KR20150018245A - 박막증착장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박막증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증발에 의하여 증착을 수행하는 박막증착장치에 관한 것이다.
본 발명은 공정챔버와; 기판을 지지하는 기판픽업부와; 증발물질이 증발되는 증발원과; 증발물질이 알갱이 형태로 담기며 적어도 일부가 2개 이상의 서브수용공간들로 수평구획되는 복수의 증발물질수용부들을 가지는 증발물질공급부와; 증발물질공급부로부터 증발원으로 증발물질을 이송하는 증발물질이송부를 포함하며, 증발물질공급부는, 원주방향을 따라서 증발물질수용부들이 상하로 관통하여 형성되는 증발물질저장용기와, 각 증발물질수용부가 증발물질전달위치에 위치되도록 증발물질저장용기를 회전시키는 용기회전부와, 증발물질전달위치에 위치된 증발물질저장용기의 저면을 개방하여 증발물질이송부로 증발물질을 전달하는 증발물질공급제어부를 포함하며, 증발물질공급제어부는, 증발물질전달위치에 위치된 증발물질수용부의 2개 이상의 서브수용공간들 중 적어도 하나의 서브수용공간의 저면을 개방하는 셔터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치를 개시한다

Description

박막증착장치 {Thin film deposition processing apparatus}
본 발명은 박막증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증발에 의하여 증착을 수행하는 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 공정챔버와, 공정챔버의 하부에 설치되어 증착될 증발물질이 증발되는 증발원을 포함하는 박막증착장치에 의하여 수행된다.
한편 박막증착장치는 증발원의 증발 가능량에 따라서 그 공정가능시간이 결정되는데 증발원 내에 증발물질이 소진된 경우 재충진을 위하여 공정을 멈추고 재충진 후 원활한 증착공정의 수행을 위한 시간 동안 공정 수행이 불가능한바 생산성이 현저히 낮아지는 문제점이 있다.
이에 생산성 향상을 위하여 증발원을 구성하는 도가니의 용량을 늘리는 한편 도가니에 증발물질이 소진된 경우 증발물질을 자동으로 충진하기 위한 증발물질공급장치의 구성이 제안되고 있다(한국 등록특허 제1081364호 참조).
한국 등록특허 제1081364호는 알갱이 형태의 증발물질들이 담기는 증발물질수용부가 원주방향을 따라서 복수개로 형성된 증발물질저장용기를 포함하는 구성을 개시하고 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 종래의 증발물질공급장치는 증발원에서 증발물질이 소진된 경우 증발물질의 추가 공급이 가능하여 박막증착장치의 공정가능시간을 증가시킬 수 있다.
한편 종래의 박막증착장치는 기판의 대면적화에 따라서 복수의 증발원들을 설치하여 박막증착공정을 수행하게 되는데 각 증발원의 위치에 따라서 증발물질의 증발량이 달라질 수 있다.
그리고 복수의 증발원 중 적어도 일부에서 증발물질이 소진되면 증착공정을 멈추고 증발물질이 남은 나머지 증발원에서 증발물질을 소진시킨 후 각 증발원에 증발물질을 새로이 공급한 후 증착공정을 수행한다.
그러나 상기와 같이 새로운 증발물질의 공급 전에 남아 있는 증발원에서 증발물질을 소진하게 되는 경우, 증발물질의 불필요한 낭비-증발물질이 고가인 은인 경우 비교적 적은 양의 증발물질도 비용증가의 요인으로 작용한다-를 초래하고, 공급 전에 남아 있는 증발원에서의 증발물질의 소진을 위한 시간이 추가로 소요되어 전체 공정시간을 증가시켜 공정의 효율성을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 증발원의 증발물질의 소진량에 따라서 증발원에 최적화된 양의 증발물질을 공급함으로써 증발원에서의 증발물질의 잔류량을 최소화하여 공정비용을 낮추고 공정시간을 줄일 수 있는 박막증착장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버와; 기판처리면이 하측을 향하도록 상기 처리공간 상측에 설치되어 기판을 지지하는 기판픽업부와; 상기 공정챔버에 설치되어 증발물질이 증발되는 증발원과; 상기 공정챔버에 설치되어 증발물질이 알갱이 형태로 담기는 복수의 증발물질수용부들을 가지는 증발물질공급부와; 상기 공정챔버에 설치되어 상기 증발물질공급부로부터 상기 증발원으로 증발물질을 이송하는 증발물질이송부를 포함하며, 상기 복수의 증발물질수용부들 중 적어도 일부의 증발물질수용부들은 2개 이상의 서브수용공간들로 수평구획되며, 상기 증발물질공급부는, 원주방향을 따라서 상기 복수 개의 증발물질수용부들이 상하로 관통하여 형성되는 증발물질저장용기와, 상기 각 증발물질수용부가 증발물질전달위치에 위치되도록 상기 증발물질저장용기를 회전시키는 용기회전부와, 상기 증발물질저장용기의 저면과 결합되어 상기 증발물질전달위치에 위치된 상기 증발물질수용부에 대하여 상기 증발물질저장용기의 저면을 개방하여 상기 증발물질이송부로 증발물질을 전달하는 증발물질공급제어부를 포함하며, 상기 증발물질공급제어부는, 상기 증발물질수용부들의 저면을 복개하도록 상기 증발물질저장용기의 저면에 결합되며 상기 증발물질전달위치에 위치된 상기 증발물질수용부의 하단 개구부의 크기와 같거나 큰 제1개구부가 형성된 기저부와, 상기 증발물질전달위치에 위치된 상기 증발물질수용부의 2개 이상의 서브수용공간들 중 적어도 하나의 서브수용공간의 저면을 개방하는 셔터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치를 개시한다.
