KR20200078851A

KR20200078851A - 증착 소스 및 이를 구비하는 기판 증착장치

Info

Publication number: KR20200078851A
Application number: KR1020180168111A
Authority: KR
Inventors: 김태환; 김태상
Original assignee: 주식회사 에스에프에이
Priority date: 2018-12-24
Filing date: 2018-12-24
Publication date: 2020-07-02
Also published as: KR102190641B1

Abstract

증착 소스가 개시된다. 본 발명에 따른 증착 소스는, 증착물질이 내부에 충진되는 크루시블과, 크루시블을 지지하며 크루시블을 가열하는 히팅유닛과, 히팅유닛을 지지하고 크루시블과 히팅유닛을 내부에 수용하며 히팅유닛을 차폐하여 히팅유닛에서 발생된 열이 외부로 발산되는 것을 차단하는 쿨링 자켓유닛과. 쿨링 자켓유닛에 지지되고 크루시블에 연결되며 크루시블의 열을 쿨링 자켓유닛으로 전달하는 열전달유닛을 포함한다.

Description

증착 소스 및 이를 구비하는 기판 증착장치{Deposition source and glass deposition apparatus having the same}

본 발명은, 증착 소스 및 이를 구비하는 기판 증착장치에 관한 것에 관한 것으로서, 내부에 충진된 증착물질이 열에 의해 변성되는 것을 방지할 수 있는 증착 소스 및 이를 구비하는 기판 증착장치에 관한 것이다.

정보 통신 기술의 비약적인 발전과 시장의 팽창에 따라 디스플레이 소자로 평판표시소자(Flat Panel Display)가 각광 받고 있다.

이러한 평판표시소자에는 액정표시소자(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel), 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diodes) 등이 있다.

이 중에서 유기전계발광소자(OLED, Organic Light Emitting Diode, 이하 OLED라 함)는 빠른 응답속도, 기존의 LCD보다 낮은 소비 전력, 경량성, 별도의 백라이트(back light) 장치가 필요 없어서 초박형으로 만들 수 있는 점, 고휘도 등의 매우 좋은 장점을 가지고 있어서 차세대 디스플레이 소자로서 각광받고 있다.

이러한 유기전계발광소자는 기판 위에 양극 막, 유기 박막, 음극 막을 순서대로 입히고, 양극과 음극 사이에 전압을 걸어줌으로써 적당한 에너지의 차이가 유기 박막에 형성되어 스스로 발광하는 원리이다.

다시 말해, 주입되는 전자와 정공(hole)이 재결합하며, 남는 여기 에너지가 빛으로 발생되는 것이다. 이때 유기 물질의 도펀트의 양에 따라 발생하는 빛의 파장을 조절할 수 있으므로 풀 칼라(full color)의 구현이 가능하다.

도 1은 유기막과 무기막이 교대로 증착된 유기전계발광소자(OLED)의 개략적인 구조도이다.

이 도면을 참조하면, 유기전계발광소자(1, OLED)는 기판(2)과, 기판(2) 상에 적층되는 발광소자(3)를 포함한다.

기판(2)은 유리 기판 또는 플렉시블 기판이다. 발광소자(3)는 양극, 3층의 유기막(홀 수송층, 발광층, 전자 수송층), 음극의 적층 구조를 갖는다. 유기 분자는 에너지를 받으면(자, 여기 상태임), 원래의 상태(기저 상태)로 돌아오려고 하는데, 그때에 받은 에너지를 빛으로서 방출하려는 성질을 가진다. 발광소자(3)에서는 전압을 걸면 양극으로부터 주입된 홀(＋)과 음극으로부터 주입된 전자(－)가 발광층 내에서 재결합하게 되고, 이때에 유기 분자를 여기해서 발광한다.

이처럼 전압을 가하면 유기물이 빛을 발하는 특성을 이용하여 디스플레이하는 것이 OLED(1)인데, 발광소자(3) 상의 유기물에 따라 R(Red), G(Green), B(Blue)를 발하는 특성을 이용해 풀 칼라(Full Color)를 구현할 수 있다.

한편, 앞서도 기술한 바와 같이, 발광소자(3)는 대기 중의 기체나 수분에 의해 쉽게 손상될 수 있기 때문에 그 수명 문제가 대두될 수 있는데, 이를 해결하기 위해 도 1처럼 유기막과 무기막을 교대로 다수 층 적층함으로써 기체나 수분의 유입으로부터 발광소자(3)를 보호하게 된다.

도 1에는 발광소자(3)로부터 제1 유기막, 제1 무기막, 제2 유기막, 제2 무기막 ‥ 제5 유기막, 제5 무기막이 순서대로 또한 층별로 증착되어 있다. 이를 자세히 살펴보면, 제1 무기막이 제1 유기막을 완전히 감싸는(봉지되는) 형태로, 이어 제2 유기막이 제1 무기막을 부분적으로 감싸는 형태로, 이어 제2 무기막이 제2 유기막을 완전히 감싸는 형태 등의 순서를 가지고 막이 증착되어 있는 것을 알 수 있다.

