KR20160098347A - 인라인식 성막장치의 성막 준비방법, 인라인식 성막장치 및 캐리어 - Google Patents

인라인식 성막장치의 성막 준비방법, 인라인식 성막장치 및 캐리어 Download PDF

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Abstract

성막 준비 작업시간을 단축할 수 있는 저비용의 인라인식 성막장치의 성막 준비방법을 제공한다. 복수의 증발원(21, 22, 23)이 배열 설치된 진공챔버(11) 내에 각 증발원이 배열 설치된 방향을 따라 기판(S)을 이송시키고, 기판에 다층막을 형성하기에 앞서, 기판에 각 증발원으로부터 공급되는 증발재료의 단층막을 성막하여 측정용 시료를 제작한다. 기판이 캐리어(SC1)에 세팅되어 상류측의 증발원에 대향하는 위치에서 하류측의 증발원에 대향하는 위치까지 연속 또는 단속적으로 이송되는 것으로서, 캐리어로는 기판 한쪽 면의 소정 범위를 각각 선택적으로 차폐할 수 있는 복수의 차폐수단(341, 342, 343)을 구비하는 것을 이용하고, 상류측에서 하류측을 향해 캐리어에서 기판을 이송할 때, 각 차폐수단에 의해 각각 차폐되는 소정의 범위를 순차적으로 변경하여 하나의 기판 면에 각 증발원으로부터 공급되는 증발재료의 단층막이 각각 성막된다.

Description

인라인식 성막장치의 성막 준비방법, 인라인식 성막장치 및 캐리어 {FILM DEPOSITION PREPARATION METHOD FOR INLINE TYPE FILM DEPOSITION DEVICE, INLINE TYPE FILM DEPOSITION DEVICE, AND CARRIER}
본 발명은 인라인식 성막장치의 성막 준비방법, 인라인식 성막장치 및 캐리어에 관한 것이다.
종래의 이러한 종류의 인라인식(inline type) 성막장치는, 예를 들면 유리기판 등의 처리 대상 기판의 한쪽 면(성막면)에 저분자 재료막이나 금속막을 진공증착법으로 순차적으로 적층(구체적으로는 정공 주입 수송층, 발광층, 전자 주입 수송층, 음극 등)하여 유기EL소자를 제작하는 데 이용되고 있다. 이것은 진공펌프가 연결된 진공챔버를 구비하며, 진공챔버 내에는 복수의 증발원이 배열 설치되어 있고, 각 증발원이 배열 설치된 방향을 따라 기판을 이송시키는 기판이송수단이 마련되어있다.
증발원에서 기판으로 향하는 기판의 하면(성막면)에 성막하는 경우, 기판이송수단은, 기판의 하면을 개방하고 유지시키는 캐리어와, 상류측의 증발원에 대향하는 위치에서 하류측의 증발원에 대향하는 위치까지 연속(또는 단속)적으로 캐리어를 구동시키는 구동수단을 포함한다. 또한 기판이송수단에 의해 기판을 상류측에서 하류측으로 이송시키고, 각 증발원에 대향하는 위치를 통과할 때 기판의 하면에 증착원에서 증발시킨 증발재료가 각각 공급되어, 이를 통해 각 단층막이 각각 성막되어 적층막을 형성한다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 경우 각 증착원의 증발재료 종류를 변경함으로써 각종 막을 소정의 두께로 적층하는 것이 가능하다.
여기서, 기판이송수단에 의해 여러 장의 기판을 상류측에서 하류측을 향해 일정한 속도로 순차적으로 이송시키고, 각 기판 표면에 적층막을 형성하여 양산하는 경우, 각 증발원에 대향하는 위치를 각각 통과할 때 각 기판에 형성되는 박막의 두께가 소정 범위 안에 들지 않으면 적층막의 특성이 변해버리므로, 이러면 제품 수율이 저하된다. 기판에 각각 형성되는 박막의 두께는 증착원으로부터의 증발재료의 양에 의해 결정되는데, 예를 들어 저항가열방식으로 증발재료를 증발시키는 경우에는 증발재료의 가열온도를 조정하면 기판으로의 공급량을 적절히 제어할 수 있다. 또한 증발재료를 가열하여 증발시킬 때 가열 초기에는 증발이 안정적으로 일어나지 않으므로 증발원을 덮을 수 있는 셔터를 설치하고, 증발이 안정된 후 셔터를 퇴피시켜 기판에 성막을 시작하는 것이 일반적이다.
