KR101217518B1

KR101217518B1 - 증착 원료 공급 장치 및 이를 구비하는 박막 증착 장치

Info

Publication number: KR101217518B1
Application number: KR1020080028353A
Authority: KR
Inventors: 김철환; 박석주; 이형섭
Original assignee: (주)에이디에스; 주성엔지니어링(주)
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2028-03-27
Also published as: KR20090103024A

Abstract

본 발명은 증착 원료 공급 장치 및 이를 구비하는 박막 증착 장치에 관한 것으로 회전공간을 갖는 몸체부와, 상기 회전몸체에 위치하여 각기 일정거리 이격되어 형성된 복수의 홈을 구비하는 원료 유량 조절부와, 상기 원료 유랑 조절부의 상부에 위치하며 원료 물질이 저장된 원료 저장부와, 상기 원료 저장부에 마련되어 상기 원료 유량 조절부의 적어도 하나의 홈에 원료 물질을 충진시키는 원료 입력부와, 상기 원료 유량 조절부의 하부에 위치하여 상기 홈에 충진된 원료 물질을 공급받는 원료 출력부를 포함하는 증착 원료 공급 장치와 이를 구비하는 박막 증착 장치를 제공한다.

따라서 본 발명에 의하면 복수의 홈을 구비하며 회전하는 원료 유량 조절부를 이용하여 일정양의 유기 원료를 연속적으로 증착 챔버에 공급할 수 있다. 따라서, 매 증착 공정마다 유기 원료를 새로 넣지 않아도 되므로 공정 수율이 높아지는 효과가 있다. 또한, 본 발명에서는 원료 유량 조절부를 이용하여 기계적, 물리적인 방법으로 유기 원료를 이송하므로 상기 유기 원료의 특성 및 주위 환경에 영향을 받지 않고 일정양을 증착 챔버에 공급할 수 있다.

유기 원료, 원료 유량 조절부

Description

증착 원료 공급 장치 및 이를 구비하는 박막 증착 장치{Apparatus for supplying deposition meterial and film depositing apparatus having the same}

본 발명은 증착 원료 공급 장치 및 이를 구비하는 박막 증착 장치에 관한 것으로, 복수의 홈을 구비하며 회전하는 원료 유량 조절부를 이용하여 연속적으로 일정량의 분말 형태의 유기 원료를 증착 장치에 공급할 수 있는 증착 원료 공급 장치와, 상기 증착 원료 공급 장치를 통해 정량의 유기 재료를 연속적으로 공급받아 유기 박막을 증착하는 박막 증착 장치에 관한 것이다.

일반적으로 유기 박막 증착 장치는 분말 형태의 유기 원료를 기화시켜 기판상에 유기 박막을 형성하였다. 이러한, 유기 박막 증착 장치는 분말 형태의 유기 원료를 상기 유기 박막 장치에 공급하기 위한 별도의 증착 원료 공급 장치를 구비한다. 종래의 증착 원료 공급 장치는 상기 증착 원료 공급 장치와 박막 증착 챔버 사이의 압력차를 이용하여 유기 원료를 증착 챔버에 제공하였다. 여기서, 공급되는 캐리어 가스의 양에 따라 증착 원료 공급 장치와 박막 증착 챔버 사이에 발생하는 압력 차이를 이용하여 박막 증착 챔버에 유기 원료가 공급되는 양을 제어할 수 있다.

하지만 종래의 증착 원료 공급 장치를 이용하여 박막 증착 챔버에 유기 원료를 공급할 경우, 원료 저장부 내부에 남아있는 유기 원료의 양, 재료의 종류, 습기 함유량 및 정전기 등의 영향에 의해 박막 증착 챔버에 공급되는 유기 원료 양의 재현성이 낮아지게 된다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 복수의 홈을 구비하며회전하는 원료 유량 조절부를 이용하여 일정양의 유기 원료를 지속적으로 증착 장치에 공급할 수 있는 증착 원료 공급 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 증착 원료 공급 장치는 회전공간을 갖는 몸체부와, 상기 회전공간 내에서 회전 가능하도록 배치된 회전몸체와, 상기 회전몸체 에 위치하여 각기 일정거리 이격되어 형성된 복수의 홈을 구비하는 원료 유량 조절부와, 상기 원료 유량 조절부의 상부에 위치하며 원료 물질이 저장된 원료 저장부와, 상기 원료 저장부에 마련되어 상기 원료 유량 조절부의 적어도 하나의 홈에 원료 물질을 충진시키는 원료 입력부와, 상기 원료 유량 조절부의 하부에 위치하여 상기 홈에 충진된 원료 물질을 공급받는 원료 출력부를 포함한다.

상기 원료 출력부와 연통되어 상기 원료 출력부에 노출된 홈에 캐리어 가스를 분사하는 가스 공급관과 상기 캐리어 가스를 상기 가스 공급관에 공급하는 캐리어 가스 공급부를 포함한다.

상기 원료 유량 조절부는 상기 회전몸체의 상면으로 돌출되어 위치하며 각기 일정거리 이격되어 형성된 복수의 톱니와, 상기 복수의 톱니 사이에 마련된 홈을 구비한다.

상기 원료 유량 조절부는 상기 회전몸체의 내측으로 형성되며 각기 일정거리 이격되어 배치된 복수의 홈을 구비한다.

상기 원료 유량 조절부는 상기 회전몸체에 연결된 회전축과, 상기 회전축을 회전시키는 회전부재를 구비하는 구동부를 더 포함한다.

상기 구동부를 이용하여 회전몸체가 회전하는 회전속도를 제어하여 상기 회전몸체에 형성된 홈이 원료 입력부에 노출되는 시간을 조절함으로써 상기 홈에 충진되는 원료 물질의양을 조절할 수 있다.

상기 원료 입력부의 일단부의 하부에 위치한 톱니의 상부에 배치되는 정량 받침대를 포함한다.

