KR20120077375A - 평판표시소자 제조장치의 진공챔버 - Google Patents

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KR20120077375A
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Abstract

본 발명은 평판표시소자 제조장치의 진공챔버 및 그것의 제작방법에 관한 것으로서, 상기 챔버는 일정두께의 스테인리스(SUS) 재질로 제작된 외곽 테두리층과; 상기 외곽 테두리층의 내면에 설치되는 일정두께의 알루미늄 라이너층으로 구성된 것을 특징으로 하고, 이에 따라 우수한 강성으로 인해 진공처리 시 챔버의 변형이 발생되지 않아 크랙발생도 이루어지지 않게 되며, 특히, 대형 세대의 챔버 제작시, 그 두께 및 중량을 증가시키지 않고도 강성이 증대되어 진공처리 시 변형이 발생되지 않는 효과가 제공된다.

Description

평판표시소자 제조장치의 진공챔버 및 이것의 제작방법{Vacuum chamber for apparatus manufacturing of FPD and method for manufacturing of that}
본 발명은 평판표시소자 제조장치의 진공챔버 및 이것의 제작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 그 두께 및 중량을 증가시키지 않고도 강성이 증대되어 진공처리 시 변형이 발생되지 않는 평판표시소자 제조장치의 진공챔버 및 그 제작방법에 관한 것이다.
일반적으로, 평판표시소자 제조장치는 내부에 평판표시소자 기판을 반입시키고, 플라즈마 등을 이용하여 식각 등의 처리를 실시하는데 사용된다.
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 평판표시소자의 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.
로드락 챔버는, 대기압 상태와 진공 상태를 번갈아 가면서 외부로부터 처리되지 않은 기판을 받아들이거나 처리가 끝난 기판을 외부로 반출하는 역할을 하고, 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, 공정 챔버는 진공 분위기 하에서 플라즈마를 이용하거나 열에너지를 이용하여 기판 상에 막을 성막하거나 에칭을 수행하는 역할을 한다.
도 1은 상기한 챔버들 중, 공정 챔버를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1에서 공정챔버만을 도시한 단면도로서, 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 상부전극(20)에는 기판(S)에 공정가스를 분사하는 샤워헤드(Shower Head)(22)가 구비된다.
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)으로는 RF 전력을 공급하는 RF 전력 공급장치(40)가 연결된다.
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.
평판표시소자 제조장치 중, 진공상태로 형성되는 챔버(10)는 알루미늄 재질로서 일정두께로 제작이 이루어지는데, 그 이유는 자연적으로 표면에 산화알루미늄 층이 생성되어 내면을 보호하므로 내식성이 우수하고, 연전성이 우수하여 성형, 절삭가공이 용이하며, 전기전도도는 동의 약 60%로 양호하고, 열전도도 우수하기 때문이다.
이와 같은 장점에 의해 알루미늄 재질로서 제작되는 챔버(10)는, 상부챔버(10a)의 상부면, 하부챔버(10b)의 하부면을 이루는 평면부와, 측벽부 등을 각각 별개로 제작한 후, 이들의 끝단부위를 용접으로 연결하여 고정시킴으로써, 원하는 형태 및 크기의 챔버로서 제작하게 된다.
그런데, 진공상태로 형성되는 챔버(10)는 낮은 압력 상태를 유지하게 됨으로써, 상대적으로 높게 되는 챔버 외부의 대기압 때문에 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(10) 내측 방향으로 힘이 작용하게 되어 변형이 발생될 우려가 크게 되며, 특히 모서리 부위의 용접부분은 변형이 더욱 크게 발생되어 크랙(Crack)이 발생될 우려가 큰 문제점이 있었다.
따라서, 챔버(10) 벽이 변형 내지는 손상되고, 또한 상부챔버(10a)의 내측에 설치되는 상부전극(20) 및 샤워 헤드(22)도 연동하여 아래로 처지게 되거나, 또는 하부챔버(10b)의 내측에 설치되는 하부전극(30)이 연동하여 비틀어지는 등의 이유로 상부전극(20)과 하부전극(30)의 설정된 간격이 불일치되어 공정처리가 제대로 이루어지지 않는 등 많은 문제점이 발생할 가능성이 컸으며, 이러한 가능성은 챔버가 대형화 되고 있는 최근에 더욱 가중되고 있다.
이에, 상기한 외력에 대하여 챔버(10)가 변형되는 문제점을 극복하기 위하여 챔버의 두께를 두껍게 하는 시도가 있었으나, 이는 챔버 전체의 중량을 대폭 늘리게 되어 운반과 설치, 그리고 상부챔버(10a)의 개폐를 어렵게 한다는 문제점이 있었으며, 이러한 문제점은 앞서 설명한 바와 같이 챔버가 대형화 되고 있는 최근에 더욱 어려운 문제점으로 제기되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 진공처리가 이루어지는 챔버의 외곽 테두리층은 강성이 우수하여 외력에 의한 휨 변형력이 크지 않은 스테인리스(SUS) 재질로 제작하고, 이 스테인리스 재질의 외곽 테두리층 내면에는 알루미늄 라이너(Al Liner)를 설치하여 진공처리 시 챔버의 변형이 발생되지 않는 평판표시소자 제조장치의 진공챔버 및 그 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 대형 세대의 챔버 제작시, 그 두께 및 중량을 증가시키지 않고도 강성이 증대되어 진공처리 시 변형이 발생되지 않는 평판표시소자 제조장치의 진공챔버 및 그 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평판표시소자 제조장치의 진공챔버는, 내부에 진공을 형성한 상태에서 기판을 처리하는 평판표시소자 제조장치의 챔버에 있어서, 상기 챔버는, 하부챔버와, 상기 하부챔버 상에 개폐가능하게 배치되는 상부챔버로 이루어지되, 상기 상부챔버와 하부챔버는 일정두께의 스테인리스(SUS) 재질로 제작된 외곽 테두리층과; 상기 외곽 테두리층의 내면에 설치되는 일정두께의 알루미늄 라이너층으로 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 알루미늄 라이너층은 아노다이징 처리되어 양극산화피막층이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 