KR101355817B1 - 전자기 부양 금속 박막 증착 장치 - Google Patents

전자기 부양 금속 박막 증착 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자기 부양 금속 박막 증착 장치 및 전자기 부양 금속 박막 증착 방법을 제공한다. 이 장치는 플라즈마 생기지 않도록 배기되는 챔버, 챔버에 형성된 관통홀 주위에 장착된 유전체 튜브, 유전체 튜브를 감싸는 전자기 부양 코일, 전자기 부양 코일에 RF 전력을 제공하는 RF 전원, 유전체 튜브가 배치되는 평면보다 낮은 위치에서 챔버의 내부에 배치된 기판 홀더, 및 기판 홀더 상에 배치되는 기판을 포함한다. 전자기 부양 코일은 서로 연속적으로 연결된 상부 전자기 부양 코일과 하부 전자기 부양 코일을 포함하고, 상부 전자기 부양 코일에 흐르는 전류의 방향과 하부 전자기 부양 코일에 흐르는 전류의 방향은 서로 반대이다. 전자기 부양 코일은 유전체 튜브 내부에 배치된 금속 시료를 전자기력을 이용하여 부양하면서 가열하고, 금속 시료는 증발하여 중력 방향으로 이동하여 기판에 금속 박막을 형성한다.

Description

전자기 부양 금속 박막 증착 장치{Electromagnetic Levitation Metal Thin Film Deposition Apparatus and Electromagnetic Levitation Metal Thin Film Deposition Method}
본 발명은 증착 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로 전자기 부양 금속 박막 증착 장치에 관한 것이다.
유기 전자 장치 또는 유기 발광 다이오드(OLED)는 유기 물질층을 포함한다. 금속층 또는 보호층은 유기 물질층 상에 직접적으로 또는 간접적으로 증착된다.
그러나, 통상의 스퍼터링 장치를 사용한 증착은 유기 물질층을 손상시킨다. 특히, 스퍼터링 장치는 플라즈마를 이용하고, 플라즈마는 이온, 산소 라디칼, 및 자외선을 발생시킨다. 플라즈마에 의하여 발생한 이온, 산소 라디칼, 및 자외선은 유기 물질층을 손상시킨다.
기판이 유기 물질층을 가지는 경우, 스퍼터링 방법은 전하가 기판 또는 유기 물질층 표면에 쌓여 유기 물질층을 손상시킬 수 있다. 따라서, 하전 입자에 의한 손상이 없는 금속 박막 증착 공정이 요구된다.
한편, 유기 물질층 상에 코팅층을 형성하기 위하여 열 증발 증착법을 사용할 수 있다. 그러나, 열 증발 증착법은 보트(boat)에 증착하고자 하는 물질을 가열하고 증발시켜 기판에 증착시킨다. 그러나, 도가니의 출구는 중력의 방향에 대하여 마주보도록 배치된다. 따라서, 열 증발 증착법을 이용하는 경우, 기판은 중력에 대하여 상부에 배치되고, 도가니는 중력의 방향에 대하여 마주보도록 하부에 배치된다. 따라서, 열 증발 증착법을 이용한 증착 장치는 기판을 상부에 배치하기 위하여 기구적인 곤란성을 가지고 있다. 특히, 기판의 크기가 수십 센티미터 이상인 경우 기판은 용기의 상부면에서 지지하기 어렵다.
