KR100842020B1 - 유기 박막 증착 장치 및 방법 - Google Patents

유기 박막 증착 장치 및 방법 Download PDF

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KR100842020B1
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Abstract

본 발명은 유기 박막 증착 장치 및 방법을 개시한 것으로서, 마스크가 부착된 기판이 챔버들 간에 이동하지 않은 상태에서 증착 공정이 진행되는 것을 특징으로 가진다.
이러한 특징에 의하면, 마스크와 기판의 오정렬을 방지하고, 하나의 증착 챔버에서 두 개의 기판을 처리할 수 있기 때문에, 공정 진행의 효율성을 향상시킬 수 있는 유기 박막 증착 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
Figure R1020070025824
유기 전계 발광 소자, 증착, 마스크, 탈부착, 정렬

Description

유기 박막 증착 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DEPOSITING ORGANIC FILM}
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기 박막 증착 장치의 개략적 사시도,
도 2는 도 1의 A - A' 선에 따른 챔버들의 내부를 보여주는 단면도,
도 3은 도 2의 기판 이송 유닛의 개략적 사시도,
도 4a 내지 도 4k는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기 박막 증착 장치의 동작 상태를 보여주는 도면들이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
40 : 공정 챔버 42 : 마스크 챔버
44 : 마스크 탈부착 챔버 46 : 증착 챔버
100 : 유기 물질 증착 원 200 : 기판 이송 유닛
210 : 기판 지지 부재 214 : 지지판
220 : 이송 샤프트 300 : 마스크 탈부착 유닛
310 : 직선 구동 부재 320 : 회전 구동 부재
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기 전계 발광 소자의 제조에 사용되는 기판상에 유기 박막을 증착하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
정보 처리 기기는 다양한 형태의 기능과 더욱 빨라진 정보 처리 속도를 갖도록 급속하게 발전하고 있다. 이러한 정보 처리 기기는 가동된 정보를 표시하는 디스플레이 장치를 가진다. 과거에는 디스플레이 장치로 브라운관(Cathode Ray Tube) 모니터가 주로 사용되었으나, 현재에는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD)가 주로 사용되고 있다. 그러나 액정 표시 장치는 별도의 광원을 필요로 하는 장치로서 밝기, 시야각 및 대면적화 등에 한계가 있기 때문에, 최근에는 저전압 구동, 자기 발광, 경량 박형, 넓은 시야각, 그리고 빠른 응답 속도 등의 장점을 갖는 유기 전계 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치가 각광받고 있다.
유기 전계 발광 소자는 유기 박막에 주입되는 전자와 정공이 재결합하고 남은 에너지가 빛으로 발생되는 것으로서, 유기 물질의 도펀트(Dopant)의 양에 따라나오는 빛의 파장을 조절할 수 있고, 풀 칼라(Full Color)의 구현이 가능하다.
일반적으로, 유기 박막 증착 장치는 일정 배열로 배치되는 다수의 공정 챔버들로 구성되며, 각각의 공정 챔버는 마스크 부착 챔버, 증착 챔버 및 마스크 제거 챔버를 가진다.