한편, 도 1과 같은 적층 구조, 특히 유기막의 적층 구조 구현을 위해 기판 증착장치가 사용될 수 있다. 기판 증착장치에는 유기물을 기판에 증착시키기 위한 수단으로서 다수의 리니어 소스(Linear Source)가 마련된다. 이러한 리니어 소스는 내부에 충진된 유기물을 가열하여 증발시키는 장치이다.

한편, 리니어 소스에서 이루어지는 증발과정에 의해 리니어 소스 내부에 충진된 유기물이 점차적으로 소모되는데, 리니어 소스 내부에 마지막까지 남은 유기물은 장시간동안 열에너지를 받게 되어 분자구조가 변형(변성)된다.

이렇게 변형(변성)된 유기물이 기판에 증착되면 유기전계발광소자(OLED)의 기능(색변화, 수명 등)이 떨어지는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2007-0013776호, (2008.08.13.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 내부에 수용된 증착물질이 열에 의해 변성되는 것을 방지할 수 있는 증착 소스 및 이를 구비하는 기판 증착장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 증착물질이 내부에 충진되는 크루시블; 상기 크루시블을 지지하며, 상기 크루시블을 가열하는 히팅유닛;상기 히팅유닛을 지지하고 상기 크루시블과 상기 히팅유닛을 내부에 수용하며, 상기 히팅유닛을 차폐하여 상기 히팅유닛에서 발생된 열이 외부로 발산되는 것을 차단하는 쿨링 자켓유닛; 및 상기 쿨링 자켓유닛에 지지되고 상기 크루시블에 연결되며, 상기 크루시블의 열을 상기 쿨링 자켓유닛으로 전달하는 열전달유닛을 포함하는 증착 소스가 제공될 수 있다.

상기 쿨링 자켓유닛은, 상기 크루시블의 하부 영역에 위치되며, 상기 크루시블의 하부면에 대해 이격되어 배치되는 하부 쿨링블록; 및 상기 하부 쿨링블록에 연결되며, 상기 크루시블의 측부 영역에 배치되는 측부 쿨링블록을 포함할 수 있다.

상기 열전달유닛은, 상기 하부 쿨링블록에 착탈 가능하게 결합되는 자켓 결합부; 및 상기 자켓 결합부와 상기 크루시블에 연결되는 열전달용 연결부를 포함할 수 있다.

상기 열전달용 연결부는, 상단부가 상기 크루시블의 하단부에 연결되고 하단부가 상기 하부 쿨링블록의 상부면에 연결되는 스프링부재를 포함할 수 있다.

상기 스프링부재는, 스프링 본체; 및 상기 스프링 본체에 연결되며, 상기 크루시블의 하단부와 상기 하부 쿨링블록의 상부면 중 적어도 어느 하나에 접촉되는 접촉 플레이트를 포함할 수 있다.

상기 자켓 결합부는, 다수개의 상기 열전달용 연결부가 지지되며, 상기 하부 쿨링블록에 연결되는 연결블록; 및 상기 연결블록을 상기 하부 쿨링블록에 결합하는 블록 결합부재를 포함할 수 있다.

상기 자켓 결합부는, 상기 열전달용 연결부를 상기 연결블록에 결합하는 연결부용 결합부재를 더 포함할 수 있다.

상기 열전달용 연결부는, 상단부가 상기 크루시블의 하단부에 연결되고 하단부가 상기 연결블록의 상부면에 연결되는 스프링부재를 포함할 수 있다.

상기 스프링부재는, 스프링 본체; 및 상기 스프링 본체에 연결되며, 상기 크루시블의 하단부와 상기 연결블록의 상부면 중 적어도 어느 하나에 접촉되는 접촉 플레이트를 포함할 수 있다.

상기 히팅유닛은, 열을 발산하는 히터부; 및 상기 히터부가 장착되며, 상기 크루시블을 지지하는 히터 프레임부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 내부에서 기판에 대한 증착 공정이 수행되는 공정 챔버; 및 상기 공정 챔버의 내부에 배치되며, 상기 기판으로 증착 물질을 공급하는 증착 소스를 포함하며, 상기 증착 소스는, 상기 증착물질이 내부에 충진되는 크루시블; 상기 크루시블을 지지하며, 상기 크루시블을 가열하는 히팅유닛; 상기 히팅유닛을 지지하고 상기 크루시블과 상기 히팅유닛을 내부에 수용하며, 상기 히팅유닛을 차폐하여 상기 히팅유닛에서 발생된 열이 외부로 발산되는 것을 차단하는 쿨링 자켓유닛; 및 상기 쿨링 자켓유닛에 지지되고 상기 크루시블에 연결되며, 상기 크루시블의 열을 상기 쿨링 자켓유닛으로 전달하는 열전달유닛을 포함하는 기판 증착장치가 제공될 수 있다.

상기 쿨링 자켓유닛은, 상기 크루시블의 하부 영역에 위치되며, 상기 크루시블의 하부면에 대해 이격되어 배치되는 하부 쿨링블록; 및 상기 하부 쿨링블록에 연결되며, 상기 크루시블의 측부 영역에 배치되는 측부 쿨링블록을 포함하며, 상기 열전달유닛은, 상기 하부 쿨링블록에 착탈 가능하게 결합되는 자켓 결합부; 및 상기 자켓 결합부와 상기 크루시블에 연결되는 열전달용 연결부를 포함할 수 있다.

