KR20200082171A - Deposition source - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판에 박막을 형성하기 위한 증착공정에 사용되는 증발원에 관한 것이다.The present invention relates to an evaporation source used in a deposition process for forming a thin film on a substrate.
유기 발광 소자(OLED: Organic Light Emitted Device) 등의 유기 소자를 제작하는데 있어서, 가장 중요한 공정은 유기 박막을 형성하는 공정이며, 이러한 유기 박막을 형성하기 위해서는 진공 증착이 주로 사용된다.In manufacturing an organic device such as an organic light emitting device (OLED), the most important process is a process of forming an organic thin film, and vacuum deposition is mainly used to form the organic thin film.
진공 증착은 챔버 내에 글라스(Glass)와 같은 기판과 파우더(Powder) 형태의 증착물질이 담긴 증발원을 대향 배치하고, 증발원 내에 담긴 파우더 형태의 증착물질을 증발시킴으로써 기판의 일면에 유기 박막을 형성할 수 있다.In the vacuum deposition, an organic thin film can be formed on one surface of the substrate by placing a substrate such as glass and an evaporation source containing a powder type deposition material in the chamber and evaporating the powder type deposition material contained in the evaporation source. have.
즉, 진공 증착은 진공챔버 내에 기판을 배치하고, 일정 패턴이 형성된 쉐도우 마스크(Shadow mask)를 기판에 정렬시킨 후, 증착물질이 담겨 있는 증발원에 열을 가하여 증발원에서 승화되는 증착물질을 기판 상에 증착하는 방식으로 이루어진다.That is, vacuum deposition is performed by placing a substrate in a vacuum chamber, aligning a shadow mask having a predetermined pattern on the substrate, and applying heat to the evaporation source containing the deposition material to sublimate the deposition material from the evaporation source onto the substrate. It is made by vapor deposition.
일반적으로 증발원은 도 1에 도시된 바와 같이, 증착물질이 담겨 있는 도가니(10)와, 도가니(10)를 감싸도록 설치되어 열을 공급하는 히터(20)로 구성된다. 이때, 히터(20)에서 발열되는 열이 도가니(10)에 전달되면 도가니(10)의 온도가 증가되면서 도가니에 저장된 증착물질이 증발된다. 증착물질을 증발시키기 위해서는 증발원에서 고온으로 발열이 되어야 한다. 이때, 히터(20)에서 제공되는 열이 허용 온도를 초과할 경우 증착물질이 타는 등 상태 변화가 발생할 수 있다.In general, as shown in Figure 1, the evaporation source is composed of a
따라서, 증착 공정 시 증착물질의 상태 변화 등을 파악하기 위해 온도측정기가 구비될 필요가 있다. 이를 위해서는, 도가니 내부에 온도측정기를 구비하여 증착물질의 온도를 직접 측정하는 것이 바람직하지만, 공정 진행 시 증착물질의 증발에 따라 온도측정기가 유동될 수 있고, 이로 인해 온도 측정의 정확성이 저하될 수 있다.Therefore, it is necessary to be provided with a temperature measuring device in order to grasp the state change of the deposition material during the deposition process. To this end, it is desirable to provide a temperature measuring device inside the crucible to directly measure the temperature of the deposited material, but the temperature meter may flow according to the evaporation of the deposited material during the process, thereby reducing the accuracy of the temperature measurement. have.
이에 따라 기존에는 히터(20)에 온도측정기(21)가 구비되어, 히터(20)에서 발열된 온도를 측정하였다. 그러나 이러한 방법 역시, 증착물질의 온도를 정확하게 측정하는 것에는 한계가 있었다.Accordingly, in the past, the
본 발명의 실시예는, 증착물질의 온도를 정확하게 측정하여 공정 진행 시 증착물질의 상태 변화 등에 용이하게 대처할 수 있도록 한 증발원을 제공한다.An embodiment of the present invention provides an evaporation source that accurately measures the temperature of a deposition material and can easily cope with changes in the state of the deposition material during processing.
본 발명의 목적은 전술한 바에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있다.The object of the present invention is not limited to the above, and other objects and advantages of the present invention not mentioned can be understood by the following description.
