KR101364978B1 - 분리형 증착물질 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부 덮개가 하부 몸체에서 분리가능하게 구성되고, 히터가 상기 하부 몸체의 양측에 설치됨으로써, 내부의 청소가 용이하고 히터의 교체 시 쉽게 분해 조립이 가능하여 비용절감 및 온도조절이 용이한 분리형 증착물질 공급장치에 관한 것으로, 본 발명의 증착물질 공급장치는 인입되는 원료 물질을 증발시켜 기판에 공급하기 위해 하부에 도가니가 결합되는 하부 몸체와, 상기 하부 몸체에 인입된 원료 물질을 상기 기판에 공급하도록 복수의 배출구가 구비되고 상기 하부 몸체에 개폐가능하게 결합되는 상부 덮개를 포함하는 분배기와, 증착을 위한 원료물질을 저장하고 상기 하부 몸체의 하단면에 결합되는 도가니와, 상기 하부 몸체의 양면에 설치되어 상기 분배기를 가열하는 히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

분리형 증착물질 공급장치{A Separable Apparatus for supplying source gas}

본 발명은 분리형 증착물질 공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상부 덮개가 하부 몸체에서 분리가능하게 구성되고, 히터가 상기 하부 몸체의 양측에 설치됨으로써, 내부의 청소가 용이하고 히터의 교체 시 쉽게 분해 조립이 가능하여 비용절감 및 온도조절이 용이한 분리형 증착물질 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 박막 증착장치는 진공으로 이루어진 챔버와, 상기 챔버 내에 마련되어 기판을 지지하는 기판 지지부와, 상기 기판 지지부와 대향 배치되어 기판에 원료 물질을 증발시켜 공급하기 위한 분배기를 포함한다.

상기 분배기는 챔버 내의 하부에 마련되고, 구체적으로는 박막이 증착될 기판의 일면과 대향하도록 이격 배치되어 기판의 일면에 증발된 원료 물질을 다수의 경로로 균일하게 분배하여 공급하는 역할을 한다.

이를 위해, 상기 분배기는 원료물질을 다수의 경로로 분기시켜 상기 기판에 배출하는 다수의 배출구를 포함한다.

한국등록특허 제10-1057552호에는 종래의 분배기가 개시되어 있는데, 종래의 분배기는 원통형 몸체형상으로 이루어져 있고, 상기 분배기를 가열하는 히터가 분배기의 외주면을 감도록 구성되어 분배기를 통과하는 원료물질을 가열하도록 된 구조이다.

이와 같은 종래의 기술에서는, 상기 분배기가 분리되지 않아 유지 시 내부 청소가 불가능한 단점이 있었고, 상기 히터가 분배기의 외주면에 감겨지어 직접 결합되어 있으므로 부품의 고장 시 교체 및 수리가 매우 어려운 단점이 있었다.

또한, 상기 분배기가 원통형의 형상을 갖고 있으므로, 히팅 존(Heating Zone)이 다양해 많은 히터와 전원공급장치(power supply)가 필요한 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명은 분배기를 양분하여 분리가능하게 구성함으로써, 유지 시 분배기의 내부 청소가 용이하도록 하는 분리형 증착물질 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 분배기를 가열하기 위한 히터가 양측에 설치됨으로써, 부품의 고장 시 히터의 교체 및 분해 조립이 가능하여 수리가 가능한 분리형 증착물질 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 히터가 양측에 설치되어 2-존(zone) 히팅 방식이므로 비용절감 및 온도조절이 용이한 분리형 증착물질 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 인입되는 원료 물질을 증발시켜 기판에 공급하기 위해 하부에 도가니가 결합되는 하부 몸체와, 상기 하부 몸체에 인입된 원료 물질을 상기 기판에 공급하도록 복수의 배출구가 구비되고 상기 하부 몸체에 개폐가능하게 결합되는 상부 덮개를 포함하는 분배기와, 증착을 위한 원료물질을 저장하고 상기 하부 몸체의 하단면에 결합되는 도가니와, 상기 하부 몸체의 양면에 설치되어 상기 분배기를 가열하는 히터를 포함하는 분리형 증착물질 공급장치가 제공된다.

본 발명에 있어서, 상기 하부 몸체는 직육각형 형상으로 이루어지고, 상기 상부 덮개는 상기 하부 몸체의 상부를 덮도록 평판형 부재로 이루어지며, 상기 상부 덮개는 다수의 볼트 또는 나사를 통해 상기 하부 몸체와 체결됨으로써, 상기 볼트 또는 나사를 풀어주면 상기 상부 덮개의 분리가 가능하도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 상부 덮개와 하부 몸체는 일측면에 힌지부로 결합되어 상기 힌지부를 통해 상부 덮개의 개폐가 가능하도록 구성할 수도 있다.