상기 열전달용 연결부는, 상단부가 상기 크루시블의 하단부에 연결되고 하단부가 상기 하부 쿨링블록의 상부면에 연결되는 스프링부재를 포함하며, 상기 스프링부재는, 스프링 본체; 및 상기 스프링 본체에 연결되며, 상기 크루시블의 하단부와 상기 하부 쿨링블록의 상부면 중 적어도 어느 하나에 접촉되는 접촉 플레이트를 포함할 수 있다.

상기 자켓 결합부는, 상기 열전달용 연결부재가 지지되며, 상기 하부 쿨링블록에 연결되는 연결블록; 상기 연결블록을 상기 하부 쿨링블록에 결합하는 블록 결합부재; 및 상기 열전달용 연결부를 상기 연결블록에 결합하는 연결부용 결합부재를 포함하며, 상기 열전달용 연결부는, 상단부가 상기 크루시블의 하단부에 연결되고 하단부가 상기 연결블록의 상부면에 연결되는 스프링부재를 포함하고, 상기 스프링부재는, 스프링 본체; 및 상기 스프링 본체에 연결되며, 상기 크루시블의 하단부와 상기 연결블록의 상부면 중 적어도 어느 하나에 접촉되는 접촉 플레이트를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 쿨링 자켓유닛에 지지되고 크루시블에 연결되어 크루시블의 열을 쿨링 자켓유닛으로 전달하는 열전달유닛을 구비함으로써, 내부에 충진된 증착물질이 열에 의해 변성되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 유기막과 무기막이 교대로 증착된 유기전계발광소자(OLED)의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 증착장치가 도시된 도면이다.
도 3은 도 2의 증착 소스의 내부가 도시된 도면이다.
도 4는 도 3의 열전달유닛이 도시된 도면이다.
도 5는 도 2의 크루시블의 내부가 도시된 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열전달유닛이 도시된 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 열전달유닛이 도시된 도면이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 열전달유닛이 도시된 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

한편, 이하에서 기술되는 기판은 유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)용 기판일 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 증착장치가 도시된 도면이고, 도 3은 도 2의 증착 소스의 내부가 도시된 도면이며, 도 4는 도 3의 열전달유닛이 도시된 도면이고, 도 5는 도 2의 크루시블의 내부가 도시된 단면도이다.

본 실시예에 따른 기판 증착장치는, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 기판에 대한 증착 공정이 진행되는 공정 챔버(CM)와, 공정 챔버(CM)의 일측에 마련되며 기판을 향해 증착물질을 분사하는 노즐(N)을 구비하는 증착 소스(100)을 포함한다.

공정 챔버(CM)에 대해 먼저 살펴본다. 공정 챔버(CM)는 기판에 대한 증착공정이 진행되는 장소를 이룬다. 본 실시예의 경우, 기판이 수평으로 배치된 후에 상방으로 향하는 증착물질에 의해 기판에 대한 증착 공정이 진행되는 수평식 상향 증착 방식을 제시하고 있다. 하지만, 기판을 비롯하여 마스크(미도시) 등의 구성들이 수직되게 혹은 비스듬하게 세워져 배치된 후에 증착되는 수직식 증착 방식이 적용되는 증착장치에도 본 발명의 권리범위가 적용될 수 있을 것이다.

공정 챔버(CM)의 내부는 기판에 대한 증착 공정이 신뢰성 있게 진행될 수 있도록 진공 분위기를 형성한다.

이를 위해, 공정 챔버(CM)의 하부에는 공정 챔버(CM)의 내부를 진공 분위기로 유지하기 위한 수단으로서 진공 펌프(미도시)가 연결된다. 진공 펌프(미도시)는 소위, 크라이오 펌프일 수 있다.

그리고, 공정 챔버(CM)의 측벽에는 기판이 출입되는 출입 게이트(T)가 마련될 수 있다. 또한, 공정 챔버(CM) 내의 상부 영역에는 기판을 파지하는 기판 지지부(미도시)가 마련된다.

증착 소스(100)은 공정 챔버(CM)의 내부에 배치된다. 이러한 증착 소스(100)은 기판을 향해 증착물질을 분사한다. 이러한 증착 소스(100)은, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 증착물질이 내부에 충진되는 크루시블(130)과, 크루시블(130)을 지지하며 크루시블(130)을 가열하는 히팅유닛(110)과, 히팅유닛(110)을 지지하고 크루시블(130)과 히팅유닛(110)을 내부에 수용하며 히팅유닛(110)을 차폐하여 히팅유닛(110)에서 발생된 열이 외부로 발산되는 것을 차단하는 쿨링 자켓유닛(120)과, 쿨링 자켓유닛(120)에 지지되고 크루시블(130)에 연결되며 크루시블(130)의 열을 쿨링 자켓유닛(120)으로 전달하는 열전달유닛(140)을 포함한다.

