KR20070097709A

KR20070097709A - Film forming apparatus

Info

Publication number: KR20070097709A
Application number: KR1020060028292A
Authority: KR
Inventors: 김진필; 최용섭; 이강일
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2007-10-05

Abstract

A film forming apparatus is provided to extend a lifetime of a plasma gun by preventing electrons from colliding with one another inside cathode, grid, and anode electrodes. A film forming apparatus includes a vacuum chamber, a hearth, and a plasma gun. The hearth is arranged inside the vacuum chamber and receives a film source. The plasma gun is arranged inside the vacuum chamber and irradiates electrons into the vacuum chamber. The plasma gun includes a cathode electrode(31), a grid electrode, and an anode electrode(34). The cathode electrode includes a first electrode hole for generating an electron flow. The grid electrode includes a second hole, which is coupled with the first hole for accelerating the electrons. The anode electrode includes a third hole, which is coupled with the second hole for irradiating the electrons on the film source. At least one of the electrodes includes a surface which is slanted with respect to an electron flow direction.

Description

성막 장치 {FILM FORMING APPARATUS}Deposition Device {FILM FORMING APPARATUS}

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MgO 성막 장치의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of an MgO film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도2는 도1의 성막 장치에 적용되는 플라즈마 건의 개략적인 단면도이다.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a plasma gun applied to the film forming apparatus of FIG. 1.

도3은 플라즈마 건 내에 형성되는 전자기장과 이 전자기장을 통하여 진행하는 전자의 흐름 상태도이다.3 is a flow diagram of electromagnetic fields formed in the plasma gun and electrons traveling through the electromagnetic fields.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 건을 형성하는 전극들의 상세 단면도이다.4 is a detailed cross-sectional view of the electrodes forming the plasma gun according to an embodiment of the present invention.

도5는 본 발명의 플라즈마 건 내에 형성되는 전자기장의 상태도이다.5 is a state diagram of an electromagnetic field formed in the plasma gun of the present invention.

도6은 종래기술에 따른 플라즈마 건 내에 형성되는 전자기장의 상태도이다.6 is a state diagram of an electromagnetic field formed in a plasma gun according to the prior art.

도7은 본 발명의 플라즈마 건 내를 진행하는 전자가 전극에 충돌하는 상태의 사진이다.7 is a photograph of a state in which electrons traveling in a plasma gun of the present invention collide with an electrode.

도8은 종래기술에 따른 플라즈마 건 내를 진행하는 전자가 전극에 충돌하는 상태의 사진이다.8 is a photograph of a state in which electrons traveling in a plasma gun collide with an electrode according to the prior art.

본 발명은 성막 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마 건(plasma gun)의 부품 수명을 향상시켜 플라즈마 건의 운전 시간을 길게 하는 성막 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film forming apparatus, and more particularly, to a film forming apparatus which improves the life of components of a plasma gun and thus lengthens the operation time of the plasma gun.

일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널은 가스방전현상을 이용하여 화상을 표시하며, 표시용량, 휘도, 콘트라스트, 잔상, 시야각 등의 우수한 표시능력을 가지고 있다.In general, a plasma display panel displays an image using a gas discharge phenomenon, and has excellent display capability such as display capacity, brightness, contrast, afterimage, viewing angle, and the like.

이 플라즈마 디스플레이 패널은 전면기판과 배면기판 사이에 방전셀을 구비하고, 이 방전셀에 방전가스를 충전하여, 양 기판을 상호 봉입하여 형성된다.The plasma display panel includes a discharge cell between the front substrate and the rear substrate, and is formed by filling a discharge gas into the discharge cells and encapsulating both substrates.

이 플라즈마 디스플레이 패널의 일례로서, 3전극 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널은 방전셀에 대응하도록 전면기판에 표시전극들을 구비하고 이 표시전극들을 유전층으로 덮고 있다.As an example of this plasma display panel, a three-electrode surface discharge plasma display panel includes display electrodes on the front substrate so as to correspond to discharge cells, and covers the display electrodes with a dielectric layer.

이 유전층을 기체방전으로부터 보호하고 이차전자방출계수를 증대시키기 위하여, 이 유전층에는 보호막, 즉 일례로 MgO 막이 형성되어 있다.In order to protect this dielectric layer from gas discharge and to increase the secondary electron emission coefficient, a protective film, that is, an MgO film, for example, is formed in this dielectric layer.

이와 같이, 기판에 막을 형성하기 위하여, 성막 장치가 사용되며, 그 일례로서, 기판에 MgO을 성막하는 장치를 예로 들어 설명할 수 있다.As described above, a film forming apparatus is used to form a film on the substrate. As an example, an apparatus for forming MgO on the substrate can be described as an example.

이 MgO 성막 장치는 접지되는 진공챔버, 이 진공챔버 내의 하측에 구비되어 MgO를 수납하는 하스(hearth), MgO에 조사되는 전자들을 발생시켜 진공챔버 내의 하스에 담겨진 MgO에 조사시키도록 진공챔버에 구비되고 전자들에 전자기장을 가하여 전자 흐름을 형성하는 전자의 궤도나 형상을 형성 및 제어하는 플라즈마 건(plasma gun)을 구비한다.The MgO film-forming apparatus is provided in a vacuum chamber to be grounded, a hearth provided under the vacuum chamber to receive MgO, and electrons irradiated to MgO to generate and irradiate MgO contained in the hearth in the vacuum chamber. And a plasma gun that forms and controls the trajectory or shape of the electrons that apply an electromagnetic field to the electrons to form an electron flow.

