KR20240020301A - 증착 장치 및 이를 이용한 증착 방법 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 증착 장치는 증착원, 상기 증착원과 마주보는 증착부를 포함하고, 상기 증착부는 지면과 수직한 가상의 수직선에 대하여 4도 내지 14도의 각도로 위치하고, 상기 증착부는 개구부 및 상기 개구부 주변에 위치하는 외곽부를 포함하는 프레임, 상기 프레임의 제1 면에 위치하는 기판, 상기 프레임의 상기 제1면과 반대쪽에 위치하는 제2 면에 위치하는 복수개의 배면 스테이지를 포함하고, 상기 배면 스테이지의 운동에 의해 상기 프레임이 움직인다.

Description

증착 장치 및 이를 이용한 증착 방법{Deposition apparatus and deposition method using same}
본 개시는 증착 장치 및 이를 이용한 증착 방법에 관한 것이다.
발광 표시 장치는 자체 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 표시 장치로서 주목을 받고 있다.
표시 장치의 제조 시 마스크가 사용될 수 있다. 마스크에는 개구부들이 정의되고, 개구부들을 통해 표시 장치의 구성 요소들이 기판 상에 제조될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치가 발광 소자를 포함할 경우, 발광 소자의 발광층을 제조하기 위한 유기물이 마스크의 개구부를 통해 기판 상에　증착될 수 있다. 또한, 컬러 필터를 제조하기 위한 유기물이 마스크의 개구부를 통해 기판 상에　증착될 수 있다.
실시예들은 증착 정확도를 높인 증착 장치 및 증착 방법을 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 증착 장치는 증착원, 상기 증착원과 마주보는 증착부를 포함하고, 상기 증착부는 지면과 수직한 가상의 수직선에 대하여 4도 내지 14도의 각도로 위치하고, 상기 증착부는 개구부 및 상기 개구부 주변에 위치하는 외곽부를 포함하는 프레임, 상기 프레임의 제1 면에 위치하는 기판, 상기 프레임의 상기 제1면과 반대쪽에 위치하는 제2 면에 위치하는 복수개의 배면 스테이지를 포함하고, 상기 배면 스테이지의 운동에 의해 상기 프레임이 움직인다.
상기 외곽부는 제1 외곽부, 제2 외곽부, 제3 외곽부 및 제4 외곽부를 포함하고, 각각의 외곽부마다 4개 내지 5개의 배면 스테이지가 위치할 수 있다.
상기 복수개의 배면 스테이지는 각각 독립적으로 움직일 수 있다.
상기 복수개의 배면 스테이지의 운동 거리는 각각 0 ㎛ 내지 200 ㎛ 일 수 있다.
상기 증착원은 상기 지면과 나란한 제1 방향으로 증착 물질을 분사할 수 있다.
상기 배면 스테이지는 상기 제1 방향과 나란한 방향으로 상기 프레임을 밀 수 있다.
상기 배면 스테이지는 상기 기판보다 상기 증착원에 가깝게 위치할 수 있다.
상기 프레임의 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이에 위치하는 하부 측면에 위치하는 복수개의 하면 스테이지를 더 포함하고, 상기 하면 스테이지의 운동에 의해 상기 프레임이 움직일 수 있다.
상기 복수개의 하면 스테이지는 상기 하부 측면에 4개 내지 5개 위치할 수 있다.
상기 하면 스테이지는 상기 프레임을 지면과 멀어지는 방향으로 밀 수 있다.
상기 복수개의 하면 스테이지는 각각 독립적으로 움직일 수 있다.
상기 복수개의 하면 스테이지의 운동 거리는 각각 0 ㎛ 내지 100 ㎛알 수 있다.
일 실시예에 따른 증착 방법은 증착 장치의 프레임에 기판을 위치시키는 단계, 기 설정된 측정값으로 프레임을 움직이는 단계 및 증착 단계를 포함하고, 상기 증착 장치는 증착원, 상기 증착원과 마주보는 증착부를 포함하고, 상기 증착부는 지면과 수직한 가상의 수직선에 대하여 4도 내지 14도의 각도로 위치하고, 상기 증착부는 개구부 및 상기 개구부 주변에 위치하는 외곽부를 포함하는 프레임, 상기 프레임의 제1 면에 위치하는 기판, 상기 프레임의 상기 제1 면과 반대쪽에 위치하는 제2 면에 위치하는 복수개의 배면 스테이지를 포함하고, 상기 배면 스테이지의 운동에 의해 상기 프레임이 움직안더,
상기 기 설정된 측정값으로 프레임을 움직이는 단계에서, 상기 각각의 배면 스테이지는 기 설정된 값에 따라 상기 지면과 나란한 제1 방향으로 상기 프레임을 밀 수 있다.
상기 복수개의 배면 스테이지는 운동 거리는 각각 0 ㎛ 내지 200 ㎛ 일 수 있다.
상기 외곽부는 제1 외곽부, 제2 외곽부, 제3 외곽부 및 제4 외곽부를 포함하고, 각각의 외곽부마다 4개 내지 5개의 배면 스테이지가 위치할 수 있다.
