KR100740905B1 - 고진공 스퍼터 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로드락 챔버에 펌핑라인을 연결하여 공정시간을 단축시킴과 아울러 전극형성 작업시 불량을 효과적으로 방지할 수 있는 고진공 스퍼터 장치에 관한 것이다.
본 발명의 고진공 스퍼터 장치는 증착챔버 쪽으로 로드 및 상기 증착챔버로부터 언로드되는 기판이 일시 적재되는 적어도 하나 이상의 로드락 챔버들과, 로드락 챔버들에 연결되는 배기관과, 배기관에 연결되어 로드락 챔버들 내부의 공기를 외부로 배출시키기 위한 펌프를 구비한다.
본 발명에 의하면, 로드락 챔버들이 빠른 시간내에 고진공 상태를 유지할 수 있으므로 공정진행 시간을 단축 시킬수 있다.

Description

고진공 스퍼터 장치{High Vacuum Sputter Apparatus}
도 1은 종래의 스퍼터 장치를 나타내는 평면도.
도 2는 본 발명에 의한 스퍼터 장치를 나타내는 평면도
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2,4,6,32,34,36 : 스퍼터 챔버 8,38 : 예엘 챔버
10,12,40,42 : 로드락 챔버 14,44 : 트랜스퍼 챔버
16,46 : 드라이 펌프 18,48 : 부스터 펌프
20,22,50,52 : 크라이 펌프
본 발명은 액정표시소자의 제조장치에 관한 것으로, 특히 로드락 챔버에 펌핑라인을 연결하여 공정시간을 단축시킴과 아울러 전극형성 작업시 불량을 효과적으로 방지할 수 있는 고진공 스퍼터 장치에 관한 것이다.
통상 액정표시소자(Liquid Crystal Display Device : LCD) 내에는 다양한 전극 단자 및 전극 배선들이 형성된다. 액정셀 내에서 스위칭 소자로 사용되는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)의 소오스, 게이트, 드레인 전극이나 비디오 데이터 신호를 각 액정셀에 인가하기 위한 데이터 라인, 주사신호를 인가하기 위한 게이트 라인, 그리고 액정층에 전계를 인가하기 위한 화소전극 및 공통전극등을 그 예로 들 수 있다. 이러한 전극 단자 및 전극 라인들은 일반적으로 전극 물질로 이용되는 물질을 기판상에 전면 증착한 뒤 포토 레지스트 마스크를 이용하여 전극 물질을 습식 식각(Wet Etching)하여 패터닝함으로써 형성된다. 통상 전극을 기판에 증착할 때 스퍼터(Sputter) 장치가 이용된다.
도 1은 종래의 스퍼터 장치의 구조를 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 스퍼터 장치는 기판상에 전극을 형성하는 스퍼터 챔버들(2,4,6)과, 기판을 예열하는 예열 챔버(8)와, 기판을 트랜스퍼 챔버(14)로 이동시키기 위하여 진공 및 대기상태를 반복하는 로드락 챔버들(10,12)과, 각 챔버들간에 기판을 이동시키기 위한 트랜스퍼 챔버(14)와, 트랜스퍼 챔버(14) 및 로드락 챔버들(10,12)을 진공시키기 위한 펌프들(16,18,20,22)을 구비한다. 스퍼터 챔버들(2,4,6)은 235℃의 고온에서 전극물질을 진공 증착시킨다. 예열 챔버(8)는 120℃의 온도로 기판을 예열한다. 즉, 예열 챔버(8)는 기판이 스퍼터 챔버들(2,4,6)로 이동되기전 기판을 예열하여 기판에 무리가 오는 것을 방지한다. 로드락 챔버들(10,12)은 도시되지 않은 카세트와 트랜스퍼 챔버(14)간에 기판을 이동시키기 위하여 진공 및 대기상태를 반복한다. 트랜스퍼 챔버(14)는 고진공 상태에서 도시되지 않은 로봇에 의해 기판을 각 챔버들(2,4,6,8,10,12)로 이동시킨다.
