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KR20120039944A - 기판 증착 시스템 및 증착 방법 - Google Patents

기판 증착 시스템 및 증착 방법 Download PDF

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KR20120039944A
KR20120039944A KR1020100101411A KR20100101411A KR20120039944A KR 20120039944 A KR20120039944 A KR 20120039944A KR 1020100101411 A KR1020100101411 A KR 1020100101411A KR 20100101411 A KR20100101411 A KR 20100101411A KR 20120039944 A KR20120039944 A KR 20120039944A
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KR
South Korea
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mask
chamber
deposition
process chamber
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KR1020100101411A
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김선호
노철래
정석원
최현
서민규
Original Assignee
삼성모바일디스플레이주식회사
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Publication date
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Priority to US13/186,944 priority patent/US20120094025A1/en
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Abstract

본 발명은 인라인 증착 시스템 및 그를 이용한 기판 증착 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 증착 시스템은 기판이 반입되는 기판 로딩 챔버, 상기 기판이 반출되는 기판 언로딩 챔버, 상기 기판 로딩 챔버와 상기 기판 언로딩 챔버 사이에 배치된 적어도 하나의 공정 챔버 및 상기 적어도 하나의 공정 챔버의 일측에 각각 연결된 마스크 보관 챔버를 포함한다.

Description

기판 증착 시스템 및 증착 방법 {DEPOSITING SYSTEM FOR SUBSTRATE AND DSPOITING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 기판 증착 시스템 및 증착 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정 챔버가 일렬로 배열된 인라인 방식의 기판 증착 시스템 및 그를 이용한 증착 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode display, OLED)는 자발광 특성을 갖고, 별도의 광원을 필요로 하지 않아, 경량화 및 박형으로 제작이 가능한 평판 표시 장치이다. 또한, 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타내므로, 차세대 표시 장치로서 주목받고 있다.
일반적으로 유기 발광 표시 장치는 애노드, 유기 발광층 및 캐소드를 포함하는 유기 발광 소자를 포함한다. 유기 발광 소자는 애노드와 캐소드로부터 각각 정공 및 전자가 주입되어 여기자를 형성하고, 여기자가 바닥 상태로 전이하면서 발광하게 된다.
애노드 및 캐소드는 금속 박막 또는 투명한 도전성 박막으로 형성될 수 있고, 유기 발광층은 적어도 하나의 유기 박막으로 형성될 수 있는데, 유기 발광 표시 장치의 기판 상에 이러한 유기 박막, 금속 박막 등을 형성하기 위하여 진공 증착법을 사용할 수 있다. 진공 증착법은 유기 박막, 금속 박막 등을 형성하는 일반적인 방법으로, 도가니를 구비하는 증착원을 포함하는 증착 장치에서 도가니에 증착 물질을 넣고 이를 소정의 온도로 가열하여 증착 물질을 증착시킴으로써 박막을 형성하게 된다.
이와 같은 진공 증착법에 의하여 유기 박막, 금속 박막 등을 형성하기 위하여 클러스터형 증착 시스템, 인라인 증착 시스템 등의 증착 시스템이 사용될 수 있다. 이 중 인라인 증착 시스템은 기판 로딩 챔버, 기판 언로딩 챔버 및 이들 사이에 배치된 복수의 공정 챔버가 일렬로 배열된 형태의 증착 시스템으로, 클러스터형 증착 시스템에 비하여 공정 시간을 단축할 수 있는 이점이 있다.
일반적으로 각각의 공정 챔버에서 증착원을 이용하여 기판 상에 유기물,금속 등의 증착 물질을 증착하게 되는데, 기판 상에 유기 박막, 금속 박막 등을 형성할 때 고해상도 유기 발광 소자를 구현하기 위하여 마스크를 사용한다.
이에 따라, 기판 상에 증착 물질을 증착하기 전에 기판과 마스크를 얼라인해야 하는데, 이를 위하여 기판 로딩 챔버에서 미리 얼라인된 기판과 마스크를 함께 투입하는 방법이 공지되어 있다. 하지만, 이와 같이 얼라인된 기판과 마스크를 함께 투입하는 경우, 증착 공정이 진행되는 도중 마스크에 문제가 발생하여 마스크 교체가 필요할 때, 전체 공정을 중단하고 기판 언로딩 챔버로 기판과 마스크를 반송한 후 재얼라인하여 재투입해야 한다. 이로 인하여 증착 공정이 복잡해지고, 공정 시간이 증가하는 문제가 발생한다.