상기 정량 받침대는 원료 물질이 충진된 원료 유량 조절부의 적어도 하나의 홈이 이동하는 방향에 배치되고, 상기 정량 받침대의 바로 하측으로 이동하는 톱니 및 홈의 상부와 밀착된다.

상기 원료 입력부의 일단부의 하부에 위치하는 회전몸체의 외주면의 상부에 배치되는 정량 받침대를 포함한다.

상기 정량 받침대는 원료 물질이 충진된 원료 유량 조절부의 적어도 하나의 홈이 이동하는 방향에 배치되고, 상기 정량 받침대의 바로 하측으로 이동하는 회전몸체의 외주면 및 홈의 상부와 밀착된다.

상기 원료 유량 조절부는 상기 회전 공간 내에 위치하여 상기 회전 몸체에 형성된 복수의 톱니 및 홈 또는 회전 몸체의 외주면 및 상기 회전 몸체의 내측으로 형성된 복수의 홈의 적어도 일부의 상부를 덮도록 배치되는 컨베이어를 포함하는 것이 효과적이다.

상기 컨베이어는 벨트와, 상기 벨트의 양 끝단에 배치되는 롤링봉을 포함한다.

상기 벨트는 상기 벨트의 양 끝단에 배치된 각 롤링봉을 기점으로 순환하면서 회전한다.

상기 벨트는 원료 물질이 충진된 원료 유량 조절부의 적어도 하나의 홈이 이동하는 방향에 위치하는 복수의 홈을 덮도록 배치되고, 회전몸체가 회전할 때 상기 회전몸체에 형성된 복수의 톱니와 밀착되어 함께 회전한다.

상기 벨트는 원료 물질이 충진된 원료 유랑 조절부의 적어도 하나의 홈이 이동하는 방향에 위치하는 복수의 홈을 덮도록 배치되고, 회전몸체가 회전할 때 상기 회전몸체의 외주면과 밀착되어 함께 회전한다.

본 발명에 따른 박막 증착 장치는 증착 장치에 원료 물질을 제공하는 증착 원료 공급 장치와, 상기 증착 원료 공급 장치는 회전공간을 갖는 몸체부와, 상기 회전몸체에 위치하여 각기 일정거리 이격되어 형성된 복수의 홈을 구비하는 원료 유량 조절부와, 상기 원료 유랑 조절부의 상부에 위치하며 원료 물질이 저장된 원료 저장부와, 상기 원료 저장부에 마련되어 상기 원료 유량 조절부의 적어도 하나의 홈에 원료 물질을 충진시키는 원료 입력부와, 상기 원료 유량 조절부의 하부에 위치하여 상기 홈에 충진된 원료 물질을 공급받는 원료 출력부를 포함한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 복수의 홈을 구비하며 회전하는 원료 유량 조절부를 이용하여 일정양의 유기 원료를 연속적으로 증착 챔버에 공급할 수 있다. 따 라서, 매 증착 공정마다 유기 원료를 새로 넣지 않아도 되므로 공정 수율이 높아지는 효과가 있다. 또한, 본 발명에서는 원료 유량 조절부를 이용하여 기계적, 물리적인 방법으로 유기 원료를 이송하므로 상기 유기 원료의 특성 및 주위 환경에 영향을 받지 않고 일정양을 증착 챔버에 공급할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 일 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 일 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치의 시스템 블록도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 원료 공급부의 단면 개념도이다. 도 3의 a는 일 실시예에 따른 도 2의 A 영역의 확대도이다. 도 3의 b는 일 실시예의 변형예에 따른 원료 유량 조절부의 단면도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 도 2의 B 영역의 확대도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 박막 증착 장치는 유기박막을 증착하는 증착 장치(100)와, 증착 장치(100)에 분말 형태의 유기 원료를 제공하는 증착 원료 공급 장치(200)를 포함한다.

증착 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 반응 공간을 갖는 챔버(110)와, 챔버(110) 내에 마련되어 기판(101)이 안치되는 기판 안치부(120)와, 증착 원료 공급 장치(200)로부터 제공된 분말 형태의 유기 원료를 기화시켜 기판(101)에 분사하 는 분사부(130)를 포함한다.

본 실시예에 따른 분사부(130)는 가열수단을 구비한다. 이를 통해, 분사부(130)로 제공되는 분말 형태의 유기 원료를 상기 가열수단을 이용하여 기화시키고, 기화된 유기 원료를 챔버(110) 내부의 반응 공간에 제공하여 기판(101) 상에 유기 박막이 형성되도록 한다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 챔버(110) 내측으로 기화된 유기 원료 물질이 제공될 수도 있다.

또한 도시되지 않았지만, 증착 장치(100)는 기판 안치부(120) 또는 분사부(130)를 회전시키기 위한 회전 수단을 더 구비할 수도 있다. 또한, 챔버(110)의 일측에는 기판(101)의 입출입을 위한 출입구가 더 마련될 수도 있다. 또한, 상기 기판 안치부(120)는 상하로 이동할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 증착 원료 공급 장치(200)는 캐리어 가스가 저장된 캐리어 가스 저장부(210)와, 일정량의 캐리어 가스를 제공하는 캐리어 가스 공급부(220)와, 분말 형태의 유기 원료를 제공하는 원료 공급부(230)를 포함한다. 또한, 캐리어 가스 공급부(220)와 원료 공급부(230) 사이에 위치하는 제 1 밸브(310)와, 원료 공급부(230)와 챔버(110) 사이에 위치하는 제 2 밸브(320)를 포함한다. 여기서, 제 1 밸브(310)의 일단부는 제 1 파이프(P1)와 연결되며, 다른 일단부는 제 2 파이프(P2)와 연결된다. 이때, 제 1 파이프(P1)는 캐리어 가스 공급부(220)와 연결되며, 제 2 파이프(P2)는 원료 공급부(230)와 연결된다. 따라서, 제 1 밸브(310)를 이용하여 캐리어 가스 공급부(220)와 원료 공급부(230) 간의 연통을 제어한다. 즉, 상기 제 1 밸브(310)의 개방시에만 캐리어 가스가 원료 공급부(230)에 공급된다. 또한, 제 2 밸브(320)의 일단부는 제 3 파이프(P3)와 연결되며, 다른 일단부는 제 4 파이프(P4)와 연결된다. 이때, 제 3 파이프(P3)는 원료 공급부(230)와 연결되며, 제 4 파이프(P4)는 챔버(110) 내 분사부(130)와 연결된다. 따라서, 제 2 밸브(320)를 이용하여 원료 공급부(230)와 챔버(110) 간의 연통을 제어한다. 즉, 제 2 밸브(320)의 개방시에만 원료 공급부(230)의 분말 형태의 유기 원료를 챔버(110)의 분사부(130)에 제공할 수 있다. 그리고 캐리어 가스 저장부(210)와 캐리어 가스 공급부(220)는 제 5 파이프(P5)에 의해 연결된다.

