KR101871499B1 - 박막 증착용 선형 노즐과 이의 박막 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에서는 일 방향으로 길이가 긴 선형 노즐을 개시하며, 이 선형 노즐은 기판과 마주하는 대향면으로 형성되어 있으며 증착물질을 분출하는 분사 구멍과, 상기 대향면과 마주하는 바닥면에 형성되어 있으며, 상기 증착물질이 그 내부로 유입되는 흡기 구멍을 포함하고, 상기 바닥면은 상기 흡기 구멍에서 멀어질수록 상기 분사구멍과 이와 마주하는 상기 바닥면 사이의 거리가 줄어들도록 형성된다.

Description

박막 증착용 선형 노즐과 이의 박막 증착 장치{LINEAR NOZZLE FOR DEPOSITING A THIN FILM AND APPARATUS THEREOF}
본 발명은 유기/무기의 박막을 기판에 증착하는데 사용하는 선형 노즐과 이를 이용한 증착 장치에 관한 것이다.
영상을 표시하는 디스플레이로 액정디스플레이와 더불어 유기전계 발광소자가 각광을 받고 있다. 이 유기전계 발광소자는 유기 박막에 주입되는 전자와 정공이 재결합할 때 나오는 에너지가 빛으로 발생되는 것으로, 유기 물질의 도펀트(dopant) 양에 따라 나오는 빛의 파장을 조절할 수 있고, 천연색의 구현이 가능하다.
일반적으로, 유기전계 발광소자를 제조하는 과정 중 기판 상에 유기 박막을 증착하는 방법은 회전형과 선형으로 대별할 수 있다. 먼저, 회전형의 경우는 증착원을 고정시킨 상태로 기판을 회전시켜서 유기 박막을 기판 위에 증착하는 방식이다. 그리고, 선형 방식은 선형 공급원을 고정한 상태로, 기판을 선형 공급원과 마주보게 위치시킨 상태에서 선형으로 움직여 기판상에 유기 박막을 증착시키는 방식이다.
선형 방식에서, 공급 부재에서 가열된 유기물질은 선형 노즐에 공급되고, 선형 노즐에 길이 방향으로 형성된 다수의 분사구멍을 통해서 기화된 유기 물질이 분사되면서 유기 박막이 기판 상에 박막으로 증착된다.
그런데, 디스플레이가 대형화함에 따라, 기판 이상으로 길어지는 선형 노즐에서 유기 물질이 분사되는 압력/속도가 분사구멍마다 달라, 기판에 균일한 두께의 박막을 형성하는데 문제가 있다.
본 발명의 목적은 선형 노즐을 사용함에 있어 각 분사구멍을 통해 분사되는 증착물질의 분출 속도를 조절하는 것으로 균일한 두께의 박막을 기판에 형성하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 선형 노즐에서 각 분사구멍을 통해 분사되는 증착물질의 분출 속도를 실시간으로 조절해서, 공정 변수가 변하더라도 기판에 형성되는 박막의 두께를 항상 일정하게 유지될 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 일 방향으로 길이가 긴 선형 노즐을 개시하며, 이 선형 노즐은, 기판과 마주하는 대향면으로 형성되어 있으며 증착물질을 분출하는 분사 구멍과, 상기 대향면과 마주하는 바닥면에 형성되어 있으며, 상기 증착물질이 그 내부로 유입되는 흡기 구멍을 포함하고, 상기 바닥면은 상기 흡기 구멍에서 멀어질수록 상기 분사구멍과 이와 마주하는 상기 바닥면 사이의 거리가 줄어들도록 형성된다.
상기 분사 구멍과 바닥면 사이의 거리는 흡기 구멍에서 멀어질수록 선형적으로 줄어드는 것이 바람직하다.
상기 바닥면은 소정각도를 갖는 오르막 경사면으로 형성된다.
상기 분사 구멍은 상기 흡기 구멍에서 멀어지는 방향으로 그 직경이 점진적으로 줄어드는 것이 바람직하다.
