KR20180007230A - 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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KR20180007230A
KR20180007230A KR1020160088201A KR20160088201A KR20180007230A KR 20180007230 A KR20180007230 A KR 20180007230A KR 1020160088201 A KR1020160088201 A KR 1020160088201A KR 20160088201 A KR20160088201 A KR 20160088201A KR 20180007230 A KR20180007230 A KR 20180007230A
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encapsulation layer
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layer
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노일호
방승덕
김범준
오수호
김신평
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주식회사 원익아이피에스
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Abstract

본 발명은 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 기판 처리 방법은, 제1챔버의 내부에서 제1마스크부재를 이용하여 기판의 상면에 형성된 소자를 덮도록 제1봉지층을 형성하는 제1봉지층 형성단계와, 제2챔버의 내부에서 제1봉지층의 상면에 제2봉지층을 형성하는 제2봉지층 형성단계와, 제3챔버의 내부에서 제1마스크부재와 동일한 마스크패턴이 형성된 제2마스크부재를 이용하여 제2봉지층의 상면에 제3봉지층을 형성하는 제3봉지층 형성단계를 포함하여 구성되어, 서로 동일한 마스크패턴이 형성된 단일 종류의 마스크부재를 이용하여 복수개의 봉지층을 형성함으로써, 제작 구조 및 제작 공정을 간소화할 수 있으며, 공정효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

Description

기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESING SYSTEM AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 한 종류의 마스크를 이용하여 다층 봉지막(multilayer encapsulation thin film)을 형성할 수 있는 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
디스플레이 제조 공정 또는 반도체 제조 공정 중에서 봉지(encapsulation) 공정이라 함은, 대기 중의 산소와 수분으로부터 소자(device)의 유기층과 전극을 보호하고, 외부로부터 가해지는 기계적, 물리적 충격으로부터 소자를 보호하기 위해 봉지막을 형성하는 공정을 의미한다.
특히, 유기 발광 다이오드(OLED) 소자에 사용되는 유기재료는, 공기 중의 산소 및 수분에 노출될 경우 수명이 급격하게 단축되기 때문에 유기재료의 외부 접촉을 막기 위한 봉지막이 필수적으로 요구된다.
일반적으로 봉지막은, 봉지기판과 TFT 기판 사이에 유기물을 충진시키는 충진 봉지 방식, 레이저로 용융시킨 유리원료(frit)를 이용하여 접착하는 frit 봉지 방식, 다층의 유기-무기 복합막으로 소자를 외부로부터 보호하는 필름(film) 봉지 방식 등으로 형성될 수 있다.
이중, 필름 봉지 방식의 봉지막은 서로 다른 2가지 종류 이상의 막(예를 들어, 유기막 및 무기막)을 번갈아 적층함으로써 형성될 수 있다.
기존 다층 봉지막의 제조 방식 중 하나로서, 제1챔버의 내부에서 소자가 형성된 기판의 상면에 제1마스크를 배치하고 제1마스크를 이용한 증착 공정을 통해 소자를 덮도록 제1봉지막을 형성한 후, 제2챔버의 내부에서 제1마스크와 다른(예를 들어, 다른 사이즈 또는 개구부를 갖는) 제2마스크를 기판의 상면에 배치하고 제2마스크를 이용한 증착 공정을 통해 제1봉지막을 덮도록 제2봉지막을 형성한 후, 다시 제3챔버의 내부에서 제2마스크와 다른 제3마스크를 기판의 상면에 배치하고 제3마스크를 이용한 증착 공정을 통해 제2봉지막을 덮도록 제3봉지막을 형성함으로써, 다층 봉지막을 형성하는 방식이 제시된 바 있다.
그러나, 기존에는 제1봉지막 내지 제3봉지막으로 이루어진 다층 봉지막을 형성하기 위하여, 서로 다른 사이즈 및 레이어 특성이 고려된 서로 다른 종류의 제1마스크 내지 제3마스크를 각각 제작하여 사용해야 했기 때문에, 마스크를 제작 및 유지하는데 많이 비용과 시간이 소요되어 경제적이지 못한 문제점이 있다.
더욱이, 기존에는 제1마스크 내지 제3마스크를 서로 다른 챔버의 내부에 배치하기 위해서는, 챔버의 내부에 마스크를 배치시키기 위한 장비(예를 들어, 마스크 지지 장비 또는 얼라인 장비) 역시 마스크의 종류 및 사양에 따라 각각 별도로 제작되어야 함에 따라, 제작 공정이 복잡하고, 생산적인 측면에서 효율적이지 못하며, 제조원가를 상승시키는 문제점 있다.
이에 따라, 최근에는 다층 봉지막의 제작 구조 및 제작 공정을 간소화할 수 있으며, 공정효율을 향상시키기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 다층 봉지막의 제작 구조 및 제작 공정을 간소화할 수 있으며, 공정효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 마스크패턴이 동일한 종류의 마스크부재를 이용하여 복수개의 봉지층을 형성함으로써, 다층 봉지막의 제작 구조 및 제작 공정을 간소화하고, 수율을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 마스크부재를 규격화(기성화)할 수 있으며, 마스크부재의 제작 및 유지에 소요되는 비용과 시간을 절감할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기판 처리 방법은, 제1챔버의 내부에서 제1마스크부재를 이용하여 기판의 상면에 형성된 소자를 덮도록 제1봉지층을 형성하는 제1봉지층 형성단계와, 제2챔버의 내부에서 제1봉지층의 상면에 제2봉지층을 형성하는 제2봉지층 형성단계와, 제3챔버의 내부에서 제1마스크부재와 동일한 마스크패턴이 형성된 제2마스크부재를 이용하여 제2봉지층의 상면에 제3봉지층을 형성하는 제3봉지층 형성단계를 포함한다.
이는, 복수개의 봉지층으로 이루어진 다층 봉지막을 형성함에 있어서, 서로 다른 종류의 마스크부재를 개별적으로 준비할 필요없이 마스크패턴이 서로 동일한 한가지 종류의 마스크부재를 이용하여 복수개의 봉지층을 형성하는 것에 의하여, 다층 봉지막의 제작 구조 및 제작 공정을 간소화하고, 공정효율을 향상시키기 위함이다.
