KR100776515B1 - 진공증착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증착공정을 위한 챔버(Chamber)에서 글라스(Glass)의 슬라이드 미스(Slide Miss)로 인한 글라스의 파손을 줄이기 위한 진공증착장치에 관한 것이다.

본 발명의 진공증착장치는 유리기판이 안착되는 슬라이드 부를 가지는 서셉터와; 상기 유리기판을 지지하기 위한 리프트 핀과; 상기 유리기판을 상기 서셉터에 이송 및 반송하기 위한 로보트 암과; 상기 로보트 암의 이송 및 반송 안정을 위한 스토퍼 핀과; 상기 서셉터의 슬라이드 부에 형성되어 증착공정시 발생되는 성막물질이 삽입되는 적어도 하나의 홈을 구비한다.

본 발명에 따른 진공증착장치는 서셉터의 슬라이드 부의 간격을 2배로 늘려 로보트 암의 이송 및 반송 안정을 가져오고, 서셉터의 슬라이드 부의 측면에 홈을 형성함으로써 성막물질로 인한 유리기판의 파손을 줄여 생산성 향상 및 가동율을 향상시키고, 서셉터의 교환 주기를 늘려 세정비용 및 매출 기회 손실료를 최소화할 수 있다.

Description

진공증착장치{Vacuum Deposition Apparatus}

도 1은 종래의 진공증착장치 구동장치를 나타낸 도면.

도 2는 도 1에 도시된 챔버를 나타내는 평면도.

도 3는 서셉터의 슬라이드 부의 간격을 나타내는 평면도.

도 4a 내지 도 4c는 성막물질에 의한 유리기판이 파손되는 과정을 단계적으로 나타내는 도면.

도 5는 본 발명에 따른 서셉터를 나타내는 평면도.

도 6 내지 9는 서셉터의 슬라이드 부의 형성된 홈이 다양하게 형성될 수 있는 실시 예를 나타내는 도면.

도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 실시 예.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 〉

2, 32 : 프로세서 챔버 4, 34 : 유리기판

6, 36 : 리프트 핀 8 : 로보트 암

10, 30 : 서셉터 12 : 모터

14 : 타임벨트 15, 16 :제1 및 제2 센서

17 : 위치감지부 20 : 지지대
21 : 제1 돌출부 22 : 제2 돌출부
23 : 피감지부 28, 40 : 스토퍼 핀
41, 42 : 슬라이드 부 44 : 홈(Furrow)

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본 발명은 액정표시장치의 제조장치에 관한 것으로, 특히 증착공정을 위한 챔버(Chamber)에서 글라스(Glass)의 슬라이드 미스(Slide Miss)로 인한 글라스의 파손을 줄이기 위한 진공증착장치에 관한 것이다.

통상, 액정표시소자(Liquid Crystal Display : "LCD"라 함)에서는 액정패널 상에 매트릭스 형태로 배열된 액정셀들의 광투과율을 공급되는 비디오 데이타 신호를 조절함으로써 데이타 신호에 해당하는 화상을 패널 상에 표시하게 된다. 이러한 액정표시소자는 액정층에 전계를 인가하기 위한 전극들, 엑정셀 별로 데이타 공급을 절환하기 위한 박막트랜지스터, 외부에서 공급되는 데이타를 액정셀들에 공급하는 신호배선 및 박막트랜지스터의 제어신호를 공급하기 위한 신호배선 등이 형성된 하판과, 칼라필터 등이 형성된 상판과, 상판과 하판 사이에 형성되어 일정한 셀갭을 확보하는 스페이서와, 스페이서에 의해 상하판 사이에 마련된 공간에 채워진 액정을 구성으로 한다.

이러한 액정표시소자의 제조방법에 있어서, 박막트랜지스터에 채널부로 포함되는 활성층과 박막트랜지스터를 보호하는 보호막은 통상 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정을 이용하여 형성하게 된다. 이러한 PECVD공정은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 진공증착장치에 의해 수행되게 된다.