그런데, 종래의 유기 박막 증착 장치는 마스크 부착 챔버에서 기판에 마스크를 정렬시켜 부착하고, 마스크가 부착된 기판을 증착 챔버로 이동시켜 기판상에 유기 박막을 형성하기 때문에, 마스크 부착 챔버에서 증착 챔버로 마스크가 부착된 기판을 이동하면서 기판과 마스크 간의 정렬 상태가 흐트러지는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 유기 박막 증착 장치가 가진 문제점을 감안하여 이를 해소하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기판과 마스크 간의 오정렬을 방지할 수 있는 유기 박막 증착 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 유기 박막 증착 장치는, 유기 전계 발광 소자의 제조에 사용되는 기판상에 유기 박막을 증착하는 장치에 있어서, 기판 지지 부재와, 상기 기판 지지 부재에 지지된 기판으로 유기 물질을 공급하는 유기 물질 증착 원을 가지는 증착 챔버와; 상기 증착 챔버 내에서 상기 기판 지지 부재에 지지된 기판에 마스크를 탈부착하는 마스크 탈부착 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 유기 박막 증착 장치에 있어서, 상기 기판 지지 부재는 프레임과; 자신의 중심축을 중심으로 회전 가능하게 상기 프레임에 설치되며, 기판을 지지하는 지지판;을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 지지판에 설치되며, 상기 지지판에 지지된 기판의 처리면 상에 마스크가 부착되도록 자력을 작용시키는 제 2 자석 부재;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 마스크 탈부착 유닛은 상기 기판 지지 부재에 지지된 기판과 마주보는 위치에 제공되는 마스크를 상기 마스크와 상기 기판이 마주보는 방향으로 직선 왕복 운동시키는 직선 구동 부재;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 마스크 탈부착 유닛은 상기 기판상에 부착되는 상기 마스크를 상기 기판과 정렬시키기 위해 상기 마스크 면의 중심에 수직한 축을 기준으로 상기 마스크를 회전시키는 회전 구동 부재;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 직선 구동 부재 및 상기 회전 구동 부재는 상기 마스크에 자력을 작용시켜 상기 마스크를 고정시키는 제 1 자석 부재;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제 1 자석 부재는 전자석으로 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 마스크 탈부착 유닛에 제공되는 상기 마스크를 수용하는 마스크 챔버;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 유기 박막 증착 장치는, 유기 전계 발광 소자의 제조에 사용되는 기판상에 유기 박막을 증착하는 장치에 있어서, 기판으로 유기 물질을 공급하는 유기 물질 증착 원을 가지는 복수의 증착 챔버들과; 상기 증착 챔버들 간에 기판을 이송하는 기판 이송 유닛과; 상기 기판 이송 유닛에 의해 상기 증착 챔버들로 이송되는 기판에 마스크를 탈부착하는 마스크 탈부착 유닛과; 상기 마스크 탈부착 유닛에 제공되는 상기 마스크를 수용하는 마스크 챔버; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 유기 박막 증착 장치에 있어서, 상기 기판 이송 유닛은 기판을 수직으로 세운 상태로 지지하는 기판 지지 부재와; 상기 기판 지지 부재의 이송 방향으로 나란하게 배치되며, 상기 기판 지지 부재와 접촉하여 회전하는 이송 샤프트들과; 상기 이송 샤프트들을 회전시키는 구동 부재; 를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 기판 지지 부재는 프레임과; 자신의 중심축을 중심으로 회전 가능하게 상기 프레임에 설치되며, 기판을 수직으로 세운 상태로 지지하는 지지판;을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 마스크 탈부착 유닛은 상기 증착 챔버들로 이송된 기판과 마주보는 위치에 제공되는 마스크를 상기 마스크와 상기 기판이 마주보는 방향으로 직선 왕복 운동시키는 직선 구동 부재;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 마스크 탈부착 유닛은 상기 기판상에 부착되는 상기 마스크를 상기 기판과 정렬시키기 위해 상기 마스크 면의 중심에 수직한 축을 기준으로 상기 마스크를 회전시키는 회전 구동 부재;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 직선 구동 부재 및 상기 회전 구동 부재는 상기 마스크에 자력을 작용시켜 상기 마스크를 고정시키는 제 1 자석 부재;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 유기 박막 증착 방법은, 유기 전계 발광 소자의 제조에 사용되는 기판상에 유기 박막을 증착하는 방법에 있어서, 마스크 탈부착 부재와 유기 물질 증착 원의 사이에 기판을 위치시키고, 상기 마스크 탈부착 부재를 이용하여 상기 기판상에 마스크를 부착하고, 상기 마스크가 부착된 기판 면이 상기 유기 물질 증착 원과 마주보도록 상기 기판을 회전시키고, 상기 유기 물질 증착 원을 이용하여 상기 기판상에 유기 물질을 공급하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 유기 박막 증착 방법에 있어서, 상기 마스크 탈부착 부재와 상기 유기 물질 증착 원의 사이에 두 개의 기판들을 서로 마주보도록 위치시키고, 상기 제 20 항의 방법을 반복 사용하여 각각의 상기 기판에 유기 박막을 형성하는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유기 박막 증착 장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
( 실시 예 )
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기 박막 증착 장치(1)의 개략적 사시도이다.
