KR20170056368A - Evaporation Source for Preventing Clogging - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an evaporation source for preventing clogging. The evaporation source for preventing clogging comprises: a crucible to accommodate a deposition material; a diffuser which is installed on an upper portion of the crucible, and has a hole to uniformly spray the deposition material onto a substrate; at least one heating body to heat the crucible to disperse and discharge the deposition material accommodated in the crucible to be deposited on the substrate; at least one cooling device installed to enclose the heating body installed on an outer circumference of the crucible; at least one reflector installed between the cooling device and the heating body to block radiant heat transfer in an outward direction from the heating body; and a cell ring installed in a structure inserted between the heating body and the reflector, and installed to allow a portion thereof to come in contact with the diffuser to transfer heat of the heating body to the diffuser by heat conduction. Clogging on an upper portion of the evaporation source or a lower portion of the diffuser is prevented to increase thin film deposition efficiency and usage efficiency of a material and improve uniformity of a thin film.

Description

클로깅 현상을 방지하기 위한 증발원{Evaporation Source for Preventing Clogging}Evaporation Source for Preventing Clogging < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 클로깅 현상을 방지하기 위한 증발원에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 증발원의 상부 또는 디퓨저의 하부에 생기는 클로깅을 방지하여, 박막 증착 효율과 물질의 사용 효율을 증대시킴과 아울러 기판상에 증착되는 박막의 균일도를 향상시킬 수 있는 구조를 가지는 증발원에 대한 것이다.The present invention relates to an evaporation source for preventing a clogging phenomenon, and more particularly, to an evaporation source for preventing a clogging phenomenon occurring on an upper part of an evaporation source or a lower part of a diffuser, thereby increasing thin film deposition efficiency and material utilization efficiency, And an evaporation source having a structure capable of improving the uniformity of the deposited thin film.

기판에 박막을 형성하는 일반적인 방법으로는 진공 증착법(evaporation), 이온 플래이팅법(ion-plating) 및 스퍼터링(sputtering)법과 같은 물리 기상 증착법(PVD)과, 그리고 가스 반응에 의한 화학 기상 증착(CVD)법 등이 있다. 이중에서 유기전계발광소자의 유기막, 전극 등과 같은 박막을 형성하는 데에는 진공 증착법이 주로 사용된다. 상기 진공 증착법에 사용되는 증발원으로는 간접 가열 방식(또는 유도 가열 방식)의 증발원(effusion cell)이 사용되고 있다.Common methods for forming a thin film on a substrate include physical vapor deposition (PVD) such as evaporation, ion-plating, and sputtering, and chemical vapor deposition (CVD) Laws. Among these, a vacuum deposition method is mainly used to form a thin film such as an organic film, an electrode, or the like of an organic electroluminescent device. As an evaporation source used in the vacuum deposition method, an indirect heating type (or induction heating type) effusion cell is used.

상기 진공 증착법은 진공챔버의 하부에 구비되는 증발원과 그 상부에 성막용 기판을 설치하여 박막을 형성하는 것으로서, 진공 증착법을 이용한 박막 형성장치의 개략적인 구성을 살펴보면, 진공챔버에 연결된 진공펌프가 존재하며 이를 이용하여 진공챔버의 내부를 일정한 진공 분위기로 유지시킨 후, 진공챔버의 하부에 배치된 증발원으로부터 박막재료인 증착물질을 증발시키도록 구성된다.In the vacuum deposition method, a thin film is formed by providing an evaporation source provided at a lower part of a vacuum chamber and a substrate for film formation on the upper part thereof. A vacuum pump connected to a vacuum chamber is present in a schematic configuration of a thin film forming apparatus using a vacuum deposition method. And the vacuum chamber is maintained in a predetermined vacuum atmosphere by using the vacuum chamber, and the evaporation material, which is a thin film material, is evaporated from the evaporation source disposed at the lower portion of the vacuum chamber.

상기 증발원은 그 내부에 박막재료인 증착물질이 수용되는 도가니(crucible)와, 상기 도가니의 외주면에 감겨져 전기적으로 가열하는 가열장치로 구성된다. 따라서, 상기 가열장치의 온도가 상승함에 따라 상기 도가니도 함께 가열되어 일정온도가 되면 증착물질이 증발되기 시작한다.The evaporation source includes a crucible in which a deposition material, which is a thin film material, is accommodated, and a heating device which is wound on an outer circumferential surface of the crucible to electrically heat the evaporation source. Therefore, as the temperature of the heating device rises, the crucible is also heated together, and when the temperature reaches a certain temperature, the evaporation material begins to evaporate.

상기 진공챔버의 내부에는 증발원의 상부로부터 일정거리 떨어진 곳에 박막이 형성될 성막용 기판이 위치하게 된다. 따라서, 상기 도가니로부터 증발된 증착물질은 성막용 기판으로 이동되어 흡착, 증착, 재증발 등의 연속적 과정을 거쳐 성막용 기판 위에 고체화되어 얇은 박막을 형성한다.In the vacuum chamber, a substrate for forming a thin film is formed at a distance from the upper portion of the evaporation source. Accordingly, the evaporated material evaporated from the crucible is transferred to the substrate for film formation and is solidified on the substrate for film formation through a continuous process such as adsorption, evaporation, and re-evaporation to form a thin film.

또한, 상기 증착장치는 증발원의 도가니를 흑연 등의 물질로 형성하고 도가니의 내부에 수용되는 증착물질을 증발시켜 성막용 기판에 증착시키기 위하여 상부가 개방되며, 상기 증착물질을 기판상에 고르게 분사하기 위한 디퓨저와, 분사 시 증착물질을 가이드를 할 수 있는 셀링(Cell Ring) 등이 설치된다. In addition, the evaporation apparatus may be configured such that the crucible of the evaporation source is formed of a material such as graphite, the evaporation material contained in the crucible is evaporated, and the upper part is opened to deposit the evaporation material on the substrate, And a cell ring for guiding the deposition material at the time of spraying.

