KR102264652B1 - 기상 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 기판에 증착막을 형성하기 위한 기상 증착 장치에 관한 것으로서, 제1 원료 가스를 상기 기판 방향인 제1 방향으로 분사하는 제1 주입부; 제2 원료 가스를 상기 제1 방향으로 분사하는 제2 주입부; 상기 제1 주입부와 상기 제2 주입부 사이에 위치하고, 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 배기 가스를 배기하는 배기부; 및 상기 제1 주입부의 단부와 상기 배기부의 단부에 각각 장착된 제1 필터부;를 포함하고, 상기 제1 필터부는, 상기 제1 방향과 나란한 방향으로 서로 이격되고, 서로 평행하게 적층된 복수의 플레이트들을 구비하며, 상기 복수의 플레이트들 각각에는 홀들이 형성되고, 상기 제1 원료가스는 상기 제1 주입부의 단부에 장착된 상기 제1 필터부를 통해 상기 제1 방향으로 분사되고, 상기 배기가스는 상기 배기부의 단부에 장착된 상기 제1 필터부를 통해 상기 제2 방향으로 흡입되는 기상 증착 장치를 개시한다.

Description

기상 증착 장치{Vapor deposition apparatus}
본 발명은 기상 증착 장치에 관한 것이다.
반도체 소자, 표시 장치 및 기타 전자 소자 등은 복수의 박막을 구비한다. 이러한 복수의 박막을 형성하는 방법은 다양한데 그 중 기상 증착 방법이 하나의 방법이다.
기상 증착 방법은 박막을 형성할 원료로서 하나 이상의 기체를 사용한다. 이러한 기상 증착 방법은 화학적 기상 증착(CVD:chemical vapor deposition), 원자층 증착(ALD:atomic layer deposition) 기타 다양한 방법이 있다.
이중, 원자층 증착 방법은 하나의 원료 가스를 주입후, 퍼지/펌핑 후 단일 분자층 또는 그 이상의 층을 기판에 흡착한 후, 또 다른 원료 가스를 주입후 퍼지/펌핑하여 최종적으로 원하는 단일의 원자층 또는 다층의 원자층을 형성하게 된다.
한편, 표시 장치들 중, 유기 발광 표시 장치는 시야각이 넓고 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 서로 대향된 제1 전극 및 제2 전극 사이에 유기 발광층을 구비하는 중간층을 포함하고, 그 외에 하나 이상의 다양한 박막을 구비한다. 이때 유기 발광 표시 장치의 박막을 형성하기 위하여 증착 공정을 이용하기도 한다.
그러나, 유기 발광 표시 장치가 대형화되고 고해상도를 요구함에 따라 대면적의 박막을 원하는 특성으로 증착하기가 용이하지 않다. 또한 이러한 박막을 형성하는 공정의 효율성을 향상하는데 한계가 있다.
본 발명의 목적은 증착막 특성을 용이하게 향상할 시킬 수 있고, 유지 및 보수가 용이한 기상 증착 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예는, 기판에 증착막을 형성하기 위한 기상 증착 장치에 관한 것으로서, 제1 원료 가스를 상기 기판 방향인 제1 방향으로 분사하는 제1 주입부; 제2 원료 가스를 상기 제1 방향으로 분사하는 제2 주입부; 상기 제1 주입부와 상기 제2 주입부 사이에 위치하고, 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 배기 가스를 배기하는 배기부; 및 상기 제1 주입부의 단부와 상기 배기부의 단부에 각각 장착된 제1 필터부;를 포함하고, 상기 제1 필터부는, 상기 제1 방향과 나란한 방향으로 서로 이격되고, 서로 평행하게 적층된 복수의 플레이트들을 구비하며, 상기 복수의 플레이트들 각각에는 홀들이 형성되고, 상기 제1 원료가스는 상기 제1 주입부의 단부에 장착된 상기 제1 필터부를 통해 상기 제1 방향으로 분사되고, 상기 배기가스는 상기 배기부의 단부에 장착된 상기 제1 필터부를 통해 상기 제2 방향으로 흡입되는 기상 증착 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 플레이트들 각각에서, 상기 제1 원료 가스는 상기 복수의 플레이트들 각각에 형성된 홀들을 상기 제1 방향으로 동시에 통과할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 플레이트들 각각에 형성된 상기 홀들의 개수는 상기 제1 방향으로 갈수록 증가할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 원료가스는 상기 홀들의 개수가 증가하는 방향으로 상기 제1 필터부를 통과하고, 상기 배기가스는 상기 홀들의 개수가 감소하는 방향으로 상기 제1 필터부를 통과할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 플레이트들 각각에 형성된 상기 홀들의 개수는 상기 제1 방향으로 갈수록 2배 또는 3배씩 증가할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 플레이트들 각각에 형성된 상기 홀들의 크기는 상기 제1 방향으로 갈수록 감소할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 플레이트들은 상기 제1 필터부에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 주입부와 상기 제2 주입부 