이 플라즈마 건은 전자의 흐름을 하스의 MgO에 조사하기 위하여, 전자 흐름 을 발생시키는 캐소드 전극, 전자를 가속시키는 그리드 전극, 및 MgO에 조사된 전자 흐름에 의하여 생기는 반사 전자를 귀환시키는 귀환 전극을 구비한다.The plasma gun has a cathode electrode for generating an electron flow, a grid electrode for accelerating electrons, and a feedback electrode for returning reflected electrons generated by the electron flow irradiated on MgO, in order to irradiate the flow of electrons to MgO of Haas. do.

도6에 도시된 바와 같이, 캐소드 전극(61)과 제1, 제2 그리드 전극(62, 63) 및 귀환 전극(64)은 각각 전자 흐름의 진행 방향에 대하여 수직 면(61a, 62a, 63a, 64a) 구조로 형성된다.As shown in FIG. 6, the cathode electrode 61, the first and second grid electrodes 62 and 63 and the feedback electrode 64 are respectively perpendicular to the advancing direction of the electron flow 61a, 62a, 63a, 64a) formed into a structure.

따라서 전자 흐름을 가속시키는 전자기장은 상기 전극 사이들에서 즉, 캐소드 전극(61)과 제1 그리드 전극(62) 사이, 제1 그리드 전극(62)과 제2 그리드 전극(63) 사이, 제2 그리드 전극(63)과 귀환 전극(64) 사이에서 이 전극들(61, 62, 63, 64)의 외부를 향하도록 형성된다.Thus, the electromagnetic field that accelerates the flow of electrons is between the electrodes, i.e. between the cathode electrode 61 and the first grid electrode 62, between the first grid electrode 62 and the second grid electrode 63, the second grid. It is formed between the electrode 63 and the feedback electrode 64 so as to face the outside of these electrodes 61, 62, 63, 64.

이 전자 흐름이 전극들(61, 62, 63, 64)의 외부를 향하게 됨에 따라 전자들은 전극들(61, 62, 63, 64)의 내부에 충돌되어 이 내부를 손상시키게 된다. 따라서 플라즈마 건의 전극들(61, 62, 63, 64) 수명이 저감되고, 이로 인하여 플라즈마 건의 운전 시간이 단축된다.As this electron flow is directed out of the electrodes 61, 62, 63, 64, electrons collide with the interior of the electrodes 61, 62, 63, 64 to damage the interior. Accordingly, the lifetime of the electrodes 61, 62, 63, and 64 of the plasma gun is reduced, thereby reducing the operating time of the plasma gun.

도8에 도시된 바와 같이, 캐소드 전극(61)과 제1 그리드 전극(62) 사이에서 일어나는 방전 사진을 참조하면, 캐소드 전극(61)에서 발생된 전자들은 전자기장에 의하여 캐소드 전극(61)과 제1 그리드 전극(62)의 외부를 향하면서, 제1 그리드 전극(62)의 전극 홀(62b) 주위에서 퍼지면서 수직 면(62a)에 충돌되어, 전극 홀(62b) 주위에 퍼지는 방전을 형성한다.As shown in FIG. 8, referring to the discharge photograph generated between the cathode electrode 61 and the first grid electrode 62, electrons generated from the cathode electrode 61 are discharged from the cathode electrode 61 and the cathode by the electromagnetic field. While facing toward the outside of the first grid electrode 62, it is spread around the electrode hole 62b of the first grid electrode 62 and collides with the vertical plane 62a to form a discharge that spreads around the electrode hole 62b. .

즉, 캐소드 전극(61)에서 나오는 전자들은 제1 그리드 전극(62)으로 유입되면서, 일부 전자들이 전극 사이에서 외부로 형성되는 전자기장에 의하여, 제1 그리 드 전극(62)과 캐소드 전극(61) 사이의 외부를 향하여 퍼지면서 제1 그리드 전극(62)의 내부에 충돌되어 것을 알 수 있다.That is, electrons from the cathode electrode 61 flow into the first grid electrode 62, and the first grid electrode 62 and the cathode electrode 61 are caused by an electromagnetic field in which some electrons are externally formed between the electrodes. It can be seen that the collision with the inside of the first grid electrode 62 while spreading toward the outside.

이 전자들이 전극에 충돌되어 불필요한 방전을 일으키게 됨에 따라, 방전플라즈마 건의 소비 전력을 증대시켜, 플라즈마 건의 전력 효율을 저감시키게 된다.As these electrons collide with the electrodes to cause unnecessary discharge, the power consumption of the discharge plasma gun is increased, thereby reducing the power efficiency of the plasma gun.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 플라즈마 건(plasma gun)의 부품 수명을 향상시켜 플라즈마 건의 운전 시간을 길게 하는 성막 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a film forming apparatus which increases the operating time of a plasma gun by improving the component life of the plasma gun.

본 발명의 일 실시예에 따른 성막 장치는, 진공챔버,상기 진공챔버에 내장되어 성막 소스를 수납하는 하스(hearth), 및 상기 진공챔버에 설치되어 상기 진공챔버 내부로 전자 흐름을 조사하는 플라즈마 건을 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 건은, 전자 흐름을 발생시키도록 제1 전극 홀을 구비하는 캐소드 전극, 상기 전자를 가속시키도록 상기 제1 전극 홀에 연결되는 제2 전극 홀을 구비하는 그리드 전극, 및 가속된 상기 전자를 상기 성막 소스에 조사하도록 상기 제2 전극 홀에 연결되는 제3 전극 홀을 구비하는 애노드 전극을 포함할 수 있다. 상기 전극 사이들 중 적어도 1곳의 전극들은, 상기 전자 흐름 방향에 대하여 경사진 상태로 마주하는 경사면들을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a film forming apparatus includes a vacuum chamber, a hearth embedded in the vacuum chamber to receive a deposition source, and a plasma gun installed in the vacuum chamber to irradiate an electron flow into the vacuum chamber. It may include. The plasma gun includes a cathode electrode having a first electrode hole to generate an electron flow, a grid electrode having a second electrode hole connected to the first electrode hole to accelerate the electron, and the accelerated electron The anode may include an anode having a third electrode hole connected to the second electrode hole to irradiate the deposition source. At least one of the electrodes between the electrodes may include inclined surfaces facing in an inclined state with respect to the electron flow direction.

