KR20220047417A - 증착 장치용 증착원 - Google Patents

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KR20220047417A
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서민규
강유진
윤종건
정상민
홍석준
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Abstract

일 실시예의 증착원은 증착 모듈 및 증착 모듈을 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 증착 모듈은, 제1 방향을 따라 연장되며, 내부 공간에 증착 물질을 수용하는 제1도가니, 제1 도가니 상에 배치되고 제1 방향을 따라 배열된 복수의 노즐들, 제1 도가니를 수용하는 발열 부재 및 발열 부재의 상면, 측면 및 하면 상에 배치된 복사열 방지부재를 포함하며, 복사열 방지부재는 복수의 리플렉터들 및 각각이 리플렉터들 중 이웃한 리플렉터들 사이를 연결하는 복수의 핀들을 포함하고, 복수의 핀들은 평면상에서 서로 엇갈리게 배치된다. 본 발명의 증착원은 증착원 내에 발생한 열을 증착원 외부로 손실 또는 방출되는 것을 방지하며, 고온 환경에서 신뢰성이 향상된 증착원을 제공한다.

Description

증착 장치용 증착원{DEPOSITION SOURCE FOR DEPOSITION DEVICE}
본 발명은 증착원에 관한 발명이며, 보다 상세하게는 증착 장치에 사용되는 선형 증착원에 관한 발명이다.
표시 장치는 대향하는 전극들 사이에 발광층을 포함할 수 있다. 전극들을 형성하는 다양한 방법 중 하나는 증착 장치를 이용한 증착 방법이다. 전극은 금속 물질을 포함할 수 있고, 금속 물질을 기판 상에 증착하기 위해서는 고온 환경의 증착 장치가 요구될 수 있다.
금속 물질을 증착시키는 증착원으로 점형 증착원이 있다. 대면적 기판 상에 증착 물질을 증착 시키기 위해서 각각에 증착 물질이 저장된 여러 개의 도가니들이 배열된 형태의 점형 증착원들을 사용할 수 있다. 점형 증착원은 수용하는 증착 물질의 용량이 적어 장시간 연속 가동이 어려우며, 증착 공정 효율이 저하된다. 또한, 점형 증착원들 각각은 개별적으로 제어되어 제어 방식이 복잡하다. 또한, 기판 상에 균일한 막을 형성하기 위해 별도의 막 두께 보정판이 필요한 문제점이 있다.
점형 증착원의 문제를 해결하기 위해, 일 방향으로 연장된 선형 증착원을 사용할 수 있다. 다만, 연장된 형태의 선형 증착원은 고온 환경에서 낮은 열 안정성을 갖거나 온도 편차가 생기는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 목적은 고온 환경에서 증착 효율 및 신뢰성이 향상된 증착원을 제공하는데 있다.
일 실시예는 증착 모듈 및 상기 증착 모듈을 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 증착 모듈은, 제1 방향을 따라 연장되며, 내부 공간에 증착 물질을 수용하는 제1 도가니, 상기 제1 도가니 상에 배치되고 상기 제1 방향을 따라 배열된 복수의 노즐들, 상기 제1 도가니를 수용하는 발열 부재 및 상기 발열 부재의 상면, 외측면 및 하면 상에 배치된 복사열 방지부재를 포함하며, 상기 복사열 방지부재는 복수의 리플렉터들 및 각각이 상기 리플렉터들 중 이웃한 리플렉터들 사이를 연결하는 복수의 핀들을 포함하고, 상기 복수의 핀들은 평면상에서 서로 엇갈리게 배치된 증착원을 제공한다.
상기 복사열 방지부재는, 제1 세트 및 상기 제1 세트로부터 이격된 제2 세트를 포함하고, 상기 제1 세트 및 상기 제2 세트 각각은 상기 복수의 리플렉터들 및 상기 복수의 핀들을 포함할 수 있다.
상기 복수의 리플렉터들 중 상기 발열 부재의 외측면과 마주하는 하나의 리플렉터는 상기 발열 부재와 결합되며, 상기 하우징의 내측면과 마주하는 다른 하나의 리플렉터는 상기 하우징으로부터 이격될 수 있다.
상기 복수의 리플렉터들 중 상기 하우징의 내측면과 마주하는 하나의 리플렉터는 상기 하우징과 결합되며, 상기 발열 부재의 외측면과 마주하는 다른 하나의 리플렉터는 상기 발열부재로부터 이격될 수 있다.
상기 하우징 상에 배치된 냉각부를 더 포함하고, 상기 냉각부는 냉각수가 흐르는 냉각 파이프를 포함하며, 상기 복사열 방지부재는 상기 냉각부에 접촉할 수 있다.
상기 발열 부재는 상기 제1 도가니를 수용하는 히터 프레임 및 상기 히터 프레임과 상기 제1 도가니 사이에 배치된 히터를 포함할 수 있다.
상기 히터는 발열체, 상기 발열체의 끝단에 연결된 전극 및 상기 발열체 및 상기 전극을 커버하는 판상의 절연체를 포함할 수 있다.
상기 히터는 복수로 구비되고, 상기 복수의 히터들은 상기 히터 프레임의 내측면을 따라 배치되며 각각 독립적으로 제어가 가능할 수 있다.
상기 하우징의 외부에 배치되어 외부 전극과 상기 전극을 전기적으로 연결하는 연결부를 더 포함하고, 상기 전극은 상기 히터 프레임 및 상기 하우징을 통과하여 상기 연결부와 연결될 수 있다.
상기 연결부는 순차적으로 적층된 복수의 금속 시트(metallic sheet)들을 포함할 수 있다.
상기 연결부는 복수의 금속 와이어(wire)들을 포함할 수 있다.
내부 공간이 정의되고, 상기 제1 도가니와 상기 발열 부재 사이에 배치된 제2도가니를 더 포함하고, 상기 제1 도가니는 상기 내부 공간에 배치되어 상기 발열 부재에 수용될 수 있다.
상기 제1 도가니의 상면과 마주하는 상기 복수의 노즐들의 하면을 커버하는 커버(cover)를 더 포함하며, 상기 커버는 상기 제1 도가니의 상면과 접촉하며, 상기 제1 도가니와 동일 물질을 포함할 수 있다.
상기 리플렉터는 Mo, Ta, W, Al, Au, Ag, Mn, Ti, ZrO2, Al2O3, TiO2, pBN(Pyrolytic Boron Nitride), ALN(Aluminium nitride), SUS(steel use stainless) 및 탄소 복합재료(carbon composite) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 증착 모듈 및 상기 하우징이 복수로 구비되며, 상기 복수의 증착 모듈들은 상기 복수의 하우징들에 각각 수용되고, 상기 복수의 하우징들은 상기 제1 방향 또는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열될 수 있다.
