KR102234630B1 - 성막 방법, 성막 장치, 소자구조체의 제조 방법, 및 소자구조체의 제조 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 성막 방법은, 액상의 수지 재료를 가열부에 분무하여 기화하고, 기화된 증기를 기판 상에 공급하여 수지 재료막을 성막하는 성막 방법으로서, 상기 수지 재료를 상기 가열부에 공급한 양의 합계인 기화적산량에 따라 감소하는 상기 수지 재료의 기화율을 보상하도록 성막 조건을 제어한다.
Description
본 발명은, 성막 방법, 성막 장치, 소자구조체의 제조 방법, 및 소자구조체의 제조 장치에 관한 것으로서, 특히, 산소, 수분 등으로부터 디바이스 등을 보호하는 적층 구조를 가지는 소자구조체의 제조에 이용하는데 적합한 기술에 관한 것이다.
본원은, 2017년 2월 21일에 일본 출원된 특허출원 2017－030318호에 기초해 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
수분 혹은 산소 등에 의해 열화하기 쉬운 성질을 가지는 화합물을 포함하는 소자로서, 예를 들면, 유기 EL (Electro Luminescence) 소자 등이 알려져 있다. 이와 같은 소자에 대해서는, 화합물을 포함하는 층과 이 층을 피복하는 보호층이 적층된 적층 구조를 형성함으로써, 소자 내에의 수분 등의 침입을 억제하는 시도가 되고 있다. 예를 들면, 하기 특허문헌 1에는, 상부 전극층 상에, 무기막과 유기막의 적층막으로 구성된 보호막을 가지는 발광소자가 기재되어 있다.
상기의 유기막으로서는 아크릴 수지 등이 이용되고 있다. 유기막의 성막 방법으로서 수지 재료를 기화하여 공급하고, 기판 상에서 수지 재료를 액화시키고, 수지 재료에 UV 광을 조사하여 수지 재료를 중합시키고, 수지막을 성막하는 방법이 검토되고 있다. 그러나, 수지 재료를 기화할 때에, 기화기에서 수지 재료가 완전히 증발하지 않고 가열부에 수지 재료액이 남거나 가열에 의해 수지 재료의 고화가 발생하거나 하는 경우가 있었다. 이 때문에 경시적으로 기화 효율이 나빠지고, 기화기에의 수지 재료의 공급량은 일정해도, 기화기로부터 성막실에 공급되는 증기 공급량이 서서히 감소하여 데포레이트(성막률)가 서서히 악화되어 버리는 문제가 있었다. 특히, 처리 시간이 길어지면 기화 효율 저감에 의해, 성막 상태가 안정되지 않는 문제가 있었다.
또한, 충분한 수지 재료의 증기가 성막 장치에 공급되지 않는 것에 기인하여, 성막이 충분히 행해지지 않을 가능성이 있다. 이 경우에는, 디바이스층을 가지는 기판 표면에 요철이 형성되어 버리는 경우 등, 상기 요철을 충분히 피복할 수 없고, 예를 들면, 요철의 경계부에 피복 불량이 생길 가능성이 있다는 문제가 있었다. 이러한 무기막의 피복 불량이 발생하면, 피복 불량이 발생한 개소로부터의 수분의 침입을 저지할 수 없게 되기 때문에, 충분한 배리어성을 확보하는 것이 곤란해진다.
본 발명은, 상기의 사정에 감안하여 이루어진 것으로서, 이하의 목적 중 적어도 하나를 달성하려고 하는 것이다.
1.수지 재료의 증기의 공급 상태의 개선을 도모하는 것.
2.공급량 저하에 기인하는 성막 결함을 방지하는 것.
3.성막 레이트의 안정화를 도모하는 것.
4.배리어성의 확보를 도모하는 것.
본 발명의 제1형태와 관련되는 성막 방법은, 액상의 수지 재료를 가열부에 분무하여 기화하고, 기화된 증기를 기판 상에 공급하여 수지 재료막을 성막하는 성막 방법으로서, 상기 수지 재료를 상기 가열부에 공급한 양의 합계인 기화적산량에 따라 감소하는 상기 수지 재료의 기화율을 보상하도록 성막 조건을 제어한다.
본 발명의 제1형태와 관련되는 성막 방법에서는, 상기 성막 조건은, 상기 수지 재료막을 상기 기판 1장당 성막하는 성막 시간, 혹은 액상의 수지 재료를 상기 가열부에 분무하는 단위시간당 공급량의 적어도 어느 하나를 포함해도 좋다.
본 발명의 제1형태와 관련되는 성막 방법에서는, 상기 가열부는 경사면을 가져도 좋다.
본 발명의 제1형태와 관련되는 성막 방법에서는, 상기 수지 재료는, 자외선 경화형 아크릴 수지 재료이어도 좋다.
본 발명의 제2형태와 관련되는 성막 장치는, 액상의 수지 재료를 가열부에 분무하여 기화하고, 기화된 증기를 기판 상에 공급하여 수지 재료막을 성막하는 성막 장치로서, 상기 가열부에 수지 재료를 공급한 적산량을 포함하는 기화 운전 데이터를 기록하는 기록부와, 상기 기화 운전 데이터를 참조하여, 성막 시간을 길게 하는 시간, 혹은 상기 액상의 수지 재료를 상기 가열부에 분무하는 단위시간당 공급량을 증가시키는 증가량의 적어도 어느 하나를 결정하는 제어부를 가진다.
본 발명의 제3형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법은, 기판의 일면에 배치된 기능층을 피복하는 것과 함께, 국소적인 철부(凸部)를 가지는, 무기 재료로 이루어지는 제1층을 형성하는 제1공정(공정 A)와, 상기 기판의 일면측(1주면측)을 덮는 상기 제1층을 피복하도록, 액상의 수지 재료를 기화하여 공급하고 상기 수지 재료로 이루어지는 수지 재료막을 형성하는 제2공정(공정 B)와, 상기 제1층을 측단면으로부터 볼 때, 상기 철부의 외측면과 상기 기판의 일면의 경계부를 포함하는 위치에 있는 상기 수지 재료막의 일부를 잔존시키고, 상기 수지 재료막이 잔존하는 위치와는 다른 위치에 있는 상기 수지 재료막을 제거하는 제3공정(공정 C)와, 상기 잔존시킨 수지 재료막의 일부, 및 상기 수지 재료막의 제거에 의해 노출된 상기 제1층을 피복하도록, 무기 재료로 이루어지는 제2층을 형성하는 제4공정(공정 D)를 포함하고, 상기 제2공정에서, 기화된 상기 수지 재료의 기화 지속 시간에 따라 감소하는 상기 수지 재료를 보상하도록 공급 상태를 제어한다.
본 발명의 제3형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서는, 상기 제2공정에서, 기화된 상기 수지 재료의 공급 시간에 대응한 상기 수지 재료의 공급량에 따라 상기 수지 재료막의 성막 시간을 길게 해도 좋다.
본 발명의 제3형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서는, 상기 제2공정에서의 상기 수지 재료막의 성막 처리시에, 기화된 상기 수지 재료를 성막실의 내부에 공급하는 것과 함께, 상기 수지 재료막의 비성막 처리시에는, 기화된 상기 수지 재료를 상기 성막실의 외부로 송통(送通)시키고 상기 수지 재료의 공급량을 상기 수지 재료의 기화량으로서 적산한 적산량을 얻고, 상기 적산량에 따라 상기 수지 재료막의 성막 시간을 제어한다.
본 발명의 제3형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서는, 상기 제3공정은, 상기 제1층을 측단면으로부터 볼 때, 상기 철부의 외측면에서의 정부(頂部)를 포함하는 영역이 노출되도록, 상기 수지 재료막을 제거해도 좋다.
본 발명의 제3형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서는, 상기 제3공정은, 상기 수지 재료막을 제거하는 수법으로서 드라이 에칭법을 이용해도 좋다.
상기 제3공정은, 상기 수지 재료막을 에칭 처리하는 조건 중 특정의 조건의 변화를 검출하고, 검출된 검출 결과를 상기 에칭 처리의 종점으로서 이용해도 좋다.
본 발명의 제4형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치는, 기판의 일면측에 배치된 기능층을 피복하는 것과 함께, 국소적인 철부를 가지는, 무기 재료로 이루어지는 제1층을 형성하는 제1층 형성부와, 액상의 수지 재료를 가열하여 기화하는 기화기로부터 기화된 상기 수지 재료를 공급할 수 있도록 하고, 상기 제1층을 피복하는 상기 수지 재료로 이루어지는 수지 재료막을 형성하는 수지 성막부와, 상기 제1층을 측단면으로부터 볼 때, 상기 철부의 외측면과 상기 기판의 일면의 경계부를 포함하는 위치에 있는 상기 수지 재료막의 일부를 잔존시키고, 상기 수지 재료막이 잔존하는 위치와는 다른 위치에 있는 상기 수지 재료막을 제거하는 국재화 처리부와, 상기 기판의 일면측에 있는 상기 철부, 상기 잔존시킨 수지 재료막의 일부, 및 상기 제거에 의해 노출된 상기 제1층을 피복하도록, 무기 재료로 이루어지는 제2층을 형성하는 제2층 형성부를 가지는 것과 함께, 상기 기화기가 구비하는 기화조에 접속되고, 성막시에 기화된 상기 수지 재료를 상기 수지 성막부에 공급하는 공급관과, 상기 기화조에 접속되고, 비성막 처리시에 기화된 상기 수지 재료를 상기 수지 성막부의 외부로 송통하는 외부관과, 상기 공급관과 상기 외부관을 전환하는 전환 밸브를 구비하고, 기화 지속 시간에 따라 감소하는 상기 수지 재료를 보상하도록 상기 수지 성막부에 수지 재료를 공급하는 공급 시간을 제어하는 제어부를 가진다.
본 발명의 제1형태와 관련되는 성막 방법에 따르면, 기화된 상기 수지 재료의 기화 지속 시간에 따라 감소하는 상기 수지 재료를 보상할 수 있고 수지 재료의 공급량을 성막 시간의 경과에 관계없이 안정시키도록 보상하고, 기화적산량에 따라 감소하는 경우에 있는 성막 레이트를 일정하게 하는 것이 가능해지고, 막 두께의 균일성 등 성막 특성을 소망한 상태로 할 수 있다.
본 발명의 제1형태와 관련되는 성막 방법에서, 상기 성막 조건은, 상기 수지 재료막을 상기 기판 1장당 성막하는 성막 시간, 혹은 액상의 수지 재료를 가열부에 분무하는 단위시간당 공급량의 적어도 어느 하나를 포함한다. 이것에 의해, 성막 시간을 길게 하는 것, 혹은 액상의 수지 재료를 가열부에 분무하는 단위시간당 공급량을 점차 증가시켜 성막 레이트의 균일화를 도모하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제1형태와 관련되는 성막 방법에서, 상기 가열부는 경사면을 가짐으로써, 수지 재료의 공급량이 기화적산량에 따라 감소하는 비율을 감소할 수 있다.
본 발명의 제1형태와 관련되는 성막 방법에서, 상기 수지 재료는, 자외선 경화형의 아크릴 수지 재료일 수 있다.
본 발명의 제2형태와 관련되는 성막 장치에 따르면, 상기 가열부에 수지 재료를 공급한 적산량을 포함하는 기화 운전 데이터를 기록하는 기록부와, 기화 운전 데이터를 참조하여, 성막 시간을 길게 하는 시간, 혹은 상기 액상의 수지 재료를 상기 가열부에 분무하는 단위시간당 공급량을 증가시키는 증가량의 적어도 어느 하나를 결정하는 제어부를 가질 수 있다.
본 발명의 제3형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에 따르면, 상기 제2공정에서, 기화된 상기 수지 재료의 기화 지속 시간에 따라 감소하는 상기 수지 재료를 보상하도록 공급 상태를 제어하여, 수지 재료의 공급량을 성막 시간의 경과에 관계없이 안정시키는 것과 함께, 복수의 기판에 순서대로 성막을 행하는 경우에도, 수지 재료의 공급량을 성막 순서 및 성막 시간에 관계없이 안정시키고, 성막 레이트의 변동이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 성막 레이트를 안정시키고, 소망의 막 특성을 가지는 수지 재료막을 형성할 수 있는 것과 함께, 이것에 의해, 국재화한 수지 재료막(수지재)에 의해서, 제1층 및 제2층에 의한 기능층에 대한 봉지(封止)를 확실히 행하고, 배리어 특성이 높은 소자구조체를 제조할 수 있는 것이 가능해진다.