그런데 상기 종래 예와 같은 인라인식 성막장치에서는, 증발원에서 증발시킨 증발재료는 기판이나 셔터뿐만 아니라 증발원의 주위나 진공챔버 내에 설치한 방착판 등의 진공챔버 내에 존재하는 부품의 표면에 부착 및 퇴적되고, 이 부착 및 퇴적된 것이 양산 시 악영향을 줄 수 있다. 따라서 감소한 증발재료의 정기적인 재공급뿐만 아니라 상기 부품의 정기적인 교환이 이루어진다(소위 유지보수). 또한 유지보수 종료 후 양산 시작에 앞서, 각 증발원으로부터의 막 두께 분포나 성막속도가 소정의 범위에 있는지의 재확인이 행해진다(성막준비).
이러한 성막 준비방법으로, 셔터가 차폐위치에 있는 상태에서 증발원의 가열수단을 각각 가동시켜, 기판이 세팅된 캐리어를 여러 개 준비하고, 기판이송수단에 의해 각 캐리어를 상류측에서 하류측으로 이송시키되, 이 때 각 증발원의 셔터를 적절히 퇴피위치로 이동시켜, 한 장의 기판에 대해 하나의 증발원으로부터 증발재료를 공급하여 단층막을 형성하고, 막 두께 분포나 성막속도 등의 측정용 시료를 제조하는 것이 종래부터 행해지고 있다. 그러나 이러한 성막 준비방법에서는 증발원의 수만큼 시료 제작용 기판이 필요하며, 성막 준비비용이 높아질 뿐 아니라 증발원의 수에 대응하는 여러 장의 기판을 캐리어에 설치하여 이송시키기 위해 성막 준비작업의 시간이 길어진다는 문제가 있다.
특허문헌 1: 일본특허공개 2008-231446호 공보
본 발명은 이상의 점을 감안하여 성막 준비작업의 시간을 단축할 수 있는 저비용 인라인식 성막장치의 성막 준비방법 및 인라인식 성막장치를 제공하는 것을 그 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 복수의 증발원이 배열 설치된 진공챔버 내에 각 증발원이 배열 설치된 방향을 따라 처리 대상 기판을 이송시키고, 기판에 다층막을 형성하기에 앞서, 기판에 각 증발원으로부터 공급되는 증발재료의 단층막을 성막하여 측정용 시료를 제조하는 공정을 포함하는 본 발명에 따른 인라인식 성막장치의 성막 준비방법은, 기판이 캐리어에 세팅되어 상류측의 증발원에 대향하는 위치에서 하류측의 증발원에 대향하는 위치까지 연속 또는 단속적으로 이송되는 것으로, 캐리어로는 기판 한쪽 면의 소정 범위를 각각 선택적으로 차폐할 수 있는 복수의 차폐수단을 구비하는 것을 이용하고, 상류측에서 하류측을 향해 캐리어로 기판을 이송시킬 때, 각 차폐수단에 의해 각각 차폐되는 소정의 범위를 순차적으로 변경하여 하나의 기판 면에 각 증발원으로부터 공급되는 증발재료의 단층막이 각각 성막되는 것을 특징으로 한다.
이에 따르면 캐리어 기판을 세팅한 상태에서 상류측에서 하류측으로 이송시키는 동안 각 증발원에 대향하는 위치를 통과할 때(또는 이전에), 어느 하나의 차폐수단을 적절히 구동시키면, 기판 면에 증발재료가 공급되는 범위를 적절히 변경할 수 있으므로, 하나의 기판 면에 성막 범위를 변경하여, 복수의 증발원으로부터 각각 공급되는 증발재료의 단층막이 성막된 측정용 시료를 얻을 수 있다. 그 결과 여러 장의 기판을 사용하는 상기 종래 예와 비교하여 성막 준비 작업시간을 단축할 수 있고, 나아가 하나의 기판밖에 사용하지 않기 때문에 비용이 적게 들며, 특히 진공챔버 내에 마련된 증발원의 수가 많은 경우에 유리하다.
또한 상기 과제를 해결하기 위해, 진공분위기를 형성할 수 있는 진공챔버를 구비하며, 진공챔버 내에 복수의 증발원이 배열 설치되고 또한 각 증발원이 배열 설치된 방향을 따라 처리해야 하는 기판을 이송시키는 기판이송수단이 설치된 본 발명에 따른 인라인식 성막장치는, 기판이송수단이, 각 증발원에 대향하는 기판의 한쪽 면을 개방하여 유지시키는 캐리어와, 캐리어를 상류측의 증발원에 대향하는 위치에서 하류측의 증발원에 대향하는 위치까지 연속 또는 단속적으로 구동시키는 구동수단을 구비하며, 캐리어는, 기판 한쪽 면의 소정 범위를 각각 선택적으로 차폐할 수 있는 복수의 차폐수단을 구비하고, 기판 한쪽 면의 소정 범위를 차폐하는 차폐위치와 해당 소정 범위가 증발원을 향하는 개방위치의 사이에서 차폐수단을 이동시키는 이동수단을 마련하는 것을 특징으로한다.