사이에 퍼지부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 주입부는, 플라즈마 발생기, 상기 플라즈마 발생기를 에워싸는 대응면 및 상기 플라즈마 발생기와 상기 대응면 사이에 형성된 플라즈마 발생 공간을 구비한 플라즈마 발생부를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 발생 공간으로 상기 제2 원료 가스를 공급하는 공급부를 더 포함하고, 상기 공급부와 상기 플라즈마 발생 공간 사이에 제2 필터부가 장착될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 필터부와 상기 제2 필터부는 동일한 구조를 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판과 상기 기상 증착 장치는 상대적으로 이동하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판상에 원료가스를 균일하게 분사하고, 배기가스를 균일하게 흡기할 수 있으므로, 기상 증착 장치의 공정 효율이 향상될 수 있다.
또한, 원료가스를 분사하는 주입부와 배기가스를 흡기하는 흡기부가 동일한 구조를 가질 수 있으므로, 기상 증착 장치의 구조가 단순화할 수 있다.
또한, 원료가스의 분사 및 배기가스의 흡기시 필터부에 의해 불순물 등을 필터링하고, 필터부는 기상 증착 장치에 탈착 가능하게 결합되므로, 기상 증착 장치의 유지 보수가 용이할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 기상 증착 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 V-V 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 필터부를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 기상 증착 장치의 변형예를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 기상 증착 장치를 이용하여 제조된 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5의 F의 확대도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명함에 있어 실질적으로 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 기상 증착 장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 V-V 단면을 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1의 필터부를 도시한 사시도이다.
도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 증착 장치(100)는 제1원료 가스를 기판(S) 방향인 제1 방향으로 분사하는 제1 주입부(110)와 제1 방향으로 제2 원료 가스를 분사하는 제2 주입부(120)를 포함할 수 있다. 제1 주입부(110)와 제2 주입부(120)는 서로 이격되어 위치할 수 있다. 또한, 기상 증착 장치(100)는 제1 주입부(110)와 제2 주입부(120) 사이에 위치하는 퍼지부(130)와 배기부(140)를 더 포함할 수 있다.
제1 주입부(110)에는 제1 필터부(160)가 장착될 수 있다. 제1 필터부(160)는 제1 주입부(110)의 단부에 장착 되어, 제1 주입부(110)에 의해 분사되는 제1 원료 가스가 기판(S) 상에 균일하게 분사되도록 할 수 있다.
이를 위해, 제1 필터부(160)는 복수의 플레이트들(161~164)을 포함할 수 있으며, 복수의 플레이트들(161~164)은 제1 방향을 따라 서로 평행하게 적층될 수 있다. 또한, 복수의 플레이트들(161~164)은 서로 이격 되도록 배치되며, 각각의 플레이트들(161~164)은 제1 원료 가스가 통과하는 홀들(h1~h4)을 포함할 수 있다. 이에 의해, 제1 필터부(160)는 제1 원료 가스가 제1 방향으로 이동하는 중에, 제1 원료 가스의 이동경로를 조정함으로써, 제1 원료 가스가 기판(S) 상에 균일하게 분사되도록 할 수 있다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 제1 필터부(160)를 보다 자세하게 설명한다. 한편, 도 2 및 도 3에서는 제1 필터부(160)가 제1 방향을 따라 순차적으로 적층된 제1 플레이트(161), 제2 플레이트(162), 제3 플레이트(163) 및 제4 플레이트(164)를 포함한 것을 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한하지 않는다. 즉, 제1 필터부(160)는 제1 원료 가스가 기판(S) 상에 균일하게 분사되도록 하기 위해 다양한 수의 플레이트들을 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 플레이트(161), 제2 플레이트(162), 제3 플레이트(163) 및 제4 플레이트(164)는 제1 방향을 따라 순차적으로 적층되어, 제1 플레이트(161)가 기판(S)으로부터 가장 멀리 위치하고, 제4 플레이트(164)가 기판(S)과 가장 근접하게 위치할 수 있다.
