KR100358727B1 - Apparatus and method for depositing organic matter of vapor phase - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 내부공간의 바닥면에 기상유기물을 증착시킬 모재를 안착시키는 모재 안착부와 모재 안착부 상단에 위치하여 기상유기물을 상기 모재 안착부 방향으로 분사하는 분사부와 내부 벽면에 열을 발산하는 하나 이상의 보온히터를 포함하여 구성되는 증착 챔버와, 내열재의 재질로 유기물을 저장할 수 있도록 내부공간을 구비하는 도가니와 도가니를 가열하는 유기물 가열히터를 내부에 포함하는 유기물 챔버와, 유기물 챔버 내부로 인입되는 운반가스의 양과 유속을 제어하는 유량 제어부와, 유기물 챔버 내의 기상유기물이 상기 분사부로 이동할 수 있도록 관의 형상으로 이루어진 기상유기물 이송관과, 상기 증착 챔버의 내부 압력을 낮추는 진공펌프를 포함하여 구성되는 기상유기물 증착장치과 기상유기물 증착방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention is located on the base material seating portion and the base material seating portion for seating the base material to deposit the vapor phase organic matter on the bottom surface of the inner space to dissipate heat to the spraying portion and the inner wall surface for spraying the gas phase organic matter toward the base material mounting portion A deposition chamber including one or more insulating heaters, an organic material chamber including a crucible having an internal space so as to store organic material in a heat-resistant material, and an organic heating heater for heating the crucible therein, and into the organic material chamber. Including a flow rate control unit for controlling the amount and flow rate of the incoming gas, a gaseous phase organic matter transfer tube in the form of a tube to move the gaseous organic matter in the organic chamber to the injection unit, and a vacuum pump to lower the internal pressure of the deposition chamber To provide a vapor phase organic vapor deposition apparatus and a vapor phase organic vapor deposition method that is composed. .
Description
본 발명은 유기화합물, 유기금속화합물, 고분자 등의 유기물 재료를 사용한 기상유기물 증착방법 및 기상유기물 증착장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 중력방향으로 기상유기물을 분사시킴으로써 기판을 회전시키지 않더라도 기판에 균일하게 박막을 고속으로 형성시키고 기판의 회전에 필요한 부품을 삭제함으로써 증착장치의 크기를 소형화 할 수 있는 기상유기물 증착방법과 이를 이용한 기상유기물 증착장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention relates to a vapor phase organic vapor deposition method and a vapor phase organic vapor deposition apparatus using organic materials such as organic compounds, organometallic compounds, and polymers, and more particularly, even when the substrate is not rotated by spraying vapor phase organic matter in the direction of gravity. It is an object of the present invention to provide a vapor phase organic vapor deposition method and a vapor phase organic vapor deposition apparatus using the same, which can reduce the size of a vapor deposition apparatus by forming a thin film at high speed and eliminating components necessary for rotating a substrate.
최근, 유기화합물, 유기금속화합물, 기능성 고분자의 박막형성 기술은 그 중요성이 날로 증대되고 있으며, 반도체 메모리의 절연층 재료 이외에도 전도성재료, 광전자재료, 유기발광(Electro-luminescence)소자재료 등의 다양한 곳에 이용되는 등 그 고기능성에 관심이 집중되고 있다.Recently, the importance of thin film formation technology of organic compounds, organometallic compounds, and functional polymers is increasing in importance, and in addition to the insulating layer materials of semiconductor memories, conductive materials, optoelectronic materials, and organic-luminescence device materials are used in various places. Attention has been focused on its high functionality, such as the use of such materials.
현재까지 개발된 유기박막형성 방법에는 진공증착법(Vacuum Deposition Method), Sputtering법, Ion-Beam증착법, Pulsed-Laser증착법, 분자선증착법(MBE법), 화학기상증착법(CVD), 스핀코터(Spin-Coater)등 다양한 기술이 개발되었다.The organic thin film formation methods developed to date include vacuum deposition method, sputtering method, ion-beam deposition method, pulsed laser deposition method, molecular beam deposition method (MBE method), chemical vapor deposition method (CVD), spin coater (Spin-Coater). Various technologies have been developed.
그 중 대표적인 기본기술의 하나로 사용되는 진공증착법은, 진공챔버의 하부에 열증발원과 그 상부에 성막용 기판을 설치하여 박막을 형성하는 것이다. 진공증착법을 이용한 유기박막 형성장치의 개략적인 구성을 살펴보면, 진공챔버에 연결된 진공배기계가 존재하며 이를 이용, 진공챔버의 일정한 진공을 유지시킨 후, 진공챔버 하부에 배치된 하나 이상의 유기박막재료 열증발원으로부터 유기박막재료인 유기물을 증발시킨다. 유기박막재료의 열증발원은 원통형상 또는 사각형상의 용기로 그 내부에 피성막용 유기물재료를 넣는다. 용기 재료로는 석영, 세라믹 등이 사용되며, 용기부의 주변에는 일정한 패턴모양의 가열용 히터가 감겨져 있어 일정량의 전력을 가해주면 용기주변 온도가 상승함과 동시에 용기도 가열되어 일정 온도가 되면 유기물이 증발되기 시작한다. 온도는 용기 하부 또는 상부에 설치된 온도조절용 열전대에 의해 검측되어 유기증발재료를 일정한 온도로 유지하여 원하는 증발속도가 얻어지도록 한다. 증발된 유기물은 용기 상부로부터 일정거리가 떨어진 곳에 배치된 유리 또는 웨이퍼 재질로된 기판에 증발 이동 후 기판 표면에 흡착, 증착, 재증발등의 연속적 과정을 거처 기판 위에 고체화되어 얇은 박막을 형성시키는 기술이다.The vacuum evaporation method, which is used as one of the representative basic technologies, is to form a thin film by installing a thermal evaporation source on the lower part of the vacuum chamber and a film forming substrate on the upper part. Looking at the schematic configuration of the organic thin film forming apparatus using the vacuum deposition method, there is a vacuum exhaust machine connected to the vacuum chamber, by using this to maintain a constant vacuum of the vacuum chamber, at least one organic thin film material thermal evaporation source disposed under the vacuum chamber The organic substance which is an organic thin film material is evaporated from it. The thermal evaporation source of the organic thin film material is a cylindrical or rectangular container in which an organic material for film formation is placed. As the container material, quartz, ceramic, etc. are used, and around the container part, a heater with a certain pattern shape is wound around it. When a certain amount of electric power is applied, the temperature around the container rises and the container also heats up, and when the temperature reaches a certain temperature, organic matter is formed. It begins to evaporate. The temperature is detected by a thermocouple for temperature control installed at the bottom or top of the vessel to maintain the organic evaporation material at a constant temperature to achieve the desired evaporation rate. The evaporated organic matter is solidified on the substrate through a continuous process such as adsorption, vapor deposition, and evaporation on the surface of the substrate after evaporation of the glass or wafer material placed at a certain distance from the top of the vessel to form a thin film. to be.
