KR20140140461A - 박막증착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 조성이 다른 복수의 박막층들의 형성을 하나의 박막증착장치에 의하여 수행이 가능한 박막증착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 기판에 다른 반응가스가 분사되는 복수의 분사영역들이 기판에 대한 상대이동방향으로 배치되도록 가스분사부를 구성하여 조성이 다른 복수의 박막층들의 형성을 하나의 박막증착장치에 의하여 수행할 수 있다.

Description

박막증착장치 {Thin Film Deposition Method, and Thin Film Deposition Apparatus}

본 발명은 기판에 박막을 증착하는 박막증착장치에 관한 것이다.

유기 전계 발광 표시장치는 형광성 유기 화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 자발광형 디스플레이로 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 박형화가 용이하며 광시야각, 빠른 응답속도등의 장점으로 인하여 차세대 디스플레이로 주목받고 있다.

그러나, 유기 전계 발광소자의 발광층은 수분 및 산소로 노출되면 발광층이 손상되는 문제점을 갖는다. 이에 따라, 유기 전계 발광소자를 수분 및 산소에 의한 손상을 막기위해 유기 전계 발광소자가 형성된 기판 상에 봉지수단을 구비한다. 봉지수단은 봉지기판 또는 봉지박막으로 구비될 수 있는데, 디스플레이의 소형화 및 박형화에 따라 봉지수단을 봉지박막으로 형성하는 것이 추세이다.

이러한 봉지박막은 적어도 4개의 이상의 무기막 및 유기막이 교대로 적층되어 형성되는 것으로, 그 두께가 0.5 내지 10μm로 형성된다. 예를 들어, 봉지박막은 제1 유기막, 제1 무기막, 제2 유기막, 및 제2 무기막이 교대로 적층되어 형성될 수 있다.

이와 같이 유기 전계 발광표시장치는 무기막 및 유기막이 형성된 박형의 봉지박막을 적용함에 따라 유기 전계 발광표시장치의 두께를 얇게 형성할 수 있다.

예를 들면 유기 전계 발광표시장치에 형성되는 박형의 봉지박막은 Al₂O₃ 및 AlON이 순차적으로 형성될 수 있다. 여기서 봉지박막은 복수의 박막증착장치에 의하여 Al₂O₃ 및 AlON이 순차적으로 형성된다.

그러나 상기와 같이 Al₂O₃ 및 AlON이 순차적으로 형성됨에 따라서 별도의 박막증착장치가 요구됨에 따라서 봉지박막 형성을 위한 제조장비의 스루풋(throughput)이 커지며 궁극적으로 유기 전계 발광표시장치의 제조비용을 증가시키는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 조성이 다른 복수의 박막층들의 형성을 하나의 박막증착장치에 의하여 수행이 가능한 박막증착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 소스가스 및 반응가스를 분사하는 가스분사부가 기판에 대하여 수평방향으로 상대이동하여 기판에 박막을 형성하는 박막 증착 장치로서, 상기 가스분사부는 다른 반응가스가 분사되는 복수의 분사영역들이 기판에 대한 상대이동방향으로 배치되며 상기 복수의 분사영역들 각각에는 해당 반응가스를 분사하는 복수의 반응가스분사부가 설치되고, 상기 복수의 분사영역들 전체에 소스가스를 분사하는 복수의 소스가스분사부들이 설치된 박막 증착 장치가 제공된다.

상기 기판은 직사각형이며, 상기 가스분사부의 분사영역들은 직사각형을 이룰 수 있다.

상기 가스분사부는 기판에 대한 상대이동방향으로 기준으로 그 길이가 기판보다 더 큰 것이 바람직하다.

상기 반응가스분사부들 및 상기 소스가스분사부는 기판에 대한 상대이동방향과 수직인 방향으로 설치되며 기판에 대한 상대이동방향으로 복수개로 배치된 복수의 가스분사부재들과, 상기 가스분사부재들을 가스공급장치와 연결하는 하나 이상의 가스공급관을 포함할 수 있다.

상기 소스가스는 TMA, 상기 반응가스는 2개로서 하나는 O₂ 이며 나머지 하나는 NH₃ 또는 NO₂ 가 사용될 수 있다.

