KR20120043095A - 필름 형성 장치 - Google Patents

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KR20120043095A
KR20120043095A KR1020127006402A KR20127006402A KR20120043095A KR 20120043095 A KR20120043095 A KR 20120043095A KR 1020127006402 A KR1020127006402 A KR 1020127006402A KR 20127006402 A KR20127006402 A KR 20127006402A KR 20120043095 A KR20120043095 A KR 20120043095A
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clamps
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KR1020127006402A
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타카히데 우에노소노
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캐논 아네르바 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 필름 형성 시에 기판트레이 상에 제공된 보유 메커니즘에 박막 재료의 입자들의 부착을 감소시킬 수 있는 필름 형성 장치에 관한 것이다. 스퍼터링 챔버(16)는: 바닥 클램프(31) 및 측면 클램프(19)를 구비하는 기판트레이(18); 기판 상에 필름을 형성하는 때와 기판을 이송하는 때에 측면 클램프(19)의 위치를 바꾸는 이동 메커니즘; 및 미리 결정된 형태를 구비하고 캐소드로부터의 스퍼터 입자가 통과하는 개구(27a)를 구비하는 마스크(27)를 구비한다. 이동 메커니즘은 기판이 이송될 때 기판(1)이 측면 클램프(19)에 의해서 보유되도록 측면 클램프(19)를 이동하고, 이동 메커니즘은 필름 형성 시에 기판트레이(18)의 외측을 향해 측면 클램프(19)를 이동한다.

Description

필름 형성 장치{FILM-FORMING APPARATUS}
본 발명은 필름 형성 장치에 관한 것이고, 보다 구체적으로, 기판의 이송을 위해 사용된 기판트레이를 미리 결정된 처리를 수행하기 위해 사용하는 필름 형성 장치(예를 들어, 진공 처리 장치)에 관한 것이다.
액정 디스플레이(liquid crystal display) 및 플라스마 디스플레이(plasma display)와 같은 다양한 디스플레이 요소들의 제조에서, (이하 기판으로 나타낸) 처리될 물체 상에 필름 형성과 같은 처리를 수행하는 것이 필요하다. 예를 들어, 액정 디스플레이에서, 유리 기판(glass substrate)의 판면(단부면들(end surfaceds)과 다른 표면)에 투명 전극 등을 형성하는 처리를 수행할 필요가 있다.
일본공개특허공보 제2003-147519에 제공된 것과 같이 미리 결정된 분위기atmosphere)에서 기판을 처리하기 위해서, 그러한 처리에 사용된 진공 처리 장치인 필름 형성 장치는 진공으로 배기되거나 또는 미리 결정된 가스가 내측으로 도입될 수 있도록 형성된 처리 챔버를 포함한다. 예를 들어, 필름 형성 장치가 스퍼터링 장치라면, 처리 챔버는 스퍼터링 챔버 등이 된다. 예를 들어, 서로 다른 형태의 처리를 연속적으로 수행하고 대기압으로부터 압력을 점진적으로 감소시킬 필요가 있기 때문에, 필름 형성 장치는 복수의 처리 챔버들, 로드 록(load lock) 챔버 등을 포함하도록 형성된다.
도 4는 필름 형성 장치들 중에서, 종래의 스퍼터링 장치의 스퍼터링 챔버의 위에서 본 형태를 나타내는 도면이다. 도 4에서는, 유리 기판을 대기 측으로부터 스퍼터링 챔버(16)로 이송 또는 반출하는 로드 록 챔버 등이 생략되어 있다.
예를 들어, 스퍼터링 챔버(16)에는 4개의 삼각형 캐소드들(23)이 스퍼터링 챔버(16)의 좌측 및 우측 각각에 부착되고, 박막 재료원으로서의 타겟(24)이 각각의 표면에 부착된다. 기판(1)의 크기에 따라서 캐소드들(23)의 수를 바꾸는 것이 가능하다.
삼각형 캐소드들(23)의 각각은 기판 측 또는 뒷면 방전(back surface discharge) 측을 향하도록 회전된다. 뒷면 방전은 주로 타켓(24)의 에이징(aging)을 위해 사용되고, 박막 재료원인 타겟(24)의 필름이 뒷면의 실드(25)에 부착된다. 캐소드(23)가 삼각 프리즘의 형태로 형성되기 때문에, 최대 3 종류의 필름 형성이 수행될 수 있다. 기판(1)에 대해서, 두 개의 필름들이 좌측 및 우측에 배치된 캐소스들(23)에 의해 동시에 형성될 수 있다. 스퍼터링 챔버(16)로 이송된 기판트레이(26)가 스퍼터링 챔버(16) 내의 미리 결정된 위치에 멈추고, 기판트레이(26) 및 측면 클램프(28)와 같은 스퍼터링 챔버(16) 내로 이송된 부재들에 필름이 부착하지 않도록, 스퍼터링 챔버(16) 내에 배치된 이동가능한 마스크(27)가 기판트레이(26)의 전체 프레임을 덮는다.
