KR101104802B1 - Downward nozzle type effusion cell and downward nozzle type vacuum plating device using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하향식 노즐형 진공 증발원 장치 및 이를 이용한 하향식 노즐형 진공 증착 장치에 관한 것으로서, 소스 물질이 저장되며, 입구가 상방향으로 개방되어 있는 소스 도가니; 상기 소스 도가니의 입구를 감싸도록 상기 소스 도가니 외부에 이격 배치되는 열복사/소스 반사판; 상기 열복사/소스 반사판의 외주면을 따라 배치되어 열을 방출하여 상기 열복사/소스 반사판을 가열하는 적어도 하나 이상의 발열체; 상기 소스 도가니의 하부를 지지하며, 적어도 하나 이상의 개구부를 구비한 소스 도가니 지지부; 및 상기 발열체 외측에 형성되며, 상기 소스 도가니, 열복사/소스 반사판, 발열체 및 소스 도가니 지지부를 수용하는 하우징을 포함하며, 상기 발열체에 의해 가열된 열복사/소스 반사판은 상기 소스 도가니 쪽으로 열복사선을 방사하여 상기 소스 도가니 및 상기 소스 도가니의 소스 물질을 가열하고, 가열된 소스 도가니로부터 분자선 형태로 방출되는 소스 물질을 재가열하여 반사 및 재증발시키며, 상기 반사 및 재증발되는 소스 물질은 상기 소스 도가니 지지부에 구비된 개구부를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치 및 이를 이용한 하향식 노즐형 진공 증착 장치를 제공한다. The present invention relates to a top-down nozzle type vacuum evaporation source apparatus and a top-down nozzle type vacuum deposition apparatus using the same, comprising: a source crucible in which a source material is stored and an inlet is opened upward; A heat radiation / source reflector disposed to be spaced apart from the outside of the source crucible so as to surround the inlet of the source crucible; At least one heating element disposed along an outer circumferential surface of the heat radiation / source reflector to emit heat to heat the heat radiation / source reflector; A source crucible support supporting a lower portion of the source crucible and having at least one opening; And a housing formed outside the heating element and accommodating the source crucible, the heat radiation / source reflector, the heating element, and the source crucible support, wherein the heat radiation / source reflector heated by the heating element radiates heat radiation toward the source crucible. The source crucible and the source material of the source crucible are heated, and the source material emitted in the form of molecular beams from the heated source crucible is reheated to reflect and re-evaporate. It provides a top-down nozzle type vacuum evaporation source device and a top-down nozzle type vacuum deposition apparatus using the same, characterized in that is discharged to the outside through the opening.

증발원 장치, 증착 장치, 하향식 노즐형 진공 증착 Evaporation Source Equipment, Vapor Deposition Equipment, Top Down Nozzle Vacuum Deposition

Description

하향식 노즐형 진공 증발원 장치 및 이를 이용한 하향식 노즐형 진공 증착 장치{DOWNWARD NOZZLE TYPE EFFUSION CELL AND DOWNWARD NOZZLE TYPE VACUUM PLATING DEVICE USING THE SAME} DOWNWARD NOZZLE TYPE EFFUSION CELL AND DOWNWARD NOZZLE TYPE VACUUM PLATING DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 하향식 노즐형 진공 증발원 장치 및 이를 이용한 하향식 노즐형 진공 증착 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치의 소스 도가니에서 상부로 분사된 증발 소스 분사선을 아래 방향으로 변화시키고, 아래 방향으로 방사된 증발 소스 분사선이 소스 도가니 지지부에 형성된 노즐 형태의 개구부를 통해 하부로 배출됨으로써 아래쪽에 위치한 기판을 코팅할 수 있도록 하는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치 및 이를 이용한 하향식 노즐형 진공 증착 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a top-down nozzle type vacuum evaporation source apparatus and a top-down nozzle type vacuum evaporation apparatus using the same, and more particularly, the evaporation source injection line injected upward from the source crucible of the top-down nozzle type vacuum evaporation source apparatus is changed downward. , The top down nozzle type vacuum evaporation source device and the top down nozzle type vacuum deposition using the same, the evaporation source spraying line radiated downward is discharged downward through the nozzle shaped opening formed in the source crucible support Relates to a device.

진공 증착 또는 진공 증발이란 고진공의 챔버(chamber) 내에 증착될 대상 물질을 놓고 전류 등에 의해 소스 물질을 가열함으로써 그 입자를 증발시키고, 이를 상대적으로 차가운 기판 등의 표면에 응축하여 박막을 형성하는 증착 방법으로서, 반도체 제조 공정에서 웨이퍼 표면에 특정 물질로 이루어지는 박막을 형성하거나, 박막형 태양 전지 또는 대형 평판 디스플레이 장치의 제조에 있어서 유리 기판 등의 표면에 원하는 물질로 이루어지는 박막을 형성하는 데에 널리 사용되고 있다.Vacuum deposition or vacuum evaporation is a deposition method in which a target material to be deposited is placed in a chamber of a high vacuum, and the source material is heated by an electric current to evaporate the particles and condense it on a surface of a relatively cold substrate to form a thin film. For example, it is widely used to form a thin film made of a specific material on the surface of a wafer in a semiconductor manufacturing process or to form a thin film made of a desired material on a surface such as a glass substrate in the manufacture of a thin film solar cell or a large flat panel display device.

이러한 종래의 박막 형성 방법으로는 상향식 증착 방식이 있는데, 이는 챔버 내에서 기판을 상부에 위치시키고 소스 물질을 함유하는 진공 증발원을 챔버 하부에 위치시킨 후 진공 증발원으로부터 상방향으로 소스 물질을 증발시키는 방식이다. 그러나, 이러한 상향식 증착 방식은 상향으로 증발된 소스 물질이 중력의 영향을 받게 되므로 상부에 위치한 기판의 표면에 접촉하지 못하고 낙하하는 소스 물질이 생기게 되므로 소스 물질의 사용 효율이 낮다는 문제점이 있다. 또한, 마스크를 사용해야 하는 경우에는 마스크 처짐 현상이 있고, 기판을 고온으로 가열해야 하는 경우 대면적 기판과 같은 경우에는 휨 현상이 발생할 수 있어서 대면적 기판에 적용하기 어렵다는 단점이 있다. Such a conventional thin film formation method includes a bottom-up deposition method, in which a substrate is placed in an upper portion of a chamber and a vacuum evaporation source containing a source material is positioned below the chamber and the source material is evaporated upward from the vacuum evaporation source. to be. However, the bottom-up deposition method has a problem in that the source material evaporated upwards is subject to gravity, and thus the source material falls down without coming into contact with the surface of the substrate located thereon, and thus the use efficiency of the source material is low. In addition, when a mask is to be used, there is a mask deflection phenomenon, and when a substrate is to be heated to a high temperature, in the case of a large area substrate, a warpage phenomenon may occur, and thus it is difficult to apply to a large area substrate.