상기 성막 소스는 MgO로 이루어질 수 있다.The deposition source may be made of MgO.

상기 애노드 전극은 상기 성막 소스에 조사된 전자 흐름에 의하여 생기는 반 사 전자를 귀환시키는 귀환 전극을 형성할 수 있다.The anode electrode may form a feedback electrode for returning the reflection electrons generated by the electron flow irradiated to the deposition source.

상기 그리드 전극은, 상기 캐소드 전극의 인접 측에 형성되는 제1 그리드 전극, 및 상기 제1 그리드 전극과 상기 애노드 전극 사이에 형성되는 제2 그리드 전극을 포함할 수 있다.The grid electrode may include a first grid electrode formed on an adjacent side of the cathode electrode, and a second grid electrode formed between the first grid electrode and the anode electrode.

상기 경사면은, 상기 캐소드 전극의 상기 제1 그리드 전극 측에 형성되며, 상기 제1 그리드 전극 측으로 가면서 커지는 오목 구조로 형성되는 제1 경사면과, 상기 제1 경사면에 대응하도록 상기 제1 그리드 전극의 상기 캐소드 전극 측에 형성되며, 상기 제2 그리드 전극 측으로 가면서 커지는 볼록 구조로 형성되는 제2 경사면을 포함할 수 있다.The inclined surface is formed on a side of the first grid electrode of the cathode electrode, the first inclined surface is formed in a concave structure that grows toward the first grid electrode side, and the first inclined surface of the first inclined surface of the first inclined surface; It may include a second inclined surface formed on the cathode electrode side, a convex structure that increases toward the second grid electrode side.

상기 제1 경사면과 상기 제2 경사면은 서로 평행하게 형성될 수 있다. 상기 제2 경사면의 일부는 상기 제1 경사면에 내장될 수 있다.The first inclined surface and the second inclined surface may be formed in parallel with each other. A portion of the second inclined surface may be embedded in the first inclined surface.

상기 경사면은, 상기 제1 그리드 전극의 상기 제2 그리드 전극 측에 형성되며, 상기 제2 그리드 전극 측으로 가면서 커지는 오목 구조로 형성되는 제3 경사면과, 상기 제3 경사면에 대응하도록 상기 제2 그리드 전극의 상기 제1 그리드 전극 측에 형성되며, 상기 애노드 전극 측으로 가면서 커지는 볼록 구조로 형성되는 제4 경사면을 포함할 수 있다.The inclined surface is formed on the second grid electrode side of the first grid electrode and has a third inclined surface formed in a concave structure that grows toward the second grid electrode side and the second grid electrode so as to correspond to the third inclined surface. It may include a fourth inclined surface is formed on the first grid electrode side of the convex structure that grows toward the anode electrode side.

상기 제3 경사면과 상기 제4 경사면은 서로 평행하게 형성될 수 있다. 상기 제4 경사면의 일부는 상기 제3 경사면에 내장될 수 있다.The third inclined surface and the fourth inclined surface may be formed in parallel with each other. A portion of the fourth inclined surface may be embedded in the third inclined surface.

상기 경사면은, 상기 제2 그리드 전극의 상기 애노드 전극 측에 형성되며, 상기 애노드 전극 측으로 가면서 커지는 오목 구조로 형성되는 제5 경사면을 포함 할 수 있다.The inclined surface may include a fifth inclined surface formed on the anode electrode side of the second grid electrode and having a concave structure that increases toward the anode electrode side.

상기 전극들의 상기 경사면에서, 상기 전자 흐름의 출측 내면은 둔각으로 형성되고, 외면은 예각으로 형성될 수 있다. 상기 전극들의 상기 경사면에서, 상기 전자 흐름의 입측 내면은 예각으로 형성되고, 외면은 둔각으로 형성될 수 있다.In the inclined surfaces of the electrodes, the exit inner surface of the electron flow may be formed at an obtuse angle, and the outer surface may be formed at an acute angle. In the inclined surfaces of the electrodes, the inward inner surface of the electron flow may be formed at an acute angle, and the outer surface may be formed at an obtuse angle.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MgO 성막 장치의 개략적인 측면도이다.1 is a schematic side view of an MgO film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

이 성막 장치는 다양한 성막 소스를 사용하여 그 대상물에 증착하여 막을 형성하도록 구성된다. 본 실시예에서는 플라즈마 디스플레이 패널의 글라스 기판에 MgO를 성막하는 MgO 성막 장치를 예로 들어 설명한다.The film forming apparatus is configured to deposit on the object using various film forming sources to form a film. In the present embodiment, an MgO film-forming apparatus that forms MgO on a glass substrate of a plasma display panel will be described as an example.

이 성막 장치는 진공을 형성하는 진공챔버(10), 이 진공챔버(10)에 내장되어 성막 소스(21, 이하, 일례로서 "MgO"라 한다)를 수납하는 하스(hearth)(20), 및 플라즈마 건(30)를 포함하여 형성되어, 진공챔버(10) 내부로 투입되는 기판(50)에 MgO(21)를 성막한다.The film forming apparatus includes a vacuum chamber 10 for forming a vacuum, a hearth 20 embedded in the vacuum chamber 10 to house a film forming source 21 (hereinafter referred to as “MgO” as an example), and The MgO 21 is formed on the substrate 50 including the plasma gun 30 and introduced into the vacuum chamber 10.

