KR20150055821A - 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치 - Google Patents

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    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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Abstract

평면디스플레이용 화학 기상 증착장치가 개시된다. 본 발명에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치는, 평면디스플레이용 기판에 대한 증착 공정이 진행되며 내부에 상부 전극이 마련되는 공정 챔버와, 공정 챔버에 연결되며 평면디스플레이용 기판을 지지하는 하부 전극과, 하부 전극에 연결되며 하부 전극을 상부 전극에 대하여 상대이동시키는 하부 전극 이동유닛을 포함한다.

Description

평면디스플레이용 화학 기상 증착장치{Chemical Vapor Deposition apparatus for Flat Display}
본 발명은, 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치에 관한 것으로서, 기판을 지지하는 하부 전극을 상부 전극에 간편하게 얼라인(align)시킬 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.
이러한 평면디스플레이 중에서 특히 유기발광표시장치(OLED, Organic Light Emitting Display)는 유기물의 자체 발광에 의해 컬러 화상을 구현하는 초경박형 표시장치로서, 그 구조가 간단하면서 광효율이 높다는 점에서 차세대의 유망 평면디스플레이로서 주목받고 있다.
이러한 유기발광표시장치(OLED)는 애노드와 캐소드 그리고, 애노드와 캐소드 사이에 개재된 유기막들을 포함하고 있다. 여기서 유기막들은 최소한 발광층을 포함하며, 발광층 이외에도 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층을 더 포함할 수 있다.
또한, 유기발광표시장치(OLED)는 유기물의 자체 발광에 의해 컬러 화상을 구현하는 초경박형 표시장치로서, 그 구조가 간단하면서 광효율이 높다는 점에서 차세대의 유망 평면디스플레이로서 주목받고 있다.
이러한 유기발광표시장치(OLED)용 기판을 제조하기 위해서는 기판 상에 TFT(Thin Film Transistor)를 형성하기 위한 무기물 증착공정과 패터닝 공정이 반복적으로 이루어지고, 이후 발광 Cell을 구성하기 위한 유기물 증착이 이루어진다.
통상적으로 유기발광표시장치(OLED)용 기판에 증착되는 무기물은 화학 기상 증착공정(CVD, Chemical Vapor Deposition Process)으로 증착한다. 이러한 화학 기상 증착공정이 다양한 박막을 형성하는데 유리하기 때문이다.
유기발광표시장치(OLED)용 기판을 제조하기 위한 증착공정 중에 하나인 화학 기상 증착공정(CVD, Chemical Vapor Deposition Process)을 간략히 설명하면, 화학 기상 증착공정은, 외부의 고주파 전원에 의해 플라즈마(Plasma)화 되어 높은 에너지를 갖는 실리콘계 화합물 이온(ion)을 전극을 통해 가스분배판에서 분출하여 기판 상에 증착시키는 공정으로서, 이러한 화학 기상 증착공정은 공정 챔버 내에서 이루어진다.
특히 최근에는 단시간에 많은 기판을 처리할 수 있도록, 일정한 간격으로 배치되는 복수개의 공정 챔버를 구비하는 화학 기상 증착 장치가 널리 사용되고 있다.
이러한 화학 기상 증착공정을 위한 종래기술에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치는, 증착 공정이 수행되는 공정 챔버(Processing Chamber)와, 공정 챔버의 내부에 마련되는 상부 전극과, 상부 전극에서 이격되어 배치되며 기판이 적재되는 하부 전극과, 상부 전극에 RF Power를 인가하는 고주파 전원부를 포함한다.
이러한 종래 기술에 따른 화학 기상 증착장치는, 기판을 상부 전극과 하부 전극 사이에 위치시킨 후 공정 챔버의 내부로 공정 가스를 주입한 상태에서 고주파 전원부가 상부 전극에 RF Power를 인가함으로써, 플라즈마의 발생에 의해 기판을 증착한다.
그런데 화학 기상 증착공정에서 기판을 지지하는 하부 전극이 열변형되어 하부 전극이 상부 전극에 대하여 정위치하지 못하는 경우가 빈번하게 발생된다.
하부 전극이 상부 전극에 대해서 얼라인(align)되지 않은 상태에서 증착 공정이 진행된 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(G)에 성막된 증착막(D)이 의도된 증착위치(K)를 벗어난다. 이렇게 증착막(D)이 올바른 위치에 성막되지 않은 기판(G)은 이후의 공정에 악영향을 끼치고, 결국 완성품의 품질을 저하시킨다.
따라서 기판을 지지하는 하부 전극을 상부 전극에 빠르고 간편하게 정위치(얼라인)시킬 수 있는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치가 필요한 실정이다.
대한한국특허공개공보 제10-2002-0074242호 (주식회사 아펙스), 2002.09.30.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 하부 전극을 상부 전극에 빠르고 간편하게 얼라인(align)시킬 수 있는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 평면디스플레이용 기판에 대한 증착 공정이 진행되며, 내부에 상부 전극이 마련되는 공정 챔버; 상기 공정 챔버에 연결되며, 상기 평면디스플레이용 기판을 지지하는 하부 전극; 및 상기 하부 전극에 연결되며, 상기 하부 전극을 상기 상부 전극에 대하여 상대이동시키는 하부 전극 이동유닛을 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치가 제공될 수 있다.