또한, 증착되는 복수의 유기 박막, 금속 박막 등의 패턴이 각각 상이하여 각 공정 챔버에서 마스크를 교체하는 경우에도 동일한 이유로 전체 공정 시간이 증가하는 문제가 발생한다.
본 발명은 상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전체 설비를 크게 형성하지 않고도 고해상도의 유기 발광 소자를 구현할 수 있는 기판 증착 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 전체 공정 시간을 단축시켜 제품의 생산성을 킬 수 있는 증착 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 증착 시스템은 기판이 반입되는 기판 로딩 챔버, 상기 기판이 반출되는 기판 언로딩 챔버, 상기 기판 로딩 챔버와 상기 기판 언로딩 챔버 사이에 배치된 적어도 하나의 공정 챔버 및 상기 적어도 하나의 공정 챔버의 일측에 각각 연결된 마스크 보관 챔버를 포함한다.
상기 기판 증착 시스템은 상기 적어도 하나의 공정 챔버를 관통하는 기판 이송 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 기판 증착 시스템은 상기 기판을 수납하여 상기 기판 이송 장치를 따라 이송되는 기판 고정 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 기판 증착 시스템은 상호 연결된 상기 적어도 하나의 공정 챔버와 상기 마스크 보관 챔버를 관통하는 마스크 이송 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 기판 증착 시스템은 마스크를 수납하여 상기 마스크 이송 장치를 따라 이송되는 마스크 고정 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 기판 증착 시스템은 상기 적어도 하나의 공정 챔버에 상기 기판에 증착 물질을 증착하기 위한 증착원을 포함할 수 있다.
상기 기판 증착 시스템은 상기 증착원 하부에 배치되고, 상기 증착원을 일방향을 따라 이송시키는 증착원 가이드 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 기판 증착 시스템은 상기 마스크 보관 챔버에 각각 연결된 마스크 세정 챔버를 더 포함할 수 있다.
상기 마스크 세정 챔버는 플라즈마 세정 챔버일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 증착 방법은 공정 챔버로 기판을 투입하고, 마스크를 상기 공정 챔버에 연결된 마스크 보관 챔버로부터 상기 공정 챔버로 이송하는 단계, 상기 기판과 상기 마스크를 얼라인하는 단계, 상기 공정 챔버에서 증착원을 이동하면서 상기 기판에 증착 물질을 증착하는 단계 및 상기 기판을 상기 공정 챔버에서 반출하는 단계를 포함한다. 상기 공정 챔버는 적어도 하나로 형성되어 기판 로딩 챔버 및 기판 언로딩 챔버와 일렬로 배열되고, 각각의 상기 공정 챔버에서 각각의 단계를 반복한다.
상기 기판의 투입 및 반출은 상기 공정 챔버를 관통하는 기판 이송 장치를 사용하여 이루어질 수 있고, 상기 마스크의 이송은 상기 공정 챔버와 상기 마스크 보관 챔버를 연결하는 마스크 이송 장치를 사용하여 이루어질 수 있다.
상기 기판 및 상기 마스크는 각각 기판 고정 장치 및 마스크 고정 장치에 수납될 수 있고, 상기 기판 고정 장치 및 상기 마스크 고정 장치는 각각 상기 기판 이송 장치 및 상기 마스크 이송 장치 상에서 이동할 수 있다.
상기 증착원은 상기 기판이 투입 및 반출되는 방향과 교차하는 방향을 따라 이동할 수 있다.
상기 기판 증착 방법은 상기 기판의 증착 단계 이후 상기 마스크를 상기 마스크 보관 챔버에 연결된 마스크 세정 챔버로 이송하여 상기 마스크를 세정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 마스크를 세정하는 단계에서는 상기 마스크를 플라즈마를 사용하여 세정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 마스크 보관 챔버를 포함함으로써 공정의 중단 없이 마스크의 교체가 가능하고 여 공정 시간을 줄일 수 있다.
