KR20070068034A - Apparatus for depositing chemical layers - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 증착원의 내부 구성을 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing the internal configuration of a conventional deposition source.
도 2는 본 발명의 증착 장치의 단면도.2 is a cross-sectional view of the deposition apparatus of the present invention.
도 3은 도 2의 증착원의 단면도.3 is a cross-sectional view of the deposition source of FIG. 2.
도 4는 도 1의 A영역의 확대도.4 is an enlarged view of area A of FIG. 1;
도 5는 도 3의 B영역의 확대도.5 is an enlarged view of region B of FIG. 3.
* 도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명 *Explanation of symbols on main parts of the drawings
10 : 증착 장치 12 : 챔버10
14 : 증착부 22 : 원판형 미14: vapor deposition portion 22: disc shape
20 : 증착원 22 : 바닥 부재20: vapor deposition source 22: floor member
24 : 측벽 부재 26 : 셀 캡24
28 : 셀 30 : 가열 수단28
32 : 커버 52 : 바닥 부재32: cover 52: bottom member
54 : 셀 56 : 측벽 부재54
58 : 가열 수단 60 : 셀 캡58: heating means 60: cell cap
62 : 커버 M : 증착 재료62 cover M deposition material
E, E1 : 개구 E2 : 재료 증기 배출용 개구E, E1: opening E2: opening for material vapor discharge
P : 기판 S : 센서부P: Substrate S: Sensor
M1, M2, M3, M4, M5, M6 : 증착 단위부M1, M2, M3, M4, M5, M6: Deposition unit
본 발명은 효율적인 증착 공정을 위한 증착원 및 그 장착원이 장착된 증착 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a deposition source for an efficient deposition process and a deposition apparatus equipped with the mounting source.
열적 물리적 기상 증착은 증착 재료의 증기로 기판 표면에 층을 형성하는 기술로서, 용기(vessel) 내에 수용된 증착 재료를 기화 온도까지 가열함으로써 발생되는 증착 재료의 증기가 수용된 용기 밖으로 이동한 후 코팅될 기판 상에서 응축되는 원리를 이용하였다. Thermal physical vapor deposition is a technique of forming a layer on the surface of a substrate with vapor of the deposition material, the substrate to be coated after moving out of the vessel containing the vapor of the deposition material generated by heating the deposition material contained in the vessel to the vaporization temperature. The principle of condensation in the bed was used.
이러한 증착 공정은 증착 재료를 수용하는 용기 및 코팅될 기판이 장착된 챔버 내부에서 진행되었으며 이때, 챔버 내부는 일반적으로 10-7 내지 10-2 Torr 범위의 압력 상태로 조성되었다. This deposition process was carried out inside a chamber equipped with a container containing the deposition material and a substrate to be coated, wherein the chamber was generally constructed under pressure ranging from 10 −7 to 10 −2 Torr.
상세하게는, 증착 재료를 수용하는 용기인 증착원(deposition source)의 벽은 전류가 벽(부재)들을 통과할 때 온도가 증가되는 전기적 저항 재료로 만들어졌 다. Specifically, the wall of the deposition source, which is a container containing the deposition material, is made of an electrically resistive material that increases in temperature as current passes through the walls (members).
따라서, 증착원에 전류가 인가되면, 그 내부의 증착 재료는 증착원의 벽으로부터 전달되는 방사열 및 벽과의 접촉에 의한 전도열에 의해 가열되어 증기화 되었다. Therefore, when a current is applied to the vapor deposition source, the vapor deposition material therein is heated and vaporized by radiant heat transferred from the vapor deposition wall and conduction heat by contact with the wall.
한편, 전술한 증착원의 셀 캡에는 기화된 재료 증기가 외부로 배출되도록 증기 배출 개구(vapor efflux aperture)가 형성되어 있었다.On the other hand, a vapor efflux aperture was formed in the cell cap of the above-described deposition source so that vaporized material vapor was discharged to the outside.
일반적으로 증착원은 전체 형상 및 증기 배출 개구 (이하, 편의상 "개구"로 약칭함.)의 형상에 따라 포인트 증착원(point deposition source) 및 선형 증착원(linear deposition source)으로 구분되었다. In general, the deposition source is divided into a point deposition source and a linear deposition source according to the overall shape and the shape of the vapor exhaust opening (abbreviated as "opening" for convenience).