상기 하부 전극 이동유닛은, 상기 공정 챔버에 지지되는 제1 몸체; 상기 하부 전극이 결합되는 제2 몸체; 및 상기 제1 몸체에 결합되고 상기 제2 몸체에 연결되며, 상기 제2 몸체를 상기 제1 몸체에 대하여 상대이동시키는 제2 몸체 이동모듈을 포함할 수 있다.
상기 제2 몸체 이동모듈은, 상기 제1 몸체의 가상의 중심축선에 상호 대칭되어 배치되며, 상기 제2 몸체를 이동시키는 한 쌍의 제1 이동모듈; 및 상기 한 쌍의 제1 이동모듈 사이에 배치되며, 상기 제2 몸체를 이동시키는 제2 이동모듈을 포함할 수 있다.
상기 제1 이동모듈은, 상기 제1 몸체에 제1축 방향으로 상대이동 가능하게 결합된 제1 이동블록; 상기 제1 이동블록에 상기 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며, 상기 제2 몸체에 회전 가능하게 결합되는 제2 이동블록; 상기 제1 이동블록의 이동을 안내하는 제1 가이드부; 및 상기 제1 이동블록을 이동시키는 제1 구동부를 포함할 수 있다.
상기 제1 구동부는, 제1 구동 모터; 상기 제1 구동 모터에 결합되는 제1 볼스크류; 및 상기 제1 볼스크류에 치합되며, 상기 제1 이동블록에 결합되는 제1 스크류 너트를 포함할 수 있다.
상기 제1 가이드부는, 상기 제1 몸체에 마련되며, 상기 제1축 방향으로 배치되는 제1 가이드레일을 포함할 수 있다.
상기 제1 이동블록은, 상기 제1 이동블록에 상단부에 마련되어 상기 제2 이동블록에 연결되며, 상기 제2축 방향으로 배치되는 제2 가이드레일을 포함할 수 있다.
상기 제2 이동모듈은, 상기 제1 몸체에 상기 제2축 방향으로 상대이동 가능하게 결합된 제3 이동블록; 상기 제3 이동블록에 상기 제1축 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며, 상기 제2 몸체에 회전 가능하게 결합되는 제4 이동블록; 상기 제3 이동블록의 이동을 안내하는 제3 가이드부; 및 상기 제3 이동블록을 이동시키는 제2 구동부를 포함할 수 있다.
상기 제2 구동부는, 제2 구동 모터; 상기 제2 구동 모터에 결합되는 제2 볼스크류; 및 상기 제2 볼스크류에 치합되며, 상기 제3 이동블록에 결합되는 제2 스크류 너트를 포함할 수 있다.
상기 제3 가이드부는, 상기 제1 몸체에 마련되며, 상기 제2축 방향으로 배치되는 제3 가이드레일을 포함할 수 있다.
상기 제3 이동블록은, 상기 제3 이동블록에 상단부에 마련되어 상기 제4 이동블록에 연결되며, 상기 제1축 방향으로 배치되는 제4 가이드레일을 포함할 수 있다.
상기 하부 전극 이동유닛은, 상기 제2 이동모듈에 대하여 상기 제1 몸체의 가상의 중심축선을 기준으로 대칭되어 배치되는 아이들(idle) 이동모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 아이들(idle) 이동모듈은, 상기 제1 몸체에 대하여 상기 제2축 방향으로 상대이동 가능하게 결합된 제5 이동블록; 상기 제5 이동블록에 상기 제1축 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며, 상기 제2 몸체에 회전 가능하게 결합되는 제6 이동블록; 및 상기 제5 이동블록의 이동을 안내하는 제5 가이드부를 포함할 수 있다.
상기 제5 가이드부는, 상기 제1 몸체에 마련되며, 상기 제2축 방향으로 배치되는 제5 가이드레일을 포함할 수 있다.
상기 제5 이동블록은, 상기 제5 이동블록에 상단부에 마련되어 상기 제6 이동블록에 연결되며, 상기 제1축 방향으로 배치되는 제6 가이드레일을 포함할 수 있다.
상기 하부 전극 이동유닛은, 상기 공정 챔버의 외부에 배치될 수 있다.
상기 공정 챔버는, 상기 하부 전극 이동유닛을 지지하는 하부 전극 이동유닛 지지부를 포함할 수 있다.
상기 하부 전극 이동유닛 지지부는, 상기 공정 챔버의 하측벽에서 돌출되며, 상기 제1 몸체에 형성된 관통공에 끼워지는 가이드부재; 및 상기 가이드부재에 치합되며, 상기 제1 몸체를 지지하는 지지부재를 포함할 수 있다.
상기 공정 챔버에 이웃하게 배치되는 로드락 챔버의 내부에 수용된 상기 평면디스플레이용 기판을 촬상하는 비젼유닛; 및 상기 비젼유닛과 상기 하부 전극 이동유닛에 무선 또는 유선으로 연결되며, 상기 비젼유닛의 데이터에 따라 상기 하부 전극 이동유닛을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 하부 전극에 연결된 하부 전극 이동유닛이 하부 전극을 상부 전극에 대하여 상대이동시킴으로써, 하부 전극을 상부 전극에 빠르고 간편하게 얼라인(align)시킬 수 있다.
