KR20140085857A

KR20140085857A - 박막증착장치

Info

Publication number: KR20140085857A
Application number: KR1020120155650A
Authority: KR
Inventors: 강현
Original assignee: 주식회사 원익아이피에스
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-07-08
Also published as: KR101936308B1

Abstract

본 발명은 박막증착장치에 관한 것으로서, 증착물질의 증발에 의하여 기판에 박막을 형성하는 박막증착장치에 관한 것이다.
본 발명은, 증착물질의 증발에 의하여 기판에 박막을 증착하는 밀폐된 처리공간을 형성하는 진공챔버와; 상기 진공챔버 내에 설치되어 기판의 기판처리면에 박막을 형성하도록 증착물질이 증발되는 하나 이상의 증발원을 포함하며, 상기 증발원은, 고체상태의 증착물질을 공급하는 증착물질공급부와; 상기 증착물질공급부로부터 공급받은 증착물질을 용융시키는 증착물질용융부와; 상기 증착물질용융부로부터 용융된 증착물질을 공급받아 증착물질을 가열 증발시키는 증발용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치를 개시한다.

Description

박막증착장치 {thin film deposition apparatus}

본 발명은 박막증착장치에 관한 것으로서, 증착물질의 증발에 의하여 기판에 박막을 형성하는 박막증착장치에 관한 것이다.

평판표시소자(Flat Panel Display)는 액정표시소자 (Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이소자(Plasma Display Panel), 유기발광소자 (Organic Light Emitting Diodes) 등이 대표적이다.

이 중에서 유기발광소자는 빠른 응답속도, 기존의 액정표시소자보다 낮은 소비 전력, 고휘도, 경량성 등의 특성이 있으며, 별도의 백라이트(back light) 장치가 필요 없어 초박형으로 만들 수 있는 점 등의 장점을 지니고 있는바, 차세대 디스플레이 소자로서 각광받고 있다.

한편, 평판표시소자의 기판에 박막을 형성하는 일반적인 방법으로는, 증발증착법(Evaporation)과, 이온 플레이팅법(Ion-plating) 및 스퍼터링법(Sputtering)과 같은 물리증착법(PVD)과, 가스반응에 의한 화학기상증착법(CVD) 등이 있다. 이 중에서, 유기발광소자의 유기물층, 무기물층 등과 같은 박막형성에 증발증착법이 사용될 수 있다.

평판표시소자의 기판에 박막을 형성하는 방법 중 증발증착법은 밀폐된 처리공간을 형성하는 진공챔버와, 진공챔버의 하부에 설치되어 증착될 물질이 증발되는 증발원을 포함하는 박막증착장치에 의하여 수행된다.

구체적으로 종래의 박막증착장치는, 증발원의 상측에 기판처리면이 증발원을 향하도록 기판을 위치시키고 증착물질을 가열에 의하여 증발시켜 기판처리면에 박막을 증착한다.

한편 종래의 박막증착장치는, 증발용기 내에 담길 수 있는 증착물질의 양에 한계가 있으므로 증발용기 내에 증착물질이 소진되면 그 작동을 멈추고 증발용기 내에 증착물질의 재충진, 재충진된 증발용기 내의 증착물질의 용융, 증착물질의 증발율이 일정 수치에 이른 후에야 기판에 대한 박막증착공정을 다시 수행하게 된다.

그러나 상기와 같이, 증착물질의 재충진을 요하는 종래의 박막증착장치는, 증착물질의 재충진에 따른 장치의 가동중지 및 재충진 후 재가동으로 인하여 기판처리의 속도를 높이는데 한계가 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 증착물질의 재충진을 위한 시간을 최소화하여 기판처리의 속도를 높여 생산성을 현저히 높일 수 있는 박막증착장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 증착물질을 연속적으로 공급하여 장치의 가동중지 없이 연속적인 기판처리가 가능하여 기판처리의 속도를 높여 생산성을 현저히 높일 수 있는 박막증착장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 증착물질의 증발에 의하여 기판에 박막을 증착하는 밀폐된 처리공간을 형성하는 진공챔버와; 상기 진공챔버 내에 설치되어 기판의 기판처리면에 박막을 형성하도록 증착물질이 증발되는 하나 이상의 증발원을 포함하며, 상기 증발원은, 고체상태의 증착물질을 공급하는 증착물질공급부와; 상기 증착물질공급부로부터 공급받은 증착물질을 용융시키는 증착물질용융부와; 상기 증착물질용융부로부터 용융된 증착물질을 공급받아 증착물질을 가열 증발시키는 증발용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치를 개시한다.