외곽 테두리층과 알루미늄 라이너층은, 접착제에 의한 부착, 또는 용접, 또는 볼트 등의 결합수단 중, 어느 하나에 의해 고정될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 평판표시소자 제조장치의 진공챔버 제작방법은, 내부에 진공을 형성한 상태에서 기판을 처리하는 평판표시소자 제조장치의 진공챔버를 제작하는 방법에 있어서, (a) 스테인리스 재질로 외곽 테두리층을 제작하는 단계; (b) 상기 외곽 테두리층의 내면에 알루미늄 라이너층을 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 (b) 단계에서, 상기 알루미늄 라이너층은 아노다이징 처리하여 양극산화피막층을 형성한 후, 상기 외곽 테두리층의 내면에 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 알루미늄 라이너층은, 접착제에 의한 부착 또는, 용접 또는, 볼트 등의 결합수단 중 어느 하나에 의해 상기 외곽 테두리층의 내면에 고정,설치할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 평판표시소자 제조장치의 진공챔버 및 그것의 제작방법에 의하면, 진공처리가 이루어지는 챔버의 외곽 테두리층은 강성이 우수하여 외력에 의한 휨 변형력이 크지 않은 스테인리스(SUS) 재질로 제작되고, 이 스테인리스 재질의 외곽 테두리층 내면에는 알루미늄 라이너(Al Liner)가 설치됨으로써, 진공처리 시 챔버의 변형이 발생되지 않아 크랙발생도 이루어지지 않게 되는 효과가 제공된다.
특히, 본 발명은 대형 세대의 챔버 제작시, 그 두께 및 중량을 증가시키지 않고도 강성이 증대되어 진공처리 시 변형이 발생되지 않는 효과도 제공된다.
도 1은 종래의 공정 챔버 구성을 나타낸 단면도.
도 2는 종래 공정 챔버의 문제점을 나타내기 위한 일부 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 진공처리가 이루어지는 공정 챔버를 나타낸 단면도.
도 4는 도 3의 'A'부 확대 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
참고로, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 앞선 종래기술에 있어서와 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 부여하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 진공처리가 이루어지는 공정 챔버를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3의 'A'부 확대 단면도이다.
도시된 바와 같이, 공정 챔버는 일측에 게이트(Gate)(11)가 구비되어 진공 상태로의 전환이 가능하도록 이루어지고 내부에서 공정 처리가 수행되는 챔버(100)와, 이 챔버(100) 내부의 상부 영역에 위치되는 상부전극(20)과, 이 상부전극의 하부에 위치되어 그 상부에 기판(S)이 탑재되는 하부전극(30)으로 구성된다.
여기서 상부전극(20)에는 기판(S)에 공정가스를 분사하는 샤워헤드(Shower Head)(22)가 구비된다.
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 기판(S)의 표면이 처리되는 것이다.
한편, 하부전극(30) 상에는 기판(S)이 위치되어 처리되는데, 이 하부전극(30)으로는 RF 전력을 공급하는 RF 전력 공급장치(40)가 연결된다.
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.
여기서, 상부챔버(100a) 및 하부챔버(100b)로 이루어지는 챔버(100)는, 그 외곽 테두리층(110)이 일정두께의 스테인리스(SUS : Steel Use Stainless) 재질로 제작된 것이 적용된다.
스테인리스는 알루미늄에 비하여 강성이 우수하고, 녹는점이 높아 고온에서도 열변형이 잘 발생되지 않는바, 고온과 고압에도 쉽게 변형이 발생되지 않는 특성을 지닌다.
이와 같이 스테인리스(SUS) 재질로 제작된 외곽 테두리층(110)의 내면에는, 이 외곽 테두리층(110)이 플라즈마 처리과정에서 부식되는 것을 예방하기 위하여 알루미늄 라이너(Al Liner)층(120)이 설치된다.
이 경우, 알루미늄 라이너층(120)은 내식성과 내마모성 및 절연성을 갖도록 표면에 아노다이징(Anodizing) 처리하여 양극산화피막층(130)이 형성된 것을 적용함이 바람직하다.
이와 같이, 아노다이징 처리된 알루미늄 라이너층(120)은 외곽 테두리층(110)의 내면에 대하여 접착제에 의한 부착으로 고정될 수 있고, 용접에 의해 고정될 수도 있으며, 볼트 등의 결합수단에 의해 고정될 수도 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 진공처리가 이루어지는 챔버(100)가 스테인리스 재질의 외곽 테두리층(110)과, 이 외곽 테두리층(110)의 내면에 설치되는 알루미늄 라이너층(120)으로 이루어짐으로써, 진공처리 시 내부의 압력보다 높은 대기압의 외력이 작용하더라도 쉽게 변형이 발생되지 않으며, 이에 따라 용접부위의 변형에 따른 크랙 등이 발생되지 않게 된다.
따라서, 상부챔버(100a) 및 하부챔버(100b)의 변형이 발생되지 않는바, 상부챔버(100a)의 내측에 설치되는 상부전극(20) 및 샤워헤드(22)가 연동하여 처지는 일이 예방되고, 하부챔버(100b)의 내측에 설치되는 하부전극(30)이 비틀어지는 것이 예방됨으로써, 상부전극(20)과 하부전극(30)의 설정된 간격이 불일치되어 공정처리가 제대로 이루어지지 않는 문제점이 해소될 수 있게 된다.
특히, 대형 세대에 적용되는 챔버의 경우, 상기와 같이 스테인리스 재질의 외곽 테두리층(110)과, 알루미늄 라이너층(120)으로 제작됨에 따라 강성이 우수해지고 열변형이 발생되지 않는 특징에 의해 그 두께와 중량을 늘리지 않아도 되어 운반,설치 및 상부챔버(100a)의 개폐가 용이해지게 되는 잇점을 갖게 된다.
이상에서와 같은 본 발명의 실시 예에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수도 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시 예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
20 : 상부전극 22 : 샤워헤드
30 : 하부전극 100 : 챔버
100a : 상부챔버 100b : 하부챔버
110 : 외곽 테두리층 120 : 알루미늄 라이너층
130 : 양극산화피막층

