KR20150123174A - 증발 셀 - Google Patents

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KR20150123174A
KR20150123174A KR1020150056454A KR20150056454A KR20150123174A KR 20150123174 A KR20150123174 A KR 20150123174A KR 1020150056454 A KR1020150056454 A KR 1020150056454A KR 20150056454 A KR20150056454 A KR 20150056454A KR 20150123174 A KR20150123174 A KR 20150123174A
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evaporation
crucible
chamber
evaporation chamber
cell
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데이비드 에스티브
프랑크 스뗌멜렌
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리베르
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Abstract

본 발명은 진공 증착 챔버(20)에 배치된 기판(2) 상에 물질을 증발시키기 위한 증발 셀(10)에 관한 것으로서, 증발 셀은, 물질이 들어있는 도가니(110)를 수용하기 위해 증발 챔버(100)의 범위를 정하는 그리고 도가니를 증발 챔버에 삽입하기 위한 개구(12)를 구비한 내피(100); 내피의 주변에 배치되어 도가니를 증발 조건에 놓이게 하는 증발 수단(131, 132); 증발된 물질의 증기 흐름을 증발 챔버로부터 진공 증착 챔버에 위치한 인젝터(13)로 이송하는 인젝션 덕트(14); 및 상기 인젝션 덕트에 배치된 스톱 밸브(17)를 포함한다. 본 발명에 따르면, 증발 셀은, 도가니를 증발 챔버에 삽입하기 위한 개방 구성과 증발 챔버가 가두어지고 인젝션 덕트를 통해 진공 증착 챔버와 연통되는 폐쇄 구성을 갖는 삽입 개구 폐쇄 수단(105, 105A); 및 증발 물질로 채워져 있고 진공 상태로 유지되어 있는 도가니의 하우징에 증발 개구를 제공하여 도가니가 증발 챔버와 연통되도록 하는 개방 수단(18)을 포함한다.

Description

증발 셀{EVAPORATION CELL}
본 발명은 기판상에 물질을 증발 및 진공 증착시키는 분야에 관한 것이다.
더 구체적으로는, 본 발명은 진공 증착 챔버에 배치된 기판상에 물질을 증착시키기 위해, 물질을 증발시키는 것을 목적으로 하는 증발 셀에 관한 것이다.
진공 증착 챔버에 배치된 기판상에 물질을 증착시키기 위해서 물질을 증발시키는 것을 목적으로 하는 상기 증발 셀을 포함하는 진공 증착 장치가 문헌 EP 1 825 018에 공지되어 있고, 이 증발 셀은:
- 상기 증발 물질이 들어있는 도가니를 수용하도록 구성된 증발 챔버의 범위를 정하고, 상기 증발 챔버에 도가니를 삽입하기 위한 삽입 개구를 구비한 내피,
- 상기 내피의 주변에 배치되고, 도가니가 상기 증발 챔버에 수용되어 있을 때, 상기 도가니에 들어있는 물질의 증발을 위해 상기 도가니를 증발 조건들에 놓이게 하도록 구성된 증발 수단,
- 증발된 물질의 증기 흐름을 증발 챔버로부터 상기 진공 증착 챔버에 위치한 인젝터로 이송시키도록 구성된 인젝션 덕트, 및
- 상기 인젝션 덕트에 배치된 스톱 밸브를 포함한다.
이러한 진공 증착 장치는 반도체 물질 또는 화합물(예를 들면: 실리콘, 비화 갈륨(gallium arsenide), 인화 인듐(indium phosphide) 등), 무기물(예를 들면: 셀레늄(selenium), 안티몬(antimony), 인(phosphorus)), 또는 유기물(예를 들면: 트리스(8-히드록시퀴놀린)알루미늄(tris(8-hydroxyquinoline)aluminum) (Ⅲ) or Alq3, ...)을 증착시킬 수 있게 한다.
문헌 EP 1 825 018의 증발 셀은, 스톱 밸브가 폐쇄되어 있을 때, 진공 증착 챔버에 공기가 다시 통하게 하지 않고 도가니와 인젝션 덕트를 연결할 수 있게 한다.
이러한 목적을 위해, 도가니는 입구가 인젝션 덕트의 커넥터에 단단히 스크류 체결되도록 구성된 병이다.
그러나, 문헌 EP 1 825 018의 증발 셀의 경우, 스톱 밸브의 개구에서, 도가니에 그리고 커넥터와 인접한 인젝션 덕트의 일부에 갇혀있고 진공으로 유지된 증착 챔버 안으로 빠져나가는 공기의 부피로부터 초래되는 압력 피크(peak of pressure)가 발생한다.
이 압력 피크는 기판상에 증착된 층의 품질을 저하시켜 생산율을 감소시킬 수 있다.
종래기술의 전술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 가득 차있는 도가니를 증발 셀에 장전할 때 압력 피크를 감소시키거나 심지어 억제할 수 있는 증발 셀을 제시한다.
이러한 목적을 위해, 본 발명은 앞에서 언급한 증발 셀에 관한 것으로서, 이 증발 셀은:
- 증발 셀의 내피의 상기 삽입 개구를 폐쇄하는 폐쇄 수단,
- 증발 물질로 채워져 있고 개방 전에 진공 상태로 유지되는 상기 도가니의 하우징에 증발 개구를 제공하도록 구성된 개방 수단을 포함하고,
상기 폐쇄 수단은:
상기 도가니가 상기 증발 챔버에 삽입되도록 하는 개방 구성, 및
증발 챔버가 가두어지고 스톱 밸브가 개방될 때 인젝션 덕트를 통해 진공 증착 챔버와 연통하는 폐쇄 구성을 가지며,
상기 증발 개구는 상기 도가니가 상기 증발 챔버와 연통되도록 한다.
따라서, 본 발명에 따른 증발 셀은 스톱 밸브의 개방으로 인한 압력 피크의 강도를 제한하면서 증발 챔버에 수용된 도가니를 교체할 수 있게 한다.
따라서, 실제로, 이미 진공 상태에 있는 기밀 하우징을 구비하고 증발 물질로 채워져 있는 도가니는, 도가니가 증발 챔버에 삽입된 후에 그리고 폐쇄 수단에 의해 삽입 개구가 폐쇄된 후에 증발 셀에 가두어지는, 증발 셀의 내피와 도가니의 하우징 사이에 포함된 잔여 공간을 상당히 감소시킨다.
유리하게는, 증발 챔버와 도가니의 각각의 크기는 이 잔여 공간이 상기 도가니의 내부 공간보다 더 작게 되도록 조절된다.
이런 식으로, 도가니의 삽입시에 증발 챔버로 배출되는 공기의 부피는 내피의 총 부피에 비해 더 작아서, 스톱 밸브의 개방 시에 압력 피크가 감소한다.
