KR20180067237A - 증착챔버용 도가니 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증착물질을 증발시켜주는 증착챔버용 도가니에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 기판에 증착시킬 증착물질을 내재하고 증발시키기 위한 증발공간을 형성하되, 상기 증발공간의 상측이 개방된 바디부; 상기 바디부의 상측에 결합되어 상기 증발공간 내에 위치하는 상기 증착물질을 외부로부터 엄폐시키며, 상기 바디부의 내측에서 증발되는 상기 증착물질이 상측으로 분사될 수 있도록 다수의 분사홀이 형성된 커버부; 및 상기 분사홀을 선택적으로 개폐시킬 수 있도록 상기 분사홀에 탈착가능하게 결합되는 캡부재; 를 포함하기 때문에 다수의 분사홀 중에서 필요한 틸팅각도를 갖춘 분사홀의 캡부재만 선택적으로 탈거시켜서 개방하면 되므로 제조비용이 절감되며, 일부 분사홀만 개방시키고 나머지 분사홀들은 캡부재에 의해 폐쇄됨으로써 도가니를 교체한 것과 동등하게 되므로 관리의 효율성 또한 증대시킬 수 있는 기술이 개시된다.

Description

증착챔버용 도가니{Crucible of Deposition Chamber}

본 발명은 진공기화증착(Evaporator)장비와 같은 증착챔버에 장착되어 기판에 증착시킬 증착물질을 증발시켜주는 증착챔버용 도가니에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도가니에서 증착물질이 분사되는 분사홀의 각도를 선택적으로 변경시킬 수 있는 증착챔버용 도가니에 관한 것이다.

유기발광표시장치, 액정표시장치 등과 같은 디스플레이장치에서 유기물질이나 전극으로 사용되는 금속 등은 통상 진공 부위기에서 해당 물질을 증착시켜서 평판상에 박막을 형성시키는 진공증착에 의해 형성된다. 진공증착은 증착챔버 내부에 유기박막을 성막시킬 기판을 위치시키고 패턴이 형성된 마스크를 밀착시킨 후 증착물질을 도가니로부터 증발 또는 승화 시켜서 기판에 증착시키는 것이다.

이와 같이 기판에 증착물질을 증착시킴에 있어서, 새도우현상이나 증착균일도 확보는 제품품질이나 생산효율에 지대한 영향을 미치는 중요한 문제이므로 이에 관련하여 대한민국 공개특허 제10-2016-0087985호(발명의 명칭 : 증착장치)등과 같은 선행기술과 같이 새도우현상이나 증착균일도 확보를 위해 많은 연구개발이 이루어지고 있다.

그러나 이러한 선행기술 등에 따르면 다음과 같은 문제점이 있었다.

도 1는 종래의 기술에 따른 증착챔버용 도가니를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 1에서 참조되는 바와 같이 증착챔버에 장착되는 도가니(10)는 증착물질을 증발 또는 승화시키기 위하여 분사홀(13)이 형성되어 있었으며, 증착챔버 내에서 증착균일도와 새도우현상 억제를 위한 최적의 각도로 분사홀(13)이 일정각도 기울어지게 형성되어 있다.

증착챔버를 설계 및 제조구성을 할 때 증착물질의 종류, 기판의 종류와 크기 등에 따라 조건이 많이 다르므로 새도우현상 억제 및 증착균일도 확보를 위하여 분사홀(13)이 기울어진 각도의 최적의 값을 찾기 위하여 수많은 테스트실험이 이루어진다. 이러한 과정에서 분사홀(13)의 각도를 달리하면서 테스트를 하여야 하는데 도가니(10)에 형성된 분사홀(13)의 각도를 변경하기 위하여 도가니(10) 자체를 교체할 수 밖에 없었다.