이 실시예의 선형 노즐은 그 내부에 소정각도로 기울어진 채 고정되어서 상기 바닥면을 이루는 가이딩 부재를 할 수 있다.
상기 가이딩 부재 중 상기 분사 구멍과 마주하는 전면으로는 슬릿(slit)이 더 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는 기판에 박막을 증착하는 장치를 개시하며, 이 장치는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버의 한 쪽에 이송 가능하게 설치된 기판과, 상기 기판의 양쪽 에지 부분에 증착되는 박막 두께를 측정하는 제1 센서 및 제2 센서와, 상기 기판과 마주하게 상기 공정 챔버의 다른 한 쪽에 설치되어 있으며, 상기 기판으로 증착 물질을 분출하는 선형 노즐을 포함하며, 상기 선형 노즐은, 그 내부에서 경사면을 제공하는 가이딩 부재를 포함하고, 상기 제1 센서 및 제2 센서에 의해 측정된 박막 두께에 따라 상기 가이딩 부재의 경사각도가 조절된다.
상기 선형 노즐은, 상기 기판과 마주하는 대향면으로 형성되어 있으며 상기 증착물질을 분출하는 분사 구멍들과, 상기 대향면과 마주하는 바닥면 중 어느 한쪽으로 치우쳐 형성되어 있으며, 상기 증착물질이 그 내부로 유입되는 흡기 구멍을 포함하고, 상기 가이딩 부재는 상기 흡기 구멍에서 멀어질수록 상기 분사구멍과 이와 마주하는 바닥면 사이의 거리가 줄어들도록 오르막 경사면을 제공한다.
상기 분사 구멍에서 상기 기판에 이르는 거리는 모든 분사 구멍에서 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 선형 노즐은, 각 분사 구멍에서 기판까지의 거리는 모두 일정하게 유지한 채, 단순히 각 분사 구멍에서 분출되는 증착물질의 분사압 또는 분출 속도를 조절하는 것으로 챔버 내 플럭스를 조절한다. 이에 따라, 대면적의 기판에 박막을 증착할 때, 대형화로 인해서 증착 균일도가 떨어지던 문제점을 해결할 수가 있다.
또한, 본 발명의 일시예에서는 기판의 각 귀퉁이에 증착되는 박막의 두께를 실시간으로 센싱해서 선형 노즐에서 분출되는 증착물질의 속도를 분출 구멍에 따라 실시간으로 조정할 수가 있기 때문에, 증착원이 바뀌거나 공정 변수가 변하더라도 기판에 증착되는 박막의 균일도를 항상 일정 수준 이상으로 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 노즐을 포함하는 유기 박막 증착 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 노즐(30)의 모습을 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 경사면이 계단 형상으로 이뤄진 선형 노즐을 예시한다.
도 5는 분사 구멍이 흡기 구멍에서 멀어질수록 그 직경이 점진적으로 줄어드는 형태로 이뤄진 선형 노즐을 예시한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선형 노즐의 단면 모습을 보여준다.
도 7은 제2 실시예의 선형 노즐에서 그 내부에 설치되는 가이딩 부재(45)의 형상을 보여준다.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선을 따라 절단한 단면도이다.
도 9는 상술한 제2 실시예의 선형 노즐을 이용한 박막 증착 장치의 개략적인 구성을 보여준다.
도 10은 가이딩 부재의 경사 각도를 조절하는 구성을 보여주는 블록도이다.
도 11은 가이딩 부재의 경사각도를 실시간으로 조절하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 명칭과는 상이할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 노즐을 포함하는 유기 박막 증착 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1에서, 유기 박막 장치는 선형으로 유기 박막을 기판에 증착하는 설비로, 공정 챔버(10), 기판(20), 선형 노즐(30)을 포함해서 구성된다.
공정 챔버(10)는 고진공 상태에서 기판(20)에 유기/무기 박막을 증착하는 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 이 공정 챔버(10)에는 도어(미도시)가 설치되어 있어서, 기판(20)과 선형 노즐(30)을 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 공정 챔버(10)의 한쪽에는 챔버(10) 내부를 고진공 상태로 유지하는 펌프 및 밸브(미도시)가 더 설치되어 있다. 이에 따라, 기판(20)에 유기 박막을 증착하는 동안, 챔버(10) 내부는 고진공 상태를 유지할 수 있다.
