KR100646502B1

KR100646502B1 - 유기물 증착 장치

Info

Publication number: KR100646502B1
Application number: KR1020040105052A
Authority: KR
Inventors: 한상진; 송관섭; 김도근; 강희철; 정석헌
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2004-12-13
Filing date: 2004-12-13
Publication date: 2006-11-15
Also published as: KR20060066452A

Abstract

유기물 증착 장치는 소정의 공간을 갖는 진공증착챔버와, 진공증착챔버의 일측에 설치되어 기판을 안착시키는 스테이지와, 기판에 증착되는 유기물을 증기화하여 분사시키며 스테이지와 평행하게 이동되는 선형증착원과, 일측은 선형증착원과 연결되고, 타측은 진공증착챔버 외측으로 인출되는 플렉시블 공정유틸리티 라인을 포함하므로 공정유틸리티 라인의 설치면적을 감소시켜 유기물 증착 장치의 부피를 줄여주는 이점이 있다.

유기물 증착 장치, 증착, 유기물, 분사

Description

유기물 증착 장치 { ORGANIC MATTER PLATING DEVICE }

도 1은 종래의 유기물 증착 장치를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 유기물 증착 장치를 도시한 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 유기물 증착 장치의 플렉시블 라인을 도시한 사시도이다.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >

100 : 진공증착챔버 110 : 스테이지

200 : 선형증착원 210 : 이동유닛

230 : 분사구 300 : 플렉시블 라인

310 : 공정유틸리티 라인 320 : 파이프 라인

330 : 수축인장용 벨로우즈 340 : 굽힘용 벨로우즈

400 : 진공연결부 S : 기판

본 발명은 유기물 증착 장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 유기물을 기화시켜 기판에 증착시키도록 유틸리티 공급부를 갖는 유기물 증착 장치에 관한 것이다.

최근, 유기화합물, 유기금속화합물, 기능성 고분자의 박막성형 기술은 그 중요성이 날로 증대되고 있으며, 반도체 메모리의 절연층 재료 이외에도 전도성재료, 광전자재료, 유기발광(Electro-luminescence)소자재료 등의 다양한 곳에 이용되는 등의 다양한 곳에 이용되는 등 그 고기능성에 관심이 집중되고 있다.

현재까지 개발된 유기박막 형성방법에는 진공증착법(Vucuum Deposition Method), 스퍼터링(Sputtering), 이온빔(Ion-Beam)증착법, 펄스 레이저(Pulsed-Laser)증착법, 분자선 증착법(MBE), 화학기상증착법(CVD), 스핀코터(Spin-Coater) 등 다양한 기술이 개발되었다.

그 중 대표적인 기본 기술의 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 이용하여 진공챔버를 일정한 진공 상태로 유지시킨 후, 진공챔버의 하부에 배치된 적어도 하나 이상의 유기박막재료를 열증발원으로 증발시킨다. 유기박막재료의 열증발원은 원통형상 또는 사각형상의 용기로 그 내부에 성막용 유기물재료를 넣는다. 용기 재료로는 석영, 세라믹 등이 사용되며, 용기부의 주변에는 일정한 패턴모양의 가열용 히터가 감겨져 있어 일정량의 전력을 가해주면 용기 주변온도가 상승함과 동시에 용기도 가열되어 일정 온도가 되면 유기 물이 증발되기 시작한다. 온도는 용기 하부 또는 상부에 설치된 온도조절용 열전대에 의해 검측되어 유기증발재료를 일정한 온도로 유지하여 원하는 증발온도를 얻는다. 증발된 유기물은 용기 상부로부터 일정거리가 떨어진 곳에 배치된 기판에 증발 이동 후 기판 표면에 흡착, 증착, 재증발 등의 연속적 과정을 거쳐 기판 위에 고체화되어 얇은 박막을 형성시키는 기술이다.

진공증착법을 수행하는 진공증착장치는 대한민국 공개특허 2002-38625호(명칭 : 기상유기물 증착방법과 이를 이용한 기상유기물 증착장치)에 개시된다. 도 1을 참조하면, 진공상태로 유지되는 증착챔버(20)는 그 내부에 기판(10)이 안착되고, 기판(10)과 소정의 간격을 두고 이동되며 증착물을 분사시키는 분사구(40)가 배치된다.