캐리어 가스 저장부(210)는 캐리어 가스가 저장된 탱크이다. 이때, 캐리어 가스로는 질소(N₂)가스, 아르곤(Ar)가스 및 헬륨(He) 가스 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.

캐리어 가스 공급부(220)는 캐리어 가스를 제공 받아 일정한 양의 캐리어 가스를 원료 공급부(230)에 제공한다. 이를 위해 캐리어 가스 공급부(220)로 질량 유량계(Mass Flow Controller ; MFC)를 사용하는 것이 바람직하다.

원료 공급부(230)는 복수의 홈(234-3)이 형성된 원료 유량 조절부(234)를 이용하여 일정량의 분말 형태의 유기 원료를 연속적으로 챔버(110) 내 분사부(130)에 제공한다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 원료 공급부(230)는 내부 공간이 마련된 몸체부(231)와, 몸체부(231)의 내부공간에 배치되고 분말 형태의 유기 원료가 저장된 원료 저장부(232)와, 원료 저장부(232)의 하부에 마련된 원료 입력부(233)와, 원료 입력부(233)의 하부에 배치되어 회전하는 원료 유량 조절부(234)와, 원료 유량 조절부(234)를 감싸고 있는 캡(250)과, 원료 유량 조절부(234)의 하측에 마련된 원료 출력부(237)와, 원료 출력부(237)로 캐리어 가스를 제공하는 가스 공급 배관(238)을 구비한다. 또한, 원료 입력부(233)의 일단부 하부에 배치된 정량 받침대(235-2)와, 상기 정량 받침대(235-2)와 원료 출력부(237) 사이에 배치된 컨베이어(236)를 포함한다.

그리고, 원료 공급부(230)는 필요에 따라 분말 형태의 유기 원료를 제공받는 원료 주입구(239)를 구비한다. 즉, 원료 저장부(232) 내의 유기 원료의 양에 따라 원료 주입구(239)가 개방되어 유기 원료를 추가로 제공받을 수 있다. 물론 이 경우, 전체 시스템이 중단된 상태에서 유기 원료를 추가로 제공받는 것이 바람직하다. 이에 한정되지 않고, 상기 증착 원료 공급 장치(200) 내에 복수의 원료 공급부(230)가 마련되는 경우 공정을 중단하지 않고도 유기 원료를 추가로 공급받을 수 있다. 즉, 유기 원료가 추가로 제공되는 원료 공급부(230)의 동작을 정지시키고, 다른 원료 공급부(230)를 작동시켜 시스템 중단 없이 원료를 추가로 공급할 수 있다.

또한, 도시되지 않았지만, 몸체부(231)의 일측에는 압력 조절 장치가 마련될 수 있다. 이를 통해 원료 공급부(230)의 압력과 챔버(110)의 압력을 서로 다르게 할 수도 있다.

원료 저장부(232)는 도 2에 도시된 바와 같이, 몸체부(231) 내부공간의 상측 영역에 위치한다. 또한, 본 실시예에 따른 원료 저장부(232)의 형상은 그 단면이 대략 오각형 형상을 갖는다. 원료 저장부(232)는 원통 또는 다각통 형태의 상측부와, 원뿔 또는 다각뿔 형태의 하측부를 구비하는 것이 바람직하다. 여기서, 원료 저장부(232)의 하측부의 일단부에는 원료 입력부(233)가 마련된다. 이때, 원료 저장부(232)는 원료 입력부(233)와 인접한 영역이 경사지도록 형성하는 것이 바람직하다. 이를 통해 분말 형태의 유기 원료가 원료 입력부(233) 바로 위쪽에 모이도록 할 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 원료 입력부(233)에는 셔터가 마련될 수 있다. 이에, 원료 저장부(232)의 원료 입력부(233)에 연결된 셔터가 오픈될 때에만 상기 원료 저장부(232)에 충진된 분말 형태의 유기 원료가 원료 입력부(233)를 통해 원료 유량 조절부(234)의 적어도 하나의 홈(234-3)에 공급될 수 있다. 또한, 이에 한정되지 않고 원료 저장부(232)의 형상은 다양한 변형이 가능하다. 즉, 원료 저장부(232)는 상측에서 원료 입력부(233) 방향으로 갈수록 그 폭이 좁아지는 원뿔 형상으로도 제작될 수 있다.

이때, 상기와 같이 원료 입력부(233) 상측의 원료 저장부(232) 영역이 경사진 형상으로 제작되어 원료 저장부(232) 내의 유기 원료가 자유 낙하를 통해 원료 입력부(233)의 상측 영역에 모이게 된다. 물론 본 실시예에서는 원료 저장부(232) 내의 유기 원료가 원료 입력부(233)의 상측 영역에 모이도록 교반용 믹서 및 진동자를 추가할 수도 있다.

원료 유량 조절부(234)는 일정양의 분말 형태의 유기 원료를 연속적으로 원료 출력부(237)에 제공한다.

본 실시예에 따른 원료 유량 조절부(234)는 도 2 및 도 3의 a에 도시된 바와 같이 톱니 바퀴 형상으로 제작될 수 있다. 즉, 원료 유량 조절부(234)는 회전몸체(234-1)와, 회전몸체(234-1)에 형성된 복수의 톱니(234-2)와, 복수의 톱니(234-2) 사이에 마련된 홈(234-3)과, 회전몸체(234-1)를 회전시키는 구동부(240)를 포함한다.

