KR102629005B1 - 다수 종류의 증착물질의 혼합비율을 보완하여 줄 수 있는 복합증발장치 - Google Patents

다수 종류의 증착물질의 혼합비율을 보완하여 줄 수 있는 복합증발장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수 종류의 증착물질들을 각기 구별되는 증발온도로 증발시켜줄 수 있는 복합증발장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 기판 측에 증착시킬 복수 종류의 증착물질들 각각이 구분되어 수용될 수 있도록 다수의 수용룸이 마련된 수용부; 상기 수용부의 수용룸 외측의 적어도 일부 부분에 결합되며, 상기 수용부의 수용룸에 수용된 상기 증착물질 각각이 증발되기 위하여 필요한 열에너지를 공급하는 히터부; 및 상기 수용부의 상측에 마련되며, 상기 수용부 측에서 증발된 복수 종류의 증착물질이 기화된 상태에서 혼합되는 혼합공간을 제공하며, 상측에 기판측을 향하는 방출구가 형성된 혼합부;를 포함하며, 상기 혼합부는, 상기 혼합부 내측에 마련되는 상기 혼합공간 상으로 증발되어 유입된 상기 복수 종류의 증착물질들이 상기 기판측으로 균일하게 혼합되어 이동할 수 있도록 열에너지를 공급하는 배플(baffle)을 구비하여, 증착물질의 증발과정에서의 변성 발생을 억제할 수 있으며, 증발된 다수 종류의 증착물질이 균일하게 혼합되어 기판에 증착될 수 있는 기술이 개시된다.

Description

다수 종류의 증착물질의 혼합비율을 보완하여 줄 수 있는 복합증발장치{Multi Source Mixture Ratio Supporting Apparatus for Multi Source Co-Deposition }
본 발명은 기판에 대한 증착공정을 실시하는데 이용되는 증발장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물리적 화학적 특성이 서로 다른 증착물질들을 개별적으로 동시에 증발시키고 균일한 혼합비율로 혼합되도록 하여 대면적의 기판에 증착되는 증착물질들의 혼합비율의 균일성을 확보할 수 있는 복합증발장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치들 중, 유기 발광 디스플레이 장치는 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수하며, 응답속도가 매우 빠르다는 장점이 있기에 차세대 디스플레이장치로 각광을 받고 있으며, 이에 대한 연구 또한 활발히 이루어지고 있다.
유기발광디스플레이장치와 같은 평판 디스플레이장치에서, 유기물이나 전극으로 사용되는 금속 등은 진공의 분위기 속에서 해당물질을 증착하여 평판 상에 박막을 형성시키는 진공증착방법이 널리 이용되고 있다.
진공증착방법은 진공챔버 내부에 유기박막을 성막시킬 기판을 위치시키고, 형성시키고자 하는 박막 등의 패턴과 동일한 패턴을 갖는 증착용마스크를 기판에 밀착시킨 후 증착물질 증발장치를 이용하여 유기물과 같은 증착물질을 증발 또는 승화시키어 기판에 증착시키는 방법으로 실시되며 특히, 기판상에 둘 이상의 종류의 증착물질을 이용하여 도핑층을 형성시키고자 하는 경우에는 증착물질들을 동시에 증발시키어서 기판에 증착시키는 방법으로 실시되고 있다.
이와 같이 여러 종류의 증착물질을 이용하여 도핑층을 형성시키기 위한 증착장치에 관하여 다양한 기술이 제안되고 연구되고 있다. 이러한 증착장치에 관한 기술 중에는 대한민국 등록특허 제 10-0532657호 (발명의 명칭 : 다증발원을 이용한 동시증착에서 균일하게 혼합된 박막의 증착을 위한 증발영역조절장치. 이하 선행기술 이라 함) 등이 있다.
