KR101888269B1

KR101888269B1 - 가열 어셈블리

Info

Publication number: KR101888269B1
Application number: KR1020160163083A
Authority: KR
Inventors: 김정형
Original assignee: 주식회사 파인에바
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2018-08-13
Also published as: KR20180062892A

Abstract

본 발명은 가열 어셈블리에 관한 것으로, 본 발명의 일 양상에 따른 증착 물질이 놓이는 공간이 내부에 형성된 크루시블; 및 상기 크루시블의 외측에 배치되는 코일;을 포함하되 상기 코일에는 고 주파수 전원이 인가되어 상기 고주파수 전원에 대응하는 코일 전류가 흐르고, 상기 코일 전류에 대응하여 상기 코일 주변에 다이나믹한 자기장이 1차 유도되고, 상기 다이나믹한 자기장에 대응하여 상기 크루시블에 유도 전류가 2차 유도되고, 상기 유도 전류에 따라 상기 크루시블에 열이 발생하여 상기 크루시블이 가열되고 상기 코일은 제1 코일 및 제2 코일을 포함하고, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 각각 인가되는 상기 고주파수 전원의 속성은 서로 다르며, 상기 제1 코일에 의해 상기 크루시블에 발생하는 열은 상기 제2 코일에 의해 상기 크루시블에 발생하는 열보다 큰 것을 특징으로 하는 증착 장비용 가열 어셈블리가 제공된다.

Description

가열 어셈블리{HEATING ASSEMBLY}

본 발명은 가열 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 크루시블을 유도 가열하는 자기장을 집속하여 상기 크루시블의 열분포를 제어하고 증착의 실효율을 높일 수 있는 가열 어셈블리에 관한 것이다.

크루시블은 가열 수단에 의하여 가열되는 물질을 담을 수 있는 공간이 내부에 형성된 일종의 그릇이다. 상기 크루시블은 가열 수단에 의하여 가열되어 높은 온도가 되더라도 이에 버틸 수 있도록 구현된다. 상기 크루시블이 가열되어 갖는 열량은 크루시블에 담긴 물질에 전달될 수 있다. 이에 따라, 상기 물질은 가열될 수 있다.

이러한, 크루시블은 높은 온도에서 가열하여야 하는 물질의 가열을 위해 여러 수단으로 활용되어 왔다. 용융 온도가 높은 금속을 가열하여 제련하는 수단, 다양한 금속 물질들을 배합하기 위하여 가열하는 수단 등에 상기 크루시블이 이용되어 왔다. 특히 최근에 상기 크루시블은 디스플레이 장치 등을 위한 패널의 생산에 있어 패널의 표면에 증착되는 증착 물질을 가열하여 이동할 수 있도록 상태 변화시키고, 상기 증착 물질을 패널의 표면으로 가이딩하기 위한 수단으로 활용되고 있다.

그런데, 크루시블에 포함된 증착 물질을 가열하여 패널 등의 피증착면(혹은 타겟면, target surface)에 상기 증착 물질을 증착시키는 경우에는 피증착면에 증착 물질이 제대로 형성될 수 있는 증착의 실효율이 중요할 수 있다. 따라서, 최근 증착의 실효성을 높일 수 있는 크루시블의 구현 기술에 대한 수요가 증대해왔다.

본 발명의 일 과제는, 크루시블을 가열하는 가열 수단에 공급되는 에너지 대비 상기 크루시블에 놓인 증착 물질에 전달되는 열 에너지가 높은 가열 어셈블리를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 과제는 증착 물질이 피증착면에 균일하게 형성될 수 있도록 크루시블의 열분포를 제어 할 수 있는 가열 어셈블리를 제공하는 것에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양상에 따르면 증착 물질이 놓이는 공간이 내부에 형성된 크루시블; 및 상기 크루시블의 외측에 배치되는 코일;을 포함하되 상기 코일에는 고 주파수 전원이 인가되어 상기 고주파수 전원에 대응하는 코일 전류가 흐르고, 상기 코일 전류에 대응하여 상기 코일 주변에 다이나믹한 자기장이 1차 유도되고, 상기 다이나믹한 자기장에 대응하여 상기 크루시블에 유도 전류가 2차 유도되고, 상기 유도 전류에 따라 상기 크루시블에 열이 발생하여 상기 크루시블이 가열되고 상기 코일은 제1 코일 및 제2 코일을 포함하고, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 각각 인가되는 상기 고주파수 전원의 속성은 서로 다르며, 상기 제1 코일에 의해 상기 크루시블에 발생하는 열은 상기 제2 코일에 의해 상기 크루시블에 발생하는 열보다 큰 것을 특징으로 하는 증착 장비용 가열 어셈블리가 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따르면 증착 물질을 수용하기 위한 공간이 내부에 형성된 크루시블; 상기 크루시블의 외측에 배치되는 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 코일;및 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일 사이의 공간에 형성되는 자기장 집속 구조물;을 포함하되 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 인가되는 고주파수 전원의 속성은 서로 다르고, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 인가되는 고주파수 전원의 속성이 다름에 따라, 상기 제1 코일 주변에 형성되는 제1 다이나믹 자기장과 상기 제2 코일 주변에 형성되는 제2 다이나믹 자기장은 서로 다르며, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이에 형성되는 상기 제1 다이나믹 자기장 및 상기 제2 다이나믹 자기장은 상기 자기장 집속 구조물에 의해 집속되는 것을 특징으로 하는 증착 장비용 가열 어셈블리가 제공될 수 있다.

본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면 내부에 공간이 형성되는 하우징; 증착 물질이 놓이는 공간이 내부에 형성된 크루시블; 및 상기 크루시블의 외측에 배치되는 코일;을 포함하되 상기 크루시블 및 상기 코일은 상기 하우징에 구비되고, 상기 코일에는 고 주파수 전원이 인가되어 상기 고주파수 전원에 대응하는 코일 전류가 흐르고, 상기 코일 전류에 대응하여 상기 코일 주변에 다이나믹한 자기장이 1차 유도되고, 상기 다이나믹한 자기장에 대응하여 상기 크루시블에 유도 전류가 2차 유도되고, 상기 유도 전류에 따라 상기 크루시블에 열이 발생하여 상기 크루시블이 가열되며, 상기 코일은 제1 코일 및 제2 코일을 포함하고, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 각각 인가되는 상기 고주파수 전원의 속성은 서로 다르며, 상기 제1 코일에 의해 상기 크루시블에 발생하는 열은 상기 제2 코일에 의해 상기 크루시블에 발생하는 열보다 큰 것을 특징으로 하는 증착 장비가 제공될 수 있다.

본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면 크루시블; 및 상기 크루시블의 외측에 배치되는 코일;을 포함하되, 상기 코일에는 고 주파수 전원이 인가되어 상기 고주파수 전원에 대응하는 코일 전류가 흐르고, 상기 코일 전류에 대응하여 상기 코일 주변에 다이나믹한 자기장이 1차 유도되고, 상기 다이나믹한 자기장에 대응하여 상기 크루시블에 유도 전류가 2차 유도되고, 상기 유도 전류에 따라 상기 크루시블에 열이 발생하여 상기 크루시블이 가열되는 증착 장비용 가열 어셈블리로서 적어도 하나 이상의 윈도우가 형성된 자기장 집속 구조물;을 포함하되 상기 자기장 집속 구조물은 상기 코일의 외측에 배치되고, 상기 크루시블의 외벽은 상기 자기장 집속 구조물과 대향하는 영역인 제1 영역 및 상기 윈도우를 통해 상기 하우징과 대향하는 영역인 제2 영역을 포함하고, 상기 크루시블의 외벽과 대향하는 상기 자기장 집속 구조물의 면의 영역은 상기 크루시블의 외벽의 영역보다 작으며, 상기 제2 영역의 면적보다는 큰 것을 특징으로 하는 증착 장비용 가열 어셈블리가 제공될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면 내부에 공간이 형성되는 하우징; 증착 물질이 놓이는 공간이 내부에 형성된 크루시블; 상기 크루시블의 외측에 배치되는 코일; 및 크루시블의 외측에 배치되는 자기장 집속 구조물;을 포함하되 상기 하우징의 내부 공간에 상기 크루시블, 코일, 및 자기장 집속 구조물이 구비되고, 상기 코일에는 고 주파수 전원이 인가되어 상기 고주파수 전원에 대응하는 코일 전류가 흐르고, 상기 코일 전류에 대응하여 상기 코일 주변에 다이나믹한 자기장이 1차 유도되고, 상기 다이나믹한 자기장에 대응하여 상기 크루시블에 유도 전류가 2차 유도되고, 상기 유도 전류에 따라 상기 크루시블에 열이 발생하며 상기 크루시블이 가열되고, 상기 크루시블의 외벽의 면적은 상기 자기장 집속 구조물의 상기 크루시블의 외벽과 대향하는 면의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 증착 장비가 제공될 수 있다.

본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면 크루시블의 내부 공간에 수용되는 증착 물질에 제공되는 열량의 공간적 분포가 상기와 같이 미리 정해진 분포로 제어될 수 있도록, 상기 크루시블의 외벽에 유도되는 유도 전류의 세기 분포가 적절히 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 크루시블의 4개의 가열면들 중 하나의 가열면에 대해서 좌우방향과 상하방향을 정의할 때, 상기 하나의 가열면에 대한 상기 유도 전류의 분포는 상기 좌우방향에 따라서 적절히 제어되거나 또는 상기 상하방향을 따라 적절히 제어될 수 있다.

본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의하면, 크루시블을 가열하는 가열 수단에 공급되는 에너지 대비 상기 크루시블에 놓인 증착 물질에 전달되는 열 에너지가 높아 질 수 있다.

본 발명에 의하면, 증착 물질이 피증착면에 균일하게 형성될 수 있도록 크루시블의 열분포를 제어 할 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 증착 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블에 형성된 돌출 노즐을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 코일의 형상을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블 및 코일을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 코일이 구현된 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 돌출 노즐 근처에 배치된 코일을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 코일이 생성한 자기장을 나타내는 개념 도면이다.
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 코일에 형성된 자기장과 크루시블을 나타내는 개념도이다.
도 10은 본 출원의 일 실시예에 따른 자기장에 놓인 페라이트를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트, 코일, 및 코일 주변에 형성되는 자기장을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 출원의 일 실시예에 따른 가열 어셈블리에 배치된 페라이트를 도시하는 도면이다.
도 13은 본 출원의 일 실시예에 따른 자기장 세기 변화값 분포 그래프이다.
도 14는 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 외벽에 포함된 페라이트를 나타내는 절단된 측면 도면이다.
도 15는 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트가 증착 장치에 도포되어 구현된 형상을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 열 분포를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 17은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 열 분포를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 18은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 형상에 변화를 준 일 예를 도시하는 측면 절단 도면이다.
도 19는 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 두께에 변화를 준 예들을 도시하는 측면 절단 도면이다.
도 20은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 외측에 형성된 코일을 나타내는 도면이다.
도 21은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 외측에 형성된 코일을 나타내는 도면이다.
도 22는 본 출원의 일 실시예에 따른 증착 장치에 구현되는 코일이 별도로 구동되는 일 예를 나타내는 개념도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예예 따른 크루시블의 열 분포를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 24는 본 출원의 일 실시예에 따른 코일 사이에 삽입된 페라이트를 나타내는 도면이다.
도 25는 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트가 가지는 다양한 형상을 나타내는 도면이다.
도 26은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 하면을 덮는 형태로 배치된 페라이트를 나타내는 도면이다.
도 27은 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트의 형상을 나타내는 도면이다.
도 28은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 외벽에 포함된 페라이트를 나타내는 절단된 측면 도면이다.
도 29는 본 출원의 일 실시예에 따른 가열 어셈블리에 도포된 페라이트를 나타낸 도면이다.
도 30은 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트가 크루시블의 노즐과 가까운 부분에 페라이트가 형성된 것을 나타내는 도면이다.
도 31은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 측면을 나타내는 도면이다.
도 32는 본 출원의 일 실시예에 따른 Y축 방향에서의 가열 어셈블리의 설계에 대한 도면이다.
도 33은 본 출원의 일 실시예에 따른 Y축 방향에서의 가열 어셈블리의 설계에 대한 도면이다.
도 34는 본 출원의 일 실시예에 따른 Y축 방향에서의 가열 어셈블리의 설계에 대한 도면이다.
도 35는 본 출원의 일 실시예에 따른 Y축 방향에서의 가열 어셈블리의 설계에 대한 도면이다.
도 36은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 Z 방향으로 실시예를 조합하여 구현한 가열 어셈블리를 나타내는 도면이다.
도 37은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 X, Y, Z 방향으로 실시예를 조합하여 구현한 가열 어셈블리를 나타내는 도면이다.
도 38은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 열분포를 나타내는 도면이다.
도 39는 본 출원의 일 실시예에 따른 시변경되는 크루시블의 열분포를 나타내는 도면이다.
도 40은 본 출원의 일 실시예에 따라 열전도 억제 요소가 형성된 가열 어셈블리를 나타내는 도면이다.
도 41은 본 출원의 일 실시예에 따라 제어된 열적 평형을 나타내는 그래프이다.
도 42는 본 출원의 일 실시예예 따른 외부 공간의 변압기, 입력선, 및 출력선을 나타내는 도면이다.
도 43은 본 출원의 일 실시예에 따른 이동하는 가열 어셈블리를 나타내는 도면이다.
도 44는 본 출원의 일 실시예예 따른 변압기, 진공 박스, 및 가열 어셈블리를 나타내는 도면이다.
도 45는 본 출원의 일 실시예에 따른 증착 장비를 나타내는 도면이다.
도 46은 본 출원의 일 실시예에 따른 증착 장비를 나타내는 도면이다.

본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.

본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.

또, 상기 제1 코일 주변에 형성되는 다이나믹한 자기장과 상기 제2 코일 주변에 형성되는 다이나믹한 자기장은 서로 다른 속성인 증착 장비용 가열 어셈블리가 제공될 수 있다.

또, 상기 코일 주변에 배치되는 자기장 집속 수단;을 더 포함하되 상기 자기장 집속 수단에 의해 상기 코일 주변에 1차 유도되는 다이나믹한 자기장이 집속되는 증착 장비용 가열 어셈블리 어셈블리가 제공될 수 있다.

또, 상기 크루시블은 상기 자기장 집속 수단에 의해 상기 1차 유도되는 다이나믹한 자기장과 상기 크루시블 외벽의 저항 성분에 따라 열이 발생하는 증착 장비용 가열 어셈블리가 제공될 수 있다.

또, 내부에 공간이 형성된 하우징;을 더 포함하고, 상기 하우징의 내부 공간에 상기 크루시블, 상기 코일, 및 상기 자기장 집속 수단이 포함되는 증착 장비용 가열 어셈블리가 제공될 수 있다.

또, 상기 자기장 집속 수단은 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 증착 장비용 가열 어셈블리가 제공될 수 있다.

또, 상기 자기장 집속 수단에 의해 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이에 형성되는 상기 제1 코일 주변에 형성되는 다이나믹한 제1 자기장 및 상기 제2 코일에 형성되는 다이나믹한 제2 자기장이 집속되는 증착 장비용 가열 어셈블리가 제공될 수 있다.

또, 상기 자기장 집속 수단은 상기 코일과 상기 하우징 사이의 공간에 더 배치되는 것을 특징으로 하는 증착 장비용 가열 어셈블리가 제공될 수 있다.

또, 상기 고주파수 전원의 속성은 전원의 세기 및 주파수인 증착 장비용 가열 어셈블리가 제공될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 가열 어셈블리에 대하여 설명한다.

박막 제조 기술은 표면 처리 기술의 한 분야로 습식법과 건식법으로 구분된다.

상기 박막 제조 기술 중 습식법 박막 제조기술에는 (1) 피처리물을 양극에 걸고 전해하여 처리물이 피처리물의 표면에 형성되도록 피처리물을 산화시키는 전해법, 및 (2) 피처리물의 활성화, 예민화 과정을 이용한 무전해법을 포함하는 습식법이 존재한다.

건식법 박막 제조기술에는 (1) 고진공 상태에서 고체 상태의 처리물을 증발시켜 피처리물의 표면에 형성되도록 하는 물리 증착법(PVD), (2) 고진공 상태에서 기체 상태의 처리물을 플라즈마 등의 상태로 변화하여 피처리물의 표면에 형성시키는 화학 증착법(CVD), 및 (3) 액체 상태의 피처리물을 처리물 표면에 분출하여 처리물 표면에 피처리물을 입히는 용사법이 존재한다.

전술한 박막 제조 기술들에서는 처리물(특히, 증착 물질)을 가열함으로써 처리물의 상태를 변화시키고, 처리물을 피처리 대상의 표면에 접촉할 수 있도록 가이딩하기 위하여 구현되는 증착 장치(10000)가 중요할 수 있다.

따라서, 이하에서는 본 발명의 증착 장치(10000)에 대하여 설명하도록 한다.

1. 증착 장치

이하에서는 본 출원의 일 실시예에 따른 증착 장치(10000)에 대하여 설명하도록 한다.

본 출원의 일 실시예에 따른 증착 장치(10000)는 피증착면에 증착 물질을 증착할 수 있는 장치이다. 본 출원의 증착 장치(10000)는 증착 장치(10000)의 크루시블(3000)을 소정의 가열 수단(5000)을 이용하여 온도를 상승시켜 크루시블(3000) 내에 포함된 증착 물질을 상태 변화시킬 수 있다. 상기 상태 변화된 증착 물질은 크루시블(3000)의 외부로 배출될 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따른 증착 장치(10000)는 전술한 박막 제조 기술들을 위하여 이용될 수 있다. 뿐만 아니라, 증착 장치(10000)는 전술한 박막 제조 기술들에 따른 증착의 목적이 아닌 단순 가열을 위해서도 이용될 수 있다.

이하에서는 증착 장치(10000)의 구성에 대하여 설명하도록 한다.

1. 증착 장치

1.1 증착 장치의 구성

도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 증착 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 증착 장치(10000)는 하우징(1000), 크루시블(3000), 가열 수단(5000), 가열 보조 수단인 자기장 집속 구조물(7000), 및 기타 구성 요소(9000)를 포함할 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따른 상기 하우징(1000)의 내부에는 공간이 형성될 수 있다. 상기 하우징(1000)의 내부 공간에는 상기 크루시블(3000), 상기 가열 수단(5000), 상기 가열 보조 수단, 및 상기 기타 구성 요소(9000)가 구현될 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따른 상기 크루시블(3000)의 내부에 형성된 공간에는 증착을 하고자 하는 물질인 증착 물질이 제공될 수 있다. 또한, 상기 증착 물질은 상기 가열 수단(5000)에 의해 발생하는 열을 전달받아 가열될 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따른 상기 가열 수단(5000)은 상기 크루시블(3000) 내부에 놓인 증착 물질을 상태 변화시키기 위하여 상기 크루시블(3000)을 가열할 수 있다.