하지만, 통상의 도가니는 상기 셀링이 냉각 자켓에 설치되어 도가니 내부에서 증발되어 기판으로 이동되는 증착물질이 상기 셀링에 접촉하게 되면 급격한 온도변화에 의해 응축되는 현상이 발생되었다. 이로 인해 셀링에 물질이 성장하여 클로깅이 발생되는 문제점이 있었다. However, in the conventional crucible, when the evaporation material in the crucible is evaporated in the cooling jacket and the evaporation material moving to the substrate comes into contact with the celling, condensation occurs due to abrupt temperature change. As a result, there is a problem that material is grown on the celling and clogging occurs.

또한, 디퓨저의 하부 또는 상부는 가열수단인 히터로부터 떨어져 있으므로 낮은 온도 구배에 의해 물질이 성장하여 클로깅이 발생하는 문제점이 있었다. 즉, 디퓨저의 하부 또는 상부는 온도차가 발생하며, 이로 인해 승화 또는 기화된 증착물질은 디퓨저의 하부 또는 상부 주변에서 고체화되어 클로깅(clogging) 현상이 발생되는 것이다. 이에 따라 안정적인 증착 공정이 이루어지지 않고 박막 증착 효율과 물질의 사용 효율을 저하시키는 문제점이 있었던바, 이에 대한 대안이 요구되는 상황이다. Further, since the lower part or the upper part of the diffuser is separated from the heater, which is a heating means, there is a problem that the material grows due to a low temperature gradient and clogging occurs. That is, a temperature difference occurs between the lower portion and the upper portion of the diffuser, whereby the sublimated or vaporized deposition material is solidified at the lower or upper portion of the diffuser, causing a clogging phenomenon. As a result, there is a problem that stable deposition process is not performed and thin film deposition efficiency and material use efficiency are lowered, and an alternative is required.

대한민국공개특허 제10-2007-0066232호.Korean Patent Publication No. 10-2007-0066232.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 증발원의 상부인 셀링 또는 디퓨저에서 생기는 클로깅을 방지함으로써, 박막 증착 효율과 물질의 사용 효율을 증대시키고 안정적인 증착 공정을 수행할 수 있는 증발원을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an evaporation source capable of enhancing thin film deposition efficiency, The purpose is to provide.

또한, 증발원의 상부에서 발생되는 클로깅 현상을 방지하여 증착물질의 분사 시 분사각에 영향을 주지 않도록 함으로써, 증착물질을 고르게 분사하여 기판상에 증착되는 박막의 균일도를 향상시킬 수 있는 증발원을 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, by preventing the clogging phenomenon occurring in the upper portion of the evaporation source, the evaporation source is sprayed evenly by preventing the spraying angle from affecting the spraying angle of the deposition material, thereby providing an evaporation source capable of improving the uniformity of the thin film deposited on the substrate It has its purpose.

또한, 히터의 열을 디퓨저로 전도시켜 최대한 이용함으로써, 승온하는 효과를 내고 디퓨저에 생성되는 클로깅을 방지할 수 있는 증발원을 제공하는데 그 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide an evaporation source capable of preventing the clogging generated in the diffuser, by utilizing the heat of the heater by the diffuser to maximize the use thereof.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 증착물질이 수용되는 도가니와, 상기 도가니의 상부에 설치되어 상기 증착물질을 기판상에 고르게 분사하기 위한 홀이 구비되는 디퓨저와, 상기 도가니에 수용된 증착물질이 확산 배출되어 상기 기판에 증착되도록 도가니를 가열시키는 적어도 하나 이상의 가열체와, 상기 도가니의 외연에 설치된 가열체를 감싸도록 설치되는 적어도 하나 이상의 냉각장치와, 상기 가열체로부터 외측 방향으로의 복사 열전달을 차폐시키기 위해 상기 냉각장치와 가열체 사이에 설치되는 적어도 하나 이상의 리플렉터와, 상기 가열체와 리플렉터 사이에 삽입되는 구조로 설치되며, 상기 가열체의 열을 상기 디퓨저에 열전도 방식으로 전달하도록 상기 디퓨저와 일부분이 접촉하게 설치되는 셀링을 포함하는 증발원이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a crucible comprising: a crucible containing an evaporation material; a diffuser disposed on the crucible and having holes for uniformly spraying the evaporation material on a substrate; At least one heating element for heating the crucible so that the material is diffused and discharged and deposited on the substrate; at least one cooling device installed to surround the heating body provided on the outer periphery of the crucible; At least one reflector provided between the cooling device and the heating body for shielding heat transfer, and at least one reflector installed between the heating body and the reflector, An evaporation source including a celling in which a part is in contact with the diffuser; It is.

상기 리플렉터는 상기 가열체에 인접하게 설치되는 제1 리플렉터와, 상기 제1 리플렉터와 소정의 간격을 두고 이격설치되는 제2 리플렉터로 이루어지며, 상기 셀링은 상기 제1 리플렉터와 제2 리플렉터 사이에 삽입설치되어 상기 가열체의 열을 전도시켜 디퓨저를 승온시킬 수 있다. Wherein the reflector comprises a first reflector provided adjacent to the heating body and a second reflector spaced apart from the first reflector by a predetermined distance, and the celling is inserted between the first reflector and the second reflector, And the temperature of the diffuser can be raised by conducting the heat of the heating body.

