KR20050054317A

KR20050054317A - 블래스트 공정을 포함하는 서셉터 제조방법 및 이를 통해제조되는 서셉터

Info

Publication number: KR20050054317A
Application number: KR1020030087675A
Authority: KR
Inventors: 이제섭
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2005-06-10

Abstract

본 발명은, 서셉터 기재의 상면에 다수의 엠보싱을 형성하는 단계와; 상기 엠보싱의 상면에 다수의 요철부를 형성하는 단계를 포함하는 서셉터 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 서셉터를 제공한다.

본 발명에 따르면, 서셉터의 표면 조도가 높아져, 공정 중에 발생하는 파티클에 의한 유리기판의 오염이나 얼룩을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 서셉터와 유리기판의 접촉면적을 줄임으로써 양자간의 정전력을 줄여, 유리기판과 서셉터의 분리를 용이하게 한다.

Description

블래스트 공정을 포함하는 서셉터 제조방법 및 이를 통해 제조되는 서셉터{Method of manufacturing a susceptor which comprises blast process, and the susceptor manufactured thereof}

본 발명은 LCD 제조장치의 서셉터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용하여 유리기판을 처리하는 플라즈마 처리장치의 서셉터에 관한 것이다.

일반적으로 LCD 기판을 제조하기 위해서는, 기판 상에 유전체 물질 등을 박막으로 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토리소그라피(photolithography) 공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 목적하는 대로 패터닝(patterning)하는 식각공정, 잔류물을 제거하기 위한 세정공정 등을 수 차례 반복하여야 하는데, 이들 각 공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경이 조성된 챔버내부에서 진행된다.

도 1은 이러한 LCD 제조장치 중에서 플라즈마를 이용하여 유리기판을 처리하는 플라즈마 처리장치의 구성을 도시한 단면도로서, 박막증착을 위한 PECVD장치나 식각공정을 위한 에처(etcher) 등이 이에 해당한다.

개략적인 구성을 살펴보면, 일정한 반응공간을 포괄하는 챔버(10)와, 챔버(10)의 내부에 위치하며 상면에 유리기판(40)이 안치되는 서셉터(20)와, 챔버(10)의 천정부에 위치하며, 공정가스를 챔버 내부로 균일하게 분사하는 샤워헤드(50)와, 상기 샤워헤드(50)로 공정가스를 유입하는 가스유입관(80)과, 챔버(10)의 저면에 위치하며 반응 후 잔류가스를 배출하는 배기구(90)와, 공정가스를 플라즈마 상태로 여기시키기 위한 고주파전력을 제공하는 RF전원(60)을 포함한다.

서셉터(20)의 상면에는 다수의 엠보싱(embossing, 30) 또는 볼록부가 형성되는데, 이는 공정중에 발생하여 서셉터(20)에 쌓이는 파티클 등 오염입자가 유리기판(40)의 배면에 직접 부착하는 것을 방지하는 한편, 정전기력에 의해 서셉터(20)와 유리기판(40)이 흡착하는 것을 방지하기 위한 것이다.

플라즈마 처리장치에서 상기 RF전원(60)을 연결하는 방식에는 크게 용량성 결합방식과 유도성결합방식이 있는데, 용량성 결합방식의 경우에는 두개의 플라즈마 전극사이에 공정가스를 분사하여 고주파전력을 인가하는 방식으로서, 통상 샤워헤드(50) 또는 서셉터(20)에 플라즈마 전극이 형성되며, 둘 중 하나는 접지전극으로 활용되는 경우도 있다. 유도성 결합방식의 경우에는 챔버(10)의 상부에 안테나를 설치하여, 안테나에 결합되는 유도자기장과 이 유도자기장에 결합되는 유도전기장에 의해 공정가스를 플라즈마 상태로 여기하는 방식이다.

도 1은 이 중에서 용량성 결합방식의 플라즈마 처리장치를 도시한 것으로서, 플라즈마 전극과 일체로 형성되는 샤워헤드(50)에 RF전원(60)이 인가되며, 서셉터(20)가 접지전극으로 이용되고 있다. 플라즈마 전극과 RF전원(60) 사이에는 최대 전력을 공급하기 위해 임피던스를 매칭하는 임피던스 정합기(70)가 설치된다.

샤워헤드(50)는 공정가스를 챔버(10) 내부로 균일하게 분사시키기 위해 가스유입관(80)을 통해 유입되는 공정가스를 샤워헤드(50) 내부에서 1차로 확산시키는 버퍼공간과, 버퍼공간에서 확산된 공정가스를 챔버(10) 내부로 분사하기 위한 다수의 분사구를 포함한다.