도 1은 증착막이 올바른 위치에 성막되지 않은 상태가 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치가 도시된 도면이다.
도 3은 도 1의 공정 챔버의 개략적인 구조가 도시된 도면이다.
도 4는 도 3의 'A'부분의 확대도이다.
도 5는 도 3의 하부 전극 이동유닛이 도시된 도면이다.
도 6은 도 5를 다른 방향에서 바라본 도면이다.
도 7은 도 6에서 제2 몸체를 생략하여 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 평면도이다.
도 9는 도 6의 'B'부분의 단면도이다.
도 10은 도 2의 로드락 챔버가 도시된 도면이다.
도 11은 도 2에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치의 제어방법이 도시된 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도면 대비 설명에 앞서, 이하에서 설명될 평면디스플레이란 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 유기발광표시장치(OLED) 중 어떠한 것이 적용되어도 좋다. 다만, 본 실시예에서는 유기발광표시장치(OLED)를 채택하여 설명한다.
이하, 편의를 위해, 평면디스플레이용 유리기판을 단순히 기판이라 하여 설명하기로 한다. 또한 이하에서 제1축 방향은 X축 방향, 제2축 방향은 Y축 방향을 의미한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치가 도시된 도면이고, 도 3은 도 1의 공정 챔버의 개략적인 구조가 도시된 도면이며, 도 4는 도 3의 'A'부분의 확대도이고, 도 5는 도 3의 하부 전극 이동유닛이 도시된 도면이며, 도 6은 도 5를 다른 방향에서 바라본 도면이고, 도 7은 도 6에서 제2 몸체를 생략하여 도시한 도면이며, 도 8은 도 7의 평면도이고, 도 9는 도 6의 'B'부분의 단면도이며, 도 10은 도 2의 로드락 챔버가 도시된 도면이고, 도 11은 도 2에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치의 제어방법이 도시된 도면이다.
도 2 내지 11에 도시된 바와 같이 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치는, 기판(G)에 대한 증착 공정이 진행되며 내부에 상부 전극(140)이 마련되는 공정 챔버(100)와, 공정 챔버(100)에 연결되며 기판(G)을 지지하는 하부 전극(130)과, 하부 전극(130)에 연결되며 하부 전극(130)을 상부 전극(140)에 대하여 상대이동시키는 하부 전극 이동유닛(200)을 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예에서 공정 챔버(100)는, 기판(G)을 공정 챔버(100)의 외부 및 내부로 출입시키는 기판 출입유닛(F)이 마련된 트랜스퍼 챔버(transfer chamber, T)에 이웃하게 배치된다.
이러한 트랜스퍼 챔버(T)는, 증착 공정 전후에 기판(G)이 대기하는 로드락 챔버(load lock Chamber, L)에 이웃하게 배치된다.
증착 공정 전 기판(G)은 로드락 챔버(L)에 대기하다가 기판 출입유닛(F)에 의해 공정 챔버(100)의 내부로 인입되며, 증착 공정 후 기판(G)은 기판 출입유닛(F)에 의해 공정 챔버(100)에서 로드락 챔버(L)로 이송된다.
공정 챔버(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상부챔버(110)와 하부챔버(120)를 포함한다. 이러한 공정 챔버(100)는, 상부챔버(110)와 하부챔버(120)가 한 몸체를 이루어 내부에 증착공간(S)을 형성한다.
또한 공정 챔버(100)는, 증착 공정이 진행될 때는 증착공간(S)이 진공 분위기로 유지될 수 있도록, 증착공간(S)을 외부와 격리한다.
상부챔버(110)의 내부에는 횡 방향을 따라 상부 전극(140)이 배치된다. 상부 전극(140)은, 하부챔버(120)를 향하는 가스분배판(145)과, 가스분배판(145)과의 버퍼공간(Y)을 사이에 두고 가스분배판(145)의 배후에 배치되는 후방플레이트(141)를 구비한다.
가스분배판(145)에는, 공정 챔버(100) 내에 형성되는 증착공간(S)으로 증착 공정을 위한 플라즈마 상태의 가스(gas)를 분배하는 다수의 오리피스(미도시)가 그 두께방향을 따라 형성되어 있다.
가스분배판(145)과 후방플레이트(141) 사이에는 현가지지부재(143)가 마련되어 있다. 현가지지부재(143)는 버퍼공간(Y) 내의 증착물질이 외부로 누출되지 않도록 버퍼공간(Y)을 차폐할 뿐만 아니라 가스분배판(145)을 후방플레이트(141)에 대해 현가 지지한다. 뿐만 아니라 현가지지부재(143)는 증착 공정 시 대략 200℃ 정도로 가열된 가스분배판(145)이 X축, Y축 및 Z축 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 열팽창하는 것을 보상하는 역할도 겸한다.
