KR101233629B1

KR101233629B1 - 대용량 박막형성용 증착장치

Info

Publication number: KR101233629B1
Application number: KR1020110034340A
Authority: KR
Inventors: 송기철; 조황신; 정승철; 안우정
Original assignee: 에스엔유 프리시젼 주식회사
Priority date: 2011-04-13
Filing date: 2011-04-13
Publication date: 2013-02-15
Also published as: KR20120116719A; TW201244223A; CN102732843A; JP2012219377A

Abstract

본 발명은 대용량 박막형성용 증착장치에 관한 것으로서, 기판상에 증착되는 원료 물질이 고체 또는 액체 상태로 수용되는 복수의 원료 용기; 상기 원료 용기의 상측에 상기 원료 용기와 연통되게 결합되고, 상기 원료 용기로부터 기화된 원료 물질이 통과하는 기화 챔버; 상기 기화 챔버의 상부에 형성되며, 상기 기화 챔버를 통과한 기화된 원료 물질을 상측으로 분사하는 분사구; 상기 기화 챔버의 내부에서 상기 원료 용기의 상측에 설치되며, 상기 원료 용기에 수용된 원료 물질을 기화시키기 위하여 상기 원료 용기에 열을 공급하는 제1히터; 상기 기화 챔버에 설치되며, 상기 기화 챔버를 통과하는 기화된 원료 물질의 양을 감지하는 센서; 및 상기 센서로부터 상기 기화 챔버 내의 기화된 원료 물질의 양을 피드백받아, 상기 원료 용기로부터 기화되는 원료 물질의 양을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

대용량 박막형성용 증착장치{LARGE CAPACITY DEPOSITING APPARATUS FOR FORMING THIN FILM}

본 발명은 대용량 박막형성용 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 물질을 기화시켜 기판상에 박막 형태로 증착시킬 수 있는 대용량 박막형성용 증착장치에 관한 것이다.

유기발광 표시장치는 자체발광 특성을 갖는 차세대 표시장치로서, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display Device; LCD)에 비해 시야각, 콘트라스트(contrast), 응답속도, 소비전력 등의 측면에서 우수한 특성을 가진다.

유기발광 표시장치는 주사 라인(scan line)과 데이터 라인(data line) 사이에 매트릭스 방식으로 연결되어 화소를 구성하는 유기발광 소자를 포함한다. 유기발광 소자는 애노드(anode) 전극 및 캐소드(cathode) 전극과, 애노드 전극 및 캐소드 전극 사이에 형성되고 정공 수송층, 유기발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기 박막층으로 구성되며, 애노드 전극과 캐소드 전극에 소정의 전압이 인가되면 애노드 전극을 통해 주입되는 정공과 캐소드 전극을 통해 주입되는 전자가 유기발광층에서 재결합하게 되고, 이 과정에서 발생하는 에너지 차이에 의해 빛을 방출한다.

유기 박막층을 증착하는 공정에서 사용되는 유기 재료는 무기 재료와 달리 높은 증기압이 필요치 않고, 고온에서 분해 및 변성이 용이하다. 이러한 소재의 특성으로 인해 종래의 유기 박막은 텅스텐 재질의 원료 용기에 유기 재료를 충진하고, 원료 용기를 가열하여 유기 재료를 기화시켜서 기판상에 증착시켰다.

그러나, 원료 용기 내에 저장할 수 있는 유기 재료의 양이 한정되기 때문에 증착 공정 도중 유기 재료를 자주 재충진해야 하고, 충진하는 과정에서 매번 박막형성용 증착장치의 가동을 정지하여야 하는 문제점이 있었다.