여기서, 상기 제1 리플렉터는 탄탈룸(Ta) 재질로 이루어지고, 제2 리플렉터는 SUS 재질로 이루어질 수 있다. Here, the first reflector may be made of a tantalum (Ta) material, and the second reflector may be made of an SUS material.

한편, 상기 셀링은 상기 디퓨저가 얹혀져 안착되는 수평의 안착부가 형성되고, 상기 안착부에 의해 상기 디퓨저와 접촉하여, 상기 가열체의 열을 상기 디퓨저에 열전도할 수 있다. In the meantime, the celling is provided with a horizontal seating portion on which the diffuser is seated and placed, and the seating portion is brought into contact with the diffuser to heat the heat of the heating body to the diffuser.

또한, 상기 디퓨저는 상기 증착물질을 관통시키기 위해 복수개로 구비되는 홀과, 외측을 향하여 상향경사지는 댐(dam)과, 상기 홀과 댐을 연결하는 경사부를 포함하되, 상기 댐의 하면이 셀링과 접촉하여 상기 가열체의 열이 상기 디퓨저에 전도될 수 있다. The diffuser includes a plurality of holes for penetrating the evaporation material, a dam slanted upward toward the outside, and an inclined portion connecting the hole and the dam, The heat of the heating body can be conducted to the diffuser by contact.

상기 디퓨저의 중앙에는 증착물질이 튀는 현상(splash)과 박막 두께의 재현성을 확보하기 위하여 디퓨저 헤드가 설치되고, 상기 댐은 상기 디퓨저 헤드보다 높게 위치하도록 상기 디퓨저 헤드의 상단보다 상기 댐의 상단이 더 높은 위치로 설치될 수 있다. Wherein a diffuser head is installed at the center of the diffuser to ensure splash of evaporation material and reproducibility of the thin film thickness and the dam is positioned higher than the diffuser head so that the upper end of the dam It can be installed in a high position.

본 발명에 있어서, 상기 홀의 최외측 지점과 상기 경사부와 댐이 만나는 경계선을 연결하여 형성되는 분사각의 경사각도는 상기 댐의 경사면이 이루는 경사각도 보다 크게 이루어지어 물질 효율을 향상시킬 수 있다. In the present invention, the inclination angle of the spray angle formed by connecting the outermost point of the hole and the boundary line between the slope and the dam is made larger than the inclination angle formed by the slope of the dam, thereby improving the material efficiency.

여기서, 상기 댐의 경사면이 이루는 경사각도는 50°내지 60°의 범위로 형성될 수 있다. Here, the inclination angle formed by the inclined surfaces of the dam may be in the range of 50 to 60 degrees.

또한, 상기 가열체의 열이 상기 홀의 하단에 직접 영향을 미치도록 상기 가열체의 하단에 인접하는 위치까지 홀이 형성되어 디퓨저 하부에 물질이 성장하는 것을 방지할 수 있다. Further, a hole may be formed to a position adjacent to the lower end of the heating body so that the heat of the heating body directly affects the lower end of the hole, thereby preventing the material from growing under the diffuser.

이상에서 살펴본 본 발명에 의하면, 증발원의 상부인 셀링 또는 디퓨저에서 생기는 클로깅을 방지하여 함으로써, 박막 증착 효율과 물질의 사용 효율을 증대시키고 안정적인 증착 공정을 수행할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, it is possible to increase the thin film deposition efficiency, the material utilization efficiency, and perform the stable deposition process by preventing the clogging in the upper part of the evaporation source or the clogging in the diffuser.

또한, 증발원의 상부에서 발생되는 클로깅 현상을 방지하여 증착물질의 분사 시 분사각에 영향을 주지 않도록 함으로써, 증착물질을 고르게 분사하여 기판상에 증착되는 박막의 균일도를 향상시킬 수 있다. In addition, it is possible to prevent the clogging phenomenon generated in the upper portion of the evaporation source, thereby preventing the spraying angle from affecting the spraying angle of the deposition material, thereby uniformly spraying the deposition material and improving the uniformity of the thin film deposited on the substrate.

또한, 디퓨저의 홀을 히터에 인접하게 형성하고, 열전도에 의해 디퓨저의 상부를 가열함으로써, 히터 열을 최대한 이용할 수 있는 효과가 있다. Further, the holes of the diffuser are formed adjacent to the heater, and the upper portion of the diffuser is heated by the heat conduction, so that the heater heat can be utilized to the maximum extent.

도 1은 본 발명의 증발원의 구성을 나타내기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1에서의 A부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 증발원의 주요 구성요소를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 증발원을 이용한 클로깅 테스트 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 4의 클로깅 테스트 후 각 부품의 사진이다.1 is a cross-sectional view showing the configuration of an evaporation source of the present invention.
2 is an enlarged view of a portion A in Fig.
3 is an exploded perspective view showing main components of the evaporation source of the present invention.
4 is a graph showing a clogging test result using the evaporation source of the present invention.
Figure 5 is a photograph of each part after the clogging test of Figure 4;

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to let you know.

첨부한 도 1은 본 발명의 증발원의 구성을 나타내기 위한 단면도이고, 도 2는 도 1에서의 A부분 확대도이고, 도 3은 본 발명의 증발원의 주요 구성요소를 도시한 분해 사시도이다. FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1, and FIG. 3 is an exploded perspective view showing major components of the evaporation source of the present invention.

