KR20050032352A - 액정표시소자 제조용 스퍼터링 장치 - Google Patents

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KR20050032352A
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이재경
정창오
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삼성전자주식회사
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    • 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
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Abstract

스퍼터링 공정이 진행될 수 있는 각도로 기판을 세워서 각각의 챔버에 투입하므로써, 공정 진행 시간 및 챔버들의 부피를 줄일 수 있도록 한 액정표시장치 제조용 스퍼터링 장치에 관한 것이다.
본 발명에서 제안된 액정표시장치 제조용 스퍼터링 장치는, 기판을 공정이 진행될 소정의 각도로 세워 소정의 장소로 이송시키는 이송장치를 포함하는 이송챔버; 및 이송챔버와 연결되고 이송장치로부터 이송된 기판과 소정의 각도로 세워져 설치되며 기판이 장착되는 서셉터와, 서셉터와 마주보도록 수직으로 설치되어 기판에 박막을 증착시키는 타겟을 구비하는 적어도 1개 이상의 공정 챔버;를 포함하도록 설계된다.
상기 구조로 스퍼터링 장치를 설계하면, 종래대비 스퍼터링 장치의 부피가 줄어들므로 라인의 활용도를 증대시킬 수 있고, 기판이 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 스퍼터링 공정에 소요되는 시간을 줄일 수 있어 제품의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

