KR20240040063A - 박막 증착 장치 - Google Patents

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KR20240040063A
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박재완
문주일
강성기
황인현
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명에 의한 박막 증착 장치는, 챔버; 상기 챔버 내에서 기판들을 지지하기 위한 제1 스테이지와 제2 스테이지; 상기 제1 스테이지에 대응되는 제1 스테이지 영역과 상기 제2 스테이지에 대응되는 제2 스테이지 영역 사이를 이동하고, 소스 재료가 분출되는 복수의 노즐들을 포함하는 증발원 어셈블리; 및 상기 제1 스테이지와 상기 제2 스테이지 사이에 배치되어 상기 노즐들을 촬상하기 위한 촬상 어셈블리를 포함한다.

Description

박막 증착 장치{THIN FILM DEPOSITION APPARATUS}
본 발명은 박막 증착 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 유기전계발광 표시 패널을 제조하기 위해서는 기판 상에 유기 박막을 형성하는 증착 공정이 수행되어야 한다. 챔버 내 증발원에 소스 재료를 장입하고 가열하면 증발(evaporation)된 소스 재료의 기체(vapor)가 일정한 마스크 패턴을 통과하여 기판 상에 안착하게 된다. 이러한 유기 박막 증착 과정에서 기판에 대해 유기 박막의 균일한 성장을 유도하는 것이 중요하다.
그런데, 소스 재료가 토출되는 노즐들에 소스 재료가 들러 붙어 노즐의 홀(hole)이 막히는 현상이 발생할 수 있다. 노즐 막힘이 발생되면 증착 공정시 재료 도포의 불균일이 초래될 수 있다. 이로 인하여, 기판에 증착된 유기 박막의 두께가 불균일해지고, 제조된 기판에 불량이 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 노즐들의 막힘 상태를 모니터링 할 수 있는 박막 증착 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 박막 증착 장치는, 챔버; 상기 챔버 내에서 기판들을 지지하기 위한 제1 스테이지와 제2 스테이지; 상기 제1 스테이지에 대응되는 제1 스테이지 영역과 상기 제2 스테이지에 대응되는 제2 스테이지 영역 사이를 이동하고, 소스 재료가 분출되는 복수의 노즐들을 포함하는 증발원 어셈블리; 및 상기 제1 스테이지와 상기 제2 스테이지 사이에 배치되어 상기 노즐들을 촬상하기 위한 촬상 어셈블리를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 촬상 어셈블리로부터 제공된 이미지 데이터에 기초하여 상기 노즐들의 막힘 상태를 판단하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 증발원 어셈블리를 이동시키기 위한 구동 어셈블리를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 증발원 어셈블리는 소스 재료가 수용되는 증발용기; 상기 노즐들이 배열되고 상기 증발용기를 덮는 열 반사판; 및 상기 소스 재료를 가열하기 위한 가열부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 이미지 데이터를 분석하는 이미지 분석부; 상기 증발원 어셈블리가 상기 제1 스테이지 영역과 상기 제2 스테이지 영역 사이를 이동하도록 상기 구동 어셈블리를 제어하는 구동 제어부; 및 상기 가열부의 발열 정도를 제어하는 가열 제어부를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 노즐들 중 미리 정해진 개수 이상의 노즐이 막힌 것으로 판단된 경우, 상기 가열부가 발열하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 노즐들의 막힘 상태를 표시하기 위한 표시부를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 노즐들 중 어느 한 노즐에 대하여 노즐 개구 영역의 막힘 정도가 기준값 이상인 경우, 상기 표시부를 통해 경고할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 촬상 어셈블리는 상기 증발원 어셈블리의 이동 경로 상에 구비되어, 이동 중인 상기 증발원 어셈블리의 노즐들을 촬상할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 촬상 어셈블리의 촬상 횟수는 하나의 노즐 열에 포함된 상기 노즐들의 개수에 대응될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 증발원 어셈블리가 상기 제1 스테이지 영역과 상기 제2 스테이지 영역 사이를 이동할 때마다 미리 설정된 타이밍으로 촬상하도록 상기 촬상 어셈블리를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 촬상 어셈블리는 내부 공간을 갖는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 복수의 카메라부들; 상기 복수의 카메라부들에 대응되는 조명부들; 및 상기 증발원 어셈블리와 마주보는 상기 하우징의 전면에 배치되는 견시창을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하우징 내부는 대기압 상태로 유지될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 카메라부들의 개수는 상기 증발원 어셈블리에 배열되는 노즐 열의 개수와 동일할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 증발원 어셈블리와 상기 촬상 어셈블리 사이에 구비되어 상기 견시창에 대응되는 영역을 개폐하도록 구성되는 셔터부를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 촬상 어셈블리와 상기 셔터부 사이에 탈착 가능하도록 제공되는 커버글라스부를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 견시창에 대응되는 영역 이외에 상기 소스 재료가 접하는 것을 방지하기 위한 방착판을 더 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 제1 스테이지와 제2 스테이지 사이에 배치된 촬상 어셈블리를 이용해 노즐들의 막힘 상태를 모니터링함으로써, 박막 증착 장치의 운영과 유지보수를 편리하게 할 수 있고, 박막 증착 처리의 균일성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2a는 도 1의 박막 증착 장치를 도시한 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 촬상 어셈블리가 노즐들을 촬상하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2c는 이미지 데이터에 기초하여 구성된 노즐 이미지의 일례이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치는 챔버(10), 제1 스테이지(ST1), 제2 스테이지(ST2), 증발원 어셈블리(20), 촬상 어셈블리(30) 및 제어부(40)를 포함할 수 있다.