본 발명의 제3형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서는, 상기 제2공정에서, 기화된 상기 수지 재료의 공급 시간에 대응한 상기 수지 재료의 공급량에 따라 상기 수지 재료막의 성막 시간을 길게 하여, 처리 시간에 따라 감소하는 상기 수지 재료를 용이하게 보상할 수 있고, 성막 레이트의 안정화를 도모하고, 막 특성의 변동을 방지하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제3형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서는, 상기 제2공정에서의 상기 수지 재료막의 성막 처리시에, 기화된 상기 수지 재료를 공급하는 것과 함께, 비성막 처리시에는, 기화된 상기 수지 재료를 상기 성막실 외부로 송통시킨다. 상기 수지 재료의 공급량을 상기 수지 재료의 기화량으로서 적산한 적산량을 얻고, 이 적산량에 따라 상기 수지 재료막의 성막 시간을 제어함으로써 복수장의 성막을 행하는 경우에, 성막 순서 및 성막 시간의 경과에 관계없이 성막 두께를 제어하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 제3형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서, 상기 제3공정은, 상기 제1층을 측단면으로부터 볼 때, 상기 철부의 외측면 중, 정부를 포함하는 영역이 노출되도록, 상기 수지 재료막을 제거한다. 이것에 의해, 국재화한 수지 재료막(수지재)에 의해서, 제1층 및 제2층에 의한 기능층에 대한 봉지를 확실히 행하고, 제1층에 불필요한 데미지를 주지 않고, 수지 재료막(수지재)의 불필요한 부분을 제거하고, 봉지에 필요한 부분만 국재화시키는 것이 용이하게 가능해진다. 이것에 의해 배리어 특성이 높은 소자구조체를 제조할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 제3형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서 상기 제3공정은, 상기 수지 재료막을 제거하는 수법으로서 드라이 에칭법을 이용함으로써, 제1층에 불필요한 데미지를 주지 않고, 수지 재료막의 불필요한 부분을 제거하고, 봉지에 필요한 부분만 국재화시킬 수 있다.
또한, 상기 제3공정은, 상기 수지 재료막을 에칭 처리하는 조건 중 특정의 조건의 변화를 검출하고, 상기 에칭 처리의 종점으로서 이용함으로써, 수지 재료막을 확실히 제거하는 것과 함께, 제1층에 부여하는 불필요한 데미지를 저감할 수 있다.
본 발명의 제4형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치에 따르면, 수지 재료의 공급량을 성막 시간의 경과에 관계없이 안정시키는 것과 함께, 복수의 기판에 순서대로 성막을 행하는 경우에도, 수지 재료의 공급량을 성막 순서 및 성막 시간에 관계없이 안정시키고, 성막 레이트의 변동이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 성막 레이트를 안정시키고, 소망의 막 특성을 가지는 수지 재료막을 형성할 수 있는 것과 함께, 이것에 의해, 국재화한 수지 재료막에 의해서 제1층 및 제2층에 의한 기능층에 대한 봉지를 확실히 행하고, 배리어 특성이 높은 소자구조체를 제조할 수 있는 것이 가능해진다.
본 발명의 형태에 따르면, 수지 재료 공급 상태의 안정화를 도모하고, 공급량 변동에 기인하는 성막 결함을 방지하고, 성막 레이트의 안정화를 도모하고, 수지 재료막을 안정하게 성막할 수 있다고 하는 효과를 얻는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치를 나타내는 개략 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치에서의 수지 성막부를 나타내는 모식 단면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 4는 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치에 의해서 제조되는 소자구조체를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치에 의해서 제조되는 소자구조체를 나타내는 평면도이다.
도 6은 상기 소자구조체의 주요부의 확대 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서의 공정을 나타내는 공정도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서의 공정을 나타내는 공정도이다.
도 9는 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서의 공정을 나타내는 공정도이다.
도 10은 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서의 공정을 나타내는 공정도이다.
도 11은 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서의 공정을 나타내는 공정도이다.
도 12는 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치에 의해서 제조되는 소자구조체의 구성의 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치에 의해서 제조되는 소자구조체의 구성의 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치에 의해서 제조되는 소자구조체의 구성의 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 15는 수지 재료의 기화 지속 시간(공급량)과 일정한 처리 시간에서의 성막 두께의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16은 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서의 수지 재료의 기화 지속 시간(공급량)과 보상 시간을 통합 성막 두께의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 17은 본 발명의 제2실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 18은 본 발명의 제3실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치에서의 수지 성막부를 나타내는 모식 단면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 4는 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치에 의해서 제조되는 소자구조체를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치에 의해서 제조되는 소자구조체를 나타내는 평면도이다.
도 6은 상기 소자구조체의 주요부의 확대 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서의 공정을 나타내는 공정도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서의 공정을 나타내는 공정도이다.
도 9는 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서의 공정을 나타내는 공정도이다.
도 10은 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서의 공정을 나타내는 공정도이다.
도 11은 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서의 공정을 나타내는 공정도이다.
도 12는 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치에 의해서 제조되는 소자구조체의 구성의 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치에 의해서 제조되는 소자구조체의 구성의 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치에 의해서 제조되는 소자구조체의 구성의 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 15는 수지 재료의 기화 지속 시간(공급량)과 일정한 처리 시간에서의 성막 두께의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16은 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서의 수지 재료의 기화 지속 시간(공급량)과 보상 시간을 통합 성막 두께의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 17은 본 발명의 제2실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 18은 본 발명의 제3실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 제1실시 형태와 관련되는 성막 방법, 성막 장치, 소자구조체의 제조 방법, 및 소자구조체의 제조 장치를, 도면에 기초해 설명한다.
도 1은, 본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치(성막 장치)를 나타내는 개략 모식도이다. 도 2는, 본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치를 나타내는 개략 모식도이다. 도 3은, 본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이고, 도 1에서, 부호 1000은, 소자구조체의 제조 장치이다.
본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치(1000)은, 후술한 바와 같이, 유기 EL 소자 등의 소자구조체의 제조를 행한다. 제조 장치(1000)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1층 형성부(201)과, 수지 성막부(100)과, 국재화 처리부(202)와, 제2층 형성부(203)과, 유기 EL 층이 되는 기능층을 형성하는 기능층 형성부(204)와, 코어실(200)과, 외부에 접속된 로드 록(load lock) 실(210)을 가진다. 코어실(200)은, 제1층 형성부(201), 수지 성막부(100), 국재화 처리부(202), 제2층 형성부(203), 기능층 형성부(204), 및 로드 록 실(210)에 연결되어 있다.
로드 록 실(210)의 내부에는, 다른 장치 등으로부터 소자구조체의 제조 장치(1000)으로 반송된 기판이 삽입된다. 코어실(200)에는, 예를 들면, 도시하지 않는 기판 반송 로봇이 배치된다. 이것에 의해, 코어실(200)과, 각각의 제1층 형성부(201), 수지 성막부(100), 국재화 처리부(202), 제2층 형성부(203), 기능층 형성부(204), 로드 록 실(210)의 사이에 기판을 반송할 수 있게 된다. 이 로드 록 실(210)을 통해 소자구조체의 제조 장치(1000)의 외측에 기판을 반송할 수 있다. 코어실(200), 각 성막실(100, 201, 202, 203, 204), 로드 록 실(210)은, 각각, 도시하지 않는 진공 배기 시스템이 접속된 진공 챔버를 구성한다.
상기 구성을 가지는 소자구조체의 제조 장치(1000)을 이용하여 소자구조체(10)의 제조를 행하여 각 제조 공정을 오토메이션할 수 있는 것과 함께, 동시에 복수의 성막실을 이용하여 효율적으로 제조를 실시할 수 있고, 생산성을 높이는 것이 가능해진다.
제1층 형성부(201)은, 후술하는 소자구조체(10)에서, 기판(2)의 일면측(2a)에 배치된 기능층(3)을 피복하는 것과 함께, 국소적인 철부를 가지는, 실리콘 질화물(SiNx) 등의 무기 재료로 이루어지는 제1층(41)을 형성한다. 제1층 형성부(201)은, 예를 들면, CVD(Chemical Vapor Deposition) 법이나 스퍼터링법, ALD(Atomic Layer Deposition) 법 등에 따라 제1층(41)을 성막하는 성막실이다.
기능층 형성부(204)는, 후술하는 소자구조체(10)에서, 기능층(3)을 형성한다. 또한 기능층 형성부(204)는, 로드 록 실(210)의 외측에 설치할 수도 있다.
제2층 형성부(203)은, 후술하는 소자구조체(10)에서, 제1층(41) 및 수지재(51)을 피복하도록, 제1층(41)과 마찬가지로 무기 재료로 이루어지는 제2층(42)를 형성하는 성막실이다. 또한 제2층(42)와 제1층(41)이 동일한 재료로 이루어지는 경우에는, 제2층 형성부(203)과 제1층 형성부(201)을 동일한 구성으로 하거나, 혹은 하나의 성막실(공통의 성막실)을 사용해 제2층(42)와 제1층(41)을 형성할 수도 있다.
또한 제2층 형성부(203)과 제1층 형성부(201)의 어느 하나, 또는 공통의 성막실이, 플라즈마 CVD 장치로 구성되는 경우, 이 형성부(201, 203)이나 성막실은, 상술한 기능뿐만 아니라, 후술하는 국재화 처리부(202)의 기능을 겸비할 수 있다. 예를 들면, 플라즈마 CVD 장치에 수지막이 형성된 기판을 반입하고, 산화성 가스를 도입하여 플라즈마를 발생시킴으로써, 수지막을 에칭하고 수지막을 국재화하여 수지재를 형성할 수 있다. 그 후, 그대로 플라즈마 CVD 장치 내에서 제2층(42)를 형성할 수도 있다.
수지 성막부(100)은, 기화된 수지 재료를 수지 성막부(100)의 내부에 공급하여, 제1층(41) 상에, 수지 재료로 이루어지는 수지 재료막을 형성하고, 수지 재료막을 경화하여 수지막을 형성하는 성막실이다.
수지 성막부(100)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 내부 공간을 감압할 수 있는 챔버(110)과, 기화된 수지 재료를 챔버(110)(처리실)에 공급하는 기화기(300)과, 제어부(400)을 가진다.
챔버(110)의 내부 공간은, 후술한 바와 같이, 상부 공간(107), 하부 공간(108)로 구성되어 있다.
챔버(110)에는, 미도시의 진공 배기 장치(진공 배기 수단, 진공 펌프 등)이 접속되고, 진공 배기 장치는, 챔버(110)의 내부 공간이 진공 분위기가 되도록, 내부 공간의 가스를 배기할 수 있도록 구성되어 있다.
챔버(110)의 내부 공간에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 샤워 플레이트(105)가 배치되고 있고, 챔버(110) 내에서 샤워 플레이트(105)보다 상측이 상부 공간(107)을 구성한다. 챔버(110)의 최상부에는, 석영 등의 자외선을 투과할 수 있는 부재로 이루어지는 천판(120)이 설치되고, 천판(120)의 상측에는 자외광의 조사장치(122)(UV 조사장치)가 배치되고 있다.
여기서, 샤워 플레이트(105)도 자외선을 투과할 수 있는 부재로 형성됨으로써, 조사장치(122)로부터 천판(120)을 통과하여 상부 공간(107)에 도입된 자외광은, 다시 샤워 플레이트(105)를 통과하여, 샤워 플레이트(105)의 하측에 위치하는 하부 공간(108)으로 진행할 수 있다. 이것에 의해, 후술하는 기판(S) 상에 형성된 아크릴 재료막(수지 재료막)에 대해서, 성막 후에 자외광을 조사하고, 아크릴 재료막을 경화시켜 아크릴 수지막(수지막)을 형성할 수 있다.
챔버(110)에는, 미도시의 가열장치가 배치되어 있다. 상부 공간(107) 및 하부 공간(108)을 구성하는 챔버(110)의 내벽면의 온도는, 수지 재료의 기화 온도 이상, 바람직하게는 40 ~ 250℃ 정도가 되도록 설정할 수 있고, 가열장치에 의해서 제어된다.