또한, 전체 설비를 크게 형성하지 않아도 되어 설비 비용을 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 증착 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 증착 시스템의 공정 챔버를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 증착 시스템의 공정 챔버에서 기판 상에 증착 물질을 증착하는 과정을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 증착 시스템의 개략도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자기 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 증착 시스템의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 증착 시스템은 기판 로딩 챔버(110), 기판 언로딩 챔버(120) 및 기판 로딩 챔버(110)와 기판 언로딩 챔버(120) 사이에 배치되는 적어도 하나의 공정 챔버(200)를 포함하고, 이들이 일렬로 배열된 인라인 방식으로 형성된다. 또한, 적어도 하나의 공정 챔버(200) 각각의 일측에 배치된 마스크 보관 챔버(300)를 포함한다.
본 실시예에서는 유기물, 금속 등의 증착 물질이 증착되는 기판이 기판 로딩 챔버(110)를 통하여 기판 증착 시스템에 투입되고, 각각의 공정 챔버(200)에서 증착 물질이 증착되어 기판 상에 유기 박막이 형성된 후 기판 언로딩 챔버(120)를 통해 반출된다.
공정 챔버(200)는 기판 상에 형성되는 박막의 수에 대응하여 형성된다. 기판 상에 형성되는 유기 박막으로는 발광층(Emission Layer, EML)이 있고, 유기 박막은 이외에도 정공 주입층(Hole Injection Layer, HIL), 정공 수송층(Hole Transporting Layer), 전하 수송층(Electron Transporting Layer, ETL) 및 전하 주입층(Electron Injection Layer) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 또한, 캐소드 및 애노드로 기능하는 금속 박막 또는 투명한 도전성 박막이 기판 상에 더 형성될 수 있다. 이들 박막은 서로 다른 공정 챔버(200)에서 형성되므로, 본 실시예에 따른 공정 챔버(200)는 증착되는 유기 박막, 금속 박막 등의 수에 대응하는 수로 형성된다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 증착 시스템은 마스크 보관 챔버(300)를 포함한다. 마스크 보관 챔버(300)는 각각의 공정 챔버(200)의 일측에 연결되는데, 구체적으로 기판 로딩 챔버(110), 기판 언로딩 챔버(120) 및 공정 챔버(200)가 일렬로 배열된 방향과 교차하는 방향을 따라 공정 챔버(200)에 연결될 수 있다. 마스크 보관 챔버(300)에는 각 공정 챔버(200)에서 유기물, 금속 등의 증착 물질의 증착 공정 시 사용되는 마스크가 보관되며, 마스크는 증착 공정 시 공정 챔버(200)로 이송되어 기판과 얼라인된다.
한편, 공정 챔버(200)에서 증착 물질의 증착 공정이 진행되는 동안 공정 챔버(200) 내부가 진공 상태를 유지하도록, 진공 펌프(미도시)가 설치된 배기관이 공정 챔버(200)에 연결될 수 있다.
또한, 기판 로딩 챔버(110) 및 기판 언로딩 챔버(120)와 공정 챔버(200) 사이 및 각각의 공정 챔버(200)의 사이에는 게이트 밸브가 형성될 수 있고, 공정 챔버(200)와 마스크 보관 챔버(300) 사이에도 역시 게이트 밸브가 형성될 수 있다. 이러한 게이트 밸브는 기판 또는 마스크가 이동하는 동안 개방되고, 유기물 증착 공정이 진행되는 동안에는 폐쇄되어, 유기물 증착 공정이 진공 상태에서 진행될 수 있도록 한다.
본 실시예에 따른 기판 증착 시스템은 기판 세정 챔버(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 기판 세정 챔버에서는 기판 로딩 챔버(110)와 공정 챔버(200) 사이에 배치되어 기판에 증착 물질을 증착하기 전에 플라즈마 또는 자외선 등을 사용하여 기판을 세정하는 공정을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 증착 시스템의 공정 챔버를 개략적으로 나타낸 도면으로, 이하에서는 이를 참조하여 본 실시예에 따른 기판 증착 시스템의 구성을 더욱 상세하게 설명한다.