또한, 최근 대면적 기판에 박막을 증착하기 위하여, 대용량의 원료 용기를 설치하여 유기 재료의 충진량을 증대시키는 방법이 제안되었지만, 증대된 원료 용기를 가열하여 유기 재료를 기화시키는데, 원료 용기에 더 많은 열량이 공급됨에 따라 유기 재료가 변성되는 문제가 발생하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복수의 원료 용기를 사용하여 수용 가능한 원료 물질의 양을 증가시킴에 따라, 박막을 증착하기 위한 장치의 가동 정지주기를 연장하고, 원료 물질의 기화 속도는 높이면서 원료 물질의 기화 온도는 낮춤으로써, 장치의 사용효율을 높일 수 있는 대용량 박막형성용 증착장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 대용량 박막형성용 증착장치는, 기판상에 증착되는 원료 물질이 고체 또는 액체 상태로 수용되는 복수의 원료 용기; 상기 원료 용기의 상측에 상기 원료 용기와 연통되게 결합되고, 상기 원료 용기로부터 기화된 원료 물질이 통과하는 기화 챔버; 상기 기화 챔버의 상부에 형성되며, 상기 기화 챔버를 통과한 기화된 원료 물질을 상측으로 분사하는 분사구; 상기 기화 챔버의 내부에서 상기 원료 용기의 상측에 설치되며, 상기 원료 용기에 수용된 원료 물질을 기화시키기 위하여 상기 원료 용기에 열을 공급하는 제1히터; 상기 기화 챔버에 설치되며, 상기 기화 챔버를 통과하는 기화된 원료 물질의 양을 감지하는 센서; 상기 센서로부터 상기 기화 챔버 내의 기화된 원료 물질의 양을 피드백받아, 상기 원료 용기로부터 기화되는 원료 물질의 양을 제어하는 제어부; 상기 원료 용기 각각에 결합되며, 상기 원료 용기 내의 원료 물질을 상기 제1히터에 가까워지는 방향 또는 상기 제1히터로부터 멀어지는 방향으로 이송시키는 복수의 이송유닛; 및 상기 기화 챔버 내부에 설치되며, 상기 제1히터에 의해 상기 원료 용기에 열이 공급되는 동안 상기 원료 용기에 수용된 원료 물질 또는 불순물이 튀어서 상기 분사구에 부착되는 것을 차단하는 차단판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 대용량 박막형성용 증착장치는, 기판상에 증착되는 원료 물질이 고체 또는 액체 상태로 수용되는 복수의 원료 용기; 상기 원료 용기의 상측에 상기 원료 용기와 연통되게 결합되고, 상기 원료 용기로부터 기화된 원료 물질이 통과하는 기화 챔버; 상기 기화 챔버의 상부에 형성되며, 상기 기화 챔버를 통과한 기화된 원료 물질을 상측으로 분사하는 분사구; 상기 기화 챔버의 내부에서 상기 원료 용기의 상측에 설치되며, 상기 원료 용기에 수용된 원료 물질을 기화시키기 위하여 상기 원료 용기에 열을 공급하는 제1히터; 상기 원료 용기에 설치되며, 상기 원료 용기로부터 유출되는 기화된 원료 물질의 양을 감지하는 복수의 센서; 상기 센서로부터 상기 원료 용기 내의 기화된 원료 물질의 양을 피드백받아, 상기 원료 용기로부터 기화되는 원료 물질의 양을 제어하는 제어부; 상기 원료 용기 각각에 결합되며, 상기 원료 용기 내의 원료 물질을 상기 제1히터에 가까워지는 방향 또는 상기 제1히터로부터 멀어지는 방향으로 이송시키는 복수의 이송유닛; 및 상기 기화 챔버 내부에 설치되며, 상기 제1히터에 의해 상기 원료 용기에 열이 공급되는 동안 상기 원료 용기에 수용된 원료 물질 또는 불순물이 튀어서 상기 분사구에 부착되는 것을 차단하는 차단판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 따른 대용량 박막형성용 증착장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 센서로부터 기화되는 원료 물질의 양을 피드백받아, 기화되는 원료 물질의 양이 미리 설정된 기준량보다 적으면 원료 물질을 상기 제1히터에 가까워지는 방향으로 이송시키도록 상기 이송유닛에 신호를 전송하거나 상기 제1히터의 온도를 상승시키는 신호를 전송하고, 기화되는 원료 물질의 양이 미리 설정된 기준량보다 많으면 원료 물질을 상기 제1히터로부터 멀어지는 방향으로 이송시키도록 상기 이송유닛에 신호를 전송하거나 상기 제1히터의 온도를 하강시키는 신호를 전송한다.

삭제

본 발명에 따른 대용량 박막형성용 증착장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 차단판은, 평판 형태로 마련되며, 상기 기화 챔버의 내벽으로부터 일정 거리 이격되게 배치된다.

본 발명에 따른 대용량 박막형성용 증착장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 기화 챔버의 상면 및 측면에 설치되며, 상기 기화 챔버를 통과하는 기화된 원료 물질이 액체 또는 고체 상태로 상변화되는 것을 방지하기 위하여 상기 기화 챔버에 열을 공급하는 제2히터;를 더 포함한다.

본 발명에 따른 대용량 박막형성용 증착장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 원료 용기와 상기 기화 챔버는 탈부착 가능하게 결합된다.

