KR100892928B1 - 평판표시소자 제조장치의 하부전극 조립체 - Google Patents

평판표시소자 제조장치의 하부전극 조립체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하부전극 조립체의 상부에 위치되어서 기판이 적재되는 하부 전극부의 둘레면이 다단 계단 구조로 이루어지되, 1단면은 가로 세로 길이가 X,Y인 기판이 적재되는 크기의 전극면을 이루고, 2단면은 상기 기판의 가로 세로 길이인 X,Y에 대하여 전후좌우로 각각 일정길이만큼 연장된 만큼 이루어지며, 상기 2단면과, 그 아랫단 면을 이루는 제3단면에는 절연체가 수평방향으로 접촉되게 설치된 구조로 이루어진 평판표시소자 제조장치의 하부전극 조립체를 제공함으로써, 사이즈가 다른 기판을 병용하여 에칭 또는 에싱 등의 작업을 수행할 수 있음으로 인하여 그 사업비가 적게 들게 되고, 작업장의 면적을 축소시킬 수 있게 되어 결국 사업비 부담 경감되는 효과가 있다.
플라즈마, 평판표시소자, 에칭, 에싱, 하부전극, 절연체, 기판

Description

평판표시소자 제조장치의 하부전극 조립체{Lower eletrode assembly of manufacturing FPD}
본 발명은 평판표시소자 제조장치의 하부전극 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하부전극의 가로,세로 길이보다 더 큰 사이즈의 기판도 처리할 수 있도록 한 평판표시소자 제조장치의 하부전극 조립체에 관한 것이다.
일반적으로, 평판표시소자 제조장치는 내부에 평판표시소자 기판을 반입시키고, 플라즈마 등을 이용하여 식각 등의 처리를 실시하는데 사용된다.
이때, 평판표시소자(Flat Panel Display)는 액정 표시소자(Liquid Cristal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diodes) 등을 일컬으며, 이러한 평판표시소자 제조장치는 기판의 표면처리 등을 위하여 진공처리용 장치를 이용하게 되는데, 일반적으로 로드락 챔버(Load Lock Chamber), 반송 챔버(Transfer Chamber) 및 공정 챔버(Process Chamber) 등이 이용되고 있다.
상기 로드락 챔버는, 대기압 상태와 진공 상태를 번갈아 가면서 외부로부터 처리되지 않은 기판을 받아들이거나 처리가 끝난 기판을 외부로 반출하는 역할을 하며, 상기 반송 챔버는 기판을 각 챔버들 간에 반송하기 위한 운송 로봇이 구비되어 있어서 처리가 예정된 기판을 로드락 챔버에서 공정 챔버로 전달하거나, 처리가 완료된 기판을 공정 챔버에서 로드락 챔버로 전달하는 역할을 하며, 상기 공정 챔버는 진공 분위기 하에서 플라즈마를 이용하거나 열 에너지를 이용하여 기판 상에 막을 성막하거나 에칭을 수행하는 역할을 한다.
도 1은 상기한 챔버들 중, 공정 챔버를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 평면도로서, 도시된 바와 같이, 공정 챔버는 일측에 게이트(Gate)(11)가 구비되어 진공 상태로의 전환이 가능하도록 이루어지고 내부에서 공정 처리가 수행되는 챔버(10)와, 이 챔버 내부의 상부 영역에 위치되는 상부전극(20)과, 이 상부전극의 하부에 위치되어 그 상부에 기판(S)이 탑재되는 하부전극(30)으로 구성된다.
여기서 상기 상부전극(20)에는 기판(S)에 공정가스를 분사하는 샤워헤드(Shower Head)(2s)가 구비된다.
상기 샤워헤드(22)에는 미세한 직경을 갖는 다수개의 확산공(24)이 형성되는 바, 이 샤워헤드(22)를 통해서 공정가스가 양 전극(22,30) 사이의 공간으로 균일하게 공급되며, 이와 같이 공급된 처리가스는 전극으로의 고주파 전력의 인가에 의해 플라즈마(Plasma)로 되고, 이 플라즈마에 의해 기판의 표면이 처리되는 것이다.
한편, 하부전극(30) 상에는 기판(S)이 위치되어 처리되는데, 이 하부전 극(30)로는 RF 전력을 공급하는 RF 전력 공급장치(40)가 연결된다.
상기 하부전극(30)은, 최하부에 위치된 베이스플레이트(Base Plate)(32)와, 이 베이스플레이트 상부 영역에 적재된 절연부재(34)와, 이 절연부재 상부 영역에 적재된 냉각판(Cooling Plate)(36)과, 이 냉각판의 상부 영역에 적재된 하부 전극부(38)를 포함하여 이루어져 있다.
