KR100685305B1

KR100685305B1 - 챔버의 정제장치

Info

Publication number: KR100685305B1
Application number: KR1019990048735A
Authority: KR
Inventors: 권오선
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2007-02-22
Also published as: KR20010045442A

Abstract

본 발명은 증착장치 내의 챔버로부터 배기되는 배기가스를 세정하여 외부로 배출시키기 위한 챔버의 정제장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 챔버의 정제장치는 챔버로부터 배기되는 가스를 외부로 배출시키기 위한 적어도 하나 이상의 가스세정기와, 가스세정기의 배기압변화에 따라 챔버로부터 배기되는 가스를 외부로 배출시키기 위한 적어도 하나 이상의 백업용 가스세정기와, 가스세정기의 배기압변화가 감지되면 챔버와 가스세정기 사이의 배기관을 잠그고 챔버와 백업용 가스세정기 사이의 배기관을 개방시키기 위한 배기 제어수단을 구비한다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 챔버의 정제장치는 가스세정기의 고장시에도 챔버의 배기가스가 원할히 배출될 수 있게 된다.

Description

챔버의 정제장치{Refining Apparatus Of Chamber}

도 1은 통상적인 박막 트랙지스터를 나타내는 단면도.

도 2는 종래의 증착장치를 개략적으로 나타내는 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 챔버의 증착장치를 나타내는 도면.

도 4는 도 3에 도시된 챔버의 증착장치의 제어수순을 단게적으로 나타내는 흐름도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

18 : 기판 19 : 비표시부

20 : 게이트전극 21a : 콘택홀

22 : 게이트절연막 24 : 반도체층

26 : 오믹접촉층 28 : 소오스전극

30 : 드레인전극 32 : 보호막

34 : 화소전극 40A,40B,40C,40D : 증착챔버

42A,42B,42C,42D : 펌프 44A,44B : 가스세정기

46 : 카세트로더 48 : 로봇

50A,50B : 로드락챔버 52 : 반송챔버

54 : 히팅챔버 56A,56B : 배기유도 제어기

58A,58B,58C,58D,58A',58B,'58C',58D' : 배기밸브 60 : 백업 가스세정기

본 발명은 액정 표시소자의 제조장치에 관한 것으로, 특히 증착장치 내의 챔버로부터 배기되는 배기가스를 세정하여 외부로 배출시키기 위한 챔버의 정제장치에 관한 것이다.

액정 표시장치는 소형 및 박형화와 저전력 소모의 장점을 가지며, 노트북 PC, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다. 특히, 스위치 소자로서 박막 트렌지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 이용되는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 동적인 이미지를 표시하기에 적합하다.

액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 화소들이 게이트라인들과 데이터라인들의 교차부들 각각에 배열되어진 화소매트릭스(Picture Element Matrix 또는 Pixel Matrix)에 텔레비전 신호와 같은 비디오신호에 해당하는 화상을 표시하게 된다. 화소들 각각은 데이터라인으로부터의 데이터신호의 전압레벨에 따라 투과 광량을 조절하는 액정셀을 포함한다. TFT는 게이트라인과 데이터라인들의 교차부에 설치되어 게이트라인으로부터의 스캔신호에 응답하여 액정셀쪽으로 전송될 데이터 신호를 절환하게 된다.

도 1을 참조하면, 기판(18) 위에 형성된 TFT가 도시되어 있다. TFT의 제조공정은 다음과 같다. 먼저, 게이트전극(20)과 게이트라인이 Al, Mo, Cr 등의 금속으로 기판(18) 상에 증착된 후, 사진식각법에 의해 패터닝된다. 게이트전극(20)이 형성된 기판(18) 상에는 SiNx 등의 무기막으로 된 게이트절연막(22)이 형성된다. 게이트절연막(22) 위에는 비정질 실리콘(amorphous-Si : 이하 "a-Si"이라 함)으로 된 반도체층(24)과 n+ 이온이 도핑된 a-Si으로 된 오믹접촉층(26)이 연속 증착된다. 오믹접촉층(26)과 게이트절연막(22) 위에는 Mo, Cr 등의 금속으로 된 소오스전극(28)과 드레인전극(30)이 형성된다. 이 소오스전극(28)은 데이터라인과 일체로 패터닝된다. 소오스전극(28)과 드레인전극(30) 사이의 개구부를 통하여 노출된 오믹접촉층(26)은 건식에칭 또는 습식에칭에 의해 제거된다. 그리고 기판(18) 상에 SiNx 또는 SiOx로 된 보호막(32)이 전면 증착되어 TFT를 덮게 된다. 이어서, 보호막(32) 위에는 콘택홀이 형성된다. 이 콘택홀을 통하여 드레인전극(30)에 접속되게끔 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide)로 된 화소전극(34)이 증착된다.

