KR102099451B1 - 무기물 증착용 시트 타입 히터 및 무기물 증착용 진공 증착원 장치 - Google Patents

무기물 증착용 시트 타입 히터 및 무기물 증착용 진공 증착원 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무기물 증착용 시트 타입 히터 및 무기물 증착용 진공 증발원 장치에 관한 것으로, 기 설정된 간격에 따라 복수개가 수직 배열되는 세라믹링과, 기 설정된 폭을 가지면서 복수개가 평행하게 배열되며, 복수개 각각은 상단부 및 하단부에서 반원 형태로 절곡되어 서로 연결되고, 상기 세라믹링에 원통 형태로 결합되는 열선플레이트를 포함하는 무기물 증착용 시트 타입 히터를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 무기물 증착용 시트 타입 히터와, 상기 무기물 증착용 시트 타입 히터의 내부에 구비되는 증발도가니와, 상기 무기물 증착용 시트 타입 히터의 외부 및 하부에 각각 구비되어 열손실을 감소시키는 외부 열반사판 및 하부 열반사판과, 상기 증발도가니, 무기물 증착용 시트 타입 히터, 외부 열반사판 및 하부 열반사판을 감싸는 형태로 외부에 구비되는 냉각자켓을 포함하는 무기물 증착용 진공 증발원 장치를 제공할 수 있다.

Description

무기물 증착용 시트 타입 히터 및 무기물 증착용 진공 증착원 장치{SHEET TYPE HEATER FOR INORGANIC MATTER AND EFFUSION CELL APPARATUS FOR INORGANIC MATTER}
본 발명은 무기물의 고온 증착 시 발생하는 히터 손상을 방지하기 위해 시트 타입 히터를 구비하여 열선 구조를 개선함으로써, 무기물의 고온 증착에서 안정적인 증착을 수행할 수 있는 무기물 증착용 시트 타입 히터 및 무기물 증착용 진공 증착원 장치에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, OLED(Organic Light Emitting Diodes, 이하 'OLED'라 함) 시장은 2015년 130억 달러에서 2020년 250 달러로 약 두 배 가까운 성장률을 보일 것으로 전망되고 있고, OLED의 수요가 증가하는 만큼 공급을 위한 설비 투자가 진행될 것이며, 진공 증착원(Effusion cell)의 수요 또한 크게 증가될 것으로 예측되고 있어 보다 개선된 진공 증착원 장치가 요구되고 있다.
한편, OLED 양산 공정은 수분과 공기에 약한 재료 특성상 고진공의 환경에서 얇은 박막의 형태로 코팅을 하며, 이를 수행하기 위한 진공 증착 기술은 상당한 기술력과 경험치를 필요로 하는데, 유기물을 증착시키기 위해서는 300도 이하의 비교적 낮은 온도로 증착이 가능하여 히터의 손상이 크지 않은 반면에, 1000도 이상의 온도를 요구하는 무기물(예를 들면, 금속 등)의 증착 공정은 열 충격으로 인한 내구성에 문제가 발생하고 있다.
이러한 OLED 양산 공정의 생산 효율을 극대화하기 위해서 1회 공정 당 100시간 이상의 장시간 동안 공정이 진행되지만, 상용화되고 있는 와이어 타입의 히터가 끊기는 현상이 평균 교체주기 6개월 이전에 발생해 히터를 교체해야 하며, 이를 위해서 공정을 중단하여야 하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 증착 공정 효율성 및 생산 효율성에 문제점이 있다.
1. 한국등록특허 제10-1582672호(2015.12.29.등록)
본 발명은 무기물의 고온 증착 시 발생하는 히터 손상을 방지하기 위해 시트 타입 히터를 구비하여 열선 구조를 개선함으로써, 무기물의 고온 증착에서 안정적인 증착을 수행할 수 있는 무기물 증착용 시트 타입 히터 및 무기물 증착용 진공 증착원 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 시트 타입 히터로 구비되되, 기 설정된 폭을 갖는 복수개의 열선플레이트가 평행하게 배열되며, 각 열선플레이트는 상단부 및 하단부에서 각각 절곡되어 서로 연결되고, 복수개의 열선 플레이트의 상단부 및 하단부가 각각 복수의 세라믹링의 내주에 결합됨으로써, 열선플레이트를 통해 진공 증발원 장치에 안정적으로 열을 공급할 수 있고, 열을 발생시키는 열선의 면적을 넓혀 전체 영역에 균일하게 열을 공급할 수 있을 뿐만 아니라 내구성을 향상시킬 수 있어 열선의 단선 문제를 미연에 해결할 수 있는 무기물 증착용 시트 타입 히터 및 무기물 증착용 진공 증착원 장치를 제공하고자 한다.