후방플레이트(141)와 상부챔버(110) 사이에는 후방플레이트(141)가 상부챔버(110)의 외벽에 직접 접촉되어 통전되지 않도록 절연체(117)가 마련되어 있다. 절연체(117)는 테프론 등으로 제작될 수 있다. 후방플레이트(141)의 주변에는 상부챔버(110)에 대해 후방플레이트(141)를 지지하는 플레이트 지지부(미도시)가 더 구비되어 있다.
상부챔버(110)의 상단에는 상판부(113)가 마련되어 있는데, 상판부(113)는 상부챔버(110)의 상부를 덮는 역할을 할 뿐만 아니라 지지 플레이트(미도시)가 지지 및 결합되는 부분이 된다.
지지 플레이트(미도시)에는, 그 상부에 공정 가스(gas)를 공급시키기 위한 가스공급부(115)와, 상부챔버(110) 내에 결합되어 있는 후방플레이트(141)와 연결라인(111)에 의해 전기적으로 연결되어 있는 고주파 전원부(112) 등이 장착되어 있다.
이러한 구성에 의해 가스공급부(115)로부터 공급되는 공정 가스(gas)는 버퍼공간(Y)으로 공급될 수 있고, 후방플레이트(141)가 고주파 전원부(112)에 의해 공급되는 고주파 전력에 의해 전극을 띠게 됨으로써 버퍼공간(Y)으로 유입된 공정 가스(gas)를 플라즈마화 할 수 있다.
다음, 하부챔버(120)에 대해서 살펴보면, 하부챔버(120)는, 실질적으로 기판(G)에 대한 증착 공정이 진행되는 부분으로서, 전술한 증착공간(S)이 하부챔버(120) 내에 형성된다.
도시하지는 않았지만, 하부챔버(120) 내의 바닥면 영역에는 증착공간(S)에 존재하는 공정 가스(gas)를 다시 증착공간(S)으로 확산시키는 가스확산판(미도시)이 마련되어 있다.
또한 하부챔버(120) 내부에는 하부 전극(130)의 후술할 서셉터(131)가 배치된다. 설명의 편의를 위해 서셉터(131)에 대해서는 후술한다.
한편 공정 챔버(100)는, 하부 전극 이동유닛(200)을 지지하는 하부 전극 이동유닛 지지부(170)를 더 포함한다. 이러한 하부 전극 이동유닛 지지부(170)는, 하부 챔버(120)의 하측벽에서 돌출되며 하부 전극 이동유닛(200)의 제1 몸체(210, 설명의 편의를 위해 후술함)에 형성된 관통공(212)에 끼워지는 가이드부재(171)와, 가이드부재(171)에 치합되며 제1 몸체(210, 설명의 편의를 위해 후술함)를 지지하는 지지부재(172)를 포함한다.
본 실시예에서 가이드부재(171)는 봉 형태로 마련되며, 지지부재(172)는 제1 몸체(210, 설명의 편의를 위해 후술함)의 하측에 배치되어 하부 전극 이동유닛(200)을 지지한다.
한편 하부챔버(120)의 측벽에는 기판(G)이 출입되는 공간을 형성하되 게이트 밸브(GATE VALVE,160)에 의해 개폐되는 기판 출입구(121)가 마련된다.
게이트 밸브(160)는 기판 출입구(121)를 개폐하는데, 이러한 게이트 밸브(160)는, 기판(G)이 출입하는 밸브 하우징(161)과, 밸브 하우징(161) 내부에 업/다운(up/down) 가능하게 마련되며, 기판 출입구(121)을 개폐하는 밸브 블레이드(162)와, 밸브 블레이드(162)와 연결되며, 밸브 블레이드(162)를 업/다운(up/down)시키는 블레이드 업/다운(up/down) 이동부(163)를 포함한다.
본 실시예에서 블레이드 업/다운(up/down) 이동부(163)는 가압실린더로 마련되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되지 않으며, 밸브 블레이드(162)를 업/다운(up/down)시킬 수 있는 다양한 구동수단이 블레이드 업/다운(up/down) 이동부(163)로 사용될 수 있다.
한편 하부 전극(130)은, 공정 챔버(100)에 연결되며 기판(G)을 지지한다. 이러한 하부 전극(130)은, 공정 챔버(100)의 내부에 배치되며 기판(G)이 로딩(loading)되는 서셉터(131)와, 서셉터(131)에 연결되며 서셉터(131)를 업/다운(up/down)시키는 서셉터 업/다운(up/down) 구동부(135)를 포함한다.
서셉터(131)는 하부챔버(120) 내의 증착공간(S)에서 횡 방향으로 배치되어 로딩(loading)된 기판(G)을 지지한다. 보통은 증착 대상물인 기판(G)의 면적보다 큰 구크기로 마련되며, 서셉터(131)의 상면은 기판(G)이 정밀하게 수평 상태로 로딩될 수 있도록 거의 정반(Surface plate)으로 제조된다.
또한 서셉터(131)는, 로딩되거나 취출되는 기판(G)의 하면을 안정적으로 지지하는 복수의 리프트 핀(132, Lift Pin)을 구비한다. 이러한 리프트 핀(132)들은 서셉터(131)를 관통하는 구조로 서셉터(131)에 설치된다.
