KR20210077103A - 증착원 및 이를 포함하는 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

증착원 및 증착 장치는 도가니 및 상기 도가니의 내부 공간을 구획하는 칸막이를 포함하는 저장부, 상기 도가니 및 상기 칸막이에 의해 정의된 내부 공간을 더 구획하며, 평면상에서 볼 때, 격자 구조를 갖는 수위 조절부, 상기 저장부 상부에 장착되며, 상기 증착 재료를 분사하는 노즐부, 상기 저장부 및 상기 노즐부를 수납하는 하우징, 및 상기 저장부와 상기 하우징 사이에 배치되며 상기 도가니를 가열하는 가열부를 포함할 수 있다.

Description

증착원 및 이를 포함하는 증착 장치{EVAPORATION SOURCE AND DEPOSITION APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 발명은 증착원 및 이를 포함하는 증착 장치에 관한 것으로, 특히, 증착 재료의 유동을 감소시키는 수위 조절부를 포함하는 증착원 및 증착 장치에 관한 것이다.
기판에 박막을 형성하는 방법으로는 진공 증착(evaporation)법, 이온 플레이팅(ion plating)법 또는 스퍼터링(sputtering)법과 같은 물리 기상 증착(PVD)법과, 가스 반응에 의한 화학 기상 증착(CVD)법이 있다.
진공 증착법을 수행하기 위한 증착 장치는, 일반적으로 증착 재료를 저장하는 저장부, 저장부를 가열하기 위한 가열부, 및 증착 재료를 분사하는 노즐부를 포함하는 증착원을 갖는다.
이러한 증착원으로, 일측 방향으로 길게 연장된 형태의 선형 증착원이 있다. 선형 증착원은 대면적 기판에 증착막을 형성하는 데 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명의 목적은 증착 공정이 진행되는 내내 일정한 증착률로 증착을 진행하는 증착원 및 이를 포함하는 증착 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증착원은 저장부, 수위 조절부, 노즐부, 하우징, 및 가열부를 포함할 수 있다.
상기 저장부는 저장 용기로써, 증착 재료를 저장하는 도가니 및 상기 도가니의 내부 공간을 복수 개의 분리 공간들로 구획하는 칸막이를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 증착 재료는 유기물일 수 있다.
상기 도가니는 제1 방향으로 연장된 장변 및 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연장된 단변으로 이루어진 직사각 형상을 갖는 바닥부 및 상기 바닥부로부터 절곡되어 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 교차하는 제3 방향으로 연장된 측벽부를 포함할 수 있다.
상기 칸막이는 상기 도가니의 상기 장변을 가로지르며 배치될 수 있다. 상기 도가니의 상기 측벽부의 상기 제3 방향으로 연장된 높이는 상기 칸막이의 상기 제3 방향으로 연장된 높이보다 높을 수 있다.
상기 수위 조절부는 상기 도가니 및 상기 칸막이에 의해 정의된 내부 공간인 상기 분리 공간들 각각을 복수의 서브 공간들로 더 구획할 수 있다.
상기 수위 조절부는 평면상에서 볼 때, 격자 구조를 가질 수 있다. 상기 수위 조절부는 상기 도가니 및 상기 칸막이에 의해 정의된 내부 공간인 상기 분리 공간들에 각각 삽입되어 상기 저장부에 고정되거나, 상기 저장부로부터 분리 가능하다.
상기 수위 조절부의 상기 제3 방향으로 연장된 높이는 상기 칸막이의 높이와 동일하거나, 상기 칸막이의 높이보다 낮을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 수위 조절부는 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다.
상기 수위 조절부는 복수 개의 분리벽들로써, 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 포함할 수 있다. 상기 제1 플레이트는 상기 제1 방향 및 상기 제3 방향이 이루는 평면에 평행한 평면을 가질 수 있다. 상기 제2 플레이트는 상기 제1 플레이트와 교차하며, 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향이 이루는 평면에 평행한 평면을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제2 플레이트는 복수 개로 제공되어 각각이 상기 제1 플레이트와 교차하며, 상기 제2 방향에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 플레이트는 상기 제1 플레이트의 가장자리 일부가 제거되어 상기 증착 재료가 이동 가능한 제1 개구부를 구비하며, 상기 제2 플레이트는 상기 제2 플레이트의 가장자리 일부가 제거되어 상기 증착 재료가 이동 가능한 제2 개구부를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예서, 상기 저장부는 상기 도가니의 상기 바닥부에 구비되며 상기 제1 개구부 또는 상기 제2 개구부와 체결되어 상기 수위 조절부를 고정시키는 고정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예서, 상기 노즐부는 상기 저장부 상부에 장착되며, 상기 증착 재료를 분사할 수 있다. 상기 노즐부는 상기 도가니의 상기 바닥부에 실질적으로 평행한 평면을 갖는 노즐판 및 상기 노즐판으로부터 돌출된 적어도 하나의 노즐을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증착원은 상기 노즐이 삽입되는 삽입홀을 가지며, 상기 노즐판을 커버하는 복사열 방지판을 더 포함할 수 있다.