아울러, 본 발명은 시트 타입 히터의 열 손실을 최소화하기 위해 외부 및 바닥에 열반사판을 구비하고, 그 외부에 열 손실 방지 및 단열 최적화를 위해 냉각자켓을 구비하며, 무기물 증발을 위한 증발도가니를 시트 타입 히터의 내측부에 구비함으로써, 열선플레이트를 통해 열 특성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 열 손실 방지 및 단열 최적화를 구현할 수 있는 무기물 증착용 시트 타입 히터 및 무기물 증착용 진공 증착원 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기 설정된 간격에 따라 복수개가 수직 배열되는 세라믹링과, 기 설정된 폭을 가지면서 복수개가 평행하게 배열되며, 복수개 각각은 상단부 및 하단부에서 반원 형태로 절곡되어 서로 연결되고, 상기 세라믹링에 원통 형태로 결합되는 열선플레이트를 포함하는 무기물 증착용 시트 타입 히터가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 열선플레이트는, 탄탈륨(Ta)을 이용하여 제조되는 무기물 증착용 시트 타입 히터.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 세라믹링은, 각각 PBN(Pyrolytic Boron Nitride)을 이용하여 제조되는 무기물 증착용 시트 타입 히터가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 세라믹링은, 상기 열선플레이트가 각각 관통 결합되는 결합홀이 복수개 형성되는 무기물 증착용 시트 타입 히터가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 열선플레이트는, 상기 세라믹링 중에서 하단부 세라믹링에 각 하단부 절곡 부분이 걸리도록 상기 결합홀에 각각 결합되면서 나머지 세라믹링에서는 상기 결합홀에 각각 관통되어 결합되는 무기물 증착용 시트 타입 히터가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 무기물 증착용 시트 타입 히터는, 상기 세라믹링 중에서 상단부 세라믹링의 상부로 돌출되는 상기 열선플레이트의 상단부 절곡 부분에 각각 결합되어 상기 열선플레이트를 고정시키는 고정구를 복수개 구비하는 무기물 증착용 시트 타입 히터가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 세라믹링은, 상기 기 설정된 간격을 유지하면서 지지시키는 복수개의 지지플레이트를 구비하는 무기물 증착용 시트 타입 히터가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 무기물 증착용 시트 타입 히터와, 상기 무기물 증착용 시트 타입 히터의 내부에 구비되는 증발도가니와, 상기 무기물 증착용 시트 타입 히터의 외부 및 하부에 각각 구비되어 열손실을 감소시키는 외부 열반사판 및 하부 열반사판과, 상기 증발도가니, 무기물 증착용 시트 타입 히터, 외부 열반사판 및 하부 열반사판을 감싸는 형태로 외부에 구비되는 냉각자켓을 포함하는 무기물 증착용 진공 증발원 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 증발도가니는, PBN(Pyrolytic Boron Nitride)을 포함하는 세라믹 재질로 제조되는 무기물 증착용 진공 증발원 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 외부 열반사판 및 하부 열반사판은, 탄탈륨(Ta)을 이용하여 제조되는 무기물 증착용 진공 증발원 장치가 제공될 수 있다.
본 발명은 무기물의 고온 증착 시 발생하는 히터 손상을 방지하기 위해 시트 타입 히터를 구비하여 열선 구조를 개선함으로써, 무기물의 고온 증착에서 안정적인 증착을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 시트 타입 히터로 구비되되, 기 설정된 폭을 갖는 복수개의 열선플레이트가 평행하게 배열되며, 각 열선플레이트는 상단부 및 하단부에서 각각 절곡되어 서로 연결되고, 복수개의 열선 플레이트의 상단부 및 하단부가 각각 복수의 세라믹링의 내주에 결합됨으로써, 열선플레이트를 통해 진공 증발원 장치에 안정적으로 열을 공급할 수 있고, 열을 발생시키는 열선의 면적을 넓혀 전체 영역에 균일하게 열을 공급할 수 있을 뿐만 아니라 내구성을 향상시킬 수 있어 열선의 단선 문제를 미연에 해결할 수 있다.
