KR100862948B1 - THE APPARATUS AND THE METHODE FOR MgO COATING USING ION BEAM - Google Patents

THE APPARATUS AND THE METHODE FOR MgO COATING USING ION BEAM Download PDF

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Abstract

본 발명의 PDP용 MgO 증착 장치는 챔버와, 상기 챔버 내에 서로 대향 위치한 기판척 및 증발원과, 상기 기판척을 향하여 설치된 적어도 하나의 이온건을 포함한다.The MgO deposition apparatus for PDP of the present invention includes a chamber, a substrate chuck and an evaporation source disposed opposite to each other in the chamber, and at least one ion gun installed toward the substrate chuck.

상기와 같은 발명은 우수한 박막 특성을 가지는 MgO 막을 증착을 위한 이온빔을 이용한 PDP용 MgO 증착 장치 및 증착 방법을 제공하여, 이온빔에서 형성되는 산소 가스를 보조로 사용하여 MgO를 증착함으로써, 조밀하고 밀착력이 뛰어난 MgO 보호막을 형성시킬 수 있는 효과가 있고, 기판을 가열하는 온도를 낮춤으로써, 저온에서도 막질이 우수한 MgO 보호막을 형성시킬 수 있는 효과가 있다.The invention as described above provides an MgO deposition apparatus and deposition method for a PDP using an ion beam for depositing an MgO film having excellent thin film properties, by depositing MgO using the oxygen gas formed in the ion beam, dense and adhesion There is an effect capable of forming an excellent MgO protective film, and by lowering the temperature for heating the substrate, there is an effect capable of forming an MgO protective film excellent in film quality even at low temperatures.

증발원, 이온건, PDP, 진공 형성 수단, 두께 측정기 Evaporation source, ion gun, PDP, vacuum forming means, thickness gauge

Description

이온빔을 이용한 ＰＤＰ용 ＭｇＯ 박막 증착 장치 및 증착 방법{THE APPARATUS AND THE METHODE FOR MgO COATING USING ION BEAM}MPO thin film deposition apparatus and deposition method for PD using ion beam {THE APPARATUS AND THE METHODE FOR MgO COATING USING ION BEAM}

도 1은 종래의 MgO를 증착하기 위한 전자빔 증착 장치를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an electron beam deposition apparatus for depositing a conventional MgO.

도 2는 본 발명에 따른 이온건이 장착된 PDP용 MgO 박막 증착 장치를 나타낸 사시도이다.Figure 2 is a perspective view of the MgO thin film deposition apparatus for PDP equipped with an ion gun according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 이온빔을 이용한 PDP용 MgO 박막 증착 장치를 이용한 MgO 증착 방법을 나타낸 순서도이다. 3 is a flowchart illustrating a MgO deposition method using an MgO thin film deposition apparatus for PDP using an ion beam according to the present invention.

도 4는 MgO가 PDP 기판 표면에 증착된 모습을 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a state in which MgO is deposited on the surface of the PDP substrate.

< 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 >             <Description of the code | symbol about the principal part of drawings>

10, 100: 기판 20, 200: 챔버10, 100: substrate 20, 200: chamber

300: 저진공 펌프 310: 고진공 펌프300: low vacuum pump 310: high vacuum pump

410: 도가니 420: 전자총410: crucible 420: electron gun

430: 영구 자석 500: 기판척430: permanent magnet 500: substrate chuck

510: 회전축 600: 이온건510: rotation axis 600: ion gun

610: 가스 공급부 620: MFC610: gas supply unit 620: MFC

700: 두께 측정기 800: 셔터700: thickness gauge 800: shutter

본 발명은 MgO 박막 증착 장치 및 증착 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이온빔을 이용한 MgO 박막 증착 장치 및 증착 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an MgO thin film deposition apparatus and a deposition method, and more particularly to an MgO thin film deposition apparatus and deposition method using an ion beam.

최근에는 음극선관 표시장치(Cathode Ray Tube, CRT)를 대신하여 액정 표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel, PDP) 등의 평판 표시 장치가 빠르게 발전하고 있다.Recently, flat panel display devices such as liquid crystal displays (LCDs) and plasma display panels (PDPs) are rapidly developing in place of cathode ray tubes (CRTs).

특히, 대표적인 평판형 영상표시장치인 PDP는 두 전극 사이에 플라즈마를 발생시킨 후 플라즈마로부터 나오는 자외선으로 형광체를 자극시켜 가시광선을 만들어 내는 평판 디스플레이이다.In particular, PDP, a typical flat panel type image display device, is a flat panel display that generates a visible light by generating a plasma between two electrodes and then stimulating a phosphor with ultraviolet rays emitted from the plasma.

그러나, 상기 플라즈마는 전극 및 전극을 감싸고 있는 유전체를 심각하게 훼손시켜 PDP의 수명을 감소시킨다. 이에 상기 문제점을 보완하기 위해 스퍼터링 속도가 작으면서도 투과율이 좋은 MgO 보호막을 증착시키는 방법이 고안되었다. 상기 MgO는 산화물 계열로 결정성이 높을 때 보호막의 특성이 극대화된다.However, the plasma severely damages the electrode and the dielectric surrounding the electrode, reducing the lifetime of the PDP. In order to solve the above problems, a method of depositing a MgO protective film having a low sputtering rate and good transmittance has been devised. The MgO is an oxide-based, the characteristics of the protective film is maximized when the crystallinity is high.