상기 셔터부는, 상기 증발물질전달위치에 위치된 상기 증발물질수용부의 2개 이상의 서브수용공간들 각각의 저면에 대응되는 크기를 가지는 2개 이상의 제2개구부들이 형성된 셔터부재와, 상기 셔터부재를 이동시켜 상기 제2개구부들 각각을 상기 증발물질전달위치에 선택적으로 위치시키는 셔터부재이동부를 포함할 수 있다.
상기 셔터부재는, 상기 제2개구부들이 형성된 디스크이며, 상기 셔터부재이동부는, 상기 디스크를 회전시켜 상기 제2개구부들 각각을 선택적으로 위치시킬 수 있다.
상기 셔터부재이동부는, 상기 기저부의 상면과 평행을 이루는 상기 셔터부재의 수평이동에 의하여 상기 제2개구부들 각각을 선택적으로 위치시킬 수 있다.
상기 셔터부재는, 상기 증발물질전달위치에 위치되었을 때 상기 서브수용공간들 저면 모두를 개방시키는 제3개구부가 추가로 형성될 수 있다.
상기 셔터부재는, 상기 증발물질저장용기의 하단 및 상기 기저부 사이 또는 상기 기저부의 하측에 설치될 수 있다.
상기 기판픽업부는, 기판을 픽업하여 지지하는 기판지지부와, 상기 기판지지부를 회전시키는 회전구동부를 포함할 수 있다.
상기 기판픽업부는, 기판을 픽업하여 지지하는 기판지지부와, 상기 기판지지부를 선형이동시키는 선형이동부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 박막증착장치는, 알갱이 형태의 증발물질이 수용되는 증발물질수용부들 중 적어도 일부를 서브수용공간들로 수평분할하고, 증발물질공급제어부에 의하여 증발물질수용부에서 적어도 일부의 서브수용공간들의 하부를 개방함으로써, 각 증발원에 대한 증발물질의 공급량을 서브수용공간 단위로 제어함으로써 각 증발원에 대한 최적화된 양의 증발물질을 공급하여 공정비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
더 나아가 본 발명에 따른 박막증착장치는, 복수의 증발원들 내에 증발물질의 소진이 비슷하게 이루어져 잔류하는 증발물질의 소진시간이 불필요하여 증발물질 추가 충진이 곧바로 이루어져 공정시간을 줄임으로써 테크타임을 줄여 생산성을 높일 수 있는 이점이 있다.
즉, 각 증발원에 공급되는 증발물질의 양을 증발물질수용부 전체에서 서브수용공간 단위로 공급함으로써 각 증발원에 필요한 증발물질의 공급량의 제어가 용이하여, 장치의 시험가동시 미량의 증발물질의 공급이 가능하며, 각 증발원들의 증발물질 소요량의 편차에 대한 대응이 용이하여 증발물질의 소진시간이 불필요하여 증발물질 추가 충진이 곧바로 이루어져 공정시간을 줄임으로써 테크타임을 줄여 생산성을 높일 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 박막증착장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는, 증발원 및 증발물질공급부의 구성을 보여주는 도 1의 박막증착장치의 일부 평면도이다.
도 3은, 도 1의 증발물질공급부의 구성일부를 보여주는 평면도이다.
도 4는, 도 1의 증발물질공급부 및 증발물질이송부를 보여주는 일부 단면도이다.
도 5는, 도 4의 증발물질공급부의 셔터를 보여주는 평면도이다.
도 6a 및 도 6b는, 도 3의 증발물질공급부의 작동상태를 보여주는 단면도들이다.
