KR100707788B1 - 박막 트랜지스터 액정표시장치 열처리방법 및 그 열처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 TFT LCD 제조공정의 열처리 공정에 있어서, 열처리 시간보다는 열처리량에 초점을 두어 다량의 유리기판을 처리하는 배치식으로 열처리를 수행토록 함과 더불어, 허용된 조건 하에서 유리기판으로의 미세입자 고착을 더욱 방지시켜 간단한 방식과 시스템으로서 생산성을 극대화시킨 박막 트랜지스터 액정표시장치 열처리방법 및 그 열처리장치가 개시된다.

이를 위한 본 발명은 다수의 유리기판(100)이 적재된 카세트 스테이지(10)로부터 상기 다수의 유리기판(100)을 동시에 열처리하기 위하여 배치식 보트(12)에 로딩시키되, 상기 유리기판(100)에서 열처리 대상면을 그 외의 외주면을 지지하는 함체상의 홀더(14)에 로딩시키는 로딩단계: 열처리 공정 중 유리기판(100)으로 미세입자의 자중 안착을 방지시킴과 더불어 반응챔버 내의 공정가스의 층류흐름과 이에 따른 유리기판의 공정가스접촉을 유도하기 위해 상기 유리기판(100)이 수평상으로 적층된 배치식 보트(12)를 유리기판이 수직에 근접하도록 반전시키는 보트 반전단계: 이 반전된 배치식 보트를 반응챔버(16)로 투입하여 비정질실리콘에서 결정 실리콘으로의 열처리를 수행하는 열처리 단계: 및 열처리 공정 완료 후 냉각단계를 거쳐 상기 카세트 스테이지의 카세트로 유리기판을 언로딩 시키는 회기단계를 포함하여 이루어진다.

Description

박막 트랜지스터 액정표시장치 열처리방법 및 그 열처리장치{TFT LCD annealing Method and TFT LCD annealing System}

도 1 은 본 발명에 따른 실리콘 박막 트랜지스터 액정표시장치의 열처리장치에 있어서 그 배치식 보트와 그 작동상태를 나타낸 개념도,

도 2 는 본 발명에 따른 실리콘 박막 트랜지스터 액정표시장치의 유리기판을 열처리 수행하기 위한 배치식 보트 및 홀더를 나타낸 개념도로서 도 1 의 A부 확대설명도,

도 3 은 본 발명에 따른 실리콘 박막 트랜지스터 액정표시장치의 열처리방법법 공정흐름도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

100 - 유리기판, 10 - 카세트 스테이지,

12 - 배치식 보트, 14 - 홀더,

16 - 반응챔버, 18 - 로봇아암,

20 - 승강장치, 22 - 매개 로딩/언로딩장치,

24 - 기판승강구, 26,28 - 구동장치,

30 - 기판승강보트, 32 -지지봉,

34 - 지지파이프, 36 -유도경사면,

38 - 반전장치, 40 -승강유지레일,

42 - 회전장치,

본 발명은 TFT LCD 제조공정의 열처리 공정에 있어서, 배치식의 보트를 응용하여 대량의 유리기판을 열처리 함으로써, 간단한 방식과 시스템으로서 생산성을 극대화시킨 박막 트랜지스터 액정표시장치 열처리방법 및 그 열처리장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 근래에 들어 디스플레이 소자로서 가장 널리 사용되는 평판표시소자로는 액정을 이용한 LCD(Liquid Crystal Display) 소자이다.

이러한 LCD는 CRT와는 달리 자기발광성이 없어 후광이 필요하지만 동작 전압이 낮아 소비 전력이 적고, 무게와 부피 면에서 휴대용으로 쓰일 수 있어 널리 쓰이는 평판 디스플레이이다.

상기 LCD는 색상을 표현하기 위해서는 컬러필터를 사용하는데, 필터의 픽셀 단위는 RGB의 3개 서브픽셀로 구성되며, 이러한 개개의 셀을 통해 색상을 표현하기 위하여 매트릭스 컨트롤방식이 채택되고 있다.

