KR20200140031A - 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치는 증착 원료가 증착 물질로 증발되는 도가니; 및 상기 도가니를 가열하는 히터부;를 포함하고, 상기 도가니는, 상면이 개방되고, 증착 원료가 증착 물질로 증발되는 도가니 본체와, 상기 도가니 본체의 상부에 외측 방향으로 확장된 도가니 플랜지부와, 상기 도가니 플랜지부 상측에 결합되고, 상기 증착 물질이 방출되는 적어도 하나 이상의 노즐이 구비되는 도가니 캡을 포함하며, 상기 히터부는, 상기 도가니 본체 외측에 이격되는 히터 프레임과, 상기 히터 프레임의 내벽에 장착되고 상기 도가니 본체와 이격되는 히터를 포함하고, 상기 도가니 플랜지부는 상기 히터 프레임의 상단에 지지될 수 있다.

Description

증착 장치 {A DEPOSITION APPARATUS}
본 발명은 증착 물질을 피증착물에 증착시키는 증착 장치에 관한 것으로서, 도가니 내부의 온도를 균일하게 유지하고, 도가니 측 노즐에 클로깅 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 증착 장치에 관한 것이다.
증착(deposition)이란 기체 상태의 입자를, 금속, 유리(glass) 등과 같은 물체의 표면에 얇은 고체 막을 입히는 방법이다.
최근에는 TV, 휴대폰 등과 같은 전자 기기에 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이의 사용이 증가하면서, OLED 디스플레이 패널을 제조하는 장치에 대한 연구가 활발하다. 특히, OLED 디스플레이 패널 제조 공정은 진공 상태에서 유리 기판에 유기 물질을 증착시키는 공정을 포함한다.
구체적으로, 증착 공정은 유기 물질이 수용된 도가니(crucible)를 가열하여 유기 물질을 기체 상태로 증발시키는 공정과, 기체 상태의 유기 물질이 노즐(nozzle)을 통과하여 기판에 증착되는 공정을 포함한다.
대면적의 기판에 유기 박막을 증착시키기 위하여, 대형의 도가니가 사용되는데, 대형 도나기의 내부 온도 및 압력 분포의 편차가 커질 수 있다.
도가니 내부의 온도 불균일이 발생하면, 증착 물질이 도가니의 위치에 따라 차등적으로 소진되어, 유기 박막 형성의 효율이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 유기물에 가해지는 온도가 유기물의 승화 온도 보다 높은 경우, 유기물의 변성이 발생하는데, 전 영역에서 균일한 온도 및 압력 조건을 부여하기 어렵고, 장시간의 연속 고정 때문에 유기물의 변성을 억제하기 어려운 문제점이 있다.
한국등록특허 제1671489호(2010.07.29.출원)에는 도가니 내부의 온도를 균일하게 유지하기 위한 유기물 증발원 및 그를 포함하는 증착장치가 개시된다.
유기물 증발원은 몸체 및 몸체의 일측에 형성된 개구와 연결된 노즐을 포함하는 도가니와, 도가니와 인접하게 배치되는 히터와, 도가니와 히터를 지지하는 히터 프레임과, 히터 프레임을 지지하는 지지대를 포함한다.
히터 프레임과 지지대에 의해 히터가 도가니로부터 일정 간격 떨어진 위치에 고정시킬 수 있으므로, 히터의 열이 도가니로 균일하게 복사 열전달될 수 있다.
그러나, 도가니와 히터 프레임 사이에 온도 차가 크기 때문에 지지대를 통하여 히터의 열이 도가니로 전도 열전달될 수 있고, 지지대의 형상과 재료를 개선하더라도 도가니 내부의 온도 불균일을 해소하는데 한계가 있다.
또한, 히터 프레임이 변형되면, 지지부가 정위치에서 이탈될 수 있고, 지지부와 도가니 사이의 접촉 정도가 달라질 수 있어, 도가니 내부의 온도 불균형을 더욱 초래할 수 있다.
한편, 증착 공정 중 기체 상태의 유기 물질이 노즐 주변에 증착되어 막을 형성하거나, 노즐의 구멍을 막는 클로깅(clogging) 현상이 발생할 수 있다.
이러한 클로깅 현상이 발생하면, 유리 기판에 유기 물질이 불균일하게 증착되는 문제가 발생할 수 있다. 보다 심각하게 클로깅 현상이 발생한 경우에는, 노즐을 세정하기 위해 증착 공정을 중단해야 하는 문제가 발생할 수도 있다.