일 실시예는 증착 모듈 및 상기 증착 모듈을 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 증착 모듈은, 제1 방향을 따라 연장되며, 내부 공간에 증착 물질을 수용하는 제1 도가니, 상기 제1 도가니 상에 배치되고 상기 제1 방향을 따라 배열된 복수의 노즐들, 상기 제1 도가니를 수용하는 히터 프레임, 상기 히터 프레임과 상기 제1 도가니 사이에 배치된 히터, 상기 히터 프레임의 외측면 상에 배치된 복사열 방지부재를 포함하며, 상기 복사열 방지부재는 제1 세트 및 상기 제1 세트와 마주하며 이격된 제2 세트를 포함하고, 상기 제1 세트 및 상기 제2 세트 각각은 복수의 리플렉터들 및 각각이 상기 리플렉터들 중 이웃한 리플렉터들 사이를 연결하는 복수의 핀들을 포함하며, 상기 복수의 핀들은 평면상에서 서로 엇갈리게 배치된 증착원을 제공한다.
상기 리플렉터는 Mo, Ta, W, Al, Au, Ag, Mn, Ti, ZrO2, Al2O3, TiO2, pBN(Pyrolytic Boron Nitride), ALN(Aluminium nitride), SUS(steel use stainless) 및 탄소 복합재료(carbon composite) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 히터는 발열체, 상기 발열체의 끝단에 연결된 전극 및 상기 발열체 및 상기 전극을 커버하는 판상의 절연체를 포함할 수 있다.
내부 공간이 정의되고, 상기 히터 프레임과 이격 공간을 형성하도록 상기 제1 도가니와 상기 히터 프레임 사이에 배치되는 제2 도가니를 더 포함하고, 상기 내부 공간에 상기 제1 도가니가 배치되고, 상기 이격 공간 내에 상기 히터가 배치될 수 있다.
상기 하우징 상에 배치된 냉각부를 더 포함하고, 상기 냉각부는 냉각수가 흐르는 냉각 파이프를 포함하며, 상기 복사열 방지부재는 상기 냉각부에 접촉할 수 있다.
일 실시예에 따른 증착원은 증착 효율이 개선되고, 고온 환경에서 증착원의 수명, 안정성 등 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착원의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착원의 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 복사열 방지부재의 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 복사열 방지부재의 단면도이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 복사열 방지부재의 단면도이다.
도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 복사열 방지부재의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착원 일부 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예예 따른 증착원 일부 구성의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 부재의 사시도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 부재의 단면도이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 부재의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착원의 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 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 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 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, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
"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.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 증착원에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착원의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 절단선 I-I'에 대응하여 절단한 증착원(DS)의 단면도이다.
증착원(DS)은 증착 장치에 포함되어 증착 물질을 분사시키는 장치일 수 있다. 증착원(DS)은 일 방향으로 연장된 선형 증착원일 수 있다. 본 실시예에서, 증착원(DS)은 제1 방향(DR1)을 따라 연장된 형상으로 도시되었다. 증착원(DS)은 하우징(HS) 및 증착 모듈(DM)을 포함할 수 있다.
증착 모듈(DM)은 증착 물질을 저장하고, 제공하는 모듈일 수 있다. 증착 모듈(DM)은 저장된 증착 물질을 가열시켜 증착막 형성이 필요한 대상 기판 상에 증착 물질을 분사 시킴으로써 증착 물질을 제공한다. 증착 모듈(DM)은 하우징(HS)의 내부에 수용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 증착 모듈(DM)은 복수의 노즐들(NZ)을 포함할 수 있다. 증착 물질은 증착 모듈(DM)의 외부로 분사될 수 있다. 증착 물질은 증착 모듈(DM)의 노즐들(NZ)을 통해 제3 방향(DR3)을 향해 분사될 수 있다.
노즐들(NZ)은 일 방향으로 배열된 것일 수 있다. 도 1은 제1 방향(DR1)으로 배열된 노즐들(NZ)을 도시하였다. 노즐들(NZ)은 노즐 사이의 간격이 동일하도록 배열될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 노즐 사이의 간격은 증착 물질, 형성할 증착막의 두께, 대상 기판의 형상, 대상 기판의 크기 등에 따라 다르게 배치될 수 있다.
도 1에서는 하우징(HS) 내부에 배치된 8개의 노즐들(NZ)을 도시하였으나, 이는 예시적인 도시일 뿐이며, 증착원(DS)에 포함된 노즐들(NZ)의 개수는 달라질 수 있다.
하우징(HS)은 증착원(DS)의 외형을 형성하는 것일 수 있다. 하우징(HS)은 일 방향으로 연장될 수 있다. 도 1은 제1 방향(DR1)으로 연장된 하우징(HS)을 도시하였다.
하우징(HS)은 내부에 빈 공간을 구비하는 본체(HS-B)를 포함할 수 있다. 본체(HS-B)는 내부의 빈 공간에 증착 모듈(DM)을 수용하여, 증착 모듈(DM)을 보호할 수 있다. 본체(HS-B)는 복수의 노즐들(NZ)을 상부 방향으로 노출시킬 수 있다.
하우징(HS)은 본체(HS-B) 상에 배치되어, 노출된 본체(HS-B) 상부의 일부 영역을 커버하는 탑 플레이트(HS-T)를 더 포함할 수 있다. 도 1에는 일 예로, 제2 방향(DR2)을 따라 소정의 간격으로 이격되어, 이격된 간격을 통해 노즐들(NZ)을 노출시키는 탑 플레이트(HS-T)를 도시하였다. 그러나 탑 플레이트(HS-T)는 노즐들(NZ)을 노출시키면서 본체(HS-B) 상부의 일부 영역을 커버할 수 있다면 어느 하나의 실시예로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 탑 플레이트(HS-T)는 일체로 형성되어 본체(HS-B)의 상부 전체를 커버하고, 노즐들에 중첩하여 개구부들이 정의된 형상일 수 있다. 한편, 탑 플레이트(HS-T)는 생략될 수 있다.
도 2를 참조하면, 증착 모듈(DM)은 제1 도가니(CR1), 노즐들(NZ), 발열 부재(HM) 및 복사열 방지부재(RM)을 포함할 수 있다.
제1 도가니(CR1)는 상부가 개구되고, 내부에 빈 공간을 구비하는 것일 수 있다. 제1 도가니(CR1)는 내부의 빈 공간에 증착 물질(100)을 수용할 수 있다. 증착 물질(100)은 열에 의해 기화될 수 있는 물질일 수 있다. 예를 들어, 증착 물질(100)은 무기 물질 또는 금속 물질일 수 있다.
제1 도가니(CR1)는 제1 방향(DR1)을 따라 연장된 선형 도가니 일 수 있다. 선형 도가니는 종래 점형 도가니 대비 수용하는 증착 물질의 용량이 클 수 있다. 따라서, 본 발명의 증착원을 포함하는 증착 장치는 연속 가동될 수 있는 시간이 증가할 수 있고, 설비 가동률을 향상시킬 수 있다.
