KR20090088524A - 평판표시소자 제조장치의 진공 챔버 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 상부챔버의 상부면을 볼록 형상으로 구성함으로써, 챔버 내부를 진공으로 형성할 경우, 상부챔버가 아래로 처지는 것을 예방하도록 한 평판표시소자 제조장치의 진공 챔버를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적달성을 위한 본 발명에 따른 평판표시소자 제조장치의 진공 챔버는, 하부챔버와 상기 하부챔버 상에 개폐가능하게 배치되는 상부챔버로 이루어지되, 상기 상부챔버의 상면은 아치형으로 이루어진 것과, 또는 상부챔버의 상면은 위로 갈수록 단면적이 좁아지는 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.
평판표시소자, 반도체, 기판, 챔버, 아치

Description

평판표시소자 제조장치의 진공 챔버{Vacuum chamber for apparatus manufacturing of FPD}
본 발명은 평판표시소자 제조장치의 진공 챔버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 챔버 내부의 진공시, 상부챔버가 대기압에 의해 아래로 처지는 것을 예방하기 위한 평판표시소자 제조장치의 진공 챔버에 관한 것이다.
일반적으로, 평판표시소자 제조장치는 내부에 평판표시소자 기판을 반입시키고, 플라즈마 등을 이용하여 식각 등의 처리를 실시하는데 사용된다.
이때, 평판표시소자(Flat Panel Display)는 액정 표시소자(Liquid Cristal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diodes) 등을 일컬으며, 이러한 평판표시소자 제조장치는 기판의 표면처리 등을 위하여 진공처리용 장치를 이용하게 되는데, 일반적으로 로드락 챔버(Load Lock Chamber), 반송 챔버(Transfer Chamber) 및 공정 챔버(Process Chamber) 등이 이용되고 있다.
상기 로드락 챔버는, 대기압 상태와 진공 상태를 번갈아 가면서 외부로부터 처리되지 않은 기판을 받아들이거나 처리가 끝난 기판을 외부로 반출하는 역할을 하며, 상기 반송 챔버는 기판을 각 챔버들 간에 반송하기 위한 운송 로봇이 구비되어 있어서 처리가 예정된 기판을 로드락 챔버에서 공정 챔버로 전달하거나, 처리가 완료된 기판을 공정 챔버에서 로드락 챔버로 전달하는 역할을 하며, 상기 공정 챔버는 진공 분위기 하에서 플라즈마를 이용하거나 열 에너지를 이용하여 기판 상에 막을 성막하거나 에칭을 수행하는 역할을 한다.
도 1은 상기한 챔버들 중, 공정 챔버를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 평면도로서, 도시된 바와 같이, 공정 챔버는 일측에 게이트(Gate)(11)가 구비되어 진공 상태로의 전환이 가능하도록 이루어지고 내부에서 공정 처리가 수행되는 챔버(10)와, 이 챔버 내부의 상부 영역에 위치되는 상부전극(20)과, 이 상부전극의 하부에 위치되어 그 상부에 기판(S)이 탑재되는 하부전극(30)으로 구성된다.
여기서 상기 상부전극(20)에는 기판(S)에 공정가스를 분사하는 샤워헤드(Shower Head)(22)가 구비된다.
상기 샤워헤드(22)에는 미세한 직경을 갖는 다수개의 확산공(24)이 형성되는 바, 이 샤워헤드(22)를 통해서 공정가스가 양 전극(22,30) 사이의 공간으로 균일하게 공급되며, 이와 같이 공급된 처리가스는 전극으로의 고주파 전력의 인가에 의해 플라즈마(Plasma)로 되고, 이 플라즈마에 의해 기판의 표면이 처리되는 것이다.
한편, 하부전극(30) 상에는 기판(S)이 위치되어 처리되는데, 이 하부전 극(30)로는 RF 전력을 공급하는 RF 전력 공급장치(40)가 연결된다.
상기 하부전극(30)은, 최하부에 위치된 베이스플레이트(Base Plate)(32)와, 이 베이스플레이트 상부 영역에 적재된 절연부재(34)와, 이 절연부재 상부 영역에 적재된 냉각판(Cooling Plate)(36)과, 이 냉각판의 상부 영역에 적재된 하부 전극부(38)를 포함하여 이루어져 있다.