이와 같은 본 발명의 증발원은 증착물질이 수용되는 도가니(10)와, 상기 도가니(10)의 상부에 설치되어 상기 증착물질을 기판상에 고르게 분사하기 위한 디퓨저(20)와, 상기 도가니(10)에 수용된 증착물질이 확산 배출되어 기판에 증착되도록 상기 도가니(10)를 가열시키는 적어도 하나 이상의 가열체(42)(44)와, 상기 도가니(10)의 외연에 설치된 가열체(42)(44)를 감싸도록 설치되는 적어도 하나 이상의 냉각장치(50)와, 상기 가열체(42)(44)로부터 외측 방향으로의 복사 열전달을 차폐시키기 위해 상기 냉각장치(50)와 가열체 사이에 설치되는 적어도 하나 이상의 리플렉터(62)(64)와, 상기 가열체(42)(44)와 리플렉터(62)(64) 사이에 삽입되는 구조로 설치되며, 상기 가열체(42)(44)의 열을 상기 디퓨저(20)에 열전도 방식으로 전달하도록 상기 디퓨저(20)와 일부분이 접촉하게 설치되는 셀링(cell ring)(70)을 포함한다. The evaporation source of the present invention includes a crucible 10 in which a deposition material is accommodated, a diffuser 20 installed on the crucible 10 to uniformly spray the deposition material on the substrate, At least one heating body 42 and 44 for heating the crucible 10 so that the deposition material accommodated in the crucible 10 is diffused and deposited and deposited on the substrate and the heating bodies 42 and 44 provided on the outer periphery of the crucible 10, At least one cooling device 50 installed to enclose the cooling device 50 and at least one cooling device 50 installed between the cooling device 50 and the heating body for shielding radiant heat transfer from the heating elements 42, The heaters 42 and 44 are installed in a structure in which the reflectors 62 and 64 are inserted between the heaters 42 and 44 and the reflectors 62 and 64, (20) so as to communicate with the diffuser (20) in a thermally conductive manner It includes selling (cell ring) (70) that value.

상기 디퓨저(20)는 상기 도가니(10) 내 수용된 증착물질을 기판상에 분사하도록 도가니(10)와 연통되는 홀(22)이 구비되는데, 상기 홀(22)은 도 3에서 보는 바와 같이, 일정 간격을 두고 복수개의 홀(22)이 형성되는 것이 바람직하다. The diffuser 20 is provided with a hole 22 communicating with the crucible 10 so as to spray the deposition material accommodated in the crucible 10 on the substrate. It is preferable that a plurality of holes 22 are formed at intervals.

상기 홀(22)이 형성되는 디퓨저(20)의 중앙에는 증착물질이 튀는 현상(splash)과 박막 두께의 재현성을 확보하기 위하여 디퓨저 헤드(80)가 설치될 수 있다. 상기 디퓨저 헤드(80)는 그 하부에 수나사가 형성된 체결부가 구비되어, 디퓨저(20)의 중앙에 나사체결됨으로써 설치된다. A diffuser head 80 may be installed at the center of the diffuser 20 where the holes 22 are formed to ensure splash of evaporation material and reproducibility of a thin film thickness. The diffuser head 80 is provided with a fastening part having a male screw at the lower part thereof and screwed to the center of the diffuser 20.

또한, 상기 도가니(10)와 디퓨저(20) 사이에는 도가니(10)의 개구부를 차폐하기 위한 배플(90)이 설치될 수 있다. 상기 배플(90)은 방사형으로 형성된 복수개의 홀을 구비하며, 상기 도가니(10) 내부에서 상기 증착물질이 증발되어 이동하는 경로를 평행하게 나눈다. A baffle 90 may be provided between the crucible 10 and the diffuser 20 to shield the opening of the crucible 10. The baffle 90 has a plurality of radially formed holes, and the path through which the evaporation material evaporates and divides within the crucible 10 is divided in parallel.

이와 같은 본 발명은 상기 도가니(10)에서 기화된 증착물질이 도가니(10) 상부에 설치된 배플(90)을 통과하게 되는데, 이때 뭉쳐진 유기물질이 상기 배플(90)에 부딪히며 부서지게 되어, 증발된 유기물질을 기판을 향해 균일하게 분사시키는 역할을 수행할 수 있다.The vaporized material vaporized in the crucible 10 passes through the baffle 90 installed on the crucible 10 and the organic material is crushed and crushed by the baffle 90, The organic material can be uniformly injected toward the substrate.

본 발명에서의 상기 디퓨저(20)는 관통 형성되는 홀(22)과, 외측을 향하여 상향경사지는 댐(dam)(26)과, 상기 홀(22)과 댐(26)을 연결하는 경사부(24)를 포함하는 형상으로 이루어진다. The diffuser 20 according to the present invention includes a hole 22 formed to pass through and a dam 26 sloping upward toward the outside and an inclined portion 26 connecting the hole 22 and the dam 26 24).

상기 댐(26)은 디퓨저(20)의 최외측에 형성되되, 일측이 경사면으로 이루어지어 증착물질의 분사 시 증착물질의 확산을 안내하는 역할을 한다. 즉, 상기 댐(26)의 경사면을 따라 기화된 증착물질이 안내되어 기판상에 증착되는 것이다. The dam 26 is formed on the outermost side of the diffuser 20 and has a sloped surface on one side to guide diffusion of the evaporation material when the evaporation material is sprayed. That is, the vaporized deposition material is guided along the inclined surface of the dam 26 to be deposited on the substrate.

본 발명에서는 상기 댐(26)의 높이를 높여서 분사각을 높이고, 이로 인해 물질 효율을 더 좋게 하는 구조를 갖는다. 또한, 댐(26)의 높이를 증가시킴으로써, 물질이 응축되어 씨드(Seed)가 형성되더라도 하부로 굴러 내려가도록 함으로써, 다른 소스의 오염을 방지할 수 있게 한다. In the present invention, the height of the dam 26 is increased to increase the spraying angle, thereby improving the material efficiency. Also, by increasing the height of the dam 26, it is possible to prevent contamination of other sources by causing the material to condense downward to roll down even if a seed is formed.