마스크(27)가 종래의 기판트레이(26)에 부착된 상태의 정면도가 도 5에 도시되고; 화살표로 나타낸 도 5의 A-A' 라인을 따르는 횡단면도가 도 6에 도시된다.
도 5는 보유 유닛들로서 기능하는 측면 클램프들(28)이 기판(1)의 외주부(단부면)에 접해서 개구부 내에 기판(1)이 보유되어 있는 상태를 나타낸다. 도 6은 기판트레이(26)의 개구부 이외의 전체 프레임 및 측면 클램프(28)에 필름이 부착하지 않도록, 마스크(27)가 기판트레이(26)의 개구부 이외의 전체 프레임 및 측면 클램프(28)을 덮고 있는 상태를 나타낸다.
스퍼터링 챔버(16)에 연결된 도시되지 않은 기판 처리 챔버로부터 화살표로 나타낸 방향으로 이송된 기판(1)을 보유하는 기판트레이(26)는 스퍼터링 챔버(16) 내의 미리 결정된 위치에 정지하고, 스퍼터링 챔버(16) 내에 부착된 마스크(27)는 기판트레이(26)의 전체 프레임을 덮는다. 이렇게, 필름은 도 5 또는 6에 도시된 상태의 기판트레이(26) 및 측면 클램프(28)에 부착하는 것이 방지된다.
기판트레이(26)가 마스크(27)를 덮는 것과 동시에, Ar과 같은 가스가 스퍼터링 챔버(16) 내로 도입된다. 스퍼터링 챔버(16) 내의 압력이 미리 결정된 필름 형성 압력에 도달하면, 미리 결정된 압력이 캐소드들(23) 측에 가해져서, 스퍼터링 방전(sputtering discharge)이 수행된다.
스퍼터링에 의한 필름 형성의 완료 후에, 캐소드들(23) 측에 가해진 전압 및 가스가 정지되고, 그 후에, 마스크(27)가 기판트레이(26)로부터 분리된다. 기판트레이(26)는 스퍼터링 챔버(16)로부터 도시되지 않은 기판 처리 챔버로 이송된다.
그러나, 도 5 또는 6에 도시된 종래의 스퍼터링 장치에서, 측면 클램프들(28)이 필름 형성 시에 마스크(27)에 의해서 숨겨지도록 배치되더라도, 박막 재료 입자들인 스퍼터 입자들이 측면 클램프들(28)에도 부착한다.
이것은, 스퍼터 되고 있는 스퍼터 입자들이 예를 들어 스퍼터 입자들 및 Ar과 같은 기체 분자들 사이의 충돌로 인해 기판(1)의 처리될 표면의 법선에 대해서 비스듬하게 그리고 선형으로 진행하는 구성요소들을 포함해서, 비스듬히 선형으로 진행하는 스퍼터 입자들이 마스크(27)로 덮여 있는 측면 클램프들(28)에도 부착하기 때문이다. 따라서, 필름이 부착된 측면 클램프들(28)은 도전성이 되고, 측면 클램프들(28)과 유리 기판(1) 사이에 절연 파괴(electrical breakdown)가 발생되어서, 아칭(arching)(비정상적인 방전)이 불리하게 발생된다.
측면 클램프들(28)에 부착한 필름이 기판(1)과 접하고, 이것은 부착된 필름이 기판(1)을 변형시키는 입자들을 야기한다. 또한, 아칭 및 입자들의 발생은 이미지 디스플레이 요소들로서 기능하는 전극들이 단선되는 원인이 된다.
많은 양의 필름이 부착한 측면 클램프들(28)은 교체될 필요가 있다. 따라서, 스퍼터링 장치가 대기로 열려서, 부착된 필름을 구비하는 클램프들이 교체되고, 생산성이 불리하게 감소된다.