수많은 증착테스트를 실시함에 있어서 최적의 분사홀(13)의 각도를 찾기 위하여 이와 같이 도가니를 매번 교체하다보니 도가니 자체를 분사홀의 각도나 크기 등에 따라 많이 제작하여야 하므로 비용이 크게 증대될 수 밖에 없었으며, 도가니 자체를 교체하여 장착하여야 하므로 수많은 증착테스트를 함에 있어서 테스트 시간이 길어질 수 밖에 없는 요인이 되는 등 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도가니의 분사구의 틸팅각도를 선택적으로 설정할 수 있는 증착챔버용 도가니를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 증착챔버용 도가니는, 기판에 증착시킬 증착물질을 내재하고 증발시키기 위한 증발공간을 형성하되, 상기 증발공간의 상측이 개방된 바디부; 상기 바디부의 상측에 결합되어 상기 증발공간 내에 위치하는 상기 증착물질을 외부로부터 엄폐시키며, 상기 바디부의 내측에서 증발되는 상기 증착물질이 상측으로 분사될 수 있도록 다수의 분사홀이 형성된 커버부; 및 상기 분사홀을 선택적으로 개폐시킬 수 있도록 상기 분사홀에 탈착가능하게 결합되는 캡부재; 를 포함하는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 커버부는 상기 바디부에 선택적으로 탈착가능하도록 결합되는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 커버부에 형성된 다수의 상기 분사홀의 중심축 각각과 상기 커버부의 상측면 사이의 각도가 예각을 이루도록 다수의 상기 분사홀 각각이 기울어지게 형성된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

나아가, 다수의 상기 분사홀 중에서, 상기 예각의 크기가 서로 동일하지 않도록 기울어지게 형성된 상기 분사홀이 적어도 하나 이상 존재하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

또한, 다수의 상기 분사홀은 원형의 홀이고, 다수의 상기 분사홀의 중심축 각각과 상기 커버부의 상측면 사이의 예각은 다음의 관계식을 만족시키는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

(

, d : 분사홀의 높이, r : 분사홀 반지름)

여기서, 다수의 상기 분사홀은 상기 커버부의 상측에서 규칙적으로 배열된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

나아가, 상기 다수의 분사홀은 일렬로 배열되고, 상기 커버부의 일측단과 타측단 사이의 가운데 중심을 기준으로 대칭으로 형성된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

본 발명에 따른 증착챔버용 도가니는 분사홀의 틸팅각도에 따라 다수의 도가니를 각각 제조할 필요없이 다수의 분사홀 중에서 필요한 틸팅각도를 갖춘 분사홀의 캡부재만 선택적으로 탈거시켜서 개방하면 되므로 제조비용이 절감되며, 일부 분사홀만 개방시키고 나머지 분사홀은 캡부재에 의해 폐쇄됨으로써 도가니를 교체한 것과 동등하게 되므로 관리의 효율성 또한 증대되는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 증착챔버용 도가니를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 증착챔버용 도가니를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 증착챔버용 도가니를 개략적으로 나타낸 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 증착챔버용 도가니의 측단면을 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 증착챔버용 도가니를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

이하에서는 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 이해할 수 있도록 첨부된 도면을 참조한 바람직한 실시 예를 들어 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 증착챔버용 도가니를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 증착챔버용 도가니를 개략적으로 나타낸 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 증착챔버용 도가니의 측단면을 개략적으로 나타낸 측단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 증착챔버용 도가니는 바디부, 커버부 및 캡부재를 포함하여 이루어진다.

바디부(110)는 기판(미도시)에 증착시킬 증착물질을 내재하고 증발시키기 위한 증발공간을 내측에 형성한다. 이를 위해 바디부(110)의 증발공간은 도 3에 도시된 바와 같이 상측으로 개방되도록 형성되어 있다.

그리고, 커버부(120)는 바디부(110)의 상측에 결합되어 증발공간 내에 위치하는 증착물질을 외부로부터 엄폐시켜준다. 그리고 바디부(110)의 내측의 증발공간에서 증발되는 증착물질이 상측으로 분사될 수 있도록 다수의 분사홀(130)이 형성되어 있다.

