KR20130024295A - 원료 공급 장치 및 이를 구비하는 박막 증착 장치 - Google Patents

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KR20130024295A
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윤석원
김승호
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주성엔지니어링(주)
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Abstract

본 발명은 적어도 둘 이상의 분말 원료를 각각 저장하는 적어도 둘 이상의 저장실과, 일측 방향으로 연장되며 적어도 둘 이상의 저장실과 연결되는 수평 채널과, 수평 채널에 삽입되며, 적어도 둘 이상의 이송홀이 형성된 이송 샤프트를 포함하고, 이송 샤프트는 수평 채널 내에서 왕복 운동이 가능하여 적어도 둘 이상의 이송홀에 원료 분말을 충진하거나 외부 장치로 공급되도록 하는 원료 공급 장치 및 이를 구비하는 박막 증착 장치를 제공한다.

Description

원료 공급 장치 및 이를 구비하는 박막 증착 장치{Material supplying apparatus and thin film depositing apparatus having the same}
본 발명은 원료 공급 장치 및 이를 구비하는 박막 증착 장치에 관한 것으로, 특히 증착 재료가 되는 두 종류 이상의 분말 원료를 정량적으로 공급할 수 있는 원료 공급 장치 및 이를 구비하는 박막 증착 장치에 관한 것이다.
일반적으로 박막을 형성하는 방법은 스퍼터링(Sputtering)을 포함하는 물리적인 충돌을 이용하여 박막을 형성하는 PVD(Physical Vapor Deposition) 방법과, 화학 반응을 이용하여 박막을 형성하는 CVD(Chemical Vapor Deposition) 방법으로 크게 구분할 수 있다.
CVD 방법은 일반적으로 기체 상태의 반응 원료를 이용하지만, 기체 상태의 반응 원료를 제작하기 어려운 경우에는 고체 상태의 분말 원료를 기화시킨 다음 기화된 원료 가스를 이용하여 박막을 증착한다. 예를 들어, 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diode; OLED)의 경우 유기 박막은 고체 상태의 분말 원료가 사용된다. 따라서, CVD 방법을 이용하는 유기 박막 증착 장치는 별도 용기(canister)에 저장된 분말 원료를 챔버(chamber) 내부로 공급하는 적어도 하나의 원료 공급 장치를 구비한다.
이러한 원료 공급 장치로는 압력차를 이용하는 방식 또는 나사산을 이용하는 방식으로 용기에 저장된 분말 원료를 챔버 내부로 공급한다. 압력차를 이용하는 방식은 한국공개특허 제2008-0019808호에 제시된 바와 같이 용기 내부로 소정의 가스를 공급하여 용기와 챔버 사이에 압력차를 발생시키고, 압력차에 의해 분말 원료가 용기 외측으로 분출되어 챔버 내부로 공급되게 하는 방식이다. 이 방식은 가스의 분사 압력에 의해 분말 원료의 공급량이 조절된다. 그러나, 이 방식은 용기 내부에 남아있는 분말 원료의 양, 종류, 습기 및 정전기 등에 의해 영향을 받게 되어 공급되는 분말 원료의 양이 매번 달라지는 문제점이 있다.
반면, 나사선을 이용하는 방식은 한국공개특허 제2009-0103024호에 제시된 바와 같이 용기 내부에 나사선이 형성된 회전축을 설치하여 회전축을 회전시키고, 회전축의 회전에 의해 분말 원료가 나사선을 타고 용기 외측으로 분출되어 챔버 내부로 공급되게 하는 방식이다. 이 방식은 나사선의 피치(pitch) 및 나사선의 회전 속도에 의해 분말 원료의 공급량이 조절된다. 그러나, 이 방식은 분말 원료의 입자가 치밀해지면 나사선 사이에 분말 원료가 끼인 상태로 존재하여 챔버 내부로 공급되지 않을 수도 있기 때문에 미량의 원료를 공급하기에는 적합하지 않고, 공급되는 분말 원료의 양 또한 매번 달라지는 문제점이 있다.
상기한 바와 같이 종래 기술에 따른 유기 박막 증착 장치에서는 원료 분말이 정량적으로 공급되기 어렵고, 원료 분말이 미량으로 공급되기는 더욱 어렵다. 따라서, 박막 두께를 균일하게 제어하기 곤란하고, 막질 특성이 저하되는 등 여러 문제가 발생하여 박막 공정을 안정적으로 수행하기 어렵다. 또한, 원료 공급 장치는 하나의 용기만이 마련되어 상기 원료 공급 장치를 이용하여 둘 이상의 원료 물질을 포함하는 박막을 형성하기 어려운 문제가 있다.
