KR101096703B1 - 플라즈마 애슁 방법 및 이를 이용한 액정 표시 장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양대전을 적용한 후, 플라즈마 처리가 이루어져 막질을 개선하고, 공정 특성을 개선한 플라즈마 애슁 방법 및 이를 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 플라즈마 애슁 방법은 원격 플라즈마 소오스와, 챔버와, 상기 챔버 내에 서로 대향된 상하부 전극 및 상기 하부 전극 상에 감광막 및 식각대상막이 차례로 적층된 기판을 포함하여 이루어진 플라즈마 애셔 장비의 플라즈마 애슁 방법에 있어서, 상기 원격 플라즈마 소오스의 플라즈마 가스 발생 동작과 동시에 상기 하부 전극을 양대전하는 단계 및 상기 원격 플라즈마 소오스로부터 유입된 플라즈마 가스 중 양전하를 기판 상부 및 주변으로 밀어내며, 반응성 라디칼을 상기 기판 상의 감광막과 산화시켜 감광막을 제거하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

플라즈마 애셔(Plasma Asher), 양이온 대전, 양의 직류 전압, 양이온

Description

플라즈마 애슁 방법 및 이를 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법{Method for Plasma Ashing and Method for Manufacturing LCD With Using the Same}

도 1은 일반적인 플라즈마 애셔 장비의 챔버 내부를 나타낸 단면도

도 2는 도 1의 플라즈마 애셔 장비의 챔버에 일어나는 플라즈마 애슁 작용을 나타낸 개략 단면도

도 3은 도 1의 플라즈마 애셔 장비를 이용한 애슁시 이온 충돌에 의한 막질의 데미지를 나타낸 단면도

도 4는 도 1의 플라즈마 애셔 장비를 이용한 컬러 필터의 애슁시 이온 충돌에 의한 막질의 데미지에 의한 이물 불량을 나타낸 평면도

도 5는 본 발명의 플라즈마 애셔 장비의 챔버 내부를 나타낸 단면도

도 6은 일반적인 플라즈마 애셔 장비의 챔버 내부 상하부 전극 및 그 사이에 일어나는 반응을 나타낸 개략 단면도

도 7은 본 발명의 플라즈마 애셔 장비의 챔버 내부 상하부 전극 및 그 사이에 일어나는 반응을 나타낸 개략 단면도

도 8은 본 발명의 플라즈마 애셔 장비 및 그 주변 구성을 나타낸 단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

100 : 원격 플라즈마 소스 150 : 매칭 네트워크

151 : 커넥터 152 : 전극 바

200 : 챔버 202 : 상부 전극

204 : 하부 전극 205 : 서셉터

206 : 하부 챔버 208 : 샤워 헤드

209 : 상부 챔버 플레이트 210 : 기판

211 : 상부 챔버 212 : 리프트 핀

215 : 격리부 216 : 베이플(baffle)

219 : O 링 221 : 양대전 양전하

222 : 양이온 223 : 라디칼

300 : 주 제어부 310 : RF 발생부

본 발명은 애슁을 위한 장비에 관한 것으로 특히, 양대전을 적용한 후, 플라즈마 처리가 이루어져 막질을 개선하고, 공정 특성을 개선한 플라즈마 애슁 방법 및 이를 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다.

그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으로 인하여 이동형 화상 표시 장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비젼 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.

이와 같은 액정 표시 장치가 일반적인 화면 표시 장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비 전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.

일반적인 액정 표시 장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동 신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 일정 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 유리 기판과, 상기 제 1, 제 2 유리 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.

여기서, 상기 제 1 유리 기판(TFT 어레이 기판)에는 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소 영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 라인의 신호를 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다.

그리고, 제 2 유리 기판(칼라 필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 차광층과, 칼라 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성된다.

이와 같은 상기 제 1, 제 2 유리 기판은 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고 액정 주입구를 갖는 실(seal)재에 의해 합착되어 상기 두 기판 사이에 액정이 주입된다.

여기서, 액정 주입 방법은 상기 실재에 의해 합착된 두 기판 사이를 진공 상태로 유지하여 액정 용기에 상기 액정 주입구가 잠기도록 하면 삼투압 현상에 의해 액정이 두 기판 사이에 주입된다. 이와 같이 액정이 주입되면 상기 액정 주입구를 밀봉재로 밀봉하게 된다.

