KR20150139222A

KR20150139222A - Oled 증착기

Info

Publication number: KR20150139222A
Application number: KR1020140067489A
Authority: KR
Inventors: 조생현
Original assignee: (주)브이앤아이솔루션
Priority date: 2014-06-03
Filing date: 2014-06-03
Publication date: 2015-12-11

Abstract

본 발명은 균일하면서 신속한 박막증착공정이 가능한 OLED 증착기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 증착용 기판(S)이 수직으로 로딩되는 증착챔버(10)와, 상기 증착챔버(10) 내부에 수직방향으로 이동가능하도록 설치되어 기판(S)에 대하여 증착물질을 증발하도록 증착물질을 가열하여 증발시키는 소스(20)와, 상기 소스(20)를 수직방향으로 이동시키는 수직이동장치(30)를 포함함함으로써 균일하면서 신속한 박막증착공정이 가능하다.

Description

OLED 증착기 {OLED deposition apparatus}

본 발명은 OLED 증착기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증착물질를 증발시켜 OLED 기판표면에 박막을 형성하는 OLED 증착기 소스의 노즐구조에 관한 것이다.

증착기란, 반도체 제조용 웨이퍼, LCD 제조용 기판, OLED 제조용 기판 등 기판의 표면에 CVD, PVD, 증발증착 등 박막을 형성하는 장치를 말한다.

그리고 OLED 제조용 기판의 경우 증착물질의 증착에 있어 유기물, 무기물, 금속 등을 증발시켜 기판 표면에 박막을 형성하는 공정이 많이 사용되고 있다.

증착물질을 증발시켜 박막을 형성하는 증착기는 증착용 기판이 로딩되는 증착챔버와, 증착챔버 내부에 설치되어 기판에 대하여 증착물질을 증발하도록 증착물질을 가열하여 증발시키는 소스를 포함하여, 증착물질이 증발되어 기판표면에 박막을 형성하는 기판처리를 수행한다.

또한 OLED 증착기에 사용되는 소스는 증착챔버 내부에 설치되어 기판에 대하여 증착물질을 증발하도록 증착물질을 가열하여 증발시키는 구성으로 그 증발방식에 따라서 한국공개특허 제10-20009-0015324호, 한국공개특허 제10-2004-0110718호 등 다양한 구조가 가능하다.

한편 OLED 제조용 기판은 생산성, 대형패널의 요구에 따라서 OLED 제조용 기판을 제조하기 위한 OLED 증착기도 대형화되고 있다.

이에 대형의 OLED 증착기가 균일한 박막증착공정을 수행할 수 있는 최적화된 구조가 요구되고 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 균일하면서 신속한 박막증착공정이 가능한 OLED 증착기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 증착용 기판(S)이 수직으로 로딩되는 증착챔버(10)와, 상기 증착챔버(10) 내부에 수직방향으로 이동가능하도록 설치되어 기판(S)에 대하여 증착물질을 증발하도록 증착물질을 가열하여 증발시키는 소스(20)와, 상기 소스(20)를 수직방향으로 이동시키는 수직이동장치(30)를 포함하는 OLED 증착기가 제공된다.

상기 수직이동장치(30)는 상기 소스(20)를 지지하는 지지부재(40)와, 상기 지지부재(40)의 상하방향이동을 가이드하는 가이드부(30), 및 상기 지지부재(40)가 상기 가이드부(30)를 따라서 상하이동되도록 상하구동하는 구동부를 포함할 수 있다.

상기 소스(20)는 증착물질이 담기며 증착물질을 가열하여 증발시키는 하나 이상의 증발용기(21)와, 상기 증발용기(21)의 상부에 결합되어 상기 증발용기(21)에서 증발된 증발물질을 상기 증착챔버(10)에 수직으로 로딩된 기판(S)을 향하여 분사할 수 있다.

상기 증발용기(21)는 기판의 폭방향을 따라서 복수개로 설치되며, 상기 노즐부(22)는 복수의 증발용기(21)에 대응되어 복수개로 설치될 수 있다.

상기 증발용기(21)는 기판의 폭방향을 따라서 복수개로 설치되며, 상기 노즐부(22)는 복수의 증발용기(21)에 대응되어 하나로 설치될 수 있다.

상기 소스(20)는 상하방향으로 복수의 열로 설치되어 보다 신속한 박막증착공정의 수행이 가능하다.

