KR20140122838A - 증발 증착 장치 - Google Patents

증발 증착 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20140122838A
KR20140122838A KR20130039747A KR20130039747A KR20140122838A KR 20140122838 A KR20140122838 A KR 20140122838A KR 20130039747 A KR20130039747 A KR 20130039747A KR 20130039747 A KR20130039747 A KR 20130039747A KR 20140122838 A KR20140122838 A KR 20140122838A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cavity
evaporator
nozzle
steam
induction coil
Prior art date
Application number
KR20130039747A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101465615B1 (ko
Inventor
이주인
김정형
유용심
유신재
신용현
Original Assignee
한국표준과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국표준과학연구원 filed Critical 한국표준과학연구원
Priority to KR1020130039747A priority Critical patent/KR101465615B1/ko
Priority to PCT/KR2014/002260 priority patent/WO2014168352A1/ko
Priority to TW103113096A priority patent/TW201439354A/zh
Publication of KR20140122838A publication Critical patent/KR20140122838A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101465615B1 publication Critical patent/KR101465615B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/26Vacuum evaporation by resistance or inductive heating of the source
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/228Gas flow assisted PVD deposition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/243Crucibles for source material
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/10Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 발명의 증발 증착 장치 및 그 동작 방법을 제공한다. 이 증발 증착 장치는 증발물질을 수납하는 제1 케비티, 제1 케비티와 연결통로를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티, 및 제2 케비티에 형성되고 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구를 포함하고 도전체로 형성된 증발기, 도전체로 형성되고 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀을 포함하는 반사 노즐, 반사 노즐 및 증발기를 감싸는 유도 코일, 및 유도 코일에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함한다. 유도 코일은 증발기 및 반사 노즐을 유도 가열하여 상기 증발 물질을 증발시키고, 증기는 반사 노즐을 통하여 토출된다.