본 발명의 출원인은 상기 종래의 기술로 제시된 상향식 증착 방식의 문제점을 해결하기 위해, 도 1에 개시된 바와 같은 하향식 진공 증발원 장치를 2008년 11월 13일자로 출원한바 있다(출원번호 제10-2008-0112708호, 하향식 진공 증발원 장치 및 이를 이용한 하향식 진공 증착 장치). 도 1에 개시된 바와 같은 상기의 출원 발명은 진공 증발원 장치의 도가니에서 상부로 분사된 증발 소스 분자선을 아래 방향으로 변화시킴으로써 아래쪽에 위치한 기판을 코팅할 수 있도록 하는 하향식 진공 증발원 장치 및 이를 이용한 하향식 진공 증착 장치를 제공하는 것을 주요 특징으로 한다. 그러나, 이와 같이 개방된 형태의 공간을 거쳐서 소스 물질이 하향 식으로 기판에 증착되는 경우, 열 손실이 발생하고, 기판에 소스 물질이 균일하게 증착되지 못하며, 기판에 증착되는 소스 물질의 양과 방향을 임의로 조절할 수 없다는 문제점이 존재한다. In order to solve the problem of the bottom-up deposition method proposed by the prior art, the applicant of the present invention has filed a top-down vacuum evaporation source device as disclosed in FIG. 1 as of November 13, 2008 (Application No. 10-2008-). 0112708, top down vacuum evaporation source apparatus and top down vacuum deposition apparatus using the same). The above-described invention as disclosed in FIG. 1 is a top-down vacuum evaporation source device and a top-down vacuum deposition using the same, which allows coating of a substrate located below by changing the evaporation source molecular line injected upward from the crucible of the vacuum evaporation source device downward. It is a main feature to provide a device. However, when the source material is deposited on the substrate in such a way through the open space, heat loss occurs, the source material is not uniformly deposited on the substrate, and the amount and direction of the source material deposited on the substrate is changed. There is a problem that can not be arbitrarily adjusted.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 하향식 노즐형 진공 증발원 장치의 도가니에서 증발되는 소스 물질이 하방향으로 향하도록 함으로써 하향식 진공 증착을 가능하게 하는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치 및 이를 이용한 하향식 노즐형 진공 증착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the problems as described above, the top-down nozzle type vacuum evaporation source device to enable the top-down vacuum deposition by directing the source material evaporated in the crucible of the top-down nozzle type vacuum evaporation source device and An object of the present invention is to provide a top-down nozzle type vacuum deposition apparatus using the same.

또한, 본 발명은 하향식 노즐형 진공 증발원 장치의 내부를 밀폐시키고, 노즐 형태의 개구부를 통해 소스 물질을 외부로 배출시킬 수 있도록 함으로써, 증발원 장치에서 발생할 수 있는 열 손실을 최소화하고, 장치 내부의 압력 상승에 의해 소스 물질이 보다 고에너지로 분사되도록 하는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치 및 이를 이용한 하향식 노즐형 진공 증착 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, the present invention is to seal the inside of the top-down nozzle type vacuum evaporation source device, and to discharge the source material to the outside through the nozzle-shaped opening, thereby minimizing the heat loss that can occur in the evaporation source device, the pressure inside the device Another object of the present invention is to provide a top-down nozzle type vacuum evaporation source device and a top-down nozzle type vacuum evaporation device using the same, by which the source material is sprayed at a higher energy by rising.

또한, 본 발명은 하향식 노즐형 진공 증발원 장치에 구비된 발열체의 온도를 각각 조절할 수 있도록 함으로써, 소스 물질의 증발 경로에 따른 가장 최적화된 증발을 유도할 수 있는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치 및 이를 이용한 하향식 노즐형 진공 증착 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention by controlling the temperature of the heating element provided in the top-down nozzle type vacuum evaporation device, respectively, the top-down nozzle type vacuum evaporation source device that can induce the most optimized evaporation according to the evaporation path of the source material and the top-down using the same Another object is to provide a nozzle type vacuum deposition apparatus.

또한, 본 발명은 하향식 노즐형 진공 증발원 장치의 내부뿐 아니라, 소스 물질이 개구부를 통해 외부로 배출되는 부분의 외측에 추가 발열체를 구비하도록 함으로써, 노즐에서 분사되는 분자선이 지지체 벽면이나 개구부에 증착되지 않고 기판 방향으로 올바르게 분사될 수 있는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치 및 이를 이 용한 하향식 노즐형 진공 증착 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention provides an additional heating element not only inside the top-down nozzle type vacuum evaporation source apparatus but also outside the portion where the source material is discharged to the outside through the opening, so that molecular beams sprayed from the nozzle are not deposited on the support wall or the opening. Another object of the present invention is to provide a top-down nozzle type vacuum evaporation source device which can be sprayed correctly in the direction of a substrate without using the same, and a top-down nozzle type vacuum deposition device using the same.

또한, 본 발명은 하향식 노즐형 진공 증발원 장치에 구비된 노즐 형태의 개구부의 형태 및 배출 각도를 조절할 수 있도록 함으로써, 기판에 증착된 박막의 균일성을 획기적으로 증가시킬 수 있는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치 및 이를 이용한 하향식 노즐형 진공 증착 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention by controlling the shape and the discharge angle of the nozzle-shaped opening provided in the top-down nozzle type vacuum evaporation source device, the top-down nozzle type vacuum evaporation source device that can significantly increase the uniformity of the thin film deposited on the substrate And another object is to provide a top-down nozzle type vacuum deposition apparatus using the same.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소스 물질이 저장되며, 입구가 상방향으로 개방되어 있는 소스 도가니; 상기 소스 도가니의 입구를 감싸도록 상기 소스 도가니 외부에 이격 배치되는 열복사/소스 반사판; 상기 열복사/소스 반사판의 외주면을 따라 배치되어 열을 방출하여 상기 열복사/소스 반사판을 가열하는 적어도 하나 이상의 발열체; 상기 소스 도가니의 하부를 지지하며, 적어도 하나 이상의 개구부를 구비한 소스 도가니 지지부; 및 상기 발열체 외측에 형성되며, 상기 소스 도가니, 열복사/소스 반사판, 발열체 및 소스 도가니 지지부를 수용하는 하우징을 포함하며, 상기 발열체에 의해 가열된 열복사/소스 반사판은 상기 소스 도가니 쪽으로 열복사선을 방사하여 상기 소스 도가니 및 상기 소스 도가니의 소스 물질을 가열하고, 가열된 소스 도가니로부터 분자선 형태로 방출되는 소스 물질을 재가열하여 반사 및 재증발시키며, 상기 반사 및 재증발되는 소스 물질은 상기 소스 도가니 지지부에 구비된 개구부를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치를 제공한다. The present invention for achieving the above object is a source crucible in which the source material is stored, the inlet is open upward; A heat radiation / source reflector disposed to be spaced apart from the outside of the source crucible so as to surround the inlet of the source crucible; At least one heating element disposed along an outer circumferential surface of the heat radiation / source reflector to emit heat to heat the heat radiation / source reflector; A source crucible support supporting a lower portion of the source crucible and having at least one opening; And a housing formed outside the heating element and accommodating the source crucible, the heat radiation / source reflector, the heating element, and the source crucible support, wherein the heat radiation / source reflector heated by the heating element radiates heat radiation toward the source crucible. The source crucible and the source material of the source crucible are heated, and the source material emitted in the form of molecular beams from the heated source crucible is reheated to reflect and re-evaporate. It provides a top-down nozzle type vacuum evaporation source device characterized in that it is discharged to the outside through the opening.

여기서, 상기 하우징과 상기 발열체 사이에서 상기 하우징의 내주면을 따라 형성되어 상기 발열체로부터 방출되는 열을 상기 열복사/소스 반사판 쪽으로 반사하기 위한 반사판; 및 상기 반사판과 상기 하우징 사이에서 상기 하우징의 내주면을 따라 형성되어 상기 발열체로부터 방사되는 열을 단열하기 위한 단열판을 더 포함하도록 구성할 수 있다. A reflection plate formed between the housing and the heating element along an inner circumferential surface of the housing to reflect heat emitted from the heating element toward the heat radiation / source reflector; And a heat insulating plate formed between the reflecting plate and the housing along an inner circumferential surface of the housing to insulate heat radiated from the heating element.

여기서, 상기 소스 도가니 지지부는 상기 열복사/소스 반사판의 개방된 하부를 외부와 차폐하도록 형성할 수 있다. Here, the source crucible support may be formed to shield the open lower part of the heat radiation / source reflector from the outside.

여기서, 상기 소스 도가니 지지부에 형성된 개구부는, 상기 소스 도가니를 지지하는 부분의 외측면을 따라 일정한 패턴을 가지며 형성되며, 상기 개구부의 크기를 임의로 조절할 수 있다. Here, the opening formed in the source crucible support portion has a predetermined pattern along the outer surface of the portion supporting the source crucible, and can arbitrarily adjust the size of the opening.