도 2를 참조하면, 공정 챔버(200)를 관통하여 기판 이송 장치(35)가 형성되고, 기판 고정 장치(31)가 기판 이송 장치(35)를 따라 이동할 수 있도록 형성된다. 이에 따라, 기판 로딩 챔버(110)를 통해 투입된 기판(30)은 기판 고정 장치(31)에 수납된 채 기판 이송 장치(35)를 따라 공정 챔버(200)로 이송된다. 이 때, 기판(30)이 이송되는 방향(M1)은 기판 로딩 챔버(110), 기판 언로딩 챔버(120) 및 공정 챔버(200)가 일렬로 배열된 방향과 동일하게 된다.
본 실시예에서 기판 이송 장치(35)는 레일 형상으로 형성되는 경우를 예시하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 롤러의 역할을 하는 복수의 원통형 로드가 기판의 이송 방향을 따라 복수로 배열되는 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 본 실시예에서 기판 고정 장치(31)는 기판(30)을 수납할 수 있는 트레이로 형성되는데, 기판 고정 장치(31)는 기판(30)을 수납하고 기판 이송 장치(35)를 따라 이동할 수 있는 구성이면 충분한 것으로, 당업자에 의하여 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 공정 챔버(200)에는 마스크 보관 챔버(300)가 연결된다. 마스크 보관 챔버(300)에는 각각의 공정 챔버(200)에서 형성되는 유기 박막, 금속 박막 등의 종류에 따라 필요한 마스크(40)를 보관하고, 마스크(40)는 유기물 증착 공정 시 공정 챔버(200)로 이송된다.
이를 위하여, 공정 챔버(200)와 마스크 보관 챔버(300)를 관통하여 마스크 이송 장치(45)가 형성되고, 마스크 고정 장치(41)가 마스크 이송 장치(45)를 따라 이동할 수 있도록 형성된다. 이에 따라, 마스크 보관 챔버(300)에 보관되는 마스크(40)는 마스크 고정 장치(41)에 수납된 채 마스크 이송 장치(45)를 따라 공정 챔버(200)로 이송된다. 이 때, 마스크(40)가 이송되는 방향(M2)은 기판(30)이 이송되는 방향(M1)과 교차한다.
마스크 이송 장치(45)는 기판 이송 장치(35)와 마찬가지로 레일 등의 형태로 형성될 수 있고, 마스크 고정 장치(41) 역시 마스크(40)를 수납하고 마스크 이송 장치(45)를 따라 이동할 수 있도록 다양한 형태로 형성될 수 있다. 다만, 마스크 고정 장치(41)는, 기판 고정 장치(31)와 달리, 도 2를 기준으로 아래 방향에서 분사되는 유기물이 마스크(40)를 투과하여 기판(30)에 증착될 수 있도록 기판(30)을 마주하는 면과 그 반대면이 개방된 형태로 형성된다.
전술한 바와 같이, 기판(30)의 이송 방향(M1)을 따라 공정 챔버(200)와 이에 인접한 기판 로딩 챔버(110), 기판 언로딩 챔버(120) 및 다른 공정 챔버(200)와의 사이에는 게이트 밸브(미도시)가 형성될 수 있고, 기판 상에 증착 물질이 증착되는 동안 게이트 밸브가 폐쇄되어 공정 챔버(200) 내에 진공 상태를 유지할 수 있다. 또한, 공정 챔버(200)와 마스크 보관 챔버(300) 사이에도 동일한 목적을 위하여 게이트 밸브가 형성될 수 있다.
공정 챔버(200) 내에는 유기물, 금속 등의 증착 물질을 기판(30) 상에 분사시키는 증착원(10)이 배치된다. 증착원(10)은 유기물, 금속 등의 증착 물질을 저장하기 위한 도가니, 증착 물질을 기화 또는 승화시키기 위해 도가니를 가열하는 히터 및 도가니와 연통되는 적어도 하나의 노즐(11)을 포함한다. 한편, 증착 물질이 각각 유기물, 금속 및 투명 도전성 물질인 경우 각각의 기화 또는 승화 온도가 상이하여 도가니의 재질과 히터로 가열하는 온도가 상이해질 수 있으나, 각각의 물질이 증착되는 방법은 동일하므로, 본 실시예에서는 각 공정 챔버(200) 내에서의 증착원(10)의 형상 및 이의 배치를 동일하게 형성한다.
