KR20100120941A

KR20100120941A - 박막 증착 장치 및 이를 구비하는 박막 증착 시스템

Info

Publication number: KR20100120941A
Application number: KR1020090039826A
Authority: KR
Inventors: 배경빈; 윤형석; 강창호
Original assignee: 에스엔유 프리시젼 주식회사
Priority date: 2009-05-07
Filing date: 2009-05-07
Publication date: 2010-11-17
Also published as: WO2010128811A3; WO2010128811A2; TW201107507A; JP5506917B2; TWI386500B; KR101119853B1; CN102421933B; JP2012526199A; CN102421933A

Abstract

본 발명은 기판이 이송되는 반송 챔버 및 상기 반송 챔버의 양쪽에 각각 결합된 제 1, 제 2 공정 챔버를 포함하고, 상기 제 1, 제 2 공정 챔버 각각은, 상호 이격되어 설치되는 제 1, 제 2 기판 홀더 및 상기 제 1, 제 2 기판 홀더 사이에 설치되어 상기 제 1, 제 2 기판 홀더 방향으로 순차적으로 증착 원료를 공급하는 분사 유닛을 포함하는 박막 증착 장치 및 이를 구비하는 박막 증착 시스템을 제공한다.

이와 같은 본 발명은 반송 챔버의 양쪽에 동일 공정을 수행하는 다수의 공정 챔버가 연결됨으로써, 다수의 기판에 대한 박막 공정을 병행적으로 실시하여 공정 속도를 높일 수 있다.

유기 발광 소자, OLED, 박막 증착, 인라인 방식, in-line, 분사 유닛

Description

박막 증착 장치 및 이를 구비하는 박막 증착 시스템{APPARATUS FOR DEPOSITING FILM AND SYSTEM FOR DEPOSITING FILM HAVING THE SAME}

본 발명은 박막 증착 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판 상에 박막을 형성하는 박막 증착 장치 및 이러한 박막 증착 장치가 인라인(in-line) 방식으로 연결된 박막 증착 시스템에 관한 것이다.

유기 발광 소자(Organic Light Emitted Diode;OLED)는 액정 표시 장치와는 달리 자체 발광이 가능하기 때문에 백라이트가 필요 없어 소비 전력이 작다. 또한, 시야각이 넓고 응답 속도가 빠르기 때문에 이를 이용한 표시 장치는 시야각 및 잔상의 문제가 없는 우수한 화상을 구현할 수 있다.

이러한 유기 발광 소자는 유리 기판 상에 유기막 및 금속막 등 다층의 박막을 적층시켜 제작한다. 따라서, 종래에는 원형의 반송 챔버 주위에 일련의 단위 공정이 수행되는 다수의 단위 챔버가 연결된 클러스터 방식이 주로 사용되었으며, 각각의 챔버들 사이에서 유리 기판이 수평으로 배치한 상태에서 기판 이송 및 소자 공정이 수행되도록 구성되었다. 이러한 클러스터 방식은 일련의 공정을 연속하여 신속하게 진행할 수 있는 장점이 있으며, 유기 발광 소자의 제조시 필수적인 증착 마스크(mask)의 교환이 유리한 장점이 있다.

한편, 최근에는 고정세 금속 마스크(Fin Metal Mask;FMM)을 이용하여 대면적 기판 상에 청색(B), 녹색(G) 및 적색(R) 발광층을 순차적으로 형성하는 이른바 삼원색 독립 화소 방식의 유기 발광 소자가 주목받고 있다. 이러한 삼원색 독립 화소 방식은 색 순도 및 광 효율이 좋고, 가격 경쟁력 확보에 유리한 것으로 알려져 있다.

그러나, 삼원색 독립 화소 방식은 각각 독립된 공정 챔버에서 청색(B), 녹색(G) 및 적색(R) 발광층을 순차적으로 형성하여야 하므로, 각각의 단위 공정을 수행하는 공정 챔버들이 일렬로 연결된 인라인(in-line) 방식이 적합하다. 따라서, 종래의 클러스터 방식을 인라인 방식으로 전환할 필요성이 있는데, 인라인 방식은 클러스터 방식에 비해 중첩 장비가 많아 생산 라인의 구축 비용이 많이들고, 공정 속도가 느려 생산성이 낮은 문제점이 있었다.