일반적으로 유기박막재료의 유기화합물은 증기화 되는 증기압이 높고, 가열에 의한 열분해 온도가 증발온도와 근접되어 있어 장시간 안정된 유기증발 속도의 제어가 용이하지 않아 고속 박막증착이 어려우며, 진공 챔버내의 열증발원으로부터 방출되어진 증기화된 유기박막재료는 열증발원 용기 상부의 CRUCIBLE HOLE (開口部)형상에 상응하는 지향성을 갖게 되고 이는 한정된 좁은 범위내에 국한되어 기판에 도달하게 되므로 대면적 기판에 형성되는 균일한 유기박막을 얻기 힘들다. 또한, 유기박막의 균일한 박막형성을 위해 지향성의 보정 수단으로 기판을 일정 속도로 회전시키면서 성막을 함으로써 회전반경이 커져 증착장비가 그에 상응하는 크기로 대형화 되고, 진공장비의 불필요한 유효면적까지 유기박막이 형성되므로 고가의 유기 재료의 사용효율이 매우 떨어져 생산성의 저하를 초래한다,In general, organic compound of organic thin film material has high vapor pressure to vaporize, pyrolysis temperature by heating is close to evaporation temperature, so it is difficult to control stable organic evaporation rate for a long time, so it is difficult to rapidly deposit thin film and heat evaporation source in vacuum chamber. The vaporized organic thin film material released from the vaporized organic thin film material has a directivity corresponding to the CRUCIBLE HOLE (開口 部) shape of the upper part of the thermal evaporation vessel, which is limited to a narrow range and reaches the substrate, thereby forming a uniform organic material formed on a large area substrate. It is difficult to obtain a thin film. In addition, by forming a film while rotating the substrate at a constant speed with a directional correction means to form a uniform thin film of the organic thin film, the radius of rotation becomes large, and the deposition equipment is enlarged to a corresponding size. Because of this formation, the use efficiency of expensive organic materials is very low, resulting in a decrease in productivity.
이렇듯, 종래의 진공 증착법 기술에서는 유기박막을 이용한 유기발광소자 및 기능성박막을 응용한 제품을 제조함에 있어서 낮은 성막속도, 낮은 유기재료 사용효율, 유기박막층의 불균일성, 주재료(Host재료)와 발색재료(Dopant재료)의 혼합량 미세조정의 어려움, 열증발원 온도조절, 기판이 대형화에 따른 균일한 유기박막의 형성곤란 등등의 여러 문제점으로 인하여 고품질의 소자를 저가의 비용으로 제작, 생산하기가 힘들었다.As such, in the conventional vacuum deposition technique, in forming a product using an organic light emitting device and a functional thin film using an organic thin film, a low film forming speed, a low organic material use efficiency, an organic film layer nonuniformity, a main material (host material) and a coloring material ( It is difficult to manufacture and produce high-quality devices at low cost due to various problems such as difficulty in finely adjusting the amount of dopant material), controlling the temperature of the thermal evaporation source, and difficulty in forming a uniform organic thin film due to the enlargement of the substrate.
이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 진공증착 장치를 설명하도록 한다.Hereinafter, a conventional vacuum deposition apparatus will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 진공증착 장치의 일례를 도시한다.1 shows an example of a conventional vacuum deposition apparatus.
도 1에 도시된 종래 진공증착 장치에 따르면, 먼저 도시된 바와 같이 몰리브덴 보트(6)에 증착시킬 물질의 적당량을 예측하여 올려놓은 다음 진공 챔버(1)내부의 압력을 10-6torr정도로 내린다. 그후 온도조절 장치를 이용하여 증착물질이 금속인 경우 그 금속의 녹는점 근처까지 열을 올린 후, 다시 미세하게 조절하면서 기화될 때까지 온도를 올린다. 이때 서서히 몰리브덴 보트(6)위의 물질이 증발되기 시작하면 미리 장착되어 있던 셔터(5)를 열어서 증발된 물질 분자들을 기판에 증착시킨다. 이때 셔터(5)는 몰리브덴 보트(6)위에 있는 물질이 기화되기 직전에 잔존하는 불순물들이 기판에 증착되지 못하게 막아주는 역할을 한다. 이러한 종래의 진공증착 장치는 증착시킬 물질이 고가일 경우 박막에 필요한 양이 소량임에도 불구하고 그 정확한 양을 예측하기가 쉽지 않아 다량의 물질을 몰리브덴 보트(6)에 장착시켜야 하는 비경제적인 문제점이 있고 원하는 방향으로 증기(Vapor)를 유도하기가 불가능하므로 상기 증착과정을 다수 반복하는 경우에는 챔버(Chamber)내부가 오염되어 매번 내부를 클리닝하여야 하는 번거로움이 있으며, 또한 정밀하지는 않지만 몰리브덴 보트(6)위에 올려지는 물질의 양, 셔터(4)의 개폐시간, 그리고 온도조절에 의한 기화시간이 두께조절의 변수이며, 이러한 변수들을 전체적으로 미세하게 조정하는 것이 불가능하다.According to the conventional vacuum deposition apparatus shown in FIG. 1, as shown in FIG. 1, an appropriate amount of material to be deposited on the molybdenum boat 6 is predicted and put up, and the pressure inside the vacuum chamber 1 is lowered to about 10-6 torr. Then, if the deposition material is a metal using a temperature control device to heat up to near the melting point of the metal, and then finely adjusted again to increase the temperature until vaporization. At this time, when the material on the molybdenum boat 6 begins to evaporate, the previously mounted shutter 5 is opened to deposit the vaporized material molecules on the substrate. In this case, the shutter 5 serves to prevent impurities remaining on the molybdenum boat 6 just before vaporizing the material on the substrate. Such a conventional vacuum deposition apparatus is difficult to predict the exact amount, even if the amount of the thin film is a small amount if the material to be deposited is difficult, there is an uneconomical problem to mount a large amount of material on the molybdenum boat (6) Since it is impossible to induce a vapor in a desired direction, in the case of repeating the above deposition process a lot, the interior of the chamber is contaminated, and it is cumbersome to clean the interior each time, and although not precisely, molybdenum boat 6 The amount of material placed on it, the opening and closing time of the shutter 4, and the evaporation time by temperature control are variables of the thickness control, and it is impossible to finely adjust these variables as a whole.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 넓은 면적의 기판에 기상유기물을 고르게 증착시킬 수 있고 유기박막을 고속으로 성막시킬 수 있으며 유기재료 혼합량의 미세조정이 가능한 기상유기물 증착방법과 이를 이용한 기상유기물 증착장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, it is possible to evenly deposit the vapor phase organic matter on a large area of the substrate, the organic thin film can be formed at a high speed and the vapor phase organic vapor deposition method capable of fine-tuning the amount of mixed organic materials and It is an object to provide a vapor organic vapor deposition apparatus using the same.
도 1은 종래의 진공증착 장치의 일례를 도시한다.1 shows an example of a conventional vacuum deposition apparatus.
도 2a는 본 발명에 의한 기상유기물 증착장치의 평면도이다.2A is a plan view of a vapor phase organic vapor deposition apparatus according to the present invention.
도 2b는 도 2a에서 "A"-"A"선을 따라 절단한 단면도를 나타낸다.FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line “A”-“A” in FIG. 2A.
도 2c는 도 2a의 "B"-"B"선을 따라 절단한 단면도를 나타낸다.FIG. 2C is a cross-sectional view taken along the line “B”-“B” in FIG. 2A.
도 2d는 도 2b의 "C"부인 유기물 챔버의 상세도이다.FIG. 2D is a detail view of the organic chamber, which is the “C” portion of FIG. 2B.
