KR100738876B1 - Chemical vapor deposition apparatus for flat display - Google Patents
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
Abstract
Description
도 1은 종래기술에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치에서 전극 영역의 확대도이다.1 is an enlarged view of an electrode region in 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 "A"영역에 대한 사시도이다.3 is a perspective view of area “A” of FIG. 2.
도 4는 도 3의 분해 사시도이다.4 is an exploded perspective view of FIG. 3.
도 5는 도 2에 도시된 현가지지부재의 측면 확대도이다.5 is an enlarged side view of the suspension supporting member shown in FIG. 2.
도 6은 가스분배판이 X축 방향으로 열팽창됨에 따라 도 5에 도시된 현가지지부재가 동방향으로 열팽창된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.6 is a view schematically showing a state in which the suspension supporting member shown in FIG. 5 is thermally expanded in the same direction as the gas distribution plate is thermally expanded in the X-axis direction.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치에서 현가지지부재의 부분 사시도이다.7 is a partial perspective view of a suspension support member in a chemical vapor deposition apparatus for a planar display according to a second embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치에서 현가지지부재의 부분 사시도이다.8 is a partial perspective view of a suspension support member in a chemical vapor deposition apparatus for a 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 11 : 바닥면10
17 : 가스분배판 17a : 오리피스17
17b : 그루브 19 : 이격공간부17b: groove 19: spaced space part
25 : 전극지지부 27 : 슬릿25
30 : 서셉터 31 : 기판로딩부30: susceptor 31: substrate loading portion
40 : 서셉터지지대 50 : 현가지지부재40: susceptor support 50: suspension support member
51 : 측벽부 52a,52b : 주름홈51:
54 : 상벽부 57 : 하벽부54: upper wall part 57: lower wall part
60 : 이탈저지부60: departure stop
본 발명은, 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 이격공간부가 개방되지 않도록 하면서도 전극에 대해 가스분배판을 안정적으로 현가 지지할 수 있을 뿐만 아니라 한정된 높이 내에서 전체적인 열 흐름의 길이를 늘여 가스분배판의 열이 상부로 전도되는 것을 방지할 수 있고, 또한 기구적인 안정성으로 인해 가스분배판의 열팽창에 효과적으로 대응할 수 있어 이격공간부가 개방됨으로써 공정의 균일도가 저하되고 파티클(Particle) 불량이 유발되는 것을 저지할 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, it is possible to stably support the gas distribution plate with respect to the electrode while not allowing the space to be spaced apart to open the entire heat flow within a limited height. It is possible to prevent the heat of the gas distribution plate from conducting upward by increasing the length of the gas distribution plate and also to effectively cope with thermal expansion of the gas distribution plate due to the mechanical stability. The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus for planar displays, which can prevent the occurrence of defects.
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 유리기판 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, liquid crystal display (LCD) injects a liquid crystal, which is an intermediate between solid and liquid, between two thin upper and lower glass substrates, and generates light and shade 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.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.
도 1은 종래기술에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치에서 전극 영역의 확대도이다.1 is an enlarged view of an electrode region in 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 상부에는 전극(116)이 마련되어 있다. 전극(116)은 챔버(110)의 상부 영역에 형성된 챔버상벽(미도시)에 인접 배치되는 전극지지부(125)에 결합되어 있다.As shown in the figure, the
전극(116)의 하부에는 평면디스플레이(미도시) 상으로 소정의 증착물질(실리콘계 화합물인 반응성 가스)을 분배하는 가스분배판(117)이 마련되어 있다. 가스분배판(117)의 판면에는 반응성 가스가 통과하는 복수의 오리피스(117a)가 형성되어 있다. 이러한 가스분배판(117)과 전극(116) 사이에는 반응성 가스가 유동하는 공간으로서의 이격공간부(119)가 형성되어 있다.The lower portion of the