즉, 본 발명은 마스크패턴이 동일한 한 가지 종류의 마스크부재를 복수개의 챔버에서 각각 서로 다른 높이에 배치하고, 각 챔버에서 마스크부재를 이용하여 복수개의 봉지층을 순차적으로 형성하는 것에 의하여, 복수개의 봉지층 별로 서로 다른 사이즈 및 레이어 특성을 고려하여 복수개의 마스크부재를 각각 개별적으로 제작해야 하는 번거로움이 없기 때문에, 다층 봉지층의 제작 구조 및 제작 공정을 간소화하고, 수율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도, 본 발명은 복수개의 챔버에서 각각 기판에 대한 마스크부재의 배치 높이(이격 간격)를 조절하여 복수개의 봉지층의 증착 면적을 서로 다르게 조절하는 것에 의하여, 한 가지 종류의 마스크부재로 서로 다른 복수개의 봉지층을 형성하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
다시 말해서, 서로 다른 복수개의 마스크부재를 이용하여 복수개의 챔버에서 복수개의 봉지층을 형성할 수 있지만, 이 경우 서로 다른 복수개의 마스크부재를 각각 제작하고 유지하는데 많이 비용과 시간이 소요되어 경제적이지 못한 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 복수개의 챔버에서 사용이 완료된 복수개의 마스크부재는 미리 정해진 순서로 각각 별도의 저장공간에 보관되어야 하기 때문에, 전체적인 처리 공정 복잡하고 효율이 저하되는 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 단 한종류의 마스크부재를 이용하여 복수개의 봉지층이 형성되도록 하는 것에 의하여, 사용이 완료된 마스크부재를 미리 정해진 순서로 정해진 저장공간에 보관해야 할 필요가 없기 때문에, 마스크부재의 이송 공정 및 보관 공정을 간소화하고, 챔버의 내부에 마스크부재를 배치하는데 소요되는 시간을 현저하게 단축(증착 공정이 정지되는 시간을 단축)하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
바람직하게, 제1봉지층 형성단계에서는 제1마스크부재를 기판의 상면에 대해 제1높이에 배치하고, 제3봉지층 형성단계에서는 제2마스크부재를 제1높이보다 높은 제2높이에 배치하는 것에 의하여, 기판에 대한 마스크부재의 배치 높이별로 마스크부재의 마스크패턴을 통한 봉지층의 증착 면적이 조절될 수 있게 함으로써, 규격화된 단일 종류의 마스크부재를 이용하여 서로 다른 복수개의 봉지층을 형성하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이때, 제1마스크부재는 제1높이에서 기판의 상면에 밀착되거나, 기판의 상면으로부터 이격되게 배치되는 것이 가능하고, 제2마스크부재는 제2높이에서 기판의 상면에 밀착되거나, 기판의 상면으로부터 이격되게 배치되는 것이 가능하다. 바람직하게, 제1마스크부재는 제1높이에서 기판의 상면에 밀착되고, 제2마스크부재는 제2높이에서 기판의 상면으로부터 이격된다.
또한, 제3봉지층의 증착 공정이 제2마스크부재가 기판의 상면으로부터 이격되게 배치된 상태에서 진행되게 하는 것에 의하여, 제2마스크부재의 마스크패턴에 의한 증착 면적을 증가시킬 수 있기 때문에, 다시 말해서, 제2마스크부재의 마스크패턴의 영역보다 큰 영역에서 증착이 이루어질 수 있기 때문에, 제3봉지층은 소자의 상면뿐만 아니라 소자의 가장자리부 주변을 덮도록 넓게 형성될 수 있다. 따라서, 복수개의 봉지층으로 이루어진 다층 봉지막의 가장자리부는 상부에서 하부로 하향 경사진 형상으로 테이퍼지게 형성될 수 있다. 이를 통해, 다층 봉지막의 가장자리부에서의 수분 침투를 효과적으로 차단할 수 있고, 수분 침투에 따른 수율 저하 및 다크 스팟의 발생률을 낮추는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 제1봉지층 형성단계에서 제1봉지층은 무기막으로 형성되고, 제2봉지층 형성단계에서 제2봉지층은 유기막으로 형성되며, 제3봉지층 형성단계에서 제3봉지층은 무기막으로 형성되는 것이 바람직하다. 참고로, 무기막은 일정 이상의 두께로 형성하기 어렵기 때문에, 제1봉지층과 제3봉지층의 사이에 버퍼층 역할을 수행하는 유기막으로 형성된 제2봉지층을 형성하는 것에 의하여, 산소 및 수분 등이 다층 봉지막으로 침투되는 침투 시간을 보다 길게하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 제3봉지층 형성단계에서 사용되는 제3챔버는 제1봉지층 형성단계에서 사용되는 제1챔버와 각각 별도의 챔버로 독립적으로 제공되는 것이 가능하지만, 경우에 따라서는 제3챔버와 제1챔버가 단 하나의 챔버를 공용(제3챔버=제1챔버)으로 사용하는 것도 가능하다. 다시 말해서, 제3봉지층 형성단계에서는 제3챔버로서 제1챔버를 공용으로 사용하되, 제3봉지층 형성단계에서는 제2봉지층이 형성된 후 제1챔버로 되돌아온 기판의 상면에 제3봉지층이 형성될 수 있다.
이와 같이, 단 하나의 챔버를 제1챔버와 제3챔버로서 공용으로 사용하고, 단 하나의 챔버에서 제1봉지층과 제3봉지층이 형성되도록 하는 것에 의하여, 설비를 간소화하고 설비의 장착에 필요한 공간을 줄이는 효과와, 제조 원가를 절감하는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 분야에 따르면, 기판 처리 시스템은, 제1챔버와, 제1챔버의 내부에 배치되며 제1챔버에서 기판의 상면에 형성된 소자를 덮도록 제1봉지층을 형성하는 제1마스크부재와, 제1챔버와 독립적으로 구비되며 제1봉지층의 상면에 제2봉지층이 형성되는 제2챔버와, 제2챔버와 독립적으로 구비되는 제3챔버와, 제1마스크부재와 동일한 마스크패턴이 형성되되 제3챔버의 내부에 배치되며 제3챔버에서 제2봉지층의 상면에 제3봉지층을 형성하는 제2마스크부재를 포함한다.
이와 같이, 본 발명은 서로 동일한 마스크패턴이 형성된 한 가지 종류의 마스크부재(제1마스크부재 및 제2마스크부재)를 이용하여 복수개의 봉지층을 포함하는 다층 봉지막이 형성되도록 하는 것에 의하여, 복수개의 봉지층 별로 서로 다른 사이즈 및 레이어 특성을 고려하여 복수개의 마스크부재를 각각 개별적으로 제작해야 하는 번거로움 없기 때문에, 다층 봉지막의 제작 구조 및 제작 공정을 간소화하고, 수율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
바람직하게, 제1마스크부재는 제1챔버의 내부에서 기판의 상면에 대해 제1높이에 배치되고, 제2마스크부재는 제3챔버의 내부에서 제1높이보다 높은 제2높이에 배치된다. 이때, 제1마스크부재는 제1높이에서 기판의 상면에 밀착되거나, 기판의 상면으로부터 이격되게 배치되는 것이 가능하고, 제2마스크부재는 제2높이에서 기판의 상면에 밀착되거나, 기판의 상면으로부터 이격되게 배치되는 것이 가능하다. 바람직하게, 제1마스크부재는 제1높이에서 기판의 상면에 밀착되고, 제2마스크부재는 제2높이에서 기판의 상면으로부터 이격된다.
