KR20140080816A - 증착 장치 및 증착 방법 - Google Patents

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조용훈
안재홍
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

증착 장치 및 증착 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치는 기판의 일면 상에 증착되는 증착물을 분출하는 증착원, 증착원을 이동시키는 이송기, 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께를 측정하는 두께 측정 센서, 및 단위 시간당 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께에 따라 이송기의 이동 속도를 조절하는 이송기 제어부를 포함한다.

Description

증착 장치 및 증착 방법 {Apparatus and method for deposition}
증착 장치 및 증착 방법에 관한 것이다.
표시 장치, 반도체, 태양 전지 등을 제작하는 공정에는 대부분 증착 공정이 포함된다. 예를 들어, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display) 및 전계 발광 표시 장치(Electro-Luminescence Display) 등에 포함된 다수의 박막은 증착 공정을 통해 형성된다.
다양한 종류의 증착 공정 중 증착물을 증발시켜 기판에 박막을 형성하는 기상 증착 공정은 주로 열 증착 공정에 의하여 진공 상태의 증착 챔버 내에서 이루어진다. 즉, 진공 상태의 증착 챔버 내부에 기판이 설치되고, 그 기판의 일면에 대향하는 증착원이 설치되어, 증착원에 담긴 증착물을 가열하여 증착물이 증발되도록 함으로써, 기체 상태의 증착물이 진공에서 기판에 닿아 응고하게 되고, 이러한 과정으로 기판에 박막을 형성하는 것이다.
이와 같은 기상 증착 공정으로 기판에 박막을 형성하는 경우, 박막 두께의 제어가 필요하다. 즉, 목표로 하는 소자의 특성에 맞게 박막 두께를 균일하거나 불균일하게 조절하는 것이 필요하다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기판의 일면 상에 증착되는 박막의 두께를 진공 해제 없이 증착 공정 중에 조절할 수 있는 증착 장치를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 기판의 일면 상에 증착되는 박막의 두께를 진공 해제 없이 증착 공정 중에 조절할 수 있는 증착 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치는 기판의 일면 상에 증착되는 증착물을 분출하는 증착원, 증착원을 이동시키는 이송기, 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께를 측정하는 두께 측정 센서, 및 단위 시간당 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께에 따라 이송기의 이동 속도를 조절하는 이송기 제어부를 포함한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착 장치는 기판의 일면 상에 증착되는 증착물을 분출하는 증착원, 증착물의 분출 경로의 적어도 일부를 개폐하여 증착물의 분출 영역을 조절하는 적어도 하나의 셔터, 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께를 측정하는 두께 측정 센서, 및 측정된 증착물의 두께에 따라 셔터를 조절하는 셔터 제어부를 포함한다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 방법은 증착원을 이용하여 기판의 일면 상에 증착되는 증착물을 분출하는 단계, 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께를 측정하는 단계, 및 단위 시간당 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께에 따라 상기 증착원의 이동 속도를 조절하는 단계를 포함한다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착 방법은 증착원이 제1 이동 속도로 이동하며 제1 기판 상에 제1 박막을 형성하는 단계, 및 증착원이 제1 이동 속도와 상이한 제2 이동 속도로 이동하며 제2 기판 상에 제1 박막과 동일한 두께의 제2 박막을 형성하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 기판의 일면 상에 증착되는 박막의 두께를 진공 해제 없이 증착 공정 중에 조절할 수 있다.
또한, 증착 공정 중 실시간으로 박막의 두께를 보정함으로써 원하는 박막 두께를 용이하게 얻을 수 있다.
또한, 이송기의 이동 속도와 셔터를 모두 조절함으로써 기판의 일면 상의 전체적인 박막 두께를 용이하게 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 이송기 제어부 및 셔터 제어부에 대한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 이송기의 이동 속도를 조절하지 않았을 경우, 복수개의 기판 상에 형성되는 각각의 박막 두께를 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 이송기의 이동 속도를 조절하였을 경우, 복수개의 기판 상에 형성되는 각각의 박막 두께를 도시한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 이송기의 이동 속도를 조절하지 않았을 경우, 하나의 기판 상에 형성되는 박막 두께를 도시한 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 이송기의 이동 속도를 조절하였을 경우, 하나의 기판 상에 형성되는 박막 두께를 도시한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 이송기의 이송 속도를 조절하기 전과 후의 증착 속도에 대한 녹색 색좌표를 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 증착원, 이송기, 및 셔터의 제1 적용예의 평면도이다.
도 10은 도 10의 셔터를 적용하기 전의 거리에 따른 박막 두께를 나타낸 개략도이다.
도 11은 도 10의 셔터를 적용한 후의 거리에 따른 박막 두께를 나타낸 개략도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 증착원, 이송기, 및 셔터의 제2 적용예의 평면도이다.
도 13은 도 13의 셔터를 적용하기 전의 거리에 따른 박막 두께를 나타낸 개략도이다.
도 14는 도 13의 셔터를 적용한 후의 거리에 따른 박막 두께를 나타낸 개략도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착 장치의 이송기 제어부 및 셔터 제어부에 대한 블록도이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증착 장치의 증착원, 이송기, 및 셔터의 평면도이다.
도 18은 도 17의 A-A`선에서 바라본 셔터의 측면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 측면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 이송기 제어부(700) 및 셔터 제어부(800)에 대한 블록도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 증착 장치는 증착원(100), 이송기(200), 두께 측정 센서(400), 및 이송기 제어부(700)를 포함할 수 있다. 또한, 증착 장치는 셔터(300) 및 셔터 제어부(800)를 포함할 수 있다.
증착 장치는 표시 장치, 반도체, 태양 전지 등을 제작하는 공정에 사용되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 증착 장치는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display) 및 전계 발광 표시 장치(Electro-Luminescence Display) 등에 포함된 다수의 박막(600)을 형성하는 공정에 사용될 수 있다.
증착 장치는 증착 챔버(미도시)를 포함할 수 있다. 증착 챔버의 내부는 증착 공정 중 진공 상태를 유지할 수 있으며, 진공 상태를 유지하기 위하여 적어도 하나의 진공 펌프, 예컨대 크라이오 펌프 등을 포함할 수 있다. 증착원(100), 이송기(200), 셔터(300), 및 두께 측정 센서(400)는 증착 챔버 내부에 설치될 수 있다. 이송기 제어부(700) 및 셔터 제어부(800)는 증착 챔버 내부 또는 외부에 설치될 수 있다.
증착 챔버 내부의 일측에는 증착원(100), 이송기(200), 셔터(300), 및 두께 측정 센서(400)가 배치될 수 있고, 타측에는 기판(500)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 기상 증착 공정을 수행하는 증착 장치일 경우, 증착 챔버의 하부에 증착원(100), 이송기(200), 셔터(300), 및 두께 측정 센서(400)가 배치될 수 있고, 증착 챔버의 상부에 기판(500)이 배치될 수 있다.