먼저, 제1 플레이트(161)와 제2 플레이트(162)를 비교하면, 제1 플레이트(161)보다 제1 방향을 따라 기판(S)에 더 근접하게 배치된 제2 플레이트(162)에 형성된 제2 홀(h2)들의 개수가 제1 플레이트(161)에 형성된 제1 홀(h1)들의 개수보다 많을 수 있다. 예를 들어, 제2 홀(h2)들의 개수는 제1 홀(h1)들의 개수의 2배 내지 3배로 형성될 수 있다.
한편, 제1 홀(h1)들을 통과한 제1 원료 가스가 균등한 평균 이동 거리를 가지고 제2 홀(h2)들에 도달하기 위해서는, 제1 홀(h1)들은 이들의 주변에 형성된 제2 홀(h2)들의 중심부에 위치하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이 제2 홀(h2)들의 개수가 제1 홀(h1)들의 개수의 2배인 경우, 어느 하나의 제1 홀(h1)은 두 개의 제2 홀(h2)들을 잇는 선분의 중점 상에 위치할 수 있다. 또한, 제2 홀(h2)들의 개수가 제1 홀(h1)들의 개수의 3배인 경우, 인접한 3개의 제2 홀(h2)들은 정삼각형을 이루고, 제1 홀(h1)은 제2 홀(h2)들이 형성하는 정삼각형의 중심 상에 위치할 수 있다.
또한, 보다 많은 양의 제1 원료 가스를 통과시키기 위해서 제1 홀(h1)의 크기는 제2 홀(h2)의 크기보다 크게 형성될 수 있다.
이와 같이, 제1 홀(h1)들과 제2 홀(h2)들이 형성되면, 제1 원료 가스가 제2 플레이트(162)를 지남에 따라, 제1 원료 가스는 제1 필터부(160)의 내부에서 보다 넓고, 고르게 확산 될 수 있다.
이와 마찬가지로, 제2 플레이트(162)에 비해 제1 방향을 따라 기판(S)에 더 근접하게 배치된 제3 플레이트(163)에 형성된 제3 홀(h3)들의 개수가 제2 플레이트(162)에 형성된 제2 홀(h2)들의 개수 보다 많고, 제4 플레이트(164)에 형성된 제4 홀(h4)들의 개수가 제3 홀(h3)들의 개수 보다 많을 수 있다.
또한, 제1 원료 가스의 균등한 평균 이동 거리를 가지고 고르게 확산되기 위해서, 각각의 제2 홀(h2)들은 이의 주변에 형성된 제3 홀(h3)들의 중심부에 위치하고, 각각의 제3 홀(h3)들은 이의 주변에 형성된 제4 홀(h4)들의 중심부에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 방향을 따라 제2 홀(h2)로부터 제4 홀(h4)로 갈수록 그 크기는 작아질 수 있다.
따라서, 제1 원료 가스가 기판(S) 측으로 이동할수록, 제1 원료 가스는 제1 필터부(160)의 전체에 걸쳐 고르게 분산되어, 제1 원료 가스는 기판(S) 상에 균일하게 분사될 수 있고, 이에 의해 기판(S) 상에 형성되는 박막의 특성을 용이하게 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 원료 가스가 균등한 평균 이동 거리를 가지고 제4 홀(h4)들에 도달할 수 있으므로, 최종적으로 제1 원료 가스가 토출되는 제4 홀(h4)들 간의 압력 차이가 없다. 따라서, 제1 원료 가스가 압력에 따른 응축현상이 우려되는 경우라도 안정적으로 적용될 수 있다.
