KR100503388B1 - Processing chamber of FPD manufacturing machine for forming uniform plasma - Google Patents
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Abstract
본 발명은 평판표시소자 제조장치의 공정챔버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공정챔버의 내부 구조를 변경하여 균일한 플라즈마가 형성되도록 하는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버에 관한 것이다. The present invention relates to a process chamber of a flat panel display device manufacturing apparatus, and more particularly, to a process chamber of a flat panel display device manufacturing apparatus for changing the internal structure of the process chamber to form a uniform plasma.
본 발명의 공정챔버는, 상부전극과 하부전극이 설치되는 공정챔버에 있어서, 상기 공정챔버와 반송챔버 사이의 통로에 셔터가 구비되는 것을 특징으로 한다. In the process chamber of the present invention, in the process chamber in which the upper electrode and the lower electrode are provided, a shutter is provided in a passage between the process chamber and the transfer chamber.
또한, 본 발명에 따른 공정챔버는, 상부전극과 하부전극이 설치되는 공정챔버에 있어서, 상기 상부전극과 공정챔버의 벽면 사이에 배플(baffle)이 구비되는 것을 특징으로 한다. In addition, the process chamber according to the present invention is characterized in that in the process chamber in which the upper electrode and the lower electrode are installed, a baffle is provided between the upper electrode and the wall surface of the process chamber.
Description
본 발명은 평판표시소자 제조장치의 공정챔버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공정챔버의 내부 구조를 변경하여 균일한 플라즈마가 형성되도록 하는 공정챔버에 관한 것이다. The present invention relates to a process chamber of a flat panel display device manufacturing apparatus, and more particularly to a process chamber to change the internal structure of the process chamber to form a uniform plasma.
일반적으로 평판표시소자 제조장치는 크게 습식 케미컬을 이용한 습식식각 장치와 불활성 가스를 이용하는 건식식각 장치로 대별된다. Generally, a flat panel display device manufacturing apparatus is roughly classified into a wet etching apparatus using a wet chemical and a dry etching apparatus using an inert gas.
여기서 건식식각 장치는 강한 전기장이 형성된 두 전극 사이에 특정 반응 가스를 투입하여 반응 가스가 전기장에 의하여 전자를 잃으면서 중성 상태에서 반응성이 매우 뛰어난 이온화 된 플라즈마 가스가 되도록 한 후, 플라즈마 가스가 산화막 중 포토레지스터 막에 의하여 가려지지 않고 노출된 부분과 반응하여 부산물이 생성되면서 식각이 진행되도록 하는 장치이다. In the dry etching apparatus, a specific reaction gas is introduced between two electrodes having a strong electric field so that the reaction gas becomes an ionized plasma gas which is highly reactive in a neutral state while losing electrons by the electric field, and then the plasma gas is formed in the oxide film. It is a device that allows etching to proceed as the by-products are generated by reacting with the exposed part without being covered by the photoresist film.
상술한 건식식각장치는 일반적으로 플라즈마 등에 의하여 기판을 처리하는 공정챔버, 공정 처리될 기판을 공정챔버로 반입하고, 반출시키는 경유지로 사용되는 반송챔버 및 기판을 보관하고 있는 로드락 챔버의 3개의 챔버로 구성된다. 그리고 최근에는 기판의 대형화로 인하여 상기 로드락챔버와 반송챔버의 기능을 통합하여 하나의 반송챔버와 공정챔버로 이루어지는 2챔버 형식의 건식식각장치도 개시되고 있다. The dry etching apparatus described above generally includes three chambers of a process chamber for processing a substrate by plasma or the like, a transfer chamber used as a transit place for carrying in and out of a substrate to be processed and carried out to a process chamber, and a load lock chamber for storing a substrate. It consists of. In recent years, a two-chamber dry etching apparatus including one load chamber and a process chamber by integrating the functions of the load lock chamber and the transfer chamber has been disclosed due to the enlargement of the substrate.
