KR100908205B1 - 초퍼를 이용한 대면적 박막 제작용 증착 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박막 제작용 증착 장치에 관한 것으로서 특히, 기판의 회전이나 증발원의 이동 없이 대면적 기판에 균일한 두께의 박막을 제작할 수 있는 대면적 박막 제작용 증착 장치에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명의 증착 장치는, 점 증발원(1)과 상기 점 증발원의 상부에 위치하고 회전이 가능하며 증발 물질의 증착 분포를 바꿀 수 있는 초퍼(41)로 구성되며, 상기 초퍼는 대면적 기판에 균일한 증착이 가능하도록 회전축의 중심에서 멀어질수록 가리는 각도 혹은 면적이 줄어드는 모양인 것을 그 기술상의 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 증착 장치는 점 증발원의 불균일한 증착 분포를 적절한 형상의 초퍼를 이용하여 균일한 증착 분포로 바꾸어 줌에 따라, 기판의 회전이나 증발원의 이동 없이도 대면적의 기판에 균일한 증착을 할 수 있는 효과가 있다.

증발원, 증착 장치, 대면적 기판, 초퍼

Description

초퍼를 이용한 대면적 박막 제작용 증착 장치 {Evaporation source for large size thin film deposition with using chopper}

본 발명은 진공 가열 증착 방법을 이용한 증착 장치에 관한 것으로서, 특히 기판의 회전이나 증발원의 이동 없이 대면적의 기판에 균일한 증착이 가능한 증착 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자나 평판 디스플레이 소자를 제작하기 위하여 여러가지 박막 제조기술이 사용되는데, 그 중 하나가 진공 가열 증착 방법이다. 진공 가열 증착 방법이란 진공의 용기 내에 상측에 기판을 위치시키고, 그 하측에 위치하며 증착 물질이 담겨있는 증발원을 가열하여 증발된 물질이 기판에 증착되도록 하여 박막을 제작하는 방법을 말한다.

진공 가열 증착에 가장 많이 사용되고 있는 증발원이 도 1에 도시된 점 증발원(1)이다. 도 1에 도시된 바와 같이 점 증발원(1)은 기판(3)의 하부에 위치하며 원통형 도가니에 증발 물질을 담고, 증발물질을 가열하여 증발된 물질이 기판에 증 착되도록 하는 증발원이다. 상기 점 증발원으로부터 분출되는 증발 물질의 분출 분포(21)가 도 1에 도시되어 있는데, 도 1에 도시된 바와 같이 점 증발원에서 분출된 증발 물질은 기판의 증착면 중에서 증발원의 중심축과 만나는 부분에서 가장 많이 증착되며 증발원의 중심축에서 멀어질수록 증착되는 두께가 얇아지게 된다. 이러한 점 증발원의 증착 두께 불균일을 해결하기 위해 대면적 기판 증착용 증착 장치에서는 기판을 회전시키거나 증발원을 이동하면서 증착하는 방식을 사용하고 있다. 그런데 상기와 같은 기판의 회전이나 증발원의 이동은 반도체 소자의 성능을 저하시키는 불량 입자를 발생시킬 수 있고, 증착 장치의 구성을 복잡하게 하며, 면적이 커질수록 기판의 회전이 어렵기 때문에 그 기술적인 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 점 증발원의 결점을 해소하기 위한 것으로서, 기판의 회전이나 증발원의 이동 없이 대면적의 기판에 균일한 두께의 증착이 가능한 대면적 박막 제작용 증착 장치를 제공하고자 한다.

본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이 점 증발원(1)의 상부에 회전이 가능하며 증발 물질의 증착 분포를 바꿀 수 있는 초퍼(41)를 설치함으로써 기판의 회전 없이 대면적 기판에 균일한 증착이 가능한 대면적 박막 제작용 증착 장치를 제공한다. 상기 초퍼(41)는 도 2에 도시된 바와 같이 균일한 증착 분포(22)를 만들 수 있도록 회전축의 중심에서 멀어질수록 가리는 각도 혹은 면적이 줄어드는 모양으로 제작한다.