본 출원의 일 실시예예 따른 상기 가열 보조 수단은 상기 가열 수단(5000)이 상기 크루시블(3000)을 효율적으로 가열 할 수 있도록 보조할 수 있다. 상기 가열 보조 수단의 일 예로, 자기장 집속 구조물(7000)이 있을 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따른 기타 구성 요소(9000)는 전력을 공급할 수 있는 도선의 통로, 증착 장치(10000)에 동력을 제공하는 동력 발생 장치 등일 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명을 용이하게 하기 위하여 상기 기타 구성 요소(9000)들에 대하여는 설명을 생략한다. 기타 구성 요소(9000)들을 들어 본 출원의 증착 장치(10000)를 설명하여야 하는 특별한 사정이 있는 경우에만, 상기 기타 구성 요소(9000)들과 함께 본 증착 장치(10000)를 설명하기로 한다.

한편, 전술한 증착 장치(10000)의 구성 중 크루시블(3000), 가열 수단(5000), 자기장 집속 구조물(7000), 및/또는 기타 구현될 수 있는 구성들을 집합하여 가열 어셈블리라 할 수 있다.

이하에서는 가열 어셈블리에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

1.1.1 크루시블

도 2 (a) 내지 (b)는 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블을 나타내는 도면이다.

본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000)은 외벽(3100), 및 적어도 하나 이상의 노즐(3200)을 포함할 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따른 외벽(3100)은 도 2(b)와 같이 크루시블(3000)의 내부에 공간(이하, 내부 공간)을 정의할 수 있다. 상기 내부 공간에는 증착을 위한 증착 물질이 놓일 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따른 노즐(3200)은 증착 물질의 이동 통로가 될 수 있다. 상기 크루시블(3000) 내부 공간에 놓인 증착 물질은 가열 수단(5000)으로부터 충분한 열량을 공급 받아 기상 및/또는 플라즈마 상태로 상변화할 수 있다. 상기 상 전이한 증착 물질은 상기 노즐(3200)을 통해 도 2(a)에 도시된 바와 같이 크루시블(3000)의 외부로 배출될 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따른 상기 노즐(3200)은 다양한 설계 사양으로 상기 크루시블(3000)에 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 노즐(3200)이 복수개 형성되는 경우 복수의 노즐(3200)들 사이의 간격은 다양한 간격으로 형성 될 수 있다. 상기 복수의 노즐(3200)들의 간격은 등간격으로 형성될 수 있다. 또는, 상기 노즐(3200)의 간격은 상기 크루시블 면의 사이드로 갈수록 점차 좁아지는 간격일 수도 있을 것이다.

또한 상기 노즐(3200)의 구멍의 형상은 여러 가지 형상을 가질 수 있다. 상기 노즐의 구멍의 형상은 도시된 바와 같이 원형 형상뿐만 아니라, 사각형, 타원형 등의 다양한 형태의 형상으로 구현될 수 있을 것이다.

이하에서는 본 출원의 크루시블(3000)에 대하여 보다 자세히 설명한다. 이때, 설명의 편의를 위하여, 상기 노즐(3200)이 형성된 일면을 상면, 상기 일면의 반대측면을 하면이라고 일컫을 것이며, 상기 상면과 하면을 제외한 면들을 측면이라고 하기로 한다.

본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 2(a)를 참조하면, 크루시블(3000)은 직육면체의 형상일 수 있다. 뿐만 아니라, 본 출원의 크루시블(3000)은 원뿔, 구, 육각기둥, 원기둥, 삼각기둥 등의 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이다. 즉, 증착 물질을 포함할 수 있는 형태라면 본 출원의 일 실시예예 따른 크루시블(3000)은 어떠한 형상으로든 구현될 수 있을 것이다.

또한, 본 출원의 일 실시예에 따라 다양한 소재가 상기 크루시블을 구현하는데 이용될 수 있다.

상기 크루시블의 소재는 어떠한 소재에도 국한되지 않을 것이나 바람직하게 본 출원의 크루시블(3000)의 구현 소재는 전류가 잘 흐를 수 있는 속성의 소재일 수 있다.

또한, 크루시블(3000)이 가열 수단(5000)에 의해 가열되는 온도를 고려하여, 상기 크루시블(3000)의 구현 소재가 선택 될 수 있다. 즉, 상기 크루시블(3000)이 고 온도에도 크루시블(3000)이 용융되지 않고 제 기능을 발휘할 수 있도록, 상기 크루시블(3000)의 소재가 선택될 수도 있을 것이다.

도 2(b)에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에 따른 상기 크루시블(3000)에는 크루시블(3000)을 개폐할 수 있는 구조가 형성될 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따른 노즐(3200)은 상기 크루시블(3000)의 외측으로 일정 길이를 가지는 돌출된 형상(이하, 돌출 노즐(3300))으로 구현될 수 있다.

이러한, 돌출 노즐(3300)은 다양한 형상 및 소재로 상기 크루시블(3000)에 형성될 수 있다.

도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블에 형성된 돌출 노즐을 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 도시된 바와 같이 상기 돌출 노즐(3300)은 직육각 형태로 형성될 수 있다. 또한 예를 들어, 상기 돌출 노즐(3300)의 형상은 도시된 형상에 국한되지 않고, 원기둥, 삼각기둥, 원뿔 등의 형상일 수도 있을 것이다.

또한, 다양한 소재가 상기 돌출 노즐(3300)을 구현하는데 선택될 수 있다. 예를 들어, 돌출 노즐(3300)은 크루시블(3000)의 가열시 크루시블(3000)의 열 팽창에 의해서 크루시블(3000)과 돌출 노즐(3300)의 접합이 불안정해지는 이슈를 고려하여, 상기 돌출 노즐(3300)의 소재가 이용될 수 있다. 즉, 돌출 노즐(3300)의 소재는 같은 열팽창 계수를 가져 상기 이슈가 발생하지 않도록, 크루시블(3000)의 소재와 동일한 소재일 수 있을 것이다.

본 출원의 일 실시예에 따른 돌출 노즐을 통해 증착 물질이 원활히 배출될 수 있도록 가열 어셈블리를 설계할 수 있다.

예를 들어, 본 출원의 일 실시예에 따른 돌출 노즐의 구현 소재를 다양하게 선택할 수 있다. 상기 돌출 노즐의 통로 내부면의 소재로 상기 증착 물질과 접착 특성이 낮은 성질의 소재가 선택될 수 있다. 상기 돌출 노즐의 통로와 증착 물질의 접착 특성이 낮아짐에따라, 증착 물질은 돌출 노즐에 접착되지 않고 돌출 노즐의 내부 통로를 이동하여 외부로 원활히 배출될 수 있을 것이다.

또한, 본 출원의 일 실시예에 따른 돌출 노즐의 형상을 다양하게 구현할 수 있다.

상기 돌출 노즐의 내부 통로 형상을 다양하게 할 수 있다. 예를 들어, 상기 돌출 노즐의 내부 통로는 소정의 경사를 가지도록 구현될 수 있다.

1.1.2 가열 수단

본 출원의 일 실시예에 따른 증착 장치(10000)에는 크루시블(3000)의 온도를 상승시킬 수 있는 가열 수단(5000)이 구비될 수 있다.

상기 가열 수단(5000)은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 출원의 일 실시예에 따른 가열 수단(5000)은 (1) 열 증기를 공급할 수 있는 파이프, 및 화석 연료를 이용한 가열 장치 등의 전통적인 가열 수단(5000), (2) 이온 등의 운동량 전달로 대상 물질을 가열하는 스퍼터링 가열원, 아크에 의해 가열하는 아크 가열원, 도선 등의 전기적 저항에 기초하여 가열하는 저항 가열원 등의 최신의 가열 수단(5000)등 일 수 있을 것이다.

다만, 본 출원의 가열 수단(5000)로 바람직하게 코일(6000)이 선택될 수 있다. 상기 코일(6000)은 코일(6000)에 흐르는 고주파수의 코일 전류에 기초하여, 시공간적으로 변화하는 다이나믹한 자기장을 주변에 형성할 수 있다. 결과적으로 상기 코일(6000)의 주변에 형성된 자기장은 크루시블(3000)에 전류를 유도하고 상기 크루시블(3000)에 열량을 발생시킴으로써 상기 크루시블(3000)을 가열시킬 수 있다. 상기 크루시블(6000)이 상기 코일에 의해 가열되는 동작은 구체적으로 후술하도록 한다.

이하에서는 코일(6000)에 대하여 보다 자세하게 설명하도록 한다.

본 출원의 일 실시예에 따른 상기 코일(6000)은 전류가 흐를 수 있는 다양한 소재로 구현될 수 있다. 예를 들어, 바람직하게 상기 코일(6000)의 소재로 전도체가 선택될 수 있다. 상기 전도체에는 금속체, 반도체, 초전도체, 플라즈마, 흑연, 전도성 고분자 등이 있을 수 있다. 다만, 상기에 국한되지 않고 코일의 다양한 소재가 선택될 수 있다.

도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 코일의 형상을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 코일(6000)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 코일(6000)은 (1) 원환 혹은 링 등의 형상의 단일한 루프로 구현되는 오픈 쉐입과 (2) 내부가 비어있는 원통 형상으로 복수의 루프로 형성되는 클로즈드 쉐입이 존재할 수 있다. 다만, 도 6에 도시된 코일(6000)의 형상에 국한되지 않고 코일(6000)은 자기장을 발생시킬 수 있는 형상이라면 어떠한 형상으로도 구현 될 수 있을 것이다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여, 코일(6000)을 구성하는 복수의 권선이 보이는 부분을 클로즈드 쉐입의 측부라고 하며, 클로즈드 쉐입의 코일(6000)에서 원형 혹은 사각형 등의 홀을 가지는 부분을 코일(6000)의 상부 혹은 하부라고 하겠다. 상기와 같은 코일(6000)의 구조에 대한 정의는 오픈 쉐입 코일(6000)에도 적용될 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따른 코일(6000)을 구성하는 전류가 통하는 권선들은 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 권선의 형상은 둥근 쉐입, 직각 쉐입 등 여러 쉐입을 가질 수 있도록 다양한 외관으로 구현될 수 있다.

또한 예를 들어, 권선의 두께 또한 목적에 따라 다양한 두께가 있을 수 있다.

한편, 본 출원의 일 실시예에 따른 코일(6000)을 구성하는 권선 내부에는 빈 공간이 형성될 수 있다. 예를 들어, 물 등의 냉각수 역할을 할 수 있는 유체가 흐르도록 빈 공간이 상기 코일(6000)의 권선 내부에 형성될 수 있다. 상기 코일(6000)을 따라 흐르는 유체는 코일(6000)이 일정한 온도 이상으로 올라가지 않도록 온도를 제어하는 효과를 가질 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따른 코일(6000)의 배치되는 양상은 코일의 형상에 따라 다를 수 있다.

도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블 및 코일을 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 코일(6000)의 배치 일 양상으로서, 코일(6000)이 클로즈드 쉐입인 경우 클로즈드 쉐입 코일(6000)의 내부에 크루시블(3000)이 있도록 코일(6000)이 배치 될 수 있다. 또한 예를 들어, 전술한 배치 양상 이외에도 크루시블(3000)의 상부, 측부, 및/또는 하부에 클로즈드 쉐입 코일(6000)의 상부 혹은 하부를 위치시키는 형상일 수도 있다. 또한, 오픈 쉐입의 코일(6000)의 경우 전술한 클로즈드 쉐입 코일(6000)이 배치되는 양상이 적용될 수 있으며, 단일한 루프의 오픈 쉐입의 코일(6000)의 경우 상부 혹은 하부가 접힌 형태로 크루시블(3000)에 배치될 수도 있을 것이다.

또한, 본 출원의 일 실시예에 따른 코일(6000)은 상기 크루시블(3000)에 형성된 구조 및/또는 수단에 대응하여 배치될 수 있다.

도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 코일이 구현된 예를 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 크루시블(3000)에 노즐(3200)이 돌출되어 구현되는 경우, 도시된 바와 같이 상기 코일(6000)은 돌출 노즐(3300)에 대응하는 위치까지 올라와 배치될 수 있다. 돌출 노즐(3300)을 통과하는 증착 물질이 충분한 열량을 공급받지 못하는 경우, 상기 증착 물질은 돌출 노즐(3300)의 통로를 원활히 이동할 수 없게 된다. 따라서, 상기와 같이 코일이 돌출 노즐(3300)의 주변에 배치되는 경우, 상기 코일(6000)이 돌출 노즐(3300)의 통로를 이동하는 증착 물질이 피증착면으로 원활히 이동할 수 있도록 충분한 열량을 공급할 수 있다.

도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 돌출 노즐 근처에 배치된 코일을 도시하는 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 돌출 노즐 근처에 코일이 배치될 수 있다. 상기 돌출 노즐 근처에 배치되는 코일(이하, 제1 코일)은 상기 도출 노즐에 발생하는 열량을 많게 함으로써, 돌출 노즐을 통과하는 증착 물질에 충분한 열량을 공급할 수 있다. 이에 따라, 증착 물질은 원활히 돌출 노즐을 통과할 수 있다. 상기, 코일이 돌출 노즐과 가깝게 배치됨에 따라, 돌출 노즐에 발생하는 열량이 많아지는 속성에 대하여는 구체적으로 후술하도록 한다.

한편, 상기 돌출 노즐 근처에 배치되는 코일은 크루시블의 측면에 배치되는 코일(이하, 제2 코일)과 분리될 수 있다. 즉, 상기 크루시블의 도 7에 도시된 바와 같이 분리할 경우, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 따로 분리될 수 있다.

또한, 상기 제2 코일의 내부에는 전술하였던 유체가 흐를 수 있는 내부 통로가 형성될 수 있되, 상기 제1 코일에는 형성되지 않을 수 있다. 이는 제1 코일과 제2 코일의 분리를 용이하게 하기 위함이다.

또한, 상기 노즐 근처에 배치되는 코일과 상기 크루시블 측면에 배치되는 코일에 인가되는 전원은 같은 속성일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 인가되는 같은 속성의 전원은 병렬로 인가되는 전원(이하, 병렬 전원)일 수 있다. 상기 병렬 전원이 코일에 연결되는 형태는 한 전원 공급부로부터 출력되는 출력선이 복수개로 구비되고, 상기 각각의 출력선이 각각의 코일에 연결되는 형태일 수 있다. 또한, 전원 공급부로부터 출력되는 단일 출력선이 복수의 갈래로 나뉨으로써, 나뉘어진 각각의 출력선이 각각의 코일에 연결되어 상기 제1 코일 및 제2 코일에 인가되는 전원을 병렬로 구성하는 형태일 수도 있을 것이다.

또는, 코일에 인가되는 전원은 다른 속성일 수 있는데, 이러한 경우 각 구동되는 코일은 별도 구동 코일이라고 한다. 상기 별도 구동 코일은 구체적으로 후술하도록 한다.

본 출원의 일 실시예에 따른 코일(6000)에는 전기적 속성이 변하는 가변 전원이 인가될 수 있다. 예를 들어, 이러한 가변 전원은 바람직하게 RF 등의 고주파의 교류 전원일 수 있으며, 때에 따라선 저주파의 교류 전원일 수도 있을 것이다.

전술한 교류 전원이 코일(6000)에 인가됨에 따라 본 출원의 일 실시예에 따른 코일(6000)에는 전류(이하, 코일 전류)가 흐를 수 있다. 상기 코일 전류의 전기적 속성은 세기, 방향 등일 수 있다. 따라서, 상기 코일 전류는 상기 교류 전원에 대응하는 전기적 속성이 변화할 수 있다. 따라서, 상기 코일 전류는 상기 교류 전원에 대응하여 세기, 방향 등이 시시각각 변경될 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따라 전술한 코일(6000)의 주변에는 다이나믹한 자기장이 형성되고, 상기 다이나믹한 자기장은 크루시블(3000)에 유도 전류를 형성함으로써 열량이 발생되고, 이에 따라 결과적으로 상기 코일(6000)은 크루시블(3000)을 유도 가열할 수 있다. 이하에서는 본 출원의 일 실시예에 따른 상기 코일(6000)에 의해 형성되는 자기장의 속성, 크루시블(3000)에 형성되는 유도 전류의 속성을 설명하도록 한다.

1.1.2.1 자기장의 속성

도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 코일의 주변에 형성된 자기장을 나타내는 개념 도면이다.

이하에서는 자기장(6100)의 세기 속성에 대하여 설명하도록 한다.

본 출원의 일 실시예에 따른 자기장(6100)의 세기 속성은

(B = 자기선속 밀도, = 투자율/비례상수, H = 자기장의 세기)라는 관계식을 따를 수 있다. 이때, 상기 자기장(6100)이 형성되는 공간의 투자율에 따라 자기장(6100)의 세기값과 자기선속 밀도값은 정확히 매칭되지 않을 수 있다. 다만, 상기 관계식에서 알 수 있듯이, 자기장(6100)의 세기와 자기선속 밀도는 비례관계에 있다. 따라서, 상기 비례관계에 의거하여 본 명세서에서 자기선속 밀도 개념과 자기장의 세기 개념은 실질적으로 동일한 개념으로 한다.

즉, 본 명세서상 기재상 구체적인 언급이 없더라도, 상기 자기선속(6200)이 밀하다는 것은 자기장의 세기가 큰 것을 의미할 수 있으며, 자기장의 세기가 크다라고하는 것은 자기선속이 밀하다는 것을 의미할 수 있다.

또한, 자기장(6100)의 세기 속성은 자기장(6100) 발생지와의 거리 관계에 따라 변경될 수 있다. 상기 자기장(6100)의 크기 속성은

(H = 자기장의 세기, k = 비례상수, I = 발생지에 흐르는 전류, r = 발생지로부터의 거리)라는 자기장(6100)의 세기와 자기장(6100) 발생지와의 관계식을 따를 수 있다. 상기 관계식에 따르면 발생지로부터 거리가 먼 곳에 형성된 자기장(6100)일수록 자기장(6100)의 세기가 작아질 수 있다. 구체적으로, 발생지로부터 먼 거리에 형성된 일정 면적을 지나는 자기선의 수가 적어짐에 따라 자기장(6100)의 세기가 감소 할 수 있는 것이다. 반대로, 코일(6000)에 가까워질수록 자기장(6100)의 세기는 강해질 수 있다.

이하에서는 본 출원의 일 실시예에 따른 코일(6000)에 형성되는 다이나믹한 자기장에 대하여 설명하도록 한다.

도 8을 참조하면, 본 출원의 코일(6000) 주변에 형성되는 자기장(6100)은 다이나믹한 성질을 가질 수 있다.

