KR20120105068A - 불순물 제거 기능의 광조사부를 구비하는 증착장치 - Google Patents

불순물 제거 기능의 광조사부를 구비하는 증착장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치는 소스가 기판 상에 증착되도록 내부에 상기 기판을 수용하는 챔버부; 상기 기판 측으로 자외선 광을 조사하는 광조사부; 광투과성 재질로서 상기 광조사부와 상기 기판 사이에 마련되며 상기 광조사부로부터 발생되는 자외선 광을 상기 챔버부 내로 투과시키는 윈도우, 상기 챔버부 내부에 마련되어 열을 발생시킴으로써 상기 자외선 광의 윈도우 투과를 억제하는 불순물을 제거하는 발열부재로 구성되는 광투과부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 광투과부에 적층되는 소스를 가열하여 제거함으로써, 기판에 조사되는 자외선 광의 광강도 및 파장을 일정하게 유지할 수 있는 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치가 제공된다.

Description

불순물 제거 기능의 광조사부를 구비하는 증착장치{EVAPORATING APPARATUS HAVING LIGHT EMITTING MEMBER WITH IMPURITY REMOVING FUNCTION}
본 발명은 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소스 분사 후에 발생하는 불순물이 열에 의하여 제거되도록 함으로써, 소스 경화용 자외선의 조사 광강도를 최대로 유지할 수 있는 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치에 관한 것이다.
확산성 단분자 증착장비에 의한 증착공정은 일반적으로 진공상태의 챔버 내에서 이루어진다.
도 1은 종래의 확산성 단분자 증착장치의 일례를 도시한 것인데, 도 1을 참조하면, 종래의 확산성 단분자 증착장치(10)에 의하면 증착 대상이 되는 기판(50)이 챔버(11) 내로 이송되고, 노즐(12)에 의하여 기판(50)에 소스가 분사됨으로써 기판(50)이 증착된다.
한편, 확산성 단분자 증착공정시 소스 분사가 완료된 후에는 자외선 광(l)을 조사하여 증착된 소스를 경화하는 과정을 거쳐야 하므로, 확산성 단분자 증착장치(10)에는 경화용 자외선 광(l)을 조사하는 광조사부(13)가 구비된다.
즉, 종래의 확산성 단분자 증착장치(10)는 챔버(11), 챔버(11) 내의 노즐(12), 챔버(11)의 외부에 장착되는 광조사부(13)를 포함하여 구성된다.
다만, 이러한 종래의 확산성 단분자 증착장치(10)는 노즐(12)로부터 분사된 소스 중 일부가 기판에 증착되지 않고 부유하여 광조사부(130)에 반복적으로 적층 경화되어 불순물(m)을 형성하고, 이러한 불순물(m)로 인하여 자외선 광(l)의 광강도(intensity)가 저하 현상 및 자외선 광(l)의 파장이 변화하는 현상이 발생된다.
따라서, 종래에는 이러한 광강도의 저하문제를 극복하고 기판(50)에 도달하는 광강도를 균일하게 유지하기 위해서 광조사부(13)로부터 발생하는 광의 강도를 필요이상으로 높이고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광투과부에 적층되는 소스를 가열하여 제거함으로써, 기판에 조사되는 자외선 광의 광강도 및 파장을 일정하게 유지할 수 있는 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치를 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 소스가 기판 상에 증착되도록 내부에 상기 기판을 수용하는 챔버부; 상기 기판 측으로 자외선 광을 조사하는 광조사부; 광투과성 재질로서 상기 광조사부와 상기 기판 사이에 마련되며 상기 광조사부로부터 발생되는 자외선 광을 상기 챔버부 내로 투과시키는 윈도우, 상기 챔버부 내부에 마련되어 열을 발생시킴으로써 상기 자외선 광의 윈도우 투과를 억제하는 불순물을 제거하는 발열부재, 상기 발열부재가 밀폐되도록 상기 발열부재의 외면을 코팅하는 보호층으로 구성되는 광투과부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치에 의해 달성된다.
또한, 상기 윈도우는 상기 챔버부의 외면을 구성하도록 장착되어 상기 챔버부의 내부를 외부와 격리시킬 수 있다.
또한, 상기 광조사부는 상기 챔버부의 외부에 상기 윈도우의 일면에 마련되고, 상기 발열부재는 상기 자외선 광의 광경로를 방해하지 않도록 상기 윈도우의 타면 상에 상기 자외선 광이 통과하는 투과영역을 둘러싸며 선형(線形)으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 보호층은 상기 자외선 광의 광경로를 방해하지 않도록 상기 투과영역을 둘러싸며 형성될 수 있다.
