KR100908227B1 - 박막 트랜지스터 제조장비의 전극판 재생방법 - Google Patents

박막 트랜지스터 제조장비의 전극판 재생방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 TFT 제조장비의 전극판 재생방법에 관련되며, 이때 TFT 제조장비의 전극판 제조장비 재생방법은 수회에 걸친 반복 재생(예컨대, 블라스트처리 및 약품세정으로 전극판 표면을 일부 절삭후 세라믹 용사처리하는 과정)사용으로 엠보싱 돌기가 낮아진 전극판을 회수하여 간편하게 재생하기 위해 입고검사단계, 블라스트단계, 제1검사단계, 엠보싱용사단계, 제2검사단계, 세라믹용사단계, 제3검사단계, 세정단계, 건조단계를 거쳐 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 엠보싱 지그를 이용하여 전극판 바디상에 돌기를 용사층으로 형성함에 따라 수회에 걸친 재생작업으로 엠보싱 돌기가 변형 및 손상되더라도 전극판 바디를 전체적으로 교체하지 않고 간편하게 엠보싱 돌기를 신규 형성가능하므로 전극판의 수명이 반영구적으로 연장되고, 특히 엠보싱 돌기가 국부적으로 손상되더라도 손상부를 부분적으로 보수가 가능하여 유지관리에 따른 비용이 크게 절감되는 효과가 있다.
전극판, 용사, 돌기, 바디, 세라믹, 플라즈마, 프레임

Description

박막 트랜지스터 제조장비의 전극판 재생방법{Electrostatic chuck reproducing Method of TFT fabrication equipment}
본 발명은 TFT 제조장비의 전극판 재생방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 TFT 제조공정에서 Array기판을 안정적으로 고정하기 위해 사용되는 엠보싱 타입의 전극판상에 돌기를 재생하는 TFT 제조장비의 전극판 재생방법에 관한 것이다.
전극판은 TFT(thin film transistor) 제조시 사용되는 에처(etcher) 및 시브디(CVD) 장비인 플라즈마 소오스(Plasma Source)상에 설치되어 유리기판과 같은 피처리물을 안정적으로 고정하는 장치로써, 접촉면의 형태에 따라 피처리물과의 접촉면적이 조절되는 플랜타입(plane type), 접촉면에 일정간격을 두고 산과 골을 반복 구성하는 트렌치타입(trench type)및 접촉면에 복수의 미세 돌기를 형성하는 엠보싱타입(emboss type)으로 구분된다.
예컨대, 엠보싱타입의 전극판은 돌기의 극히 일부분만이 피처리물에 접촉하므로 접촉면적이 최소화되어 피처리물의 미끄럼이 방지되고, 또 피처리물이 고정된 상태로 전체적인 평탄도 유지 및 하중의 균일한 분산효과와 돌기사이에 함몰된 골로 인해 피처리물이 쉽게 오염되지 않는 특징이 있다.
하지만, 종래에 엠보싱타입의 전극판은 바디상에 엠보싱 돌기를 일체로 형성한 다음, 표면에 세라믹 용사처리를 실시하여 제작되고, 또 수회 반복사용으로 전극판 표면이 오염되면 블라스트처리 및 세정공정을 통하여 전극판 상면을 일부 절삭 후 다시 세라믹 용사처리하는 방법으로 재생하고 있지만, 전극판을 수회에 걸쳐 재생사용시 기존에 용사처리된 세라믹층이 완전 제거되지 않고 일부 잔류한 상태로 다시 세라믹 용사처리되므로 8~10회정도 재생작업을 반복 수행하면 용사두께가 점차 두꺼워져 엠보싱 돌기가 상대적으로 작아지는 현상으로 인해 전극판을 재생하여 사용할 수 있는 횟수가 극히 제한되는 문제점이 따랐다.