또한 유리하게는, 증발 챔버와 도가니의 각각의 크기는, 증발 셀의 상기 내피와 도가니의 상기 하우징 사이에 포함된 잔여 공간 및 상기 증발 챔버와 상기 스톱 밸브 사이에 포함된 인젝션 덕트의 일부에 의해 범위가 정해지는 추가 공간의 합이 상기 도가니의 내부 공간보다 더 작게 되도록 조절된다.
게다가, 본 발명에 따른 증발 셀의 다른 유리하고 제한되지 않은 특징들은 다음과 같다:
- 상기 증발 셀은, 상기 내피, 상기 증발 수단 및 상기 스톱 밸브를 둘러싸고, 도가니를 상기 증발 챔버에 삽입하기 위해 상기 도가니가 통과하도록 내피의 상기 삽입 개구와 대면하거나 합쳐지는 관통 개구를 구비한 외피를 포함한다.
- 증발 셀을 폐쇄하는 상기 폐쇄 수단은 상기 도가니가 상기 증발 챔버에 삽입됨에 따라 개방 구성으로부터 폐쇄 구성으로 이동한다.
- 증발 셀을 폐쇄하는 상기 폐쇄 수단은 가스켓 요소를 구비한 폐쇄 플레이트를 포함하여 상기 폐쇄 플레이트와 상기 내피 사이에 기밀을 실현한다.
- 증발 셀을 개방하는 상기 개방 수단은 도가니의 상기 진공 하우징의 기밀 막 씰(tight membrane seal)에 구멍을 뚫기 위한 천공 니들(perforation needle)을 포함한다.
- 상기 내피를 펌핑하는 추가 펌핑 수단이 제공되고, 추가 펌핑 수단은 상기 증발 챔버를 진공 상태로 만들도록 구성된다.
- 상기 내피를 배기시키는 배출 수단이 제공되고, 배출 수단은 상기 증발 챔버에 다시 공기가 통하게 하도록 구성된다.
- 상기 도가니를 증발 챔버에 결합하고 상기 도가니를 상기 증발 챔버로부터 해체하기 위해 증발 챔버와 인접해 있는 장전 챔버를 더 포함하고, 상기 장전 챔버는 상기 삽입 개구를 통해 증발 챔버와 연통된다.
- 열 차폐 수단이 또한 제공되고, 열 차폐 수단은 상기 외피와 상기 장전 챔버 사이에 개재되고 상기 증발 챔버를 상기 장전 챔버로부터 열적으로 격리시키도록 구성된다.
본 발명의 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 증발 셀을 포함하는 진공 증착 장치의 전체를 개략적으로 도시한 수직면에서의 단면도이다.
도 2는 도 1의 증발 셀의 폐쇄 수단, 증발 수단을 나타내는, 도 1의 영역 Ⅱ를 도시한 상세도이다.
도 3은 도 1의 증발 셀이 증발 챔버에 결합되기 전에, 가득 차있는 도가니를 개략적으로 도시한 수직면에서의 단면도이다.
도 4는 펌프와 밸브가 증발 챔버에 연결된 제1 변형예에 따른 증발 셀을 개략적으로 도시한 수직면에서의 단면도이다.
도 5는 도가니가 삽입 개구를 폐쇄하기 위한 가스켓을 포함하는 제2 변형예에 따른 증발 셀을 개략적으로 도시한 수직면에서의 단면도이다.
도 6은 증발 셀이 도가니들의 재장전을 위한 장전 챔버를 더 포함하는 본 발명의 제2 실시예에 따른 증발 셀을 개략적으로 도시한 수직면에서의 단면도이다.
다음의 개시에서, "최상부(top)" 및 "최하부(bottom)"라는 용어는 진공 증착 장치가 설치되는 공간에 관하여 수직방향과 관련되어 사용될 것이고, 최상부는 공간의 천장에 향해진 측면을 나타내고 최하부는 바닥에 향해진 측면을 나타낸다. 마찬가지로, "하부(lower)" 및 "상부(upper)"라는 용어는 각각 최하부 및 최상부에 향해진 측면들을 나타낼 것이다.
도 1은 한편에는 증발 셀(10)을 다른 한편에는 진공 증착 챔버(20)를 포함하는 진공 증착 장치(1)의 전체를 개략적으로 도시한 수직면에서의 단면도이다.
일반적으로, 진공 증착 장치(1)의 증발 셀(10)은 진공 증착 챔버(20)에, 여기서는 진공 증착 챔버의 최하부(23)에 배치된 기판(2) 상에 물질을 증착시키기 위해, 물질(7)을 증발시키기 위한 것이다.
이하에서 증발 셀(10)이 상기 물질(7)의 상류의 증기 흐름(3)을 생성하도록 구성되고, 이 상류의 증기 흐름(3)은 인젝션 덕트(14)에 의해 증발 셀(10)로부터 진공 증착 챔버(20)의 최상부(22)에 위치한 인젝터(13)로 이송된다는 것을 알 수 있다.
증발 셀(10)과 진공 증착 챔버(20)는 인젝션 덕트(14)가 통과하는 관형 커넥터(5)에 의해 서로 연결된다.
증발 셀(10)의 인젝터(13)는 인젝션 덕트(14)에 의해 이송된 물질(7)의 증기를, 기판(2)을 향하여 하방을 향하고 있는 하류의 증기 흐름(4)을 따라 진공 증착 챔버(20)로 주입하여, 물질이 인젝터(13)를 향하는 기판(2)의 상부면(2A) 상에 증착된다.
또한 하류의 증기 흐름이 상방으로 이동하여 기판의 하부면 상에 증착되는 것이 가능하다.
인젝터(13)는 기판(2)을 향하는 하류의 증기 흐름(4)의 특징들, 예를 들면 하류의 증기 흐름의 유량(flow rate) 또는 그 공간 분포(spatial distribution)를 최적화하도록 구성되어, 기판(2)의 상부면(2A)에 증착된 물질(7)의 층은 의도된 적용(application) 함수로서 두께, 표면의 상태, 전도성 등과 같은 요구 특성들을 갖는다.
인젝터(13)의 내부에는 인젝터(13) 내부의 물질(7)의 증기가 응축되는 것을 방지하기 위해, 인젝터의 양호한 작동과 타협할 수 있는 특정의 가열 수단(미도시)이 제공된다.
진공 증착 챔버(20)의 내부에 진공을 만들고 유지하기 위해, 진공 증착 장치(1)는 진공 증착 챔버(20)와 연결된 펌핑 수단(6)을 포함하고, 펌핑 수단의 펌핌 용량은 진공 증착 챔버(20)의 내부 부피(29)의 함수로서 조절된다.
여기서 이 펌핑 수단(6)은 진공 증착 챔버(20) 내부의 압력 수준을 10-3 ~ 10-8 Torr로 떨어뜨리는 터보 분자 펌프(turbo molecular pump) 또는 저온 펌프(cryogenic pump)를 포함한다.
