KR100487419B1

KR100487419B1 - Vapor depositing device

Info

Publication number: KR100487419B1
Application number: KR10-2003-0010638A
Authority: KR
Inventors: 나건수; 모성호; 김우찬; 김석주
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2005-05-04
Also published as: KR20040075172A

Abstract

본 발명은 증발원에서 배출된 재료 증기의 흐름을 기판 표면에 대하여 수직으로 변환시켜 기판의 전체 표면에 균일한 재료 증착막을 형성할 수 있는 기상 증착 장치에 관한 것으로서, 내부에 수용된 증착 재료로 열을 전달하는 증발원을 포함하며 증발원 내에서 생성된 증착 재료의 증기를 배출시켜 상부에 위치한 기판 표면에 증착막을 형성하는 기상 증착 장치에서 증발원과 기판 사이에 설치되어 증발원에서 배출된 재료 증기의 흐름을 기판 전체 표면에 대하여 수직으로 변환시키는 수단을 더 포함한다. 본 발명에서의 증발원에서 배출된 재료 증기의 흐름을 기판 전체 표면에 대하여 수직으로 변환시키는 수단은 기판과 평행으로 설치된 소정 두께를 갖는 부재로 이루어진 가이더로서, 가이더에는 구성 부재를 수직으로 관통하는 다수의 관통공들이 형성되어 있다. The present invention relates to a vapor deposition apparatus capable of forming a uniform material deposition film on the entire surface of the substrate by converting the flow of material vapor discharged from the evaporation source perpendicular to the substrate surface, and transfers heat to the deposition material contained therein. A vapor deposition apparatus that includes an evaporation source to discharge vapor of the deposition material generated in the evaporation source to form a deposition film on the substrate surface located above, and is installed between the evaporation source and the substrate to flow the material vapor discharged from the evaporation source to the entire surface of the substrate. Means for converting perpendicular to. In the present invention, the means for converting the flow of material vapor discharged from the evaporation source perpendicularly to the entire surface of the substrate is a guider composed of a member having a predetermined thickness arranged in parallel with the substrate, and the guider has a plurality of vertically penetrating components. Through holes are formed.

Description

Vapor Deposition Device

본 발명은 기상 증착 장치에 관한 것으로서, 특히 기판의 전체 표면에 균일한 재료 증착막을 형성할 수 있는 증발원 및 가이더를 구비한 기상 증착 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vapor deposition apparatus, and more particularly, to a vapor deposition apparatus having a vaporization source and a guider capable of forming a uniform material deposition film on the entire surface of a substrate.

열적 물리적 기상 증착은 증착 재료로 기판 표면에 발광층, 유기물층 등의 재료층을 형성하는 기술로서, 기판 재료는 컨테이너 내에 수용되고 기화 온도까지 가열되며, 증착 재료의 증기는 증착 재료가 수용된 컨테이너 밖으로 이동한 후 코팅될 기판 상에서 응축된다. 이러한 증착 공정은 10^-7 내지 10^-2Torr 범위의 압력 상태의 용기 내에서 기화될 증착 재료를 수용하는 컨테이너 및 코팅될 기판을 갖고 진행된다.Thermal physical vapor deposition is a technique of forming a material layer such as a light emitting layer, an organic material layer, etc. on the surface of a substrate as a deposition material, wherein the substrate material is contained in a container and heated to a vaporization temperature, and vapor of the deposition material moves out of the container containing the deposition material. It is then condensed on the substrate to be coated. This deposition process proceeds with a container to hold the deposition material to be vaporized and a substrate to be coated in a vessel under pressure ranging from 10 ⁻⁷ to 10 ⁻² Torr.

일반적으로, 증착 재료를 수용하는 컨테이너(이하, "증발원(deposition source)"이라 칭함)는 전류가 벽(부재)들을 통과할 때 온도가 증가되는 전기적 저항 재료로 만들어진다. 증발원에 전류가 인가되면, 그 내부의 증착 재료는 증발원의 벽으로부터의 방사열 및 벽과의 접촉으로부터의 전도열에 의하여 가열된다. 전형적으로, 증발원은 상부가 개방된 박스형이며, 이 개방부는 기판을 향한 증기의 분산(유출)을 허용한다.In general, a container containing a deposition material (hereinafter referred to as a "deposition source") is made of an electrically resistive material that increases in temperature as current passes through the walls (members). When a current is applied to the evaporation source, the deposition material therein is heated by radiant heat from the wall of the evaporation source and conduction heat from contact with the wall. Typically, the evaporation source is box-shaped with an open top, which opening allows for the dispersion (outflow) of steam towards the substrate.