뿐만 아니라, 블라스트처리시 자칫 잘못하면 세라믹 용사층은 물론 바디상에 형성된 돌기도 함께 절삭되어 손상됨은 물론, 특히 다수의 돌기중 일부 돌기만이 손상되더라도 국부적으로 보수가 불가능하여 바디를 전체적으로 신규 제작해야 하고, 또 전극판을 신규 제작시 반구형의 엠보싱 돌기를 머시닝센터와 같은 장비를 사용하여 일일이 절삭가공으로 형성해야함에 따라 가공성 및 생산성이 저하되어 제조원가가 상승되는 폐단이 따랐다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 개량 안출한 것으로, 전극판의 엠보싱 돌기가 손상되더라도 바디를 전체적으로 교체하지 않고 유지보수가 가능하고, 기존에 사용중인 다양한 타입의 전극판을 간편하게 엠보싱타입으로 재생하기 위한 TFT 제조장비의 전극판 재생방법에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 재생을 위해 입고된 전극판 바디(B) 표면의 부식 및 변형, 조도, 용사두께를 측정하는 입고검사단계; 상기 입고검사단계를 수행한 전극판 바디(B)의 상면을 블라스트(Blast)처리하는 블라스트단계; 상기 블라스트단계를 수행한 전극판 바디(B)의 모재의 두께 및 변형을 검사하는 제1검사단계; 상기 제1검사단계를 통과한 전극판 바디 상면에 다수의 타공(12)이 형성된 엠보싱지그(10)를 설치한 다음, 용사처리하여 타공(12)과 일치하는 전극판 바디(B) 상면에 용사층으로 이루어진 돌기(E)를 형성하는 엠보싱용사단계; 및 상기 엠보싱용사단계를 거쳐 형성된 돌기(E)의 모양, 두께를 측정하는 제2검사단계;를 통하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제2검사단계를 통과한 전극판 바디(B)의 상면에 세라믹을 용사하여 세라믹용사층(E1)을 형성하는 세라믹용사단계; 상기 세라믹용사단계를 수행한 전극판 바디(B)의 세라믹용사층(E1) 조도 및 두께, 그리고 돌기(E)의 변형여부를 검사하는 제3검사단계; 상기 제3검사단계를 통과한 전극판 바디(B) 상면에 고압수를 분사하여 잔류용사분진과 같은 이물질을 제거하는 세정단계; 및 상기 세정단계를 거친 전극판 바디(B)를 건조실에 투입하고, 80~120도의 조건에서 고온건조하는 건조단계;를 통하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 엠보싱용사단계 및 세라믹용사단계는 프레임 용사(FlaEe Spraying) 혹은 플라즈마 용사(Plasma Spraying) 중 선택적으로 택일하여 실시하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 엠보싱용사단계 및 세라믹용사단계에서 용사불꽃과 엠보싱지그(10) 혹은 전극판 바디(B)가 만나는 위치에 에어노즐(20)을 설치하여 압축공기를 연속공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 엠보싱지그(10)는 일체로 제작되거나 분할 제작하여 내열테이프와 같은 연결부재(T)로 접합하여 설치되는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 엠보싱 지그를 이용하여 전극판 바디상에 돌기를 용사층으로 형성함에 따라 수회에 걸친 재생작업으로 엠보싱 돌기가 변형 및 손상되더라도 전극판 바디를 전체적으로 교체하지 않고 간편하게 엠보싱 돌기를 신규 형성가능하므로 전극판의 수명이 반영구적으로 연장되고, 특히 엠보싱 돌기가 국부적으로 손상되더라도 손상부를 부분적으로 보수가 가능하여 유지관리에 따른 비용이 크게 절감되는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 제조장비의 전극판 재생방법을 순차적으로 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 제조장비의 전극판 재생방법을 순차적으로 나타내는 공정도이다.
본 발명은 박막 트랜지스터(TFT) 제조장비의 전극판 재생방법에 관련되며, 이때 TFT 제조장비의 전극판 재생방법은 수회에 걸친 반복 재생(예컨대, 블라스트 처리 및 약품세정으로 전극판 표면을 일부 절삭후 세라믹 용사처리하는 과정)사용으로 엠보싱 돌기가 낮아진 전극판을 회수하여 간편하게 엠보싱 돌기를 초기상태로 재생하기 위한 방법으로써, 이에 따른 상세한 설명은 후술하는 실시예를 통하여 상세하게 설명한다.
1. 입고검사단계
입고검사단계는 재생을 위해 입고된 전극판 바디(B) 표면의 부식 및 변형, 조도, 용사두께를 측정하는 단계이다. 입고검사단계는 전극판 바디(B)의 재생공정을 수행하기 앞 써, 이후 수행되는 단계(예컨대, 블라스트단계, 용사단계 등)의 가공조건을 설정하기 위해 수행되는 사전검사단계이다.
우선, 육안으로 전극판 바디(B)의 표면 및 부식상태를 검사하고, 3차원 측정기를 이용하여 평탄도(예컨대, 변형 및 뒤틀림 등)를 검사하며, 도막두께측정기를 이용하여 세라믹 용사층의 높이를 검사하여 데이터를 저장한다.