도 3a는 분사부가 이동하며 기상유기물을 분사하는 형상을 도시한다.3A shows a shape in which the spraying unit moves and sprays gaseous organic matter.
도 3b는 분사부가 기상유기물을 분사할 때 모재를 안착시킨 모재안착부가 전자석을 이용한 이송방법을 통하여 수평방향으로 이동하는 형상을 도시한다.3B illustrates a shape in which the base material seating part on which the base material is seated when the injection part injects gaseous organic matter moves horizontally through a transfer method using an electromagnet.
도 3c는 분사튜브를 이용하여 기상유기물을 모재에 증착시키는 형상을 도시한다.Figure 3c shows the shape of depositing the gaseous organic matter on the base material using the injection tube.
도 3d는 분사튜브가 회전 및 상하 이동을 하며 모재에 기상유기물을 증착시키는 형상을 도시한다.3d illustrates a shape in which the injection tube rotates and moves up and down and deposits gaseous organic matter on the base metal.
도 4a는 도가니 내부에서 기상유기물과 운반가스를 혼합하는 형상을 도시한다.Figure 4a shows the shape of mixing the gaseous organic matter and the carrier gas inside the crucible.
도 4b는 도가니 외부에서 기상유기물과 운반가스를 혼합하는 형상을 도시한다.Figure 4b shows the shape of mixing the gaseous organic matter and the carrier gas outside the crucible.
도 5a는 직육면체 형상으로 형성되어 있으며 상단부에 하나의 기상유기물 인출홀을 구비하는 도가니의 형상을 도시한다.FIG. 5A illustrates the shape of a crucible having a rectangular parallelepiped shape and having one vapor phase organic withdrawal hole at an upper end thereof.
도 5b는 직육면체 형상으로 형성되어 있으며 상단부에 다수의 기상유기물 인출홀을 구비하는 도가니의 형상을 도시한다.5B illustrates a crucible having a rectangular parallelepiped shape and having a plurality of vapor phase organic withdrawal holes at an upper end thereof.
도 5c는 원통형 형상으로 형성되어 있으며 상단부에 하나의 기상유기물 인출홀을 구비하는 도가니의 형상을 도시한다.FIG. 5C illustrates the shape of the crucible having a cylindrical shape and having one vapor phase organic withdrawal hole at its upper end.
도 5d는 원통형 형상으로 형성되어 있으며 상단부에 다수의 기상유기물 인출홀을 구비하는 도가니의 형상을 도시한다.5d illustrates a crucible having a cylindrical shape and having a plurality of vapor phase organic withdrawal holes at its upper end.
도 6은 기상유기물 이송관 외부에 정온히터를 구비한 형상을 도시한다.Figure 6 shows the shape provided with a constant temperature heater outside the gas phase organic matter transfer pipe.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 모재 20 : 유기물10: base material 20: organic matter
100 : 증착챔버 110 : 분사부100: deposition chamber 110: injection unit
112 : 가이드판 120 : 가이드레일112: guide plate 120: guide rail
122 : 가이드레일 지지판 130 : 보온히터122: guide rail support plate 130: heat insulation heater
140 : 모재 안착부 150 : 진공펌프140: base material seating portion 150: vacuum pump
200 : 유기물 챔버 210 : 기상유기물 이송관200: organic matter chamber 210: gaseous organic matter transfer pipe
220 : 도가니 230 : 유기물 가열히터220: crucible 230: organic material heating heater
240 : 운반가스 인입관 300 : 보조챔버240: carrier gas inlet pipe 300: auxiliary chamber
310 : 이동축 312 : 이동블럭310: moving axis 312: moving block
314 : 이송부 320 : 밀봉 플랜지314: conveying part 320: sealing flange
322 : 벨로우즈322 bellows
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 기상유기물 증착장치는, 외부와 격리되는 내부공간을 구비하고 있으며, 내부공간의 바닥면에 기상유기물을 증착시킬 모재를 안착시키는 모재 안착부를 구비하고, 모재 안착부 상단에 위치하여 기상유기물을 모재 안착부 방향으로 분사하는 분사부와, 상단벽면 및 측벽면 내부에 열을 발산하는 하나 이상의 보온히터를 포함하여 구성되는 증착 챔버와; 기상유기물을 운반하는 운반가스가 인입될 수 있도록 구멍 형상으로 형성된 운반가스 인입홀과 유기물 증기 및 운반가스가 인출될 수 있도록 구멍 형상으로 형성된 기상유기물 인출홀을 구비하고 있으며 내열재의 재질로 유기물을 저장할 수 있도록 내부공간을 구비하는 형상으로 형성되는 도가니와, 도가니의 외부를 둘러싸고 있으며 유기물이 증발되는 온도까지 도가니 내부를 가열하는 유기물 가열히터를 내부에 포함하는 하나 이상의 유기물 챔버와; 운반가스 인입홀에 연결되어 유기물 챔버 내부로 인입되는 운반가스의 양과 유속을 제어하는 유량 제어부와; 증착 챔버 및 유기물 챔버를 관통하도록 형성되어있으며, 유기물 챔버 내의 기상유기물이 분사부로 이동할 수 있도록 관의 형상으로 이루어진 기상유기물 이송관과; 증착 챔버의 내부 압력을 낮추는 진공펌프를 포함하여 구성된다.The vapor phase organic vapor deposition apparatus according to the present invention for achieving the above object has an internal space that is isolated from the outside, and has a base material mounting portion for seating the base material to deposit vapor phase organic matter on the bottom surface of the internal space, A deposition chamber positioned at an upper portion of the seating portion and including a spraying portion for injecting gaseous organic matter toward the base material seating portion, and at least one warming heater for dissipating heat inside the upper wall and the sidewall surface; It has a carrier gas inlet hole formed in the shape of a hole so that the carrier gas carrying gaseous organic matter can be introduced therein, and a gaseous organic matter extraction hole formed in the shape of a hole so that the vapor and carrier gas can be withdrawn. At least one organic chamber including a crucible formed in a shape having an inner space so as to have an inner space and an organic heating heater surrounding the outside of the crucible and heating the crucible to a temperature at which the organic matter is evaporated; A flow rate control unit connected to the carrier gas inlet hole to control an amount and a flow rate of the carrier gas introduced into the organic chamber; It is formed to penetrate the deposition chamber and the organic chamber, the vapor phase organic matter transfer tube formed in the shape of a tube to move the gas phase organic matter in the organic chamber to the injection unit; And a vacuum pump to lower the internal pressure of the deposition chamber.
또한, 분사부가 기상유기물 이송관의 길이방향으로 슬라이딩운동을 할 수 있도록, 증착 챔버는 분사부가 장착되는 위치에 기상유기물 이송관의 길이방향으로 하나 이상의 가이드레일을 구비하고, 분사부는 가이드레일과 접촉되는 부분에 가이드레일과 슬라이딩운동이 가능한 구조로 결합되는 가이드판을 구비한다.In addition, the deposition chamber is provided with one or more guide rails in the longitudinal direction of the vapor phase organic matter delivery pipe at the position where the jetting part is mounted so that the jetting part can slide in the longitudinal direction of the vapor phase organic matter delivery pipe, and the injection part contacts the guide rail. It is provided with a guide plate coupled to the guide rail and the structure that allows the sliding movement.