기판(20)은 로봇 암과 같은 로딩 수단에 의해서 홀더(21)에 로딩(loading)되며, 공정이 진행되는 동안 이 홀더(21)에 의해서 지지된다. 홀더(21)는 지지부재(25)에 이송 수단(23)을 매개로 고정된다. 여기서, 기판(20)은 선형 노즐(30)과 마주하는 상태로 선형 노즐(30) 위에 위치하고 있으며, 이송 수단(23)에 의해서 선형 노즐(30)과 마주한 채 도면의 z축 방향으로 움직여 질 수 있도록 설치된다. 일반적으로, 기판(20)은 유리가 사용된다.
선형 노즐(30)은 진공 챔버(10)의 바닥에 설치되며, 기판(20)에 유기 박막을 증착하는 동안 고정되어 있다. 이 선형 노즐(30)은 기판(20)의 너비와 같거나 그 보다 큰 너비(도면의 x축 기준)를 갖고 있으며, 기판(20)과 마주하는 대향면(311)으로는 너비 방향을 따라 설치된 복수개의 분사구멍(313)을 포함한다. 이 분사구멍(313)은 소스 공급부(40)에서 제공된 증착 물질을, 속도 조절된 상태로 기판(20)에 공급한다.
선형 노즐(30)의 내부 바닥, 즉 분사 구멍(313)이 형성된 대향면(311)과 마주하는 쪽의 바닥면(315)의 한 쪽에는 흡기 구멍(314)이 형성되어 있다. 이 흡기 구멍(314)은 선형 노즐(30)의 길이 방향 중 어느 한쪽 귀퉁이에 형성되는 것이 바람직하다. 기판이 대형화됨에 따라, 한 층의 막 만을 형성하는 것이 아니라, 다층의 막을 형성하는 경우도 많으며, 이에 따라 다층의 막을 동시에 형성할 수 있게 둘 이상의 선형 노즐(30)을 나란히 설치하는 경우에도 소스 공급부(40)가 서로 맞닿지 않도록, 흡기 구멍(314)은 어느 한쪽 귀퉁이에 형성되는 것이 좋다.
그리고, 선형 노즐(30)의 내부 바닥은 이 흡기 구멍(314)에서 멀어지는 방향으로 오르막 경사를 갖는 경사면(317)이 형성되어 있다. 이 경사면(317)으로 인해 흡기 구멍(314)에서 멀어지는 방향(도면의 x축 방향)으로는 분사구멍(313)과 바닥 사이의 거리가 점진적으로 줄어든다.
한편, 소스 공급부(40)에서 기화된 증착 물질은 높은 압력에 의해 선형 노즐(30)로 공급되는데, 흡기 구멍(314)에서 멀리 떨어질수록 증착 물질의 공급 속도가 떨어지게 되지만, 벤투리 효과로 인해 증착 물질이 분사 구멍(313)을 통해서 분출되는 속도는 커지게 된다. 결과적으로, 경사면(317)으로 인해서 모든 분사구멍(313)을 통해 분출되는 증착 물질의 분사속도를 동일하게 할 수가 있다.
한편, 흡기 구멍(314)의 아래에는 증착 물질을 수용하고, 증착 물질을 가열해 기화시켜 선형 노즐(30)에 공급하는 소스 공급부(40)가 연결된다. 이 소스 공급부(40)는 용기(410) 및 가열부재(420)를 포함하고 있다. 용기(410)는 증착하고자 하는 물질을 수용한다. 가열부재(420)는 코일 형상의 열선이 사용될 수 있으며, 용기(410)의 외벽을 감싼 형태로 설치될 수 있다.