전극(116)과 가스분배판(117) 사이에는 전극(116)과 가스분배판(117)의 둘레방향을 따라 현가지지부재(150)가 마련되어 있다. 현가지지부재(150)는 가스분배판(117)의 열이 상부로 전도되는 것을 방지하기 위해 한정된 높이를 가지는데, 대략 1 mm 정도의 두께를 갖는 얇은 박판을 절곡함으로써 제작된다.A
현가지지부재(150)의 측벽부(151)의 상단에서 절곡된 상벽부(154)는 볼트(155)에 의해 전극(116)에 고정되고, 측벽부(151)의 하단에서 절곡된 하벽부(157)는 핀(158)에 의해 가스분배판(117)에 고정된다.The
이러한 현가지지부재(150)는 이격공간부(119) 내에 존재하는 반응성 가스가 외부로 누출되지 않도록 이격공간부(119)를 차폐하는 역할을 한다. 뿐만 아니라 현가지지부재(150)는 대략 400 kg 정도의 무거운 중량을 갖는 가스분배판(117)을 전극(116)에 대해 지지하고, 증착 공정시 대략 200 ℃ 정도로 뜨거워진 가스분배판(117)이 열팽창하는 것을 보상한다.The
즉, 증착 공정이 진행되면 평면디스플레이가 로딩(Loading)된 서셉터(미도시)가 대략 400 ℃ 정도의 온도로 가열된 후, 가스분배판(117)에 인접하게 배치되는데 이에 의해, 가스분배판(117)은 대략 200 ℃ 정도의 온도를 갖게 된다.That is, as the deposition process proceeds, the susceptor (not shown) loaded with the planar display is heated to a temperature of about 400 ° C., and is disposed adjacent to the
따라서 가스분배판(117)은 가스분배판(117)의 판면에 대해 X축, Y축 및 Z축 방향으로 열팽창하게 된다. 특히, 가스분배판(117)의 판면 방향인 X축 및 Y축 방향으로의 열팽창이 심화된다. 이러한 경우, 현가지지부재(150)는 가스분배판(117)이 열팽창하여 늘어나는 길이만큼 같이 팽창하면서 가스분배판(117)을 현가 지지하게 되는 것이다.Therefore, the
그런데, 이러한 종래의 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치에 있어서는, 현가지지부재(150)가 충분히 얇은 단순한 박판 구조로 제작되어 있기 때문에 기구적인 안정성이 떨어지는 것은 물론 가스분배판(117)이 열팽창하는 만큼 동일하게 팽창할 수 없어 상벽부(154) 또는 하벽부(157) 영역에서 갭(Gap)을 유발시키게 되고, 이로 인해 이격공간부(119) 내의 반응성 가스가 갭(Gap)을 통해 외부로 유출되는 문제점이 있다.By the way, in the conventional chemical vapor deposition apparatus for planar displays, since the
이처럼 반응성 가스가 갭(Gap)을 통해 외부로 유출되는 경우, 가스분배판(117)의 외곽부에서 이상 방전이 발생하여 공정의 균일도를 해치게 되고, 나아가 평면디스플레이에 파티클(Particle) 불량을 유발시키게 된다.As such, when the reactive gas is leaked to the outside through the gap, abnormal discharge occurs at the outer portion of the
본 발명의 목적은, 이격공간부가 개방되지 않도록 하면서도 전극에 대해 가스분배판을 안정적으로 현가 지지할 수 있을 뿐만 아니라 한정된 높이 내에서 전체적인 열 흐름의 길이를 늘여 가스분배판의 열이 상부로 전도되는 것을 방지할 수 있고, 또한 기구적인 안정성으로 인해 가스분배판의 열팽창에 효과적으로 대응할 수 있어 이격공간부가 개방됨으로써 공정의 균일도가 저하되고 파티클(Particle) 불량이 유발되는 것을 저지할 수 있는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to stably support the gas distribution plate with respect to the electrode while not allowing the space to be opened, and to increase the length of the overall heat flow within a limited height so that the heat of the gas distribution plate is conducted upward. And chemical stability for the flat display, which can effectively cope with thermal expansion of the gas distribution plate due to mechanical stability, and thus, the separation of the space is opened, thereby preventing the uniformity of the process and the occurrence of particle defects. It is to provide a vapor deposition apparatus.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 평면디스플레이에 대한 증착 공정이 진행되는 챔버에 결합되는 전극; 상기 전극의 일측에 마련되어 상기 전극을 지지하는 전극지지부; 상기 전극과의 사이에 소정의 이격공간부를 두고 상기 전극의 하부에 배치되어 상기 평면디스플레이 상으로 증착물질을 분배하는 가스분배판; 및 상기 이격공간부를 차폐하도록 상기 전극과 상기 가스분배판의 둘레방향을 따라 결합되되, 상 기 전극에 대해 상기 가스분배판을 현가 지지하는 주름구조의 현가지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치에 의해 달성된다.The object is, in accordance with the present invention, an electrode coupled to the chamber in which the deposition process for the planar display proceeds; An electrode support part provided on one side of the electrode to support the electrode; A gas distribution plate disposed below the electrode with a predetermined spaced portion between the electrode and distributing a deposition material on the flat panel display; And a suspension support member having a corrugated structure that is coupled along the circumferential direction of the electrode and the gas distribution plate so as to shield the separation space, and suspends the gas distribution plate with respect to the electrode. It is achieved by a chemical vapor deposition apparatus.