여기서, 상기 댐(26)의 경사면이 이루는 경사각도(α)는 50°내지 60°의 범위로 형성될 수 있다. 본 출원인이 수차례 실험한 결과, 상기 댐(26)의 경사면이 이루는 경사각도(α)가 55°인 경우, 박막의 균일도가 크게 향상되는 것으로 나타났으므로, 상기 댐(26)의 경사면이 이루는 경사각도(α)는 55°가 가장 바람직하다. Here, the inclination angle alpha formed by the inclined surfaces of the dam 26 may be in the range of 50 to 60 degrees. As a result of several experiments by the present applicant, it has been found that the uniformity of the thin film is greatly improved when the inclination angle? Formed by the inclined surface of the dam 26 is 55. Therefore, The angle of inclination [alpha] is most preferably 55 [deg.].

한편, 본 발명은 상기 가열체(42)(44)의 열을 최대한 이용하여 디퓨저(20)의 승온효과를 내기 위해, 상기 가열체(42)(44)의 열을 상기 디퓨저(20)에 열전도 방식으로 전달하는 구조를 갖는다. The heat of the heaters 42 and 44 is transferred to the diffuser 20 by the heat of the heaters 42 and 44 to increase the temperature of the diffuser 20, And the like.

이를 위해, 본 발명에서는 상기 셀링(cell ring)(70)을 상기 가열체(42)(44)와 리플렉터(62)(64) 사이에 삽입되는 구조로 설치하여 열 손실을 최소화하고, 상기 셀링(70)이 상기 디퓨저(20)와 일부분이 접촉하도록 설치하여 가열체(42)(44)의 열을 전도시켜 디퓨저(20)의 승온 효과를 낼 수 있게 한 것이다. For this, in the present invention, the cell ring 70 is installed between the heating members 42 and 44 and the reflectors 62 and 64 to minimize heat loss, 70 are disposed in contact with the diffuser 20 so as to allow the heat of the heaters 42, 44 to be conducted, so that the temperature raising effect of the diffuser 20 can be obtained.

한편, 본 발명에서 상기 리플렉터(62)(64)는 상기 가열체(42)(44)에 인접하게 설치되는 제1 리플렉터(62)와, 상기 제1 리플렉터(62)와 소정의 간격을 두고 이격설치되는 제2 리플렉터(64)로 이루어지어 2개의 리플렉터(62)(64)로 구성되며, 상기 셀링(70)은 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 제1 리플렉터(62)와 제2 리플렉터(64) 사이에 삽입설치되어 상기 가열체(42)의 열을 디퓨저(20)에 전도하는 구조를 갖는다. In the present invention, the reflectors 62 and 64 include a first reflector 62 disposed adjacent to the heating elements 42 and 44, a second reflector 62 disposed apart from the first reflector 62 at a predetermined interval The first and second reflectors 62 and 64 are formed of a first reflector 62 and a second reflector 64 which are installed on the first reflector 62 and the second reflector 62, And a reflector 64 disposed between the reflector 64 and the reflector 64 so as to conduct the heat of the heater 42 to the diffuser 20.

상기 리플렉터(62)(64)는 열 전달율 및 열 방사율이 비교적 낮은 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, Al, Au, Ag, Mn, Ti, ZrO2, Al2O3, TiO2, Ta 및 SUS(steel use stainless) 등이 채용될 수 있다. 본 발명에서는 상기 제1 리플렉터(62)는 산에 대한 내식성이 아주 큰 탄탈룸(Ta) 재질의 리플렉터를 적용하고, 제2 리플렉터(64)는 SUS 재질의 리플렉터를 적용하였다. The reflectors 62 and 64 may be made of a material having a relatively low heat transfer coefficient and a low thermal emissivity. For example, Al, Au, Ag, Mn, Ti, ZrO2, Al2O3, TiO2, Ta and steel use stainless (SUS) In the present invention, the first reflector 62 uses a tantalum (Ta) reflector having a very high corrosion resistance against acid, and the second reflector 64 uses a reflector made of SUS.

이와 같은 본 발명은 상기 디퓨저(20)의 댐(26)이 상기 셀링(70)과 접촉하도록 설치되며, 댐(26)의 경사면 반대측 일면이 상기 셀링(70)과 접촉하여 상기 가열체(42)(44)의 열이 상기 디퓨저(20)에 전도될 수 있도록 한다. The dam 26 of the diffuser 20 is installed in contact with the celling 70 and one surface of the dam 26 opposite to the inclined surface is in contact with the celling 70, (44) to be conducted to the diffuser (20).

상기 댐(26)은 경사면의 반대측 하면이 수평면으로 이루어지고, 상기 셀링(70)은 상기 디퓨저(20)가 얹혀져 안착되는 수평의 안착부(72)가 형성되어, 상기 안착부(72)에 의해 상기 디퓨저(20)와 접촉함으로써 상기 가열체(42)(44)의 열을 상기 디퓨저(20)에 열전도하는 구조를 갖는다. The dam 26 has a horizontal surface on the opposite side to the inclined surface and a horizontal seating portion 72 on which the diffuser 20 is placed and seated is formed by the seating portion 70. The seating portion 72 And has a structure for conducting heat of the heaters 42 and 44 to the diffuser 20 by making contact with the diffuser 20.