그 중 포인트 증착원은 일반적으로 전체적인 형상이 원통형으로서, 셀 캡에 형성된 개구는 원형을 이루고 있었다. 또한, 선형 증착원은 육면체의 형상을 가지며, 셀 캡에는 부재의 길이 방향으로 소정 폭의 개구가 형성되어 있었다. Among them, the point deposition source was generally cylindrical in shape, and the opening formed in the cell cap was circular. Further, the linear vapor deposition source had a hexahedral shape, and the cell cap had an opening having a predetermined width in the longitudinal direction of the member.
이와 같은 포인트 증착원과 선형 증착원은 증착 공정 조건, 기판의 조건 또는 형성될 증착막의 형태 등을 고려하여 그 사용이 결정된다. The point deposition source and the linear deposition source may be used in consideration of deposition process conditions, substrate conditions, or the shape of a deposition film to be formed.
이하, 종래 및 본 발명의 증착원을 설명함에 있어, 편의상 포인트 증착원의 경우로 예를 들어 설명하기로 한다. Hereinafter, in describing the deposition source of the prior art and the present invention, it will be described as an example of the point deposition source for convenience.
종래 증착 장치는 챔버 내 일측에 배치되어 재료 증기를 배출하는 증착부 및 전술한 증착부에 대향하여 배치되며, 그 증착부로부터 배출된 재료 증기가 증착되는 기판을 포함하였다.The conventional deposition apparatus includes a deposition unit disposed on one side of the chamber to discharge material vapor and a substrate disposed opposite to the deposition unit described above, and on which the material vapor discharged from the deposition unit is deposited.
이때, 기판은 챔버 내부에서 위치 변경이 가능한 고정부에 의해 고정되어 있었다. At this time, the board | substrate was fixed by the fixing part which can change a position inside a chamber.
또한, 전술한 증착부와 기판 사이에는 증착부로부터 기판으로 증착되는 재료 증기의 농도 및 챔버 내부의 온도 등을 체크할 수 있는 센서부가 배치되어 있었다.In addition, a sensor unit is arranged between the above-described deposition unit and the substrate to check the concentration of the material vapor deposited from the deposition unit to the substrate, the temperature inside the chamber, and the like.
전술한 증착부는 각각 서로 다른 농도의 같은 증착 재료 또는 각각 서로 다른 종류의 증착 재료를 수용하는 하나 또는 하나 이상의 증착 단위부로 구성되어 있었다.The above-described deposition unit was composed of one or more deposition units each containing the same deposition material of different concentrations or different deposition materials, respectively.
도 1은 종래 증착원의 내부 구성을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the internal configuration of a conventional deposition source.
도 1을 참조하면, 원판형의 바닥 부재(22)와 원통형의 측벽 부재(24), 그리고 셀 캡(26) 및 원통형 셀(28)로 구성되는 증착원(20)의 내부 구성을 도시하고 있다. Referring to FIG. 1, there is shown an internal configuration of a
상세하게는 셀 캡(26) 및 셀(28)로 구분 형성되는 내부 공간에는 증착 재료(M)가 수용되어 있었다.In detail, the vapor deposition material M was accommodated in the internal space formed by the
또한, 측벽 부재(24) 내부, 즉 측벽 부재(24)와 셀(28) 사이에는 셀(28)의 내부 공간에 수용된 증착 재료(M)를 가열하기 위한 가열 수단(30; 예를 들어, 전원에 연결된 발열 코일)이 위치하고 있었다. 이런 가열 수단(30)은 측벽 부재(24)의 전 높이에 걸쳐 장착되어 있었으며, 따라서 수용된 증착 재료(M) 전체에 열을 공급할 수 있었다.In addition, heating means 30 (e.g., a power supply) for heating the deposition material M contained in the interior space of the
또한, 전술한 셀 캡(26)의 중앙부에는 개구(E)가 형성되어 있었고, 전술한 측벽 부재(24)에 장착된 가열 수단(30)에서 발생된 열에 의하여 기화된 증착 재료(M)의 증기는 개구(E)를 통하여 외부, 즉 기판(도 1상의 P)을 향하여 배출되었다. In addition, the opening E was formed in the center portion of the
한편, 셀 캡(26) 상부에 위치한 커버(32)에는 셀 캡(26)에 형성된 개구(E)와 대응하는 위치에 재료 증기 배출용 개구가 형성되어 있었다.On the other hand, the
이와 같이 재료 증기가 배출되는 셀 캡(26)에는 별도의 가열 수단이 설치되어 있지 않았고 또한 외부로 노출된 상태이기 때문에 내부 공간으로부터 셀 캡(26)으로 전달된 열이 외부로 발산되었고, 따라서 셀 캡(26)의 개구(E) 주변의 온도는 재료 증기가 생성되는 내부 공간의 온도보다 현저하게 낮아졌다. In this way, the
이처럼 개구(E) 주변의 온도가 낮아짐에 따라 개구(E)를 통하여 배출되는 재료 증기의 일부가 개구(E) 주변에서 응고되는 현상이 발생하였다. As the temperature around the opening E decreases as described above, a part of the material vapor discharged through the opening E solidifies around the opening E.