예를 들어, 본 출원의 상기 형성되는 자기장(6100)은 시간축에서의 시간 변화에 따라 방향 및 세기 속성이 급하게 변화할 수 있다. 상기 코일(6000)에 형성되는 자기장(6100)은

(H = 자기장의 세기, I = 코일에 흐르는 코일 전류)라는 관계식에 따라, 코일(6000)에 흐르는 다이나믹한 - 시간에 따라 급변하는 - 전류에 대응하여 다이나믹하게 형성될 수 있다.

상기 다이나믹한 자기장은 세기 속성뿐만 아니라 방향 속성을 포함하는 벡터적인 개념이다. 구체적으로, 코일(6000)에 인가되는 가변 전원에 따라 흐르는 코일 전류가 흐르는 방향 중 일 방향을 (+)라고 하였을 때, 이에 반대되는 타 방향은 (-)라고 할 수 있다. 상기 코일 전류는 (+) 에서 (-), (-)에서 (+) 방향으로 방향이 계속하여 변화하며, 동시에 전류의 세기 또한 계속하여 변경된다. 따라서, 전술한 코일 전류의 (+), (-) 방향으로 급변함에 따라 자기장(6100)의 방향은 또한 이에 대응하여 일방향, 타방향으로 급변하여 형성될 수 있다. 또한, 동시에 상기 자기장(6100)의 세기 속성은 코일 전류의 세기 속성에 대응하여 정해질 수 있을 것이다.

결과적으로 도 8에 도시된 바와 같이, 코일(6000) 주변에 방향, 세기가 요동치는 다이나믹한 자기장(6100)이 형성될 수 있다

이하에서는, 코일 주변에 형성되는 다이나믹한 자기장(6100)의 세기 변화값에 대하여 설명하도록 한다.

다이나믹한 자기장의 세기 변화값은 양적인 개념이다. 상기 자기장의 세기 변화값은 상기 자기장의 방향이 고려된 단위 시간당 자기장의 세기의 변화양이다. 구체적으로, 같은 방향으로 형성된 자기장들의 변화값은 단순히 자기장의 세기 변화양만이 중요하지만, 다른 방향으로 형성된 상기 자기장들의 변화값은 자기장의 방향이 고려되어 자기장 세기의 변화양에 따라 정해진다,

본 출원의 일 실시예에 따른 상기 다이나믹한 자기장(6100)의 세기 변화값 속성은 코일(6000)로부터 거리에 따라 달라질 수 있다. 상기 다이나믹한 자기장(6100)의 세기는 전술한

라는 자기장(6100) 형성 속성이 적용될 수 있다.

코일(6000)로부터 거리가 멀어질수록, 해당 거리에 형성되는 자기장의 세기는 작아질 수 있다. 따라서, 형성되는 자기장의 세기의 변화폭도 작아지므로 자기장의 세기 변화값은 작아지게 된다. 반면, 코일(6000)로부터 거리가 가까워질수록 다이나믹한 자기장(6100)의 세기 변화값은 커지게 된다.

또한, 코일(6000)이 구현되는 다양한 형상은 상기 다이나믹한 자기장(6100)의 세기 변화값을 변경시킬 수 있다. 상기 다이나믹한 자기장(6100)의 세기는

(H = 자기장의 세기, N = 단위 길이당 코일의 권선수)에 따를 수 있다. 이에 따라, 상기 코일의 권선수가 많아질수록 상기 코일에 형성되는 자기장의 세기가 커진다. 상기 자기장의 세기가 커짐에 따라 자기장의 세기 변화값 또한 커지게 된다.

이하에서는, 코일(6000)로부터 형성되는 자기장에 따라 크루시블(3000)에 유도되는 유도 전류의 속성에 대하여 설명하도록 한다.

1.1.2.2 유도 전류의 속성

전술한 본 출원의 일 실시예에 따라 형성된 자기장은 크루시블(3000)에 유도 전류를 형성할 수 있다.

예를 들어, 상기 형성되는 유도전류는

(F = 크루시블의 전자에 작용하는 힘, q = 전자의 전하량, v = 전자의 속도, H = 자기장의 세기)라는 크루시블(3000)의 전자와 코일(6000)이 형성하는 자기장간의 관계식에 따라 설명할 수 있다. 즉, 상기 크루시블(3000)의 전자는 코일(6000)이 생성하는 시공간적으로 급변하는 다이나믹한 자기장에 의해 전기적 힘이 가해질 수 있다. 결과적으로, 상기 전자는 상기 전기적 힘에 의해 운동함으로써, 유도 전류가 발생할 수 있다.

또한 예를 들어,

(e = 유도 기전력, B = 자기선속밀도, t=시간) 라는 코일이 형성하는 자기선속과 크루시블에 발생하는 유도기전력 사이의 관계식에 따라 상기 형성되는 유도 전류를 설명할 수 있다. 즉, 상기 코일(6000)이 생성하는 다이나믹한 자기장에 의해 크루시블(3000)에 유도 기전력이 발생할 수 있다. 상기 발생한 기전력에 따라 크루시블(3000)에 상기 유도 전류가 흐를 수 있게 된다.

본 출원의 일 실시예에 따라 상기 크루시블(3000)에는 유도 전류의 전류 패스가 형성될 수 있다.

도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 코일에 형성된 자기장과 크루시블을 나타내는 개념도이다.

도 9를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000)에 유도되는 전류 패스는 크루시블(3000)의 외벽(3100)에 형성될 수 있다. 또한, 상기 유도 전류 패스의 일 형태는 크루시블(3000)의 외벽(3100)을 둘러싸는 형태일 수 있다. 또 다른 상기 유도 전류 패스의 형태 예로, 크루시블(3000)의 외벽(3100)에서 국소적으로 맴돌이하는 형태의 전류 패스가 형성될 수도 있을 것이다.

또한, 상기 크루시블(3000)은 전술한 형태의 패스가 동시에 조합된 형태의 전류 패스를 가질 수 있으며, 뿐만 아니라 상기 나열한 전류 패스의 형태에 국한되지 않고 코일(6000)이 발생하는 자기장 형상의 변화에 대응하여 다양한 형태의 전류 패스를 가질 수 있을 것이다.

본 출원의 일 실시예에 따른 상기 유도 전류의 속성은 코일(6000), 코일(6000)에 형성되는 자기장, 크루시블(3000)과의 관계에 따라 다양한 속성을 가질 수 있는데 이하에서는 이에 대하여 설명하도록 한다.

이때, 본 명세서 상에서 유도 전류의 세기는

수식에 따라, 단위 시간당 크루시블(3000)에 움직이는 전하량을 의미하는 것일 수 있다. 즉, 본 명세서에서 유도 전류의 세기 의미는 양적인 개념으로써 얼마만큼의 전하가 이동하였다라는 의미를 내포하는 개념임을 밝히는 바이다.

본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000)에 유도되는 유도 전류의 전기적 속성은 코일(6000)에 형성되는 다이나믹한 자기장의 속성에 따라 달라질 수 있다.

예를 들어, 본 출원의 다이나믹한 자기장의 세기 및/또는 자기자의 세기 변화값이 커지면 형성되는 유도 전류의 세기 속성은 커질 수 있다. 전술한 관계식인 (1)

(2)

에 따라, 다이나믹한 자기장의 세기 변화값이 커지면 크루시블(3000)의 전자에 가해지는 힘이 커질 수 있고 전자의 이동에 영향 주는 기전력이 커질 수 있다. 이에 따라 상기 크루시블(3000)에서 이동할 수 있는 전자의 양이 많아져 유도 전류의 세기 속성이 커지게 된다.

또한, 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000)에 유도되는 유도 전류의 전기적 속성은 크루시블(3000)의 형상에 따라 달라질 수 있다.

예를 들어, 유도 전류의 세기는 쿠르시블의 두께에 대응하여 쿠르시블의 두께가 두꺼운 경우 유도 전류의 세기가 커질 수 있으며, 두께가 얇은 경우 유도 전류의 세기가 작아질 수 있다. 크루시블(3000)의 두께에 따라 상기 두께가 포함하는 전자량은 변경될 수 있다. 상기 크루시블(3000)의 두께가 두꺼운 경우의 전자량은 상대적으로 얇은 두께의 전자량에 비하여 많아진다. 이에 따라, 크루시블(3000)의 두께가 두꺼워질수록 상기 형성되는 자기장에 의하여 이동할 수 있는 전자량이 많아지는 것이므로, 크루시블(3000)이 두꺼운 두께일수록 유도 전류의 세기가 커질 수 있는 것이다.

한편, 본 출원의 일 실시예에 따른 유도 전류는 자기장 형성 속성에 따라 다시 한번 크루시블(3000)에 유도 자기장을 형성할 수 있다. 또한 상기 유도 자기장은 크루시블(3000)에 유도 전류 형성 속성에 따라 2차적으로 유도 전류를 형성할 수 있다. 즉, 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000)에는 연쇄적으로 유도 전류의 형성, 유도 자기장의 형성 이벤트가 발생할 수 있다.

1.1.2.3 유도 가열

본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000)에는 다양한 방식으로 열량이 발생할 수 있다.

본 출원의 일 실시예예 따른 크루시블(3000)에는 크루시블(3000)에 유도되는 유도 전류와 크루시블(3000)의 전기적 저항 성분의 결합에 의하여 열량이 발생할 수 있다. 상기 유도 전류와 전자기적 성분의 결합은

(P = 발생하는 열량, I = 유도 전류, R = 크루시블의 저항 성분, t = 가열 시간)이라는 관계식을 따를 수 있다. 상기 관계식에 따라 크루시블(3000)에 유도된 유도 전류 및/또는 유도 전류 패스는 크루시블(3000)의 저항 성분에 의하여 열량으로 변환될 수 있다. 이때, 또한 상기 크루시블(3000)에서 발생되는 열량은 유도 전류의 세기가 커짐에 따라 증가하는 것을 알 수 있다.

또한, 상기 크루시블(3000)은 코일(6000)의 주변에 형성되는 다이나믹한 자기장과 크루시블(3000)의 전자기적 성분과의 결합에 따라 크루시블(3000)에 열량이 발생할 수도 있다.

전술한 크루시블(3000)에서 유도 전류 및/또는 다이나믹한 자기장에 의해 발생한 열량은 크루시블(3000)을 가열할 수 있을 것이다. 상기 크루시블(3000)은 코일(6000)에 의해 유도되는 유도 전류, 다이나믹한 자기장에 의해 가열 되는 것이기 때문에, 상기 크루시블의 가열은 유도 가열이라고 할 수 있겠다.

본 출원의 일 실시예에 따른 유도 가열에는 상기와 같이 여러 방식이 존재하지만, 이하에서는 크루시블(3000)에 형성되는 유도 전류와 크루시블(3000)의 저항 성분에 따라 크루시블(3000)이 유도 가열되는 경우에 국한하여 설명하기로 한다.

이상에서는 가열 어셈블리에 구현될 수 있는 가열 수단(5000)의 일 예인 코일(6000)과 코일(6000)에 따라 발생하는 여러 전기적 속성에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 본 출원의 일 실시예에 따라 가열 어셈블리에 배치될 수 있는 자기장 집속 구조물(7000)에 대하여 설명하기로 한다.

1.1.3 자기장 집속 구조물

본 출원의 일 실시예에 따른 가열 어셈블리에는 가열 수단(5000)을 보조하는 수단이 존재할 수 있다. 예를 들어 본 출원의 일 실시예에 따른 가열 수단(5000)이 코일(6000)인 경우, 코일(6000) 주변에 형성되는 자기장을 집속하는 자기장 집속 구조물(7000)이 가열 보조 수단으로서 가열 어셈블리에 구비될 수 있다. 이때, “집속”이라는 의미는 어떤 한 영역에 자기장의 자기선속을 집중시킨다는 의미로 해석 될 수 있을 것이다.

이하에서는 자기장 집속 구조물(7000)의 일 예인 페라이트(8000)에 대하여 설명하도록 한다. 본 발명에서는 자기장 집속 구조물(7000)의 일 예로서 페라이트(8000)를 들어 설명하도록 하지만, 이에 국한되지 않고 자기장을 집속할 수 있는 수단 혹은 물질이라면 자기장 집속 구조물(7000)로서 가열 어셈블리에 구현될 수 있음을 밝히는 바이다.

본 출원의 일 실시예에 따른 상기 페라이트(8000)는 다양한 소재, 타입, 및 형태로 구현될 수 있다.

예를 들어, 페라이트(8000)는 스피넬 구조를 갖는 이온 화합물로서 산화철을 주성분으로 하여 상기 주성분에 다양한 금속화합물들이 결합되어 형성될 수 있다. 상기 다양한 금속화합물은 Mn, Zn, Mg, Cu, Ni, Co 등 2가 금속 이온들일 수 있다. 다만, 본 발명에서는 말하는 페라이트(8000)는 전술한 성분에 국한되지 않고, 다양한 자기장을 집속하는 성분의 물질로 형성될 수 있을 것이다.

또한 페라이트(8000)의 타입으로는 (1) 상온에서 액체상으로 존재할 수 있는 리퀴드 타입(Liquid Type) (2) 상온에서 일정한 형상을 가질 수 있는 솔리드 타입(Solid Type)이 있을 수 있다.

또한 상기 페라이트(8000)는 판형 형상, 판형 형상의 적어도 하나 이상의 면에 볼록한 돌기를 가지는 형상, 원형 형상, 타원 형상, 구형 형상 등 목적에 맞도록 다양한 형태를 가질 수 있을 것이다.

이하에서는 페라이트(8000)가 가지는 속성인 자기장 집속 속성과 자기장 집속 속성에 따른 크루시블(3000)의 가열 효율이 상승되는 효과에 대하여 설명하도록 한다.

1.1.3.1 자기장 집속 속성

이하에서는 본 출원의 일 실시예에 따른 자기장 집속 구조물(7000)의 일예인 페라이트(8000)의 자기장 집속을 설명하도록 한다.

도 10은 본 출원의 일 실시예에 따른 자기장에 놓인 페라이트를 나타내는 도면이다.

도 10을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 자기장에 놓인 페라이트(8000)는 자기장의 자기선속에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 페라이트(8000)는 자기장의 자기선속이 페라이트(8000) 주변에 밀하게 형성되도록, 페라이트(8000) 주변에 형성된 자기선속을 페라이트(8000)로 끌어 당기는 작용을 할 수 있다.

이때, 페라이트(8000)의 두께에 따라 상기 자기선속이 받는 영향은 달라질 수 있다. 상기 페라이트(8000)의 두께가 두꺼워짐에 따라, 상기 페라이트(8000)의 주변에 형성되는 영향 줄 수 있는 자기선속은 많아 질 수 있다.

상기 페라이트(8000)는 본 출원의 가열 어셈블리에 배치될 수 있다.

본 출원의 일 실시예예 따른 가열 어셈블리에 배치된 페라이트(8000)는 크루시블(3000)에 영향주는 다이나믹한 자기장의 세기 변화값을 크게하는 자기장 집속 속성을 가질 수 있다.

도 11은 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트, 코일, 및 코일 주변에 형성되는 자기장을 나타내는 도면이다.

도 11을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)가 가열 어셈블리에 배치되는 경우, 상기 페라이트(8000)는 다이나믹한 자기장의 자기선속이 크루시블(3000)의 외벽(3100)에 밀하게 형성되도록 집속할 수 있다.

상기 크루시블(3000)의 외벽(3100)에 밀하게 형성되는 다이나믹한 자기선속은 전술한 페라이트(8000)의 속성에 따른 것일 수 있다. 코일(6000)의 외측에 배치된 페라이트(8000)가 코일(6000)의 내측으로 형성되는 자기선속을 끌어 당김으로써 크루시블(3000)에 자기선속을 밀하게 하는 것일 수 있다.

또는, 크루시블(3000)의 외벽(3100)에 밀하게 형성되는 다이나믹한 자기선속은 상기 페라이트(8000)의 속성과 더불어 자기장 형성 속성에 따른 것일 수 있다. 코일(6000) 외측에 배치된 페라이트(8000)가 페라이트(8000) 속성에 따라 코일(6000)의 외측으로 형성되는 자기선속을 끌어 당길 수 있다. 동시에, 코일(6000) 주변에 자기장이 대칭적으로 형성 된다는 자기장 형성 속성에 따라 코일(6000)의 내측으로 형성되는 자기선속도 대칭적으로 크루시블(3000)로 끌어 당겨져 형성될 수 있게 된다. 이에 따라, 크루시블(3000)의 외벽(3100)에 다이나믹한 자기장의 자기선속이 밀하게 형성되는 것이다.

상기 자기선속이 밀하게 형성됨으로써, 상기 크루시블(3000)의 외벽에 형성되는 코일(6000)의 다이나믹한 자기장의 (+)방향으로의 세기와 (-)방향으로의 세기는 동시에 상승한다. 상기 양방향의 자기장 세기가 상승함에 따라 요동치는 상기 다이나믹한 자기장의 세기의 변화폭 또한 이에 대응하여 커지게 된다. 즉, 페라이트(8000)가 배치되지 않은 경우보다 크루시블(3000)의 외벽(3100)에서 발생하는 다이나믹한 자기장의 세기 변화값은 커지게 된다.

1.1.3.2 열 효율 상승

이하에서는, 본 출원의 일 실시예에 따른 가열 어셈블리에 페라이트(8000)가 구현되는 경우, 크루시블(3000)의 상승되는 가열 효율에 대하여 설명하도록 한다. 이때, 본 명세서에서 가열 효율이란 본 출원의 가열 수단(5000)인 코일에 입력된 전기적 에너지 대비 크루시블(3000)에 발생하는 열량을 의미한다. 즉, 코일에 입력된 전기적 에너지가 동일한 경우, 크루시블(3000)에 발생하는 열량이 클수록 가열 효율(혹은, 열 효율)이 크다고 할 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따른 가열 어셈블리에 페라이트(8000)를 배치하는 경우의 크루시블(3000)의 가열 효율은 페라이트(8000)를 배치하지 않는 경우보다 상승할 수 있다.

도 12는 본 출원의 일 실시예에 따른 가열 어셈블리에 배치된 페라이트를 도시하는 도면이다.

도 13은 본 출원의 일 실시예에 따른 자기장 세기 변화값 분포 그래프이다.

도 12 (a) 내지 (b)를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)는 크루시블(3000)의 외측에 배치된 코일(6000)을 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 크루시블(3000)에 배치된 코일(6000)의 형상에 대응하는 형태의 페라이트(8000)가 배치될 수 있을 것이다. 구체적으로 도 12과 같이 크루시블(3000)의 외측에 배치된 직육각 형상의 클로즈드 쉐입의 코일(6000)의 측부에 대응하여, 각 측부와 대향하는 사면이 내부에 형성되어 내부가 빈 직육각 형태의 페라이트(8000)가 배치될 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이 코일(6000)의 외측에 페라이트(8000)가 배치된 경우, 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000)의 가열 효율은 높아질 수 있다. 도 13(b)를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 코일에 형성되는 다이나믹한 자기장의 변화값 세기 분포는 가열 어셈블리에 배치된 크루시블에 의해 변할 수 있다. 예를 들어, 상기 코일의 내측으로 형성되는 상기 다이나믹한 자기장의 변화값 세기 분포는 크루시블의 외벽 방향으로 이동(shift)될 수 있다. 다만, 자기장의 변화값의 최대 크기는

로, 크루시블(3000)이 배치된다고 해서 크게 달라지지 않을 수 있다.

