KR20210084926A - 대면적 금속챔버 및 이에 사용되는 셔터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대면적 금속챔버를 사용하고, 그 내부에 별도의 구동축에 의해 구동되는 네 개의 독립셔터들을 사용하여 유효 차폐 면적을 넓게 함으로써, 금속챔버 내부가 증발원에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다. 독립 셔터는독립 셔터들은 각각 차폐막과, 차폐막에 일단이 고정연결되는 가이드부와, 가이드부의 타단에 연결되는 구동축으로 구성된다.

Description

대면적 금속챔버 및 이에 사용되는 셔터{Metal chamber with large area, and shutter using in the same}

본 발명은 물리적 기상 증착(PVD)기에 사용되는 대면적 금속챔버와, 금속챔버 내부가 증착재료(source)에 의해 오염되는 것을 방지하기 위한 셔터에 관한 것으로서, 특히 큰 소재에 사용하기 위한 대면적 금속챔버와, 이에 사용되는 유효 차폐면적이 넓은 셔터에 관한 것이다.

일반적으로 물리적 기상 증착은 반도체와 디스플레이의 제작에 사용되며, 도 1을 참조하여 물리적 기상 증착을 설명하면 다음과 같다.

먼저 진공상태의 챔버(1) 내에서 증발기에 증착재료(S)를 위치시키고 소정의 에너지로 증착재료를 기화시켜 원하는 타겟(T)에 증발된 증착재료를 증착시키게 된다. 이때, 증착되는 재료의 두께를 조절하기 위하여 셔터(2)가 사용된다.

셔터는 통상적으로 원형으로 이루어지고, 증발기 위쪽에 위치하며, 그 크기는 증발기보다 조금 더 큰 형태이다. 따라서, 작은 규모의 금속챔버에서 증착을 수행하는 경우에는, 셔터에 의해 증발된 증착재료가 대부분 셔터에 의해 차폐되어 금속챔버 내부가 증착재료에 의해 오염되는 일이 별로 발생하지 않게 된다.

그러나, OLED와 같은 디스플레이 장치의 규모가 점점 더 커지게 되면서, 이를 수용하기 위한 금속챔버의 크기가 함께 증가하게 된다.

크기가 증가된 금속챔버 내에 설치되는 단일의 셔터의 크기는 한정적일 수 밖에 없기 때문에, 단일의 셔터가 증발기 위쪽(차폐위치)에 있을 때에는 셔터에 의해 타겟에 증발된 증착재료가 증착되지 않지만, 셔터의 둘레를 벗어나 진행하는 증착재료는 챔버의 내부에 증착되게 되어, 증착챔버 내부가 증착재료에 의해 오염되는 현상이 발생하게 되며, 주기적으로 증착챔버의 내부를 세척해주어야 하고, 이로 인한 비용 증가라는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 큰 크기의 타켓을 수용하기 위한 대면적 금속챔버와, 금속챔버 내부의 오염을 방지하기 위하여 유효 차폐면적인 넓은, 대면적 금속챔버에 사용되는 셔터를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 따른 대면적 금속챔버는, 다수의 냉각시스템이 내외부에 설치되고, 상부에는 얼라이너와 셔터의 설치를 위한 큰 구경의 개방구가 형성되고, 하부에는 다수의 포인트 셀(point cell)를 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 대면적 금속챔버에 사용되는 셔터는, 4개의 독립 셔터들로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 대면적 금속챔버에 사용되는 셔터에서, 독립 셔터들은 각각 차폐막과, 차폐막에 일단이 고정연결되는 가이드부와, 가이드부의 타단에 연결되는 구동축으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 대면적 금속챔버에 사용되는 셔터에서, 상기 차폐막은 1/4 원호의 형태로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 대면적 금속챔버에 사용되는 셔터에서, 상기 독립 셔터들의 차폐막들은 차폐위치에서 하나의 큰 원호를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 대면적 금속챔버에 사용되는 셔터에서, 상기 구동축은 대면적 금속챔버 외부에 설치되는 구동수단에 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 대면적 금속챔버에 사용되는 셔터에서, 구동축의 내부에는 냉각통로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 대면적 금속챔버에 사용되는 셔터에서, 상기 가이드부 내부에는 상기 구동축의 냉각통로에 대응연결되는 냉각통로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 구동축의 냉각통로는 금속챔버 외부의 냉각수 유입유출구에 연결되며, 상기 냉각수 유입유출구를 통해 냉각수가 유입되어 상기 구동축과 가이드부의 냉각통로들을 순환한 후에 냉각수 유입유출구를 통해 유출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따라 대면적 금속챔버를 사용하고, 그 내부에 별도의 구동축에 의해 구동되는 네 개의 독립셔터들을 사용하여 유효 차폐 면적을 넓게 함으로써, 금속챔버 내부가 증발원에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 선행기술에 따른 증착챔버의 개략적인 구조를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 대면적 금속챔버의 구조를 개략적으로 보여주는 도면.
도 3은 본 발명에 따른, 대면적 금속챔버에 사용하는 셔터의 구성을 보여주는 도면.
도 4는 독립 셔터의 구성을 보여주는 도면.
도 5의 (a)는 구동축의 단면을 보여주고, (b)는 가이드부의 단면을 보여주는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성요소에 대해서는 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다.