상기 증착물질용융부는, 상기 증착물질이 담기며, 상기 용융된 증착물질이 상기 증발용기로 공급되도록 상기 증발용기와 연결부에 의하여 연결된 용융용기와; 상기 용융용기에 설치되어 상기 용융용기에 담긴 증착물질을 가열시켜 용융하는 가열부를 포함할 수 있다.

상기 연결부는, 상기 증발용기에서 미리 정해진 증발물질의 수위보다 낮은 위치에서 상기 용융용기와 상기 증발용기를 연결하며, 상기 용융용기는, 상기 용융용기의 상부에 주입되어 가스압력에 의하여 상기 용융용기 내의 증착물질이 상기 증발용기 내로 상기 연결부를 통하여 상기 증발용기 내로 주입되도록 가스주입관이 연결될 수 있다.

상기 연결부는, 상기 증발용기에서 미리 정해진 증발물질의 수위보다 낮은 위치에서 상기 용융용기와 상기 증발용기를 연결하며, 상기 용융용기는, 상기 용융용기의 상측에 설치되어 상기 용융용기 내의 증착물질이 상기 증발용기 내로 상기 연결부를 통하여 주입되도록 증착물질을 가압하는 플런저가 설치될 수 있다.

상기 연결부는, 상기 증발용기에서 미리 정해진 증발물질의 수위보다 낮은 위치에서 상기 용융용기와 상기 증발용기를 연결하며, 상기 용융용기는, 상기 증발용기에서의 상기 증발물질의 수위가 미리 정해진 수위 이상으로 유지하도록 상기 증착물질공급부로부터 증착물질을 공급받아 용융할 수 있다.

상기 연결부는, 상기 용융용기에서 미리 정해진 증발물질의 수위보다 높은 위치에서 상기 용융용기와 상기 증발용기를 연결하며, 상기 용융용기는, 상기 용융용기의 상측에 설치되어 상기 용융용기 내의 증착물질이 상기 증발용기 내로 상기 연결부를 통하여 주입되도록 증착물질을 가압하는 플런저가 설치될 수 있다.

상기 연결부는, 용융된 증착물질이 상기 증발용기로 공급된 후 그 역류를 방지하기 위하여 그 흐름을 차단하는 차단부가 추가로 설치될 수 있다.

상기 증발용기에는, 상기 증발용기에 담긴 증착물질의 양을 감지하는 감지부가 추가로 설치되며, 상기 감지부에 의하여 측정된 상기 증발용기에 담긴 증착물질의 양에 따라서 상기 증착물질용융부가 상기 증발용기로 용융된 증착물질을 공급하도록 상기 증착물질공급부 및 상기 증착물질공급부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 증착물질공급부는, 고체상태의 증착물질로 이루어진 증착물질부재가 적재되는 증착물질적재부와, 상기 용융용기에 형성된 증착물질주입구에 대응되는 주입위치에 상기 증착물질부재를 위치시키도록 상기 증착물질적재부를 상하로 이동시키는 승강구동부와, 상기 증착물질주입구에 대응되어 위치되는 상기 증착물질부재를 밀어 상기 용융용기 내로 주입하는 주입부를 포함할 수 있다.

상기 증착물질공급부는, 상기 진공챔버의 처리공간과 공간적으로 분리하는 하우징을 추가로 포함하며, 상기 하우징은 그 내부의 압력이 상기 증착물질부재를 외부로부터 공급받을 때 대기압 상태로 변환되고 상기 용융용기로 상기 증착물질부재를 공급할 때 상기 진공챔버의 처리공간 내의 압력으로 변환될 수 있다.

상기 증발용기의 상측에는 증착물질의 증발을 선택적으로 차단하는 차단부가 추가로 설치될 수 있다.