즉, 상기 PDP는 서로 대향 위치한 상부 패널 및 하부 패널을 포함하고, 상부 패널은 유리로 된 상부 유리 기판 상에 ITO(Indium Tin Oxide)으로 된 표시 전극 및 신호 전달을 위한 버스 전극이 형성되어 있고, 이들 전극들이 형성된 상부 유리 기판 상에 예를 들어 산화납(PbO)으로 이루어진 상부 절연층이 형성되며, 상기 상부 절연층 상에 보호막의 역할을 하는 산화 마그네슘(MgO)층이 형성된다.That is, the PDP includes an upper panel and a lower panel disposed to face each other, and the upper panel includes a display electrode made of indium tin oxide (ITO) and a bus electrode for signal transmission on an upper glass substrate made of glass. An upper insulating layer made of, for example, lead oxide (PbO) is formed on the upper glass substrate on which these electrodes are formed, and a magnesium oxide (MgO) layer serving as a protective film is formed on the upper insulating layer.

또한, 하부 패널은 유리로 된 하부 유리 기판 상에 어드레스 전극이 형성되 며, 상기 어드레스 전극이 형성된 하부 유리기판에는 백색의 하부 절연층이 형성되고, 하부 절연층 상에는 일정한 간격으로 길게 연장된 전극 격벽들이 복수개 형성되어 있다. 상기 각각의 격벽 사이에는 서로 다른 색, 즉 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 삼원색을 나타내는 형광체들이 격리되어 채워져 있고, 상기 각각의 어드레스 전극은 각 격벽들 사이마다 하나씩 상기 격벽의 길이 방향으로 배치되어 있다.In addition, the lower panel has an address electrode formed on a lower glass substrate made of glass, and a lower insulating layer of white is formed on the lower glass substrate on which the address electrode is formed, and electrode partition walls extending at regular intervals on the lower insulating layer are formed. A plurality is formed. Phosphors representing three primary colors of different colors, that is, red (R), green (G), and blue (B) are isolated and filled between the partition walls, and each of the address electrodes includes one partition for each partition wall. It is arrange | positioned in the longitudinal direction of.

이때, 상기 MgO는 PDP 내의 내부 물질들을 이온에 의한 스퍼터링으로부터 보호해주는 역할을 할 뿐만 아니라, 낮은 에너지를 갖는 이온들이 MgO 물질의 표면과 충돌할 때 상대적으로 많은 양의 이차 전자를 방출시키기 때문에 PDP 장치의 구동 전압(Operation Voltage) 및 유지 전압(Sustain Voltage)을 낮춰주는 역할도 한다.In this case, the MgO not only protects the internal materials in the PDP from sputtering by ions, but also emits a relatively large amount of secondary electrons when ions having low energy collide with the surface of the MgO material. It also serves to lower the driving voltage (Operation Voltage) and sustain voltage (Sustain Voltage).

도 1은 종래의 MgO를 증착하기 위한 전자빔 증착 장치를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an electron beam deposition apparatus for depositing a conventional MgO.

도면을 참조하면, 상기 전자빔 증착 장치는 챔버(20)와, 상기 챔버(20) 내의 상부에 위치한 기판척(30)과, 상기 기판척(30)과 대향 위치한 도가니(40)와, 상기 도가니(40)의 일측에 설치된 전자총(50)을 포함한다.Referring to the drawings, the electron beam deposition apparatus includes a chamber 20, a substrate chuck 30 positioned above the chamber 20, a crucible 40 positioned opposite the substrate chuck 30, and the crucible ( 40) includes an electron gun 50 installed on one side.

상기 증착 장치의 동작을 살펴보면 기판(10)이 기판척(30)에 안착되면, 기판척(30)에 연결된 기판 가열기(미도시)에 의해 기판(10)을 고온으로 예컨데 200 내지 300도를 유지하도록 하고, 상기 도가니(40)에는 기판(10)에 증착될 물질인 MgO가 공급된다. 이때, 상기 도가니(40) 일측에 마련된 전자총(50)에 의해 전자빔이 도가니(40) 내로 조사되어, 도가니(40) 내의 MgO는 증발되고, 상기 증발된 MgO는 기판(10)을 향해 분사됨으로써 MgO가 상기 기판(10) 상에 증착된다.Referring to the operation of the deposition apparatus, when the substrate 10 is seated on the substrate chuck 30, the substrate 10 is maintained at a high temperature, for example, 200 to 300 degrees by a substrate heater (not shown) connected to the substrate chuck 30. The crucible 40 is supplied with MgO, which is a material to be deposited on the substrate 10. At this time, the electron beam 50 is irradiated into the crucible 40 by the electron gun 50 provided on one side of the crucible 40, MgO in the crucible 40 is evaporated, and the evaporated MgO is sprayed toward the substrate 10 to MgO. Is deposited on the substrate 10.

이때, 상기와 같은 종래의 증착 장치에서는 막질이 우수한 MgO 보호막을 증 착하기 위해 기판을 고온으로 가해주면서 MgO를 증착함으로써 조밀하고 밀착성이 뛰어난 MgO 보호막을 형성시킬 수 있었다.At this time, the conventional deposition apparatus as described above was able to form a dense and excellent MgO protective film by depositing MgO while applying the substrate at a high temperature in order to deposit the MgO protective film with excellent film quality.

그러나, 현재 적용되고 있는 공정이나, 대면적 유리 기판이 사용되는 경우 소정 온도 이상 기판을 가열할 경우, 기판이 변형되는 문제점이 생겨 우수한 막질의 MgO를 증착하는 데는 한계가 있었다.However, there are limitations in depositing an excellent film quality MgO due to the problem that the substrate is deformed when the substrate is heated at a predetermined temperature or higher when a process or a large area glass substrate is used.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 기판에 막질이 우수한 MgO 보호막을 형성시키기 위해 이온빔을 이용한 PDP용 MgO 박막 증착 장치 및 증착 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a MgO thin film deposition apparatus and a deposition method for PDP using an ion beam to form an MgO protective film having excellent film quality on a substrate.

