KR20180016150A - Evaporation source with Plate for Preventing Spitting - Google Patents

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KR20180016150A
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Abstract

The present invention relates to an evaporation source for a deposition apparatus having a spitting preventing structure which can prevent a spitting phenomenon that a molten source material is sputtered during a process of putting the source material in a crucible, and heating the crucible to deposit the source material on a substrate. To this end, the evaporation source comprises: the crucible receiving the source material therein, and having an opening formed one side; a heating source positioned while covering a body of the crucible in order to apply heat to the crucible; and a disk positioned inside the body of the crucible, and being vertically movable.

Description

스피팅 방지 구조체를 구비한 증착장치용 증발원{Evaporation source with Plate for Preventing Spitting}[0001] The present invention relates to an evaporation source for a deposition apparatus having a spit preventing structure,

본 발명은 스피팅 방지 구조체를 구비한 증착장치용 증발원에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도가니에 소스 물질을 담고 도가니를 가열하여 소스 물질을 기판에 증착시키는 과정에서 용융된 소스 물질이 튀는 현상인 스피팅(spitting) 현상을 방지할 수 있도록 하는 스피팅 방지 구조체를 구비한 증착장치용 증발원에 관한 것이다.  The present invention relates to an evaporation source for a deposition apparatus having a sputtering preventive structure, and more particularly, to an evaporation source for a deposition apparatus having a spit prevention structure, To an evaporation source for a deposition apparatus having a spit preventing structure for preventing a spitting phenomenon.

일반적으로 박막의 제조에는 여러 가지 방법이 존재하는데, 이를 크게 물리적 방법과 화학적 방법으로 나누어 볼 수 있다. 물리적 방법 중에서 증발 증착법은 소스 물질을 도가니에 담고 고온으로 가열하여 증발시켜 그 증기로 소스 물질을 박막상으로 밀착시키는 방법을 말하며 진공 속에서 이루어지는 진공 증착이라고 불리기도 한다. Generally, there are various methods for manufacturing thin films, which can be roughly divided into physical methods and chemical methods. Among the physical methods, the evaporation deposition method refers to a method of depositing a source material in a crucible and heating it to a high temperature to evaporate the source material, thereby bringing the source material into close contact with the thin film, and is sometimes referred to as vacuum deposition in a vacuum.

이러한 증착 공정은 박막을 원하는 두께로 대상 기판에 입힐 수 있는가 하는 문제와, 박막을 대상 기판에 얼마나 균일하게 입힐 수 있는가 하는 문제가 박막이 입혀진 최종 제품인 반도체, 태양광 소자 등의 품질을 결정하는 중요한 문제가 된다. Such a deposition process is problematic in that a thin film can be applied to a target substrate with a desired thickness and how uniformly a thin film can be applied to a target substrate is important in determining the quality of a final product such as a semiconductor or a photovoltaic device It becomes a problem.

기존의 도가니를 사용하여 소스 물질이 수용된 도가니 주위를 가열하여 기화 또는 승화시켜 증기 상태의 소스 물질을 도가니 상부에 위치한 대상 기판에 증착하는 공정을 실제로 수행하다 보면 소스 물질이 대상 기판에 균일하고 얇게 박막으로 형성되기가 매우 어렵다는 것을 알 수 있다. When a process for vaporizing or sublimating a crucible containing a source material by using an existing crucible to vaporize or sublimate the source material in a vapor state and depositing the source material on a target substrate located on the crucible is actually performed, As shown in FIG.

즉, 대부분의 종래의 도가니는 원통 형상의 본체와 상부의 개방된 분출구로 이루어져서 도가니 내부의 소스 물질이 분출구를 통해 증기 상태로 분출되는 구조를 갖는다. 이 때, 본체에는 가열을 위한 히터가 장착되어 있지만 분출구 부분은 외부에 노출되어 있기 때문에 본체의 온도보다 분출구 부분의 온도가 상대적으로 낮게 된다. 즉, 본체와 분출구 사이에는 온도차가 발생하게 된다. 때문에 이러한 온도차에 의하여 증기 상태의 소스 물질이 분출구의 내벽에 응축되어 달라붙게 되어 종국에는 상기 분출구를 폐색시키는 문제점이 발생한다. That is, most of the conventional crucibles have a cylindrical body and an open jet port at the top, so that the source material inside the crucible is ejected in a vapor state through the jet port. At this time, a heater for heating is mounted on the main body, but since the jet port portion is exposed to the outside, the temperature of the jet port portion is relatively lower than the temperature of the main body. That is, a temperature difference occurs between the main body and the jet port. Therefore, the source material in the vapor state is condensed and adhered to the inner wall of the air outlet due to such a temperature difference, and eventually the air outlet is blocked.

또한, 위와 같이 본체와 분출구 사이에는 온도차가 발생하는 것을 방지하기 위하여 일부 증착장치용 증발원에서는 분출구가 위치한 도가니 윗부분을 추가로 가열해주는 구조가 있으나, 이러한 추가 가열 구조를 위해서는 열선도 두 부분으로 나뉘어져야 하고 각각의 열선에 대한 파워 제어도 별도로 해야 하기 때문에 장치가 복잡해지는 단점이 있다. Further, in order to prevent a temperature difference between the main body and the jet port from occurring, there is a structure in which the upper portion of the crucible where the jet port is located is further heated in the evaporation source for some evaporation apparatuses. However, And the power control for each heating wire must be separately performed. Therefore, the apparatus becomes complicated.

