 적색을 발광하는 발광층을 형성하고, 두번째 공정 챔버(120b)에서도 마스크 로더(130b)를 통해 인입된 마스크의 개구부 패턴에 따라 녹색을 발광하는 발광층을 형성하고, 세번째 공정 챔버(120b)도 마스크 로더(130b)를 통해 인입된 마스크의 개구부 패턴에 따라 청색을 발광하는 발광층을 형성한다. 이때, 형성되는 발광층은 발광시키고자 하는 발광 영역에 따라 다양하게 변화될 수 있다.
상기와 같이 발광층이 형성된 기판(100a)은 제 3 버퍼 챔버(140c)를 통해 제 3 이송 챔버(110c)로 이송된다. 제 3 이송 챔버(110c)로 이송된 기판(100a)상에 제 3 이송 챔버(110c)의 외주에 접속된 공정 챔버를 통해 정공 저지층(hole block layer; HBL), 전하 수송층(electron transport layer; ETL)과 전하 주입층(electron injection layer; EIL)을 순차적으로 형성한다.
상기와 같이 정공 지지층, 전하 수송층 및 전하 주입층이 순차적으로 형성된 기판(100a)은 제 4 버퍼 챔버(140d)를 통해 제 4 이송 챔버(110d)로 이송된다. 제 4 이송 챔버(110d)로 이송된 기판(100a)에는 제 4 이송 챔버(110d)의 외주면에 접속된 공정 챔버(120d)를 통해 제 2 전극층을 형성한다. 여기서, 제 2 전극층은 도전성의 박막을 다층막으로 형성할 수 있으며 이때, 제 4 이송 챔버(110d)에 접속된 공정 챔버(120d)를 통해 각기 서로 다른 도전성 박막을 증착할 수 있다.
상기와 같이 제 2 전극층이 형성된 기판을 제 5 버퍼 챔버(140e)를 통해 제 5 이송 챔버(110e)로 이송한다. 제 5 이송 챔버(110e)의 외측에 접속된 공정 챔버(120e)를 통해 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(Si3N4), 알루미나(Al2O3) 폴리머와 같은 다층 밀봉 박막을 증착한 제 6 버퍼 챔버(140f)로 기판을 이송한다. 제 6 버퍼 챔버(140f)내에 검사장치를 통해 기판(100a)에 결함이 발생하였을 경우 유지 보수 챔버(190e)를 통해 장치의 외부로 결함이 발생한 기판(100a)을 제거한다.
밀봉기판 인입 챔버(200)를 통해 밀봉 챔버(180)로 이송된 밀봉 기판과 다층 밀봉 박막 증착된 기판을 밀봉한다.
여기서, 밀봉기판은 밀봉재가 설치된 기판을 사용하는 것이 바람직하고, 수분 및 불순물을 제거하기 위해 미리 진공속에서 어닐링을 실시하는 것이 바람직하다. 제 5 공정 챔버(110e)의 외측에 접속된 공정 챔버(120e)를 통해 다층 밀봉 박막이 형성된 기판(100a)을 탈기하기 위해 진공 또는 불활성 분위기 속에서 어닐링을 한 후, 상기의 밀봉재가 설치된 밀봉 기판과 다층 밀봉 박막이 형성된 기판(100a)을 밀봉한다. 이후, 자외선 조사 기구가 설치된 공정 챔버(120e)에서 밀봉된 기판에 UV광을 조사하여 밀봉재를 경화시킨다. 이때, 밀봉재는 자외선 경화 수지를 사용할 수 있고, 접착성을 갖는 물질이라면 한정하지 않고 사용할 수 있다.
상기와 같이 밀봉 기판과 접합된 한쌍의 기판(102)을 밀봉챔버(180)내의 검사장치에 의해 검사를 실시한 후 제 2 반송 챔버(102) 및 추출 챔버(170)를 통해 외부로 추출한다.
이와 같은 본 실시예의 유기 소자 제조 장치를 통해 유기 소자를 밀폐 공간에 봉입할 때까지 외부에 노출되지 않도록 할 수 있어, 높을 신뢰성을 갖는 유기 소자를 제조할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 대면적 기판 패터닝을 위한 마스크를 별도의 마스크 로더를 통해 공정 챔버로 인입시킬 수 있다.
또한, 이송 챔버상에 결합된 공정 챔버의 결합 각도를 조절하여 마스크 로더로 인한 공정 챔버의 길이 방향의 증가에 따른 인접 챔버 간의 중첩을 해결할 수 있고, 버퍼 챔버의 길이 증가를 최소화할 수 있다.
