KR100965759B1 - 플라즈마를 이용하는 대면적 엘씨디기판 제조장치 - Google Patents

플라즈마를 이용하는 대면적 엘씨디기판 제조장치 Download PDF

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1303—Apparatus specially adapted to the manufacture of LCDs

Abstract

본 발명은 플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 플라즈마전극과 공정챔버벽 사이 또는 플라즈마전극과 챔버리드 사이에서 RF전력이 누설되거나 방전되는 현상을 방지할 수 있는, 플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 플라즈마전극에 인가되는 RF전력의 안정도를 높이고, 최대전력이 공급되게 함으로써 플라즈마의 안정도 및 균일도를 높일 수 있고, 나아가 증착공정이나 식각공정 등에서 공정균일도를 향상시킬 수 있게 된다.
PECVD, 대면적 LCD, RF전력, 방전, 절연체

Description

플라즈마를 이용하는 대면적 엘씨디기판 제조장치{Manufacturing apparatus for large-size LCD substrate using plasma}
도 1은 종래 PECVD장치의 개략적인 구성도
도 2는 도 1의 A부분 부분확대도
도 3은 도 1의 B부분 부분확대도
도 4는 종래 PECVD장치에서의 RF전기장 분포도
도 5 내지 도 7은 PECVD장치 내에서 플라즈마전극과 접지사이의 간격 및 부유커패시턴스를 표시한 개략도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 경우의 RF전기장 분포도
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 전극과 챔버 사이에 절연체를 삽입한 구성도
도 10은 파셴(Paschen) 곡선의 개략도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 공정챔버벽 11 : 챔버리드(lid)
20 : 서셉터 30 : LCD기판
40 : 플라즈마 50 : 샤워헤드 플라즈마전극
51 : 서셉터 플라즈마전극 60 : 가스공급관
70 : 임피던스정합기 80 : RF발진기
90 : 챔버리드와 플라즈마전극사이의 공간
100 : 절연체 110 : 공정챔버 내부공간
120 : 배기관 200 : 방전방지용 절연체
본 발명은 플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용량성 플라즈마(Capacitive Coupled Plasma : CCP)를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 LCD기판을 제조하기 위해서는, 박막증착, 식각, 세정 등의 공정을 수회 내지 수백회 반복하여야 하는데, 이러한 공정은 고도의 정밀도를 요하기 때문에 특수 제작되어 진공분위기를 유지할 수 있는 공정챔버내에서 행해진다.
이러한 공정을 수행하는 방법에는 여러 가지가 있으나, 일반적으로 균일도 및 계단도포성(step coverage) 등이 좋은 CVD(Chemical Vapor Deposition)법이 흔히 사용되며, 그 중에서도 저온증착이 가능하고 박막형성속도 등이 빠른 장점 때문에 플라즈마를 이용한 PECVD(Plasma Enhanced CVD)법이 최근 많이 이용된다.
플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치는, 박막증착을 위한 이러한 PECVD장치 이외에도, 플라즈마를 이용해 식각공정을 수행하는 에처(Etcher), 플라즈마를 이용한 건식 세정기 등과 같이 플라즈마를 이용하여 LCD기판을 처리하는 모든 장치를 포함하는 것이다.
그런데 PECVD장치는 PECVD법을 이용해 박막증착공정을 수행하는 장치이고, 에처, 건식세정기 등은 플라즈마를 이용해 식각 또는 세정공정을 수행하는 장치이지만, 각 공정이 모두 플라즈마를 이용하고 있고 동일장치에서 수행되는 경우도 있으며, 대체적인 공정순서도 유사하기 때문에 이하에서는 PECVD장치를 중심으로 설명하기로 한다.
도 1은 종래 PECVD장치의 개략적인 구성도이며, 도면을 참조하여 공정순서대로 간략히 설명하면 다음과 같다.
먼저 로봇암(미도시)에 의해 LCD기판(30)이 공정챔버의 내부에 설치된 서셉터(20)의 상면에 안착되면, 반응가스가 가스공급관(60)을 통해 공정챔버 내부로 유입되어 분사되고, 상기 분사된 가스는 RF(Radio Frequency)발진기(80)로부터 임피던스정합기(70), 플라즈마 전극(50)을 거쳐 공급되는 RF전력에 의해 플라즈마(40)상태로 변하고, 상기 플라즈마(40) 상태의 반응가스는 상기 LCD기판(30) 상에서 증착되거나 반응하며, 공정이 완료된 후 남은 반응가스는 진공모터(미도시)에 의해 배기관(120)으로 배출된다.