모재 안착부가 증착 챔버의 바닥면상에서 수평운동을 할 수 있도록, 모재 안착부는 전자석 이동장치를 구비한다.The base mounting portion is provided with an electromagnet moving device so that the base mounting portion can move horizontally on the bottom surface of the deposition chamber.
증착 챔버는, 분사부가 모재 전면에 고르게 기상유기물을 분사할 수 있도록, 분사부를 회전시키는 회전모터 및/또는 분사부를 상·하로 이동시키는 이동모터를 구비한다.The deposition chamber is provided with a rotating motor for rotating the injection unit and / or a moving motor for moving the injection unit up and down so that the injection unit can evenly inject gaseous phase organic matter onto the entire base material.
또한, 기상유기물 이송관은, 기상유기물이 상기 유기물 챔버에서 상기 증착챔버로 이동하는 동안 외부로 열을 빼앗겨 온도가 낮아지지 않도록, 기상유기물 이송관 외측면에 열을 발생하는 정온히터를 구비한다.In addition, the gas phase organic feed tube is provided with a constant temperature heater that generates heat on the outer surface of the gas phase organic matter transfer tube so that the temperature is not lowered by the heat while the gaseous organic matter is moved from the organic chamber to the deposition chamber.
또한, 본 발명에 의한 기상유기물 증착방법은, 내부에 유기물을 포함하고 있는 유기물 챔버의 외면과 접촉하는 가열히터는 열을 발산하여 상기 유기물을 증발온도 이상으로 가열하는 1단계; 가열히터에 의하여 기화된 기상유기물은 열을 발산하는 정온히터에 감싸져 있는 기상유기물 이송관을 통하여 기상유기물을 증착시킬 모재가 위치하고 있는 증착 챔버의 분사부로 이동하는 2단계; 분사부로 이동된 상기 기상유기물은 모재 안착부 상단에 거치되어있는 모재의 상단에서부터 중력방향으로 분사되어 모재의 상단면에 증착되는 3단계로 이루어진다.In addition, the vapor phase organic vapor deposition method according to the present invention, the heating heater in contact with the outer surface of the organic chamber containing the organic material therein is a step of dissipating heat to heat the organic material above the evaporation temperature; The gas phase organic matter vaporized by the heating heater is moved to the injection unit of the deposition chamber in which the base material to deposit the gas phase organic matter is deposited through the gas phase organic feed tube wrapped in the constant temperature heater that dissipates heat; The gas phase organic material moved to the injection unit is composed of three steps that are injected in the direction of gravity from the top of the base material mounted on the top of the base material mounting portion is deposited on the top surface of the base material.
상기 3단계에서, 분사부는 기상유기물 이송관의 길이 방향으로 수평이동을 하고, 모재 안착부는 유기물 챔버 바닥면 상에서 수평이동을 한다.In the third step, the injection unit is moved horizontally in the longitudinal direction of the gas phase organic matter transport pipe, the base material mounting portion is moved horizontally on the bottom of the organic chamber.
또한, 3단계에서, 분사부는 모재의 상부면과 평행한 방향으로 회전운동 및/또는 상하 수직운동을 한다.In addition, in the third step, the injection portion is a rotational movement and / or vertical vertical movement in the direction parallel to the upper surface of the base material.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2a는 본 발명에 의한 기상유기물 증착장치의 평면도이다.2A is a plan view of a vapor phase organic vapor deposition apparatus according to the present invention.
본 실시예의 기상유기물 증착장치는, 유기물을 모재에 증착시키는 증착 챔버(100)와, 유기물을 가열하여 기상으로 상태변환 시키는 유기물 챔버(200)와, 이동 블록 내에 있고 기상 유기물을 분사하는 분사부(110)의 동작을 구동하는 구동장치와 유기물 챔버(200)를 포함하는 보조챔버(300)로 이루어져 있다.The vapor phase organic vapor deposition apparatus of the present embodiment includes a deposition chamber 100 for depositing organic matter on a base material, an organic chamber 200 for heating the organic matter and converting the state into a vapor phase, and an injection unit for injecting vapor phase organic matter in a moving block ( The auxiliary chamber 300 including a driving device for driving the operation of the 110 and the organic material chamber 200.
증착 챔버(100)는, 외부와 격리되는 내부공간을 구비하고 있으며, 상기 내부공간의 바닥면에 기상유기물을 증착시킬 모재(10)를 안착시킬 수 있는 구조이다. 또한, 증착 챔버(100)는, 모재(10)의 상단부에 위치하여 기상유기물을 모재(10)의 상단면에 분사하는 분사부(110)와, 이 분사부(110)와 결합하여 분사부(110)의 슬라이딩 운동을 안내하는 가이드판(미도시)과 슬라이딩운동이 가능하도록 결합되는 일자형으로 길게 형성된 가이드레일(120)과, 가이드레일(120)을 고정 지지하는 가이드레일 지지판(122)과, 상단벽면 및 측벽면 내부에 위치하며 열을 발산하여 증착 챔버(100) 내부의 온도를 일정 온도 이상으로 유지시키는 하나 이상의 보온히터(130)를 포함하여 구성된다.The deposition chamber 100 has an internal space that is isolated from the outside, and has a structure capable of seating the base material 10 to deposit vapor phase organic matter on the bottom surface of the internal space. In addition, the deposition chamber 100 is located in the upper end of the base material 10, the injection unit 110 for injecting gaseous phase organic matter to the upper surface of the base material 10, and the injection unit 110 in combination with the injection unit ( A guide rail (120) elongated in a straight shape to be coupled with the guide plate (not shown) for guiding the sliding motion of the 110, and the guide rail support plate 122 for fixing and supporting the guide rail 120; Located in the top wall and the side wall surface is configured to include one or more thermal heater 130 to dissipate heat to maintain the temperature inside the deposition chamber 100 above a predetermined temperature.
유기물 챔버(200)는, 내부에 저장된 유기물에 열을 가하여 유기물을 기화시키는 구조로 이루어져 있고, 관의 형상으로 형성되어 있으며 증착 챔버(100)를 관통하여 분사부(110)에 연결된 기상유기물 이송관(210)과 결합되어 기상유기물을 분사부(110)로 이송시킬 수 있도록 형성되어있다.The organic chamber 200 has a structure for vaporizing the organic substance by applying heat to the organic substance stored therein, is formed in the shape of a tube and is connected to the injection unit 110 through the deposition chamber 100 to the gas phase organic matter transfer pipe. Coupled with 210 is formed to transfer the gaseous organic matter to the injection unit (110).
보조 챔버(300)는, 가이드레일(120)을 따라 분사부(110)가 이동할 수 있도록 증착챔버(100)를 관통하여 가이드레일(120)과 평행한 방향으로 분사부(110)와 결합되는 이동축(310)과, 이 이동축(310)과 결합되어있으며 이송부(314)와 결합되어 가이드레일(120)과 평행한 방향으로 이동하는 이동블럭(312)과, 기상유기물 이송관(210) 및 이동축(310)이 증착챔버(100)를 관통한 부분에 위치하여 있으며 고진공의 증착 챔버(100)와 저진공 또는 대기상태의 보조 챔버(300)간의 진공도 차이를 완충 및 격리시키면서 양쪽 두 챔버를 연결시키는 밀봉플렌지(320) 및 벨로우즈(322)와, 유기물 챔버(200)를 내부에 구비한다.The auxiliary chamber 300 is coupled to the injection unit 110 in a direction parallel to the guide rail 120 through the deposition chamber 100 to allow the injection unit 110 to move along the guide rail 120. And a moving block 312 coupled to the shaft 310, the moving shaft 310, and coupled to the transfer unit 314 to move in a direction parallel to the guide rail 120, and a gaseous-organic organic feed pipe 210 and The moving shaft 310 is located in a portion penetrating the deposition chamber 100, and both chambers are buffered and isolated while the vacuum degree difference between the high vacuum deposition chamber 100 and the low vacuum or atmospheric auxiliary chamber 300 is buffered and isolated. The sealing flange 320 and the bellows 322 to be connected, and the organic chamber 200 is provided therein.
