KR20180133007A - 열 처리 장치 및 이를 이용한 막 제조 방법 - Google Patents

열 처리 장치 및 이를 이용한 막 제조 방법 Download PDF

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Abstract

열 처리 장치 및 이를 이용한 막 제조 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 열 처리 장치는 챔버, 상기 챔버 내에 배치된 제1 히팅 플레이트, 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 제1 히팅 플레이트의 일면 상에 배치되며, 복수의 슬릿을 갖는 제2 히팅 플레이트, 및 상기 제1 히팅 플레이트의 상기 일면 측으로 가스를 분사하도록 구성된 가스 분사 유닛을 포함하되, 상기 제2 히팅 플레이트의 중앙부에서의 단위 면적 당 상기 슬릿이 차지하는 평면상 면적은, 상기 제2 히팅 플레이트의 가장자리부에서의 단위 면적 당 상기 슬릿이 차지하는 평면상 면적보다 크다.

Description

열 처리 장치 및 이를 이용한 막 제조 방법{HEAT TREATMENT APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING FILM USING THE SAME}
본 발명은 열 처리 장치 및 이를 이용한 막 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 소자는 자발광형 소자로서 표시 장치에 적용될 경우 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답 속도, 휘도, 구동 전압 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점을 가지고 있다.
유기 발광 소자(organic light emitting device)는 정공(hole)을 주입하는 애노드 전극과 전자(electron)를 주입하는 캐소드 전극 사이에 정공 주입층, 정공 수송층 및 발광층을 포함하는 유기막들이 개재된 구조를 갖는다. 상기 양 전극 사이에 전압을 인가하면 정공과 전자가 발광층에서 재결합하여 엑시톤을 형성하고, 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저 상태로 변화함에 따라 발광한다.
한편, 상기 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 유기막을 형성하기 위한 한 가지 방법으로 잉크젯 프린팅 또는 노즐 프린팅 등의 용액 도포 공정을 예시할 수 있다. 상기 용액 도포 공정은 유기 용액을 원하는 위치에 토출하고 상기 유기 용액을 고온의 불활성 기체와 접촉시켜 상기 유기 용액을 건조(curing) 및 베이크(baking) 함으로써 상기 유기막을 형성할 수 있다.
그러나 상기 건조 및 베이크 공정은 별도의 챔버에서 수행되기 때문에 공정이 복잡해지고 비용 상승의 원인이 될 수 있다. 또, 상기 건조 및 베이크 과정에서 상기 유기 용액의 토출 위치 별로 가열 경로가 상이하여 유기 용액이 균일하게 건조되지 않는 문제가 발생할 수 있고, 이러한 문제는 기판, 예컨대 유기 발광 표시 패널 기판이 대면적화 됨에 따라 더욱 심화될 수 있다.
이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공정을 단순화하고 기판 상의 유기 용액 또는 유기막을 균일하게 열 처리하여 균일도(uniformity)가 향상된 막을 제조할 수 있는 열 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 기판 상의 유기 용액 또는 유기막을 균일하게 열 처리하여 균일도가 향상되고 불순물 함량이 최소화될 수 있는 막 제조 방법을 제공하는 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 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 열 처리 장치는, 챔버, 상기 챔버 내에 배치된 제1 히팅 플레이트, 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 제1 히팅 플레이트의 일면 상에 배치되며, 복수의 슬릿을 갖는 제2 히팅 플레이트, 및 상기 제1 히팅 플레이트의 상기 일면 측으로 가스를 분사하도록 구성된 가스 분사 유닛을 포함하되, 상기 제2 히팅 플레이트의 중앙부에서의 단위 면적 당 상기 슬릿이 차지하는 평면상 면적은, 상기 제2 히팅 플레이트의 가장자리부에서의 단위 면적 당 상기 슬릿이 차지하는 평면상 면적보다 크다.
상기 가스 분사 유닛은, 상기 제1 히팅 플레이트의 상기 일면과 평행한 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 방향으로의 유로를 제공하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격 배치된 복수의 제1 유로부를 포함할 수 있다.
또, 상기 슬릿은 상기 제1 방향으로 연장된 형상이고, 상기 슬릿의 상기 제1 방향의 중앙부에서의 폭은, 상기 슬릿의 상기 제1 방향의 단부에서의 폭보다 클 수 있다.
또한, 상기 복수의 슬릿은, 상기 제2 히팅 플레이트의 상기 제2 방향의 중앙부에 위치한 제1 슬릿, 및 상기 제1 슬릿에 비해 상기 제2 히팅 플레이트의 상기 제2 방향의 가장자리부에 위치한 제2 슬릿을 포함하되, 상기 제1 슬릿의 폭은 상기 제2 슬릿의 폭보다 클 수 있다.
상기 제1 히팅 플레이트와 상기 제2 히팅 플레이트 사이에는 열 처리 공간이 정의되고, 상기 열 처리 공간의 가장자리부에 비해 중앙부에 더 많은 열량을 가할 수 있도록 구성된 제1 서브 히터를 더 포함할 수 있다.
또, 상기 제1 히팅 플레이트와 상기 제2 히팅 플레이트 사이에 배치된 기판 안착 플레이트, 상기 제1 히팅 플레이트와 상기 제2 히팅 플레이트 사이에 배치되고, 상기 제2 히팅 플레이트의 가장자리를 따라 띠 형상으로 배치된 기류 차단 블록, 상기 기류 차단 블록을 둘러싸도록 상기 기류 차단 블록의 외측에 배치된 커튼 가스 분사부, 상기 기류 차단 블록을 둘러싸도록 상기 기류 차단 블록의 외측에 배치되어 상기 열 처리 공간 측으로 열을 제공하도록 구성된 제2 서브 히터, 및 상기 제2 히팅 플레이트 상부에 배치된 배기 후드를 더 포함하되, 상기 가스 분사 유닛은 상기 기판 안착 플레이트 측으로 가스를 분사하도록 구성될 수 있다.
상기 가스 분사 유닛은, 상기 가스를 공급하는 가스 공급원, 및 상기 가스 공급원과 상기 챔버 내부의 복수의 상기 제1 유로부들 사이에 유로를 제공하는 가스 공급관을 더 포함하되, 상기 제2 히팅 플레이트는 복수의 관통홀들을 가지고, 상기 제1 유로부는 상기 제1 히팅 플레이트와 상기 제2 히팅 플레이트 사이에 배치되며, 상기 가스 공급관의 적어도 일부는 상기 관통홀들을 통해 상기 제2 히팅 플레이트를 관통하여 상기 제1 유로부와 직접 연결될 수 있다.
또, 상기 제1 서브 히터는 상기 제2 히팅 플레이트와 상기 배기 후드 사이에 배치되고, 상기 제1 서브 히터는 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 이격 배치되어 복수개이며, 상기 제1 서브 히터는 상기 제1 유로부와 중첩할 수 있다.
상기 가스 분사 유닛은, 상기 가스를 공급하는 가스 공급원, 상기 가스 공급원과 상기 챔버 내부의 복수의 상기 제1 유로부들 사이에 유로를 제공하는 가스 공급관, 및 상기 제1 유로부로부터 돌출되어 상기 관통홀을 통해 상기 제2 히팅 플레이트를 관통하여 상기 기판 안착 플레이트 측으로 가스를 분사하도록 구성된 복수의 제2 유로부를 더 포함하되, 상기 제2 히팅 플레이트는 복수의 관통홀을 가지고, 상기 제1 유로부는 상기 제2 히팅 플레이트와 상기 배기 후드 사이에 배치되며, 상기 복수의 제1 유로부는 2n(여기서, n은 자연수)개이고, 상기 가스 공급관은, 일 방향으로 연장된 제1 가스 분배관, 및 상기 제1 가스 분배관으로부터 분기된 두 개의 제2 가스 분배관을 포함하고, 상기 가스 공급원으로부터 상기 각 제1 유로부까지의 유로 길이는 모두 동일할 수 있다.
또, 상기 제1 서브 히터는 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 이격 배치되어 2n+1개이고, 상기 제1 서브 히터는 상기 제1 유로부의 양측에 배치될 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 막 제조 방법은, 제1 히팅 플레이트와 복수의 슬릿을 갖는 제2 히팅 플레이트 사이에 유기 용액이 토출된 기판을 개재하는 단계, 및 상기 기판 측으로 가스를 분사하여 상기 가스와 상기 기판을 접촉시키고 상기 가스를 상기 슬릿을 통해 배출하는 단계를 포함하되, 상기 제2 히팅 플레이트의 중앙부에서의 단위 면적 당 상기 슬릿이 차지하는 평면상 면적은, 상기 제2 히팅 플레이트의 가장자리부에서의 단위 면적 당 상기 슬릿이 차지하는 평면상 면적보다 크다.
상기 기판을 개재하는 단계 후에, 막이 제조되는 공간의 압력을 제어하는 단계를 더 포함하되, 상기 압력을 제어하는 단계는, 제1 압력에서 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력으로 감압하는 제1 차 압력 제어 단계, 상기 제2 압력을 유지하는 제2 차 압력 제어 단계, 상기 제2 압력에서 상기 제2 압력보다 낮은 제3 압력으로 감압하는 제3 차 압력 제어 단계, 상기 제3 압력을 유지하는 제4 차 압력 제어 단계, 및 상기 제3 압력에서 상기 제3 압력보다 높은 제4 압력으로 가압하는 제5 차 압력 제어 단계를 포함하되, 상기 제1 차 압력 제어 단계 내지 상기 제5 차 압력 제어 단계는 하나의 챔버 내에서 순차적으로 수행될 수 있다.
상기 가스를 분사하는 단계는, 제1 유량으로 가스를 분사하는 제1 차 가스 분사 단계, 상기 제1 유량에서 상기 제1 유량보다 작은 제2 유량으로 감소시키며 가스를 분사하는 제2 차 가스 분사 단계, 상기 제2 유량을 유지하며 가스를 분사하는 제3 차 가스 분사 단계, 상기 제2 유량에서 상기 제2 유량보다 작은 유량으로 감소시키며 가스를 분사하는 제4 차 가스 분사 단계, 가스를 분사하지 않는 상태를 유지하는 제5 차 가스 분사 단계, 가스 분사를 재개하여 제3 유량으로 증가시키며 가스를 분사하는 제6 차 가스 분사 단계, 상기 제3 유량을 유지하며 가스를 분사하는 제7 차 가스 분사 단계, 및 상기 제3 유량에서 상기 제3 유량보다 작은 유량으로 감소시키며 가스를 분사하는 제8 차 가스 분사 단계를 포함할 수 있다.
또, 상기 제5 차 가스 분사 단계는 적어도 부분적으로 상기 제3 차 압력 제어 단계와 동시에 수행되고, 상기 제6 차 가스 분사 단계는 적어도 부분적으로 상기 제4 차 압력 제어 단계와 동시에 수행될 수 있다.
또한, 상기 제1 차 압력 제어 단계에서의 단위 시간 당 압력 변화율은, 상기 제3 차 압력 제어 단계에서의 단위 시간 당 압력 변화율보다 클 수 있다.
상기 제1 차 압력 제어 단계, 상기 제2 차 압력 제어 단계 및 제3 차 압력 제어 단계에서의 상기 기판의 온도는 35℃ 이상 60℃ 이하이고, 상기 제4 차 압력 제어 단계 및 상기 제5 차 압력 제어 단계에서의 상기 기판의 온도는 200℃ 이상 300℃ 이하이며, 상기 제3 차 가스 분사 단계는, 상기 가스와 상기 기판의 상기 유기 용액을 접촉시키는 단계이고, 상기 제7 차 가스 분사 단계는, 상기 가스와 상기 기판의 유기막을 접촉시키는 단계일 수 있다.
상기 압력을 제어하는 단계는, 상기 제5 차 압력 제어 단계 후에, 상기 제4 압력을 유지하는 제6 차 압력 제어 단계를 더 포함하되, 상기 제7 차 가스 분사 단계는 적어도 부분적으로 상기 제6 차 압력 제어 단계와 동시에 수행되고, 상기 제8 차 가스 분사 단계는 적어도 부분적으로 상기 6 차 압력 제어 단계와 동시에 수행될 수 있다.