상기 하우징은 상기 저장부 및 상기 노즐부를 수납할 수 있다.
상기 가열부는 상기 저장부와 상기 하우징 사이에 배치되며 상기 도가니를 가열할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치는 챔버, 상기 챔버 내에 배치되어 상기 증착 재료를 분사하는 상기 증착원, 및 상기 챔버 내에 배치되어 상기 증착원을 이동시키는 이동 수단을 포함할 수 있다.
상기 챔버는 서로 인접하게 배치된 제1 챔버 및 제2 챔버를 포함할 수 있다.
상기 증착원은 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버에 교대로 상기 증착 재료를 제공할 수 있다. 상기 증착원은 복수 개로 구비되어 서로 나란하게 배열될 수 있다.
상기 이동 수단은 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버 사이에서 상기 증착원을 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증착원 및 이를 포함하는 증착 장치는 챔버 내에서 증착원이 이동하는 과정에서 발생하는 증착 재료의 유동을 감소시킴으로써, 증착 공정이 진행되는 내내 증착막을 균일하게 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 구성을 증착원의 이동 경로에 따라 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착원의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착원의 사시도이다.
도 5는 도 3의 I-I'선에 따른 증착원의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 조절부의 사시도이다.
도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 수위 조절부의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착원의 일부분에 대한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착원의 일부분에 대한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 다수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 구성을 증착원의 이동 경로에 따라 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치(DPS)는 기판이 제공되는 챔버(CHM), 상기 챔버(CHM) 내부에 제공된 증착원(SC), 및 상기 챔버(CHM) 내에서 상기 증착원(SC)을 이동시키는 이동 수단(MM)을 포함할 수 있다.
상기 챔버(CHM)는 상기 기판 상에 증착 공정이 수행되는 공간이다.
상기 챔버(CHM)는 하나만 제공될 수 있으나, 도 1에 도시된 바와 같이 복수 개로 제공될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 챔버(CHM)가 서로 인접하게 배치된 제1 챔버(CHM1) 및 제2 챔버(CHM2)를 포함하는 것을 일 예로 설명한다.
상기 제1 챔버(CHM1)는 제1 기판(SUB1) 상에 증착 공정이 수행되는 공간이고, 상기 제2 챔버(CHM2)는 제2 기판(SUB2) 상에 증착 공정이 수행되는 공간이다.
상기 제1 챔버(CHM1) 및 상기 제2 챔버(CHM2) 각각에는 진공 펌프(미도시)가 연결될 수 있다. 상기 진공 펌프를 이용하여 상기 제1 챔버(CHM1) 및 상기 제2 챔버(CHM2) 각각의 내부를 진공으로 유지할 수 있다.
상기 제1 챔버(CHM1) 및 상기 제2 챔버(CHM2) 각각에는 증착 공정이 실질적으로 수행되는 증착 영역과 상기 증착 영역의 적어도 일측에 제공된 증착 대기 영역을 포함할 수 있다.
상기 제1 챔버(CHM1)는 상기 제1 기판(SUB1)에 대한 증착 공정이 수행되는 제1 증착 영역(DPA1)과 상기 제1 증착 영역(DPA1)의 일 측에 제공된 제1 증착 대기 영역(WTA1), 상기 제1 증착 영역(DPA1)의 타 측에 제공된 제2 증착 대기 영역(WTA2)을 포함할 수 있다.
상기 제2 챔버(CHM2)는 상기 제2 기판(SUB2)에 대한 증착 공정이 수행되는 제2 증착 영역(DPA2)과 상기 제2 증착 영역(DPA2)의 일 측에 제공된 제3 증착 대기 영역(WTA3), 상기 제2 증착 영역(DPA2)의 타 측에 제공된 제4 증착 대기 영역(WTA4)을 포함할 수 있다.
상기 제1 챔버(CHM1) 및 상기 제2 챔버(CHM2)는 상기 제1 챔버(CHM1)의 제2 증착 대기 영역(WTA2)과, 상기 제2 챔버(CHM2)의 제3 증착 대기 영역(WTA3) 사이에 제공된 스윙 영역(SWA)을 더 포함한다. 상기 제1 챔버(CHM1) 및 상기 제2 챔버(CHM2)는 상기 스윙 영역(SWA)을 공유할 수 있다.
상기 증착원(SC)은 상기 기판 상에 증착 재료를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 증착 재료는 유기물일 수 있다.