이러한, 입고검사단계에서 추출된 데이터는 후술하는 블라스트 단계에서 블라스트 입자의 크기 및 분사압력, 분사시간 등을 설정하게 되고, 또 전극판 바디(B) 상면의 평탄도를 유지하기 위해 구간별 블라스트 처리량을 설정하기 위한 데이터로 활용된다.
2. 블라스트단계
블라스트단계는 상기 입고검사단계를 수행한 전극판 바디(B)의 상면을 블라스트(Blast)처리하는 단계이다. 블라스트단계는 통상의 그리트 블라스팅(grit blasting)의 방법 즉, 쇼트볼과 같은 연마재를 고압분사하여 전극판 바디(B)의 상 면을 평면가공하는 단계로써, 이때 연마재는 알루미나를 사용하고, 입자크기 및 분사압력은 상기한 입고검사단계를 통하여 검출된 데이터를 통하여 설정된다.
예컨대, 입고검사단계를 통하여 검출된 전극판 바디(B)의 표면조도가 거칠거나 절삭량이 두꺼우면 비교적 굵은 입자의 연마재를 높은 압력으로 분사하여 황삭가공하고, 이후 고운 입자상태의 연마재를 분사하여 정밀조도로 정삭가공하게 된다.
한편, 전극판 바디(B)는 후술하는 엠보싱용사단계를 통하여 돌기(E)를 형성시, 소재간에 밀착성을 높이기 위해 알루미늄소재로 제작되되, 전극판의 적용분야에 따라 내열성, 내구성 등을 고려하여 바디의 재질을 변경하는 구성도 가능하다.
3. 제1검사단계
제1검사단계는 상기 블라스트단계를 수행한 전극판 바디(B)의 블라스트처리면 조도를 검사하는 단계이다. 제1검사단계는 블라스트처리면의 상태를 육안으로 검사하거나 3차원 측정기를 이용하여 평탄도 및 높이편차를 검사함과 동시에 조도검사기를 이용하여 전면의 조도를 검사한다.
이때, 블라스트처리면의 평탄도 및 조도는 엠보싱용사단계를 거쳐 형성되는 돌기의 높이 및 밀착성과 직결되므로, 이러한 이후 단계의 가공완성도를 높이기 위해 정밀하게 수행된다.
4. 엠보싱용사단계
엠보싱용사단계는 상기 제1검사단계를 통과한 전극판 바디 상면에 다수의 타공(12)이 형성된 엠보싱지그(10)를 설치한 다음, 용사처리하여 타공(12)과 일치하 는 전극판 바디(B) 상면에 용사층으로 이루어진 돌기(E)를 형성하는 단계이다.
여기서, 엠보싱지그(10)는 미리 돌기의 크기 및 간격을 고려하여 다수의 타공이 형성되는 판형지그로써, 전극판 바디(B)의 전체사이즈를 고려하여 일체로 제작되거나 취급이 용이하면서 휨에 의한 변형이 방지되도록 분할 제작하여 내열테이프와 같은 연결부재(T)로 접합하여 제작되고, 전극판 바디(B) 상면에 안착시킨 상태로 용사처리중에 유동이 방지되도록 연결부재로 고정된다.
이어서, 엠보싱지그(10)가 설치된 전극판 바디(B)상으로 용사처리를 실시하여 용사층을 이루어진 돌기(E)를 형성하되, 이때 돌기(E)는 전극판 바디(B)와 소재간에 밀착성을 높이기 위해 동일한 소재(예컨대, 전극판 바디를 알루미늄으로 형성시 알루미늄용사층으로 돌기를 형성)로 형성되지만, 이에 국한되지 않고 전극판의 적용분야에 따라 내열성, 내구성 등을 고려하여 바디와 서로 상이한 소재의 용사층으로 돌기(E)를 형성하는 구성도 가능하다.
여기서, 돌기(E)를 형성하기 위한 용사처리는 프레임 용사(FlaEe Spraying) 혹은 플라즈마 용사(Plasma Spraying) 중 선택적으로 택일하여 실시한다.
프레임 용사는 대표적인 가스식 용사법의 일종으로 산소-아세틸렌 또는 산소-프로판등의 가스의 연소불꽃(FLAEE)속에 WIRE상태의 용사 재료를 연속적으로 송급하여 용융시켜 압축공기로 용융된 재료를 분사하여 피막을 형성하는 통상의 용사법으로, 산소와 연료가스를 1:1～1:1.1의 비율로 하며, 불꽃온도는 3000～3350K 정도, 분사 속도는 80～100E/s 정도이다. 용사재료는 선ㆍ봉형ㆍ분말의 형태로 공급할 수 있다. 용사재료는 아연, 알루미늄 부터 탄소강, 스테인레스강, 몰리브덴등에 이르기까지 WIRE상태로 가공 가능한 금속 재료는 모두 용사가 가능하며, 용사재료의 모양에 따라 용선식, 용봉식, 분말식 프레임 용사로 구분된다.
