KR20050046329A

KR20050046329A - 샤워헤드가 구비되는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버

Info

Publication number: KR20050046329A
Application number: KR1020030080406A
Authority: KR
Inventors: 허광호; 최준영; 이철원; 황영주
Original assignee: 주식회사 에이디피엔지니어링
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2005-05-18
Also published as: KR100495711B1

Abstract

본 발명은 평판표시소자 제조장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는, 상기 평판표시소자 제조장치의 공정챔버에 설치되며 반응가스가 균일하게 분포될 수 있는 구조를 가진 샤워헤드에 관한 것이다.

본 발명에 따른 평판표시소자 제조장치의 공정챔버는, 상기 공정챔버의 상부에 구비되며, 내부에 소정의 공간이 형성되는 샤워헤드 몸체; 상기 샤워헤드 몸체의 내부에 구비되며, 복수개의 확산홀이 형성되는 확산판; 상기 확산판과 소정 간격 이격되어 상기 샤워헤드의 하부에 구비되며, 복수개의 분사홀이 형성되는 분사판; 그 하단이 상기 분사판과 연결되고, 그 상단은 상기 샤워헤드 몸체의 상부에 연결되어 상기 분사판을 샤워헤드 몸체에 지지하는 분사판 지지수단; 을 포함하는 샤워헤드가 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

샤워헤드가 구비되는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버{Processing chamber of FPD manufacturing machine comprising showerhead}

일반적으로 평판표시소자 제조장치는 크게 습식 케미컬을 이용한 습식식각 장치와 불활성 가스를 이용하는 건식식각 장치로 대별된다.

여기서 건식식각 장치는 강한 전기장이 형성된 두 전극 사이에 특정 반응 가스를 투입하여 반응 가스가 전기장에 의하여 전자를 잃으면서 중성 상태에서 반응성이 매우 뛰어난 이온화된 플라즈마 가스가 되도록 한 후, 플라즈마 가스가 산화막 중 포토레지스터 막에 의하여 가려지지 않고 노출된 부분과 반응하여 부산물이 생성되면서 식각이 진행되도록 하는 장치이다.

이러한 건식식각 장치의 작동을 위한 반응가스는 건식식각 장치의 챔버 상측에 설치된 샤워헤드를 통하여 챔버 내부로 유입되어 반응이 이루어지고, 챔버 일측에 설치된 펌핑포트를 통하여 외부로 배출되게 되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 건식식각 장치에 구비되는 샤워헤드(100)에는 복수개의 중간 확산판(500)이 설비되어 구조가 복잡하고, 건식식각 장치의 제조 단가가 상승하는 문제점이 있다.

또한, 상기 샤워헤드(100)의 하부에는 분사판(600)이 구비되고 상기 분사판(600)에는 작은 지름을 가진 수백개 내지는 수천개의 분사홀(610)이 형성된다. 그러나 종래에는 상기 분사홀(610)의 지름이 1mm 이하로 매우 작아서 그 가공이 매우 어려운 문제점이 있다.

그리고 상기 샤워헤드 및 분사판은 대부분 알루미늄 재질로 형성되고, 그 외부는 산화피막처리된 구조를 가지는데, 산화피막처리 된 알루미늄의 특정부위가 플라즈마에 의해 손상되어 알루미늄이 외부로 드러날 경우, 상부 전극인 샤워헤드의 알루미늄이 노출된 부위로 전류가 순각적으로 집중되어 그 부위에서 아킹(arcking) 현상이 발생한다. 상술한 아킹 현상이 발생하면, 산화피막된 입자 및 알루미늄 입자가 떨어져 나오면서 오염원이 되는 문제점이 있다.

특히, 상기 아킹 현상은 상기 분사판(600)의 분사홀(610) 주변에서 매우 빈번하게 발생하여 상기 분사홀(610)이 손상되므로 상기 분사판(600)을 정기적으로 교체하여야 한다. 그러나, 상기 분사판(600)은 그 제작 공정이 매우 어려우므로 그 가격이 고가이어서, 상기 분사판(600)의 잦은 교체는 생산되는 기판의 단가를 높이는 문제점이 있다.