도 7a는, 변형된 셔터부를 가지는 도 3의 증발물질공급부의 작동상태를 보여주는 단면도이다.
도 7b 및 도 7c는, 각각 도 7a에 도시된 변형된 셔터부의 셔터부재를 보여주는 일부단면도 및 일부평면도이다.
이하 본 발명에 따른 박막증착장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 박막증착장치는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와, 공정챔버(100)에 설치되어 증발물질(20)이 증발되는 하나 이상의 증발원(180)과, 공정챔버(100)에 설치되어 증발물질(20)이 알갱이 형태로 담기는 증발물질수용부(320)가 형성된 하나 이상의 증발물질공급부(300)와, 공정챔버(100)에 설치되어 증발물질공급부(300)로부터 증발원(180)으로 증발물질(20)을 이송하는 증발물질이송부(150)를 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.
상기 공정챔버(100)는 기판처리의 수행을 위하여 처리공간(S)을 형성하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
일예로서, 상기 공정챔버(100)는 챔버본체(120)와 서로 탈착가능하게 결합되어 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 탑리드(110)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편 상기 공정챔버(100)는, 기판처리면이 하측을 향하도록 지지하며 박막이 증착되도록 처리공간(S)의 상측에 설치되어 기판을 픽업하는 기판픽업부(200)가 설치될 수 있다.
상기 기판픽업부(200)는, 기판(10)의 기판처리면에 박막이 증착되도록 처리공간(S)의 상측에 설치되어 기판(10)을 지지하는 구성으로서, 증발원(180)에 대한 기판의 이동방식(기판의 수평회전, 기판의 수평이동 등)에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 기판픽업부(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(10)을 지지하는 기판지지부(210)와, 기판지지부(210)를 회전시키는 회전구동부(220)를 포함할 수 있다.
상기 기판지지부(210)는, 기판처리면이 증발원(180)들, 즉 하측을 향하도록 기판(10)을 지지하기 위한 구성으로서 기판처리면의 배면이 밀착되어 안착되는 지지부(212)와, 기판(10)을 지지부(211)에 밀착시키는 픽업부(211)를 포함할 수 있다.
상기 지지부(212)는, 기판(10)의 배면을 안정적으로 지지할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
상기 픽업부(211)는, 지지부(212)에 밀착시켜 기판(10)을 지지하기 위한 구성으로서 상하이동에 의하여 기판(10)의 수수 및 기판밀착을 수행하는 등 다양한 구성이 가능하다.
한편 상기 증착공정이 기판(10)의 기판처리면에 마스크(30)를 밀착시켜 수행되는 경우, 기판지지부(210)는 마스크(30)의 지지 및 기판(10)에 대한 상대이동을 위한 구성 등을 포함할 수 있다.
또한 상기 기판지지부(210)는, 마스크(30)를 함께 지지하는 경우 기판(10) 및 마스크(30)에 대한 상대위치를 정렬하기 위한 얼라이너부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 얼라이너부는 기판(10) 및 마스크(30)에 대한 상대위치를 정렬하기 위한 구성으로서 기판(10) 및 마스크(30) 중 적어도 어느 하나를 수평이동시켜 기판(10) 및 마스크(30)를 정렬할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
상기 회전구동부(220)는, 기판(10)을 수평회전시키기 위한 구성으로, 기판지지부(210)를 회전구동하는 회전모터 등 다양한 구성이 가능하다.
또한 상기 기판픽업부(200)는, 도시되지 않았지만 기판(10)을 수평회전시키는 대신에 위치가 고정된 증발원(180)에 대하여 수평이동, 즉 선형이동시키도록 구성될 수 있다.
이때 상기 기판픽업부(200)는, 기판회전부(220) 대신에 도시하지 않았지만 기판(10)을 선형이동시키는 선형이동부(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 선형이동부는 기판(10)을 증발원부에 대하여 선형이동시킬 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
한편 상기 공정챔버(100)는 처리공간(S)에서 기판처리의 조건에 맞춰 압력유지 및 배기를 위한 배기관(미도시), 처리공간(S) 내로 가스를 공급하는 가스공급부(미도시) 등 기판처리의 종류에 따라서 다양한 부재, 모듈 등이 설치될 수 있다.
또한 상기 공정챔버(100)는 기판(10)의 입출을 위한 하나 이상의 게이트(121)가 형성될 수 있다.
또한 상기 공정챔버(100)는, 반송챔버(미도시) 등으로부터 기판(10)이 도입 또는 배출시 증발물질이 증발되어 기판(10)에 증착되는 것을 방지하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이, 증발차단부가 설치될 수 있다.