한국등록특허 제662624호(2003.09.03.출원)에는 증착 공정시 유기 물질이 노즐 주변을 막는 클로깅 현상을 해소하기 위하여, 상부로의 열전달율을 낮추고 하부로의 열방사율을 높인 리플렉터 및 이를 포함하는 유기전계 발광층 증착용 증착원이 개시된다.
리플렉터는 세라믹 또는 열전달율이 낮은 금속으로 이루어진 몸체와, 몸체의 저면에 형성된 방사율이 낮은 금속층과, 몸체와 증착원의 상부 부재와의 접촉을 위한 세라믹으로 이루어진 지지부재를 포함한다.
그러나, 리플렉터는 도가니 상부 측의 온도를 보온하는데 불과하며, 리플렉터 구조만으로 도가니 상부 측에 위치한 노즐의 클로깅 현상을 완전히 제거하는데 한계가 있다.
한국등록특허 제1561852호(2014.03.31.출원)에는 히터가 탈착되는 선형증발원이 개시되는데, 도가니의 노즐에 탈착되는 제1히터부와, 도가니의 상부와 하부 측면에 대응되는 제2히터부와 제3히터부를 구비한다.
도가니의 노즐에 클로깅 현상이 발생하면, 제1히터부가 도가니의 노즐을 직접적으로 일정 온도 이상으로 가열함으로, 노즐의 클로깅 현상을 효과적으로 제거할 수 있다.
그러나, 도가니의 노즐에 별도의 제1히터부를 구성하기 위하여, 제1히터부를 제어하기 위하여 별도의 전원공급부와 전원선 등이 추가되어야 하고, 온도에 민감한 FMM 과 같은 피증착물을 증착시키는 경우에 노즐의 과열을 방지하기 위하여 별도의 냉각 장치가 구비되어야 하며, 복잡한 구조에 의해 유지 보수가 어려워지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 도가니 내부의 온도를 균일하게 유지하고, 도가니 측 노즐에 클로깅 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 증착 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 간단한 도가니의 장착 구조를 제공하여 유지 보수가 용이한 증착 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치는 증착 원료가 증착 물질로 증발되는 도가니; 및 상기 도가니를 가열하는 히터부;를 포함하고, 상기 도가니는, 상면이 개방되고, 증착 원료가 증착 물질로 증발되는 도가니 본체와, 상기 도가니 본체의 상부에 외측 방향으로 확장된 도가니 플랜지부와, 상기 도가니 플랜지부 상측에 결합되고, 상기 증착 물질이 방출되는 적어도 하나 이상의 노즐이 구비되는 도가니 캡을 포함하며, 상기 히터부는, 상기 도가니 본체 외측에 이격되는 히터 프레임과, 상기 히터 프레임의 내벽에 장착되고 상기 도가니 본체와 이격되는 히터를 포함하고, 상기 도가니 플랜지부는 상기 히터 프레임의 상단에 지지될 수 있다.
상기 도가니 본체의 외벽과 상기 히터 프레임의 내벽은 소정 간격으로 이격될 수 있다.
상기 히터부는, 상기 히터 프레임의 외벽 양측면에 장착된 측면 리플렉터(side reflector)와, 상기 도가니 본체 보다 하측에 위치하도록 상기 히터 프레임의 하부에 장착된 하부 리플렉터(lower reflector)를 포함할 수 있다.
본 발명의 증착 장치는, 상기 히터부에서 방출한 열을 단열시키는 냉각부;를 더 포함할 수 있다.
상기 냉각부는, 상기 히터부 외측에 이격되는 쿨링 블록과, 상기 도가니 캡 보다 상측에 위치하도록 상기 쿨링 블록 상부에 장착된 상부 리플렉터(upper reflector)를 포함할 수 있다.
본 발명의 증착 장치는, 상기 도가니 캡을 상기 도가니 플랜지부에 결합시키는 체결수단;을 더 포함할 수 있다.
상기 체결수단은, 상기 도가니 플랜지부와 상기 도가니 캡에 각각 구비된 적어도 하나 이상의 체결홀과, 상기 도가니 플랜지부의 체결홀에 안착되는 이중 너트와, 상기 도가니 캡의 체결홀에 안착되고 상기 이중 너트에 체결되는 볼트를 포함할 수 있다.