그리고, 종래의 클러스터 방식은 기판을 수평으로 배치하여 박막 공정(유기막 성막 공정)을 수행하는데, 이로 인해 기판의 쳐짐 현상이 심각하여 소자 제작시 상당한 곤란함이 있었다. 또한, 대면적 기판용 증착 마스크는 하중이 수백 kg 이상이기 때문에 기판의 처짐 현상이 더욱 심해 기판 파단 등의 심각한 문제를 야기한다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 다수의 기판을 병행 처리하고, 기판의 반입/고정 작업 및 증착 마스크의 배치/정렬 작업 등의 공정 대기 시간을 최소화함으로써, 높은 생산성을 달성할 수 있도록 한 박막 증착 장치 및 이를 구비하는 박막 증착 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 중첩 장비의 공용 사용을 극대화함으로써, 생산 라인의 구축 비용을 절감할 수 있도록 한 박막 증착 장치 및 이를 구비하는 박막 증착 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 기판을 수직 상태로 배치시켜 박막 공정을 수행함으로써, 기판의 처짐 현상을 극복할 수 있도록 한 박막 증착 장치 및 이를 구비하는 박막 증착 시스템을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 박막 증착 장치는, 기판이 이송되는 반송 챔버; 및 상기 반송 챔버의 양쪽에 각각 결합된 제 1, 제 2 공정 챔버; 를 포함하고, 상기 제 1, 제 2 공정 챔버 각각은, 상호 이격되어 설치되는 제 1, 제 2 기판 홀더; 및 상기 제 1, 제 2 기판 홀더 사이에 설치되어 상기 제 1, 제 2 기판 홀더 방향으로 순차적으로 증착 원료를 공급하는 분사 유닛; 을 포함한다.

상기 제 1, 제 2 기판 홀더는 기판을 수직 상태로 지지하는 것이 바람직하다.

상기 반송 챔버에는 기판을 회전시켜 수직 상태로 세우거나 수평 상태로 눕혀주는 기판 회전 부재가 마련되는 것이 바람직하다.

상기 분사 유닛은 제 1 기판 홀더와 제 2 기판 홀더 사이에서 회전 가능한 것이 바람직하다.

상기 분사 유닛은 점형, 선형 및 면형 중 어느 하나의 분사 구조를 갖는 것이 바람직하다.

상기 제 1, 제 2 공정 챔버 각각에는 상기 제 1, 제 2 기판 홀더 각각에 증착 마스크를 제공하거나, 또는 증착 마스크를 교체하기 위한 마스크 챔버가 연결되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 따른 박막 증착 시스템은, 일렬로 연결되어 기판이 이송되는 다수의 반송 챔버; 및 상기 다수의 반송 챔버 중 적어도 하나의 양쪽에 각각 결합된 제 1, 제 2 공정 챔버; 를 포함하고, 상기 제 1, 제 2 공정 챔버 각각은 상호 이격되어 설치되는 제 1, 제 2 기판 홀더; 및 상기 제 1, 제 2 기판 홀더 사이에 설치되어 상기 제 1, 제 2 기판 홀더 방향으로 순차적으로 증착 원료를 공급하는 분사 유닛;을 포함한다.

상기 다수의 반송 챔버는 상기 제 1, 제 2 공정 챔버에 연결되어 기판을 분배하는 다수의 분배 챔버 및 이웃한 분배 챔버들 사이에 연결되어 기판이 일시 대기되는 다수의 완충 챔버를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 다수의 반송 챔버 중 선단에 연결되어 외부로부터 기판이 반입되는 로딩 챔버 및 상기 다수의 반송 챔버 중 후단에 연결되어 기판이 외부로 반출되는 언 로딩 챔버를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 반송 챔버의 양쪽에 동일 공정을 수행하는 다수의 공정 챔버가 연결됨으로써, 다수의 기판에 대한 박막 공정을 병행적으로 실시하여 공정 속도를 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 단일의 분사 유닛을 통해 공정 챔버 내에 마련된 다수의 기판에 대한 박막 공정을 순차적으로 실시하여 비용 절감 및 생산성 향상을 동시에 달성할 수 있다.

