KR20060002199A - 평판표시소자 제조장치의 공정챔버 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평판표시소자 제조장치의 공정챔버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공정챔버의 내부 구조를 변경하여 균일한 플라즈마가 형성되도록 하는 공정챔버에 관한 것이다.
본 발명은, 내부에 플라즈마를 발생시켜 기판에 소정의 처리를 실시하는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버에 있어서, 상기 공정 챔버의 측벽 소정부분에 반송 수단이 출입하며 기판을 반출입하는 기판 출입구가 마련되고, 그 일단부가 회동부에 의하여 상기 기판 출입구의 공정챔버 측 개구부에 결합되어 마련되며, 상기 개구부를 여닫을 수 있는 셔터가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버를 제공한다.
평판표시소자, 플라즈마, 플라즈마 처리장치, 공정 챔버

Description

평판표시소자 제조장치의 공정챔버{PROCESSING CHAMBER IN FPD MANUFACTURING APPARATUS}
도 1은 종래의 평판표시소자 제조장치의 반송챔버와 공정챔버의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래의 공정챔버 내부에 플라즈마가 형성되는 가상의 공간을 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공정챔버의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공정챔버의 작동 과정을 설명하는 도면들이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공정챔버의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 공정챔버의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 공정챔버 내부에 플라즈마가 형성되는 가상의 공간을 도시하는 단면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 공정챔버 110 : 하부전극
120 : 게이트 130 : 기판 출입구
140 : 플라즈마가 형성되는 제1 가상의 선
200 : 반송 챔버 210 : 반송수단
300, 400, 500 : 본 발명의 각 실시예에 따른 공정챔버
310, 410, 510 : 하부 전극
320, 420, 520 : 상부 전극
330, 430, 530 : 기판 출입구
340, 440, 540 : 셔터
S : 기판
본 발명은 평판표시소자 제조장치의 공정챔버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공정챔버의 내부 구조를 변경하여 균일한 플라즈마가 형성되도록 하는 공정챔버에 관한 것이다.
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 반응 성이 매우 뛰어난 이온화 된 플라즈마 가스가 되도록 한 후, 플라즈마 가스가 산화막 중 포토레지스터 막에 의하여 가려지지 않고 노출된 부분과 반응하여 부산물이 생성되면서 식각이 진행되도록 하는 장치이다.
상술한 건식식각장치는 일반적으로 플라즈마 등에 의하여 기판을 처리하는 공정챔버, 공정 처리될 기판을 공정챔버로 반입하고, 반출시키는 경유지로 사용되는 반송챔버 및 기판을 보관하고 있는 로드락 챔버의 3개의 챔버로 구성된다. 그리고 최근에는 기판의 대형화로 인하여 상기 로드락챔버와 반송챔버의 기능을 통합하여 하나의 반송챔버와 공정챔버로 이루어지는 2챔버 형식의 건식식각장치도 개시되고 있다.
이때 공정챔버에는 그 내부에 플라즈마를 발생시켜 기판에 소정의 처리를 실시하기 위한 구성요소가 구비된다. 이러한 구성요소로는 챔버 내부에 전계를 발생시키는 상, 하부 전극, 챔버 내부를 진공 상태로 만들기 위한 진공 펌프, 챔버 내부에 공정가스를 공급하는 가스 공급계, 상하부 전극에 고주파 전원을 공급하는 전원 공급계 등이 있다. 이러한 구성요소의 구체적인 구조 및 기능은 당업자에게 명백하게 알려진 사실이므로 여기에서는 그 설명을 생략한다.
그리고 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 평판표시소자 제조장치에는 3챔버 형식이든, 2챔버 형식이든 간에 공정챔버(100)와 반송챔버(200) 사이에 기판 출입구(130)가 형성되고, 그 기판 출입구의 중앙에는 양 챔버를 차폐시키는 게이트(120)가 설치된다. 즉, 상기 게이트(120)는 기판을 반입하거나 반출하는 경우에는 열려서, 상기 반송챔버(200)내에 설치되어 있는 반송수단(210)이 통과할 수 있도록 하며, 기판의 반입 또는 반출이 완료되면 닫혀서 상기 공정챔버(100)와 반송챔버(200)를 공간적으로 격리시킨다. 따라서 공정챔버(200) 내의 공정가스 등이 반송 챔버(100)로 유입되지 않으며, 반송챔버(100)를 대기 분위기로 만들어도 공정챔버(200)의 진공분위기는 영향을 받지 않는다.