상기 챔버(10)는 증착 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 상기 챔버(10)는 복수의 기판들(G1, G2)을 처리하기 위한 공간들을 갖는다. 이를 위하여, 상기 챔버(10)는 상기 기판들(G1, G2) 각각에 대하여 증착 공정을 진행하기 위한 복수의 스테이지들(ST1, ST2)을 포함할 수 있다. 상기 스테이지들(ST1, ST2)에 대한 설명은 후술하기로 한다.
상기 챔버(10)의 내부는 증착 공정이 보다 원활하게 이루어지도록 일정한 수준의 진공 상태가 유지될 수 있고, 상기 진공 상태의 조성을 위한 진공 펌프(미도시)가 연결될 수 있다. 또한, 상기 챔버(10)는 상기 기판들(G1, G2)의 반입과 반출을 위하여 반입/반출구(미도시)가 형성될 수 있다.
상기 챔버(10)는 알루미늄, 스테인리스, 구리와 같은 금속 물질로 제작될 수 있다. 또는 코팅된 금속 예를 들어, 양극 처리된 알루미늄이나 니켈 도금된 알루미늄으로 제작될 수 있다. 또는 내화 금속(refractory metal)으로 제작될 수도 있다. 상기 챔버(10)의 전체 또는 일부는 석영, 세라믹과 같은 전기적 절연 물질로 제작될 수 있다. 상기 챔버(10)의 구조는 상기 기판들(G1, G2)의 증착 처리를 위하여 적합한 구조 예를 들어, 원형 구조나 사각형 구조 그리고 이외에도 어떠한 형태의 구조를 가질 수 있다.
상기 기판들(G1, G2)은 유기전계발광 표시 패널을 제조하기 위한 기판들일 수 있다. 하지만 상기 기판들(G1, G2)이 표시패널로 한정되는 것은 아니며, 웨이퍼와 같은 반도체 장치를 제조하기 위한 반도체 기판일 수 있다.
상기 제1 및 제2 스테이지(ST1, ST2)는 상기 챔버(10) 내에서 상기 기판들(G1, G2)을 지지하는 구성이다. 본 실시예에서, 상기 제1 및 제2 스테이지(ST1, ST2)는 상기 챔버(10)의 상부에 위치하여 상기 기판들(G1, G2)의 피처리면이 아래를 향하게 지지한 상태에서 증착 공정이 이루어지는 상부 척킹(chucking) 구조를 갖는다.
상기 제1 스테이지(ST1)는 상기 챔버(10)의 일측 상부에 위치하며, 상기 제2 스테이지(ST2)는 상기 챔버(10)의 타측 상부에 위치한다. 상기 제1 스테이지(ST1)와 상기 제2 스테이지(ST2)의 구조는 실질적으로 동일하므로, 이하, 상기 제1 스테이지(ST1)에 관하여만 설명하기로 한다.