본 발명의 목적은 필름 형성 시에 기판트레이의 보유 메커니즘에 박막 재료 입자들의 부착을 줄일 수 있는 필름 형성 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 양태에 따르면, 기판을 지지하기 위한 기판 지지 표면, 기판 지지 표면 둘레에 배치된 지지부 및 기판을 보유하기 위해 기판 지지 표면 둘레에 배치된 보유 메커니즘을 포함하는 기판트레이로서, 필름 형성 장치로부터 분리가능하게 형성되고, 기판 지지 표면이 중력의 방향의 상측을 향하고 중력의 방향에 대해서 기울어지도록 필름 형성 장치 내에 설치가능하게 형성된 기판트레이; 기판 상에 필름이 형성될 때와 기판이 이송될 때의 사이에서 보유 메커니즘의 위치를 바꾸는 이동 메커니즘; 및 필름 형성 장치 내에 설치된 기판트레이를 향하는 박막 재료원으로부터의 박막 재료 입자가 통과하는 미리 결정된 형태의 개구를 구비하고, 기판 지지 표면에 의해 지지된 기판 상에 미리 결정된 형태의 박막을 형성하기 위한 마스크를 포함하고: 기판트레이가 필름 형성 장치 내에 기울어진 상태로 설치되는 경우, 지지부는 기판 지지 표면에 의해서 지지된 기판의 중력 방향으로 하측 상에 위치되도록 형성되며; 필름이 형성될 때, 마스크는 지지부, 보유 메커니즘 및 기판트레이에 의해 지지된 기판의 일부를 덮도록 배치되고; 이송 시에, 이동 메커니즘은 보유 메커니즘이 기판을 보유하도록 보유 메커니즘을 이동하고, 필름 형성 시에, 마스크에 의해 덮인 영역 내에서, 이동 메커니즘은 이송 시에 기판이 보유 메커니즘에 의해 보유된 위치로부터 기판트레이의 외측을 향해 보유 메커니즘을 이동하는 필름 형성 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 기판을 보유하고 이송하는 기판트레이에서, 박막이 형성되는 동안에, 보유 메커니즘으로서 기능하는 클램프가 기판의 하부 상의 측면 및 상기 측면의 양 단부들의 두 개의 코너 부분들과 접해서 기판을 보유하기 때문에, 아칭의 발생을 억제하고 입자들을 감소시킬 수 있다.
클램프의 교체의 빈도가 감소되기 때문에, 유지보수의 빈도가 줄어들어서, 생산성의 감소를 개선할 수 있다.
또한, 아칭 및 입자들의 빈도가 감소되기 때문에, 예를 들어, 이미지 디스플레이 요소로서 기능하는 배선 필름(wiring film)의 단선을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예의 박막 형성 시의 기판트레이의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예의 박막 형성 시의 기판트레이의 횡단면으로서, 화살표로 나타낸 도 1의 B-B' 라인을 따르는 횡단면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예의 박막 형성 시의 기판트레이의 하부의 측면도를 나타낸다.
도 4는 위에서 본 종래 스퍼터링 장치 내의 스퍼터링 챔버의 형태를 나타내는 도면이다.
도 5는 마스크가 종래 기판트레이에 부착된 상태의 정면도이다.
도 6은 화살표로 나타낸 도 5의 A-A' 라인을 따르는 횡단면도이다.
도 7은 a-Si TFT(박막 트랜지스터)의 횡단면 구조를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예의 보유 메커니즘을 이동하기 위한 이동 메커니즘의 실시예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일반적인 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 아래 설명된 도면들에서, 동일한 기능들을 구비하는 구성요소들은 동일한 도면 부호들로 확인되고, 그것들의 설명은 반복되지 않을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예의 박막 형성 시의 기판트레이의 정면도이다; 도 2는 화살표로 나타낸 도 1의 B-B' 라인을 따르는 횡단면도이다; 도 3은 박막 형성 시의 기판 트레이의 하부의 측면도를 나타낸다.
도 1 내지 3에 도시된 것과 같이, 본 실시예의 기판트레이(18)는 기판 지지부로 기능하는 복수의 측면 클램프들(19) 및 바닥 클램프들(31)을 포함하고, 필름 형성 장치로서의 스퍼터링 챔버(16)로부터 분리가능하도록 형성된다. 측면 클램프들(19)은 기판을 보유하는 보유 메커니즘이고; 복수의 측면 클램프들(19)은 기판트레이(18)가 수평으로 배치되면, 기판(1)이 배치되는 기판 트레이(18)의 영역(181)을 둘러싸도록 배치된다. 영역(181) 내에 개구부(182)가 형성되고; 개구부(182)의 모서리에, 개구부(182)를 둘러싸도록 볼록부(183)가 제공된다. 이러한 형태로, 기판트레이(18)가 수평으로 배치되면, 기판(1)은 볼록부(183) 상에 배치될 수 있다.