그런데, 평판표시소자 제조장치 중, 진공상태로 형성되는 챔버(10)는 낮은 압력 상태를 유지하게 됨으로써, 상대적으로 높은 챔버 외부의 대기압 때문에 챔버 내측 방향으로 힘이 작용하게 되는데, 특히 상부챔버(10a)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상부챔버(10a)의 모든 방향으로 힘이 작용하게 되고, 그 힘의 합력에 의하여 상부챔버(10a)의 상벽이 일점쇄선으로 도시된 바와 같이 휘어지게 된다.
따라서, 챔버 벽이 변형 내지는 손상되고, 또한 상부챔버(10a)의 내측에 설치되는 상부전극 및 샤워 헤드도 연동하여 아래로 처지게 됨으로써, 하부전극과의 설정된 간격이 불일치되어 공정처리가 제대로 이루어지지 않는 등 많은 문제점이 발생할 가능성이 있으며, 이러한 가능성은 챔버가 대형화 되고 있는 최근에 더욱 가중되고 있다.
이에, 상기한 외력에 대하여 상부챔버(10)가 아래로 처지게 되는 문제점을 극복하기 위하여 상부챔버의 두께를 두껍게 하는 시도가 있었으나, 이는 상부챔버의 중량을 대폭 늘리게 되어 개폐를 어렵게 한다는 문제점이 있었으며, 이러한 문제점은 앞서 설명한 바와 같이 챔버가 대형화 되고 있는 최근에 더욱 어려운 문제점으로 제기되고 있다.
참고로, 도면부호 중 미설명부호(10b)는 하부챔버를 나타낸 것이다.
이에, 본원발명 출원인은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 상부챔버 개폐시의 상부챔버 무게는 증가시키지 않으면서 상부챔버의 강성을 강화시킨 '진공처리 장치'를 선출원하여 등록(특허등록 제564044호) 받은 바 있다.
상기 특허등록 제564044호의 '진공처리장치'는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 챔버(100) 내부에 진공을 형성한 상태에서 기판에 소정의 처리를 실시하는 진공처리장치에 있어서, 상기 챔버(100)는 하부챔버(120)와 상기 하부챔버 상에 개폐가능하게 배치되는 상부챔버(110)로 이루어지되, 상기 상부챔버(110) 상벽 외면에 탈착가능하게 결합되어 마련되며, 상기 챔버 상벽의 강성을 보강하는 적어도 하나의 보강부재(130,130a,130b)가 더 마련되는 것을 특징으로 하고 있다.
이 경우, 상기 보강부재는, 상기 상부챔버(110) 상벽 가장자리 영역에 결합되어 마련되는 판상의 부재이거나, 상기 상부챔버 측벽 및 상벽과 동시에 결합될 수 있는 'ㄱ'자 형상의 부재인 것일 수 있다.
또한, 상기 상부챔버(110)의 외면에는 챔버 결합홈(112)이 형성되고, 상기 보강부재(130)에는 상기 챔버 결합홈(112)과 대응되는 위치에 보강부재 결함홈(132)이 형성되며, 상기 보강부재 결합홈(132)을 관통하여 상기 챔버 결합부(112)와 결합되는 결합수단(134)이 더 마련되고, 이 경우에 상기 보강부재(130)에는 그 외면에 승강수단과 결합할 수 있는 승강수단 결합부(136)가 더 마련된다.
따라서, 상기 특허등록 제564044호의 '진공처리장치'는 상기와 같은 구성으 로 이루어짐으로써, 챔버 벽을 두껍게 제조하지 않아서 상부챔버(110)의 개폐과정에서는 승강수단에 부과되는 하중이 증가하지 않으면서도, 탈착가능한 보강부재를 사용하여 챔버 벽의 강성을 효과적으로 증가시킬 수 있는 장점을 가지게 된다.
그러나, 상기와 같은 구성의 진공처리장치는, 상기 보강부재(130,130a,130b)들이 상부챔버에 볼트 등의 결합수단(134)에 의하여 체결되는데, 이 보강부재들에 의하여 챔버 내부의 진공시 상부챔버(110)가 아래로 처지는 것이 예방된다 하더라도, 소정의 처지는 힘을 받게 되는 바, 결합수단에 의한 결합부위에 응력이 가해지게 되면, 추후 조립 및 분리가 원활하게 이루어지지 않게 될 우려도 있었다.
