KR20190016603A - Ｏｌｅｄ 캡슐화를 위한 마스크 관리 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
기판 및 복수의 마스크들이 진공 프로세싱 환경 내로 효율적으로 수용되고, 캡슐화 층들의 증착을 위해 하나 또는 둘 이상의 프로세스 챔버들 사이에서 이송되고, 그리고 프로세싱 시스템으로부터 제거될 수 있게 함으로써, 유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하기 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하는 방법은, 기판 상에 배치된 OLED 디바이스 상에 캡슐화 층들을 증착하기 위해, 기판 상에 하나 또는 둘 이상의 마스크들을 위치시키는 단계를 포함한다. 유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화를 위한 프로세싱 시스템은 하나 또는 둘 이상의 이송 챔버들, 각각의 이송 챔버에 커플링되고 그리고 마스크를 진공 환경 내로 수용하도록 동작가능한 하나 또는 둘 이상의 로드락 챔버들, 및 각각의 이송 챔버에 커플링되고 그리고 기판 상에 캡슐화 층을 증착하도록 동작가능한 하나 또는 둘 이상의 프로세스 챔버들을 포함한다.
Description
본 발명의 실시예들은 기판 상에 형성되는 유기 발광 디바이스를 캡슐화하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
유기 발광 다이오드(OLED)들은 정보를 디스플레이하기 위한 텔레비전 스크린들, 컴퓨터 모니터들, 이동 전화들, 다른 핸드-헬드(hand-held) 디바이스들 등의 제조에 사용된다. 전형적인 OLED는, 개별적으로 활성화가능한(energizable) 픽셀들을 갖는 매트릭스 디스플레이 패널을 형성하기 위한 방식으로 기판 상에 모두 증착되는 2개의 전극들 사이에 위치된 유기 물질의 층들을 포함할 수 있다. OLED는 일반적으로 2개의 유리 패널들 사이에 배치되고, 유리 패널들의 에지들은 OLED를 그 내에 캡슐화하도록 밀봉된다(sealed).
이러한 디스플레이 디바이스들의 제조에서 직면하게 되는 많은 문제들이 있다. 일 예에서, 디바이스의 가능한 오염을 방지하기 위해 2개의 유리 패널들 사이에 OLED를 캡슐화하는 데에 필요한 많은 노동 집약적인 단계들이 있다. 다른 예에서, 디스플레이 스크린들 및 그에 따른 유리 패널들의 상이한 크기들은, 디스플레이 디바이스들을 형성하는 데에 이용되는 프로세스 및 프로세스 하드웨어의 상당한 재구성을 필요로 할 수 있다.
따라서, OLED 디스플레이 디바이스들을 형성하기 위한 새로운 그리고 개선된 장치 및 방법들이 지속적으로 요구되고 있다.
일 실시예에서, 유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하는 방법은, 기판 상에 제 1 마스크를 위치시키는 단계 ― 상기 제 1 마스크는 제 1 크기를 가짐 ―, 및 상기 제 1 마스크를 이용하여, 상기 기판 상에 배치된 OLED 디바이스 상에 제 1 캡슐화 층을 증착하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 기판 상에 제 2 마스크를 위치시키는 단계 ― 상기 제 2 마스크는 제 2 크기를 가짐 ―, 및 상기 제 2 마스크를 이용하여, 상기 제 1 캡슐화 층 및 상기 OLED 디바이스 상에 버퍼 층을 증착하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 상기 기판 상에 제 3 마스크를 위치시키는 단계 ― 상기 제 3 마스크는 상기 제 1 크기와 동일한 크기를 가짐 ―, 및 상기 제 3 마스크를 이용하여, 상기 버퍼 층, 상기 제 1 캡슐화 층, 및 상기 OLED 디바이스 상에 제 2 캡슐화 층을 증착하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예에서, 프로세싱 시스템에서 유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하기 위한 방법은, 기판 및 제 1 마스크를 제 1 이송 챔버 내로 수용하는(receiving) 단계, 제 1 프로세스 챔버에서 상기 기판 상에 상기 제 1 마스크를 위치시키는 단계, 및 상기 제 1 프로세스 챔버에서 상기 기판 상에 배치되는 OLED 디바이스 상에 제 1 캡슐화 층을 증착하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 기판 및 제 2 마스크를 제 2 이송 챔버 내로 수용하는 단계, 제 2 프로세스 챔버에서 상기 기판 상에 상기 제 2 마스크를 위치시키는 단계, 및 상기 제 2 프로세스 챔버에서 상기 제 1 캡슐화 층 및 상기 OLED 디바이스 상에 버퍼 층을 증착하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 상기 기판 및 제 3 마스크를 제 3 이송 챔버 내로 수용하는 단계 ― 상기 제 3 마스크는 상기 제 1 마스크와 실질적으로 동일한 마스크 패턴을 가짐 ―, 제 3 프로세스 챔버에서 상기 기판 상에 상기 제 3 마스크를 위치시키는 단계, 및 상기 제 3 프로세스 챔버에서 상기 버퍼 층, 상기 제 1 캡슐화 층, 및 상기 OLED 디바이스 상에 제 2 캡슐화 층을 증착하는 단계를 더 포함한다.
또 다른 실시예에서, 유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하기 위한 프로세싱 시스템은, 제 1 이송 챔버, 상기 제 1 이송 챔버에 커플링되고 그리고 하나 또는 둘 이상의 제 1 마스크들을 진공 환경 내로 수용하도록 동작가능한 제 1 로드락 챔버, 및 상기 제 1 이송 챔버에 커플링되고 그리고 기판 상에 제 1 캡슐화 층을 증착하도록 동작가능한 제 1 프로세스 챔버를 포함한다. 상기 프로세싱 시스템은, 상기 제 1 이송 챔버와 이송가능하게(transferrable) 소통하는 제 2 이송 챔버, 상기 제 2 이송 챔버에 커플링되고 그리고 하나 또는 둘 이상의 제 2 마스크들을 진공 환경 내로 수용하도록 동작가능한 제 2 로드락 챔버, 및 상기 제 2 이송 챔버에 커플링되고 그리고 상기 기판 상에 버퍼 층을 증착하도록 동작가능한 제 2 프로세스 챔버를 더 포함한다. 상기 프로세싱 시스템은, 상기 제 2 이송 챔버와 이송가능하게 소통하는 제 3 이송 챔버, 상기 제 3 이송 챔버에 커플링되고 그리고 하나 또는 둘 이상의 제 3 마스크들을 진공 환경 내로 수용하도록 동작가능한 제 3 로드락 챔버, 및 상기 제 3 이송 챔버에 커플링되고 그리고 상기 기판 상에 제 2 캡슐화 층을 증착하도록 동작가능한 제 3 프로세스 챔버를 더 포함한다.
상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로 앞서 간략히 요약된 본 발명의 실시예들의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 전형적인 실시예들을 도시하는 것이므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 발명이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
도 1a 및 도 1b는 OLED 디바이스를 캡슐화하기 위한 프로세스들을 도시한다.
도 2는 OLED 디바이스를 캡슐화하는 제 1 프로세스를 수행하도록 동작가능한 프로세싱 시스템(200)을 도시한다.
도 3은 OLED 디바이스를 캡슐화하는 제 2 프로세스를 수행하도록 동작가능한 프로세싱 시스템(300)을 도시한다.
도 4 및 도 5는 OLED 디바이스를 캡슐화하도록 동작가능한 프로세싱 시스템들을 도시한다.
도 6은 프로세스 챔버 및 마스크 챔버와 이송가능하게 소통하는 이송 챔버의 개략적 횡단면도를 도시한다.
도 7은 2개의 중간(middle) 챔버들과 이송가능하게 소통하는 이송 챔버의 개략적 횡단면도를 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 중간 챔버의 개략적 상부도 및 측면도를 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 이송 로봇의 상부 아암(upper arm) 및 하부 아암(lower arm)의 상부도들을 도시한다.
도 10은 일 실시예에 따른 CVD 장치의 개략적 횡단면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 섀도우 프레임(shadow frame)의 저면도이다.
