KR20070112512A - 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치 - Google Patents

평면디스플레이용 화학 기상 증착장치 Download PDF

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Abstract

평면디스플레이용 화학 기상 증착장치가 개시된다. 본 발명의 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치는, 평면디스플레이에 대한 증착 공정이 진행되는 증착공간을 형성하는 챔버; 챔버의 측벽에 형성되어 측면에서 챔버의 내부로 공정가스를 주입하는 공정가스 주입부; 및 챔버 내의 상부 영역에 결합되며, 평면디스플레이를 향한 하면에 복수의 중공부가 형성되어, 인가된 소정의 알에프(RF) 전력에 기초한 중공 캐소드 방전(Hollow Cathode Discharge)에 의해 공정가스를 플라즈마화시키는 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 가스분배판을 사용하지 않는 대신 전극의 구조와 공정가스의 주입 방향을 구조적으로 개선함으로써 평면디스플레이에 대한 증착 효율은 그대로 유지하면서도 가스분배판을 사용함으로써 발생되는 제반적인 문제를 해소할 수 있다.
평면디스플레이, LCD, CVD, 챔버, 전극, 중공부, 방전 가공, 가스분배판

Description

평면디스플레이용 화학 기상 증착장치{Chemical Vapor Deposition Apparatus for Flat Display}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치의 개략적인 구조도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전극의 배면 사시도이다.
도 3은 도 2의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치의 전극에 대한 배면 사시도이다.
도 5는 도 4의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치의 전극에 대한 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 챔버 11 : 바닥면
12 : 가스확산판 14 : 챔버상벽
30 : 서셉터 31 : 기판로딩부
40 : 서셉터지지대 50,50a,50b : 전극
51 : 상면 52 : 하면
53 : 테두리부 54,54a,54b : 중공부
55 : 돌출돌기 60 : 공정가스 주입부
본 발명은, 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가스분배판을 사용하지 않는 대신 전극의 구조와 공정가스의 주입 방향을 구조적으로 개선함으로써 평면디스플레이에 대한 증착 효율은 그대로 유지하면서도 가스분배판을 사용함으로써 발생되는 제반적인 문제를 해소할 수 있는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치에 관한 것이다.
평면디스플레이는 개인 휴대단말기를 비롯하여 TV나 컴퓨터의 모니터 등으로 널리 채용된다.
이러한 평면디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등으로 그 종류가 다양하다.
이들 중에서도 특히, LCD(Liquid Crystal Display)는 2장의 얇은 상하 유리기판 사이에 고체와 액체의 중간물질인 액정을 주입하고, 상하 유리기판의 전극 전압차로 액정분자의 배열을 변화시킴으로써 명암을 발생시켜 숫자나 영상을 표시하는 일종의 광스위치 현상을 이용한 소자이다.
LCD는 현재, 전자시계를 비롯하여, 전자계산기, TV, 노트북 PC 등 전자제품에서 자동차, 항공기의 속도표시판 및 운행시스템 등에 이르기까지 폭넓게 사용되 고 있다.
종전만 하더라도 LCD TV는 20 인치 내지 30 인치 정도의 크기를 가지며, 모니터는 17 인치 이하의 크기를 갖는 것이 주류였다. 하지만, 근자에 들어서는 40 인치 이상의 대형 TV와 20 인치 이상의 대형 모니터에 대한 선호도가 높아지고 있다.
따라서 LCD를 제조하는 제조사의 경우, 보다 넓은 유리기판을 제작하기에 이르렀다. 현재에는 가로/세로의 폭이 1950 X 2250 ㎜이거나 1870 X 2200 ㎜인 7세대, 혹은 2200 X 2500 ㎜ 이상인 8세대까지 유리기판의 크기를 증가시키는 연구가 진행되고 있다.
LCD는 증착(Deposition), 사진식각(Photo lithography), 식각(Etching), 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition) 등의 공정이 반복적으로 수행되는 TFT 공정, 상하 유리기판을 합착하는 Cell 공정, 그리고 기구물을 완성하는 Module 공정을 통해 제품으로 출시된다.