아울러, 본 발명은 시트 타입 히터의 열 손실을 최소화하기 위해 외부 및 바닥에열반사판을 구비하고, 그 외부에 열 손실 방지 및 단열 최적화를 위해 냉각자켓을 구비하며, 무기물 증발을 위한 증발도가니를 시트 타입 히터의 내측부에 구비함으로써, 열선플레이트를 통해 열 특성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 열 손실 방지 및 단열 최적화를 구현할 수 있다.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 무기물 증착용 시트 타입 히터를 예시한 도면이고,
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무기물 증착용 진공 증발원 장치를 예시한 도면이며,
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따라 무기물 증착 공정을 수행하는 것을 설명하기 위한 도면이고,
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따라 수행된 무기물 증착 공정의 증착 성능을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 무기물 증착용 시트 타입 히터를 예시한 도면이다. 여기에서, 본 발명의 실시예들을 더욱 명확하게 설명하기 위해서 상단부, 상단. 상측 등은 후술하는 증발도가니(210)의 개구된 상부와 대응되는 방향을 의미하고, 하단부, 하단, 하측 등은 무기물 증착용 시트 타입 히터(100)에 구비된 열선플레이트(120)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(즉, 증발동가니(210)의 바닥 방향)가 구비되는 방향을 의미하는 것으로 하여 설명한다.
도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무기물 증착용 시트 타입 히터(100)는 세라믹링(110), 열선플레이트(120), 고정구(130) 등을 포함할 수 있다.
세라믹링(110)은 기 설정된 간격에 따라 복수개가 수직 배열되는 것으로, 열선플레이트(120)가 원통 형태로 결합된 상태로 지지할 수 있다.
여기에서, 세라믹링(120)은 각각 PBN(Pyrolytic Boron Nitride) 등을 이용하여 제조되며, 수평으로 일정 폭을 가지면서 열선플레이트(120)가 각각 관통 결합되는 결합홀(112)이 복수개 형성될 수 있다.
또한, 세라믹링(120)은 기 설정된 간격을 유지하면서 지지시키는 복수개의 지지플레이트(114)를 구비할 수 있다.
예를 들면, 세라믹링(110)은 상단부에 배치되는 상단부 세라믹링(110a)와, 하단부에 배치되는 하단부 세라믹링(110b)와, 상단부 세라믹링(110a)와 하단부 세라믹링(110b)의 사이에 구비되는 복수개의 중단부 세라믹링(110c)로 구비될 수 있다.
그리고, 상단부 세라믹링(110a), 하단부 세라믹링(110b) 및 복수개의 중단부 세라믹링(110c)에는 각각 결합홀(112)이 복수개 형성되는데, 하단부 세라믹링(110b)에 형성된 결합홀(112)에는 열선플레이트(120)의 하단부 절곡 부분이 걸리도록 결합되면서 상단부 세라믹링(110a)와 복수개의 중단부 세라믹링(110a)에 형성된 결합홀(112)에는 관통 결합될 수 있도록 동일한 위치에 각각 형성될 수 있다.
또한, 복수개의 지지플레이트(114)가 상단부 세라믹링(110a), 하단부 세라믹링(110b) 및 복수개의 중단부 세라믹링(110c)의 외주면 수직으로 구비될 수 있는데, 중심 수직축을 기준으로 하여 동일한 각도로 분할된 위치에 구비될 수 있다. 예를 들어 120°간격으로 3개의 지지플레이트(114)가 수직으로 구비될 수 있다.
한편, 하단부 세라믹링(110b)은 원통 형태로 구비되며, 그 내측에 열선플레이트(120)의 양끝단자가 위치할 수 있고, 원통의 외주에는 후술하는 외부 열반사판(220)가 결합될 수 있도록 결합구(116)가 복수개 형성될 수 있다.
열선플레이트(120)는 기 설정된 폭을 가지면서 복수개가 평행하게 배열되며, 복수개 각각은 상단부 및 하단부에서 반원 형태로 절곡되어 서로 연결되고, 세라믹링(110)에 원통 형태로 결합되는 것으로, 전원이 공급되어 가열될 수 있다.
여기에서, 열선플레이트(120)는 탄탈륨(Ta) 등을 이용하여 제조되며, 세라믹링(110) 중에서 하단부 세라믹링(110b)에 각 하단부 절곡 부분이 걸리도록 결합홀(112)에 각각 결합되면서 나머지 세라믹링에서는 결합홀(112)에 각각 관통되어 결합될 수 있다.