도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 평판표시소자 제조장치에는 3챔버 형식이든, 2챔버 형식이든 간에 공정챔버(100)와 반송챔버(200) 사이에 통로가 형성되고, 그 통로의 중앙에는 양 챔버를 차폐시키는 게이트(120)가 설치된다. 즉, 상기 게이트(120)는 기판을 반입하거나 반출하는 경우에는 열려서, 상기 반송챔버(200)내에 설치되어 있는 로봇(210)이 통과할 수 있도록 하며, 기판의 반입 또는 반출이 완료되면 닫혀서 상기 공정챔버(100)와 반송챔버(200)를 공간적으로 격리시킨다. 따라서 공정챔버(200) 내의 공정가스 등이 반송 챔버(200)로 유입되지 않으며, 반송챔버(100)를 대기 분위기로 만들어도 공정챔버(100)의 진공분위기는 영향을 받지 않는다. As shown in FIG. 1, in the flat panel display device manufacturing apparatus, a passage is formed between the process chamber 100 and the transfer chamber 200 in a three-chamber type or a two-chamber type, and both chambers are formed at the center of the passage. The gate 120 to shield the is installed. That is, the gate 120 is opened when the substrate is brought in or taken out, so that the robot 210 installed in the conveying chamber 200 can pass therethrough, and is closed when the substrate is brought in or taken out. The chamber 100 and the conveying chamber 200 are spatially isolated. Therefore, the process gas in the process chamber 200 does not flow into the transfer chamber 200, and the vacuum atmosphere of the process chamber 100 is not affected even when the transfer chamber 100 is made into the atmosphere.
그러나 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 통로에는 게이트(120)가 닫혀도 벽면보다 벽면 안쪽으로 형성된 공간이 남아 있다. 따라서, 플라즈마로 공정을 처리하는 경우에 실제로 플라즈마가 형성되는 공간이 도 2에 도시된 제 1 가상의 선(130)에 의하여 확인할 수 있는 바와 같이, 통로가 형성된 벽면쪽이 다른 벽면쪽보다 넓게 형성된다. 그러므로, 공정챔버(100)내에서 플라즈마가 형성되는 공간이 비대칭적이어서 처리되는 기판의 모든 면이 균일하게 식각되지 않는 문제점이 있다. However, as shown in FIG. 2, even if the gate 120 is closed, a space formed inside the wall surface remains behind the wall surface. Therefore, in the case where the process is performed by plasma, the space where the plasma is actually formed can be confirmed by the first virtual line 130 shown in FIG. 2, so that the wall surface where the passage is formed is wider than the other wall surface. do. Therefore, there is a problem in that the space in which the plasma is formed in the process chamber 100 is asymmetric so that not all surfaces of the substrate to be treated are uniformly etched.
또한, 상기 공정챔버(100) 내부에는 가스를 공급하고 상부전극 역할을 하는 상부전극과 기판을 지지하고 하부전극 역할을 하는 하부전극(110)이 구비된다. 그리고 상기 하부전극(110)이 구비된 공정챔버에는 상기 하부전극(110)과 공정챔버(100) 벽면 사이에 일정한 공간이 형성된다. 그리고, 상기 하부전극(110)의 각 모서리 부분의 공간에는 공정 진행 중 발생되는 반응생성물 및 미반응 가스가 외부로 배기되도록 하는 배기유닛(170)이 형성된다. In addition, the process chamber 100 is provided with an upper electrode which supplies a gas, serves as an upper electrode, and a lower electrode 110 that supports a substrate and serves as a lower electrode. In the process chamber provided with the lower electrode 110, a predetermined space is formed between the lower electrode 110 and the wall of the process chamber 100. In addition, an exhaust unit 170 is formed in the space of each corner portion of the lower electrode 110 to exhaust the reaction product and the unreacted gas generated during the process.
그런데 상기 배기유닛(170)이 형성된 하부 전극의 모서리 부분에는 기체 흐름이 느려, 배기유닛(170)이 형성되지 않은 부분보다 식각이 느려 기판이 균일한 공정처리를 받지 못하는 문제점이 있다. 즉, 기판의 모서리 부분과 중간 가장자리 부분의 공정이 균일하지 않게 처리되는 문제점이 발생한다. However, the gas flow is slow in the corner portion of the lower electrode on which the exhaust unit 170 is formed, and the etching is slower than the portion where the exhaust unit 170 is not formed. That is, a problem arises in that the process of the corner portion and the middle edge portion of the substrate is processed unevenly.