본 실시예에 따른 회전몸체(234-1)는 원통형의 형상으로 제작될 수 있다. 회전몸체(234-1)에는 상기 회전몸체(234-1)의 원주를 따라 복수의 톱니(234-2)가 형성되며, 이때 톱니(234-2)는 회전몸체(234-1)의 상면으로부터 돌출되어 형성된다. 복수의 톱니(234-2)는 회전몸체(234-1)에서 동일 간격으로 이격되는 것이 바람직하다. 이때, 복수의 톱니(234-2)가 이격된 거리 및 톱니(234-2)의 크기에 따라 홈(234-3)의 크기가 달라질 수 있다. 이에 홈(234-3)의 크기에 따라 상기 홈(234-3)에 충진되는 유기 원료의 양이 조절될 수 있으며 이로 인해, 원료 출력부(237)로 공급되는 유기 원료의 양이 달라질 수 있다.

여기서, 톱니(234-2)는 스테인레스 스틸 및 인코넬 중 적어도 어느 하나의 재료를 이용하여 제작될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 톱니(234-2)의 형상의 단면이 사다리꼴 형상으로 제작되었으나, 이에 한정되지 않고, 톱니(234-2)의 형상은 원 및 다각형의 형상으로도 제작될 수 있다.

도 3의 a에 도시된 바와 같이 원료 유량 조절부(234)는 회전몸체(234-1) 상면에 복수의 톱니(234-2)가 돌출되도록 제작하여 상기 복수의 톱니(234-2) 사이에 홈(234-3)이 마련되도록 형성할 수 있다. 하지만 이에 한정되지 않고 원료 유량 조절부(234)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다.

즉, 도 3의 b에 도시된 바와 같이, 상기 회전몸체(234-1) 내측으로 복수의 홈(234-3)이 일정거리 이격 되어 형성되도록 제작할 수 있다.

이를 통해, 원료 유량 조절부(234)의 회전몸체(234-1)에 형성된 홈(234-3)을 이용하여 일정양의 유기 원료를 원료 출력부(237)에 공급할 수 있다.

구동부(240)는 도 3에 도시된 바와 같이, 회전몸체(234-1)와 연결되는 회전축(240-1)과, 회전축(240-1)을 회전시키는 회전부재(240-2)를 포함한다. 이때, 회전부재(240-2)는 회전축(240-1)을 회전시킬 수 있는 수단이라면 어떠한 수단이 사용되어도 무방하나 예를들어, 모터가 사용될 수 있다. 이로 인해, 회전부재(240-2)를 이용하여 회전축(240-1)을 회전시키면, 회전축(240-1)에 연결된 회전몸체(234-1)를 회전시킬 수 있다. 또한, 원료 유량 조절부(234)에 연결된 회전축(240-1)은 몸체부(231)를 관통하여 상기 몸체부(231)의 밖으로 돌출될 수 있다. 이때, 몸체부(231) 밖으로 돌출된 회전축(240-1)의 일단부에는 회전부재(240-2)가 연결될 수 있다.

구동부(240)는 복수의 홈(234-3)이 형성된 회전몸체(234-1)를 회전시켜, 유기 원료를 연속적으로 원료 출력부(237)로 제공하도록 할 수 있다. 즉, 구동부(240)를 이용하여 회전몸체(234-1)를 회전시켜 상기 회전몸체(234-1)에 형성된 복수의 홈(234-3) 중 유기 원료가 충진되지 않은 홈(234-3)을 원료 입력부(233)에 노출시켜 상기 홈(234-3) 내측으로 유기원료를 공급할 수 있다.

또한, 회전부재(240-2)를 이용하여 회전몸체(234-1)가 회전하는 회전속도를 조절할 수 있다. 이로 인해, 회전몸체(234-1)가 회전하는 속도에 따라 회전몸 체(234-1)에 형성된 홈(234-3)이 원료 입력부(233)에 노출되는 시간이 달라지므로, 상기 회전몸체(234-1)가 회전하는 회전 속도를 조절하여 원료 입력부(233)의 유기원료가 홈(234-3)에 충진되는 양을 조절할 수 있다. 예를 들어, 회전몸체(234-1)가 회전하는 회전 속도를 제어하여 상기 회전몸체(234-1)에 형성된 홈(234-3)에 유기 원료가 상기 홈(234-3)의 높이만큼 충진되도록 하거나 또는 상기 홈(234-3)에 유기원료가 완전히 충진되지 않고 일정양만 충진되도록 조절할 수 있다.

그리고, 구동부(240)를 이용하여 회전몸체(234-1)를 회전시켜 상기 유기 원료가 충진된 홈(234-3)을 원료 출력부(237) 상측에 노출시켜 상기 유기 원료를 원료 출력부(237)에 제공할 수 있다. 또한, 상기 과정을 순차적으로 반복함으로써, 연속적으로 일정양의 유기 원료를 원료 출력부(237)에 제공할 수 있다.

여기서, 구동부(240)를 이용하여 원료 유량 조절부(234)의 회전몸체(234-1)를 회전시킬 때, 상기 원료 유량 조절부(234)의 복수의 홈(234-3) 중 적어도 하나의 홈(234-3)이 원료 입력부(233)의 바로 하측에 배치될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 원료 유량 조절부(234)의 회전몸체(234-1)를 회전시켜 유기 원료가 채워진 적어도 하나의 홈(234-3)이 원료 출력부(237)의 바로 상측에 배치될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 구동부(240)는 원료 유량 조절부(234)의 홈(234-3)의 위치를 감지할 수 있는 센서를 더 구비할 수 있다. 센서는 원료 입력부(233) 상측에 배치될 수 있다. 이를 통해, 구동부(240)의 센서를 이용하여 원료 유량 조절부(234)의 홈(234-3)의 위치를 감지하고, 이를 이용하여 회전몸체(234-1)의 회전을 제어하여 원료 유량 조절부(234)의 복수의 홈(234-3) 중 적어도 하나의 홈(234-3)이 원료 입력부(233) 또는 원료 출력부(237)에 노출되도록 할 수 있다.