이와 같이, 제2봉지층의 증착 공정이 제2마스크부재가 기판의 상면으로부터 이격되게 배치된 상태에서 진행되게 하는 것에 의하여, 제2마스크부재의 마스크패턴에 의한 증착 면적을 증가시킬 수 있기 때문에, 제3봉지층은 소자의 상면뿐만 아니라 소자의 가장자리부 주변을 덮도록 넓게 형성될 수 있다. 따라서, 복수개의 봉지층으로 이루어진 다층 봉지막의 가장자리부는 상부에서 하부로 하향 경사진 형상으로 테이퍼지게 형성될 수 있다. 이를 통해, 다층 봉지막의 가장자리부에서의 수분 침투를 효과적으로 차단할 수 있고, 수분 침투에 따른 수율 저하 및 다크 스팟의 발생률을 낮추는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 제1봉지층은 무기막으로 형성되고, 제2봉지층은 유기막으로 형성되며, 제3봉지층은 무기막으로 형성되는 것이 바람직하다. 참고로, 무기막은 일정 이상의 두께로 형성하기 어렵기 때문에, 제1봉지층과 제3봉지층의 사이에 버퍼층 역할을 수행하는 유기막으로 형성된 제2봉지층을 형성하는 것에 의하여, 산소 및 수분 등이 다층 봉지막으로 침투되는 침투 시간을 보다 길게하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 제3챔버와 제1챔버는 단 하나의 챔버를 공용(제3챔버=제1챔버)으로 사용하는 것도 가능하다. 다시 말해서, 제3챔버로서 제1챔버를 공용으로 사용하되, 제2봉지층이 형성된 후 제1챔버로 되돌아온 기판의 상면에 제3봉지층이 형성될 수 있다.
이와 같이, 단 하나의 챔버를 제1챔버와 제3챔버로서 공용으로 사용하고, 단 하나의 챔버에서 제1봉지층과 제3봉지층이 형성되도록 하는 것에 의하여, 설비를 간소화하고 설비의 장착에 필요한 공간을 줄이는 효과와, 제조 원가를 절감하는 효과를 얻을 수 있다.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '규격화된 마스크부재' 또는 이와 유사한 용어는 복수개의 봉지층을 형성하기 위해 사용되는 마스크부재에 서로 동일한 마스크패턴이 형성되고, 각 마스크부재가 서로 동일한 형상 및 크기로 형성되는 것으로 정의한다.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '다층 봉지막' 또는 이와 유사한 용어는 적어도 2개 이상의 봉지층이 적층되어 형성된 적층막(laminated film)으로 정의한다.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '기판에 형성된 소자' 또는 이와 유사한 용어는, 기판의 상면에 형성되어 다층 봉지막에 의해 봉지되는 피봉지 대상체를 의미한다. 예를 들어, 기판의 상면에는 유기 발광 다이오드(OLED)가 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 다층 봉지막의 제작 구조 및 제작 공정을 간소화할 수 있으며, 공정효율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면, 다층 봉지막을 형성하기 위한 마스크부재를 서로 다른 사이즈 및 레이어 특성을 고려하여 각각 개별적으로 제작해야 하는 번거로움 없이, 규격화된 한 가지 종류의 마스크부재를 이용하여 복수개의 봉지층을 포함하는 다층 봉지막이 형성될 수 있도록 하는 것에 의하여, 다층 봉지막의 제작 구조 및 제작 공정을 간소화하고, 수율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 단 하나의 마스크부재만을 사용하여 다층 봉지막을 형성함에 따라, 마스크부재의 이송 순서 및 저장 공간을 설정할 필요가 없기 때문에, 마스크부재의 이송 공정 및 보관 공정을 보다 간소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
다시 말해서, 서로 다른 복수개의 마스크부재를 이용하여 복수개의 챔버에서 복수개의 봉지층을 형성할 수 있지만, 이 경우 서로 다른 복수개의 마스크부재를 각각 제작하고 유지하는데 많이 비용과 시간이 소요되어 경제적이지 못한 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 복수개의 챔버에서 사용이 완료된 복수개의 마스크부재는 미리 정해진 순서로 각각 별도의 저장공간에 보관되어야 하기 때문에, 전체적인 처리 공정 복잡하고 효율이 저하되는 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 단 한종류의 마스크부재를 이용하여 복수개의 봉지층이 형성되도록 하는 것에 의하여, 사용이 완료된 마스크부재를 미리 정해진 순서로 정해진 저장공간에 보관해야 할 필요가 없기 때문에, 마스크부재의 이송 공정 및 보관 공정을 간소화하고, 챔버의 내부에 마스크부재를 배치하는데 소요되는 시간을 현저하게 단축(증착 공정이 정지되는 시간을 단축)하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 마스크부재를 규격화하여 마스크부재의 제작 및 유지에 소요되는 비용과 시간을 절감할 수 있으며, 마스크부재의 교체 주기를 보다 효율적으로 관리하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 단 한 종류의 마스크부재를 사용하여 다층 봉지막을 형성하는 것에 의하여, 마스크부재의 제조 오차 및 공정 오차를 최소화할 수 있고, 오차에 따른 다층 봉지막의 불량률을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 단 하나의 챔버를 제1챔버와 제3챔버로서 공용으로 사용하고, 단 하나의 챔버에서 제1봉지층과 제3봉지층이 형성되도록 하는 것에 의하여, 설비를 간소화하고 설비의 장착에 필요한 공간을 줄이는 효과와, 제조 원가를 절감하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 요구되는 조건에 따라 기판과 마스크부재를 비접촉(이격)되게 배치한 상태로 다양한 구조의 다층 봉지막을 형성하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 시스템의 제1챔버를 설명하기 위한 도면,
도 2는 도 1의 제1챔버에 의한 제1봉지층의 형성 과정을 설명하기 위한 도면,
도 3은 도 1의 기판 처리 시스템의 제2챔버 및 제2봉지층의 형성 과정을 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 1의 기판 처리 시스템의 제3챔버를 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 4의 제3챔버에 의한 제3봉지층의 형성 과정을 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 5의 제3챔버를 거쳐 형성된 다층 봉지막의 두께 분포를 도시한 그래프,
도 7은 본 발명에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 시스템의 제1챔버를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 제1챔버에 의한 제1봉지층의 형성 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 1의 기판 처리 시스템의 제2챔버 및 제2봉지층의 형성 과정을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 4는 도 1의 기판 처리 시스템의 제3챔버를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 4의 제3챔버에 의한 제3봉지층의 형성 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 도 5의 제3챔버를 거쳐 형성된 다층 봉지막의 두께 분포를 도시한 그래프이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 시스템(10)은, 제1챔버(110)와, 제1챔버(110)의 내부에 배치되며 제1챔버(110)에서 기판(200)의 상면에 형성된 소자(210)를 덮도록 제1봉지층(221)을 형성하는 제1마스크부재(310)와, 제1챔버(110)와 독립적으로 구비되며 제1봉지층(221)의 상면에 제2봉지층(222)이 형성되는 제2챔버(110 ')와, 제2챔버(110 ')와 독립적으로 구비되는 제3챔버(110")와, 제1마스크부재(310)와 동일한 마스크패턴(332)이 형성되되 제3챔버(110")의 내부에 배치되며 제3챔버(110")에서 제2봉지층(222)의 상면에 제3봉지층(223)을 형성하는 제2마스크부재(330)를 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하며, 제1챔버(110)는 내부에 진공 처리 공간을 갖도록 제공되며, 측벽 적어도 일측에는 기판(200) 및 마스크부재(310)가 출입하기 위한 출입부가 제공된다.