상기 증착원(SC)은 하나만 제공될 수 있으나, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수 개로 제공되어 증착원 그룹(SCG)을 구성할 수도 있다. 상기 기판에 상기 증착 재료를 증착할 때 여러 종류의 증착 재료를 사용하는 경우, 상기 증착원(SC)은 2개 이상 제공될 수 있다. 상기 증착원(SC)이 복수 개로 제공되는 경우, 상기 증착원들(SC)은 서로 나란히 배치될 수 있다. 상기 증착원(SC)에 대한 상세한 설명은 후술한다.
상기 이동 수단(MM)은 상기 증착원(SC)을 상기 제1 챔버(CHM1) 및 상기 제2 챔버(CHM2) 내에서 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 이동 수단(MM)은 상기 증착원(SC)을 상기 제1 챔버(CHM1) 및 상기 제2 챔버(CHM2) 사이에서 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 증착원(SC)은 상기 제1 챔버(CHM1) 및 상기 제2 챔버(CHM2)에 교대로 상기 증착 재료를 제공할 수 있다.
상기 증착원(SC)은 상기 제1 챔버(CHM1) 내에서 상기 제1 증착 영역(DPA1)을 거쳐 상기 제1 증착 대기 영역(WTA1)과 상기 제2 증착 대기 영역(WTA2) 사이를 이동할 수 있다. 상기 제1 증착 대기 영역(WTA1), 상기 제1 증착 영역(DPA1), 및 상기 제2 증착 대기 영역(WTA2)을 잇는 경로를 제1 경로(PTH1)라고 하면, 상기 증착원(SC)은 상기 제1 경로(PTH1)를 따라 이동할 수 있다. 상기 증착원(SC)은 상기 제1 기판(SUB1) 상에 증착 공정이 수행되지 않을 때, 상기 제1 증착 대기 영역(WTA1) 또는 상기 제2 증착 대기 영역(WTA2)에 위치할 수 있다. 상기 증착원(SC)은 상기 제1 기판(SUB1) 상에 증착 공정이 수행될 때, 상기 제1 증착 영역(DPA1) 내에서 상기 제1 경로(PTH1)를 따라 상기 제1 기판(SUB1)의 양단에 대응하는 위치를 복수 회 왕복함으로써 상기 제1 기판(SUB1)에 증착 재료를 제공할 수 있다.
상기 증착원(SC)은 상기 제1 챔버(CHM1)에서의 증착 공정 이후 상기 제2 챔버(CHM2)로 이동할 수 있다. 상기 증착원(SC)은 상기 제1 챔버(CHM1)의 상기 제2 증착 대기 영역(WTA2)으로부터 상기 스윙 영역(SWA)을 지나 상기 제2 챔버(CHM2)의 상기 제3 증착 대기 영역(WTA3)으로 이동할 수 있다. 상기 제1 챔버(CHM1)의 상기 제2 증착 대기 영역(WTA2), 상기 스윙 영역(SWA), 및 상기 제2 챔버(CHM2)의 상기 제3 증착 대기 영역(WTA3)을 잇는 경로를 제2 경로(PTH2)라고 하면, 상기 증착원(SC)은 상기 제2 경로(PTH2)를 따라 이동할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 경로(PTH2)의 형상은 직선으로 표시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 제2 경로(PTH2)의 형상이 곡선, 예를 들어, 호 형상일 수 있다.
상기 제2 챔버(CHM2)로 이동된 상기 증착원(SC)은 상기 제2 증착 영역(DPA2)을 거쳐, 상기 제2 챔버(CHM2)의 상기 제3 증착 대기 영역(WTA3)과 상기 제4 증착 대기 영역(WTA4) 사이를 이동할 수 있다. 상기 제3 증착 대기 영역(WTA3), 상기 제2 증착 영역(DPA2), 및 상기 제4 증착 대기 영역(WTA4)을 잇는 경로를 제3 경로(PTH3)라고 하면, 상기 증착원(SC)은 상기 제3 경로(PTH3)를 따라 이동할 수 있다.
상기 증착원(SC)은 상기 제1 챔버(CHM1)에서와 마찬가지로, 상기 제2 기판(SUB2) 상에 증착 공정이 수행되지 않을 때, 상기 제3 증착 대기 영역(WTA3) 또는 상기 제4 증착 대기 영역(WTA4)에 위치하고, 상기 제2 기판(SUB2) 상에 증착 공정이 수행될 때, 상기 제2 증착 영역(DPA2) 내에서 상기 제3 경로(PTH3)를 따라 상기 제2 기판(SUB2)의 양단에 대응하는 위치를 복수 회 왕복함으로써 상기 제2 기판(SUB2)에 증착 재료를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착원의 분해 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착원의 사시도이고, 도 5는 도 3의 I-I'선에 따른 증착원의 단면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 조절부의 사시도이다. 이하, 상기 증착원(SC)에 대해 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 증착원(SC)은 저장부(STP), 수위 조절부(LCP), 노즐부(NZP), 내부 플레이트(IP), 복사열 방지판(HCP), 가열부(HTP), 및 하우징(HUG)을 포함할 수 있다.