게다가 증착 공정이 진행됨에 따라 개구(E) 주변에서는 응고된 재료 증기가 누적되어 재료 증기의 원활한 배출이 이루어지지 않았으며, 이는 기판 표면상의 증착막 형성에도 악영향을 미쳤다. In addition, as the deposition process progressed, the solidified material vapor accumulated around the opening E, and thus the material vapor was not smoothly discharged, which adversely affected the formation of the deposited film on the substrate surface.
이러한 개구(E) 막힘 현상이 더욱 심화되는 경우에는 재료 증기의 응고물에 의하여 개구(E)가 막히는 현상이 발생하기도 하였다. In the case where the clogging phenomenon of the opening E is further intensified, the phenomenon in which the opening E is clogged by the solidified material of the material vapor may occur.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명은 개구의 온도 저하 현상을 억제하여 재료 증기에 의한 개구의 막힘 문제를 효율적으로 개선한 증착원 및 증착장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.In order to solve such a problem, an object of the present invention is to provide a deposition source and a vapor deposition apparatus which suppresses the temperature drop phenomenon of the opening and efficiently improves the clogging of the opening by the material vapor.
이상과 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 증착 재료가 수용되는 수용부와, 수용부의 주위에 형성되어 수용부 내의 증착 재료를 가열하는 가열 수단과, 전술한 수용부를 덮는 셀 캡, 및 라운드 형 엣지를 갖도록 형성된 출구부를 포함하는 증착 장치용 증착원을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an accommodating portion in which the evaporation material is accommodated, heating means formed around the accommodating portion to heat the evaporation material in the accommodating portion, a cell cap covering the accommodating portion, and a rounded edge. It provides a deposition source for a deposition apparatus comprising an outlet formed to have.
전술한 증착 장치용 증착원은 전술한 셀 캡의 출구부에 대응되며 라운드 형 엣지를 갖도록 형성된 개구부가 구비되어 전술한 셀 캡을 덮는 커버를 추가로 포함할 수 있다.The deposition source for the deposition apparatus described above may further include a cover corresponding to the outlet of the cell cap described above and having an opening formed to have a rounded edge to cover the cell cap described above.
또한, 전술한 커버의 개구부는 셀 캡의 최상부 면과 동일 평면상에 위치한 것을 특징으로 한다. In addition, the opening of the cover described above is characterized in that it is located on the same plane as the top surface of the cell cap.
또한, 전술한 증착 재료는 유기전계발광소자용 증착 재료인 것을 특징으로 한다.In addition, the above-described deposition material is characterized in that the deposition material for an organic light emitting device.
다른 측면에서, 이상과 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명은 챔버와, 챔버 내부에 위치하는 전술한 어느 하나 또는 하나 이상의 증착 장치용 증착원과, 챔버내 전술한 증착 장치용 증착원에 대향하여 위치하며 기판을 고정하는 고정부를 포함하는 증착 장치를 제공한다. In another aspect, in order to solve the above problem, the present invention is located opposite the chamber, the deposition source for any one or more deposition apparatuses located above the chamber, and the deposition source for deposition apparatuses described above in the chamber. And it provides a deposition apparatus comprising a fixing portion for fixing the substrate.