예를 들면, 열선플레이트(120)는 전원이 연결되는 일끝단자에서 수직 상방으로 기 설정된 길이만큼 연장되다가 반원 형태의 상단부 절곡 부분으로 연결 연장된 후, 수직 하방으로 기 설정된 길이만큼 연장되고, 반원 형태의 하단부 절곡 부분으로 연결 연장되며, 수직 상방으로 기 설정된 길이만큼 연장되는 방식으로 반복 형성된 후, 수직 하방으로 연장되면서 전원이 연결되는 타끝단자가 구비될 수 있다.
여기에서, 열선플레이트(120)의 수평 폭은 세라믹링(110)에 결합되는 원주 길이에 대응하도록 형성될 수 있고, 그 열선플레이트(120)가 이격된 공간 폭은 열선플레이트(120)의 폭 길이에 대응하도록 형성될 수 있다.
고정구(130)는 복수개가 구비되어 세라믹링(110) 중에서 상단부 세라믹링(110a)의 상부로 돌출되는 열선플레이트(120)의 상단부 절곡 부분에 각각 결합되어 열선플레이트(120)를 고정시키는 것으로, 예를 들어 '
Figure 112018019185940-pat00001
' 형태로 형성되며, 복수의 지지플레이트(114)가 구비되는 위치의 상부에서 어느 하나의 상단부 절곡 부분과 인접하는 상단부 절곡 부분을 내부 공간으로 삽입되어 열선플레이트(120)의 상단부를 상단부 세라믹링(110a)에 안정적으로 고정시킬 수 있다.
이러한 고정구(130)가 복수의 지지플레이트(114)가 구비되는 위치에 연계되어 열선플레이트(120)를 세라믹링(110)에 고정시킴으로써, 더욱 안정적이고 견고하게 지지 고정시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 무기물 증착용 시트 타입 히터(100)는 도 1f에 도시한 바와 같은 열 해석 시뮬레이션을 통해 본 발명의 일 실시예와 같은 무기물 증착용 시트 타입 히터(100)를 사용할 경우 열 특성을 분석한 후, 열이 국부적으로 가해지는 것을 분석하여 디자인 설계를 진행함으로써, 최적의 가열 성능 및 내구성을 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명은 무기물의 고온 증착 시 발생하는 히터 손상을 방지하기 위해 시트 타입 히터를 구비하여 열선 구조를 개선함으로써, 무기물의 고온 증착에서 안정적인 증착을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 시트 타입 히터로 구비되되, 기 설정된 폭을 갖는 복수개의 열선플레이트가 평행하게 배열되며, 각 열선플레이트는 상단부 및 하단부에서 각각 절곡되어 서로 연결되고, 복수개의 열선 플레이트의 상단부 및 하단부가 각각 복수의 세라믹링의 내주에 결합됨으로써, 열선플레이트를 통해 진공 증발원 장치에 안정적으로 열을 공급할 수 있고, 열을 발생시키는 열선의 면적을 넓혀 전체 영역에 균일하게 열을 공급할 수 있을 뿐만 아니라 내구성을 향상시킬 수 있어 열선의 단선 문제를 미연에 해결할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 무기물 증착용 시트 타입 히터를 구비하고, 열손실을 방지하기 위한 외부 열반사판, 하부열반사판 및 냉각 자켓을 구비한 무기물 증착용 진공 증발원 장치에 대해 설명한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무기물 증착용 진공 증발원 장치를 예시한 도면이다.
도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무기물 증착용 진공 증발원 장치(200)는 무기물 증착용 시트 타입 히터(100), 증발도가니(210), 외부 열반사판(220), 하부 열반사판(230), 냉각자켓(240) 등을 포함할 수 있다. 여기에서, 무기물 증착용 시트 타입 히터(100)는 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시에에서 구체적으로 설명하였으므로 이하에서는 생략하기로 한다.
증발도가니(210)는 무기물 증착용 시트 타입 히터(100)의 내부에 구비되는 것으로, 예를 들어 은(Ag) 등과 같은 무기물이 장입되어 무기물 증착용 시트 타입 히터(100)의 가열 시 증발될 수 있다. 이러한 증발도가니(210)는 상부가 개구된 원통 형태로 PBN(Pyrolytic Boron Nitride) 등을 포함하는 세라믹 재질을 이용하여 제조될 수 있다.