상기 제1 스테이지(ST1)는 상기 제1 기판(G1)의 피처리면이 하방으로 노출되도록 지지한다. 예를 들어, 상기 제1 스테이지(ST1)는 상기 제1 기판(G1)을 지지하기 위한 기판 지지부(미도시)를 이용하여 기계적으로 상기 제1 기판(G1)을 고정할 수 있다. 이와는 달리, 상기 제1 스테이지(ST1)는 유압을 이용하여 상기 제1 기판(G1)을 흡착하여 고정할 수 있다. 상기 제1 스테이지(ST1)는 상기 제1 기판(G1)의 크기 및 공정의 종류에 따라 다양한 형태 및 구조를 가질 수 있다.
본 실시예에서, 상기 박막 증착 장치는 두 개의 스테이지들(ST1, ST2)을 포함하여 구성됨을 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 상기 박막 증착 장치는 세 개 이상의 스테이지들을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 증발원 어셈블리(20)는 내부에 소스 재료를 수용하며 가열에 의해 기화된 소스 재료를 제공하는 구조를 갖는다. 본 실시예에서, 상기 증발원 어셈블리(20)는 상기 챔버(10) 하부에 위치하여 상부로 상기 소스 재료를 제공하는 구조를 갖는다. 상기 증발원 어셈블리(20)는 상기 소스 재료가 분출되는 복수의 노즐들(21)을 포함한다.
상기 노즐들(21)은 라인 단위로 배치될 수 있으며, 전체가 2열 또는 그 이상의 열로 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 노즐들(21)은 상기 증발원 어셈블리(20)의 상면에 3열로 배치되며, 일측에서부터 차례로 제1 노즐 열, 제2 노즐 열, 제3 노즐 열로 지칭하기로 한다.
상기 노즐들(21)의 크기 및 간격은 균일하거나 또는 위치에 따라서 달라질 수도 있다. 상기 노즐들(21)은 공정의 종류 및 소스 재료의 특성을 고려하여 알맞은 것으로 사용될 수 있다.
상기 증발원 어셈블리(20)는 상기 챔버(10) 내에서 이동되면서 증착 공정을 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 증발원 어셈블리(20)는 상기 제1 스테이지(ST1)에 대응되는 제1 스테이지 영역(SA1)과 상기 제2 스테이지(ST2)에 대응되는 제2 스테이지 영역(SA2) 사이를 이동할 수 있다. 이를 위하여, 상기 챔버(10)는 상기 증발원 어셈블리(20)를 이동시키기 위한 구동 어셈블리(11)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 증발원 어셈블리(20)는 상기 구동 어셈블리(11)에 의해 상기 제1 스테이지 영역(SA1)과 상기 제2 스테이지 영역(SA2) 사이를 반복적으로 이동하며 연속적인 증착 공정을 수행할 수 있다. 또한, 상기 제1 기판(G1) 또는 상기 제2 기판(G2)에 대한 증착 공정시, 상기 증발원 어셈블리(20)는 상기 구동 어셈블리(11)에 의해 상기 소스 재료가 균일하게 분출되도록 왕복 스캔 운동하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 상기 증발원 어셈블리(20)는 상기 제1 스테이지 영역(SA1)에 위치한 상태에서 상기 제1 기판(G1)에 대한 증착 공정을 수행한다. 그리고, 상기 제1 기판(G1)에 대한 증착 공정이 완료되면, 상기 증발원 어셈블리(20)는 상기 구동 어셈블리(11)에 의해 상기 제2 스테이지 영역(SA2)으로 이동한다. 그리고, 상기 증발원 어셈블리(20)는 상기 제2 스테이지 영역(SA2)에 위치한 상태에서 상기 제2 기판(G2)에 대한 증착 공정을 수행한다. 그리고, 상기 제2 기판(G2)에 대한 증착 공정이 완료되면, 상기 증발원 어셈블리(20)는 상기 구동 어셈블리(11)에 의해 상기 제1 스테이지 영역(SA1)으로 이동한다.
상기 구동 어셈블리(11)는 상기 증발원 어셈블리(20)의 스테이지 영역들 간 이동 및 한 스테이지 영역 내 스캔 운동을 위한 동력을 제공하는 구동 모터(미도시)와, 상기 증발원 어셈블리(20)의 이동 경로를 안내하는 레일 부재를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 구동 어셈블리(11)는 본 실시예에 한정되지 아니하고 상기 증발원 어셈블리(20)의 상하, 전후, 좌우 구동을 위한 다양한 변형예를 가질 수 있다.