상기 증착 장치는 상기 프레임의 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이에 위치하는 하부 측면에 위치하는 복수개의 하면 스테이지를 더 포함하는 증착 방법.
상기 기 설정된 측정값으로 프레임을 움직이는 단계에서, 상기 하면 스테이지는 기 설정된 값에 따라 상기 프레임을 지면과 멀어지는 방향으로 밀 수 있다.
상기 복수개의 하면 스테이지의 운동 거리는 각각 0 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있다.
상기 기 설정된 측정값으로 프레임을 움직이는 단계에서, 증착 정확도가 틀어진 방향과 반대 방향으로의 증착 정확도 틀어짐이 유도될 수 있다.
실시예들에 따르면, 증착의 정확도를 높인 증착 장치 및 증착 방법을 제공한다.
도 1은 본 실시예에 따른 증착 장치의 구조를 간단하게 도시한 것이다.
도 2는 증착부의 기울어진 정도를 나타내기 위하여 증착원 및 증착부의 구성을 간단하게 도시하였다.
도 3은 증착부를 구성하는 각 구조물을 분리하여 도시한 것이다.
도 4는 프레임에 위치하는 스테이지를 간략히 도시한 것이다.
도 5는 수평형 구조를 갖는 증착 장치를 간략하게 도시한 것이다.
도 6은 도 5의 구조에서 마스크를 간략히 도시한 것이다.
도 7은 증착전 마스크에 형성된 패턴의 형상을 선으로 도시한 것이다.
도 8은 증착 후 마스크를 간략히 도시한 것이다.
도 9는 증착 후 증착 정확도(PPA)를 도시한 것이다.
도 10은 수평형 증착 장치에서 기판의 처짐을 이미지로 나타낸 것이다.
도 11은 프레임의 배면에 위치하는 복수개의 스테이지 및 해당 위치에서의 평탄도를 도시한 것이다.
도 12는 평탄도 차이에 기인한 증착 정확도 틀어짐을 나타낸 것이다.
도 13 내지 도 17은 각각의 스테이지의 이동시, 위치별 증착 정확도의 틀어짐을 시각적으로 도시한 것이다
도 18은 본 실시예에 따라 스테이지를 조정하여 증착 정확도를 최적화하는 공정을 간략하게 도시한 것이다
도 19 내지 도 21은 스테이지를 조정하여 증착 정확도를 최적화하는 공정을 도식화된 이미지로 나타낸 것이다.
도 22는 본 실시예에 따른 증착 기기를 사용한 증착 방법을 간략하게 도시한 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
그러면 이하에서 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 증착 장치의 구조를 간단하게 도시한 것이다. 도 1을 참고로 하면 본 실시예에 따른 증착 장치는 수직형 증착 구조를 가질 수 있다. 본 명세서에서 수직형 증착 구조는 수평형 증착 구조와 대비되는 개념으로, 증착이 이루어지는 기판이 지면에 대하여 평평하게 위치하지 않고 세워진 상태에서 증착되는 구조를 의미한다. 본 명세서에서 지면과 수직인 방향을 제1 방향(DR1), 지면과 평평한 방향을 제2 방향(DR2)으로 정의한다.
도 1에 증착원(1000) 및 증착부(2000)가 도시되었다.
증착원(1000)은 증착원의 기화가 이루어지는 기화부(1100) 및 기화부(1100)와 연결된 배관부(1200)를 포함할 수 있다. 기화부(1100)에서 기화된 물질은 배관부(1200)를 통해 노즐부(1300)로 전달된다. 노즐부(1300)는 제1 방향(DR1)을 따라 길게 위치할 수 있으며, 제2 방향(DR2)으로 증착 물질을 분사할 수 있다. 이렇게 분사된 증착 물질은 증착부(2000)의 기판(100)에 증착된다. 증착부(2000)는 프레임(200)을 포함하고, 프레임(200)에 기판(100)이 위치할 수 있다.
증착 물질은 유기물 또는 무기물일 수 있다.
증착부(2000) 또한 지면에 대하여 세워진 방향으로 위치한다. 증착부(2000)는 제1 방향(DR1)을 따라 위치할 수 있다. 이에, 이후 별도로 설명하겠으나, 이러한 수직형 증착 구조는 수평형 증착 구조에서 발생하던 기판(100)의 처짐 문제 및 이로 인한 증착 정확도(PPA, Pixel Per Accuracy) 틀어짐을 최소화할 수 있다. 증착 정확도(PPA)란 증착하고자 하는 물질이 해당 화소에 정확하게 증착된 정도를 의미하는 것으로, 증착시 마스크에 형성된 패턴과 실제 증착을 통해 형성된 패턴의 일치 정도를 의미한다. 이는 마스크의 정렬 오차 및 공정 과정에서의 열 변형, 기구 변형등에 의해 발생할 수 있다. 구체적으로, 증착은 진공 상태의 챔버 내에서 이루어질 수 있는데 진공 상태에 의해서 기구의 변형이 일어날 수 있다. 또한 증착 과정에서 고온이 사용되는 바 열에 의한 열 변형이 일어날 수 있다. 본 명세서에서 증착 정확도(PPA)는 증착된 각 화소의 형상을 선으로 연결하여 표시한 후, 증착 전후의 화소의 형상을 비교하여 도출할 수 있다.