도 12는 가시화 시스템(visualization system)에 대하여 정렬 엘리먼트(alignment element)를 도시하는 개략도이다.
도 13은 기판 상에서의 마스크의 적절한 정렬을 도시하는, 기판을 통한 저면도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 마스크 및 정렬 시스템의 개략적 등각투상도(isometric view)이다.
도 15는 기판 상에 위치된 마스크의 확대도(exaggerated view)이다.
도 1a 및 도 1b는 OLED 디바이스를 캡슐화하기 위한 프로세스들을 도시한다.
도 2는 OLED 디바이스를 캡슐화하는 제 1 프로세스를 수행하도록 동작가능한 프로세싱 시스템(200)을 도시한다.
도 3은 OLED 디바이스를 캡슐화하는 제 2 프로세스를 수행하도록 동작가능한 프로세싱 시스템(300)을 도시한다.
도 4 및 도 5는 OLED 디바이스를 캡슐화하도록 동작가능한 프로세싱 시스템들을 도시한다.
도 6은 프로세스 챔버 및 마스크 챔버와 이송가능하게 소통하는 이송 챔버의 개략적 횡단면도를 도시한다.
도 7은 2개의 중간(middle) 챔버들과 이송가능하게 소통하는 이송 챔버의 개략적 횡단면도를 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 중간 챔버의 개략적 상부도 및 측면도를 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 이송 로봇의 상부 아암(upper arm) 및 하부 아암(lower arm)의 상부도들을 도시한다.
도 10은 일 실시예에 따른 CVD 장치의 개략적 횡단면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 섀도우 프레임(shadow frame)의 저면도이다.
도 12는 가시화 시스템(visualization system)에 대하여 정렬 엘리먼트(alignment element)를 도시하는 개략도이다.
도 13은 기판 상에서의 마스크의 적절한 정렬을 도시하는, 기판을 통한 저면도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 마스크 및 정렬 시스템의 개략적 등각투상도(isometric view)이다.
도 15는 기판 상에 위치된 마스크의 확대도(exaggerated view)이다.
본 발명의 실시예들은 기판 상에 형성되는 OLED 디바이스를 캡슐화하기 위한 시스템 및 방법을 포함한다. 본원에서 설명되는 방법들 및 챔버 구성들은, 기판 및 복수의 마스크들이 진공 프로세싱 환경 내로 효율적으로 수용되고, 캡슐화 층들의 증착을 위해 하나 또는 둘 이상의 프로세스 챔버들 사이에서 이송되고, 그리고 프로세싱 시스템으로부터 제거될 수 있게 한다. 비록 다양한 실시예들이 특정 유형들의 프로세스 챔버들 및 증착 프로세스들에 의해 수행되는 것으로서 설명되지만, 이러한 실시예들은 또한 다른 유형들의 프로세스 챔버들 및 증착 프로세스들을 활용할 수 있고, 본원에서 설명되는 예시적인 프로세스 챔버들 및 증착 프로세스들로 한정되지 않는다. 본원에서 설명되는 실시예들은 또한 다양한 유형들, 형상들, 및 크기들의 마스크들 및 기판들과 함께 사용될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 OLED 디바이스를 캡슐화하기 위한 프로세스를 도시한다. 도시된 바와 같이, OLED(130)는 기판(110) 상에 증착될 수 있고, 실리콘 질화물(SiN), 산화 알루미늄(Al2O3), 및/또는 폴리머와 같은 탄소-함유 층을 포함하는 하나 또는 둘 이상의 층들로 캡슐화될 수 있다. 컨택(contact) 층(120)이 OLED(130)와 기판(110) 사이에 형성될 수 있다. 층 증착 및 패터닝 프로세스들 동안, 하나 또는 둘 이상의 마스크들이 기판(110) 상의 컨택 층(120)의 일부들을 덮기 위해 사용될 수 있다. 컨택 층(120)의 일부들을 마스킹함으로써, 캡슐화 층(들)을 통해 절단(cutting)(이러한 절단은 OLED(130)를 유해한 수분에 노출시킬 수 있다)하지 않으면서, 캡슐화된 OLED(130)와의 전기적인 연결이 확립될 수 있다.
도 1a는 OLED 디바이스를 캡슐화하기 위한 프로세스(100)를 도시한다. 프로세스(100)에서, 제 1 크기를 갖는 제 1 마스크(115)가 기판(110) 및/또는 컨택 층(120) 상에 위치된다. 기판(110) 및 제 1 마스크(115)는 OLED(130) 상에 제 1 층(140)을 증착하기 위해 프로세스 챔버에 위치된다. 제 1 층(140)은, 예를 들어, 화학 기상 증착(CVD) 프로세스를 이용하여 증착되는 실리콘 질화물 층 또는 물리 기상 증착(PVD) 프로세스를 이용하여 증착되는 산화 알루미늄 층일 수 있다. 그런 다음, 제 1 마스크(115)가 기판(110)의 표면으로부터 제거되고, 제 2 크기를 갖는 제 2 마스크(125)가 제 1 층(140), 컨택 층(120), 및/또는 기판(110)의 일부를 마스킹하기 위해 기판(110) 상에 위치된다. 기판(110) 및 제 2 마스크(125)는 제 1 층(140) 및 OLED(130) 상에 제 2 층(150)을 증착하기 위해 제 2 프로세스 챔버에 위치된다. 제 2 층(150)은 모노머(monomer) 증발 프로세스(evaporation process)를 이용하여 증착되는 폴리머 층과 같은 탄소-함유 층일 수 있으며, 그리고 OLED(130) 상에 증착된 층들을 완충하기 위한(cushion) 버퍼 층으로서 기능할 수 있다. 그런 다음, 제 2 마스크(125)가 기판(110)의 표면으로부터 제거되며, 그리고 제 1 크기와 동일한(또는 실질적으로 동일한) 크기를 갖는 제 3 마스크(135)가 기판(110) 및/또는 컨택 층(120) 상에 위치된다. 그런 다음, 기판(110) 및 제 3 마스크(135)는 제 2 층(150), 제 1 층(140), 및 OLED(130) 상에 제 3 층(160)을 증착하기 위해 제 3 프로세스 챔버에 위치된다. 제 3 층(160)은, 예를 들어, CVD 프로세스를 이용하여 증착되는 실리콘 질화물 층 또는 PVD 프로세스를 이용하여 증착되는 산화 알루미늄 층일 수 있다.
제 1 층(140)을 형성하기 위해 사용된 마스크(115)는 제 3 층(160)을 형성하기 위해 사용된 마스크(135)와 동일한 마스크일 수 있거나, 또는 제 1 층(140)을 형성하기 위해 사용된 마스크(115)는 제 3 층(160)을 형성하기 위해 사용된 마스크(135)와 동일한(또는 실질적으로 동일한) 패턴을 갖는 상이한 마스크일 수 있다. 선택적으로, 제 1 및 제 3 층들(140, 160)은 동일한 프로세스 챔버에서 증착될 수 있다. 예를 들어, SiN을 포함하는 제 1 층(140)은 프로세스 챔버에서 증착될 수 있고, SiN을 포함하는 제 3 층(160)은 프로세스 챔버에서 증착될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 기판은 약 1300 밀리미터(㎜)의 폭, 약 1500 ㎜의 높이, 및 약 0.4-0.5㎜의 두께를 가질 수 있다. 기판은 유리 물질 또는 낮은 열팽창 계수를 갖는 유사한 물질로부터 형성될 수 있다. OLED는, 3-5개의 층들 또는 그 초과의 층들과 같은, 다수의 층들로 캡슐화될 수 있고, 각 층은 약 80 ℃ 내지 약 100 ℃의 온도에서 증착된다. 캡슐화 층들의 두께는 약 500 나노미터(㎚)일 수 있다. 버퍼 층(들)의 두께는 약 1㎚ 내지 약 2㎚일 수 있다. 마스크들(115, 125, 135)은 약 1500 ㎜의 폭, 1700 ㎜의 높이, 약 0.1 ㎜의 두께, 및 약 0.7 ㎜ 보다 큰 프레임 두께를 가질 수 있다. 마스크 물질은, 인바(Invar)와 같은, 낮은 열팽창 계수를 갖는 물질로부터 형성될 수 있다. 기판과 마스크들(115, 125, 135)의 정렬은 각 프로세스 챔버 내에서 수행될 수 있거나, 프로세스 챔버들에 마스크들 및 기판을 위치시키기 전에 수행될 수 있다.
