KR20150081951A

KR20150081951A - 증착장치 및 증착방법

Info

Publication number: KR20150081951A
Application number: KR1020140001977A
Authority: KR
Inventors: 김규태; 김선혁; 김종진
Original assignee: 주식회사 선익시스템
Priority date: 2014-01-07
Filing date: 2014-01-07
Publication date: 2015-07-15

Abstract

증착장치 및 증착방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 내부가 n(n=3, 4, 5, 6…)개의 증착영역으로 구획되며, 상기 증착영역 각각에 기판이 인출입되는 증착챔버와; 상기 증착영역 각각에 위치하며 상기 기판이 각각 안착되어 마스크와 얼라인이 이루어지는 n개의 기판로딩부와; 상기 증착챔버 내에 위치하며 상기 기판의 표면을 향하여 증착입자를 방출하는 n-1개의 증발원과; 상기 증발원 각각에 대해 상기 증착영역 간을 이동시키는 영역간 이동수단과; 상기 증착입자가 상기 기판에 증착되도록 상기 각 증착영역 내에서 상기 증발원을 상기 기판의 변을 따라 이동시키는 증발원 이동수단을 포함하는 증착장치가 제공된다.

Description

증착장치 및 증착방법{Apparatus of deposition and method of deposition using the same}

본 발명은 증착장치 및 증착방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 하나의 증착챔버 내에서 복수의 기판에 대해 증착공정을 진행하되, 하나의 기판에 대한 이송공정 및 얼라인공정 중 다른 나머지 기판에 대한 증착공정을 진행하여 택 타임(tact time)을 줄일 수 있고, 기판에 대한 이송공정 또는 얼라인공정 중에 발생하는 증착물질의 손실을 줄일 수 있는 증착장치 및 이를 이용한 증착방법에 관한 것이다.

유기 전계 발광소자(Organic Luminescence Emitting Device: OLED)는 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 전계 발광현상을 이용하는 스스로 빛을 내는 자발광소자로서, 비발광소자에 빛을 가하기 위한 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량이고 박형의 평판표시장치를 제조할 수 있다.

이러한 유기 전계 발광소자를 이용한 평판표시장치는 응답속도가 빠르며, 시야각이 넓어 차세대 표시장치로서 대두 되고 있다.

유기 전계 발광 소자는, 애노드 및 캐소드 전극을 제외한 나머지 구성층인 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등이 유기 박막으로 되어 있고, 이러한 유기 박막은 진공열증착방법으로 기판 상에 증착하게 된다.

진공열증착방법에 의하여 유기 박막이나 금속 박막을 형성하기 위한 증착 시스템으로 클러스터형 증착 시스템이 알려져 있다. 클러스터형 증착 시스템은 각 유기 박막의 증착공정을 진행하기 위한 각각의 진공챔버를 내부에 로봇암이 구비된 트랜스퍼 챔버를 중심으로 클러스터형으로 만들어서 기판에 대한 유기 박막을 증착하는 방식이다.

이러한 종래 기술에 따른 유기물의 증착은 하나의 진공챔버 내에 하나의 기판을 이송시키고 일정 패턴이 형성된 마스크와 기판을 얼라인한 후 하나의 유기물의 증착을 수행하는 방식으로 이루어지며, 하나의 진공챔버 내에서 하나의 유기물 증착이 수행된 기판은 로봇 암에 의해 다시 다른 진공챔버로 이송하여 다른 유기물에 대한 증착이 이루어진다. 따라서, 기판의 이송공정 및 기판과 마스크 얼라인 중에는 기판에 대한 증착공정이 중단되어 택 타임(tack time)이 증가되는 문제점이 있었다.

또한, 기판의 이송공정과 마스크 얼라인공정 중에도 증발원에서 지속적으로 유기물이 승화되고 있어 유기물 재료가 손실되는 문제점이 있다.

본 발명은 하나의 증착챔버 내에서 복수의 기판에 대해 증착공정을 진행하되, 하나의 기판에 대한 이송공정 및 얼라인공정 중 다른 나머지 기판에 대한 증착공정을 진행하여 택 타임(tact time)을 줄일 수 있고, 기판에 대한 이송공정 또는 얼라인공정 중에 발생하는 증착물질의 손실을 줄일 수 있는 증착장치 및 이를 이용한 증착방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부가 n(n=3, 4, 5, 6…)개의 증착영역으로 구획되며, 상기 증착영역 각각에 기판이 인출입되는 증착챔버와; 상기 증착영역 각각에 위치하며 상기 기판이 각각 안착되어 마스크와 얼라인이 이루어지는 n개의 기판로딩부와; 상기 증착챔버 내에 위치하며 상기 기판의 표면을 향하여 증착입자를 방출하는 n-1개의 증발원과; 상기 증발원 각각에 대해 상기 증착영역 간을 이동시키는 영역간 이동수단과; 상기 증착입자가 상기 기판에 증착되도록 상기 각 증착영역 내에서 상기 증발원을 상기 기판의 변을 따라 이동시키는 증발원 이동수단을 포함하는 증착장치가 제공된다.