제1 도가니(CR1)는 고온에서도 변형 없이 사용 가능한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 도가니(CR1)는 Mo-La(Molybdendum Lanthanum), W, TZM(Titanium-Zirconium- Molybdendum alloy), Ta 등의 금속 물질이나, 흑연(graphite), 탄소 복합체(carbon composition) 등을 포함할 수 있다. 그러나 제1 도가니(CR1)의 물질이 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
복수의 노즐들(NZ)은 제1 도가니(CR1) 상에 배치된다. 노즐들(NZ)은 일체로 형성된 것일 수 있다. 노즐들(NZ)은 제1 도가니(CR1)의 상면에 접촉할 수 있다. 노즐들(NZ)에 관한 설명은 도 1을 참조하여 상술한 설명이 동일하게 적용될 수 있다.
노즐들(NZ)은 고온에서도 변형 없이 사용 가능한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 노즐들(NZ)은 Mo-La(Molybdendum Lanthanum), W, TZM(Titanium-Zirconium- Molybdendum alloy), Ta 등의 금속 물질이나, 흑연(graphite), 탄소 복합체(carbon composition) 등을 포함할 수 있다. 그러나 노즐들(NZ)의 물질이 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
노즐들(NZ)은 제1 도가니(CR1)와 동일한 물질을 포함할 수 있다. 이에 한정되지 않고, 노즐들(NZ)은 제1 도가니(CR1)와 상이한 물질을 포함할 수 있다.
발열 부재(HM)는 제1 도가니(CR1)를 수용하여, 제1 도가니(CR1)를 가열할 수 있다. 가열된 제1 도가니(CR1) 내에 수용된 증착 물질(100)은 증발되어, 대상 기판 상에 증착 될 수 있다. 예를 들어, 발열 부재(HM)는 제1 도가니(CR1)를 1000도 이상 구체적으로는 1200도 이상 가열할 수 있다. 발열 부재(HM)는 히터 프레임(HF) 및 히터(HT)를 포함할 수 있다.
히터 프레임(HF)은 상부가 개구되고, 내부에 빈 공간을 구비하는 것일 수 있다. 히터 프레임(HF)의 내부의 빈 공간에 제1 도가니(CR1)가 배치되어, 제1 도가니(CR1)는 히터 프레임(HF)에 수용될 수 있다. 히터 프레임(HF)은 제1 도가니(CR1)와 이격되어, 제1 도가니(CR1)의 측면 및 하면을 둘러싸는 것일 수 있다.
히터(HT)는 제1 도가니(CR1)가 가열되도록 열을 제공할 수 있다. 히터(HT)는 히터 프레임(HF)과 제1 도가니(CR1) 사이의 이격 공간에 배치될 수 있다. 히터(HT)는 히터 프레임(HF)의 내면 상에서 히터 프레임(HF)에 의해 지지될 수 있다.
히터(HT)는 제1 도가니(CR1)의 측면 및/또는 하면 상에 배치되어 제1 도가니(CR1)를 둘러쌀 수 있다. 도 2는 히터 프레임(HF)의 내측면 상에 배치된 히터(HT)를 도시하였다. 히터(HT)는 단일로 제공되거나, 복수로 제공될 수 있고, 복수 개의 히터들은 히터 프레임(HF)의 내측면을 따라 배치될 수 있다.
복사열 방지부재(RM)는 열이 증착원(DS) 외부로 손실되거나 발산되는 것을 방지할 수 있다. 복사열 방지부재(RM)는 발열 부재(HM)와 하우징(HS) 사이에 배치될 수 있다.
복사열 방지부재(RM)는 발열 부재(HM)의 상면, 외측면 및 하면 상에 배치되어, 발열 부재(HM)로부터 발열 부재(HM)의 상부 방향, 측부 방향 및 하부 방향으로 발산되는 복사열을 차단할 수 있다. 복사열 방지부재(RM)는 히터 프레임(HF)의 상면(HF-V) 상에 배치된 제1 복사열 방지부(RH1), 히터 프레임(HF)의 외측면(HF-O) 상에 배치된 제2 복사열 방지부(RH2) 및 히터 프레임(HF)의 하면(HF-B) 상에 배치된 제3 복사열 방지부(RH3)를 포함할 수 있다.
복사열 방지부재(RM)는 복수의 리플렉터들을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 복사열 방지부(RH1, RH2, RH3) 중 적어도 하나 이상은 복수의 리플렉터들 및 각각 리플렉터들 중 이웃한 리플렉터를 연결하는 복수의 핀들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 핀들은 평면상에서 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 자세한 설명은 후술하도록 한다.
제1 내지 제3 복사열 방지부(RH1, RH2, RH3) 중 일부는 단일체의 탄소 복합체(Carbon composition)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 및 제3 복사열 방지부(RH2, RH3)는 복수의 리플렉터들을 포함하고, 제1 복사열 방지부(RH1)는 단일체의 탄소 복합체 일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 제1 내지 제3 복사열 방지부(RH1, RH2, RH3)들 모두 복수의 리플렉터들을 포함할 수 있다. 탄소 복합체는 내열성이 우수하여 고온에서도 쉽게 변형되지 않으며, 열 전도율이 낮아 열의 손실을 차단할 수 있다.
증착원(DS)은 제2 도가니(CR2)를 더 포함할 수 있다. 제2 도가니(CR2)는 발열 부재(HM)와 제1 도가니(CR1) 사이에 배치될 수 있다. 제2 도가니(CR2)는 상부가 개구된 내부에 빈 공간을 구비하는 것일 수 있다. 제2 도가니(CR2)는 내부 공간에 제1 도가니(CR1)를 수용할 수 있다. 제2 도가니(CR2)는 제1 도가니(CR1)의 손상에 의해 유출된 증착 물질(100) 또는 증발 경로를 이탈한 증착 물질(100)이 다른 구성으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
제2 도가니(CR2)는 히터 프레임(HF)의 내부 공간에 수용될 수 있다. 히터 프레임(HF)은 제2 도가니(CR2)의 측면 및 하면을 둘러싸는 것일 수 있다. 제2 도가니(CR2)와 히터 프레임(HF)은 소정의 간격으로 이격되어 이격 공간을 형성할 수 있고, 상기 이격 공간 내에 히터(HT)가 배치될 수 있다.
제2 도가니(CR2)는 노출된 히터 프레임(HF)의 상부를 커버하여 제2 도가니(CR2)와 히터 프레임(HF) 사이에 배치된 히터(HT)를 보호할 수 있다. 증착 물질(100)은 증발 경로를 이탈하여 히터(HT)에 접촉할 수 있고, 이는 쇼트(shoot) 문제를 일으켜 히터(HT)의 수명을 감소시킬 수 있다. 그러나 제2 도가니(CR2)는 제1 도가니(CR1)로부터 증발된 증착 물질(100)이 히터(HT)로 유입되는 경로를 차단함으로써 히터(HT)의 수명을 향상시킬 수 있다.
제2 도가니(CR2)는 고온에서도 변형 없이 사용 가능한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 도가니(CR2)는 Mo-La(Molybdendum Lanthanum), W, TZM(Titanium-Zirconium- Molybdendum alloy), Ta 등의 금속 물질이나, 흑연(graphite), 탄소 복합체(carbon composition) 등을 포함할 수 있다. 그러나 제2 도가니(CR2)의 물질이 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
한편, 도시하지 않았지만, 발열 부재(HM)는 온도 감지부를 더 포함할 수 있다. 온도 감지부는 제1 도가니(CR1) 또는 제2 도가니(CR2)의 온도를 영역별로 측정하는 것일 수 있다. 온도 감지부에 측정된 온도를 참고하여, 히터(HT)의 온도를 제어하여, 도가니의 전체 온도를 균일하게 할 수 있다.
