KR100738874B1 - Chemical vapor deposition apparatus for flat display - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래기술에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치의 부분 확대도이다.1 is a partially enlarged view of a chemical vapor deposition apparatus for a planar display according to the prior art.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치의 개략적인 구조도이다.2 is a schematic structural diagram of a chemical vapor deposition apparatus for planar display according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 부분 확대도로서 보강부재에 대한 분해 사시도이다.3 is an exploded perspective view of the reinforcing member as a partial enlarged view of FIG. 2;
도 4는 도 3에 도시된 보강부재의 결합상태도이다.4 is a state diagram of the coupling of the reinforcing member shown in FIG.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치의 부분 확대도이다.5 is a partially enlarged view of a chemical vapor deposition apparatus for a planar display according to a second embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치의 부분 확대도이다.6 is a partially enlarged view of a chemical vapor deposition apparatus for planar display according to a third embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 챔버 10a : 챔버슬롯10:
10b : 챔버상벽 16 : 전극10b: chamber upper wall 16: electrode
17 : 가스분배판 26 : 절연체17
30 : 서셉터 31 : 기판로딩부30: susceptor 31: substrate loading portion
38 : 리프트 핀 40 : 서셉터지지대38: lift pin 40: susceptor support
50 : 게이트밸브 50a : 밸브슬롯50:
50b : 밸브상벽 55 : 오링50b: valve upper wall 55: O-ring
60,60a : 보강부재 62 : 볼트60, 60a: reinforcing member 62: bolt
본 발명은, 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 챔버상벽과 밸브상벽에서 처짐에 의한 변형을 방지할 수 있으면서도 챔버상벽과 밸브상벽 길이를 종래보다 줄일 수 있으며, 서셉터의 승강 거리를 짧게 유지함으로써 서셉터에 대한 안정적인 승강 운동을 보장하여 원활한 증착 공정을 유도함은 물론 챔버를 제조하는데 따른 재료비, 챔버의 내부를 진공 유지시키거나 진공을 배기시키는 시간, 챔버의 내부에 충진되는 가스량 등을 줄일 수 있는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus for a flat panel display, and more particularly, the chamber upper wall and the valve upper wall length can be reduced compared to the conventional method while preventing deformation due to deflection in the upper chamber and the upper valve wall. By maintaining a short lifting distance of the insulator, it ensures a stable lifting motion for the susceptor to induce a smooth deposition process as well as the material cost of manufacturing the chamber, the time to vacuum or evacuate the interior of the chamber, the filling inside the chamber The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus for a flat display that can reduce the amount of gas, etc.
평면디스플레이는 개인 휴대단말기를 비롯하여 TV나 컴퓨터의 모니터 등으로 널리 채용된다.Flat panel displays are widely used in personal handheld terminals, as well as in TVs and computers.
이러한 평면디스플레이는 CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등으로 그 종류가 다양하다.Such flat displays include a variety of types such as cathode ray tube (CRT), liquid crystal display (LCD), plasma display panel (PDP), and organic light emitting diodes (OLED).
이들 중에서도 특히, LCD(Liquid Crystal Display)는 2장의 얇은 상하 유리 기판 사이에 고체와 액체의 중간물질인 액정을 주입하고, 상하 유리기판의 전극 전압차로 액정분자의 배열을 변화시킴으로써 명암을 발생시켜 숫자나 영상을 표시하는 일종의 광스위치 현상을 이용한 소자이다.Among them, LCD (Liquid Crystal Display) injects a liquid crystal, which is an intermediate between solid and liquid, between two thin upper and lower glass substrates, and generates contrast by changing the arrangement of liquid crystal molecules by the electrode voltage difference between the upper and lower glass substrates. It is a device using a kind of optical switch phenomenon to display an image.
LCD는 현재, 전자시계를 비롯하여, 전자계산기, TV, 노트북 PC 등 전자제품에서 자동차, 항공기의 속도표시판 및 운행시스템 등에 이르기까지 폭넓게 사용되고 있다.LCDs are now widely used in electronic clocks, electronic calculators, TVs, notebook PCs, electronic products, automobiles, aircraft speed displays and driving systems.
종전만 하더라도 LCD TV는 20 인치 내지 30 인치 정도의 크기를 가지며, 모니터는 17 인치 이하의 크기를 갖는 것이 주류였다. 하지만, 근자에 들어서는 40 인치 이상의 대형 TV와 20 인치 이상의 대형 모니터에 대한 선호도가 높아지고 있다.Previously, LCD TVs have a size of about 20 to 30 inches, and monitors have a mainstream size of 17 inches or less. In recent years, however, the preference for large TVs of 40 inches or larger and large monitors of 20 inches or larger has increased.
따라서 LCD를 제조하는 제조사의 경우, 보다 넓은 유리기판을 제작하기에 이르렀다. 현재에는 가로/세로의 폭이 1950 × 2250 ㎜이거나 1870 × 2200 ㎜인 7세대, 혹은 2160 × 2460 ㎜ 이상인 8세대까지 유리기판의 크기를 증가시키는 연구가 진행되고 있다.Therefore, manufacturers of LCDs have come to produce wider glass substrates. Currently, research has been conducted to increase the size of glass substrates to the 7th generation having a width of 1950 × 2250 mm or 1870 × 2200 mm, or the 8th generation having a width of 2160 × 2460 mm or more.