상기 도가니 플랜지부의 체결홀은 상측 직경이 하측 직경 보다 크게 단차지도록 형성되고, 상기 도가니 캡의 체결홀은 상측 직경이 하측 직경 보다 크게 단차지게 형성되며, 상기 도가니 플랜지부의 체결홀 상측 직경이 상기 도가니 캡의 체결홀 하측 직경 보다 작게 형성될 수 있다.
상기 이중 너트는, 상기 도가니 플랜지부의 체결홀 상측에 안착되고 암나사산과 수나사산이 구비되는 이너 너트(inner nut)와, 상기 도가니 플랜지부의 체결홀 하측에 안착되고 상기 이너 너트의 수나사산과 체결되는 아우터 너트(outer nut)를 포함하고, 상기 볼트는, 상기 이너 너트의 암나사산에 체결될 수 있다.
본 발명의 증착 장치는, 상기 도가니 플랜지부와 도가니 캡과 히터 프레임 사이에 형합되게 구비되는 위치결정수단을 더 포함할 수 있다.
상기 위치결정수단은, 상기 히터 프레임의 상단에 상향 돌출되게 구비된 적어도 하나 이상의 핀과, 상기 히터 프레임의 핀과 맞물리도록 상기 도가니 플랜지부와 상기 도가니 캡에 각각 구비된 적어도 하나 이상의 홀을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 증착 장치는, 도가니 본체가 히터 프레임 내측에 위치되는 동시에 도가니 본체의 상부에 형성된 도가니 플랜지부가 히터 프레임 상측에 지지되며, 도가니 플랜지부 상측에 도가니 캡이 볼트 체결되고, 히터 프레임 측의 핀이 도가니 플랜지부와 도가니 캡의 홀에 관통될 수 있다.
따라서, 도가니 플랜지가 히터 프레임 상측에 지지되기 때문에 도가니 본체 내부를 상대적으로 높은 온도로 균일하게 유지할 수 있으므로, 박막 형상의 효율을 증대시킬 수 있고, 온도에 민감한 유기물의 변성을 제어할 수 있다.
또한, 전도 열전달이 이뤄지더라도 도가니 플랜지를 통하여 노즐 측에 상대적으로 높은 열 에너지를 전달하여 클로깅 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 히터 프레임 상측의 위치 결정 핀을 이용하여 도가니의 위치 제한이 쉽고, 히터 프레임이 변형되더라도 위치 결정 핀을 이용하여 효과적으로 정 위치에 손쉽게 고정시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치가 도시된 측단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치가 도시된 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치 일부가 도시된 사시도.
도 4는 본 발명에 적용된 도가니와 히터부의 장착 구조가 도시된 측면도.
도 5는 본 발명에 적용된 도가니 체결 구조가 도시된 측단면도.
도 6은 본 발명에 적용된 도가니 안착 구조가 도시된 측단면도.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치가 도시된 측단면도 및 분해 사시도이다.
본 발명의 증착 장치는, 진공 챔버(1)와, 진공 챔버(1) 내부에 이송 가능하게 설치된 증착원(100)을 포함할 수 있다.
진공 챔버(1)의 천장에 피증착물(2)을 고정시키는 이송 기구(3)가 구비되고, 이송 기구(3)는 피증착물(2)을 증착원(100) 상측에 수평하게 고정시킬 수 있다. 피증착물(2)은 유리(glass) 기판을 포함하여 다양하게 구성될 수 있다.
진공 챔버(1)의 하부에 증착원(100)이 안착되는 구동부(4)가 구비되고, 적어도 하나 이상의 구동부(4)를 진공 챔버(1)에 고정된 피증착물(2)의 가로 방향 또는 세로 방향으로 이동시킬 수 있다. 구동부(4)는 적어도 증착원(100)을 피증착물(2)의 너비 보다 넓은 범위로 이동시킬 수 있다. 하지만, 증착원(100)은 이동되지 않고 정 위치에 있을 수 있다.
증착원(100)은 피증착물(2)에 박막(M)을 형성시키기 위한 증착 물질을 공급하는 장치로서, 증착 원료가 수용되는 도가니(110)와, 도가니(110)를 감싸도록 구비된 히터부(120)와, 히터부(120)를 감싸도록 구비된 냉각부(130)를 포함할 수 있다.