도 2b는 도 2a에서 "A"-"A"선을 따라 절단한 단면도를 나타낸다.FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line “A”-“A” in FIG. 2A.
도 2b에서 보는 바와 같이, 증착 챔버(100) 내부에는 상부면과 측면에 증착 챔버(100)의 내부온도를 일정온도로 유지하는 보온히터(130)가 구비되어있고, 증착 챔버(100)의 바닥면에는 유기물을 증착시킬 모재(10)를 안착시키는 모재안착부(140)가 구비되어있으며, 모재안착부(140)의 상부에는 기상유기물을 분사하는 분사부(110)가 위치한다. 또한, 증착 챔버(100)의 하단 외면에는 증착 챔버(100) 내부를 고진공으로 만드는 진공펌프(150)를 구비한다.As shown in FIG. 2B, the deposition chamber 100 is provided with a heating heater 130 that maintains the internal temperature of the deposition chamber 100 at a predetermined temperature on the top and side surfaces thereof, and the bottom of the deposition chamber 100. The surface is provided with a base material seating portion 140 for mounting the base material 10 to deposit the organic material, the injection unit 110 for injecting gaseous phase organic matter is located on the base material mounting portion 140. In addition, the lower outer surface of the deposition chamber 100 is provided with a vacuum pump 150 for making the interior of the deposition chamber 100 in a high vacuum.
보조챔버(300)의 내부의 하단에는 유기물을 기화시키는 유기물 챔버(200)가 구비되어있고, 유기물 챔버(200)로부터 인출된 기상유기물이 분사부(110)까지 이송될 수 있도록 이송로 역할을 하는 기상유기물 이송관(210)이 유기물 챔버(200) 상단으로 연결되어 있으며, 유기물 챔버(200)와 기상유기물 이송관(210) 사이에는 분사부(110)의 이동을 제어하는 이송부(314)가 위치하여있다. 또한, 보조챔버(300)는 불활성 가스를 유기물 챔버(200) 내부로 주입하며, 불활성 가스의 주입량을 제어하는 유량제어부를 외부에 구비한다. 유기물 챔버(200)로 주입되는 불활성 가스는 기상유기물의 이동매체 역할을 하고, 기상유기물의 이송량을 미세하게 제어하며, 기상유기물을 균일하게 분산시키는 역할을 한다.The lower end of the inside of the auxiliary chamber 300 is provided with an organic material chamber 200 for vaporizing the organic material, and serves as a transport path so that the gaseous organic matter drawn from the organic material chamber 200 can be transported to the injection unit 110. The gaseous organic matter transport pipe 210 is connected to the top of the organic material chamber 200, and the transport unit 314 for controlling the movement of the injection unit 110 is positioned between the organic material chamber 200 and the gaseous organic matter transport pipe 210. By In addition, the auxiliary chamber 300 injects the inert gas into the organic chamber 200 and includes a flow rate control unit for controlling the injection amount of the inert gas. The inert gas injected into the organic chamber 200 serves as a moving medium of the gaseous organic matter, finely controls the transport amount of the gaseous organic matter, and serves to uniformly disperse the gaseous organic matter.
도 2c는 도 2a의 "B"-"B"선을 따라 절단한 단면도를 나타낸다.FIG. 2C is a cross-sectional view taken along the line “B”-“B” in FIG. 2A.
도 2c에서 보는 바와 같이, 분사부(110)와 결합되어있는 가이드판(112)은 분사부(110)의 운동방향을 안내하는 가이드레일(120)과 슬라이딩운동이 가능한 구조로 결합되어있고, 모재(10)를 안착시키는 모재안착부(140)는 수평면 방향으로 미세이동이 가능하도록 전자석(142)을 이용한 전자석 이동장치를 구비한다.As shown in Figure 2c, the guide plate 112 is coupled to the injection unit 110 is coupled to the structure capable of sliding movement with the guide rail 120 for guiding the direction of movement of the injection unit 110, the base material The base material seating portion 140 for seating the 10 includes an electromagnet moving device using the electromagnet 142 to enable fine movement in the horizontal plane direction.
모재안착부(140)에 적용되는 전자석 이동장치는 특허 출원된 '전자석을 이용한 유기전계발광소자 제작용 증착장치 및 그를 이용한 증착방법'(출원번호 : 10-2001-0077739)의 기술을 인용하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 전자석 이동장치 이외의 종래의 이동장치를 채용하는 것도 물론 가능하다.Electromagnet moving device applied to the base material seating unit 140 is configured by citing the technology of the patent application 'deposition apparatus for manufacturing organic electroluminescent device using electromagnet and deposition method using the same' (application number: 10-2001-0077739) It may be, but is not limited thereto. It is also possible to employ a conventional moving device other than the electromagnet moving device.
가이드레일(120)을 따라서 분사부(110)의 위치를 조정하고 전자석 이동장치를 이용하여 모재안착부(140)의 위치를 조정함으로써, 분사부(110)와 모재(10)의 위치를 보다 정확히 정렬할 수 있게되고, 이에 따라 보다 정확하고 효과적인 기상유기물 분사를 도모할 수 있게된다.By adjusting the position of the injection unit 110 along the guide rail 120 and using the electromagnet moving device to adjust the position of the base material mounting unit 140, the position of the injection unit 110 and the base material 10 more accurately It is possible to align, thereby achieving a more accurate and effective gas phase organic injection.
도 2d는 도 2b의 "C"부인 유기물 챔버의 상세도이다.FIG. 2D is a detail view of the organic chamber, which is the “C” portion of FIG.
유기물 챔버(200)는, 유기물을 저장할 수 있도록 내부공간을 구비하는 내열재 재질의 밀폐 형상으로 형성되어있으며 기상유기물을 운반하는 운반가스가 인입될 수 있도록 홀 형상으로 형성된 운반가스 인입홀(222)과 유기물 증기 및 운반가스가 인출될 수 있도록 홀 형상으로 형성된 기상유기물 인출홀(224)이 형성되어있는 도가니(220)와, 도가니(220)의 외부를 둘러싸고 있으며 유기물이 증발되는 온도까지 상기 유기물 챔버 내부를 가열하는 유기물 가열히터(230)를 내부에 포함한다.The organic material chamber 200 is formed in a sealed shape of a heat-resistant material having an internal space for storing organic material, and has a carrier gas inlet hole 222 formed in a hole shape so that a carrier gas for transporting gaseous organic matter can be introduced therein. And a crucible 220 having a vapor phase organic withdrawal hole 224 formed in a hole shape so that organic vapor and carrier gas can be drawn out, and surrounding the outside of the crucible 220 and the temperature of the organic matter to the temperature at which the organic matter evaporates. An organic heating heater 230 for heating the inside is included therein.