이러한 선행기술에 따르면, 여러 증착물질들이 기판 면상의 동일한 영역에 이르러서 균일하게 중첩적으로 혼재되어 증착됨으로써 균일하게 혼합된 박막층을 형성시키는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 선행기술 등에 따르면 다음과 같은 문제점이 있었다. 여러 종류의 증착물질들을 동시에 증착시키기 위해서 각각의 증착물질들을 증발시켜야하는데 고온에서 증발되는 증착물질을 증발시키기 위하여 가해준 열이 저온에서 증발되는 증착물질 측으로 전달됨으로써 과도한 열에 의한 변성을 야기시킬 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 증발된 증착물질이 기판면 근처에서 증착되기 직전에 중첩적으로 증착되는 형태로 혼합되기 때문에 국부적으로 혼합비율이 일정하지 않게 되는 경우가 종종 발생하였다. 따라서, 증착물질이 일정한 혼합비율로 고르게 혼합된 증착층을 얻기가 어렵다는 문제점 또한 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 물리적 화학적 특성이 서로 다른 증착물질들이 각기 고유의 증발온도로 증발될 수 있도록 필요한 수준의 열에너지를 공급하고, 각기 개별적으로 증발된 증착물질들이 혼합공간 상의 국소적인 부분에서도 균일하게 혼합될 수 있도록 하여, 기판상에 증착되는 증착물질이 전반적으로 균일한 혼합비율로 기판에 증착될 수 있는 복합증발장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 복합증착장치는 기판 측에 증착시킬 복수 종류의 증착물질들 각각이 구분되어 수용될 수 있도록 다수의 수용룸이 마련된 수용부; 상기 수용부의 수용룸 외측의 적어도 일부 부분에 결합되며, 상기 수용부의 수용룸에 수용된 상기 증착물질 각각이 증발되기 위하여 필요한 열에너지를 공급하는 히터부; 및 상기 수용부의 상측에 마련되며, 상기 수용부 측에서 증발된 복수 종류의 증착물질이 기화된 상태에서 혼합되는 혼합공간을 제공하며, 상측에 기판측을 향하는 방출구가 형성된 혼합부;를 포함하며, 상기 혼합부는, 상기 혼합부 내측에 마련되는 상기 혼합공간 상으로 증발되어 유입된 상기 복수 종류의 증착물질들이 상기 기판측으로 균일하게 혼합되어 이동할 수 있도록 열에너지를 공급하는 배플(baffle)을 구비하고 있는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 방출구는, 상기 혼합공간 내에서 혼합된 상기 증착물질들이 상기 기판측으로 유입될 수 있도록 일방향으로 길게 형성된 방출슬릿 또는 일방향으로 길게 배열된 다수개의 방출노즐인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
또한, 다수의 상기 수용룸 각각의 상측에는, 상기 수용룸과 상기 혼합부를 구분지어주며, 상기 혼합공간 측에 존재하는 증착물질들이 역으로 유입되는 것을 억제하기 위한 루프(roof)가 마련되어 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가, 상기 루프에는 상기 수용룸에서 증발된 증착물질들이 상기 혼합부의 혼합공간 측으로 유입될 수 있도록 가이드하는 가이드구가 마련되어 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 상기 가이드구는 일방향으로 길게 형성된 가이드슬릿인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 상기 가이드슬릿은 상기 루프 또는 상기 수용룸의 바닥면에 대하여 일정한 기울기를 가지도록 형성된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
또한, 상기 가이드구는 일정한 크기를 갖는 가이드노즐이며, 하나의 루프에 대하여 상기 가이드노즐이 다수 마련되어 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가, 상기 가이드노즐은 상기 루프 또는 상기 수용룸의 바닥면에 대하여 일정한 기울기의 각도를 가지도록 형성된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
또한, 상기 수용부에 마련된 다수의 상기 수용룸은, 이웃하는 수용룸으로부터의 열적 영향(thermal effect) 또는 열적 간섭(thermal interference)을 억제하기 위하여, 각각 이웃하는 수용룸과의 바닥면의 높이가 서로 다르게 마련된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 다수의 상기 수용룸 각각의 사이에 마련되며, 이웃하는 수용룸으로의 열적 간섭(thermal interference)을 억제하기 위한 열전달억제수단;을 더 포함하며, 상기 히터부 및 상기 열전달억제수단에 의해 다수의 상기 수용룸 각각이 개별적인 온도로 제어될 수 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가, 상기 히터부는, 다수의 상기 수용룸마다 각기 다른 열에너지를 공급할 수 있도록 구분되는 히터존을 다수 포함하며, 상기 열전달억제수단은 열차단재 또는 냉각판인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
본 발명에 따른 복합증발장치는 증착물질 별로 증발온도에 맞는 수준의 열에너지를 공급함으로써 증착물질에 과도한 열이 공급되어 야기될 수 있는 변성의 발생을 억제시킬 수 있으며, 증발된 증착물질이 혼합공간 내에서 보다 균일하게 혼합될 수 있도록 배플을 통하여 열에너지를 공급하기 때문에 혼합공간으로 유입된 증착물질들이 고르게 혼합될 수 있게 된다. 따라서, 기판측으로 유입되는 동안에 증착물질들의 혼합비율을 안정적으로 일정하게 유지시킬 수 있게되어 증착불량발생을 억제시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 다수의 수용룸이 이웃하여 배치되어 증발장치의 부피를 대폭 감소시킬 수 있으므로 공간적 낭비를 억제시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복합증발장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 응용된 실시 예에 따른 복합증발장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 응용된 다른 실시 예에 따른 복합증발장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 응용된 또 다른 실시 예에 따른 복합증발장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 응용된 또 다른 실시 예에 따른 복합증발장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 응용된 또 다른 실시 예에 따른 복합증발장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
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 복합증발장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 응용된 실시 예에 따른 복합증발장치를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3 내지 도 6은 본 발명의 응용된 각기 다른 실시 형태에 따른 복합증발장치들을 개략적으로 나타낸 도면들이다.
