WO2014168352A1 - 증발 증착 장치 - Google Patents

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WO2014168352A1
WO2014168352A1 PCT/KR2014/002260 KR2014002260W WO2014168352A1 WO 2014168352 A1 WO2014168352 A1 WO 2014168352A1 KR 2014002260 W KR2014002260 W KR 2014002260W WO 2014168352 A1 WO2014168352 A1 WO 2014168352A1
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WO
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cavity
evaporator
nozzle
shape
reflective
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/002260
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English (en)
French (fr)
Inventor
이주인
김정형
유용심
유신재
신용현
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한국표준과학연구원
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    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
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    • C23C—COATING 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
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/10—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources

Definitions

  • the present invention relates to an evaporation deposition apparatus, and to an evaporation deposition apparatus using a reflective nozzle.
  • Vacuum evaporation deposits a target material to be deposited inside a high vacuum chamber, heats the deposition target material to evaporate the particles, and moves the vapor 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 top down 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 may be damaged by plasma and ultraviolet rays when the thin film is deposited by a conventional stuttering method. Accordingly, deposition of the conductive material by side- or top-down evaporation without using plasma is required.
  • One technical problem to be solved of the present invention is to provide an evaporation deposition apparatus using an induction heating and a reflective nozzle.
  • An evaporation deposition apparatus is formed in a first cavity for receiving evaporation material, a second cavity provided with steam through the first cavity and the connecting passage, and the second cavity
  • An evaporator formed of a conductor including an outlet for radially discharging the steam by a point source;
  • a reflective nozzle formed of a conductor and connected to the outlet and including a through hole gradually increasing in diameter;
  • an alternating current power source for applying alternating current power to the induction coil, wherein the induction coil inductively heats the evaporator and the reflective nozzle to evaporate the evaporation material, and the vapor is discharged through the reflective nozzle.
  • the reflective nozzle and the evaporator may be welded to each other to be integral.
  • the through hole of the reflective nozzle may be a cone shape, a polygonal shape, or a conical shape having a curvature.
  • the shape of the outlet of the second cavity may be the same as the shape of the through hole of the reflective nozzle.
  • a dielectric container disposed inside the induction coil and mounted on a chamber through hole formed in the vacuum chamber to enclose the evaporator while maintaining a vacuum therein, wherein the dielectric container includes the dielectric container. It may be arranged to protrude out of the vacuum chamber.
  • the dielectric container may further include a support part formed of a dielectric material that supports the evaporator or the reflective nozzle and spans the chamber through hole formed in the vacuum chamber.
  • the gas distribution provides an inert gas between the dielectric container and the evaporator, the inert gas is the reflection It may be provided on the lower surface of the nozzle.
  • the inclination angle between the central axis of the through hole and the inner surface may be 35 degrees to 55 degrees.
  • the number of turns per unit length of the induction coil may be more around the reflective nozzle than around the evaporator.
  • the outer diameter of the evaporator may be equal to or larger than the outer diameter of the reflective nozzle.
  • the evaporator is a cylindrical shape
  • the first cavity is a cylindrical shape including a protrusion protruding a central portion
  • the connecting passage is formed through the protrusion
  • the second The cavity may be spherical or cylindrical in shape and the connecting passage may be disposed at the center of the second cavity.
  • the evaporator may further include a baffle disposed around a connection portion of the second cavity and the connection passage, and the vapor may be discharged downward.
  • the evaporator is cylindrical
  • the first cavity is cylindrical
  • the second cavity is spherical or cylindrical
  • the connecting passage is the most of the first cavity Disposed in place, the vapor may be discharged laterally.
  • the evaporator is a cylindrical shape
  • the first cavity is a cylindrical shape including a protrusion formed on the edge
  • the connecting passage is formed through the protrusion
  • the second cable The bite may be spherical or cylindrical in shape and the vapor may be discharged downward.
  • the evaporator is cylindrical
  • the first cavity is cylindrical
  • the second cavity is spherical or cylindrical
  • the connecting passage is the center of the first cavity The vapor may be discharged upwards.
  • it may further include a pipe for supplying a carrier gas to the first cavity.
  • An evaporation deposition apparatus is formed in a first cavity for receiving evaporation material, a second cavity provided with steam through the first cavity and the connecting passage, and the second cavity
  • An evaporator including an outlet for radially discharging the steam by a point source and formed of a dielectric;
  • An evaporation deposition apparatus is formed in a first cavity for receiving evaporation material, a second cavity provided with steam through the first cavity and the connecting passage, and the second cavity
  • an alternating current power source for applying alternating current power to the induction coil, wherein the induction coil inductively heats the evaporator and the reflective nozzle to evaporate the evaporation material and the vapor may be discharged through the reflective nozzle.
  • the method of operating the evaporation deposition apparatus includes providing an evaporation material in the form of beads or powder to the first cavity through the outlet and the connection passage of the evaporator; Mounting the evaporator in a vacuum vessel; Heating the evaporator and the reflective nozzle to melt the evaporation material; and performing evaporation deposition on the substrate through the nozzle.
  • the evaporation deposition apparatus may generate steam by heating the deposition material stored in the evaporator through induction heating.
  • the vapor is provided to a cavity inside the evaporator, and the vapor may have a point source characteristic through a plurality of reflection processes.
  • the vapor emitted radially through the outlet formed in the cavity may uniformly deposit a high quality thin film on a substrate by a reflective nozzle. Accordingly, lateral or top-down evaporation deposition may be possible on large area OLED and solar cell substrates.
  • substrate damage due to radiant heat can be suppressed.
  • induction heating may be used to prevent a phenomenon in which an outlet between the second cavity and the reflective nozzle is blocked and coated on the reflective nozzle.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2A to 2D are perspective views illustrating a reflective nozzle according to an embodiment of the present invention.
  • 3A is a perspective view illustrating a reflective nozzle according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 3A.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the evaporator of FIG. 1.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a partial perspective view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • 11A through 11C are plan views illustrating substrates according to other exemplary embodiments.
  • 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 the radiant heat of the heated heating wire.
  • the evaporation deposition method heats the evaporation material in the first cavity of the conductive evaporator through induction heating, introduces the evaporation material forming the vapor into the second cavity, and Induction heating of the bitty may provide radial vapor with the outlet as a point source to the substrate to form a thin film.
  • the evaporation material may form high pressure steam. Accordingly, the high pressure steam can flow out through the gap of the bonding site.
  • the gap may be blocked by a solidified evaporation material.
  • most of the steam does not flow through the outlet, but flows out through the gap, thereby lowering the deposition efficiency.
  • the evaporator according to an embodiment of the present invention may be formed integrally.
  • the evaporation material may be made in the form of small beads and received in the first cavity through the outlet of the evaporator.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the evaporation deposition apparatus 100 may include a first cavity 112 containing an evaporation material 111, and a first vapor receiving the vapor through the first cavity 112 and the connection passage 116.
  • a reflection nozzle 120 including a through hole 120a formed and connected to the outlet and gradually increasing in diameter, an induction coil 140 surrounding the reflection nozzle 120 and the evaporator 110, and the induction coil AC power supply 150 to apply AC power to the 140, the induction coil 140 induction heating the evaporator 110 and the reflective nozzle 120 to evaporate the evaporation material 111 The vapor is discharged through the reflective nozzle 120.
  • the evaporator 110 may typically be cylindrical, and the evaporator 110 may be deformed into a polygonal column shape.
  • the evaporator 110 may be formed in one piece or separate type that is not separated.
  • the material of the evaporator 110 may include a metal such as stainless steel, molybdenum, tungsten, and titanium.
  • a connecting passage 116 connecting the two cavities 118 may be formed.
  • the evaporator 110 may be a separate type processed into a plurality of parts, but may be an integral type in which a plurality of parts are welded to each other.
  • the second cavity 118 may be vertically spaced along the central axis of the evaporator 110 to be formed below the first cavity 112.
  • the evaporator 110 may be inductively heated by an alternating current flowing through the induction coil 140.
  • the evaporator 110 may be mounted on an upper surface of the vacuum chamber 160.
  • the evaporation material 111 may be aluminum, ITO, or an organic material.
  • the evaporation material 111 may be accommodated in the first cavity 112 in the form of granules or powder when the evaporator 110 is integrated.
  • the first cavity 112 may have a cylindrical shape including a protrusion 114 protruding from a central portion thereof.
  • the protrusion 114 may have a jaw of a constant height.
  • the protrusion 114 may have a cylindrical shape.
  • the protrusion 114 may be disposed on a lower surface of the first cavity 112.
  • the evaporation material 111 may be accommodated in the first cavity 112. In addition, when the evaporation material 111 is melted, the molten liquid may not flow down into the connection passage 116 by the protrusion 114.
  • the evaporation material 111 may be vaporized to generate steam.
  • connection passage 116 may be formed perpendicularly along the central axis of the evaporator 110 through the protrusion 114.