용기(410)의 상부에는 배기 구멍(415)이 형성되어 있다. 이 배기 구멍(415)은 용기(410)가 선형 노즐(30)에 결합될 때, 흡기 구멍(314)과 마주하게 위치한다. 이에 따라, 용기(410)내에서 기화된 유기 물질이 배기 구멍(415) 및 흡기 구멍(314)을 통해서 선형 노즐(30) 내부로 유입될 수가 있다.
한편, 본 실시예에서는 소스 공급부(40)가 선형 노즐(30)에 바로 설치되는 것으로 설명을 했으나, 소스 공급부(40)와 선형 노즐(30) 사이에는 소스 공급부(40)에서 선형 노즐(30)로 공급되는 유기 물질의 흐름을 단속하는 밸브가 더 배치될 수도 있다.
이하, 도 2 내지 도 3을 참조로, 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 노즐(30)에 대해서 자세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 노즐(30)의 모습을 도시한 것이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절단한 단면도이다.
도 2 및 도 3에서, 본 실시예의 선형 노즐(30)은 길이 방향(도면의 x축 방향)으로 길이가 긴 직육면체 형상을 갖고 있으며, 그 내부는 소스 공급부(40)에서 전달된 증착 물질을 수용할 수 있도록 비워있다.
선형 노즐(30)의 길이(l)는 기판(20)의 너비와 같거나 기판(20)의 너비보다 크게 형성된다. 이에 따라, 1개의 선형 노즐(30)만 사용하더라도, 진행 방향(기판의 너비에 수직하는 방향으로 도 1의 z축 방향)으로 기판(20)을 스캔(scan)하게 되면, 기판(20)의 너비 방향 전체에 박막이 형성될 수 있다.
선형 노즐(30) 중 기판(20)과 마주하는 대향면(311)에는 길이 방향(도면의 x축 방향)으로 복수개의 분사구멍(313)이 형성되어 있다. 이 분사 구멍(313)은 기판(20)의 크기 및 분사속도, 증착 속도와 같은 여러 인자들이 고려돼서 그 개수가 결정되며, 각 분사구멍(313)의 중심축이 동일 선상에 놓이는 선형으로 배치되어 있다.
이처럼 분사 구멍(313)이 동일 선상에 선형으로 배치됨에 따라서, 각 분사 구멍(313)에서 기판(20)에 이르는 직선 거리는 모든 분사 구멍(313)에서 동일하게 되기 때문에, 기화된 증착물질의 유동을 나타내는 챔버(10) 내 플럭스(flux) 역시 속도 변수 만을 가지고 조절을 할 수가 있다.
분사구멍(313)이 형성된 대향면(311)과 마주하는 바닥면(315)으로는 흡기 구멍(314)이 형성되어 있다. 이 흡기 구멍(314)을 통해서는 소스 공급부(40)에서 공급되는 기화된 증착 물질이 공급되며, 바닥면(315) 중 적어도 어느 한 쪽 귀퉁이에 형성되어 있다. 본 명세서의 도면들을 통해서는 흡기 구멍(314)이 왼편 귀퉁이에 형성되는 것을 예시하지만, 오른편 귀퉁이 또는 왼편 및 오른편 귀퉁이 양쪽에 형성될 수도 있으며, 나아가 가운데에 형성될 수도 있다.
선형 노즐(30)의 내부 바닥은 흡기 구멍(314)에서 멀어지는 방향으로 오르막 경사를 갖는 경사면(317)이 형성되어 있다. 경사면(317)은 선형 노즐(30)의 바닥에 대해서 소정 각도(θ)로 기울어져 있다. 이 경사각((θ)으로 인해서, 선형 노즐(30)은 내부에서 바닥과 분사 구멍(313) 사이의 거리가 흡기 구멍(314)에서 멀어질수록 점진적으로 줄어든다. 즉, 도 3에서 예시하는 바처럼, 흡기 구멍(314)에 이웃한 분사 구멍(313a)과 경사면(317) 사이의 거리는 'd1'이지만, 흡기 구멍(314)에서 가장 먼 분사 구멍(313b)과 경사면(317) 사이의 거리는 'd1'보다 짧은 'd2'가 된다. 결국, 벤투리 효과로 인해서 흡기 구멍(314)에서 가까운 분사 구멍(313a)에서 보다 흡기 구멍(314)에서 거리가 먼 분사 구멍(313b)에서 분출되는 증착 물질의 속도가 높아진다. 그리고, 경사면(317)으로 인해서 분사 구멍(313)과 경사면(317) 사이의 거리는 흡기 구멍(314)에서 멀어질 수록 점진적으로 줄어들게 되는데, 따라서 이에 역비례적으로 흡기 구멍(314)에서 멀어질수록 분사 구멍(313)에서 분출되는 증착 물질의 속도는 증가하게 된다. 따라서, 챔버 내 플럭스는 분사 구멍(313)의 위치에 상관없이 일정하게 조절된다.