LCD는 증착(Deposition), 사진식각(Photo lithography), 식각(Etching), 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition) 등의 공정이 반복적으로 수행되는 TFT 공정, 상하 유리기판을 합착하는 Cell 공정, 그리고 기구물을 완성하는 Module 공정을 통해 제품으로 출시된다.LCD is a TFT process in which processes such as deposition, photo lithography, etching, chemical vapor deposition, etc. are repeatedly performed, a cell process for bonding upper and lower glass substrates, and an apparatus It is released as a product through the completed module process.
한편, 수많은 공정 중의 하나인 화학 기상 증착공정(Chemical Vapor Deposition Process)은, 외부의 고주파 전원에 의해 플라즈마(Plasma)화 되어 높은 에너지를 갖는 실리콘계 화합물 이온(ion)이 전극을 통해 가스분배판으로부터 분출되어 유리기판 상에 증착되는 공정이다. 이러한 공정은 화학 기상 증착공정을 수행하는 챔버 내에서 이루어지는데, 이를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the chemical vapor deposition process, one of many processes, is plasma-formed by an external high frequency power source, and silicon-based compound ions having high energy are ejected from the gas distribution plate through the electrodes. It is a process to be deposited on a glass substrate. This process is performed in a chamber that performs a chemical vapor deposition process, which will be described with reference to FIG. 1 as follows.
도 1은 종래기술에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치의 부분 확대도이다.1 is a partially enlarged view of a chemical vapor deposition apparatus for a planar display according to the prior art.
이 도면에 도시된 바와 같이, 종래기술에서 화학 기상 증착공정을 수행하는 공정 챔버(110, 이하, 챔버라 함)의 일측에는 평면디스플레이로서의 유리기판(G)이 출입되는 챔버슬롯(110a)이 형성되어 있다. 이 때, 챔버슬롯(110a)의 상부에 위치한 챔버상벽(110b)의 길이(t1)는 챔버(110)의 내부가 진공 상태로 유지되는 과정에서 진공 압력에 의해 처짐에 의한 변형이 발생하는 것을 방지하기 위해 충분히 길게 형성된다.As shown in this figure, a
챔버슬롯(110a)이 위치한 챔버(110)의 외벽에는 챔버슬롯(110a)과 연통하는 밸브슬롯(150a)이 형성된 게이트밸브(150)가 결합되어 있다. 밸브슬롯(150a)의 상부에 위치한 밸브상벽(150b)의 길이(t1) 역시, 챔버상벽(110b)과 마찬가지로 충분히 길게 형성된다.A
도시하고 있지는 않지만 게이트밸브(150)는 통상적으로 볼트에 의해 챔버(110)의 외벽에 결합된다. 게이트밸브(150)와 챔버(110)의 접촉 영역에는 이들을 상호 기밀하게 접촉시키는 오링(155, O-Ring)이 개재된다.Although not shown, the
챔버(110)의 내부에는 증착 대상의 유리기판(G)이 로딩되는 기판로딩부(131)를 갖는 서셉터(130)가 승강가능하게 마련되어 있다. 이 때, 기판로딩부(131)의 상 면은 슬롯(110a,150a)들을 통해 챔버(110)의 내부로 유입되는 유리기판(G)이 기판로딩부(131) 상에 올려질 수 있도록 슬롯(110a,150a)들의 수평축선 보다 아래쪽에 위치한다.The
전술한 바와 같이, 7세대 혹은 8세대 하에서의 서셉터(130)는 그 무게가 무겁고 크기가 상대적으로 큰 대형이므로, 대형 유리기판(G)이 서셉터(130)의 기판로딩부(131) 상면에 올려지면 기판로딩부(131)를 비롯하여 유리기판(G)에 처짐이 발생하기 쉽다.As described above, since the
따라서 기판로딩부(131)의 하면에는 서셉터(30)의 중량으로 인해 기판로딩부(131)와 유리기판(G)이 처지는 것을 방지하는 서셉터지지대(140)가 결합되어 있다.Therefore, the lower surface of the
챔버(110)의 상부 영역에는 전극(116)과 가스분배판(117)이 챔버(110)에 조립되어 있다.In the upper region of the
이러한 구성에 의해, 게이트밸브(150)의 밸브슬롯(150a)과 챔버(110)의 챔버슬롯(110a)을 통해 유리기판(G)이 챔버(110)의 내부로 유입되어 서셉터(130)의 기판로딩부(131) 상면으로 로딩되면, 챔버(110)의 내부는 진공 상태로 유지된다. 이어, 서셉터(130)는 대략 400 ℃ 정도의 온도로 가열된다. 이후, 도시 않은 승강아암을 통해 서셉터(130)가 서셉터지지대(140)와 함께 상승하여 유리기판(G)은 가스분배판(117)에 인접하게 배치된다.By such a configuration, the glass substrate G flows into the
그런 다음, 절연체(126)인 테프론에 의해 챔버(110)로부터 절연된 전극(116)을 통해 전원이 인가된다. 이어 수많은 오리피스가 형성된 가스분배판(117)을 통해 실리콘계 화합물인 반응성 가스 이온이 분출되면서 유리기판(G)의 증착 공정이 수 행된다.Then, power is applied through the
유리기판(G)의 증착 공정이 완료되면, 서셉터(130)는 하강하고 해당 유리기판(G)이 취출된 후, 새로운 유리기판(미도시)에 대한 공정이 반복된다.When the deposition process of the glass substrate (G) is completed, the
