KR20080028540A - Apparatus for vapor deposition of organic and method for deposition using the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착 장치를 나타낸 간략도이다.1 is a schematic view showing an organic material deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 배출 단속부를 나타낸 분해 사시도이다.Figure 2 is an exploded perspective view showing the discharge intermittent portion of the organic material deposition apparatus according to the embodiment of the present invention.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 확산실이 밀폐된 상태를 나타낸 부분 확대단면도이다.Figure 3a is a partially enlarged cross-sectional view showing a sealed state of the diffusion chamber of the organic material deposition apparatus according to the embodiment of the present invention.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 확산실이 개방된 상태를 나타낸 부분 확대단면도이다.3B is a partially enlarged cross-sectional view illustrating an open state of a diffusion chamber of an organic material deposition apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 증착 처리부를 나타낸 간략도이다.4 is a schematic view showing a deposition processing unit of the organic material deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 반사 확산부를 나타낸 분해 사시도이다.5 is an exploded perspective view illustrating a reflection diffusion unit of the organic material deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 증착 처리부의 일부를 나타낸 부분 단면도이다.6 is a partial cross-sectional view showing a part of a deposition processing unit of an organic material deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착 방법을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating an organic material deposition method according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 유기물 증착 장치 및 이를 이용한 증착 방법 에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 박막 두께의 균일도를 향상시키도록 공정가스를 반사 확산시키는 반사 확산부와, 확산된 공정가스를 단속하여 증착 처리실로 배출하는 배출 단속부를 구비한 유기물 증착 장치 및 이를 이용한 증착 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic material deposition apparatus and a deposition method using the same, and more particularly, a reflection diffusion unit for reflecting and diffusing a process gas to improve the uniformity of a thin film thickness, and intermittently discharging the diffused process gas into a deposition processing chamber. It relates to an organic material deposition apparatus having a discharge intermittent portion and a deposition method using the same.
최근 들어 급속히 정보화 시대로 진입하면서, 언제 어디서나 정보를 접할 수 있도록, 정보를 문자 또는 영상으로 표시하여 눈으로 볼 수 있게 해주는 디스플레이 기술이 더욱 중요시 되고 있다.In recent years, as the information age rapidly enters, a display technology that displays information by text or image so that the user can see the information anytime and anywhere is becoming more important.
이러한 디스플레이 장치의 소비경향을 살펴보면, 기존의 CRT는 부피가 크고, 무거운 단점이 있어서 사용하기 편리한 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel), 유기 EL 디스플레이(organic electroluminescence display device;OLED) 등의 평판 디스플레이의 수요가 급격히 늘어나고 있다.Looking at the consumption trend of such display devices, conventional CRTs are bulky and heavy, so they are easy to use, such as liquid crystal displays (LCDs), plasma display panels (PDPs), organic electroluminescence display devices (OLEDs), and the like. The demand for flat panel displays is growing rapidly.
그러나 LCD는 근본적으로 자체 발광소자가 아닌 별도의 광원을 필요로 하는 수동형 소자이고, 시야각, 응답속도, 대조비 등에서 기술적 한계를 가지며, PDP는 시야각과 응답속도에서 LCD보다 좋은 특성을 가지고 있으나, 크기의 소형화가 어렵고, 소비전력이 크고, 생산 단가가 비싸다는 단점을 가지고 있다.However, LCD is a passive device that requires a separate light source, not a self-light emitting device, and has technical limitations in viewing angle, response speed, contrast ratio, etc. PDP has better characteristics than LCD in viewing angle and response speed, It is difficult to miniaturize, large power consumption, and expensive production cost.
이에 반해, OLED는 자체 발광형이므로 백라이트가 필요 없고, 소비 전력이 작으며, 응답속도가 10㎲ 이하로 빠르고, 시야각에 문제가 없어 소형에서 대형에 이르기까지의 어떠한 동화상도 실감나게 구현할 수 있다. 또한, 기본구조가 간단하여 제작이 용이하고 궁극적으로 두께 1mm이하의 초박형, 초경량 디스플레이 제작이 가능하며, 더 나아가 디스플레이를 유리 기판 대신에 플라스틱과 같은 유연한 기판 위에 제작하여 더 얇고, 더 가볍고, 깨지지 않는 플렉시블 디스플레이(flexible display)를 개발하는 연구가 진행 중에 있다.On the other hand, OLED is a self-luminous type, so no backlight is required, power consumption is small, response speed is less than 10kW, and there is no problem of viewing angle, so any moving picture from small to large can be realized realistically. In addition, the basic structure is simple, making it easy to manufacture and ultimately producing ultra-thin and ultra-light displays with thicknesses of 1 mm or less. Furthermore, the display is manufactured on a flexible substrate such as plastic instead of a glass substrate, making it thinner, lighter, and unbreakable. Research into developing a flexible display is ongoing.
일반적으로 OLED는 양극(ITO), 유기박막, 음극전극의 구조를 가지고 있다. 유기박막층은 단일 물질로 제작할 수 있으나, 일반적으로 정공수송층(hole trancport layer;HTL), 발광층, 전자수송층(electron trancport layer;ETL) 등의 다층으로 구성된다.In general, OLED has a structure of an anode (ITO), an organic thin film, and a cathode electrode. The organic thin film layer may be made of a single material, but is generally composed of a multilayer such as a hole transport layer (HTL), a light emitting layer, and an electron transport layer (ETL).
