KR102448256B1 - 평면 디스플레이용 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 평면 디스플레이용 증착 장치는, 기판에 대한 증착공정이 진행되는 증착 공간 및 기판의 입출을 위한 승강 공간이 구비되는 챔버; 상기 기판이 지지되고, 상기 챔버에 대해 증착 공간과 증착 공간 사이에서 승강되며, 기판이 지지되는 기판 지지부; 및 상기 챔버의 내벽면과 기판 지지부의 외주면 사이에 구비되어, 상기 증착 공간과 승강 공간 사이를 분리하는 분리부재;를 포함함으로써, 가스에 대한 유로저항을 낮춰 증착 공정에 소요되는 시간을 단축하고, 해당 기판의 전 영역에 대한 증착 균일도를 높이며, 증착 공간의 높이를 낮춰 공급되는 가스의 반응률을 높이고, 가스가 증착 공간 이외의 공간으로 유동하는 것을 차단하여 증착 효율을 높이며, 가스가 원활하게 배출되어 챔버의 내부가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

Description

평면 디스플레이용 증착 장치{VAPOR DEPOSITION APPARATUS FOR FLAT DISPLAY}
본 발명은 증착 장치에 관한 것으로, 특히 대면적 기판을 증착하는 평면 디스플레이용 증착 장치에 관한 것이다.
평판디스플레이(FPD)기술은 크게 외부 빛이 있어야 동작하는 수광형과 자체적으로 빛을 내는 발광형으로 분류된다. 보편적으로 사용되는 TFT-LCD가 가장 대표적인 수광형 디스플레이 제품이고, 전광판 등에 많이 사용되는 발광다이오드(LED)가 발광형 제품이다.
발광다이오드는 발광층의 형성 물질에 따라 유기 발광다이오드(OLEDs)와 무기 발광다이오드((HyLEDs)로 구분될 수 있다. 그 중에서 유기 발광다이오드는 무기 발광다이오드에 비해 휘도, 구동 전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점을 가진다.
유기 발광다이오드는 발광소자가 구비된 기판, 발광소자의 상부에 증착되는 봉지부를 포함한다. 봉지부는 수많은 공정 중의 하나인 화학 기상 증착공정(Chemical Vapor Deposition Process)에 의해 형성된다. 증착공정은 외부의 고주파 전원에 의해 플라즈마(Plasma)화 되어 높은 에너지를 갖는 실리콘계 화합물 이온(ion)이 전극을 통해 증착 공간으로 분출되어 기판 상에 증착되는 공정이다. 이러한 공정은 화학 기상 증착공정을 수행하는 진공 챔버 내에서 이루어진다.
종래의 진공 챔버는 내부에 기판이 놓이고, 진공 챔버의 상면에는 가스주입부가 설치되며, 진공 챔버의 측면에는 증착 공정을 마친 가스가 증착 공간에서 배출되는 가스배기부가 설치되어 있다. 따라서, 가스주입부로부터 공급되는 가스가 기판의 상면에 형성되는 증착 공간을 거쳐 가스배기부를 통해 진공 챔버의 외부로 배출된다.
여기서, 기판은 하부 전극에 안착된 상태로 승강되면서 증착 위치와 반송 위치로 이동을 하게 되는데, 진공 챔버의 하측에는 기판이 하부 전극과 승강되도록 승강 공간이 형성되어 있다. 승강 공간은 증착 공간과 서로 연통되어 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 평면 디스플레이용 증착 장치는, 가스주입부가 진공 챔버의 상측에 형성됨에 따라 그 가스주입부로부터 공급되는 가스가 기판의 중앙부를 향해 분사되었다가 가장자리 방향으로 확산되는 가스 유동로를 가지게 된다. 이는 가스 직각으로 꺾여 흐르게 되므로 그만큼 가스에 대한 유로저항이 증가하게 되어 증착 공정이 지연되는 문제점이 있었다.
또, 가스분배판이 설치되더라도 가스배기부가 측면에 위치함에 따라 기판의 중앙부로 분사되는 가스는 가장자리 방향으로 확산되고, 이로 인해 기판의 중앙부에 비해 가장자리부에서의 증착율이 높아지게 되면서 그만큼 증착 균일도가 낮아지게 되는 문제점도 있었다.
또, 증착 공간에서의 가스유로가 복잡하게 되므로 그만큼 가스가 원활하게 흐를 수 있도록 하기 위해서는 비교적 넓은 증착 공간이 필요하게 되나, 이는 가스의 유동 높이가 높아 상층으로 흐르는 가스와 기판 사이의 거리가 멀어져 증착율이 저하되는 문제점도 있었다.
또, 종래의 평면 디스플레이용 증착 장치는, 기판의 상측인 증착 공간과 기판의 하측인 승강 공간이 서로 연통되는 구조이나, 이는 증착 공간으로 공급되는 가스의 일부가 증착 공간을 거치지 않고 곧바로 승강 공간으로 흘러 배출될 수 있고, 이로 인해 가스 공급량 대비 증착율이 저하되는 문제점도 있었다.
