WO2014027778A1 - Evaporation deposition apparatus - Google Patents

Evaporation deposition apparatus Download PDF

Info

Publication number
WO2014027778A1
WO2014027778A1 PCT/KR2013/007020 KR2013007020W WO2014027778A1 WO 2014027778 A1 WO2014027778 A1 WO 2014027778A1 KR 2013007020 W KR2013007020 W KR 2013007020W WO 2014027778 A1 WO2014027778 A1 WO 2014027778A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
integrating sphere
crucible
outlet
vapor
disposed
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/007020
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
이주인
김정형
신용현
유신재
유용심
Original Assignee
한국표준과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국표준과학연구원 filed Critical 한국표준과학연구원
Publication of WO2014027778A1 publication Critical patent/WO2014027778A1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass

Definitions

  • the present invention relates to an evaporation deposition apparatus, and to a top-down or side-side evaporation deposition apparatus using induction heating and integrating sphere.
  • a target material to be deposited is placed inside a high vacuum chamber, and the material to be deposited is heated to evaporate the particles, and the vapor is moved to form a thin film on the substrate.
  • the evaporation deposition apparatus has a crucible of ceramic material and a heating unit for heating the crucible.
  • the evaporation deposition apparatus deposits a thin film on a substrate disposed on the upper surface of vapor evaporated against gravity upwardly.
  • the bottom-up deposition apparatus has a problem in that the substrate is bent. Therefore, a bottom up deposition apparatus or a side deposition apparatus is required.
  • an anode is usually formed on an upper portion of a transparent substrate, and a hole injection layer (HIL) is sequentially formed on the anode.
  • a hole transport layer (HTL), an organic emission layer (EML), an electron transport layer (ETL) and an electron injection layer (EIL) are deposited, and a cathode is formed on the electron transport layer.
  • HTL hole transport layer
  • EML organic emission layer
  • ETL electron transport layer
  • EIL electron injection layer
  • the cathode is damaged by the plasma and ultraviolet rays when the thin film is deposited by a conventional stuttering method, such that the lower organic light emitting layer is required to deposit the conductive material by a side- or top-down evaporation method.
  • One technical problem to be solved of the present invention is to provide a side- or top-down evaporation deposition apparatus of radial evaporation by a point source using induction heating and integrating sphere method overcoming the problems of the conventional bottom-up evaporation deposition apparatus.
  • An evaporation deposition apparatus is an inlet receiving steam, a baffle disposed around the inlet to redirect the steam, a spherical or oval cavity reflecting the steam, and the cavity
  • An integrating sphere comprising an outlet for radially discharging the vapor reflected or scattered a plurality of times by a point source;
  • a crucible for containing evaporation material therein and providing vapor evaporated through the first opening to the inlet of the integrating sphere;
  • a heating unit disposed to surround the integrating sphere and the crucible, and heating the crucible and the integrating sphere, wherein the integrating sphere is formed of a conductive material, and the inner surface of the cavity is rough so that the evaporation material is scattered.
  • the heating unit induction coil for induction heating the crucible and the integrating sphere Can be.
  • the vapor exiting the outlet of the integrating sphere can deposit a thin film on the substrate disposed opposite the second opening have.
  • the vapor exiting the outlet of the integrating sphere is to deposit a thin film on a substrate disposed opposite the second opening Can be.
  • the shape of the cavity is an ellipsoid
  • the vapor flux discharged from the outlet may increase as the distance away from the central axis of the cavity.
  • the integrating sphere and the crucible may be integral.
  • the outlet of the integrating sphere has a conical inner space, the vapor flux of the discharged edge portion is reflected inward to the inner surface of the outlet can adjust the discharge angle of the steam.
  • the induction coil includes a first induction coil surrounding the crucible and a second induction coil surrounding the integrating sphere, the first AC power source connected to the first induction coil and the second It may further include a second AC power source connected to the induction coil.
  • the integrating sphere is disposed below the crucible, the crucible is a cylindrical inner wall having a first height; An outer wall surrounding the inner wall with a second height higher than the first height; A lid covering an upper surface of the outer wall; And it may include a bottom plate in the form of a washer connecting the lower surface between the inner wall and the outer wall.
  • the steam moved inwardly of the inner wall may be provided to the inlet formed on the upper surface of the integrating sphere through the first opening formed in the lower surface of the inner wall.
  • the heat reflecting portion disposed to surround the heating portion;
  • a dielectric container disposed to surround the heat reflecting portion;
  • a washer-shaped support portion disposed on a lower surface of the outlet of the integrating sphere;
  • a case disposed to surround the dielectric container.
  • Evaporation deposition apparatus by heating the crucible and / or the deposition material through induction heating to generate steam, induction heating the steam provided integrating sphere to the radial steam having the outlet of the integrating sphere as a point source A thin film can be formed.
  • the shape of the integrating sphere can be replaced with an integral ellipsoid to change the distribution of steam to form a thin film of uniform thickness.
  • lateral or top-down evaporation deposition is possible on large-area OLED and solar cell substrates, substrate damage due to radiant heat can be suppressed, and agglomeration due to uneven vapor distribution of a conventional top-down deposition source can be eliminated, and induction heating It is possible to prevent the phenomenon that the outlet (nozzle) is blocked.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • 3 to 7 are cross-sectional views illustrating evaporation deposition apparatuses according to still other embodiments of the present invention.
  • FIGS. 8 and 9 are perspective views illustrating an evaporation deposition apparatus in another embodiment of the present invention.
  • Conventional evaporation deposition apparatus has a crucible of a ceramic material and a heating unit for heating the crucible.
  • the evaporation deposition apparatus deposits a thin film on a substrate disposed on the upper surface of vapor evaporated against gravity upwardly.
  • the heating unit heats the crucible through heat conduction using a heating wire.
  • a top-down evaporation deposition apparatus including a reflector for changing the direction of the vapor particles on top of the bottom-up evaporation source.
  • the reflector of the top-down evaporation deposition apparatus generates heat loss, and the crucible and the reflector transmit radiant heat to the substrate, thereby changing the thin film properties.
  • the conventional top-down deposition source technology creates a non-uniform vapor distribution as it only creates a passage to direct the evaporated vapor down. Accordingly, there is a need for a top down or side evaporation deposition apparatus that minimizes radiant heat and enables deposition with a uniform vapor distribution over a large area substrate.
  • the evaporation deposition method according to an embodiment of the present invention is a radial type that heats the crucible and / or the deposition material through induction heating, introduces steam into the integrating sphere, induction heating the integrating sphere, and uses the outlet of the integrating sphere as a point source. Steam may be provided to the substrate to form a thin film.
  • an induction heating deposition source is placed on the top or side of the vacuum vessel and the substrate is located on the bottom or side to enable top or side deposition.
  • the deposition material is a conductor
  • only the deposition material can be directly induction heated without heating the crucible.
  • the deposition material is vaporized and provided to the integrating sphere, the integrating sphere is inductively heated, and the vapor is reflected or scattered several times in the integrating sphere to provide a uniform radial vapor to the substrate as a point source for integrating the sphere, resulting in uneven aggregation.
  • the phenomenon can be suppressed.
  • the temperature of the deposition material and the temperature of the integrating sphere may be adjusted differently. Accordingly, the properties of the thin film deposited on the substrate can be changed.
  • the conductive crucible is heated, and the deposition material contained in the crucible may be indirectly heated. Accordingly, the deposition material is vaporized and provided to the integrating sphere, the integrating sphere is inductively heated, and the integrating sphere can provide a vapor having a high energy to the substrate while suppressing the phenomenon of vapor condensation with each other. Accordingly, the substrate may form a thin film of good quality at a low process temperature without heating to a high temperature.
  • the integrating sphere may be replaced with an integral ellipsoid, and the outlet may be a point source to form more vapor distribution from the center to both edges, thereby forming a thin film having a uniform thickness in a wide area.
  • the outlet of the integrating sphere may have a conical shape and reflect the vapor of the discharged edge portion inward to adjust the discharge angle of the steam. Side-by-side or top-down devices can deposit uniform thin films on large area substrates without deformation.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the evaporation deposition apparatus 110 includes an integrating sphere 116, a crucible 112, a dielectric container 118, and induction coils 117a and 117b.
  • the integrating sphere 116 is an inlet 116a receiving steam, a baffle 116d disposed around the inlet 116a to change the direction of the steam, and a spherical or elliptical cavity reflecting the steam ( 116c and an outlet 116b for discharging the vapor reflected from the cavity 116c.
  • the integrating sphere 116 is formed of a conductive material.
  • the integrating sphere 116 is heated by an induction coil.
  • the integrating sphere 116 includes a spherical or elliptical cavity 116c therein, and an induction electric field or an induction current is formed along a central axis (z-axis) of the integrating sphere 116.
  • the frequency of the induced electric field may be several tens of kilohertz (kHz) to several megahertz (Mhz). Accordingly, an induction electric field may be formed inside the integrating sphere 116.
  • the induction electric field may be induction heated.
  • the induction heating may reduce unnecessary heat loss in a direct heating method as compared with heating by a conventional heating wire. Accordingly, the integrating sphere may be heated to a uniform first temperature.
  • the external shape of the integrating sphere 116 may be a cylindrical shape or a sphere formed to have a certain thickness.
  • the integrating sphere 116 may be symmetrically cut in order to install the baffle 116d therein.
  • the cut surface is preferably an x-y plane, but may be an x-z plane.
  • An oval or spherical cavity 116c is disposed inside the integrating sphere 116, an inlet 116a is disposed on an upper surface of the cavity 116c, and a lower surface of the cavity 116c.
  • Outlet 116b may be disposed.
  • the baffle 116d may be disposed to block the inlet 116a of the integrating sphere 116 with a predetermined gap.
  • the baffle 116d may inhibit the vapor provided at the inlet 116a from directly exiting the outlet 116b.
  • the baffle 116d may be formed of a conductive material, and may have a disc shape, and the center of the baffle 116d may coincide with the center of the inlet. Accordingly, the induction electric field may inductively heat the baffle 116d.
  • the vapor may enter the baffle 116d, be reflected or scattered, and be provided to the inner surface of the cavity 116c.
  • the vapor may exit the outlet with constant velocity and radial distribution through reflection and scattering within the cavity 116c. This maintains the stability and reproducibility of the process.
  • the angular distribution of the vapor flux exiting the outlet 116b may depend on the structure of the cavity 116c.
  • the surface of the cavity 116c may be roughened.
  • the first temperature of the integrating sphere 116 may be different from the second temperature of the crucible 112. Specifically, the first temperature of the integrating sphere 116 may be higher than the second temperature of the crucible 112. Accordingly, the temperature of the steam in the integrating sphere 116 may be higher than the temperature of the steam in the crucible 112. Accordingly, high energy vapor may be provided to the substrate (not shown) through the outlet 116b. Accordingly, the substrate can form a thin film of good quality without being heated to a high temperature.
  • the vapor may be effusion from the outlet 116b of the integrating sphere 116.
  • the vapor passing through the outlet of the integrating sphere 116 may form a uniform thin film on the substrate.
  • the crucible 112 contains the evaporation material 114 therein, and provides the vapor evaporated through the opening 111 to the inlet 116a of the integrating sphere 116.