또한, 유기 소자를 밀폐 공간에 봉입할 때까지 외부에 노출되지 않도록 할 수 있어, 높을 신뢰성을 갖는 유기 소자를 제조할 수 있다.

Claims (15)

  1. 복수의 이송 챔버;
    상기 이송 챔버 측면을 연결하는 버퍼 챔버;
    상기 이송 챔버의 중심에서 상기 버퍼 챔버 방향과 수직한 축을 기준으로 밀러 대칭되도록 상기 이송 챔버 측면에 배치된 제 1 및 제 2 챔버;
    상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 중 적어도 하나의 상기 이송 챔버와 연결된 면과 마주보는 면에 결합된 보조 챔버를 포함하고,
    상기 버퍼 챔버와 이와 인접한 제 1 챔버 사이의 각도가 상기 제 1 챔버와 이와 인접한 제 2 챔버 사이의 각도보다 큰 기판 처리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조 챔버는 상기 공정 챔버 일측에 마스크를 운반하는 마스크 로더인 기판 처리 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 버퍼 챔버와 이와 인접한 상기 제 1 챔버 사이의 각도는 65 내지 80도 사이인 기판 처리 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 버퍼 챔버의 길이와 상기 제 1 챔버 또는 제 2 챔버 길이와의 차이는 상기 제 1 챔버 또는 상기 제 2 챔버 길이의 20%보다 작은 기판 처리 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 챔버 또는 제 2 챔버의 길이를 1로 하였을 경우 상기 버퍼 챔버의 길이는 0.5 내지 1.5인 기판 처리 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 이송 챔버의 중심에서 상기 버퍼 챔버의 중심 방향으로 연장된 축을 기준으로 상기 제 1 및 제 2 챔버와 밀러 대칭되도록 상기 이송 챔버 측면에 배치된 제 3 및 제 4 챔버를 더 포함하는 기판 처리 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 이송 챔버의 외측에 배치되어 기판을 가열, 냉각 및 세정을 실시하는 전처리 챔버와, 다수의 기판이 저장되는 로드락 챔버가 더 포함된 기판 처리 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 이송 챔버는 육면체 및 팔면체를 포함하는 다면체 또는 원형의 몸체를 갖는 기판 처리 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이송 챔버는 기판을 로딩하는 제 1 반송 챔버와, 제작이 완료된 기판을 언로딩하는 제 2 반송 챔버 사이에 인라인으로 배치된 기판 처리 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제 1 반송 챔버의 외측에 결합되어, 기판이 인입되는 카세트 챔버와 로딩된 상기 기판의 전처리를 실시하는 전처리 챔버를 더 포함하는 기판 처리 시스템.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제 2 반송 챔버의 외측에 결합되어, 상기 제작이 완료된 기판을 인출하는 추출 챔버와 상기 기판을 검사하는 검사 챔버와, 밀봉 기판이 인입되는 밀봉 기판 인입 챔버를 더 포함하는 기판 처리 시스템.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 이송 챔버의 외측에 결합되어 결함이 발생한 상기 기판을 외부로 추출하는 유지보수 챔버를 더 포함하는 기판 처리 시스템.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 버퍼 챔버는 상기 기판의 결함을 검사하는 검사 수단을 포함하는 기판 처리 시스템.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 마스크 로더의 일측에 마스크를 운반하는 마스크 자동 운반 장치를 더 포함하는 기판 처리 시스템.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 이송 챔버는 5개의 이송 챔버가 상기 버퍼 챔버에 의해 인라인으로 연결되고, 첫번째 이송 챔버에는 정공 주입층 형성을 위한 공정 챔버와 전하 수송층 형성을 위한 공정 챔버가 결합되고, 두번째 이송 챔버에는 적어도 하나의 발광층을 형성하기 위한 적어도 하나의 공정 챔버가 결합되고, 세번째 이송 챔버에는 정공 저지층을 형성을 위한 공정 챔버와 전하 수송층 형성을 위한 공정 챔버와, 전하 주입층 형성을 위한 공정 챔버가 결합되고, 네번째 이송 챔버에는 전극층을 형성하기 위한 공정 챔버가 결합되고, 다섯번째 이송 챔버에는 기판을 밀봉하기 위한 공정 챔버가 결합된 기판 처리 시스템.
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