도 1 및 도 2에 도시된 진공증착장치는 증착공정이 수행되는 프로세서 챔버(2)와, 프로세서 챔버(2) 내에서 유리기판(4)을 가열함과 아울러 플라즈마를 발생시키기 위한 하부전극으로 이용되는 서셉터(10)를 구비한다. 서셉터(10) 상에는 유리기판(4)을 업/다운(Up/Down) 시키기 위한 리프트 핀(6: Lift Pin)이 설치된다. 유리기판(4)은 로보트 암(8: Robot Arm)에 위해 서셉터(10) 상으로 이송되거나 증착공정후 반송되어진다. 서셉터(10)는 지지핀(미도시)에 고정되고, 지지핀을 지지하기 위한 지지대(20)에 의해 프로세서 챔버(2) 내에서 소정의 높이에 위치하게 된다. 이러한 서셉터(10)는 지지대(20)에 연결된 타임벨트(14: Time Belt)와, 타임베트(14)를 구동하기 위한 모터(12)에 의해 수직방향으로 이동되게 된다.

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타임벨트(14)는 모터(12)에 의해 구동되어 지지대(20)를 원하는 높이로 이동시킴으로써 서셉터(10)가 프로세스별 해당 포지션으로 이동되게 한다. 이 경우, 서셉터(10)는 프로세서에 따라 통상 4단계의 포지션, 즉 이송 포지션(Exchange Position), 로드 포지션(Load Position), 프로세서 포지션(Process Position), 스페이싱 포지션(Spacing Position)으로 이동하게 된다. 이러한, 서셉터(10)의 포지션은 타임벨트(14)의 구동시간에 의해 정해지게 된다. 서셉터(10)의 포지션을 감지하기 위하여 지지대(20)의 일측부에 위치하는 위치감지부(17)와, 지지대(20)와 함께 수직방향으로 이동되며 위치감지부(17)에 대면되게 위치하는 피감지부(23)를 구비한다.

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위치감지부(17)는 고정적으로 설치되며 다른 높이와 서로 다른 두께를 가지는 제1 및 제2 센서(15, 16)로 구성된다. 피감지부(23)는 제1 센서(15)에 서셉터(10)의 포지션에 따라 선택적으로 접촉되는 제1 돌출부(21)와, 서셉터(10)의 포지션에 따라 위치를 달리하여 제2 센서(16)에 접촉되는 제2 돌출부(22)로 구성된다. 제1 및 제2 센서(15, 16)는 통상 포토 센서로서 피감지부(23)의 제1 및 제2 돌출부(21, 22)와 접촉되는 경우 온(On) 신호를 발생하고, 접촉되지 않는 경우 오프(Off) 신호를 발생하여 진공증착장치에서 서셉터(10)의 포지션을 감지 할 수 있다.

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이러한 구성을 가지는 진공증착장치의 동작과장을 살펴보면 로보트 암(8)은 도시 하지 않은 가열(Heat) 챔버에서 예열된 유리기판(4)을 증착공정을 수행하기 위해 전술한 프로세서 챔버(2)로 이송하게 된다. 로보트 암(8)은 프로세서 챔버(2)의 위치로 이동한 후 도 2에 도시된 바와같이 전진방향으로 전진하여 유리기판(4)이 서셉터(10)의 상부에 위치되게 한다. 이 경우, 로보트 암(8)이 서셉터(10) 및 리프트 핀(6)의 간섭을 받지 않고 정해진 시간만큼 구동되는 타임벨트(14)에 의해 홈 포지션(Home Position)으로 상승하게 된다. 이렇게, 로보트 암(8)에 의해 유리기판(4)이 서셉터(10)의 상부에 위치한 다음 서셉터(10)는 정해진 시간만큼 구동되는 타임벨트(14)에 의해 로드포지션(Load Position)으로 상승하여 리프트 핀(6)이 유리기판(4)을 지지하게 하고, 로보트 암(8)은 유리기판(4)과 서셉터(10)에 접촉되지 않게 한다. 이때, 서셉터(10)의 지지대(20)와 함께 상승되어진 피감지부(23)의 제2 돌출부(22)는 위치감지부(17)의 제2 센서(16)에 접촉되는 반면에 제1 돌출부 (21)는 제1 센서(15)에 접촉되지 않게 된다.