상기 증발물질용융부에서의 가열온도는, 증발물질의 용융점보다 높고 상기 증발용기에서의 온도보다 낮은 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 박막증착장치는, 고체상태의 증착물질을 공급받아 용융하여 증착물질이 증발되는 증발용기에 용융된 증착물질을 공급함으로써 증착물질의 재충진을 위한 시간을 최소화하여 기판처리의 속도를 높여 생산성을 현저히 높일 수 있는 이점이 있다.

특히, 고체상태의 증착물질을 공급받아 용융하여 증착물질이 증발되는 증발용기에 용융된 증착물질을 공급함으로써 용융된 증착물질을 연속적으로 공급하여 장치의 가동중지 없이 연속적인 기판처리가 가능하여 기판처리의 속도를 높여 생산성을 현저히 높일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 박막증착장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 박막증착장치에서 증발용기, 증착물질용융부 및 증착물질공급부의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 증발용기, 증착물질용융부 및 증착물질공급부의 구성의 다른 예를 보여주는 단면도이다.

이하 본 발명에 따른 박막증착장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 박막증착장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 진공챔버(100)와; 진공챔버(100) 내에 설치되어 기판(10)의 기판처리면에 박막을 형성하도록 증착물질이 증발되는 하나 이상의 증발원(130)을 포함한다.

여기서 기판처리의 대상인 기판(10)은 액정표시소자 (Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이소자(Plasma Display Panel), 유기발광소자 (Organic Light Emitting Diodes) 등 기판처리면에 증착물의 증발에 의하여 박막을 형성할 수 있는 부재이면 어떠한 대상도 가능하다.

그리고 상기 기판(10)은, 진공챔버(100) 내로 직접 이송되거나 도 1에 도시된 바와 같이, 기판트레이(20)에 안착되어 이송될 수 있다.

한편 상기 기판(10)은 그 이송과정 및 공정수행 중 적어도 어느 하나의 경우 기판처리의 종류에 따라서 기판처리면이 상측을 향하는 것은 물론, 지면을 향한 상태를 이루거나, 지면에 대하여 수직을 이루거나 경사를 이루는 등 다양한 형태로 이송 및 공정이 이루어질 수 있다.

그리고 기판처리의 종류에 따라서 기판(10)의 기판처리면에 소정의 패턴으로 증착되도록 패턴화된 개구부가 형성된 마스크(미도시)가 기판처리면에 밀착되어 설치될 수 있다.

상기 진공챔버(100)는 기판처리의 수행을 위하여 처리공간(S)을 형성하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

일예로서, 상기 진공챔버(100)는, 챔버본체(120)와 서로 탈착가능하게 결합되어 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 리드(110)를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고 상기 진공챔버(100)는, 처리공간(S)에서의 기판처리에 조건에 맞춰 압력유지 및 배기를 위한 배기관(미도시), 기판트레이(20)의 고정 또는 가이드를 위한 부재(미도시) 등 기판처리의 종류에 따라서 다양한 부재, 모듈 등이 설치될 수 있다.

또한 상기 진공챔버(100)는, 기판(10)의 입출을 위한 하나 이상의 게이트(101, 102)가 형성될 수 있다.

상기 증발원(130)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 진공챔버(100) 내에 설치되어 기판(10)의 기판처리면에 박막을 형성하도록 증착물질이 증발되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하며, 특히 증착물질이 용융된 상태로 연속하여 공급되는 것을 특징으로 한다.

예로서, 상기 증발원(130)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 고체상태의 증착물질을 공급하는 증착물질공급부(230)와; 증착물질공급부(230)로부터 공급받은 증착물질을 용융시키는 증착물질용융부(220)와; 증착물질용융부(220)로부터 용융된 증착물질을 공급받아 증착물질을 가열 증발시키는 증발용기(210)를 포함한다.

상기 증발용기(210)는, 증착물질이 담겨져 후술하는 가열히터(291)의 가열에 의하여 증착물질이 증기로서 증발되도록 하는 구성으로서 증착물질의 종류에 따라서 원통 형상 등 다양한 형상 및 재질을 가질 수 있다.

여기서 증착물질은 유기물, 무기물은 물론, 알루미늄과 같은 금속물질이 사용될 수 있으며 금속물질의 경우 가열온도가 초고온임을 고려하여 세라믹과 같은 내열성 재질이 사용될 수 있다.