또한, 제1 원료 가스의 이동 중에, 제1 원료 가스에 포함된 파티클 등의 불순물은 복수의 플레이트들(161~164)에 의해 걸러질 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3에서는 제1 플레이트(161)에서 제4 플레이트(164)로 갈수록 각각의 플레이트들(161~164)에 형성된 홀들(h1~h4)의 개수가 2배씩 증가하는 것을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한하지 않는다. 예를 들어, 제1 플레이트(161)에서 제4 플레이트(164)로 갈수록 각각의 플레이트들(161~164)에 형성된 홀들(h1~h4)의 개수는 3배 또는 4배 이상인 N배씩 증가할 수 있고, 또는 비규칙적으로 증가할 수도 있다.
이와 같은 복수의 플레이트들(161~164)은 내부식성이 우수한 재질로 형성될 수 있으며, 제1 필터부(160)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 복수의 플레이트들(161~164)은 주기적으로 교체가 가능하고, 복수의 분배 플레이트들(161~164)에 의해 걸러진 파티클 등을 용이하게 제거할 수 있다. 따라서, 기상 증착 장치(100)의 유지 및 보수가 용이할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 제2 주입부(120)는 플라즈마 발생부(150)를 더 포함할 수 있다. 플라즈마 발생부(150)는 플라즈마 발생기(152), 플라즈마 발생기(152)를 에워싸는 대응면(154) 및 플라즈마 발생기(152)와 대응면(154) 사이에 형성된 플라즈마 발생공간(156)을 포함할 수 있다.
플라즈마 발생기(152)는 전압이 인가되는 둘레가 둥근 막대 형상의 전극일 수 있고, 대응면(154)은 접지된 전극일 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 플라즈마 발생기(152)가 접지되고, 대응면(154)에 전압이 인가될 수도 있다. 이와 같은 플라즈마 발생기(152)와 대응면(154) 사이에 전위차를 발생시키면, 플라즈마 발생공간(156) 내에 플라즈마가 생성되고, 제2 원료 가스는 플라즈마 발생공간(156)에서 라디칼(Radical) 형태로 변할 수 있다.
한편, 도 1에서는 기상 증착 장치(100)에 제1 주입부(110)와 제2 주입부(120)가 하나씩 형성된 것을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 제1 주입부(110)와 제2 주입부(120)는 각각 복수 개 형성될 수 있으며, 이때, 복수 개 형성된 제1 주입부(110)들과 제2 주입부(120)들은 서로 교번적으로 배치될 수 있다.
퍼지부(130)는 기판(S)의 이동 방향을 기준으로 제1 주입부(110) 또는 제2 주입부(120) 다음에 위치하며, 퍼지 가스를 기판(S) 방향인 제1 방향으로 분사한다. 퍼지 가스는 증착에 영향을 주지 않는 기체, 예를 들면 아르곤 기체나 질소 기체 등일 수 있다. 퍼지부(130)에 의해 퍼지 가스가 기판(S) 상으로 분사되면, 박막의 형성에 반응하지 않은 제1 원료 가스 또는 2 원료 가스 및 증착 공정 중 잔존하는 부산물 등을 기판(S)으로부터 물리적으로 분리할 수 있다.
배기부(140)는 기판(S)의 이동 방향을 기준으로 제1 주입부(110) 또는 제2 주입부(120) 다음에 위치하며, 퍼지부(130)에 의해 기판(S)으로부터 분리된 부산물 및 여분의 기체 등과 같은 배기 가스를 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 배기시킨다.
배기부(140)에는 상술한 제1 필터부(160)가 장착될 수 있다. 따라서, 배기부(140)와 제1 주입부(110)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 따라서, 기상 증착 장치(100)의 전체적인 구성이 단순해질 수 있다.
