KR20180073766A - 도가니 분사노즐캡 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도가니 분사노즐캡에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 기판에 대하여 증착물질을 증착시키는 증착공정이 이루어지는 증착챔버 내에 마련되는 도가니의 상측에 형성된 분사노즐에 일측단이 결합되며, 상기 도가니에서 증발된 상기 증착물질이 인입되는 경통부; 및 상기 경통부의 타측단에 마련되며, 상기 경통부의 일측에 유입된 상기 증착물질이 토출되는 분사구가 다수 형성된 헤드부;를 포함하므로, 분사노즐캡을 통해 분사되는 증착물질의 스트림이나 분사각이 설정될 수 있다. 따라서 기판에 증착되는 증착물질의 균일도를 확보 내지 향상시킬 수 있는 기술이 개시된다.

Description

도가니 분사노즐캡{Spray Nozzle Cap of Crucible}
본 발명은 증착챔버내에 마련되는 도가니의 분사노즐캡에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판상에 증착되는 증착물질의 두께 균일도를 향상시킬 수 있는 도가니 분사노즐캡에 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 선행기술처럼 새도우현상 극복이나 증착균일도 확보를 위해 많은 연구개발이 이루어지고 있다.
선행기술 등과 같은 종래기술에 따르면, 증착챔버의 도가니에는 분사노즐이 마련되어 있었다.
도 1는 종래의 기술에 따른 증착챔버 도가니의 분사노즐캡을 개략적으로 나타낸 부분단면사시도이다. 도 1에서 참조되는 바와 같이 종래의 증착챔버 도가니의 분사노즐캡(10)은 단순하게 하나의 큰 분사구가 형성되어 있었으며, 이 분사구를 통해 도가니에서 증발된 증착물질이 분사되었다.
증착챔버를 설계 및 제조하기 위한 구성을 할 때 증착물질의 종류, 기판의 종류와 크기 등에 따라 증착챔버 내 구성조건이 많이 달라지게 되며, 새도우현상 억제 및 증착균일도 확보 내지 개선을 위하여 도가니의 구조나 증착물질의 분사각 설정 등 다양한 부분에 대하여 연구되고 있으며, 분사노즐캡의 구조에 관해서도 연구되고 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같이 기판에 대한 증착균일도를 개선 또는 향상시키기 위한 것으로, 기판상에 증착되는 증착물질의 증착균일도를 향상시킬 수 있는 도가니 분사노즐캡을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 도가니 분사노즐캡은 기판에 대하여 증착물질을 증착시키는 증착공정이 이루어지는 증착챔버 내에 마련되는 도가니의 상측에 형성된 분사노즐에 일측단이 결합되며, 상기 도가니에서 증발된 상기 증착물질이 인입되는 경통부; 및 상기 경통부의 타측단에 마련되며, 상기 경통부의 일측에 유입된 상기 증착물질이 토출되는 분사구가 다수 형성된 헤드부;를 포함하는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 헤드부는, 일정한 직경을 가지는 원형으로서, 상기 기판 측을 향하는 원형의 상측면 상에 형성된 다수의 상기 분사구 각각의 직경은 동일하게 형성된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가, 상기 헤드부는 일정한 직경을 가지는 원형으로서, 상기 헤드부의 상기 상측면에 형성된 다수의 분사구 중 적어도 일부는 상기 상측면의 중심에 대하여 등간격을 두고 배치된 형태인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가 상기 헤드부는, 상기 헤드부의 상측면의 중심에 대하여 대칭적인 형태로 배치되도록 다수의 상기 분사구가 형성된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 상기 경통부의 내측에 마련되되, 일단이 상기 경통부의 내측 면에 면접하며, 상기 경통부의 상측면에 형성된 다수의 상기 분사구 각각에 매칭(matching)되어 연통되는 다수의 가이드홀이 형성된 가이드부;를 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 상기 가이드부에 형성된 다수의 가이드홀은 일측단과 타측단에서의 내경이 일정하게 형성된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 상기 가이드홀의 길이와 상기 분사구의 직경 사이의 비율은 0.5 내지 1.5인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
본 발명에 따른 도가니 분사노즐캡은, 하나의 분사노즐캡을 통해 분사되는 증착물질의 스트림 또는 분사각을 예측하여 설정할 수 있으므로 기판 상에 증착되는 증착물질의 두께 균일도를 향상시켜줄 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 증착챔버 도가니의 분사노즐캡을 개략적으로 나타낸 부분단면사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 도가니 분사노즐캡을 상측에서 내려다본 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 도가니 분사노즐캡의 측단면을 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