챔버(110) 내에서 샤워 플레이트(105)보다 하측에 위치하는 하부 공간(108)에는, 기판(S)를 재치(載置)하는 스테이지(102)(기판 유지부)가 배치되어 있다.
스테이지(102)에서는, 표면에 기판이 배치되어야 할 위치가 미리 정해져 있다. 스테이지(102)는, 그 표면이 노출된 상태로, 챔버(110) 내에 배치되어 있다. 부호 S는 기판 스테이지(102)의 표면의 소정 위치에 배치된 기판을 나타내고 있다. 스테이지(102)에는, 기판(S)를 냉각하는 기판 냉각 장치(102a)가 설치된다.
기판 냉각 장치(102a)는, 스테이지(102) 내부에 냉매를 공급하여 스테이지(102) 상면의 기판(S)를 냉각한다. 구체적으로는, 기판(S)의 온도가, 기판(S)를 재치하는 스테이지(102)(기판 유지부)에 내장된 냉각 장치(102a)에 의해 제어되어 수지 재료의 기화 온도 이하, 바람직하게는 영도(0℃) 이하, 예를 들면, －30℃ ~ 0℃ 정도로 제어된다.
스테이지(102)의 상측 위치에는, 스테이지(102)의 전면에 대향해 샤워 플레이트(105)가 설치된다. 샤워 플레이트(105)는, 다수의 관통공이 설치된 석영 등의 자외선 투과 재료로 이루어지는 판 형상 부재로 구성되고, 챔버(110)의 내부 공간을 상 공간과 하 공간으로 분할하고 있다.
하부 공간(108)에는, 도시하지 않는 마스크가 설치되고, 이 마스크의 위치는, 성막에 대해 소정의 위치로 설정할 수 있다. 기판이 이동할 때, 마스크는, 기판으로부터 후퇴하도록 이동할 수 있다.
챔버(110)의 상부 공간(107)에는, 배관(112)(수지 재료 공급관) 및 밸브(112V)를 통해 기화기(300)과 연통하고 있다. 이 수지 재료 공급관(112)를 통해 챔버(110)의 상부 공간(107)에 대해서, 기화된 수지 재료가 공급될 수 있다.
수지 재료 공급관(112)(제1배관)의 밸브(112V)보다도 기화기(300)에 가까운 위치에는, 밸브(113V)를 가지는 수지 재료 우회관(113)의 일단이 접속되어 있다. 수지 재료 우회관(113)(제2배관) 외단은, 배기관(114)를 통해 외부에 접속되어 있고 수지 재료 우회관(113)을 통해서 가스가 배기될 수 있다. 배기관(114)는, 액화 회수 장치에 접속되어 수지 재료를 액화해 회수할 수 있다.
밸브(112V) 및 밸브(113V)의 개폐 구동은, 제어부(400)에 의해서 제어된다. 제어부(400)은, 기화기(300)으로부터의 기화된 수지 재료를 챔버(110) 내에 공급하는 성막 상태와 기화기(300)으로부터의 기화된 수지 재료를 외부에 배기하여 챔버(110) 내에 공급하지 않는 비성막 상태를 전환할 수 있도록 제어한다.
밸브(112V), 밸브(113V), 및 제어부(400)은, 수지 재료 공급관(112)를 통해서 챔버(110)의 내부에 수지 재료를 공급하거나, 혹은 수지 재료 우회관(113)을 통해서 챔버(110)의 외부에 수지 재료를 배기하는 선택 기능을 가지는 전환부를 구성하고 있다.
기화기(300)은, 챔버(110)에 대해서 기화된 수지 재료를 공급할 수 있도록 한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 기화기(300)은, 기화조(130)과, 토출부(132)와 수지 재료 원료 용기(150)을 가진다.
기화조(130)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 액상의 수지 재료를 기화하기 위한 내부 공간을 구비하고, 내부 공간의 상방에는, 액상의 수지 재료를 분무하는 토출부(132)가 배치되어 있다. 기화조(130)은, 대략 원통 형상으로 형성되지만, 다른 단면 형상으로 될 수도 있다. 기화조(130)은, 그 내면이, 예를 들면, SUS, Al 등으로 이루어질 수 있다.
토출부(132)에는, 수지 재료 원료 용기(150)에 밸브(140V)를 통해 접속된 수지 재료액 공급관(140)의 일단과, 질소 가스 등으로 되는 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급관(130G)가 접속되어 있다. 수지 재료액 공급관(140)의 타단은, 수지 재료 원료 용기(150)에 접속되는 것과 함께, 수지 재료 원료 용기(150) 내에 저장된 액상의 수지 재료의 내부에 위치하고 있다.
수지 재료 원료 용기(150)에는, 질소 가스 등으로 되어 있는 재료액 공급용의 가압 가스 공급관(150G)가 접속되고, 수지 재료 원료 용기(150)의 내압을 상승시켜 가압한 액상의 수지 재료는, 수지 재료액 공급관(140)으로 송액(送液) 가능해진다.
토출부(132)는, 수지 재료액 공급관(140)으로부터 공급된 액상의 수지 재료를 캐리어 가스와 함께 기화조(130)의 내부 공간에 분무하도록 구성되어 있다. 토출부(132)는, 기화조(130)의 정부의 대략 중앙 위치에 설치되어 있다.
기화조(130)의 내부 공간에 경사면을 가지는 가온부(135)를 설치하고 가열 부재를 향해 수지 재료를 분무해도 좋다.
기화조(130)에는, 진공계(PG)가 설치되어 내부의 압력을 측정할 수 있도록 되어 있다.
또한, 기화조(130)의 측벽에는, 내부 공간에 접하는 면의 온도를 제어하는 온도 제어장치가 설치되고, 구체적으로는, 기화조(130)의 측벽을 가온하는 히터가 설치되어 있다.
기화조(130)에 접속된 수지 재료 공급관(112)(제1배관)에도, 마찬가지의 온도 조정장치로서 히터가 설치되어 있다. 이 히터는, 수지 재료 공급관(제1배관)에 휘감겨져 있고, 기화된 수지 재료가, 벽면에서 응축하지 않도록 되어 있다.
또한 수지 재료 우회관(113)에, 마찬가지의 온도 조정장치로서 히터를 설치할 수도 있다.
이러한 히터는, 기화된 수지 재료에 노출하는 표면의 온도를 수지 재료의 기화 온도보다도 높은 상태로 설정하여, 수지 재료의 액화를 방지할 수 있다. 동시에, 수지 재료의 가열 고화를 극력 저감하도록 온도 설정되어 있다.
기화기(300)에서 수지 재료를 기화시킬 때, 히터에 의해서, 기화조(130) 및 수지 재료 공급관(112)(제1배관)를 가온한 상태로 한다.
동시에, 제어부(400)에 의해, 밸브(112V)를 닫힌 상태로서 수지 재료 공급관(112)에 가스를 유입할 수 없는 상태로 하는 것과 함께, 밸브(113V)를 열린 상태로서 수지 재료 우회관(113)에 가스를 유입할 수 있는 상태로 한다.
이 상태에서, 수지 재료 원료 용기(150)의 내압을 상승시키고, 수지 재료액 공급관(140)으로부터 공급된 액상의 수지 재료를, 토출부(132)로부터 캐리어 가스와 함께 기화조(130)의 내부 공간에 분무한다. 이 때, 토출부(132)에 공급되는 수지 재료 및 캐리어 가스를 다시 가온할 수도 있다.
토출부(132)로부터 캐리어 가스와 함께 기화조(130)의 내부 공간에 분무된 수지 재료는, 가온된 기화조(130) 내부에서 기화된다.
또한 본 실시 형태에서는, 수지 재료로서 자외선 경화 수지 재료를 사용하는 경우가 있다. 자외선 경화 수지 재료는, 가열 등에 의해 일부가 중합·변질하는 경우가 있다. 이와 같이 변화한 수지는 증발 온도가 올라 증발하지 않고, 가온 부(135)나 기화조(130) 표면에 잔존해 증발량이 변동할 가능성이 있다.
수지 재료의 기화가 정상적(定常的)으로 행해지고 있는 동안에, 제어부(400)에 의해, 밸브(112V)를 열린 상태로서 수지 재료 공급관(112)에 가스를 유입할 수 있는 상태로 하는 것과 함께, 밸브(113V)를 닫힌 상태로서 수지 재료 우회관(113)에 가스를 유입할 수 없는 상태로 한다. 이것에 의해, 챔버(110)에 기화된 수지 재료가 공급되어 성막 처리를 행하는 것이 가능해진다.
전환부의 구동에 의해서, 즉, 제어부(400)에 의해서 밸브(112V) 및 밸브(113V)의 개폐 상태를 전환하는 것만으로, 수지 재료 공급관(112)(제1배관)에 대한 수지 재료의 공급과 수지 재료 우회관(113)(제2배관)에 대한 수지 재료의 공급을 선택할 수 있다. 이 때문에, 챔버(110)에 공급하는 기화된 수지 재료의 공급량을 안정화할 수 있기 때문에, 성막 개시시의 성막 레이트를 안정시킬 수 있다.
수지 성막부(100)은, 예를 들면, 기화 온도 40 ~ 250℃ 정도로 되는 자외선 경화형 아크릴 수지 재료의 성막과 성막된 수지 재료의 경화를 위한 자외선 조사를 동일한 챔버(110) 내에서 할 수 있도록 구성되어 있다. 이것에 의해, 어느 처리 공정도 동일한 장치 구성으로 행하는 것이 가능해져, 생산성을 향상시킬 수 있다.
수지 성막부(100)에서는, 본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법(성막 방법)에서의 공정 B로서 후술하는 액상의 수지 재료막(5a)를 성막할 때에, 수지 재료의 공급을 제어한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 공정 B는, 검량선 취득 공정(S01)과, 보상 시간 설정 공정(S02)와, 외부 배기 전환 공정(S03)과, 기화 개시 공정(S04)와, 기화 지속 시간 계측 공정(S05)와, 막 두께 설정 공정(S06)과, 공급 시간 설정 공정(S07)과, 기판 반입 공정(S08)과, 공급 개시 공정(S09)와, 공급 시간 계측 공정(S10)과, 공급 정지 공정(S11)과, 기판 반출 공정(S12)와, 기화 정지 공정(S13)을 가진다.
도 3에 나타내는 검량선 취득 공정(S01)에서는, 기화기(300)으로부터의 기화된 수지 재료 공급량에 대해서, 도 15에 나타낸 바와 같이, 기판 1장당 성막 시간을 일정하게 해서 막 두께를 측정한다.
이 때, 수지 재료 원료 용기(150)으로부터의 수지 재료 공급량을 일정하게 해서 정상적으로 공급한 상태에서, 복수장의 기판(S)에 대해서, 동일한 성막 처리 시간이 되도록 하여 순차적으로 성막을 행하고, 각 회에서의 막 두께의 감소분(감소량)을 검량선으로서 측정한다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 기화기(300)에의 적산 공급량(기화기 적산 수지 재료 공급량(g)), 즉, 기화 지속 시간의 경과에 대해서, 기판 1장당 막 두께(=성막 레이트)가 감소하고 있다. 이 감소에 대해서, 도면 중에 직선을 그어, 검량선으로 한다.
도 3에 나타내는 보상 시간 설정 공정(S02)에서는, 검량선 취득 공정(S01)에서 취득한 검량선에 대해서, 최초로 설정한 성막 처리 시간에 대한 감소분을 보상하도록, 적산 수지 재료 공급량에 대응하여, 1장당 성막 처리 시간을 증가하는 보상 시간을 설정한다. 이 보상 시간은, 성막하는 목적의 막 두께에 대해서, 성막 레이트의 감소를 보상하도록 설정한다. 보상 시간 또는 성막 레이트의 변화 경향은 제어부에 기억된다.
그 다음에, 도 3에 나타내는 외부 배기 전환 공정(S03)에서는, 제어부(400)에 의해서 밸브(112V)와 밸브(113V)의 개폐 상태를 전환하고, 기화기(300)으로부터 수지 재료 우회관(113)(제2배관)에 수지 재료를 공급한다.
도 3에 나타내는 기화 개시 공정(S04)에서는, 이 상태에서, 상술한 바와 같이, 기화기(300)에서 수지 재료의 기화를 개시한다.
동시에, 도 3에 나타내는 기화 지속 시간 계측 공정(S05)로서 보상 시간을 산출하는 기준이 되는 기화 지속 시간의 계측을 개시한다.