도 1을 참조하면, 유기 박막 증착 장치(1)는 복수의 챔버들을 포함한다. 챔버들은 로딩 챔버(10), 클리닝 챔버(30), 공정 챔버들(40), 그리고 언로딩 챔버(20)를 포함하고, 각각의 공정 챔버(40)는 마스크 챔버(42), 마스크 탈부착 챔버(44), 그리고 증착 챔버(46)를 가진다. 일 예에 의하면, 로딩 챔버(10), 클리닝 챔버(30), 공정 챔버(40), 그리고 언로딩 챔버(20)는 순차적으로 일렬로 배치된다. 공정 챔버(40)의 수는 다양하게 변화될 수 있다. 각각의 챔버에는 내부의 유지 보수 등이 용이하도록 도어(미도시)가 설치되며, 공정 진행시 챔버 내부가 고진공을 유지하도록 진공 펌프(미도시)가 진공 포트(미도시)가 제공된다. 상술한 바와 달리 챔버들의 배열은 다양하게 변화될 수 있다. 예컨대, 장치가 일 방향으로 매우 길어지지 않도록 공정 챔버들(40)은 'ㄷ'자 형상으로 배열되거나 지그재그 형상으로 배열될 수 있다.
증착 공정이 수행될 기판은 로딩 챔버(10)를 통해 장치(1) 내로 반입되고, 증착 공정이 완료된 기판은 언로딩 챔버(20)를 통해 장치(1)로부터 반출된다. 로딩 챔버(10)로 반입된 기판은 클리닝 챔버(30)로 이송된다. 클리닝 챔버(30)는 플라즈마 또는 자외선 등을 사용하여 기판을 세정하는 공정을 수행한다. 클리닝이 완료된 기판은 증착 챔버(46)들로 순차적으로 이동된다. 마스크 탈부착 챔버(44)로부터 제공되는 일정 패턴이 형성된 마스크가 기판에 부착되고, 증착 챔버(46)에서 기판상에 박막이 증착되며, 증착 공정 완료 후 마스크가 마스크 탈부착 챔버(44)로 회수된다. 이후, 기판은 다음 증착 챔버(46)로 이동되며, 상술한 마스크 부착, 증착, 마스크 회수 과정이 계속적으로 반복된다. 그리고, 마스크 탈부착 챔버(44)의 일 측에는 마스크 탈부착 챔버(44)로 제공되는 마스크를 수용하기 위한 마스크(42) 챔버가 배치된다.
도 2는 도 1의 A - A' 선에 따른 챔버들의 내부를 보여주는 단면도이고, 도 3은 도 2의 기판 이송 유닛의 개략적 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 증착 챔버(46)는 기판상에 유기 박막을 증착하는 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 증착 챔버(46)의 내측에는 증착 챔버들(46)간 또는 증착 챔버(46) 내에서 기판(S1,S2)을 이동시키는 기판 이송 유닛(200)이 설치된다. 증착 챔버(46) 내의 기판 이송 유닛(200)과 마주보는 위치에는 기판(S1,S2)의 증착 면으로 유기 물질을 공급하는 선형의 유기 물질 증착 원(100)이 설치된다. 선형 증착 원(100)은 증착 챔버(46)의 도어(47) 내벽에 설치될 수 있다. 선형 증착 원(100)이 도어(47) 내벽에 고정 설치되고, 기판(S1,S2)이 기판 이송 유닛(200)에 의해 도 1의 지면에 수직한 방향으로 이동하면서 기판의 증착 면에 유기 박막을 증착하는 공정이 진행된다.