한편, 상기 히터는 상기 하부 몸체의 길이방향으로 양측면에 설치될 수 있다.

본 발명에서 상기 히터는, 상기 하부 몸체의 양측면에 일정간격을 두고 설치되는 복수의 설치블록과, 상기 설치블록 사이를 지그재그 형식으로 연속되게 설치되어 상기 하부 몸체에 균일한 온도를 가하는 히팅관과, 상기 설치블록과 히팅관의 외면을 마감하도록 설치되는 마감부재로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 설치블록은 인접한 설치블록의 높이가 번갈아가며 높거나 낮게 설치될 수 있다.

또한, 상기 마감부재는 볼트 또는 나사를 통해 하부 몸체에 설치되어, 상기 볼트 또는 나사를 풀어주면 상기 마감부재의 분리가 가능하도록 구성할 수 있다.

한편, 상기 도가니는 상기 하부 몸체의 일측부 하단에 설치될 수 있다.

이 경우, 상기 도가니의 상단에는 수나사가 형성되고, 상기 하부 몸체의 하단에는 상기 수나사와 체결가능한 암나사홀이 형성되어, 상기 도가니는 나사체결 방식으로 상기 하부 몸체에 결합될 수 있다.

한편, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 인입되는 원료 물질을 증발시켜 기판에 공급하기 위해 하부에 도가니가 결합되는 하부 몸체와, 상기 하부 몸체에 인입된 원료 물질을 상기 기판에 공급하도록 복수의 배출구가 구비되고 상기 하부 몸체에 개폐가능하게 결합되는 상부 덮개를 포함하는 분배기와, 증착을 위한 원료물질을 저장하고 상기 하부 몸체의 하단면에 결합되는 도가니와, 상기 하부 몸체와 상부 덮개에 각각 설치되어 상기 분배기를 가열하는 히터를 포함하며, 상기 하부 몸체는 길이방향으로 길게 절개된 반원통형 형상으로 이루어지고, 상기 상부 덮개는 상기 하부 몸체와 동일한 반원통형 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분리형 증착물질 공급장치가 제공된다.

여기서, 상기 상부 덮개는 다수의 볼트 또는 나사를 통해 상기 하부 몸체와 체결됨으로써, 상기 볼트 또는 나사를 풀어주면 상기 상부 덮개의 분리가 가능하다.

또한, 상기 상부 덮개와 하부 몸체는 일측면에 힌지부로 결합되어 상기 힌지부를 통해 상부 덮개의 개폐가 가능할 수 있다.

본 발명에서, 상기 히터는 상부 덮개에 설치되어 상기 배출구 사이를 지그재그 형식으로 연속되게 설치되어 균일한 온도를 가하는 상부 히팅관과, 상기 하부 몸체의 외주면에 지그재그 형식으로 연속되게 설치되어 균일한 온도를 가하는 하부 히팅관으로 이루어질 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 분배기를 상부 덮개와 하부 몸체로 양분하여 분리가능하게 구성함으로써, 유지 시 분배기의 내부 청소가 용이한 효과가 있다.

또한, 분배기를 가열하기 위한 히터가 양측에 설치됨으로써, 부품의 고장 시 히터의 교체 및 분해 조립이 가능하여 수리가 용이한 효과가 있다.

또한, 히터가 양측에 설치되어 2-존(zone) 히팅 방식이므로 비용절감 및 온도조절이 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 분리형 증착물질 공급장치의 일실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 분리형 증착물질 공급장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 히터의 구성을 도시한 정면도이다.
도 4은 본 발명의 분리형 증착물질 공급장치의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.

도 1은 본 발명의 분리형 증착물질 공급장치의 일실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 분리형 증착물질 공급장치를 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 히터의 구성을 도시한 정면도이다.

본 발명의 분리형 증착물질 공급장치는 증착공정이 이루어지는 챔버(도시안함) 내부에 설치되는 것으로서, 박막이 증착될 기판의 일면과 대향하도록 이격 배치되어 기판의 일면에 증발된 원료 물질을 다수의 경로로 균일하게 분배하여 공급하는 역할을 한다.

본 발명의 증착물질 공급장치의 일실시예는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 인입되는 원료 물질을 증발시켜 기판에 공급하기 위한 분배기(100)와, 증착을 위한 원료물질을 저장하고 상기 분배기(100)의 하단면에 결합되는 도가니(10)와, 상기 분배기(100)를 가열하는 히터(130)(140)를 포함한다.