또, 승강 공간으로 유입되는 가스는 퍼지 공정으로도 충분히 배출되지 못하여 챔버의 내부공간에 잔류하게 되고, 이 가스가 챔버의 내부공간을 오염시키는 것은 물론 오염된 상태로 증착공정에서 증착 공간으로 이동하여 기판에 증착되면서 증착 순도(純度)를 저하시키는 문제점도 있었다.
본 발명의 목적은, 증착 공간에서의 가스 유동 궤적을 단순화하여 유로저항을 낮춤으로써 증착 공정에 소요되는 시간을 단축할 수 있는 평면 디스플레이용 증착 장치를 제공하려는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 증착 공정에서의 가스의 유동 유로를 선형화하여 증착 균일도를 높일 수 있는 평면 디스플레이용 증착 장치를 제공하려는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 증착 공간의 높이를 낮춰 공급되는 가스의 반응률을 높일 수 있는 평면 디스플레이용 증착 장치를 제공하려는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 증착 공간으로 공급되는 가스가 증착 공간 이외의 공간으로 유동하는 것을 차단할 수 있는 평면 디스플레이용 증착 장치를 제공하려는데 있다.
또, 본 발명의 다른 목적은, 공급되는 가스 또는 증착 공정을 마친 가스가 원활하게 배출될 수 있도록 하여 챔버의 내부가 오염되는 것을 방지할 수 있는 평면 디스플레이용 증착 장치를 제공하려는데 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 챔버의 내부공간을 상부 영역과 하부 영역으로 구획하는 분리판이 설치되는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이용 증착 장치가 제공될 수 있다.
이를 위해, 상기 분리판은 상기 챔버의 내벽면과 그 챔버의 내부공간에서 기판을 지지하는 하부 전극 사이에 설치될 수 있다.
또, 상기 챔버에는 가스가 상부 영역으로 안내되는 가스 입구와, 상기 상부 영역에서 가스가 배출되는 가스 출구가 더 구비되며, 상기 가스 입구와 가스 출구는 상기 챔버의 양쪽 측벽면에 서로 대면되게 각각 형성될 수 있다.
또, 상기 분리판의 상면 높이는 상기 가스 입구의 도출단 높이와 가스 출구의 도입단 높이보다 높지 않게 형성될 수 있다. 더 바람직하게는 상기 분리판의 상면 높이는 상기 가스 입구의 도출단 높이와 가스 출구의 도입단 높이와 같게 형성될 수 있다.
또, 상기 가스 입구와 가스 출구는 공급관 및 배기관과 각각 연결되고, 상기 공급관과 배기관은 상기 가스 입구 및 가스 출구와 동일 방향으로 연결될 수 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 기판에 대한 증착공정이 진행되는 증착 공간 및 기판의 입출을 위한 승강 공간이 구비되는 챔버; 상기 기판이 지지되고, 상기 챔버의 내부에서 상기 증착 공간과 승강 공간 사이에서 승강 가능하게 설치되는 기판 지지부; 및 상기 챔버의 내벽면과 기판 지지부의 외주면 사이에 구비되어, 상기 증착 공간과 승강 공간 사이를 분리하는 분리부재;를 포함하는 평면 디스플레이용 증착 장치가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 분리부재는 상기 챔버의 내벽면에서 상기 기판 지지부를 향해 돌출 형성되고, 상기 분리부재와 상기 기판 지지부 사이에는 실링부재가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 분리부재는 상기 챔버의 내벽면에 체결되고, 상기 분리부재와 챔버 사이에는 실링부재가 더 구비되며, 상기 분리부재와 기판 지지부 사이의 실링부재가 상기 분리부재와 챔버 사이의 실링부재에 비해 승강방향으로 더 돌출되도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 챔버에는 증착 공간과 연통되는 가스 입구와 가스 출구가 각각 형성되고, 상기 가스 입구와 가스 출구는 서로 대면되는 면에 각각 형성될 수 있다.