제1챔버(110)의 사이즈 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있으며, 제1챔버(110)의 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
제1챔버(110)의 상부에는 제1챔버(110)의 내부에 공정가스 및 RF 에너지를 공급하기 위한 샤워헤드(130)가 제공된다.
샤워헤드(130)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 샤워헤드(130)의 구조 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 샤워헤드(130)는 상부에서 하부 방향으로 배치되는 탑 플레이트와, 미드 플레이트와, 엔드 플레이트를 포함하여 구성될 수 있으며, 탑 플레이트와 미드 플레이트의 사이 공간으로 공급된 공정가스는 미드 플레이트의 관통공을 거쳐 미드 플레이트와 엔드 플레이트의 사이 확산된 후, 엔드 플레이트의 배출공을 통해 제1챔버(110)의 내부 공간으로 분사될 수 있다.
제1챔버(110)의 내부에는 상하 방향을 따라 승강 가능하게 서셉터(120)가 구비되며, 서셉터(120)의 상면에는 기판(200)이 거치된다. 서셉터(120)의 샤프트는 모터와 같은 통상의 구동수단에 의해 상하 방향을 따라 이동될 수 있다.
제1마스크부재(310)는 제1챔버(110)의 내부에 배치되며, 제1챔버(110)에서 기판의 상면에 형성된 소자를 덮도록 제1봉지층(first encapsulation layer)(221)을 형성하기 위해 구비된다.
참고로, 본 발명에서 소자(210)라 함은, 기판(200)의 상면에 형성되어 다층 봉지막(220)에 의해 봉지되는 피봉지 대상체를 의미한다. 일 예로, 기판(200)의 상면에는 유기 발광 다이오드(OLED)가 형성될 수 있으며, 제1봉지층(221)은 유기 발광 다이오드가 공기중의 산소 및 수분 등에 노출됨에 따른 성능 및 수명 저하를 방지하기 위해 유기 발광 다이오드를 덮도록 형성된다. 바람직하게, 제1봉지층(221)은 무기막으로 형성된다.
제1마스크부재(310)에는 제1봉지층(221)을 형성하기 위한 마스크패턴(312)이 형성되며, 마스크패턴(312) 영역을 통해 증착이 이루어지며 제1봉지층(221)이 형성될 수 있다. 일 예로, 제1마스크부재(310)는 마스크 플레이트와, 마스크 플레이트에 부착되는 마스크시트를 포함할 수 있으며, 마스크패턴은 마스크시트 상에 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 별도의 마스크시트 없이 마스크 플레이트에 직접 마스크패턴을 형성하는 것도 가능하다.
그리고, 제1마스크부재(310)는 높이조절부(320)에 의해 기판(200)에 대한 배치 높이가 조절될 수 있다. 일 예로, 제1마스크부재(310)는 높이조절부(320)에 의해 제1챔버(110)의 내부에서 기판(200)의 상면에 대해 제1높이에 배치된다. 이때, 제1마스크부재(310)는 제1높이에서 기판(200)의 상면에 밀착되거나, 기판(200)의 상면으로부터 이격되게 배치되는 것이 가능하다. 이하에서는 제1마스크부재(310)가 제1높이에서 기판(200)의 상면에 밀착되는 예를 들어 설명하기로 한다.
또한, 제1챔버(110)의 내부에는 제1봉지층(221)이 형성되기 전에 기판(200)에 대한 제1마스크부재(310)의 얼라인(또는 제1마스크부재에 대한 기판의 얼라인)을 수행하는 제1얼라인부(140)가 구비된다.
제1얼라인부(140)는 제1챔버(110) 내부에 제1마스크부재(310)가 진입된 후 기판(200)에 대한 제1마스크부재(310)의 얼라인을 수행할 수 있다. 일 예로, 제1얼라인부(140)는 기판(200)에 형성된 타겟 마크(또는 오브젝트 마크)와 제1마스크부재(310)에 형성된 오브젝트 마크(또는 타겟 마크)를 촬영하는 촬영부와, 촬영부에서 촬영된 타겟 마크(target mark)와 오브젝트 마크(object mark)의 거리 및 방향 오차만큼 제1마스크부재(310)를 이동시키는 제1마스크부재(310) 이동부를 포함한다. 경우에 따라서는 제1얼라인부가 기판에 대한 제1마스크부재의 얼라인을 수행 가능한 여타 다른 구조로 제공될 수 있으며, 제1얼라인부의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
촬영부는 타겟 마크 및 오브젝트 마크를 촬영하기 위해 제공된다. 일 예로, 촬영부로서는 비젼카메라와 같은 통상의 카메라가 사용될 수 있다.
마스크부재 이동부는 제1마스크부재(310)의 저면을 지지하는 마스크부재 지지대(302)를 통상의 구동수단에 의해 3축 방향(예를들어, X축,Y축,Z축 또는 R축,θ축,Z축)으로 이동시키도록 구성된다.
아울러, 높이조절부(320)는 기판(200)에 대한 제1마스크부재(310)의 상하 높이를 조절하는 역할과 함께, 기판(200)에 대한 마스크부재(310)의 얼라인을 수행하는 마스크부재 이동부의 역할을 함께 수행할 수 있다. 경우에 따라서는 높이조절부가 마스크부재 이동부와 각각 별도로 마련되는 것도 가능하다.
도 3을 참조하면, 제2챔버(110 ')는 제1챔버(110)와 독립적으로 구비되며, 제2챔버(110 ')에서는 제1봉지층(221)의 상면에 제2봉지층(second encapsulation layer)(222)이 형성된다.
일 예로, 제2챔버(110 ')는 내부에 처리 공간(진공 또는 대기압)을 갖도록 제공되고, 측벽 적어도 일측에는 기판(200)이 출입하기 위한 출입부가 제공된다.