상기 초퍼는 증발원으로부터 분출되는 증발 물질을 가리게 되는데, 초퍼의 모양을 회전축의 중심에서 멀어질수록 가리는 각도 혹은 면적이 줄어드는 모양으로 제작함으로써, 증발원(1)의 중심축에서 증발 물질을 가장 많이 가리고 증발원의 중심축에서 멀어질수록 증발 물질을 적게 가리게 된다. 따라서 도 1에 도시된 바와 같은 점 증발원의 증착 분포(21)는 회전 초퍼(41)를 적용함으로써 도 2에 도시된 바와 같은 증착 분포(22)로 바뀌게 되며, 초퍼가 가리는 각도 내에서 균일한 증착이 가능하게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 점 증발원의 상부에 회전 가능하며 적절한 모양을 가진 초퍼를 설치함으로써, 기판의 회전이나 증발원의 이동 없이 대면적의 기판에 균일한 증착이 가능한 효과를 가진다.

본 발명의 실시 예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 대면적 박막 제작용 증착 장치는 종래의 점 증발원의 상부에 회전이 가능하며 적절한 모양을 가진 초퍼를 설치함으로써 기판의 회전 없이 대면적 기판에 균일한 증착이 가능한 증착 장치이다.

도 2에는 본 발명의 증착 장치에 적용 가능한 초퍼(41)의 형상이 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 초퍼는 회전 중심에서 멀어질수록 가리는 각도가 줄어드는 모양으로 제작한다. 초퍼의 정확한 형상은 점 증발원의 증착 분포에 따라 달라질 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같은 4개의 날개를 가진 모양 뿐만 아니라 회전 중심에서 멀어질수록 가리는 각도와 면적이 줄어드는 다양한 모양이 가능할 것이다.

도 3과 도 4는 초퍼의 회전 수단을 예시한 실시 예로서, 도 3에는 별도의 구동수단(52)에 의해 회전 가능하며 증발원과 중심축이 같은 회전원통(51)을 설치하고 상기 회전 원통의 상부에 초퍼(42)를 설치하는 방식의 제 1 실시 예가 도시되어 있다. 상기 실시 예와 유사한 방식으로 증발원과 중심축이 같은 원형 대칭의 지지대를 설치하고 상기 지지대의 상부에 초퍼가 고정되는 방식의 실시 예도 가능할 것이다.

도 4에는 증발원 측면에 위치한 회전 축(61)에 초퍼(43)가 고정되는 방식의 제 2 실시 예가 도시되어 있다. 상기 제 2 실시 예의 경우는 회전 축(61)에 의해 증착 물질이 가려지기 때문에 축에 의해 가려지는 부분을 회피하기 위해 증발원을 기판 외각에 위치시켜야 할 것이다. 또한 기어 등의 동력 전달 수단(미도시)을 이용하여 증발원의 중심축과 일치하는 회전축을 설치하고 상기 회전축에 초퍼를 고정하는 실시 예도 가능할 것이다.

상기 실시 예들은 본 발명을 실시하는 일부 예일 뿐이며, 본 발명은 위의 실시 예들로 한정되지 않는다.

도 1은 종래의 점 증발원과 점 증발원의 증착 분포를 나타내는 개략도

도 2는 본 발명의 초퍼를 이용한 대면적 박막 제작용 증착 장치의 개략도

도 3은 본 발명의 초퍼 회전 수단의 제 1 실시예를 나타내는 개략도

도 4는 본 발명의 초퍼 회전 수단의 제 2 실시예를 나타내는 개략도

Claims (5)

1. 회전 없이 고정 설치되는 기판;

   상기 기판의 중심부 하단에 회전 또는 이동 없이 고정 설치되는 증발원;

   상기 증발원의 중심축과 동축으로 설치되고, 상기 증발원을 감싸 수용하도록 설치되며, 별도의 구동 장치에 의해 회전되는 회전 원통; 및 상기 회전 원통의 상단에 고정되며 상기 증발원의 중심에 대해 동축 방사 대칭으로 배열되어 증발원의 증착 분포를 조절할 수 있는 초퍼를 포함하며, 상기 회전 원통을 회전시키면서 증착하는 것을 특징으로 하는 대면적 박막 제작용 증착 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 초퍼는,

   상기 회전 원통의 중심에 대해 방사 대칭으로 배열되는 다수 개의 날개를 가지며, 상기 날개는 상기 원통의 회전 중심에서 멀어질수록 상기 증발원을 가리는 각도가 줄어드는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 대면적 박막 제작용 증착장치.
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