더하여, 도니니 내부에 수용된 소스 물질이 용융 상태에서 기화될 때에는 소스 물질의 일부는 액체표면에서 발생하는 기화 외에도 액체 안에서 증기 기포가 형성되는 기화 현상, 즉 비등에 의하여 액체 입자의 스피팅(Spitting) 현상이 발생하기도 한다. 특히 이러한 스피팅(Spitting) 현상이 발생할 때 대상 기판에 소스 물질이 증착되면 박막 두께가 일부 위치에서 매우 불균일해지는 문제점이 발생한다. In addition, when the source material contained in the furnace is vaporized in a molten state, a part of the source material is not only vaporized in the surface of the liquid, but also vaporized in the liquid to form vapor bubbles, A phenomenon may occur. Particularly, when the source material is deposited on the target substrate when the spitting phenomenon occurs, the thickness of the thin film becomes very uneven at a certain position.

관련 선행기술로는 한국등록특허 10-1209107호(등록일: 2012. 11. 30)가 있는데, 상기 선행기술에는 유기물 소스의 효과적인 증착을 유도할 수 있는 소스 튐 방지용 구조물을 구비한 증발원 장치(100)가 개시되어 있다. Korean Patent No. 10-1209107 (registered on November 30, 2012) discloses a prior art related to the related art. The prior art includes an evaporation source apparatus 100 having an anti-source structure capable of inducing effective deposition of an organic material source, .

도 1을 참조하면, 선행기술의 소스 튐 방지용 구조물을 구비한 증발원 장치(100)는, 소스 물질(101)이 저장되며 일측에 개구부(112)를 구비하는 도가니(110)와, 도가니(110)에 열을 공급하여 소스 물질(112)을 가열하는 가열원(120) 및 도가니(110) 내부와 개구부(112) 사이를 가로막도록 배치되며 도가니(110) 내부에서 증발되는 소스 물질(101)을 외부로 방출하기 위한 홀 또는 채널을 구비하는 분자선 커팅부(130)를 포함한다. 1, an evaporation source device 100 having a source prevention structure for a prior art includes a crucible 110 storing a source material 101 and having an opening 112 at one side thereof, a crucible 110, A heating source 120 for supplying heat to the source material 112 to heat the source material 112 and a source material 101 disposed between the inside of the crucible 110 and the opening 112 to evaporate in the crucible 110, And a hole or channel for discharging the electron beam to the electron beam.

그런데, 위의 선행기술에서 소스 물질의 스피팅(Spitting) 현상을 방지하기 위하여 분자선 커팅부(130)를 도가니(110)의 개구부(112)에 장착하고 있지만, 상기 분자선 커팅부(130)는 도가니(120) 내부와 도가니(120) 개구부(112) 사이를 가로막도록 장착되기 때문에 소스 물질(112)의 표면과는 항상 간격의 차이가 존재하게 된다. 따라서 상기 소스 물질(112)의 표면과 상기 분자선 커팅부(130)에서는 스피팅(Spitting) 현상이 일어나게 되고 단지 스피팅(Spitting) 현상이 발생한 소스 물질(112)이 도가니(120) 외부로 튀어 나가지 않도록 분자선 커팅부(130)가 차단할 뿐이어서 스피팅(Spitting) 현상의 발생을 근본적으로 방지할 수는 없다는 문제점이 있다. In order to prevent the spitting phenomenon of the source material in the above prior art, the molecular beam cutting unit 130 is attached to the opening 112 of the crucible 110, Since there is a gap between the inside of the crucible 120 and the opening 112 of the crucible 120, there is always a gap between the surface of the source material 112 and the crucible 120. Therefore, a spitting phenomenon occurs in the surface of the source material 112 and the molecular beam cutting unit 130, and a source material 112 in which a spitting phenomenon occurs is protruded out of the crucible 120 The molecular beam cutting unit 130 is only blocked so that the spitting phenomenon can not be fundamentally prevented.

또한, 종래의 스피팅(Spitting) 현상을 막는 구조물들은 위의 선행기술에서와 같이 대부분 도가니 또는 증발원 몸체에 결합되어 있기 때문에, 소스 물질이 소진되고 난 후 소스 물질을 다시 충진할 때는 스피팅(Spitting) 현상을 막는 구조물인 분자선 커팅부(130)를 제거한 후에 소스 물질의 충진 작업을 해야 한다. 따라서 전체 증착 공정 작업 시간이 지연되고 관리에 어려움이 따르게 되는 문제점이 있다.In addition, since the structures that prevent the conventional spitting phenomenon are mostly coupled to the crucible or the evaporation source body as in the above prior art, when the source material is exhausted and then the source material is refilled, ), It is necessary to fill the source material after removing the molecular beam cutting portion 130. [ Therefore, there is a problem that the time for the entire deposition process is delayed and management is difficult.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 증발원의 도가니 내에 스피팅(Spitting) 방지 구조체를 구비함으로써 도가니에서 용융되어 기화되는 소스 물질에서 스피팅(Spitting) 현상이 발생하지 않도록 하여 대상 기판에 소스 물질이 균일하게 증착될 수 있도록 하는 스피팅 방지 구조체를 구비한 증착장치용 증발원을 제공하는 데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a sparkling prevention structure in a crucible of an evaporation source, And an anti-spatting structure for uniformly depositing the source material in the evaporation source.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 스피팅 방지 구조체를 구비한 증착장치용 증발원은, 내부에는 소스 물질이 수용되며 일측에는 개구부가 형성된 도가니와, 상기 도가니에 열을 가할 수 있도록 상기 도가니 몸체를 감싸며 위치하는 가열원과, 상기 도가니 몸체의 내부에 위치하고 상하 이동이 가능한 디스크를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an evaporation source for a vapor deposition apparatus having a sparkling preventive structure, comprising: a crucible having a source material therein and an opening formed at one side thereof; and a crucible for enclosing the crucible body to heat the crucible And a disk disposed inside the crucible body and capable of moving up and down.

구체적으로, 상기 디스크는 몸체를 관통하는 복수개의 패턴홀이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, the disk may be formed with a plurality of pattern holes passing through the body.