본 발명은 미량의 분말 원료를 정량적으로 공급하여 박막 공정이 안정적으로 수행될 수 있는 원료 공급 장치 및 이를 구비하는 박막 증착 장치를 제공한다.
본 발명은 적어도 둘 이상의 용기가 마련되어 둘 이상의 분말 원료를 공급할 수 있는 원료 공급 장치 및 이를 구비하는 박막 증착 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 원료 공급 장치는 적어도 둘 이상의 분말 원료를 각각 저장하는 적어도 둘 이상의 저장실; 일측 방향으로 연장되며 상기 적어도 둘 이상의 저장실과 연결되는 수평 채널; 및 상기 수평 채널에 삽입되며, 적어도 둘 이상의 이송홀이 형성된 이송 샤프트를 포함하고, 상기 이송 샤프트는 상기 수평 채널 내에서 왕복 운동이 가능하여 상기 적어도 둘 이상의 이송홀에 상기 원료 분말을 충진하거나 외부 장치로 공급되도록 한다.
상기 이송 샤프트는 일 이송홀에 일 분말 원료가 충진될 때 타 이송홀에 충진된 타 분말 원료를 상기 외부 장치로 이송하고, 상기 일 이송홀에 충진된 상기 일 분말 원료를 상기 외부 장치로 이송할 때 상기 타 이송홀에 상기 타 분말 원료를 충진한다.
상기 수평 채널을 관통하여 연장되며, 상기 적어도 둘 이상의 저장실의 일측에 각각 연결되는 적어도 둘 이상의 펌핑관; 및 상기 수평 채널을 관통하여 연장되며, 상기 적어도 둘 이상의 펌핑관과 이격된 이송관을 포함한다.
상기 펌핑관의 타측에 연결되어 배출 압력을 형성하는 적어도 둘 이상의 펌핑부를 포함하고, 상기 이송관의 일측에 연결되어 분말 원료의 이송을 위한 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함한다.
상기 수평 채널에 삽입된 이송 샤프트의 외주연에는 제 1 실링 부재가 설치되고, 상기 이송 샤프트가 삽입되는 상기 수평 채널의 단부 외측에는 제 2 실링 부재가 설치된다.
상기 이송 샤프트의 일단에 결합되어 상기 이송 샤프트를 왕복 구동시키는 왕복 구동부를 포함한다.
상기 저장실의 내부로 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함한다.
상기 저장실 및 상기 가스 공급부 중 적어도 어느 하나를 가열하기 위한 가열 부재를 더 포함한다.
상기 적어도 둘 이상의 이송홀은 동일 크기로 형성되거나 서로 다른 크기로 형성된다.
본 발명의 다른 양태에 따른 박막 증착 장치는 기판 상에 박막을 형성하기 위한 챔버; 및 적어도 둘 이상의 이송홀이 형성된 이송 샤프트의 왕복 운동에 의하여 상기 적어도 둘 이상의 이송홀로의 상기 원료 분말의 충진 및 상기 챔버로의 공급이 반복되도록 한다.
상기 원료 공급 장치는, 적어도 둘 이상의 분말 원료를 각각 저장하는 적어도 둘 이상의 저장실; 일측 방향으로 연장되며 상기 적어도 둘 이상의 저장실과 연결되는 수평 채널; 상기 수평 채널을 관통하여 연장되며, 상기 적어도 둘 이상의 저장실의 일측에 각각 연결되는 적어도 둘 이상의 펌핑관; 및 상기 수평 채널을 관통하여 연장되며, 상기 적어도 둘 이상의 펌핑관과 이격되어 상기 챔버와 연결된 이송관을 포함한다.
상기 적어도 둘 이상의 펌핑관의 타측에 각각 연결되어 배출 압력을 형성하는 적어도 둘 이상의 펌핑부를 포함한다.
상기 이송관의 일측에 연결되어 분말 원료의 이송을 위한 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함한다.
상기 저장실의 내부로 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함한다.
본 발명의 실시 예는 서로 다른 분말 원료가 채워진 적어도 둘 이상의 저장실이 마련되고, 저장실의 수에 대응하여 적어도 둘 이상의 이송홀이 형성된 이송 샤프트의 왕복 운동에 의하여 일 이송홀에 일 분말 원료가 채워질 때 타 이송홀에 채워진 타 분말 원료가 외부 장치에 공급되게 한다.
따라서, 외부 장치에 공급되는 분말 원료의 양을 이송홀의 내부 체적에 해당하는 양만큼 정량적으로 제어하여 공급할 수 있다. 따라서, 박막 두께를 용이하게 제어할 수 있는 등 박막 공정을 더욱 안정적으로 실시할 수 있으므로 보다 고효율 및 고품위의 박막 제품을 제조할 수 있다.
