KR20020081192A - Scanning head for forming organic material in organic semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기 반도체 장치에서 웨이퍼의 유기물 증착막 형성용 스캐닝 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 유기물 증착막 형성용 스캐닝 방법을 이용하여 ITO 글라스나 반도체웨이퍼와 같은 기판에 막을 증착하기 위한 유기 반도체 장치에서 유기물 증착막 형성용 스캐닝 헤드에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning apparatus and method for forming an organic vapor deposition film on a wafer in an organic semiconductor device. In particular, an organic vapor deposition film in an organic semiconductor device for depositing a film on a substrate such as an ITO glass or a semiconductor wafer using a scanning method for forming an organic vapor deposition film. It relates to a forming scanning head.
예컨대, 액정표시장치(LCD)의 포토리소그래피 기술에 있어서는, ITO 글라스상에 증착 물질을 증착하고, 증착된 증착 물질을 소정패턴으로 노광처리하고, 현상처리한다. 여기서 사용된 ITO 글라스용 증착장치를 설명한다.For example, in the photolithography technique of a liquid crystal display (LCD), a deposition material is deposited on an ITO glass, the deposited deposition material is exposed to a predetermined pattern, and developed. The vapor deposition apparatus for ITO glass used here is demonstrated.
종래장치의 ITO 글라스용 증착 물질 증착장치는 리니어한 사각형상 또는 원형상의 스프레이 배출구를 갖추고 있다. 외부의 공급원로부터 기상유기물이 통하는 통로는 스프레이 배출구에 연이어 통하고 있다. 이 스프레이 배출구는 기상유기물을 스프레이하면서, ITO 글라스를 따라서 기판의 일측변쪽으로부터 대향변쪽을 향해서 스캔이동시킴으로써 기판상에 증착 물질을 증착하도록 되어 있다.The vapor deposition material vapor deposition apparatus for ITO glass of the conventional apparatus is equipped with the linear square or circular spray outlet. The passage through which gaseous organic matter flows from an external source is connected to the spray outlet. The spray outlet is configured to deposit vapor deposition material onto the substrate by spraying gaseous organic matter along the ITO glass from the one side of the substrate toward the opposite side.
그러나, 이 종래장치의 증착 물질 증착장치는 스프레이 배출구는 그의 둘레가장자리부의 압력이 스프레이 배출구의 중간부의 압력보다 높아지는 경향에 있기 때문에, 스프레이 증착은 스프레이 배출구의 중간부보다 둘레가장자리부쪽이 많고 둘레가장자리부로부터 스프레이되는 증착 물질의 두께가 중간부의 두께보다도 두꺼워진다. 따라서 스프레이 배출구의 양쪽 둘레가장자리부의 증착 물질의 두께가 두꺼워지기는 것을 방지하기 위해 스프레이 배출구를 회전시키는 방식을 실행한다고할지라도, ITO 글라스의 폭방향의 양쪽 증착 물질막의 막두께가 두꺼워지고, 전체로서 유기 증착 물질사용효율이 떨어지고 증착 막두께가 불균일하게 된다.However, in the vapor deposition material deposition apparatus of this conventional apparatus, since the spray outlet has a tendency that the pressure at the peripheral edge thereof tends to be higher than the pressure at the middle of the spray outlet, the spray deposition has more peripheral edge and peripheral edge than the middle portion of the spray outlet. The thickness of the deposited material sprayed from the film becomes thicker than the thickness of the intermediate portion. Therefore, even if the spray outlet is rotated to prevent the thickness of the deposition material at both edges of the spray outlet from becoming thick, the film thickness of both deposition material films in the width direction of the ITO glass becomes thick, and as a whole The use efficiency of the organic vapor deposition material decreases and the deposition film thickness becomes nonuniform.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점에 비추어??다수개의 홀 형상 또는 리니어한 슬릿형상 스프레이 배출구를 가진 스캐닝 헤드를 갖추고 기상유기물의 스프레이량을 균일하게 스프레이하여서 균일한 막두께를 형성할 수 있도록 한 유기 반도체 장치에서 유기물 증착막 형성용 스캐닝 헤드를 제공하는 것에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a scanning head having a plurality of hole-shaped or linear slit-shaped spray outlets so as to uniformly spray the amount of gaseous organic matter to form a uniform film thickness. An organic semiconductor device provides a scanning head for forming an organic vapor deposition film.