KR101744379B1

KR101744379B1 - 증착장치

Info

Publication number: KR101744379B1
Application number: KR1020140156229A
Authority: KR
Inventors: 노병훈
Original assignee: 주식회사 아르케
Priority date: 2014-11-11
Filing date: 2014-11-11
Publication date: 2017-06-08
Anticipated expiration: 2034-11-11
Also published as: KR20160056160A

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 증착장치는 챔버; 상기 챔버 내부에 배치되어 기판을 지지하는 지지부; 상기 지지부를 향하여 제1 소스물질을 분사하는 제1 소스부, 상기 제2 소스물질을 상기 지지부를 향하여 분사하는 제2 소스부, 및 상기 제1 소스부와 상기 제2 소스부 사이에 배치되는 플라즈마 분사부를 포함하는 분사모듈을 포함하며, 상기 분사모듈의 내부에 상기 플라즈마 분사부와 연통된 플라즈마 존이 형성되며, 상기 플라즈마 존은 서로 연결되어 있는 상기 제1 소스부의 상부 공간, 상기 제2 소스부의 상부 공간 및 상기 플라즈마 분사부의 상부 공간을 포함한다.

Description

증착장치{DEPOSTION APPARATUS}

본 발명은 증착장치에 관한 것이다.

최근 디스플레이 장치는 대형화 및 고해상도화되고 있다. 이에 따라 디스플레이 장치를 제조하는데 사용되는 제조장치 역시 대형화되고 있는 추세이다.

제조장치의 대형화에 따라 다양한 문제들이 발생하고 있다. 즉, 제조장치의 대형화에 따라 제조장치를 설치할 공간이 증가할 뿐만 아니라 설치 공간의 청정도 등을 유지하기 어려워지고 있다.

또한 제조장치가 대형화되면 제조장치의 설치나 유지보수 등이 어려워지는 문제점 역시 발생한다.

이에 따라 대형 디스플레이 장치를 제조할 수 있으면서 제조장치의 크기를 줄이기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.

공개특허 10-2012-0018113 (공개일 : 2012.02.29)

본 발명의 실시예에 따른 증착장치는 크기를 줄이고 구조를 단순화하기 위한 것이다.

본 출원의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면, 챔버; 상기 챔버 내부에 배치되어 기판을 지지하는 지지부; 상기 지지부를 향하여 제1 소스물질을 분사하는 제1 소스부, 상기 제2 소스물질을 상기 지지부를 향하여 분사하는 제2 소스부, 및 상기 제1 소스부와 상기 제2 소스부 사이에 배치되는 플라즈마 분사부를 포함하는 분사모듈을 포함하며, 상기 분사모듈의 내부에 상기 플라즈마 분사부와 연통된 플라즈마 존이 형성되며, 상기 플라즈마 존은 서로 연결되어 있는 상기 제1 소스부의 상부 공간, 상기 제2 소스부의 상부 공간 및 상기 플라즈마 분사부의 상부 공간을 포함하는 증착장치가 제공된다.

상기 분사모듈은 상기 플라즈마가 유입되는 유입부를 더 포함하며, 상기 플라즈마를 상기 플라즈마 존에 분산시키는 확산부가 상기 플라즈마 존에 구비될 수 있다.

복수의 상기 플라즈마 분사부는 상기 플라즈마 존과 연통되고, 상기 확산부의 단위 면적당 홀 밀도는 상기 확산부 전체 영역에 대하여 일정할 수 있다.

상기 플라즈마 분사부 및 상기 플라즈마 존 사이에 상기 플라즈마의 라디칼 성분의 이동 방향성을 제한하는 그리드가 구비될 수 있다.

상기 분사모듈 하나마다 하나의 전력공급부를 포함할 수 있다.

상기 분사모듈은 상기 플라즈마 분사부 양측에 배치되어 상기 챔버 내부의 상기 제1 소스물질 및 상기 제2 소스물질을 흡입하여 상기 챔버 외부로 배출하는 흡입부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 증착장치는 복수의 플라즈마 분사부와 연통되는 플라즈마 존을 가지는 분사모듈을 포함하여 크기를 줄이고 구조를 단순화할 수 있다.

