KR101328589B1 - Multi-source and apparatus for depositing thin films using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중 증발원 및 이를 이용한 박막 형성 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 2개 이상의 증발물질을 기화시키고 기판에 분사하여 증착시키도록 구성되어, 증착 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 다중 증발원 및 이를 이용한 박막 형성 장치를 제공하는 것이다. The present invention relates to a multiple evaporation source and a thin film forming apparatus using the same, and more specifically, to evaporate two or more evaporation materials and to be deposited by spraying on a substrate, the multiple evaporation source and using the same to improve the deposition efficiency It is to provide a thin film forming apparatus.

Description

다중 증발원 및 이를 이용한 박막 형성 장치{MULTI-SOURCE AND APPARATUS FOR DEPOSITING THIN FILMS USING THE SAME}MULTI-SOURCE AND APPARATUS FOR DEPOSITING THIN FILMS USING THE SAME}

본 발명은 다중 증발원 및 이를 이용한 박막 형성 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 2개 이상의 증발물질을 기화시키고 기판에 분사하여 증착시키도록 구성되어, 증착 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 다중 증발원 및 이를 이용한 박막 형성 장치를 제공하는 것이다.
The present invention relates to a multiple evaporation source and a thin film forming apparatus using the same, and more specifically, to evaporate two or more evaporation materials and to be deposited by spraying on a substrate, the multiple evaporation source and using the same to improve the deposition efficiency It is to provide a thin film forming apparatus.

종래의 진공 증착 장치는 도가니에서 기화한 증발물질이 방사상으로 흩어지게 된다. 따라서, 증착하고자 하는 위치에만 증착하기가 용이하지 않아 증착물질이 기판뿐만 아니라 챔버의 내벽에 붙어 상당량의 증발물질이 낭비되는 문제점이 있었다.In a conventional vacuum deposition apparatus, vaporized evaporated materials in a crucible are radially dispersed. Therefore, it is not easy to deposit only in the position to be deposited, the deposition material is attached to the inner wall of the chamber as well as the substrate has a problem that a considerable amount of evaporation material is wasted.

또한, 도가니에 충전된 증발물질을 기화 온도까지 가열하기 위해 가열부가 기화 온도보다 높은 온도로 가열되므로 증발원에서 많은 복사열이 방출되기 때문에 기판과 증발원 사이에 상당한 거리가 필요하므로 기화된 물질이 기판에 증착되는 비율이 더욱 낮아지는 문제점이 있었다. 특히 증발물질이 화합물인 경우 기화온도가 높아 상기한 문제는 더욱 심각하게 된다.In addition, since the heating part is heated to a temperature higher than the vaporization temperature to heat the evaporation material charged in the crucible to the vaporization temperature, a large distance is required between the substrate and the evaporation source because a large amount of radiant heat is emitted from the evaporation source. There was a problem that the ratio becomes even lower. In particular, when the evaporation material is a compound, the vaporization temperature is high, the above problem becomes more serious.

한편, 생산성을 증가시키기 위하여 기판, 특히 유리 기판이 대형화되고 있는데 기존의 방식대로 하부에 증발원을 장착하고 상부에 기판을 설치하여 박막을 형성하면 기판이 아래쪽으로 휘어지는 문제가 야기 될 수도 있을 뿐만 아니라, 기판에 추가적인 도포 및 가공 공정을 진행하는 경우 대부분 반응 물질이 위에서 아래로 내려오는 방식이라 대형 기판을 뒤집는 공정도 필요하게 된다.On the other hand, in order to increase productivity, substrates, especially glass substrates, are being enlarged. However, if a thin film is formed by mounting an evaporation source on the lower side and installing the substrate on the upper side in a conventional manner, the substrate may not only bend downward, In the case of additional coating and processing on the substrate, most of the reaction materials come from the top to the bottom, so the process of overturning the large substrate is required.