종래 점형 증착원은 증착 면적에 한계가 있어, 대형 기판 상에 증착막을 형성하기 위해서는 여러 개의 점형 증착원들이 배열된 형태의 증착원을 사용해야 한다. 여러 개의 점형 증착원들은 개별 제어가 필요하므로 공정 관리가 어려우며 증착원들 간의 증착 편차로 인해 균일한 두께의 증착막을 형성하기 어렵다.
본 발명의 증착원은 일 방향으로 연장된 도가니 상에 복수의 노즐들을 배치함으로써, 증착 편차가 감소하고, 대형 기판 상에서도 균일한 두께의 증착막을 형성하기 용이하다. 또한, 본 발명의 증착원은 점형 증착원 대비 증착 물질 사용 효율이 증가하여 재료비를 절감할 수 있다. 본 발명의 증착원은 점형 증착원 대비 많은 용량의 증착 물질을 수용할 수 있어 연속 가동 시간이 증가하므로 설비 효율을 향상시킬 수 있다.
도 3a 내지 도 3d 본 발명의 일 실시예에 따른 복사열 방지부재의 단면도이다. 도 3a 내지 도 3c는 제2 방향(DR2) 및 제3 방향(DR3)이 정의하는 평면상에서 바라본 단면도이다. 도 3d는 제1 방향(DR1) 및 제3 방향(DR3)이 정의하는 평면상에서 바라본 평면도이다. 설명의 편의를 위해, 복사열 방지부재(RM) 중 일부인 제2 복사열 방지부(RH2)를 확대 도시하였다.
리플렉터는 평면상에서 사각형 형상인 얇은 판상으로 제공될 수 있다. 복수의 리플렉터들은 서로 마주보며 배치될 수 있다. 복수의 리플렉터들은 소정의 간격으로 이격되어 복수의 핀들에 의해 연결될 수 있다. 도 3a 내지 도 3c을 참조하면, 리플렉터들(RF1~RF8)은 제2 방향(DR2)을 따라 서로 마주보며 이격될 수 있다. 리플렉터들 사이가 이격됨으로써, 리플렉터들 사이의 직접적인 열 전달이 방지될 수 있다.
리플렉터는 발열 부재(HM)에서 발생한 열의 손실을 차단할 수 있고, 복사열 방지부재(RM) 외부로 열이 방출되는 정도를 감소시킬 수 있다. 리플렉터는 열 전달율 및 열 방사율이 상대적으로 낮고 고온에서도 사용 가능한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, Mo, Ta, W, Al, Au, Ag, Mn, Ti, ZrO2, Al2O3, TiO2, pBN(Pyrolytic Boron Nitride), ALN(Aluminium nitride) 또는 SUS(steel use stainless) 등을 포함할 수 있다. 리플렉터는 열 방사율 감소를 위해 폴리싱(Polishing) 등의 표면 처리를 한 것일 수 있다.
이격된 복수의 리플렉터들 사이를 연결하는 복수의 핀들은 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 핀들이 서로 엇갈리게 배치됨으로써, 나란히 배치된 경우보다 열 전도 경로(Conduction path)가 복잡해질 수 있다. 도 3a 내지 도 3c는 설명의 편의를 위해 열 전도 경로(Conduction path)를 간략하게 도시하였다. 복잡한 열 전도 경로에 의해 리플렉터와 리플렉터 사이에 전달되는 열의 양이 감소될 수 있다.
하나의 리플렉터와 이웃하는 리플렉터 사이를 연결하는 핀은 하나 이상일 수 있다. 예를 들어 N번째 리플렉터와 N+1번째 리플렉터 사이를 연결하는 핀은 2개 이상일 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 일 예로 복수의 핀들(PN1~PN6)에 의해 연결된 7개의 리플렉터들(RF1~RF7)을 도시하였다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 첫번째 리플렉터(RF1)와 두번째 리플렉터(RF2)를 연결하는 제1 핀들(PN1)과 두번째 리플렉터(RF2)와 세번째 리플렉터(RF3)를 연결하는 제2 핀들(PN2)은 제2 방향(DR2)에서 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 세번째 리플렉터(RF3)와 네번째 리플렉터(RF4)를 연결하는 제3 핀들(PN3)은 제1 핀들(PN1) 및 제2 핀들(PN2)과 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 이처럼, 제1 핀들 내지 제7 핀들(PN1~PN7)은 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 따라서, 첫번째 내지 N번째 리플렉터들을 연결하는 제1 내지 N-1 핀들을 서로 엇갈리게 배치함으로써 열 전도 경로를 복잡하게 할 수 있다.
복수의 리플렉터들을 포함하는 복사열 방지부는 히터 프레임(HF)과 결합됨과 동시에 하우징(HS)과 이격될 수 있고, 또는 하우징(HS)과 결합됨과 동시에 히터 프레임(HF)과 이격될 수 있다. 리플렉터는 결합체(CM)에 의해 히터 프레임(HF) 또는 하우징(HS)과 결합될 수 있다. 결합체(CM)는 복수로 구비되어, 리플렉터의 테두리에 인접하는 부분을 히터 프레임(HF) 또는 하우징(HS)에 고정시킬 수 있다.
도 3a를 참조하면, 히터 프레임(HF)의 외측면(HF-O)과 마주하는 첫번째 리플렉터(RF1)는 결합체(CM)에 의해 히터 프레임(HF)과 결합될 수 있다. 발열 부재(HM)에서 방출되는 열은 결합체(CM)를 통해 리플렉터로 전달 될 수 있다. 결합체(CM)와 제1 핀들(PN1)은 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 결합체(CM)와 엇갈리게 배치된 핀들에 의해 열 전달 경로가 복잡해질 수 있고, 열 전달률이 감소될 수 있다.
하우징(HS)의 내측면(HS-I)과 마주하는 일곱 번째 리플렉터(RF7)는 하우징(HS)과 소정의 간격으로 이격될 수 있다. 리플렉터와 하우징(HS)이 이격됨으로써, 일곱 번째 리플렉터(RF7)에 전달된 열이 하우징(HS)에 직접 전달되는 것이 방지될 수 있고, 복사열 만이 하우징(HS)에 전달될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 하우징(HS)의 내측면(HS-I)과 마주하는 일곱 번째 리플렉터(RF7)는 결합체(CM)에 의해 하우징(HS)과 결합될 수 있다. 결합체(CM)와 제6 핀들(PN6)은 서로 엇갈리게 배치되어, 열 전달 경로를 복잡하게 할 수 있다.