본 발명의 대용량 박막형성용 증착장치에 따르면, 원료 물질을 가열하는데 필요한 열량을 줄여 원료 용기에 수용된 원료 물질의 변성을 방지할 수 있고, 복수의 원료 용기로부터 원료 물질의 기화 속도를 증가시켜 기판에 박막을 증착시키는 속도 또한 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 대용량 박막형성용 증착장치에 따르면, 원료 용기와 제1히터 사이의 거리 또는 제1히터의 온도를 조절하여 원료 용기로부터 기화되는 원료 물질의 양을 제어함으로써, 기화되는 원료 물질의 양을 안정되게 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 대용량 박막형성용 증착장치에 따르면, 원료 용기로부터 튀어 올라가는 원료 물질 또는 불순물이 분사구에 부착되는 것을 차단하여 분사구의 막힘 현상을 방지함으로써, 생산이 중단되는 상황을 방지하여 장시간 동안 연속생산을 가능하게 한다.

또한, 본 발명의 대용량 박막형성용 증착장치에 따르면, 제1히터의 온도 제어에 의한 원료 용기 내의 원료 물질의 온도 반응이 빠르게 이루어질 수 있고, 원료 용기 내의 원료 물질의 온도 또한 큰 변동 없이 원하는 목표 온도를 일정하게 유지할 수 있으며, 원료 물질이 안정되게 기화되어 균일한 증착 및 대면적 증착을 할 수 있다.

또한, 본 발명의 대용량 박막형성용 증착장치에 따르면, 기화 챔버를 통과하는 기화된 원료 물질이 액체 또는 고체 상태로 상변화되는 것을 방지할 수 있고, 기판상에 증착되지 않고 남은 기화된 원료 물질이 분사구에 부착되어 분사구를 막히게 하는 현상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 대용량 박막형성용 증착장치를 간략하게 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 대용량 박막형성용 증착장치를 간략하게 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 대용량 박막형성용 증착장치를 간략하게 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 대용량 박막형성용 증착장치를 간략하게 도시한 도면이고,

이하, 본 발명에 따른 대용량 박막형성용 증착장치의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 대용량 박막형성용 증착장치를 간략하게 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 대용량 박막형성용 증착장치(100)는, 유기 물질을 기화시켜 기판상에 박막 형태로 증착시킬 수 있는 장치로서, 원료 용기(110)와, 기화 챔버(120)와, 분사구(130)와, 제1히터(140)와, 냉각부(146)와, 센서(150)와, 제어부(160)와, 이송유닛(170)과, 차단판(180)과, 제2히터(190)를 포함한다.

본 발명은 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Device: OLED)를 제조하는 장치를 제시한 것으로서, 본 발명에 제시되는 원료 물질은 예를 들어 유기 재료가 사용되는 것이 바람직하다.

상기 원료 용기(110)는, 기판(10)상에 증착되는 원료 물질(1)이 고체 또는 액체 상태로 수용되는 것으로서, 일측이 개구되는 원통 형상으로 형성된다. 본 실시예에서는 복수 개의 원료 용기(110)가 마련되어, 기화 챔버(120)의 하측에 각각 결합된다. 일반적으로 원료 용기(110)는 텅스텐 재질로 제작되며, 원료 용기(110) 내부는 기판(10)에 증착되는 원료 물질(1)인 유기 재료가 충진된다.

복수의 원료 용기(110)를 마련하여 원료 용기(110)에 수용되는 원료 물질(1)의 양을 분산함에 따라, 단일의 대용량의 원료 용기를 이용하는 것과 비교하여 원료 물질(1)을 가열하는데 필요한 열량을 줄일 수 있다. 따라서, 공급되는 열에 의해 원료 용기(110)에 수용된 원료 물질의 변성을 방지할 수 있다. 또한, 복수의 원료 용기(110)로부터 기화되는 원료 물질의 기화 속도를 증가시킬 수 있으므로, 기판(10)에 박막을 증착시키는 속도 또한 높일 수 있다.

이때 원료 용기(110)에는 도시되지 않았지만 증착 공정이 이루어지는 동안 원료 용기(110) 내부를 진공 압력의 환경으로 유지시키기 위한 진공 라인이 연결될 수 있다. 원료 물질(1)의 변성은 원료 용기(110) 내의 높은 온도 및 압력에 의해서 발생된다. 따라서 원료 물질(1)의 변성을 방지하기 위해서는 원료 용기(110) 내의 온도 및 압력을 낮게 유지해야 한다. 또한, 원료 물질(1)의 기화 온도는 진공도의 영향을 많이 받으며, 진공도가 낮아질수록 기화 온도 역시 낮아지는 경향이 있기 때문에 원료 용기(110) 내의 진공도를 낮게 유지하는 것이 원료 물질(1)의 변성을 방지하는데 더욱 효율적이다.