Description

증발 증착 장치{Evaporation Deposition Apparatus}
본 발명은 증발 증착 장치에 관한 것으로, 반사 노즐을 이용한 증발 증착 장치에 관한 것이다.
진공 증발 증착은 고진공의 챔버 내부에 증착될 대상 물질을 놓고 증착 대상 물질을 가열하여 그 입자를 증발시키고, 증기를 이동시키어 기판 상에 박막을 형성한다.
증발 증착 장치는 세라믹 재질의 도가니와 상기 도가니를 가열하는 가열부를 가진다. 통상적으로 증발 증착 장치는 상향식으로 중력에 반하여 증발한 증기를 상부면에 배치된 기판에 박막을 증착한다.
그러나, 기판의 크기가 커짐에 따라, 상향식 증착 장치는 기판이 휘어지는 문제점이 있다. 따라서, 하향식 증착 장치 또는 측면식 증착 장치가 요구된다.
유기 발광 다이오드 표시 장치를 구성하는 유기 발광 다이오드(OLED : Organic Light Emitting Diode)는 통상적으로 투명 기판 상부에 양전극(Anode)이 형성되고, 양전극 상부에 순차적으로 정공 주입층(HIL : Hole Injection Layer), 정공 수송층(HTL : Hole Transport Layer), 유기 발광층(EML : EMittion Layer), 전자 수송층(ETL : Electron Transport Layer) 및 전자 주입층(EIL : Electron Injection Layer)이 증착되며, 전자 수송층 상부에 음전극(Cathode)이 형성된 구조를 갖는다.
특히, 음전극(Cathode)은 통상적인 스터터링 방법으로 박막을 증착시 플라즈마 및 자외선에 의하여 하부의 유기 발광층 등이 손상될 수 있다. 이에 따라, 플라즈마를 사용하지 않는 측면식 또는 하향식 증발법에 의한 도전 물질의 증착이 요구된다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 유도 가열과 반사 노즐을 이용하여 증발 증착 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 장치는 증발물질을 수납하는 제1 케비티, 상기 제1 케비티와 연결통로를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티, 및 상기 제2 케비티에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구를 포함하는 도전체로 형성된 증발기; 도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀을 포함하는 반사 노즐; 상기 반사 노즐 및 상기 증발기를 감싸는 유도 코일; 및 상기 유도 코일에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함하고, 상기 유도 코일은 상기 증발기 및 상기 반사 노즐을 유도 가열하여 상기 증발 물질을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐을 통하여 토출된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사 노즐과 상기 증발기는 서로 용접되어 일체형일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사 노즐의 상기 관통홀은 원뿔 형상, 다각뿔 형상, 또는 곡률을 가진 원뿔 형상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 케비티의 상기 출구의 형상은 상기 반사 노즐의 상기 관통홀의 형상과 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유도 코일의 내부에 배치되고 진공 챔버에 형성된 챔버 관통홀 상에 장착되어 내부에 진공을 유지하면서 상기 증발기를 감싸는 유전체 용기를 더 포함하고, 상기 유전체 용기는 상기 진공 챔버의 외부로 돌출되도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유전체 용기의 내부에서 상기 증발기 또는 상기 반사 노즐을 지지하고 진공 챔버에 형성된 챔버 관통홀에 걸치는 유전체 재질로 형성된 지지부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 증발기와 상기 유전체 용기 사이에 배치된 가스 분배부를 더 포함하고, 상기 가스 분배부는 상기 유전체 용기와 상기 증발기 사이에 불활성 가스를 제공하고, 상기 불활성 가스는 상기 반사 노즐의 하부면에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 관통홀의 중심축과 내부 표면 사이의 경사각은 35 도 내지 55 도 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유도 코일의 단위 길이당 권선수는 상기 증발기 주위보다 상기 반사 노즐 주위에서 더 많을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 증발기의 외경은 상기 반사 노즐의 외경보다 같거나 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 증발기는 원기둥 형상이고, 상기 제1 케비티는 중심 부위가 돌출된 돌출부를 포함하는 원통 형상이고, 상기 연결통로는 상기 돌출부를 관통하여 형성되고, 상기 제2 케비티는 구 형상 또는 원통 형상이고, 상기 연결 통로는 상기 제2 케비티의 중심에 배치될 수 있다. 상기 증발기는 상기 제2 케비티와 상기 연결통로의 연결 부위 주위에 배치된 베플을 더 포함하고, 상기 증기는 하향식으로 토출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 증발기는 원기둥 형상이고, 상기 제1 케비티는 원통 형상이고, 상기 제2 케비티는 구 형상 또는 원통 형상이고, 상기 연결 통로는 상기 제1 케비티의 가장 자리에 배치되고, 상기 증기는 측향식으로 토출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 증발기는 원기둥 형상이고, 상기 제1 케비티는 가장 자리에 형성된 돌출부를 포함하는 원통 형상이고, 상기 연결통로는 상기 돌출부를 관통하여 형성되고, 상기 제2 케비티는 구 형상 또는 원통 형상이고, 상기 증기는 하향식으로 토출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 증발기는 원기둥 형상이고, 상기 제1 케비티는 원통 형상이고, 상기 제2 케비티는 구 형상 또는 원통 형상이고, 상기 연결통로는 상기 제1 케비티의 중심에 형성되고, 상기 증기는 상향식으로 토출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 케비티에 케리어 가스를 공급하는 파이프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 장치는 증발물질을 수납하는 제1 케비티, 상기 제1 케비티와 연결통로를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티, 및 상기 제2 케비티에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구를 포함하고 유전체로 형성된 증발기; 상기 증발기를 감싸고 도전체로 형성된 가열블록; 도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀을 포함하는 반사 노즐; 상기 반사 노즐 및 상기 증발기를 감싸는 유도 코일; 및상기 유도 코일에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함하고, 상기 유도 코일은 상기 가열블록 및 상기 반사 노즐을 유도 가열하여 상기 증발 물질을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐을 통하여 토출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 장치는 증발물질을 수납하는 제1 케비티, 상기 제1 케비티와 연결통로를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티, 및 상기 제2 케비티에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구를 포함하고 도전체로 형성된 증발기; 도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀을 포함하는 반사 노즐; 상기 반사 노즐 및 상기 증발기를 감싸는 유도 코일; 및 상기 유도 코일에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함하고, 상기 유도 코일은 상기 증발기 및 상기 반사 노즐을 유도 가열하여, 상기 증발 물질을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐을 통하여 토출될 수 있다. 