상기한 문제점을 극복하고자 하향식 증발 장치가 개발되고 있으나 노즐을 포함한 기상 이동 경로를 고온으로 유지해야 하므로 전력의 소모가 크고 장비가 복잡해지는 문제점을 안고 있었다. In order to overcome the above problems, a top-down evaporation apparatus has been developed, but since the gas phase movement path including the nozzle must be maintained at a high temperature, power consumption is high and the equipment has a problem of being complicated.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 2개 이상의 증발물질을 동시에 기화시켜 기판 상측에서 하향 분사하여 증착시킴으로써, 전력의 소모를 줄일 수 있고 증착 효율을 향상시킬 수 있으며 장치의 구성을 단순화시킬 수 있도록 하는 다중 증발원 및 이를 이용한 박막 형성 장치를 제공하는 것이다.
An object of the present invention for solving the above problems is to vaporize two or more evaporation materials at the same time and to be deposited by spraying downward on the substrate, it is possible to reduce the power consumption, improve the deposition efficiency and simplify the configuration of the device It is to provide a multiple evaporation source and a thin film forming apparatus using the same.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다중 증발원은 증발물질을 수용하도록 내부에 2개 이상의 충전공간이 구비된 도가니; 상기 도가니의 상기 각 충전공간 내부로 상기 증발물질 및 이송 기체를 공급하도록 상기 도가니의 측부 또는 상부를 관통하여 설치되는 장입관; 상기 도가니의 상기 각 충전공간 내부에 채워진 상기 증발물질들을 기화시키기 위한 가열 수단; 상기 가열 수단에 의해 상기 도가니 내부에서 기화된 상기 각 증발물질들을 하향 분사하도록 상기 도가니 하측에 형성되는 적어도 2개 이상의 배출구; 및 상기 각 충전공간 내에 충전된 상기 증발물질이나 상기 증발물질이 기화된 증기가 상기 각 배출구를 통과하기 전까지 서로 혼합되지 않게 격리시키는 격리 수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다. Multiple evaporation source of the present invention for achieving the above object is a crucible having two or more filling space therein to accommodate the evaporation material; A charging pipe installed through the side or the top of the crucible to supply the evaporation material and the transfer gas into each of the filling spaces of the crucible; Heating means for vaporizing the evaporated materials filled in the respective filling spaces of the crucible; At least two outlets formed below the crucible so as to inject the respective evaporated substances vaporized inside the crucible by the heating means downward; And isolating means for isolating the vaporized material or vaporized vapors filled in the respective filling spaces from being mixed with each other until the vaporized vapors pass through the respective outlets.

여기서, 상기 도가니는 탄소 또는 탄화규소 재질로 이루어지고, 상기 가열 수단은 상기 도가니의 자체 발열에 상기 증발물질을 가열하도록 상기 도가니에 전원을 인가하기 위한 전원 공급기;인 것을 포함할 수 있다. Here, the crucible may be made of carbon or silicon carbide, and the heating means may include a power supply for applying power to the crucible so as to heat the evaporation material to self-heating of the crucible.

또한, 서로 인접한 상기 배출구에서 각기 다른 상기 증발물질의 증기가 배출되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to discharge the vapor of the different evaporation material from the discharge port adjacent to each other.

또한, 상기 배출구를 덮는 멤브레인(membrane)을 더 포함하고, 상기 멤브레인(membrane)은 탄소 섬유로 이루어질 수 있다.In addition, it further comprises a membrane (membrane) covering the outlet, the membrane (membrane) may be made of carbon fiber.

또 다른 본 발명의 다중 증발원을 이용한 박막 형성 장치는 상기 장입관을 통해 연결되어 상기 도가니의 충전공간으로 공급되는 상기 증발물질을 담아 저장하는 증발물질 저장고; 상기 장입관에 구비되어 상기 증발물질 저장고로부터 상기 도가니의 상기 충전공간으로 공급되는 상기 증발물질의 공급량을 조절하기 위한 게이트 밸브; 및 상기 배출구가 형성된 상기 도가니의 하측에 인접하게 상기 기판을 이송 공급하는 기판 이송 수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다. Another thin film forming apparatus using a multi-evaporation source of the present invention is connected to the evaporation material storage for storing the evaporation material is supplied through the charging pipe to the filling space of the crucible; A gate valve provided in the charging pipe to adjust a supply amount of the evaporation material supplied from the evaporation material reservoir to the filling space of the crucible; And substrate transport means for transporting and supplying the substrate adjacent to the lower side of the crucible in which the discharge port is formed.