상기 증발원 각각에는 서로 다른 증착물질이 수용될 수 있다.

상기 기판은 하나의 중심점에서 서로 다른 방사방향으로 상기 증착영역 각각에 인출입될 수 있으며, 이 경우, 상기 영역간 이동수단은,

상기 방사방향에 수직을 이루고 상기 증착영역을 따라 배치되며, 서로 평행을 이루는 n-1개의 영역간 가이드를 포함하며, 상기 증발원 이동수단은, 상기 증착영역 각각에 위치하고, 상기 방사방향을 따라 배치되는 증발원 가이드를 포함할 수 있다.

상기 증착장치는, 상기 증착챔버 내벽에서 내측을 향하여 연장되어 상기 각 증착영역을 구획하는 격벽을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 증착장치를 이용하여 증착물질을 증착하는 방법으로서, 상기 n개의 증착영역 중 어느 하나에 위치하는 상기 기판로딩부에 기판을 로딩하고 마스크와 얼라인하는 단계와; 상기 얼라인하는 단계와 동시에 상기 영역간 이동수단에 의해 상기 n-1개의 증발원 각각을 나머지 증착영역으로 각각 이동시키고, 나머지 증착영역 각각에서 상기 증발원 이동수단에 의해 상기 증발원을 각각 상기 기판의 변을 따라 이동시켜 나머지 증착영역의 상기 기판로딩부에 안착된 기판에 증착입자를 증착하는 단계를 포함하는 증착방법이 제공된다.

상기 얼라인하는 단계는, 상기 n개의 증착영역을 따라 순차적으로 이루어질 수 있다.

상기 증착하는 단계는, 상기 얼라인하는 단계와 상응하여, 상기 n개의 증착영역을 따라 순차적으로 이루어질 수 있다.

상기 얼라인하는 단계 이전에, 상기 증발원이 상기 n개의 증착영역을 따라 순차적으로 이동되고 상기 기판의 변을 따라 이동되어 상기 기판에 n-1개의 증착층이 형성되면 상기 기판을 언로딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 증착챔버 내에서 복수의 기판에 대해 증착공정을 진행하되, 하나의 기판에 대한 이송공정 및 얼라인공정 중 다른 나머지 기판에 대한 증착공정을 진행하여 택 타임(tact time)을 줄일 수 있다.

또한, 복수의 증발원에 수용되는 증착물질을 각각 달리하여 하나의 증착챔버 내에서 하나의 기판에 대해 복수의 증착층을 형성할 수 있다.

또한, 기판에 대한 이송공정 또는 얼라인공정 중에 발생하는 증착물질의 손실을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착장치의 구성을 설명하기 위한 횡단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착장치의 구성을 설명하기 위한 종단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착장치를 간략히 도시한 횡단면도.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착장치를 이용한 증착방법의 흐름도.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 본 발명에 따른 증착장치 및 증착방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착장치의 구성을 설명하기 위한 횡단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착장치의 구성을 설명하기 위한 종단면도이다.

도 1 및 도 2에는, 중심점(11), 증착챔버(12), 로봇 암(13), 제1 증착영역(14), 제2 증착영역(16), 제3 증착영역(18), 제1 방사방향(20), 제2 방사방향(22), 제3 방사방향(24), 제1 기판로딩부(26), 제2 기판로딩부(28), 제3 기판로딩부(30), 제1 기판(32), 제2 기판(34), 제3 기판(36), 제1 증발원(38), 제2 증발원(40), 영역간 이동수단(42), 영역간 가이드(43), 증발원 이동수단(44), 증발원 가이드(45), 마스크(46), 격벽(48)이 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 증착장치는, 내부가 n(n=3, 4, 5, 6…)개의 증착영역(14, 16, 18)으로 구획되며, 상기 증착영역(14, 16, 18) 각각에 기판(32, 34, 36)이 인출입되는 증착챔버(12)와; 상기 증착영역(14, 16, 18) 각각에 위치하며 상기 기판(32, 34, 36)이 각각 안착되어 마스크(46)와 얼라인이 이루어지는 n개의 기판로딩부(26, 28, 30)와; 상기 증착챔버(12) 내에 위치하며 상기 기판의 표면을 향하여 증착입자를 방출하는 n-1개의 증발원(38, 40)과; 상기 증발원(38, 40) 각각에 대해 상기 증착영역(14, 16, 18) 간을 이동시키는 영역간 이동수단(42)과; 상기 증착입자가 상기 기판에 증착되도록 상기 각 증착영역 내에서 상기 증발원(38, 40)을 상기 기판의 변을 따라 이동시키는 증발원 이동수단(44)을 포함한다.