기상 증착 재료는 기판 표면 상에 기화 및 증착을 위하여 사용되어 왔으며, 예를 들어 저온 유기물, 금속 또는 고온 무기물 성분 등의 광범위한 재료를 포함한다. 유기층 증착의 경우에서, 가동 재료(starting material)는 일반적으로 분말이다. 이러한 유기 분말은 이러한 형태의 열 기화 코팅에 다수의 기회를 제공한다는 것이 인식되어져 왔다. 먼저, 다수의 유기물은 비교적 약한 결합을 갖는 비교적 복잡한 성분들(높은 분자량)이며, 따라서 기화 공정 동안에 분해를 방지하기 위하여 세심한 주의를 기울여야만 한다. 다음으로, 파우더 형태는 기화되지 않은 형광 재료의 입자를 발생시킬 수 있으며, 이 입자는 증기와 함께 증착 재료를 남겨두며 기판 상에 원하지 않는 럼프(lump)로서 증착된다. 이러한 럼프들은 기판 상에 형성된 층 내에서 미립자 또는 미립자 함유물로서 일반적으로 언급된다. Vapor deposition materials have been used for vaporization and deposition on substrate surfaces and include a wide variety of materials such as, for example, low temperature organics, metals or high temperature inorganic components. In the case of organic layer deposition, the starting material is generally powder. It has been recognized that such organic powders offer many opportunities for this type of thermal vaporizing coating. First, many organics are relatively complex components (high molecular weight) with relatively weak bonds, and therefore great care must be taken to prevent degradation during the vaporization process. Next, the powder form may generate particles of unvaporized fluorescent material, which are deposited as unwanted lumps on the substrate, leaving the deposition material with vapor. Such lumps are generally referred to as particulates or particulate inclusions in a layer formed on a substrate.

분말 형태는 흡수된 또는 흡착된 수분 또는 휘발성 유기물을 지지할 수 있는 매우 넓은 표면적을 가지며, 휘발성 유기물은 가열 동안에 방출될 수 있고 증발원으로부터 기판을 향하여 가스 및 미립자의 분출이 바깥쪽으로 분출되게 할 수 있는 점에서 이는 부가적으로 악화된다. 유사한 생각들이 기화 전에 용융되고 기판 표면으로 분출되는 방울들을 형성할 수 있는 재료에 관계된다. The powder form has a very large surface area that can support absorbed or adsorbed moisture or volatile organics, which can be released during heating and can cause the outflow of gases and particulates from the evaporation source toward the substrate outwards. In that regard, this additionally worsens. Similar ideas relate to a material capable of forming droplets that melt and erupt before the vaporization to the substrate surface.

이러한 원하지 않은 입자들 또는 방울들이 제품, 특히 전자 또는 광학 제품들에 허용될 수 없는 결함을 초래할 것이며, 어두운 스폿(spots)이 이미지 내에 나타날 수 있으며 또는 단락(short) 또는 개로(open)가 전자 장치 내에서 불량으로 나타날 수 있다. Such unwanted particles or droplets will lead to unacceptable defects in the product, in particular electronic or optical products, dark spots may appear in the image or short or open electronic devices. May appear as bad within.

이러한 유기물 분말을 보다 균일하게 가열하기 위하여 그리고 미립자 또는 방울들의 파열이 기판에 도달하는 것을 방지하기 위하여 설계된 기상 증착 장치의 연구에 많은 노력이 소요되어 왔다. 단지 증기 출구를 보장하기 위하여 증착 재료와 출구 개구 사이의 복잡한 배플 구조에 대한 많은 설계들이 제안되어 왔다.Much effort has been spent in the study of vapor deposition apparatus designed to heat these organic powders more uniformly and to prevent rupture of particulates or droplets from reaching the substrate. Many designs have been proposed for the complex baffle structure between the deposition material and the outlet opening only to ensure a vapor outlet.

도 1은 기판 표면으로의 유기물 기상 증착을 위한 일반적인 증발원과 기판과의 관계를 개략적으로 도시한 도면이다. 증착 재료인 유기물이 수용된 증발원(1)의 상부에는 유기물층이 증착될 기판(2)이 위치하고 있으며, 증발원(1)의 상단에는 중앙부에 개구(1A)가 형성된 커버(1B)가 설치되어 있다. 전술한 바와 같이, 증발원(1)에 인가된 전류가 증발원(1)의 벽(측면 부재)을 통과할 때 온도가 증가되며, 따라서 그 내부에 수용된 유기물은 증발원(1)의 벽으로부터의 방사열 및 벽과의 접촉으로 인한 전도열에 의하여 가열된다. 유기물은 임계 온도 이상에서 증기화되며, 유기물 증기는 증발원(1)의 상단 개구(1A)를 통하여 배출(유출)되어 기판(2)으로 분산된다.1 is a view schematically showing a relationship between a substrate and a general evaporation source for organic vapor deposition on the substrate surface. The substrate 2 on which the organic material layer is to be deposited is positioned on the evaporation source 1 in which the organic material as the deposition material is accommodated, and the cover 1B is formed at the top of the evaporation source 1 with an opening 1A formed at the center thereof. As described above, the temperature is increased when the current applied to the evaporation source 1 passes through the wall (side member) of the evaporation source 1, so that the organic matter contained therein is radiated heat from the wall of the evaporation source 1 and It is heated by conductive heat due to contact with the wall. Organic matter vaporizes above a critical temperature, and organic matter vapor is discharged (outflowed) through the top opening 1A of the evaporation source 1 and dispersed into the substrate 2.