한편, 도 13(c)를 참조하면, 상기 코일에 형성되는 다이나믹한 자기장의 변화값 세기 분포는 가열 어셈블리에 배치된 페라이트(8000)에 의해 변경될 수 있다, 예를 들어, 상기 도 12 (a) 내지 (b)와 같이 페라이트(8000)가 배치됨으로써, 페라이트(8000)에 의해 상기 크루시블의 외벽에 자기장이 집속될 수 있다 이에 따라, 상기 크루시블(3000)의 외벽에 형성되는 코일(6000)의 다이나믹한 자기장의 (+)방향으로의 세기와 (-)방향으로의 세기는 동시에 상승한다. 상기 양방향의 자기장 세기가 상승함에 따라 요동치는 상기 다이나믹한 자기장의 세기의 변화폭 또한 이에 대응하여 커지게 된다. 즉, 자기장의 세기 변화값은

로, 페라이트(8000)가 배치되는 경우 페라이트(8000)가 배치되기 전에 비하여 자기장의 세기 변화값이 상기 외벽에서 커질 수 있다.

상기와 같이 자기장의 세기 변화값이 상승함에 따라. 유도 전류 세기는 상기 페라이트(8000)가 배치되기 이전의 크루시블(3000)보다 배치된 이후의 크루시블(3000)에서 더 증가할 수 있다.

전술한 유도 가열 속성에 의해 상기와 같이 유도 전류의 세기가 커짐에 따라 크루시블(3000)에서의 열량 발생이 많아질 수 있다. 결과적으로 페라이트(8000)를 배치하지 않은 코일(6000)보다 페라이트(8000)를 배치한 코일(6000)에 의한 열량 발생이 많아져 크루시블(3000)의 가열 효율은 높아질 수 있다.

이하에서는 크루시블(3000)의 가열 효율을 높일 수 있는 페라이트(8000)의 배치 예에 대하여 설명하도록 한다.

도 12 (b)를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)는 크루시블(3000)에 배치된 코일(6000)의 상부와 하부를 둘러싸는 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어 내부에 크루시블(3000)이 있도록 배치된 클로즈드 쉐입의 코일(6000)의 경우, 클로즈드 쉐입 코일(6000)의 상부와 하부까지 페라이트(8000)가 배치될 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따라 전술한 것과 같이 페라이트(8000)를 구현하였을 때, 코일(6000)의 상부면 혹은 하부면을 통해 빠져나가는 다이나믹한 자기선속까지 크루시블(3000)에 집속시키는 효과를 가질 수 있다. 상기 다이나믹한 자기장이 크루시블(3000)에 집속됨으로써 크루시블(3000)의 가열 효율은 높아지게 된다.

또한, 본 출원의 일 실시예에 따른 이러한 페라이트(8000)는 크루시블(3000)의 외부에 배치되는 것뿐만 아니라, 크루시블(3000)의 가열 효율을 높이기 위하여 크루시블(3000)의 내부에 포함되는 형태로 배치될 수도 있다.

도 14는 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 외벽에 포함된 페라이트를 나타내는 절단된 측면 도면이다.

도 14에 도시된 바와 같이 크루시블(3000)의 외벽(3100)에 페라이트(8000)가 형성됨으로써 크루시블(3000)의 외벽(3100)에 다이나믹한 자기장이 집속될 수 있다. 상기 다이나믹한 자기장이 집속됨에 따라 크루시블(3000)의 가열 효율이 보다 높아지는 효과를 가질 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)는 크루시블(3000)의 가열 효율을 높이기 위하여 크루시블(3000)에 도포되는 형태로 구현될 수 있다.

도 15는 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트가 증착 장치(10000)에 도포되어 구현된 형상을 나타내는 도면이다.

도 15 (a) 내지 (d)를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)는 가열 어셈블리에 도포되어 가열 어셈블리 구성에 코팅된 형태로 구현될 수 있다.

예를 들어, 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)는 크루시블(3000)을 둘러싸는 하우징(1000)의 외벽의 내면에 도포될 수 있다. 도 15(a)를 참조하면 페라이트(8000)는 크루시블(3000)의 측면부를 둘러싸는 하우징(1000)의 외벽의 내면에 도포될 수 있다.

또한 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)는 크루시블(3000)에 도포될 수도 있다. 도 15(b)에 도시된 바와 같이 크루시블(3000)의 측면 외벽(3100)에 페라이트(8000)가 도포될 수 있을 것이다.

본 출원의 일 실시예에 따른 상기 가열 어셈블리에 도포되는 페라이트(8000)의 두께는 증착 장치(10000) 설계 목적에 따라 다양하게 선택될 수 있을 것이다.

본 출원의 일 실시예에 따라 전술한 것과 같이 가열 어셈블리에 페라이트(8000)를 배치하게 되면 크루시블(3000)의 열효율이 높아져, 결과적으로 상기 크루시블(3000)로부터 증착 물질에 전달되는 열량은 많아질 수 있다. 결과적으로, 본 증착 장치(10000)는 페라이트(8000)를 배치함으로써 동일한 입력 에너지 대비 높은 열 출력을 가져 에너지 사용을 효율적으로 하는 효과를 가질 수 있다. 또한, 상기 높은 열출력에 따라 상기 증착 물질가 활발히 운동할 수 있도록 충분한 에너지를 가지게 되어, 본 증착 장치(10000)는 상기 증착 물질이 피증착면에 형성되는 성공율이 높아질 수 있는 효과를 가질 수 있다.

이하에서는 본 출원의 증착 장치(10000)의 구성을 다양하게 함으로써, 크루시블(3000)의 열분포를 제어하여 증착 물질의 증착 실효율(혹은, 증착의 성공율)을 높이는 방법에 대하여 설명하도록 한다.

이때, 증착의 실효율이란 증착 물질이 피증착면에 제대로 형성되는 것을 의미뿐만 아니라, 피증착면에 균일한 두께 혹은 농도로 형성되는 것을 의미할 수 있다.

2. 크루시블의 열 분포 제어

피증착면에 증착 물질을 증착시키는 증착 장치(10000)는 피증착면에 증착 물질이 증착되는 증착 실효율을 높이는 것이 중요한 이슈일 수 있다. 증착 성공율을 높이기 위해서는 본 발명의 크루시블(3000) 내부 공간에 수용되는 증착 물질에 제공되는 열량의 공간적 분포를 제어하는 방법이 있을 수 있다.

예를 들어, (1) 크루시블(3000)의 각 공간에 분포된 열량을 서로 다르게 제어할 수 있다. 구체적 일 예로, 크루시블(3000)의 노즐(3200) 주변의 열량 분포를 상대적으로 높게함으로써, 노즐(3200)을 통과하는 증착 물질의 온도를 높게할 수 있다. 결과적으로, 노즐(3200)을 통해 증착 물질이 원활하게 피증착면으로 배출 되어, 피증착면에 형성됨으로써 본 증착 장치(10000)는 증착의 실효율이 높아지는 효과를 가질 수 있다.

또한 (2) 크루시블(3000)의 공간에 분포된 열량을 균일하게 제어할 수 있다. 상기 쿠르시블의 열 분포를 균일하게 함으로써, 상기 열분포는 상기 크루시블에 형성된 각 노즐로부터 배출되는 증착 물질들이 피증착면을 향하여 함께 이동할 수 있도록 한다. 이에 따라, 피증착면에 증착물질이 균일하게 형성되어 증착의 실효율은 높아질 수 있다.

도 16은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 열 분포를 나타내는 개략적인 도면이다.

도 17은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 열 분포를 나타내는 개략적인 도면이다.

설명의 편의를 위해, 노즐(3200)이 형성된 크루시블(3000)의 상면에 가까운 측면의 영역을 N 영역 측면, 상대적으로 먼 영역을 F 영역 측면으로 하여 설명하기로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 크루시블(3000)의 열분포는 전술하였듯이, 크루시블(3000) 측면의 N 영역 측면의 열량이 상대적으로 F 영역 측면보다 높은 열분포를 갖는 열분포일 수 있다.

도 16 (a)에 도시된 바와 같은 열분포인 경우에는, 증착 물질이 크루시블(3000)의 N 영역 측면에서 열량을 충분히 공급 받아 노즐(3200)을 원활히 통과하여 피증착면으로 이동할 수 있을 것이다.

도 16 (b)에 도시된 바와 같은 열분포인 경우에는 증착 물질이 크루시블(3000) 내에서 노즐(3200)을 향해 이동할 때, 열량을 자연스러운 분포로 공급받아 피증착면으로 원활히 이동하는 효과를 가질 수 있을 것이다.

한편, 도 16 (a) 내지 (b)에 도시된 바에 따라 명세서 전반적으로 크루시블 측면의 Z축 방향으로 발생하는 열량이 달라지는 열 분포가 되도록 가열 어셈블리의 각 구성을 제어하는 것을 설명하였다. 또한, 크루시블 측면의 Z축 방향 중 노즐에 가까운 N영역, 노즐과 먼 F영역으로 나누어 각 영역 별로 열량 발생이 다른 열분포가 되도록 각 구성을 구현하는 것으로 설명하였다.

다만, 상기 열분포는 일 예에 불과하며, 크루시블(3000)의 열분포는 이에 국한되지 않고 X축, Y축 방향으로, 열량 발생이 다른 영역에 다양하게 존재할 수 있는 열분포가 되도록 가열 어셈블리의 구성이 구현될 수 수 있다.

또한, 본 발명에서 이루고자 하는 크루시블(3000)의 열분포는 도 17 과 같이 크루시블(3000)의 X축 방향의 측면에서 발생되는 열량이 균일한 열분포일 수 있다. 이때, Z축 방향에 따라 발생하는 열량은 달라질 수 있다. 전술한 것과 같이 노즐이 형성된 크루시블의 측면에서 열량 발생이 높도록

로 크루시블의 열분포가 형성될 수 있다. 또한, 크루시블의 열분포는 Z축 방향에서의 열량 발생이

로 균일한 크루시블의 열분포로 제어될 수도 있을 것이다.

상기와 같이 상기 크루시블(3000)의 내부 공간에 수용되는 증착 물질에 제공되는 열량의 공간적 분포가 상기와 같이 미리 정해진 분포로 제어될 수 있도록, 상기 크루시블(3000)의 외벽(3100)에 유도되는 유도 전류의 세기 분포가 적절히 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 크루시블(3000)의 4개의 가열면들 중 하나의 가열면에 대해서 좌우방향과 상하방향을 정의할 때, 상기 하나의 가열면에 대한 상기 유도 전류의 분포는 상기 좌우방향에 따라서 적절히 제어되거나 또는 상기 상하방향을 따라 적절히 제어될 수 있다.

본 출원의 몇몇 실시예들에 따르면, 상기 크루시블(3000)의 외벽(3100)의 형상을 이용하여 상기 유도 전류의 분포가 제어되도록 상기 크루시블(3000)을 제조할 수 있다.

본 출원의 몇몇 실시예들에 따르면, 상기 크루시블(3000)과 상기 코일(6000)간의 거리를 이용하여 상기 유도 전류의 분포가 제어되도록 상기 가열 어셈블리를 제조할 수 있다.

본 출원의 몇몇 실시예들에 따르면, 상기 자기장 집속부의 배치/분포를 이용하여 상기 유도 전류의 분포가 제어되도록 상기 가열 어셈블리를 제조할 수 있다.

본 출원의 몇몇 실시예들에 따르면, 상기 코일(6000)의 독립제어를 이용하여 상기 유도 전류의 분포가 제어되도록 상기 가열 어셈블리를 제조할 수 있다.

이하에서는 전술한 실시예들에 대해서 구체적으로 설명하고자 한다.

한편, 도시된 도면 및 이하의 설명에서 노즐(3200)이 윗방향으로 형성된 것으로 도시되었으나, 이는 증착장비가 하향식 혹은 상향식 장비라는 것을 의미하는 것이 아니다.

또한, 이하에서 전반적으로 도면에 도시되는 크루시블의 형상은 길이 방향을 가지는 직육면체 형상이나 이는 전술하였듯이 일예에 불과하다. 후술하는 구현예들은 다양한 형상의 크루시블을 가지는 가열 어셈블리에 적용될 수 있다.

2.1 크루시블

본 출원의 일 실시예에 따른 증착의 실효율을 높이기 위하여 크루시블(3000)의 열 분포를 제어하는 방법에는 크루시블(3000)의 형상의 구현을 다양하게 하는 방법이 있다. 예를 들어, 크루시블(3000) 측부와 코일(6000)의 거리를 다양하게 하는 방법, 크루시블(3000)의 두께들 달리 구현하는 방법 등이 있을 수 있다.

이하에서는 크루시블(3000)의 형상을 다양하게 하여 크루시블(3000) 내의 열분포를 제어하는 실시예들에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

2.1.1 크루시블과 코일의 거리 조절

본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000) 내의 열 분포를 제어하기 위하여, 크루시블(3000)은 형성된 가열 수단(5000)인 코일(6000)로부터 다양한 거리 관계를 가질 수 있도록 형성될 수 있다.

도 18은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 형상에 변화를 준 일 예를 도시하는 측면 절단 도면이다.

도 18 (a) 내지 (b)를 참조하면, 크루시블(3000) 주위에 배치된 코일(6000)과 크루시블(3000)의 측면이 포함하는 측부 영역들이 서로 다른 거리 관계를 가지도록 크루시블(3000)이 구현될 수 있다. 구체적으로, 크루시블(3000)은 크루시블(3000)의 상부에 가까운 크루시블(3000)의 측면(이하 N 영역 측면)보다 노즐(3200)이 형성된 상면의 반대편인 하면에 가까운 크루시블(3000)의 측면(이하 F 영역 측면)이 함몰되어 구현될 수 있을 것이다.

또한, 다시 도 18(b)를 참조하면, 크루시블(3000)의 하면에 가까운 크루시블(3000)의 측면이 일정한 경사를 가지고 형성될 수 있다. 구체적으로, 크루시블(3000)에 형성된 노즐(3200)로부터 가장 먼 거리의 크루시블(3000)의 측면은 코일(6000)과의 거리가 가장 멀며, 노즐(3200)로부터 가까운 측부일수록 형성된 코일(6000)과의 거리가 가까워지도록 크루시블(3000)이 형성될 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따라 전술한 것과 같이 크루시블(3000)을 구현하였을 때 N 영역 측면이 F 영역 측면의 열량보다 높게 형성된 열분포가 되도록 제어할 수 있다. 앞서 설명한 자기장 형성 속성(전술한,

)에 따라 F 영역 측면보다 코일(6000)에 가깝게 구현된 크루시블(3000)의 N 영역 측면에 형성되는 다이나믹한 자기장의 세기 변화값이 커질 수 있다. 따라서, 상기 자기장의 세기 변화값에 대응하는 크루시블(3000)에 형성되는 유도 전류의 세기는 F 영역 측면보다 N 영역 측면에서 높게 된다. 따라서, 결과적으로 도 16 (a)를 참조하면, 전술한 것과 같이 크루시블(3000)을 구현하였을 때 노즐(3200)에 가까운 N 영역 측면이 F 영역 측면의 열량보다 높게 형성된 열분포가 되도록 제어할 수 있다.

이에 따라 크루시블(3000)의 상단부에 발생하는 열량이 많아져 하단부에 비하여 상대적으로 온도가 높아질 수 있다. 결과적으로 크루시블(3000)로부터 방출되는 증착 물질이 높은 활성 에너지를 가지고 빠른 속도로 크루시블(3000)의 노즐(3200)을 통하여 피증착면으로 향할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

한편, 도 16 (b)를 참조하면, F 영역 측면에서 크루시블(3000)의 외벽(3100)이 경사를 갖도록 구현되는 경우 코일(6000)과의 거리가 연속적으로 달라지므로, 크루시블의 열분포는 F 영역 측면에서 좀더 자연스러운 열 분포가 되도록 제어될 수 있을 것이다.

이에 따라, 증착 물질이 크루시블(3000) 내에서 노즐(3200)을 향해 이동할 때, 자연스럽게 증가되는 열량을 공급받을 수 있다. 따라서, 증착 물질이 불연속적으로 열량을 공급 받는 때에 비하여 증착 물질이 피증착면으로 자연스럽게 이동하는 효과를 가질 수 있을 것이다.

2.1.2 크루시블의 외벽 두께 조절

본 발명의 일 실시예예 따른 크루시블(3000)의 외벽(3100)의 두께를 다양하게 구현함으로써, 크루시블(3000) 내의 열 분포는 제어될 수 있다.

도 19은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 두께에 변화를 준 예들을 도시하는 측면 절단 도면이다.

도 19 (a) 내지 (d)를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000)은 서로 다른 두께를 갖는 영역이 존재하도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 크루시블(3000)은 크루시블(3000)에 형성된 노즐(3200)에 가까운 부분(N 영역 측면)과 상대적으로 먼 부분(F 영역 측면)의 두께가 다르게 형성될 수 있다. 구체적으로, 크루시블(3000)의 F 영역 측면의 두께가 얇게 형성될 수 있다. 도 19(a)를 참조하면 F 영역 측면의 외측이 크루시블(3000)의 내측으로 파인 형태로 형성되어 N 영역 측면에 비하여 두께가 얇아질 수 있고, 도 19(b)를 참조하면 크루시블(3000)의 F 영역 측면의 내측벽이 크루시블(3000)의 외측으로 파인 형태로 형성되어 F 영역 측면의 두께가 N 영역 측면의 두께에 비하여 상대적으로 얇게 형성될 수 있다. 또한, 도 19(c)를 참조하면, F 영역 측면의 두께는 전술한 형태를 조합하여 외벽(3100)으로부터 내측으로 내벽으로부터 외측으로 파인 형태로 형성되어 상대적으로 얇게 구현 수 있을 것이다.

상기와 같이 크루시블(3000)의 두께를 달리 구현함에 따라 코일(6000)로부터의 거리 또한 달라질 수 있다. 도 19 (a) 및 (c)를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000)의 F 영역 측면의 두께가 외측에서 내측으로 파인 형태로 얇게 구현됨에 따라 코일(6000)로부터의 거리 또한 멀어질 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따라 전술한 것과 같이 크루시블(3000)을 구현하였을 때, 크루시블(3000)은 자기장 형성 속성(전술한,

) 혹은 유도 전류 속성(전술한, 크루시블(3000) 두께)에 따라 도 16 (a)와 같은 N 영역 측면이 F 영역 측면의 열량보다 높게 형성된 열분포가 되도록 제어될 수 있다. 크루시블(3000)의 N 영역 측면에 자기장 세기 변화값이 큰 다이나믹한 자기장이 형성될 수 있다. 상기 자기장의 세기 변화값에 대응하여 크루시블(3000)의 두께가 두꺼운 측부(N 영역 측면)에서 상대적으로 세기가 큰 유도전류가 흐를 수 있다. 세기가 큰 유도 전류에 의하여 N 영역 측면에서의 열량 발생이 커져 크루시블(3000)의 열분포를 상기와 같이 제어할 수 있게 된다.