이 진공챔버(10)는 별도로 구비되는 진공펌프(미도시)에 의하여 내부를 진공 상태로 형성한다. 이 진공챔버(10)는 증발되는 MgO(21)를 투입되는 기판(50)의 하 면에 성막하도록 공간을 형성한다.The vacuum chamber 10 is formed in a vacuum state by a vacuum pump (not shown) provided separately. The vacuum chamber 10 forms a space to form a film on the lower surface of the substrate 50 into which the MgO 21 to be evaporated is introduced.

이 진공챔버(10)의 내부로 기판(50)을 반송하는 설비는 다양하게 구성될 수 있고, 이 설비에 공지의 설비가 사용될 수 있으므로, 여기에서 기판(50)의 반송을 위한 설비에 대한 구체적인 설명을 생략한다.Since the equipment for conveying the substrate 50 to the inside of the vacuum chamber 10 may be configured in various ways, a well-known apparatus may be used for the apparatus, and therefore, specific equipment for the conveyance of the substrate 50 may be used here. Omit the description.

MgO(21)는 기판(50)의 하면에 성막될 성막 소스로서, 일례를 들면, 플라즈마 디스플레이 패널의 전면을 형성하는 기판(50)에 성막되어 보호막으로 작용한다.The MgO 21 is a film deposition source to be formed on the bottom surface of the substrate 50. For example, the MgO 21 is formed on the substrate 50 forming the entire surface of the plasma display panel to serve as a protective film.

이와 같이 기판(50)에 성막될 MgO(21)는 기판(50)의 하방에 배치되는 하스(20)에 수납된다. 이 하스(20)에 수납된 MgO(21)를 증발시켜 기판(50)에 성막하기 위하여 플라즈마 건(30)이 진공챔버(10)에 구비된다.In this way, the MgO 21 to be formed on the substrate 50 is stored in the hearth 20 disposed below the substrate 50. The plasma gun 30 is provided in the vacuum chamber 10 to evaporate the MgO 21 contained in the hearth 20 and form the film on the substrate 50.

이 도면을 참조하면, 플라즈마 건(30)은 진공챔버(10)의 내부로 전자 흐름(E)을 형성할 수 있도록 진공챔버(10)의 외측에 설치된다.Referring to this figure, the plasma gun 30 is installed outside the vacuum chamber 10 so as to form an electron flow E into the vacuum chamber 10.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 진공챔버(10)는 그 측방에 입구(11)를 구비하고, 플라즈마 건(30)은 진공챔버(10)의 입구(11)에 설치된다. 따라서 플라즈마 건(30)에 의한 전자 흐름(E)은 하스(20)에 수납된 MgO(21)를 향하여 조사된다.In more detail, the vacuum chamber 10 has an inlet 11 on the side thereof, and the plasma gun 30 is installed at the inlet 11 of the vacuum chamber 10. Therefore, the electron flow E by the plasma gun 30 is irradiated toward the MgO 21 accommodated in the hearth 20.

이와 같은 성막 장치에서, 플라즈마 건(30)은 전원의 마이너스 측에 접속되는 환상의 캐소드 전극(31)과, 전원의 플러스 측에 접속되는 환상의 그리드 전극(32)을 구비한다. 그리고 진공챔버(10)는 접지된다.In such a film forming apparatus, the plasma gun 30 includes an annular cathode electrode 31 connected to the negative side of the power supply and an annular grid electrode 32 connected to the plus side of the power supply. The vacuum chamber 10 is grounded.

이 도면을 참조하면, 플라즈마 건(30)은 캐소드 전극(31)으로부터 공급되는 방전가스를 플라즈마 상태로 변화시키고, 이때 발생된 전자들이 전자기장(EM)에 의하여 그리드 전극(32)을 통과하면서 전자 흐름(E)을 형성하여 진공챔버(10)의 내부로 조사한다. 이때 전자 흐름(E)은 가상의 직선(L) 방향을 향하게 된다.Referring to this figure, the plasma gun 30 changes the discharge gas supplied from the cathode electrode 31 into a plasma state, and the generated electrons flow through the grid electrode 32 by the electromagnetic field EM. (E) is formed and irradiated into the vacuum chamber 10. At this time, the electron flow E is directed toward the virtual straight line L.

또한, 플라즈마 건(30)이 설치되는 상기 진공챔버(10)의 입구(11)의 외측에는 집속 코일(33)이 구비된다(도1 참조). 이 집속 코일(33)은 전자기장을 이용하여 전자 흐흠(E)의 궤도 또는 형상, 또는 궤도와 형상을 제어한다.In addition, a focusing coil 33 is provided outside the inlet 11 of the vacuum chamber 10 in which the plasma gun 30 is installed (see FIG. 1). The focusing coil 33 controls the trajectory or shape of the electron haze E, or the trajectory and shape by using an electromagnetic field.

제어된 전자 흐름(E)은 하스(20)의 하측에 구비되는 영구자석(22)에 의하여 하스(20)에 수납되는 MgO(21)에 작용하여, MgO(21)를 증발시킨다. 이렇게 증발되는 MgO(21)는 이 하스(20)의 상방에 위치하는 기판(50)의 하면에 증착된다.The controlled electron flow E acts on the MgO 21 housed in the Haas 20 by the permanent magnet 22 provided below the Haas 20, thereby evaporating the MgO 21. MgO 21 thus evaporated is deposited on the lower surface of the substrate 50 located above the hearth 20.

또한, 플라즈마 건(30)은 전자 흐름(E)을 조사하는 선단에 애노드 전극(34)을 구비한다. 애노드 전극(34)은 MgO(21)에 조사된 전자 흐름(E)에 의하여 생기는 반사 전자의 흐름을 애노드 전극(34)으로 귀환시키므로, 이 반사 전자 흐름이 진공챔버(10)로 접지 귀환되는 것을 방지한다. 즉 애노드 전극(34)은 귀환 전극으로 작용한다.In addition, the plasma gun 30 includes an anode electrode 34 at the tip of which the electron flow E is irradiated. The anode electrode 34 returns the flow of reflected electrons generated by the electron flow E irradiated to the MgO 21 to the anode electrode 34, so that the reflected electron flow is grounded back to the vacuum chamber 10. prevent. In other words, the anode 34 acts as a feedback electrode.