여기서, 상기 현가지지부재는, 상기 가스분배판이 상기 가스분배판의 판면에 대한 X축, Y축 및 Z축 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 열팽창하는 것에 기초하여 상기 전극에 대해 상기 가스분배판을 현가 지지한다.Here, the suspension supporting member suspends the gas distribution plate with respect to the electrode based on the gas distribution plate thermally expanding in at least one of X, Y, and Z axis directions with respect to the plate surface of the gas distribution plate. I support it.
상기 주름구조의 현가지지부재는, 상기 전극과 상기 가스분배판의 배열방향에 가로로 배치되며, 외면에 내측으로 함몰된 복수의 주름홈이 형성되어 있는 측벽부; 상기 측벽부의 상단에서 상기 측벽부의 판면에 가로로 형성된 상벽부; 및 상기 측벽부의 하단에서 상기 상벽부와 나란하게 형성된 하벽부를 포함한다.The corrugated suspension supporting member includes: a sidewall portion disposed horizontally in an arrangement direction of the electrode and the gas distribution plate and having a plurality of corrugated grooves recessed inward on an outer surface thereof; An upper wall portion formed horizontally on a plate surface of the side wall portion at an upper end of the side wall portion; And a lower wall portion formed parallel to the upper wall portion at a lower end of the side wall portion.
상기 측벽부에 형성된 복수의 주름홈은 상기 측벽부의 양측면 모두에 형성되어 있다.A plurality of corrugation grooves formed in the side wall portion are formed on both side surfaces of the side wall portion.
상기 측벽부의 양측면에 형성된 복수의 주름홈은, 동일한 수평축선 상에 배열되지 않도록 상기 측벽부의 양측면에서 상호 교차 배치된다.The plurality of corrugation grooves formed on both side surfaces of the side wall portion are mutually disposed on both side surfaces of the side wall portion so as not to be arranged on the same horizontal axis.
상기 주름홈들 사이의 이격간격은 실질적으로 동일하다.The spacing between the corrugations is substantially the same.
상기 주름홈들의 함몰 깊이는 적어도 상기 측벽부의 1/2 두께보다 작다.The recessed depth of the corrugation grooves is at least less than half the thickness of the side wall portion.
상기 상벽부와 상기 하벽부 중 적어도 어느 하나의 두께는 상기 측벽부의 두께보다 크다.The thickness of at least one of the upper wall portion and the lower wall portion is larger than the thickness of the side wall portion.
상기 상벽부와 상기 하벽부는 상기 측벽부에 대해 상호 반대방향으로 연장되어 있다.The upper wall portion and the lower wall portion extend in opposite directions with respect to the side wall portion.
상기 상벽부는 상기 전극과 상기 전극지지부 사이에 형성된 슬릿에 물림결합 된다.The upper wall portion is stitched to a slit formed between the electrode and the electrode support portion.
상기 하벽부는 상기 가스분배판의 측면에 형성된 그루브에 삽입되어 결합되되, 상기 하벽부와 상기 가스분배판에는 상기 그루브로부터 상기 하벽부가 이탈되는 것을 저지하는 이탈저지부가 마련되어 있다.The lower wall portion is inserted into and coupled to a groove formed on a side of the gas distribution plate, and the lower wall portion and the gas distribution plate are provided with a release blocking portion for preventing the lower wall portion from being separated from the groove.
상기 이탈저지부는, 상기 가스분배판에 형성된 제1핀삽입부; 상기 하벽부에 형성되고 상기 하벽부가 상기 그루브에 삽입될 때, 상기 제1핀삽입부와 연통되는 제2핀삽입부; 및 상호 연통된 상기 제1 및 제2핀삽입부를 통해 일체로 삽입 체결되는 핀블록을 포함한다.The separation blocking unit, the first pin insertion portion formed in the gas distribution plate; A second pin insertion portion formed in the lower wall portion and communicating with the first pin insertion portion when the lower wall portion is inserted into the groove; And a pin block integrally inserted and fastened through the first and second pin insertion portions communicated with each other.