상기 일반적인 액정 표시 장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한다. 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자 배열의 방향을 제어할 수 있다. 따라서, 상기 액정의 분자 배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자 배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 상기 액정의 분자 배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상 정보를 표현할 수 있다.

현재에는 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬 방식으로 배열된 능동 행렬 액정 표시 장치(Active Matrix LCD)가 해상도 및 동영상 구현 능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.

한편, 일반적인 플라즈마 애셔(Plasma Asher) 장비는, 액정 표시 장치의 제 조에 있어서, 감광막 패턴을 이용하여 식각이 요구되는 식각 대상막을 패터닝한 후, 상기 감광막 패턴을 애슁하여 제거하기 위한 장비이다.

이하, 도면을 참조하여 종래의 플라즈마 애셔 장비를 구체적으로 설명한다.

도 1은 일반적인 플라즈마 애셔 장비의 챔버 내부를 나타낸 단면도이다.

도 1과 같이, 일반적인 플라즈마 애셔 장비는, 원격 플라즈마 소오스(10)와, 그 상부 및 하부에 가스 주입구(11) 및 배기구(13)를 가지는 진공 챔버(20)와, 상기 진공 챔버(20) 내에 서로 일정 간격 이격되어 대향되는 상부 전극(14) 및 하부 전극(12)과, 상기 상부 전극(14) 하측에 플라즈마 가스를 확산시켜 뿌려주는 샤워 헤드(shower head)(3)와, 상기 하부 전극(12)을 지지하며 하부 전극(12) 상에 형성된 기판(30)을 리프팅하는 리프트 핀이 대응되는 서셉터(susceptor, 1)와, 상기 챔버 하부벽을 이루는 챔버 하부벽(19)과, 상기 하부 전극(12) 외곽에 형성되며 하측으로 플라즈마 반응이 일어나지 않도록 마스킹하는 섀도우 프레임(shadow frame)(7)을 포함하여 이루어진다.

상기 가스 주입구(11)는 상기 원격 플라즈마 소오스(10)에 연결되어 플라즈마 가스를 공급받는다.

상기 샤워 헤드(3)는 상부 전극(14)으로부터 가스 주입구(11)를 통해 공급되는 반응 가스의 흐름(flow)을 조절하는 역할을 하고, 상기 서셉터(1)는 플라즈마 애슁 처리가 이루어지는 기판(30)에 열에너지를 공급하는 히터기능과, 상기 기판(30)을 상부 및 하부 방향으로 움직이도록 이동성을 가진다.

상기 상부 전극(14)과 상기 하부 전극(12)에 각각 RF 전원 전압과, 접지 전압이 인가되면, 상기 원격 플라즈마 소오스(100)에서 유입된 라디칼에 의해 상기 챔버 내 감광막의 산화가 일어나고 산화막 감광막 성분이 상기 챔버(20)에 구비된 배기구에 의해 배출된다.

도 1은 반도체 및 액정 표시 장치의 제조에 있어서, 일반적으로 사용되어지는 플라즈마 애셔 장비를 구체화하여 도식화한 도면이다.

일반적인 플라즈마 애셔 장비의 동작을 살펴보면, 다음과 같다. 즉, 플라즈마 가스가 가스 주입구(11)를 통해 챔버(20) 내로 유입되면, 상기 하부 전극(12) 상에 놓여진 기판(30) 혹은 웨이퍼(wafer) 상에 형성된 감광막(미도시)들과 반응하여, 그 반응물들이 펌프에 의하여 배기구(13)를 통해 빠져나간다.

도 2는 도 1의 플라즈마 애셔 장비의 챔버에 일어나는 플라즈마 애슁 작용을 나타낸 개략 단면도이다.

도 2와 같이, 챔버 내의 플라즈마 속에는 다량의 라디칼(radical)(31)뿐만이 아니라 일부 양이온(32)과 전자(미도시)가 포함되어 내려오게 된다.