먼저, 도 1 또는 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 복합증발장치(100, 110) 는 배플(baffle)을 구비하고 있는 혼합부(400), 수용부(200) 및 히터부(300)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 수용부(200)는 증착물질(m1,m2,m3)들을 수용하는 부분으로서, 다수의 수용룸(211,213,215)을 포함하고 있다. 여기서 수용룸(211,213,215)은 기판측에 증착시킬 복수 종류의 증착물질들(m1,m2,m3) 각각이 구분되어 수용되도록 마련되는 것으로서, 증착공정에 사용될 증착물질의 종류 수 만큼 다수 마련된다. 그리고, 하나의 수용룸에 한 종류의 증착물질이 수용된다는 것이다. 그리고, 이와 같은 다수의 수용룸들(211,213,215)이 수용부(200)에 포함된다.
여기서 각각의 수용룸들(211,213,215)은 상측에서 적어도 일부분이 혼합부(400)측과 연통될 수 있도록 개방되어 있다. 그리고, 후술할 혼합부(400)에 대하여 간단히 언급하자면, 혼합부(400)는 수용부(200)측에서 증발된 다수 종류의 증착물질들(m1,m2,m3)이 기화된 상태에서 혼합되는 혼합공간(433)을 제공한다. 이러한 혼합부(400)의 내측에 마련되는 혼합공간(433)이 수용룸(211, 213, 215) 각각과 공간적으로 연통되어 있다는 것이다.
그리고, 각각의 수용룸(211, 213, 215)들은 서로에 대하여 다양하게 배치된 형태를 가질 수 있다. 여기서, 각각의 수용룸(211, 213, 215)들이 서로에 대하여 열적 간섭 또는 열적영향을 주거나 받지 않도록 배치되는 것이 중요하다. 아울러 다수의 수용룸(211, 213, 215) 각각이 개별적인 온도로 제어될 수 있는 것이 바람직하다. 증착물질의 종류마다 각기 고유한 물리적 화학적 성질이 다르다. 예를 들어 증발온도의 경우 증착물질들마다 고유의 증발온도가 있으며, 과도한 열에너지 공급은 증착물질의 변성을 가져올 수 있다.
따라서, 증착물질들마다 증발하는데 있어서 필요한 만큼 적정수준의 온도가 되도록 열에너지를 공급하고, 각 수용룸(211, 213, 215) 사이의 열적 간섭을 억제함으로써, 각 수용룸(211, 213, 215)에 수용된 증착물질(m1,m2,m3)에 맞는 증발온도로 가열될 수 있도록 개별적으로 온도가 제어되는 것이 바람직하다는 것이다.
예를 들어, 도 1 내지 도 3에서 참조되는 바와 같이 이웃하는 수용룸(211,213,215)으로부터의 열적 영향(thermal effect) 또는 열적 간섭(thermal interference)을 억제하기 위하여, 각각 이웃하는 수용룸(221,213,215)과의 바닥면의 높이가 서로 다르게 마련된 것이 바람직하다.