외부 열반사판(220)은 무기물 증착용 시트 타입 히터(100)의 외부에 각각 구비되어 열손실을 감소시키는 것으로, 원통 형태로 탄탄륨(Ta) 등을 이용하여 제조되며, 예를 들어 하단부 세라믹링(110b)의 외주에 형성된 결합구(116)에 결합되도록 내측 방향으로 돌출된 결합돌기(도시 생략됨)이 형성되어 세라믹링(110)의 외부에 안정적으로 결합될 수 있다.
하부 열반사판(230)은 무기물 증착용 시트 타입 히터(100)의 하부에 각각 구비되어 열손실을 감소시키는 것으로, 탄탄륨(Ta) 등을 이용하여 제조되며, 예를 들어 무기물 증착용 시트 타입 히터(100)가 내측에 구비되도록 원통형의 수용 공간이 형성되면서 원형 상단링(232), 원형 하단플레이트(234) 및 복수의 지지포스트(236)를 구비할 수 있다.
여기에서, 원형 상단링(232)와 원형 하단플레이트(234)는 복수의 지지포스트(236)를 통해 지지 결합되며, 원형 하단플레이트(234)에는 전원 연결 및 지지 구조물의 결합을 위해 복수의 관통홀(238)이 형성될 수 있고, 일정 간격 이격되어 두 개의 원형 하단플레이트(234)가 구비될 수 있다.
상술한 바와 같은 외부 열반사판(220)과 하부 열반사판(230)을 통해 무기물 증착용 시트 타입 히터(100)의 가열 시 열이 외부로 유출되는 것을 방지함으로써, 열손실을 최소화할 수 있다.
냉각자켓(240)은 증발도가니(210), 무기물 증착용 시트 타입 히터(100), 외부 열반사판(220) 및 하부 열반사판(230)을 감싸는 형태로 외부에 구비되는 것으로, 상부가 개구된 원통 형태로 알루미늄(Al) 등을 이용하여 제조됨으로써, 무기물 증착용 시트 타입 히터(100)의 열손실을 최소화하면서 단열 특성을 최적화할 수 있다.
따라서, 본 발명은 시트 타입 히터의 열 손실을 최소화하기 위해 외부 및 바닥에 열반사판을 구비하고, 그 외부에 열 손실 방지 및 단열 최적화를 위해 냉각자켓을 구비하며, 무기물 증발을 위한 증발도가니를 시트 타입 히터의 내측부에 구비함으로써, 열선플레이트를 통해 열 특성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 열 손실 방지 및 단열 최적화를 구현할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 무기물 증착용 진공 증발원 장치를 이용하여 무기물 증착 공정을 수행한 결과에 따른 증착 성능에 대해 설명한다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따라 무기물 증착 공정을 수행하는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따라 수행된 무기물 증착 공정의 증착 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3d와 도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무기물 증착용 시트 타입 히터(100)가 적용된 무기물 증착용 진공 증발원 장치(200)의 증착 성능을 검증하기 위해서 고온 챔버를 사용하였고, 대략 5.0×10-6 torr의 고진공 상태에서 무기물 증착 공정을 수행하였다.
또한, 온도 제어 확인은 C 타입 T/C(Temperature Controller)을 통해 1200℃의 공정 온도를 확인하였으며, 증착 속도는 2 Å/s로 제어하는 것을 QCM(Quartz Crystal Monitor) 컨트롤러를 통해 확인하였고, 균일도 확인을 위해 챔버 상단의 기판 트레이를 통해 슬라이드 글라스에 은(Ag) 박막 두께를 측정하여 확인하였다. 여기에서, 도 3a 및 도 3b는 진공 증발원 장치의 설치 사진이고, 도 3c는 무기물인 은(Ag)의 투입 사진이며, 도 3d는 가열 시 장치 입구 사진이다.
상술한 바와 같은 무기물 증착 공정을 수행한 결과, 도 4a에 도시한 바와 같이 진공 증발원 장치의 공정 온도를 1200℃로 균일하게 유지할 수 있도록 제어할 수 있음을 확인할 수 있고, 도 4b에 도시한 바와 같이 진공 증발원 장치의 증착 속도를 2 Å/s에서 오차 범위 ±3% 이내에서 안정적으로 제어할 수 있음을 확인할 수 있다.
또한, 박막 두께 균일도에서는 450 mm의 기판에서 5% 이내이어야만 하는 기준을 충족시키는지 확인하였는데, 도 4c에 도시한 바와 같이 실제 증착된 두께를 측정한 후, MAX-MIN 산출 기법을 통해 박막 두께 균일도가 3.38%임을 확인할 수 있다.