이와 같이 다층구조로 구성되는 OLED는 정공수송층으로부터 공급받는 정공과, 전자수송층으로부터 공급받는 전자가 발광층으로 전달되어 정공-전자로 결합되는 여기자(勵起子)를 형성하고 다시 여기자가 바닥상태로 돌아오면서 발생되는 에너지에 의해 발광하게 된다.As described above, the OLED having a multi-layer structure forms holes supplied from the hole transport layer and electrons supplied from the electron transport layer to the light emitting layer to form excitons coupled to the hole-electrons, and then the excitons return to the ground state. The energy is emitted by the generated energy.
한편, 다층구조를 갖는 OLED 제조 공정에서의 대표적인 박막증착방법으로는 기상증착(VD;Vapor Deposition)방법을 들 수 있다.Meanwhile, as a typical thin film deposition method in an OLED manufacturing process having a multi-layer structure, a vapor deposition method (VD) may be mentioned.
즉, 유기물이 저장된 소스 공급원을 가열하여 유기물로부터 공정가스를 발생시키고, 소스 공급원으로 이송가스를 주입시켜, 공정가스를 증착공정이 이루어지는 챔버 내부로 공급하게 된다. That is, a source gas in which the organic material is stored is heated to generate a process gas from the organic material, and a transfer gas is injected into the source source to supply the process gas into the chamber in which the deposition process is performed.
이러한 박막증착방법은 공정가스의 공급위치에 따라 상향식, 하향식, 측면분 사식 등으로 구분될 수 있다.The thin film deposition method may be classified into a bottom-up, top-down, side injection type, etc. according to the supply position of the process gas.
상향식은 기판을 챔버 내부의 상측에 안착시켜 공정가스를 챔버 내부의 하측에서 증발시키며, 하향식은 기판을 챔버 하측에 안착시켜 공정가스를 챔버 내부의 상측에서 낙하시키며, 측면분사식은 기판을 챔버 하측에 안착시켜 공정가스를 챔버 내부의 일측에서 분사시켜 기판에 박막을 형성하는 것이다.Bottom-up seats the substrate on the upper side of the chamber and evaporates the process gas from below the chamber. Top-down seats the substrate on the lower side of the chamber and the process gas drops from the upper side of the chamber. By depositing the process gas is injected from one side inside the chamber to form a thin film on the substrate.
이때 유기물의 오염을 방지하고, 소자의 수명을 장기화하기 위함은 물론 적당한 증착율의 조절을 위하여 챔버 내부는 10-7 torr 이하의 진공 분위기를 형성하여 증착공정을 수행하게 된다.In this case, the deposition process is performed by forming a vacuum atmosphere of 10 −7 torr or less in the chamber to prevent contamination of organic substances and to prolong the life of the device, as well as to control the appropriate deposition rate.
이와 같은 진공 분위기에서 진행되는 증착공정에서 가장 중요한 부분은 기판에 증착되는 박막 두께의 균일도가 보장되고, 안정적인 열적 상태를 장기간 유지할 수 있도록 하는 것이다.The most important part of the deposition process performed in such a vacuum atmosphere is to ensure the uniformity of the thickness of the thin film deposited on the substrate and to maintain a stable thermal state for a long time.
그러나 상향식 및 하향식은 기판의 중앙부로 공정가스가 집중되어 제공되고,측면 분사식은 공정가스가 분사되는 측으로 공정가스가 집중된다. 따라서 기판의 박막 두께의 균일도를 보장하지 못하는 문제점이 있다.However, the bottom-up and the top-down are provided with the process gas concentrated to the center of the substrate, and the side injection type concentrates the process gas toward the side where the process gas is injected. Therefore, there is a problem that can not guarantee the uniformity of the thickness of the thin film of the substrate.
따라서 기판을 안착하고 있는 스테이지 및 소스 공급원을 회전, 또는 상하 좌우로 구동시키기 위한 별도의 장치를 설치하여, 박막 두께의 균일도를 향상시키려 하고 있으나 이는 곧 장비의 규모 및 제작비용의 증가로 이어지며, 장비의 유지보수에 번거로운 문제점을 가지고 있다.Therefore, by installing a separate device for rotating or driving the source and the source on which the substrate is seated, or to move up, down, left and right, the uniformity of the thickness of the thin film is to be improved, but this leads to an increase in the size and manufacturing cost of the equipment. There is a cumbersome problem in the maintenance of the equipment.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 소스 공급원과 기판이 안착된 스테이지의 사이에서 공정가스를 반사 확산시키는 반사 확산부와, 확산된 공정가스를 단속하여 증착 처리실로 배출하는 배출 단속부를 구비하여, 박막 두께의 균일도를 향상시키도록 한 유기물 증착 장치 및 이를 이용한 증착 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and includes a reflection diffusion portion for reflecting and diffusing a process gas between a source source and a stage on which a substrate is seated, and an emission control for discharging the process gas to be discharged to a deposition processing chamber. It is to provide an organic material deposition apparatus and a deposition method using the same to provide a portion, to improve the uniformity of the thin film thickness.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 유기물 증착 장치는 기판에 증착 될 유기물의 기화로 발생되는 공정가스를 공급하는 소스 공급부;상기 소스 공급부로부터 공급받은 상기 공정가스의 확산공간을 제공하는 확산실과, 상기 기판의 유기물 증착공간을 제공하는 증착 처리실을 포함하는 챔버;상기 확산실에서 상기 공정가스를 반사시켜 확산시키는 반사 확산부;및 상기 확산실과 상기 증착 처리실 간 기밀을 유지하며, 상기 확산실로 공급된 상기 공정가스의 배출을 단속하는 배출 단속부;를 구비한다.In order to achieve the above object, the organic material deposition apparatus according to the present invention comprises a source supply unit for supplying a process gas generated by the vaporization of the organic material to be deposited on a substrate; a diffusion chamber for providing a diffusion space of the process gas supplied from the source supply unit; A chamber including a deposition processing chamber providing an organic deposition space of the substrate; a reflection diffusion unit reflecting and diffusing the process gas from the diffusion chamber; and maintaining an airtightness between the diffusion chamber and the deposition processing chamber and supplying the diffusion chamber to the diffusion chamber. And a discharge control unit for controlling the discharge of the processed gas.