상기 반응가스분사부들의 복수의 가스분사부재들의 상측에 유전체 플레이트가 설치되고, 상기 유전체 플레이트 상측에 RF전원이 인가되어 유도전계에 의하여 상기 유전체 플레이트 하측의 반응가스를 플라즈마화하는 플라즈마형성부재가 결합될 수 있다.

상기 유전체 플레이트 및 상기 플라즈마형성부재는 상기 가스분사부재들과 평행하게 배치되며 상기 가스공급관이 삽입되는 삽입공들이 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 박막증착장치는 기판에 다른 반응가스가 분사되는 복수의 분사영역들이 기판에 대한 상대이동방향으로 배치되도록 가스분사부를 구성하여 조성이 다른 복수의 박막층들의 형성을 하나의 박막증착장치에 의하여 수행할 수 있다.

특히 조성이 다른 복수의 박막층들의 형성을 하나의 박막증착장치에 의하여 수행됨으로써 기판 제조를 위한 기판처리장치가 차지하는 공간을 줄여 실질적으로 제조비용을 절감할 수 있으며 하나의 장치에 의하여 조성이 다른 복수의 박막층들의 형성함에 따라서 전체 공정 수행시간을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착장치의 단면도,
도 2는 도 1의 박막증착장치에 설치된 가스분사부의 일 예를 보여주는 분해 사시도,
도 3은 도 2의 가스분사부의 평면도,
도 4는, 도 2의 가스분사부의 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착장치의 단면도, 도 2는 도 1의 박막증착장치에 설치된 가스분사부의 일 예를 보여주는 분해 사시도, 도 3은 도 2의 가스분사부의 평면도, 도 4는, 도 2의 가스분사부의 단면도이다..

본 발명에 따른 박막증착장치는 소스가스 및 반응가스를 분사하는 가스분사부(12)가 기판(S)에 대하여 수평방향으로 상대이동하여 기판(S)에 박막을 형성하는 박막 증착 장치이다.

보다 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착장치는 도 1에 도시된 바와 같이 박막증착공정 환경을 제공하는 진공챔버(10)와, 진공챔버(10)의 상부에 설치되어 소스가스 및 반응가스를 분사하는 가스분사부(12)와, 기판을 가스분사부에 대하여 수평방향으로 선형이동시키는 선형이동부(13)를 포함할 수 있다.

진공챔버(10)는 박막증착공정 수행을 위한 처리환경을 제공하는 구성으로서 어떠한 구성도 가능하다.

진공챔버(10)는 소정의 내부공간을 형성하며 기판(S)이 통과할 수 있는 게이트(11)가 형성되는 용기로 이루어질 수 있다.

그리고 용기에는 내부공간에 대한 소정의 압력을 유지하기 위한 배기수단을 구비할 수 있다.

선형이동부(13)는 기판(S)이 적재되어 기판(S)을 가스분사부(12)에 대하여 수평방향으로 선형이동시키는 구성으로서 기판을 선형이동시킬 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.

가스분사부(12)는 진공챔버(10)의 상부에 설치되어 소스가스 및 반응가스를 분사할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.

예를 들면 가스분사부(12)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 기판(S)에 다른 반응가스가 분사되는 복수의 분사영역들(A1, A2)이 기판(S)에 대한 상대이동방향으로 배치된다.

분사영역들(A1, A2)들은 서로 다른 종류의 반응가스가 분사되며 각 분사영역들(A1, A2)에는 가스분사를 위한 하나 이상의 반응가스분사부가 설치된다.

그리고 분사영역들(A1, A2)들 전체에 소스가스를 분사하는 복수의 소스가스분사부들이 설치된다.

여기서 소스가스 및 반응가스의 종류 및 수는 공정조건에 따라서 달라질 수 있으며, 소스가스는 TMA, 반응가스는 2개로서 하나는 O₂ 이며 나머지 하나는 NH₃ 또는 NO₂로 될 수 있다.

이와 같이 가스분사부(12)가 두 개의 반응가스 즉, O₂ NH₃ 가 각각 분사되는 2개의 분사영역이 설정됨으로서 기판(S)의 표면에는 Al₂O₃ 및 AlON로 이루어진 박막이 순차적으로 형성된다.

한편 박막증착공정이 수행될 기판(S)의 평면형상이 직사각형이며, 가스분사부의(12) 분사영역들 또한 평면형상이 직사각형을 가진다.

