KR20050024640A - Thin film deposition apparatus having shadow mask - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A thin film deposition apparatus having a shadow mask is provided to reduce a degree of stress between a glass substrate and a deposited thin film by depositing divided rectangular parts of a thin film on the glass substrate. CONSTITUTION: An electrode(32) is installed in inside of a chamber(10). A predetermined voltage is applied to the electrode installed within the chamber. A shadow mask(60) is located across a center part of the chamber. A predetermined pattern is formed on the shadow mask. The shadow mask is formed with a plurality of rectangular rims. A target is located in inside of the chamber. Elements of the target are deposited by ion impact.

Description

섀도우 마스크를 가지는 박막 증착 장치{Thin film deposition apparatus having shadow mask}Thin film deposition apparatus having shadow mask

본 발명은 박막 증착 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film deposition apparatus.

일반적으로 박막 증착 장치는 플라즈마 증착 장치와 스퍼터링 장치로 대별된다. 플라즈마 증착 장치는 화학 기상 증착 장치의 일종으로서, 화학 기상 증착(CVD ; Chemical vapor Deposition, CVD)은 기판 위에 형성시키려고 하는 박막 재료를 구성하는 원소로 된 1종 또는 그 이상의 화합물, 단체의 가스를 기판 위에 공급하여 화학반응을 이용, 박막을 형성시키는 방법이다. 통상 2가지 이상의 가스를 공급하여 혼합, 화학반응을 일으키는 것으로써, TFT - LCD(thin film transistor liquid crystal display)와 같은 반도체 소자의 제조 공정에서 다양한 박막의 형성에 사용되고 있다. Generally, a thin film deposition apparatus is roughly classified into a plasma deposition apparatus and a sputtering apparatus. Plasma deposition apparatus is a kind of chemical vapor deposition apparatus, chemical vapor deposition (CVD) is a substrate of one or more compounds of the element constituting the thin film material to be formed on the substrate, a single gas It is a method of forming a thin film using a chemical reaction by supplying the above. In general, two or more gases are supplied to cause mixing and chemical reactions, which are used to form various thin films in the manufacturing process of semiconductor devices such as TFT-LCD (thin film transistor liquid crystal display).

또한, 스퍼터링(sputtering) 장치는 에너지틱(energitic)한 입자를 고체 물질의 표면에 충돌시켜 표면으로부터 원자(Atom)나 분자(Molecule)를 여기 시킨 플라즈마(Plasma)를 이용하여 박막을 증착하는 장치이다. In addition, a sputtering apparatus is a device for depositing a thin film using a plasma in which energetic particles collide with a surface of a solid material to excite atoms or molecules from the surface. .

그러나, 이러한 박막 증착 장치로 대형화되는 글래스 기판 위에 금속막이나 CVD막을 증착할 경우에 박막 스트레스에 의한 글래스 기판의 휨 및 박막의 크랙(crack) 현상 등의 문제가 발생하여 수율 및 제품 신뢰성에 문제가 발생한다. However, when the metal film or the CVD film is deposited on the glass substrate that is enlarged by the thin film deposition apparatus, problems such as warpage of the glass substrate and cracking of the thin film due to the thin film stress occur, resulting in problems in yield and product reliability. Occurs.

본 발명의 기술적 과제는 박막 스트레스에 의한 글래스 기판의 휨을 방지하는 박막 증착 장치를 제공하는 것이다. The technical problem of the present invention is to provide a thin film deposition apparatus for preventing the bending of the glass substrate by the thin film stress.

본 발명에 따른 박막 증착 장치는 챔버, 상기 챔버 내에 위치하고 있으며 전압이 인가되는 전극, 상기 챔버 내의 중앙부를 가로질러 위치하고 있으며 소정의 패턴이 형성되어 있는 섀도우 마스크를 포함하는 것이 바람직하다. The thin film deposition apparatus according to the present invention preferably includes a chamber, an electrode positioned in the chamber, a voltage mask applied thereto, a shadow mask positioned across a central portion of the chamber, and having a predetermined pattern formed thereon.

또한, 상기 섀도우 마스크는 복수개의 사각형 형상의 테두리로 이루어진 것이 바람직하다. In addition, the shadow mask is preferably composed of a plurality of rectangular edges.

또한, 본 발명에 따른 박막 증착 장치는 플라즈마 가스가 충진되어 있는 챔버, 상기 챔버 내에 위치하고 있으며 플라즈마 전압이 인가되는 플라즈마 전극, 상기 챔버 내의 중앙부를 가로질러 위치하고 있으며 소정의 패턴이 형성되어 있는 섀도우 마스크를 포함하는 것이 바람직하다. In addition, the thin film deposition apparatus according to the present invention includes a chamber in which a plasma gas is filled, a plasma electrode positioned in the chamber, a plasma electrode to which a plasma voltage is applied, and a shadow mask positioned across a central portion of the chamber and in which a predetermined pattern is formed. It is preferable to include.

