KR101196198B1 - 에지프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판안치대를 포함하는 챔버의 내부에서, 상기 기판안치대 상에 안착되는 기판의 단부에 설치되는 에지프레임에 있어서, 상기 기판을 노출시키는 개방부를 가진 동체(胴體); 상기 동체에서 상기 개방부의 내주연을 따라 선택적으로 설치되는 보상영역을 포함하는 에지프레임을 제공한다.

본 발명에 따르면, 에지프레임의 모서리 부근에서 박막불균일 영역이 최소화되므로 기판의 실제 사용면적이 증가하여 원가절감에 기여할 수 있을 뿐만 아니라 하나의 기판에서 얻을 수 있는 액정패널의 크기를 최대화할 수 있게 된다.

에지프레임, 보상영역

Description

에지프레임{Edge frame}

도 1은 기판처리장치의 구성도

도 2a 및 도 2b는 에지프레임의 평면도 및 단면도

도 3은 기판안치대와 에지프레임이 상승한 모습을 나타낸 도면

도 4는 기판안치대와 에지프레임의 결합관계를 나타낸 도면

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 에지프레임의 평면도

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에지프레임의 평면도

도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에지프레임의 평면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 에지프레임 110 : 동체

112 : 내주연 112a : 돌출부

112b : 만곡부 114 : 외주연

120 : 개방부 130 : 보상영역

본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)를 제조하기 위해 기판을 처리하는 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기판처리장치에 사용되는 에지프레임에 관한 것이다.

액정표시장치는 박막트랜지스터가 어레이되는 제1 기판, 컬러필터가 형성되는 제2 기판, 제1,2 기판의 사이에 충진되는 액정층으로 이루어지며, 이러한 기판을 제조하기 위해서는 모재가 되는 기판에 박막증착공정 및 패터닝을 위한 식각공정을 수회 내지 수십 회 반복하여야 한다.

특히 이들 공정은 해당공정을 위해 최적의 환경으로 설계된 기판처리장치의 내부에서 진행된다.

도 1은 이러한 기판처리장치 중에서 플라즈마를 이용하여 박막을 증착하는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)장치(10)의 구성을 개략적으로 도시한 것으로서, 반응공간을 가지는 챔버(11)의 내부에 기판(s)을 안치하는 기판안치대(12)가 구비되고, 기판안치대(12)의 상부에는 다수의 분사홀을 가지는 가스분배판(13)이 설치되며, 챔버(11)의 하부에는 잔류가스를 배출하기 위한 배기구(19)가 설치된다.

가스분배판(13)은 주변부가 플라즈마 전극(14)의 하부에 고정되며, 가스분배판(13)과 플라즈마 전극(14)의 사이에는 원료물질을 균일하게 분사하기 위하여 버퍼공간이 형성된다. 플라즈마 전극(14)의 중앙부에는 상기 버퍼공간으로 원료물질 을 공급하는 가스공급관(15)이 관통하여 설치된다.

플라즈마 전극(14)에는 RF전원(16)이 연결되며, 플라즈마 전극(14)과 RF전원(16)의 사이에는 임피던스를 정합시키는 매처(17)가 설치된다.

따라서 미도시된 도어를 통해 반입된 기판(s)이 기판안치대(12)의 상면에 안치되면, 진공펌핑을 통해 공정분위기를 형성한 다음 가스분배판(13)을 통해 원료물질을 분사함과 동시에 RF전원(16)에서 플라즈마 전극(14)으로 RF전력을 공급한다.

이때 플라즈마 전극(14)과 접지된 기판안치대(12)의 사이에 형성되는 RF전기장에 의하여 가속된 전자가 중성기체와 충돌함으로써 활성종 및 이온의 혼합체인 플라즈마가 발생하며, 이렇게 생성된 활성종 및 이온이 기판(s)으로 입사하여 박막을 증착한다.

한편, 챔버의 내부에는 에지프레임(18)이 설치되는데, 상기 에지프레임(18)은 챔버 내측벽에서 돌출된 거치대(20)의 상부에 고정되지 않은 채 거치된다.

에지프레임(18)은 기판안치대(12)에 안치된 기판(s)의 가장자리를 커버하는 역할을 하며, 이는 기판(s)의 하부에서 플라즈마가 발생하여 기판 배면을 버닝(burning)시키는 현상을 방지하는 한편, 기판(s)의 휨을 방지하기 위한 것이다.