  • the crucible 112 has a cylindrical inner wall 112b having a first height, an outer wall 112a surrounding a circumference of the inner wall with a second height higher than the first height, and a lid covering an upper surface of the outer wall 112a. 112d, and a bottom plate 112c in the form of a washer connecting the lower surface between the inner wall 112b and the outer wall 112a.
  • the inner side of the inner wall 112b is connected to the opening 111 formed in the lower surface.
  • Evaporation material is received between the inner wall 112b and the outer wall 112a, and the evaporation material 114 and / or the crucible 112 are induction heated by the induction coils 117a and 117b, and the evaporation Material 114 is evaporated.
  • the steam moves to the inside of the inner wall 112b and through the opening 111 to the inlet 116a of the integrating sphere 116. Once the lid 112d is removed, the evaporation material 114 can be replenished.
  • the aluminum powder may be stored in the crucible 112.
  • the crucible 112 may be a conductive material having a high melting point.
  • the crucible 112 may be graphite, stainless steel, nickel, molybdenum, titanium, or tungsten.
  • the induction coils 117a and 117b may be separated into a first induction coil 117a and a second induction coil 117b.
  • the first induction coil 117a may induction heat the crucible 112 and / or the evaporation material 114 to melt and vaporize the evaporation material 114. Vaporized vapor may be provided to the integrating sphere 116 through the opening 111.
  • the organic material may be stored in the crucible 112.
  • the crucible 112 is formed of a conductive material, and the first induction coil 117a may induction heat the crucible to vaporize or sublime the evaporation material. Steam may be provided to the integrating sphere 116 through the opening 111.
  • the dielectric container 118 surrounds the crucible 112 and the integrating sphere 116 and has a surface open toward the outlet 116b of the integrating sphere 116.
  • the material of the dielectric container 118 may be quartz, alumina, or ceramic.
  • the dielectric container 118 may be in the form of a cylinder having an open one surface.
  • the dielectric container 118 has a lid 118a, and the lid 118a may be coupled to the dielectric container 118 while maintaining a vacuum.
  • a ring-shaped locking jaw 113 may be disposed inside one open surface of the dielectric container 118.
  • the integrating sphere 116 may be disposed on the locking jaw 113.
  • the dielectric container 118 may be coupled through an opening 104 formed in the upper surface of the vacuum container 102.
  • the dielectric container 118 may be disposed to protrude to the outside of the vacuum container 102 to suppress transfer of heat emitted from the crucible 112 and the integrating sphere 116 to the substrate.
  • the induction coils 117a and 117b may be disposed outside the dielectric container 118 to inductively heat the crucible 112 and the integrating sphere 116.
  • the induction coils 117a and 117b may include a first induction coil 117a surrounding the crucible 112 and a second induction coil 117b surrounding the integrating sphere 116.
  • the first induction coil 117a and the second induction coil 117b may be in the form of a solenoid coil.
  • the first induction coil 117a may be connected to the first AC power source 119a
  • the second induction coil 117b may be connected to the second AC power source 119b.
  • the induction coils 117a and 117b may be formed of copper pipes, and refrigerant may flow therein. Since the crucible 112 and the integrating sphere 116 have a structure protruding from the vacuum vessel 102, the radiant heat radiated by the crucible 112 and the integrating sphere 116 is transmitted to the substrate to a minimum. do. In addition, since the crucible 112 and the integrating sphere 116 are induction heated, substrate damage due to radiant heat is minimized. In addition, by maintaining the temperature of the integrating sphere 116 and the temperature of the crucible 112 different from each other, the deposition rate and the thin film characteristics of the substrate can be adjusted.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the evaporation deposition apparatus 110a includes an integrating sphere 116, a crucible 112, a dielectric container 118, and induction coils 117a and 117b.
  • the cavity 116c of the integrating sphere 116 is elliptical, and the radius of the major axis (x-axis) may be 1.5 to 3 times larger than the radius of the minor axis (z-axis). Accordingly, the angle distribution of the steam exiting the outlet can be adjusted. Accordingly, process uniformity of the substrate can be improved.
  • FIG 3 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the evaporation deposition apparatus 110b includes an integrating sphere 116, a crucible 112, a dielectric container 118, and induction coils 117a and 117b.
  • the evaporation deposition apparatus 110b provides a directed apparatus.
  • the outlet 116c of the integrating sphere may have a conical shape. Accordingly, the edge vapor exiting the outlet may be reflected from the sidewall of the cone shape so that the angle distribution may be changed. Thereby, the discharge angle of steam can be adjusted.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the evaporation deposition apparatus 210 includes an integrating sphere 116, a crucible 212, a dielectric container 118, and induction coils 117a and 117b.
  • the evaporation deposition apparatus 210 provides a lateral device or a side device.
  • vapor may be deposited on the top surface of the vacuum vessel such that the deposited material may fall onto the substrate and act as a contaminant.
  • lateral devices are resistant to contamination.
  • An opening 104 is formed on the side of the vacuum container 102.
  • a dielectric container 118 is mounted in the opening 104.
  • the dielectric container 118 may have a cylindrical shape with an open side.
  • the dielectric container 118 may include a ring-shaped locking jaw 113 around the lid 118a and one open surface. When the lid 118a is removed, the crucible 212 and the integrating sphere 116 may be removed.
  • the integrating sphere 116 is an inlet 116a receiving steam, a baffle 116d disposed around the inlet 116a to change the direction of the steam, and a spherical cavity 116c reflecting the steam. And an outlet 116b for discharging the vapor reflected from the cavity 116c.
  • the integrating sphere 116 is formed of a conductive material.
  • the integrating sphere 116 may have a cylindrical structure.
  • the crucible 212 contains vaporized material therein and provides the vapor evaporated through the discharge port to the inlet of the integrating sphere 116.
  • the crucible 212 may have a lid 212d. When the lid 212d is removed, the deposition material 114 may be stored.
  • the lid 212d may be disposed in the z-axis direction or in a direction opposite to gravity.
  • the crucible 212 may have a cylindrical structure in which both sides thereof are blocked.
  • One side of the crucible may include an opening 211, and the opening 211 may be connected to the inlet 116a of the integrating sphere 116.
  • the dielectric container 118 surrounds the crucible 212 and the integrating sphere 116 and has one surface open toward the outlet 116b of the integrating sphere 116.
  • the dielectric container 118 may be cylindrical with a lid 118a.
  • One open side of the dielectric container 118 is mounted to an opening 104 formed in the side surface of the vacuum container 102.
  • the induction coils 117a and 117b are disposed outside the dielectric container 118 to inductively heat the crucible 212 and the integrating sphere 116.
  • the induction coils 117a and 117b may include a first induction coil 117a surrounding the crucible 212 and a second induction coil 117b surrounding the integrating sphere 216.
  • the induction coils 117a and 117b may be in the form of solenoid coils.
  • the first induction coil 117a may be connected to the first AC power source 119a
  • the second induction coil 117b may be connected to the second AC power source 119b.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the evaporation deposition apparatus 110c includes an integrating sphere 116, a crucible 112, a dielectric container 118, and an induction coil 117.
  • the integrating sphere 116 and the crucible 112 may be integrally formed.
  • the induction coil 117 may be integrally formed to simultaneously heat the integrating sphere 116 and the crucible 112. Accordingly, there may be one AC power source 119 supplying power to the induction coil.
  • the evaporation deposition apparatus 110c may be installed in the vacuum container.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the evaporation deposition apparatus 210a includes an integrating sphere 116, a crucible 212, a dielectric container 118, and an induction coil 117.
  • the integrating sphere 116 and the crucible 212 may be integrally formed.
  • the induction coil 117 may be integrally formed to simultaneously heat the integrating sphere 116 and the crucible 212. Accordingly, there may be one AC power source 119 supplying power to the induction coil 117.
  • the evaporation deposition apparatus 210a may be installed in the vacuum container.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the evaporation deposition apparatus 310 includes an integrating sphere 116, a crucible 112, and a heating unit 317.
  • the integrating sphere 116 is an inlet 116a receiving steam, a baffle 116d disposed around the inlet 116a to change the direction of the steam, and a spherical or elliptical cavity reflecting the steam ( 116c, and an outlet 116b for radially discharging the vapor reflected or scattered a plurality of times in the cavity 116c.
  • the integrating sphere 116 is formed of a conductive material, and the inner surface of the cavity 116 is rough so that the evaporation material is scattered.
  • the crucible 112 contains the evaporation material 114 therein and provides the vapor evaporated through the first opening 111 to the inlet 116a of the integrating sphere 116.
  • the heating unit 317 is disposed to surround the integrating sphere 116 and the crucible 112 and includes a heating unit for heating the crucible 112 and the integrating sphere 116.
  • the heating unit 317 may include a heating wire.
  • the power source 319 may be connected to the heating unit 317 to supply power.
  • the heating unit 317 may operate in direct current or alternating current.
  • the heat reflecting part 321 is disposed to surround the heating part 317.
  • the heat reflecting unit 321 may reflect the radiant heat of the heating unit 317 in the integrating sphere and the crucible direction.
  • the heat reflector may be formed of a conductor.
  • the heat reflector may have a lid.
  • the dielectric container 318 is disposed to surround the heat reflecting portion 321.
  • the dielectric container 318 may perform a thermal insulation function. This can prevent heat from escaping the dielectric vessel.
  • the dielectric container may have a lid.
  • the case 323 is disposed to surround the dielectric container 318.
  • the case 323 may be disposed on the vacuum container 102 to maintain a vacuum.
  • the case 323 may be formed of a conductor.
  • the case may have a cylindrical shape with a lid.
  • the supporting part 313 has a washer shape disposed on the lower surface of the outlet 116c of the integrating sphere 116.
  • the support part 313 may be disposed on the second opening 103 of the vacuum container 102.
  • the support part 313 may be formed of a dielectric having excellent heat insulating properties, and may directly block the integrating sphere 116 and the vacuum container 102.
  • the heating part 317 may be disposed on the support part 313, and thermal contact between the heating part 317 and the vacuum container 102 may be suppressed.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the substrate 142 is disposed perpendicular to the vacuum vessel 102, and an evaporation source 210 is disposed at a position facing the substrate 142.
  • a mask 143 is positioned between the substrate 142 and the evaporation source 142, and the substrate 142 and the mask 143 are aligned and fixed in close contact with each other in the substrate holder 141.
  • the mask 143 includes a pattern portion in which a pattern corresponding to a thin film to be formed on the substrate 142 is formed.
  • the evaporation source 210 may move in the vertical direction (z-axis).
  • the moving parts 191 and 192 may include a fixing part 192 for fixing the evaporation source 210 and a rotating shaft 191 for vertically moving the fixing part 192.
  • the rotating shaft 191 may be rotated by a motor. Accordingly, as the rotation shaft 191 rotates, the fixing unit 192 may change the rotational movement into a linear movement.
  • the evaporation source 210 may include an integrating sphere 116, a crucible 212, a dielectric container 118, and an induction coil 117.
  • FIG. 9 is a perspective view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the substrate 142 is horizontally disposed in the vacuum container 102, and an evaporation source 110 is disposed on an upper surface facing the substrate 142.
  • a mask 143 is positioned between the substrate 142 and the evaporation source 110, and the substrate 142 and the mask 143 are aligned and fixed in close contact with each other in the substrate holder 141.
  • the mask 143 includes a pattern portion in which a pattern corresponding to a thin film to be formed on the substrate 142 is formed.
  • the evaporation source 110 may move in the left and right directions (x-axis).
  • the moving parts 191 and 192 may include a fixing part 192 for fixing the evaporation source 110 and a rotating shaft 191 for horizontally moving the fixing part 192.
  • the rotating shaft 191 may be rotated by a motor. Accordingly, as the rotation shaft 191 rotates, the fixing unit 192 may change the rotational movement into a linear movement.
  • the evaporation source 110 may include an integrating sphere 116, a crucible 112, a dielectric container 118, and an induction coil 117.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

