KR100804700B1 - Evaporating apparatus - Google Patents

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Abstract

A deposition apparatus is provided to minimize a position difference of an evaporation source caused by a plurality of crucible structure by performing a deposition process after crucibles are sequentially positioned in a fixed heater. A substrate mounting part(300) is disposed in the upper portion of the inside of a deposition chamber(200). A heater(10) heats a supplied crucible(20) to evaporate a deposition material, fixed to a lower portion of the inner center of the deposition chamber. A plurality of crucibles are circumferentially disposed under the heater. A crucible rotating apparatus(30) sequentially rotates the crucibles on the circumference and sequentially positions the crucibles in a position corresponding to the heater. A crucible supply apparatus(40) supplies one crucible corresponding to the heater to the inside of the heater. The deposition material can be made of one material selected from a group of metal, an organic material and an inorganic material.

Description

증착 장치{EVAPORATING APPARATUS}Vapor Deposition Apparatus {EVAPORATING APPARATUS}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a view schematically showing a deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에서의 증발원의 개략적인 도면이다. FIG. 2 is a schematic view of the evaporation source in FIG. 1.

도3은 도 1에서 증발원의 개략적인 평면도이다.3 is a schematic plan view of the evaporation source in FIG.

본 발명은 증착 장치에 대한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 도가니(crucible)를 순차적으로 하나의 히터(heater)로 공급하여 증착되는 막의 두께 편차를 줄이고, 증착 장치의 사용 효율을 극대화 할 수 있는 증착 장치에 대한 것이다.The present invention relates to a deposition apparatus, and more particularly, a plurality of crucibles may be sequentially supplied to one heater to reduce the thickness variation of the deposited film and to maximize the use efficiency of the deposition apparatus. For the device.

최근, 음극선관의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치는 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display)), 전계 방출 표시 장치(FED: Field Emission Display), 플라즈마 표시 장치(PDP: Plasma Display Panel) 및 유기 전계 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display) 등이 있다.Recently, various flat panel displays have been developed to reduce weight and volume, which are disadvantages of cathode ray tubes. Such flat panel displays include Liquid Crystal Display (LCD), Field Emission Display (FED), Plasma Display Panel (PDP) and Organic Light Emitting Display (Organic Light Emitting Display). ).

이 중에서 상기 유기 전계 발광 표시 장치는 유기물 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자와 정공이 재결합하여 여기자(exiton)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생하는 현상을 이용하는 자발광형 디스플레이 장치이다. 이러한 유기 전계 발광 표시 장치는 저전압으로 구동이 가능하고, 경량이며, 박형이고, 시야각이 넓을 뿐만 아니라, 응답 속도 또한 빠르다는 장점이 있다.Among these, the organic light emitting display device uses an phenomenon in which electrons and holes injected through a cathode and an anode are recombined to form an exciton in an organic thin film, and light of a specific wavelength is generated by energy from the formed exciton. It is a self-luminous display device. Such an organic light emitting display device can be driven at low voltage, has a light weight, is thin, has a wide viewing angle, and has a fast response speed.

상기한 유기 전계 발광 표시 장치의 유기 전계 발광 소자는 다이오드 특성을 가져서 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode)라고도 불리우며, 기판상에 적층식으로 형성되는 애노드 전극과 유기막 및 캐소드 전극을 포함한다.The organic light emitting diode of the organic light emitting display device is called an organic light emitting diode (LED) because of its diode characteristics, and includes an anode electrode, an organic layer, and a cathode electrode which are stacked on a substrate.

상기 유기막은 유기 발광층(emitting layer: EML)을 구비하는데, 이 유기 발광층에서 정공과 전자가 재결합하여 여기자를 형성하고 빛이 발생한다.The organic layer includes an organic emission layer (EML), in which holes and electrons recombine to form excitons and light is generated.

발광 효율을 보다 높이기 위해서는 정공과 전자를 유기 발광층으로 보다 원활하게 수송해야 한다. 이를 위해 캐소드 전극과 유기 발광층 사이에는 전자 수송층(Electron Transport Layer; ETL)이 배치될 수 있고, 애노드 전극과 유기 발광층 사이에는 정공 수송층(Hole Transport Layer; HTL)이 배치될 수 있으며, 또한 애노드 전극과 정공 수송층 사이에 정공 주입층(Hole Injection Layer; HIL)이 배치될 수도 있고, 캐소드 전극과 전자 수송층 사이에 전자 주입층(Electron Injection Layer; EIL)이 배치될 수도 있다.In order to increase the light emission efficiency, holes and electrons must be more smoothly transported to the organic light emitting layer. To this end, an Electron Transport Layer (ETL) may be disposed between the cathode electrode and the organic light emitting layer, and a Hole Transport Layer (HTL) may be disposed between the anode electrode and the organic light emitting layer, and the anode electrode and A hole injection layer (HIL) may be disposed between the hole transport layer, and an electron injection layer (EIL) may be disposed between the cathode electrode and the electron transport layer.