구체적으로, 상기 디스크는 상기 도가니 몸체의 수평 단면 크기보다 작은 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, the disk may be smaller than the horizontal cross-sectional size of the crucible body.

구체적으로, 상기 디스크는 상기 소스 물질의 비중보다 낮은 비중을 갖는 재질로 이루어져 용융된 상기 소스 물질의 표면에 부유할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, the disk may be made of a material having a lower specific gravity than the specific gravity of the source material, and may be floating on the surface of the melted source material.

구체적으로, 상기 디스크는 상기 소스 물질의 용융점보다 높은 용융점을 갖는 재질로 이루어지도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다. Specifically, the disc may be made of a material having a melting point higher than a melting point of the source material.

구체적으로, 상기 가열원은 몰리브덴, 탄탈륨, 텅스텐, 니크롬, 철크롬, 칸탈, 규화몰리브데넘 및 칸탈 슈퍼 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어지는 열선을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, the heating source may include a hot wire made of at least one selected from molybdenum, tantalum, tungsten, nichrome, iron chromium, cantalum, molybdenum silicide, and cantaloupe.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 스피팅 방지 구조체를 구비한 증착장치용 증발원은, 증발원의 도가니 내에 수용된 소스 물질에서 발생하는 스피팅(Spitting) 현상 방지를 위해 증발원에 도가니 몸체의 단면 모양과 일치하도록 하고 몸체에는 몸체를 관통하는 복수개의 패턴홀을 형성하되 용융된 소스 물질의 비중보다 낮은 물질로 제조된 디스크를 구비하고 있기 때문에, 상기 디스크가 도가니 내의 용융되어 증발되고 있는 소스 물질의 표면 위에 부유할 수 있도록 하여 소스 물질의 증감과 상관없이 소스 물질에서 발생하는 스피팅(Spitting) 현상을 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있다. As described above, in order to prevent the spitting phenomenon occurring in the source material contained in the crucible of the evaporation source, the evaporation source for the deposition apparatus having the anti-spit structure according to the present invention is formed so as to coincide with the sectional shape of the crucible body And the body is provided with a disk made of a material having a lower specific gravity than that of the molten source material to form a plurality of pattern holes passing through the body. Therefore, the disk is melted in the crucible and floated on the surface of the evaporated source material So that the spitting phenomenon occurring in the source material can be prevented at all costs regardless of the increase or decrease of the source material.

또한, 상기 디스크는 용융된 소스 물질의 표면에 부유할 수 있는 재질 및 구조를 갖고 있기 때문에 증착 공정 중에 소스 물질의 증발에 따라 소스 물질을 도가니에 재 충진 할 때 상기 디스크를 제거하지 않고서도 곧바로 소스 물질을 도가니에 충전할 수 있어 증착 공정의 시간이 단축될 수 있고 관리가 용이한 효과가 있다. In addition, since the disc has a material and structure that can float on the surface of the molten source material, when the source material is refilled into the crucible upon evaporation of the source material during the deposition process, The material can be charged in the crucible, so that the time of the deposition process can be shortened and the effect is easy to manage.

도 1은 종래의 소스 튐 방지용 구조물을 구비한 증발원 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스피팅 방지 구조체를 구비한 증착장치용 증발원을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 디스크의 단면도 및 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 디스크의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도 및 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 증발원에서 소스 물질이 증발되는 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.1 is a cross-sectional view showing an evaporation source device having a conventional anti-sauce structure.
2 is a cross-sectional view illustrating an evaporation source for a deposition apparatus having an anti-spatting structure according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view and a plan view of the disk shown in Fig.
4 is a cross-sectional view and a plan view showing another embodiment of the disk shown in FIG.
FIG. 4 is a schematic view illustrating a process of evaporating a source material in the evaporation source shown in FIG. 2. FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols whenever possible. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스피팅 방지 구조체를 구비한 증착장치용 증발원을 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 디스크의 단면도 및 평면도로서, 스피팅 방지 구조체를 구비한 증착장치용 증발원(100)은, 내부에는 소스 물질이 수용되도록 하며 일측에는 개구부(115)가 형성된 도가니(110)와, 상기 도가니(110)에 열을 가할 수 있도록 상기 도가니 몸체(111)에 위치하는 가열원(120)과, 상기 도가니 몸체(111)의 내부에 수평하게 삽입되는 플레이트 형상의 디스크(140)를 포함할 수 있다.FIG. 2 is a sectional view showing an evaporation source for a deposition apparatus having a sparking preventive structure according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view and a plan view of the disk shown in FIG. 2, The evaporation source 100 for an evaporation apparatus includes a crucible 110 having a source material accommodated therein and an opening 115 formed therein and a crucible 110 disposed on the crucible body 111 to heat the crucible 110 And a plate-shaped disk 140 horizontally inserted into the crucible body 111. The plate-shaped disk 140 may be inserted into the crucible body 111 in a horizontal direction.

먼저, 스피팅 방지 구조체를 구비한 증착장치용 증발원(100)은 대상 기판에 소스 물질(10)을 증착하기 위한 진공 가열 증착 공정에 사용되는 장치로서, 상기 증발원(100)은 대상 기판이 수용된 진공 챔버 내의 대상 기판 아래에 위치한다. 따라서 증발원(100)의 도가니(110)가 대상 기판 아래에 위치하게 되므로 도가니(110)를 가열원(120)으로 가열하여 내부의 소스 물질(10)을 증발시키게 되면 대상 기판에 소스 물질(10)이 증착되게 된다. 위의 도가니(110)와 가열원(120)을 포함한 구성품을 증발원(100)이라고 한다.First, an evaporation source 100 for a deposition apparatus having a sputtering preventive structure is used in a vacuum heating deposition process for depositing a source material 10 on a target substrate. The evaporation source 100 includes a vacuum And is located below the target substrate in the chamber. The crucible 110 of the evaporation source 100 is located below the target substrate and the source material 10 is heated by the heating source 120 to evaporate the source material 10, Is deposited. A component including the crucible 110 and the heating source 120 is referred to as an evaporation source 100.