이에 따르면, 하나의 기판 면에 성막 범위를 변경하여 복수의 증발원으로부터 증발재료를 공급하여 단층막이 각각 성막되는 구성을 실현할 수 있어, 성막 준비 작업시간을 단축시킬 수 있고 비용 절감에도 기여할 수 있다.
본 발명에서 상기 차폐수단은 그 하면에 개설된 복수의 슬릿구멍과 각 슬릿구멍을 각각 막는 차폐판으로 구성되며, 상기 이동수단에 의해 차폐판이 차폐위치와 개방위치의 사이에서 이동되는 구성을 채용할 수 있다. 한편, 상기 차폐수단은 복수의 롤러와 캐리어의 하면을 덮으며 각 롤러에 감겨진 단일의 차폐판을 가지며, 차폐판에 캐리어에 세팅된 기판의 소정 범위을 노출시키는 개구가 형성되고, 상기 이동수단에 의해 상기 개구의 위치를 기판 면에서 변위시키는 구성을 채용할 수 있다.
또한 인라인식 성막장치에서 처리 대상 기판의 한쪽 면을 개방하여 해당 기판을 이송시키는데 사용되는 본 발명에 따른 캐리어는, 기판 한쪽 면의 소정 범위를 선택적으로 차폐할 수 있는 차폐수단을 구비하며, 외부로부터의 동력이 전달되어 기판 한쪽 면의 소정 범위를 차폐하는 차폐위치와 해당 소정 범위를 개방하는 개방위치의 사이에서 차폐수단을 이동시키기 위한 피구동부를 더 포함하거나, 또는 기판 한쪽 면의 소정 범위를 차폐하는 차폐위치와 해당 소정 범위를 개방하는 개방위치의 사이에서 차폐수단을 이동시키는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
[도 1] (a)는 본 발명의 실시형태인 인라인식 성막장치의 구성을 나타내는 평면도, (b)는 그 주요 부분의 확대단면도. (c)는 도 1(b) 중 c-c선의 단면도.
[도 2] 본 발명에 따른 성막 준비방법의 실시에 사용되는 캐리어의 사시도.
[도 3] 도 2에 나타낸 캐리어를 이용하여 성막하는 순서를 설명하는 단면도.
[도 4] 도 2에 나타낸 캐리어를 이용하여 성막할 때의 차폐판의 개폐를 설명하는 단면도.
[도 5] (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 성막 준비방법의 실시에 사용된 변형예와 관련된 캐리어를 이용하여 성막하는 순서를 설명하는 단면도.
[도 6] (a)~(c)는 다른 변형예와 관련된 캐리어를 설명하는 도면.
[도 7] 또 다른 변형예와 관련된 캐리어를 설명하는 도면.
이하, 도면을 참조하여, 처리 대상 기판을 유리기판(이하, '기판(S)'이라 함)으로 할 때, 이 기판(S)을 캐리어(SC1)에 세팅한 상태로 이송하여 기판(S) 한쪽 면(성막면)에 진공증착법으로 복수의 박막을 성막하는 경우를 예로 들어 본 발명에 따른 인라인식 성막장치의 실시형태를 설명한다. 이하에서, 후술의 증발원측을 '아래(下)', 증발원에서 기판(S)으로 향하는 방향을 '위(上)'로 설정하였고, 또한 기판(S)은 도 1(a) 및 (b)에서 오른쪽에서 왼쪽으로 이동한다고 설정하였으며, 이를 기준으로 방향을 나타내는 용어를 사용하였다.
도 1(a)~(c)를 참조하여, DM은 본 실시형태에 따른 인라인식 성막장치(이하, '성막장치(DM)'라 함)이며, 성막장치(DM)는 성막실(1a)을 나타내는 좌우방향으로 길이가 긴 제 1 진공챔버(11)를 구비한다. 제 1 진공챔버(11)의 길이방향의 양 끝에는 게이트 밸브(GV)를 통해, 준비실(1b, 1c)을 각각 나타내는 제 2, 제 3의 각 진공챔버(12, 13)가 이어 설치된다. 또한 제 2 진공챔버(12)에는 로드락 챔버(load-lock chamber)(1d, 1e)를 각각 나타내는 제 4, 제 5의 진공챔버(14, 15)가 게이트 밸브(GV)를 통해 각각 이어 설치되며, 제 3 진공챔버(13)에는 로드락 챔버(1f, 1g)를 나타내는 제 6, 제 7의 각 진공챔버(16, 17)가 게이트 밸브(GV)를 통해 각각 이어 설치된다. 제 1~제 7의 각 진공챔버(11~17)에는 공지의 진공펌프가 각각 연결되어 대기압에서 소정의 압력으로 진공 흡입하여 유지시킬 수 있도록(진공분위기의 형성이 가능하도록) 되어있다.