도가니(110)는 증착 원료를 증착 물질로 증발시키기 위한 것으로서, 도가니 본체(111)와, 도가니 플랜지부(112)와, 도가니 캡(113)으로 구성될 수 있다.
도가니 본체(111)는 상면이 개방된 용기 형상으로 구성되고, 증착 원료를 수용할 수 있으며, 고온 하에서 증착 원료를 증착 물질로 증발시킬 수 있다. 도가니 본체(111)는 길이 방향으로 긴 사각 형상의 용기일 수 있고, 도가니 본체(111)의 길이는 적어도 피증착물(2)의 가로 길이 또는 세로 길이 중 하나보다 더 길게 구성될 수 있다.
증착 원료는 도가니 본체(111)에 충전되는 고체/액체 상태의 물질이고, 증착 물질은 도가니 본체(111)에서 증발되는 기체 상태의 물질로서, 증착 원료와 증착 물질은 동일하며, 설명의 편의를 위하여 구분한 것에 불과하며, 제한될 필요는 없다.
도가니 플랜지부(112)는 도가니 본체(111)의 상부에 반경 방향으로 확장된 플랜지 형상으로 구성되고, 도가니 본체(111)와 일체로 구성될 수 있다. 도가니 플랜지부(112)는 하기에서 설명될 히터 프레임(121)의 상단에 지지되거나, 히터 프레임(112)과 측면 리플렉터(123)의 상단에 혹은 히터(122)의 상단에, 히터를 히터 프레임(112)에 고정시키기 위한 히터 브라켓(미도시)의 상단에 지지될 수 있다.
도가니 플랜지부(112)가 히터 프레임(121)에 장착되는 구조는 하기에서 자세히 설명하기로 한다.
도가니 캡(113)은 증착 물질을 균일하게 토출시키는 커버 형상으로 구성되고, 도가니 본체(111)의 상면을 막아주도록 도가니 플랜지부(112)에 장착될 수 있다. 도가니 캡(113)은 도가니 본체(111)와 도가니 플랜지(112)의 형상과 같이 길이 방향으로 긴 사각 형상으로 형성될 수 있다. 도가니 캡(113)이 도가니 플랜지부(112)에 장착되는 구조는 하기에서 자세히 설명하기로 한다.
도가니 캡(113)에는 증착 물질이 통과할 수 있는 노즐(114)이 구비되는데, 피증착물(2)로 증착 물질을 균일하게 공급하기 위하여 복수개의 노즐(114)이 구비되며. 노즐들(114)이 도가니 캡(113)의 길이 방향을 따라 일렬로 소정 간격을 두고 구비될 수 있다. 노즐들(114)은 홀, 슬릿 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 한정되지 아니한다.
히터부(120)는 도가니(110)를 가열하기 위한 것으로서, 히터 프레임(121)과, 히터(122)와, 측면 리플렉터(123)와, 하부 리플렉터(124)로 구성될 수 있다.
히터 프레임(121)은 히터(122)를 장착하기 위하여 도가니 본체(111)를 감싸도록 설치되는데, 도가니 본체(111) 보다 크고 상/하면이 개방된 사각통 형상으로 형성될 수 있다.
히터 프레임(121)은 도가니 본체(111)를 수용하고, 도가니 플랜지(112)를 지지할 수 있다. 히터 프레임(121)의 높이는 도가니 본체(111)의 높이 보다 크게 구성될 수 있고, 히터 프레임(121)의 너비는 도가니 본체(111)의 너비 보다 크게 구성되는데, 히터의 설치 공간 및 복사 열전달 공간을 고려하여 더 크게 구성될 수 있다.
히터 프레임(121)은 도가니 본체(111)의 외벽과 소정의 간격을 유지하고, 도가니 본체(111)의 외벽과 대향될 수 있다. 도가니 본체(111)가 히터 프레임(121)의 중심에 장착되는데, 도가니 본체(111)의 양측 외벽과 히터 프레임(121)의 양측 내벽 사이에 균일한 간격을 유지하도록 장착될 수 있다.
히터(122)는 도가니 본체(111)를 가열하기 위하여 히터 프레임(121)의 내벽에 장착되는데, 히터(122)가 도가니 본체(111)의 양측에서 소정 간격을 유지하도록 구비될 수 있다.