한편, 플라즈마 건(30)에서, 그리드 전극(32)은 전자 흐름(E)을 형성하기 위하여 전자를 가속시키도록 캐소드 전극(31)의 인접 측에 형성되는 제1 그리드 전극(132)과, 제1 그리드 전극(132)과 애노드 전극(34) 사이에 형성되는 제2 그리드 전극(232)으로 형성된다.On the other hand, in the plasma gun 30, the grid electrode 32 is formed with the first grid electrode 132 formed on the adjacent side of the cathode electrode 31 to accelerate the electrons to form the electron flow E, and The second grid electrode 232 is formed between the first grid electrode 132 and the anode electrode 34.

캐소드 전극(31)은 전자 흐름(E)을 발생시키도록 축 방향(도2에서 x 축 방 향)으로 형성되는 제1 전극 홀(31a)을 구비하고, 그리드 전극(32)은 전자 흐름(E)을 형성하는 전자를 가속시키도록 제1 전극 홀(31a)에 연결되는 제2 전극 홀(32a)을 구비하며, 애노드 전극(34)은 가속된 전자를 상기 MgO(21)에 조사하도록 제2 전극 홀(32a)에 연결되는 제3 전극 홀(34a)을 구비한다.The cathode electrode 31 has a first electrode hole 31a formed in the axial direction (x-axis direction in FIG. 2) to generate the electron flow E, and the grid electrode 32 has the electron flow E Has a second electrode hole 32a connected to the first electrode hole 31a to accelerate electrons forming the anode, and the anode electrode 34 has a second portion to irradiate the MgO 21 with the accelerated electrons. A third electrode hole 34a connected to the electrode hole 32a is provided.

한편, 상기의 개략적인 설명을 위하여, 상기 도1 내지 도3에서는 편의상 전극들의 형상을 개략적으로 도시하고 있다.On the other hand, for the purpose of the above schematic description, the shapes of the electrodes are schematically illustrated in FIGS. 1 to 3 for convenience.

이 도면을 참조하면, 그리드 전극(32)이 제1 그리드 전극(132)과 제2 그리드 전극(232)으로 형성되는 경우, 제2 전극 홀(32a)은 제21 전극 홀(132a)과 제22 전극 홀(232a)로 형성된다. 제 21 전극 홀(132a)과 제22 전극 홀(232a)는 전자 흐름(E)을 형성하도록 서로 연결된다.Referring to this drawing, when the grid electrode 32 is formed of the first grid electrode 132 and the second grid electrode 232, the second electrode hole 32a is the twenty-first electrode hole 132a and the twenty-second electrode. It is formed by the electrode hole 232a. The twenty-first electrode hole 132a and the twenty-second electrode hole 232a are connected to each other to form an electron flow (E).

한편, 캐소드 전극(31)과 제1 그리드 전극(132) 사이, 제1 그리드 전극(132)과 제2 그리드 전극(232) 사이, 및 제2 그리드 전극(232)과 애노드 전극(34)사이 중 적어도 1곳의 전극들에는 상기 전자 흐름(E) 방향에 대하여 경사진 상태로 마주하는 경사면들이 구비된다.Meanwhile, among the cathode electrode 31 and the first grid electrode 132, between the first grid electrode 132 and the second grid electrode 232, and between the second grid electrode 232 and the anode electrode 34. At least one electrode is provided with inclined surfaces facing inclined with respect to the direction of the electron flow (E).

상기 전극들의 경사면에서, 전자 흐름(E)의 출측 내면은 둔각으로 형성되고, 외면은 예각으로 형성하며, 전자 흐름(E)의 입측 내면은 예각으로 형성되고, 외면은 둔각으로 형성된다. 이러한 구조는 전극들 내부에 형성되는 전극 홀에서 전자 흐름(E)을 원활하게 한다.On the inclined surfaces of the electrodes, the exit inner surface of the electron flow E is formed at an obtuse angle, the outer surface is formed at an acute angle, and the mouth inner side surface of the electron flow E is formed at an acute angle, and the outer surface is formed at an obtuse angle. This structure facilitates electron flow E in the electrode holes formed inside the electrodes.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 경사면은 제1 경사면(31b)과 제2 경사면(132b), 제3 경사면(132c), 제4 경사면(232b) 및 제5 경사면(232c)를 포함한다.In more detail, the inclined surface includes a first inclined surface 31b, a second inclined surface 132b, a third inclined surface 132c, a fourth inclined surface 232b, and a fifth inclined surface 232c.

제1 경사면(31b)는 캐소드 전극(31)의 제1 그리드 전극(132) 측에 형성되며, 제1 그리드 전극(132) 측으로 가면서 커지는 오목(전자 흐름 방향에 대하여) 구조로 형성된다. 제1 경사면(31b)에 의하여 캐소드 전극(31)의 내측은 둔각(A1)으로 형성된다.The first inclined surface 31b is formed on the first grid electrode 132 side of the cathode electrode 31 and has a concave (to electron flow direction) structure that increases toward the first grid electrode 132 side. The inner side of the cathode electrode 31 is formed at an obtuse angle A1 by the first inclined surface 31b.

제2 경사면(132b)은 제1 경사면(31b)에 대응하도록 제1 그리드 전극(132)의 캐소드 전극(31) 측에 형성되며, 제2 그리드 전극(232) 측으로 가면서 커지는 볼록(전자 흐름 방향에 대하여) 구조로 형성된다. 제2 경사면(132b)에 의하여 제1 그리드 전극(132)은 캐소드 전극(31) 측에서 내측을 예각(A2)으로 형성한다.The second inclined surface 132b is formed on the cathode electrode 31 side of the first grid electrode 132 so as to correspond to the first inclined surface 31b, and increases in the convex (electron flow direction) direction toward the second grid electrode 232. A structure). The first grid electrode 132 is formed at an acute angle A2 on the cathode electrode 31 side by the second inclined surface 132b.