상기 촬상 어셈블리(30)는 상기 제1 스테이지(ST1)와 상기 제2 스테이지(ST2) 사이에 배치되어 상기 노즐들(21)을 촬상한다. 상기 촬상 어셈블리(30)는 상기 챔버(10)의 상부에 위치하며 상기 증발원 어셈블리(20)가 위치하는 하부를 향하여 촬상한다. 상기 촬상 어셈블리(30)의 촬상 영역은 상기 제1 스테이지 영역(SA1)과 상기 제2 스테이지 영역(SA2) 사이에 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 촬상 어셈블리(30)는 복수의 카메라부들(31)과, 상기 카메라부들(31)에 대응되는 조명부들(33)을 포함할 수 있다. 상기 카메라부들(31)은 CCD(charge-coupled device)소자로 구성될 수 있으며, 촬상 영역을 경과하는 상기 노즐들(21)의 일부를 라인 단위로 촬상하여 광학적 이미지 데이터(IDATA)를 생성할 수 있다. 상기 조명부들(33)은 상기 노즐들(21)을 향해 광이 조사되도록 마련되며, 촬상시에만 발광하도록 제어될 수 있다.
상기 촬상 어셈블리(30)는 상기 증발원 어셈블리(20)의 이동 경로 상에 구비되어, 이동 중인 상기 증발원 어셈블리(20)의 노즐들(21)을 촬상한다. 일 실시예에서, 상기 카메라부들(31)의 개수는 상기 증발원 어셈블리(20)에 배열되는 노즐 열의 개수와 동일할 수 있다. 즉, 상기 증발원 어셈블리(20)에 배치된 상기 노즐들(21)이 3열인 경우, 상기 카메라부들(31)은 3개가 구비될 수 있다.
예를 들면, 상기 카메라부들(31)은 제1 카메라부(31a), 제2 카메라부(31b), 제3 카메라부(31c)를 포함할 수 있다. 제1 카메라부(31a)는 제1 노즐 열의 노즐들(21a)을 촬상하고, 제2 카메라부(31b)는 제2 노즐 열의 노즐들(21b)을 촬상하며, 제3 카메라부(31c)는 제3 노즐 열의 노즐들(21c)을 촬상할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 촬상 어셈블리(30)의 촬상 횟수는 하나의 노즐 열에 포함된 노즐들의 개수에 대응될 수 있다. 예를 들면, 각각의 노즐 열이 11개의 노즐들을 포함한다면, 상기 카메라부들(31)은 상기 증발원 어셈블리(20)가 상기 촬상 영역을 경과할 때, 순차적으로 11회를 촬상하여 각 노즐들에 대한 이미지 데이터(IDATA)를 취득한다.
한편, 공정 시간 손실(TACT time loss)을 방지하기 위해, 상기 증발원 어셈블리(20)는 스테이지 간 이동시 정지하지 않고 이동하므로, 상기 촬상 어셈블리(30)는 짧은 시간 다수회 촬상할 수 있는 성능을 갖는 것이 바람직하다.
상기 제어부(40)는 상기 챔버(10) 및 상기 챔버(10)를 포함하는 박막 증착 장치의 전반적인 제어를 수행할 수 있다. 상기 제어부(40)는 상기 구동 어셈블리(11), 상기 증발원 어셈블리(20), 상기 촬상 어셈블리(30)와 전기적으로 연결되며, 상기 챔버(10)의 일부에 결합되거나, 또는 상기 챔버(10)로부터 분리된 별도의 구성, 예컨대, 컴퓨터 시스템으로 구성될 수 있다.
상기 제어부(40)는 상기 기판들(G1, G2)의 상기 챔버(10) 내로의 반입 및 반출을 제어하거나 감지할 수 있다. 그리고, 상기 제어부(40)는 상기 챔버(10) 내로 반입된 상기 기판들(G1, G2)에 대하여 증착 공정을 진행하도록 상기 증발원 어셈블리(20)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(40)는 상기 증발원 어셈블리(20)가 상기 제1 스테이지 영역(SA1)과 상기 제2 스테이지 영역(SA2) 사이를 이동하도록 상기 구동 어셈블리(11)를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부(40)는 상기 증발원 어셈블리(20)가 상기 제1 스테이지 영역(SA1)과 상기 제2 스테이지 영역(SA2) 사이를 이동할 때마다 미리 설정된 타이밍으로 촬상하도록 상기 촬상 어셈블리(30)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부(40)는 상기 구동 어셈블리(11)의 스테이지 간 이동을 명령하는 구동 제어신호와, 상기 촬상 어셈블리(30)의 촬상을 명령하는 촬상 제어신호를 동기화할 수 있다.