본 실시예에 따른 증착장치는, 하나의 증착챔버(12) 내에서 복수의 기판에 대해 증착공정을 진행하되, 하나의 기판에 대한 이송공정 및 얼라인공정 중 다른 나머지 기판에 대한 증착공정을 진행하여 택 타임(tact time)을 줄일 수 있다. 또한, 복수의 증발원에 수용되는 증착물질을 각각 달리하는 경우 하나의 증착챔버(12) 내에서 하나의 기판에 대해 복수의 증착층을 형성할 수 있다.

증착챔버(12)는, 내부가 n(n=3, 4, 5, 6…)개의 증착영역으로 구획되며, 증착영역 각각에 서로 다른 기판이 인출입된다.

증착챔버(12)가 n(n=3, 4, 5, 6…)개 증착영역으로 구획된 경우에도 본 발명에 따른 기술적 사상이 동일 또는 유사하기 때문에 본 실시예에서는 3개의 증착영역(n=3)으로 구획된 증착챔버(12)를 중심으로 설명하기로 한다.

또한, 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판이 하나의 중심점(11)에 서로 다른 방사방향(20, 22, 24)으로 증착영역(14, 16, 18) 각각에 인출입되도록 구성된 증착챔버(12)를 중심으로 설명하기로 한다.

내부가 하나의 공간으로 이루어지는 증착챔버(12)는 3개 이상의 증착영역(14, 16, 18)으로 구획될 수 있으며, 각 증착영역(14, 16, 18)에서 기판에 대한 증착이 이루어진다. 도 1을 참조하면, 제1 기판(32)은 중심점(11)에서 제1 방사방향(20)으로 제1 증착영역(14)으로 인출입되고, 제2 기판(34)은 중심점(11)에서 제1 방사방향(20)과 다른 제2 방사방향(22)으로 제2 증착영역(16)으로 인출입되며, 제3 기판(36)은 중심점(11)에 제1 및 제2 방사방향(20, 22)과 다른 제3 방사방향(24)으로 제3 증착영역(18)으로 인출입된다.

증착챔버(12)는 그 내부에서 기판에 대해 증착물질의 증착이 이루어지는 곳으로, 진공 펌프에 의하여 내부가 진공 상태로 유지될 수 있다. 대기압 상태에서 증착입자가 이루어지는 경우에는 내부가 대기압 상태로 유지되는 것도 가능하다.

하나의 증착챔버(12) 내에서 3개 이상의 기판에 대해 증착이 이루어질 수 있도록 증착챔버(12)는 3개 이상의 증착영역으로 구획될 수 있다. 여기서, 증착입자는 증착물질을 가열하면 기화되거나 승화되어 발생하는 기상의 물질을 의미하는 것으로, 유기물을 가열하여 얻어지는 기상의 유기물을 포함할 수 있다.

증착영역은 증발원의 이동에 따라 하나의 기판에 대해 증착물질의 증착이 수행될 수 있는 가상의 공간을 의미하는 것으로, 도 1을 참조하면, 도 1의 중심점(11)에서 방사방향으로 연장되는 점선에 의해 증착챔버(12)가 제1 증착영역(14), 제2 증착영역(16) 및 제3 증착영역(18)으로 구획될 수 있다.

제1 증착영역(14)에서는 제1 기판(32)에 대한 증착물질의 증착이 이루어지고, 제1 증착영역(14)에 인접한 제2 증착영역(16)에서는 제2 기판(34)에 대한 증착물질의 증착이 이루어지며, 제2 증착영역(16)과 인접한 제3 증착영역(18)에서는 제3 기판(36)에 대한 증착물질의 증착이 이루어진다.

본 실시예에서는 3개의 증착영역(14, 16, 18)으로 구획된 증착챔버(12)를 제시하고 있으나, 도 3에 도시된 바와 같이, 증착챔버(12)는 3개 이상의 증착영역으로 구획될 수 있다.

클러스터 타입(cluster type)의 증착 시스템에 있어서, 기판은 증착챔버(12)와 연결된 트랜스퍼 챔버 내의 로봇 암(13)에 의해 증착챔버(12) 내로 인입되거나 인출될 수 있는데, 이 경우, 로봇 암(13)의 회전 중심에서 방사방향으로 기판이 증착챔버(12)로 인출입된다.

따라서, 로봇 암(13)에 의해 제1 기판(32), 제2 기판(34) 및 제3 기판(36)이 증착챔버(12)로 인입되거나 인출되는 경우, 중심점(11)을 구성하는 로봇 암(13)의 회전 중심에 대해 제1 방사방향(20)으로 제1 기판(32)이 제1 증착영역(14)에 인출입되고, 제2 기판(34)은 중심점(11)을 구성하는 로봇 암(13)의 회전 중심에 대해 제1 방사방향(20)과 다른 제2 방사방향(22)으로 제2 증착영역(16)에 인출입되며, 제3 기판(36)은 중심점(11)을 구성하는 로봇 암(13)의 회전 중심에 대해 제1 방사방향(20) 및 제2 방사방향(22)과 다른 제3 방사방향(24)으로 제3 증착영역(18)에 인출입된다. 따라서, 제1 방사방향(20), 제2 방사방향(22) 및 제3 방사방향(24)은 중심점(11)을 중심으로 일정 각도를 이루게 된다.