한편, 선형 노즐(30)에 경사면(317)이 없는 경우에는 모든 곳에서 분사구멍(313)과 바닥 사이의 거리는 일정하기 때문에, 증착 물질의 분사 속도는 흡기 구멍(314)에서 멀어질수록 점진적으로 줄어들어, 플럭스의 분포가 분사 구멍(313)의 위치에 따라 다르게 나타난다. 결과적으로, 기판(20)에 증착되는 박막의 두께가 균일하지 못한 문제가 있다.
본 실시예의 선형 노즐(30) 중 경사면(317)은 이러한 문제점을 보완해서 흡기 구멍(314)에서 멀어질수록 증착 물질의 분출 속도를 점진적으로 빠르게 해 각 분사 구멍(313)을 통해 분출되는 증착 물질의 양을 모두 동일하게 유지할 수 있도록 한다.
도 4 및 도 5는 상술한 선형 노즐(30)의 변형예들을 설명하고 있다. 도 4에서는 경사면(319)이 계단 형상으로 형성되는 것을 예시한다. 도 4의 변형예에 따르면, 경사면(319)을 제외한 나머지 구성은 상술한 실시예와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
도 4에서, 분사 구멍(313)이 형성된 대향면(311)과 마주하는 바닥면(315)으로는 계단 형상으로 단차져 있는 경사면(319)이 형성되어 있다. 경사면(319)은 흡기 구멍(314)에서 멀어지는 방향으로 분사구멍(313)과 바닥면(315) 사이의 거리를 점진적으로 줄어들도록 한다.
즉, 흡기 구멍(314)에서 가까운 분사 구멍(313a)과 마주하는 바닥면(319a)은 평탄하면서, 분사 구멍(313a)과는 'd1'의 거리로 떨어져 있다. 이와 비교해서, 흡기 구멍(314)에서 가장 먼 분사 구멍(313b)과 마주하는 바닥면(319b) 역시 바닥은 평탄하지만, 분사 구멍(313b)과는 'd1'보다 가까운 'd2' 거리만큼 떨어져 있다.
이처럼, 도 4의 변형예에서는 경사면(319)이 오르막 계단 형상으로 되어 있기 때문에, 분사 구멍(313)과 마주하는 바닥면은 평탄하지만, 분사 구멍(313)에서 멀어질수록 분사 구멍(313)과 바닥면 사이의 거리는 점진적으로 줄어드는 형태를 이룬다.
도 5에서 예시하는 선형 노즐(30)의 바닥면(315)은 도 3에서 예시하는 바와 동일하게, 소정각도(θ)를 갖는 오르막 경사면(317)으로 형성된다. 그리고, 상기 바닥면(315)과 마주하는 대향면(311)으로는 동일 선상에 중심축이 위치하는 다수의 분사 구멍(313)이 형성되어 있다.
도 5의 변형예에서, 분사 구멍(313)은 흡기 구멍(314)에서 멀어질수록 그 직경이 점진적으로 줄어드는 형태로 형성이 된다. 보다 상세히, 흡기 구멍(314)에서 거리가 가장 가까운 분사 구멍(313a)은 'S1' 직경으로 형성되어 있다. 그리고, 흡기 구멍(314)에서 거리가 가장 먼 분사 구멍(313b)은 'S1' 보다 작은 'S2' 직경으로 형성되어 있다. 이처럼, 도 5의 변형예에서는 흡기 구멍(314)에서 멀어질수록 분사 구멍(313)의 직경은 점진적으로 작아지는 형태로 형성되어 있다.