도 1에서 증착부(2000)는 프레임(200) 및 프레임에 고정된 기판(100)의 구성으로만 간단하게 도시되었다. 구체적인 증착부(2000)의 구조는 이하 도 3에서 별도로 상세하게 설명한다.
도 1에서 증착부(2000)는 증착원(1000)을 향하는 방향으로 일정 각도로 기울어져 위치할 수 있다. 도 2는 증착부(2000)의 기울어진 정도를 나타내기 위하여 증착원(1000) 및 증착부(2000)의 구성을 간단하게 도시하였다. 도 2에서 증착부(2000)가 제1 방향(DR1)을 따라 위치하는 가상의 수직선에 대하여 기울어진 각도(θ1)는 4도 내지 14도 일수 있다. 이는 증착원(1000)으로부터 분사된 물질이 증착부(2000)에 잘 안착되기 위한 각도이다. 이렇게 증착부(2000)가 일정 각도로 기울어져 있기 때문에 증착 과정에서 증착부(2000)에 위치하는 기판(100)이 안정적으로 지지될 수 있다. 만약 증착부(2000)가 수직으로 위치하는 경우, 기판(100)이 증착부(2000) 내에 안정적으로 지지되지 못할 수 있다. 다만, 증착부(2000)가 기울어진 각도가 14도 초과인 경우 중력에 의해 기판(100)의 처짐 문제가 발생할 수 있다. 또한 증착부(2000)가 기울어진 각도가 4도 미만인 경우 기판(100)이 안정적으로 지지되지 못할 수 있다 즉 증착부(2000)가 기울어진 각도 4도 내지 14도는 기판의 처짐을 방지하면서 기판을 안정적으로 지지할 수 있고, 증착이 효과적으로 이루어질 수 있는 각도이다.
또한, 일 실시예에서는 증착원(1000) 또한 기울어져 위치할 수 있다. 증착원(1000)은 증착부(2000)와 동일한 각도 또는 상이한 각도로 기울어져 위치할 수 있다. 일례로 증착원(1000)이 제1 방향(DR1)을 따라 위치하는 가상의 수직선에 대하여 기울어진 각도는 4도 내지 14도일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 3은 증착부(2000)를 구성하는 각 구조물을 분리하여 도시한 것이다. 도 3을 참고로 하면, 증착부(2000)는 프레임(200), 프레임(200) 위에 위치하는 마스크 고정부(210), 마스크 고정부(210) 위에 위치하는 마스크(300), 마스크(300) 위에 위치하는 기판(100), 기판(100) 위에 위치하는 고정판(500)을 포함할 수 있다. 또한 프레임(200)의 다른 일면에는 복수개의 스테이지(700)가 위치한다. 도 3에서 스테이지(700)가 증착원(미도시)과 가장 가까이 위치하고, 고정판(500)이 증착원과 가장 멀리 위치할 수 있다. 즉, 증착원(미도시)부터 스테이지(700), 프레임(200), 마스크 고정부(210), 마스크(300), 기판(100), 고정판(500)의 순서로 위치할 수 있다.
본 발명은 스테이지(700)를 프레임(200)의 일면에 배치시키고, 이러한 스테이지(700)를 통해 프레임(200)을 적절히 들어올림으로써 증착시 증착 정확도 오차를 최소화하는 것을 특징으로 한다. 구체적인 스테이지(700)의 배치 및 움직임에 대하여는 이후 별도로 설명한다.
프레임(200)은 기판(100)을 지지하기 위한 구조물이다. 프레임(200)은 기판(100) 상에 물질이 증착될 수 있도록 개구부(201)를 갖는다. 프레임(200)의 개구부(201) 둘레를 따라 외곽부(220)가 위치한다. 도 3에 도시된 바와 같이 외곽부(220)는 동서남북 4 방향으로 4개가 위치할 수 있다. 각각의 외곽부(220)를 제1 외곽부(2201), 제2 외곽부(2202), 제3 외곽부(2203), 제4 외곽부(2204)로 구분할 수 있다. 제1 외곽부(2201), 제2 외곽부(2202), 제3 외곽부(2203) 및 제4 외곽부(2204)는 서로 연결되어 있다.
기판(100)의 가장자리가 외곽부(220)에 의해 지지되면서 기판(100)이 지지될 수 있다. 외곽부(220)는 기판(100)이 위치하는 일면과, 기판이 위치하지 않는 반대쪽 타면을 포함한다. 스테이지(700)는 기판이 위치하지 않는 타면에 위치한다. 즉 기판(100)과 스테이지(700)는 프레임(200)을 사이에 두고 위치할 수 있다.
마스크 고정부(210)는 도 3에 도시된 바와 같이 격자 형상일 수 있다. 마스크 고정부(210) 위에 마스크(300)가 위치할 수 있다. 마스크(300)는 파인 메탈 마스크(FMM)일 수 있다. 마스크(300)에는 기판(100)에 증착하고자 하는 패턴이 형성되어 있다. 따라서 증착원에서 분사된 증착 물질이 마스크(300)를 투과 후 기판(100) 상에 원하는 형상으로 증착될 수 있다.