이 중 능동 매트릭스(active matrix) 방식 LCD는 각 화소마다 적,녹,청색 신호를 처리할 수 있는 3개의 트랜지스터를 사용함으로써 선명한 색상을 얻으며, TFT(Thin Film Transister) LCD가 대표적이다.

이러한 이유에서 LCD 제조공정은 반도체 제조공정의 그것과 범주를 같이한다.

즉, 일반적인 액정표시장치(LCD)의 제조공정에 있어서는, LCD기판의 표면에 예를들어 ITO(Indium Tin Oxide)의 박막 및 전극패턴을 형성하기 위해 반도체 제조공정의 경우와 같이 포토리소그라피(photo lithography) 기술이 사용되고 있는 것이다.

이러한 이유로 액정표시장치(LCD)의 제조공정도 반도체의 그것과 같이 다수의 열처리 공정을 포함하고 있으며, 그 일례로서 유리기판에 증착된 비정질실리콘을 다결정 실리콘으로 열처리하는 공정을 포함한다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 기판 위에 실리콘막을 형성하기 위한 실리콘 가스(SiH4)의 열분해에 의한 증착은 600℃ 이상의 고온을 요구하는데, 유리기판은 450℃~500℃에서 변형이 일어나게 되므로, 350℃ 이내에서 증착이 가능한 플라즈마 증착(PECVD:Plasma Enhanced Chemical Vapol Deposition)이 수행된다.

그러나, 이때 형성되는 실리콘 박막은 비정질 실리콘(armophous-silicon)이라는 한계가 있는데, 이것은 상기 메트릭스 컨트롤방식에 있어서 비정질 실리콘 박막트랜지스터를 사용하여 화소를 구동하고 있으며, 구동회로는 단결정 실리콘 웨이퍼에 회로를 구성하여 따로 연결시켜야 하는 것이다.

반면, 결정질 실리콘 TFT를 사용하는 경우, TFT의 활성층을 이루는 결정질 실리콘이 양호한 전자이동도를 갖기 때문에 LCD의 스위칭 소자의 구동회로로 사용될 수 있어, 픽셀 트랜지스터와 구동 트랜지스터를 동시에 TFT 패널에 형성할 수 있다.

또한, 결정질 실리콘 TFT는 자기정렬 구조로서 레벨 시프트 전압이 비정질 실리콘 TFT에 비하여 낮고, 결정질 실리콘은 n 채널과 p 채널을 만들 수 있어 CMOS 회로 구성이 가능하고 제조 공정이 실리콘 웨이퍼의 CMOS 표준공정과 유사하여 반도체 생산 라인을 활용할 수 있는 이점이 있는 것이다.

이에 따라, 관건은 유리기판위에 형성된 비정질 실리콘을 결정질 실리콘으로 전환하는 것이며, 공연실시된 열처리 수단으로는 고상결정화(SPC), 레이저 결정화(ELC), 금속유도결정화(MIC),금속유도측면 결정화(MILC) 방식이 있다.

상기 레이저 결정화 방식은 비정질 실리콘 표면을 레이저 포커싱 스캔을 통해 열처리를 수행함으로써, 결정질 실리콘으로 변환시키는 방식이며, 현재 주목받고 있는 것은 금속유도측면 결정화 방식이다.

이것은 Ni박막을 이용하여 비정질 실리콘을 측면으로 결정정화가 진행되도록 유도시킨 것이지만 열처리 시간이 길다는 단점이 있다.

문제가 되는 것은 종래에 제시되고 있는 열처리 방법이나 이에 따른 시스템들은 유리기판을 개별적으로 처리하는 매엽식이며, 이것은 하나의 열처리 반응챔버에 하나의 유리기판을 투입하여 열처리를 진행하고 있는데, 이때 열처리 시간이 과도하게 소요되는 경우, 생산성을 확보하기 어렵게 된다는 것이다.

이를 개선하기 위한 공지된 것으로 예를 들어, 열처리 방법 및 열처리장치(출원번호 10-2003-7009785)는 반응챔버에서 매엽식으로 유리기판을 열처리함에 있어서, 처리량을 증대시키기 위하여 열처리 시간을 감소시키는 방안을 채택하고 있 으며, 이것은 반응챔버의 복사열과 더불어, 가스에 의한 대류열을 병용하여 열처리를 수행하도록 한 것이다.

