KR20150113489A - 클러스터형 증착장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 클러스터형 증착장치에 관한 것이다. 본 발명은 기판에 박막증착 공정을 수행하는 증착챔버; 복수개의 증착챔버가 주위에 연결되고, 상기 증착챔버로 기판을 반송하는 복수개의 반송챔버; 및 상기 반송챔버 사이에 연결되고, 일측의 반송챔버로부터 반송된 기판을 타측의 반송챔버로 이송함과 동시에 상기 기판을 회전시키는 버퍼챔버를 포함할 수 있다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 클러스터 모듈 사이에서의 기판의 반송 시간을 줄여 전체적인 공정시간을 최소화할 수 있다.

Description

클러스터형 증착장치{Cluster type deposition apparatus}
본 발명은 클러스터형 증착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 클러스터 모듈 사이에서의 기판의 반송 시간을 줄여 전체적인 공정시간을 최소화할 수 있는 클러스터형 증착장치에 관한 것이다.
유기 전계 발광소자(Organic Light Emitting Diodes: 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 대두되고 있다. 특히, 제조공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 액정표시장치 보다 많이 절감할 수 있는 장점이 있다.
유기 전계 발광소자는, 애노드 및 캐소드 전극을 제외한 나머지 구성층인 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등이 유기 박막으로 되어 있고, 이러한 유기 박막은 진공열 증착방법으로 기판 상에 증착된다.
진공열 증착방법은 증착챔버 내에 기판을 배치하고, 일정 패턴이 형성된 쉐도우 마스크(shadow mask)를 기판에 정렬시킨 후, 증발물질이 담겨 있는 증발원에 열을 가하여 증발원에서 승화되는 증발물질을 기판 상에 증착하는 방식으로 이루어진다.
이상에서 설명한 증착방법이 적용되는 장비로서 클러스터형 증착장치가 있다. 상기 클러스터형 증착장치는 중앙부에 기판을 반송하는 반송챔버가 배치되고 상기 반송챔버의 주위에 복수개의 증착챔버가 연결되어 하나의 클러스터 모듈을 형성하게 된다. 이러한 클러스터 모듈의 사이, 즉 반송챔버의 사이에는 기판의 회전을 위한 버퍼챔버가 연결된다. 버퍼챔버에서는 증착방향의 보정을 위해 일측의 반송챔버에서 반송된 기판이 180°만큼 회전되어 타측의 반송챔버로 반송되어야 한다. 종래에는 상기 기판의 회전을 로봇암이 회전시켜 타측의 반송챔버로 반송하였는데, 기판의 회전과 반송이 독립적으로 이루어지다 보니 전체적으로 기판의 반송시간이 많이 소요되는 문제가 있었다.
대한민국 공개특허공보 제2014-0016421호(2014.02.07. 공개)
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 클러스터 모듈 사이에서의 기판의 반송 시간을 줄여 전체적인 공정시간을 최소화할 수 있는 클러스터형 증착장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 기판에 박막증착 공정을 수행하는 증착챔버; 복수개의 증착챔버가 주위에 연결되고, 상기 증착챔버로 기판을 반송하는 복수개의 반송챔버; 및 상기 반송챔버 사이에 연결되고, 일측의 반송챔버로부터 반송된 기판을 타측의 반송챔버로 이송함과 동시에 상기 기판을 회전시키는 버퍼챔버를 포함할 수 있다.
상기 기판은 상기 버퍼챔버 내부에서 기판 지지대에 안착된 상태로 이송 및 회전이 되고,
상기 버퍼챔버에는, 상기 기판 지지대를 이송하도록 가이드하는 이송 가이드; 및 상기 기판 지지대가 180°만큼 회전되도록 가이드하는 회전 가이드가 설치될 수 있다.
상기 이송 가이드는 한 쌍이 평행하게 연장된 LM 가이드이고, 상기 회전 가이드는 링 형상의 LM 가이드일 수 있다.
상기 이송 가이드 및 회전 가이드는 제어부로부터 동시에 신호를 전달받아 상기 기판 지지대의 이송 및 회전을 제어할 수 있다.
상기 기판 지지대는 상기 회전 가이드에 회전가능하게 설치되며,
상기 버퍼챔버에는 상기 기판 지지대를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 회전 구동부가 설치되고, 상기 회전 구동부의 구동축은 상기 기판 지지대의 하면에 연결되어 동력을 전달할 수 있다.
상기 버퍼챔버의 입구 및 출구에는 상기 기판이 정상적으로 회전되었는지 여부를 검사하기 위한 기판 회전 검사부가 설치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 클러스터 모듈 사이에 배치된 버퍼챔버에서 기판이 이송과 회전이 동시에 이루어진다. 따라서, 클러스터 모듈 사이에서의 기판의 반송 시간을 줄여 전체적인 공정시간을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러스터형 증착장치의 평면도.