증착원(10)은 적어도 하나의 노즐(11)이 기판(30)을 향하도록 배치되어, 도가니에서 증발 또는 승화된 증착 물질이 노즐(11)을 통해 기판(30)을 향해 분사된다. 본 실시예에서는 증착원(10)으로서 증착원(10) 상에서 복수의 노즐(11)이 일방향을 따라 일렬로 배열된 선형 증착원을 예시하고 있지만, 증착원(10)의 형태는 당업자에 의하여 다양하게 변경될 수 있을 것이다.
각각의 노즐(11)의 주위에는 가림판(20)이 형성될 수 있다. 가림판(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 각각의 노즐(11) 주위를 감싸도록 형성되거나 인접한 복수의 노즐(11) 주위를 감싸도록 형성될 수 있고, 이에 따라 노즐(11)에서 분사되는 증착 물질의 증착각을 제한하여 유기물이 기판(30) 상에 균일하게 증착되도록 한다.
증착원(10)은 하부에 설치된 증착원 가이드 부재(15)에 의해 지지되고 증착원의 스캔 방향(S)으로 이송될 수 있다. 즉, 기판(30)이 공정 챔버(200) 내에서 정지한 상태에서 증착원(10)이 스캔 방향(S)으로 이동하면서 증착 물질을 분사하여 기판(30) 상에 균일하게 증착 물질을 증착시킨다.
이와 같이, 본 실시예에서는 공정 챔버(200)의 일측에 마스크 보관 챔버(300)를 배치함으로써 증착 공정 중 마스크(40)에 이상이 발생할 때에도 전체 공정을 중단하지 않고 마스크 보관 챔버(300)에서 마스크(40)의 교체가 가능하게 된다.
또한, 기판(30)과 마스크(40)의 공정 챔버(200)로의 별개로 이루어지고, 이들이 공정 챔버(200) 내에서 얼라인됨으로써, 별도의 마스크와 기판의 얼라인을 위한 챔버를 별도로 배치하지 않고도 증착 물질의 증착 공정을 수행할 수 있게 되고, 그에 따라 기판 증착 시스템의 전체 크기 형성하지 않고도 고해상도의 유기 발광 소자의 형성이 가능해진다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 증착 시스템의 공정 챔버에서 기판 상에 증착 물질을 증착하는 과정을 순차적으로 나타낸 도면으로, 이하에서는 이들을 참조하여 본 실시예에 따른 기판 증착 방법을 구체적으로 설명한다.
도 3a를 참조하면, 공정 챔버(200) 내에는 기판 상에 증착 물질을 증착시키기 위한 증착원(10)이 배치된다. 증착원(10)은 증착원 내부의 도가니에서 증발 또는 승화된 증착 물질이 기판을 향해 분사될 수 있도록 도가니와 연통된 노즐(11)의 일단이 상부를 향하도록 배치된다.
증착원(10)의 노즐(11) 주위에는 증착 물질의 증착각을 제한할 수 있는 가림판(20)이 배치되고, 증착원(10)의 하부에는 증착원(10)을 지지하고 이를 이송시킬 수 있는 증착원 가이드 부재(15)가 배치된다.
본 실시예에 따라 기판 상에 유기 박막, 금속 박막 등을 형성하기 위하여 마스크 보관 챔버(300)에 보관되어 있는 마스크(40)를 마스크 고정 장치(41)에 수납한 상태로 공정 챔버(200)로 이송한다. 구체적으로, 마스크 이송 장치(45)는 마스크 보관 챔버(300)와 공정 챔버(200)를 관통하여 형성될 수 있고, 마스크 고정 장치(41)에 마스크(40)의 양단을 고정하여 수납한 상태로 이를 마스크 이송 장치(45)를 따라 공정 챔버(200)로 이송한다.