히터 프레임(HF)의 외측면(HF-O) 마주하는 첫번째 리플렉터(RF1)는 히터 프레임(HF)과 소정의 간격으로 이격될 수 있다. 히터 프레임(HF)과 이격됨으로써, 히터 프레임(HF)으로부터 첫번째 리플렉터(RF1)에 열이 직접 전달되는 것이 방지되고, 복사열 만이 첫번째 리플렉터(RF1)에 전달될 수 있다.
도 3c를 참조하면, 복수의 리플렉터들 중 일부 리플렉터들 사이는 핀에 의해 연결되지 않고 이격될 수 있다. 도 3c는 일 예로 8개의 리플렉터들(RF1~RF8)과 복수의 제1 내지 제6 핀들(PN1'~PN6')을 도시하였다.
복수의 리플렉터들 중 서로 연결된 리플렉터들을 하나의 세트로 정의할 수 있다. 제1 내지 제3 핀들(PN1', PN2', PN3')에 의해 연결된 첫번째 내지 네번째의 리플렉터들(RF1~RF4)을 제1 세트(S1)로 정의할 수 있다. 제4 내지 제6 핀들(PN4', PN5', PN6')에 의해 연결된 다섯 번째 내지 여덟 번째리플렉터들(RF5~RF8)을 제2 세트(S2)로 정의할 수 있다.
세트들 각각에 포함된 복수의 핀들은 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 제1 세트(S1)에 포함된 제1 내지 제3 핀들(PN1', PN2', PN3')은 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 제2 세트(S2)에 포함된 제4 내지 제6 핀들(PN4', PN5', PN6')은 서로 엇갈리게 배치될 수 있다.
제1 세트(S1)와 제2 세트(S2)는 핀들에 의해 연결되지 않고, 서로 소정의 간격으로 이격될 수 있다. 제1 세트(S1)의 네번째 리플렉터(RF4)와 제2 세트(S2)의 다섯 번째 리플렉터(RF5)는 핀에 의해 연결되지 않고, 서로 마주 보며 이격될 수 있다. 제1 세트(S1)와 제2 세트(S2)의 이격 간격은 세트 내에 포함된 복수의 리플렉터들 사이의 이격 간격보다 클 수 있다.
세트들 각각에 포함된 복수의 핀들은 서로 엇갈리게 배치됨에 따라, 열 전달 경로가 복잡해질 수 있고, 세트들 사이가 이격됨에 따라, 세트들 사이의 직접적인 열 전달이 차단될 수 있다. 이를 통해 복수의 리플렉터들 사이에 전달되는 열의 양이 감소될 수 있고, 효과적으로 열의 손실 및 방출을 차단할 수 있다.
제1 세트(S1)는 제1 결합체(CM1)에 의해 히터 프레임(HF)에 결합되어 고정될 수 있다. 제2 세트(S2)는 제2 결합체(CM2)에 의해 하우징(HS)에 결합되어 고정될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 복수의 리플렉터들 및 복수의 핀들을 포함하는 제2 복사열 방지부(RH2)를 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 해당 구조는 제1 복사열 방지부(RH1) 및 제3 복사열 방지부(RH3)에도 동일하게 적용할 수 있다. 예를 들어, 제1 복사열 방지부(RH1) 및 제3 복사열 방지부(RH3)에 포함되는 복수의 리플렉터들은 제3 방향(DR3)을 따라 서로 마주보며 이격될 수 있고, 각각이 이웃하는 리플렉터들 사이를 연결하는 핀들은 서로 엇갈리게 배치될 수 있다.
도 3d는 도 3a에 도시된 제2 복사열 방지부(RH2)를 제1 방향(DR1) 및 제3방향(DR3)이 정의하는 평면상에서 바라본 일 실시예의 모습을 간략하게 도시하였다. 도 3d는 일 예로, 하우징(HS)의 내측면(HS-I)에 인접한 일곱 번째 리플렉터(R7)를 평면상에서 바라본 모습이며, 설명의 편의를 위해, 제1 내지 제6 핀들(PN1~PN6)을 도시하였다.
복수의 핀들은 리플렉터의 면이 정의되는 평면상에서 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 핀들은 평면상에서 서로 비중첩하게 배치될 수 있고, 엇갈리는 정도가 클수록 열 전달 경로가 복잡해 질 수 있다. 복수의 핀들이 평면상에서 배치된 형상은 도 3d에 도시된 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 방향(DR2)을 따라 상대적으로 인접하는 핀들은 평면상에서 서로 비중첩할 수 있고, 제2 방향(DR2)을 따라 상대적으로 이격된 핀들은 평면상에서 일부 중첩할 수 있다. 일 예로, 제1 핀들(PN1)과 제2 핀들(PN2)은 평면상에서 비중첩할 수 있고, 제1 핀들(PN1)과 제4 핀들(PN4)들은 평면상에서 일부 중첩할 수 있다.
리플렉터들의 개수는 도 3a 내지 도 3d에 도시된 것에 실시예에 한정되는 것은 아니다. 리플렉터의 개수는 공정 온도에 따라 달라질 수 있으며, 공정 온도가 증가할 수록 증착원은 더 많은 리플렉터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 1200도 이상의 공정에 사용되는 증착원(DS)의 복사열 방지부재(RM)는 7개 이상의 리플렉터들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 발열 부재(HM), 복사열 방지부재(RM) 및 하우징(HS) 사이의 직접적인 열 전달을 최대한 차단하고, 복사열을 통해 열을 전달시킴으로써, 전달되는 열의 양을 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 복사열 방지부재(RM)는 열 전달 경로를 복잡하게 하여 효과적으로 열의 방출 및 열의 손실을 방지할 수 있다.
방출되는 열의 양이 감소되어, 증착원(DS) 외부의 온도 상승 정도는 감소될 수 있고, 증착원(DS) 상에 배치되는 대상 기판이 고온에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 증착원(DS)과 대상 기판 사이의 거리를 감소시킬 수 있고, 증착 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 열의 손실이 방지됨에 따라, 특정 온도로 열 에너지를 제공하기 위해 히터(HT)에 높은 파워(power)를 계속적으로 인가하지 않아도 되고, 히터(HT)의 수명이 연장될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착원 상부의 일부 단면도이다. 증착원(DS)은 냉각부(CO)를 더 포함할 수 있다. 냉각부(CO)는 하우징(HS) 상에 배치되어, 발열 부재(HM)로부터 증착원(DS) 외부로 전달되는 열을 식혀줄 수 있다.
냉각부(CO)는 냉각 파이프(CO-F) 및 냉각 파이프(CO-F)의 외면을 커버하는 냉각 브라켓(Cooling bracket)을 포함할 수 있다. 냉각 파이프(CO-F) 내부에는 냉매 또는 냉각수가 순환될 수 있다.
냉각부(CO)는 하우징(HS) 본체(HS-B)의 상면(HS-B-U) 상에 배치될 수 있다. 냉각부는(CO)는 본체(HS-B)의 상면(HS-B-U)을 따라 개구된 본체(HS-B)의 상부를 둘러싸면서 배치될 수 있다. 냉각부(CO)는 증착원(DS)의 상부 방향으로 복사되는 열을 식힐 수 있고, 증착원(DS) 상에 배치되는 대상 기판에 전달되는 열의 양을 감소시킬 수 있다.