이하, 본 발명의 일실시예를 도시 참조하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 증착 장치의 단면도로, 증착 장치의 내부 구성을 개략적으 로 도시한다.2 is a cross-sectional view of the deposition apparatus of the present invention, schematically showing the internal configuration of the deposition apparatus.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 증착 장치(10)는 챔버(12) 하부에 증착 재료를 수용하며, 그 수용된 증착 재료를 가열하여 발생된 재료 증기를 배출하는 증착부(14)가 배치되고, 전술한 증착부(14)로부터 배출되는 재료 증기가 증착되는 기판(P)이 챔버(12)의 상부에 장착된다.Referring to FIG. 2, the
이때, 기판(P)은 챔버 내부에서 위치 변경이 가능한 고정부에 의해 고정된다. At this time, the substrate P is fixed by a fixing part which can be changed in position in the chamber.
또한, 전술한 증착부(14)와 기판(P) 사이에는 전술한 증착부(14)로부터 기판(P)으로 증착되는 재료 증기의 농도 및 챔버 내부의 온도 등을 체크할 수 있는 센서부(S)가 배치되어 있다.In addition, a sensor unit S capable of checking the concentration of the material vapor deposited from the deposition unit 14 and the substrate P and the temperature inside the chamber between the deposition unit 14 and the substrate P described above. ) Is arranged.
전술한 증착 장치(10)에 있어서, 증착부(14)는 하나의 증착원 또는 다수의 증착원의 집합으로 형성될 수 있다. In the
한편, 전술한 증착부(10)가 다수의 증착원의 집합일 경우, 각 증착원은 서로 농도가 다른 같은 종류의 증착 재료가 수용될 수 있다. On the other hand, when the above-described
다른 측면에서 전술한 증착부(10)가 다수의 증착원의 집합일 경우, 각 증착원은 서로 다른 증착 재료가 수용될 수 있으며, 또 다른 측면에서 전술한 증착원의 일부는 농도가 다른 동일한 증착 재료를 수용할 수 있다. In another aspect, when the
이하, 전술한 증착원의 구조를 도시 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the structure of the above-described deposition source will be described in detail with reference to the drawings.
도 3은 도 2의 증착원의 단면도로, 도 3을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 증착원(52)은 예를 들어, 원판형 바닥 부재(52) 상에 형성되며 증착 재료(M)가 수용되는 원통형의 셀(54)과 전술한 원판형 바닥 부재(52) 상에서 전술한 셀(54)의 측벽과 소정 거리 이격 형성되는 측벽 부재(56)와 전술한 셀(54)의 측벽과 측벽 부재(56) 사이의 공간에 형성되어 전술한 증착 재료(M)를 가열하는 가열 수단(58)을 포함하도록 형성된다.FIG. 3 is a cross-sectional view of the deposition source of FIG. 2. Referring to FIG. 3, the
한편, 전술한 셀(54)의 상부에는 재료 증기를 배출시키는 개구(E1)가 구비된 셀 캡(60)이 형성되어 있으며, 전술한 셀 캡(60)의 상부에 위치한 커버(62)에는 셀 캡(60)에 형성된 개구(E1)와 대응되는 위치에 재료 증기 배출용 개구(E2)가 형성되어 있다. Meanwhile, a
이하, 도 4 및 도 5를 도시 참조하여 종래 기술과 본 발명을 비교 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4는 도 1의 A영역의 확대도이며, 도 5는 도 3의 B영역의 확대도이다. 4 is an enlarged view of region A of FIG. 1, and FIG. 5 is an enlarged view of region B of FIG. 3.