서셉터(10)가 로드 포지션에 위치하게 되면 로보트 암(8)은 프로세서 챔버(2)에서 빠져나오게 된다. 로보트 암(8)이 빠져나오면 서셉터(10)는 정해진 시간만큼 구동되는 타임벨트(14)에 의해 프로세서 포지션으로 상승하게 된다.

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서셉터(10)가 프로세서 포지션으로 상승됨과 동시에 유리기판(4)을 지지하는 리프트 핀(6)이 서셉터(10) 안으로 삽입됨으로써 유리기판(4)은 서셉터(10)의 표면에 위치하게 된다. 이때, 서셉터(10)의 지지대(20)와 함께 상승되어진 피감지부(23)의 제1 및 제2 센서(15, 16)로부터 온신호가 발생되면 서셉터(10)는 다음 포지션인 스페이싱 포지션으로 상승한 후 유리기판(4)에 열 및 전압을 인가하여 가스 및 플라즈마에 의해 필요로 하는 막이 유리기판(4) 위에 증착되게 한다. 그리고, 증착공정이 종료되면 상기와 다른 역방향으로 구동되는 타임벨트(14)에 의해 서셉터(10)는 전술한 과정을 역으로 수행하여 로보트 암(8)에 의해 유리기판(4)이 후속공정 장치로 반송되게 한다.

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이와 같이, 종래의 진공증착장치의 동작과정 중 프로세서 포지션에서는 도 3과 같이 진공증착장치는 프로세서 챔버(2)와, 프로세서 챔버(2) 내에서 유리기판(4)이 안착될 서셉터(10) 및 유리기판(4)을 지지하기 위한 리프트 핀(6)을 구비한다.

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유리기판(4)은 슬라이드(Slide)시 로보트 암(8)에 의해 서셉터(10) 표면에 안착된다. 서셉터(10)은 유리기판(4)을 가열함과 아울러 플라즈마를 발생시키기 위한 하부전극으로 이용된다.

로보트 암(8)은 도시하지 않은 가열(Heat) 챔버에서 예열된 유리기판(4)을 증착공정을 수행하기 위해 전술한 프로세서 챔버(2)로 이송하게 된다. 로보트 암(8)은 프로세서 챔버(2)의 위치로 이동한 후 전진방향으로 전진하여 유리기판(4)이 서셉터(10)의 상부에 위치되고, 이때 유리기판(4)을 지지하는 리프트 핀(6)이 서셉터(10) 안으로 삽입됨으로써 유리기판(4)은 서셉터(10)의 표면에 위치하게 된다.

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이때, 로보트 암(8)은 유리기판(4)의 끝단이 스토퍼 핀(28)부 2~3mm 앞에서 유리기판(4)을 놓게 된다. 이러한 유리기판(4)의 끝단과 스토퍼 핀(28)의 여유 간격이 5mm정도라서 로보트 암(8)의 이송 및 반송시에 불안정하게 된다.

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또한, 로보트 암(8)은 유리기판(4)을 서셉터(10)의 표면에 안착시키기 위하여 85°로 올라가게 되며, 경우에 따라서 유리기판(4)이 서셉터(10)에 안착되는 기울기가 어느 한쪽으로 몰리게 된다.

이 기울기로 인하여 서셉터(10)와 유리기판(4)의 마찰이 달라져 도 4a 및 도 4b와 같이 성막물질이 발생한다.