또, 상기 제1 차 압력 제어 단계, 상기 제2 차 압력 제어 단계 및 제3 차 압력 제어 단계는 5분 이상 10분 이하의 시간 동안 수행되고, 상기 제4 차 압력 제어 단계 및 상기 제5 차 압력 제어 단계는 15분 이상 25분 이하의 시간 동안 수행되며, 제6차 압력 제어 단계는 5분 이상 15분 이하의 시간 동안 수행될 수 있다.
상기 제1 차 가스 분사 단계 내지 제8 차 가스 분사 단계는 상기 하나의 챔버 내에서 연속적으로 수행되고, 상기 제1 차 압력 제어 단계 내지 상기 제5 차 압력 제어 단계 및 상기 제1 차 가스 분사 단계 내지 제8 차 가스 분사 단계에서, 상기 기판과 상기 제2 히팅 플레이트 사이의 이격 거리는 1mm 이상 20mm 이하를 유지하며, 상기 제1 차 압력 제어 단계 내지 상기 제3 차 압력 제어 단계에서, 상기 유기 용액 전체 중량의 90 중량% 이상이 기화되어 상기 슬릿을 통해 배출되고, 상기 제2 압력은 0.1 torr 이상 10 torr 이하이고, 상기 제3 압력은 10-4 torr 이상 10-2 torr 이하이고, 상기 제4 압력은 700 torr 이상일 수 있다.
또, 상기 기판과 상기 제2 히팅 플레이트 사이에는 열 처리 공간이 정의되고, 상기 제2 유량은, 1분 당 상기 열 처리 공간 부피의 1배 이상의 값을 갖는 유량이고, 상기 제3 유량은, 1분 당 상기 열 처리 공간 부피의 5배 이상의 값을 갖는 유량일 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열 처리 장치에 의하면 열 처리 대상인 기판의 상/하부에 히팅 플레이트를 배치함으로써 기화된 유기 용매 증기가 재응축되는 것을 방지하여 막 내 불순물 함량을 최소화할 수 있다. 또, 상부 히팅 플레이트의 중앙부와 가장자리부에서의 슬릿 배열 밀도를 상이하게 구성하여 건조 균일도를 향상시킬 수 있다.
나아가 기판의 건조 공정과 베이크 공정을 하나의 챔버 내에서 연속적으로 수행하여 공정을 단순화하고 택트 타임을 감소시킬 수 있으며, 기판이 공정 챔버로 인입/인출되는 과정에서 발생할 수 있는 오염물의 부착을 방지할 수 있다.
또, 본 발명의 일 실시예에 따른 막 제조 방법에 의하면 균일도가 향상되고 불순물 함량이 최소화된 막을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 처리 장치의 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 열 처리 장치의 측단면도이다.
도 3은 도 1의 열 처리 장치의 다른 위치에서의 측단면도이다.
도 4는 도 1의 제2 히팅 플레이트와 제1 서브 히터를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 제2 히팅 플레이트의 평면도이다.
도 6은 도 1의 가스 분사 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6의 제1 유로부 및 제2 유로부의 저면사시도이다.
도 8은 도 6의 A- A' 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 처리 장치의 분해사시도이다.
도 10은 도 9의 열 처리 장치의 측단면도이다.
도 11은 도 9의 제2 히팅 플레이트와 제1 서브 히터를 나타낸 사시도이다.
도 12는 도 9의 가스 분사 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 13은 도 12의 제1 유로부 및 제3 유로부의 저면사시도이다.
도 14는 도 12의 B-B' 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 15 내지 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 막 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 22 내지 도 25는 실험예들에 따른 결과를 나타낸 도면들이다.
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 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 층의 '위(on)'로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 '직접 위(directly on)'로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. '및/또는'는 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 '아래(below)', '아래(beneath)', '하부(lower)', '위(above)', '상부(upper)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 '아래(below 또는 beneath)'로 기술된 소자는 다른 소자의 '위(above)'에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 '아래'는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 제1 방향(X)은 평면 내 임의의 일 방향을 의미하고 제2 방향(Y)은 상기 평면 내에서 제1 방향(X)과 교차하는 방향을 의미하며, 제3 방향(Z)은 상기 평면과 수직한 방향을 의미한다.
본 명세서에서, '열 처리'는 열 처리 대상에 대해 의도적인 온도 제어를 수행하는 것을 의미한다. 상기 열 처리는 약 0℃ 이상, 또는 약 35℃ 이상, 또는 약 50℃ 이상, 또는 약 60℃ 이상, 또는 약 100℃ 이상, 또는 약 150℃ 이상, 또는 약 200℃ 이상, 또는 약 300℃ 이상의 온도로 수행될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 처리 장치의 분해사시도이다. 도 2는 도 1의 열 처리 장치를 제2 방향(Y)을 따라 절개한 측단면도로서, 가스 공급관(650)을 나타낼 수 있는 위치를 절개한 측단면도이다. 도 3은 도 1의 열 처리 장치를 제2 방향(Y)을 따라 절개한 측단면도로서, 제1 서브 히터(710)를 나타낼 수 있는 위치를 절개한 측단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 열 처리 장치(1000)는 챔버(100), 챔버(100) 내에 배치된 제1 히팅 플레이트(200)와 제2 히팅 플레이트(300), 제1 히팅 플레이트(200)와 제2 히팅 플레이트(300) 사이에 배치된 기판 안착 플레이트(400) 및 가스를 분사하는 가스 분사 유닛(600)을 포함한다.
챔버(100)는 열 처리 공정이 이루어지는 공정 공간을 제공할 수 있다. 예를 들어, 공정이 이루어지는 동안에 챔버(100)는 그 내부를 외부로부터 고립시켜 공정 공간에서의 독립적인 압력 제어 및 온도 제어가 가능하도록 구성될 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나 챔버(100)의 측벽에는 슬릿 형태의 기판 인입부 및/또는 기판 인출부가 형성될 수 있다.
기판 안착 플레이트(400)는 챔버(100) 내부에 배치된다. 기판 안착 플레이트(400)는 열 처리 대상인 기판(미도시) 등이 안정적으로 안착될 수 있는 공간을 제공한다. 도 1 등은 기판 안착 플레이트(400)가 평면상 사각 형상인 경우를 예시하고 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 평면상 원 형상 등일 수도 있다. 기판 안착 플레이트(400)는 승강 수단(450)에 의해 지지 및 승강될 수 있다. 승강 수단(450)은 리프트 핀 등일 수 있다.
제1 히팅 플레이트(200)는 챔버(100) 내에서 기판 안착 플레이트(400)의 하부에 배치될 수 있다. 제1 히팅 플레이트(200)는 기판(미도시) 하측으로부터 열을 제공하는 하부 히팅 플레이트일 수 있다. 제1 히팅 플레이트(200)의 평면상 형상은 기판 안착 플레이트(400)에 상응하는 형상일 수 있다. 제1 히팅 플레이트(200)는 기판 안착 플레이트(400)와 함께 승강 수단(450)에 의해 고정 및 승강될 수 있다. 즉, 승강 수단(450)이 작동하는 경우에도 제1 히팅 플레이트(200)와 기판 안착 플레이트(400) 사이의 이격 거리는 일정한 거리를 유지할 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 8을 더욱 참조하여 열 처리 장치(1000)의 구성요소에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
도 4는 도 1의 제2 히팅 플레이트(300)와 제1 서브 히터(710)를 나타낸 사시도이다. 도 5는 도 4의 제2 히팅 플레이트(300)의 평면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 제2 히팅 플레이트(300)는 챔버(100) 내에서 기판 안착 플레이트(400)의 상부에 배치될 수 있다. 제2 히팅 플레이트(300)는 기판(미도시) 상측으로부터 열을 제공하는 상부 히팅 플레이트일 수 있다. 제2 히팅 플레이트(300)와 제1 히팅 플레이트(200) 사이의 공간은 열 처리 공간(500)으로 정의된다. 열 처리 공간(500) 내에 열 처리 대상인 기판(미도시) 등이 개재될 수 있다. 즉, 기판(미도시)은 제1 히팅 플레이트(200)와 제2 히팅 플레이트(300) 사이에 개재된 상태에서 열 처리될 수 있다. 이를 통해 상기 기판이 휘는 것을 억제할 수 있고, 기화된 용매 증기가 다시 응축되어 상기 기판을 오염시키는 것을 방지할 수 있다.
제2 히팅 플레이트(300)의 평면상 형상은 기판 안착 플레이트(400)에 상응하는 형상일 수 있다. 제2 히팅 플레이트(300)는 복수의 관통홀(300h) 및 복수의 슬릿(310)을 가질 수 있다. 각 관통홀(300h)은 평면상 형상이 대략 원 형상일 수 있다. 각 관통홀(300h)에는 후술할 가스 분사 유닛(600)의 가스 공급관(650)이 삽입될 수 있다.
복수의 슬릿(310)은 제2 히팅 플레이트(300)의 일측으로부터 타측으로 흐르는 기류를 형성할 수 있다. 복수의 슬릿(310)을 갖는 제2 히팅 플레이트(300)는 배플 플레이트(baffle plate)와 같이 기능할 수 있다. 복수의 슬릿(310)은 제1 방향(X)으로 연장된 형상일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제2 히팅 플레이트(300)의 중앙부(300C)에서의 단위 면적 당 슬릿(310)이 차지하는 평면상 면적은 제2 히팅 플레이트(300)의 가장자리부(300E)에서의 단위 면적 당 슬릿(310)이 차지하는 평면상 면적보다 클 수 있다. 본 명세서에서, 어느 구성요소의 '가장자리부'는 상기 구성요소의 '중앙부'의 둘레에 위치하는 부분을 의미한다. 즉, 가장자리부는 중앙부를 외측에서 둘러싸는 영역을 지칭한다.
제2 히팅 플레이트(300)의 중앙부(300C)는 기판 안착 플레이트(400) 상에 배치될 수 있는 기판(미도시)의 평면상 중앙부와 중첩하고, 제2 히팅 플레이트(300)의 가장자리부(300E)는 기판(미도시)의 평면상 가장자리부와 중첩하는 부분일 수 있다.
예를 들어, 복수의 슬릿(310)들은 제2 히팅 플레이트(300)의 제2 방향(Y)의 중앙부에 위치한 제1 슬릿(311) 및 제1 슬릿(311)에 비해 제2 히팅 플레이트(300)의 제2 방향(Y)의 가장자리부에 위치한 제2 슬릿(312)을 포함하되, 제1 슬릿(311)의 폭(t311a)은 제2 슬릿(312)의 폭(t312)보다 클 수 있다. 본 명세서에서, '슬릿의 폭'은 슬릿의 연장 방향에 수직한 방향으로의 슬릿 너비를 의미한다. 예를 들어, 제1 슬릿(311)의 폭(t311a)은 제2 슬릿(312)의 폭(t312)의 두 배 이상일 수 있다.
열 처리 대상인 기판이 유기 용매를 포함하고 있는 경우 열 처리 과정에서 유기 용매의 적어도 일부는 기화되어 제2 히팅 플레이트(300)의 슬릿(310)을 통해 배출될 수 있다. 이 때 상기 기판의 중앙부의 상부, 즉 열 처리 공간(500)의 중앙부와 상기 기판의 가장자리부의 상부, 즉 열 처리 공간(500)의 가장자리부 간에 상기 유기 용매 증기의 포화 상태가 상이할 수 있다. 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 상기 기판(미도시)의 중앙부에서 유기 용매가 기화되는 양이 상기 기판의 가장자리부에서 유기 용매가 기화되는 양보다 클 수 있고, 상기 기판의 중앙부 영역에서의 상기 유기 용매의 증기압은 상기 기판의 가장자리부 영역에서의 상기 유기 용매의 증기압보다 클 수 있다. 즉, 열 처리 공간(500)의 중앙부 영역은 가장자리부 영역에 비해 기화된 유기 용매가 상대적으로 더 빨리 포화 상태에 도달하여 더 이상의 기화가 억제될 수 있다.