도 2는 기판 표면의 위치에 따라 증착 유기물층의 두께 변화를 나타내는 그래프도서, 기판(2) 표면에 증착된 유기물층의 두께가 위치에 따라 균일하지 않은 상태를 설명하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 증착원(1)의 커버(1B)에 형성된 개구(1A)를 통하여 외부로 배출된 유기물 증기는 개구(1A)를 중심으로 분산되며, 따라서 증발원(1)의 직상부에 대응하는 기판(2) 중심부 표면(도 2의 C 부분)으로부터 기판의 외곽부 표면(도 2의 O 부분)으로 갈수록 증착된 유기물층의 두께가 얇아지게 된다. FIG. 2 is a graph showing a change in the thickness of the deposited organic material layer depending on the position of the substrate surface, illustrating a state in which the thickness of the organic material layer deposited on the surface of the substrate 2 is not uniform according to the position. As shown in FIG. 1, the organic vapor discharged to the outside through the opening 1A formed in the cover 1B of the deposition source 1 is dispersed about the opening 1A, and thus, the vapor of the evaporation source 1 The thickness of the deposited organic material layer becomes thinner from the central surface (part C of FIG. 2) corresponding to the upper part to the outer surface (part O of FIG. 2) of the substrate.

증착원(1)과 기판(2)까지의 간격은 증착원(1) 직상부의 기판(2) 중심부 표면으로부터 기판(2) 외곽부 표면으로 갈수록 점차적으로 증가하게 되며, 동일 기판(2)에서의 이러한 증착원(1)으로부터의 거리 차이는 기판(2) 표면에 도달되어 증착되는 유기물 증기의 양 및 속도를 변화시킨다. The distance between the deposition source 1 and the substrate 2 gradually increases from the central surface of the substrate 2 directly above the deposition source 1 to the outer surface of the substrate 2, and on the same substrate 2. This difference in distance from the deposition source 1 changes the amount and velocity of organic vapor that reaches and deposits on the substrate 2 surface.

따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 증착원(1)과 가장 가까운 기판(2) 중심부 표면에 증착된 유기물층의 두께는 증착원(1)과 비교적 먼 거리의 기판(2) 외곽부 표면에 증착된 유기물층의 두께와 큰 차이가 발생할 수 밖에 없으며, 이러한 현상은 기판 표면에 형성된 유기물층의 두께 편차 및 밀도 차이를 발생시켜 소자의 신뢰성을 저하시키는 요인이 된다. Therefore, as shown in FIG. 2, the thickness of the organic layer deposited on the central surface of the substrate 2 closest to the deposition source 1 is deposited on the outer surface of the substrate 2 relatively far from the deposition source 1. A large difference with the thickness of the organic material layer is inevitably generated, and this phenomenon causes a variation in the thickness and density of the organic material layer formed on the substrate surface, thereby degrading the reliability of the device.

이러한 구조의 증착원으로 인한 또다른 문제점을 도 3을 통하여 설명하면 다음과 같다. 도 3은 마스크를 이용하여 기판 표면에 유기물층 패턴을 형성하는 과정을 도시한 기판의 일부 상세도로서, 유기물층 패턴을 형성하기 위한 마스크(M)가 기판(2) 표면에 부착된 상태를 도시하고 있으며, 마스크(M)의 중심부 및 외곽부에 각각 형성된 2개의 마스크 패턴(P_C및 P_O)만을 도시하고 있다.Another problem caused by the deposition source of such a structure will be described with reference to FIG. 3. FIG. 3 is a partial detailed view of a substrate illustrating a process of forming an organic layer pattern on a surface of a substrate using a mask, and illustrates a state in which a mask M for forming an organic layer pattern is attached to a surface of the substrate 2. , Only two mask patterns P _C and P _O respectively formed in the central and outer portions of the mask M are shown.

유기물 증기가 통과하여 기판(2) 표면에 증착될 수 있도록 형성된 마스크 패턴(P_C및 P_O)의 양 측벽은 기판(2) 표면에 수직이며, 이러한 마스크 패턴(P_C및 P_O)의 형상은 유기물 증기의 기판(2) 외곽부로의 흐름에 많은 영향을 미친다.Both sidewalls of the mask patterns P _C and P _O formed to allow organic vapor to pass through and deposited on the surface of the substrate 2 are perpendicular to the surface of the substrate 2, and the shape of the mask patterns P _C and P _O is Has a great influence on the flow of organic vapor to the periphery of the substrate 2.