상기 저장부(STP)는 상기 증착 재료를 저장하기 위한 저장 용기로써, 도가니(CR) 및 상기 도가니(CR)의 내부 공간을 구획하는 칸막이(PT)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 도가니(CR)는 제1 방향(D1)으로 연장된 장변, 및 상기 제1 방향(D1)에 직교하는 제2 방향(D2)으로 연장된 단변, 및 상기 제1 방향(D1) 및 상기 제2 방향(D2)에 각각 직교하는 제3 방향(D3)으로 연장된 높이를 갖는 직육면체 형상으로 제공될 수 있다.
상기 도가니(CR)는 직사각 형상을 갖는 바닥부(BP) 및 상기 바닥부(BP)로부터 절곡 연장되어 상기 도가니(CR)의 높이를 결정하는 측벽부(WL)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 칸막이(PT)는 상기 제2 방향(D2) 및 상기 제3 방향(D3)이 이루는 평면에 평행한 평면을 갖는 판상형으로 제공되어 상기 도가니(CR)의 상기 장변을 가로지를 수 있다.
상기 칸막이(PT)의 상기 제3 방향(D3)으로 연장된 길이(이하, 상기 칸막이(PT)의 높이)는 상기 측벽부(WL)의 상기 제3 방향(D3) 방향으로 연장된 길이(이하, 상기 측벽부(WL)의 높이)보다 짧을 수 있다.
상기 칸막이(PT)는 적어도 하나 이상 제공되어 상기 도가니(CR)의 내부 공간을 복수 개의 분리 공간들로 구획할 수 있다. 상기 칸막이(PT)는 도가니(CR)에 수용되는 상기 증착 재료를 구분할 수 있으며, 상기 증착 재료가 한쪽으로 치우치는 것을 방지할 수 있다.
도시되지 않았으나, 상기 칸막이(PT)는 상기 증착 재료가 이동할 수 있는 통로를 포함할 수도 있다. 상기 칸막이(PT)에 상기 통로가 구비됨에 따라, 상기 칸막이(PT)에 의하여 구획된 각 내부 공간에 일정한 양의 증착 재료가 수용될 수 있다.
상기 칸막이(PT)는 상기 도가니(CR)와 일체로 형성되어 제공될 수 있다. 상기 도가니(CR) 및 상기 칸막이(PT)는 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다.
상기 수위 조절부(LCP)는 상기 도가니(CR) 및 상기 칸막이(PT)에 의해 정의된 내부 공간을 더 구획할 수 있다. 상기 수위 조절부(LCP)는 상기 도가니(CR)에 수용되는 상기 증착 재료를 더 구분할 수 있으며, 상기 증착 재료가 한쪽으로 치우치는 것을 더 방지할 수 있다.
상기 수위 조절부(CLP)는 상기 도가니(CR) 및 상기 칸막이(PT)에 의해 정의된 내부 공간에 삽입되어 상기 저장부(STP)에 고정되거나, 상기 저장부(STP)로부터 분리될 수 있다. 상기 수위 조절부(LCP)가 상기 저장부(STP)로부터 분리되는 경우, 상기 수위 조절부(LCP) 및 상기 저장부(STP)를 용이하게 세정하는 것이 가능하다.
상기 수위 조절부(LCP)는 상기 도가니(CR) 및 상기 칸막이(PT)와 동일한 재료로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 상기 수위 조절부(LCP)는 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 수위 조절부(LCP)는 평면상에서 볼 때, 격자 구조를 가질 수 있다. 상기 수위 조절부(LCP)는 상기 칸막이(PT)에 의해 구획된 상기 도가니의 상기 분리 공간들에 각각 배치되어 상기 분리 공간들 각각을 복수 개의 서브 공간들로 구획하는 분리벽들을 포함할 수 있다.
상기 수위 조절부(LCP)는 상기 분리벽들로써, 서로 교차하는 제1 플레이트(P1) 및 제2 플레이트(P2)를 포함할 수 있다. 이하, 본 발명에서는 상기 제1 플레이트(P1) 및 상기 제2 플레이트(P2)가 서로 직교하는 것을 일 예로 설명하나, 반드시 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 플레이트(P1)는 상기 제1 방향(D1) 및 상기 제3 방향(D3)이 이루는 평면에 평행한 평면을 갖는 판상형으로 제공될 수 있다. 상기 제1 플레이트(P1)의 상기 제3 방향(D3)으로 연장된 길이 즉, 상기 제1 플레이트(P1)의 높이는 상기 측벽부(WL)의 높이보다 낮을 수 있다. 또한, 상기 제1 플레이트(P1)의 높이는 상기 칸막이(PT)의 높이와 동일하거나, 상기 칸막이(PT)의 높이보다 낮을 수 있다. 상기 제1 플레이트(P1)의 상기 제1 방향(D1)으로 연장된 길이는 상기 도가니(CR) 및 상기 칸막이(PT)에 의해 정의된 내부 공간의 상기 제1 방향(D1)에 대한 너비와 동일할 수 있다.