  • the connection passage 116 may pass through the protrusion 114 to connect the first cavity 112 and the second cavity 118 to each other.
  • the second cavity 118 may have a spherical shape or a cylindrical shape.
  • the connecting passage 116 is disposed at the upper center of the second cavity 118, and the evaporator 110 is disposed around the connecting portion of the second cavity 118 and the connecting passage 116. It may include a baffle 113.
  • the second cavity 118 may receive the steam through the connection passage 116.
  • the baffle 113 may be formed of a conductive material and induction heated. The steam is diverted by the baffle 113 to prevent the steam supplied from the connecting passage 116 from directly exiting the outlet 119 of the second cavity 118.
  • the vapor may undergo a plurality of scatterings in the second cavity 118.
  • the vapor may have a Boltzmann velocity distribution.
  • the shape of the second cavity 118 is not limited to a spherical or cylindrical shape may be variously changed.
  • the second cavity 118 may have an outlet 119 in a direction opposite to the connection passage 116.
  • the size of the outlet 119 may be small enough.
  • the steam reaching the outlet 119 may be effusion.
  • the steam reaching the outlet 119 may be immediately ejected or may be discharged through reflection from the inner surface of the reflective nozzle 120 or the through hole 120a. It may be preferable that the depth of the outlet 119 is thin.
  • the outlet 119 may have an angle equal to the inclination angle of the reflective nozzle 120.
  • the shape of the cross section of the outlet 119 may be the same as the shape of the cross section of the reflective nozzle.
  • the second cavity 118 may decompose the condensed vapor into individual atoms or molecules through a lot of scattering.
  • the second cavity 118 may be in a radial shape by a point source when steam is ejected through the outlet 119. Accordingly, the steam blown out of the outlet 119 may have a uniform angular distribution.
  • the shape of the outlet 119 may have a polygon as well as circular.
  • the temperature of the second cavity may be heated to be higher than the temperature of the first cavity.
  • the temperature of the first cavity 112 and the second cavity 118 may be adjusted through the number of turns per unit length of the induction coil 140.
  • the reflective nozzle 120 may have a cylindrical shape having a through hole 120a aligned with the outlet 119 therein.
  • the reflective nozzle 120 may be integrally formed with the evaporator 110.
  • the external shape of the reflective nozzle may have the same shape as the external shape of the evaporator.
  • the through hole 120a may have a cone shape, a polygonal shape shape, or a cone shape having a curvature.
  • the shape of the outlet 119 may match the shape of the through hole 120a.
  • the through hole 120a may have a conical shape
  • the through hole may have a square pyramid shape.
  • the inclination angle between the central axis of the through hole 120a and the inner surface may be 35 degrees to 55 degrees.
  • the reflective nozzle 120 may be formed of a conductor, and the induction coil 140 may inductively heat the reflective nozzle.
  • the vapor provided on the surface of the through hole 120a may travel through the reflection.
  • the outer diameter of the reflective nozzle 120 may be smaller than the outer diameter of the evaporator 110.
  • the reflective nozzle 120 may be integrally manufactured by welding with the evaporator 110.
  • the reflective nozzle 120 may perform a function similar to a reflecting cup reflecting light. Therefore, the reflective nozzle 120 may deposit a thin film having a uniform thickness on a flat substrate.
  • the temperature of the reflective nozzle 120 may be higher than the temperature of the evaporator 110. Accordingly, vapor incident on the reflective nozzle 120 may be reflected to the substrate 174 without being liquefied. In order to increase the temperature of the reflective nozzle 120, the number of turns per unit length of the induction coil 140 may be more around the reflective nozzle 120 than around the evaporator 110.
  • Dielectric container 130 may be cylindrical or bell-jar shaped with a lid.
  • the dielectric container 130 may be mounted in the chamber through hole 162 of the vacuum chamber 160 to maintain a vacuum.
  • the dielectric container 130 may be disposed to protrude to the outside of the vacuum chamber 160.
  • the reflective nozzle 120 and the evaporator 110 may be disposed in the dielectric container 130.
  • the inner diameter of the dielectric container 130 may be larger than the outer diameter of the evaporator 110.
  • the dielectric container 130 may be made of ceramic, alumina, quartz, or sapphire.
  • the induction coil 140 may surround an outer side surface of the dielectric container 130.
  • the support part 132 may support the evaporator 110 or the reflective nozzle 120 in the dielectric container 130 and may extend through the chamber through hole 162 formed in the vacuum chamber 160.
  • the support part 132 may be formed of a dielectric material.
  • the support part 132 may have a cylindrical shape.
  • the induction coil 140 may be in the form of a solenoid, and a refrigerant may flow therein.
  • the number of turns per unit length of the induction coil 140 may vary depending on the location. Specifically, the number of turns per unit length around the reflective nozzle 120 may be greater than the number of turns per unit length around the evaporator 110.
  • the AC power supply 150 may supply AC power to the induction coil 140. Accordingly, the alternating current flowing through the induction coil 140 may inductively heat the evaporator 110 and the reflective nozzle 120.
  • the frequency of the AC power supply 150 may be several kHz to several MHz.
  • the evaporator 110 may be attached to an apparatus (not shown) that can control the temperature of the evaporator.
  • the substrate 174 is disposed horizontally in the vacuum chamber 160, and the evaporator 110 is disposed on an upper surface facing the substrate 174.
  • a mask (not shown) may be positioned on the substrate 174. The substrate 174 and the mask may be aligned and may be fixed to each other in a substrate holder 172.
  • the evaporator 110 and the reflective nozzle 120 may provide steam to the substrate 174 in a top-down manner.
  • the vapor reaching the substrate 174 may form a thin film on the substrate 174.
  • the size of the substrate 174 or the deposited area and shape may be determined by the shape of the through hole 120a of the reflective nozzle 120 and the distance between the substrate 174 and the reflective nozzle 120. .
  • the shape of the through hole 120a of the outlet 119 and the reflective nozzle 120 is circular and conical, the shape of the deposited thin film may be circular. If the shape of the through-hole (120a) of the outlet 119 and the reflective nozzle 120 is a square and a square pyramid, the shape of the thin film is a square.
  • both the evaporator 110 and the evaporation material 111 may be directly induction heated.
  • the evaporation material 111 in the first cavity 112 may be vaporized and provided to the second cavity 118 through the connection passage 116.
  • the steam reaching the second cavity 118 may have a Boltzmann velocity distribution through a plurality of scattering processes.
  • the vapor may be effusion through the outlet of the induction heated second cavity 118.
  • the reflective nozzle 120 connected to the outlet 119 may have a through hole 120a having a conical shape or a polygonal pyramid shape so as to be deposited on the substrate 174 in a predetermined deposition pattern.
  • the evaporation material 111 accommodated in the first cavity 112 may be heated by the evaporator. Accordingly, the evaporation material 111 may be vaporized and provided to the second cavity 118.
  • the induction heated second cavity 118 may provide the steam through the outlet while suppressing the agglomeration of the steam from each other. Accordingly, the substrate 174 may form a high quality thin film at a low process temperature without being heated to a high temperature.
  • the outlet of the second cavity 118 may have a circular or polygonal shape and is connected to a reflective nozzle of conical or polygonal shape. The reflection nozzle may reflect the discharged steam inward to adjust the discharge angle of the vapor, so that the bottom-up, side-down, or top-down evaporation deposition apparatus may deposit a uniform thin film on a large area substrate.
  • FIGS. 2A to 2D are perspective views illustrating a reflective nozzle according to an embodiment of the present invention.
  • the reflective nozzle 120 may include a conical through hole 120a formed in a cylindrical shape.
  • the inclination angle ⁇ of the through hole 120 may be 35 to 55 degrees.
  • the outlet 119 of the evaporator 110 may be conical or cylindrical.
  • the size of the outlet 119 may be the same as the size of the inlet of the through hole 120.
  • the reflective nozzle 220 may include a square pyramid-shaped through hole 220a formed inside a square pillar or a cylinder.
  • the outlet 119 of the evaporator 110 may have a square pyramid shape or a square pillar shape.
  • the reflective nozzle 320 may include a conductive and parabolic through hole 320a to more precisely adjust the thickness of the uniform thin film.
  • the reflective nozzle 420 may include a hexagonal cone-shaped through hole 420a formed in a cylinder or hexagonal column shape.
  • the outlet 119 of the evaporator 110 may have a hexagonal pyramid shape or a hexagonal column shape.
  • 3A is a perspective view illustrating a reflective nozzle according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 3A.
  • the reflective nozzle 520 may include a conical through hole 520a having a curvature formed inside the cylinder.
  • An auxiliary reflector 521 may be disposed on the central axis of the through hole 520a.
  • the auxiliary reflector may have a conical shape.
  • the auxiliary reflector 521 may be coupled to the inner side surface of the through hole 520a by the auxiliary support 522. Accordingly, particle flux in the direction of the central axis of the through hole may be reduced.