기판에 박막을 형성하는 일반적인 방법으로는 진공 증착(evaporation)법, 이온 플레이팅(ion plating)법, 및 스퍼터링(sputtering)법과 같은 물리 기상 증착(PVD)법과, 가스 반응에 의한 화학 기상 증착(CVD)법 등이 있다.Typical methods for forming a thin film on a substrate include physical vapor deposition (PVD), such as vacuum evaporation, ion plating, and sputtering, and chemical vapor deposition by gas reaction. Law).

이 중에서, 유기 발광 소자의 유기막을 포함하는 박막층 형성에는 진공 증착법이 주로 사용된다.Among these, the vacuum vapor deposition method is mainly used for formation of the thin film layer containing the organic film of an organic light emitting element.

진공 증착법을 이용하여 유기막을 증착하는 일반적인 증착장치에서, 증착 챔버의 상부에는 기판이 장착되고, 증착 챔버의 하부에는 증발원이 배치된다.In a general deposition apparatus for depositing an organic film using a vacuum deposition method, a substrate is mounted on an upper portion of the deposition chamber, and an evaporation source is disposed below the deposition chamber.

증발원은 증착 물질을 함유하는 도가니를 포함하고, 이 도가니의 외측에는 히터가 설치되어 증착 물질을 증발시키기 위한 열원으로 작용한다.The evaporation source includes a crucible containing a deposition material, and a heater is installed outside the crucible to serve as a heat source for evaporating the deposition material.

상기한 열선을 작동시키면 도가니 및 도가니 내부의 증착 물질이 가열되고, 증발된 증착 물질이 챔버의 내측 상부에 장착된 기판에 증착되어 상기 기판에 박막이 형성된다.When the heating wire is operated, the crucible and the deposition material in the crucible are heated, and the evaporated deposition material is deposited on a substrate mounted on the inner top of the chamber to form a thin film on the substrate.

그런데, 기존의 도가니는 수납되는 증착 물질의 양이 적어서 대용량의 양산화에는 적용하기 어려워 복수개의 도가니를 장착한 리볼버(revolver) 형태의 증발원을 이용하는 방안이 제시되었다.However, the existing crucible has a small amount of deposited material, which is difficult to apply to mass production of a large amount, and thus a method of using a revolver type evaporation source equipped with a plurality of crucibles has been proposed.

그러나, 이러한 리볼버 형태의 증발원을 이용하는 경우에도 복수의 도가니에 대하여 각각 히터 및 온도센서가 필요하여 설치비용이 증가하는 문제가 있다.However, even when using such a revolver type evaporation source, a heater and a temperature sensor are required for a plurality of crucibles, thereby increasing the installation cost.

또한, 도가니의 회전에 의해 증발원의 위치 공차가 발생하여 증착 물질이 기판에 증착될 때의 두께에 편차가 크게 생기는 문제가 있다. In addition, a positional tolerance of the evaporation source occurs due to the rotation of the crucible, which causes a large variation in thickness when the deposition material is deposited on the substrate.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 복수의 도가니를 순차적으로 하나의 히터에 공급하여 증착되는 막의 두께 편차를 줄이고, 증착 장치의 설치비용을 줄이며, 사용 효율을 극대화할 수 있는 증착 장치를 제공한다.The present invention, in order to solve the problems of the prior art as described above, by supplying a plurality of crucibles in sequence to one heater to reduce the thickness variation of the deposited film, reduce the installation cost of the deposition apparatus, can maximize the use efficiency Provided is a deposition apparatus.