또한, 최근 평판표시소자 제조장치에 의하여 처리되는 기판이 대형화 되면서 평판표시소자 제조장치 자체는 물론, 상기 분사판(600)의 면적도 계속하여 확대되는 경향에 있다. 그러나, 상기 분사판이 계속하여 확대되는 경우 상기 분사판의 중간 부위가 처지는 현상이 발생하여 공정가스의 균일한 확산이 어려워지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 구조가 간단하고, 제작이 용이한 샤워헤드가 구비된 평판표시소자 제조장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 식각 공정 중에 아킹이 발생하지 않는 분사홀이 구비된 샤워헤드를 가지는 평판표시소자 제조장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 분사판의 중앙 부분이 처지지 않는 샤워헤드가 구비된 가진 평판표시소자 제조장치를 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 평판표시소자 제조장치의 공정챔버는, 상기 공정챔버의 상부에 구비되며, 내부에 소정의 공간이 형성되는 샤워헤드 몸체; 상기 샤워헤드 몸체의 내부에 구비되며, 복수개의 확산홀이 형성되는 확산판; 상기 확산판과 소정 간격 이격되어 상기 샤워헤드의 하부에 구비되며, 복수개의 분사홀이 형성되는 분사판; 그 하단이 상기 분사판과 연결되고, 그 상단은 상기 샤워헤드 몸체의 상부에 연결되어 상기 분사판을 샤워헤드 몸체에 지지하는 분사판 지지수단; 을 포함하는 샤워헤드가 구비되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 본 실시예에 의하여 본 발명의 내용이 보다 용이하게 이해될 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 평판표시소자 제조장치의 공정챔버에 구비되는 샤워헤드는 샤워헤드 몸체(300), 확산판(400), 분사판(600) 및 분사판 지지수단(800)을 포함하여 구성된다.

먼저 상기 샤워헤드 몸체(300)는 상기 공정챔버의 상측에 설치되고, 내부에 소정의 공간을 가지며, 그 하면이 개방된 구조를 가진다. 이때, 상기 샤워헤드 몸체(300)의 상부는 상기 공정챔버(100)에 부착, 고정된다. 그리고, 상기 샤워헤드 몸체(300) 상부 소정부위에는 공정가스 유입구(700)가 형성되어, 공정가스가 샤워헤드 몸체(300) 내부로 유입된다. 상기 공정가스 유입구 외부에는 RF 전류가 공급되는 RF 전류 공급장치(미도시)가 더 설치된다. 또한, 상기 샤워헤드 몸체(300)는 전류 전도성이 있는 도체로 형성되는 것이 바람직하다.

다음으로 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 샤워헤드 내부에는 확산판(400)이 구비된다. 이때, 상기 확산판(400)은 상기 샤워헤드의 상측에 형성되지만, 상기 샤워헤드 몸체(300) 상부면과 상기 확산판(400) 사이에는 소정 간격이 형성되게 형성된다. 따라서 공정가스가 공정가스 유입구(700)로 유입되어 상기 간격에 의하여 형성된 공간에서 일차로 확산된 후 상기 확산홀(410)을 관통하여 확산되는 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 확산판(400)에는 복수개의 확산홀(410)이 형성된다. 상기 확산홀(410)은 공정가스의 균일한 확산을 위해서 확산판(400)의 전면에 균일하게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 확산홀(410)은 상기 확산판(400)을 관통하여 형성되며, 이때, 상기 확산홀(410)의 상부(412)는 소직경의 원통형 구조를 가지고, 그 하부(414)는 직경이 점점 넓어지는 원추형의 구조를 가진다. 이는 상기 확산홀(410)을 통하여 확산되는 공정가스의 보다 균일한 확산을 위한 것이다. 즉, 소직경을 가지는 상기 확산홀의 상부(412)를 통과하는 공정가스가 원추형 구조를 가진 하부(414)를 지나면서 보다 넓은 부분으로 확산되는 것이다.