이와 같은 구성을 가지는 플라즈마 처리장치에서, 공정이 진행되는 순서를 살펴보면, 먼저 챔버(10) 측벽의 미도시된 도어를 통해 유리기판(40)이 반입되어 서셉터(20)에 안치되는데, 이때 로봇암과 유리기판(40)을 교환하기 위해 서셉터(20)의 상면을 관통하여 상하로 운동하는 다수의 리프트핀(미도시)이 이용된다.

서셉터(20)에 유리기판(20)이 놓인 후에, 샤워헤드(50)를 통해 공정가스를 챔버(10) 내부로 균일하게 분사하고, 고주파전력을 인가하여 공정가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 이때 통상 13.56MHz의 RF전력이 인가된다.

이렇게 생성된 플라즈마가 유리기판에 입사하여 증착하거나 에칭을 수행하게 되며, 소정시간 동안 공정이 진행된 후에는 배기구(90)를 통해 잔류가스를 배출한 후, 유리기판(40)을 챔버(10)로 부터 반출하게 된다.

한편 서셉터(20)에 형성되는 엠보싱(30)은 서셉터(20)의 상면에 세라믹 용사(溶射)를 실시함으로써 형성되는데, 용사(溶射)는 세라믹이나 금속 등의 표면처리방법 중의 하나로서 고온의 열원내에 피복하고자 하는 재료분말을 투입하여 용융시키고, 이를 고속으로 가속시켜 금속 등의 표면에 충돌시킴으로써 피복하는 기술이다. 이 방법은 피막형성속도가 빠르기 때문에, 간단한 시공으로 두꺼운 피복층을 쉽게 얻을 수 있어, 각종 소재 및 기계부품 등에 내마모, 내열, 내식, 전기절연 등의 성질을 부여하기 위해 많이 사용된다.

서셉터(30)에 세라믹 용사를 하는 종래의 방법을 살펴보면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질의 기재에 복수의 원형 개구를 가지는 마스크를 놓고 세라믹 용사를 행하는데, 이때 기재위에 유전성재료막을 형성한 다음 유전성재료막 위에 용사를 실시하는 경우도 있다.

이와 같이 형성되는 엠보싱(30)은 통상 50 내지 100마이크로미터 정도의 높이와, 0.5 내지 1 mm 정도의 직경을 가지는 한편, 각 엠보싱(30)은 0.5 내지 30mm 정도의 간격을 두고 형성된다.

도 2는 이와 같은 서셉터(20) 상면의 엠보싱(30)을 확대하여 도시한 것으로서, 엠보싱(30)의 사이에 파티클(100)이 축적된 모습을 도시하고 있다.

엠보싱(30)은 이와 같이 반구형으로 형성되어, 이론적으로 유리기판(40)과 점접촉을 하는 것이 바람직하나, 엠보싱(30)을 완전한 반구형으로 형성하는 데는 기술적인 어려움이 따르기 때문에 실제로는, 도 2의 A부분을 확대한 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 엠보싱(30)의 상면은 편평한 경우가 대부분이다.

이에 따라 파티클(100)이 엠보싱(30) 사이의 공간에만 축적되는 것이 아니라, 엠보싱(30)의 상면에도 축적되는 현상이 발생하게 되고, 유리기판(40)의 배면에 파티클(100)이 부착되어 얼룩이 발생하게 되므로, 제품불량의 원인이 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 서셉터의 상면에 쌓이는 파티클이 유리기판에 부착되어 얼룩을 발생하는 것을 방지할 수 있는 방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 서셉터 기재의 상면에 다수의 엠보싱을 형성하는 단계와; 상기 엠보싱의 상면에 다수의 요철부를 형성하는 단계를 포함하는 서셉터 제조방법을 제공한다.

상기 다수의 엠보싱은 세라믹 용사를 이용하여 형성하는 서셉터 제조방법을 제공한다.

상기 요철부는 블래스터 공정을 통해서 형성하는 서셉터 제조방법을 제공한다.

상기 블래스트 공정시에는 샷볼(shot ball), 그리트(grit), 컷와이어(cut wire) 중에서 선택되는 어느 하나의 연마제를 이용하는 서셉터 제조방법을 제공한다.

상기 블래스트 공정을 통해 다수의 요철부를 형성하는 단계 이후에, 상기 요철부 중에서 날카로운 첨단부를 제거하기 위한 소프트 연마 공정을 더 수행하는 서셉터 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명은, 기재의 상면에 엠보싱이 형성되고, 상기 엠보싱의 상면에 요철부가 형성되는 서셉터를 제공한다.

상기 기재는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 서셉터를 제공한다.

상기 기재와 상기 엠보싱의 사이에는 유전성 재료막이 형성되는 서셉터를 제공한다.

상기 요철부의 깊이는 1 마이크로미터 이상 15 마이크로미터 이하인 서셉터를 제공한다.