상기 기화 챔버(120)는, 원료 용기(110)로부터 기화된 원료 물질이 통과하는 공간을 제공하는 것으로서, 원료 용기(110)의 상측에서 각각의 원료 용기(110)와 연통되게 결합된다. 후술할 제1히터(140)에 의해 원료 용기(110)에 수용되어 있던 고체 상태 또는 액체 상태의 원료 물질(1)이 가열되고, 가열된 원료 물질(1)은 기화되어 상측으로 증발된다. 증발되는 원료 물질(1)은 원료 용기(110)의 상측에 배치된 기화 챔버(120) 내부로 유입되고, 기화된 원료 물질은 기화 챔버(120)를 통과하여 후술할 분사구(130)를 통해 기판(10) 측으로 분사된다.

기화 챔버(120)는 상당한 양의 기화된 원료 물질(1)을 수용할 수 있을 정도의 부피로 형성된다. 원료 용기(110)로부터 기화된 원료 물질(1)이 기화 챔버(120) 내부에 충분하게 수용됨으로써, 분사구(130)를 통해 기판(10) 측으로 분사되는 원료 물질의 양이 안정되게 유지될 수 있다. 충분한 내부 공간을 가지도록 기화 챔버(120)가 형성됨으로써, 기화 챔버(120)는 일종의 어큐뮬레이터 기능을 수행할 수 있다.

기화 챔버(120)는 원료 용기(110)와 탈부착 가능하게 결합된다. 원료 용기(110)의 내부에 기판(10)에 증착시킬 원료 물질, 즉 유기 재료를 충진하고자 하는 경우, 증착 공정을 중단하고 원료 용기(110)를 기화 챔버(120)로부터 분리시킨다. 이후, 원료 용기(110) 내에 원료 물질의 충진이 완료되면 다시 원료 용기(110)를 기화 챔버(120)에 결합시키고, 증착 공정을 수행한다.

상기 분사구(130)는, 기화 챔버(120)를 통과한 기화된 원료 물질을 상측으로, 즉 기판(10) 측으로 분사하는 개구부로서, 기화 챔버(120)의 상부에 형성된다. 분사구(130)는 기판(10)의 폭 방향으로 일직선으로 배열되고, 기판(10)과 대향되도록 배치된다.

분사구(130)는 노즐 형태의 별도의 부품으로 제작되어 기화 챔버(120)의 상부에 결합될 수도 있고, 기화 챔버(120)의 상부벽에 관통홀의 형태로 일체로 성형될 수도 있다.

상기 제1히터(140)는, 원료 용기(110)에 수용된 원료 물질을 기화시키기 위하여 원료 용기(110)에 열을 공급하는 것으로서, 기화 챔버(120)의 내부에서 원료 용기(110)의 상측에 설치된다.

제1히터(140)는 원료 물질(1)을 기화시킬 수 있는 열에너지를 공급할 수 있는 다양한 형태로 구현될 수 있는데, 예를 들어 코어히터 또는 램프히터 등이 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 코어히터가 사용된다. 제1히터(140)는 기화 챔버(120) 내부에서 플레이트에 저항열선이 감겨서 형성된다. 이때 사용되는 저항열선은 Ta, W, Mo 금속 또는 이것들의 합금선으로 이루어진다.

본 발명에서는 원료 용기(110)와 연통된 기화 챔버(120)에 제1히터(140)가 설치됨으로써, 매개 부재를 거치지 않고 제1히터(140)의 열을 원료 용기(110)에 직접적으로 전달할 수 있는 특징이 있다. 따라서, 제1히터(140)의 온도 제어에 의한 원료 용기(110) 내의 원료 물질의 온도 반응이 빠르게 이루어질 수 있고, 원료 용기(110) 내의 원료 물질의 온도 또한 큰 변동 없이 원하는 목표 온도를 일정하게 유지할 수 있다.

상기 냉각부(146)는, 원료 용기(110)의 내부에 수용된 원료 물질(1)이 제1히터(140)의 열에 의해 변성되는 것을 방지하기 위하여, 원료 용기(110)에 수용된 원료 물질을 냉각시킨다. 냉각부(146)는 원료 용기(110)의 외측에 설치되며, 바람직하게는 원료 용기(110)의 외주면을 둘러싸도록 구비된다.

냉각부(146)는 원료 물질(1)이 수용된 원료 용기(110)의 내부를 냉각시킬 수 있는 다양한 형태로 구현될 수 있는데, 본 실시예에서는 예컨대, 냉각 재킷이 사용된다. 냉각부(146)는 원료 용기(110)의 외주면에 냉각수가 흐르는 냉각유로가 둘러싸여서 이루어진다.