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 유기 반도체 장치에서 유기물 증착막 형성용 스캐닝 헤드의 개요를 나타낸 개략사시도,1 is a schematic perspective view showing an outline of a scanning head for forming an organic vapor deposition film in an organic semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유기 반도체 장치에서 유기물 증착막 형성용 스캐닝 헤드를 나타낸 블록평면도,2 is a block plan view showing a scanning head for forming an organic vapor deposition film in an organic semiconductor device according to a first embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유기 반도체 장치에서 유기물 증착막 형성용 스캐닝 헤드를 나타낸 블록단면도,3 is a block sectional view showing a scanning head for forming an organic vapor deposition film in an organic semiconductor device according to a first embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유기 반도체 장치에서 유기물 증착막 형성용 스캐닝 헤드를 나타낸 블록단면도.4 is a block sectional view showing a scanning head for forming an organic vapor deposition film in an organic semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10: 재치대 200: 스캐닝 헤드10: mounting table 200: scanning head
20e: 축소테이퍼내벽 21: 기상스프레이 노즐20e: Reduction taper inner wall 21: Vapor spray nozzle
22: 기상유기물 저장부 23: 통로22: meteorological organic storage 23: passage
100: 유기물 증착막 형성용 스캐닝 헤드100: scanning head for organic vapor deposition film formation
본 발명에 관계된 유기 반도체 장치에서 유기물 증착막 형성용 스캐닝 헤드는, 기판의 한쪽 끝단부로부터 다른쪽 끝단부까지 연장된 기상스프레이 노즐과, 이 노즐에 기상유기물을 공급하는 기상유기물 공급수단과, 상기 기상스프레이 노즐이 기판과 일정간격을 유지하도록 지지하고 상기 기상스프레이 노즐의 긴쪽에 직교하는 방향으로 기판에 대하여 상대적으로 평행이동시키는 이동수단을 구비하는 유기 반도체 장치에서 유기물 증착막 형성용 스캐닝 헤드에 있어서,In the organic semiconductor device according to the present invention, a scanning head for forming an organic vapor deposition film includes a vapor phase spray nozzle extending from one end of the substrate to the other end, vapor phase organic matter supply means for supplying vapor phase organic matter to the nozzle, and the gas phase. A scanning head for forming an organic vapor deposition film in an organic semiconductor device, comprising: a moving nozzle supporting a spray nozzle at a constant distance from the substrate and moving relative to the substrate in a direction orthogonal to the long side of the vapor spray nozzle;
상기 기상유기물 공급수단으로부터 기상유기물이 도입되는 입구와,An inlet through which gaseous organic matter is introduced from the gaseous organic matter supply means;
이 입구와 상기 기상스프레이 노즐에 각각 연이어 통하고 라운딩 테이퍼를 이루며, 상기 입구를 통하여 도입된 기상유기물을 일시적으로 저장하여서 상기 기상스프레이 노즐로 기상유기물을 반송하는 기상유기물 저장부와,A gas phase organic matter storage unit which is connected to the inlet and the gas phase spray nozzle and forms a rounding tape, and temporarily stores the gas phase organic matter introduced through the inlet, and conveys the gas phase organic matter to the gas phase spray nozzle;
내부에 히팅장치가 설치되어 소정의 온도로 가열되는 스캐닝 헤드를 포함하는 데, 상기 기상스프레이 노즐은 적어도 하나 이상의 슬릿형상을 가지고 오픈하고 있고,A heating device is installed therein and includes a scanning head which is heated to a predetermined temperature, wherein the gas phase spray nozzle is opened with at least one slit shape,
상기 적어도 하나 이상의 기상스프레이 노즐의 양 끝단부쪽으로부터 스프레이되는 기상유기물의 스프레이압력을 기상스프레이 노즐의 중간부쪽으로부터 스프레이되는 기상유기물의 스프레이압력과 실질적으로 동등하게 한다.The spray pressure of the gaseous organic matter sprayed from both ends of the at least one gaseous spray nozzle is made to be substantially equal to the spray pressure of the gaseous organic sprayed from the middle side of the gaseous spray nozzle.
또한, 유기 반도체 장치에서 유기물 증착막 형성용 스캐닝 헤드에서 상기 스캐닝 헤드는 그 길이방향 크기가 400mm - 1600mm가 되며, 상기 기상유기물 저장부의 짧은 변쪽의 면은 확장경사내벽과 제 1 수직내벽에 의하여 규정되고, 상기 기상유기물 저장부의 긴 변쪽의 면은 제 2 수직내벽과 축소테이퍼내벽에 의하여 규정되고 있다.In addition, in the organic semiconductor device, in the scanning head for forming an organic vapor deposition film, the scanning head has a length in the length direction of 400 mm to 1600 mm, and the surface of the short side of the gaseous organic storage portion is defined by an inner wall of the inclined slope and a first vertical inner wall. The long side surface of the gaseous phase organic matter storage portion is defined by a second vertical inner wall and a reduced taper inner wall.