그리고 이러한 커버부(120)는 도 3에서 참조되는 바와 같이 바디부(110)에 선택적으로 장착 또는 탈거될 수 있도록 결합된다.

여기서 좀 더 바람직하게는 도 3 및 도 4에서 참조되는 바와 같이 커버부(120)의 테두리 부분과 바디부(110)의 상측 테두리 부분이 서로 대응되도록 단차지게 형성된 것이 바람직하다.

이와 같이 커버부(120)의 테두리 부분과 바디부(110)의 상측 테두리 부분이 서로 대응되도록 단차지게 형성되면, 커버부(120)가 바디부(110)의 상측에 결합될 때 테두리 부분이 정합되면서 보다 안정적으로 결합되어 자리잡을 수 있게 된다.

그리고, 분사홀(130, 132, 134)의 중심축과 커버부(120)의 상측면 사이의 각도가 예각을 이루도록 도 4에서 참조되는 바와 같이 분사홀(130, 132, 134))이 커버부(120)의 상측에서 기울어지게 형성된다. 여기서, 커버부(120)의 상측면은 기판면과 평행한 수평면을 의미한다고도 할 수 있다.

이러한 분사홀(130, 132, 134))은 커버부(120)의 상측에 다수 형성되어 있는 것이 바람직하다. 그리고, 도 3 및 도 4에서 참조되는 바와 같이 다수의 분사홀(130, 132, 134)은 틸팅각도가 다르도록 형성된 것이 적어도 하나 이상 있다.

구체적인 예를 들어. 커버부(120)의 가운데 부분에 형성된 분사홀(134)는 사이각인

가 90도로 형성되고, 이 분사홀 (134)을 중심으로 일측방향과 타측방향으로 순차적으로 다수의 분사홀(132, 134)가 형성되어 있다. 여기서 다수의 분사홀(132, 134)는 커버부(120)의 가운데 부분에 형성된 분사홀(134)를 기준으로 대칭이 되도록 형성되어 있다. 여기서 다수의 분사홀의 각도

및

는 도 4에서 참조되는 바와 같이 서로 다르게 형성되어 있는 것이 바람직하다.

아울러, 다수의 분사홀(130)들이 커버부(120)의 상측에서 규칙적으로 배열되도록 형성되는 것이 좀 더 바람직하다.

이처럼 커버부(120)의 상측에 형성된 분사홀(130)은 그 형태가 원형의 홀인 것이 바람직하며, 분사홀(130)의 중심축과 커버부(120)의 상측면 사이의 예각

,

,

각각은 다음과 같은 관계식을 만족시킬 수 있는 것이 바람직하다.

여기서,

는

,

,

등과 같이 분사홀이 틸팅된 각도인 예각을 의미하며, d 는 분사홀의 높이로서 커버부(120)의 두께 라고도 할 수 있다. 그리고 r은 분사홀(130)의 반지름을 뜻한다.

그리고, 다수의 분사홀(130)은 일렬로 배열되고, 커버부(120)의 일측단과 타측단 사이의 가운데 중심을 기준으로 대칭적인 형태가 되도록 다수의 분사홀(130, 132, 134)이 형성된 것이 증착균일도를 향상시킬 수 있다는 점에서 좀 더 바람직하다.

그리고, 캡부재(140, 142, 144)는 분사홀(130, 132, 134)을 선택적으로 개폐시킬 수 있도록 분사홀(130, 132, 134)에 탈착가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

이와 같은 캡부재(140, 142, 144)를 이용하여 특정 틸팅각도로 형성된 분사홀을 개방시키고 제외한 나머지의 분사홀은 캡부재를 결합시켜서 폐쇄시킴으로써 특정 분사각을 갖는 도가니로 역할을 할 수 있게 된다.