한편 플라즈마전극(50)의 상부과 챔버리드(11) 사이에 형성되는 공간(90)은 대기압영역이고, 플라즈마전극(50) 하부의 공간(110)은 진공영역인데, 양 공간은 절연체(100)에 의해 격리되며, 절연체(100)와 공정챔버벽(10) 사이 및 절연체(100)와 플라즈마전극(50) 사이에는 진공오링(미도시)이 각 설치되어 공정챔버내부 공간(110)의 진공을 유지한다. 상기 절연체(100)는 플라즈마전극(50)과 공정챔버(10)벽을 전기적으로 절연하는 것은 물론이다.
한편 플라즈마 전극(50)은 가스분사를 위한 샤워헤드와 일체로 형성되는 경우와, 서셉터(20)와 일체로 형성되는 경우와, 샤워헤드 및 서셉터(20) 모두에 형성되는 경우가 있다.
서셉터(20) 내부에는 LCD기판(30)을 예열하기 위한 히터(미도시)가 내장되어 있으며, 상기 서셉터(20)의 상면과 상기 플라즈마전극(50)의 하면은 균일한 박막형성을 위해 통상 5 내지 40 mm 정도의 간격을 유지한다.
PECVD장치에서 RF전력이 공급되는 경로를 살펴보면, RF발진기(80) 로부터 공급되는 RF전력이 임피던스정합기(70)을 지나 플라즈마전극(50)에 인가된다. 이때 RF전력은 표피효과로 인해 플라즈마전극(50)의 표면을 따라 이동하므로, 플라즈마전극(50)의 하면의 가장자리로부터 중심부로 이동하게 되고, 따라서 플라즈마전극(50) 하면에서는 RF전력의 정재파(standing wave)가 형성된다.
한편 플라즈마전극(50)에 공급된 RF전력은 반응가스를 방전시켜 플라즈마(40)를 생성시킨 후, 접지된 서셉터(20) 및 공정챔버벽(10)을 지나 다시 임피던스정합기(70), RF발진기(80)로 되돌아 오게 된다.
이때 생성된 플라즈마(40)는 RF전력에 의해 가열되는데, RF전력이 안정적으로 공급되어야만 상기 플라즈마(40)도 안정적이고 균일하게 유지될 수 있다. 최근 LCD기판의 크기가 대면적화됨에 따라 플라즈마전극(50)의 크기도 비례해서 커지게 되므로, 플라즈마의 안정도 및 균일도의 향상을 위해서는 인가되는 RF전력의 안정도를 높이는 것이 더욱 중요한 문제로 대두되고 있다.
일반적으로 대면적 LCD기판이라고 하면 면적기준으로 600,000mm2 이상을 말하며, 참고로 세대별 LCD기판의 대략적인 크기는 표 1과 같다.
[표 1]
구 분 glass size (mm) 단축(mm) 장축(mm) 면적(mm2)
4세대 730 x 920 730 920 671,600
5세대 1100 x 1250 1100 1250 1,375,000
6세대 1500 x 1850 1500 1850 2,775,000
7세대 1870 x 2200 1870 2200 4,114,000
8세대 2200 x 2550 2200 2550 5,610,000

이와 같이 LCD기판이 대면적화됨에 따라 플라즈마(40) 생성에 소요되는 RF전력도 함께 커져야 하는데, 5세대 LCD기판의 경우 약 5-6kw의 RF전력이 요구되고, 이를 단위면적당 RF전력으로 환산하면 대략 300∼500mW/cm2 정도가 된다. 따라서 6세대 또는 7세대의 경우에는 플라즈마전극(50)에 인가되는 단위면적당 RF전력을 최소한 5세대와 같게 하더라도, 6세대는 약 10-13kw, 7세대는 약 20kw의 RF전력이 필요하게 된다. 그 이상의 세대에서는 더 많은 RF 전력이 요구되는 것은 물론이다.
그런데 RF전력이 이와같이 커지게 되면, 플라즈마전극(50)과 공정챔버벽(10)과의 사이 또는 플라즈마전극(50)과 챔버리드(11)와의 사이에서 RF전압도 함께 증가하므로, RF전력이 공급경로의 중간에서 손실되거나 방전될 가능성도 그만큼 증가 하게 된다.