이처럼 이웃하고 있는 수용룸(211,213,215)과의 바닥면의 높이가 서로 다르게 마련되고 각 수용룸(211,213,215)에 수용된 증착물질(m1,m2,m3)의 부분을 후술할 히터부(300)를 통해 각기 독립적으로 가열을 함으로써 증착물질(m1,m2,m3)마다 요구되는 적정수준의 증발온도로 가열시켜 줄 수 있게 된다.
도 1 내지 도 3에서 참조되는 바와 같이, 각 증착물질(m1,m2,m3)이 수용룸(211,213,215)에 수용되어서 형성되는 증착물질(m1,m2,m3) 수용층의 높이가 이웃하는 증착물질(m1,m2,m3) 수용층의 높이와 겹쳐지지 않게 수용시키면(다시 말해서, 증착물질(m1,m2,m3) 수용층의 수준(level)이 이웃하는 증착물질(m1,m2,m3) 수용층의 수준과 겹쳐지지 않도록 다르게 수용시키면), 각 수용룸(211,213,215)간의 열적 영향 또는 열적간섭의 문제가 발생할 가능성을 더욱 억제시킬 수 있다.
또한, 도1 내지 도 3에서 참조되는 바와 같은 수용룸의 배치형태 이외에도 도 4 내지 도 6에서 참조되는 바와 같이 열전달억제수단을 포함하는 응용된 실시 형태 또한 가능하다.
열전달억제수단은 수용룸(211, 213, 215)과 수용룸(211, 213, 215) 사이의 열적 영향 또는 열적 간섭(thermal interference)을 억제시켜주기 위하여 마련된다. 즉, 열전달억제수단은 서로 이웃하여 배치된 수용룸 사이에 마련되며, 서로 이웃하는 수용룸(211, 213, 215) 사이의 열적 간섭을 억제하여 준다.
따라서, 수용부(200)의 수용룸(211, 213, 215)에 수용된 증착물질(m1,m2,m3)이 증발되기 위하여 필요한 열에너지를 공급하여주는 히터부(300)와 위와 같은 열전달억제수단에 의해 다수의 수용룸(211, 213, 215) 각각이 개별적인 온도로 제어되도록 한다.
이러한 열전달억제수단으로서 바람직한 형태로 열차단재 또는 냉각판이 있을 수 있다. 열차단재는 서로 이웃하는 수용룸(211, 213, 215) 사이에 배치되어 두 수용룸(211, 213, 215) 사이에 열적 간섭을 억제시켜줄 수 있으므로 바람직하다.
도 4 내지 도6에서 참조되는 도면에서는 열전달억제수단으로서 냉각판(510)을 이용하는 것을 개략적로 나타내었다.
냉각판(510) 또한 서로 이웃하는 수용룸(211, 213, 215) 사이에 배치된다. 그리고 서로 이웃하는 두 수용룸(211, 213, 215)의 온도보다 낮은 온도를 유지한다. 이를 위해 냉각판(510)의 내부에는 냉매가 흐르는 냉매파이프(미도시)가 내장되어 있을 수 있다. 서로 이웃하는 두 수용룸(211, 213, 215)의 온도보다 낮은 온도를 냉각판(510)이 유지함으로써 두 수용룸(211, 213, 215) 사이의 열적 영향 또는 열적 간섭이 발생하는 것을 억제할 수 있게 된다.
이처럼 이웃하고 있는 수용룸(211,213,215) 사이에 열적 간섭을 억제시켜주는 열전달억제수단으로서 냉각판(510)이 마련되고, 각 수용룸(211,213,215)에 수용된 증착물질(m1,m2,m3)의 부분을 후술할 히터부(300)를 통해 각기 독립적으로 가열을 함으로써 증착물질(m1,m2,m3)마다 요구되는 적정수준의 증발온도로 가열시켜 줄 수 있게 된다.
도 4 내지 도 6에서는 수용부(200)에 포함되는 수용룸(211,213,215)이 3개 마련되고, 냉각판(510)이 수용룸(211, 213, 215) 사이에 마련된 형태를 예시적으로 도시하였으며, 도면에 도시된 바와 같은 형태로서 더 많은 수의 수용룸이 연이어 이웃하고 있도록 배치되어 마련된 실시형태 또한 충분히 가능하다. 이러한 경우 이웃하는 수용룸(211, 213, 215) 사이에 냉각판(510)과 같은 열전달억제수단이 마련되는 것이 바람직하다.