상기 제2 플레이트(P2)는 상기 제2 방향(D2) 및 상기 제3 방향(D3)이 이루는 평면에 평행한 평면을 갖는 판상형으로 제공될 수 있다. 상기 제2 플레이트(P2)의 상기 제3 방향(D3)으로 연장된 길이, 즉 상기 제2 플레이트(P2)의 높이는 상기 제1 플레이트(P1)의 높이와 실질적으로 같을 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 상기 제1 플레이트(P1)의 높이와 상기 제2 플레이트(P2)의 높이는 서로 다를 수 있다. 상기 제2 플레이트(P2)의 상기 제2 방향(D2)으로 연장된 길이는 상기 도가니(CR) 및 상기 칸막이(PT)에 의해 정의된 내부 공간의 상기 제2 방향(D2)에 대한 너비와 동일할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제2 플레이트(P2)는 복수 개로 제공될 수 있다. 상기 제2 플레이트(P2)가 복수 개로 제공되는 경우, 상기 제2 플레이트들(P2)은 서로 일정 간격 이격되어 나란히 배치될 수 있다.
상기 제1 플레이트(P1) 및 상기 제2 플레이트(P2) 각각에는 상기 증착 재료가 이동할 수 있는 개구부가 마련될 수 있다.
상기 제1 플레이트(P1)는 상기 제1 플레이트(P1)의 가장자리 일부가 제거되어 상기 증착 재료가 상기 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있는 제1 개구부(OP1)를 가질 수 있다. 상기 제1 개구부(OP1)는 상기 제1 플레이트(P1)의 가장자리 중 상기 도가니(CR)의 상기 바닥부(BP)에 인접한 부분 즉, 상기 제1 플레이트(P1)의 하측에 구비될 수 있다. 또한, 상기 제1 개구부(OP1)는 상기 제1 플레이트(P1)의 하측에 대향하는 상기 제1 플레이트(P1)의 상측에도 구비될 수 있다.
상기 제2 플레이트(P2)는 상기 제2 플레이트(P2)의 가장자리 일부가 제거되어 상기 증착 재료가 상기 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있는 제2 개구부(OP2)를 가질 수 있다. 상기 제2 개구부(OP2)는 상기 제2 플레이트(P2)의 가장자리 중 상기 도가니(CR)의 상기 바닥부(BP)에 인접한 부분 즉, 상기 제2 플레이트(P2)의 하측에 구비될 수 있다. 또한, 상기 제2 개구부(OP2)는 상기 제2 플레이트(P2)의 하측에 대향하는 상기 제2 플레이트(P2)의 상측에도 구비될 수 있다.
상기 제1 플레이트(P1)의 상측에 상기 제1 개구부(OP1)가 구비되며, 상기 제2 플레이트(P2)의 상측에 상기 제2 개구부(OP2)가 구비되는 경우, 상기 수위 조절부(CLP)가 상기 도가니(CR) 및 상기 칸막이(PT)에 의해 정의된 내부 공간에 삽입되는 방향이 제한되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예서는 상기 제1 개구부(OP1) 및 상기 제2 개구부(OP2)는 각각 상기 제1 플레이트(P1) 및 상기 제2 플레이트(P2)가 서로 교차하는 지점으로부터 일정간격 이격되어 위치할 수 있다.
상기 노즐부(NZP)는 상기 저장부(STP) 상에 장착되며, 상기 증착 재료를 분사할 수 있다. 상기 노즐부(NZP)는 노즐판(NP) 및 상기 노즐판(NP)으로부터 돌출된 적어도 하나의 노즐(NZ)을 포함할 수 있다.
상기 노즐판(NP)은 상기 도가니(CR)의 상기 바닥부(BP)에 실질적으로 평행한 평면을 가지며, 상기 저장부(STP)의 상기 측벽부(WL) 상에 안착될 수 있다.
상기 노즐(NZ)은 복수 개로 제공되어, 상기 제1 방향(D1)을 따라 등간격으로 배치될 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다. 도 3 및 도 4에는, 복수 개의 노즐들(NZ)이 상기 제1 방향(D1)을 따라, 불균일한 간격으로 배치된 것을 도시하였다. 상기 노즐들(NZ)의 간격은 증발 재료의 종류, 저장부(STP)의 크기, 증착 대상이 되는 기판의 크기 등에 따라 달라질 수 있다.
