KR20110035675A - 액정표시장치 제조용 스퍼터 - Google Patents

액정표시장치 제조용 스퍼터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정표시장치 제조용 스퍼터에 관한 것으로서, 캐리어의 가장 자리에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 캐리어 쉴드가 챔버 내부의 플로팅 쉴드의 하부에 장착됨으로써, 캐리어 쉴드 상에 증착된 증착 물질이 부분적으로 떨어져나가는 필 오프(peel off) 현상이 발생하지 않는 액정표시장치 제조용 스퍼터에 관한 것이다. 이러한 본 발명에 따른 액정표시장치 제조용 스퍼터는, 기판의 이동을 돕고 증착 시에는 기판을 고정하는 캐리어(carrier)의 출입이 가능한 챔버(chamber); 상기 기판 상에 증착될 증착 물질과 동일한 물질로 이루어진 타겟(target); 상기 챔버 내부의 가장자리에 배치되어 챔버 내벽에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 챔버 쉴드(chamber shield); 상기 챔버 쉴드의 하부에 배치되어 기판의 가장 자리에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 플로팅 쉴드(floating shield); 및 상기 플로팅 쉴드의 하부에 장착되어 상기 캐리어의 가장 자리에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 캐리어 쉴드(carrier shield); 를 포함하여 구성된다.
액정표시장치, 스퍼터, 캐리어, 쉴드