여기서, 상기 소스 도가니 지지부에 형성된 개구부는, 수직축 방향으로 경사를 가지도록 형성할 수 있다. Here, the opening formed in the source crucible support may be formed to have an inclination in the vertical axis direction.

여기서, 상기 소스 도가니 지지부에 형성된 개구부를 통해 외부로 배출되는 분자선 형태로 방출되는 소스 물질을 재가열시키는 발열체를 상기 소스 도가니 지지부의 외측에 배치하도록 할 수 있다. Here, the heating element for reheating the source material discharged in the form of a molecular beam discharged to the outside through the opening formed in the source crucible support may be arranged outside the source crucible support.

여기서, 상기 적어도 하나 이상의 발열체는 각각 온도 조절이 가능하도록 구성할 수 있다. Here, the at least one heating element may be configured to enable temperature control respectively.

여기서, 상기 열복사/소스 반사판 및 상기 하우징의 단면은 전체적으로 ∩자 형태가 되도록 구성할 수 있다. Here, the cross section of the heat radiation / source reflector and the housing may be configured to have a U-shape as a whole.

여기서, 상기 열복사/소스 반사판 및 상기 소스 도가니는 탄탈륨(Ta), 몰리 브덴(Mo), 티타늄(Ti), 흑연(C), 카본(C), 세라믹(Al2O3, BN, PBN) 또는 금속산화물 재료로 형성되도록 할 수 있다. The heat radiation / source reflector and the source crucible may include tantalum (Ta), molybdenum (Mo), titanium (Ti), graphite (C), carbon (C), ceramics (Al 2 O 3 , BN, PBN) or It may be made of a metal oxide material.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 제1항 내지 제9항에 의해 형성된 하향식 노즐형 증발원 장치가 장착되는 진공 챔버를 포함하는 하향식 노즐형 진공 증착 장치에 있어서, 상기 하향식 노즐형 진공 증착 장치는 상기 진공 챔버의 상면 하부에 적어도 하나 이상 장착되고, 상기 진공 챔버 하부에는 기판이 배치되어, 상기 하향식 노즐형 증발원 장치로부터 분자선 형태의 소스 물질이 방사되어 상기 기판에 증착되는 것을 특징으로 하는 하향식 노즐형 진공 증착 장치를 제공한다. According to another aspect of the present invention, in the top-down nozzle type vacuum deposition apparatus comprising a vacuum chamber is mounted, the top-down nozzle type evaporation source device formed by claim 1, wherein the top-down nozzle type vacuum deposition apparatus is the vacuum At least one bottom is mounted on the upper surface of the chamber, a substrate is disposed below the vacuum chamber, the top-down nozzle type vacuum deposition, characterized in that the source material in the form of a molecular beam from the top-down nozzle type evaporation source device is deposited on the substrate Provide a device.

여기서, 상기 진공 챔버 하부 쪽에 배치되어, 상기 기판을 실어서 수평 방향으로 이송하기 위한 롤러 수단을 더 포함하도록 구성할 수 있다. Here, it may be configured to further include a roller means disposed on the lower side of the vacuum chamber, for loading the substrate in the horizontal direction.

본 발명에 의하면, 하향식 노즐형 진공 증발원 장치의 도가니에서 증발되는 소스 물질이 하방향으로 향하도록 함으로써 하향식 진공 증착을 가능하게 하는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치 및 이를 이용한 하향식 노즐형 진공 증착 장치를 제공할 수 있다. According to the present invention, there is provided a top-down nozzle type vacuum evaporation source device and a top-down nozzle type vacuum evaporation apparatus using the same, which enables a downward vacuum deposition by directing a source material evaporated in a crucible of the top-down nozzle type vacuum evaporation source device downward. Can be.

또한, 본 발명에 의하면, 하향식 노즐형 진공 증발원 장치의 내부를 밀폐시키고, 노즐 형태의 개구부를 통해 소스 물질을 외부로 배출시킬 수 있도록 함으로써, 증발원 장치에서 발생할 수 있는 열 손실을 최소화하고, 장치 내부의 압력 상 승에 의해 소스 물질이 보다 고에너지로 분사되도록 하는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치 및 이를 이용한 하향식 노즐형 진공 증착 장치를 제공할 수 있다. Further, according to the present invention, the inside of the top-down nozzle type vacuum evaporation source device is sealed and the source material can be discharged to the outside through the nozzle-shaped opening, thereby minimizing heat loss that may occur in the evaporation source device, and It is possible to provide a top-down nozzle type vacuum evaporation source device and a top-down nozzle type vacuum evaporation apparatus using the same so that the source material is injected at a higher energy by increasing the pressure of.

또한, 본 발명에 의하면, 하향식 노즐형 진공 증발원 장치에 구비된 발열체의 온도를 각각 조절할 수 있도록 함으로써, 소스 물질의 증발 경로에 따른 가장 최적화된 증발을 유도할 수 있는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치 및 이를 이용한 하향식 노즐형 진공 증착 장치를 제공할 수 있다. In addition, according to the present invention, by adjusting the temperature of the heating element provided in the top-down nozzle type vacuum evaporation source device, the top-down nozzle type vacuum evaporation source device that can induce the most optimized evaporation according to the evaporation path of the source material and the same It is possible to provide a top-down nozzle type vacuum deposition apparatus.

또한, 본 발명에 의하면, 하향식 노즐형 진공 증발원 장치의 내부뿐 아니라, 소스 물질이 개구부를 통해 외부로 배출되는 부분의 외측에 추가 발열체를 구비하도록 함으로써, 노즐에서 분사되는 분자선이 지지체 벽면이나 개구부에 증착되지 않고 기판 방향으로 올바르게 분사될 수 있는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치 및 이를 이용한 하향식 노즐형 진공 증착 장치를 제공할 수 있다. In addition, according to the present invention, by providing an additional heating element not only inside the top-down nozzle type vacuum evaporation source apparatus but also outside the portion where the source material is discharged to the outside through the opening, the molecular beams injected from the nozzles are formed on the support wall or the opening. It is possible to provide a top-down nozzle type vacuum evaporation source device and a top-down nozzle type vacuum evaporation apparatus using the same that can be sprayed correctly in the direction of the substrate without being deposited.

또한, 본 발명에 의하면, 하향식 노즐형 진공 증발원 장치에 구비된 노즐 형태의 개구부의 형태 및 배출 각도를 조절할 수 있도록 함으로써, 기판에 증착된 박막의 균일성을 획기적으로 증가시킬 수 있는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치 및 이를 이용한 하향식 노즐형 진공 증착 장치를 제공할 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to adjust the shape and the discharge angle of the nozzle-shaped opening provided in the top-down nozzle type vacuum evaporation source device, the top-down nozzle type vacuum that can significantly increase the uniformity of the thin film deposited on the substrate An evaporation source device and a top-down nozzle type vacuum deposition device using the same can be provided.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예들을 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 본 발명의 일실시예에 의한 하향식 노즐형 진공 증발원 장치(10) 의 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of a top-down nozzle type vacuum evaporation source device 10 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 하향식 노즐형 진공 증발원 장치(10)는, 소스 물질(11)이 저장되며, 입구가 상방향으로 개방되어 있는 소스 도가니(12)와, 상기 소스 도가니의 입구를 감싸도록 상기 소스 도가니 외부에 이격 배치되는 열복사/소스 반사판(13)과, 상기 열복사/소스 반사판의 외주면을 따라 배치되어 열을 방출하여 상기 열복사/소스 반사판을 가열하는 적어도 하나 이상의 발열체(14)와, 상기 소스 도가니의 하부를 지지하며, 적어도 하나 이상의 개구부를 구비한 소스 도가니 지지부(15)와, 상기 발열체 외측에 형성되며, 상기 소스 도가니(12), 열복사/소스 반사판(13), 발열체(14) 및 소스 도가니 지지부(15)를 수용하는 하우징(19)을 포함한다. Referring to FIG. 2, the top-down nozzle type vacuum evaporation source device 10 includes a source crucible 12 in which a source material 11 is stored and an inlet is open upward, and surrounds the inlet of the source crucible. A heat radiation / source reflector 13 spaced apart from the source crucible, at least one heating element 14 disposed along an outer circumferential surface of the heat radiation / source reflector to emit heat to heat the heat radiation / source reflector, and the source A source crucible support 15 having a lower portion of the crucible and having at least one opening, and formed outside the heating element, the source crucible 12, the heat radiation / source reflector 13, the heating element 14, and the source. And a housing 19 for receiving the crucible support 15.