상기 센서(150)는, 기화 챔버(120)에 설치되며, 기화 챔버(120)를 통과하는 기화된 원료 물질의 양을 감지한다. 센서(150)에서 측정되는 기화된 원료 물질의 양에 따라 제1히터(140)의 온도 및 이송유닛(170)의 작동 방향 또는 이송 속도를 제어하여 기화되는 원료 물질의 양을 조절한다.

상기 제어부(160)는, 센서(150)로부터 기화 챔버(120) 내의 원료 물질의 양을 피드백받아, 제1히터(150) 또는 이송유닛(180)을 제어하여 원료 용기(110)로부터 기화되는 원료 물질(1)의 양을 제어한다.

즉, 기화 챔버(120) 내의 원료 물질의 양이 기준량보다 적으면 원료 물질(1)을 제1히터(140)에 가까워지는 방향으로 이송시키도록 이송유닛(170)에 신호를 전송하거나 제1히터(140)의 온도를 상승시키는 신호를 전송한다. 따라서, 원료 용기(110)에서 기화되는 원료 물질의 양을 증가시킬 수 있다.

한편, 기화 챔버(120) 내의 원료 물질의 양이 기준량보다 많으면 원료 물질(1)을 제1히터(140)로부터 멀어지는 방향으로 이송시키도록 이송유닛(170)에 신호를 전송하거나 제1히터(140)의 온도를 하강시키는 신호를 전송한다. 따라서, 원료 용기(110)에서 기화되는 원료 물질의 양을 감소시킬 수 있다.

이때, 하나의 센서(150)가 기화 챔버(120)에 설치되므로, 제어부(160)는 후술할 복수의 이송유닛(170)을 동시에 제어한다.

상기 이송유닛(170)은, 복수 개가 마련되어 복수의 원료 용기(110)에 각각 결합되며, 원료 용기(110) 내의 원료 물질(1)을 제1히터(140)에 가까워지는 방향 또는 제1히터(140)로부터 멀어지는 방향으로 왕복 이송시킨다. 이송유닛(170)을 이용하여 원료 물질(1)과 제1히터(150) 사이의 거리를 조절함으로써, 원료 용기(110)에서 기화되는 원료 물질의 양을 제어할 수 있다.

이송유닛(170)은 직선왕복운동을 수행할 수 있는 다양한 형태로 구현될 수 있는데, 공압 실린더, 리니어 모터, 회전모터와 볼 스크류를 조합한 구성 등 통상의 기술자에게 잘 알려진 구성을 채용할 수 있으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

상기 차단판(180)은, 제1히터(140)에 의해 원료 용기(110)에 열이 공급되는 동안 원료 용기(110)에 수용된 원료 물질 또는 불순물이 튀어서 분사구(130)에 부착되는 것을 차단한다.

제1히터(140)에 의해 원료 용기(110) 내의 원료 물질이 가열되는 동안, 고체 또는 액체 상태의 원료 물질(1)의 표면에서는 기화된 원료 물질이 증발하는 것이 정상적이지만, 액체 상태의 원료 물질(1) 방울이 갑자기 튀어 오르거나 원료 물질 내에 섞여 있던 불순물이 갑자기 튀어 오르는 현상이 발생할 수 있다.

이때, 튀어 오르는 원료 물질 또는 불순물이 분사구(130)에 달라붙게 되면 분사구(130)가 막히는 문제가 발생한다. 분사구(130)가 막히면 공정을 중지하고, 새로운 분사구(130)로 교체하거나 청소하여 공정을 다시 시작해야 하는데, 이러한 경우 장치의 수율 저하라는 문제가 발생하게 된다.

이와 같이, 차단판(180)은 기화되지 않은 상태에서 튀어 올라 분사구(130)에 부착되는 원료 물질(1)이나 불순물을 차단함으로써, 장시간 동안 연속적인 생산을 가능하게 하여 장치의 수율을 향상시킬 수 있다.

한편, 차단판(180) 상부의 열이 연통된 경로를 통해 원료 물질(1)로 전달될 수 있다. 이러한 경우 제1히터(140)와 원료 물질(1) 간의 거리 또는 제1히터(140)의 온도에 의해 제어되던 원료 물질(1)의 기화량이 예기치 못한 외부 변수로 인해 변화될 수 있다. 기화량의 변화는 곧바로 유기발광 소자의 두께에 영향을 미치게 되고, 이는 제품의 불량과 직결되는 문제가 발생한다.

따라서, 차단판(180)을 이용하여 외부로부터 원료 물질(1)로 전달되는 열을 최대한 차단함으로써, 원료 물질(1)의 기화량에 영향을 미칠 수 있는 외부 변수를 제거할 수 있다.