이 증발 증착 장치의 동작 방법은 상기 증발기의 상기 출구 및 상기 연결 통로를 통하여 구슬 형태 또는 분말 형태의 증발물질을 상기 제1 케비티에 제공하는 단계; 진공 용기에 상기 증발기를 장착하는 단계; 상기 증발기 및 상기 반사 노즐을 가열하여 상기 증발물질을 용융시키는 단계;및 상기 노즐을 통하여 기판에 증발 증착을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 장치는 유도 가열을 통하여 증발기 내부에 수납된 증착 물질을 가열하여 증기를 생성할 수 있다. 상기 증기는 상기 증발기 내부의 케비티에 제공되고, 상기 증기는 복수의 반사 과정을 통하여 점원(point source)의 특성을 가질 수 있다. 상기 케비티에 형성된 출구를 통하여 방사형으로 분출되는 증기는 반사 노즐에 의하여 소정의 패턴을 가지고 기판 상에 양질의 박막을 균일하게 증착할 수 있다. 이에 따라, 대면적 OLED 및 태양전지 기판 위에 측면식 또는 하향식 증발 증착이 가능할 수 있다. 또한, 복사열에 의한 기판 손상이 억제될 수 있다. 또한, 종래 하향식 증착원의 불균일한 증기 분포에 의한 뭉침 현상을 없앨 수 있다. 또한, 유도가열을 이용하여 제 2 케비티와 반사 노즐 사이의 출구가 막히는 현상과 반사 노즐에 코팅되는 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 노즐을 설명하는 사시도들이다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사 노즐을 설명하는 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 6은 도 1의 증발기를 설명하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 부분 사시도이다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 기판을 나타내는 평면도들이다.
통상적인 증발 증착 장치는 세라믹 재질의 도가니와 상기 도가니를 가열하는 가열부를 가진다. 상기 증발 증착 장치는 상향식으로 중력에 반하여 증발한 증기를 상부면에 배치된 기판에 박막을 증착한다. 상기 가열부는 가열된 열선의 방사열을 이용하여 열전도를 통하여 상기 도가니를 가열한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 방법은 유도 가열을 통하여 도전성 증발기의 제1 케비티 내의 증발 물질을 가열하고, 증기를 형성하는 증발 물질을 제2 케비티 내부로 유입하고, 상기 제2 케비티를 유도 가열하여 출구를 점원으로 하는 방사형 증기를 기판에 제공하여 박막을 형성할 수 있다.
증발기가 복수의 부품으로 결합된 경우, 증발 물질은 고압의 증기를 형성할 수 있다. 이에 따라, 고압의 증기는 결합 부위의 틈새를 통하여 유출될 수 있다. 또한, 상기 증발기가 냉각되는 경우, 상기 틈새는 고체화된 증발물질에 의하여 막힐 수 있다. 또한, 상기 증기의 대부분은 출구를 통하여 유출되지 않고 상기 틈새를 통하여 유출되어, 증착 효율이 저하될 수 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 증발기는 일체형으로 형성될 수 있다. 일체형 증발기의 경우, 증발 물질은 작은 구슬 형태로 제작되어, 상기 증발기의 출구를 통하여 상기 제1 케비티에 수납될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 증발 증착 장치(100)는 증발물질(111)을 수납하는 제1 케비티(112), 상기 제1 케비티(112)와 연결통로(116)를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티(118), 및 상기 제2 케비티(118)에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구(119)를 포함하고 도전체로 형성된 증발기(110), 도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀(120a)을 포함하는 반사 노즐(120), 상기 반사 노즐(120) 및 상기 증발기(110)를 감싸는 유도 코일(140),및 상기 유도 코일(140)에 교류 전력을 인가하는 교류 전원(150)을 포함하고, 상기 유도 코일(140)은 상기 증발기(110) 및 상기 반사 노즐(120)을 유도 가열하여 상기 증발 물질(111)을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐(120)을 통하여 토출된다.
증발기(110)는 통상적으로 원기둥 형상일 수 있고, 증발기(110)는 다각 기둥 형상으로 변형될 수 있다. 상기 증발기(110)는 분리되지 않는 일체형 또는 분리형으로 형성될 수 있다. 상기 증발기(110)의 재질은 스텐인레스 스틸, 몰리브덴, 텅스텐, 및 타이타늄 등 금속을 포함할 수 있다. 상기 증발기(110)의 내부에는 제1 케비티(112), 상기 제1 케비티(112)의 하부에 배치된 상기 제2 케비티(118), 및 상기 제1 케비티(112)와 상기 제2 케비티(118)를 연결하는 연결통로(116)가 형성될 수 있다. 상기 증발기(110)는 복수의 부품으로 가공된 분리형일 수 있으나, 복수의 부품이 서로 용접된 일체형일 수 있다. 상기 제2 케비티(118)는 상기 증발기(110)의 중심축을 따라 수직으로 이격되어 상기 제1 케비티(112)의 하부에 형성될 수 있다. 상기 증발기(110)는 상기 유도 코일(140)에 흐르는 교류 전류에 의하여 유도 가열될 수 있다. 상기 증발기(110)는 진공 챔버(160)의 상부면에 장착될 수 있다.
상기 증발 물질(111)은 알루미늄, ITO, 또는 유기 물질일 수 있다. 상기 증발 물질(111)은 상기 증발기(110)가 일체형일 경우 알갱이 또는 분말 형태로 상기 제1 케비티(112)에 수납될 수 있다.
상기 제1 케비티(112)는 중심 부위가 돌출된 돌출부(114)를 포함하는 원통 형상일 수 있다. 상기 돌출부(114)는 일정한 높이의 턱을 가질 수 있다. 상기 돌출부(114)는 원통 형상일 수 있다. 상기 돌출부(114)는 상기 제1 케비티(112)의 하부면에 배치될 수 있다. 상기 증발 물질(111)은 상기 제1 케비티(112)의 내부에 수납될 수 있다. 또한, 상기 증발 물질(111)이 용융된 경우, 용융된 액체는 상기 돌출부(114)에 의하여 상기 연결통로(116)로 흘러내리지 않을 수 있다. 상기 증발 물질(111)은 기화되어 증기를 생성할 수 있다.
상기 연결통로(116)는 상기 돌출부(114)를 관통하여 상기 증발기(110)의 중심축을 따라 수직하게 형성될 수 있다. 상기 연결통로(116)는 상기 돌출부(114)를 관통하여 상기 제1 케비티(112)와 제2 케비티(118)를 서로 연결할 수 있다.
상기 제2 케비티(118)는 구 형상 또는 원통 형상일 수 있다. 상기 연결통로(116)는 상기 제2 케비티(118)의 상부 중심에 배치되고, 상기 증발기(110)는 상기 제2 케비티(118)와 상기 연결통로(116)의 연결 부위 주위에 배치된 베플(baffle, 113)을 포함할 수 있다. 상기 제2 케비티(118)는 상기 연결통로(116)를 통하여 상기 증기를 공급받을 수 있다. 상기 베플(113)은 도전성 물질로 형성되어 유도 가열될 수 있다. 상기 증기는 상기 베플(113)에 의하여 방향을 전환하여 연결통로(116)에서 공급된 증기가 바로 제2 케비티(118)의 출구(119)로 빠져나가는 것을 막는다. 상기 증기는 상기 제2 케비티(118) 내부에서 복수의 산란(scattering)을 거칠 수 있다. 상기 증기는 볼츠만 속도 분포(Boltzmann velocity distribution)를 가질 수 있다. 상기 제2 케비티(118)의 형상은 구형 또는 원통 형상에 한하지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 상기 제2 케비티(118)는 상기 연결통로(116)와 대향하는 방향에 출구(119)를 가질 수 있다. 상기 출구(119)의 크기는 충분히 작을 수 있다. 상기 출구(119)에 도달한 상기 증기는 분출(effusion)될 수 있다. 상기 출구(119)데 도달한 증기는 바로 분출되거나 상기 반사 노즐(120)의 내부면 또는 관통홀(120a)에서 반사를 통하여 배출될 수 있다. 상기 출구(119)의 깊이는 얇은 것이 바람직할 수 있다. 또는, 상기 출구(119)는 상기 반사 노즐(120)의 경사각과 동일한 각도를 가질 수 있다. 상기 출구(119)의 단면의 형상은 상기 반사 노즐의 단면의 형상과 동일할 수 있다.