본 발명의 실시예에 의한 증발원은, 내부에 증착물질이 수용되는 도가니; 상기 도가니의 외측에 구비되어 도가니를 가열하는 히터; 상기 도가니의 저면에 구비되며, 상기 도가니의 저면과 면대면 접촉하는 측정플레이트;를 포함하며, 상기 측정플레이트는 상기 도가니의 온도를 측정하는 제2온도측정부를 포함할 수 있다.An evaporation source according to an embodiment of the present invention includes a crucible in which a deposition material is accommodated; A heater provided outside the crucible to heat the crucible; It is provided on the bottom surface of the crucible, and includes a measurement plate that face-to-face contact with the bottom surface of the crucible, and the measurement plate may include a second temperature measuring unit for measuring the temperature of the crucible.
본 발명의 실시예에서, 상기 제2온도측정부에 의해 측정된 온도가 설정 온도 범위를 유지하도록 히터를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the control unit may further include a control unit to control the heater so that the temperature measured by the second temperature measurement unit maintains a set temperature range.
본 발명의 실시예에서, 상기 측정플레이트는 도가니의 무게를 측정하는 무게측정부를 더 포함하며, 상기 제어부는 도가니의 무게 변화에 따라 공정을 제어할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the measuring plate further includes a weighing unit for measuring the weight of the crucible, and the control unit can control the process according to the change in weight of the crucible.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 증착 장치는, 진공챔버; 상기 진공챔버의 상부에 구비되며, 기판이 안착되는 기판 안착부; 상기 진공챔버의 하부에 구비되며, 상술한 증발원을 포함할 수 있다.In addition, the deposition apparatus according to an embodiment of the present invention, a vacuum chamber; A substrate seating part provided on an upper portion of the vacuum chamber and on which a substrate is mounted; It is provided below the vacuum chamber, and may include the above-described evaporation source.
본 발명의 실시예에 따르면, 도가니의 하측에 면대면 접촉하여 도가니의 온도 및 무게를 측정할 수 있는 측정플레이트를 설치하고, 측정플레이트에 의해 측정된 온도 및 무게를 토대로 공정 진행 시 증착물질의 상태 변화를 쉽게 예측할 수 있게 된다. 이에 따라 작업자는 신속하게 후속 조치를 준비할 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, a measuring plate capable of measuring the temperature and weight of the crucible by face-to-face contact with the lower side of the crucible is installed, and the state of the deposited material when the process proceeds based on the temperature and weight measured by the measuring plate Changes can be easily predicted. This allows the operator to quickly prepare for follow-up.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이다. 따라서, 본 발명은 이러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석될 필요는 없다.
도 1은 종래 기술에 의한 증발원을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 증발원을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 따른 증발원의 일부를 도시한 단면도이다.The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described below. Therefore, the present invention is limited to only those described in the drawings and need not be interpreted.
1 is a view schematically showing an evaporation source according to the prior art.
2 is a cross-sectional view showing an evaporation source according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a part of the evaporation source according to FIG. 2.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명의 본질과 관계없는 부분은 그에 대한 상세한 설명을 생략할 수 있으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여할 수 있다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the nature of the present invention may be omitted from the detailed description thereof, and the same reference numerals may be assigned to the same or similar elements throughout the specification.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 여기서 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것으로서 본 발명을 한정하도록 의도되지 않으며, 본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 이해되는 개념으로 해석될 수 있다.In addition, when a part is said to “include” a certain component, this means that other components may be further included instead of excluding other components, unless otherwise stated. The terminology used herein is only for referring to a specific embodiment and is not intended to limit the present invention, and is a concept understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains, unless otherwise defined herein. Can be interpreted.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 증착장치를 도시한 도면이다.2 is a view showing a deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참고하면, 증착장치는 증착 공정을 진행하기 위한 진공챔버(100), 증착물질을 증발시키는 증발원(300)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the deposition apparatus includes a
진공챔버(100) 내의 상부에는 기판 안착부(200)가 형성되고, 기판 안착부(200)에는 기판(S)이 로딩된다. 기판(S)은 증착하고자 하는 면이 하측 방향을 향하도록 배치될 수 있다.The
기판(S)의 하측에는 마스크(도시 생략)가 배치되고, 마스크에는 기판(S)에 증착하기 위한 패턴이 형성된다.A mask (not shown) is disposed under the substrate S, and a pattern for depositing the substrate S is formed on the mask.