다만, 로봇 암(13)에 의해 증착챔버(12)에 기판이 인출입되는 것에 한정되지 않고, 증착챔버(12)의 각 증착영역에 제1 기판(32), 제2 기판(34) 및 제3 기판(36)이 각각 인출입되는 경우에도 본 실시예에 따른 증착장치가 적용될 수 있다.

한편, 증착챔버(12)의 내벽에는 내측을 향하여 연장되어 각 증착영역(14, 16, 18)을 구획하는 격벽(48)이 형성될 수 있다. 격벽(48)은 증착챔버(12)의 각 증착영역(14, 16, 18)을 구획하는 역할을 하는 동시에 증착영역에서 기판에 대한 증착이 이루어지는 동안 인접한 증착영역의 기판으로 증착입자가 기생증착되는 것을 방지한다.

기판로딩부(26, 28, 30)는, 증착영역(14, 16, 18) 각각에 위치하는데, 기판로딩부(26, 28, 30)에는 기판이 각각 안착되어 마스크(46)와 얼라인이 이루어진다. 기판로딩부(26, 28, 30)는 각 증착영역(14, 16, 18) 각각에 위치하기 때문에 증착영역(14, 16, 18)의 개수에 상응한 개수로 배치된다. 본 실시예에서는 증착챔버(12)가 3개의 증착영역(14, 16, 18)으로 구획되어 있으므로 이에 상응하여 3개의 기판로딩부(26, 28, 30)가 각 증착영역(14, 16, 18)에 위치하여 있다.

제1 기판로딩부(26), 제2 기판로딩부(28) 및 제3 기판로딩부(30)에는 제1 기판(32), 제2 기판(34) 및 제3 기판(36)이 각각 로딩되어 안착된다. 본 실시예에서는, 증발원에서 증착입자가 상향으로 분출되어 기판에 증착이 이루어질 수 있도록 기판로딩부는 각 증착영역의 상부에 위치하고, 기판의 상면이 기판로딩부의 하부를 향하도록 기판이 기판로딩부에 부착된다. 기판로딩부에 기판이 로딩되어 안착되면 각 기판로딩부에서는 마스크(46)가 기판의 표면에 배치되고, 기판과 마스크(46)의 얼라인이 이루어진다.

증착챔버 내의 증착공정에 있어서, 기판의 로딩 및 마스크와의 얼라인 시간은 전체 증착공정에서 많은 시간을 차지하게 되는데, 종래에는 기판의 로딩과 얼라인 중에는 기판에 대한 증착이 중단되어 택 타임이 증가되고, 기판의 로딩과 얼라인 중에도 증발원에서 지속적으로 증착입자가 방출되어 증착물질이 손실되는 문제가 있었다.

본 실시예는 하나의 증착영역에서의 기판의 로딩 및 얼라인 공정 중에도 나머지 다른 증착영역에서 기판에 대한 증착을 수행하여 택 타임을 줄일 수 있고, 증발원에서 증착물질의 손실을 줄일 수 있다.

증발원(38, 40)은, 증착챔버(12) 내에 위치하며 기판의 표면을 향하여 증착입자를 방출한다. 증발원(38, 40)이 개수는 증착영역(14, 16, 18) 또는 기판로딩부(26, 28, 30)의 개수보다 1개 적게 설정되는데, 하나의 증착영역 내의 기판로딩부에 기판이 로딩되어 얼라인하는 동안에 증발원은 나머지 증착영역으로 각각 이동하여 기판에 대한 증착을 수행하기 때문이다. 따라서, 기판의 로딩과 얼라인이 이루어지는 증착영역에서는 증발원에서의 증착입자의 방출이 없기 때문에서 증착물질의 손실을 줄일 수 있다.

도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 증착챔버(12)는 3개의 증착영역(14, 16, 18)으로 구획되어 있는데, 제1 증착영역(14)에서 제1 기판(32)의 로딩과 얼라인이 이루어지는 동안 제1 증발원(38)은 제3 증착영역(18)으로 이동하여 제3 기판(36)에 대한 증착을 수행하며, 제2 증발원(40)은 제2 증착영역(16)으로 이동하여 제2 기판(34)에 대한 증착을 수행하게 된다.

증발원(38, 40)은 기판의 일변에서 마주하는 타변 방향으로 직선이동하면서 증착입자를 기판에 증착하게 되는데, 기판의 폭에 대응하여 선형으로 구성될 수 있다. 기판에 대한 증착입자의 증착은 증착물질이 담겨 있는 증발원의 도가니에 열을 가하여 도가니에서 승화되는 증착입자를 기판 상에 증착하는 방식으로 이루어진다.