그러나, 이러한 방식 역시 매엽식 열처리의 한계를 근본적으로 해결하지 못하고 있으며, 열교환가스의 공급을 위한 별도의 장치가 소요된다는 문제점이 있다.

또 다른 처리 방안으로서, 컨베어 이동식 열처리 시스템이 안출되어 있고, 컨베어 이동을 채택하여 반응챔버로의 투입과 인출에 대한 시간을 감소시킬 수 있으나, 컨베어의 이동경로 상에 유리기판 하나의 열처리환경, 예를 들어 질소환경을 조성시키기 어렵고, 공정상의 청정화는 더욱 어렵다는 문제점이 있다.

또한, 열램프 스캔을 통해 열처리 진행을 급속으로 진행시키는 방법이 제안되고 있으나, 이 역시 매엽식 열처리의 한계를 극복하지 못하고 별도의 제조장치가 소요되며, 다량의 기판을 동시에 처리하기 곤란하다는 문제점이 있다.

결국, 종래의 열처리 방법 및 열처리 시스템은 매엽식의 기판 처리에 초점을 마추고, 열처리 시간을 단축시켜 처리량을 향상시키려는 것에 있으므로, 이러한 방식을 근본적으로 탈피하지 않는 한, 유리기판의 열처리량을 향상시키기 어려운 것이다.

이와 더불어, 비록 TFT LCD의 열처리 공정이 반도체의 그것보다는 청정공정이 엄격하지는 않지만, 제조공정상의 미세입자가 유리기판에 고착되는 경우, 표시화면에서 불량률을 야기시켜 상품성을 하락시키게 되는 반면, 반도체 제조공정과 같은 청정도를 확보하기 위하여는 엄격한 관리와 부가장치의 추가가 예상되므로, 허용된 조건에서 미세입자의 고착을 방지시킬 것이 요구되고 있다.

이에 본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, TFT LCD 제조공정의 열처리 공정에 있어서, 열처리 시간보다는 열처리량에 초점을 두어 다량의 유리기판을 처리하는 배치식으로 열처리를 수행토록 함과 더불어, 허용된 조건 하에서 유리기판으로의 미세입자 고착을 더욱 방지시켜 간단한 방식과 시스템으로서 생산성을 극대화시킨 박막 트랜지스터 액정표시장치 열처리방법 및 그 열처리장치를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

예시도면 도 1 은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 액정표시장치 열처리장치의 배치식 보트와 그 작동상태를 나타낸 개념도이고, 예시도면 도 2 는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 액정표시장치의 유리기판을 열처리 수행하기 위한 배치식 보트 및 홀더를 나타낸 개념도로서 도 1 의 A부 확대설명도이며, 예시도면 도 3 은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 액정표시장치의 열처리방법의 공정흐름도이다.

본 발명은 다수의 유리기판(100)이 적재된 카세트 스테이지(10)로부터 상기 다수의 유리기판(100)을 동시에 열처리하기 위하여 배치식 보트(12)에 로딩시키되, 상기 유리기판(100)에서 열처리 대상면을 노출시키고 그 외의 외주면을 지지하는 함체상의 홀더(14)에 로딩시키는 로딩단계: 열처리 공정 중 유리기판(100)으로 미세입자의 자중 안착을 방지시킴과 더불어 반응챔버 내의 공정가스의 층류흐름과 이에 따른 유리기판의 공정가스접촉을 유도하기 위해 상기 유리기판(100)이 수평상으로 적층된 배치식 보트(12)를 유리기판이 수직에 근접하도록 반전시키는 보트 반전단계: 이 반전된 배치식 보트를 반응챔버(16)로 투입하여 비정질실리콘에서 결정 실리콘으로의 열처리를 수행하는 열처리 단계: 및 열처리 공정 완료 후 냉각단계를 거쳐 상기 카세트 스테이지의 카세트로 유리기판을 언로딩 시키는 회기단계를 포함하여 이루어진 박막 트랜지스터 액정표시장치의 열처리방법이다.