도가니(110)는, 내부에는 소스 물질이 수용되도록 하며 일측에는 개구부(115)가 형성되는데, 구체적으로 소스 물질이 수용되는 도가니 몸체(111)와 소스 물질이 증발되도록 도가니 몸체(111) 일측에 개방되어 형성된 개구부(115)와 개구부(115) 주위의 도가니 몸체(111)에 형성된 플랜지(113)로 이루어지되 전체적으로 그 정면에서의 모양이 'U' 모양을 갖도록 형성된다. 여기서 도가니 몸체(111)가 갖는 모양을 'U' 로 예시하였지만 다양한 모양으로 얼마든지 변용이 가능함은 물론이다. The crucible 110 includes a crucible body 111 in which a source material is contained and an opening 115 is formed in a side of the crucible 110. Specifically, And a flange 113 formed on the crucible body 111 around the opening 115. The flange 113 is formed so as to have a U shape in its front face as a whole. Here, the shape of the crucible body 111 is illustrated as 'U', but it is obvious that various shapes can be used.

도가니(110)는, 도가니(110) 외부에 위치하여 도가니(110)를 전체적으로 감싸는 하우징(130)과 결합되도록 한다. 이 때 도가니(110)와 하우징(130)은 증발원(100)의 고장의 수리 또는 유지 관리를 위해 서로 착탈이 가능하도록 하는 것이 바람직하다. The crucible 110 is located outside the crucible 110 and is coupled to the housing 130 which surrounds the crucible 110 as a whole. At this time, it is preferable that the crucible 110 and the housing 130 are detachable from each other for repairing or maintenance of the failure of the evaporation source 100.

도가니(110)는, 도가니(110)에 담기는 소스 물질의 특성을 고려하여 다양한 재질로 이루어질 수 있는데, 도가니(110)가 증착 공정 중에 구조적 및 화학적으로 안정적이 되도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도가니(110)를 소스 물질과의 반응에 참여하지 않는 재질을 이용하여 제조함으로써 도가니(110)의 안정성을 도모할 수 있게 되는 것과 같은 식이다. The crucible 110 may be made of various materials in consideration of the characteristics of the source material contained in the crucible 110. It is desirable that the crucible 110 be structurally and chemically stable during the deposition process. For example, the stability of the crucible 110 can be improved by manufacturing the crucible 110 using a material not participating in reaction with the source material.

구체적으로, 알루미늄(Al) 증착 공정에서는 질화 알루미늄(AlN) 또는 열분해 질화 붕소(PBN) 재질의 도가니(110)를 사용할 수도 있고, 은(Ag) 증착 공정에서는 탄탈륨(Ta) 재질의 도가니(110)를 사용할 수도 있다. 이 들 모두는 상술한 바와 같이 소스 물질(10)과의 관계에 있어서 도가니(110)가 구조적 및 화학적으로 안정적이 되도록 하는 재질의 예이다. Specifically, in the aluminum (Al) deposition process, a crucible 110 made of aluminum nitride (AlN) or pyrolytic boron nitride (PBN) may be used. In the silver (Ag) deposition process, a crucible 110 made of tantalum May be used. All of which are examples of materials that allow the crucible 110 to be structurally and chemically stable in relation to the source material 10 as described above.

가열부(120)는, 일반적으로 열선(121)으로 이루어지는데, 소스 물질(10)이 수용된 도가니 몸체(111)를 상기 열선(121)이 가열할 수 있도록 상기 열선(121)이 도가니 몸체(111) 전체를 외측에서 감싸면서 근접하여 위치하는 것이 바람직하다. 동시에 가열부(120)는 하우징(130)의 내측에 장착된 열선 고정대(123)에 의해 고정되도록 하여 결과적으로는 증발원(100)의 단면에서 보아 하우징(130)과 도가니 몸체(111) 사이에 위치하게 된다. The heating unit 120 is generally composed of a heat wire 121. The heat wire 121 is connected to the crucible body 111 so that the heat wire 121 can heat the crucible body 111 containing the source material 10. [ Is preferably located close to the outside while enclosing the whole. At the same time, the heating unit 120 is fixed by the hot wire fixing table 123 mounted inside the housing 130, and as a result, the heating unit 120 is positioned between the housing 130 and the crucible body 111 as viewed from the end surface of the evaporation source 100 .

열선 고정대(123)는 일정한 간격으로 다수개가 형성되는 원형 띠 모양의 구조체로서 하우징(130)의 내측벽에 고정되며, 상기 열선(121)이 관통되며 고정될 수 있도록 통공이 형성되는 것이 바람직하다. It is preferable that a plurality of hot wire fixing bars 123 are formed on the inner wall of the housing 130 as a ring-shaped structure having a plurality of the hot wire fixing bars 123 formed at regular intervals and a through hole is formed so that the hot wires 121 can pass through and be fixed.