상기 노즐부(22)는 상기 증발용기(21)의 상부에 결합되어 상기 증발용기(21)에서 증발된 증발물질을 수용하는 버퍼공간형성부재(221)와, 상기 증착챔버(10)에 수직으로 로딩된 기판(S)을 향하는 부분에서 상기 버퍼공간형성부재(221)와 결합될 수 있다.

상기 소스(20)는 일렬로 배치된 복수의 증발모듈(100)을 포함하며, 상기 각 증발모듈(100)은 증착물질이 채워져 가열에 의하여 증착물질을 증발시키는 복수의 증발용기(110)와, 상기 복수의 증발용기들(110)을 증발위치(P2)로 순차적으로 위치시키는 이동수단과, 상기 각 증발용기(110)에 설치되어 상기 증발위치(P2)에 위치된 상기 증발용기(110)의 증착물질을 가열하는 히터(120)를 포함할 수 있다.

상기 이동수단은 상기 복수의 증발모듈(100)가 하나 이상의 대기위치, 예열위치 및 상기 증발위치(P2), 다시 상기 하나 이상의 대기위치 순으로 순환시키며, 상기 예열위치에 위치된 증발모듈(100)은 증착물질을 예열시킬 수 있다.

상기 대기위치는 상기 각 증발용기(110)가 순차적으로 위치되도록 복수 개로 설정됨이 바람직하다.

상기 이동수단은 회전장치와, 상기 회전장치의 회전구동에 의하여 회전되며 상기 복수의 증발용기들(110)이 회전축을 중심으로 원주방향으로 고정배치되는 회전판부(140)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 OLED 증착기는 증착물질을 가열하여 증발시키는 소스(20)를 증착챔버(10) 내부에 수직방향으로 이동가능하도록 설치하고, 소스(20)를 수직방향으로 이동시키면서 증착물질을 기판(S)에 대하여 증착물질을 증발함으로써 균일하면서 신속한 박막증착공정의 수행이 가능하다.

본 발명에 따른 OLED 증착기는 증착물질을 가열하여 증발시키는 소스(20)를 증착챔버(10) 내부에 수직방향으로 이동가능하도록 설치하고, 수평방향, 즉 기판의 폭방향을 따라서 복수의 증발용기를 설치함으로써 공정속도가 높고 대량의 기판처리가 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 OLED 증착기를 보여주는 단면도,
도 2는 도 1의 OLED 증착기의 소스 및 상하이동장치의 일부를 보여주는 일부단면도,
도 3은 도 1의 OLED 증착기의 변형된 소스 및 상하이동장치의 일부를 보여주는 일부단면도,
도 4는 도 1의 단면방향과 수직을 이루는 방향에서 본 단면 일부를 보여주는 일부단면도,
도 5는 도 1의 OLED 증착기에서 다른 실시예의 소스를 보여주는 평면도,
도 6은 도 5의 소스가 설치된 모습의 단면 일부를 보여주는 일부단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 OLED 증착기를 보여주는 단면도, 도 2는 도 1의 OLED 증착기의 소스 및 상하이동장치의 일부를 보여주는 일부단면도, 도 3은 도 1의 OLED 증착기의 변형된 소스 및 상하이동장치의 일부를 보여주는 일부단면도, 도 4는 도 1의 단면방향과 수직을 이루는 방향에서 본 단면 일부를 보여주는 일부단면도, 도 5는 도 1의 OLED 증착기에서 다른 실시예의 소스를 보여주는 평면도, 도 6은 도 5의 소스가 설치된 모습의 단면 일부를 보여주는 일부단면도이다.

본 발명에 따른 OLED 증착기는 도 1에 도시된 바와 같이 증착용 기판(S)이 수직으로 로딩되는 증착챔버(10)와, 증착챔버(10) 내부에 수직방향으로 이동가능하도록 설치되어 기판(S)에 대하여 증착물질을 증발하도록 증착물질을 가열하여 증발시키는 소스(20)와, 소스(20)를 수직방향으로 이동시키는 수직이동장치(30)를 포함한다.

여기서 기판(S)은 단독으로 이송되거나 캐리어(미도시) 등에 안착되어 이송될 수 있다. 그리고 기판(S) 상에 미리 설계된 패턴으로 증착이 이루어지도록 마스크(M)가 기판(S)에 밀착될 수 있다.

또한 도시되지 않았지만 증착챔버(10) 내부에는 증착공정의 수행을 위하여 기판(S)을 지지하는 기판지지구성이 별도로 설치됨이 바람직하다.