한편, 도 19(d)를 참조하면, 전술한 크루시블(3000) 형상의 조합예로서, 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000)은 다른 두께를 가지고 일정한 각도의 경사를 가지는 영역을 가질 수 있다.

전술한 것과 같이 크루시블(3000)을 구현 하였을 때, 크루시블(3000)의 F 영역 측면의 코일(6000)과의 거리가 연속적으로 달라질 수 있다. 따라서, N 영역 측면이 F 영역 측면보다 열량이 높은 열분포이되, 도시된 도 16 (b)와 같이 F 영역 측면에서 좀 더 자연스러운 열 분포가 되도록 제어될 수 있을 것이다.

전술한 것과 같이 크루시블(3000)이 구현되는 경우, N 영역 측면을 지나는 증착 물질에 공급되는 얄량이 많아짐으로써 피증착면으로 원활히 가이딩되어 증착의 실효율이 높아질 수 있다.

이상에서는 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000)의 구현 형상을 다양하게함으로써 크루시블(3000)의 열 분포를 제어하는 방법에 대하여 설명하였다. 이하에서는 코일(6000)의 구현 방법을 다양하게하여 크루시블(3000)의 열 분포를 제어하는 방법에 대하여 설명하도록 한다.

한편, 앞서 도시한 도면에서 크루시블(3000)은 형성된 클로즈드 쉐입의 코일(6000)의 내부에 존재하는 것으로 도시되었으나, 이에 국한되지 않을 수 있다.

2.2 코일

본 출원의 일 실시예에 따른 증착의 실효율을 높이기 위하여 크루시블(3000)의 열 분포를 제어하는 방법에는 코일(6000)의 구현을 다양하게 하는 방법이 있다. 예를 들어, 코일(6000)의 권선수를 조절 하는 방법, 크루시블(3000)과의 거리를 다양하게 구현하는 방법 등이 있을 수 있다

이하에서는 상기 코일(6000)이 다양하게 구현되는 실시예들에 대하여 설명하도록 한다.

2.2.1 코일의 권선수 조절

도 20은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 외측에 형성된 코일을 나타내는 도면이다.

도 20(a)를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000)의 측면 영역에 코일(6000)의 권선수가 다르게 배치될 수 있다. 예를 들어, 크루시블(3000)의 노즐(3200)로부터 먼 크루시블(3000)의 영역(F 영역 측면)에 형성된 코일(6000)보다 노즐(3200)에 가까운 거리에 존재하는 크루시블(3000) 영역(N 영역 측면)에 영향을 주는 클로즈드쉐입 코일(6000)의 권선수가 더 많게 배치될 수 있을 것이다.

또한, 도 20(b)를 참조하면, 크루시블(3000)은 복수 개의 클로즈드 쉐입 코일(6000)의 상측부 혹은 하측부가 크루시블(3000)의 N 영역 측면에 배치되는 구현 예일 수 있다. 상기 N 영역 측면에 배치되는 상기 코일(6000)의 권선수는 더 많은 코일(6000)로 구현될 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따라 전술한 것과 같이 코일(6000)을 구현하였을 때, N 영역 측면이 F 영역 측면의 열량보다 높게 형성된 열분포가 되도록 제어할 수 있다. 앞서 설명한 자기장 형성 속성(전술한,

)에 따라 F 영역 측면보다 배치된 코일(6000)이 권선수가 많게 구현된 크루시블(3000)의 N 영역 측면에 형성된 다이나믹한 자기장의 세기 변화값이 커질 수 있다. 결과적으로, 크루시블(3000)에 형성되는 유도 전류의 세기 또한 F 영역 측면보다 N 영역 측면이 높아지게 된다. 따라서, 결과적으로 도 16 (a)를 참조하면, 전술한 것과 같이 크루시블(3000)이 구현되었을 때 노즐(3200)에 가까운 N 영역 측면이 F 영역 측면의 열량보다 높게 형성된 열분포가 되도록 제어될 수 있다.

이에 따라 크루시블(3000)의 상단부에 발생하는 열량이 많아져 하단부에 비하여 상대적으로 온도가 높아질 수 있어, 결과적으로 크루시블(3000)로부터 방출되는 증착 물질이 높은 활성 에너지를 가지고 빠른 속도로 크루시블(3000)의 노즐(3200)을 통하여 피증착면으로 향할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

2.2.2 코일과 크루시블의 거리 조절

본 출원의 일 실시예에 따른 코일(6000)은 크루시블(3000)의 외벽(3100)과의 위치적 관계에서 다양한 구현예를 가질 수 있다.

예를 들어, 본 출원의 일 실시예에 따른 코일(6000)은 크루시블(3000)의 일 면에 형성된 거리보다 타 면에 코일(6000)이 형성된 거리를 더 작게하여 배치될 수 있을 것이다.

도 21은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 외측에 형성된 코일을 나타내는 도면이다.

도 21(a)를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000)의 측면 영역마다 코일(6000)의 거리가 다르게 배치될 수 있다. 예를 들어, 크루시블(3000)의 노즐(3200)로부터 먼 크루시블(3000)의 영역(F 영역 측면)에 형성된 코일(6000)보다 노즐(3200)에 가까운 거리에 존재하는 크루시블(3000) 영역(N 영역 측면)에 영향을 주는 클로즈드쉐입 코일(6000)의 거리가 더 가깝게 형성될 수 있을 것이다.

또한, 도 21(b)를 참조하면, 예를 들어 상기 촘촘하게 코일(6000)이 구현되는 실시예에서는 크루시블(3000)은 복수 개의 클로즈드 쉐입 코일(6000)의 상측부 혹은 하측부가 크루시블(3000)의 N 영역 측면에 F 영역 측면보다 상대적으로 가까운 거리로 형성되는 구현 예일 수도 있다.

)에 따라 F 영역 측면보다 가까이 코일(6000)이 구현된 크루시블(3000)의 N 영역 측면에 형성된 자기장의 세기 변화값이 커질 수 있다. 결과적으로, 크루시블(3000)에 형성되는 유도 전류의 세기 또한 F 영역 측면보다 N 영역 측면이 높아지게 된다. 따라서, 결과적으로 도 21 (a)를 참조하면, 전술한 것과 같이 크루시블(3000)을 구현하였을 때 노즐(3200)에 가까운 N 영역 측면이 F 영역 측면의 열량보다 높게 형성된 열분포가 되도록 제어할 수 있다.

이상에서는 본 출원의 일 실시예에 따른 코일(6000)의 구현 형상을 다양하게함으로써 크루시블(3000)의 열 분포를 제어하는 방법에 대하여 설명하였다. 이하에서는 자기장 집속 구조물(7000)을 가열 어셈블리에 배치함으로써 크루시블(3000)의 열분포를 제어하는 방법에 대하여 설명하도록 한다.

2.2.3 별도 구동 코일

본 출원의 일 실시예에 따른 증착 장치(10000)에 구현되는 코일(6000)은 크루시블(3000)의 열분포를 제어하기 위하여 별도로 구동될 수 있다.

도 22는 본 출원의 일 실시예에 따른 증착 장치(10000)에 구현되는 코일이 별도로 구동되는 일 예를 나타내는 개념도이다.

도 23은 본 발명의 일 실시예예 따른 크루시블의 열 분포를 개념적으로 나타내는 도면이다.

도 22를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 코일(6000)은 별도로 구동 될 수 있다. 상기 별도로 구동되는 코일(6300, 6400)에는 인가되는 가변 전원의 속성이 다를 수 있다. 상기 가변 전원 속성은 전원의 주파수 및 세기 속성등을 포함할 수 있다.

상기 코일(6000)에 인가되는 속성이 다른 복수개의 전원은 전원의 수에 대응하는 수의 전원 공급 장치로부터 각각 인가될 수 있다.

혹은 별도로 구동되는 코일(6300, 6400)별로 코일(6300, 6400)에 인가되는 속성이 다른 복수개의 전원은 그보다 적은 전원 공급 장치를 통해 인가될 수도 있다. 상기, 복수개의 전원 보다 적은 전원 공급 장치가 전원을 인가하는 경우, 별도로 구동되는 코일(6300, 6400)별로 상이한 속성을 가진 전원을 공급할 수 있도록 출력선을 분배하는 등 전기적 처리가 필요할 것이다.

본 출원의 일 실시예에 따른 별도 구동 코일은 크루시블의 다양한 구현예에 대응하는 배치예를 가질 수 있다.

도 22 (a)를 참조하면, 서로 다르게 구동되는 코일(6300, 6400)은 크루시블의 영역별로 배치될 수 있다. 상기 크루시블의 영역은 구현된 크루시블이 분리되는 구조를 기준으로 상부 영역 및 하부 영역으로 나뉠 수 있다. 크루시블의 상부 영역에는 별도 구동1 코일(6300)이 배치될 수 있고, 크루시블의 하부 영역에는 별도 구동2 코일(6400)이 각각 배치될 수 있다. 이에 따라 크루시블의 각 영역에 영향주는 자기장의 속성이 달라져, 크루시블의 상부 영역과 하부 영역에서 발생하는 크루시블의 열량이 달라질 수 있다.

또한, 도 22 (b)에 도시된 바와 같이 크루시블의 분리 구조가 크루시블에 구현될 수 있다. 상기와 같은 분리 구조의 구현예 경우, 크루시블의 영역은 크루시블의 외면에 형성된 분리되는 구조를 기준으로 상부 영역 및 하부 영역으로 나뉠 수 있다. 전술한 바와 같이 별도로 구동되는 코일(6300. 6400)은 크루시블의 상부 영역과 하부 영역에 각각 배치될 수 있다.

이때, 크루시블(3000)의 노즐(3200)에 가까운 부분에 발생하는 열량을 높이기 위하여, 전술한 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000)에 배치되는 코일(6000)은 별도 구동 될 수 있다. 노즐(3200) 부분에 배치되는 코일(6000)에 인가하는 전원 주파수 및 세기를 상대적으로 높게하여 인가할 수 있을 것이다.

구동1 코일(6300)의 전원 주파수 및/또는 세기가 구동2 코일(6400) 전원 주파수 및/또는 세기보다 높은 경우, 구동1(6300)에 대응하는 크루시블(3000)에서 발생하는 열량이 구동2에 비하여 높아질 수 있다. 상기 구동2 코일(6400)은 자기장 형성 속성에 따라 주변에 구동1에 비하여 상대적으로 센 자기장을 형성 할 수 있다. 상기 상대적으로 세기가 큰 자기장에 의해 크루시블(3000)의 노즐(3200) 부분에 형성되는 유도 전류 세기가 높아질 수 있다. 결과적으로, 상기 별도로 구동되는 코일(6300, 6400)은 도 23에 도시된 것과 같은 크루시블(3000)의 열분포가 되도록 제어할 수 있을 것이다.

상기 크루시블(3000)의 열분포에 따라, 크루시블(3000)의 노즐(3200)을 통해 배출되는 증착 물질이 열량을 충분히 공급받을 수 있다. 이에 따라, 증착 물질은 원활히 증착 대상의 표면으로 가이딩 될 수 있을 것이다.

한편, 상기와 같이 코일(3000)에 인가하는 전원의 주파수가 달라지는 경우, 별도로 구동되는 코일(6300, 6400)로부터 발생하는 각 자기장은 서로 간섭, 방해, 및/또는 영향 줄 수 있다. 상기 각 자기장이 상호 영향줌에 따라 크루시블(3000)에 형성되는 자기장의 세기가 약해질 수 있다. 결과적으로, 크루시블(3000)에 형성되는 유도 전류의 세기가 낮아져 크루시블(3000)의 가열 효율이 낮아지는 이슈가 발생할 수 있다.

상기 발생할 수 있는 이슈를 해결하기 위하여, 본 출원의 일 실시예에 따른 별도로 구동되는 코일(6300, 6400)이 서로 영향을 미치지 않도록 구현될 수 있다.

도 24는 본 출원의 일 실시예에 따른 코일 사이에 삽입된 페라이트를 나타내는 도면이다.

도 24를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따라 별도로 구동되는 코일(6300, 6400)의 상호 간섭을 배제하기 위하여, 각 별도 구동 코일(6300, 6400) 사이에 페라이트(8000)가 삽입될 수 있다. 서로 간섭을 주는 자기장은 별도 구동 코일(6300, 6400) 사이에 형성되는 자기장일 수 있다. 상기 별도 구동 코일(6300, 6400) 사이에 형성되는 자기장은 타 코일(6000) 방향으로 형성되어 타 코일(6000)에 형성되는 자기장에 영향 주는 것이다. 따라서, 상기 코일(6300, 6400) 사이에 페라이트(8000)가 삽입됨으로써 별도 구동 코일 사이에 형성되는 자기장이 페라이트(8000)에 집속될 수 있다. 상기 자기장이 페라이트(8000)에 집속됨으로써 타 코일(6000) 방향으로 자기장이 형성될 수 없는 일종의 차폐 효과가 발생할 수 있다. 결과적으로 상기 삽입되는 페라이트(8000)는 별도로 구동되는 코일(6300, 6400)의 상호 간섭을 배제할 수 있게 된다.

2.3 페라이트

본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)는 자기장의 속성에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 페라이트(8000)는 발생된 자기장의 세기에 영향을 줄 수 있다. 구체적으로는 자기장을 구성하는 자기선속에 영향을 줌으로써 일정 면적을 통과하는 자기선 수를 증가하거나 감소시키는 영향을 줘 자기장의 세기에 영향을 줄 수 있을 것이다.

이하에서는 본 출원의 일 실시예에 따른 증착의 실효율을 높이기 위하여 크루시블(3000)의 열 분포를 제어하는 방법에는 가열 어셈블리에 페라이트(8000)를 배치하는 다양한 방법에 대하여 설명하도록 한다. 예를 들어, 상기 방법에는 페라이트(8000)의 형상을 다양하게하여 배치하는 방법, 크루시블(3000)의 외벽(3100) 내부에 페라이트(8000)를 배치하는 방법, 페라이트(8000)를 도포하는 방법, 페라이트(8000)를 영역별로 배치하는 방법, 및 페라이트(8000)에 윈도우를 내는 방법 등이 있을 수 있다

한편, 이하에서는 페라이트(8000)는 사면을 가진 형태로 구현될 수 있을 것으로 설명 및/또는 도시하였으나, 이는 일 예일뿐 이에 국한되지 않고 페라이트(8000)는 원형, 타원형 혹은 구형 등의 다양한 형태로 존재할 수 있을 것이다.

2.3.1 페라이트의 배치 다양화

본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)는 코일(6000)을 둘러싸는 다양한 형태로 크루시블(3000)에 배치될 수 있다.

도 25는 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트가 가지는 다양한 형상을 나타내는 도면이다.

도 25 (a) 내지 (d)를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)는 상기 클로즈드 쉐입의 코일(6000)의 상부 및/또는 하부 도선 일부를 덮도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 25 (a) 및 (b)와 같이 클로즈드쉐입 코일(6000)의 하부가 일부 개방되도록 페라이트(8000)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 28 (c) 및 (d)와 같이 클로즈드 쉐입의 코일(6000)의 상부가 일부 개방되도록 페라이트(8000)가 배치될 수 있다

본 출원의 일 실시예에 따라 전술한 것과 같이 페라이트(8000)를 가열어셈블리에 배치하였을 때, 크루시블(3000)의 N 영역 측면 또는 F 영역 측면의 열량이 높은 열분포가 되도록 할 수 있다. 앞서 설명한 자기장 집속 속성에 따라, 구현된 크루시블(3000)의 N 영역 측면 혹은 F 영역 측면에 형성된 자기장의 세기가 높아질 수 있다. 결과적으로, 크루시블(3000)에 형성되는 유도 전류의 세기 또한 N 영역 측면 혹은 F 영역 측면이 높아지게 된다. 따라서, 결과적으로 전술한 것과 같이 페라이트(8000)를 가열 어셈블리에 배치하였을 때, 노즐(3200)에 가까운 N 영역 측면이 F 영역 측면의 열량보다 많이 혹은 F 영역 측면이 N 영역 측면의 열량보다 많이 발생하여 전술힌 열분포가 되도록 제어할 수 있다.

이에 따라, 상기와 같이 N 영역 측면의 열량이 F 영역 측면의 열량보다 높은 크루시블(3000)의 열 분포의 경우 증착 물질이 높은 활성 에너지를 가지고 빠른 속도로 크루시블(3000)의 노즐(3200)을 통하여 피증착면으로 향할 수 있는 효과를 가질 수 있다. 한편, F 영역 측면의 열량이 높은 열 분포의 경우에는, 증착 물질이 상 변화 임계 시간을 단축되도록 열량을 충분히 공급하는 효과를 가질 수 있을 것이다.

도 26은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 하면을 덮는 형태로 배치된 페라이트를 나타내는 도면이다.

도 26을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)는 크루시블(3000)의 하면을 완전히 덮도록 배치될 수 있다.

상기와 같은페라이트(8000)의 배치는 페라이트(8000)의 자기장 집속 속성에 따라 크루시블(3000)의 하면의 열량이 큰 크루시블(3000)의 열분포가 되도록 할 수 있다. 상기 페라이트(8000)가 크루시블(3000)의 하면에 자기장을 집속함에 따라, 크루시블(3000)의 하면에 발생하는 다이나믹한 자기장의 세기 변화값이 다른 부분에 비하여 상대적으로 커지게 된다. 이에 대응하여 크루시블(3000)의 하면에 발생하는 유도 전류의 세기가 커지고, 전술한 유도 가열 속성에 따라 발생하는 열량 또한 커지게 된다. 결과적으로 증착 물질이 안착되는 크루시블(3000)의 하면이 크루시블(3000)의 상면 및 측면 보다 상대적으로 큰 열량이 발생되는 크루시블(3000)의 열분포가 될 수 있을 것이다.

본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)는 크루시블(3000)의 N 영역의 열량이 F 영역의 열량보다 높은 크루시블(3000)의 열불포가 되도록 배치될 수 있다.

도 27은 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트의 형상을 나타내는 도면이다.