관 형상으로 형성되어 있으며 도 2b에 도시된 유량제어부(400)와 연결되어있는 운반가스 인입관(240)은, 유기물 챔버(200)를 관통하여 도가니(220)에 형성된 운반가스 인입홀(222)에 연결됨으로써, 유량제어부(400)로부터 주입되는 불활성 가스가 도가니(220)내부로 인입되도록 한다.The carrier gas inlet pipe 240 formed in a tubular shape and connected to the flow control unit 400 shown in FIG. 2B passes through the organic chamber 200 and has a carrier gas inlet hole 222 formed in the crucible 220. By being connected to, the inert gas injected from the flow control unit 400 is introduced into the crucible 220.
또한, 관 형상으로 형성되어 있으며 도 2b에 도시된 분사부(110)와 연결되어있는 기상유기물 이송관(210)은, 유기물 챔버(200)를 관통하여 도가니(220)에 형성된 운반가스 인출홀(224)에 연결됨으로써, 유기물 가열히터(230)에 의해 가열되어 기화된 유기물이 모재에 기상유기물을 분사하는 분사부(110)로 이송되도록 한다.In addition, the gaseous phase organic matter delivery pipe 210 formed in a tubular shape and connected to the injection unit 110 illustrated in FIG. 2B may pass through the organic material chamber 200 to form a carrier gas outlet hole formed in the crucible 220. 224, by being heated by the organic heating heater 230, vaporized organic matter is transferred to the injection unit 110 for injecting gaseous organic matter into the base material.
도 3은 본 발명에 의한 기상유기물 증착장치의 여러 가지 동작형태를 나타낸다.3 shows various operation forms of the vapor phase organic vapor deposition apparatus according to the present invention.
도 3a는 샤워헤드 형상의 분사부가 이동하며 기상유기물을 분사하는 형상을 도시한다.3A illustrates a shape in which the shower head-shaped spray unit moves and sprays gaseous organic matter.
기상유기물(22)을 분사하는 분사부의 형태는 기상유기물(22)이 균일하게 분사될 수 있도록 기상유기물(22)이 분사되는 분사구를 여러 가지 형상으로 제작할 수 있다. 도 3a에서는 분사구(미도시)가 작은 직경으로 다수개 형성된 샤워헤드 형상의 분사부를 이용하여 증착작업을 하는 형상을 나타내고있다.The injection unit for injecting the gaseous phase organic matter 22 may be manufactured in various shapes in order to inject the gaseous phase organic matter 22 into various shapes so that the gaseous phase organic matter 22 may be uniformly injected. In FIG. 3A, a spraying operation (not shown) is illustrated in which a deposition operation is performed by using a plurality of shower head shaped spraying portions having a small diameter.
분사부(110)가 일정위치에 고정되어 기상유기물(22)을 분사하는 경우에는 기상유기물(22)이 모재(10) 전면에 걸쳐 고루 분사되지 못한다는 문제점이 발생하는데, 도 3a에서 보는 바와 같이, 모재(10) 상면으로 기상유기물(22)을 분사하는 분사부(110)가 가이드레일 방향으로 수평이동을 하며 기상유기물(22)을 분사하면 모재(10) 전면에 걸쳐 기상유기물(22)을 고르게 증착된다. 이때, 모재(10)에 증착되는 기상유기물(22)이 두 종류 이상일 경우에는, 분사부(110)에 기상유기물(22)을 이송하기 이전의 기상유기물 이송관(210)에 이종(異種)의 기상유기물(22)을 혼합하는 혼합탱크(250)를 구비하여, 두 종류 이상의 기상유기물이 균일하게 혼합될 수 있도록 한다. 또한, 혼합탱크(250)의 내부에는, 두 종류 이상의 기상유기물(22)이 혼합탱크(250)의 내부로 인입되어 혼합탱크(250) 외부로 인출되는 동안에 균질하게 섞이도록 하기 위하여 하나 이상의 격막을 구비한다.When the injection unit 110 is fixed at a predetermined position to inject the gaseous organic matter 22, there is a problem that the gaseous organic matter 22 is not evenly sprayed over the entire base material 10, as shown in Figure 3a When the injection unit 110 for injecting the gaseous phase organic matter 22 to the upper surface of the base metal 10 moves horizontally in the direction of the guide rail and injects the gaseous phase organic matter 22, the gaseous phase organic matter 22 is spread over the entire surface of the base metal 10. Evenly deposited. In this case, when there are two or more kinds of gaseous phase organic matters 22 deposited on the base material 10, the gaseous phase organic matter transfer pipe 210 of the heterogeneous (異種) is transferred to the gaseous phase organic matter transfer pipe 210 to the injection unit 110. It is provided with a mixing tank 250 for mixing the gas phase organic matter 22, so that two or more types of gas phase organic matter can be uniformly mixed. In addition, the inside of the mixing tank 250, one or more diaphragms in order to allow the two or more types of gaseous organic matter 22 is introduced into the mixing tank 250 to be mixed homogeneously while being drawn out of the mixing tank 250. Equipped.
도 3b는 샤워헤드 형상의 분사부가 기상유기물을 분사할 때 모재를 안착시킨 모재안착부가 전자석을 이용한 이송방법을 통하여 수평방향으로 이동하는 형상을 도시한다.3B illustrates a shape in which a shower head-shaped spray unit moves in a horizontal direction through a transfer method using an electromagnet, in which a base material seating unit seats a base material when spraying gaseous organic matter.
분사부(110)가 기상유기물(22)을 분사하는 동안에 분사부(110)를 수평방향으로 이동하는 도 2a의 경우와는 반대로, 도 3b와 같이 분사부(110)가 기상유기물(22)을 분사하는 동안에 모재(10)를 안착시킨 모재안착부(140)를 수평방향으로 이동시키게되면, 모재(10)의 상면에 기상유기물(22)이 고르게 증착되는 도 2a의 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있게된다. 또한, 가이드레일에 의하여 분사부(110)가 이동하는 도 3a의 경우와는 달리, 도 3b와 같이 분사부(110)가 기상유기물(22)을 분사하는 동안 모재안착부(140)를 수평방향으로 이동시키는 방법은 전자석을 이용한 이송방법을 사용하므로 보다 미세하게 모재안착부(140)의 이동을 제어할 수 있게 된다.Contrary to the case of FIG. 2A in which the injection unit 110 moves horizontally while the injection unit 110 injects the gaseous phase organic matter 22, the injection unit 110 moves the gaseous phase organic matter 22 as shown in FIG. 3B. When the base material mounting portion 140 on which the base material 10 is seated during the spraying is moved in the horizontal direction, the same effect as that of FIG. 2A in which the vapor phase organic matter 22 is evenly deposited on the upper surface of the base material 10 can be obtained. Will be. In addition, unlike in the case of FIG. 3A in which the injection unit 110 moves by the guide rail, as shown in FIG. 3B, the base material mounting unit 140 is horizontally moved while the injection unit 110 injects the gas phase organic material 22. Since the moving method uses a transfer method using an electromagnet, the movement of the base material mounting part 140 can be more finely controlled.
도 3c는 분사튜브를 이용하여 기상유기물을 모재에 증착시키는 형상을 도시한다.Figure 3c shows the shape of depositing the gaseous organic matter on the base material using the injection tube.