또한, 상기 확장경사내벽 부분에는 상기 기상유기물 저장부의 Y축방향의 지름이 확장되어 있다.In addition, a diameter in the Y-axis direction of the gas phase organic matter storage unit is extended to the inner portion of the expanded slope.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 여러 가지 바람직한 실시의 형태에 대하여 설명한다. 여기서는, LCD용 ITO 글라스에 기상 유기물의 증착 물질을 증착하기 위한 장치에 본 발명을 적용한 경우에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, various preferable embodiment of this invention is described, referring an accompanying drawing. Here, the case where this invention is applied to the apparatus for depositing the vapor deposition material of a vapor phase organic substance on LCD ITO glass is demonstrated.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 유기 반도체 장치에서, 예컨대 650mm×550mm 사이즈의 ITO 글라스(G)을 얹어 놓는 플랫폼 또는 재치대(10)상에서 이동하는 스캐닝 헤드(100)는 그 길이방향 크기가 400mm - 1600mm가 된다. 재치대(10)는 도시하지 않은 진공흡착기구를 갖추고 있으며, 상기 ITO 글라스(G)을 수평으로 유지하도록 되어 있다. 스캐닝 헤드(200)은 Y축 방향으로 연장된 슬릿형상의 기상스프레이 노즐(210)를 갖추고, 이동기구(도시 안됨)에 의하여 X축방향으로 이동가능하게 지지되어 있다. 슬릿형상의 기상스프레이 노즐(210)의 길이는 기판(G)의 짧은 변의 길이보다도 조금 길게 되어 있다. 이 이유는, 증착 물질이 증착되어야 ITO 글라스(G)에 피증착영역(8) 및 그 둘레가장자리까지 증착 물질이 균일하게 증착되도록 하여야 하기 때문이다.As shown in FIGS. 1 and 2, in an organic semiconductor device, the scanning head 100 moving on a platform or mounting table 10 on which, for example, a 650 mm × 550 mm sized ITO glass G is placed, has a longitudinal size thereof. 400mm-1600mm. The mounting table 10 is provided with a vacuum suction mechanism (not shown) and is configured to keep the ITO glass G horizontally. The scanning head 200 has a slit-shaped vapor spray nozzle 210 extending in the Y-axis direction, and is supported to be movable in the X-axis direction by a moving mechanism (not shown). The length of the slit-shaped gas phase spray nozzle 210 is slightly longer than the length of the short side of the board | substrate G. As shown in FIG. This is because the deposition material must be deposited so that the deposition material is uniformly deposited on the ITO glass G to the region to be deposited 8 and the edge thereof.
도 2에는 통로(23)와 도시안된 증착 물질 공급원을 갖추고 있다. 스캐닝 헤드(200)과 그 스캐닝 헤드(200)로의 증착 물질의 공급에 대하여 설명한다. 스캐닝 헤드(200)의 상부에는 증착 물질 공급 통로(23)로 연이어 통하는 입구(23a)가 형성되어 있다. 이 입구(23a)를 개재하여 스캐닝 헤드(200)내에 증착 물질이 도입되도록 되어 있다. 통로(23)는 증착 물질 공급원(126)에 연이어 통하고 있다. 통로(23)에는 배기하는 가스의 이탈을 방지하는 크리스탈이나 세라믹, 스텐레스강 제품을 사용한다. 또한, 스캐닝 헤드(200)로의 기상증착 물질의 공급유량은 불활성 가스를 가지고 컨트롤될 수 있다.2 has a passageway 23 and a source of deposition material not shown. The supply of the deposition head to the scanning head 200 and the scanning head 200 will be described. An inlet 23a is formed in the upper portion of the scanning head 200 to communicate with the deposition material supply passage 23. The vapor deposition material is introduced into the scanning head 200 via the inlet 23a. The passage 23 is in communication with the deposition material source 126. The passage 23 uses a product made of crystal, ceramic, or stainless steel that prevents the escape of the exhaust gas. In addition, the supply flow rate of the vapor deposition material to the scanning head 200 may be controlled with an inert gas.