도 2는 OLED 디바이스를 캡슐화하는 프로세스(100)를 수행하도록 동작가능한 프로세싱 시스템(200)을 도시한다. 비록 프로세싱 시스템(200)이 프로세스(100)와 함께 설명되지만, 프로세싱 시스템(200)은 또한 다른 프로세스들과 함께 사용할 수 있다. 프로세싱 시스템(200)은 4개의 로드락 챔버들(210), 5개의 중간 챔버들(220), 4개의 이송 챔버들(230), 및 12개의 프로세스 챔버들(240, 242)을 포함한다. 이송 로봇(232)이 각 이송 챔버(230)에 배치된다.
각 이송 챔버(230)는 각 챔버 클러스터의 프로세스 챔버들(240, 242)과의 마스크들의 신속한 교환을 위해 로드락 챔버(210)와 소통할 수 있다. 또한, 각 이송 챔버(230)는 프로세싱 시스템(200)의 다양한 챔버 클러스터들 사이에서 기판들 및 마스크들을 이동시키기 위해 중간 챔버(220)와 소통한다. 중간 챔버들(220)은 또한 마스크 교체(replacement) 챔버로서 사용될 수 있다. 이송 챔버들(230)은 12개의 프로세스 챔버들(240, 242)과 소통한다. 프로세스 챔버들(240, 242) 중 하나 또는 둘 이상은 OLED 디바이스들 상에 실리콘 질화물(SiNx), 산화 알루미늄(Al2O3), 헥사메틸디실록산(HMDSO; hexamethyldisiloxane), 및/또는 다른 캡슐화 층들 및/또는 버퍼 층들을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 마스크 정렬 및 교환은 프로세스 챔버들(240, 242) 내에서 이루어질 수 있다.
마스크 공급부(217)는 기판들 및/또는 마스크들을 대기 환경(atmospheric environment)으로부터 챔버들 내로 도입하기 위해 각각의 로드락 챔버(210)와 이송가능하게 소통할 수 있다. 예를 들어, 로드락 챔버들(210)은 마스크 카세트(mask cassette) 내의 하나 또는 둘 이상의 마스크들을 대기 환경으로부터 진공 환경으로 이송하기 위해 사용될 수 있다. 참조 화살표들(205)은 프로세싱 시스템(200)을 통한 기판(들)의 흐름을 나타낸다. 참조 화살표들(215)은 프로세싱 시스템(200)을 통한 마스크(들)의 흐름을 나타낸다. 마스크들 및 기판들은 하기에서 더 설명되는 바와 같이 서로 독립적인 챔버들 사이에서 이송될 수 있다.
프로세싱 시스템(200)의 동작 동안, 기판(110)은 제 1 중간 챔버(220)에 위치된다. 하나 또는 둘 이상의 제 1 마스크들(115)의 카세트가, 예를 들어 이송 로봇(232)에 의해, 마스크 공급부(217)로부터 제 1 로드락 챔버(210)로 이송된다. 제 1 이송 챔버(230)에 배치된 이송 로봇(232)은 제 1 중간 챔버(220)로부터 기판(110)을 회수하고(retrieve), 제 1 로드락 챔버(210)로부터 제 1 마스크(115)를 회수하며, 그리고 기판(110) 상에 배치된 OLED(130) 상에 제 1 층(140)을 증착하기 위해 기판(110) 및 제 1 마스크(115)를 프로세스 챔버(240)에 위치시킨다. 제 1 층(140)을 증착한 후, 기판(110) 및 제 1 마스크(115)는 프로세스 챔버(240)로부터 제거된다. 제 1 마스크(115)는 기판(110)으로부터 제거되고, 저장을 위해 제 1 로드락 챔버(210) 내로 이송된다. 그런 다음, 기판(110)은 제 2 중간 챔버(220)로 이송된다. 선택적으로, 각각의 중간 챔버(220)는 이송 로봇(232)에 의한 액세스를 용이하게 하기 위해 슬릿 밸브 도어들 가까이에 마스크들 및/또는 기판들을 위치시키기 위하여 회전하도록 구성될 수 있다.
다음으로, 제 2 이송 챔버(230) 내의 이송 로봇(232)이 제 2 중간 챔버(220)로부터 기판(110)을 회수한다. 제 2 마스크(125)는, 마스크 공급부(217)로부터 제 2 로드락 챔버(210)로 이송되었던 하나 또는 둘 이상의 제 2 마스크들(125)의 카세트로부터 회수된다. 이송 로봇(232)은, 제 1 층(140) 및 OLED(130) 상에 제 2 층(150)을 증착하기 위해 프로세스 챔버(242)에 기판(110) 및 제 2 마스크(125)를 위치시킨다. 제 2 층(150)을 증착한 후, 기판(110) 및 제 2 마스크(125)는 프로세스 챔버(242)로부터 제거된다. 제 2 마스크(125)가 기판(110)으로부터 제거되고, 저장을 위해 제 2 로드락 챔버(210) 내로 이송된다. 그런 다음, 기판(110)은 제 3 중간 챔버(220)로 이송된다.
제 3 이송 챔버(230) 내의 이송 로봇(232)은 제 3 중간 챔버(220)로부터 기판(110)을 회수한다. 제 3 마스크(135)는, 마스크 공급부(217)로부터 제 3 로드락 챔버(210)로 이송되었던 하나 또는 둘 이상의 제 3 마스크들(135)의 카세트로부터 회수된다. 이송 로봇(232)은, 제 2 층(150), 제 1 층(140) 및 OLED(130) 상에 제 3 층(160)을 증착하기 위해 프로세스 챔버(240)에 기판(110) 및 제 3 마스크(135)를 위치시킨다. 제 3 층(160)을 증착한 후, 기판(110) 및 제 3 마스크(135)는 프로세스 챔버(240)로부터 제거된다. 제 3 마스크(135)가 기판(110)으로부터 제거되고, 저장을 위해 제 3 로드락 챔버(210) 내로 이송된다. 그런 다음, 기판(110)은 제 4 중간 챔버(220)로 이송된다.
일단 기판(110)이 제 4 중간 챔버(220)에 도달하면, 제 4 이송 챔버(230)의 이송 로봇(232)은, 기판(110)을 회수하고 그리고 하나 또는 둘 이상의 추가 층들(예를 들어, 제 4 층, 제 5 층 등)을 증착 또는 패터닝하기 위해 기판(110) 및 마스크를 프로세스 챔버에 위치시킬 수 있다. 대안적으로, 기판(110)은 이송 로봇(232)에 의해 제 4 중간 챔버(220)로부터 회수될 수 있고, 제 5 중간 챔버(220)로 이송될 수 있으며, 여기서 기판(110)은 프로세싱 시스템(200)으로부터 제거될 수 있다. 다른 실시예들에서, 제 2 층(150)은 제 3 이송 챔버(230)에 커플링된 프로세스 챔버(242)에서 증착될 수 있고, 그리고 제 3 층(160)은 제 3 이송 챔버(230)에 또한 커플링된 프로세스 챔버(240)에서 증착될 수 있거나, 또는 제 3 층(160)은 제 4 이송 챔버(230)에 커플링된 프로세스 챔버(240)에서 증착될 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 다수의 층들이 특정 챔버 클러스터 내에서 기판(110) 상에 증착되거나 패터닝될 수 있다. 즉, 다수의 층들은, 특정 이송 챔버(230)에 커플링된 프로세스 챔버들(240, 242)에서 기판(110) 상에 증착되거나 패터닝될 수 있다. 예를 들어, 제 1 층(140)은 제 1 이송 챔버(230)에 커플링된 프로세스 챔버(240)에서 증착될 수 있으며, 그리고 제 2 및 제 3 층들(150, 160)은 제 2 이송 챔버(230)에 커플링된 프로세스 챔버들(240, 242)에서 증착 및/또는 패터닝될 수 있다. 선택적으로, 이러한 실시예에서, 그런 다음, 제 4 및 제 5 층들은 제 3 및/또는 제 4 이송 챔버들(230)에 커플링된 하나 또는 둘 이상의 프로세스 챔버들(240, 242)에서 증착 및/또는 패터닝될 수 있고, 그 이후 기판(110)은 제 5 중간 챔버(220)로 이송될 수 있고, 프로세싱 시스템(200)으로부터 제거될 수 있다. 또한, 각각의 챔버 클러스터와 관련된 로드락 챔버(210)는, 주어진 증착 또는 패터닝 프로세스를 위한 적절한 마스크에 대한 액세스를 가능하게 하기 위해, 제 1 마스크들(115), 제 2 마스크들(125), 제 3 마스크들(135), 또는 다수의 유형들의 마스크들을 저장할 수 있다.