분사구(40)는 이송관(41)을 통해 선형증착원(미도시)에서 증기화 된 유기화합물을 공급받는다. 또한, 분사구(40)는 수평이동되는 이동축(미도시)이 설치되고 이동축은 증착챔버(20)와 연결된 보조챔버(30)로 인출되어 분사구(40)를 이동시킨다.

따라서, 분사구(40)는 증착챔버(20)와 보조챔버(30)를 수평이동하는 이동축에 의해 이동되면서, 이송관(41)을 통해 공급되는 유기화합물을 기판(10)으로 분사시켜 성막을 형성한다.

이러한 진공증착장치는 이송관(41)이 증착챔버(20)의 외측에 위치되고, 유기물을 이송시키는 이송관(41)과 연결된 분사구(40)를 이동시키기 위해 이동축이 이동될 수 있는 별도의 보조챔버(30)가 요구된다. 따라서, 진공증착장치의 크기가 커 지는 문제점이 있다.

이에, 진공증착장치는 증착챔버(20)의 내부에 유기화합물을 기화시키는 선형증착원을 설치하여 상기와 같은 문제점을 해소시킬 수 있다.

그러나, 이러한 진공증착장치는 유기물을 기화시키는 선형증착원을 증착챔버(20)의 내부에 설치하여도 공정을 진행시키는 유틸리티 즉, 전원공급라인이나, 명령전달라인, 냉각수 공급라인 등은 증착챔버(20)의 외측에서 내측으로 연결됨에 따라 분사구(40)의 이동에 따라 함께 이동되는 유틸리티 라인들이 이동할 공간으로 보조챔버(30)를 확보해야하므로 진공증착장치의 크기가 커지는 문제점이 발생한다.

또한, 증착챔버(20)는 진공으로 유지되고 보조챔버(30)는 대기압 상태이므로 증착챔버(20)에서 보조챔버(30)로 인출되는 다수의 유틸리티 라인들로 인해 증착챔버(20)는 진공리크가 발생하는 문제점이 있다.

증착챔버(20)는 리크가 발생되면 진공도가 저하되므로 진공증착공정의 수율이 저하되어 생산성이 저하되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 선형증착원과 연결되는 유틸리티라인을 진공증착챔버의 내측에 배치하여 그 설치 면적을 줄여주는 유기물 증착장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 진공증착챔버와; 상기 진공증착챔버의 일측에 설치되어 기판을 안착시키는 스테이지와; 상기 기판에 증착되는 유기물을 증기화하여 분사시키며 상기 스테이지와 평행하게 이동되는 선형증착원; 및 일측은 상기 선형증착원과 연결되고, 타측은 상기 진공증착챔버 외측으로 인출되는 플렉시블 공정유틸리티 라인;을 포함하며, 상기 플렉시블 공정유틸리티 라인은 다수의 공정유틸리티 라인이 플렉시블 라인에 내설되어 형성되며, 상기 공정유틸리티 라인은 상기 선형증착원에 연결된 측이 소정간격 진공에 노출되며, 회전가능한 진공연결부를 통해 상기 플렉시블 라인에 내설되는 것을 특징으로 하는 유기물 증착장치를 제공한다.

삭제

상기 진공연결부는 로테이션 피드스루인 것이 바람직하다.

상기 플렉시블라인은 다수의 파이프라인과, 다수의 벨로우즈라인이 구비된 것이 바람직하다.

상기 벨로우즈라인은 상기 선형증착원의 이동거리에 따라 그 인장거리가 증대되도록 형성된 것이 바람직하다.

상기 벨로우즈 라인은 수축인장용 벨로우즈인 것이 바람직하다.

상기 벨로우즈 라인은 굽힘용 벨로우즈인 것이 바람직하다.

상기 굽힘용 벨로우즈는 상기 공정유틸리티 라인이 상기 진공증착챔버의 내부로 인입되는 인입구측에 설치되어 상기 진공증착챔버의 인입구에 고정된 것이 바람직하다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명 한다.

도 2는 본 발명에 따른 유기물 증착 장치를 도시한 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 유기물 증착 장치의 플렉시블 라인을 도시한 사시도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 유기물 증착 장치는 진공증착챔버(100)와, 선형증착원(200)과 플렉시블 공정유틸리티 라인을 포함한다.

진공증착챔버(100)는 일측에 도시되지 않은 진공펌프가 연통되게 설치되어 그 내부가 항상 일정한 진공도로 유지되도록 구성되며, 그 내부에 위치한 스테이지(110)에 기판(S)이 안착된다.