본 발명의 목적은 공정챔버에 형성된 공간의 비대칭으로 인한 불균일한 기판 처리를 방지하기 위하여 대칭적인 공간이 형성된 공정챔버를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a process chamber in which a symmetrical space is formed in order to prevent non-uniform substrate processing due to asymmetry of the space formed in the process chamber.
본 발명의 다른 목적은 배기유닛이 형성되더라도 기판이 균일한 공정 처리를 받을 수 있는 배플 구조를 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a baffle structure in which a substrate may be subjected to a uniform process even when an exhaust unit is formed.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 평판표시소자 제조장치 공정챔버는, 상부전극과 하부전극이 설치되는 공정챔버에 있어서, 상기 공정챔버와 반송챔버 사이의 통로에 셔터가 구비되는 것을 특징으로 한다. The process chamber of the flat panel display device manufacturing apparatus of the present invention for achieving the above object is characterized in that the shutter is provided in the passage between the process chamber and the transfer chamber in the process chamber is provided with the upper electrode and the lower electrode. .
또한, 본 발명에 따른 평판표시소자 제조장치 공정챔버는, 상부전극과 하부전극이 설치되는 공정챔버에 있어서, 상기 상부전극과 공정챔버의 벽면 사이에 배플(baffle)이 구비되는 것을 특징으로 한다. In addition, the process chamber of the flat panel display device manufacturing apparatus according to the present invention is characterized in that a baffle is provided between the upper electrode and the wall of the process chamber in the process chamber in which the upper electrode and the lower electrode are installed.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 상술한 본 발명은 하기하는 실시예에 의하여 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a specific embodiment of the present invention. The present invention described above will be more clearly understood by the following examples.
먼저 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 평판표시소자 제조장치의 공정챔버(100)에는 공정챔버에 형성된 통로에 셔터(140)가 설치된다. 즉, 상기 공정챔버(100)과 반송챔버(200) 사이에 형성된 통로에 게이트(120) 외에 셔터(140)가 더 설치되는 것이다.First, as shown in FIG. 3, the shutter 140 is installed in a passage formed in the process chamber in the process chamber 100 of the apparatus for manufacturing a flat panel display device according to the present invention. That is, the shutter 140 is further installed in addition to the gate 120 in a passage formed between the process chamber 100 and the transfer chamber 200.
이때, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 셔터(140)는 그 내측면이 상기 공정챔버(100)의 내부벽면의 연장면과 일치되도록 구비되는 것이 바람직하다. 이는 공정챔버(100) 내에서 플라즈마를 형성시킬때 플라즈마가 느끼는 공간(150)을 도 3에 도시된 제 2 가상의 선(150)처럼 대칭적으로 형성시키기 위한 것이다. 즉, 상기 셔터(140)가 설치됨으로써 공정챔버(100)의 내부 벽면 중 통로가 형성된 벽면을 이어진 하나의 벽면처럼 플라즈마가 느끼게 되는 것이다. 플라즈마가 형성되는 공간이 대칭적이어야 하부전극(110) 상부에 위치되어 처리되는 기판상의 모든 면이 균일하게 처리될 수 있기 때문에, 공정 처리 중에는 공정챔버의 내부를 상기 셔터(140)에 의하여 대칭적으로 만드는 것이다. In this case, as shown in Figure 3, the shutter 140 is preferably provided so that the inner surface thereof is consistent with the extension surface of the inner wall surface of the process chamber 100. This is for symmetrically forming the space 150 that the plasma feels when forming the plasma in the process chamber 100, like the second virtual line 150 shown in FIG. 3. That is, since the shutter 140 is installed, the plasma is felt as one wall surface connected to the wall surface where the passage is formed among the inner wall surfaces of the process chamber 100. Since the space on which the plasma is formed must be symmetrical so that all surfaces on the substrate to be disposed on the lower electrode 110 can be uniformly processed, the interior of the process chamber is symmetrical by the shutter 140 during the process. To make it.
또한, 상기 셔터(140)는 그 개폐방식이 슬라이딩(sliding) 방식인 것이 바람직하다. 그리고 통로에 함께 설치되어 있는 상기 게이트(120)와 셔터(140)는 별도로 제어될 수도 있지만, 상기 셔터(140)는 게이트(120)와 연동되어 동시에 열리고 닫히도록 제어되는 것이 바람직하다. In addition, the shutter 140 is preferably a sliding method of the opening and closing (sliding) method. In addition, although the gate 120 and the shutter 140 which are installed together in the passage may be controlled separately, the shutter 140 may be controlled to be simultaneously opened and closed in conjunction with the gate 120.