또한, 기판을 저온으로 유지하면서도 막질이 우수한 MgO 보호막을 형성시킬 수 있는 이온빔을 이용한 PDP용 MgO 박막 증착 장치 및 증착 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an MgO thin film deposition apparatus and a deposition method for PDP using an ion beam capable of forming a MgO protective film having excellent film quality while keeping the substrate at a low temperature.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 PDP용 MgO 박막 증착 장치는 챔버와, 상기 챔버 내에 서로 대향 위치한 기판척 및 증발원과, 상기 기판척을 향하여 설치된 적어도 하나의 이온건을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, MgO thin film deposition apparatus for a PDP of the present invention is characterized in that it comprises a chamber, a substrate chuck and evaporation source facing each other in the chamber, and at least one ion gun installed toward the substrate chuck do.

상기 이온건은 챔버의 하부 또는 측벽에 형성된 것을 특징으로 한다.The ion gun is characterized in that formed on the bottom or sidewall of the chamber.

상기 이온건에는 복수개의 가스 공급부가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.The ion gun is characterized in that a plurality of gas supply unit is provided.

본 발명의 PDP용 MgO 박막 증착 방법은 기판을 챔버 내에 로딩하는 단계와, 상기 챔버 내에 진공을 형성하는 단계와, 상기 기판에 증발된 MgO 소스 및 상기 이온건에 의해 발생된 이온을 공급하여 MgO 보호막을 형성시키는 단계와, 상기 MgO 보호막이 형성된 기판을 언로딩 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The MgO thin film deposition method for PDP of the present invention comprises the steps of loading a substrate in a chamber, forming a vacuum in the chamber, supplying ions generated by the MgO source and the ion gun evaporated to the substrate MgO protective film Forming an MgO protective film; and unloading the substrate on which the MgO protective film is formed.

기판을 챔버 내에 로딩하는 단계 이후, 이온건에 의해 발생된 이온에 의해 기판 표면의 불순물을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.After the step of loading the substrate into the chamber, characterized in that it further comprises the step of removing impurities on the surface of the substrate by the ions generated by the ion gun.

상기 MgO 보호막을 형성하는 단계 이후, 이온건에 의해 발생된 이온에 의해 MgO 보호막을 세정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.After the forming of the MgO protective film, the method further comprises the step of cleaning the MgO protective film by the ions generated by the ion gun.

상기 이온을 발생시키기 위해 이온건 양단에 걸리는 전압은 80 내지 200V, 전류는 1 내지 2mA를 인가시키는 것을 특징으로 한다.The voltage across the ion gun to generate the ions is 80 to 200V, the current is characterized in that 1 to 2mA is applied.

상기 기판 상에 MgO 보호막을 형성할 시 상기 기판의 온도는 100 내지 200도인 것을 특징으로 한다.When the MgO protective film is formed on the substrate, the temperature of the substrate is 100 to 200 degrees.

상기 기판은 PDP용 상부 기판인 것을 특징으로 한다.The substrate is characterized in that the upper substrate for the PDP.

상기 이온건에 발생된 이온은 아르곤 또는 산소 이온인 것을 특징으로 한다.Ions generated in the ion gun is characterized in that the argon or oxygen ions.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 별명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be embodied in various forms, only the embodiments to make the disclosure of the present invention complete, and to those skilled in the art the full scope of aliases It is provided to inform you. Like numbers refer to like elements in the figures.

도 2는 본 발명에 따른 이온건이 장착된 증착 장치를 나타낸 사시도이다.2 is a perspective view showing a deposition apparatus equipped with an ion gun according to the present invention.

도면을 참조하면, 상기 증착 장치는 챔버(200)와, 상기 챔버(200) 내부의 상부에 위치한 기판척(500)과, 상기 기판척(500)과 대향 위치하는 열전달 증발기(e-beam evaporator, 400, 이하 증발원이라 칭함)와, 상기 증발원(400)의 일측에 설치되어 이온빔을 발생시키기 위한 이온소스건(Ion-source gun, 600 이하 이온건이라 칭함)을 포함한다.Referring to the drawings, the deposition apparatus includes a chamber 200, a substrate chuck 500 positioned above the chamber 200, an e-beam evaporator positioned opposite to the substrate chuck 500. 400, hereinafter referred to as an evaporation source), and an ion source gun (Ion-source gun, referred to as an ion gun below 600) installed on one side of the evaporation source 400 to generate an ion beam.

상기 챔버(200)는 통상적으로 원통형이며, 그 형상은 한정되지 않으나 기판(100)의 형상과 대응하는 형상인 것이 바람직하다.The chamber 200 is generally cylindrical in shape, but the shape thereof is not limited, but is preferably a shape corresponding to the shape of the substrate 100.

상기 챔버(200)의 일측에는 상기 챔버(200) 내를 소정의 감압 분위기로 형성하기 위해 진공 형성 수단이 연결되어 있다. 상기 진공 형성 수단은 저진공 펌프(300)와, 고진공 펌프(310)로 구성되고, 상기 저진공 펌프(300) 및 고진공 펌프(310)와 챔버(200) 사이에는 주밸브(320, 330) 및 보조 밸브(340)가 연결되어 있다. 따라서, 챔버(200) 내를 저진공 펌프(300)에 의해 저진공도 분위기로 형성시킨 후, 고진공 펌프(310)를 사용하여 고진공도 분위기를 형성한다. 이때, 진공 형성 수단은 여러 가지 진공 펌프를 이용하여 다양한 변경이 가능함은 물론이다.One side of the chamber 200 is connected to the vacuum forming means to form a predetermined pressure-reduced atmosphere in the chamber 200. The vacuum forming means is composed of a low vacuum pump 300 and a high vacuum pump 310, the main valve 320, 330 and auxiliary between the low vacuum pump 300 and the high vacuum pump 310 and the chamber 200 The valve 340 is connected. Therefore, after forming the inside of the chamber 200 in the low vacuum atmosphere by the low vacuum pump 300, the high vacuum pump 310 is used to form a high vacuum atmosphere. At this time, the vacuum forming means may be variously changed using various vacuum pumps.