측면 리플렉터(123)와 하부 리플렉터(124)는 히터(122)에서 발생되는 복사 열을 보다 잘 반사시킬 수 있는 소재 및 표면 상태의 플레이트 형상으로 구성되는데, 히터(122)에서 발생되는 열을 도가니(110)의 양측과 상측 등으로 반사시킬 수 있고, 반사열이 도가니(110)를 온도 분포, 승온 등 가열을 더욱 효율적으로 할 수 있게 해 준다. 이에 따라, 도가니(110) 내부의 온도를 설정 온도로 가열하기 위하여 히터(122)를 작동시킬 때, 히터(122)의 소비 전력을 저감시킬 수 있다.
측면 리플렉터(123)는 히터 프레임(121)의 외벽에 장착될 수 있는데, 측면 리플렉터(123)의 높이는 히터 프레임(121)의 높이 보다 작게 구성 혹은 회피하여 장착될 수 있고, 측면 리플렉터(123)와 히터 프레임(121)의 상면이 동일 평면을 구성할 수 있다. 즉, 도가니 플랜지(123)는 히터 프레임(121)과 측면 리플렉터(123)의 상단에 동시에 지지될 수 있다.
하부 리플렉터(124)는 히터 프레임(121)의 하부에 장착될 수 있는데, 도가니 본체(111)의 하부 하측에 근접하게 위치되고, 도가니 본체(111)의 하부와 대향되며, 히터 프레임(121)의 하부를 가로지르도록 설치될 수 있다.
냉각부(130)는 히터부(120)의 열이 외부로 빠져나가는 것을 방지하기 위한 것으로서, 측면 쿨링 블록(131)과, 하부 프레임(132)과, 상부 리플렉터(133)를 포함할 수 있다.
측면 쿨링 블록(131)은 히터부의 열이 외부로 빠져나가는 것을 차단하기 위하여 히터 프레임(121)을 감싸도록 설치되는데, 히터 프레임(121) 보다 크고 상/하 방향이 개방된 사각통 형상으로 형성될 수 있다.
측면 쿨링 블록(131)의 높이는 히터 프레임(121)의 높이 보다 크게 구성될 수 있는데, 히터 프레임(121)에 안착되는 도가니 플랜지(112)와 도가니 캡(113)의 높이까지 커버할 수 있도록 구성될 수 있다. 측면 쿨링 블록(131)의 너비는 히터 프레임(121)의 너비 보다 크게 구성되는데, 소정의 단열 공간을 고려하여 더 크게 구성될 수 있다.
측면 쿨링 블록(131)은 히터 프레임(121)의 외벽 또는 측면 리플렉터(123)와 소정의 간격을 유지하고, 히터 프레임(121)의 외벽 또는 측면 리플렉터(123)와 대향될 수 있다. 히터 프레임(121)이 측면 쿨링 블록(131)의 중심에 장착되는데, 히터 프레임(121)의 양측 외벽과 측면 쿨링 블록(131)의 양측 내벽 사이에 균일한 간격을 유지하도록 장착될 수 있다.
측면 쿨링 블록(131)은 단열재가 내장되거나, 냉각을 위한 유로 등이 내장될 수 있으며, 한정되지 아니한다.
하부 프레임(132)은 측면 쿨링 블록(131) 하측에 장착될 수 있는데, 히터 프레임(121)의 하부를 별도의 지지대(132a)에 의해 지지하고, 측면 쿨링 블록(131)의 하부를 직접 지지할 수 있다. 하부 이동 프레임(132)은 상기에서 설명한 진공 챔버(1) 내부에 구비된 구동부(4) 상측을 따라 이동될 수 있으나, 한정되지 아니한다.
상부 리플렉터(133)는 열을 반사시킬 수 있는 소재의 플레이트 형상으로 구성되는데, 히터(122)에서 발생되는 열을 도가니(110)의 상측으로 반사시킬 수 있고, 히터(122)에서 발생되는 열이 피증착물(2) 또는 피증착물(2)에 형성되는 박막(M)에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
상부 리플렉터(133)는 측면 쿨링 블록(131)의 개방된 상면을 덮어도록 측면 쿨링 블록(131) 상단에 장착될 수 있는데, 적어도 도가니 캡(113)의 일부와 대향되고, 도가니 캡(113) 측의 노즐(114) 상부를 외부로 노출시킬 수 있는 홀(133h)이 구비될 수 있다.