광범위한 프로세스 챔버들이 본원에서 설명되는 프로세싱 시스템 실시예들과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 프로세스 챔버들은 산화 알루미늄, 실리콘 질화물, HMDSO 및 다른 유사한 캡슐화 층들의 플라즈마-강화 화학 기상 증착(PECVD), 물리 기상 증착(PVD) 또는 패터닝을 수행하도록 동작가능할 수 있다. 일 실시예에서, 하나 또는 둘 이상의 프로세스 챔버들(240, 242)은 캘리포니아 산타클라라 소재의 어플라이드 머티어리얼스 인코포레이티드로부터 입수가능한 PECVD 프로세스 챔버(Process Chamber)일 수 있다. 프로세스 챔버들은, 마스크와 기판 사이의 정렬 및/또는 마스크와 기판의 상대적 위치들의 시각적인 표시(visual indication)를 제공하도록 동작가능한 하나 또는 둘 이상의 카메라들을 포함하는 비전 시스템(vision system)과 함께 구성될 수 있다. 프로세스 챔버들은 X-Y-Z 및 세타(theta) 방향들에서 마스크들을 이동 및 회전시키도록 동작가능할 수 있다.
도 3은 OLED 디바이스를 캡슐화하는 프로세스를 수행하도록 동작가능한 프로세싱 시스템(300)을 도시한다. 비록 프로세싱 시스템(300)이 특정 프로세스와 함께 설명되지만, 프로세싱 시스템(300)은 또한 프로세스(100)와 같은 다른 프로세스들과 함께 사용할 수 있다. 프로세싱 시스템(300)은 2개의 로드락 챔버들(210), 4개의 중간 챔버들(220), 3개의 이송 챔버들(230), 및 10개의 프로세스 챔버들(240, 242)을 포함한다. 이송 로봇(232)은 각각의 이송 챔버(230)에 배치된다. 마스크 공급부(217)는 각각의 로드락 챔버(210)와 이송가능하게 소통할 수 있다. 참조 화살표들(205)은 프로세싱 시스템(300)을 통한 기판(들)의 흐름을 나타낸다. 참조 화살표들(215)은 프로세싱 시스템(300)을 통한 마스크(들)의 흐름을 나타낸다. 로드락 챔버들(210)이 프로세싱 시스템(300)의 대향(opposite) 단부들 상에 제공되는 바, 하나는 마스크들을 도입하기 위한 것이고, 다른 하나는 시스템(300)의 진공 환경을 파괴시키지 않으면서 시스템(300)으로부터 마스크들을 제거하기 위한 것이다.
프로세싱 시스템(300)의 동작 동안, 기판(110)은 제 1 중간 챔버(220)에 위치되고, 하나 또는 둘 이상의 제 1 마스크들(115)의 카세트는 마스크 공급부(217)로부터 제 1 로드락 챔버(210)로 이송된다. 제 1 이송 챔버(230)에 배치된 이송 로봇(232)은 제 1 중간 챔버(220)로부터 기판(110)을 회수하고, 제 1 로드락 챔버(210)로부터 제 1 마스크(115)를 회수하며, 그리고 기판(110) 상에 배치된 OLED(130) 상에 제 1 층(140)을 증착하기 위해 프로세스 챔버(240)에 기판(110) 및 제 1 마스크(115)를 위치시킨다. 제 1 층(140)을 증착한 후, 기판(110) 및 제 1 마스크(115)는 프로세스 챔버(240)로부터 제거되고 제 2 중간 챔버(220)로 이송된다. 선택적으로, 각각의 중간 챔버(220)는 이송 로봇(232)에 의한 액세스를 용이하게 하기 위해 슬릿 밸브 도어들에 가까이에 마스크들 및/또는 기판들을 위치시키기 위하여 회전하도록 구성될 수 있다.
다음으로, 제 2 이송 챔버(230)의 이송 로봇(232)은 제 2 중간 챔버(220)로부터 기판(110) 및 제 1 마스크(115)를 회수하고, 그리고 제 1 층(140) 및 OLED(130) 상에 제 2 층(150)을 증착 및/또는 패터닝하기 위해 프로세스 챔버(242)에 기판(110) 및 제 1 마스크(115)를 위치시킨다. 제 2 층(150)의 증착 및/또는 패터닝 이후, 기판(110) 및 제 1 마스크(115)는 프로세스 챔버(242)로부터 제거되고 제 3 중간 챔버(220)로 이송된다. 제 3 이송 챔버(230)의 이송 로봇(232)은 제 3 중간 챔버(220)로부터 기판(110) 및 제 1 마스크(115)를 회수하고, 제 2 층(150), 제 1 층(140), 및 OLED(130) 상에 제 3 층(160)을 증착하기 위해 프로세스 챔버(240)에 기판(110) 및 제 1 마스크(115)를 위치시킨다. 제 3 층(160)의 증착 이후, 기판(110) 및 제 1 마스크(115)는 프로세스 챔버(240)로부터 제거된다. 제 1 마스크(115)는 기판(110)으로부터 제거되고, 저장을 위해 제 2 로드락 챔버(210) 내로 이송된다. 그런 다음, 기판(110)은 제 4 중간 챔버(220)로 이송되고 프로세싱 시스템(300)으로부터 제거된다. 또한, 다수의 층들이 특정 챔버 클러스터 내에서 기판(110) 상에 증착 또는 패터닝될 수 있음이 고려된다.
비록 도 3의 프로세싱 시스템(300)이 OLED 디바이스를 캡슐화하는 특정 프로세스와 관련하여 설명되었지만, 프로세싱 시스템(300)이 OLED 디바이스를 캡슐화하는 다른 프로세스들(예를 들어, 프로세스(100))을 수행하기 위해 사용될 수 있음이 또한 고려된다. 예를 들어, 중간 챔버들(220)과 이송 챔버들(230) 사이에서 마스크(들)을 이송하는 대신, 하나 또는 둘 이상의 제 1 마스크들(115)은 제 1 층(140)을 증착하기 위해 제 1 이송 챔버(230)에 남을 수 있고, 하나 또는 둘 이상의 제 2 마스크들(125)은 제 2 층(150)을 증착 및/또는 패터닝하기 위해 제 2 이송 챔버(230)에 남을 수 있으며, 그리고 하나 또는 둘 이상의 제 3 마스크들(135)은 제 3 층(160)을 증착하기 위해 제 3 이송 챔버(230)에 남을 수 있다. 따라서, 챔버들 사이에서 기판(110) 및 마스크들(115, 125, 135) 모두를 이송하는 대신, 기판(110) 만이 이송되고, 마스크들(115, 125, 135)은 자신들의 각각의 챔버 클러스터들 내에 남는다.