기판(100)은 고정판(500)으로 고정될 수 있다. 고정판(500)은 기판(100)의 배면, 즉 증착이 이루어지지 않는 면에 위치할 수 있다. 고정판(500)은 정전기를 이용하여 기판(100)을 안정적으로 고정할 수 있다.
본 실시예의 경우, 프레임(200)의 외곽부(220)에 복수개의 스테이지(700)가 위치한다. 스테이지(700)는 프레임(200)을 지지할 수 있다. 또한, 각각의 스테이지(700)는 프레임(200)에 위치하는 기판(100)을 일정 방향으로 밀면서 증착 과정에서 틀어진 증착 정확도를 보정할 수 있다. 이때 스테이지(700)의 운동은 스테이지(700)의 위치가 이동하거나 또는 스테이지(700)의 길이가 변하는 방법으로 이루어질 수 있다.
도 4는 프레임(200)에 위치하는 스테이지(700)를 간략히 도시한 것이다. 도 4를 참고로 하면 스테이지(700)는 프레임의 각각의 외곽부(220)에 위치할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 제1 외곽부(2201), 제2 외곽부(2202), 제3 외곽부(2203), 제4 외곽부(2204)에 각각 스테이지(700)가 위치한다 이러한 스테이지(700)는 복수개로 위치할 수 있다. 스테이지(700)는 각각의 외곽부(2201, 2202, 2203, 2204)에 4개 내지 5개 위치할 수 있다.
각각의 스테이지(700)의 형상은 사각형일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 스테이지(700)가 사각형인 경우 스테이지(700)의 한 변의 길이는 80 mm 내지 120 mm 일 수 있다. 그러나 스테이지(700)의 형상은 이에 제한되지 않는다. 각각의 스테이지(700)는 일 방향으로 운동하면서 프레임(200)을 이동시킬 수 있다.
프레임(200)의 기판이 위치하는 면을 전면이라고 할 때, 스테이지(700)는 프레임(200)의 배면에 위치할 수 있다. 이렇게 배면에 위치하는 스테이지(700)를 배면 스테이지(700B)로 지칭한다.
또한, 도 4 도시된 바와 같이 프레임(200)의 하면에도 복수개의 스테이지(700)가 위치한다. 이렇게 프레임(200)의 하면에 위치하는 스테이지(700)를 하면 스테이지(700L)로 지칭한다.
배면 스테이지(700B)는 프레임(200)을 제2 방향(DR2)으로 밀 수 있다. 이 ‹š 배면 스테이지(700B)의 길이가 길어지면서 프레임(200)을 밀 수도 있고, 배면 스테이지(700B)가 제2 방향(DR2)으로 이동하면서 프레임(200)을 밀 수도 있다. 이러한 배면 스테이지(700B)의 이동 또는 길이 증가의 움직임을 이하에서는 운동이라고 지칭하기로 한다. 각각의 개별 배면 스테이지(700B)는 독립적으로 구동하며, 각각의 배면 스테이지(700B)가 위치하는 영역에서 프레임(200)을 제2 방향(DR2)으로 들어올릴 수 있다. 이때 각각의 배면 스테이지(700B)의 운동 길이는 0 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있다. 즉 각각의 배면 스테이지(700B)는 제2 방향(DR2)으로 0 ㎛ 내지 200 ㎛ 이동 또는 연장되면서 프레임(200)을 밀 수 있다.
또한 하면 스테이지(700L)는 프레임(200)을 제1 방향(R1)으로 밀 수 있다. 이때 하면 스테이지(700L)의 길이가 연장되면서 프레임(200)을 밀 수도 있고, 하면 스테이지(700L)가 제2 방향(DR2)으로 이동하면서 프레임(200)을 밀 수도 있다. 이러한 배면 스테이지(700B)의 이동 또는 길이 연장의 움직임을 이하에서는 운동이라고 지칭하기로 한다 각각의 개별 하면 스테이지(700L)는 독립적으로 구동하며, 각각의 하면 스테이지(700L)가 위치하는 영역에서 프레임(200)을 제1 방향(DR1)으로 들어올릴 수 있다. 이때 각각의 하면 스테이지(700L)가 운동 길이는 0 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있다. 즉 각각의 하면 스테이지(700L)는 제1 방향(DR1)으로 0 ㎛ 내지 100 ㎛ 이동 또는 두께가 증가하면서 프레임(200)을 밀 수 있다.
이러한 스테이지(700)의 움직임에 의해 증착 과정에서 틀어진 증착 정확도를 정렬할 수 있다. 이하 본 발명의 효과에 대하여 설명한다.
본 발명의 경우 기판(100)이 세워진 상태에서 증착이 이루어지는 바, 수평형 증착 구조에 비하여 기판 처짐을 방지할 수 있다.
도 5는 수평형 구조를 갖는 증착 장치를 간략하게 도시한 것이다. 도 5를 참고로 하면 증착원(1000)이 하부에 위치하고 증착부(2000)는 지면에 대하여 수평으로 위치한다. 구체적으로 프레임(200) 위에 기판(100)이 위치하고, 기판(100)위에 플레이트(800)가 위치한다. 플레이트(800)는 기판(100)을 고정할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 프레임(200) 위에 마스크(300)가 위치하고 있다. 도 5의 구조에서 증착원(1000)은 상부를 향해 증착 물질을 분사하고, 기판(100)의 지면을 향하는 면에 증착 물질이 증착된다.
