JP7089024B2

JP7089024B2 - 真空蒸発源

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Publication number: JP7089024B2
Application number: JP2020513915A
Authority: JP
Inventors: ウォンファンド
Original assignee: アルファプラスカンパニーリミテッド
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2022-06-21
Anticipated expiration: 2037-09-14
Also published as: US20210062323A1; CN111051564A; JP2020532657A; WO2019054531A1

Description

本発明は、ウェハーや基板上に薄膜を形成するために用いられる真空蒸発源に関する。

一般に真空蒸発源は、高真空のチャンバー内に配置された基板上に所定の薄膜を形成するために薄膜形成用物質を加熱して蒸発させるものであり、半導体の製造工程においてウェハー表面に特定物質からなる薄膜を形成したり、大型平板ディスプレイ装置の製造工程においてガラス基板などの表面に所望する物質の薄膜形成に用いられている。

図１は、従来の真空蒸発源を概略的に示す図である。

従来の真空蒸発源は、図１に示すように、内部空間部１１を有するケース１０と、内部空間部１１に備えられて薄膜形成用物質が入れられるるつぼ２０と、内部空間部１１の側面とるつぼ２０の外部側面との間に位置してるつぼ２０を加熱する熱線３０と、熱線３０の下端を支える支え台４０とを含む。

しかし、従来の真空蒸発源は、支え台４０が熱線３０の下端を支える構造であるため、重力によって熱線３０が曲がる問題があり、特に熱線３０の熱膨張及び熱収縮が多数回行われるとき、熱線３０の熱膨張が上方向に繰り返されることによって、重力の影響を受けて熱線３０が持続的に曲がるようになり、窮極的には熱線３０の真直度が劣る問題がある。

本発明の技術的課題は、熱線の真直度を向上させることができる真空蒸発源を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の実施形態による真空蒸発源は、るつぼを含む真空蒸発源において、前記るつぼを加熱する第１熱線と、前記第１熱線の上部を固定する第１上部固定部とを含み、前記第１熱線は、上に凸の形に折り曲げられた第１上向折曲部を含み、前記第１上部固定部は、前記第１熱線の前記第１上向折曲部よりも下方に設けられ、前記第１上向折曲部の下の部分を支える折曲下部固定部材と、前記第１熱線の前記第１上向折曲部よりも上方に設けられ、前記第１上向折曲部の上の部分を支える折曲上部固定部材とを含み、前記第１熱線は、前記折曲上部固定部材によって上への熱膨張が遮断され、前記第１熱線は、前記折曲下部固定部材によって下方にぶら下げられており、前記第１熱線の変形は、重力方向である下方向へのみ起きるように構成されている。

前記第１熱線は、前記第１上向折曲部と間隔を置いて上に凸の形に折り曲げられた第２上向折曲部をさらに含み得、前記折曲下部固定部材は、前記るつぼを囲むリング形状を有して前記第１及び第２上向折曲部の各下の部分を共に支え得、前記折曲上部固定部材は、前記るつぼを囲むリング形状を有して前記第１及び第２上向折曲部の各上の部分を共に支え得る。

上述した本発明の実施形態による真空蒸発源は、前記るつぼを収容するための内部空間を有するケースと、前記内部空間の側面と前記第１熱線との間に備えられる反射板をさらに含み得、前記折曲下部固定部材と前記折曲上部固定部材それぞれは、前記反射板に支持され得る。

前記第１熱線は、前記第１上向折曲部の両側にそれぞれ下方向に長く伸びた第１下向直線部と第２下向直線部とを含み得、前記第１及び第２下向直線部は、前記折曲下部固定部材を貫き得る。

前記折曲下部固定部材と前記折曲上部固定部材それぞれは、絶縁材質からなる。

上述した本発明の実施形態による真空蒸発源は、前記るつぼを加熱する第２熱線と、前記第２熱線の上部を固定する第２上部固定部とをさらに含み得、前記第１熱線は、前記るつぼの上半部に対応するように位置され得、前記第２熱線は、前記るつぼの下半部に対応するように位置され得る。

以上のように、本発明の実施形態による真空蒸発源は、次のような効果を有することができる。

本発明の実施形態によれば、第１熱線と第１上部固定部を含む技術構成を提供するので、第１熱線が第１上部固定部によって下方向にぶらさがっている形態になり、重力の影響によって第１熱線の真直度を向上させることができ、特に第１熱線は、第１上部固定部によって、上への熱膨張が遮断されると共にぶら下がった形態を有するようになるので、第１熱線の熱膨張及び熱収縮が多数回行われたとしても、その変形が重力方向である下方向へのみ起き、重力の影響によって第１熱線の真直度をさらに向上させることができる。

従来の真空蒸発源を概略的に示す図である。本発明の一実施形態による真空蒸発源を概略的に示す図である。図２の真空蒸発源のうち第１及び第２熱線、並びに第１及び第２上部固定部を展開して示す図である。第１熱線が第１上部固定部に固定された状態を概略的に示す斜視図である。図３における第１及び第２熱線の熱膨張前（ａ）と後（ｂ）を比較して示す図である。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態で具現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。