도 4는 OLED 디바이스를 캡슐화하도록 동작가능한 프로세싱 시스템(400)을 도시한다. 프로세싱 시스템(400)은 2개의 로드락 챔버들(210), 5개의 중간 챔버들(220), 4개의 이송 챔버들(230), 및 12개의 프로세스 챔버들(240, 242)을 포함한다. 프로세싱 시스템(400)의 동작은 상술한 프로세싱 시스템(300)의 동작과 유사하다. 그러나, 프로세싱 시스템(400)은 시스템의 각각의 단부에 마스크 챔버(250)를 더 포함한다. 일단 마스크들이 프로세싱 시스템(400) 내로 도입되면, 제 1 이송 챔버(230)의 이송 로봇(232)은 하나 또는 둘 이상의 마스크들을 마스크 챔버(250)에 저장할 수 있다. 마스크 챔버(250)에 있는 동안, 마스크들은 진공 상태들 하에서 유지될 수 있으며, 적절한 온도(예를 들어, 약 80℃ 내지 약 100℃)까지 가열되어 유지될 수 있다.
도 5는 OLED 디바이스를 캡슐화하도록 동작가능한 프로세싱 시스템(500)을 도시한다. 프로세싱 시스템(500)은 5개의 중간 챔버들(220), 4개의 이송 챔버들(230), 12개의 프로세스 챔버들(240, 242), 및 4개의 마스크 챔버들(250)을 포함한다. 프로세싱 시스템(500)의 동작은 상술한 프로세싱 시스템(400)의 동작과 유사하다. 그러나, 프로세싱 시스템(500)은 각각의 이송 챔버(230)와 소통하는 마스크 챔버들(250)을 가지며, 어떠한 로드락 챔버들(210)도 포함하지 않는다. 대신에, 하나 또는 둘 이상의 마스크 공급부들(217)이 오버헤드 크레인(overhead crane)(270)를 통해 중간 챔버들(220) 내로 수동으로 도입된다. 일 실시예에서, 중간 챔버들(220)의 커버들(222)(도 7에 도시됨)이 마스크 공급부(217)의 수동 교환을 위해 제거될 수 있다.
도 6은 프로세스 챔버(240, 242) 및 마스크 챔버(250)와 이송가능하게 소통하는 이송 챔버(230)의 개략적 횡단면도를 도시한다. 프로세스 챔버(240, 242)는 기판들 상에 마스크들을 정렬하도록, 그리고 PVD 또는 CVD 프로세스들을 이용하여 산화 알루미늄, 실리콘 질화물, HDMSO 또는 유사한 캡슐화 층들로 OLED들을 캡슐화하도록 동작가능할 수 있다. 이송 챔버(230)의 이송 로봇(232)은 듀얼 아암 설계(dual arm design)를 포함할 수 있는데, 이러한 듀얼 아암 설계는 마스크들 및 기판들을 로드락 챔버들(210), 중간 챔버들(220), 프로세스 챔버들(240, 242), 및 마스크 챔버들(250)로 도입시키고 그리고 이들로부터 회수하도록 동작가능하다. 각각의 마스크 챔버(250)는 약 9-12개까지의 마스크들을 저장할 수 있고, 약 20℃ 내지 약 100℃의 챔버 온도를 유지할 수 있으며, 및/또는 입자(particle) 제어를 위하여 챔버 압력/퍼지(purge)를 제어할 수 있다. 각각의 마스크 챔버(250)는 또한, 이송 챔버(230)의 이송 로봇(232)에 의한 액세스를 용이하게 하도록 마스크들을 마스크 챔버(250)의 도어 근처에 위치시키기 위해 액추에이터(252)를 통해 수직으로 이동가능한 저장 선반(storage shelf)(251)을 포함할 수 있다.
도 7은 2개의 중간 챔버들(220)과 이송가능하게 소통하는 이송 챔버(230)의 개략적 횡단면도를 도시한다. 중간 챔버들(220)은 하나 또는 둘 이상의 슬릿 밸브 도어들(221)을 포함할 수 있으며, 이러한 슬릿 밸브 도어들을 통하여, 기판들 및 마스크들이 이송 챔버(230) 및 다른 챔버들로 이송되고 그리고 이러한 이송 챔버(230) 및 다른 챔버들로부터 이송될 수 있다. 중간 챔버들(220)은 또한, 예를 들어 오버헤드 크레인를 통해, 마스크 카세트와 같은 마스크 공급부(217)를 수동으로 도입하기 위한 제거가능한 커버(222)를 포함할 수 있다. 마스크 공급부(217)로부터의 마스크들은 저장을 위해 마스크 챔버(250)로 이동될 수 있다. 마스크들, 기판들, 및/또는 마스크 공급부(217)는, 이송 로봇(232)에 의한 액세스를 용이하게 하기 위해 마스크들, 기판들, 및/또는 마스크 공급부(217)를 슬릿 밸브 도어들(221) 근처에 위치시키도록 동작가능한 중간 챔버들(220)의 회전가능한 부재 상에 위치될 수 있다. 이송 로봇(232)은 기판들을 핸들링하기 위한 상부 아암(233) 및 마스크들을 핸들링하기 위한 하부 아암(234)을 포함할 수 있다. 상부 아암(233) 및 하부 아암(234)은 기판들 및 마스크들을 챔버들 사이에서 이동시키기 위해 이송 챔버(230)의 중심축(229) 주위로 회전가능하다.
도 8a 및 도 8b는 중간 챔버(220)의 개략적 상부도 및 측면도를 도시한다. 중간 챔버(220)는 마스크들 및 기판들을 지지하기 위한 기판 클램프(226) 및 마스크 클램프(227)를 포함한다. 기판 클램프(226) 및 마스크 클램프(227)는 마스크들 및 기판들을 맞물리게(engage) 하기 위해 액추에이터(223)에 의해 동작될 수 있다. 마스크들 및 기판들은, 액추에이터(224)에 의해 회전가능한 카운터웨이트(counterweight) 부분(225)을 갖는 지지 부재(228) 상에 위치될 수 있다. 마스크들 및/또는 기판들은 슬릿 밸브 도어들(221) 중 하나를 통하여 도입될 수 있고, 지지 부재(228) 상에 위치될 수 있다. 지지 부재(228)는, 마스크들 및/또는 기판들을 다른 슬릿 밸브 도어(221)에 더 가까이 위치시키기 위해 중심축(229) 주위로 적어도 180도 회전될 수 있다. 이러한 방식으로, 중간 챔버들(220)은 챔버들 사이에서의 액세스를 용이하게 하기 위해 이송 챔버들(230)의 이송 로봇(232)에 대하여 마스크들 및/또는 기판들을 위치시키도록 동작가능하다.
도 9a는 이송 챔버(230)의 이송 로봇(232)의 상부 아암(233)의 상부도를 도시한다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 상부 아암(233)은 기판(110)을 지지하는 연장된(extended) 그리고 수축된(retracted) 위치들에 있다. 상부 아암(233)은 기판(110)을 아래로부터 지지하기 위한 하나 또는 둘 이상의 지지 부재들을 포함하는 엔드 이펙터(end effector)(235)를 포함한다. 도 9b는 이송 챔버(230)의 이송 로봇(232)의 하부 아암(234)의 상부도를 도시한다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 하부 아암(234)은 마스크를 지지하는 연장된 그리고 수축된 위치들에 있다. 하부 아암(234)은, 마스크를 지지하기 위한 그리고 마스크 프레임 및/또는 마스크의 최외각 에지(outermost edge)를 지지하기 위한 하나 또는 둘 이상의 지지 부재들을 포함하는 엔드 이펙터(236)를 포함한다. 엔드 이펙터들(235, 236)의 지지 부재들은 기판들 및 마스크들의 최적의 지지(optimal support)를 제공하도록 이격될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 CVD 장치(1000)의 개략적 횡단면도이다. 장치(1000)는, 하나 또는 둘 이상의 기판들(1006) 및 마스크(1008)가 내부에 삽입될 수 있도록 하기 위해 하나 또는 둘 이상의 벽들을 통해 개구(1004)를 갖는 챔버 본체(1002)를 포함한다. 기판(1006)은, 프로세싱 동안, 확산기(1012)에 대향하는(opposite) 기판 지지체(1010) 상에 배치되며, 확산기는 프로세싱 가스가 확산기(diffuser)(1012)와 기판(1006) 사이의 프로세싱 공간(1016)에 들어가는 것을 허용하기 위해 자신을 관통하는 하나 또는 둘 이상의 개구들(1014)을 갖는다.