그리고, 수용룸(211,213,215)을 구성하는 재질은 증착물질(m1,m2,m3)을 가열시키기 위한 도가니로와 같은 소재로 이루어지면 충분하며, 세라믹재질 등으로 이루어질 수도 있다.
이와 같이 수용룸(211, 213, 215)은 도 1에 도시된 바와 같은 형태 또는 도 4에 도시된 바와 같은 형태도 가능하지만, 여기서 좀 더 응용하여 도 2, 도 3, 도5 및 도6에 도시된 바와 같이 수용룸 상측에 루프(roof) 또는 방출구가 형성된 형태 또한 바람직하다. 이에 관한 설명은 후술하기로 한다.
히터부(300)는 수용부(200)의 외측의 적어도 일부 부분에 결합되며, 수용부(200)의 수용룸(211,213,215)에 수용된 증착물질(m1,m2,m3) 각각이 증발되기 위하여 필요한 열에너지를 수용룸(211,213,215)에 공급하여 준다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 히터부(300)는 히터존을 다수 포함하고 있다. 여기서 히터존(heater zone)은 수용룸(211,213,215)의 일측 또는 타측에 마련되며, 다수의 수용룸(211,213,215)마다 각기 다른 열에너지를 공급할 수 있도록 구분되어 있는 것이다. 이러한 히터존의 구체적인 형태의 예로서 히팅플레이트(310)를 들을 수 있다.
도 1의 (b) 또는 도 4의(b)에서, 좌측의 수용룸(211)을 제1수용룸(211),이라고 하고, 가운데에 위치한 수용룸(213)을 제2수용룸(213)이라고 하며, 우측의 수용룸(215)을 제3수용룸(215)이라고 설명의 편의상 칭하기로 한다.
도면에서 참조되는 바와 같이, 제2수용룸(213)에 수용된 제2증발물질(m2)를 가열시키기 위한 히팅존인 히팅플레이트(310)가 제2수용룸(213)의 양측 외면에 접하도록 마련되어 있다.
그리고, 제1수용룸(211)에 수용된 제1증발물질(m1)을 가열시키기 위한 히팅존인 히팅플레이트(310)가 제1수용룸(211)의 외측면(도면에서 보이는 모습을 기준으로 좌측 외면)에 마련되어 있고, 제3수용룸(215)에 마련된 제3증발물질(m3)을 가열시키기 위한 히팅플레이트(310)가 제3수용룸(215)의 외측면(도면 기준으로 우측 외면)에 마련되어 있는 것을 예시적 형태로서 도시하였다.
이와 같이, 각각의 히팅플레이트(310)는 각각에 대응되는 수용룸(211,213,215)에 인접하여 장착되고, 각 수용룸(211, 213, 215)측으로 열을 공급하여 수용룸(211,213,215)에 수용된 증착물질(m1,m2,m3)이 증발될 수 있도록 가열한다. 그리고, 각각의 히팅플레이트(310)가 각각의 수용룸(211,213,215)측에 가해주는 열량은 개별적으로 제어될 수 있는 것이 바람직하다.
이를 위해, 앞서 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 이웃하는 수용룸(211, 213, 215) 사이의 수준차가 있도록 구성하는 실시형태 또한 바람직하다.
그리고, 도 4 내지 도 6에서 참조되는 바와 같은 형태에서는, 냉각판(510)으로 인하여 각 수용룸(211, 213, 215)의 온도가 저하되는 것을 억제하기 위하여 냉각판(510)과 수용룸(211, 213, 215) 사이에 히팅플레이트(310)가 위치하는 것이 바람직하다.
도 4 내지 도 6에서는 히터부(300)에 포함되는 다수의 히터존으로서, 다수의 히팅플레이트(310)가 각 수용룸(211,213,215)의 외측에 마련되되, 냉각판(510)과 수용룸(211, 213, 215) 사이에 위치되어 있는 것을 예시적으로 도시하였다.
이와 같은 히팅부(300)의 구성은 후술할 응용된 일부 다른 실시예 모두에 걸쳐 공통적으로 적용될 수 있다.