제 2 진공챔버(12)에서, 제 4 진공챔버(14)에 반입한 캐리어(SC1)에 제 5 진공챔버(15)에 반입한 기판(S)을 세팅하여, 제 1 진공챔버(11)로 이송시킨다. 그리고, 제 1 진공챔버(11)를 통과한 것이 제 3의 각 진공챔버(13)로 이송되며, 제 6, 제 7의 각 진공챔버(16, 17)에 기판(S)과 캐리어(SC1)가 별개로 회수된다. 또한, 로드락 챔버(1d~1g)에서의 기판(W) 및 캐리어(SC1)의 반입 또는 반출방법이나, 준비실(1b, 1c)에서의 기판(S)과 캐리어(SC1)의 세팅방법 및 회수방법 등은 진공이송로봇을 사용한 공지의 방법을 이용할 수 있으므로 여기에서는 상세한 설명을 생략한다.
제 1 진공챔버(11)의 하부에는, 동일 선상에 위치하며 좌우방향으로 소정의 간격으로, 복수의 증발원(21, 22, 23)이 배열 설치된다(도 1에서는 3개의 경우를 예시). 증발원(21, 22, 23)에 의해 증발되는 증발재료로는 기판(S)에 적층하고자 하는 각 박막의 조성에 따라 적절하게 선택되며, 또한 증발원(21, 22, 23)으로는 증발재료의 종류에 따라 공지의 저항가열방식이나 전자총방식의 것이 사용되었다. 또한 증발원(21, 22, 23)에는, 증발재료를 가열하여 증발시킬 때 가열 초기에는 증발이 안정적으로 일어나지 않는 경우가 있으므로, 증발원을 덮어 기판(S)로의 증발재료의 도달을 방지하는 셔터(21)를 구비한다. 그리고 각 증발원이 배열 설치된 좌우방향을 따라 기판(S)을 이송시키는 기판이송수단(3)이 제 1 진공챔버(11)의 상부에 설치된다.
기판이송수단(3)은, 캐리어(SC1)와 서로 쌍을 이루도록 제 1 진공챔버(11)의 위쪽 벽에 각각 일정한 간격으로 배열 설치된 구동수단으로서의 구동롤러(DR)를 구비한다. 구동롤러(DR)는 동시에 동일한 회전 수로 회전구동하도록 구성된 공지의 것이다. 또한 캐리어(SC1)는 도 1(c)에 나타낸 바와 같이 중앙에 기판(S)의 윤곽에 대응하는 기판수납구멍(31a)이 개설된 캐리어 본체(31)를 포함하고, 기판수납구멍(31a)의 하단 안쪽 가장자리에는 그 안쪽을 향해 연장되어 돌출된 연장돌출편(32)이 형성되며, 기판수납구멍(31a)에 그 위쪽에서 떨어뜨려 넣는다고 할 때 기판(S)의 가장자리가 연장돌출편(32)으로 지지되어, 그 안쪽 부분이 성막면이 되도록 되어있다. 또한 좌우방향으로 직교하는 방향에 위치하는 캐리어 본체(31)의 상단 바깥 가장자리에는 그 바깥쪽을 향해 연장되어 돌출된 플랜지부(33)가 각각 형성되며, 플랜지부(33)의 하면이 구동롤러(DR)와 각각 마찰 맞물림에 의해 하류측으로 이송되도록 되어있다. 또한 성막실(1a) 내에서 캐리어(SC1)에 하면을 개방하여 지지된 기판(S)이 상류측(도 1에서 오른쪽)의 증발원(21)에 대향하는 위치에서 하류측의 증발원(23)에 대향하는 위치까지 연속 또는 단속적으로 이동되며, 각 증발원(21, 22, 23)에 대향하는 위치를 통과할 때 기판(S)의 하면에 증착원(21, 22, 23)에서 증발시킨 증발재료가 각각 공급되어 성막된다.
그런데 상기 성막장치(DM)에서는, 감소한 증발재료를 정기적으로 각 증발원(21, 22, 23)에 재공급해야 할 뿐만 아니라 제 1 진공챔버(11)에 설치된 방착판(도시 생략) 등의 부품을 정기적으로 교체할 필요가 있다. 그 후 양산 시작에 앞서 각 증발원(21, 22, 23)에서의 막 두께 분포와 성막속도가 소정 범위에 있는지의 재확인이 이루어지며(성막준비), 이러한 성막준비는, 양산 시의 조건 하에서 기판(S)에 각 증발원(21, 22, 23)에서의 단층막을 성막하여 측정용 시료를 제작하고 이를 평가하여 수행되나, 성막 준비 작업시간을 단축시켜 비용을 절감할 수 있도록 도모할 필요가 있다.