트랜스퍼 챔버(14)에서 고진공을 유지하는 과정은 다음과 같다. 밸브(V03)가 개방된 상태에서 드라이 펌프(16) 및 부스터 펌프(18)가 작동하여 트랜스퍼 챔버(14)내의 공기를 외부로 펌핑 함으로써 10-5 Torr의 진공상태로 만든다. 이 후에 밸브들(V11,V21 또는 V12,V22)이 개방된 상태에서 제 1 또는 제 2 크라이(CRYO) 펌프(20)가 작동하여 트랜스퍼 챔버(14)를 10-7 Torr 의 고진공 상태로 만든다. 크라이 펌프들(20,22)은 트랜스퍼 챔버(14)내의 공기에 포함된 이물질에 의해 펌프의 성능이 저하되기 때문에 20일씩 교대로 사용된다. 트랜스퍼 챔버(14)가 진공된 후 로드락 챔버들(10,12)에 형성된 도시되지 않은 도어가 개방되어 로드락 챔버들(10,12)들이 진공되기 시작한다. 로드락 챔버들(10,12)은 트랜스퍼 챔버(14)의 진공도에 의존하여 진공되기 때문에 로드락 챔버들(10,12)을 진공할 때 상당한 시간이 소요된다. 또한, 로드락 챔버들(10, 12)은 10-4 Torr의 비교적 낮은 진공도를 유지하기 때문에 파티클(Particle)에 의한 패턴불량이 발생하여 생산성이 저하되고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은 공정시간을 단축시킴과 동시에 패턴불량을 효과적으로 방지할 수 있는 고진공 스퍼터 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 고진공 스퍼터 장치는 증착챔버 쪽으로 로드 및 증착챔버로부터 언로드되는 기판이 일시 적재되는 적어도 하나 이상의 로드락 챔버들과, 로드락 챔버들에 연결되는 배기관과, 배기관에 연결되어 로드락 챔버들 내부의 공기를 외부로 배출시키기 위한 펌프를 구비한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 의한 스퍼터 장치를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 스퍼터 장치는 로드락 챔버들(40,42)로 직접 연결되는 펌핑라인을 구비한다. 그 밖의 다른 구성 및 특징들은 도 1에 도시된 종래의 스퍼터 장치의 경우와 동일하다. 즉, 기판상에 전극을 형성하는 스퍼터 챔버들(32,34,36)과, 기판을 예열하는 예열 챔버(38)와, 기판을 로드 및 언로드 하는 로드락 챔버들(40,42)과, 각 챔버들간에 기판을 이동시키는 트랜스퍼 챔버(44)와, 트랜스퍼 챔버(44) 및 로드락 챔버들(40,42)의 진공을 유지하기 위한 펌프들(46,48,50,52)을 구비한다. 도 1에 도시된 종래의 스퍼터 장치와 본 발명의 스퍼터 장치를 대비해 보면, 본 발명에서는 로드락 챔버들(40,42)로 펌핑라인이 연결되어 있음을 알 수 있다. 스퍼터 챔버들(32,34,36)은 235℃의 고온에서 전극물질을 진공 증착시킨다. 예열 챔버(38)는 기판이 스퍼터 챔버들(32,34,36)로 이동되기전 기판을 예열하여 기판에 무리가 오는 것을 방지한다. 로드락 챔버들(40,42)은 도시되지 않은 카세트와 트랜스퍼 챔버(44)간에 기판을 이동시키기 위하여 진공 및 대기상태를 반복한다. 트랜스퍼 챔버(44)는 고진공 상태에서 도시되지 않은 로봇에 의해 기판을 각 챔버들(32,34,36,38,40,42)로 이동시킨다.