그러나 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기판 출입구(130)에는 게이트(120)가 닫혀도 벽면보다 벽면 안쪽으로 형성된 공간이 남아 있다. 따라서, 플라즈마로 공정을 처리하는 경우에 실제로 플라즈마가 형성되는 공간이 도 2에 도시된 제 1 가상의 선(140)에 의하여 확인할 수 있는 바와 같이, 기판 출입구(130)가 형성된 벽면쪽이 다른 벽면쪽보다 넓게 형성된다. 그러므로, 이 공간에서 반응 가스가 정체되는 가스 정체현상이 발생하고, 공정챔버(100)내에서 플라즈마가 형성되는 공간이 비대칭적이어서 처리되는 기판의 모든 면이 균일하게 처리되지 않는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 공정챔버에 형성된 공간의 비대칭으로 인한 불균일한 기판 처리를 방지하기 위하여 대칭적인 공간이 형성되는 공정챔버를 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부에 플라즈마를 발생시켜 기판에 소정의 처리를 실시하는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버에 있어서, 상기 공정 챔버의 측벽 소정부분에 반송 수단이 출입하며 기판을 반출입하는 기판 출입구가 마련되고, 그 일단부가 회동부에 의하여 상기 기판 출입구의 공정챔버 측 개 구부에 결합되어 마련되며, 상기 개구부를 여닫을 수 있는 셔터가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버를 제공한다.
그리고 본 발명에 따른 상기회동부는, 탄성체로 형성되어, 상기 셔터가 반송 수단에 의하여 밀려 열린 후 상기 반송 수단이 반송챔버로 퇴피하면 다시 개구부를 닫는 위치로 돌아오는 구조로 마련됨으로써 반송 수단의 이동에 따라 셔터를 열고 닫기 위한 복잡한 구조의 장치를 마련하지 않고서도 용이하게 셔터를 열고 닫을 수 있는 장점이 있다.
이때 회동부는, 셔터의 하단부와 기판 출입구의 공정챔버 측 개구부 중 하측 모서리를 연결할 수도 있으며,
셔터의 상단부와 기판 출입구의 공정챔버 측 개구부 중 상측 모서리를 연결할 수도 있다.
또한 본 발명에 따른 상기 셔터는, 공정챔버 측 개구부의 상측을 여닫는 상부 셔터와 하측을 여닫는 하부 셔터로 구성되며, 상부 셔터는 그 상단부가 공정챔버 측 개구부 중 상측 모서리에 결합되고, 하부 셔터는 그 하단부가 공정챔버 측 개구부 중 하측 모서리에 결합되도록 마련됨으로써 셔터의 회동운동 반경을 줄여 셔터가 보다 효율적으로 회동할 수 있도록 한다.
이때 상부 셔터와 하부 셔터는 상부 회동부 및 하부 회동부에 의하여 상기 공정 챔버 측 개구부에 결합되되, 상부 회동부 및 하부 회동부는 탄성체로 형성되어, 상기 상부 셔터 및 하부 셔터가 반송 수단에 의하여 밀려서 열린 후 상기 반송 수단이 반송챔버로 퇴피하면 다시 개구부를 닫는 위치로 돌아오는 구조인 것이 상부 셔터 및 하부 셔터를 간단한 구조의 장치로서 여닫을 수 있어서 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
< 실시예 1 >
본 실시예에 따른 평판표시소자 제조장치의 공정챔버(300)도 종래의 공정챔버와 마찬가지로 내부에 플라즈마를 발생시켜서 기판에 소정의 처리를 실시하기 위한 여러가지 구성요소가 구비되어 있다. 그런데 이러한 구성요소의 구조 및 기능은 종래의 그것과 동일하므로 여기에서 반복하여 설명하지 않는다.