상기 증발차단부는, 반송챔버(미도시) 등으로부터 기판(10)이 도입 또는 배출시 증발물질이 증발되어 기판(10)에 증착되는 것을 방지하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 증발차단부는, 증발물질이 증발되는 증발원(180)이 설치된 공간과 격리하도록 공정챔버(100)에 설치되며 증발물질이 통과하는 개구부(191)가 형성된 공간구획부(190)와, 이동에 의하여 공간구획부(190)의 개구부(191)를 개폐하여 기판(10)에 대한 박막증착 또는 증발물질의 차단 기능을 수행하는 셔터플레이트(130)을 포함할 수 있다.
상기 셔터플레이트(130)는, 이동에 의하여 공간구획부(190)의 개구부(191)를 개폐하는 구성으로서 서로 대향되어 한 쌍으로 배치되는 등 다양한 구성이 가능하다.
상기 증발원(180)은 증발물질을 가열에 의하여 증발시키기 위한 구성으로서, 증발물질이 담기는 도가니와, 도가니 주변에 설치되어 도가니에 담긴 증발물질을 가열하는 히터를 포함하여 구성되는 등 다양하게 구성될 수 있다.
그리고 상기 증발원(180)에 의하여 증발되는 증발물질은, 증착공정의 목적에 따라서, OLED의 유기층을 형성하는 유기물, 전극층을 형성하는 Al, Ag, Mg, LiQ 등의 금속물질 등 다양한 물질이 사용될 수 있다.
그리고 상기 증발원(180)은 증착공정에 따라서 하나 이상으로 설치되어 포인트소스, 라인소스, 면소스 등을 구성할 수 있으며, 기판(10)에 대하여 고정된 상태를 유지하거나 기판(10)에 대하여 상대이동되는 등 다양하게 구성될 수 있다.
특히 상기 증발원(180)은 기판(10)에 대한 상대이동에 따라서 다양한 배치가 가능하다.
일예로서, 상기 증발원(180)은, 기판(10)이 수평회전되는 경우, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 처리공간(S)에 기판(10)의 회전중심을 기준으로 복수 개로 기판(10)의 회전방향을 따라서 배치될 수 있다.
또한 상기 증발원(180)은 증착공정이 수행될 기판(10)이 대면적화됨을 고려하여 공정챔버(100) 내에 복수개로 설치됨이 바람직하며, 증발물질의 소진 후 재충진시 지속적인 공정수행이 가능하도록 복렬로 설치될 수 있다.
구체적으로 상기 증발원(180)은 기판(10)의 이송방향을 기준으로 1열씩 복수개의 열로 설치될 수 있으며, 각 열의 증발원(180)들은 증발물질을 동시에 증발시키도록 구성될 수 있다.
이때 상기 증발물질공급부(300)는 각 열의 증발원(180)들에 대한 증발물질의 원활한 공급을 위하여 증발원(180)들의 열과 열 사이에 배치될 수 있다.
한편 상기 기판(10)은 증발원(180)에 대하여 이동됨으로써 보다 균일한 증착공정의 수행이 가능하다.
또한 상기 증발원(180)은 증발물질의 소진여부에 대한 확인, 증착공정 수행에 적절한 수치의 증발률에 도달하였는지 여부, 미리 설정된 범위 내의 증발률이 유지되는지 여부 등을 확인할 필요가 있다.
따라서 상기 박막증착장치는, 증발원(180)에 대응되어 배치되며 해당 증발원(180)에 대한 증발물질의 증발률을 측정하는 센서(미도시)들을 추가로 포함한다.
상기 센서는, 시간당 표면에 증착물의 증착되는 증착 두께를 측정하는 센서 등 증착물의 증발률을 측정할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
상기 증발물질공급부(300)는 공정챔버(100)에 설치되어 증발물질(20)이 알갱이 형태로 담기는 복수의 증발물질수용부(320)들을 구비하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
일예로서, 상기 증발물질공급부(300)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 원주방향을 따라서 복수 개의 증발물질수용부(320)들이 상하로 관통하여 형성되는 증발물질저장용기(310)와, 증발물질수용부(320)가 증발물질전달위치(P)에 위치되도록 증발물질저장용기(310)를 회전시키는 용기회전부(330)와, 증발물질이송부(150)로 증발물질(20)을 전달하도록 증발물질저장용기(310)의 저면과 결합되어 증발물질전달위치(P)에 위치된 증발물질수용부(330)에 대하여 증발물질저장용기(310)의 저면을 개방하는 증발물질공급제어부(400)를 포함할 수 있다.