특히, 양이온(32)은 그 중력이 크고, 전기장에 의해 가속되기 쉬워, 전기장에 의해 가속되어 내려올 경우 대단히 큰 에너지를 가지게 되어 액정 표시 장치의 제조 공정에서는 기판에 손상을 일으키기도 하고, 반도체 제조 공정에서도 웨이퍼에 심각한 손상(damage)을 줄 수 있다. 그 뿐만 아니라, 챔버의 하부벽(19) 등, 챔버의 내부벽에 손상을 줄 뿐만 아니라 기판에 형성된 각종 부품들에 충격을 가하여 오염을 유발할 수 있다.

한편, 도 2에서는 상기 하부 전극(12)이 서셉터와 일체형으로 형성된 모습이 도시되어 있다.

도 3은 도 1의 플라즈마 애셔 장비를 이용한 애슁시 이온 충돌에 의한 막질의 데미지를 나타낸 단면도이다.

도 3과 같이, 플라즈마 애셔 장비가 이용되는 기판(40) 상에는 식각이 이루어지는 식각 대상막(41)과, 상기 식각 대상막(41)을 패터닝한 후 남아있는 감광막 잔사(42)가 남아있다. 여기서, 상기 감광막 잔사(42)가 애슁이 이루어져야 할 형성층이다. 그런데, 일반적인 플라즈마 애슁 장비에 있어서는, 양이온이 무거운 중량을 가져 전자나 라디칼에 비해 하측으로 내려앉기 쉽고, 또한, 전기장에 의해 가속되기 때문에, 상기 식각 대상막(41)의 막질 상부가 양이온의 충돌에 의해 데미지가 발생한다.

도 4는 도 1의 플라즈마 애셔 장비를 이용한 컬러 필터의 애슁시 이온 충돌에 의한 막질의 데미지에 의한 이물 불량을 나타낸 평면도이다.

도 4는, 패터닝이 이루어지는 식각 대상층이 컬러 필터층(50)일 경우, 상기 식각 대상층 상부의 감광막의 애슁시 상기 컬러 필터층(50)의 표면에 양이온이 내려앉을 경우, 양이온에 의해 손상이 발생된 예를 나타낸다.

상기와 같은 종래의 플라즈마 애셔 장비는 다음과 같은 문제점이 있다.

원격 플라즈마 소오스에 전력이 인가되면 챔버 내부로 다량의 라디칼이 유입되어 기판의 잔류 감광막을 산화시켜 제거한다. 이 때, 원격 플라즈마 소오스는 이온을 걸러주고 라디칼만을 공급하여야 하지만, 일부 이온, 그 중 상대적으로 중량 이 커 전기장에 의해 가속되어 하측으로 내려오는 양이온이 챔버내로 유입되어 기판에 손상을 입힐 수 있다. 특히, 이러한 양이온의 유입으로 감광막 하부의 식각 대상막의 막 표면에 데미지를 발생시키거나, 이물 등이 잔류하는 등의 문제가 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 양대전을 적용한 후, 플라즈마 처리가 이루어져 막질을 개선하고, 공정 특성을 개선한 플라즈마 애슁 방법 및 이를 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라즈마 애슁 방법은 원격 플라즈마 소오스와, 챔버와, 상기 챔버 내에 서로 대향된 상하부 전극 및 상기 하부 전극 상에 감광막 및 식각대상막이 차례로 적층된 기판을 포함하여 이루어진 플라즈마 애셔 장비의 플라즈마 애슁 방법에 있어서, 상기 원격 플라즈마 소오스의 플라즈마 가스 발생 동작과 동시에 상기 하부 전극을 양대전하는 단계 및 상기 원격 플라즈마 소오스로부터 유입된 플라즈마 가스 중 양전하를 기판 상부 및 주변으로 밀어내며, 반응성 라디칼을 상기 기판 상의 감광막과 산화시켜 감광막을 제거하는 단계를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.

상기 하부 전극의 양대전은 상기 하부 전극에 양의 직류 전압을 인가하여 이루어진다.

상기 양의 직류 전압은 1~3kV이다.

상기 하부 전극의 양대전과 함께 미소 전류를 공급한다.

상기 미소 전류는 1mA이하이다.