그리고, 상기 가스 입구의 도출단 높이 또는 상기 가스 출구의 도입단 높이는 상기 분리부재의 외측면 상단 높이와 동일하게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 분리부재의 내측면 상단높이는 상기 기판 지지부의 상면에 안착된 기판 또는 기판을 감싸는 마스크의 높이와 동일하게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 기판 지지부의 상면에는 상기 기판의 가장자리에 배치되는 마스크가 구비되고, 상기 분리부재에는 그 분리부재와 상기 마스크 사이의 절연을 위한 절연부재가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 가스 입구의 도입단에는 가스주입부를 이루는 공급 튜브가 연결되고, 상기 공급 튜브에는 가스공급을 안내하는 공급관이 연결되며, 상기 가스 출구의 도출단에는 가스배기부를 이루는 배기 튜브가 연결되고, 상기 배기 튜브에는 가스배출을 안내하는 배기관이 연결되며, 상기 공급관과 배기관 중에서 적어도 어느 한 쪽은 해당 튜브와 연결되는 부위가 상기 가스 입구 또는 가스 출구와 일직선상으로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 기판 지지부는 그라운드 역할을 하는 하부 전극을 이루고, 상기 하부 전극의 상측에는 고주파 인가 장치와 연결되는 상부 전극이 설치되며, 상기 하부 전극과 상부 전극 사이에 상기 증착 공간과 연통되는 가스 입구와 가스 출구가 위치하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 기판에 대한 증착공정이 진행되는 증착 공간, 상기 증착 공간에 연통되는 가스 입구 및 가스 출구, 상기 기판이 안착되는 하부 전극, 및 상기 하부 전극의 상측에 배치되어 그 하부 전극과 함께 플라즈마를 형성하는 상부 전극을 가지는 챔버; 상기 가스 입구에 연결되어 상기 증착 공간에 가스를 공급하는 가스주입부; 및 상기 가스 출구에 연결되어 상기 증착 공간의 가스를 배출하는 가스 배기부;를 포함하고, 상기 가스 입구와 가스 출구는 상기 챔버의 좌우 양측 벽면에 관통 형성되며, 상기 가스 입구와 가스 출구에 연결되는 부위의 가스주입부와 가스배기부는 상기 가스 입구와 가스 출구에 일직선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이용 증착 장치가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 하부 전극과 상부 전극 사이에 상기 증착 공간과 연통되는 가스 입구와 가스 출구가 위치하도록 형성되고, 상기 챔버의 내벽면과 상기 하부 전극의 외주면 사이에는 상기 증착 공간을 상기 하부 전극의 증착 위치로 정의하기 위한 분리부재가 더 구비될 수 있다.
본 발명에 의한 평면 디스플레이용 증착 장치는, 가스 입구와 가스 출구를 챔버의 양쪽 측면에 각각 형성하여 증착 공간에서의 가스 유동 궤적을 직선화함으로써, 가스에 대한 유로저항을 낮춰 증착 공정에 소요되는 시간을 단축할 수 있고, 해당 기판의 전 영역에 대한 증착 균일도를 높일 수 있으며, 증착 공간의 높이를 낮춰 공급되는 가스의 반응률을 높일 수 있다.
또, 가스 입구와 가스 출구에 연결되는 가스주입부와 가스배기부가 가스 입구 및 가스 출구와 동일방향으로 연결되도록 함으로써, 가스의 유동저항을 더욱 낮출 수 있다.
또, 챔버의 내부공간에 형성되는 증착 공간과 승강 공간을 분리함으로써, 증착 공간으로 공급되는 가스가 증착 공간 이외의 공간으로 유동하는 것을 차단할 수 있고, 이를 통해 공급되는 가스량 대비 증착 효율을 높일 수 있다.
또, 챔버의 내부공간으로 공급되는 가스 또는 증착 공정을 마친 가스가 원활하게 배출될 수 있도록 하여 챔버의 내부가 오염되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평면디스플레이용 증착장치를 정면에서 보인 단면도이고,
도 2는 도 1에 따른 챔버에서 기판의 안착위치로 하강한 상태를, 도 3은 기판의 증착위치로 부상한 상태를 보인 종단면도,
도 4는 도 1에 따른 증착장치에서 분리판을 보인 사시도,
도 5는 도 4에 따른 분리판이 설치된 상태를 보인 종단면도,
도 6은 도 5에서 하부 전극의 처짐이 발생한 상태를 설명하기 위해 보인 종단면도,
도 7은 본 실시예에 의한 평면 디스플레이용 증착 장치에서 가스 주입부와 가스 배기부를 보인 계통도,
도 8은 도 7의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도,
도 9는 도 7의 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도.
이하, 본 발명에 의한 평면 디스플레이용 증착 장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평면디스플레이용 증착장치를 정면에서 보인 단면도이고, 도 2는 도 1에 따른 챔버에서 기판의 안착위치로 하강한 상태를, 도 3은 기판의 증착위치로 부상한 상태를 보인 종단면도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 평면디스플레이용 증착장치(1)는 지지부(2)의 상면에 챔버(110)가 안착되어 고정된다. 지지부(2)에는 후술할 승 강유닛(3)이 설치된다.
챔버(110)는 그 내부에 형성되는 증착 공간(111)이 진공 분위기로 유지될 수 있도록 외벽이 외부와 차폐될 수 있다.
챔버(110)의 내부공간은 후술할 하부 전극(130)을 중심으로 상부 영역에는 증착 공정이 진행되는 증착 공간(111)이, 하부 영역에는 하부 전극(130)이 승강할 수 있는 공간인 승강 공간(112)이 형성될 수 있다.