또한, 이송 샤프트의 왕복 운동에 의해 일 분말 원료의 충진 및 타 분말 원료의 공급을 반복할 수 있어 하나의 원료 공급 장치를 이용하여 적어도 둘 이상의 원료로 형성되는 박막을 용이하게 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원료 공급 장치의 단면도.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원료 공급 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원료 공급 장치의 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 원료 공급 장치를 구비하는 박막 증착 장치의 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원료 공급 장치의 개략 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원료 공급 장치는 일측 방향으로 연장되는 수평 채널(channel)(110), 적어도 둘의 펌핑관(121a, 121b) 및 이송관(131)을 구비하는 이송부(100)와, 수평 채널(110)에 삽입되어 왕복되는 이송 샤프트(300)와, 펌핑관(121a, 121b)의 상측에 각각 결합되는 적어도 둘 이상의 저장실(200a, 200b)과, 펌핑관(121a, 121b)의 하측에 각각 결합된 적어도 둘 이상의 펌펑부(150a, 150b)를 포함한다. 또한, 원료 공급 장치는 이송부(100)의 측면에 결합되어 이송 샤프트(300)를 왕복 구동시키는 왕복 구동부(500)를 더 포함할 수 있다.
저장실(200a, 200b)은 이송관(131)을 사이에 두고 이격되어 마련될 수 있다. 저장실(200a, 200b)은 서로 다른 분말 원료(10a, 10b)가 각각 저장되는 소정 공간을 제공하는 용기 본체(210a, 210b)와, 용기 본체(210a, 210b)의 상부를 덮는 덮개(220a, 220b)를 각각 포함한다. 용기 본체(210a, 210b)에는 증착 원료로 사용되는 분말 원료(10a, 10b), 예를 들어 유기 박막 증착 공정의 경우에는 유기 원료가 고체 상태의 분말 형태로 각각 저장된다. 덮개(220a, 220b)가 용기 본체(210a, 210b)의 상부에서 분리 또는 개폐 가능하게 결합되므로 용기 본체(210a, 210b)로부터 덮개(220a, 220b)를 분리 또는 개방시켜 용기 본체(210a, 210b)의 내부 공간에 분말 원료(10a, 10b)를 용이하게 투입할 수 있다. 또한, 저장실(200a, 200b)의 일측에는 내부에 저장된 분말 원료(10a, 10b)가 외부로 배출되는 적어도 하나의 배출구(250a, 250b)가 형성된다. 한편, 저장실(200a, 200b)에는 내부에 저장된 분말 원료(10a, 10b)를 혼합하기 위한 혼합 수단(미도시)이 마련될 수 있다. 예를 들어, 용기 본체(210a, 210b)에는 진동기(vibrator)가 마련되어 분말 원료(10a, 10b)를 수시로 혼합함으로써 분말 원료(10a, 10b)의 뭉침 또는 용기 본체(210a, 210b) 내에서의 고착을 방지할 수 있다. 물론, 혼합 수단은 저장실(200a, 200b)에 저장된 분말 원료(10a, 10b)를 혼합할 수 있는 어떠한 수단도 가능하며, 예를 들어 스크류 수단으로 대체될 수도 있다. 또한, 저장실(200a, 200b)의 타측에는 분말 원료의 원활한 배출을 위해 제 1 가스를 공급하는 제 1 가스 공급관(231a, 231b) 및 저장실(200a, 200b)의 내부 압력을 조절하기 위한 제 1 가스 배기관(241a, 241b)이 결합된다. 제 1 가스 공급관(231a, 231b) 및 제 1 가스 배기관(241a, 241b)에는 내부의 가스 흐름을 단속하기 위한 제 1 밸브(232a, 232b) 및 제 2 밸브(242a, 242b)가 각각 설치된다. 이때, 제 1 가스 공급관(231a, 231b) 및 제 1 가스 배기관(242a, 242b)은 서로의 일부를 공유하도록 구성될 수 있다.