기판트레이(18)는 측면 클램프들(19)을 이동하기 위한 (도 1 내지 3에 도시되지 않은) 이동 메커니즘을 포함하고; 측면 클램프들(19)은 기판(1)이 기판트레이(18) 상에 위치되는 영역(즉, 영역(181))으로부터 멀어지는 방향으로(즉, 기판트레이(18)의 외측을 향하는 방향으로) 그리고 상기 영역(즉, 영역(181))에 접근하는 방향으로(즉, 기판트레이(18)의 내측을 향하는 방향으로) 이동 메커니즘에 의해 이동될 수 있다. 상기 설명된 것과 같이, 측면 클램프들(19)이 기판트레이(18)의 내측을 향하는 방향 및 외측을 향하는 방향으로 이동될 수 있도록 형성되기 때문에, 기판트레이(18)가 이동될 때, 기판(1)은 측면 클램프들(19)에 의해서 고정되어 지지될 수 있는 반면에, 박막이 형성될 때 측면 클램프들(19)은 기판(1)으로부터 멀리 배치될 수 있다. 이하, 이동 메커니즘의 실시예가 설명될 것이다.
다른 한편으로, 수평으로 배치된 기판트레이(18)가 세워지면(예를 들어, 실질적으로 수직으로 배치되면), 바닥 클램프들(31)은 중력의 방향으로 기판보다 더 아래에 배치된다. 다시 말해서, 기판트레이(18)가 도 4에 도시된 것과 같은 필름 형성 챔버 역할을 하는 스퍼터링 챔버(16) 내에 배치되면, 기판트레이(18)는 기판(1)이 바닥 클램프들(31) 상에 위치되도록 형성된다. 상기 설명된 것과 같이, 기판트레이(18)를 비스듬히 세우는 경우에(기판트레이(18)가 스퍼터링 챔버(16) 내에 배치되면) 바닥 클램프들(31)은 기판(1)을 지지하기 위한 지지부로서 기능한다.
또한, 기판트레이(18)는, 스퍼터링 챔버(16)와 같은 필름 형성 챔버 내에 기판트레이(18)에 의해 보유된 기판(1)이 미리 결정된 기울기 각으로 세워서 보유될 수 있도록 형성된다. 다시 말해서, 기판트레이(18)는, 기판(1)을 지지하기 위한 지지 표면이 중력의 방향과 평행하게 위치되는 상태로부터 기판트레이(18)가 기판트레이(18)의 지지 표면의 맞은편 측을 향해 미리 결정된 각으로 기울어진 상태로 스퍼터링 챔버(16) 내에 배치될 수 있도록 형성된다.
상기 설명된 것과 같이, 본 실시예에서, 기판트레이(18)의 기판 지지 표면이 중력의 방향(P)과 평행한 방향에 대하여 중력의 방향 상측에 있도록 기울어지게 기판트레이(18)가 형성되고; 기판트레이(18)의 기판 지지 표면이 기울어지면, 바닥 클램프들(31)이 중력의 방향(P)으로 기판(1)보다 더 아래에 있도록 바닥 클램프들(31)이 제공된다. 그러므로, 기판 트레이(18)가 스퍼터링 챔버(16) 내에 배치되고, 기판(1)이 상기 클램프들(19)에 의해 보유되지 않을 때에도, 기판(1)은 떨어지지 않고 기판트레이(18) 상에 보유될 수 있다. 다시 말해서, 상기 기울어진 배치에서, 기판(1)을 기판트레이(18)(본 실시예에서, 볼록부(183))에 대해서 기대게 할 수 있고, 기판(1)의 중력의 방향(P) 측(이후 설명되는 하측)을 바닥 클램프들(31)로 지지할 수 있다.
도 1은 박막 형성 시에, 스퍼터링 챔버(16) 내의 미리 결정된 위치에서, 기판(1)의 하측 및 상기 하측의 양 단부들의 두 개의 코너부들과 접하는 바닥 클램프들(31)이 기판트레이(18)의 개구부(182)(영역(181)) 내에 위치된 기판(1)을 보유한다. 다시 말해서, 도 1 및 3에서, 화살표로 나타낸 방향(P)을 중력의 방향으로 할 때, 기판트레이(18)의 기판 지지 표면이 중력의 방향(P)에 평행한 방향에 대해서 기울어지도록 기판트레이(18)가 스퍼터링 챔버(16) 내에 배치된다.