상기 증발물질(20)은 구형상, 다각형상, 원기둥형상, 다각기둥형상 등 다양한 형상의 알갱이 형태로 증발물질수용부(320)에 담긴다.
그리고 상기 증발물질(20)은 보다 정밀한 증착공정의 수행을 위하여 정량으로 담기는 것이 바람직하며, 일예로서, 와이어 형태의 알루미늄이 절단된 원기둥 형상을 이루어 증발물질수용부(320)에 담길 수 있다.
상기 증발물질저장용기(310)는 원주방향을 따라서 복수개의 증발물질수용부(320)들이 상하로 관통하여 형성되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
그리고 상기 증발물질저장용기(310)에 형성되는 증발물질수용부(320)는 알갱이 형태의 증발물질(20)들이 원활하게 낙하할 수 있도록 형성됨이 바람직하며, 특히 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상단 개구부가 하단 개구부보다 더 큰 것이 바람직하다.
그리고 상기 증발물질수용부(320)는 그 내측면 중 적어도 일부가 알갱이 형태의 증발물질(20)의 낙하가 용이하도록 상측을 향하는 경사면으로 형성됨이 바람직하다.
한편 상기 증발물질수용부(320)의 하단 개구부는 대응되는 기저부(410)의 제1개구부(411)에 위치되었을 때 기저부(410)의 제1개구부(411)에 투영되는 영역이 기저부(410)의 제1개구부(411) 내에 포함되도록 형성됨이 바람직하다.
특히 상기 증발물질수용부(320)의 하단 개구부는 기저부(410)와 밀접한바, 대응되는 기저부(410)의 제1개구부(411)보다 작은 것이 더욱 바람직하다.
상기 증발물질수용부(320)의 하단 개구부가 기저부(410)의 제1개구부(411)보다 같거나 큰 경우 기저부(410)는 상하방향을 기준으로 증발물질수용부(320)의 하단 개구부 내측으로 더 돌출된 부분을 형성하여 증발물질(20)의 낙하를 방해하거나 잔류되어 정량의 증발물질(20)의 전달이 불가능할 수 있기 때문이다.
특히 상기 증발물질수용부(320)의 하단 개구부가 기저부(410)의 제1개구부(411)의 크기와 같은 경우에도 증발물질수용부(320)가 기저부(410)의 제1개구부(411)에 정확하게 위치되지 못하게 되면 기저부(410)는 상하방향을 기준으로 증발물질수용부(320)의 하단 개구부 내측으로 더 돌출된 부분을 형성하여 증발물질(20)의 낙하를 방해하거나 잔류되어 정량의 증발물질(20)의 전달이 불가능할 수 있기 때문이다.
상기 증발물질수용부(320)는 기저부(410)의 상면에 의하여 증발물질(20)이 담긴 상태를 유지하며, 증발물질수용부(320)가 기저부(410)의 제1개구부(4111)에 위치된 경우 증발물질수용부(320)에 담겨진 증발물질(20)은 증발물질이송부(150)에 낙하된다.
그리고 상기 복수의 증발물질수용부(320)들 중 적어도 일부의 증발물질수용부(320)들은 각 증발원(180)의 증발량에 최적화된 양의 증발물질(20)의 공급이 가능하도록 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 2개 이상의 서브수용공간(311, 312)들로 수평구획될 수 있다. 여기서 가공성, 제어용이성 등을 고려하여 상기 증발물질수용부(320)들 모두 서브수용공간(311, 312)으로 수평구획되는 것이 보다 바람직하다.
상기 서브수용공간(311, 312)들은, 후술하는 증발물질공급제어부(400)에 의하여 보다 작은 단위의 양의 증발물질 공급이 가능하도록 증발물질수용부(320)가 작은 공간으로 수평구획된 것으로서, 증발물질수용부(320)들의 배치방향, 즉 회전방향, 또는 반경방향으로 설치/형성된 구획판(319)에 의하여 2개 이상으로 구획될 수 있다.
상기 구획판(319)은, 증발물질저장용기(310)에 일체로 형성되거나 증발물질저장용기(310)와 별도 부재로서 설치되는 등 다양한 구성이 가능하다.
여기서 상기 서브수용공간(311, 312)들의 숫자 및 크기는 각 증발원(180)의 증발량에 최적화된 양의 증발물질(20)의 공급에 따라서 다양한 설정이 가능하다.
예를 들면, 증발물질수용부(320)를 5:5로 분할하거나, 6:4로 분할하는 등 다양한 분할이 가능하다.
한편 상기 증발물질저장용기(310)는 중앙부분에 용기회전부(330)의 회전축(332)과의 결합을 위한 결합공(328)이 형성될 수 있다.