증발원(300)은 기판과 대향되도록 진공챔버(100)의 하부에 배치되며, 기판 상에 증착시킬 증착물질을 증발시킨다. 증발원(300)은 도가니(310), 히터(320)를 포함한다.The
도가니(310)는 하우징에 대해 탈착 가능하게 구성될 수 있다. 따라서, 증착물질이 소진된 경우 도가니(310)는 하우징으로부터 인출되어 증착물질을 교체하거나 충전할 수 있으며, 증착물질이 충전된 도가니(310)는 하우징에 재수용될 수 있다.The
히터(320)는 도가니(310)를 감싸도록 설치되어 도가니(310)에 열을 가한다. 히터(320)는 도가니(310)의 외주를 따라 구비되는 열선을 포함할 수 있으며, 열선은 도가니(310)의 외측에 나선 또는 지그재그 형태로 권선될 수 있다.The
히터(320)는 도가니(310)의 전체 높이에 걸쳐 배치되거나, 또는 도가니(310)의 일부 구간에 대응 배치될 수 있다. 따라서, 히터(320)는 전원이 인가되면 도가니(310)를 가열하고, 도가니(310)가 가열되면 증착물질은 도가니(310)의 개구부를 통해 증발된다.The
히터(320)의 외측에는 리플렉터(도시 생략)가 구비될 수 있다. 리플렉터는 히터(320)를 감싸도록 배치되며, 히터(320)에서 발생한 열이 도가니(310)를 향하도록 반사시킨다. 리플렉터는 히터(320)에서 방출되는 복사열을 도가니(310) 측으로 다시 반사되도록 하여 히터(320)에서 방출되는 복사열 에너지의 낭비를 최소화할 수 있으며, 복사열 에너지가 도가니(310)를 향해 집중되도록 함으로써 도가니(310) 내의 증착물질의 증발 작용을 보다 촉진할 수 있다.A reflector (not shown) may be provided outside the
리플렉터의 외측에는 하우징(도시 생략)이 구비될 수 있다. 하우징은 도가니(310), 히터(320), 리플렉터가 내부에 수용되도록 한다. 하우징은 리플렉터를 감싸도록 설치되어 내부에 배치되는 도가니(310), 히터(320), 리플렉터 등을 보호한다.A housing (not shown) may be provided outside the reflector. The housing allows the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 증발원의 일부를 도시한 도면이다.3 is a view showing a part of an evaporation source according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참고하면, 증발원(300)은 도가니(310), 히터(320), 측정플레이트(330), 제어부(340)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the
도가니(310)는 그 내부에 증발될 유기물이 고순도의 분말 또는 팰릿 형태로 수용되며, 상면에는 개구부가 구비된다. 도가니(310)는 유기물로의 열 전달이 원활하게 이루어질 수 있도록 열 전도율이 높고, 고온에서도 변형되지 않는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도가니(310)는 알루미나 또는 파이롤리틱 질화붕소 등의 세라믹 재질이나, 티타늄 등의 금속 재질 등으로 형성될 수 있다. 도가니(310)의 상부에는 적어도 하나의 분사노즐(도시 생략)이 구비될 수 있다.In the
히터(320)는 도가니(310)를 가열하여 저장된 유기물이 증발되도록 한다. 히터(320)는 전원이 인가되면 도가니(310)를 가열하고, 도가니(310)가 가열되면 증착물질은 도가니(310)의 개구부를 통해 증발된다.The
히터(320)는 도가니(310)의 외측을 감싸도록 구비되는 열선일 수 있다. 열증착 공정에 있어서 유기물의 증착률을 일정하게 유지하기 위해서는 도가니(310) 내부의 온도가 균일하게 유지되는 것이 바람직하다. 따라서, 히터(320)는 도가니(310)를 둘러싼 구조로 설치하여 도가니(310)에 일정한 온도가 지속적으로 골고루 전달되도록 할 수 있다. 히터(320)에는 히터(320)의 발열 온도를 측정하는 제1온도측정부(321)가 구비될 수 있다.The
측정플레이트(330)는 도가니(310)의 하측에 구비된다. 측정플레이트(330)는 소정의 면적 및 두께를 갖는 평판 형태로 형성되며. 공정 진행 시 측정플레이트(330)의 상면에는 도가니(310)의 저면이 면 접촉된다.The
측정플레이트(330)는 도가니(310)의 온도를 측정하는 제2온도측정부(331)를 포함한다. 측정플레이트(330)와 도가니(310)가 면대면 접촉됨으로써 제2온도측정부(331)는 도가니(310)의 온도를 보다 정확하게 측정할 수 있다. 이와 같이 측정된 도가니(310)의 온도를 토대로 도가니(310) 내부에 저장된 증착물질의 온도를 간접적으로 계측할 수 있다.The measuring
또한, 측정플레이트(330)는 도가니(310)의 무게를 측정하는 무게측정부(332)를 포함한다. 도가니(310)의 무게를 측정함으로써 도가니(310) 내부에 충전된 증착물질의 무게를 연산할 수 있다. 예를 들면, 증발원(300)이 작동을 개시한 이후로 증착물질이 증발하여 도가니(310) 내의 증착물질 저장량이 감소되면 도가니(310)의 무게도 감소하게 된다. 이에 따라, 도가니(310) 내에 저장된 증착물질의 수위 및 상태 등을 예측할 수 있으며, 증착물질의 시간당 증발량(증착 속도)을 알 수 있다.In addition, the