여기서, 기판(1)의 하측은 기판트레이(1)에 대해서 기대는 기판(1)의 가장 낮은 측(중력의 방향(P)으로 가장 낮은 측)을 나타낸다.
도 1 내지 3에 도시된 것과 같이, 측면 클램프들(19) 및 바닥 클램프들(31)을 포함하는 기판트레이(18)의 모서리 영역 및 기판(1)의 미리 결정된 영역이 가려지고, 기판(1)의 가공될 표면이 필름 재료 원(film material source)으로서의 캐소드들(23, cathodes)에 대해서 노출되도록 마스크(27)가 배치된다. 구체적으로, 도 2에 도시된 것과 같이, 미리 결정된 형태의 개구(27a)가 마스크(27) 내에 형성되고, 캐소드들에 의해 지지된 타겟들(24)로부터 생긴 스퍼터 입자들은 개구(27a)를 통과하도록 만들어져서, 기판(1) 상에 미리 결정된 형태로 박막을 형성할 수 있다. 마스크(27)는 스퍼터링 챔버(16) 내에 제공되고, 마스크(27)의 위치를 바꾸기 위한 (도시되지 않은) 마스크 구동 메커니즘을 구비한다. 이러한 구성에서, 도시되지 않은 제어 디바이스로 마스크 구동 메커니즘을 제어하는 것에 의해서, 기판트레이(18)가 스퍼터링 챔버(16) 내의 미리 결정된 위치 내에 보유되면 기판트레이(18)에 마스크(27)를 장착할 수 있다. 다시 말해서, 필름이 형성되지 않을 때, 마스크(27)는 스퍼터링 챔버(16) 내의 미리 결정된 위치에 보유된다. 기판트레이(18)가 필름 형성 시에 스퍼터링 챔버(16) 내에 배치되면, 제어 디바이스는 미리 결정된 위치에 배치된 마스크(27)를 이동하도록 마스크 구동 메커니즘을 제어하고, 마스크(27)가 기판트레이(18)의 영역(181) 이외의 영역(측면 클램프들(19) 및 바닥 클램프들(31)을 포함하는 영역) 및 기판(1)의 미리 결정된 영역(개구(27a)의 형태로 형성되고 기판(1)을 노출하는 부분)을 덮도록, 마스크(27)를 위치시킬 수 있다.
본 실시예에서, 박막이 형성될 때, 도 2의 도면부호 10 또는 11로 나타낸 힘이 측면 클램프들(19)에 작용하도록 만들어져서, 측면 클램프들(19)은, 측면 클램프들(19)이 마스크(27)에 의해 완전히 덮이고 필름의 부착이 방지되는 그러한 위치까지 미끄러질 수 있다. 도 3은 박막이 형성될 때, 기판(1)의 하측을 보유하는 측면 클램프들(19)이 미끄러지기 위해 도면부호 12로 나타낸 힘을 수용하고, 바닥 클램프들(31) 만이 하측의 양 단부들에 부착된 두 개의 코너부들을 보유한 상태를 나타낸다.
다시 말해서, 이동 메커니즘은 측면 클램프들(19)을 기판트레이(18)의 외측을 향하는 방향(힘(10 또는 11)을 따르는 방향)으로 이동하고, 측면 클램프들(19)을 마스크(27)의 내측 모서리(기판(1)의 중심 방향의 모서리)로부터 기판트레이(18)의 외측으로 멀리 배치할 수 있다. 기판트레이(18)의 외측은 마스크(27)로 덮이고; 측면 클램프들(19)이 외측으로 더 이동함에 따라서, 마스크(27)의 내측 모서리(기판(1)이 캐소드들(23)로부터 노출된 부분)로부터 멀리 이동한다. 따라서, 필름 형성 시에, 측면 클램프들(19)이 마스크(27)의 내측 모서리로부터 기판트레이(18)의 외측으로 멀리 배치되면, 측면 클램프들(19)은 마스크(27)에 의해 덮인 기판트레이(18)의 영역 뒤(후면)에 배치된다. 그러므로, 스퍼터 입자들이 Ar과 같은 기체 분자들과 충돌해서 기판(1)으로 비스듬히 들어가더라도, 측면 클램프들(19)에 도달하는 스퍼터 입자들의 수를 감소시킬 수 있다.