그리고 상기 용기회전부(330)는 증발물질저장용기(310)를 회전시키기 위한 구성으로서 회전모터 등 다양하게 구성될 수 있다.
여기서 상기 용기회전부(330)에 의한 회전구동은 회전축에 직접 결합되거나 풀리 및 벨트 조합 등 다양한 방식에 의하여 이루어질 수 있다.
한편 상기 증발물질공급부(300)는 증발물질공급제어부(400) 및 증발물질저장용기(310)를 하나의 유닛으로 구성되어 공정챔버(100) 내에 탈착가능하게 설치될 수 있다.
상기 증발물질이송부(150)는 공정챔버(100)에 설치되어 증발물질공급부(300)로부터 증발원(180)으로 증발물질(20)을 이송하기 위한 구성으로서 증발물질(20)을 이송할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
일예로서, 상기 증발물질이송부(150)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상하로 개구되는 실린더부(151)와, 실린더부(151)의 하측 개구부를 닫아 실린더부(151)에 증발물질(20)이 담긴 상태를 유지하거나 개방하여 실린더부(151)에 증발물질(20)이 낙하되도록 하는 개폐부재(152)와, 일단이 실린더부(151)가 결합되어 회전에 의하여 기저부(410)의 제1개구부(411)의 직하방과 증발원(180)의 직상방을 왕복회전하는 암부(153)와, 암부(153)의 타단이 결합되는 회전축을 회전시켜 암부(153)의 왕복회전을 구동하는 회전구동부(154)와, 실린더부(151)가 증발원(180)의 직상방에 위치되었을 때 증발물질(20)이 낙하하도록 개폐부재(152)를 이동시켜 실린더부(151)의 하단 개구부를 개방하는 개폐부재구동부(155)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 상기 개폐부재(152)는 실린더부(151)의 하단 개구부를 개방하기 위하여 이동함에 있어서 회전, 선형이동 등 다양한 방식에 의하여 이동될 수 있다.
상기 증발물질이송부(150)는 하나의 증발물질공급부(300)에 대응하여 복수개로 설치되며, 그 숫자 및 위치는 다양하게 설치될 수 있다.
일예로서, 상기 증발물질이송부(150)는 하나의 증발물질공급부(300)에 예를 들면 도 2에 도시된 바와 같이, 4개의 증발물질이송부(150)가 설치되어 하나 이상의 증발원(180)에 증발물질을 공급할 수 있다.
상기 증발물질공급제어부(400)는, 증발물질저장용기(310)의 저면과 결합되어 증발물질전달위치(P)에 위치된 증발물질수용부(330)에 대하여 증발물질저장용기(310)의 저면을 개방하여 증발물질이송부(150)로 증발물질(20)을 전달하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 증발물질공급제어부(400)는, 증발물질수용부(320)들의 저면을 복개하도록 증발물질저장용기(310)의 저면에 결합되며 증발물질전달위치(P)에 위치된 증발물질수용부(320)의 하단 개구부의 크기와 같거나 큰 제1개구부(411)가 형성된 기저부(410)와, 증발물질전달위치(P)에 위치된 증발물질수용부(320)의 서브수용공간(321, 322)들 중 적어도 하나의 서브수용공간(321, 322)의 저면을 개방하는 셔터부(420)를 포함할 수 있다.
상기 기저부(410)는 증발물질저장용기(310)의 하부에 설치되어 그 상면이 증발물질수용부(320)에 증발물질(20)이 담긴 상태를 유지하도록 하며, 증발물질수용부(320)에 담긴 증발물질(20)이 하측으로 낙하할 수 있도록 제1개구부(411)가 형성되는 구성이면 원판형상의 플레이트 등 어떠한 구성도 가능하다.
여기서 상기 제1개구부(411)는 증발물질(20)이 후술하는 증발물질이송부(150)로 낙하되는 통로로서 사용된다.
특히 상기 제1개구부(411)는 증발물질이송부(150)에 대응되어 그 형성위치 및 수가 결정된다.
한편 상기 기저부(410)는 증발물질이송부(150)로의 낙하를 고려하여 회전되지 않도록 고정된 상태가 바람직하며, 별도의 회전방지수단에 의하여 회전되지 않도록 설치될 수 있다.
일예로서, 상기 회전방지수단은 기저부(410)의 외주방향으로 돌출된 플렌지부분(412)에 형성된 복수의 관통공(413)들과 관통공(413)에 상하로 끼워져 기저부(410)의 회전을 방지하는 복수의 회전방지부재(430)들로 구성될 수 있다.