상기 제어부(40)는 상기 촬상 어셈블리(30)로부터 제공된 이미지 데이터(IDATA)에 기초하여 상기 노즐들(21)의 막힘 상태를 판단한다. 일 실시예에서, 상기 제어부(40)는 상기 이미지 데이터(IDATA)를 처리 및 분석하여 단위 픽셀 간 휘도 차이 또는 색상 차이를 통해 노즐 개구 영역과 이물질 영역을 구분할 수 있다. 이때, 상기 제어부(40)는 정확한 노즐 이미지를 판단하기 위해 미리 저장된 레퍼런스 데이터와 비교할 수 있다.
그리고, 제어부(40)는 상기 노즐 개구 영역 내에 위치하는 상기 이물질 영역의 크기 비율에 대응되는 막힘 정도를 판단할 수 있다. 상기 제어부(40)는 특정 노즐에 대하여 상기 막힘 정도가 기준값 이상인 경우, 해당 노즐이 막혀있는 것으로 판단할 수 있다.
본 실시예의 박막 증착 장치는 예를 들면, 소스 재료로부터 발생한 증기 또는 이의 반응 생성물의 증착에 의해 소자층이 형성되는 메모리 또는 로직회로와 같은 반도체 소자의 제조를 위한 박막 증착 장치, 또는 유기발광 다이오드와 같은 디스플레이 소자의 제조를 위한 박막 증착 장치에 적용될 수 있다. 그러나, 이는 예시적이며, 소스 재료가 노즐을 통해 분출되는 구조를 갖는 모든 박막 증착 장치에 적용될 수 있을 것이다.
도 2a는 도 1의 박막 증착 장치를 도시한 단면도이고, 도 2b는 도 2a의 촬상 어셈블리가 노즐들을 촬상하는 예를 설명하기 위한 도면이며, 도 2c는 이미지 데이터에 기초하여 구성된 노즐 이미지의 일례이다.
도 2a를 참조하면, 상기 증발원 어셈블리(20)는 열 반사판(23), 증발용기(25) 및 가열부(27)를 더 포함할 수 있다.
상기 열 반사판(23)은 상기 증발용기(25)를 커버하면서, 상기 열 반사판(23) 상에는 상기 노즐들(21)이 배열된다. 상기 열 반사판(23)은 상기 증발원 어셈블리(20)의 열 손실을 저감하는 기능을 갖는다. 상기 열 반사판(23)의 개수는 상기 증발원 어셈블리(20)에 배열되는 노즐 열의 개수와 동일할 수 있다.
상기 증발용기(25)는 내측으로 상기 소스 재료를 수용하기 위한 공간을 가진다. 본 실시예에서, 상기 증발용기(25)는 직사각형의 용기 형상을 갖는다. 상기 소스 재료는 고분자 유기물질, 저분자 유기물질, 중합체, 무기물질 등을 포함할 수 있으며, 고상이거나 또는 액상일 수도 있다.
상기 증발용기(25)의 일부 또는 전체의 재료는 스텐레스 스틸, 알루미늄, 티타늄, 구리와 같은 금속 재료, 내부의 관측이 가능한 석영, 유리와 같은 재료 또는 단열 효과를 갖는 세라믹과 같은 재료 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로부터 선택될 수 있으며, 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.
상기 가열부(27)는 상기 증발용기(25)에 수용된 소스 재료를 증발시키기 위한 가열수단이다. 상기 가열부(27)는 상기 증발용기(25) 내부에 매립되거나 외부면에 부착될 수 있다. 상기 가열부(27)의 종류에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 상기 가열부(27)는 열선 코일이거나 발열시트일 수 있다. 또는, 복사 히터, 순환유체 히터 및 유도 히터와 같은 다른 가열수단일 수도 있다.
일 실시예에서, 상기 촬상 어셈블리(30)는 복수의 카메라부들(31)을 수용하는 내부 공간을 갖는 하우징(35)과, 상기 증발원 어셈블리(20)와 마주보는 상기 하우징(35)의 전면에 배치되는 견시창(37)을 더 포함할 수 있다.
상기 하우징(35)은 상기 챔버(10)의 상부에 위치하며, 하부를 향하여 상기 견시창(37)이 구비될 수 있다. 상기 하우징(35) 내에는 카메라부들(31)과 조명부들(33)이 설치되며, 상기 하우징(35) 내부는 대기압 상태로 유지될 수 있다. 상기 챔버(10)는 진공 상태이기 때문에 상기 하우징(35)은 외부와 밀폐되는 구조를 갖는다.