이와 같이 도가니(110)에 수용된 다양한 종류의 소스 물질을 용융시킨 후 기화 또는 승화시키는 역할을 하는 가열부(120)의 열선(121)은, 일반적으로 몰리브덴, 탄탈륨, 텅스텐 등의 고융점 금속으로 이루어질 수 있고, 니켈과 크로뮴을 기초로 한 합금인 니크롬선, 또는 철과 크로뮴을 기초로 한 합금인 철크롬선으로도 이루어질 수 있다. 특히, 전열 저항 합금 중에서 가장 고온도의 사용에 견딜 수 있는, 철, 크롬 및 알루미늄을 바탕으로 한 저항 발열합금인 칸탈이나, 규화몰리브데넘, 탄화규소 등을 주성분으로 하여 성형 소결한 저항발열체인 칸탈 슈퍼로도 이루어 질 수도 있다.The heating wire 121 of the heating unit 120, which melts and then vaporizes or sublimes various kinds of source materials accommodated in the crucible 110, is generally made of a refractory metal such as molybdenum, tantalum, or tungsten And can also be made of a nickel chromium-based alloy, a nickel-chromium based alloy, or an iron chromium wire, an alloy based on iron and chromium. Particularly, it is a resistance heating body which is formed by sintering with a main component of a resistance heating alloy based on iron, chromium and aluminum, which can withstand the highest temperature among the heat resistant resistance alloys, molybdenum disilicide, It may also be a Cantal Super.

위와 같이 구성된 증발원(100)의 가열부(120)가 작동하는 과정을 살펴보면, 먼저 열선(121)에 전기가 인가되어 열선(121)이 가열되고 가열된 열선(121)에서 방사되는 적외선 복사열을 통해 도가니(110)가 가열되어 도가니(110) 내부에 담긴 소스 물질(10)이 용융되어 기화 또는 승화하게 되어 증발원(100)에 연결된 진공 챔버로 전달되도록 한다. The operation of the heating unit 120 of the evaporation source 100 configured as described above is as follows. First, electricity is applied to the heating wire 121 to heat the heating wire 121, and the infrared ray radiated from the heated heating wire 121 The crucible 110 is heated so that the source material 10 contained in the crucible 110 is melted and vaporized or sublimated to be transferred to the vacuum chamber connected to the evaporation source 100.

이상과 같은 가열부(120)의 배치는 필요에 따라 또는 증발원(100)의 형상에 따라 매우 다양하게 이루어질 수 있음은 물론이다.It is needless to say that the arrangement of the heating unit 120 may be variously performed according to need or the shape of the evaporation source 100.

디스크(140)는, 상기 도가니 몸체(111)의 내부에 수평하게 삽입되는 플레이트 형상을 갖는 구조체로서 도가니(110)에 수용된 소스 물질(10)의 표면위에 부유할 수 있도록 놓여서 용융된 소스 물질(10)의 표면을 덮게 되므로 소스 물질(10)에서 발생할 수 있는 스피팅(Spitting) 현상을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.The disk 140 is a plate-shaped structure horizontally inserted into the crucible body 111 and is placed so as to float on the surface of the source material 10 contained in the crucible 110 so that the molten source material 10 So that the spitting phenomenon that may occur in the source material 10 can be cut off from the source.

디스크(140)의 모양은, 본 발명의 일실시예에서 도가니(110) 내부로 수평하게 삽입되도록 도가니(110)의 수평 단면 모양을 따라서 원형 모양인 것을 예를 들었지만, 디스크(140)가 도가니(110) 내부에 수용된 소스 물질(10)을 적절하게 덮을 수 있는 모양이라면 얼마든지 변용이 가능하다.The shape of the disk 140 is circular in shape along the horizontal cross section of the crucible 110 so as to be horizontally inserted into the crucible 110 in the embodiment of the present invention. It is possible to use any shape as long as it can appropriately cover the source material 10 accommodated in the inner space 110.

디스크(140)의 두께는, 본 발명의 일실시예에서 0.1mm 내지 10mm 정도의 얇은 두께의 플레이트 형상을 하고 있는 것을 예로 들었는데, 이는 디스크(140)의 두께가 너무 두껍게 되면 패턴홀(141)의 가공과 같은 디스크(140) 제조가 어렵게 되고, 반면 두께가 너무 얇게 되면 고온의 도가니(110) 내부에서 손상될 우려가 있게 되기 때문에 적절한 두께를 유지하는 것이 바람직하기 때문이다. 마찬가지로, 디스크(140)의 두께는, 고온의 소스 물질(10)에서 견딜 수 있고 부유될 수 있다면 얼마든지 변용이 가능하다. In the embodiment of the present invention, the thickness of the disk 140 is in the range of 0.1 mm to 10 mm. This is because if the thickness of the disk 140 becomes too thick, It is difficult to manufacture the disk 140 such as machining. On the other hand, if the thickness is too thin, there is a risk of damage inside the high temperature crucible 110, so it is desirable to maintain an appropriate thickness. Likewise, the thickness of the disk 140 can be varied as long as it can withstand and float in the hot source material 10.

디스크(140)의 크기는, 본 발명의 일실시예에서 10mm 내지 200mm 정도의 지름 크기를 갖는 것을 예를 들었는데, 이는 도가니(110)의 수평 단면의 크기에 따라 얼마든지 변용이 가능함은 물론이다.The size of the disk 140 has a diameter of about 10 mm to 200 mm in one embodiment of the present invention. It is obvious that the disk 140 can be used in various sizes depending on the size of the horizontal cross section of the crucible 110.

디스크(140)에는, 디스크 몸체(143)를 관통하는 복수개의 패턴홀(141)이 형성되도록 하여 디스크(140) 아래에 있는 소스 물질(10)이 증발되면서 상기 패턴홀(141)을 통해 빠져 나갈 수 있도록 한다.A plurality of pattern holes 141 penetrating the disc body 143 are formed in the disc 140 so that the source material 10 under the disc 140 is evaporated and escaped through the pattern hole 141 .