도 27 (a)를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)는 두께를 달리하여 가열 어셈블리에 배치될 수 있다. 예를 들어, 페라이트(8000)는 크루시블(3000)의 측면에 대응하는 위치 영역 별로 페라이트(8000)의 두께가 다르게 배치될 수 있다. 구체적으로 페라이트(8000)는 크루시블(3000)의 F 영역 측면에 대응하는 위치에 배치되는 페라이트(8000)의 두께보다 N 영역 측면에 대응하는 위치에 배치되는 페라이트(8000)의 두께가 상대적으로 두껍게 배치될 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따른, 전술한 페라이트(8000)의 배치는 F 영역 측면보다 N 영역 측면의 열량이 높은 크루시블(3000)의 열분포가 되도록 할 수 있다. 자기장 집속 속성에 따라 상기 N 영역 측면에 형성된 자기장의 세기 변화값이 커질 수 있다. 따라서, 크루시블(3000)에 형성되는 유도 전류의 세기 또한 F 영역 측면보다 N 영역 측면이 높게 된다. 결과적으로, 도 16 (a)와 같이 유도 가열 속성에 따라 유도 전류의 세기가 큰 N 영역 측면이 F 영역 측면의 열량보다 높게 형성된 크루시블(3000)의 열분포가 될 수 있다.

한편, 상기에서는 도 27(a) 도면을 예로 들어 클로즈드 쉐입의 코일(6000) 외측에 페라이트(8000)가 판형 형태로 형성되는 경우에 두께를 다양하게하는 실시예를 설명하였으나, 페라이트(8000)가 증착 장치(10000)에 도포되는 구현예 등의 다양한 구현예에도 상기와 같이 크루시블(3000)의 노즐(3200)에 가까운 영역에 페라이트(8000)의 두께가 달라진다는 사상이 적용될 수 있을 것이다.

또한 도 27(b)를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)는 크루시블(3000)의 측면에 대응하는 각각의 위치 영역으로부터 거리가 다르게 배치될 수 있다. 예를 들어, 크루시블(3000)의 F 영역보다 N 영역에 페라이트(8000)가 가깝게 배치될 수 있다. 상기와 같은 배치를 위해 페라이트(8000)는 크루시블(3000)의 노즐(3200) 부분에는 가깝고 그 외의 부분에서는 멀도록 약간의 경사를 가지고 형성될 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따른 상기 경사를 가지는 페라이트(8000)의 배치는 F 영역 측면보다 N 영역 측면의 열량이 높은 크루시블(3000)의 열분포가 되도록 할 수 있다. 페라이트(8000)의 자기장 집속 속성에 따라 F 영역 측면보다 N 영역 측면에 집속되는 자기선속이 많아 질 수 있다. 이에 따라, N 영역 측면에 형성된 자기장의 세기 변화값이 커질 수 있다. 결과적으로 크루시블(3000)에 형성되는 유도 전류의 세기 또한 F 영역 측면보다 N 영역 측면이 높게 된다. 따라서, 도 16(a)를 참조하면, 전술한 것과 같이 크루시블(3000)을 구현하였을 때 노즐(3200)에 가까운 N 영역 측면이 F 영역 측면의 열량보다 높게 형성된 크루시블(3000)의 열분포가 되도록 제어할 수 있다.

다만, 상기에서는 크루시블(3000)의 노즐(3200) 부분에 가깝게 페라이트(8000)가 형성될 수 있도록 소정의 경사를 가지고 형성된다고 하였으나, 페라이트(8000)가 경사를 가지고 구현되는 실시예 이외에도 노즐(3200) 부분에 가깝게 페라이트(8000)가 형성될 수 있는 형상이라면 어느 형상에 국한되지 않고 형성될 수 있을 것이다.

2.3.2 크루시블 외벽 내부의 페라이트 배치 다양화

본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000)의 내부에 포함되는 형태로 배치된 페라이트(8000)는 크루시블(3000) 내부에 영역 별로 다르게 배치되도록 구현할 수 있다.

도 28은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 외벽에 포함된 페라이트를 나타내는 절단된 측면 도면이다.

도 28를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)가 크루시블(3000)의 측면에 삽입되는 형태로 배치된 경우, 측면의 영역 별로 다르게 배치되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 크루시블(3000)의 N 영역 측면에 페라이트(8000)가 삽입되는 형태로 배치될 수 있을 것이다.

전술하였듯이, 본 발명의 일 실시예에 따라 배치한 페라이트(8000)는 F 영역 측면보다 N 영역 측면의 열량이 높은 크루시블(3000)의 열분포가 되도록 할 수 있다. 상기 페라이트(8000)는 자기장을 집속 속성에 따라 크루시블(3000)의 N 영역 측면에 다이나믹한 자기장의 세기 변화값을 보다 커지게 할 수 있다. 결과적으로, 크루시블(3000)에 형성되는 유도 전류의 세기 또한 F 영역 측면보다 N 영역 측면이 높게 될 수 있다. 따라서, 도 16 (a)와 같이 노즐(3200)에 가까운 N 영역 측면이 F 영역 측면의 열량보다 크게 형성된 크루시블(3000)의 열분포가 되도록 제어할 수 있다.

2.3.3 페라이트 도포 다양화

본 출원의 일 실시예에 따라 페라이트가 도포되는 경우, 가열 어셈블리 일부 영역에만 도포되는 형태로 구현될 수 있다.

도 29는 본 출원의 일 실시예에 따른 가열 어셈블리에 도포된 페라이트(8000)를 나타낸 도면이다.

도 29 (a) 내지 (c)를 참조하면, 크루시블(3000)의 열 분포를 제어하기 위하여 페라이트(8000)는 하우징(1000) 외벽의 내면 및/또는 크루시블(3000) 외벽(3100)의 일부 영역에만 도포될 수 있다. 상기와 같이 일부 영역에 페라이트(8000)가 도포되는 경우, 페라이트(8000)가 도포된 위치에 대응하는 크루시블(3000)의 일부 영역에 자기장의 세기 변화값이 크게 될 수 있다. 이에 따라, 크루시블(3000)에 유도되는 전류 세기 분포가 달라질 수 있게 되며, 크루시블(3000)에 발생하는 열량을 다르게함으로써 결과적으로 도 16 (a)와 같이 크루시블(3000)의 열분포를 제어할 수 있게 될 것이다.

2.3.4 일부 영역에 페라이트배치

본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)는 크루시블(3000)의 측면의 일부에 대응하는 위치 영역에 배치될 수 있다.

도 30은 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트가 크루시블의 노즐과 가까운 부분에 페라이트가 형성된 것을 나타내는 도면이다.

도 30 (a)를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)는 크루시블(3000) 측면의 N 영역에 대응하는 위치 영역에만 배치될 수 있다. 이때, 도 30(b)를 참조하면, 페라이트(8000)는 경사를 가지고 N 영역에 대응하는 위치에 배치될 수도 있을 것이다.

전술한 것과 같이 페라이트(8000)를 배치하였을 때 페라이트(8000)는 F 영역 측면보다 N 영역 측면의 열량이 높은 크루시블(3000)의 열분포가 되도록 할 수 있다. 상기 페라이트(8000)는 자기장을 집속 속성에 따라 N 영역 측면의 자기장 세기 변화값을 크게 할 수 있다. 이에 따라 크루시블(3000)에 형성되는 유도 전류의 세기 또한 F 영역 측면보다 N 영역 측면이 높게 형성된다. 따라서, 결과적으로 도 16를 참조하면, 전술한 것과 같이 크루시블(3000)을 구현하였을 때 노즐(3200)에 가까운 N 영역 측면이 F 영역 측면의 열량보다 높게 형성된 열분포가 되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기와 같이 크루시블(3000)의 열분포가 제어됨에 따라 증착의 실효율은 높아 질 수 있다.

3. 조합예

전술하였듯이, 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000)의 열분포를 제어하기 위하여 가열 어셈블리는 다양한 구현예 및/또는 배치예를 가질 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따른 전술한 구현예 및/또는 배치예들의 기술적 사상은 조합되어 가열 어셈블리에 구현될 수 있다. 이때, 기술적 사상이란 전술한예들이 구체적으로 어떻게 구현 및/또는 배치 될 것인지를 의미할 수 있다. 즉, 구현예들의 조합이란 구체적으로 전술한 다양한 형상으로 구현되는 크루시블(3000)의 구현예, 코일(6000)의 구현예, 및/또는 페라이트(8000)의 배치예들이 가열 어셈블리에 조합되어 적용되는 것을 의미할 수 있다.

상기 다양한 실시예들은 조합되어 실시될 수 있는데, 이하에서는 구체적으로 전술하였던 Z축 방향의 가열 어셈블리 설계에 관한 실시예들이 X축, Y축 방향에서도 적용될 수 있음을 설명하도록 한다.

도 31은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 측면을 나타내는 도면이다.

도 31을 참조하면, 전술하였던 각 가열 어셈블리의 Z축 방향으로의 실시예들이 X축 혹은 Y축 방향으로도 적용되어, 상기 가열 어셈블리가 구현될 수 있다.

예를 들어, Y축 방향으로 전술한 실시예들이 적용되어 상기 가열 어셈블리가 구현되는 예에 대하여 설명하도록 한다.

크루시블의 Y축 방향으로 복수개의 영역이 구별되어 있을 수 있다. 상기 크루시블의 Y축 방향의 영역은 N개의 영역으로 나뉠 수 있으며, 이하에서 상기 각 영역은 제1 Y영역 내지 제N Y영역이라고 부르기로 한다.

본 출원의 일 실시예들을 따르는 가열 어셈블리의 구현을 위해, 제1 Y영역 내지 제N Y영역에 각각 열분포 속성이 할당되도록 전술한 다양한 실시예들에 기초하여 상기 가열 어셈블리가 설계될 수 있다. 일 예로, 상기 제1 Y영역의 제1 열분포가 제2 Y영역의 제2 열분포보다 높게 형성되도록, 가열 어셈블리가 설계될 수 있다.

이하에서는 상기 Y 방향으로의 가열 어셈블리의 설계에 일 예들에 대하여 설명하도록 한다.

도 32 내지 35는 본 출원의 일 실시예에 따른 Y축 방향에서의 가열 어셈블리의 설계에 대한 도면이다.

상기 크루시블은 도 32에 도시된 바와 같이, 제1 Y영역의 측면이 제2 Y영역의 측면보다 코일에 가깝게 형성되도록 제2 Y영역의 측면에 비하여 돌출되어 구현될 수 있다.

또한, 도 33을 참조하면, 상기 크루시블의 Y 방향의 외벽의 두께는 다르게 구현되어, 제1 Y영역의 크루시블 외벽의 두께가 제2 Y영역의 크루시블의 외벽의 두께보다 두껍게 구현될 수 있다. 또한, 도 33 (b)에 도시된 바와 같이 제2 Y영역의 크루시블의 외벽의 두께가 조절됨으로써 코일과의 거리 또한 멀어질 수 있다.

상기 Y 방향으로 배치되는 코일은 크루시블의 외벽과의 거리를 달리하며 배치될 수 있다. 도 34를 참조하면, 상기 코일은 제1 Y영역에서 가깝게 배치되고, 제2 Y영역에서는 멀리 배치될 수 있다.

도 35를 참조하면, Y 방향으로 배치되는 페라이트의 구현예 및/또는 배치예가 Y 영역에 따라 달라질 수 있다. 도 35 (a)에 도시된 바와 같이 제1 Y영역에 배치되는 페라이트의 두께가 제2 Y영역에 비하여 두껍게 구현될 수 있고, 도 35 (b)에 도시된 바와 같이 경사를 제1 Y영역 거리가 제2 Y영역에 비하여 멀도록 구현될 수도 있다. 도 35 (c) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 제1 Y영역에 대응하는 영역에만 페라이트가 도포되거나 혹은 배치될 수 있을 것이다.

상기 구현예들에 따라 가열 어셈블리가 설계 되었을 때, 전술한 사상에 따라 크루시블의 제1 Y영역의 측면이 제2 Y영역의 측면보다 영향 받는 자기장의 세기 변화값은 상대적으로 더 커지게 된다. 또한, 자기장의 세기 변화값에 대응하여 제1 Y영역의 크루시블 측면에서 유도 전류의 세기가 상대적으로 제2 Y 영역보다 커지게 될 수 있다.

결과적으로, 상기 제1 Y 영역의 측면에서의 열량 발생이 제2 Y 영역의 측면보다 상대적으로 많아져, 상기 제1 Y영역의 제1 열분포가 제2 Y영역의 제2 열분포보다 높은 열량 분포가 되도록 크루시블이 설계될 수 있을 것이다.

한편, 상기 Y축의 방향으로 가열 어셈블리가 설계되는 것으로 설명하였으나, 이에 국한되지 않고 X축 방향의 영역에서 가열 어셈블리의 설계에도 상기 설계예들이 활용될 수 있을 것이다.

이상에서는, 복수의 Y 영역 중 두 영역의 열분포만을 제어하기 위하여 가열 어셈블리를 설계하는 예에 대하여 설명하였으나, 이에 국한되지 않고 N개의 영역의 각각의 열분포를 제어하기 위하여 가열 어셈블리를 설계하도록 전술한 설계가 활용될 수 있다. 한편, 상기 영역들의 간격은 등 간격, 다른 간격, 혹은 랜덤한 간격으로 다양하게 존재할 수 있다.

상기 각 축의 영역별로 전술한 설계들이 하나 혹은 그 이상으로 조합되어 가열 어셈블리에 적용될 수도 있을 것이다. 본 출원의 증착 장치(10000)는 최적의 구현예를 위하여 전술한 구현예들 모두가 조합되어 구현될 수 있고, 전술한 구현예들 중 일부 구현예들만이 조합되어 구현될 수도 있을 것이다.

이하에서는 전술한 상기 실시예들이 조합되어 설계된 가열 어셈블리를 설명하도록 한다.

도 36는 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 Z 방향으로 실시예를 조합하여 구현한 가열 어셈블리를 나타내는 도면이다.

도 37은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 X, Y, Z 방향으로 실시예를 조합하여 구현한 가열 어셈블리를 나타내는 도면이다.

도 36 (a)를 참조하면, Z1 내지 Z2 영역에 전술한 크루시블(3000)의 구현예와 코일(6000)의 구현예가 각각 적용되어 조합될 수 있다. 크루시블(3000)의 노즐(3200)에 가까운 측면 영역인 Z1 영역에는 다른 먼 측면 영역인 Z2 영역보다 크루시블(3000)의 측면이 돌출되어 코일(6000)에 가깝게 구현될 수 있다. 또한, 상기 Z1 영역의 대응되는 위치에는 권선수가 많은 코일(6000)이 배치될 수 있다. 이에 따라, 크루시블(3000)의 노즐(3200) 가까운 측면 영역인 Z1 영역에서 크루시블의 열 발생이 높은 열 분포가 되도록 할 수 있다.

또한, 도 36 (b)에 도시된 바와 같이 증착 장치(10000)는 별도로 구동 코일(6000)이 구현되는 구현예, 코일(6000)의 구현예, 및 페라이트(8000) 구현예가 조합되어 구현될 수 있다. Z1 영역에는 Z2 영역보다 크루시블의 측면이 돌출되어 코일(6000)에 가깝게 구현되고, 크루시블(3000)의 Z1 및 Z2 영역에 배치되는 코일(6000)은 별도로 구동되며, Y1 영역에 배치되는 페라이트(8000)의 두께가 Z2 영역에 배치되는 페라이트(8000)보다 두껍도록 페라이트(8000)가 Z1 내지 Z2 영역에 걸쳐 배치될 수 있다. 이에 따라, 크루시블(3000)의 노즐(3200) 가까운 측면 영역인 Z1 영역에서 크루시블의 열 발생이 높은 열 분포가 되도록 할 수 있다.

이하에서는 3차원적인 X, Y, Z 방향의 영역별로 설계된 가열 어셈블리를 설명하도록 한다.

본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블(3000)이 Y 방향으로 길이방향을 가진 직육각형태로 형성되는 경우, 상기 크루시블(3000)에 발생하는 열량은 길이 방향의 측면에서 더 많이 발생할 수 있다. 따라서, 열량은 크루시블(3000)의 X 축의 영역과 Y축의 영역에서 다르게 발생하여, 크루시블의 열 분포가 길이 방향의 양 끝에서 낮아지는 불균일한 열분포가 될 수 있다. 상기 불균일한 크루시블의 열분포에 의해, 증착 물질은 균일하게 충분한 열량을 공급받지 못할 수 있다. 이에 따라, 상기 증착 물질은 피증착면에 균일하게 형성되도록 이동할 수 없어 결과적으로 증착의 실효율이 낮아질 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)는 크루시블(3000)의 열분포가 균일할 수 있도록 제어될 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따른 페라이트(8000)가 크루시블의 Y 축의 영역 및 Z축의 영역 중 일부 영역에 배치되고, X 축의 영역의 전 영역에 배치되어 가열 어셈블리가 설계될 수 있다. 결과적으로, 도 37에 도시된 바와 같이 크루시블의 길이 방향의 측면에 윈도우를 둔 페라이트(8000) 형상으로 가열 어셈블리에 배치될 수 있다.

상기 크루시블(3000)의 Y 방향의 측면 영역에 영향 주는 자기장 세기 변화값은 윈도우가 없는 경우보다 작아진다. 이에 따라, 크루시블(3000)의 Y 방향의 측면 영역에서의 유도 전류 세기는 상대적으로 윈도우가 없는 경우보다 낮아질 수 있다. 결과적으로, 크루시블(3000)의 길이 방향의 측면에 발생하는 열량이 줄어들어, 도 17과 같이 크루시블(3000)의 측면은 Y 방향에서 균일한 열분포를 가질 수 있도록 제어될 수 있을 것이다.

이상에서는 전술한 다양한 실시예들이 조합되어 설계된 가열 어셈블리에 대하여 설명하였다. 한편, 본 출원의 일 실시예에 따른 증착 장치(10000)를 구현하기 위하여 조합되어 적용되는 구현예들은 구현예의 기술적 사상에 변함이 없는 한, 전술한 구현예들의 다양한 변형예를 가지고 조합될 수 있다.

지금까지, 증착 장치(10000)는 전술한 증착 장치(10000)의 중요한 이슈인 피증착면에 증착 물질이 증착되는 증착 성공율을 높이는 이슈를 해결하기 위하여 증착 장치(10000)가 구현될 수 있는 다양한 실시예들에 대하여 설명하였다.

4. 크루시블의 열 평형 제어

지금까지 본 출원의 일 실시예들에 따라 가열 어셈블리를 설계하여 X, Y, 및 Z 방향의 크루시블 각 영역의 열 분포를 제어하는 방법들에 대하여 설명하였다.

이하에서는, 본 출원의 크루시블의 열적 평형을 제어하는 방법에 대하여 설명하도록 한다.

본 출원의 일 실시예에 따른 증착 물질이 크루시블로부터 원활히 배출될 수 있도록, 크루시블의 열 평형이 제어되어야 한다.

도 38은 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블 하부면의열 평형을 나타내는 도면이다.

도 38을 참조하면, 크루시블의 하부면의 열적 평형은 다양한 수치의 열량에서 이루어질 수 있다. 예를 들어, (b) 및 (c)와 같이 증착 물질의 상변이 열량(Tv)보다 높은 열량에서 상기 열적 평형이 이루어질 수 있고, 또는 (a)와 같이 상변이 열량보다 낮은 열량에서 열적 평형이 이루어질 수도 있다.