도 2a 는 이러한 에지프레임(18)의 평면도이고 도 2b는 도 2a의 I-I선에 따른 단면도이다.

이에 의하면, 에지프레임(18)은 장방형 동체(胴體)의 중앙부에 기판(s)을 노출시키는 개방부(18c)가 형성된 것으로서, 상기 동체는 몸체부(18a), 상기 몸체부 (18a)에 비하여 상대적으로 얇은 두께를 가지며 몸체부(18a)에서 상기 개방부(18c) 쪽으로 돌출되는 덮개부(18b)로 이루어진다.

에지프레임(18)은 통상 아노다이징 처리된 알루미늄 재질로 제조되며,상면이 플라즈마에 노출되므로 아킹을 방지하기 위하여 몸체부(18a)와 덮개부(18b)의 상면은 평탄하게 가공된다.

또한 에지프레임(18)은 기판안치대(12)가 공정을 마치고 하강한 상태에서는 도 1과 같이 챔버 내측벽의 거치대(20)에 거치되어 있다가, 기판안치대(12)가 공정영역으로 상승하면 도 3에 도시된 바와 같이 기판안치대(12)에 의해 들어올려져서 기판안치대(12)와 함께 상승한다.

공정을 마치면 기판안치대(12)와 함께 하강하지만 일정거리를 하강하면 에지프레임(18)은 챔버 내측벽의 거치대(20)에 걸려서 더 이상 하강하지 않고 기판안치대(12)와 분리된다.

기판안치대(12)와 에지프레임(18)의 결합관계를 도 4를 참조하여 살펴보면, 기판안치대(12)의 가장자리에는 에지프레임의 몸체부(18a)에 대응하는 단차(12a)가 형성되어 있으며, 기판안치대(12)가 상승하면 상기 단차(12a)에 에지프레임의 몸체부(18a)가 거치되어 기판안치대(12)와 함께 상승하게 된다.

덮개부(18b)는 기판(s)에 접하지 않은 채 기판(s)의 표면으로부터 대략 0.8mm 정도 이격된 상태를 유지하며, 덮개부(18b)가 기판(s)의 가장자리를 커버하는 폭은 대략 3mm 내지 9mm 정도이다.

그런데 이와 같이 에지프레임(18)이 기판(s)의 주변부를 덮게 되면 기판의 사용영역은 그만큼 줄어드는 문제점이 있다. 특히 에지프레임(18)에 의해 커버되지 않은 영역이라고 하더라도 모두 사용될 수 있는 것은 아니고, 에지프레임(18)의 내주연으로부터 소정 폭만큼의 불사용 영역이 발생한다.

이는 도 4에 도시된 바와 같이 기판(s)에 빗금으로 표시된 박막을 증착하는 경우에 덮개부(18b)의 단부로부터 소정 거리까지는 증착되는 박막의 두께가 매우 불균일하므로 실제 액정패널을 제작할 때는 이 영역도 제외시켜야만 하기 때문이다.

이와 같이 박막의 두께가 불균일해지는 것은 덮개부(18b)의 단부 근방에서 플라즈마가 왜곡(distortion)되고 반응가스가 고갈(depletion)되기 때문인데, 특히 에지프레임(18)의 두 변이 만나는 모서리 부근에서는 이러한 현상이 더욱 심해지기 때문에 불사용 영역이 더욱 넓어지게 된다.

따라서 실제로 액정패널을 제작할 때에는 기판(s)의 가장자리로부터 약 15mm 정도의 폭은 제외하고 나머지 내측 부분만을 사용하게 되는데, 이로 인해 제조비용이 증가할 뿐만 아니라 대면적 액정패널을 제조하는데 한계요인으로 작용한다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 에지프레임으로 인해 기판의 주변부에서 발생하는 불균일 공정영역을 최소화함으로써 원가절감을 도모하고 나아가 하나의 기판에서 최대한 넓은 액정패널을 생산할 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 기판안치대를 포함하는 챔버의 내부에서, 상기 기판안치대 상에 안착되는 기판의 단부에 설치되는 에지프레임에 있어서, 상기 기판을 노출시키는 개방부를 가진 동체(胴體); 상기 동체에서 상기개방부의 내주연을 따라 선택적으로 설치되는 보상영역 을 포함하는 에지프레임을 제공한다.