크루시블(130)의 내부에는 증착물질이 충진된다. 크루시블(130)은, 도가니라 불리는 구조물로서, 내부에 충전되는 증착물질을 히팅유닛(110)의 작용으로 증발시켜 기판으로 분사시킨다. 앞서 기술한 것처럼 본 실시예에 따른 증착 소스(100)에 적용되는 증착물질은 유기물일 수 있다. 크루시블(130)의 자세한 구조는 설명의 편의를 위해 후술한다.

한편 히팅유닛(110)은, 크루시블(130)을 지지하며 크루시블(130)을 가열한다. 이러한 히팅유닛(110)은, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 크루시블(130)을 가열하는 히터부(111)와, 히터부(111)에 장착되며 크루시블(130)을 지지하는 히터 프레임부(112)를 포함한다.

히터부(111)는 히터 프레임부(112)에 장착되며 열을 발산한다. 본 실시예에서 적용되는 히터부(111)는 텅스텐 또는 탄탈럼 등의 고온 금속 와이어에 전압과 전류를 인가하는 저항 가열방식을 사용한다. 이때, 고온 금속 와이어의 온도는 1000℃를 넘기 때문에 고온 금속 와이어는 외부에 노출된 누드 타입(nude type)으로 적용될 수 있다.

히터 프레임부(112)는 쿨링 자켓유닛(120)에 지지되어 크루시블(130)을 지지한다. 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 히터 프레임부(112)의 상단부에는 크루시블(130)이 결합되며, 히터 프레임부(112)의 하단부은 쿨링 자켓유닛(120)에 지지된다. 이러한 히터 프레임부(112)는 히터부(111)를 지지하는 역할도 함께 수행한다.

한편, 쿨링 자켓유닛(120)은 증착 소스(100)의 외관을 형성한다. 쿨링 자켓유닛(120)의 내부에는 크루시블(130)과 히팅유닛(110)이 수용된다. 이러한 쿨링 자켓유닛(120)은 내부의 크루시블(130)을 보호하는 한편 크루시블(130)의 온도가 내려가는 것을 저지시키기 위해 밀폐형 구조를 갖는다. 또한, 쿨링 자켓유닛(120)은 히팅유닛(110)을 차폐하여 히팅유닛(110)에서 발생된 열이 공정 챔버(CM) 내부로 발산되는 것을 차단한다.

본 실시예에서 쿨링 자켓유닛(120)은, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 크루시블(130)의 하부 영역에 위치되며 크루시블(130)의 하부면에 대해 이격되어 배치되는 하부 쿨링블록(121)과. 하부 쿨링블록(121)에 연결되며 크루시블(130)의 측부 영역에 배치되는 측부 쿨링블록(125)과, 하부 쿨링블록(121) 및 측부 쿨링블록(125)의 상부를 형성하는 상부 쿨링블록(미도시)을 포함한다.

본 실시예에서 쿨링 자켓유닛(120)은 내부가 중공된 육면체 형상으로 마련된다. 상부 쿨링블록(미도시)과 하부 쿨링블록(121)이 상하방향으로 이격되며, 4개의 측부 쿨링블록(125)이 상부 쿨링블록(미도시)과 하부 쿨링블록(121) 사이에 배치된다.

하부 쿨링블록(121)은 크루시블(130)의 하부 영역에 위치된다. 도 2에 자세히 도시된 바와 같이 하부 쿨링블록(121)은 크루시블(130)의 하부면에 대해 소정의 이격공간(G)을 사이에 두고 배치된다.

상술한 하부 쿨링블록(121)의 상부면과 크루시블(130)의 하부면 사이의 이격공간(G)은 크루시블(130)의 열팽창 시에 크루시블(130)이 기판 방향으로 열팽창되지 않고 하부 쿨링블록(121) 방향으로 열팽창되도록 유도한다.

크루시블(130)의 노즐(N)과 기판 사이의 거리는 증착 품질의 영향을 끼치므로 증착공정 중에 크루시블(130)의 노즐(N)과 기판 사이의 거리는 일정하게 유지되어야 한다.

그런데, 증착공정 중 크루시블(130)은 히팅유닛(110)에 의해 가열되어 열팽창되는데, 크루시블(130)이 기판 방향으로 열팽창되면 크루시블(130)의 노즐(N)과 기판 사이의 거리가 변경될 수 있다.

이렇게 크루시블(130)이 기판 방향으로 열팽창되면 크루시블(130)의 노즐(N)과 기판 사이의 거리가 변경되는 것을 방지하기 위해, 크루시블(130)의 상부 영역이 히터 프레임부(112)에 결합되며 크루시블(130)의 하부면은 하부 쿨링블록(121)에 직접 접촉되지 않고 이격공간(G)을 두고 하부 쿨링블록(121)의 상부 영역에 배치된다.

이렇게 크루시블(130)의 하부면이 하부 쿨링블록(121)에 직접 접촉되지 않고 이격공간(G)을 두고 하부 쿨링블록(121)의 상부 영역에 배치됨으로써, 크루시블(130)의 열팽창 시 크루시블(130)은 하부 쿨링블록(121) 방향으로 열팽창되고 기판 방향으로는 이동되지 않아 노즐(N)과 기판 사이의 거리가 일정하게 유지될 수 있다.