본 실시예에 따른 평판표시소자 제조장치의 공정챔버(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 기판 출입구(330)의 공정 챔버 측 개구부를 여닫을 수 있는 셔터(shutter, 340)가 더 마련되는 것이 종래의 공정 챔버와 구별된다. 이때 셔터(340)는 플라즈마에 저항성이 강한 항플라즈마성 재료로 마련되는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 세라믹으로 형성시킨다. 본 실시예에서 '공정 챔버 측 개구 부'는 기판 출입구(330)의 입구 중에 공정 챔버 내측 방향으로 열린 입구를 말하는 것이며, 그 반대편 방향으로 열린 입구는 '반송 챔버 측 개구부'로 한다.
즉, 공정 챔버(300)의 측벽 소정 부분에 반송 수단(210)이 출입하며 기판(S)을 반출입하는 기판 출입구(330)가 마련되고, 그 기판 출입구(330)의 공정 챔버 측 개구부에 셔터(340)를 구비시키는 것이다. 이때 셔터(340)는 공정 챔버 측 개구부를 여닫을 수 있는 구조로 마련된다. 그리고 공정 챔버의 내벽면과 연속되는 면을 이루도록 공정 챔버 측 개구부를 닫는다. 다시 말하면 셔터(340)가 기판 출입구의 공정 챔버 측 개구부를 닫아서 공정 챔버의 측벽에 기판 출입구가 형성되지 않은 것과 유사한 형상의 공정 챔버 측벽이 되는 것이다.
본 실시예에서 셔터(340)는 그 하단부가 회동부(342)에 의하여 기판 출입구(330)의 공정챔버 측 개구부 중 하측 모서리 부분에 결합된다. 따라서 셔터(340) 중 하단부는 공정 챔버(300) 측벽에 결합되어 고정되고, 상단부 및 측단부는 다른 곳과 결합되어 있지 않아서 자유롭게 움직일 수 있다. 그러므로 이 셔터(340)를 특정 방향으로 밀면, 셔터(340)는 공정 챔버(300)의 측벽에 결합되어 있는 하단부를 중심으로 하여 회전운동하여 기판 출입구(330)가 열리게 된다.
그리고 이 회동부(342)는 탄성체로 형성되는 것이 바람직하다. 이 회동부(342)가 탄성을 가지는 재질로 만들어져서 일정 범위 안에서 변형되더라도 다시 원래 상태로 돌아오면, 셔터(340)가 외부의 힘에 의하여 열린 후 그 외부의 힘이 제거되면 원래의 위치로 돌아와서 기판 출입구(330)를 다시 닫을 수 있기 때문이다.
이러한 셔터(340)의 작동 과정을 살펴보면 다음과 같다. 셔터의 작동 과정은 도 4a, 4b에 도시된다.
먼저 도 4a에 도시된 바와 같이, 반송 챔버에 마련된 반송 수단(210)이 기판(S)을 적재하고 공정챔버(300)로 진입하게 되면 셔터(340)의 왼편에서 셔터(340)에 힘을 가하게 된다. 그러면 셔터(340)는 오른편으로 기울어지면서 기판 출입구(330)가 열린다. 기판이 공정 챔버(300) 내에 위치되면 반송 수단(210)이 반송 챔버로 돌아 가면서 셔터(340)의 오른편에서 힘을 가하여 셔터(340)가 왼쪽으로 기울어지게 된다.
그리고 반송 수단(210)이 반송 챔버로 완전히 빠져나가게 되면, 셔터(340)에 더이상 힘이 가해지지 않으므로 회동부(342)의 탄성력에 의하여 셔터(340)가 다시 원위치로 돌아가면서 기판 출입구(330)를 닫게 된다. 이렇게 셔터(340)가 닫힌 상태에서 공정 챔버(300) 내에 플라즈마가 형성되고, 기판에 소정의 처리가 실시되는 것이다.
< 실시예 2 >
본 실시예에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 셔터(440)가 기판 출입구(430)의 공정 챔버 측 개구부 중 상측 모서리 부분에 결합된다. 즉, 회동부(442)가 공정 챔버 측 개구부 중 상측모서리 영역에 결합되고, 이 회동부(442)가 셔터(440)의 상단부와 결합된다. 따라서 셔터는 상단부를 중심으로 하여 회전운동하게 된다.
