KR100788031B1 - 박막 증착용 선형 증착원 - Google Patents

Abstract

박막 증착용 선형 증착원이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 선형 증착원은 상면은 개방되어 있고 내부에 증착물질을 담는 도가니, 상기 도가니를 가열하는 가열부를 포함하는 점 증착원의 일정 수를 결합하여 구성된 선형 증착원에 있어, 상기 선형 증착원들을 상기 증착물질이 퍼져나가는 높이가 각각 다르도록 배열하여 형성된다.

선형 증착원, 점 증착원, 가열부, 증착물질, 높이

Description

박막 증착용 선형 증착원{Linear evaporator for vapor deposition of thin film}

도 1은 종래의 박막 증착에 사용되는 일체형 선형(Linear) 증착원의 정면도이다.

도 2는 종래의 박막 증착에 사용되는 일체형 선형(Linear) 증착원의 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 선형 증착원의 정면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 선형 증착원의 사시도이다.

도 5는 점 증착원으로부터의 거리에 따른 증발 모습을 보여주는 도면이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 점 증착원의 개구부에 가열부를 설치한 모습을 나타내는 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 기판 20: 증착물질

30: 일체형 선형 증착원 31: 도가니

100: 점 증착원 200: 선형 증착원

300: 커버히터 400: 열선

본 발명은 박막 증착을 위한 선형(Linear) 증착원에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일렬로 배열된 각 선형 증착원의 증발 높이를 달리하여 증착하고자 하는 기판에 대하여 균일한 증착이 이루어지도록 하는 박막 증착을 위한 선형 증착원에 관한 것이다.

기상(氣狀) 증착 장치는 반도체 소자의 제작이나, 평판 디스플레이 소자의 제작에 널리 사용되고 있다. 증착물질을 증발시켜 기판에 박막을 형성하는 기상 증착은 주로 열 증착 공정에 의하여 고진공 챔버 내에서 이루어진다. 즉, 고진공의 챔버 내 상부에는 기판이 설치되고 하부에는 증착원이 설치되어, 증착원에 담긴 증착물질을 가열하여 증착물질이 증발되도록 함으로써, 기체가 고진공에서 상승하여 기판에 닿게 되면 응고하게 되고, 이러한 과정으로 기판에 박막을 형성하는 것이다.

도 1은 종래의 박막 증착에 사용되는 일체형 선형(Linear) 증착원의 정면도이고, 도 2는 종래의 박막 증착에 사용되는 일체형 선형(Linear) 증착원의 사시도이다.

종래 기술에 의하면, 일체형 선형 증착원에 있어서 증착물질이 증발될 때, 바깥쪽 부분은 중앙에 비해서 증발된 기체의 중첩되는 부분이 적기 때문에 박막의 균일도가 기판의 중앙보다 바깥쪽에서 현저하게 작아지는 문제가 발생할 수 있다. 각각의 개구부에서 증착물질(20)이 증발하여 퍼져나가는 높이가 모두 같은 경우, 기판의 맨 바깥쪽에 해당하는 엣지(edge) 부분은 중앙부에 비해서 증착물질(20)의 중첩되는 부분이 적어진다. 따라서, 증발된 증착물질(20)이 기판(10)에 도달하여 증착할 때, 박막의 균일도가 기판(10)의 중앙부보다 맨 바깥쪽 부분에서 현저하게 작아지게 된다.

이를 해결하기 위해, 일체형 선형 증착원에서 바깥쪽 부분의 개구부를 넓게하고 중앙의 개구부는 좁게하는 등 일체형 선형 증착원의 개구부의 면적과 간격에 변화를 주워 바깥쪽 엣지(edge) 부분의 막 균일도를 향상시킨다.

그러나, 막균일도를 향상시키기 위해 개구부의 면적과 간격을 분석하여 조정하기가 쉽지 않으며, 일체형인 도가니에 증착물질(20)을 균일하게 충전하기도 쉽지 않았다.

또한, 도가니에서 가열되어 개구부를 통해 증착물질(20)이 증발되는데, 개구부의 온도가 증착물질(20)이 증발되는 도가니에 비해 낮으므로, 개구부가 막히는 현상이 종종 발생한다.

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 본 발명은 점 증착원을 결합하여 형성된 선형 증착원을 높이가 상이하게 배열시켜, 증착하고자 하는 기판에 대하여 균일한 증착이 이루어지도록 하고, 각각의 점 증착원의 개구부에 개별 가열부를 두어 온도차를 줄임으로써, 개구부의 막힘을 방지하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 박막 증착용 선형 증착원에 관한 것이다.

본 발명의 기술적 과제를 실현하기 위한 박막 증착용 선형 증착원은 상면은 개방되어 있고 내부에 증착물질을 담는 도가니, 상기 도가니를 가열하는 가열부를 포함하는 점 증착원의 일정 수를 결합하여 구성된 선형 증착원에 있어, 상기 선형 증착원들을 상기 증착물질이 퍼져나가는 높이가 각각 다르도록 배열하여 형성된다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 박막 증착을 위한 선형 증착원을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 선형 증착원의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 선형 증착원의 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 선형 증착원을 구성하는 각 점 증착원은 도가니(31)와 가열부(본 도면에서 도시되어 있지 않음)를 포함한다. 도가니(31)는 내부에 증착용 물질을 담는 것으로 상면은 개방되어 있고 측면과 하면은 닫혀 있고, 도가니(31)의 외부에 도가니를 가열하여 증착용 물질을 증발시키는 가열부가 존재한다. 이러한 가열부는 열선 등으로 구성할 수 있다.