증착챔버(10)는 박막증착공정 수행을 위한 처리환경을 제공하는 구성요소로서 어떠한 구성도 가능하다.

증착챔버(10)는 소정의 내부공간을 형성하며 기판(S)이 통과할 수 있는 게이트(11)가 형성되는 용기로 이루어질 수 있다.

그리고 용기에는 내부공간에 대한 소정의 압력을 유지하기 위한 배기수단을 구비할 수 있다.

소스(20)는 증착챔버(10) 내부에 수직방향으로 이동가능하도록 설치되어 기판(S)에 대하여 증착물질을 증발하도록 증착물질을 가열하여 증발시키는 구성요소이다.

일 실시에 따르면 소스(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 증착물질이 담기며 증착물질을 가열하여 증발시키는 하나 이상의 증발용기(21)와, 증발용기(21)의 상부에 결합되어 증발용기(21)에서 증발된 증발물질을 증착챔버(10)에 수직으로 로딩된 기판(S)을 향하여 분사하는 노즐부(22)를 포함할 수 있다.

증발용기(21)는 증착물질이 채워져 가열에 의하여 증착물질을 증발시키는 구성요소로서 소위 도가니 구조를 가질 수 있다.

증발용기(21)에 담기는 증착물질은 기판에 형성된 박막의 물성에 따라서 유기물, 무기물, 금속 등이 될 수 있으며 액상 또는 고체상으로 이루어질 수 있다.그리고

그리고 증발용기(21)는 증착물질을 가열하기 위하여 히터(23)가 설치되며, 히터(23)는 증발용기(21)에 설치되어 증착물질을 가열하는 구성요소로서 저항히터와 같이 증발용기(21)의 외측에 설치되어 증발용기(21)를 가열함으로써 증발용기(21)에 채워진 증착물질을 가열하게 된다.

증발용기(21)는 기판(S)의 폭에 대응되는 수평길이를 가지고 형성되고, 이때 노즐부(22) 또한 기판(S)의 폭에 대응되는 수평길이를 가지고 형성될 수 있다.

또한 증발용기(21)는 증착챔버(10) 내에서 기판(S)의 폭방향을 따라서 복수개로 설치될 수 있다.

이때 노즐부(22)는 복수의 증발용기(21)에 대응되어 복수개로 설치되거나, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 증발용기(21)에 대응되어 하나로 설치될 수 있다.

상기와 같이 증발용기(21)가 복수개로 설치되면 수평방향으로 길게 형성된 증발용기의 제조가 용이하며, 증발용기가 별도로 설치되어 균일한 가열이 가능하여 기판(S)의 폭방향으로 균일한 증발률의 증착물질이 증발이 가능하여 균일한 기판처리가 가능하다.

노즐부(22)는 증발용기(21)의 상부에 결합되어 증발용기(21)에서 증발된 증발물질을 증착챔버(10)에 수직으로 로딩된 기판(S)을 향하여 분사하는 구성요소이다.

노즐부(22)는 증발용기(21)의 상부에 결합되어 증발용기(21)에서 증발된 증발물질을 증착챔버(10)에 수직으로 로딩된 기판(S)을 향하여 분사할 수 있으면 어떠한 구성도 가능하다.

특히 노즐부(22)는. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 증발용기(21)의 상부에 결합되어 증발용기(21)에서 증발된 증발물질을 수용하는 버퍼공간형성부재(221)와, 증착챔버(10)에 수직으로 로딩된 기판(S)을 향하는 부분에서 버퍼공간형성부재(221)와 결합되는 노즐부재(222)를 포함할 수 있다.

버퍼공간형성부재(221)는 증발용기(21)의 상부에 결합되어 증발용기(21)에서 증발된 증발물질을 수용하는 구성요소이다.

버퍼공간형성부재(221)는 증발용기(21)의 상부에 결합되어 증발용기(21)에서 증발된 증발물질이 노즐부재(222)의 토출구 쪽으로 원활하게 유도할 수 있는 구성이면 어떠한 구조도 가능하다.

실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 수직단면이 노즐부재(222)와 대향되는 부분에서 수직으로 굽어진 구조를 가지거나, 도 3에 도시된 바와 같이, 수직단면이 증발된 증착물질의 증기가 원활한 유동을 이루도록 노즐부재(222)와 대향되는 부분에서 완만하게 굽어진 곡면구조를 가질 수 있다.

노즐부재(222)는 증착챔버(10)에 수직으로 로딩된 기판(S)을 향하는 부분에서 버퍼공간형성부재(221)와 결합되는 구성요소이다.