한편, 각 증발원(38, 40)에 수용되는 증착물질은 서로 다를 수 있다. 각 증발원(38, 40)에 수용되는 증착물질이 다른 경우, 하나의 기판이 하나의 증착영역에 로딩되어 얼라인이 이루어지면, 다른 증착영역에서 다른 기판에 대한 로딩과 얼라인이 이루어지는 동안 각 증발원(38, 40)이 거치면서 하나의 기판에 대해 복수의 증착이 이루어질 수 있다.

도 1을 참고하면, 제1 증착영역(14)에서 제1 기판(32)에 대한 로딩과 얼라인이 이루어지는 동안, 제1 증발원(38)은 제3 증착영역(18)으로 이동하여 제3 기판(36)에 대해 제1 증착층을 형성하고, 제2 증발원(40)은 제2 증착영역(16)으로 이동하여 제1 증착층이 형성된 제2 기판(34)에 대해 제2 증착층을 형성한다. 다음에, 제1 증착층 및 제2 증착층이 순차적으로 형성되는 제2 기판(34)은 제2 증착영역(16)에서 언로딩되고, 제2 증착영역(16)에 새로운 제2 기판(34)이 로딩되어 얼라인된다.

제2 증착영역(16)에서 새로운 제2 기판(34)에 대한 로딩과 얼라인이 이루어지는 동안, 제1 증발원(38)은 제1 증착영역(14)으로 이동하여 제1 기판(32)에 대해 제1 증착층을 형성하고, 제2 증발원(40)은 제3 증착영역(18)으로 이동하여 제1 증착층이 형성된 제3 기판(36)에 대해 제2 증착층을 형성한다. 이와 같은 방법으로 각 증발원(38, 40)이 각 증착영역(14, 16, 18)을 순차적으로 순환하면서 하나의 기판에 대해 복수의 증착층을 형성할 수 있다.

영역간 이동수단(42)은, 증발원(38, 40) 각각에 대해 증착영역(14, 16, 18) 간을 이동시키고, 증발원 이동수단(44)은, 증착입자가 기판에 증착되도록 각 증착영역(14, 16, 18) 내에서 증발원(38, 40)을 기판의 변을 따라 이동시키게 된다. 영역간 이동수단(42)에 의해 각 증발원(38, 40)은 증착을 수행하기 위한 증착영역으로 이동하고, 각 증착영역(14, 16, 18)에 도달한 증발원(38, 40)은 증발원 이동수단(44)에 의해 기판의 일변에서 마주하는 타변 방향으로 직선이동하면서 증착입자를 기판에 증착하게 된다.

본 실시예에 따른 영역간 이동수단(42)은, 방사방향에 수직을 이루고 증착영역을 따라 배치되며, 서로 평행을 이루는 n-1개의 영역간 가이드(43)를 포함하고, 증발원 이동수단(44)은, 증착영역 각각에 위치하여 영역간 가이드(43)와 연결되며 방사방향을 따라 배치되는 증발원 가이드(45)를 포함한다.

본 실시예에 따른 기판은 하나의 중심점(11)에서 서로 다른 방사방향으로 증착영역(14, 16, 18) 각각에 인출입되는데, 영역간 가이드(43)는 기판이 인출입되는 방사방향에 수직을 이루도록 증착영역을 따라 배치된다.

도 1을 참조하면, 영역간 가이드(43)가, 각 증착영역(14, 16, 18)에 배치되는 직선구간과 각 직선구간을 연결하는 연결구간으로 구성된 형태를 제시하고 있으나, 원호 형태로 구성하는 것도 가능하다. 또한, 영역간 가이드(43)는 증착챔버(12)의 상부 및 하부에 2개가 배치된다.

영역간 가이드(43)의 개수는 증발원(38, 40)의 개수와 연관되어 있는데, 각 증발원(38, 40)이 영역간을 이동하는 동안 서로 마주하지 않도록 하기 위함이다. 즉, 제1 증발원(38)이 상부에 있는 영역간 가이드(43)를 따라 이동하는 동안 제2 증발원(40)은 하부에 있는 영역간 가이드(43)를 따라 이동하도록 구성하여 이동 간에 서로 마주하지 않도록 구성할 수 있다.