Description

액정표시장치 제조용 스퍼터{SPUTTER FOR FABRICATING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시장치 제조용 스퍼터에 관한 것으로서, 캐리어의 가장 자리에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 캐리어 쉴드가 챔버 내부의 플로팅 쉴드의 하부에 장착됨으로써, 캐리어 쉴드 상에 증착된 증착 물질이 부분적으로 떨어져나가는 필 오프(peel off) 현상이 발생하지 않는 액정표시장치 제조용 스퍼터에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이에 따라 액정표시장치는 휴대용 컴퓨터, 휴대폰, 사무 자동화 기기 등에 있어서 화면을 디스플레이하기 위한 수단으로서 널리 이용되고 있다.
통상적으로 액정표시장치는 매트릭스형태로 배열된 다수의 제어용 스위칭 소자에 인가되는 영상신호에 따라 광의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
이러한 액정표시장치는 상부기판인 컬러필터 기판과 하부기판인 박막 트랜지 스터 어레이 기판이 서로 대향하고 상기 두 기판 사이에 액정층이 형성된 액정패널을 포함하여 구성된다.
상기 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에는 절연층을 사이에 두고 서로 종횡으로 교차되어 화소 영역을 정의하는 게이트 라인과 데이터 라인이 형성되고, 상기 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하는 영역에는 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접속되는 화소전극(또는 화소전극과 공통전극)이 형성된다. 그리고, 상기 컬러필터 기판에는 적색, 녹색, 청색 컬러필터를 포함하는 컬러필터 층이 형성되며, 상기 게이트 라인, 데이터 라인, 및 박막 트랜지스터가 형성된 영역에는 블랙 매트릭스가 형성된다.
이와 같은 액정표시장치에 있어서 박막 트랜지스터 기판 상의 게이트 라인, 데이터 라인, 박막 트랜지스터 및 화소전극을 형성하는데 있어서는 금속 물질을 증착하고 그 금속 물질을 패터닝하는 공정이 수행되는데, 특히 금속 물질을 증착하는데 있어서는 스퍼터(sputter)가 이용된다.
상기 스퍼터는 진공 챔버 내부에 구비되는 2개의 전극에 직류전압을 가하고 아르곤(Ar) 가스를 주입하면 아르곤이 이온화되면서 음극으로 가속되어 충돌에 의해 음극(cathode)에 준비된 타겟의 원자가 방출되고 이때 방출된 원자가 양극(anode)에 있는 기판에 부착되는 원리를 이용한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래의 일반적인 액정표시장치 제조용 스퍼터에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시한 바와 같이 종래의 일반적인 액정표시장치 제조용 스퍼터는, 내부에 가스가 채워지는 진공 챔버(chamber, 10)와, 기판(21) 상에 증착될 증착 물질로 이루어져 챔버 내부에 배치된 타겟(target, 11)과, 상기 챔버(10) 내부에 배치되어 챔버(10) 내벽에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 챔버 쉴드(chamber shield, 12)와, 상기 챔버 쉴드(12)의 하부에 배치되어 기판(21)의 가장 자리에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 플로팅 쉴드(13)를 포함하여 구성된다.
도 2를 참조하면, 상기와 같은 종래의 일반적인 액정표시장치 제조용 스퍼터는 기판의 이동을 도움과 동시에 증착 공정 시에는 기판(21)을 고정하는 역할을 하는 캐리어(carrier, 22)를 이용한다.
상기 캐리어(22)는 사각의 프레임 구조를 가지며, 이러한 캐리어(22)는 상기 기판(21)을 고정하여 이동 시에는 기판(21)의 이탈을 방지하고 증착 공정 시에는 기판(21)을 지지하는 클램프(23)가 형성된다.
상기와 같은 캐리어(22)는 기판(21)에 대한 증착을 수행할 시에 기판(21)을 안착한 채로 스퍼터의 챔버(10) 내부에 존재하므로, 증착 물질이 캐리어(22)에 증착되는 것을 방지하기 위하여 캐리어(22)의 가장 자리 영역에는 캐리어 쉴드(carrier shield, 24)가 구비된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 기판(21)에 대한 증착을 수행할 시에 상기 캐리어 쉴드(24) 상에는 증착 물질(25)이 증착되게 되는데, 이와 같이 캐리어 쉴드(24) 상에 증착된 증착 물질(25)은 캐리어(22)가 이동하는 과정에서 물리적 충격을 받거나 또는 챔버(10) 내부를 출입하는 과정에서 챔부(10) 내부와 챔버(10) 외부의 온도 차이에 따른 큰 온도 변화에 의하여 부분적으로 일부가 떨어져 나가는 필 오프(peel off) 불량이 발생하는 문제점이 있어왔으며, 상기와 같이 떨어져 나온 증착 물질(25)은 챔버(10)의 내부에서 여러 가지 문제를 발생시켜 왔다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기판에 대한 증착 공정을 수행할 시에 캐리어 쉴드 상에 증착된 증착 물질이 온도 변화 및 물리적 충격에 의해 부분적으로 떨어져나가는 필 오프(peel off) 현상이 발생하지 않는 액정표시장치 제조용 스퍼터를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치 제조용 스퍼터는, 기판의 이동을 돕고 증착 시에는 기판을 고정하는 캐리어(carrier)의 출입이 가능한 챔버(chamber); 상기 기판 상에 증착될 증착 물질과 동일한 물질로 이루어진 타겟(target); 상기 챔버 내부의 가장자리에 배치되어 챔버 내벽에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 챔버 쉴드(chamber shield); 상기 챔버 쉴드의 하부에 배치되어 기판의 가장 자리에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 플로팅 쉴드(floating shield); 및 상기 플로팅 쉴드의 하부에 장착되어 상기 캐리어의 가장 자리에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 캐리어 쉴드(carrier shield); 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치 제조용 스퍼터는, 캐리어의 가장 자리에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 캐리어 쉴드가 플로팅 쉴드의 하부에 장착됨으로써 온도 변화가 크지 않음과 동시에 위 치 이동도 하지 않는 챔버의 내부에 배치되므로, 기판에 대한 증착 공정 수행 과정에서 캐리어 쉴드 상에 증착된 증착 물질이 큰 온도 변화 및 물리적 충격을 겪지 않는 효과가 있다.