일 실시예에서, 상기 박막 증착 장치는 커버글라스부(13), 셔터부(15) 및 방착판(17)을 더 포함할 수 있다.
상기 커버글라스부(13)는 상기 촬상 어셈블리(30)와 상기 셔터부(15) 사이에 탈착 가능하도록 제공된다. 상기 커버글라스부(13)는 증발된 소스 재료로 인해 상기 견시창(37)이 오염되는 것을 방지한다. 오염된 상기 커버글라스부(13)를 교체하기 용이하도록 상기 커버글라스부(13)는 탈착 가능하도록 구비되는 것이 바람직하다.
상기 셔터부(15)는 상기 증발원 어셈블리(20)와 상기 촬상 어셈블리(30) 사이에 구비되어 상기 견시창(37)에 대응되는 영역을 개폐하도록 구성된다. 상기 셔터부(15)는 상기 촬상 어셈블리(30)의 촬상시 오픈(open)되고, 상기 촬상 어셈블리(30)의 촬상 시간 이외에는 클로즈(close) 상태를 유지하여 상기 촬상 어셈블리(30)의 오염을 방지한다. 본 실시예에서 상기 셔터부(15)는 슬라이딩 타입으로 적용된다.
상기 방착판(17)은 상기 견시창(37)에 대응되는 영역 이외에 상기 소스 재료가 접하는 것을 방지하기 위한 구성이다. 상기 방착판(17)은 상기 셔터부(15)와 상기 증발원 어셈블리(20) 사이에 구비되어 상기 촬상 어셈블리(30) 주변부의 오염을 방지한다.
일 실시예에서, 상기 제어부(40)는 상기 이미지 데이터(IDATA)를 분석하는 이미지 분석부(41), 상기 증발원 어셈블리(20)가 상기 제1 스테이지 영역(SA1)과 상기 제2 스테이지 영역(SA2) 사이를 이동하도록 상기 구동 어셈블리(11)를 제어하는 구동 제어부(43), 및 상기 가열부(27)의 발열 정도를 제어하는 가열 제어부(45)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부(40)는 상기 이미지 분석부(41)를 이용해 상기 노즐들(21)의 막힘 상태를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 가열부(27)가 발열하도록 제어할 수 있다. 이때, 상기 노즐들(21)에 인접한 상기 가열부(27)의 일부만 발열되도록 제어될 수도 있다. 상기 가열부(27)가 발열하여 상기 노즐들(21)의 온도가 일정 수준으로 상승하면, 오염된 노즐들에 들러 붙은 소스 재료가 기화되어 크리닝(cleaning)된다.
구체적으로, 상기 제어부(40)는 상기 노즐들(21) 중 미리 정해진 개수 이상의 노즐이 막힌 것으로 판단된 경우, 상기 가열부(27)가 발열하도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부(40)는 둘 이상의 노즐이 막힌 것으로 판단된 경우, 상기 가열부(27)가 발열하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(40)는 상기 노즐들 중 어느 한 노즐에 대하여 노즐 개구 영역의 막힘 정도가 기준값 이상인 경우, 상기 가열부(27)가 발열하도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부(40)는 노즐 개구 영역의 과반 이상을 이물질 영역이 침범한 것으로 판단된 경우, 상기 가열부(27)가 발열하도록 제어할 수 있다.
이에 의하면, 상기 박막 증착 장치는 상기 노즐들(21)의 막힘 상태를 모니터링함과 아울러, 오염된 노즐들을 크리닝하는 동작을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 박막 증착 장치는 상기 노즐들(21)의 막힘 상태를 표시하기 위한 표시부(50)를 더 포함할 수 있다. 상기 표시부(50)는 상기 제어부(40)에 의해 도출된 상기 노즐들(21)의 막힘 상태에 관한 정보를 표시한다. 또한, 상기 표시부(50)는 상기 제어부(40)로부터 전송되는 다양한 메시지를 표시할 수 있다. 예컨대, 상기 표시부(50)는 노즐 이미지, 노즐의 막힘 정도, 노즐의 온도, 소스 재료의 잔량 등을 문자, 소리, 경고등 등으로 사용자에게 알릴 수 있다.