또한, 상기 보호층은 산화규소(silicon oxide), 질화규소(silicon nitride), 산질화규소(silicon oxinitride), 산화알루미늄(Al2O3) 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 발열부재는 탄소나노튜브(Carbon NanoTube), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 규화몰리브덴(MoSi2), 탄화규소(SiC), 그라파이트(Graphite) 중 어느 하나의 재질을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 광투과부에 적층되는 불순물을 가열하여 제거함으로써 경화시 사용되는 자외선 광의 효율을 향상시킬 수 있는 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치가 제공된다.
또한, 발열부재를 선형(線形)으로 형성함으로써, 자외선 광 투과에 대한 간섭을 최소화할 수 있다.
또한, 불순물 제거용 발열부재를 자외선 광이 투과되는 영역의 외측으로만 형성되도록 함으로써 자외선 광 조사를 간섭하지 않음으로써, 최상의 광강도를 유지할 수 있다.
또한, 발열부재를 보호하는 보호층이 자외선 광이 투과되는 영역과 교차하지 않도록 형성됨으로써 자외선 광의 광경로가 방해되지 않을 수 있다.
또한, 열이 발생하는 발열부재 상에 보호층을 코팅함으로써, 전원 인가시에 발열부재가 소스와 반응하여 의도하지 않는 전기적 현상이 발현되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 확산성 단분자 증착장치의 일례를 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치의 개략적인 측단면도이고,
도 3은 도 2의 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치의 광조사부와 광투과부의 결합 사시도이고,
도 4는 도 3의 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치의 광조사부와 광투과부의 분해 사시도이고,
도 5는 도 3의 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치의 광조사부와 광투과부 VI - VI' 절단선을 따라 절단한 단면을 도시한 것이고,
도 6은 도 3의 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치의 광조사부와 광투과부의 평면도이고,
도 7은 도 3의 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치의 광조사부와 광투과부의 다른 변형례의 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치의 개략적인 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치(100)는 챔버부(110)와 광조사부(120)와 광투과부(130)를 포함한다.
상기 챔버부(110)는 내부에 노즐부(111) 및 이송부(112)가 구비되어 증착공정이 수행되는 장소에 해당하며, 소정의 펌프를 이용하여 내부에 포함되는 공기를 제거하고 진공상태가 유지되도록 함으로써 원활한 증착공정이 수행될 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이, 챔버부(110)의 내부에는 노즐부(111)와 이송부(112)가 수용되며, 이송부(111)에는 기판(50)이 장착될 수 있도록 한다. 이러한 이송부(112)에 의하면 증착 대상물인 기판(50)이 챔버부(110)의 내부로 이송되며, 증착 후의 기판(50)이 챔버부(110)의 외부로 이송되도록 구성된다.
노즐부(111)는 이송부(112)에 장착되는 기판(50) 측으로 소스를 분사하여 기판(50)을 증착하게 된다. 챔버부(110)의 외부에는 노즐부(111)에 분사용 소스를 제공하기 위한 소스 제공부(113)가 마련된다.
한편, 본 실시예의 증착장치는 단분자인 소스를 기판에 증착하는 용도로 이용되는 것이나, 증착공정이 수행되는 것이라면, 소스의 종류는 단분자에 제한되지 않는다.
도 2는 도 1의 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치의 광조사부와 광투과부의 결합 사시도이고, 도 3은 도 2의 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치의 광조사부와 광투과부의 분해 사시도이고, 도 4는 도 2의 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치의 광조사부와 광투과부 VI - VI' 절단선을 따라 절단한 단면을 도시한 것이고, 도 5는 도 2의 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치의 광조사부와 광투과부의 평면도이고, 도 6은 도 3의 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치의 광조사부와 광투과부의 평면도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 상기 광조사부(120)는 노즐부(111)에 의하여 소스 분사가 완료된 기판(50)에 자외선(UV) 광을 조사함으로써, 분사된 소스가 경화되도록 하여 증착공정을 마무리하는 부재이다.
자외선 광 조사시에 광조사부(120)로부터 발생되는 아웃가스(outgas)는 챔버부(110)내에서 불필요한 불순물로 작용하게 되며 이러한 아웃가스(outgas)가 챔버부(110)내에 유입되는 것이 배제되도록, 광조사부(120)는 후술하는 윈도우(131)의 챔버부(110) 외측에 노출된 면과 접하도록 장착된다. 따라서, 이러한 광조사부(120)의 배치에 의하면, 광조사부(120)로부터 발생되는 자외선 광이 후술하는 광투과부(130)를 통하여 챔버부(110)의 내면으로 진행된다.
상기 광투과부(130)는 챔버부(110)의 외면의 일영역을 구성함으로써, 광조사부(120)로부터 발생한 자외선 광을 챔버부(110) 내로 투과시키기 위한 것으로서, 윈도우(131)와 발열부재(132)와 보호층(133)을 포함한다.