복사열 방지부재(RM)는 냉각부(CO)에 접촉할 수 있다. 도 4는 일 예로, 복수의 리플렉터들(RF) 및 리플렉터들 사이를 엇갈리게 연결한 핀들을 포함하며, 냉각부(CO)에 접촉하는 제1 복사열 방지부(RH1)를 간략하게 도시하였다. 제1 복사열 방지부(RH1)는 냉각부(CO)에 접촉함으로써, 제1 복사열 방지부(RH1) 상의 온도가 효과적으로 감소될 수 있다. 냉각부(CO)는 대상 기판에 인접한 제1 복사열 방지부의 열을 식힘으로써, 대상 기판이 고온에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도시하지 않았지만, 증착원(DS)은 하우징(HS) 본체(HS-B)의 내부에 수용되거나, 본체(HS-B)의 측면 상에 배치되는 냉각 파이프를 더 포함할 수 있다. 상기 냉각 파이프는 증착원(DS)의 측부 방향을 향해 복사되는 열을 식힐 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착원 일부 구성의 단면도이다. 증착원(DS)은 복수의 노즐들(NZ)과 제1 도가니(CR1) 사이에 배치된 커버(CV)를 더 포함할 수 있다. 커버(CV)는 복수의 노즐들(NZ) 하부의 일부분을 커버할 수 있다. 커버(CV)의 하면은 제1 도가니(CR1)의 상면과 접촉할 수 있다.
커버(CV)와 제1 도가니(CR1)는 체결부(BN)를 통해 결합될 수 있다. 커버(CV) 및 제1 도가니(CR1) 각각은 커버(CV) 및 제1 도가니(CR1)를 통과하는 결합 홈이 정의될 수 있다. 체결부(BN)는 결합 홈을 통해 커버(CV) 및 제1 도가니(CR1)를 체결하는 것일 수 있다. 체결부(BN)는 볼트, 너트와 같은 통상의 체결 구조체를 포함할 수 있다.
커버(CV)는 제1 도가니(CR1)와 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 커버(CV)는 Mo-La(Molybdendum Lanthanum), W, TZM(Titanium-Zirconium- Molybdendum alloy), Ta 등의 금속 물질이나, 흑연(graphite), 탄소 복합체(carbon composition) 등을 포함할 수 있다.
고온의 환경에 노출되는 제1 도가니(CR1)와 커버(CV)는 지속적인 사용에 따라, 열팽창 및 수축을 반복할 수 있다. 제1 도가니(CR1)와 커버(CV)가 동일한 물질을 포함함으로써 각 구성들의 열팽창 정도의 차이가 작을 수 있다. 만약 체결부가 열팽창 정도의 차이가 큰 물질들을 각각 포함하는 구성들을 체결한다면, 각 구성들의 반복적인 팽창 및 수축에 따라 체결부는 부분적으로 상이한 스트레스(Stress)를 받을 수 있다. 이로 인해, 체결부는 쉽게 손상될 수 있다. 하지만 동일 물질을 포함하는 구성들을 체결한다면, 열팽창 차이에 의한 스트레스가 감소하여 체결부(BN)의 수명이 길어질 수 있다.
체결부(BN)는 고온에서도 변형 없이 사용 가능한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 체결부(BN)는 Mo, Ta, TZM (Titanium-Zirconium- Molybdendum alloy), W, ALN(Aluminium nitride), 탄소 복합체(carbon composition) 등을 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 부재의 사시도이다. 발열 부재(HM)의 각 구성들은 상술한 설명이 동일하게 적용될 수 있다.
일 실시예의 히터(HT)는 복수로 구비될 수 있다. 복수의 히터들(HT1~HT4)은 히터 프레임(HF)의 내측면(HF-I)을 따라 배치되는 것일 수 있다. 복수의 히터들(HT1~HT4)은 제1 도가니(CR1, 도 2 참조)의 주변을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
도 6은 일 예로 4개의 히터들(HT1~HT4)을 도시하였다. 제1 내지 제4 히터들(HT1~HT4)은 히터 프레임(HF)의 내측면(HF-I)을 따라서 배열된 독립적인 히터들일 수 있다. 예를 들어, 제1 히터(HT1)의 일측은 제2 히터(HT2)와 인접하며, 제1 히터(HT1)의 타측은 제4 히터(HT-4)와 인접하게 배치될 수 있다. 제1 히터(HT1)와 제3 히터(HT3)는 제1 방향(DR1)에서 제1 도가니(CR1, 도 2 참조)를 사이에 두고 이격될 수 있다.
복수의 히터들(HT1~HT4)은 배치되는 히터 프레임(HF)의 내측면(HF-I)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 히터(HT1)처럼 굽혀진 판상의 히터일 수 있고, 제2 히터(HT2)처럼 평평한 판상의 히터일 수 있다.
복수의 히터들(HT1~HT4)은 각각 독립적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 히터들마다 각각 온도를 다르게 제어할 수 있고, 발열 부재(HM)내의 온도 편차를 감소시키고 균일하게 가열시킬 수 있다. 히터들의 개수 및 위치는 도 6에 도시된 일 예로 한정되지 않고, 발열 부재(HM)의 구조, 도가니들의 크기에 따라 달라질 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 부재의 단면도이다. 도 7a 및 도 7b는 발열 부재(HM)의 일부분을 확대 도시한 것이다. 도 7a 및 도 7b는 실질적으로 동일한 구성들을 도시하였고, 연결부(ELC)의 형상에 차이가 있다. 히터(HT)는 발열체(HE), 절연체(IO) 및 전극(EL)을 포함할 수 있다.
발열체(HE)는 발열 코일일 수 있고, 열을 발생시킬 수 있는 발열 수단이라면 어느 하나의 형상으로 한정되는 것은 아니다. 발열체(HE)는 내열성이 강한 금속 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발열체(HE)는 Ta, Mo, W 등을 포함할 수 있고 물질이 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
전극(EL)은 발열체(HE)의 끝단에 연결되어 외부에서 인가되는 파워를 발열체(HE)에 전달할 수 있다. 전극(EL)은 히터 프레임(HF)의 하면 및 하우징(HS)의 하면을 통과하여 하우징(HS)의 하면 외부 상에 노출될 수 있다. 전극(EL)은 금속 물질을 포함할 수 있다.
절연체(IO)는 발열체(HE) 및 전극(EL)의 외면을 커버할 수 있다. 절연체(IO)는 판상일 수 있고, 발열체(HE) 및 전극(EL)은 절연체(IO)의 내부에 배치된 것일 수 있다. 절연체(IO)는 발열체(HE) 및 전극(EL)을 보호할 수 있다. 절연체(IO)는 증발 경로를 이탈하여 히터(HT)로 유입되는 증착 물질(100, 도 2)에 의해 발생하는 쇼트(Shoot) 문제를 방지할 수 있다.