도 3에 도시한 바와 같이, 스캐닝 헤드(200)는 기상유기물 저장부(22) 및 기상스프레이 노즐(210)를 갖추고 있다. 스캐닝 헤드(200)는 내부에 히팅장치(도시안됨)가 설치되어 200 ℃ - 800 ℃ 의 온도로 가열되는 것이 바람직하다. 기상유기물 저장부(22)는, 스캐닝 헤드의 제 1수직내벽(20c), 및 축소테이퍼내벽(20d)에 의하여 규정되어 있다. 즉, 기상유기물 저장부(22)의 짧은 변쪽의 면은 축소테이퍼내벽(20d)과 제 1수직내벽(20c)에 의하여 규정되고, 기상유기물 저장부(22)의 긴 변쪽의 면은 축소테이퍼내벽(20e)과 제 2 수직내벽(20f)에 의하여 규정되어 있다. 또한, 제 1 수직내벽(20c)은 기상스프레이 노즐(210)에 연속하고 있다. 제 1 수직내벽(20c)에 후술하는 막두께 제어수단(40)의 연통로(41)가 개구되어 있다.As shown in FIG. 3, the scanning head 200 includes a gas phase organic matter storage unit 22 and a gas phase spray nozzle 210. The scanning head 200 is preferably provided with a heating device (not shown) is heated to a temperature of 200 ℃-800 ℃. The gaseous-phase organic matter storage part 22 is defined by the 1st vertical inner wall 20c of the scanning head, and the reduced taper inner wall 20d. That is, the surface on the short side of the vapor phase organic storage 22 is defined by the reduced taper inner wall 20d and the first vertical inner wall 20c, and the surface on the long side of the vapor phase organic storage 22 is the reduced tapered inner wall. It is prescribed | required by 20e and the 2nd vertical inner wall 20f. In addition, the first vertical inner wall 20c is continuous to the gas phase spray nozzle 210. The communication path 41 of the film thickness control means 40 mentioned later is opened in the 1st vertical inner wall 20c.
기상유기물 저장부(22)의 상부중앙위치에는 입구(23a)가 형성되고, 이 입구(23a)를 개재하여 증착 물질공급 통로(23)가 기상유기물 저장부(22)에 연이어 통하고 있다. 기상스프레이 노즐(210)은 기상유기물 저장부(22)에 연속하도록 형성되어 있다. 또한, 도 4에 도시한 경우는 기상유기물 저장부(22)에 연이어 통하는 입구(23a)를 하나만으로 구성하였을 뿐이지만, 그 입구(23a)를 기상유기물 저장부(22)에 연이어 통하게 하도록 하면서 복수개로 구성하여도 좋다.An inlet 23a is formed at the upper center position of the gaseous-phase organic storage 22, and the vapor deposition material supply passage 23 communicates with the gaseous-phase organic storage 22 through this inlet 23a. The gas phase spray nozzle 210 is formed to be continuous to the gas phase organic matter storage unit 22. In addition, in the case shown in FIG. 4, only one inlet 23a is connected to the gaseous-phase organic storage 22, but the plurality of inlets 23a are connected to the gaseous-phase organic storage 22 in series. It may be configured as.
도 3는 도 2의 선 I - I을 따라 절취한 샤워 헤드 스프레이 배출구(210)의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the shower head spray outlet 210 taken along line I-I of FIG. 2.
도 3에 나타낸 바와 같이, 기상유기물 저장부(22)의 X축방향의 사이즈(W2)는 기상스프레이 노즐(210)의 X축방향의 사이즈(W1)보다 크게 테이퍼되어 있다. 기상유기물 저장부(22)는, 위쪽의 내벽(20d) 부분에서는 X축방향의 사이즈(W2)는 축소테이퍼내벽(20e)에 의하여 축소되고, 아래쪽의 수직내벽(20f) 부분에서는 기상유기물 저장부(22)의 X축방향의 사이즈(W1)는 기상스프레이 노즐(210)의 X축방향의 사이즈(W1)와 같아진다.As shown in FIG. 3, the size W2 in the X-axis direction of the vapor phase organic matter storage unit 22 is tapered larger than the size W1 in the X-axis direction of the vapor phase spray nozzle 210. The gas phase organic matter storage section 22 has a size W2 in the X-axis direction reduced by the reduction taper inner wall 20e in the upper inner wall 20d portion, and a gas phase organic matter storage section in the lower vertical inner wall 20f portion. The size W1 in the X-axis direction of 22 is equal to the size W1 in the X-axis direction of the gas phase spray nozzle 210.