선형 증착 원(100)은 선형의 몸체(110)와, 몸체(110)에 제공되는 복수 개의 분사 부재들(120)을 포함한다. 몸체(110)는 기판 이송 유닛(200)에 지지된 기판(S1,S2)의 높이에 대응하는 길이를 가지며, 수직으로 세워진 상태로 도어(47)에 설치된다. 몸체(110)의 내부에는 기체 상태의 증발된 유기 물질이 이동하는 통로를 제공하는 공간이 형성되고, 몸체(110)의 기판과 마주보는 대향 면(112)에는 기판으로 유기 물질을 공급하기 위한 복수 개의 분사 부재들(120)이 제공된다.
선형 증착 원(100)에는 유기 물질을 수용하고, 유기 물질을 가열 증발시켜 공급하는 소스 공급 부재(130)가 연결된다. 소스 공급 부재(130)는 선형 증착 원(100)의 중앙 영역에 연결될 수 있다. 소스 공급 부재(130)는 용기(131)와 가열 부재(132)를 포함한다. 용기(131)는 증착하고자 하는 유기 물질을 수용한다. 가열 부재(132)는 유기 물질로부터 플룸(Flume)이 발생하도록 용기(131)를 가열하여 유기 물질에 열을 제공한다. 가열 부재(132)로는 코일 형상의 열선이 사용될 수 있으며, 가열 부재(132)는 용기(131)의 측벽 내에 배치되거나 용기(131)의 측벽을 감싸도록 배치될 수 있다. 용기(131)의 측벽 상부에는 용기(131) 내의 증발된 유기 물질이 배출되는 배기구(133)가 형성되고, 배기구(133)에는 소스 공급 부재(130)로부터 선형 증착 원(100)으로 유기 물질이 이동하는 경로를 제공하는 공급 라인(134)이 연결된다. 그리고, 용기(131)의 상부 벽에는 가스 유입구(135)가 형성되고, 가스 유입구(135)에는 용기(131) 내로 아르곤(Ar) 가스와 같은 고압의 운반 가스를 공급하는 운반 가스 공급 부재(140)가 연결된다.
용기(131) 내에 수용된 유기 물질은 가열 부재(132)에 의해 가열 증발되어 기체 상태로 상 변화된다. 운반 가스 공급 부재(140)는 용기(131) 내로 고압의 운반 가스를 공급하고, 용기(131) 내의 증발된 유기 물질은 운반 가스의 압력에 의해 배기구(133)로 배출된다. 배기구(133)를 통해 배출된 유기 물질은 유기 물질 공급 라인(134)을 경유하여 선형 증착 원(100)으로 공급되고, 선형 증착 원(100)에 제공된 복수 개의 분사 부재들(120)을 통해 유기 물질이 기판으로 공급된다.
기판 이송 유닛(200)은 증착 챔버(46)의 내측에 선형 증착 원(100)과 마주보도록 배치되며, 증착 챔버들(46)간 또는 증착 챔버(46) 내에서 기판(S1,S2)을 이동 시킨다. 기판 이송 유닛(200)은 기판을 지지하는 기판 지지 부재(210)와 기판 지지 부재(210)를 일 방향으로 이동시키기 위한 이송 샤프트들(220)을 포함한다.