또한, 본 발명에 따른 박막 증착 장치는 챔버, 상기 챔버 내에 위치하고 있으며 전압이 인가되는 전극, 상기 챔버 내에 위치하고 있으며, 이온 충격에 의해 구성 물질이 증착되는 타겟, 상기 챔버 내의 중앙부를 가로질러 위치하고 있으며 소정의 패턴이 형성되어 있는 섀도우 마스크를 포함하는 것이 바람직하다. In addition, the thin film deposition apparatus according to the present invention is located across the chamber, the electrode is located in the chamber, the voltage is applied, the chamber, the target material is deposited by the ion bombardment, the central portion in the chamber and It is preferable to include the shadow mask in which the pattern of is formed.

그러면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Then, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

이제 본 발명의 실시예에 따른 박막 증착 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now, a thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에는 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 증착 장치의 개략도가 도시되어 있고, 도 2에는 섀도우 마스크의 평면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 박막이 증착된 글래스 기판이 도시되어 있다. 1 shows a schematic view of a thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a plan view of a shadow mask, and FIG. 3 shows a glass substrate on which a thin film is deposited.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 증착 장치는 플라즈마 공정이 진행되며 플라즈마 가스가 충진되어 있는 챔버(10), 챔버(10) 내에 위치하고 있으며 박막이 증착되는 글래스 기판(20)이 안착되는 지지대(31)를 포함한다. 이러한 지지대(31)는 플라즈마 전극의 역할도 한다. Referring to FIG. 1, a thin film deposition apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention may include a glass substrate 20 in which a plasma process is performed and a plasma gas is filled in a chamber 10 and a chamber 10, in which a thin film is deposited. And a support 31 to be seated. The support 31 also serves as a plasma electrode.

챔버(10) 내에는 플라즈마 전극(32)이 설치되어 있으며, 이 플라즈마 전극(32)에 RF 전력 발생기(40)로부터 플라즈마 전압을 인가한다. 그리고, RF 전력 발생기(40)에서 발생한 전력은 임피던스 매칭 박스(50)에 의해 튜닝되어 챔버(10) 내로 인가된다.The plasma electrode 32 is provided in the chamber 10, and a plasma voltage is applied to the plasma electrode 32 from the RF power generator 40. The power generated by the RF power generator 40 is tuned by the impedance matching box 50 and applied into the chamber 10.

그리고, 챔버(10) 내의 중앙부를 가로질러 섀도우 마스크(60)가 위치하고 있다. 이러한 섀도우 마스크(60)에는 소정의 패턴이 형성되어 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 사각형 형상의 테두리(61)가 복수개 형성되어 있으며, 이러한 테두리(61) 사이는 개구부(62)가 형성되어 있다. And the shadow mask 60 is located across the center part in the chamber 10. A predetermined pattern is formed on the shadow mask 60. That is, as illustrated in FIG. 2, a plurality of rectangular edges 61 are formed, and an opening 62 is formed between the edges 61.

이러한 섀도우 마스크(60)를 이용하여 박막 증착 공정을 진행하면, 증착되는 플라즈마 가스는 섀도우 마스크(60)의 테두리(61)에서는 차단되고, 섀도우 마스크(60)의 개구부(62)로만 플라즈마 가스가 통과하여 박막(1)으로 증착된다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 플라즈마 가스는 복수개의 사각형 형상으로 분리되어 글래스 기판(20) 위에 박막(1)으로 증착된다. When the thin film deposition process is performed using the shadow mask 60, the deposited plasma gas is blocked at the edge 61 of the shadow mask 60, and the plasma gas passes only through the opening 62 of the shadow mask 60. Is deposited into the thin film 1. Thus, as shown in FIG. 3, the plasma gas is separated into a plurality of rectangular shapes and deposited on the glass substrate 20 as the thin film 1.

이 경우, 글래스 기판(20)과 증착된 박막(1) 사이에 발생하는 박막 스트레스(thin film stress)는 완화되어 글래스 기판(20)이 휘는 문제점이 해소된다. In this case, the thin film stress generated between the glass substrate 20 and the deposited thin film 1 is alleviated to solve the problem of bending the glass substrate 20.