그 다음에, 도 3에 나타내는 막 두께 설정 공정(S06)과, 공급 시간 설정 공정(S07)에서, 목적의 막 두께와 성막 개시시에서의 기화 지속 시간으로부터의 보상 시간을 산출해 둔다.
구체적으로는, 기화된 수지 재료의 기화 지속 시간에 대응하여, 1회당 성막 시간인 공급 시간을 길게 하도록 설정한다.
그 다음에, 도 3에 나타내는 기판 반입 공정(S08)에서, 수지 성막부(100)에 기판(S)를 반입한다.
그 다음에, 도 3에 나타내는 공급 개시 공정(S09)에서, 제어부(400)에 의해서 밸브(112V)와 밸브(113V)의 개폐 상태를 전환하고, 기화기(300)으로부터 수지 재료를 수지 재료 공급관(112)(제1배관)에 공급하고, 성막을 개시한다.
동시에, 도 3에 나타내는 공급 시간 계측 공정(S10)으로서 성막된 막 두께로서 환산되는 수지 재료 공급량의 계측을 개시한다.
그 다음에, 도 3에 나타내는 공급 정지 공정(S11)에서, 공급 시간 설정 공정(S07)로 설정된 공급 시간에 따라서, 제어부(400)에 의해서 밸브(112V)와 밸브(113V)의 개폐 상태를 전환하고, 기화기(300)으로부터 수지 재료를 수지 재료 우회관(113)(제2배관)에 공급하여 목적의 막 두께를 얻고, 성막을 종료한다.
그 다음에, 도 3에 나타내는 기판 반출 공정(S12)로서 성막된 기판(S)를 수지 성막부(100)으로부터 반출한다.
필요하면, 막 두께 설정 공정(S06)로부터 기판 반출 공정(S12)를 복수회 반복한다. 이 때, 기화 지속 시간 계측 공정(S05)로서의 기화 지속 시간을 적산하고, 이 값에 따라서, 매회, 공급 시간 설정 공정(S07)로서 보상 시간을 다시 산출하고, 공급 정지 공정(S11)에서의 전환 시간을 제어한다.
구체적으로는, 기화기(300)에서의 수지 재료의 기화 지속 시간의 증가에 따라 가열 고화의 발생 등에 의해서 감소하는 수지 재료량을 보상하기 위해서, 성막 시간인 공급 시간을 길게 하도록 공급 시간을 보상하도록 설정한다.
그 다음에, 도 3에 나타내는 기화 정지 공정(S13)으로서 기화기(300)에서의 기화를 정지하고, 기화 지속 시간의 계측을 종료한다. 또한 막 두께 설정 공정(S06)과 공급 시간 설정 공정(S07)은, 기판 반입 공정(S08) 이후에 행해지는 공정에 대해서, 즉, 실제의 성막이 행해지는 공정보다도 전이면, 그 실시 시기, 순서는, 상기의 공정순서에 한정하는 것은 아니다.
또한, 기화기(300)은 연속 운전이 아니어도, 바로 옆의 클리닝으로부터의 기화 시간의 적산으로 기화 효율이 감소한다. 기화기(300)의 운전, 정지를 반복해도, 기화 시간을 적산하면, 기화 효율의 감소량을 산출할 수 있다.
본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법으로서 상기와 같이 처리 시간에 따라 감소하는 기화된 수지 재료의 공급을 보상하도록 공급 상태를 제어한다. 이것에 의해, 수지 재료에 의한 성막 레이트를 기화 지속 시간의 경과에 관계없이 안정시키는 것과 함께, 도 16에 나타낸 바와 같이, 복수의 기판(S)에 순서대로 성막을 행하는 경우에도, 수지 재료에 의한 성막 레이트를 성막 횟수 및 성막 시간에 관계없이 안정시킨다. 따라서, 성막 특성의 변동이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 막 특성(막 두께)의 변동을 방지할 수 있다.
또한 각 공정의 제어는 제어부(400)에 의해 행할 수 있고, 검량선의 산출이나 성막 시간의 산출 및 적산도 제어부(400)이 가지는 연산부가 행한다. 또한 필요한 데이터의 기억도 제어부(400)이 가지는 기억부가 행한다.
이하, 본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치(1000)에서 제조되는 소자구조체(10)에 대해 설명한다.
도 4는, 본 실시 형태와 관련되는 소자구조체를 나타내는 개략 단면도이다. 도 5는, 도 4의 소자구조체를 나타내는 평면도이다. 도 6은, 소자구조체의 주요부를 나타내는 확대도이다. 각 도면에서 X축, Y축 및 Z축 방향은 상호 직교하는 3축 방향을 나타내고 있고, 본 실시 형태에서는 X축 및 Y축 방향은 상호 직교하는 수평방향, Z축 방향은 연직 방향을 나타내고 있다.
본 실시 형태와 관련되는 소자구조체(10)은, 디바이스층(3)(기능층)을 포함하는 기판(2)와, 기판(2)의 표면(2a)에 형성되어 기능층(3)을 피복하는 것과 함께, 국소적인 철부를 가지는, 실리콘 질화물(SiNx) 등의 무기 재료로 이루어지는 제1무기 재료층(41)(제1층)과, 제1무기 재료층(41)을 피복하도록, 제1층(41)과 마찬가지로 제2무기 재료층(42)(제3층)를 구비한다. 본 실시 형태에서 소자구조체(10)은, 유기 EL 발광층을 가지는 발광소자로 구성된다.
기판(2)는, 표면(2a)(제1면)와 이면(2c)(제2면)를 가지고, 예를 들면, 유리 기판, 플라스틱 기판 등으로 구성된다. 기판(2)의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 본 실시 형태에서는 직사각형 형상으로 형성된다. 기판(2)의 크기, 두께 등은, 특별히 한정되지 않고, 소자 사이즈의 크기에 따라 적절한 크기, 두께를 가지는 기판이 이용된다. 본 실시 형태에서는, 한 장의 대형 기판(S) 상에 제작된 동일 소자의 집합체로부터 복수의 소자구조체(10)이 제작된다.
디바이스층(3)(기능층)은, 상부 전극 및 하부 전극을 포함하는 유기 EL 발광층으로 구성된다. 이러한 구성 이외에도, 디바이스층(3)은, 액정 소자에서의 액정층이나 발전 소자에서의 발전층 등과 같은, 수분, 산소 등에 의해 열화하기 쉬운 성질의 재료를 포함하는 여러 가지의 기능 소자로 구성되어도 좋다.
디바이스층(3)은, 기판(2)의 표면(2a)의 소정 영역에 성막된다. 디바이스층(3)의 평면 형상은, 특별히 한정되지 않고, 본 실시 형태에서는 대략 직사각형 형상으로 형성되지만, 이러한 형상 이외에도, 원형 형상, 선형 형상 등의 형상이 채용되어도 좋다. 디바이스층(3)은, 기판(2)의 표면(2a)에 배치되는 예에 한정되지 않고, 기판(2)의 표면(2a) 및 이면(2c)의 적어도 일방의 면에 배치되어 있으면 좋다.
제1무기 재료층(41)(제1층)은, 디바이스층(3)이 배치되는 기판(2)의 면(2a)에 설치되어 디바이스층(3)의 표면(3a) 및 측면(3s)를 피복하는 철부를 구성한다. 제1무기 재료층(41)은, 기판(2)의 표면(2a)로부터 도 6에서의 상방으로 돌출하는 입체 구조를 가진다.
제1무기 재료층(41)은, 수분이나 산소로부터 디바이스층(3)을 보호할 수 있는 무기 재료로 구성된다. 본 실시 형태에서 제1무기 재료층(41)은, 수증기 배리어 특성이 우수한 실리콘 질화물(SiNx)로 구성되지만, 이 재료에 한정되지 않는다. 실리콘 산화물이나 실리콘 산질화물 등의 다른 실리콘 화합물, 혹은 산화알루미늄 등의 수증기 배리어성을 가지는 다른 무기 재료로, 제1무기 재료층(41)이 구성되어도 좋다.
제1무기 재료층(41)은, 예를 들면, 적절한 마스크를 이용하여 기판(2)의 표면(2a)에 성막된다. 본 실시 형태에서는, 디바이스층(3)을 수용할 수 있는 크기의 직사각형 개구부를 가지는 마스크를 이용하여 제1무기 재료층(41)이 성막된다. 성막 방법은, 특별히 한정되지 않고, CVD(Chemical Vapor Deposition) 법이나 스퍼터링법, ALD(Atomic Layer Deposition) 법 등이 적용할 수 있다. 제1무기 재료층(41)의 두께는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 200 nm ~ 2μm이다.
제2무기 재료층(42)(제2층)는, 제1무기 재료층(41)과 마찬가지로, 수분이나 산소로부터 디바이스층(3)을 보호할 수 있는 무기 재료로 구성되고, 제1무기 재료층(41)의 표면(41a) 및 측면(41s)를 피복하도록 기판(2)의 표면(2a)에 설치된다. 본 실시 형태에서 제2무기 재료층(42)는, 수증기 배리어 특성이 우수한 실리콘 질화물(SiNx)로 구성되지만, 이 재료에 한정되지 않는다. 실리콘 산화물이나 실리콘 산질화물 등의 다른 실리콘 화합물, 혹은 산화알루미늄 등의 수증기 배리어성을 가지는 다른 무기 재료로, 제2무기 재료층(42)가 구성되어도 좋다.
제2무기 재료층(42)는, 예를 들면, 적절한 마스크를 이용하여 기판(2)의 표면(2a)에 성막된다. 본 실시 형태에서는, 제1무기 재료층(41)을 수용할 수 있는 크기의 직사각형 개구부를 가지는 마스크를 이용하여 제2무기 재료층(42)가 성막된다. 성막 방법은, 특별히 한정되지 않고, CVD(Chemical Vapor Deposition) 법이나 스퍼터링법, ALD(Atomic Layer Deposition) 법 등을 적용할 수 있다. 제2무기 재료층(42)의 두께는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 200 nm ~ 2μm이다.
본 실시 형태와 관련되는 소자구조체(10)은, 제1수지재(51)을 더 가진다. 제1수지재(51)은, 제1무기 재료층(41)(철부)의 주위에 편재한다. 본 실시 형태에서 제1수지재(51)은, 제1무기 재료층(41)과 제2무기 재료층(42)의 사이에 개재하고, 제1무기 재료층(41)의 측면(41s)와 기판(2)의 표면(2a)의 경계부(2b)에 편재한다. 제1수지재(51)은, 경계부(2b)부근에 형성된 제1무기 재료층(41)과, 기판 표면(2a)의 사이의 간극 G(도 6)를 충전하는 기능을 가진다.
도 6에서는, 소자구조체(10)에서의 경계부(2b)의 주변 구조를 확대해 나타내고 있다. 제1무기 재료층(41)은, 무기 재료의 CVD 막 혹은 스퍼터막으로 형성되기 때문에, 디바이스층(3)을 포함하는 기판(2)의 요철 구조면에 대한 커버리지 특성(단차 피복성)이 비교적 낮다. 그 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이 디바이스층(3)의 측면(3s)를 피복하는 제1무기 재료층(41)은, 기판 표면(2a) 부근에서 커버리지 특성이 저하하고, 피복막 두께가 극도로 작거나, 피복막이 존재하지 않는 상태가 될 우려가 있다.
그래서 본 실시 형태에서는, 상술과 같은 제1무기 재료층(41)의 주변의 피복 불량 영역에 제1수지재(51)을 편재시킴으로써, 상기 피복 불량 영역으로부터 디바이스층(3) 내부에의 수분이나 산소의 침입을 억제하도록 되어 있다. 또한, 제2무기 재료층(42)의 성막시에는, 제1수지재(51)이 제2무기 재료층(42)의 기질층으로서 기능하여, 제2무기 재료층(42)의 적정한 성막을 할 수 있도록 하고, 제1무기 재료층(41)의 측면(41s)를 소망의 막 두께로 적절히 피복하는 것이 가능해진다.
제1수지재(51)의 형성 방법은, 분무 기화에 의해서 기화된 수지 재료가, 기판 표면(2a)에 공급되어 응축하고 수지 재료막(5a)를 형성하고, 수지 재료막(5a)를 경화하여 수지막(5)를 형성한 후, 불필요한 부분을 제거하는 국재화 공정에 의해 형성된다.