상기 노즐(NZ)은 상기 노즐판(NP)을 관통하는 노즐홀(NZ-H)을 가지며, 상기 노즐(NZ)을 통해 상기 저장부(STP) 내의 증발 재료가 상기 증착원(SC) 외부로 분산되어 상기 기판에 증착될 수 있다.
상기 내부 플레이트(IP)는 상기 저장부(STP)와 상기 노즐부(NZP) 사이에 배치되며, 복수 개의 분산홀(IP-H)을 갖는다. 상기 내부 플레이트(IP)는 필터 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 내부 플레이트(IP)는 상기 저장부(STP)에서 증발된 재료가 골고루 분산되어 상기 노즐(NZ)로 유입되도록 할 수 있다.
상기 내부 플레이트(IP)는 상기 도가니(CR)의 상기 측벽부(WL)에 형성된 걸림턱 상에 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 상기 저장부(STP)는 상기 내부 플레이트(IP)를 안착시키기 위한 별도의 거치대(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
상기 복사열 방지판(HCP)은 상기 노즐부(NZP) 상에 배치될 수 있다. 상기 복사열 방지판(HCP)은 상기 노즐(NZ)이 삽입되는 삽입홀(HCP-H)을 가지며, 상기 노즐판(NP)을 커버할 수 있다. 상기 복사열 방지판(HCP)은 상기 하우징(HUG)에 안착될 수 있다.
상기 복사열 방지판(HCP)은 상기 가열부(HTP)에서 발생한 열이 상기 챔버(CHM) 내부로 발산되는 것을 억제하는 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 상기 가열부(HTP) 및 상기 저장부(STP)로부터 방출된 열이 증착 공정에 영향을 주거나, 상기 챔버(CHM)를 손상시키는 것을 방지할 수 있다.
복사열 방지판(HCP)은 열 전달율 및 열 방사율이 비교적 낮은 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 복사열 방지판(HCP)은 망간(Mn), 티타늄(Ti), ZrO2, Al2O3, TiO2, PBN(Boron Nitride), ALN(Aluminium nitride) 및 SUS(steel use stainless) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 가열부(HTP)는 상기 저장부(STP)를 가열하여, 상기 저장부(STP)에 저장된 상기 증착 재료를 증발시키기 위한 것이다. 상기 가열부(HTP)는 상기 도가니(CR)의 상기 측벽부(WL)의 외측에 위치할 수 있다. 또한, 이에 한정되지 않으며, 상기 가열부(HTP)는 상기 도가니(CR)의 상기 측벽부(WL) 및/또는 상기 바닥부(BP)를 감싸며 위치할 수 있다.
상기 가열부(HTP)는 복수 개로 제공될 수 있다. 상기 가열부(HTP)가 복수 개로 제공되는 경우, 상기 가열부들(HTP)은 동시에 또는 서로 독립적으로 온도 조절이 가능하다.
상기 하우징(HUG)은 상기 저장부(STP), 상기 노즐부(NZP), 및 상기 가열부(HTP)를 수납할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 하우징(HUG)은 상기 제1 방향(D1) 및 상기 제2 방향(D2)에 평행한 하부 커버부(BCP) 및 상기 하부 커버부(BCP)로부터 절곡되어 상기 제3 방향(D3)으로 연장된 측부 커버부(SCP)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 복사열 방지판(HCP)은 상기 측부 커버부(SCP) 상에 안착되어 고정될 수 있다. 상기 가열부(HTP)는 상기 측부 커버부(SCP)의 내측면에 고정되는 것이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증착원(SC) 및 증착 장치(DPS)는 상기 수위 조절부(LCP)을 포함함에 따라, 상기 증착원(SC)이 이동하는 과정에서 발생하는 상기 증착 재료의 유동을 감소시킬 수 있다.
종래에는 상기 증착원(SC)이 상기 제1 챔버(CHM1)에서 상기 제2 챔버(CHM2)로 이동하거나, 상기 제2 챔버(CHM2)에서 상기 제1 챔버(CHM1)로 이동하여 증착 공정을 바로 진행하는 경우, 상기 증착 공정이 시작되는 시점에서는 상기 증착 재료가 상기 도가니(CR) 및 상기 칸막이(PT)에 의해 정의된 내부 공간 내에서 한쪽으로 치우쳐 진 상태에서 상기 증착 공정이 진행된다. 이에, 증착 공정이 시작되는 시점에서의 증착률(
Figure pat00001
/s)과 증착 공정이 끝나는 시점에서의 증착률(
Figure pat00002
/s)이 서로 상이해진다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 수위 조절부(LCP)가 상기 증착 재료의 유동을 방지함에 따라, 증착 공정이 시작되는 시점부터 끝나는 시점까지의 전영역에서 증착률(
Figure pat00003
/s)이 일정하게 유지될 수 있다. 그 결과, 상기 기판에 균일한 증착막을 형성하는 것이 가능하다.