절연체(IO)는 발열체(HE) 및 전극(EL)과 고온에서 반응성이 없는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 절연체(IO)는 BN(Boron Nitride), pBN(Pyrolytic Boron Nitride), ALN(Aluminium nitride) 등을 포함할 수 있고 물질이 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
증착원(DS)은 히터(HT)의 전극(EL)과 외부 전극(EE)을 전기적으로 연결하는 연결부(ELC)를 더 포함할 수 있다. 연결부(ELC)는 금속 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연결부(ELC)는 비저항이 작은 Ni, Cu 등을 포함할 수 있고 물질이 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
발열체(HE)에 포함된 금속 물질은 열에 의해 미세하게 팽창될 수 있다. 만약 연결부(ELC)가 전극(EL)과 외부 전극(EE)을 리지드(Rigid)하게 연결시키는 경우, 발열체(HE)는 고온의 환경에서 지속적으로 사용됨에 따라 스트레스가 누적될 수 있고, 발열체(HE)의 파손이 일어날 수 있다.
일 실시예의 연결부(ELC)는 변형에 유연한 구조를 가질 수 있고, 발열체(HE)의 파손을 방지하여 히터(HT)의 수명을 연장시킬 수 있다. 일 실시예의 연결부(ELC)는 도 7a에 도시된 것처럼, 복수의 금속 시트(Metallic sheet)들(MP1)을 포함하거나 도 7b에 도시된 것처럼, 복수의 얇은 와이어(wire)들(MP2)을 포함할 수 있다.
도 7a를 참조하면, 금속 시트들(MP1)은 일 방향을 따라 순차적으로 적층된 것일 수 있다. 금속 시트들(MP1)의 개수는 어느 하나의 실시예로 한정되는 것은 아니다. 금속 시트들(MP1) 각각의 두께는 얇을 수 있다. 예를 들어, 금속 시트(MP1)의 두께는 0.2mm 이하일 수 있다.
도 7a는 설명의 편의를 위해, 복수의 금속 시트들(MP1) 중 하나의 금속 시트(MP1)를 도시하였다. 금속 시트(MP1)는 일부분이 일 방향으로 볼록한 판 형상일 수 있으나, 얇은 판의 형상을 갖는다면 어느 하나의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
도 7b를 참조하면, 복수의 와이어들(MP2)은 전극(EL)에 연결된 일 단 및 외부 전극(EE)에 연결된 타 단에서 연결되고 중심부는 서로 떨어진 것일 수 있다.
도 8은 본 발명 일 실시예에 따른 증착원의 사시도이다. 도 8은 설명의 편의를 위해, 증착원(DS) 및 증착 물질이 증착될 대상 기판(SUB)을 도시하였다.
대상 기판(SUB)은 표시 장치(display device)의 기판일 수 있다. 증착 물질은 금속 물질 또는 무기 물질 등을 포함할 수 있다. 증착 물질은 대상 기판 상에 증착되어, 전극과 같은 소자 구성을 형성할 수 있다.
대상 기판(SUB)은 제1 방향(DR1)으로 연장하는 2개의 변들과 제2 방향(DR2)으로 연장하는 2개의 변들에 가질 수 있다. 제3 방향에서 바라본 평면상에서, 대상 기판(SUB)은 사각형 형상일 수 있다.
도 8을 참조하면, 대상 기판(SUB)은 증착원(DS) 상에 배치될 수 있다. 증착원(DS)은 제3 방향(DR3)으로 증착 물질을 분사할 수 있고, 증착된 물질은 대상 기판(SUB) 상에 성막 될 수 있다.
대상 기판(SUB)은 증착원(DS)부터 이격되어 일 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 대상 기판(SUB)은 고정된 증착원 상에서 제2 방향(DR2)으로 이동하면서 일면 상에 증착 물질이 증착될 수 있다.
도 8은 증착을 위해 대상 기판(SUB)이 이동하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 증착원(DS)이 이동할 수 있다. 대상 기판(SUB)이 고정된 상태에서 증착원(DS)이 제2 방향(DR2)으로 이동하면서 대상 기판 일면 상에 증착 물질을 제공할 수 있다.
증착원(DS)은 각각 복수로 구비된 증착 모듈(DM) 및 하우징(HS)을 포함할 수 있다. 하나의 증착 모듈(DM)은 하나의 하우징(HS)에 대응하여 하우징(HS) 내에 수용될 수 있다. 하나의 증착 모듈(DM)이 수용된 하나의 하우징(HS)을 모듈(MO)로 정의할 수 있다. 각 증착 모듈(DM) 및 각 하우징(HS)에 관한 설명은 상술한 설명이 동일하게 적용될 수 있다.
제1 증착 모듈(DM1)이 수용된 제1 하우징(HS1)을 제1 모듈(MO1)로 정의할 수 있다. 제2 증착 모듈(DM2)이 수용된 제2 하우징(HS2)을 제2 모듈(MO2)로 정의할 수 있다. 이와 마찬가지로 제N 증착 모듈이 수용된 제N 하우징을 제N 모듈로 정의할 수 있다.
도 8은 일 예로, 4개의 모듈들(MO1~MO4)을 도시하였다. 모듈들의 개수는 도시된 일 예에 한정되지 않고, 대상 기판(SUB)의 면적에 따라 달라질 수 있다.
복수의 모듈들(MO1~MO4)은 서로 나란히 배열될 수 있다. 도 8을 참조하면, 제1 모듈(MO1) 및 제2 모듈(MO2)은 제2 방향(DR2)을 따라 나란히 배열되었으며, 제1 모듈(MO1) 및 제3 (MO3) 모듈은 제1 방향(DR1)을 따라 나란히 배열되었다. 제4 모듈(MO4)은 제3 모듈(MO3)과 제2 방향(DR2)을 따라 나란히 배열되었으며, 제2 모듈(MO2)과 제1 방향(DR1)을 따라 나란히 배열되었다.
제1 방향(DR1)을 행으로 제2 방향(DR2)을 열로 정의한다면, 도 8은 2행-2열로 배열된 복수의 모듈들(MO1~MO4)들을 도시한 것이다. 그러나 복수의 모듈들의 배열은 대상 기판(SUB)의 형상이나 면적에 따라 달라질 수 있으며 어느 하나의 실시예로 한정되는 것이 아니다. 예를 들어 복수의 모듈들은 1행-2열, 2행-1열 또는 3행 2열로도 배열될 수 있다.
복수의 모듈들을 포함하는 증착원(DS)의 제1 방향(DR1)의 길이는 대상 기판(SUB)의 제1 방향(DR1)의 길이와 동일하거나 더 클 수 있다. 본 발명의 증착원(DS)은 대상 기판(SUB)에 따라 모듈들의 배치를 다양하게 할 수 있고, 대형 기판 상에 점형 증착원 대비 용이하게 균일한 증착막을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 증착원은 일 방향으로 연장됨으로써, 대형 기판 상에 균일한 두께의 증착막이 성막되도록 할 수 있고, 증착 효율을 향상시킬 수 있다. 증착원은 히터의 발열체를 커버하는 절연체에 의해, 증착 물질에 의해 오염 및 파손되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시에의 증착원은 열 전달 경로를 복잡하게 하고, 접촉에 의해 전달되는 열의 양을 감소시키는 복사열 방지부재를 포함함으로써, 효과적으로 열의 손실 및 방출을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 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.
