KR100408259B1 - 공정챔버_ - Google Patents

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KR100408259B1 KR10-1998-0047186A KR19980047186A KR100408259B1 KR 100408259 B1 KR100408259 B1 KR 100408259B1 KR 19980047186 A KR19980047186 A KR 19980047186A KR 100408259 B1 KR100408259 B1 KR 100408259B1
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Abstract

본 발명은 기판을 안착시키기 위한 스테이지를 구비하여서 스테이지에 안착된 기판 상에 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 또는 스퍼터(sputter) 등 액정표시장치를 제조하기 위한 다 수의 공정이 진행되는 공정챔버(process chamber)에 관한 것으로, 상기 스테이지는 몸체와, 몸체 상면 가장자리에 형성된 돌기와, 돌기 내부공간에 인입되도록 형성된 기판안착부를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 공정챔버에서는 액정표시장치를 제조하기 위한 다 수의 공정 진행 중에 오염 또는 손상된 기판안착부를 스테이지 몸체로부터 간편하게 교체 가능하다. 따라서, 손상된 기판안착부를 교체하기 위해 챔버 전체를 분해 및 조립하는 데 별도로 소요되었던 시간을 단축시킬 수 있고, 또한 그에 따른 비용절감의 효과가 있다.
또한, 본 발명에서는 기판안착부 표면이 돌기보다도 돌출되도록 형성됨으로써, 기판안착부의 인입이 용이한 이점이 있다.