RF전력의 일부가 공급도중에 손실되거나 방전되면, 플라즈마전극(50)에 인가되는 RF전력이 불안정해지게 되고, 그에 따라 반응가스가 플라즈마(40)로 방전되지 않거나, 생성된 플라즈마(40)가 불안정해지는 현상이 발생한다.
방전이 일어나는 이유는 매질의 유전체강도가 유한하기 때문인데, 일반적으로 공기의 유전체강도는 약 3kV/cm이므로, 대략 10mm의 간격에 3kV 이상의 전압이 인가되면 방전이 일어나게 된다. 도 2에서 도시한 것처럼 통상 플라즈마전극(50)과 공정챔버벽(10) 사이의 최단거리(a)는 통상 6mm정도에 불과하기 때문에, 이 사이에서 종종 방전이 일어난다.
RF전력이 공급도중에 방전되는 경로를 도 1에서 살펴보면, 첫 번째 경로는 RF발진기(80)로 부터 임피던스정합기(70)를 거친 RF전력이 플라즈마전극(50)에서 접지된 공정챔버벽(10)으로 방전되어, 다시 임피던스정합기(70), RF발진기(80)로 되돌아 오는 경로이다. 이때 공정챔버벽(10)으로 방전되는 경우 뿐만 아니라, 플라즈마전극(50) 상부와 챔버리드(11) 사이에서도 방전이 일어날 수 있다.
CCP를 이용하는 PECVD장치의 경우 플라즈마전극을 서셉터(20)와 일체로 형성할 수 있는데, 두 번째 경로는 이와 같이 서셉터(20)에 플라즈마전극이 형성된 경우에 RF전력이 서셉터(20) 측면에서 접지된 공정챔버벽(10)으로 방전되어 다시 RF발진기로 되돌아 오는 경로이다. 도 3은 서셉터(20)에 형성된 플라즈마전극과 공정챔버벽(10) 사이의 간격(b)을 도시하고 있다.
안정된 플라즈마의 발생을 위해서는 플라즈마전극을 통해 공급되는 RF전력이 안정되어야 하는데, RF전력이 방전되는 상기 첫 번째 또는 두 번째 경로에서의 임피던스(Z1 또는 Z2)가, 방전이 없는 정상적인 경로의 임피던스(Z)보다 작거나 비슷한 경우에는 RF전력이 상기 첫 번째 또는 두 번째 경로를 통해 방전되게 되거나 전력손실이 발생하게 된다.
도 4는 6세대 LCD기판용 PECVD장치에서, 플라즈마전극(50)과 공정챔버벽(10)간의 간격을 통상적으로 6mm로 한 경우에, LCD기판(30) 위에 형성되는 RF전기장의 분포를 시뮬레이션한 결과를 도시한 것이다. 도 4에서 A,B,C,D,E의 영역을 구분하는 등고선은, 각 영역에서 RF전기장의 최대값과의 차이가 0.5% 범위에 해당하는 영역까지를 나타내는 것으로서, 다섯 영역으로 구분되므로 약 2.5%의 불균일도(Non-Uniformity)를 보이고 있으며, 도면에는 도시되지 않았으나 시뮬레이션상에서는 서셉터 가장자리부근에서 최대 3%까지 불균일도가 나타난다. 실험적으로 RF전기장의 불균일도와 플라즈마의 불균일도는 대략 1대 5 정도의 관계를 가지는 것으로 나타나므로, 이 경우 플라즈마의 불균일도는 약 15% 정도가 된다
이상에서 알 수 있듯이 LCD기판이 대면적화될 수록 LCD기판상에서 플라즈마의 안정도 및 균일도를 향상시키는 것이 점차 중요해지는 반면, 방전현상으로 인해 RF전력이 누설될 가능성도 함께 증가하므로, 방전이나 전력누설을 방지할 수 있는 방안의 마련이 시급한 실정이다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, RF발진기로부터 공급된 RF전력의 방전을 방지할 수 있는 플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위해서, 플라즈마전극과 접지된 공정챔버벽 사이 또는 플라즈마전극과 접지된 챔버리드 사이의 최단거리가 12mm 이상인 플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치를 제공한다.
또한 본 발명은 플라즈마전극과 서셉터사이의 커패시턴스 Ces와 플라즈마전극과 접지사이의 커패시턴스 Cew 사이에는 Cew/Ces < 1.4 의 관계가 성립하는 플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치를 제공한다.