도 6은 도 5의 구조에서 증착 전 마스크(300)를 간략히 도시한 것이다. 마스크(300)의 변형 정도가 색으로 도시되었다. 도 6을 참고로 하면, 마스크(300)가 전체적으로 균일한 색을 나타내는 바 증착 전 마스크는 거의 변형이 이루어지지 않은 상태임을 확인할 수 있었다.
도 7은 증착전 마스크(300)에 형성된 패턴의 형상을 선으로 도시한 것이다.
도 8은 증착 후 마스크를 간략히 도시한 것이다. 마스크(300)의 변형 정도가 색으로 도시되었다. 도 8을 참고로 하면 공정 후 마스크의 색이 영역별로 다르게 나타내는바 변형이 발생한 것을 확인할 수 있었다. 이는 증착 과정에서 사용되는 열에 의한 변형이다.
도 9는 증착 후 증착 정확도(PPA)를 도시한 것이다. 도 9를 참고로 하면 앞서 설명한 바와 같이 기구 변형 및 열 변형에 의해 증착 정확도의 틀어짐이 나타난 것을 확인할 수 있다. 증착 전인 도 7의 패턴과 비교하면, 화소의 증착 영역을 구획하는 선이 휘어지고 구부러진 것을 확인할 수 있다. 도 7에서 증착 정확도가 틀어진 방향이 화살표로 도시되었다. 이렇게 증착 과정에서 사용되는 열에 의한 열 변형에 의해 증착 정확도의 틀어짐이 발생할 수 있다.
또한 도 5의 구조는 기판(100)이 지면에 수평으로 위치하는바, 대면적의 기판(100)을 사용하는 경우 중앙부에서 중력에 의한 처짐이 나타날 수 있다. 도 10은 수평형 증착 장치에서 기판(100)의 처짐을 이미지로 나타낸 것이다. 기판의 높이는 색으로 표시되었다. 도 10에 도시된 바와 같이 기판(100)의 중앙으로 갈수록 중력에 의해 기판이 처지는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 기판의 처짐에 의해 증착 물질이 의도한 영역에 정확하게 증착되지 않고, 증착 정확도 틀어짐이 나타날 수 있다.
그러나 본 실시예에 따른 증착 장치는 증착부(2000)가 세로로 위치한다. 즉 도 5의 실시예는 기판(100)이 수평으로 위치하여 중력의 영향을 받았지만, 본 실시예의 경우 기판(100)이 수직에 가깝게 세로로 위치하여 중력의 영향을 최소화한다. 따라서 기판 처짐에 의한 증착 정확도 틀어짐을 방지할 수 있다. 기판(100)이 세로로 위치하는 바 기판 처짐의 우려가 없기 때문에, 대면적의 기판도 증착이 가능하다.
다만, 기판(100)을 세워서 증착하는 경우에도 열 변형 및 기구 변형에 의해 증착 정확도가 틀어지는 문제는 남아있다. 이에 본 실시예에 따른 증착 장치는 프레임(200)에 위치하는 스테이지(700)를 이용하여 기판(100)을 적절히 들어올림으로써 틀어진 증착 정확도를 보정하였다.
도 11은 프레임(200)의 배면에 위치하는 복수개의 스테이지(700) 및 해당 위치에서의 평탄도를 도시한 것이다. 도 11에서 프레임(200)의 각각의 외곽부(2201, 2202, 2203, 2204)에 위치하는 각각의 스테이지는 위치하는 "W향에 따라 N1, N2, N3, N4, W1, W2, W3, W4, S1, S2, S3, S4, E1, E2, E3 및 E4와 같이 구분되어 있다. 또한, 프레임(200)의 하면에 위치하는 B1, B2, B3, B4 스테이지도 포함한다.
도 10에서 각각의 스테이지(700)에 쓰여진 숫자는 프레임(200) 배면의 평탄도를 나타낸다. 단위는 ㎛이며, -는 원래 높이보다 낮음을, 일반 숫자는 원래 높이보다 높음을 의미한다. 도 10을 참고로 하면 각각의 스테이지(700)의 평탄도는 상이하다. 즉 도 10에 도시된 바와 같이 프레임(200) 배면은 공정 과정에서의 오차, 열변형 및 기구 변형 등에 의해 완전히 평탄하지 않고 영역별로 다소의 높이차가 발생하게 된다. 이렇게 불균일한 평탄도에 기인하여 증착 정확도가 틀어질 수 있다.
도 12는 이렇게 평탄도 차이에 기인한 증착 정확도 틀어짐을 나타낸 것이다. 증착이 정확하게 이루어진 경우 동일한 색으로 나타나고, 증착이 정확하게 되지 않는 경우 도 12에서와 같이 다른 색으로 표시된다. 도 12에서 서로 다른 색으로 표시된 부분이 증착 정확도가 틀어진 부분이며, 도 12에서 각각의 화살표가 가리키는 방향이 증착 정확도가 틀어진 방향이다. 도 12를 참고로 하면 위에서 아래로 향하는 방향으로 증착 정확도가 틀어진 것을 확인할 수 있다. 즉, 도 12와 같은 이미지의 경우, 증착이 원래 형성되어야 하는 위치보다 아래쪽으로 형성되었음을 의미한다.