기존의 보트(boat)를 이용한 증발(evaporation) 증착 공정이나 전자 빔 증발(electron beam evaporation) 증착 공정은 작은 사이즈의 기판을 증발기(evaporator) 위쪽에 두고 증착 공정을 진행한다. 그러나, 기판 사이즈가 클 경우에는 이 방법은 사용하되기 어렵다. 대면적 기판일 경우, 기판을 진공 챔버 내에서 증발기(evaporator) 위쪽에 배치하는 것이 어렵다. 따라서, 증발기(evaporator) 또는 증발 소스가 아래에 있고 아래에서 위쪽으로 증발되면서 증착하는 공정은 어렵다. 따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 극복하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 전자기 부양 증발기는 진공 용기의 상부에 배치되고, 상기 진공 용기의 하부에 배치된 기판에 플라즈마 또는 자외선을 발생시키지 않으면서 양질의 금속 박막을 증착할 수 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 중력 방향으로 증발된 증기를 이동시키어 스터퍼링 방식의 증착 공정이 적용될 수 없는 금속 증착 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 부양 금속 박막 증착 장치는 플라즈마 생기지 않도록 배기되는 챔버; 상기 챔버에 형성된 관통홀 주위에 장착된 유전체 튜브; 상기 유전체 튜브를 감싸는 전자기 부양 코일; 상기 전자기 부양 코일에 RF 전력을 제공하는 RF 전원; 상기 유전체 튜브가 배치되는 평면보다 낮은 위치에서 상기 챔버의 내부에 배치된 기판 홀더; 및 상기 기판 홀더 상에 배치되는 기판을 포함한다. 상기 전자기 부양 코일은 서로 연속적으로 연결된 상부 전자기 부양 코일과 하부 전자기 부양 코일을 포함하고, 상기 상부 전자기 부양 코일에 흐르는 전류의 방향과 상기 하부 전자기 부양 코일에 흐르는 전류의 방향은 서로 반대이다. 상기 전자기 부양 코일은 상기 유전체 튜브 내부에 배치된 금속 시료를 전자기력을 이용하여 부양하면서 가열하고, 상기 금속 시료는 증발하여 중력 방향으로 이동하여 상기 기판에 금속 박막을 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 상부 전자기 부양 코일은 2 턴(turn)이고, 상기 하부 전자기 부양 코일은 4 턴일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유전체 튜브는 제1 내지 제4 유전체 튜브를 포함하고, 상기 전자기 부양 코일은 제1 내지 제4 전자기 부양 코일은 포함하고, 상기 제1 유전체 튜브와 상기 제1 전자기 부양 코일은 쌍을 이루고, 상기 제1 내지 제4 유전체 튜브는 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 시료를 상기 유전체 튜브에 공급하도록 상기 유전체 튜브에 연결된 금속 시료 공급 통로; 상기 금속 시료 공급 통로에 연결된 금속 시료 저장부; 및 상기 금속 시료 저장부에 저장된 와이어 형상의 예비 금속 시료;를 더 포함할 수 있다. 상기 금속 시료가 증발함에 따라, 상기 예비 금속 시료는 상기 금속 시료를 보충할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 관통홀 하부면에 배치된 셔터; 및 상기 금속시료를 용융시키는 가열부 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 부양 금속 박막 증착 장치는 플라즈마 생기지 않도록 배기되는 챔버; 상기 챔버에 형성된 관통홀 주위에 장착된 유전체 튜브; 일단은 상기 유전체 튜브의 일 측면에 배치되고, 타단은 일 측면과 마주보는 상기 유전체 튜브의 타 측면에 배치되고, 상기 일단과 상기 타단은 서로 연속적으로 연결되어 자로(magnetic path)를 형성하는 자성체 코어; 상기 자성체 코어를 감싸는 전자기 부양 코일; 상기 전자기 부양 코일에 RF 전력을 제공하는 RF 전원; 상기 유전체 튜브가 배치되는 평면보다 낮은 위치에서 상기 챔버의 내부에 배치된 기판 홀더; 및 상기 기판 홀더 상에 배치되고 기판을 포함한다. 상기 전자기 부양 코일은 상기 자성체 코어에 자속을 유도하고, 시간에 따라 변하는 상기 자속은 상기 유전체 튜브 내부에 배치된 금속 시료를 전자기력을 이용하여 부양하면서 가열하고, 상기 금속 시료는 증발하여 중력 방향으로 이동하여 상기 기판에 금속 박막을 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 자성체 코어는 "C" 형태 또는 폐루프에서 상기 유전체 튜브가 배치되는 영역만이 제거된 형태일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유전체 튜브는 상기 챔버의 측면 또는 상부면에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 부양 금속 박막 증착 장치는 유기 물질층을 포함하는 기판을 챔버에 제공하는 단계; 상기 챔버를 플라즈마가 형성되지 않도록 진공으로 배기하는 단계; 유전체 튜브 내부에 배치된 금속 시료를 전자기력을 이용하여 부양하고 유도 가열하여 증발시키는 단계; 및 상기 유전체 튜브가 배치되는 평면의 하부에 배치된 기판에서 증발된 금속 증기를 중력 방향으로 확산을 통하여 이동시키어 상기 기판에 금속 박막을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 증발시키는 단계는 전자기 부양 코일 또는 자성체 코어를 감싸는 유도 코일을 이용하여 부양하는 단계; 및 적외선을 상기 금속 시료에 인가하여 상기 금속 시료를 용융시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 부양 금속 박막 증착 장치는 전자기 부양 기술을 이용하여 증발된 증기를 중력 방향으로 이동시키어 기판 상에 고순도의 대면적 금속 박막을 형성할 수 있다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 부양 금속 박막 증착 장치를 설명하는 평면도이다. 도 1b는 도 1a의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다.