증발원 가이드(45)는, 증착영역(14, 16, 18) 각각에 위치하고, 방사방향을 따라 배치되는 증발원 가이드(45)를 포함한다. 각 증착영역(14, 16, 18)에 위치하는 증발원 가이드(45)는 기판이 인출입되는 방사방향과 동일한 방향으로 설정되어 있어 증발원 가이드(45)를 따라 증발원(38, 40)이 이동됨에 따라 증발원(38, 40)에서 방출되는 증착입자가 기판상에 증착된다. 영역간 가이드(43)와 증발원 가이드(45)로는 LM가이드(Linear Motion Guide)가 사용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착장치를 간략히 도시한 횡단면도이다. 도 3에는, 중심점(11), 증착챔버(12), 제1 증착영역(14), 제2 증착영역(16), 제3 증착영역(18), 제1 방사방향(20), 제2 방사방향(22), 제3 방사방향(24), 제1 기판로딩부(26), 제2 기판로딩부(28), 제3 기판로딩부(30), 제1 증발원(38), 제2 증발원(40), 영역간 이동수단(42), 증발원 이동수단(44), 제4 증착영역(50), 제4 기판로딩부(52), 제3 증발원(54), 제4 방사방향(56)이 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 증착장치는, 내부가 4개의 증착영역(14, 16, 18, 50)으로 구획되는 증착챔버(12)와, 4개의 증착영역(14, 16, 18, 50)에 각각 위치하는 4개의 기판로딩부(26, 28, 30, 52))와, 4개의 증착영역(14, 16, 18, 50)을 간을 이동하는 3개의 증발원(38, 40, 54)을 포함한다. 4개의 증착영역(14, 16, 18, 50) 중 하나의 증착영역에서 기판에 대한 로딩과 얼라인이 이루어지는 동안, 3개의 증발원(38, 40, 54)은 영역간 이동수단(42)에 의해 나머지 증착영역 각각으로 이동하여 각 증착영역에서 3개의 기판에 대한 증착을 수행한다. 증발원에 수용된 증착물질이 서로 다른 경우에는 하나의 기판에 대해 3개의 증착층을 형성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 증발원의 개수에 대응하여 3개의 영역간 가이드(43)가 형성될 수 있다.

이하에서는 상기 증착장치를 이용하여 증착물질을 기판에 증착하는 방법에 대해서 살펴본다.

그리고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착장치를 이용한 증착방법의 흐름도이다.

도 5 내지 도 7에는, 증착챔버(12), 제1 증착영역(14), 제2 증착영역(16), 제3 증착영역(18), 제1 기판로딩부(26), 제2 기판로딩부(28), 제3 기판로딩부(30), 제1 기판(32), 제2 기판(34), 제3 기판(36), 제1 증발원(38), 제2 증발원(40), 영역간 이동수단(42), 증발원 이동수단(44)이 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 증착방법은, n개의 증착영역(14, 16, 18) 중 어느 하나에 위치하는 기판로딩부에 기판을 로딩하고 마스크(46)와 얼라인하는 단계와; 얼라인하는 단계와 동시에 영역간 이동수단(42)에 의해 n-1개의 증발원(38, 40) 각각을 나머지 증착영역으로 각각 이동시키고, 나머지 증착영역 각각에서 증발원 이동수단(44)에 의해 증발원(38, 40)을 각각 기판의 변을 따라 이동시켜 나머지 증착영역의 기판로딩부에 안착된 기판에 증착입자를 증착하는 단계를 포함한다.

증착챔버(12)가 n(n=3, 4, 5, 6…)개 증착영역으로 구획된 경우에도 본 발명에 따른 기술적 사상이 동일 또는 유사하기 때문에, 이하에서는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 3개의 증착영역(14, 16, 18)으로 구획된 증착챔버(12)에서 증착이 수행되는 과정을 살펴 보기로 한다.

표 1은 3개의 증착영역(14, 16, 18) 내에서 단계별로 기판에 대한 증착과정을 요약한 표이다.

[표 1]

표 1에서 순서에 따라 각 증착영역(14, 16, 18)에서 진행되는 단계를 '얼라인', '제1 증착층', '제2 증착층'으로 표시하였는데, '얼라인'은 해당 증착영역의 기판로딩부에 기판이 로딩되어 마스크와 얼라인이 이루어지고 있음을 의미하고, '제1 증착층'은 제1 증발원의 이동에 따라 기판에 제1 증착이 이루어지고 있음을 의미하며, '제2 증착층'은 제2 증발원의 이동에 따라 기판에 제2 증착이 이루어직 있음을 의미한다.

상기 표 1 및 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 실시예에 따른 증착방법을 설명하기로 한다.

본 실시예에 따른 증착장치의 가동 전에는 증착챔버(12)의 각 증착영역(14, 16, 18)에는 기판에 로딩되어 있지 않다고 가정한다.

먼저, 제1 증착영역(14)의 제1 기판로딩부(26)에 제1 기판(32)이 로딩되어 마스크와 얼라인이 이루어진다(S10). 최초에는 나머지 제1 증착영역(14) 및 제2 증착영역(16)의 각 기판로딩부(28, 30)에는 기판이 로딩되어 있지 않다.

다음에, 제2 증착영역(16)의 제2 기판로딩부(28)에 제2 기판(34)이 로딩되어 마스크와 얼라인이 이루어진다(S20). 그리고, 제2 기판(34)을 얼라인하는 단계(S20)와 동시에 영역간 이동수단(42)에 의해 제1 증발원(38)은 제1 증착영역(14)으로 이동하고, 증발원 이동수단(44)에 의해 제1 증발원(38)을 제1 기판(32)의 변을 따라 이동시켜 제1 기판(32)에 제1 증착층을 형성한다(S30).