또한, 본 발명은 공정 챔버의 내부 양쪽에 다수의 공정 수단이 마련됨으로써, 일측의 공정이 수행되는 동안에 타측 공정에 대한 사전 준비 작업을 실시하거나, 또는 사후 정리 작업을 수행을 수행할 수 있다. 따라서, 전체적인 작업 대기 시간을 단축하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 기판 반송시에는 기판이 수평 상태로 배치되므로 기판 반송 중에 기판이 파단될 우려가 적고, 박막 공정시에는 기판이 수직 상태로 배치되므로 기판 처짐 현상이 적어 소자 제작이 용이하다.

이후, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 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. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막 증착 시스템을 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 박막 증착 시스템에서 일부 챔버를 나타낸 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 박막 증착 시스템은 선단의 로딩(loading) 챔버(110)와 후단의 언로딩(unloading) 챔버(120) 사이에 다수의 반송 챔버(410,420;400)가 일렬로 연결되고, 이 중에서 일부 반송 챔버(410)의 양쪽에 제 1, 제 2 공정 챔버(200A,200B)가 연결되어, 전체적으로 기판 반송 및 단위 공정이 일렬로 진행되는 인라인(in-line) 방식으로 구성된다. 이때, 제 1, 제 2 공정 챔버(200A,200B) 각각의 내부 공간으로 두 개의 기판(G1/G2,G3/G4)이 반입될 수 있으므로, 일측 기판(G1/G2)에 대한 단위 공정을 실시하는 동안에 타측 기판(G3/G4)에 대한 단위 공정의 사전 준비 작업을 실시할 수 있다.

로딩 챔버(110)는 소정의 선행 공정을 마친 기판(G1,G2,G3,G4)을 대기압 상태에서 전달받아 이를 진공 상태의 반송 챔버(400)로 반입시키는 역할을 하고, 언 로딩 챔버(120)는 일련의 단위 공정을 마친 기판(G1,G2,G3,G4)을 반송 챔버(400)로부터 전달받아 이를 후행 공정을 위해 대기압 상태로 반출시키는 역할을 한다. 따라서, 로딩 챔버(110) 및 언로딩 챔버(120)는 대기압 상태와 진공 상태를 상호 전환할 수 있도록 구성된다. 또한, 도시되지는 않았지만, 상기 로딩 챔버(110) 및 언로딩 챔버(120)는 로봇 암과 같은 기판 반송 수단 및 기판 카셋트와 같은 기판 적재 수단과 연결될 수 있다.

반송 챔버(400)는 상기 제 1, 제 2 공정 챔버(200A,200B)에 연결되어 기판(G1,G2,G3,G4)을 분배하는 분배 챔버(410) 및 이웃한 분배 챔버들 사이에 연결되어 기판(G1,G2,G3,G4)이 일시 대기되는 완충 챔버(420)를 포함한다. 이때, 완충 챔버(420)는 공정 대기를 위해 기판(G1,G2,G3,G4)이 잠시 머무르는 임시 공간을 제공한다. 상기 분배 챔버(410)에는 기판(G1,G2,G3,G4)을 회전시켜 수직 상태로 세우거나 수평 상태로 눕혀주는 기판 회전 부재(미도시)가 마련된다. 이러한 기판 회전 부재에 의해 선행 챔버로부터 수평 상태로 반송된 기판(G1,G2,G3,G4)은 수직 상태로 세워져서 제 1, 제 2 공정 챔버(200A,200B)로 투입되고, 제 1, 제 2 공정 챔버(200A,200B)로부터 수직 상태로 반출된 기판(G1,G2,G3,G4)은 수평 상태로 눕혀져서 후속 챔버로 반송된다. 따라서, 박막 공정 시에는 기판(G1,G2,G3,G4)을 수직 상태로 배치시켜 기판 쳐짐 현상을 최소화할 수 있고, 기판 반송 시에는 기판(G1,G2,G3,G4)을 수직 상태로 배치시켜 유동에 따른 기판 파손을 최소화할 수 있다. 물론, 기판 반송 시에도 기판(G1,G2,G3,G4)이 수직 상태로 배치될 수 있고, 이 경우에는 분배 챔버(410)에 기판 회전 부재가 마련될 필요가 없다.