증착원(100)은 기판(500)의 일면 상에 증착되는 증착물을 분출할 수 있다. 증착원(100)은 증착원 홀더(110) 및 분출구(120)를 포함할 수 있다. 증착원 홀더(110)는 내부에 증착물을 포함할 수 있으며, 증착물을 가열하는 히터(미도시)를 포함할 수 있다. 히터는 고체 또는 액체 상태의 증착물을 가열하여 기체 상태의 증착물을 생성하고, 이를 분출구(120)를 통하여 증착원(100) 외부로 분출할 수 있다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 증착원 홀더(110)는 기판 너비(W)에 대응하는 만큼 제1 방향, 즉, x 방향으로 연장되어 형성된 직육면체 형상일 수 있지만, 이에 한정되지 않음은 당연하다.
분출구(120)는 증착물이 증착되는 기판(500)의 일면과 대향하여 증착원(100)의 일면에 형성될 수 있다. 분출구(120)는 복수개일 수 있으며, 제1 방향으로 배열될 수 있다. 여기에서, 제1 방향은 증착원 홀더(110)가 연장된 방향과 동일한 방향일 수 있다. 분출구(120)는 일렬로 배열될 수 있으며, 복수개의 열로 배열될 수도 있다. 도 1에 도시된 것처럼, 모든 분출구(120)는 원 형상을 이룰 수 있지만, 이에 한정되지 않고, 모든 분출구(120)는 타원 또는 다각형 형상을 이룰 수 있으며, 각각의 분출구(120)는 서로 다른 형상을 이룰 수도 있다. 또한, 복수개의 분출구(120)는 동일 평면 상에 형성될 수도 있지만, 복수개의 분출구(120) 중 적어도 하나는 상이한 평면 상에 형성될 수도 있다. 또한, 도 1에는 복수개의 분출구(120)가 등간격으로 이격된 것을 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 서로 다른 간격으로 이격될 수도 있다.
복수개의 분출구(120)는 기판(500)의 장변 또는 단변에 대응되는 길이만큼 제1 방향으로 배열될 수 있다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 복수개의 분출구(120)는 기판 너비(W)에 대응하는 만큼 제1 방향으로 배열될 수 있고, 기판 너비(W)는 기판(500)의 단변의 길이일 수 있다.
이송기(200)는 증착원 홀더(110)의 하부에 설치될 수 있다. 이송기(200)는 증착원(100)을 기판(500)의 일면과 평행하고 제1 방향에 수직인 방향으로 이동시킬 수 있다. 여기에서, 제1 방향은 증착원 홀더(110)가 연장된 방향과 동일한 방향일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 증착원(100)이 기판 너비(W)에 대응되는 길이만큼 기판(500)의 단변과 평행한 방향, 즉, 기판 너비(W) 방향으로 연장되어 형성될 경우, 증착원(100)은 기판(500)의 일 단변의 하부부터 기판(500)의 타 단변의 하부까지 기판(500)의 장변과 평행한 방향, 즉, 기판 길이(L) 방향으로 이동하며 기판(500)의 일면 상에 증착물을 증착시킬 수 있다. 증착원(100)은 이와 같이 한 번의 스캔으로 증착 공정을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 여러 번 스캔, 예를 들어, 왕복 이동을 함으로써 증착 공정을 수행할 수 있다. 본 명세서에서는, 이송기(200)가 정해진 스캔 횟수를 가지고 기판(500) 상에 박막(600)을 형성하는 것을 예로 들지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 1 및 도 2의 예시적인 실시예에서, 증착원(100)은 기판(500)의 단변과 평행한 x방향으로 연장되어 형성되고, 이송기(200)는 기판(500)의 장변과 평행한 y방향으로 이동하며, z방향으로 증착물을 분출시켜 기판(500)의 일면 상에 증착물을 증착시킬 수 있다.
두께 측정 센서(400)는 기판(500)의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께를 실시간으로 측정할 수 있다. 두께 측정 센서(400)는 증착원(100)이 연장되어 형성된 방향과 동일한 제1 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 증착원(100)과 평행하게 나란히 배치되고, 증착원(100)이 이동하는 방향과 동일한 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 두께 측정 센서(400)는 증착원(100)과 일체형으로 형성될 수도 있다. 예시적인 실시예에서, 두께 측정 센서(400)는 엘립소미터일 수 있다.
두께 측정 센서(400)는 센서 홀더(410), 발광부(420), 및 수광부(430)를 포함할 수 있다. 센서 홀더(410)는 발광부(420)와 수광부(430)를 지지하며, 제1 방향으로 연장되어 형성된 직육면체 형상일 수 있다. 발광부(420)와 수광부(430)는 증착물이 증착되는 기판(500)의 일면과 대향하는 센서 홀더(410)의 일면 상에 형성될 수 있다. 발광부(420)와 수광부(430)는 서로 평행하게 형성될 수 있으며, 기판(500)의 단변 또는 장변의 길이에 대응하는 만큼 제1 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 발광부(420) 빛 수광부(430)는 기판(500)의 단변에 대응하는 길이, 즉, 기판 너비(W)만큼 x방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
발광부(420)는 기판(500)의 일면에 증착된 박막(600)으로 광(도 2에서 실선으로 도시됨)을 조사하고, 수광부(430)는 박막(600)에서 반사된 광을 수신하여 박막 두께(th)를 측정할 수 있다. 발광부(420) 빛 수광부(430)의 길이는 기판 너비(W)에 대응하므로, 두께 측정 센서(400)는 제1 방향의 박막 두께(th)를 한 번에 측정할 수 있다. 또한, 두께 측정 센서(400)는 증착원(100)과 함께 제1 방향과 수직이고 기판(500)의 일면과 평행한 방향으로 이동하므로, 한 번의 스캔으로 기판(500)의 일면 상의 박막 두께(th)를 모두 측정할 수 있다. 또한, 왕복 운동을 하여 여러 번 스캔함으로써 박막 두께(th)를 더욱 정확하게 측정할 수 있다.
이송기 제어부(700)는 도면에 도시되지는 않았지만, 증착원(100) 또는 이송기(200)와 일체로 또는 별도로 배치될 수 있다. 이송기 제어부(700)는 단위 시간당 상기 기판(500)의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께(이하, 증착 속도라 칭함)에 따라 상기 이송기(200)의 이동 속도를 조절할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 이송기 제어부(700)는 실제 증착 공정 상의 증착 속도가 미리 설정된 증착 속도보다 클 경우, 이송기(200)의 이동 속도를 증가시키고, 실제 증착 공정 상의 증착 속도가 미리 설정된 증착 속도보다 작을 경우, 이송기(200)의 이동 속도를 감소시킬 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
이송기 제어부(700)는 증착 속도 산출부(710), 증착 속도 저장부(720), 증착 속도 비교부(730), 및 증착 속도 보정부(740)를 포함할 수 있다.
증착 속도 산출부(710)는 두께 측정 센서(400)로부터 측정된 증착물의 두께, 즉, 박막 두께(th)를 데이터 형식으로 제공받고, 제공받은 박막 두께(th)를 단위 시간으로 나누어 증착 속도를 산출하고, 산출된 증착 속도를 증착 속도 비교부(730)에 제공할 수 있다.
증착 속도 저장부(720)는 미리 설정된 증착 속도를 두께 비교부(830)에 제공할 수 있다. 미리 설정된 증착 속도는 공정 상황에 따라서 조정될 수 있다.