이러한 리프트 핀(132)은 서셉터(131)가 하강할 때, 그 하단이 하부챔버(120)의 바닥면에 가압되어 상단이 서셉터(131)의 상단으로 돌출된다. 리프트 핀(132)의 돌출된 상단은 기판(G)을 상부로 들어올리게 되고 따라서 기판(G)은 서셉터(131)로부터 이격되게 된다.
반대로, 서셉터(131)가 부상하면, 리프트 핀(132)이 서셉터(131)의 상면에 대해 하방으로 이동하여 기판(G)이 서셉터(131)의 상면에 밀착된다.
또한, 서셉터(131)는 서셉터 업/다운(up/down) 구동부(135)에 의해 하부챔버(120) 내의 증착공간(S)에서 업/다운(up/down)된다. 즉, 기판(G)이 로딩될 때는 하부챔버(120) 내의 바닥면 영역에 배치되어 있다가 증착 공정이 진행될 때에는 기판(G)이 가스분배판(145)에 인접할 수 있도록 부상한다.
서셉터 업/다운(up/down) 구동부(135)는, 서셉터(131)에 연결되며 서셉터(131)를 업/다운(up/down)시키며, 기울기 조절용 플레이트(136)에 결합된다. 이러한 서셉터 업/다운(up/down) 구동부(135)는, 서셉터(131)를 승강 가능하게 지지하는 컬럼(133)과, 컬럼(133)을 승강시키는 승강부(150)를 포함한다.
컬럼(133)은, 상단이 서셉터(131)의 배면 중앙 영역에 고정되고 하단이 하부챔버(120)를 통해 하방으로 노출되어 승강부(150)에 결합된다.
서셉터 업/다운(up/down) 구동부(135)에 의해 서셉터(131)가 승강하는 과정에서 컬럼(133)과 하부챔버(120) 사이에 공간이 발생되면 않아야 한다. 따라서 컬럼(133)이 통과하는 하부챔버(120)의 해당 영역에는, 컬럼(133)의 외부를 감싸도록 벨로우즈관(151)이 마련되어 있다.
한편 서셉터(131)는 무겁고 사이즈가 크게 되면 이에 의하여 처짐 등이 발생될 수 있는데, 이는 서셉터(131)의 상면에 로딩되는 기판(G)의 처짐 등으로 연계될 수 있다.
따라서 하부 전극(130)은, 서셉터(131)의 처짐을 방지하기 위해 서셉터(131)를 지지하는 서셉터 지지부(134)를 더 포함할 수 있다. 이러한 서셉터 지지부(134)는, 서셉터(131)의 하측벽에 연결되며, 서셉터(131)를 안정적으로 떠받친다. 그러나 본 발명의 권리범위는 이에 제한되지 않으며 서셉터(131)에 처짐이 없는 경우라면 서셉터 지지부(134)는 생략될 수 있다.
한편 하부 전극 이동유닛(200)은, 하부 전극(130)에 연결되며, 하부 전극(130)을 상부 전극(140)에 대하여 상대이동시킨다. 본 실시예에서 하부 전극 이동유닛(200)은, 공정 챔버(100)의 외부에 배치된다.
이러한 하부 전극 이동유닛(200)은, 공정 챔버(100)에 지지되는 제1 몸체(210)와, 하부 전극(130)이 결합되는 제2 몸체(220)와, 제1 몸체(210)에 결합되고 제2 몸체(220)에 연결되며 제2 몸체(220)를 제1 몸체(210)에 대하여 상대이동시키는 제2 몸체 이동모듈(230, 240)을 포함한다.
제1 몸체(210)는, 앞서 설명한 하부 전극 이동유닛 지지부(170)에 의해 공정 챔버(100)에 지지된다. 본 실시예에서 제1 몸체(210)는 사각의 플레이트 형상으로 마련되며, 중앙 영역에는 하부 전극(130)이 관통하는 제1 개구공(211)이 형성된다. 또한 본 실시예에 따른 제1 몸체(210)에는 가이드부재(171)가 끼워지는 관통공(212)이 다수개 형성된다.
제2 몸체(220)에는 하부 전극(130)이 결합된다. 본 실시예에서 제2 몸체(220)는 사각의 플레이트 형상으로 마련되며, 제2 몸체(220)의 중영역에는 하부 전극(130)이 관통하는 제2 개구공(221)이 형성된다.
제1 개구공(211)은, 제2 몸체(220)에 결합된 하부 전극(130)의 이동에 간섭되지 않도록 제2 개구공(221)보다 큰 크기로 마련된다.
제2 몸체 이동모듈(230, 240)은, 제1 몸체(210)에 결합되고 제2 몸체(220)에 연결되며, 제2 몸체(220)를 제1 몸체(210)에 대하여 상대이동시킨다.
이러한 제2 몸체 이동모듈(230, 240)은, 제1 몸체(210)의 가상의 중심축선에 상호 대칭되어 배치되며 제2 몸체(220)를 이동시키는 한 쌍의 제1 이동모듈(230)과, 한 쌍의 제1 이동모듈(230) 사이에 배치되며 제2 몸체(220)를 이동시키는 제2 이동모듈(240)을 포함한다.