한편, 마스크 보관 챔버(300)와 공정 챔버(200) 사이에는 게이트 밸브가 형성될 수 있는데, 마스크 이송 장치(45)를 따라 마스크 고정 장치(41)가 이송되는 때에 게이트 밸브는 개방되고, 마스크 고정 장치(41)의 이송이 완료된 후 폐쇄될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 마스크(40)를 공정 챔버(200)로 이송한 후 기판(30)을 공정 챔버(200) 내로 이송한다. 구체적으로, 기판(30)을 기판 고정 장치(31)에 고정하여 수납하고, 공정 챔버(200)를 관통하여 형성되는 기판 이송 장치(35)를 따라 기판(30)을 이송시키고, 마스크(40)의 상부에 기판(30)할 때 기판(30)을 정지시킨다.
공정 챔버(200)의 양측에는 기판 로딩 챔버, 기판 언로딩 챔버 또는 다른 공정 챔버가 배치되는데, 이들의 연결부에는 게이트 밸브(미도시)가 형성될 수 있다. 게이트 밸브는 기판 이송 장치(35)를 따라 기판(30)을 수납한 기판 고정 장치(31)가 이송되는 때에 개방되고, 기판 고정 장치(31)의 이송이 완료된 후 폐쇄될 수 있다.
도 3c를 참조하면, 공정 챔버(200) 내로 기판(30)과 마스크(40)의 이동이 완료된 후 기판(30)과 마스크(40)를 얼라인한다.
이 때, 기판(30)과 마스크(40) 사이의 간격이 크게 형성된 경우에는, 기판(30) 상에 증착된 박막의 패턴이 마스크(40)의 개구부와 동일하지 않을 수 있다. 즉, 소정의 각도를 갖고 마스크(40)의 개구부를 통과한 증착 물질이 기판(30) 상에 도달하면서 마스크(40)의 개구부의 패턴보다 증착된 박막의 패턴이 더 커질 수 있다. 이에 따라, 기판(30)과 마스크(40) 사이의 간격을 최소화하기 위하여, 본 실시예에서는 기판(30)과 마스크(40)의 얼라인 과정에서 마스크 고정 장치(41)를 기판 고정 장치(31)에 밀착시킬 수 있다. 이와 같이, 기판(30)과 마스크(40)의 간격을 작게 하여 유기 박막, 금속 박막 등의 패턴의 오차를 최소화할 수 있다.
한편, 기판 고정 장치(31), 마스크 고정 장치(41) 등의 두께를 고려하여, 기판(30)과 마스크(40)가 공정 챔버(200) 내로 이송된 때 이들 사이의 간격을 최소화하기 위하여 기판 이송 장치(35)와 마스크 이송 장치(45)의 거리를 조정할 수도 있다. 즉, 기판 상에 증착되는 박막의 패턴을 원하는 대로 형성하기 위하여 다양한 방법을 적용할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 증착 공정 시간을 단축하기 위하여 공정 챔버(200) 내로 마스크(40)를 이송한 후 기판(30)을 이송하는 경우를 예시하고 있다. 즉, 공정 챔버(200) 내로 기판(30)을 이송한 직후 기판(30)과 마스크(40)를 얼라인하여 증착 공정을 진행함으로써 증착 준비에 소요되는 시간을 최소화할 수 있다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 공정에 따라 기판(30)을 먼저 이송한 후 마스크(40)를 이송하는 것 역시 본 발명의 범주에 포함된다.
도 3d를 참조하면, 기판(30)과 마스크(40)를 얼라인한 후 증착원(10)의 내부에서 기화 또는 승화된 증착 물질을 노즐(11)을 통해 기판(30)을 향하여 분사시킨다. 본 실시예에서는 기판(30)과 마스크(40)가 정지된 상태에서 증착원(10)을 이송시키면서 증착이 이루어진다. 구체적으로, 증착 과정에서 증착원 가이드 부재(15)를 통해 증착원(10)을 도 3d를 기준하여 지면에 수직한 방향으로 이송시킴으로써, 기판(30)의 전면에 걸쳐 증착 물질을 균일하게 증착시킨다.