보다 구체적으로는 상기 접지는 접지된 공정챔버벽과 접지된 챔버리드를 포함하는 플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예는 플라즈마전극과 접지된 공정챔버벽 사이 또는 플라즈마전극과 접지된 챔버리드 사이에 하나 이상의 방전방지용 절연체가 삽입되는 플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치를 제공하며, 바람직하게는 상기 플라즈마전극은 샤워헤드 또는 서셉터 중 하나 이상에 형성되는 플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치를 제공하며, 상기 방전방지용 절연체의 두께는 3mm 이상인 플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치를 제공하며, 상기 방전방지용 절 연체의 재질은 Al2O3, 테프론(Teflon), 베스펠(Vespel), Ultem 중 선택되는 하나 이상으로 이루어지는 플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 플라즈마전극과 챔버리드사이에 형성되는 공간의 압력과 상기 플라즈마전극과 상기 챔버리드사이의 최단거리와의 곱은 0.3mmHgcm 이하 또는 7mmHgcm이상 중 선택되는 어느 한 범위에 속하는 플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치를 제공한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 설명하기로 하며, 도면 중 동일한 부분은 동일한 부호를 사용하기로 한다.
본 발명의 일 실시예는 플라즈마전극과 접지된 공정챔버벽이나 접지된 챔버리드 사이의 임피던스를 증가시켜 RF 전력손실과 방전을 방지하는 방식인데, 플라즈마전극과 접지된 공정챔버벽 사이 또는 플라즈마전극과 접지된 챔버리드 사이의 용량성 리액턴스는 1/ωC (ω:각주파수, C:커패시턴스)이므로, 커패시턴스(C)를 줄임으로서 임피던스를 증가시킬 수 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예는 커패시턴스를 줄이기 위해 플라즈마전극과 접지된 공정챔버벽 사이 또는 플라즈마전극과 접지된 챔버리드 사이의 최단거리를 12mm 이상으로 한다. 그렇게 되면, 6세대이상 대면적 LCD 제조장치에서 사용되는 10kW이상의 높은 RF전력 하에서도 방전으로 인한 전력누설이 발생하지 않게 되고, 결과적으로 플라즈마전극에 인가되는 RF전력이 안정되고, 플라즈마의 안정도가 증가한다.
도 5 내지 도 7은 플라즈마 전극의 위치에 따라 본 발명에 따른 간격이 적용되는 위치를 화살표로 도시한 것으로서, 도 5는 플라즈마전극(50)이 샤워헤드와 일체로 형성된 것으로서, 플라즈마전극(50)과 공정챔버벽(10) 사이 및 플라즈마전극(50)과 챔버리드(11) 사이의 최단거리를 12mm이상으로 유지한다.
도 6은 플라즈마전극(51)이 서셉터(51)와 일체로 형성된 것으로서, 플라즈마전극(51)과 공정챔버벽(10) 사이의 최단거리를 12mm이상으로 유지한다.
도 7은 샤워헤드 플라즈마전극(50)과 서셉터 플라즈마전극(51)을 모두 구비한 것으로서, 샤워헤드 플라즈마전극(50)과 공정챔버벽(10) 사이, 샤워헤드 플라즈마전극(50)과 챔버리드(11) 사이 및 서셉터 플라즈마전극(51)과 공정챔버벽(10) 사이의 최단거리를 12mm이상으로 유지한다.
도 8은 도 5내지 도 7과 같이 6세대 LCD 제조장치에서, 플라즈마전극(50, 51)과 공정챔버벽(10) 또는 챔버리드(11)와의 최단거리를 12mm로 했을 때, LCD기판(30) 위에 형성되는 RF전기장의 분포를 시뮬레이션한 결과를 도시한 것으로서, 약 1.5%의 불균일도(Non-Uniformity)를 보이고 있다. 도 4의 종래 RF전기장 분포와 비교하면, 영역 A, B, C 만 나타나고 있어, D, E 영역까지 나타나는 종래의 경우보다, 중심부와 가장자리의 전기장차이가 작게 나타남을 알 수 있다. 상술한 것처럼 실험적으로 RF전기장의 불균일도와 플라즈마의 불균일도가 대략 1대 5 정도의 관계를 가지므로, 이 경우 플라즈마의 불균일도는 약 7.5% 정도가 된다. 이는 종전의 방식과 비교해 볼 때 약 2배의 플라즈마 균일도 개선효과를 보이는 것이다.