상기 동체는 제1영역과 제2영역으로 구분되고, 상기 제1영역에 상기 보상영역이 설치되고, 상기 제1영역과 상기 기판의 제1중첩영역은 상기 제2영역의 상기 기판의 제2중첩영역보다 더 작은 것을 특징으로 한다.

상기 동체의 상기 내주연과 상기 동체의 외주연의 폭에 있어서, 상기 제1중첩영역이 상기 제2중첩영역보다 작은 것을 특징으로 한다.

상기 제1영역은 상기 기판의 모서리영역과 대응되고, 상기 제2영역은 상기 기판의 변영역과 대응되는 것을 특징으로 한다.

상기 보상영역이 설치되는 상기 제1 영역은 상기 기판과 중첩되지 않는 부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 기판안치대를 포함하는 챔버의 내부에서, 상기 기판안치대 상에 안착되는 기판의 단부에 설치되는 에지프레임에 있어서, 상기 기판을 노출시키는 개방부를 가지고 제1영역과 제2영역으로 구분되며, 상기 제1영역과 상기 기판의 제1중첩영역은 상기 제2영역의 상기 기판의 제2 중첩영역보다 더 작은 것을 특징으로 한다.

상기 제1영역은 상기 기판의 모서리영역과 대응되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1영역과 제2영역은 교번되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1영역은 상기 동체의 내주연에서 상기 동체의 외주연 방향으로 확장되는 사각 또는 원 형상인 것을 특징으로 한다.

상기 기판의 모서리영역과 대응되는 상기 제1영역은 상기 기판과 비중첩 영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 에지프레임(100)의 평면을 도시한 것으로서, 장방형 동체(110)의 중앙부에 기판(s)을 노출시키는 개방부(120)가 형성되는 점은 종래와 동일하다. 다만 동체(110)의 내주연(112)을 따라 보상영역(130)이 선택적으로 형성되는 점에 특징이 있다.

에지프레임(100)의 모서리 부근에서 기판(s)의 불사용 영역이 더 넓게 나타나기 때문에 상기 보상영역(130)은 도시된 바와 같이 내주연(112)의 모서리영역에 형성되는 것이 바람직하지만 변(邊) 영역에 형성하는 것이 배제되지는 않는다.

보상영역(130)의 형상은 특히 제한되지 않으며, 모서리 부분에서 균일한 박막 영역을 최대한으로 넓히기 위하여 내주연(112)의 모서리영역에서 바깥쪽, 즉 외주연(114) 방향으로 사각형 또는 원형으로 만곡된 형상을 가지면 된다.

보상영역(130)에서는 기판(s)과 동체(110)가 중첩되는 면적의 크기가 다른 영역보다 더 작아지게 된다. 즉, 도 5와 같이 에지프레임(100)의 모서리영역에 보상영역(130)이 형성되면, 에지프레임의 내주연(112)과 외주연(114) 사이의 폭, 즉 최단거리는 모서리 영역에서는 d₁이고, 변 영역에서는 이보다 큰 d₂가 된다. 따라서 기판(s)과 동체(110)가 중첩되는 폭은 변 영역에서 더 크다.

도 5에서는 에지프레임 동체(110)의 내주연(112)은 모든 영역에서 기판(s)의 가장자리와 중첩되는 것으로 도시되었으나, 도 6에 도시된 바와 같이 모서리의 보상영역(130)을 좀더 확장시키면 보상영역(130)에서 동체(110)의 내주연(112)과 기판(s)이 중첩되지 않을 수도 있다.

모서리영역에 보상영역(130)을 형성하는 이외에, 변 영역의 내주연(112)에 도 7에 도시된 바와 같이 요철을 형성할 수도 있다.

상기 요철은 에지프레임(100)의 내주연(112)에 개방부(120)쪽을 향하는 돌출부(112a)와 외주연(114)쪽을 향하는 만곡부(112b)를 교대로 형성함으로써 이루어진다.

이는 에지프레임 동체(110)의 변영역이 기판(s)의 주변부를 덮는 면적을 줄임으로써 균일한 박막영역을 최대한 넓히기 위한 것이다.