본 실시예에 따른 열 처리 장치(1000)는 기판(미도시)의 중앙부에 해당하는 영역 내의 슬릿(310)이 차지하는 면적을 상기 기판의 가장자리부에 해당하는 영역 내의 슬릿(310)이 차지하는 면적보다 크게 함으로써 제2 히팅 플레이트(300)의 슬릿(310)을 통해 배출되는 유기 용매 증기의 양을 기판의 영역 별로 상이하게 구성할 수 있다. 예를 들어 상기 기판의 제2 방향(Y)의 중앙부에서 기화된 유기 용매는 상대적으로 넓은 면적을 갖는 제1 슬릿(311)을 통해 신속하게 배출되는 반면 상기 기판의 제2 방향(Y)의 가장자리부에서 기화된 유기 용매는 중앙부에 비해 배출되는 속도가 느리게 구성할 수 있다. 이를 통해 열 처리 대상인 기판의 전면적에 걸쳐서 유기 용매가 기화되는 정도, 즉 건조 균일도를 향상시킬 수 있다.
또한 열 처리 대상인 기판이 유기 용매를 포함하고 있는 경우, 기판 전체 면적에 걸친 균일한 건조를 위해서는 기판의 중앙부에서와 가장자리부에서 요구되는 가스 분사량이 상이할 수 있다. 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 제2 히팅 플레이트(300)의 슬릿(310)이 중앙부와 가장자리부에서 균일한 폭을 갖는 경우 건조 균일도를 확보하기 위해서는 중앙부에 비해 가장자리부 측으로 더 많은 유량의 가스를 분사하는 것이 요구될 수 있다. 반면 본 실시예에 따른 열 처리 장치(1000)는 제2 히팅 플레이트(300)의 슬릿(310)이 중앙부에서 가장자리부보다 더 큰 폭을 가짐에 따라 가장자리부에 비해 중앙부 측으로 더 많은 유량의 가스를 분사함에도 불구하고 건조 균일도를 확보할 수 있는 효과가 있다. 따라서 유기 용매를 포함하는 유기 용액이 상대적으로 집중되어 있는 기판 중앙부 측에 더 많은 공정 가스를 분사할 수 있어 효율적인 열 처리가 가능하다.
몇몇 실시예에서, 하나의 제1 슬릿(311)은 제1 방향(X)으로 연장된 형상이되, 슬릿(310)의 제1 방향(X)의 중앙부에서의 폭(t311a)은 제1 슬릿(311)의 제1 방향(X)의 어느 단부에서의 폭(t311b)보다 클 수 있다. 예를 들어, 중앙부에서의 폭(t311a)은 단부에서의 폭(t311b)의 두 배 이상일 수 있다.
본 실시예에 따른 열 처리 장치(1000)는 제2 히팅 플레이트(300)의 슬릿(310)을 통해 배출되는 유기 용매 증기의 양을 기판(미도시)의 영역 별로 상이하게 구성할 수 있다. 예를 들어 상기 기판의 제1 방향(X)의 중앙부에서 기화된 유기 용매는 상대적으로 넓은 면적을 갖는 슬릿(310)을 통해 신속하게 배출되는 반면 상기 기판의 제1 방향(X)의 가장자리부에서 기화된 유기 용매는 중앙부에 비해 배출되는 속도가 느리게 구성할 수 있다. 이를 통해 기판의 전면적에 걸쳐서 유기 용매의 건조 균일도를 향상시킬 수 있다. 도면에 도시된 것과 달리, 제1 슬릿(311)의 폭은 제1 방향(X)의 중앙부에서 단부로 갈수록 점진적으로 작아질 수도 있다.
또한, 열 처리 장치(1000)는 제1 서브 히터(710)를 포함하여 열 처리 공간(500)의 가장자리부에 비해 중앙부 측으로 상대적으로 더 많은 열량을 공급할 수 있도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제2 히팅 플레이트(300) 상에는 제1 서브 히터(710)가 배치될 수 있다. 제1 서브 히터(710)는 제2 히팅 플레이트(300)와 후술할 배기 후드(910) 사이에 배치될 수 있다. 제1 서브 히터(710)는 제2 히팅 플레이트(300)와 맞닿아 접하거나 소정 거리 이격된 상태일 수 있다.
제1 서브 히터(710)는 제1 방향(X)으로 연장된 형상의 미세한 굵기를 갖는 마이크로 히터일 수 있다. 제1 서브 히터(710)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 이격 배치되어 복수개일 수 있다.
제1 서브 히터(710)에 의해 제공되는 열량은 열 처리 공간(500)의 영역별로 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 히터(710)는 열 처리 공간(500)의 중앙부와 중첩하도록 배치되는 반면, 열 처리 공간(500)의 가장자리부에는 배치되지 않을 수 있다. 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 상기 기판의 중앙부 영역은 가장자리부 영역에 비해 기화된 유기 용매가 상대적으로 더 빨리 포화 상태에 도달하여 더 이상의 기화가 억제될 수 있다.
본 실시예에 따른 열 처리 장치(1000)는 상기 기판의 중앙부에 해당하는 영역에 공급되는 열량을 상기 기판의 가장자리부에 해당하는 영역에 공급되는 열량에 비해 크게 구성함으로써 상기 기판으로부터 기화되는 유기 용매 증기의 양을 기판(미도시)의 영역 별로 상이하게 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판의 중앙부에서는 더 많은 열이 제공되어 상대적으로 많은 양의 유기 용매 증기의 기화를 유도하는 반면 상기 기판의 가장자리부에서는 상대적으로 적은 양의 유기 용매 증기가 발생할 수 있다. 동시에 열 처리 영역(500) 내의 온도를 부분적으로 증가시킴으로써, 열 처리 영역(500) 중앙부에서의 포화 증기압을 열 처리 영역(500) 가장자리부에서의 포화 증기압에 비해 크게 할 수 있고, 유기 용매의 더 많은 기화를 유도할 수 있는 효과가 있다. 이를 통해 기판의 전면적에 걸쳐서 유기 용매의 건조 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 6은 도 1의 가스 분사 유닛을 나타낸 사시도이다. 도 7은 도 6의 제1 유로부(610) 및 제2 유로부(620)의 저면사시도이다. 도 8은 도 6의 A- A' 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 가스 분사 유닛(600)은 챔버(100) 외부에 배치되는 가스 공급원(670), 챔버(100) 내에서 제1 히팅 플레이트(200)와 제2 히팅 플레이트(300) 사이에 배치되는 제1 유로부(610) 및 가스 공급원(670)과 제1 유로부(610) 사이의 유로를 제공하는 가스 공급관(650)을 포함할 수 있다.
가스 공급원(670)은 챔버(100) 외부에 배치되어 공정 가스를 저장하고 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급하도록 구성된다. 상기 공정 가스는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 불활성 가스는 반응성이 낮고 안정한 물질이면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 질소 가스(N2) 또는 아르곤 가스(Ar)이거나, 질소 가스 또는 아르곤 가스에 수소 가스(H2) 및/또는 일산화탄소 가스(CO)를 도핑한 가스일 수 있다.
가스 공급관(650)은 가스 공급원(670)으로부터 제공된 공정 가스를 복수의 제1 유로부(610)로 전달할 수 있는 유로를 제공한다. 가스 공급관(650)은 상술한 제2 히팅 플레이트(300)의 관통홀(300h)을 통해 제2 히팅 플레이트(300)를 관통할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 가스 공급관(650)은 가스 공급원(670) 측에 연결된 하나의 관이 두 개의 관으로 분기되고, 상기 두 개로 분기된 관이 각각 다시 두 개의 관으로 분기되는 형태가 복수번 반복된 형태, 즉 다단폭포(cascade) 형태일 수 있다. 예를 들어, 가스 공급관(650)은 일 방향(예컨대, 제3 방향(Z))으로 연장된 제1 가스 분배관(651) 및 제1 가스 분배관(651)으로부터 분기되어 제1 유로부(610)와 직접 연결된 두 개의 제2 가스 분배관(652)을 포함할 수 있다. 이 경우 제2 가스 분배관(652)과 제1 유로부(610)는 각각 2n개이고, 제2 가스 분배관(652)은 제2 히팅 플레이트(300)의 관통홀(300h)을 관통할 수 있다. 여기서 n은 자연수이다. 가스 공급원(670)으로부터 제1 유로부(610)에 이르는 가스 공급관(650)의 배치를 다단폭포 형태와 같이 함으로써 가스 공급원(670)으로부터 2n개의 제2 가스 분배관(652)까지의 유로 길이가 모두 실질적으로 동일해질 수 있다. 이를 통해 제2 가스 분배관(652) 및 제1 유로부(610)에 공급되는 공정 가스의 유량과 공급되는 시점을 실질적으로 동일하게 할 수 있다. 본 명세서에서, '유로 길이'란 가스가 흐르는 경로의 길이를 의미한다.
또, 제2 가스 분배관(652)과 제1 유로부(610)가 직접 연결되는 지점으로부터 제1 방향(X)으로 연장된 제1 유로부(610)의 제1 방향(X) 일단까지의 유로 길이와 제1 방향(X) 타단까지의 유로 길이는 서로 동일할 수 있다. 다만, 가스 공급관(650)의 형상 및 배치는 이에 제한되지 않으며 다양한 변형이 가능하다.
제1 유로부(610)는 제1 히팅 플레이트(200)의 일면(도면상 상면)과 평행한 제1 방향(X)으로 연장되어 제1 방향(X)으로의 유로를 제공한다. 제1 유로부(610)는 제2 방향(Y)으로 이격 배치되어 복수개일 수 있다. 제1 유로부(610)의 일단 및/또는 타단은 제2 방향(Y)으로 연장된 제2 유로부(620)에 의해 서로 유체 연통될 수 있다. 제1 유로부(610)는 제1 서브 히터(710)와 제3 방향(Z)으로 중첩 배치될 수 있다.
제1 유로부(610)는 가스 공급관(650)으로부터 전달받은 공정 가스를 제1 방향(X)으로 분배하고 상기 공정 가스를 열 처리 대상인 기판(미도시) 측으로 분사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 유로부(610)는 제1 히팅 플레이트(200) 측 및/또는 기판 안착 플레이트(400) 측으로 가스를 분사하도록 구성되고, 제1 유로부(610)는 공정 가스를 그 외부로 분사하기 위한 분사구(610a)들을 가질 수 있다. 분사구(610a)는 제1 유로부(610)의 내부로부터 외부로 이어진 개구로서, 기판 안착 플레이트(400) 측으로의 가스 분사가 용이한 위치에 형성될 수 있다. 제1 유로부(610)의 단면 형상이 대략 원 형상인 경우 분사구(610a)는 제1 유로부(610)의 제1 히팅 플레이트(200) 측 반원, 즉 도면상 하측 반원 상에 위치할 수 있다.
제1 유로부(610)로부터 분사되는 공정 가스는 약 35℃ 이상 300℃ 이하의 온도, 또는 약 35℃ 이상 60℃ 이하의 온도, 또는 약 200℃ 이상 300℃ 이하의 온도를 가질 수 있다. 기판의 열 처리 공정, 특히 건조 공정에서 기판 측으로 공정 가스를 분사함에 따라 상기 기판의 유기 용매의 기화 속도를 현저하게 향상시킬 수 있고 기화된 용매 증기가 다시 응축되어 상기 기판을 오염시키는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어 기화된 용매 증기의 슬릿(310)을 통한 배출을 유도하여 기화 속도를 향상시키고 다시 응축되는 것을 방지할 수 있다. 또한 유기 용매가 충분히 기화된 후의 후속 열 처리 공정, 즉 베이크 공정에서 기판 측으로 공정 가스를 분사함에 따라 열 처리 공간(500) 내의 배출되지 않은 잔류 용매 증기의 배출을 용이하게 할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나 상기 유기 용액이 유기 발광 소자의 유기층을 형성하기 위한 용액이고 상기 기판이 유기 발광 소자 제조용 기판인 경우, 기판의 열 처리 공정, 특히 베이크 공정에서 기판 측으로 공정 가스를 분사함에 따라 화소 내 균일도(In Pixel Uniformity, IPU)를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
예를 들어 화소 영역에 유기 용액을 토출 및 건조하고 베이크 공정을 수행하는 경우, 하나의 화소의 가장자리부에서의 기화 속도는 하나의 화소의 중앙부에서의 기화 속도보다 빠를 수 있다. 하나의 화소 내에서 가장자리부와 중앙부에서 기화 속도 차이가 증가하면 화소 내에 형성된 유기막의 가장자리부에서의 두께와 중앙부에서의 두께 차이가 커지는 문제가 있다. 그러나 본 실시예에 따른 열 처리 장치(1000)는 열 처리 공정, 특히 베이크 공정에서 기판 측으로 공정 가스를 분사함에 따라 공정 가스에 의한 수평 방향의 기류를 형성할 수 있고 이를 통해 하나의 화소에서 가장자리부에서와 중앙부에서의 막 두께를 고르게 형성할 수 있다. 즉, 유기 발광층을 용액 도포 공정을 형성하는 경우에도 평탄한 표면을 갖는 유기 발광층을 형성할 수 있는 효과가 있다.