상기 표시부(50)는 상기 챔버(10)의 측면부에 장착되거나 상기 챔버(10)와 전기적으로 연결된 별도의 모니터링 장치를 통해 구현될 수 있으며, 상기 제어부(40)와 함께 구성될 수도 있다. 상기 표시부(50)의 종류, 위치, 형태 및 크기는 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있으며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2b 및 도 2c를 참조하면, 상기 증발원 어셈블리(20)는 상기 구동 어셈블리(11)에 의해 상기 제1 스테이지 영역(SA1)과 상기 제2 스테이지 영역(SA2) 사이를 반복적으로 이동하며 연속적인 증착 공정을 수행한다. 상기 촬상 어셈블리(30)는 상기 제1 스테이지 영역(SA1)과 상기 제2 스테이지 영역(SA2) 사이를 이동 중인 상기 증발원 어셈블리(20)의 노즐들(21)을 촬상한다.
상기 촬상 어셈블리(30)는 촬상 영역(IA)을 경과하는 상기 노즐들(21)의 일부를 라인 단위로 촬상하여 광학적 이미지 데이터(IDATA)를 생성할 수 있다. 이 때, 상기 촬상 어셈블리(30)의 촬상 횟수는 하나의 노즐 열에 포함된 노즐들의 개수에 대응될 수 있다. 예를 들면, 각각의 노즐 열이 11개의 노즐들을 포함한다면, 상기 카메라부들(31)은 상기 증발원 어셈블리(20)가 상기 촬상 영역(IA)을 경과할 때, 순차적으로 11회를 촬상하여 각 노즐에 대한 이미지 데이터(IDATA)를 취득한다.
이때, 상기 셔터부(15)는 상기 촬상 어셈블리(30)의 촬상시 오픈(open)되고, 상기 촬상 어셈블리(30)의 촬상 시간 이외에는 클로즈(close) 상태를 유지하여 상기 촬상 어셈블리(30)의 오염을 방지한다. 즉, 상기 셔터부(15)는 상기 증발원 어셈블리(20)가 상기 제1 스테이지 영역(SA1)과 상기 제2 스테이지 영역(SA2) 사이를 이동 중일 때 오픈되고, 그 이외의 상태에서는 클로즈된다.
상기 제어부(40)는 상기 촬상 어셈블리(30)로부터 제공된 이미지 데이터(IDATA)에 기초하여 전체적인 또는 일부의 노즐 이미지를 구성할 수 있다. 상기 제어부(40)는 상기 노즐 이미지를 분석하여 상기 노즐들(21)의 막힘 상태를 판단한다. 일 실시예에서, 상기 제어부(40)는 상기 노즐 이미지의 단위 픽셀간 휘도 차이 또는 색상 차이를 통해 노즐 개구 영역(NOA)과 이물질 영역(MA)을 구분할 수 있다. 이때, 상기 제어부(40)는 정확한 노즐 이미지를 판단하기 위해 미리 저장된 레퍼런스 데이터와 비교할 수 있다.
그리고, 상기 제어부(40)는 상기 노즐 개구 영역(NOA) 내에 위치하는 상기 이물질 영역(MA)의 크기 비율에 대응되는 막힘 정도를 판단할 수 있다. 상기 제어부(40)는 특정 노즐에 대하여 상기 막힘 정도가 기준값 이상인 경우, 해당 노즐이 막혀있는 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부(40)는 상기 노즐들(21)의 막힘 상태를 판단하고, 판단 결과를 상기 표시부(50)를 통해 경고할 수 있다. 예컨대, 상기 표시부(50)는 노즐 이미지, 노즐의 막힘 정도, 노즐의 온도, 소스 재료의 잔량 등을 문자, 소리, 경고등 등으로 사용자에게 알릴 수 있다.