이송부(100)는 일측 방향 예를 들어, 수평 방향으로 연장되는 수평 채널(110)과, 수평 채널(110)을 가로지르는 타측 방향 예를 들어, 수직 방향으로 연장되어 수평 채널(110)을 관통하는 적어도 둘의 펌핑관(121a, 121b)과, 저장실(200a, 200b)로부터 공급된 원료 분말을 하측으로 이송시키는 이송관(131)를 포함한다. 펌핑관(121a, 121b)는 저장실(200a, 200b)에 저장된 분말 원료(10a, 10b)가 이송 샤프트(300)의 이송홀(310a, 310b)에 채워져서 정량되는 통로로서, 그 상측은 분말 원료(10a, 10b)를 공급하는 저장실(200a, 200b)의 배출구(250a, 250b)와 연통되고, 그 하측은 내부에 강제적인 배출 압력을 형성하는 펌핑부(150a, 150b)와 각각 연결된다. 또한, 펌핑관(121a, 121b)과 펌핑부(150a, 150b) 사이에는 배출 흐름을 단속하기 위한 제 3 밸브(122a, 122b)가 설치되고, 펌핑관(121a, 121b)의 하측 내부에는 필터 부재(140a, 140b)가 삽입된다. 필터 부재(140a, 140b)는 메쉬(mesh) 형상을 이루는 다수의 미세 구멍을 구비하여 제 1 가스는 통과시키면서도 분말 원료는 차단하도록 구성된다. 따라서, 미세 구멍은 제 1 가스의 입자보다는 크고 분말 원료(10a, 10b)의 입자보다는 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이송관(131)은 분말 원료(10a, 10b)를 제 2 가스에 실어 외부 장치로 공급하는 통로로서, 그 상측은 제 2 가스를 공급하는 제 2 가스 공급부(미도시)와 연통되고, 그 하측은 분말 원료(10a, 10b)를 공급할 외부 장치(미도시)와 연결된다. 또한, 이송관(131)과 제 2 가스 공급부 사이에는 제 2 가스의 공급 흐름을 단속하기 위한 제 4 밸브(132)가 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 수평 채널(110) 및 펌핑관(121a, 121b)와 이송관(131)은 단일 부재를 관통 가공하여 구성하거나 또는 별도 부재를 관통 가공한 후 결합시켜 구성할 수 있다.
한편, 펌핑관(121a, 121b)을 통해 수평 채널(110) 내부로 공급된 제 1 가스 및 분말 원료(10a, 10b)의 누설 방지를 위해 펌핑관(121a, 121)에 삽입된 이송 샤프트(300)의 외주연에는 쿼드링(quad-ring)과 같은 제 1 실링(sealing) 부재(410)가 설치될 수 있고, 이송 샤프트(300)가 삽입되는 수평 채널(110)의 단부 외측에는 벨로우즈 등과 같은 제 2 실링 부재(420)가 설치될 수 있다. 또한, 제 1, 제 2 가스는 Ar, N2 등의 비활성 가스를 사용하는 것이 바람직하다.
이송 샤프트(300)의 일부는 수평 채널(110)의 내부로 삽입되어 수평 채널(110)의 내부에서 왕복 구동되고, 이송 샤프트(300)에는 펌핑관(121a, 121b)를 통해 공급된 분말 원료(10a, 10b)를 적재하여 이송관(131)을 통해 이송하기 위한 적어도 하나의 이송홀(310a, 310b)이 마련된다. 이송홀(310a, 310b)은 펌핑관(121a, 121b) 및 이송관(131)의 거리를 고려하여 그 형성 위치가 조절된다. 즉, 이송홀(310a)이 펌핑관(121a) 상에 위치할 때 이송홀(310b)이 이송관(131)에 위치하고, 이송홀(310b)이 펌핑관(121b) 상에 위치할 때 이송홀(310a)이 이송관(131)에 위치되도록 이송홀(310a, 310b)이 형성된다. 따라서, 이송홀(310a)은 분말 원료(10a)의 적재시 수평 채널(110)과 펌핑관(121a)의 교차 지점에 위치되었다가 분말 원료(10a)의 배출시 수평 채널(110)과 이송관(131)의 교차 지점으로 이동되고, 이송홀(310b)은 분말 원료(10b)의 적재시 수평 채널(110)과 펌핑관(121b)의 교차 지점에 위치되었다가 분말 원료(10b)의 배출시 수평 채널(110)과 이송관(131)의 교차 지점으로 이동된다. 여기서, 이송홀(310a, 310b)은 동일하거나 서로 다르게 형성될 수 있다. 따라서, 원료 분말(10a, 10b)을 동일한 양으로 공급하거나 서로 다른 양으로 공급할 수 있다. 한편, 이송 샤프트(300)의 외경은 수평 채널(510)의 내경과 같거나 약간 작게 형성되어, 수평 채널(510)의 내벽을 따라 마찰 되면서 또는 수평 채널(110)의 내벽에 의해 지지 되면서 왕복 구동되는 것이 바람직하다. 이때, 이송 샤프트(300)와 수평 채널(110)의 표면 마찰력이 너무 크면 마찰력에 의해 이물질이 발생될 우려가 있으므로 적어도 이중 어느 하나는 표면 조도(roughness)가 낮은 물질로 제작되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 이송 샤프트(300)는 표면 처리를 통해 표면 조도를 낮출 수 있는 세라믹(cemramic) 재질 또는 자기 윤활 특성을 갖는 테프론(teflon) 계열의 불소 수지 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