여기서, 열처리 단계에는 열처리 온도환경이 유리기판(100)의 연화를 진행시키는 경우, 수직에 근접하게 입상된 유리기판(100)의 하부가 자중집중에 의해 변형되는 것을 방지시켜 유리기판(100)의 형상의 유지되도록 상기 자중에 의한 변형이 방해되는 속도로 보트를 회전시키는 유리기판 형상유지공정이 포함되는 것을 특징으로 한다.

한편, 열처리 단계에는 열처리 시간을 단축하기 위하여 유리기판(100)의 반 응챔버(16) 투입전에 유리기판의 변형을 야기하는 온도에 미달된 온도로 온도환경을 조성한 다음, 유리기판의 투입완료와 동시에 열처리온도로 승온시키는 예열대기공정이 포함된 것을 특징으로 한다.

이를 위한 본 발명은 실리콘 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조장치를 제공하며, 본 발명은 열처리 대상인 다량의 유리기판(100)이 적층된 카세트가 대기되는 카세트 스테이지(10)가 별도의 격리된 공간상에 마련되고, 이 카세트 스테이지(10)에서 이송장치인 로봇아암(18)을 통해 상기 다량의 유리기판(100)이 적재되어지되 유리기판(100)에서 열처리 대상면을 노출시키고 그 외의 외주면을 지지하는 함체상의 홀더(14)가 배열 설치된 배치식 보트(12)가 상기 카세트 스테이지(10)에 이웃된 별도의 격리된 공간에 설치되는 한편, 상기 배치식 보트(12)에는 열처리 공정 중 유리기판(100)으로 미세입자의 자중 안착을 방지시킴과 더불어 반응챔버(16) 내의 공정가스의 층류흐름과 이에 따른 유리기판의 공정가스접촉을 유도하기 위해 상기 유리기판이 수직에 근접하도록 반전시키는 반전장치(38)가 설치되며, 이 반전된 배치식 보트(12)가 승강장치(20)를 통해 투입되어 비정질 실리콘 박막을 결정질 실리콘으로 열처리시키는 반응챔버(16)가 상기 배치식 보트(12)가 대기되는 공간에 이웃된 별도의 격리된 공간에 마련된 박막 트랜지스터 액정표시장치의 열처리장치이다.

여기서, 상기 배치식 보트의 홀더(14)는 그 상부만 개구된 함체상에 이송장치인 로봇아암을 통해 유리기판이 로딩/언로딩되도록 별도의 매개 로딩/언로딩 장치(22)가 더 포함되며, 이 매개 로딩/언로딩(22) 장치는 홀더 저부를 관통하여 홀 더 상부에서 로봇아암의 로딩/언로딩을 매개하여 홀더로 로딩/언로딩을 수행하는 기판승강구(24)와 이 기판승강구(24)가 설치되는 기판승강보트(30) 및 상기 기판승강보트에 구동력을 제공하는 구동장치(28)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 기판승강보트(30)는 기판승강구(24)가 설치되는 지지봉(32)이 배치식 보트(12)의 지지 파이프(34)에 내설되고, 상기 지지봉(32)에 기판승강구(24)가 설치된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 배치식 보트의 홀더(14)는 상기 유리기판(100)이 기판승강구(24)를 통해 상기 유리기판의 측단과 저부를 폐쇄하는 상기 함체상의 홀더(14)에 안착되기 위하여 그 홀더의 개구부에는 안착을 유도하기 위한 유도경사면(36)이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배치식 보트(12)에는 반응챔버(16)의 열처리 온도환경이 유리기판(100)의 연화를 진행시키는 경우, 수직에 근접하게 입상된 유리기판(100)의 하부가 자중의 집중에 의해 변형되는 것을 방지시켜 유리기판의 형상의 유지되도록 상기 자중에 의한 변형이 방해되는 속도로 보트를 회전시키는 회전장치(42)가 더 포함된 것을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이 본 발명은 종래의 다결정 실리콘 TFT의 제조공정이 매엽식의 처리방식에 따라 처리량을 증대시키기 위하여 열처리 시간을 감축시키고 있는 근본적인 한계를 탈피하여, 열처리 공정이 기존의 시간을 유지하더라도 그 처리량을 증대시켜 대량 생산성이 가능한 박막 트랜지스터 액정표시장치 제조방법 및 그 제조장치를 제공한다.