한편, 배기부(140)의 배기시에는 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 배기 가스가 이동한다. 그러나, 제1 필터부(160)에 포함된 복수의 플레이트들(161~164)에는 상술한 관계를 가지는 홀들(h1~h4)이 형성되어 있으므로, 배기 가스 역시 균등한 평균 이동 거리를 경유하면서 흡기될 수 있다. 따라서, 배기 가스의 균일한 흡기가 가능하다.
특히, 배기 중 원료가스들이 배기부(140)의 측벽에 증착될 수 있는데, 제1 필터부(160)가 배기부(140)의 단부에 장착됨으로써, 복수의 플레이트들(161~164)이 방착판의 역할을 수행하여 원료가스들이 배기부(140)의 측벽에 증착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 복수의 플레이트들(161~164)은 필터부(160)에 착탈 가능하게 결합될 수 있는바, 복수의 플레이트들(161~164)의 교체가 가능하고, 복수의 분배 플레이트들(161~164)에 형성된 박막 등을 용이하게 제거할 수 있으므로, 기상 증착 장치(100)의 유지 및 보수가 용이할 수 있다.
이하에서는 도 1을 참조하여, 기판(S) 상에 박막을 형성하는 방법을 간략하게 설명하기로 한다. 구체적으로, 기판(S)이 일 방향으로 이동하며 박막이 형성되는 경우를 설명하며, 기판(S) 상에 형성되는 박막은 AlxOy인 것으로 한다.
먼저, 피 증착재인 기판(S)이 제1 주입부(110)에 대응되도록 배치되면 제1 주입부(110)는 기판(S)방향인 제1 방향으로 제1 원료 가스를 분사한다. 이때, 제1 원료 가스는 제1 필터부(160)를 통과하면서 기판(S) 상에 균일하게 분사될 수 있다.
제1 원료 가스는, 예를 들어 기체 상태의 트리메틸알루미늄(TMA:trimethyl aluminium)과 같은 알루미늄(Al) 원자를 함유하는 기체일 수 있다. 이를 통하여 기판(S)의 상면에는 Al을 함유하는 흡착층이 형성되는데, 형성되는 흡착층은 화학적 흡착층 및 물리적 흡착층을 모두 포함할 수 있다.
한편, 기판(S)의 상면에 형성된 흡착층 중 분자간 결합력이 약한 물리적 흡착층은 기판(S)의 진행방향을 기준으로 제1 주입부(110) 다음에 위치하는 퍼지부(130)에서 분사된 퍼지 가스에 의하여 기판(S)으로부터 분리된다. 또한, 기판(S)으로부터 분리된 물리적 흡착층은, 기판(S)의 진행방향을 기준으로 제1 주입부(110) 다음에 위치하는 배기부(140)의 펌핑을 통하여 효과적으로 기판(S)으로부터 제거될 수 있다. 이때, 배기부(140)에는 제1 필터부(160)가 장착되어 있으므로, 물리적 흡착층은 기판(S)으로부터 균일하게 제거될 수 있다.
계속하여, 기판(S)이 제2 주입부(120)에 대응되도록 배치되면, 제2 주입부(120)를 통하여 제2 원료 가스가 기판(S) 방향인 제1 방향으로 분사된다. 제2 원료 가스는 라디칼 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 원료 가스는 산소 라디칼을 포함할 수 있다. 산소 라디칼은 후술하는 플라즈마 발생부(150)에 H2O, O2, N2O 등을 주입하여 형성할 수 있다. 이러한 제2 원료 가스는 기판(S)에 이미 흡착되어 있던 제1 원료 가스로 형성된 화학적 흡착층과 반응 또는 화학적 흡착층의 일부를 치환하여, 최종적으로 원하는 증착층, 예를 들면 AlxOy층을 형성할 수 있다. 다만, 과잉의 제2 원료 가스는 물리적 흡착층을 이루고 기판(S) 상에 잔존할 수 있다.