한편, 각각의 분배 챔버(410)에는 양쪽에 제 1, 제 2 공정 챔버(200A,200B)가 연결되고, 상기 제 1, 제 2 공정 챔버(200A,200B) 각각에도 증착 마스크(M1/M3,M2/M4)를 공급하는 제 1, 제 2 마스크 챔버(311/321,312/322)가 연결된다. 상기 제 1, 제 2 마스크 챔버(311/321,312/322)에는 박막 공정시 사용하거나, 또는 교체 사용할 증착 마스크가 저장된다. 물론, 제 1, 제 2 마스크 챔버(311/321,312/322)는 공용 사용될 수 있으므로, 상기 제 1, 제 2 공정 챔버(200A,200B) 각각에는 하나의 공용 마스크 챔버만 연결될 수도 있다.

또한, 동일한 분배 챔버(410)에 연결된 제 1, 제 2 공정 챔버(200A,200B)는 동일한 단위 공정을 수행하도록 구성되며, 일련된 분배 챔버들에 연결된 제 1, 제 2 공정 챔버들(211/221/231/241/251/261,212/222/232/242/252/262)이 기판 상에 일련의 소자 공정을 수행하도록 구성된다. 예를 들어, 본 실시예는 외부에서 양극이 형성된 기판(G) 상에 정공 주입층(Hole Injection Layer;HIL), 정공 수송층(Hole Transport Layer;HTL), 발광층(Emitting material Layer;EML), 전자 수송층(Electron Transport Layer;ETL), 전자 주입층(Electron Injection Layer;EIL) 및 음극이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자를 형성할 수 있도록 구성된다. 이를 위해, 제 1 분배 챔버에는 정공 주입층 형성을 위한 제 1, 제 2 공정 챔버(211,212)가 연결되고, 제 2 분배 챔버에는 정공 수송층 형성을 위한 제 1, 제 2 공정 챔버(221,222)가 연결된다. 또한, 제 3 분배 챔버에는 발광층 형성을 위한 제 1, 제 2 공정 챔버(231,232)가 연결되고, 제 4 분배 챔버에는 전자 수송층 형성을 위한 제 1, 제 2 공정 챔버(241,242)가 연결된다. 또한, 제 5 분배 챔버에는 전자 주입층 형성을 위한 제 1, 제 2 공정 챔버(251,252)가 연결되고, 제 6 반송 챔버에는 음극 형성을 위한 제 1, 제 2 공정 챔버(261,262)가 연결된다. 이때, 상기 발광층 형성을 위한 제 1, 제 2 챔버(231,232)는 천연색 구현을 위해 청색(B), 녹색(G) 및 적색(R) 발광층을 형성하는 다수의 챔버(231a/231b,231c, 232a/232b/232c)를 포함할 수 있고, 음극 형성을 위한 제 1, 제 2 챔버(261,262)는 다층 구조의 음극을 형성하는 다수의 챔버(261a/261b,261c,262a/262b/262c))를 포함할 수 있다.