상기 측벽부에 인접한 상기 하벽부에는 열팽창되는 상기 가스분배판과의 간섭을 저지하는 골부가 형성되어 있다.The lower wall portion adjacent to the side wall portion is provided with a valley portion that prevents interference with the gas distribution plate that is thermally expanded.
상기 측벽부의 두께는 2 mm 내지 6 mm이다.The side wall portion has a thickness of 2 mm to 6 mm.
상기 주름홈은 반구 형상이다.The corrugations are hemispherical in shape.
상기 주름구조의 현가지지부재는 알루미늄으로 제작된다.The suspension supporting member of the corrugation structure is made of aluminum.
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.
이하에서 설명하는 평면디스플레이란, 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, any one of a cathode ray tube (CRT), a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), and an organic light emitting diode (OLED) may be applied to the flat panel display described below.
다만, 본 실시예에서는 LCD(Liquid Crystal Display)용 대형 유리기판을 평 면디스플레이라 간주하기로 한다. 그리고 대형이란, 앞서도 기술한 바와 같이, 7세대 혹은 8세대에 적용되는 수준의 크기를 가리킨다.However, in the present embodiment, a large glass substrate for liquid crystal display (LCD) will be regarded as a flat panel display. As described above, the large size refers to the size of the level applied to the 7th or 8th generation.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치의 개략적인 구조도이고, 도 3은 도 2의 "A"영역에 대한 사시도이며, 도 4는 도 3의 분해 사시도이다.FIG. 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 a perspective view of region “A” of FIG. 2, and FIG. 4 is an exploded perspective view of FIG. 3.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치(1)는, 챔버(10)와, 챔버(10) 내에 마련되어 증착 대상의 유리기판(G)이 로딩(Loading)되는 서셉터(30)와, 서셉터(30)의 하부에서 서셉터(30)를 지지하는 복수의 서셉터지지대(40)와, 챔버(10)의 상부 영역에 형성된 챔버상벽(8)에 인접 배치되는 전극지지부(25)와, 전극지지부(25)에 의해 지지되며 소정의 증착물질(실리콘계 화합물인 반응성 가스)을 방출하는 전극(16)과, 전극(16)의 하부에 마련되어 유리기판(G) 상으로 반응성 가스를 분배하는 가스분배판(17)을 구비한다.As shown in FIG. 2, the chemical
챔버(10)는 내부의 증착공간(S)이 진공 분위기로 유지될 수 있도록 외벽이 외부와 차폐되어 있다. 챔버(10)의 증착공간(S)에는 증착 공정시, 불활성 기체(He, Ar)가 충전된다.In the
챔버(10)의 외부 상측에는 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
챔버(10)의 외벽에는 소정의 작업 로봇에 의해 유리기판(G)이 챔버(10)의 내 외로 유출입되는 통로인 개구부(10a)가 형성되어 있다. 도시하고 있지는 않지만, 개구부(10a)는 도어(미도시)에 의해 선택적으로 개폐된다.The outer wall of 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(10b)이 형성되어 있다. 관통홀(10b)의 주변에는 서셉터지지대(40)의 축부(42)가 관통하는 추가의 관통홀(10c)이 더 형성되어 있다.A
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(10b)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 증착 공정이 진행될 때는 유리기판(G)이 가스분배판(17)에 인접할 수 있도록 부상한다. 증착 공정시, 서셉터(30)의 기판로딩부(31)는 가스분배판(17)의 하면에 대략 수십 밀리미터(mm) 정도의 간격까지 부상한다.The