제1 이동모듈(230)은, 제1 몸체(210)에 제1축 방향으로 상대이동 가능하게 결합된 제1 이동블록(231)과, 제1 이동블록(231)에 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며 제2 몸체(220)에 회전 가능하게 결합되는 제2 이동블록(232)과, 제1 이동블록(231)의 이동을 안내하는 제1 가이드부(233)와, 제1 이동블록(231)을 이동시키는 제1 구동부(236)를 포함한다.
제1 가이드부(233)는 제1 이동블록(231)의 이동을 안내한다. 이러한 제1 가이드부(233)는, 제1 몸체(210)에 마련되며, 제1축 방향으로 배치되는 제1 가이드레일(234)을 포함한다.
제1 이동블록(231)은, 제1 몸체(210)에 상대이동 가능하게 결합되며, 제1축 방향으로 이동된다. 이러한 제1 이동블록(231)은, 제2 이동블록(232)의 이동을 안내하는 제2 가이드레일(235)을 포함한다. 제2 가이드레일(235)은, 제1 이동블록(231)의 상단부에 마련되며, 제2축 방향으로 배치된다.
제2 이동블록(232)은, 제1 이동블록(231)에 제2축 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며, 제2 몸체(220)에 회전 가능하게 결합된다. 이러한 제2 이동블록(232)은, 제1 이동블록(231)에 연결되는 제2 이동블록 본체(232a)와, 제2 이동블록 본체(232a)에 회전가능하게 결합되며 제2 몸체(220)에 체결되는 볼 조인트(232b)를 포함한다.
제1 구동부(236)는, 제1 이동블록(231)에 연결되어 제1 이동블록(231)을 이동시킨다. 이러한 제1 구동부(236)는, 제1 구동 모터(237)와, 제1 구동 모터(237)에 결합되는 제1 볼스크류(238)와, 제1 볼스크류(238)에 치합되며 제1 이동블록(231)에 결합되는 제1 스크류 너트(미도시)를 포함한다.
한편, 제2 이동모듈(240)은, 한 쌍의 제1 이동모듈(230) 사이에 배치되며, 제2 몸체(220)를 이동시킨다. 본 실시예에서 제2 이동모듈(240)은 제1 몸체(210)의 가상의 중심 축선을 기준으로 제1 이동모듈(230)과 동일한 거리에 위치한다.
이러한 제2 이동모듈(240)은, 제1 몸체(210)에 제2축 방향으로 상대이동 가능하게 결합된 제3 이동블록(241)과, 제3 이동블록(241)에 제1축 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며 제2 몸체(220)에 회전 가능하게 결합되는 제4 이동블록(242)과, 제3 이동블록(241)의 이동을 안내하는 제3 가이드부(243)와, 제3 이동블록(241)을 이동시키는 제2 구동부(246)를 포함한다.
제3 가이드부(243)는 제3 이동블록(241)의 이동을 안내한다. 이러한 제3 가이드부(243)는, 제1 몸체(210)에 마련되며, 제2축 방향으로 배치되는 제3 가이드레일(244)을 포함한다.
제3 이동블록(241)은, 제1 몸체(210)에 상대이동 가능하게 결합되며, 제2축 방향으로 이동된다. 이러한 제3 이동블록(241)은, 제4 이동블록(242)의 이동을 안내하는 제4 가이드레일(245)을 포함한다. 제4 가이드레일(245)은, 제3 이동블록(241)의 상단부에 마련되며, 제1축 방향으로 배치된다.
제4 이동블록(242)은, 제3 이동블록(241)에 제1축 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며, 제2 몸체(220)에 회전 가능하게 결합된다. 이러한 제4 이동블록(242)은, 제3 이동블록(241)에 연결되는 제4 이동블록 본체(242a)와, 제4 이동블록 본체(242a)에 회전가능하게 결합되며 제2 몸체(220)에 체결되는 볼 조인트(242b)를 포함한다.
제2 구동부(246)는, 제3 이동블록(241)에 연결되어 제3 이동블록(241)을 이동시킨다. 이러한 제2 구동부(246)는, 제2 구동 모터(247)와, 제2 구동 모터(247)에 결합되는 제2 볼스크류(248)와, 제2 볼스크류(248)에 치합되며 제3 이동블록(241)에 결합되는 제2 스크류 너트(미도시)를 포함한다.
한편, 하부 전극 이동유닛(200)은, 제2 이동모듈(240)에 대하여 제2 몸체(220)의 가상의 중심축선을 기준으로 대칭되어 배치되는 아이들(idle) 이동모듈(250)을 더 포함한다.
이러한 아이들(idle) 이동모듈(250)은, 제1 몸체(210)에 대하여 제2축 방향으로 상대이동 가능하게 결합된 제5 이동블록(251)과, 제5 이동블록(251)에 제1축 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며, 제2 몸체(220)에 회전 가능하게 결합되는 제6 이동블록(252)과, 제5 이동블록(251)의 이동을 안내하는 제5 가이드부(253)를 포함한다.
제5 가이드부(253)는 제5 이동블록(251)의 이동을 안내한다. 제5 가이드부(253)는, 제1 몸체(210)에 마련되며, 제2축 방향으로 배치되는 제5 가이드레일(254)을 포함한다.