이 때, 본 발명의 일실시예로서 완만한 곡선을 그리는 직사각형 모양의 패턴홀(141)이 디스크(140)의 동심원을 따라서 다수개가 형성된 것을 예를 들었지만, 패턴홀(141)의 모양은 원 또는 다각형뿐만 아니라 이들 이외의 다양한 모양이 가능하며 그 형성되는 개수에 있어서도 얼마든지 증감이 가능하다.Although it has been described in the embodiment of the present invention that a plurality of rectangular pattern holes 141 are formed along the concentric circles of the disk 140 to form a gentle curved line, Not only polygons but also various shapes other than these can be formed, and the number of the polygons can be increased or decreased.

그리고, 디스크(140)는 소스 물질(10)의 용융점보다 높은 용융점을 갖는 재질로 이루어지도록 하여 소스 물질(10)이 용융되더라도 같이 용융되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 그 예로서 디스크(140)는 도가니(110)와 같은 재질인, 질화 알루미늄(AlN), 열분해 질화 붕소(PBN), 알루미나, 지르코니아, 질화규소, 흑연, 등에서 선택된 어느 하나 이상의 재질로 이루어질 수 있다. 덧붙이면, 디스크(140)에 사용되는 재질에 있어서는 세라믹 계열의 재질이라면 거의 모든 재질이 디스크(140) 제조를 위해 사용이 가능하다. It is preferable that the disc 140 is made of a material having a melting point higher than the melting point of the source material 10 so that the disc material 140 does not melt even when the source material 10 is melted. For example, the disk 140 may be made of at least one material selected from the group consisting of aluminum nitride (AlN), pyrolytic boron nitride (PBN), alumina, zirconia, silicon nitride, graphite and the like which is the same material as the crucible 110. In addition, almost all of the materials used for the disc 140 can be used for manufacturing the disc 140 if the material is a ceramic-based material.

동시에, 디스크(140)는 소스 물질(10)의 비중보다 낮은 비중을 갖는 재질로 이루어져 용융된 상기 소스 물질의 표면에 부유할 수 있도록 한다. 그 예로서 디스크(140)의 비중은 1.5 내지 3 g/cm3 정도 일 수 있다. 다만 디스크(140)의 비중은 위의 예시에 한정되는 것이 아니고 소스 물질(10)의 비중에 따라 얼마든지 변용이 가능하다. At the same time, the disc 140 is made of a material having a specific gravity lower than the specific gravity of the source material 10, allowing it to float on the surface of the molten source material. For example, the specific gravity of the disk 140 may be about 1.5 to 3 g / cm 3 . However, the specific gravity of the disk 140 is not limited to the above example, but it may be varied depending on the specific gravity of the source material 10.

즉, 예를 들어, 본 발명의 일실시예로 소스 물질(10)이 비중이 10.5g/cm3인 은(Ag)이라면, 디스크(140)의 비중은 은(Ag)의 비중보다 낮은 10.5g/cm3 미만일 수 있다.For example, in one embodiment of the present invention, when the source material 10 is silver (Ag) having a specific gravity of 10.5 g / cm 3 , the specific gravity of the disk 140 is less than the specific gravity of silver (Ag) / cm < 3 >.

도 4는 도 2에 도시된 디스크의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도 및 평면도로서, 디스크(140a)의 모양은 전체적인 모양이 원형 모양이되, 가장자리에는 안쪽 방향으로 패인 복수개의 홈이 형성되어 톱니바퀴와 같은 모양의 디스크(140a)를 또 다른 실시예로 제시하였다. FIG. 4 is a cross-sectional view and a plan view showing another embodiment of the disk shown in FIG. 2, in which the disk 140a has a circular shape as a whole and a plurality of grooves formed in the inward direction, A disk 140a similar in shape to the disk 140a is shown as another embodiment.

디스크(140a)의 두께는, 본 발명의 일실시예로 0.1mm 내지 10mm 정도의 얇은 두께의 플레이트 형상을 하고 있는 것을 예로 들었고, 디스크(140a)의 크기는, 본 발명의 일실시예로 40mm 내지 100mm 정도의 지름 크기를 갖는 것을 예를 들었는데, 이에 관련한 상세한 내용은 상술하였으므로 생략하기로 한다. The thickness of the disk 140a is, for example, in the form of a plate of a thin thickness of about 0.1 mm to 10 mm in one embodiment of the present invention. The size of the disk 140a is, for example, And a diameter of about 100 mm is exemplified. Details related to the above have been described above, and therefore will not be described.

디스크(140a)는, 본 발명의 일실시예로 중심부가 디스크 몸체(143a)로 이루어져 막혀 있도록 하고, 완만한 곡선을 그리는 직사각형 모양의 패턴홀(141a) 다수개가 디스크(140a) 외부 가장자리의 동심원을 따라 열을 지으며 형성된 것을 예를 들었는데, 이에 관련한 상세한 내용은 상술하였으므로 생략하기로 한다. In the disk 140a, a central portion of the disk body 143a is closed by an embodiment of the present invention, and a plurality of rectangular pattern holes 141a for drawing a gentle curved line are formed concentrically on the outer edge of the disk 140a In the following description, the details are described in detail, and therefore, the description will be omitted.

그리고, 디스크(140)는 소스 물질(10)의 용융점보다 높은 용융점을 갖는 재질로 이루어지도록 하여 소스 물질(10)이 용융되더라도 같이 용융되지 않도록 하는 것이 바람직한데, 이에 관련한 상세한 내용은 상술하였으므로 생략하기로 한다. It is preferable that the disc 140 is made of a material having a melting point higher than the melting point of the source material 10 so that the source material 10 is not melted even if the source material 10 is melted. .