도 2는 본 발명에 따른 대면적 금속챔버를 도시한 도면이다.

대면적 금속챔버(100) 3 x 3 m이고, 그 상부에는 얼라이너(Aligner)와 셔터의 설치를 위한 큰 개방구(102)며, 그 하부에는 다수의 증착원의 설치를 위한 포인트 셀(point cell)(102)과

챔버 내외측에는 장치들의 결합을 위한 다수의 통공과 그리고 금속챔버의 냉각을 위한 냉각시스템 설치를 위한 서비스통공들이 설치된다.

도 3은 본 발명에 따른 대면적 금속챔버의 내부에 설치되는, 셔터를 도시한 도면이다.

도면에 도시되어 있어 있듯이, 본 발명에 따른 셔터(200)는 4개의 독립 셔터(200-1 ~ 200-4)들로 구성되고, 독립 셔터들은 각각 동일한 형상을 가지고 있으며, 차폐역할을 하는 차폐막 부분은 1/4 원호의 부채꼴로 형성된다. 그리고, 독립 셔터(200-1~200-4)은 각각 독립적인 구동축(203)에 연결된다.

상기 독립 셔터들이 차폐 위치에 있을 때에는 하나의 큰 원호형을 이루게 되며, 이와 같이 큰 원호형의 차폐기능 때문에 증착원에 의해 금속챔버 내부가 증착원들에 의해 오염되는 것을 방지하게 된다. 그리고, 독립 셔터의 차폐막 부분들은 동일 수평면 상에 위치하는 것이 아니라, 서로에 대해 약간의 이격두고 배치되게 된다. 따라서, 차폐만 부분들은 서로간에 일부분이 겹칠 수 있게 되기 때문에 차폐막의 형상은 1/4 원호형상에만 한정되는 것이 아니라, 전체로서 하나의 큰 원호에 가까운 형상을 가지게 된다면 다양한 형상을 가질 수 있게 된다.

도 4를 참조하여 독립 셔터(200-3)를 설명하면 다음과 같다. 나머지 독립 셔터들이 형상과 기능은 독립 셔터(200-3)과 동일하여 이에 대한 설명은 생략한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 부채꼴 형태의 1/4 원호형의 차폐막(201)과, 상기 차폐막에 일단이 고정연결되는 가이드부(202)와, 상기 가이드부(202)의 타단과 고정연결되는 구동축(203)으로 구성되며, 상기 가이드부는 롤러타입으로 형성된다.

상기 구동축(203)은 금속챔버의 외부로 연장되어 구동수단(204)에 연결된다. 그리고 구동축의 내부에는, 도 5의 (a)의 구동축 단면도에 도시한 바와 같이 냉각을 위한 냉각통로(203-1, 203-2)가 형성된다. 냉각통로(203-1)는 냉각수 유입을 위한 것이고, 냉각통로(203-2)는 냉각수 유출을 위한 통로이다. 금속챔버 외부의 냉각수 유입유출구(205)를 통해 상기 냉각통로에 냉각수가 유입되고 또한 유출되게 된다.

또한, 도 5의 (b)에 도시하였듯이, 상기 냉각통로(203-1 및 203-2)들은 상기 가이드부(202) 내측에 형성된 대응 냉각통로(202-1, 202-2)들과 연결되게 되어, 증착공정 중 고온에 노출되는 차폐막을 냉각시키게 된다.