기판 지지 부재(210)는 프레임(212)과, 프레임(212)에 회전 가능하게 설치되는 지지판(214)을 가지며, 지지판(214)의 양면에 기판(S1,S2)이 지지된다. 지지판(214)은 일정 두께를 가지는 사각형 형상의 부재로 마련되며, 수직하게 세워진다. 프레임(212)은 지지판(214)의 상하면 및 좌우 측면으로부터 소정 간격 이격되고 지지판(214)을 에워싸는 형상으로, 내측에 빈 공간이 형성된 사각 틀 형상을 가진다. 지지판(214) 및 프레임(212)의 형상은 이에 한정되지 않고 원형, 다각형 등 다양한 형상으로 마련될 수 있으며, 다만 프레임(212)이 이송 샤프트들(220)과 접촉하여 안정적으로 이동하기 위해서는 그 하부가 직선 형상을 가지는 것이 바람직하다. 그리고, 지지판(214)은 프레임(212) 내측의 공간에서 자신의 중심축을 중심으로 회전 가능하게 프레임(212)에 설치된다. 지지판(212)의 상부면 및 하부면 중앙에는 회전 축(213a,213b)이 각각 결합되고, 회전 축(213a,213b)이 프레임(212)에 제공된 베어링 부재에 의해 회전 가능하게 지지된다. 회전 축(213a,213b) 중 지지판(214)의 상부면 중앙에 결합된 회전 축(213a)은 모터(216)와 같은 구동 부재에 연결되고, 모터(216)의 회전력을 지지판(214)에 전달하여 지지판(214)이 회전되도록 한다. 그리고, 지지판(214)에는 지지판(214)에 지지된 기판(S1,S2)의 처리면 상에 마스크가 부착되도록 자력을 작용시키는 자석 부재(217)가 설치되며, 자석 부재(217)는 영구 자석으로 마련되는 것이 바람직하다.
기판 지지 부재(210)는 이송 샤프트들(220)과 접촉하고, 이들의 회전력에 의 해 일 방향으로 이동된다. 이송 샤프트들(220)은 기판 지지 부재(210)의 이송 방향으로 나란하게 배치되며, 이송 샤프트들(220)의 양단은 베어링 등의 회전 지지 부재(222)에 의해 지지된다. 이송 샤프트들(220)은 구동 부재(230)로부터 회전력을 전달받아 회전하며, 구동 부재(230)는 벨트(232)들과 모터(234)를 포함한다. 인접한 이송 샤프트들(220)은 벨트(232)에 의해 쌍을 이루며 연결되고, 모터(234)는 이송 샤프트들(220) 중 적어도 하나에 회전력을 제공하도록 연결된다. 모터(234)의 회전력이 모터(234)에 연결된 이송 샤프트(220)에 전달되면, 벨트들(232)에 의해 인접 배치된 이송 샤프트들(220) 간에 회전력이 전달되고, 이송 샤프트들(220)의 회전에 의해 이송 샤프트들(220)의 상측에 놓인 기판 지지 부재(210)가 일 방향으로 이동된다. 여기서, 모터(234)에 연결된 이송 샤프트의 회전력을 인접 배치된 이송 샤프트들로 전달하기 위한 수단으로는 기어 또는 자석 부재 등이 사용될 수도 있다.
그리고, 이송 샤프트들(220)의 상측에는 이송 샤프트들(220)의 배열 방향을 따라 가이드 롤러들(240) 배치될 수 있으며, 가이드 롤러들(240)은 이송 샤프트들(220)에 의해 이동되는 기판 지지 부재(210)의 상단부 측면과 접촉 회전하여 기판 지지 부재(210)의 이동을 안내한다.
증착 챔버(46) 내에서 유기 박막을 증착하는 공정이 진행되려면, 일정한 패턴이 형성된 마스크를 기판에 정렬시켜 부착하여야 한다. 이를 위해 증착 챔버(46)로 마스크를 제공하고 회수하는 마스크 탈부착 챔버(44)가 증착 챔버(46)에 인접하게 배치된다. 그리고, 마스크 탈부착 챔버(44)와 증착 챔버(46)의 인접한 격벽들에 는 마스크가 이동될 수 있도록 개구부(302)가 형성된다.
마스크 탈부착 챔버(44)에는 증착 챔버(46) 내의 기판(S1,S2)상에 마스크를 탈부착하는 마스크 탈부착 유닛(300)이 설치된다. 마스크 탈부착 유닛(300)은 직선 구동 부재(310) 및 회전 구동 부재(320)를 가진다. 직선 구동 부재(310)는 증착 챔버(46)로 이송된 기판과 마주보도록 마스크 탈부착 챔버(44)에 제공되는 마스크를 마스크와 기판이 마주보는 방향으로 직선 왕복 운동시킨다. 회전 구동 부재(320)는 기판상에 부착되는 마스크를 기판과 정렬시키기 위해 마스크 면의 중심에 수직한 축을 기준으로 마스크를 회전시킨다.