이러한 구성의 하향식 노즐형 진공 증발원 장치(10)는 다음과 같이 동작한다. 즉, 상기 발열체(14)는 열을 방출하여 상기 열복사/소스 반사판(13)을 가열하고, 상기 발열체(14)에 의해 가열된 열복사/소스 반사판(13)은 상기 소스 도가니(12) 쪽으로 열복사선을 방사하여 상기 소스 도가니(12) 및 상기 소스 도가니의 소스 물질(11)을 가열하고, 가열된 소스 도가니로부터 소스 물질이 분자선 형태로 도 2의 A로 나타난 바와 같은 상방향으로 방출되어 열복사/소스 반사판(13)에 도달하면, 열복사/소스 반사판(13)은 이를 재가열하여 소스 물질을 분자선 형태로 도 2의 B로 나타난 바와 같은 하방향으로 전달한다. 열복사/소스 반사판(13)의 하부에 도달한 분자선 형태의 소스 물질은 상기 소스 도가니 지지부(15)에 형성되어 있는 노즐 형태의 개구부를 통하여 외부로 배출된다. 도 2의 C에 나타난 바와 같은 방 향으로 배출되는 분자선 형태의 소스 물질은 도 2에 도시되지는 않았으나, 소스 도가니 지지부(15) 하부에 위치한 기판에 증착되어 기판을 코팅하여 박막을 형성함으로써 하향식 진공 즉착을 수행할 수 있게 된다. The downward nozzle type vacuum evaporation source device 10 having such a configuration operates as follows. That is, the heat generator 14 emits heat to heat the heat radiation / source reflector 13, and the heat radiation / source reflector 13 heated by the heat generator 14 is heat radiation toward the source crucible 12. Radiate to heat the source crucible 12 and the source material 11 of the source crucible, and from the heated source crucible the source material is released upwards as shown by A in FIG. Upon reaching the reflector plate 13, the heat radiation / source reflector plate 13 reheats it and delivers the source material in the downward direction as shown in FIG. 2 in the form of a molecular beam. The source material in the form of a molecular beam reaching the lower portion of the heat radiation / source reflector 13 is discharged to the outside through an opening in the form of a nozzle formed in the source crucible support 15. Although not shown in FIG. 2, the source material in the form of a molecular beam discharged in the direction as shown in FIG. 2C is deposited on a substrate positioned below the source crucible support 15 to coat the substrate to form a thin film, thereby vacuuming down. You will be able to perform an improvisation.

본 실시예에서 열복사/소스 반사판(13)은, 전술한 바와 같이 소스 물질(11) 및 소스 도가니(12)를 가열시켜 증발시키고, 소스 도가니(12)로부터 증발되어 열복사/소스 반사판(13)에 분자선 형태로 도달하는 소스물질(11)을 재증발시키면서 보다 작은 크기의 소스 물질(11)로 분해시키고, 또한 이를 보다 높은 에너지를 갖는 분자선 형태의 소스 물질로 재가열 시키는 기능을 동시에 수행하게 된다. 나아가, 진공 챔버 하부에 위치하는 기판을 고온으로 가열하여 박막 형성시에 필요한 에너지를 제공하는 또한 복합적으로 수행할 수 있다는 점을 또 다른 특징으로 한다.In the present embodiment, the heat radiation / source reflector 13 heats and evaporates the source material 11 and the source crucible 12 as described above, and evaporates from the source crucible 12 to the heat radiation / source reflector 13. While re-evaporating the source material 11 reaching in the form of a molecular beam, it is simultaneously decomposed into a smaller size of the source material 11 and reheated to a source material in the form of a molecular beam having a higher energy. Furthermore, another feature is that the substrate located under the vacuum chamber can be heated to a high temperature to provide the energy necessary for forming the thin film, which can be combined.

소스 도가니(12)의 입구는 도시한 바와 같이 상방향을 향해 개방되어 있으며, 열복사/소스 반사판(13) 및 상기 하우징(19)은 분자선 형태의 소스 물질이 하부로 방사될 수 있도록 하부가 개방되도록 형성되는 것이 바람직하다. 하부에 위치한 기판에 균등한 분포로 소스 물질이 증착될 수 있도록, 열복사/소스 반사판(13) 및 상기 하우징(19)의 단면은 도 2에 나타낸 바와 같이 전체적으로 ∩자 형태인 것이 바람직하다.The inlet of the source crucible 12 is open upward as shown, and the heat radiation / source reflector 13 and the housing 19 are open so that the source material in the form of a molecular beam can be radiated downward. It is preferably formed. The cross section of the heat radiation / source reflector 13 and the housing 19 is preferably in a U-shape as a whole as shown in FIG. 2 so that the source material can be deposited in an even distribution on the underlying substrate.

여기에서, 상기 소스 도가니 지지부(15)는 상기 열복사/소스 반사판(13)의 개방된 하부를 외부와 차페하도록 형성됨으로써, 상기 소스 열복사/소스 반사판(13)을 외부와 밀폐시킬 수 있다. 도 2에 개시된 소스 도가니 지지부(15)는 소스 도가니(12)를 지지함과 동시에 열복사/소스 반사판(13)의 개방된 하부를 막도록 형성되며, 소스 도가니(12)를 지지하는 부분의 외측면을 따라 일정한 패턴을 가지는 개구부가 형성된다. 이와 같이 형성된 개구부를 통하여, 열복사/소스 반사판(13)에서 증발된 분자선 형태의 소스 물질이 하부로 배출될 수 있다. 소스 도가니 지지부(15)의 구성에 의하여 열복사/소스 반사판(13)의 내부를 일정 수준 이상 밀폐시켜 열 손실을 최소화할 수 있으며, 소스 도가니(12) 내부의 압력을 높여 소스 물질이 보다 고에너지로 분사될 수 있다. 또한, 상기 소스 도가니 지지부(15)에 구비된 개구부를 다양한 패턴으로 형성됨으로써, 기판에 방사되는 복사선 형태의 소스 물질의 균일도를 조절할 수 있다. 또한, 소스 도가니 지지부(15)에 구비된 개구부의 수직축 방향의 경사를 조절함으로써, 기판에 방사되는 복사선 형태의 소스 물질의 방향을 조절할 수 있다. 소스 도가니 지지부(15) 형성된 개구부의 자세한 실시예에 대해서는 도 3 및 도 4에서 후술하기로 한다. Here, the source crucible support 15 is formed to shield the open lower part of the heat radiation / source reflector 13 from the outside, thereby sealing the source heat radiation / source reflector 13 from the outside. The source crucible support 15 disclosed in FIG. 2 is formed to support the source crucible 12 and at the same time block the open lower portion of the heat radiation / source reflector 13, and the outer surface of the portion supporting the source crucible 12. An opening having a constant pattern is formed along the same. Through the opening formed as described above, the source material in the form of a molecular beam evaporated from the heat radiation / source reflector 13 may be discharged downward. Due to the configuration of the source crucible support 15, the heat radiation / source reflector 13 may be sealed to a predetermined level or more, thereby minimizing heat loss.Increasing the pressure inside the source crucible 12 increases the source material Can be sprayed. In addition, the openings provided in the source crucible support 15 may be formed in various patterns, thereby controlling the uniformity of the source material in the form of radiation radiated onto the substrate. In addition, by adjusting the inclination of the opening of the source crucible support 15 in the vertical axis direction, it is possible to control the direction of the source material in the form of radiation radiated to the substrate. A detailed embodiment of the opening formed in the source crucible support 15 will be described later with reference to FIGS. 3 and 4.