노즐부재(222)는 버퍼공간형성부재(221)와 결합되어 버퍼공간형성부재(221)로부터 증발된 증착물질을 기판(S)을 향하도록 하며, 일반적으로 관부재로 구성될 수 있다.

여기서 노즐부재(222)는 관부재가 기판(S)의 표면에 대하여 수직을 이루거나 상향경사 또는 하향경사를 이루는 등 실험에 따라서 다양하게 설치될 수 있다.

한편 다른 실시예에 따른 소스(20)는 생산성을 위하여 장치의 가동시간을 높일 필요가 있는바, 일렬로 배치된 복수의 증발모듈(100)을 포함하며, 각 증발모듈(100)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 증착물질이 채워져 가열에 의하여 증착물질을 증발시키는 복수의 증발용기(110)와, 복수의 증발용기들(110)을 증발위치(P2)로 순차적으로 위치시키는 이동수단과, 각 증발용기(110)에 설치되어 증발위치(P2)에 위치된 증발용기(110)의 증착물질을 가열하는 히터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.

복수의 증발용기(110)는 증착물질이 채워져 가열에 의하여 증착물질을 증발시키는 구성요소로서 소위 도가니 구조를 가질 수 있다.

각 증발용기(110)에 담기는 증착물질은 기판에 형성된 박막의 물성에 따라서 유기물, 무기물, 금속 등이 될 수 있으며 액상 또는 고체상으로 이루어질 수 있다.

히터는 각 증발용기(110)에 설치되어 증발위치(P2)에 위치된 증발용기(110)의 증착물질을 가열하는 구성요소로서 저항히터와 같이 증발용기(110)의 외측에 설치되어 증발용기(110)를 가열함으로써 증발용기(110)에 채워진 증착물질을 가열하게 된다.

이동수단은 복수의 증발용기들(110)을 증착챔버(10)로 순차적으로 위치시키는 구성요소로서 복수의 증발용기들(110)의 구조 및 배치에 따라서 다양한 구성이 가능하다.

실시예로서 이동수단은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 회전장치(160)와, 회전장치(160)의 회전구동에 의하여 회전되며 복수의 증발용기들(110)이 회전축(O)을 중심으로 원주방향으로 고정배치되는 회전판부(140)를 포함할 수 있다.

또 다른 실시예로서 이동수단은 도시되지 않았지만 회전판부(140)를 회전시키기 않고 2축 선형이동, 즉 XY로봇에 의하여 각 증발용기(110)들이 증발위치(P2)에 위치되도록 구성될 수 있다.

상기와 같은 이동수단은 복수의 증발용기들(110)을 증착챔버(10)로 순차적으로 위치시키는 구성요소로서 하나 이상의 대기위치(P0; P01~P02), 예열위치(P1) 및 증발위치(P2), 다시 하나 이상의 대기위치(P0) 순으로 순환시킬 수 있다.

대기위치(P0)는 증발용기(110)가 예열위치(P1)로 이동되기 전에 위치되는 위치로서 하나 또는 복수개(P01~P02)로 설정될 수 있으며, 각 증발용기(110)는 복수의 대기위치(P0)들을 순차적으로 거친 후 예열위치(P1)로 이동될 수 있다.

예열위치(P1)는 위치된 증발용기(110)의 증착물질을 예열시키는 위치로서 증발용기(110)가 증발위치(P2)에 위치되기 전에 예열됨으로써 증발용기(110)가 증발위치(P2)에 위치되었을 때 신속한 증발이 가능하여 연속 또는 신속한 공정수행이 가능한 이점이 있다.

복수의 증발용기들(110)은 대기위치(P0), 예열위치(P1) 및 증발위치(P2) 모두에 각각 위치되어 동시에 다른 위치로 이동될 수 있다.

또한 복수의 증발용기들(110)은 대기위치(P0)를 제외한 예열위치(P1) 및 증발위치(P2)에 위치되었다가, 증발위치(P2)에 위치된 증발용기(110)는 대기위치(P0)로, 예열위치(P1)에 위치된 증발용기(110)는 증발위치(P2)로 이동되고, 이후 대기위치(P0)에 위치된 증발용기(110)는 예열위치(P1)로 이동되어 예열될 수 있다.

한편 소스(20)는, 보다 신속한 박막증착공정 수행을 위하여 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상하방향으로 복수의 열로 설치될 수 있다.

수직이동장치(30)는 소스(20)를 수직방향으로 이동시키는 구성요소이다.