캡(250)은 복수의 홈(234-3)이 형성된 회전몸체(234-1)를 둘러싸도록 배치되어, 상기 몸체부(231) 내에서 회전몸체(234-1)가 회전할 수 있는 회전 공간을 제공한다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예에서 캡(250)은 회전몸체(234-1)의 상측에 위치한 원료 입력부(233)와 상기 회전몸체(234-1)의 하측에 위치한 원료 출력부(237)를 기준으로하여, 상기 원료 입력부(233)와 원료 출력부(237)를 제외한 나머지 영역에 대응하여 회전몸체(234-1)를 감싸도록 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 유기 원료가 충진된 회전몸체(234-1)의 홈(234-3)이 이동하는 방향에 위치한 캡(250)은 상기 회전몸체(234-1)에 형성된 복수의 톱니(234-2)와 이격되어 배치되는 것이 바람직하다. 여기서, 본 실시예에서는 회전몸체(234-1)와 캡(250) 사이의 이격공간에는 컨베이어(236)가 배치된다. 그리고, 유기 원료가 충진된 회전몸체(234-1)의 홈(234-3)이 회전하는 방향의 반대방향에 위치한 캡(250)은 회전몸체(234-1)에 형성된 복수의 톱니(234-2)와 최소의 이격공간을 갖도록 배치되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 복수의 홈(234-3)이 형성된 회전몸체(234-1)는 캡(250)에 의해 형성된 몸체부(231-1)의 회전공간내에서 회전이동 할 수 있다.

그리고, 도 3의 b에 도시된 일 실시예의 변형예에 따른 원료 유량 조절부(234)의 경우에도 캡(250)을 배치하여 상기 원료 유량 조절부(234)의 회전몸체(234-1)가 회전하는 회전공간을 마련할 수 있다. 이때, 유기 원료가 충진된 회전몸체(234-1)의 홈(234-3) 이동하는 방향에 위치한 캡(250)은 상기 회전몸체(234-1) 의 외주면(231-6)과 이격되어 상기 이격공간에 컨베이어(236)이 배치될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 유기 원료가 충진된 회전몸체(234-1)의 홈(234-3)이 회전하는 방향의 반대방향에 위치한 캡(250)은 회전몸체(234-1)의 외주면(231-6)과 최소의 이격공간을 갖도록 배치되는 것이 바람직하다.

정량 받침대(235-2)는 지지대(235-1)와 연결되며 상기 지지대(235-1)는 몸체부(231)의 회전공간 내에서 원료 입력부(233)의 하부에 연결된다. 이에 정량 받침대(235-2)는 몸체부(231)의 회전공간 내에서 원료 입력부(233)의 하측에 배치된다.

본 실시예에서, 정량 받침대(235-2)는 원료 입력부(233)의 외각에 위치한 복수의 톱니(234-2) 중 상기 원료 입력부(233)의 일단부 하부에 위치한 톱니(234-2)의 상부에 배치되는 것이 바람직하다. 이때, 정량 받침대(235-2)는 유기 원료가 충진된 홈(234-3)이 이동하는 방향에 위치한 톱니(234-2)의 상부에 배치시키는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 정량 받침대(235-2)의 하측으로 이동하는 원료 유량 조절부(234)의 톱니(234-2) 및 홈(234-3)의 상부와 밀착되도록 배치되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 회전몸체(234-1)를 시계방향으로 회전시키므로, 원료 입력부(233)로부터 유기 원료를 공급 받은 홈(234-3)이 시계방향으로 이동한다. 이에, 원료 입력부(233)의 바로 우측에 위치한 톱니(234-2)의 상부에 정량 받침대(235-2)를 위치시킨다. 물론 이에 한정되지 않고, 회전몸체(234-1)를 반 시계 방향으로 회전시켰을 경우, 정량 받침대(235-2)를 원료 입력부(233)의 바로 좌측에 위치한 톱니(234-2)의 상부에 위치시키는 것이 바람직하다.

그리고, 정량 받침대(235-2)는 회전몸체(234-1)에 형성된 톱니(234-2)의 상부와 수평을 이루도록 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 톱니(234-2)와 접촉되는 정량 받침대(235-2)의 하부의 끝단의 길이는 회전몸체(234-1)에 형성된 톱니(234-2)의 상부의 길이와 대응하도록 제작되는 것이 효과적이다. 또한 정량 받침대(235-2)는 판 형상으로 제작되는 것이 효과적이다.

상기와 같은 정량 받침대(235-2)는 원료 유량 조절부(234)의 홈(234-3)에 톱니(234-2)의 높이 만큼만 유기 원료가 충진 되도록 할 수 있다. 즉, 원료 유량 조절부(234)의 회전몸체(234-1)가 회전하면서 유기원료가 충진된 홈(234-3)이 정량 받침대(235-2)를 지나가면, 상기 정량 받침대(235-2)의 하부 끝단이 톱니(234-2)의 높이보다 높게 쌓인 유기 원료를 긁어낸다. 또한, 동시에 정량 받침대(235-2)를 이용하여 원료 유량 조절부(234)의 톱니(234-2)의 상부에 소정의 두께로 쌓인 유기 원료를 긁어낼 수 있다.

또한, 도 3의 b에 도시된 일 실시예의 변형예에 따른 원료 유량 조절부(234)의 경우에도 정량 받침대(235-2)를 적용할 수 있다. 즉, 본 변형예에 따른 정량 받침대(235-2)는 원료 입력부(233)의 일단부 하부에 위치한 회전몸체(234-1)의 외저면(234-6)의 상부에 배치되는 것이 바람직하다. 이때, 유기 원료가 충진된 홈(234-3)이 이동하는 방향의 회전체(234-6)의 외주면(231-6)의 상부에 배치되는 것이 더욱 바람직하다. 이때, 정량 받침대(235-2)의 하측으로 이동하는 회전몸체(234-1)의 외주면(231-6) 및 홈(234-3)의 상부와 밀착되도록 배치되는 것이 더욱 바림직하다.