또한, 상기 다중 증발원을 이용한 박막 형성 장치는 상기 장입관을 냉각하기 위한 냉각 수단;을 더 포함할 수 있다. In addition, the thin film forming apparatus using the multiple evaporation source may further include a cooling means for cooling the charging pipe.

또한, 상기 장입관에 연결되어 상기 도가니 내부로 이송 기체를 공급하는 기체 공급관;을 더 포함할 수 있다.
The gas supply pipe may further include a gas supply pipe connected to the charging pipe to supply a transport gas into the crucible.

상기한 본 발명의 다중 증발원 및 이를 이용한 박막 형성 장치의 가장 큰 효과는 기화 온도가 높은 화합물의 증착 공정에서 발현되는데, 화합물을 증발물질로 사용하는 대신 화합물을 구성하는 기화온도가 낮은 원소를 증발물질로 사용하여 증발원의 온도를 낮춤으로써, 소비전력을 감소시킬 수 있을 뿐 아니라 기판과 증발원의 거리를 줄임으로써 증착밀도 및 증착 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.The greatest effect of the multiple evaporation source of the present invention and the thin film forming apparatus using the same is expressed in the deposition process of a compound having a high vaporization temperature. Instead of using the compound as an evaporation material, an element having a low vaporization temperature constituting the compound is evaporated. By lowering the temperature of the evaporation source to use, not only can reduce power consumption, but also has the effect of improving the deposition density and deposition efficiency by reducing the distance between the substrate and the evaporation source.

또한, 배출구를 덮은 멤브레인(membrane)이 도가니 외부의 공기 유입을 차단하여 도가니 내부에 충전된 증발물질의 산화 등 변질을 억제할 수 있으며 기화된 증발물질이 배출구를 통하여 과도하게 배출되는 것을 제어하는 역할을 할 수 있다.In addition, the membrane covering the outlet port can block the inflow of air from the outside of the crucible to suppress deterioration such as oxidation of the evaporation material charged inside the crucible and to control the excessive discharge of vaporized evaporation material through the outlet. can do.

또한, 본 발명의 다중 증발원 및 이를 이용한 박막 형성 장치에 따르면, 기화된 증발물질을 하향 분사하여 증착하는 하향식 증착이 이루어지도록 함으로써, 종래 상향식 증착과 비교하여 공정 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.In addition, according to the multiple evaporation source of the present invention and the thin film forming apparatus using the same, by performing the top-down deposition to vaporize the vaporized evaporation material is deposited, there is an effect that can improve the process efficiency compared to the conventional bottom-up deposition.

또한, 본 발명의 다중 증발원 및 이를 이용한 박막 형성 장치에 따르면, 도가니를 탄소 및 탄화규소 재질로 형성하여 전원 공급기를 통해 공급된 전원에 의해 증발물질을 기화시키는데 필요한 열을 자체 발열하도록 함으로써 장치의 구성을 좀더 단순화시킬 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
In addition, according to the multiple evaporation source of the present invention and the thin film forming apparatus using the same, the configuration of the apparatus by forming the crucible of carbon and silicon carbide material to self-heat the heat required to vaporize the evaporated material by the power supplied through the power supply Has the effect of simplifying

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 증발원을 이용한 박막 형성 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라서 본 다중 증발원을 이용한 박막 형성 장치의 정단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라서 본 다중 증발원을 이용한 박막 형성 장치의 측단면도이다.
1 is a plan view of a thin film forming apparatus using a multiple evaporation source according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front sectional view of the thin film forming apparatus using the multiple evaporation source cut along the line II-II of FIG. 1.
3 is a side cross-sectional view of the thin film forming apparatus using the multiple evaporation source cut along the line III-III of FIG.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 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. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 증발원을 이용한 박막 형성 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라서 본 다중 증발원을 이용한 박막 형성 장치의 정단면도이며, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라서 본 다중 증발원을 이용한 박막 형성 장치의 측단면도이다.1 is a plan view of a thin film forming apparatus using a multiple evaporation source according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a front sectional view of the thin film forming apparatus using a multiple evaporation source cut along the line II-II of Figure 1, Figure 3 Is a side cross-sectional view of the thin film forming apparatus using the multiple evaporation source cut along the line III-III of FIG.