이 제1 경사면(31b)과 제2 경사면(132b)는 서로 형행하게 형성되고, 제2 경사면(132b)의 일부는 제1 경사면(31b)에 내장되어 있다. 즉 제1 경사면(31b)과 제2 경사면(132b)은 전자 흐름(E) 방향을 따라 부분적으로 중첩된다(도4 참조).The first inclined surface 31b and the second inclined surface 132b are formed in parallel with each other, and a part of the second inclined surface 132b is embedded in the first inclined surface 31b. That is, the first inclined surface 31b and the second inclined surface 132b partially overlap in the electron flow E direction (see FIG. 4).

또한, 제3 경사면(132c)는 제1 그리드 전극(132)의 제2 그리드 전극(232) 측에 형성되며, 제2 그리드 전극(232) 측으로 가면서 커지는 오목 구조로 형성된다. 제3 경사면(132c)에 의하여 제1 그리드 전극(132)은 제2 그리드 전극(232) 측에서 내측을 둔각(A3)으로 형성한다.In addition, the third inclined surface 132c is formed on the second grid electrode 232 side of the first grid electrode 132, and has a concave structure that grows toward the second grid electrode 232 side. The first grid electrode 132 is formed at an obtuse angle A3 from the second grid electrode 232 side by the third inclined surface 132c.

제4 경사면(232b)는 제3 경사면(132c)에 대응하도록 제2 그리드 전극(232)의 제1 그리드 전극(132) 측에 형성되며, 애노드 전극(34) 측으로 가면서 커지는 볼록 구조로 형성된다. 제4 경사면(232b)에 의하여 제2 그리드 전극(232)은 제1 그리드 전극(132) 측에서 내측을 예각(A4)으로 형성한다.The fourth inclined surface 232b is formed on the first grid electrode 132 side of the second grid electrode 232 so as to correspond to the third inclined surface 132c, and has a convex structure that grows toward the anode electrode 34 side. The second grid electrode 232 is formed at an acute angle A4 on the inner side of the first grid electrode 132 by the fourth inclined surface 232b.

이 제3 경사면(132c)과 제4 경사면(232b)은 서로 평행하게 형성되고, 제4 경사면(232b)의 일부는 제3 경사면(132c)에 내장되어 있다. 즉 제3 경사면(132c)와 제4 경사면(232b)는 전자 흐름(E) 방향을 따라 부분적으로 중첩된다(도4 참조).The third inclined surface 132c and the fourth inclined surface 232b are formed in parallel with each other, and a part of the fourth inclined surface 232b is embedded in the third inclined surface 132c. That is, the third inclined surface 132c and the fourth inclined surface 232b partially overlap in the electron flow E direction (see FIG. 4).

이 도면을 참조하면, 캐소드 전극(31)의 제1 경사면(31b)과 제1 그리드 전극(132)의 제2 경사면(132b) 사이에 전자기장(EM)이 형성된다. 이 전자기장(EM)은 제1 경사면(31b)과 제2 경사면(132b)이 전자의 흐름(E) 진행 방향에 대하여 각(θ)만큼 경사져 형성되므로 도6의 종래기술의 두 전극 사이에 형성되는 전자기장보다 저감된다.Referring to this figure, an electromagnetic field EM is formed between the first inclined surface 31b of the cathode electrode 31 and the second inclined surface 132b of the first grid electrode 132. The electromagnetic field EM is formed between two electrodes of the prior art of FIG. 6 since the first inclined surface 31b and the second inclined surface 132b are inclined by an angle θ with respect to the direction of the flow of electrons E. It is lower than the electromagnetic field.

즉, 전극들에 형성되는 경사면의 각(θ)이 0으로 되어, 전자 흐름(E) 방향에 수직 방향으로의 전자기장이 완전히 없어지게 되면, 전자기장의 방향이 전자 흐름(E) 방향과 일치하게 되어 이상적일 수 있다.That is, when the angle θ of the inclined surfaces formed on the electrodes becomes 0, and the electromagnetic field in the direction perpendicular to the electron flow E direction is completely eliminated, the direction of the electromagnetic field coincides with the electron flow E direction. It may be ideal.

그러나, 전극들의 재질 및 가공의 현실성을 감안하여 가능한 범위 내에서 상기 경사면의 각(θ)은 작을수록 좋다.However, the smaller the angle θ of the inclined surface is, the better it is possible in view of the material and the practicality of processing.

이 도면을 참조하면, 도8과 비교할 때, 캐소드 전극(31)에서 발생되는 전자 흐름(E)이 제1 그리드 전극(132)으로 집속되는 것을 알 수 있다. 이는 도8의 종래기술에서 전자의 흐름이 퍼지는 것과 대조를 이루는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 8, it can be seen that, compared with FIG. 8, the electron flow E generated at the cathode electrode 31 is focused on the first grid electrode 132. This can be seen in contrast to the spread of electron flow in the prior art of FIG.

전자 흐름(E)이 제1 그리드 전극(132)의 제21 전극 홀(132a)로 집속됨에 따라 캐소드 전극(31)과 제1 그리드 전극(132)의 외부로 퍼져나가는 전자의 충돌에 의한 캐소드 전극(31) 및 제1 그리드 전극(132)의 손상이 줄어든다.Cathode due to collision of electrons spreading outside of the cathode electrode 31 and the first grid electrode 132 as the electron flow E is focused into the twenty first electrode hole 132a of the first grid electrode 132. Damage to the electrode 31 and the first grid electrode 132 is reduced.