증착 공간(111)과 승강 공간(112)은 서로 연통될 수도 있지만, 가스가 원활하게 유동할 수 있도록 하기 위해서는 증착 공간(111)과 승강 공간(112)은 분리되는 것이 바람직할 수 있다.
증착 공간(111)의 일측에는 후술할 가스 주입부(150)가 연통되는 가스 입구(115)가, 타측에는 후술할 가스 배기부(160)가 연통되는 가스 출구(116)가 각각 형성된다. 가스 입구(115)와 가스 출구(116)는 증착 높이를 최소한으로 줄이면서도 가스가 원활하게 주입 및 배출될 수 있도록 횡방향으로 긴 장방형으로 형성될 수 있다.
또, 챔버(110) 내 증착 공간(111)의 상부 영역에는 증착 대상인 기판(G)을 향해 소정의 실리콘계 화합물 이온(ion)을 방출하는 상부 전극(120)이 구비되고, 상부 전극(20)의 하측에는 기판(G)이 안착(Loading)되는 하부 전극(130)이 구비될 수 있다.
상부 전극(120)은 챔버(110)의 상부 영역, 보다 구체적으로는 챔버(110) 상벽에 결합될 수 있다. 여기서, 챔버(110)의 상벽과 상부 전극(120) 사이에는 상부 전극(120)이 챔버(110) 상벽에 직접 접촉하여 통전되는 것을 저지하는 절연체(미부호)가 더 구비될 수 있다. 절연체는 테프론 등으로 제작될 수 있다.
상부 전극(120)은 고주파 전원부(RF Power)(4)에 전기적으로 연결되고, 그 고주파 전원부(4)에서 인가된 소정의 고주파(RF, Radio Frequency) 전력에 기초한 중공 캐소드 방전(Hollow Cathode Discharge)에 의해 챔버(110)의 내부로 주입되는 공정가스를 플라즈마로 변화시키는 역할을 한다.
상부 전극(120)으로 인가되는 고주파 전력은 고주파 전원부(4)에서 공급될 수 있다. 즉, 고주파 전원부(4)는 전극인가 블록(41)에 의해 상부 전극(120)의 상면에 연결되어 증착 공정 시, 소정의 고주파 전력을 상부 전극(120)으로 직접 인가한다.
하부 전극(130)은 챔버(110) 내 증착 공간(111)에서 횡방향으로 배치되어 기판(G)을 지지하는 기판 지지부(131)와, 상단은 기판 지지부(131)의 중앙부에 고정되고 하단은 챔버(110)의 바닥을 관통하여 승강 유닛(3)에 연결되는 기판 승강부(132)로 이루어질 수 있다.
기판 지지부(131)의 상면은 기판(G)이 정밀하게 수평상태로 안착될 수 있도록 거의 정반으로 형성될 수 있다. 또, 기판 지지부(131)의 내부에는 히터(미도시)가 장착되어, 기판 지지부(131)를 소정의 증착온도인 대략 400 ℃로 가열한다.
기판 승강부(132)는 기판 지지부(131)의 중앙부 하면에 결합되고, 봉 또는 x통 형상으로 형성되어 기판 지지부(131)와 일체로 형성되거나, 또는 별개로 제작되어 기판 지지부(131)에 조립될 수 있다.
기판 승강부(132)는 하단이 챔버(110)의 하부에 구비되는 승강 유닛(3)에 결합될 수 있다.
한편, 하부 전극(130)의 상면에는 증착범위를 제한하는 마스크(5)가 안착되고, 마스크(51)의 하면에는 일정 간격을 두고 구비되어 마스크(5)를 지지하는 복수 개의 마스크 샤프트(51)가 결합되며, 마스크 샤프트(51)의 하단에는 마스크(5)를 승강시키는 마스크 승강부(52)가 설치될 수 있다.
마스크(5)는 제품에 따라 다양한 형상으로 형성되며, 통상 기판(G)의 테두리면을 따라 띠 모양으로 형성될 수 있다. 마스크(5)는 기판(G)의 상면에서 특정부위만 가리면 되므로 최대한 얇게 형성되는 것이 후술할 분리판(140)의 두께를 최소화할 수 있고, 이를 통해 가스의 유동 저항을 최소화할 수 있어 바람직할 수 있다.
상기와 같은 본 실시예에 의한 평면 디스플레이용 증착장치에서 증착 동작은 다음과 같다.
우선, 도 2와 같이, 승강 유닛(3)에 의해 하부 전극(130)이 챔버(110)의 승강 공간(112)의 하부 영역으로 하강되고, 이 상태에서 로봇아암(미도시)에 의해 이송된 증착 대상인 기판(G)이 하부 전극(130)의 기판 지지부(131) 상면에 안착된다.
다음, 하부 전극(130)에 기판(G)을 안착된 후, 로봇아암이 취출된다. 그러면 챔버(110)의 내부는 진공 분위기로 유지됨과 동시에 가스 주입부(150)를 통해 증착에 필요한 불활성 기체(He, Ar)가 충전된다.