각각의 공정 챔버(200A,200B)는 사각 박스 형상으로 제작되어, 내부에는 기판(G1,G2,G3,G4)을 처리할 수 있는 소정의 반응 공간이 마련된다. 상기 반응 공간에는 기판(G1,G2,G3,G4)을 수직 상태로 지지하는 제 1, 제 2 기판 홀더(520/620,530/630)가 상호 이격되어 설치되고, 제 1, 제 2 기판 홀더(520/620,530/630)의 사이에 분사 유닛(540,640)이 설치된다. 또한, 각각의 공정 챔버(200A,200B)에는 분배 챔버(410)와 연결되어 기판(G)이 반입 또는 반출되는 제 1, 제 2 게이트(511/611,512/612)가 상호 이격되어 형성된다. 이때, 제 1, 제 2 게이트트(511/611,512/612)는 슬릿 밸브(slit valve)로 구성될 수 있다.

상기 제 1, 제 2 기판 홀더(520/620,530/630) 각각은 기판(G1,G2,G3,G4)의 배면을 지지하는 지지대(521)와, 상기 지지대(521)에 설치되어 기판(G)을 고정하는 클램프(clamp)(522) 및 기판 온도를 제어하는 온도 제어부(523)를 포함한다. 상기 온도 제어부(523)는 상기 지지대(521)의 내부 또는 하부에 설치되어 지지대(521) 상에 안착된 기판(G1/G2,G3/G4)이 공정 수행에 적합한 온도로 유지될 수 있도록 제어한다. 이러한 온도 제어 수단(521)은 기판(G1/G2,G3/G4)을 냉각시켜주는 냉각 수 단 및 기판(G1/G2,G3/G4)을 가열시켜주는 가열 수단 중 적어도 어느 하나의 조합으로 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 지지대(521)의 몸체에 냉각 유로가 형성되어 기판 온도가 공정 온도로 일정하게 유지됨으로써, 기판(G1/G2,G3/G4) 상면에 증착되는 증착 물질과의 반응성을 향상시켜준다.

상기 클램프(522)는 기판(G1,G2,G3,G4)의 가장자리를 잡아줌으로써 지지대(521) 상에 안착된 기판(G1,G2,G3,G4)이 공정 중에 유동하는 것을 방지한다. 본 실시예의 경우는 기판(G1,G2,G3,G4) 상에 형성되는 박막 패턴을 규제하기 위하여 기판(G1,G2,G3,G4) 상에 증착 마스크(M1,M2,M3,M4)가 배치되므로, 상기 클램프(522)는 기판(G1,G2,G3,G4)과 증착 마스크(M1,M2,M3,M4)를 모두 지지대(521) 상에 고정시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 분사 유닛(540,640)은 제 1, 제 2 기판 홀더(520/620,530/630) 사이에 설치되어 제 1 기판 홀더 방향 또는 제 2 기판 홀더 방향으로 기화 상태의 원료 물질을 분사한다. 이때, 도시되지는 않았지만, 각각의 분사 유닛((540,640)은 원료 물질이 저장되는 도가니와, 상기 원료 물질을 기화시키는 가열부 및 기화된 원료 물질을 분사하는 분사부를 포함하며, 분사부는 점형(point-type), 선형(line-type) 및 면형(plane-type) 중 어느 하나의 분사 구조를 갖는다. 예를 들어, 본 실시예는 다수의 점형 증착원을 일렬로 배치시켜 구성한 선형 증착원(540)을 사용하며, 이러한 선형 증착원(540,640)은 왕복 구동 부재(미도시)에 의해 좌/우로 왕복하면서 기판(G1,G2,G3,G4)의 전체 면적에 원료 물질을 균일하게 분사한다.

특히, 본 실시예의 분사 유닛(540,640)은 제 1 기판 홀더(520,620)를 기준으 로 180도 회전되어 제 2 기판 홀더(530,630) 방향으로 원료 물질을 분사하거나, 또는 반대로 180도 회전되어 제 1 기판 홀더(520,620) 방향으로 원료 물질을 분사하도록 구성된다. 이에 따라, 단일 챔버(200A 또는 200B)의 내부 양측에 마련된 다수의 기판(G1/G2,G3/G4)에 대한 박막 공정을 하나의 분사 유닛을 이용하여 순차적으로 수행할 수 있다.