인젝터(13)를 향하여 상류의 증기 흐름(3)을 생성하기 위한 증발 셀(10)의 제1 실시예가 도 1 내지 5를 참조하여 기술될 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 진공 증착 장치(1)의 증발 셀(10)은 우선, 여기서는 대체로 원통 형상이고 측벽(11A), 상부 벽(11B)(또는 "지붕") 및 하부 벽(11C)(또는 "바닥")을 구비한 외피(11)를 포함한다.
물질(7)의 증기가 증발 셀(10)의 차가운 부분들에서 응축되는 것을 방지하기 위해, 외피(11)의 측벽(11A) 및 상부 벽(11B)의, 그리고 또한 관형 커넥터(5)의 내면들에는, 가열 요소들이, 예를 들면 외피(11)의 내부 공간(19)을, 특히 인젝션 덕트(14)를 실질적으로 균일하게 가열하기 위한 가열 저항들(16)이 제공된다.
측벽(11A), 상부 벽(11B), 그리고 또한 관형 커넥터(5)의 외면들에는 냉각 요소들(미도시)이, 예를 들면 냉수 코일들이 제공되어, 증발 셀(10)의 외피(11)가 외측에서 촉감으로 느낄 정도로 냉각된다.
가열 요소들(16)과 냉각 요소들 사이에는, 예를 들면 내화물로 만들어진 복사 차폐물(radiative shield)이 삽입되어, 가열 및 냉각이 각각 독립적으로 이루어져 효율적이다.
측벽(11A)은 개구(11D)를 포함하고, 진공 증착 장치(1)의 증발 셀(10)과 진공 증착 챔버(20)를 연결하기 위해 관형 커넥터(5)가 상기 개구로부터 외측으로 연장된다.
이러한 구성에서, 외피(11)와 진공 증착 챔버(20)는 서로 연통되고 동일한 진공을 공유하여, 진공 증착 챔버(20) 내부에 진공이 형성될 때, 증발 셀(10)의 외피(11)의 내부에도 역시 진공이 형성된다. 이에 따라, 외피(11)의 압력 수준은 진공 증착 챔버(20)의 압력 수준과 같다.
변형예로서, 증발 셀의 관형 커넥터와 인젝션 덕트 사이에 기밀 용접부가 제공될 수 있어, 증발 셀의 외피는 진공 증착 챔버와 동일한 진공을 공유하지 않는다. 이 경우에, 증발 셀은 외피의 내부 공간을 펌핑하여 10-3 ~ 10-8 Torr 범위의 수준으로 압력을 떨어뜨리기 위한 전용의 밀폐 펌프를 포함한다.
도 1, 2, 4 및 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 이하에서 관통 개구(12)라 불리는 개구는 외피(11)의 하부 벽(11C)에서 형성된다.
이 관통 개구(12)는 내측 엣지(12A)를 구비하며, 이 내측 엣지는 여기서는 원형이고, 외피(11)의 내부로, 증발 셀(10)의 증발 챔버를 향하여 관통 개구 위로 연장된다.
이 증발 챔버는 내피(100)에 의해 범위가 정해지고, 내피는 한편으로는 관통 개구(12)와 동축인 워통형 몸체(101)를 포함하고 다른 한편으로는 내피(100)의 상측 엣지(103)까지 몸체(101)와 이어지는 원뿔대 형상의 목부(102)를 포함한다.
도 1에서 잘 볼 수 있는 바와 같이, 증발 셀(10)의 외피(11)에 의해 둘러싸여 있는 이 내피(100)는, 여기서는 외피(11)의 관통 개구(12)와 합쳐지는 삽입 개구를 구비한다.
변형예로서, 외피의 관통 개구 및 내피의 삽입 개구는 서로 구별되고 서로 대면할 수 있다.
증발 챔버(100)의 이 몸체(101)는 관통 개구(12)의 내측 엣지(12A)를 따라 막힘없이 연장된 하부 엣지(101A)를 구비한다(도 2 참조). 하부 엣지(101A)는 증발 셀(10)의 외피(11)의 하부 벽(11C)에 밀폐 고정되어, 증발 셀(10)의 외피(11)의 내부 공간(19)은 증발 챔버(100)의 내부 공간(109)과 연통되지 않는다.
내피(100)의 상측 엣지(103)는, 여기서는 상측 엣지(103)에 굴곡부를 형성하는 증발 셀(10)의 인젝션 덕트(14)의 상류부(15)와 기밀하게 연결된다. 이 상류부는 또한 굴곡부를 갖지 않는 스트레이트 커넥터(straight connector)일 수 있다.
기밀 연결은 예를 들면 용접을 통해 이루어질 수 있다.
증발 셀(10)의 증발 챔버(100)는 증발 물질(7)이 들어있는 도가니(110)를 수용하기 위한 것이다.
이 도가니(110)는 대체로 병 모양이고 증발 챔버(100)에 수용될 수 있도록 조정된 크기를 가진다.
도가니(100)는 측벽(111)을 포함하는데, 이 측벽은 바닥(115)에 의해 하방이 폐쇄되고 도가니(110)의 개구(113)의 범위를 정하는 목부(112)에서 상방으로 좁아진다.
도가니(110)는 바람직하게는 양호한 열 전도성 및 고온 저항성을 갖는 소재로부터 단일 부품으로 만들어진다. 도가니는 예를 들면 열분해성 질화 붕소(pyrolytic boron nitride) 또는 PBN과 같은 세라믹 소재, 또는 석영과 같은 유리 형태의 소재로 만들어질 수 있다.
도가니(110)는 증발 물질(7)을 채우기 위한 것이고, 여기서 물질(7)은 액체 형태, 분말 형태, 또는 심지어 주괴(ingot) 형태일 수 있다.
사용 전에, 도가니(110)는 여기서는 도가니(110)의 개구(113)에 인접하게 위치하고 도가니(110)를 밀폐하는 막 씰(116)에 의해 밀봉된다.
이하에서, 도가니(110)가 증발 조건에 놓일 때, 증발된 물질(7)의 증기가 빠져나가도록 막 씰(116)에 구멍을 뚫기 위한 것이라는 것을 알 수 있을 것이다.
따라서, 이 막 씰(116)의 개봉 전에, 바닥(115), 몸체(101), 목부(112) 및 막 씰(116)은 증발 물질(7)로 채워진 도가니(110)의 밀봉된 하우징을 형성한다. 이 하우징은 도가니(110)가 물질(7)로 채워진 후에, 진공이 되고 막 씰(116)에 의해 폐쇄되어, 자유롭게 놓여 있는 도가니의 내부 공간(119)은 개방 전에 10-1 ~ 10-3 mbar의 압력으로 유지된다.
이러한 도가니(110)의 진공으로 인해, 특히 예를 들면 대기 중에 포함되어 있는 산소 또는 물과 접촉하여 산화될 수 있는 유기물로 도가니를 채울 때, 도가니(110)에 들어있는 물질(7)의 성능 저하가 방지된다.