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 도가니 분사노즐캡을 상측에서 내려다본 평면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 도가니 분사노즐캡의 측단면을 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 도가니분사노즐캡은 경통부 및 헤드부를 포함하며, 좀 더 바람직하게는 가이드부를 더 포함하여 이루어진다.
경통부(200)는 도 3에서 참조되는 바와 같이 파이프와 같은 형태로 이루어지며, 도가니의 상측에 형성된 분사노즐에 경통부(200)의 일측단이 결합된다. 그리고 경통부(200)의 일측으로 도가니에서 증발된 증착물질이 유입된다. 그리고, 경통부(200) 내(210)로 유입된 증착물질은 경통부의 타측단으로 이동된다.
헤드부(100, 110, 120)는 경통부(200)의 타측단에 마련된다. 이러한 헤드부(100)는 경통부의 일측으로 유입된 증착물질이 기판측으로 토출될 수 있도록 분사구(130)가 다수 형성되어 있다.
도 2에서 참조되는 바와 같이 헤드부(100, 110, 120)는 일정한 직경을 가지는 원형으로 이루어진 것이 바람직하다. 그리고, 기판 측으로 향하는 원형의 상측면 상에 형성된 다수의 분사구(130) 각각의 직경은 서로 동일하게 형성된 것이 바람직하다.
그리고, 헤드부(100, 110, 120)에 형성된 다수의 분사구(130) 중에서 적어도 일부는 헤드부(100, 110, 120)의 상측면의 중심(CP)에 대하여 등간격을 두고 배치된 형태인 것이 바람직하다.
도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 헤드부(110)의 중심점(CP)을 중심으로 하여 3개의 분사구가 동일한 거리를 두고 대칭적으로 배치되어 형성되어 있다. 그 다음으로 6개의 분사구가 중심점(CP)에 대하여 서로 동일한 거리를 두면서 대칭적으로 배치되어 형성되어 있다.
도 2의 (b)에는 다수의 분사구(130)의 배치가 다른 형태의 일 예를 나타내었다. 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 헤드부(120)의 중심점(CP)을 중심으로 하여 6개의 분사구(130)가 동일한 거리를 두고 대칭적으로 배치되어 형성되어 있다. 그 다음으로 12개의 분사구(130)가 중심점(CP)에 대하여 서로 동일한 거리를 두면서 대칭적으로 배치되어 형성되어 있다.
이와 같은 형태로 다수의 분사구(130)가 동일한 직경을 가지도록 형성되되, 헤드부(110, 120)의 중심점(CP)를 중심으로 하여 대칭적으로 다수의 분사구(130)가 배치되도록 형성되면 하나의 분사노즐캡에서 분사되는 증착물질의 스트림(stream)이 균일해지게 된다.
여기서 도시되지는 않았지만, 헤드부(110)의 중심점(CP)의 위치에 하나의 분사구를 형성시키고, 이를 중심으로 다수의 분사구(130)들이 대칭적으로 배치되도록 형성된 것 또한 바람직할 수도 있다.
헤드부(110, 120)의 상측면의 중심(CP)에 대하여 대칭적인 형태로 배치되도록 다수의 분사구(130)가 헤드부(110,120)에 형성된 것이 바람직하다.
도 3의 (a)는 경통부 및 헤드부가 마련된 분사노즐캡의 측단면을 개략적으로 나타낸 것이고, 도 3의 (b)와 (c)는 가이드부를 더 포함하는 분사노즐캡의 측단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3에서 참조되는 바와 같이, 가이드부(300)는 경통부(200)의 내측(210)에 마련된다. 그리고 가이드부(300)의 타측단이 헤드부(100)의 내측 면에 접하며, 헤드부(100)의 상측면에 형성된 다수의 분사구(130) 각각에 대칭(matching)되어 연통되는 다수의 가이드홀(330)이 가이드부(300)에 형성되어 있다.
따라서, 경통부(200)의 일측단으로 유입된 증착물질이 가이드부(300)의 가이드홀(330)을 따라 헤드부(100)의 분사구(130)로 이동되어 기판측으로 분사된다.
여기서, 분사구(130)의 직경에 따라 분사되는 증착물질의 분사각이 결정될 수도 있다. 그리고, 가이드홀(330)의 길이에 따라 증착물질이 분사되는 스트림의 직진성이 영향받으므로 설계상의 필요에 따라 가이드홀(330)의 길이를 설정하는 것 또한 바람직하다.
그리고, 가이드부(300)에 형성된 다수의 가이드홀(330)은 일측단과 타측단에서의 내경이 일정하게 되도록 형성된 것 또한 바람직하다. 가이드홀(330)의 내경이 일정하게 유지되면 가이드홀(330)을 증착물질이 지나는 동안 스트림이 일정하게 유지될 수 있으므로 바람직하다는 것이다.
또한, 가이드홀(330)의 길이와 분사구(130)의 직경 사이의 비율은 0.5 내지 1.5 사이의 값을 갖는 것이 바람직하다. 분사구(130)에서 분사되는 증착물질의 분사방향에 따른 입자분포는 코사인(cos)의 n차 함수고 표시될 수 있다. 가이드홀(330)의 길이와 분사구(130)의 직경 상이의 비율이 0.5 내지 1.5 사이의 값을 갖는 경우 코사인의 n차 함수의 n 값이 2 이상으로 나타날 수 있으며, 증착물질의 분사직전성이 높아지게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 도가니 분사노즐캡은 하나의 분사노즐캡에 다수의 분사구가 형성되어 있고, 분사구와 가이드홀의 직경과 개수 그리고 가이드홀의 깊이를 통해 분사노즐캡을 통해 분사되는 증착물질의 스트림이나 분사각이 설정될 수 있다. 따라서 기판에 증착되는 증착물질의 균일도를 확보 내지 향상시키는데 기여하는 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.
100, 110, 120 : 헤드부 130 : 분사구
200 : 경통부 300 : 결속가이더
330 : 가이드홀 CP : 헤드부 중심점.

