KR20080036294A - 증착 공정용 원추형 다중 노즐 증발원 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증착 공정용 증발원에 관한 것으로서 특히, 대면적의 균일한 박막을 만들 수 있고, 증착 물질의 사용 효율을 높일 수 있는 원추형 다중 노즐 증발원에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명의 원추형 다중 노즐 증발원은, 상측이 개구된 도가니(1)와; 상기 도가니의 개구부에 결합하는 것으로서, 상측에 원추형태의 노즐(31)이 여러 겹 형성되어 있고, 상기 노즐과 연결되며 하측과 통하는 다수 개의 증발관(33)이 형성되어 있는 삽입부(3)로 구성되어; 상기 도가니에서 증발된 증발물질들이 상기 삽입부의 증발관과 원추형 노즐을 차례로 통과하여 분출되도록 하는 것으로서,

이러한 본 발명은, 원추형 다중 노즐에 의해 만들어지는 증착물질의 분출분포를 이용함으로써, 증착되는 박막의 두께 균일도를 높이고, 증발 물질의 사용 효율을 높이는 효과를 가진다.

증착, 증발원, 박막 균일도, 물질 사용 효율, 대면적 기판

Description

증착 공정용 원추형 다중 노즐 증발원 {Multi-slit type circular nozzle source for thermal evaporation process}

도 1은 종래의 원추형 노즐 증발원을 나타내는 사시도

도 2는 종래의 원추형 노즐 증발원의 삽입부를 나타내는 단면도

도 3은 본 발명의 원추형 다중 노즐 증발원의 실시예를 나타내는 사시도

도 4는 본 발명의 원추형 다중 노즐 증발원의 삽입부를 나타내는 사시도

도 5는 본 발명의 원추형 다중 노즐 증발원을 이용한 증착 방법을 나타내는 개략도

도 6은 본 발명의 원추형 다중 노즐 증발원과 종래의 원추형 노즐 증발원의 분출 분포를 비교한 그래프

본 발명은 증착 공정용 증발원에 관한 것으로서 특히, 박막 제작을 위해 증발원 내의 물질을 기판에 증착시킴에 있어서, 증발되는 물질의 사용 효율을 높이고 대면적의 균일한 박막을 증착할 수 있는 원추형 다중 노즐 증발원에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자나 평판 디스플레이 소자를 제작하기 위하여 여러 가지 박막 제조 기술이 사용되는데, 그 중 하나가 진공 가열 증착 방법이다. 진공 가열 증착 방법이란 진공의 용기 내에 상측에 기판을 위치시키고, 그 하측에 위치하며 증착물질이 담겨있는 증발원을 가열하여, 증발된 물질이 기판에 증착되도록 하여 박막을 제작하는 방법을 말한다.

이러한 진공 가열 증착방법에 가장 많이 사용되고 있는 증발원은 점 증발원이다. 점 증발원은 분출부가 형성되어 있는 원통형 용기로 구성되며, 내부에 증착용 물질을 충진하고 증발원을 가열하여 증발된 물질을 기판을 향해 분출시켜서 박막을 제작한다. 그런데 이러한 점 증발원은 분출부가 향하는 방향으로 가장 많은 증착 물질을 분출시키기 때문에 대면적의 균일한 박막을 얻을 수 없다는 단점이 있다. 이러한 단점을 해소하기 위해 본 출원인은 도 1과 도 2에 도시된 바와 같은 원추형 노즐 증발원(2)을 제안하여 특허 등록한 바 있다. 원추형 노즐 증발원은 증착물질을 증발관(24)과 원추형 노즐(21)을 통해 분출시켜 대면적의 기판에도 균일한 두께의 박막을 얻을 수 있다.

그런데 종래의 원추형 노즐 증발원의 경우, 대면적의 균일한 박막 제작은 가능하나, 원추형 노즐을 통해 분출되는 대부분의 물질들이 기판 외각을 향하게 되어 물질의 사용 효율이 낮은 단점이 있다.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 기판의 회전 없이 대면적의 기판에 균일한 두께의 박막을 제작할 수 있으면서도, 증착 물질의 사용 효율이 높은 증발원을 제공하고자 한다.

이러한 본 발명은, 상측이 개구된 도가니(1)와; 상기 도가니의 개구부에 결합하는 것으로서, 상측에 원추형태의 노즐(31)이 여러 겹 형성되어 있고, 상기 노즐과 연결되며 하측과 통하는 다수 개의 증발관(33)이 형성되어 있는 삽입부로 구성되어; 상기 도가니에서 증발된 증발물질들이 상기 삽입부의 증발관과 원추형 노즐을 차례로 통과하여 분출되도록 하는 것을 특징으로 하는 증착 공정용 원추형 다중 노즐 증발원에 의해 달성된다.