이하, 상술한 도가니(110)의 체결 구조 및 장착 구조를 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치 일부가 도시된 사시도이고, 도 4는 본 발명에 적용된 도가니와 히터부의 장착 구조가 도시된 측면도이며, 도 5 내지 도 6은 본 발명에 적용된 도가니 체결 구조 및 안착 구조가 각각 도시된 측단면도이다.
도가니 본체(111 : 도 1에 도시)의 상부에 일체로 구성된 도가니 플랜지부(112)는 도가니 캡(113)과 체결된 다음, 히터 프레임(121)의 상단에 지지될 수 있다.
도가니 플랜지부(112)와 도가니 캡(113)의 체결 구조는 다음과 같다.
도가니 캡(113)은 체결수단에 의해 도가니 플랜지부(112)의 상측에 체결될 수 있으며, 체결수단은 볼트(141)와 이중 너트(142,143)일 수 있다.
도가니 플랜지부(112)와 도가니 캡(113)에는 서로 대응되는 지점에 적어도 하나 이상의 체결홀(112H,113H)이 구비되고, 도가기 플랜지부의 체결홀(이하, 하부 체결홀 : 112H)과 도가니 캡의 체결홀(이하, 하부 체결홀 : 113H)은 수직 방향으로 관통될 수 있다.
상/하부 체결홀(112H,113H)은 도가니 플랜지부(112)와 도가니 캡(113)의 길이 방향으로 일정 간격을 두고 복수개가 구비될 수 있고, 상/하부 체결홀(112H,113H)과 대응되는 히터 프레임(121)의 상단에는 하기에서 설명될 체결수단이 위치될 수 있는 공간을 확보하기 위하여 홈부(121H)가 구비될 수 있다.
상부 체결홀(113H)은 상측의 직경(D2)이 하측의 직경(d2)보다 크게 구성되는데, 볼트 머리(141a)가 상부 체결홀(113H) 내부의 안착될 수 있다. 상부 체결홀(113H) 내주면에는 나사산이 형성되는 않고, 수직 방향으로 관통된 단차진 홀 형상이다. 볼트 머리(141a)가 상부 체결홀(113H) 상측으로 노출될 수 있다.
하부 체결홀(112H)도 마찬가지로 상측의 직경(D1)이 하측의 직경(d1)보다 크게 구성되는데, 이중 너트(142,143)가 하부 체결홀(112H)에 안착될 수 있다. 하부 체결홀(112H)의 상측 직경(D1)은 상부 체결홀(113H)의 하측 직경(d2) 보다 더 크게 구성되는 것이 바람직하다. 하부 체결홀(112H) 내주면에도 나사산이 형성되지 않고, 수직 방향으로 관통된 단차진 홀 형상이다. 이너 너트(142,143)가 하부 체결홀(112H) 하측으로 노출될 수 있다.
이중 너트(142,143)는 이너 너트(142)와 아우터 너트(143)로 구성될 수 있다.
이너 너트(142)는 상측 외경이 하측 외경보다 크게 구성되는데, 이너 너트의 상부(142a)가 하부 체결홀(112H) 내부에 안착될 수 있다. 이너 너트의 상부(142a) 외경은 하부 체결홀(112H)의 상측 직경(D1)보다 작고, 하부 체결홀(112H)의 하측 직경(d1)보다 크게 구성될 수 있다. 이너 너트의 하부(142b) 외경은 하부 체결홀(112H)의 하측 직경(d1)보다 작게 구성되는데, 이너 너트의 하부(142b)와 하부 체결홀(112H)의 하측 사이에 하기에서 설명될 아우터 너트(143)의 설치 공간이 확보되고, 이너 너트의 하부(142b) 외주면에 수나사산(142c)이 형성될 수 있다.
이너 너트(142)의 중심에 수직하게 관통되는 홀이 구비되고, 이너 너트(142)의 홀 내주면에 암나사산(142d)이 형성되며, 볼트 나사산(141b)이 이너 너트의 암나사산(142d)에 체결될 수 있다.
아우터 너트(143)는 하측 외경이 상측 외경보다 크게 구성되는데, 아우터 너트의 하부(143b)가 하부 체결홀(112H) 하측 주변부에 지지될 수 있다. 아우터 너트의 상부(143a) 외경은 하부 체결홀(112H)의 하측 직경(d1)보다 작게 구성되고, 아우터 너트의 하부(143b) 외경은 하부 체결홀(112H)의 하측 직경(d1)보다 크게 구성될 수 있다.