이송부(100)의 측방에는 실린더(510)와 실린더(510)의 내부에서 왕복 구동되는 피스톤(520)을 포함하는 왕복 구동부(500)이 배치되고, 피스톤(520)의 단부에 이송 샤프트(300)의 일단이 결합된다. 피스톤(520)의 외경은 실린더(510)의 내경과 같거나 약간 작게 형성되어 실린더(510)의 내벽을 따라 마찰되면서 또는 실린더(510)의 내벽에 의해 지지되면서 왕복 구동된다. 이때, 피스톤(520) 자체만으로는 기밀성이 유지될 수 없다면, 피스톤(520)의 외주연에 고무링과 같은 기밀 부재(530)를 추가로 설치하여 기밀성을 더욱 높일 수도 있다. 본 실시 예의 왕복 구동부(500)은 수평 채널(110) 내부에 삽입된 이송 샤프트(300)를 수평 채널(110) 내부에서 왕복 구동시키기 위한 수단으로서, 이의 목적을 달성할 수 있다면 어떠한 구성도 가능하다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 왕복 구동부(500)는 실린더(510)의 일측에 공기가 출입되는 출입구(540)가 형성되어 실린더(510) 내부의 압력 변화에 따라 피스톤(520)이 동작하는 공압 방식으로 구성될 수 있으며, 이와는 달리 출입구(540)를 통해 유체가 출입되면서 피스톤(520)이 동작하는 유압 방식으로 구성될 수도 있다. 또한, 회전 운동을 직선 운동으로 변환 가능한 선형 모터 등으로 구성될 수도 있을 것이다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 일 실시 예에 따른 원료 공급 장치의 동작 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원료 공급 장치의 동작 설명을 위한 모식도이다.
도 2를 참조하면, 먼저 덮개(220a, 220b)를 분리시켜 용기 본체(210a, 210b) 각각에 소정량의 분말 원료(10a, 10b)를 채운 다음 덮개(220a, 220b)를 다시 결합한다. 이때, 용기 본체(210a, 210b)에 채워진 분말 원료(10a, 10b)는 박막 공정에 적합한 치밀한 조직을 가질 수 있도록 혼합, 파쇄 및 압축 과정 중 어느 하나의 단계를 거칠 수 있다. 한편, 이송홀(310a)이 펌핑관(121a)와 일직선을 이루도록 이송 샤프트(300)를 이동시켜 막혀있던 펌핑관(121a)의 상하부를 연통시킨다. 이때, 이송홀(310b)은 이송관(131)에 연통된 상태를 유지한다. 이어서, 제 1 밸브(232a)를 열어 제 1 가스 공급관(231a)을 통해 저장실(200a) 내부로 제 1 가스를 공급하고, 내부 압력이 일정 수준에 도달하면 제 3 밸브(122a)를 열어준다. 또한, 펌핑부(150a)을 동작시켜 펌핑관(121a) 내에 배출 압력을 형성한다. 이에 따라, 저장실(200a) 내외부의 압력차 및 중력에 의해 제 1 가스 및 분말 원료(10a)는 펌핑관(121a)의 상측에서 하측으로 이동하게 되고, 필터 부재(140a)를 통과하지 못하는 분말 원료(10a)만 이송홀(310a)에 채워지게 된다. 물론, 이송홀(310a)에는 내부 체적에 해당하는 정량 만큼의 분말 원료(10a)만 채워지게 된다.
이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 이송홀(310a)이 이송관(131)과 일직선을 이루도록 이송 샤프트(300)를 이동시켜 이송관(131)의 상하부를 연통시킨다. 한편, 이송관(131)의 상측으로는 분말 원료(10a)를 외부 장치로 이송하기 위한 제 2 가스가 공급된다. 이에 따라, 이송홀(310a)에 채워진 정량의 분말 원료(10a)는 제 2 가스와 혼합되어 이송관(131a)의 하측을 통해 배출된 후 분말 원료(10a)를 필요로 하는 외부 장치로 공급된다. 이와 동시에 이송홀(310b)이 펌핑관(121b)과 일직선을 이루게 되어 펌핑관(121b)의 상하부가 연통된다. 이어서, 제 1 밸브(232b)를 열어 제 1 가스 공급관(231b)을 통해 저장실(200b) 내부로 제 1 가스를 공급하고, 내부 압력이 일정 수준에 도달하면 제 3 밸브(122b)를 열어준다. 또한, 펌핑부(150b)을 동작시켜 펌핑관(121b) 내에 배출 압력을 형성한다. 이에 따라, 저장실(200b) 내외부의 압력차 및 중력에 의해 제 1 가스 및 분말 원료(10b)는 펌핑관(121b)의 상측에서 하측으로 이동하게 되고, 필터 부재(140b)를 통과하지 못하는 분말 원료(10b)만 이송홀(310b)에 채워지게 된다. 물론, 이송홀(310b)에는 내부 체적에 해당하는 정량 만큼의 분말 원료(10b)만 채워지게 된다.