한편, 수많은 공정 중의 하나인 화학 기상 증착공정(Chemical Vapor Deposition Process)은, 외부의 고주파 전원에 의해 플라즈마(Plasma)화 되어 높은 에너지를 갖는 증착물질인 공정가스를 유리기판 상으로 증착시키는 공정이다.
이러한 증착공정을 수행하기 위한 통상의 화학 기상 증착장치는, 유리기판이 로딩(Loading)되는 서셉터를 갖는 챔버와, 챔버 내에 마련되는 전극과, 전극의 하부에 마련되어 하부 전극 및 가스유입구 역할을 하는 가스분배판을 구비한다.
가스분배판은 접지 전극과의 사이에 버퍼공간이 형성되도록 접지 전극으로부 터 소정 거리 이격되게 배치되어 있다. 가스분배판의 판면에는 미세한 크기의 가스홀이 복수개 관통형성되어 있다. 보통 8세대 크기의 유리기판을 증착하기 위한 화학 기상 증착장치에 설치되는 가스분배판에는 대략 10만개 정도의 가스홀이 형성되는 것으로 알려져 있다.
이러한 구성에 의해, 증착공정이 진행되면, 공정가스가 챔버의 상부에서 전극을 통해 하방으로 주입된 후, 버퍼공간을 통해 확산된 다음, 가스분배판에 형성된 복수개의 가스홀을 통해 분출됨으로써 유리기판 상에 증착막이 형성될 수 있게 된다.
그런데, 이러한 종래의 화학 기상 증착장치에 있어서는, 가스분배판에 가스홀을 가공하기가 쉽지 않을 뿐만 아니라 그 개수가 많아 가스분배판을 제작하는데 시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라 제조비용이 높아지고, 가스홀 가공으로 인해 가스분배판의 기구적인 강도가 줄어드는 제반적인 문제점이 있다.
뿐만 아니라 종래의 화학 기상 증착장치의 경우에는 반드시 가스분배판을 사용해야하고, 이로 인해 공정가스가 상부에서 주입되는 구조를 가져야만 하므로 챔버의 상부 구조물이 복잡해질 수밖에 없는 문제점이 있다.
따라서 가스홀 가공에 어려움과 비용 손실이 따르는 가스분배판을 사용하지 않고서도 효율적으로 유리기판을 증착할 수 있는 새로운 방안이 요구된다.
본 발명의 목적은, 가스분배판을 사용하지 않는 대신 전극의 구조와 공정가스의 주입 방향을 구조적으로 개선함으로써 평면디스플레이에 대한 증착 효율은 그 대로 유지하면서도 가스분배판을 사용함으로써 발생되는 제반적인 문제를 해소할 수 있는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 평면디스플레이에 대한 증착 공정이 진행되는 증착공간을 형성하는 챔버; 상기 챔버의 측벽에 형성되어 측면에서 상기 챔버의 내부로 공정가스를 주입하는 공정가스 주입부; 및 상기 챔버 내의 상부 영역에 결합되며, 상기 평면디스플레이를 향한 하면에 복수의 중공부가 형성되어, 인가된 소정의 알에프(RF) 전력에 기초한 중공 캐소드 방전(Hollow Cathode Discharge)에 의해 상기 공정가스를 플라즈마화시키는 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 챔버의 상부에 결합되는 챔버상벽을 더 포함할 수 있으며, 상기 공정가스 주입부는 상기 전극의 하면에 인접한 위치에서 상기 챔버상벽의 측벽에 형성될 수 있다.
상기 공정가스 주입부는 상기 챔버상벽의 둘레방향을 따라 측벽에 각각 형성될 수 있으며, 상기 공정가스는 상기 복수의 공정가스 주입부에 의해 사각 대칭으로 주입될 수 있다.
상기 챔버의 상부에 결합되는 고주파 전원부를 더 포함할 수 있으며, 상기 고주파 전원부로부터의 알에프(RF) 전력은 상기 전극의 상면으로 직접 인가될 수 있다.
상기 복수의 중공부는, 상기 전극의 중앙영역에서 둘레방향으로 갈수록 상기 공정가스와의 접촉면적이 증대되도록 그 함몰 깊이가 점진적으로 깊어지게 형성될 수 있다.
상기 복수의 중공부는 다각의 골 형상, 원형의 홈 형상 및 다각의 홈 형상 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.