제2챔버(110 ')의 사이즈 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있으며, 제2챔버(110 ')의 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
기판은 제1챔버(110)를 거친 후 제2챔버(110 ')로 이송되고, 제2챔버(110 ')에서 기판의 상면에는, 다시 말해서, 제1봉지층(221)의 상면에는 제2봉지층(222)이 형성된다. 바람직하게, 제2봉지층(222)은 유기막으로 형성되며, 제1봉지층(221)의 상면을 부분적으로 덮도록 형성된다.
제2챔버(110 ')의 내부에는 제1봉지층(221)의 상면에 제2봉지층(222)을 형성하는 제2봉지층 형성수단이 구비되며, 제2봉지층 형성수단으로서는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 봉지층 형성수단이 사용될 수 있다.
바람직하게, 제2봉지층 형성수단으로서 제2챔버(110 ')의 내부에는 제2봉지층(222)을 잉크젯 프린팅하는 잉크젯 프린터(320')가 구비된다. 이와 같이, 제2챔버(110 ')의 내부에서 잉크젯 프린터(320')를 이용하여 제2봉지층(222)을 형성하는 것에 의하여, 구조를 간소화하고, 제2봉지층(222) 형성 공정을 단축하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 특히, 잉크젯 프린터(320')는 대기압 상태에서 제2봉지층(222)을 형성하는 것이 가능하고, 작업 공정이 매우 간단하고 빠르기 때문에 수율을 향상시킬 수 있다. 경우에 따라서는 제2챔버의 내부에서 진공 상태로 제2봉지층을 증착 형성하는 것도 가능하다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제3챔버(110")는 내부에 진공 처리 공간을 갖도록 제공되며, 측벽 적어도 일측에는 기판(200) 및 마스크부재(310)가 출입하기 위한 출입부가 제공된다.
제3챔버(110")의 사이즈 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있으며, 제3챔버(110")의 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
제3챔버(110")의 상부에는 제3챔버(110")의 내부에 공정가스 및 RF 에너지를 공급하기 위한 샤워헤드(130)가 제공된다.
샤워헤드(130)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 샤워헤드(130)의 구조 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
제3챔버(110")의 내부에는 상하 방향을 따라 승강 가능하게 서셉터(120)가 구비되며, 서셉터(120)의 상면에는 기판(200)이 거치된다. 서셉터(120)의 샤프트는 모터와 같은 통상의 구동수단에 의해 상하 방향을 따라 이동될 수 있다.
한편, 제3챔버(110")와 제1챔버(110)는 각각 별도의 챔버로 독립적으로 제공되는 것이 가능하지만, 경우에 따라서는 제3챔버(110")와 제1챔버(110)가 단 하나의 챔버를 공용(제3챔버=제1챔버)으로 사용하는 것도 가능하다.
다시 말해서, 제3챔버(110")로서 제1챔버(110)를 공용으로 사용하되, 제2봉지층(222)이 형성된 후 제1챔버(110)로 되돌아온 기판(200)의 상면에 제3봉지층(223)이 형성될 수 있다.
여기서, 기판(200)이 제1챔버(110)로 되돌아온다 함은, 기판(200)이 제1챔버(110)와 제2챔버(110')를 거친 후, 다시 제1챔버(110)(제3챔버 역할)로 되돌아오는 것을 의미한다.
이와 같이, 단 하나의 챔버를 제1챔버(110)와 제3챔버(110")로서 공용으로 사용하는 것에 의하여, 설비를 간소화하고 설비의 장착에 필요한 공간을 줄이는 효과와, 제조 원가를 절감하는 효과를 얻을 수 있다.
제2마스크부재(330)에는 제1마스크부재(310)와 동일한 마스크패턴(332)이 형성되되, 제2마스크부재(330)는 제3챔버(110")의 내부에 배치되며, 제3챔버(110")에서 제2봉지층(222)을 덮도록 제3봉지층(third encapsulation layer)(223)을 형성하기 위해 구비된다.
여기서, 제2마스크부재(330)에 제1마스크부재(310)와 동일한 마스크패턴(332)이 형성된다 함은, 제2마스크부재(330)와 제1마스크부재(310)가 서로 동일한 사이즈 및 레이어 특성을 가지며, 동일한 크기 및 형상의 마스크패턴(312,322)이 형성된 것으로 정의된다. 다시 말해서, 제1마스크부재(310)와 제2마스크부재(330)로서 규격화(또는 기성화)된 단 한가지 종류의 마스크부재가 사용되는 것으로 이해된다.
제2마스크부재(330)에는 제3봉지층(223)을 형성하기 위한 마스크패턴(332)이 형성되며, 마스크패턴(332) 영역을 통해 증착이 이루어지며 제3봉지층(223)이 형성될 수 있다. 일 예로, 제2마스크부재(330)는 마스크 플레이트와, 마스크 플레이트에 부착되는 마스크시트를 포함할 수 있으며, 마스크패턴은 마스크시트 상에 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 별도의 마스크시트 없이 마스크 플레이트에 직접 마스크패턴을 형성하는 것도 가능하다.
그리고, 제2마스크부재(330)는 높이조절부(320)에 의해 기판(200)에 대한 배치 높이가 조절될 수 있다. 일 예로, 제2마스크부재(330)는 높이조절부(320)에 의해 제3챔버(110")의 내부에서 제1높이보다 높은 제2높이(H1)에 배치된다. 이때, 제2마스크부재(330)는 제2높이(H1)에서 기판(200)의 상면에 밀착되거나, 기판(200)의 상면으로부터 이격되게 배치되는 것이 가능하다. 이하에서는 제2마스크부재(330)가 제2높이(H1)에서 기판(200)의 상면으로부터 이격되게 배치되는 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 제2마스크부재가 제3챔버의 내부에서 제1높이보다 낮은 제3높이에 배치되는 것도 가능하다.
아울러, 높이조절부(320)를 통해 기판(200)에 대한 제2마스크부재(330)의 배치 높이를 조절하는 것에 의하여, 제2마스크부재(330)의 마스크패턴(332)을 통한 봉지층의 증착 면적을 조절할 수 있다. 예를 들어, 기판(200)과 제2마스크부재(330) 사이의 이격 간격가 커지면(기판에 대한 제2마스크부재의 배치 높이가 높아지면) 제2마스크부재(330)의 마스크패턴(332)에 의해 증착되는 제3봉지층(223)의 증착 면적이 증가(넓게 증착)할 수 있고, 반대로 기판(200)과 제2마스크부재(330) 사이의 이격 간격이 작아지면 제2마스크부재(330)의 마스크패턴(332)에 의해 증착되는 제3봉지층(223)의 증착 면적이 작아질 수 있다.