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 다중 증발원을 이용한 박막 형성 장치(1)는 다중 증발원(10), 기판 이송 수단(30), 증발물질 저장고, 게이트 밸브, 냉각 수단 및 이송 기체 공급관을 포함하여 구성된다.1 to 3, the thin film forming apparatus 1 using the multiple evaporation sources of the present embodiment includes a multiple evaporation source 10, a substrate transfer means 30, an evaporation material reservoir, a gate valve, a cooling means, and a transfer gas. It comprises a supply pipe.

여기서, 상기한 증발물질 저장고, 이송 기체 공급관, 냉각 수단 및 후술하는 다중 증발원의 가열 수단은 도 1 내지 도 3에서 별도로 도시하고 있지 않다.Here, the above-mentioned evaporation material reservoir, the transfer gas supply pipe, the cooling means, and the heating means of the multiple evaporation source described later are not separately shown in FIGS. 1 to 3.

다중 증발원(10)은 도가니(11), 장입관(14, 15), 가열수단, 배출구(19) 및 격리 수단(18)을 포함하여 구성된다.The multiple evaporation source 10 comprises a crucible 11, a charging pipe 14, 15, a heating means, an outlet 19 and an isolation means 18.

도가니(11)는 증발물질을 수용하도록 내부에 2개의 충전공간 즉, 제1 충전공간 및 제2 충전공간(12, 13)이 구비되는 상자 형상으로 이루어진다.The crucible 11 has a box shape in which two filling spaces, that is, a first filling space and a second filling space 12 and 13, are provided inside to accommodate the evaporation material.

그러나, 본 발명에서 도가니(11)가 상기한 상자 형상으로 반드시 한정되는 것은 아니며 내부에 2개 이상의 증발물질 충전공간을 형성할 수 있는 한 다양한 종류의 통 형상으로 이루어질 수 있음은 당연하다.However, in the present invention, the crucible 11 is not necessarily limited to the box shape described above, and it is natural that the crucible 11 may be formed in various kinds of cylindrical shapes as long as two or more evaporation material filling spaces can be formed therein.

한편, 도가니(11)는 탄소 또는 탄화 규소 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이처럼, 도가니(11)가 탄소 또는 탄화 규소 재질로 이루어짐에 따라 별도의 발열 부재를 사용하지 않고도 후술하는 가열 수단(미도시)에 의해 전원이 공급되면 자체 전기 저항에 의해 증발물질을 가열하기 위한 열을 발생시킬 수 있다.On the other hand, the crucible 11 is preferably made of carbon or silicon carbide material. As such, since the crucible 11 is made of carbon or silicon carbide, when the power is supplied by a heating means (not shown) which will be described later without using a separate heating member, heat for heating the evaporation material by its electric resistance is used. Can be generated.

또한, 증발물질을 배출구(19)를 통해 기판(100)으로 하향 분사시 배출구(19)와 기판(100) 사이의 간격을 최소화시켜 불필요한 부분에 증착이 이루어지는 것을 방지할 수 있도록 한다. In addition, when the evaporation material is injected downward into the substrate 100 through the outlet 19, the gap between the outlet 19 and the substrate 100 is minimized to prevent deposition on unnecessary portions.

도가니(11)의 측부에는 장입공이 관통 형성되고 장입공을 통하여 충전공간 (12, 13) 내부로 충전물질들이 공급할 수 있도록 한다. 그리고, 각각의 장입공에는 증발물질 저장고(미도시)로부터 도가니(11)의 충전공간 내부로 증발물질을 공급하기 위한 통로 역할을 하는 장입관(14, 15)이 각각 끼워져 고정된다.In the side of the crucible 11, a charging hole is formed to penetrate through the charging hole so that the filling materials can be supplied into the filling spaces 12 and 13. In addition, the charging holes 14 and 15 which serve as a passage for supplying the evaporation material from the evaporation material reservoir (not shown) into the filling space of the crucible 11 are fitted into and fixed to the respective charging holes.