이를 위해, 서셉터(30)의 컬럼(32)에는 서셉터(30)를 승강시키는 승강 모듈 (36)이 마련되어 있다. 승강 모듈(36)에 의해 서셉터(30)와 서셉터지지대(40)는 함께 승강한다.For this purpose, the elevating
승강 모듈(36)에 의해 서셉터(30)가 승강하는 과정에서 서셉터(30)의 컬럼(32)과 관통홀(10b) 간에 공간이 발생되어서는 아니된다. 이에, 관통홀(10b) 주변에는 컬럼(32)의 외부를 감싸도록 벨로우즈관(34)이 마련되어 있다. 벨로우즈관(34)은 서셉터(30)가 하강할 때 팽창되고, 서셉터(30)가 부상할 때 압착되면서 컬럼(32)과 관통홀(10b) 간에 공간이 발생하는 것을 방지한다.In the process of elevating 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 승강 모듈(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 무겁 고 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
이러한 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.The
축부(42)의 단부는 컬럼(32)과 마찬가지로 승강 모듈(36)에 일체로 결합되어 있다. 따라서 승강 모듈(36)이 동작하면, 서셉터지지대(40)로 서셉터(30)와 함께 승강하게 된다. 축부(42)의 영역에도 벨로우즈관(34a)이 형성되어 있다.The end of the
전극(16)과 챔버(10)의 외벽 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 배기 버퍼 공간으로서의 이격공간부(19)가 형성되어 있다.An
반응성 가스를 분배하는 가스분배판(17)은 대략 400 kg 정도의 무거운 중량 을 갖는다. 이러한 가스분배판(17)은 증착 공정시, 서셉터(30)가 대략 400 ℃ 정도의 온도로 가열되는 것에 기인하여 대략 200 ℃ 정도의 온도로 뜨거워진다.The
이러한 가스분배판(17)의 판면에는 다수의 오리피스(17a, 도 3 및 도 4 참조)가 형성되어 있다. 이에, 전극(16)으로부터 제공된 반응성 가스는 이격공간부(19)를 거쳐 다수의 오리피스(17a)를 통해 챔버(10) 내로 분배될 수 있다.The
한편, 본 발명에 따른 화학 기상 증착장치에서는 전극(16)과 가스분배판(17) 사이에 주름구조의 현가지지부재(50)가 마련되어 있다.On the other hand, in the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention, a
주름구조의 현가지지부재(50)는 이격공간부(19) 내에 존재하는 반응성 가스가 외부로 누출되지 않도록 이격공간부(19)를 차폐하는 역할을 한다. 따라서 주름구조의 현가지지부재(50)는 전극(16)과 가스분배판(17)의 둘레방향을 따라 연속적으로 배치된다. 도 3 및 도 4에서는 설명의 편의를 위해 한 쪽에 위치한 주름구조의 현가지지부재(50)에 대해 도시하고 있다.The
또한 주름구조의 현가지지부재(50)는 대략 400 kg 정도의 무거운 중량을 갖는 가스분배판(17)을 전극(16)에 대해 현가 지지한다. 즉, 도시된 바와 같이, 가스분배판(17)은 주름구조의 현가지지부재(50)에 매달린 상태로 챔버(10)의 상부에 위치한다.The corrugated
뿐만 아니라 주름구조의 현가지지부재(50)는 증착 공정시 대략 200 ℃ 정도로 뜨거워진 가스분배판(17)이 도 3의 X축, Y축 및 Z축 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 열팽창하는 것을 보상할 수 있도록 가스분배판(17)과 함께 열팽창한다. 물론, 증착 공정이 완료되면, 가스분배판(17)과 현가지지부재(50)는 원상태로 수축한 다.In addition, the corrugated
이처럼 다양한 역할을 수행하는 현가지지부재(50)는 종래기술(도 1 참조)과는 다른 구조를 가질 필요가 있으므로 본 실시예의 경우, 주름구조의 현가지지부재(50)를 제시하고 있는 것이다.Since the
다만, 주름구조의 현가지지부재(50)를 통해 가스분배판(17)의 열이 상부로 전도되어서는 아니된다. 따라서 본 실시예의 현가지지부재(50) 역시 종래의 것과 마찬가지로 한정된 높이를 갖도록 설계될 필요가 있다.However, the heat of the
주름구조의 현가지지부재(50)에 대해 도 3 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The