  • the reflective nozzle 520 may provide a uniform thin film.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the evaporation deposition apparatus 200 includes a first cavity 112 that receives evaporated material, a second cavity that receives steam through the first cavity 112, and a connection passage 116. 118, and an evaporator 110 formed of a conductor, formed of a conductor, including an outlet 119 formed in the second cavity 118 and discharging the vapor radially by a point source.
  • a reflection nozzle including a through hole 120a connected to an outlet 119 and gradually increasing in diameter, an induction coil 140 surrounding the reflection nozzle 120 and the evaporator 110, and the induction coil 140.
  • an alternating current (AC) power source for applying an alternating current (AC) power to the induction coil (140). It is discharged through the nozzle 120.
  • the evaporator 110 may have a cylindrical shape.
  • the first cavity 112 may have a cylindrical shape including a protrusion 114 protruding from a central portion thereof.
  • the connection passage 116 may be formed through the protrusion.
  • the second cavity 118 may have a cylindrical shape.
  • the connecting passage 116 is disposed at the center of the second cavity 118, and the evaporator 110 is a baffle disposed around the connecting portion of the second cavity 118 and the connecting passage 116. (113).
  • the steam may be discharged downwards.
  • the reflective nozzle 120 may include a parabolic through-hole 120a having a curvature formed in a cylindrical shape.
  • a carrier gas may be provided for transporting steam inside the evaporator 110.
  • the carrier gas may be an inert gas.
  • the through hole may be formed in the upper surface of the dielectric container 130. Accordingly, the five 183 may be inserted through the dielectric container 130.
  • the pipe 183 may be connected to the upper surface of the evaporator 110. Accordingly, an inert gas may be provided to the first cage 112 through the pipe 183.
  • An inert gas provided to the first cavity 112 may provide smooth discharge of steam through the connection passage 116.
  • a gas injection unit 181 may be disposed between the upper surface of the evaporator 110 and the dielectric container 130.
  • the gas injection unit 181 may have a ring shape.
  • the gas injector 181 may receive an inert gas from the outside of the dielectric container.
  • the gas injection unit 181 may include injection nozzles formed at regular intervals.
  • Inert gas may be provided in the space between the evaporator and the dielectric vessel.
  • the inert gas may be provided to the vacuum chamber 160 through the bottom surface of the reflective nozzle 120 or the bottom surface of the support part 132.
  • the inert gas may suppress vapor deposition on the inner surface of the support part 132 and the lower surface of the reflective nozzle.
  • the inert gas may improve the deposition uniformity of the substrate by controlling the direction of the vapor.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the evaporation deposition apparatus 300 includes a first cavity 112 that receives evaporated material, a second cavity that receives steam through the first cavity 112, and a connection passage 116. 118, and an evaporator 110 formed of a conductor, formed of a conductor, including an outlet 119 formed in the second cavity 118 and discharging the vapor radially by a point source.
  • a reflective nozzle 120 connected to the outlet 119 and including a through hole 120a gradually increasing in diameter, an induction coil 140 surrounding the reflective nozzle 120 and the evaporator 110, and the induction coil
  • An AC power source for applying AC power to 140 is included.
  • the induction coil 140 inductively heats the evaporator 110 and the reflective nozzle 120 to evaporate the evaporation material 111, and the vapor is discharged through the reflective nozzle 120.
  • the evaporator 110 may have a cylindrical shape.
  • the evaporator 110 may include a first cavity 112 and a second cavity 118.
  • the first cavity 112 may have a cylindrical shape including a protrusion 114 formed at an edge thereof.
  • the protrusion 114 may extend along the sidewall of the first cavity 112 at the bottom surface of the first cavity 112.
  • the second cavity 118 may be disposed vertically spaced apart from the lower portion of the first cavity 112.
  • the connection passage 116 may be formed to penetrate the protrusion 114.
  • the second cavity 118 may have a spherical shape.
  • the connection passage 116 may be connected to an edge of the second cavity 118.
  • the connection passage 116 may be formed to be connected to the horizontal axis of the second cavity. Accordingly, the bead-shaped evaporation material may be received in the first cavity 112 through the connection passage 116.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the evaporator of FIG. 1.
  • a bead-shaped or evaporated material 111a having a diameter smaller than the diameter of the outlet of the evaporator 110 is prepared.
  • the evaporation material 111a may be provided to the reflective nozzle 120 through a funnel. Accordingly, the evaporation material 111a is provided to the first cavity 112 through the outlet 119 and the connection passage 116 of the evaporator 110.
  • the evaporator 110 is mounted in the vacuum chamber 160.
  • the evaporator 110 and the reflective nozzle 120 may be heated to melt the bead-shaped evaporation material.
  • evaporation deposition may be performed on the substrate through the reflective nozzle 120.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the evaporation deposition apparatus 400 includes a first cavity 112 that receives evaporated material, a second cavity that receives steam through the first cavity 112, and a connection passage 116. 118, and an evaporator 110 formed of a conductor, formed of a conductor, including an outlet 119 formed in the second cavity 118 and discharging the vapor radially by a point source.
  • Reflective nozzle 120 including a through hole 120a connected to an outlet and gradually increasing in diameter, an induction coil 140 surrounding the reflective nozzle 120 and the evaporator 110, and the induction coil 140.
  • AC power supply 150 for applying AC power to the.
  • the induction coil 140 inductively heats the evaporator 110 and the reflective nozzle 120 to evaporate the evaporation material 111, and the vapor is discharged through the reflective nozzle 120.
  • the evaporator 110 may be mounted on the side of the vacuum chamber 160.
  • the evaporator 110 may have a cylindrical shape.
  • the evaporator 110 may include a first cavity 112 and a second cavity 118.
  • the first cavity 112 may have a cylindrical shape.
  • the second cavity 118 may have a spherical shape.
  • the second cavity 118 may be disposed below the first cavity 112 at the central axis of the evaporator 110.
  • the connection passage 116 may be disposed at an edge of the first cavity 112.
  • the steam may be discharged laterally through the outlet 119. Steam may be provided to the second cavity 118 through the connection passage 116.
  • the vapor provided to the second cavity may be blown out through an outlet formed in the lower surface of the second cavity 118.
  • the substrate 174 is disposed perpendicular to the vacuum chamber 160, and the evaporator 110 is disposed on the side facing the substrate 174.
  • the substrate 174 may be fixed in a state of being in close contact with the substrate holder 172.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the evaporation deposition apparatus 500 may include a first cavity 112 accommodating the evaporation material 111, and a first gas receiving steam through the first cavity 112 and the connection passage 116.
  • An evaporator 110 formed of a conductor, comprising a second cavity 118, and an outlet 119 formed in the second cavity 118 and discharging the vapor radially by a point source.
  • a reflection nozzle including a through hole 120a formed and connected to the outlet and gradually increasing in diameter, an induction coil 140 surrounding the reflection nozzle 120 and the evaporator 110, and the induction coil 140.
  • AC power supply 150 for applying AC power to the.
  • the induction coil 140 inductively heats the evaporator 110 and the reflective nozzle 120 to evaporate the evaporation material 111, and the vapor is discharged through the reflective nozzle 120.
  • the evaporator 110 may be mounted on the bottom surface of the vacuum chamber 160.
  • the evaporator 110 may have a cylindrical shape.
  • the first cavity 112 may have a cylindrical shape.
  • the second cavity 118 may have a spherical shape or a cylindrical shape.
  • the connection passage 116 may be formed at the center of the first cavity 112, and the vapor may be discharged upwardly.
  • the second cavity 118 may include a baffle 113 disposed around the connection passage 116.
  • the reflective nozzle 120 may be disposed on the outlet 119, and the reflective nozzle 120 may include a through hole 120a at the center of the cylindrical shape.
  • the through hole may have a conical shape.
  • the outer diameter of the reflective nozzle 120 may match the outer diameter of the evaporator 110.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the evaporation deposition apparatus 100a includes an evaporator 110, a heating block 191, a reflective nozzle 120, an induction coil 40, and an AC power supply 150.
  • the evaporator 110 is a first cavity 112 for receiving the evaporation material 111, a second cavity 118 provided with steam through the first cavity 112 and the connecting passage 116, And an outlet 119 formed in the second cavity 118 and discharging the vapor radially by a point source.
  • the heating block 191 surrounds the evaporator 110 and is formed of a conductor.
  • the reflective nozzle 120 includes a through hole formed of a conductor and connected to the outlet 119 and gradually increasing in diameter.
  • the induction coil 140 surrounds the reflective nozzle 120 and the evaporator 110.
  • the induction coil may be disposed outside of the dielectric vessel.
  • the AC power supply 150 applies AC power to the induction coil 140.
  • the induction coil 140 inductively heats the heating block 191 and the reflective nozzle 120 to evaporate the evaporation material, and the vapor is discharged through the reflective nozzle 120.
  • the dielectric container 130 may be disposed outside the heating block 191 and the reflective nozzle 120.
  • the evaporator 110 may be formed of a ceramic material.