증착 속도 비교부(730)는 증착 속도 산출부(710)로부터 산출된 증착 속도를 제공받고, 증착 속도 저장부(720)로부터 미리 설정된 증착 속도를 제공받아, 산출된 증착 속도와 미리 설정된 증착 속도의 차이를 산출하여, 이를 증착 속도 보정부(740)에 제공할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 산출된 증착 속도에서 미리 설정된 증착 속도를 뺀 값을 데이터 형식으로 증착 속도 보정부(740)에 제공할 수 있다.
증착 속도 보정부(740)는 산출된 증착 속도와 미리 설정된 증착 속도의 차이에 대응하여 이송기(200)의 이동 속도를 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 예시적인 실시예에서, 증착 속도 보정부(740)는 산출된 증착 속도가 미리 설정된 증착 속도보다 클 경우, 산출된 증착 속도와 미리 설정된 증착 속도의 차이의 절대값에 대응하는 만큼 이송기(200)의 이동 속도를 증가시키고, 산출된 증착 속도가 미리 설정된 증착 속도보다 작을 경우, 산출된 증착 속도와 미리 설정된 증착 속도의 차이의 절대값에 대응하는 만큼 이송기(200)의 이동 속도를 감소시킬 수 있다.
증착 속도에 따라 이송기(200)의 이동 속도를 조절하는 예시적인 실시예에서, 증착 공정 중 어느 특정 시점의 증착 속도에서 미리 설정된 증착 속도를 뺀 값이 양수, 즉, 실제 증착 공정 상의 증착 속도가 미리 설정된 증착 속도보다 클 경우, 이송기 제어부(700)는 이송기(200)의 이동 속도를 증가시킬 수 있다. 이 경우, 증착 공정 중 어느 특정 시점의 증착 속도에서 미리 설정된 증착 속도를 뺀 값의 절대값이 클수록 이송기(200)의 이동 속도가 더욱 많이 증가될 수 있다. 이와 같이, 이송기(200)의 이동 속도를 증가시키면, 증착원(100)이 기판(500)을 스캔하는 시간이 감소하므로, 단위 시간당 기판(500)의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께, 즉, 증착 속도가 감소하는 효과를 나타낼 수 있다.
증착 속도에 따라 이송기(200)의 이동 속도를 조절하는 다른 예시적인 실시예에서, 증착 공정 중 어느 특정 시점의 증착 속도에서 미리 설정된 증착 속도를 뺀 값이 음수, 즉, 실제 증착 공정 상의 증착 속도가 미리 설정된 증착 속도보다 작을 경우, 이송기 제어부(700)는 이송기(200)의 이동 속도를 감소시킬 수 있다. 이 경우, 증착 공정 중 어느 특정 시점의 증착 속도에서 미리 설정된 증착 속도를 뺀 값의 절대값이 클수록 이송기(200)의 이동 속도가 더욱 많이 감소될 수 있다. 이와 같이, 이송기(200)의 이동 속도를 감소키면, 증착원(100)이 기판(500)을 스캔하는 시간이 증가하므로, 단위 시간당 기판(500)의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께, 즉, 증착 속도가 증가하는 효과를 나타낼 수 있다.
이하, 상술한 내용을 구체적인 예를 들어 설명하기 위하여, 도 4 및 도 5을 참조한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 이송기(200)의 이동 속도를 조절하지 않았을 경우, 복수개의 기판(510, 520, 530) 상에 형성되는 각각의 박막 두께(th)를 도시한 개략도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 이송기(200)의 이동 속도를 조절하였을 경우, 복수개의 기판(510, 520, 530) 상에 형성되는 각각의 박막 두께(th)를 도시한 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치는 복수개의 기판(510, 520, 530) 상에 순차적으로 박막(610, 620, 630)을 형성하는 경우에 적용될 수 있다.
먼저, 도 4를 참조하면, 증착 속도는 제1 증착 공정, 제2 증착 공정, 및 제3 증착 공정에서 모두 상이할 수 있다. 이는, 복수개의 증착 공정이 진행될 때에 공정 조건이 변화되어 발생한 결과이거나, 시간이 지남에 따라서 증착원(100) 자체의 성질이 변화되어 발생한 결과일 수 있다. 또는, 각 증착 공정에서의 상이한 작업자에 의한 상이한 공정 수행에 의하여 발생한 결과일 수도 있다. 도 4에 도시된 예시적인 실시예에서, 제1 증착 공정에서의 증착 속도는 2Å/s이고, 제2 증착 공정에서의 증착 속도는 1.9Å/s이며, 및 제3 증착 공정에서의 증착 속도는 2.1Å/s일 수 있다. 이 경우, 이송기(200)의 이동 속도를 조절하지 않고, 제1 증착 공정, 제2 증착 공정, 및 제3 증착 공정 모두에서 이송기(200)의 이동 속도를 일정하게, 예컨대, 도 4의 실시예처럼 3223mm/min으로 할 경우, 제1 증착 공정, 제2 증착 공정, 및 제3 증착 공정에 투입된 기판들(510, 520, 530) 상에 형성된 박막들(610, 620, 630)의 두께는 모두 상이할 수 있다. 즉, 이송기(200)의 이동 속도가 각 증착 공정에서의 상이한 증착 속도를 보정하지 못하므로, 증착 속도가 가장 빠른 제3 증착 공정에 투입된 제3 기판(530) 상에 형성된 제3 박막(630)의 제3 박막 두께(Th3)가 가장 두껍고, 증착 속도가 가장 느린 제2 증착 공정에 투입된 제2 기판(520) 상에 형성된 제2 박막(620)의 제2 박막 두께(Th2)가 가장 얇을 수 있다. 또한, 증착 속도가 중간인 제1 증착 공정에 투입된 제1 기판(510) 상의 제1 박막(610)의 제1 박막 두께(Th1)는 제2 박막 두께(Th2)와 제3 박막 두께(Th3)의 사이일 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 각 증착 공정에서의 증착 속도는 도 4에 도시된 바와 같이 모두 상이하나, 이를 이송기(200)의 이동 속도가 보정할 수 있다. 즉, 2Å/s의 증착 속도를 가지는 제1 증착 공정에서의 이송기(200)의 이동 속도가 3223mm/min일 경우, 1.9Å/s의 증착 속도를 가지는 제2 증착 공정에서의 이송기(200)의 이동 속도는 제1 증착 공정에서의 이송기(200)의 이동 속도보다 느린 3062mm/min으로 조절될 수 있다. 또한, 2.1Å/s의 증착 속도를 가지는 제3 증착 공정에서의 이송기(200)의 이동 속도는 제1 증착 공정에서의 이송기(200)의 이동 속도보다 빠른 3392mm/min으로 조절될 수 있다. 이와 같이, 이송기(200)의 이동 속도를 조절한다면, 제1 기판(510), 제2 기판(520), 및 제3 기판(530) 상에 형성된 제1 박막(610), 제2 박막(620), 제3 박막(630)의 제1 박막 두께(Th1), 제2 박막 두께(Th2), 및 제3 박막 두께(Th3)는 모두 일정할 수 있다. 즉, 각 증착 공정에서의 증착 속도에 따라서 이송기(200)의 이동 속도가 조절됨으로써, 각 증착 공정에 투입된 기판들(510, 520, 530) 상에 형성된 박막들(610, 620, 630)의 두께를 일정하게 조절할 수 있다.