한편, 발열체(14)는 예컨대 전기적인 수단에 의해 발열될 수 있으며 이를 위해 전극(미도시)을 통해 전원(미도시)과 연결될 수 있음은 물론이다. 또한, 발열체(14)는 단면이 원형인 직선 형태로서, 상기 열복사/소스 반사판(13)의 외주면을 따라 복수개로 배치될 수 있다. 또한, 발열체는 열복사/소스 반사판의 외주면에 존재함과 동시에, 상기 소스 도가니 지지부(15)의 외측에 배치하도록 함으로써, 소스 도가니 지지부(15)에 형성된 개구부를 통해 외부로 배출되는 분자선 형태의 소스 물질을 재가열시키도록 할 수 있다. 이와 같이, 외부로 배출되는 분자선 형태의 소스 물질을 재가열하는 것에 의하여, 노즐 형태의 개구부에서 분사되는 분자선이 소스 도가니 지지부(15)의 벽면이나 개구부에 증착되지 않고 기판 방향으로 분 사되도록 하는 효과를 유발할 수 있다. 또한, 상기 각각의 발열체를 별개로 온도 조절이 가능하도록 설정하여, 소스 물질이 증발 경로에 따라 가장 적합한 온도로 가열될 수 있도록 할 수 있다. On the other hand, the heating element 14 may be generated by, for example, an electrical means and may be connected to a power source (not shown) through an electrode (not shown) for this purpose. In addition, the heating element 14 may have a circular shape having a circular cross section and may be disposed in plural along the outer circumferential surface of the heat radiation / source reflector 13. In addition, the heating element is present on the outer circumferential surface of the heat radiation / source reflecting plate and disposed outside of the source crucible support 15 so that the source material in the form of a molecular beam discharged to the outside through an opening formed in the source crucible support 15. Can be reheated. As such, by reheating the source material in the form of a molecular beam discharged to the outside, the molecular beams injected from the nozzle-shaped opening are sprayed in the direction of the substrate without being deposited on the wall surface or the opening of the source crucible support 15. May cause In addition, each of the heating elements may be set to be separately controlled to allow the source material to be heated to the most suitable temperature according to the evaporation path.

한편, 본 실시예의 진공 증발원 장치(10)는, 열효율을 높이기 위하여, 하우징(19)과 발열체(14) 사이에서 하우징(19)의 내주면을 따라 형성되어 발열체(14)로부터 방출되는 열을 열복사/소스 반사판(13)쪽으로 반사하기 위한 반사판(16, 17, 18)을 더 포함할 수 있다. 도면에서 반사판(16, 17, 18)은 3중으로 구성되어 있으나 필요에 따라 그 갯수를 적절하게 선택할 수 있음은 물론이다.On the other hand, the vacuum evaporation source device 10 of the present embodiment is formed along the inner circumferential surface of the housing 19 between the housing 19 and the heat generating element 14 in order to increase the thermal efficiency, the heat radiation / It may further include a reflecting plate (16, 17, 18) for reflecting toward the source reflecting plate (13). In the drawing, the reflecting plates 16, 17, 18 are composed of three, but the number can be appropriately selected as necessary.

또한, 본 실시예의 진공 증발원 장치(10)는, 반사판(16, 17, 18)과 하우징(19) 사이에서 하우징(19)의 내주면을 따라 형성되어 발열체(14)로부터 방사되는 열을 단열하기 위한 단열판(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 단열판은 하우징(19)을 통해 하우징(19) 외부 즉 진공 챔버의 불필요한 가열을 차단하기 위한 것이다.In addition, the vacuum evaporation source device 10 of the present embodiment is formed along the inner circumferential surface of the housing 19 between the reflecting plates 16, 17, 18 and the housing 19 to insulate heat radiated from the heating element 14. It may further include a heat insulating plate (not shown). The insulating plate is for blocking unnecessary heating of the vacuum chamber outside of the housing 19 through the housing 19.

여기에서, 열복사/소스 반사판(13) 및 소스 도가니(12)는 예컨대, 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 흑연(C), 카본(C), 세라믹(Al2O3, BN, PBN) 또는 금속산화물 재료로 형성하여, 증발시킬 소스 물질에 따라 선택적으로 사용할 수 있도록 할 수 있다.Here, the heat radiation / source reflector 13 and the source crucible 12 are, for example, tantalum (Ta), molybdenum (Mo), titanium (Ti), graphite (C), carbon (C), ceramic (Al 2 O 3). , BN, PBN) or metal oxide materials, which can be selectively used depending on the source material to be evaporated.

본 실시예에 의하면, 전체적인 가열 구조에서 소스 물질(11)이 소스 도가니(12)에서 나오는 부분으로 복사열이 상대적으로 많이 들어가기 때문에 소스 도가니(12)의 입구가 상대적으로 온도가 높아 소스 도가니(12) 입구의 온도가 낮아져서 소스 물질이 결정화되어 입구가 막히는 경우를 방지할 수 있다는 장점도 있다.According to the present embodiment, since the source material 11 in the overall heating structure has a relatively large amount of radiant heat entering the portion coming from the source crucible 12, the inlet of the source crucible 12 has a relatively high temperature so that the source crucible 12 It is also advantageous that the temperature of the inlet is lowered to prevent the source material from crystallizing and clogging the inlet.

도 3은 소스 도가니 지지부(15)에 구비된 개구부 형태의 일예를 나타낸 도면이다. 3 is a view showing an example of the shape of the opening provided in the source crucible support 15.

도 3을 참조하면, 도 3은 소스 도가니 지지부(15) 중에서 열복사/소스 반사판(13)과 맞물리는 부분을 아래쪽에서 바라본 도면이다. Referring to FIG. 3, FIG. 3 is a view of the source crucible support 15 engaged with the heat radiation / source reflector 13 from below.

소스 도가니 지지부(15)에는 소스 물질이 하부 쪽으로 배출될 수 있는 노즐 형태의 개구부가 구비되어 있다. 일반적인 노즐 형태의 개구부(21)를 이용하는 경우, 개구부의 양 끝단에 방사되는 소스 물질의 양이 적어 증착된 박막의 양 끝단의 두께가 가운데보다 상대적으로 얇게 되는 단점이 존재하였다. 이러한 점을 극복하기 위해, 도 3에 개시된 개구부(20, 22, 23)와 같은 형태로 양 끝단의 노즐 형태의 개구부의 크기를 달리하거나 구조를 조절하는 경우 끝단에 상대적으로 적게 방사되는 소스 물질의 양을 충당할 수 있으므로, 결과적으로 균일도가 높은 박막을 얻을 수 있게 된다. 소스 도가니 지지부(15)에 형성된 개구부는 도 3에 나타난 바와 같이, 소스 도가니(12)를 지지하는 부분인 가운데 부분의 외측면을 따라 일정한 패턴을 가지며 형성될 수 있다. The source crucible support 15 is provided with a nozzle-shaped opening through which the source material can be discharged downward. In the case of using the opening 21 in the form of a general nozzle, there was a disadvantage in that the amount of the source material radiated at both ends of the opening is small so that the thickness of both ends of the deposited thin film is relatively thinner than the middle. In order to overcome this, when the size or the structure of the nozzle-shaped openings at both ends in the same shape as the openings 20, 22, 23 disclosed in Figure 3 is adjusted, Since the amount can be covered, a thin film with high uniformity can be obtained as a result. As shown in FIG. 3, the opening formed in the source crucible support 15 may have a predetermined pattern along the outer surface of the center portion, which is a portion supporting the source crucible 12.