즉, 캐소드 전극(31) 및 제1 그리드 전극(132)의 수명이 연장됨에 따라 플라즈마 건(30)은 진공챔버(10)의 진공을 해제하지 않고 장시간동안 운전 가능하게 된다.That is, as the lifespan of the cathode electrode 31 and the first grid electrode 132 is extended, the plasma gun 30 can be operated for a long time without releasing the vacuum of the vacuum chamber 10.

제1 그리드 전극(132)으로 집속되는 전자 흐름(E)은 캐소드 전극(31)과 제1 그리드 전극(132) 사이에서 소비되는 전압과 전류, 즉 소비 전력을 저감시키고, 플라즈마 건(30)의 전력효율을 향상시킨다.The electron flow E focused on the first grid electrode 132 reduces the voltage and current consumed between the cathode electrode 31 and the first grid electrode 132, that is, power consumption, and reduces the power consumption of the plasma gun 30. Improve power efficiency

이와 같이 구성되는 플라즈마 건(30)을 이용하여 방전시, 캐소드 전극(31)과 제1 그리드 전극(132) 사이의 전압과 전류를 측정하여 이때 소비되는 전력을 구하면, 전력 소비가 저감되는 것을 확인할 수 있다.When discharging using the plasma gun 30 configured as described above, when the voltage and current between the cathode electrode 31 and the first grid electrode 132 are measured to obtain power consumed at this time, it is confirmed that the power consumption is reduced. Can be.

이와 마찬가지로, 제1 그리드 전극(132)를 통과한 전자 흐름(E)은 제2 그리드 전극(232)으로 집속된다. 전자 흐름(E)이 제2 그리드 전극(232)의 제22 전극 홀(232a)로 집속됨에 따라 제1 그리드 전극(131)과 제2 그리드 전극(232)의 외부로 퍼져나가는 전자의 충돌에 의한 제1 그리드 전극(132) 및 제2 그리드 전극(232)의 손상이 줄어든다.Similarly, the electron flow E passing through the first grid electrode 132 is concentrated to the second grid electrode 232. As the electron flow E focuses on the twenty-second electrode hole 232a of the second grid electrode 232, the collision of electrons spreading outside of the first grid electrode 131 and the second grid electrode 232 is prevented. Damage to the first grid electrode 132 and the second grid electrode 232 is reduced.

또한, 제5 경사면(232c)는 제2 그리드 전극(232)의 애노드 전극(34) 측에 형성되며, 애노드 전극(34) 측으로 가면서 커지는 오목 구조로 형성된다. 제5 경사면(232c)에 의하여 제2 그리드 전극(232)은 애노드 전극(34) 측에서 내측을 둔 각(A5으로 형성된다.In addition, the fifth inclined surface 232c is formed on the anode electrode 34 side of the second grid electrode 232, and has a concave structure that grows toward the anode electrode 34 side. The second grid electrode 232 is formed at an angle A5 inward from the anode electrode 34 by the fifth inclined surface 232c.

이와 같이 플라즈마 건(30)에서 상기와 같이 전자 흐름(E)을 집속시키는 것은 경사면들이 구비되는 캐소드 전극(31)과 제1 그리드 전극(132) 사이, 제1 그리드 전극(132)과 제2 그리드 전극(232) 사이 및 제2 그리드 전극(232)과 애노드 전극(34) 사이에서 가능하므로 플라즈마 건(30)의 전력 효율이 더욱 향상된다.As described above, the electron flow E is focused in the plasma gun 30 between the cathode electrode 31 and the first grid electrode 132 having the inclined surfaces, the first grid electrode 132, and the second grid. The power efficiency of the plasma gun 30 is further improved because it is possible between the electrodes 232 and between the second grid electrode 232 and the anode electrode 34.

도7에는 캐소드 전극(31)과 제1 그리드 전극(132)이 중첩되지 않고 분리된 상태로 예시되어 있다.In FIG. 7, the cathode electrode 31 and the first grid electrode 132 are illustrated in a separated state without overlapping.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 성막 장치에 의하면, 플라즈마 건을 구성하는 캐소드 전극, 그리드 전극, 및 애노드 전극의 각 사이 대향면에, 전자 흐름 방향에 대하여 경사진 상태로 마주하는 경사면을 형성하여, 전극들 사이에 형성되는 전자기장 중 전극의 외부로 향하려는 전자기장을 최소화하고, 전자들이 상기 전극들의 내부에 충돌되는 것을 방지하여 전극들의 손상을 방지하여 전극의 수명, 즉 플라즈마 건의 수명을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 서로 마주하는 전극의 경사면에 의하여, 캐소드 전극에서 발생되는 전자들의 흐름이 그리드 전극으로 집속되어 이동함으로써 플라즈마 건의 소비 전력을 저감시켜, 플라즈마 건의 전력 효율 을 향상시키는 효과가 있다.As described above, according to the film forming apparatus according to the present invention, an inclined surface facing in an inclined state with respect to the electron flow direction is formed on opposing surfaces of the cathode electrode, the grid electrode, and the anode electrode constituting the plasma gun, Among the electromagnetic fields formed between the electrodes, an electromagnetic field intended to be directed to the outside of the electrode is minimized, and electrons are prevented from colliding inside the electrodes to prevent damage to the electrodes, thereby improving the life of the electrode, that is, the life of the plasma gun. have. In addition, by the inclined surfaces of the electrodes facing each other, the flow of electrons generated from the cathode electrode is focused and moved to the grid electrode to reduce the power consumption of the plasma gun, thereby improving the power efficiency of the plasma gun.