다음으로, 혼합부(400)는 수용부(200)의 상측에 마련된다. 그리고 혼합부(400)는 수용부(200) 측에서 증발된 복수 종류의 증착물질(m1,m2,m3)이 기화된 상태에서 혼합되는 혼합공간(433)을 제공한다. 이를 위해 혼합부(400)는 각 도면에서 참조되는 바와 같이 수용부(200)의 수용룸(211,213,215)의 상측과 서로 공간적으로 연통될 수 있게 마련되어 있는 것이 바람직하다.
그리고, 혼합부(400)의 내측에는 배플(baffle)(450)이 마련되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 배플(450)은 수용룸(211,213,1215)로부터 증발된 복수 종류의 증발물질들이 혼합공간(433) 상으로 유입되어 기판측으로 균일하게 혼합되어 이동될 수 있도록 열에너지를 공급하여 준다.
이러한 배플(450)은 앞서 설명한 히팅플레이트(310)와 같은 것으로 열을 발산하여 증발된 증착물질이 혼합공간(433) 내에서도 충분한 열에너지를 가지도록 한다. 배플(450)의 예시적인 형태로 평탄한 플레이트 형태를 도 4 내지 도 6에서 도시하였으나, 이러한 형태에만 국한되지 아니하며, 혼합된 증착물질이 원활하게 기판측으로 유입될 수 있으면서도 열에너지를 충분히 공급받을 수 있도록 다양한 형태로 마련될 수도 있다.
증발된 증착물질이 충분한 열에너지를 가지고 있어야 분자들의 움직임이 활발해지게 되어 보다 균일하게 혼합될 수 있으며, 기판측으로 이동하는 동안에 챔버 내 주변에 들러붙으면서 응고되는 현상의 발생을 억제할 수 있으므로, 배플(450)에 의한 열에너지 공급은 증발물질의 균일한 혼합화와 기판측으로의 원활한 이동에 큰 도움이 된다.
그리고 이러한 배플(450)에 의한 열에너지 공급에 더하여, 혼합공간(433) 내로 열에너지를 공급을 하는 히팅플레이트(310)가 혼합부(400)의 외측면에 마련되어 있는 것 또한 바람직하다. 이와 같이 배플(450)과 히팅플레이트(310)가 혼합부(400)의 혼합공간(433) 내로 열에너지를 공급하여 주므로 증발된 증착물질이 혼합공간(433) 내에서 충분한 열에너지를 가지고 기판측으로 원활하게 유입될 수 있게 된다.
그리고, 혼합부(400)의 상측에는 기판 측을 향하는 방출구가 형성되어 있다.
이러한 방출구의 예로서, 도 1의 (a),(b) 또는 도 4의 (a),(b)에서 참조되는 것처럼 혼합공간(433) 내에서 혼합된 증착물질들이 기판측으로 유입될 수 있도록 일방향으로 길게 형성된 방출슬릿(431) 또는 일방향으로 길게 배열되도록 형성된 다수개의 방출노즐(436, 도 1의 (c) 또는 도 4의 (c)참조)인 것 또한 바람직하다.
도 1의 (a) 또는 도 4의(a)에 도시된 바와 같이 방출슬릿(431)이 형성되어 있고, 혼합공간(433)에서 혼합된 증착물질이 방출슬릿(431)을 통해 기판측으로 날아가게 된다.
도 1의 (c) 또는 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 방출노즐(436)이 다수 형성되어 있고, 혼합공간(433)에서 혼합된 증착물질이 방출노즐(436)을 통해 기판측으로 날아갈 수 있는 것 또한 바람직하다.
이처럼, 각 수용룸(211,213,215)에서 증발된 증착물질이 혼합공간(433) 내에서 미리 혼합된 후 기판측으로 유입되어 증착되므로 증착물질들(m1,m2,m3)의 혼합비율을 안정적으로 일정하게 유지시킬 수 있게 된다.
각 도면에서는 방출슬릿(431)을 다른 응용된 실시 형태들의 예로서 도시하였으나, 도 1의 (c) 또는 도 4의 (c)에 도시된 바와 같은 방출노즐(436)이 방출슬릿(431) 대신 마련된 형태 또한 충분히 가능하다는 점을 밝혀둔다.