이에 따라, 캐리어 쉴드 상에 증착된 증착 물질이 온도 변화 및 물리적 충격에 기인한 필 오프(peel off) 현상이 발생하지 않는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치 제조용 스퍼터에 대하여 상세히 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치 제조용 스퍼터는, 기판(201)의 이동을 돕고 증착 시에는 기판(201)을 고정하는 캐리어(carrier, 202)의 출입이 가능한 챔버(chamber, 미도시); 상기 기판(201) 상에 증착될 증착 물질과 동일한 물질로 이루어진 타겟(target, 미도시); 상기 챔버 내부의 가장자리에 배치되어 챔버 내벽에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 챔버 쉴드(chamber shield, 101); 상기 챔버 쉴드(101)의 하부에 배치되어 기판(201)의 가장 자리에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 플로팅 쉴드(floating shield, 102); 및 상기 플로팅 쉴드(102)의 하부에 장착되어 상기 캐리어(22)의 가장 자리에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 캐리어 쉴드(carrier shield, 103); 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치 제조용 스퍼터에 구비된 각 구성 요소에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치 제조용 스퍼터에 구비된 상기 챔버(미도시) 내부에는 기판에 대한 증착 공정 진행 시에 플라즈마 형성을 위한 반응 촉매로 사용되는 아르곤(Ar) 가스가 채워진다.
상기 챔버는 기판(201)의 이동을 도움과 동시에 증착 공정 시에는 기판(201)을 고정하는 역할을 하는 캐리어(202)의 출입이 가능하도록 구성된다. 상기 캐리어(202)와 관련해서는 이후에 아래에서 캐리어 쉴드(103)와 함께 상세히 설명하도록 한다.
상기 챔버의 내부에는 캐리어(202) 상에 안착된 기판(201)과 마주보도록 일정한 간격으로 설치된 타겟(미도시)이 구비된다. 상기 타겟은 기판(201) 상에 증착될 증착 물질과 동일한 물질로 이루어진다.
상기 챔부 내부의 가장 자리에는 기판(201)에 대한 증착 공정 수행 시에 증착 물질이 챔버의 내벽에 증착되는 것을 방지하는 챔버 쉴드(101)가 구비된다.
그리고, 상기 챔버의 내부에는 챔버 쉴드(101)의 하부에 플로팅 쉴드(102)가 구비되는데, 상기 플로팅 쉴드(102)는 기판(201)에 대한 증착 공정 수행 시에 증착 물질이 기판(201)의 가장 자리에 증착되는 것을 방지한다.
상기 플로팅 쉴드(102)는 상기 챔버 쉴드(101)와 함께 상승 및 하강 기능을 수행한다.
즉, 상기 플로팅 쉴드(102)와 챔버 쉴드(101)는 기판(201)이 안착된 캐리어(202)가 챔버의 내부를 출입할 시에는 상승된 상태를 이루며, 캐리어(202)에 안 착된 기판(201)에 대한 증착 공정이 수행될 시에는 하강된 상태를 이룬다.
상기 플로팅 쉴드(102) 하부에는 캐리어(202)의 가장 자리에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 캐리어 쉴드(103)가 장착된다.
이하, 도 4 내지 도 5b를 참조하여 상기 캐리어(202) 및 캐리어 쉴드(103)와 관련하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 캐리어(202)에는 기판(201)의 가장 자리에 대응되는 위치에 다수 개의 클램프(203)가 구비되며, 상기 클램프(203)는 기판(201)을 고정함으로써 이동 시에는 기판(201)의 이탈을 방지하고 기판(201)에 대한 증착 공정 수행 시에는 기판(201)을 지지한다. 그리고, 상기 캐리어(202)에는 기판(201)을 안착한 후에 챔버의 내부 및 외부로 이동하기 위한 이동 수단(예: 롤러)이 구비된다.
상기 캐리어(202)는 다수의 클램프(203)를 이용하여 기판을 X, Y, Z 방향 모두에 대하여 고정함으로써, 캐리어(202) 자신을 수직으로 세우고 기판(201)도 수직으로 세운 상태로 챔버의 내부를 이동 수단을 통해 안정적으로 출입하는 것이 가능하며, 기판(201)에 대한 증착 공정이 수행될 시에도 캐리어(202) 자신을 수직으로 세우고 기판(201)도 수직으로 세운 상태로 안정적으로 위치할 수 있다.
상기 캐리어(202)의 가장 자리 영역은 기판이 안착되지 않은 영역의 일부 또는 전체로서 사각 프레임 형상을 이루도록 형성되며, 상기 사각 프레임의 내부 공간에는 기판(201)의 배면을 받쳐서 지지하기 위한 다수 개의 리프트 핀(204)이 구비된다.
상기 플로팅 쉴드(102)의 하부에 장착되어 있는 캐리어 쉴드(103)는 캐리 어(202)의 가장 자리 영역의 상면의 형상과 동일한 형상을 갖도록 형성되어 캐리어(202)의 가장 자리의 상면을 덮는다.
즉, 상기 캐리어 쉴드(103)는 캐리어(202)의 가장 자리 영역을 이루는 사각 프레임의 상면을 덮도록 형성된다.
상기 캐리어 쉴드(103)의 형상은 캐리어(202)의 가장 자리 영역의 형상에 따라 다양한 변형 예가 가능하며, 일 예로서, 상기 캐리어(202)의 가장 자리 영역을 이루는 사각 프레임의 상면 및 내부 측면을 덮는 형상을 가질 수 있다.
그리고, 상기 캐리어 쉴드(103)는 스테인리스강(steel use stainless)를 재료로 하여 형성될 수 있으며, 이 외에도 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 예가 가능할 것이다.
상기 캐리어 쉴드(103)가 장착되어 있는 플로팅 쉴드(102)는 위에서 언급한 바와 같이 상승 및 하강 기능을 가지고 있는데, 상기 플로팅 쉴드(102)가 하강하면 캐리어 쉴드(103)는 캐리어(202)의 가장 자리 영역을 덮게 되며, 이로써 기판(201)에 대한 증착 공정 수행 시에 캐리어(202)의 가장 자리 영역에 증착 물질이 증착되는 것이 방지된다.
즉, 상기 플로팅 쉴드(102)가 챔버 쉴드(101) 및 캐리어 쉴드(103)와 함께 상승된 상태를 이루는 모습을 도시한 도 5a와 상기 플로팅 쉴드(102)가 챔버 쉴드(101) 및 캐리어 쉴드(103)와 함께 하강된 상태를 이루어 기판에 대한 증착 공정이 수행되는 모습을 도시한 도 5b를 참조하면, 도 5a와 같이 상기 플로팅 쉴드(102)가 챔버 쉴드(101) 및 캐리어 쉴드(103)와 함께 상승된 경우에는 상기 캐리 어 쉴드(103)가 캐리어(202)와 큰 간격을 이룸으로써 캐리어(202)가 챔버의 내부를 용이하게 출입할 수 있게 되며, 도 5b와 같이 상기 플로팅 쉴드(102)가 챔버 쉴드(101) 및 캐리어 쉴드(103)와 함께 하강된 경우에는 플로팅 쉴드(102) 하부에 장착된 캐리어 쉴드(103)가 캐리어(202)의 가장 자리를 덮음으로써 기판(201)에 대한 증착 공정 수행 시에 증착 물질이 캐리어(202)의 가장 자리에 증착되지 않게 된다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치 제조용 스퍼터는 캐리어(202)의 가장 자리에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 캐리어 쉴드(103)가 플로팅 쉴드(102)의 하부에 장착됨으로써 온도 변화가 크지 않음과 동시에 위치 이동도 하지 않는 챔버의 내부에 배치되므로, 기판(201)에 대한 증착 공정 수행 과정에서 캐리어 쉴드(103) 상에 증착된 증착 물질이 온도 변화 및 물리적 충격을 겪지 않아, 온도 변화 및 물리적 충격에 기인한 필 오프(peel off) 현상이 발생하지 않는 효과가 있다.
도 1은 종래의 일반적인 액정표시장치 제조용 스퍼터를 도시한 단면도.
도 2는 종래의 일반적인 액정표시장치 제조용 스퍼터에 있어서 캐리어를 사용하는 예를 도시한 단면도.
도 3은 도 2의 액정표시장치 제조용 스퍼터를 이용하여 기판에 대한 증착 공정을 수행하는 모습을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치 제조용 스퍼터를 도시한 단면도.
도 5a는 도 4의 플로팅 쉴드, 챔버 쉴드 및 캐리어 쉴드가 상승된 상태를 이루고 있는 모습을 도시한 단면도.
도 5b는 도 4의 플로팅 쉴드, 챔버 쉴드 및 캐리어 쉴드가 하강된 상태를 이루어 기판에 대한 증착 공정이 수행되는 모습을 도시한 단면도.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
101 : 챔버 쉴드 102 : 플로팅 쉴드
103 : 캐리어 쉴드 201 : 기판
202 : 캐리어 203 : 클램프
204 : 리프트 핀