선형증착원(200)은 유기화합물을 증기화시키는 열원(미도시)이 내설되고, 스테이지(110)에 안착된 기판(S)과 평행한 위치에 열원에 의해 증기화 된 유기화합물을 기판(S)으로 분사시키는 분사구(230)가 설치된다. 또한, 선형증착원(200)은 일측에 이동유닛(210)이 설치되어 기판(S)과 평행을 유지하며 이동된다.

이동유닛(210)은 볼 스크류(211)가 적용될 수 있으며, 선형증착원(200)과 볼 스크류(211)는 브라켓(213)을 매개로 결합되어 수직이동된다.

한편, 선형증착원(200)에는 플렉시블 공정유틸리티 라인이 연결된다. 공정유틸리티 라인(310)는 선형증착원(200) 내부에서 유기물을 증기화 시키기 위한 전원을 공급하는 전원공급라인이나, 명령전달라인, 냉각수를 공급하는 냉각수공급라인 등을 포함한다.

플렉시블 공정유틸리티 라인은 공정유틸리티 라인(310)가 선형증착원(200)의 일측으로 연결되어 진공증착챔버(100)의 외측으로 인출되어 전원이나 제어부 또는 냉각수 공급탱크와 연결된다. 여기서, 공정유틸리티 라인(310)는 선형증착원(200)에 연결된 측이 소정간격 진공증착챔버(100)의 진공상태에 노출되고, 노출되지 않은 부분은 플렉시블 라인(300)에 내설된다.

이때, 공정유틸리티 라인(310)에는 진공에 노출되는 부분과 노출되지 않는 부분 사이에 진공연결부(400)가 설치된다. 진공연결부(400)는 그 내부를 관통하는 공정유틸리티 라인(310)가 선형증착원(200)의 이동에 따라 유동되는 플렉시블 라인(300)이 유동될 수 있도록 회전가능하여야 한다. 또한, 진공연결부(400)는 진공증착챔버(100)의 외부에서 인입되는 공정유틸리티 라인(310)가 진공연결부(400)를 매개로 진공증착챔버(100)의 진공 실링을 유지할 수 있도록 하여야 한다. 이에 진공연결부(400)는 로테이션 피드스루인 것이 바람직하다.

로테이션 피드스루는 하우징의 내부에 회전축이 설치되고, 회전축이 설치된 하우징은 외부와 실링되도록 자성유체나 탄성부재가 내설되므로 회전축이 회전됨에 따라 공정유틸리티 라인(310)도 유동될 수 있으며, 자성유체 또는 탄성부재에 의해 진공증착챔버(100)가 진공실링된다.

플렉시블 라인(300)은 선형증착원(200)과 연결되어 함께 이동되는 공정유틸리티 라인(310)가 내설된다. 다수의 라인으로 된 공정유틸리티 라인(310)는 진공증착챔버(100)에 인입되어 선형증착원(200)이 이동될 때 함께 이동되면, 진공증착챔버(100)에서 공정유틸리티 라인(310)가 차지하는 공간이 커지고, 공정유틸리티 라인(310)의 라인들 끼리 꼬이거나 엉키게 된다. 따라서, 다수의 라인으로 된 공정유틸리티 라인(310)가 플렉시블 라인(300)에 내설되면, 진공증착챔버(100)는 플렉시블 라인(300)의 공간만큼만 공정유틸리티 라인(310)에 할애할 수 있고, 플렉시블 라인(300)이 수축 또는 인장 되어 공정유틸리티 라인(310)의 이동이 안내되므로 라인들끼리 엉키거나 꼬이는 것이 방지된다.

플렉시블 라인(300)은 파이프라인(320)과 벨로우즈 라인으로 구성될 수 있으며, 벨로우즈 라인은 자바라와 같이 접혀지거나 펼쳐질 수 있는 파이프로서, 그 길이가 늘어나거나 줄어들 수 있다.

이에, 벨로우즈라인은 수축인장용 벨로우즈(330)와 굽힘용 벨로우즈(340)로 구분될 수 있으며, 수축인장용 벨로우즈(330)는 선형증착원(200)이 직선이동될 때, 그 이동에 따라 접혀졌다 펼쳐진다.

굽힘용 벨로우즈(340)는 공정유틸리티 라인(310)가 진공증착챔버(100)로 인입되는 인입구(120)에 일측이 고정된다. 따라서, 선형증착원(200)이 이동되면, 수축인장용 벨로우즈(330)는 수축되거나 인장되고, 굽힘용 벨로우즈(340)는 선형증착원(200)의 이동방향에 따라 일측으로 굽혀진다.