TFT 공정 중, 게이트절연막(22), 보호막(32), 반도체층(24) 및 오믹접촉층(26) 등은 플라즈마 인핸스드 화학적 기상 증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition : 이하 "PECVD"라 함) 장치를 이용하여 증착되고 있다. PECVD 장치는 도 2와 같이 기판(18) 상에 무기막 또는 a-Si을 증착시키는 증착챔버들(40A∼40D)과, 증착챔버들(40A∼40D)의 배기관에 직렬로 연결된 펌프들(42A∼42D)과, 두 개의 펌프들(42A,42C 또는 42B,42D)에 공통으로 연결된 가 스세정기(Scrubber)들(44A,44B)을 구비한다. 각 챔버들(40A∼40D) 사이에는 반송챔버(52)가 설치되며, 반송챔버(52)의 상/하측에는 기판(18)이 소정 매씩 탑재되는 로드락챔버들(50A,50B)과 기판(18)을 예열시키기 위한 히팅챔버(54)가 설치된다. 로드락챔버들(50A,50B)과 카세트로더(46) 사이에는 로봇(48)이 설치된다. 펌프들(42A∼42D)은 증착챔버들(40A∼40D)의 증착시 증착챔버들(40A∼40D)의 내부가스를 배기시킴으로써 증착챔버들(40A∼40D)의 내부를 소정 진공압으로 진공상태를 유지하게 된다. 증착시 펌프들(42A∼42D)에 의해 배출되는 잔류가스는 가스세정기들(44A,44B)에 의해 정제되어 옥외에 설치된 2차 세정기들로 배출된다. 그런데, 가스세정기들(44A,44B)의 정제과정에서 발생되는 분말(Powder)은 입/출구(inlet/outlet)에 축적되면서 가스세정기들(44A,44B)의 입/출구를 막히게 하는 경우가 흔히 발생하고 있다. 이와 같이 가스세정기들(44A,44B)의 입/출구가 막히게 되면 가스세정기들(44A,44B)의 배기압이 상승하게 되므로 증착시 에러가 발생된다. 이에 따라, 가스세정기들(44A,44B)의 배기압이 상승하게 되면 운용자는 PECVD 장치를 정지시킨 후, 가스세정기들(44A,44B)을 수리한 다음, 재가동시키게 된다. 이 때, 하나의 가스세정기(44A 또는 44B)가 정지되면, 두 대의 증착챔버들(40A,40C 또는 40B,40D)의 증착실패로 인하여 시간당 11매의 기판이 증착되지 못하게 되며, 여기에 대략 3시간의 가스세정기(44A 또는 44B) 수리시간을 고려하면 33매의 기판이 증착되지 못하는 결과가 초래된다.