또한, 제3챔버(110")의 내부에는 제3봉지층(223)이 형성되기 전에 기판(200)에 대한 제2마스크부재(330)의 얼라인(또는 제1마스크부재에 대한 기판의 얼라인)을 수행하는 제2얼라인부(140")가 구비된다.
제2얼라인부(140")는 제3챔버(110") 내부에 제2마스크부재(330)가 진입된 후 기판(200)에 대한 제2마스크부재(330)의 얼라인을 수행할 수 있다. 일 예로, 제2얼라인부(140")는 기판(200)에 형성된 타겟 마크(또는 오브젝트 마크)와 제1마스크부재(310)에 형성된 오브젝트 마크(또는 타겟 마크)를 촬영하는 촬영부와, 촬영부에서 촬영된 타겟 마크(target mark)와 오브젝트 마크(object mark)의 거리 및 방향 오차만큼 제1마스크부재(310)를 이동시키는 마스크부재 이동부를 포함한다. 경우에 따라서는 제2얼라인부가 기판(200)에 대한 제2마스크부재(330)의 얼라인을 수행 가능한 여타 다른 구조로 제공될 수 있으며, 제2얼라인부(140")의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
촬영부는 타겟 마크 및 오브젝트 마크를 촬영하기 위해 제공된다. 일 예로, 촬영부로서는 비젼카메라와 같은 통상의 카메라가 사용될 수 있다.
마스크부재 이동부는 제2마스크부재(330)의 저면을 지지하는 마스크부재 지지대(302)를 통상의 구동수단에 의해 3축 방향(예를들어, X축,Y축,Z축 또는 R축,θ축,Z축)으로 이동시키도록 구성된다.
아울러, 높이조절부(320)는 기판(200)에 대한 제2마스크부재(330)의 상하 높이를 조절하는 역할과 함께, 기판(200)에 대한 제2마스크부재(330)의 얼라인을 수행하는 마스크부재 이동부의 역할을 함께 수행할 수 있다. 경우에 따라서는 높이조절부가 마스크부재 이동부와 각각 별도로 마련되는 것도 가능하다.
한편, 기판(200)이 제1챔버(110)와, 제2챔버(110 ')와, 제3챔버(110")를 순차적으로 거쳐 처리되는 동안, 기판(200)의 상면에는 제1봉지층(221)과, 제2봉지층(222)과, 제3봉지층(223)이 순차적으로 적층되어 다층 봉지막(multilayer encapsulation thin film)(220)을 형성한다.
아울러, 제1봉지층(221)은 무기막으로 형성되고, 제2봉지층(222)은 유기막으로 형성되며, 제3봉지층(223)은 무기막으로 형성될 수 있다. 참고로, 무기막은 일정 이상의 두께로 형성하기 어렵기 때문에, 제1봉지층(221)과 제3봉지층(223)의 사이에 버퍼층 역할을 수행하는 유기막으로 이루어진 제2봉지층(222)을 형성하는 것에 의하여, 산소 및 수분 등이 다층 봉지막(220)으로 침투되는 침투 시간을 보다 길게하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
바람직하게, 기판(200)에 대해 제2마스크부재(330)를 이격(제2높이)되게 배치시킨 상태로 제3봉지층(223)이 형성되도록 하는 것에 의하여, 다층 봉지막(220)의 가장자리부가 상부에서 하부로 하향 경사진 형상으로 테이퍼지게 형성, 다시 말해서, 다층 봉지막(220)의 가장자리부가 상부에서 하부로 갈수록 넓은 폭(W1〈 W2)을 갖도록 테이퍼지게 형성될 수 있다.
즉, 제2마스크부재(330)가 기판(200)의 상면으로부터 이격되게 배치되게 하는 것에 의하여, 제2마스크부재(330)의 마스크패턴(332)에 의한 증착 면적을 증가시킬 수 있기 때문에, 다시 말해서, 제2마스크부재(330)의 마스크패턴(332)의 영역 보다 큰 영역에서 증착이 이루어질 수 있기 때문에, 제3봉지층(223)은 소자(210)의 상면뿐만 아니라 소자(210)의 가장자리부 주변을 덮도록 넓게 형성될 수 있다.
다층 봉지막(220)의 가장자리부가 수직하게 형성되면(가장자리부의 상부와 하부의 폭이 동일한 직각 구조) 다층 봉지막(220)의 가장자리부를 통해 수분이 쉽게 침투하여 수율이 저하되고, 다크 스팟(dark spot 또는 block spot)의 발생률이 높아지는 문제점이 있다. 반면, 본 발명과 같이, 다층 봉지막(220)의 가장자리부를 테이퍼지게 형성하면, 다층 봉지막(220)의 가장자리부에서의 수분 침투를 차단할 수 있기 때문에, 수분 침투에 따른 수율 저하 및 다크 스팟의 발생률을 낮추는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 블록도이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 기판(200)처리방법은, 제1챔버(110)의 내부에서 제1마스크부재(310)를 이용하여 기판(200)의 상면에 형성된 소자(210)를 덮도록 제1봉지층(221)을 형성하는 제1봉지층 형성단계(S10)와, 제2챔버(110 ')의 내부에서 제1봉지층(221)의 상면에 제2봉지층(222)을 형성하는 제2봉지층 형성단계(S20)와, 제3챔버(110")의 내부에서 제1마스크부재(310)와 동일한 마스크패턴(332)이 형성된 제2마스크부재(330)를 이용하여 제2봉지층(222)의 상면에 제3봉지층(223)을 형성하는 제3봉지층 형성단계(S30)를 포함한다.
단계 1:
먼저, 제1챔버(110)의 내부에서 제1마스크부재(310)를 이용하여 기판(200)의 상면에 형성된 소자(210)를 덮도록 제1봉지층(221)을 형성한다.(S10)
기판(200)은 제1챔버(110)의 측벽에 형성된 출입부를 통해 제1챔버(110)의 내부로 진입될 수 있으며, 제1챔버(110)에 내부에 진입된 기판(200)은 기판지지대(202)에 지지된 후 서셉터(120)의 상면에 배치된다.(도 1 참조)
제1봉지층 형성단계(S10)에서, 제1마스크부재(310)는 제1챔버(110)의 내부에서 기판(200)의 상면에 대해 제1높이에 배치되며, 기판(200)의 상부에 제1마스크부재(310)가 제1높이로 배치된 상태에서 제1마스크부재(310)의 마스크패턴(312) 영역을 통해 증착이 이루어짐으로써, 기판(200)에 형성된 소자(210)를 덮도록 제1봉지층(221)이 형성된다.
이때, 제1마스크부재(310)는 제1높이에서 기판(200)의 상면에 밀착되거나, 기판(200)의 상면으로부터 이격되게 배치되는 것이 가능하다. 이하에서는 제1봉지층 형성단계(S10)에서, 제1마스크부재(310)가 제1높이에서 기판(200)의 상면에 밀착되는 예를 들어 설명하기로 한다.