상기 제2 케비티(118)는 증기가 많은 산란을 거치며 뭉쳐진 증기를 개별적인 원자 또는 분자로 분해할 수 있다. 또한, 상기 제2 케비티(118)는 증기가 출구(119)를 통하여 분출될 때 점원(point source)에 의한 방사형태(radial shape)가 되도록 할 수 있다. 이에 따라, 상기 출구(119)에서 분출되는 증기는 균일한 각도 분포(angular distribution)를 가질 수 있다. 이때 상기 출구(119)의 모양은 원형 뿐만 아니라, 다각형을 가질 수 있다. 상기 제2 케비티의 온도는 상기 제1 케비티의 온도보다 높도록 가열될 수 있다. 상기 제1 케비티(112) 및 제2 케비티(118)의 온도는 상기 유도 코일(140)의 단위 길이당 권선수를 통하여 조절될 수 있다.
상기 반사 노즐(120)은 내부에 상기 출구(119)와 정렬된 관통홀(120a)을 가지는 원기둥 형상일 수 있다. 상기 반사 노즐(120)은 상기 증발기(110)와 일체형으로 형성될 수 있다. 상기 반사 노즐의 외형은 상기 증발기의 외형과 동일한 형상일 수 있다. 상기 관통홀(120a)은 원뿔 형상, 다각뿔 형상, 또는 곡률을 가진 원뿔 형상일 수 있다. 이때 상기 출구(119)의 모양은 상기 관통홀(120a)의 모양과 일치시킬 수 있다. 예를 들어 상기 출구(119) 모양이 원형일 때는 상기 관통홀(120a)이 원뿔 형상으로, 사각형 일 때는 사각뿔 형상으로 일치시킬 수 있다. 상기 관통홀(120a)의 중심축과 내부 표면 사이의 경사각은 35 도 내지 55 도 일 수 있다. 상기 반사 노즐(120)은 도전체로 형성되고, 상기 유도 코일(140)은 상기 반사 노즐을 유도 가열할 수 있다. 상기 관통홀(120a)의 표면에 제공된 증기는 반사를 통하여 진행할 수 있다. 상기 반사 노즐(120)의 외경은 상기 증발기(110)의 외경보다 작을 수 있다. 상기 반사 노즐(120)은 상기 증발기(110)와 용접을 통하여 일체형으로 제작될 수 있다.
상기 반사 노즐(120)은 빛을 반사시키는 반사 컵(refecting cup)과 유사한 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 반사 노즐(120)은 평면 기판에 균일한 두께의 박막을 증착할 수 있다.
상기 반사 노즐(120)의 온도는 상기 증발기(110)의 온도보다 높을 수 있다. 이에 따라, 상기 반사 노즐(120)에 입사하는 증기는 액화되지 않고 반사되어 기판(174)에 제공될 수 있다. 상기 반사 노즐(120)의 온도를 증가시키기 위하여, 상기 유도 코일(140)의 단위 길이당 권선수는 상기 증발기(110)의 주위에서보다 상기 반사 노즐(120)의 주위에서 더 많을 수 있다.
유전체 용기(130)는 뚜껑을 가진 원통 형상 또는 벨자(bell-jar) 형상일 수 있다. 상기 유전체 용기(130)는 진공 챔버(160)의 챔버 관통홀(162)에 장착되어 진공을 유지할 수 있다. 상기 유전체 용기(130)는 상기 진공챔버(160)의 외부로 돌출되도록 배치될 수 있다.
상기 유전체 용기(130)의 내부에는 상기 반사 노즐(120)과 상기 증발기(110)가 배치될 수 있다. 상기 유전체 용기(130)의 내경은 상기 증발기(110)의 외경보다 클 수 있다. 상기 유전체 용기(130)의 재질은 세라믹, 알루미나, 쿼츠, 또는 사파이어일 수 있다. 상기 유도 코일(140)은 상기 유전체 용기(130)의 외부 측면을 감쌀 수 있다.
지지부(132)는 상기 유전체 용기(130)의 내부에서 상기 증발기(110) 또는 상기 반사 노즐(120)을 지지하고 상기 진공 챔버(160)에 형성된 챔버 관통홀(162)에 걸칠 수 있다. 상기 지지부(132)는 유전체 재질로 형성될 수 있다. 상기 지지부(132)는 원통 형상일 수 있다.
상기 유도 코일(140)은 솔레노이드 형태이고 내부에 냉매가 흐를 수 있다. 상기 유도 코일(140)의 단위 길이당 권선수는 위치에 따라 다를 수 있다. 구체적으로, 상기 반사 노즐(120) 주위에서의 단위 길이당 권선수는 상기 증발기(110) 주위에서의 단위 길이당 권선수보다 클 수 있다.
교류 전원(150)은 상기 유도 코일(140)에 교류 전력을 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 유도 코일(140)에 흐르는 교류 전류는 상기 증발기(110) 및 상기 반사 노즐(120)을 유도 가열할 수 있다. 상기 교류 전원(150)의 주파수는 수 kHz 내지 수 MHz일 수 있다. 상기 증발기(110)에는 증발기의 온도를 조절할 수 있는 장치(미도시)가 부착될 수 있다.
기판(174)은 진공 챔버(160)에 수평으로 배치되고, 상기 기판(174)을 마주보는 상부면에 증발기(110)가 배치된다. 상기 기판(174) 상부에는 마스크(미도시)가 위치할 수 있다. 상기 기판(174)과 상기 마스크는 정렬되고, 기판 홀더(172)에서 서로 밀착된 상태로 고정될 수 있다.
상기 증발기(110) 및 상기 반사 노즐(120)은 하향식으로 기판(174)에 증기를 제공할 수 있다. 상기 기판(174)에 도달한 증기는 상기 기판(174)에 박막을 형성할 수 있다. 상기 기판(174)의 크기 또는 증착되는 면적과 모양은 상기 반사 노즐(120)의 상기 관통홀(120a)의 형상과 상기 기판(174)과 반사 노즐(120) 사이의 거리에 의하여 정해질 수 있다. 상기 출구(119)와 반사 노즐(120)의 관통홀(120a)의 모양이 원형과 원뿔일 경우, 증착되는 박막의 모양이 원형일 수 있다. 상기 출구(119)와 반사 노즐(120)의 관통홀(120a)의 모양이 사각형과 사각뿔일 경우, 박막의 모양이 사각형이 된다.
증발 물질이 도전체인 경우, 증발기(110) 및 증발 물질(111)이 모두 직접 유도 가열될 수 있다. 제1 케비티(112) 내의 상기 증발 물질(111)은 증기화되어 연결통로(116)를 통하여 제2 케비티(118)에 제공될 수 있다. 상기 제2 케비티(118)에 도달한 증기는 복수의 산란 과정을 거쳐 볼츠만 속도 분포(Boltzmann velocity distribution)를 가질 수 있다. 상기 증기는 유도 가열된 제2 케비티(118)의 출구를 통하여 분출(effusion)될 수 있다. 상기 출구(119)에 연결된 반사 노즐(120)은 기판(174) 상에 소정의 증착 패턴으로 증착되도록 원뿔 형태 또는 다각뿔 형태의 관통홀(120a)을 가질 수 있다.
증발 물질이 비도전체인 경우, 상기 제1 케비티(112)에 수납된 증발 물질(111)은 상기 증발기에 의하여 가열될 수 있다. 이에 따라, 상기 증발 물질(111)은 증기화되어 제2 케비티(118)에 제공될 수 있다. 유도 가열된 제2 케비티(118)는 증기가 서로 뭉치는 현상을 억제하면서 상기 증기를 출구를 통하여 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(174)은 높은 온도로 가열되지 않고서도 낮은 공정 온도에서 양질의 박막을 형성할 수 있다. 상기 제2 케비티(118)의 출구는 원형 또는 다각형 모양을 가질 수 있고 원뿔 형태 또는 다각뿔 형태의 반사 노즐에 연결된다. 상기 반사 노즐은 토출된 증기를 안쪽으로 반사하여 증기의 토출 각도를 조절할 수 있어, 상향식, 측면식 또는 하향식 증발 증착 장치는 대면적 기판에 균일한 박막을 증착할 수 있다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 노즐을 설명하는 사시도들이다.