차단판(180)은 평판 형태로 형성되어 기화 챔버(120)의 내부에 설치되며, 제1히터(140)의 상측에 배치된다. 또한, 차단판(180)은 기화 챔버(120)의 내벽으로부터 일정 거리 이격되게 배치되어, 차단판(180)과 기화 챔버(120)의 내벽 사이의 공간을 경유하여 기화된 원료 물질이 분사구(130) 측으로 향하게 된다.

상기 제2히터(190)는, 기화 챔버(120)를 통과하는 기화된 원료 물질이 액체 또는 고체 상태로 상변화되는 것을 방지하기 위하여 기화 챔버(120)에 열을 공급하는 것으로서, 기화 챔버(120)의 상면 및 측면에 설치된다.

제2히터(190)는 예를 들어 코어히터 또는 램프히터 등이 사용될 수 있으며, 기화 챔버(120)의 상면에 저항열선이 나란히 배치되는 형태로 형성된다. 이때 사용되는 저항열선은 Ta, W, Mo 금속 또는 이것들의 합금선으로 이루어진다.

한편, 제2히터(190)는 기판(10)상에 증착되지 않고 기화된 원료 물질이 분사구(130)에 부착되어 분사구(130)를 막히게 하는 현상을 방지한다. 증착 챔버 내에 잔존하는 기화된 원료 물질은 분사구(130) 측에 쌓이게 되고 결국 고체 상태로 상변화하면서 분사구(130)를 막히게 할 수 있는데, 분사구(130) 주위의 온도를 상승시켜 분사구(130) 주위에서는 항상 원료 물질이 기화된 상태로 유지될 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 대용량 박막형성용 증착장치는, 복수의 원료 용기를 마련하여 원료 용기에 수용되는 원료 물질의 양을 분산함에 따라, 원료 물질을 가열하는데 필요한 열량을 줄여 원료 용기에 수용된 원료 물질의 변성을 방지할 수 있고, 복수의 원료 용기로부터 원료 물질의 기화 속도를 증가시켜 기판에 박막을 증착시키는 속도 또한 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 대용량 박막형성용 증착장치는, 원료 물질과 제1히터 사이의 거리 또는 제1히터의 온도를 조절하여 원료 용기로부터 기화되는 원료 물질의 양을 제어함으로써, 기화되는 원료 물질의 양을 안정되게 유지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 대용량 박막형성용 증착장치는, 원료 용기로부터 튀어 올라가는 원료 물질 또는 불순물이 분사구에 부착되는 것을 차단하여 분사구의 막힘 현상을 방지함으로써, 생산이 중단되는 상황을 방지하여 장시간 동안 연속생산을 가능하게 하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 대용량 박막형성용 증착장치는, 매개 부재를 거치지 않고 제1히터의 열을 원료 용기에 직접적으로 전달함으로써, 제1히터의 온도 제어에 의한 원료 용기 내의 원료 물질의 온도 반응이 빠르게 이루어질 수 있고, 원료 용기 내의 원료 물질의 온도 또한 큰 변동 없이 원하는 목표 온도를 일정하게 유지할 수 있으며, 원료 물질이 안정되게 기화되어 균일한 증착 및 대면적 증착을 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 대용량 박막형성용 증착장치는, 기화 챔버의 상면에 기화 챔버에 열을 공급하는 제2히터를 설치함으로써, 기화 챔버를 통과하는 기화된 원료 물질이 액체 또는 고체 상태로 상변화되는 것을 방지할 수 있고, 기판상에 증착되지 않고 남은 기화된 원료 물질이 분사구에 부착되어 분사구를 막히게 하는 현상을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 대용량 박막형성용 증착장치를 간략하게 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 대용량 박막형성용 증착장치(200)는, 복수의 센서(250)가 원료 용기(110)에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다. 도 2에 있어서, 도 1에 도시된 부재들과 동일한 부재번호에 의해 지칭되는 부재들은 동일한 구성 및 기능을 가지는 것으로서, 그들 각각에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 센서(250)는 복수 개가 마련되어 원료 용기(110) 각각에 설치된다. 센서(250)는 원료 용기(110)로부터 유출되는 기화된 원료 물질의 양을 감지한다.

상기 제어부(260)는 센서(250)로부터 원료 용기 내의 기화된 원료 물질의 양을 피드백받아, 원료 용기(110)로부터 기화되는 원료 물질의 양을 제어한다. 센서(250)에서 측정되는 원료 물질의 양에 따라 제1히터(140)의 온도 및 이송유닛(170)의 작동 방향 또는 이송 속도를 제어하여 기화되는 원료 물질의 양을 조절한다.

이때, 하나의 센서(250)가 각각의 원료 용기(110)에 설치되므로, 제어부(260)는 복수의 이송유닛(170)을 개별적으로 제어한다.