가열 수단(미도시)은 도가니(11) 내부의 충전된 상기 증발물질을 가열하도록 구성된다. 본 실시예에서는 도가니(11)가 전기 저항성이 높은 탄소 또는 탄화 규소 재질로 이루어지기 때문에 별도의 발열 부재를 사용하지 않고 전원 공급기(미도시)를 통해 공급되는 전원에 의해 자체적으로 전기 저항 가열 방식으로 열을 발생시켜 도가니(11) 내부에 충진된 증발물질을 기화시킬 수 있도록 하는 것을 예시한다. Heating means (not shown) are configured to heat the evaporated material charged inside the crucible 11. In the present embodiment, since the crucible 11 is made of a carbon or silicon carbide material having high electrical resistance, the crucible 11 does not use a separate heating member, and is self-electrically heated by the power supplied through a power supply (not shown). Illustrates that it is possible to vaporize the evaporation material filled in the crucible 11 by generating heat.

배출구(19)는 상기 가열 수단(미도시)에 의해 도가니(11) 내부에서 기화된 상기 각 증발물질들을 하향 분사하도록 도가니(11) 하측에서 길이 방향을 따라 길게 형성되는 적어도 2개 이상의 선형 슬롯 또는 선형으로 나열된 다수의 구멍 형태를 이루며 제1 배출구 및 제2 배출구들(19a, 19b)이 서로 교번하며 형성된다.The outlet 19 may be formed of at least two linear slots extending in a lengthwise direction below the crucible 11 so as to downwardly spray each of the evaporated substances vaporized inside the crucible 11 by the heating means (not shown) or The first outlet and the second outlets 19a and 19b are formed alternately with each other in the form of a plurality of holes arranged in a linear manner.

이때, 서로 인접하게 배치되는 제1 배출구 및 제2 배출구들(19a, 19b)은 각기 다른 제1 충전공간(12) 및 제2 충전공간(13)의 증발물질로부터 발생한 증기를 배출시키도록 하여 증착되는 박막 조성의 균일도를 높일 수 있도록 한다.In this case, the first and second outlets 19a and 19b disposed to be adjacent to each other are deposited to discharge steam generated from evaporation materials of the first and second filling spaces 12 and 13 respectively. It is possible to increase the uniformity of the thin film composition.

더욱이, 증착된 박막의 균일도를 더욱 향상시키기 위해서는 롤러(roller; 31) 등의 기판 이송 수단(30)을 가동하여 기판을 연속적으로 이송하는 것이 바람직하다.Moreover, in order to further improve the uniformity of the deposited thin film, it is preferable to operate the substrate transfer means 30 such as a roller 31 to continuously transfer the substrate.

그리고, 상기 각 충전공간(12, 13) 내에 충전된 상기 증발물질이나 상기 증발물질이 기화된 증기는 격리 수단(18)에 의해 상기 각 배출구들(19a, 19b)를 통과하기 전까지 서로 혼합되지 않게 격리된다. In addition, the vaporized material or vapor vaporized by the vaporized material filled in each of the filling spaces 12 and 13 is not mixed with each other until passing through the respective outlets 19a and 19b by the isolation means 18. It is isolated.

한편, 배출구들(19a, 19b)을 덮도록 멤브레인(membrane; 20)이 더 설치되고, 본 실시예에서 멤브레인(20)은 탄소섬유로 이루어지는 것을 예시한다.Meanwhile, a membrane 20 is further installed to cover the outlets 19a and 19b, and in this embodiment, the membrane 20 is made of carbon fiber.

멤브레인(20)은 도가니(11) 외부의 공기의 유입을 차단하여 도가니(11) 내부에 충전된 증발물질의 산화 등 변질을 방지할 수 있으며 기화된 증발물질이 배출구를 통하여 과도하게 배출되는 것을 제어하고 박막의 증착 속도를 균일하게 하는 역할을 할 뿐만 아니라 기화된 증발물질과 이송 기체 공급관(미도시)을 통해 유입되는 이송 기체를 가열하여, 배출구(19)의 온도가 저하되는 것을 방지하는 역할도 한다. The membrane 20 prevents the inflow of air outside the crucible 11 to prevent deterioration such as oxidation of the evaporated material charged in the crucible 11 and controls the excessive discharge of vaporized evaporated material through the outlet. And also serves to uniform the deposition rate of the thin film, and also to heat the transport gas flowing through the vaporized evaporation material and the transfer gas supply pipe (not shown), thereby preventing the temperature of the outlet 19 to lower do.