그런데, 이러한 종래의 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치에 있어서는, 밸브슬롯(150a)의 밸브상벽(150b)을 포함하여 챔버(110)의 상부에 위치한 챔버상벽(110b)의 길이(t1)가 충분히 길게 형성되어 있기 때문에 가스분배판(117)과 기판로딩부(131) 간의 간격이 커질 수밖에 없는데, 이러한 경우, 서셉터(130)가 많은 거리를 상승하거나 하강해야 하는 문제점이 발생한다. 이처럼 서셉터(130)의 승강 거리가 커지면 서셉터(130)에 대한 안정적인 승강 운동을 보장할 수 없기 때문에 유리기판(G)에 대한 원활한 증착 공정을 기대할 수 없다.By the way, in the conventional chemical vapor deposition apparatus for planar displays, the length t1 of the chamber
또한 종래기술의 경우에는, 챔버상벽(110b)과 밸브상벽(150b)의 길이(t1)가 상대적으로 길게 형성되어 있기 때문에 전체적으로 챔버(110)의 크기, 특히 높이(h1)가 커질 수밖에 없다. 따라서 챔버(110)를 제조하는데 따른 재료비가 상승하게 되고, 챔버(110)의 내부를 진공 유지시키거나 진공을 배기시키는 시간이 증가하며, 챔버(110)의 내부에 충진되는 가스량이 증가하는 등의 다양한 로스(Loss)가 유발될 수밖에 없는 문제점이 있다.In addition, in the prior art, since the length t1 of the chamber
이에, 챔버상벽(110b)과 밸브상벽(150b)의 길이(t1)를 상대적으로 작게 형성해야 할 필요가 있는데, 아무런 보완 없이 챔버상벽(110b)과 밸브상벽(150b)의 길이(t1)를 줄일 경우, 챔버(110)의 내부가 진공 상태로 유지되는 과정에서 진공 압력에 의해 챔버상벽(110b)과 밸브상벽(150b)에서 처짐에 의한 변형이 발생할 수 있 다.Therefore, it is necessary to form the length t1 of the chamber
만일, 이 영역에서 처짐에 의한 변형이 발생하면 챔버(110)와 게이트밸브(150) 사이에 마련된 오링(155)의 접촉면에서 마찰이 형성되어 오링 파티클(Particle)이 발생할 뿐만 아니라 이 영역에서 리크(Leak)가 발생할 소지가 높아져 전반적으로 공정 불량으로 이어질 수 있는 문제점이 있다.If deformation due to deflection occurs in this region, friction is formed at the contact surface of the O-
본 발명의 목적은, 챔버상벽과 밸브상벽에서 처짐에 의한 변형을 방지할 수 있으면서도 챔버상벽과 밸브상벽 길이를 종래보다 줄일 수 있으며, 서셉터의 승강 거리를 짧게 유지함으로써 서셉터에 대한 안정적인 승강 운동을 보장하여 원활한 증착 공정을 유도함은 물론 챔버를 제조하는데 따른 재료비, 챔버의 내부를 진공 유지시키거나 진공을 배기시키는 시간, 챔버의 내부에 충진되는 가스량 등을 줄일 수 있는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to prevent the deformation caused by the deflection in the chamber upper wall and the valve upper wall, while reducing the length of the chamber upper wall and the valve upper wall than before, and stable lifting motion for the susceptor by keeping the lifting distance of the susceptor short Chemical vapor deposition apparatus for planar display which can induce a smooth deposition process to reduce the material cost, the time to maintain or evacuate the interior of the chamber, and the amount of gas filled in the chamber To provide.
본 발명의 목적은, 챔버상벽과 밸브상벽 길이를 종래보다 줄일 수 있으면서도 오링 파티클(Particle)과 리크(Leak) 발생에 따른 공정 불량을 해소할 수 있는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a chemical vapor deposition apparatus for a flat panel display, which can reduce the length of the chamber upper wall and the valve upper wall than the conventional one, and can solve the process defects caused by O-ring particles and leaks.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 평면디스플레이가 출입하는 챔버슬롯과, 상기 챔버슬롯의 상부에 형성되는 챔버상벽을 구비하며, 상기 평면디스플레이에 대한 증착 공정이 진행되는 챔버; 상기 챔버슬롯과 연통하는 밸브슬롯과, 상기 밸브슬롯의 상부에 형성되는 밸브상벽을 구비하며, 오링(O-Ring)을 사이에 두고 상기 챔버의 외벽에 결합되는 게이트밸브; 및 상기 챔버상벽과 상기 밸브상벽 중 적어도 어느 일측에 마련되어 상기 챔버상벽과 상기 밸브상벽의 변형이 저지되도록 상기 챔버 외벽의 강도를 보강하는 보강부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치에 의해 달성된다.According to the present invention, the chamber comprises a chamber slot into which the flat display is introduced and the chamber upper wall formed on the upper portion of the chamber slot, the chamber in which the deposition process for the flat display proceeds; A gate valve having a valve slot communicating with the chamber slot and an upper valve wall formed on the valve slot, the gate valve being coupled to an outer wall of the chamber with an O-ring interposed therebetween; And a reinforcing member provided on at least one side of the chamber upper wall and the valve upper wall to reinforce the strength of the chamber outer wall to prevent deformation of the chamber upper wall and the valve upper wall. Is achieved by.