DS: 증착원 DM: 증착 모듈
HS: 하우징 NZ: 노즐들
CR1: 제1 도가니 CR2: 제2 도가니
HM: 발열 부재 RM: 복사열 방지부재
RF1~RF8: 리플렉터 PN1~PN6: 핀
S1: 제 1세트 S2: 제2 세트
HF: 히터 프레임 HT: 히터
HE: 발열체 IO: 절연체
EL: 전극 ELC: 연결부
CO: 냉각부 CO-F: 냉각 파이프
CV: 커버

Claims (20)

  1. 증착 모듈; 및
    상기 증착 모듈을 수용하는 하우징을 포함하고,
    상기 증착 모듈은,
    제1 방향을 따라 연장되며, 내부 공간에 증착 물질을 수용하는 제1 도가니;
    상기 제1 도가니 상에 배치되고 상기 제1 방향을 따라 배열된 복수의 노즐들;
    상기 제1 도가니를 수용하는 발열 부재; 및
    상기 발열 부재의 상면, 외측면 및 하면 상에 배치된 복사열 방지부재를 포함하며,
    상기 복사열 방지부재는 복수의 리플렉터들 및 각각이 상기 리플렉터들 중 이웃한 리플렉터들 사이를 연결하는 복수의 핀들을 포함하고,
    상기 복수의 핀들은 평면상에서 서로 엇갈리게 배치된 증착원.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복사열 방지부재는,
    제1 세트 및 상기 제1 세트로부터 이격된 제2 세트를 포함하고,
    상기 제1 세트 및 상기 제2 세트 각각은 상기 복수의 리플렉터들 및 상기 복수의 핀들을 포함하는 증착원.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 리플렉터들 중 상기 발열 부재의 외측면과 마주하는 하나의 리플렉터는 상기 발열 부재와 결합되며, 상기 하우징의 내측면과 마주하는 다른 하나의 리플렉터는 상기 하우징으로부터 이격된 증착원.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 리플렉터들 중 상기 하우징의 내측면과 마주하는 하나의 리플렉터는 상기 하우징과 결합되며, 상기 발열 부재의 외측면과 마주하는 다른 하나의 리플렉터는 상기 발열 부재로부터 이격된 증착원.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징 상에 배치된 냉각부를 더 포함하고,
    상기 냉각부는 냉각수가 흐르는 냉각 파이프를 포함하며,
    상기 복사열 방지부재는 상기 냉각부에 접촉하는 증착원.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 발열 부재는
    상기 제1 도가니를 수용하는 히터 프레임; 및
    상기 히터 프레임과 상기 제1 도가니 사이에 배치된 히터를 포함하는 증착원.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 히터는
    발열체;
    상기 발열체의 끝단에 연결된 전극; 및
    상기 발열체 및 상기 전극을 커버하는 판상의 절연체를 포함하는 증착원.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 히터는 복수로 구비되고,
    상기 복수의 히터들은 상기 히터 프레임의 내측면을 따라 배치되며, 상기 복수의 히터들은 각각 독립적으로 제어가 가능한 증착원.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 하우징의 외부에 배치되어 외부 전극과 상기 전극을 전기적으로 연결하는 연결부를 더 포함하고,
    상기 전극은 상기 히터 프레임 및 상기 하우징을 통과하여 상기 연결부와 연결되는 증착원.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 연결부는 순차적으로 적층된 복수의 금속 시트(metallic sheet)들을 포함하는 증착원.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 연결부는 복수의 금속 와이어(wire)들을 포함하는 증착원.
  12. 제1 항에 있어서,
    내부 공간이 정의되고, 상기 제1 도가니와 상기 발열 부재 사이에 배치된 제2 도가니를 더 포함하고,
    상기 제1 도가니는 상기 내부 공간에 배치되어 상기 발열 부재에 수용되는 증착원.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 도가니의 상면과 마주하는 상기 복수의 노즐들의 하면을 커버하는 커버(cover)를 더 포함하며,
    상기 커버는 상기 제1 도가니의 상면과 접촉하며, 상기 제1 도가니와 동일 물질을 포함하는 증착원.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 리플렉터는 Mo, Ta, W, Al, Au, Ag, Mn, Ti, ZrO2, Al2O3, TiO2, pBN(Pyrolytic Boron Nitride), ALN(Aluminium nitride), SUS(steel use stainless) 및 탄소 복합재료(carbon composite) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 증착원.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 증착 모듈 및 상기 하우징이 복수로 구비되며,
    상기 복수의 증착 모듈들은 상기 복수의 하우징들에 각각 수용되고,
    상기 복수의 하우징들은 상기 제1 방향 또는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되는 증착원.
  16. 증착 모듈; 및
    상기 증착 모듈을 수용하는 하우징을 포함하고,
    상기 증착 모듈은,
    제1 방향을 따라 연장되며, 내부 공간에 증착 물질을 수용하는 제1 도가니;
    상기 제1 도가니 상에 배치되고 상기 제1 방향을 따라 배열된 복수의 노즐들;
    상기 제1 도가니를 수용하는 히터 프레임;
    상기 히터 프레임과 상기 제1 도가니 사이에 배치된 히터;
    상기 히터 프레임의 외측면 상에 배치된 복사열 방지부재를 포함하며,
    상기 복사열 방지부재는
    제1 세트 및 상기 제1 세트와 마주하며 이격된 제2 세트를 포함하고,
    상기 제1 세트 및 상기 제2 세트 각각은 복수의 리플렉터들 및 각각이 상기 리플렉터들 중 이웃한 리플렉터들 사이를 연결하는 복수의 핀들을 포함하며,
    상기 복수의 핀들은 평면상에서 서로 엇갈리게 배치된 증착원.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 리플렉터는 Mo, Ta, W, Al, Au, Ag, Mn, Ti, ZrO2, Al2O3, TiO2, pBN(Pyrolytic Boron Nitride), ALN(Aluminium nitride), SUS(steel use stainless) 및 탄소 복합재료(carbon composite) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 증착원.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 히터는
    발열체;
    상기 발열체의 끝단에 연결된 전극; 및
    상기 발열체 및 상기 전극을 커버하는 판상의 절연체를 포함하는 증착원.
  19. 제16 항에 있어서,
    내부 공간이 정의되고, 상기 히터 프레임과 이격 공간을 형성하도록 상기 제1 도가니와 상기 히터 프레임 사이에 배치되는 제2 도가니를 더 포함하고,
    상기 내부 공간에 상기 제1 도가니가 배치되고, 상기 이격 공간 내에 상기 히터가 배치되는 증착원.
  20. 제16 항에 있어서,
    상기 하우징 상에 배치된 냉각부를 더 포함하고,
    상기 냉각부는 냉각수가 흐르는 냉각 파이프를 포함하며,
    상기 복사열 방지부재는 상기 냉각부에 접촉하는 증착원.

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