이때 열적 평형이란, 공급되는 열량과 배출되는 열량이 동일하게 되어 시간에 따른 열량이 동일하게 유지되는 것을 의미할 수 있다. 이러한, 열적 평형 상태에서도 상기 크루시블 하부면에는 계속하여 열량이 공급되며, 열량이 배출되기 때문에 상기 평형상태는 구체적으로 동적 평형상태라고 할 수도 있다.

도 38을 다시 참조하면, 증착 물질이 상전이하여 피증착면으로 이동하기 위해서는 크루시블의 하부면의 열적 평형은 (b) 및 (c)와 같이 증착 물질의 상변이 열량(Tv)보다 높은 열량에서 이루어져야 한다. 상기 상변이 열량보다 높은 열량이 증착 물질로 계속하여 공급됨으로써 증착 물질은 계속하여 상전이하고 이동할 수 있게 된다. 이에 따라, 피증착면으로 상기 상전이한 증착 물질이 계속하여 이동됨으로써 지속적인 증착이 이루어질 수 있게 된다.

다만, (c)와 같이 크루시블의 하부면의 열적 평형이 이루어지는 경우는, 증착 물질의 상전이 열량(Tv)보다 과도하게 높은 열량이 공급되는 것일 수 있다. 이에 따라, (1) 증착 물질이 과도하게 빠른 속도로 크루시블의 노즐로부터 배출됨으로써, 피증착면에 증착되는 증착 물질은 제대로 안착될 수 있는 충분한 시간을 가질 수 없어 증착의 균일도(uniforminty)가 떨어 질 수 있다. 또한, (2) 상기 낭비되는 에너지가 많아질 수 있다. 따라서, (c)와 같이 열적 평형이 이루어지는 것은 크루시블 하부면의 열적 평형을 비효율적으로 제어하였다고 할 수 있다.

즉, 크루시블의 하부면의 열적 평형은 바람직하게 (b)와 같이 증착 물질의 상전이 열량(Tv)보다 적절히 높게 형성될 수 있다. 상기와 같은 크루시블의 열 평형 제어에 따라 에너지를 효율적으로 증착물질에 제공하여 피증착면으로 증착 물질을 증착시킬 수 있게된다.

한편, 크루시블의 열적 평형을 제어함에 있어 크루시블의 상부면의 열적 평형이 문제될 수 있다. 증착 장치의 동작에 있어, 가장 이슈되는 사항은 크루시블의 상부에서 충분한 열량을 공급받은 증착 물질이 크루시블의 노즐로부터 원활하게 배출되어 피증착면에 증착될 수 있는지 여부이기 때문이다.

도 39는 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 상부와 하부의 열적 평형을 나타내는 도면이다.

도 39(a)를 참조하면, 크루시블의 상부에 발생되는 열량은 (1) 크루시블을 지속적으로 가열함에 따라, 크루시블의 상부에 발생되는 고열량이 크루시블의 하부로 전도되어 축적되고, (2) 크루시블의 상부에 발생되는 고열량은 노즐을 통해 배출될 수 있다.

상기와 같이 크루시블의 하부와 상부에서 계속하여 열량 전도가 이루어짐에 따라, 크루시블의 하부와 상부는 서로 다른 열량 수치로 열적 평형이 이루어질 수 있다.

도 39(b)에 도시된 바와 같이, 크루시블의 하부 열적 평형의 열량은 기존에 적절히 설계한 열적 평형의 열량에서 보다 상승할 수 있다. 반대로 상부에서의 열적 평형의 열량은 상부의 열량이 타 공간으로 배출됨으로써 증착 물질의 상전이 열량(Tv)보다 낮은 열량으로 형성될 수 있다.

즉, 크루시블의 하부면으로부터 충분한 열량을 공급받아 증착 물질이 상전이하게 되어 이동하여도, 증착 물질의 상전이 열량(Tv)보다 낮은 크루시블의 상부에서 고화 혹은 액화 될 수 있다. 상기 고화 혹은 액화된 증착 물질은 크루시블의 상부에 형성된 노즐을 막게 되고, 크루시블의 노즐을 통해 증착 물질이 원활하게 배출될 수 없는 문제가 발생할 수 있다.

또는, 도 39(c)에 도시된 바와 같이 크루시블의 열적 평형이 이루어지더라도 전술한 크루시블의 노즐이 막히는 이슈가 발생할 수 있다.

즉, 상기 T 구간에서 크루시블 하부면의 증착 물질은 충분히 열량 공급을 받아 상전이하여 이동할 수 있으나, 크루시블 상부면의 열량은 증착 물질의 상전이 열량(Tv)보다 낮게 형성되기 때문에, 크루시블의 상부에서 상기 증착 물질이 고화 혹은 액화할 수 있다. 이에 따라, 상기 고화 혹은 액화된 증착 물질은 크루시블의 상부에 형성된 노즐을 막게 되는 문제가 발생하게 되는 것이다.

상기 크루시블에 형성되는 열적 평형에 따라, 크루시블의 노즐이 막히는 문제를 해결하기 위한 구성이 가열 어셈블리에 구비될 수 있다.

도 40은 본 출원의 일 실시예에 따라 열전도 억제 요소가 형성된 가열 어셈블리를 나타내는 도면이다.

도 41은 본 출원의 일 실시예에 따라 제어된 열적 평형을 나타내는 그래프이다.

상기 노즐이 막히는 문제를 해결하기 위해, 본 출원의 일 실시예에 따른 가열 어셈블리에는 열전도 억제 요소가 형성될 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따른 상기 열전도 억제 구성은 크루시블의 상부에서 하부로 전달되는 열량을 줄일 수 있다. 이에 따라, 상기 크루시블의 하면에 축적되는 열량은 줄어들 수 있다.

도 40을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 열전도 억제 구성은 슬릿, 차단 공간, 단열재 등을 포함할 수 있다. 다만, 상기 열전도 억제 구성은 상기 구성에 국한되지 않고, 다양한 구성들이 더 존재할 수 있다.

이하에서는 상기 열전도 억제 구성에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 40 (a)를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 외벽에 슬릿이 형성될 수 있다.

상기 슬릿이 형성됨으로써, 상기 슬릿을 통해서는 크루시블의 상부에 발생하는 열량은 하부로 전도될 수 없고, 복사의 방식으로만 전달될 수 있게 된다. 즉, 크루시블의 상부에 축적된 열이 하부로 전달될 수 있는 패스(Path)가 줄어들게 된다. 크루시블의 하부에 전달되는 열이 줄어듦에 따라, 크루시블의 하부에 축적되는 열량은 줄어들 수 있다.

상기 크루시블에 형성되는 슬릿의 위치는 바람직하게 크루시블이 분리되는 구조 근처의 위치일 수 있다. 다만, 이에 국한되지 않고, 크루시블의 다양한 위치에 슬릿이 형성될 수 있다. 즉, 상기 슬릿은 복수 개 형성될 수 있는데, 바람직하게는 상기 크루시블의 분리되는 구조 근처에 슬릿이 복수개 형성될 수 있으나, 상기 복수의 슬릿은 다양한 간격을 가지고 크루시블의 외벽에 위치할 수 있다.

또한, 상기 슬릿은 다양한 형상으로 설계될 수 있다. 도시된 것과 같이 사각형태의 슬릿이 크루시블에 형성될 수 있으나, 이에 국한되지 않고 삼각, 원, 타원, 마름모 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 슬릿의 폭과 길이는 다양하게 구현될 수 있다.

또한, 상기 슬릿은 설계되는 방향이 다양할 수 있다. 크루시블의 내측에서 외면 방향으로 형성될 수 있으며, 외측에서 내면 방향으로 형성될 수도 있다. 또한, 도시된 바와 같이 크루시블의 면에 수직한 각도로 형성될 수 있으나, 이에 국한되지 않고 다양한 각도로 형성될 수 있다.

또한, 도 40 (b)를 참조하면 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 외벽 내부에는 차단 공간이 형성될 수 있다. 상기 크루시블의 외벽에 형성된 차단 공간을 통해 크루시블의 상부에 발생하는 열량은 하부로 전도될 수 없고, 복사의 방식으로만 전달될 수 있게 된다. 즉, 크루시블의 상부에 축적된 열이 하부로 전달될 수 있는 패스(Path)가 줄어들게 된다. 크루시블의 하부에 전달되는 열이 줄어듦에 따라, 크루시블의 하부에 축적되는 열량은 줄어들 수 있다.

상기 차단 공간은 다양한 형태로 크루시블의 외벽 내부에 구현될 수 있다.

예를 들어 도 40 (b)를 참조하면, 크루시블의 상부와 하부가 조립되는 경우 잘 맞물리되, 외벽의 내부에 차단 공간이 형성될 수 있도록 크루시블의 분리 구조가 형성될 수 있다. 이에 따라 크루시블의 외벽 내부에 차단 공간이 구현될 수 있다.

상기 차단 공간은 다양한 형상으로 설계될 수 있다. 도시된 것과 같이 사각 형태의 빈공간이 크루시블에 형성될 수 있으나, 이에 국한되지 않고 삼각, 원, 타원, 마름모 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

상기 차단 공간의 폭과 길이는 다양하게 구현될 수 있다

상기 차단 공간은 복수개 존재할 수 있어 크루시블의 외벽 내부에 적절하게 배치될 수 있다.

상기 구현예는 일 예에 불과하여, 이에 국한되지 않는 크루시블의 외벽에 차단 공간이 형성되는 다양한 구현예가 있을 수 있다.

또한, 도 40(c)를 참조하면 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블의 외벽에는 열전도를 낮출 수 있는 단열 부재가 형성될 수 있다. 상기 단열재는 상기 크루시블의 상부에서 하부로 전도되는 열량을 중간에서 감소시킬 수 있다. 크루시블의 하부로 전도되는 열량이 줄어듦에 따라, 크루시블의 하부에 축적되는 열량은 줄어들 수 있다.

상기 단열 부재는 다양한 형태로 크루시블의 외벽에 형성될 수 있다.

예를 들어, 도 40(c)를 참조하면, 상기 단열 부재는 상기 분리 구조를 기준으로 나뉘는 크루시블의 상부와 크루시블의 하부 사이에 삽입되는 형태로 형성될 수 있다.

상기 단열 부재는 다양한 형상으로 설계될 수 있다. 도시된 것과 같이 사각형태의 부재가 크루시블의 외벽에 삽입되는 형태로 형성될 수 있으나, 이에 국한되지 않고 삼각, 원, 타원, 마름모 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

상기 단열 부재의 소재로는 열전도율이 낮은 소재가 선택될 수 있으며, 가열 어셈블리의 고온의 열량에도 제 기능을 발휘할 수 있는 용융점을 가진 소재가 선택될 수 있다.

상기 단열 부재의 폭과 길이는 다양하게 구현될 수 있다

상기 단열 부재는 복수개로 구현될 수 있어 크루시블의 외벽 내부에 적절하게 배치될 수 있다.

상기 구현예는 일 예에 불과하여, 이에 국한되지 않는 크루시블에 단열 부재가 형성되는 다양한 구현예가 있을 수 있다.

또한, 본 출원의 일 실시예에 따른 상기 크루시블의 하면에서 열량 배출이 원활하도록 가열 어셈블리를 설계할 수 있다.

일 예로, 상기 크루시블의 하면에 방열핀, 방열체 등이 배치되거나, 방열 도료가 도포 될 수 있다. 상기 방열 수단들은 열 전도율이 매우 높기 때문에 열량이 원활하게 전도될 수 있다. 즉, 상기 크루시블의 하면에 구현된 방열 수단을 통해, 크루시블 하부에 축적된 열량의 배출이 원활해 질 수 있다.

또는, 상기 크루시블의 하면이 표면적을 넓게 구현함으로써, 넓게 형성된 표면적을 통해 열량 배출이 원활해질 수 있다. 예를 들어, 상기 크루시블의 하면을 거칠게 구현할 수 있다. 거칠게 구현된 크루시블의 하면은 매끄럽게 구현된 하면에 비하여 보다 넓은 표면적을 가질 수 있다.

또는, 상기 크루시블 하면에 대향하는 하우징의 내면에 흑체(Black Body)가 형성될 수 있다. 상기 흑체는 주변에 방사되는 복사열을 흡수할 수 있다. 이에 따라, 하우징 내면을 통하여 크루시블의 하부로부터 배출되는 복사열은 상기 흑체에 흡수되고, 상기 하우징을 통해 복사열이 원활히 배출될 수 있게 된다.

한편, 전술한 실시예들에 국한되지 않고 크루시블의 시간에 따른 열분포를 제어하는 방법이 있을 수 있으며, 상기 크루시블의 열분포를 유지하는 전술하였던 각 실시예들은 조합되어 실시될 수 있을 것이다.

도 41을 참조하면, 상기와 같은 크루시블의 하부면과 상부면에서의 전도되는 열량을 제어하는 구현예에 따라 크루시블 각 영역의 열적 평형이 적절하게 제어될 수 있다. 크루시블의 하부에서의 열적 평형은 증착 물질의 상전이 열량(Tv)보다는 적절하게 높은 열량에서 열적 평형이 이루어질 수 있다. 한편, 크루시블의 상부 열량은 상전이 열량(Tv)보다 높아질 수 있을 뿐만 아니라, 크루시블의 하부의 열량 보다 높은 열량으로 열적 평형이 이루어 질 수 있다.

이에 따라, 본 출원의 일 실시예에 따른 크루시블은 전술하였던 노즐이 막히는 문제점이 해결되는 효과뿐만 아니라, 크루시블의 상부에서 증착 물질이 원활하게 배출될 수 있는 열적 평형을 가지도록 제어된다.

이하에서는 증착 장치(10000)의 변압기/변류기 및 상기 변압기/변류기의 배치예에 대하여 설명하도록 한다.

5. 변압기/변류기

이하에서는 본 출원의 일 실시예에 따른 변압기/변류기에 대하여 설명하도록 한다.

본 출원의 가열 어셈블리의 코일을 구동하기 위하여, 상기 변압기 및/또는 변류기는 시간의 변화에 따라 방향, 및 세기가 변하는 고주파의 전압 또는 전류를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 변압기 및/또는 변류기는 직류 전원을 입력받아 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원을 상기 코일에 인가할 수 있다.

즉, 상기 변압기/변류기는 본 출원인 증착 장비를 구동하기 위하여 반드시 필요한 장비이다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 변압기 및 변류기 중 변압기를 예로 들어 설명하도록 한다.

또한, 본 출원의 몇몇 실시예들에 따르는 변압기에 의해 상기 코일에 인가되는 전원의 전류는, 상기 변압기에 제공되는 직류 전원의 전류에 비하여, 상대적으로 높은 값을 가질 수 있다. 즉, 상기 변압기에 의해 출력되는 전원은 매우 고전류일 수 있다. 이는, 전술한 바와 같이, 본 출원의 실시예들에 따른 증착 장비는 크루시블을 가열하기 위하여, 크루시블의 외벽에 시간의 변화에 따라 급하게 방향, 세기가 변하는 유도 전류를 활용하고 있는데, 상기 유도 전류의 전류값을 높이기 위함이다.

상기 변압기에는 코일에 상기 고전류를 인가하기 위한 도선(이하, 출력선(9120)) 및 상기 변압기로 외부의 직류 전원을 공급하기 위한 도선(이하, 입력선(9110))이 구비될 수 있다. 상기 출력선(9120)을 통해, 상기 변압기로부터 출력되는 전원이 상기 코일에 제공될 수 있다. 상기 입력선(9110)을 통해, 상기 변압기에 입력되는 직류 전원이 상기 변압기에 제공될 수 있다.

그런데, 전술한 바와 같이, 상기 출력선(9120)에는 고전류가 흐를 수 있다. 이때, 상기 고전류는 출력선(9120)의 저항성분과 결합하여 열을 발생시킴으로써, 출력선(9120)에는 고 발열 현상이 일어날 수 있다. 이에 따라, 상기 출력선(9120)이 본 출원의 실시예에 따르는 증착 장치의 사용 시, 파괴되는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 출력선(9120)의 파괴를 막기 위하여, 상기 고발열 현상을 억제하여야 할 필요가 있고, 이에 따라 상기 출력선(9120)의 저항값을 보다 더 낮추기 위하여 상기 변압기의 출력선(9120)을 두껍게 형성하게 되었다.

이에 반하여, 상기 입력선(9110)은 저항값을 보다 더 낮추어야 할 필요가 없다. 이에 따라, 고 비용으로 상기 입력선(9110)을 두껍게 구현할 필요 또한 없게 되어, 상기 입력선(9110)은 출력선(9120) 보다 상대적으로 얇게 형성된다.

전술한 변압기는 여러 공간에 배치되는 예를 가질 수 있다. 이하에서는 이에 대하여 설명하도록 한다.

본 출원의 일 실시예에 따른 공간은 외부 공간과 내부 공간으로 분리될 수 있다. 외부 공간은 본 출원의 피증착면, 가열 어셈블리 등이 배치된 내부 공간과 구분되는 공간이다. 상기 내부 공간은 진공의 환경 속성을 가질 수 있다. 이는, 가열 어셈블리를 이용하여 상변이된 증착 물질이 피 증착면에 증착되는 과정에 영향 줄 수 있는 불순물을 배제하기 위함이다. 상기 내부 공간과 구분되는 외부 공간은 내부 공간과는 다르게 불순물을 배제할 필요가 없어, 상기 외부 공간은 일반적인 기압 속성을 가지는 공간이다.

상기 증착 장치의 내부 공간에서는 가열 어셈블리 및/또는 피증착면이 서로 상대 이동하며, 증착 동작이 이루어질 수 있다. 상기 증착 동작은 증착 물질이 피증착면에 형성되는 동작 과정을 말한다. 상기 상대 이동은 상기 가열 어셈블리가 고정된 상태에서 피증착면이 이동하는 것일 수 있고, 상기 피증착면과 상기 가열 어셈블리가 함께 이동하되 각각의 속도가 다른 것일 수 있고, 또는 상기 피증착면이 고정된 상태에서 가열 어셈블리가 이동하는 것일 수 있겠다.

본 출원의 일 실시예예 따른 변압기는 증착 장치의 외부 공간에 고정되어 배치될 수 있다.

도 42는 본 출원의 일 실시예예 따른 외부 공간의 변압기, 입력선, 및 출력선을 나타내는 도면이다.