본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 3부터 도 5까지는 본 발명의 증착 공정용 원추형 다중 노즐 증발원의 실실시예가 도시되어 있는데, 도 3에는 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 삽입부의 단면도가 도시되어 있으며, 도 5에는 본 발명의 실시예를 이용한 증착 방법의 개략도가 도시되어 있다.

본 발명의 증착 공정용 원추형 다중 노즐 증발원은 도 3과 도 4에 도시된 바 와 같이, 상측이 개구된 도가니(1)와 상기 도가니의 개구부에 결합되는 것으로서, 상측에 원추형 노즐(31)이 여러 겹 형성되어 있으며, 상기 원추형 노즐과 연결되고 하측의 도가니와 통하는 증발관(33)이 형성되어 있는 삽입부로 구성되며, 도가니에서 증발된 증착 물질이 상기 삽입부의 증발관과 원추형 노즐을 차례로 통과하여 분출되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 원추형 다중 노즐 증발원은 원추형 노즐이 여러 겹으로 겹쳐져서 삽입부에 형성된다는 점에서 하나의 원추형 노즐을 사용하는 종래의 원추형 노즐 증발원과 다르며, 상기의 구성상의 차이에 의해 증착 물질의 사용 효율을 향상시키는 효과를 가지게 된다.

여러 겹의 원추형 노즐을 사용한 경우와 하나의 원추형 노즐을 사용한 경우의 차이점을 도 6의 그래프를 참고하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

진공에서 사용하는 증발원에 단순한 원통형 노즐을 적용하여 분출 분포를 측정해 보면, 지름이 큰 하나의 원통을 통해 분출된 경우보다 지름이 작은 여러 개의 원통을 통해 분출된 경우가 분출 분포의 방향성이 더 크다.(분출 분포 그래프에서 그려지는 산 모양에서 중심이 더 높고 기울기가 더 급하다.) 이러한 경향성을 원추형 노즐증발원에 적용할 경우, 하나의 원추형 노즐보다 여러 겹의 원추형 노즐이 더 방향성이 크기 때문에 기판 외부로 버려지는 물질을 최소화시킬 수 있다. 도 6의 그래프에 도시된 종래의 원추형 노즐 증발원(CNS)의 분출 분포와, 본 발명의 원추형 다중 노즐 증발원(S-CNS)의 분출분포를 비교해 보면, 증착 영역(effective area)내에서는 분포가 유사하지만 증착 영역 외부에서는 본 발명의 원추형 다중 노 즐 증발원이 종래의 원추형 증발원보다 덜 분출되는 것을 볼 수 있다. 따라서 원추형 다중 노즐 증발원의 경우 증착 물질의 사용 효율을 향상시키는 효과를 가질 수 있는 것이다.

이러한 본 발명의 원추형 다중 노즐 증발원을 이용하여 기판에 박막을 제작하는 방법을 설명하면 다음과 같다. 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 삽입부의 결합수단(34)과 도가니의 결합수단(미도시)을 이용하여 삽입부와 도가니를 결합하며, 상기 삽입부와 도가니로 구성된 원추형 다중 노즐 증발원을 외부에서 가열하여 도가니 내부의 증발 물질이 삽입부의 증발관과 원추형 노즐을 차례로 통과하여 분출되어 상측에 위치한 기판(1)에 증착되도록 한다. 이때 삽입부의 상측면을 통해 많은 열이 빠져나가지 않도록 삽입부의 상측면에 여러 겹의 반사판을 설치하는 것이 좋고 반사판 고정홀(32)을 이용하여 반사판을 고정한다.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.

이상과 같은 본 발명은 여러 겹의 원추형 노즐을 이용하여, 대면적의 기판에 균일한 두께의 박막 제작이 가능하면서도 증착 물질의 사용 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

Claims (1)

1. 상측이 개구된 원통형 도가니(1)와;

   상기 도가니의 개구부에 결합하는 것으로서, 상측에 원추형태의 노즐(31)이 여러 겹 형성되어 있고, 상기 노즐과 연결되며 하측과 통하는 다수 개의 증발관(33)이 형성되어 있는 삽입부로 구성되어;

   상기 도가니에서 증발된 증발물질들이 상기 삽입부의 증발관과 원추형 노즐을 차례로 통과하여 분출되는 것을 특징으로 하는 증착 공정용 원추형 다중 노즐 증발원

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