도 2는 도 1a의 전자기 부양 코일을 설명하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자기 부양 금속 박막 증착 장치를 설명하는 도면이다.
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자기 부양 금속 박막 증착 장치를 설명하는 단면도이다. 도 4b는 도 5a의 II-II'선을 따라 자른 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 증착하고자 하는 금속 시료를 전자기 부양( electromagnetic levitation) 기술로 공중 부양한 상태에서, 상기 금속 시료를 유도 가열하여 증발시켜 증착 소스(deposition source)로 사용한다. 또한, 상기 증착 소스는 기판 위쪽에 배치되어, 금속 증기가 위쪽에서 아래로 향하면서 기판에 증착한다. 이에 따라, 증착에 필요한 순수한 물질만을 공급할 수 있기 때문에, 불순물(impurity)이 억제될 수 있고, 증착 속도는 전자기 부양에 사용되는 RF 전력을 통하여 제어될 수 있다. 또한, 이 증착 방법은 플라즈마를 형성하지 않도록 챔버가 극진공으로 배기되어, 하전 입자에 의한 하전 손상(charging damage) 및 자외선에 의한 손상이 억제할 수 있다. 또한, 전자기 부양( electromagnetic levitation) 기술을 이용한 복수의 증착 소스가 적용되면, 대면적 기판에 금속 증착 공정이 수행될 수 있다. 기판이 증착 소스의 하부에 배치됨에 따라, 이어지는 다음 공정은 상기 기판을 다시 뒤집을 필요가 없다. 따라서, 본 발명은 높은 증착 속도와 양질의 박막을 증착하는 스퍼터링 방법이 적용될 수 없는 증착 공정에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 증착 공정은 OLED 금속 박막 증착 공정일 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 부양 금속 박막 증착 장치를 설명하는 평면도이다. 도 1b는 도 1a의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다.
도 2는 도 1a의 전자기 부양 코일을 설명하는 사시도이다.
도 1a, 도 1b, 도 2를 참조하면, 전자기 부양 금속 박막 증착 장치(100)는 플라즈마 생기지 않도록 배기되는 챔버(110), 상기 챔버(110)에 형성된 관통홀(102) 주위에 장착된 유전체 튜브(130), 상기 유전체 튜브(130)를 감싸는 전자기 부양 코일(120), 상기 전자기 부양 코일(120)에 RF 전력을 제공하는 RF 전원(150), 상기 유전체 튜브(1)가 배치되는 평면보다 낮은 위치에서 상기 챔버(110)의 내부에 배치된 기판 홀더(172), 및 상기 기판 홀더(172) 상에 배치되는 기판(174)을 포함한다. 상기 전자기 부양 코일(120)은 서로 연속적으로 연결된 상부 전자기 부양 코일(122)과 하부 전자기 부양 코일(124)을 포함하고, 상기 상부 전자기 부양 코일(122)에 흐르는 전류의 방향과 상기 하부 전자기 부양 코일(124)에 흐르는 전류의 방향은 서로 반대이다. 상기 전자기 부양 코일(120)은 상기 유전체 튜브(130) 내부에 배치된 금속 시료(140)를 전자기력을 이용하여 부양하면서 가열하고, 상기 금속 시료(140)는 증발하여 중력 방향으로 이동하여 상기 기판(174)에 금속 박막을 형성한다.
상기 챔버(110)는 원통 형상 또는 사각통 형상일 수 있다. 상기 챔버(110)는 금속 재질일 수 있다. 상기 챔버(110)는 상판(111)을 포함하고, 상기 상판(111)에 2 X 2 매트릭스 형태로 정렬된 관통홀들(102)이 형성될 수 있다. 상기 관통홀(102)의 직경은 상기 유전체 튜브(130)의 직경과 동일할 수 있다.