이와 같은 구성된 박막 증착 시스템을 이용한 박막 증착 공정에 대해 도 1을 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 선행 공정을 통해 양극이 형성된 기판(G)은 대기압 상태에서 로딩 챔버(110)로 반입되고, 로딩 챔버(110) 내부는 진공 상태로 전환된다. 이어, 진공 상태의 기판(G)은 로딩 챔버(110)와 일렬로 연결된 다수의 반송 챔버(410,420)로 순차적으로 이송되고, 일부의 반송 챔버 즉, 분배 챔버(410)와 연결된 각각의 공정 챔버들(211/221/231/241/251/261,212/222/232/242/252/262)에 투입되어 단위 공정이 수행된다. 즉, 기판(G)은 진공 상태에서 정공 주입층 형성 챔버(211,212), 정공 수송층 형성 챔버(221,222) 및 발광층 형성 챔버(231,232)에 순차적으로 투입된다. 이에 따라, 기판(G)의 양극 상에는 정공 주입층, 정공 수송층 및 발광층이 순차적으로 형성된다. 이후, 전자 수송층 형성 챔버(241,242), 전자 주입층 형성 챔버(251,252), 음극 형성 챔버(261,262)에 순차적으로 투입된다. 이에 따라, 기판(G)의 발광층 상에는 전자 수송층, 전자 주입층 및 다층의 음극이 형성되어 유기 발광 소자가 제작된다. 이후, 소자 공정을 마친 기판(G)은 언로딩 챔버(120)로 이송되어 대기압 상태에서 외부로 반출된다.

한편, 상기 박막 증착 공정에서 기판(G)은 수직 상태 또는 수평 상태로 반송되고, 수직 상태에서 박막 공정이 수행된다. 이때, 기판 반송이 수평 상태로 이루어지는 경우에는 각각의 반송 챔버(410) 내에서 수평 상태의 기판(G)을 수직 상태로 전환시키는 과정이 필요하다. 하기에서는 수평 상태의 기판(G)을 수직 상태로 전환시켜 단위 공정을 수행하는 과정에 대해 도 3 내지 도 8을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 여기서, 도 3 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 박막 증착 시스템의 단위 공정을 설명하기 위한 평면도이다.

먼저, 도 3 및 도 4와 같이, 수평 상태의 제 1, 제 2 기판(G1,G2)은 분배 챔버(410)의 내부로 반입된 후 수직 상태로 전환되고, 제 1, 제 2 공정 챔버(200A,200B)의 내부로 반입된 후 각각의 기판 홀더(520,630)에 고정된다. 이때, 제 1, 제 2 기판(G1,G2)의 반송은 동시에, 또는 소정의 시간차를 두어 실시할 수 있다. 이어, 제 1, 제 2 공정 챔버(200A,200B) 각각에 연결된 마스크 챔버(311,322)로부터 증착 마스크(M1,M2)가 제공되고, 제공된 증착 마스크(M1,M2)는 제 1, 제 2 기판(G1,G2)의 증착면 앞쪽에 배치되어 정렬된다. 이어, 도 5와 같이, 분사 유닛(540,640)의 분사 방향이 제 1, 제 2 기판(G1,G2)의 증착면과 상호 대향되도록 위치시키고, 분사 유닛(540,640)을 통해 제 1, 제 2 기판(G1,G2)의 증착면으로 기화 상태의 원료 물질을 분사시켜 제 1, 제 2 기판(G1,G2)에 대한 제 1 박막 공정을 수행한다.