図２は、本発明の一実施形態による真空蒸発源を概略的に示す図であり、図３は、図２の真空蒸発源のうち第１及び第２熱線、並びに第１及び第２上部固定部を展開して示す図であり、図４は、第１熱線が第１上部固定部に固定された状態を概略的に示す斜視図であり、図５は、図３における第１及び第２熱線の熱膨張前（ａ）と後（ｂ）を比較して示す図である。

本発明の一実施形態による真空蒸発源１００は、図２ないし図５に示すように、るつぼ２０を含む真空蒸発源において、第１熱線１１０と第１上部固定部１２０を含む。以下、図２ないし図５を引き続き参照して各構成要素について詳細に説明する。

第１熱線１１０は、るつぼ２０を加熱する構成要素であり、図２に示すように、るつぼ２０の上半部に位置され、るつぼ２０の上半部を加熱することができる。

具体的には、第１熱線１１０は、図３及び図４に示すように、上に凸の形に折り曲げられた第１上向折曲部１１１を含み得る。これと共に、第１熱線１１０は、図３及び図４に示すように、第１上向折曲部１１１と間隔を置いて上に凸の形に折り曲げられた第２上向折曲部１１２をさらに含み得る。もちろん、るつぼ２０の大きさに応じて、図３に示すように第１熱線１１０が複数回折り曲げられた形態を有し得、折り曲げられた数だけ上向折曲部の数も定められ得る。

第１上部固定部１２０は、図２ないし図４に示すように、第１熱線１１０の上部を固定する構成要素である。したがって、第１熱線１１０が第１上部固定部１２０によって下方向にぶら下がっている形態になり、重力の影響によって第１熱線１１０の真直度を向上させることができる。

例えば、第１上部固定部１２０は、図２ないし図４に示すように、折曲下部固定部材１２１と折曲上部固定部材１２２を含み得る。折曲下部固定部材１２１は、第１熱線１１０の第１上向折曲部１１１の下の部分を支える役割をし、折曲上部固定部材１２２は、第１熱線１１０の第１上向折曲部１１１の上の部分を支える役割をする。したがって、第１熱線１１０は、折曲上部固定部材１２２によって上への熱膨張が遮断されると共に折曲下部固定部材１２１にぶら下がった形態を有するようになるので、第１熱線１１０の熱膨張及び熱収縮が多数回行われたとしても、その変形が重力方向である下方向へのみ起きるようになり、重力の影響によって第１熱線１１０の真直度をさらに向上させることができる。

さらに、図４に示すように、折曲下部固定部材１２１は、るつぼ２０を囲むリング形状（ｒｉｎｇｓｈａｐｅ）を有して第１及び第２上向折曲部１１１，１１２の各下の部分を共に支えることができ、折曲上部固定部材１２２も、るつぼ２０を囲むリング形状を有して第１及び第２上向折曲部１１１，１１２の各上の部分を共に支えることができる。したがって、一つの折曲下部固定部材１２１で複数の上向折曲部（１１１，１１２を参照）の各下の部分を同時に支えることができ、一つの折曲上部固定部材１２２で複数の上向折曲部（１１１，１１２を参照）の各上の部分を同時に支えることができるため、その構成を単純化することができ、部品によるコストを減らすことができる。

また、第１熱線１１０の短絡を未然に防ぐために、折曲下部固定部材１２１と折曲上部固定部材１２２それぞれはセラミックのような絶縁材質からなる。

さらに、図４に示すように、第１熱線１１０は、第１上向折曲部１１１の両側にそれぞれ下方向に長く伸びた第１下向直線部１１１ａと第２下向直線部１１１ｂを含み得、第１及び第２下向直線部１１１ａ，１１１ｂは、折曲下部固定部材１２１を上下移動可能に貫くことができる。したがって、第１及び第２下向直線部１１１ａ，１１１ｂが熱膨張及び熱収縮してもその長さの増減が妨げられない。

これと共に、上述した本発明の一実施形態による真空蒸発源１００は、図２に示すように、ケース１３０と反射板１４０をさらに含み得る。ケース１３０は、るつぼ２０を収容するための内部空間１３１を有し、そして反射板１４０は、内部空間１３１の側面と第１熱線１１０との間に備えられて、第１熱線１１０の熱をるつぼ２０に反射させる役割をする。

このように、ケース１３０と反射板１４０をさらに含む場合、図２に示すように、上述した折曲下部固定部材１２１と上述した折曲上部固定部材１２２それぞれは反射板１４０に支持され得る。