도면에서는 상기 진공 형성 수단이 챔버(200)의 측벽에 형성된 것으로 도시되었으나, 챔버(200) 하부면에 형성될 수도 있다.Although the vacuum forming means is illustrated as being formed on the sidewall of the chamber 200 in the drawing, it may be formed on the lower surface of the chamber 200.

상기 챔버(200) 내의 상부에는 기판척(500)이 마련되어 있으며, 상기 기판척(500)은 기판(100)의 형상과 대응하는 플레이트 형상으로, 그 크기는 기판(100)보다 더 크게 형성된다. 상기 기판척(500)과 챔버(200) 사이에는 회전축(510)이 형성되어 있고, 상기 회전축(510)에는 기판척(500)을 회전시킬 수 있도록 구동부(미 도시)가 연결된다. 따라서, 기판(100)이 기판척(500)에 안착되면, 상기 회전축(510)은 상기 기판척(500)을 회전시키면서 증착 공정이 수행된다.A substrate chuck 500 is provided at an upper portion of the chamber 200, and the substrate chuck 500 has a plate shape corresponding to the shape of the substrate 100, and the size of the substrate chuck 500 is larger than that of the substrate 100. A rotating shaft 510 is formed between the substrate chuck 500 and the chamber 200, and a driving unit (not shown) is connected to the rotating shaft 510 to rotate the substrate chuck 500. Therefore, when the substrate 100 is seated on the substrate chuck 500, the rotating shaft 510 rotates the substrate chuck 500, and a deposition process is performed.

또한, 상기 기판척(500)에는 안착된 기판(100)을 가열시키도록 기판 가열기(미도시)가 더 설치된다. 상기 기판 가열기는 기판척(500)의 하부면에 형성되어 기판(100)을 가열시킬 수도 있고, 기판척(500)의 상부에 연결되어 기판척(500) 자체를 가열하여 기판(100)에 그 열을 전달할 수도 있다. 이때, 기판 가열기에 의해 기판의 온도는 200도 이하, 바람직하게는 100 내지 200도를 유지하는 것이 바람직하다.In addition, a substrate heater (not shown) is further installed on the substrate chuck 500 to heat the seated substrate 100. The substrate heater may be formed on the bottom surface of the substrate chuck 500 to heat the substrate 100, or may be connected to an upper portion of the substrate chuck 500 to heat the substrate chuck 500 itself to the substrate 100. You can also transfer heat. At this time, the temperature of the substrate is 200 degrees or less, preferably 100 to 200 degrees by the substrate heater.

상기 기판척(500)에는 기판(100)에 증착되는 MgO의 두께를 측정할 수 있도록 상기 기판척(500)의 하부에 두께 측정기(700)가 설치된다. 상기 두께 측정기(700)는 기판(100)에 증착되는 박막 두께 및 일정한 증착률이 유지되도록 감시하는 역할을 한다.The substrate chuck 500 is provided with a thickness meter 700 under the substrate chuck 500 so as to measure the thickness of the MgO deposited on the substrate 100. The thickness meter 700 monitors the thickness of the thin film deposited on the substrate 100 and maintains a constant deposition rate.

도면에서는 상기 기판척(500)을 사용하여 하나의 기판(100)을 지지하도록 도시되었으나, 복수개의 기판척(500)을 마련하여 복수개의 기판(100)을 처리할 수도 있다. 또한, 하나의 기판척(500)에 복수개의 기판을 안착시켜 처리할 수도 있음은 물론이다.In the drawing, the substrate chuck 500 is used to support one substrate 100, but a plurality of substrate chucks 500 may be provided to process the plurality of substrates 100. In addition, of course, a plurality of substrates may be seated on one substrate chuck 500 and processed.

상기 챔버(200) 내의 기판척(500)과 대향 위치하도록 상기 챔버(200) 내의 하부에는 증발원(400)이 마련되고, 상기 증발원(400)은 도가니(410)와, 전자총(420)과, 영구 자석(430)을 포함한다.An evaporation source 400 is provided in the lower portion of the chamber 200 so as to face the substrate chuck 500 in the chamber 200. The evaporation source 400 includes a crucible 410, an electron gun 420, and a permanent member. And a magnet 430.

상기 도가니(410)의 인접한 곳에 전자총(420)이 형성되어 있으며, 상기 도가 니(410)와 전자총(420) 사이에는 상기 전자총(420)으로부터 조사된 전자빔을 자장에 의하여 편향시켜 상기 도가니(410)에 입사시키도록 영구 자석(430)이 배치된다. 이때, 상기 전자빔은 도가니(410)에 수용되어 있는 MgO를 국부적으로 가열 및 증발되도록 한다.An electron gun 420 is formed in the vicinity of the crucible 410, and between the crucible 410 and the electron gun 420, the electron beam irradiated from the electron gun 420 is deflected by a magnetic field so that the crucible 410 is formed. A permanent magnet 430 is disposed to make incident thereon. In this case, the electron beam locally heats and evaporates MgO contained in the crucible 410.