기판(S) 상에 잔존하는 제2 원료 가스의 물리적 흡착층은, 기판(S)의 진행방향을 기준으로 제2 주입부(120) 다음에 위치하는 퍼지부(130)에서 분사된 퍼지 가스에 의하여 기판(S)으로부터 분리되며, 기판(S)의 진행방향을 기준으로 제2 주입부(120) 다음에 위치하고 제1 필터부(160)가 장착된 배기부(140)의 펌핑을 통하여 기판(S) 전체에 걸쳐 균일하게 기판(S)에서 제거될 수 있다. 따라서, 기판(S)이 기상 증착 장치(100)의 하부를 통과하면서 기판(S) 상에는 원하는 단일의 원자층이 형성될 수 있다.
한편, 도 1에서는 기판(S)이 일 방향으로 이동하여, 기판(S)과 기상 증착 장치(100)가 상대적으로 이동하며 증착 공정이 이루어지는 것을 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한하지 않는다. 예를 들어, 증착 공정 중 기판(S)은 기상 증착 장치(100)의 하부에서 왕복 운동을 할 수 있으며, 또는, 기판(S)의 위치가 고정되고, 기상 증착 장치(100)가 이동하면서 연속적인 증착 공정이 수행될 수도 있다.
도 4는 도 1의 기상 증착 장치의 변형예를 도시한 단면도이다.
도 4에 도시된 기상 증착 장치(200)는 제1 주입부(210), 퍼지부(230), 배기부(240) 및 제2 주입부(220)를 포함할 수 있다.
제1 주입부(210)와 배기부(240)의 단부에는 제1 필터부(260)가 장착될 수 있다. 또한, 제2 주입부(220)는 플라즈마 발생기(252), 플라즈마 발생기(252)를 에워싸는 대응면(254) 및 플라즈마 발생기(252)와 대응면(254) 사이에 형성된 플라즈마 발생 공간(256)을 구비한 플라즈마 발생부(250)를 더 포함할 수 있다.
제1 주입부(210), 제2 주입부(220), 퍼지부(230), 배기부(240), 플라즈마 발생부(250) 및 제1 필터부(260)는 도 1 내지 도 3에서 도시하고 설명한 제1 주입부(110), 제2 주입부(120), 퍼지부(130), 배기부(140), 플라즈마 발생부(150) 및 제1 필터부(160)와 각각 동일하므로, 반복하여 설명하지 않는다.
도 4를 참조하면, 기상 증착 장치(200)는 플라즈마 발생 공간(256)으로 제2 원료 가스를 공급하는 공급부를 더 포함할 수 있으며, 상기 공급부에는 제2 필터부(280)가 장착될 수 있다.
공급부는 제2 원료 가스를 외부의 탱크(미도시) 등으로부터 공급받고, 이를 플라즈마 발생 공간(256)으로 전달할 수 있도록 관통공 형태를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 공급부의 개수는 증착 공정을 진행할 피증착재인 기판(S)의 크기에 따라 다양하게 결정될 수 있다.
제2 필터부(280)는 도 2 및 도 3에서 도시하고 설명한 제1 필터부(160)와 동일한 구조를 가질 수 있다. 즉, 제2 필터부(280)는 제1 방향을 따라 서로 평행하게 적층된 복수의 플레이트들을 포함할 수 있으며, 복수의 플레이트들 각각에는 제2 원료 가스가 통과하는 홀들이 형성될 수 있다.
따라서, 제2 원료 가스는 플라즈마 발생 공간(256)의 길이 방향을 따라 균일하게 플라즈마 발생 공간(256)으로 공급될 수 있다. 또한, 제2 원료 가스는 낮은 압력을 가지고 플라즈마 발생 공간(256)으로 주입될 수 있는 바, 제2 원료 가스는 더욱 효과적으로 라디칼 형태를 가질 수 있게 되어, 기상 증착 장치(200)의 증착 효율이 향상될 수 있다.
도 5는 도 1의 기상 증착 장치를 이용하여 제조된 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5의 F의 확대도이다.
유기 발광 표시 장치(10:organic light emitting display apparatus)는 기판(30) 상에 형성된다. 기판(30)은 글래스재, 플라스틱재, 또는 금속재로 형성될 수 있다.