상기한 다중 증발원(10)은 에너지 효율을 높이기 위해서 도가니(11)의 크기를 작게 하고 증발물질이 당장의 증착에 필요한 만큼만 도가니(11)에 담겨 있고 여분의 증발물질의 양을 최소화할 필요가 있다. 따라서, 증발물질 저장고(미도시)를 설치하고 증발원의 장입관(14, 15)을 통해 서로 연결하여 연속적으로 증발물질을 도가니(11) 내부의 충전공간(12, 13)으로 공급하도록 한다. In order to increase energy efficiency, the multi-evaporation source 10 needs to reduce the size of the crucible 11 and contain the evaporation material in the crucible 11 as much as necessary for the immediate deposition and minimize the amount of extra evaporation material. . Therefore, an evaporation material reservoir (not shown) is installed and connected to each other through charging pipes 14 and 15 of the evaporation source to continuously supply the evaporation material to the filling spaces 12 and 13 inside the crucible 11.

게이트 밸브(40)는 증발물질 저장고(미도시)를 연결하는 장입관(12, 22) 상에 설치되어 증발물질 저장고(미도시)로부터 도가니(11)로 공급되는 증발물질의 양을 제어하도록 한다. 따라서, 게이트 밸브(40)는 도가니(11)의 내부의 분위기를 깨지 않으면서 필요한 양의 증발물질을 수시로 도가니(11)에 공급할 수 있도록 하여 다중 증발원(1)을 통해 연속적인 증착 공정이 이루어질 수 있도록 한다. Gate valve 40 is installed on the charge pipe (12, 22) connecting the evaporation reservoir (not shown) to control the amount of evaporation material supplied from the evaporation reservoir (not shown) to the crucible (11). . Therefore, the gate valve 40 can supply the required amount of evaporation material to the crucible 11 at any time without breaking the atmosphere inside the crucible 11, so that a continuous deposition process can be performed through the multiple evaporation sources 1. Make sure

또한, 장입관(14, 15)을 통해 도가니(11)로부터 게이트 밸브(40) 및 증발물질 저장고(미도시)로 열이 전달되면 증발물질의 용융 및 변형 등에 의해 장입관(14, 15) 내부의 장입 통로가 막히거나 게이트 밸브(40)가 고장 날 수 있는데, 이를 방지하기 위해 각각의 장입관(14, 15)을 냉각시키는 냉각 수단(미도시)을 설치할 수 있다.In addition, when heat is transferred from the crucible 11 through the charging pipes 14 and 15 to the gate valve 40 and the evaporation material reservoir (not shown), the interior of the charging pipes 14 and 15 may be caused by melting and deformation of the evaporation material. The charging passage may be blocked or the gate valve 40 may be broken. To prevent this, cooling means (not shown) for cooling the respective charging pipes 14 and 15 may be installed.

한편, 도 1 내지 도 3에서는 도가니(11) 내부의 분위기를 조성하기 위한 장치를 도시하지 않았지만, 증발물질이 도가니(11) 내부로 장입되는 순간에는 증발물질 저장고(미도시) 내부의 분위기가 도가니(11) 내부의 분위기와 같거나 유사하게 유지되어 있도록 하는 것이 바람직하다. On the other hand, although not shown in Figures 1 to 3, the apparatus for creating the atmosphere inside the crucible 11, the atmosphere inside the evaporation material reservoir (not shown) at the moment when the evaporation material is charged into the crucible 11 (11) It is preferable to maintain the same or similar to the atmosphere inside.