이하, 상술한 내용을 다른 구체적인 예를 들어 설명하기 위하여, 도 6 및 도 7을 참조한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 이송기(200)의 이동 속도를 조절하지 않았을 경우, 하나의 기판(500) 상에 형성되는 박막 두께(th)를 도시한 개략도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 이송기(200)의 이동 속도를 조절하였을 경우, 하나의 기판(500) 상에 형성되는 박막 두께(th)를 도시한 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치는 하나의 기판(500) 상에 박막(600)을 형성하는 경우에 적용될 수도 있다. 즉, 하나의 기판(500) 상에 박막(600)을 형성할 경우, 실시간으로 이송기(200)의 이동 속도를 조절할 수 있다. 도 6 및 도 7에서는 이송기(200)가 기판 길이(L) 방향, 즉, 도 1의 y 방향으로 기판(500)을 스캔하며 기판(500) 상에 증착물을 분출하는 예시적인 실시예이다.
먼저, 도 6을 참조하면, 기판 길이(L) 방향으로의 거리(d)가 증가할수록 증착 속도가 증가하였다가 다시 감소할 수 있다. 즉, 기판(500)의 중심부에서의 증착 속도가 기판(500)의 에지부에서의 증착 속도보다 빠를 수 있다. 도 6에 도시된 제1 증착 공정에 대한 예시적인 실시예에서, 이송기(200)가 기판(500)의 일단에 대응하는 위치에서 출발할 때에는 증착 속도가 2Å/s지만, 이송기(200)가 기판(500)의 중심부에 대응하는 위치로 이동하면서 증착 속도가 2.1Å/s까지 증가할 수 있다. 이어서, 이송기(200)가 기판(500)의 일단에 대향하는 기판(500)의 타단에 대응하는 위치에 도달할 때에는 증착 속도가 다시 2Å/s로 감소될 수 있다. 즉, 거리(d)에 따른 증착 속도 그래프가 완만한 언덕 형상을 나타낼 수 있다. 이 경우, 이송기(200)의 이동 속도를 조절하지 않고, 이송기(200)의 이동 속도를 일정하게, 예컨대, 도 6의 실시예처럼 3223mm/min으로 할 경우, 제1 기판(510) 상에 형성되는 제1 박막(610)의 제1 박막 두께(Th1)는 불균일할 수 있다. 즉, 제1 기판(510)의 중심부에서의 제1 박막 두께(Th1)가 제1 기판(510)의 에지부에서의 제1 박막 두께(Th1)보다 상대적으로 두꺼울 수 있다.
다음으로, 도 7을 참조하면, 제1 증착 공정에서의 증착 속도는 도 6에 도시된 바와 같으나, 이를 이송기(200)의 이동 속도가 실시간으로 보정할 수 있다. 즉, 이송기(200)가 기판(500)의 일단에 대응하는 위치에서 출발할 때에는 이송기(200)의 이동 속도가 3223mm/min이지만, 이송기(200)가 기판(500)의 중심부에 대응하는 위치로 이동하면서 이송기(200)의 이동 속도가 3392mm/min까지 증가할 수 있다. 이어서, 이송기(200)가 기판(500)의 일단에 대향하는 기판(500)의 타단에 대응하는 위치에 도달할 때에는 이송기(200)의 이동 속도가 다시 3223mm/min으로 감소될 수 있다. 즉, 거리(d)에 따른 이송기(200)의 이동 속도의 그래프도 거리(d)에 따른 증착 속도의 그래프와 유사하게 완만한 언덕 형상을 나타낼 수 있다. 이와 같이, 이송기(200)의 이동 속도를 조절한다면, 제1 기판(510) 상에 형성된 제1 박막(610)의 제1 박막 두께(Th1)는 기판 길이(L) 방향으로 균일할 수 있다. 즉, 하나의 증착 공정 내에서의 증착 속도에 따라서 이송기(200)의 이동 속도가 조절됨으로써, 하나의 증착 공정에 투입된 하나의 기판(500) 상에 형성된 박막 두께(th)를 균일하게 조절할 수 있다.
상술한 바와 같이, 이송기(200)의 이동 속도를 조절하여 두께가 균일한 박막(600)을 형성한다면, 박막(600)과 관련된 특성이 향상될 수 있다. 이에 대하여 구체적인 예를 들어 설명하기 위하여, 도 8을 참조한다. 도 8은 증착원(100)이 녹색 발광층을 구성하는 유기물을 분출하는 예시적인 실시예에 대한 도면이다. 구체적으로, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 이송기(200)의 이송 속도를 조절하기 전과 후의 증착 속도에 대한 녹색 발광층의 녹색 색좌표(G_x)를 도시한 그래프이다.
먼저, 도 8의 위의 그래프는 이송기(200)의 이동 속도를 조절하지 않을 경우에 증착 속도에 대한 녹색 발광층의 녹색 색좌표(G_x)의 그래프이다. 여기에서, 원하는 녹색 색좌표(G_x)는 0.22이지만, 증착 속도가 변함에 따라서 녹색 색좌표(G_x)도 변하는 것을 확인할 수 있다. 도 8의 위의 그래프에서 증착 속도가 증가할수록 녹색 색좌표(G_x)도 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이는, 증착 속도가 증가함에 따라서 기판(500)의 일면 상에 형성되는 녹색 발광층의 두께가 두꺼워짐에 따른 결과일 수 있다.
다음으로, 도 8의 밑의 그래프는 이송기(200)의 이동 속도를 조절할 경우에 증착 속도에 대한 녹색 발광층의 녹색 색좌표(G_x)의 그래프이다. 여기에서, 증착 속도가 변해도, 녹색 색좌표(G_x)는 0.22에서 크게 벗어나지 않는 것을 확인할 수 있다. 이는, 증착 속도가 변하여도 이송기(200)의 이동 속도가 이를 보정해 줌으로써, 녹색 발광층의 두께가 원하는 두께로 조절되기 때문일 수 있다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 셔터(300)는 증착원(100)의 상부에 위치하여 증착물의 분출 경로의 적어도 일부를 개폐할 수 있다. 즉, 셔터(300)는 증착원(100)에서 분출되는 증착물의 분출 경로의 적어도 일부를 개방시키거나 폐쇄함으로써 증착물의 분출 영역을 조절할 수 있다. 이와 같이, 증착물의 분출 영역을 조절함으로써 조절된 분출 영역에 대응되는 기판(500)의 일면 상의 박막 두께(th)가 조절될 수 있다.
셔터(300)는 증착원(100)이 연장되어 형성된 방향과 동일한 방향, 즉, 제1 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 셔터(300)는 증착원(100)과 평행하게 나란히 배치될 수 있으며, 증착원(100)의 적어도 일측 상부에 위치할 수 있다. 또한, 셔터(300)는 증착원(100)과 일체형으로 형성될 수 있다. 또한, 셔터(300)는 복수개일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 셔터(300)는 두 개일 수 있고, 두 개의 셔터(300) 중 하나는 증착원(100)의 일측 상부에 위치하고, 나머지 하나는 증착원(100)의 타측 상부에 위치할 수 있다. 이 경우, 두 개의 셔터(300) 사이에 분출구(120)에서 분출되는 증착물의 분출 경로가 형성될 수 있다. 즉, 두 개의 셔터(300)가 분출구(120) 상에서 일종의 차폐 역할을 하여 증착물의 최대 분출 영역을 정의할 수 있다. 도 2를 참조하면, 후술하는 제1 차폐판 홀더(310a) 및 제2 차폐판 홀더(310b)가 증착물의 최대 분출 영역를 정의할 수 있다.
