KR20070109479A - 건식각 장치 - Google Patents

Abstract

균일한 식각을 할 수 있는 건식각 장치가 제공된다. 건식각 장치는 소정 전압이 인가되는 전극판과, 전극판과 대향하도록 배치되어 전계를 형성하고 기판을 지지하는 기판 플레이트 및 기판 플레이트의 적어도 한 변에 설치된 둘 이상의 배플을 포함하고, 둘 이상의 배플은 각각 이격되어 각 배플 사이마다 배기구가 형성된다.

건식각 장치, 챔버, 기판 플레이트, 배플

Description

건식각 장치{Device for dry etching}

도 1a 본 발명의 일 실시예에 따른 건식각 장치의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 1b 본 발명의 일 실시예에 따른 건식각 장치를 상부에서 바라본 평면도이다.

도 2는 도 1a 및 도 1b의 배플을 설명하기 위한 사시도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건식각 장치의 배플을 설명하기 위한 사시도이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건식각 챔버의 배플을 설명하기 위한 사시도이다.

도 5는 도 4의 배플의 절개 사시도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

100: 건식각 장치 200: 챔버

210: 가스 배출구 300: 기판처리유닛

310: 전극판 320: 기판 플레이트

331, 332, 333, 334, 335, 336, 337, 338: 배플

본 발명은 건식각 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 균일한 식각을 할 수 있는 건식각 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 다수의 데이터 라인 및 게이트 라인이 매트릭스 형태 서로 교차되고, 각 교차점에 대응하여 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성된 제1 기판과, 컬러 필터와 공통 전극이 형성된 제2 기판과, 제1 및 제2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함한다.

여기서 제1 기판에 형성된 다수의 박막 트랜지스터, 화소 전극은 금속막의 증착 또는 절연막의 도포, 포토 공정 및 식각 공정을 진행하여 형성된다. 마찬가지로 제2 기판에 형성된 컬러 필터는 레드, 그린, 블루 컬러를 갖는 감광성 레진을 순차적으로 도포, 포토 및 식각 공정을 진행하여 형성된다.

한편, 식각 공정에는 습식각과 건식각 방법이 있는데, 건식각은 대전되는 두 전극판 상이에 형성되는 반응 가스를 고주파 등에 의해 가속시키고 타겟에 충돌시켜 타겟의 박막을 식각하는 방법으로 이루어진다. 이러한 건식각을 위한 건식각 장치는, 식각에 사용된 반응 가스를 배출하는 배기부와 배기 펌프, 반응 가스의 배기 흐름을 제어하는 배플(baffle)을 포함한다. 그런데 챔버내에 반응 가스가 균일하게 존재하지 않고, 국부적인 반응 가스의 집중현상 등의 이유로 챔버 내부의 위치에 따라 플라즈마의 농도가 다른 경우에는 식각 비율이 달라져 정밀하고 균일한 식각을 할 수 없게 된다. 여기서 반응 가스의 균일도는 사용된 반응 가스의 배기 정도 에 영향을 받는다.

즉, 사용된 가스의 배기를 조절하여 챔버 내부의 반응 가스의 균일도를 높이고, 균일한 식각을 할 수 있는 건식각 장치가 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 균일한 식각을 할 수 있는 건식각 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 건식각 장치는 소정 전압이 인가되는 전극판과, 상기 전극판과 대향하도록 배치되어 전계를 형성하고 기판을 지지하는 기판 플레이트 및 상기 기판 플레이트의 적어도 한 변에 설치된 둘 이상의 배플을 포함하고 상기 둘 이상의 배플은 각각 이격되어 상기 각 배플 사이마다 배기구가 형성된다.

기타 본 발명의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 1a 내지 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 건식각 장치를 설명한다. 도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 건식각 장치의 구조를 설명하기 위한 단면도이고, 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 건식각 장치를 상부에서 본 평면도이고, 도 2는 도 1a 및 도 1b의 배플을 설명하기 위한 사시도이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건식각 장치(100)는 챔버(200), 기판처리유닛(300) 및 고주파 발생부(500)를 포함한다.

챔버(200)에는 펌프(미도시)에 의해 식각 공정에 사용된 가스를 배출하기 위한 가스 배출구(210)가 형성되어 있다.