몇몇 실시예에서, 열 처리 장치(1000)는 기류 차단 유닛(800), 제2 서브 히터(720) 및/또는 배기 유닛(900)을 더 포함할 수 있다.
기류 차단 유닛(800)은 열 처리 공정이 이루어지는 공간, 즉 열 처리 공간(500)과 챔버(100) 내 다른 공간을 상호 고립시키는 역할을 한다. 이를 통해 챔버(100) 내 불순물에 의한 기판(미도시)의 오염을 최소화할 수 있다. 예를 들어 기류 차단 유닛(800)은 기류 차단 블록(810) 및 커튼 가스 분사부(830)를 포함할 수 있다.
기류 차단 블록(810)은 제2 히팅 플레이트(300)의 가장자리를 따라 제1 히팅 플레이트(200)와 제2 히팅 플레이트(300) 사이에 배치될 수 있다. 기류 차단 블록(810)은 기판 안착 플레이트(400) 및 제2 히팅 플레이트(300)와 적어도 부분적으로 중첩할 수 있다. 기류 차단 블록(810)은 대략 사각 띠 형상으로 배치되어 열 처리 공간(500)을 둘러쌀 수 있다. 기류 차단 블록(810)은 열 처리 공간(500)의 측면을 물리적으로 블로킹하여 개구 공간을 최소화할 수 있다.
커튼 가스 분사부(830)는 기류 차단 블록(810)을 둘러싸도록 기류 차단 블록(810)의 외측에 배치될 수 있다. 커튼 가스 분사부(830)는 기류 차단 블록(810) 측으로, 상세하게는 승강 수단(450)에 의해 기판 안착 플레이트(400)가 상승하는 경우에 기류 차단 블록(810)과 기판 안착 플레이트(400)가 맞닿는 영역 방향으로 커튼 가스(curtain gas)를 분사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 커튼 가스 분사부(830)는 챔버(100) 외부의 커튼 가스 공급원(미도시)으로부터 커튼 가스를 제공받아 커튼 가스를 분사할 수 있다. 상기 커튼 가스는 불활성 가스일 수 있다. 커튼 가스 분사부(830)는 가스 커튼을 형성함으로써 열 처리 공간(500)의 내부와 외부 간에 연결되는 기류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
제2 서브 히터(720)는 기류 차단 블록(810)을 둘러싸도록 기류 차단 블록(810)의 외측에 배치되어 열 처리 공간(500) 측으로 열을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 서브 히터(720)는 챔버(100) 내측벽 상에 배치되어 기판(미도시) 측면으로부터 열을 제공하는 측면 히터일 수 있다.
배기 유닛(900)은 챔버(100) 내 기체를 배출하여 챔버(100) 내의 압력 제어를 용이하게 할 수 있다. 예를 들어 배기 유닛(900)은 배기 후드(910), 배기 펌프(920) 및 배기관(930)을 포함할 수 있다.
배기 펌프(920)는 챔버(100) 외부에 배치되어 배기관(930)을 통해 챔버(100) 내부와 연결될 수 있다. 배기관(930)은 챔버(100) 내부와 배기 펌프(920)를 연결하여 배기 후드(910)로부터 포집된 가스를 배기하는 통로를 제공한다. 배기 펌프(920)는 압력 작용을 통해 챔버(100) 내부의 기체를 챔버(100) 외부로 배기할 수 있고 이를 통해 챔버(100) 내부의 압력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 배기 펌프(920)는 챔버(100) 내부의 기체를 챔버(100) 외부로 배기하여 챔버(100) 내부를 감압함으로써 챔버(100) 내부 분위기를 기화시키고자 하는 유기 용매의 포화 증기압과 같거나 더 낮게 형성할 수 있고 이를 통해 유기 용매의 기화를 용이하게 할 수 있다. 또한 배기 펌프(920)는 기화된 유기 용매의 배출을 유도할 수 있다. 배기 펌프(920)는 드라이 펌프 또는 터보 펌프 등을 예시할 수 있다.
배기 후드(910)는 챔버(100) 천정에 인접하여 배치될 수 있다. 예를 들어 제2 히팅 플레이트(300) 및 가스 공급관(650) 상부에 배치될 수 있다. 배기 후드(910)는 제2 히팅 플레이트(300)의 슬릿(310)을 통해 제2 히팅 플레이트(300)의 하측으로부터 상측으로 이동하는 가스를 효과적으로 포집할 수 있다. 예를 들어, 기판(미도시)으로부터 기화된 유기 용매 및 가스 분사 유닛(600)으로부터 분사된 공정 가스는 제2 히팅 플레이트(300)의 슬릿(310)을 통해 배출된 후 배기 후드(910)에 의해 포집 및 배기될 수 있다. 배기 후드(910)의 평면상 면적은 제2 히팅 플레이트(300)의 평면상 면적보다 더 클 수 있다. 즉, 배기 후드(910)는 제2 히팅 플레이트(300)를 완전히 커버할 수 있다. 또, 도 2 등에 도시된 것과 같이 배기 후드(910)가 경사면을 가질 경우 제2 히팅 플레이트(300)의 가장자리 측으로부터 상승하는 기류와 중앙 측으로부터 상승하는 기류 간의 경로 차이를 감소시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 처리 장치에 대해서 설명한다. 다만 도 1 등의 실시예에 따른 열 처리 장치와 동일한 구성에 대한 설명은 생략하며, 이는 첨부된 도면으로부터 본 기술분야에 속하는 통상의 기술자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 처리 장치의 분해사시도이다. 도 10은 도 9의 열 처리 장치의 측단면도이다. 도 11은 도 9의 제2 히팅 플레이트와 제1 서브 히터를 나타낸 사시도이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 열 처리 장치(1001)는 제1 유로부(611)가 제2 히팅 플레이트(301)의 상부에 배치된 점이 도 1 등의 실시예에 따른 열 처리 장치(1000)와 상이한 점이다.
제2 히팅 플레이트(301)는 복수의 관통홀(301h) 및 복수의 슬릿(330)을 가질 수 있다. 각 관통홀(301h)은 평면상 형상이 대략 원 형상일 수 있다. 복수의 관통홀(301h)들은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 이격 배치되어 대략 매트릭스 배열로 형성될 수 있다. 각 관통홀(301h)에는 후술할 가스 분사 유닛(601)의 제3 유로부(630)가 삽입될 수 있다.
복수의 슬릿(330)은 제2 히팅 플레이트(301)의 일측으로부터 타측으로 흐르는 기류를 형성할 수 있다. 복수의 슬릿(330)을 갖는 제2 히팅 플레이트(301)는 배플 플레이트와 같이 기능할 수 있다. 복수의 슬릿(330)은 제1 방향(X)으로 연장된 형상의 메인 슬릿(350) 및 제2 방향(Y)으로 연장된 형상의 서브 슬릿(360)을 포함할 수 있다. 메인 슬릿(350)과 서브 슬릿(360)은 대략 격자 형상의 슬릿을 이룰 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제2 히팅 플레이트(301)의 중앙부에서의 단위 면적 당 슬릿(330)이 차지하는 평면상 면적은 제2 히팅 플레이트(301)의 가장자리부에서의 단위 면적 당 슬릿(330)이 차지하는 평면상 면적보다 클 수 있다.
예를 들어, 복수의 메인 슬릿(350)들은 제2 히팅 플레이트(301)의 제2 방향(Y)의 중앙부에 위치한 제1 메인 슬릿(351) 및 제1 메인 슬릿(351)에 비해 제2 히팅 플레이트(301)의 제2 방향(Y)의 가장자리부에 위치한 제2 메인 슬릿(352)을 포함하되, 제1 메인 슬릿(351)의 폭(t351a)은 제2 메인 슬릿(352)의 폭(t352)보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1 메인 슬릿(351)의 폭(t351a)은 제2 메인 슬릿(352)의 폭(t352)의 두 배 이상일 수 있다. 이를 통해 기판의 전면적에 걸쳐서 유기 용매의 건조 균일도를 향상시킬 수 있다.
몇몇 실시예에서, 하나의 제1 메인 슬릿(351)은 제1 방향(X)으로 연장된 형상이되, 제1 메인 슬릿(351)의 제1 방향(X)의 중앙부에서의 폭(t351a)은 제1 메인 슬릿(351)의 제1 방향(X)의 어느 단부에서의 폭(t351b)보다 클 수 있다. 예를 들어, 중앙부에서의 폭(t351a)은 단부에서의 폭(t351b)의 두 배 이상일 수 있다. 이를 통해 기판의 전면적에 걸쳐서 유기 용매의 건조 균일도를 향상시킬 수 있다. 도면에 도시된 것과 달리, 제1 메인 슬릿(351)의 폭은 제1 방향(X)의 중앙부에서 단부로 갈수록 점진적으로 작아질 수도 있다.
또한, 열 처리 장치(1001)는 제1 서브 히터(711)를 포함하여 열 처리 공간(500)의 가장자리부에 비해 중앙부에 상대적으로 더 많은 열량을 공급할 수 있도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제2 히팅 플레이트(301) 상에는 제1 서브 히터(711)가 배치될 수 있다. 제1 서브 히터(711)는 제2 히팅 플레이트(301)와 배기 후드(910) 사이에 배치될 수 있다. 제1 서브 히터(711)는 제2 히팅 플레이트(301)와 맞닿아 접하거나 소정 거리 이격된 상태일 수 있다. 제1 서브 히터(711)는 제1 방향(X)으로 연장된 형상이고 제2 방향(Y)으로 이격 배치되어 복수개일 수 있다.
제1 서브 히터(711)에 의해 제공되는 열량은 열 처리 공간(500)의 영역별로 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 히터(711)는 열 처리 공간(500)의 중앙부와 중첩하도록 배치되는 반면, 열 처리 공간(500)의 가장자리부에는 배치되지 않을 수 있다. 이를 통해 기판의 가장자리부에 비해 중앙부에서 상대적으로 많은 양의 유기 용매 증기의 기화를 유도할 수 있고, 상기 기판의 전면적에 걸쳐서 유기 용매의 건조 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 12는 도 9의 가스 분사 유닛을 나타낸 사시도이다. 도 13은 도 12의 제1 유로부(611) 및 제3 유로부(630)의 저면사시도이다. 도 14는 도 12의 B-B' 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 9 내지 도 14를 참조하면, 가스 분사 유닛(601)은 공정 가스를 저장하고 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급원(670), 챔버(100) 내에서 제2 히팅 플레이트(301) 상부에 배치되는 제1 유로부(611), 가스 공급원(670)과 제1 유로부(611) 사이의 유로를 제공하는 가스 공급관(650)을 포함하되, 제1 유로부(611)로부터 돌출된 제3 유로부(630)를 더 포함할 수 있다.