셔터(300)는 차폐판 홀더(310), 및 차폐판(320)을 포함할 수 있다. 차폐판 홀더(310)는 차폐판(320)을 지지하며, 기판 너비(W)에 대응하는 만큼 제1 방향으로 연장되어 형성되고, 증착원(100)과 평행하게 나란히 배치될 수 있다. 차폐판 홀더(310)는 복수개일 수 있으며, 도 1 및 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서 직육면체 형상의 두 개의 차폐판 홀더(310), 즉, 제1 차폐판 홀더(310a) 및 제2 차폐판 홀더(310b)가 증착원(100)의 일측 상부 및 타측 상부에 대칭되어 형성될 수 있다.
차폐판(320)은 실질적으로 증착물의 분출 영역을 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 차폐판(320)은 차폐판 홀더(310)로부터 분출구(120) 방향으로 돌출되어 증착물의 분출 영역을 조절할 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 차폐판(320)이 증착물의 분출 경로(도 2에서 점선으로 도시됨)의 일부를 차폐하여 증착물의 분출 영역을 좁힐 수 있다. 이와 같은 차폐판(320)은 차폐판 홀더(310)로부터 슬라이드 형식으로 돌출될 수 있다. 또한, 차폐판(320)은 접힌 상태로 고정되어 있다가 펴지면서 돌출될 수도 있다. 이와 같이, 차폐판(320)은 다양한 방식으로 분출구(120) 방향으로 돌출될 수 있다.
차폐판(320)은 복수개일 수 있다. 또한, 하나의 차폐판 홀더(310)는 적어도 하나의 차폐판(320)을 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 제1 차폐판(320a)은 제1 차폐판 홀더(310a)에 설치되고, 제2 차폐판(320b)은 제2 차폐판 홀더(310b)에 설치될 수 있다.
차폐판(320)은 차폐판 홀더(310)의 내측면에 설치될 수 있다. 여기에서, 차폐판 홀더(310)의 내측면이란 분출구(120)와 대향하는 차폐판 홀더(310)의 일면일 수 있다. 또한, 차폐판(320)은 차폐판 홀더(310)의 너비를 반으로 나누었을 경우, 어느 일측에 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 제1 차폐판(320a)은 x방향으로 측정된 제1 차폐판 홀더(310a)의 너비를 반으로 나누었을 경우, 좌측에 형성될 수 있고, 제2 차폐판(320b)은 x방향으로 측정된 제2 차폐판 홀더(310b)의 너비를 반으로 나누었을 경우, 우측에 형성될 수 있다.
차폐판(320)은 차폐판 홀더(310)의 내측면에서 분출구(120) 방향으로 기판(500)의 일면과 평행하게 돌출될 수 있다. 또한, 차폐판(320)이 복수개일 경우, 복수개의 차폐판(320)은 동일 평면 상에 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 제1 차폐판(320a)과 제2 차폐판(320b)은 동일 평면 상에 형성되었지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상이한 평면 상에 형성될 수도 있다.
차폐판(320)은 플레이트 형상일 수 있다. 차폐판(320)의 일단은 차폐판 홀더(310)에 의하여 지지되고, 상기 일단과 대향하는 타단은 분출구(120) 방향으로 돌출될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 차폐판(320)의 타단은 적어도 일부가 절곡될 수 있다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 제1 차폐판(320a)은 x방향으로 갈수록 제1 차폐판 홀더(310a) 방향으로 절곡되고, 제2 차폐판(320b)은 -x방향으로 갈수록 제2 차폐판(320b) 방향으로 절곡되어 형성될 수 있다.
셔터 제어부(800)는 도면에 도시되지는 않았지만, 증착원(100) 또는 셔터(300)와 일체로 또는 별도로 배치될 수 있다. 셔터 제어부(800)는 두께 측정 센서(400)에서 측정된 증착물의 두께와 미리 설정된 증착물의 두께의 차이에 대응하여 셔터(300)를 조절할 수 있다.
셔터 제어부(800)는 두께 산출부(810), 두께 저장부(820), 두께 비교부(830), 및 두께 보정부(840)를 포함할 수 있다.
두께 산출부(810)는 두께 측정 센서(400)로부터 측정된 증착물의 두께를 데이터 형식으로 제공받고, 이를 제1 방향, 즉, 기판 너비(W) 방향으로의 거리(d)에 따른 박막 두께(th) 그래프로 산출하고, 이를 두께 비교부(830)에 제공할 수 있다.
두께 저장부(820)는 미리 설정된 증착물의 두께를 두께 비교부(830)에 제공할 수 있다. 미리 설정된 증착물의 두께는 원하는 소자의 특성에 따라 기판(500) 전체에 걸쳐 균일하거나 불균일 할 수 있다.
두께 비교부(830)는 두께 산출부(810)로부터 산출된 증착물의 두께를 제공받고, 두께 저장부(820)로부터 미리 설정된 증착물의 두께를 제공받아, 제1 방향으로의 거리(d)에 따른 산출된 증착물의 두께와 미리 설정된 증착물의 두께의 차이를 산출하여, 이를 두께 보정부(840)에 제공할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 방향으로의 거리(d)에 따른 산출된 증착물의 두께에서 미리 설정된 증착물의 두께를 뺀 값을 데이터 형식으로 두께 보정부(840)에 제공할 수 있다.
두께 보정부(840)는 제1 방향으로의 거리(d)에 따른 산출된 증착물의 두께와 미리 설정된 증착물의 두께의 차이에 대응하여 셔터(300)를 개폐할 수 있다.
박막 두께(th)를 균일하게 조절하는 예시적인 실시예에서, 제1 방향으로 일정 거리만큼 이격된 특정 위치의 산출된 증착물의 두께에서 미리 설정된 증착물의 두께를 뺀 값이 양수, 즉, 산출된 증착물의 두께가 미리 설정된 증착물의 두께보다 두꺼울 경우, 특정 위치에 대향하는 차폐판(320)을 돌출시켜 증착물의 분출 경로를 차폐할 수 있다. 여기에서, 특정 위치에 대향하는 차폐판(320)은 특정 위치에서 수직 하방에 위치하는 차폐판(320)일 수 있다. 이 경우, 산출된 증착물의 두께에서 미리 설정된 증착물의 두께를 뺀 값의 절대값이 클수록 차폐판(320)이 더욱 많이 돌출되어 더욱 많은 증착물의 분출 경로를 차폐하여 증착물의 분출 영역을 좁힐 수 있다. 이와 같이, 셔터(300)를 차폐하면, 차폐한 셔터(300)에 대응하는 기판(500)의 일면 상의 박막 두께(th)의 증가율이 낮아져, 박막 두께(th)를 균일하게 조절할 수 있다.