제5 이동블록(251)은, 제1 몸체(210)에 상대이동 가능하게 결합되며, 제2축 방향으로 이동된다. 이러한 제5 이동블록(251)은, 제6 이동블록(252)의 이동을 안내하는 제6 가이드레일(255)을 포함한다. 제6 가이드레일(255)은, 제5 이동블록(251)의 상단부에 마련되며, 제1축 방향으로 배치된다.
제6 이동블록(252)은, 제5 이동블록(251)에 제1축 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며, 제2 몸체(220)에 회전 가능하게 결합된다. 이러한 제6 이동블록(252)은, 제5 이동블록(251)에 연결되는 제6 이동블록 본체(252a)와, 제6 이동블록 본체(252a)에 회전가능하게 결합되며 제2 몸체(220)에 체결되는 볼 조인트(252b)를 포함한다.
한편 본 실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치는, 도 10에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(100)에 이웃하게 배치되는 로드락 챔버(L)의 내부에 수용된 기판(G)을 촬상하는 비젼유닛(300)과, 비젼유닛(300)과 하부 전극 이동유닛(200)에 무선 또는 유선으로 연결되며 비젼유닛(300)의 데이터에 따라 하부 전극 이동유닛(200)을 제어하는 제어부(400)를 더 포함한다.
비젼유닛(300)은, 로드락 챔버(L)의 외부에 배치되며, 로드락 챔버(L)에 마련된 검사창(inspection window, L1)을 통해 가판에 증착된 증착막의 정위치를 검사한다. 비젼유닛(300)에 의해 획득된 영상 데이터 등은 제어부(400)로 전달된다.
제어부(400)는, 비젼유닛(300)이 송신한 데이터에 따라 가판에 증착된 증착막이 정위치에 있지 않은 경우 하부 전극 이동유닛(200)에 제어신호를 송신하여 하부 전극(130)을 상부 전극(140)에 얼라인시킨다.
이하에서 본 실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치의 작동을 설명한다.
먼저, 비젼유닛(300)이 로드락 챔버(L)의 내부에 안착된 기판(증착 공정이 수행된 기판)을 검사하여 영상 데이터 등을 제어부(400)로 전달된다.
제어부(400)는 비젼유닛(300)의 데이터에서를 통해 증착막의 정위치 여부를 검사하고, 증착막이 정위치되지 않은 경우 하부 전극(130)이 상부 전극(140)에 얼라인되지 않은 것으로 판단하여 하부 전극 이동유닛(200)을 제어한다.
즉 제어부(400)는 제2 몸체 이동모듈(230, 240)에 제어신호을 송신하여 제2 몸체(220)를 이동시키고, 그에 따라 제2 몸체(220)에 결합된 하부 전극(130)이 상부 전극(140)에 대하여 상대이동됨으로써 하부 전극(130)이 상부 전극(140)에 얼라인된다.
이와 같이 본 실시예에 따른 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치는, 하부 전극(130)에 연결된 하부 전극 이동유닛(200)이 하부 전극(130)을 상부 전극(140)에 대하여 상대이동시킴으로써, 하부 전극(130)을 상부 전극(140)에 빠르고 간편하게 얼라인(align)시킬 수 있다.
이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.
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.
100: 공정 챔버 110: 상부챔버
112: 고주파 전원부 113: 상판부
115: 가스공급부 117: 절연체
120: 하부챔버 121: 기판 출입구
130: 하부 전극 131:서셉터
132: 리프트 핀 133: 컬럼
134: 서셉터 지지부
135: 서셉터 업/다운(up/down) 구동부
139: 연결부재
140: 상부 전극 141: 후방플레이트
143: 현가지지부재 145: 가스분배판
150: 승강부 151: 벨로우즈관
160: 게이트 밸브 161: 밸브 하우징
162: 슬릿 밸브 블레이드
163: 블레이드 업/다운(up/down) 이동부
(170: 하부 전극 이동유닛 지지부 171: 가이드부재
172: 지지부재 200: 하부 전극 이동유닛
210: 제1 몸체 211: 제1 개구공
212: 관통공 220: 제2 몸체
221: 제2 개구공 230: 제1 이동모듈
231: 제1 이동블록 232: 제2 이동블록
232a: 제2 이동블록 본체 232b: 볼 조인트
233: 제1 가이드부 234: 제1 가이드레일
235: 제2 가이드레일 236: 제1 구동부
237: 제1 구동 모터 238: 제1 볼스크류
240: 제2 이동모듈 241: 제3 이동블록
242: 제4 이동블록 242a: 제4 이동블록 본체
242b: 볼 조인트 243: 제3 가이드부
244: 제3 가이드레일 245: 제4 가이드레일
246: 제2 구동부 247: 제2 구동 모터
248: 제2 볼스크류 250: 아이들 이동모듈
251: 제5 이동블록 252: 제6 이동블록
252a: 제6 이동블록 본체 252b: 볼 조인트
253: 제5 가이드부 254: 제5 가이드레일
255: 제6 가이드레일 300: 비젼유닛
400: 제어부 G: 기판
L: 로드락 챔버 T: 트랜스퍼 챔버

Claims (19)

  1. 평면디스플레이용 기판에 대한 증착 공정이 진행되며, 내부에 상부 전극이 마련되는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버에 연결되며, 상기 평면디스플레이용 기판을 지지하는 하부 전극; 및
    상기 하부 전극에 연결되며, 상기 하부 전극을 상기 상부 전극에 대하여 상대이동시키는 하부 전극 이동유닛을 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부 전극 이동유닛은,
    상기 공정 챔버에 지지되는 제1 몸체;
    상기 하부 전극이 결합되는 제2 몸체; 및
