KR20060135185A

KR20060135185A - 커버부재를 가지는 서셉터

Info

Publication number: KR20060135185A
Application number: KR1020050054922A
Authority: KR
Inventors: 권영춘
Original assignee: 주성엔지니어링(주)
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2006-12-29

Abstract

본 발명은, 기판이 안착되며, 히터가 내장된 서셉터 본체; 상기 서셉터 본체에 분리 가능하게 결합되는 서셉터 커버부재; 상기 서셉터 본체와 상기 서셉터 커버부재를 결합하는 결합부재를 포함하는 서셉터를 제공한다.

본 발명에 따르면 이상방전으로 인해 서셉터가 열화되더라도 서셉터 전체를 교체하지 않고 서셉터 커버부재만을 교환할 수 있으므로, 교체부분과 교체시간이 최소화되어 장비의 유지비용을 크게 줄일 수 있다. 또한 히터를 서셉터 본체의 상부에서 매설함으로써 서셉터의 주변부가 하부로 처지는 현상을 크게 완화시킬 수 있다.

서셉터, 커버부재, 히터

Description

커버부재를 가지는 서셉터{Susceptor comprising cover member}

도 1은 일반적인 액정표시소자 제조장치의 개략 구성도

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 서셉터의 단면도

도 3은 서셉터의 주변부가 처지는 현상을 나타낸 단면도

도 4는 서셉터 본체의 상면에 히터매설홈을 형성한 단면도

도 5는 서셉터 커버부재의 주연부에 볼트를 체결한 단면도

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 서셉터의 단면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

90 : 히터 92 : 히터커버

100 : 서셉터 110 : 서셉터 본체

112 : 히터 매설홈 120 : 서셉터 커버부재

122 : 단차 124 : 수직부

130 : 서셉터 지지부 140 : 볼트

140 : 볼트캡

본 발명은 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD) 제조장치의 서셉터에 관한 것으로서, 구체적으로는 상면에 커버가 결합된 서셉터에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시소자를 제조하기 위해서는, 기판 상에 유전체 물질 등을 박막으로 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토리소그라피 공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 목적하는 대로 패터닝하는 식각공정, 잔류물을 제거하기 위한 세정공정 등을 수차례 반복하여야 하는데, 이들 각 공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경이 조성된 챔버 내부에서 진행된다.

도 1은 액정표시소자 제조를 위하여 기판을 처리하는 장치 중에서 PECVD 장치의 일반적인 구성을 개략적으로 도시한 것으로서, 내부에 일정한 반응공간을 형성하는 챔버(10), 상기 챔버(10)의 내부에 위치하며 상면에 기판(s)을 안치하는 서셉터(20), 다수의 분사홀(41)을 통해 서셉터(20)의 상부에서 공정가스를 분사하는 샤워헤드(40), 외부의 가스 저장부(미도시)에 연결되어 샤워헤드(40)로 공정가스를 유입하는 가스유입관(80)을 포함한다.

샤워헤드(40)는 통상 공정가스에 RF전력을 인가하는 플라즈마 전극(50)과 결합되는데, 샤워헤드(40)와 플라즈마 전극(50)의 사이에는 가스유입관(80)을 통해 유입된 공정가스를 일차 확산시키는 버퍼공간(42)이 형성된다.

플라즈마 전극(50)에는 RF전력을 공급하는 RF전원(60)이 연결되고, RF전원(60)과 플라즈마 전극(50) 사이에는 최대 전력을 전달하기 위해 경로 임피던스를 매칭하는 임피던스 정합기(Impedance Matching Box, 70)가 연결된다. 이때 접지된 서셉터(20)가 플라즈마 전극(50)에 대응되는 전극이 되며, 서셉터(20)에도 RF전원이 인가되는 경우가 있다.

챔버(10)의 내측벽에는 가운데에 개방부를 가지는 사각판 형상의 에지프레임(30)이 거치되어 있는데, 에지프레임(30)은 평상시에는 거치대(미도시)에 거치되어 서셉터(20)로부터 분리되어 있다가, 공정을 위해 서셉터(20)가 상승할 때 서셉터(20)에 의해 들어올려져 내측 주연부가 기판(s)의 가장자리를 덮음으로써 기판(s)의 배면으로 플라즈마 리크(leak)가 발생하지 않도록 한다.