다른 한편으로, 기판이 기판트레이(18)에 의해 이동될 때, 기판(1)은 영역(181) 둘레에 배치된 측면 클램프들(19)에 의해서 지지된다. 따라서, 예를 들어 필름 형성 완료 후에 기판(1)이 스퍼터 챔버(16)의 밖으로 이동될 때, 힘(10 또는 11)에 반대하는 힘이 측면 클램프들(19)에 작용하도록 만들어진다. 따라서, 기판트레이(18) 외측에 배치된 측면 클램프들(19)은 기판트레이(18)의 내측을 향하는 방향으로 이동되어 기판(1)과 접하게 되며, 기판(1)은 측면 클램프들(19)에 의해서 보유된다. 상기 설명된 것과 같이, 필름이 형성될 때와 기판이 이동될 때의 사이에서 측면 클램프들(19)의 위치가 변화되고; 따라서, 필름 형성 시에 스퍼터 입자들이 날아올 때, 측면 클램프들(19)은 마스크(27)에 의해 덮인 영역의 안쪽에 배치될 수 있는 반면에, 기판이 이송될 때, 기판(1)은 측면 클램프들(19)에 의해서 견고하게 보유(클램프)될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 설명된 것과 같이, 기판이 이송될 때, 기판(1)은 측면 클램프들(19)에 의해서 보유된다. 이 상태에서, 기판트레이(18)가 스퍼터링 챔버(16)의 미리 결정된 위치에 배치되면, 이동 메커니즘은, 기판(1)이 측면 클램프들(19)에 의해 보유되는 위치로부터 마스크에 의해 덮인 영역의 안쪽(기판트레이(18)의 외측)으로 측면 클램프들(19)을 이동한다. 필름 형성 작동은 이러한 상태로 수행되어서, 측면 클램프들(19)에 스퍼터 입자들의 부착을 감소할 수 있다.
이제, 상기 이동 메커니즘의 실시예가 설명될 것이다. 이동 메커니즘은 박막 형성 시에 클램프의 상태가 마스크(27)의 부착과 연동되는 메커니즘이 될 수 있다. 구체적으로, 측면 클램프들(19)이 마스크(27)의 부착 및 분리와 연동해서 기판(1)을 누를 때, 기판(1)은 측면 클램프들(19)과 기판트레이(18)를 연결하는 스프링의 힘으로 압착될 수 있다. 도 8은 이동 메커니즘의 실시예를 나타내는 도면이고; 또한, 도 8은 마스크(27)의 부착 및 분리를 측면 클램프들(19)의 이동과 연동할 경우의 이동 메커니즘을 나타내는 도면이다.
도 8에서, 도면부호 191은 측면 클램프(19)의 베이스 부분을 나타내고, 도면부호 192는 기판(1)을 조이기 위한 클램프 부분을 나타낸다. 또한, 기판트레이(18)는 중공 부분(184)을 구비한다. 관통 홀(185)이 기판트레이(18) 내에 형성된다.
이동 메커니즘은 스프링(33), L-형 지그(34), 베이스 부분(191)을 안내하기 위한 가이드 부분(35) 및 핀들(36a, 36b)을 포함한다. 가이드 부분(35)은 중공 부분(184) 내에 배치되고; 스프링(33)의 일 단부는 중공 부분(184)의 내측 벽(186)에 연결되며, 타 단부는 베이스 부분(191)에 연결된다. 내측 벽(186) 내에 개구부가 형성되고, 클램프부(192)가 개구부로부터 중공 부분(184)의 외측으로 돌출한다. L-형 지그(34)는 핀(36a)에 의해서 중공 부분(184)의 바닥 부분에 회전가능하게 부착된다. 또한, L-형 지그(34)는 핀(36b)에 의해서 베이스 부분(191)에 회전가능하게 부착된다. 다시 말해서, L-형 지그(34)는 중공 부분(184)의 바닥 부분 및 가이드 부분(35) 상에 슬라이딩 가능하게 배치된 베이스 부분(191)의 각각에 회전가능하게 장착된다. 따라서, L-형 지그(34)가 Q로 나타낸 방향으로 회전되고 이동됨에 따라, 베이스 부분(191)(측면 클램프(19))이 R로 나타낸 방향으로 이동될 수 있다.
도 8에 도시된 형태에서, 마스크(27) 상에 로드 부분(271)이 제공되고, 마스크(27)가 기판트레이(18)에 장착되면 로드 부분(271)은 관통 홀(185)을 통과하고 S로 나타낸 방향으로 L-형 지그(34)를 압착한다.