본 실시예에서 '동시에'라는 의미는 시간적으로 동일하다는 의미뿐만 아니라 얼라인 단계와 증착 단계가 겹쳐서 이루어진다는 의미를 포함한다.

다음에, 제3 증착영역(18)의 제3 기판로딩부(30)에 제3 기판(36)이 로딩되어 마스크와 얼라인이 이루어진다(S40). 그리고, 제3 기판(36)을 얼라인하는 단계(S40)와 동시에 영역간 이동수단(42)에 의해 제1 증발원(38)은 제2 증착영역(16)으로 이동하고, 증발원 이동수단(44)에 의해 제1 증발원(38)을 제2 기판(34)의 변을 따라 이동시켜 제2 기판(34)에 제1 증착층을 형성한다. 그리고, 이와 동시에 영역간 이동수단(42)에 의해 제2 증발원(40)은 제1 증착영역(14)으로 이동하고, 증발원 이동수단(44)에 의해 제2 증발원(40)을 제1 기판(32)의 변을 따라 이동시켜 제1 증착층이 형성된 제1 기판(32)에 제2 증착층을 형성한다(S50). 제1 증착층과 그 위에 제2 증착층이 형성된 제1 기판(32)은 복층의 증착이 완료되어 제1 증착영역(14)에서 인출된다.

다음에, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 증착영역(14)의 제1 기판로딩부(26)에 새로운 제1 기판(32)이 로딩되어 마스크와 얼라인이 이루어진다(S60). 그리고, 새로운 제1 기판(32)을 얼라인하는 단계(S60)와 동시에 영역간 이동수단(42)에 의해 제1 증발원(38)은 제3 증착영역(18)으로 이동하고, 증발원 이동수단(44)에 의해 제1 증발원(38)을 제3 기판(36)의 변을 따라 이동시켜 제3 기판(36)에 제1 증착층을 형성한다. 동시에 영역간 이동수단(42)에 의해 제2 증발원(40)은 제2 증착영역(16)으로 이동하고, 증발원 이동수단(44)에 의해 제2 증발원(40)을 제2 기판(34)의 변을 따라 이동시켜 제1 증착층이 형성된 제2 기판(34)에 제2 증착층을 형성한다(S70). 제1 증착층과 그 위에 제2 증착층이 형성된 제2 기판(34)은 복층의 증착이 완료되어 제2 증착영역(16)에서 인출된다.

다음에, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 증착영역(16)의 제2 기판로딩부(28)에 새로운 제2 기판(34)이 로딩되어 마스크(46)와 얼라인이 이루어진다(S80). 그리고, 새로운 제2 기판(34)을 얼라인하는 단계(S80)와 동시에 영역간 이동수단(42)에 의해 제1 증발원(38)은 제1 증착영역(14)으로 이동하고, 증발원 이동수단(44)에 의해 제1 증발원(38)을 제1 기판(32)의 변을 따라 이동시켜 제1 기판(32)에 제1 증착층을 형성한다. 동시에 영역간 이동수단(42)에 의해 제2 증발원(40)은 제3 증착영역(18)으로 이동하고, 증발원 이동수단(44)에 의해 제2 증발원(40)을 제3 기판(36)의 변을 따라 이동시켜 제1 증착층이 형성된 제3기판에 제2 증착층을 형성한다(S90). 제1 증착층과 그 위에 제2 증착층이 형성된 제3 기판(36)은 복층의 증착이 완료되어 제3 증착영역(18)에서 인출된다.

다음에, 도 6에 도시된 바와 같이, 제3 증착영역(18)의 제3 기판로딩부(30)에 새로운 제3 기판(36)이 로딩되어 마스크(46)와 얼라인이 이루어진다(S100). 그리고, 새로운 제3 기판(36)을 얼라인하는 단계(S100)와 동시에 영역간 이동수단(42)에 의해 제1 증발원(38)은 제2 증착영역(16)으로 이동하고, 증발원 이동수단(44)에 의해 제1 증발원(38)을 제2 기판(34)의 변을 따라 이동시켜 제2 기판(34)에 제1 증착층을 형성한다. 동시에 영역간 이동수단(42)에 의해 제2 증발원(40)은 제1 증착영역(14)으로 이동하고, 증발원 이동수단(44)에 의해 제2 증발원(40)을 제1 기판(32)의 변을 따라 이동시켜 제1 증착층이 형성된 제1기판에 제2 증착층을 형성한다(S110). 제1 증착층과 그 위에 제2 증착층이 형성된 제1 기판(32)은 복층의 증착이 완료되어 제1 증착영역(14)에서 인출된다.

이후에는, 증착이 완료된 기판은 언로딩하고 새로운 기판을 투입하면서 S60 내지 S110 단계를 반복적으로 수행하여 하나의 증착챔버(12) 내에서 복수의 기판에 대해 증착공정을 진행하고, 복수의 증발원에 수용되는 증착물질을 각각 달리하여 하나의 증착챔버(12) 내에서 복수의 증착층을 형성하게 된다.