도 3에 도시된 바와 같이, 증발원(1)의 바로 위에 위치하는 기판(2)의 중앙부(C) 표면에는 배출된 유기물 증기가 대응하는 마스크 패턴(P_C)을 통하여 공급되어 (마스크 패턴(P_C)을 통하여) 노출된 기판(2) 표면 전체에 유기물 증기가 증착될 수 있다. 그러나, 증발원(1)으로부터 기판(2)의 외곽부(O) 표면으로 이동하는 유기물 증기는 마스크(M)에 의하여 그 흐름이 일부 차단되어 마스크 패턴(P_O) 내로 유입되지 못한다. 즉, 기판(2)에 대하여 어느 정도의 각도를 갖고 기판(2)의 외곽부(O)로 유동하는 유기물 증기는 마스크 패턴(P_O)에 인접한 마스크(M)에 의하여 그 흐름이 차단되며, 결국 도 3에 도시된 바와 같이 마스크 패턴(P_O)을 통하여 외부로 노출은 되지만 마스크 패턴(P_O) 내벽에 인접하는 기판(2) 표면에는 유기물이 도달하지 못한다. 따라서 기판(2) 외곽부(O)에서 동일한 마스크 패턴(P_O)을 통하여 외부로 노출된 기판(2) 표면에는 유기물이 증착된 부분(D)과 유기물이 증착되지 못한 부분 (shadow; 도 3의 S 부분)이 함께 존재하게 되며, 이러한 현상 역시 소자의 신뢰성을 저하시키는 요인으로 작용하게 됨은 물론이다.As shown in FIG. 3, the discharged organic vapor is supplied to the surface of the central portion C of the substrate 2 positioned directly above the evaporation source 1 through a corresponding mask pattern P _C (mask pattern P _{Through C} ), organic vapor may be deposited on the entire exposed surface of the substrate 2. However, the organic material vapor moving in the outer part (O) the surface of the substrate 2 from the evaporation source (1) is that the flow is part blocked by the mask (M) does not flow into the mask pattern (P _O). In other words, has a certain degree angle with respect to the substrate (2) organic material vapor flowing into the outer part (O) of the substrate (2) is that the flow is blocked by the mask (M) adjacent to the mask pattern (P _O), end to the outside through the mask pattern (P _O) as shown in Figure 3 is exposed, but the substrate (2) surface adjacent to the mask pattern (P _O), the inner wall does not reach the organic substances. Therefore, the substrate 2 outside portion (O), the same mask pattern (P _O) has failed to deposit a portion (D) and the organic organic material is deposited portion of the substrate (2) surface exposed to the outside through the at (shadow; 3 (S portion of)) will be present together, and this phenomenon will of course also act as a factor to reduce the reliability of the device.

본 발명은 증발원을 이용하여 기판 표면에 재료층을 형성하는 과정에서 발생하는 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 증발원에서 배출된 재료 증기의 흐름을 기판 표면에 대하여 수직으로 변환시켜 기판의 전체 표면에 균일한 재료 증착막을 형성할 수 있는 기상 증착 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-described problems in the process of forming a material layer on the surface of the substrate using an evaporation source, by converting the flow of material vapor discharged from the evaporation source perpendicular to the substrate surface to the entire surface of the substrate It is an object to provide a vapor deposition apparatus capable of forming a uniform material deposition film.

본 발명자들은 기판 표면의 불균일한 두께의 재료 증착막 형성 및 기판 외곽부에 형성된 마스크 패턴 내에서의 재료층 미증착 부분 형성이 증착원에서 배출된 재료 증기가 일정한 각도의 경사진 상태로 기판의 외곽부로 흐르는 현상에 의하여 나타난다는 점에 유의하여 재료 증기를 기판 전체 표면에 걸쳐 기판 표면에 대하여 수직 상태로 흐르게 할 수 있는 장치를 개발하게 되었다. The inventors of the present invention have shown that the formation of a material deposition film having a non-uniform thickness on the surface of a substrate and the formation of a non-deposited portion of a material layer in a mask pattern formed on the outer surface of the substrate are carried out to the outer portion of the substrate with the material vapor discharged from the deposition source inclined at an angle. It is noted that this is caused by flowing phenomena, resulting in a device capable of flowing material vapors perpendicular to the substrate surface over the entire substrate surface.

본 발명에 따른, 내부에 수용된 증착 재료로 열을 전달하는 증발원을 포함하며 증발원 내에서 생성된 증착 재료의 증기를 배출시켜 상부에 위치한 기판 표면에 증착막을 형성하는 기상 증착 장치는 증발원과 기판 사이에 설치되어 증발원에서 배출된 재료 증기의 흐름을 기판 전체 표면에 대하여 수직으로 변환시키는 수단을 더 포함한다.According to the present invention, a vapor deposition apparatus including an evaporation source for transferring heat to an evaporation material contained therein and discharging the vapor of the evaporation material generated in the evaporation source to form a deposition film on the substrate surface located above is provided between the evaporation source and the substrate. And means for converting the flow of material vapor discharged from the evaporation source perpendicularly to the entire surface of the substrate.

본 발명에서의 증발원에서 배출된 재료 증기의 흐름을 기판 전체 표면에 대하여 수직으로 변환시키는 수단은 기판과 평행으로 설치된 소정 두께를 갖는 부재로 이루어진 가이더로서, 가이더에는 구성 부재를 수직으로 관통하는 다수의 관통공들이 형성되어 있다. In the present invention, the means for converting the flow of material vapor discharged from the evaporation source perpendicularly to the entire surface of the substrate is a guider composed of a member having a predetermined thickness arranged in parallel with the substrate, and the guider has a plurality of vertically penetrating components. Through holes are formed.