그리고 가스분사부(12)는 원활한 박막증착공정 수행을 위하여 기판(S)에 대한 상대이동방향으로 기준으로 그 길이가 기판(S)보다 더 큰 것이 바람직하다.

또한 반응가스분사부들 및 소스가스분사부는 가스분사를 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면 기판(S)에 대한 상대이동방향과 수직인 방향으로 설치되며 기판(S)에 대한 상대이동방향으로 복수개로 배치된 복수의 가스분사부재(25, 30)들과, 가스분사부재(25, 30)들을 가스공급장치와 연결하는 하나 이상의 가스공급관(26, 29)을 포함한다.

가스분사부재(25, 30)는 기판(S)의 이동방향과 수직을 이루어 길게 배치되며 기판(S)을 향하는 쪽으로 다수의 분사공들(도시하지 않음)이 형성된 파이프로 이루어질 수 있다.

가스공급관(26, 29)은 가스분사부재(25, 30)와 연결되어 가스를 전달하는 구성으로 관형태로 이루어진다.

한편 반응가스는 기판(S)으로 분사됨에 있어서 플라즈마화될 필요가 있다.

따라서 가스분사부(11)는 반응가스분사부들의 복수의 가스분사부재들(25)의 상측에 유전체 플레이트(27)가 설치되고, 유전체 플레이트(27) 상측에는 RF전원이 인가되어 유도전계에 의하여 유전체 플레이트(27) 하측의 반응가스를 플라즈마화하는 복수의 플라즈마형성부재들(28)이 결합될 수 있다.

그리고 유전체 플레이트(27) 및 플라즈마형성부재(28)는 가스분사부재(25)들과 평행하게 배치되며 가스공급관(26)이 삽입되는 삽입공들이 형성되어 가스공급관(26)에 결합될 수 있다.

플라즈마형성부재(28)는 RF전원의 인가 및 접지에 의하여, 즉 ICP방식에 의하여 유전체 플레이트(27) 하측의 반응가스를 플라즈마화하는 구성으로서 전원인가단(31)에 RF전원이 인가될 수 있다.

이와 같이 가스분사부(11)는 유전체 플레이트(27) 및 플라즈마형성부재(28)를 설치함으로써 ICP방식에 의하여 반응가스를 플라즈마화함으로써 기판(S)에 보다 안정적인 박막을 형성할 수 있게 된다.

Claims (7)

1. 소스가스 및 반응가스를 분사하는 가스분사부가 기판에 대하여 수평방향으로 상대이동하여 기판에 박막을 형성하는 박막 증착 장치로서,
   상기 가스분사부는 다른 반응가스가 분사되는 복수의 분사영역들이 기판에 대한 상대이동방향으로 배치되며
   상기 복수의 분사영역들 각각에는 해당 반응가스를 분사하는 복수의 반응가스분사부가 설치되고, 상기 복수의 분사영역들 전체에 소스가스를 분사하는 복수의 소스가스분사부들이 설치된 박막 증착 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기판은 직사각형이며, 상기 가스분사부의 분사영역들은 직사각형인 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 가스분사부는 기판에 대한 상대이동방향으로 기준으로 그 길이가 기판보다 더 큰 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 반응가스분사부들 및 상기 소스가스분사부는
   기판에 대한 상대이동방향과 수직인 방향으로 설치되며 기판에 대한 상대이동방향으로 복수개로 배치된 복수의 가스분사부재들과, 상기 가스분사부재들을 가스공급장치와 연결하는 하나 이상의 가스공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 소스가스는 TMA이며, 상기 반응가스는 2개로서 하나는 O₂ 이며 나머지 하나는 NH₃ 또는 NO₂인 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
   상기 반응가스분사부들의 복수의 가스분사부재들의 상측에 유전체 플레이트가 설치되고,
   상기 유전체 플레이트 상측에 RF전원이 인가되어 유도전계에 의하여 상기 유전체 플레이트 하측의 반응가스를 플라즈마화하는 플라즈마형성부재가 결합된 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
6. 제6항에 있어서,
   상기 유전체 플레이트 및 상기 플라즈마형성부재는 상기 가스분사부재들과 평행하게 배치되며 상기 가스공급관이 삽입되는 삽입공들이 형성된 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 소스가스는 TMA이며, 상기 반응가스는 2개로서 하나는 O₂ 이며 나머지 하나는 NH₃ 또는 NO₂인 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.

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