Claims (7)

  1. 기판에 대하여 증착물질을 증착시키는 증착공정이 이루어지는 증착챔버 내에 마련되는 도가니의 상측에 형성된 분사노즐에 일측단이 결합되며, 상기 도가니에서 증발된 상기 증착물질이 인입되는 경통부; 및
    상기 경통부의 타측단에 마련되며, 상기 경통부의 일측에 유입된 상기 증착물질이 토출되는 분사구가 다수 형성된 헤드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도가니 분사노즐캡.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 헤드부는,
    일정한 직경을 가지는 원형으로서, 상기 기판 측을 향하는 원형의 상측면에 형성된 다수의 상기 분사구 각각의 직경은 동일하게 형성된 것을 특징으로 하는 도가니 분사노즐캡.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 헤드부는 일정한 직경을 가지는 원형으로서,
    상기 헤드부의 상기 상측면에 형성된 다수의 분사구 중 적어도 일부는 상기 상측면의 중심에 대하여 등간격을 두고 배치된 형태인 것을 특징으로 하는 도가니 분사노즐캡.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 헤드부의 상측면의 중심에 대하여 대칭적인 형태로 배치되도록 다수의 상기 분사구가 상기 헤드부에 형성된 것을 특징으로 하는 도가니 분사노즐캡.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 경통부의 내측에 마련되되, 일측단이 상기 경통부의 내측에서 상기 경통부의 일측단을 향하고, 타측이 상기 헤드부의 하면에 면접하며, 상기 헤드부의 상측면에 형성된 다수의 상기 분사구 각각에 매칭(matching)되어 연통되는 다수의 가이드홀이 형성된 가이드부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도가니 분사노즐캡.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 가이드부에 형성된 다수의 가이드홀은 일측단과 타측단에서의 내경이 일정하게 형성된 것을 특징으로 하는 도가니 분사노즐캡.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 가이드홀의 길이와 상기 분사구의 직경 사이의 비율은 0.5 내지 1.5인 것을 특징으로 하는 도가니 분사노즐캡.


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