프로세싱을 위해, 처음에, 마스크(1008)가 개구(1004)를 통하여 장치(1000) 내로 삽입되고 다수의 모션(motion) 정렬 엘리먼트들(1018) 상에 배치된다. 그런 다음, 기판(1006)이 개구(1004)를 통하여 삽입되고, 기판 지지체(1010)를 통하여 연장하는 다수의 리프트 핀들(1020) 상에 배치된다. 그런 다음, 기판 지지체(1010)가 기판(1006)을 만나도록(meet) 상승하며(raise), 이에 따라 기판(1006)이 기판 지지체(1010) 상에 배치된다. 기판(1006)은 기판 지지체(1010) 상에 있는 동안 정렬된다.
일단 기판(1006)이 기판 지지체(1010) 상에 정렬되면, 하나 또는 둘 이상의 가시화 시스템들(1022)은 마스크(1008)가 기판(1006) 위에 적절하게 정렬되었는 지의 여부를 결정한다. 마스크(1008)가 적절하게 정렬되지 않았으면, 하나 또는 둘 이상의 액추에이터들(1024)이 하나 또는 둘 이상의 모션 정렬 엘리먼트들(1018)을 이동시켜서 마스크(1008)의 위치를 조정한다. 그런 다음, 하나 또는 둘 이상의 가시화 시스템들(1022)은 마스크(1008)의 정렬을 재검사한다.
일단 마스크(1008)가 기판(1006) 상에 적절하게 정렬되면, 마스크(1008)가 기판(1006) 상으로 하강되며(lowered), 그런 다음, 섀도우 프레임(1028)이 마스크(1008)와 접촉할 때 까지 기판 지지체(1010)가 스템(1026) 상에서 상승한다. 섀도우 프레임(1028)은, 마스크(1008) 상에 놓여지기 전에, 챔버 본체(1002)에서 레지(ledge)(1030) 상에 배치되는데, 이러한 레지(1030)는 챔버 본체(1002)의 하나 또는 둘 이상의 내벽들로부터 연장한다. 기판 지지체(1010)는, 기판(1006), 마스크(1008) 및 섀도우 프레임(1028)이 확산기(1012)에 대향하는 프로세싱 위치에 배치될 때 까지 계속해서 상승한다. 그런 다음, 확산기에 바이어스(bias)가 제공되는 동안, 프로세싱 가스가, 하나 또는 둘 이상의 가스 소스들(1032)로부터, 배킹 플레이트(backing plate)(1034)에 형성된 개구를 통해 전달된다.
마스크(1008)를 기판(1006) 상에 적절하게 정렬하기 위해, 가시화 시스템은 기판 지지체(1010)를 관통하여 형성된 개구(1202)를 통하여 광을 조사함으로써 동작한다. 광은 마스크(1008)의 위치를 확인하기(see) 위해 기판(1006)을 통해 비추어진다(shine). 하기에서 설명될 바와 같이, 기판(1006)은 상부에 하나 또는 둘 이상의 정렬 마크(alignment mark)들(1302)을 갖게 될 것인데, 이러한 정렬 마크들은, 적절하게 정렬되는 경우, 마스크(1008)에 형성된 하나 또는 둘 이상의 개구들(1204)에 센터링된다(centered). 따라서, 기판 지지체(1010)를 통하여 정렬 마크들(1302)을 볼 때, 하나 또는 둘 이상의 가시화 시스템들(1022)은 섀도우 프레임(1028) 뿐만 아니라 마스크(1008)의 개구(1204)의 경계(boundary)를 볼 것이다. 섀도우 프레임(1028)은 양극화된(anodized) 알루미늄으로 제조될 수 있다. 그러나, 양극화된 알루미늄이 그레이 컬러를 갖기 때문에, 하나 또는 둘 이상의 가시화 시스템들(1022)은 그레이의 섀도우 프레임(1028) 상에서 정렬 마크(1302)를 보는 것에 있어서 어려움을 겪을 수 있다. 따라서, 섀도우 프레임(1028)은 가시화 시스템들(1022)에 적합해지도록(accommodate) 수정될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 섀도우 프레임(1028)의 저면도이다. 가시화 시스템들(1022)에 적합해지도록 하기 위해, 섀도우 프레임(1028)은 각 가시화 시스템(1022)으로부터의 광이 광을 조사하게 될 곳에 대응하는 위치(1102)를 갖는다. 위치들(1102)은, 양극화된 알루미늄이 아닌, 섀도우 프레임(1028)의 일부이다. 섀도우 프레임(1028)의 나머지 부분은 양극화된 알루미늄이다. 4개의 위치들(1102)이 도시되었지만, 더 많거나 더 적은 위치들(1102)이 존재할 수 있음을 이해해야 한다. 가시화 시스템(1022)이 기판(1006) 상의 마크를 효과적으로 가시화할 수 있도록 보장하기 위해, 기판(1006) 상의 마크와 섀도우 프레임(1028) 상의 위치(1102) 사이에는 충분한 콘트라스트(contrast)가 존재한다. 부가적으로, 가시화 시스템들(1022)이 섀도우 프레임(1028)의 부분들을 구별할 수 있도록, 섀도우 프레임(1028)의 양극화된 부분과 위치들(1102) 사이에는 충분한 콘트라스트가 존재한다. 위치들(1102)은 노출된(bare) 비-양극화된 알루미늄을 가질 수 있는데, 이는 양극화된 알루미늄의 그레이가 아닌 빛나는-은색(shiny-silver)의 외관을 가질 것이다. 대안적으로, 위치(1102)가 정렬 목적들을 위해 백색 외관을 갖도록, 위치들(1102)은 섀도우 프레임(1028)에 삽입되는 세라믹 물질을 포함할 수 있다. 위치들(1102)은, 가시화 시스템(1022)이 동작할 때, 양극화된 섀도우 프레임(1028)에 대한 콘트라스트를 개선한다.
도 12는 정렬 가시화 시스템 측정 위치에 대한 정렬 엘리먼트(1018)를 도시하는 개략적 도시이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 기판 지지체(1010)는, 리프트 핀들(1020)(도 10 참조) 뿐만 아니라 자신을 관통하여 연장하는 정렬 엘리먼트들(1018)을 위해, 자신을 관통하는 개구들을 갖는다. 개구들(1202)은 또한 정렬 가시화 시스템들(1022)이 동작하게 될 곳에 대응하는 위치들에 존재한다. 정렬 가시화 시스템들(1022)은 장치(1000)의 외부에 배치될 수 있으며, 그리고 장치(1000) 내부를 보기 위해 카메라와 같은 가시화 엘리먼트(visualization element) 및 광원과 같은 조사 엘리먼트(illumination element)를 이용할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 정렬 가시화 시스템들(1022)은, 화살표 "A"로 도시된 방향으로, 기판 지지체(1010)에 형성된 개구(1202)를 통하여, 기판(1006)을 통하여, 마스크(1008)에 형성된 개구(1204)를 통하여, 그리고 섀도우 프레임(1028) 상의 위치(1102)에서, 광을 조사함으로써 동작한다. 그런 다음, 정렬 가시화 시스템들(1022)은 마스크(1008)를 통해 형성된 개구(1204)의 경계로부터의 정렬 마크(1302)의 거리를 측정한다.