Claims (8)

  1. 기판의 이동을 돕고 증착 시에는 기판을 고정하는 캐리어(carrier)의 출입이 가능한 챔버(chamber);
    상기 기판 상에 증착될 증착 물질과 동일한 물질로 이루어진 타겟(target);
    상기 챔버 내부의 가장자리에 배치되어 챔버 내벽에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 챔버 쉴드(chamber shield);
    상기 챔버 쉴드의 하부에 배치되어 기판의 가장 자리에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 플로팅 쉴드(floating shield); 및
    상기 플로팅 쉴드의 하부에 장착되어 상기 캐리어의 가장 자리에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하는 캐리어 쉴드(carrier shield);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조용 스퍼터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어에는 기판의 가장 자리를 고정하는 다수 개의 클램프(clamp)가 형성되어 있으며, 기판을 안착한 후에 챔버의 내부 및 외부로 이동하기 위한 이동 수단이 구비된 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조용 스퍼터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어 쉴드는 캐리어의 가장 자리 영역의 상면의 형상과 동일한 형상을 갖도록 형성되어, 가장 자리 영역의 상면을 덮는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조용 스퍼터.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어의 가장 자리 영역은 기판이 안착되지 않은 영역의 일부 또는 전체인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조용 스퍼터.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어의 가장 자리 영역은 사각의 프레임 형상을 이루며, 상기 사각 프레임의 내부 공간에는 기판을 지지하기 위한 다수 개의 리프트 핀이 구비된 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조용 스퍼터.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 캐리어 쉴드는 캐리어의 사각 프레임의 상면 및 내부 측면을 덮는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조용 스퍼터.
  7. 제 1 항에 있어서, 적어도 상기 플로팅 쉴드는 상승 및 하강 기능을 가지고 있으며, 상기 플로팅 쉴드가 하강하면 캐리어 쉴드는 캐리어의 가장 자리 영역을 덮는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조용 스퍼터.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어 쉴드는 스테인리스강(steel use stainless)을 재료로 하여 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조용 스퍼터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20140121574A (ko) * 2013-04-08 2014-10-16 엘지디스플레이 주식회사 디스플레이패널 제조용 증착장치 및 이를 이용한 디스플레이패널 제조방법

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KR20140121574A (ko) * 2013-04-08 2014-10-16 엘지디스플레이 주식회사 디스플레이패널 제조용 증착장치 및 이를 이용한 디스플레이패널 제조방법

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