다음으로 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공정챔버(100)에는 상기 하부전극(110)과 공정챔버의 벽면 사이의 공간에 배플(baffle)이 구비된다. Next, as shown in Figure 4, the process chamber 100 according to the present invention is provided with a baffle (baffle) in the space between the lower electrode 110 and the wall surface of the process chamber.
이때, 상기 배플(160a, 160b)은 공정챔버(100)내에서 공정수행 중 또는 공정이 수행된 후 공정챔버(100) 내의 미반응가스 및 공정 중에 발생한 폴리머 등을 공정챔버(100) 하부로 배기시키는 통로 역할을 한다. 즉, 공정가스 및 플라즈마가 상기 하부전극(110)과 챔버 벽면 사이의 공간으로 곧바로 내려가지 않고, 상기 배플(160a, 160b)에 의하여 1차적으로 블럭킹(blocking)된 후 상기 배플(160a, 160b)에 형성되어 있는 슬릿(162)을 통하여 하부로 내려간다.In this case, the baffles 160a and 160b exhaust the unreacted gas and the polymer generated in the process chamber 100 to the lower portion of the process chamber 100 during or after the process is performed in the process chamber 100. It acts as a passage. That is, the process gas and the plasma are first blocked by the baffles 160a and 160b without directly descending to the space between the lower electrode 110 and the chamber wall, and then the baffles 160a and 160b. It goes down through the slit 162 formed in the.
이때, 상기 하부전극(110)과 챔버 벽면 사이의 공간 중 하부전극(110)의 각 모서리 쪽의 공간에는 도 4에 도시된 바와 같이, 배기 유닛(170)이 설치된다. 공정 챔버내의 가스의 흐름이 상기 하부전극(110)의 모서리 부근에서는 느리고, 모서리 이외의 가장자리에서는 상대적으로 빠르다. 그러므로, 상기 하부전극(110) 상에 위치되어 공정이 처리되는 기판의 모서리 부분과 그 외의 가장 자리 부분이 공정처리되는 정도가 상이하게 된다. 즉, 기판의 균일한 공정처리가 이루어지지 않으므로, 상기 배플을 도 4에 도시된 바와 같이, 모서리 부분을 분리시켜 소정 간격 만큼 하부로 이동시키는 것이 바람직하다. In this case, an exhaust unit 170 is installed in the space between each lower side of the lower electrode 110 in the space between the lower electrode 110 and the chamber wall surface. The flow of gas in the process chamber is slow near the edge of the lower electrode 110 and relatively fast at the edges other than the edge. Therefore, the edge portion of the substrate disposed on the lower electrode 110 and the edge portion of the substrate to be processed are different from each other. That is, since the substrate is not uniformly processed, it is preferable to move the baffle downward by separating the corner portion as shown in FIG. 4.
그러므로 본 실시예에서 배플은 모서리 부분에 설치되는 제 1 배플(160a)과 그 외의 부분에 설치되는 제 2 배플(160b)로 분리되어 2단 배플 구조가 된다. Therefore, in the present embodiment, the baffle is divided into a first baffle 160a installed at the corner portion and a second baffle 160b installed at the other portion to form a two-stage baffle structure.
그리고 상기 배플(160a, 160b)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 미반응 가스 등이 통과할 수 있는 슬릿(162)이 일정한 간격으로 복수개 형성된다. 즉, 미반응 가스 등이 곧바로 배기 유닛(170)으로 이동하는 것이 아니라, 상기 배플(160a, 160b)에 의하여 그 흐름이 일단 멈추었다가 상기 슬릿(162)을 통하여 조금씩 배기되는 것이다. As illustrated in FIG. 4, a plurality of slits 162 through which unreacted gas can pass are formed in the baffles 160a and 160b at regular intervals. That is, the unreacted gas does not immediately move to the exhaust unit 170, but the flow is once stopped by the baffles 160a and 160b and exhausted gradually through the slit 162.