하부 쿨링블록(121)의 내벽에는 크루시블(130)을 가열하는 히팅 블록(미도시)이 마련된다. 이러한 히팅 블록은 반사판 등으로 마련될 수 있다.

또한, 하부 쿨링블록(121)에는 내주면에 나사산이 형성되며 열전달유닛(140)이 결합되는 결합부용 결합홈(122)이 마련된다.

측부 쿨링블록(125)은 하부 쿨링블록(121)에 연결되며 크루시블(130)의 측부 영역에 배치된다. 이러한 측부 쿨링블록(125)은, 크루시블(130)과의 사이에 히팅유닛(110)이 배치될 수 있도록, 크루시블(130)에 대해 소정 간격만큼 이격되어 배치된다.

측부 쿨링블록(125)의 내벽에는 크루시블(130)을 가열하는 히팅 블록(미도시)이 마련된다. 이러한 히팅 블록은 반사판 등으로 마련될 수 있다.

공정이 끝나거나 혹은 공정 제어를 위해 하부 쿨링블록(121), 측부 쿨링블록(125) 및 상부 쿨링블록(미도시)에는 냉각수가 흐르는 냉각수 유로가 형성된다.

한편, 열전달유닛(140)은 쿨링 자켓유닛(120)에 지지되고 크루시블(130)에 연결된다. 이러한 열전달유닛(140)은 크루시블(130)의 열을 쿨링 자켓유닛(120)으로 전달한다.

열전달유닛(140)은 크루시블(130)의 내부에서 장시간 가열된 증착물질이 열에 의해 변성되는 것을 방지한다. 즉, 크루시블(130)에 충진된 증착물질은 히터부(111)에 의해 지속적으로 가열되는데, 공정 초기에 증발되는 증착물질에 비해 공정 후기에 증발되는 증착물질은 열에너지에 노출되는 시간이 길어 열에 의해 분자구조가 변형(변성)될 수 있다.

이렇게 크루시블(130)에 충진된 증착물질이 열에 의해 변형(변성)되는 것을 방지하기 위해 열전달유닛(140)이 크루시블(130)과 쿨링 자켓유닛(120)을 직접 연결하여 크루시블(130)의 열에너지를 쿨링 자켓유닛(120)으로 이동시킨다.

본 실시예에서 열전달유닛(140)은 크루시블(130)의 하부에 연결되는데, 크루시블(130)의 내부공간에서 하부에 위치되는 증착물질은 상부에 위치되는 증착물질이 증발된 후에 증발되므로, 크루시블(130)의 내부공간에서 하부에 위치되는 증착물질은 상부에 위치된 증착물질에 비해 장시간 열에너지의 노출되며, 그에 따라 열에 의해 변형(변성)될 가능성이 상부에 위치되는 증착물질에 비해 높기 때문이다.

이와 같이 본 실시예에 따른 열전달유닛(140)은 크루시블(130)의 하부에 직접 접촉되어 크루시블(130)의 열에너지를 쿨링 자켓유닛(120)으로 이동시킴으로써, 크루시블(130)의 내부공간에서 하부에 위치된 증착물질이 장시간 가열에 의해 열변형(변성)되는 것을 방지할 수 있다.

이러한 열전달유닛(140)은, 도 2 내지 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 하부 쿨링블록(121)에 착탈 가능하게 결합되는 자켓 결합부(141)와, 자켓 결합부(141)와 크루시블(130)에 연결되는 열전달용 연결부(145)를 포함한다.

자켓 결합부(141)는 하부 쿨링블록(121)에 착탈 가능하게 결합된다. 본 실시예에서 자켓 결합부(141)는 하부 쿨링블록(121)의 결합부용 결합홈(122)에 치합되는 결합용 볼트로 마련된다.

열전달용 연결부(145)는 자켓 결합부(141)와 크루시블(130)에 연결된다. 이러한 열전달용 연결부(145)는 상단부가 크루시블(130)의 하단부에 연결되고 하단부가 하부 쿨링블록(121)의 상부면에 연결되는 스프링부재(SC, ST)를 포함한다. 이러한 스프링부재(SC, ST)는 열전달률이 높은 금속 재질로 마련된다.

본 실시예서 스프링부재(SC, ST)는 판 스프링 형상으로 마련된다. 이러한 스프링부재(SC, ST)는, 도 에 자세히 도시된 바와 같이, 스프링 본체(SC)와, 스프링 본체(SC)에 연결되며 하부 쿨링블록(121)의 상부면에 접촉되는 접촉 플레이트(ST)를 포함한다.

스프링 본체(SC)는 크루시블(130)의 열팽창 시 크루시블(130)의 가압에 의해 형상이 변형되었다가 크루시블(130)의 냉각에 의한 열팽창의 해소 시 탄성력에 의해 본래의 형상으로 원위치 된다.

이와 같이 본 실시예에 따른 열전달유닛(140)은 형상이 변형되더라도 탄성력에 의해 원위치로 복귀하는 스프링 본체(SC)를 구비함으로써, 크루시블(130)의 열팽창에 무관하게 크루시블(130)과 쿨링 자켓유닛(120)을 연결할 수 있다.

