KR20070065034A - 증작장치 및 그를 이용한 증착 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 챔버와, 전술한 챔버 내 일측에 배치되며 증착 재료를 수용하고 재료 증기를 배출하는 증착원과, 전술한 챔버 내 전술한 증착원과 대향하여 배치되며 전술한 재료 증기가 증착되는 기판을 고정하는 기판 고정부와, 전술한 증착원과 전술한 기판 고정부 사이에 배치되되 전술한 재료 증기가 배출되어 전술한 기판을 향하는 경로에 배치되는 메쉬판(Mesh Panel)을 포함하는 증착 장치를 제공한다.

증착 장치, 메쉬

Description

증작장치 및 그를 이용한 증착 방법{Apparatus for depositing chemical layers and Method for the same}

도 1은 종래 증착 장치의 단면도.

도 2는 도 1 상의 증착 장치의 개략적인 사시도.

도 3은 종래 증착 장치에 의한 기판의 증착 상태도.

도 4는 본 발명의 증착 장치의 단면도.

도 5는 도 4 상의 증착 장치의 요부 사시도.

도 6은 도 4의 사시도.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 메쉬판의 평면도.

* 도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명 *

10 : 증착 장치 12 : 챔버

14 : 증착부 16 : 마스크

18 : 기판 고정부 22 : 증착 형성부

22a : 후막부 22b : 박막부

32 : 챔버 34a, 34b : 제 1 및 제 2 증착원

34 : 증착부 36 : 마스크

38 : 기판 고정부 38a : 기판 지지부

38b : 척부(Chuck) 38c : 축부(Axis)

40 : 메쉬판(Mesh Panel) 40a : 메쉬망

40b : 메쉬망 고정부 50 : 메쉬판

50a : 메쉬망 50b : 메쉬망 고정부

P : 기판

본 발명은 증착원의 컨트롤이 가능한 증착 장치에 관한 것이다.

열적 물리적 기상 증착은 증착 재료의 증기로 기판 표면에 층을 형성하는 기술로서, 용기(vessel) 내에 수용된 증착 재료를 기화 온도까지 가열함으로써 발생되는 증착 재료의 증기가 수용된 용기 밖으로 이동한 후 코팅될 기판 상에서 응축되는 원리를 이용하였다.

이러한 증착 공정은 증착 재료를 수용하는 용기 및 코팅될 기판이 장착된 챔버 내부에서 진행되었으며 이때, 챔버 내부는 일반적으로 10^-7 내지 10^-2 Torr 범위의 압력 상태로 조성되었다.

상세하게는, 증착 재료를 수용하는 용기인 증착원(deposition source)은 전 류가 벽(부재)들을 통과할 때 온도가 증가되는 전기적 저항 재료로 만들어졌다.

따라서, 증착원에 전류가 인가되면, 그 내부의 증착 재료는 증착원의 벽으로부터 전달되는 방사열 및 벽과의 접촉에 의한 전도열에 의해 가열되어 증기화 되었다.

한편, 전술한 증착원의 셀 캡에는 기화된 재료 증기가 외부로 배출되도록 증기 배출 개구(vapor efflux aperture)가 형성되어 있었다.

도 1은 종래 증착 장치의 단면도로 그 내부 구성을 개략적으로 도시하고 있다.

도 1을 참조하면, 종래 증착 장치(10)는 챔버(12) 하부에 증착 재료를 수용하며, 재료 증기를 배출하는 증착부(14)가 배치되어 있었고, 전술한 증착부(14)로부터 배출되는 재료 증기가 증착될 기판(P)이 챔버(12)의 상부에 장착되어 있었다.

또한, 전술한 기판(P)과 증착부(14) 사이에는 특정 패턴을 가진 마스크(16)가 고정되어 있었다.

이때, 전술한 기판(P) 및 마스크(16)는 챔버 내부에서 위치 변경이 가능한 기판 고정부(18)에 의해 고정되어 있었다.

도 2는 도 1 상의 증착 장치의 개략적인 사시도이다.

도 2를 참조하면, 챔버(12) 상에 하부에 증착부(14)가 형성되어 있었다.

전술한 증착부(14)는 증착 재료를 수용하고 있었으며, 그 증착 재료를 가열 하여 재료 증기를 배출하였고, 이렇게 배출되는 재료 증기는 마스크(16)를 통해 기판(P) 상에 특정 패턴으로 증착되었다.

도 3은 종래 증착 장치에 의한 기판의 증착 상태도로, 전술한 도 2 상의 증착 장치에 의한 기판(P)의 증착 상태를 도시한다.