또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은 감광막 패턴 및 상기 감광막 패턴에 의해 식각이 완료된 식각 대상막이 차례로 적층된 기판을 준비하는 단계와, 원격 플라즈마 소오스와, 챔버 및 상기 챔버 내에 서로 대향된 상하부 전극을 구비한 플라즈마 애셔 장비를 준비하는 단계와, 상기 플라즈마 애셔 장비 내의 상기 하부 전극 상에 상기 기판을 장착하는 단계와, 상기 원격 플라즈마 소오스의 플라즈마 가스 발생 동작과 동시에 상기 하부 전극에 양(+)전압을 인가하여 상기 기판을 양대전하는 단계 및 상기 원격 플라즈마 소오스로부터 유입된 플라즈마 가스 중 양전하를 기판 상부 및 주변으로 밀어내며, 반응성 라디칼을 상기 기판 상의 감광막 패턴과 산화 반응시켜 상기 감광막 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.

상기 양전압은 직류 전압이며, 상기 직류 전압은 1~3kV이다.

상기 하부 전극에 양전압 인가와 함께 미소 전류를 공급한다.

상기 식각 대상막은 금속막, 무기 절연막, 수지막 중 적어도 어느 하나이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 플라즈마 애셔 장비를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 플라즈마 애셔 장비의 챔버 내부를 나타낸 단면도이다.

도 5와 같이, 본 발명의 플라즈마 애셔 장비는 원격 플라즈마 소오스(100)와, 상기 원격 플라즈마 소오스(100)로부터 플라즈마 가스를 공급받는 가스 주입구 (201) 및 배기구(미도시)를 가지는 진공 챔버(200)와, 상기 진공 챔버(200) 내에는 서로 일정 간격 이격되어 대향되는 상부 전극(202) 및 하부 전극(204)과, 상기 상부 전극(202) 하측에 위치하여, 상기 상부 전극(202)을 통과하는 플라즈마 가스를 확산시켜 뿌려주는 샤워 헤드(shower head)(208)와, 상기 하부 전극(204)과 일체형으로 상기 하부 전극(204)을 지지하며 형성된 서셉터(susceptor)와, 상기 하부 전극(204)을 통과하여 기판(210)을 들어올리는 리프트 핀(212)과, 상기 챔버(200)의 하부를 지지하는 챔버 하부벽(206)과, 상기 샤워 헤드(208)와과 챔버 내벽을 전기적으로 격리시키는 격리부(215) 및 상기 격리부(215)를 포함하여 상부 전극(202)을 지지하는 지지부(216)를 포함하여 이루어진다.

상기 샤워 헤드(208)는 상부 전극(202)으로부터 가스 주입구(201)를 통해 공급되는 반응 가스의 흐름(flow)을 조절하는 역할을 하고, 상기 하부 전극(204)과 일체형으로 형성된 서셉터는 플라즈마 애슁 처리가 이루어지는 기판(210)에 열에너지를 공급하는 히터기능과, 리프트 핀(212)이 대응되어 상기 기판(100)을 상부 및 하부 방향으로 움직이도록 이동성을 가진다.

이러한 본 발명의 플라즈마 애셔 장비의 하부전극(204)에는, 상기 원격 플라즈마 소오스(100)에 동작 시점과 함께 양전압이 걸린다. 원격 플라즈마 소오스(100)에 전력을 인가하면 챔버(200) 내부로 다량의 이온 및 전자와 라디칼 등이 유입된다. 이 경우, 양이온이 가장 중량이 많고, 또한, 전기장이 걸리는 방향에 따라 가속이 심화되어 하측으로 내려오는 경향이 심하며, 양이온은 기판 상의 감광막 잔사 외에도 막(식각 대상막)질의 손상을 일으키는 경향이 심하고, 또한, 원하지 않 는 전하 성분이 되어 기판(210) 상에 형성하고자 하는 소자의 전기적 특성이 악화되므로, 본 발명의 플라즈마 애셔 장비에 있어서는, 양전압을 상기 하부 전극(204)에 미리 걸어주어 하측으로 내려오고자 하는 양이온이 척력에 의해 기판(210) 부위의 충돌을 최소화하고자 한다.