본 실시형태에서는 성막 준비용 캐리어(SC2)를 사용하여 하나의 기판(S) 면에 성막범위를 변경하여 각 증발원(21, 22, 23)에서 증발시킨 증발재료의 단층막이 각각 성막되도록 하였다. 도 2~도 4를 참조하여, 캐리어(SC2)는 양산 시 사용되는 캐리어(SC1)와 거의 동일한 형태를 갖는 것이나, 그 중앙에 기판(S)의 윤곽에 대응하는 기판수납부(311)가 요설(凹設)된다. 기판수납부(311)의 하면에는 좌우방향에 직교하는 방향으로 연장된 복수의 슬릿구멍(312)이 좌우방향으로 일정한 간격으로 개설된다. 캐리어 본체(31)의 하면에는 각 슬릿구멍(312)을 각각 막도록 차폐수단으로서의 차폐판(341, 342, 343)이 설치되어 있다. 그리고 차폐판(341, 342, 343) 각각에 의해 슬릿구멍(312)을 선택적으로 막아 기판(S) 하면의 소정 범위를 차폐하는 차폐위치와 소정 범위가 증발원(21, 22, 23)을 향하는 개방위치의 사이에서 차폐판(341, 342, 343)을 별개로 이동시키기 위한 이동수단(4)이 설치되어있다.
이동수단(4)은, 좌우방향에 직교하는 방향에 위치하는 차폐판(341, 342, 343)의 한 변이 고정된 회전축(41)과, 회전축(41)을 지지하는 한 쌍의 베어링(42a, 42b)와, 한 쪽 베어링(42a)에서 바깥쪽으로 돌출된 회전축(41)의 선단에 설치된 피동측 클러치(43)와, 차폐판(341, 342, 343)을 차폐위치 또는 개방위치에 흡착 유지시키기 위해 캐리어 본체의 하면에 설치되는 자석(44a, 44b)을 구비한다. 이 경우, 회전축(41)과 베어링(42a, 42b) 및 피동측 클러치(43)는, 외부에서 동력을 받아 차폐판(341, 342, 343)을 구동시키기 위한 피동부를 구성한다. 나아가 이동수단(4)은 제 1 진공챔버(11)의 내측벽에 형성된 관통구멍(11)에 삽입 설치되는 구동축(45)을 구비한다(도 4 참조). 관통구멍(11)(구동축(45), 더 나아가 하기 구동측 클러치(46)가 설치되는 위치)은, 상류측 증발원(21, 22, 23)의 상류측 및 각 증발원(21, 22, 23)의 상호간에 형성된다(도 3 참조). 구동축(45)의 제 1 진공챔버(11) 내의 일단에는 구동측 클러치(46)가 설치되며, 타단은 모터(47)의 출력축(도시 생략)에 연결된다.
모터(47)는 지지판(46a)에서 지지되고, 지지판(46a)과 제 1 진공챔버(11)의 외측벽의 사이에는 구동축(45) 및 관통구멍(11)의 주위를 둘러싸고 제 1 진공챔버(11)를 밀폐하면서 구동측 클러치(46)를 피동측 클러치(43)에 대해 앞뒤로 움직이게 하는 벨로즈(bellows)(48)와 구동부품(49)이 설치된다. 구동부품(49)은, 예를 들어 지지판(46a)을 관통하여 설치되는 조작축(49a)과 에어실린더(49b)로 구성할 수 있다. 또한 구동측 클러치(46)와 피동측 클러치(43)가 이격되어 캐리어(SC2)의 이송을 방해하지 않는 후퇴위치에서 구동부품(49)을 작동시켜 구동측 클러치(46)와 피동측 클러치(43)가 맞물리는 진입위치로 이동시켜, 이 상태에서 모터(47)에 의해 구동축(45)을 회전구동하면 자석(44a, 44b)의 흡착력에 저항하여 차폐판(341, 342, 343)이 요동하여, 차폐위치와 개방위치의 사이에서 자유롭게 이동할 수 있게 된다. 아래에 도 4를 참조하여 측정용 시료를 제조하는 본 실시형태에 따른 성막 준비방법을 설명한다.
각 증발원(21, 22, 23)으로의 증발재료를 재공급하는 등을 작업을 처리한 후, 제 1~제 7의 각 진공챔버(11~17)를 대기압에서 소정의 압력으로 진공 흡입시킨다. 제 2 진공챔버(12)에서, 제 4 진공챔버(14)에 반입한 캐리어(SC2)에 제 5 진공챔버(15)에 반입한 측정용 시료로서 기판(S)을 세팅하고, 제 1 진공챔버(11)로 이송시킨다. 이 때, 모든 차폐판(341, 342, 343)은 차폐측 자석(44a)에 흡착되어 유지된다. 또한 셔터(21)로 각각 증발원(21, 22, 23)을 덮은 상태에서 증발재료의 가열을 시작한다. 또한 기판(S)으로는 양산에 이용하는 것을 사용할 수 있으며, 또한 슬릿구멍(312)에 대응하는 기판(S)의 소정 범위에만 실리콘 웨이퍼나 유리기판을 부착한 것을 사용할 수도 있다.