이하, 도면들을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착원 및 증착 장치에 대해 설명한다. 설명의 편의를 위해, 본 발명의 일 실시예와 다른 점을 위주로 설명하며, 생략된 부분은 본 발명의 일 실시예에 따른다. 또한, 앞서 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 수위 조절부의 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수위 조절부(LCP-1)는 복수 개로 제공된 상기 제1 플레이트(P1) 및 복수 개로 제공된 상기 제2 플레이트들(P2)을 포함할 수 있다.
상기 제1 플레이트들(P1)은 서로 일정 간격 이격되어 나란히 배치될 수 있다. 상기 제1 플레이트들(P1) 각각에는 상기 증착 재료가 이동할 수 있는 상기 제1 개구부(OP1)가 구비될 수 있다.
상기 제2 플레이트들(P2)은 서로 일정 간격 이격되어 나란히 배치될 수 있다. 상기 제2 플레이트들(P2)은 각각 상기 제1 플레이트들(P1)에 교차하며 배치될 수 있다. 상기 제2 플레이트들(P2) 각각에는 상기 증착 재료가 이동할 수 있는 상기 제2 개구부(OP2)가 구비될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수위 조절부(LCP-2)는 상기 제1 플레이트(P1) 및 상기 제2 플레이트(P2)가 교차하는 지점에 상기 증착 재료가 이동할 수 있는 개구부(OP)가 구비될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착원의 일부분에 대한 사시도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착원의 일부분에 대한 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 저장부(STP)는 상기 수위 조절부(LCP)를 고정시키는 고정부(FP)를 더 포함할 수 있다.
상기 고정부(FP)는 상기 도가니(CR)의 상기 바닥부(BP)에 구비될 수 있다. 상기 고정부(FP)는 상기 도가니(CR)의 상기 바닥부(BP)로부터 돌출되어 상기 수위 조절부(LCP)의 상기 제1 개구부(OP1) 또는 상기 제2 개구부(OP2)에 체결될 수 있다. 도 10에는 상기 고정부(FP)가 상기 수위 조절부(LCP)의 상기 제1 개구부(OP1)에 체결되는 것을 일 예로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 고정부(FP)는 상기 제2 개구부(OP2)에 대응하는 위치에 구비되어 상기 제2 개구부(OP2)에 체결될 수 있다. 또한, 상기 고정부(FP)는 복수 개로 제공될 수 있으며, 상기 고정부(FP)가 복수 개로 제공되는 경우, 상기 고정부들(FP)은 상기 제1 개구부(OP1) 및 상기 제2 개구부(OP2)에 각각 체결될 수 있다.
상기 수위 조절부(LCP)가 상기 고정부(FP)에 고정되는 경우, 상기 수위 조절부(LCP)가 상기 도가니(CR) 및 상기 칸막이(PT)에 의해 정의된 내부 공간 내에서 이동하는 것을 방지할 수 있다.
특히, 상기 제1 플레이트(P1)의 상기 제1 방향(D1)으로 연장된 길이가 상기 도가니(CR) 및 상기 칸막이(PT)에 의해 정의된 내부 공간의 상기 제1 방향(D1)에 대한 너비보다 작거나, 상기 제2 플레이트(P2)의 상기 제2 방향(D2)으로 연장된 길이가 상기 도가니(CR) 및 상기 칸막이(PT)에 의해 정의된 내부 공간의 상기 제2 방향(D2)에 대한 너비보다 작은 경우에도, 상기 수위 조절부(LCP)를 상기 저장부(STP)에 고정하여 사용하는 것이 가능하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 기준하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
SC: 증착원 STP: 저장부
CR: 도가니 PT: 칸막이
LCP: 수위 조절부 NZP: 노즐부
HUG: 하우징 HTP: 가열부
P1: 제1 플레이트 P2: 제2 플레이트
CHM: 챔버 MM: 이동 수단

Claims (20)

  1. 증착 재료를 저장하는 도가니 및 상기 도가니의 내부 공간을 구획하는 칸막이를 포함하는 저장부;
    상기 도가니 및 상기 칸막이에 의해 정의된 내부 공간을 더 구획하며, 평면상에서 볼 때, 격자 구조를 갖는 수위 조절부;
    상기 저장부 상부에 장착되며, 상기 증착 재료를 분사하는 노즐부;
    상기 저장부 및 상기 노즐부를 수납하는 하우징; 및
    상기 저장부와 상기 하우징 사이에 배치되며 상기 도가니를 가열하는 가열부를 포함하는 증착원.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 수위 조절부는 상기 도가니 및 상기 칸막이에 의해 정의된 내부 공간에 삽입되어 상기 저장부에 고정되거나, 상기 저장부로부터 분리 가능한 증착원.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 도가니는,
    제1 방향으로 연장된 장변 및 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연장된 단변으로 이루어진 직사각 형상을 갖는 바닥부 및 상기 바닥부로부터 절곡되어 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 교차하는 제3 방향으로 연장된 측벽부를 포함하고,