한편 상기 증발용기(210)의 상측에는, 증착물질의 증발이 선택적으로 이루어질 수 있도록 증착물질의 증발을 차단하는 차단부(292)가 추가로 설치될 수 있다.

상기 차단부(292)는, 증발용기(210)에서 증발되는 증착물질의 증기를 선택적으로 차단하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하며, 회전구동장치(293)의 회전구동에 의하여 회전에 의하여 증착물질의 증발을 차단하도록 구성될 수 있다.

상기 증착물질용융부(220)는, 증발용기(210)와 연결되어 용융상태의 증착물질을 증발용기(210)로 공급하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

예로서, 상기 증착물질용융부(220)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 증착물질이 담기며, 용융된 증착물질이 증발용기(210)로 공급되도록 증발용기(210)와 연결부(280)에 의하여 연결된 용융용기(221)와; 용융용기(221)에 설치되어 용융용기(221)에 담긴 증착물질을 가열시켜 용융하는 가열부(222)를 포함할 수 있다.

상기 용융용기(221)는, 증착물질이 담기며, 용융된 증착물질이 증발용기(210)로 공급되도록 증발용기(210)와 연결부(280)에 의하여 연결되는 구성으로서, 증발용기(210)와 유사한 구성을 가지는 등 다양한 구성이 가능하다.

특히 상기 용융용기(221)는, 고체상태의 증발물질을 가열하여 용융하는바 용융된 증발용기(210)가 진공챔버(100)로 유출되어 증발률에 영향을 주어 기판처리의 불량의 원인으로 작용할 수 있는바 이를 방지하기 위하여 진공챔버(100)의 처리공간(S)과 격리된 상태를 유지함이 바람직하다.

여기서 상기 용융용기(221)는, 고체상태의 증발물질을 증발물질공급부(230)로부터 공급받는 증착물질주입구(229)가 형성된 경우 증착물질주입구(229)의 개폐를 위한 밸브(228)이 추가로 설치됨이 바람직하다.

상기 밸브(228)는, 증착물질주입구(229)의 개폐를 위한 구성으로서 증발물질공급부(230)로부터 공급받을 때에만 개방하고 용융용기(221) 내에서 증발물질을 용융하는 경우 증착물질주입구(229)를 닫아 증발물질이 용융용기(221)의 외부, 특히 진공챔버(100)의 처리공간(S)으로 유출되는 것을 차단한다.

상기 가열부(222)는, 용융용기(221) 내에 담긴 증착물질을 가열시켜 용융하기 위한 구성으로서 용융용기(221) 내에 설치되거나 용융용기(221)를 둘러싸도록 설치되는 등 다양한 구성이 가능하다.

여기서 상기 용융용기(221) 내에 담긴 증착물질의 가열온도는, 증착물질이 충분히 용융될 수 있도록 증착물질의 용융점보다 높은 것 바람직하며, 증발용기(210)에서의 온도보다 같거나 낮은 것이 더욱 바람직하다.

특히 상기 용융용기(221) 내에 담긴 증착물질의 가열온도가, 증발용기(210)에서의 온도보다 낮으면, 증착물질을 증발용기(210)에 공급할 때 용융된 상태를 유지한 상태에서 증발용기(210) 내에서의 증발율에 영향을 주지 않아 증착물질의 공급에 따른 공정에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.

한편 상기 연결부(280)는, 증발용기(210) 및 용융용기(221)를 연결하여, 용융용기(221)에서 용융된 증착물질을 증발용기(210)로 전달되도록 하는 구성으로서 관형태 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 여기서 상기 연결부(280)는, 용융된 증착물질이 흐름을 고려하여 증착물질이 용융된 상태를 유지하도록 가열부(281)가 설치됨이 바람직하다.

또한 상기 연결부(280)는, 별도의 구성 또는, 증발용기(210) 및 용융용기(221) 중 적어도 어느 하나와 일체로 형성될 수 있음은 물론이다.

한편 상기 연결부(280)는, 증발용기(210) 및 용융용기(221)와의 연결위치는 증착물질의 공급방식에 따라서 다양한 형태로 연결될 수 있다.