이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 이송홀(310b)이 이송관(131)과 일직선을 이루도록 이송 샤프트(300)를 이동시켜 이송관(131)의 상하부를 연통시킨다. 한편, 이송관(131)의 상측으로는 분말 원료(10b)를 외부 장치로 이송하기 위한 제 2 가스가 공급된다. 이에 따라, 이송홀(310b)에 채워진 정량의 분말 원료(10b)는 제 2 가스와 혼합되어 이송관(131b)의 하측을 통해 배출된 후 분말 원료(10b)를 필요로 하는 외부 장치로 공급된다. 이와 동시에, 이송홀(310a)이 펌핑관(121a)과 일직선을 이루게 되어 펌핑관(121a)의 상하부가 연통되어 이송홀(310a)에 원료 분말(10)이 채워지게 된다.
즉, 본 발명에 따른 원료 공급 장치는 이송 샤프트(300)에 적어도 두 이송홀(310a, 310b)이 형성되고, 이송홀(310a)에 원료 분말(10a)이 채워질 때 이송홀(310b)의 원료 분말(10b)이 이송관(131)을 따라 외부 장치로 이송되고, 이송홀(310b)에 원료 분말(10b)이 채워질 때 이송홀(310a)에 채워진 원료 분말(10a)이 이송관(131)을 따라 외부 장치로 이송된다. 따라서, 이송 샤프트(300)의 수평 왕복 운동에 따라 원료 분말(10a, 10b)의 어느 하나의 충진 및 원료 분말(10a, 10b)의 다른 하나의 이송이 반복된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원료 공급 장치의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원료 공급 장치는 일측 방향으로 연장되는 수평 채널(110)과 수평 채널(110)을 관통하여 타측 방향으로 연장되고 상호 이격되는 적어도 둘의 펌핑관(121a, 121b) 및 이송관(131)를 구비하는 이송부(100)와, 수평 채널(110)에 삽입되어 왕복되는 이송 샤프트(300)와, 펌핑관(121)의 상측에 결합되는 적어도 둘의 저장실(200a, 200b)과, 펌핑관(121)의 하측에 결합된 펌펑부(150a, 150b) 및 저장실(200a, 200b)의 일측에 결합되어 분말 원료(10a, 10b)의 원할한 배출을 위해 제 1 가스를 공급하는 제 1 가스 공급관(231a, 231b)을 포함하고, 저장실(200a, 200b) 내부를 소정 온도로 가열하는 제 1 가열 부재(261a, 261b) 및 제 1 가스 공급관(242a, 242b) 내부를 소정 온도로 가열하는 제 2 가열 부재(262a, 262b)를 더 포함한다.
여기서, 제 1 가열 부재(261a, 261b)는 저장실(200a, 200b)에 저장된 분말 원료(10a, 10b)를 소정 온도 예를 들어, 100℃ 이상으로 가열하여 분말 원료(10a, 10b)에 함유된 수분을 제거해줌으로써 분말 원료(10a, 10b)의 뭉침 현상 및 이로 인한 막힘 현상을 방지하는 역할을 한다. 또한, 제 2 가열 부재(262a, 262b)는 제 1 가스를 소정 온도 예를 들어, 100℃ 이상으로 가열하여 제 1 가스에 함유된 수분을 제거해줌으로써 분말 원료(10a, 10b)에 수분이 공급되는 것을 방지하는 역할을 한다. 따라서, 분말 원료(10a, 10b)의 함유 수분이 과도하여 발생되는 뭉침 현상 및 이로 인한 막힘 현상을 방지할 수 있으므로, 분말 원료(10a, 10b)가 미량인 경우에도 정량적으로 정확히 제어하여 공급할 수 있다. 한편, 이러한 목적을 위해 이송관(131) 및 제 2 가스 공급부(미도시) 중 적어도 어느 한 곳을 가열하도록 제 3 가열 부재(미도시)가 마련될 수도 있다.
도 6은 본 발명에 따른 원료 공급 장치를 구비하는 박막 증착 장치의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 유기 박막 증착 장치는 기판(20) 상에 박막을 형성하기 위한 챔버(600) 및 챔버(600)에 박막 원료를 공급하기 위한 원료 공급 장치(700)을 포함한다. 기판(20) 상에는 유기 박막이 증착되며, 원료 공급 장치(700)은 유기 박막의 증착 재료가 되는 유기 원료를 분말 형태로 공급한다.