한편, 전술한 바와 같이, 노즐(11) 주위에 배치된 가림판(20)은 노즐(11)에서 분사되는 증착 물질의 증착각을 제한함으로써, 기판(30)의 중심부 및 가장자리부 등에 균일하게 증착 물질이 증착되도록 한다.
도 3e를 참조하면, 증착원(10)을 이송시키면서 증착을 완료한 후 기판(30)이 수납된 기판 고정 장치(31)를 이웃하는 챔버로 이송시킨다. 이 때, 추가적인 박막 형성이 필요한 경우에는 또 다른 증착 공정을 수행하기 위한 공정 챔버가 이웃하게 되고, 모든 증착 공정이 완료되어 추가적인 증착 공정이 불필요한 경우에는 기판 언로딩 챔버가 이웃하게 된다. 기판 고정 장치(31)의 이송과 함께, 마스크(40)가 수납된 마스크 고정 장치(41)를 마스크 보관 챔버로 이송시킨다.
기판(30)의 이송과 마스크(40)의 이송은 동시에 이루어질 수 있다. 또한, 전체 증착 공정에 소요되는 시간을 단축시키면서, 양 장치의 이송 과정에서 발생할 수 있는 충돌을 방지하기 위하여 기판(30)을 먼저 이송한 후 마스크(40)를 이송할 수도 있다. 그리고, 공정에 따라 마스크(40)를 먼저 이송한 후 기판(30)을 이송하는 것도 가능하다.
한편, 공정 챔버(200)와 이웃하는 챔버와의 사이에 게이트 밸브가 형성되는 경우에는, 증착 공정이 수행되는 동안 폐쇄되었던 게이트 밸브를 개방한 후 기판(30)과 마스크(40)를 이송하게 된다.
공정 챔버(200)가 복수로 형성되는 경우 각각의 공정 챔버(200)에서 상기의 증착 과정이 반복되고, 이에 따라 기판 상에 복수의 유기 박막, 금속 박막 등이 형성된다.
이와 같이, 본 실시예에서는 공정 챔버의 일측에 마스크 보관 챔버를 배치하여 기판과 마스크를 별도로 공정 챔버로 이송하여 얼라인함으로써, 전체 증착 공정 시간을 단축할 수 있다. 또한, 기판과 마스크의 얼라인을 위한 별도의 챔버가 불필요하게 되어 전체 증착 설비의 크기를 크게 형성하지 않으면서 고해상도의 유기 발광 소자의 형성이 가능하게 된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 증착 시스템의 개략도으로, 이하에서는 이를 참조하여 본 실시예에 따른 기판 증착 시스템에 대하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서 제1 실시예와 동일한 구성에 대하여는 간략히 설명하거나 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 증착 시스템은 기판 로딩 챔버(110), 기판 언로딩 챔버(120), 기판 로딩 챔버(110)와 기판 언로딩 챔버(120) 사이에 배치되는 적어도 하나의 공정 챔버(200) 및 각각의 공정 챔버(200)의 일측에 배치된 마스크 보관 챔버(300)를 포함한다. 또한, 본 실시예에 따른 기판 증착 시스템은 마스크 보관 챔버(300)의 일측에 배치된 마스크 세정 챔버(400)를 더 포함한다.
증착 공정 중에는 마스크 상에도 유기물, 금속 등의 증착 물질이 증착되거나 이물이 달라붙을 수 있다. 이러한 증착 물질 또는 이물로 인하여 마스크의 개구가 덮이는 등의 문제가 발생할 수 있고, 이와 같은 문제가 발생하는 경우 마스크를 세정하거나 교체하여 공정에 투입해야 한다.
본 실시예에서는 마스크 세정 챔버(400)를 마스크 보관 챔버(300)의 일측에 배치함으로써, 상기와 같이 마스크에 문제가 발생한 경우 해당 공정 챔버에서 증착 공정을 완료한 후 마스크를 마스크 세정 챔버(400)로 이송시켜 이를 세정할 수 있다. 이 때, 마스크 세정 챔버(400)는 플라즈마 세정 챔버로 형성되어, 플라즈마를 사용하여 마스크를 세정할 수 있다.