상기 반사 확산부는 상기 공정가스를 상기 확산실로 제공하는 연결관의 끝단으로부터 확관되는 제1 반사판으로 구비될 수 있다.The reflective diffuser may be provided as a first reflective plate that extends from an end of a connection pipe that provides the process gas to the diffusion chamber.
상기 반사 확산부는 상기 공정가스가 분사되는 측으로 상기 제1 반사판과 이격되어, 상기 제1 반사판과 상기 배출 단속부의 사이에 위치하는 제2 반사판을 더 구비할 수 있다.The reflective diffuser may further include a second reflective plate spaced apart from the first reflective plate toward the side from which the process gas is injected, and positioned between the first reflective plate and the discharge control unit.
상기 제1 반사판 및 상기 제2 반사판은 방사형으로 구비될 수 있다.The first reflecting plate and the second reflecting plate may be radially provided.
상기 제2 반사판에는 상기 연결관에서 분사되는 상기 공정가스 중 일부가 상기 제2 반사판을 통과하여 상기 배출 단속부로 제공되도록 다수개의 관통공이 형성될 수 있다.A plurality of through holes may be formed in the second reflecting plate such that a part of the process gas injected from the connecting pipe passes through the second reflecting plate to be provided to the discharge control unit.
상기 반사 확산부는 상기 제2 반사판과 이웃하는 다수개의 제3 반사판을 더 구비할 수 있다.The reflection diffuser may further include a plurality of third reflecting plates adjacent to the second reflecting plate.
상기 배출 단속부는 상기 챔버 내벽에 고정되어 상기 확산실를 제공하는 격벽과, 상기 격벽에 인접하게 설치되는 셔터와, 상기 셔터에 동력을 제공하는 개폐 구동부를 구비할 수 있다.The discharge control unit may include a partition wall fixed to the inner wall of the chamber to provide the diffusion chamber, a shutter disposed adjacent to the partition wall, and an opening / closing driving unit configured to provide power to the shutter.
상기 격벽에는 상기 공정가스가 배출되는 다수개의 제1 배출구가 형성되며, 상기 셔터에는 상기 제1 배출구와 연통되는 다수개의 제2 배출구가 형성될 수 있다.A plurality of first outlets through which the process gas is discharged may be formed in the partition wall, and a plurality of second outlets may be formed in the shutter to communicate with the first outlet.
상기 제1 배출구는 상기 확산실측의 직경이 상기 기판측의 직경보다 크고, 상기 제2 배출구는 상기 기판측의 직경이 상기 확산실측의 직경보다 크게 형성될 수 있다.The diameter of the first discharge port may be greater than that of the substrate side, and the diameter of the second discharge port may be greater than that of the diffusion chamber side.
상기 격벽과 상기 셔터는 레일구조로 맞물려 상기 개폐 구동부에 의해 슬라이딩(sliding) 구동될 수 있다.The barrier rib and the shutter may be engaged by a rail structure to be slidingly driven by the opening and closing driver.
상기 격벽과 상기 셔터의 사이에는 기밀부재가 더 구비될 수 있다.An airtight member may be further provided between the partition wall and the shutter.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착 방법은 기판에 증착 될 유기물을 기화시켜 공정가스를 발생시키는 단계;상기 공정가스를 상기 기판이 안착된 챔 버 내부로 공급하는 단계;상기 공정가스를 상기 공정가스의 확산공간인 확산실을 밀폐시켜, 상기 공정가스를 반사시켜 확산시키는 단계;및 상기 확산실을 개방하여 상기 기판의 증착이 수행되는 증착 처리실로 배출시키는 단계;를 포함할 수 있다.On the other hand, the organic material deposition method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of generating a process gas by vaporizing the organic material to be deposited on a substrate; supplying the process gas into the chamber on which the substrate is seated; The method may include closing a diffusion chamber, which is a diffusion space of a process gas, reflecting and diffusing the process gas; and opening the diffusion chamber and discharging the diffusion chamber into a deposition processing chamber in which deposition of the substrate is performed.