상기 복수의 중공부가 형성된 상기 전극의 하면은 오목한 면(Concave)을 형성할 수 있다.
상기 복수의 중공부가 형성된 상기 전극의 하면에는 둘레방향을 따라 상기 중공부가 형성되지 않은 테두리부가 형성될 수 있다.
상기 챔버의 바닥면에는 상기 증착공간에 존재하는 공정가스를 확산시키는 가스확산판이 더 마련될 수 있다.
상기 평면디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display)용 대형 유리기판일 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 대해 상세히 설명한다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 한다.
이하에서 설명하는 평면디스플레이란, 전술한 바와 같이 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 중 어떠한 것이 적용되어도 좋다.
다만, 본 실시예에서는 LCD(Liquid Crystal Display)용 대형 유리기판을 평면디스플레이라 간주하기로 한다. 그리고 대형이란, 앞서도 기술한 바와 같이, 7세대 혹은 8세대 이상에 적용되는 수준의 크기를 가리킨다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치의 개략적인 구조도이고, 도 2는 도 1에 도시된 전극의 배면 사시도이며, 도 3은 도 2의 단면도이다.
이들 도면을 참조하되 주로 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치(1)는, 챔버(10)와, 챔버(10) 내에 마련되어 증착 대상의 유리기판(G)이 로딩(Loading)되는 서셉터(30)와, 서셉터(30)의 하부에서 서셉터(30)를 지지하는 복수의 서셉터지지대(40)와, 챔버(10)의 상부에 결합되어 챔버(10)의 상부를 형성하는 챔버상벽(14)과, 챔버상벽(14)에 결합되는 전극(50)과, 챔버(10)의 상부에 결합되어 챔버(10)의 상부를 형성하는 챔버상벽(14)과, 챔버상벽(14)에 형성되어 챔버(10)의 측면에서 공정가스를 주입하는 공정가스 주입부(60)를 구비한다.
챔버(10)는 내부의 증착공간(S)이 진공 분위기로 유지될 수 있도록 외벽이 외부와 차폐되어 있다. 챔버(10)의 증착공간(S)에는 증착 공정시, 반응성 공정 가스가 충전된다.
챔버(10)의 외벽에는 소정의 작업 로봇에 의해 유리기판(G)이 챔버(10)의 내외로 유출입되는 통로인 개구부(미도시)가 형성되어 있다. 도시하고 있지는 않지만, 개구부는 도어(미도시)에 의해 선택적으로 개폐된다. 그리고 챔버(10) 내의 바닥면(11) 중앙 영역에는 서셉터(30)의 센터봉(32)이 관통하는 관통홀(10b)이 형성되어 있다. 관통홀(10b)의 주변에는 서셉터지지대(40)의 축부(42)가 관통하는 추가의 관통홀(10c)이 더 형성되어 있다.
서셉터(30)는 챔버(10) 내의 증착공간(S)에서 횡방향으로 배치되어 로딩되는 유리기판(G)을 지지하는 기판로딩부(31)와, 상단은 기판로딩부(31)의 중앙에 고정되고 하단은 관통홀(10b)을 통과하여 챔버(10)의 외부에 배치되는 센터봉(32)을 포함한다. 센터봉(32)은 관상체로 형성되어 있으며, 후술할 승강모듈(36)의 내부를 관통하도록 배치된다. 이러한 센터봉(32)은 기판로딩부(31)와 일체로 형성될 수도 있고 혹은, 별개로 제작되어 기판로딩부(31)에 결합될 수도 있다.
기판로딩부(31)의 상면은 유리기판(G)이 정밀하게 수평상태로 로딩될 수 있도록 거의 정반으로 제조된다. 기판로딩부(31)의 내부에는 히터(미도시)가 장착되어 기판로딩부(31)를 소정의 증착온도인 대략 400℃로 가열한다.
서셉터(30)는 챔버(10) 내의 증착공간(S)에서 상하로 승강한다. 즉, 유리기판(G)이 로딩될 때는 챔버(10) 내의 바닥면(11) 영역에 배치되어 있다가 유리기판(G)이 로딩되고 증착 공정이 진행될 때는 유리기판(G)이 가스분배판(17)에 인접할 수 있도록 부상한다. 증착 공정시, 서셉터(30)의 기판로딩부(31)는 가스분배판(17)의 하면에 대략 수십 밀리미터(mm) 정도의 간격까지 부상한다.