상기 유전체 튜브(130)는 상기 관통홀(102)에 정렬하여 배치된다. 상기 유전체 튜브(130)의 일단은 막혀있고, 타단은 개방될 수 있다. 상기 유전체 튜브(130)가 상기 관통홀(102)에 배치되어 상기 챔버(110)의 내부 공간을 형성할 수 있다. 상기 유전체 튜브(130)는 유리, 쿼츠, 세라믹, 알루미나, 또는 사파이어일 수 있다.
상기 유전체 튜브(130)의 측면에는 유전체 파이프(132)가 접합되고, 상기 유전체 파이프(132)를 통하여 금속 시료 와이어(143)가 삽입되어 상기 금속 시료(140)를 보충할 수 있다. 상기 금속 시료(140)는 초기에 고체 상태로 공급될 수 있다. 상기 전자기 부양 코일(120)이 상기 금속 시료를 전자기 부양하고 가열함에 따라, 상기 금속 시료는 액체 상태로 변경되고, 액체 상태의 상기 금속 시료는 증발하여 금속 증기를 생성할 수 있다. 상기 금속 시료는 증발함에 질량이 감소하고, 이 경우, 상기 금속 시료 와이어(143)는 상기 금속 시료(140)의 증발된 양을 보충할 수 있다. 상기 금속 증기는 확산에 의하여 이동될 수 있다.
상기 전자기 부양 코일(120)은 비균일 시변 자기장을 생성하고, 시변 자기장(time warying magnetic field)은 유도 전기장(inductive electric field)을 생성한다. 상기 유도 전기장은 상기 금속 시료에 유도 전류를 형성한다.
상기 금속 시료에 생성된 유도 전류와 상기 전자 부양 코일에 흐르는 전류는 서로 상호 작용하여 상기 금속 시료(140)에 힘을 인가하여 상기 금속 시료를 부양한다. 또한, 상기 금속 시료(140)에 흐르는 유도 전류는 유도 가열(inductive heating)에 의하여 상기 금속 시료(140)을 용융시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 금속 시료는 증발하여 증기(vapor)를 형성할 수 있다.
상기 유도 전류가 상기 금속 시료(140)를 용융시키지 못하는 경우, 상기 금속 시료(140)를 용융시키기 위한 별도의 가열부(154)가 상기 챔버(110) 또는 상기 유전체 튜브(130) 주위에 장착될 수 있다. 상기 가열부(154)는 고출력 레이저 또는 할로겐 램프일 수 있다. 상기 가열부(154)는 광을 집속하여 상기 금속 시료(154)를 가열할 수 있다. 상기 유전체 튜브(130)는 적외선을 통과할 수 있을 수 있다. 이에 따라, 상기 전자기 부양 코일(120)은 상기 금속시료(140)을 부양시키고, 상기 가열부(154)는 상기 금속시료를 용융시킬 수 있다.
상기 전자기 부양 코일(120)은 상부 전자기 부양 코일(122)과 하부 전자기 부양 코일(124)을 포함할 수 있다. 상기 상부 전자기 부양 코일(122)은 2 턴이고, 상기 하부 전자기 부양 코일(124)은 4 턴일 수 있다. 상기 상부 전자기 부양 코일(122)과 상기 하부 전자기 부양 코일(124)은 연결부(126)를 통하여 연속적으로 연결될 수 있다. 상기 전자기 부양 코일(120)은 원통형 구리 파이프를 사용하여 형성될 수 있으며, 그 내부에 냉각수가 흐를 수 있다.
상기 관통홀(102)의 하부면에는 셔터(182)가 배치될 수 있다. 상기 셔터(182)는 상기 관통홀(102)을 막거나 개방시킬 수 있다. 상기 관통홀(102)이 막힌 경우, 상기 금속 시료(140)는 부양된 상태에서 증발하도록 가열될 수 있다. 이어서, 상기 셔터(182)가 중심축(184)을 따라 회전함에 따라 상기 관통홀(102)이 개방되고, 상기 기판(174) 상에 금속 박막이 증착될 수 있다. 상기 금속 박막 증착이 완료되면, 상기 셔터(182)는 상기 관통홀(102)을 닫고, 상기 기판(174)은 상기 챔버(110)에서 제거될 수 있다.