상기 확산실에는 상기 공정가스를 상기 확산실로 제공하는 연결관의 끝단으로부터 확관되는 제1 반사판을 갖는 반사 확산부가 구비되어,상기 확산실과 상기 증착 처리실 사이에 구비된 배출 단속부에서 반사되는 상기 공정가스 중 일부를 상기 제1 반사판에서 반사시켜 확산시킬 수 있다.The diffusion chamber includes a reflection diffusion unit having a first reflection plate extending from an end of a connecting pipe providing the process gas to the diffusion chamber, wherein the process gas reflected from the discharge intermittent portion provided between the diffusion chamber and the deposition processing chamber is provided. Some of the light may be reflected by the first reflector to diffuse.
상기 반사 확산부는 상기 제1 반사판과 이격되어 상기 제1 반사판과 상기 배출 단속부의 사이에 위치하며, 상기 공정가스가 분사되는 측에 구비되는 제2 반사판을 더 구비하여, 상기 연결관에서 분사되는 상기 공정가스를 상기 제2 반사판에서 반사시키고, 상기 제2 반사판에서 반사된 상기 공정가스를 상기 제1 반사판에서 반사시켜 확산시킬 수 있다.The reflective diffuser is disposed between the first reflecting plate and the discharge intermittent part spaced apart from the first reflecting plate, and further includes a second reflecting plate provided on a side from which the process gas is injected, and the sprayed from the connecting pipe. The process gas may be reflected by the second reflector, and the process gas reflected by the second reflector may be reflected by the first reflector and diffused.
상기 반사 확산부는 상기 제2 반사판과 이웃하는 다수개의 제3 반사판을 더 구비하여, 상기 공정가스를 상기 확산실에서 반사시켜 확산시킬 수 있다.The reflection diffusion unit may further include a plurality of third reflection plates adjacent to the second reflection plate to reflect the process gas in the diffusion chamber to diffuse the reflection.
상기 확산실은 상기 기판의 증착공정이 종료되면, 상기 증착 처리실과 차단될 수 있다.The diffusion chamber may be blocked from the deposition processing chamber when the deposition process of the substrate is completed.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착 장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an organic material deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착 장치를 나타낸 간략도이다.1 is a schematic view showing an organic material deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착 장치는 기판(S)에 증착되는 유기물 소스를 기화 시켜 공정가스로 제공하는 소스 공급부(100)와, 기판(S)의 박막증착공정이 수행되는 챔버(250)가 구비된 증착 처리부(200)를 구비한다.Referring to FIG. 1, in the organic material deposition apparatus according to the embodiment of the present invention, a
먼저, 소스 공급부(100)는 기판(S)에 증착되는 유기물 소스를 기화시켜 공정가스로 제공하는 소스 공급원(110)와, 공정가스의 이송을 위한 이송가스를 제공하는 이송가스 공급부(130)와, 이송가스의 유량을 조절하는 유량제어기(140)와, 이송가스 공급부(130) 및 소스 공급원(110)과 챔버(250)를 연결하는 연결관(150)과, 유기물 소스를 가열하는 가열기(120)를 구비한다.First, the
소스 공급원(110)은 유기물 소스가 수용되는 내부공간을 갖는 소스용기(112)를 구비한다. 소스용기(112)는 유기물 소스로부터 공정가스를 발생시키기 위해 가열기(120)에 의해 가열된다. 따라서 소스용기(112)는 고온처리에 주로 사용되는 도가니인 것이 바람직하다. The
또한, 소스용기(112)의 상단에는 연결관(150)과 연통되는 배출관(116)이 설치된다. 이때, 소스용기(112)의 상부에는 공정가스가 배출관(116)으로 배출될 때에 고체상태의 유기물 또는 기타 불순물을 여과할 수 있도록 필터(114)가 구비될 수 있다.In addition, the upper end of the
이때, 가열기(120)는 공정가스가 이동되는 연결관(150)과, 챔버(250)에도 연결되어 가열된 소스용기(112)의 내부온도와 동일하거나, 그 이상의 온도를 유지하는 것이 바람직하다. 이는 기체 상태로 연결관(150)을 따라 이동되는 공정가스가 온도차에 의해 연결관(150) 및 챔버(250)의 내벽에 증착되는 것을 방지하기 위한 것이다.At this time, the
여기서, 소스용기(112)와, 연결관(150)과, 챔버(250)에 가열기(120)가 연결되어 가열되는 것으로 설명하고 있으나, 또 다른 실시예로 소스용기(112)의 외벽과, 연결관(150)의 외벽과, 챔버(250)의 외벽을 감싸는 형상의 발열코일(미도시)을 구비하여 각각 열에너지를 제공하도록 실시 될 수 있을 것이다. Here, the
한편, 유기물 소스를 가열하여 공정가스가 발생되면, 이송가스 공급부(130)는 공정가스를 챔버(250) 내로 유입 시기키 위해 이송가스를 연결관(150)으로 제공한다. 이때 이송가스 공급부(130)에서 제공되는 이송가스로는 불활성 기체인 질소(N2), 아르곤(Ar), 헬륨(He) 등이 사용될 수 있다.On the other hand, when a process gas is generated by heating the organic material source, the transfer