  • the heating block 191 may be induction heated by the induction coil 140 and heat the evaporator 110 through heat transfer and radiation.
  • FIG. 10 is a partial perspective view illustrating an evaporation deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the evaporation deposition apparatus 600 may include a plurality of evaporators 110a, 110b, and 110c.
  • the plurality of evaporators 110a, 110b, 110c may be mounted in a line on the upper surface of the vacuum chamber 160. Accordingly, each evaporator can deposit a thin film on a predetermined area of the substrate.
  • each evaporator may deposit a thin film on a corresponding divided substrate region.
  • the evaporator may be arranged in a matrix form.
  • 11A through 11C are plan views illustrating substrates according to other exemplary embodiments.
  • each of the through holes 120a of the reflective nozzle 120 may be allocated to a predetermined deposition region on the substrate 174.
  • the reflective nozzle may have a cylindrical shape.
  • the through hole 120 may have a square pyramid shape.
  • the outlet 119 of the evaporator may have a square pillar or a square pyramid shape.
  • the cross section of the through hole 120a may be rectangular.
  • the through holes 120a may be aligned in a line.
  • the substrate may be a rectangular substrate.
  • the through holes 120a may be arranged in a matrix form.
  • the cross section of the through hole may have a square shape.
  • Substrate 174 may be a rectangular substrate.
  • the plurality of evaporators may be aligned and mounted in a uniform manner on the top surface of the vacuum chamber.
  • the through holes 120a may be disposed at the center of the honeycomb shape. Accordingly, each evaporator may deposit a thin film on a predetermined hexagonal area of the substrate 174. When the cross section of the through hole 120a of the reflective nozzle is hexagonal, each evaporator may deposit a thin film on a corresponding divided substrate region.
  • Substrate 174 may be a circular substrate.

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Abstract

본 발명의 증발 증착 장치 및 그 동작 방법을 제공한다. 이 증발 증착 장치는 증발물질을 수납하는 제1 케비티, 제1 케비티와 연결통로를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티, 및 제2 케비티에 형성되고 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구를 포함하고 도전체로 형성된 증발기, 도전체로 형성되고 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀을 포함하는 반사 노즐, 반사 노즐 및 증발기를 감싸는 유도 코일, 및 유도 코일에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함한다. 유도 코일은 증발기 및 반사 노즐을 유도 가열하여 상기 증발 물질을 증발시키고, 증기는 반사 노즐을 통하여 토출된다.

Description

증발 증착 장치
본 발명은 증발 증착 장치에 관한 것으로, 반사 노즐을 이용한 증발 증착 장치에 관한 것이다.
진공 증발 증착은 고진공의 챔버 내부에 증착될 대상 물질을 놓고 증착 대상 물질을 가열하여 그 입자를 증발시키고, 증기를 이동시키어 기판 상에 박막을 형성한다.
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.
그러나, 기판의 크기가 커짐에 따라, 상향식 증착 장치는 기판이 휘어지는 문제점이 있다. 따라서, 하향식 증착 장치 또는 측면식 증착 장치가 요구된다.
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.
특히, 음전극(Cathode)은 통상적인 스터터링 방법으로 박막을 증착시 플라즈마 및 자외선에 의하여 하부의 유기 발광층 등이 손상될 수 있다. 이에 따라, 플라즈마를 사용하지 않는 측면식 또는 하향식 증발법에 의한 도전 물질의 증착이 요구된다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 유도 가열과 반사 노즐을 이용하여 증발 증착 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 장치는 증발물질을 수납하는 제1 케비티, 상기 제1 케비티와 연결통로를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티, 및 상기 제2 케비티에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구를 포함하는 도전체로 형성된 증발기; 도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀을 포함하는 반사 노즐; 상기 반사 노즐 및 상기 증발기를 감싸는 유도 코일; 및 상기 유도 코일에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함하고, 상기 유도 코일은 상기 증발기 및 상기 반사 노즐을 유도 가열하여 상기 증발 물질을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐을 통하여 토출된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사 노즐과 상기 증발기는 서로 용접되어 일체형일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사 노즐의 상기 관통홀은 원뿔 형상, 다각뿔 형상, 또는 곡률을 가진 원뿔 형상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 케비티의 상기 출구의 형상은 상기 반사 노즐의 상기 관통홀의 형상과 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유도 코일의 내부에 배치되고 진공 챔버에 형성된 챔버 관통홀 상에 장착되어 내부에 진공을 유지하면서 상기 증발기를 감싸는 유전체 용기를 더 포함하고, 상기 유전체 용기는 상기 진공 챔버의 외부로 돌출되도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유전체 용기의 내부에서 상기 증발기 또는 상기 반사 노즐을 지지하고 진공 챔버에 형성된 챔버 관통홀에 걸치는 유전체 재질로 형성된 지지부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 증발기와 상기 유전체 용기 사이에 배치된 가스 분배부를 더 포함하고, 상기 가스 분배부는 상기 유전체 용기와 상기 증발기 사이에 불활성 가스를 제공하고, 상기 불활성 가스는 상기 반사 노즐의 하부면에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 관통홀의 중심축과 내부 표면 사이의 경사각은 35 도 내지 55 도 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유도 코일의 단위 길이당 권선수는 상기 증발기 주위보다 상기 반사 노즐 주위에서 더 많을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 증발기의 외경은 상기 반사 노즐의 외경보다 같거나 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 증발기는 원기둥 형상이고, 상기 제1 케비티는 중심 부위가 돌출된 돌출부를 포함하는 원통 형상이고, 상기 연결통로는 상기 돌출부를 관통하여 형성되고, 상기 제2 케비티는 구 형상 또는 원통 형상이고, 상기 연결 통로는 상기 제2 케비티의 중심에 배치될 수 있다. 상기 증발기는 상기 제2 케비티와 상기 연결통로의 연결 부위 주위에 배치된 베플을 더 포함하고, 상기 증기는 하향식으로 토출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 증발기는 원기둥 형상이고, 상기 제1 케비티는 원통 형상이고, 상기 제2 케비티는 구 형상 또는 원통 형상이고, 상기 연결 통로는 상기 제1 케비티의 가장 자리에 배치되고, 상기 증기는 측향식으로 토출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 증발기는 원기둥 형상이고, 상기 제1 케비티는 가장 자리에 형성된 돌출부를 포함하는 원통 형상이고, 상기 연결통로는 상기 돌출부를 관통하여 형성되고, 상기 제2 케비티는 구 형상 또는 원통 형상이고, 상기 증기는 하향식으로 토출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 증발기는 원기둥 형상이고, 상기 제1 케비티는 원통 형상이고, 상기 제2 케비티는 구 형상 또는 원통 형상이고, 상기 연결통로는 상기 제1 케비티의 중심에 형성되고, 상기 증기는 상향식으로 토출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 케비티에 케리어 가스를 공급하는 파이프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 장치는 증발물질을 수납하는 제1 케비티, 상기 제1 케비티와 연결통로를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티, 및 상기 제2 케비티에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구를 포함하고 유전체로 형성된 증발기; 상기 증발기를 감싸고 도전체로 형성된 가열블록; 도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀을 포함하는 반사 노즐; 상기 반사 노즐 및 상기 증발기를 감싸는 유도 코일; 및상기 유도 코일에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함하고, 상기 유도 코일은 상기 가열블록 및 상기 반사 노즐을 유도 가열하여 상기 증발 물질을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐을 통하여 토출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 장치는 증발물질을 수납하는 제1 케비티, 상기 제1 케비티와 연결통로를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티, 및 상기 제2 케비티에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구를 포함하고 도전체로 형성된 증발기; 도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀을 포함하는 반사 노즐; 상기 반사 노즐 및 상기 증발기를 감싸는 유도 코일; 및 상기 유도 코일에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함하고, 상기 유도 코일은 상기 증발기 및 상기 반사 노즐을 유도 가열하여, 상기 증발 물질을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐을 통하여 토출될 수 있다. 이 증발 증착 장치의 동작 방법은 상기 증발기의 상기 출구 및 상기 연결 통로를 통하여 구슬 형태 또는 분말 형태의 증발물질을 상기 제1 케비티에 제공하는 단계; 진공 용기에 상기 증발기를 장착하는 단계; 상기 증발기 및 상기 반사 노즐을 가열하여 상기 증발물질을 용융시키는 단계;및 상기 노즐을 통하여 기판에 증발 증착을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 장치는 유도 가열을 통하여 증발기 내부에 수납된 증착 물질을 가열하여 증기를 생성할 수 있다. 상기 증기는 상기 증발기 내부의 케비티에 제공되고, 상기 증기는 복수의 반사 과정을 통하여 점원(point source)의 특성을 가질 수 있다. 상기 케비티에 형성된 출구를 통하여 방사형으로 분출되는 증기는 반사 노즐에 의하여 소정의 패턴을 가지고 기판 상에 양질의 박막을 균일하게 증착할 수 있다. 이에 따라, 대면적 OLED 및 태양전지 기판 위에 측면식 또는 하향식 증발 증착이 가능할 수 있다. 또한, 복사열에 의한 기판 손상이 억제될 수 있다. 또한, 종래 하향식 증착원의 불균일한 증기 분포에 의한 뭉침 현상을 없앨 수 있다. 또한, 유도가열을 이용하여 제 2 케비티와 반사 노즐 사이의 출구가 막히는 현상과 반사 노즐에 코팅되는 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 노즐을 설명하는 사시도들이다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사 노즐을 설명하는 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 6은 도 1의 증발기를 설명하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 부분 사시도이다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 기판을 나타내는 평면도들이다.