가스 공급관(650)은 가스 공급원(670)으로부터 제공된 공정 가스를 복수의 제1 유로부(611)로 전달할 수 있는 유로를 제공한다. 예시적인 실시예에서, 가스 공급관(650)은 제1 가스 분배관(651)과 두 개의 제2 가스 분배관(652)을 포함하여 다단폭포 형태일 수 있다. 이 경우 제2 가스 분배관(652)과 제1 유로부(611)는 각각 2n개이고, 제2 가스 분배관(652)은 제2 히팅 플레이트(301)의 관통홀(301h)을 관통할 수 있다. 여기서 n은 자연수이다. 이를 통해 제2 가스 분배관(652) 및 제1 유로부(611)에 공급되는 공정 가스의 유량과 공급되는 시점을 실질적으로 동일하게 할 수 있다.
제1 유로부(611)가 2n개인 예시적인 실시예에서 제1 서브 히터(711)는 2n+1개일 수 있다. 제1 서브 히터(711)는 제1 유로부(611)의 제2 방향(Y) 양측에 각각 하나씩 배치될 수 있다.
가스 공급관(650)의 형상 및 배치에 대해서는 도 6 등과 함께 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
한편, 제1 유로부(611)는 제1 방향(X)으로 연장되어 제1 방향(X)으로의 유로를 제공한다. 제1 유로부(611)는 제2 방향(Y)으로 이격 배치되어 복수개일 수 있다. 복수의 제1 유로부(611)들은 제2 히팅 플레이트(301)의 상부에 배치될 수 있다. 즉, 복수의 제1 유로부(611)들은 제2 히팅 플레이트(301)와 배기 후드(910) 사이에 배치될 수 있다.
복수의 제3 유로부(630)들은 제1 유로부(611)로부터 제2 히팅 플레이트(301) 측으로 돌출될 수 있다. 제3 유로부(630)는 제1 유로부(611)로부터 분지되어 공정 가스를 제공받을 수 있다. 도 9에는 제2 히팅 플레이트(301)의 하면보다 제3 유로부(630)의 하측 단부가 아래로 더욱 돌출된 경우를 예시하고 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 제3 유로부(630)의 하측 단부는 제2 히팅 플레이트(301)의 하면과 실질적으로 동일한 레벨에 위치할 수도 있다.
제3 유로부(630)는 제1 유로부(611)로부터 전달받은 공정 가스의 흐름을 제3 방향(Z) 하측으로 유도하고 상기 공정 가스를 열 처리 대상인 기판(미도시) 측으로 분사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제3 유로부(630)는 제1 히팅 플레이트(200) 측 및/또는 기판 안착 플레이트(400) 측으로 가스를 분사하도록 구성되고, 제3 유로부(630)는 공정 가스를 그 외부로 분사하기 위한 분사구(630h)들을 가질 수 있다. 분사구(630h)는 기판 안착 플레이트(400) 측으로의 가스 분사가 용이한 위치 및 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 분사구(630h)는 제3 유로부(630)의 측벽에 위치하되 하측으로 기울어진 형태일 수 있다.
상대적으로 차지하는 공간 부피가 큰 가스 공급관(650) 및 제1 유로부(611)를 모두 제2 히팅 플레이트(301) 상부에 배치하고, 제1 유로부(611)로부터 돌출된 제3 유로부(630)가 제2 히팅 플레이트(301)를 관통하여 기판 안착 플레이트(400) 측으로 공정 가스를 분사하도록 구성함으로써 제1 히팅 플레이트(200)와 제2 히팅 플레이트(301) 사이에 정의되는 열 처리 공간(500) 내의 열 전도도(heat conductivity)를 실질적으로 균일하게 유지할 수 있다. 이를 통해 공정 가스의 열 손실을 억제하여 공정 가스가 갖는 열을 온전히 기판(미도시)에 전달할 수 있다. 또, 열 처리 공간(500) 내에 예컨대 금속 재질을 갖는 제1 유로부(611) 등의 별도의 관을 배치하지 않음으로써 의도치 않은 공정 가스의 난류 발생을 방지할 수 있어 상기 기판의 전면적에 걸쳐 유기 용매의 건조 균일도를 향상시킬 수 있으며, 배기 경로의 차이 또한 감소시킬 수 있다. 뿐만 아니라 열 처리 공간(500) 내에 예컨대 금속 재질을 갖는 제1 유로부(611) 등의 별도의 관을 배치하지 않음으로써 기화된 유기 용매 증기가 상기 관에 부착 및 다시 응축되어 기판을 오염시키는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 막 제조 방법에 대해서 설명한다.
본 실시예에 따른 막 제조 방법은, 제1 히팅 플레이트와 제2 히팅 플레이트 사이에 유기 물질층이 토출된 기판을 개재하는 단계 및 상기 기판 측으로 가스를 분사하는 단계를 포함하고, 상기 기판을 개재하는 단계 후에 챔버 내 압력을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
우선 상기 기판을 개재하는 단계에 대해서 설명한다.
도 15는 기판을 개재하는 단계를 나타낸 열 처리 장치의 측단면도이다. 도 16은 도 15의 기판을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 기판(10)을 개재하는 단계는 유기 용액(1)이 토출된 기판(10)을 준비하는 단계, 기판(10)을 챔버(100) 내에 인입하여 기판 안착 플레이트(400) 상에 기판(10)을 배치하는 단계 및 승강 수단(450)을 이용하여 기판 안착 플레이트(400), 제1 히팅 플레이트(200) 및 기판(10)을 상승시키는 단계를 포함할 수 있다.
기판(10)은 베이스 기판(3) 및 베이스 기판(3) 상에 토출된 유기 용액(1)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 기판(10)은 베이스 기판(3) 상에 배치된 전극층(4) 및 화소 정의막(5)을 더 포함할 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 몇몇 실시예에서 기판(10)은 전극층(4)과 유기 용액(1) 사이에 개재된 추가 유기층(미도시)을 더 포함할 수도 있다.
유기 용액(1)은 베이스 기판(3) 상에 유기 물질 용액을 토출하여 형성될 수 있다. 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나 상기 유기 용액은 유기 발광 소자의 유기층을 형성하기 위한 용액이고 상기 기판은 유기 발광 소자 제조용 기판인 경우, 유기 용액(1)은 정공 주입층 물질, 정공 수송층 물질 및/또는 발광층 물질 중 하나 이상을 포함하는 용액일 수 있다.
기판 안착 플레이트(400)는 기류 차단 블록(810)과 맞닿는 위치까지 상승될 수 있고, 이 때 기판 안착 플레이트(400), 제2 히팅 플레이트(300) 및 기류 차단 블록(810)에 의해 둘러싸이는 공간은 열 처리 공간(500)을 정의한다. 열 처리 공간(500)은 실질적인 기판(10)의 열 처리가 수행되는 공간으로서, 챔버(100) 내부의 다른 공간과 구별되어 독립적으로 정밀한 온도 제어 또는 공정 가스의 기류 제어가 이루어질 수 있다. 예를 들어, 기류 차단 블록(810)은 열 처리 공간(500)의 측면을 물리적으로 블로킹하여 개구 공간을 최소화하고 커튼 가스 분사부(830)는 가스 커튼을 이용하여 열 처리 공간(500)의 내부와 외부 간에 연결되는 기류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
승강 수단(450)에 의해 기판(10)이 상승한 상태에서의 기판(10)의 상면과 제2 히팅 플레이트(300)의 하면 사이의 이격 거리는 약 1mm 이상 20mm 이하, 또는 약 10mm일 수 있다. 기판(10)과 제2 히팅 플레이트(300) 사이의 이격 거리가 1mm 이상이면 공정 가스의 분사 압력으로 인해 기판(10)이 손상되는 것을 방지할 수 있고 안정적인 기류를 형성하여 의도치 않은 난류의 발생을 억제할 수 있다. 또 이격 거리가 20mm 이하이면 제2 히팅 플레이트(300)로부터 제공된 열이 효과적으로 기판(10)에 전달될 수 있다. 이를 통해 제1 히팅 플레이트(200)와 제2 히팅 플레이트(300) 사이에 기판(10)을 개재할 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 열 처리 장치는 도 1 또는 도 9 등의 실시예에 따른 열 처리 장치일 수 있는 바 중복되는 설명은 생략한다.
이어서 상기 기판 측으로 가스를 분사하는 단계에 대해서 설명한다.
도 17은 가스를 분사하는 단계에서의 공정 가스의 유량 및 챔버 내 압력 변화를 나타낸 그래프이다. 도 18은 가스를 분사하여 기판을 건조하는 단계(S200)를 나타낸 열 처리 장치의 측단면도이다. 도 19는 도 18의 기판을 확대하여 나타낸 도면이다.
우선 도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 가스를 분사하는 단계는 가스를 분사하여 기판을 건조하는 단계(S200) 및 가스를 분사하여 기판을 베이크하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.
도 17 내지 도 19를 참조하면, 기판(10) 측으로 공정 가스를 분사하여 기판(10)을 건조(curing)한다(S200). 기판(10)을 건조하는 단계(S200)는 기판(10)의 유기 용액(1)을 기화시키는 단계일 수 있다. 본 단계(S200)에서 기판(10)은 약 35℃ 이상 60℃이하의 온도로 열 처리될 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또, 유기 용액(1)을 건조하는 단계(S200)는 약 5분 이상 10분 이하의 시간 동안 수행될 수 있다. 본 단계(S200)에서 기판(10)의 유기 용액(1)은 전체 중량의 약 90 중량% 이상이 기화될 수 있다.
상기 공정 가스를 분사하여 유기 용액(1)을 건조하는 단계(S200)에서, 가스 공급원(670)으로부터 제공되는 공정 가스는 제1 가스 분배관(651)과 제2 가스 분배관(652)을 포함하는 가스 공급관(650) 및 제1 유로부(610)를 거쳐 제1 유로부(610)의 분사홀을 통해 기판(10) 측으로 분사될 수 있다. 분사된 상기 공정 가스는 기판(10)의 유기 용액(1)과 접촉할 수 있다. 이 경우 기판(10)과 제2 히팅 플레이트(300)의 하면 사이의 이격 거리는 약 1mm 이상 20mm 이하, 또는 약 10mm를 유지하고 있을 수 있다.
도 18은 도 1 등의 실시예에 따른 열 처리 장치(1000)를 이용하는 경우를 예시하고 있으나, 다른 실시예에서 도 9 등의 실시예에 따른 열 처리 장치(1001)를 이용할 수도 있다. 이 경우 가스 공급원(670)으로부터 제공되는 공정 가스는 제1 가스 분배관(651)과 제2 가스 분배관(652)을 포함하는 가스 공급관(650), 제1 유로부(611) 및 제3 유로부(630)를 거쳐 기판(10) 측으로 분사될 수 있다.
유기 용액(1)과 접촉한 후의 상기 공정 가스는 제2 히팅 플레이트(300)의 슬릿(310)들을 통해 열 처리 공간(500) 외부로 배출될 수 있다. 예를 들어, 상기 공정 가스는 제2 히팅 플레이트(300)의 하측으로부터 상측으로 이동할 수 있고 배기 후드(910)에 의해 포집될 수 있다.
또, 유기 용액(1)으로부터 기화된 유기 용매 증기는 제2 히팅 플레이트(300)의 슬릿(310)들을 통해 열 처리 공간(500) 외부로 배출될 수 있다. 예를 들어, 상기 유기 용매 증기는 제2 히팅 플레이트(300) 하측으로부터 상측으로 이동할 수 있고 배기 후드(910)에 의해 포집될 수 있다.
본 실시예에 따른 열 처리 장치의 제2 히팅 플레이트(300)의 복수의 슬릿(310)은 제2 히팅 플레이트(300)의 중앙부에서의 단위 면적 당 슬릿(310)이 차지하는 면적이 제2 히팅 플레이트(300)의 가장자리부에서의 단위 면적 당 슬릿(310)이 차지하는 면적보다 크도록 구성될 수 있다. 이를 통해 유기 용매 증기를 효과적으로 배출할 수 있으며 우수한 건조 특성을 가질 수 있다.