또한 도가니(110)의 진공으로 인해, 막 씰(116)에 구멍을 뚫을 때 진공 증착 챔버(20)의 압력 피크(peak of pressure)가 제한된다는 것을 알 수 있을 것이다.
증발 챔버(100)와 결합된 도가니(110)를 증발 조건에 놓기 위해, 증발 셀(10)은 또한 도가니(110)를 수용하는 증발 챔버(100)의 주변에 배치된 증발 수단을 포함하고, 이로써 여기서 외피(11)는 이 증발 수단을 둘러싼다.
도 1 내지 6에 기술된 모든 실시예들 및 이의 변형예들에서, 이 증발 수단은 먼저 증발 챔버(100)를 둘러싸고 외피(11)의 최하부(11C)로부터 연장되며 증발 챔버의 목부(102)까지 증발 챔버(100)의 몸체(101)와 실질적으로 평행한 전기 저항들(131)을 포함한다.
이 전기 저항들(131)은 전원이 공급되고 고온으로 가열되어 근본적으로 적외선과 같은 열을 방사한다.
변형예로서, 증발 수단은 증발 챔버에 결합된 도가니를 직접 조사하도록 증발 챔버의 몸체 측으로 증발 챔버의 내부 공간에 바로 배치된 적외선 램프들을 포함할 수 있다.
증발 수단은 또한 외피(11) 내부에 위치하고 증발 챔버(100)의 몸체(101)와 전기 저항들(131) 사이에 개재된 열 차폐물(132)을 포함한다.
도 2에 잘 도시된 바와 같이, 이 열 차폐물(132)은 "망원경(telescopic)" 형태이고, 여기서는 원통 형상이고 서로 동축을 갖는 5개의 이동 요소들(132A, 132B, 132C, 132D, 132E)을 포함하고, 이 이동 요소들은 서로 끼워져서 열 차폐물(132)의 높이가 자유롭게 조절될 수 있다.
예를 들면, 도 2는 모든 이동 요소들(132A, 132B, 132C, 132D, 132E)이 연장된 경우에 최대 높이의 열 차폐물(132)을 나타낸다.
이동 요소들(132A, 132B, 132C, 132D, 132E)은 여기서는 같은 소재로, 예를 들면 스틸이나 알루미늄과 같은 금속 소재로 만들어진 원통체로 형성된다.
변형예로서, 이동 요소들은 예를 들면 석영, 유리 또는 실리카로 만들어진 원통체들로 구성될 수 있고, 전기 저항들을 향하는 이동 요소의 외면은 전기 저항들에 의해 방출된 열 복사를 반사하는 층으로, 예를 들면 은, 알루미늄 또는 금 층과 같은 금속 층으로 코팅된다.
증발 수단은 또한 열 차폐물(132)의 높이를 조절하기 위해 이동 요소들(132A, 132B, 132C, 132D, 132E)을 서로에 대해 슬라이딩시키는 작동 수단(미도시)을 포함한다.
도 1, 2, 4 내지 6에서 이동 요소들(132A, 132B, 132C, 132D, 132E)은 5개이고 모두 동일한 높이를 갖지만, 변형예로서, 증발 수단은 더 많거나 더 적은 수의 이동 요소들을 포함하고 이동 요소들은 서로 다른 높이들인 것이 예상될 수 있다. 이것은 특히 열 차폐물의 높이를 증발 챔버의 높이에 맞추고 이 높이를 거의 정확하게 조절하는데 유리할 수 있다.
마지막으로 증발 수단은 여기서는, 전기 저항들(131)에 의해 방출된 적외선을 전달하도록 선택된 투명 벽을 갖는, 증발 챔버(100)의 원통형 몸체(101)를 포함한다.
외피(11) 내부의 압력 상태에서는, 외피(11) 내부의 진공으로 인해 대류 열교환이 심하게 제한되기 때문에, 전기 저항들(131)과, 증발 챔버(100)와 결합된 도가니(110)의 몸체(111) 사이의 열교환은 본질적으로 복사에 의해 일어난다.
도가니(110)가 증발 챔버(100)와 결합된 경우에(예를 들면, 도 2 참조), 즉 도가니가 증발 챔버(100)의 내부 공간(109)의 내부에 수용된 경우에, 도가니의 측벽(111)은 증발 챔버(100)의 몸체(101)와, 즉 외피의 투명 벽과 대면하게 된다.
투명 벽은, 가능하다면 투명 벽의 적외선 전달을 향상시키는 층으로 코팅된, 예를 들면 석영, 유리 또는 실리카로 만들어진 중공의 원통체로 형성될 수 있다.
따라서, 전기 저항들(131)과, 증발 챔버(100)의 몸체(101)의 이 투명 벽 사이에 배열된 열 차폐물(132)은 전기 저항들(131)에 의해 증발 챔버(100)에 위치한 도가니(110)의 몸체(111) 쪽으로 조사된 적외선을 위한 거울로서 역할을 할 수 있다.
따라서, 열 차폐물(132)로 인해, 전기 저항들(131)의 전부 또는 일부가 개방될 수 있어, 도가니(110)(도 3 참조)의 상부(114)에 들어있는 물질(7)의 일부만이 전기 저항들에 의해 방출된 복사를 받게 되고, 증발 챔버의 압력의 함수로서 가열되어, 물질을 증발시키기에 충분한 가열 온도로 된다.
또한, 이동 요소들(132A, 132B, 132C, 132D, 132E)을 슬라이딩시키는 작동 수단으로 인해, 인젝션 덕트(14)의 상류부(15)의 증기 흐름(118)(도 2의 화살표 참조)을 실시간으로 조절하기 위해 열 차폐물(132)의 높이를 정교하게 조절할 수 있다.
특히, 도가니(110)에 들어있는 물질(7)의 증발 내내 증기 흐름(118)이 실질적으로 일정하게 유지되는 증발 조건을 얻는 것이 가능하다. 이것은 진공 증착 챔버(20)에 배치된 기판(2) 상에 균일한 층을 증착하는데 특히 유리한 것으로 밝혀졌다.
도 1 , 2 ,4 및 5에 도시된 바와 같이, 증발 셀(10)은 또한 증발 셀(10)의 인젝션 덕트(14)에 배치된 스톱 밸브(17)를 포함한다.
바람직하게는, 스톱 밸브(17)는 스톱 밸브를 둘러싸는 증발 셀(10)의 외피(11) 내부에 위치하도록 인젝셕 덕트(14)에 배치된다.
이런 식으로, 증발된 물질(7)의 증기가 스톱 밸브(17) 상에 응축되는 것을 제한하도록 스톱 밸브(17)는 외피(11)의 내면들에 배치된 가열 저항들(16)에 의해 가열된다.