또, 상기 보강부재(130,130a,130b)들을 별도로 제작하여야 함으로써, 전체적인 코스트가 상승되는 문제점도 있었다.
또한, 상부챔버에 대하여 별도의 보강부재들을 제작하여 조립해야 함으로써, 작업공수가 늘어 작업성이 좋지 못하게 되는 문제점도 있었다.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 상부챔버의 상부면을 볼록 형상으로 구성함으로써, 챔버 내부를 진공으로 형성할 경우, 상부챔버가 아래로 처지는 것을 예방하도록 한 평판표시소자 제조장치의 진공 챔버를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상부챔버의 중량을 증가시키지 않고, 또 별도의 보강부재를 덧대지 않아 작업공수가 늘어나지 않음은 물론 코스트가 증가되지 않으면서도 그 강성이 증대되도록 한 평판표시소자 제조장치의 진공 챔버를 제공하는데에도 목적이 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평판표시소자 제조장치의 진공 챔버는, 하부챔버와 상기 하부챔버 상에 개폐가능하게 배치되는 상부챔버로 이루어지되, 상기 상부챔버의 상면은 아치형으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
다른 한편으로 상기 챔버는, 하부챔버와 상기 하부챔버 상에 개폐가능하게 배치되는 상부챔버로 이루어지되, 상기 상부챔버의 상면은 위로 갈수록 단면적이 좁아지는 형태로 이루어질 수도 있다.
이 경우, 상기 상부챔버의 상면을 평면상에서 바라볼 때 전후좌우면이 상향경사면으로 이루어져서 상면의 단면적이 좁아지는 형태로 이루어지는 것이 바람직 하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 평판표시소자 제조장치의 진공 챔버는, 상부챔버의 상부면이 볼록 형상으로 구성됨으로써, 챔버 내부가 진공으로 형성될 경우, 상부챔버가 아래로 처지는 것이 예방되는 효과가 있다.
즉, 볼록 형상의 상부챔버가 적용된 챔버에 진공을 형성하게 되면, 대기압에 의해 상부챔버의 상부에 작용하는 횡하중이 축방향 압축력으로 상부챔버의 양단과, 하부챔버의 양단의 지지점으로 전달됨으로써, 휨모멘트가 크게 감소하여 아래로 처짐이 방지되는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명은 상부챔버의 중량을 증가시키지 않고, 또 별도의 보강부재를 덧대지 않아 작업공수가 늘어나지 않음은 물론 코스트가 증가되지 않으면서도 그 강성이 증대되게 되는 효과도 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
<제 1실시 예>
도 7은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 챔버의 일부 사시도이고, 도 8은 도 7의 단면도로서, 본 제 1실시 예를 설명함에 있어서, 종래에 있어서와 동일한 부분 에 대해서는 동일부호를 부여하여 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이, 공정 챔버(200)는 일측에 게이트(Gate)(11)가 구비되어 진공 상태로의 전환이 가능하도록 이루어지고 내부에서 공정 처리가 수행되는 챔버(10)와, 이 챔버 내부의 상부 영역에 위치되는 상부전극(20)과, 이 상부전극의 하부에 위치되어 그 상부에 기판(S)이 탑재되는 하부전극(30)으로 구성된다.
여기서 상기 상부전극(20)에는 기판(S)에 공정가스를 분사하는 샤워헤드(Shower Head)(22)가 구비된다.
상기 샤워헤드(22)에는 미세한 직경을 갖는 다수개의 확산공(24)이 형성되는 바, 이 샤워헤드(22)를 통해서 공정가스가 양 전극(22,30) 사이의 공간으로 균일하게 공급되며, 이와 같이 공급된 처리가스는 전극으로의 고주파 전력의 인가에 의해 플라즈마(Plasma)로 되고, 이 플라즈마에 의해 기판의 표면이 처리되는 것이다.
한편, 하부전극(30) 상에는 기판(S)이 위치되어 처리되는데, 이 하부전극(30)로는 RF 전력을 공급하는 RF 전력 공급장치(40)가 연결된다.
상기 하부전극(30)은, 최하부에 위치된 베이스플레이트(Base Plate)(32)와, 이 베이스플레이트 상부 영역에 적재된 절연부재(34)와, 이 절연부재 상부 영역에 적재된 냉각판(Cooling Plate)(36)과, 이 냉각판의 상부 영역에 적재된 하부 전극부(38)를 포함하여 이루어져 있다.