이를 위해, 서셉터(30)의 센터봉(32)에는 서셉터(30)를 승강시키는 승강 모듈(36)이 마련되어 있다. 승강 모듈(36)에 의해 서셉터(30)와 서셉터지지대(40)는 함께 승강한다. 물론, 서셉터(30)와 서셉터지지대(40)는 승강 모듈(36)에 의해 각각 독립적으로 승강되도록 구성할 수도 있다.
서셉터(30)가 승강하는 과정에서 서셉터(30)의 센터봉(32)과 관통홀(10b) 간에 공간이 발생되어서는 아니된다. 이에, 관통홀(10b) 주변에는 센터봉(32)의 외부 를 감싸도록 벨로우즈관(34)이 마련되어 있다. 벨로우즈관(34)은 서셉터(30)가 하강할 때 팽창되고, 서셉터(30)가 부상할 때 압착되면서 센터봉(32)과 관통홀(10b) 간에 공간이 발생하는 것을 방지한다.
벨로우즈관(34)의 내측에는 서셉터(30)의 기판로딩부(31)를 지지하는 세라믹 기둥(33)이 더 마련되어 있다. 세라믹 기둥(33)은 서셉터지지대(40)와 함께 서셉터(30)의 기판로딩부(31)를 지지하는 역할을 한다. 이러한 세라믹 기둥(33)의 상단은 절곡되어 기판로딩부(31)의 하면을 떠받치고 있으며, 하단은 절곡된 상태에서 승강모듈(36)에 결합되어 있다.
서셉터(30)의 기판로딩부(31)에는 로딩되거나 취출되는 유리기판(G)의 하면을 안정적으로 지지하여 기판로딩부(31)의 상면으로 안내하는 복수의 리프트 핀(38)이 마련되어 있다. 리프트 핀(38)은 기판로딩부(31)를 관통하도록 설치되어 있다.
리프트 핀(38)은 승강 모듈(36)에 의해 서셉터(30)가 하강할 때, 그 하단이 챔버(10)의 바닥면(11)에 가압되어 상단이 기판로딩부(31)의 상면으로 돌출된다. 이에, 유리기판(G)을 기판로딩부(31)로부터 이격시킨다. 반대로, 서셉터(30)가 부상하면, 하방으로 이동하여 유리기판(G)이 기판로딩부(31)의 상면에 밀착되도록 한다.
이러한 리프트 핀(38)은 서셉터(30)의 기판로딩부(31)에 로딩된 유리기판(G)을 도시 않은 로봇아암이 파지할 수 있도록 유리기판(G)과 기판로딩부(31) 사이의 공간을 형성하는 역할을 겸한다.
전술한 바와 같이, 7세대 혹은 8세대 하에서의 서셉터(30)는 그 무게가 무겁고 크기가 상대적으로 커서 처짐이 발생할 수 있는데, 이럴 경우, 유리기판(G)에도 처짐이 발생할 수 있다.
이에, 도시된 바와 같이, 서셉터(30)의 기판로딩부(31) 하부에는 복수개의 서셉터지지대(40)가 마련되어 서셉터(30)의 기판로딩부(31)를 떠받치고 있다. 기판로딩부(31)는 대형 유리기판(G)의 크기보다 좀 더 크게 형성되므로, 중심의 센터봉(32)에서부터 반경방향 외측으로 갈수록 처짐이 심하게 발생한다.
따라서 서셉터지지대(40)는 서셉터(30)의 기판로딩부(31) 외측 영역에 상호 이격되게 복수개로 마련되어 서셉터(30)의 기판로딩부(31)가 처지는 것을 저지하고 있는 것이다.
이러한 서셉터지지대(40)는 기판로딩부(31)의 하면에 위치하는 머리부(41)와, 머리부(41)에서 연장되어 서셉터(30)의 센터봉(32)과 나란하게 배치되는 축부(42)를 갖는다.