또한, 허용된 청정조건에서 유리기판으로 미세입자가 자중에 의해 안착되는 것을 방지시켜 불량율을 감소시킨 박막 트랜지스터 액정표시장치 제조방법 및 그 제조장치를 제공한다.

이러한 본 발명을 좀 더 상세히 설명하면, 먼저 비정질 실리콘이 증착된 다수의 유리기판이 적재된 카세트로부터 상기 다수의 유리기판(100)을 동시에 열처리하기 위하여 배치식 보트(12)에 로딩시킨다.

상기 유리기판(100)은 전술된 바와 같이 플라즈마 증착공정에 의해 형성된 비정질 실리콘이 증착된 유리기판과 같이 열처리가 수행될 대상물을 의미한다.

상기 카세트는 배치식 보트(12)로의 유리기판(100)을 로딩/언로딩을 위해 유리기판이 적층되어 적재장치를 의미하며, 반도체 제조장치의 그것과 동일한 맥락이며, 다만 유리기판의 크기와 형상을 따르게 된다.

상기 배치식 보트(12) 역시 반도체 제조장치의 보트와 동일한 맥락으로, 본 발명에서는 배치식 보트가 채택되어 하나의 열처리 반응챔버에서 다수의 유리기판을 동시에 처리한다.

그러나, 본 발명의 배치식 보트(12)는 반전된 상태에서 열처리 공정으로의 유리기판(100) 투입과 열처리 공정중에 유리기판의 열변형을 방지하기 위하여 별도의 장치가 추가된다.

먼저, 상기 배치식 보트(12)에는 유리기판(100)의 측부 및 저부가 안착되어 상부의 열처리면을 노출시키고 그 외의 부분을 지지하는 함체상의 홀더(14)가 설치된다.

한편, 상기 홀더(14)는 유리기판의 측부 및 저부를 수용하기 때문에, 이송장치인 로봇아암이 홀더로 유리기판(100)을 직접 안착시키기나 열처리된 유리기판을 다시 이탈시키기 곤란하게 된다.

이에 따라 로봇아암으로부터 홀더의 정상부로 이송된 유리기판을 다시 홀더에 안착시킬 장치가 필요하게 되며, 본 발명에서는 홀더와 로봇아암을 매개하는 매개 로딩/언로딩 장치(22)가 설치된다.

로딩/언로딩(22) 장치는 홀더 저부를 관통하여 홀더 상부에서 로봇아암의 로딩/언로딩을 매개하여 홀더로 로딩/언로딩을 수행하는 기판승강구(24)와 이 기판승강구(24)가 설치되는 기판승강보트(30) 및 상기 기판승강보트에 구동력을 제공하는 구동장치(28)로 이루어진다.

여기서, 기판승강보트(30)는 기판승강구(24)가 설치되는 지지봉(32)이 배치식 보트(12)의 지지 파이프(34)에 내설되고, 상기 지지봉(32)에 기판승강구(24)가 설치됨이 바람직하며, 이것은 배치식 보트(12)가 반응챔버(16)로 투입될때, 배치식 보트(12)를 이루는 모든 체적물이 공정가스 투입으로의 저항체가 되기 때문이며, 기판승강보트(30)를 배치식 보트(12)에 은폐시켜 그 저항체인 돌출물을 최소화시키기 위함이다.

이러한 매개 로딩/언로딩 장치에 따라, 상기 기판승강구(24)는 홀더(14)의 저부를 관통하여 그 단부가 로봇아암의 작업공간을 제공하는 홀더 정상부에 위치되어, 로봇아암이 기판승강구(24)에 유리기판(100)을 로딩시키게 되며, 로딩 완료후 하강되면서 홀더(14)에 유리기판(100)이 안착되는 것이다.

아울러, 상기 홀더(14)는 유리기판의 측부를 은폐시키므로, 홀더의 홈과 유리기판의 측부의 편차는 매우 정밀할 것이 요구되고, 이러한 경우 로봇아암의 정위치 제어가 까다로울 수 있음을 고려하여, 홀더의 개구부에는 외측으로 확장되어 유리기판이 홀더에 안착되도록 유도하는 유도경사면(36)이 형성됨이 바람직하다.