이 경우, 상기 양전압이 걸리는 시기는 상기 원격 플라즈마 소오스(210)의 동작 시점과 같고, 양전압이 걸리는 시간은 플라즈마 애슁이 진행되는 시간동안이다. 예를 들어, 애슁 공정 시간의 반 이상동안 양전압을 걸어주도록 한다. 예를 들어, 애슁 시간이 80~100초일 때, 40~50초 이상은 하부 전극에 전압을 걸어준다.

이 때, 상기 양전압은 직류 전압(Direct Current Voltage)이어야 하고, 넓은 면적의 기판(210)을 전체적으로 양대전하기 위해 약 1~3kV 정도로 인가하며, 약 1mA 이하의 미소량의 전류를 인가하여야 한다.

이와 같이, 양전압을 하부 전극(204)측에 걸어주면, 하부 전극(204) 상에 위치한 기판(210) 상부에 양전하가 대전되고, 이에 의해 상하부 전극(202, 204) 사이에 전기장이 걸렸을 때, 하부측으로 내려오는 양전하들에 척력이 작용하게 되어 화살표 방향으로 기판(210) 표면에서 밀려지게 된다.

이하, 이러한 본 발명의 플라즈마 애셔 장비의 동작을 살펴본다.

상기 원격 플라즈마 소오스(100)에 전력이 인가되면 챔버(200) 내부로 다량의 라디칼(radical)이 유입되어 기판(210)의 잔류 감광막을 산화시켜 제거하여 애슁(ahsing)을 진행한다. 이 때, 원격 플라즈마 소오스(100)로부터, 플라즈마 상태의 라디칼 외에 완전히 걸러지지 못한 이온, 특히 양이온이 함께 공급된다 하더라 도, 상기 하부 전극(204)에 양전압을 인가하여 주어, 기판(210)측으로 내려오는 양이온을 밀어내어 기판(210) 상부의 막질의 손상이 방지되게 된다.

도 6은 일반적인 플라즈마 애셔 장비의 챔버 내부 상하부 전극 및 그 사이에 일어나는 반응을 나타낸 개략 단면도이며, 도 7은 본 발명의 플라즈마 애셔 장비의 챔버 내부 상하부 전극 및 그 사이에 일어나는 반응을 나타낸 개략 단면도이다.

도 6과 같이, 일반적인 플라즈마 애셔 장비의 챔버 내부의 상하부 전극의 거리(distance)(h1) 조정(거리 증가)을 통하여 양이온(31)의 영향을 줄이고 라디칼(32)의 역할을 증가시키는 원리를 도식화한 것으로, 이온들의 분산(dispersion)과 재결합 과정이 발생하며, 이에 따라 애슁 균일도(Ashing Uniformity) 개선 및 데미지 감소 효과를 가져온다. 하지만, 이에 따른 문제점은 상하부 전극(14, 12)간의 거리 증가로 인해 애슁률이 감소하기 때문에 공정 시간(tact time)이 증가하게 되는 단점을 초래하게 되는 것이다.

도 7과 같이, 상대적으로 본 발명의 플라즈마 애셔 장비에 있어서는, 상하부 전극(202, 204) 사이에 유입된 양전하(222)를 미리 하부 전극(204)에 양전압을 걸어주어 기판(210) 표면을 양대전(221)시켜, 양전하(222)가 기판(210)으로부터 멀어지게 밀어줌으로써, 상하부 전극(202, 204)간의 거리 감소가 가능하여, 일반적인 플라즈마 애셔 장비의 구조 및 이를 이용한 애슁 방법에 비해 애슁률(Ashing rate) 증가 및 공정 시간 감소를 가져올 수 있다.

도 8은 본 발명의 플라즈마 애셔 장비 및 그 주변 구성을 나타낸 단면도이다.

도 8과 같이, 본 발명의 플라즈마 애셔 장비 및 그 주변 구성은 도 5의 구성을 보다 상세히 나타낸 것으로, 이하에서는 도 5와 비교하여 더 포함된 구성 요소에 대하여 설명한다.