제어부(340)는 제1온도측정부(321)와 제2온도측정부(331)에 의해 측정된 데이터를 저장하고, 저장된 데이터를 토대로 제2온도측정부(331)에 의해 측정된 온도가 설정 온도 범위를 유지하도록 히터(320)를 제어할 수 있다.The
또한, 제어부(340)는 무게측정부(332)에 의해 측정된 데이터를 저장하고, 도가니(310)의 무게 변화에 따라 공정을 제어할 수 있다. 예를 들면, 증발원(300)이 작동을 개시한 이후로 증착물질이 증발하여 도가니(310) 내의 증착물질 저장량이 감소되어 무게측정부(332)에 의해 측정된 도가니의 무게가 소정 범위일 경우 제어부(340)는 히터(320)의 온도를 조절함으로써 증착 속도에 변화를 줄 수 있다. 또한, 제어부(340)는 도가니(310)의 무게가 기준량 미만일 경우 공정을 중지하거나 작업자에게 도가니(310) 교체 신호를 전송할 수 있다.In addition, the
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.Since those skilled in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features, the embodiments described above are illustrative in all respects and should be understood as non-limiting. Only.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted to be included in the scope of the present invention. .
100; 진공챔버 200; 기판 안착부
300; 증발원 310; 도가니
320; 히터 321; 제1온도측정부
330; 측정플레이트 331; 제2온도측정부
332; 무게측정부 340; 제어부
S; 기판100;
300;
320;
330; Measuring
332;
S; Board
Claims (4)
상기 도가니의 외측에 구비되어 도가니를 가열하는 히터;
상기 도가니의 저면에 구비되며, 상기 도가니의 저면과 면대면 접촉하는 측정플레이트;를 포함하며,
상기 측정플레이트는 상기 도가니의 온도를 측정하는 제2온도측정부를 포함하는 증발원.
A crucible in which a deposition material is accommodated;
A heater provided outside the crucible to heat the crucible;
It is provided on the bottom surface of the crucible, a measurement plate in contact with the bottom surface of the crucible; includes,
The measuring plate is an evaporation source including a second temperature measuring unit for measuring the temperature of the crucible.
상기 제2온도측정부에 의해 측정된 온도가 설정 온도 범위를 유지하도록 히터를 제어하는 제어부를 더 포함하는 증발원.
According to claim 1,
An evaporation source further comprising a control unit for controlling the heater so that the temperature measured by the second temperature measurement unit maintains a set temperature range.
상기 측정플레이트는 도가니의 무게를 측정하는 무게측정부를 더 포함하며, 상기 제어부는 도가니의 무게 변화에 따라 공정을 제어하는 증발원.
According to claim 2,
The measuring plate further includes a weighing unit for measuring the weight of the crucible, and the control unit is an evaporation source that controls the process according to the change in weight of the crucible.
상기 진공챔버의 상부에 구비되며, 기판이 안착되는 기판 안착부;
상기 진공챔버의 하부에 구비되며, 제1항 내지 제3항 중 적어도 하나의 증발원;
을 포함하는 증착 장치.Vacuum chamber;
A substrate seating part provided on an upper portion of the vacuum chamber and on which the substrate is seated;
It is provided on the lower portion of the vacuum chamber, at least one evaporation source of claim 1 to claim 3;
Deposition apparatus comprising a.
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