여기에서, 도 4d에 도시한 바와 같이 기판을 챔버 상단 기판 트레이를 이용하여 10개의 슬라이드 글라스를 장착한 상태에서 알파스텝을 통해 슬라이드 글라이스 위에 증착된 은 박막의 단차를 측정하는 방식으로 기판의 두께를 측정하였으며, 그 결과 본 발명의 시트 타입 히터가 적용된 진공 증발원 장치의 균일도는 450 mm 기판에서 5% 이내의 균일도를 나타내고 있음을 확인할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
100 : 무기물 증착용 시트 타입 히터
110 : 세라믹링
120 : 열선플레이트
130 : 고정구
200 : 무기물 증착용 진공 증발원 장치
210 : 증발도가니
220 : 외부 열반사판
230 : 하부 열반사판
240 : 냉각자켓

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  8. 기 설정된 간격에 따라 복수개가 수직 배열되는 세라믹링과,
    기 설정된 폭을 가지면서 복수개가 평행하게 배열되며, 복수개 각각은 상단부 및 하단부에서 반원 형태로 절곡되어 서로 연결되고, 상기 세라믹링에 원통 형태로 결합되는 열선플레이트와,
    상기 세라믹링 중에서 상단부 세라믹링의 상부로 돌출되는 상기 열선플레이트의 상단부 절곡 부분에 각각 결합되어 상기 열선플레이트를 고정시키며, '
    Figure 112020012917826-pat00021
    ' 형태로 형성되어 개별적으로 하나씩 결합되는 복수개의 고정구를 구비하는 무기물 증착용 시트 타입 히터;
    상기 무기물 증착용 시트 타입 히터의 내부에 구비되는 증발도가니;
    상기 무기물 증착용 시트 타입 히터의 외부 및 하부에 각각 구비되어 열손실을 감소시키는 외부 열반사판 및 하부 열반사판; 및
    상기 증발도가니, 무기물 증착용 시트 타입 히터, 외부 열반사판 및 하부 열반사판을 감싸는 형태로 외부에 구비되는 냉각자켓;을 포함하고,
    상기 세라믹링은 상단부에 배치되는 상단부 세라믹링과, 하단부에 배치되는 하단부 세라믹링과, 상기 상단부 세라믹링과 하단부 세라믹링의 사이에 구비되는 복수개의 중단부 세라믹링을 포함하며,
    상기 하부 열반사판은 상기 무기물 증착용 시트 타입 히터가 내측에 구비되도록 원통형의 수용공간이 형성되면서 원형 상단링, 일정 간격 이격되는 두 개의 원형 하단플레이트 및 복수의 지지포스트를 구비하고, 상기 원형 상단링과 상기 원형 하단플레이트가 상기 복수의 지지포스트를 통해 지지 결합되며,
    상기 외부 열반사판은 상기 열선플레이트와 대향하고, 상기 하단부 세라믹링 외주에 형성된 결합구에 결합되도록 내측 방향으로 돌출된 결합돌기가 형성되는, 무기물 증착용 진공 증발원 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 증발도가니는, PBN(Pyrolytic Boron Nitride)을 포함하는 세라믹 재질로 제조되는 무기물 증착용 진공 증발원 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 외부 열반사판 및 하부 열반사판은, 탄탈륨(Ta)을 이용하여 제조되는 무기물 증착용 진공 증발원 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 열선플레이트는, 탄탈륨(Ta)을 이용하여 제조되는 무기물 증착용 진공 증발원 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 세라믹링은, 각각 PBN(Pyrolytic Boron Nitride)을 이용하여 제조되는 무기물 증착용 진공 증발원 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 세라믹링은, 상기 열선플레이트가 각각 관통 결합되는 결합홀이 복수개 형성되는 무기물 증착용 진공 증발원 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 열선플레이트는, 상기 세라믹링 중에서 하단부 세라믹링에 각 하단부 절곡 부분이 걸리도록 상기 결합홀에 각각 결합되면서 나머지 세라믹링에서는 상기 결합홀에 각각 관통되어 결합되는 무기물 증착용 진공 증발원 장치.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 세라믹링은, 상기 기 설정된 간격을 유지하면서 지지시키는 복수개의 지지플레이트를 구비하는 무기물 증착용 진공 증발원 장치.
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