さらに、第１熱線１１０の上下方向の動きを自由に案内して左右方向の動きを限定する案内部材１７０がさらに備えられ得る。

これと共に、上述した本発明の一実施形態による真空蒸発源１００は、図２及び図３に示すように、第２熱線１５０と第２上部固定部１６０をさらに含み得る。

第２熱線１５０は、るつぼ２０を加熱する構成要素であり、図２に示すように、るつぼ２０の下半部に位置されてるつぼ２０の下半部を加熱し得る。さらに、第２熱線１５０は上述した第１熱線１１０とその備え位置のみが異なるだけであり、全体的に同じ構成を有するので、これに対する具体的な構成及び作用／効果は上述したとおりである。

第２上部固定部１６０は、図２及び図３に示すように、第２熱線１５０の上部を固定する構成要素である。したがって、第２熱線１５０が第２上部固定部１６０によって下方向にぶら下がっている状態になり、重力の影響によって第２熱線１５０の真直度を向上させることができる。さらに、第２上部固定部１６０は上述した第１上部固定部１２０とその備え位置のみが異なるだけであり、全体的に同じ構成を有するので、これに対する具体的な構成及び作用／効果は上述したとおりである。

以下、図５を参照して、第１及び第２熱線１１０，１５０の加熱前（ａ）と加熱後（ｂ）の状態を説明する。

加熱及び冷却をすると、図５に示すように第１及び第２熱線１１０，１５０が「ｄ」だけの増減を繰り返す。特に、第１熱線１１０が増える基準固定点は第１上部固定部１２０であり、第２熱線１５０が増える基準固定点は第２上部固定部１６０であるため、その位置は常に一定に維持される。

特に、第１熱線１１０が高温加熱及び冷却による熱膨張及び熱収縮するとき、第１熱線１１０が同じ形態を維持しなければならない形態安定度が重要である。このために、第１熱線１１０の上部を固定できる技術構成を提供し、第１熱線１１０の熱膨張及び熱収縮の際に第１上部固定部１２０の下にぶら下がって重力によって下方向に同じ形態で増減する過程を繰り返すことができるようにした。実験によって確認した結果、第１熱線１１０の上部が第１上部固定部１２０に固定されて熱的に膨張及び収縮する際、常に基準位置になる位置を最上部に設定することによって、使用回数及び時間に応じた第１熱線１１０の熱力学的変形において、より安定した構造が実現された。また、第１熱線１１０が重力方向である下方向にぶら下がっている構造であるため、熱膨張及び熱収縮が多数回行われたとしても、第１熱線１１０の真直度を向上させる長所があり、第１熱線１１０が互いにぶつかり得る可能性を顕著に減らすことができた。もちろん、第２熱線１５０に対しても同じ実験結果を得ることができた。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。

本発明は真空蒸発源に関するものであるため、半導体などの製造に適用されることができ、産業上の利用可能性がある。

Claims

るつぼを含む真空蒸発源において、
前記るつぼを加熱する第１熱線と、
前記第１熱線の上部を固定する第１上部固定部と、
を含み、
前記第１熱線は、上に凸の形に折り曲げられた第１上向折曲部を含み、
前記第１上部固定部は、
前記第１熱線の前記第１上向折曲部よりも下方に設けられ、前記第１上向折曲部の下の部分を支える折曲下部固定部材と、
前記第１熱線の前記第１上向折曲部よりも上方に設けられ、前記第１上向折曲部の上の部分を支える折曲上部固定部材と、
を含み、
前記第１熱線は、前記折曲上部固定部材によって上への熱膨張が遮断され、
前記第１熱線は、前記折曲下部固定部材によって下方にぶら下げられており、
前記第１熱線の変形は、重力方向である下方向へのみ起きるように構成されている、真空蒸発源。
前記第１熱線は、前記第１上向折曲部と間隔を置いて上に凸の形に折り曲げられた第２上向折曲部をさらに含み、
前記折曲下部固定部材は、前記るつぼを囲むリング形状を有して前記第１及び第２上向折曲部の各下の部分を共に支え、
前記折曲上部固定部材は、前記るつぼを囲むリング形状を有して前記第１及び第２上向折曲部の各上の部分を共に支える、請求項１に記載の真空蒸発源。
前記真空蒸発源は、
前記るつぼを収容するための内部空間を有するケースと、
前記内部空間の側面と前記第１熱線との間に備えられる反射板と、
をさらに含み、
前記折曲下部固定部材と前記折曲上部固定部材それぞれは、前記反射板に支持される、請求項１に記載の真空蒸発源。
前記第１熱線は、前記第１上向折曲部の両側にそれぞれ下方向に長く伸びた第１下向直線部と第２下向直線部とを含み、
前記第１及び第２下向直線部は、前記折曲下部固定部材を貫く、請求項１に記載の真空蒸発源。
前記折曲下部固定部材と前記折曲上部固定部材それぞれは、絶縁材質からなる、請求項１に記載の真空蒸発源。
前記真空蒸発源は、
前記るつぼを加熱する第２熱線と、
前記第２熱線の上部を固定する第２上部固定部と、
をさらに含み、
前記第１熱線は、前記るつぼの上半部に対応するように位置され、
前記第２熱線は、前記るつぼの下半部に対応するように位置される、請求項１に記載の真空蒸発源。