상기 RF 전원(150)의 주파수는 수백 kHz 내지 수 MHz일 수 있다. 상기 전자기 부양 코일(120)에 상기 RF 전원(150)의 전력이 공급되면, 상기 유전체 튜브(130) 내부에 플라즈마가 형성될 수 있다. 상기 플라즈마가 형성되는 것을 억제하기 위하여, 상기 챔버(110)는 배기 포트(162) 및 진공 펌프(174)를 이용하여 수 밀리 토르(milli Torr) 이하의 진공으로 배기될 수 있다.
상기 금속 시료(140)는 도전성 물질로 알루미늄, 또는 알루미늄 합금일 수 있다. 상기 금속 시료(140)는 상기 유전체 튜브(130)의 측면에서 시료 공급 부재(미도시)를 이용하여 고체 상태로 공급될 수 있다. 이어서, 상기 금속 시료(140)가 상기 전자지 부양 코일(120)에 의하여 부양되면, 상기 시료 공급 부재는 제거될 수 있다. 이어서, 가열부(154)는 상기 금속 시료(140)를 가열하여 용융시킬 수 있다.
상기 기판 홀더(172)는 상기 기판(174)을 장착하는 수단일 수 있다. 상기 기판 홀더(172)는 소정의 온도에서 증착 공정을 수행하기 위하여 가열 수단 또는 냉각 수단을 포함할 수 있다.
상기 기판(174)은 유기물 물질을 포함하고, 상기 기판은 OLED 기판일 수 있다. 상기 금속 시료에서 증발된 증기는 중력 방향으로 이동하고, 상기 증기는 상기 기판 상에 금속 박막을 형성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자기 부양 금속 박막 증착 장치를 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 유전체 튜브(130)의 일단은 관통홀(102)에 연결되고, 상기 유전체 튜브(130)의 타단은 금속 시료 공급 통로(192)와 연결될 수 있다. 상기 금속 시료 공급 통로(192)는 상기 유전체 튜브(130)의 타단에 결합하여 진공을 유지할 수 있다. 상기 금속 시료 공급 통로(192)는 금속 시료 저장부(194)에 연결될 수 있다. 상기 금속 시료 저장부(194)는 와이어 형상의 예비 금속 시료(145)를 저장할 수 있다. 상기 예비 금속 시료(145)는 와이어 형상으로 상기 금속 시료 공급 통로(192)를 통하여 상기 유전체 튜브(130)에 배치된 상기 금속시료(140)가 증발함에 따라 상기 금속 시료(140)를 보충할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자기 부양 금속 박막 증착 장치를 설명하는 단면도이다. 도 4b는 도 4a의 II-II'선을 따라 자른 단면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 전자기 부양 금속 박막 증착 장치(200)는 플라즈마 생기지 않도록 배기되는 챔버(110), 상기 챔버(110)에 형성된 관통홀(102) 주위에 장착된 유전체 튜브(130), 일단은 상기 유전체 튜브(130)의 일 측면에 배치되고, 타단은 일 측면과 마주보는 상기 유전체 튜브(130)의 타 측면에 배치되고, 상기 일단과 상기 타단은 서로 연속적으로 연결되어 자로(magnetic path)를 형성하는 자성체 코어(222), 상기 자성체 코어(222)를 감싸는 전자기 부양 코일(224), 상기 전자기 부양 코일에 RF 전력을 제공하는 RF 전원(150), 상기 유전체 튜브(130)가 배치되는 평면보다 낮은 위치에서 상기 챔버(110)의 내부에 배치된 기판 홀더(172), 및 상기 기판 홀더 상에 배치되고 기판(174)을 포함한다. 상기 전자기 부양 코일(224)은 상기 자성체 코어(222)에 자속을 유도하고, 시간에 따라 변하는 상기 자속은 상기 유전체 튜브(130) 내부에 배치된 금속 시료(140)를 전자기력을 이용하여 부양하면서 가열한다. 상기 금속 시료(140)는 증발하여 중력 방향으로 이동하여 상기 기판(174)에 금속 박막을 형성한다.
상기 자성체 코어는 페라이트일 수 있다. 상기 자성체 코어는 RF 전원의 구동 주파수에서 히스테리시스 손실이 작도록 선택될 수 있다. 상기 자성체 코어는 "C" 자 형태 또는 폐루프에서 상기 유전체 튜브가 배치되는 영역만이 제거된 형태일 수 있다. 상기 자성체 코어(222)의 간극(GAP)에는 경사 자기장이 생성될 수 있다. 상기 경사 자기장은 전자기 부양력을 생성할 수 있다. 상기 전자기 부양력의 방향은 중력의 반대방향(-Z 축 방향)일 수 있다.