이에 본 실시예에 따른 증착 장치는 각각의 스테이지(700)를 이용하여 기판(100)을 적절히 들어올림으로써 증착 정확도 틀어짐을 해소하였다. 즉, 증착 정확도 틀어짐이 발생한 경우, 이와 반대 방향의 증착 정확도 틀어짐이 유도되도록 스테이지(700)를 이용하여 기판을 들어올린다. 즉, 증착이 원래 형성되어야 하는 위치보다 아래쪽으로 형성된 경우, 증착이 원래 형성되어야 하는 위치보다 위쪽으로 형성되도록 스테이지(700)를 이용하여 기판(100)을 민다. 이를 통해 앞서 발생한 증착 정확도의 틀어짐이 상쇄될 수 있다.
도 13 내지 도 17은 각각의 스테이지(700)의 이동시, 위치별 증착 정확도의 틀어짐을 시각적으로 도시한 것이다. 도 13 내지 도 17에서 서로 다른 색으로 표시된 부분이 증착 정확도가 틀어진 부분이며, 도 13 내지 도 17에서 각각의 화살표가 가리키는 방향이 증착 정확도가 틀어진 방향이다.
도 13은 프레임(200)의 서쪽 외곽부(2202)에 위치하는 4개의 스테이지(W1, W2, W3, W4)에 대하여 이를 각각 들어올렸을 때 증착 정확도가 틀어지는 방향을 나타낸 것이다. 화살표가 가리키는 방향이 증착 정확도가 틀어지는 방향이다. 일례로, W1 스테이지를 들어올리는 경우 기판(100)의 가장자리에서 중앙으로 향하는 틀어짐이 나타난다. 이에, 증착 과정에서 증착이 기판의 중앙에서 가장자리를 향하는 방향으로 틀어져서 증착되는 경우, W1 스테이지를 들어올려 이와 반대방향(가장자리에서 중앙을 향하는 방향)의 틀어짐을 유도함으로써, 증착 정확도 틀어짐을 상쇄할 수 있다.
도 14는 프레임(200)의 북쪽 외곽부(2201)에 위치하는 4개의 스테이지(N1, N2, N3, N4)에 대하여 이를 각각 들어올렸을 때 증착 정확도가 틀어진 방향을 나타낸 것이다. 화살표가 가리키는 방향이 증착 정확도가 틀어진 방향이다. 일례로, N2 스테이지를 들어올리는 경우 기판(100)의 가장자리에서 중앙으로 향하는 틀어짐이 나타난다. 이에, 증착 과정에서 증착이 기판의 중앙에서 가장자리를 향하는 방향으로 틀어져서 증착된 경우, N2 스테이지를 들어올려 이와 반대방향의 틀어짐을 유도함으로써, 증착 정확도 틀어짐을 상쇄할 수 있다.
도 15는 프레임(200)의 동쪽 외곽부(2204)에 위치하는 4개의 스테이지(E1, E2, E3, E4)에 대하여 이를 각각 들어올렸을 때 증착 정확도가 틀어진 방향을 나타낸 것이다. 화살표가 가리키는 방향이 증착 정확도가 틀어진 방향이다. 일례로, E4 스테이지를 들어올리는 경우 기판(100)의 가장자리에서 위쪽 중앙으로 향하는 틀어짐이 나타난다. 이에, 증착 과정에서 증착이 기판의 중앙에서 가장자리를 향하는 방향으로 틀어져서 증착된 경우, E4 스테이지를 들어올려 이와 반대방향의 틀어짐을 유도함으로써, 증착 정확도 틀어짐을 상쇄할 수 있다.
도 16은 프레임(200)의 남쪽 외곽부(2203)에 위치하는 4개의 스테이지(S1, S2, S3, S4)에 대하여 이를 각각 들어올렸을 때 증착 정확도가 틀어진 방향을 나타낸 것이다. 화살표가 가리키는 방향이 증착 정확도가 틀어진 방향이다. 일례로, S2 스테이지를 들어올리는 경우 기판(100)의 가장자리에서 위쪽 중앙으로 향하는 틀어짐이 나타난다. 이에, 증착 과정에서 증착이 기판의 중앙에서 가장자리를 향하는 방향으로 틀어져서 증착된 경우, S2 스테이지를 들어올려 이와 반대방향의 틀어짐을 유도함으로써, 증착 정확도 틀어짐을 상쇄할 수 있다.
도 17은 프레임(200)의 하부에 위치하는 4개의 스테이지(L1, L2, L3, L4)에 대하여 이를 각각 들어올렸을 때 증착 정확도가 틀어진 방향을 나타낸 것이다. 화살표가 가리키는 방향이 증착 정확도가 틀어진 방향이다. 일례로, L1 스테이지를 들어올리는 경우 기판(100)의 아래에서 위로 향하는 틀어짐이 나타난다. 이에, 증착 과정에서 증착이 위에서 아래로 향하는 방향으로 틀어진 경우, L1 스테이지를 들어올려 아래에서 위로 향하는 증착 틀어짐을 유도함으로써, 증착 정확도 틀어짐을 상쇄할 수 있다.