이와 같이 소스용기(112)의 배출관(116)과 연통된 연결관(150)은 유량제어기(140)를 지나 이송가스 공급부(130)로 연장된다. As such, the
여기서, 소스용기(112)의 배출관(116)은 챔버(250)로 연결되는 연결관(150)에 연통되고, 연결관(150)은 이송가스 공급부(130)로 연장되는 것으로 설명하고 있으나, 또 다른 실시예로 연결관(150)을 소스용기(112)의 상단에 직접연결하고, 이송가스를 제공하는 공급관(미도시)을 별도로 마련하여, 공급관을 소스용기(112)에 연결하여 실시할 수 있을 것이다.Here, the
한편, 유량제어기(MFC;mass flow controller)(140)는 이송가스 공급부(130)와 소스 공급원(110)의 사이에 위치하여 이송가스의 유입량을 조절한다.On the other hand, the mass flow controller (MFC) 140 is positioned between the transfer
이러한 유량제어기는 이송가스가 지나가는 연결관(150)과 병렬로 대치되는 보조관(미도시)을 연결하여 그 보조관으로도 소량의 이송가스를 지나가게 하고 보조관의 중간 부분을 가열한 후, 이송가스가 지나감에 따라 보조관의 앞뒤 온도의 차이를 측정하여 이송가스의 유량을 측정하여 이송가스의 유량을 제어하는 것이다. Such a flow controller connects an auxiliary pipe (not shown) which is replaced in parallel with the
이와 같이 소스 공급부(100)로부터 공정가스를 공급받는 증착 처리부(200)는 기판(S)의 증착공정이 수행되는 내부공간을 제공하는 챔버(250)를 구비한다. 이러한 챔버(250)는 챔버(250) 외부로부터 기판 이송장치(미도시)에 의해 기판(S)이 출입되는 도어(210)와, 챔버(250) 내부로 반입되는 기판(S)이 안착되는 스테이지(220)와, 챔버(250) 내 진공분위기 형성을 위한 진공배기부(230)를 구비한다. As such, the
챔버(250) 내부에 구비되는 스테이지(220)는 챔버(250) 내부의 온도를 고온 상태로 유지하며 수행되는 증착공정 중 낙하되는 공정가스가 온도차에 의해 기판(S)에 증착되도록 기판(S)을 냉각시키게 된다. 따라서 스테이지(220)에는 기판(S)과 접하는 스테이지(220) 상단의 온도를 냉각시키도록 냉각수와 같은 냉매가 순환 되는 냉각 파이프(222)가 설치된다. The
한편, 챔버(250) 내부의 상부에는 배출 단속부(240)가 구비된다. 이러한 배출 단속부(240)는 챔버(250) 내부를 공정가스가 확산되는 공간을 제공하는 확산실(260)과, 확산실(260)과 기밀을 유지하며 기판(S)의 증착공정이 수행되는 증착 처리실(270)로 분할하게 된다.On the other hand, the discharge
배출 단속부(240)는 챔버(250)의 상부에 고정되는 격벽(241)과, 확산실(260)이 개폐 가능하도록 구동되는 셔터(243)와, 셔터(243)에 동력을 제공하는 개폐 구동부(245)를 구비한다.The discharge
배출 단속부(240)의 격벽(241)은 확산실(260)로 공급되는 공정가스가 증착 처리실(270)로 진행되는 것을 차단하며, 연결관(150) 측으로 반사시킨다.The
여기서, 배출 단속부(240)에 대한 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하기로 한다.Here, a detailed description of the
이어서, 확산실(260)에는 공정가스를 반사시켜 확산시키는 반사 확산부(230)가 구비된다. Subsequently, the
이러한 반사 확산부(230)는 공정가스를 확산실(260)로 제공하는 연결관(150)의 끝단으로부터 방사형으로 확관되는 제1 반사판(232)으로 구비된다. 이와 같은 제1 반사판(232)은 연결관(150)에서 분사되는 공정가스가 제1 반사판(232)의 내벽을 따라 방사형으로 분사되도록 한다. The
또한, 제1 반사판(232)은 배출 단속부(240)의 격벽(241)의 상부면에서 반사되는 공정가스를 격벽(241) 측으로 향하게 반사시켜, 챔버(250)의 상측 내벽으로 향하지 않도록 하여 공정가스의 확산 효율을 높일 수 있다.In addition, the first reflecting
이와 같이 구성되는 반사 확산부(230)는 격벽(241)에서 반사되는 공정가스를 반사 확산시켜, 배출 단속부(240)을 통해 기판(S)으로 제공함으로써, 박막 두께의 균일도를 향상시키며 증착공정을 수행하게 된다.The
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 배출 단속부에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the discharge control unit will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 배출 단속부를 나타낸 분해 사시도이고, 도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 확산실이 밀폐된 상태를 도시한 부분 확대단면도이고, 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 확산실이 개방된 상태를 도시한 부분 확대단면도이다.Figure 2 is an exploded perspective view showing the discharge intermittent portion of the organic material deposition apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3a is a partially enlarged cross-sectional view showing a sealed state of the diffusion chamber of the organic material deposition apparatus according to the embodiment of the present invention, 3B is a partially enlarged cross-sectional view illustrating an open state of the diffusion chamber of the organic material deposition apparatus according to the embodiment of the present invention.