도 2a를 참조하면, 반사 노즐(120)은 원기둥 형상의 내부에 형성된 원뿔형상의 관통홀(120a)을 포함할 수 있다. 상기 관통홀(120)의 경사각(θ)은 35 도 내지 55 도일 수 있다. 증발기(110)의 출구(119)는 원뿔 형상 또는 원통 형상일 수 있다. 상기 출구(119)의 크기는 상기 관통홀(120)의 입구의 크기와 같을 수 있다.
도 2b를 참조하면, 반사 노즐(220)은 사각 기둥 또는 원기둥 형상의 내부에 형성된 사각뿔 형상의 관통홀(220a)을 포함할 수 있다. 증발기(110)의 출구(119)는 사각뿔 형상 또는 사각 기둥 형상일 수 있다.
도 2c를 참조하면, 반사 노즐(320)은 일정한 두께를 가지고 곡률을 가지는 원뿔형상의 관통홀(320a)을 포함하여 균일한 박막의 두께를 더 정교하게 조절할 수 있다.
도 2d를 참조하면, 반사 노즐(420)은 원기둥 또는 육각 기둥 형상의 내부에 형성된 육각 뿔 형상의 관통홀(420a)을 포함할 수 있다. 증발기(110)의 출구(119)는 육각뿔 형상 또는 육각 기둥 형상일 수 있다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사 노즐을 설명하는 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 반사 노즐(520)은 원기둥 형상의 내부에 형성된 곡률을 가지는 원뿔형상의 관통홀(520a)을 포함할 수 있다. 상기 관통홀(520a)의 중심축 상에는 보조 반사부(521)이 배치될 수 있다. 상기 보조 반사부는 원뿔 형상일 수 있다. 상기 보조 반사부(521)는 보조 지지부(522)에 의하여 상기 관통홀(520a)의 내측면에 결합할 수 있다. 이에 따라, 상기 관통홀의 중심축 방향의 입자 선속(particle flux)이 감소될 수 있다. 상기 반사 노즐(520)은 균일한 박막을 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 증발 증착 장치(200)는 증발물질을 수납하는 제1 케비티(112), 상기 제1 케비티(112)와 연결통로(116)를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티(118), 및 상기 제2 케비티(118)에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구(119)를 포함하고 도전체로 형성된 증발기(110), 도전체로 형성되고 상기 출구(119)에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀(120a)을 포함하는 반사 노즐, 상기 반사 노즐(120) 및 상기 증발기(110)를 감싸는 유도 코일(140), 및 상기 유도 코일(140)에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함하고, 상기 유도 코일(140)은 상기 증발기(110) 및 상기 반사 노즐(120)을 유도 가열하여 상기 증발 물질(111)을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐(120)을 통하여 토출된다.
상기 증발기(110)는 원기둥 형상일 수 있다. 상기 제1 케비티(112)는 중심 부위가 돌출된 돌출부(114)를 포함하는 원통 형상일 수 있다. 상기 연결통로(116)는 상기 돌출부를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 제2 케비티(118)는 원통 형상일 수 있다. 상기 연결통로(116)는 상기 제2 케비티(118)의 중심에 배치되고, 상기 증발기(110)는 상기 제2 케비티(118)와 상기 연결통로(116)의 연결 부위 주위에 배치된 베플(113)을 포함할 수 있다. 상기 증기는 하향식으로 토출될 수 있다.
상기 반사 노즐(120)은 원기둥 형상의 내부에 형성된 곡률을 가지는 원뿔 형상의 관통홀(120a)을 포함할 수 있다.
상기 증발기(110) 내부에 증기를 운반하기 위한 케리어 가스가 제공될 수 있다. 상기 케리어 가스는 불활성 가스일 수 있다. 상기 유전체 용기(130)의 상부면에 관통홀이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 파이브(183)가 상기 유전체 용기(130)의 관통하여 삽입될 수 있다. 상기 파이프(183)는 상기 증발기(110)의 상부면에 연결될 수 있다. 이에 따라, 불활성 가스는 상기 파이프(183)를 통하여 상기 제1 케이비(112)에 제공될 수 있다. 상기 제1 케비티(112)에 제공된 불활성 가스는 상기 연결통로(116)를 통한 증기의 원활한 배출을 제공할 수 있다.
상기 증발기(110)의 상부면과 상기 유전체 용기(130) 사이에는 가스 분사부(181)가 배치될 수 있다. 상기 가스 분사부(181)는 링 형태를 가질 수 있다. 상기 가스 분사부(181)는 상기 유전체 용기의 외부로부터 불활성 가스를 공급받을 수 있다. 상기 가스 분사부(181)는 일정한 간격 형성된 분사 노즐을 포함할 수 있다. 불활성 가스는 상기 증발기와 유전체 용기 사이의 공간에 제공될 수 있다. 상기 불활성 가스는 상기 반사 노즐(120)의 하부면 또는 지지부(132)의 하부면을 통하여 진공 챔버(160)에 제공될 수 있다. 상기 불활성 가스는 상기 지지부(132)의 내부면 및 상기 반사 노즐의 하부면에 증기의 증착을 억제할 수 있다. 또한, 상기 불활성 가스는 증기의 방향성을 제어하여 기판의 증착 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 증발 증착 장치(300)는 증발물질을 수납하는 제1 케비티(112), 상기 제1 케비티(112)와 연결통로(116)를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티(118), 및 상기 제2 케비티(118)에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구(119)를 포함하고 도전체로 형성된 증발기(110), 도전체로 형성되고 상기 출구(119)에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀(120a)을 포함하는 반사 노즐(120), 상기 반사 노즐(120) 및 상기 증발기(110)를 감싸는 유도 코일(140), 및 상기 유도 코일(140)에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함한다. 상기 유도 코일(140)은 상기 증발기(110) 및 상기 반사 노즐(120)을 유도 가열하여, 상기 증발 물질(111)을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐(120)을 통하여 토출된다.
상기 증발기(110)는 원기둥 형상일 수 있다. 상기 증발기(110)는 제1 케비티(112) 및 제2 케비티(118)를 포함할 수 있다. 상기 제1 케비티(112)는 가장 자리에 형성된 돌출부(114)를 포함하는 원통 형상일 수 있다. 상기 돌출부(114)는 상기 제1 케비티(112)의 바닥면에서 상기 제1 케비티(112)의 측벽을 따라 연장될 수 있다.
상기 제2 케비티(118)는 상기 제1 케비티(112)의 하부에 수직으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 연결통로(116)는 상기 돌출부(114)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 제2 케비티(118)는 구 형상일 수 있다. 상기 연결통로(116)는 상기 제2 케비티(118)의 가장 자리에 연결될 수 있다. 상기 연결통로(116)는 상기 제2 케비티의 수평축에 연결되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 구슬 형태의 증발 물질은 상기 연결통로(116)를 통하여 상기 제1 케비티(112)에 수납될 수 있다.