한편, 상기 챔버(200) 중, 상부챔버(210)의 상면은 아치(Arch)형으로 이루어져 있다. 아치는 부재 중간에 작용하는 횡하중을 주로 축방향 압축력으로 지지점까지 전달하도록 고안된 구조로서, 이러한 구조는 직선 형태의 단순지지된 종래의 상 부챔버에 비하여 휨모멘트가 크게 감소되게 된다. 즉, 아치 형태의 상부챔버(210)는 외력을 상부챔버(210)의 압축력으로 저항하게 되므로 구조적으로 면내강성이 매우 크게 된다.
따라서, 상기와 같이 아치형으로 이루어진 상부챔버(210)가 적용된 챔버(200)에 진공을 형성하게 되면, 대기압에 의해 상부챔버(210)의 상부에 작용하는 횡하중이 축방향 압축력으로 상부챔버(210)의 양단과, 하부챔버(220)의 양단의 지지점으로 전달됨으로써, 휨모멘트가 크게 감소하여 아래로 처짐이 방지된다.
<제 2실시 예>
한편, 도 8은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 챔버의 일부 사시도이고, 도 9는 도 8의 단면도이다.
본 제 2실시 예에 적용되는 챔버의 내부 구성은 앞선 제 1실시 예에서와 동일한 바, 동일 구성에 대해서는 동일부호를 부여하고, 그 반복되는 설명은 생략하기로 한다.
상기 챔버(300) 중, 상부챔버(310)의 상면(312)이 위로 올라갈수록 단면적이 좁아지는 형태로 이루어져 있다.
즉, 상부챔버(310)의 상면(312)은 평면상에서 바라볼 때, 직사각형으로 이루어져 있는데, 본 발명의 제 2실시 예에서는 상부챔버(310)의 상면(312)을 평면상에서 바라볼 때 전후좌우면이 상향경사면(314)으로 이루어져서 상면(312)의 단면적이 좁아지는 형태로 이루어져 있다.
따라서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 상부챔버(310)가 적용된 챔버(300)에 진공을 형성하게 되면, 대기압에 의해 상부챔버(310)의 상면(312)에 작용하는 횡하중 및 종하중이 전후좌우의 각 경사면(314)을 따라 축방향 압축력으로 상부챔버(310)의 양단과, 하부챔버(320)의 양단의 지지점으로 전달됨으로써, 휨모멘트가 크게 감소하여 아래로 처짐이 방지된다.
도 1은 종래의 공정 챔버 구성을 나타낸 단면도.
도 2는 종래 공정 챔버의 문제점을 나타내기 위한 일부 단면도.
도 3은 종래의 다른 공정 챔버를 나타낸 부분 사시도.
도 4는 종래의 또 다른 공정 챔버를 나타낸 부분 사시도.
도 5는 종래의 또 다른 공정 챔버를 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 공정 챔버를 나타낸 부분 사시도.
도 7은 도 6의 단면도.
도 8은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 공정 챔버를 나타낸 부분 사시도.
도 9는 도 8의 단면도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
200,300 : 챔버 210,310 : 상부챔버
220,320 : 하부챔버 312 : 상면
314 : 경사면

Claims (3)

  1. 내부에 진공을 형성한 상태에서 기판에 소정의 처리를 실시하는 평판표시소자 제조장치의 챔버에 있어서,
    상기 챔버는, 하부챔버와 상기 하부챔버 상에 개폐가능하게 배치되는 상부챔버로 이루어지되,
    상기 상부챔버의 상면은 아치형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 진공 챔버.
  2. 내부에 진공을 형성한 상태에서 기판에 소정의 처리를 실시하는 평판표시소자 제조장치의 챔버에 있어서,
    상기 챔버는, 하부챔버와 상기 하부챔버 상에 개폐가능하게 배치되는 상부챔버로 이루어지되,
    상기 상부챔버의 상면은 위로 갈수록 단면적이 좁아지는 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 진공 챔버.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 상부챔버의 상면을 평면상에서 바라볼 때 전후좌우면이 상향경사면으로 이루어져서 상면의 단면적이 좁아지는 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 진공 챔버.
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