접촉 플레이트(ST)는 스프링 본체(SC)에 연결된다. 이러한 접촉 플레이트(ST)는 하부 쿨링블록(121)의 상부면에 접촉된다. 본 실시예에서 접촉 플레이트(ST)는 하부 쿨링블록(121)으로의 열전달률을 높이기 위해 스프링 본체(SC)의 단면적보다 큰 접촉면적을 가지는 형상으로 마련된다.

접촉 플레이트(ST)는 결합용 볼트의 볼트 헤드에 가압되어 하부 쿨링블록(121)의 상부면에 밀착된다.

이와 같이 본 실시예의 열전달유닛(140)은 하부 쿨링블록(121)의 상부면에 넓은 접촉면적으로 직접 접촉되어 열전달률을 높이는 접촉 플레이트(ST)를 구비하는 함으로써, 크루시블(130)의 열을 하부 쿨링블록(121)으로 빠르게 이동시킬 수 있다.

한편, 크루시블(130)은, 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 증착물질이 충전되는 크루시블 바디(131)와, 크루시블 바디(131)의 상부에 결합되는 크루시블 덮개(134)를 포함한다.

크루시블 덮개(134)에는 크루시블 바디(131) 내의 증착물질이 기판으로 분사되는 다수의 노즐(N)이 형성된다. 노즐(N)의 내부에는 증착물질의 분사를 위한 플러그(133)가 마련된다. 플러그(133)는 착탈 가능한 구조가 적용되는 것이 바람직하다.

크루시블 바디(131) 내에는 다수의 통공(135a)이 형성되는 이너 플레이트(135, inner plate)가 마련된다. 이너 플레이트(135)는 증착물질의 양과 방향을 조절한다.

이하에서 본 실시예에 따른 기판 증착장치의 동작을 열전달유닛(140)을 위주로 도 2 내지 도 5를 참고하여 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 열전달유닛(140)은 쿨링 자켓유닛(120)에 지지되고 크루시블(130)에 연결되어 크루시블(130)의 열을 쿨링 자켓유닛(120)으로 전달한다.

상술한 크루시블(130)의 하부면은 하부 쿨링블록(121)에 직접 접촉되지 않고 이격공간(G)을 두고 하부 쿨링블록(121)의 상부 영역에 배치되므로, 크루시블(130)의 열팽창 시 크루시블(130)이 하부 쿨링블록(121) 방향으로 열팽창되어 스프링 본체(SC)를 가압한다.

이러한 크루시블(130)의 가압에 의해 스프링 본체(SC)의 형상이 변형된다. 이때, 스프링 본체(SC)는 크루시블(130)에 계속 연결된 상태이므로, 열전달유닛(140)은 크루시블(130)의 열을 쿨링 자켓유닛(120)으로 이동시켜 크루시블(130) 내의 증착물질이 열에 의해 변형(변성)되는 것을 방지한다.

다음, 크루시블(130)의 냉각에 의한 열팽창의 해소 시 스프링 본체(SC)는 탄성력에 의해 본래의 형상으로 원위치 된다. 이때, 스프링 본체(SC)는 크루시블(130)에 계속 연결된 상태이다.

이와 같이 본 실시예에 따른 열전달유닛(140)은 외력에 의해 형상이 가변되고 외력 제거 시 탄성력에 의해 형상이 원위치로 복귀하는 스프링 본체(SC)를 구비함으로써, 크루시블(130)의 열팽창에 무관하게 크루시블(130)과 쿨링 자켓유닛(120)을 연결할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 기판 증착장치는, 쿨링 자켓유닛(120)에 지지되고 크루시블(130)에 연결되어 크루시블(130)의 열을 쿨링 자켓유닛(120)으로 전달하는 열전달유닛(140)을 구비함으로써, 내부에 수용된 증착물질이 열에 의해 변성되는 것을 방지할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열전달유닛이 도시된 도면이다.

본 실시예는 제1 실시예와 비교할 때에 크루시블(130)의 하단부에 접촉되는 접촉 플레이트(ST)가 추가되는 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 2 내지 도 5의 제1 실시예의 구성과 동일하므로, 이하에서는 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고 그 설명을 생략한다.

본 실시예에서 따른 스프링부재(SC, ST)는, 스프링 본체(SC)에 연결되며 크루시블(130)의 하단부에 접촉되는 접촉 플레이트(ST')를 포함한다.

본 실시예에서 접촉 플레이트(ST')는 크루시블(130)과의 열전달률을 높이기 위해 스프링 본체(SC)의 단면적보다 큰 접촉면적을 가지는 형상으로 마련된다.

이와 같이 열전달유닛(140)은 크루시블(130)의 하단부에 넓은 접촉면적으로 직접 접촉되어 열전달률을 높이는 접촉 플레이트(ST')를 구비하는 함으로써, 크루시블(130)의 열을 하부 쿨링블록(121)으로 빠르게 이동시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 열전달유닛이 도시된 도면이다.

본 실시예는 제1 실시예와 비교할 때에 열전달용 연결부가 코일 스프링 형상으로 마련되는 점에 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 2 내지 도 5의 제1 실시예의 구성과 동일하므로, 이하에서는 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고 그 설명을 생략한다.