여기서, 플라즈마 공정처리의 수행 대상물인 기판(S)이 적재되는 하부전극(30)의 외측 둘레에는 절연체(50)가 설치된다. 전극은 통상적으로 비교적 저렴하면서도 가정 폭넓게 사용되는 알루미늄이 적용되며, 상기 절연체(50)는 상,하부전극간에 가해지는 고전압에 따라 전극으로 유입된 가스의 방전으로 형성되는 플라즈마의 화학적인 반응과 고전압으로부터 알루미늄재의 전극 부식을 예방하는 기능을 담당하게 된다.
즉, 상기 절연체는 하부전극의 외측 둘레에 설치되어 공정진행에 따른 플라즈마로부터 전극면을 보호하기 위하여, 전극면을 제외한 나머지 부분 다시 말해서, 상부 영역의 외측 둘레에 절연판(52a,52b)이 부착되고, 그 외측에는 세라믹판(54a,54b)이 부착된 구조로 이루어져 있다.
따라서, 하부전극(30)은 그 상면 중, 절연체(50)의 세라믹판(54b)이 덮고 있지 않는 전극면에만 기판(S)이 적재되는 것이며, 상기 전극면은 설정된 사이즈의 기판 면적에 대응되게 제작되는 것이 일반적이다.
그러나, 상기한 바와 같이, 종래의 하부전극 조립체는, 기판의 사이즈에 따라 그 전극면이 형성되도록 제작됨으로써, 이미 제작이 이루어진 하부전극 조립체 에는 다른 사이즈의 기판을 적재시킨 후, 에칭(Etching) 또는 에싱(Ashing)을 할 수 없게 되는 문제점이 있었다.
즉, 기판의 사이즈가 1100×1300인 것에 맞추어 조립된 하부전극 조립체에는, 1200×1300인 사이즈의 기판을 적재하여 에칭 또는 에싱을 할 수 없게 됨으로써, 각각의 기판 사이즈에 맞는 하부전극 조립체를 제작하여야 하는 바, 사업비가 많이 소요되는 등의 문제점이 있었다.
또한, 각각의 기판 사이즈에 맞는 하부전극 조립체를 제작하여 작업장에 설치하여야 함으로써, 작업장의 공간이 많이 필요로 하는 바, 이 또한 사업비에 부담을 가중시키게 되는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 사이즈가 다른 기판을 병용하여 에칭 또는 에싱 등의 작업을 수행할 수 있음으로 인하여 그 사업비가 적게 들도록 한 평판표시소자 제조장치의 하부전극 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 사이즈가 다른 기판을 병용하여 에칭 또는 에싱 등의 작업을 수행할 수 있는 하부전극 조립체를 제공함으로써, 작업장의 면적을 축소시킬 수 있도록 하여 결국 사업비 부담을 경감시키도록 한 평판표시소자 제조장치의 하부전극 조립체를 제공하는데에도 목적이 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평판표시소자 제조장치의 하부전극 조립체는, 기판이 탑재되는 하부전극 조립체에 있어서, 상기 하부전극 조립체의 상부에 위치되어서 기판이 적재되는 하부 전극부의 둘레면이 다단 계단 구조로 이루어지되, 1단면은 가로 세로 길이가 X,Y인 기판이 적재되는 크기의 전극면을 이루고, 2단면은 상기 기판의 가로 세로 길이인 X,Y에 대하여 전후좌우로 각각 일정길이만큼 연장된 만큼 이루어지며, 상기 2단면과, 그 아랫단 면을 이루는 제3단면에는 절연체가 수평방향으로 접촉되게 설치된 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 하부전극 조립체의 외측면에는 절연판과 세라믹판이 이중으로 겹층된 절연체가 수직방향으로 설치되고, 상기 하부 전극부의 3단면과 2단면에도 절연판과 세라믹판이 이중으로 겹층된 절연체가 수평방향으로 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하부 전극부의 3단면에는 절연판이 수평방향으로 접촉되게 설치되고, 상기 3단면에 설치된 절연판의 상부와, 상기 하부 전극부의 2단면에는 세라믹판이 수평방향으로 접촉되게 설치되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 세라믹판의 평면과, 상기 1단면의 평면은 동일 평면을 이루는 것과, 상기 하부 전극부의 1단면과 2단면의 높이차는 2~10mm로 하는 것이 더욱 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 평판표시소자 제조장치의 하부전극 조립체에 의하면, 사이즈가 다른 기판을 병용하여 에칭 또는 에싱 등의 작업을 수행할 수 있음으로 인하여 그 사업비가 적게 들게 되는 유용한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 사이즈가 다른 기판을 병용하여 에칭 또는 에싱 등의 작업을 수행할 수 있는 하부전극 조립체를 제공함으로써, 작업장의 면적을 축소시킬 수 있도록 하여 결국 사업비 부담을 경감시킬 수 있게 되는 효과도 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 하부전극 조립체의 단면도이고, 도 4는 도 3의 평면도이다.