다음, 도 3과 같이, 증착공정의 진행을 위해, 승강 유닛(3)이 동작하여 하부 전극(130)을 부상시킨다. 그러면 기판(G)은 기판 지지부(131)의 상면에 밀착된 상태로 하부 전극(130)과 함께 대략 도 과 같은 위치로 부상하게 된다. 그러면 승강 유닛(3)의 동작이 정지되고 기판(G)은 상부 전극(120)의 직하방에 위치하게 된다. 이때, 하부 전극(130)은 대략 400 ℃ 정도로 가열된다.
다음, 증착에 필요한 가스가 가스 입구(115)를 통해 증착 공간(111)으로 유입된다. 이때, 상부 전극(120)을 통해 전원이 인가된다. 그러면 기판(G)의 상면에 플라즈마가 형성되면서 실리콘 옥사이드가 기판(G)의 상면에 증착된다.
다음, 증착을 마친 가스는 가스 출구(116)를 통해 챔버(110)의 외부로 배출된다.
다음, 챔버(110)의 내부를 정화하기 위해 퍼지 가스가 공급되어 챔버(110)에 남아 있는 증착 가스는 물론 오염 물질을 배출시킨다.
다음, 새로운 증착을 위해 다른 증착 가스가 공급되어 배출되는 일련의 과정을 반복하면서 기판에 다수의 층을 층착시켜 소자 위에 봉지부를 형성하게 된다.
한편, 하부 전극(130)은 챔버(110)에 대해 승강되어야 하므로, 하부 전극(130)의 외주면, 즉 기판 지지부(131)의 외주면은 챔버(110)의 내벽면과의 사이에 이격공간(113)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 증착 공간(111)과 승강 공간(112)은 기판 지지부(131)의 외주면과 이에 대향되는 챔버(110)의 내벽면 사이에 형성되는 이격공간(113)을 통해 서로 연통될 수 있다.
하지만, 본 실시예는 후술할 분리판(140)에 의해 하부 전극(130)의 외주면과 챔버(110)의 내벽면 사이의 이격공간(113)이 차단되어, 결국 증착 공간(111)과 승강 공간(112)은 분리될 수 있다.
도 4는 도 1에 따른 증착장치에서 분리판을 보인 사시도이고, 도 5는 도 4에 따른 분리판이 설치된 상태를 보인 종단면도이며, 도 6은 도 5에서 하부 전극의 처짐이 발생한 상태를 설명하기 위해 보인 종단면도이다.
이들 도면을 참고하면, 챔버(110)의 내벽면에는 분리판(140)을 고정하는 분리판 고정면(이하, 고정면)(117)이 단차지게 형성되고, 고정면(117)에는 분리판의 가장자리가 볼트(B1)로 결합될 수 있다.
고정면(117)은 분리판(140)의 두께를 고려하여 가스 입구(115) 및 가스 출구(116)에 인접한 위치에 형성되는 것이 그 가스 입구(115) 및 가스 출구(116)와 분리판(140)과의 사이가 단차지지 않도록 하여 바람직할 수 있다. 이는, 가스 입구(115)와 분리판(140)의 사이, 또는 가스 출구(116)와 분리판(140)의 사이에 단차면이 형성되면 가스 입구(115)를 통해 공급되는 가스 또는 가스 출구(116)를 통해 배출되는 가스가 각각의 단차면에서 와류를 발생시키게 되고, 이로 인해 가스에 대한 유동저항이 증가하면서 증착 효율이 저하될 수 있기 때문이다.
분리판(140)은 도 4에서와 같이 대략 4각 띠 모양으로 형성될 수 있다.
또, 분리판(140)은 그 외측부는 챔버(110)의 내벽면에 구비된 고정면(117)에 볼트로 체결되는 반면, 내측부는 하부 전극(130)의 승강 동작에 따라 그 하부 전극(130)의 기판 지지부(131) 상면 가장자리에 착탈될 수 있다.
또, 분리판(140)의 하면(141)은 챔버(110)의 고정면(117) 및 기판 지지부(131)의 상면(131a)에 실링 결합되어야 하므로 편평하게 형성되지만, 상면(142)은 가스 입구(115)와 가스 출구(116)의 위치나 형상, 마스크(5)의 유무 및 두께 등에 따라 다양하게 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 5에서와 같이 가스 입구(115)의 하단 높이가 마스크(3)의 높이보다 소정의 높이차(h1)만큼 낮게 형성되는 경우에는, 분리판(140)의 외측 상면(142a)은 가스 입구(115)의 최저점(115a)과 동일한 높이에 위치할 수 있도록 낮게 형성되는 반면, 분리판(140)의 내측 상면(142b)은 마스크(5)의 상면(5a)과 동일한 높이에 위치할 수 있도록 외측 상면(142a)보다 높게 형성될 수 있다.