서셉터(20)는 저면 중앙부에 연결된 서셉터 지지대(21)에 의해 지지되고, 안치된 기판(s)을 적절한 온도로 예열하기 위하여 내부에 히터(90)를 내장한다.

이러한 히터(90)는 통상 서셉터(20)의 저면에 매설홈(24)을 형성한 후 상기 매설홈(24)에 삽입하는데, 히터(90)를 공정가스로부터 보호하기 위해서 매설홈(24)에 삽입된 히터(90)를 커버(92)를 이용하여 덮은 후에 경계부를 용접(94)하여 밀봉한다.

이러한 서셉터(20)는 상면에 기판(30)을 안치한 채 부식성이 강한 공정가스에 항상 노출되므로 내식성이 강한 알루미늄 재질이 주로 이용되며, 상기 히터커버(92)나 용접부(94)도 알루미늄 재질을 이용함으로써 서셉터(20)와의 열팽창계수의 차이로 인한 스트레스를 방지한다.

한편, 서셉터(20)의 주연부에는 상기 에지프레임(30)의 저부와 접하는 단차(22)가 형성된다.

그런데 이러한 구조를 가지는 서셉터(20)는 RF전원이 인가되었을 때 기판(s)이 안치되지 않은 주연부나 단차(22)의 모서리 부근에서 아킹(arching) 등 이상 방전이 일어나는 경우가 빈번하다는 문제점이 있다.

이러한 아킹 현상은 서셉터(20)에 물리적 충격을 가하여 서셉터를 열화 또는 파손시키거나 파티클을 발생시키게 되는데 이 때문에 서셉터(20) 전체를 교환하여야 하는 문제점이 있다.

또한 이상 방전 현상은 플라즈마의 임피던스를 불안정하게 하므로 임피던스 매칭박스(70)의 동작도 불안정해질 수밖에 없는데, 이는 결국 RF전력의 전달효율을 저하시키는 요인이 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 서셉터의 주연부나 단차부에서 발생하는 아킹 등 이상 방전 때문에 서셉터가 열화되거나 파손되는 경우 서셉터 전체를 교체하여야 하므로 장비의 유지비용이 증가하는 문제점을 해결하는데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 기판이 안착되며, 히터가 내장된 서셉터 본체; 상기 서셉터 본체에 분리 가능하게 결합되는 서셉터 커버부재; 상기 서셉터 본체와 상기 서셉터 커버부재를 결합하는 결합부재를 포함하는 서셉터를 제공한다.

상기 서셉터 커버부재는 상기 서셉터의 상면과 결합하는 것을 특징으로 한다.

상기 서셉터 커버부재는 상기 서셉터 본체의 상면 주연부에 결합될 수 있다.

상기 서셉터 커버부재는 상기 서셉터 본체의 상면 주연부와 상기 서셉터 본체의 측면에 결합될 수 있다.

상기 서셉터 커버부재는 전기적으로 전도성을 가진 재질인 것이 바람직하다.

상기 서셉터 커버부재는 평판형상을 가지며, 주연부에 단차를 가질 수 있다. 또한 상기 서셉터 커버부재의 두께는 상기 서셉터 본체의 두께보다 같거나 얇은 것이 바람직하다.

상기 결합부재는 상기 서셉터 본체의 상면 주연부와 상기 서셉터 커버부재를 결합하는 것이 바람직하며, 이때 상기 결합부재는 볼트일 수 있다.

상기 서셉터 본체와 상기 서셉터 커버부재는 알루미늄합금 재질로 제조되는 것이 바람직하며, 상기 서셉터 커버부재의 알루미늄 합금은 상기 서셉터 본체와는 다른 종류의 합금 성분을 포함할 수도 있다.

상기 서셉터 커버부재는 내산화성 강화를 위한 표면처리 공정을 거쳐 제조되 는 것이 바람직하며, 이때 상기 표면처리는 양극산화(anodizing) 또는 열처리 중에서 선택될 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

제1 실시예

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 서셉터(100)의 단면을 도시한 것으로서, 서셉터(100)를 서셉터 본체(110)와 서셉터 커버부재(120)로 분리하여 구성한 점에 특징이 있다.

따라서 이상방전으로 인해 서셉터(100)가 열화되어 교환이 필요할 경우에 서셉터 커버부재(120) 만을 교체할 수 있으므로 장비의 유지비용을 크게 절감시킬 수 있다.