도 6은 도 1의 증발기를 설명하는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 증발기(110)의 출구의 직경보다 작은 직경을 가진 구슬 형태 또는 분발 형태의 증발 물질(111a)이 준비된다. 상기 증발 물질(111a)은 깔대기를 통하여 상기 반사 노즐(120)에 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 증발 물질(111a)은 상기 증발기(110)의 상기 출구(119) 및 상기 연결통로(116)를 통하여 상기 제1 케비티(112)에 제공된다. 이어서, 상기 증발기(110)는 상기 진공 챔버(160)에 장착된다. 이어서, 상기 증발기(110) 및 상기 반사 노즐(120)을 가열하여 상기 구슬 형태의 증발물질을 용융시킬 수 있다. 이어서, 상기 반사 노즐(120)을 통하여 기판에 증발 증착이 수행될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 증발 증착 장치(400)는 증발물질을 수납하는 제1 케비티(112), 상기 제1 케비티(112)와 연결통로(116)를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티(118), 및 상기 제2 케비티(118)에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구(119)를 포함하고 도전체로 형성된 증발기(110), 도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀(120a)을 포함하는 반사 노즐(120), 상기 반사 노즐(120) 및 상기 증발기(110)를 감싸는 유도 코일(140), 및 상기 유도 코일(140)에 교류 전력을 인가하는 교류 전원(150)을 포함한다. 상기 유도 코일(140)은 상기 증발기(110) 및 상기 반사 노즐(120)을 유도 가열하여, 상기 증발 물질(111)을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐(120)을 통하여 토출된다.
상기 증발기(110)는 진공 챔버(160)의 측면에 장착될 수 있다. 상기 증발기(110)는 원기둥 형상일 수 있다. 상기 증발기(110)는 제1 케비티(112) 및 제2 케비티(118)를 포함할 수 있다. 상기 제1 케비티(112)는 원통 형상일 수 있다. 상기 제2 케비티(118)는 구 형상일 수 있다. 상기 제2 케비티(118)는 상기 증발기(110)의 중심축에서 상기 제1 케비티(112)의 하부에 배치될 수 있다. 상기 연결통로(116)는 상기 제1 케비티(112)의 가장 자리에 배치될 수 있다. 상기 증기는 출구(119)를 통하여 측향식으로 토출될 수 있다. 증기는 상기 연결통로(116)를 통하여 상기 제2 케비티(118)에 제공될 수 있다. 상기 제2 케비티에 제공된 증기는 상기 제2 케비티(118)의 하부면에 형성된 출구를 통하여 분출될 수 있다.
기판(174)은 진공 챔버(160)에 수직으로 배치되고, 상기 기판(174)을 마주보는 측면에 증발기(110)가 배치된다. 상기 기판(174)은 기판 홀더(172)에 밀착된 상태로 고정될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 증발 증착 장치(500)는 증발물질(111)을 수납하는 제1 케비티(112), 상기 제1 케비티(112)와 연결통로(116)를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티(118), 및 상기 제2 케비티(118)에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구(119)를 포함하고 도전체로 형성된 증발기(110), 도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀(120a)을 포함하는 반사 노즐, 상기 반사 노즐(120) 및 상기 증발기(110)를 감싸는 유도 코일(140), 및 상기 유도 코일(140)에 교류 전력을 인가하는 교류 전원(150)을 포함한다. 상기 유도 코일(140)은 상기 증발기(110) 및 상기 반사 노즐(120)을 유도 가열하여, 상기 증발 물질(111)을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐(120)을 통하여 토출된다.
상기 증발기(110)는 진공 챔버(160)의 하부면에 장착될 수 있다. 상기 증발기(110)는 원기둥 형상일 수 있다. 상기 제1 케비티(112)는 원통 형상일 수 있다. 상기 제2 케비티(118)는 구 형상 또는 원통 형상일 수 있다. 상기 연결통로(116)는 상기 제1 케비티(112)의 중심에 형성되고, 상기 증기는 상향식으로 토출될 수 있다. 제2 케비티(118) 내부에는 상기 연결통로(116)의 주위에 배치된 베플(113)을 포함할 수 있다.
상기 반사 노즐(120)은 상기 출구(119) 상에 배치되고, 상기 반사 노즐(120)은 원기둥 형상에 중심에 관통홀(120a)을 포함할 수 있다. 상기 관통홀은 원뿔 형상일 수 있다. 상기 반사 노즐(120)의 외경은 상기 증발기(110)의 외경과 일치할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 9를 참조하면, 증발 증착 장치는 증발기, 가열블록, 반사 노즐, 유도 코일, 및 교류 전원을 포함한다. 상기 증발기는 증발물질을 수납하는 제1 케비티, 상기 제1 케비티와 연결통로를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티, 및 상기 제2 케비티에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구를 포함하고 유전체로 형성된다. 가열 블록은 상기 증발기를 감싸고 도전체로 형성된다. 상기 반사 노즐은 도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀을 포함한다. 상기 유도 코일은 상기 반사 노즐 및 상기 증발기를 감싼다. 상기 교류 전원은 상기 유도 코일에 교류 전력을 인가한다. 상기 유도 코일은 상기 가열블록 및 상기 반사 노즐을 유도 가열하여 상기 증발 물질을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐을 통하여 토출된다.
상기 증발기는 세라믹 재질로 형성될 수 있다. 상기 가열 블록은 상기 유도 코일에 의하여 유도 가열되고, 열전달 및 복사를 통하여 상기 증발기를 가열할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 부분 사시도이다.
도 10을 참조하면, 증발 증착 장치는 복수의 증발기(110a,110b,110c)를 포함할 수 있다. 복수의 증발기(110a,110b,110c)는 진공 챔버(160)의 상부면에 일렬로 장착될 수 있다. 이에 따라, 각 증발기는 기판에서 소정의 면적에 박막을 증착할 수 있다. 상기 증발기의 출구가 사각형이고 상기 반사 노즐의 관통홀(120a)의 단면이 사각형인 경우, 각 증발기는 대응하는 분할된 기판 영역에 박막을 증착할 수 있다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 기판을 나타내는 평면도들이다.
도 11a를 참조하면, 반사노즐(120)의 관통홀들(120a) 각각은 기판(174) 상에 일정한 증착 영역에 할당될 수 있다. 상기 반사노즐의 외형은 원기둥 형상일 수 있다. 관통홀(120)은 사각뿔 형상일 수 있다. 상기 증발기의 출구(119)의 형상은 사각 기둥 또는 사각뿔 형상일 수 있다. 상기 관통홀(120a)의 단면은 직사각형일 수 있다. 상기 관통홀들(120a, 120b,120c)은 일렬로 정렬될 수 있다. 기판은 사각형 기판일 수 있다.
도 11b를 참조하면, 관통홀들(120a)은 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 상기 관통홀의 단면은 사각형일 수 있다. 기판(174)은 사각형 기판일 수 있다.
도 11c를 참조하면, 복수의 증발기는 진공 챔버의 상부면에 일정한 방식으로 정렬되어 장착될 수 있다. 관통홀들(120a)은 벌집 형상의 중심에 배치될 수 있다.이에 따라, 각 증발기는 기판(174)에서 소정의 6각형 면적에 박막을 증착할 수 있다. 상기 반사 노즐의 관통홀(120a)의 단면이 육각형인 경우, 각 증발기는 대응하는 분할된 기판 영역에 박막을 증착할 수 있다. 기판(174)은 원형 기판일 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
110: 증발기
111: 증발 물질
112: 제1 케비티
116: 연결통로
118: 제2 케비티
119: 출구
120: 노즐
120a: 관통홀