도 4a를 참조하면, 유리기판(4)은 서셉터의 슬라이드 부(41)에 안착될 때 소정의 기울기를 가지고 서셉터의 슬라이드 부(41)에 안착된다. 이 기울기로 인한 유기기판(4)과 서셉터의 슬라이드 부(41)와의 마찰력으로 인하여 서셉터의 슬라이드 부(41) 표면에는 도 4b와 같이 성막물질(11)이 발생하며 이성막물질(11)에 의하여 유리기판(4)은 도 4c와 같이 서셉터의 슬라이드 부(41) 하부로 떨어져 파손될 수 있다.
또한, 유리기판(4)이 서셉터의 슬라이드 부(41)에 슬라이드 되면서 성막물질(11) 때문에 걸림현상이 발생되어 유리기판(4)이 파손될 수도 있다. 이러한 현상은 기판이 대형화됨에 따라 휨이 심해지므로 발생 가능성이 커진다.
그리고, 서셉터(30)의 재질이 파이렉스(Pyrex)로 서셉터(30)를 형성하는 파이렉스가 국내에서 가공되지 않기 때문에 수급에 어려움이 있다.

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따라서, 본 발명의 목적은 진공증착장치는 원재료와 마찰 접촉부의 형상 및 유리기판의 안착되는 하단부의 간격을 변경하여 유리기판의 파손을 방지하는 진공증착장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 진공증착장치는 유리기판이 안착되는 슬라이드 부를 가지는 서셉터와; 상기 유리기판을 지지하기 위한 리프트 핀과; 상기 유리기판을 상기 서셉터에 이송 및 반송하기 위한 로보트 암과; 상기 로보트 암의 이송 및 반송 안정을 위한 스토퍼 핀과; 상기 서셉터의 슬라이드 부에 형성되어 증착공정시 발생되는 성막물질이 삽입되는 적어도 하나의 홈을 구비한다.

상기 목적 외에 본 발명에 다른 목적 및 특성들은 첨부한 도면들을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 5 내지 10c를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 진공증착장치의 동작과정 중 프로세서 챔버(32)에 유리기판(34)이 로딩된 상태를 나타낸 것이다. 진공증착장치는 프로세서 챔버(32)와, 프로세서 챔버(32) 내에서 유리기판(34)이 안착될 서셉터(30)와, 서셉터(30)의 슬라이드 부(42)에 형성된 홈(44) 및 유리기판(34)을 지지하기 위한 지지핀(36)을 구비한다.

유리기판(34)은 슬라이드(Slide)시 로보트 암(8 도 2 참조)에 의해 서셉터(30) 표면에 안착된다. 서셉터(30)은 유리기판(34)을 가열함과 아울러 플라즈마를 발생시키기 위한 하부전극으로 이용된다. 홈(44)은 성막물질로 인한 슬라이드 부(42)의 접촉을 최소화한다.

로보트 암(8)은 도시하지 않은 가열(Heat) 챔버에서 예열된 유리기판(34)을 증착공정을 수행하기 위해 전술한 프로세서 챔버(32)로 이송하게 된다. 로보트 암(8)은 프로세서 챔버(32)의 위치로 이동한 후 전진방향으로 전진하여 유리기판(34)이 서셉터(30)의 상부에 위치시키고, 이때 유리기판(34)을 지지하는 리프트 핀(36)이 서셉터(30) 안으로 삽입됨으로써 유리기판(34)은 서셉터(30)의 표면에 위치하게 된다.

로보트 암(8)은 유리기판(34)를 서셉터(30)의 표면에 안착할때 유리기판(34)의 끝단이 스토퍼 핀(40)부 2~3mm 앞에서 유리기판(34)을 놓게 된다. 이러한 유리기판(34)의 끝단과 스토퍼 핀(40)의 여유 간격을 10mm정도로 늘림으로써 로보트 암(8)의 이송 및 반송시에 안정하게 한다.

또한, 유리기판(34)이 유리기판(34)을 서셉터(30)의 표면에 안착시키기 위하여 85도로 올라 갈때 유리기판(34)은 서셉터(30)에 안착될 때 어느 정도 기울기가 어느 한쪽으로 몰리게 된다. 이러한 기울기로 인하여 서셉터(30)와 유리기판(34)의 마찰이 달라져 서셉터(30)의 슬라이드 부(42)에 성막 물질이 발생한다.