본 발명의 다른 실시예는 플라즈마전극과 접지사이의 부유(stray)커패시턴스 Cew 와 플라즈마전극과 서셉터사이의 커패시턴스 Ces가 Cew/Ces < 1.4 의 관계에 있는 플라즈마를 이용한 대면적 LCD기판 제조장치를 제공한다.
여기서 플라즈마전극과 접지사이의 부유(stray)커패시턴스 Cew 는 도 5 내지 도 7에서 도시되어 있는 플라즈마전극(50)과 접지된 챔버리드(11)사이의 커패시턴스 Cew1, 플라즈마전극(50)과 접지된 공정챔버벽(10)사이의 커패시턴스 Cew2, 서셉터 플라즈마전극(51)과 접지된 공정챔버벽(10)사이의 커패시턴스 Cew3 를 모두 합한 것을 의미한다. 이상의 커패시턴스는 예시에 불과한 것이며, 플라즈마전극과 접지사이의 도시되지 않은 모든 간극 사이에서의 커패시턴스도 해당됨은 물론이다.
불필요한 부유(stray) 커패시턴스의 증가는 임피던스의 감소를 가져오므로, 전력손실과 불필요한 방전으로 인해 플라즈마를 불안정하게 하고 균일도를 저하시키는 원인이 된다. 따라서 부유커패시턴스를 감소시켜 임피던스를 감소시킬 필요가 있다.
표 2는 5세대 LCD기판(1100mmx1250mm)에서 전극과 서셉터사이의 거리를 25mm로 하고, 0.8 내지 2 torr의 압력분위기의 공정챔버에 주파수 13.56MHz의 RF전력 5,300W를 인가하였을 때 플라즈마전극과 접지된 공정챔버벽 사이에서 실험적으로 계산된 부유(stray)커패시턴스(Cew2)를 나타낸 것이다.
여기서 플라즈마전극과 접지된 공정챔버벽 사이의 간격이 6mm일때는 678.5 pF이고, 상기 간격이 12mm일때는 339.3 pF임을 알 수 있다. 이때 플라즈마전극과 서셉터 사이에서의 커패시턴스 Ces는 486.8 pF이므로, 상기 간격이 6mm일때는 Cew2/Ces ≒ 1.4 의 관계가 성립하는 것을 알 수 있다.
[표 2]
Figure 112003024023053-pat00001

표 2에서는 플라즈마전극과 접지된 공정챔버벽 사이의 간극에서의 커패시턴스(Cew2)만을 고려하여 계산하였으나, 방전이나 전력누설은 플라즈마전극과 접지된 챔버리드사이, 서셉터 플라즈마전극과 접지된 공정챔버벽 사이에서도 발생하므로, 이 영역에서의 커패시턴스 Cew1, Cew3까지 고려하여야 한다.
또한 표 2에서는 상기 간격을 12mm로 할 때는 같은 조건에서 Cew2/Ces≒0.7 정도로 대폭 낮아짐을 알 수 있다.
Cew는 Cew1, Cew2, Cew3까지 포함한 것이고, Cew2/Ces 가 1.4 정도의 값을 가져야, 플라즈마가 안정적이고 균일하게 발생될 수 있고, 상기 간격을 넓힐 수록 부유 커패시턴스의 감소가 두드러 지므로, Cew < 1.4 Ces 즉, Cew/Ces < 1.4 의 조건을 만족해야만, 5세대 이상의 대면적 LCD기판 제조장치에서 안정되고 균일한 플라즈마를 발생시킬 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 플라즈마전극과 접지된 공정챔버벽 사이 또는 플라즈마전극과 접지된 챔버리드 사이에 방전방지용 절연체를 삽입하는 것이다. 방전방지용 절연체가 삽입되면 RF전기장에 의한 절연파괴전압 즉 유전체강도를 증가시키기 때문에 방전을 방지할 수 있게 된다.
도 9는 샤워헤드 플라즈마전극(50)과 공정챔버벽(10) 사이에 방전방지용 절연체(200)가 삽입된 것을 도시하고 있다. 이러한 방전방지용 절연체(200)를 이용하게 되면 상술한 유전체강도의 증가 때문에 방전방지용 절연체(200)의 두께(d)를 3mm 정도까지 하더라도 방전이나 전력누설을 방지할 수 있게 된다.