또한, 도가니(11)에서 기화된 증발물질이 장입관(14, 15) 쪽으로 유입되면 장입관(14, 15) 내부에 증착되어 장입 통로가 막힐 수 있다. 따라서 이송 기체 공급관(미도시)을 장입관(14, 15)에 연결하여, 기화된 증발물질을 이송하는 가스를 장입관(14, 15) 내부로 공급하도록 한다. 이송 기체는 기화된 증발물질이 장입관 내부로 유입되는 것을 방지하여 장입관(14, 15) 내부가 막히는 것을 억제할 수 있도록 한다. In addition, when the evaporated material vaporized from the crucible 11 is introduced into the charging pipes 14 and 15, the charging passage 14 may be deposited inside the charging pipes 14 and 15 to block the charging passage. Therefore, the transfer gas supply pipe (not shown) is connected to the charging pipes 14 and 15 to supply the gas transferring the vaporized evaporated material into the charging pipes 14 and 15. The conveying gas prevents the vaporized evaporation material from flowing into the charging tube to suppress the blockage of the charging tubes 14 and 15.

또한, 이송 기체 공급관(미도시)을 통해 유입되는 기체의 압력을 조절하여 도가니(11) 내부의 압력이 외부의 압력보다 높게 유지되도록 하고 배출구(19)를 통해 분사되는 증발물질의 양을 조절할 수 있도록 한다. 특히 2개의 충전공간(12, 13)에 주입되는 이송 기체의 양을 다르게 조절함으로써 기판(100)에 증착되는 박막의 조성을 변화시킬 수도 있다.In addition, by adjusting the pressure of the gas flowing through the conveying gas supply pipe (not shown) to maintain the pressure inside the crucible (11) higher than the external pressure and the amount of evaporated material injected through the outlet 19 can be adjusted. Make sure In particular, the composition of the thin film deposited on the substrate 100 may be changed by differently controlling the amount of the carrier gas injected into the two filling spaces 12 and 13.

전술한 바와 같이 본 실시예에 따른 다중 증발원을 이용한 박막 형성 장치(1)는 하부에 위치한 기판(100)에 대해 하향식으로 기화된 증발물질을 배출하여 기판(100)면 상에 연속적으로 증착할 수 있고, 박막 형성 장치의 설비를 작고 간단하게 구성할 수 있으며, 증착 과정에서 소비되는 에너지를 줄여 공정 비용을 절감할 수 있다. As described above, the thin film forming apparatus 1 using the multiple evaporation sources according to the present exemplary embodiment may discharge the vaporized evaporation material downward from the bottom of the substrate 100 to be continuously deposited on the surface of the substrate 100. In addition, the equipment of the thin film forming apparatus can be compactly and simply configured, and the process cost can be reduced by reducing energy consumed in the deposition process.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다. 특히 실시예에서는 2개의 충전공간을 가진 다중 증발원에 대해서만 설명하였으나 충전공간을 3개 이상으로 확장하는 것은 쉽게 생각할 수 있는 사항이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications or changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. In addition, it is natural that it belongs to the scope of the present invention. In particular, the embodiment described only the multiple evaporation source having two filling spaces, it is easy to think of extending the filling space to three or more.

1: 박막 형성 장치 10: 다중 증발원
11: 도가니 12, 13: 충전공간
14, 15; 장입관 18; 격리 수단
19; 배출구 20: 멤브레인
30: 기판 이송 수단 31: 롤러
40: 게이트 밸브 100: 기판
1: thin film forming apparatus 10: multiple evaporation source
11: crucible 12, 13: charging space
14, 15; Charge tube 18; Containment
19; Outlet 20: Membrane
30: substrate transfer means 31: roller
40: gate valve 100: substrate

Claims (8)