챔버(600)는 밀폐된 소정의 반응 공간을 형성한다. 챔버(600)의 내부 하부에는 기판이 안치되는 기판 지지부(610)가 마련되고, 기판 지지부(610)에 대향하는 챔버(600)의 내부 상부에는 원료 분사부(620)가 마련된다. 또한, 챔버(600)에는 기판의 출입을 위한 별도의 개폐 수단(630) 및 내부의 배기를 위한 별도의 배기 수단(640)이 마련된다.
기판 지지부(610)는 기판(20)이 안착되는 지지대(611)를 포함한다. 지지대(611)에는 그 외측 또는 그 내부에 기판(20)의 온도를 일정하게 유지하기 위한 냉각 수단 또는 기판(20)을 공정 온도로 가열하기 위한 가열 수단이 마련될 수 있다. 또한, 지지대(611)는 승강 및 회전 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 지지대(611)의 하면에는 회전축(612)이 결합되고, 회전축(612)은 챔버(600)의 외측으로 연장되어 회전축(612)에 회전력을 인가하는 왕복 구동부(613)에 결합된다. 이를 통해, 지지대(611)를 회전시켜 기판(20)의 전체면에 균일하게 박막을 증착시킬 수 있다.
원료 분사부(620)는 분말 원료(10)를 공급받아 기화시키고, 기화된 원료 가스를 기판(20)에 분사한다. 이러한 원료 분사부(620)는 분말 원료(10a, 10b)를 공급받는 공급구(621)와, 원료 가스를 기판(20)에 분사하는 노즐부(622) 및 분말 원료(10a, 10b)를 원료 가스로 기화시키는 가열 수단(623)을 포함한다. 본 실시 예는 원료 분사부(620)의 몸체 내부에 히팅 코일(heating coil), 램프 히터(lamp heater) 등의 가열 부재(623)가 매설되고, 가열 부재(623)에 의해 분말 형태의 원료 물질(10a, 10b)이 가열되어 가스 형태의 원료 물질로 기화된다. 물론, 가열 수단(623)은 이에 한정되지 않고, 다양한 가열 부재로 구성될 수 있다. 한편, 원료 분사부(620)는 고정 설치될 수도 있지만, 구동 수단에 연결되어 회전 운동 또는 좌우/전후 운동이 가능하게 설치될 수도 있다. 이를 통해, 기판(20)과의 거리를 조절하여 공정 조건을 변경할 수 있고, 기판(20)의 전체면에 균일하게 원료 가스를 분사시킬 수 있다. 또한, 원료 분사부(620)와 원료 공급 장치(700) 사이에는 분말 원료(10a, 10b)를 예열하는 예열 수단(미도시)이 추가로 마련될 수도 있다. 이를 통해, 원료 분사부(620) 내에서의 분말 원료(10a, 10b)의 기화 속도를 높여 박막 증착 속도를 더욱 향상시킬 수 있다.
원료 공급 장치(700)는 일측 방향으로 연장되는 수평 채널(110)과 수평 채널(110)을 관통하여 타측 방향으로 연장되어 서로 이격된 적어도 둘의 펌핑관(121a, 121b)과 수평 채널(110)을 관통하여 타측 방향으로 연장되며 펌핑관(121a, 121b)과 이격된 이송관(131)를 구비하는 이송부(100)와, 수평 채널(110)에 삽입되어 왕복되는 이송 샤프트(300)와, 펌핑관(121a, 121b)의 상측에 결합되어 서로 다른 원료 분말(10a, 10b)을 저장하는 적어도 둘의 저장실(200a, 200b) 및 펌핑관(121a, 121b)의 하측에 결합된 펌펑부(150a, 150b)를 포함한다. 이송 샤프트(300)에는 분말 원료(10a, 10b)가 각각 채워지는 적어도 둘의 이송홀(310a, 310b)이 마련되고, 이송홀(310a, 310b)이 펌핑관(121a, 121b) 및 이송관(131)과 각기 일직선을 이루는 두 지점 사이를 왕복하도록 구성된다. 따라서, 저장실(200a, 200b)의 분말 원료(10a, 10b)는 펌핑관(121a, 121b)를 통해 이송홀(310a, 310b)에 각각 채워진 후 이송관(131)를 통해 챔버(600)로 이송될 수 있다. 이때, 챔버(600)로 공급되는 분말 원료(10a, 10b)의 양은 이송홀(310a, 310b)의 내부 체적에 해당하는 양만큼 정량적으로 제어되므로, 이송홀(310a, 310b)의 내부 체적을 원하는 값으로 아주 미세하게 가공하면 대량 공급뿐만 아니라 수 mg 내지 수백 mg 정도의 미량 공급까지도 정량적으로 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 이송부 110 : 수평 채널
120a, 120b : 펌핑관 131 : 이송관
200a, 200b : 저장실 300 : 이송 샤프트
310a, 310b : 이송홀 500 : 왕복 구동부

Claims (15)

  1. 적어도 둘 이상의 분말 원료를 각각 저장하는 적어도 둘 이상의 저장실;
    일측 방향으로 연장되며 상기 적어도 둘 이상의 저장실과 연결되는 수평 채널; 및
    상기 수평 채널에 삽입되며, 적어도 둘 이상의 이송홀이 형성된 이송 샤프트를 포함하고,
    상기 이송 샤프트는 상기 수평 채널 내에서 왕복 운동이 가능하여 상기 적어도 둘 이상의 이송홀에 상기 원료 분말을 충진하거나 외부 장치로 공급되도록 하는 원료 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이송 샤프트는 일 이송홀에 일 분말 원료가 충진될 때 타 이송홀에 충진된 타 분말 원료를 상기 외부 장치로 이송하고, 상기 일 이송홀에 충진된 상기 일 분말 원료를 상기 외부 장치로 이송할 때 상기 타 이송홀에 상기 타 분말 원료를 충진하는 원료 공급 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 수평 채널을 관통하여 연장되며, 상기 적어도 둘 이상의 저장실의 일측에 각각 연결되는 적어도 둘 이상의 펌핑관; 및