액정표시소자 제조용 스퍼터링 장치{Sputtering device for manufacturing liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치 제조용 스퍼터링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스퍼터링 공정이 진행될 수 있는 각도로 기판을 세워서 각각의 챔버에 투입하므로써, 공정 진행 시간을 단축하고 챔버들의 부피를 줄일 수 있도록 한 액정표시장치 제조용 스퍼터링 장치에 관한 것이다.
스퍼터링 장치는 웨이퍼나 글래스 상에 박막 증착시 널리 이용되는 설비중의 하나로서, 반도체 제조시 없어서는 안될 중요한 장비중의 하나로 취급되고 있다.
상기 장치에서는 통상, 다음과 같은 방식으로 박막이 증착된다. 즉, 진공 상태에서 전압을 인가하고 아르곤 가스를 주입하면, 아르곤이 이온화되면서이온들이 타겟(target)에 충돌한다. 이때 타겟에서 원자가 방출되고, 방출된 원자는 유리기판에 부착되어 박막을 형성한다.
상기 박막 증착 공정(일명, 스퍼터링 공정이라 한다)은 고온에서 진행되는 화학 증착 공정에 비해 저온에서도 박막을 형성할 수 있고, 비교적 간단한 구조로 짧은 시간에 박막을 형성할 수 있다는 장점이 있어, 액정표시장치 제조시에도 널리 이용되고 있다.
액정표시장치의 기판에 박막 증착시 사용되는 스퍼터링 장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 기판의 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)이 이루어지는 로드 락 챔버(10), 로드락 챔버에 연결되어 기판을 이송시키는 이송 챔버(20), 이송 챔버(20)를 통하여 이송된 기판을 예비 가열하는 예열 챔버(30) 및 예비 가열된 기판 상에 박막을 증착시키는 공정 챔버(40)를 포함한다.
공정 챔버(40)에는 기판이 수직으로 안착되는 서셉터 및 기판에 박막을 증착시키기 위한 타겟이 설치된다. 이때, 기판에 박막이 증착되기 위해서는 기판과 타겟이 마주보도록 기판을 수직으로 세워야 한다. 이로 인해 서셉터는 구동모터에 의해 90° 정도 회전한다.
그리고, 로드락 챔버(10) 및 예열 챔버(20)에도 기판이 수평으로 투입된 후 소정의 장치에 의해 기판이 수직으로 세워진다.
이로 인해 로드락 챔버(10), 예열 챔버(20) 및 공정 챔버(30)에는 수평으로 유입된 기판을 수직으로 세우기 위한 기판 회전 공간(s)이 반드시 필요하며, 그 결과 각각의 챔버들의 부피가 증가된다. 뿐만 아니라, 수평으로 안착된 기판을 수직으로 세울 때 기판에 스트레스가 가해져 기판이 손상되며, 이는 기판이 대형화될수록 더욱 심해진다. 게다가, 기판을 세우는데 소정 시간이 소요되기 때문에 스퍼터링 공정을 진행하는 시간이 길어져 제품의 생산성이 저하되는 문제가 발생된다.
이에 본 발명의 목적은, 공정이 진행되는 각도로 기판을 세워 각각의 챔버에 투입하므로써, 스퍼터링 공정이 진행되는 시간 및 챔버의 부피를 줄이고, 기판에 가해지는 스트레스를 최소화할 수 있도록 한 액정표시장치 제조용 스퍼터링 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 기판을 공정이 진행될 소정의 각도로 세워 소정의 장소로 이송시키는 이송장치를 포함하는 이송 챔버; 및 상기 이송 챔버와 연결되고, 이송장치로부터 이송된 상기 기판과 소정의 각도로 세워져 설치되며 기판이 장착되는 서셉터와, 상기 서셉터와 마주보도록 수직으로 설치되어 기판에 박막을 증착시키는 타겟을 구비하는 적어도 1개 이상의 공정 챔버;를 포함하는 스퍼터링 장치가 제공된다.
상기 스퍼터링 장치에는 상기 이송 챔버와 연결되고 공정이 진행될 기판 및 공정이 진행된 기판이 소정의 각도로 세워져 로딩 및 언로딩되는 로드락 챔버와; 상기 이송 챔버와 연결되고 기판이 소정의 각도로 세워져 투입되며 소정의 각도로 세워진 기판을 예열하는 챔버;가 더 설치될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에서 제안된 스퍼터링 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
본 발명에서 제안된 스퍼터링 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 로드락 챔버(110), 이송 챔버(120), 예열 챔버(130) 및 공정 챔버(130)를 포함한다.
로드락 챔버(110)는 제 1 로드락 챔버(112) 및 제 2 로드락 챔버(114)로 구성된다. 제 1 및 제 2 로드락 챔버(112),(114)의 내부에는 기판(200: 도 3 참조)에 놓여지는 테이블(미도시)이 설치되고, 테이블은 스퍼터링 공정이 진행될 때 기판(200)이 세워지는 각도와 동일한 각도로 세워진다.
제 1 로드락 챔버(112)는 스퍼터링 공정이 진행될 기판(200)이 일시적으로 대기하는 것으로, 대기압 상태를 고진공 상태로 만들기 위한 완충 역할을 한다.
제 2 로드락 챔버(114)는 스퍼터링 공정이 완료된 기판이 일시적으로 보관되는 곳으로, 고온 상태의 기판(200)을 냉각시키고, 고진공의 상태를 대기압 상태로 만든다.
이송 챔버(120)는 기판(200)을 각각의 챔버로 이송시키는 곳으로, 고진공 상태를 유지한다. 이송 챔버(120)에는 로봇 암(122)이 설치되는데, 로봇암(122)은 스퍼터링 공정이 진행될 때 기판(200)이 세워지는 각도와 동일한 각도로 기판(200)을 세워 각각의 챔버(110),(130),(140)로 이송시킨다.
예열 챔버(130)는 기판(200) 상에 스퍼터링 공정이 진행되기 전에 기판(200)을 공정 온도로 예비 가열한다. 도시되지는 않았지만 예열 챔버(130)의 내부에는 테이블과 히터가 설치된다. 테이블은 스퍼터링 공정이 진행될 때 기판(200)이 세워지는 각도와 동일한 각도로 세워져 설치되고, 히터는 테이블 내에 설치되어 기판(200)을 소정 온도로 가열한다.
공정 챔버(140)는 기판(200)에 박막을 증착하는 스퍼터링 공정이 진행되는 곳으로, 스퍼터링 장치(100)에 복수개 설치된다. 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 공정 챔버(140)의 내부에는 서셉터(142), 리프트 플레이트(144), 타겟(146) 및 백킹 플레이트(148)가 설치된다.
서셉터(142)는 공정 챔버(142)의 내부를 수직으로 가르지르도록 소정의 각도로 세워져 설치된다. 서셉터(142)중, 타겟(146)과 마주보는 면에는 공정이 진행될 기판(200)이 안착된다. 바람직하게, 서셉터(142)가 설치되는 각도는 스퍼터링 공정이 진행될 때 기판(200)이 세워지는 각도와 동일한 85° 정도이다.
기판(200)이 설치되는 서셉터(142)의 일면중, 기판(200)의 네모서리 부분과 대응되는 부분에는 공정이 진행되는 동안 기판을 고정시키는 클램프들(143)이 설치된다.
리프트 플레이트(144)에 서셉터(142)의 배면이 설치되며, 상승/하강한다. 리프트 플레이트(144)에는 공정이 진행될 때 기판(200)을 서셉터(142)에 안착시키고, 공정이 진행되기 전 또는 공정이 진행된 후에 기판(200)을 들어 올려 서셉터(142)로부터 기판을 분리시키는 리프트 핀(145)이 설치된다. 리프트 핀(145)은 서셉터(142)의 중앙 부분에 위치하며, 리프트 플레이트(144)가 상승될 때 서셉터(142)에 형성된 관통홀을 통해 서셉터(142)의 외부로 노출된다.
타겟(146)은 공정 챔버(140)에 주입된 가스에 의해 원자를 방출시켜 기판(200)에 소정의 박막을 증착시킨다. 타겟은 Al, Mo, Cr과 같은 재질로 형성되며, 백킹 플레이트(148)의 일면에 설치된다.
백킹 플레이트(148)는 공정 챔버(140)의 내측면중 서셉터(142)와 대향되는 측벽에 설치된다. 백킹 플레이트(148)는 타겟(146)을 지지하고, 공정이 진행될 때 타겟(146)의 온도를 제어한다.
이와 같이 각각의 챔버(110),(130),(140)에 공정이 진행될 때의 각도로 기판(200)이 세워져서 들어가면 각각의 챔버(110),(130),(140)에서 기판을 세우는 과정을 생략할 수 있고, 기판을 세우는데 필요한 공간을 없앨 수 있어 스퍼터링 장치의 부피가 줄어든다.
또한, 기판을 세울 때 기판에 가해지는 스트레스를 최소화할 수 있어 기판이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 스퍼터링 장치의 부피가 줄어들어 라인의 활용도를 증대시킬 수 있고, 기판이 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 스퍼터링 공정에 소요되는 시간을 줄일 수 있어 제품의 생상성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래의 스퍼터링 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명에서 제안된 스퍼터링 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 3은 도 2에 제시된 공정 챔버의 A-A면 구조를 보인 단면도이다.