통상적인 증발 증착 장치는 세라믹 재질의 도가니와 상기 도가니를 가열하는 가열부를 가진다. 상기 증발 증착 장치는 상향식으로 중력에 반하여 증발한 증기를 상부면에 배치된 기판에 박막을 증착한다. 상기 가열부는 가열된 열선의 방사열을 이용하여 열전도를 통하여 상기 도가니를 가열한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 방법은 유도 가열을 통하여 도전성 증발기의 제1 케비티 내의 증발 물질을 가열하고, 증기를 형성하는 증발 물질을 제2 케비티 내부로 유입하고, 상기 제2 케비티를 유도 가열하여 출구를 점원으로 하는 방사형 증기를 기판에 제공하여 박막을 형성할 수 있다.
증발기가 복수의 부품으로 결합된 경우, 증발 물질은 고압의 증기를 형성할 수 있다. 이에 따라, 고압의 증기는 결합 부위의 틈새를 통하여 유출될 수 있다. 또한, 상기 증발기가 냉각되는 경우, 상기 틈새는 고체화된 증발물질에 의하여 막힐 수 있다. 또한, 상기 증기의 대부분은 출구를 통하여 유출되지 않고 상기 틈새를 통하여 유출되어, 증착 효율이 저하될 수 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 증발기는 일체형으로 형성될 수 있다. 일체형 증발기의 경우, 증발 물질은 작은 구슬 형태로 제작되어, 상기 증발기의 출구를 통하여 상기 제1 케비티에 수납될 수 있다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 증발 증착 장치(100)는 증발물질(111)을 수납하는 제1 케비티(112), 상기 제1 케비티(112)와 연결통로(116)를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티(118), 및 상기 제2 케비티(118)에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구(119)를 포함하고 도전체로 형성된 증발기(110), 도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀(120a)을 포함하는 반사 노즐(120), 상기 반사 노즐(120) 및 상기 증발기(110)를 감싸는 유도 코일(140),및 상기 유도 코일(140)에 교류 전력을 인가하는 교류 전원(150)을 포함하고, 상기 유도 코일(140)은 상기 증발기(110) 및 상기 반사 노즐(120)을 유도 가열하여 상기 증발 물질(111)을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐(120)을 통하여 토출된다.
증발기(110)는 통상적으로 원기둥 형상일 수 있고, 증발기(110)는 다각 기둥 형상으로 변형될 수 있다. 상기 증발기(110)는 분리되지 않는 일체형 또는 분리형으로 형성될 수 있다. 상기 증발기(110)의 재질은 스텐인레스 스틸, 몰리브덴, 텅스텐, 및 타이타늄 등 금속을 포함할 수 있다. 상기 증발기(110)의 내부에는 제1 케비티(112), 상기 제1 케비티(112)의 하부에 배치된 상기 제2 케비티(118), 및 상기 제1 케비티(112)와 상기 제2 케비티(118)를 연결하는 연결통로(116)가 형성될 수 있다. 상기 증발기(110)는 복수의 부품으로 가공된 분리형일 수 있으나, 복수의 부품이 서로 용접된 일체형일 수 있다. 상기 제2 케비티(118)는 상기 증발기(110)의 중심축을 따라 수직으로 이격되어 상기 제1 케비티(112)의 하부에 형성될 수 있다. 상기 증발기(110)는 상기 유도 코일(140)에 흐르는 교류 전류에 의하여 유도 가열될 수 있다. 상기 증발기(110)는 진공 챔버(160)의 상부면에 장착될 수 있다.
상기 증발 물질(111)은 알루미늄, ITO, 또는 유기 물질일 수 있다. 상기 증발 물질(111)은 상기 증발기(110)가 일체형일 경우 알갱이 또는 분말 형태로 상기 제1 케비티(112)에 수납될 수 있다.
상기 제1 케비티(112)는 중심 부위가 돌출된 돌출부(114)를 포함하는 원통 형상일 수 있다. 상기 돌출부(114)는 일정한 높이의 턱을 가질 수 있다. 상기 돌출부(114)는 원통 형상일 수 있다. 상기 돌출부(114)는 상기 제1 케비티(112)의 하부면에 배치될 수 있다. 상기 증발 물질(111)은 상기 제1 케비티(112)의 내부에 수납될 수 있다. 또한, 상기 증발 물질(111)이 용융된 경우, 용융된 액체는 상기 돌출부(114)에 의하여 상기 연결통로(116)로 흘러내리지 않을 수 있다. 상기 증발 물질(111)은 기화되어 증기를 생성할 수 있다.
상기 연결통로(116)는 상기 돌출부(114)를 관통하여 상기 증발기(110)의 중심축을 따라 수직하게 형성될 수 있다. 상기 연결통로(116)는 상기 돌출부(114)를 관통하여 상기 제1 케비티(112)와 제2 케비티(118)를 서로 연결할 수 있다.
상기 제2 케비티(118)는 구 형상 또는 원통 형상일 수 있다. 상기 연결통로(116)는 상기 제2 케비티(118)의 상부 중심에 배치되고, 상기 증발기(110)는 상기 제2 케비티(118)와 상기 연결통로(116)의 연결 부위 주위에 배치된 베플(baffle, 113)을 포함할 수 있다. 상기 제2 케비티(118)는 상기 연결통로(116)를 통하여 상기 증기를 공급받을 수 있다. 상기 베플(113)은 도전성 물질로 형성되어 유도 가열될 수 있다. 상기 증기는 상기 베플(113)에 의하여 방향을 전환하여 연결통로(116)에서 공급된 증기가 바로 제2 케비티(118)의 출구(119)로 빠져나가는 것을 막는다. 상기 증기는 상기 제2 케비티(118) 내부에서 복수의 산란(scattering)을 거칠 수 있다. 상기 증기는 볼츠만 속도 분포(Boltzmann velocity distribution)를 가질 수 있다. 상기 제2 케비티(118)의 형상은 구형 또는 원통 형상에 한하지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 상기 제2 케비티(118)는 상기 연결통로(116)와 대향하는 방향에 출구(119)를 가질 수 있다. 상기 출구(119)의 크기는 충분히 작을 수 있다. 상기 출구(119)에 도달한 상기 증기는 분출(effusion)될 수 있다. 상기 출구(119)에 도달한 증기는 바로 분출되거나 상기 반사 노즐(120)의 내부면 또는 관통홀(120a)에서 반사를 통하여 배출될 수 있다. 상기 출구(119)의 깊이는 얇은 것이 바람직할 수 있다. 또는, 상기 출구(119)는 상기 반사 노즐(120)의 경사각과 동일한 각도를 가질 수 있다. 상기 출구(119)의 단면의 형상은 상기 반사 노즐의 단면의 형상과 동일할 수 있다.
상기 제2 케비티(118)는 많은 산란을 거치며 뭉쳐진 증기를 개별적인 원자 또는 분자로 분해할 수 있다. 또한, 상기 제2 케비티(118)는 증기가 출구(119)를 통하여 분출될 때 점원(point source)에 의한 방사형태(radial shape)가 되도록 할 수 있다. 이에 따라, 상기 출구(119)에서 분출되는 증기는 균일한 각도 분포(angular distribution)를 가질 수 있다. 이때 상기 출구(119)의 모양은 원형 뿐만 아니라, 다각형을 가질 수 있다. 상기 제2 케비티의 온도는 상기 제1 케비티의 온도보다 높도록 가열될 수 있다. 상기 제1 케비티(112) 및 제2 케비티(118)의 온도는 상기 유도 코일(140)의 단위 길이당 권선수를 통하여 조절될 수 있다.
상기 반사 노즐(120)은 내부에 상기 출구(119)와 정렬된 관통홀(120a)을 가지는 원기둥 형상일 수 있다. 상기 반사 노즐(120)은 상기 증발기(110)와 일체형으로 형성될 수 있다. 상기 반사 노즐의 외형은 상기 증발기의 외형과 동일한 형상일 수 있다. 상기 관통홀(120a)은 원뿔 형상, 다각뿔 형상, 또는 곡률을 가진 원뿔 형상일 수 있다. 이때 상기 출구(119)의 모양은 상기 관통홀(120a)의 모양과 일치시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 출구(119) 모양이 원형인 경우에는 상기 관통홀(120a)이 원뿔 형상으로, 상기 출구(119) 모양이 사각형 일 경우에는 상기 관통홀이 사각뿔 형상으로 일치시킬 수 있다. 상기 관통홀(120a)의 중심축과 내부 표면 사이의 경사각은 35 도 내지 55 도 일 수 있다. 상기 반사 노즐(120)은 도전체로 형성되고, 상기 유도 코일(140)은 상기 반사 노즐을 유도 가열할 수 있다. 상기 관통홀(120a)의 표면에 제공된 증기는 반사를 통하여 진행할 수 있다. 상기 반사 노즐(120)의 외경은 상기 증발기(110)의 외경보다 작을 수 있다. 상기 반사 노즐(120)은 상기 증발기(110)와 용접을 통하여 일체형으로 제작될 수 있다.