여기서, 기판(200)의 형성된 소자(210)라 함은, 기판(200)의 상면에 형성되어 제1봉지층(221)에 의해 봉지되는 피봉지 대상체를 의미한다. 일 예로, 기판(200)의 상면에는 유기 발광 다이오드(OLED)가 형성될 수 있으며, 제1봉지층(221)은 유기 발광 다이오드가 공기중의 산소 및 수분 등에 노출됨에 따른 성능 및 수명 저하를 방지하기 위해 유기 발광 다이오드를 덮도록 형성된다. 바람직하게, 제1봉지층(221)은 무기막으로 형성된다.
단계 2:
다음, 제2챔버(110 ')의 내부에서 제1봉지층(221)의 상면에 제2봉지층(222)을 형성한다.(S20)
제1봉지층 형성단계(S10)에서 제1봉지층(221)이 형성된 기판은 제2챔버(110 ')로 이송되고, 기판이 제2챔버(110 ')의 내부에서 배치된 상태에서 제1봉지층(221)의 상면에는 제2봉지층(222)이 형성된다.
바람직하게 제2봉지층 형성단계(S20)에서 제2봉지층(222)은 유기막으로 형성되며, 제1봉지층(221)의 상면을 부분적으로 덮도록 형성된다.
제2봉지층 형성단계(S20)에서는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 제2봉지층(222)이 형성될 수 있다.
일 예로, 제2챔버(110 ')의 내부에는 제2봉지층(222)을 잉크젯 프린팅하는 잉크젯 프린터(320')가 구비될 수 있고, 제2봉지층 형성단계(S20)에서 제2봉지층(222)은 잉크젯 프린팅에 의해 형성될 수 있다.(도 3 참조) 이와 같이, 제2챔버(110 ')의 내부에서 잉크젯 프린터(320')를 이용하여 제2봉지층(222)을 형성하는 것에 의하여, 구조를 간소화하고, 제2봉지층(222) 형성 공정을 단축하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 특히, 잉크젯 프린터(320')는 대기압 상태에서 제2봉지층(222)을 형성하는 것이 가능하고, 작업 공정이 매우 간단하고 빠르기 때문에 수율을 향상시킬 수 있다. 경우에 따라서는 제2챔버의 내부에서 진공 상태로 제2봉지층을 증착 형성하는 것도 가능하다.
단계 3:
다음, 제3챔버(110")의 내부에서 상기 제1마스크부재(310)와 동일한 마스크패턴(332)이 형성된 제2마스크부재(330)를 이용하여 상기 제2봉지층(222)의 상면에 제3봉지층(223)을 형성한다.(S30)
제2봉지층 형성단계(S20)에서 제2봉지층(222)이 형성된 기판(200)은, 제3봉지층 형성단계(S30)에서 제3챔버(110")로 이송된다. 기판(200)은 제3챔버(110")의 측벽에 형성된 출입부를 통해 제3챔버(110")의 내부로 진입될 수 있으며, 제3챔버(110")에 내부에 진입된 기판(200)은 기판지지대(202)에 지지된 후 서셉터(120)의 상면에 배치된다.(도 4 참조)
제3봉지층 형성단계(S30)에서, 제2마스크부재(330)는 제3챔버(110")의 내부에서 제1높이보다 높은 제2높이에 배치되며, 기판의 상부에 제2마스크부재(330)가 배치된 상태에서 제2마스크부재(330)의 마스크패턴(332) 영역을 통해 증착이 이루어짐으로써, 기판에 형성된 소자를 덮도록 제3봉지층(223)이 형성된다.(도 5 참조)
이때, 제2마스크부재(330)는 제2높이에서 기판(200)의 상면에 밀착되거나, 기판(200)의 상면으로부터 이격되게 배치되는 것이 가능하다. 이하에서는 제3봉지층 형성단계(S30)에서, 제2마스크부재(330)가 제2높이에서 기판(200)의 상면으로부터 이격되는 예를 들어 설명하기로 한다.
참고로, 제3봉지층 형성단계(S30)에서는 제1마스크부재(310)와 동일한 마스크패턴(332)이 형성된 제2마스크부재(330)가 사용된다. 여기서, 제2마스크부재(330)에 제1마스크부재(310)와 동일한 마스크패턴(312,332)이 형성된다 함은, 제2마스크부재(330)와 제1마스크부재(310)가 서로 동일한 사이즈 및 레이어 특성을 가지며, 동일한 크기 및 형상의 마스크패턴이 형성된 것으로 정의된다. 다시 말해서, 제1마스크부재(310)와 제2마스크부재(330)로서 규격화(또는 기성화)된 단 한가지 종류의 마스크부재가 사용되는 것으로 이해된다.
바람직하게 제3봉지층 형성단계(S30)에서 제3봉지층(223)은 무기막으로 형성되며, 제2봉지층(222)의 상면을 전체적으로 덮도록 형성된다.
이와 같이, 기판의 상면에는 제1봉지층(221)과, 제2봉지층(222)과, 제3봉지층(223)이 순차적으로 적층되어 다층 봉지막(multilayer encapsulation thin film)을 형성한다.
무기막은 일정 이상의 두께로 형성하기 어렵기 때문에, 제1봉지층(221)과 제3봉지층(223)의 사이에 버퍼층 역할을 수행하는 유기막으로 이루어진 제2봉지층(222)을 형성하는 것에 의하여, 산소 및 수분 등이 다층 봉지막(220)으로 침투되는 침투 시간을 보다 길게하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
아울러, 제3봉지층 형성단계(S30)에서는 기판(200)에 대해 제2마스크부재(330)를 이격(제2높이)되게 배치시킨 상태로 제3봉지층(223)이 형성되도록 하는 것에 의하여, 다층 봉지막(220)의 가장자리부가 상부에서 하부로 하향 경사진 형상으로 테이퍼지게 형성, 다시 말해서, 다층 봉지막(220)의 가장자리부가 상부에서 하부로 갈수록 넓은 폭(W1〈 W2)을 갖도록 테이퍼지게 형성될 수 있다.
즉, 제3봉지층 형성단계(S30)에서, 제2마스크부재(330)가 기판(200)의 상면으로부터 이격되게 배치되게 하는 것에 의하여, 제2마스크부재(330)의 마스크패턴(332)에 의한 증착 면적을 증가시킬 수 있기 때문에, 다시 말해서, 제2마스크부재(330)의 마스크패턴(332)의 영역 보다 큰 영역에서 증착이 이루어질 수 있기 때문에, 제3봉지층(223)은 소자(210)의 상면뿐만 아니라 소자(210)의 가장자리부 주변을 덮도록 넓게 형성될 수 있다.