돌출부(112a)와 만곡부(112b)에서 에지프레임(100)은 동체(110)의 폭이 달라지기 때문에, 기판(s)과 에지프레임의 동체(110)가 중첩되는 영역은 만곡부(112b)보다 돌출부(112a)에서 더 커진다.

상기 돌출부(112a)는 10cm 정도의 폭을 가지는 것이 바람직하며, 각 돌출부(112a)의 간격은 20 내지 50cm 정도로 형성되는 것이 바람직하다. 돌출부(112a) 또는 만곡부(112b)가 하부의 기판(s)을 커버하는 폭은 3mm 내지 9mm 정도인 것이 바람직하다.

도 7은 에지프레임(100)의 내주연이 기판(s)의 주변부와 모두 중첩되는 경우를 도시한 것이지만, 도 8과 같이 만곡부(112b)를 보다 깊게 형성하여 만곡부(112b)에서는 기판(s)과 중첩되지 않도록 형성할 수도 있다.

한편, 에지프레임(100)의 상면은 플라즈마에 노출되므로 전술한 바와 같이 돌출부(112a), 만곡부(112b), 보상영역(130)의 단부를 라운드처리하여 아킹이 발생하지 않도록 주의하여야 한다.

본 발명에 따르면, 에지프레임의 모서리 부근에서 박막불균일 영역이 최소화되므로 기판의 실제 사용면적이 증가하여 원가절감에 기여할 수 있을 뿐만 아니라 하나의 기판에서 얻을 수 있는 액정패널의 크기를 최대화할 수 있게 된다.

Claims (10)

1. 기판안치대를 포함하는 챔버의 내부에서, 상기 기판안치대 상에 안착되는 기판의 단부에 설치되는 에지프레임에 있어서,

   상기 기판을 노출시키는 개방부가 형성되고 외주연과 내주연을 가지는 동체(胴體); 및

   상기 동체는 모서리 및 변 영역을 포함하고 상기 모서리 영역에 대응되는 상기 동체에 형성되며, 상기 모서리 영역에 대응되는 상기 외주연과 내주연 사이의 제 1 거리가 상기 변 영역에 대응되는 상기 외주연과 상기 내주연 사이의 제 2 거리보다 작게 형성되는 보상영역;

   을 포함하는 에지 프레임.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보상영역이 형성되는 상기 모서리 영역에서 상기 기판과 상기 동체가 중첩되는 제 1 거리는 상기 변 영역에서 상기 기판과 상기 동체가 중첩되는 제 2 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 에지 프레임.
3. 제1항에 있어서,

   상기 보상영역은 상기 모서리 영역에 대응되는 상기 내주연으로부터 상기 외주연의 방향으로 만곡된 사각형 또는 원형 형상인 것을 특징으로 하는 에지 프레임.
4. 제1항에 있어서,

   상기 보상영역에서 상기 기판과 상기 동체가 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 에지 프레임.
5. 삭제
6. 기판안치대를 포함하는 챔버의 내부에서, 상기 기판안치대 상에 안착되는 기판의 단부에 설치되는 에지프레임에 있어서,

   상기 기판을 노출시키는 개방부가 형성되고 외주연과 내주연을 가지는 동체(胴體);

   상기 개방부에서 돌출되는 다수의 돌출부; 및

   상기 다수의 돌출부 사이에 위치하고 상기 내주연에서 상기 외주연의 방향으로 확장되는 다수의 보상영역;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 에지 프레임.
7. 제6항에 있어서,

   상기 다수의 보상영역에 대응되는 상기 외주연과 상기 내주연 사이의 제 1 거리는 상기 다수의 돌출부에 대응되는 상기 외주연과 상기 내주연 사이의 제 2 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 에지 프레임.
8. 제6항에 있어서,

   상기 다수의 돌출부 및 보상영역은 교번되어 설치되는 것을 특징으로 하는 에지 프레임.
9. 제6항에 있어서,

   상기 다수의 보상영역에서 상기 기판과 상기 동체가 중첩되는 제 1 거리는 상기 다수의 돌출부에서 상기 기판과 상기 동체가 중첩되는 제 2 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 에지 프레임.
10. 제6항에 있어서,

    상기 다수의 보상영역에서 상기 기판과 상기 동체가 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 에지 프레임.

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