KR20030023330A - 박막증착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박막증착장치를 제공하기 위한 것으로서, 증착용 성형 소스의 증착특성에 따라 개구율을 달리한 마스크를 구비하여 길이 방향으로 긴 선형타입 또는 도가니 타입의 증착용 성형 소스의 불균일한 증착특성을 갖는 마스크의 개구율을 조절하여 마스크면 당 승화되는 박막재료의 양이 거의 균일하게 하여 균일한 두께의 박막을 얻을 수 있다.

Description

박막증착장치{Thin Film Sputtering Device}

본 발명은 박막의 두께를 균일하게 증착할 수 있는 박막증착장치에 관한 것이다.

상기 박막증착장치의 증착용 성형 소스는 대면적 유기 EL 디스플레이 패널 제작시 유기막을 증착하고, 상기 유기막의 두께 균일도를 보정할 수 있다.

그리고 저분자 유기 EL 디스플레이 패널 제작시 유기막 증착을 위해 열적 승화방식을 이용한다. 이때 사용하는 증착용 성형 소스는 도가니형, 보트형, 바스켓형, 등이 있으나 이것들은 대부분 용량이 작아 대면적 기판을 이용한 양산시에는 보다 큰 증착용 성형 소스가 필요하다.

그 대안으로 작은 도가니를 여러 개 사용하여 증착하거나, 기존의 도가니(crucible) 형태를 유지하면서 크기를 늘여 용량을 늘린 형태의 도가니를 사용하여 증착하거나, 도1에 나타낸 바와 같이 대면적 디스플레이 패널의 기판의 폭 길이와 같은 긴 선형타입의 증착용 성형 소스(10)를 사용하여 스캔하는 방식으로 증착한다.

도1은 일반적인 선형타입의 증착용 성형 소스의 사시도이고, 도1에 도시한 바와 같이 선형타입의 증착용 성형 소스(10)는 그 특성상 가운데 부분에서 승화되는 승화물의 양이 많다.

상기 증착용 성형 소스로 작은 도가니를 여러 개 사용하는 방식은 작은 도가니 하나하나를 콘트롤하기 어렵고, 용량이 큰 하나의 도가니를 이용하는 방식 및 선형타입의 증착용 성형 소스를 이용하는 방식은 증착속도가 빠르고 대용량의 소스를 로딩할 수 있기 때문에 대량생산에 필수적이지만 두께 균일도를 맞추기 어렵다는 단점이 있다.

특히 양산에 유리한 선형타입의 증착용 성형 소스(10)의 경우 도2와 같이 상기 소스(10)의 특성상 스캔 방향으로 형성되는 박막(2)의 두께는 균일한 반면 선형소스(10)의 길이 방향으로의 박막(2)의 두께가 균일하지 않다.

도2는 일반적인 선형타입의 증착용 성형 소스의 사시도 및 상기 소스를 이용하여 기판상에 증착된 박막의 사시도를 나타낸다.

일반적으로 길이 방향으로 긴 선형타입의 증착용 성형 소스는 스캔 방향으로 형성되는 박막의 두께는 균일한 반면 상기 증착용 성형 소스의 길이 방향으로의 막의 두께가 균일하지 않다. 길이 방향으로 승화되는 승화물 예를 들어, 유기물의 증착 두께가 스캔방향으로는 균일하지만 길이방향으로는 불균일하다.

또한, 넓은 면적의 증착된 박막을 얻기 위해서는 선형타입의 증착용 성형 소스의 용량이 커져야 하는데, 용량이 커짐에 따라 길이방향으로 형성되는 박막의 불균일도가 더욱 심해진다.

따라서 본 발명은 균일도가 높은 대면적의 박막을 형성하기 위한 박막증착장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 일반적인 선형타입의 증착용 성형 소스의 사시도.

도2는 일반적인 선형타입의 증착용 성형 소스의 사시도 및 상기 소스를 이용하여 기판상에 증착된 박막의 사시도.