또, 본 실시예에 따른 막 제조 방법은 후술할 유기층을 베이크하는 단계(S300)와 동일한 챔버 내에서 유기 용액을 건조하는 단계(S200)가 수행됨에도 불구하고 기판(10) 내의 유기 용액(1)에 대한 우수한 건조 균일도를 확보할 수 있어 공정을 단순화할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 기판(10)을 건조하는 단계(S200)는 순차적으로 수행되는 제1 차 가스 분사 단계(SF1), 제2 차 가스 분사 단계(SF2), 제3 차 가스 분사 단계(SF3), 제4 차 가스 분사 단계(SF4) 및 제5 차 가스 분사 단계(SF5)를 포함할 수 있다.
제1 차 가스 분사 단계(SF1)는 제1 유량(F1)으로 공정 가스 분사를 개시하는 단계일 수 있다. '유량'은 단위 시간 동안 가스가 분사되는 양(체적)을 의미한다. 즉, '유량'은 단위 시간 동안 가스 분사 유닛(600)으로부터 기판 열 처리 공간 내로 유입되는 공정 가스의 총 양을 의미한다. 다시 말해서 '유량'은 단위 시간 동안 가스 공급원(670)으로부터 제공되는 가스의 양을 의미할 수 있다.
다음으로, 제2 차 가스 분사 단계(SF2)는 제1 유량(F1)에서 제2 유량(F2)으로 유량을 감소시키며 공정 가스를 분사하는 단계일 수 있다. 제2 유량(F2)은 제1 유량(F1)보다 작은 유량일 수 있다. 제2 차 가스 분사 단계(SF2)는 후술할 제1 차 압력 제어 단계(SP1)와 완전히 동시에 수행될 수 있다.
다음으로, 제3 차 가스 분사 단계(SF3)는 제2 유량(F2)을 유지하며 공정 가스를 분사하는 단계일 수 있다. 본 명세서에서, '유량을 유지'한다는 의미는 유량을 나타내는 수치 값이 변화하지 않는 경우뿐만 아니라, 의도적인 유량 변화를 가하지 않고 해당 수치 값의 10% 범위 내에서 유량이 변동하는 경우를 포함하는 의미이다.
제3 차 가스 분사 단계(SF3)는 후술할 제2 차 압력 제어 단계(SP2)와 완전히 동시에 수행될 수 있다. 제2 차 압력 제어 단계(SP2)에 의해 챔버(100) 내부 분위기를 유기 용액(1)의 유기 용매의 기화가 용이한 상태로 형성될 수 있고, 충분한 유량(즉, 제2 유량(F2))으로 공정 가스를 분사하여 유기 용액(1)의 기화를 촉진하고 유기 용매 증기의 배출을 유도할 수 있다. 즉, 제3 차 가스 분사 단계(SF3) 및 제2 차 압력 제어 단계(SP2)는 건조 확산 단계로서, 유기 용액(1)의 실질적인 건조를 수행하는 단계일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제2 유량(F2)은, 1분 당 열 처리 공간(500) 부피의 약 1배 이상, 또는 약 2배 이상, 또는 약 20배 이상의 값을 갖는 유량일 수 있다. 기판을 건조하는 단계(S200)인 제3 차 가스 분사 단계(SF3)에서 제2 유량(F2)을 상기 범위 내에 있도록 하여 유기 용매 증기의 원활한 배출을 유도할 수 있다.
다음으로, 제4 차 가스 분사 단계(SF4)는 제2 유량(F2)에서 유량을 점차 감소시키며 공정 가스를 분사하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 제4 차 가스 분사 단계(SF4)는 제2 유량(F2)에서 유량을 점차 감소시키며 공정 가스 분사를 중단하는 단계일 수 있다. 이를 통해 챔버(100) 내의 고진공을 달성할 수 있다.
다음으로, 제5 차 가스 분사 단계(SF5)는 공정 가스를 분사하지 않는 상태를 유지하는 단계일 수 있다. 제4 차 가스 분사 단계(SF4) 및 제5 차 가스 분사 단계(SF5)를 통해 챔버(100) 내부를 고진공 상태로 만들 수 있다.
몇몇 실시예에서, 기판(10)을 건조하는 단계(S200)는 막이 제조되는 공간(즉, 챔버)의 압력을 제어하는 단계를 더 포함하되, 상기 압력을 제어하는 단계는 순차적으로 수행되는 제1 차 압력 제어 단계(SP1), 제2 차 압력 제어 단계(SP2) 및 제3 차 압력 제어 단계(SP3)를 더 포함할 수 있다. 압력 제어는 배기 펌프(920)의 조작을 통해 수행될 수 있다.
제1 차 압력 제어 단계(SP1)는 제1 압력(P1)에서 제2 압력(P2)으로 감압하는 단계일 수 있다. 제1 압력(P1)은 기판(10)이 인입된 후의 챔버(100) 내 압력일 수 있다. 예를 들어, 제1 압력(P1)은 약 700torr 이상, 또는 약 760 torr 이상의 대기압일 수 있다. 또, 제2 압력(P2)은 제1 압력(P1)보다 작은 압력일 수 있다. 예를 들어, 제2 압력(P2)은 약 0.1 torr 이상 10 torr 이하, 또는 약 0.1 torr 이상 1 torr 이하일 수 있다.
제1 차 압력 제어 단계(SP1)는 초기 감압 단계로서, 챔버(100) 내 분위기를 감압하여 감압 건조 공정을 시작하는 단계일 수 있다. 제1 차 압력 제어 단계(SP1)는 약 30초 이상 90초 이하의 시간 동안 수행될 수 있다.
다음으로, 제2 차 압력 제어 단계(SP2)는 제2 압력(P2)을 유지하는 단계일 수 있다. 본 명세서에서, '압력을 유지'한다는 의미는 압력을 나타내는 수치 값이 변화하지 않는 경우 뿐만 아니라 의도적인 압력 제어를 가하지 않고 해당 수치 값의 10% 범위 내에서 압력이 변화하는 경우를 포함하는 의미이다.
제2 차 압력 제어 단계(SP2)에서 챔버(100) 내부는 감압된 실질적인 진공 상태(즉, 제2 압력(P2) 상태)를 유지할 수 있다. 이를 통해 챔버(100) 내부 분위기를 건조 대상인 유기 용액(1)의 유기 용매의 포화 증기압과 같거나 더 낮게 형성하여 이를 통해 유기 용매의 기화를 용이하게 할 수 있다.
다음으로, 제3 차 압력 제어 단계(SP3)는 제2 압력(P2)에서 제3 압력(P3)으로 감압하는 단계일 수 있다. 제3 압력(P3)은 제2 압력(P2)보다 작은 압력일 수 있다. 예를 들어, 제3 압력(P3)은 약 10-4 torr 이상 10-2 torr 이하, 또는 약 10-3 torr일 수 있다. 제3 차 압력 제어 단계(SP3)에서 챔버(100) 내부는 고진공 상태에 이를 수 있다. 제3 차 압력 제어 단계(SP3)에서의 단위 시간 당 압력 변화율은 제1 차 압력 제어 단계(SP1)에서의 단위 시간 당 압력 변화율보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제3 차 압력 제어 단계(SP3)는 상술한 제4 차 가스 분사 단계(SF4) 및 제5 차 가스 분사 단계(SF5)와 적어도 부분적으로 동시에 수행될 수 있다.
제1 차 압력 제어 단계(SP1) 내지 제3 차 압력 제어 단계(SP3)에서, 기판(10)의 유기 용액(1)의 전체 중량의 약 90% 이상은 기화되어 유기 용매 증기 상태로 배출될 수 있다. 유기 용액(1) 중 기화되지 않고 잔존하는 고형분 및 잔여 유기 용매는 베이스 기판(3) 상에서 후술할 유기층(2)을 형성할 수 있다. 제1 차 압력 제어 단계(SP1) 내지 제3 차 압력 제어 단계(SP3)는 약 5분 이상 10분 이하의 시간에 걸쳐서 연속적으로 수행될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 기판(10)을 개재하는 단계 후에 커튼 가스 분사부(830)를 이용하여 커튼 가스를 분사하는 단계를 더 포함할 수 있다. 커튼 가스 분사부(830)를 통해 분사되는 커튼 가스의 유량은 제1 유로부(610)를 통해 분사되는 공정 가스 유량의 30% 이상 100% 이하일 수 있다. 예를 들어, 커튼 가스의 유량은 공정 가스의 유량보다 작을 수 있다. 커튼 가스와 공정 가스의 유량을 상기 범위 내에서 조절하여 열 처리 공간(500)을 외부와 차단할 수 있고 이를 통해 기판(10)에 불순물이 부착되는 것을 방지할 수 있으며, 공정 가스가 손실되는 것을 막고 온전히 기판(10)의 열 처리에 사용할 수 있다.
도 20은 가스를 분사하여 기판을 베이크하는 단계를 나타낸 열 처리 장치의 측단면도이다. 도 21은 도 20의 기판을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 17, 도 20 및 도 21을 참조하면, 기판(11) 측으로 공정 가스를 분사하여 기판(11)을 베이크(baking)한다(S300). 기판(11)을 베이크하는 단계(S300)는 기판(11)의 유기층(2)의 막 특성을 제어하는 단계일 수 있다. 본 단계(S300)에서 유기층(2)은 도 19의 유기 용액(1)이 건조되어 약 90 중량% 이상이 기화된 후에 베이스 기판(3) 상에 잔존하는 유기막일 수 있다. 본 단계(S300)에서 기판(11)은 약 200℃ 이상 300℃ 이하의 온도로 열 처리될 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또 유기층(2)을 베이크하는 단계(S300)는 약 20분 이상 40분 이하의 시간 동안 수행될 수 있다.
상기 공정 가스를 분사하여 유기층(2)을 베이크하는 단계(S300)에서, 가스 공급원(670)으로부터 제공되는 공정 가스는 가스 공급관(650) 및 제1 유로부(610)를 거쳐 제1 유로부(610)의 분사홀을 통해 기판(11) 측으로 분사될 수 있다. 분사된 상기 공정 가스는 기판(11)의 유기층(2)과 접촉할 수 있다. 이 경우 기판(11)과 제2 히팅 플레이트(300)의 하면 사이의 이격 거리는 약 1mm 이상 20mm 이하, 또는 약 10mm를 유지하고 있을 수 있다. 즉, 유기층(2)을 베이크하는 단계(S300)와 유기 용액(1)을 건조하는 단계(S200)는 하나의 챔버(100) 내에서 연속적으로 수행되며, 상승 수단(450)에 의해 상승된 기판(11)은 위치가 움직이지 않고 고정된 상태일 수 있다.
본 단계(S300)에서 사용하는 공정 가스는 상술한 유기 용액을 건조하여 유기 용매를 기화시키는 단계(S200)에서 사용한 공정 가스와 동일하거나 상이할 수 있다. 도 20은 도 1 등의 실시예에 따른 열 처리 장치(1000)를 이용하는 경우를 예시하고 있으나, 다른 실시예에서 도 9 등의 실시예에 따른 열 처리 장치(1001)를 이용할 수도 있다.
유기층(2)과 접촉한 후의 상기 공정 가스는 제2 히팅 플레이트(300)의 슬릿(310)들을 통해 열 처리 공간(500) 외부로 배출될 수 있다. 예를 들어, 상기 공정 가스는 제2 히팅 플레이트(300)의 하측으로부터 상측으로 이동할 수 있고 배기 후드(910)에 의해 포집될 수 있다.
또, 유기층(2)으로부터 추가적으로 기화된 유기 용매 증기 및/또는 열 처리 공간(500) 내에 잔존하고 있던 잔류 용매 증기는 제2 히팅 플레이트(300)의 슬릿(310)들을 통해 열 처리 공간(500) 외부로 배출될 수 있다. 예를 들어, 상기 추가적으로 기화된 유기 용매 증기 및/또는 잔류 용매 증기는 제2 히팅 플레이트(300) 하측으로부터 상측으로 이동할 수 있고 배기 후드(910)에 의해 포집될 수 있다.
본 실시예에 따른 막 제조 방법은 상술한 유기 용액을 건조하는 단계(S200)와 유기층을 베이크하는 단계(S300)가 동일한 챔버(100) 내에서 연속적으로 수행됨에도 불구하고 공정 가스에 의한 수평 방향의 기류를 형성할 수 있고, 이를 통해 하나의 화소에서 가장자리부에서와 중앙부에서의 막 두께 등의 막 특성을 용이하게 제어할 수 있어 공정을 단순화할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 기판(11)을 베이크하는 단계(S300)는 순차적으로 수행되는 제6 차 가스 분사 단계(SF6), 제7 차 가스 분사 단계(SF7) 및 제8 차 가스 분사 단계(SF8)를 포함할 수 있다.