    상기 칸막이는 상기 도가니의 상기 장변을 가로지르는 증착원.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 측벽부의 상기 제3 방향으로 연장된 높이는 상기 칸막이의 상기 제3 방향으로 연장된 높이보다 높은 증착원.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 수위 조절부의 상기 제3 방향으로 연장된 높이는 상기 칸막이의 높이와 동일하거나, 상기 칸막이의 높이보다 낮은 증착원.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 수위 조절부는,
    상기 제1 방향 및 상기 제3 방향이 이루는 평면에 평행한 평면을 갖는 제1 플레이트; 및
    상기 제1 플레이트와 교차하며, 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향이 이루는 평면에 평행한 평면을 갖는 제2 플레이트를 포함하는 증착원.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 플레이트는 상기 제1 플레이트의 가장자리 일부가 제거되어 상기 증착 재료가 이동 가능한 제1 개구부를 구비하며,
    상기 제2 플레이트는 상기 제2 플레이트의 가장자리 일부가 제거되어 상기 증착 재료가 이동 가능한 제2 개구부를 구비하는 증착원.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 저장부는 상기 도가니의 상기 바닥부에 구비되며 상기 제1 개구부 또는 상기 제2 개구부와 체결되어 상기 수위 조절부를 고정시키는 고정부를 더 포함하는 증착원.
  9. 제3 항에 있어서,
    상기 노즐부는,
    상기 도가니의 상기 바닥부에 실질적으로 평행한 평면을 갖는 노즐판; 및
    상기 노즐판으로부터 돌출된 적어도 하나의 노즐을 포함하는 증착원.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 노즐이 삽입되는 삽입홀을 가지며, 상기 노즐판을 커버하는 복사열 방지판을 더 포함하는 증착원.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 증착 재료는 유기물인 증착원.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 수위 조절부는 티타늄(Ti)을 포함하는 증착원.
  13. 챔버;
    상기 챔버 내에 배치되어 증착 재료를 분사하는 증착원; 및
    상기 챔버 내에 배치되어 상기 증착원을 이동시키는 이동 수단을 포함하며,
    상기 증착원은,
    상기 증착 재료를 저장하는 도가니 및 상기 도가니의 내부 공간을 구획하는 칸막이를 포함하는 저장부;
    상기 도가니 및 상기 칸막이에 의해 정의된 내부 공간을 더 구획하며, 평면상에서 볼 때, 격자 구조를 갖는 수위 조절부;
    상기 저장부 상부에 장착되며, 상기 증착 재료를 분사하는 노즐부;
    상기 저장부 및 상기 노즐부를 수납하는 하우징; 및
    상기 저장부와 상기 하우징 사이에 배치되며 상기 도가니를 가열하는 가열부를 포함하는 증착 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 챔버는 서로 인접하게 배치된 제1 챔버 및 제2 챔버를 포함하는 증착 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 증착원은 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버에 교대로 상기 증착 재료를 제공하는 증착 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 이동 수단은 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버 사이에서 상기 증착원을 이동시키는 증착 장치.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 증착원은 복수 개로 구비되어 서로 나란하게 배열된 증착 장치.
  18. 제13 항에 있어서,
    상기 수위 조절부는 상기 도가니 및 상기 칸막이에 의해 정의된 내부 공간에 삽입되어 상기 도가니에 고정되거나, 상기 도가니로부터 분리 가능한 증착 장치.
  19. 제13 항에 있어서,
    상기 증착 재료는 유기물인 증착 장치.
  20. 증착 재료를 저장하는 도가니 및 상기 도가니의 내부 공간을 복수 개의 분리 공간들로 구획하는 칸막이를 포함하는 저장 용기;
    상기 분리 공간들에 각각 배치된 복수 개의 분리벽들을 포함하고, 상기 분리벽들에 의해 상기 분리 공간들 각각이 복수 개의 서브 공간들로 구획되는 수위 조절부; 및
    상기 저장 용기 상부에 장착되며, 상기 증착 재료를 분사하는 노즐부를 포함하고,
    상기 분리벽들 각각은,
    제1 방향으로 연장된 제1 플레이트; 및
    각각이 상기 제1 플레이트와 교차하며 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에서 서로 이격된 복수 개의 제2 플레이트들을 포함하는 증착원.

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