스톱 밸브(17)는 밸브(17)는 예를 들면 2개의 개방 및 폐쇄 위치를 갖는 "완전 개방 또는 완전 폐쇄(all or nothing)" 밸브일 수 있고, 이 밸브로 인해, 폐쇄 위치에서, 증발 챔버(100)가 비어있을 때, 증기 흐름이 증발 챔버를 향하여 되돌아와서 내피(100)의 몸체(101)에 응축되어 도가니(110)를 가열하는 증발 수단의 효율이 감소되는 것을 방지할 수 있게 된다.
일반적으로, 스톱 밸브(17)는 증발 챔버(100)가 개방되어 공기가 통하는 경우에 증발 셀(10)의 증발 챔버(100)로부터 진공 증착 챔버(20)를 격리시키는 역할을 먼저 한다. 이런 식으로, 스톱 밸브(17) 덕분에, 진공 증착 장치(1)의 진공 증착 챔버(20)에 다시 공기가 통하지 않게 하고 도가니를 교체하는 것이 특히 가능하다. 진공 증착 챔버(20) 안에 높은 수준의 진공이 유지되고, 따라서 진공 증착 챔버 또는 기판 안에 위치할 수 있는 어떠한 오염 물질도 방지된다.
유리하게는, 인젝션 덕트(14) 상에서 스톱 밸브(17)의 하류에 연속적으로 제어 밸브가 배치될 수 있다.
증발 챔버(100)의 출구에서의 증기 흐름의 유량이 증발 수단에 의해 조절되지만, 이 제어 밸브가 또한 물질(7)의 증기 유량을 더욱 정교하게 조절할 수 있게 한다.
본 발명에 따르면, 진공 증착 챔버(20)에 다시 공기가 통하는 것을 방지하고 증발 챔버(10)의 도가니가 교체되는 동안의 압력 피크를 제한하기 위해, 증발 셀(10)은 내피(100)의 삽입 개구(12)를 폐쇄하는 폐쇄 수단 및 도가니(110)를 개방하여 진공으로 유지된 도가니(110)의 밀봉 하우징에 증발 개구를 형성하는 개방 수단을 더 포함한다.
이러한 목적을 위해, 폐쇄 수단은 상기 증발 챔버(100)에 상기 도가니를 삽입할 수 있게 하는 개방 구성 및 증발 챔버(100)가 가두어지는 폐쇄 구성을 갖는다.
도 1에 개략적으로 도시되고 도 2에 더욱 상세하게 도시된 바와 같이, 여기서 폐쇄 수단은 주변에 밀봉 가스켓(105A)을 구비한 원형의 폐쇄 플레이트(105)를 포함한다.
이 폐쇄 플레이트(105)는 외피(11)의 관통 개구(12) 및 내피(100)의 삽입 개구(12)에 맞는 형상 및 크기를 가져, 삽입 개구(12)의 내측 엣지(12A)에 지지된 가스켓(105A)에 의해서 관통 개구와 삽입 개구에 결합될 수 있고, 따라서 증발 챔버(100)를 외부에 대해 밀폐시킨다.
그러면 폐쇄 플레이트(105)는 폐쇄 구성에 놓인다. 스톱 밸브(17)가 개방되면, 증발 챔버(100)는 가두어지고 인젝션 덕트(14)를 통해 오직 진공 증착 챔버(20)와 연통된다. 여기에서 사용된 바와 같이, "가두어지다(confined)"라는 용어는 증발 챔버(100)가 대기압(1 bar)에 가까운 압력의 증발 셀(10)의 외부와 연통하지 않는다는 것을 의미한다.
또한 삽입 개구(12)에 결합된 이후에 폐쇄 플레이트(105)가 제 위치에 유지되도록 하는 고정 수단(미도시)이 제공된다.
백-플레이트(back-plate)는, 예를 들면 증발 셀(10)의 외피(11)의 하부 벽(11C)에 고정될 수 있고, 백-플레이트의 상면은 폐쇄 플레이트가 스스로 삽입 개구(12)에서 해체되는 것을 방지하도록 폐쇄 플레이트(105)의 하면에 지지된다.
유리하게는 여기서, 폐쇄 플레이트(105)는 또한 도가니가 증발 챔버(100)와 결합될 때 도가니(110)를 지지할 수 있게 한다. 더 자세하게는, 도가니(110)가 증발 셀(10)의 내피(100)에 수용될 때, 도가니의 최하부(115)가 폐쇄 플레이트(105)의 상면(105B)에 놓인다(도 2 참조).
변형예로서, 도가니가 증발 챔버에 삽입된 후에 도가니를 증발 챔버의 제 위치에 유지하기 위한 특정한 유지 수단이 제공될 수 있다.
예를 들면, 폐쇄 플레이트는 피스톤에 의해 제 위치에 유지될 수 있다. 또한 폐쇄 플레이트는 주변 엣지에, 관통 개구의 내측 엣지에 형성된 내부 나사산과 결합하도록 구성된 나사산을 포함하는 것이 제공될 수 있다. 이 경우, 제 위치에서의 조립과 유지는 폐쇄 플레이트를 삽입 개구(12)에 스크류 체결하는 것에 의해 이루어진다.
도 1에 개략적으로 도시되고 도 2에 더욱 상세하게 도시된 바와 같이, 증발 셀(10)을 개방하는 개방 수단은, 증발 챔버(100)에 위치한 인젝션 덕트(14)의 상류부(15)의 단부에 위치한 천공 니들(18)을 여기서 포함한다.
여기서 천공 니들(18)은 이 샹류부(15)와 일체로 되어 있지만, 이 천공 니들은 예를 들면 스크류 체결에 의해 또는 억지 끼워 맞춤(force fitting)에 의해 상류부에 추가된 부분으로 형성되는 것이 변형예로서 제공될 수 있다.
이 천공 니들(18)은 도가니(110)의 진공 하우징의 기밀 막 씰(116)에 구멍을 뚫기 위한 것이다. 막 씰(116)은 도가니(110)가 증발 챔버(100)에 도입될 때 파손되도록 구성된다. 예를 들면, 도가니(110)의 막 씰(116)은 구멍이 뚫어지지 않았을 때 도가니(110)의 하우징의 충분한 두께를 제공하는 유리 또는 석영으로 만들어진 얇은 막으로 형성될 수 있다.
천공 니들(18)의 뾰족한 형상 및 천공 니들에 의해 막 씰(116)에 가해진 힘으로 인해, 막 씰이 파손되어 도가니(110)의 하우징에 배출 개구가 형성된다.
따라서, 증발 개구에 의해 도가니(110)가 증발 챔버(100)와 연통된다.
더 구체적으로, 증발 개구에 의해, 천공 니들(18)의 바로 위에서 인젝션 덕트(14)의 상류부(15)에 형성되고 도가니(110)가 증발 챔버(100)에 결합된 후에 상기 도가니(110)의 내부 공간(119)에 위치하는 2개의 배출 구멍(18A)을 통해, 도가니(110)의 내부 공간(119)이 증발 셀(10)의 인젝션 덕트(14)와 연통된다.