박막 두께(th)를 균일하게 조절하는 다른 예시적인 실시예에서, 제1 방향으로 일정 거리만큼 이격된 특정 위치의 산출된 증착물의 두께에서 미리 설정된 증착물의 두께를 뺀 값이 음수, 즉, 미리 설정된 증착물의 두께가 산출된 증착물의 두께보다 두꺼울 경우, 특정 위치에 대향하는 차폐판(320)을 차폐판 홀더(310)로 삽입하거나 접어 증착물의 분출 경로를 개방할 수 있다. 이 경우, 산출된 증착물의 두께에서 미리 설정된 증착물의 두께를 뺀 값의 절대값이 클수록 차폐판(320)이 더욱 많이 삽입되거나 접어져 더욱 많은 증착물의 분출 경로를 개방하여 증착물의 분출 영역을 넓힐 수 있다. 이와 같이, 셔터(300)를 개방하면, 개방한 셔터(300)에 대응하는 기판(500)의 일면 상의 박막 두께(th)의 증가율이 높아져, 박막 두께(th)를 균일하게 조절할 수 있다.
이하, 상술한 내용을 구체적인 예, 즉, 제1 적용예를 들어 설명하기 위하여, 도 9 내지 도 11을 참조한다. 제1 적용예는 박막 두께(th)를 균일하게 조절하는 예이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 증착원(100), 이송기(200), 및 셔터(300)의 제1 적용예의 평면도이다. 도 10은 도 10의 셔터(300)를 적용하기 전의 거리(d)에 따른 박막 두께(th)를 나타낸 개략도이다. 도 11은 도 10의 셔터(300)를 적용한 후의 거리(d)에 따른 박막 두께(th)를 나타낸 개략도이다.
먼저, 도 10을 참조하면, 셔터(300)를 적용하지 않았을 경우의 측정된 증착물의 두께, 즉, 보정 전 측정된 증착물의 두께는 제1 방향으로 갈수록 물결 형태를 나타낼 수 있다. 즉, 도 10의 기판(500)의 양단부에서 보정 전 측정된 증착물의 두께는 미리 설정된 증착물의 두께보다 두꺼울 수 있고, 기판(500)의 중심부에서 보정 전 측정된 증착물의 두께는 미리 설정된 증착물의 두께보다 얇을 수 있다.
이에, 도 9의 셔터(300)를 적용하여 도 11과 같이 박막 두께(th)를 보정할 수 있다. 구체적으로, 제1 차폐판(320a) 및 제2 차폐판(320b)이 기판(500)의 양단부에 대응하는 증착물의 분출 경로를 차폐하여, 기판(500)의 양단부에 박막(600)이 형성되는 속도는 늦출 수 있다. 따라서, 도 9의 셔터(300)를 적용하였을 경우의 측정된 증착물의 두께, 즉, 보정 후 측정된 증착물의 두께는 보정 전 측정된 증착물의 두께와 비교하여 전체적으로 균일하게 보정될 수 있다. 즉, 실제 증착되는 증착물의 두께가 전체적으로 목표 박막 두께(Th_g)에 근접하게 보정될 수 있다.
이하, 다른 구체적인 예, 즉, 제2 적용예를 들어 박막 두께(th) 보정에 대하여 설명하기 위하여, 도 12 내지 도 14를 참조한다. 제2 적용예는 제1 적용예와 같이 박막 두께(th)를 균일하게 조절하는 예이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 증착원(100), 이송기(200), 및 셔터(300)의 제2 적용예의 평면도이다. 도 13은 도 13의 셔터(300)를 적용하기 전의 거리(d)에 따른 박막 두께(th)를 나타낸 개략도이다. 도 14는 도 13의 셔터(300)를 적용한 후의 거리(d)에 따른 박막 두께(th)를 나타낸 개략도이다.
먼저, 도 13을 참조하면, 셔터(300)를 적용하지 않았을 경우의 측정된 증착물의 두께, 즉, 보정 전 측정된 증착물의 두께는 제1 방향으로 갈수록 두꺼워질 수 있다. 즉, 도 13에서 기판(500) 좌측의 보정 전 측정된 증착물의 두께는 미리 설정된 증착물의 두께보다 얇을 수 있고, 기판(500) 우측의 보정 전 측정된 증착물의 두께는 미리 설정된 증착물의 두께보다 두꺼울 수 있다.
이에, 도 12의 셔터(300)를 적용하여 도 14와 같이 박막 두께(th)를 보정할 수 있다. 구체적으로, 제1 차폐판(320a)은 차폐판 홀더(310) 내부로 삽입되어 기판(500) 좌측에 대응하는 증착물의 분출 경로를 개방하고, 제2 차폐판(320b)은 기판(500) 우측에 대응하는 증착물의 분출 경로를 차폐하여, 기판(500) 좌측에 박막(600)이 형성되는 속도를 높이고, 기판(500) 우측에 박막(600)이 형성되는 속도를 낮출 수 있다. 따라서, 도 12의 셔터(300)를 적용하였을 경우의 측정된 증착물의 두께, 즉, 보정 후 측정된 증착물의 두께는 보정 전 측정된 증착물의 두께와 비교하여 전체적으로 균일하게 보정될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치에 따르면, 기판(500)의 일면 상에 증착되는 박막 두께(th)를 진공 해제 없이 증착 공정 중에 조절할 수 있다. 또한, 증착 공정 중 실시간으로 박막 두께(th)를 보정함으로써 원하는 박막 두께(th)를 용이하게 얻을 수 있다. 특히, 기판 길이(L) 방향에 대한 박막 두께(th)는 이송기(200)의 이동 속도를 조절함으로써 조절할 수 있고, 기판 너비(W) 방향에 대한 박막 두께(th)는 셔터(300)를 조절함으로써 조절할 수 있으므로, 이송기(200)의 이동 속도와 셔터(300)를 모두 조절함으로써 기판(500)의 일면 상의 전체적인 박막 두께(th)를 용이하게 조절할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착 장치의 이송기 제어부(701) 및 셔터 제어부(800)에 대한 블록도이다. 설명의 편의 상, 도 3에 도시된 도면에 나타낸 각 엘리먼트와 실질적으로 동일한 엘리먼트는 동일 부호로 나타내고, 중복 설명을 생략한다.
도 15를 참조하면, 증착 속도 산출부(711)는 제1 시간 구간에서의 제1 증착 속도를 산출하는 제1 증착 속도 산출부(711a), 및 제2 시간 구간에서의 제2 증착 속도를 산출하는 제2 증착 속도 산출부(711b)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 시간 구간은 제1 시간 구간에 포함될 수 있다. 또한, 증착 속도 비교부(730)는 제1 증착 속도와 미리 설정된 증착 속도의 제1 차이 및 제2 증착 속도와 미리 설정된 증착 속도의 제2 차이를 산출하고, 증착 속도 보정부(740)는, 제1 차이 및 제2 차이에 대응하여 이송기(200)의 이동 속도를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착 장치의 이송기 제어부(701)는 서로 다른 두 시간 구간에서의 증착 속도를 반영하여 이송기(200)의 이동 속도를 조절할 수 있다.