이에 따라, 증착 공정 중 마스크에 문제가 발생하는 경우에도 전체 공정을 중단하지 않고 문제를 해결할 수 있고, 부득이하게 증착 공정을 중단하는 경우에도 신속하게 공정을 재개할 수 있게 된다.
이상에서, 본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 설명하였지만, 본 발명이 이 실시예들에 한정되지는 않는 것으로, 본 발명의 범위는 다음에 기재하는 특허 청구범위의 기재에 의하여 결정된다. 즉, 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 수정 및 변형이 가능하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 이를 쉽게 이해할 것이다.
10: 증착원 11: 노즐
15: 증착원 가이드 부재 20: 가림판
30: 기판 31: 기판 고정 장치
35: 기판 이송 장치 40: 마스크
41: 마스크 고정 장치 45: 마스크 이송 장치
110: 기판 반입 챔버 120: 기판 반출 챔버
200: 공정 챔버 300: 마스크 보관 챔버
400: 마스크 세정 챔버

Claims (15)

  1. 기판이 반입되는 기판 로딩 챔버;
    상기 기판이 반출되는 기판 언로딩 챔버;
    상기 기판 로딩 챔버와 상기 기판 언로딩 챔버 사이에 배치된 적어도 하나의 공정 챔버; 및
    상기 적어도 하나의 공정 챔버의 일측에 각각 연결된 마스크 보관 챔버;
    를 포함하는 기판 증착 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공정 챔버를 관통하는 기판 이송 장치를 더 포함하는 기판 증착 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판을 수납하여 상기 기판 이송 장치를 따라 이송되는 기판 고정 장치를 더 포함하는 기판 증착 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상호 연결된 상기 적어도 하나의 공정 챔버와 상기 마스크 보관 챔버를 관통하는 마스크 이송 장치를 더 포함하는 기판 증착 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    마스크를 수납하여 상기 마스크 이송 장치를 따라 이송되는 마스크 고정 장치를 더 포함하는 기판 증착 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 적어도 하나의 공정 챔버에 상기 기판에 증착 물질을 증착하기 위한 증착원을 포함하는 기판 증착 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 증착원 하부에 배치되고, 상기 증착원을 일방향을 따라 이송시키는 증착원 가이드 부재를 더 포함하는 기판 증착 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크 보관 챔버에 각각 연결된 마스크 세정 챔버를 더 포함하는 기판 증착 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 마스크 세정 챔버는 플라즈마 세정 챔버인, 기판 증착 시스템.
  10. 공정 챔버로 기판을 투입하고, 마스크를 상기 공정 챔버에 연결된 마스크 보관 챔버로부터 상기 공정 챔버로 이송하는 단계;
    상기 기판과 상기 마스크를 얼라인하는 단계;
    상기 공정 챔버에서 증착원을 이동하면서 상기 기판에 증착 물질을 증착하는 단계; 및
    상기 기판을 상기 공정 챔버에서 반출하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 공정 챔버는 적어도 하나로 형성되어 기판 로딩 챔버 및 기판 언로딩 챔버와 일렬로 배열되고, 각각의 상기 공정 챔버에서 각각의 단계를 반복하는, 기판 증착 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기판의 투입 및 반출은 상기 공정 챔버를 관통하는 기판 이송 장치를 사용하여 이루어지고,
    상기 마스크의 이송은 상기 공정 챔버와 상기 마스크 보관 챔버를 연결하는 마스크 이송 장치를 사용하여 이루어지는, 기판 증착 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 마스크는 각각 기판 고정 장치 및 마스크 고정 장치에 수납되고, 상기 기판 고정 장치 및 상기 마스크 고정 장치는 각각 상기 기판 이송 장치 및 상기 마스크 이송 장치 상에서 이동하는, 기판 증착 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 증착원은 상기 기판이 투입 및 반출되는 방향과 교차하는 방향을 따라 이동하는, 기판 증착 방법.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 증착 단계 이후 상기 마스크를 상기 마스크 보관 챔버에 연결된 마스크 세정 챔버로 이송하여 상기 마스크를 세정하는 단계를 더 포함하는 기판 증착 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 마스크를 세정하는 단계에서는 상기 마스크를 플라즈마를 사용하여 세정하는, 기판 증착 방법.
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