여기서, 측면 클램프들(19)이 기판(1)으로부터 분리될 때(예를 들어, 필름이 형성될 때), 도 8에 도시된 것과 같이, 마스크(27) 상의 로드 부분(271)이 측면 클램프들(19)에 연결된 L-형 지그(34)를 압착해서, 측면 클램프들(19)이 분리된다. 구체적으로, 제어 장치가 (도시되지 않은) 마스크 구동 메커니즘을 구동해서 마스크(27)를 스퍼터링 챔버(16) 내에 배치된 기판트레이(18)에 근접하게 하고, 로드 부분(271)은 관통 홀(185)을 통해 L-형 지그(34)와 접하며, L-형 지그(34)는 화살표로 나타낸 방향(S)으로 압착된다. 압착에 의해 L-형 지그(34)가 화살표로 나타낸 방향(Q)으로 회전됨에 따라서, 스프링(33)을 연장하면서 베이스 부분(191)이 화살표로 나타낸 방향(R)을 따라서 가이드 부분(35) 상을 화살표로 나타낸 방향(R)을 향해 이동한다. 그리고, 제어 장치에 의해 화살표로 나타낸 방향(S)의 마스크(27)의 이동이 정지하면, 로드 부분(271)의 이동 또한 정지하고, L-형 지그(34) 및 베이스 부분(191)의 이동도 정지한다. 따라서, 필름이 형성될 때, 베이스 부분(191) 및 클램프 부분(192)은 마스크(27)에 의해 덮인 영역의 안쪽으로 끌려들어올 수 있다.
반대로, 기판(1)이 측면 클램프들(19)에 의해 보유될 때(예를 들어, 기판(1)이 이송될 때), 마스크(27)에 부착된 로드 부분(271)이 분리되어서, 기판(1)은 측면 클램프들(19)과 기판트레이(18)를 연결하는 스프링(33)의 힘으로 눌린다. 구체적으로, 제어 장치기 기판트레이(18)로부터 마스크(27)를 분리하도록 마스크 구동 메커니즘을 제어하면, 로드 부분(271)은 화살표로 나타낸 방향(S)의 반대 방향으로 이동되고, 로드 부분(271)은 L-형 지그(34)로부터 분리되며, L-형 지그(34)의 압착이 풀린다. 그러나, 도 8의 형태에서, 연장된 스프링(33)이 탄성을 가해서, 탄성은 베이스 부분(191)이 화살표로 나타낸 방향(R)의 반대 측으로 가이드 부분(35) 상에서 이동하도록 하고, 이러한 이동은 L-형 지그(34)가 화살표로 나타낸 방향(Q)의 반대 방향으로 회전하도록 한다. 이렇게, 기판(1)이 이송될 때, 필름 형성 시에 들어온 베이스 부분(191) 및 클램프 부분(192)이 끌려나가고, 기판(1)은 클램프 부분(192)에 의해 지지될 수 있다. 여기서, 기판 리시버로 기능하는 볼록부(183)가 클램프 부분(192)의 하부에서 기판트레이(18)에 추가적으로 부착되어서, 기판트레이(18)를 보유할 수 있다. 기판트레이(18) 및 기판(1)이 기울어져 있기 때문에, 상기 설명된 것과 같이 기판(1)이 떨어지는 것은 방지된다.
다른 한편으로, 측면 클램프들(19)이 필름 형성 시에 기판(1)으로부터 분리될 때, 마스크(27)의 부착과 연동되고 있는 측면 클램프들(19)에 도시되지 않은 스프링의 반발력(뒤로 미는 힘)이 작용해서, 측면 클램프들(19)이 기판(1)으로부터 멀리 이동되는 형태를 사용하는 것도 가능하다(도 2).
또한, 측면 클램프들(19)이 전자기로 이동될 수 있고(예를 들어, 액추에이터와 같은 구동 메커니즘이 제공되어서, 구동 메커니즘이 제어 장치에 의해 제어된다), 연동하는 작동이 방전 개시를 위한 신호 또는 기체의 도입을 위한 신호 및 전기 신호를 통해 수행될 수 있는 형태를 사용하는 것도 가능할 것이다.
또한, 필름의 스니킹 양(sneaking amount)은 스퍼터 전력, 기체 압력 및 마스크와 유리 기판 사이의 거리에 따라서도 다르기 때문에, 이러한 조건들에 기초해서 스퍼터링에 의해 필름이 부착되는 것을 방지하기 위한 측면 클램프(19)의 이동(슬리이드) 거리를 자유롭게 선택할 수 있다.
필름 형성의 완료 후, 캐소드들(23) 측의 전압 및 기체가 정지되고, 마스크(27)가 기판트레이(18)로부터 동시에 분리되며, 측면 클램프들(19)이 기판(1)을 다시 압착하는 보유 상태에서, 기판트레이(18)는 스퍼터링 챔버(16)로부터 도시되지 않은 기판 처리 챔버로 이송될 수 있다.