도시된 바와 같이, 공정챔버는 일측에 게이트(Gate)(11)가 구비되어 진공 상태로의 전환이 가능하도록 이루어지고 내부에서 공정 처리가 수행되는 챔버(10)와, 이 챔버 내부의 상부 영역에 위치되는 상부전극(22)과, 이 상부전극의 하부에 위치되어 그 상부에 기판(S)이 탑재되는 하부전극(30)으로 구성된다.
여기서 상기 상부전극(20)에는 기판(S)에 공정가스를 분사하는 샤워헤드(Shower Head)(22)가 구비된다.
상기 샤워헤드(22)에는 미세한 직경을 갖는 다수개의 확산공(24)이 형성되는 바, 이 샤워헤드(22)를 통해서 공정가스가 양 전극(22,30) 사이의 공간으로 균일하게 공급되며, 이와 같이 공급된 처리가스는 전극으로의 고주파 전력의 인가에 의해 플라즈마(Plasma)로 되고, 이 플라즈마에 의해 기판의 표면이 처리되는 것이다.
한편, 하부전극(30) 상에는 기판(S)이 위치되어 처리되는데, 이 하부전극(30)로는 RF 전력을 공급하는 RF 전력 공급장치(40)가 연결된다.
상기 하부전극(30)은, 최하부에 위치된 베이스플레이트(Base Plate)(32)와, 이 베이스플레이트 상부 영역에 적재된 절연부재(34)와, 이 절연부재 상부 영역에 적재된 냉각판(Cooling Plate)(36)과, 이 냉각판의 상부 영역에 적재된 하부 전극부(38)를 포함하여 이루어져 있다.
이때, 상기 하부 전극부(38) 상에는 기판(S)이 위치되어 처리됨으로써, 챔버(10) 내부의 온도가 상승되어 기판 처리에 영향을 미칠 수 있게 되는 바, 공정 처리 중에 기판(S)의 온도가 특정 온도 이상으로 상승되지 않도록 하기 위하여 하부전극(30)에는 냉각판(36)이 구비되는 것이다.
상기 냉각판(38)에는 냉매순환유로가 형성되어 냉매가 순환됨으로써, 하부전극(30)의 온도가 특정 온도 이상으로 올라가는 것을 예방하여 결국 기판이 일정한 온도로 유지되도록 한다.
상기 하부전극(30)의 하부 전극부(38) 상부영역 외측 둘레에는 플라즈마 처리에 따른 하부 전극부의 부식 등을 예방하기 위하여 절연체(100)가 설치되어 있는데, 하부 전극부(38)의 측면을 포함한 냉각판(36), 절연부재(34), 베이스플레이트(32)의 외측면을 감싸는 절연판(102a)과, 이 절연판(102a)의 외면을 다시 감싸는 세라믹판(104a)을 포함하고 있다.
즉, 하부 전극부(38)를 포함한 냉각판(36), 절연부재(34), 베이스플레이트(32)의 외측면에는 절연판(102a)이 접촉되게 수직방향으로 설치되고, 이 절연판(102a)의 외측으로는 세라믹판(104a)이 접촉되게 수직방향으로 설치되어 있으며, 상기 하부 전극부(38)의 상부면 둘레에도 절연판(102b)과 세라믹판(104b)이 이중으로 겹층된 절연체가 수평방향으로 설치되어 있다.
여기서, 상기 하부 전극부(38)의 상면 둘레면은 3단 계단 구조로 이루어져 있다.
즉, 하부 전극부(38)의 1단면은 기판(S)이 적재되는 전극면을 이루고, 2단면 은 상기 1단면에 비하여 일정 높이만큼 낮게 단차형성되어 있으며, 3단면은 상기 2단면에 비하여 일정 높이만큼 낮게 단차형성되어서 3단 계단 구조로 이루어져 있다.
따라서, 상기 3단면의 외측 둘레가 하부 전극부(38)의 둘레가 되는데, 3단면은 1단면의 단부에 비하여 낮게 형성되는 바, 도 3에서와 같이, 수직방향으로 설치되는 절연판(102a)은 하부 전극부(38)의 3단면 높이만큼 설치되고, 이 절연판(102a)의 외측에 겹층되어 설치되는 세라믹판(104a)은 하부 전극부(38)의 1단면 높이만큼 설치됨으로써, 단차진 형태로 설치가 이루어진다.