예로서, 상기 연결부(280)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 증발용기(210)에서 미리 정해진 증발물질의 수위보다 낮은 위치에서 용융용기(221)와 증발용기(210)를 연결할 수 있다.

이때, 상기 용융용기(221)는, 후술하는 증착물질공급부(230)에 의하여 증착물질을 공급받아 증착물질을 용융하여 일정한 수위로 유지하도록 함으로써 연결부(280)에 의하여 연결된 증발용기(210)의 수위가 자동으로 조절될 수 있도록 할 수 있다.

또한 상기 용융용기(221)의 상부에 주입되어 가스압력에 의하여 용융용기(221) 내의 증착물질이 증발용기(210) 내로 연결부(280)를 통하여 증발용기(210) 내로 주입되도록 가스주입관(225)이 연결될 수 있다. 여기서 상기 용융용기(221)는 증발용기(210) 내로 주입될 때 연결부(280)를 제외한 나머지 부분은 밸브 등에 의하여 밀폐된다.

상기 가스주입관(225)에 의하여 할로겐과 같은 가스를 주입받아 용융용기(221)의 상부에서의 압력을 증가시킴으로써 가스의 가압에 의하여 용융용기(221) 내의 증착물질이 증발용기(210) 내로 연결부(280)를 통하여 증발용기(210) 내로 주입된다.

한편 상기 증착물질용융부(220)는, 가스의 가압에 의하여 용융용기(221) 내의 증착물질이 증발용기(210) 내로 전달된 후 후술하는 차단부에 의하여 연결부(280)를 통한 역류를 방지한 상태에서 별도의 배기구(미도시)를 통하여 가스를 배기한 후 후술하는 증착물질공급부(230)로부터 증착물질을 공급받아 고체상태의 증착물질을 용융할 수 있다.

또한 상기 증착물질용융부(220)는, 가스의 가압에 의하여 용융용기(221) 내의 증착물질이 증발용기(210) 내로 전달된 후 가스에 의한 가압 상태에서 후술하는 증착물질공급부(230)로부터 증착물질을 공급받아 고체상태의 증착물질을 용융할 수 있다. 이 경우 상기 증착물질용융부(220) 및 증착물질공급부(230) 모두 가스가 가압 상태로 유지된다.

또한 상기 증발용기(210)로의 다른 주입방법으로서, 도 3에 도시된 바와 같은 유사한 구성으로서, 용융용기(221)는, 용융용기(221)의 상측에 설치되어 용융용기(221) 내의 증착물질이 증발용기(210) 내로 연결부(280)를 통하여 주입되도록 증착물질을 가압하는 플런저가 설치될 수 있다.

상기 플런저는, 피스톤 운동 등과 같이 선형이동에 의하여 용융용기(221) 내의 증착물질이 증발용기(210) 내로 연결부(280)를 통하여 주입되는 등 다양한 구성이 가능하다.

한편 상기 증착물질용융부(220)는, 플런저의 가압에 의하여 용융용기(221) 내의 증착물질이 증발용기(210) 내로 전달된 후 후술하는 차단부에 의하여 연결부(280)를 통한 역류를 방지한 상태에서 플런저를 후퇴시킨 후 후술하는 증착물질공급부(230)로부터 증착물질을 공급받아 고체상태의 증착물질을 용융할 수 있다. 여기서 플런저의 후퇴시 증착물질에 접하는 플런더의 팁부분에 가스를 분사함으로써 플런저를 원활하게 후퇴시킬 수 있다.

한편, 상기 용융된 증착물질이 증발용기(210)로 공급된 후 그 역류를 방지하기 위하여 그 흐름을 차단하는 밸브 등과 같은 차단부(미도시)가 추가로 설치될 수 있다.

상기 차단부는, 용융된 증착물질이 증발용기(210)로 공급된 후 그 역류를 방지하기 위한 구성으로 밸브 등 다양한 구성이 가능하며, 연결부(280)의 양끝단 중 적어도 어느 하나에 설치될 수 있다.

또 다른 예로서, 상기 연결부(280)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 용융용기(221)에서 미리 정해진 증발물질의 수위보다 높은 위치에서 용융용기(221)와 증발용기(210)를 연결할 수 있다.