센서(250)가 각각의 원료 용기(110)에 설치됨에 따라, 제어부(260)가 원료 물질의 기화량을 조절하는 옵션이 다양해진다. 즉, 복수의 원료 용기(110)가 전체적으로 기화량이 부족한 경우, 제1히터(140)의 온도를 높일 수도 있고, 복수의 이송유닛(170)을 동시에 제어하여 원료 물질과 제1히터(140) 사이의 거리를 가깝게 할 수 있다. 반면에, 특정 원료 용기(110)에서의 기화량이 부족한 경우, 제1히터(140)의 온도는 그대로 두고, 해당 원료 용기(110)에 결합된 이송유닛(170)만을 제어하여 원료 물질과 제1히터(140) 사이의 거리를 가깝게 할 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 대용량 박막형성용 증착장치는, 센서가 각각의 원료 용기에 설치됨에 따라, 제어부가 원료 물질의 기화량을 조절하는 옵션을 다양하게 할 수 있어, 각각의 원료 용기에서 균일한 기화량을 유지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 대용량 박막형성용 증착장치를 간략하게 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 대용량 박막형성용 증착장치(300)는, 복수의 제1히터(340)가 원료 용기(110)에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다. 도 3에 있어서, 도 1에 도시된 부재들과 동일한 부재번호에 의해 지칭되는 부재들은 동일한 구성 및 기능을 가지는 것으로서, 그들 각각에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 제1히터(340)는, 복수 개가 마련되어 원료 용기(110) 각각에 설치되며, 원료 용기(110)의 외주면을 감싸면서 냉각부(146)의 상측에 배치된다.

상기 제어부(360)는 기화 챔버(120)에 설치된 센서(150)로부터 기화 챔버(120) 내의 원료 물질의 양을 피드백받아, 원료 용기(110)로부터 기화되는 원료 물질의 양을 제어한다.

이때, 원료 물질의 기화량을 감지하는 센서(150)가 기화 챔버(120)에 설치되므로, 제어부(360)는 복수의 이송유닛(170)을 동시에 제어하고, 복수의 제1히터(340)는 개별적으로 제어한다.

기화 챔버(120) 내의 원료 물질의 기화량이 부족한 경우, 각각의 제1히터(340)의 온도를 높일 수도 있고, 복수의 이송유닛(170)을 동시에 제어하여 원료 물질과 제1히터(340) 사이의 거리를 가깝게 할 수 있다.

한편, 도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 대용량 박막형성용 증착장치를 간략하게 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예의 대용량 박막형성용 증착장치(400)는, 복수의 제1히터(440)와 복수의 센서(450)가 원료 용기(110)에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다. 도 4에 있어서, 도 1에 도시된 부재들과 동일한 부재번호에 의해 지칭되는 부재들은 동일한 구성 및 기능을 가지는 것으로서, 그들 각각에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 제1히터(440)는, 복수 개가 마련되어 원료 용기(110) 각각에 설치되며, 원료 용기(110)의 외주면을 감싸면서 냉각부(146)의 상측에 배치된다.

상기 센서(450)는 복수 개가 마련되어 원료 용기(110) 각각에 설치된다. 센서(450)는 원료 용기(110)로부터 유출되는 기화된 원료 물질의 양을 감지한다.

상기 제어부(460)는 센서(450)로부터 원료 용기(110) 내의 기화된 원료 물질의 양을 피드백받아, 원료 용기(110)로부터 기화되는 원료 물질의 양을 제어한다.

이때, 원료 물질의 기화량을 감지하는 센서(150)가 원료 용기(110) 각각에 설치되므로, 제어부(460)는 복수의 이송유닛(170)을 개별적으로 제어하고, 복수의 제1히터(440)를 개별적으로 제어한다.

센서(450)가 각각의 원료 용기(110)에 설치됨에 따라, 제어부(460)가 원료 물질의 기화량을 조절하는 옵션이 다양해진다. 즉, 복수의 원료 용기(110)가 전체적으로 기화량이 부족한 경우, 모든 제1히터(440)의 온도를 높일 수도 있고, 복수의 이송유닛(170)을 동시에 제어하여 원료 물질과 제1히터(440) 사이의 거리를 가깝게 할 수 있다. 반면에, 특정 원료 용기(110)에서의 기화량이 부족한 경우, 해당 원료 용기(110)에 결합된 제1히터(440)의 온도를 높일 수도 있고, 해당 원료 용기(110)에 결합된 이송유닛(170)만을 제어하여 원료 물질과 제1히터(440) 사이의 거리를 가깝게 할 수도 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