도 2는 버퍼챔버의 구체적인 구성을 보인 평면도.
도 3은 버퍼챔버의 구체적인 구성을 보인 측면도.
도 4 및 도 5는 버퍼챔버에서 기판이 반송되는 과정을 보인 평면도.
본 발명은 다양한 변경을 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 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 본 발명에 의한 클러스터형 증착장치의 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러스터형 증착장치의 평면도이고, 도 2는 버퍼챔버의 구체적인 구성을 보인 평면도이며, 도 3은 버퍼챔버의 구체적인 구성을 보인 측면도이다.
이에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 의한 클러스터형 증착장치는 기판에 박막증착 공정을 수행하는 증착챔버; 복수개의 증착챔버가 주위에 연결되고, 상기 증착챔버로 기판을 반송하는 복수개의 반송챔버(1); 및 상기 반송챔버(1) 사이에 연결되고, 일측의 반송챔버(1)로부터 반송된 기판을 타측의 반송챔버(1)로 이송함과 동시에 상기 기판을 회전시키는 버퍼챔버(10)를 포함할 수 있다.
반송챔버(1)는 대략 원형 또는 다각형 형상으로 만들어지고 주위면을 따라 복수개의 증착챔버가 연결된다. 또한, 본 도면에는 구체적으로 도시되지 않았지만, 반송챔버(1)의 주위면에는 기판의 로딩을 위한 기판 로딩부(미도시) 등이 연결될 수 있다. 반송챔버(1)는 기판을 증착챔버로 반송시키는 역할을 하며, 반송된 기판의 각각의 증착챔버에서 다양한 유기 발광소자의 생산이 가능하다.
이와 같이 반송챔버(1)와 복수개의 증착챔버는 서로 연결되어 하나의 클러스터 모듈을 형성하게 된다. 이러한 클러스터 모듈은 복수개가 설치될 수 있고, 복수개의 클러스터 모듈은 버퍼챔버(10)에 의해 서로 연결될 수 있다. 또한, 클러스터 모듈과 버퍼챔버(10)의 사이에는 클러스터 인입부(3)가 배치되어 연결될 수 있다. 클러스터 인입부(3)는 버퍼챔버(10)의 전단과 후단에 각각 배치되어 클러스터 모듈 간의 연결 고리 역할을 한다.
한편, 버퍼챔버(10)의 외부에는 기판 회전 검사부(5)가 설치된다. 기판 회전 검사부(5)는 기판이 정상적으로 회전이 되었는지를 확인하고 검사하는 역할을 한다. 기판 회전 검사부(5)는 기판의 회전 상태를 촬영할 수 있는 카메라 등으로 구성될 수 있으며, 버퍼챔버(10)의 외면에 형성된 뷰포트(미도시)를 통해 버퍼챔버(10)의 내부를 촬영하게 된다. 본 실시예에서는 버퍼챔버(10)의 양측, 즉 버퍼챔버(10)의 입구 및 출구에 서로 대칭되게 한 쌍이 배치되고, 기판의 회전 전 상태와 회전 후 상태를 각각 촬영하여 기판이 정상적으로 회전이 되었는지를 검사하게 된다.
본 실시예에서는 상술한 바와 같이 버퍼챔버(10) 내에서 기판이 이송됨과 동시에 회전이 이루어져야 한다. 이를 위해서 버퍼챔버(10)의 내부에는 기판을 이송하기 위한 이송 가이드(20); 및 상기 기판을 180°만큼 회전시키기 위한 회전 가이드(30)가 설치된다. 이와 같이 본 실시예에서는 기판의 이송 및 회전이 동시에 이루어질 수 있기 때문에 버퍼챔버(10)에서의 공정시간, 더 나아가서는 기판의 반송공정시간이 줄어들 수 있다.
이송 가이드(20)는 기판의 직선운동을 위해 구비된 부분이다. 이송 가이드(20)는 한 쌍이 평행하기 연장된 LM 가이드로 구성될 수 있다. 기판이 안착되는 기판 지지대(40)는 이송 가이드(20)에 지지된 상태로 기판을 이송시키게 된다.
또한, 회전 가이드(30)는 링 형상의 LM 가이드로 구성될 수 있다. 회전 가이드(30)의 상부에는 기판 지지대(40)가 회전가능하게 설치되어 있어 기판 지지대(40)는 회전 가이드(30)를 따라 회전될 수 있다. 도 3을 참조하면, 기판 지지대(40)의 회전을 위한 동력을 모터와 같은 회전 구동부(22)가 제공한다. 회전 구동부(22)의 구동축(24)은 기판 지지대(40)의 하면에 결합되어 있어 회전 구동부(22)가 구동되면 기판 지지대(40)를 180°만큼 회전시키게 된다.