상기 반사 노즐(120)은 빛을 반사시키는 반사 컵(refecting cup)과 유사한 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 반사 노즐(120)은 평면 기판에 균일한 두께의 박막을 증착할 수 있다.
상기 반사 노즐(120)의 온도는 상기 증발기(110)의 온도보다 높을 수 있다. 이에 따라, 상기 반사 노즐(120)에 입사하는 증기는 액화되지 않고 반사되어 기판(174)에 제공될 수 있다. 상기 반사 노즐(120)의 온도를 증가시키기 위하여, 상기 유도 코일(140)의 단위 길이당 권선수는 상기 증발기(110)의 주위에서보다 상기 반사 노즐(120)의 주위에서 더 많을 수 있다.
유전체 용기(130)는 뚜껑을 가진 원통 형상 또는 벨자(bell-jar) 형상일 수 있다. 상기 유전체 용기(130)는 진공 챔버(160)의 챔버 관통홀(162)에 장착되어 진공을 유지할 수 있다. 상기 유전체 용기(130)는 상기 진공챔버(160)의 외부로 돌출되도록 배치될 수 있다.
상기 유전체 용기(130)의 내부에는 상기 반사 노즐(120)과 상기 증발기(110)가 배치될 수 있다. 상기 유전체 용기(130)의 내경은 상기 증발기(110)의 외경보다 클 수 있다. 상기 유전체 용기(130)의 재질은 세라믹, 알루미나, 쿼츠, 또는 사파이어일 수 있다. 상기 유도 코일(140)은 상기 유전체 용기(130)의 외부 측면을 감쌀 수 있다.
지지부(132)는 상기 유전체 용기(130)의 내부에서 상기 증발기(110) 또는 상기 반사 노즐(120)을 지지하고 상기 진공 챔버(160)에 형성된 챔버 관통홀(162)에 걸칠 수 있다. 상기 지지부(132)는 유전체 재질로 형성될 수 있다. 상기 지지부(132)는 원통 형상일 수 있다.
상기 유도 코일(140)은 솔레노이드 형태이고 내부에 냉매가 흐를 수 있다. 상기 유도 코일(140)의 단위 길이당 권선수는 위치에 따라 다를 수 있다. 구체적으로, 상기 반사 노즐(120) 주위에서의 단위 길이당 권선수는 상기 증발기(110) 주위에서의 단위 길이당 권선수보다 클 수 있다.
교류 전원(150)은 상기 유도 코일(140)에 교류 전력을 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 유도 코일(140)에 흐르는 교류 전류는 상기 증발기(110) 및 상기 반사 노즐(120)을 유도 가열할 수 있다. 상기 교류 전원(150)의 주파수는 수 kHz 내지 수 MHz일 수 있다. 상기 증발기(110)에는 증발기의 온도를 조절할 수 있는 장치(미도시)가 부착될 수 있다.
기판(174)은 진공 챔버(160)에 수평으로 배치되고, 상기 기판(174)을 마주보는 상부면에 증발기(110)가 배치된다. 상기 기판(174) 상부에는 마스크(미도시)가 위치할 수 있다. 상기 기판(174)과 상기 마스크는 정렬되고, 기판 홀더(172)에서 서로 밀착된 상태로 고정될 수 있다.
상기 증발기(110) 및 상기 반사 노즐(120)은 하향식으로 기판(174)에 증기를 제공할 수 있다. 상기 기판(174)에 도달한 증기는 상기 기판(174)에 박막을 형성할 수 있다. 상기 기판(174)의 크기 또는 증착되는 면적과 모양은 상기 반사 노즐(120)의 상기 관통홀(120a)의 형상과 상기 기판(174)과 반사 노즐(120) 사이의 거리에 의하여 정해질 수 있다. 상기 출구(119)와 반사 노즐(120)의 관통홀(120a)의 모양이 원형과 원뿔일 경우, 증착되는 박막의 모양이 원형일 수 있다. 상기 출구(119)와 반사 노즐(120)의 관통홀(120a)의 모양이 사각형과 사각뿔일 경우, 박막의 모양이 사각형이 된다.
증발 물질이 도전체인 경우, 증발기(110) 및 증발 물질(111)이 모두 직접 유도 가열될 수 있다. 제1 케비티(112) 내의 상기 증발 물질(111)은 증기화되어 연결통로(116)를 통하여 제2 케비티(118)에 제공될 수 있다. 상기 제2 케비티(118)에 도달한 증기는 복수의 산란 과정을 거쳐 볼츠만 속도 분포(Boltzmann velocity distribution)를 가질 수 있다. 상기 증기는 유도 가열된 제2 케비티(118)의 출구를 통하여 분출(effusion)될 수 있다. 상기 출구(119)에 연결된 반사 노즐(120)은 기판(174) 상에 소정의 증착 패턴으로 증착되도록 원뿔 형태 또는 다각뿔 형태의 관통홀(120a)을 가질 수 있다.
증발 물질이 비도전체인 경우, 상기 제1 케비티(112)에 수납된 증발 물질(111)은 상기 증발기에 의하여 가열될 수 있다. 이에 따라, 상기 증발 물질(111)은 증기화되어 제2 케비티(118)에 제공될 수 있다. 유도 가열된 제2 케비티(118)는 증기가 서로 뭉치는 현상을 억제하면서 상기 증기를 출구를 통하여 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(174)은 높은 온도로 가열되지 않고서도 낮은 공정 온도에서 양질의 박막을 형성할 수 있다. 상기 제2 케비티(118)의 출구는 원형 또는 다각형 모양을 가질 수 있고 원뿔 형태 또는 다각뿔 형태의 반사 노즐에 연결된다. 상기 반사 노즐은 토출된 증기를 안쪽으로 반사하여 증기의 토출 각도를 조절할 수 있어, 상향식, 측면식 또는 하향식 증발 증착 장치는 대면적 기판에 균일한 박막을 증착할 수 있다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 노즐을 설명하는 사시도들이다.
도 2a를 참조하면, 반사 노즐(120)은 원기둥 형상의 내부에 형성된 원뿔형상의 관통홀(120a)을 포함할 수 있다. 상기 관통홀(120)의 경사각(θ)은 35 도 내지 55 도일 수 있다. 증발기(110)의 출구(119)는 원뿔 형상 또는 원통 형상일 수 있다. 상기 출구(119)의 크기는 상기 관통홀(120)의 입구의 크기와 같을 수 있다.
도 2b를 참조하면, 반사 노즐(220)은 사각 기둥 또는 원기둥 형상의 내부에 형성된 사각뿔 형상의 관통홀(220a)을 포함할 수 있다. 증발기(110)의 출구(119)는 사각뿔 형상 또는 사각 기둥 형상일 수 있다.
도 2c를 참조하면, 반사 노즐(320)은 도전성이고 포물선 형상의 관통홀(320a)을 포함하여 균일한 박막의 두께를 더 정교하게 조절할 수 있다.
도 2d를 참조하면, 반사 노즐(420)은 원기둥 또는 육각 기둥 형상의 내부에 형성된 육각 뿔 형상의 관통홀(420a)을 포함할 수 있다. 증발기(110)의 출구(119)는 육각뿔 형상 또는 육각 기둥 형상일 수 있다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사 노즐을 설명하는 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 반사 노즐(520)은 원기둥 형상의 내부에 형성된 곡률을 가지는 원뿔형상의 관통홀(520a)을 포함할 수 있다. 상기 관통홀(520a)의 중심축 상에는 보조 반사부(521)이 배치될 수 있다. 상기 보조 반사부는 원뿔 형상일 수 있다. 상기 보조 반사부(521)는 보조 지지부(522)에 의하여 상기 관통홀(520a)의 내측면에 결합할 수 있다. 이에 따라, 상기 관통홀의 중심축 방향의 입자 선속(particle flux)이 감소될 수 있다. 상기 반사 노즐(520)은 균일한 박막을 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 증발 증착 장치(200)는 증발물질을 수납하는 제1 케비티(112), 상기 제1 케비티(112)와 연결통로(116)를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티(118), 및 상기 제2 케비티(118)에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구(119)를 포함하고 도전체로 형성된 증발기(110), 도전체로 형성되고 상기 출구(119)에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀(120a)을 포함하는 반사 노즐, 상기 반사 노즐(120) 및 상기 증발기(110)를 감싸는 유도 코일(140), 및 상기 유도 코일(140)에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함하고, 상기 유도 코일(140)은 상기 증발기(110) 및 상기 반사 노즐(120)을 유도 가열하여 상기 증발 물질(111)을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐(120)을 통하여 토출된다.