따라서, 본 발명의 목적은 가스세정기의 고장시에도 챔버의 배기가스가 원활히 배출될 수 있도록 한 챔버의 정제장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 챔버의 정제장치는 챔버로부터 배기되는 가스를 외부로 배출시키기 위한 적어도 하나 이상의 가스세정기와, 가스세정기의 배기압변화에 따라 챔버로부터 배기되는 가스를 외부로 배출시키기 위한 적어도 하나 이상의 백업용 가스세정기와, 가스세정기의 배기압변화가 감지되면 챔버와 가스세정기 사이의 배기관을 잠그고 챔버와 백업용 가스세정기 사이의 배기관을 개방시키기 위한 배기 제어수단을 구비한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 노드들(n1∼n4)을 경유하여 제1 및 제2 가스세정기(44A,44B)에 병렬로 연결된 백업 가스세정기(60)와, 노드들(n1∼n4)과 가스세정기들(44A,44B,60) 사이의 유로 상에 설치된 배기밸브들(58A∼58D,58A'∼58D')과, 배기밸브들(58A∼58D,58A'∼58D')을 제어하기 위한 제1 및 제2 배기유도 제어기(56A,56B)을 구비하는 본 발명에 따른 챔버의 정제장치가 도시되어 있다. 백업 가스세정기(60)는 제1 및 제3 펌프(42A,42C)와 제2 가스세정기(44B) 사이의 유로에 위치한 제1 및 제3 노드(n1,n3)를 경유하여 제2 가스세정기(44B)에 병렬로 연결됨과 아울러, 제2 및 제4 펌프(42B,42D)와 제1 가스세정기(44A) 사이의 유로에 위치한 제2 및 제4 노드(n2,n4)를 경유하여 제1 가스세정기(44A)에 병렬로 연결된다. 제1 및 제3 노드(n1,n3)를 경유하여 상호 연결된 제1 및 제3 배기밸브(58A,58C)와 제1 및 제3 백업 배기밸브(58A',58C')는 제2 배기유도 제어기(56B)의 제어에 의해 개폐된다. 그리고 제2 및 제4 노드(n2,n4)를 경유하여 상호 연결된 제2 및 제4 배기밸브(58B,58D)와 제2 및 제4 백업 배기밸브(58B',58D')는 제1 배기유도 제어기(56A)의 제어에 의해 개폐된다. 제1 및 제2 배기유도 제어기(56A,56B)는 제1 및 제2 가스세정기들(44A,44B)의 배기압 상승시 배기밸브들(58A∼58D,58A'∼58D')을 구동시키기 위한 에어실린더를 구동시킴으로써 배기압이 상승되는 해당 가스세정기(44A 또는 44B)의 배기밸브들(58A,58C 또는 58B,58D)을 닫는 반면, 이 배기밸브들(58A,58C 또는 58B,58D)에 병렬로 연결된 백업 배기밸브들(58A',58C' 또는 58B',58D')을 열게 된다. 이에 따라, 제1 및 제2 가스세정기들(44A,44B)에 이상이 발생한 경우, 백업 가스세정기(60) 쪽으로 배기유로가 자동 절환되어 증착챔버들(40A∼40D)의 배기가스를 안정적으로 배기시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 챔버의 정제장치는 가스세정기들(44A,44B) 각각의 배기압을 감지하기 위한 포토헬릭 게이지(Photohelic guage)가 설치된 콘트롤박스(도시하지 않음)가 설치되어 있다.