이 경우, 분리판(140)의 상면(142)은 외측에서 내측으로 갈수록 점차 높아지는 경사면(143)을 형성하게 되고, 이로 인해 가스 입구(115)를 통해 유입되는 가스는 분리판(140)의 경사면(143)을 따라 원활하게 마스크(5)의 안쪽으로 이동하여 증착공정이 이루어지게 된다.
여기서, 마스크(5)는 본 실시예에서 필수구성요소는 아니며, 경우에 따라서는 마스크와 그에 따른 마스크 샤프트와 마스크 승강부가 배제될 수도 있다.
다만, 마스크(5)가 구비되는 경우에는 후술하는 분리판(140)이 절연재로 형성되거나 또는 마스크(5)와의 사이에 놓이도록 별도의 절연부재가 분리판(140)에 설치되는 것이 바람직할 수 있다.
도 4는 분리판(140)의 내측 상면 모서리에 절연부재 안착면(144)이 형성되고, 그 절연부재 안착면(144)에 제1 절연부재(171)가 안착되어 볼트로 조립되는 예를 보인 도면이다. 이 경우, 제1 절연부재(171)는 그 내측면(171a)이 마스크(5)의 외측면(5a)과 면접촉되며, 하부 전극(130)의 상면(131a)에 구비되는 제2 절연부재(172)의 상면(172a)에 면접촉하도로 배치된다. 이에 따라, 플라즈마 형성시 상부 전극(120)과 하부 전극(130)에서만 방전이 유도되어 증착 효율이 더욱 향상될 수 있다.
한편, 분리판(140)의 외측 하면(141a)과 이에 대응하는 챔버(110)의 고정면(117) 사이에는 제1 실링부재(181)가 구비되고, 분리판(140)의 내측 하면(141b)과 이에 대응하는 하부 전극(130)의 상면(131a) 사이에는 제2 실링부재(182)가 구비될 수 있다. 이로써, 분리판(140)과 고정면(117) 사이 또는 분리판(140)과 하부 전극(130) 사이에 가공오차로 인한 틈새가 발생되더라도 챔버(110)의 상부 영역인 증착 공간(111)과 하부 영역인 승강 공간(112) 사이를 확실하게 분리할 수 있다.
제1 실링부재(181)와 제2 실링부재(182)는 모두 오-링으로 형성되거나 가스켓으로 형성될 수도 있다. 하지만, 제2 실링부재(182)는 하부 전극(130)이 움직이는 가변 부재이므로 제1 실링부재(181)에 비해 탄력을 가지는 더 가지는 재질로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
그리고, 제1 실링부재(181)와 제2 실링부재(182)는 동일한 단면적을 가지거나 동일한 직경을 가지도록 형성될 수도 있지만, 도 6에서와 같이 하부 전극(130)의 가장자리가 처지는 것을 고려하면 제1 실링부재(181)의 단면적 또는 직경보다는 제2 실링부재(182)의 단면적 또는 직경이 더 크게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
예를 들어, 하부 전극(130)은 그 기판 지지부(131)의 중앙에 기판 승강부(132)가 결합됨에 따라 가로와 세로가 1800mm × 1000mm인 대면적 기판(G)을 증착하는 경우 기판 지지부(131)의 가장자리에서 처짐이 발생될 수 있다.
그러면 하부 전극(130)의 상면 높이가 고정면(117)의 높이와 동일한 높이로 형성되더라도 결국 하부 전극(130)의 가장자리 높이는 고정면(117)의 높이에 비해 소정의 높이차(h2)만큼 낮아지게 되므로, 이 하부 전극(130)이 처지는 만큼 제2 실링부재(182)가 보상을 해주어야 한다. 따라서, 제2 실링부재(182)는 제1 실링부재(181)에 비해 처짐량 만큼 보상할 수 있는 정도의 높이, 즉 단면적 또는 직경을 가지도록 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
또, 도 4 및 도 5에서와 같이 분리판(140)의 하면(141)에는 제1 실링부재(181)와 제2 실링부재(182)가 각각 삽입되어 고정될 수 있도록 제1 고정홈(145a)과 제2 고정홈(145b)이 외측과 내측에 각각 형성될 수 있다. 각각의 고정홈(145a)(145b)은 제1 실링부재(181)와 제2 실링부재(182)가 삽입된 상태를 유지할 수 있도록 단면적이 깊이방향으로 확장되게 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이, 챔버(110)의 내벽면과 상부 전극(120)의 외주면 사이를 분리하는 분리판(140)이 설치됨에 따라, 가스 입구(115)를 통해 주입되는 가스는 분리판(140)에 의해 챔버(110)의 하부 영역인 승강 공간(112)으로 흘러나가지 못하고 상부 영역인 증착 공간(111)으로만 유동하게 된다.
이로써, 공정 가스가 증착 공정과 관련없는 승강 공간(112)으로 누설되는 것을 방지하여 가스의 공급량 대비 증착효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 챔버(110)가 오염되는 것을 억제할 수 있다.