다음으로 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 샤워헤드에는 분사판(600)이 구된다. 이때, 상기 분사판(600)은 상기 샤워헤드 몸체(300)의 개방된 하부면을 밀봉시키도록 설치된다. 그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 분사판(600)에는 복수개의 분사홀(610)이 형성된다. 상기 분사홀(610)을 상기 분사판(600)에 수백 내지 수천개가 형성되는 것이 바람직하며, 일반적으로 샤워헤드에서는 분사홀(610)의 직경이 0.1 ~ 1mm 사이의 크기로 형성된다.

그러나, 분사홀(610)의 직경이 너무 작으면 그 가공작업이 매우 어려워 분사판(600)의 단가가 높아지고, 결과적으로 평판표시소자 제조장치에 의하여 생산되는 기판의 단가가 높아질 수 밖에 없다. 따라서 본 실시예에서는 상기 분사홀(610)의 직경을 일반적인 분사홀의 직경보다 10배 정도 확대하여 3 ~ 8 mm 정도로 형성시킴으로써, 제작 작업이 매우 용이한 분사판(600)을 개시한다.

다만, 상기 분사홀(610)의 직경이 커지는 것은 공정 기판(210)에 공정가스를 균일하게 공급하지 못하는 문제점이 있으므로 공정가스가 통과하는 통로의 직경을 종래와 같이 작게하기 위해 본 실시예에서는 상기 분사홀(610)에 도 6에 도시된 바와 같은 분사홀 플러그(620)를 더 구비한다. 상기 분사홀 플러그(620)는 상부 외주면에 걸림턱(622)이 돌출 형성되고, 그 하부(624)는 원주형의 구조를 가진다. 또한 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 분사홀 플러그의 내부에는 가스 통과홀이 형성되는데, 상기 가스 통과홀의 상부(626)는 대직경이고, 하부(628)는 소직경을 가지는 원통형 구조를 가진다. 이때 상기 가스 통과홀 하부(628)의 직경은 0.1 ~ 1 mm인 것이 바람직하다. 또한 상기 가스 통과홀 하부(628)는 도 7에 도시된 바와 같이, 그 끝이 부드러운 곡면으로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 상기 가스 통과홀(626, 628)을 통과하는 공정가스가 상기 가스 통과홀(628)의 하부 말단을 식각하여 발생하는 파티클이 공정 중에 불순물로 작용될 수 있기 때문이다.

이때, 상기 분사홀 플러그(620)는 전기적인 절연체인 세라졸(Cerazole) 또는 세라믹(Ceramic)으로 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 종래의 샤워헤드에서 아킹 현상이 주로 발생하는 분사홀 부분에서 아킹이 발생하지 않아서 불순물이 발생하지 않는다. 그러므로 상기 분사판(600)의 손상이 적어서 그 교체주기가 길어진다. 또한 상기 분사홀 플러그(620)는 손상이 오더라도 쉽게 교체가 가능하므로 교체작업에 의한 문제점은 발생하지 않는다.

또한 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 샤워헤드에는 분사판 지지수단(800)이 더 형성된다. 상기 분사판 지지수단(800)은 그 하단은 상기 분사판(600)을 관통하여 설치되며, 그 상단은 상기 샤워헤드 몸체(300)의 상부에 부착된다. 즉, 상기 분사판 지지수단(800)은 상기 분사판(600)의 가운데 소정 부위에 복수개 설치됨으로써 상기 분사판(600)의 가운데 부분이 처지는 현상을 방지하는 것이다.

또한, 상기 분사판 지지수단은 도전체로 형성되는 것이 바람직한데, 이는 상기 RF 전원 공급 수단(미도시)으로부터 제공되는 RF 전류가 상부 전극인 샤워 헤드에 도달하는 속도를 동일하게 하기 위한 것이다. 즉, RF 전류가 주로 도전체로 이루어진 상기 샤워헤드 몸체(300)를 따라서 흐르므로 상기 분사판(600)의 가장자리와 가운데 부분에는 RF 전류의 도달시간이 달라져서 기판의 공정이 균일하게 이루어지지 못하는 문제점을 상기 분사판 지지수단(800)을 통해 RF 전류가 흐르게 하여 상기 분사판(600)의 가장자리와 가운데 부분에 RF 전류가 같은 시간에 도달하게 하기 위함이다.