컨베이어(236)는 원료 유량 조절부(234)의 홈(234-3)에 톱니(234-2)의 높이 만큼 충진된 유기 원료가 회전 이동하여 원료 출력부(237)의 상측까지 손실 없이 이동할 수 있도록 한다.

컨베이어(236)는 도 4에 도시된 바와 같이 벨트(236-1)와, 벨트(236-1)의 양 끝단에 연결된 롤링봉(236-2)을 포함한다. 또한, 도시되지 않았지만, 롤링봉(236-2)을 고정하여 위치시킬 수 있는 고정부를 포함한다.

본 실시예에 따른 벨트(236-1)는 정량 받침대(235-2)와 원료 출력부(237) 사이 영역 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 벨트(236-1)는 유기 원료가 충진된 원료 유량 조절부(234)의 적어도 하나의 홈(234-3)이 이동하는 방향에 배치되는 것이 더욱 바람직하다. 이때, 벨트(236-1)는 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 홈(234-3)이 형성된 회전몸체(234-1)와 캡(250) 사이의 이격공간에 배치된다. 또한, 밸트(236-1)는 원료 유량 조절부(234)의 복수의 톱니(234-2)와 밀착되어 상기 복수의 톱니(234-2) 및 홈(234-3)를 감싸도록 배치되는 것이 더욱 바람직하다. 이로 인해, 벨트(236-1)를 이용하여 각 톱니(234-2) 사이의 홈(234-3)의 상부를 덮을 수 있다. 따라서, 상기 벨트(236-1)는 회전몸체(234-1)가 회전할 때 복수의 톱니(234-2)와 함께 회전할 수 있다. 여기서, 벨트(236-1)의 양 끝단에는 롤링봉(236-2)이 배치된다. 즉, 롤링봉(236-1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 정량 받침대(235-2)에 인접한 제 1 지점(S1)과 원료 출력부(237)에 인접한 제 2 지점(S2)에 배치된다. 따라서, 회전몸체(234-1)가 회전하면, 벨트(236-1)는 롤링봉(236-2)이 배치된 제 1 지점(S1)과 제 2 지점(S2) 사이를 순환하면서 회전한다.

이를 통해, 컨베이어(236)를 이용하여 원료 유량 조절부(234)의 홈(234-3)에 충진된 유기 원료를 상기 홈(234-3)로부터 분리시키지 않고 원료 출력부(237)의 바로 상측까지 도달시킬 수 있다. 즉, 유기 원료의 손실 없이 톱니(234-2)의 높이 만큼 충진된 일정양의 유기 원료를 원료 출력부(237)의 바로 상측까지 도달시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 컨베이어(236)의 벨트(236-1)는 고분자 재료 예를들어 태프론(Teflon)으로 제작될 수 있다.

또한, 도 3의 b에 도시된 일 실시예의 변형예에 따른 원료 유량 조절부(234)의 경우에도 컨베이어(236)를 적용할 수 있다. 본 변형예에 따른 컨베이어(236)의 벨트(236-1)는 회전몸체(234-1)의 외주면(231-6) 및 복수의 홈(234-3)의 상부를 감싸도록 배치될 수 있다. 이로 인해, 벨트(236-1)를 이용하여 홈(234-3)의 상부를 덮을 수 있다. 따라서, 상기 벨트(236-1)는 회전몸체(234-1)가 회전할 때 상기 회전몸체(234-1)의 외주면(231-6)과 밀착되어 함께 회전할 수 있다.

이때 본 실시예에 따른 롤링봉(236-2)은 도 4에 도시된 바와 같이, 원통형의 파이프 형상일 수 있다. 이때 도시되지는 않았지만 롤링봉(236-2)의 내부 공간으로 고정부가 관통하여 배치될 수 있으며, 상기 고정부는 원료 공급부(230)의 몸체부(231)의 일단부에 지지되어 위치할 수 있다. 이로 인해, 롤링봉(236-2)은 벨트(236-1)의 양 끝단에서 지지되어 위치할 수 있다.

원료 출력부(237)는 원료 유량 조절부(234)의 하측에 위치하여 원료 유량 조절부(234)의 홈(234-3)에 충진된 유기 원료를 공급받아 챔버(110) 내로 공급한다. 이에, 구동부(240)를 이용하여 회전몸체(234-1)를 회전시켜 유기 원료가 충진된 적어도 어느 하나의 홈(234-3)이 원료 출력부(237) 상측에 노출될 수 있도록 하는 것이 효과적이다. 이때, 원료 출력부(237)의 상부의 개방된 영역의 직경은 원료 유량 조절부(234)의 복수의 홈(234-3) 중 적어도 하나의 홈(234-3)을 포함할 수 있도록 제작되는 것이 바람직하다. 또한, 원료 출력부(237)의 하측부는 제 3 파이프(P3)를 통해 챔버(110)와 접속될 수 있다. 이를 통해, 원료 유량 조절부(234)를 이용하여 제공된 유기 원료가 원료 출력부(237) 및 제 3 파이프(P3)를 거쳐 챔버(110) 내 분사부(130)로 공급될 수 있다.