그리고 상기 증발용기(210)로의 증발물질의 공급은, 도 3에 도시된 바와 같은 플런저방식 등 다양한 방식에 의하여 공급될 수 있다.

특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 용융용기(221)는, 용융용기(221)의 하측에 설치되어 용융용기(221) 내의 증착물질이 증발용기(210) 내로 연결부(280)를 통하여 주입되도록 증착물질을 가압하는 플런저(226)가 설치될 수 있다.

그리고 상기 플런저(226)는, 피스톤 운동 등과 같이 선형이동에 의하여 용융용기(221) 내의 증착물질이 증발용기(210) 내로 연결부(280)를 통하여 주입되는 등 다양한 구성이 가능하다.

또한 상기 용융용기(221) 내에는 오염을 방지하면서 플런저(226)에 의한 증착물질의 공급을 위하여 자바라(247) 등이 추가로 설치될 수 있다.

상기 플런저(226)는, 후술하는 증착물질공급부(230)로부터 고체상태의 증착물질을 공급받을 때에는 하강하여 용융용기(221) 내의 증착물질의 수위를 연결부(280)보다 낮추고, 증착물질이 충분히 용융된 후 증발용기(210)로의 증착물질의 전달이 필요한 경우 상승하여 용융용기(221) 내의 증착물질의 수위를 연결부(280)보다 높임으로써 용융용기(221) 내의 증착물질이 증발용기(210) 내로 연결부(280)를 통하여 주입한다.

한편 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 연결부(280)가, 용융용기(221)에서 미리 정해진 증발물질의 수위보다 높은 위치에서 용융용기(221)와 증발용기(210)를 연결하는 경우, 증발용기(210)에서 증발된 증발물질이 연결부(280)를 통하여 용융용기(221)로 전달되어 진공챔버(100) 내의 증발률에 영향을 미칠 수 있다.

따라서 상기 연결부(280)에는 증발용기(210)에서 증발된 증발물질이 연결부(280)를 통하여 용융용기(221)로 전달되는 것을 차단하는 밸브(283)가 설치될 수 있다.

한편 상기 박막증착장치는, 증발용기(210)에 담긴 증착물질의 양을 감지하는 감지부(미도시)와, 증발용기(210)에 담긴 증착물질의 양을 측정하여 그 측정된 양에 따라서 증착물질용융부(220)가 증발용기(210)로 용융된 증착물질을 공급하도록 증착물질공급부(230) 및 증착물질용융부(220)를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 감지부는, 증착물질의 양을 측정하기 위한 센싱값을 제어부에 전달하여, 제어부가 그 측정량을 측정하도록 증발용기(210) 내에서 증착물질의 양을 측정하기 위한 센서로서, 중량에 의한 감지, 광에 의한 감지 등 그 감지방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.

상기 증착물질공급부(230)는, 증착물질용융부(220)로 고체상태의 증착물질을 공급하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

예로서, 상기 증착물질공급부(230)는, 고체상태의 증착물질로 이루어진 증착물질부재(30)가 적재되는 증착물질적재부(231)와, 용융용기(221)에 형성된 증착물질주입구(229)에 대응되는 주입위치에 증착물질부재(30)를 위치시키도록 증착물질적재부(231)를 상하로 이동시키는 승강구동부(228)와, 증착물질주입구(229)에 대응되는 증착물질부재(30)를 밀어 용융용기(221) 내로 주입하는 주입부(239)를 포함할 수 있다.

상기 증착물질적재부(231)는, 고체상태의 증착물질로 이루어진 증착물질부재(30)가 적층될 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.

상기 증착물질적재부(231)에 적재되는 증착물질부재(30)는 블록형상, 입자형상 등 고체상태로서 증착물질의 공급에 원활한 형상이면 어떠한 형상도 가능하다.

상기 승강구동부(228)는 용융용기(221)에 형성된 증착물질주입구(229)에 대응되는 주입위치에 증착물질부재(30)를 위치시키도록 증착물질적재부(231)를 상측으로 이동시키는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

여기서 상기 승강구동부(228)가 증착물질적재부(231)를 상측으로 이동시킬 때 증착물질부재(30)의 안정적 적층을 위하여 가이드부재(237)가 설치될 수 있다.

