KR101885092B1 - 리플렉터실드의 온도상승을 억제시키는 증착챔버 - Google Patents

리플렉터실드의 온도상승을 억제시키는 증착챔버 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리플렉터실드의 온도가 상승되는 것을 억제시키는 증착챔버에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 증착챔버 내에 마련되는 증착공간의 하측에 배치되며, 상기 증착공간 내에 위치된 기판 측으로 증착물질을 증발시켜주는 도가니; 상기 도가니의 주변에 인접하도록 배치되어 상기 도가니 내에 수용된 상기 증착물질이 증발될 수 있도록 상기 도가니를 가열시켜주는 히터; 상기 도가니의 상측에 배치되어 상기 도가니 또는 상기 히터 측으로부터 발생되는 열이 상기 기판 측으로 전달되지 않도록 냉각시켜주는 쿨링플레이트; 상기 쿨링플레이트의 상측에 배치되며, 상기 기판의 온도가 상승되는 것을 억제하기 위한 리플렉터실드; 및 상기 쿨링플레이트와 상기 리플렉터실드 사이에 개재되도록 배치되며, 상기 쿨링플레이트를 통과한 열이 상기 리플렉터실드를 가열시키는 것을 억제시키기 위한 열전달억제수단;을 포함함으로써 리플렉터실드의 변형이 억제되며, 기판 측으로 열이 전달되는 것이 억제되어 기판에 증착되는 유기막의 결함을 최소화 시킬 수 있는 기술이 개시된다.

Description

리플렉터실드의 온도상승을 억제시키는 증착챔버{Deposition Chamber Blocking Increasing Temperature of Reflecter Shield}
본 발명은 진공기화증착(Evaporator)와 같은 증착챔버에 장착되어 기판에 증착시킬 증착물질을 증발시켜주는 증착챔버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 증착과정에서 기판으로 열이 전달되는 것을 억제하는 리플렉터실드의 온도가 상승되는 것을 억제시키는 증착챔버에 관한 것이다.
유기발광소자 제조에 있어서, 기판 상에 유기막을 형성시키는 공정은 통상 도가니, 히터, 쿨링플레이트 등을 포함하는 증착챔버 내에서 이루어지며, 도가니 내부에 증착물질을 내재시키고 히터에 의하여 도가니를 가열시킴으로써 증착물질을 증발시켜서 기판 상에 유기막을 증착시키게 된다.
여기서, 도가니 내의 증착물질을 증발시키기 위하여 히터를 통해 도가니를 상당한 고온으로 가열시키므로 도가니와 히터 이외의 부분에 대하여 열이 전달되는 것을 억제시킬 필요가 있었다.
종래에는 도가니와 기판 사이에 쿨링플레이트와 리플렉터실드를 배치시켜서 도가니 또는 히터의 열이 기판으로 전달되는 것을 억제하였었다. 그러나 히터 또는 도가니가 상당히 고온이기 때문에 리플렉터실드의 온도가 상승되어 열에 의한 변형이 발생되거나 기판 측으로의 열전달 억제효율이 감소되는 등의 문제가 있었다.
이에 관련하여 대한민국 공개특허 10-2011-0032695호 (발명의 명칭 : 유도가열 금속 증착원. 이하 선행기술 1) 등에서는 발열부에 의한 도가니의 고열이 반도체 기판에 전열되는 것을 차단함으로써 고열에 의한 기판의 손상을 방지하고자 하였으나, 이러한 방식 또한 단일플레이트의 사용으로 열차단효과가 미비하였으며, 고온에 의한 냉각실드의 휨 등 변형현상이 발생하여 열차단 효율이 감소되었고, 결과적으로 기판의 유기막 결함을 억제시키지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 증착챔버 내에서 기판 측으로의 열전달을 억제하기 위한 리플렉터실드의 온도상승을 억제시킬 수 있는 증착챔버를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 증착챔버용 도가니는, 증착챔버 내에 마련되는 증착공간의 하측에 배치되며, 상기 증착공간 내에 위치된 기판 측으로 증착물질을 증발시켜주는 도가니; 상기 도가니에 인접하도록 배치되어 상기 도가니 내에 수용된 상기 증착물질이 증발될 수 있도록 상기 도가니를 가열시켜주는 히터; 상기 도가니의 상측에 배치되어 상기 도가니 또는 상기 히터 측으로부터 발생되는 열이 상기 기판 측으로 전달되는 것을 억제하기 위하여 냉각되는 쿨링플레이트; 상기 쿨링플레이트의 상측에 배치되며, 상기 기판의 온도가 상승되는 것을 억제하기 위한 리플렉터실드; 및 상기 쿨링플레이트 및 상기 리플렉터실드 사이에 개재되도록 배치되며, 상기 쿨링플레이트를 통과한 열이 상기 리플렉터실드를 가열시키는 것을 억제시키기 위한 열전달억제수단;을 포함하는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 도가니의 상측에는 상기 증착물질이 분사되는 분사노즐이 다수 형성되어 있고, 상기 분사노즐을 통하여 