도 2내지 도 3b을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 배출 단속부(240)는 챔버(250)의 상부에 고정되는 격벽(241)을 구비한다.2 to 3B, the discharge
격벽(241)에는 공정가스가 균일하게 분산되어 증착 처리실(270)로 향하도록 균일한 간격으로 형성된 다수개의 제1 배출구(241a)가 형성된다. 이러한 제1 배출구(241a)는 공정가스의 배출이 원활하도록 제1 배출구(241a) 상단의 직경이 제1 배출구(241a) 하단의 직경보다 크도록 형성된다.In the
또한, 격벽(241)과 인접하여 설치되는 셔터(243)에는 확산실(260)의 개방 시, 격벽(241)의 제1 배출구(241a)와 상하로 연통되도록 다수개의 제2 배출구(243a)가 형성된다. 이러한 제2 배출구(243a)는 셔터(243)를 구동시켜 확산실(260)의 개방 시, 공정가스가 제1 배출구(241a) 및 제2 배출구(243a)를 통과해 증착 처리실(270)로 확산되면서 낙하 하도록 제2 배출구(243a) 하단의 직경이 제2 배출구(243a) 상단의 직경보다 크도록 형성된다.In addition, a plurality of
이와 같이 제1 배출구(241a) 상단의 직경이 제1 배출구(241a) 하단의 직경보다 크고, 제2 배출구(243a)의 하단의 직경이 제2 배출구(243a) 상단의 직경보다 크도록 형성함으로써, 확산실(260)로부터 공정가스의 배출이 신속하게 이루어지게 하고, 증착 처리실(270)로 향하는 공정가스가 제2 배출구(243a)의 내벽을 따라 진행됨으로 하부로 방사되는 형태로 배출되게 된다.As such, the diameter of the upper end of the
한편, 셔터(243)에 동력을 전달하는 개폐 구동부(245)는 챔버(250)의 측벽을 관통하여 셔터(243)의 일측부에 연결된 동력 전달바(245a)에 동력을 전달하여, 셔터(243)를 격벽(241)의 하부에서 전후 또는 좌우로 구동시켜 확산실(260)의 개폐를 수행한다. 따라서 셔터(243)의 일측에는 동력 전달바(245a)가 삽입되어 결합되도록 구동홈(243c)이 형성된다.On the other hand, the opening and
여기서 셔터(243)의 구동을 위해 격벽(241)의 하부면에는 레일홈(241b)이 형성되고, 셔터(243)의 상부면에는 레일(243b)을 형성하여, 셔터(243)가 격벽(241)의 하부에서 슬라이딩(sliding) 되면서 구동된다. Here, the rail groove 241b is formed on the lower surface of the
이와 같이 셔터(243)에 의해 확산실(260)의 개폐가 가능하도록 한 배출 단속부(240)는 증착공정이 종료되면 신속히 증착실로 제공되는 공정가스를 차단시킴으로써 불필요한 막의 증착을 최소화한다.As described above, the discharge
그리고 셔터(243)의 제2 배출구(243a)의 상단에는 기밀부재(247)를 더 설치하여, 셔터(243)의 구동 시, 공정가스가 격벽(241)과 셔터(243)의 사이에 유입되어 발생되는 공정가스의 손실을 줄일 수 있다. In addition, an
또한, 기밀부재(247)는 셔터(243)가 격벽(241)의 하단에서 슬라이딩 되며 구동되어 발생될 수 있는 격벽(241)의 하부면과, 셔터(243)의 상부면의 마모를 미연에 방지하여, 장비 관리의 편의를 도모할 수 있을 것이다. In addition, the
이러한 기밀부재(247)는 셔터(243)의 이동방향을 따라 설치되거나, 제1 배출구(241a) 하단의 외주부 또는 제2 배출구(243a)의 상단의 외주부를 따라 설치 될 수 있을 것이다.The
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
여기서, 이하에서 설명하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기물 증착 장치는 상술된 유기물 증착 장치와 그 구성과 기능이 유사하다고 볼 수 있다. 따라서 이하에서는 상술된 유기물 증착 장치와 그 구성과 기능이 유사한 구성요소에 대해서 동일 참조부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략하기로 한다. Here, the organic material deposition apparatus according to another embodiment of the present invention described below may be regarded as similar to the above-described organic material deposition apparatus and its configuration and function. Therefore, hereinafter, the same reference numerals are given to components similar in structure and function to the organic vapor deposition apparatus described above, and detailed description thereof will be omitted.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 증착 처리부를 나타낸 간략도이고, 도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 반사 확산부를 나타낸 분해 사시도이다.4 is a schematic view showing a deposition processing unit of an organic material deposition apparatus according to another embodiment of the present invention, Figure 5 is an exploded perspective view showing a reflective diffusion of the organic material deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 4 내지 도 5을 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기물 증착장치의 증착 처리부(200)는 챔버(250)를 확산실(260)과 증착 처리실(270)로 구분하는 배출 단속부(240)와, 확산실(260)에 설치되는 반사 확산부(230)를 구비한다.4 to 5, the
여기서 반사 확산부(230)는 공정가스를 공급하는 연결관(150)의 끝단으로부터 방사형으로 확관되는 제1 반사판(232)과, 공정가스가 분사되는 측으로 제1 반사판(232)과 이격되어 제1 반사판(232)과 배출 단속부(240)의 사이에 위치하는 제2 반사판(234)을 구비한다. Here, the