이하, 본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치에 의한 소자구조체의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 7 ~ 도 11은, 본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에서의 제1수지재(51)의 형성 방법을 모식적으로 나타내는 공정도이다.
(디바이스층의 형성 공정예 ~ 공정 A)
우선, 도 1에 나타내는 소자구조체의 제조 장치(1000)에서, 로드 록 실(210)으로부터 코어실(200)으로 반입된 기판(S)는, 도시하지 않는 기판 반송 로봇에 의해 코어실(200)으로부터 기능층 형성부(204)에 반송된다. 이 기능층 형성부(204)에서 기판(S) 상의 소정의 영역에 디바이스층(3)(기능층)을 형성한다.
본 실시 형태에서, 기능층(3)이 되는 영역으로서는, 기판(S) 상에서의 복수 개소의 영역, 예를 들면, X축 방향 및 Y축 방향에 각각 2개소씩 소정 간격으로 배열된 4개소의 영역 배치나, 단수의 기능층(3)이 되는 영역이 이용된다.
디바이스층(3)의 형성 방법은, 특별히 한정되지 않고, 디바이스층(3)의 재료, 구성 등에 의해서 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면, 기판(S)를 기능층 형성부(204)의 성막실 등에 반송하고, 기판(S) 상에 소정의 재료의 증착, 스퍼터 등을 행하고, 다시 패턴 가공 등을 함으로써, 기판(S) 상의 소정의 영역 상에 소망의 디바이스층(3)을 형성할 수 있다. 패턴 가공 방법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 에칭 등을 채용할 수 있다.
또한 소자구조체의 제조 장치(1000)의 구체적인 구성에 대해서는, 도 1에서 상세한 설명을 생략하고 있다. 기능층 형성부(204)가 다수의 처리실로 이루어지고, 서로 이웃하는 처리실의 사이에 기판(S)을 반송할 수 있는 반송 장치를 가지는 구성을 채용할 수 있다. 혹은 진공장치가 아닌 구성을 채용할 수도 있다. 즉, 로드 록 실(210)을 개입시킬 필요는 없고, 소자구조체의 제조 장치(1000)의 외부에서의 기판(S)에 대한 처리를 할 수 있도록 할 수도 있다.
(제1층의 형성 공정예 ~ 공정 A)
다음에, 디바이스층(3)이 형성된 기판(S)는, 도시하지 않는 기판 반송 로봇에 의해 기능층 형성부(204)로부터 반출되고, 코어실(200)을 통해 제1층 형성부(201)로 반입된다.
제1층 형성부(201)에서는, 디바이스층(3)을 피복하도록, 디바이스층(3)의 영역을 포함하는 기판(S) 상의 소정의 영역에 제1무기 재료층(41)(제1층)을 형성한다. 이것에 의해, 디바이스층(3)을 피복한 제1무기 재료층(41)이, 도 7에 나타낸 바와 같이, 기판(S) 상에서 철부를 가지도록 형성된다.
본 공정에서는, 예를 들면, 제1무기 재료층(41)의 영역에 대응하는 개수의 개구를 가지는 마스크를 이용하고, 예를 들면, 질화 규소로 이루어지는 제1무기 재료층(41)을 보호층의 일부로서 형성해도 좋다.
여기서, 제1층 형성부(201)은, CVD 처리 장치, 또는 스퍼터 처리 장치를 가지는 구성으로 할 수 있다. 또한, 도시하지 않지만, 제1층 형성부(201)의 성막실에는, 기판(S)를 배치하기 위한 스테이지와 기판(S) 상에 배치되는 마스크와, 마스크를 지지하고, 스테이지 상의 기판(S)에 대해서 마스크의 위치 맞춤 등을 행하는 마스크 얼라이먼트 장치, 성막 재료 공급 장치 등이 설치된다.
디바이스층(3)이 형성된 기판(S)는, 코어실(200)에 배치된 기판 반송 로봇 등에 의해, 제1층 형성부(201)의 스테이지 상에 배치된다. 마스크 얼라이먼트 장치 등에 의해서, 마스크의 개구를 통해 디바이스층(3)이 노출되도록 기판(S) 상의 소정 위치에 마스크가 배치된다.
그리고, 예를 들면, CVD법에 의해, 질화 규소 등으로 이루어지는 제1무기 재료층(41)이, 디바이스층(3)을 피복하도록 형성된다. 또한 제1무기 재료층(41)의 형성 방법은 CVD법에 한정되지 않고, 예를 들면, 스퍼터법을 채용할 수도 있다. 이 경우에, 제1층 형성부(201)은 스퍼터링 장치를 가지도록 구성된다.
(수지막의 형성 공정예 ~ 성막 공정 ~ 공정 B, 공정 C)
다음에, 철부를 가지는 제1무기 재료층(41)이 형성된 기판(S)는, 도시하지 않는 기판 반송 로봇에 의해 제1층 형성부(201)로부터 반출되고, 코어실(200)을 통해 수지 성막부(100)으로 반입된다.
이 때, 챔버(110) 내의 기체는 진공 배기 장치에 의해 배기되고, 챔버(110) 내가 진공 상태로 유지되어 있다. 이후, 진공 배기 장치를 계속해서 구동하여, 챔버(110)의 분위기는, 진공 분위기로 유지된다.
이 때, 챔버(110)은, 가온 장치에 의해, 적어도 상부 공간(107) 및 하부 공간(108)의 내면측의 온도가 수지 재료의 기화 온도 이상이 되도록 설정된다. 동시에, 스테이지(102) 상에 배치된 기판(S)는, 기판 냉각 장치(102a)에 의해, 스테이지(102)와 함께 수지 재료의 기화 온도보다도 낮은 온도로 냉각된다.
또한, 히터(112d)에 의해, 수지 재료 공급관(112)(제1배관)를 수지 재료의 기화 온도 이상으로 가온한 상태로 한다.
수지 성막부(100)은, 제1무기 재료층(41)의 형성된 기판(S)에, 수지 재료막(5a)를 형성하는 공정과, 수지 재료막(5a)를 경화하여 수지막(5)를 형성하는 공정을 행한다. 본 공정에서는, 우선, 수지 성막부(100)을 이용하고, 예를 들면, 자외선 경화형 아크릴 수지 재료로 이루어지는 수지 재료막(5a)를 형성한다.
수지 성막부(100)에서의 수지 재료막(5a)의 형성 공정으로서는, 기판(S) 반입에 앞서, 우선, 도 3에 나타낸 바와 같이, 검량선 취득 공정(S01)과, 보상 시간 설정 공정(S02)로서 검량선을 취득하고, 보상 시간을 설정한다.
그 다음에, 도 3에 나타낸 바와 같이, 외부 배기 전환 공정(S03)과, 기화 개시 공정(S04)와, 기화 지속 시간 계측 공정(S05)로서 기화기(300)에서 수지 재료의 기화를 정상적으로 안정시키는 처리를 행한다.
이 기화 안정화처리 동안은, 제어부(400)에 의해서, 밸브(112V)를 닫힌 상태로서 수지 재료 공급관(112)에 가스를 유입할 수 없는 상태로 하는 것과 함께, 밸브(113V)를 열린 상태로서 수지 재료 우회관(113)에 가스를 유입할 수 있는 상태를 유지한다.
또한 기화기(300)에서의 수지 재료의 기화는, 공급되는 기화 수지 재료량의 안정도에 따라 성막 처리 전에 필요한 시간 동안 유지하는 것이 바람직하다.
그 다음에, 도 3에 나타낸 바와 같이, 막 두께 설정 공정(S06)과, 공급 시간 설정 공정(S07)과, 기판 반입 공정(S08)로서 성막하는 막 두께를 설정하고, 제어부(400)에 의해서, 이 처리에 필요한 처리 시간을 설정하고, 상술한 바와 같이, 수지 성막부(100)으로 반입된 기판(S)가 스테이지(102) 상에 재치된다.
스테이지(102) 상에 배치된 기판(S) 상에는, 도시하지 않는 마스크가, 마스크 재치 장치 등에 의해서 기판(S) 상의 소정 위치에 배치된다.
그 다음에, 마스크 얼라이먼트 상태, 챔버(110) 내의 분위기, 챔버(110)의 내벽의 온도, 수지 재료 공급관(112)의 온도, 기판(S)의 온도 등의 조건이 소정 상태가 되도록 제어부(400)에 의해서 설정한다.
그 다음에, 도 3에 나타낸 바와 같이, 공급 개시 공정(S09)와 공급 시간 계측 공정(S10)으로서 제어부(400)에 의해, 밸브(112V)와 밸브(113V)의 개폐 상태를 전환한다. 이것에 의해서, 밸브(112V)를 열린 상태로서 수지 재료 공급관(112)에 가스를 유입시키는 것과 함께, 밸브(113V)를 닫힌 상태로서 수지 재료 우회관(113V)에 가스가 유입하지 않는 상태로 한다. 이것에 의해, 챔버(110)에 기화된 수지 재료가 공급된다.
기화기(300)으로부터 공급된 기화된 수지 재료는, 수지 재료 공급관(112)의 내부를 통과하여, 상부 공간(107)로부터 샤워 플레이트(105)를 통해 하부 공간(108) 내에 공급된다.
하부 공간(108)에서는, 샤워 플레이트(105)에 의해서 기판(S)의 전면에 거의 균등하게 공급된 기화된 수지 재료가, 도 8에 나타낸 바와 같이, 기판 표면(2a)에서 응축하여 액상의 수지 재료막(5a)가 된다. 액상의 수지 재료막(5a)에서, 기판 표면(2a) 상에서 열각(劣角)을 가지는 각부(角部), 요부(凹部), 틈 부 등에서는, 표면장력에 의해, 수지 재료막(5a)의 막 두께가 두꺼워진다.
이 공정 B에서, 기화 지속 시간에 따라 감소하는 수지 재료를 보상하도록 제어부(400)에 의해서 처리 시간(공급 시간)을 제어함으로써, 성막 레이트를 균일화한다.
이 때, 수지 재료막(5a)는, 도시하고 있지 않는 마스크에 의해서, 철부(41)에 가까운 부분(근방의 위치)의 영역에만 형성되도록 해도 좋다. 또한 수지 재료의 액화 및 성막 레이트를 감안하여, 제어부(400)에 의해서 기화기(300)으로부터 공급되는 수지 재료의 공급량을 제어하는 것이 바람직하다.
기판(S)의 표면에서 액화한 수지 재료는, 모세관 현상에 의해 미세한 틈에 들어가거나, 또는 수지 재료의 표면장력에 의해서 더 응집하기 때문에, 기판(S) 상에서의 미세한 요철을 평활화하면서 수지 재료막(5a)를 형성하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 기판(S)의 표면 상에서 열각을 가지는 각부, 요부, 틈 부 등에서는, 수지 재료막(5a)의 막 두께가 두꺼워진다. 특히, 제1무기 재료층(41)의 측면(41s)와 기판(2)의 표면(2a)의 경계부(2b)에서의 미세한 틈을 수지 재료막(5a)로 매립할 수 있다.
또한, 기화된 수지 재료는, 챔버(110)이 가열되고 있기 때문에, 챔버(110) 내벽 등의 표면에서는 응축하지 않는다.
설정된 보상 시간에 기초하여 공급 시간이 경과한 후, 도 3에 나타낸 바와 같이, 공급 정지 공정(S11)로서 기판(S)의 표면에 소정의 두께의 수지 재료막(5a)가 형성된다. 그 후, 제어부(400)에 의해서 밸브(112V)를 닫힌 상태로서 챔버(110)에 가스를 유입할 수 없는 상태로 하는 것과 함께, 밸브(113V)를 열린 상태로서 수지 재료 우회관(113)에 가스를 유입할 수 있는 상태로 한다.
챔버(110)은 계속해서 배기되고 있으므로, 기화 수지 재료는 챔버(110) 외부로 배출되고 성막은 정지한다.
이 상태에서, 챔버(110) 내의 진공 분위기를 유지하면서, UV 조사장치(122)로부터 자외선을 기판(S)의 표면에 조사한다. 조사된 자외선은, 석영 등의 자외선투과 재료로 이루어지는 천판(120) 및 샤워 플레이트(105)를 투과하여 챔버(110) 내의 기판(S) 상에 도달한다.