이러한 배치식 보트(12)에 유리기판이 안착된 다음, 상기 반응챔버(16)로 배치식 보트(12)가 투입되며, 이때 배치식 보트(12)는 반전장치(38)에 의해 유리기판을 수직에 근접하게 입상시키게 된다.

상기 유리기판(100)의 입상은 먼저, 허용된 청정조건하에서 미세입자의 낙하안착을 방지하고, 공정가스의 층류흐름을 유도하기 위함이다.

즉, 열처리를 위해 격리된 공간에서 미세입자의 분포는 필연적이며, 이러한 미세입자는 열처리 진행 중 낙하되어 유리기판에 안착되는데, 유리기판의 입상의 미세입자가 낙하안착되는 것을 방지시켜 유리기판 상에 도트가 발생되는 것을 방지시키게 되는 것이다.

또한, 반응챔버의 열처리환경에 제공되는 공정가스는 일반적으로 상하방향으로 분출되어 회수시키게 되는데, 반응챔버로의 유리기판 배열이 수평인 경우, 반응가스의 흐름에 대하여 저항체를 이루게 되므로, 반응가스는 챔버내에 강한 난류를 일으키게 된다.

이에 따라 본 발명은 공정가스의 흐름방향으로 유리기판을 배열하여 그 흐름을 층류로 유도시킴으로써, 반응챔버내의 열처리 환경을 보조하게 되는 것이다.

그리고, 부수적으로는 반응챔버의 공간내에서 유리기판의 온도분포를 확보하 고, 설치장비의 배치상의 이익을 확보하게 된다.

이것은 반응챔버의 온도분포는 반응챔버의 내벽에 위치될수록 고온상태인데, 유리기판이 대면화됨에 따라, 수평으로 유리기판이 반응챔버에 투입되는 경우, 특히 유리기판의 중앙부분에서 균일한 온도분포가 하락될 수 있다.

반면, 유리기판을 단길이면을 투입방향으로 반전시켜 반응챔버에 투입하게 되면, 유리기판의 장길이면으로는 온도분포의 영향에 융통적으로 대처할 수 있게 되는 것이다.

아울러, 수평배치상의 투입이나 수직배치상의 투입모두 반응챔버의 체적은 동일하지만, 수평배치는 반응챔버의 수직길이를 상승시키게 되어 수직상의 설치공간을 점유하게 되는데, 반면 수직배치인 경우 수평방향의 점유공간을 증대시키고, 이때의 점유공간은 타 설치부재의 상방에 이웃되어 주변장치의 배치를 가능케 하므로, 장비의 설치상 공간의 활용도가 우월하게 되는 것이다.

이러한 반전장치는 반전장치(38)는 이를 수행하기 위한 구동장치와 반전중심을 제공하는 중심축으로 이루어지며 중심축은 배치식보트에 별도로 마련된다.

여기서, 상기 수평은 엄격한 수평상태를 의미하는 것은 아니며, 반전방향의 반대측으로 약간 기울어진 상태로서, 이것은 유리기판이 반전되어 수직으로 놓이게 되는 경우, 상기 유리기판은 홀더에 체결된 상태가 아니라 안착된 상태로서, 유리기판이 홀더로부터 이탈될 염려가 있기 때문이다.

이러한 반전장치(38)와 더불어, 배치식 보트에는 회전장치(42)가 더 포함되며, 회전장치(42)는 열처리 공정 중에 유리기판의 형상을 유지시키는 수단이다.

즉, 열처리 공정은 유리기판을 소프트닝 온도 포인트까지 승온시키게 되며, 상기 입상된 유리기판이 연화되는 경우, 이것은 마치 점성이 높은 유체상태와 유사하여 그 자중에 의해 입상된 유리기판의 하부가 볼록하게 되는 변형이 발생될 우려가 있다.

따라서, 본 발명에서는 변형의 발생전에 유리기판을 회전시켜 어느 일구역으로의 자중의 집중을 연속적으로 변경시킴으로써, 결국 유리기판의 변형을 방지시키게 하는 것이다.