이런 식으로, 증발 수단(131, 132)에 의해 가열된 도가니(110)에 들어있는 물질(7)이 증발되는 동안, 도가니(110)에 생성된 증기 흐름(118)은 이 배출 구멍들(18A)을 통해 인젝션 덕트(14)의 상류부(15)로 이동한다.
이제 증발 셀(10)의 이 제1 실시예를 이용하여 진공 증착 장치(1)의 예시적인 실시예가 상세하게 기술될 것이다. 이 예시적인 실시예에 의해 상기 증발 셀(10)의 장점들 및 특히 도가니를 교체하는 동안 압력 피크를 줄일 수 있는 증발 셀의 이점이 이해될 것이다.
증착 방법이 시작될 때, 기판(2)은 진공 증착 챔버(20)의 하부(23)에 배치되고, 증발 셀(10)의 스톱 밸브(17)는 미리 폐쇄되어 있지 않은 경우에 폐쇄된다. 이러한 구성에서, 진공 증착 챔버(20)의 내부 공간(29)과 증발 셀(10)의 외피(11)의 내부 공간(19)은 서로 연통되지만, 스톱 밸브(17)에 의해 증발 챔버(100)의 내부 공간(109)으로부터 격리된다. 그러고나서 압력이 10-3 ~ 10-8 Torr의 수준에 도달할 때까지 펌프(6)에 의해 진공 증착 챔버(20) 및 외피(11)의 펌핑이 수행된다.
이 펌핑과 병행하여, 외피(11)의 가열 저항들(16)에는 전원이 들어와서 스톱 밸브(17), 인젝션 덕트(14) 및 이의 상류부(15)를 15 ~ 500℃의 온도까지 가열한다.
증발 수단(131, 132)에 또한 전원이 들어와서 증발 셀(10)의 내부에 아주 중대한 온도 구배가 생성되지 않는다.
또한 하우징이 막 씰(116)에 의해 진공으로 밀봉된 상태로, 증발 물질(7)이 들어있는 제1 도가니(110)가 준비된다.
진공 증착 챔버(20)가 요구 압력 수준에 도달하고 증발 셀(10)의 다른 요소들이 요구 온도 수준까지 가열되면, 제1 도가니(110)와 증발 챔버(100)의 결합이 수행될 수 있다.
이러한 목적을 위해, 도가니(110)는, 여기서 내피(100)의 삽입 개구(12)와 합쳐지는 외피(11)의 관통 개구(12)를 통과하여, 도가니(110)가 증발 챔버(100)에 도입된다.
이 도입은 바람직하게는 도가니(110)가 놓이는 폐쇄 플레이트(105)에 의해 수행된다. 이런 식으로, 도가니(110)가 내피(100)에 도입됨으로써 막 씰(116)이 천공 니들(18)에 의해 파손될 때, 폐쇄 플레이트(105)는 주변의 조인트(105A)로 인해 폐쇄 구성에서 증발 챔버(100)의 삽입 개구(12)를 폐쇄한다.
따라서, 도가니(110)가 증발 챔버(100)에 결합되는 동안 대기압에서 가두어지는 공기량만이 증발 셀(10)의 내피(100)와, 증발 챔버(100)에 수용되는 도가니(110)의 하우징 사이에 포함된 잔여 공간(109)(예를 들면 도 2 참조)에 포함된다.
바람직하게는, 본 발명에 따르면, 증발 챔버(100) 및 도가니(110)의 각각의 크기는 이 잔여 공간(109)이 도가니(110)의 내부 공간(119)보다 작게 되도록 조절된다.
이런 식으로, 증발 챔버(100)와 스톱 밸브(17) 사이에 포함된 인젝션 덕트(14)의 상류부(15)(도 1 참조)에 의해 범위가 정해지는 잔여 공간(109)과 추가 공간(159)의 압력은, 막 씰(116)이 천공되기 전의 도가니(110)의 압력과 가능한 한 매우 근접하게 된다는 것이 보장된다.
따라서, 스톱 밸브(17)가 개방될 때 압력 피크가 제한된다.
유리하게는, 스톱 밸브(17)는 추가 공간(159)을 제한하도록 증발 챔버(100)에 가능한 한 매우 가깝게 배치될 수 있다.
또한 더욱 바람직하게는, 증발 챔버(100) 및 도가니(110)의 각각의 크기는 잔여 공간(109)과 추가 공간(159)의 합이 도가니(110)의 내부 공간(119)보다 작게 되도록 조절된다.
이런 식으로, 압력의 피크가 더욱 제한된다.
도가니(110)가 결합된 후에, 인젝션 덕트(14)에 증기 흐름(118)을 생성하도록, 도가니는 전기 저항들(131)과 열 차폐물(132)에 의해 증발 조건에 놓이게 된다.
그리고 나서, 스톱 밸브(17)가 개방되어 상류의 증기 흐름(3)(도 1 참조)이 인젝터(13)로 흘러갈 수 있고, 여기서 인젝터는 하류의 증기 흐름(4)을 진공 증착 챔버(20)에 배치된 기판(2)을 향하여 확산시켜 기판(2)의 상면(2A)에 증발된 물질(7)을 증착시킨다.
물질(7)이 완전히 증발되어 제1 도가니(110)가 비어있을 때, 스톱 밸브(17)가 폐쇄되어 진공 증착 챔버(20)가 증발 챔버(100)로부터 격리되고 진공 증착 챔버에 공기가 다시 통하는 것을 방지된다. 그리고나서, 동일한 방법에 따라 제1 도가니(110)는 꺼내져서 가득 차있는 도가니로 교체될 수 있다.
유리하게는, 도 4에 도시된 증발 셀(10)의 변형예에서, 예를 들면 내피(100)의 목부(102)에서 분기된 연결 파이프(141)를 통해 내피와 연결된 추가 펌프(143)가 내피(100)에 제공될 수 있다.
이 추가 펌프(143)로 인해 스톱 밸브(17)가 개방되기 전에 증발 챔버(100)가 진공이 되어 압력 피크가 더욱 감소된다.
제한 없이 이전의 변형예와 조합되어 여기서 도 4에 도시된 또 다른 변형예에서, 추가 펌프(143)에서 파생된 것처럼, 여기서는 연결 파이프(141)에 장착되는, 내피(100)의 배출 밸브(142)가 제공될 수 있다.
이 배출 밸브로 인해 도가니(110)가 해체되기 전에 증발 챔버(100)에 공기가 다시 통하도록 하여 이 해체가 쉽게 된다.