도 18은 본 실시예에 따라 스테이지를 조정하여 증착 정확도를 최적화하는 공정을 간략하게 도시한 것이다. 도 18을 참고로 하면 증착 정확도가 틀어진 기판(100)에 대하여 스테이지를 이용하여 증착 정확도를 최적화한다. 도 18에는 하면 스테이지(L1, L2, L3, L4)만 도시되었으나, 프레임의 배면에 위치하는 배면 스테이지를 포함한다. 이러한 스테이지로 기판을 적절히 들어올려 틀어진 증착 정확도를 조정할 수 있다.
도 18의 왼쪽은 증착 정확도가 틀어진 상태이고, 도 18의 중앙은 스테이지를 이용하여 증착 정확도를 보정하는 과정, 도 18의 가장 오른쪽에는 이러한 과정을 통해 조절된 증착 정확도가 도시되어 있다. 조정전인 왼쪽과 비교하면, 스테이지의 움직임에 의해 틀어진 증착 정확도가 상당부분 최적화된 것을 확인할 수 있었다. 도 18의 왼쪽 그림에는 각 부분이 틀어진 정도가 숫자로 도시되어 있다. 도 18의 오른쪽 그림에도, 각 부분이 틀어진 정도가 숫자로 도시되어 있다. 도 18의 왼쪽 및 오른쪽을 비교하면 틀어진 정도를 나타내는 수치가 감소한 것을 확인할 수 있다. 또한 수치가 아닌 형상을 비교하여도, 도 18의 오른쪽 그림이 더 정렬된 것을 확인할 수 있다. 도 18의 중앙 그림에서 L2 및 L3 아래에 기재된 숫자는 각각의 스테이지가 움직인 거리를 의미하며, 단위는 ㎛이다.
도 19 내지 도 21은 스테이지를 조정하여 증착 정확도를 최적화하는 공정을 도식화된 이미지로 나타낸 것이다. 도 19 내지 도 21에서, 서로 다른 색으로 표시된 부분이 증착 정확도가 틀어진 부분이며, 도 19 내지 도 21에서 각각의 화살표가 가리키는 방향이 증착 정확도가 틀어진 방향이다.
도 19를 참고로 하면, 증착 정확도가 틀어진 구성이 도시되어 있다. 증착 정확도 틀어짐은 화살표의 방향 및 불균일한 색상으로 확인할 수 있다. 도 19에서, 증착은 주로 왼쪽 위에서 중앙 아래를 향하는 방향으로 틀어져 증착되었음을 확인할 수 있다.
이러한 도 19의 틀어짐을 상쇄하기 위하여 스테이지를 이용하여 도 20과 같은 증착 정확도 틀어짐을 유도한다. 도 20에서는 L2 스테이지를 20 ㎛ 들어올린 구성이 예시되었다. 도 20에 도시된 이미지는, 도 17에서 L2 스테이지를 들어올렸을 때의 이미지와 동일하다. 이렇게 배면에 위치하는 L2 스테이지를 들어올리는 경우, 중앙 아래에서 위를 향하는 틀어짐이 발생한다. 이는 도 18 틀어짐과는 반대 방향이다.
이렇게 도 19 틀어짐에 도 20의 틀어짐이 더해지는 경우, 각각의 반대 방향의 틀어짐이 상쇄되어 증착 정확도는 틀어지지 않고 정렬된다. 도 21은 이러한 과정을 통해 증착이 정확하게 이루어진 이미지이다. 도 21의 균일한 색상 및 및 화살표 방향을 통해 증착 정확도의 틀어짐 없이 균일하게 정렬되었음을 확인할 수 있었다. 도 19 내지 도 21에서는 하나의 스테이지만 움직이는 구성이 기재되었으나 이는 일 예시일 뿐이며, 증착 정확도를 조정하이 위해 복수의 스테이지가 각각의 위치에서 움직일 수 있다.
도 22는 본 실시예에 따른 증착 기기를 사용한 증착 방법을 간략하게 도시한 것이다. 도 22를 참고로 하면, 증착 장치의 프레임에 기판을 위치시키는 단계 (S10), 기 설정된 측정값으로 프레임을 움직이는 단계 (S20), 증착 단계(S30)를 포함한다.
이때, 증착 장치의 프레임에 기판을 위치시키는 단계(S10)에서 사용되는 증착 기기는 앞서 설명한 바와 같다. 동일한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 즉, 증착 기기는 증착원, 증착원과 마주보는 증착부를 포함하고, 증착부는 지면과 수직한 가상의 수직선에 대하여 4도 내지 14도의 각도로 위치한다. 증착부는 개구부 및 상기 개구부 주변에 위치하는 외곽부를 포함하는 프레임을 포함하고, 프레임의 일면에는 복수개의 스테이지가 위치하며, 스테이지의 운동에 의해 상기 프레임이 이동한다.