챔버(110) 내에서 기판(S)를 향해서 조사된 자외선의 일부는 기판(S)의 표면에 입사하고, 기판(S)의 표면에 형성된 수지 재료로 이루어지는 수지 재료막(5a)에 광중합반응이 생기고, 액상막(5a)가 경화한다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 기판(S)의 표면에 수지막(5)가 형성된다. 본 실시 형태에서는 아크릴 수지의 박막이 형성된다.
그 다음에, 도시하지 않는 마스크가, 마스크 재치 장치 등에 의해서, 기판(S) 상의 성막 위치로부터, 후퇴 위치로 이동된다.
공정 B가 종료한 후, 도 3에 나타낸 바와 같이, 기판 반출 공정(S12)로서 수지막(5)가 형성된 기판(S)는, 도시하지 않는 기판 반송 로봇에 의해 수지 성막부(100)으로부터 반출된다.
복수의 기판(S)에 수지막(5)를 순차적으로 형성하는 경우에는, 상술한 방법을 반복해, 수지 성막부(100)의 메인티넌스 혹은 기화기(300)의 메인티넌스가 필요한 경우에는, 기화 정지 공정(S13)으로서 기화기(300)에서의 수지 재료의 기화를 정지한다.
(수지재의 형성 공정예 ~ 국재화 공정 ~ 공정 C)
다음에, 수지 성막부(100)으로부터 반출된 기판(S)는, 도시하지 않는 기판 반송 로봇에 의해, 코어실(200)을 통해 국재화 처리부(202)로 반입된다.
여기서, 국재화 처리부(202)는, 드라이 에칭 처리 장치, 특히, 플라즈마 에칭 처리 장치를 가지는 구성으로 할 수 있다.
또한, 도시하지 않지만, 국재화 처리부(202)는, 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치이어도 좋다. 이 경우, 국재화 처리부(202)에서는, 기판(S)를 전극에 재치하고, 챔버 내에 에칭 가스를 도입하고, 고주파 전원에 의해서 발생한 고주파를, 안테나를 통해 챔버 내에 조사하여 플라즈마를 생성하는 것과 함께, 기판(S)의 재치된 전극에 고주파 전원으로부터 바이어스 전압을 인가한다. 전극에 재치된 기판에 플라즈마 중에 존재하는 이온을 끌어당겨, 기판(S)의 표면에 형성된 수지막(5)이 에칭되고 제거된다.
여기서, 산화 가스 등의 에칭 가스로부터 발생시킨 플라즈마 중의 이온에 의해서 수지막(5)를 에칭한다. 이 때, 전극 상의 기판(S)를 향해 이온을 끌어당기기 위해서, 전극에 바이어스 전압이 인가되어도 좋다.
에칭에 의해 막 두께가 얇은 평탄 부분의 수지막(5)가 제거되어 기판(S)의 표면 상에서 열각을 가지는 각부, 요부, 틈 부 등에서, 평탄부보다 두꺼운 부분의 수지막(5)가 잔존한다. 이 잔존한 부분이, 제1수지재(51)이 된다.
또한 상술의 제1층 형성부(201)이나 제2층 형성부(203)이 스퍼터 장치 또는 플라즈마 CVD 장치를 가지는 경우에, 이 형성부(201, 203)은, 성막 기능을 가질 뿐만 아니라, 국재화 처리부(202)의 기능을 겸비할 수 있다. 이 경우, 예를 들면, 제1층 형성부(201), 제2층 형성부(203), 및 국재화 처리부(202)로서 동일한 처리 장치를 사용할 수 있다.
국재화 처리부(202)에서, 도 10에 나타낸 바와 같이, 수지막(5)가 형성된 기판(S)에서는, 예를 들면, 플라즈마 에칭에 의해, 공정 C로서 도 11에 나타낸 바와 같이, 수지막(5)의 대부분이 제거된다. 이 플라즈마 처리는, 에칭 레이트로부터 처리 시간을 산출하고, 소정의 처리 시간 동안 행할 수 있다.
또한 국재화 처리부(202)에는, 검출 장치가 설치될 수 있다. 이 검출 장치는, 전극에 인가하는 바이어스 전압을 측정하고, 측정치의 변화에 따라서, 기판(S) 상의 수지막(5)가 거의 제거되었다고 판단하고, 그 판단 결과(검출 결과)를 에칭 처리의 종점으로서 이용한다.
이 드라이 에칭 처리에 의해 기판(S) 상에 남은 제1수지재(51)은, 도 11에 나타낸 바와 같이, 제1무기 재료층(41)의 측면(41s)와 기판(2)의 표면(2a)의 경계부(2b)에 국재화한다(국소적으로 존재한다). 또한 제1수지재(51)은, 제1무기 재료층(41)의 표면의 미세한 요철을 평활화할 수 있는 부분에 편재한다.
(제2층의 형성 공정예 ~ 공정 D)
제1수지재(51)이 국재화하여 형성된 기판(S)는, 도시하지 않는 기판 반송 로봇에 의해 국재화 처리부(202)로부터 반출되고, 코어실(200)을 통해 제2층 형성부(203)으로 반입된다.
제2층 형성부(203)에서는, 제1수지재(51)이 형성된 제1무기 재료층(41)을 피복하도록, 철부를 포함하는 기판(S) 상의 소정의 영역에 제2무기 재료층(42)(제2층)를 형성한다.
이 공정 D에서는, 제1무기 재료층(41)과 마찬가지로, 제2무기 재료층(42)의 영역에 대응하는 개수의 개구를 가지는 마스크를 이용하고, 제1무기 재료층(41)과 동일한 재료로 되어 있는, 예를 들면, 질화 규소로 이루어지는 제2무기 재료층(42)(제2층)을 형성한다. 이것에 의해, 제1무기 재료층(41)(제1층), 제1수지재(51), 및 제2무기 재료층(42)(제2층)에 의해서 디바이스층(3)(기능층)을 피복하고, 디바이스층(3)을 보호하는 보호층으로서 기능할 수 있다.
여기서, 제2층 형성부(203)은, CVD 처리 장치 또는 스퍼터 처리 장치를 가지는 구성으로 할 수 있다.
제2층 형성부(203)은, 상술의 제1층 형성부(201)과 마찬가지의 장치 구성을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1층 형성부(201) 및 제2층 형성부(203)으로서 동일한 처리 장치를 사용하는 것, 혹은 제2층 형성부(203)이 제1층 형성부(201)의 기능을 겸비하는 것이 가능하다.
또한, 제2층 형성부(203)이, 플라즈마 CVD 처리 장치인 경우는, 국재화 처리부(202)의 기능을 겸비할 수 있다. 제2층 형성부(203)에서 제1수지재(51)의 국재화를 행하면, 국재화 후에, 그대로 제2무기 재료층(42)(제2층)를 형성할 수 있다.
이 후, 제2무기 재료층(42)가 형성된 기판(S)는, 도시하지 않는 기판 반송 로봇에 의해 제2층 형성부(203)으로부터 반출되고, 코어실(200) 및 로드 록 실(210)을 통해 소자구조체의 제조 장치(1000)의 외부로 반출된다.
본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치(1000)에서는, 수지 성막부(100)에서 공정 B로서 수지막(5)를 형성한다. 그 후, 국재화 처리부(202)에서 공정 C로서 플라즈마 에칭 처리에 의해 국재화한 제1수지재(51)을 형성한다. 그 후, 제2무기 재료층(42)(제2층)를 형성함으로써, 경계부(2b) 등, 보호층으로서의 배리어성이 요구되는 개소에, 제2무기 재료층(42)(제2층)을 확실히 형성하는 것이 가능해진다.
또한, 제어부(400)에 의해 수지 재료의 성막 레이트를 안정화하도록 제어하고, 구체적으로는, 공정 B에서, 기화기(300)을 동작시키는 기화 지속 시간에 따라 감소하는 수지 재료량을 보상한다. 이 때문에, 성막 시간인 공급 시간을 길게 하도록 공급 상태를 제어하여 성막 레이트를 안정시키고, 막 특성의 변동을 막는 것이 가능해진다.
본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법에 따르면, 도 15에 나타낸 바와 같이, 목적의 막 두께에 대해서, 단순하게 공급 시간을 일정하게 설정했을 경우에는, 기화 지속 시간(아크릴 공급량)에 따라 감소하는 막 두께가, 도 16에 나타낸 바와 같이, 기화 지속 시간(아크릴 공급량)에 따라 길어지도록 보상 시간을 추가하여 공급 시간(처리 시간)을 설정한다. 이것에 의해, 횟수를 거듭해도, 동일한 막 두께가 되는 것을 알 수 있다. 즉, 성막 레이트의 감소를 보상할 수 있다.
이하, 본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치(1000)에 의해서 제조된 소자구조체의 다른 예에 대해 설명한다.
본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치(1000)에 의해서 제조된 본 예에서의 소자구조체(10)에서는, 수지재가 제1무기 재료층(41)(철부)의 주위인 경계부(2b)에 편재하는 구조에만 한정되지 않고, 예를 들면, 경계부(2b) 이외의 기판(2)의 표면(2a)나 제1무기 재료층(41)의 표면(41a) 등에 상기 수지 재료가 잔류하고 있어도 좋다.
이 경우는, 제2무기 재료층(42)(제2층)은, 도 12에 나타낸 바와 같이 제2수지재(52)를 통해 제1무기 재료층(41) 상에 적층되는 영역을 가지게 된다. 제2수지재(52)는, 제1무기 재료층(41)과 제2무기 재료층(42)의 사이에 개재하고, 제1수지재(51)과는 독립해서 제1무기 재료층(41)의 표면(41a)에 편재한다.
이상과 같이 본 실시 형태와 관련되는 소자구조체(10)에 따르면, 디바이스층(3)의 측면이 제1무기 재료층(41)(제1층) 및 제2무기 재료층(42)(제2층)에 의해 피복되어 있기 때문에, 디바이스층(3)에의 수분이나 산소의 침입을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 경계부(2b)에 제1수지재(51)이 편재하고 있기 때문에, 제1무기 재료층(41) 혹은 제2무기 재료층(42)의 커버리지 불량에 수반하는 배리어 특성의 저하를 방지할 수 있고 장기간에 걸쳐 안정한 소자 특성을 유지할 수 있다.
이하, 본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치(1000)에 의해서 제조된 소자구조체의 다른 예에 대해 설명한다.
본 예와 관련되는 소자구조체(20)은, 도 13에 나타낸 바와 같이, 제1무기 재료층(41)과 제2무기 재료층(42)의 사이에 개재하는 제2수지재(52)를 더 가진다. 제2수지재(52)는, 제1수지재(51)과는 독립해서 제1무기 재료층(41)의 표면에 편재한다.
본 예와 관련되는 소자구조체(20)에서, 제1무기 재료층(41)의 표면은 반드시 평탄하지 않고, 예를 들면, 성막 전(기판 반송시 혹은 성막 장치에의 투입 전) 혹은 성막시 등에서 파티클(P)가 막 중에 혼입하여 요철이 형성되었을 경우를 예시하고 있다. 제1무기 재료층(41)에 파티클이 혼입하면, 디바이스층(3)에 대한 제1무기 재료층(41)의 커버리지 특성이 저하하여 소망의 배리어 특성을 얻을 수 없게 될 우려가 있다.
그래서, 본 예와 관련되는 소자구조체(20)은, 파티클(P)의 혼입 등에 의해 생긴 제1무기 재료층(41)의 피복 불량부에 제2수지재(52)가 충전된 구조를 가진다. 전형적으로는, 이 제2수지재(52)는, 제1무기 재료층(41)의 표면과 파티클(P)의 주위면의 경계부(32b)에, 표면장력에 의해 편재한다. 이것에 의해, 디바이스층(3)의 피복성이 높아지는 것과 함께, 제2수지재(52)가 기질로서 기능하여 제2무기 재료층(42)의 적정한 성막이 가능해진다. 또한 성막시에는 평탄 부분에 얇게 수지막(5)가 형성되어도 좋다. 파티클(P)의 주변에는, 표면장력에 의해 평탄부보다 두꺼운 수지막(5)가 형성된다.
제2수지재(52)는, 제1수지재(51)과 마찬가지의 방법으로 형성된다. 제2수지재(52)는, 제1수지재(51)과 동일한 유기물로 구성되어도 좋다. 이 경우, 제1수지재(51)과 제2수지재(52)를 동일한 공정에서 동시에 형성할 수 있다.