분사튜브(112)를 이용하는 증착장치는 도 3c에 도시된 바와 같이, 두 종류 이상의 기상유기물을 균일하게 혼합하는 혼합탱크(250)를 통하여 증착챔버(100) 내부로 이송된 기상유기물(22)을, 석영, 세라믹 또는 금속재질로 이루어져 있으며 직경 3~20㎜의 관 형상으로 형성된 분사튜브(112)를 통해 모재(10)의 상면에 증착시키는 구조를 갖는다. 분사튜브(112)를 이용한 기상유기물 증착장치는 평탄하고 신속한 고속성막의 유기박막을 형성한다.As illustrated in FIG. 3C, the vapor deposition apparatus using the injection tube 112 transfers the gas phase organic material 22 transferred into the deposition chamber 100 through the mixing tank 250 that uniformly mixes two or more types of gas phase organic materials. , Made of quartz, ceramic or metal and has a structure in which the upper surface of the base material 10 is deposited through the injection tube 112 formed in a tubular shape having a diameter of 3 to 20 mm. The vapor phase organic vapor deposition apparatus using the injection tube 112 forms the organic thin film of a flat and rapid high-speed film.
도 3d는 분사튜브가 회전 및 상하 이동을 하며 모재에 기상유기물을 증착시키는 형상을 도시한다.3d illustrates a shape in which the injection tube rotates and moves up and down and deposits gaseous organic matter on the base metal.
도 3c에 도시된 증착장치는, 증착챔버(100)의 상단에 분사튜브(112)를 회전시키는 회전모터(114)와, 분사튜브(112)를 상하 수직으로 이동시키는 수직 이동모터(116)를 구비하여, 분사튜브(112)가 회전 및 상하 이동을 하면서 기상유기물(22)을 모재(10) 상단에 분사할 수 있도록 구성되어있다. 또한, 분사튜브(112)는, 회전모터(114)에 의하여 회전될 때 기상유기물(22)이 분사되는 분사튜브(112)의 끝단이 원운동을 할 수 있도록, 계단형의 굴절을 갖도록 형성된다.The deposition apparatus illustrated in FIG. 3C includes a rotary motor 114 for rotating the injection tube 112 on the top of the deposition chamber 100 and a vertical moving motor 116 for moving the injection tube 112 up and down vertically. In addition, the injection tube 112 is configured to spray the gas phase organic material 22 to the upper base material 10 while rotating and moving up and down. In addition, the injection tube 112 is formed to have a stepped refraction so that the end of the injection tube 112, which is injected into the gas phase organic matter 22 when the rotary motor 114 is rotated can perform a circular motion. .
회전모터(114) 및 수직이동모터(116)에 의하여 분사튜브(112)의 위치를 자유로이 조정할 수 있으므로, 도 3c에 도시된 증착장치는 기상유기물을 보다 균일하게 분사할 수 있게된다.Since the position of the injection tube 112 can be freely adjusted by the rotary motor 114 and the vertical movement motor 116, the deposition apparatus shown in FIG. 3C can more uniformly inject the gas phase organic matter.
도 4는 유기물을 가열하여 발생한 기상유기물에 운반가스를 혼합하는 과정을 도시한다.4 illustrates a process of mixing a carrier gas with gaseous organic substances generated by heating an organic substance.
도 4a는 도가니 내부에서 기상유기물과 운반가스를 혼합하는 형상을 도시한다.Figure 4a shows the shape of mixing the gaseous organic matter and the carrier gas inside the crucible.
도 4a에 도시된 바와 같이, 유기물 가열히터(230)에 의하여 가열되어 기화된유기물(20)은 도가니(220)의 내부로 연결된 운반가스 인입관(240)을 따라 인입되는 운반가스와 도가니(220) 내부에서 혼합된다. 도 4a에 도시된 방법으로 기상유기물과 운반가스를 혼합하면, 유기물이 기화되는 동시에 운반가스와 혼합되므로 혼합이 용이해지며 두 기체가 균질하게 혼합된다는 장점이 있다.As shown in FIG. 4A, the vaporized organic material 20 heated and heated by the organic material heating heater 230 is introduced through the carrier gas inlet pipe 240 connected to the inside of the crucible 220 and the crucible 220. ) Are mixed inside. When the gaseous organic matter and the carrier gas are mixed by the method shown in FIG. 4A, since the organic matter is vaporized and mixed with the carrier gas, the gas is easily mixed and the two gases are homogeneously mixed.
도 4b는 도가니 외부에서 기상유기물과 운반가스를 혼합하는 형상을 도시한다.Figure 4b shows the shape of mixing the gaseous organic matter and the carrier gas outside the crucible.
도 4b에 도시된 혼합장치는, 유기물 챔버(200) 외부에 위치하는 기상유기물 이송관(210)에 운반가스 인입관(240)을 결합시킨 구조로 형성되어있다. 유기물 가열히터(230)에 의해 가열되어 기화된 유기물(20)은 기상유기물 이송관(210)을 따라 이송되는 도중에, 기상유기물 이송관(210)과 결합된 운반가스 인입관(240)을 통하여 인입되는 운반가스와 혼합된다. 이와 같은 혼합장치는 도가니(220) 및 유기물 챔버(200)에 운반가스 인입관(240)을 결합시키기 위하여 별도의 구성을 할 필요가 없으므로 제작이 용이해진다는 장점이 있다.The mixing device shown in FIG. 4B is formed in a structure in which a carrier gas inlet pipe 240 is coupled to a gaseous phase organic matter transport pipe 210 positioned outside the organic chamber 200. The organic material 20 heated and vaporized by the organic material heating heater 230 is drawn in through the carrier gas inlet pipe 240 coupled with the vapor phase organic feed pipe 210 while being transported along the vapor phase organic feed pipe 210. Mixed with the carrier gas. Such a mixing device has the advantage that it does not need to make a separate configuration in order to couple the carrier gas inlet pipe 240 to the crucible 220 and the organic material chamber 200 has the advantage of being easy to manufacture.
도 5는 도가니 및 기상유기물 인출홀의 여러 가지 형상을 도시한다.5 illustrates various shapes of the crucible and the gas phase organic withdrawal hole.
도 5a는 직육면체 형상으로 형성되어 있으며 상단부에 하나의 기상유기물 인출홀을 구비하는 도가니의 형상을 도시한다.FIG. 5A illustrates the shape of a crucible having a rectangular parallelepiped shape and having one vapor phase organic withdrawal hole at an upper end thereof.
도 5a에 도시된 바와 같이, 직육면체 형상의 도가니(220)는, 도가니(220) 내부의 유기물을 가열하는 유기물 가열히터(230)로 외부가 둘러싸여 있으며, 상단부에는 기상유기물이 인출되는 기상유기물 인출홀(222)이 구비되어있다.As shown in FIG. 5A, the crucible-shaped crucible 220 is surrounded by an organic heating heater 230 for heating organic matter inside the crucible 220, and a gas phase organic withdrawal hole through which gaseous organic matter is drawn out at an upper end thereof. 222 is provided.
도 5b는 직육면체 형상으로 형성되어 있으며 상단부에 다수의 기상유기물 인출홀을 구비하는 도가니의 형상을 도시한다.5B illustrates a crucible having a rectangular parallelepiped shape and having a plurality of vapor phase organic withdrawal holes at an upper end thereof.