한편, 증착 작업을 위해 가스가 가스 입구로 유입되는 과정과 증착 작업을 마친 가스가 가스 출구를 통해 배출되는 과정에서도 가스에 대한 유동저항을 최소한으로 줄이는 것이 전체적인 증착 효율을 높이는데 바람직할 수 있다.
도 7은 본 실시예에 의한 평면 디스플레이용 증착 장치에서 가스 주입부와 가스 배기부를 보인 계통도이고, 도 8은 도 7의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도이며, 도 9는 도 7의 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 증착 장치는, 챔버(110)의 가스 입구(115)에 연결되어 증착 공간(111)에 증착가스를 공급하는 가스 주입부(150)와, 챔버(110)의 가스 출구(116)에 연결되어 증착 공간(111)에서 증착공정을 마친 가스를 배기시키는 가스 배기부(160)를 포함한다.
여기서, 챔버(110)의 가스 입구(115)와 가스 출구(116)는 전체 단면적이 서로 동일하게 형성되고, 서로 동일한 높이(h3)에서 일직선상에 형성되는 것이 증착 공간(111)에서의 가스흐름을 신속하게 할 수 있어 바람직할 수 있다.
또, 가스 입구(115)는 그 도입단(115b)의 단면적에 비해 도출단(115c)의 단면적이 크게 형성되는 것이 가스의 유동저항을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 도출단(115c)에서의 와류발생을 억제할 수 있어 바람직할 수 있다.
또, 가스 입구(115)의 도출단(115c)은 후술할 분리판(140)과 접하는 부위에서 단차가 발생하지 않도록 하는 것이 가스의 유동저항을 줄일 수 있어 바람직할 수 있다. 이를 위해, 가스 입구(115)의 도출단(115c) 높이와 분리판(140)의 상면 높이는 전술한 바와 같이 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.
또, 가스 출구(116)는 가스 입구(115)와 반대 모양으로 형성되는 것이 유로저항을 줄일 수 있다. 즉, 가스 출구(116)의 도입단(116b) 단면적에 비해 도출단(116c)의 단면적이 더 넓게 형성될 수 있다.
한편, 가스 주입부(150)는 공급 탱크(미도시)와, 공급 탱크의 출구에 연결되는 공급관(151)으로 이루어질 수 있다.
공급관(151)은 공급 탱크의 출구에 연결되는 메인 공급관(155)과, 메인 공급관(155)에서 분관되는 복수 개의 서브 공급관(156)과, 일측은 서브 공급관(156)에 연통되고 타측은 각각의 가스 입구(115)에 연결되는 공급 튜브(157)로 이루어질 수 있다.
도 8에서와 같이, 서브 공급관(156)은 공급 튜브(157)의 횡방향 측면, 즉 가스 입구(115)와 일직선상을 이루는 측면에 연결되는 것이 공급되는 가스의 유동저항을 최소화할 수 있어 바람직할 수 있다. 물론 메인 공급관(155) 역시 서브 공급관(156)과 같이 가스 입구(115)와 일직선상으로 연결되는 것이 바람직할 수 있다.
공급 튜브(157)는 가스 입구(115)와 동일한 형상, 즉 횡방향으로 긴 장방형으로 원통 모양으로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 가스 배기부(160)는 배기 펌프(161)와, 배기 펌프(161)의 입구에 연결되는 배기관(162)으로 이루어질 수 있다.
배기관(162)은 배기 펌프(161)의 입구에 연결되는 메인 배기관(165)과, 메인 배기관(165)에서 분관되는 복수 개의 서브 배기관(166)과, 일측은 서브 배기관(166)에 연통되고 타측은 각각의 가스 출구(116)에 연결되는 배기 튜브(167)로 이루어질 수 있다.
서브 배기관(166)은 배기 튜브(167)의 횡방향 측면, 즉 가스 출구(116)와 일직선상을 이루는 측면에 연결되는 것이 공급되는 가스의 유동저항을 최소화할 수 있어 바람직할 수 있다.
배기 튜브(167)는 가스 출구(116)와 동일한 형상, 즉 횡방향으로 긴 장방형으로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
상기와 같이, 공급관(151)과 배기관(162)이 각각 가스 입구(115) 및 가스 출구(116)의 개구방향과 일치하는 방향으로 일직선상에 연결됨에 따라, 증착 공간(111)으로 공급되는 가스 또는 증착 공간(111)에서 배출되는 가스에 대한 유동저항을 최소한으로 줄여 증착 공정이 신속하게 진행될 수 있다.