상기 증발기(110)는 원기둥 형상일 수 있다. 상기 제1 케비티(112)는 중심 부위가 돌출된 돌출부(114)를 포함하는 원통 형상일 수 있다. 상기 연결통로(116)는 상기 돌출부를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 제2 케비티(118)는 원통 형상일 수 있다. 상기 연결통로(116)는 상기 제2 케비티(118)의 중심에 배치되고, 상기 증발기(110)는 상기 제2 케비티(118)와 상기 연결통로(116)의 연결 부위 주위에 배치된 베플(113)을 포함할 수 있다. 상기 증기는 하향식으로 토출될 수 있다.
상기 반사 노즐(120)은 원기둥 형상의 내부에 형성된 곡률을 가지는 포물선 형상의 관통홀(120a)을 포함할 수 있다.
상기 증발기(110) 내부에 증기를 운반하기 위한 케리어 가스가 제공될 수 있다. 상기 케리어 가스는 불활성 가스일 수 있다. 상기 유전체 용기(130)의 상부면에 관통홀이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 파이브(183)가 상기 유전체 용기(130)의 관통하여 삽입될 수 있다. 상기 파이프(183)는 상기 증발기(110)의 상부면에 연결될 수 있다. 이에 따라, 불활성 가스는 상기 파이프(183)를 통하여 상기 제1 케이비(112)에 제공될 수 있다. 상기 제1 케비티(112)에 제공된 불활성 가스는 상기 연결통로(116)를 통한 증기의 원활한 배출을 제공할 수 있다.
상기 증발기(110)의 상부면과 상기 유전체 용기(130) 사이에는 가스 분사부(181)가 배치될 수 있다. 상기 가스 분사부(181)는 링 형태를 가질 수 있다. 상기 가스 분사부(181)는 상기 유전체 용기의 외부로부터 불활성 가스를 공급받을 수 있다. 상기 가스 분사부(181)는 일정한 간격 형성된 분사 노즐을 포함할 수 있다. 불활성 가스는 상기 증발기와 유전체 용기 사이의 공간에 제공될 수 있다. 상기 불활성 가스는 상기 반사 노즐(120)의 하부면 또는 지지부(132)의 하부면을 통하여 진공 챔버(160)에 제공될 수 있다. 상기 불활성 가스는 상기 지지부(132)의 내부면 및 상기 반사 노즐의 하부면에 증기의 증착을 억제할 수 있다. 또한, 상기 불활성 가스는 증기의 방향성을 제어하여 기판의 증착 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 증발 증착 장치(300)는 증발물질을 수납하는 제1 케비티(112), 상기 제1 케비티(112)와 연결통로(116)를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티(118), 및 상기 제2 케비티(118)에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구(119)를 포함하고 도전체로 형성된 증발기(110), 도전체로 형성되고 상기 출구(119)에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀(120a)을 포함하는 반사 노즐(120), 상기 반사 노즐(120) 및 상기 증발기(110)를 감싸는 유도 코일(140), 및 상기 유도 코일(140)에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함한다. 상기 유도 코일(140)은 상기 증발기(110) 및 상기 반사 노즐(120)을 유도 가열하여, 상기 증발 물질(111)을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐(120)을 통하여 토출된다.
상기 증발기(110)는 원기둥 형상일 수 있다. 상기 증발기(110)는 제1 케비티(112) 및 제2 케비티(118)를 포함할 수 있다. 상기 제1 케비티(112)는 가장 자리에 형성된 돌출부(114)를 포함하는 원통 형상일 수 있다. 상기 돌출부(114)는 상기 제1 케비티(112)의 바닥면에서 상기 제1 케비티(112)의 측벽을 따라 연장될 수 있다.
상기 제2 케비티(118)는 상기 제1 케비티(112)의 하부에 수직으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 연결통로(116)는 상기 돌출부(114)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 제2 케비티(118)는 구 형상일 수 있다. 상기 연결통로(116)는 상기 제2 케비티(118)의 가장 자리에 연결될 수 있다. 상기 연결통로(116)는 상기 제2 케비티의 수평축에 연결되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 구슬 형태의 증발 물질은 상기 연결통로(116)를 통하여 상기 제1 케비티(112)에 수납될 수 있다.
도 6은 도 1의 증발기를 설명하는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 증발기(110)의 출구의 직경보다 작은 직경을 가진 구슬 형태 또는 분발 형태의 증발 물질(111a)이 준비된다. 상기 증발 물질(111a)은 깔대기를 통하여 상기 반사 노즐(120)에 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 증발 물질(111a)은 상기 증발기(110)의 상기 출구(119) 및 상기 연결통로(116)를 통하여 상기 제1 케비티(112)에 제공된다. 이어서, 상기 증발기(110)는 상기 진공 챔버(160)에 장착된다. 이어서, 상기 증발기(110) 및 상기 반사 노즐(120)을 가열하여 상기 구슬 형태의 증발물질을 용융시킬 수 있다. 이어서, 상기 반사 노즐(120)을 통하여 기판에 증발 증착이 수행될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 증발 증착 장치(400)는 증발물질을 수납하는 제1 케비티(112), 상기 제1 케비티(112)와 연결통로(116)를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티(118), 및 상기 제2 케비티(118)에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구(119)를 포함하고 도전체로 형성된 증발기(110), 도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀(120a)을 포함하는 반사 노즐(120), 상기 반사 노즐(120) 및 상기 증발기(110)를 감싸는 유도 코일(140), 및 상기 유도 코일(140)에 교류 전력을 인가하는 교류 전원(150)을 포함한다. 상기 유도 코일(140)은 상기 증발기(110) 및 상기 반사 노즐(120)을 유도 가열하여, 상기 증발 물질(111)을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐(120)을 통하여 토출된다.
상기 증발기(110)는 진공 챔버(160)의 측면에 장착될 수 있다. 상기 증발기(110)는 원기둥 형상일 수 있다. 상기 증발기(110)는 제1 케비티(112) 및 제2 케비티(118)를 포함할 수 있다. 상기 제1 케비티(112)는 원통 형상일 수 있다. 상기 제2 케비티(118)는 구 형상일 수 있다. 상기 제2 케비티(118)는 상기 증발기(110)의 중심축에서 상기 제1 케비티(112)의 하부에 배치될 수 있다. 상기 연결통로(116)는 상기 제1 케비티(112)의 가장 자리에 배치될 수 있다. 상기 증기는 출구(119)를 통하여 측향식으로 토출될 수 있다. 증기는 상기 연결통로(116)를 통하여 상기 제2 케비티(118)에 제공될 수 있다. 상기 제2 케비티에 제공된 증기는 상기 제2 케비티(118)의 하부면에 형성된 출구를 통하여 분출될 수 있다.
기판(174)은 진공 챔버(160)에 수직으로 배치되고, 상기 기판(174)을 마주보는 측면에 증발기(110)가 배치된다. 상기 기판(174)은 기판 홀더(172)에 밀착된 상태로 고정될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 증발 증착 장치(500)는 증발물질(111)을 수납하는 제1 케비티(112), 상기 제1 케비티(112)와 연결통로(116)를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티(118), 및 상기 제2 케비티(118)에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구(119)를 포함하고 도전체로 형성된 증발기(110), 도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀(120a)을 포함하는 반사 노즐, 상기 반사 노즐(120) 및 상기 증발기(110)를 감싸는 유도 코일(140), 및 상기 유도 코일(140)에 교류 전력을 인가하는 교류 전원(150)을 포함한다. 상기 유도 코일(140)은 상기 증발기(110) 및 상기 반사 노즐(120)을 유도 가열하여, 상기 증발 물질(111)을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐(120)을 통하여 토출된다.
상기 증발기(110)는 진공 챔버(160)의 하부면에 장착될 수 있다. 상기 증발기(110)는 원기둥 형상일 수 있다. 상기 제1 케비티(112)는 원통 형상일 수 있다. 상기 제2 케비티(118)는 구 형상 또는 원통 형상일 수 있다. 상기 연결통로(116)는 상기 제1 케비티(112)의 중심에 형성되고, 상기 증기는 상향식으로 토출될 수 있다. 제2 케비티(118) 내부에는 상기 연결통로(116)의 주위에 배치된 베플(113)을 포함할 수 있다.
상기 반사 노즐(120)은 상기 출구(119) 상에 배치되고, 상기 반사 노즐(120)은 원기둥 형상에 중심에 관통홀(120a)을 포함할 수 있다. 상기 관통홀은 원뿔 형상일 수 있다. 상기 반사 노즐(120)의 외경은 상기 증발기(110)의 외경과 일치할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 단면도이다.