그리고, 플라즈마 용사는 아르곤등의 가스 중에 대전류의 직류 ARC방전에 의한 고온 고속의 Plasma JET을 형성하여 이 속에 분말 상태의 용사 재료를 투입, 용융, 가속을 시켜 형성하는 용사법으로 에너지 밀도가 대단히 높은 Plasma JET에 의해 10,000℃를 초과하는 고온의 형성으로 고용점 금속, 서멧(CERMET), 세라믹(CERAMIC) 등 대부분의 재료를 용사할 수 있는 특징이 있으며, 용사재료에 따라 Plasma JET온도의 선택이 가능하므로 용사재료의 자유도가 크고 모재와 용사 피막의 밀착성이 높은 특징이 있으므로 프레임 용사에 비해 효율적으로 돌기를 형성하게 된다.
또한, 용사처리를 실시하는 중에 용사불꽃과 엠보싱지그(10)가 만나는 위치에 에어노즐(20)을 설치하여 압축공기를 연속 공급한다. 이는 용사처리를 하는 중에 용융입자를 급랭시켜 고온에 의한 엠보싱지그(10)의 변형이 방지됨은 물론 용사층으로 이루어진 돌기(E)와 전극판 바디(B)사이의 밀착성이 향상된다.
5. 제2검사단계
제2검사단계는 상기 엠보싱용사단계를 거쳐 형성된 돌기(E)의 모양, 두께를 측정하는 단계이다. 제2검사단계는 엠보싱용사단계를 수행하는 중에 육안으로 검사하거나 엠보싱용사단계를 완료한 후 3차원 측정기를 이용하여 정밀하게 검사를 수행하여 불량 여부를 판단하게 된다. 이때 불량으로 판별된 전극판 바디(B)는 엠보싱용사단계로 이송되어 돌기의 모양, 두께를 수정하게 된다.
한편, 상기한 입고검사단계, 블라스트단계, 제1검사단계, 엠보싱용사단계, 제2검사단계는 재생을 위해 입고된 전극판 바디(B)상에 돌기(E)를 형성하는 단계이고, 돌기(E) 형성이 완료되면, 후술하는 세라믹용사단계, 제3검사단계, 세정단계, 건조단계를 거쳐 전극판 바디(B)와 돌기(E)상에 세라믹용사층(E1)을 형성하게 된다.
6. 세라믹용사단계
세라믹용사단계는 상기 제2검사단계를 통과한 전극판 바디(B)의 상면에 세라믹을 용사하여 세라믹용사층(E1)을 형성하는 단계이다.
세라믹 용사는 프레임 용사(Flame Spraying) 혹은 플라즈마 용사(Plasma Spraying) 중 선택적으로 택일하여 실시하되, 세라믹재질의 특성상 용사시 용융온도가 높은 플라즈마 용사로 세라믹용사층을 형성하는 것이 바람직하며, 이때 Powder 입자는 최소크기의 재료가 사용된다. 프레임 용사와 플라즈마 용사는 상기한 엠보싱용사단계에서 자세하게 기술하였으므로 중복된 설명을 피하기 위해 상세한 설명은 생략한다.
여기서, 세라믹용사층(E1)은 내마모, 내식, 내산화, 열절연, 전기절연이 우수하여 전극판 바디(B) 및 돌기(E)의 내구성이 향상됨과 동시에 완전 절연되도록 함으로써, 아크현상(예컨대, 피처리물을 전극판상에 고정시 돌기와 피처리물이 완전 밀착되지 않을시 발생되는 현상)으로부터 바디(B) 및 돌기(E), 피처리물의 손상이 방지된다.
또한, 세라믹 용사를 실시하는 중에 용사불꽃과 전극판 바디(B)가 만나는 위 치에 에어노즐(20)을 설치하여 압축공기를 연속공급한다. 이는 세라믹 용사를 실시하는 중에 용융입자를 급랭시킴으로 고온에 의한 엠보싱지그(10) 및 돌기(E)의 변형이 방지됨은 물론 세라믹용사층(E1)의 밀착성이 향상된다.
7. 제3검사단계
제3검사단계는 상기 세라믹용사단계를 수행한 전극판 바디(B)의 세라믹용사층(E1) 조도 및 두께, 그리고 돌기의 변형여부를 검사하는 단계이다.