도 3과 도 4에 도시된 디스크(140, 140a)는 두 개를 겹쳐서 사용하는 것도 가능하다(도면 미도시). 즉, 디스크(140, 140a) 두 개를 겹쳐서 중심부를 기준으로 회전 가능하게 결합되도록 할 수 있다. 이 때 디스크(140, 140a)에 형성된 패턴홀(141, 141a)이 정확하게 일치되는 위치에 있으면 두 개의 디스크(140, 140a)를 관통하는 패턴홀(141, 141a)의 크기는 가장 크게 되고 두 개의 디스크(140, 140a) 중 어느 하나가 회전하기 시작하여 패턴홀(141, 141a)이 가려지기 시작하면 두 개의 디스크(140, 140a)를 관통하는 패턴홀(141, 141a)의 크기는 점점 작아지게 된다. 이와 같이 디스크(140, 140a)는 두 개를 겹쳐서 사용하게 되면 두 개의 디스크(140, 140a)를 관통하는 패턴홀(141, 141a)의 크기를 조절할 수 있게 되어 소스 물질(10)의 증발량도 같이 조절할 수 있게 된다.The disks 140 and 140a shown in FIG. 3 and FIG. 4 can be used by overlapping two disks (not shown). That is, two disks 140 and 140a may be overlapped and rotatably coupled with respect to the center. At this time, when the pattern holes 141 and 141a formed on the disks 140 and 140a are located at exactly the same positions, the pattern holes 141 and 141a passing through the two disks 140 and 140a are the largest, When any one of the disks 140 and 140a begins to rotate and the pattern holes 141 and 141a start to cover the pattern holes 141 and 141a passing through the two disks 140 and 140a, do. When the two disks 140 and 140a are stacked in this manner, the size of the pattern holes 141 and 141a passing through the two disks 140 and 140a can be adjusted, .

도 5는 도 2에 도시된 증발원에서 소스 물질이 증발되는 과정을 개략적으로 나타낸 것으로, 소스 물질(10) 위에 디스크(140)가 놓인 상태에서 소스 물질(10)이 기화되기 시작하면 디스크(140)의 패턴홀(141)를 관통하여 소스 물질(10)이 기화되는 것을 화살표로 표시하였다.  FIG. 5 schematically illustrates a process of evaporating a source material in the evaporation source shown in FIG. 2. When the source material 10 begins to vaporize with the disk 140 placed on the source material 10, And the source material 10 is vaporized through the pattern hole 141 of the substrate 101 by the arrow.

구체적으로, 디스크(140)는 도가니 몸체(111)의 수평 단면 크기보다 작도록 하여 도가니(111) 내부에 삽입된 후 도가니(110) 내부에 수용된 소스 물질(10)의 표면 위에 놓이게 되고, 소스 물질(10)이 용융되어 증발되기 시작하면 증발 물질은 디스크의 패턴홀(141)을 통해 빠져 나가고 디스크 몸체(143)에 의해 스피팅(Spitting) 현상은 방지된다. 이는 스피팅(Spitting) 현상이 소스 물질(10)의 증기 상태가 아닌 액체 상태의 내부에서 증기 기포가 형성되는 기화 현상에 의해 발생하는 것이므로 용융된 소스 물질(10)의 표면을 덮음으로써 이러한 스피팅(Spitting) 현상을 방지할 수 있게 되는 것이다. Specifically, the disk 140 is inserted into the crucible 111 so as to be smaller than the horizontal cross-sectional size of the crucible body 111, and then placed on the surface of the source material 10 accommodated in the crucible 110, The evaporation material passes through the pattern hole 141 of the disk and is prevented from being spit by the disk body 143. This is because the spitting phenomenon occurs due to the vaporization phenomenon in which vapor bubbles are formed in the liquid state, not in the vapor state of the source material 10, so that by covering the surface of the molten source material 10, The spitting phenomenon can be prevented.

또한, 도가니(110) 내부에 담겨진 소스 물질(10)이 기화 또는 승화됨에 따라 그 양이 점차적으로 줄어들게 되어 용융된 소스 물질(10)의 표면 높이가 변할 수 있는데, 본 발명의 디스크(140)는 상기 소스 물질(10)의 비중보다 낮은 비중을 갖는 재질로 이루어져 있기 때문에 용융된 상기 소스 물질(10)의 표면에 부유하면서 소스 물질(10)을 계속하여 덮을 수 있다. 때문에 디스크(140)는 도가니(110) 내에서 소스 물질(10)의 표면 높이가 변화더라도 변화된 소스 물질(10)의 표면 높이를 따라 상하로 움직일 수 있기 때문에 이에 구애 받지 않는다.In addition, as the source material 10 contained in the crucible 110 is vaporized or sublimated, the amount of the source material 10 gradually decreases, and the height of the surface of the molten source material 10 may vary. The source material 10 can be continuously covered while floating on the surface of the source material 10 because it is made of a material having a lower specific gravity than the specific gravity of the source material 10. Therefore, the disk 140 is not limited to this because the disk 140 can move up and down along the surface height of the source material 10 which has been changed even if the surface height of the source material 10 changes in the crucible 110.

또한, 증착 공정 시에 도가니(110) 내부에 담겨진 소스 물질(10)이 다 소진되고 난 후, 재충진을 위해서는 도가니(110) 내부에 위치한 디스크(140)를 제거하지 않고 곧바로 소스 물질(10)을 도가니(110) 내부로 채워 넣도록 한다. In addition, after the source material 10 contained in the crucible 110 is exhausted during the deposition process, the source material 10 may be directly introduced into the crucible 110 without removing the disc 140 located inside the crucible 110, To fill the inside of the crucible 110.