직선 구동 부재(310)는 실린더(312)를 가지며, 실린더(312)의 이송 축(313) 끝단에는 전자석으로 마련되는 자석 부재(314)가 결합된다. 자석 부재(314)는 금속 재질의 마스크(M)에 자력을 작용시켜 마스크(M)를 견고하게 지지하기 위한 수단이다. 직선 구동 부재(310)는 마스크(M)를 안정적으로 지지하기에 충분할 정도로 여러 위치에 설치될 수 있다. 예를 들어, 직선 구동 부재(310)는 마스크(M)의 모서리 4 개소에 대응되도록 4 곳의 위치에 설치될 수 있다. 회전 구동 부재(320)는 마스크의 중심부에 대응하는 위치에 설치되며, 실린더(322), 모터(326) 및 모터(326)의 회전력을 실린더(322)에 전달하도록 배치되는 기어들(328)을 가진다. 실린더(322)는 직선 구동 부재(310)의 실린더(312)와 같이 직선 왕복 운동을 하며, 실린더(322)의 이송 축(323) 끝단에 마련된 전자석을 이용하여 마스크를 지지한다. 그리고, 기판상에 마스크를 부착한 후 마스크를 기판과 정렬시키기 위해 마스크를 일정 각도 회전시키게 되며, 이때 기어들(328)을 이용해 모터(326)의 회전력을 실린 더(322)에 전달하여 마스크를 회전시킨다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 유기 박막 증착 장치를 이용하여 기판상에 유기 박막을 증착하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 4a 내지 도 4k는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기 박막 증착 장치의 동작 상태를 보여주는 도면들이다.
도 4a 내지 도 4k를 참조하면, 먼저, 마스크 챔버(42)로부터 마스크 탈부착 챔버(44)로 마스크(M1)가 제공되며, 마스크(M1)는 직선 구동 부재(310) 및 회전 구동 부재(320)의 이송 축들(313,323)에 제공된 자석 부재들(314,324)에 부착된다. 이때 기판 이송 유닛(200)에 의해 증착 챔버(46) 내로 기판(S1,S2)이 이동된다.(도 4a)
이러한 상태에서 직선 구동 부재(310) 및 회전 구동 부재(320)의 이송 축들(313,323)을 신장시켜 마스크(M1)를 기판(S1)의 증착 면상에 부착한다. 마스크(M1)는 지지판(214)에 설치된 자석 부재(217)의 자력에 의해 기판(S1)에 부착된다.(도 4b)
마스크(M1)가 기판(S1)에 부착되면, 마스크(M1)는 기판(S1)과 정렬되어야 한다. 이를 위해 직선 구동 부재(310)의 이송 축(313)을 마스크 탈부착 챔버(44) 내로 후퇴시키고, 회전 구동 부재(320)의 이송 축(323)을 회전시켜 마스크(M1)와 기판(S1)을 정렬시킨다.(도 4c)
마스크(M1)의 정렬이 완료되면, 회전 구동 부재(320)의 이송 축(323)을 마스크 탈부착 챔버(44) 내로 후퇴시키고, 기판 지지 부재(210)를 회전시킨다.(도 4d)
그러면, 마스크(M1)가 부착된 기판(S1)은 유기 물질 증착 원(100)과 마주보도록 위치하고, 기판(S2)은 마스크 탈부착 챔버(44) 방향을 향하도록 위치한다. 이 상태에서, 마스크(M1)가 부착된 기판(S1)을 지지하는 기판 지지 부재(210)가 이송 샤프트들(220)과 가이드 롤러들(240)에 의해 이동되면서, 유기 물질 증착 원(100)으로부터 기판(S1)으로 유기 물질이 공급됨에 따라, 마스크(M1)에 형성된 패턴에 따라 기판(S1)상에 유기 박막이 증착된다. 증착 챔버(46) 내에서 증착 공정이 진행되는 동안 마스크 챔버(42)로부터 마스크 탈부착 챔버(44)로 마스크(M2)가 제공되고, 마스크(M2)는 직선 구동 부재(310) 및 회전 구동 부재(320)의 이송 축들(313,323)에 제공된 자석 부재들(314,324)에 부착된다.(도 4e)