다층 봉지막(220)의 가장자리부가 수직하게 형성되면(가장자리부의 상부와 하부의 폭이 동일한 직각 구조) 다층 봉지막(220)의 가장자리부를 통해 수분이 쉽게 침투하여 수율이 저하되고, 다크 스팟(dark spot 또는 block spot)의 발생률이 높아지는 문제점이 있다. 반면, 본 발명과 같이, 다층 봉지막(220)의 가장자리부를 테이퍼지게 형성하면, 다층 봉지막(220)의 가장자리부에서의 수분 침투를 차단할 수 있기 때문에, 수분 침투에 따른 수율 저하 및 다크 스팟의 발생률을 낮추는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
한편, 제3봉지층 형성단계(S30)에서는 제3챔버(110")로서 제1챔버(110)를 공용(제3챔버=제1챔버)으로 사용하되, 제3봉지층 형성단계(S30)에서는 제1챔버(110)로 되돌아온 기판(200)의 상면에 제3봉지층(223)을 형성하는 것도 가능하다.
다시 말해서, 제3봉지층 형성단계(S30)에서는 제3챔버(110")로서 제1챔버(110)를 공용으로 사용하되, 제2봉지층(222)이 형성된 후 제1챔버(110)로 되돌아온 기판(200)의 상면에 제3봉지층(223)이 형성될 수 있다.
여기서, 기판(200)이 제1챔버(110)로 되돌아온다 함은, 기판(200)이 제1챔버(110)와 제2챔버(110')를 거친 후, 다시 제1챔버(110)(제3챔버 역할)로 되돌아오는 것을 의미한다.
이와 같이, 단 하나의 챔버를 제1챔버(110)와 제3챔버(110")로서 공용으로 사용하는 것에 의하여, 설비를 간소화하고 설비의 장착에 필요한 공간을 줄이는 효과와, 제조 원가를 절감하는 효과를 얻을 수 있다. 경우에 따라서는 제3봉지층 형성단계에서 사용되는 제3챔버가 제1챔버와 별도의 독립적인 챔버로 제공되는 것이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 제1챔버 110 ' : 제2챔버
110" : 제3챔버 120 : 서셉터
130 : 샤워헤드 140 : 제1얼라인부
200 : 기판 210 : 소자
220 : 다층 봉지막 221 : 제1봉지층
222 : 제2봉지층 223 : 제3봉지층
310 : 제1마스크부재 320' : 잉크젯 프린터
320 : 높이조절부 330 : 제2마스크부재

Claims (15)

  1. 기판 처리 방법에 있어서,
    제1챔버의 내부에서 제1마스크부재를 이용하여 기판의 상면에 형성된 소자를 덮도록 제1봉지층을 형성하는 제1봉지층 형성단계와;
    제2챔버의 내부에서 상기 제1봉지층의 상면에 제2봉지층을 형성하는 제2봉지층 형성단계와;
    제3챔버의 내부에서 상기 제1마스크부재와 동일한 마스크패턴이 형성된 제2마스크부재를 이용하여 상기 제2봉지층의 상면에 제3봉지층을 형성하는 제3봉지층 형성단계를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1봉지층 형성단계에서는 상기 제1마스크부재를 상기 기판의 상면에 대해 제1높이에 배치하고,
    상기 제3봉지층 형성단계에서는 상기 제2마스크부재를 상기 제1높이보다 높은 제2높이에 배치하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1마스크부재는 상기 제1높이에서 상기 기판의 상면에 밀착되고,
    상기 제2마스크부재는 상기 제2높이에서 상기 기판의 상면으로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1봉지층 형성단계에서 상기 제1봉지층은 상기 소자를 전체적으로 덮도록 형성되고,
    상기 제2봉지층 형성단계에서 상기 제2봉지층은 상기 제1봉지층의 상면을 부분적으로 덮도록 형성되며,
    상기 제3봉지층 형성단계에서 상기 제3봉지층은 상기 제2봉지층을 전체적으로 덮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 소자는 유기 발광 다이오드(OLED)이며,
    상기 제1봉지층은 무기막으로 형성되고, 상기 제2봉지층은 유기막으로 형성되며, 상기 제3봉지층은 무기막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  6. 제1 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2봉지층 형성단계에서 상기 제2봉지층은 잉크젯 프린팅 또는 증착에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  7. 제1 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1봉지층과, 상기 제2봉지층과, 상기 제3봉지층을 포함하는 다층 봉지막(multilayer encapsulation thin film)의 가장자리부(edge portion)는 상부에서 하부로 하향 경사진 형상으로 테이퍼지게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  8. 제1 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3봉지층 형성단계에서는 상기 제3챔버로서 상기 제1챔버를 공용으로 사용하되,
    상기 제3봉지층 형성단계에서는 상기 제1챔버로 되돌아온 상기 기판의 상면에 상기 제3봉지층을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  9. 기판 처리 시스템에 있어서,
    제1챔버와;
    상기 제1챔버의 내부에 배치되며, 상기 제1챔버에서 기판의 상면에 형성된 소자를 덮도록 제1봉지층을 형성하는 제1마스크부재와;
    상기 제1챔버와 독립적으로 구비되며, 상기 제1봉지층의 상면에 제2봉지층이 형성되는 제2챔버와;
    상기 제2챔버와 독립적으로 구비되는 제3챔버와;
    상기 제1마스크부재와 동일한 마스크패턴이 형성되되, 상기 제3챔버의 내부에 배치되며, 상기 제3챔버에서 상기 제2봉지층의 상면에 제3봉지층을 형성하는 제2마스크부재를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1마스크부재는 상기 제1챔버의 내부에서 상기 기판의 상면에 대해 제1높이에 배치되고,
    상기 제2마스크부재는 상기 제3챔버의 내부에서 상기 제1높이보다 높은 제2높이에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1마스크부재는 상기 제1높이에서 상기 기판의 상면에 밀착되고,
    상기 제2마스크부재는 상기 제2높이에서 상기 기판의 상면으로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 소자는 유기 발광 다이오드(OLED)이며,
    상기 제1봉지층은 무기막으로 형성되고, 상기 제2봉지층은 유기막으로 형성되며, 상기 제3봉지층은 무기막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2챔버의 내부에 구비되며, 상기 제2봉지층을 잉크젯 프린팅하는 잉크젯 프린터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  14. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3챔버로서 상기 제1챔버를 공용으로 사용하되,
    상기 제2봉지층이 형성된 후 상기 제1챔버로 되돌아온 상기 기판의 상면에 상기 제3봉지층이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  15. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1챔버에는 상기 제1봉지층이 형성되기 전에 상기 기판에 대한 상기 제1마스크부재의 얼라인을 수행하는 제1얼라인부가 구비되고,
    상기 제3챔버에는 상기 제3봉지층이 형성되기 전에 상기 기판에 대한 상기 제2마스크부재의 얼라인을 수행하는 제2얼라인부가 구비된 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
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