도 3을 참조하면, 기판(P) 상에는 전술한 증착부(도 2의 14)로부터 재료 증기가 증착되었으나, 그 증착 형성부(22)는 균일하지가 않았다. 즉, 증착층이 상대적으로 두껍게 형성된 후막부(22a)와 상대적으로 얇게 형성된 박막부(22b)로 구분되었다.

이과 같이 불균일한 증착상태는 소자의 디스플레이 적용시 픽셀의 부분과 부분의 휘도가 달라 얼룩얼룩한 무늬(dark spot)나 줄무늬 불량을 초래하였다.

또한, 픽셀의 부분 열화로 인한 수명 단축문제가 발생하였고, 이러한 문제들은 공정 수율 및 신뢰도의 문제로 확대되었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명은 각 증착 물질의 기판 상 증착 밀도를 조절할 수 있도록 하여 증착 공정의 정밀도 및 수율을 향상시키고, 또한 신뢰도를 향상시킬 수 있는 증착 장치 및 증착 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 챔버와, 전술한 챔버 내 일측에 배치되며 증착 재료를 수용하고 재료 증기를 배출하는 증착원과, 전술한 챔버 내 전술한 증착원과 대향하여 배치되며 전술한 재료 증기가 증착되는 기판을 고정하는 기판 고정부와, 전술한 증착원과 전술한 기판 고정부 사이에 배치되되 전술한 재료 증기가 배출되어 전술한 기판을 향하는 경로에 배치되는 메쉬판(Mesh Panel)을 포함하는 증착 장치를 제공한다.

전술한 증착 장치에 있어서, 전술한 메쉬판은 전술한 기판의 후막 증착되는 위치에 대응하여 메쉬망이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 전술한 메쉬망은 전술한 기판에 증착되는 증착막의 후박(Thickness) 정도에 따라 상대적으로 후막 증착되는 영역에 대응되는 전술한 메쉬망의 영역의 메쉬가 그 이웃하는 영역의 메쉬보다 더 치밀하게 형성된 것을 특징으로 한다.

다른 측면에서, 전술한 메쉬판은 하나 이상의 메쉬망으로 구성되며 각각의 메쉬 크기가 다른 것을 특징으로 한다.

또 다른 측면에서, 전술한 증착 장치에 있어서 전술한 메쉬망은 전술한 메쉬판의 정중앙부를 기준으로 상하좌우 대칭되는 형태인 것을 특징으로 한다.

또한, 전술한 기판과 전술한 메쉬판은 하나의 기판 고정부로 고정되며, 전술한 기판 고정부는 전술한 기판 고정부를 전술한 챔버 내 배치시키는 축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 한다.

다른 측면에서, 이상과 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 증착 장치의 챔버 내 일측에 구비되며 증착 재료를 수용하고 재료 증기를 배출하는 증착부와 대향하는 상기 챔버 내 타측부에 구비되는 기판 고정부에 기판을 배치하는 기판 배치 단계와, 전술한 기판 상의 후막 증착되는 영역에 대응되도록 메쉬망을 형성한 메쉬판을 전술한 기판과 전술한 증착부 사이에 배치하는 메쉬판 배치 단계와, 전술한 메쉬망을 통해 전술한 기판 상에 증착되도록 전술한 증착부에서 재료 증기를 배출하는 증착 단계를 포함하는 증착 방법을 제공한다.

전술한 증착 방법에 있어서, 전술한 메쉬판 배치 단계에서는 전술한 기판에 증착되는 증착막의 후박(Thickness) 정도에 따라 상대적으로 후막 증착되는 영역에 대응되는 전술한 메쉬망의 영역의 메쉬를 그 이웃하는 영역의 메쉬보다 더 치밀하게 형성하는 것을 특징으로 한다.

한편, 전술한 메쉬판 배치 단계에서는 전술한 메쉬망을 하나 이상 적용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 전술한 메쉬망의 형성 영역을 전술한 메쉬판의 정중앙부를 기준으로 상하좌우 대칭되는 부정형으로 형성할 경우, 전술한 메쉬판을 전술한 기판 고정부에 고정시키고, 전술한 기판 고정부를 전술한 챔버 내 배치하는 축을 중심으로 전술한 기판 고정부를 회전시키는 것을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명의 증착 장치의 단면도이다.

도 4를 참조하면, 증착 재료를 수용하며, 그 증착 재료를 가열하여 재료 증기를 배출하는 증착부(34)가 챔버(32) 내 하부에 위치한다. 이때, 증착부(34)는 하 나의 증착원 또는 다수의 증착원의 집합으로 구성될 수 있다.

예를 들어, 제 1 및 제 2 증착원(34a, 34b)의 집합으로 증착부(34)가 형성되는 경우, 전술한 제 1 및 제 2 증착원(34a, 34b)에는 서로 농도가 다른 같은 증착 재료가 수용되거나, 각각 서로 다른 종류의 증착 재료가 수용될 수 있다.