여기서, 상기 보강부재는, 상기 챔버상벽과 상기 밸브상벽의 길이가 줄어드는데 따라 발생하는 상기 챔버상벽과 상기 밸브상벽의 변형이 저지되도록 상기 챔버상벽과 상기 밸브상벽의 강도를 보강한다.Here, the reinforcing member reinforces the strength of the chamber upper wall and the valve upper wall to prevent deformation of the chamber upper wall and the valve upper wall generated as the length of the chamber upper wall and the valve upper wall decreases.
상기 보강부재는 상기 밸브상벽에 마련되어 있다.The reinforcing member is provided on the valve upper wall.
상기 보강부재는 금속재질로 제작되는 것이 바람직하다.The reinforcing member is preferably made of a metal material.
상기 보강부재는 H빔이다.The reinforcing member is an H beam.
상기 H빔은 상기 밸브상벽의 상면에서 상기 챔버의 측벽면 길이를 따라 연속적으로 배치된다.The H beam is continuously disposed along the sidewall surface length of the chamber on the upper surface of the valve upper wall.
상기 H빔은 해당 위치에서 볼트로 고정된다.The H beam is bolted at that position.
상기 챔버슬롯과 상기 밸브슬롯의 개구 면적은 실질적으로 동일하다.The opening area of the chamber slot and the valve slot is substantially the same.
상기 챔버상벽과 상기 밸브상벽의 길이는 실질적으로 동일하다.The length of the chamber upper wall and the valve upper wall are substantially the same.
상기 보강부재는 상기 챔버상벽과 상기 밸브상벽 중 적어도 어느 하나의 내부에 일체로 매입되는 적어도 하나의 철근일 수도 있다.The reinforcing member may be at least one reinforcing bar integrally embedded in at least one of the chamber upper wall and the valve upper wall.
상기 평면디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display)용 대형 유리기판이다.The flat panel display is a large glass substrate for an LCD (Liquid Crystal Display).
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 대해 상세히 설명한다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail for each embodiment of the present invention. In the description, the same reference numerals are given to the same components.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치의 개략적인 구조도이고, 도 3은 도 2의 부분 확대도로서 보강부재에 대한 분해 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 보강부재의 결합상태도이다.2 is a schematic structural diagram of a chemical vapor deposition apparatus for a planar display according to a first embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exploded perspective view of a reinforcing member as a partially enlarged view of FIG. 2, and FIG. 4 is shown in FIG. 3. Is a state diagram of the combined reinforcing member.
도 2를 참조할 때, 본 발명의 제1실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치(1)는, 챔버(10)와, 챔버(10) 내의 상부 영역에 마련되어 증착 대상의 평면디스플레이(G)를 향해 소정의 실리콘계 화합물 이온(ion)을 방출하는 전극(16)과, 전극(16)의 하부에 배치되어 평면디스플레이(G)가 로딩(Loading)되는 서셉터(30)와, 서셉터(30)의 하부에서 서셉터(30)를 지지하는 복수의 서셉터지지대(40)를 구비한다.Referring to FIG. 2, the planar display chemical vapor deposition apparatus 1 according to the first exemplary embodiment of the present invention is provided in a
챔버(10)는 내부의 증착공간(S)이 진공 분위기로 유지될 수 있도록 외벽이 외부와 차폐되어 있다. 챔버(10)의 증착공간(S)에는 전극(16)으로부터 방출된 증착물질인 실리콘계 화합물 이온에 영향을 주지 않도록 불활성 기체(He, Ar)가 충전되어 있다.In the
챔버(10) 내의 바닥면(11)에는 챔버(10) 내의 증착공간(S)에 존재하는 가스를 다시 증착공간(S)으로 확산시키는 가스확산판(12)이 마련되어 있다. 그리고 챔버(10) 내의 바닥면(11) 중앙 영역에는 서셉터(30)의 컬럼(32)이 관통하는 관통홀(10d)이 형성되어 있다. 관통홀(10d)의 주변에는 서셉터지지대(40)의 축부(42)가 관통하는 추가의 관통홀(10c)이 더 형성되어 있다.A
전극(16)은 챔버(10) 내의 상부 영역에 마련되어 있다. 전극(16)의 하부에는 다수의 오리피스가 형성되어 증착물질인 실리콘계 화합물 이온을 분배하는 가스분 배판(17)이 마련되어 있다. 가스분배판(17)은 후술할 서셉터(30)의 기판로딩부(31)와 소정의 이격간격(대략 수십 밀리미터(mm) 정도임)을 두고 나란하게 배치된다.The
여기서, 평면디스플레이(G)란, 전술한 바와 같이 CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 중 어떠한 것이 적용되어도 좋다.As described above, the planar display G may be any of a cathode ray tube (CRT), a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), and organic light emitting diodes (OLED).