기판(30)상에는 기판(30)상부에 평탄면을 제공하고, 기판(30)방향으로 수분 및 이물이 침투하는 것을 방지하도록 절연물을 함유하는 버퍼층(31)이 형성되어 있다.
버퍼층(31)상에는 박막 트랜지스터(40(TFT:thin film transistor))와, 캐패시터(50)와, 유기 발광 소자(60:organic light emitting device)가 형성된다. 박막 트랜지스터(40)는 크게 활성층(41), 게이트 전극(42), 소스/드레인 전극(43)을 포함한다. 유기 발광 소자(60)는 제1 전극(61), 제2 전극(62) 및 중간층(63)을 포함한다.
캐패시터(50)는 제1 캐패시터 전극(51) 및 제2 캐패시터 전극(52)을 포함한다.
구체적으로 버퍼층(31)의 윗면에는 소정 패턴으로 형성된 활성층(41)이 배치된다. 활성층(41)은 실리콘과 같은 무기 반도체 물질, 유기 반도체 물질 또는 산화물 반도체 물질을 함유할 수 있고, p형 또는 n형의 도펀트를 주입하여 형성될 수 있다. 활성층(41)과 동일한 층에 제1 캐패시터 전극(51)이 형성되는데 활성층(41)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.
활성층(41)상부에는 게이트 절연막(32)이 형성된다. 게이트 절연막(32)의 상부에는 활성층(41)과 대응되도록 게이트 전극(42)이 형성된다. 게이트 전극(42)을 덮도록 층간 절연막(33)이 형성되고, 층간 절연막(33) 상에 소스/드레인 전극(43)이 형성되는 데, 활성층(41)의 소정의 영역과 접촉되도록 형성된다. 소스/드레인 전극(43)과 동일한 층에 제2 캐패시터 전극(52)이 형성되는데 소스/드레인 전극(43)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.
소스/드레인 전극(43)을 덮도록 패시베이션층(34)이 형성되고, 패시베이션층(34)상부에는 박막트랜지스터(40)의 평탄화를 위하여 별도의 절연막을 더 형성할 수도 있다.
패시베이션층(34)상에 제1 전극(61)을 형성한다. 제1 전극(61)은 소스/드레인 전극(43)중 어느 하나와 전기적으로 연결되도록 형성한다. 그리고, 제1 전극(61)을 덮도록 화소정의막(35)이 형성된다. 이 화소정의막(35)에 소정의 개구(64)를 형성한 후, 이 개구(64)로 한정된 영역 내에 유기 발광층을 구비하는 중간층(63)을 형성한다. 중간층(63)상에 제2 전극(62)을 형성한다.
제2 전극(62)상에 봉지층(70)을 형성한다. 봉지층(70)은 유기물 또는 무기물을 함유할 수 있고, 유기물과 무기물을 교대로 적층한 구조일 수 있다.
봉지층(70)은 본 발명의 전술한 기상 증착 장치들(도 1의 100, 도 4의 200) 중 어느 하나를 이용하여 형성할 수 있다. 즉 제2 전극(62)이 형성된 기판(30)을 본 발명의 전술한 기상 증착 장치들(도 1의 100, 도 4의 200) 중 어느 하나를 통과시키면서 원하는 층을 형성할 수 있다.
특히, 봉지층(70)은 무기층(71) 및 유기층(72)을 구비하고, 무기층(71)은 복수의 층(71a, 71b, 71c)을 구비하고, 유기층(72)은 복수의 층 (72a, 72b, 72c)을 구비한다. 이 때 본 발명의 기상 증착 장치들(도 1의 100, 도 4의 200) 중 어느 하나를 이용하여 무기층(71)의 복수의 층(71a, 71b, 71c)을 형성할 수 있다.
그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉 유기 발광 표시 장치(10)의 버퍼층(31), 게이트 절연막(32), 층간 절연막(33), 패시베이션층(34) 및 화소 정의막(35) 등 기타 절연막을 본 발명의 기상 증착 장치들(도 1의 100, 도 4의 200) 중 어느 하나로 형성할 수도 있다.