도 9를 참조하면, 증발 증착 장치(100a)는 증발기(110), 가열블록(191), 반사 노즐(120), 유도 코일(40), 및 교류 전원(150)을 포함한다. 상기 증발기(110)는 증발물질(111)을 수납하는 제1 케비티(112), 상기 제1 케비티(112)와 연결통로(116)를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티(118), 및 상기 제2 케비티(118)에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구(119)를 포함하고 유전체로 형성된다. 가열 블록(191)은 상기 증발기(110)를 감싸고 도전체로 형성된다. 상기 반사 노즐(120)은 도전체로 형성되고 상기 출구(119)에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀을 포함한다. 상기 유도 코일(140)은 상기 반사 노즐(120) 및 상기 증발기(110)를 감싼다. 상기 유도 코일은 유전체 용기의 외부에 배치될 수 있다. 상기 교류 전원(150)은 상기 유도 코일(140)에 교류 전력을 인가한다. 상기 유도 코일(140)은 상기 가열블록(191) 및 상기 반사 노즐(120)을 유도 가열하여 상기 증발 물질을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐(120)을 통하여 토출된다. 상기 유전체 용기(130)는 상기 가열 블록(191) 및 반사 노즐(120)의 외측에 배치될 수 있다.
상기 증발기(110)는 세라믹 재질로 형성될 수 있다. 상기 가열 블록(191)은 상기 유도 코일(140)에 의하여 유도 가열되고, 열전달 및 복사를 통하여 상기 증발기(110)를 가열할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 부분 사시도이다.
도 10을 참조하면, 증발 증착 장치(600)는 복수의 증발기(110a,110b,110c)를 포함할 수 있다. 복수의 증발기(110a,110b,110c)는 진공 챔버(160)의 상부면에 일렬로 장착될 수 있다. 이에 따라, 각 증발기는 기판에서 소정의 면적에 박막을 증착할 수 있다. 상기 증발기의 출구가 사각형이고 상기 반사 노즐의 관통홀(120a)의 단면이 사각형인 경우, 각 증발기는 대응하는 분할된 기판 영역에 박막을 증착할 수 있다. 상기 증발기는 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 기판을 나타내는 평면도들이다.
도 11a를 참조하면, 반사노즐(120)의 관통홀들(120a) 각각은 기판(174) 상에 일정한 증착 영역에 할당될 수 있다. 상기 반사노즐의 외형은 원기둥 형상일 수 있다. 관통홀(120)은 사각뿔 형상일 수 있다. 상기 증발기의 출구(119)의 형상은 사각 기둥 또는 사각뿔 형상일 수 있다. 상기 관통홀(120a)의 단면은 직사각형일 수 있다. 상기 관통홀들(120a)은 일렬로 정렬될 수 있다. 기판은 사각형 기판일 수 있다.
도 11b를 참조하면, 관통홀들(120a)은 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 상기 관통홀의 단면은 사각형일 수 있다. 기판(174)은 사각형 기판일 수 있다.
도 11c를 참조하면, 복수의 증발기는 진공 챔버의 상부면에 일정한 방식으로 정렬되어 장착될 수 있다. 관통홀들(120a)은 벌집 형상의 중심에 배치될 수 있다.이에 따라, 각 증발기는 기판(174)에서 소정의 6각형 면적에 박막을 증착할 수 있다. 상기 반사 노즐의 관통홀(120a)의 단면이 육각형인 경우, 각 증발기는 대응하는 분할된 기판 영역에 박막을 증착할 수 있다. 기판(174)은 원형 기판일 수 있다.
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.

Claims (17)

  1. 증발물질을 수납하는 제1 케비티, 상기 제1 케비티와 연결통로를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티, 및 상기 제2 케비티에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구를 포함하는 도전체로 형성된 증발기;
    도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀을 포함하는 반사 노즐;
    상기 반사 노즐 및 상기 증발기를 감싸는 유도 코일; 및
    상기 유도 코일에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함하고,
    상기 유도 코일은 상기 증발기 및 상기 반사 노즐을 유도 가열하여 상기 증발 물질을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐을 통하여 토출되는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 노즐과 상기 증발기는 서로 용접되어 일체형인 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 노즐의 상기 관통홀은 원뿔 형상, 다각뿔 형상, 또는 곡률을 가진 원뿔 형상인 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 케비티의 상기 출구의 형상은 상기 반사 노즐의 상기 관통홀의 형상과 동일한 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 유도 코일의 내부에 배치되고 진공 챔버에 형성된 챔버 관통홀 상에 장착되어 내부에 진공을 유지하면서 상기 증발기를 감싸는 유전체 용기를 더 포함하고,
    상기 유전체 용기는 상기 진공 챔버의 외부로 돌출되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 유전체 용기의 내부에서 상기 증발기 또는 상기 반사 노즐을 지지하고 진공 챔버에 형성된 챔버 관통홀에 걸치는 유전체 재질로 형성된 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 증발기와 상기 유전체 용기 사이에 배치된 가스 분배부를 더 포함하고,
    상기 가스 분배부는 상기 유전체 용기와 상기 증발기 사이에 불활성 가스를 제공하고,
    상기 불활성 가스는 상기 반사 노즐의 하부면에 제공되는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 관통홀의 중심축과 내부 표면 사이의 경사각은 35 도 내지 55 도 인 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 유도 코일의 단위 길이당 권선수는 상기 증발기 주위보다 상기 반사 노즐 주위에서 더 많은 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 증발기의 외경은 상기 반사 노즐의 외경보다 같거나 큰 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 증발기는 원기둥 형상이고,
    상기 제1 케비티는 중심 부위가 돌출된 돌출부를 포함하는 원통 형상이고,
    상기 연결통로는 상기 돌출부를 관통하여 형성되고,
    상기 제2 케비티는 구 형상 또는 원통 형상이고,
    상기 연결 통로는 상기 제2 케비티의 중심에 배치되고,
    상기 증발기는 상기 제2 케비티와 상기 연결통로의 연결 부위 주위에 배치된 베플을 더 포함하고,
    상기 증기는 하향식으로 토출되는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 증발기는 원기둥 형상이고,
    상기 제1 케비티는 원통 형상이고,
    상기 제2 케비티는 구 형상 또는 원통 형상이고,
    상기 연결 통로는 상기 제1 케비티의 가장 자리에 배치되고,
    상기 증기는 측향식으로 토출되는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 증발기는 원기둥 형상이고,
    상기 제1 케비티는 가장 자리에 형성된 돌출부를 포함하는 원통 형상이고,
    상기 연결통로는 상기 돌출부를 관통하여 형성되고,
    상기 제2 케비티는 구 형상 또는 원통 형상이고,
    상기 증기는 하향식으로 토출되는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 증발기는 원기둥 형상이고,
    상기 제1 케비티는 원통 형상이고,
    상기 제2 케비티는 구 형상 또는 원통 형상이고,
    상기 연결통로는 상기 제1 케비티의 중심에 형성되고,
    상기 증기는 상향식으로 토출되는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 케비티에 케리어 가스를 공급하는 파이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  16. 증발물질을 수납하는 제1 케비티, 상기 제1 케비티와 연결통로를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티, 및 상기 제2 케비티에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구를 포함하고 유전체로 형성된 증발기;
    상기 증발기를 감싸고 도전체로 형성된 가열블록;
    도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀을 포함하는 반사 노즐;
    상기 반사 노즐 및 상기 증발기를 감싸는 유도 코일; 및
    상기 유도 코일에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함하고,
    상기 유도 코일은 상기 가열블록 및 상기 반사 노즐을 유도 가열하여 상기 증발 물질을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐을 통하여 토출되는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치.
  17. 증발물질을 수납하는 제1 케비티, 상기 제1 케비티와 연결통로를 통하여 증기를 제공받는 제2 케비티, 및 상기 제2 케비티에 형성되고 상기 증기를 점원(point source)에 의한 방사형으로 토출하는 출구를 포함하고 도전체로 형성된 증발기; 도전체로 형성되고 상기 출구에 연결되고 점점 직경이 증가하는 관통홀을 포함하는 반사 노즐; 상기 반사 노즐 및 상기 증발기를 감싸는 유도 코일; 및 상기 유도 코일에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함하고, 상기 유도 코일은 상기 증발기 및 상기 반사 노즐을 유도 가열하여, 상기 증발 물질을 증발시키고, 상기 증기는 상기 반사 노즐을 통하여 토출되는 증발 증착 장치의 동작 방법에 있어서,
    상기 증발기의 상기 출구 및 상기 연결 통로를 통하여 구슬 형태 또는 분말 형태의 증발물질을 상기 제1 케비티에 제공하는 단계;
    진공 용기에 상기 증발기를 장착하는 단계;
    상기 증발기 및 상기 반사 노즐을 가열하여 상기 증발물질을 용융시키는 단계;및
    상기 노즐을 통하여 기판에 증발 증착을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발 증착 장치의 동작 방법.
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