다만, 본 실시예에서는 LCD(Liquid Crystal Display)용 대형 유리기판(G)을 평면디스플레이(G)라 간주하기로 한다. 그리고 대형이란, 앞서도 기술한 바와 같이, 7세대 혹은 8세대에 적용되는 수준의 크기를 가리킨다. 이하, 평면디스플레이(G)를 유리기판(G)이라 하여 설명하도록 한다.However, in the present embodiment, a large glass substrate G for a liquid crystal display (LCD) will be regarded as a flat display (G). As described above, the large size refers to the size of the level applied to the 7th or 8th generation. Hereinafter, the flat display G will be described as a glass substrate G.
챔버(10)의 상부 외측에는 챔버(10) 내에 잔존하는 불순물을 제거하기 위한 소정의 클리닝(Cleaning) 가스를 공급하는 리모트 플라즈마(18)가 마련되어 있다. 그리고 리모트 플라즈마(18)의 주변에는 고주파 전원부(20)가 설치되어 있다. 고주파 전원부(20)는 연결라인(22)에 의해 전극(16)과 연결되어 있다.A
전극(16)과 챔버(10) 사이에는 전극(16)이 챔버(10)의 외벽에 직접 접촉하여 통전되지 않도록 절연체(26)가 마련되어 있다. 절연체(26)는 테프론 등으로 제작될 수 있다. 전극(16)과 가스분배판(17) 사이에는 배기버퍼공간부(19)가 형성되어 있다.An
서셉터(30)는 챔버(10) 내의 증착공간(S)에서 횡방향으로 배치되어 로딩되는 유리기판(G)을 지지하는 기판로딩부(31)와, 상단은 기판로딩부(31)의 중앙에 고정되고 하단은 관통홀(10d)을 통과하여 챔버(10)의 외부에 배치되는 컬럼(32)을 포함한다.The
기판로딩부(31)의 상면은 유리기판(G)이 정밀하게 수평상태로 로딩될 수 있도록 거의 정반으로 제조된다. 기판로딩부(31)의 내부에는 도시 않은 히터가 장착되어 기판로딩부(31)를 소정의 증착온도인 대략 400 ℃로 가열한다.The upper surface of the
서셉터(30)는 챔버(10) 내의 증착공간(S)에서 상하로 승강한다. 즉, 유리기판(G)이 로딩될 때는 챔버(10) 내의 바닥면(11) 영역에 배치되어 있다가 유리기판(G)이 로딩되고 공정이 진행될 때는 유리기판(G)이 가스분배판(17)에 인접할 수 있도록 부상한다.The
증착 공정이 진행되기 전, 기판로딩부(31)의 상면은 후술할 슬롯(10a,50a)들을 통해 챔버(10)의 내부로 유입되는 유리기판(G)이 기판로딩부(31) 상에 올려질 수 있도록 슬롯(10a,50a)들의 수평축선 보다 아래쪽에 위치한다.Before the deposition process is performed, the upper surface of the
서셉터(30)의 컬럼(32)에는 서셉터(30)를 승강시키는 승강아암(36)이 마련되어 있다. 승강아암(36)에 의해 서셉터(30)와 서셉터지지대(40)는 함께 승강한다.The lifting
승강아암(36)에 의해 서셉터(30)가 승강하는 과정에서 서셉터(30)의 컬럼(32)과 관통홀(10d) 간에 공간이 발생되어서는 아니된다. 이에, 관통홀(10d) 주변에는 컬럼(32)의 외부를 감싸도록 벨로우즈관(34)이 마련되어 있다.The space between the
벨로우즈관(34)은 서셉터(30)가 하강할 때 팽창되고, 서셉터(30)가 부상할 때 압착되면서 컬럼(32)과 관통홀(10d) 간에 공간이 발생하는 것을 방지한다.The
서셉터(30)의 기판로딩부(31)에는 로딩되거나 취출되는 유리기판(G)의 하면을 안정적으로 지지하여 기판로딩부(31)의 상면으로 안내하는 복수의 리프트 핀 (38)이 마련되어 있다. 리프트 핀(38)은 기판로딩부(31)를 관통하도록 설치되어 있다.The
리프트 핀(38)은 승강아암(36)에 의해 서셉터(30)가 하강할 때, 그 하단이 챔버(10)의 바닥면(11)에 가압되어 상단이 기판로딩부(31)의 상면으로 돌출된다. 이에, 유리기판(G)을 기판로딩부(31)로부터 이격시킨다. 반대로, 서셉터(30)가 부상하면, 하방으로 이동하여 유리기판(G)이 기판로딩부(31)의 상면에 밀착되도록 한다.When the
이러한 리프트 핀(38)은 도시 않은 로봇아암이 서셉터(30)의 기판로딩부(31)에 로딩된 유리기판(G)을 파지할 수 있도록 유리기판(G)과 기판로딩부(31) 사이의 공간을 형성하는 역할을 겸한다.The