이때, 굽힘용 벨로우즈(340) 대신 수축인장용벨로우즈(330)가 적용되어도 무방하다.

한편, 플렉시블 라인(300)은 선형증착원(200)의 이동거리에 필요한 만큼의 거리에만 벨로우즈 라인을 적용시키고, 벨로우즈 라인과 벨로우즈 라인 사이에 파이프 라인(320)을 설치하여 불필요하게 플렉시블 라인(300)이 인장되는 것을 방지한다.

이에 따라, 유기물 증착 장치는 기판(S)이 진공증착챔버(100)의 스테이지 (110)에 안착되면, 선형증착원(200)은 내부에서 유기화합물을 증기화시킨 후, 분사구(230)를 통해 분사시킨다. 이때, 선형증착원(200)은 이동유닛(210)에 의해 기판(S)과 평행을 유지하며 이동되므로 기판(S)에 골고루 유기물을 증착시킬 수 있다.

선형증착원(200)이 이동되면, 진공연결부(400)에 연결된 플렉시블 라인(300)은 회전하면서 수축 또는 인장된다. 즉, 플렉시블 라인(300)은 일측이 진공연결부(400)를 매개로 선형증착원(200)과 연결되고, 타측이 진공증착챔버(100)의 인입구(120)에 고정되므로 이동유닛(210)에 의해 선형증착원(200)이 이동되면, 내부에 위치된 공정유틸리티 라인(310)는 수축인장용 벨로우즈(330)와 굽힘용 벨로우즈(340)의 수축인장 또는 굽힘작용에 의해 이동된다.

본 발명에 따르면, 유기물 증착 장치는 선형증착원에 공급되는 공정유틸리티 라인을 플렉시블 라인을 매개로 진공증착챔버의 내측에 배치하므로 플렉시블 공정유틸리티 라인은 선형증착원의 이동에 따라 플렉시블라인이 수축 또는 인장될 수 있다. 따라서, 유기물 증착장치는 공정유틸리티 라인의 설치면적을 감소시켜 유기물 증착 장치의 부피를 줄여주는 이점이 있다.

또한, 플렉시블라인은 내부에 다수의 라인으로 구성된 공정유틸리티 라인이 설치되어 각각의 라인들이 꼬이거나 엉키는 것을 방지하는 이점이 있다.

Claims

진공증착챔버;

상기 진공증착챔버의 일측에 설치되어 기판을 안착시키는 스테이지;

상기 기판에 증착되는 유기물을 증기화하여 분사시키며 상기 스테이지와 평행하게 이동되는 선형증착원; 및

일측은 상기 선형증착원과 연결되고, 타측은 상기 진공증착챔버 외측으로 인출되는 플렉시블 공정유틸리티 라인;을 포함하며,

상기 플렉시블 공정유틸리티 라인은 다수의 공정유틸리티 라인이 플렉시블 라인에 내설되어 형성되며,

상기 공정유틸리티 라인은 상기 선형증착원에 연결된 측이 소정간격 진공에 노출되며, 회전가능한 진공연결부를 통해 상기 플렉시블 라인에 내설되는 것을 특징으로 하는 유기물 증착장치.
삭제
삭제
제 1항에 있어서,

상기 진공연결부는 로테이션 피드스루인 것을 특징으로 하는 유기물 증착장치.
제 1항에 있어서,

상기 플렉시블라인은 다수의 파이프라인과, 다수의 벨로우즈라인이 구비된 것을 특징으로 하는 유기물 증착장치.
제 5항에 있어서,

상기 벨로우즈라인은 상기 선형증착원의 이동거리에 따라 그 인장거리가 증대되도록 형성된 것을 특징으로 하는 유기물 증착 장치.
제 6항에 있어서,

상기 벨로우즈 라인은 수축인장용 벨로우즈인 것을 특징으로 하는 유기물 증착 장치.
제 6항에 있어서,

상기 벨로우즈 라인은 굽힘용 벨로우즈인 것을 특징으로 하는 유기물 증착 장치.
제 8항에 있어서,

상기 굽힘용 벨로우즈는 상기 공정유틸리티 라인이 상기 진공증착챔버의 내 부로 인입되는 인입구측에 설치되어 상기 진공증착챔버의 인입구에 고정된 것을 특징으로 하는 유기물 증착장치.