Claims (4)

  1. 기판을 공정이 진행될 소정의 각도로 세워 소정의 장소로 이송시키는 이송장치를 포함하는 이송 챔버; 및
    상기 이송 챔버와 연결되고, 상기 이송장치로부터 이송된 상기 기판과 소정의 각도로 세워져 설치되며 기판이 장착되는 서셉터와, 상기 서셉터와 마주보도록 수직으로 설치되어 상기 기판에 박막을 증착시키는 타겟을 구비하는 적어도 1개 이상의 공정 챔버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조용 스퍼터링 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 스퍼터링 장치는
    상기 이송 챔버와 연결되고, 공정이 진행될 기판 및 공정이 진행된 기판이 소정의 각도로 세워져 로딩 및 언로딩되는 로드락 챔버와;
    상기 이송 챔버와 연결되고, 상기 기판이 소정의 각도로 세워져 투입되며 소정의 각도로 세워진 상기 기판을 예열하는 챔버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조용 스퍼터링 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기판이 세워져 투입되는 각도는 85°인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조용 스퍼터링 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 서셉터는 85° 각도로 세워져 설치된 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조용 스퍼터링 장치.
KR1020030068392A 2003-10-01 2003-10-01 액정표시소자 제조용 스퍼터링 장치 KR20050032352A (ko)

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