챔버(200) 내부가 진공상태로 유지된 채, 챔버(200) 내에 아르곤(Ar) 등의 반응 가스가 주입된다. 주입된 반응 가스는 고주파 발생부(500)에서 발생된 고주파 전압에 의해 플라즈마(350)로 여기된다.

한편, 기판처리유닛(300)은 전극판(310), 기판 플레이트(320) 및 배플(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337, 338)을 포함한다.

여기서, 전극판(300)은 챔버(200)의 상부에 설치되어 소정 전압이 인가된다. 기판(400)이 안착되는 기판 플레이트(320)는 전극판(300)과 대향하도록 챔버(200)의 하부에 설치되어 전극판(300)과 전계를 형성한다.

전극판(300)과 기판 플레이트(320) 사이에 형성된 전계에 의해 아르곤 이온 등으로 구성된 플라즈마(350)는 가속되어 기판(400)과 충돌한다. 이때, 아르곤 이온은 통상 양이온이므로 기판 플레이트(320)를 음극으로 하여 아르곤 이온 등으로 구성된 반응 가스를 가속시킨다. 이와 같이 기판 플레이트(320)가 전극판(310)과 대향하여 전계를 형성할 수도 있는데, 이는 전극판(310)에 대응하여 전극판(310)에 인가된 전압의 극성과 반대 극성을 띄는 하부 전극판이 기판 플레이트(320)과 일체형인 경우이며, 본 발명에서는 이에 한정되지 않고, 하부 전극판이 기판 플레이트(320)의 저면에 배치될 수 있다.

배플(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337, 338)은 기판 플레이트(320)의 각 변에 2개씩 설치되어 반응 가스의 흐름을 제어한다. 다만, 기판 플레이트(320)의 각 변에 설치되는 배플(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337, 338)의 개수는 이에 한정되지 않고 2개 이상이 설치될 수 있으며, 기판 플레이트(320)의 적어도 하나의 변에 설치될 수 있다. 또한 챔버(200)의 측벽과 접하도록 설치될 수 있으며 일정 거리 이격될 수도 있다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 각 배플(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337, 338)은 기판 플레이트(320)의 표면 높이보다 낮게 설치될 수 있다. 각 배플(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337, 338)은 기판 플레이트(320)의 표면 높이보다 낮게 설치되는 경우 각 배플(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337, 338)과 기판 플레이트(320)의 경계 부근에서 반응 가스의 압력차가 발생하여 반응 가스의 배출이 더욱 원활히 이루어진다.

배플(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337, 338)은 각각 소정 거리로 이격되 어 있어 기판 플레이트(320)의 각 변의 중심부 및 모서리 부분에 배기부(341, 342, 343, 344, 345, 346, 347, 348)를 형성할 수 있다.

도 1b의 화살표는 반응후 배기 과정에서의 가스 흐름을 나타낸다. 도 1b에 도시된 바와 같이 배기부(341, 342, 343, 344, 345, 346, 347, 348)가 기판 플레이트(320) 각 변의 중심부 및 모서리에 형성되어 있으므로, 반응 가스가 기판(400)상의 어느 하나의 영역에 집중되지 않고 균일하게 분포되어 배출된다.

여기서 각 배플(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337, 338)의 이격 거리는 배기부(341, 342, 343, 344, 345, 346, 347, 348)의 개구면적을 결정하는데, 이에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2를 참조하면, 기판 플레이트(320)의 한 변의 길이를 K라고 하고 길이 K인 변에 설치된 배기부(331, 332)간의 이격 거리를 M이라 할 때, 배기부(331, 332)간의 이격 거리 M은 길이 K의 1/6 내지 1/4에 해당될 수 있다. 예를 들어 길이 K가 2100㎝이면, 배기부(331, 332)간의 이격 거리 M은 350㎝ 내지 500㎝일 수 있다. 이와 같이 각 배플(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337, 338)간의 이격 거리가 각 배플(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337, 338)이 설치된 기판 플레이트(320) 변의 길이의 1/6 내지 1/4에 해당하는 경우, 챔버 내부의 반응 가스의 균일도가 더욱 향상된다.

상기에서 설명한 바와 같이 기판 플레이트(320)의 각 변에 배플(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337, 338)이 설치되는 경우, 반응 가스가 균일하게 형성 및 배기되므로 균일하고 정밀한 식각을 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건식각 장치의 배플을 설명하기 위한 사시도이다. 설명의 편의상, 도 2에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다.