상기 증착물질이 증발되어 분사될 수 있도록 상기 분사노즐을 상측으로 노출시켜주는 노즐홀이 상기 쿨링플레이트 및 상기 리플렉터실드 각각에 다수 형성되어 있으며, 상기 열전달억제수단은 상기 노즐홀 부분을 제외한 상기 쿨링플레이트의 상측면과 상기 리플렉터실드의 하측면에 면접(面接)하여 상기 리플렉터실드가 가열되는 것을 억제시킬 수 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가, 상기 열전달억제수단은, 전위차에 의하여 적어도 일부분이 냉각되는 열전소자인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가 상기 열전달억제수단은 펠티에(peltier)소자인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 상기 쿨링플레이트의 상측면에 접하는 상기 펠티에소자의 하측면의 면적은 상기 쿨링플레이트의 상측면적과 같거나 작은 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 상기 리플렉터실드의 하측면에 접하는 상기 펠티에소자의 상측면의 면적은 상기 리플렉터실드의 하측면적과 같거나 큰 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
본 발명에 따른 리플렉터실드의 온도상승을 억제시키는 증착챔버는 리플렉터실드의 온도상승이 억제되므로 리플렉터실드가 열에 의한 변형이 발생되는 것을 억제시킬 수 있으며, 리플렉터실드에 의한 열차단효율이 증진된다. 따라서 기판의 변형발생 또는 기판상의 유기막 결함발생을 억제 또는 예방시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 리플렉터실드의 온도상승을 억제시키는 증착챔버의 일부분을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 리플렉터실드의 온도상승을 억제시키는 증착챔버의 일부분을 개략적으로 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 리플렉터실드의 온도상승을 억제시키는 증착챔버의 일부분을 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
이하에서는 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 이해할 수 있도록 첨부된 도면을 참조한 바람직한 실시 예를 들어 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 리플렉터실드의 온도상승을 억제시키는 증착챔버의 일부분을 개략적으로 나타낸 사시도로서, 증착챔버 내에서 증착물질이 증착될 기판의 하측에 위치하는 도가니, 히터, 쿨링플레이트, 리플렉터실드 및 열전달억제수단 등 일부 부분을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 리플렉터실드의 온도상승을 억제시키는 증착챔버의 일부분을 개략적으로 나타낸 분해사시도로서, 증착챔버 내에서 증착물질이 증착될 기판의 하측에 위치하는 도가니, 히터, 쿨링플레이트, 리플렉터실드 및 열전달억제수단 등 일부 부분을 개략적으로 나타낸 일부분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 리플렉터실드의 온도상승을 억제시키는 증착챔버의 일부 부분으로서, 증착챔버 내에서 증착물질이 증착될 기판의 하측에 위치하는 도가니, 히터, 쿨링플레이트, 리플렉터실드 및 열전달억제수단 등 일부 부분을 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 리플렉터실드의 온도상승을 억제시키는 증착챔버는 도가니, 히터, 쿨링플레이트, 리플렉터실드 및 열전달억제수단을 포함하여 이루어진다.
도가니(400)는 진공기화증착(Evaporator)장비와 같은 증착챔버 내에 마련되는 증착공간의 하측에 배치되며, 증착공간 내에 위치된 기판 측으로 증착물질을 증발시켜준다. 여기서, 증착공간의 상측으로는 증착물질이 증착될 기판(미도시)이 인입되고, 증착 후에는 다시 증착챔버의 외부로 반출되어진다.
증착챔버 내 증착공간에 위치한 기판측으로 증착물질을 증발시키기 위하여 도가니(400)는 내측에 증착물질을 수용할 수 있는 공간을 마련하고 있으며, 후술할 히터(500) 측으로부터 열에너지를 공급받아서 증착물질을 고르게 가열시켜준다.
이러한 도가니(400)의 상측에는 증발된 증착물질이 분사되어 기판 측으로 날아갈 수 있도록 다수의 분사노즐(410)이 형성되어 있다. 따라서 도가니(400)에서 증발된 증착물질은 다수의 분사노즐(410)을 통해 분사되어 도가니(400)의 상측에 위치하는 기판의 표면에 증착된다.