이러한 점 증착원(100)의 일정 수를 결합시켜서 선형 증착원(200)을 형성한다. 일정 수의 점 증착원(100)을 결합시켜 선형 증착원(200)을 만듦으로써, 점 증착원(100)을 그대로 사용하는 것보다 증착물질(20)의 충전 및 개구부의 유지보수 등에 있어 이점을 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착을 위한 선형 증착원은 개별 선형 증착원(200)의 높이를 달리하여 배열함으로써 구성된다. 상기 선형 증착원이 배열되어 형성되는 본 발명의 일 실시예에 해당하는 박막 증착을 위한 선형 증착원은 종래처럼 기판(10)의 폭에 비하여 상당히 클 필요는 없고, 기판(10)의 폭을 포함할 수 있도록 약간 크게 형성함으로 족하다.

그리고, 배열되는 선형 증착원(200)은 배열의 중앙에서 바깥으로 갈수록 높게 형성되도록, 즉 선형 증착원(200)을 구성하는 각각의 점 증착원(100)에서 기판(10) 사이의 수직거리가 짧아지도록 구성한다.

이렇게 구성함으로써, 각각의 점 증착원(100)에서 증착물질(20)이 증발되는 경우에, 기판(10)의 바깥쪽은 중앙에 비해 증발한 증착물질(20)이 중첩되는 부분은 적으나, 기판(10)에 대해 수직방향으로 아래에 있는 점 증착원(30)으로부터 기판(10)에 도달하는 단위 면적당 증착물질(20)의 양은 많아지게 된다. 따라서, 기판(100)의 중앙에서 바깥까지 전 부분에 균일한 증착이 이루어지게 된다.

도 5는 점 증착원(100)으로부터의 거리에 따른 증발 모습을 보여주는 도면이다. 도 5(a)는 점 증착원(100)의 상면과 기판(10)까지 수직 거리가 가까운 경우를 나타내는 도면이고, 도 5(b)는 점 증착원(100)의 상면과 기판(10)까지 수직 거리가 먼 경우를 나타내는 도면이다.

점 증착원(100)의 상면에서 증발된 증착물질(20)은 점 증착원(100)의 개구부에서 기판(10)으로 방사형으로 퍼져나간다. 방사형으로 퍼져나가기 때문에 증착물질(20)이 증발되어 퍼져나가는 지점으로부터 기판(10)까지 거리가 가까운 경우는 먼 경우보다 좁은 지역에 증착물질(20)이 기판(10)에 도달하게 된다. 같은 양의 증착물질(20)이 증발하여 더 좁은 지역에 증착물질(20)이 도달하므로 기판(10)의 단위 면적당 도달하는 증착물질(20)의 양은 거리가 가까운 경우 더 많아지게 된다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 점 증착원의 개구부에 가열부를 설치한 모습을 나타내는 사시도이다. 도 6(a)는 개구부의 상단을 덮는 커버히터(300)를 설치한 것이고, 도 6(b)는 개구부의 바로 아래에 열선(400)을 설치한 것이다.

증착물질(20)이 증발되는 경우에, 증발이 막 시작되는 증착물질(20)의 액체상과 기체상의 경계와, 점 증착원의 개구부 간에 일정한 물리적인 간격이 존재하게 된다. 증발된 증착물질(20)이 개구부를 지나면서 기체상태의 증착물질(20)의 온도가 내려가게 되고, 이로 인하여 기화된 증착물질이 다시 액화되어 개구부가 막히는 문제점이 발생하므로, 이를 해결하기 위하여 점 증착원(100)의 개구부에 가열부를 설치한다. 이러한 가열부로 도 6(a)와 같이 개구부의 상면을 덮는 커버히터(300)를 설치할 수 있고, 도 6(b)와 같이 열선(400)을 설치할 수도 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

점 증착원의 증발높이를 조절함으로써 기판에 대하여 균일한 증착막을 형성하는 선형 증발원을 형성할 수 있다. 그리고 일렬로 배열된 점 증착원으로 구성된 선형 증착원의 길이가 기판보다 상당히 길 필요가 없으므로 증착물질의 사용효율을 높일 수 있다는 장점이 있다. 또한, 점 증착원의 도가니와 개구부의 온도를 거의 비슷하게 유지함으로써, 개구부가 막히는 현상을 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 상면은 개방되어 있고 내부에 증착물질을 담는 도가니;

   상기 도가니를 가열하는 가열부를 포함하는 점 증착원의 일정 수를 결합하여 구성된 선형 증착원에 있어,

   상기 선형 증착원들을 상기 증착물질이 퍼져나가는 높이가 각각 다르도록 배열하여 형성된 박막 증착용 선형 증착원
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 선형 증착원은 상기 배열의 중앙에서 외곽으로 갈수록 점 증착원에서 증착물질이 퍼져나가는 높이가 낮아지도록 형성된 박막 증착용 선형 증착원
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 점 증착원에 있어 상기 개방된 상면에 개별 가열부가 더 포함된 상기 점 증착원을 사용하는 박막 증착용 선형 증착원
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 개별 가열부는 커버 히터 또는 열선인 박막 증착용 선형 증착원

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