상기에서는 도가니(410), 전자총(420) 및 영구 자석(430)이 일체로 형성된 모습을 도시하였으나, 각각 설치될 수도 있음은 물론이다.Although the crucible 410, the electron gun 420, and the permanent magnet 430 are illustrated as being integrally formed, they may be installed, respectively.

상기 증발원(400)의 상부에는 상기 증발원(400)이 가열 및 용융될 때까지 상기 기판(100)으로의 증착 경로를 차단하는 셔터(800)가 설치되어 있다. 즉, 상기 셔터(800)는 챔버(100) 내에서 도면상 횡방향으로 이동가능하도록 설치되어, 증발원(400) 내에서 MgO의 증발이 준비되는 동안에는 상기 증발원(400)의 상부에 위치하여 증착 경로를 차단하고, MgO의 증발 준비가 완료되어 MgO가 충분히 증발되는 조건에 도달하면, 상기 셔터(800)를 개방하여 상기 증발된 MgO 입자를 증착 경로에 따라서 상부로 진행시켜, 상기 기판척(500)의 하부에 장착된 기판(100)의 일면에 증착되도록 한다.A shutter 800 is provided on the evaporation source 400 to block a deposition path to the substrate 100 until the evaporation source 400 is heated and melted. That is, the shutter 800 is installed in the chamber 100 so as to be movable in the lateral direction in the drawing, and is located at the upper portion of the evaporation source 400 while the evaporation of MgO is prepared in the evaporation source 400. When the evaporation preparation of the MgO is completed and MgO is sufficiently evaporated, the shutter 800 is opened to advance the evaporated MgO particles along the deposition path, so that the substrate chuck 500 is closed. To be deposited on one surface of the substrate 100 mounted on the bottom of the.

상기 증발원(400)의 일측에는 이온빔을 발생시키기 위한 이온건(600)이 설치되어 있다. 상기 이온건(600)에는 가스 공급부(610)가 연결되어 있고, 상기 가스 공급부(610)와 이온건(600) 사이에는 질량 흐름 제어기(Mass flow controller:MFC, 620) 및 밸브(630)가 설치되어, 가스 공급부(610)로부터 공급되는 처리 가스의 양을 조절한다. 이때, 상기 처리 가스로는 질소, 아르곤 헬륨 등의 비활성 가스 혹은 산소 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 가스 공급부(610)는 처리 가스의 종류에 따 라 복수개가 설치될 수 있다.One side of the evaporation source 400 is provided with an ion gun 600 for generating an ion beam. A gas supply unit 610 is connected to the ion gun 600, and a mass flow controller (MFC) 620 and a valve 630 are installed between the gas supply unit 610 and the ion gun 600. The amount of process gas supplied from the gas supply unit 610 is adjusted. In this case, an inert gas such as nitrogen, argon helium or oxygen may be used as the processing gas. In addition, a plurality of gas supply units 610 may be installed depending on the type of processing gas.

따라서, 가스 공급부(610)에 처리 가스가 공급되면, 상기 이온건(600)의 양단에 전압 및 전류를 인가하여 방전에 의해 플라즈마를 발생시키고, 상기 플라즈마 내에 공존하는 처리 가스 분자, 처리 가스 라디칼, 전자 및 이온 중 이온건(600) 내부에 이온이 발생되고, 플라즈마를 발생시키기 위한 캐소드 즉, 필라멘트(미도시)에서 전자도 동시에 발생하여 상기 이온과 전자를 동시에 기판(100)을 향해 분사한다.Therefore, when the processing gas is supplied to the gas supply unit 610, the plasma is generated by discharge by applying voltage and current to both ends of the ion gun 600, and processing gas molecules, processing gas radicals, Among the electrons and ions, ions are generated inside the ion gun 600, and electrons are simultaneously generated in a cathode, that is, a filament (not shown) for generating a plasma, to simultaneously spray the ions and electrons toward the substrate 100.

이때, 상기에서는 이온건(600) 양단에 전압 및 전류를 인가하여 플라즈마를 발생시켰지만, RF 전원을 연결하여 예컨데 13.56Mhz의 전력을 인가하여 플라즈마를 발생시킬 수도 있다.In this case, although the plasma was generated by applying voltage and current to both ends of the ion gun 600, the plasma may be generated by, for example, 13.56Mhz power by connecting an RF power source.

도면에서는 상기 이온건(600)이 챔버(200)의 하부에 설치된 것으로 도시되었지만, 챔버(200)의 측벽에 설치될 수 있다. 이때, 상기 측벽에 형성된 이온건(600)은 상기 기판(100)을 향해 소정 각도 기울어진 것이 바람직하다.Although the ion gun 600 is illustrated in the lower portion of the chamber 200 in the drawing, it may be installed on the sidewall of the chamber 200. In this case, the ion gun 600 formed on the sidewall is preferably inclined at a predetermined angle toward the substrate 100.

또한, 상기 하나의 이온건(600)이 설치된 것으로 도시되었지만. 복수개로 설치될 수 있으며, 챔버(200) 내의 하부 및 측벽에 조합하여 설치될 수도 있다.In addition, although the one ion gun 600 is shown installed. It may be installed in plurality, or may be installed in combination with the lower side and the sidewall in the chamber 200.

도 3은 본 발명에 따른 이온빔을 이용한 PDP용 MgO 박막 증착 장치를 이용한 MgO 증착 방법을 나타낸 순서도이고, 도 4는 MgO가 PDP 기판 표면에 증착된 모습을 나타낸 단면도이다. 이때, 상기 MgO 증착 방법은 도 2를 참조하여 설명한다.3 is a flowchart illustrating a MgO deposition method using an MgO thin film deposition apparatus for PDP using an ion beam according to the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing the appearance of MgO deposited on the surface of the PDP substrate. In this case, the MgO deposition method will be described with reference to FIG. 2.