마지막으로 상기 샤워헤드 몸체(300)과 챔버 벽(100) 사이에는 절연부재(900)가 형성되는 것이 바람직하다. 이는 상기 샤워헤드 몸체(300)에 RF 전원이 인가되어 고전압의 전류가 흐르기 때문에 상기 챔버 벽과 절연시키기 위함이다.

따라서, 본 발명에 의한 샤워헤드는 중간 확산판이 제거되어 그 내부구조가 간단하므로 제작이 용이한 장점이 있다.

또한, 본 발명은 제작이 용이하고, 플라즈마에 의한 아킹 현상이 발생하지 않는 분사판을 제공함으로 분사판의 잦은 교체 및 제작상의 어려움으로 인한 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 분사판의 가운데 부분에는 분사판 지지수단이 형성되어 분사판의 처짐 현상을 방지할 뿐만아니라, 균일한 플라즈마 형성을 유도하는 장점이 있다.

도 1은 종래의 평판표시소자 제조장치의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 2는 본 발명의 평판표시소자 제조장치의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명의 샤워헤드에 구비되는 확산판의 구조를 나타내는 사시도이다.

도 4는 확산판에 형성되는 확산홀의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 5는 본 발명의 샤워헤드에 구비되는 분사판의 구조를 나타내는 사시도이다.

도 6은 분사홀 플러그의 구조를 나타내는 사시도이다.

도 7은 분사홀 플러그의 구조를 나타내는 단면도이다.

< 도면의 주요부에 대한 설명 >

100 : 평판표시소자 제조장치 200 : 기판 지지척

210 : 기판 300 : 샤워헤드 몸체

400 : 확산판 410 : 확산홀

500 : 중간확산판 600 : 분사판

610 : 분산홀 620 : 분사홀 플러그

700 : 공정가스 유입구 800 : 분사판 지지수단

900 : 절연부재

Claims

평판표시소자 제조장치의 공정챔버에 있어서,

상기 공정챔버의 상부에 구비되며, 내부에 소정의 공간이 형성되는 샤워헤드 몸체;

상기 샤워헤드 몸체의 내부에 구비되며, 복수개의 확산홀이 형성되는 확산판;

상기 확산판과 소정 간격 이격되어 상기 샤워헤드의 하부에 구비되며, 복수개의 분사홀이 형성되는 분사판;

그 하단이 상기 분사판과 연결되고, 그 상단은 상기 샤워헤드 몸체의 상부에 연결되어 상기 분사판을 샤워헤드 몸체에 지지하는 분사판 지지수단;

을 포함하는 샤워헤드가 구비되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버.
제1항에 있어서, 상기 확산홀은,

상부는 원통형이고, 하부는 원추형인 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버.
제1항에 있어서, 상기 분사홀은,

그 지름이 0.1 ~ 1 mm 인 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버.
제1항에 있어서, 상기 분사홀은,

그 지름이 3~8mm 인 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버.
제1항에 있어서,

상기 분사홀에는 분사홀 플러그가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버.
제5항에 있어서, 상기 분사홀 플러그는,

그 상부는 대직경의 원통구조이고, 그 하부는 소직경의 원통구조인 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버.
제6항에 있어서, 상기 분사홀 플러그의 소직경은,

0.1 ~ 1mm 인 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버.
제5항에 있어서, 상기 분사홀 플러그는,

세라졸(Cerazole)로 형성되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버.
제5항에 있어서, 상기 분사홀 플러그는,

세라믹(Ceramic)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버.
제1항에 있어서, 상기 분사판 지지수단은,

전기 전도성이 있는 도체로 형성되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버.