상술한 바와 같이 배플(160a, 160b)을 설치함으로써 모서리 부분 이외의 부분에서 가스가 통과하는 길을 좁혀 줌으로써 가스 배출속도를 늦추어 줄 수 있다. 따라서 모서리와 가장자리 부분의 가스 흐름 속도를 일정하게 맞추어 줄 수 있다. By installing the baffles 160a and 160b as described above, the gas discharge rate can be slowed by narrowing the path through which the gas passes in portions other than the corner portions. Therefore, the gas flow rates at the corners and the edges can be kept constant.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1, 2 배플(160a, 160b)의 하부 소정 부분에는 상기 제 1, 2 배플(160a, 160b)을 상하로 구동시킬 수 있는 구동장치(162a, 162b)가 각각 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 구동장치(162a, 162b)에 의하여 상기 제 1, 2 배플(160a, 160b)의 높이를 자동적으로 조정할 수 있으므로, 모서리와 가장자리의 가스 흐름의 속도가 가장 효과적으로 일치될 수 있는 위치에 상기 제 1, 2 배플(160a, 160b)을 이동시켜서 공정을 수행할 수 있는 것이다. In addition, as shown in FIG. 4, driving devices 162a and 162b capable of driving the first and second baffles 160a and 160b up and down in the lower predetermined portions of the first and second baffles 160a and 160b. Is preferably provided respectively. That is, since the heights of the first and second baffles 160a and 160b are automatically adjusted by the driving devices 162a and 162b, the positions of the edges and the edges of the gas flow can be matched most effectively. The process may be performed by moving the first and second baffles 160a and 160b.
본 발명에 따른 공정챔버는 공정 수행시에 공간이 대칭적이므로 하부 전극 상에 위치되어 공정이 처리되는 기판상의 모든 면이 균일하게 처리되는 장점이 있다. The process chamber according to the present invention has an advantage that all surfaces on the substrate on which the process is processed are uniformly disposed on the lower electrode because the space is symmetrical at the time of performing the process.
또한 본 발명에 따른 공정챔버는 배기 유닛이 설치된 부분과 그렇지 아니한 부분에 높이가 다른 배플이 2단으로 형성되어 있어서, 공정실내의 가스 흐름이 일정해져서 기판의 균일한 공정처리가 가능한 장점이 있다. In addition, the process chamber according to the present invention is formed in two stages of baffles having different heights in a portion where the exhaust unit is installed and a portion that is not, so that the gas flow in the process chamber is constant, thereby enabling uniform processing of the substrate.
또한 상기 배플의 높이를 자동적으로 조정할 수 있어서, 공정실내의 가스 흐름이 가장 일정한 상태로 상기 배플을 위치시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, the height of the baffle can be automatically adjusted, there is an advantage that the baffle can be positioned in a state where the gas flow in the process chamber is the most constant.
도 1은 종래의 평판표시소자 제조장치의 반송챔버와 공정챔버의 구조를 나타내는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a transfer chamber and a process chamber of a conventional flat panel display device manufacturing apparatus.
도 2는 종래의 공정챔버 내부에 플라즈마가 형성되는 가상의 공간을 도시하는 단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing a virtual space in which plasma is formed inside a conventional process chamber.
도 3은 본 발명에 따른 평판표시소자 제조장치 반송챔버의 구조 및 공정챔버 내부에 플라즈마가 형성되는 가상의 공간을 도시하는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a structure of a conveyance chamber of a flat panel display device manufacturing apparatus and a virtual space in which plasma is formed in a process chamber according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 배플의 구조를 나타내는 모식도이다. 4 is a schematic diagram showing the structure of the baffle according to the present invention.
< 도면의 주요부에 대한 설명 ><Description of Main Parts of Drawings>
100 : 공정챔버 110 : 하부전극100: process chamber 110: lower electrode
120 : 게이트 130 : 플라즈마가 형성되는 제 1 가상의 선120: gate 130: first imaginary line in which plasma is formed
140 : 셔터 150 : 플라즈마가 형성되는 제 2 가상의 선140: shutter 150: second imaginary line in which plasma is formed
160a, 160b : 배플 162a, 162b : 제 1, 2 구동장치160a, 160b: baffles 162a, 162b: first and second drive devices
170 : 배기 유닛 200 : 반송챔버 170: exhaust unit 200: conveyance chamber
210 : 로봇210: robot
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