축부(42)의 단부는 센터봉(32)과 마찬가지로 승강 모듈(36)에 일체로 결합되어 있다. 따라서 승강 모듈(36)이 동작하면, 서셉터지지대(40)도 서셉터(30)와 함께 승강하게 된다. 축부(42)의 영역에도 벨로우즈관(34a)이 형성되어 있다.
한편, 앞서도 기술한 바와 같이, 본 실시예의 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치(1)에는 소정의 증착물질(실리콘계 화합물인 반응성 가스)인 공정가스를 분배하는 가스분배판(미도시)이 구비되어 있지 않다. 가스분배판이 없는 대신, 전극(50)의 구조와 공정가스의 주입 방향이 구조적으로 개선됨으로써 동일한 증착 공 정이 이루어지도록 하고 있다.
전극(50)은 챔버(10)의 상부 영역, 보다 구체적으로는 챔버상벽(14)에 결합되어 있다. 이 때, 챔버상벽(14)과 전극(50) 사이에는 전극(50)이 챔버상벽(14)에 직접 접촉하여 통전되는 것을 저지하는 절연체(26)가 더 구비되어 있다. 절연체(26)는 테프론 등으로 제작될 수 있다.
이러한 전극(50)은, 인가된 소정의 알에프(RF) 전력에 기초한 중공 캐소드 방전(Hollow Cathode Discharge)에 의해 측면에서 챔버(10)의 내부로 주입되는 공정가스를 플라즈마로 변화시키는 역할을 한다.
이 때, 전극(50)으로 인가되는 알에프(RF) 전력은 챔버상벽(14)의 상부 영역에 설치된 고주파 전원부(20)에서 담당한다. 즉, 고주파 전원부(20)는 연결라인(22)에 의해 전극(50)의 상면에 연결되어 증착 공정시, 소정의 알에프(RF) 전력을 전극(50)으로 직접 인가한다.
도 2 및 도 3을 참조할 때, 전극(50)은 거의 육면체 구조를 갖는다. 상면(51)은 전술한 바와 같이, 연결라인(22)에 의해 고주파 전원부(20)와 연결되어 있고, 하면(52)에는 후술할 복수의 중공부(54)가 형성되어 있다.
복수의 중공부(54)가 형성된 전극(50)의 하면(52)에는 그 둘레방향을 따라 중공부(54)가 형성되지 않은 테두리부(53)가 형성되어 있다. 테두리부(53)는 절연체(26)에 의해 챔버상벽(14)에 지지되는 부분으로 사용된다. 물론, 필요에 따라 테두리부(53)는 구성상 제외될 수도 있다.
전극(50)의 하면(52)은 오목한 면(Concave)을 형성하고 있을 뿐만 아니라 복 수의 중공부(54)가 형성되어 있다. 오목한 면으로서의 하면(52)과 복수의 중공부(54)는 중공 캐소드 방전을 가능하게 하는 역할을 한다. 중공 캐소드 방전이란 홈과 같이 파인 복수의 중공부(54)로 전류가 흘러 방전되는 현상을 말한다.
중공부(54)는 전극(50)의 하면(52)을 밀링 가공하여 판면으로부터 돌출된 복수의 돌출돌기(55)를 형성함으로써, 복수의 돌출돌기(55)들 사이에서 자연스럽게 형성되도록 제조할 수 있다. 이러한 방법으로 형성된 중공부(54)는 실질적으로 사각의 골 형상을 이룬다. 하지만, 밀링 가공의 방법에 따라 중공부(54)의 형상은 사각 형상에서부터 다양한 다각 형상으로 변경될 수도 있다.
밀링 가공에 의해 중공부(54)가 형성되고 나면, 소정의 볼 엔드 밀(Ball End Mill) 가공을 이용하여 전극(50)의 하면(52)은 오목하게 면 가공된다. 후술하겠지만, 전극(50)의 하면(52)을 오목하게 형성하는 이유는 중공부(54)들에 대한 함몰 깊이를 다르게 가공하기 위함이다.