전술한 바와 같이, 7세대 혹은 8세대 하에서의 서셉터(30)는 그 무게가 무겁고 크기가 상대적으로 커서 처짐이 발생할 수 있는데, 이럴 경우, 유리기판(G)에도 처짐이 발생할 수 있다.As described above, the
이에, 도시된 바와 같이, 서셉터(30)의 기판로딩부(31) 하부에는 복수개의 서셉터지지대(40)가 마련되어 서셉터(30)의 기판로딩부(31)를 떠받치고 있다. 기판로딩부(31)는 대형 유리기판(G)의 크기보다 좀 더 크게 형성되므로 중심의 컬럼(32)에서부터 반경방향 외측으로 갈수록 처짐이 심하게 발생한다.Thus, as shown, a plurality of
따라서 서셉터지지대(40)는 서셉터(30)의 기판로딩부(31) 외측 영역에 상호 이격되게 복수개로 마련되어 서셉터(30)의 기판로딩부(31)가 처지는 것을 저지하고 있는 것이다.Therefore, the
이처럼 서셉터지지대(40)는 서셉터(30)의 기판로딩부(31)가 처지는 것을 저지하는 수단이므로 적어도 2개 이상 설치된다. 서셉터지지대(40)는 기판로딩부(31)의 하면에 위치하는 머리부(41)와, 머리부(41)에서 연장되어 서셉터(30)의 컬럼(32)과 나란하게 배치되는 축부(42)를 갖는다.As such, since the
축부(42)의 단부는 컬럼(32)과 마찬가지로 승강아암(36)에 일체로 결합되어 있다. 따라서 승강아암(36)이 동작하면, 서셉터지지대(40)로 서셉터(30)와 함께 승강하게 된다. 축부(42)의 외측 영역에는 앞서 기술한 서셉터(30) 영역과 마찬가지로 벨로우즈관(34a)이 형성되어 있다. 벨로우즈관(34a)은 챔버(10)의 바닥면(11) 영역에 형성된 관통홀(10c)을 차폐하는 역할을 한다.The end of the
한편, 도 2를 포함하여 도 3 및 도 4를 참조할 때, 챔버(10)의 외벽에는 소정의 작업 로봇에 의해 유리기판(G)이 챔버(10)의 내외로 유출입되는 통로인 챔버슬롯(10a)이 형성되어 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 3 and 4 including FIG. 2, a chamber slot, which is a passage through which a glass substrate G flows in and out of the
그리고 챔버슬롯(10a)의 상부에는 전극(16)과 가스분배판(17)이 지지되는 지지벽(25)과 접촉하여 조립되는 챔버상벽(10b)이 형성되어 있다. 이 때, 챔버상벽(10b)의 길이(t2)는 종래의 챔버상벽(110b)의 길이(t1, 도 1 참조)에 비해 훨씬 작게 형성된다.In addition, a chamber
챔버슬롯(10a)이 위치한 챔버(10)의 외벽에는 게이트밸브(50)가 결합되어 있다. 도시하고 있지는 않지만, 게이트밸브(50)는 볼트 등에 의해 챔버(10)의 외벽에 결합될 수 있다. 챔버(10)와 게이트밸브(50) 사이에는 이 영역에서 리크(Leak)가 발생하는 것을 저지하는 오링(55, O-Ring)이 개재되어 있다.The
게이트밸브(50)의 판면에는 챔버슬롯(10a)과 연통하는 밸브슬롯(50a)이 형성되어 있다. 이에, 유리기판(G)은 상호 연통하는 게이트밸브(50)의 밸브슬롯(50a)과 챔버(10)의 챔버슬롯(10a)을 통하여 출입될 수 있다. 밸브슬롯(50a)의 상부에는 챔버상벽(10b)에 대응하는 두께를 갖는 밸브상벽(50b)이 형성되어 있다.On the plate surface of the
여기서, 챔버슬롯(10a)과 밸브슬롯(50a)의 개구 면적은 실질적으로 동일하게 제작된다. 뿐만 아니라 챔버상벽(10b)과 밸브상벽(50b)의 길이(t2) 역시 실질적으로 동일하게 제작된다. 챔버상벽(10b)과 밸브상벽(50b)의 길이(t2)를 동일하게 제조하여 챔버상벽(10b)과 밸브상벽(50b)의 상면을 수평상태로 맞추는 이유는 챔버(10)의 조립시, 챔버(10)의 외부에 존재하는 다른 설비들과의 간섭을 회피하기 위함이다.Here, the opening areas of the
챔버상벽(10b)과 밸브상벽(50b)의 길이(t2)를 종래의 챔버상벽(110b)과 밸브상벽(150b)의 길이(t1, 도 1 참조) 보다 작게 줄일 경우, 가스분배판(17)과 서셉터(30)의 기판로딩부(31) 간의 간격이 종래(도 1 참조)보다 훨씬 줄어든다.When the length t2 of the chamber