이어서, 전술한 챔버(32) 내 상부에는 기판(P)이 배치되며, 전술한 기판(P)과 전술한 증착부(34) 사이에 전술한 기판(P)에 대응되도록 특정 패턴을 갖는 마스크(36)가 배치된다. 또한, 전술한 마스크(36)와 전술한 증착부(34) 사이에 전술한 마스크(36)와 대응되도록 메쉬판(40; Mesh Panel)이 배치된다.

전술한 메쉬판(40)은 메쉬가 형성된 메쉬망(40a)과 전술한 메쉬망(40a)을 챔버(32) 내 배치 고정시키는 메쉬망 고정부(40b)로 구성된다.

또한, 전술한 기판(P)과 마스크(36) 및 메쉬판(40)은 기판 고정부(38)에 의해 챔버 내 고정 배치된다.

도 5는 도 4 상의 증착 장치의 요부 사시도로, 본 발명의 제 1 실시예를 도시한다. 단, 도 5는 전술한 도 4 상의 기판(P)과 마스크(36) 및 메쉬판(40)의 위치 관계에 초점을 맞추어 간략히 도시한다.

도 5를 참조하면, 전술한 기판(P)에 대응되도록 마스크(36)가 배치되며, 전술한 마스크(36)에 대응되어 메쉬판(40)이 배치되어 전술한 기판 고정부(도 4 상의 38)에 의해 챔버 내부에 고정 배치되는 위치 관계를 볼 수 있다.

이상 도 4와 도 5에서, 메쉬판(40)에는 메쉬망(34a)에만 메쉬가 형성된 것으 로 도시 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고, 메쉬판(40) 전체에 메쉬가 형성될 수 있고, 이때 전술한 메쉬망(34a)의 메쉬가 그 이웃하는 영역의 메쉬보다 작은 것을 특징으로 한다.

도 6은 도 4의 사시도로, 전술한 기판 고정부(38)의 구조를 상세히 도시하며, 또한 증착 공정 상 전술한 기판 고정부(38)의 작동 상태를 도시한다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 기판 고정부(38)는 기판(P)을 전자기력으로 붙잡는 기판 지지부(38a)와, 전술한 기판(P)과 전술한 기판(P)에 대응되도록 고정 배치되는 마스크(36) 및 메쉬판(40)을 물리력으로 붙잡는 척부(38b; Chuck)와, 전술한 기판 지지부(38a)에 있어서, 전술한 척부(38b)가 형성된 측면과 대향하는 측면에 연결되어 챔버(32) 내에서 전술한 기판 고정부(38)의 이동 및 회전 운동을 가능하게 하는 축부(38c; Axis)로 구성된다.

이상과 같은 구조에 따라 기판 고정부(38)는 증착 공정 중 축부(38c)를 중심으로 회전 운동을 한다.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 메쉬판의 평면도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 메쉬판(50)은 전술한 도 5에 도시한 제 1 실시예의 메쉬판(40)과 동일한 스케일이다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 메쉬판(50)은 메쉬망(50a)과 메쉬망 고정부(50b)로 구성된다. 이때, 메쉬망(50a)은 메쉬판(50)의 정중앙부를 기준으로 상하좌 우 대칭형으로 형성된다.

이러한 구조는 기판 고정부(도 6상의 38 참조)의 회전 운동으로 인해 전술한 메쉬망(50b)이 제 1실시예와 같이 동심원 궤적(C)으로 마스크(도 6상의 36참조) 및 기판(도 6상의 P참조)에 작용하기 때문에 가능하다.

이상과 같은 구조의 메쉬판이 배치된 기판 고정부가 적용되는 본 발명의 증착 장치는 기판 상에 균일한 증착을 가능하게 한다.

상세하게는 본 발명에 따른 증착 장치는 종래 불균일한 증착으로 문제가 되었던 기판(도 3) 상의 증착막이 두껍게 형성된 후막부(도 3상의 12a)에 메쉬망(도 5의 40a)이 대응되도록 메쉬판(도 5의 40)을 기판 고정부(도 4의 38)에 배치한다.

이때, 전술한 메쉬망(도 5의 40a)의 메쉬는 기판(도 4의 P)에 증착되는 증착막의 후박(Thickness) 정도에 따라 상대적으로 후막 증착되는 영역에 대응되는 상기 메쉬망(도 5의 40a)의 영역의 메쉬가 그 이웃하는 영역의 메쉬보다 더 치밀하게 형성되므로 증착부(도 4의 34)로부터 배출되는 재료 증기의 기판 상 증착량이 조절되어 전술한 기판(도 4의 P) 상의 균일한 증착을 가능하게 한다.