히터(500)는 도가니(400)에 인접하도록 배치된다. 바람직하게는 도가니(400)를 에워싸듯이 주변에 배치된다. 도가니(400) 내에 수용된 증착물질이 증발될 수 있도록 도가니(400)를 가열시켜준다. 이러한 히터(500)는 외부로부터 전기에너지를 공급받아서 열에너지로 전환시키고, 히터(500)로부터 나오는 열에너지가 도가니(400)를 가열시켜줌으로써 증착물질이 증발될 수 있게 된다.
쿨링플레이트(300)(cooling plate)는 도가니(400)의 상측에 배치되어 도가니(400) 또는 히터(500)측으로부터 발생되는 열이 기판 측으로 전달되는 것을 억제하기 위하여 냉각된다.
히터(500)와 도가니(400)의 뜨거운 열은 증착물질을 증발시키기 위하여 필수적으로 요구되는 것이지만, 이러한 열이 기판에 전달되어 기판이 과열되면 열팽창 등으로 인하여 변형이 발생될 수 있으며 이로 인해 제품생산수율에 크나큰 악영향을 미칠 수 있으므로 열이 기판 측으로 전달되지 않도록 쿨링플레이트(300)는 냉각된다.
이러한 쿨링플레이트(300)는 내부에 냉각파이프라인(미도시)이 설치되어 있으므로 냉각파이프라인을 따라 순환하는 물과 같은 냉매에 의해 냉각되어진다.
그리고, 쿨링플레이트(300)에는 도면에서 참조되는 바와 같이 도가니(400)의 분사노즐(410)을 통하여 증착물질이 증발되어 분사될 수 있도록 분사노즐(410)을 상측으로 노출시켜주는 노즐홀(310)이 다수 형성되어 있다.
따라서, 도면에서 참조되는 바와 같이 도가니(400)의 분사노즐(410)이 쿨링플레이트(300)의 노즐홀(310)을 통해 관통하듯이 위치되어 있다.
리플렉터실드(100)(reflecter shield)는 쿨링플레이트(300)의 상측에 배치된다. 이러한 리플렉터실드(100)는 히터(500) 또는 도가니(400)측으로부터 오는 열이 기판 측으로 전달되지 않도록 열을 반사하는 열반사판 역할을 한다.
그리고 리플렉터실드(100) 또한 쿨링플레이트(300)와 마찬가지로 노즐홀(110)이 다수 형성되어 있다. 즉, 도가니(400)의 분사노즐(410)을 통하여 증착물질이 증발되어 분사될 수 있도록 분사노즐(410)을 상측으로 노출시켜주는 노즐홀(110)이 리플렉터실드(100)에도 다수 형성되어 있다.
따라서, 도면에서 참조되는 바와 같이 도가니(400)의 분사노즐(410)이 리플렉터실드(100)의 노즐홀(110)을 통해 관통하듯이 노출되어 있다.
열전달억제수단은 쿨링플레이트(300) 및 리플렉터실드(100) 사이에 개재되도록 배치된다. 그리고 이러한 열전달억제수단은 쿨링플레이트(300)를 통과한 열이 리플렉터실드(100)를 가열시키는 것을 억제시킨다.
히터(500)와 도가니(400)는 상당한 고온의 상태이므로 쿨링플레이트(300)가 냉각되어 있어도 열이 쿨링플레이트(300)를 통과하되 온도가 다소 낮아져서 통과된다. 이렇게 통과된 열은 리플렉터실드(100)에 의하여 반사되므로 기판측으로 열이 뻗쳐나아가는 것을 억제하지만 리플렉터실드(100) 또한 열을 받으므로 리플렉터실드(100)를 식혀주는 것이 바람직하다.
이를 위해 열전달억제수단은 노즐홀(310,110) 부분을 제외한 쿨링플레이트(300)의 상측면과 리플렉터실드(100)의 하측면에 면접(面接)하여 리플렉터실드(100)가 가열되는 것을 억제시킬 수 있는 것이 바람직하다.
그리고, 이러한 열전달억제수단은 전위차에 의하여 적어도 일부분이 냉각되는 열전소자인 것이 바람직하다. 좀 더 구체적인 예를 들면, 이러한 열전달억제수단은 펠티에(peltier)소자인 것이 바람직하다.
리플렉터실드(100)가 열을 반사하면서 리플렉터실드(100)의 온도가 상승되는 것이 펠티에소자(200)에 의하여 억제되므로 리플렉터실드(100)가 열에 의한 변형이 발생되는 것을 억제시킬 수 있으며, 리플렉터실드(100)에 의한 열차단효율이 증진된다. 따라서 기판 측으로 열이 전달되는 것이 억제된다.