이러한 회전장치(42))는 상기 배치식보트를 프레임 구조체 내에 두고, 그 양단을 회전가능하게 결합하여 회전축을 제공한 다음, 구동장치로부터 기어기구와 동력전달 샤프트를 사용하여 배치식 보트를 회전시킴으로써 달성된다.

다음으로, 상기 유리기판이 반전된 상태에서 배치식 보트(12)가 승강장치(20)를 통해 상승되어 예열된 반응챔버(16)로 투입되며, 반응챔버의 투입구가 폐쇄된 상태에서 열처리가 수행된다.

이때, 상기 반응챔버(16)는 배치식 보트(12)의 투입 전에 열처리온도로 예열시킴도 바람직하며, 이것은 반응챔버에서의 열처리시간을 단축시키기 위함이다.

상기 승강장치(20)는 종래와 마찬가지로 구동장치(26)와 승강유지레일(40)을 포함하며, 열처리를 통해 유리기판의 비정질 실리콘이 다결정 실리콘으로 변환되고, 배치식 보트에 의한 반응챔버에서의 열처리에 의해 다량의 유리기판의 열처리가 수행되는 것이다.

여기서, 열처리온도와 열처리 시간은 역비례관계로서, 반응챔버의 고온환경 과 열처리시간은 실험적으로 결정될 사항이다.

다음으로, 비정질 실리콘의 다결정 실리콘 변환완료 후 배치식 보트는 반응챔버로부터 인출되고, 반응챔버의 입구가 폐쇄된 상태에서 배치식 보트의 기판승강구가 승강되어 홀더로부터 열처리된 유리기판을 이탈시키게 된다.

그리고, 로봇아암이 배치식 보트에서 유리기판을 언로딩시켜 카세트로 적재시킨 다음, 카세트를 인출시키게 되면 공정이 완료되는 것이다.