제6 차 가스 분사 단계(SF6)는 공정 가스의 분사를 재개하는 초기 베이크 단계일 수 있다. 제6 차 가스 분사 단계(SF6)는 유량을 점차 증가시키며 공정 가스를 분사하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 제6 차 가스 분사 단계(SF6)는 제3 유량(F3)까지 공정 가스의 유량을 점차 증가시키며 공정 가스를 분사하는 단계일 수 있다.
다음으로, 제7 차 가스 분사 단계(SF7)는 제3 유량(F3)을 유지하며 공정 가스를 분사하는 단계일 수 있다.
제7 차 가스 분사 단계(SF7)는 후술할 제6 차 압력 제어 단계(SP6)와 적어도 부분적으로 동시에 수행될 수 있다. 고온의 공정 가스를 충분한 유량(즉, 제3 유량(F3))으로 분사하여 유기층(2)을 베이크할 수 있고, 특히 상기 공정 가스에 의한 수평 방향 기류를 형성할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제3 유량(F3)은 1분 당 열 처리 공간(500) 부피의 약 5배 이상, 또는 약 10배 이상, 또는 약 100배 이상의 값을 갖는 유량일 수 있다. 기판을 베이크하는 단계(S300)인 제7 차 가스 분사 단계(SF7)에서 제3 유량(F3)을 상기 범위 내에 있도록 하여 하나의 화소 내에서 중앙부와 가장자리부에서의 막 두께를 보다 균일하게 형성할 수 있다.
다음으로, 제8 차 가스 분사 단계(SF8)는 제3 유량(F3)에서 유량을 점차 감소시키며 공정 가스를 분사하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 제8 차 가스 분사 단계(SF8)는 제3 유량(F3)에서 유량을 점차 감소시키며 공정 가스 분사를 중단하고, 기판(11)의 유기층(2) 표면을 안정화시키는 단계일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 기판(11)을 베이크하는 단계(S300)는 막이 제조되는 공간의 압력을 제어하는 단계를 더 포함하되, 상기 압력을 제어하는 단계는 순차적으로 수행되는 제4 차 압력 제어 단계(SP4) 및 제5 차 압력 제어 단계(SP5)를 포함하고, 제6 차 압력 제어 단계(SP6)를 더 포함할 수 있다.
제4 차 압력 제어 단계(SP4)는 제3 압력(P3)을 유지하는 단계일 수 있다. 즉, 챔버(100) 내부의 고진공 상태를 유지하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 제4 차 압력 제어 단계(SP4)는 적어도 부분적으로 상술한 제6 차 가스 분사 단계(SF6)와 동시에 수행될 수 있다.
제5 차 압력 제어 단계(SP5)는 제3 압력(P3)에서 제4 압력(P4)으로 가압하는 단계일 수 있다. 제4 압력(P4)은 제3 압력(P3)보다 큰 압력일 수 있다. 예를 들어, 제4 압력(P4)은 약 700 torr 이상, 또는 약 760 torr 이상의 대기압일 수 있다. 제4 압력(P4)은 제1 압력(P1)과 동일하거나 상이할 수 있다.
제4 차 압력 제어 단계(SP4) 및 제5 차 압력 제어 단계(SP5)는 약 15분 이상 25분 이하의 시간에 걸쳐서 연속적으로 수행될 수 있다.
제6 차 압력 제어 단계(SP6)는 제4 압력(P4)을 유지하는 단계일 수 있다. 즉, 챔버(100) 내부를 대기압으로 유지하는 단계일 수 있다. 이 경우 제6 차 압력 제어 단계(SP6)는 상술한 제7 차 가스 분사 단계(SF7)와 적어도 부분적으로 동시에 수행될 수 있다. 나아가, 제6 차 압력 제어 단계(SP6)는 상술한 제8 차 가스 분사 단계(SF8)와 적어도 부분적으로 동시에 수행될 수 있다. 제6 차 압력 제어 단계(SP6)는 약 5분 이상 15분 이하의 시간 동안 수행될 수 있다.
제4 차 압력 제어 단계(SP4) 내지 제6 차 압력 제어 단계(SP6)에서, 기판(11)의 유기층(2)의 막 두께 등의 막 특성이 제어될 수 있다. 예를 들어, 하나의 화소 내에 위치하는 유기층(2)의 중앙부에서의 두께와 가장자리부에서의 두께 차이가 감소되어 화소 내 균일도(IPU)가 향상될 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
종래의 건조 공정은 기화된 다량의 유기 용매 증기를 원활히 배출할 수 있는 특성이 요구되고 베이크 공정은 온도 제어 특성이 요구되어 이들을 하나의 챔버 내에서 수행하기는 곤란한 문제가 있었다. 그러나 본 실시예에 따른 열 처리 장치 및 막 제조 방법에 따르면, 기화된 유기 용매 증기와 공정 가스의 배출 통로를 제공하는 제2 히팅 플레이트(상부 히팅 플레이트)의 슬릿의 배열 밀도를 중앙부에서 가장자리부에 비해 크게 구성함으로써 기화된 다량의 유기 용매 증기의 배출 특성을 나타냄과 동시에 고온의 공정 가스를 분사하여 막 특성의 제어가 용이한 효과가 있다. 이를 통해 종래의 건조 공정과 베이크 공정을 하나의 챔버 내에서 연속적으로 수행할 수 있어 챔버 외부로의 인출 및 재인입에 따른 택트 타임을 감소하고 기판의 오염 가능성을 최소화할 수 있다.
이하, 실험예를 통해 본 발명에 따른 열 처리 장치 및 막 제조 방법의 효과에 대해 상세하게 설명한다.
[ 실험예 1: 공정 가스 유량에 따른 건조 공정의 막 균일도 특성]
도 1에 따른 열 처리 장치에 3.7인치 유기 발광 소자 제조용 패널 두 개가 포함된 300mm×300mm 크기의 기판을 인입하였다. 상기 기판은 메틸벤조에이트 및 디에틸프탈레이트를 포함하는 유기 용액이 토출된 상태였다. 그리고 공정 가스의 유량을 바꾸어가며 유기 용액의 건조를 진행하였으며 화소 내 균일도(In Pixel Uniformity, IPU)를 측정한 결과를 도 22에 나타내었다. 제1 히팅 플레이트와 제2 히팅 플레이트의 온도는 모두 40℃였다. 실험 조건은 공정 가스를 분사하지 않은 경우, 및 0.2 L/min, 0.5 L/min, 1 L/min, 1.5 L/min, 2 L/min의 유량으로 분사한 경우였다. 공정 가스를 분사한 경우 40℃의 질소 가스를 60초 동안 분사하였다.
화소 내 균일도는 하나의 화소 내에서 유기 용매가 기화된 후에 잔존하는 유기층의 중간 두께보다 큰 두께를 갖는 부분이 차지하는 평면상 면적의 비율을 의미한다. 즉, 화소 내 균일도가 100%에 가까울수록 막 두께가 고르고 평탄한 것을 의미한다.
도 22는 각 실험 조건에서의 화소 내 균일도(In Pixel Uniformity, IPU)를 측정한 결과이다.
도 22를 참조하면, 공정 가스의 유량이 증가할수록 화소 내 균일도가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 건조 단계에서 분사하는 공정 가스가 유기층의 화소 내 균일도 개선에 영향을 주는 것을 알 수 있다.
[ 실험예 2: 공정 가스 유량에 따른 잔류 유기 용매 증기 함량]
도 1에 따른 열 처리 장치에 3.7인치 유기 발광 소자 제조용 패널 두 개가 포함된 300mm×300mm 크기의 기판을 인입하였다. 상기 기판은 메틸벤조에이트 및 디에틸프탈레이트를 포함하는 유기 용액이 토출된 상태였다. 그리고 40℃의 질소 가스를 0.2 L/min 및 2 L/min의 유량으로 분사하며 챔버 내 잔류 유기 용매의 함량을 측정하여 그 결과를 도 23에 나타내었다. 그 외 실험 조건은 실험예 1과 동일하다. 잔류 유기 용매의 함량 측정은 잔류가스분석기(RGA)를 이용하여 수행하였다.
도 23은 0.2 L/min 유량으로 공정 가스를 분사한 경우(좌)와 2 L/min 유량으로 공정 가스를 분사한 경우(우)의 시간에 따른 챔버 내 잔류 유기 용매 증기의 부분압력을 측정한 결과이다.
도 23을 참조하면, 공정 가스의 유량이 2 L/min인 경우에 챔버 내 잔류 유기 용매의 각 성분의 함량이 더 작은 것을 확인할 수 있다.
[ 실험예 3: 공정 가스 유량에 따른 베이크 공정의 막 균일도 특성]
도 1에 따른 열 처리 장치에 3.7인치 유기 발광 소자 제조용 패널 두 개가 포함된 300mm×300mm 크기의 기판을 인입하였다. 상기 기판은 정공 주입 물질을 포함하는 유기 용액이 토출된 상태였다. 그리고 40℃의 질소 가스를 2 L/min의 유량으로 60초 동안 분사하여 유기 용액을 건조하였다. 그 외 건조 조건은 실험예 1과 동일하다. 그 다음 질소 가스의 온도, 분사 시간 및 분사 유량을 바꾸어가며 정공 주입층의 베이크를 진행하였다.
이어서 정공 주입층 상에 정공 수송 물질을 포함하는 유기 용액을 토출한 후 상기 건조 공정과 정공 수송층의 베이크 공정을 반복하였다.
상기 과정을 통해 형성된 정공 주입층 및 정공 수송층의 화소 내 균일도를 측정한 결과를 도 24에 나타내었다. 실험예 3에서 사용한 실험 조건을 표 1에 나타내었다.
가스 온도(℃) 분사 시간(min) 분사 유량(L/min)
Condition 1 200 10 2
Condition 2 200 30 2
Condition 3 250 10 2
Condition 4 250 30 2
Condition 5 200 10 20
Condition 6 200 30 20
Condition 7 250 10 20
Condition 8 250 30 20
도 24(a)는 각 실험 조건에서의 화소 내 균일도(In Pixel Uniformity, IPU)를 측정한 결과이다.
표 1 및 도 24(a)를 참조하면, 공정 가스의 온도와 공정 가스 분사 시간이 동일한 경우에도 공정 가스의 분사 유량이 큰 경우에 화소 내 균일도가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 베이크 단계에서 분사하는 공정 가스가 유기층의 막 특성 제어에 기여하여 화소 내 두께 균일도 개선에 영향을 주는 것을 알 수 있다.
도 24(b)는 2 L/min 유량으로 공정 가스를 분사한 경우(상)와 20 L/min 유량으로 공정 가스를 분사한 경우(하)의 유기막 단면 프로파일을 측정한 결과이다. 화소 내의 유기막의 단면 프로파일은 단변 방향과 장변 방향에서 모두 측정하였다. 단면 프로파일의 측정은 SNU를 이용하여 수행하였다.
표 1 및 도 24(b)를 참조하면, 2 L/min 유량으로 공정 가스를 분사한 경우, 화소의 가장자리부에서 유기막 표면이 하측으로 볼록하게 형성되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 화소의 가장자리부에서 유기막의 급격한 두께 감소가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 반면 20 L/min 유량으로 공정 가스를 분사한 경우, 2 L/min인 경우에 비해 화소 가장자리부에서의 두께 감소가 상대적으로 적은 것을 확인할 수 있다. 즉, 베이크 단계에서 분사하는 공정 가스가 유기층의 막 특성 제어에 기여하여 화소 내 두께 균일도 개선에 영향을 주는 것을 알 수 있다.