상기 가압부(239)는 증착물질주입구(229)에 대응되는 증착물질부재(30)를 밀어 용융용기(221) 내로 주입하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

예로서, 상기 가압부(239)는, 용융용기(221)에 형성된 증착물질주입구(229)에 대응되는 주입위치에 위치된 증착물질부재(30)를 증착물질주입구(229) 쪽으로 가압함으로써 증착물질부재(30)를 용융용기(221) 내로 주입하는 선형구동장치로 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.

한편 상기 용융용기(221) 내로의 증착물질부재(30)의 주입을 위한 방법으로서, 증착물질부재(30)를 지지하는 증착물질적재부(231)가 용융용기(221)를 향하여 경사를 이루어 증착물질주입구(229)에 대응되는 주입위치에 증착물질부재(30)가 위치되었을 때 경사에 의하여 용융용기(221)로 낙하하도록 구성될 수 있다.

한편 상기 증착물질공급부(230)는, 외부로부터 증착물질부재(30)를 공급받을 필요가 있는바, 대기압 하의 외부와 진공압 하의 진공챔버(100)의 환경을 고려하여 그 압력이 변환될 필요가 있다.

따라서, 상기 증착물질공급부(230)는, 진공챔버(100)의 처리공간(S)과 공간적으로 분리하는 하우징(236)을 추가로 포함할 수 있다.

그리고 상기 하우징(226)은, 진공펌프 및 가스공급장치와 연결됨으로써, 그 내부의 압력이 복수의 증착물질부재(30)들을 외부로부터 공급받을 때 대기압 상태로 변환되고 용융용기(221)로 증착물질부재(30)를 공급할 때 진공챔버(100)의 처리공간(S) 내의 압력, 특히 용융용기(221)의 압력으로 변환될 수 있다.

또한 상기 하우징(226)은, 그 내부의 압력이 복수의 증착물질부재(30)들을 외부로부터 공급받을 때 대기압 상태로 변환되고 용융용기(221)로 증착물질부재(30)를 공급할 때 진공챔버(100)의 처리공간(S) 내의 압력, 특히 용융용기(221)의 압력으로 변환될 수 있다.

또한 상기 하우징(226)은, 진공챔버(100)의 처리공간(S)에 대한 영향을 최소화하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 용융용기(221)와 연결부재(290)에 의하여 진공챔버(100)의 처리공간(S)과 격리되어 연결될 수 있다.

상기 연결부재(290)는, 진공챔버(100)의 처리공간(S)과 격리하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하며, 용융용기(221)와의 격리를 위하여 앞서 설명한 하나 이상의 밸브(228, 238)가 설치될 수 있다.

또한 상기 하우징(226)은, 진공챔버(100)의 내부공간에 설치되거나, 진공챔버(100)의 일부를 이루거나, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 적어도 일부(236a)가 진공챔버(100)의 하측으로 돌출되고 그 내부공간의 개폐가 가능한 도어(미도시) 등이 설치되어 증착물질부재(30)를 외부로부터 공급받는 등 다양한 구성이 가능하다.

상기와 같은 구성에 의하여, 증발원(130)은 증발용기(210)에 지속적으로 증착물질이 공급됨으로써 증발용기(210)에 증착물질의 충진을 위하여 박막증착장치의 가동을 멈출 필요가 없으며, 연속적인 기판처리가 가능하여 기판처리의 속도를 높일 수 있으며 결과적으로 수율을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

특히 본 발명에 따른 박막증착장치는, 블록형태의 고체상태의 증착물질을 증착물질공급부(230)를 통하여 증착물질용융부(220)에 공급하고, 증착물질용융부(220)에서 블록형태의 고체상태의 증착물질을 용융하여 증발용기(210)에 공급함으로써 증발용기(210)에 대한 지속적으로 증착물질, 특히 박막증착공정 수행이 가능한 상태의 증착물질의 공급이 가능해진다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