주름구조의 현가지지부재(50)는, 전극(16)과 가스분배판(17)의 배열방향(도 2의 좌우방향)에 가로로 배치되며 외면에 내측으로 함몰된 복수의 주름홈(52a,52b)이 형성되어 있는 측벽부(51)와, 측벽부(51)의 상단에서 측벽부(51)의 판면에 가로로 형성된 상벽부(54)와, 측벽부(51)의 하단에서 상벽부(54)와 나란하게 형성된 하벽부(57)를 구비한다.The corrugated
이러한 주름구조의 현가지지부재(50)는 알루미늄으로 제작될 수 있다. 즉, 알루미늄을 재료로 해당 위치를 절곡하여 측벽부(51), 상벽부(54) 및 하벽부(57)를 일체로 제작할 수 있다. 이럴 경우, 상벽부(54) 및 하벽부(57)는 측벽부(51)의 해당 위치에서 절곡 형성되거나 혹은 기계가공 등의 방법으로 형성될 수 있다. 하지만, 경우에 따라 측벽부(51), 상벽부(54) 및 하벽부(57)를 부분적으로 제작하여 상호 용접하거나 볼팅 결합할 수도 있는 것이다.The
측벽부(51)는 종래의 현가지지부재(150, 도 1 참조)의 두께보다 크게 형성된다. 즉, 측벽부(51)는 대략 2 mm 내지 6 mm의 두께(t, 도 5 참조)를 가질 수 있다. 본 실시예에서는 측벽부(51)의 두께(t)를 4 mm 정도로 하고 있다.The
이 때, 상벽부(54)와 하벽부(57) 중 적어도 어느 하나는 측벽부(51)의 두께(t)보다 크게 형성될 수 있는데, 본 실시예의 경우, 하벽부(57)를 측벽부(51)의 두께(t)보다 크게 제작하고 있다. 상벽부(54)는 측벽부(51)의 두께(t)와 거의 유사하게 제작된다.At this time, at least one of the
측벽부(51)의 양측면 각각에는 복수의 주름홈(52a,52b)이 형성되어 있다. 주름홈(52a,52b)은 대략 반구 형상을 갖는다. 그러나 완전한 반구 형상을 이룰 필요는 없으며, 대략 부분적인 원호 형상이면 족하다.A plurality of
주름홈(52a,52b)의 개수는 적절하게 선택될 수 있다. 다만, 측벽부(51)의 양측면에 형성된 복수의 주름홈(52a,52b)은, 동일한 수평축선 상에 배열되지 않도록 측벽부(51)의 양측면에서 상호 교차 배치되는 것이 바람직하다.The number of
이처럼 복수의 주름홈(52a,52b)들이 벽부(51)의 양측면에서 상호 교차 배치될 경우, 한정된 높이 내에서 전체적인 열 흐름의 길이가 늘어나게 되고, 이에 따라 가스분배판(17)의 열이 상부로 전도되는 것이 저지된다.As such, when the plurality of
뿐만 아니라 복수의 주름홈(52a,52b)들로 인해 현가지지부재(50)는 그 팽창 길이가 좀 더 많이 늘어날 수 있어(도 6 참조) 가스분배판(17)의 열팽창에 효과적으로 대응할 수 있다. 따라서 이격공간부(19)가 개방됨에 따라 공정의 균일도가 저하되고 파티클(Particle) 불량이 유발되는 것을 저지할 수 있게 되는 것이다.In addition, due to the plurality of
이 때, 열팽창 및 수축에 따른 기구적 안정성을 보장하기 위해, 주름홈(52a,52b)들 사이의 이격간격은 실질적으로 동일하면 더욱 좋다. 하지만, 주름홈(52a,52b)들 사이의 이격간격이 완벽하게 동일할 필요는 없다.At this time, in order to ensure mechanical stability due to thermal expansion and contraction, the spacing interval between the
또한 본 실시예의 경우, 주름홈(52a,52b)들의 함몰 깊이는 적어도 측벽부(51)의 1/2 두께보다 작게 형성된다. 앞서 기술한 바와 같이, 측벽부(51)의 두께(t)가 4 mm일 경우, 주름홈(52a,52b)들의 함몰 깊이는 2 mm 이하의 수준을 갖는다. 이 역시, 열팽창 및 수축에 따른 기구적 안정성을 보장하기 위한 하나의 방법인 바, 굳이 이에 제한될 필요는 없다.In addition, in the present embodiment, the recessed depths of the
상벽부(54)는 측벽부(51)의 상단에서 챔버(10)의 외벽 방향을 따라 연장되어 있다. 종래기술과 달리, 본 실시예에서 현가지지부재(50)의 상벽부(54)는 전극(16)과 전극지지부(25) 사이에 형성된 슬릿(27)에 물림결합된다. 이에 의하여, 현가지지부재(50)는, 가스분배판(17)의 열팽창시 주름구조와 더불어 슬릿(27)의 소정 간격에서 유동이 가능하기 때문에 가스분배판(17)의 열팽창에 효과적으로 대처할 수 있게 된다.The
하벽부(57)는 측벽부(51)의 하단에서 가스분배판(17)을 향해 연장되어 있다. 즉, 하벽부(57)는 상벽부(54)와 반대방향으로 연장되어 있다. 하벽부(57)에는 측벽부(51)에 인접한 위치에, 열팽창되는 가스분배판(17)과의 간섭을 저지하는 골부(57a)가 더 형성되어 있다.The
이러한 하벽부(57) 역시, 상벽부(54)와 마찬가지로 가스분배판(17)의 측면에 형성된 그루브(17b)에 삽입되는 구조를 갖는다. 다만, 가스분배판(17)과 주름구조 의 현가지지부재(50)는 열팽창하면서 유동하기 때문에 하벽부(57)가 그루브(17b)로부터 이탈될 우려가 있다.The