상술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 예를 들어 비정질 실리콘 박막이 형성된 유리기판의 비정질 실리콘을 결정질 실리콘으로 변환하는 온도환경을 갖춘 반응챔버에 유입시켜 결정질 실리콘으로 열처리를 수행하되, 다량의 기판을 처리하는 배치식으로 수행토록 함과 더불어, 반전장치를 통해 열처리 진행 중 유리기판을 수직에 근접하게 입상시켜 수행시킴으로써, 미세입자의 낙하안착에 의한 불량률을 감소시키면서 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 다수의 유리기판(100)이 적재된 카세트 스테이지(10)로부터 상기 다수의 유리기판(100)을 동시에 열처리하기 위하여 배치식 보트(12)에 로딩시키되, 상기 유리기판(100)에서 열처리 대상면을 노출시키고 그 외의 외주면을 지지하는 함체상의 홀더(14)에 로딩시키는 로딩단계: 열처리 공정 중 유리기판(100)으로 미세입자의 자중 안착을 방지시킴과 더불어 반응챔버 내의 공정가스의 층류흐름과 이에 따른 유리기판의 공정가스접촉을 유도하기 위해 상기 유리기판(100)이 수평상으로 적층된 배치식 보트(12)를 유리기판이 수직에 근접하도록 반전시키는 보트 반전단계: 이 반전된 배치식 보트를 반응챔버(16)로 투입하여 비정질실리콘에서 결정 실리콘으로의 열처리를 수행하는 열처리 단계: 및 열처리 공정 완료 후 냉각단계를 거쳐 상기 카세트 스테이지의 카세트로 유리기판을 언로딩 시키는 회기단계를 포함하여 이루어진 박막 트랜지스터 액정표시장치의 열처리방법.
2. 제 1 항에 있어서, 열처리 단계에는 열처리 온도환경이 유리기판(100)의 연화를 진행시키는 경우, 수직에 근접하게 입상된 유리기판(100)의 하부가 자중집중에 의해 변형되는 것을 방지시켜 유리기판(100)의 형상의 유지되도록 상기 자중에 의한 변형이 방해되는 속도로 보트를 회전시키는 유리기판 형상유지공정이 포함되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치의 열처리방법.
3. 제 1 항에 있어서, 열처리 단계에는 열처리 시간을 단축하기 위하여 유리기판(100)의 반응챔버(16) 투입전에 유리기판의 변형을 야기하는 온도에 미달된 온도로 온도환경을 조성한 다음, 유리기판의 투입완료와 동시에 열처리온도로 승온시키는 예열대기공정이 포함된 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치의 열처리방법.
4. 열처리 대상인 다량의 유리기판(100)이 적층된 카세트가 대기되는 카세트 스테이지(10)가 별도의 격리된 공간상에 마련되고, 이 카세트 스테이지(10)에서 이송장치인 로봇아암(18)을 통해 상기 다량의 유리기판(100)이 적재되어지되 유리기판(100)에서 열처리 대상면을 노출시키고 그 외의 외주면을 지지하는 함체상의 홀더(14)가 배열 설치된 배치식 보트(12)가 상기 카세트 스테이지(10)에 이웃된 별도의 격리된 공간에 설치되는 한편, 상기 배치식 보트(12)에는 열처리 공정 중 유리기판(100)으로 미세입자의 자중 안착을 방지시킴과 더불어 반응챔버(16) 내의 공정가스의 층류흐름과 이에 따른 유리기판의 공정가스접촉을 유도하기 위해 상기 유리기판이 수직에 근접하도록 반전시키는 반전장치(38)가 설치되며, 이 반전된 배치식 보트(12)가 승강장치(20)를 통해 투입되어 비정질 실리콘 박막을 결정질 실리콘으로 열처리시키는 반응챔버(16)가 상기 배치식 보트(12)가 대기되는 공간에 이웃된 별도의 격리된 공간에 마련된 박막 트랜지스터 액정표시장치의 열처리장치.
5. 제 4 항에 있어서, 배치식 보트의 홀더(14)는 상기 유리기판(100)이 그 측단 과 저부를 은폐하는 상기 함체상의 홀더(14)에 안착되기 위하여 상기 홀더(14)의 개구부에는 안착을 유도하기 위한 유도경사면(36)이 형성된 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치의 열처리장치.
6. 제 4 항에 있어서, 배치식 보트의 홀더(14)는 그 상부만 개구된 함체상에 이송장치인 로봇아암을 통해 유리기판이 로딩/언로딩되도록 별도의 매개 로딩/언로딩 장치(22)가 더 포함되며, 이 매개 로딩/언로딩(22) 장치는 홀더 저부를 관통하여 홀더 상부에서 로봇아암의 로딩/언로딩을 매개하여 홀더로 로딩/언로딩을 수행하는 기판승강구(24)와 이 기판승강구(24)가 설치되는 기판승강보트(30) 및 상기 기판승강보트에 구동력을 제공하는 구동장치(28)로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치의 열처리장치.
7. 제 6 항에 있어서, 기판승강보트(30)는 기판승강구(24)가 설치되는 지지봉(32)이 배치식 보트(12)의 지지 파이프(34)에 내설되고, 상기 지지봉(32)에 기판승강구(24)가 설치된 것을 특징으로 하는 배치식 보트의 홀더(14)는 그 상부만 개구된 함체상에 이송장치인 로봇아암을 통해 유리기판이 로딩/언로딩되도록 별도의 매개 로딩/언로딩 장치(22)가 더 포함되며, 이 매개 로딩/언로딩(22) 장치는 홀더 저부를 관통하여 홀더 상부에서 로봇아암의 로딩/언로딩을 매개하여 홀더로 로딩/언로딩을 수행하는 기판승강구(24)와 이 기판승강구(24)가 설치되는 기판승강보트(30) 및 상기 기판승강보트에 구동력을 제공하는 구동장치(28)로 이루어진 것을 특 징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치의 열처리장치.
8. 제 4 항에 있어서, 배치식 보트(12)에는 반응챔버(16)의 열처리 온도환경이 유리기판(100)의 연화를 진행시키는 경우, 수직에 근접하게 입상된 유리기판(100)의 하부가 자중의 집중에 의해 변형되는 것을 방지시켜 유리기판의 형상의 유지되도록 상기 자중에 의한 변형이 방해되는 속도로 보트를 회전시키는 회전장치(42)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치의 열처리장치.

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