이어, 도 5 및 도 6와 같이, 제 1 박막 공정의 수행 중에 제 3, 제 4 기판(G3,G4)이 분배 챔버(410)의 내부로 반입된다. 상기 제 3, 제 4 기판(G3,G4)은 분배 챔버(410)에서 수직 상태로 전환되고, 제 1, 제 2 공정 챔버(200A,200B)의 내부로 반입된 후 각각의 기판 홀더(520,630)에 고정된다. 이어, 제 1, 제 2 공정 챔버(200A,200B) 각각에 연결된 마스크 챔버(312,321)로부터 증착 마스크(M3,M4)가 제공되고, 제공된 증착 마스크(M3,M4)는 제 3, 제 4 기판(G3,G4)의 증착면 앞쪽에 배치되어 정렬된다. 이처럼, 제 3, 제 4 기판(G3,G4)의 반입/고정 작업 및 이를 위한 증착 마스크(M3,M4)의 배치/정렬 작업은 제 1 박막 공정의 수행 중에 실시하는 것이 바람직하다. 따라서, 다음의 제 2 박막 공정을 수행하기 위한 대기 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

이어, 도 7과 같이, 제 1 박막 공정이 종료되면, 분사 유닛(540,640)의 분사 방향을 반대로 180도 회전시킨다. 이에 따라, 제 3, 제 4 기판(G3,G4)의 증착면과 분사 유닛(540,640)의 분사 방향이 상호 대향되면, 분사 유닛(540,640)을 통해 제 3, 제 4 기판(G3,G4)의 증착면에 기화 상태의 원료 물질을 분사시켜 제 3, 제 4 기판(G3,G4)에 대한 제 2 박막 공정을 수행한다.

이어, 도 7 및 도 8과 같이, 제 2 박막 공정의 수행 중에 제 1 박막 공정을 마친 제 1, 제 2 기판(G1,G2)에서 증착 마스크(M1,M2)가 분리되고, 증착 마스크(M1,M2)가 분리된 제 1, 제 2 기판(G1,G2)은 다시 분배 챔버(410)의 내부로 반입된다. 이어, 제 1, 제 2 기판(G1,G2)은 분배 챔버(410)에서 수평 상태로 전환된 후 수평 반송되어 일련의 소자 공정을 수행하는 후속 공정 챔버들에 순차적으로 투입된다. 이처럼, 제 1, 제 2 기판(G1,G2)의 반출/분리 작업 및 이에 사용되는 증착 마스크(M1,M2)의 분리 작업은 제 2 박막 공정의 수행 중에 실시하는 것이 바람직하 다. 따라서, 다음의 제 1 박막 공정을 수행하기 위한 대기 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 제 1, 제 2 박막 공정에서 사용된 증착 마스크(M1,M2,M3,M4)는 해당 챔버에 머무르면서 다음의 박막 공정에 사용되고, 오염, 파손 등의 교체 요인이 발생할 경우에 해당하는 마스크 챔버(311,312,313,314)로 이송되어 대기 중으로 꺼내진다. 이후, 상기 증착 마스크는 세정, 수리 등의 작업을 통해 재사용된다. 물론, 마스크 챔버(311,312,313,314)에 사용된 증착 마스크와 교체 사용할 여분의 증착 마스크들이 저장되어, 교체 작업시의 공정 중단 시간을 최소화시킬 수 있다.

이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 박막 처리 시스템은 반송 챔버(400)의 양쪽에 동일 공정을 수행하는 다수의 공정 챔버(200A,200B)가 연결됨으로써, 다수의 기판(G1/G2,G3/G4)에 대한 박막 공정을 병행적으로 실시하여 공정 속도를 높일 수 있다. 또한, 공정 챔버(200A 또는 200B)에는 다수의 기판 홀더(520/530,620/630)를 향해 순차적으로 원료 물질을 분사하는 단일의 분사 유닛(540,640)이 마련됨으로써, 단일의 분사 유닛(540,640)을 통해 다수의 기판(G1/G2,G3/G4)에 대한 박막 공정을 순차적으로 실시하여 비용 절감 및 생산성 향상을 동시에 달성할 수 있다. 또한, 공정 챔버(200A 또는 200B)에는 내부 양쪽에 다수의 공정 수단(520/530, 620/630)이 마련됨으로써, 일측의 공정이 수행되는 동안에 타측 공정에 대한 사전 준비 작업 예를 들어, 기판의 반입/고정 작업 및 증착 마스크의 배치/정렬 작업을 수행하거나, 또는 사후 정리 작업 예를 들어, 기판의 반출/분리 작업 및 증착 마스크의 분리 작업을 수행할 수 있다. 따라서, 전체적인 작업 대기 시간을 단축하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막 증착 시스템을 나타낸 평면도.