아우터 너트(143)의 중심에 수직하게 관통되는 홀이 구비되고, 아우터 너트의 홀 내주면에 암나사산(143c)이 형성되며, 이너 너트의 수나사산(142c)이 아우터 너트의 암나사산(143c)에 체결될 수 있다.
상기와 같이 구성된 도가니 플랜지부와 도가니 캡의 조립 과정을 살펴보면, 다음과 같다.
이너 너트(142)를 도가니 플랜지부(112)의 하부 체결홀(112H) 상측에 안착시키고, 아우터 너트(143)를 도가니 플랜지부(112)의 하부 체결홀(112H) 하측에 조립하는데, 이너 너트의 수나사산(142c)이 아우너 너트의 암나사산(143c)에 체결되도록 한다.
도가니 플랜지부(112)의 하부 체결홀(112H)과 도가니 캡(113)의 상부 체결홀(113H)이 대응되도록 도가니 캡(113)을 도가니 플랜지부(112) 위에 위치시킨 다음, 볼트 머리(141a)를 도가니 캡(113)의 상부 체결홀(113H)에 안착시키는데, 볼트 나사산(141b)이 이너 너트의 암나사산(142d)에 체결되도록 한다.
따라서, 볼트 나사산(141b), 이너 너트의 수나사산(142c)과 암나사산(142d), 아우너 터트의 암나사산(143c)이 손상되더라도 도가니 플랜지부(112) 하측에 노출된 이너 너트(142) 또는 아우터 너트(143)를 절단하면, 볼트(141)와 이너 너트(142) 및 아우너 너트(143)를 해체할 수 있다.
도가니 플랜지부(112)와 도가니 캡(113)의 손상 없이 도가니 캡(113)을 도가니 플랜지(112)로부터 손쉽게 분리할 수 있고, 도가니 본체(111 : 도 1에 도시)까지 접근 및 유지 보수가 용이하며, 나사산이 손상되더라도 도가니(110 : 도 1에 도시) 전체를 교체할 필요가 없어 생산 비용을 절감시킬 수 있다.
한편, 도가니 플랜지부(112)와 도가니 캡(113)은 위치결정수단에 의해 히터 프레임(121)의 상단 정위치에 안착될 수 있으며, 위치결정수단은 도가니 플랜지부(112)와 도가니 캡(113) 및 히터 프레임(121)에 구비되는 형합 구조일 수 있다.
실시예에 따르면, 위치결정수단은 히터 프레임(121)의 상단에 상향 돌출되는 핀(121a)일 수 있고, 히터 프레임의 핀(121a)과 맞물리도록 도가니 플랜지부(112)와 도가니 캡(113)에 각각 구비된 홀(112h,113h)일 수 있으나, 한정되지 아니한다.
히터 프레임의 핀(121a)은 히터 프레임(121)의 길이 방향으로 일정 간격을 두고 복수개가 구비될 수 있고, 도가니 플랜지부의 홀(112h)과 도가니 캡의 홀(113h)도 도가니 플랜지부(112)와 도가니 캡(113)의 길이 방향으로 일정 간격을 두고 복수개가 구비될 수 있다.
히터 프레임의 핀(121a) 직경은 도가니 플랜지부의 홀(112h)과 도가니 캡의 홀(112h) 보다 소정 공차를 가지도록 작게 형성되는 것이 바람직하다. 히터 프레임의 핀(121a)은 삽입이 용이하도록 상부로 갈수록 직경이 좁아지게 형성될 수 있다. 도가니 플랜지부의 홀(112h)과 도가니 캡의 홀(113h)은 동일한 크기로 구성될 수 있고, 히터 프레임의 핀(121a) 부분 중 가장 큰 직경보다 크게 형성될 수 있다.
상기와 같이 구성되면, 도가니 플랜지부(112)와 도가니 캡(113)이 히터 프레임(121) 위에 지지될 때, 도가니 플랜지부의 홀(112h)과 도가니 캡의 홀(113h)에 히터 프레임의 핀(121a)이 끼워지도록 하면, 도가니(110 : 도 1에 도시)를 히터부(120 : 도 1에 도시)의 정위치에 손쉽게 안착시킬 수 있다.