본 실시예에서 열전달용 연결부(345)는 코일 스프링 형상으로 마련된다. 이와 같이 본 실시예에 따른 열전달용 연결부(345)는 코일 스프링 형상으로 마련됨으로서, 장기간 사용해도 변형이 적은 이점이 있다.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 열전달유닛이 도시된 도면이다.

본 실시예는 제1 실시예와 비교할 때에 자켓 결합부(441)의 구조에 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 2 내지 도 5의 제1 실시예의 구성과 동일하므로, 이하에서는 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고 그 설명을 생략한다.

본 실시예에 따른 자켓 결합부(441)는, 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 다수개의 열전달용 연결부(445)가 지지되며 하부 쿨링블록(121)에 연결되는 연결블록(442)과, 연결블록(442)을 하부 쿨링블록(121)에 결합하는 블록 결합부재(443)와, 열전달용 연결부(445)를 연결블록(442)에 결합하는 연결부용 결합부재(444)를 포함한다.

연결블록(442)에는 다수개의 열전달용 연결부(445)가 지지된다. 이러한 연결블록(442)은 하부 쿨링블록(121)에 직접 접촉되어 열전달용 연결부(445)를 통해 전달받은 크루시블(130)의 열을 하부 쿨링블록(121)으로 전달한다.

본 실시예에서 연결블록(442)은 육면체의 블록 형상으로 마련되며, 연결블록(442)의 하부면은 하부 쿨링블록(121)의 상부면에 직접 접촉된다. 이러한 연결블록(442)에는 블록 결합부재(443)가 관통하는 관통공(442a)이 마련된다.

또한, 연결블록(442)에는 내주면에 나사산이 형성되며 연결부용 결합부재(444)가 결합되는 연결블록용 결합홈(442b)이 마련된다.

본 실시예에서 연결블록(442) 상에는 다수개의 열전달용 연결부(445)가 상호 이격되어 배치된다.

블록 결합부재(443)는 연결블록(442)을 하부 쿨링블록(121)에 결합한다. 본 실시예에서 자켓 결합부(441)는 관통공(442a)을 관통하여 하부 쿨링블록(121)의 결합홈에 치합되는 결합용 볼트로 마련된다.

연결부용 결합부재(444)는 열전달용 연결부(445)를 연결블록(442)에 결합한다. 본 실시예에서 연결부용 결합부재(444)는 연결블록(442)의 연결블록용 결합홈(442b)에 치합되는 결합용 볼트로 마련된다.

본 실시예에서 스프링부재(SC, ST)는, 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 스프링 본체(SC)와, 스프링 본체(SC)에 연결되며 연결블록(442)의 상부면에 접촉되는 접촉 플레이트(ST)를 포함한다.

접촉 플레이트(ST)는 스프링 본체(SC)에 연결된다. 이러한 접촉 플레이트(ST)는 연결블록(442)의 상부면에 접촉된다. 본 실시예에서 접촉 플레이트(ST)는 연결블록(442)으로의 열전달률을 높이기 위해 스프링 본체(SC)의 단면적보다 큰 접촉면적을 가지는 형상으로 마련된다.

본 실시예에서 접촉 플레이트(ST)는 결합용 볼트의 볼트 헤드에 가압되어 연결블록(442)의 상부면에 밀착된다.

이와 같이 본 실시예에 따른 기판 증착장치는 다수개의 열전달용 연결부(445)를 지지하며 하부 쿨링블록(121)에 착탈 가능하게 결합되는 연결블록(442)을 구비함으로써, 연결블록(442)의 교체를 통해 사용수명이 종료한 열전달용 연결부(445)들을 한 번에 교체할 수 있어 유지보수가 용이한 이점이 있다.

이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100: 증착 소스 110: 히팅유닛
111: 히터부 112: 히터 프레임부
120: 쿨링 자켓유닛 121: 하부 쿨링블록
122: 결합부용 결합홈 125: 측부 쿨링블록
130: 크루시블 140: 열전달유닛
141, 441: 자켓 결합부
145, 245, 345, 445: 열전달용 연결부
442: 연결블록 442a: 관통공
442b: 연결블록용 결합홈 443: 블록 결합부재
444: 연결부용 결합부재 CM: 공정챔버
SC: 스프링 본체 ST: 접촉 플레이트
G: 이격공간