도 3을 참조하면, 이전 실시예와 본 발명의 다른 실시예에 따른 건식각 장치와 다른 점은, 각 배플(331', 332', 333', 334', 335', 336', 337', 338') 상에 배기 구멍(351, 352, 353, 354, 355, 356, 357, 358)이 형성되어 있다는 점이다.

각 배플(331', 332', 333', 334', 335', 336', 337', 338') 상의 배기 구멍(351, 352, 353, 354, 355, 356, 357, 358)을 통해 반응 가스의 배출을 더욱 원활히 할 수 있으며, 챔버 내 반응 가스의 균일도를 높일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 반응 가스의 균일도 및 반응 가스 배출의 원활함을 위해 각 배플(331', 332', 333', 334', 335', 336', 337', 338') 상에 하나 이상의 배기 구멍이 형성될 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건식각 장치의 배플을 설명한다. 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건식각 장치의 배플을 설명하기 위한 사시도이고, 도 5는 도 4의 배플의 절개 사시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건식각 장치가 이전 실시예와 다른 점은 배플(431, 432)의 길이가 조절된다는 점이다.

각 배플(431, 432)은 기판 플레이트(320)에 고정된 가이드 배플(431_1, 432_1)과 가이드 배플(431_1, 432_1)을 따라 슬라이딩되는 슬라이딩 배플(431_2, 432_2)를 포함한다.

도 5를 참조하면, 슬라이딩 배플(431_2)은 가이드 배플(431_1)의 내부에 설치되어 가이드 배플(431_1)의 길이 방향을 따라 움직인다. 따라서 배플(431)의 길이가 조절되며, 각 배플(431, 432) 간의 이격 거리 M이 조절된다.

여기서 각 배플(431, 432) 간의 이격 거리 M은 배기부의 개구면적에 영향을 주므로, 슬라이딩 배플(431_1, 432_1)을 이동시켜 배기부의 개구면적을 조절함으로써 반응 가스의 균일도를 증가시킬 수 있다. 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 각 배플(431, 432)이 설치되는 기판 플레이트(320) 변의 길이의 1/6 내지 1/4에 해당되도록 조절될 수 있다.

다만 슬라이딩 배플(431_2)이 기판 플레이트(320)에 고정되어 가이드 기능을 하고, 가이드 배플(431_1)이 슬라이딩 배플(432_2)의 길이 방향을 따라 슬라이딩되어 슬라이딩 배플 기능을 하도록 설치될 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 실시예들에 따른 건식각 장치에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 챔버 내부의 반응 가스의 균일도를 증가시킬수 있다.

둘째, 반응 가스의 균일도를 증가시킴으로써 정밀하고 균일한 식각 공정을 진행할 수 있다.

Claims (7)

1. 소정 전압이 인가되는 전극판;

   상기 전극판과 대향하도록 배치되어 전계를 형성하고, 기판을 지지하는 기판 플레이트; 및

   상기 기판 플레이트의 적어도 한 변에 설치된 둘 이상의 배플을 포함하고, 상기 둘 이상의 배플은 각각 이격되어 상기 각 배플 사이마다 배기구가 형성된 건식각 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 배플은 상기 기판 플레이트의 적어도 한 변에 2개가 이격되어 설치되되, 상기 각 배플의 이격 거리는 상기 배플이 설치된 상기 기판 플레이트의 변의 길이의 1/6 내지 1/4 인 건식각 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 배플은 상기 기판 플레이트의 각 변 모두에 설치된 건식각 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 배플은 상기 기판 플레이트의 표면 높이보다 낮게 설치된 건식각 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 각 배플은 길이가 조절되어 상기 배기부의 개구면적이 조절되는 건식각 장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 각 배플은 상기 기판 플레이트에 고정된 가이드 배플과, 상기 가이드 배플의 내부 또는 외부에 설치된 슬라이딩 배플을 포함하고, 상기 슬라이딩 배플이 상기 가이드 배플의 길이 방향을 따라 이동하여 상기 각 배플의 길이가 조절되는 건식각 장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 각 배플은 상기 배플 상에 하나 이상의 배기 구멍이 형성된 건식각 장치.

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