본 출원의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증착장치를 나타낸다.
도 2는 도 1의 분사모듈을 상세히 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 증착장치의 분사모듈과 일반적인 분사모듈을 비교하기 위한 것이다.
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 실시예에 따른 증착장치의 분사모듈의 평면도 및 측면도를 나타낸다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.

또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증착장치를 나타내고, 도 2는 도 1의 분사모듈을 상세히 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 증착장치는 챔버(100), 지지부(200), 및 분사모듈(300)을 포함한다.

챔버(100)는 기판(10) 상에 박막을 형성하기 위한 공간을 제공한다.

지지부(200)는 챔버(100) 내부에 배치되어 기판(10)을 지지한다. 기판(10)은 디스플레이 장치나 태양전지에 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 지지부(200)는 플렉서블 기판을 지지하는 롤러나 딱딱한 기판을 지지하는 평면 서포터일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1에 도시된 바와 같이, 구동부(50)는, 구동력을 생성하는 모터(M)와, 모터(M)와 연결되어 구동력을 전달하는 구동력 전달부(DFT)를 포함할 수 있다. 이 때 모터(M)는 챔버(100)의 외부에 구비되고, 구동력 전달부(DFT)는 챔버(100)의 내부에 구비될 수 있다.

구동력 전달부(DFT)는 볼스크류(ball-screw) 방식일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 와이어 방식이나 마그넷 방식과 같이 다양한 방식으로 구동력을 전달할 수 있다.

한편, 분사모듈(300)은 제1 소스부(310), 제2 소스부(320) 및 플라즈마 분사부(330)를 포함한다.

제1 소스부(310)는 지지부(200)를 향하여 제1 소스물질을 분사하고, 제2 소스부(320)는 제2 소스물질을 지지부(200)를 향하여 분사한다. 플라즈마 분사부(330)는 제1 소스부(310)와 제2 소스부(320) 사이에 배치된다.

제1 소스물질 및 제2 소스물질은 기판(10) 상에 형성하고자 하는 박막의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 기판(10) 상에 Al₂O₃ 층을 형성하기 위하여 제1 소스부(310) 및 제2 소스부(320)는 알루미늄 함유 소스물질을 기판(10) 상에 분사할 수 있다. 제1 소스물질과 제2 소스물질은 같거나 서로 다를 수 있다.

기판(10) 상에 형성가능한 박막은 Al₂O₃ 층, HFO₂ 층, TiN 층일 수 있으나 이에 한정되지 않으며 다양한 절연막 또는 도전막일 수 있다.

제1 소스부(310) 및 제2 소스부(320)는 소스물질이 이송되는 튜브나 파이프와 같은 소스물질 이송부(미도시)에 연결될 수 있다. 또한 소스물질의 이송에 필요한 압력을 공급하는 분사용 펌프(미도시)가 소스물질 이송부에 설치될 수 있으며, 소스물질의 유량을 제어하기 위한 소스물질용 밸브(미도시)가 소스물질 이송부에 설치될 수 있다.

플라즈마 분사부(330)는 소스물질과 반응하는 플라즈마를 공급한다. 이 때 플라즈마는 플라즈마 상태의 O₂, N₂, Ar 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

플라즈마는 다양한 방법에 의하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마는 지지부(200)의 양측에 설치된 양 전극 사이의 전압이나 코일에 인가되는 전류에 의하여 생성될 수 있다. 플라즈마의 생성 방법은 통상의 기술자에게 일반적인 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.

플라즈마를 형성하는 반응물질 역시 기판(10) 상에 형성하고자 하는 박막에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 기판(10) 상에 Al₂O₃ 층을 형성하기 위하여 플라즈마 분사부(330)는 산소가 포함된 플라즈마를 기판(10) 상에 분사할 수 있다.