도 5에 도시된 제1 실시예의 또 다른 변형예에서, 최하부(115)와 인접한 하부에, 증발 챔버(100)의 기밀을 실현하기 위한 주변 조인트(115A)를 포함하는 도가니(110)가 제공될 수 있다. 이 경우, 폐쇄 수단은 도가니(110)의 상기 주변 조인트(115A) 뿐만 아니라 여기서 도가니(110)를 증발 챔버(100)의 제 위치에 고정하고 유지하기 위한 폐쇄 플레이트를 포함한다.
도 6에 도시된 증발 셀(10)의 제2 실시예에서, 증발 셀(10)은 제1 도가니(110)를 증발 챔버(100)에 결합하고 증발 챔버로부터 해체하기 위해 증발 챔버(100)에 인접한 장전 챔버(200)를 더 포함한다.
여기서 이 장전 챔버(200)는 특히 페쇄 외피(202) 및 트랩 도어(201)를 포함함으로써 이 폐쇄 외피(202) 안에 도가니들이 도입할 수 있게 된다.
증발 셀(10)의 외피(11)와 마찬가지로, 폐쇄 외피(202)의 내면들에는, 장전 외피의 내부 공간(209), 특히 도가니들(110, 120)과 같이 거기에 있을 수 있는 서로 다른 요소들을 실질적으로 균일하게 가열하기 위한 가열 요소들, 예를 들면 가열 저항들(206)이 제공될 수 있다.
장전 챔버(200)의 폐쇄 외피(202)는 상부 벽에, 증발 챔버(100)가 들어있는 삽입 개구(12)의 맞은편에 위치한 개구를 포함하여, 장전 챔버(200)는 삽입 개구가 폐쇄되지 않은 경우에 이 삽입 개구(12)를 통해 증발 챔버(100)와 연통된다.
또한 장전 챔버(200)는, 예를 들면 장전 챔버가 트랩 도어(201)의 개구를 통해 다시 공기가 통하게 되었을 때, 상기 장전 챔버(200)를 진공으로 만들기 위해 펌핑 덕트(221)를 통해 폐쇄 외피(202)에서 분기된 추가 펌프(222)를 포함한다.
또한 장전 챔버(200)에는, 여기에서는 캐러셀(carrousel) 및 피스톤(piston) 시스템인 도가니(110, 120)를 장전 및 재장전하는 수단이 제공된다.
더 상세하게는, 먼저 장전 챔버(200)는 피스톤(212A)을 구비하고, 피스톤의 상단에는 제1 도가니(100) 또는 제2 도가니(120)를 수용하기 위한 플레이트(212)가 고정된다.
피스톤(212A)은 수직방향으로 병진 이동하여, 플레이트(211)는:
- 플레이트(212)가 폐쇄 외피(202)의 하부 벽에 가까이 있는 "하부" 위치, 및
- 플레이트(212)가 증발 셀(10)의 삽입 개구(12)에 위치하는 "상부" 위치(도 6의 경우) 사이에서, 피스톤(212A)의 축을 따라 상하로 이동할 수 있다.
하부 위치로 인해 도가니(110, 120)를 구비한 플레이트(212)의 장전 및 재장전이 가능하게 된다.
일단 도가니(110)가 플레이트(212) 상의 적소에 배치되면, 플레이트는 피스톤(212A)에 의해 수직방향으로 올라갈 수 있고, 따라서 플레이트는 도가니(110)가 증발 셀(10)의 삽입 개구(12)를 통과하여 증발 챔버(100)에 결합되도록 한다.
또한 장전 챔버(200)는 장전 챔버(200)에 장착된 회전판(211)을 포함함으로써 회전판(211)을 회전시키는 회전축(211A)을 중심으로 회전하게 된다.
이 회전판(211)은 플레이트(212) 상에 도가니를 장전하고 플레이트로부터 도가니를 꺼내도록 도가니들을 수용하기 위한 것이다.
회전판(211)의 각 위치(angular position)는 플레이트(212) 및 플레이트의 작동 피스톤(212A)의 반대편에서 플레이트(212) 상에 장전된 각각의 도가니들(110, 120)을 연속으로 운송하기 위해 조종되는 모터(미도시)에 의해 제어된다.
회전판(211)과 플레이트(212)의 시스템은 주어진 수의 도가니들에 비해 감소된 크기를 제공하기 때문에 특히 유리하다. 따라서, 장전 챔버(200)의 크기 및 장전 챔버(200)에 연결된 추가 펌프(222)의 펌핑 용량이 제한될 수 있다.
증발 셀(10)의 외피(11)와 장전 챔버(200) 사이에 개재된 열 차폐 수단이 제공된다.
더 자세하게는, 열 차폐 수단은 여기에서는 외피(11)의 하부 벽(11C)을 장전 챔버(200)의 상부 벽에 부착 가능하게 하는 연결 플랜지(8)를 포함한다. 이 연결 플랜지(8)는 여기서 냉각액(물, 질소 등...)을 순환시키는 코일망을 포함한다.
특히 이 연결 플랜지(8)로 인해 증발 챔버(100)가 장전 챔버(200)로부터 열적으로 격리되고, 증발 셀(10)의 서로 다른 가열 수단들(16)에 의해 방출된 열이 장전 챔버(200)에 배치된 도가니들(110, 120)에 부정적인 영향을 주는 것을 피할 수 있고, 그리고 반대로 또한 증발 중에 도가니(110, 120)의 온도 구배(thermal gradient)가 불안정하게 되지 않는다.
이런 식으로 하면, 도가니가 고온일 때, 도가니가 냉각되는 것을 기다리지 않고 "고온 상태하에서" 증발 챔버(100)로부터 제1 도가니(110)를 꺼내는 것이 가능하다. 그리고나서, 제2 도가니(120)는 제1 도가니(110)가 꺼내진 후에 바로 증발 챔버(100)로 도입될 수 있고, 이 제2 도가니(120)가 일정 온도가 된 후에 바로 증발이 재개될 수 있다.
또한, 열 차폐 수단(8)으로 인해, 제1 도가니(110)를 가열하는 증발 수단들(131, 132)에 의해 방출된 열에도 불구하고, 제1 도가니(110)가 증발되는 중에 제2 도가니(120)를 장전 챔버(200)에 장전하는 것이 가능하다. 방출된 이 열은 장전 챔버(200)에 위치한 제2 도가니(120)에 현저하지 않고 유해하지 않은 열적인 영향을 미친다. 특히, 도가니(120)에 있는 증발 물질(7)의 온도는 물질(7)의 증발 온도보다 낮은 상태에 있다.
따라서, 이 제2 실시예에서, 삽입 개구(12)를 폐쇄하는 폐쇄 수단은 폐쇄 플레이트(105)의 가스켓(105A)과 같이 주변 가스켓(212B)을 구비한 플레이트(212)에 의해 형성된다.