도면을 참조하면, 상기 MgO 증착 방법은 기판을 로딩하는 단계(S10)와, 챔버 내에 진공을 형성하는 단계(S20)와, 기판 표면의 불순물을 제거하는 단계(S30)와, MgO 보호막을 형성하는 단계(S40)와, MgO 보호막을 세정하는 단계(S50)와, MgO 보호막이 형성된 기판을 언로딩 하는 단계(S60)를 포함한다.Referring to the drawings, the MgO deposition method includes loading a substrate (S10), forming a vacuum in the chamber (S20), removing impurities on the surface of the substrate (S30), and forming an MgO protective film. Step S40, cleaning the MgO protective film (S50), and unloading the substrate on which the MgO protective film is formed (S60).

먼저, 기판(100)을 기판척(500)의 하부에 안착되도록 기판을 로딩하는 단계(S10)를 수행한다. First, a step (S10) of loading a substrate to be seated on the lower portion of the substrate chuck 500 is performed.

즉, 챔버(200)의 일측에 마련된 게이트(미도시)를 통해 챔버(200) 외부에 설치된 로봇암(미도시)으로부터 상기 기판(100)을 기판척(500)의 하부에 안착시킨다. 이때, 기판척(500)에는 복수개의 기판(100)이 안착될 수 있으며, 복수개의 기판(100)이 동시에 처리될 수도 있다.That is, the substrate 100 is seated on the lower portion of the substrate chuck 500 from a robot arm (not shown) installed outside the chamber 200 through a gate (not shown) provided at one side of the chamber 200. In this case, the plurality of substrates 100 may be seated on the substrate chuck 500, and the plurality of substrates 100 may be simultaneously processed.

기판(100)이 무사히 기판척(500)에 안착되면, 상기 챔버(200)의 측벽에 마련된 진공 형성 수단으로부터 챔버 내에 진공을 형성시키는 단계(S20)를 수행한다. When the substrate 100 is safely mounted on the substrate chuck 500, a vacuum is formed in the chamber from the vacuum forming means provided on the sidewall of the chamber 200 (S20).

즉, 저진공 펌프(300)를 통해 저진공을 형성시키고, 이후, 고진공 펌프(310)를 통해 고진공을 형성시킨다. 이때, 상기 공정 진공도는 2.0*10-5 Torr 이하가 바람직하다.That is, low vacuum is formed through the low vacuum pump 300, and then high vacuum is formed through the high vacuum pump 310. In this case, the process vacuum degree is preferably 2.0 * 10 -5 Torr or less.

상기 챔버(200) 내에 소정의 진공도가 형성되면, 기판 표면의 불순물을 제거하는 단계(S30)를 수행한다. When a predetermined degree of vacuum is formed in the chamber 200, a step (S30) of removing impurities from the surface of the substrate is performed.

즉, 이온건(600)에 연결된 가스 공급부(610)에 아르곤 가스를 주입하고, 상기 아르곤 가스를 방전시켜 상기 아르곤 이온을 기판(100)의 표면을 향해 분사시킨다. 상기와 같이, 이온건(600)으로부터 형성된 아르곤 이온을 분사하여 기판(100)의 표면에 불순물을 제거함으로써, 기판(100)과 MgO간의 결합력을 향상시킬 수 있 다. 이때, 상기 아르곤 이온을 발생시키기 위해 이온건(600)에 인가하는 전압은 80 내지 200V, 특히, 120 내지 140V가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 140V가 바람직하다. 또한, 상기 전류는 1 내지 2mA 이하가 바람직하고, 특히, 1mA 가 더욱 바람직하다. 또한, 상기 기판(100) 표면의 불순물을 제거하는 시간은 5 내지 20분 특히, 10분 내외가 바람직하다.That is, argon gas is injected into the gas supply unit 610 connected to the ion gun 600, and the argon gas is discharged to inject the argon ions toward the surface of the substrate 100. As described above, by removing the impurities on the surface of the substrate 100 by spraying the argon ions formed from the ion gun 600, it is possible to improve the bonding force between the substrate 100 and MgO. At this time, the voltage applied to the ion gun 600 to generate the argon ions is preferably 80 to 200V, particularly 120 to 140V, more preferably 140V. In addition, the current is preferably 1 to 2 mA or less, and particularly preferably 1 mA. In addition, the time for removing impurities on the surface of the substrate 100 is preferably 5 to 20 minutes, particularly about 10 minutes.

상기와 같이, 기판 표면의 불순물을 제거하는 단계(S30)를 마치면, MgO 보호막을 형성하는 단계(S40)를 수행한다. 이때, 기판 표면의 불순물을 제거하는 단계(S30)를 수행한 후 MgO 보호막을 형성하는 단계(S40)를 차례대로 수행함으로써, MgO와 기판(100) 간의 밀착력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, when the step (S30) of removing impurities on the surface of the substrate is completed, the step (S40) of forming the MgO protective film is performed. At this time, by performing the step (S30) of removing the impurities on the surface of the substrate and then forming the MgO protective film (S40) in order, there is an effect that can improve the adhesion between the MgO and the substrate 100.