제 1 진공챔버(11)에서, 구동롤러(DR)를 회전구동하여 캐리어(SC2)의 이송을 시작하고, 최상류측에 위치하는 이동수단(4)의 구동축(45)에, 이송방향 선두에 위치하는 차폐판(341)의 회전축(41)이 대응하는 위치에 도달하면, 구동롤러(DR)의 회전구동을 일단 정지시킨다. 그 다음 구동부품(49)을 통해 진입위치로 이동시켜 구동측 클러치(46)와 피동측 클러치(43)를 맞물려 결합시키고, 이 상태에서 모터(47)를 통해 구동축(45)을 회전구동시킨 다음, 차폐측 자석(44a)의 흡착력에 대항하여 차폐판(341)을 요동시켜 개방위치로 이동시켜, 개방측 자석(44b)에 흡착 유지시킨다. 이 경우 기판(S)의 제 1의 소정 범위(S1)만이 슬릿구멍(312)을 통해 최상류측의 증발원(21)을 향하게 된다. 이 상태에서 하류측으로 캐리어(SC2)의 이송을 재개하여, 최상류측 증발원(21)의 셔터(21)만을 퇴피시킨다. 그러면 해당 증발원(21)에 대향하는 위치를 통과할 때 기판(S)의 하면의 소정 범위(S1)에만 증착원(21)에서 증발시킨 증발재료가 공급되어 성막된다.
다음으로, 최상류측 증발원(21)을 지나서, 기판의 이동방향으로 인접한 이동수단(4)의 구동축(45)에, 이송방향 선두에 위치하는 차폐판(341)의 회전축(41)이 대응하는 위치에 도달하면, 구동롤러(DR)의 회전구동을 일단 정지시키고, 상기와 동일한 조작으로 개방측 자석(44b)의 흡착력에 저항하여 차폐판(341)을 요동시켜 차폐위치로 이동시켜, 차폐측 자석(44a)에 흡착 유지시킨다. 이를 통해 증착원(21)에서 성막된 제 1의 소정 범위(S1)가 다시 차폐된다. 이어서 캐리어(SC2)의 이송을 재개하고, 상기 인접한 이동수단(4)의 구동축(45)에, 인접한 차폐판(342)의 회전축(41)이 대응하는 위치에 도달하면, 상기와 동일한 조작으로 차폐판(342)을 요동시켜 개방위치로 이동시켜, 개방측 자석(44b)에 흡착 유지시키고, 이 상태에서 증발원(22)의 셔터(21)만을 퇴피시켜, 기판(S)의 하면의 제 2의 소정 범위(S2)에만 증착원(22)에서 증발시킨 증발재료가 공급되어 성막된다. 이 조작을 반복하여, 기판(S)의 하면의 제 3의 소정 범위(S3)에만 증착원(23)에서 증발시킨 증발재료가 공급되어 성막되면, 성막 준비용 기판(S)이 형성된다.
이상에 따르면, 캐리어(SC2)에 기판(S)를 세팅한 상태로 상류측에서 하류측으로 이송하는 동안 각 증발원(21, 22, 23)에 대향하는 위치를 통과하기 전에 어느 하나의 차폐수단(341, 342, 343)을 적절하게 구동시키면, 기판(S) 면에서 증발재료가 공급되는 범위를 적절히 변경할 수 있으므로, 하나의 기판(S) 면에 복수의 증발원으로부터의 증발재료를 공급하여 단층막을 각각 성막할 수 있다. 그 결과 여러 장의 기판(S)을 사용하는 상기 종래 예와 비교하여 성막 준비 작업시간을 단축 할 수 있고, 게다가 하나의 기판 밖에 사용하지 않으므로 비용이 적게 들며, 특히 진공챔버(11) 안에 설치된 증발원의 수가 많은 경우에 유리하다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했으나 본 발명은 상기의 것으로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태에서는 캐리어(SC1, SC2)로서 기판수납구멍(31a)이나 슬릿구멍(312)이 개설된 것을 예로 들어 설명했으나 이에 한정되지 않으며, 캐리어 하면에 접착 테이프를 이용하여 기판을 부착해도 무방하다. 또한 이동수단(4)이 여러 장의 차폐판(341, 342, 343)을 구비하는 경우를 예로 들어 설명했으나 이에 한정되지 않으며, 기판(S)을 하류측을 향해 이송시킬 때 적절히 성막되는 범위를 변경할 수 있는 것이라면 본 발명에 널리 적용할 수 있다.