상기 챔버는 원통형이고, 상기 유전체 튜브(130)는 상기 챔버의 측면에 대칭적으로 배치될 수 있다. 유전체 튜브(130)는 원통형의 챔버(110)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 유전체 튜브(130)가 배치되는 평면은 상기 기판(174)이 배치되는 평면보다 높을 수 있다. 상기 기판(174)은 사각형 기판일 수 있다. 상기 자성체 코어(222)는 "C" 자 형태이고, 상기 자성체 코어(222)의 양단은 상기 유전체 튜브(130)의 양 측면을 바라볼 수 있다.
상기 자성체 코어(222)와 상기 전자기 부양 코일(224)이 상기 금속 시료(140)를 용융시키기 충분히 가열할 수 없는 경우, 가열부(미도시)는 상기 유전체 튜브의 측면에서 적외선을 제공하여, 상기 금속 시료(140)를 용융시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
100: 전자기 부양 금속 박막 증착 장치 110: 챔버
102: 관통홀 130: 유전체 튜브
120: 전자기 부양 코일 150: RF 전원
172: 기판 홀더 174: 기판
140: 금속 시료

Claims (10)

  1. 플라즈마 생기지 않도록 배기되는 챔버;
    상기 챔버에 형성된 관통홀 주위에 장착된 유전체 튜브;
    상기 유전체 튜브를 감싸는 전자기 부양 코일;
    상기 전자기 부양 코일에 RF 전력을 제공하는 RF 전원;
    상기 유전체 튜브가 배치되는 평면보다 낮은 위치에서 상기 챔버의 내부에 배치된 기판 홀더; 및
    상기 기판 홀더 상에 배치되는 기판을 포함하고,
    상기 전자기 부양 코일은 서로 연속적으로 연결된 상부 전자기 부양 코일과 하부 전자기 부양 코일을 포함하고, 상기 상부 전자기 부양 코일에 흐르는 전류의 방향과 상기 하부 전자기 부양 코일에 흐르는 전류의 방향은 서로 반대이고,
    상기 전자기 부양 코일은 상기 유전체 튜브 내부에 배치된 금속 시료를 전자기력을 이용하여 부양하면서 가열하고,
    상기 금속 시료는 증발하여 중력 방향으로 확산을 통하여 이동하여 상기 기판에 금속 박막을 형성하고,
    상기 유전체 튜브는 제1 내지 제4 유전체 튜브를 포함하고,
    상기 전자기 부양 코일은 제1 내지 제4 전자기 부양 코일은 포함하고,
    상기 제1 유전체 튜브와 상기 제1 전자기 부양 코일은 쌍을 이루고,
    상기 제1 내지 제4 유전체 튜브는 매트릭스 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 전자기 부양 금속 박막 증착 장치.
  2. 플라즈마 생기지 않도록 배기되는 챔버;
    상기 챔버에 형성된 관통홀 주위에 장착된 유전체 튜브;
    상기 유전체 튜브를 감싸는 전자기 부양 코일;
    상기 전자기 부양 코일에 RF 전력을 제공하는 RF 전원;
    상기 유전체 튜브가 배치되는 평면보다 낮은 위치에서 상기 챔버의 내부에 배치된 기판 홀더; 및
    상기 기판 홀더 상에 배치되는 기판을 포함하고,
    상기 전자기 부양 코일은 서로 연속적으로 연결된 상부 전자기 부양 코일과 하부 전자기 부양 코일을 포함하고, 상기 상부 전자기 부양 코일에 흐르는 전류의 방향과 상기 하부 전자기 부양 코일에 흐르는 전류의 방향은 서로 반대이고,
    상기 전자기 부양 코일은 상기 유전체 튜브 내부에 배치된 금속 시료를 전자기력을 이용하여 부양하면서 가열하고,
    상기 금속 시료는 증발하여 중력 방향으로 확산을 통하여 이동하여 상기 기판에 금속 박막을 형성하고,
    상기 금속 시료를 상기 유전체 튜브에 공급하도록 상기 유전체 튜브에 연결된 금속 시료 공급 통로;
    상기 금속 시료 공급 통로에 연결된 금속 시료 저장부; 및
    상기 금속 시료 저장부에 저장된 와이어 형상의 예비 금속 시료;를 더 포함하고,
    상기 금속 시료가 증발함에 따라, 상기 예비 금속 시료는 상기 금속 시료를 보충하는 것을 특징으로 하는 전자기 부양 금속 박막 증착 장치.