또한, 본 발명에서는 가이더에 전원을 연결하고, 기판을 접지시켜 기판과 가이더 사이의 공간에 전계가 형성되도록 하였으며, 증발원의 상부에는 배출된 재료 증기를 이온화시키는 수단을 설치하여 증발원에서 배출된 재료 증기가 이온화된 후, 가이더를 통과하여 기판에 도달하는 과정에서 형성된 전계에 의하여 그 흐름이 가속되고 직진성이 높아지도록 구성하였다. In the present invention, the electric power is connected to the guider, the substrate is grounded so that an electric field is formed in the space between the substrate and the guider, and a means for ionizing the material vapor discharged is installed on the upper part of the evaporation source to discharge the material vapor discharged from the evaporation source. After the ionization, the flow was accelerated by the electric field formed in the process of reaching the substrate through the guider, so that the flow was increased.

첨부된 도면을 참고로 한 바람직한 실시예의 상세한 설명에 의하여 본 발명은 보다 완전하게 이해될 것이다. The invention will be more fully understood by the detailed description of the preferred embodiment with reference to the attached drawings.

도 4는 본 발명에 따른 기상 증착 장치와 기판의 상호 관계를 개략적으로 도시한 도면으로서, 본 발명에 따른 기상 증착 장치의 가장 큰 특징은 증발원(10) 상부에 재료 증기의 흐름을 기판(20) 전체 표면에 대하여 수직으로 변환시킬 수 있는 가이더(30; guider)를 장착한 것이다. 한편, 기상 증착 장치는 각 부재를 지지하는 구성 부재 및 이를 수용하는 케이싱 등을 포함하는 것은 물론이며, 도 4에서는 도면의 간략화를 위하여 단지 증발원(10), 가이더(30) 및 기판(20)만을 도시하였다. 4 is a view schematically showing the relationship between the vapor deposition apparatus and the substrate according to the present invention, the biggest feature of the vapor deposition apparatus according to the present invention is the flow of material vapor on the evaporation source 10 substrate 20 It is equipped with a guider 30 that can be converted perpendicular to the entire surface. On the other hand, the vapor deposition apparatus of course includes a component for supporting each member and a casing for accommodating the same, and in FIG. 4, only the evaporation source 10, the guider 30, and the substrate 20 are provided for simplicity of the drawings. Shown.

본 발명의 기상 증착 장치에 적용된 가이더(30)는 면적이 기판(20)의 면적과 거의 동일한 일정 두께의 부재로 이루어지며, 이 부재를 수직으로 관통하는 다수의 관통공들(31C, 31O)이 형성되어 있는 구조를 갖는다. 이와 같은 구조의 가이더(30)를 수평으로 위치시키고 그 상부에 재료(예를 들어, 유기물)를 증착하고자 하는 기판(20)을 수평으로 위치시킴으로서 가이더(30)의 각 관통공들(31C, 31O)은 기판(20) 표면에 대하여 수직의 상태를 유지하게 된다. The guider 30 applied to the vapor deposition apparatus of the present invention is formed of a member having a predetermined thickness of approximately the same area as that of the substrate 20, and a plurality of through holes 31C and 31O vertically penetrating the member are provided. It has a formed structure. By positioning the guider 30 having such a structure horizontally and horizontally placing the substrate 20 to be deposited material (for example, organic material) on top of each of the through holes 31C, 31O of the guider 30. ) Is maintained perpendicular to the surface of the substrate 20.

도 4에 도시된 바와 같이, 기판(20) 및 가이더(30)를 수평으로 위치시키고 가이더(30) 하부에 증착 재료가 수용된 증발원(10)을 위치시킨 상태에서 증발원 (10)을 작동시키면, 재료 증기가 증발원(10)의 상단 개구(11)를 통하여 배출 (유출)되어 가이더(30)로 흐르게 된다. 이때, 가이더(30) 외곽부로 흐르는 재료 증기는 가이더(30)의 표면과 어느 정도의 각도를 갖는 상태가 된다. As shown in FIG. 4, when the evaporation source 10 is operated with the substrate 20 and the guider 30 positioned horizontally and the evaporation source 10 containing the deposition material placed under the guider 30, Vapor is discharged (outflowed) through the top opening 11 of the evaporation source 10 and flows to the guider 30. At this time, the material vapor flowing to the outside of the guider 30 is in a state having an angle with the surface of the guider 30.

가이더(30)로 흐른 재료 증기는 가이더(30)의 각 관통공(31)의 내부로 유입된 후, 관통공(31C, 31O)을 통과하여 기판(20)으로 흐른 후, 표면에 증착된다. 여기서, 가이더(30)의 다수의 관통공들(31C, 31O) 중에서 증발원(10)의 직상부에 위치하는 관통공(31C)에는 증발원(10)에서 배출된 재료 증기가 관통공(31C)과 동축(同軸)적으로 유입되어 관통공(31C)의 내벽과 충돌없이 통과하게 되나, 가이더(30)의 외곽부에 형성된 관통공(31O)에는 재료 증기가 어느 정도 각도를 이루는 경사진 상태로 유입된다. 경사진 상태로 관통공(31O)으로 유입된 재료 증기는 관통공(31O)을 통과하는 과정에서 관통공(31O) 내벽과 충돌한 후, 그 흐름이 관통공(31O)과 동축(同軸)적으로, 즉 기판(20) 표면에 대하여 수직 상태로 변환된다. The material vapor flowing into the guider 30 flows into each of the through holes 31 of the guider 30, passes through the through holes 31C and 31O to the substrate 20, and is deposited on the surface. Here, the material vapor discharged from the evaporation source (10) and the through-hole (31C) in the through hole (31C) located directly above the evaporation source (10) of the plurality of through holes (31C, 31O) of the guider (30) It flows coaxially and passes without colliding with the inner wall of the through hole 31C, but flows into the inclined state where the material vapor forms an angle to the through hole 3310 formed at the outer portion of the guider 30. do. The material vapor introduced into the through hole 31O in an inclined state collides with the inner wall of the through hole 31O in the course of passing through the through hole 31O, and the flow thereof is coaxial with the through hole 3310. In other words, it is converted to a state perpendicular to the surface of the substrate 20.