동일한 압력에서, 분사 구멍(313)의 직경이 작아질수록 기체의 분출속도는 커진다. 따라서, 이처럼 흡기 구멍(314)에서 멀어질수록 분사 구멍(313)의 직경을 작게 하면, 흡기 구멍(314)에서 멀어질수록 증착 물질의 흐름이 늦어지는 것을 보상해서 모든 분사 구멍(313)에서 동일한 압력, 즉 동일한 양의 증착 물질이 분출될 수 있도록 한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선형 노즐(30)의 단면 모습을 보여준다.
도 6에서, 이 실시예의 선형 노즐(30)은 상술한 실시예와 마찬가지로 길이 방향(도면의 x축 방향)으로 길이가 긴 대략 직육면체 형상을 갖고 있으며, 그 내부는 흡기 구멍(314)을 통해서 유입되는 증착 물질을 수용할 수 있도록 비워 있다.
먼저, 선형 노즐 중 기판(20)과 마주하는 대향면(311)에는 길이 방향으로 복수개의 분사 구멍(313)이 형성되어 있으며, 각 분사 구멍(313)의 중심축은 모두 동일 선상에 위치한다. 이 분사 구멍(313)을 통해서 기화된 증착물질이 기판(20)을 향해 분출된다.
분사구멍(313)이 형성된 대향면(311)과 마주하는 바닥면(315)으로는 흡기 구멍(314)이 형성되어 있다. 이 흡기 구멍(314)을 통해서는 소스 공급부(40)에서 공급되는 기화된 증착 물질이 공급되며, 바닥면(315) 중 적어도 어느 한 쪽 귀퉁이에 형성되어 있다.
이 실시예의 선형 노즐(30)은 그 내부에 설치되는 가이딩 부재(45)를 더 포함한다. 도 7은 이 가이딩 부재(45)의 형상을 보여준다. 도 7에서 예시하는 바처럼, 가이딩 부재(45)는 일 방향(도면의 x축 방향)으로 길이가 긴 얇은 판재 모양을 갖고 있다. 여기서, 가이딩 부재(45)의 길이(n)는 선형 노즐(30)의 길이 방향(도면의 x축 방향) 길이보다 작고, 너비(w)는 선형 노즐(30)의 폭(도면의 z축 방향)과 실질적으로 동일하게 형성된다.
이에 따라, 가이딩 부재(45)가 선형 노즐(30)의 안쪽에 설치되어 있을 때, 선형 노즐(30)의 측벽과 빈틈없이 결합이 될 수 있다.
한편, 가이딩 부재(45)의 전면(451)에는 증착 물질의 흐름을 원활히 할 수 있도록 하는 슬릿(slit)(453)이 더 형성될 수 있다. 이 슬릿(453)의 단면 형상은 역삼각형이며, 가이딩 부재(45)의 길이 방향(도면의 x축 방향)으로 길게 형성되어 있다(도 8참조).
이 같은 가이딩 부재(45)는 선형 노즐(30)의 안쪽에 소정각도(θ)로 기울어진 채 설치된다. 이에 따라서, 선형 노즐(30)의 바닥면은 상술한 실시예와 마찬가지로 실질적으로 오르막 경사면으로 형성된다. 한편, 가이딩 부재(45)의 전면(451)에는 슬릿(453)이 형성되어 있기 때문에, 기화된 증착 물질이 경사면을 따라 쉽게 이동을 할 수 있다.
한편, 선형 노즐(30)의 바닥면에는 가이딩 부재(45)의 각도 조절을 쉽게 할 수 있도록 걸림턱(321)이 더 형성될 수 있다. 이 걸림턱(321)은 가이딩 부재(45)의 한쪽을 지지해서 가이딩 부재(45)가 소정 각도(θ)를 이루면서 고정될 수 있도록 한다.