여기서, 국재화 처리부(202)에서, 에칭에 의해, 얇은 부분이 제거되고 두꺼운 부분이 잔존하는, 즉, 파티클(P)가 존재하는 개소 이외에 수지막(5)가 제거되어 제1무기 재료층(41)이 노출되었을 때에 수지막(5)의 에칭을 정지한다. 이것에 의해, 철부를 연직 방향으로 상방으로부터 바라보았을 때, 파티클(P)에 의해서 감춰진 경계부(32b)의 수지막(5)가 오버 에칭되는 경우 없이, 수지막(5)가 파티클(P)의 주위의 경계부(32b)에 확실히 잔존한다. 결과적으로, 파티클(P)의 근방의 경계부(32b)에서 수지막(5)는 완만한 표면 형상을 나타낸다. 만약, 파티클(P)가 전혀 존재하지 않는 경우에는, 수지막(5)가 이방성 에칭에 의해 실질적으로 제거되었을 때, 수지막(5)가 완전히 제거되어 제1무기 재료층(41)이 노출된다.
또한 에칭의 정지는, 플라즈마의 발광 스펙트럼 분석의 결과나 이방성 에칭의 경과시간에 기초해 실행될 수 있다.
이 때, 경계부(2b)에서 수지막(5)가 제거되지 않고, 수지막(5)가 국재화되어 제1수지재(51)이 형성된다. 동일하게, 수지막(5)가 경계부(32b)에서 제거되지 않고, 수지막(5)가 국재화되어 제2수지재(52)가 형성된다.
본 예에서도 상술의 소자구조체(10)의 제조와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 예에 따르면, 파티클(P)의 혼입에 의한 막질의 저하를 제2수지재(52)에 의해서 보충할 수 있기 때문에, 소망의 배리어 특성을 확보하면서 생산성의 향상을 도모할 수 있다.
이하, 본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 장치(1000)에 의해서 제조된 소자구조체의 다른 예에 대해 설명한다.
본 예와 관련되는 소자구조체(30)은, 도 14에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 디바이스층(3)(기능층)을 가지는 기판(21)과, 디바이스층(3)의 측면(3s)를 피복하는 철부(40)과, 철부(40) 및 디바이스층(3)을 피복하도록 기판(21)의 표면에 형성된 제1무기 재료층(41)(제1층) 및 제2무기 재료층(42)(제2층)를 가진다.
철부(40)은, 기판(21)의 표면(21a)에 형성되고 중앙부에 디바이스층(3)을 수용하는 요부(40a)를 가진다. 본 예에서는, 요부(40a)의 저면이 기판(21)의 표면(21a)보다도 높은 위치에 형성되어 있지만, 표면(21a)와 동일한 높이 위치에 형성되어도 좋고, 표면(21a)보다도 낮은 위치에 형성되어도 좋다.
본 예와 관련되는 소자구조체(30)은, 제1무기 재료층(41)과 제2무기 재료층(42)의 사이에 개재하는 수지재(53)을 더 가진다. 수지재(53)은, 철부(40)의 외측면과 기판(21)의 표면(21a)의 경계부(21b)와, 철부(40)의 내측면과 디바이스층(3)의 경계부(22b)에 각각 편재하고 있다.
이것에 의해, 철부(40) 및 디바이스층(3)의 표면(3a)에 대한 제1무기 재료층(41) 및 제2무기 재료층(42)의 피복 불량을 억제할 수 있고, 배리어 특성의 향상을 도모할 수 있다. 수지재(53)은, 상술의 제1수지재(51) 및 제2수지재(52)와 마찬가지의 방법으로 형성될 수 있다.
이와 같이 요철을 가지는 기판(S)에서, 무기 재료층으로 커버할 수 없는 부분을, 편재한 수지재로 보다 평탄화한다. 수지재 상에 성막하는 무기 재료층이 보다 균일하고, 커버리지 좋게 성막할 수 있게 된다. 또한 수지재는, 물 등에 대한 실(seal)이 무기 재료층보다 낮지만, 편재한 수지재는 무기 재료층으로 덮여 밖 분위기에 노출되지 않기 때문에, 실 성이 향상한다. 즉, 수지재를, 막 형상이 아니라, 밖 분위기에 노출하지 않도록 편재시키는 것이 바람직하다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명하고, 상기에서 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 예시적인 것이고, 한정하는 것으로 고려되지 않아야 한다는 것을 이해해야 한다. 추가, 생략, 치환, 및 그 외의 변경은, 본 발명의 범위로부터 일탈하지 않고 행할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 전술의 설명에 의해서 한정되고 있다고 간주되는 것이 아니고, 청구의 범위에 의해서 제한되고 있다.
예를 들면, 이상의 실시 형태에서는, 제1무기 재료층(41)(제1층)을 피복하는 제2무기 재료층(42)(제2층)는 단일층으로 구성되었지만, 제2무기 재료층(42)(제2층)은 다층막으로 구성되어도 좋다. 이 경우, 각층을 성막하는 공정마다 수지 재료를 기판 상에 공급하고 기판의 요철부에 편재하는 수지재를 형성해도 좋고, 이것에 의해 배리어성의 한층 더 향상을 도모할 수 있다.
또한 이상의 실시 형태에서는, 제1무기 재료층(41)(제1층)의 형성 후에, 제1수지재(51)을 철부가 되는 제1무기 재료층(41)의 주위에 국재화시켰지만, 제1층 형성부(201)에 의한 제1무기 재료층(41)의 형성 전에, 수지 성막부(100) 및 국재화 처리부(202)에 의해서, 디바이스층(3)의 주위에 제1수지재(51)을 편재시켜도 좋다. 이것에 의해 제1무기 재료층(41)에 의한 디바이스층(3)의 피복 효율을 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 제2실시 형태와 관련되는 성막 방법, 성막 장치, 소자구조체의 제조 방법, 및 소자구조체의 제조 장치를, 도면에 기초해 설명한다.
도 17은, 본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법(성막 방법)을 나타내는 플로우차트이고, 본 실시 형태에서, 상술한 제1실시 형태와 다른 것은, 성막 레이트의 보상 방법에 관한 점이고, 이외의 상술한 제1실시 형태와 대응하는 구성에는 동일한 부호를 교부해 그 설명을 생략한다.
상기의 제1실시 형태에서는, 감소하는 성막 레이트를 보상하기 위해서, 기판(S) 1장당 성막 시간을 길게 했지만, 본 실시 형태에서는, 기화기(300)으로부터 수지 성막부(100)에 공급하는 수지 재료의 공급량을 제어하고, 경시적으로 증가시킨다.
구체적으로는, 수지 재료막(5a)를 성막할 때에, 수지 재료의 공급을 제어한다. 도 17에 나타낸 바와 같이, 검량선 취득 공정(S01)과, 보상 수지량 설정 공정(S32)와, 외부 배기 전환 공정(S03)과, 기화 개시 공정(S04)와, 기화 수지량 적산 공정(S35)와, 막 두께 설정 공정(S06)과, 공급 수지량 설정 공정(S37)과, 기판 반입 공정(S08)과, 공급 개시 공정(S09)와, 공급 수지량 계측 공정(S30)과, 공급 제어 공정(S31)과, 공급 정지 공정(S11)과, 기판 반출 공정(S12)와, 기화 정지 공정(S13)을 가진다.
도 17에 나타내는 보상 수지량 설정 공정(S32)에서는, 제1실시 형태에서의 보상 시간 설정 공정(S02)에 대응하여, 검량선 취득 공정(S01)에서 취득한 검량선에 대해서, 최초로 설정한 성막 처리에 상당하게 되는 수지 재료의 공급량에 대해, 그 감소분을 보상하도록, 적산 수지 재료 공급량에 대응하여, 1장의 성막 처리에서의 시간경과에 대해서 수지 재료의 공급량을 증가하는 보상 수지량을 설정한다. 이 보상 수지량은, 성막하는 목적의 막 두께에 대해서, 성막 레이트의 감소를 보상하도록 설정한다. 보상 수지량 또는 성막 레이트의 변화 경향은 제어부에 기억된다.
도 17에 나타내는 기화 개시 공정(S04)와 동시에, 도 3에 나타내는 기화 지속 시간 계측 공정(S05)에 대응한 공정인 기화 수지량 적산 공정(S35)로서 보상 수지량을 산출하는 기준이 되는 기화 지속 수지량의 적산(계측)을 개시한다.
그 다음에, 도 17에 나타내는 막 두께 설정 공정(S06)과, 공급 수지량 설정 공정(S37)(공급 시간 설정 공정(S07)에 대응)에서, 목적의 막 두께와, 성막 개시시에서의 기화 지속 수지량으로부터의 보상 수지량을 산출해 둔다.
구체적으로는, 기화된 수지 재료의 기화 지속 수지량에 대응하여, 1회의 성막 중에 공급하는 수지량을 공급 시간의 경과에 따라 점차 증가하도록 설정한다.
그 다음에, 도 3에 나타내는 기판 반입 공정(S08)에서, 수지 성막부(100)에 기판(S)를 반입한다.
그 다음에, 도 3에 나타내는 공급 개시 공정(S09)에서, 제어부(400)에 의해서 밸브(112V)와 밸브(113V)의 개폐 상태를 전환하고, 기화기(300)으로부터 수지 재료를 수지 재료 공급관(112)(제1배관)에 공급하고 성막을 개시한다.
이 때, 도 3에 나타내는 공급 시간 계측 공정(S10)에 대응한 공정인 공급 수지량 계측 공정(S30)으로서 성막된 막 두께로서 환산되는 수지 재료 공급량의 계측을 개시한다.
성막 중에는, 도 17에 나타내는 공급 제어 공정(S31)로서 공급 수지량 설정 공정(S37)에서 설정된 공급 수지량에 따라서, 제어부(400)에 의해서, 성막 레이트의 감소를 보상하도록 기화 지속 수지량의 적산량에 대응하여 밸브(112V)의 개도(開度)를 점차 증대하도록 조정하여 성막한다.
여기서, 밸브(112V)는, 개도를 조정할 수 있는 구성으로 된다.
그 다음에, 도 17에 나타내는 공급 정지 공정(S11)에서, 제어부(400)에 의해서 밸브(112V)와 밸브(113V)의 개폐 상태를 전환하고, 기화기(300)으로부터 수지 재료를 수지 재료 우회관(113)(제2배관)에 공급하고 목적의 막 두께를 얻고, 성막을 종료한다.
그 다음에, 도 17에 나타내는 기판 반출 공정(S12)로서 성막된 기판(S)를 수지 성막부(100)으로부터 반출한다.
필요하면, 막 두께 설정 공정(S06)로부터 기판 반출 공정(S12)를 복수회 반복한다. 이 때, 기화 수지량 적산 공정(S35)로서의 기화 지속 수지량을 적산하고, 이 값에 따라서, 매회, 공급 수지량 설정 공정(S37)로서 보상 수지량을 다시 산출하고, 성막 중에서의 밸브(112V)의 개도를 제어한다.
구체적으로는, 기화기(300)에서의 수지 재료의 기화 지속 수지량의 증가에 따라 가열 고화의 발생 등에 의해서 감소하는 수지량을 보상하기 위해서, 성막 시간의 증가에 따라 공급 수지량을 증대하여 성막 레이트의 감소를 보상하도록 설정한다.
그 다음에, 도 17에 나타내는 기화 정지 공정(S13)으로서 기화기(300)에서의 기화를 정지하고, 기화 지속 수지량의 계측을 종료한다. 또한 막 두께 설정 공정(S06)과 공급 수지량 설정 공정(S37)은, 기판 반입 공정(S08) 이후에 행해지는 공정에 대해서, 즉, 실제의 성막이 행해지는 공정보다도 전이면, 그 실기 시기, 순서는, 상기의 공정순서에 한정하는 것은 아니다.
또한, 기화기(300)은 연속 운전이 아니어도, 바로 옆의 클리닝으로부터의 기화 시간의 적산으로 기화 효율이 감소한다. 기화기(300)의 운전, 정지를 반복해도, 기화 지속 수지량을 적산하면, 기화 효율의 감소량을 산출할 수 있다.