Claims (6)

  1. 내부에 진공을 형성한 상태에서 기판을 처리하는 평판표시소자 제조장치의 챔버에 있어서,
    상기 챔버는, 하부챔버와, 상기 하부챔버 상에 개폐가능하게 배치되는 상부챔버로 이루어지되,
    상기 상부챔버와 하부챔버는 일정두께의 스테인리스(SUS) 재질로 제작된 외곽 테두리층과;
    상기 외곽 테두리층의 내면에 설치되는 일정두께의 알루미늄 라이너층으로 구성된 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 진공챔버.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 알루미늄 라이너층은 아노다이징 처리되어 양극산화피막층이 형성된 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 진공챔버.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 외곽 테두리층과 알루미늄 라이너층은, 접착제에 의한 부착, 또는 용접, 또는 볼트 등의 결합수단 중, 어느 하나에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 진공챔버.
  4. 내부에 진공을 형성한 상태에서 기판을 처리하는 평판표시소자 제조장치의 진공챔버를 제작하는 방법에 있어서,
    (a) 스테인리스 재질로 외곽 테두리층을 제작하는 단계;
    (b) 상기 외곽 테두리층의 내면에 알루미늄 라이너층을 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 진공챔버 제작방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 알루미늄 라이너층은 아노다이징 처리하여 양극산화피막층을 형성한 후, 상기 외곽 테두리층의 내면에 설치하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 진공챔버 제작방법.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 알루미늄 라이너층은, 접착제에 의한 부착 또는, 용접 또는, 볼트 등의 결합수단 중 어느 하나에 의해 상기 외곽 테두리층의 내면에 고정,설치하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 진공챔버 제작방법.
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