상기 윈도우(131)는 우수한 광투과성을 가지는 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 챔버부(110) 외면의 일영역에 장착됨으로써, 이에 의하면 광투과가 불가능한 재질로 구성되는 챔버부(110)를 통과하여 내부로 광조사가 가능하도록 한다. 또한, 챔버부(110)의 내부는 진공상태가 유지되어야 하므로, 윈도우(131)는 챔버부(110)의 내부가 외부로부터 완전히 밀폐, 격리될 수 있도록 장착된다.
즉, 상술한 구성에 의하면, 윈도우(131)는 진공상태가 유지되는 챔버부(110) 내부 쪽의 면과, 외기에 노출되는 챔버부(110)의 외부의 면을 포함하며, 윈도우(131)의 챔버부(110) 외부 쪽의 면으로부터 윈도우(131)의 챔버부(110) 내부 쪽의 면 방향으로 광이 투과할 수 있도록 구성된다.
본 실시예에서의 윈도우(131)는 우수한 광투과성 재질의 석영(quartz) 재질로 구성되나, 윈도우(131)의 재질이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발열부재(132)는 챔버부(110) 내부를 향하는 윈도우(131) 면, 즉, 광조사부(120)가 장착되는 반대편 면 상에 형성되는 것으로서, 열전도성이 우수한 재질로 구성됨으로써 외부로부터 인가되는 전원에 의하여 발열하도록 구성된다.
이러한 발열부재(132)는 박막으로 좁은 폭의 선 형태로 패터닝 되며, 광 조사부(120)로부터 발생하는 자외선 광이 챔버부(110) 내 윈도우(131)에 투영되는 투과영역(134)의 테두리를 둘러싸도록 형성된다.
즉, 자외선 광이 투과하는 챔버부(110) 내 윈도우(131) 면 영역을 투과영역(134)이라 정의하면, 발열부재(132)는 윈도우(131) 상에서 투과영역(134)의 테두리를 둘러싸는 형태로 형성된다. 따라서, 자외선 광이 이동하는 광경로를 둘러싸는 형태로 배치되는 발열부재(132)는 광조사부(120)에 의하여 조사되는 자외선 광의 광경로를 방해 또는 간섭하지 않도록 한다.
한편, 본 실시예에서의 발열부재(132)는 탄소나노튜브(Carbon NanoTube), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 규화몰리브덴(MoSi2), 탄화규소(SiC), 그라파이트(Graphite) 중 어느 하나의 재질을 스퍼터링(Sputtering), 화학기상증착(CVD:Chemical Vapor Deposition)를 이용하여 윈도우(131) 상에 박막으로 적층하고, 포토 리소그래피(photolithography), 이-빔 리소그래피(e-beam lithography) 등으로 패터닝 하는 공정에 의하여 형성되거나, 상술한 재질을 윈도우(131) 상에 잉크젯(ink-jet)으로 프린팅 함으로써 형성될 수 있다.
그러나, 발열부재(132)는 우수한 열전도성을 가지고 박막(薄膜)의 선형(線形)으로 패터닝 가능한 것이라면, 상술한 공정 및 재질에 제한되는 것은 아니다.
상기 보호층(133)은 챔버부(110) 내에서 전원이 인가되는 발열부재(132)에 의하여 의도되지 않은 전기적 효과가 발생하는 것을 방지하기 위한 것으로서, 발열부재(132)의 외면을 포함한 광투과부(130)의 상측을 코팅함으로써 형성된다.
보호층(133)은 발열부재(132)를 보호하기 위한 것이므로, 발열부재(132)의 외면을 포함하여 챔버부(110) 내 윈도우(131)의 면 전체가 코팅되는 형태로 마련된다.
도 7은 도 3의 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치의 광조사부와 광투과부의 다른 변형례의 평면도이다.
그러나, 도 7을 참조하면, 보호층(133)이 챔버부(110)내의 윈도우(131) 면에 전면 코팅되는 것이 아니라, 발열부재(132)의 외면에만 선택적으로 코팅되도록 함으로써, 자외선 광 진행 방해를 최소화하도록 할 수도 있다.
한편, 보호층(133)은 산화규소(silicon oxide), 질화규소(silicon nitride), 산질화규소(silicon oxinitride), 산화알루미늄(Al2O3)중 어느 하나가 이용될 수 있으며, 본 실시예에서 보호층(133)으로는 석영(quartz) 재질의 윈도우(131)의 면에 박막형태로 용이하게 코팅 가능한 재질인 이산화 규소(SiO2)가 이용되는 것이 가장 바람직하다.
지금부터는 상술한 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치의 일실시예의 작동에 대하여 설명한다.