본 발명에 따른 증착 장치는 증착 챔버, 상기 증착 챔버의 내측 상부에 배치되는 기판 장착부, 상기 증착 챔버의 내부 중심부의 하측에 고정 배치되고 공급되는 도가니를 가열하여 증착 물질을 증발시키는 히터 및 상기 히터의 하부에 원주상으로 배치되고 상기 히터 내부에 순차적으로 위치하는 복수의 도가니를 포함한다. The deposition apparatus according to the present invention includes a heater for evaporating a deposition material by heating a deposition chamber, a substrate mounting unit disposed on an inner upper portion of the deposition chamber, a crucible fixedly disposed and supplied below an inner center of the deposition chamber, and the heater. A plurality of crucibles arranged circumferentially in the lower portion and sequentially located in the heater.

이때, 상기 도가니를 상기 원주상에서 순차적으로 회전시켜 상기 히터에 대응하는 위치에 순차적으로 위치시키는 도가니 회전 장치를 더욱 포함할 수 있으며, 상기 순차적으로 회전된 복수의 도가니 중 히터에 대응하도록 위치한 도가니를 상승시켜 상기 히터 내부로 공급하는 도가니 공급 장치를 더욱 포함할 수 있다.In this case, the crucible may further include a crucible rotating device that sequentially rotates the crucible on the circumference to sequentially position the crucible at a position corresponding to the heater, and raises a crucible positioned to correspond to the heater among the plurality of sequentially rotated crucibles. It may further include a crucible supply device for supplying the inside of the heater.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms. And it is not limited to the embodiments described herein.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.도 2는 도 1에서의 증발원의 개략적인 도면이다. 도3은 도 1에서 증발원의 개략적인 평면도이다.1 is a view schematically showing a deposition apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view of an evaporation source in FIG. 3 is a schematic plan view of the evaporation source in FIG.

본 실시예에 따른 증착 장치(1000)는 히터(10), 도가니(20), 도가니 회전 장치(30) 및 도가니 공급 장치(40)로 구성되는 증발원(100)과 증착 챔버(200), 기판 장착부(300)를 포함하여 구성된다.The deposition apparatus 1000 according to the present exemplary embodiment includes an evaporation source 100, a deposition chamber 200, and a substrate mounting part including a heater 10, a crucible 20, a crucible rotating device 30, and a crucible supply device 40. And 300.

상기 히터(10)는 증착 챔버(200)의 내부 중심부의 하측에 고정 배치되고, 공급 되는 도가니(20)를 가열하여 증착 물질을 증발시킨다. 상기 히터(10)는 가열 수단으로서 열선, 예를 들어 나선형 코일을 이용할 수 있다. 상기 히터(10)에 의해 상기 도가니(20)로 공급된 열의 효율을 향상시키기 위하여 증발원(100)에는 단열재(미도시)를 더욱 포함할 수 있다. The heater 10 is fixedly disposed below the inner center of the deposition chamber 200, and heats the supplied crucible 20 to evaporate the deposition material. The heater 10 may use a heating wire, for example a helical coil, as a heating means. In order to improve the efficiency of the heat supplied to the crucible 20 by the heater 10, the evaporation source 100 may further include a heat insulating material (not shown).

본 실시예에서는 고정된 히터(10)에 도가니(20)를 순차적으로 위치시켜 증착 공정을 수행하므로, 복수 도가니 구조로 인한 증발원의 위치 공차를 최소화할 수 있다. 또한, 복수개의 도가니(20)마다 각각의 히터 및 온도센서를 구비하지 않고 하나의 고정된 히터(10)만을 도가니의 상부에 구비하므로, 설치비용을 현저히 감소시키므로 경제적이다.In this embodiment, since the deposition process is performed by sequentially placing the crucible 20 on the fixed heater 10, the position tolerance of the evaporation source due to the plurality of crucible structures can be minimized. In addition, since only one fixed heater 10 is provided on the top of the crucible without having each heater and a temperature sensor for each of the plurality of crucibles 20, the installation cost is significantly reduced.

증착 물질로는 금속, 유기물 및 무기물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질을 사용할 수 있다. 따라서, 유기 전계 발광 소자를 이루는 유기막층 또는 무기막층을 성막하는데 상기 유기물 또는 무기물을 사용할 수 있다. 또한, 상기 증착 물질로 금속을 사용하여 유기 전계 발광 소자의 애노드 전극 및 캐소드 전극과 같은 전극을 형성할 수 있다. As the deposition material, any one material selected from the group consisting of metals, organics, and inorganics may be used. Therefore, the organic material or the inorganic material can be used to form the organic film layer or the inorganic film layer constituting the organic electroluminescent device. In addition, a metal may be used as the deposition material to form electrodes such as an anode electrode and a cathode electrode of the organic EL device.