본 발명은 이 성막물질로 인하여 유리기판(34)이 슬라이드 미스(Miss)가 발생하는 것을 최소화하기 위하여 도 6 내지 도 9와 같이 서셉터(30)의 슬라이드 부(42)에 홈(44)을 형성한다.

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도 6 내지 도 9는 도 5에 도시된 A부분을 확대하여 나타내는 도면으로써, 도 6 내지 도 9와 같이 다양한 홈(44)을 구비할 수 있다.

도 6 내지 도 9는 슬라이드 부에 형성된 홈(44)은 단면이 다각형인 것과, 저면이 곡면인 것, 저면이 경사면과 수직면을 포함하는 모양일 수 있다는 것을 나타내는 도면이다.

이 홈(44)으로 인해 유리기판(34)이 서셉터의 슬라이드 부(42)에 슬라이드될 때 도 10a 내지 도 10c와 같이 성막물질과의 접촉면을 최소화할 수 있다.

도 10a 내지 도 10c는 유리기판(34)과 서셉터의 슬라이드 부(42)의 마찰로 인해 발생하는 성막물질(51)이 홈(44)에 발생하는 것을 단계적으로 나타내는 도면으로써, 유리기판(34)이 슬라이드될 때 성막물질(51)이 홈(44)에 발생하여 슬라이드 부(42)와 유리기판(34)과 접촉되지 않음을 알 수 있다.

이와 같은 홈(44)으로 인하여 유리기판(34)의 파손을 방지하고, 유리기판(34)이 대형화 되어 휨이 심해지므로 발생하는 유리기판(34)의 파손도 방지할 수 있다.

그리고, 본 발명의 서셉터(30)는 석영(Quartz)으로 형성된다. 이에 따라, 본 발명은 서셉터(30)의 재질이 파이렉스(Pyrex)에서 국내에서 가공하고 있는 석영(Quartz)으로 대체함으로써 수급에 어려움을 제거할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 진공증착장치는 서셉터의 슬라이드 부의 간격을 2배로 늘려 로보트 암의 이송 및 반송안정을 가져오고, 서셉터의 슬라이드 부의 측면에 홈을 형성함으로써 성막물질로 인한 유리기판의 슬라이드 미스로 인한 유리기판의 파손을 줄여 생산성 향상 및 가동율을 향상시키고, 서셉터의 교환 주기를 늘려 세정비용 및 매출 기회 손실료를 최소화할 수 있는 장점이 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 (8)

1. 유리기판의 테두리부 밑면과 접촉하여 상기 유리기판이 안착되는 슬라이드 부를 가지는 서셉터와;

   상기 유리기판을 지지하기 위한 리프트 핀과;

   상기 유리기판을 상기 서셉터에 이송 및 반송하기 위한 로보트 암과;

   상기 로보트 암의 이송 및 반송 안정을 위해 상기 슬라이드 부에 안착된 기판의 끝단에서 미리 결정된 거리만큼 떨어진 곳에 설치된 스토퍼 핀과;

   상기 서셉터의 슬라이드 부에서 상기 유리기판의 테두리부와 상기 스토퍼 사이에 형성되어 증착공정시 상기 유리기판의 끝단과 슬라이드 부의 마찰에 의해 발생되는 성막물질이 삽입되는 적어도 하나의 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 서셉터의 슬라이드 부에 안착된 기판의 끝단과 상기 스토퍼 핀 사이의 간격이 적어도 3mm 이상인 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 서셉터의 슬라이드 부에 안착된 기판의 끝단과 상기 스토퍼 핀 사이의 간격은 10mm인 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 서셉터의 재료는 석영인 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬라이드 부에 형성된 상기 홈의 단면이 다각형인 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬라이드 부에 형성된 상기 홈의 저면이 곡면인 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬라이드 부에 형성된 상기 홈의 저면이 경사면과 수평면을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 서셉터는 상기 유리기판을 가열함과 아울러 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.

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