The present invention relates to an evaporation deposition apparatus. The apparatus includes: an inlet through which steam is supplied; a baffle that is arranged in the vicinity of the inlet to change the direction of the steam; a spherical or elliptical cavity that reflects the steam; an integrating sphere that has an outlet through which the steam reflected or diffused a plurality of times in the cavity is radially discharged by a point source; a crucible in which an evaporating material is introduced, the crucible supplying the steam evaporated through a first opening to the inlet of the integrating sphere; and a heating unit that is arranged to surround the integrating sphere and the crucible to heat the crucible and the integrating sphere. The integrating sphere is formed of a conductive material, and the inner surface of the cavity is made rough for the evaporating material to be diffused.

Description

증발 증착 장치Evaporation deposition apparatus
본 발명은 증발 증착 장치에 관한 것으로, 유도 가열과 적분구를 이용한 하향식 또는 측면식 증발 증착 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an evaporation deposition apparatus, and to a top-down or side-side evaporation deposition apparatus using induction heating and integrating sphere.
진공 증착 또는 진공 증발이란 고진공의 챔버 내부에 증착될 대상 물질을 놓고 증착 대상 물질을 가열하여 그 입자를 증발시키고, 증기를 이동시키어 기판 상에 박막을 형성한다.By vacuum deposition or vacuum evaporation, a target material to be deposited is placed inside a high vacuum chamber, and the material to be deposited is heated to evaporate the particles, and the vapor is moved to form a thin film on the substrate.
증발 증착 장치는 세라믹 재질의 도가니와 상기 도가니를 가열하는 가열부를 가진다. 통상적으로 증발 증착 장치는 상향식으로 중력에 반하여 증발한 증기를 상부면에 배치된 기판에 박막을 증착한다. The evaporation deposition apparatus has a crucible of ceramic material and a heating unit for heating the crucible. In general, the evaporation deposition apparatus deposits a thin film on a substrate disposed on the upper surface of vapor evaporated against gravity upwardly.
그러나, 기판의 크기가 커짐에 따라, 상향식 증착 장치는 기판이 휘어지는 문제점이 있다. 따라서, 상향식 증착 장치 또는 측면식 증착 장치가 요구된다.However, as the size of the substrate increases, the bottom-up deposition apparatus has a problem in that the substrate is bent. Therefore, a bottom up deposition apparatus or a side deposition apparatus is required.
유기 발광 다이오드 표시 장치를 구성하는 유기 발광 다이오드(OLED : Organic Light Emitting Diode)는 통상적으로 투명 기판 상부에 양전극(Anode)이 형성되고, 양전극 상부에 순차적으로 정공 주입층(HIL : Hole Injection Layer), 정공 수송층(HTL : Hole Transport Layer), 유기 발광층(EML : EMittion Layer), 전자 수송층(ETL : Electron Transport Layer) 및 전자 주입층(EIL : Electron Injection Layer)이 증착되며, 전자 수송층 상부에 음전극(Cathode)이 형성된 구조를 갖는다.In the organic light emitting diode (OLED) constituting the organic light emitting diode display, an anode is usually formed on an upper portion of a transparent substrate, and a hole injection layer (HIL) is sequentially formed on the anode. A hole transport layer (HTL), an organic emission layer (EML), an electron transport layer (ETL) and an electron injection layer (EIL) are deposited, and a cathode is formed on the electron transport layer. ) Has a formed structure.
특히, 음전극(Cathode)은 통상적인 스터터링 방법으로 박막을 증착시 플라즈마 및 자외선에 의하여 하부의 유기 발광층 등이 손상되어 측면식 또는 하향식 증발법에 의한 도전 물질의 증착이 요구된다.In particular, the cathode is damaged by the plasma and ultraviolet rays when the thin film is deposited by a conventional stuttering method, such that the lower organic light emitting layer is required to deposit the conductive material by a side- or top-down evaporation method.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 종래의 상향식 증발 증착 장치의 문제점을 극복한 유도 가열과 적분구 방식을 이용하여 점원 (point source)에 의한 방사형 증발의 측면식 또는 하향식 증발 증착 장치를 제공하는 것이다.One technical problem to be solved of the present invention is to provide a side- or top-down evaporation deposition apparatus of radial evaporation by a point source using induction heating and integrating sphere method overcoming the problems of the conventional bottom-up evaporation deposition apparatus. will be.
본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 장치는 증기를 제공받는 입구, 상기 입구의 주위에 배치되어 상기 증기의 방향을 전환하는 배플, 상기 증기를 반사시키는 구형 또는 타원형의 케비티, 및 상기 케비티에서 복수 회 반사 또는 산란된 상기 증기를 점원에 의한 방사형으로 토출하는 출구를 포함하는 적분구; 내부에 증발물질이 담기고 제1 개구부를 통하여 증발된 증기를 상기 적분구의 입구에 제공하는 도가니; 및 상기 적분구 및 도가니를 감싸도록 배치되어 상기 도가니 및 상기 적분구를 가열하는 가열부를 포함하고, 상기 적분구는 도전성 물질로 형성되고, 상기 케비티의 내부 표면은 거칠어 증발 물질이 산란된다.An evaporation deposition apparatus according to an embodiment of the present invention is an inlet receiving steam, a baffle disposed around the inlet to redirect the steam, a spherical or oval cavity reflecting the steam, and the cavity An integrating sphere comprising an outlet for radially discharging the vapor reflected or scattered a plurality of times by a point source; A crucible for containing evaporation material therein and providing vapor evaporated through the first opening to the inlet of the integrating sphere; And a heating unit disposed to surround the integrating sphere and the crucible, and heating the crucible and the integrating sphere, wherein the integrating sphere is formed of a conductive material, and the inner surface of the cavity is rough so that the evaporation material is scattered.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가열부를 감싸고 상기 적분구의 출구 방향으로 개방된 일면을 가지는 전기를 통하지 않는 유전체 용기를 더 포함하고, 상기 가열부는 상기 도가니 및 상기 적분구를 유도 가열하는 유도 코일일 수 있다.In one embodiment of the present invention, further comprising a non-conductive dielectric container surrounding the heating portion and having one surface open in the outlet direction of the integrating sphere, the heating unit induction coil for induction heating the crucible and the integrating sphere Can be.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 측면에 형성된 제2 개구부를 포함하는 진공 용기를 더 포함하고, 상기 적분구의 출구를 빠져나온 증기는 상기 제2 개구부에 대향하여 배치된 기판에 박막을 증착할 수 있다.In one embodiment of the present invention, further comprising a vacuum container including a second opening formed in the side, the vapor exiting the outlet of the integrating sphere can deposit a thin film on the substrate disposed opposite the second opening have.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상부면에 형성된 제2 개구부를 포함하는 진공 용기를 더 포함하고, 상기 적분구의 출구를 빠져나온 증기는 상기 제2 개구부에 대향하여 배치된 기판에 박막을 증착할 수 있다.In one embodiment of the present invention, further comprising a vacuum container including a second opening formed in the upper surface, the vapor exiting the outlet of the integrating sphere is to deposit a thin film on a substrate disposed opposite the second opening Can be.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 케비티의 형상은 타원체이고, 상기 출구에서 토출하는 증기 플럭스는 상기 케비티의 중심축에서 멀어질수록 증가할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the shape of the cavity is an ellipsoid, the vapor flux discharged from the outlet may increase as the distance away from the central axis of the cavity.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 적분구와 상기 도가니는 일체형일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the integrating sphere and the crucible may be integral.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 적분구의 출구는 원뿔 형상의 내부 공간을 가지고, 토출된 가장자리 부분의 증기 플럭스는 상기 출구의 내부 표면에 안쪽으로 반사되어 상기 증기의 토출 각도를 조절할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the outlet of the integrating sphere has a conical inner space, the vapor flux of the discharged edge portion is reflected inward to the inner surface of the outlet can adjust the discharge angle of the steam.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유도 코일은 상기 도가니를 감싸는 제1 유도 코일 및 상기 적분구를 감싸는 제2 유도 코일을 포함하고, 상기 제1 유도 코일에 연결된 제1 AC 전원 및 상기 제2 유도 코일에 연결된 제2 AC 전원을 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the induction coil includes a first induction coil surrounding the crucible and a second induction coil surrounding the integrating sphere, the first AC power source connected to the first induction coil and the second It may further include a second AC power source connected to the induction coil.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 적분구는 상기 도가니의 하부에 배치되고, 상기 도가니는 제1 높이를 가지는 원통형의 내벽; 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이를 가지고 상기 내벽의 주위를 감싸는 외벽; 상기 외벽의 상부면을 덮는 뚜껑; 및 상기 내벽과 상기 외벽 사이의 하부면을 연결하는 와셔 형태의 바닥판를 포함할 수 있다. 상기 내벽의 안쪽으로 이동한 증기는 상기 내벽의 하부면에 형성된 상기 제1 개구부를 통하여 상기 적분구의 상부면에 형성된 상기 입구에 제공될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the integrating sphere is disposed below the crucible, the crucible is a cylindrical inner wall having a first height; An outer wall surrounding the inner wall with a second height higher than the first height; A lid covering an upper surface of the outer wall; And it may include a bottom plate in the form of a washer connecting the lower surface between the inner wall and the outer wall. The steam moved inwardly of the inner wall may be provided to the inlet formed on the upper surface of the integrating sphere through the first opening formed in the lower surface of the inner wall.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가열부를 감싸도록 배치되는 열 반사부; 상기 열 반사부를 감싸도록 배치되는 유전체 용기; 상기 적분구의 출구의 하부면에 배치된 와셔 형상의 받침부; 및 상기 유전체 용기를 감싸도록 배치된 케이스를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the invention, the heat reflecting portion disposed to surround the heating portion; A dielectric container disposed to surround the heat reflecting portion; A washer-shaped support portion disposed on a lower surface of the outlet of the integrating sphere; And a case disposed to surround the dielectric container.
본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 장치는 유도 가열을 통하여 도가니 및/또는 증착 물질을 가열하여 증기를 생성하고, 증기를 제공받은 적분구를 유도 가열하여 적분구의 출구를 점원으로 하는 방사형 증기로 박막을 형성할 수 있다. 적분구의 형상을 적분타원체로 대체하여 증기의 분포를 바꾸어 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있다. 이에 따라, 대면적 OLED 및 태양전지 기판 위에 측면식 또는 하향식 증발 증착이 가능하고, 복사열에 의한 기판 손상을 억제할 수 있고 종래 하향식 증착원의 불균일한 증기 분포에 의한 뭉침 현상을 없앨 수 있으며 유도가열을 이용하여 출구 (노즐)가 막히는 현상을 방지할 수 있다. Evaporation deposition apparatus according to an embodiment of the present invention by heating the crucible and / or the deposition material through induction heating to generate steam, induction heating the steam provided integrating sphere to the radial steam having the outlet of the integrating sphere as a point source A thin film can be formed. The shape of the integrating sphere can be replaced with an integral ellipsoid to change the distribution of steam to form a thin film of uniform thickness. Accordingly, lateral or top-down evaporation deposition is possible on large-area OLED and solar cell substrates, substrate damage due to radiant heat can be suppressed, and agglomeration due to uneven vapor distribution of a conventional top-down deposition source can be eliminated, and induction heating It is possible to prevent the phenomenon that the outlet (nozzle) is blocked.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 3 내지 7은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도들이다.3 to 7 are cross-sectional views illustrating evaporation deposition apparatuses according to still other embodiments of the present invention.
도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예들에 증발 증착 장치를 설명하는 사시도들이다.8 and 9 are perspective views illustrating an evaporation deposition apparatus in another embodiment of the present invention.
110: 증발 증착 장치 116: 적분구110: evaporation deposition apparatus 116: integrating sphere