이를 저지하기 위해, 하벽부(57)와 가스분배판(17)에는 그루브(17b)로부터 하벽부(57)가 이탈되는 것을 저지하는 이탈저지부(60)가 더 마련되어 있다.In order to prevent this, the
이탈저지부(60)는, 가스분배판(17)에 형성된 제1핀삽입부(60a)와, 하벽부(57)에 형성되고 하벽부(57)가 그루브(17b)에 삽입될 때, 제1핀삽입부(60a)와 연통되는 제2핀삽입부(60b)와, 상호 연통된 제1 및 제2핀삽입부(60a,60b)를 통해 일체로 삽입 체결되는 핀블록(60c)을 포함한다.The
이러한 구성을 갖는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치(1)의 동작과 그에 따른 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.The operation of the chemical
우선, 승강 모듈(36)에 의해 서셉터(30)와 서셉터지지대(40)가 챔버(10)의 하부 영역으로 하강된 상태에서 로봇아암에 의해 이송된 증착 대상의 유리기판(G)이 개구부(10a)를 통해 반입되어 서셉터(30)의 기판로딩부(31) 상부에 배치된다.First, the glass substrate G to be deposited transferred by the robot arm in the state where 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 증착에 필요한 불활성 기체(He, Ar)가 충전된다.At this time, since the upper end of the
다음, 증착공정의 진행을 위해, 승강 모듈(36)이 동작하여 서셉터(30)와 서셉터지지대(40)를 함께 부상시킨다. 그러면 리프트 핀(38)이 하강되며, 이를 통해 유리기판(G)은 기판로딩부(31)의 상면으로 밀착하면서 로딩된다. 서셉터(30)가 부 상하면 승강 모듈(36)의 동작이 정지되고 유리기판(G)은 전극(16)의 직하방에 위치하게 된다. 이 때 이미, 서셉터(30)는 대략 400 ℃ 정도로 가열된다.Next, in order to proceed with the deposition process, the elevating
그런 다음, 절연체(26)로 인해 절연된 전극(16)을 통해 전원이 인가된다. 이어 수많은 오리피스(17a)가 형성된 가스분배판(17)을 통해 반응성 가스가 분출되어 유리기판(G) 상으로 도달함으로써 유리기판(G) 상에 증착이 이루어진다.Then, power is applied through the
한편, 이러한 과정에서 가스분배판(17)은 대략 200 ℃ 정도의 온도로 가열되어 도 3의 X축, Y축 및 Z축 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 열팽창하게 되는데, 이 때, 현가지지부재(50)는 주름구조의 구조적인 특징으로 인해 가스분배판(17)의 팽창 방향으로 동일하게 팽창하게 된다.Meanwhile, in this process, the
예를 들어, 현가지지부재(50)가 도 5와 같은 상태에서, 가스분배판(17)이 X축 방향(도 3 참조)으로 열팽창되면, 이에 따라 현가지지부재(50) 역시 동일한 방향으로 늘어난다(도 6 참조). 이러한 경우, 주름홈(52a,52b)들 역시 늘어나면서 현가지지부재(50)의 열팽창을 돕는다.For example, in the state in which the
따라서 종래의 현가지지부재(150, 도 1 참조)보다 쉽게 팽창할 수 있는 구조적인 특징으로 인해 가스분배판(17)이 열팽창하더라도 이에 적절하게 대응할 수 있는 바, 이격공간부(19)가 개방되지 않기 때문에 공정의 균일도가 저하되고 파티클(Particle) 불량이 유발되는 것을 저지할 수 있게 된다.Therefore, even if the
이와 같이, 본 발명에 의하면, 이격공간부(19)가 개방되지 않도록 하면서도 전극(16)에 대해 가스분배판(17)을 안정적으로 현가 지지할 수 있을 뿐만 아니라 한정된 높이 내에서 전체적인 열 흐름의 길이를 늘여 가스분배판(17)의 열이 상부 로 전도되는 것을 방지할 수 있고, 기구적인 안정성으로 인해 가스분배판(17)의 열팽창에 효과적으로 대응할 수 있어 이격공간부(19)가 개방됨에 따라 공정의 균일도가 저하되고 파티클(Particle) 불량이 유발되는 것을 저지할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치에서 현가지지부재의 부분 사시도이다.7 is a partial perspective view of a suspension support member in a chemical vapor deposition apparatus for a planar display according to a second embodiment of the present invention.