도 1 및 도4를 참조하면, 종래의 셀 캡(26)은 개구(E)가 형성된 부분(P)이 커버(32) 보다 외부로 돌출 형성되어 있었고, 도시한 바와 같은 구조의 돌출부(P)는 전술한 셀 캡(26)의 다른 부분보다 빠르게 온도가 저하되기 때문에 재료 증기가 응착되는 현상이 심했다.1 and 4, in the
한편, 도 3 및 도 5를 참조하면, 셀 캡(60)의 개구(E1)는 셀 캡(60)을 덮도록 형성된 커버(62)의 재료 증기 배출용 개구(E2)에 대응되도록 형성된다.Meanwhile, referring to FIGS. 3 and 5, the opening E1 of the
또한, 전술한 셀 캡(60)은 종래 기술보다 상대적으로 전술한 커버(62)에 더 근접 형성된다. 이때, 열 전도의 효율을 높이고, 온도 저하를 최대한 억제하기 위해 전술한 셀 캡(60)에는 라운딩 타입의 엣지가 형성된다.In addition, the
한편, 전술한 셀 캡(60) 및 커버(62)는 밀착 형성될 수도 있다.On the other hand, the
또한, 다른 측면에서 전술한 셀 캡(60)과 커버(62) 사이에는 열전도성이 셀 캡(60)보다 좋은 물질로 접촉되도록 형성될 수도 있다.In addition, in another aspect, the
이상과 같은 구조를 따르는 본 발명의 증착원은 전술한 셀 캡의 개구 형성부의 온도 저하를 최대한 억제하여 재료 증기 응착으로 인한 개구의 폐쇄 현상을 방지할 수 있다. The deposition source of the present invention having the above structure can prevent the closing of the opening due to the vapor deposition of the material by suppressing the temperature drop of the opening forming portion of the cell cap as described above.
또한, 전술한 증착원이 장착된 본 발명의 증착기는 보다 효율적이며 수율 높은 증착 공정이 가능하므로, 궁극적으로 본 발명의 소기 목적을 달성할 수 있다.In addition, the evaporator of the present invention equipped with the above-described evaporation source is capable of a more efficient and high yield deposition process, ultimately can achieve the desired purpose of the present invention.
이상 본 발명에서는 증착원의 측벽 구조를 이중구조로 도시 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않으며 증착원의 측벽 구조는 둘 이상의 층으로 구분 형성될 수 있다.As described above, the sidewall structure of the deposition source is illustrated as a dual structure, but the present invention is not limited thereto, and the sidewall structure of the deposition source may be formed by separating two or more layers.
또한, 이상 본 발명에서는 셀 캡과 커버가 구분 형성된 것으로 도시 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않으며, 전술한 셀 캡과 커버는 일체형으로 형성 가능하다. In addition, the present invention has been described as a cell cap and the cover is formed separately, the present invention is not limited to this, the above-described cell cap and cover can be formed integrally.
또한, 이상 본 발명에서는 원통형의 격리부가 하나의 증착원을 포함하여 증 착 단위부로 구분된 것으로 도시 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않으며 증착 단위부에는 하나 이상의 동일하거나 다른 증착원이 포함될 수 있다.In addition, the present invention has been described as being divided into a cylindrical unit is divided into a deposition unit including a deposition source, the present invention is not limited to this, the deposition unit unit may include one or more of the same or different deposition sources. .
위에서 설명한 본 발명은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이다. 따라서, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. The present invention described above has been disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art having various general knowledge of the present invention will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. Accordingly, such modifications, changes and additions should be considered to be within the scope of the following claims.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 셀 캡의 외부 노출을 최대한 억제하고, 셀 캡을 열전도체를 통해 커버와 밀착시키거나 셀 캡과 커버를 일체형으로 형성하며, 셀 캡의 개구부에 라운딩 타입의 엣지를 채택 적용함으로써, 개구의 온도 저하 현상을 억제할 수 있다.As described above, the present invention suppresses the external exposure of the cell cap to the maximum, closes the cell cap to the cover through the thermal conductor, or forms the cell cap and the cover integrally, and rounds the edge of the cell cap to the opening of the cell cap. By adopting and applying, the temperature drop phenomenon of the opening can be suppressed.
따라서, 본 발명은 재료 증기에 의한 증착원의 개구의 막힘 문제를 효율적으로 개선한 증착원 및 그 증착 장치가 장착된 증착장치를 제공할 수 있다. Therefore, the present invention can provide a vapor deposition source and a vapor deposition apparatus equipped with the vapor deposition apparatus, which efficiently improve the problem of clogging of the opening of the vapor deposition source by the material vapor.
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