이는, 도가니(110) 내부에 삽입된 디스크(140)가 도가니(110) 바닥에 있는 상태에서 소스 물질(10)을 채워 넣더라도 상기 디스크(140)는 소스 물질(10)보다 비중이 낮고 패턴홀(141)을 통해 소스 물질(10)이 자유로이 통과할 수 있어 소스 물질(10)이 용융되고 나면 상기 디스크(140)는 자연스럽게 소스 물질(10) 표면 위로 떠오를 수 있기 때문이다. This is because even though the disc 140 inserted in the crucible 110 is filled in the source material 10 with the crucible 110 at the bottom of the crucible 110, the disc 140 has a lower specific gravity than the source material 10, Since the source material 10 can freely pass through the substrate 141 and the source material 10 is melted and the disc 140 naturally floats over the surface of the source material 10. [

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 스피팅 방지 구조체를 구비한 증착장치용 증발원은, 증발원의 도가니 내에 수용된 소스 물질에서 발생하는 스피팅(Spitting) 현상 방지를 위해 증발원에 도가니 몸체의 단면 모양과 일치하도록 하고 몸체에는 몸체를 관통하는 복수개의 패턴홀을 형성하되 용융된 소스 물질의 비중보다 낮은 물질로 제조된 디스크를 구비하고 있기 때문에, 상기 디스크가 도가니 내의 용융되어 증발되고 있는 소스 물질의 표면 위에 부유할 수 있도록 하여 소스 물질의 증감과 상관없이 소스 물질에서 발생하는 스피팅(Spitting) 현상을 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있다. As described above, in order to prevent the spitting phenomenon occurring in the source material contained in the crucible of the evaporation source, the evaporation source for the deposition apparatus having the anti-spit structure according to the present invention is formed so as to coincide with the sectional shape of the crucible body And the body is provided with a disk made of a material having a lower specific gravity than that of the molten source material to form a plurality of pattern holes passing through the body. Therefore, the disk is melted in the crucible and floated on the surface of the evaporated source material So that the spitting phenomenon occurring in the source material can be prevented at all costs regardless of the increase or decrease of the source material.

또한, 상기 디스크는 용융된 소스 물질의 표면에 부유할 수 있는 재질 및 구조를 갖고 있기 때문에 증착 공정 중에 소스 물질의 증발에 따라 소스 물질을 도가니에 재 충진 할 때 상기 디스크를 제거하지 않고서도 곧바로 소스 물질을 도가니에 충전할 수 있어 증착 공정의 시간이 단축될 수 있고 관리가 용이한 효과가 있다. In addition, since the disc has a material and structure that can float on the surface of the molten source material, when the source material is refilled into the crucible upon evaporation of the source material during the deposition process, The material can be charged in the crucible, so that the time of the deposition process can be shortened and the effect is easy to manage.

상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 스피팅 방지 구조체를 구비한 증착장치용 증발원은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다. The evaporation source for the evaporation apparatus having the anti-spit structure according to an embodiment of the present invention is not limited to the configuration and operation of the embodiments described above. The embodiments may be configured so that all or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made.

110: 도가니 111: 도가니 몸체
113: 플랜지 115: 개구부
120: 가열원 121: 열선
123: 열선 고정대 130: 하우징
140, 140a: 디스크 141, 141a: 패턴홀
143, 143a: 디스크 몸체110: Crucible 111: Crucible body
113: flange 115: opening
120: heating source 121: heating wire
123: Hot wire fixture 130: Housing
140, 140a: Disk 141, 141a: Pattern hole
143, 143a: Disk body

Claims (6)

증착 공정을 위해 소스 물질을 증발시키는 증발원에 있어서,
내부에는 소스 물질이 수용되며 일측에는 개구부가 형성된 도가니;와,
상기 도가니에 열을 가할 수 있도록 상기 도가니 몸체를 감싸며 위치하는 가열원; 및
상기 도가니 몸체의 내부에 위치하고 상하 이동이 가능한 디스크;를 포함하는 스피팅 방지 구조체를 구비한 증착장치용 증발원.
An evaporation source for evaporating a source material for a deposition process,
A crucible having a source material accommodated therein and an opening formed at one side thereof,
A heating source surrounding the crucible body so as to apply heat to the crucible; And
And a disk located inside the crucible body and capable of moving up and down.
청구항 1에 있어서,
상기 디스크는 몸체를 관통하는 복수개의 패턴홀이 형성된 것을 특징으로 하는 스피팅 방지 구조체를 구비한 증착장치용 증발원.
The method according to claim 1,
Wherein the disk has a plurality of pattern holes penetrating the body. ≪ RTI ID = 0.0 > 15. < / RTI >
청구항 1에 있어서,
상기 디스크는 상기 도가니 몸체의 수평 단면 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 스피팅 방지 구조체를 구비한 증착장치용 증발원.
The method according to claim 1,
Wherein the disk is smaller than the horizontal cross-sectional size of the crucible body. ≪ RTI ID = 0.0 > 15. < / RTI >
청구항 1에 있어서,
상기 디스크는 상기 소스 물질의 비중보다 낮은 비중을 갖는 재질로 이루어져 용융된 상기 소스 물질의 표면에 부유할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 스피팅 방지 구조체를 구비한 증착장치용 증발원.
The method according to claim 1,
Wherein the disk is made of a material having a specific gravity lower than a specific gravity of the source material so as to float on the surface of the molten source material.
청구항 1에 있어서,
상기 디스크는 상기 소스 물질의 용융점보다 높은 용융점을 갖는 재질로 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 스피팅 방지 구조체를 구비한 증착장치용 증발원.
The method according to claim 1,
Wherein the disk is made of a material having a melting point higher than a melting point of the source material.
청구항 1에 있어서,
상기 가열원은 몰리브덴, 탄탈륨, 텅스텐, 니크롬, 철크롬, 칸탈, 규화몰리브데넘 및 칸탈 슈퍼 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어지는 열선을 포함하는 것을 특징으로 하는 스피팅 방지 구조체를 구비한 증착장치용 증발원.The method according to claim 1,
Wherein the heating source comprises a heating wire made of at least one selected from molybdenum, tantalum, tungsten, nichrome, iron chromium, cantalum, molybdenum silicide, and cantaloupe. .
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