112: 도가니 118: 유전체 용기112: crucible 118: dielectric container
117a,117b: 유도 코일 114: 증발 물질117a and 117b induction coil 114 evaporation material
통상적인 증발 증착 장치는 세라믹 재질의 도가니와 상기 도가니를 가열하는 가열부를 가진다. 증발 증착 장치는 상향식으로 중력에 반하여 증발한 증기를 상부면에 배치된 기판에 박막을 증착한다. 가열부는 열선을 이용하여 열전도를 통하여 상기 도가니를 가열한다. Conventional evaporation deposition apparatus has a crucible of a ceramic material and a heating unit for heating the crucible. The evaporation deposition apparatus deposits a thin film on a substrate disposed on the upper surface of vapor evaporated against gravity upwardly. The heating unit heats the crucible through heat conduction using a heating wire.
한편, 이러한 상향식 증발 증착 장치의 문제점을 해결하기 위하여 상향식 증발 소스의 상부에 증기 입자의 방향을 전환하는 반사부를 포함하는 하향식 증발 증착 장치가 개발되었다. 그러나, 하향식 증발 증착 장치의 반사부는 열 손실을 발생시키고, 상기 도가니 및 상기 반사부는 복사열을 기판에 전달하여, 박막 특성이 변경된다. 또한 종래의 하향식 증착원 기술은 증발 증기를 단순히 아래로 유도하는 통로만을 만들어 줌에 따라 불균일한 증기 분포를 갖게 된다. 따라서, 복사열을 최소화하고, 대면적 기판 위에 균일한 증기 분포로 증착이 가능한 하향식 또는 측면식 증발 증착 장치가 요구된다. On the other hand, in order to solve the problem of the bottom-up evaporation deposition apparatus has been developed a top-down evaporation deposition apparatus including a reflector for changing the direction of the vapor particles on top of the bottom-up evaporation source. However, the reflector of the top-down evaporation deposition apparatus generates heat loss, and the crucible and the reflector transmit radiant heat to the substrate, thereby changing the thin film properties. In addition, the conventional top-down deposition source technology creates a non-uniform vapor distribution as it only creates a passage to direct the evaporated vapor down. Accordingly, there is a need for a top down or side evaporation deposition apparatus that minimizes radiant heat and enables deposition with a uniform vapor distribution over a large area substrate.
본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 방법은 유도 가열을 통하여 도가니 및/또는 증착 물질을 가열하고, 증기를 적분구 내부로 유입하고, 상기 적분구를 유도 가열하여 적분구의 출구를 점원으로 하는 방사형 증기를 기판에 제공하여 박막을 형성할 수 있다. 구체적으로, 유도 가열 증착 소스를 진공 용기의 상부면 또는 측면에 배치하고, 기판을 하부면 또는 측면에 위치하여 하향식 또는 측면식 증착이 가능하다.The evaporation deposition method according to an embodiment of the present invention is a radial type that heats the crucible and / or the deposition material through induction heating, introduces steam into the integrating sphere, induction heating the integrating sphere, and uses the outlet of the integrating sphere as a point source. Steam may be provided to the substrate to form a thin film. Specifically, an induction heating deposition source is placed on the top or side of the vacuum vessel and the substrate is located on the bottom or side to enable top or side deposition.
증착 물질이 도전체인 경우, 도가니는 가열하지 않고 상기 증착 물질만이 직접 유도 가열될 수 있다. 증착 물질은 증기화되어, 적분구에 제공되고, 상기 적분구는 유도 가열되고, 상기 적분구에서 증기가 여러번 반사 또는 산란되어 적분구 출구를 점원으로 하는 균일한 방사형 증기를 기판에 제공하여 불균일한 뭉침 현상을 억제할 수 있다. 상기 증착 물질의 온도와 상기 적분구의 온도는 서로 다르게 조절될 수 있다. 이에 따라, 상기 기판에 증착된 박막의 성질을 변경할 수 있다.If the deposition material is a conductor, only the deposition material can be directly induction heated without heating the crucible. The deposition material is vaporized and provided to the integrating sphere, the integrating sphere is inductively heated, and the vapor is reflected or scattered several times in the integrating sphere to provide a uniform radial vapor to the substrate as a point source for integrating the sphere, resulting in uneven aggregation. The phenomenon can be suppressed. The temperature of the deposition material and the temperature of the integrating sphere may be adjusted differently. Accordingly, the properties of the thin film deposited on the substrate can be changed.
증착 물질이 비도전체인 경우, 도전성 도가니는 가열되고, 상기 도가니에 수납된 증착물질은 간접적으로 가열될 수 있다. 이에 따라, 증착 물질은 증기화 되어 적분구에 제공되고, 상기 적분구는 유도 가열되고, 상기 적분구는 증기가 서로 뭉치는 현상을 억제하면서 기판에 높은 에너지를 가진 증기를 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 기판은 높은 온도로 가열되지 않고서도 낮은 공정 온도에서 양질의 박막을 형성할 수 있다. 또한, 상기 적분구는 적분타원체로 대체할 수 있고 출구를 점원으로 하여 중앙에서 양쪽 가장자리로 갈수록 더 많은 증기 분포를 형성하여 넓은 영역에 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있다. 또한, 상기 적분구의 출구는 원뿔 형태일 수 있고 토출된 가장자리 부분의 증기를 안쪽으로 반사하여 증기의 토출 각도를 조절할 수 있다. 측면식 또는 하향식 장치는 대면적 기판에 변형없이 균일한 박막을 증착할 수 있다.When the deposition material is a non-conductor, the conductive crucible is heated, and the deposition material contained in the crucible may be indirectly heated. Accordingly, the deposition material is vaporized and provided to the integrating sphere, the integrating sphere is inductively heated, and the integrating sphere can provide a vapor having a high energy to the substrate while suppressing the phenomenon of vapor condensation with each other. Accordingly, the substrate may form a thin film of good quality at a low process temperature without heating to a high temperature. In addition, the integrating sphere may be replaced with an integral ellipsoid, and the outlet may be a point source to form more vapor distribution from the center to both edges, thereby forming a thin film having a uniform thickness in a wide area. In addition, the outlet of the integrating sphere may have a conical shape and reflect the vapor of the discharged edge portion inward to adjust the discharge angle of the steam. Side-by-side or top-down devices can deposit uniform thin films on large area substrates without deformation.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosure may be made thorough and complete, and to fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the components are exaggerated for clarity. Portions denoted by like reference numerals denote like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 상기 증발 증착 장치(110)는 적분구(116), 도가니(112), 및 유전체 용기(118), 및 유도 코일(117a,117b)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the evaporation deposition apparatus 110 includes an integrating sphere 116, a crucible 112, a dielectric container 118, and induction coils 117a and 117b.
상기 적분구(116)는 증기를 제공받는 입구(116a), 상기 입구(116a)의 주위에 배치되어 상기 증기의 방향을 전환하는 배플(116d), 상기 증기를 반사시키는 구형 또는 타원형의 케비티(116c), 상기 케비티(116c)에서 반사된 상기 증기를 토출하는 출구(116b)를 포함한다. 상기 적분구(116)는 도전성 물질로 형성된다. 상기 적분구(116)는 유도 코일에 의하여 가열된다. 상기 적분구(116)는 내부에 구형 또는 타원형의 케비티(116c)를 포함하고, 유도 전기장 또는 유도 전류는 상기 적분구(116)의 중심축(z축)을 따라 회전하는 방향으로 형성된다. 상기 유도 전기장의 주파수는 수십 킬로 헤르츠(kHz) 내지 수 메가 헤르츠(Mhz)일 수 있다. 이에 따라, 상기 적분구(116)의 내부에도 유도 전기장이 형성될 수 있다. 상기 유도 전기장은 유도 가열할 수 있다. 상기 유도 가열은 종래의 열선에 의한 가열에 비하여 직접 가열 방식으로 불필요한 열 손실을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 적분구는 균일한 제1 온도로 가열될 수 있다.The integrating sphere 116 is an inlet 116a receiving steam, a baffle 116d disposed around the inlet 116a to change the direction of the steam, and a spherical or elliptical cavity reflecting the steam ( 116c and an outlet 116b for discharging the vapor reflected from the cavity 116c. The integrating sphere 116 is formed of a conductive material. The integrating sphere 116 is heated by an induction coil. The integrating sphere 116 includes a spherical or elliptical cavity 116c therein, and an induction electric field or an induction current is formed along a central axis (z-axis) of the integrating sphere 116. The frequency of the induced electric field may be several tens of kilohertz (kHz) to several megahertz (Mhz). Accordingly, an induction electric field may be formed inside the integrating sphere 116. The induction electric field may be induction heated. The induction heating may reduce unnecessary heat loss in a direct heating method as compared with heating by a conventional heating wire. Accordingly, the integrating sphere may be heated to a uniform first temperature.
상기 적분구(116)의 외형은 원기둥 형상 또는 일정한 두께를 가지도록 형성된 구형일 수 있다. 상기 적분구(116)는 내부에 상기 배플(116d)을 설치하기 위하여 대칭적으로 절단될 수 있다. 상기 절단면은 x-y 평면이 바람직하나, x-z 평면일 수 있다. 상기 적분구(116)의 내부에는 타원형 또는 구형의 케비티(116c)가 배치되고, 상기 케비티(116c)의 상부면에 입구(116a)가 배치되고, 상기 케비티(116c)의 하부면에 출구(116b)가 배치될 수 있다.The external shape of the integrating sphere 116 may be a cylindrical shape or a sphere formed to have a certain thickness. The integrating sphere 116 may be symmetrically cut in order to install the baffle 116d therein. The cut surface is preferably an x-y plane, but may be an x-z plane. An oval or spherical cavity 116c is disposed inside the integrating sphere 116, an inlet 116a is disposed on an upper surface of the cavity 116c, and a lower surface of the cavity 116c. Outlet 116b may be disposed.
상기 적분구(116)의 입구(116a)를 일정한 틈을 가지고 가로막도록 상기 배플(116d)이 배치될 수 있다. 상기 배플(116d)은 상기 입구(116a)에서 제공된 증기가 상기 출구(116b)로 직접 빠져나가는 것을 억제할 수 있다. 상기 배플(116d)은 도전성 물질로 형성되고, 원판 형태일 수 있고, 상기 배플(116d)의 중심은 상기 입구의 중심과 일치할 수 있다. 이에 따라, 상기 유도 전기장은 상기 배플(116d)을 유도 가열할 수 있다. 상기 증기는 상기 배플(116d)에 입사하여 반사하거나 산란되어 상기 케비티(116c)의 내부면에 제공될 수 있다. 상기 증기는 상기 케비티(116c) 내부에서 반사 및 산란를 통하여, 일정한 속도 및 방사형 분포를 가지고 상기 출구를 빠져나갈 수 있다. 이에 따라, 공정의 안정성 및 재현성이 유지된다. 상기 출구(116b)를 빠져나가는 증기 플럭스(vapor flux)의 각도 분포(angular distribution)는 상기 케비티(116c)의 구조에 의존할 수 있다. 상기 케비티(116c)의 표면은 거칠게 처리될 수 있다.The baffle 116d may be disposed to block the inlet 116a of the integrating sphere 116 with a predetermined gap. The baffle 116d may inhibit the vapor provided at the inlet 116a from directly exiting the outlet 116b. The baffle 116d may be formed of a conductive material, and may have a disc shape, and the center of the baffle 116d may coincide with the center of the inlet. Accordingly, the induction electric field may inductively heat the baffle 116d. The vapor may enter the baffle 116d, be reflected or scattered, and be provided to the inner surface of the cavity 116c. The vapor may exit the outlet with constant velocity and radial distribution through reflection and scattering within the cavity 116c. This maintains the stability and reproducibility of the process. The angular distribution of the vapor flux exiting the outlet 116b may depend on the structure of the cavity 116c. The surface of the cavity 116c may be roughened.
한편, 상기 적분구(116)의 제1 온도는 상기 도가니(112)의 제2 온도와 서로 다를 수 있다. 구체적으로, 상기 적분구(116)의 제1 온도는 상기 도가니(112)의 제2 온도보다 높을 수 있다. 이에 따라, 상기 적분구(116) 내의 증기의 온도는 상기 도가니(112) 내의 증기의 온도보다 높을 수 있다. 이에 따라, 높은 에너지를 가진 증기는 상기 출구(116b)를 통하여 기판(미도시)에 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 기판은 높은 온도로 가열되지 않고서도 양질의 박막을 형성할 수 있다.The first temperature of the integrating sphere 116 may be different from the second temperature of the crucible 112. Specifically, the first temperature of the integrating sphere 116 may be higher than the second temperature of the crucible 112. Accordingly, the temperature of the steam in the integrating sphere 116 may be higher than the temperature of the steam in the crucible 112. Accordingly, high energy vapor may be provided to the substrate (not shown) through the outlet 116b. Accordingly, the substrate can form a thin film of good quality without being heated to a high temperature.
상기 증기는 상기 적분구(116)의 출구(116b)로부터 분출(effusion)될 수 있다. 상기 적분구(116)의 출구를 통과한 증기는 상기 기판에 균일한 박막을 형성할 수 있다.The vapor may be effusion from the outlet 116b of the integrating sphere 116. The vapor passing through the outlet of the integrating sphere 116 may form a uniform thin film on the substrate.