따라서 애초에 중공부(54)에 대한 함몰 깊이를 서로 상이하게 가공했다면 굳이 전극(50)의 하면(52)을 오목하게 만들 필요가 없다. 다만, 일일이 중공부(54)에 대한 함몰 깊이를 다르게 가공하는 것이 용이하지 않기 때문에 우선, 전극(50)의 하면(52)에 동일한 깊이로 중공부(54)들을 만들고, 전극(50)의 하면(52)을 오목하게 후가공함으로써 중공부(54)에 대한 함몰 깊이가 서로 상이해질 수 있도록 하는 것이다.
물론, 가공 방법에 따라, 전극(50)의 하면(52)을 먼저 오목하게 형성한 다음에 그 면에 중공부(54)를 형성해도 무방하다.
어떠한 방법일지라도, 전극(50)의 하면(52)을 오목하게 만들고 그 면에 복수의 중공부(54)를 형성하게 되면, 복수의 중공부(54)는 그 중앙영역에서 테두리부(53)로 갈수록 점진적으로 그 함몰 깊이가 깊어진다. 따라서 공정가스는 전극(50)의 하면(52) 중앙영역에 위치한 중공부(54) 보다는 테두리부(53) 영역에 위치한 중공부(54)에 좀 더 많이 접촉하게 된다.
참고로, 고주파 전원부(20)에 의하여 전극(50)으로 인가되는 전력은 대략 10 MHz에서 100 MHz 사이의 주파수를 갖는데, 전극(50)에 인가된 알에프(RF) 전력에 의해 전극(50)의 하면(52) 영역에는 공정가스에 의한 소정의 플라즈마가 발생한다.
발생된 플라즈마는 전극(50)의 하면(52) 중앙영역에서의 밀도가 가장 높고 외측으로 멀어질수록 점차 낮아지므로, 전극(50)의 하면(52) 외측에는 공정가스와의 접촉면적을 높일 필요가 있다. 이에 따라 본 실시예의 경우에는 그 중앙영역에서 테두리부(53)로 갈수록 점진적으로 그 함몰 깊이가 깊어지도록 복수의 중공부(54)를 형성하고 있는 것이다.
중공부(54)는 앞서 기술한 방법 외에도 다양한 가공 방법으로 구현해 낼 수 있으므로, 종래 가스분배판에 많은 수의 가스홀을 가공하는 것 보다 가공이 매우 쉬워진다. 특히, 종래의 가스분배판에 형성되었던 가스홀 가공에 비해서는 훨씬 시간과 노력, 비용이 줄어든다. 또한 이러한 중공부(54)로 인해 전극(50)의 무게가 감소될 수 있어 전극(50)이 처지는 것을 방지할 수 있으며, 기구적인 강도는 오히려 높아지는 이점도 겸한다.
이러한 전극(50)의 구조 개선과 더불어, 본 실시예의 경우에는 공정가스 주 입부(60)의 위치가 변경되어 있다. 종래의 경우에는 공정가스가 상부로부터 주입되는 형태였으나, 본 실시예의 경우에는 공정가스가 측면에서 주입된다.
이를 위해, 챔버(10)의 상부에 결합되는 챔버상벽(14)에는 공정가스 주입부(60)가 형성되어 있다. 공정가스 주입부(60)는 전극(50)의 하면(52)에 인접한 위치에서 챔버상벽(14)의 측벽에 배치되어 있다.
챔버상벽(14)은 4개의 측벽으로 이루어져 있는데, 각 측벽들마다 공정가스 주입부(60)가 형성된다. 물론, 하나의 측벽에 하나의 공정가스 주입부(60)가 형성되어도 좋고 하나의 측벽에 복수의 공정가스 주입부(60)가 형성되어도 무방하다. 이럴 경우, 챔버(10) 내의 증착공간(10a)으로 주입되는 공정가스는 복수의 공정가스 주입부(60)에 의해 사각 대칭으로 주입될 수 있기 때문에 균일도를 향상시킬 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우에는 공정가스가 측면에서 주입되는 형태이므로 챔버(10)의 바닥면(11)에는 증착공간(10a)에 존재하는 공정가스를 확산시키는 가스확산판(12, 도 1 참조)이 더 마련되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 구성을 갖는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치(1)의 동작과 그에 따른 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
우선, 승강 모듈(36)에 의해 서셉터(30)와 서셉터지지대(40)가 챔버(10)의 하부 영역으로 하강된 상태에서 로봇아암에 의해 이송된 증착 대상의 유리기판(G)이 반입되어 서셉터(30)의 기판로딩부(31) 상부에 배치된다.