[ 실험예 4: 공정 가스 유량에 따른 수평 방향 기류 측정]
3.7인치 유기 발광 소자 제조용 패널 두 개가 포함된 300mm×300mm 크기의 기판에 도 1의 실시예에 따른 열 처리 장치를 이용하여 질소 가스를 2 L/min으로 분사한 경우와 20 L/min으로 분사한 경우의 수평 방향 기류 속도를 시뮬레이션하였고, 그 결과를 도 25에 나타내었다.
도 25는 2 L/min 유량으로 공정 가스를 분사한 경우(상)와 20 L/min 유량으로 공정 가스를 분사한 경우(하)의 3.7인치 패널 위치 별 기류 속도를 시뮬레이션한 결과이다. 패널 위치는 장변 방향으로 9개 영역 및 단변 방향으로 9개 영역으로 구획하여 총 81개 영역에 대한 시뮬레이션을 진행하였다.
도 25를 참조하면, 공정 가스의 유량에 따라 패널 내 동일한 위치에서 수평 기류 속도에 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 2 L/min의 유량으로 분사한 경우 수평 기류의 평균 속도는 0.028m/s였고, 20 L/min의 유량으로 분사한 경우 수평 기류의 평균 속도는 0.15 m/s였다. 즉, 공정 가스의 유량이 증가한 경우 패널 전체 면적에 걸쳐 약 5배 큰 정도의 수평 기류를 형성할 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 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: 챔버
200: 제1 히팅 플레이트
300: 제2 히팅 플레이트
400: 기판 안착 플레이트
500: 가스 분사 유닛

Claims (20)

  1. 챔버;
    상기 챔버 내에 배치된 제1 히팅 플레이트;
    상기 챔버 내에 배치되고, 상기 제1 히팅 플레이트의 일면 상에 배치되며, 복수의 슬릿을 갖는 제2 히팅 플레이트; 및
    상기 제1 히팅 플레이트의 상기 일면 측으로 가스를 분사하도록 구성된 가스 분사 유닛을 포함하되,
    상기 제2 히팅 플레이트의 중앙부에서의 단위 면적 당 상기 슬릿이 차지하는 평면상 면적은,
    상기 제2 히팅 플레이트의 가장자리부에서의 단위 면적 당 상기 슬릿이 차지하는 평면상 면적보다 큰 열 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 분사 유닛은,
    상기 제1 히팅 플레이트의 상기 일면과 평행한 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 방향으로의 유로를 제공하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격 배치된 복수의 제1 유로부를 포함하는 열 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 슬릿은 상기 제1 방향으로 연장된 형상이고,
    상기 슬릿의 상기 제1 방향의 중앙부에서의 폭은,
    상기 슬릿의 상기 제1 방향의 단부에서의 폭보다 큰 열 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 슬릿은,
    상기 제2 히팅 플레이트의 상기 제2 방향의 중앙부에 위치한 제1 슬릿, 및
    상기 제1 슬릿에 비해 상기 제2 히팅 플레이트의 상기 제2 방향의 가장자리부에 위치한 제2 슬릿을 포함하되,
    상기 제1 슬릿의 폭은 상기 제2 슬릿의 폭보다 큰 열 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 히팅 플레이트와 상기 제2 히팅 플레이트 사이에는 열 처리 공간이 정의되고,
    상기 열 처리 공간의 가장자리부에 비해 중앙부에 더 많은 열량을 가할 수 있도록 구성된 제1 서브 히터를 더 포함하는 열 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 히팅 플레이트와 상기 제2 히팅 플레이트 사이에 배치된 기판 안착 플레이트;
    상기 제1 히팅 플레이트와 상기 제2 히팅 플레이트 사이에 배치되고, 상기 제2 히팅 플레이트의 가장자리를 따라 띠 형상으로 배치된 기류 차단 블록;
    상기 기류 차단 블록을 둘러싸도록 상기 기류 차단 블록의 외측에 배치된 커튼 가스 분사부;
    상기 기류 차단 블록을 둘러싸도록 상기 기류 차단 블록의 외측에 배치되어 상기 열 처리 공간 측으로 열을 제공하도록 구성된 제2 서브 히터; 및
    상기 제2 히팅 플레이트 상부에 배치된 배기 후드를 더 포함하되,
    상기 가스 분사 유닛은 상기 기판 안착 플레이트 측으로 가스를 분사하도록 구성된 열 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가스 분사 유닛은,
    상기 가스를 공급하는 가스 공급원, 및
    상기 가스 공급원과 상기 챔버 내부의 복수의 상기 제1 유로부들 사이에 유로를 제공하는 가스 공급관을 더 포함하되,
    상기 제2 히팅 플레이트는 복수의 관통홀들을 가지고,
    상기 제1 유로부는 상기 제1 히팅 플레이트와 상기 제2 히팅 플레이트 사이에 배치되며,
    상기 가스 공급관의 적어도 일부는 상기 관통홀들을 통해 상기 제2 히팅 플레이트를 관통하여 상기 제1 유로부와 직접 연결되는 열 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 서브 히터는 상기 제2 히팅 플레이트와 상기 배기 후드 사이에 배치되고,
    상기 제1 서브 히터는 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 이격 배치되어 복수개이며,
    상기 제1 서브 히터는 상기 제1 유로부와 중첩하는 열 처리 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 가스 분사 유닛은,
    상기 가스를 공급하는 가스 공급원,
    상기 가스 공급원과 상기 챔버 내부의 복수의 상기 제1 유로부들 사이에 유로를 제공하는 가스 공급관, 및
    상기 제1 유로부로부터 돌출되어 상기 관통홀을 통해 상기 제2 히팅 플레이트를 관통하여 상기 기판 안착 플레이트 측으로 가스를 분사하도록 구성된 복수의 제2 유로부를 더 포함하되,
    상기 제2 히팅 플레이트는 복수의 관통홀을 가지고,
    상기 제1 유로부는 상기 제2 히팅 플레이트와 상기 배기 후드 사이에 배치되며, 상기 복수의 제1 유로부는 2n(여기서, n은 자연수)개이고,
    상기 가스 공급관은,
    일 방향으로 연장된 제1 가스 분배관, 및
    상기 제1 가스 분배관으로부터 분기된 두 개의 제2 가스 분배관을 포함하고,
    상기 가스 공급원으로부터 상기 각 제1 유로부까지의 유로 길이는 모두 동일한 열 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 서브 히터는 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 이격 배치되어 2n+1개이고,
    상기 제1 서브 히터는 상기 제1 유로부의 양측에 배치되는 열 처리 장치.
  11. 제1 히팅 플레이트와 복수의 슬릿을 갖는 제2 히팅 플레이트 사이에 유기 용액이 토출된 기판을 개재하는 단계; 및
    상기 기판 측으로 가스를 분사하여 상기 가스와 상기 기판을 접촉시키고 상기 가스를 상기 슬릿을 통해 배출하는 단계를 포함하되,
    상기 제2 히팅 플레이트의 중앙부에서의 단위 면적 당 상기 슬릿이 차지하는 평면상 면적은,
    상기 제2 히팅 플레이트의 가장자리부에서의 단위 면적 당 상기 슬릿이 차지하는 평면상 면적보다 큰 막 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판을 개재하는 단계 후에,
    막이 제조되는 공간의 압력을 제어하는 단계를 더 포함하되,
    상기 압력을 제어하는 단계는,
    제1 압력에서 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력으로 감압하는 제1 차 압력 제어 단계,
    상기 제2 압력을 유지하는 제2 차 압력 제어 단계,
    상기 제2 압력에서 상기 제2 압력보다 낮은 제3 압력으로 감압하는 제3 차 압력 제어 단계,
    상기 제3 압력을 유지하는 제4 차 압력 제어 단계, 및
    상기 제3 압력에서 상기 제3 압력보다 높은 제4 압력으로 가압하는 제5 차 압력 제어 단계를 포함하고,
    상기 제1 차 압력 제어 단계 내지 상기 제5 차 압력 제어 단계는 하나의 챔버 내에서 순차적으로 수행되는 막 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 가스를 분사하는 단계는,
    제1 유량으로 가스를 분사하는 제1 차 가스 분사 단계,
    상기 제1 유량에서 상기 제1 유량보다 작은 제2 유량으로 감소시키며 가스를 분사하는 제2 차 가스 분사 단계,
    상기 제2 유량을 유지하며 가스를 분사하는 제3 차 가스 분사 단계,
    상기 제2 유량에서 상기 제2 유량보다 작은 유량으로 감소시키며 가스를 분사하는 제4 차 가스 분사 단계,
    가스를 분사하지 않는 상태를 유지하는 제5 차 가스 분사 단계,
    가스 분사를 재개하여 제3 유량으로 증가시키며 가스를 분사하는 제6 차 가스 분사 단계,
    상기 제3 유량을 유지하며 가스를 분사하는 제7 차 가스 분사 단계, 및
    상기 제3 유량에서 상기 제3 유량보다 작은 유량으로 감소시키며 가스를 분사하는 제8 차 가스 분사 단계를 포함하는 막 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제5 차 가스 분사 단계는 적어도 부분적으로 상기 제3 차 압력 제어 단계와 동시에 수행되고,
    상기 제6 차 가스 분사 단계는 적어도 부분적으로 상기 제4 차 압력 제어 단계와 동시에 수행되는 막 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 차 압력 제어 단계에서의 단위 시간 당 압력 변화율은,
    상기 제3 차 압력 제어 단계에서의 단위 시간 당 압력 변화율보다 큰 막 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 차 압력 제어 단계, 상기 제2 차 압력 제어 단계 및 제3 차 압력 제어 단계에서의 상기 기판의 온도는 35℃ 이상 60℃ 이하이고,
    상기 제4 차 압력 제어 단계 및 상기 제5 차 압력 제어 단계에서의 상기 기판의 온도는 200℃ 이상 300℃ 이하이며,
    상기 제3 차 가스 분사 단계는, 상기 가스와 상기 기판의 상기 유기 용액을 접촉시키는 단계이고,
    상기 제7 차 가스 분사 단계는, 상기 가스와 상기 기판의 유기막을 접촉시키는 단계인 막 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 압력을 제어하는 단계는, 상기 제5 차 압력 제어 단계 후에, 상기 제4 압력을 유지하는 제6 차 압력 제어 단계를 더 포함하되,
    상기 제7 차 가스 분사 단계는 적어도 부분적으로 상기 제6 차 압력 제어 단계와 동시에 수행되고,
    상기 제8 차 가스 분사 단계는 적어도 부분적으로 상기 6 차 압력 제어 단계와 동시에 수행되는 막 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 차 압력 제어 단계, 상기 제2 차 압력 제어 단계 및 제3 차 압력 제어 단계는 5분 이상 10분 이하의 시간 동안 수행되고,
    상기 제4 차 압력 제어 단계 및 상기 제5 차 압력 제어 단계는 15분 이상 25분 이하의 시간 동안 수행되며,
    제6차 압력 제어 단계는 5분 이상 15분 이하의 시간 동안 수행되는 막 제조 방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 제1 차 가스 분사 단계 내지 제8 차 가스 분사 단계는 상기 하나의 챔버 내에서 연속적으로 수행되고,
    상기 제1 차 압력 제어 단계 내지 상기 제5 차 압력 제어 단계 및 상기 제1 차 가스 분사 단계 내지 제8 차 가스 분사 단계에서, 상기 기판과 상기 제2 히팅 플레이트 사이의 이격 거리는 1mm 이상 20mm 이하를 유지하며,
    상기 제1 차 압력 제어 단계 내지 상기 제3 차 압력 제어 단계에서, 상기 유기 용액 전체 중량의 90 중량% 이상이 기화되어 상기 슬릿을 통해 배출되고,
    상기 제2 압력은 0.1 torr 이상 10 torr 이하이고,
    상기 제3 압력은 10-4 torr 이상 10-2 torr 이하이고,
    상기 제4 압력은 700 torr 이상인 막 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 기판과 상기 제2 히팅 플레이트 사이에는 열 처리 공간이 정의되고,
    상기 제2 유량은, 1분 당 상기 열 처리 공간 부피의 1배 이상의 값을 갖는 유량이고,
    상기 제3 유량은, 1분 당 상기 열 처리 공간 부피의 5배 이상의 값을 갖는 유량인 막 제조 방법.
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