가스 공급 배관(238)은 캐리어 가스 공급부(220)로부터 공급된 캐리어 가스를 원료 출력부(237)에 제공한다. 이때, 캐리어 가스는 가스 공급 배관(238)에 따라 그 진행 방향이 결정된다. 본 실시예에서 가스 공급 배관(238)은 도 2에 도시된 바와 같이, 원료 출력부(237)의 일단부에 연결된다. 물론 이에 한정되지 않고, 몸체부(231) 및 캡(250)을 관통하여 원료 출력부(237)의 일단부에 연결될 수도 있다. 이때, 가스 공급 배관(238)은 상기 가스 공급 배관(238)으로 부터 제공된 캐리어 가스가 원료 출력부(237)의 바로 상측으로 분사될 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 원료 출력부(237)의 바로 상측에 위치하는 유기 원료가 충진된 원료 유량 조절부(234)의 홈(234-3)에 분사될 수 있도록 배치되는 것이 더욱 바람직하다. 그리고, 캐리어 가스는 유기 원료가 충진된 원료 유량 조절부(234)의 홈(234-3)이 원료 출력부(237)의 바로 상측에 배치될 경우에만 분사하는 것이 효과적하다. 이는 제 1 밸브(310)를 이용하여 제어할 수 있다. 이를 통해, 원료 출력부(237)의 바로 상측에 위치하는 유기 원료가 충진된 원료 유량 조절부(234)의 홈(234-3)에 캐리어 가스를 분사하면, 캐리어 가스의 분사압에 의해 상기 홈(234-3)로부터 유기 원료를 분리시킬 수 있다. 또한, 이때, 원료 출력부(237)는 제 3 파이프(P3)를 통해 챔버(110)와 연통되어 있으므로, 원료 출력부(237)로 공급된 유기 원료를 캐리어 가스를 따라 이동하여 챔버(110) 내 분사부(130)로 공급될 수 있다.

본 실시예에서는 분말 형태의 유기 원료를 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 증착 가능한 분말 형태의 원료 물질을 사용할 수 있다.

하기에서는 상술한 일 실시예의 원료 공급부(230)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

원료 저장부(232)의 유기 원료를 원료 입력부(233)에 노출된 원료 유량 조절부(234)의 홈(234-3)에 제공한다. 이때, 회전몸체(234-2)가 회전하는 회전속도를 조절하여 유기 원료가 홈(234-3)의 높이만큼 충진거나, 홈(234-3)의 높이보다 높게 충진거나 또는 홈(234-3)을 완전히 채우지 못하고 일정양이 충진될 수 있다. 또한, 원료 입력부(233)의 바로 하측에 위치한 톱니(234-2)의 상부에도 소정의 유기 원료가 쌓일 수 있다. 이어서, 원료 유량 조절부(234)의 회전부재(240-2)를 이용하여 회전축(240-1)을 회전시켜 상기 회전축(240-1)에 연결된 회전몸체(234-1)를 회전시킨다. 이때 본 실시예에서는 회전몸체(234-1)를 시계방향으로 회전시킨다. 이로 인해, 유기 원료가 채워진 홈(234-3) 및 톱니(231-b)가 정량 받침대(235-2)를 순차적으로 거치게 된다. 따라서, 정량 받침대(235-2)를 이용하여 톱니(234-2)의 높이보다 높게 위치한 유기 원료를 긁어낼 수 있다. 또한, 이때 회전몸체(234-1)가 회전하면서 유기 원료가 충진되지 않은 원료 유량 조절부(234)의 홈(234-3)이 연속적으로 원료 입력부(233)에 노출되게 된다. 이로 인해, 원료 입력부(233)의 유기 원료를 연속적으로 원료 유량 조절부(234)의 적어도 하나의 홈(234-3)에 제공할 수 있다. 그리고, 상기와 같이 유기 원료가 공급된 홈(234-3)은 정량 받침대(235-2)를 거쳐 이동한다.

이어서, 유기 원료가 충진된 홈(234-3)이 컨베이어(236)의 벨트(236-1) 쪽으로 이동한다. 이때 벨트(236-1)는 상기 벨트(236-1) 하부쪽으로 이동한 복수의 홈(234-3)의 상부를 덮는다. 이로 인해, 벨트(236-1)를 이용하여 상기 홈(234-3)으로부터 유기 원료가 분리되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이때 복수의 톱니(234-2)가 형성된 회전몸체(234-1)를 회전키면 상기 톱니(234-2)와 벨트(236-1)가 함께 회전하게 된다. 여기서 벨트(236-1)는 상기 벨트(236-1)의 양 끝단 즉, 제 1 지점(S1) 및 제 2 지점(S2)에 위치하는 롤링봉(236-2)을 기점으로 순환하면서 회전한다.

그리고, 원료 유량 조절부(234)의 회전몸체(234-1)를 연속적으로 회전시켜 유기 원료가 충진된 홈(234-3)이 순차적으로 원료 출력부(237)에 노출되도록 한다. 이때, 구동부(240)의 센서를 이용하여 유기 원료가 충진된 홈(234-3)이 원료 출력부(237)의 바로 상측에 위치하도록 조절할 수 있다. 유기 원료가 충진된 홈(234-3)이 원료 출력부(237)에 노출되면 회전몸체(234-1)의 회전을 중단한다. 이어서, 캐리어 가스 공급부(220)로 부터 공급된 캐리어 가스를 가스 공급관(238)을 통해 분사한다. 이때, 가스 공급관(238)은 상기 가스 공급관(238)으로 부터 분사되는 캐리어 가스가 원료 출력부(237) 바로 상측에 위치는 유기 원료가 충진된 원료 유량 조절부(234)의 홈(234-3)에 분사될 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고, 회전몸체(234-1)의 회전을 중단하지 않고 상기 회전몸체(234-1)가 회전하여 유기 원료가 충진된 홈(234-3)이 원료 출력부(237)에 노출되었을 때 가스 공급 배관(238)으로부터 캐리어 가스를 분사할 수도 있다. 캐리어 가스 공급부(220)로부터 공급되는 캐리어 가스는 제 1 밸브(310)를 개방하여 가스 공급관(238)을 통해 원료 출력부(237)로 제공할 수 있다. 이를 통해, 가스 공급관(238)을 통해 공급되는 캐리어 가스는 원료 출력부(237) 바로 상측에 위치하는 원료 유량 조절부(234)의 홈(234-3)에 분사될 수 있다. 이때, 캐리어 가스가 분사되는 분사압에 의해 유기 원료를 상기 홈(234-3)로부터 분리시킬 수 있다.