특히, 상기 안착부(72)는 댐(26)의 가장자리, 즉 최외측을 받치도록 형성되므로, 상기 댐(26)의 가장 높은 상부로 열을 전도시키기에 용이하며, 상기 셀링(70)의 안착부(72)에는 수직으로 연장된 수직연장부가 더 형성되어 상기 댐(26)을 감싸는 구조를 갖으므로, 댐(26)의 상부에서 클로깅이 발생하는 것을 근본적으로 차단할 수 있다. Particularly, since the seating portion 72 is formed to support the edge of the dam 26, that is, the outermost side, it is easy to conduct heat to the uppermost portion of the dam 26, Since the vertically extended portion extending vertically is further formed in the portion 72 so as to surround the dam 26, it is possible to fundamentally block occurrence of clogging in the upper portion of the dam 26.

이와 같은 본 발명은 상기 셀링(70)이 상기 제1 리플렉터(62)와 제2 리플렉터(64) 사이에 삽입설치되어 가열체(42)의 열을 많이 받을 수 있음과 아울러, 셀링(70)과 댐(26)이 면접촉하여 가열체(42)의 열을 전도시켜 증발원의 상부에서 클로깅이 발생하는 것을 방지함으로써, 박막 증착 효율과 물질의 사용 효율을 증대시키고 안정적인 증착 공정을 수행할 수 있는 효과가 있다. In the present invention as described above, the celling 70 is interposed between the first reflector 62 and the second reflector 64 to receive a large amount of heat from the heating body 42, It is possible to increase the thin film deposition efficiency and the use efficiency of the material and to perform the stable deposition process by preventing the clogging at the upper portion of the evaporation source by conducting the heat of the heating body 42 by the surface contact of the dam 26 It is effective.

한편, 본 발명은 상기 디퓨저(20)의 중앙에 설치된 디퓨저 헤드(80)가 상기 가열체(42)의 열을 최대한 많이 받을 수 있도록 상기 가열체(42)가 위치하는 중앙에 인접하게 설치되어, 가열체(42)의 열을 디퓨저(20)와 디퓨저 헤드(80)가 최대한 이용할 수 있는 구조를 갖는다. The diffuser head 80 installed at the center of the diffuser 20 is provided adjacent to the center where the heating body 42 is positioned so as to receive heat of the heating body 42 as much as possible, The diffuser 20 and the diffuser head 80 can utilize the heat of the heating body 42 as much as possible.

이를 위해 상기 디퓨저 헤드(80)는 상기 댐(26)보다 낮은 위치에 설치된다. 즉, 상기 댐(26)이 디퓨저 헤드(80) 보다 높게 위치하도록 상기 디퓨저 헤드(80)의 상단보다 상기 댐(26)의 상단이 더 높은 위치로 설치되는 구조를 갖는다. For this, the diffuser head 80 is installed at a position lower than the dam 26. That is, the upper end of the dam 26 is installed at a higher position than the upper end of the diffuser head 80 so that the dam 26 is positioned higher than the diffuser head 80.

본 발명에서의 디퓨저 헤드(80)의 댐 각도(β)는 40°내지 50°의 범위로 형성될 수 있다. 본 출원인이 수차례 실험한 결과, 상기 디퓨저 헤드(80)의 댐 각도(β)가 46°인 경우, 이 박막의 균일도가 크게 향상되는 것으로 나타났으므로, 상기 디퓨저 헤드(80)의 댐 각도(β)는 46°가 가장 바람직하다. The dam angle [beta] of the diffuser head 80 in the present invention can be formed in a range of 40 [deg.] To 50 [deg.]. As a result of several experiments by the present applicant, it has been found that when the dam angle β of the diffuser head 80 is 46 °, the uniformity of the thin film is greatly improved. Therefore, the dam angle of the diffuser head 80 beta] is most preferably 46 [deg.].

또한, 상기 홀(22)을 통해 증착물질이 분사되는 분사각은 도 2에서 표시한 b와 c 이내의 범위로 이루어진다. 상기 b는 상기 홀(22)의 최외측 지점과 상기 경사부(24)와 댐(26)이 만나는 경계선(25)을 연결하여 이루어지는 분사각을 표시한 것이며, 상기 c는 상기 홀(22)의 최내측 지점과 상기 디퓨저 헤드(80)의 가장자리를 연결하여 이루어지는 분사각을 표시한 것으로, 본 발명에서는 상기 홀(22)의 최외측 지점과 상기 경사부(24)와 댐(26)이 만나는 경계선(25)을 연결하여 형성되는 분사각(b)의 경사각도를 일정 범위 내로 한정한다. The spray angle at which the evaporation material is sprayed through the holes 22 is within a range of b and c shown in FIG. B represents a spray angle obtained by connecting the outermost point of the hole 22 and the boundary line 25 where the slope part 24 meets the dam 26 and c represents the spray angle of the hole 22 The outermost point of the hole 22 and the boundary line between the inclined portion 24 and the dam 26 are defined by connecting the innermost point and the edge of the diffuser head 80. In the present invention, The angle of inclination of the spray angle b formed by connecting the first and second discharge ports 25 is limited within a certain range.

구체적으로, 상기 홀(22)의 최외측 지점과 상기 경사부(24)와 댐(26)이 만나는 경계선(25)을 연결하여 형성되는 분사각(b)의 경사각도는 상기 댐(26)의 경사면이 이루는 경사각도(α) 보다 크게 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같은 본 발명은 상기 댐(26)의 경사면이 이루는 경사각도(α)가 분사각 보다 낮으므로 증착물질이 댐(26)의 경사면에 응축되는 것을 방지하여 물질 효율을 향상시킬 수 있다. The inclination angle of the spray angle b formed by connecting the outermost point of the hole 22 and the boundary line 25 between the slope part 24 and the dam 26 is determined by the angle of inclination Is preferably larger than the inclination angle? Formed by the inclined plane. In the present invention, since the inclination angle? Formed by the slope of the dam 26 is lower than the spray angle, deposition material is prevented from condensing on the slope of the dam 26, thereby improving the material efficiency.