즉, 글래스 기판(20)과 박막 증착 물질은 서로 다른 물질이며 온도의 차이도 나므로 이에 의해 당겨짐이나 늘어남과 같은 박막 스트레스가 발생하여 특히, 대면적의 글래스 기판(20)의 경우 휠 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예와 같이, 섀도우 마스크(60)를 이용하여 글래스 기판(20) 위에 플라즈마 가스를 복수개의 사각형 형상으로 구역을 나누어 박막(1)으로 증착하면 글래스 기판(20) 전체에 걸리는 박막 스트레스가 분산되는 효과를 얻을 수 있다. That is, since the glass substrate 20 and the thin film deposition material are different materials and have a different temperature, thin film stress such as pulling or stretching may occur, and thus, the glass substrate 20 having a large area may be bent. Therefore, as in the first embodiment of the present invention, when the plasma gas is deposited on the glass substrate 20 by dividing the region into a plurality of rectangular shapes on the glass substrate 20 using the shadow mask 60, the entire glass substrate 20 is deposited. It is possible to obtain the effect of the thin film stress applied to the dispersion.

도 4에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 증착 장치의 개략도가 도시되어 있다. 즉, 도 4에는 스퍼터링(sputtering) 장치의 개략도가 도시되어 있다. 4 is a schematic view of a thin film deposition apparatus according to another embodiment of the present invention. That is, a schematic diagram of a sputtering apparatus is shown in FIG. 4.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치는 챔버(10), 챔버(10) 내에 위치하고 있으며 전압이 인가되는 전극(160)을 포함한다. 이러한 챔버(10) 내에는 이온 충격에 의해 구성 물질이 증착되는 타겟(160)이 챔버(10)의 상부에 장착되어 있다. 이러한 타겟(160)은 전극의 역할을 동시에 할 수도 있다. As shown in FIG. 4, the sputtering apparatus according to another embodiment of the present invention includes a chamber 10, an electrode 160 positioned in the chamber 10 and to which a voltage is applied. In the chamber 10, a target 160 on which the constituent material is deposited by ion bombardment is mounted on the chamber 10. The target 160 may serve as an electrode at the same time.

챔버(150) 내에는 타겟(160)의 구성 물질을 글래스 기판(20) 위에 증착시킬 수 있도록 타겟(160)에 이온 충격(ion bombardment)을 주는 가스, 예컨대 Ar 가스(161)를 주입한다. In the chamber 150, a gas, such as an Ar gas 161, that imparts ion bombardment to the target 160 may be injected to deposit the constituent material of the target 160 on the glass substrate 20.

이 때, 타겟(160)에 DC 전원을 인가하여 음극이 되도록 하면, Ar 이온(161)이 타겟(160)에 충돌하여 글래스 기판(20) 위에 타겟의 구성 물질의 입자들(162)이 쌓여 증착됨으로써 박막(1)을 형성한다. In this case, when DC power is applied to the target 160 to become a cathode, Ar ions 161 collide with the target 160 to deposit and deposit particles 162 of the target constituent material on the glass substrate 20. As a result, the thin film 1 is formed.

그리고, 챔버(10) 내의 중앙부를 가로질러 섀도우 마스크(60)가 위치하고 있다. 이러한 섀도우 마스크(60)에는 소정의 패턴이 형성되어 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 사각형 형상의 테두리(61)가 복수개 형성되어 있으며, 이러한 테두리(61) 사이는 개구부(62)가 형성되어 있다. And the shadow mask 60 is located across the center part in the chamber 10. A predetermined pattern is formed on the shadow mask 60. That is, as illustrated in FIG. 2, a plurality of rectangular edges 61 are formed, and an opening 62 is formed between the edges 61.

이러한 섀도우 마스크(60)를 이용하여 박막 증착 공정을 진행하면, 증착되는 물질이 섀도우 마스크(60)의 테두리(61)에서는 차단되고, 섀도우 마스크(60)의 개구부(62)로만 통과하여 박막(1)으로 증착된다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 증착 물질은 복수개의 사각형 형상으로 분리되어 글래스 기판(20) 위에 박막(1)으로 증착된다. When the thin film deposition process is performed using the shadow mask 60, the deposited material is blocked at the edge 61 of the shadow mask 60, and passes only through the opening 62 of the shadow mask 60 to pass through the thin film 1. Is deposited. Thus, as shown in FIG. 3, the deposition material is separated into a plurality of rectangular shapes and deposited on the glass substrate 20 as the thin film 1.

이 경우, 글래스 기판(20)과 증착된 박막(1) 사이에 발생하는 박막 스트레스(thin film stress)는 완화되어 글래스 기판(20)이 휘는 문제점이 해소된다. In this case, the thin film stress generated between the glass substrate 20 and the deposited thin film 1 is alleviated to solve the problem of bending the glass substrate 20.