로드락 챔버들(40,42)들이 진공되는 과정을 제 1 크라이 펌프(50)를 사용하여 제 1 로드락 챔버(40)를 진공하는 과정으로 예를 들어 설명하기로 한다. 기판이 도시되지 않은 로봇에 의해 카세트로부터 제 1 로드락 챔버(40)로 이동된다. 제 1 로드락 챔버(40)로 기판이 이동되면 밸브들(V013, V113)이 개방된다. 밸브들(V013,V113)이 개방된 상태에서 제 1 크라이 펌프(50)가 작동하여 제 1 로드락 챔버(40)내의 공기를 외부로 펌핑함으로써 제 1 로드락 챔버(40)를 10-5 Torr 까지 진공시킨다. 제 1 로드락 펌프(40)가 진공된 후 기판은 트랜스퍼 챔버(44)의 도시되지 않은 로봇에 의해 예열 챔버(38)로 이동된다. 예열 챔버(38)로 이동된 기판은 예열된 후 스퍼터 챔버들(32,34,36)로 이동되어 전극이 증착한다. 스퍼터 챔버들(32,34,36)에서 전극이 증착된 기판은 트랜스퍼 챔버(44)의 로봇에 의해 제 1 로드락 챔버(40)로 이동된다. 제 1 로드락 챔버(40)로 기판이 이동된후 제 1 로드락 챔버(40)는 대기상태가 된다. 기판은 제 1 로드락 챔버(40)가 대기 상태로 된 후 로봇에 의해 카세트로 이동된다. 제 2 로드락 챔버(42)를 진공할때는 제 2 로드락 챔버(42)에 형성된 밸브(V014, V114)가 개방된다. 제 2 크라이 펌프(52)를 사용하여 제 1 로드락 챔버(40)를 진공할때는 제 1 로드락 챔버(40)에 형성된 밸브(V013,V113)가 개방된다. 제 2 크라이 펌프(52)를 사용하여 제 2 로드락 챔버(42)를 진공할때는 제 2 로드락 챔버(42)에 형성된 밸브(V014, V114)가 개방된다. 이와 같이 로드락 챔버들(40, 42) 각각에 형성된 펌핑라인을 이용하여 로드락 챔버들(40,42)내의 공기를 펌핑함으로써 빠른 시간내에 고진공을 유지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스퍼터 장치에 의하면 로드락 챔버들이 빠른 시간내에 고진공 상태를 유지할 수 있으므로 공정진행 시간을 단축 시킬수 있다. 또한 로드락 챔버들이 고진공 상태를 유지함으로써 패턴 불량을 효과적으로 방지할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (6)

  1. 기판상에 도전성 물질을 증착시키기 위한 다수의 증착챔버들을 가지는 장치에 있어서,
    상기 증착챔버 쪽으로 로드 및 상기 증착챔버로부터 언로드되는 상기 기판이 일시 적재되는 제1 로드락 챔버 및 제2 로드락 챔버와,
    상기 제1 및 제2 로드락 챔버들에 연결되는 배기관과,
    상기 배기관에 연결되어 상기 제1 및 제2 로드락 챔버들 내부의 공기를 외부로 배출시키기 위한 제1 크라이 펌프 및 제2 크라이 펌프와,
    상기 증착챔버들간에 상기 기판을 이동시키기 위한 트랜스퍼 챔버와,
    상기 트랜스퍼 챔버를 진공시키기 위해 상기 트랜스퍼 챔버에 연결된 제3 펌프와,
    상기 기판이 상기 증착챔버들로 이동되기전 상기 기판을 예열하는 예열 챔버와,
    상기 제1 크라이 펌프는 상기 제1 및 제2 로드락 챔버와 상기 트랜스퍼 챔버에 연결되며, 상기 제2 크라이 펌프는 상기 제1 및 제2 로드락 챔버와 상기 트랜스퍼 챔버에 연결되고, 상기 제1 및 제2 크라이 펌프는 소정 주기씩 교번적으로 가동되는 것을 특징으로 하는 고진공 스퍼터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기관 상에 설치되어 상기 공기의 유로를 개폐하기 위한 적어도 하나 이상의 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 고진공 스퍼터 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기관은 상기 제 1 로드락 챔버와 상기 제 2 크라이 펌프 사이에 연결된 제 1 배기관과,
    상기 제 2 로드락 챔버와 상기 제 1 크라이 펌프 사이에 연결된 제 2 배기관과,
    제 1 연결노드를 경유하여 상기 제 1 배기관과 연결됨과 아울러 제 2 연결노드를 경유하여 상기 제 2 배기관 사이에 연결된 제 3 배기관을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 고진공 스퍼터 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 배기관 상에 설치되어 상기 공기의 유로를 개폐하기 위한 적어도 하나 이상의 밸브를 구비하며,
    상기 밸브는 상기 제 1 연결노드와 상기 제 2 크라이 펌프 사이에 설치되는 제 1 밸브와,
    상기 제1 연결노드와 상기 제 1 로드락 챔버 사이에 설치되는 제2 밸브와,
    상기 제2 연결노드와 상기 제 1 크라이 펌프 사이에 설치되는 제3 밸브와,
    상기 제2 연결노드와 상기 제 2 로드락 챔버 사이에 설치되는 제4 밸브를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 고진공 스퍼터 장치.
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