도 42를 참조하면, 외부 공간에 고정된 변압기는 내부 공간에 구현된 코일에 교류 전원을 공급할 수 있다. 상기 외부 공간에 고정된 변압기는 외부 공간에 구비된 직류 전원 발생원이 발생하는 직류 전원을 입력선(9110)을 통해 공급받을 수 있다. 상기 변압기는 입력 받은 직류 전원을 고주파의 교류전원으로 변환할 수 있다. 변압기의 출력선(9120)에는 상기 변환된 고주파의 교류 전원이 인가되고, 상기 출력선(9120)은 외부 공간과 내부 공간을 구분 짓는 격벽 내지는 외벽을 통과하여 코일에 연결됨으로써, 상기 변압기는 상기 출력선(9120)을 통해 상기 코일에 교류 전원을 제공하게 된다.

상기와 같이 외부 공간에 변압기가 고정되어 배치되는 경우 몇 가지 문제점이 발생할 수 있다.

도 43은 본 출원의 일 실시예에 따른 이동하는 가열 어셈블리를 나타내는 도면이다.

도 43을 참조하면 또한, 변압기가 외부 공간에 배치되는 경우, 변압기의 출력선(9120)이 파괴되는 문제점도 발생할 수 있다. 상기 변압기는 외부에 고정되어 배치되기 때문에, 내부 공간에서 증착 동작이 이루어지면서 가열 어셈블리가 이동하는 경우, 코일에 연결되는 출력선(9120)에는 연장 혹은 구부러지는 등의 변형이 일어날 수 있다. 전술한 출력선(9120)에는 계속되는 증착 동작으로 인하여 계속적인 변형이 발생되어 마모가 발생하고, 상기 마모가 지속됨으로써 출력선(9120)이 파괴되는 문제가 발생할 수 있다.

한편, 이를 해결하기 위해 상기 가열 어셈블리의 이동에 대응하여 외부 공간에 배치된 변압기를 이동시키는 이동부가 외부 공간에 배치될 수 있다.

그렇다 하더라도 도 42를 다시 참조하면, 외부 공간에 변압기가 배치되는 경우, 내부 공간과 외부 공간을 구분 짓는 외벽의 구현이 어려워지는 문제점이 또 발생할 수 있다.

상기 내부 공간과 외부 공간을 구분 짓는 외벽에는 외부 공간에서 내부공 공간으로 출력선(9120)이 배치될 수 있는 구조가 형성되어야 한다. 한편, 상기 외벽의 구조는 내부 공간의 진공 환경 속성을 유지할 수 있도록 형성되어야 한다. 그런데, 상기 구조는 외부 공간과 내부 공간이 서로 연통하여 출력선(9120)이 외부 공간에서 내부 공간으로 배치될 수 있는 관통 구조로 형성되어야 하고, 상기 관통 구조의 크기는 전술한 바와 같이 두껍게 형성되는 출력선(9120)을 고려하여 선택되어야 한다. 따라서, 상기 내부 공간의 진공 환경 속성을 해하지 않으면서 상기 외벽에 출력선(9120)이 통과할 수 있는 구조를 구현하는 것은 매우 어렵게 된다.

이에 따라, 상기 이동부 및 이동부를 구동하기 위한 기타 구동부, 동력 발생원, 외벽의 관통 구조들을 외부 공간에 각각 구현하는 것은 비용적인 문제를 더 발생시킬 수 있다.

본 출원의 몇몇 실시예들은, 전술한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 출원의 변압기를 1) 상기 증착 장치의 내부에 배치하고, 아울러 2) 상기 크루시블(가열 어셈블리)와 상기 변압기의 상대적인 위치관계가 고정될 수 있도록 하는 증착 장치를 개시한다.

본 출원의 실시예에 따르는 증착 장치를 구현하기 위하여, 상기 변압기는 상기 가열 어셈블리의 일측에 고정될 수 있다.

이로써, 상기 변압기는 상기 가열 어셈블리와 함께, 상기 증착 장치의 내부에 설치됨과 동시에 상기 가열 어셈블리와 상기 변압기 사이의 위치관계가 고정될 수 있다. 즉, 상기 가열 어셈블리와 상기 피증착면 사이의 상대적 운동을 구현하기 위해 상기 가열 어셈블리가 상기 증착 장비 내에서 이동을 할 때, 상기 가열 어셈블리의 이동에 따라 상기 변압기가 함께 이동할 수 있게 된다.

이 때, 상기 변압기와 상기 가열 어셈블리 사이의 상대적 위치가 서로 고정되어 있기 때문에 상기 출력선(9120)의 파괴 문제는 더 이상 야기되지 않는다.

한편, 상기 변압기에 직류전원을 공급하기 위한 전원은 상대적으로 플렉시빌리티를 가질 수 있도록 구현하는 데에 문제가 없기 때문에, 상기 변압기의 이동에 따른 상기 입력선(9110)의 파괴 문제는 적게 발생할 수 있게된다.

다만, 다른 실시예에 있어서, 상기 변압기와 상기 가열 어셈블리가 반드시 서로 고정될 필요는 없다.

예를 들어, 상기 가열 어셈블리가 이동함에 따라, 상기 변압기도 함께 동기화되어 이동되도록 상기 증착 장비를 구현할 수 있을 것이다. 이를 위하여, 상기 가열 어셈블리의 이동을 위한 구동부와 별도로 구성되는 다른 구동부가 상기 증착 장비에 구비될 수 있을 것이다.

또한, 내부 공간에 상기 변압기가 배치된다고 하더라도 작은 몇가지 문제점이 남아 있을 수 있다. 상기 변압기가 내부 공간인 고진공 환경 환경내에 구비되는 경우, 변압기 동작에 의해 상기 진공 환경이 훼손되는 문제점이 발생할 수 있다.

따라서, 본 출원의 몇몇 다른 실시예들에 따르면, 상기 증착 장비는 상기 변압기를 내부에 구비하기 위한 진공 박스를 별도로 더 구비할 수 있다.

도 44는 본 출원의 일 실시예예 따른 변압기, 진공 박스, 및 가열 어셈블리를 나타내는 도면이다.

도 44를 참조하면, 또한 상기 변압기가 구비된 진공 박스는 구비된 구동부로부터 동력을 전달 받아, 가열 어셈블리에 동기화되어 이동될 수 있다. 이에 따라, 상기 박스의 내부 공간은 상기 진공 환경과 분리되어 상기 변압기가 동작하더라도 진공 환경을 훼손하는 문제점뿐만 아니라 가열 어셈블리가 이동하는 경우 코일이 파괴되는 문제점도 발생하지 않을 수 있다.

이하에서는, 본 출원의 몇몇 실시예에 따르는, 증착 장비에 대해서 구체적으로 설명한다.

도 45는 본 출원의 일 실시예에 따른 증착 장비를 나타내는 도면이다.

도 45를 참조하면, 본 출원의 몇몇 실시예에 따르는 증착 장비는, 하우징, 가열 어셈블리, 변압기를 구비할 수 있다.

상기 하우징은 내부에 증착과 관련한 구성들이 구현될 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 가열 어셈블리, 변압기 등을 구비할 수 있다. 상기 하우징은 내부 공간과 외부 공간을 구분할 수 있는 밀폐성 높은 외벽을 가질 수 있어, 하우징은 하우징의 내부 공간을 고진공환경 상태로 유지시킬 수 있다.

상기 가열 어셈블리는 크루시블에 놓인 증착 물질을 코일을 이용하여 가열함으로써 상기 증착 물질을 상전이시키고, 피증착면에 상전이된 증착 물질이 증착 될 수 있도록 할 수 있다.

다만, 상기 가열 어셈블리는, 전술한 본 출원의 몇몇 실시예에 따르는 가열 어셈블리의 구성을 가질 수 있으나, 반드시 그에 국한되는 것은 아니다.

상기 변압기는 상기 하우징의 내부에 구비되어, 전술하였듯이 상기 가열 어셈블리의 일측에 고정될 수 있다.

상기 변압기에 대해서 보다 더 구체적으로 설명하고자 한다.

상기 변압기에 구비되는 출력선(9120)은 전술하였듯이 고강성이기 때문에 고정된 형상을 가지고 코일에 연결될 수 있다. 또한, 상기 변압기는 가열 어셈블리의 일측에 고정되어 존재하기 때문에, 상기 출력선(9120) 또한 코일에 연결되어 증착 물질의 증착이 이루어지는 동안에도 상기 고정된 형상의 변화가 크게 없을 수 있다.

한편, 변압기에 구비되는 상기 입력선(9110)은 변압기로부터 연장되어 하우징 외벽에 형성된 관통홀을 통해 외부 공간의 외부 직류 전원에 연결될 수 있다.

상기 입력선(9110)은 전술하였듯이 출력선(9120)에 비하여 상대적으로 저 전원이 인가되기 때문에 출력선(9120)과 같이 두껍게 따로 도선을 구현할 필요 없이, 하우징 내부에 구비된 도선이 상기 입력선(9110) 역할을 하도록 할 수 있다. 상기와 같이 미리 배치된 도선을 이용하지 않는다 하더라도, 미리 작게 형성되어 있는 관통공을 통해 얇은 두께의 입력선(9110)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 변압기가 이동하는 경우에 대응하여, 상기 입력선(9110)은 긴 길이로 구현될 수도 있다.

상기와 같은 구현의 용이함과 더불어, 전술하였듯이 상기 입력선(9110)의 출력선(9120)에 비하여 유연하기 때문에 출력선(9120)과 달리 파괴로 인한 문제 발생은 적을 수 있다.

또한, 전술하였듯이 가열 어셈블리가 구동부에 의해 이동하는 경우, 별도로 구동부가 구비되어 상기 변압기 또한 가열 어셈블리의 일측에 고정된 위치 관계로 이동될 수 있다.

이하에서는 본 출원의 일 실시예에 따른 진공 박스를 구비하는 증착 장비에 대하여 설명하도록 한다.

도 46은 본 출원의 일 실시예에 따른 증착 장비를 나타내는 도면이다.

도 46을 참조하면 본 출원의 몇몇 실시예에 따르는 증착 장비는 하우징, 가열 어셈블리, 변압기, 진공 박스를 구비할 수 있다.

전술하였던 상기 구성들의 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

상기 진공 박스는 내부에 공간을 형성할 수 있다. 또한, 하우징 내부의 조성과 같은 진공 환경일 수 있다.

또한, 상기 진공 박스는 각종 구동부, 도선, 연결 부재 등이 구비될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 변압기의 동작에 따른 하우징 내부의 진공 환경을 해할 수 있어, 상기 변압기는 상기 진공 박스의 내부 공간에 구비될 수 있다.

상기 변압기의 출력선(9120)은 진공 박스에 구현된 관통홀을 통해 연장되어 코일에 연결될 수 있다.

또는, 상기 출력선(9120)의 강성에 대응하는 고 강성의 벨로우즈, 혹은 암(arm) 형태의 연결 부재가 상기 진공 박스에 구비되어 출력선(9120)이 코일에 연결될 수 있다. 상기 연결 부재는 코일까지 연장된 형태로 구현될 수 있고, 상기 연결 부재를 통해 상기 출력선(9120)이 코일에 연결될 수 있다.

상기 변압기의 입력선(9110) 또한 진공 박스에 구현된 관통홀을 통해 연장되어 하우징 외벽의 관통홀을 통해 외부 전원에 연결될 수 있다.

또는, 입력선(9110)의 강성에 대응하는 저 강성의 연결 부재가 진공 박스에 구비되어 외부 공간으로 상기 입력선(9110)이 연통될 수 있다. 상기 연결 부재는 가열 어셈블리의 이동에 대응하여 충분한 길이로 구현될 수 있다. 또한, 상기 연결 부재는 저 강성이기 때문에 유연하게 움직일 수 있다.

따라서, 상기 진공 박스에 구비되는 연결 부재는 내부에 도선이 배치될 수 있도록 내부 공간이 형성될 수 있다.

또한, 전술하였듯이 가열 어셈블리가 구동부에 의해 이동하는 경우, 별도로 구동부가 구비되어 상기 변압기를 구비하는 진공 박스 또한 가열 어셈블리의 일측에 고정된 위치 관계로 이동될 수 있다.

한편, 상기 변압기가 고 진공환경에서 오동작하게 되는 문제점이 간혹 발생할 수 있다. 따라서, 상기 박스의 내부 공간은 일정한 기압 속성을 가질 수 있다. 이때, 기압 환경은 대기압 환경일 수 있다.

다만, 본 출원의 일 실시예에 따른 증착 장비는 전술한 구성 요소들에 더불어 대기압 박스를 더 구비하고 있을 수 있다.

상기 대기압 박스는 외부 환경과 분리되어 일반적으로 내부 환경이 대기압 수준의 기압 환경으로 조성될 수 있다.

또한, 상기 대기압 박스에는 전술하였던 연결 부재, 구동부, 도선 등이 구비되어 있을 수 있다.

또한, 이와 더불어 상기 대기압 박스에는 각종 센서 등이 더 구비되어 환경 변화를 감지할 수 있다.

싱기 실시예에 따른 증착 장비의 변압기는 증착 장비에 구비된 대기압 박스에 내부에 배치될 수 있다. 본 출원의 변압기를 상기 대기압 박스에 배치함으로써, 본 명세서에서 거론된 모든 문제점들을 해결할 수 있다. 즉, 상기 변압기 배치예는 본 출원의 가장 효율적이고 이상적인 변압기 배치예라고 할 수 있겠다.

구체적으로 상기 대기압 박스에 변압기가 배치되는 경우, (1) 외벽에 복잡한 관통 구조 및 구동부, 동력 발생부 등을 형성할 필요가 없으며, (2) 구동부 등이 이미 구현되어 있어 따로 변압기를 따로 이동하는 구성을 구비할 필요 없으며, (3) 대기압 박스는 가열 어셈블리의 일측에 고정된 위치 관계를 가질 수 있으며, 또한 이동할 수 있기 때문에 출력선(9120)의 파괴 문제가 발생하지 않고, (4) 대기압 박스 내부는 진공 환경과 분리되어 변압기가 동작함에 따라 진공 환경을 해할 일 없으며, (5) 대기압 박스에는 일정 기압 환경이 적용되므로 변압기가 동작하므로 오동작하게되는 문제도 발생하지 않게 된다.

상술한 본 발명에 따른 가열 어셈블리에 있어서, 각 실시예를 구성하는 단계가 필수적인 것은 아니며, 따라서 각 실시예는 상술한 단계를 선택적으로 포함할 수 있다. 또 각 실시예를 구성하는 각 단계는 반드시 설명된 순서에 따라 수행되어야 하는 것은 아니며, 나중에 설명된 단계가 먼저 설명된 단계보다 먼저 수행될 수도 있다. 또한 각 단계는 동작하는 동안 어느 한 단계가 반복적으로 수행되는 것도 가능하다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

1000: 하우징 2000: 가열 어셈블리
3000: 크루시블 3100: 외벽
3200: 노즐 5000: 가열수단
6000: 코일 6100: 자기장
6200: 자기선속 8000: 페라이트
9000: 기타 구성 요소 9100: 변압기/변류기
9110: 입력선 9120: 출력선
10000: 증착 장치

Claims

내부에 증착 물질이 놓이는 하부 영역 및 상기 증착 물질을 방출하는 노즐이 형성된 상부 영역을 포함하는 크루시블; 및
상기 크루시블의 외측에 배치되는 코일;을 포함하되
상기 코일에는 고 주파수 전원이 인가되어 상기 고주파수 전원에 대응하는 코일 전류가 흐르고, 상기 코일 전류에 대응하여 상기 코일 주변에 다이나믹한 자기장이 1차 유도되고, 상기 다이나믹한 자기장에 대응하여 상기 크루시블에 유도 전류가 2차 유도되고, 상기 유도 전류에 따라 상기 크루시블에 열이 발생하여 상기 크루시블이 가열되고
상기 코일은 상기 크루시블의 상부 영역을 가열하기 위해 상기 상부 영역을 둘러싸도록 배치되는 제1 코일 및 상기 크루시블의 하부 영역을 가열하기 위해 상기 하부 영역을 둘러싸는 제2 코일을 포함하되, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 각각이 상기 크루시블의 서로 다른 영역을 개별적으로 가열하기 위하여 상기 제1 코일과 상기 제2 코일이 상기 크루시블의 높이 방향을 따라 나란히 배치되고,
상기 증착 물질을 방출하는 상기 크루시블의 상부 영역의 온도가 상기 크루시블의 하부 영역의 온도보다 높게 유지되도록, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 각각 인가되는 상기 고 주파수 전원의 속성은 상이하게 제어되는 것을 특징으로 하는
증착 장비용 가열 어셈블리.
제1 항에 있어서,
상기 고 주파수 전원의 속성은 전원의 세기 및 주파수인
증착 장비용 가열 어셈블리.
제1 항에 있어서,
상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이의 자기장 간섭을 방지하기 위해 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이에 배치되는 제1 자기장 집속 수단;을 더 포함하는
증착 장비용 가열 어셈블리.
제3 항에 있어서,
상기 제1 코일 및 상기 제2 코일의 외측에 배치되는 제2 자기장 집속 수단;을 더 포함하는
증착 장비용 가열 어셈블리.
제1 항에 있어서,
상기 크루시블의 상부 영역과 하부 영역 사이에 열전도 억제 요소가 형성되는
증착 장비용 가열 어셈블리.
내부에 증착 물질이 놓이는 하부 영역 및 상기 증착 물질을 방출하는 노즐이 형성된 상부 영역을 포함하는 크루시블; 및
상기 크루시블의 외측에 배치되는 코일;을 포함하되
상기 코일에는 고 주파수 전원이 인가되어 상기 고 주파수 전원에 대응하는 코일 전류가 흐르고, 상기 코일 전류에 대응하여 상기 코일 주변에 다이나믹한 자기장이 1차 유도되고, 상기 다이나믹한 자기장에 대응하여 상기 크루시블에 유도 전류가 2차 유도되고, 상기 유도 전류에 따라 상기 크루시블에 열이 발생하여 상기 크루시블이 가열되고
상기 코일의 영역은 상기 크루시블의 상부 영역에 대응되도록 배치되는 제1 영역 및 상기 크루시블의 하부 영역에 대응되도록 배치되는 제2 영역을 포함하고,
상기 코일의 제1 영역에 의해 가열되는 상기 크루시블의 상부 영역의 온도는 상기 코일의 제2 영역에 의해 가열되는 상기 크루시블의 하부 영역의 온도보다 높은 것을 특징으로 하는
증착 장비용 가열 어셈블리.
제6 항에 있어서,
상기 크루시블의 상부 영역의 온도가 상기 크루시블의 하부 영역의 온도보다 높도록 하기 위하여 상기 코일의 제1 영역의 단위 길이당 권선수가 상기 코일의 제2 영역의 단위 길이당 권선수보다 큰 것을 특징으로 하는
증착 장비용 가열 어셈블리.
제6 항에 있어서,
상기 크루시블의 상부 영역의 온도가 상기 크루시블의 하부 영역의 온도보다 높도록 하기 위하여 상기 코일의 제1 영역과 대응되도록 배치되는 자기장 집속 수단;을 더 포함하는
증착 장비용 가열 어셈블리.
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