주제어부(Main Controller, 300)와, 상기 주제어부(300)의 제어를 통해 RF(Radio Frequency)를 발생하는 RF 발생부(310)와, 발생된 RF의 전력을 손실없이 최대로 챔버(200)로 전달하도록 공진 회로를 구성하는 매칭 네트워크(Matching Network, 150)가 챔버(200) 주변에 더 형성된다. 그리고, 상기 매칭 네트워크(150)의 내부에는 커넥터(151)가 형성되어, 상기 챔버(200)를 관통하는 전극 바(Electrode bar, 152)와 연결되고, 필요한 전력을 전달한다.

상기 챔버(200) 내부를 구체적으로 살펴보면, 상부 전극(202)과, 상기 상부 전극(202)의 홀을 통해 상기 원격 플라즈마 소오스(100)를 통해 유입된 라디칼 등을 샤워링하는 샤워 헤드(208)가 서로 적층되어 형성되며, 상기 상부 전극(202) 및 샤워 헤드(208)와 소정 간격 이격되어, 그 사이에 공간에 플라즈마를 유발하는 하부 전극이 형성되며, 상기 하부 전극과 일체형으로 서셉터(205)가 형성된다. 그리고, 상기 서셉터(205)의 소정 부위에는 배기 펌프(212)가 대응되어 형성되어, 플라즈마 애슁 처리 후, 남은 배기 가스를 외부로 유출한다.

또한, 상기 챔버(200)는 상부 챔버벽(211)과, 상부 챔버벽(211) 및 하부 챔버(206)로 구분되며, 그 사이를 결합할 때, 공기와 차단시켜 연결하는 O링(O-ring)(219)이 더 형성된다.

도 8에서도 보여지는 바와 같이, 본 발명의 플라즈마 애셔 장비는 하부전극 (204) 또는 하부 전극(204)과 일체형으로 형성된 서셉터(205)에 양의 직류 전압이 인가되어 플라즈마 애슁 처리가 진행된다.

따라서, 상기 원격 플라즈마 소오스(100)로부터 라디칼과 함께 유입되는 양전하 또는 양이온을 미리 상기 기판(210)에 양대전을 걸어주어, 밀어주어, 상기 양전하 또는 양이온에 기인된 막질의 손상이나 이물의 발생 등을 방지할 수 있다. 또한, 양이온에 의한 손상을 방지하는 조건에서 플라즈마 애슁 처리가 이루어지므로, 상하부 전극간의 거리를 줄일 수 있고, 따라서, 기판 상에 작용하는 라디칼 반응이 활성화되어 공정 시간을 줄일 수 있게 된다.

상술한 플라즈마 애셔 장비는 액정 표시 장치에 제조에 있어서 뿐만이 아니라 애슁이 요구되는 반도체 소자의 제조나 기타 표시 장치의 제조에 이용될 수 있을 것이다.

이하, 상기 플라즈마 애셔 장비의 애슁을 액정 표시 장치의 제조에 이용한 예를 설명한다.

본 발명의 플라즈마 애셔 장비를 이용할 경우, 액정 표시 장치의 제조 방법은 다음의 순서로 진행한다.

먼저, 감광막 패턴 및 상기 감광막 패턴에 의해 식각이 완료된 식각 대상막이 차례로 적층된 기판을 준비한다.

이어, 원격 플라즈마 소오스와, 챔버 및 상기 챔버 내에 서로 대향된 상하부 전극을 구비한 플라즈마 애셔 장비를 준비한다.

이어, 상기 플라즈마 애셔 장비 내의 상기 하부 전극 상에 상기 기판을 장착 한다.

이어, 상기 원격 플라즈마 소오스의 플라즈마 가스 발생 동작과 동시에 상기 하부 전극에 양(+)전압을 인가하여 상기 기판을 양대전한다.

이어, 상기 원격 플라즈마 소오스로부터 유입된 플라즈마 가스 중 양전하를 기판 상부 및 주변으로 밀어내며, 반응성 라디칼을 상기 기판 상의 감광막 패턴과 산화 반응시켜 상기 감광막 패턴을 제거한다.

이 경우, 상기 하부 전극에 인가하는 상기 양전압은 직류 전압이며, 상기 직류 전압은 1~3kV이다. 그리고, 상기 하부 전극에 양전압 인가와 함께 미소 전류를 공급한다.