여기서 제2 반사판(234)은 방사형으로 구비되어, 제1 지지바(234b)에 의해 제1 반사판(232)의 내벽에 결합되거나, 도시 되지 않았지만 배출 단속부(240)의 상부면에 결합될 수 있을 것이다.Here, the second reflecting
또한 제2 반사판(234)에는 연결관(150)에서 분사되는 공정가스 중 일부가 제2 반사판(234)을 통과하여, 배출 단속부(240)으로 제공되도록 다수개의 제1 관통공(234a)이 형성된다. 이러한 제1 관통공(234a)은 연결관(150)에서 분사되는 공정가스를 제2 반사판(234)에 의해 반사되는 영역의 하부로도 골고루 제공하기 위한 것이다.In addition, a plurality of first through
이와 같이 구성되는 반사 확산부(230)로 공정가스가 분사되면, 공정가스 중 일부는 제2 반사판(234)의 제1 관통공(234a)을 통과하고, 나머지 공정가스는 제2 반사판(234)에서 제1 반사판(232)으로 반사되는 제1 차 확산 반사된다.When the process gas is injected into the
그리고 제1 반사판(232)은 제2 반사판(234)에서 반사된 공정가스를 배출 단속부(240)측으로 반사시키는 제2 차 확산 반사시키게 된다.In addition, the first reflecting
이와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기물 증착장치는 제1 차 확산 반사와, 제2 차 확산 반사 가능하도록 반사 확산부(230)를 구비함으로써, 공정가스의 확산 밀도를 높여 증착공정의 효율을 높일 수 있다.As described above, the organic material deposition apparatus according to another embodiment of the present invention includes the
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 증착 처리부의 일부를 나타낸 부분 단면도이다.6 is a partial cross-sectional view showing a part of a deposition processing unit of an organic material deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기물 증착 장치의 반사 확산부(230)는 공정가스를 공급하는 연결관(150)의 끝단으로부터 방사형으로 확관되는 제1 반사판(232)과, 공정가스가 분사되는 측으로 제1 반사판(232)과 이격되어 제1 반사판(232)과 배출 단속부(240)의 사이에 위치하는 제2 반사판(234)과, 제2 반사판(234)과 이웃하는 다수개의 제3 반사판(238)을 구비한다.Referring to FIG. 6, the
여기서 제3 반사판(238)은 방사형으로 구비되어, 제2 지지바(238b)에 의해 제1 반사판(232)의 내벽에 결합되거나, 도시 되지 않았지만 배출 단속부(240)의 상부면에 결합될 수 있을 것이다.Here, the third reflecting
또한 제3 반사판(238)에는 제1 반사판(232) 및 제2 반사판(234)에서 반사되는 공정가스 중 일부가 제3 반사판(238)을 통과하여, 배출 단속부(240)으로 제공되도록 다수개의 제2 관통공(238a)이 형성된다. 이러한 제2 관통공(238a)은 제1 반사판(232) 및 제2 반사판(234)에서 반사되는 공정가스를 제3 반사판(238)에 의해 반사되는 영역의 하부로도 골고루 제공하기 위한 것이다.In addition, a plurality of process gases reflected by the first reflecting
이와 같이 제2 반사판(234)과, 제2 반사판(234)과 이웃하는 다수개의 제3 반사판(238)을 구비함으로써, 연결관(150)에서 분사되는 공정가스는 연결관(150)의 하부에 위치한 제2 반사판(234)에 분사되어, 공정가스의 일부는 제2 반사판(234)의 제1 관통공(234a)을 통과하여 일부는 배출 단속부(240)으로 제공되며, 나머지는 제2 반사판(234)에서 반사되어 다시 제1 반사판(232)으로 반사된다(제1 차 확산 반사).As such, the second reflecting
이어서 제2 반사판(234)에서 반사 된 공정가스는 제1 반사판(232)에서 배출 단속부(240)으로 반사된다(제2 차 확산 반사). 또한, 제1 반사판(232)에서 반사되어 배출 단속부(240)으로 향하던 공정가스는 제2 반사판(234)과 이웃하는 제3 반사판(238)에서 반사되며, 상술한 제1 확산 반사 및 제2 확산 반사를 반복하게 된다.Subsequently, the process gas reflected by the
여기서, 제3 반사판(238)의 개수는 기판의 면적에 비례하도록 구비될 수 있다. 따라서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사 확산부(230)는 상술 된 제1 차 반사와, 제2 차 반사를 제3 반사판(238)의 개수에 비례되도록 반복하며 공정가스를 확산 반사시키게 된다.Here, the number of the third reflecting
이와 같이, 제1 반사판(232)과 제2 반사판 및 다수개의 제3 반사판(238)사이에서 확산 반사를 반복함으로써, 기판(S)의 대면적화에도 효율적으로 적용될 수 있다.As described above, by repeating diffuse reflection between the first reflecting
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, an organic material deposition method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착 방법을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating an organic material deposition method according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 먼저 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착 장치는 챔버(250)의 도어(210)가 개방되어 증착 처리실(270)로 기판 이송장치에 의해 기판(S)이 반입되어 스테이지(220)의 상단에 안착된다.Referring to FIG. 7, first, in the organic material deposition apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention, the
이와 같이 스테이지(220)에 기판(S)이 안착되면 증착 처리실(270)은 진공배기부(230)에 의해 10-7 torr 이하의 진공 분위기를 형성한다.As described above, when the substrate S is seated on the