도 13은 기판(1006) 상에서의 마스크(1008)의 적절한 정렬을 도시하는, 기판(1006)을 통한 저면도이다. 기판(1006)은 상부에 정렬 마크(1302)를 갖는다. 챔버 내에 삽입시에, 기판(1006)은 기판 지지체(1010) 상에 정렬된다. 그런 다음, 마스크(1008)가 정렬된다. 적절한 정렬을 위해, 정렬 마크(1302)는, 기판 지지체(1010)에 형성된(이는 마스크(1008) 정렬 이전에 일어남) 개구(1202) 내에 뿐 아니라, 마스크(1008) 내에 형성된 개구(1204) 내에서 센터링된다. 일단 마스크(1008)가 기판(1006) 상에 적절하게 정렬되면, 정렬 엘리먼트들(1018)은 마스크(1008)를 기판(1006) 상으로 하강시킬 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 마스크(1008) 및 정렬 시스템의 개략적 등각투상도이다. 상술한 바와 같이, 처음에, 마스크(1008)를 하나 또는 둘 이상의 정렬 엘리먼트들(1018) 상에 배치하는 엔드 이펙터를 이용하여, 마스크(1008)가 장치(1000) 내로 삽입된다. 도 14에 도시된 실시예에서는, 4개의 정렬 엘리먼트들(1018A-1018D)이 존재한다. 본 발명이 4개의 정렬 엘리먼트들(1018A-1018D)로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 각각의 정렬 엘리먼트(1018A-1018D)는 정렬 엘리먼트들(1018A-1018D)의 이동(movement)을 제어하는 하나 또는 둘 이상의 액추에이터들(1024)에 커플링된다.
정렬 엘리먼트들(1018A-1018D)은 동일하지 않다. 2개의 정렬 엘리먼트들(1018A, 1018D)은 X-Y-Z 정렬 엘리먼트들(즉, 3개의 별개의 평면들에서 액추에이터에 의해 이동가능함)인 한편, 나머지 2개의 정렬 엘리먼트들(1018B, 1018C)은 Z 모션 정렬 엘리먼트들(액추에이터에 의한 단지 하나의 평면에서의 이동)이다. 따라서, 4개의 모든 정렬 엘리먼트들(1018A-1018D)은 기판(1006) 증착 표면에 수직인 평면에서 이동할 수 있는 한편, 단지 2개의 정렬 엘리먼트들(1018A, 1018D) 만이 기판(1006) 증착 표면에 평행한 평면에서 이동할 수 있다. 도 14에 도시된 실시예에서, X-Y-Z 정렬 엘리먼트들(1018A, 1018D)은 서로 인접하지 않고, 오히려, 서로 대향한다. 유사하게, Z 정렬 엘리먼트들(1018B, 1018C)은 서로 인접하지 않고, 오히려, 서로 대향한다.
도 15는 기판(1006) 상에 위치된 마스크(1008)의 확대도를 도시한다. 기판 지지체(1010)는 볼록 표면(1502)을 포함하며, 이러한 볼록 표면(1502) 위에 기판(1006) 및 마스크(1008)가 지지된다. 기판(1006) 및 마스크(1008)가 기판 지지체(1010)에 의해 들어올려질 때, 마스크(1008)의 에지들에서의 섀도우 프레임(1028)의 무게는 볼록 표면(1502)에 걸쳐서 마스크(1008)에 장력(tension)을 가하게 된다. 섀도우 프레임(1028)은 마스크와 다른 챔버 컴포넌트들 사이의 전기 아크(electrical arcing)를 방지하기 위해 마스크(1008)의 부분들을 덮을 수 있다. 핸들링 또는 프로세싱 동안 마스크(1008)와 기판(1006) 사이의 이동 또는 오정렬을 방지하기 위해, 기판(1006)의 상부에서 마스크(1008)에 장력이 가해진다. 일 실시예에서, 마스크(1008)는 마스크 지지 프레임(1504)을 포함할 수 있다. 마스크 지지 프레임(1504)은 마스크(1008)와 별개의 엘리먼트일 수 있거나, 마스크(1008) 자체의 파트(part)를 포함할 수 있다. 부가적으로, 다양한 실시예들에서, 마스크(1008)는 기판 지지체(1010)로부터 전기적으로 절연될 수 있다.
2개의 Z 모션 정렬 엘리먼트들 및 하나 또는 둘 이상의 정렬 가시화 시스템들과 함께 2개의 X-Y-Z 모션 정렬 엘리먼트들을 이용하여 기판 위에 마스크를 적절하게 정렬시킴으로써, 프로세싱 챔버에서 마스크는 ±5㎛ 이내로 정렬될 수 있다.
상술한 것은 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 및 추가 실시예들이 본 발명의 기본 범위를 벗어나지 않으면서 안출될 수 있고, 본 발명의 범위는 하기의 청구항들에 의해 결정된다.
Claims (15)
- 유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하는 방법으로서,
하나 이상의 정렬 마크들을 갖는 기판 상에 제 1 마스크를 위치시키는 단계 ― 상기 제 1 마스크는 제 1 크기를 가지고, 상기 기판은 기판 지지체 상에 배치되며, 상기 기판 지지체에는 개구(opening)가 형성되어 있음 ―;
상기 제 1 마스크를 이용하여, 상기 기판 상에 배치된 OLED 디바이스 상에 제 1 캡슐화 층을 증착하는 단계 ― 상기 기판 상에 제 1 마스크를 위치시키는 단계는 프로세스 챔버의 외부(outside)에 배치되는 정렬 가시화 시스템 및 섀도우 프레임을 갖는 상기 프로세스 챔버에서 수행되고, 상기 기판 상에 배치된 OLED 디바이스 상에 제 1 캡슐화 층을 증착하는 단계는 상기 프로세스 챔버에서 수행되며, 그리고 상기 정렬 가시화 시스템은 상기 기판 지지체에 형성된 개구를 통해 상기 섀도우 프레임 상의 위치에서 광을 조사(illuminate)하고, 상기 정렬 마크들 중 하나로부터 상기 제 1 마스크까지의 거리를 측정하도록 동작 가능함 ―;
상기 기판 상에 제 2 마스크를 위치시키는 단계 ― 상기 제 2 마스크는 제 2 크기를 가짐 ―;
상기 제 2 마스크를 이용하여, 상기 제 1 캡슐화 층 및 상기 OLED 디바이스 상에 버퍼 층을 증착하는 단계;
상기 기판 상에 제 3 마스크를 위치시키는 단계 ― 상기 제 3 마스크는 상기 제 1 크기와 동일한 크기를 가짐 ―; 및
상기 제 1 마스크를 이용하여, 상기 버퍼 층, 상기 제 1 캡슐화 층, 및 상기 OLED 디바이스 상에 제 2 캡슐화 층을 증착하는 단계를 포함하는,
유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 캡슐화 층 및 상기 제 2 캡슐화 층은 실리콘 질화물을 포함하는,
유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하는 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 크기는 상기 제 1 크기와 상이한,
유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하는 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 크기는 상기 제 1 크기와 동일한,
유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 크기는 상기 제 1 크기와 동일한,
유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 마스크 및 상기 제 3 마스크는 실질적으로 동일한 마스크 패턴을 포함하는,
유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하는 방법. - 프로세싱 시스템에서 유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하기 위한 방법으로서,
하나 이상의 정렬 마크들을 갖는 기판 및 제 1 마스크를 제 1 이송 챔버 내로 수용하는(receiving) 단계;
제 1 프로세스 챔버 외부에 배치된 제 1 정렬 가시화 시스템 및 제 1 섀도우 프레임을 갖는 상기 제 1 프로세스 챔버에서 제 1 기판 지지체 상에 배치된 상기 기판 상에 상기 제 1 마스크를 위치시키는 단계 ― 상기 제 1 기판 지지체에는 개구가 형성되어 있고, 상기 제 1 정렬 가시화 시스템은 상기 제 1 기판 지지체에 형성된 개구를 통해 상기 제 1 섀도우 프레임 상의 위치에서 광을 조사하고, 상기 정렬 마크들 중 하나로부터 상기 제 1 마스크까지의 거리를 측정하도록 동작 가능함 ― ;
상기 제 1 프로세스 챔버에서 상기 기판 상에 배치된 OLED 디바이스 상에 제 1 캡슐화 층을 증착하는 단계;