도 3에서 개시한 소스 도가니 지지부(15)에 구비된 개구부의 형태는 구현 가능한 것들의 일예를 나타낸 것에 불과하며, 도면에 개시된 형태뿐 아니라, 다양한 형태의 개구부가 존재할 수 있음은 당업자에게 있어서 자명한 사항임에 유의하여야 할 것이다. 또한, 도 3에 개시된 증발원 장치의 형태는 후술하는 도 5에 개시된 바와 같은 선형 형태임에 유의한다. 증발원 장치의 형태가 후술하는 도 6에 개시된 바와 같은 점형 형태인 경우에는 소스 도가니 지지부(15) 역시 원형 형태로 존재하여야 할 것이다. The shape of the opening provided in the source crucible support 15 disclosed in FIG. 3 is merely an example of those that can be implemented, and it is apparent to those skilled in the art that not only the shape disclosed in the drawings but also various types of openings may exist. It should be noted that this is a matter. Note that the shape of the evaporation source device disclosed in FIG. 3 is a linear shape as disclosed in FIG. 5 described later. If the shape of the evaporation source device is a pointed shape as disclosed in FIG. 6 to be described later, the source crucible support 15 should also be present in a circular shape.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 하향식 노즐형 진공 증발원 장치의 단면도이다. Figure 4 is a cross-sectional view of a top-down nozzle type vacuum evaporation source apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 도 2의 실시예와 비교해 볼 때, 기타 다른 구성은 동일하지만 소스 도가니 지지부(15)에 구비된 개구부는 수직축 방향으로 일정한 각도가 형성되어 있다는 점에서 차이가 있다. 즉, 도 2의 하향식 노즐형 증발원 장치의 경우에는 노즐형 개구부 방향이 지면과 평행하게 위치하여 방사되는 소스 물질의 방향이 도 2의 C 에 나타난 바와 같이 지면과 기판과 수직하게 분사되지만, 도 4의 경우에는 노즐 형태의 개구부에 각도를 형성함으로써, 도 4의 C 에 나타난 바와 같이 방사되는 소스 물질의 분사 방향을 조절할 수가 있게 된다. Referring to FIG. 4, compared with the embodiment of FIG. 2, the other configuration is the same, but the opening provided in the source crucible support 15 is different in that a certain angle is formed in the vertical axis direction. That is, in the case of the top-down nozzle type evaporation source apparatus of FIG. 2, the direction of the nozzle type opening is located parallel to the ground, and the direction of the source material radiated is sprayed perpendicular to the ground and the substrate as shown in FIG. In this case, by forming an angle in the nozzle-shaped opening, as shown in FIG. 4C, the spraying direction of the source material to be emitted can be adjusted.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 하향식 노즐형 진공 증발원 장치에서 증발원 장치의 형태가 선형인 경우를 나타낸 도면이다. 5 is a view illustrating a case where the shape of the evaporation source device is linear in the top-down nozzle type vacuum evaporation device according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명에 의한 하향식 노즐형 진공 증발원 장치에서 반사판(16, 17, 18) 및 하우징(19)을 제외한 내부를 나타내고 있다. U 자형의 소스 도가니(12) 및 열복사/소스 반사판(13)은 도 5에 개시된 바와 같이 선형으로 이루어져 있으며, 그에 따라 발열체(14) 역시 열복사/소스 반사판(13)의 옆면을 따 라 막대형으로 이루어진다. 또한, 소스 도가니(12)를 지지하는 소스 도가니 지지부(15)에서, 소스 도가니(12)를 지지하는 부분의 외측면으로 노즐 형태의 개구부가 형성된다. 또한, 소스 도가니 지지부(15)에 형성된 개구부를 통해 외부로 배출되는 분자선 형태로 방출되는 소스 물질을 재가열시키는 발열체가 소스 도가니 지지부(15)의 외측에 형성된 독립된 공간에 존재한다. Referring to FIG. 5, FIG. 5 shows the interior of the top-down nozzle type vacuum evaporation source apparatus except for the reflecting plates 16, 17, and 18 and the housing 19. The U-shaped source crucible 12 and the heat radiation / source reflector 13 are linear as shown in FIG. 5, so that the heating element 14 also has a bar shape along the side of the heat radiation / source reflector 13. Is done. In addition, in the source crucible support 15 supporting the source crucible 12, an opening in the form of a nozzle is formed in the outer surface of the portion supporting the source crucible 12. In addition, a heating element for reheating the source material discharged in the form of a molecular beam discharged to the outside through an opening formed in the source crucible support 15 is present in an independent space formed outside the source crucible support 15.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 하향식 노즐형 진공 증발원 장치에서 증발원 장치의 형태가 점형인 경우를 나타낸 도면이다. 6 is a view showing a case where the shape of the evaporation source device in the top-down nozzle type vacuum evaporation source device according to an embodiment of the present invention is a point.

도 6을 참조하면, 도 6은 본 발명에 의한 하향식 노즐형 진공 증발원 장치에서 증발원 장치의 전체 형태가 원형이 경우를 나타낸다. 소스 도가니(12), 열복사/소스 반사판(13), 발열체(14) 및 소스 도가니 지지부(15)의 형태가 모두 원형으로 되어 있는 것을 확인할 수 있다. 소스 도가니 지지부(15)에 형성된 노즐 형태의 개구부 역시 소스 도가니(12)를 중심으로 원형으로 배치되어 있는 것을 볼 수 있다. 도 5 및 도 6에 개시된 증발원 장치의 형태의 기본 원리는 모두 동일하며, 기판의 모양 및 사용 환경에 따라 형태를 변형시켜서 사용할 수 있다. 증발원 장치의 형태는 상기의 선형 형태 및 점형 형태뿐 아니라, 그에서 유추될 수 있는 다양한 형태로 존재할 수 있음은 물론이라 할 것이다. Referring to FIG. 6, FIG. 6 shows a case in which the entire shape of the evaporation source device is circular in the top-down nozzle type vacuum evaporation device according to the present invention. It can be seen that the shapes of the source crucible 12, the heat radiation / source reflecting plate 13, the heating element 14, and the source crucible support 15 are all circular. It can be seen that the nozzle-shaped opening formed in the source crucible support 15 is also arranged in a circle around the source crucible 12. The basic principles of the shape of the evaporation source device disclosed in Figures 5 and 6 are all the same, it can be used by modifying the shape according to the shape of the substrate and the environment of use. The shape of the evaporation source device may be present in various forms that can be inferred, as well as the linear form and the point form.

도 7은 본 발명에 의한 하향식 노즐형 진공 증발원 장치를 장착한 하향식 노즐형 진공 증착 장치(30)의 일실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 7 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a top-down nozzle type vacuum deposition apparatus 30 equipped with a top-down nozzle type vacuum evaporation source device according to the present invention.

하향식 노즐형 진공 증착 장치(30)는 내부가 진공으로 구현되는 진공 챔버(31)를 포함하며, 진공 챔버(31)의 상면 하부에는 전술한 바와 같은 하향식 노즐형 진공 증발원 장치(10)가 장착되어 있음을 알 수 있다. The top-down nozzle type vacuum deposition apparatus 30 includes a vacuum chamber 31 having a vacuum inside thereof, and a top-down nozzle type vacuum evaporation source device 10 as described above is mounted below the upper surface of the vacuum chamber 31. It can be seen that.

진공 챔버(31)의 하부 쪽에는 기판(32)이 배치되어 있어서, 전술한 바와 같이 동작하는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치(10)로부터 분자선 형태의 소스 물질이 소스 도가니 지지부(15)에 구비된 노즐 형태의 개구부를 통하여 방출되어 중력에 의해 하강하면서 기판(32)에 증착되어 박막을 형성하게 된다. The substrate 32 is disposed at the lower side of the vacuum chamber 31, and the source material in the form of a molecular beam is provided on the source crucible support 15 from the downward nozzle type vacuum evaporation source device 10 operating as described above. It is emitted through the opening of the form and is deposited by the substrate 32 while descending by gravity to form a thin film.

기판(32)의 하부에는 롤러 수단(33)이 형성되어 기판(32)을 싣고 수평 방향으로 이동하도록 구성할 수도 있다. 롤러 수단(33)에 의해 기판(32)이 수평 일방향으로 이동하므로, 증착 과정에서의 균일성을 보다 더 확보할 수 있게 된다. The roller means 33 is formed in the lower part of the board | substrate 32, and may be comprised so that a board | substrate 32 may be mounted and it may move to a horizontal direction. Since the substrate 32 is moved in one horizontal direction by the roller means 33, it is possible to further secure uniformity in the deposition process.