도 4에 도시된 바와 같이 가이더(30)의 모든 관통공들(31C, 31O)을 통과한 재료 증기는 그 흐름이 기판(20) 표면에 대하여 수직 상태로 변환되며, 그 후 기판의 표면에 도달된다. 따라서, 기판(20) 전체 표면에 재료 증기가 수직으로 도달되어 증착됨으로서 증착원에서 배출된 재료 증기가 일정한 각도를 갖고 기판의 외곽부로 흐르는 현상에 의하여 야기되는 기판 표면에서의 불균일한 두께의 재료 증착막 형성 및 기판 외곽부에 형성된 마스크 패턴 내에서의 재료층 미증착 부분 형성이라는 문제점을 발생하지 않는다.As shown in FIG. 4, the material vapor passing through all the through holes 31C and 31O of the guider 30 is converted into a state perpendicular to the surface of the substrate 20, and then reaches the surface of the substrate. do. Accordingly, the material vapor deposition film having a non-uniform thickness on the surface of the substrate caused by the phenomenon that the material vapor discharged from the deposition source flows to the outer portion of the substrate at a predetermined angle by depositing the material vapor vertically on the entire surface of the substrate 20. There is no problem of formation and formation of the material layer non-deposited portion in the mask pattern formed on the outer periphery of the substrate.

도 5a, 도 5b 및 도 5c는 도 4 'A' 부분의 부분 평면도로서, 가이더(30)에 형성된 관통공의 여러 가지 형태를 각각 도시하고 있다. 관통공(31C, 31O)의 형상은 도면에 도시된 8각형, 원형 및 6각형으로 제한되지 않으며, 기타 다른 형태들로 형성할 수 있다. 또한, 가이더(30) 면적에 대한 전체 관통공들(31C, 31O)의 면적 비율을 최대화하는 것이 재료 증기의 원활한 흐름을 위하여 바람직함은 물론이다. 5A, 5B, and 5C are partial plan views of the portion 'A' of FIG. 4, illustrating various forms of through holes formed in the guider 30, respectively. The shape of the through holes 31C and 31O is not limited to the octagonal, circular and hexagonal shapes shown in the drawings, and may be formed in other shapes. In addition, it is of course desirable to maximize the area ratio of the total through holes 31C and 31O to the area of the guider 30 for the smooth flow of the material vapor.

도 4에서는 가이더(60)에 형성된 모든 관통공(31C, 31O)이 동일한 규격으로 형성되어 있음을 도시하고 있으나, 위치에 따라 그 규격을 달리하는 것이 바람직하다. 4 illustrates that all the through holes 31C and 31O formed in the guider 60 are formed to the same standard, but it is preferable to change the standard according to the position.

상술한 바와 같이, 가이더(30)의 다수의 관통공들(31C, 31O) 중에서 중앙 부분에 형성된 관통공(31C)에는 증발원(10)에서 배출된 재료 증기가 관통공(31C)과 동축적으로 유입되어 관통공(31C)의 내벽과 충돌없이 통과하게 되나, 가이더(30)의 외곽부에 형성된 관통공(31O)에는 재료 증기가 어느 정도 각도를 이루는 경사진 상태로 유입되기 때문에 유입 과정에서 관통공(31C)의 내벽과의 충돌이 이루어진다. 따라서, 같은 시간 동안에 외곽부의 관통공(31O)을 통하여 배출되는 재료 증기의 양이 중앙부의 관통공(31C)을 통하여 배출되는 증기의 양보다 작아질 수 밖에 없다. As described above, the material vapor discharged from the evaporation source 10 is coaxially with the through hole 31C in the through hole 31C formed at the center of the plurality of through holes 31C and 31O of the guider 30. It is introduced to pass through without collision with the inner wall of the through hole (31C), but the through hole (31O) formed in the outer portion of the guider (30) is introduced into the inclined state to form a certain angle of material vapor through the inflow process A collision with the inner wall of the ball 31C is made. Therefore, the amount of material vapor discharged through the through hole 31O of the outer portion during the same time is inevitably smaller than the amount of steam discharged through the through hole 31C of the central portion.