Claims

증착물질이 내부에 충진되는 크루시블;
상기 크루시블을 지지하며, 상기 크루시블을 가열하는 히팅유닛;
상기 히팅유닛을 지지하고 상기 크루시블과 상기 히팅유닛을 내부에 수용하며, 상기 히팅유닛을 차폐하여 상기 히팅유닛에서 발생된 열이 외부로 발산되는 것을 차단하는 쿨링 자켓유닛; 및
상기 쿨링 자켓유닛에 지지되고 상기 크루시블에 연결되며, 상기 크루시블의 열을 상기 쿨링 자켓유닛으로 전달하는 열전달유닛을 포함하는 증착 소스.
제1항에 있어서,
상기 쿨링 자켓유닛은,
상기 크루시블의 하부 영역에 위치되며, 상기 크루시블의 하부면에 대해 이격되어 배치되는 하부 쿨링블록; 및
상기 하부 쿨링블록에 연결되며, 상기 크루시블의 측부 영역에 배치되는 측부 쿨링블록을 포함하는 증착 소스.
제2항에 있어서,
상기 열전달유닛은,
상기 하부 쿨링블록에 착탈 가능하게 결합되는 자켓 결합부; 및
상기 자켓 결합부와 상기 크루시블에 연결되는 열전달용 연결부를 포함하는 증착 소스.
제3항에 있어서,
상기 열전달용 연결부는,
상단부가 상기 크루시블의 하단부에 연결되고 하단부가 상기 하부 쿨링블록의 상부면에 연결되는 스프링부재를 포함하는 증착 소스.
제4항에 있어서,
상기 스프링부재는,
스프링 본체; 및
상기 스프링 본체에 연결되며, 상기 크루시블의 하단부와 상기 하부 쿨링블록의 상부면 중 적어도 어느 하나에 접촉되는 접촉 플레이트를 포함하는 증착 소스.
제3항에 있어서,
상기 자켓 결합부는,
다수개의 상기 열전달용 연결부가 지지되며, 상기 하부 쿨링블록에 연결되는 연결블록; 및
상기 연결블록을 상기 하부 쿨링블록에 결합하는 블록 결합부재를 포함하는 증착 소스.
제6항에 있어서,
상기 자켓 결합부는,
상기 열전달용 연결부를 상기 연결블록에 결합하는 연결부용 결합부재를 더 포함하는 증착 소스.
제7항에 있어서,
상기 열전달용 연결부는,
상단부가 상기 크루시블의 하단부에 연결되고 하단부가 상기 연결블록의 상부면에 연결되는 스프링부재를 포함하는 증착 소스.
제8항에 있어서,
상기 스프링부재는,
스프링 본체; 및
상기 스프링 본체에 연결되며, 상기 크루시블의 하단부와 상기 연결블록의 상부면 중 적어도 어느 하나에 접촉되는 접촉 플레이트를 포함하는 증착 소스.
제1항에 있어서,
상기 히팅유닛은,
열을 발산하는 히터부; 및
상기 히터부가 장착되며, 상기 크루시블을 지지하는 히터 프레임부를 포함하는 증착 소스.
내부에서 기판에 대한 증착 공정이 수행되는 공정 챔버; 및
상기 공정 챔버의 내부에 배치되며, 상기 기판으로 증착 물질을 공급하는 증착 소스를 포함하며,
상기 증착 소스는,
상기 증착물질이 내부에 충진되는 크루시블;
상기 크루시블을 지지하며, 상기 크루시블을 가열하는 히팅유닛;
상기 히팅유닛을 지지하고 상기 크루시블과 상기 히팅유닛을 내부에 수용하며, 상기 히팅유닛을 차폐하여 상기 히팅유닛에서 발생된 열이 외부로 발산되는 것을 차단하는 쿨링 자켓유닛; 및
상기 쿨링 자켓유닛에 지지되고 상기 크루시블에 연결되며, 상기 크루시블의 열을 상기 쿨링 자켓유닛으로 전달하는 열전달유닛을 포함하는 기판 증착장치.
제11항에 있어서,
상기 쿨링 자켓유닛은,
상기 크루시블의 하부 영역에 위치되며, 상기 크루시블의 하부면에 대해 이격되어 배치되는 하부 쿨링블록; 및
상기 하부 쿨링블록에 연결되며, 상기 크루시블의 측부 영역에 배치되는 측부 쿨링블록을 포함하며,
상기 열전달유닛은,
상기 하부 쿨링블록에 착탈 가능하게 결합되는 자켓 결합부; 및
상기 자켓 결합부와 상기 크루시블에 연결되는 열전달용 연결부를 포함하는 기판 증착장치.
제12항에 있어서,
상기 열전달용 연결부는,
상단부가 상기 크루시블의 하단부에 연결되고 하단부가 상기 하부 쿨링블록의 상부면에 연결되는 스프링부재를 포함하며,
상기 스프링부재는,
스프링 본체; 및
상기 스프링 본체에 연결되며, 상기 크루시블의 하단부와 상기 하부 쿨링블록의 상부면 중 적어도 어느 하나에 접촉되는 접촉 플레이트를 포함하는 기판 증착장치.
제12항에 있어서,
상기 자켓 결합부는,
상기 열전달용 연결부재가 지지되며, 상기 하부 쿨링블록에 연결되는 연결블록;
상기 연결블록을 상기 하부 쿨링블록에 결합하는 블록 결합부재; 및
상기 열전달용 연결부를 상기 연결블록에 결합하는 연결부용 결합부재를 포함하며,
상기 열전달용 연결부는,
상단부가 상기 크루시블의 하단부에 연결되고 하단부가 상기 연결블록의 상부면에 연결되는 스프링부재를 포함하고,
상기 스프링부재는,
스프링 본체; 및
상기 스프링 본체에 연결되며, 상기 크루시블의 하단부와 상기 연결블록의 상부면 중 적어도 어느 하나에 접촉되는 접촉 플레이트를 포함하는 기판 증착장치.