Claims (17)

  1. 증발물질을 수납하는 제1 케비티, 상기 제1 케비티와 연결통로를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티, 및 상기 제2 케비티에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구를 포함하는 도전체로 형성된 증발기;
    도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀을 포함하는 반사 노즐;
    상기 반사 노즐 및 상기 증발기를 감싸는 유도 코일; 및
    상기 유도 코일에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함하고,
    상기 유도 코일은 상기 증발기 및 상기 반사 노즐을 유도 가열하여 상기 증발 물질을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐을 통하여 토출되는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 노즐과 상기 증발기는 서로 용접되어 일체형인 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 노즐의 상기 관통홀은 원뿔 형상, 다각뿔 형상, 또는 곡률을 가진 원뿔 형상인 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 케비티의 상기 출구의 형상은 상기 반사 노즐의 상기 관통홀의 형상과 동일한 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 유도 코일의 내부에 배치되고 진공 챔버에 형성된 챔버 관통홀 상에 장착되어 내부에 진공을 유지하면서 상기 증발기를 감싸는 유전체 용기를 더 포함하고,
    상기 유전체 용기는 상기 진공 챔버의 외부로 돌출되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 유전체 용기의 내부에서 상기 증발기 또는 상기 반사 노즐을 지지하고 진공 챔버에 형성된 챔버 관통홀에 걸치는 유전체 재질로 형성된 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 증발기와 상기 유전체 용기 사이에 배치된 가스 분배부를 더 포함하고,
    상기 가스 분배부는 상기 유전체 용기와 상기 증발기 사이에 불활성 가스를 제공하고,
    상기 불활성 가스는 상기 반사 노즐의 하부면에 제공되는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 관통홀의 중심축과 내부 표면 사이의 경사각은 35 도 내지 55 도 인 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 유도 코일의 단위 길이당 권선수는 상기 증발기 주위보다 상기 반사 노즐 주위에서 더 많은 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 증발기의 외경은 상기 반사 노즐의 외경보다 같거나 큰 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 증발기는 원기둥 형상이고,
    상기 제1 케비티는 중심 부위가 돌출된 돌출부를 포함하는 원통 형상이고,
    상기 연결통로는 상기 돌출부를 관통하여 형성되고,
    상기 제2 케비티는 구 형상 또는 원통 형상이고,
    상기 연결 통로는 상기 제2 케비티의 중심에 배치되고,
    상기 증발기는 상기 제2 케비티와 상기 연결통로의 연결 부위 주위에 배치된 베플을 더 포함하고,
    상기 증기는 하향식으로 토출되는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 증발기는 원기둥 형상이고,
    상기 제1 케비티는 원통 형상이고,
    상기 제2 케비티는 구 형상 또는 원통 형상이고,
    상기 연결 통로는 상기 제1 케비티의 가장 자리에 배치되고,
    상기 증기는 측향식으로 토출되는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 증발기는 원기둥 형상이고,
    상기 제1 케비티는 가장 자리에 형성된 돌출부를 포함하는 원통 형상이고,
    상기 연결통로는 상기 돌출부를 관통하여 형성되고,
    상기 제2 케비티는 구 형상 또는 원통 형상이고,
    상기 증기는 하향식으로 토출되는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 증발기는 원기둥 형상이고,
    상기 제1 케비티는 원통 형상이고,
    상기 제2 케비티는 구 형상 또는 원통 형상이고,
    상기 연결통로는 상기 제1 케비티의 중심에 형성되고,
    상기 증기는 상향식으로 토출되는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 케비티에 케리어 가스를 공급하는 파이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  16. 증발물질을 수납하는 제1 케비티, 상기 제1 케비티와 연결통로를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티, 및 상기 제2 케비티에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구를 포함하고 유전체로 형성된 증발기;
    상기 증발기를 감싸고 도전체로 형성된 가열블록;
    도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀을 포함하는 반사 노즐;
    상기 반사 노즐 및 상기 증발기를 감싸는 유도 코일; 및
    상기 유도 코일에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함하고,
    상기 유도 코일은 상기 가열블록 및 상기 반사 노즐을 유도 가열하여 상기 증발 물질을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐을 통하여 토출되는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  17. 증발물질을 수납하는 제1 케비티, 상기 제1 케비티와 연결통로를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티, 및 상기 제2 케비티에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구를 포함하고 도전체로 형성된 증발기; 도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀을 포함하는 반사 노즐; 상기 반사 노즐 및 상기 증발기를 감싸는 유도 코일; 및 상기 유도 코일에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함하고, 상기 유도 코일은 상기 증발기 및 상기 반사 노즐을 유도 가열하여, 상기 증발 물질을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐을 통하여 토출되는 증발 증착 장치의 동작 방법에 있어서,
    상기 증발기의 상기 출구 및 상기 연결 통로를 통하여 구슬 형태 또는 분말 형태의 증발물질을 상기 제1 케비티에 제공하는 단계;
    진공 용기에 상기 증발기를 장착하는 단계;
    상기 증발기 및 상기 반사 노즐을 가열하여 상기 증발물질을 용융시키는 단계;및
    상기 노즐을 통하여 기판에 증발 증착을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치의 동작 방법.
KR1020130039747A 2013-04-11 2013-04-11 증발 증착 장치 KR101465615B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130039747A KR101465615B1 (ko) 2013-04-11 2013-04-11 증발 증착 장치
PCT/KR2014/002260 WO2014168352A1 (ko) 2013-04-11 2014-03-18 증발 증착 장치
TW103113096A TW201439354A (zh) 2013-04-11 2014-04-09 蒸發沉積設備