따라서, 본 발명에 따른 증착 장치 및 증착 방법은 그 소기 목적을 달성할 수 있다.

또한, 이상 본 발명에서는 메쉬판에는 메쉬망 하나가 적용된 것으로 도시 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않으며, 필요에 따라 메쉬망은 하나 이상이 적용될 수 있다.

또한, 이상 본 발명에서는 메쉬판의 메쉬망을 제 1 및 제 2 실시예에 도시 설명하였으나, 전술한 제 1 및 제 2 실시예는 예시적인 것으로 이해해야 하며, 본 발명의 메쉬망의 유형은 그에 국한되지 않는다.

위에서 설명한 본 발명은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이다. 따라서, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 증착 장치 내 기판에 대응되는 특정 패턴의 마스크와 증착부 사이에 소정 크기의 메쉬가 형성된 메쉬판을 적용하고, 또한 전술한 메쉬판을 기판 및 마스크와 함께 배치 고정하며 회전운동하는 기판 고정부를 적용함으로써, 전술한 기판 상의 균일한 증착을 가능하게 한다.

이러한 증착 장치 및 증착 방법에 따르는 전계발광소자의 경우, 균일한 휘도의 디스플레이 구현이 가능하며, 디스플레이 상 얼룩얼룩한 무늬(dark spot) 또는 줄무늬 발생 문제를 극복할 수 있다.

따라서, 본 발명은 증착 공정의 정밀도 및 수율을 향상시키고, 또한 신뢰도를 향상시킬 수 있는 증착 장치 및 증착 방법을 제공할 수 있다.

Claims (10)

1. 챔버와;

   상기 챔버 내 일측에 배치되며 증착 재료를 수용하고 재료 증기를 배출하는 증착원과;

   상기 챔버 내 상기 증착원과 대향하여 배치되며 상기 재료 증기가 증착되는 기판을 고정하는 기판 고정부와;

   상기 증착원과 상기 기판 고정부 사이에 배치되되 상기 재료 증기가 배출되어 상기 기판을 향하는 경로에 배치되는 메쉬판(Mesh Panel)을 포함하는 증착 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 메쉬판은 상기 기판의 후막 증착되는 위치에 대응하여 메쉬망이 형성된 것을 특징으로 하는 증착 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 메쉬망은 상기 기판에 증착되는 증착막의 후박(Thickness) 정도에 따라 상대적으로 후막 증착되는 영역에 대응되는 상기 메쉬망의 영역의 메쉬가 그 이웃하는 영역의 메쉬보다 더 치밀하게 형성된 것을 특징으로 하는 증착 장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 메쉬판은 하나 이상의 메쉬망으로 구성되며 각각의 메쉬 크기가 다른 것을 특징으로 하는 증착 장치.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 메쉬망은 상기 메쉬판의 정중앙부를 기준으로 상하좌우 대칭되는 형태인 것을 특징으로 하는 증착 장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 기판과 상기 메쉬판은 하나의 기판 고정부로 고정되며, 상기 기판 고정부는 상기 기판 고정부를 상기 챔버 내 배치시키는 축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
7. 증착 장치의 챔버 내 일측에 구비되며 증착 재료를 수용하고 재료 증기를 배출하는 증착부와 대향하는 상기 챔버 내 타측부에 구비되는 기판 고정부에 기판을 배치하는 기판 배치 단계와;

   상기 기판 상의 후막 증착되는 영역에 대응되도록 메쉬망을 형성한 메쉬판을 상기 기판과 상기 증착부 사이에 배치하는 메쉬판 배치 단계와;

   상기 메쉬망을 통해 상기 기판 상에 증착되도록 상기 증착부에서 재료 증기를 배출하는 증착 단계를 포함하는 증착 방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 메쉬판 배치 단계에서는 상기 기판에 증착되는 증착막의 후박(Thickness) 정도에 따라 상대적으로 후막 증착되는 영역에 대응되는 상기 메쉬망의 영역의 메쉬를 그 이웃하는 영역의 메쉬보다 더 치밀하게 형성하는 것을 특징으로 하는 증착 방법.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 메쉬판 배치 단계에서는 상기 메쉬망을 하나 이상 적용하는 것을 특징으로 하는 증착 방법.
10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,

    상기 메쉬망의 형성 영역을 상기 메쉬판의 정중앙부를 기준으로 상하좌우 대칭되는 부정형으로 형성할 경우, 상기 메쉬판을 상기 기판 고정부에 고정시키고, 상기 기판 고정부를 상기 챔버 내 배치하는 축을 중심으로 상기 기판 고정부를 회전시키는 것을 특징으로 하는 증착 방법.

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