결과적으로, 경사진 상태로 유동하는 재료 증기와 관통공 내벽간의 충돌을 최소화하고 가이더(30)의 전체 관통공(31C, 31O)을 통하여 균일한 양의 재료 증기를 배출시키기 위해서는 가이더(30) 외곽부 관통공(31O)의 규격(단면적)을 중앙부에 형성된 관통공(31OC)의 규격보다 크게 하는 것이 바람직하다. As a result, in order to minimize the collision between the material vapor flowing in the inclined state and the inner wall of the through hole and to discharge a uniform amount of the material vapor through the entire through holes 31C and 31O of the guider 30, the outside of the guider 30 It is preferable to make the standard (cross-sectional area) of the sub through hole 31O larger than that of the through hole 31OC formed in the center portion.

한편, 증발원(10)에서 배출된 재료 증기는 가이더(30)의 각 관통공(31C, 31O)을 통과하는 과정에서 관통공(31C, 31O)의 내벽과의 접촉에 의하여 그 유속이 저하될 수 밖에 없으며, 저하된 유속을 갖는 재료 증기로서는 기판 표면에 우수한 증착막을 형성하기는 어렵게 된다. 따라서 이를 보완하기 위하여 기판 표면에 도달하기 전에 재료 증기를 가속시켜주는 것이 바람직하며, 이에 본 발명에서는 기판과 가이더 사이의 공간에 전계를 형성시킬 수 있는 구조를 이용하였다. On the other hand, the material vapor discharged from the evaporation source 10 may be lowered by the contact with the inner wall of the through holes (31C, 31O) in the course of passing through each through hole (31C, 31O) of the guider 30. In addition, as a material vapor having a reduced flow rate, it is difficult to form an excellent vapor deposition film on the substrate surface. Therefore, in order to compensate for this, it is preferable to accelerate the material vapor before reaching the substrate surface. Accordingly, in the present invention, a structure capable of forming an electric field in the space between the substrate and the guider is used.

도 6은 기판과 가이더 사이의 공간에 전계를 형성시키기 위한 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 가이더(30)에 전원을 연결하고 기판(20)을 접지(ground)시킴으로서 기판(20)과 가이더(30) 사이의 공간에 전계가 형성된다. 6 is a diagram schematically showing a configuration for forming an electric field in the space between the substrate and the guider. As shown in FIG. 6, an electric field is formed in the space between the substrate 20 and the guider 30 by connecting power to the guider 30 and grounding the substrate 20.

또한, 도면을 통하여 도시하지는 않았지만, 재료 증기가 배출되는 증발원 (10) 상부에 필라멘트를 설치하고 이 필라멘트에 인가함으로서 필라멘트 주변을 통과하는 유기물 재료의 증기는 이온화된다. 가이더(30)의 각 관통공(31C, 31O)을 통과하여 기판(20)으로 유동하는 이온화된 재료 증기는 기판(20)과 가이더(30) 사이의 공간에 형성된 전계의 영향으로 그 흐름이 가속되어짐은 물론 직진성 또한 향상된다.In addition, although not shown through the drawings, by installing a filament on the evaporation source 10 from which the material vapor is discharged and applying it to the filament, the vapor of the organic material passing around the filament is ionized. Ionized material vapor flowing through each through hole 31C and 31O of the guider 30 to the substrate 20 is accelerated by the influence of an electric field formed in the space between the substrate 20 and the guider 30. Not only straightness but also straightness are improved.

이와 같이 기판 표면에 도달하기 전에 재료 증기의 흐름이 가속되고 직진성이 향상되기 때문에 기판 표면에 우수한 재료 증착막이 형성된다.Thus, since the flow of material vapor is accelerated and linearity is improved before reaching the substrate surface, an excellent material deposition film is formed on the substrate surface.

한편, 상술한 이유로 인하여 같은 시간 동안에 외곽부의 관통공(31O)을 통하여 배출되는 재료 증기의 양이 중앙부의 관통공(31C)을 통하여 배출되는 증기의 양보다 작아질 수 밖에 없다. 경사진 상태로 유동하는 재료 증기와 관통공 내벽간의 충돌을 최소화하고 가이더(30)의 전체 관통공(31C, 31O)을 통하여 균일한 양의 재료 증기를 배출시키기 위한 또다른 방안으로서 본 발명에서는 기판(20)과 가이더 (30) 사이에 서로 다른 크기의 전계를 형성할 수 있는 하는 구성을 이용하였다. On the other hand, due to the above-mentioned reason, the amount of material vapor discharged through the outer through hole 31O in the same time is inevitably smaller than the amount of vapor discharged through the central through hole 31C. In the present invention, as a further method for minimizing collision between the material vapor flowing in the inclined state and the inner wall of the through hole and discharging a uniform amount of material vapor through the entire through holes 31C and 31O of the guider 30, The configuration that can form electric fields of different sizes between the 20 and the guider 30 was used.