이송기(200)가 두 번 왕복으로 기판(500)을 스캔하여 기판(500) 상에 박막(600)을 형성하는 예시적인 실시예를 들어 상술한 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착 장치를 더욱 상세히 설명한다. 이송기(200)가 두 번 왕복으로 기판(500)을 스캔하므로, 이송기(200)는 편도로 총 네 번 이동할 수 있다. 여기에서, 이송기(200)가 편도로 이동하는 동안에는 이송기(200)의 이동 속도가 일정한 경우를 예로 든다. 첫 번째 이송기(200)의 이동시, 이송기(200)는 미리 설정된 이동 속도로 이동할 수 있다. 두 번째 이송기(200)의 이동시, 첫 번째 이송기(200)의 이동시 증착 속도를 반영하여 이송기(200)의 이동 속도 조절할 수 있다. 세 번째 이송기(200)의 이동시, 두 번째 이송기(200)의 이동시 증착 속도를 반영하여 이송기(200)의 이동 속도를 조절할 수 있다. 네 번째 이송기(200)의 이동시, 즉, 마지막 이송기(200)의 이동시, 세 번째 이송기(200)의 이동시 두 개의 증착 속도를 산출하고, 두 개의 증착 속도를 모두 반영하여 이송기(200)의 이동 속도를 조절할 수 있다. 여기에서, 두 개의 증착 속도 중 하나는 세 번째 이송기(200)의 이동시 전체 시간 구간에서 구한 증착 속도이고, 나머지 하나는 세 번째 이송기(200)의 이동시 일부 시간 구간에서 구한 증착 속도일 수 있다. 이와 같이, 서로 다른 두 시간 구간에서의 증착 속도를 반영하여 이송기(200)의 이동 속도를 조절한다면, 기판(500)의 일면 상에 형성되는 박막(600)의 두께를 더욱 용이하게 조절할 수 있다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증착 장치의 증착원(100), 이송기(200), 및 셔터(310, 302)의 평면도이다. 도 18은 도 17의 A-A`선에서 바라본 셔터(302)의 측면도이다. 도 16 및 도 17은 모두 도 10의 보정 전 측정된 증착물의 두께를 보정하기 위한 셔터(301, 302)를 도시하고 있다. 도 16 및 도 17의 및 셔터(301, 302)를 적용하면, 도 11의 보정 후 측정된 증착물의 두께와 같이 박막 두께(th)가 균일하게 조절될 수 있다. 설명의 편의 상, 도 9에 도시된 도면에 나타낸 각 엘리먼트와 실질적으로 동일한 엘리먼트는 동일 부호로 나타내고, 중복 설명을 생략한다.
먼저, 도 16의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증착 장치의 셔터(301)는 제1 방향으로 배열된 복수개의 차폐판(321)을 포함할 수 있다. 복수개의 차폐판(321)은 각기 개별적으로 조절되어 증착물의 분출 경로를 개폐할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 복수개의 차폐판(321) 중 적어도 두 개는 상이한 거리만큼 돌출되어 증착물의 분출 영역을 조절할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 제1 차폐판 홀더(310a)에 설치된 복수개의 제1 차폐판(321a)과 제2 차폐판 홀더(310b)에 설치된 복수개의 제2 차폐판(321b)은 대칭일 수 있다.
다음으로, 도 17의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증착 장치의 셔터(302)는 도 16의 증착 장치의 셔터(301)와 같이 제1 방향으로 배열된 복수개의 차폐판(322)을 포함할 수 있지만, 복수개의 차폐판(322)이 차폐판 홀더(310)로부터 분출구(120) 방향으로 돌출된 거리는 모두 동일할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 차폐판 홀더(310a)에 설치된 복수개의 제1 차폐판(322a)과 제2 차폐판 홀더(310b)에 설치된 복수개의 제2 차폐판(322b)은 모두 동일한 거리만큼 분출구(120) 방향으로 돌출되고, 서로 대칭일 수 있다. 다만, 도 18을 참조하면, 복수개의 차폐판(322) 중 적어도 두 개는 높이가 상이할 수 있다. 여기에서, 높이는 도 18에서 차폐판 홀더(310)의 하면으로부터 z방향으로의 거리일 수 있다. 즉, 일부의 차폐판(322)은 높이가 상대적으로 높아 증착물의 분출각을 좁힐 수 있고, 다른 일부의 차폐판(322)은 높이가 상대적으로 낮아 증착물의 분출각을 넓힐 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 방법을 설명하기 위하여, 도 1 내지 도 3를 참조한다. 설명의 편의상, 상술한 증착 장치에 대한 내용과 중복되는 부분의 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증착 방법은 증착원(100)을 이용하여 기판(500)의 일면 상에 증착되는 증착물을 분출하는 단계, 기판(500)의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께를 측정하는 단계, 및 단위 시간당 기판(500)의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께에 따라 증착원(100)의 이동 속도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 단위 시간당 기판(500)의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께가 미리 설정된 값보다 클 경우, 증착원(100)의 이동 속도를 증가시키고, 단위 시간당 기판(500)의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께가 미리 설정된 값보다 작을 경우, 증착원(100)의 이동 속도를 감소시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착 방법을 설명하기 위하여, 도 1 내지 도 3, 및 도 5를 참조한다. 설명의 편의상, 상술한 증착 장치에 대한 내용과 중복되는 부분의 설명은 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 증착 방법은 증착원(100)이 제1 이동 속도로 이동하며 제1 기판(510) 상에 제1 박막(610)을 형성하는 단계, 및 증착원(100)이 제1 이동 속도와 상이한 제2 이동 속도로 이동하며 제2 기판(520) 상에 제1 박막(610)과 동일한 두께의 제2 박막(620)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 증착 공정에서 증착원(100)이 3223mm/min으로 이동하며 제1 기판(510) 상에 제1 박막(610)을 형성하고, 제2 증착 공정에서 증착원(100)이 3062mm/min으로 이동하며 제2 기판(520) 상에 제1 박막(610)과 동일한 두께의 제2 박막(620)을 형성할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 증착원
110: 증착원 홀더
120: 분출구
200: 이송기
300, 301, 302: 셔터
310: 차폐판 홀더
310a: 제1 차폐판 홀더
310b: 제2 차폐판 홀더
320, 321, 322: 차폐판
320a, 321a, 322a: 제1 차폐판
320b, 321b, 322b: 제2 차폐판
400: 두께 측정 센서
410: 센서 홀더
420: 발광부
430: 수광부
500: 기판
510, 520, 530: 제1 기판, 제2 기판, 제3 기판
600: 박막
610, 620, 630: 제1 박막, 제2 박막, 제3 박막
700, 701: 이송기 제어부
710, 711: 증착 속도 산출부
711a: 제1 증착 속도 산출부
711b: 제2 증착 속도 산출부
720: 증착 속도 저장부
730: 증착 속도 비교부
740: 증착 속도 보정부
800: 셔터 제어부
810: 두께 산출부
820: 두께 저장부
830: 두께 비교부
840: 두께 보정부
L: 기판 길이
W: 기판 너비
d: 거리
th: 박막 두께
Th1, Th2, Th3: 제1 박막 두께, 제2 박막 두께, 제3 박막 두께
Th_g: 목표 박막 두께
G_x: 녹색 색좌표

Claims (23)

  1. 기판의 일면 상에 증착되는 증착물을 분출하는 증착원;
    상기 증착원을 이동시키는 이송기;
    상기 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께를 측정하는 두께 측정 센서; 및
    단위 시간당 상기 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께에 따라 상기 이송기의 이동 속도를 조절하는 이송기 제어부를 포함하는 증착 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이송기 제어부는,