이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라, 상면에 엠보싱(30)이 형성된 서셉터(20)에 블래스트 공정을 실시한 후의 모습을 도시한 것으로서, 엠보싱(30)의 상면에 다수의 요철부(32)가 형성되어 있음을 알 수 있다. 따라서 파티클(100)이 엠보싱(30)의 상면에 부착되더라도, 상기 요철부(32)의 요홈에 부착되므로, 유리기판(40)에 직접 부착하는 것을 방지할 수 있게 된다.

이와 같이 엠보싱(30) 상면의 표면 조도를 크게 하기 위해 실시하는 블래스트(blast) 공정은, 미세한 크기의 연마제를 60m/s 내지 100m/s의 속도로 서셉터(20)에 투사하여, 연마제 입자가 갖는 운동에너지를 이용하여 서셉터(20) 표면을 처리하는 방법이다.

블래스트 공정은 연마제의 투사 방식을 기준으로 압축공기를 이용하는 에어 블래스트 방식과, 3,000 RPM 정도의 초고속 회전을 하는 임펠러(impeller)의 원심력을 이용하는 임펠러 블래스트 방식으로 나눌 수 있는데, 에어 블래스트 방식은 비교적 좁은 면적의 피가공물을, 임펠러 블래스트 방식은 비교적 넓은 면적의 피가공물을 연마하는데 유용하다. 주로 사용되는 연마제로는, 0.1mm 내지 2.8mm 정도의 크기를 가지며 구형인 샷볼(shot ball), 다양한 입자크기를 가지며 날카로운 모서리를 가지는 그리트(grit), 직경과 길이가 동일한 원통형으로 0.3mm 내지 2.0mm 정도의 크기를 가지는 컷 와이어(cut wire) 등이 있다.

이와 같은 방법을 통해 형성되는 요철부(32)의 깊이는 파티클의 크기가 보통 1마이크로미터 내외인 것을 감안하면 최소한 1 마이크로미터 이상이어야 한다. 또한 서셉터(20)에 형성되는 엠보싱(30)의 높이가 50 내지 100 마이크로 미터 정도이므로 요철부(320)의 깊이를 최대 15마이크로미터 이하로 하는 것이 바람직하다.

가장 바람직한 요철부(32)의 깊이는 5 마이크로미터 정도이다.

또한 블래스트 공정을 통해 이와 같이 요철부(32)를 형성한 후에, 표면에 발생하는 날카로운 첨단부를 제거하기 위해, 상기 요철부(32)에 영향을 미치지 않도록 소프트한 연마제를 이용하거나, 분사속도를 조절하여 서셉터 표면에 대한 소프트 연마공정을 한번 더 수행하는 것이 바람직하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 한정하여 설명하였으나, 당업자에 의해 다양하게 수정 또는 변경이 가능하므로, 이러한 수정이나 변경도 본 발명의 기술적 사상을 포함하고 있는 한 본 발명의 권리범위에 당연히 속한다고 할 것이다.

도 1은 종래 플라즈마 처리장치의 개략적인 구성을 나타낸 단면도

도 2는 종래 플라즈마 처리장치의 서셉터에 형성된 엠보싱을 나타낸 단면도

도 3은 도 2의 A부분에 대한 부분확대도

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 블래스터 처리를 한 서셉터의 엠보싱을 도시한 단면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 챔버 20 : 서셉터

30 : 엠보싱 32 : 요철부

40 : 유리기판 50 : 샤워헤드

60 : RF전원 70 : 임피던스정합기

80 : 가스유입관 90 : 배기구

100 : 파티클

Claims

서셉터 기재의 상면에 다수의 엠보싱을 형성하는 단계와;

상기 엠보싱의 상면에 다수의 요철부를 형성하는 단계

를 포함하는 서셉터 제조방법
제1항에 있어서,

상기 다수의 엠보싱은 세라믹 용사를 이용하여 형성하는 서셉터 제조방법
제1항에 있어서,

상기 요철부는 블래스터 공정을 통해서 형성하는 서셉터 제조방법
제3항에 있어서,

상기 블래스트 공정시에는 샷볼(shot ball), 그리트(grit), 컷와이어(cut wire) 중에서 선택되는 어느 하나의 연마제를 이용하는 서셉터 제조방법
제3항에 있어서,

상기 블래스트 공정을 통해 다수의 요철부를 형성하는 단계 이후에, 상기 요철부 중에서 날카로운 첨단부를 제거하기 위한 소프트 연마 공정을 더 수행하는 서셉터 제조방법
기재의 상면에 엠보싱이 형성되고, 상기 엠보싱의 상면에 요철부가 형성되는 서셉터
제6항에 있어서,

상기 기재는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 서셉터
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 기재와 상기 엠보싱의 사이에는 유전성 재료막이 형성되는 서셉터
제6항에 있어서,

상기 요철부의 깊이는 1 마이크로미터 이상 15 마이크로미터 이하인 서셉터