    상기 수평 채널을 관통하여 연장되며, 상기 적어도 둘 이상의 펌핑관과 이격된 이송관을 포함하는 원료 공급 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 펌핑관의 타측에 연결되어 배출 압력을 형성하는 적어도 둘 이상의 펌핑부를 포함하는 원료 공급 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 이송관의 일측에 연결되어 분말 원료의 이송을 위한 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하는 원료 공급 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 수평 채널에 삽입된 이송 샤프트의 외주연에는 제 1 실링 부재가 설치되고, 상기 이송 샤프트가 삽입되는 상기 수평 채널의 단부 외측에는 제 2 실링 부재가 설치되는 원료 공급 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 이송 샤프트의 일단에 결합되어 상기 이송 샤프트를 왕복 구동시키는 왕복 구동부를 포함하는 원료 공급 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 저장실의 내부로 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하는 원료 공급 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 저장실 및 상기 가스 공급부 중 적어도 어느 하나를 가열하기 위한 가열 부재를 더 포함하는 원료 공급 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 둘 이상의 이송홀은 동일 크기로 형성되거나 서로 다른 크기로 형성된 원료 공급 장치.
  11. 기판 상에 박막을 형성하기 위한 챔버; 및
    적어도 둘 이상의 이송홀이 형성된 이송 샤프트의 왕복 운동에 의하여 상기 적어도 둘 이상의 이송홀로의 상기 원료 분말의 충진 및 상기 챔버로의 공급이 반복되도록 하는 원료 공급 장치를 포함하는 박막 증착 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 원료 공급 장치는,
    적어도 둘 이상의 분말 원료를 각각 저장하는 적어도 둘 이상의 저장실;
    일측 방향으로 연장되며 상기 적어도 둘 이상의 저장실과 연결되는 수평 채널;
    상기 수평 채널을 관통하여 연장되며, 상기 적어도 둘 이상의 저장실의 일측에 각각 연결되는 적어도 둘 이상의 펌핑관; 및
    상기 수평 채널을 관통하여 연장되며, 상기 적어도 둘 이상의 펌핑관과 이격되어 상기 챔버와 연결된 이송관을 포함하는 원료 공급 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 적어도 둘 이상의 펌핑관의 타측에 각각 연결되어 배출 압력을 형성하는 적어도 둘 이상의 펌핑부를 포함하는 박막 증착 장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 이송관의 일측에 연결되어 분말 원료의 이송을 위한 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하는 박막 증착 장치.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 저장실의 내부로 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하는 박막 증착 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140120199A (ko) * 2013-04-02 2014-10-13 주식회사 선익시스템 증발원 및 이를 구비한 증착장치
KR20150060038A (ko) * 2013-11-25 2015-06-03 삼성디스플레이 주식회사 유기물 증착 장치
KR20150077696A (ko) * 2013-12-30 2015-07-08 주성엔지니어링(주) 원료 공급 장치 및 그 구동 방법
KR20190100030A (ko) * 2018-02-20 2019-08-28 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140120199A (ko) * 2013-04-02 2014-10-13 주식회사 선익시스템 증발원 및 이를 구비한 증착장치
KR20150060038A (ko) * 2013-11-25 2015-06-03 삼성디스플레이 주식회사 유기물 증착 장치
KR20150077696A (ko) * 2013-12-30 2015-07-08 주성엔지니어링(주) 원료 공급 장치 및 그 구동 방법
KR20190100030A (ko) * 2018-02-20 2019-08-28 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램

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