이 때, 리프트 핀(38)의 상단은 기판로딩부(31)의 상면으로 소정 높이 돌출 된 상태이므로, 로봇아암은 리프트 핀(38)들에 유리기판(G)을 올려둔 후, 취출된다. 로봇아암이 취출되면, 챔버(10)의 내부는 진공 분위기로 유지됨과 동시에 증착에 필요한 반응성 가스가 충전된다.
다음, 증착공정의 진행을 위해, 승강 모듈(36)이 동작하여 서셉터(30)와 서셉터지지대(40)를 함께 부상시킨다. 그러면 리프트 핀(38)이 하강되며, 이를 통해 유리기판(G)은 기판로딩부(31)의 상면으로 밀착하면서 로딩된다. 서셉터(30)가 부상하면 승강 모듈(36)의 동작이 정지되고 유리기판(G)은 전극(50)의 직하방에 위치하게 된다. 이 때 이미, 서셉터(30)는 대략 400℃ 정도로 가열된다.
그런 다음, 공정가스가 복수의 공정가스 주입부(60)에 의해 챔버(10) 내로 주입되기 시작하고, 고주파 전원부(20)를 통해 전극(50)으로 알에프(RF) 전력이 인가된다. 이에 의해 전극(50)의 하면(52) 영역에는 공정가스에 의한 소정의 플라즈마가 발생한다. 물론, 전극(50)의 하면(52)에 형성된 중공부(54)들의 구조적인 특징에 의해 전극(50)의 하면(52) 영역에는 균일하게 플라즈마가 발생할 수 있다.
이렇게 발생한 플라즈마는 유리기판(G) 상으로 도달함으로써 유리기판(G) 상에 증착이 이루어질 수 있게 되는 것이다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 종래기술처럼 굳이 가스분배판을 사용하지 않더라도 전극(50)의 구조와 공정가스의 주입 방향을 구조적으로 개선함으로써 유리기판(G)에 대한 증착 효율은 그대로 유지하면서도 가스분배판을 사용함으로써 발생되는 제반적인 문제, 예를 들어 가스분배판에 가스홀을 가공하기가 쉽지 않을 뿐만 아니라 그 개수가 많아 시간과 비용 손실이 많아지고, 가스홀 가공으로 인해 가스 분배판의 기구적인 강도가 줄어들며, 챔버(10)의 상부 구조물이 복잡해지는 등의 다양한 문제를 해소할 수 있게 된다.
또한 기존의 가스분배판은 가스 주입의 역할과 알에프(RF) 전극 역할을 동시에 하였으나, 이러한 가스분배판을 없애고 전극(50)이 단순한 전극 역할만 하도록 함으로써 단순히 중공부(54)만을 형성하면 되기 때문에 나머지 부분은 원판 그대로를 유지할 수 있다. 따라서 원판 대비 무게 감소의 효과를 얻을 수 있기 때문에 자체 중량으로 인해 전극(50)이 저치는 것을 방지할 수 있는 효과 역시 겸한다.
따라서 전극(50)의 구조가 간단해져 가공이 용이하고 가공 시간이 적게 걸리며, 전극(50)의 기구적 강도가 기존 구조 대비 큰 폭(예를 들어 20% 이상)으로 증가하고, 공정가스의 측면 주입으로 인해 전극(50)이 위치한 챔버(10)의 상부 구조물이 단순해진다는 효과를 예상할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치의 전극에 대한 배면 사시도이고, 도 5는 도 4의 단면도이다.
전술한 제1실시예에서는 밀링 가공의 방법으로 돌출돌기(55)를 형성하고 돌출돌기(55)들 사이에 중공부(54)가 자연스럽게 형성될 수 있도록 하였다.
그러나 본 실시예의 경우에는 전극(50a)의 하면(52)을 일정 깊이만큼 파내는 방법으로 중공부(54a)를 형성하고 있다. 이러한 중공부(54a)는 방전 가공이나 볼링 가공 등의 방법을 통해 쉽게 형성할 수 있다.