증착 챔버(46)에서 기판(S1)에 대한 증착 공정이 완료되면, 직선 구동 부재(310) 및 회전 구동 부재(320)의 이송 축들(313,323)을 신장시켜 마스크(M2)를 기판(S2)의 증착 면상에 부착한다. 마스크(M2)는 지지판(214)에 설치된 자석 부재(217)의 자력에 의해 기판(S2)에 부착된다.(도 4f)
마스크(M2)가 기판(S2)에 부착되면, 마스크(M2)는 기판(S2)과 정렬되어야 한다. 이를 위해 직선 구동 부재(310)의 이송 축(313)을 마스크 탈부착 챔버(44) 내로 후퇴시키고, 회전 구동 부재(320)의 이송 축(323)을 회전시켜 마스크(M2)와 기판(S2)을 정렬시킨다.(도 4g)
마스크(M2)의 정렬이 완료되면, 회전 구동 부재(320)의 이송 축(323)을 마스크 탈부착 챔버(44) 내로 후퇴시키고, 기판 지지 부재(210)를 회전시킨다.(도 4h)
그러면, 마스크(M2)가 부착된 기판(S2)은 유기 물질 증착 원(100)과 마주보 도록 위치하고, 마스크(M1)가 부착된 기판(S1)은 마스크 탈부착 챔버(44) 방향을 향하도록 위치한다. 이 상태에서, 마스크(M2)가 부착된 기판(S2)을 지지하는 기판 지지 부재(210)가 이송 샤프트들(220)과 가이드 롤러들(240)에 의해 이동되면서, 유기 물질 증착 원(100)으로부터 기판(S2)으로 유기 물질이 공급됨에 따라, 마스크(M2)에 형성된 패턴에 따라 기판(S2)상에 유기 박막이 증착된다.(도 4i)
증착 챔버(46)에서 기판(S2)에 대한 증착 공정이 완료되면, 직선 구동 부재(310) 및 회전 구동 부재(320)의 이송 축들(313,323)을 신장시켜 마스크(M1)를 기판(S1)으로부터 탈착시키고, 이송 축들(313,323)을 마스크 탈부착 챔버(44)로 후퇴시켜 마스크(M1)를 회수한다.(도 4j)
기판(S1)으로부터 마스크(M1)가 회수되면, 기판 지지 부재(210)를 회전시켜 마스크(M2)가 부착된 기판(S2)이 마스크 탈부착 챔버(44)를 향하도록 위치시킨다. 이 상태에서, 직선 구동 부재(310) 및 회전 구동 부재(320)의 이송 축들(313,323)을 신장시켜 마스크(M2)를 기판(S2)으로부터 탈착시키고, 이송 축들(313,323)을 마스크 탈부착 챔버(44)로 후퇴시켜 마스크(M2)를 회수한다.(도 4k)
이상의 설명에서는, 기판을 지지하는 기판 지지 부재(210)가 증착 챔버(46) 간 또는 증착 챔버(46) 내에서 이동하면서 증착 공정이 이루어지는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이와는 달리, 기판 지지 부재(210)가 증착 챔버(46) 간에 이동을 하지 않고 증착 챔버(46) 내의 소정 위치에 머무르면서 증착 공정이 이루어질 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으 로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 마스크가 부착된 기판이 챔버들 간에 이동되지 않기 때문에, 마스크와 기판의 오정렬을 방지할 수 있다.