상기 도가니(112)는 내부에 증발물질(114)을 담고, 개구부(111)를 통하여 증발된 증기를 상기 적분구(116)의 입구(116a)에 제공한다. 상기 도가니(112)는 제1 높이를 가지는 원통형 내벽(112b), 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이를 가지고 상기 내벽의 주위를 감싸는 외벽(112a), 상기 외벽(112a)의 상부면을 덮는 뚜껑(112d), 및 상기 내벽(112b)과 상기 외벽(112a) 사이의 하부면을 연결하는 와셔 형태의 바닥판(112c)를 포함한다. 상기 내벽(112b)의 안쪽은 하부면에 형성된 개구부(111)에 연결된다. 상기 내벽(112b)과 상기 외벽(112a) 사이에 증발 물질이 수납되고, 상기 증발 물질(114) 및/또는 상기 도가니(112)는 상기 유도 코일(117a,117b)에 의하여 유도 가열되고, 상기 증발 물질(114)은 증발된다. 증기는 상기 내벽(112b)의 안쪽으로 이동하고, 상기 개구부(111)를 통하여, 상기 적분구(116)의 입구(116a)로 이동한다. 상기 뚜껑(112d)이 제거되면, 상기 증발 물질(114)는 보충될 수 있다.The crucible 112 contains the evaporation material 114 therein, and provides the vapor evaporated through the opening 111 to the inlet 116a of the integrating sphere 116. The crucible 112 has a cylindrical inner wall 112b having a first height, an outer wall 112a surrounding a circumference of the inner wall with a second height higher than the first height, and a lid covering an upper surface of the outer wall 112a. 112d, and a bottom plate 112c in the form of a washer connecting the lower surface between the inner wall 112b and the outer wall 112a. The inner side of the inner wall 112b is connected to the opening 111 formed in the lower surface. Evaporation material is received between the inner wall 112b and the outer wall 112a, and the evaporation material 114 and / or the crucible 112 are induction heated by the induction coils 117a and 117b, and the evaporation Material 114 is evaporated. The steam moves to the inside of the inner wall 112b and through the opening 111 to the inlet 116a of the integrating sphere 116. Once the lid 112d is removed, the evaporation material 114 can be replenished.
상기 증발 물질(114)이 도전체인 경우, 예를 들어, 상기 증발 물질(114)이 알루니늄인 경우, 상기 알루미늄 분말은 상기 도가니(112)에 수납될 수 있다. 상기 도가니(112)는 높은 용융점을 가진 도전성 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 도가니(112)는 흑연, 스테인레스, 니켈, 몰리브텐, 타이타늄, 또는 텅스텐일 수 있다. When the evaporation material 114 is a conductor, for example, when the evaporation material 114 is aluminum, the aluminum powder may be stored in the crucible 112. The crucible 112 may be a conductive material having a high melting point. For example, the crucible 112 may be graphite, stainless steel, nickel, molybdenum, titanium, or tungsten.
상기 유도 코일(117a,117b)은 제1 유도 코일(117a) 및 제2 유도 코일(117b)로 분리될 수 있다. 상기 제1 유도 코일(117a)은 상기 도가니(112) 및/또는 상기 증발 물질(114)를 유도 가열하여, 상기 증발 물질(114)을 용융시키고 기화시킬 수 있다. 기화된 증기는 상기 개구부(111)를 통하여, 상기 적분구(116)에 제공될 수 있다.The induction coils 117a and 117b may be separated into a first induction coil 117a and a second induction coil 117b. The first induction coil 117a may induction heat the crucible 112 and / or the evaporation material 114 to melt and vaporize the evaporation material 114. Vaporized vapor may be provided to the integrating sphere 116 through the opening 111.
상기 증발 물질(114)이 비도전체인 경우, 예를 들어, 상기 증발 물질이 유기물질인 경우, 상기 유기 물질은 상기 도가니(112)에 수납될 수 있다. 상기 도가니(112)는 도전성 물질로 형성되고, 상기 제1 유도 코일(117a)은 상기 도가니를 유도 가열하여, 상기 증발 물질을 기화 또는 승화시킬 수 있다. 증기는 상기 개구부(111)를 통하여, 상기 적분구(116)에 제공될 수 있다.When the evaporation material 114 is a non-conductor, for example, when the evaporation material is an organic material, the organic material may be stored in the crucible 112. The crucible 112 is formed of a conductive material, and the first induction coil 117a may induction heat the crucible to vaporize or sublime the evaporation material. Steam may be provided to the integrating sphere 116 through the opening 111.
상기 유전체 용기(118)는 상기 도가니(112) 및 상기 적분구(116)를 감싸고 상기 적분구(116)의 출구(116b) 방향으로 개방된 일면을 가진다. 상기 유전체 용기(118)의 재질은 쿼츠, 알루미나, 또는 세라믹일 수 있다. 상기 유전체 용기(118)는 개방된 일면을 가진 실린더 형태일 수 있다. 상기 유전체 용기(118)는 뚜껑(118a)을 가지고, 상기 뚜껑(118a)은 상기 유전체 용기(118)와 진공을 유지하면서 결합할 수 있다. 상기 유전체 용기(118)의 개방된 일면의 내측에는 링 형태의 걸림턱(113)이 배치될 수 있다. 상기 걸림턱(113)에 상기 적분구(116)가 배치될 수 있다. 상기 유전체 용기(118)는 진공 용기(102)의 상부면에 형성된 개구부(104)를 통하여 결합할 수 있다. 상기 유전체 용기(118)는 상기 진공 용기(102)의 외부로 돌출되도록 배치되어, 상기 도가니(112) 및 상기 적분구(116)에서 발산되는 열이 상기 기판에 전달되는 것을 억제할 수 있다.The dielectric container 118 surrounds the crucible 112 and the integrating sphere 116 and has a surface open toward the outlet 116b of the integrating sphere 116. The material of the dielectric container 118 may be quartz, alumina, or ceramic. The dielectric container 118 may be in the form of a cylinder having an open one surface. The dielectric container 118 has a lid 118a, and the lid 118a may be coupled to the dielectric container 118 while maintaining a vacuum. A ring-shaped locking jaw 113 may be disposed inside one open surface of the dielectric container 118. The integrating sphere 116 may be disposed on the locking jaw 113. The dielectric container 118 may be coupled through an opening 104 formed in the upper surface of the vacuum container 102. The dielectric container 118 may be disposed to protrude to the outside of the vacuum container 102 to suppress transfer of heat emitted from the crucible 112 and the integrating sphere 116 to the substrate.
상기 유도 코일(117a,117b)은 상기 유전체 용기(118)의 외부에 배치되어 상기 도가니(112) 및 상기 적분구(116)를 유도 가열할 수 있다. 상기 유도 코일(117a,117b)은 상기 도가니(112)를 감싸는 제1 유도 코일(117a)과 상기 적분구(116)를 감싸는 제2 유도 코일(117b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 유도 코일(117a) 및 상기 제2 유도 코일(117b)은 솔레노이드 코일 형태일 수 있다.The induction coils 117a and 117b may be disposed outside the dielectric container 118 to inductively heat the crucible 112 and the integrating sphere 116. The induction coils 117a and 117b may include a first induction coil 117a surrounding the crucible 112 and a second induction coil 117b surrounding the integrating sphere 116. The first induction coil 117a and the second induction coil 117b may be in the form of a solenoid coil.
상기 제1 유도 코일(117a)은 제1 AC 전원(119a)에 연결되고, 상기 제2 유도 코일(117b)은 제2 AC 전원(119b)에 연결될 수 있다. 상기 유도 코일(117a,117b)은 구리 파이프로 형성되고 그 내부에 냉매가 흐를 수 있다. 상기 도가니(112) 및 상기 적분구(116)는 상기 진공 용기(102)에서 돌출된 구조를 가지므로, 상기 도가니(112) 및 상기 적분구(116)가 복사하는 복사열은 상기 기판에 최소한으로 전달된다. 또한, 상기 도가니(112) 및 적분구(116)는 유도 가열되므로, 복사열에 의한 기판 손상이 최소화된다. 또한, 상기 적분구(116)의 온도와 상기 도가니(112)의 온도를 서로 다르게 유지하여, 증착 속도 및 기판의 박막 특성이 조절될 수 있다.The first induction coil 117a may be connected to the first AC power source 119a, and the second induction coil 117b may be connected to the second AC power source 119b. The induction coils 117a and 117b may be formed of copper pipes, and refrigerant may flow therein. Since the crucible 112 and the integrating sphere 116 have a structure protruding from the vacuum vessel 102, the radiant heat radiated by the crucible 112 and the integrating sphere 116 is transmitted to the substrate to a minimum. do. In addition, since the crucible 112 and the integrating sphere 116 are induction heated, substrate damage due to radiant heat is minimized. In addition, by maintaining the temperature of the integrating sphere 116 and the temperature of the crucible 112 different from each other, the deposition rate and the thin film characteristics of the substrate can be adjusted.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 상기 증발 증착 장치(110a)는 적분구(116), 도가니(112), 및 유전체 용기(118), 및 유도 코일(117a,117b)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the evaporation deposition apparatus 110a includes an integrating sphere 116, a crucible 112, a dielectric container 118, and induction coils 117a and 117b.
상기 적분구(116)의 케비티(116c)는 타원형으로 장축 (x축)의 반경은 단축(z축)의 반경보다 1.5 배 내지 3 배 클 수 있다. 이에 따라, 출구를 빠져나온 증기의 각도 분포를 조절할 수 있다. 이에 따라, 기판의 공정 균일도가 향상될 수 있다.The cavity 116c of the integrating sphere 116 is elliptical, and the radius of the major axis (x-axis) may be 1.5 to 3 times larger than the radius of the minor axis (z-axis). Accordingly, the angle distribution of the steam exiting the outlet can be adjusted. Accordingly, process uniformity of the substrate can be improved.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 증발 증착 장치(110b)는 적분구(116), 도가니(112), 유전체 용기(118), 및 유도 코일(117a,117b)을 포함한다. 상기 증발 증착 장치(110b)는 햐향식 장치를 제공한다. Referring to FIG. 3, the evaporation deposition apparatus 110b includes an integrating sphere 116, a crucible 112, a dielectric container 118, and induction coils 117a and 117b. The evaporation deposition apparatus 110b provides a directed apparatus.
상기 적분구의 출구(116c)는 원뿔 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 출구를 탈출한 가장자리 증기는 상기 원뿔 형상의 측벽에서 반사되어 각도 분포가 변경될 수 있다. 이에 따라, 증기의 토출 각도를 조절할 수 있다. The outlet 116c of the integrating sphere may have a conical shape. Accordingly, the edge vapor exiting the outlet may be reflected from the sidewall of the cone shape so that the angle distribution may be changed. Thereby, the discharge angle of steam can be adjusted.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 증발 증착 장치(210)는 적분구(116), 도가니(212), 유전체 용기(118), 및 유도 코일(117a,117b)을 포함한다. 상기 증발 증착 장치(210)는 측향식 장치 또는 측면식 장치를 제공한다. Referring to FIG. 4, the evaporation deposition apparatus 210 includes an integrating sphere 116, a crucible 212, a dielectric container 118, and induction coils 117a and 117b. The evaporation deposition apparatus 210 provides a lateral device or a side device.
하향식 장치는 증기가 진공 용기의 상부면에 증착되어, 증착된 물질이 기판 상에 떨어져 오염 물질로 작용할 수 있다. 이에 반하여, 측향식 장치는 오염에 강하다.In a top-down apparatus, vapor may be deposited on the top surface of the vacuum vessel such that the deposited material may fall onto the substrate and act as a contaminant. In contrast, lateral devices are resistant to contamination.
진공 용기(102)의 측면에는 개구부(104)가 형성된다. 상기 개구부(104)에 유전체 용기(118)가 장착된다. 상기 유전체 용기(118)는 개방된 일면을 가진 원통 형태일 수 있다. 상기 유전체 용기(118)는 뚜껑(118a) 및 개방된 일면의 주위에 링 형상의 걸림턱(113)을 포함할 수 있다. 상기 뚜껑(118a)이 제거되는 경우, 상기 도가니(212) 및 상기 적분구(116)가 제거될 수 있다.An opening 104 is formed on the side of the vacuum container 102. A dielectric container 118 is mounted in the opening 104. The dielectric container 118 may have a cylindrical shape with an open side. The dielectric container 118 may include a ring-shaped locking jaw 113 around the lid 118a and one open surface. When the lid 118a is removed, the crucible 212 and the integrating sphere 116 may be removed.
상기 적분구(116)는 증기를 제공받는 입구(116a), 상기 입구(116a)의 주위에 배치되어 상기 증기의 방향을 전환하는 배플(116d), 상기 증기를 반사시키는 구형의 케비티(116c), 상기 케비티(116c)에서 반사된 상기 증기를 토출하는 출구(116b)를 포함한다. 상기 적분구(116)는 도전성 물질로 형성된다. 상기 적분구(116)는 원기둥 구조일 수 있다.The integrating sphere 116 is an inlet 116a receiving steam, a baffle 116d disposed around the inlet 116a to change the direction of the steam, and a spherical cavity 116c reflecting the steam. And an outlet 116b for discharging the vapor reflected from the cavity 116c. The integrating sphere 116 is formed of a conductive material. The integrating sphere 116 may have a cylindrical structure.
상기 도가니(212)는 내부에 증발물질이 담기고 토출구를 통하여 증발된 증기를 상기 적분구(116)의 입구에 제공한다. 상기 도가니(212)는 뚜껑(212d)을 가질 수 있다. 상기 뚜껑(212d)을 제거하면, 증착 물질(114)이 수납될 수 있다. 상기 뚜껑(212d)은 z축 방향 또는 중력의 반대 방향에 배치될 수 있다. The crucible 212 contains vaporized material therein and provides the vapor evaporated through the discharge port to the inlet of the integrating sphere 116. The crucible 212 may have a lid 212d. When the lid 212d is removed, the deposition material 114 may be stored. The lid 212d may be disposed in the z-axis direction or in a direction opposite to gravity.
상기 도가니(212)는 양측면이 막힌 원통 구조일 수 있다. 상기 도가니의 일 측면에는 개구부(211)를 포함하고, 상기 개구부(211)는 상기 적분구(116)의 입구(116a)와 연결될 수 있다.The crucible 212 may have a cylindrical structure in which both sides thereof are blocked. One side of the crucible may include an opening 211, and the opening 211 may be connected to the inlet 116a of the integrating sphere 116.