상기 증발 셀(10)의 주요 장점들 중 하나는, 장전 챔버(200)의 사용으로 인해, 새로운 도가니가 증발 챔버(100)에 결합되는 동안에, 도가니(110)를 구비한 내피(100)에 수용된 공기가, 특히 도가니가 증발 챔버(100)에 도입되기 전에 폐쇄 외피(202)를 진공상태로 만들었을 추가 펌프에 의해, 대기압보다 훨씬 낮은 압력일 수 있다는 것이다.
장전 챔버(200)를 구비한 증발 셀(10)의 사용에 따른 또 다른 장점은, 증발 챔버(100)에 결합된 도가니가 증발되는 동안에 장전 챔버(200)의 재장전이 이루어질 수 있고, 가열 저항들(206)에 의해 장전 챔버(200)에 장전된 도가니들이 미리 증발 조건에 놓일 수 있기 때문에, 증착 방법의 중단 시간이 줄어든다는 것이다. 이런 식으로, 도가니가 증발 챔버(100)에 결합된 후에 더욱 빠르게 증기 흐름이 얻어진다.
마지막으로, 자체의 개별 스톱 밸브를 각각 구비한 여러 개의 증발 챔버들을 포함하는 증발 셀을 이용하여 중단 시간이 완전히 없어질 수도 있다.
이런 식으로, 여전히 물질로 채워져 있는 도가니가 증발 과정에 있지만, 비어있는 도가니가 교체될 수 있다.

Claims (11)

  1. 진공 증착 챔버(20)에 배치된 기판(2) 상에 물질을 증착시키기 위해 물질(7)을 증발시키는 증발 셀(10)로서,
    - 상기 증발 물질(7)이 들어있는 도가니(110)를 수용하도록 구성된 증발 챔버(100)에 의해 범위가 정해지고, 상기 증발 챔버(100)에 도가니(110)를 삽입하기 위한 삽입 개구(12)를 구비한 내피(100),
    - 상기 내피(100)의 주변에 배치되고, 도가니가 상기 증발 챔버(100)에 수용되면, 상기 도가니(110)에 들어있는 물질(7)의 증발을 위해 상기 도가니(110)를 증발 조건에 놓이게 하도록 구성된 증발 수단(101, 131, 132),
    - 증발된 물질(7)의 증기 흐름을 증발 챔버(100)로부터 상기 진공 증착 챔버(20)에 위치한 인젝터(13)로 이송하도록 구성된 인젝션 덕트(14), 및
    - 상기 인젝션 덕트(14)에 배치된 스톱 밸브(17)를 포함하고, 이 증발 셀은,
    증발 셀(10)의 내피(100)의 상기 삽입 개구(12)를 폐쇄하는 폐쇄 수단(105, 105A); 및
    증발 물질(7)로 채워져 있고 개방 전에 진공 상태로 유지된 상기 도가니(110)를 둘러싸는 하우징(111, 112, 115, 116)에 증발 개구를 제공하도록 구성된 개방 수단(18)을 포함하고,
    상기 폐쇄 수단(105, 105A)은,
    상기 도가니(110)가 상기 증발 챔버(100)에 삽입되도록 하는 개방 구성, 및
    증발 챔버(100)가 가두어지고 스톱 밸브(17)가 개방될 때 인젝션 덕트(14)를 통해 진공 증착 챔버(20)와 연통하는 폐쇄 구성을 가지며,
    상기 증발 개구는 상기 도가니(110)가 상기 증발 챔버(100)와 연통되도록 하는 것을 특징으로 하는 증발 셀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 삽입 개구(12)가 폐쇄 수단(105, 105A)에 의해 폐쇄 구성으로 폐쇄될 때 그리고 상기 도가니(110)가 상기 증발 챔버(100)에 수용될 때, 상기 증발 챔버(100)와 상기 도가니(110)의 각각의 크기는 조절되어, 증발 셀(10)의 내피(100)와 도가니(110)의 상기 하우징 사이에 포함된 잔여 공간(109)이 상기 도가니(110)의 내부 공간(119)보다 더 작게 되는 증발 셀(10).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 삽입 개구(12)가 폐쇄되고 상기 도가니(110)가 상기 증발 챔버(100)에 수용될 때, 상기 증발 챔버(100)와 상기 도가니(110)의 각각의 크기가 조절되어, 증발 셀(10)의 상기 내피(100)와 도가니(110)의 상기 하우징 사이에 포함된 잔여 공간(109) 및 상기 증발 챔버(100)와 상기 스톱 밸브(17) 사이에 포함된 인젝션 덕트(14)의 일부에 의해 범위가 정해지는 추가 공간(159)의 합이 상기 도가니(110)의 내부 공간(119)보다 더 작게 되는 증발 셀(10).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내피(100), 상기 증발 수단(101, 131, 132) 및 상기 스톱 밸브(17)를 둘러싸는, 그리고 도가니를 상기 증발 챔버(100)에 삽입하기 위해 상기 도가니(110)가 통과하도록 내피(100)의 상기 삽입 개구(12)와 대면하거나 합쳐지는 관통 개구를 구비한 외피(110)를 포함하는 증발 셀(10).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발 셀(10)을 폐쇄하는 상기 폐쇄 수단(105, 105A)은 상기 도가니(110)가 상기 증발 챔버(100)에 삽입될 때 개방 구성으로부터 폐쇄 구성으로 이동하는 증발 셀(10).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발 셀(10)을 폐쇄하는 상기 폐쇄 수단(105, 105A)은 가스켓 요소(105A)를 구비한 폐쇄 플레이트(105)를 포함하여 상기 폐쇄 플레이트(105)와 상기 내피(100) 사이에 기밀을 실현하는 증발 셀(10).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발 셀(10)을 개방하는 상기 개방 수단(18)은 도가니(110)의 상기 진공 하우징의 기밀 막 씰(116)에 구멍을 뚫기 위한 천공 니들(18)을 포함하는 증발 셀(10).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내피(100)를 펌핑하는 추가 펌핑 수단(141, 143)이 제공되고, 추가 펌핑 수단은 상기 증발 챔버(100)를 진공 상태로 만들도록 구성된 증발 셀(10).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내피(100)를 배기시키는 배출 수단(141, 142)이 제공되고, 배출 수단은 상기 증발 챔버(100)에 다시 공기가 통하게 하도록 구성된 증발 셀(10).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도가니(110)를 증발 챔버(100)에 결합하고 상기 도가니(110)를 상기 증발 챔버(100)로부터 해체하기 위해 증발 챔버(100)와 인접해 있는 장전 챔버(200)를 더 포함하고, 상기 장전 챔버(200)는 상기 삽입 개구(12)를 통해 증발 챔버(100)와 연통되는 증발 셀(10).
  11. 제10항에 있어서,
    열 차폐 수단(8)이 또한 제공되고, 열 차폐 수단은 상기 외피(11)와 상기 장전 챔버(200) 사이에 개재되고 상기 증발 챔버(100)를 상기 장전 챔버(200)로부터 열적으로 격리시키도록 구성된 증발 셀(10).
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