앞서 설명한 바와 같이, 하부 전극부(38)의 1단면은 기판(S)이 적재되는 전극면을 이루게 됨으로써, 그 가로 세로 길이는 기판(S)의 가로 세로 길이에 맞게 형성된다.
즉, 기판(S)의 가로 세로 길이가 X,Y일 경우, 하부 전극부(38)의 1단면 가로 세로 길이 또한 X,Y만큼 형성된다.
또한, 하부 전극부(38)의 2단면 길이는 상기 1단면 길이인 X,Y에서 +α 즉, 1단면에 대하여 전후좌우로 일정길이만큼 연장된 길이만큼 형성되고, 전극면을 이루는 1단면과의 높이차는 대략 2~10mm 정도로 한다.
따라서, 상기 하부 전극부(38) 중, 3단면과, 이 3단면과 동일높이만큼 그 외면에 설치된 절연판(102a)의 상면에는 수평방향으로 절연판(102b)이 설치되고, 이 절연판(102b)의 상부와 2단면에 걸쳐서는 세라믹판(104b)이 설치된다.
여기서, 상기 절연판(102b)의 상부에 적층,설치되는 세라믹판(104b)의 경우, 하부 전극부(38)의 2단면 위에 적층되는 연장부(104b-1)와, 절연판(102b) 위에 적 층되는 부위로 구분되어서 대략 ㄱ자 형태로 이루어지는데, 이는 상기 연장부(104b-1)가 하부 전극부(38)의 1단면과 2단면의 높이차인 2~10mm만큼의 두께로 형성되도록 하기 위함이다.
따라서, 하부 전극부(38)의 2단면 길이인 α길이만큼은 1단면과 그 높이차가 크게 나지 않는 바, 이 2단면 위의 세라믹판(104b) 상면 즉 연장부(104b-1)의 상면에는 하부 전극부(38)를 통한 통전이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.
이에, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 하부 전극부(38)에는 전극면 길이인 X,Y와 그 크기가 같은 기판을 적재하여 에칭 또는 에싱 등의 공정을 수행할 수 있음은 물론, X,Y +α의 길이를 갖는 기판(S)을 적재하여 에칭 또는 에싱 등의 공정을 수행할 수 있게 된다.
참고로, 상기 하부 전극부(38)의 1단면과 2단면 높이차를 2~10mm로 한 것은, 그 이상의 높이차를 유지할 경우, 2단면에 적재된 세라믹판의 연장부(104b-1)에 놓여지는 기판(S)의 둘레 부위가 제대로 처리되지 않기 때문이며, 그 이하의 높이차는 가공 상의 문제로 인하여 제작이 어렵기 때문임을 밝혀둔다.
도 1은 종래의 하부전극 조립체를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 하부전극 조립체를 도시한 단면도.
도 4는 도 3의 평면도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
30 : 하부전극 38 : 하부 전극부
100 : 절연체 102a,102b : 절연판
104a,104b : 세라믹판 104b-1 : 연장부

Claims (5)

  1. 기판이 탑재되는 하부전극 조립체에 있어서,
    상기 하부전극 조립체의 상부에 위치되어서 기판이 적재되는 하부 전극부의 둘레면이 다단 계단 구조로 이루어지되,
    1단면은 가로 세로 길이가 X,Y인 기판이 적재되는 크기의 전극면을 이루고,
    2단면은 상기 기판의 가로 세로 길이인 X,Y에 대하여 전후좌우로 각각 일정길이만큼 연장된 만큼 이루어지며,
    상기 2단면과, 그 아랫단 면을 이루는 제3단면에는 절연체가 수평방향으로 접촉되게 설치된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 하부전극 조립체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부전극 조립체의 측면 둘레에는 절연판과 세라믹판이 이중으로 겹층된 절연체가 수직방향으로 설치되고, 상기 하부 전극부의 3단면과 2단면에도 절연판과 세라믹판이 이중으로 겹층된 절연체가 수평방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 하부전극 조립체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 하부 전극부의 3단면에는 절연판이 수평방향으로 접촉되게 설치되고, 상기 3단면에 설치된 절연판의 상부와, 상기 하부 전극부의 2단면에는 세라믹판이 수평방향으로 접촉되게 설치된 것을 특징으로 하는 하부전극 조립체.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 세라믹판의 평면과, 상기 1단면의 평면은 동일 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 하부전극 조립체.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 하부 전극부의 1단면과 2단면의 높이차는 2~10mm인 것을 특징으로 하는 하부전극 조립체.
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