서셉터 커버부재(120)는 기판과 함께 서셉터 본체를 반응공간에 노출시키지 않도록 하기 위한 것으로서, 기판이 안치되는 상면과 서셉터 본체(110)와 접하는 하면이 모두 평탄한 평판형상으로 제조되는 것이 바람직하며 상면 주연부에는 에지프레임의 저부와 맞물리는 단차(122)가 형성될 수도 있다.

하면을 평탄하게 제조함으로써 서셉터 본체(110)에 매설된 히터(90)로부터 기판으로 열전달이 균일하게 이루어질 수 있으며, 이러한 관점에서 서셉터 커버부재(120)의 하면과 서셉터 본체(110)의 상면은 완전히 밀착되는 것이 바람직하다.

또한 서셉터 커버부재(120)는 서셉터 본체(110)에 비해 자주 교체하는 것을 전제로 제조되는 것이므로, 소재의 낭비를 줄이기 위해서 서셉터(100) 전체 두께의 1/2을 넘지 않는 것이 바람직하다. 즉, 서셉터 본체(110)의 두께보다는 얇거나 같은 정도의 두께를 가지는 것이 바람직하다.

상기 서셉터 커버부재(120)는 전극의 역할도 하므로 전도성을 가진 재질이어야 함은 물론이다.

이때 서셉터 커버부재(120)의 재질은 서셉터 본체(110)와 동일한 재질인 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 제조될 수도 있고, 알루미늄을 주성분으로 하고 합금비율이나 합금성분을 달리하여 제조될 수도 있다.

또한 서셉터 커버부재(120)는 반응공간에 노출되는 부분이므로 내산화성, 내부식성을 강화하기 위하여 서셉터 본체(110)와는 달리 별도의 후처리를 하는 것이 바람직한데, 예를 들어 양극산화(anodizing)를 통해 표면처리를 하는 경우가 이에 해당한다.

한편, 히터 매설홈(112)은 서셉터 본체(110)의 상면 또는 하면에 형성될 수 있는데, 도 2는 서셉터 본체(110)의 하면에 형성한 경우를 도시하였다.

즉, 서셉터 본체(110)의 하면에 종래와 같이 히터 매설홈(112)을 형성하고, 히터(90) 및 히터커버(92)를 순차적으로 삽입한 후, 히터커버(92)와 서셉터 본체(110)의 경계면을 용접한 후 평탄처리를 한다.

열팽창을 고려하여 히터커버(92) 및 용접부는 서셉터(100)와 동일한 재질을 사용하는 것이 바람직하며, 서셉터(100)가 통상 알루미늄으로 제조되므로, 히터커버(92)나 용접부도 알루미늄 재질인 것이 바람직하다.

서셉터 본체(110)와 서셉터 커버(120)를 결합하기 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이, 서셉터 본체(110)의 하부에서 볼트(140)를 이용하여 체결하는 것이 바람직하다.

즉, 서셉터 본체(110)의 하부에 볼트(140)를 삽입하는 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀을 통해 삽입한 볼트(140)의 단부를 서셉터 커버부재(120)의 저면에 결합시킨다.

이때 볼트(140)가 체결되는 위치는 도시된 것처럼 서셉터 커버부재(120)의 전면적에 걸쳐 고르게 분포할 수도 있으나, 서셉터 본체(110)의 주연부를 따라 체결되는 것이 보다 바람직하다.

한편, 이와 같이 히터 매설홈(112) 뿐만 아니라 볼트(140) 삽입을 위한 관통홀까지 서셉터 본체(110)의 저면에 형성하면, 하부에 공극이 집중적으로 발생되어 서셉터(100)의 상하부간 열팽창 차이가 더 커져서 도 3에 도시된 바와 같이 서셉터(100)의 주변부가 하부로 처지는 현상이 심화될 우려가 있다.

이를 방지하기 위해서는, 도 4에 도시된 바와 같이 히터 매설홈(112)을 서셉터 본체(110)의 상면에 형성할 수 있다.

이 경우 서셉터(100)의 상층부에 매설홈(112)으로 인한 공극이 다수 형성되고, 이러한 공극이 열팽창을 일정 정도 흡수함으로써 서셉터(100)의 주변부가 아래 로 처지는 현상을 크게 완화시킬 수 있기 때문이다.

다만, 기판의 사이즈가 크지 않은 경우라면, 종래처럼 히터 매설홈(112)을 서셉터 본체(110)의 저면에 형성하여도 무방할 것이다.