유전체 용기(118)는 상기 도가니(212) 및 상기 적분구(116)를 감싸고 상기 적분구(116)의 출구(116b) 방향으로 개방된 일면을 가진다. 상기 유전체 용기(118)는 뚜껑(118a)을 가진 원통형상일 수 있다. 상기 유전체 용기(118)의 개방된 일면은 상기 진공 용기(102)의 측면에 형성된 개구부(104)에 장착된다.The dielectric container 118 surrounds the crucible 212 and the integrating sphere 116 and has one surface open toward the outlet 116b of the integrating sphere 116. The dielectric container 118 may be cylindrical with a lid 118a. One open side of the dielectric container 118 is mounted to an opening 104 formed in the side surface of the vacuum container 102.
상기 유도 코일(117a,117b)은 상기 유전체 용기(118)의 외부에 배치되어 상기 도가니(212) 및 상기 적분구(116)를 유도 가열한다. 상기 유도 코일(117a,117b)은 상기 도가니(212)를 감싸는 제1 유도 코일(117a)과 상기 적분구(216)를 감싸는 제2 유도 코일(117b)을 포함할 수 있다. 상기 유도 코일(117a,117b)은 솔레노이드 코일 형태일 수 있다. 상기 제1 유도 코일(117a)은 제1 AC 전원(119a)에 연결되고, 상기 제2 유도 코일(117b)은 제2 AC 전원(119b)에 연결될 수 있다.The induction coils 117a and 117b are disposed outside the dielectric container 118 to inductively heat the crucible 212 and the integrating sphere 116. The induction coils 117a and 117b may include a first induction coil 117a surrounding the crucible 212 and a second induction coil 117b surrounding the integrating sphere 216. The induction coils 117a and 117b may be in the form of solenoid coils. The first induction coil 117a may be connected to the first AC power source 119a, and the second induction coil 117b may be connected to the second AC power source 119b.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 증발 증착 장치(110c)는 적분구(116), 도가니(112), 및 유전체 용기(118), 및 유도 코일(117)을 포함한다. 상기 적분구(116)와 상기 도가니(112)는 일체형으로 형성될 수 있다. 또한, 유도 코일(117)은 상기 적분구(116) 및 도가니(112)를 동시에 가열하도록 일체형으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 유도 코일에 전력을 공급하는 AC 전원(119)은 하나일 수 있다.3 and 5, the evaporation deposition apparatus 110c includes an integrating sphere 116, a crucible 112, a dielectric container 118, and an induction coil 117. The integrating sphere 116 and the crucible 112 may be integrally formed. In addition, the induction coil 117 may be integrally formed to simultaneously heat the integrating sphere 116 and the crucible 112. Accordingly, there may be one AC power source 119 supplying power to the induction coil.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 증발 증착 장치(110c)는 진공 용기의 내부에 설치될 수 있다.According to a modified embodiment of the present invention, the evaporation deposition apparatus 110c may be installed in the vacuum container.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 4 및 도 6을 참조하면, 상기 증발 증착 장치(210a)는 적분구(116), 도가니(212), 및 유전체 용기(118), 및 유도 코일(117)을 포함한다. 상기 적분구(116)와 상기 도가니(212)는 일체형으로 형성될 수 있다. 또한, 유도 코일(117)은 상기 적분구(116) 및 도가니(212)를 동시에 가열하도록 일체형으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 유도 코일(117)에 전력을 공급하는 AC 전원(119)은 하나일 수 있다.4 and 6, the evaporation deposition apparatus 210a includes an integrating sphere 116, a crucible 212, a dielectric container 118, and an induction coil 117. The integrating sphere 116 and the crucible 212 may be integrally formed. In addition, the induction coil 117 may be integrally formed to simultaneously heat the integrating sphere 116 and the crucible 212. Accordingly, there may be one AC power source 119 supplying power to the induction coil 117.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 증발 증착 장치(210a)는 진공 용기의 내부에 설치될 수 있다.According to a modified embodiment of the present invention, the evaporation deposition apparatus 210a may be installed in the vacuum container.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 증발 증착 장치(310)는 적분구(116), 도가니(112), 및 가열부(317)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the evaporation deposition apparatus 310 includes an integrating sphere 116, a crucible 112, and a heating unit 317.
상기 적분구(116)는 증기를 제공받는 입구(116a), 상기 입구(116a)의 주위에 배치되어 상기 증기의 방향을 전환하는 배플(116d), 상기 증기를 반사시키는 구형 또는 타원형의 케비티(116c), 및 상기 케비티(116c)에서 복수 회 반사 또는 산란된 상기 증기를 점원에 의한 방사형으로 토출하는 출구(116b)를 포함한다. 상기 적분구(116)는 도전성 물질로 형성되고, 상기 케비티(116)의 내부 표면은 거칠어 증발 물질이 산란된다.The integrating sphere 116 is an inlet 116a receiving steam, a baffle 116d disposed around the inlet 116a to change the direction of the steam, and a spherical or elliptical cavity reflecting the steam ( 116c, and an outlet 116b for radially discharging the vapor reflected or scattered a plurality of times in the cavity 116c. The integrating sphere 116 is formed of a conductive material, and the inner surface of the cavity 116 is rough so that the evaporation material is scattered.
도가니(112)는 내부에 증발물질(114)이 담기고 제1 개구부(111)를 통하여 증발된 증기를 상기 적분구(116)의 입구(116a)에 제공한다.The crucible 112 contains the evaporation material 114 therein and provides the vapor evaporated through the first opening 111 to the inlet 116a of the integrating sphere 116.
가열부(317)는 상기 적분구(116) 및 도가니(112)를 감싸도록 배치되어 상기 도가니(112) 및 상기 적분구(116)를 가열하는 가열부를 포함한다. 상기 가열부(317)는 열선을 포함할 수 있다. 전원(319)은 상기 가열부(317)에 연결되어 전력을 공급할 수 있다. 상기 가열부(317)는 직류 또는 교류로 동작할 수 있다.The heating unit 317 is disposed to surround the integrating sphere 116 and the crucible 112 and includes a heating unit for heating the crucible 112 and the integrating sphere 116. The heating unit 317 may include a heating wire. The power source 319 may be connected to the heating unit 317 to supply power. The heating unit 317 may operate in direct current or alternating current.
열 반사부(321)는 상기 가열부(317)를 감싸도록 배치된다. 상기 열 반사부(321)는 상기 가열부(317)의 복사열을 상기 적분구 및 상기 도가니 방향으로 반사시킬 수 있다. 상기 열 반사부는 도전체로 형성될 수 있다. 상기 열 반사부는 뚜껑을 가질 수 있다.The heat reflecting part 321 is disposed to surround the heating part 317. The heat reflecting unit 321 may reflect the radiant heat of the heating unit 317 in the integrating sphere and the crucible direction. The heat reflector may be formed of a conductor. The heat reflector may have a lid.
유전체 용기(318)는 상기 열 반사부(321)를 감싸도록 배치된다. 상기 유전체 용기(318)는 단열 기능을 수행할 수 있다. 이에 따라, 열이 상기 유전체 용기를 빠져나가는 것을 막을 수 있다. 상기 유전체 용기는 뚜껑을 가질 수 있다.The dielectric container 318 is disposed to surround the heat reflecting portion 321. The dielectric container 318 may perform a thermal insulation function. This can prevent heat from escaping the dielectric vessel. The dielectric container may have a lid.
케이스(323)는 상기 유전체 용기(318)를 감싸도록 배치된다. 상기 케이스(323)는 진공 용기(102) 상에 배치되어 진공을 유지할 수 있다. 상기 케이스(323)는 도전체로 형성될 수 있다. 상기 케이스는 투껑을 가진 원통 형상일 수 있다.The case 323 is disposed to surround the dielectric container 318. The case 323 may be disposed on the vacuum container 102 to maintain a vacuum. The case 323 may be formed of a conductor. The case may have a cylindrical shape with a lid.
받침부(313)는 상기 적분구(116)의 출구(116c)의 하부면에 배치된 와셔 형상을 가진다. 상기 받침부(313)는 상기 진공 용기(102)의 제2 개구부(103) 상에 배치될 수 있다. 상기 받침부(313)는 단열성이 우수한 유전체로 형성되고, 상기 적분구(116)와 상기 진공 용기(102)의 직접적인 접촉을 차단할 수 있다. 또한, 상기 가열부(317)는 상기 받침부(313) 상에 배치되어, 상기 가열부(317)와 상기 진공 용기(102)의 열 접촉이 억제될 수 있다.The supporting part 313 has a washer shape disposed on the lower surface of the outlet 116c of the integrating sphere 116. The support part 313 may be disposed on the second opening 103 of the vacuum container 102. The support part 313 may be formed of a dielectric having excellent heat insulating properties, and may directly block the integrating sphere 116 and the vacuum container 102. In addition, the heating part 317 may be disposed on the support part 313, and thermal contact between the heating part 317 and the vacuum container 102 may be suppressed.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 증발 증착 장치를 설명하는 사시도이다.8 is a perspective view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 기판(142)은 진공 용기(102)에 수직으로 배치되고, 상기 기판(142)을 마주보는 위치에 증발원(210)이 배치된다. 상기 기판(142)과 상기 증발원(142) 사이에는 마스크(143)가 위치하며, 상기 기판(142)과 상기 마스크(143)는 정렬되고, 기판 홀더(141)에서 서로 밀착된 상태로 고정된다. 상기 마스크(143)는 상기 기판(142)에 형성하고자 하는 박막에 대응하는 패턴이 형성되어 있는 패턴부를 포함한다.Referring to FIG. 8, the substrate 142 is disposed perpendicular to the vacuum vessel 102, and an evaporation source 210 is disposed at a position facing the substrate 142. A mask 143 is positioned between the substrate 142 and the evaporation source 142, and the substrate 142 and the mask 143 are aligned and fixed in close contact with each other in the substrate holder 141. The mask 143 includes a pattern portion in which a pattern corresponding to a thin film to be formed on the substrate 142 is formed.
상기 증발원(210)은 상하(z축) 방향으로 이동할 수 있다. 이동부(191,192)는 상기 증발원(210)을 고정하는 고정부(192)와 상기 고정부(192)를 상하 운동시키는 회전축(191)을 포함할 수 있다. 상기 회전축(191)은 모터에 의하여 회전 운동할 수 있다. 이에 따라, 상기 회전축(191)이 회전함에 따라, 상기 고정부(192)는 회전 운동을 직선운동으로 변경할 수 있다.The evaporation source 210 may move in the vertical direction (z-axis). The moving parts 191 and 192 may include a fixing part 192 for fixing the evaporation source 210 and a rotating shaft 191 for vertically moving the fixing part 192. The rotating shaft 191 may be rotated by a motor. Accordingly, as the rotation shaft 191 rotates, the fixing unit 192 may change the rotational movement into a linear movement.
도 1 내지 도 6를 참조하면, 상기 증발원(210)은 적분구(116), 도가니(212), 및 유전체 용기(118), 및 유도 코일(117)을 포함할 수 있다.1 to 6, the evaporation source 210 may include an integrating sphere 116, a crucible 212, a dielectric container 118, and an induction coil 117.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 증발 증착 장치를 설명하는 사시도이다.9 is a perspective view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 기판(142)은 진공 용기(102)에 수평으로 배치되고, 상기 기판(142)을 마주보는 상부면에 증발원(110)이 배치된다. 상기 기판(142)과 상기 증발원(110) 사이에는 마스크(143)가 위치하며, 상기 기판(142)과 상기 마스크(143)는 정렬되고, 기판 홀더(141)에서 서로 밀착된 상태로 고정된다. 상기 마스크(143)는 상기 기판(142)에 형성하고자 하는 박막에 대응하는 패턴이 형성되어 있는 패턴부를 포함한다. Referring to FIG. 9, the substrate 142 is horizontally disposed in the vacuum container 102, and an evaporation source 110 is disposed on an upper surface facing the substrate 142. A mask 143 is positioned between the substrate 142 and the evaporation source 110, and the substrate 142 and the mask 143 are aligned and fixed in close contact with each other in the substrate holder 141. The mask 143 includes a pattern portion in which a pattern corresponding to a thin film to be formed on the substrate 142 is formed.
상기 증발원(110)은 좌우(x축) 방향으로 이동할 수 있다. 이동부(191,192)는 상기 증발원(110)을 고정하는 고정부(192)와 상기 고정부(192)를 좌우 운동시키는 회전축(191)을 포함할 수 있다. 상기 회전축(191)은 모터에 의하여 회전 운동할 수 있다. 이에 따라, 상기 회전축(191)이 회전함에 따라, 상기 고정부(192)는 회전 운동을 직선운동으로 변경할 수 있다.The evaporation source 110 may move in the left and right directions (x-axis). The moving parts 191 and 192 may include a fixing part 192 for fixing the evaporation source 110 and a rotating shaft 191 for horizontally moving the fixing part 192. The rotating shaft 191 may be rotated by a motor. Accordingly, as the rotation shaft 191 rotates, the fixing unit 192 may change the rotational movement into a linear movement.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 상기 증발원(110)은 적분구(116), 도가니(112), 및 유전체 용기(118), 및 유도 코일(117)을 포함할 수 있다.1 to 6, the evaporation source 110 may include an integrating sphere 116, a crucible 112, a dielectric container 118, and an induction coil 117.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, the invention is not limited to these embodiments, and has been claimed by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It includes all the various forms of embodiments that can be implemented without departing from the spirit.