상기 기판 및 제 2 마스크를 제 2 이송 챔버 내로 수용하는 단계;
제 2 프로세스 챔버 외부에 배치된 제 2 정렬 가시화 시스템 및 제 2 섀도우 프레임을 갖는 상기 제 2 프로세스 챔버에서 제 2 기판 지지체 상에 배치된 상기 기판 상에 상기 제 2 마스크를 위치시키는 단계 ― 상기 제 2 기판 지지체에는 개구가 형성되어 있고, 상기 제 2 정렬 가시화 시스템은 상기 제 2 기판 지지체에 형성된 개구를 통해 상기 제 2 섀도우 프레임 상의 위치에서 광을 조사하고, 상기 정렬 마크들 중 하나로부터 상기 제 2 마스크까지의 거리를 측정하도록 동작 가능함 ― ;
상기 제 2 프로세스 챔버에서 상기 제 1 캡슐화 층 및 상기 OLED 디바이스 상에 버퍼 층을 증착하는 단계;
상기 기판 및 제 3 마스크를 제 3 이송 챔버 내로 수용하는 단계 ― 상기 제 3 마스크는 상기 제 1 마스크와 실질적으로 동일한 마스크 패턴을 가짐 ―;
제 3 프로세스 챔버 외부에 배치된 제 3 정렬 가시화 시스템 및 제 3 섀도우 프레임을 갖는 상기 제 3 프로세스 챔버에서 제 3 기판 지지체 상에 배치된 상기 기판 상에 상기 제 3 마스크를 위치시키는 단계 ― 상기 제 3 기판 지지체에는 개구가 형성되어 있고, 상기 제 3 정렬 가시화 시스템은 상기 제 3 기판 지지체에 형성된 개구를 통해 상기 제 3 섀도우 프레임 상의 위치에서 광을 조사하고, 상기 정렬 마크들 중 하나로부터 상기 제 3 마스크까지의 거리를 측정하도록 동작 가능함 ― ; 및
상기 제 3 프로세스 챔버에서 상기 버퍼 층, 상기 제 1 캡슐화 층, 및 상기 OLED 디바이스 상에 제 2 캡슐화 층을 증착하는 단계를 포함하는,
유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하기 위한 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 캡슐화 층을 증착하는 단계 이후, 상기 제 1 이송 챔버에 커플링된 제 1 로드락 챔버 내로 상기 제 1 마스크를 이송하는 단계;
상기 버퍼 층을 증착하는 단계 이후, 상기 제 2 이송 챔버에 커플링된 제 2 로드락 챔버 내로 상기 제 2 마스크를 이송하는 단계; 및
상기 제 2 캡슐화 층을 증착하는 단계 이후, 상기 제 3 이송 챔버에 커플링된 제 3 로드락 챔버 내로 상기 제 3 마스크를 이송하는 단계를 더 포함하는,
유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하기 위한 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 캡슐화 층을 증착하는 단계 이후, 상기 제 1 이송 챔버와 상기 제 2 이송 챔버 사이에 커플링된 제 1 중간 챔버 내로 상기 기판을 수용하는 단계; 및
상기 버퍼 층을 증착하는 단계 이후, 상기 제 2 이송 챔버와 상기 제 3 이송 챔버 사이에 커플링된 제 2 중간 챔버 내로 상기 기판을 수용하는 단계를 더 포함하는,
유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하기 위한 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 기판을 이송 챔버에 더 가까이 위치시키기 위해, 상기 제 1 중간 챔버에 배치된 지지 부재(support member)를 회전시키는 단계를 더 포함하는,
유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하기 위한 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 마스크를 제 1 마스크 챔버에 저장하는 단계; 및
상기 제 1 마스크 챔버 내의 상기 제 1 마스크를 가열하는 단계를 더 포함하는,
유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하기 위한 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 프로세스 챔버에서 상기 제 1 마스크를 상기 기판 상에 위치시키는 단계 이전에, 상기 제 1 이송 챔버에 커플링된 제 1 마스크 챔버로부터 상기 제 1 마스크를 수용하는 단계를 더 포함하는,
유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하기 위한 방법. - 유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하기 위한 프로세싱 시스템으로서,
제 1 이송 챔버;
상기 제 1 이송 챔버에 커플링되고 그리고 하나 이상의 제 1 마스크들을 진공 환경 내로 수용하도록 동작가능한 제 1 로드락 챔버;
하나 이상의 정렬 마크들을 갖는 기판을 지지하도록 동작가능한 제 1 기판 지지체 및 제 1 섀도우 프레임을 갖는 제 1 프로세스 챔버; 및
상기 제 1 이송 챔버에 커플링되고 상기 제 1 프로세스 챔버의 외부에 배치되는 제 1 정렬 가시화 시스템
을 포함하고,
상기 제 1 정렬 가시화 시스템은 제 1 마스크를 상기 기판 상에 위치키기기 위해 상기 제 1 기판 지지체에 형성된 개구를 통해 상기 제 1 섀도우 프레임 상의 위치에서 광을 조사하고, 상기 정렬 마크들 중 하나로부터 상기 제 1 마스크까지의 거리를 측정하도록 동작가능한,
유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하기 위한 프로세싱 시스템. - 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 이송 챔버와 이송가능하게(transferrable) 소통하는 제 2 이송 챔버;
상기 제 2 이송 챔버에 커플링되고 그리고 하나 이상의 제 2 마스크들을 상기 진공 환경 내로 수용하도록 동작가능한 제 2 로드락 챔버;
상기 하나 이상의 정렬 마크들을 갖는 상기 기판을 지지하도록 동작가능한 제 2 기판 지지체 및 제 2 섀도우 프레임을 갖는 제 2 프로세스 챔버;
상기 제 2 이송 챔버에 커플링되고 상기 제 2 프로세스 챔버의 외부에 배치되는 제 2 정렬 가시화 시스템 ― 상기 제 2 정렬 가시화 시스템은 상기 제 2 마스크를 상기 기판 상에 위치키기기 위해 상기 제 2 기판 지지체에 형성된 개구를 통해 상기 제 2 섀도우 프레임 상의 위치에서 광을 조사하고, 상기 정렬 마크들 중 하나로부터 상기 제 2 마스크까지의 거리를 측정하도록 동작가능함 ―;
상기 제 2 이송 챔버와 이송가능하게 소통하는 제 3 이송 챔버;
상기 제 3 이송 챔버에 커플링되고 그리고 하나 이상의 제 3 마스크들을 상기 진공 환경 내로 수용하도록 동작가능한 제 3 로드락 챔버; 및
상기 하나 이상의 정렬 마크들을 갖는 상기 기판을 지지하도록 동작가능한 제 3 기판 지지체 및 제 3 섀도우 프레임을 갖는 제 3 프로세스 챔버;
상기 제 3 이송 챔버에 커플링되고 상기 제 3 프로세스 챔버의 외부에 배치되는 제 3 정렬 가시화 시스템
을 더 포함하고,
상기 제 3 정렬 가시화 시스템은 상기 제 3 마스크를 상기 기판 상에 위치키기기 위해 상기 제 3 기판 지지체에 형성된 개구를 통해 상기 제 3 섀도우 프레임 상의 위치에서 광을 조사하고, 상기 정렬 마크들 중 하나로부터 상기 제 3 마스크까지의 거리를 측정하도록 동작가능한,
유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하기 위한 프로세싱 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 이송 챔버에 배치되고, 상기 제 1 로드락 챔버와 상기 제 1 프로세스 챔버 사이에서 하나 이상의 제 1 마스크들을 이송하도록 동작가능한 제 1 이송 로봇;
상기 제 2 이송 챔버에 배치되고, 상기 제 2 로드락 챔버와 상기 제 2 프로세스 챔버 사이에서 하나 이상의 제 2 마스크들을 이송하도록 동작가능한 제 2 이송 로봇; 및
상기 제 3 이송 챔버에 배치되고, 상기 제 3 로드락 챔버와 상기 제 3 프로세스 챔버 사이에서 하나 이상의 제 3 마스크들을 이송하도록 동작가능한 제 3 이송 로봇
을 더 포함하는,
유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스를 캡슐화하기 위한 프로세싱 시스템.
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