본 실시예 역시, 전극(50a)의 하면(52)에 중공부(54a)를 형성하고 나서 전극(50a)의 하면(52)을 오목하게 가공할 수도 있고 혹은, 먼저 전극(50a)의 하 면(52)을 오목하게 가공한 다음에 중공부(54a)를 형성할 수도 있다.
이러한 방법으로 형성되는 중공부(54a)는 대략 원형의 홈 형태를 취하며, 제1실시예와 마찬가지로 전극(50a)의 하면(52) 중앙영역에서부터 외측으로 갈수록 그 함몰 깊이가 점진적으로 깊어지도록 되어 있다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치의 전극에 대한 단면도이다.
이 도면을 참조할 때, 본 실시예에서 중공부(54b)는 다각의 홈 형상, 구체적으로는 사다리꼴 형상으로 형성되어 있다. 제3실시예와 같이 전극(50b)의 하면(52)에 사다리꼴 형상의 홈 형태로 중공부(54b)를 형성하더라도 본 발명의 효과를 제공하는 데에는 아무런 무리가 없다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 가스분배판을 사용하지 않는 대신 전극의 구조와 공정가스의 주입 방향을 구조적으로 개선함으로써 평면디스플레이에 대한 증착 효율은 그대로 유지하면서도 가스분배판을 사용함으로써 발생되는 제반적인 문제를 해소할 수 있다.

Claims (10)

  1. 평면디스플레이에 대한 증착 공정이 진행되는 증착공간을 형성하는 챔버;
    상기 챔버의 측벽에 형성되어 측면에서 상기 챔버의 내부로 공정가스를 주입하는 공정가스 주입부; 및
    상기 챔버 내의 상부 영역에 결합되며, 상기 평면디스플레이를 향한 하면에 복수의 중공부가 형성되어, 인가된 소정의 알에프(RF) 전력에 기초한 중공 캐소드 방전(Hollow Cathode Discharge)에 의해 상기 공정가스를 플라즈마화시키는 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 챔버의 상부에 결합되는 챔버상벽을 더 포함하며,
    상기 공정가스 주입부는 상기 전극의 하면에 인접한 위치에서 상기 챔버상벽의 측벽에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공정가스 주입부는 상기 챔버상벽의 둘레방향을 따라 측벽에 각각 형성되어 있으며, 상기 공정가스는 상기 복수의 공정가스 주입부에 의해 사각 대칭으로 주입되는 것을 특징으로 하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 챔버의 상부에 결합되는 고주파 전원부를 더 포함하며,
    상기 고주파 전원부로부터의 알에프(RF) 전력은 상기 전극의 상면으로 직접 인가되는 것을 특징으로 하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 중공부는, 상기 전극의 중앙영역에서 둘레방향으로 갈수록 상기 공정가스와의 접촉면적이 증대되도록 그 함몰 깊이가 점진적으로 깊어지게 형성되는 것을 특징으로 하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 중공부는 다각의 골 형상, 원형의 홈 형상 및 다각의 홈 형상 중 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 중공부가 형성된 상기 전극의 하면은 오목한 면(Concave)을 형성하는 것을 특징으로 하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 중공부가 형성된 상기 전극의 하면에는 둘레방향을 따라 상기 중공부가 형성되지 않은 테두리부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 챔버의 바닥면에는 상기 증착공간에 존재하는 공정가스를 확산시키는 가스확산판이 더 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 평면디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display)용 대형 유리기판인 것을 특징으로 하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6441186A (en) * 1987-08-07 1989-02-13 Oji Paper Co Corona discharge processor
JP2942899B2 (ja) * 1990-02-23 1999-08-30 日本真空技術株式会社 プラズマｃｖｄ装置用電極装置
DE19713127C1 (de) * 1997-03-27 1998-11-12 Brueckner Maschbau Coronaelektroden-Anordnung
KR100649895B1 (ko) * 2001-12-07 2006-11-24 주성엔지니어링(주) 플라즈마 챔버의 덮개
KR20060003591A (ko) * 2004-07-07 2006-01-11 주성엔지니어링(주) 다수의 돌출부를 가지는 플라즈마 전극을 포함하는플라즈마 공정장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101322596B1 (ko) * 2011-11-16 2013-10-29 주식회사 테스 유기금속화학증착 반응기

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