상기 도가니(20)는 상기 증착 챔버(200) 내에 고정된 히터(10)의 하부에 원주상으로 복수개 배치된다. 도 1에서는 히터로 공급되는 도가니(20a)가 증착챔버의 하부쪽 중심에 있는 것처럼 보이나, 도 3을 참조하면 히터로 공급되는 도가니(20a)는 증착챔버(200)의 하부쪽 중심이 아닌 원주상에 위치하는 것을 알 수 있다.The crucible 20 is arranged in a plurality of circumferentially below the heater 10 fixed in the deposition chamber 200. In FIG. 1, the crucible 20a supplied to the heater appears to be at the lower center of the deposition chamber. Referring to FIG. 3, the crucible 20a supplied to the heater is circumferential rather than the lower center of the deposition chamber 200. You can see that it is located in.

또한 상기 원주상에서 순차적으로 회전되어 상기 히터(10)와 대응하도록 순차적으로 위치된다.It is also sequentially rotated on the circumference and sequentially positioned to correspond to the heater 10.

본 실시예에서는 각각의 도가니(20) 별로 히터 및 온도센서를 구비하지 않으므로 하나의 도가니(20)가 점유하는 공간을 감소시켜 보다 많은 도가니(20)를 원주상에 설치하게 되므로 증착챔버(200)의 진공상태를 장시간 해제하지 않고 증착이 가능하므로 경제성을 획기적으로 증대시킬 수 있다.In the present embodiment, since each crucible 20 is not provided with a heater and a temperature sensor, since the space occupied by one crucible 20 is reduced, more crucibles 20 are installed on the circumference, so that the deposition chamber 200 is provided. It is possible to significantly increase the economic efficiency since the deposition can be performed without releasing the vacuum state of the battery for a long time.

상기 도가니(20)는 내부에 공간이 형성되어 금속, 유기물 및 무기물을 용융할 수 있도록 비금속 재질로 형성될 수 있다. 더욱 상세하게는 흑연, SiO2, BN 등이 사용될 수 있다. 상기 도가니(20)의 상부면에는 개구부가 형성되어 증착 물질이 증발되어 노즐부(25)를 통해 기판(310)으로 분사되도록 한다. The crucible 20 may be formed of a non-metallic material such that a space is formed therein to melt the metal, the organic material, and the inorganic material. More specifically, graphite, SiO 2 , BN and the like can be used. An opening is formed in an upper surface of the crucible 20 so that the deposition material is evaporated and sprayed onto the substrate 310 through the nozzle unit 25.

상기 도가니(20)는 상기 도가니 회전 장치(30)에 의해 상기 원주상에서 순차적으로 상기 히터(10)와 대응하는 위치로 회전된다. 이때, 히터로 공급되는 도가니(20a)는 정렬장치(미도시) 및 정밀 모터(미도시)에 의해 상기 히터(10)와 대응하는 위치에 위치된다.The crucible 20 is rotated to the position corresponding to the heater 10 sequentially on the circumference by the crucible rotating device 30. At this time, the crucible 20a supplied to the heater is positioned at a position corresponding to the heater 10 by an alignment device (not shown) and a precision motor (not shown).

상기 히터와 대응하는 위치에 정확히 위치된 도가니(20a)는 도가니 공급 장치(40)에 의해 상승되어 상기 히터(10) 내부에 위치된다. 이때, 정렬장치(미도시)에 의해 히터(10) 내부의 특정위치에 정렬하게 된다. 따라서, 복수 도가니 구조에 따른 증발원(100)의 위치 공차를 최소화하므로, 각각의 도가니(10)가 증착 물질을 증발시켜 형성한 막 두께의 편차를 최소화할 수 있다.The crucible 20a accurately positioned at the position corresponding to the heater is lifted by the crucible supply device 40 and positioned inside the heater 10. At this time, the alignment device (not shown) is aligned to a specific position inside the heater 10. Therefore, since the positional tolerance of the evaporation source 100 according to the plurality of crucible structures is minimized, variation in the film thickness formed by evaporation of the evaporation material of each crucible 10 may be minimized.

상기 증착 챔버(200)는 진공 펌프(미도시)에 의하여 내부가 진공 상태를 유지하도록 되어 있다. 전술한 바와 같이, 본 실시예에서는 투입할 수 있는 도가니의 수를 보다 증대시킬 수 있으므로, 장시간 진공을 해제하지 않고 증착이 가능하므로 경제적이다. The deposition chamber 200 is configured to maintain a vacuum inside the vacuum pump (not shown). As described above, in the present embodiment, since the number of crucibles that can be added can be further increased, it is economical because deposition can be performed without releasing vacuum for a long time.