본 발명의 분배기(100)는 인입되는 원료 물질을 증발시켜 기판에 공급하기 위한 하부 몸체(110)와, 상기 하부 몸체(110)에 개폐가능하게 결합되는 상부 덮개(120)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 분배기(100)를 구성함에 있어서, 상부 덮개(120)와 하부 몸체(110)로 양분하여 분리가능하게 구성함으로써, 유지 시 분배기(100)의 내부 청소가 가능하도록 구성한 것이다.

여기서, 상기 상부 덮개(120)에는 분배기(100)에 인입된 원료 물질을 상기 기판에 공급하도록 복수의 배출구(122)가 구비된다.

상기 배출구(122)는 동일 또는 상이한 간격으로 형성될 수 있으며, 상기 분배기(100)의 상면을 관통하도록 형성되어, 기판 방향으로 증발된 원료 물질을 공급하는 노즐 역할을 한다. 이때, 기판의 중심부뿐만 아니라 기판의 주변부에도 원료 물질이 균일하게 도달되도록, 분배기(100)의 중심부에 위치된 배출구는 기판면과 수직을 이루도록 형성되고, 분배기(100)의 주변부로 갈수록 상기 배출구는 기판면의 외측을 향해 더욱 경사지게 형성될 수도 있다.

또한, 증발되는 원료 물질의 직진성이 커지도록 배출구(122)는 하부에서 상부 즉, 입구에서 출구로 갈수록 내부 직경이 점차 작아지게 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 실시예의 배출구(122)는 역 깔때기 형상의 수직 단면을 갖는 소정 길이의 파이프(pipe)로 구성된다. 물론, 상기의 배출구(122)는 단순하게 분배기(100)의 상면에 형성된 구멍 형태로 구성될 수도 있을 것이다.

한편, 상기 도가니(10)는 박막 증착을 위한 유기, 무기 또는 금속 등의 원료 물질을 저장하는 것으로, 가열수단(도시안함)을 통해 재료를 가열하여 기화시킨다.

도시된 일실시예에 있어서, 도가니(10)는 원기둥과 같은 형상을 이루며, 상부가 분배기(100)의 하부와 결합하고, 내부는 공간으로 이루어져 분배기(100)과 연통한다.

이와 같은 도가니(10)는 상기 분배기(100)의 하부 몸체(110)의 일측부 하단에 설치될 수 있으며, 이 경우, 상기 도가니(10)의 상단에는 수나사(12)가 형성되고, 상기 하부 몸체(110)의 하단에는 상기 수나사(12)와 체결가능한 암나사홀(112)이 형성되어, 상기 도가니(10)는 나사체결 방식으로 상기 하부 몸체(110)에 결합된다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 분배기(100)는 직육면체 형상으로 이루어진다. 즉, 상기 하부 몸체(110)는 중공의 직육각형 형상으로 이루어지고, 상기 상부 덮개(120)는 상기 하부 몸체(110)의 상부를 덮도록 평판형 부재로 이루어지는 것이다.

여기서, 상기 상부 덮개(120)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 다수의 볼트 또는 나사를 통해 상기 하부 몸체(110)와 체결될 수 있다.

이와 같은 구성에서, 상기 볼트 또는 나사를 풀어주면 상기 상부 덮개(120)가 하부 몸체(110)에서 분리되므로, 내부 청소 등이 가능해진다.

또한, 상기 상부 덮개(120)를 분리가능하게 설치하는 구조로서, 상기 상부 덮개(120)가 하부 몸체(110)의 일측면에 힌지부(도시안함)로 결합되어 상기 힌지부를 통해 상부 덮개(120)의 개폐가 가능하도록 구성할 수도 있다.

이때, 상기 상부 덮개(120) 힌지부의 반대편은 별도의 고정수단을 이용하여 하부 몸체(110)에 고정시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 히터(130)(140)는 상기 하부 몸체(110)의 길이방향으로 양측면에 설치된다. 즉, 히터(130)(140)가 양측에 설치되는 2-존(zone) 히팅 방식을 갖으므로 본 발명의 증착물질 공급장치는 종래의 기술에 비해 비용절감 및 온도조절이 용이한 효과가 있다.

또한, 히터(130)(140)가 분배기(100)에서 쉽게 분리가 가능하므로, 부품의 고장 시 히터(130)(140)의 분해 및 조립이 가능하여 수리가 가능하다.