또한, 히터 프레임(121)이 변형되더라도 히터 프레임의 핀(121a) 직경 등을 수정하여 도가니(110 : 도 1에 도시)의 위치가 변동되는 것을 방지할 수 있고, 도가니 본체(111 : 도 1에 도시)가 히터 프레임(121)의 중심에 위치되도록 하여 도가니 본체(111 : 도 1에 도시)에 균일한 복사열을 제공할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 진공 챔버 2 : 피가공물
100 : 증발원 110 : 도가니
111 : 도가니 본체 112 : 도가니 플랜지부
113 : 도가니 캡 114 : 노즐
120 : 히터부 121 : 히터 프레임
122 : 히터 123 : 측면 리플렉터
124 : 하부 리플렉터 130 : 냉각부
131 : 측면 쿨링 블록 132 : 하부 이동 블록
133 : 상부 리플렉터

Claims (11)

  1. 증착 원료가 증착 물질로 증발되는 도가니; 및
    상기 도가니를 가열하는 히터부;를 포함하고,
    상기 도가니는,
    상면이 개방되고, 증착 원료가 증착 물질로 증발되는 도가니 본체와,
    상기 도가니 본체의 상부에 외측 방향으로 확장된 도가니 플랜지부와,
    상기 도가니 플랜지부 상측에 결합되고, 상기 증착 물질이 방출되는 적어도 하나 이상의 노즐이 구비되는 도가니 캡을 포함하며,
    상기 히터부는,
    상기 도가니 본체 외측에 이격되는 히터 프레임과,
    상기 히터 프레임의 내벽에 장착되고 상기 도가니 본체와 이격되는 히터를 포함하고,
    상기 도가니 플랜지부는 상기 히터 프레임의 상단에 지지되는 증착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도가니 본체의 외벽과 상기 히터 프레임의 내벽은 소정 간격으로 이격되는 증착 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 히터부는,
    상기 히터 프레임의 외벽 양측면에 장착된 측면 리플렉터(side reflector)와,
    상기 도가니 본체 보다 하측에 위치하도록 상기 히터 프레임의 하부에 장착된 하부 리플렉터(lower reflector)를 포함하는 증착 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 히터부에서 방출한 열을 단열시키는 냉각부;를 더 포함하는 증착 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 냉각부는,
    상기 히터부 외측에 이격되는 쿨링 블록과,
    상기 도가니 캡 보다 상측에 위치하도록 상기 쿨링 블록 상부에 장착된 상부 리플렉터(upper reflector)를 포함하는 증착 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도가니 캡을 상기 도가니 플랜지부에 결합시키는 체결수단;을 더 포함하는 증착 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 체결수단은,
    상기 도가니 플랜지부와 상기 도가니 캡에 각각 구비된 적어도 하나 이상의 체결홀과,
    상기 도가니 플랜지부의 체결홀에 안착되는 이중 너트와,
    상기 도가니 캡의 체결홀에 안착되고 상기 이중 너트에 체결되는 볼트를 포함하는 증착 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 도가니 플랜지부의 체결홀은 상측 직경이 하측 직경 보다 크게 단차지도록 형성되고,
    상기 도가니 캡의 체결홀은 상측 직경이 하측 직경 보다 크게 단차지게 형성되며,
    상기 도가니 플랜지부의 체결홀 상측 직경이 상기 도가니 캡의 체결홀 하측 직경 보다 작게 형성되는 증착 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 이중 너트는,
    상기 도가니 플랜지부의 체결홀 상측에 안착되고 암나사산과 수나사산이 구비되는 이너 너트(inner nut)와,
    상기 도가니 플랜지부의 체결홀 하측에 안착되고 상기 이너 너트의 수나사산과 체결되는 아우터 너트(outer nut)를 포함하고,
    상기 볼트는,
    상기 이너 너트의 암나사산에 체결되는 증착 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 도가니 플랜지부와 도가니 캡과 히터 프레임 사이에 형합되게 구비되는 위치결정수단을 더 포함하는 증착 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 위치결정수단은,
    상기 히터 프레임의 상단에 상향 돌출되게 구비된 적어도 하나 이상의 핀과,
    상기 히터 프레임의 핀과 맞물리도록 상기 도가니 플랜지부와 상기 도가니 캡에 각각 구비된 적어도 하나 이상의 홀을 포함하는 증착 장치.
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