한편, 볼트가 공정가스에 노출되면 부식될 염려가 있으므로, 관통홀 깊숙이 볼트를 삽입하고, 외부를 볼트캡(142)을 이용하여 밀봉하는 것이 바람직하며, 이때 볼트캡(142)은 서셉터의 재질과 같은 알루미늄인 것이 바람직하다.

한편 서셉터 본체(110)의 하부에서 볼트(140)를 체결하는 것은 실제 관리면에서 불편하므로, 도 5에 도시된 바와 같이 볼트(140)를 서셉터 커버부재(120)의 주연부에서 하부 방향으로 체결하는 것이 간편하다.

서셉터 커버부재(120)의 주연부에 에지프레임의 저부와 접하는 단차(122)가 형성된 경우에는 상기 단차(122)의 수평면에서 볼트(140)를 체결함으로써 기판에 미치는 영향을 최소화시킬 수 있으며, 이 경우에도 상기 볼트(140)의 상부에는 공정가스로부터 보호하는 볼트캡을 설치하는 것이 바람직하다.

제2 실시예

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 서셉터의 단면을 도시한 것으로서, 서셉터 본체(110)의 상부에 서셉터 커버부재(120)가 결합되는 점에서는 제1 실시예와 동일하다.

다만, 서셉터 커버부재(120)의 주연부가 하방으로 절곡되어 서셉터 본체(110)의 측면을 커버하는 수직부(124)를 형성한다는 점에서 제1 실시예와 차이가 있다.

따라서 서셉터 커버부재(120)는 서셉터 본체(110)의 상면만을 덮는 것이 아니라 측면까지 커버함으로써 서셉터 본체(110)가 반응공간으로 노출되지 않도록 하여 서셉터 본체(110)를 보다 확실하게 보호할 수 있게 된다.

본 발명에 따르면 이상방전으로 인해 서셉터가 열화되더라도 서셉터 전체를 교체하지 않고 서셉터 커버부재만을 교환할 수 있으므로, 교체부분과 교체시간이 최소화되어 장비의 유지비용을 크게 줄일 수 있다.

또한 히터를 서셉터 본체의 상면에 매설함으로써 서셉터의 주변부가 하부로 처지는 현상도 크게 완화시킬 수 있다.

Claims

기판이 안착되며, 히터가 내장된 서셉터 본체;

상기 서셉터 본체에 분리 가능하게 결합되는 서셉터 커버부재;

상기 서셉터 본체와 상기 서셉터 커버부재를 결합하는 결합부재

를 포함하는 서셉터
제1항에 있어서,

상기 서셉터 커버부재는 상기 서셉터의 상면과 결합하는 것을 특징으로 하는 서셉터
제1항에 있어서,

상기 서셉터 커버부재는 상기 서셉터 본체의 상면 주연부에 결합되는 것을 특징으로 하는 서셉터
제1항에 있어서,

상기 서셉터 커버부재는 상기 서셉터 본체의 상면 주연부와 상기 서셉터 본 체의 측면에 결합되는 것을 특징으로 하는 서셉터
제1항에 있어서,

상기 서셉터 커버부재는 전기적으로 전도성을 가진 재질인 것을 특징으로 하는 서셉터
제1항에 있어서,

상기 서셉터 커버부재는 평판형상을 가지며, 주연부에 단차를 가지는 것을 특징으로 하는 서셉터
제1항에 있어서,

상기 서셉터 커버부재의 두께는 상기 서셉터 본체의 두께보다 같거나 얇은 것은 것을 특징으로 하는 서셉터
제1항에 있어서,

상기 결합부재는 상기 서셉터 본체의 상면 주연부와 상기 서셉터 커버부재를 결합하는 것을 특징으로 하는 서셉터
제8항에 있어서,

상기 결합부재는 볼트인 것을 특징으로 하는 서셉터
제1항에 있어서,

상기 서셉터 본체와 상기 서셉터 커버부재는 알루미늄합금 재질로 제조되는 것을 특징으로 하는 서셉터
제10항에 있어서,

상기 서셉터 커버부재의 알루미늄 합금은 상기 서셉터 본체와는 다른 종류의 합금 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터
제1항에 있어서,

상기 서셉터 커버부재는 내산화성 강화를 위한 표면처리 공정을 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 서셉터
제1항에 있어서,

상기 표면처리는 양극산화(anodizing) 또는 열처리 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 서셉터