전술한 실시예의 경우, 주름구조의 현가지지부재(50)가 단위판으로 되어 전극(16)과 가스분배판(17) 사이의 측부 4곳에 배치되었다. 하지만, 도 7에 도시된 바와 같이, 주름구조의 현가지지부재(50a)는 한글 "ㄱ"자 구조로 이루어질 수도 있다. 도 7과 같을 경우, 주름구조의 현가지지부재(50a)는 전극(16)과 가스분배판(17) 사이에서 2개가 상호 반대방향으로 조립되면 되기 때문에 조립 및 제조 공정이 간편해지는 이점이 있다.In the case of the above-described embodiment, the corrugated
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치에서 현가지지부재의 부분 사시도이다.8 is a partial perspective view of a suspension support member in a chemical vapor deposition apparatus for a planar display according to a third embodiment of the present invention.
도 8은 주름구조의 현가지지부재(50)들 간에 조립 구조를 보인 도면으로서, 주름구조의 현가지지부재(50)들은 상호 수직되게 배치된 후, 상호 조립된다. 이를 위해, 주름구조의 현가지지부재(50)들의 측면에는 덧살부(51a)가 더 형성된다. 이 때, 덧살부(51a)는 도시된 바와 같이, 평평한 판상체로 이루어질 수도 있고 혹은, 주름구조를 가질 수도 있다.8 is a view showing the assembly structure between the suspension
도 8과 같이, 덧살부(51a)들이 상호 대면하면, 별도의 결속부재(70)가 덧살부(51a)들에 끼워진다. 즉, 결속부재(70)에 형성된 홈부(70a)가 각 덧살부(51a)들 에 끼워짐으로써 대면하는 한 쌍의 현가지지부재(50)들은 상호 조립될 수 있다.As shown in FIG. 8, when the
물론, 선택사항이기는 하지만, 결속부재(70)의 후미에는 상호 연결된 현가지지부재(50)들의 모서리 영역을 커버하는 모서리커버부(72)가 더 마련될 수 있다. 모서리커버부(72)는 해당 위치에 조립된 후, 볼트(73)에 의해 현가지지부재(50)들 또는 현가지지부재(50)들의 하부 구조물에 체결될 수 있다.Of course, although optional, the rear end of the binding
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 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, which 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, 이격공간부가 개방되지 않도록 하면서도 전극에 대해 가스분배판을 안정적으로 현가 지지할 수 있을 뿐만 아니라 한정된 높이 내에서 전체적인 열 흐름의 길이를 늘여 가스분배판의 열이 상부로 전도되는 것을 방지할 수 있고, 또한 기구적인 안정성으로 인해 가스분배판의 열팽창에 효과적으로 대응할 수 있어 이격공간부가 개방됨으로써 공정의 균일도가 저하되고 파티클(Particle) 불량이 유발되는 것을 저지할 수 있다.As described above, according to the present invention, the gas distribution plate can be stably supported by the suspension plate while stably supporting the gas distribution plate with respect to the electrode while the separation space is not opened. It can be prevented from conducting to the upper side, and can also effectively cope with thermal expansion of the gas distribution plate due to the mechanical stability, so that the separation space can be opened, thereby preventing the uniformity of the process and the occurrence of particle defects. .
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Citations (3)
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KR20010076391A (en) * | 2000-01-20 | 2001-08-11 | 조셉 제이. 스위니 | Flexibly suspended gas distribution manifold for plasma chamber |
KR200290474Y1 (en) | 2002-07-05 | 2002-09-28 | 김용수 | Dispenser injected by self contraction |
KR20030066770A (en) * | 2000-12-29 | 2003-08-09 | 램 리서치 코포레이션 | Electrode for plasma processes and method for manufacture and use thereof |
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- 2006-02-21 KR KR1020060016788A patent/KR100738876B1/en not_active IP Right Cessation
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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