여기서, 상기 식각 대상막은 금속막, 무기 절연막, 수지막 중 적어도 어느 하나로, 액정 표시 장치의 제조시, 하부 기판 상에 형성되는 게이트 라인, 데이터 라인 등의 금속 배선일 수도 있고, 게이트 절연막, 층간 절연막, 보호막일 수도 있고, 혹은 상부 기판 상에 형성되는 컬러 필터층, 블랙 매트릭스층의 수지막 및 오버층 등 어느 하나가 될 수 있을 것이다.

상기와 같은 본 발명의 플라즈마 애셔 방법 및 액정 표시 장치의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 반도체 또는 액정 표시 장치의 제조에 있어서 이용되는 플라즈마 애셔(asher) 장비에 있어서, 하부 전극에 양의 직류 전압을 인가하여, 공정 진행 중 유입되는 양이온과의 척력을 이용하여 기판 막질 상의 데미지를 최소화할 수 있다.

둘째, 반도체 또는 액정 표시 장치 제조 장치용 플라즈마 애셔 장비에 적용시 상부, 하부 전극의 거리 감소를 통한 공정 진행이 가능하며, 이로 인해 애슁비 증가를 통한 공정 시간(tact time) 감소 효과를 거둘 수 있다.

궁극적으로 본 발명의 플라즈마 애셔 방법을 이용한 가장 큰 효과는 공정 조건 개선을 통한 막질 개선 효과라 할 수 있다.

Claims (10)

1. 원격 플라즈마 소오스와, 챔버와, 상기 챔버 내에 서로 대향된 상하부 전극과, 상기 상부 전극 하부에 위치하여 상기 상부 전극을 통과하는 플라즈마 가스를 확산하여 하측으로 뿌려주는 샤워 헤드 및 상기 하부 전극 상에 감광막 및 식각대상막이 차례로 적층된 기판을 포함하여 이루어진 플라즈마 애셔 장비의 플라즈마 애슁 방법에 있어서,

   상기 원격 플라즈마 소오스의 플라즈마 가스 발생 동작과 동시에 상기 하부 전극에 양의 직류 전압 인가와 함께, 1mA 이하의 전류를 공급하며, 상기 하부 전극을 양대전하는 단계; 및

   상기 하부 전극의 양대전에 의해 상기 샤워 헤드로부터 뿌려진 플라즈마 가스 중 양전하를 기판 상부 및 주변으로 밀어내며, 상기 플라즈마 가스 중 반응성 라디칼을 상기 기판 상의 감광막과 산화시켜 감광막을 제거하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 플라즈마 애슁 방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 양의 직류 전압은 1~3kV인 것을 특징으로 하는 플라즈마 애슁 방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 감광막 패턴 및 상기 감광막 패턴에 의해 식각이 완료된 식각 대상막이 차례로 적층된 기판을 준비하는 단계;

   원격 플라즈마 소오스와, 챔버 및 상기 챔버 내에 서로 대향된 상하부 전극과, 상기 상부 전극을 통과하는 플라즈마 가스를 확산하여 하측으로 뿌려주는 샤워 헤드를 구비한 플라즈마 애셔 장비를 준비하는 단계;

   상기 플라즈마 애셔 장비 내의 상기 하부 전극 상에 상기 기판을 장착하는 단계;

   상기 원격 플라즈마 소오스의 플라즈마 가스 발생 동작과 동시에 상기 하부 전극에 양(+)전압을 인가하며, 1mA 이하의 전류를 공급하여 상기 하부 전극을 양대전하는 단계; 및

   상기 하부 전극의 양대전에 의해, 상기 샤워 헤드로부터 뿌려지는 플라즈마 가스 중 양전하를 기판 상부 및 주변으로 밀어내며, 상기 플라즈마 가스 중 반응성 라디칼을 상기 기판 상의 감광막 패턴과 산화 반응시켜 상기 감광막 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 양전압은 직류 전압인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 직류 전압은 1~3kV인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
9. 삭제
10. 제 6항에 있어서,

    상기 식각 대상막은 금속막, 무기 절연막, 수지막 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.

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