예를 들면, 상기 노즐들(21)이 3열로 배열된 경우, 일회의 촬상에 의한 노즐 이미지는 제1 노즐 열의 노즐(21a), 제2 노즐 열의 노즐(21b), 제3 노즐 열의 노즐(21c)을 포함한다. 상기 노즐들(21) 중 상기 제2 노즐 열의 노즐(21b)의 상기 이물질 영역(MA)의 크기가 기준값 이상인 경우, 상기 제어부(40)는 상기 제2 노즐 열의 노즐(21b)이 막혀있는 것으로 판단한다. 상기 제어부(40)는 상기 제2 노즐 열의 노즐(21b)의 막힘 상태를 상기 표시부(50)를 통해 경고한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 상기 제1 스테이지(ST1)와 상기 제2 스테이지(ST2) 사이에 배치된 상기 촬상 어셈블리(30)를 이용해 노즐들(21)의 막힘 상태를 모니터링함으로써, 박막 증착 장치의 운영과 유지보수를 편리하게 할 수 있고, 박막 증착 처리의 균일성을 확보할 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10: 챔버 11: 구동 어셈블리
13: 커버글라스부 15: 셔터부
17: 방착판
ST1: 제1 스테이지 ST2: 제2 스테이지
SA1: 제1 스테이지 영역 SA2: 제2 스테이지 영역
G1: 제1 기판 G2: 제2 기판
20: 증발원 어셈블리 21: 노즐들
23: 열 반사판 25: 증발용기
27: 가열부
30: 촬상 어셈블리 31: 카메라부들
33: 조명부들 35: 하우징
37: 견시창
40: 제어부 41: 이미지 분석부
43: 구동 제어부 45: 가열 제어부
50: 표시부

Claims (16)

  1. 챔버;
    상기 챔버 내에서 기판들을 지지하기 위한 제1 스테이지와 제2 스테이지;
    상기 제1 스테이지에 대응되는 제1 스테이지 영역과 상기 제2 스테이지에 대응되는 제2 스테이지 영역 사이를 이동하고, 소스 재료가 분출되는 복수의 노즐들을 포함하는 증발원 어셈블리; 및
    상기 제1 스테이지와 상기 제2 스테이지 사이에 배치되어 상기 노즐들을 촬상하기 위한 촬상 어셈블리를 포함하고,
    상기 촬상 어셈블리는, 내부 공간을 갖는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 복수의 카메라부들; 상기 복수의 카메라부들에 대응되는 조명부들; 및 상기 증발원 어셈블리와 마주보는 상기 하우징의 전면에 배치되는 견시창을 더 포함함을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬상 어셈블리로부터 제공된 이미지 데이터에 기초하여 상기 노즐들의 막힘 상태를 판단하는 제어부를 더 포함함을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 증발원 어셈블리를 이동시키기 위한 구동 어셈블리를 더 포함함을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 증발원 어셈블리는
    소스 재료가 수용되는 증발용기;
    상기 노즐들이 배열되고 상기 증발용기를 덮는 열 반사판; 및
    상기 소스 재료를 가열하기 위한 가열부를 더 포함함을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 이미지 데이터를 분석하는 이미지 분석부;
    상기 증발원 어셈블리가 상기 제1 스테이지 영역과 상기 제2 스테이지 영역 사이를 이동하도록 상기 구동 어셈블리를 제어하는 구동 제어부; 및
    상기 가열부의 발열 정도를 제어하는 가열 제어부를 포함함을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 노즐들 중 미리 정해진 개수 이상의 노즐이 막힌 것으로 판단된 경우, 상기 가열부가 발열하도록 제어함을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 노즐들의 막힘 상태를 표시하기 위한 표시부를 더 포함함을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 노즐들 중 어느 한 노즐에 대하여 노즐 개구 영역의 막힘 정도가 기준값 이상인 경우, 상기 표시부를 통해 경고함을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 촬상 어셈블리는
    상기 증발원 어셈블리의 이동 경로 상에 구비되어, 이동 중인 상기 증발원 어셈블리의 노즐들을 촬상함을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬상 어셈블리의 촬상 횟수는 하나의 노즐 열에 포함된 상기 노즐들의 개수에 대응됨을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 증발원 어셈블리가 상기 제1 스테이지 영역과 상기 제2 스테이지 영역 사이를 이동할 때마다 미리 설정된 타이밍으로 촬상하도록 상기 촬상 어셈블리를 제어함을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징 내부는 대기압 상태로 유지됨을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라부들의 개수는 상기 증발원 어셈블리에 배열되는 노즐 열의 개수와 동일함을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발원 어셈블리와 상기 촬상 어셈블리 사이에 구비되어 상기 견시창에 대응되는 영역을 개폐하도록 구성되는 셔터부를 더 포함함을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 촬상 어셈블리와 상기 셔터부 사이에 탈착 가능하도록 제공되는 커버글라스부를 더 포함함을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 견시창에 대응되는 영역 이외에 상기 소스 재료가 접하는 것을 방지하기 위한 방착판을 더 포함함을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
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