    상기 제1 몸체에 결합되고 상기 제2 몸체에 연결되며, 상기 제2 몸체를 상기 제1 몸체에 대하여 상대이동시키는 제2 몸체 이동모듈을 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  3. 제3항에 있어서,
    상기 제2 몸체 이동모듈은,
    상기 제1 몸체의 가상의 중심축선에 상호 대칭되어 배치되며, 상기 제2 몸체를 이동시키는 한 쌍의 제1 이동모듈; 및
    상기 한 쌍의 제1 이동모듈 사이에 배치되며, 상기 제2 몸체를 이동시키는 제2 이동모듈을 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 이동모듈은,
    상기 제1 몸체에 제1축 방향으로 상대이동 가능하게 결합된 제1 이동블록;
    상기 제1 이동블록에 상기 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며, 상기 제2 몸체에 회전 가능하게 결합되는 제2 이동블록;
    상기 제1 이동블록의 이동을 안내하는 제1 가이드부; 및
    상기 제1 이동블록을 이동시키는 제1 구동부를 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 구동부는,
    제1 구동 모터;
    상기 제1 구동 모터에 결합되는 제1 볼스크류; 및
    상기 제1 볼스크류에 치합되며, 상기 제1 이동블록에 결합되는 제1 스크류 너트를 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 가이드부는,
    상기 제1 몸체에 마련되며, 상기 제1축 방향으로 배치되는 제1 가이드레일을 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 이동블록은,
    상기 제1 이동블록에 상단부에 마련되어 상기 제2 이동블록에 연결되며, 상기 제2축 방향으로 배치되는 제2 가이드레일을 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제2 이동모듈은,
    상기 제1 몸체에 상기 제2축 방향으로 상대이동 가능하게 결합된 제3 이동블록;
    상기 제3 이동블록에 상기 제1축 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며, 상기 제2 몸체에 회전 가능하게 결합되는 제4 이동블록;
    상기 제3 이동블록의 이동을 안내하는 제3 가이드부; 및
    상기 제3 이동블록을 이동시키는 제2 구동부를 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 구동부는,
    제2 구동 모터;
    상기 제2 구동 모터에 결합되는 제2 볼스크류; 및
    상기 제2 볼스크류에 치합되며, 상기 제3 이동블록에 결합되는 제2 스크류 너트를 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제3 가이드부는,
    상기 제1 몸체에 마련되며, 상기 제2축 방향으로 배치되는 제3 가이드레일을 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제3 이동블록은,
    상기 제3 이동블록에 상단부에 마련되어 상기 제4 이동블록에 연결되며, 상기 제1축 방향으로 배치되는 제4 가이드레일을 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 하부 전극 이동유닛은,
    상기 제2 이동모듈에 대하여 상기 제1 몸체의 가상의 중심축선을 기준으로 대칭되어 배치되는 아이들(idle) 이동모듈을 더 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 아이들(idle) 이동모듈은,
    상기 제1 몸체에 대하여 상기 제2축 방향으로 상대이동 가능하게 결합된 제5 이동블록;
    상기 제5 이동블록에 상기 제1축 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며, 상기 제2 몸체에 회전 가능하게 결합되는 제6 이동블록; 및
    상기 제5 이동블록의 이동을 안내하는 제5 가이드부를 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제5 가이드부는,
    상기 제1 몸체에 마련되며, 상기 제2축 방향으로 배치되는 제5 가이드레일을 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제5 이동블록은,
    상기 제5 이동블록에 상단부에 마련되어 상기 제6 이동블록에 연결되며, 상기 제1축 방향으로 배치되는 제6 가이드레일을 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 하부 전극 이동유닛은, 상기 공정 챔버의 외부에 배치되는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 공정 챔버는, 상기 하부 전극 이동유닛을 지지하는 하부 전극 이동유닛 지지부를 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 하부 전극 이동유닛 지지부는,
    상기 공정 챔버의 하측벽에서 돌출되며, 상기 제1 몸체에 형성된 관통공에 끼워지는 가이드부재; 및
    상기 가이드부재에 치합되며, 상기 제1 몸체를 지지하는 지지부재를 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 공정 챔버에 이웃하게 배치되는 로드락 챔버의 내부에 수용된 상기 평면디스플레이용 기판을 촬상하는 비젼유닛; 및
    상기 비젼유닛과 상기 하부 전극 이동유닛에 무선 또는 유선으로 연결되며, 상기 비젼유닛의 데이터에 따라 상기 하부 전극 이동유닛을 제어하는 제어부를 더 포함하는 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치.
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