또한 예를 들어 도 5(a) 및 도 5(b)에 나타낸 바와 같이, 캐리어(SC3)는 캐리어 본체(31)의 양 플랜지부(33)의 상단 좌측 가장자리 및 상단 우측 가장자리측에 각각 설치되며, 베어링(401)으로 축 지지된 롤러(402, 403)와, 캐리어 본체(31)의 하면을 덮으며 양 롤러(402, 403)에 감겨진 차폐판(300)을 구비하고, 차폐판(300)에는 캐리어(SC3)에 세팅된 기판(S)의 소정 범위를 노출시키는 개구(301)가 형성된다. 이 경우, 반송방향 앞쪽 롤러(402)의 회전축은 바깥쪽으로 돌출되어, 그 선단에는 피동측 클러치(404)가 설치되며, 이들 부품이 외부에서 동력을 받아 차폐판(300)을 구동시키기 위한 피동부를 구성한다. 또한 상기 실시형태와 같은 이동수단(4)에 의해, 캐리어(SC3)에 기판(S)을 세팅한 상태로 상류측에서 하류측으로 이송되는 동안 각 증발원(21, 22, 23)에 대향하는 위치를 통과하기 전에 개구(301)를 적절히 변경하면, 기판(S) 면에서 증발재료가 공급되는 범위를 적절히 변경할 수 있으므로, 즉 기판(S)의 한쪽 면의 소정 범위를 차폐하는 차폐위치와 해당 소정 범위가 증발원(21, 22, 23)을 향하는 개방위치의 사이에서 차폐수단으로서의 차폐판(300)이 이동하게 된다. 이 경우, 한 번의 이동수단(4) 조작으로 기판(S) 면에서 증발재료가 공급되는 소정 범위를 변경할 수 있어 유리하다.
이상, 캐리어(SC2, SC3)에 피동부를 설치하여 외부에서 동력을 받아 차폐판(341, 342, 343, 300)을 구동시키는 것을 예로 들어 설명했으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 5에 나타낸 실시형태와 동일한 부재 또는 요소에 대해 동일 부호를 사용하여 나타낸 도 6에서와 같이, 캐리어(SC4) 자체에 차폐판(300)의 개구(301)를 이동시키는 구동부를 직접 설치해도 무방하다. 그 변형예와 연관된 캐리어(SC4)에서는, 롤러(402, 403)의 회전축(402a, 403a)이 플랜지부(33)에 수직 설치된 한 쌍의 지지부재(410a, 410b)로 각각 축 지지되며, 한 쪽의 지지부재(410a)로부터 바깥쪽으로 돌출된 회전축(402a, 403a)의 선단부분에 띠 모양의 탄성재(420a)를 코일 형태로 감아 구성한 나선형 스프링(flat spiral spring)(420)이 고정된다. 이로 인해 캐리어(SC4)가 하류측으로 이동함에 따라 나선형 스프링(420)이 원래대로 돌아가려는 힘으로 롤러(402, 403)가 회전하여, 차폐판(300)의 개구(301)가 이동하고, 기판(S) 면에서 증발재료가 공급되는 범위를 적절히 변경할 수 있게 된다.
또한 상기 실시형태에서는 슬릿구멍(312)마다 차폐판(341, 342, 343)을 설치한 것을 예로 들었으나, 도 2~도 4에 나타낸 실시형태와 동일한 부재 또는 요소에 대해 동일한 부호를 사용하여 나타낸 도 7에서와 같이, 다른 변형예와 관련된 캐리어(SC5)에서는 이송방향 선두에 위치하는 차폐판(341)이 생략되어, 인접한 차폐판(342)이 개방위치로 이동하면 이송방향 선두에 위치한 슬릿구멍(312)이 차폐되고, 다시 인접해 있는 차폐판(343)이 개방위치로 이동하면 중앙의 슬릿구멍 (312)이 차폐되도록 되어있다. 또한 해당 캐리어(SC5)에서는 차폐판(342, 343)을 이동시키는 구동부(430)가 캐리어(SC4)에 직접 설치된다. 구동부(430)로는 모터 등의 공지의 작동장치가 사용된다. 이 경우 구동부(430)에 대한 전원 공급은, 예를 들면 공지의 비접촉 전원 공급 방법을 적용하거나 제 1 진공챔버(11)에 설치한 각 구동롤러(DR)와, 각 구동롤러(DR)를 굴리는 캐리어 본체(31)의 플랜지부(33)를 통해 실행할 수 있다. 한편, 구동부(430)로는 배터리가 있는 것을 채용하며, 전원 공급을 위한 기구는 생략 가능하다. 또한 캠 등의 기구를 설치하여 차폐위치와 개방위치의 사이에 차폐판(341, 342, 343)을 별개로 이동할 수 있도록 해도 무방하고, 공지의 마이크로 스위치와 센서를 이용하여 차폐판(341, 342, 343)의 개폐 타이밍을 억제할 수 있다. 덧붙여, 상술한 구동부로서의 작동장치는 캐리어(SC4)에도 당연히 채용할 수 있다.