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130039747A KR101465615B1 (ko) 2013-04-11 2013-04-11 증발 증착 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140122838A true KR20140122838A (ko) 2014-10-21
KR101465615B1 KR101465615B1 (ko) 2014-11-27

Family

ID=51689723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130039747A KR101465615B1 (ko) 2013-04-11 2013-04-11 증발 증착 장치

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR101465615B1 (ko)
TW (1) TW201439354A (ko)
WO (1) WO2014168352A1 (ko)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101632303B1 (ko) * 2014-12-22 2016-06-21 주식회사 파인에바 하향식 증발 증착 장치
KR20160094122A (ko) * 2015-01-30 2016-08-09 한국표준과학연구원 유도 가열 선형 증발 증착 장치
KR101646185B1 (ko) * 2015-02-16 2016-08-16 주식회사 파인에바 선형 증발 증착 장치
KR101648416B1 (ko) * 2015-02-11 2016-08-17 주식회사 파인에바 선형 증발 증착 장치
KR20160129204A (ko) * 2015-04-29 2016-11-09 주식회사 파인에바 선형 증발 증착 장치
WO2017200253A1 (ko) * 2016-05-16 2017-11-23 주식회사 포스코 용융소재 공급유닛 및 이를 포함하는 건식코팅장치
WO2017213277A1 (ko) * 2016-06-09 2017-12-14 주식회사 파인에바 하향식 증발 증착 장치
KR20190048651A (ko) * 2017-10-31 2019-05-09 한국세라믹기술원 탄화층 코팅용 소스 가스 공급 장치

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112553577A (zh) * 2019-09-26 2021-03-26 宝山钢铁股份有限公司 一种提高真空镀膜收得率的真空镀膜装置
CN112708855B (zh) * 2019-10-25 2023-02-10 宝山钢铁股份有限公司 一种具有导流式真空镀膜喷嘴的真空镀膜装置
CN113957388B (zh) * 2020-07-21 2022-08-16 宝山钢铁股份有限公司 一种采用导流板式结构均匀分配金属蒸汽的真空镀膜装置
CN113957390B (zh) * 2020-07-21 2024-03-08 宝山钢铁股份有限公司 一种具有气垫缓冲腔的真空镀膜装置
CN113957392B (zh) * 2020-07-21 2022-09-20 宝山钢铁股份有限公司 一种采用混匀缓冲结构均匀分配金属蒸汽的真空镀膜装置
CN113957391B (zh) * 2020-07-21 2023-09-12 宝山钢铁股份有限公司 一种采用芯棒加热结构均匀分配金属蒸汽的真空镀膜装置
CN113957389B (zh) * 2020-07-21 2023-08-11 宝山钢铁股份有限公司 一种具有多孔降噪及均匀化分配金属蒸汽的真空镀膜装置
DE102021006249A1 (de) * 2021-12-17 2023-06-22 Singulus Technologies Aktiengesellschaft Beschichtungsquelle, Beschichtungsanlage und Verfahren zur Beschichtung von Substraten

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100434438B1 (ko) * 2002-11-18 2004-06-04 주식회사 야스 증착 공정용 원추형 노즐 증발원
KR100514588B1 (ko) * 2003-03-04 2005-09-14 엘지전자 주식회사 기상 증착 장치용 증발원
KR100490124B1 (ko) * 2003-06-10 2005-05-17 엘지전자 주식회사 기상 증착 장치
KR101125008B1 (ko) * 2009-08-19 2012-03-27 재단법인대구경북과학기술원 하향식 증발원과 이를 구비한 증착장치
KR20120052779A (ko) * 2010-11-16 2012-05-24 엘지디스플레이 주식회사 파라볼라형 반사체를 구비한 증착원
KR101288307B1 (ko) * 2011-05-31 2013-07-22 주성엔지니어링(주) 증발 증착 장치 및 증발 증착 방법

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101632303B1 (ko) * 2014-12-22 2016-06-21 주식회사 파인에바 하향식 증발 증착 장치
KR20160094122A (ko) * 2015-01-30 2016-08-09 한국표준과학연구원 유도 가열 선형 증발 증착 장치
KR101648416B1 (ko) * 2015-02-11 2016-08-17 주식회사 파인에바 선형 증발 증착 장치
KR101646185B1 (ko) * 2015-02-16 2016-08-16 주식회사 파인에바 선형 증발 증착 장치
KR20160129204A (ko) * 2015-04-29 2016-11-09 주식회사 파인에바 선형 증발 증착 장치
WO2017200253A1 (ko) * 2016-05-16 2017-11-23 주식회사 포스코 용융소재 공급유닛 및 이를 포함하는 건식코팅장치
WO2017213277A1 (ko) * 2016-06-09 2017-12-14 주식회사 파인에바 하향식 증발 증착 장치
KR20190048651A (ko) * 2017-10-31 2019-05-09 한국세라믹기술원 탄화층 코팅용 소스 가스 공급 장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014168352A1 (ko) 2014-10-16
KR101465615B1 (ko) 2014-11-27
TW201439354A (zh) 2014-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101465615B1 (ko) 증발 증착 장치
KR100299782B1 (ko) 이온화스퍼터링장치
KR101451244B1 (ko) 라이너 어셈블리 및 이를 구비하는 기판 처리 장치
CN105603365B (zh) 真空蒸镀加热装置
KR101473345B1 (ko) 증발 증착 장치
KR20120126053A (ko) 진공 증착 방법
KR101370326B1 (ko) 증발 증착 장치
KR20160112293A (ko) 증발원 및 이를 포함하는 증착장치
JP2017145507A (ja) 直接液体堆積
KR20170139699A (ko) 유기 재료를 위한 증발 소스, 유기 재료를 위한 증발 소스를 갖는 장치, 및 유기 재료를 증착시키기 위한 방법
KR100848709B1 (ko) 하향식 증발원
KR20140022356A (ko) 증발 증착 장치
KR20110002235A (ko) 하향식 선형 증발원 및 이를 이용한 박막 형성 장치
KR101754802B1 (ko) 증발기 및 증발 증착 장치
KR101217517B1 (ko) 증착 원료 분사 장치 및 이를 구비하는 박막 증착 장치
KR101486279B1 (ko) 증발 증착 장치
KR101772621B1 (ko) 하향식 증발기 및 하향식 증발 증착 장치
CN113227442B (zh) 蒸镀源以及真空处理装置
KR101711588B1 (ko) 증발원
CN116018424A (zh) 沉积装置
KR20150081008A (ko) 증착원
KR101632303B1 (ko) 하향식 증발 증착 장치
KR101160437B1 (ko) 하향식 금속박막 증착용 고온 증발원
CN111455322A (zh) 坩埚装置、蒸镀装置
KR101061101B1 (ko) 하향식 금속박막 증착용 고온 증발원

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171017

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181101

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190926

Year of fee payment: 6