다음으로 응용된 다른 실시예에 따른 복합증발장치에 대하여 설명하기로 하되, 앞서 도 1과 도 4를 중심으로 설명하여 중복되는 부분은 생략하고, 도 1 또는 도 4와 다른 부분 내지 설명되지 아니한 부분을 위주로 설명하기로 한다.
도 2, 도 3, 도 5 및 도 6에서 참조되는 바와 같이, 수용부(200)에서 다수의 수용룸(211,213,215) 각각의 상측에는, 수용룸(211,213,215)과 혼합부(400)를 구분지어주며, 혼합공간(433) 측에 존재하는 증착물질들이 역으로 수용룸(211,213,215) 측으로 유입되는 것을 억제하기 위한 루프(roof)가 마련되어 있는 것 또한 바람직하다.
그리고 이와 같은 루프(220)에는 수용룸(211, 213, 215) 내에서 증발된 증착물질들이 혼합부(400)의 혼합공간(433)측으로 유입될 수 있도록 가이드하는 가이드구가 마련되어 있는 것이 바람직하다.
여기서 가이드구는 일방향으로 길게 형성된 가이드슬릿(231) 이나 일정한 크기를 가지며 일방향으로 길게 배열된 가이드노즐(236, 도 3 또는 도 6 참조)인 것이 바람직하다.
여기서 좀 더 나아가, 도 2 또는 도5에 도시된 바와 같이 가이드슬릿(231)이 루프(220) 또는 수용룸(211, 2113,215)의 바닥면에 대하여 일정한 기울기 각도(θ)를 가지도록 형성된 것 또한 바람직하다.
도 2 또는 도 5에서 참조되는 바와 같은 가이드슬릿(231)도 바람직하지만, 도 3 또는 도 6에서 참조되는 바와 같이 일정한 크기를 갖는 가이드노즐(236)또한 바람직하다.
도 3 또는 도 6에서는 각 수용룸(211,213,215)의 상측에 마련된 하나의 루프(220)에 형성된 가이드노즐(236) 다수가 일측방향으로 길게 형성된 것을 예시적으로 도시하였으며, 이러한 형태 또한 바람직하다.
아울러, 도 2 또는 도 5에서 참조되는 가이드슬릿(231)이 루프(220)에 대하여 일정한 기울기 각도(θ)를 가지도록 형성된 것처럼, 도 6에서 참조되는 바와 같은 가이드노즐(236) 또한 루프(220)에 대하여 일정한 기울기 각도를 가지도록 형성된 것 또한 바람직하다.
도 2 내지 도 6에서 참조되는 바와 같이 조금씩 다르게 응용된 실시 형태들이 가능하며, 이러한 것은 혼합공간(433)내에 유입되는 증착물질들이 혼합이 잘 이루어질 수 있으며, 혼합공간(433)내의 증착물질들이 수용룸 측으로 역으로 유입되는 것을 억제할 수 있도록 하기 위하여 적절한 형태를 선택하여 이루어질 수 있다.
그리고, 이상에서 설명한 바와 같은 복합증발장치는 물리기상증착(Physical Vapor Deposition)에 이용될 수 있으며, 유기증착물질을 증착시키는데 이용될 수도있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 복합증발장치는 증착물질 별로 증발온도에 맞는 수준의 열에너지를 공급함으로써 증착물질에 과도한 열이 공급되어 야기될 수 있는 변성의 발생을 억제시킬 수 있으며, 증발된 증착물질이 혼합공간 내에서 보다 균일하게 혼합될 수 있도록 배플을 통하여 열에너지를 공급하기 때문에 혼합공간으로 유입된 증착물질들이 고르게 혼합될 수 있게 된다. 따라서, 기판측으로 유입되는 동안에 증착물질들의 혼합비율을 안정적으로 일정하게 유지시킬 수 있게되어 증착불량발생을 억제시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 다수의 수용룸이 연이어 배치되고 각 수용룸의 상측에 혼합부가 위치함으로써 증발장치의 전체적인 부피를 대폭 감소시킬 수 있으므로, 증발장치가 장착되는 증착챔버의 크기를 감축시킬 수 있게 된다. 따라서, 제조공정이 이루어지는 현장에서의 공간적 낭비를 억제시킬 수 있는 장점도 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, 110 : 복합증발장치
200 : 수용부 211,213,215 : 수용룸
220 : 루프(roof) 231 : 가이드슬릿
236 : 가이드노즐
300 : 히터부 310 : 히팅플레이트
400 : 혼합부 431 : 방출슬릿
436 : 방출노즐
510 : 냉각판

Claims (11)

  1. 기판 측에 증착시킬 복수 종류의 증착물질들 각각이 구분되어 수용될 수 있도록 다수의 수용룸이 마련된 수용부;