즉, 가이더(30)의 중앙부와 외곽부에 별도의 전원이 인가되도록 전원 인가 장치를 구성하되, 중앙부에 인가에 인가되는 전압보다 큰 전압을 외곽부에 인가함으로서 기판(20)과 가이더(30) 외곽부 사이의 공간에 형성되는 전계가 중앙부에 형성되는 전계보다 크게 발생시키는 것이다. 따라서 가이더(30)의 외곽부에서의 이온화된 재료 증기의 유속이 중앙부에서의 재료 증기의 유속보다 커져 흐름이 가속되어지고 더욱 우수한 직진성을 나타내게 된다. That is, the power supply device is configured so that separate power is applied to the center portion and the outer portion of the guider 30, but the substrate 20 and the guider 30 are applied by applying a voltage greater than the voltage applied to the center portion to the outer portion. The electric field formed in the space between the outer portions is larger than the electric field formed in the central portion. Therefore, the flow rate of the ionized material vapor at the outer portion of the guider 30 is greater than the flow rate of the material vapor at the center portion, thereby accelerating the flow and exhibiting more excellent straightness.

이상과 같은 본 발명은 증착원에서 배출된 재료 증기가 일정한 각도의 경사진 상태로 기판의 외곽부로 흐르는 현상에 의하여 나타나는 기판 표면의 불균일한 두께의 재료 증착막 형성 및 기판 외곽부에 형성된 마스크 패턴 내에서의 재료층 미증착 부분 형성을 간단한 구조의 가이더를 이용하여 효과적으로 방지하여 기판 전체 표면에 균일한 두께의 증착막을 형성할 수 있으며, 또한 마스크 패턴을 통하여 노출된 모든 표면에 증착막을 형성할 수 있다. 특히, 가이더 외곽부에 형성된 관통공의 규격(단면적)을 중앙부에 형성된 관통공의 규격보다 크게 함으로서 모든 관통공을 통하여 동일한 양의 재료 증기가 배출되어 증착막의 균일도를 향상시킬 수 있다. As described above, the present invention provides a material deposition film having a non-uniform thickness on the surface of a substrate, which is caused by a phenomenon in which the material vapor discharged from the deposition source is inclined at a predetermined angle to the outside of the substrate, and within the mask pattern formed on the outside of the substrate. The formation of the undeposited portion of the material layer can be effectively prevented using a guider having a simple structure to form a deposition film having a uniform thickness on the entire surface of the substrate, and a deposition film can be formed on all exposed surfaces through a mask pattern. In particular, by increasing the size (cross-sectional area) of the through hole formed in the outer portion of the guider than the size of the through hole formed in the center portion, the same amount of material vapor is discharged through all the through holes, thereby improving the uniformity of the deposited film.

또한 이와 함께, 유기물 재료의 증기를 이온화시키고 이온화 증기가 통과하는 공간에 전계를 형성함으로서 증기의 흐름을 가속시키고 직진성을 향상시켜 기판 표면에 우수한 막질을 갖는 증착막을 형성할 수 있다. In addition, by vaporizing the organic material material and forming an electric field in the space through which the ionized vapor passes, it is possible to accelerate the flow of the vapor and improve the straightness to form a deposited film having excellent film quality on the substrate surface.

도 1은 유기물 증착을 위한 장치에 사용되는 일반적인 증발원과 기판과의 관계를 개략적으로 도시한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 schematically shows the relationship between a substrate and a general evaporation source used in an apparatus for organic material deposition.

도 2는 기판 표면의 위치에 따라 증착 유기물층의 두께 변화를 나타내는 그래프도.Figure 2 is a graph showing the thickness change of the deposited organic layer according to the position of the substrate surface.

도 3은 마스크를 이용하여 기판 표면에 유기물층 패턴을 형성하는 과정을 도시한 기판의 일부 상세도.3 is a partial detailed view of a substrate illustrating a process of forming an organic material layer pattern on a substrate surface using a mask.

도 4는 본 발명에 따른 기상 증착 장치와 기판의 상호 관계를 개략적으로 도시한 도면.4 is a view schematically showing a mutual relationship between a vapor deposition apparatus and a substrate according to the present invention.

도 5a, 도 5b 및 도 5c는 도 4 'A" 부분의 부분 평면도로서, 가이더에 형성된 관통공의 여러 가지 형태를 각각 도시하는 도면.5A, 5B, and 5C are partial plan views of the portion 'A' of FIG. 4, illustrating various forms of through holes formed in the guider, respectively.

도 6은 기판과 가이더 사이의 공간에 전계를 형성시키기 위한 구성을 개략적으로 도시한 도면.FIG. 6 schematically shows a configuration for forming an electric field in a space between a substrate and a guider. FIG.

Claims

A vapor deposition apparatus for forming a deposition film on a substrate surface located above by discharging vapor deposition material generated in an evaporation source that transfers heat to an evaporation material contained therein.

A guider formed of a member having a thickness between the evaporation source and the substrate is installed in parallel with the substrate, and a larger power source than the central portion is applied to the guider having a plurality of through holes vertically penetrating the member. The substrate is grounded and an electric field having a size larger than that formed in the space between the substrate and the center of the guider is formed in the space between the substrate and the outer edge of the guider, and an upper portion of the evaporation source is provided with means for ionizing the discharged material vapor. And after the material vapor discharged from is ionized, the flow is differentially vertically accelerated by an electric field of a different size formed between the guider and the substrate.

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The vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the through holes of the guider are larger in size (cross-section) of the through-holes formed in the outer portion than the size (cross-section) of the through-holes formed in the center portion.

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