이처럼, 가이딩 부재(45)에 의해서 제2 실시예의 선형 노즐(30) 역시 바닥이 오르막 경사면을 형성하기 때문에, 상술한 바와 동일하게 각 분사구멍(313)을 통해 분출되는 증착 물질의 양을 동일하게 조절할 수가 있다.
도 9는 상술한 제2 실시예의 선형 노즐을 이용한 박막 증착 장치의 개략적인 구성을 보여준다.
이 실시예의 박막 증착 장치는 상술한 도 1과 비교해서 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하였으며, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1과 비교해서, 이 실시예의 박막 증착 장치는 기판(20)의 양쪽 모퉁이에서 기판(20)에 형성되는 박막의 두께를 실시간으로 센싱하는 제1 센서(51) 및 제2 센서(61)를 더 포함하고 있다.
이 제1 센서(51) 및 제2 센서(61)는 센서가 위치한 곳에서 초당 증착된 박막의 두께를 센싱한다. 이 같은 제1 센서(51) 및 제2 센서(61)의 구성은 이미 잘 알려져 있는 것이기 때문에 그 상세한 설명은 생략한다.
한편, 제1 센서(51)는 선형 노즐(30)의 흡기구멍(314)에서 가장 가까운 분사 구멍(313a)을 통해 분출된 증착 물질을 주요 인자로 하는 플럭스에 의존해 박막이 형성되는 외곽 부분, 즉 도면을 기준으로는 기판의 왼쪽 귀퉁이 부분의 증착 두께를 센싱하도록 설치되며, 제2 센서(61)는 흡기구멍(314)에서 가장 먼 분사 구멍(313b)에 의해 분출된 증착물질을 주요 인자로 하는 플럭스에 의존해 박막이 형성되는 외곽 부분, 즉 도면을 기준으로 기판의 오른쪽 귀퉁이 부분의 증착 두께를 센싱하도록 설치되어 있다.
그리고, 선형 노즐(30) 내부에 설치된 가이딩 부재(45)의 한쪽 끝, 즉 선형 노즐(30)의 측벽(318) 쪽에 위치하는 한쪽 끝은 구동부(71)에 연결되어 있고, 다른 한쪽은 회전 가능하게 고정되어 있다. 이에 따라, 구동부(71)의 상/하 운동에 따라 가이딩 부재(45)의 경사각도(θ)가 조절된다. 구동부(71)는 일 예에서, 상/하 운동을 하는 실린더와 이를 움직이는 모터를 포함해서 구성될 수 있다.
도 10에서 예시하는 바처럼, 이 구동부(71)는 제어부(73)에 전기적으로 연결되어 있으며, 또한 제1 센서(51) 및 제2 센서(61) 역시 제어부(73)에 연결되어 있다.
제1 센서(51) 및 제2 센서(61)는 통신 선로를 통해서 실시간으로 박막의 증착 두께를 제어부(73)로 전송한다. 이때, 제1 센서(51)는 기판(20)의 왼쪽 귀퉁이 부분에 증착된 박막의 두께(A/sec)를 초당 측정하며, 제2 센서(61)는 기판(20)의 오른쪽 귀퉁이 부분에 증착된 박막의 두께(A/sec)를 초당 측정한다.
이처럼 구성되는 박막 증착 장치는 도 11에서 예시한 바와 같이 동작하는 것으로, 플럭스의 분포를 실시간으로 조절해, 박막이 기판(20)에 균일한 두께로 형성될 수 있도록 한다.
제어부(73)는 제1 센서(51)에 의해 측정된 박막 두께(이하, 제1 측정값)와 제2 센서(61)에 의해 측정된 박막 두께(이하, 제2 측정값)를 비교(s12단계)해서 제2 센서(61)에서 측정한 박막 두께가 제1 센서(51)에서 측정한 두께보다 얇으면, 구동부(71)를 동작 제어해서 가이딩 부재(45)의 경사각(θ)을 이전보다 커지도록 한다(s13단계). 즉, 제어부(73)는 구동부(71)의 실린더를 상승시켜서 가이딩 부재(45)의 경사각도(θ)를 커지도록 동작 제어한다. 이에 따라, 흡기 구멍(314)에서 가까운 분사구멍(313a)을 통해 분출되는 증착 물질의 양은 늘어나게 되고, 결과적으로 도 9 중 제2 영역(93)의 플럭스 분포를 높인다.