    상기 수용부의 수용룸 외측의 적어도 일부 부분에 결합되며, 상기 수용부의 수용룸에 수용된 상기 증착물질 각각이 증발되기 위하여 필요한 열에너지를 공급하는 히터부; 및
    상기 수용부의 상측에 마련되며, 상기 수용부 측에서 증발된 복수 종류의 증착물질이 기화된 상태에서 혼합되는 혼합공간을 제공하며, 상측에 기판측을 향하는 방출구가 형성된 혼합부;
    상기 혼합부 내측에 마련되어 증발된 증착물질이 혼합공간 내에서도 충분한 열에너지를 가지도록 열을 발산하여 상기 혼합공간 상으로 증발되어 유입된 상기 복수 종류의 증착물질들이 상기 기판측으로 균일하게 혼합되어 이동할 수 있도록 열에너지를 공급하는 배플(baffle); 및
    다수의 상기 수용룸 각각의 사이에 마련되며, 서로 이웃하여 배치된 수용룸으로의 열적 간섭(thermal interference)을 억제하기 위한 열전달억제수단;을 포함하며,
    상기 히터부는 다수의 상기 수용룸마다 각기 다른 열에너지를 공급하여 각기 독립적으로 가열함으로써 증착물질(m1,m2,m3)마다 요구되는 적정수준의 증발온도로 가열시켜 줄 수 있도록 하는 히팅플레이트로 이루어지고,
    상기 열전달억제수단은 서로 이웃하게 배치된 수용룸 사이의 열적 간섭 또는 열적 영향을 억제하기 위해 설치되는 열차단재 또는 냉각판으로 이루어지며,
    각각의 수용룸의 일측 또는 타측에 상기 히팅플레이트가 인접하게 장착되어 수용룸에 수용된 증착물질이 증발될 수 있도록 개별적으로 가열하고, 상기 히팅플레이트와 히팅플레이트 사이에는 이웃하는 두 수용룸 사이의 열적 간섭 또는 열적 영향을 억제하기 위한 열전달억제수단이 위치하여 각 수용룸이 수용하고 있는 증착물질(m1,m2,m3)의 증발온도에 맞는 온도로 열에너지를 공급하며,
    상기 방출구는,
    상기 혼합공간 내에서 혼합된 상기 증착물질들이 상기 기판측으로 유입될 수 있도록 일방향으로 길게 형성된 방출슬릿 또는 일방향으로 길게 배열된 다수개의 방출노즐로 이루어지며,
    다수의 상기 수용룸 각각의 상측에는,
    상기 수용룸과 상기 혼합부를 구분지어주며, 상기 혼합공간 측에 존재하는 증착물질들이 역으로 유입되는 것을 억제하기 위한 루프(roof)가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 복합증발장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 루프에는
    상기 수용룸에서 증발된 증착물질들이 상기 혼합부의 혼합공간 측으로 유입될 수 있도록 가이드하는 가이드구가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 복합증발장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 가이드구는 일방향으로 길게 형성된 가이드슬릿인 것을 특징으로 하는 복합증발 장치.
  6. 제 5항에 있어서
    상기 가이드슬릿은 상기 루프 또는 상기 수용룸의 바닥면에 대하여 일정한 기울기를 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 복합증발장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 가이드구는 일정한 크기를 갖는 가이드노즐이며,
    하나의 루프에 대하여 상기 가이드노즐이 다수 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 복합증발장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 가이드노즐은 상기 루프 또는 상기 수용룸의 바닥면에 대하여 일정한 기울기의 각도를 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 복합증발장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 수용부에 마련된 다수의 상기 수용룸은,
    이웃하는 수용룸으로부터의 열적 영향(thermal effect) 또는 열적 간섭(thermal interference)을 억제하기 위하여, 각각 이웃하는 수용룸과의 바닥면의 높이가 서로 다르게 마련된 것을 특징으로 하는 복합증발장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
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