100 : 대용량 박막형성용 증착장치
110 : 원료 용기
120 : 기화 챔버
130 : 분사구
140 : 제1히터
146 : 냉각부
150 : 센서
160 : 제어부

Claims

기판상에 증착되는 원료 물질이 고체 또는 액체 상태로 수용되는 복수의 원료 용기;
상기 원료 용기의 상측에 상기 원료 용기와 연통되게 결합되고, 상기 원료 용기로부터 기화된 원료 물질이 통과하는 기화 챔버;
상기 기화 챔버의 상부에 형성되며, 상기 기화 챔버를 통과한 기화된 원료 물질을 상측으로 분사하는 분사구;
상기 기화 챔버의 내부에서 상기 원료 용기의 상측에 설치되며, 상기 원료 용기에 수용된 원료 물질을 기화시키기 위하여 상기 원료 용기에 열을 공급하는 제1히터;
상기 기화 챔버에 설치되며, 상기 기화 챔버를 통과하는 기화된 원료 물질의 양을 감지하는 센서;
상기 센서로부터 상기 기화 챔버 내의 기화된 원료 물질의 양을 피드백받아, 상기 원료 용기로부터 기화되는 원료 물질의 양을 제어하는 제어부;
상기 원료 용기 각각에 결합되며, 상기 원료 용기 내의 원료 물질을 상기 제1히터에 가까워지는 방향 또는 상기 제1히터로부터 멀어지는 방향으로 이송시키는 복수의 이송유닛; 및
상기 기화 챔버 내부에 설치되며, 상기 제1히터에 의해 상기 원료 용기에 열이 공급되는 동안 상기 원료 용기에 수용된 원료 물질 또는 불순물이 튀어서 상기 분사구에 부착되는 것을 차단하는 차단판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 대용량 박막형성용 증착장치.
기판상에 증착되는 원료 물질이 고체 또는 액체 상태로 수용되는 복수의 원료 용기;
상기 원료 용기의 상측에 상기 원료 용기와 연통되게 결합되고, 상기 원료 용기로부터 기화된 원료 물질이 통과하는 기화 챔버;
상기 기화 챔버의 상부에 형성되며, 상기 기화 챔버를 통과한 기화된 원료 물질을 상측으로 분사하는 분사구;
상기 기화 챔버의 내부에서 상기 원료 용기의 상측에 설치되며, 상기 원료 용기에 수용된 원료 물질을 기화시키기 위하여 상기 원료 용기에 열을 공급하는 제1히터;
상기 원료 용기에 설치되며, 상기 원료 용기로부터 유출되는 기화된 원료 물질의 양을 감지하는 복수의 센서;
상기 센서로부터 상기 원료 용기 내의 기화된 원료 물질의 양을 피드백받아, 상기 원료 용기로부터 기화되는 원료 물질의 양을 제어하는 제어부;
상기 원료 용기 각각에 결합되며, 상기 원료 용기 내의 원료 물질을 상기 제1히터에 가까워지는 방향 또는 상기 제1히터로부터 멀어지는 방향으로 이송시키는 복수의 이송유닛; 및
상기 기화 챔버 내부에 설치되며, 상기 제1히터에 의해 상기 원료 용기에 열이 공급되는 동안 상기 원료 용기에 수용된 원료 물질 또는 불순물이 튀어서 상기 분사구에 부착되는 것을 차단하는 차단판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 대용량 박막형성용 증착장치.
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제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 센서로부터 기화되는 원료 물질의 양을 피드백받아, 기화되는 원료 물질의 양이 미리 설정된 기준량보다 적으면 원료 물질을 상기 제1히터에 가까워지는 방향으로 이송시키도록 상기 이송유닛에 신호를 전송하거나 상기 제1히터의 온도를 상승시키는 신호를 전송하고, 기화되는 원료 물질의 양이 미리 설정된 기준량보다 많으면 원료 물질을 상기 제1히터로부터 멀어지는 방향으로 이송시키도록 상기 이송유닛에 신호를 전송하거나 상기 제1히터의 온도를 하강시키는 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 대용량 박막형성용 증착장치.
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제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 차단판은,
평판 형태로 마련되며, 상기 기화 챔버의 내벽으로부터 일정 거리 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 대용량 박막형성용 증착장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기화 챔버의 상면 및 측면에 설치되며, 상기 기화 챔버를 통과하는 기화된 원료 물질이 액체 또는 고체 상태로 상변화되는 것을 방지하기 위하여 상기 기화 챔버에 열을 공급하는 제2히터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대용량 박막형성용 증착장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 원료 용기와 상기 기화 챔버는 탈부착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 대용량 박막형성용 증착장치.
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