제3검사단계는 제1, 2검사단계에서와 같이 육안검사 및 UV 램프를 이용한 엠보싱 상태검사를 하거나, 3차원 측정기 및 조도검사기를 이용하여 세라믹용사단계를 수행하는 과정에서 고열에 의한 돌기(E)의 변형여부를 검사함은 물론 세라믹용사층(E1)의 조도 및 두께를 검사하여 불량판정되면 다시 세라믹용사단계로 이송하게 된다.
8. 세정단계
세정단계는 상기 제3검사단계를 통과한 전극판 바디(B) 상면에 고압수를 분사하여 용사분진과 같은 세라믹용사층(E1)상의 용사작업에 의해 발생된 파티클을 제거하는 단계이다.
전극판 바디(B)를 별도의 차폐판에 의해 구획이 형성되는 공간으로 투입한 다음, 전극판 바디(B)의 상면에 고압수를 고르게 분사하여 세라믹용사단계를 수행하는 중에 발생된 용사분진 등과 같은 이물질을 깨끗하게 세정하게 된다.
9. 건조단계
건조단계는 상기 세정단계를 거친 전극판 바디(B)를 건조실에 투입하고, 80~120도의 조건에서 고온건조하는 단계이다.
건조단계는 세정단계에서 고압수 세척으로 인해 전극판 바디(B)상에 잔류하는 수분을 신속하게 제거하여 운반/보관 중에 발생되는 부식을 방지하게 된다. 이때 건조 온도는 전극판 바디(B)가 고온에 의해 변형이 발생되지 않으면서 수분을 빠르게 증발시키기 위해 80~120도의 조건에서 건조된다.
도 1은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 제조장비의 전극판 재생방법을 순차적으로 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 제조장비의 전극판 재생방법을 순차적으로 나타내는 공정도.

Claims (5)

  1. 재생을 위해 입고된 전극판 바디(B) 표면의 부식 및 변형, 조도, 용사두께 를 측정하는 입고검사단계;
    상기 입고검사단계를 수행한 전극판 바디(B)의 상면을 블라스트(Blast)처리하여 평면가공하는 블라스트단계;
    상기 블라스트단계를 수행한 전극판 바디(B)의 모재 및 용사두께를 검사하는 제1검사단계;
    상기 제1검사단계를 통과한 전극판 바디 상면에 다수의 타공(12)이 형성된 엠보싱지그(10)를 설치한 다음, 용사처리하여 타공(12)과 일치하는 전극판 바디(B) 상면에 용사층으로 이루어진 돌기(E)를 형성하는 엠보싱용사단계; 및
    상기 엠보싱용사단계를 거쳐 형성된 돌기(E)의 모양, 두께를 측정하는 제2검사단계;를 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조장비의 전극판 재생방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2검사단계를 통과한 전극판 바디(B)의 상면에 세라믹을 용사하여 세라믹용사층(E1)을 형성하는 세라믹용사단계;
    상기 세라믹용사단계를 수행한 전극판 바디(B)의 세라믹용사층(E1) 조도 및 두께, 그리고 돌기(E)의 변형여부를 검사하는 제3검사단계;
    상기 제3검사단계를 통과한 전극판 바디(B) 상면에 고압수를 분사하여 용사피막과 같은 이물질을 제거하는 세정단계; 및
    상기 세정단계를 거친 전극판 바디(B)를 건조실에 투입하고, 80~120도의 조건에서 고온건조하는 건조단계;를 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조장비의 전극판 재생방법.
  3. 제 1항 내지 제 2항에 있어서,
    상기 엠보싱용사단계 및 세라믹용사단계는 프레임 용사(Flame Spraying) 혹은 플라즈마 용사(Plasma Spraying) 중 선택적으로 택일하여 실시하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조장비의 전극판 재생방법.
  4. 제 1항 내지 제 2항에 있어서,
    상기 엠보싱용사단계 및 세라믹용사단계에서 용사불꽃과 엠보싱지그(10) 혹은 전극판 바디(B)가 만나는 위치에 에어노즐(20)을 설치하여 압축공기를 연속공급하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조장비의 전극판 재생방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 엠보싱지그(10)는 일체로 제작되거나 분할 제작하여 내열테이프와 같은 연결부재(T)로 접합하여 설치되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조장비의 전극판 재생방법.
KR1020080008323A 2008-01-28 2008-01-28 박막 트랜지스터 제조장비의 전극판 재생방법 KR100908227B1 (ko)

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