또한 활성층(41), 게이트 전극(42), 소스/드레인 전극(43), 제1 전극(61), 중간층(63) 및 제2 전극(62)등 기타 다양한 박막을 본 발명의 기상 증착 장치들(도 1의 100, 도 2의 400) 중 어느 하나로 형성하는 것도 물론 가능하다.
전술한 것과 같이 본 발명의 기상 증착 장치들(도 1의 100, 도 4의 200) 중 어느 하나를 이용할 경우 유기 발광 표시 장치(10)에 형성되는 증착막 특성을 향상하여 결과적으로 유기 발광 표시 장치(10)의 전기적 특성 및 화질 특성을 향상할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 유기 발광 표시 장치
S: 기판
100, 200: 기상 증착 장치
110, 210: 제1 주입부
120, 220: 제2 주입부
130, 230: 퍼지부
140, 240: 배기부
150, 250: 플라즈마 발생부
152, 252: 플라즈마 발생기
154, 254: 대응면
156, 256: 플라즈마 발생 공간
160: 제1 필터부
161: 제1 플레이트
162: 제2 플레이트
163: 제3 플레이트
164: 제4 플레이트
h1: 제1 홀
h2: 제2 홀
h3: 제3 홀
h4: 제4 홀
280: 제2 필터부

Claims (12)

  1. 기판에 증착막을 형성하기 위한 기상 증착 장치에 관한 것으로서,
    제1 원료 가스를 상기 기판 방향인 제1 방향으로 분사하는 제1 주입부;
    제2 원료 가스를 상기 제1 방향으로 분사하는 제2 주입부; 및
    상기 제1 주입부와 상기 제2 주입부 사이에 위치하고, 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 배기 가스를 배기하는 배기부;를 포함하고,
    상기 제1 주입부의 단부와 상기 배기부의 단부에는 동일한 제1 필터부가 각각 장착되고,
    상기 제1 필터부는, 상기 제1 방향과 나란한 방향으로 서로 이격되어 서로 평행하게 적층된 복수의 플레이트들을 구비하며, 상기 복수의 플레이트들 각각에는 홀들이 형성되고,
    상기 제1 원료가스는 상기 제1 주입부의 단부에 장착된 상기 제1 필터부를 통해 상기 제1 방향으로 분사되고, 상기 배기가스는 상기 배기부의 단부에 장착된 상기 제1 필터부를 통해 상기 제2 방향으로 흡입되며,
    상기 제2 주입부는, 플라즈마 발생기, 상기 플라즈마 발생기를 에워싸는 대응면 및 상기 플라즈마 발생기와 상기 대응면 사이에 형성된 플라즈마 발생 공간을 구비한 플라즈마 발생부를 포함하고,
    상기 플라즈마 발생 공간으로 상기 제2 원료 가스를 공급하는 공급부와 상기 플라즈마 발생 공간 사이에 제2 필터부가 장착된 기상 증착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 플레이트들 각각에서, 상기 제1 원료 가스는 상기 복수의 플레이트들 각각에 형성된 홀들을 상기 제1 방향으로 동시에 통과하는 기상 증착 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 플레이트들 각각에 형성된 상기 홀들의 개수는 상기 제1 방향으로 갈수록 증가하는 기상 증착 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 원료가스는 상기 홀들의 개수가 증가하는 방향으로 상기 제1 필터부를 통과하고, 상기 배기가스는 상기 홀들의 개수가 감소하는 방향으로 상기 제1 필터부를 통과하는 기상 증착 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 플레이트들 각각에 형성된 상기 홀들의 개수는 상기 제1 방향으로 갈수록 2배 또는 3배씩 증가하는 기상 증착 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 플레이트들 각각에 형성된 상기 홀들의 크기는 상기 제1 방향으로 갈수록 감소하는 기상 증착 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 플레이트들은 상기 제1 필터부에 탈착 가능하게 결합된 기상 증착 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 주입부와 상기 제2 주입부 사이에 퍼지부를 더 포함하는 기상 증착 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 필터부와 상기 제2 필터부는 동일한 구조를 가지는 기상 증착 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 기판과 상기 기상 증착 장치는 상대적으로 이동하도록 형성된 기상 증착 장치.
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