일실시예에 따르면 수직이동장치(30)는 소스(20)를 지지하는 지지부재(40)와, 지지부재(40)의 상하방향이동을 가이드하는 가이드부(30), 및 지지부재(40)가 가이드부(30)를 따라서 상하이동되도록 상하구동하는 구동부를 포함할 수 있다.

지지부재(40)는 소스(20)를 지지하는 구성요소로서 지지구조에 따라서 다양한 구성이 가능하다.

가이드부(30)는 지지부재(40)의 상하방향이동을 가이드하는 구성요소로서 레일, 스크류 등 가이드방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.

구동부는 지지부재(40)가 가이드부(30)를 따라서 상하이동되도록 상하구동하는 구성요소로서 구동방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.

S... 기판 M... 마스크
10... 증착챔버 20... 소스

Claims

증착용 기판(S)이 수직으로 로딩되는 증착챔버(10)와,
상기 증착챔버(10) 내부에 수직방향으로 이동가능하도록 설치되어 기판(S)에 대하여 증착물질을 증발하도록 증착물질을 가열하여 증발시키는 소스(20)와,
상기 소스(20)를 수직방향으로 이동시키는 수직이동장치(30)를 포함하는 OLED 증착기.
제1항에 있어서,
상기 수직이동장치(30)는 상기 소스(20)를 지지하는 지지부재(40)와, 상기 지지부재(40)의 상하방향이동을 가이드하는 가이드부(30), 및 상기 지지부재(40)가 상기 가이드부(30)를 따라서 상하이동되도록 상하구동하는 구동부를 포함하는 OLED 증착기.
제1항에 있어서,
상기 소스(20)는 증착물질이 담기며 증착물질을 가열하여 증발시키는 하나 이상의 증발용기(21)와, 상기 증발용기(21)의 상부에 결합되어 상기 증발용기(21)에서 증발된 증발물질을 상기 증착챔버(10)에 수직으로 로딩된 기판(S)을 향하여 분사하는 노즐부(22)를 포함하는 OLED 증착기.
제2항에 있어서,
상기 증발용기(21)는 기판의 폭방향을 따라서 복수개로 설치되며, 상기 노즐부(22)는 복수의 증발용기(21)에 대응되어 복수개로 설치된 OLED 증착기.
제2항에 있어서,
상기 증발용기(21)는 기판의 폭방향을 따라서 복수개로 설치되며, 상기 노즐부(22)는 복수의 증발용기(21)에 대응되어 하나로 설치된 OLED 증착기.
제1항에 있어서,
상기 소스(20)는 상하방향으로 복수의 열로 설치된 OLED 증착기.
제2항에 있어서,
상기 노즐부(22)는 상기 증발용기(21)의 상부에 결합되어 상기 증발용기(21)에서 증발된 증발물질을 수용하는 버퍼공간형성부재(221)와, 상기 증착챔버(10)에 수직으로 로딩된 기판(S)을 향하는 부분에서 상기 버퍼공간형성부재(221)와 결합되는 노즐부재(222)를 포함하는 OLED 증착기.
제1항에 있어서,
상기 소스(20)는
일렬로 배치된 복수의 증발모듈(100)을 포함하며,
상기 각 증발모듈(100)은
증착물질이 채워져 가열에 의하여 증착물질을 증발시키는 복수의 증발용기(110)와,
상기 복수의 증발용기들(110)을 증발위치(P2)로 순차적으로 위치시키는 이동수단과,
상기 각 증발용기(110)에 설치되어 상기 증발위치(P2)에 위치된 상기 증발용기(110)의 증착물질을 가열하는 히터(120)를 포함하는 OLED 증착기.
제8항에 있어서,
상기 이동수단은 상기 복수의 증발모듈(100)가 하나 이상의 대기위치, 예열위치 및 상기 증발위치(P2), 다시 상기 하나 이상의 대기위치 순으로 순환시키며,
상기 예열위치에 위치된 증발모듈(100)은 증착물질을 예열시키는 OLED 증착기.
제9항에 있어서,
상기 대기위치는 상기 각 증발용기(110)가 순차적으로 위치되도록 복수개인 것을 특징으로 하는 OLED 증착기.
제1항에 있어서,
상기 이동수단은 회전장치와, 상기 회전장치의 회전구동에 의하여 회전되며 상기 복수의 증발용기들(110)이 회전축을 중심으로 원주방향으로 고정배치되는 회전판부(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 증착기.