또한, 증착증착 물질의 막두께를 균일하게 하기 위해서는, 기상스프레이 노즐(210)와 기판(G)과의 상호간격(H1)은 될 수 있는 대로 작게 하는 것이 바람직하다. 또, 액 입구(23a)의 지름(d1)은 15±1mm 이고, 각 사이즈(L1),(W1),(W2)는 각각 200mm ~ 500mm, 0.1∼5mm, 20mm로 하는 것이 바람직하다. 즉, 축소테이퍼내벽의 스프레이 배출구 지름은 0.2 mm 내지 5 mm 이하인 것이 바람직하다.In addition, in order to make the film thickness of the vapor deposition material uniform, it is preferable to make the mutual gap H1 between the vapor phase spray nozzle 210 and the substrate G as small as possible. Moreover, it is preferable that the diameter d1 of the liquid inlet 23a is 15 +/- 1mm, and each size L1, W1, and W2 are 200 mm-500 mm, 0.1-5 mm, and 20 mm, respectively. That is, the diameter of the spray outlet of the reduced taper inner wall is preferably 0.2 mm to 5 mm or less.
도 4은 도 3의 스캐닝 헤드(200)에 대한 소정 크기의 홀 또는 슬릿형상의 기상스프레이 노즐(210)를 2개의 기상스프레이 노즐로 분리한 제 1의 기상스프레이 노즐(212) 뿐만 아니라 제2의 기상스프레이 노즐(214)을 나타낸 도면으로서, 도 5의 형태와 동일 부분은 동일한 참조부호를 부여한다. 여기에서 도시되어 있지는 않으나 또다른 형태로서 홀 또는 슬릿형상의 제3, 제 4 등의 기상스프레이 노즐을 다수개 포함한 것도 본 발명의 범주에 포함됨은 물론이다.FIG. 4 shows not only the first gaseous spray nozzle 212 but also the second gaseous spray nozzle 212 having the hole or slit-shaped gaseous spray nozzle 210 of the predetermined size for the scanning head 200 of FIG. A gas spray nozzle 214 is a view showing the same parts as those in FIG. 5 with the same reference numerals. Although not shown here, the present invention also includes a plurality of gaseous spray nozzles, such as holes or slits, such as third and fourth shapes.
또한, 상기 도 4 및 도 5의 실시형태에서는 스캐닝 헤드(200)을 이동시키는 경우에 대하여 설명하였으나, 스캐닝 헤드(200)을 정지시킨 상태로 재치대(10)쪽을 이동시키도록 하여도 좋다. 또한 스캐닝 헤드(200)과 재치대(10)와의 쌍방을 이동시키도록 하여도 좋다.In addition, although the case where the scanning head 200 was moved was demonstrated in the above-mentioned embodiment of FIG. 4 and FIG. 5, the mounting base 10 side may be moved in the state which stopped the scanning head 200. FIG. In addition, both the scanning head 200 and the mounting table 10 may be moved.
상기 실시형태에서는, 본 발명에 따른 유기 반도체 장치에서 유기물 증착막 형성용 스캐닝 헤드를 ITO 글라스의 증착 물질 증착장치에 적용한 경우에 대하여 설명하였으나, ITO 글라스 이외의 반도체웨이퍼나 CD등의 피처리체의 유기 반도체 장치에서 유기물 증착막 형성용 스캐닝 헤드를 통해 증착하는 경우에도 적용할 수 있고, 증착 물질 이외의 폴리이미드계 기상유기물(PIQ)이나 유리제를 함유하는 기상유기물(SOG)등에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.In the above embodiment, the case where the scanning head for forming the organic vapor deposition film is applied to the vapor deposition material vapor deposition apparatus of the ITO glass in the organic semiconductor device according to the present invention has been described, but the organic semiconductor of the object to be processed, such as a semiconductor wafer or CD other than the ITO glass In the apparatus, the present invention can also be applied to deposition through a scanning head for forming an organic vapor deposition film, and can also be applied to polyimide-based gas phase organic matter (PIQ) or glass-based gas phase organic matter (SOG) other than the vapor deposition material. .
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 홀 또는 슬릿형상의 기상물질 스프레이 배출구에 의하여 기상유기물을 분사시켜 스프레이 배출구의 중심 스프레이압과 기타 부분의 스프레이압에 따른 분사속도를 균일하게 하여서 기상유기물을 띠형상으로 스프레이할 수 있으므로, 기판의 표면 전체에 균일한 증착막을 형성할 수 있음과 동시에 유기물질 사용효율의 향상을 도모할 수 있다.As described above, according to the present invention, the gaseous organic matter is sprayed by the hole or slit-shaped gaseous substance spray outlet to make the gaseous organic matter uniform in the spraying rate according to the spray pressure of the center spray pressure and other parts of the spray outlet. Since it can be sprayed, it is possible to form a uniform deposition film on the entire surface of the substrate and at the same time improve the use efficiency of organic materials.
Claims (5)
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