도 4에 도시된 것을 예로 들면, 분사홀(132)의 분사각(

)만 개방되도록 하고 나머지 분사홀(130, 134)는 캡부재(140, 144)에 의해 폐쇄되어 있다. 이와 같이 도가니에 형성된 분사홀의 각도가

로만 되도록 설정 내지 변경을 시킬 수 있다는 것이다. 제조공정상 분사각도를

로 설정하여야 할 경우에는 분사홀(130)을 폐쇄시킨 캡부재(140)을 탈거시키고 나머지 분사홀(132, 134)는 캡부재(142, 144)로 폐쇄시킴으로써 간단하게 변경시킬 수가 있게 된다.

이와 같이 하여 도가니 전체를 바꿔야하는 불경제 및 낭비를 억제할 수 있게 된다.

참고로 증착챔버용 도가니는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같은 형태 외에도 5에 예시적으로 도시된 바와 같이 일측단과 타측단이 긴 직육면체 상자와 같은 바디부(210)와 커버부(220)의 형태로 된 것 또한 충분히 가능하며, 이러한 경우에도 커버부(220)와 다수의 분사홀 및 캡부재(240, 242, 244)은 앞서 설명한 바와 대동소이하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 증착챔버용 도가니는 분사홀의 틸팅각도에 따라 다수의 도가니를 각각 제조할 필요없이 다수의 분사홀 중에서 필요한 틸팅각도를 갖춘 분사홀의 캡부재만 선택적으로 탈거시켜서 개방하면 되므로 제조비용이 절감되며, 일부 분사홀만 개방시키고 나머지 분사홀은 캡부재에 의해 폐쇄됨으로써 도가니를 교체한 것과 동등하게 되므로 관리의 효율성 또한 증대되는 장점이 있다.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

10 : 증착챔버용 도가니
110 : 바디부 120 : 커버부
130, 132, 134 : 분사홀
140, 142, 144 : 캡부재

Claims (7)

1. 기판에 증착시킬 증착물질을 내재하고 증발시키기 위한 증발공간을 형성하되, 상기 증발공간의 상측이 개방된 바디부;
   상기 바디부의 상측에 결합되어 상기 증발공간 내에 위치하는 상기 증착물질을 외부로부터 엄폐시키며, 상기 바디부의 내측에서 증발되는 상기 증착물질이 상측으로 분사될 수 있도록 다수의 분사홀이 형성된 커버부; 및
   상기 분사홀을 선택적으로 개폐시킬 수 있도록 상기 분사홀에 탈착가능하게 결합되는 캡부재; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착챔버용 도가니.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 커버부는 상기 바디부에 선택적으로 탈착가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 증착챔버용 도가니.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 커버부에 형성된 다수의 상기 분사홀의 중심축 각각과 상기 커버부의 상측면 사이의 각도가 예각을 이루도록 다수의 상기 분사홀 각각이 기울어지게 형성된 것을 특징으로 하는 증착챔버용 도가니.
   
4. 제 3항에 있어서,
   다수의 상기 분사홀 중에서,
   상기 예각의 크기가 서로 동일하지 않도록 기울어지게 형성된 상기 분사홀이 적어도 하나 이상 존재하는 것을 특징으로 하는 증착챔버용 도가니.
   
5. 제 3항에 있어서,
   다수의 상기 분사홀은 원형의 홀이고,
   다수의 상기 분사홀의 중심축 각각과 상기 커버부의 상측면 사이의 예각은 다음의 관계식
   

   

   
   (

   

   , d : 분사홀의 높이, r : 분사홀 반지름)
   을 만족시키는 것을 특징으로 하는 증착챔버용 도가니.
   
6. 제 1항에 있어서,
   다수의 상기 분사홀은 상기 커버부의 상측에서 규칙적으로 배열된 것을 특징으로 하는 증착챔버용 도가니.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 다수의 분사홀은 일렬로 배열되고,
   상기 커버부의 일측단과 타측단 사이의 가운데 중심을 기준으로 대칭으로 형성된 것을 특징으로 하는 증착챔버용 도가니.
   

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