여기서 상기 회전방지부재(430)는 기저부(410)의 회전을 방지함과 아울러 기저부(410)를 지지하도록 설치되는 등 다양한 구성이 가능하다.
상기 셔터부(420)는, 증발물질전달위치(P)에 위치된 증발물질수용부(320)의 서브수용공간(321, 322)들 중 적어도 하나의 서브수용공간(321, 322)의 저면을 개방하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
일예로서, 상기 셔터부(420)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 증발물질전달위치(P)에 위치된 증발물질수용부(320)의 2개 이상의 서브수용공간(321, 322)들 각각의 저면에 대응되는 크기를 가지는 2개 이상의 제2개구부(422, 423)들이 형성된 셔터부재(419)와, 셔터부재(419)를 이동시켜 제2개구부(422, 423)들 각각을 증발물질전달위치(P)에 선택적으로 위치시키는 셔터부재이동부를 포함할 수 있다.
상기 셔터부재(419)는, 증발물질전달위치(P)에 위치된 증발물질수용부(320)의 2개 이상의 서브수용공간(321, 322)들 각각의 저면에 대응되는 크기를 가지는 2개 이상의 제2개구부(422, 423)들이 형성된 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 셔터부재(419)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 증발물질저장용기(310)의 회전축과 동심을 이루는 회전축을 중심으로 회전되며 제2개구부(422, 423)들이 형성된 디스크(419)로 이루어질 수 있다.
이때 상기 셔터부재이동부는, 디스크(419)를 회전시켜 제2개구부(422, 423)들 각각이 기저부(410)의 제1개구부(411)에 대응되는 위치, 즉 증발물질전달위치(P)에 선택적으로 위치시키게 된다.
상기 디스크(419)는, 제2개구부(422, 423)가 상하로 관통형성되며 디스크회전부에 의하여 회전될 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
상기 셔터부재이동부는, 제2개구부(422, 423)를 기저부(410)의 제1개구부(411)에 대응되는 위치로 위치되도록 디스크(419)를 회전시키기 위한 구성으로 회전모터 등 다양한 구성이 가능하다.
다른 예로서, 상기 셔터부재(419)는, 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 기저부(410)의 상면과 평행을 이루는 수평이동에 의하여 제2개구부(422, 423)들을 선택적으로 개방시킬 수 있다.
이때 상기 셔터부재(419)는, 회전하는 디스크와는 달리 선형이동됨이 특징인바 제2개구부(422, 423)들이 형성된 판상의 부재로 형성될 수 있다.
상기 판상의 셔터부재(419)는, 도 7b 및 7c에 도시된 바와 같이, 제1개구부(411)의 적어도 일부를 복개할 수 있도록 제1개구부(411)의 원주방향으로의 충분한 폭을 가짐과 아울러 2개 이상의 서브수용공간(321, 322)들의 저면을 복개할 수 있을 정도로 충분한 크기를 가진다.
그리고 상기 제2개구부(422, 423)들은, 2개 이상의 서브수용공간(321, 322)들의 저면들 중 일부는 복개하고 일부는 개방할 수 있도록 그 선형이동방향으로 적절한 간격을 두고 배치된다.
그리고 상기 셔터부재이동부는, 셔터부재(419)의 선형이동을 구동하는바 회전모터 및 선형구동메카니즘, 리니어모터 등 다양한 구성이 가능하다.
한편 상기 셔터부재(419)는, 증발물질전달위치(P)에 위치되었을 때 서브수용공간(321, 322)들 저면 모두를 개방시키는 제3개구부(421)가 추가로 형성될 수 있다.
또한 상기 셔터부(420)는, 증발물질저장용기(310) 및 기저부(410) 사이에 위치되는 예를 들어 설명하였으나, 기저부(410) 아래에 위치될 수도 있음은 물론이다.
또한 상기 증발물질공급제어부(400)가 기저부(410) 및 셔터부(420)를 포함하는 예를 들어 설명하였으나, 다른 실시예로서, 서브수용공간(321, 322)의 크기 단위의 서로 다른 크기를 가지는 복수의 제1개구부가 형성된 기저부(410) 및 기저부(410)를 회전시키는 회전구동부로 구성될 수도 있다.
이하 상기 증발물질공급부(300)가 증발물질이송부(150)로 증발물질을 전달하는 방식을 도 4 및 도 6a 내지 도 6b, 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 구체적인 예를 들어 설명한다.
소량의 증발물질의 공급이 필요한 경우 증발물질제어부(400)는, 도 6a 및 도 6b, 또는 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 제2개구부(422, 423)를 증발물질전달위치(P)로 위치시킴으로써 서브수용공간(321, 322)들 중 어느 하나에 담긴 증발물질(20)을 증발물질이송부(150)로 전달한다.