도 2는 도 1의 박막 증착 시스템에서 일부 챔버를 나타낸 평면도.

도 3 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 박막 증착 시스템의 단위 공정을 설명하기 위한 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110: 로딩 챔버 120: 언로딩 챔버

200A,200B: 공정 챔버 311,312,321,322: 마스크 챔버

410: 분배 챔버 420: 완충 챔버

511,512,611,612: 게이트 520,530,620,630: 기판 홀더

521: 지지대 522: 클램프

G: 기판 M: 마스크

Claims

기판이 이송되는 반송 챔버; 및

상기 반송 챔버의 양쪽에 각각 결합된 제 1, 제 2 공정 챔버; 를 포함하고,

상기 제 1, 제 2 공정 챔버 각각은,

상호 이격되어 설치되는 제 1, 제 2 기판 홀더; 및

상기 제 1, 제 2 기판 홀더 사이에 설치되어 상기 제 1, 제 2 기판 홀더 방향으로 순차적으로 증착 원료를 공급하는 분사 유닛; 을 포함하는 박막 증착 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제 1, 제 2 기판 홀더는 기판을 수직 상태로 지지하는 박막 증착 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 반송 챔버에는 기판을 회전시켜 수직 상태로 세우거나 수평 상태로 눕혀주는 기판 회전 부재가 마련되는 박막 증착 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 분사 유닛은 제 1 기판 홀더와 제 2 기판 홀더 사이에서 회전 가능한 박막 증착 장치.
청구항 1에서,

상기 분사 유닛은 점형, 선형 및 면형 중 어느 하나의 분사 구조를 갖는 박막 증착 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제 1, 제 2 공정 챔버 각각에는,

상기 제 1, 제 2 기판 홀더 각각에 증착 마스크를 제공하거나, 또는 증착 마스크를 교체하기 위한 마스크 챔버가 연결되는 박막 증착 장치.
일렬로 연결되어 기판이 이송되는 다수의 반송 챔버; 및

상기 다수의 반송 챔버 중 적어도 하나의 양쪽에 각각 결합된 제 1, 제 2 공정 챔버; 를 포함하고,

상기 제 1, 제 2 공정 챔버 각각은,

상호 이격되어 설치되는 제 1, 제 2 기판 홀더; 및

상기 제 1, 제 2 기판 홀더 사이에 설치되어 상기 제 1, 제 2 기판 홀더 방향으로 순차적으로 증착 원료를 공급하는 분사 유닛; 을 포함하는 박막 증착 시스템.
청구항 7에 있어서,

상기 다수의 반송 챔버는,

상기 제 1, 제 2 공정 챔버에 연결되어 기판을 분배하는 다수의 분배 챔버; 및

이웃한 분배 챔버들 사이에 연결되어 기판이 일시 대기되는 다수의 완충 챔버; 를 포함하는 박막 증착 시스템.
청구항 7에 있어서,

상기 다수의 반송 챔버 중 선단에 연결되어 외부로부터 기판이 반입되는 로딩 챔버; 및

상기 다수의 반송 챔버 중 후단에 연결되어 기판이 외부로 반출되는 언로딩 챔버; 를 포함하는 박막 증착 시스템.
청구항 7에 있어서,

상기 제 1, 제 2 기판 홀더는 기판을 수직 상태로 지지하는 박막 증착 시스템.
청구항 7에 있어서,

상기 반송 챔버에는 기판을 회전시켜 수직 상태로 세우거나 수평 상태로 눕혀주는 기판 회전 부재가 마련되는 박막 증착 시스템.
청구항 7에 있어서,

상기 분사 유닛은 제 1 기판 홀더와 제 2 기판 홀더 사이에서 회전 가능한 박막 증착 시스템.