또한, 본 발명은 상기 가열체(42)(44)가 상기 도가니(10)를 가열하여 증착물질을 증발시키기 위한 하부 가열체(44)와, 상기 디퓨저(20)를 통해 분사되는 증착물질의 변성을 방지하기 위해 상기 디퓨저(20) 주변을 가열하기 위한 상부 가열체(42)로 이루어질 수 있다. The present invention is characterized in that the heating bodies 42 and 44 are provided with a lower heating body 44 for heating the crucible 10 to evaporate the evaporation material and a lower heating body 44 for degenerating the evaporation material sprayed through the diffuser 20 And an upper heater 42 for heating the periphery of the diffuser 20 in order to prevent the diffuser 20 from being heated.

상기 가열체(42)(44)는 열선으로 구성되어 상기 열선에 인가된 전류에 의해 열선으로부터 열이 발산되어 도가니(10) 내의 증발 물질(M)을 증발시키도록 구성될 수 있으며, 경우에 따라 상부 가열체(42)와 하부 가열체(44) 중 어느 하나만을 사용하여 증착물질을 증발시키는 것도 가능하다. The heating members 42 and 44 may be configured to be formed of a heating wire so that heat is radiated from the heating wire by the current applied to the heating wire to evaporate the evaporating material M in the crucible 10, It is also possible to evaporate the evaporation material using only one of the upper heating body 42 and the lower heating body 44.

한편, 상기 상부 가열체(42)의 열이 상기 홀(22)의 하단에 직접 영향을 미치도록 상기 상부 가열체(42)의 하단에 인접하는 위치까지 홀(22)이 형성된다. A hole 22 is formed to a position adjacent to the lower end of the upper heating body 42 so that the heat of the upper heating body 42 directly affects the lower end of the hole 22.

따라서, 상기 상부 가열체(42)의 하단과 홀(22)의 하단 사이의 간격(a)이 종래의 기술에 비해 매우 작게 이루어지어, 디퓨저(20) 하부에 물질이 성장하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 홀(22)의 깊이를 깊게 하여 상기 상부 가열체(42)의 영향을 크게 받도록 함으로써, 디퓨저(20) 하부에 물질이 성장하는 것을 방지하는 것이다.Therefore, the distance a between the lower end of the upper heating body 42 and the lower end of the hole 22 is made very small as compared with the conventional technology, and the growth of the material under the diffuser 20 can be prevented . That is, the depth of the holes 22 is increased so as to be greatly influenced by the upper heating body 42, thereby preventing the material from growing under the diffuser 20.

도 4는 본 발명의 증발원을 이용한 클로깅 테스트 결과를 나타내는 그래프로서, 상기 디퓨저 헤드(80)의 댐 각도 46°, 디퓨저 헤드(80)의 네크 높이는 8㎜, 디퓨저 댐(26)의 경사각도 55°, 디퓨저 댐(26) 높이 19㎜의 조건에서 테스트 한 결과이다. 4 is a graph showing the results of clogging test using the evaporation source of the present invention, wherein the dam angle of the diffuser head 80 is 46 °, the neck height of the diffuser head 80 is 8 mm, the inclination angle of the diffuser dam 26 is 55 °, and the height of the diffuser dam 26 was 19 mm.

상기와 같은 본 발명의 증발원을 이용하여 50시간의 클로깅 테스트를 한 결과, 도 5에서 보는 바와 같이, 모든 부품에서 클로깅 현상이 발생하지 않았다. As a result of performing a clogging test for 50 hours using the evaporation source of the present invention as described above, as shown in FIG. 5, no clogging phenomenon occurred in all parts.

두께 프로파일(Profile) 분석을 위하여 증착률(rate) 유지 1시간 후와, 48시간 후 증착을 진행한 결과, 박막의 균일도(Uniformity)는 4.71%와 4.43%, 두께 539Å,와 530Å로 변화가 없었다. As a result of the deposition process after 1 hour and 48 hours of maintaining the deposition rate for the profile analysis, the uniformity of the thin film was 4.71%, 4.43%, 539 Å, and 530 Å, respectively .

한편, 댐(26)의 높이 상승으로 물질의 사용 효율이 증가하여 물질의 소모량이 감소하였다. (시간당 소모량 1.57g/hr)On the other hand, as the height of the dam 26 increases, the use efficiency of the material increases and the consumption amount of the material decreases. (Consumption per hour: 1.57 g / hr)

또한, 셀링(70)으로 인하여 디퓨저(20)의 온도 상승 효과를 확인할 수 있으며, 디퓨저(20) 하부의 물질 성장을 방지하여 클로깅 현상이 발생하지 않는 것으로 확인되었다. Further, it is confirmed that the temperature rising effect of the diffuser 20 can be confirmed by the celling 70, and the material growth under the diffuser 20 is prevented, so that the clogging phenomenon does not occur.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiment, but is capable of many modifications and variations within the scope of the appended claims. It is self-evident.