또한 상기 실시형태에서는 성막장치(DM)의 증발원(21, 22, 23)으로 저항가열방식이나 전자총방식의 것을 사용하여 진공증착법으로 성막하는 것을 예로 들어 설명했으나, 이송하는 기판에 대해 성막할 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어 스퍼터링 캐소드를 증발원으로 사용할 수 있고, 또한 CVD법으로 성막하기 위해 가스도입수단으로 구성할 수도 있다.
DM ... 인라인식 성막장치
11 ... 진공챔버
21, 22, 23 ... 증발원
341, 342, 343, 300 ... 차폐판(차폐수단)
4 ... 이동수단
DR ... 구동롤러(기판이송수단)
S ... 기판
SC1, SC2, SC3, SC4, SC5 ... 캐리어(기판이송수단)

Claims (6)

  1. 복수의 증발원이 배열 설치된 진공챔버 내에, 각 증발원이 배열 설치된 방향을 따라 처리 대상 기판을 이송시키고, 기판에 다층막을 형성하기에 앞서, 기판에 각 증발원으로부터 공급되는 증발재료의 단층막을 성막하여 측정용 시료를 제조하는 공정을 포함하는 인라인식 성막장치의 성막 준비방법에 있어서,
    　기판이 캐리어에 세팅되어 상류측의 증발원에 대향하는 위치에서 하류측의 증발원에 대향하는 위치까지 연속 또는 단속적으로 이송되며, 캐리어로는 기판의 한쪽 면의 소정 범위를 각각 선택적으로 차폐할 수 있는 복수의 차폐수단을 구비하는 것을 이용하고, 상류측에서 하류측을 향해 캐리어로 기판을 이송시킬 때, 각 차폐수단에 의해 각각 차폐되는 소정의 범위를 순차적으로 변경하여 하나의 기판 면에 각 증발원으로부터 공급되는 증발재료의 단층막이 각각 성막되는 것을 특징으로 하는, 인라인식 성막장치의 성막 준비방법.
  2. 진공 분위기의 형성이 가능한 진공챔버를 구비하며, 진공챔버 내에 복수의 증발원이 배열 설치되고, 동시에 각 증발원이 배열 설치된 방향을 따라 처리 대상 기판을 이송시키는 기판이송수단이 설치된 인라인식 성막장치에 있어서,
    기판이송수단이, 각 증발원에 대향하는 기판의 한쪽 면을 개방하여 유지시키는 캐리어와, 캐리어를 상류측의 증발원에 대향하는 위치에서 하류측의 증발원에 대향하는 위치까지 연속 또는 단속적으로 구동시키는 구동수단을 구비함에 있어,
    　캐리어는, 기판 한쪽 면의 소정 범위를 선택적으로 차폐할 수 있는 차폐수단을 구비하며, 기판 한쪽 면의 소정 범위를 차폐하는 차폐위치와 해당 소정 범위가 증발원을 향하는 개방위치의 사이에서 차폐수단을 이동시키는 이동수단을 마련하는 것을 특징으로 하는 인라인식 성막장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 차폐수단은 그 하면에 개설된 복수의 슬릿구멍과 각 슬릿구멍을 각각 막는 차폐판으로 구성되며, 상기 이동수단에 의해 차폐판이 차폐위치와 개방위치의 사이에서 이동되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 인라인식 성막장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 차폐수단은 복수의 롤러와 캐리어의 하면을 덮으며 각 롤러에 감겨진 단일의 차폐판을 가지며, 캐리어에 세팅된 기판의 소정 영역을 노출시키는 개구가 차폐판에 형성되고, 상기 이동수단에 의해 상기 개구의 위치를 기판 면에서 변위시키도록 구성하는 것을 특징으로 하는 인라인식 성막장치.
  5. 인라인식 성막장치에서 처리 대상 기판의 한쪽 면을 개방하여 해당 기판을 이송시키는데 사용되는 캐리어(carrier)에 있어서,
    기판 한쪽 면의 소정 범위를 선택적으로 차폐할 수 있는 차폐수단을 구비하고, 외부로부터의 동력이 전달되어 기판 한쪽 면의 소정 범위를 차폐하는 차폐위치와 해당 소정 범위를 개방하는 개방위치의 사이에서 차폐수단을 이동시키기 위한 피구동부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 캐리어.
  6. 인라인식 성막장치에서 처리 대상 기판의 한쪽 면을 개방하여 해당 기판을 이송시키는데 사용되는 캐리어이며,
    기판 한쪽 면의 소정 범위를 선택적으로 차폐할 수 있는 차폐수단을 구비하고, 기판 한쪽 면의 소정 범위를 차폐하는 차폐위치와 해당 소정 범위를 개방하는 개방위치의 사이에서 차폐수단을 이동시키는 구동부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 캐리어.
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