그리고 상기 증착 챔버(100) 내부 상부에는 기판(310)을 장착하기 위한 기판 장착부(300)가 설치된다.In addition, a substrate mounting unit 300 for mounting the substrate 310 is installed in the upper portion of the deposition chamber 100.

그리고, 상기 증발원(100)은 증발된 물질의 증착 특성을 고려하여 기판(310)의 중심부로부터 일정한 거리만큼 오프셋(offset)된 상태로 설치될 수 있으며, 막 두께 균일성을 향상시키기 위하여 상기 기판(310)은 모터(M)에 의해 일정한 회전 속도로 회전될 수 있다.In addition, the evaporation source 100 may be installed in a state of being offset by a predetermined distance from the center of the substrate 310 in consideration of the deposition characteristics of the evaporated material, and in order to improve film thickness uniformity, 310 may be rotated at a constant rotational speed by the motor (M).

도시하지는 않았지만, 기판(310)의 인접 하부에는 소정의 패턴으로 형성된 막 형성용 마스크를 배치할 수도 있으며, 증착 챔버(200)의 내부에는 증발원(100)으로부터 증발되어 기판(310)에 증착되는 유기물의 막 두께를 감지하기 위한 막 두께 감지 센서(320)가 설치될 수도 있다.Although not shown, a film forming mask formed in a predetermined pattern may be disposed below the substrate 310, and an organic material that is evaporated from the evaporation source 100 and deposited on the substrate 310 inside the deposition chamber 200. A film thickness sensor 320 may be installed to detect a film thickness of the film.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.

본 발명은 고정된 히터에 도가니를 순차적으로 위치시켜 증착공정을 수행하므로 복수 도가니 구조로 인한 증발원의 위치 공차를 최소화하여 도가니간 막두께 편차를 최소화할 수 있다.Since the present invention performs the deposition process by sequentially placing the crucible on the fixed heater, it is possible to minimize the variation in film thickness between the crucibles by minimizing the position tolerance of the evaporation source due to the plurality of crucible structures.

또한, 본 발명은 각 도가니 별로 히터 및 온도센서를 구비하지 않고 하나의 히터 및 온도센서만을 구비하므로 설치비용을 감소시키고, 투입할 수 있는 도가니의 개수를 증대시킬 수 있다.In addition, since the present invention includes only one heater and a temperature sensor without each heater and a temperature sensor for each crucible, it is possible to reduce the installation cost and increase the number of crucibles that can be added.

또한, 본 발명은 투입할 수 있는 도가니의 개수를 증대시켜 진공 챔버를 장시간 진공으로 유지할 수 있으므로 경제성이 현저하다.In addition, the present invention is economically remarkable because the number of crucibles to be added can be increased to maintain the vacuum chamber for a long time.

Claims (4)

증착 챔버,Deposition chamber, 상기 증착 챔버의 내측 상부에 배치되는 기판 장착부,A substrate mounting part disposed on an inner upper portion of the deposition chamber; 상기 증착 챔버의 내부 중심부의 하측에 고정 배치되고, 공급되는 도가니를 가열하여 증착 물질을 증발시키는 히터 및A heater fixedly disposed below an inner center of the deposition chamber and heating the supplied crucible to evaporate the deposition material; 상기 히터의 하부에 원주상으로 배치된 복수의 도가니,A plurality of crucibles arranged circumferentially under the heater, 상기 도가니를 상기 원주상에 순차적으로 회전시켜 상기 히터에 대응하는 위치에 순차적으로 위치시키는 도가니 회전 장치; 및A crucible rotating device for sequentially rotating the crucible on the circumference to sequentially position the crucible at a position corresponding to the heater; And 상기 복수의 도가니 중 상기 히터와 대응하여 위치하는 하나의 도가니를 상기 히터 내부에 공급하는 도가니 공급 장치를 포함하는 증착 장치.And a crucible supply device for supplying one crucible positioned corresponding to the heater among the plurality of crucibles into the heater. 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 증착 물질은 금속, 유기물 및 무기물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질로 이루어지는 증착 장치. The deposition material is a deposition apparatus consisting of any one material selected from the group consisting of metals, organics and inorganics.
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