이제, 표시 소자를 생산하는 실제 방법의 실시예에 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치를 사용하는 액정 패널(liquid crystal panel)을 생산하는 방법이 도 7을 참조하여 설명될 것이다.
도 7은 a-Si TFT(박막 트랜지스터)의 횡단면 구조를 나타낸다.
디스플레이 요소를 생산하는 실제 방법에서, 필름 형성 장치는 배열 생산(array production) 단계 및 BM(black matrix) 생산 단계에서 사용된다. 예를 들어, 배열 생산 단계에서, 트랜지스터들 및 배선이 기판(1) 상에 형성되고, 아래의 a, d 및 e 단계들에서 필름 형성을 위한 스퍼터링이 주로 사용되며; 아래의 a 내지 f가 연속으로 적층된다.
단계 a. (Mo 또는 Al 과 같은) 게이트 전극(2)
단계 b. (SiNx 와 같은) 게이트 절연막(3)
단계 c. (a-Si 및 a-Si(n+)P 와 같은) 반도체 층들(4 및 5)
단계 d. (Mo 또는 Al 과 같은) 소스-드레인(source-drain) 전극들(6 및 7)
단계 e. (ITO 와 같은) 투명 전극(8)
단계 f. (SiNx 와 같은) 보호막(9)
도 7에 도시된 TFT의 횡단면 구조에서, a, d 및 e 단계들의 각각에서, 박막 재료원인 타겟의 형태에 따라서, 스퍼터링 기체, 진공도, 기판의 온도, 방전 전력 및 방전 시간과 같은 파라미터들이 조절되었고, 디스플레이 요소를 위해 설계된 박막이 성공적으로 형성되었다. 또한, 본 발명의 기판트레이로, 아칭 및 입자(particle)의 빈도가 성공적으로 감소되었고, 요소의 배선막(wiring film)의 단선이 성공적으로 감소되었다.

Claims (4)

  1. 기판을 지지하기 위한 기판 지지 표면, 기판 지지 표면 둘레에 배치된 지지부 및 기판을 보유하기 위해 기판 지지 표면 둘레에 배치된 보유 메커니즘을 포함하고, 필름 형성 장치로부터 분리가능하게 형성된 기판트레이로서, 기판 지지 표면이 중력의 방향의 상측을 향하고 중력의 방향에 대해서 기울어지도록 필름 형성 장치 내에 설치가능하게 형성된 기판트레이;
    기판 상에 필름이 형성될 때와 기판이 이송될 때의 사이에서 보유 메커니즘의 위치를 바꾸는 이동 메커니즘; 및
    필름 형성 장치 내에 설치된 기판트레이를 향하는 박막 재료원으로부터의 박막 재료 입자가 통과하는 미리 결정된 형태의 개구를 구비하고, 기판 지지 표면에 의해 지지된 기판 상에 미리 결정된 형태의 박막을 형성하기 위한 마스크를 포함하고,
    기판트레이가 필름 형성 장치 내에 기울어진 상태로 설치될 때, 지지부는 기판 지지 표면에 의해서 지지된 기판의 중력의 방향으로 하측 상에 위치되도록 형성되며,
    필름이 형성될 때, 마스크는 지지부, 보유 메커니즘 및 기판트레이에 의해 지지된 기판의 일부를 덮도록 배치되고,
    이송 시에, 이동 메커니즘은 보유 메커니즘이 기판을 보유하도록 보유 메커니즘을 이동하고, 필름 형성 시에, 마스크에 의해 덮인 영역 내에서, 이동 메커니즘은 이송 시에 기판이 보유 메커니즘에 의해 보유된 위치로부터 기판트레이의 외측을 향해 보유 메커니즘을 이동하는 필름 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    이동 메커니즘은 마스크의 배치 및 기판이 보유된 위치로부터 기판트레이의 외측을 향해서 보유 메커니즘을 이동하는 작동을 연동 방식(interlocking manner)으로 수행하도록 형성된 필름 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    기판트레이가 기울어진 상태로 필름 형성 장치 내에 설치되면, 지지부는 기판 지지 표면에 의해 지지된 기판의 중력의 방향의 하측 상의 측면 및 상기 측면의 양 단부들의 두 개의 코너 부분들과 접촉하는 필름 형성 장치.
  4. 제1항에 따른 필름 형성 장치는 스퍼터링 장치인 필름 형성 장치.
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