먼저, 상기 이온건(600)에 연결된 가스 공급부(610)로부터 산소를 공급하고, 산소를 방전시켜 산소 이온을 형성시킨다. 이때, 산소 이온을 발생시키기 위해 이온건(600)에 인가하는 전압은 80 내지 200V, 특히, 100 내지 150V가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 120V가 바람직하다. 또한, 상기 전류는 1 내지 2mA 이하가 바람직하다. 이와 함께, MgO가 수용된 도가니(410)의 일측에 형성된 전자총(420)으로부터 전자빔을 발생시킨다. 상기 전자빔은 도가니(410)와 전자총(420) 사이에 마련된 영구 자석(430)에 의해 도가니(410)를 향해 조사되고, 상기 MgO는 가열 및 증발된다. 이때, 상기 셔터(800)는 증발원 상부에 위치한다.First, oxygen is supplied from the gas supply unit 610 connected to the ion gun 600, and oxygen is discharged to form oxygen ions. At this time, the voltage applied to the ion gun 600 to generate oxygen ions is preferably 80 to 200V, particularly 100 to 150V, more preferably 120V. In addition, the current is preferably 1 to 2mA or less. In addition, an electron beam is generated from an electron gun 420 formed on one side of the crucible 410 in which MgO is accommodated. The electron beam is irradiated toward the crucible 410 by a permanent magnet 430 provided between the crucible 410 and the electron gun 420, and the MgO is heated and evaporated. In this case, the shutter 800 is located above the evaporation source.

이후, MgO의 증발 준비가 완료되면, 상기 셔터(800)를 열어 MgO를 기판(100) 상에 증착시켜 보호막을 형성시키고, 이와 동시에 이온건(600)에서 발생된 산소 이온을 기판(100)을 향해 분사시킴으로써, 조밀하고 밀착성이 높은 MgO 보호막을 형 성시킬 수 있다. Subsequently, when the preparation for evaporation of MgO is completed, the shutter 800 is opened to deposit MgO on the substrate 100 to form a protective film. At the same time, oxygen ions generated in the ion gun 600 are transferred to the substrate 100. By spraying toward the surface, a dense, high adhesion MgO protective film can be formed.

도 4에 도시된 바와 같이, 종래 전자빔으로 MgO 막을 증착시킨 경우(a)는 그 조밀성 및 밀착력이 떨어지는 것을 알 수 있다. 반면, 본 발명의 산소 이온빔을 조사하면서 MgO 막을 증착시키는 경우(b)는 조사되는 산소 이온이 MgO 박막 증착을 보조하여 저온에서도 각 원소들이 치밀하게 쌓이는 구조를 가지며, 증착되는 MgO 박막과 기판의 밀착력도 증가된다.As shown in FIG. 4, in the case of depositing a MgO film with a conventional electron beam (a), it can be seen that the density and adhesion thereof are inferior. On the other hand, in the case of depositing an MgO film while irradiating an oxygen ion beam of the present invention (b), the oxygen ions to be irradiated assist the deposition of the MgO thin film to have a structure in which each element is densely stacked at low temperatures, and the adhesion between the deposited MgO thin film and the substrate Is also increased.

상기에서는 산소 이온을 사용하여 MgO 증착을 도왔으나, 아르곤 이온을 사용할 수도 있다. 또한, 산소 이온과 아르곤 이온을 적절히 조합하여 사용될 수 있음은 물론이다.In the above, MgO deposition was used using oxygen ions, but argon ions may be used. Moreover, of course, it can be used combining suitably oxygen ion and argon ion.

상기와 같이, MgO 보호막을 형성하는 단계(S40)를 마치고 상기 기판(100) 상에 MgO 보호막이 형성되면, MgO 보호막을 세정하는 단계(S50)를 수행한다. As described above, when the MgO protective film is formed on the substrate 100 after the step of forming the MgO protective film (S40), the step of cleaning the MgO protective film (S50) is performed.

즉, 이온건(600)에 세정 가스를 공급하고, 상기 이온건(600)으로부터 형성된 이온을 기판(100) 표면에 분사함으로써, MgO 보호막의 표면에 흡착된 유기물들 혹은 수분, 일산화탄소, 이산화탄소, 수소 가스 등을 제거하여 MgO 보호막을 세정할 수 있다. 이때, 상기 세정 가스로는 헬륨, 산소, 아르곤 및 질소 중 하나를 사용할 수 있고, 이를 조합하여 사용할 수도 있다.That is, by supplying a cleaning gas to the ion gun 600 and spraying the ions formed from the ion gun 600 to the surface of the substrate 100, organic matter or moisture, carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen adsorbed on the surface of the MgO protective film The gas and the like may be removed to clean the MgO protective film. In this case, one of helium, oxygen, argon and nitrogen may be used as the cleaning gas, or a combination thereof may be used.

상기와 같이, MgO 보호막 형성 및 세정하는 단계(S40, S50)를 마치면, MgO 보호막이 형성된 기판(100)은 게이트(미도시)를 통해 언로딩 되어, MgO 증착 공정을 마치게 된다.As described above, after the steps of forming and cleaning the MgO passivation layer (S40 and S50), the substrate 100 on which the MgO passivation layer is formed is unloaded through a gate (not shown), thereby completing the MgO deposition process.

이때, 상기 기판 표면의 불순물을 제거하는 단계(S30)와, MgO 보호막을 형성 하는 단계(S40)와, MgO 보호막을 세정하는 단계(S50)에서는 상기 증착 장치 내부의 온도가 세팅된 후 진행하며, 상기 증착 장치의 내부 온도는 200도 이하 바람직하게는 100 내지 200도에서 진행한다. 즉, 상기 온도를 200도 이하에서 공정을 진행하여 기판의 온도를 약 200도를 유지함으로써, 내부 열응력에 의한 기판(100)의 변형과 신뢰성 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.At this time, the step of removing impurities on the surface of the substrate (S30), forming the MgO protective film (S40), and cleaning the MgO protective film (S50) proceeds after the temperature inside the deposition apparatus is set, The internal temperature of the deposition apparatus is 200 degrees or less, preferably 100 to 200 degrees. That is, by maintaining the temperature of the substrate to about 200 degrees by proceeding the process at 200 degrees or less, there is an effect that can contribute to deformation and reliability improvement of the substrate 100 by the internal thermal stress.

