KR20040110685A - 건식 박막식각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 챔버와, 상기 챔버 내로 반응가스를 주입하는 가스주입부와, 상기 챔버의 하부에 마련되는 하부전극을 포함하는 박막식각장치에 관한것으로서, 상기 챔버내의 반응가스를 배출하도록 상기 챔버 하면과 상기 챔버 측벽의 하부 중 적어도 어느 한 곳에 상기 챔버 하면의 가장자리를 따라 마련된 복수의 슬릿형 가스배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 챔버내의 반응가스를 배출함에 있어서, 챔버내에 고루 퍼져있는 반응가스를 효율적으로 배출할수 있는 액정표시장치용 건식 박막식각장치가 제공된다.

Description

건식 박막식각장치 {Dry Etching Apparatus}

본 발명은, 박막식각장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 챔버내의 반응가스를 원활하게 배출하는 액정표시장치의 박막식각장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는(LCD)는 인가전압에 따른 액정의 투과도 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러 가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전자소자를 말하여, 백라이트유닛과 액정표시패널 및 케이싱 등으로 구분된다.

이러한 액정표시장치의 액정표시패널(TFT 기판 등) 기판의 제조공정은 박막증착, 포토, 시각등의 공정을 포함하여 구성되며, 청정도를 유지하기위한 세정공정과 공정 전후의 결과 및 이상 여부를 확인하기 위한 검사공정을 포함한다.

박막을 식각하는 방법에는 대표적으로 건식 박막식각과 습식 박막식각이 있다. 건식 박막식각은 진공챔버의 내부에 기판을 위치시키고 그 진공챔버의 내부에 공정가스를 주입시킨 상태에서 상부 및 하부전극에 전원을 인가하여 상부전극과 하부전극 사이에 발생되는 플라즈마에 의해 기판의 박막 중 불필요한 박막을 제거하는 방식이다.

습식 박막식각은 용기에 산성용액을 채운 후 식각하고자 하는 기판을 일정시간 담그게 되면 박막중 불필요한 부분이 산성용액에 의해 제거되는 방식이다.

도 1은 종래기술에 의한 건식 박막식각장치의 간략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 건식 박막식각장치는 건식 박막식각공정을 수행하기 위한 챔버(1)와, 챔버(1) 내의 상측 및 하측에 상호 이격되어 마련된 상부전극(2) 및 하부전극(3)과, 챔버(1)내로 공정가스를 주입하는 가스주입부(4)와, 공정가스를 배출하기 위한 가스배출부(5)를 포함한다.

식각공정이 시작되면 가스주입부(4)를 통해 챔버(1)내로 공정가스가 유입되고, 상부전극(2)과 하부전극(3)에 전원을 인가하면 플라즈마가 발생되어 하부전극(3)의 상면에 배치된 박막기판(미도시)을 식각하게 된다. 식각공정이 끝나면 챔버(1)내의 공정가스는 가스배출부(5)를 통해 챔버(1) 밖으로 배출된다.

가스배출부(5)는 챔버(1) 하부의 각 모서리에 마련되고, 챔버(1)내부를 일정압력으로 유지함과 아울러 배기가스를 배출하기 위하여 펌핑용 펌프(미도시)와 결합되어 있다.

한편, 액정표시장치의 기판이 대형화되어 가는 추세로 인해, 대형화된 기판을 식각하는 건식 박막식각장치도 큰 챔버(1)를 포함하도록 대형화 되어 간다.

하지만, 종래의 건식 박막식각장치에서는, 대형화 된 챔버(1)내에 다량으로 유입된 공정가스를 배출함에 있어서, 챔버 하부의 모서리에 마련된 가스배출부(5)만으로는 배기가 원활하게 이루어지지 않아 챔버(1)내의 공정가스의 균일도가 일정치 않은 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 대형화된 건식 박막식각장치에 있어서, 챔버내의 배출가스를 원활하게 배출할 수 있는 건식 박막식각장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래기술에 따른 건식 박막식각장치의 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치용 기판의 제조공정을 도시한 블록도,

도 3은 본 발명에 따른 건식 박막식각장치의 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 건식 박막식각장치의 하면을 도시한 평면도,

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 건식 박막식각장치의 하면을 도시한 평면도,

도 6는 본 발명의 제3실시예에 따른 건식 박막식각장치의 사시도이다. <도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 챔버 20: 가스주입부