상기 독립 셔터의 구동을 간략하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 셔터들을 차폐위치에 위치시키게 되면, 독립 셔터들의 차폐막들은 하나의 큰 원호를 형성하여, 증발원으로부터 증발되는 증착재료에 의해 금속챔버의 내부가 오염되는 것을 방지하게 된다.

이후에, 금속챔버 내부에 배치된 타켓을 증착하고자 하는 경우, 구동수단(204)을 통해 구동축(203)을 회전시키면, 가이드(202)와 함께 차폐막(201)이 수평방향(왼쪽 또는 오른쪽)으로 이동하게 되고, 이에 따라 차폐영역이 개방되게 된다. 이에 따라, 증발된 증착재료가 개방된 차폐영역을 지나 타켓에 증착되게 된다. 이후, 도면에 도시하지 않은 증착두께 측정장치가, 적정치의 증착두께 이루어졌다고 판단하면, 구동수단에 의해 구동축이 반대로 회전되고, 이에 따라 가이드와 함께 차폐막이 차폐위치로 이동하여 차폐영역을 형성하게 된다.

한편, 구동축(203)의 냉각통로(203-1, 203-2)와, 이에 대응하게 연결된 가이드부(202)의 냉각통로(202-1, 202-2)에는, 냉각수 유입유출구(205)를 통해 냉각수가 순환되기 때문에, 차폐막이 과도하게 과열되는 것을 방지하게 된다.

100:대면적 금속챔버
200: 셔터
200-1 ~ 200-4: 독립 셔터
201:차폐막
202: 가이드부
202-1, 202-2:냉각통로
203: 구동축
203-1, 203-2:냉각통로
204:구동수단
205:냉각수 유입유출구

Claims (10)

1. 다수의 냉각시스템이 내외부에 설치되고, 상부에는 얼라이너와 셔터의 설치를 위한 큰 구경의 개방구(101)가 형성되고, 하부에는 다수의 포인트 셀(point cell)(102)를 형성되는 것을 특징으로 하는 대면적 금속챔버,
2. 다수의 냉각시스템이 내외부에 설치되고, 상부에는 얼라이너와 셔터의 설치를 위한 큰 구경의 개방구)가 형성되고, 하부에는 다수의 포인트 셀(point cell)를 형성되는 대면적 금속챔버에 사용하는 셔터에 있어서, 상기 셔터는, 4개의 독립 셔터들로 구성되는 것을 특징으로 하는 대면적 금속챔버에 사용하는 셔터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 독립 셔터들은 각각 차폐막(201)과, 차폐막에 일단이 고정연결되는 가이드부(202)와, 가이드부의 타단에 연결되는 구동축(203)으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 대면적 금속챔버에 사용하는 셔터.
4. 제3항에 있어서,
   상기 차폐막은 1/4 원호의 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 대면적 금속챔버에 사용하는 셔터.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 독립 셔터들의 차폐막들은 차폐위치에서 하나의 큰 원호를 형성하는 것을 특징으로 하는, 대면적 금속챔버에 사용하는 셔터.
6. 제5항에 있어서,
   상기 구동축은 대면적 금속챔버 외부에 설치되는 구동수단(204)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 대면적 금속챔버에 사용하는 셔터.
7. 제6항에 있어서,
   상기 구동축(203)의 내부에는 냉각통로(203-1, 203-2)들이 형성되는 것을 특징으로 하는, 대면적 금속챔버에 사용하는 셔터.
8. 제7항에 있어서, 상기 구동축의 냉각통로들 중 하나는 냉각수 유입을 위한 통로이고, 다른 하나는 냉각수 유출을 위한 통로인 것을 특징으로 하는, 대면적 금속챔버에 사용하는 셔터.
9. 제8항에 있어서,
   상기 가이드부(202) 내부에는 상기 구동축의 냉각통로에 대응연결되는 냉각통로(202-1, 202-2)가 형성되는 것을 특징으로 하는, 대면적 금속챔버에 사용하는 셔터.
10. 제9항에 있어서,
    상기 구동축의 냉각통로는 금속챔버 외부의 냉각수 유입유출구(205)에 연결되며, 상기 냉각수 유입유출구를 통해 냉각수가 유입되어 상기 구동축과 가이드부의 냉각통로들을 순환한 후에 냉각수 유입유출구를 통해 유출되는 것을 특징으로 하는, 대면적 금속챔버에 사용하는 셔터.

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