본 실시예에 따른 셔터(440)의 작동 과정과 구조는 실시예 1과 동일하므로 여기에서 반복하여 설명하지 않는다.
< 실시예 3 >
본 실시예에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 셔터(540)가, 상부 셔터(540a)와 하부 셔터(540b)로 구성된다. 즉, 공정챔버 측 개구부의 상측을 여닫는 상부 셔터(540a)와 하측을 여닫는 하부 셔터(540b)로 나누어 구성되는 것이다. 따라서 상부 셔터(540a)는 그 상단부가 공정챔버 측 개구부 중 상측 모서리 부분에 결합되고, 하부 셔터(540b)는 그 하단부가 공정챔버 측 개구부 중 하측 모서리에 결합된다.
본 실시예에 따른 상부 셔터(540a) 및 하부 셔터(540b)의 작동 과정과 구조는 실시예 1, 2와 동일하므로 여기에서 반복하여 설명하지 않는다.
본 실시예에 따른 공정 챔버(300)에 의하여 기판 처리를 실시하는 경우에는, 공정챔버(300) 내에서 플라즈마를 형성시킬때 플라즈마가 느끼는 공간이 도 7에 도시된 제 2 가상의 선(350)처럼 대칭적으로 형성된다. 즉, 상기 셔터(340)가 설치됨으로써 공정챔버(300)의 내부 벽면 중 통로가 형성된 벽면을 이어진 하나의 벽면처럼 플라즈마가 느끼게 되는 것이다. 따라서 플라즈마가 형성되는 공간이 대칭적이므로 하부전극(310) 상부에 위치되어 처리되는 기판 상의 모든 면이 균일하게 처리되는 장점이 있다.
특히, 본 발명에서는 공정 챔버 내부 공간을 대칭적으로 만드는 셔터가 간단한 구조를 가지면서도 용이하게 작동되도록 함으로써 장치의 제조단가를 낯추면서도 균일한 품질의 기판을 제조할 수 있도록 한다.

Claims (6)

  1. 내부에 플라즈마를 발생시켜 기판에 소정의 처리를 실시하는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버에 있어서,
    상기 공정 챔버의 측벽 소정부분에 반송 수단이 출입하며 기판을 반출입하는 기판 출입구가 마련되고,
    그 일단부가 회동부에 의하여 상기 기판 출입구의 공정챔버 측 개구부에 결합되어 마련되며, 상기 개구부를 여닫을 수 있는 셔터가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 공정챔버.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회동부는,
    탄성체로 형성되어, 상기 셔터가 반송 수단에 의하여 밀려 열린 후 상기 반송 수단이 반송챔버로 퇴피하면 다시 개구부를 닫는 위치로 돌아오는 구조인 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 공정 챔버.
  3. 제2항에 있어서, 상기 회동부는,
    상기 셔터의 하단부와 상기 기판 출입구의 공정챔버 측 개구부 중 하측 모서리를 연결하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 공정 챔버.
  4. 제2항에 있어서, 상기 회동부는,
    상기 셔터의 상단부와 상기 기판 출입구의 공정챔버 측 개구부 중 상측 모서리를 연결하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 공정 챔버.
  5. 제1항에 있어서, 상기 셔터는,
    상기 공정챔버 측 개구부의 상측을 여닫는 상부 셔터와 하측을 여닫는 하부 셔터로 구성되며,
    상기 상부 셔터는 그 상단부가 상기 공정챔버 측 개구부 중 상측 모서리에 결합되고,
    상기 하부 셔터는 그 하단부가 상기 공정챔버 측 개구부 중 하측 모서리에 결합되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 공정 챔버.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상부 셔터와 하부 셔터는 상부 회동부 및 하부 회동부에 의하여 상기 공정 챔버 측 개구부에 결합되되,
    상기 상부 회동부 및 하부 회동부는 탄성체로 형성되어, 상기 상부 셔터 및 하부 셔터가 반송 수단에 의하여 밀려서 열린 후 상기 반송 수단이 반송챔버로 퇴피하면 다시 개구부를 닫는 위치로 돌아오는 구조인 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 공정 챔버.
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