Description

공정챔버
본 발명은 액정표시장치 제조에 있어서, 유리(glass) 등의 기판 상에 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 또는 스퍼터(sputter)등 다 수 공정이 진행되는 공정챔버(process chamber)에 관한 것으로, 특히, 기판이 안착되는 스테이지(stage)를 용이하게 교체할 수 있는 공정챔버에 관한 것이다.
공정챔버에서는 기판에 화학기상증착 또는 스퍼터 공정, 진공을 요하는 공정과, 식각 공정 등 액정표시장치를 제조하는 일반적인 공정이 진행되는 데, 여기에서는 열공정이 진행되는 공정챔버를 예로 하여 설명한다.
열 공정이 진행되는 공정챔버에는 하부에 해당 공정이 진행될 기판이 안착되는 스테이지가 장착되어 있으며, 열선 등을 이용하여 전기에너지를 열에너지로 전환시킴으로써 기판에 열이 전달되도록 한다. 즉, 상기 열선은 열 공정을 진행시키기에 적정온도가 유지되도록 기판에 열을 가함으로써 공정챔버 내로 유입된 공정가스가 기판과 반응되는 것을 촉진시키는 역할을 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 일체형 스테이지를 도시한 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 일체형 스테이지가 장착된 공정챔버의 단면도이다.
종래의 공정챔버(150)는 하부에 기판이 안착되는 스테이지가 장착되며, 스테이지는 1과 같이, 몸체(body)(100)와, 기판안착부(160)와, 열선(104)과, 전원공급부(power supply)(110)로 구성된다.
몸체(100)에는 상면에 상향으로 돌출된 기판안착부(160)가 형성되어 있고, 열선(104))이 내장되어 있다.
전원공급부(110)는 열선(104)과 전기적으로 연결되어 전원을 온/오프 시킴에 따라 열선(104)에 열이 공급/차단된다.
기판안착부(160)는 표면에 표면보호막(미도시)으로 피복되어 있다.
상기에서 알 수 있듯이, 종래의 스테이지는 몸체(100)와 기판안착부(160)가 일체형으로 형성되어 있다.
벨로우즈(130)는 공정챔버(150) 외곽 하부에 장착되어 상기 구성을 갖는 종래 스테이지 몸체(100)와 공정챔버(150)를 실링시키는 역할을 한다.
지지대(106)에는 샤프트(shaft)(108)가 설치되며, 이 샤프트(108)는 기판(140)과 샤워헤드(154)가 적정 간격을 유지하도록 상승 또는 하강 구동된다.
종래의 공정챔버(150)는 상단에 가스공급부(152)가, 하단에 배기부(158)가 형성되고, 가스공급부(152)에는 다수 개의 관통홀(156)이 형성된 샤워헤드(154)가 연결된다.
공정가스는 가스공급부(152)로 공급되어 샤워헤드(154)에 형성된 다 수개의 관통홀(156)을 통해 공정챔버(150) 내부 공간에 분사되며, 인가된 RF파워에 의해 플라즈마 상태로 된다.
이러한 플라즈마 상태의 공정가스는 기판(140)과 반응하여 TFT용 반도체막(미도시)을 형성한다. 이 때, 기판(140)은 스테이지에 안착되어 열선 등에 의해 적정온도로 가열된 상태이다.
이 후, 공정 중 발생된 반응부산물은 배기부(158)를 통해 외부로 배기된다.
종래의 일체형 스테이지를 이용하여 기판이 열 공정에 필요한 적정한 온도를 유지하는 과정을 알아본다.
기판안착부(160)상에 로봇암 등의 이송수단(미도시)을 이용하여 기판(140)을 위치시킨다.
다음에, 샤프트(108)를 상승 또는 하강 구동시키어 공정챔버(150)내에서 샤워헤드(154)와 기판(140)과의 적정 간격을 셋팅한다.
이 후, 전원공급부(110)의 전원을 "온(on)" 시킴에 따라, 열선(104)이 가열되면서 발생된 열이 기판안착부(160) 및 기판안착부에 위치된 기판(140)에 전달됨으로써 열 공정이 진행될 적정온도로 셋팅된다.
열 공정 진행 시, 기판안착부(160)는 열 또는 가스 등에 노출되므로, 쉽게 손상 및 오염되며, 더욱이, 기판(140)과의 접촉부분에서는 표면보호막 등이 손상된다.
따라서, 종래 공정챔버의 스테이지에 있어서, 몸체와 기판안착부가 일체형으로 형성되어 있으므로, 기판안착부의 표면보호막 등이 일부분 손상된 경우 스테이지 전체를 교체해야 한다.
그리고, 일정기간 사용 후, 주기적으로 공정챔버를 오픈시킨 후에 챔버로부터 스테이지를 분리시킨 후에 새로운 제품으로 교체해야 하고, 또한, 교체 후 스테이지를 다시 셋팅해야 하는 등 별도의 작업시간을 필요로 하는 문제점이 발생되었다.
상기의 문제점을 해결하고자, 본 발명의 목적은 스테이지로부터 오염 또는 손상되기 쉬운 기판안착부를 교체시키기가 용이한 공정챔버를 제공하려는 데 있다.
상기 목적을 달성하고자, 본 발명의 공정챔버는 몸체 상면 가장자리에 형성된 돌기와, 돌기 내부공간에 인입되도록 형성된 기판안착부가 구비된 스테이지를 갖는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 일체형 스테이지를 도시한 단면도이고,
도 2는 종래 기술에 따른 일체형 스테이지가 장착된 공정챔버의 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 분리형 스테이지를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 분리형 스테이지가 장착된 공정챔버의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 분리형 스테이지에 있어서 기판안착부의 실시 예를 도시한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100, 200. 몸체 104, 204. 열선
130, 230. 벨로우즈 160, 260, 560. 기판안착부
140, 240. 기판 150, 250. 공정챔버
152, 252. 가스공급부 158, 258. 배기부
154, 254. 샤워헤드 156, 256. 관통홀
262. 돌기
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 공정챔버를 상세히 설명하겠다.
도 3은 본 발명에 따른 분리형 스테이지를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 분리형 스테이지가 장착된 공정챔버의 단면도이다.
그리고, 도 5는 본 발명의 분리형 스테이지에 있어서 기판안착부의 일 예를 도시한 도면이다.
본 발명의 공정챔버의 스테이지는 도 3과 같이, 몸체(200)와, 돌기(262)와, 기판안착부(260)와, 열선(204)과, 전원공급부(210)로 구성된다.
몸체(200)에는 상면 가장자리를 에워싸도록 돌기(262)가 형성되어 있고, 열선(204)이 내장되어 있다.그리고, 전원공급부(210)는 열선(204)과 전기적으로 연결되어 있으며, 열선에 전원을 공급한다.