먼저, 챔버부(110)의 외부에 위치하는 기판(50)이 이송부(112)에 의하여 챔버부(110) 내로 이송된다. 이송된 기판(50)이 챔버부(110) 내의 소정 영역에 위치 고정되면, 소스 제공부(113)로부터 노즐부(111)에는 소스가 공급되고, 진공상태인 챔버부(110) 내의 노즐부(111)로부터 소스가 기판(50)측으로 분사됨으로써 기판(50)을 증착시킨다.
기판(50) 상에 소스를 분사하는 공정이 완료되면, 챔버부(110) 내에 증착된 소스를 경화하는 공정이 진행되게 된다.
챔버부(110)의 외부에 마련되는 광조사부(120)로부터 자외선 광이 발생하며, 자외선 광은 챔버부(110)의 내부를 외부로부터 격리시키되 광이 투과될 수 있도록 챔버부(110)의 일영역에 장착되는 윈도우(131)를 통과하여 챔버부(110) 내측으로 조사된다. 자외선 광은 기판(50) 측으로 진행하며, 기판(50) 상에 증착된 소스는 자외선 광에 의하여 경화된다.
한편, 상술한 과정에 있어서 노즐부(111)로부터 분사되는 소스 중 일부의 소스가 기판(50)이 아닌 광투과부(130) 상에 반복적으로 적층되어 경화되어 일정 이상의 두께의 불순물을 형성하게 되고, 광투과부(130) 상의 불순물은 자외선 광이 윈도우(131)를 투과하는 것을 간섭 및 방해하여 조사되는 자외선 광의 광강도(intensity)를 저하시킨다.
이때, 본 실시예에서는 이러한 현상을 방지하기 위해서, 자외선 광의 조사와 동시에 발열부재(132)에 전원을 인가하고, 소정의 전원에 의하여 발열부재(132)는 발열하게 된다.
발열부재(132)에 의하여 발생되는 열은 챔버부의 내의 광투과부에서 소스가 적층되어 경화되는 것을 방지하고 이미 경화된 소스를 제거함으로써, 불순물을 제거하게 된다.
또한, 발열부재(132)의 외면을 코팅하고 있는 보호층(133)은 발열부재(132)에 전원이 인가됨으로써 챔버부(110) 내에서 분사되는 소스와 작용하여 플라즈마를 형성하는 등 의도하지 않은 전기적 현상이 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다.
또한, 발열부재(132)는 자외선 광의 투영되는 윈도우(131) 상의 투과영역(134)과 겹치지 않는 영역 상에 형성됨으로써, 윈도우(131)를 투과한 자외선 광이 기판(50) 측으로 진행되는 것을 방해하지 않고 불순물을 처리할 수 있다.
종래의 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치에 의하면, 광조사시 적층된 불순물로 인하여 광강도가 저하되는 문제가 있었으나, 본 실시예에 의하면, 발열부재를 통하여 불순물이 적층되는 현상을 배제하거나 이미 적층된 불순물을 제거함으로써 자외선 광 조사시의 광강도 저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
100 : 본 발명의 일실시예에 따른 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치
110 : 챔버부 131 : 윈도우
120 : 광조사부 132 : 발열부재
130 : 광투과부 133 : 보호층

Claims (6)

  1. 소스가 기판 상에 증착되도록 내부에 상기 기판을 수용하는 챔버부;
    상기 기판 측으로 자외선 광을 조사하는 광조사부;
    광투과성 재질로서 상기 광조사부와 상기 기판 사이에 마련되며 상기 광조사부로부터 발생되는 자외선 광을 상기 챔버부 내로 투과시키는 윈도우, 상기 챔버부 내부에 마련되어 열을 발생시킴으로써 상기 자외선 광의 윈도우 투과를 억제하는 불순물을 제거하는 발열부재, 상기 발열부재가 밀폐되도록 상기 발열부재의 외면을 코팅하는 보호층으로 구성되는 광투과부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우는 상기 챔버부의 외면을 구성하도록 장착되어 상기 챔버부의 내부를 외부와 격리시키는 것을 특징으로 하는 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광조사부는 상기 챔버부의 외부에 상기 윈도우의 일면에 마련되고,
    상기 발열부재는 상기 자외선 광의 광경로를 방해하지 않도록 상기 윈도우의 타면 상에 상기 자외선 광이 통과하는 투과영역을 둘러싸며 선형(線形)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보호층은 상기 자외선 광의 광경로를 방해하지 않도록 상기 투과영역을 둘러싸며 형성되는 것을 특징으로 하는 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호층은 산화규소(silicon oxide), 질화규소(silicon nitride), 산질화규소(silicon oxinitride), 산화알루미늄(Al2O3) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열부재는 탄소나노튜브(Carbon NanoTube), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 규화몰리브덴(MoSi2), 탄화규소(SiC), 그라파이트(Graphite) 중 어느 하나의 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 불순물 제거 가능 광조사부를 구비하는 증착장치.
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