그러나 도 9는 예시에 불과한 것이며, 도 5 내지 도 7에서 화살표로 표시된 모든 간격에 본 발명의 적용이 가능함은 물론이다. 따라서 샤워헤드 플라즈마전극(50)과 접지된 공정챔버벽(10) 사이, 샤워헤드 플라즈마전극(50)과 접지된 챔버리드(11) 사이 또는 서셉터 플라즈마전극(51)과 접지된 공정챔버벽(10) 사이에 방전방지용 절연체(200)를 삽입할 수 있다. 또한 상기 방전방지용 절연체(200)는 플라즈마전극과 공정챔버내의 어떠한 구조물과의 사이에도 설치가 가능한 것이므로, 설치되는 위치에 특별한 제한은 없다.
방전방지용 절연체(200)의 재질은 산화알루미늄(Al2O3), 테프론(Teflon), 베스펠(Vespel), Ultem 중에서 선택하여 사용한다. 베스펠(Vespel)은 방향족 폴리이미드수지의 분말을 고도의 기술로써 성형한 것으로서, 내열성,내마모성이 뛰어날 뿐만아니라 절연내력이 약 22kV/mm에 달하고, 플라즈마내력도 뛰어나다. Ultem은 폴리에테르이미드를 가리키는 것으로서, 내연성과 내화학성이 뛰어나다.
본 발명의 또 다른 실시예는 도 1에서 샤워헤드플라즈마전극(50)과 챔버리드(11)사이의 공간(90)에서의 압력을 조절함으로써, 방전을 방지하는 방법을 제공한다. 도 10은 파셴(Paschen) 곡선을 도시한 것으로서, 방전이 가능한 압력과 전극간의 거리 및 전압(V)과의 상관관계를 개략적으로 도시한 것인데, 곡선의 위쪽이 방전가능한 영역이고 아래쪽이 방전이 일어나지 않는 영역이다.
즉 횡축은 압력과 전극간의 거리의 곱을 나타내므로 예를 들어 1kV의 전압차가 존재하고, 현재 방전가능한 영역에 존재하고 있다고 하면, 전극간의 거리는 시스템이 한번 설치되면 변화시키기 어려우므로, 샤워헤드 플라즈마전극(50)과 챔버리드(11)사이의 공간(90)에서의 압력을 높이거나 낮추는 방법을 이용해서 방전을 방지할 수 있다. 1kV의 전압차가 존재하는 경우에는 플라즈마전극과 챔버리드사이에 형성되는 공간의 압력과 상기 플라즈마전극과 상기 챔버리드사이의 최단거리와의 곱이 0.3mmHgcm 이하이거나 7mmHgcm 이상이면 방전이 방지된다.
본 발명에 따르면, 플라즈마전극에 인가되는 RF전력의 안정도를 높이고, 최대전력이 공급되게 함으로써 플라즈마의 안정도 및 균일도를 높일 수 있고, 나아가 증착공정이나 식각공정 등에서 공정균일도를 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (8)

  1. 챔버리드와 공정챔버벽으로 구성되는 공정챔버;
    상기 공정챔버 내부를 위치하고, RF전원이 인가되는 플라즈마 전극;
    상기 공정챔버 내부에 위치하고 상기 플라즈마 전극과 대향하는 서셉터;
    를 포함하고,
    상기 공정챔버벽과 상기 플라즈마 전극 사이의 최단거리가 12mm인 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 대면적 LCD 기판 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공정챔버벽과 상기 서셉터 사이의 최단거리가 12mm인 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 대면적 LCD 기판 제조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 챔버리드, 상기 공정챔버벽, 및 상기 서셉터는 접지되고, 상기 플라즈마 전극과 상기 서셉터 사이의 커패시턴스 Ces와 상기 플라즈마 전극과 접지사이의 커패시턴스 Cew 사이에는 Cew/Ces ≒ 0.7의 관계가 성립하는 플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 챔버리드와 상기 플라즈마 전극 사이는 대기압이고, 상기 플라즈마 전극과 상기 공정챔버벽 사이는 진공영역인 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공정챔버벽에는 상기 플라즈마 전극이 거치되어 고정되는 절연체가 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 전극과 상기 공정챔버벽 사이 또는 상기 플라즈마 전극과 상기 챔버리드 사이 중 하나에 방전방지용 절연체가 삽입되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 방전방지용 절연체는 Al2O3, 테프론(Teflon), 베스펠(Vespel), Ultem 중 선택되는 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 전극과 상기 챔버리드 사이에 형성되는 공간의 압력과 상기 플라즈마 전극과 상기 챔버리드 사이의 최단거리와의 곱은 0.3mmHgcm 이하 또는 7mmHgcm 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 대면적 LCD기판 제조장치.
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