30: 상부전극 40: 하부전극

50: 가스배출부 51: 제2실시예의 가스배출부

52: 분리대 60: 제3실시예의 가스배출부

상기 목적은, 본 발명에 따라, 챔버와, 상기 챔버 내로 반응가스를 주입하는 가스주입부와, 상기 챔버의 하부에 마련되는 하부전극을 포함하는 액정표시장치용건식 박막식각장치에 있어서, 상기 챔버내의 반응가스를 배출하도록 상기 챔버 하면과 상기 챔버 측벽의 하부 중 적어도 어느 한 곳에 상기 챔버 하면의 가장자리를 따라 마련된 복수의 슬릿형 가스배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 박막식각장치에 의해 달성된다.

한편, 상기 가스배출부는 슬릿내부를 복수의 구간으로 구획하는 복수의 분리대가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 가스배출부는 상기 챔버 하면에 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 가스배출부는 상기 챔버하면과 상기 챔버 측벽하부에 마련되는 것이 더 바람직하다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 액정표시패널용 기판의 제조공정을 도시한 블럭도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 액정표시장치의 액정표시패널(TFT 기판 등)은 세정(S1), 박막증착(S2), 포토(S3), 식각(S4) 및 검사(S5) 등의 제조공정을 거쳐 제작되며, 그 제조공정을 간단히 살펴보면 하기와 같다.

세정(S1)공정은 초기 투입이나 공정 중에 기판이나 막 표면의 오염, 입자를사전에 제거하여 불량이 발생하지 않도록 함과 아울러 증착될 박막의 접착력 강화와 액정표시패널의 특성 향상을 목적으로 하며, 넓은 의미에서는 식각공정 후의 감광막 제거 공정도 포함할 수 있다. 세정방법으로는 물리세정, 화학세정 및 건식세정이 주로 사용된다.

박막증착(S2)공정은 세정이 완료된 기판에 박막을 증착하는 공정으로서, 금속 및 투명전극의 경우에는 Sputtering 방법, 실리콘 및 절연막은 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposion) 방법을 주로 사용한다.

포토(S3)공정은 마스크(Mask)에 그려진 패턴을 박막이 증착된 기판 위에 전사시켜 형상하는 일련의 공정으로서 감광액 도포, 정렬 및 노광, 현상이 주요 공정이다.

여기서, 감광액 도포공정은 원하는 패턴을 형성하기 위해 감광액(PR)을 박막이 증착된 기판 위에 균일한 두께로 형성하는 단계이고, 정렬 및 노광공정은 마스크 및 기판을 정렬하여 일정시간 동안 광원을 조사함으로써 감광액과 반응하게 하는 단계이며, 현상공정은 현상액을 이용하여 노광 영역과 비노광 영역의 감광액을 선택적으로 제거함으로써 마스크 패턴을 박막 위에 구현하는 단계이다.

박막식각(S4)공정은 물리적·화학적 반응을 통해 감광액에 의하여 기판상에 형성된 박막을 선택적으로 제거함으로써 실제의 박막 패턴을 구현하는 단계로서, 건식 박막식각 및 습식 박막식각으로 구분된다.

검사(S5)공정은 단위 공정의 완성도를 확인하거나 제품의 전기적·광학적 특성을 측정하는 작업으로서, 박막의 증착 두께 및 식각 두께의 평가, 패턴의 형성확인 및 전기적 특성 평가 등이 있다.

본 발명은 상기와 같은 일련의 공정 중 식각공정, 특히 건식 박막식각에 필요한 건식 박막식각장치에 관한 것으로, 그에 대한 구성 및 기능에 대한 설명은 도 3 내지 도 5를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 건식 박막식각장치의 간략도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 건식 박막식각장치는 챔버(10)와, 챔버(10) 내로 반응가스를 주입하는 가스주입부(20)와, 상기 챔버(10)의 상부 및 하부에 상호 대향되어 마련되는 상부전극(30) 및 하부전극(40)과, 상기 챔버(10) 하면의 가장자리를 따라 마련된 복수의 슬릿형 가스배출부(50)를 포함한다.

상술한 가스배출부(50)는 배출가스를 흡입하는 챔버(10)외의 적어도 하나의 펌프와 연결되어 있다.