하향식 노즐형 진공 증발원 장치(10)는 지지대(35)에 의해 플랜지(34)에 고정되고, 플랜지(34)는 진공 챔버에 고정된다. 하향식 노즐형 진공 증발원 장치(10)의 바로 위의 플랜지(34)의 중간부분에는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치(10)로 전원을 공급하기 위한 전극(37)과 전원을 공급하고 하향식 노즐형 진공 증발원 장치(10)의 온도를 감지하여 제어하기 위한 전선(36)이 형성된다. The downward nozzle type vacuum evaporation source device 10 is fixed to the flange 34 by a support 35, and the flange 34 is fixed to the vacuum chamber. A middle portion of the flange 34 directly above the top-down nozzle type vacuum evaporation source device 10 supplies an electrode 37 for supplying power to the top-down nozzle type vacuum evaporation device 10 and a top-down nozzle type vacuum evaporation source. Wires 36 are formed for sensing and controlling the temperature of the device 10.

도 7의 하향식 노즐형 진공 증착 장치(30)는 다음과 같이 동작한다. 우선, 진공 챔버(31) 하부에 기판(32)을 배치한다. 전술한 바와 같이, 롤러 수단(33)을 배치하고 롤러 수단(33) 위에 기판(32)을 실어서 수평 방향으로 기판(32)을 이동할 수 있도록 구성해도 좋다. 이러한 상태에서, 진공 챔버(31) 상부에 장착된 하향식 노즐형 진공 증발원 장치(10)의 발열체(14)가 가열되어 열을 방출하면 방출되는 열 복사선은 도 2에서 설명한 바와 같이 열복사/소스 반사판(13)을 통해 소스 도가니(12)로 방사된다. 이에 의하여 소스 도가니(12) 및 소스 도가니(12)에 저장된 소스 물질(11)이 가열된다. 소스 도가니(12) 및 소스 물질(11)이 가열되면, 소스 물질(11)은 분자선 형태로 소스 도가니(12) 외부로 방출되는데, 방출되는 소스 물질은 열복사/소스 반사판(13)에 도달하게 되고, 열복사/소스 반사판(13)에 의해 재가열되어 높은 에너지를 얻은 후 재증발하여 아래 방향으로 방출된다. 아래 방향으로 방출되는 분자선 형태의 소스 물질(11)은 소스 도가니 지지부(15)에 형성된 노즐 형태의 개구부를 거쳐서 외부로 배출되며, 외부로 배출된 분자선 형태의 소스 물질(11)은 진공 챔버(31) 하부에 배치된 기판(32)에 도달하여 기판(32)에 증착됨으로써 박막을 형성하게 된다. The top-down nozzle type vacuum deposition apparatus 30 of FIG. 7 operates as follows. First, the substrate 32 is disposed below the vacuum chamber 31. As mentioned above, you may arrange | position the roller means 33 and mount the board | substrate 32 on the roller means 33 so that the board | substrate 32 may be moved in a horizontal direction. In this state, when the heating element 14 of the top-down nozzle type vacuum evaporation source device 10 mounted above the vacuum chamber 31 is heated to release heat, the heat radiation emitted from the heat radiation / source reflector ( 13 through the source crucible 12. This heats the source crucible 12 and the source material 11 stored in the source crucible 12. When the source crucible 12 and the source material 11 are heated, the source material 11 is released outside the source crucible 12 in the form of a molecular beam, and the released source material reaches the heat radiation / source reflector 13 and Then, the heat radiation / source reflector 13 is reheated to obtain high energy and then re-evaporates and is released downward. The source material 11 in the form of a molecular beam that is discharged downward is discharged to the outside through the nozzle-shaped opening formed in the source crucible support 15, and the source material 11 in the form of the molecular beam discharged to the outside is a vacuum chamber 31. A thin film is formed by reaching the substrate 32 disposed below the substrate 32 and being deposited on the substrate 32.

한편, 전술한 하향식 노즐형 진공 증착 장치(30)는 도 7에 도시한 것 이외에 다른 구성을 포함할 수 있으나 진공 증착 장치의 일반적인 구성들이고 또한 본 발명과는 직접적인 관련은 없으므로 설명의 편의를 위하여 생략하였음을 유의해야 한다.Meanwhile, the above-described top-down nozzle type vacuum deposition apparatus 30 may include other components in addition to those shown in FIG. 7, but are omitted for convenience of description since they are general configurations of the vacuum deposition apparatus and are not directly related to the present invention. It should be noted that

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 하향식 노즐형 진공 증착 장치(30)를 나타낸 단면도이다. 8 is a cross-sectional view showing a top-down nozzle type vacuum deposition apparatus 30 according to another embodiment of the present invention.

도 8의 하향식 노즐형 진공 증착 장치(30)는 도 7에 도시한 형태의 하향식 노즐형 진공 증착 장치(30)와 기본적인 구성은 동일하되, 진공 챔버(31) 상부에 하향식 노즐형 진공 증발원 장치(10)가 복수개 형성된 점에서 차이가 있다. 이러한 구성에 의하면, 롤러 수단(33)에 의해 이송되는 기판(32)에 대해서 복수개의 진공 증발원 장치(10)가 연속적으로 소스 물질(11)을 코팅하게 되므로 보다 균일한 밀도의 증착 효과를 달성할 수 있으므로, 박막 형성의 균일성 및 제품의 전체적인 완성도를 높일 수 있다는 장점이 있다. The top-down nozzle type vacuum evaporation apparatus 30 of FIG. 8 has the same basic configuration as the top-down nozzle type vacuum evaporation apparatus 30 of the type shown in FIG. 7, but the top-down nozzle type vacuum evaporation source apparatus is formed on the vacuum chamber 31. There is a difference in that a plurality of 10) are formed. According to this configuration, since the plurality of vacuum evaporation source devices 10 continuously coat the source material 11 with respect to the substrate 32 conveyed by the roller means 33, a more uniform density deposition effect can be achieved. Therefore, there is an advantage that the uniformity of the thin film formation and the overall completeness of the product can be increased.

한편, 도 7 및 도 8의 구성에서는, 하향식 노즐형 진공 증발원 장치(10)가 복수개 형성되므로, 각각의 하향식 노즐형 진공 증발원 장치(10)의 각각의 소스 도가니(12)에는 필요에 따라 다른 소스 물질(11)을 저장할 수 있다. 이는 복합 물질의 코팅시에 매우 유용하게 사용할 수 있다는 장점이 있다. 물론, 동일한 소스 물질(11)을 저장할 수도 있다.On the other hand, in the configuration of Figs. 7 and 8, since a plurality of top-down nozzle type vacuum evaporation source devices 10 are formed, each source crucible 12 of each of the top-down nozzle type vacuum evaporation source devices 10 may have a different source if necessary. The material 11 can be stored. This has the advantage that it can be used very usefully when coating the composite material. Of course, it is also possible to store the same source material 11.

이상에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성을 설명하였으나, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것이 아님은 물론이며, 첨부한 청구범위 및 도면에 의해 파악되는 본 발명의 범위 내에서 여러 가지의 변형, 수정 및 개선이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다. In the above, the configuration of the present invention with reference to the preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the above embodiment, of course, it is within the scope of the present invention as grasped by the appended claims and drawings Various modifications, modifications, and improvements are possible in the art to those skilled in the art.

도 1은 본 출원인에 의해 2008년 11월 13일자로 출원된 종래 발명(출원번호 제10-2008-0112708호, 하향식 진공 증발원 장치 및 이를 이용한 하향식 진공 증착 장치)을 개략적으로 나타낸 도면이다. 1 is a view schematically showing a conventional invention (Application No. 10-2008-0112708, a top-down vacuum evaporation source device and a top-down vacuum deposition apparatus using the same) filed by the applicant of November 13, 2008.

도 2는 본 본 발명의 일실시예에 의한 하향식 노즐형 진공 증발원 장치(10)의 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of a top-down nozzle type vacuum evaporation source device 10 according to an embodiment of the present invention.