이 때 도 2에 도시된 바와 같이, 분사모듈(300)의 내부에 플라즈마 분사부(330)와 연통된 플라즈마 존(PZ)이 형성되며, 플라즈마 존(PZ)은 서로 연결되어 있는 제1 소스부(310)의 상부 공간, 제2 소스부(320)의 상부 공간 및 플라즈마 분사부(330)의 상부 공간을 포함한다. 이와 같이 플라즈마 존(PZ)을 지니는 분사모듈(300)은 기판(10) 사이즈 증가에 따른 챔버(100) 사이즈 증가를 완화시킬 수 있다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 일반적인 분사모듈(300)은 복수의 단위 모듈(UM)을 연결하여 형성될 수 있으며, 제1 소스부(31) 및 제2 소스부(32) 사이에 플라즈마 분사부가 구비될 수 있다.

비교예의 단위 모듈(UM)은 플라즈마 존(PZ)이 없으므로 플라즈마 분사부(33)마다 하나의 전원 인가부(미도시)가 구비되어야 한다. 즉, 비교예의 플라즈마 분사부(33)들은 서로 분리되어 있으므로 플라즈마 분사부(33)마다 하나의 전원 인가부가 구비되어야 한다.

예를 들어, 도 3의 비교예와 같이 4개의 플라즈마 분사부(33)가 구비될 경우 전극이나 코일에 전원을 공급하기 위하여 4개의 전원 인가부가 구비될 수 있다.

또한 단위 모듈(UM)은 소정 두께를 지닌 노즐 바디(NB)를 지니므로 단위 모듈(UM)이 연결될수록 분사모듈(300)의 길이가 증가할 수 있다.

반면에 본 발명의 실시예에 따른 증착장치의 경우, 제1 소스부(310) 및 제2 소스부(320) 사이에 플라즈마 분사부(330)가 배치될 수 있다. 이 때 분사모듈(300)의 복수의 플라즈마 분사부(330)가 플라즈마 존(PZ)과 연통되므로 하나의 전원 인가부(400)가 전극(410)에 전원을 공급함으로써 형성된 플라즈마가 플라즈마 존(PZ)을 통하여 복수의 플라즈마 분사부(330)로 이동할 수 있다.

또한 단위 모듈(UM)을 연결하지 않더라도 복수의 플라즈마 분사부(330)가 플라즈마 존(PZ)를 통하여 플라즈마를 공급받을 수 있으므로 노즐 바디(NB) 두께로 인한 분사모듈(300)의 길이 증가를 방지할 수 있다.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 증착장치는 플라즈마 존(PZ)을 가지는 분사모듈(300)을 포함하므로 전원 인가부(400)의 개수와 증착장치의 크기를 줄일 수 있다.

설명의 편의를 위하여 도 3에서 도 2의 흡입부(370)를 생략하였으며, 흡입부(370)에 대해서는 이후에 상세히 설명하도록 한다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 분사모듈(300)은 플라즈마가 유입되는 유입부(340)를 더 포함하며, 플라즈마를 플라즈마 존(PZ)에 분산시키는 확산부(350)가 플라즈마 존(PZ)에 구비될 수 있다.

다수의 플라즈마 분사부(330)가 플라즈마 존(PZ)에 연통되므로 플라즈마 분사부(330) 사이의 플라즈마 분사량이 같아야 하며, 이를 위하여 확산부(350)는 플라즈마를 플라즈마 존(PZ)에 균일하게 확산시킬 수 있다.

이 때 확산부(350)는 플라즈마 존(PZ)을 형성하는 분사모듈(300)의 내측면에 구비될 수 있다. 확산부(350)에는 다수의 홀이 형성되며, 확산부(350)의 단위 면적당 홀 밀도는 확산부(350) 전체 영역에 대하여 일정할 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 플라즈마 분사부(330) 및 플라즈마 존(PZ) 사이에 플라즈마의 라디칼 성분의 이동 방향성을 제한하는 그리드(360)가 구비될 수 있다. 그리드(360)는 라디칼 성분의 이동 방향성을 제한하여 라디칼 성분이 기판(10)을 향하도록 할 수 있다.