본 발명의 일실시예에서 상기 히터(130)(140)는, 상기 하부 몸체(110)의 양측면에 일정간격을 두고 설치되는 복수의 설치블록(116)(132)과, 상기 설치블록(116)(132) 사이를 지그재그 형식으로 연속되게 설치되어 상기 하부 몸체(110)에 균일한 온도를 가하는 히팅관(134)과, 상기 설치블록(116)(132)과 히팅관(134)의 외면을 마감하도록 설치되는 마감부재로 이루어진다.

여기서, 상기 설치블록(116)(132)은 인접한 설치블록의 높이가 번갈아가며 높거나 낮게 설치될 수 있다. 도 3에서 보는 바와 같이, 보다 높은 위치로 설치되는 설치블록(116) 옆에는 보다 낮은 위치의 설치블록(132)이 설치된다.

이와 같은 설치블록(116)(132)의 위치는 상기 히팅관(134)을 지그재그 형식으로 설치하기 용이하게 하고, 상기 분배기(100)에 균일한 열을 가하기 위한 것이다.

상기 마감부재는 볼트(136) 또는 나사를 통해 하부 몸체(110)에 설치되어, 상기 볼트(136) 또는 나사를 풀어주면 상기 마감부재의 분리가 가능하도록 구성된다.

도시된 일실시예에 있어서, 상기 히팅관(134)은 유기, 무기 또는 금속 재료를 기화시키고 기화된 증착물질이 변성 또는 분해되지 않도록 저항식 가열 방식으로 가열이 이루어진다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며, RF 유도 가열 방식으로 가열 가능하고, 면저항 가열 부재를 통해 가열 가능하다.

도 4은 본 발명의 분리형 증착물질 공급장치의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

본 발명의 다른 실시예는 인입되는 원료 물질을 증발시켜 기판에 공급하기 위해 하부에 도가니가 결합되는 하부 몸체(210)와, 상기 하부 몸체(210)에 인입된 원료 물질을 상기 기판에 공급하도록 복수의 배출구(222)가 구비되는 상부 덮개(220)를 포함하는 분배기(200)를 포함한다.

상기 상부 덮개(220)는 상기 하부 몸체(210)에 개폐가능하게 결합되는데, 상기 하부 몸체(210)는 길이방향으로 길게 절개된 반원통형 형상으로 이루어지고, 상기 상부 덮개(220)는 하부 몸체(210)와 동일한 반원통형 형상으로 이루어지어, 상기 상부 덮개(220)와 하부 몸체(210)를 결합시키면 원통형의 분배기(200)가 형성된다.

여기서, 상기 상부 덮개(220)와 하부 몸체(210)를 결합시키는 구조에 있어서, 도 4에 도시한 바와 같이, 다수의 볼트(226) 또는 나사를 통해 상기 하부 몸체(210)와 체결방식으로 결합할 수 있다.

이 경우, 상기 상부 덮개(220)와 하부 몸체(210)에는 볼트(226)의 체결을 위한 플렌지(214)(224)가 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 다른 실시예에서도 상기 볼트(226) 또는 나사를 풀어주면 상기 상부 덮개(220)의 분리가 가능하므로, 분배기(200)의 내부 청소가 가능하다.

또한, 상기 상부 덮개(220)와 하부 몸체(210)는 일측면에 힌지부로 결합되어 상기 힌지부를 통해 상부 덮개(220)의 개폐가 가능할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 분배기(200)를 가열하기 위한 히터(234)(236)가 상기 하부 몸체(210)와 상부 덮개(220)에 각각 설치된다.

여기서, 상기 히터(234)(236)는 상부 덮개(220)에 설치되어 상기 배출구(222) 사이를 지그재그 형식으로 연속되게 설치되어 균일한 온도를 가하는 상부 히팅관(234)과, 상기 하부 몸체(210)의 외주면에 지그재그 형식으로 연속되게 설치되어 균일한 온도를 가하는 하부 히팅관(236)으로 이루어진다.

상기 상부 히팅관(234)과 하부 히팅관(236)은 유기, 무기 또는 금속 재료를 기화시키고 기화된 증착물질이 변성 또는 분해되지 않도록 저항식 가열 방식으로 가열이 이루어질 수 있으며, RF 유도 가열 방식이나 면저항 가열 부재를 통해 가열이 가능하다.