상기의 증착과정을 살펴보면, 얼라인하는 단계는, n개의 증착영역을 따라 순차적으로 이루어지면서 순환되고 있고, 이에 상응하여 증착하는 단계 또한 n개의 증착영역을 따라 순차적으로 이루어지면 순환되고 있음을 알 수 있다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 증착챔버(12)는 3개의 증착영역(14, 16, 18)으로 구획되며, 제1 증착영역(14)에서 제1 기판(32)에 대한 얼라인 이루어지는 동안 나머지 제2 증착영역(16) 및 제3 증착영역(18) 각각에서 각 증발원(38, 40)에 의해 기판에 대한 증착이 이루어지고, 제2 증착영역(16)에서 제2 기판(34)에 대한 얼라인이 이루어지는 동안 각 증발원(38, 40)이 증착영역을 따라 순차적으로 이동하여 나머지 제3 증착영역(18) 및 제1 증착영역(14)에서 기판에 대한 증착이 이루어진다. 이와 같이, 각 증발원(38, 40)이 각 증착영역(14, 16, 18)을 따라 순차적으로 이동되면서 순환되고 증착영역(14, 16, 18)으로 이동한 증발원(38, 40)은 해당 증착영역의 기판로딩부에 로딩된 기판에 대한 증착을 수행하게 된다.

상기에서는 본 발명의 특정의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

11: 중심점 12: 증착챔버
13: 로봇 암 14, 16, 18, 50: 증착영역
20, 22, 24, 56: 방사방향 26, 28, 30, 52: 기판로딩부
32, 34, 36: 기판 38, 40, 54: 증발원
42: 영역간 이동수단 43: 영역간 가이드
44: 증발원 이동수단 45: 증발원 가이드
46: 마스크 48: 격벽

Claims

내부가 n(n=3, 4, 5, 6…)개의 증착영역으로 구획되며, 상기 증착영역 각각에 기판이 인출입되는 증착챔버와;
상기 증착영역 각각에 위치하며 상기 기판이 각각 안착되어 마스크와 얼라인이 이루어지는 n개의 기판로딩부와;
상기 증착챔버 내에 위치하며 상기 기판의 표면을 향하여 증착입자를 방출하는 n-1개의 증발원과;
상기 증발원 각각에 대해 상기 증착영역 간을 이동시키는 영역간 이동수단과;
상기 증착입자가 상기 기판에 증착되도록 상기 각 증착영역 내에서 상기 증발원을 상기 기판의 변을 따라 이동시키는 증발원 이동수단을 포함하는 증착장치.
제1항에 있어서,
상기 증발원 각각에는 서로 다른 증착물질이 수용되는 것을 특징으로 하는 증착장치.
제1항에 있어서,
상기 기판은 하나의 중심점에서 서로 다른 방사방향으로 상기 증착영역 각각에 인출입되며,
상기 영역간 이동수단은,
상기 방사방향에 수직을 이루고 상기 증착영역을 따라 배치되며, 서로 평행을 이루는 n-1개의 영역간 가이드를 포함하며,
상기 증발원 이동수단은,
상기 증착영역 각각에 위치하고, 상기 방사방향을 따라 배치되는 증발원 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 증착장치.
제1항에 있어서,
상기 증착챔버 내벽에서 내측을 향하여 연장되어 상기 각 증착영역을 구획하는 격벽을 더 포함하는, 증착장치.
제1항에 따른 증착장치를 이용하여 증착물질을 증착하는 방법으로서,
상기 n개의 증착영역 중 어느 하나에 위치하는 상기 기판로딩부에 기판을 로딩하고 마스크와 얼라인하는 단계와;
상기 얼라인하는 단계와 동시에 상기 영역간 이동수단에 의해 상기 n-1개의 증발원 각각을 나머지 증착영역으로 각각 이동시키고, 나머지 증착영역 각각에서 상기 증발원 이동수단에 의해 상기 증발원을 각각 상기 기판의 변을 따라 이동시켜 나머지 증착영역의 상기 기판로딩부에 안착된 기판에 증착입자를 증착하는 단계를 포함하는 증착방법.
제5항에 있어서,
상기 얼라인하는 단계는,
상기 n개의 증착영역을 따라 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 증착방법.
제6항에 있어서,
상기 증착하는 단계는,
상기 얼라인하는 단계와 상응하여, 상기 n개의 증착영역을 따라 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 증착방법.
제6항에 있어서,
상기 얼라인하는 단계 이전에,
상기 증발원이 상기 n개의 증착영역을 따라 순차적으로 이동되고 상기 기판의 변을 따라 이동되어 상기 기판에 n-1개의 증착층이 형성되면 상기 기판을 언로딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증착방법.
제5항에 있어서,
상기 증발원 각각에는 서로 다른 증착물질이 수용되는 것을 특징으로 하는 증착방법.