도3a 내지 도3c는 본 발명에 따른 제1실시예로, 선형타입의 증착용 성형 소스의 사시도 및 마스크의 평면도.

도4는 도3b의 A부분의 상세도.

도5a 내지 도5c는 본 발명에 따른 제2실시예로, 도가니타입의 증착용 성형 소스의 사시도 및 마스크의 평면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 선형타입의 증착용 성형 소스

30 : 도가니타입의 증착용 성형 소스

21, 31 : 마스크

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막증착장치의 특징은 증착용 성형 소스의 증착특성에 따라 개구율을 달리한 마스크가 일체형으로 형성되거나, 또는 부착되어 형성되어 박막을 균일하게 증착하는데 있다.

상기 증착용 성형 소스는 선형타입이고, 길이 방향으로 동일한 간격을 갖고크기가 다른 홀을 형성한 마스크를 구비하거나, 길이 방향으로 동일한 크기를 갖고 간격이 다른 홀을 형성한 마스크를 구비하거나, 길이 방향으로 크기 및 간격이 다른 홀을 형성한 마스크를 구비하는데 있다.

그리고, 상기 증착용 성형 소스는 도가니타입이고, 반경 방향으로 동일한 간격을 갖고 크기가 다른 홀을 형성한 마스크를 구비하거나, 반경 방향으로 동일한 크기를 갖고 간격이 다른 홀을 형성한 마스크를 구비하거나, 반경 방향으로 크기 및 간격이 다른 홀을 형성한 마스크를 구비하는데 있다.

본 발명에 다른 특징은 증착용 성형 소스의 승화 특성을 고려하여 증착이 많이 일어나는 부분의 개구율을 감소시키고, 증착이 적게 일어나는 부분의 개구율을 증가시킬 수 있는 개구율을 가진 마스크를 증착용 성형 소스에 일체형으로 형성하거나, 또는 분리형으로 형성 및 부착하여 증착용 성형 소스의 용량이 커짐에 따라 야기될 수 있는 박막증착두께의 불균일성을 해결하여 증착용 성형 소스의 특성에 상관없이 균일한 두께의 박막을 얻을 수 있다.

특히, 길이 방향으로 긴 선형타입의 증착용 성형 소스의 최대 단점인 길이 방향으로의 박막의 균일성을 보정하기 위하여 개구율을 변화시킨 마스크를 선형타입의 증착용 성형 소스에 일체형으로 형성하거나, 또는 분리형으로 형성 및 부착하여 두껍게 증착되는 부분을 적절히 마스킹하여 승화되는 유기물을 줄임으로써 증착되는 박막의 균일도를 이룰 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 박막증착장치의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도3a 내지 도3c는 본 발명에 따른 제1실시예로, 선형타입의 증착용 성형 소스(20)의 사시도 및 마스크(21)의 평면도를 도시한 것이다.

도3a와 같이 선형타입의 증착용 성형 소스(20)에 증착특성에 따라 개구율을 달리한 마스크(21)가 일체형으로 형성하거나 또는 부착하여 형성하여 화살표처럼 승화되는 박막재료의 양이 마스크(21) 면에 대해 거의 균일함을 보여준다.

도3b 및 도3c는 상기 도3a의 증착용 성형 소스(20)에 형성된 마스크(21)를 상세히 도시한 일예이다.

마스크(21)의 개구율은 증착용 성형 소스(20)의 박막 증착특성에 따라 다르게 형성되는데, 이는 상기 증착용 성형 소스(20) 내에 히터의 특성이 상기 소스(20)의 위치마다 달라서 승화되는 박막재료의 양이 위치마다 다른 특성을 가지기 때문이다.

도3b는 상기 증착용 성형 소스(20)의 가운데 부분에서 박막재료의 승화가 잘 일어나고, 가장자리 부분으로 갈수록 박막재료의 승화가 잘 일어나지 못하는 특성을 갖는 경우에 이용되는 마스크(21)를 도시한 것으로, 가운데 부분의 개구율을 낮추고, 가장자리 부분의 개구율을 높인 경우이다.