이와 같은 본 발명의 증착물질 공급장치에 의하면, 분배기를 상부 덮개와 하부 몸체로 양분하여 분리가능하게 구성함으로써, 유지 시 분배기의 내부 청소가 용이하고, 히터가 양측에 설치되어 2-존(zone) 히팅 방식이므로 비용절감 및 온도조절이 용이한 효과가 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

10 : 도가니 100 : 분배기
110 : 하부 몸체 116, 132 : 설치블록
120 : 상부 덮개 122 : 배출구
130, 140 : 히터 134 : 히팅관

Claims (13)

1. 인입되는 원료 물질을 증발시켜 기판에 공급하기 위해 하부에 도가니가 결합되는 직육각형 형상의 하부 몸체와, 상기 하부 몸체의 상부를 덮도록 평판형 부재로 이루어지며, 상기 하부 몸체에 인입된 원료 물질을 상기 기판에 공급하도록 복수의 배출구가 구비되고 상기 하부 몸체에 개폐가능하게 결합되는 상부 덮개를 포함하는 분배기;
   증착을 위한 원료물질을 저장하고 상기 하부 몸체의 하단면에 결합되는 도가니; 및
   상기 하부 몸체의 길이방향으로 양측면에 설치되어 상기 분배기를 가열하는 히터;
   를 포함하며,
   상기 히터는,
   상기 하부 몸체의 양측면에 일정간격을 두고 설치되는 복수의 설치블록;
   상기 설치블록 사이를 지그재그 형식으로 연속되게 설치되어 상기 하부 몸체에 균일한 온도를 가하는 히팅관; 및
   상기 설치블록과 히팅관의 외면을 마감하도록 설치되는 마감부재;
   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분리형 증착물질 공급장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 상부 덮개는 다수의 볼트 또는 나사를 통해 상기 하부 몸체와 체결됨으로써, 상기 볼트 또는 나사를 풀어주면 상기 상부 덮개의 분리가 가능한 것을 특징으로 하는 분리형 증착물질 공급장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 상부 덮개와 하부 몸체는 일측면에 힌지부로 결합되어 상기 힌지부를 통해 상부 덮개의 개폐가 가능한 것을 특징으로 하는 분리형 증착물질 공급장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 설치블록은 인접한 설치블록의 높이가 번갈아가며 높거나 낮게 설치되는 것을 특징으로 하는 분리형 증착물질 공급장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 마감부재는 볼트 또는 나사를 통해 하부 몸체에 설치되어, 상기 볼트 또는 나사를 풀어주면 상기 마감부재의 분리가 가능한 것을 특징으로 하는 분리형 증착물질 공급장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 도가니는 상기 하부 몸체의 일측부 하단에 설치되는 것을 특징으로 하는 분리형 증착물질 공급장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 도가니의 상단에는 수나사가 형성되고, 상기 하부 몸체의 하단에는 상기 수나사와 체결가능한 암나사홀이 형성되어,
   상기 도가니는 나사체결 방식으로 상기 하부 몸체에 결합되는 것을 특징으로 하는 분리형 증착물질 공급장치.
10. 인입되는 원료 물질을 증발시켜 기판에 공급하기 위해 하부에 도가니가 결합되는 하부 몸체와, 상기 하부 몸체에 인입된 원료 물질을 상기 기판에 공급하도록 복수의 배출구가 구비되고 상기 하부 몸체에 개폐가능하게 결합되는 상부 덮개를 포함하는 분배기;
    증착을 위한 원료물질을 저장하고 상기 하부 몸체의 하단면에 결합되는 도가니; 및
    상기 하부 몸체와 상부 덮개에 각각 설치되어 상기 분배기를 가열하는 히터;
    를 포함하며,
    상기 하부 몸체는 길이방향으로 길게 절개된 반원통형 형상으로 이루어지고, 상기 상부 덮개는 상기 하부 몸체와 동일한 반원통형 형상으로 이루어지며,
    상기 히터는 상부 덮개에 설치되어 상기 배출구 사이를 지그재그 형식으로 연속되게 설치되어 균일한 온도를 가하는 상부 히팅관과,
    상기 하부 몸체의 외주면에 지그재그 형식으로 연속되게 설치되어 균일한 온도를 가하는 하부 히팅관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분리형 증착물질 공급장치.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 상부 덮개는 다수의 볼트 또는 나사를 통해 상기 하부 몸체와 체결됨으로써, 상기 볼트 또는 나사를 풀어주면 상기 상부 덮개의 분리가 가능한 것을 특징으로 하는 분리형 증착물질 공급장치.
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 상부 덮개와 하부 몸체는 일측면에 힌지부로 결합되어 상기 힌지부를 통해 상부 덮개의 개폐가 가능한 것을 특징으로 하는 분리형 증착물질 공급장치.
13. 삭제

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