따라서 증착 공정이 진행될 때, 서셉터(30)가 많은 거리를 상승하거나 하강할 필요가 없다. 이처럼 서셉터(30)의 승강 거리가 줄어들면 서셉터(30)에 대한 안정적인 승강 운동을 보장할 수 있기 때문에 유리기판(G)에 대한 원활한 증착 공정을 기대하기에 충분하다.Therefore, as the deposition process proceeds, the
또한 챔버상벽(10b)과 밸브상벽(50b)의 길이(t2)가 줄어들기 때문에 전체적으로 챔버(10)의 크기, 특히 높이(h2)가 종래(도 1 참조)보다 작아진다. 따라서 챔버(10)를 제조하는데 따른 재료비가 감소될 수 있고, 증착 공정을 위해 챔버(10)의 내부를 진공 유지시키거나 진공을 배기시키는 시간을 단축시킬 수 있으며, 챔버(10)의 내부에 충진되는 가스량을 감소시킬 수 있는 등의 이점이 발생한다.In addition, since the length t2 of the chamber
다만, 앞서도 기술한 바와 같이, 챔버상벽(10b)과 밸브상벽(50b)의 길이(t2)가 줄어들 경우, 증착 공정을 위해 챔버(10)의 내부가 진공 상태로 유지되는 과정에서 진공 압력에 의해 상대적으로 얇은 챔버상벽(10b)과 밸브상벽(50b)에서 처짐에 의한 변형이 발생할 수 있다.However, as described above, when the length t2 of the chamber
앞서도 기술한 바와 같이, 만약 챔버상벽(10b)과 밸브상벽(50b)에서 처짐에 의한 변형이 발생하면, 오링(55)의 접촉면에서 마찰이 형성되어 오링 파티클(Particle)이 발생할 뿐만 아니라 이 영역에서 리크(Leak)가 발생할 소지가 높아져 전반적으로 공정 불량으로 이어지게 된다. 따라서 이를 적절하게 해결할 필요가 있는데, 이는 아래의 보강부재(60)가 담당한다.As described above, if deformation due to deflection occurs in the chamber
보강부재(60)는 챔버상벽(10b)과 밸브상벽(50b)의 길이(t2)가 줄어드는데 따른 챔버상벽(10b)과 밸브상벽(50b)의 변형이 저지되도록 챔버(10)의 외벽, 특히 챔버상벽(10b)과 밸브상벽(50b)을 보강하는 역할을 한다. 따라서 보강부재(60)는 챔버상벽(10b)과 밸브상벽(50b) 중 어떠한 곳에 마련되어도 좋다. 다만, 본 실시예에서는 상대적으로 작업이 편리한 챔버상벽(10b)에 보강부재(60)를 마련하고 있다.The reinforcing
이 때, 보강부재(60)는 강도나 강성이 약한 플라스틱 보다는 금속재질로 제작되는 것이 바람직하다. 하지만 금속만큼의 강성을 갖는 플라스틱이라면 해당 소재로 보강부재(60)를 만들어도 좋다.At this time, the reinforcing
이러한 보강부재(60)는 챔버상벽(10b)과 밸브상벽(50b)의 변형이 저지되도록 보강하는 역할을 하기 때문에 굳이 그 형상이 정해질 필요는 없다. 다만, 본 실시예에서는, 주변에서 흔히 접할 수 있는 금속재질의 H빔(60)으로 보강부재(60)를 대체하고 있다.Since the reinforcing
H빔(60)으로서의 보강부재(60)는 밸브상벽(50b)의 상면에서 챔버(10)의 측벽면 길이를 따라 연속적으로 배치되어 해당 위치에서 고정된다. 고정을 위해, 보강부재(60)와 밸브상벽(50b)에는 각각 볼트공(61a,61b)이 형성되어 있다.The reinforcing
이에, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 보강부재(60)를 밸브상벽(50b)의 상면에 올려놓은 후, 볼트(62)를 각 볼트공(61a,61b)에 삽입 체결함으로써 손쉽게 보강부재(60)를 고정할 수 있게 된다.3 and 4, the reinforcing
만일, 이러한 방법이 번거롭다면, 제2실시예를 도시한 도 5와 같이, 보강부재(60)를 밸브상벽(50b)의 상면에 올려놓은 후, 용접(W)하면 된다.If this method is cumbersome, as shown in Fig. 5 showing the second embodiment, the reinforcing
이러한 구성을 갖는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치(1)의 동작과 그에 따른 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.The operation of the chemical vapor deposition apparatus 1 for a flat panel display having such a configuration and the effects thereof will be described as follows.