Claims

진공챔버;Vacuum chamber;

상기 진공챔버에 내장되어 성막 소스를 수납하는 하스(hearth); 및A hearth embedded in the vacuum chamber to receive a deposition source; And

상기 진공챔버에 설치되어 상기 진공챔버 내부로 전자 흐름을 조사하는 플라즈마 건을 포함하며,A plasma gun installed in the vacuum chamber to irradiate an electron flow into the vacuum chamber,

상기 플라즈마 건은,The plasma gun,

전자 흐름을 발생시키도록 제1 전극 홀을 구비하는 캐소드 전극,A cathode electrode having a first electrode hole to generate an electron flow,

상기 전자를 가속시키도록 상기 제1 전극 홀에 연결되는 제2 전극 홀을 구비하는 그리드 전극, 및A grid electrode having a second electrode hole connected to said first electrode hole to accelerate said electrons, and

가속된 상기 전자를 상기 성막 소스에 조사하도록 상기 제2 전극 홀에 연결되는 제3 전극 홀을 구비하는 애노드 전극을 포함하고,An anode electrode having a third electrode hole connected to the second electrode hole to irradiate the accelerated electrons to the deposition source,

상기 전극 사이들 중 적어도 1곳의 전극들은,At least one of the electrodes between the electrodes,

상기 전자 흐름 방향에 대하여 경사진 상태로 마주하는 경사면들을 포함하는 성막 장치.And inclined surfaces facing inclined with respect to the electron flow direction.

제1 항에 있어서,According to claim 1,

상기 성막 소스는 MgO로 이루어지는 성막 장치.The film forming apparatus is MgO.

제1 항에 있어서,According to claim 1,

상기 애노드 전극은 상기 성막 소스에 조사된 전자 흐름에 의하여 생기는 반사 전자를 귀환시키는 귀환 전극을 형성하는 성막 장치.And the anode electrode forms a feedback electrode for returning reflected electrons generated by the flow of electrons irradiated to the deposition source.

제1 항에 있어서,According to claim 1,

상기 그리드 전극은,The grid electrode,

상기 캐소드 전극의 인접 측에 형성되는 제1 그리드 전극, 및A first grid electrode formed on an adjacent side of said cathode electrode, and

상기 제1 그리드 전극과 상기 애노드 전극 사이에 형성되는 제2 그리드 전극을 포함하는 성막 장치.And a second grid electrode formed between the first grid electrode and the anode electrode.

제4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein

상기 경사면은,The inclined surface,

상기 캐소드 전극의 상기 제1 그리드 전극 측에 형성되며, 상기 제1 그리드 전극 측으로 가면서 커지는 오목 구조로 형성되는 제1 경사면과A first inclined surface formed on the first grid electrode side of the cathode and having a concave structure that grows toward the first grid electrode side;

상기 제1 경사면에 대응하도록 상기 제1 그리드 전극의 상기 캐소드 전극 측에 형성되며, 상기 제2 그리드 전극 측으로 가면서 커지는 볼록 구조로 형성되는 제2 경사면을 포함하는 성막 장치.And a second inclined surface formed on the cathode electrode side of the first grid electrode so as to correspond to the first inclined surface, and having a convex structure that grows toward the second grid electrode side.

제5 항에 있어서,The method of claim 5,

상기 제1 경사면과 상기 제2 경사면은 서로 평행하게 형성되는 성막 장치.And the first inclined surface and the second inclined surface are formed in parallel with each other.

제5 항에 있어서,The method of claim 5,

상기 제2 경사면의 일부는 상기 제1 경사면에 내장되는 성막 장치. A portion of the second inclined surface is formed in the first inclined surface.

제4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein

상기 경사면은,The inclined surface,

상기 제1 그리드 전극의 상기 제2 그리드 전극 측에 형성되며, 상기 제2 그리드 전극 측으로 가면서 커지는 오목 구조로 형성되는 제3 경사면과A third inclined surface formed on the second grid electrode side of the first grid electrode and having a concave structure that grows toward the second grid electrode side;

상기 제3 경사면에 대응하도록 상기 제2 그리드 전극의 상기 제1 그리드 전극 측에 형성되며, 상기 애노드 전극 측으로 가면서 커지는 볼록 구조로 형성되는 제4 경사면을 포함하는 성막 장치.And a fourth inclined surface formed on the first grid electrode side of the second grid electrode so as to correspond to the third inclined surface, and having a convex structure that grows toward the anode electrode side.

제8 항에 있어서,The method of claim 8,

상기 제3 경사면과 상기 제4 경사면은 서로 평행하게 형성되는 성막 장치.And the third inclined surface and the fourth inclined surface are formed parallel to each other.

제9 항에 있어서,The method of claim 9,

상기 제4 경사면의 일부는 상기 제3 경사면에 내장되는 성막 장치. A portion of the fourth inclined surface is built in the third inclined surface.

제4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein

상기 경사면은,The inclined surface,

상기 제2 그리드 전극의 상기 애노드 전극 측에 형성되며, 상기 애노드 전극 측으로 가면서 커지는 오목 구조로 형성되는 제5 경사면을 포함하는 성막 장치.And a fifth inclined surface formed on the anode electrode side of the second grid electrode and having a concave structure that grows toward the anode electrode side.

제1 항에 있어서,According to claim 1,

상기 전극들의 상기 경사면에서, 상기 전자 흐름의 출측 내면은 둔각으로 형성되고, 외면은 예각으로 형성되는 성막 장치.In the inclined surface of the electrodes, the inner surface of the exit side of the electron flow is formed at an obtuse angle, the outer surface is formed at an acute angle.

제12 항에 있어서,The method of claim 12,

상기 전극들의 상기 경사면에서, 상기 전자 흐름의 입측 내면은 예각으로 형성되고, 외면은 둔각으로 형성되는 성막 장치.In the inclined surface of the electrodes, the inner surface of the mouth side of the electron flow is formed at an acute angle, the outer surface is formed at an obtuse angle.