이는 선형타입의 상기 증착용 성형 소스(20)의 가운데 부분에서 박막재료의 승화가 잘 일어나기 때문에 가운데 부분에 형성된 홀의 개구율을 낮추어 가운데 부분에서의 박막재료가 승화되는 것을 마스킹함으로써 가장자리 부분과 박막재료가승화되는 양을 비슷하게 조절하여 박막의 균일도를 보정하기 위함이다.

도3c는 상기 증착용 성형 소스(20)의 가운데 부분에서 박막재료의 승화가 잘 일어나지 않고, 가장자리 부분으로 갈수록 박막재료의 승화가 잘 일어나는 특성을 갖는 경우에 이용되는 마스크(21)를 도시한 것으로, 가운데 부분의 개구율을 높이고, 가장자리 부분의 개구율을 낮춘 경우이다.

이는 선형타입의 상기 증착용 성형 소스(20)의 가운데 부분에서 박막재료의 승화가 잘 일어나지 않기 때문에 가운데 부분에 형성된 홀의 개구율을 높여 가운데 부분에서의 박막재료가 승화되는 것을 촉진하여 가장자리 부분과 박막재료가 승화되는 양을 비슷하게 조절하여 박막의 균일도를 보정하기 위함이다.

도4는 도3b의 A부분의 상세도로, 3가지의 예를 도시하였다.

증착용 성형 소스(20)의 증착특성을 고려하여 개구율을 조절하는 방법은 길이 방향으로 동일한 크기를 갖고 홀 간격을 줄이거나 늘리는 방법, 길이 방향으로 동일한 간격을 갖고 홀의 크기를 줄이거나 늘리는 방법, 길이 방향으로 크기 및 간격이 다르게 홀을 형성하는 방법이 있다.

즉, (a) 및 (b)는 증착용 성형 소스(20)의 길이 방향으로 동일한 크기를 갖고 간격이 다른 홀을 형성한 마스크(21)를 구비한 예를 도시하였고, (c)는 증착용 성형 소스(20)의 길이 방향으로 크기 및 간격이 다른 홀을 형성한 마스크(21)를 구비한 예를 도시하였다.

그리고 도시하지 않았지만 길이방향으로 방향으로 동일한 간격을 갖고 크기가 다른 홀을 형성한 마스크를 구비할 수도 있다.

따라서 소스의 증착특성을 고려하여 박막이 두껍게 증착되는 부분의 개구율은 작게, 박막이 얇게 증착되는 부분의 개구율을 크게 마스크를 만들어 부착시켜 증착을 하면 두께 균일도를 맞출 수 있다.

이때 홀의 모양은 삼각 이상의 다각형 내지 원, 타원 모두 사용해도 상관 없다.

도5a 내지 도5c는 본 발명에 따른 제2실시예로, 도가니타입의 증착용 성형 소스(30)의 사시도 및 마스크(31)의 평면도를 도시한 것이다.

도가니타입의 증착용 성형 소스(30)는 가운데 부분과 가장자리 부분에서의 승화되는 박막재료의 양이 달라 증착특성이 다르다.

도5a와 같이 도가니타입의 증착용 성형 소스(30)에 증착특성에 따라 개구율을 달리한 마스크(31)가 일체형으로 형성하거나 또는 부착하여 형성하여 화살표처럼 승화되는 박막재료의 양이 마스크(31) 면에 대해 거의 균일하게 한다.

도5b는 증착용 성형 소스(30)의 가운데 부분에서 박막재료의 승화가 잘 일어나고, 가장자리 부분으로 갈수록 박막재료의 승화가 잘 일어나지 못하는 특성을 가는 경우에 이용되는 마스크(31)를 도시한 것으로, 가운데 부분의 개구율을 낮추고, 가장자리 부분의 개구율을 높인 경우이다.