우선, 승강아암(36)에 의해 서셉터(30)와 서셉터지지대(40)가 챔버(10)의 하부 영역으로 하강된 상태에서 로봇아암에 의해 이송된 증착 대상의 유리기판(G)이 상호 연통된 챔버슬롯(10a)과 밸브슬롯(50a)을 통해 챔버(10) 내로 유입된 후, 서셉터(30)의 기판로딩부(31) 상부에 배치된다.First, the glass substrate G to be deposited is transferred by the robot arm while the
이 때, 리프트 핀(38)의 상단은 기판로딩부(31)의 상면으로 소정 높이 돌출된 상태이므로, 로봇아암은 리프트 핀(38)들에 유리기판(G)을 올려둔 후, 취출된다. 로봇아암이 취출되면, 챔버(10)의 내부는 진공 분위기로 유지됨과 동시에 증착 에 필요한 불활성 기체(He, Ar)가 충전된다.At this time, since the upper end of the
이처럼 챔버(10)의 내부가 진공되는 과정에서 상대적으로 얇은 챔버상벽(10b)과 밸브상벽(50b)에서 처짐에 의한 변형이 발생할 수도 있지만, 본 실시예의 경우에는 밸브상벽(50b)에 보강부재(60)가 결합되어 있기 때문에 챔버상벽(10b)과 밸브상벽(50b)에서 처짐에 의한 변형이 발생하지 않게 된다. 따라서 오링 파티클(Particle) 발생에 의한 불량이나 리크(Leak)가 발생 불량이 그만큼 줄어들게 된다.As described above, in the process of evacuating the inside of the
다음, 증착공정의 진행을 위해, 승강아암(36)이 동작하여 서셉터(30)와 서셉터지지대(40)를 함께 부상시킨다. 이 때, 본 발명의 경우에는, 챔버상벽(10b)과 밸브상벽(50b)의 길이(t2)가 종래(도 1 참조) 보다 작기 때문에 서셉터(30)가 많은 거리를 상승할 필요가 없다. 따라서 서셉터(30)에 대한 안정적인 승강 운동을 보장될 수 있다.Next, for the progress of the deposition process, the lifting
서셉터(30)가 상승하면, 리프트 핀(38)이 하강되며, 이를 통해 유리기판(G)은 기판로딩부(31)의 상면으로 밀착하면서 로딩된다. 대략 도 2와 같은 위치로 서셉터(30)가 부상하면 승강아암(36)의 동작이 정지되고 유리기판(G)은 가스분배판(17)의 직하방에 위치하게 된다. 이 때 이미, 서셉터(30)는 대략 400 ℃ 정도로 가열된다.When the
그런 다음, 절연체(26)로 인해 절연된 전극(16)을 통해 전원이 인가된다. 이어 수많은 오리피스가 형성된 가스분배판(17)을 통해 실리콘계 화합물 이온이 분출되면서 유리기판(G) 상으로 도달함으로써 유리기판(G) 상에 증착이 이루어진다.Then, power is applied through the
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치의 부분 확대도이다.6 is a partially enlarged view of a chemical vapor deposition apparatus for planar display according to a third embodiment of the present invention.
전술한 실시예들에서는 보강부재(60)로서 H빔(60)을 사용하여 챔버상벽(10b)에 볼트(62) 결합 혹은 용접(W) 결합하였다. 하지만, 제3실시예를 도시한 도 6과 같이, 챔버상벽(10b)과 밸브상벽(50b) 내에 보강부재(60a)를 매입할 수도 있다.In the above embodiments, the H-
이러한 경우, 보강부재(60a)는 철근(60a) 등이 될 수 있는데, 보강부재(60a)로서의 철근(60a)은 챔버(10)와 게이트밸브(50)의 제조시 일체로 매입되는 것이 바람직할 것이다.In this case, the reinforcing
여기서, 철근(60a)의 배열 방향은 도시된 것처럼 수직된 방향이어도 좋고 혹은 수평 방향이어도 좋다. 뿐만 아니라 철근(60a)이 그물 구조를 가질 수 있도록 철근(60a)을 수직, 수평 방향 모두로 배열할 수도 있다.Here, the arrangement direction of the
이와 같이, 본 발명에 따르면, 챔버(10)의 챔버상벽(10b)과 게이트밸브(50)의 밸브상벽(50b) 길이(t2)를 최대로 줄여 서셉터(30)의 승강 거리를 짧게 유지함으로써 서셉터(30)에 대한 안정적인 승강 운동을 보장하여 원활한 증착 공정을 유도할 수 있다.As described above, according to the present invention, the length t2 of the
또한 챔버(10)를 제조하는데 따른 재료비, 챔버(10)의 내부를 진공 유지시키거나 진공을 배기시키는 시간, 챔버(10)의 내부에 충진되는 가스량 등을 줄일 수 있어 다양한 로스(Loss) 발생을 감소시킬 수 있으며, 오링 파티클(Particle)과 리크(Leak) 발생에 따른 공정 불량을 해소할 수 있다.In addition, it is possible to reduce the material cost of manufacturing the
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사 상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art. Therefore, such modifications or variations will have to be belong to the claims of the present invention.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 챔버상벽과 밸브상벽에서 처짐에 의한 변형을 방지할 수 있으면서도 챔버상벽과 밸브상벽 길이를 종래보다 줄일 수 있으며, 서셉터의 승강 거리를 짧게 유지함으로써 서셉터에 대한 안정적인 승강 운동을 보장하여 원활한 증착 공정을 유도함은 물론 챔버를 제조하는데 따른 재료비, 챔버의 내부를 진공 유지시키거나 진공을 배기시키는 시간, 챔버의 내부에 충진되는 가스량 등을 줄일 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the deformation caused by the deflection in the chamber upper wall and the valve upper wall, while reducing the length of the chamber upper wall and the valve upper wall than before, and by maintaining the lifting distance of the susceptor to the susceptor It is possible to induce a smooth deposition process by ensuring a stable lifting movement for the material, as well as to reduce the material cost, the time to maintain the vacuum or exhaust of the interior of the chamber, the amount of gas filled in the chamber, and the like.
또한 본 발명에 따르면, 챔버상벽과 밸브상벽 길이를 종래보다 줄일 수 있으면서도 오링 파티클(Particle)과 리크(Leak) 발생에 따른 공정 불량을 해소할 수 있다.In addition, according to the present invention, while reducing the length of the chamber upper wall and the valve upper wall than before, process defects caused by O-ring particles and leaks can be eliminated.
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
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GRNT | Written decision to grant | ||
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