도 4는 본 발명에 따른 챔버의 정제장치의 제어수순을 단계적으로 나타내는 흐름도로서, 제1 가스세정기(44A)에 이상이 발생할 때 백업 가스세정기(60) 쪽으로 배기유로가 절환되는 동작을 단계적으로 나타낸다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 포토헬릭 게이지의 계측값을 참조하여 제1 가스세정기(44A)의 배기압이 상승되는 것으로 판단되면, 배기압 상승이 콘트롤박스에 미리 설정된 지연시간 이상인가를 판단하게 된다.(S1 단계) 여기서, 제1 가스 세정기(44A)의 정상 배기압에서는 포토헬릭 게이지의 계측값이 -1.0으로 설정되는 경우, 이 정상 배기압에서의 계측값보다 0.5이상 하강하면 제1 가스세정기(44A)의 입/출구가 막힌 것으로 판단한다. 콘트롤박스에 설정된 지연시간은 예를 들면, 5초로 설정될 수 있다. 만약, 제1 가스세정기(44A)의 배기압 상승 지속시간이 5초 이내에 멈추면 운영자는 배기압상승이 일시적으로 나타난 것으로 판단하여 수동으로 제2 및 제4 백업 배기밸브(58B',58D')를 개방시키게 된다.(S2 단계) 제1 가스세정기(44A)의 배기압 상승이 5초 이상 지속되면 제1 배기유도 제어기(56A)는 실린더를 구동시켜 백업 가스세정기(60)에 직렬 연결된 제2 및 제4 백업 배기밸브(58B',58D')를 개방시킴과 아울러 제1 가스세정기(44A)에 직렬 연결된 제2 및 제4 배기밸브(58B,58D)를 잠그게 된다.(S3 단계) 이 때, 백업 가스세정기(60)는 제1 가스세정기(44A)를 대신하여 제2 및 제4 증착챔버(40B,40D)의 배기가스를 배기시키게 된다.(S4 단계) 그리고 운용자는 제1 가스세정기(44A)를 수리하고, 제1 가스세정기(44A)의 배기압이 소정 지연시간 이상 정상값(포토헬릭 게이즈의 계측값이 -1.0 이상)으로 계측되는가를 포토헬릭 게이즈의 계측값을 모니터링하게 된다.(S5 및 S6 단계) 수리 후, 제1 가스세정기(44A)의 정상치 배기압이 소정 지연 값으로 설정된 5초 이내에서 멈추면 운영자는 일시적인 현상으로 판단하여 제2 및 제4 배기밸브(58B,58D)를 수동으로 개방시키게 된다.(S7 단계) 수리 후, 제1 가스세정기(44A)의 정상치 배기압이 소정 지연값으로 설정된 5초 이상 유지되면 제1 배기유도 제어기(56A)는 실린더를 구동시켜 제1 가스세정기(44A)에 직렬 연결된 제2 및 제4 배기밸브(58B,58D)를 개방시킴과 아울러 백업 가스세정기(60)에 직렬 연결된 제2 및 제4 백업 배기밸브(58B',58D')를 잠그게 된다.(S8 단계) 그러면 제1 가스세정기(44A)는 정상적으로 복원되어 제2 및 제4 증착챔버(40B,40D)의 배기가스를 배기시키게 되며, 백업 가스세정기(60)는 대기 상태로 전환된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 챔버의 정제장치는 가스세정기의 이상시 챔버의 배기가스를 배기시키기 위한 별도의 백업용 가스세정기를 설치하고, 가스세정기 및 백업용 가스세정기와 챔버들 사이의 유로를 병렬로 연결함과 아울러 유로의 분기점에 가스세정기의 배기압변화에 따라 자동으로 배기되는 배기밸브들을 설치함으로써 가스세정기의 고장시에도 챔버의 배기가스가 원할히 배출될 수 있게 된다. 나아가, 증착장치에 본 발명에 따른 챔버의 정제장치가 적용되면 가스세정기의 배기압변화에 따라 자동으로 백업용 가스세정기가 구동되어 챔버의 배기가스가 원할히 배출됨으로써 챔버 내의 증착이 정상적으로 수행될 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발 명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims

무기물질을 증착하기 위한 다수의 챔버들을 구비하는 증착장치에 있어서,

상기 챔버로부터 배기되는 가스를 외부로 배출시키기 위한 적어도 두 개 이상의 가스세정기와,

상기 가스세정기들의 배기압변화에 따라 상기 챔버로부터 배기되는 가스를 외부로 배출시키기 위한 백업용 가스세정기와,

상기 가스세정기의 배기압변화가 감지되면 상기 챔버와 상기 가스세정기 사이의 배기관을 잠그고 상기 챔버와 상기 백업용 가스세정기 사이의 배기관을 개방시키기 위한 배기 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 챔버의 정제장치.
제 1 항에 있어서,

상기 챔버와 상기 가스세정기 사이의 배기관과 상기 챔버와 상기 백업용 가스세정기 사이의 배기관은 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 챔버의 정제장치.
제 2 항에 있어서,

상기 챔버와 상기 가스세정기 사이의 배기관 사이에 설치되어 상기 챔버와 상기 가스세정기 사이의 배기로를 개폐하기 위한 제1 배기밸브와,

상기 챔버와 상기 백업용 가스세정기 사이의 배기관 사이에 설치되어 상기 챔버와 상기 백업용 가스세정기 사이의 배기로를 개폐하기 위한 제2 배기밸브를 추 가로 구비하는 것을 특징으로 하는 챔버의 정제장치.
제 3 항에 있어서,

상기 배기 제어수단은 제1 배기밸브를 개폐시키기 위한 제1 밸브 구동부와,

상기 제2 배기밸브를 개폐시키기 위한 제1 밸브 구동부와,

상기 가스세정기의 배기압 변화를 감지하여 상기 제1 및 제2 밸브 구동부들을 구동시키기 위한 제어부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 챔버의 정제장치.