10: 도가니 20: 확산기
22: 홀 24: 경사부
25: 경사부와 댐의 경계선 26: 댐
42, 44: 가열체 50: 냉각장치
62, 64: 리플렉터 70: 셀링(cell ring)
80: 확산기 헤드 90: 배플10: crucible 20: diffuser
22: hole 24: inclined portion
25: boundary line between slope part and dam 26: dam
42, 44: heating body 50: cooling device
62, 64: reflector 70: cell ring
80: diffuser head 90: baffle

Claims (9)

증착물질이 수용되는 도가니;
상기 도가니의 상부에 설치되어 상기 증착물질을 기판상에 고르게 분사하기 위한 홀이 구비되는 디퓨저;
상기 도가니에 수용된 증착물질이 확산 배출되어 상기 기판에 증착되도록 도가니를 가열시키는 적어도 하나 이상의 가열체;
상기 도가니의 외연에 설치된 가열체를 감싸도록 설치되는 적어도 하나 이상의 냉각장치;
상기 가열체로부터 외측 방향으로의 복사 열전달을 차폐시키기 위해 상기 냉각장치와 가열체 사이에 설치되는 적어도 하나 이상의 리플렉터; 및
상기 가열체와 리플렉터 사이에 삽입되는 구조로 설치되며, 상기 가열체의 열을 상기 디퓨저에 열전도 방식으로 전달하도록 상기 디퓨저와 일부분이 접촉하게 설치되는 셀링;
을 포함하는 증발원.A crucible in which the deposition material is accommodated;
A diffuser installed at an upper portion of the crucible and having a hole for uniformly spraying the evaporation material on a substrate;
At least one heating body for heating the crucible so that the evaporation material contained in the crucible is diffusively discharged and deposited on the substrate;
At least one cooling device installed to surround a heating body provided at an outer edge of the crucible;
At least one reflector installed between the cooling device and the heating body so as to shield radiative heat transfer from the heating body in an outward direction; And
A celling installed in a structure interposed between the heating body and the reflector, the celling being installed in contact with a portion of the diffuser to transfer the heat of the heating body to the diffuser in a thermal conduction manner;
/ RTI > 청구항 1에 있어서,
상기 리플렉터는 상기 가열체에 인접하게 설치되는 제1 리플렉터와,
상기 제1 리플렉터와 소정의 간격을 두고 이격설치되는 제2 리플렉터로 이루어지며,
상기 셀링은 상기 제1 리플렉터와 제2 리플렉터 사이에 삽입설치되어 상기 가열체의 열을 전도시켜 디퓨저를 승온시키는 것을 특징으로 하는 증발원. The method according to claim 1,
The reflector includes a first reflector disposed adjacent to the heating body,
And a second reflector spaced apart from the first reflector by a predetermined distance,
Wherein the celling is inserted between the first reflector and the second reflector so as to conduct heat of the heating body to raise the temperature of the diffuser. 청구항 2에 있어서,
상기 제1 리플렉터는 탄탈룸(Ta) 재질로 이루어지고, 제2 리플렉터는 SUS 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 증발원. The method of claim 2,
Wherein the first reflector is made of a tantalum (Ta) material, and the second reflector is made of an SUS material. 청구항 1에 있어서,
상기 셀링은 상기 디퓨저가 얹혀져 안착되는 수평의 안착부가 형성되고,
상기 안착부에 의해 상기 디퓨저와 접촉하여, 상기 가열체의 열을 상기 디퓨저에 열전도하는 것을 특징으로 하는 증발원.The method according to claim 1,
The celling is formed with a horizontal seating portion on which the diffuser is seated,
And the heat source is brought into contact with the diffuser by the seating part to heat the heat of the heating body to the diffuser. 청구항 1에 있어서,
상기 디퓨저는 상기 증착물질을 관통시키기 위해 복수개로 구비되는 홀과,
외측을 향하여 상향경사지는 댐(dam)과,
상기 홀과 댐을 연결하는 경사부를 포함하되,
상기 댐의 하면이 셀링과 접촉하여 상기 가열체의 열이 상기 디퓨저에 전도되는 것을 특징으로 하는 증발원.The method according to claim 1,
Wherein the diffuser includes a plurality of holes for penetrating the deposition material,
A dam which is inclined upward toward the outside,
And an inclined portion connecting the hole and the dam,
Wherein a bottom surface of the dam is in contact with the selenium so that the heat of the heating body is conducted to the diffuser. 청구항 5에 있어서,
상기 디퓨저의 중앙에는 증착물질이 튀는 현상(splash)과 박막 두께의 재현성을 확보하기 위하여 디퓨저 헤드가 설치되고,
상기 댐은 상기 디퓨저 헤드보다 높게 위치하도록 상기 디퓨저 헤드의 상단보다 상기 댐의 상단이 더 높은 위치로 설치되는 것을 특징으로 하는 증발원.The method of claim 5,
At the center of the diffuser, a diffuser head is installed to ensure splash of evaporation material and reproducibility of thin film thickness,
Wherein the dam is installed at a higher position than the top of the diffuser head so that the top of the dam is positioned higher than the diffuser head. 청구항 6에 있어서,
상기 홀의 최외측 지점과 상기 경사부와 댐이 만나는 경계선을 연결하여 형성되는 분사각의 경사각도는 상기 댐의 경사면이 이루는 경사각도 보다 크게 이루어지어 물질 효율을 향상시키는 것을 특징으로 하는 증발원.The method of claim 6,
Wherein an inclination angle of a spray angle formed by connecting an outermost point of the hole and a boundary line between the slope and the dam is made larger than an inclination angle formed by the slope of the dam, thereby improving the material efficiency. 청구항 7에 있어서,
상기 댐의 경사면이 이루는 경사각도는 50°내지 60°의 범위로 형성되는 것을 특징으로 하는 증발원.The method of claim 7,
Wherein an inclination angle formed by an inclined surface of the dam is in a range of 50 to 60 degrees. 청구항 1에 있어서,
상기 가열체의 열이 상기 홀의 하단에 직접 영향을 미치도록 상기 가열체의 하단에 인접하는 위치까지 홀이 형성되어 디퓨저 하부에 물질이 성장하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 증발원.
The method according to claim 1,
Wherein holes are formed to a position adjacent to the lower end of the heating body so that the heat of the heating body directly affects the lower end of the hole to prevent the material from growing under the diffuser.
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