여기서, 진공배기부(230)는 공정가스 및 이송가스가 챔버(250) 내부로 제공되어 챔버(250) 내 압력이 상승하는 것을 방지하기 위해 기판(S)의 증착공정이 수행되는 동안 계속해서 진공 배기를 수행한다. Here, the
다음으로 가열기(120)는 열에너지를 소스용기(112)와, 연결관(150)과, 챔버(250)에 제공한다. 소스용기(112)가 가열됨에 따라 소스용기(112)에 수용된 유기 물 소스는 기체상태의 공정가스로 기화된다.(S10)Next, the
이송가스 공급부(130)는 소스용기(112)의 공정가스를 챔버(250) 내로 유입시키기 위해 연결관(150)으로 이송가스를 제공한다. 연결관(150)에 이송가스가 제공되면, 유량제어기(140)는 이송가스의 유량을 제어하여 적정량의 이송가스를 진행시킨다.The transfer
이와 같이 유량제어기(140)를 통과한 이송가스는 소스용기(112)에 머물고 있는 공정가스를 배출관(116)을 통해 연결관(150)으로 배출시킨다. 따라서 이송가스에 의해 공정가스는 챔버(250) 내부로 공급된다.(S20)As such, the transport gas passing through the
챔버(250) 내부로 제공된 공정가스는 확산실(260)에서 배출 단속부(240)에 의해 증착 처리실(270)로의 배출이 단속된다. 따라서 공정가스는 확산실(260) 내에서 배출 단속부(240)의 격벽(241)에서 반사되어 공정가스는 확산실(260)에 구비된 반사 확산부(230)로 향한다. 이때, 상술한 바와 같이 공정가스는 격벽(241)의 상부면과 반사 확산부(240)에서 반사를 반복하며 확산 된다.(S30)The process gas provided into the
다음으로, 개폐 구동부(245)는 셔터(243)의 일측에 결합된 동력 전달바(245a)를 신축시킨다. 동력 전달바(245a)가 신축됨에 따라 셔터(243)가 구동되어 격벽(241)의 제1 배출구(241a)와 셔터(243)의 제2 배출구(243a)는 연통되어, 확산실(260)의 공정가스를 증착 처리실(270)로 확산 배출시키게 된다.Next, the opening and
이와 같이 확산된 공정가스는 배출 단속부(240)의 배출구(242)를 통해 기판(S)으로 제공된다.The process gas diffused as described above is provided to the substrate S through the discharge port 242 of the
이와 같이 기판(S)으로 제공되는 공정가스는 스테이지(220)에 구비된 냉각 파이프(222)에 의해 냉각 된 기판(S)에 도달하게 되고, 챔버(250) 내부와 기판(S)의 온도차에 의해 기판(S) 표면에 박막을 형성하며 증착된다.(S40)In this way, the process gas provided to the substrate S reaches the substrate S cooled by the cooling
이와 같이 기판(S)에는 유기 EL 디스플레이를 구성하고 있는 한 층을 구성하는 박막의 증착이 이루어진다.In this manner, the substrate S is deposited with a thin film constituting one layer constituting the organic EL display.
여기서 상술한 바와 같이 유기 EL 디스플레이는 다층구조로 구성된다. 따라서 유기 EL 디스플레이를 구성하고 있는 R,G,B 화소 및 전극 등의 형성을 위해 유기물 소스의 교체과정을 거치면서, 이상에서 설명한 바와 같은 한 층을 구성하는 박막의 증착과정을 반복하여 유기물 증착공정이 마무리 된다.As described above, the organic EL display has a multilayer structure. Therefore, the organic material deposition process is repeated by repeating the deposition process of the thin film constituting one layer as described above while the organic material source is replaced to form the R, G, B pixels, and electrodes constituting the organic EL display. This is the finish.
이와 같이 증착공정이 마무리 되면, 증착 처리실(270)은 다시 대기압으로 복원되며, 도어(210)가 개방되어 기판 이송장치에 의해 박막증착된 기판(S)이 배출된다.When the deposition process is completed as described above, the
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 유기물 증착 장치 및 이를 이용한 증착 방법은 공정가스가 기판의 일측으로 편중되지 않고 전면적에 골고루 제공되어, 박막의 두께를 균일하게 증착할 수 있는 효과가 있다.As described above, the organic material deposition apparatus and the deposition method using the same according to the present invention, the process gas is uniformly provided on the entire area without being biased to one side of the substrate, thereby having an effect of uniformly depositing the thickness of the thin film.
또한, 박막의 두께를 균일하게 증착하기 위해 기판을 안착하고 있는 스테이지 및 소스 공급원을 회전, 또는 상하 좌우로 구동시키기 위한 별도의 장치를 설치할 필요가 없어, 장비의 소규모화 및 제작비용의 감소와, 유지보수에 편의를 제공하는 효과가 있다.In addition, there is no need to install a separate device for rotating or driving the source and the stage on which the substrate is seated in order to uniformly deposit the thickness of the thin film. It has the effect of providing convenience to repair.
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KR101388593B1 (en) | 2014-04-23 |
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