또한 다량의 증발물질의 공급의 경우, 증발물질제어부(400)는 도 4에 도시된 바와 같이, 셔터부(420)의 제3개구부(421)를 증발물질전달위치(P)에 위치시켜 증발물질수용부(320)에 담긴 증발물질(20)을 증발물질이송부(150)로 전달한다.
한편 증발물질을 전달받은 증발물질이송부(150)는 암부의 회전에 의하여 해당 증발원(180)에 증발물질(20)을 공급하게 된다.
상기와 같이, 알갱이 형태의 증발물질(20)이 수용되는 증발물질수용부(20)들 중 적어도 일부를 서브수용공간(321, 622)들로 수평분할하고, 증발물질공급제어부(400)에 의하여 증발물질수용부(20)의 하단 개방크기를 서브수용공간(321, 622) 단위로 변화시킴으로써 각 증발원(180)에 대한 증발물질의 공급량을 제어함으로써 각 증발원(180)에 대한 최적화된 양의 증발물질을 공급하여 공정비용을 절감할 수 있게 된다.
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 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 공정챔버 140 : 증발원
150 : 증발물질이송부 300 : 증발물질공급부
311 : 증발물질수용부 400 : 증발물질공급제어부

Claims (8)

  1. 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버와; 기판처리면이 하측을 향하도록 상기 처리공간 상측에 설치되어 기판을 지지하는 기판픽업부와; 상기 공정챔버에 설치되어 증발물질이 증발되는 증발원과; 상기 공정챔버에 설치되어 증발물질이 알갱이 형태로 담기는 복수의 증발물질수용부들을 가지는 증발물질공급부와; 상기 공정챔버에 설치되어 상기 증발물질공급부로부터 상기 증발원으로 증발물질을 이송하는 증발물질이송부를 포함하며,
    상기 복수의 증발물질수용부들 중 적어도 일부의 증발물질수용부들은 2개 이상의 서브수용공간들로 수평구획되며,
    상기 증발물질공급부는, 원주방향을 따라서 상기 복수 개의 증발물질수용부들이 상하로 관통하여 형성되는 증발물질저장용기와, 상기 각 증발물질수용부가 증발물질전달위치에 위치되도록 상기 증발물질저장용기를 회전시키는 용기회전부와, 상기 증발물질저장용기의 저면과 결합되어 상기 증발물질전달위치에 위치된 상기 증발물질수용부에 대하여 상기 증발물질저장용기의 저면을 개방하여 상기 증발물질이송부로 증발물질을 전달하는 증발물질공급제어부를 포함하며,
    상기 증발물질공급제어부는, 상기 증발물질수용부들의 저면을 복개하도록 상기 증발물질저장용기의 저면에 결합되며 상기 증발물질전달위치에 위치된 상기 증발물질수용부의 하단 개구부의 크기와 같거나 큰 제1개구부가 형성된 기저부와, 상기 증발물질전달위치에 위치된 상기 증발물질수용부의 2개 이상의 서브수용공간들 중 적어도 하나의 서브수용공간의 저면을 개방하는 셔터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 셔터부는,
    상기 증발물질전달위치에 위치된 상기 증발물질수용부의 2개 이상의 서브수용공간들 각각의 저면에 대응되는 크기를 가지는 2개 이상의 제2개구부들이 형성된 셔터부재와, 상기 셔터부재를 이동시켜 상기 제2개구부들 각각을 상기 증발물질전달위치에 선택적으로 위치시키는 셔터부재이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 셔터부재는, 상기 제2개구부들이 형성된 디스크이며,
    상기 셔터부재이동부는, 상기 디스크를 회전시켜 상기 제2개구부들 각각을 선택적으로 위치시키는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 셔터부재이동부는, 상기 기저부의 상면과 평행을 이루는 상기 셔터부재의 수평이동에 의하여 상기 제2개구부들 각각을 선택적으로 위치시키는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 셔터부재는, 상기 증발물질전달위치에 위치되었을 때 상기 서브수용공간들 저면 모두를 개방시키는 제3개구부가 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  6. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 셔터부재는, 상기 증발물질저장용기의 하단 및 상기 기저부 사이 또는 상기 기저부의 하측에 설치된 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 기판픽업부는, 기판을 픽업하여 지지하는 기판지지부와, 상기 기판지지부를 회전시키는 회전구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 기판픽업부는, 기판을 픽업하여 지지하는 기판지지부와, 상기 기판지지부를 선형이동시키는 선형이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
KR1020130094911A 2013-08-09 2013-08-09 박막증착장치 KR101980280B1 (ko)

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