본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법으로서 상기와 같이 기화 지속 수지량에 따라 감소하는 기화 수지 재료를 보상하도록 공급 상태를 제어한다. 이것에 의해, 수지 재료에 의한 성막 레이트를 기화 지속 수지량의 경과에 관계없이 안정시킨다. 또한 복수의 기판(S)에 순서대로 성막을 행하는 경우에도, 성막 횟수, 및 전회(前回) 클리닝으로부터의 성막시에서의 기화 지속 수지량에 관계없이, 수지 재료에 의한 성막 레이트를 안정시킨다. 따라서, 성막 특성의 변동이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 막 특성(막 두께)의 변동을 방지할 수 있다.
또한 각 공정의 제어는 제어부(400)에 의해 행할 수 있고, 검량선의 산출이나 성막 수지량의 산출 및 적산도 제어부(400)이 가지는 연산부가 행한다. 또한 필요한 데이터의 기억도 제어부(400)이 가지는 기억부가 행한다.
이하, 본 발명의 제3실시 형태와 관련되는 성막 방법, 성막 장치, 소자구조체의 제조 방법, 및 소자구조체의 제조 장치를, 도면에 기초해 설명한다.
도 18은, 본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법(성막 방법)을 나타내는 플로우차트이고, 본 실시 형태에서, 상술한 제2실시 형태와 다른 것은, 성막 레이트를 보상하는 수지 공급 방법에 관한 점이고, 이외의 상술한 제2실시 형태와 대응하는 구성에는 동일한 부호를 교부해 그 설명을 생략한다.
구체적으로는, 수지 재료막(5a)를 성막할 때에, 수지 재료의 공급을 제어한다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 검량선 취득 공정(S01)과, 보상 수지량 설정 공정(S32)와, 외부 배기 전환 공정(S03)과, 기화 개시 공정(S04)와, 기화 수지량 적산 공정(S35)와, 막 두께 설정 공정(S06)과, 공급 수지량 설정 공정(S37)과, 기판 반입 공정(S08)과, 공급 개시 공정(S09)와, 공급 수지량 계측 공정(S30)과, 공급 정지 공정(S11)과, 기판 반출 공정(S12)와, 기화 정지 공정(S13)을 가진다.
본 실시 형태에서의 성막 중은, 공급 수지량 설정 공정(S37)에서 설정된 공급 수지량에 따라서, 제어부(400)에 의해서, 성막 레이트의 감소를 보상하도록 기화 지속 수지량의 적산량에 대응하여, 기화기(300)에서의 수지 재료 원료 용기(150)으로부터의 수지 재료 공급량을 점차 증대하도록 조정하여 성막한다.
이 때, 액상의 수지 재료를 가열부(152)에 분무하는 단위시간당 공급량을 제어한다.
또한, 필요하면, 막 두께 설정 공정(S06)로부터 기판 반출 공정(S12)를 복수회 반복할 때, 기화 수지량 적산 공정(S35)로서의 기화 지속 수지량을 적산하고, 이 값에 따라서, 매회, 공급 수지량 설정 공정(S37)로서 보상 수지량을 다시 산출하고, 성막 중에서의 수지 재료 원료 용기(150)으로부터의 수지 재료 공급량을 제어한다.
구체적으로는, 기화기(300)에서의 수지 재료의 기화 지속 수지량의 증가에 따라 가열 고화의 발생 등에 의해서 감소하는 수지량을 보상하기 위해서, 성막 시간의 증가에 따라 공급 수지량을 증대하여 성막 레이트의 감소를 보상하도록 설정한다.
본 실시 형태와 관련되는 소자구조체의 제조 방법으로서 상기와 같이 기화 지속 수지량에 따라 감소하는 기화 수지 재료를 보상하도록, 기화기(300)에 공급하는 수지 재료의 공급량을 제어하고, 경시적으로 증가시킴으로써, 수지 재료에 의한 성막 레이트를 기화 지속 수지량의 경과에 관계없이 안정시킨다. 또한 복수의 기판(S)에 순서대로 성막을 행하는 경우에도, 성막 횟수, 및 전회 클리닝으로부터의 성막시에서의 기화 지속 수지량에 관계없이, 수지 재료에 의한 성막 레이트를 안정시킨다. 따라서, 성막 특성의 변동이 발생하는 것을 방지할 수 있고 막 특성(막 두께)의 변동을 방지할 수 있다.
본 발명의 활용예로서 유기 EL 장치의 봉지나 전자 디바이스의 봉지를 들 수 있다.
S, 2, 21: 기판
2b, 21b, 22b, 32b: 경계부
3: 디바이스층(기능층)
5: 수지막
5a: 수지 재료막(5a)
10, 20, 30: 소자구조체
40: 철부
41: 제1무기 재료층(제1층)
42: 제2무기 재료층(제2층)
51, 53: 제1수지재
52: 제2수지재
100: 수지 성막부(성막실)
102: 스테이지
105: 샤워 플레이트
102a: 기판 냉각 장치
112: 수지 재료 공급관(제1배관)
112V: 밸브
113: 수지 재료 우회관(제2배관)
113V: 밸브
122: UV 조사장치
130: 기화조
132: 토출부
140: 수지 재료액 공급관
150: 수지 재료 원료 용기
200: 코어실
201: 제1층 형성부(성막실)
202: 국재화 처리부
203: 제2층 형성부(성막실)
204: 기능층 형성부(성막실)
210: 로드 록 실
300: 기화기
400: 제어부
1000: 소자구조체의 제조 장치
2b, 21b, 22b, 32b: 경계부
3: 디바이스층(기능층)
5: 수지막
5a: 수지 재료막(5a)
10, 20, 30: 소자구조체
40: 철부
41: 제1무기 재료층(제1층)
42: 제2무기 재료층(제2층)
51, 53: 제1수지재
52: 제2수지재
100: 수지 성막부(성막실)
102: 스테이지
105: 샤워 플레이트
102a: 기판 냉각 장치
112: 수지 재료 공급관(제1배관)
112V: 밸브
113: 수지 재료 우회관(제2배관)
113V: 밸브
122: UV 조사장치
130: 기화조
132: 토출부
140: 수지 재료액 공급관
150: 수지 재료 원료 용기
200: 코어실
201: 제1층 형성부(성막실)
202: 국재화 처리부
203: 제2층 형성부(성막실)
204: 기능층 형성부(성막실)
210: 로드 록 실
300: 기화기
400: 제어부
1000: 소자구조체의 제조 장치
Claims (14)
- 액상의 수지 재료를 가열부에 분무하여 기화하고, 기화된 증기를 기판 상에 공급하여 수지 재료막을 성막하는 성막 방법으로서,
상기 수지 재료를 상기 가열부에 공급한 양의 합계인 기화적산량에 따라 감소하는 상기 수지 재료의 기화율을 보상하도록, 수지 재료막을 기판 1장당 성막하는 성막 시간을 증가시키는 방식 및 액상의 수지 재료를 상기 가열부에 분무하는 단위시간당 공급량을 증가시키는 방식 중 적어도 어느 하나의 방식으로 성막 조건을 제어하는, 성막 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 가열부는 경사면을 가지는, 성막 방법. - 제1항에 있어서,
상기 수지 재료는 자외선 경화형의 아크릴 수지의 재료인, 성막 방법. - 액상의 수지 재료를 가열부에 분무하여 기화하고, 기화된 증기를 기판 상에 공급하여 수지 재료막을 성막하는 성막 장치로서,
상기 가열부에 수지 재료를 공급한 적산량을 포함하는 기화 운전 데이터를 기록하는 기록부, 및
상기 기화 운전 데이터를 참조하여, 성막 시간을 길게 하는 시간, 혹은 상기 액상의 수지 재료를 상기 가열부에 분무하는 단위시간당 공급량을 증가시키는 증가량의 적어도 어느 하나를 결정하는 제어부를 가지는, 성막 장치. - 기판의 일면에 배치된 기능층을 피복하는 것과 함께, 국소적인 철부를 가지는, 무기 재료로 이루어지는 제1층을 형성하는 제1공정,
상기 기판의 일면측을 덮는 상기 제1층을 피복하도록, 액상의 수지 재료를 기화하여 공급하고 상기 수지 재료로 이루어지는 수지 재료막을 형성하는 제2공정,
상기 제1층을 측단면으로부터 볼 때, 상기 철부의 외측면과, 상기 기판의 일면의 경계부를 포함하는 위치에 있는 상기 수지 재료막의 일부를 잔존시키고, 상기 수지 재료막이 잔존하는 위치와는 다른 위치에 있는 상기 수지 재료막을 제거하는 제3공정, 및
상기 잔존시킨 수지 재료막의 일부, 및 상기 수지 재료막의 제거에 의해 노출된 상기 제1층을 피복하도록, 무기 재료로 이루어지는 제2층을 형성하는 제4공정을 포함하고,
상기 제2공정에서, 기화된 상기 수지 재료의 기화 지속 시간에 따라 감소하는 상기 수지 재료를 보상하도록, 기화된 상기 수지 재료의 공급 시간에 대응한 상기 수지 재료의 공급량에 따라 상기 수지 재료막의 성막 시간을 길게하는, 소자구조체의 제조 방법. - 삭제
- 제6항에 있어서,
상기 제2공정에서의 상기 수지 재료막의 성막 처리시에, 기화된 상기 수지 재료를 성막실의 내부에 공급하는 것과 함께, 상기 수지 재료막의 비성막 처리시에는, 기화된 상기 수지 재료를 상기 성막실의 외부에 송통시키고,
상기 수지 재료의 공급량을 상기 수지 재료의 기화량으로서 적산한 적산량을 얻고, 상기 적산량에 따라 상기 수지 재료막의 성막 시간을 제어하는, 소자구조체의 제조 방법. - 제6항 또는 제8항에 있어서,
상기 제3공정은, 상기 제1층을 측단면으로부터 볼 때, 상기 철부의 외측면에서의 정부를 포함하는 영역이 노출되도록, 상기 수지 재료막을 제거하는, 소자구조체의 제조 방법. - 제6항 또는 제8항에 있어서,
상기 제3공정은, 상기 수지 재료막을 제거하는 수법으로서 드라이 에칭법을 이용하는, 소자구조체의 제조 방법. - 제9항에 있어서,
상기 제3공정은, 상기 수지 재료막을 제거하는 수법으로서 드라이 에칭법을 이용하는, 소자구조체의 제조 방법. - 제10항에 있어서,
상기 제3공정은, 상기 수지 재료막을 에칭 처리하는 조건 중 특정의 조건의 변화를 검출하고, 검출된 검출 결과를 상기 에칭 처리의 종점으로서 이용하는, 소자구조체의 제조 방법. - 제11항에 있어서,
상기 제3공정은, 상기 수지 재료막을 에칭 처리하는 조건 중 특정의 조건의 변화를 검출하고, 검출된 검출 결과를 상기 에칭 처리의 종점으로서 이용하는, 소자구조체의 제조 방법. - 기판의 일면측에 배치된 기능층을 피복하는 것과 함께, 국소적인 철부를 가지는, 무기 재료로 이루어지는 제1층을 형성하는 제1층 형성부,
액상의 수지 재료를 가열하여 기화하는 기화기로부터 기화된 상기 수지 재료를 공급할 수 있도록 하고, 상기 제1층을 피복하는 상기 수지 재료로 이루어지는 수지 재료막을 형성하는 수지 성막부,
상기 제1층을 측단면으로부터 볼 때, 상기 철부의 외측면과 상기 기판의 일면의 경계부를 포함하는 위치에 있는 상기 수지 재료막의 일부를 잔존시키고, 상기 수지 재료막이 잔존하는 위치와는 다른 위치에 있는 상기 수지 재료막을 제거하는 국재화 처리부, 및
상기 철부, 상기 잔존시킨 수지 재료막의 일부, 및 상기 제거에 의해 노출된 상기 제1층을 피복하도록, 무기 재료로 이루어지는 제2층을 형성하는 제2층 형성부,
를 가지는 것과 함께,
상기 기화기가 구비하는 기화조에 접속되고, 성막시에 기화된 상기 수지 재료를 상기 수지 성막부에 공급하는 공급관,
상기 기화조에 접속되고, 비성막 처리시에 기화된 상기 수지 재료를 상기 수지 성막부의 외부에 송통하는 외부관, 및
상기 공급관과 상기 외부관을 전환하는 전환 밸브,
를 구비하고,
기화 지속 시간에 따라 감소하는 상기 수지 재료를 보상하도록 상기 수지 성막부에 수지 재료를 공급하는 공급 시간을 제어하는 제어부를 가지는, 소자구조체의 제조 장치.
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
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| KR (1) | KR102234630B1 (ko) |
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