증발물질을 수용하도록 내부에 2개 이상의 충전공간이 구비된 도가니;
상기 도가니의 상기 각 충전공간 내부로 상기 증발물질 및 이송 기체를 공급하도록 상기 도가니의 측부 또는 상부를 관통하여 설치되는 장입관;
상기 도가니의 상기 각 충전공간 내부에 채워진 상기 증발물질들을 기화시키기 위한 가열 수단;
상기 가열 수단에 의해 상기 도가니 내부에서 기화된 상기 각 증발물질들을 하향 분사하도록 상기 도가니 하측에 형성되는 적어도 2개 이상의 배출구;
상기 각 충전공간 내에 충전된 상기 증발물질이나 상기 증발물질이 기화된 증기가 상기 각 배출구를 통과하기 전까지 서로 혼합되지 않게 격리시키는 격리 수단; 및
상기 배출구들을 덮는 멤브레인(membrane);을 포함하는 다중 증발원.
A crucible having two or more filling spaces therein to accommodate evaporation material;
A charging pipe installed through the side or the top of the crucible to supply the evaporation material and the transfer gas into each of the filling spaces of the crucible;
Heating means for vaporizing the evaporated materials filled in the respective filling spaces of the crucible;
At least two outlets formed below the crucible so as to inject the respective evaporated substances vaporized inside the crucible by the heating means downward;
Isolating means for isolating the evaporated material or vaporized vapors filled in the filling spaces from being mixed with each other until they pass through the respective outlets; And
And a membrane covering the outlets.
제1항에서,
상기 도가니는 탄소 또는 탄화규소 재질로 이루어지고,

상기 가열 수단은,
상기 도가니의 자체 발열에 상기 증발물질을 가열하도록 상기 도가니에 전원을 인가하기 위한 전원 공급기;를 포함하는 다중 증발원.
In claim 1,
The crucible is made of carbon or silicon carbide material,

The heating means,
And a power supply for supplying power to the crucible so as to heat the evaporation material to the self-heating of the crucible.
제1항에서,
서로 인접한 상기 배출구에서 각기 다른 상기 증발물질의 증기가 배출되도록 하는 다중 증발원.
In claim 1,
Multiple evaporation sources for discharging the vapor of the different evaporation material from the discharge port adjacent to each other.
삭제delete 제1항에서,
상기 멤브레인(membrane)은 탄소 섬유로 이루어지는 다중 증발원.
In claim 1,
The membrane is a multiple evaporation source made of carbon fibers.
제1항의 상기 다중 증발원를 이용해 상기 증발물질을 증착시켜 박막을 형성하는 박막 형성 장치에 있어서,
상기 장입관을 통해 연결되어 상기 도가니의 충전공간으로 공급되는 상기 증발물질을 담아 저장하는 증발물질 저장고;
상기 장입관에 구비되어 상기 증발물질 저장고로부터 상기 도가니의 상기 충전공간으로 공급되는 상기 증발물질의 공급량을 조절하기 위한 게이트 밸브; 및
상기 배출구가 형성된 상기 도가니의 하측에 인접하게 상기 기판을 이송 공급하는 기판 이송 수단;을 포함하는 박막 형성 장치.
A thin film forming apparatus for forming a thin film by depositing the evaporation material using the multiple evaporation source of claim 1,
An evaporation material reservoir connected to the charging pipe to store the evaporation material supplied to the filling space of the crucible;
A gate valve provided in the charging pipe to adjust a supply amount of the evaporation material supplied from the evaporation material reservoir to the filling space of the crucible; And
And substrate transfer means for transferring and supplying the substrate adjacent to the lower side of the crucible in which the discharge port is formed.
제6항에서,
상기 장입관을 냉각하기 위한 냉각 수단;을 더 포함하는 박막 형성 장치.
The method of claim 6,
Thin film forming apparatus further comprises; cooling means for cooling the charging pipe.
제6항에서,
상기 장입관에 연결되어, 상기 도가니 내부로 이송 기체를 공급하는 기체 공급관;을 더 포함하는 박막 형성 장치.
The method of claim 6,
And a gas supply pipe connected to the charging pipe and supplying a transport gas into the crucible.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100075336A (en) * 2008-12-24 2010-07-02 진중 김 Continuous downward thermal deposition equipment for large size cigs film layer of cigs solar cell
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100075336A (en) * 2008-12-24 2010-07-02 진중 김 Continuous downward thermal deposition equipment for large size cigs film layer of cigs solar cell
KR20110002235A (en) * 2009-07-01 2011-01-07 한국과학기술원 Downward type linear source and device for depositing thin film using the same
KR100977374B1 (en) 2009-08-03 2010-08-20 텔리오솔라 테크놀로지스 인크 Fast devaporation system for large-sized thin film-type cigs solar cell manufacturing and method thereof
KR20110019180A (en) * 2009-08-19 2011-02-25 재단법인대구경북과학기술원 Downward type deposition source and deposition apparatus having the same

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