이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the drawings and embodiments, those skilled in the art that the present invention can be variously modified and changed within the scope without departing from the spirit of the invention described in the claims below. I can understand.

상술한 바와 같이, 본 발명은 우수한 박막 특성을 가지는 MgO 막을 증착을 위한 이온빔을 이용한 PDP용 MgO 증착 장치 및 증착 방법을 제공하였다. 그러므로, 이온빔에서 형성되는 산소 가스를 보조로 사용하여 MgO를 증착함으로써, 조밀하고 밀착력이 뛰어난 MgO 보호막을 형성시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention provides an MgO deposition apparatus and a deposition method for PDP using an ion beam for depositing an MgO film having excellent thin film characteristics. Therefore, by depositing MgO using the oxygen gas formed in the ion beam as an auxiliary, there is an effect that can form a dense, excellent adhesion MgO protective film.

또한, 기판을 가열하는 온도를 낮춤으로써, 저온에서도 막질이 우수한 MgO 보호막을 형성시킬 수 있는 효과가 있다.Further, by lowering the temperature for heating the substrate, there is an effect that an MgO protective film excellent in film quality can be formed even at low temperatures.

또한, 우수한 품질의 MgO 보호막은 기판의 수명을 연장시켜 PDP 패널의 생산성이 뛰어난 효과가 있다.In addition, the MgO protective film of excellent quality extends the life of the substrate and has an excellent productivity of the PDP panel.

Claims (10)

PDP에 MgO 박막을 증착하는 증착 장치에 있어서,In the vapor deposition apparatus for depositing an MgO thin film on a PDP, 챔버와,Chamber, 상기 챔버 내에 서로 대향 위치한 기판척 및 증발원과,A substrate chuck and an evaporation source facing each other in the chamber; 상기 기판척을 향하여 설치되며 80 내지 200V 의 전압과 1 내지 2mA 의 전류가 인가되는 적어도 하나의 이온건과, At least one ion gun installed toward the substrate chuck and to which a voltage of 80 to 200 V and a current of 1 to 2 mA are applied; 상기 기판척의 상면 또는 하면에 설치되어 기판을 100 내지 200도로 가열하는 기판 가열기를 포함하는 것을 특징으로 하는 PDP용 MgO 박막 증착 장치.MgO thin film deposition apparatus for a PDP is provided on the upper or lower surface of the substrate chuck to heat the substrate to 100 to 200 degrees. 청구항 1에 있어서, 상기 이온건은 챔버의 하부 또는 측벽에 형성된 것을 특징으로 하는 PDP용 MgO 박막 증착 장치.The MgO thin film deposition apparatus according to claim 1, wherein the ion gun is formed on a lower side or sidewall of the chamber. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 이온건에는 복수개의 가스 공급부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 PDP용 MgO 박막 증착 장치.The MgO thin film deposition apparatus for a PDP according to claim 1 or 2, wherein the ion gun is provided with a plurality of gas supply units. 이온건을 구비한 증착 장치에 의한 MgO 박막 증착 방법에 있어서, 기판을 챔버 내에 로딩하는 단계와, 상기 챔버 내에 진공을 형성하는 단계와,A method of depositing an MgO thin film by a deposition apparatus having an ion gun, the method comprising: loading a substrate into a chamber, forming a vacuum in the chamber, 상기 기판에 증발된 MgO 소스 및 상기 이온건에 의해 발생된 이온을 공급하여 MgO 보호막을 형성시키는 단계와,Supplying the evaporated MgO source and the ions generated by the ion gun to form a MgO protective film on the substrate; 상기 MgO 보호막이 형성된 기판을 언로딩하는 단계를 포함하고,Unloading the substrate on which the MgO protective film is formed; MgO 보호막을 형성할 시 기판의 온도는 100 내지 200도이고, 상기 이온건에는 80 내지 200V 의 전압과 1 내지 2mA 의 전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 PDP용 MgO 박막 증착 장치.The temperature of the substrate when forming the MgO protective film is 100 to 200 degrees, MgO thin film deposition apparatus for PDP characterized in that the ion gun is applied a voltage of 80 to 200V and a current of 1 to 2mA. 청구항 4에 있어서, 기판을 챔버 내에 로딩하는 단계 이후, 이온건에 의해 발생된 이온에 의해 기판 표면의 불순물을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PDP용 MgO 박막 증착 방법.The method of claim 4, further comprising removing impurities on the surface of the substrate by ions generated by the ion gun after loading the substrate into the chamber. 청구항 4에 있어서, 상기 MgO 보호막을 형성하는 단계 이후, 이온건에 의해 발생된 이온에 의해 MgO 보호막을 세정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PDP용 MgO 박막 증착 방법.The method according to claim 4, After the step of forming the MgO protective film, MgO thin film deposition method for PDP further comprising the step of cleaning the MgO protective film by ions generated by the ion gun. 삭제delete 삭제delete 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 PDP용 상부 기판인 것을 특징으로 하는 PDP용 MgO 박막 증착 방법.The method of claim 4, wherein the substrate is a top substrate for PDP. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이온건에 발생된 이온은 아르곤 또는 산소 이온인 것을 특징으로 하는 PDP용 MgO 박막 증착 방법.The MgO thin film deposition method according to any one of claims 4 to 6, wherein the ions generated in the ion gun are argon or oxygen ions.
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