즉, 글래스 기판(20)과 박막 증착 물질은 서로 다른 물질이며 온도의 차이도 나므로 이에 의해 당겨짐이나 늘어남과 같은 박막 스트레스가 발생하여 특히, 대면적의 글래스 기판(20)의 경우 휠 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예와 같이, 섀도우 마스크(60)를 이용하여 글래스 기판(20) 위에 증착 물질을 복수개의 사각형 형상으로 구역을 나누어 박막(1)으로 증착하면 글래스 기판(20) 전체에 걸리는 박막 스트레스가 분산되는 효과를 얻을 수 있다. That is, since the glass substrate 20 and the thin film deposition material are different materials and have a different temperature, thin film stress such as pulling or stretching may occur, and thus, the glass substrate 20 having a large area may be bent. Therefore, as in the first embodiment of the present invention, when the deposition material is deposited on the glass substrate 20 by dividing the region into a plurality of rectangular shapes on the glass substrate 20 by using the shadow mask 60, the entire glass substrate 20 is deposited. It is possible to obtain the effect of the thin film stress applied to the dispersion.

그리고, 글래스 기판(20)이 놓여져 있는 히터(170)의 온도를 조절함으로써 증착률 및 박막(1)의 강도를 조절할 수 있다. 이러한 히터(170)는 전극의 역할도 한다. The deposition rate and the strength of the thin film 1 can be adjusted by adjusting the temperature of the heater 170 on which the glass substrate 20 is placed. The heater 170 also serves as an electrode.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.  Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Accordingly, the true scope of protection of the invention should be defined only by the appended claims.

본 발명에 따른 섀도우 마스크를 가지는 박막 증착 장치는 섀도우 마스크를 이용하여 글래스 기판 위에 박막을 복수개의 사각형 형상으로 구역을 나누어 증착함으로써 글래스 기판과 증착된 박막 사이에 발생하는 박막 스트레스를 완화하여 글래스 기판이 휘는 문제점을 해소할 수 있다. In the thin film deposition apparatus having a shadow mask according to the present invention, a thin film is deposited by dividing a thin film into a plurality of square shapes on the glass substrate by using a shadow mask to relieve the thin film stress generated between the glass substrate and the deposited thin film. The bending problem can be solved.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 증착 장치의 개략도이고, 1 is a schematic diagram of a thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention,

도 2는 섀도우 마스크의 평면도이고, 2 is a plan view of a shadow mask,

도 3은 박막이 증착된 글래스 기판을 도시한 도면이고, 3 is a view showing a glass substrate on which a thin film is deposited;

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 증착 장치의 개략도이다. 4 is a schematic diagram of a thin film deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 박막 20 : 글래스 기판 1: thin film 20: glass substrate

60 : 섀도우 마스크 61 : 테두리60: shadow mask 61: the border

62 : 개구부62: opening

Claims (4)

챔버,chamber, 상기 챔버 내에 위치하고 있으며 전압이 인가되는 전극,An electrode located in the chamber and to which a voltage is applied; 상기 챔버 내의 중앙부를 가로질러 위치하고 있으며 소정의 패턴이 형성되어 있는 섀도우 마스크A shadow mask located across the center of the chamber and having a predetermined pattern formed thereon 를 포함하는 박막 증착 장치.Thin film deposition apparatus comprising a. 제1항에서,In claim 1, 상기 섀도우 마스크는 복수개의 사각형 형상의 테두리로 이루어진 박막 증착 장치. The shadow mask is a thin film deposition apparatus consisting of a plurality of rectangular edges. 플라즈마 가스가 충진되어 있는 챔버,A chamber filled with plasma gas, 상기 챔버 내에 위치하고 있으며 플라즈마 전압이 인가되는 플라즈마 전극,A plasma electrode located in the chamber and to which a plasma voltage is applied; 상기 챔버 내의 중앙부를 가로질러 위치하고 있으며 소정의 패턴이 형성되어 있는 섀도우 마스크A shadow mask located across the center of the chamber and having a predetermined pattern formed thereon 를 포함하는 박막 증착 장치.Thin film deposition apparatus comprising a. 챔버,chamber, 상기 챔버 내에 위치하고 있으며 전압이 인가되는 전극,An electrode located in the chamber and to which a voltage is applied; 상기 챔버 내에 위치하고 있으며, 이온 충격에 의해 구성 물질이 증착되는 타겟,Located in the chamber, the target material is deposited by the ion bombardment, 상기 챔버 내의 중앙부를 가로질러 위치하고 있으며 소정의 패턴이 형성되어 있는 섀도우 마스크A shadow mask located across the center of the chamber and having a predetermined pattern formed thereon 를 포함하는 박막 증착 장치.Thin film deposition apparatus comprising a.
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