플라즈마 존(PZ)에서 플라즈마 분사부(330)로 이동하는 라디칼 성분의 이동 방향은 다양할 수 있으나 메쉬 타입의 그리드(360)가 다방향성의 라디칼 성분 중 특정 방향의 라디칼 성분을 통과시킴으로서 라디칼 성분의 이동 방향성을 제한할 수 있다.

또한, 그리드(360)에는 바이어스 전압이 인가될 수 있으며, 이에 따라 분사되는 플라즈마의 방향성을 조절할 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 분사모듈(300)은 흡입부(370)를 더 포함할 수 있다. 흡입부(370)는 플라즈마 분사부(330) 양측에 배치되어 챔버(100) 내부의 제1 소스물질 및 제2 소스물질을 흡입하여 챔버(100) 외부로 배출할 수 있다. 또한 흡입부(370)는 제1 소스물질과 제2 소스물질뿐만 아니라 챔버(100) 내부의 플라즈마를 흡입할 수도 있다. 이와 같은 흡입부(370)는 석션 펌브(미도시)와 연결될 수 있다.

도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 실시예에 따른 증착장치의 분사모듈(300)의 평면도 및 측면도를 나타낸다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 플라즈마 분사부(330)의 양측에 흡입부(370)가 배치될 수 있으며, 제1 소스부(310) 및 제2 소스부(320)는 흡입부(370)에 인접하게 배치될 수 있다.

도 5는 도 2에 도시된 제1 소스부(310) 또는 제2 소스부(320)와, 흡입부(370)의 측면도를 나타내며, 이와 같은 제1 소스부(310) 또는 제2 소스부(320)와, 흡입부(370)는 서로 인접하게 배치될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

기판(10),
구동부(50)
챔버(100)
지지부(200)
분사모듈(300)
제1 소스부(310)
제2 소스부(320)
플라즈마 분사부(330)
유입부(340)
확산부(350)
그리드(360)
흡입부(370)
플라즈마 존(PZ)
전원 인가부(400)
전극(410)

Claims

챔버;
상기 챔버 내부에 배치되어 기판을 지지하는 지지부;
상기 지지부를 향하여 제1 소스물질을 분사하는 제1 소스부, 제2 소스물질을 상기 지지부를 향하여 분사하는 제2 소스부, 및 상기 제1 소스부와 상기 제2 소스부 사이에 배치되는 플라즈마 분사부를 포함하는 분사모듈을 포함하며,
상기 분사모듈의 내부에 상기 플라즈마 분사부와 연통된 플라즈마 존이 형성되며,
상기 플라즈마 존은 서로 연결되어 있는 상기 제1 소스부의 상부 공간, 상기 제2 소스부의 상부 공간 및 상기 플라즈마 분사부의 상부 공간을 포함하며,
상기 플라즈마 분사부 및 상기 플라즈마 존 사이에 그리드가 구비된 증착장치.
제1항에 있어서,
상기 분사모듈은 상기 플라즈마가 유입되는 유입부를 더 포함하며,
상기 플라즈마를 상기 플라즈마 존에 분산시키는 확산부가 상기 플라즈마 존에 구비되는 증착장치.
제2항에 있어서,
복수의 상기 플라즈마 분사부는 상기 플라즈마 존과 연통되고,
상기 확산부의 단위 면적당 홀 밀도는 상기 확산부 전체 영역에 대하여 일정한 증착장치.
제1항에 있어서,
상기 그리드는 상기 플라즈마의 라디칼 성분의 이동 방향성을 제한하는 증착장치.
제1항에 있어서,
상기 분사모듈 하나마다 하나의 전력공급부를 포함하는 증착장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분사모듈은
상기 플라즈마 분사부 양측에 배치되어 상기 챔버 내부의 상기 제1 소스물질 및 상기 제2 소스물질을 흡입하여 상기 챔버 외부로 배출하는 흡입부를 더 포함하는 증착장치.