    상기 단위 시간당 상기 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께가 미리 설정된 값보다 클 경우, 상기 이송기의 이동 속도를 증가시키고,
    상기 단위 시간당 상기 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께가 미리 설정된 값보다 작을 경우, 상기 이송기의 이동 속도를 감소시키는 증착 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 이송기 제어부는,
    상기 측정된 증착물의 두께를 단위 시간으로 나누어 증착 속도를 산출하는 증착 속도 산출부;
    미리 설정된 증착 속도를 저장하는 증착 속도 저장부;
    상기 산출된 증착 속도와 상기 미리 설정된 증착 속도의 차이를 산출하는 증착 속도 비교부; 및
    상기 증착 속도의 차이에 대응하여 상기 이송기의 이동 속도를 증가시키거나 감소시키는 증착 속도 보정부를 포함하는 증착 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 증착 속도 보정부는,
    상기 산출된 증착 속도가 상기 미리 설정된 증착 속도보다 클 경우, 상기 이송기의 이동 속도를 증가시키고,
    상기 산출된 증착 속도가 상기 미리 설정된 증착 속도보다 작을 경우, 상기 이송기의 이동 속도를 감소시키는 증착 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 증착 속도 산출부는,
    제1 시간 구간에서의 제1 증착 속도를 산출하는 제1 증착 속도 산출부; 및
    제2 시간 구간에서의 제2 증착 속도를 산출하는 제2 증착 속도 산출부를 포함하고,
    상기 증착 속도 비교부는,
    상기 제1 증착 속도와 상기 미리 설정된 증착 속도의 제1 차이 및 상기 제2 증착 속도와 상기 미리 설정된 증착 속도의 제2 차이를 산출하고,
    상기 증착 속도 보정부는,
    상기 제1 차이 및 상기 제2 차이에 대응하여 상기 이송기의 이동 속도를 증가시키거나 감소시키는 증착 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제2 시간 구간은 상기 제1 시간 구간에 포함되는 증착 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 증착원은 상기 기판의 일면과 평행한 제1 방향으로 연장되어 형성되고,
    상기 이송기는 상기 증착원을 상기 기판의 일면과 평행하고 상기 제1 방향에 수직인 방향으로 이동시키는 증착 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 증착물의 분출 경로의 적어도 일부를 개폐하여 상기 증착물의 분출 영역을 조절하는 적어도 하나의 셔터를 더 포함하는 증착 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 셔터는,
    상기 제1 방향으로 연장되어 형성되고,
    상기 증착원과 평행하게 나란히 배치되며,
    상기 증착원의 적어도 일측 상부에 위치하는 증착 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 셔터는 두 개이고,
    상기 셔터 중 하나는 상기 증착원의 일측 상부에 위치하고,
    상기 셔터 중 나머지 하나는 상기 증착원의 타측 상부에 위치하며,
    상기 두 개의 셔터 사이에 상기 증착물의 분출 경로가 형성되는 증착 장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 셔터는,
    상기 제1 방향으로 연장되어 형성되고, 상기 증착원과 평행하게 나란히 배치되는 적어도 하나의 차폐판 홀더; 및
    상기 차폐판 홀더로부터 상기 분출구 방향으로 돌출되는 적어도 하나의 차폐판을 포함하는 증착 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 차폐판은 복수개이고, 제1 방향으로 배열되며,
    상기 복수개의 차폐판 중 적어도 두 개는 상이한 거리만큼 돌출되어 상기 증착물의 분출 영역을 조절하는 증착 장치.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 셔터는,
    상기 증착원과 평행하게 나란히 배치되고, 상기 제1 방향으로 배열되는 복수개의 차폐판을 포함하고,
    상기 복수개의 차폐판 중 적어도 두 개는 높이가 상이하여 상기 증착물의 분출각을 조절하는 증착 장치.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 측정된 증착물의 두께에 따라 상기 셔터를 조절하는 셔터 제어부를 더 포함하는 증착 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 셔터 제어부는,
    상기 측정된 증착물의 두께를 산출하는 두께 산출부;
    미리 설정된 증착물의 두께를 저장하는 두께 저장부;
    상기 산출된 증착물의 두께와 상기 미리 설정된 증착물의 두께의 차이를 산출하는 두께 비교부; 및
    상기 증착물의 두께의 차이에 대응하여 상기 셔터를 열거나 닫는 것을 조절하는 두께 보정부를 포함하는 증착 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 두께 보정부는,
    상기 산출된 증착물의 두께가 상기 미리 설정된 증착물의 두께보다 두꺼울 경우, 상기 측정된 증착물과 대향하는 상기 셔터를 닫고,
    상기 미리 설정된 증착물의 두께가 상기 산출된 증착물의 두께보다 두꺼울 경우, 상기 측정된 증착물과 대향하는 상기 셔터를 여는 증착 장치.
  17. 기판의 일면 상에 증착되는 증착물을 분출하는 증착원;
    상기 증착물의 분출 경로의 적어도 일부를 개폐하여 상기 증착물의 분출 영역을 조절하는 적어도 하나의 셔터;
    상기 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께를 측정하는 두께 측정 센서; 및
    상기 측정된 증착물의 두께에 따라 상기 셔터를 조절하는 셔터 제어부를 포함하는 증착 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 증착원을 이동시키는 이송기; 및
    단위 시간당 상기 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께에 따라 상기 이송기의 이동 속도를 조절하는 이송기 제어부를 더 포함하는 증착 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 이송기 제어부는,
    상기 단위 시간당 상기 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께가 미리 설정된 값보다 클 경우, 상기 이송기의 이동 속도를 증가시키고,
    상기 단위 시간당 상기 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께가 미리 설정된 값보다 작을 경우, 상기 이송기의 이동 속도를 감소시키는 증착 장치.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 셔터 제어부는,
    상기 측정된 증착물의 두께가 미리 설정된 값보다 클 경우, 상기 측정된 증착물과 대향하는 상기 셔터를 닫고,
    상기 측정된 증착물의 두께가 미리 설정된 값보다 작을 경우, 상기 측정된 증착물과 대향하는 상기 셔터를 여는 증착 장치.
  21. 증착원을 이용하여 기판의 일면 상에 증착되는 증착물을 분출하는 단계;
    상기 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께를 측정하는 단계; 및
    단위 시간당 상기 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께에 따라 상기 증착원의 이동 속도를 조절하는 단계를 포함하는 증착 방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 단위 시간당 상기 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께가 미리 설정된 값보다 클 경우, 상기 증착원의 이동 속도를 증가시키고,
    상기 단위 시간당 상기 기판의 일면 상에 증착되는 증착물의 두께가 미리 설정된 값보다 작을 경우, 상기 증착원의 이동 속도를 감소시키는 증착 방법.
  23. 증착원이 제1 이동 속도로 이동하며 제1 기판 상에 제1 박막을 형성하는 단계; 및
    상기 증착원이 상기 제1 이동 속도와 상이한 제2 이동 속도로 이동하며 제2 기판 상에 상기 제1 박막과 동일한 두께의 제2 박막을 형성하는 단계를 포함하는 증착 방법.
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