100 : 진공챔버 130 : 증발원
210 : 증발용기 220 : 증착물질용융부
230 : 증착물질공급부

Claims

증착물질의 증발에 의하여 기판에 박막을 증착하는 밀폐된 처리공간을 형성하는 진공챔버와;
상기 진공챔버 내에 설치되어 기판의 기판처리면에 박막을 형성하도록 증착물질이 증발되는 하나 이상의 증발원을 포함하며,
상기 증발원은,
고체상태의 증착물질을 공급하는 증착물질공급부와,
상기 증착물질공급부로부터 공급받은 증착물질을 용융시키는 증착물질용융부와,
상기 증착물질용융부로부터 용융된 증착물질을 공급받아 증착물질을 가열 증발시키는 증발용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
청구항 1에 있어서,
상기 증착물질용융부는,
상기 증착물질이 담기며, 상기 용융된 증착물질이 상기 증발용기로 공급되도록 상기 증발용기와 연결부에 의하여 연결된 용융용기와,
상기 용융용기에 설치되어 상기 용융용기에 담긴 증착물질을 가열시켜 용융하는 가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
청구항 2에 있어서,
상기 연결부는, 상기 증발용기에서 미리 정해진 증발물질의 수위보다 낮은 위치에서 상기 용융용기와 상기 증발용기를 연결하며,
상기 용융용기는, 상기 용융용기의 상부에 주입되어 가스압력에 의하여 상기 용융용기 내의 증착물질이 상기 증발용기 내로 상기 연결부를 통하여 상기 증발용기 내로 주입되도록 가스주입관이 연결된 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
청구항 2에 있어서,
상기 연결부는, 상기 증발용기에서 미리 정해진 증발물질의 수위보다 낮은 위치에서 상기 용융용기와 상기 증발용기를 연결하며,
상기 용융용기는, 상기 용융용기의 상측에 설치되어 상기 용융용기 내의 증착물질이 상기 증발용기 내로 상기 연결부를 통하여 주입되도록 증착물질을 가압하는 플런저가 설치된 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
청구항 2에 있어서,
상기 연결부는, 상기 증발용기에서 미리 정해진 증발물질의 수위보다 낮은 위치에서 상기 용융용기와 상기 증발용기를 연결하며,
상기 용융용기는, 상기 증발용기에서의 상기 증발물질의 수위가 미리 정해진 수위 이상으로 유지하도록 상기 증착물질공급부로부터 증착물질을 공급받아 용융하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
청구항 2에 있어서,
상기 연결부는, 상기 용융용기에서 미리 정해진 증발물질의 수위보다 높은 위치에서 상기 용융용기와 상기 증발용기를 연결하며,
상기 용융용기는, 상기 용융용기의 상측에 설치되어 상기 용융용기 내의 증착물질이 상기 증발용기 내로 상기 연결부를 통하여 주입되도록 증착물질을 가압하는 플런저가 설치된 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 연결부는, 용융된 증착물질이 상기 증발용기로 공급된 후 그 역류를 방지하기 위하여 그 흐름을 차단하는 차단부가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 증발용기에는, 상기 증발용기에 담긴 증착물질의 양을 감지하는 감지부가 추가로 설치되며,
상기 감지부에 의하여 측정된 상기 증발용기에 담긴 증착물질의 양에 따라서 상기 증착물질용융부가 상기 증발용기로 용융된 증착물질을 공급하도록 상기 증착물질공급부 및 상기 증착물질공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 증착물질공급부는,
고체상태의 증착물질로 이루어진 증착물질부재가 적재되는 증착물질적재부와,
상기 용융용기에 형성된 증착물질주입구에 대응되는 주입위치에 상기 증착물질부재를 위치시키도록 상기 증착물질적재부를 상하로 이동시키는 승강구동부와,
상기 증착물질주입구에 대응되어 위치되는 상기 증착물질부재를 밀어 상기 용융용기 내로 주입하는 주입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
청구항 9에 있어서,
상기 증착물질공급부는,
상기 진공챔버의 처리공간과 공간적으로 분리하는 하우징을 추가로 포함하며,
상기 하우징은 그 내부의 압력이 상기 증착물질부재를 외부로부터 공급받을 때 대기압 상태로 변환되고 상기 용융용기로 상기 증착물질부재를 공급할 때 상기 진공챔버의 처리공간 내의 압력으로 변환되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 증발용기의 상측에는 증착물질의 증발을 선택적으로 차단하는 차단부가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 증발물질용융부에서의 가열온도는, 증발물질의 용융점보다 높고 상기 증발용기에서의 온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 박막증착장치.