  3. 플라즈마 생기지 않도록 배기되는 챔버;
    상기 챔버에 형성된 관통홀 주위에 장착된 유전체 튜브;
    상기 유전체 튜브를 감싸는 전자기 부양 코일;
    상기 전자기 부양 코일에 RF 전력을 제공하는 RF 전원;
    상기 유전체 튜브가 배치되는 평면보다 낮은 위치에서 상기 챔버의 내부에 배치된 기판 홀더; 및
    상기 기판 홀더 상에 배치되는 기판을 포함하고,
    상기 전자기 부양 코일은 서로 연속적으로 연결된 상부 전자기 부양 코일과 하부 전자기 부양 코일을 포함하고, 상기 상부 전자기 부양 코일에 흐르는 전류의 방향과 상기 하부 전자기 부양 코일에 흐르는 전류의 방향은 서로 반대이고,
    상기 전자기 부양 코일은 상기 유전체 튜브 내부에 배치된 금속 시료를 전자기력을 이용하여 부양하면서 가열하고,
    상기 금속 시료는 증발하여 중력 방향으로 확산을 통하여 이동하여 상기 기판에 금속 박막을 형성하고,
    상기 관통홀 하부면에 배치된 셔터; 및
    상기 금속시료를 용융시키는 가열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 부양 금속 박막 증착 장치.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중에서 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 전자기 부양 코일은 2 턴(turn)이고, 상기 하부 전자기 부양 코일은 4 턴인 것을 특징으로 하는 전자기 부양 금속 박막 증착 장치.
  5. 삭제
  6. 플라즈마 생기지 않도록 배기되는 챔버;
    상기 챔버에 형성된 관통홀 주위에 장착된 유전체 튜브;
    일단은 상기 유전체 튜브의 일 측면에 배치되고, 타단은 일 측면과 마주보는 상기 유전체 튜브의 타 측면에 배치되고, 상기 일단과 상기 타단은 서로 연속적으로 연결되어 자로(magnetic path)를 형성하는 자성체 코어;
    상기 자성체 코어를 감싸는 전자기 부양 코일;
    상기 전자기 부양 코일에 RF 전력을 제공하는 RF 전원;
    상기 유전체 튜브가 배치되는 평면보다 낮은 위치에서 상기 챔버의 내부에 배치된 기판 홀더; 및
    상기 기판 홀더 상에 배치되고 기판을 포함하고,
    상기 전자기 부양 코일은 상기 자성체 코어에 자속을 유도하고,
    시간에 따라 변하는 상기 자속은 상기 유전체 튜브 내부에 배치된 금속 시료를 전자기력을 이용하여 부양하면서 가열하고,
    상기 금속 시료는 증발하여 중력 방향으로 확산을 통하여 이동하여 상기 기판에 금속 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자기 부양 금속 박막 증착 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 자성체 코어는 "C" 형태 또는 폐루프에서 상기 유전체 튜브가 배치되는 영역만이 제거된 형태인 것을 특징으로 하는 전자기 부양 금속 박막 증착 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 유전체 튜브는 복수 개이고, 상기 챔버의 측면에 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전자기 부양 금속 박막 증착 장치.
  9. 유기 물질층을 포함하는 기판을 챔버에 제공하는 단계;
    상기 챔버를 플라즈마가 형성되지 않도록 진공으로 배기하는 단계;
    유전체 튜브 내부에 배치된 금속 시료를 전자기력을 이용하여 부양하고 유도 가열하여 증발시키는 단계; 및
    상기 유전체 튜브가 배치되는 평면의 하부에 배치된 기판에서 증발된 금속 증기를 중력 방향으로 확산을 통하여 이동시키어 상기 기판에 금속 박막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 부양 금속 박막 증착 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 증발시키는 단계는:
    전자기 부양 코일 또는 자성체 코어를 감싸는 유도 코일을 이용하여 부양하는 단계; 및
    적외선을 상기 금속 시료에 인가하여 상기 금속 시료를 용융시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 부양 금속 박막 증착 방법.
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