이는 도가니타입의 상기 증착용 성형 소스(30)의 가운데 부분에서 박막재료의 승화가 잘 일어나기 때문에 가운데 부분에 형성된 홀의 개구율을 낮추어 가운데 부분에서의 박막재료가 승화되는 것을 마스킹함으로써 가장자리 부분과 박막재료가 승화되는 양을 비슷하게 조절하여 박막의 균일도를 보정하기 위함이다.

도5c는 상기 증착용 성형 소스(30)의 가운데 부분에서 박막재료의 승화가 잘 일어나지 않고, 가장자리 부분으로 갈수록 박막재료의 승화가 잘 일어나는 특성을 갖는 경우에 이용되는 마스크(31)를 도시한 것으로, 가운데 부분의 개구율을 높이고, 가장자리 부분의 개구율을 낮춘 경우이다.

이는 도가니타입의 상기 증착용 성형 소스(30)의 가운데 부분에서 박막재료의 승화가 잘 일어나지 않기 때문에 가운데 부분에 형성된 홀의 개구율을 높여 가운데 부분에서의 박막재료가 승화되는 것을 촉진하여 가장자리 부분과 박막재료가 승화되는 양을 비슷하게 조절하여 박막의 균일도를 보정하기 위함이다.

그리고 상기 선형타입의 증착용 성형 소스(20)와 같이, 도가니타입의 증착용 성형 소스(30)의 증착특성을 고려하여 개구율을 조절하는 방법은 반경방향으로 동일한 크기를 갖고 홀 간격을 줄이거나 늘리는 방법, 반경방향으로 동일한 간격을 갖고 홀의 크기를 줄이거나 늘리는 방법, 반경 방향으로 크기 및 간격이 다르게 홀을 형성하는 방법이 있다.

따라서 소스의 증착특성을 고려하여 박막이 두껍게 증착되는 부분의 개구율은 작게, 박막이 얇게 증착되는 부분의 개구율을 크게 마스크를 만들어 부착시켜 증착을 하면 두께 균일도를 맞출 수 있다.

이때 홀의 모양은 삼각 이상의 다각형 내지 원, 타원 모두 사용해도 상관 없다.

상기 제1 및 제2 실시예에서 사용되는 마스크의 두께는 1㎛이상이고, 마스크의 재질은 메탈 및 그것의 합금, 고분자 필름, 무기물 등으로 만들면 된다. 특히Ni 또는 Ni 합금을 사용하는 것이 유리하다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 박막증착장치는 다음과 같은 효과가 있다.

증착용 성형 소스의 증착특성에 따라 개구율을 변화시킨 마스크로 구비함으로써 박막재료가 승화되어 나오는 입구를 마스킹하여 두께가 균일도가 높은 대면적의 박막을 얻을 수 있다.

길이 방향과 스캔방향의 증착특성이 다른 선형타입의 증착용 성형 소스 또는 가운데 부분과 가장자리 부분의 증착특성이 다른 도가니 타입의 증착용 성형 소스의 불균일한 승화 특성을 증착특성에 따라 개구율을 달리한 마스크를 구비하여 마스크면 당 승화되는 박막재료의 양이 거의 균일하게 하여 균일한 두께의 박막을 얻을 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (7)

1. 증착용 성형 소스의 증착특성에 따라 개구율을 달리한 마스크를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 증착용 성형 소스는 선형타입이고, 길이 방향으로동일한 간격을 갖고 크기가 다른 홀을 형성한 마스크를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 증착용 성형 소스는 선형타입이고, 길이 방향으로동일한 크기를 갖고 간격이 다른 홀을 형성한 마스크를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 증착용 성형 소스는 선형타입이고, 길이 방향으로크기 및 간격이 다른 홀을 형성한 마스크를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 증착용 성형 소스는 도가니타입이고, 반경 방향으로 동일한 간격을 갖고 크기가 다른 홀을 형성한 마스크를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 증착용 성형 소스는 도가니타입이고, 반경 방향으로 동일한 크기를 갖고 간격이 다른 홀을 형성한 마스크를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 증착용 성형 소스는 도기나타입이고, 반경 방향으로 크기 및 간격이 다른 홀을 형성한 마스크를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.