그리고, 펠티에소자(200)에는 도면에서 참조되는 바와 같이 도가니(400)의 분사노즐(410)을 통하여 증착물질이 증발되어 분사될 수 있도록 분사노즐(410)을 상측으로 노출시켜주는 노즐홀(210)이 다수 형성되어 있다.
따라서, 도면에서 참조되는 바와 같이 도가니(400)의 분사노즐(410)이 펠티에소자(200)의 노즐홀(210)을 통해 관통하듯이 위치되어 있다.
그리고, 쿨링플레이트(300)의 상측면에 접하는 펠티에소자(200)의 하측면의 면적은 쿨링플레이트(300)의 상측면적과 같거나 작은 것이 바람직하다.
그리고, 리플렉터실드(100)의 하측면에 접하는 펠티에소자(200)의 상측면의 면적은 리플렉터실드(100)의 하측면적과 같거나 큰 것이 바람직하다. 펠티에소자(200)의 상측면의 면적이 리플렉터실드(100)의 하측면적과 같거나 크면 리플렉터실드(100)의 하측면 전반에 걸쳐서 고르게 냉각시켜줄 수 있으므로 바람직하다는 것이다.
이와 같이 리플렉터실드(100)의 온도상승이 펠티에소자(200)와 같은 열전달억제수단에 의하여 억제된다. 따라서, 히터(500) 또는 도가니(400) 측으로부터 전달되어오는 열이 리플렉터실드(100)에 의한 차단효율이 더욱 증진된다.
이상에 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 리플렉터실드의 온도상승을 억제시키는 증착챔버는 리플렉터실드의 온도상승이 억제되므로 리플렉터실드에 의한 열차단효율이 증진된다. 따라서 기판의 변형발생 또는 기판상의 유기막 결함발생을 억제 또는 예방시킬 수 있는 장점이 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
100 : 리플렉터실드 200 : 펠티에소자
300 : 쿨링플레이트 400 : 도가니
110, 210, 310 : 노즐홀 410 : 분사노즐
500 : 히터

Claims (6)

  1. 증착챔버 내에 마련되는 증착공간의 하측에 배치되며, 상기 증착공간 내에 위치된 기판 측으로 증착물질을 증발시켜주는 도가니;
    상기 도가니에 인접하도록 배치되어 상기 도가니 내에 수용된 상기 증착물질이 증발될 수 있도록 상기 도가니를 가열시켜주는 히터;
    상기 도가니의 상측에 배치되어 상기 도가니 또는 상기 히터 측으로부터 발생되는 열이 상기 기판 측으로 전달되는 것을 억제하기 위하여 냉각되는 쿨링플레이트;
    상기 쿨링플레이트의 상측에 배치되며, 상기 기판의 온도가 상승되는 것을 억제하기 위한 리플렉터실드; 및
    상기 쿨링플레이트 및 상기 리플렉터실드 사이에 개재되도록 배치되며, 상기 쿨링플레이트를 통과한 열이 상기 리플렉터실드를 가열시키는 것을 억제시키기 위한 열전달억제수단;을 포함하고,
    상기 도가니의 상측에는 상기 증착물질이 분사되는 분사노즐이 다수 형성되어 있고,
    상기 분사노즐을 통하여 상기 증착물질이 증발되어 분사될 수 있도록 상기 분사노즐을 상측으로 노출시켜주는 노즐홀이 상기 쿨링플레이트 및 상기 리플렉터실드 각각에 다수 형성되어 있으며,
    상기 열전달억제수단은 상기 노즐홀 부분을 제외한 상기 쿨링플레이트의 상측면과 상기 리플렉터실드의 하측면에 면접(面接)하여 상기 리플렉터실드가 가열되는 것을 억제시킬 수 있고,
    상기 열전달억제수단은 펠티에(peltier)소자이며,
    상기 쿨링플레이트의 상측면에 접하는 상기 펠티에소자의 하측면의 면적은 상기 쿨링플레이트의 상측면적과 같거나 작은 것을 특징으로 하는,
    리플렉터실드의 온도상승을 억제시키는 증착챔버.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 리플렉터실드의 하측면에 접하는 상기 펠티에소자의 상측면의 면적은
    상기 리플렉터실드의 하측면적과 같거나 큰 것을 특징으로 하는,
    리플렉터실드의 온도상승을 억제시키는 증착챔버.

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