기 설정된 측정값으로 프레임을 움직이는 단계(S20)에서, 기 설정된 측정값은 증착 과정에서 발생하는 증착 틀어짐을 보정하기 위한 값이다. 즉, 이는 앞서의 증착 공정에서 도출된 값으로, 이 단계를 통해 증착 공정의 증착 정확도가 틀어지지 않도록 할 수 있다. 이때 프레임을 움직이는 단계는 앞서 설명한 바와 같이 기판(100)이 위치하는 프레임(200) 및 프레임(200)에 위치하는 복수개의 스테이지(700)를 이용한다.
다음, 증착 단계(S30)에서 증착원은 지면과 나란한 제2 방향(DR2)으로 증착 물질을 분사하고, 이는 지면과 수직한 제1 방향(DR1)으로 세워져있는 기판(100)에 증착된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (20)

  1. 증착원;
    상기 증착원과 마주보는 증착부를 포함하고,
    상기 증착부는 지면과 수직한 가상의 수직선에 대하여 4도 내지 14도의 각도로 위치하고,
    상기 증착부는
    개구부 및 상기 개구부 주변에 위치하는 외곽부를 포함하는 프레임;
    상기 프레임의 제1 면에 위치하는 기판;
    상기 프레임의 상기 제1 면과 반대쪽에 위치하는 제2 면에 위치하는 복수개의 배면 스테이지를 포함하고,
    상기 배면 스테이지의 운동에 의해 상기 프레임이 움직이는 증착 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 외곽부는 제1 외곽부, 제2 외곽부, 제3 외곽부 및 제4 외곽부를 포함하고,
    각각의 외곽부마다 4개 내지 5개의 배면 스테이지가 위치하는 증착 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 복수개의 배면 스테이지는 각각 독립적으로 움직이는 증착 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 복수개의 배면 스테이지의 운동 거리는 각각 0 ㎛ 내지 200 ㎛ 인 증착 장치.
  5. 제1힝에서,
    상기 증착원은 상기 지면과 나란한 제1 방향으로 증착 물질을 분사하는 증착 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 배면 스테이지는 상기 제1 방향과 나란한 방향으로 상기 프레임을 미는 증착 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 배면 스테이지는 상기 기판보다 상기 증착원에 가깝게 위치하는 증착 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 프레임의 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이에 위치하는 하부 측면에 위치하는 복수개의 하면 스테이지를 더 포함하고,
    상기 하면 스테이지의 운동에 의해 상기 프레임이 움직이는 증착 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 복수개의 하면 스테이지는 상기 하부 측면에 4개 내지 5개 위치하는 증착 장치.
  10. 제8항에서,
    상기 하면 스테이지는 상기 프레임을 지면과 멀어지는 방향으로 미는 증착 장치.
  11. 제8항에서,
    상기 복수개의 하면 스테이지는 각각 독립적으로 움직이는 증착 장치.
  12. 제8항에서,
    상기 복수개의 하면 스테이지의 운동 거리는 각각 0 ㎛ 내지 100 ㎛인 증착 장치.
  13. 증착 장치의 프레임에 기판을 위치시키는 단계:
    기 설정된 측정값으로 프레임을 움직이는 단계 및
    증착 단계를 포함하고,
    상기 증착 장치는
    증착원;
    상기 증착원과 마주보는 증착부를 포함하고,
    상기 증착부는 지면과 수직한 가상의 수직선에 대하여 4도 내지 14도의 각도로 위치하고,
    상기 증착부는
    개구부 및 상기 개구부 주변에 위치하는 외곽부를 포함하는 프레임;
    상기 프레임의 제1 면에 위치하는 기판;
    상기 프레임의 상기 제1 면과 반대쪽에 위치하는 제2 면에 위치하는 복수개의 배면 스테이지를 포함하고,
    상기 배면 스테이지의 운동에 의해 상기 프레임이 움직이는 증착 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 기 설정된 측정값으로 프레임을 움직이는 단계에서,
    상기 각각의 배면 스테이지는 기 설정된 값에 따라 상기 지면과 나란한 제1 방향으로 상기 프레임을 미는 증착 방법.
  15. 제13항에서,
    상기 복수개의 배면 스테이지는 운동 거리는 각각 0 ㎛ 내지 200 ㎛ 인 증착 방법.
  16. 제13항에서,
    상기 외곽부는 제1 외곽부, 제2 외곽부, 제3 외곽부 및 제4 외곽부를 포함하고,
    각각의 외곽부마다 4개 내지 5개의 배면 스테이지가 위치하는 증착 방법.
  17. 제13항에서,
    상기 증착 장치는 상기 프레임의 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이에 위치하는 하부 측면에 위치하는 복수개의 하면 스테이지를 더 포함하는 증착 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 기 설정된 측정값으로 프레임을 움직이는 단계에서,
    상기 하면 스테이지는 기 설정된 값에 따라 상기 프레임을 지면과 멀어지는 방향으로 미는 증착 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 복수개의 하면 스테이지의 운동 거리는 각각 0 ㎛ 내지 100 ㎛인 증착 방법.
  20. 제13항에서,
    상기 기 설정된 측정값으로 프레임을 움직이는 단계에서,
    증착 정확도가 틀어진 방향과 반대 방향으로의 증착 정확도 틀어짐이 유도되는 증착 방법.
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