한편, 이상에서 설명한 이송 가이드(20) 및 회전 가이드(30)는 하나의 제어부(미도시)에서 이송 및 회전이 제어될 수 있다. 다시 말해, 기판은 버퍼챔버(10)를 통과하는 동안 일정거리만큼 이송되어야 하고, 동시에 180°만큼 회전되어야 한다. 따라서, 이송 가이드(20) 및 회전 가이드(30)가 동시에 제어가 되어야 기판이 버퍼챔버(10)의 출구에 위치하였을 때 정상적인 상태로 클러스터 인입부(3)에 진입할 수 있게 된다. 이때 상술한 바와 같이, 기판 회전 검사부(5)에서는 기판이 정상적으로 회전이 되었는지 여부를 검사하게 된다.
또한, 상기 이송 가이드(20) 및 회전 가이드(30)는 기판의 이송 및 회전을 위해 일 예로 제시한 구성이며, 이에 반드시 제한되는 것은 아니고 기판의 이송 및 회전을 위한 구성이라면 어떠한 것이라도 채용될 수 있다.
이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 클러스터형 증착장치의 작동 과정을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러스터형 증착장치의 평면도이고, 도 4 및 도 5는 버퍼챔버에서 기판이 반송되는 과정을 보인 평면도이다.
먼저 도 1은 버퍼챔버(10)에 기판이 최초에 진입된 상태를 도시하고 있다. 이와 같이 증착이 이루어진 기판이 버퍼챔버(10)로 진입하게 되면 증착방향이 반대방향이기 때문에 버퍼챔버(10) 내에서 기판을 180°만큼 회전시켜야 한다.
이때, 제어부(미도시)에서 기판의 이송 및 회전을 위한 신호를 전달한다. 그러면, 기판이 안착된 기판 지지대(40)가 우측 방향으로 이송되면서 시계방향 또는 반시계방향으로 회전된다. 도 4에는 기판 지지대(40)가 90°만큼 회전된 것이 도시되어 있고, 최종적으로 버퍼챔버(10)의 출구로 기판 지지대(40)가 이송되면 입구에서보다 180°만큼 회전된다.
한편, 기판 회전 검사부(5)에서는 버퍼챔버(10)의 입구와 출구에서의 기판의 회전 상태를 촬영하여 검사함으로써, 기판이 정상적으로 회전이 이루어졌는지를 확인할 수 있다.
이와 같이 기판이 180°만큼 회전되면 증착방향이 반대방향으로 됨으로써 다른 클러스터 모듈로 진입할 수 있는 상태가 된다. 다른 클러스터 모듈의 반송챔버(1)로 이송된 기판은 증착챔버로 반송되어 증착을 수행하게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 다양한 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1 : 반송챔버 3 : 클러스터 인입부
5 : 기판 회전 검사부 10 : 버퍼챔버
20 : 이송 가이드 22 : 회전 구동부
24 : 구동축 30 : 회전 가이드
40 : 기판 지지대

Claims (6)

  1. 기판에 박막증착 공정을 수행하는 증착챔버;
    복수개의 증착챔버가 주위에 연결되고, 상기 증착챔버로 기판을 반송하는 복수개의 반송챔버; 및
    상기 반송챔버 사이에 연결되고, 일측의 반송챔버로부터 반송된 기판을 타측의 반송챔버로 이송함과 동시에 상기 기판을 회전시키는 버퍼챔버를 포함하는 클러스터형 증착장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 버퍼챔버 내부에서 기판 지지대에 안착된 상태로 이송 및 회전이 되고,
    상기 버퍼챔버에는, 상기 기판 지지대를 이송하도록 가이드하는 이송 가이드; 및 상기 기판 지지대가 180°만큼 회전되도록 가이드하는 회전 가이드가 설치되는 것을 특징으로 하는 클러스터형 증착장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이송 가이드는 한 쌍이 평행하게 연장된 LM 가이드이고, 상기 회전 가이드는 링 형상의 LM 가이드인 것을 특징으로 하는 클러스터형 증착장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 이송 가이드 및 회전 가이드는 제어부로부터 동시에 신호를 전달받아 상기 기판 지지대의 이송 및 회전을 제어하는 것을 특징으로 하는 클러스터형 증착장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 지지대는 상기 회전 가이드에 회전가능하게 설치되며,
    상기 버퍼챔버에는 상기 기판 지지대를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 회전 구동부가 설치되고, 상기 회전 구동부의 구동축은 상기 기판 지지대의 하면에 연결되어 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 클러스터형 증착장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 버퍼챔버의 입구 및 출구에는 상기 기판이 정상적으로 회전되었는지 여부를 검사하기 위한 기판 회전 검사부가 설치되는 것을 특징으로 하는 클러스터형 증착장치.
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