그리고, 원료 출력부(237)는 제 3 파이프(P3)를 통해 챔버(110)와 연통되므로, 제 2 밸브(320)를 개방하여 원료 출력부(237)에 공급된 유기 원료는 캐리어 가스를 따라 챔버(110) 내로 이동할 수 있다. 이때, 제 3 파이프(P3)는 챔버(110) 내 분사부(130)와 연결되어 있으므로, 원료 출력부(237)에 공급된 유기 원료는 제 3 파이프(P3)를 통해 분사부(130)로 이동될 수 있다.

이어서, 상기와 같은 방법으로 회전몸체(234-1)를 회전시켜 유기 원료가 충진된 다른 홈(234-3)이 원료 출력부(237)에 노출되도록 하고 상기 홈(234-3)에 충진된 유기 원료를 챔버(110) 내 분사부(130)로 공급한다.

본 실시예에서는 압력 차이에 의해 유기 원료를 이송하지 않고, 원료 유량 조절부(234)를 이용하여 기계적, 물리적 방식으로 유기 원료를 이동하므로 상기 유 기 원료의 특성 및 주위환경에 좌우되지 않고 일정양의 유기 원료를 증착장치(100)에 제공할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에서는 원료 유량 조절부(234)의 회전몸체(234-1)에 형성된 동일 크기의 홈(234-3)을 이용하여 일정양의 유기 원료를 챔버(110) 내 분사부(130)로 제공할 수 있다. 또한, 원료 유량 조절부(234)의 구동부(240)를 이용하여 회전몸체(234-1)를 회전시킴으로써, 일정양의 유기 원료를 연속적으로 챔버(110) 내 분사부(130)로 공급할 수 있다. 그리고, 원료 유량 조절부(234)의 회전몸체(234-1)가 회전하는 회전속도를 제어함으로써, 상기 회전몸체(234-1)에 형성된 홈(234-3)에 충진되는 유기 원료의 양을 조절할 수 있다. 따라서, 회전몸체(234-1)가 회전하는 회전속도를 제어함으로써, 증착 장치(100)에 공급되는 유기 원료의 양을 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치의 시스텝 블록도.

도 2는 일 실시예에 따른 원료 공급부의 단면 개념도.

도 3의 a는 일 실시예에 따른 도 2의 A 영역의 확대도.

도 3의 b는 일 실시예의 변형예에 따른 원료 유량 조절부의 단면도.

도 4는 일 실시예에 따른 도 2의 B 영역의 확대도.

<도면의 주요 부호에 대한 부호의 설명>

100: 증착 장치 200: 증착 원료 공급 장치

220: 캐리어 가스 공급부 230: 원료 공급부

230-2: 원료 저장부 230-3: 원료 입력부

230-4: 원료 유량 조절부 230-5a: 정량 받침대

230-6: 컨베이어 230-7: 원료 출력부

230-8: 가스공급배관

Claims

회전공간을 갖는 몸체부;

상기 회전공간 내에서 회전 가능하도록 배치된 회전몸체와, 상기 회전몸체에 위치하여 각기 일정거리 이격되어 형성된 복수의 홈을 구비하는 원료 유량 조절부;

상기 원료 유량 조절부의 상부에 위치하며 원료 물질이 저장된 원료 저장부;

상기 원료 저장부에 마련되어 상기 원료 유량 조절부의 적어도 하나의 홈에 원료 물질을 충진시키는 원료 입력부;

상기 원료 유량 조절부의 하부에 위치하여 상기 홈에 충진된 원료 물질을 공급받는 원료 출력부;

상기 원료 출력부와 연통되어 상기 원료 출력부에 노출된 홈에 캐리어 가스를 분사하는 가스 공급관;

상기 캐리어 가스를 상기 가스 공급관에 공급하는 캐리어 가스 공급부를 포함하는 증착 원료 공급 장치.
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청구항 1에 있어서,

상기 원료 유량 조절부는 상기 회전몸체의 상면으로 돌출되어 위치하며 각기 일정거리 이격되어 형성된 복수의 톱니와, 상기 복수의 톱니 사이에 마련된 홈을 구비하는 증착 원료 공급 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 원료 유량 조절부는 상기 회전몸체의 내측으로 형성되며 각기 일정거리 이격되어 배치된 복수의 홈을 구비하는 증착 원료 공급 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 원료 유량 조절부는 상기 회전몸체에 연결된 회전축;

상기 회전축을 회전시키는 회전부재를 구비하는 구동부를 더 포함하는 증착 원료 공급 장치.
청구항 5에 있어서,

상기 구동부를 이용하여 회전몸체가 회전하는 회전속도를 제어하여 상기 회전몸체에 형성된 홈이 원료 입력부에 노출되는 시간을 조절함으로써 상기 홈에 충진되는 원료 물질의 양을 조절하는 증착 원료 공급 장치.
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박막을 증착하는 증착 장치;

상기 증착 장치에 원료 물질을 제공하는 증착 원료 공급 장치를 포함하고,

상기 증착 원료 공급 장치는 회전공간을 갖는 몸체부와, 상기 회전공간 내에 위치하여 회전하며, 각기 일정거리 이격되어 형성된 복수의 홈을 구비하는 원료 유량 조절부와, 상기 원료 유랑 조절부의 상부에 위치하며 원료 물질이 저장된 원료 저장부와, 상기 원료 저장부에 마련되어 상기 원료 유량 조절부의 적어도 하나의 홈에 원료 물질을 충진시키는 원료 입력부와, 상기 원료 유량 조절부의 하부에 위치하여 상기 홈에 충진된 원료 물질을 공급받는 원료 출력부와, 상기 원료 출력부와 연통되어 상기 원료 출력부에 노출된 홈에 캐리어 가스를 분사하는 가스 공급관을 포함하는 박막 증착 장치.
청구항 16에 있어서,

상기 캐리어 가스를 분사하는 가스 공급관은 상기 가스 공급관에 설치된 제1밸브로 캐리어 가스를 조절하여 상기 원료 출력부 상측으로 분사될 수 있도록 배치되는 박막 증착 장치.