Claims (10)

  1. 증기를 제공받는 입구, 상기 입구의 주위에 배치되어 상기 증기의 방향을 전환하는 배플, 상기 증기를 반사시키는 구형 또는 타원형의 케비티, 및 상기 케비티에서 복수 회 반사 또는 산란된 상기 증기를 점원에 의한 방사형으로 토출하는 출구를 포함하는 적분구;An inlet receiving steam, a baffle disposed around the inlet to redirect the steam, a spherical or oval cavity reflecting the steam, and the steam reflected or scattered multiple times in the cavity to a cashier An integrating sphere comprising an outlet for radially discharging;
    내부에 증발물질이 담기고 제1 개구부를 통하여 증발된 증기를 상기 적분구의 입구에 제공하는 도가니; 및A crucible for containing evaporation material therein and providing vapor evaporated through the first opening to the inlet of the integrating sphere; And
    상기 적분구 및 도가니를 감싸도록 배치되어 상기 도가니 및 상기 적분구를 가열하는 가열부를 포함하고,A heating part disposed to surround the integrating sphere and the crucible to heat the crucible and the integrating sphere;
    상기 적분구는 도전성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.And the integrating sphere is formed of a conductive material.
  2. 제1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 가열부를 감싸고 상기 적분구의 출구 방향으로 개방된 일면을 가지는 전기를 통하지 않는 유전체 용기를 더 포함하고,A non-conductive dielectric container surrounding the heating unit and having one surface opened in an outlet direction of the integrating sphere;
    상기 가열부는 상기 도가니 및 상기 적분구를 유도 가열하는 유도 코일인 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.The heating unit is an evaporation deposition apparatus, characterized in that the induction coil for induction heating the crucible and the integrating sphere.
  3. 제1 항에 있어서,The method of claim 1,
    측면에 형성된 제2 개구부를 포함하는 진공 용기를 더 포함하고,Further comprising a vacuum container including a second opening formed in the side,
    상기 적분구의 출구를 빠져나온 증기는 상기 제2 개구부에 대향하여 배치된 기판에 박막을 증착하는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.The vapor exiting the outlet of the integrating sphere deposits a thin film on the substrate disposed opposite the second opening.
  4. 제1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상부면에 형성된 제2 개구부를 포함하는 진공 용기를 더 포함하고,Further comprising a vacuum container including a second opening formed in the upper surface,
    상기 적분구의 출구를 빠져나온 증기는 상기 제2 개구부에 대향하여 배치된 기판에 박막을 증착하는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.The vapor exiting the outlet of the integrating sphere deposits a thin film on the substrate disposed opposite the second opening.
  5. 제1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 케비티의 형상은 타원체이고, The shape of the cavity is an ellipsoid,
    상기 출구에서 토출하는 증기 플럭스는 상기 케비티의 중심축에서 멀어질수록 증가하는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.The vapor flux discharged from the outlet increases as the distance away from the central axis of the cavity.
  6. 제1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 적분구와 상기 도가니는 일체형인 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.And the integrating sphere and the crucible are integrated.
  7. 제1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 적분구의 출구는 원뿔 형상의 내부 공간을 가지고,The outlet of the integrating sphere has a conical inner space,
    토출된 가장자리 부분의 증기 플럭스는 상기 출구의 내부 표면에 안쪽으로 반사되어 상기 증기의 토출 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.The vapor flux of the discharged edge portion is reflected inward to the inner surface of the outlet to adjust the discharge angle of the vapor evaporation deposition apparatus.
  8. 제2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 유도 코일은 상기 도가니를 감싸는 제1 유도 코일 및 상기 적분구를 감싸는 제2 유도 코일을 포함하고,The induction coil includes a first induction coil surrounding the crucible and a second induction coil surrounding the integrating sphere,
    상기 제1 유도 코일에 연결된 제1 AC 전원 및 상기 제2 유도 코일에 연결된 제2 AC 전원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.And a first AC power source connected to the first induction coil and a second AC power source connected to the second induction coil.
  9. 제1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 적분구는 상기 도가니의 하부에 배치되고,The integrating sphere is disposed below the crucible,
    상기 도가니는:The crucible is:
    제1 높이를 가지는 원통형의 내벽;A cylindrical inner wall having a first height;
    상기 제1 높이보다 높은 제2 높이를 가지고 상기 내벽의 주위를 감싸는 외벽;An outer wall surrounding the inner wall with a second height higher than the first height;
    상기 외벽의 상부면을 덮는 뚜껑; 및A lid covering an upper surface of the outer wall; And
    상기 내벽과 상기 외벽 사이의 하부면을 연결하는 와셔 형태의 바닥판를 포함하고,A bottom plate in the form of a washer connecting the lower surface between the inner wall and the outer wall;
    상기 내벽의 안쪽으로 이동한 증기는 상기 내벽의 하부면에 형성된 상기 제1 개구부를 통하여 상기 적분구의 상부면에 형성된 상기 입구에 제공되는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.And the vapor moved to the inside of the inner wall is provided to the inlet formed on the upper surface of the integrating sphere through the first opening formed on the lower surface of the inner wall.
  10. 제1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 가열부를 감싸도록 배치되는 열 반사부; A heat reflecting unit disposed to surround the heating unit;
    상기 열 반사부를 감싸도록 배치되는 유전체 용기; A dielectric container disposed to surround the heat reflecting portion;
    상기 적분구의 출구의 하부면에 배치된 와셔 형상의 받침부; 및A washer-shaped support portion disposed on a lower surface of the outlet of the integrating sphere; And
    상기 유전체 용기를 감싸도록 배치된 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.And a case disposed to surround the dielectric container.
PCT/KR2013/007020 2012-08-13 2013-08-05 Evaporation deposition apparatus WO2014027778A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120088125A KR101473345B1 (en) 2012-08-13 2012-08-13 Evaporation Deposition Apparatus
KR10-2012-0088125 2012-08-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014027778A1 true WO2014027778A1 (en) 2014-02-20