도 4는 박막식각장치의 하면을 도시한 평면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 가스배출부(50)는 하부전극(40)과 챔버(10)측벽 사이에서 챔버(10) 하면의 가장자리를 따라 형성되어 있다. 일반적으로 하부전극(40) 및 챔버(10)하면은 장방형으로 마련되므로 가스배출부(50)도 장방형의 각 변을 따라 4개로 마련된다.

이상 설명한 구성에 의해 건식 박막식각장치의 작동에 대해서 설명하면 다음과 같다.

식각공정이 시작되면, 펌프(미도시)에 의해 펌핑되어 챔버(10)의 내부가 일정압력이하로 유지되고, 하부전극(40)의 상면에 기판이 위치되면, 가스주입관(20)을 통하여 공정가스가 주입되고, 상부전극(30)을 통하여 챔버(10)의 내부로 분사된다.

이와 같은 상태에서 하부전극(40)에 전원이 인가되면, 상부전극(30)과 하부전극(40) 사이에서 플라즈마가 형성되고, 그 플라즈마에 의해 기판상면의 박막의 불필요한 부분이 제거된다.

이어 가스배출부와 연결된 펌프가 작동하여 펌핑을 하면 챔버(10)내의 배출가스는 가스배출부(50)로 배출이 된다. 가스배출부(50)는 하부전극 주위를 따라 형성되어 있으므로 배출가스가 고르게 배출이 되어 챔버(10)내의 반응가스의 균일도가 유지된다.

한편 본 발명에 사용되는 펌프는 펌핑용량이 초당 3500리터를 배출할 수 있고, 2개 이상 구비될 것이 추천된다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 박막식각장치의 하면을 도시한 평면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 박막식각장치는 챔버(10)의 하면에 형성된 가스배출구(51)와 가스배출구(51)의 슬릿을 복수의 영역으로 구획하는 복수의 분리대(52)를 포함한다. 제2실시예에 의하면 펌프(미도시)의 흡입력이 고르게 전달되어 챔버(10)내의 배출가스가 고르게 배출되는 효과가 있다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 의한 박막식각장치를 도시한 간략도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 박막식각장치의 가스배출부(50, 60)는 챔버(10) 하면에 형성된 하부가스배출부(50)과 챔버(10) 측벽 하부에 챔버(10)하면의 가장자리를 따라 슬릿형상으로 형성된 측벽가스배출부(60)를 가진다.

상기와 같은 제3실시예에 따른 박막식각장치의 경우 배출가스의 가스배출구(50, 60)가 챔버(10)의 하면과 측벽 두 부분에 형성되어 있으므로 챔버(10)내의 배출가스를 배출함에 있어서 빠른시간에 배출할 수 있으므로 공정시간이 단축되는 효과가 있다.

상술한 제3실시예에서 가스배출부(50, 60)는 슬릿형상으로 마련된 것으로 설명하였으나, 가스배출부(50, 60)의 슬릿을 복수의 영역으로 분리하는 복수의 분리대가 마련될 수도 있음은 물론이다.

상술한 설명에서 가스배출부가 챔버(10)의 하면 또는 하면과 측벽에 설치된 것으로 설명하였으나, 가스배출부가 챔버(10)의 측벽하부에만 마련될 수도 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 대형화된 건식박막식각장치에 있어서, 챔버내의 배출가스를 원활하게 배출할 수 있는 건식박막식각장치가 제공된다.

Claims (4)

1. 챔버와, 상기 챔버 내로 반응가스를 주입하는 가스주입부와, 상기 챔버의 하부에 마련되는 하부전극을 포함하는 액정표시장치용 건식 박막식각장치에 있어서,

   상기 챔버내의 반응가스를 배출하도록 상기 챔버 하면과 상기 챔버 측벽의 하부 중 적어도 어느 한 곳에 상기 챔버 하면의 가장자리를 따라 마련된 복수의 슬릿형 가스배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 박막식각장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가스배출부는 슬릿내부를 복수의 영역으로 구획하는 복수의 분리대가 형성된 것을 특징으로 하는 건식 박막식각장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 가스배출부는 상기 챔버 하면에 마련되는 것을 특징으로 하는 건식 박막식각장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 가스배출부는 상기 챔버하면과 상기 챔버 측벽하부에 마련되는 것을 특징으로 하는 건식 박막식각장치.