또한, 하나의 증착 챔버에서 두 개의 기판을 처리할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (16)

  1. 유기 전계 발광 소자의 제조에 사용되는 기판상에 유기 박막을 증착하는 장치에 있어서,
    기판 지지 부재와, 상기 기판 지지 부재에 지지된 기판으로 유기 물질을 공급하는 유기 물질 증착 원을 가지는 증착 챔버와;
    상기 증착 챔버 내에서 상기 기판 지지 부재에 지지된 기판에 마스크를 탈부착하는 마스크 탈부착 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 지지 부재는,
    프레임과;
    자신의 중심축을 중심으로 회전 가능하게 상기 프레임에 설치되며, 기판을 지지하는 지지판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지판에 설치되며, 상기 지지판에 지지된 기판의 처리면 상에 마스크가 부착되도록 자력을 작용시키는 제 2 자석 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 마스크 탈부착 유닛은,
    상기 기판 지지 부재에 지지된 기판과 마주보는 위치에 제공되는 마스크를 상기 마스크와 상기 기판이 마주보는 방향으로 직선 왕복 운동시키는 직선 구동 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 마스크 탈부착 유닛은,
    상기 기판상에 부착되는 상기 마스크를 상기 기판과 정렬시키기 위해 상기 마스크 면의 중심에 수직한 축을 기준으로 상기 마스크를 회전시키는 회전 구동 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 직선 구동 부재 및 상기 회전 구동 부재는,
    상기 마스크에 자력을 작용시켜 상기 마스크를 고정시키는 제 1 자석 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 자석 부재는 전자석으로 마련되는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 마스크 탈부착 유닛에 제공되는 상기 마스크를 수용하는 마스크 챔버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
  9. 유기 전계 발광 소자의 제조에 사용되는 기판상에 유기 박막을 증착하는 장치에 있어서,
    기판으로 유기 물질을 공급하는 유기 물질 증착 원을 가지는 복수의 증착 챔버들과;
    상기 증착 챔버들 간에 기판을 이송하는 기판 이송 유닛과;
    상기 기판 이송 유닛에 의해 상기 증착 챔버들로 이송되는 기판에 마스크를 탈부착하는 마스크 탈부착 유닛과;
    상기 마스크 탈부착 유닛에 제공되는 상기 마스크를 수용하는 마스크 챔버;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판 이송 유닛은,
    기판을 수직으로 세운 상태로 지지하는 기판 지지 부재와;
    상기 기판 지지 부재의 이송 방향으로 나란하게 배치되며, 상기 기판 지지 부재와 접촉하여 회전하는 이송 샤프트들과;
    상기 이송 샤프트들을 회전시키는 구동 부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판 지지 부재는,
    프레임과;
    자신의 중심축을 중심으로 회전 가능하게 상기 프레임에 설치되며, 기판을 수직으로 세운 상태로 지지하는 지지판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크 탈부착 유닛은,
    상기 증착 챔버들로 이송된 기판과 마주보는 위치에 제공되는 마스크를 상기 마스크와 상기 기판이 마주보는 방향으로 직선 왕복 운동시키는 직선 구동 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 마스크 탈부착 유닛은,
    상기 기판상에 부착되는 상기 마스크를 상기 기판과 정렬시키기 위해 상기 마스크 면의 중심에 수직한 축을 기준으로 상기 마스크를 회전시키는 회전 구동 부 재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 직선 구동 부재 및 상기 회전 구동 부재는,
    상기 마스크에 자력을 작용시켜 상기 마스크를 고정시키는 제 1 자석 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
  15. 유기 전계 발광 소자의 제조에 사용되는 기판상에 유기 박막을 증착하는 방법에 있어서,
    마스크 탈부착 부재와 유기 물질 증착 원의 사이에 기판을 위치시키고, 상기 마스크 탈부착 부재를 이용하여 상기 기판상에 마스크를 부착하고, 상기 마스크가 부착된 기판 면이 상기 유기 물질 증착 원과 마주보도록 상기 기판을 회전시키고, 상기 유기 물질 증착 원을 이용하여 상기 기판상에 유기 물질을 공급하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 마스크 탈부착 부재와 상기 유기 물질 증착 원의 사이에 두 개의 기판들을 서로 마주보도록 위치시키고, 상기 제 15 항의 방법을 반복 사용하여 각각의 상기 기판에 유기 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 방법.
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