Family

ID=50268180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2013/007020 WO2014027778A1 (en) 2012-08-13 2013-08-05 Evaporation deposition apparatus

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101473345B1 (en)
WO (1) WO2014027778A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101818646B1 (en) * 2015-09-08 2018-03-02 한국생산기술연구원 A method for manufacturing thin films with 3-D nanoporous structure over using a baffle and thin films with 3-D nanoporous structure thereof
US20190088924A1 (en) * 2017-09-15 2019-03-21 Dyson Technology Limited High speed manufacturing of multilayer electrochemical device
CN113957391A (en) * 2020-07-21 2022-01-21 宝山钢铁股份有限公司 Vacuum coating device adopting core rod heating structure to uniformly distribute metal steam

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101606761B1 (en) * 2014-11-12 2016-03-28 한국표준과학연구원 Inductive Heating Linear Evaporation Deposition Apparatus
KR102065142B1 (en) * 2016-04-03 2020-02-11 주식회사 뉴파워 프라즈마 Steam generation apparatus using induction heating, steam cleaning system
WO2017213277A1 (en) * 2016-06-09 2017-12-14 주식회사 파인에바 Deposition apparatus using top-down evaporation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007069865A1 (en) * 2005-12-16 2007-06-21 Doosan Mecatec Co., Ltd. Crucible assembly for deposition of organic thin film
US20090304924A1 (en) * 2006-03-03 2009-12-10 Prasad Gadgil Apparatus and method for large area multi-layer atomic layer chemical vapor processing of thin films
KR20110019180A (en) * 2009-08-19 2011-02-25 재단법인대구경북과학기술원 Downward type deposition source and deposition apparatus having the same
KR20110074501A (en) * 2011-06-07 2011-06-30 (주)올레돈 Top down type high temperature evaporation source for metal film on substrate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007069865A1 (en) * 2005-12-16 2007-06-21 Doosan Mecatec Co., Ltd. Crucible assembly for deposition of organic thin film
US20090304924A1 (en) * 2006-03-03 2009-12-10 Prasad Gadgil Apparatus and method for large area multi-layer atomic layer chemical vapor processing of thin films
KR20110019180A (en) * 2009-08-19 2011-02-25 재단법인대구경북과학기술원 Downward type deposition source and deposition apparatus having the same
KR20110074501A (en) * 2011-06-07 2011-06-30 (주)올레돈 Top down type high temperature evaporation source for metal film on substrate

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101818646B1 (en) * 2015-09-08 2018-03-02 한국생산기술연구원 A method for manufacturing thin films with 3-D nanoporous structure over using a baffle and thin films with 3-D nanoporous structure thereof
US20190088924A1 (en) * 2017-09-15 2019-03-21 Dyson Technology Limited High speed manufacturing of multilayer electrochemical device
US10720633B2 (en) * 2017-09-15 2020-07-21 Dyson Technology Limited Multilayer electrochemical device
CN113957391A (en) * 2020-07-21 2022-01-21 宝山钢铁股份有限公司 Vacuum coating device adopting core rod heating structure to uniformly distribute metal steam
CN113957391B (en) * 2020-07-21 2023-09-12 宝山钢铁股份有限公司 Vacuum coating device adopting core rod heating structure to uniformly distribute metal vapor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140022124A (en) 2014-02-24
KR101473345B1 (en) 2014-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014027778A1 (en) Evaporation deposition apparatus
WO2014168352A1 (en) Evaporation deposition apparatus
US7641737B2 (en) Evaporation source for evaporating an organic
KR101451244B1 (en) Liner assembly and substrate processing apparatus having the same
TWI640646B (en) Evaporation source array
TWI653350B (en) Evaporation source and evaporation source array for organic materials
WO2016006741A1 (en) Thin film deposition device having plurality of evaporation sources
WO2011129492A1 (en) Gas injection unit and a thin-film vapour-deposition device and method using the same
US20070221131A1 (en) Vapor deposition source and vapor deposition apparatus
TW201810353A (en) Vacuum treatment chamber and method of manufacturing a vacuum treated plate-shaped substrate
US6007633A (en) Single-substrate-processing apparatus in semiconductor processing system
WO2010082755A2 (en) Evaporation apparatus, thin film depositing apparatus and method for feeding source material of the same
KR100974041B1 (en) Apparatus for depositing film and methdod for measureing film thickness
CN110050334A (en) Rotatable electrostatic chuck with back gas source
KR101370326B1 (en) Evaporation Deposition Apparatus
KR20140022356A (en) Evaporation deposition apparatus
KR20070082721A (en) Vertical deposition technique using belt type plane source for oled manufacturing
WO2016076556A1 (en) Linear evaporation deposition apparatus using induction heating
WO2021145485A1 (en) Crucible for deposition and deposition apparatus comprising same
KR20190045606A (en) Deposition apparatus
KR101486279B1 (en) Evaporation Deposition Apparatus
KR102534165B1 (en) Apparatus for thermal processing, substrate processing system, and method for processing substrates
JP2002164303A (en) Vacuum deposition apparatus
CN116018424A (en) Deposition apparatus
WO2012177064A2 (en) Deposition apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13879628

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13879628

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1