모재에 기상유기물을 빠르게 증착시키는 고속성막을 위해서는 보다 많은 유량의 기상유기물을 인출하여야하는데, 도 5a에 도시된 바와 같이 도가니(220) 상단에 하나의 기상유기물 인출홀(222)을 구비해서는 많은 유량의 기상유기물을 인출할 수 없다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도 5b에 도시된 바와 같이 도가니(220)의 상단부에 다수의 기상유기물 인출홀(222)을 구비하면, 보다 많은 유량의 기상유기물을 인출할 수 있게된다.In order to quickly deposit gaseous organic matter on the base material, a higher flow rate of gaseous organic matter must be taken out. As shown in FIG. 5A, one gaseous organic organic matter withdrawing hole 222 is provided on the top of the crucible 220. There is a problem that can not withdraw the weather organic matter. In order to solve this problem, as shown in Figure 5b having a plurality of gas phase organic withdrawal holes 222 in the upper end of the crucible 220, it is possible to withdraw the gas phase organic matter of a higher flow rate.
도 5c는 원통형 형상으로 형성되어 있으며 상단부에 하나의 기상유기물 인출홀을 구비하는 도가니의 형상을 도시한다.FIG. 5C illustrates the shape of the crucible having a cylindrical shape and having one vapor phase organic withdrawal hole at its upper end.
도가니(220) 내부의 유기물을 보다 효과적으로 기화시키기 위하여 도가니(220)를 여러 가지 형상으로 제작할 수도 있다. 도가니(220)의 형상이 직육면체로 제작된 경우에는, 도가니(220)를 둘러싸고 있는 유기물 가열히터(230)에서 발생하는 열이 도가니(220)의 외부면 전체에 고루 전달되지 못함으로 인하여 많은 열 손실이 발생하고, 이에 따라 기상유기물 발생량을 정확하게 조절할 수 없다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도 5c에 도시된 바와 같이 도가니(220)의 형상을 원통형으로 제작하여 유기물 가열히터(230)에서 발생하는 열이 도가니(220)의 외부면 전체에 고루 전달될 수 있도록 한다. 이와 같이 도가니(220)의 형상을 변경함으로써 유기물 가열히터(230)에서 발생하는 열을 보다 효울적으로 사용할 수 있고, 기상유기물 발생량을 용이하게 조절할 수 있게된다. 또한, 도가니(220)의 형상은 도 5에 도시된 직육면체 및 원통형 형상에 한정되지 아니하고, 다면체 및 구형의 형상으로도 변형이 가능하다.In order to more effectively vaporize the organic material inside the crucible 220, the crucible 220 may be manufactured in various shapes. When the shape of the crucible 220 is made of a rectangular parallelepiped, a large amount of heat is lost because heat generated from the organic heating heater 230 surrounding the crucible 220 is not evenly transmitted to the entire outer surface of the crucible 220. This occurs, and thus there is a problem in that the amount of gaseous phase organic matter generation cannot be precisely controlled. In order to solve this problem, as shown in Figure 5c to make the shape of the crucible 220 in a cylindrical shape so that the heat generated from the organic heating heater 230 can be evenly transmitted to the entire outer surface of the crucible 220. do. By changing the shape of the crucible 220 as described above, the heat generated from the organic heating heater 230 can be used more efficiently, and the amount of gaseous phase organic matter generation can be easily adjusted. In addition, the shape of the crucible 220 is not limited to the rectangular parallelepiped and the cylindrical shape shown in FIG. 5, and may be modified into a polyhedron and a spherical shape.
도 5d는 원통형 형상으로 형성되어 있으며 상단부에 다수의 기상유기물 인출홀을 구비하는 도가니의 형상을 도시한다.5d illustrates a crucible having a cylindrical shape and having a plurality of vapor phase organic withdrawal holes at its upper end.
도 5c에 도시된 원통 형상의 도가니(220)에서 보다 많은 유량의 기상유기물을 인출할 필요가 있을 경우에는, 도 5b의 경우와 마찬가지로 도가니(220) 상단면에 다수의 기상유기물 인출홀을 구비할 수 있다.When it is necessary to withdraw gaseous phase organic matters having a higher flow rate from the cylindrical crucible 220 shown in FIG. 5C, a plurality of gaseous organic substance withdrawing holes may be provided in the upper surface of the crucible 220 as in the case of FIG. 5B. Can be.
도 6은 기상유기물 이송관 외부에 정온히터를 구비한 형상을 도시한다.Figure 6 shows the shape provided with a constant temperature heater outside the gas phase organic matter transfer pipe.
도가니(220)에서 발생된 기상유기물이 기상유기물 이송관(210)을 통하여 이송될 때에 기상유기물 이송관(210)이 외부 공기와 접촉하여 냉각되면, 기상유기물 이송관(210) 내부로 유동하는 기상유기물도 냉각되는데, 이와 같은 경우에 기상유기물이 증착에 적절한 온도 이하로 냉각되면 모재로의 증착이 불량해 진다는 문제점이 발생하게된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 6에 도시된 바와 같이, 기상유기물 이송관(210) 외부에는, 열을 발생하는 열선(262)과 가열온도를 정밀하게 유지 및 조절하는 정온 발열소자 시스템(264)을 포함하는 정온히터(260)를 구비한다.When the gaseous phase organic matter generated in the crucible 220 is cooled through contact with the outside air when the gaseous phase organic matter transport pipe 210 is cooled through the gaseous phase organic matter transport pipe 210, the gaseous phase organic matter flows into the gaseous phase organic matter transport pipe 210. The organic material is also cooled. In this case, if the gaseous organic matter is cooled below a temperature suitable for deposition, a problem arises in that deposition on the base material becomes poor. In order to solve this problem, as shown in FIG. 6, outside the gaseous phase organic matter transport pipe 210, a heating element 262 for generating heat and a constant temperature heating element system 264 for precisely maintaining and controlling a heating temperature are provided. A constant temperature heater 260 is included.
또한, 정온히터(260)는 유기물 챔버(200)의 온도를 일정하게 유지하기 위하여 유기물 챔버(200)에도 구비시킬 수 있다.In addition, the constant temperature heater 260 may be provided in the organic chamber 200 to maintain a constant temperature of the organic chamber 200.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면,본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using the preferable embodiment, the scope of the present invention is not limited to a specific embodiment and should be interpreted by the attached claim. In addition, those of ordinary skill in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
본 발명에 따른 기상유기물 증착방법과 이를 이용한 기상유기물 증착장치를 이용하면, 넓은 면적의 기판에 기상유기물을 고르게 증착시킬 수 있고 유기박막을 고속으로 성막시킬 수 있으며 유기재료 혼합량의 미세조정이 가능해진다.Using the vapor phase organic vapor deposition method and the vapor phase organic vapor deposition apparatus using the same, the vapor phase organic matter can be uniformly deposited on a large area of the substrate, the organic thin film can be formed at a high speed, and the fine adjustment of the amount of organic material mixture becomes possible. .
또한, 기상유기물을 증착시킬 부위에만 기상유기물을 분사하므로 기상유기물을 효과적으로 증착시킬 수 있고, 유기물 재료를 절약할 수 있다는 장점이 있다.In addition, since the gaseous phase organic matter is sprayed only at the site where the gaseous phase organic matter is deposited, it is possible to effectively deposit the gaseous organic matter, and there is an advantage of saving the organic material.
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