또, 가스 입구(115)와 가스 출구(116)는 가스가 챔버(110)의 내부에서 와류를 형성하지 않도록 형성됨에 따라, 가스에 대한 유동저항을 더욱 줄여 가스가 신속하게 유동하면서 증착 공정 시간을 더욱 단축할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
3 : 승강 유닛 5 : 마스크
52 : 마스크 승강부 110 : 챔버
111 : 증착 공간 112 : 승강 공간
113 : 이격 공간 115 : 가스 입구
116 : 가스 출구 117 : 분리판 고정면
120 : 상부 전극 130 : 하부 전극
140 : 분리판 143 : 경사면
144 : 절연부재 안착면 150 : 가스 주입부
151 : 공급관 160 : 가스 배기부
161 : 배기 펌프 162 : 배기관

Claims (11)

  1. 판에 대한 증착공정이 진행되는 증착 공간 및 기판의 입출을 위한 승강 공간이 구비되는 챔버;
    상기 기판이 지지되고, 상기 챔버의 내부에서 상기 증착 공간과 승강 공간 사이에서 승강 가능하게 설치되는 기판 지지부; 및
    상기 챔버의 내벽면과 기판 지지부의 외주면 사이에 구비되어, 상기 증착 공간과 승강 공간 사이를 분리하는 분리부재;를 포함하고,
    상기 챔버에는 증착 공간과 연통되는 가스 입구와 가스 출구가 각각 형성되며,
    상기 가스 입구와 가스 출구는 서로 대면되는 면에 각각 형성되고,
    상기 가스 입구와 가스 출구는 반대모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는
    평면 디스플레이용 증착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분리부재는 상기 챔버의 내벽면에서 상기 기판 지지부를 향해 돌출 형성되고,
    상기 분리부재와 상기 기판 지지부 사이에는 실링부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이용 증착 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 분리부재는 상기 챔버의 내벽면에 체결되고, 상기 분리부재와 챔버 사이에는 실링부재가 더 구비되며,
    상기 분리부재와 기판 지지부 사이의 실링부재가 상기 분리부재와 챔버 사이의 실링부재에 비해 승강방향으로 더 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이용 증착 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가스 입구의 도출단 높이 또는 상기 가스 출구의 도입단 높이는 상기 분리부재의 외측면 상단 높이와 동일하게 형성되고,
    상기 가스 입구는 도입단의 단면적에 비해 도출단의 단면적을 넓게 형성하며,
    상기 가스 출구는 도입단의 단면적에 비해 도출단의 단면적을 넓게 형성하는는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이용 증착 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 분리부재의 내측면 상단높이는 상기 기판 지지부의 상면에 안착된 기판 또는 기판을 감싸는 마스크의 높이와 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이용 증착 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기판 지지부의 상면에는 상기 기판의 가장자리에 배치되는 마스크가 구비되고,
    상기 분리부재에는 그 분리부재와 상기 마스크 사이의 절연을 위한 절연부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이용 증착 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 가스 입구의 도입단에는 가스 주입부를 이루는 공급 튜브가 연결되고, 상기 공급 튜브에는 가스공급을 안내하는 공급관이 연결되며,
    상기 가스 출구의 도출단에는 가스 배기부를 이루는 배기 튜브가 연결되고, 상기 배기 튜브에는 가스배출을 안내하는 배기관이 연결되며,
    상기 공급관과 배기관 중에서 적어도 어느 한 쪽은 해당 튜브와 연결되는 부위가 상기 가스 입구 또는 가스 출구와 일직선상으로 연결되는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이용 증착 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 지지부는 그라운드 역할을 하는 하부 전극을 이루고, 상기 하부 전극의 상측에는 고주파 인가 장치와 연결되는 상부 전극이 설치되며,
    상기 하부 전극과 상부 전극 사이에 상기 증착 공간과 연통되는 가스 입구와 가스 출구가 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이용 증착 장치.
  9. 기판에 대한 증착공정이 진행되는 증착 공간, 상기 증착 공간에 연통되는 가스 입구 및 가스 출구, 상기 기판이 안착되는 하부 전극, 및 상기 하부 전극의 상측에 배치되어 그 하부 전극과 함께 플라즈마를 형성하는 상부 전극을 가지는 챔버;
    상기 가스 입구에 연결되어 상기 증착 공간에 가스를 공급하는 가스 주입부; 및
    상기 가스 출구에 연결되어 상기 증착 공간의 가스를 배출하는 가스 배기부;를 포함하고,
    상기 가스 입구와 가스 출구는 상기 챔버의 좌우 양측 벽면에 관통 형성되며, 상기 가스 입구와 가스 출구에 연결되는 부위의 가스 주입부와 가스 배기부는 상기 가스 입구와 가스 출구에 일직선으로 연결되고,
    상기 챔버의 내벽면과 상기 하부 전극의 외주면 사이에는 상기 증착 공간을 상기 하부 전극의 증착 위치로 정의하기 위한 분리부재가 더 구비되며,
    상기 상부 전극 및 하부 전극에서만 방전이 유도되는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이용 증착 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하부 전극과 상부 전극 사이에 상기 증착 공간과 연통되는 가스 입구와 가스 출구가 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이용 증착 장치.
  11. 삭제
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