기판안착부(260)는 석영 또는 알루미늄 또는 세라믹 등의 재질로 형성되며,5.0 ∼ 5.5 mm 정도의 두께 범위를 갖는다. 기판안착부(260)가 알루미늄 재질인 경우에는 표면에 Al2O3막인 표면보호막이 피복된다.
기판안착부(260)는 돌기(262) 내부공간에 인입/인출된다.
기판안착부(260)는 적어도 돌기 두께보다는 두껍게 형성시키어 돌기(262) 표면보다 돌출된 형상을 갖도록 한다. 상기 구조에 의해, 기판안착부(260)가 돌기(262) 내부공간에 인입된 경우, 기판안착부(260)의 인출이 용이하다.
기판안착부(260)는 도 3에 도시된 바와 같은 양면이 모두 평평한 형상 뿐만 아니라, 도 5와 같이, " Ｔ " 자 형상(560) 등 돌기 내부공간에 인입될 수 있는 형상이면 어떤 형상도 모두가 가능하다.
도 5에서, "Ｔ"자 형의 기판안착부(560)에 있어서, 양측으로 돌출된 부분이 돌기 상에 올려지게 된다.
상기에서 알 수 있듯이, 본 발명의 공정챔버에 있어서, 스테이지는 몸체(200)와 기판안착부(260)가 분리형으로 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 스테이지는 도 4와 같이, 공정챔버(200) 하부에 장착된다.
지지대(206)에는 샤프트(shaft)(208)가 설치되고, 샤프트(208)는 상승 또는 하강 구동되어 웨이퍼안착부(260)와 샤워헤드(254) 간의 적정간격을 조절한다.
벨로우즈(230)는 공정챔버(250) 외곽 하부에 장착되어 스테이지 몸체(200)와 공정챔버(250)를 실링(sealing)하는 역할을 한다.
공정챔버(250)에는 상단에는 가스공급부(252)가, 하단에는 배기부(258)가 형성되고, 가스공급부(252)에는 다수 개의 관통홀(256)이 형성된 샤워헤드(254)가 연결된다.
공정가스는 가스공급부(252)로 공급되어 샤워헤드(254)에 형성된 다 수개의 관통홀(256)을 통해 챔버 내부 공간에 분사되며, 분사된 공정가스는 인가된 RF파워에 의해 플라즈마 상태로 된다.
이러한 플라즈마 상태의 공정가스는 기판과 반응하여 TFT용 반도체막을 형성한다. 이 때, 기판(240)은 본 발명의 스테이지의 기판안착부(260)에 안착되어 있으며, 열선(204)에 의해 박막 증착에 적정한 온도로 가열된 상태이다.
이 후, 공정 중 발생된 반응부산물은 배기부(258)를 통해 외부로 배기된다.
본 발명의 스테이지에 의해 기판이 증착에 필요한 적정온도로 셋팅되는 과정을 살펴본다.
먼저, 몸체(200) 상면 가장자리에 형성된 돌기(262) 내부공간으로 기판안착부(260)을 인입시킨 후, 로봇암(미도시) 등의 이송수단에 의해 기판안착부(260) 상에 기판(240)을 위치시킨다.
그리고, 샤프트(208)를 상승 또는 하강시킴으로써 기판안착부(260)와 샤워헤드(254) 간의 적정한 간격을 셋팅한다.
전원공급부(210)의 전원을 "온" 시킴에 따라, 열선(204)이 가열되면서 발생된 열에 의해 기판안착부(260) 및 그 상면과 접한 기판(240)이 열 공정이 진행될 적정온도로 셋팅된다.
이 때, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 온도는 온도 콘트롤러에 의해 제어된다.
상기 셋팅된 조건 하에서, 다 수의 열 공정이 진행되는 동안, 기판안착부(260)의 표면보호막은 열 및 가스 등에 의해 손상된다.
따라서, 몸체(200)로 부터 손상된 기판안착부(260)를 주기적으로 교체해 주어야 한다.
이런 경우, 먼저, 전원공급부(210)의 전원을 오프시키어 내부온도를 하강시킨 후, 공정챔버(250)를 오픈시킨다. 그런 후, 본 발명의 스테이지에 있어서, 손상된 기판안착부(260)를 돌기(262) 내부공간으로 부터 인출시킨 후, 준비된 새로운 기판안착부를 돌기 내부공간으로 인입시키는 방법으로 기판안착부를 교체시킨다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 공정챔버에서는 스테이지 몸체(200)로부터 손상된 기판안착부(260)를 교체가능하며, 화학기상증착 등 열 공정 외에도, 진공 공정, 상온에서 진행되는 공정 등 액정표시장치를 제조하는 일반적인 모든 공정에 적용이 가능하다.
본 발명의 공정챔버에서는 스테이지 몸체로부터 기판안착부를 분리 가능하도록 형성함에 따라, 공정 진행 중에 발생되는 열 및 가스 등에 의해 손상된 기판안착부를 간편하게 교체할 수 있다. 따라서, 손상된 기판안착부를 교체하기 위해 챔버 전체를 분해 및 조립하는 데 별도로 소요되었던 시간을 단축시킬 수 있고, 또한 그에 따른 비용절감의 효과가 있다.
그리고, 본 발명에서는 기판안착부 표면이 돌기보다도 돌출되도록 형성된 구조를 가짐으로써, 돌기 내부공간으로 부터 기판안착부의 인입/인출이 용이한 이점이 있다.

Claims (9)

  1. 기판을 안착시키기 위한 스테이지를 구비하여서 상기 스테이지에 안착된 기판 상에 액정표시장치 제조를 위한 다 수의 공정을 진행시키기 위한 공정챔버에 있어서,
    상기 스테이지는
    몸체와,
    상기 몸체 상면 가장자리에 형성된 돌기와,
    상기 돌기 내부공간에 인입되도록 형성된 기판안착부를 구비한 공정챔버.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스테이지는
    상기 몸체에 내장되어 상기 기판안착부에 열을 전달시키기 위한 열선과,
    상기 열선과 전기적으로 연결된 전원공급부를 구비한 것이 특징인 공정챔버.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판안착부는 석영재질인 것이 특징인 공정챔버.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판안착부는 세라믹재질인 것이 특징인 공정챔버.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판안착부는 알루미늄 재질인 것이 특징인 공정챔버.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 기판안착부는 표면보호막을 피복시킨 것이 특징인 공정챔버.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 표면보호막은 Al2O3막인 것이 특징인 공정챔버.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판안착부는 상기 돌기보다도 돌출된 형상을 갖는 것이 특징인 공정챔버.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판안착부는 " Ｔ " 자 형상을 갖는 것이 특징인 공정챔버.
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