반면에, 제2 측정값이 제1 측정값보다 크면, 즉 제2 센서(61)에 의해 측정된 박막 두께가 제1 센서(51)에 의해 측정된 박막 두께보다 두꺼우면 제어부(73)는 실린더를 하강시켜서 가이딩 부재(45)의 경사각도를 줄인다(s14단계). 이에 따라 흡기구멍(314)에서 먼 분사 구멍(313b)을 통해서 분출되는 증착 물질의 양이 줄어들면서 제2 영역(93)의 플럭스 분포를 줄인다.
이처럼, 본 실시예의 박막 증착 장치는 제1 영역(91) 및 제2 영역(93)의 플럭스 분포를 실시간으로 조절해서 기판(20)에 증착되는 박막의 두께를 균일하게 한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (9)

  1. 일 방향으로 길이가 긴 선형 노즐에 있어서,
    기판과 마주하는 대향면으로 형성되어 있으며 증착물질을 분출하는 분사 구멍과,
    상기 대향면과 마주하는 바닥면에 형성되어 있으며, 상기 증착물질이 그 내부로 유입되는 흡기 구멍을 포함하고,
    상기 바닥면은 상기 흡기 구멍에서 멀어질수록 상기 분사구멍과 이와 마주하는 상기 바닥면 사이의 거리가 줄어들도록 형성되며,
    상기 분사 구멍에서 상기 기판에 이르는 직선거리는 위치에 따라 일정한, 선형 노즐.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분사 구멍과 바닥면 사이의 거리는 흡기 구멍에서 멀어질수록 선형적으로 줄어드는 선형 노즐.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 바닥면은 소정각도를 갖는 오르막 경사면으로 형성되는 선형 노즐.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분사 구멍은 상기 흡기 구멍에서 멀어지는 방향으로 그 직경이 점진적으로 줄어드는 선형 노즐.
  5. 제1항에 있어서,
    그 내부에 소정각도로 기울어진 채 고정되어서 상기 바닥면을 이루는 가이딩 부재를 포함하는 선형 노즐.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가이딩 부재 중 상기 분사 구멍과 마주하는 전면으로 슬릿(slit)이 더 형성되어 있는 선형 노즐.
  7. 기판에 박막을 증착하는 장치에 있어서,
    공정 챔버와,
    상기 공정 챔버의 한 쪽에 이송 가능하게 설치된 기판과,
    상기 기판의 양쪽 에지 부분에 증착되는 박막 두께를 측정하는 제1 센서 및 제2 센서와,
    상기 기판과 마주하게 상기 공정 챔버의 다른 한 쪽에 설치되어 있으며, 상기 기판으로 증착 물질을 분출하는 선형 노즐을 포함하며,
    상기 선형 노즐은, 그 내부에서 경사면을 제공하는 가이딩 부재를 포함하고,
    상기 제1 센서 및 제2 센서에 의해 측정된 박막 두께에 따라 상기 가이딩 부재의 경사각도가 조절되는 박막 증착 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 선형 노즐은,
    상기 기판과 마주하는 대향면으로 형성되어 있으며 상기 증착물질을 분출하는 분사 구멍들과,
    상기 대향면과 마주하는 바닥면 중 어느 한쪽으로 치우쳐 형성되어 있으며, 상기 증착물질이 그 내부로 유입되는 흡기 구멍을 포함하고,
    상기 가이딩 부재는 상기 흡기 구멍에서 멀어질수록 상기 분사구멍과 이와 마주하는 바닥면 사이의 거리가 줄어들도록 오르막 경사면을 제공하는 박막 증착 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 분사 구멍에서 상기 기판에 이르는 거리는 모든 분사 구멍에서 동일한 박막 증착 장치.
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