도 3은 소스 도가니 지지부(15)에 구비된 개구부 형태의 일예를 나타낸 도면이다. 3 is a view showing an example of the shape of the opening provided in the source crucible support 15.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 하향식 노즐형 진공 증발원 장치(10)의 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of a top-down nozzle type vacuum evaporation source device 10 according to another embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 하향식 노즐형 진공 증발원 장치(10)에서 증발원 장치의 형태가 선형인 경우를 나타낸 도면이다. 5 is a view illustrating a case where the shape of the evaporation source device is linear in the top-down nozzle type vacuum evaporation device 10 according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 하향식 노즐형 진공 증발원 장치(10)에서 증발원 장치의 형태가 점형인 경우를 나타낸 도면이다. 6 is a view showing a case where the shape of the evaporation source device in the top-down nozzle type vacuum evaporation source device 10 according to an embodiment of the present invention is a point shape.

도 7은 본 발명에 의한 하향식 노즐형 진공 증발원 장치(10)를 장착한 하향식 노즐형 진공 증착 장치(30)의 일실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.7 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of a top-down nozzle type vacuum deposition apparatus 30 equipped with a top-down nozzle type vacuum evaporation source device 10 according to the present invention.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 하향식 노즐형 진공 증착 장치(30)를 나타낸 단면도이다. 8 is a cross-sectional view showing a top-down nozzle type vacuum deposition apparatus 30 according to another embodiment of the present invention.

Claims (11)

소스 물질이 저장되며, 입구가 상방향으로 개방되어 있는 소스 도가니; A source crucible in which the source material is stored and whose inlet is open upward; 상기 소스 도가니의 입구를 감싸도록 상기 소스 도가니 외부에 이격 배치되는 열복사/소스 반사판; A heat radiation / source reflector disposed to be spaced apart from the outside of the source crucible so as to surround the inlet of the source crucible; 상기 열복사/소스 반사판의 외주면을 따라 배치되어 열을 방출하여 상기 열복사/소스 반사판을 가열하는 적어도 하나 이상의 발열체; At least one heating element disposed along an outer circumferential surface of the heat radiation / source reflector to emit heat to heat the heat radiation / source reflector; 상기 소스 도가니의 하부를 지지하며, 적어도 하나 이상의 개구부를 구비한 소스 도가니 지지부; 및A source crucible support supporting a lower portion of the source crucible and having at least one opening; And 상기 발열체 외측에 형성되며, 상기 소스 도가니, 열복사/소스 반사판, 발열체 및 소스 도가니 지지부를 수용하는 하우징A housing formed outside the heating element and accommodating the source crucible, the heat radiation / source reflector, the heating element and the source crucible support 을 포함하며, Including; 상기 발열체에 의해 가열된 열복사/소스 반사판은 상기 소스 도가니 쪽으로 열복사선을 방사하여 상기 소스 도가니 및 상기 소스 도가니의 소스 물질을 가열하고, 가열된 소스 도가니로부터 분자선 형태로 방출되는 소스 물질을 재가열하여 반사 및 재증발시키며, The heat radiation / source reflector heated by the heating element radiates heat radiation toward the source crucible to heat the source crucible and the source material of the source crucible, and reheats and reflects the source material emitted in the form of a molecular beam from the heated source crucible. And re-evaporate, 상기 반사 및 재증발되는 소스 물질은 상기 소스 도가니 지지부에 구비된 개구부를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치. The top-down nozzle type evaporation source device, characterized in that the reflection and re-evaporation of the source material is discharged to the outside through the opening provided in the source crucible support. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 하우징과 상기 발열체 사이에서 상기 하우징의 내주면을 따라 형성되어 상기 발열체로부터 방출되는 열을 상기 열복사/소스 반사판 쪽으로 반사하기 위한 반사판; 및 A reflector formed between the housing and the heating element along an inner circumferential surface of the housing to reflect heat emitted from the heating element toward the heat radiation / source reflector; And 상기 반사판과 상기 하우징 사이에서 상기 하우징의 내주면을 따라 형성되어 상기 발열체로부터 방사되는 열을 단열하기 위한 단열판An insulation plate formed between the reflecting plate and the housing along an inner circumferential surface of the housing to insulate heat radiated from the heating element; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치. Top-down nozzle type vacuum evaporation source device further comprising. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 소스 도가니 지지부는 상기 열복사/소스 반사판의 개방된 하부를 외부와 차폐하도록 형성된 것을 특징으로 하는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치. The source crucible support is a top-down nozzle type vacuum evaporation source device, characterized in that formed to shield the open lower portion of the heat radiation / source reflector to the outside. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 소스 도가니 지지부에 형성된 개구부는, 상기 소스 도가니를 지지하는 부분의 외측면을 따라 끝단쪽의 개구부의 크기가 중심부쪽의 개구부의 크기보다 더 큰 패턴을 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치. The opening formed in the source crucible support portion is a top-down nozzle type vacuum, characterized in that the size of the end opening along the outer surface of the portion for supporting the source crucible is larger than the size of the opening of the central side Evaporation Source Device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 소스 도가니 지지부에 형성된 개구부는, 수직축 방향으로 경사를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치. The opening formed in the source crucible support portion is a top-down nozzle type vacuum evaporation source device, characterized in that formed to have a slope in the vertical axis direction. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 소스 도가니 지지부에 형성된 개구부를 통해 외부로 배출되는 분자선 형태로 방출되는 소스 물질을 재가열시키는 발열체를 상기 소스 도가니 지지부의 외측에 배치하는 것을 특징으로 하는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치. And a heating element for reheating the source material discharged in the form of a molecular beam discharged to the outside through the opening formed in the source crucible support, outside the source crucible support. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 적어도 하나 이상의 발열체는 각각 온도 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치. The at least one heating element is a top-down nozzle type vacuum evaporation source device, characterized in that each temperature controllable. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열복사/소스 반사판 및 상기 하우징의 단면은 전체적으로 ∩자 형태인 것을 특징으로 하는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치. The cross-section of the heat radiation / source reflector and the housing is a top-down nozzle type vacuum evaporation source device, characterized in that the overall shape. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열복사/소스 반사판 및 상기 소스 도가니는 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 흑연(C), 카본(C), 세라믹(Al2O3, BN, PBN) 또는 금속산화물 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 하향식 노즐형 진공 증발원 장치. The heat radiation / source reflector and the source crucible are tantalum (Ta), molybdenum (Mo), titanium (Ti), graphite (C), carbon (C), ceramic (Al 2 O 3 , BN, PBN) or metal oxide materials Top-down nozzle type vacuum evaporation source device, characterized in that formed as. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 의해 형성된 하향식 노즐형 증발원 장치가 장착되는 진공 챔버를 포함하는 하향식 노즐형 진공 증착 장치에 있어서, A top-down nozzle type vacuum deposition apparatus comprising a vacuum chamber in which a top-down nozzle type evaporation source device formed by any one of claims 1 to 9 is mounted. 상기 하향식 노즐형 증발원 장치는 상기 진공 챔버의 상면 하부에 적어도 하나 이상 장착되고, The top-down nozzle type evaporation source device is mounted at least one lower portion of the upper surface of the vacuum chamber, 상기 진공 챔버 하부에는 기판이 배치되어, 상기 하향식 노즐형 증발원 장치로부터 분자선 형태의 소스 물질이 방사되어 상기 기판에 증착되는 것을 특징으로 하는 하향식 노즐형 진공 증착 장치. A substrate is disposed below the vacuum chamber, and the source material in the form of a molecular beam is emitted from the top-down nozzle type evaporation source device and deposited on the substrate. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 진공 챔버 하부 쪽에 배치되어, 상기 기판을 실어서 수평 방향으로 이 송하기 위한 롤러 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하향식 노즐형 진공 증착 장치. And a roller means disposed under the vacuum chamber, the roller means for carrying the substrate and transferring the substrate in a horizontal direction.
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