KR102504137B1 - 기상 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 제1 원료 물질을 분사하는 복수의 제1 노즐부들; 상기 복수의 제1 노즐부들과 교번적으로 배치되고, 중성종인 라디칼 형태의 제2 원료 물질을 분사하는 복수의 제2 노즐부들; 상기 복수의 제2 노즐부들로 상기 중성종인 라디칼 형태의 제2 원료 물질을 분배하는 디퓨져부; 및 플라즈마 발생부를 포함하고, 상기 디퓨져부로 상기 중성종인 라디칼 형태의 제2 원료 물질을 공급하는 공급부;를 포함하고, 상기 디퓨져부는, 상기 공급부와 연결되며 상기 공급부에서 공급하는 상기 중성종인 라디칼 형태의 제2 원료 물질이 통과하는 개구를 포함하는 상부 플레이트와, 상기 상부 플레이트에 대향하여 배치되며 상기 상부 플레이트보다 상기 제2 노즐부에 가깝게 배치된 하부 플레이트와, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 배치되며, 상기 중성종인 라디칼 형태의 제2 원료 물질을 통과시키는 홀을 포함하며, 전하를 띠는 적어도 하나의 분배 플레이트를 포함하는, 기상 증착 장치를 개시한다.

Description

기상 증착 장치{Vapor deposition apparatus}
본 발명은 기상 증착 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 증착막 특성을 용이하게 향상시킬 수 있고, 유지 보수가 용이한 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 물질을 주입후, 퍼지/펌핑 후 단일 분자층 또는 그 이상의 층을 기판에 흡착한 후, 또 다른 원료 물질을 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 증착 하기가 용이하지 않다. 또한 이러한 박막을 형성하는 공정의 효율성을 향상하는데 한계가 있다.
본 발명의 목적은 증착막 특성을 용이하게 향상할 시킬 수 있고, 유지 보수가 용이한 기상 증착 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예는, 제1 원료 물질을 분사하는 복수의 제1 노즐부들; 상기 복수의 제1 노즐부들과 교번적으로 배치되고, 라디칼 형태의 제2 원료 물질을 분사하는 복수의 제2 노즐부들; 상기 복수의 제2 노즐부들로 상기 라디칼 형태의 제2 원료 물질을 분배하는 디퓨져부; 및 상기 디퓨져부로 상기 라디칼 형태의 제2 원료 물질을 공급하는 공급부;를 포함하고, 상기 디퓨져부는, 전하를 띠는 적어도 하나의 분배 플레이트를 포함하고, 상기 공급부는 플라즈마 발생부를 포함하는 기상 증착 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 교번적으로 배치된 상기 제1 노즐부들과 상기 제2 노즐부들 중 인접한 제1 노즐부와 제2 노즐부 사이에 배기부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 원료 물질은 상기 제1 노즐부들로 수평방향으로 공급되고, 상기 제2 원료 물질은 상기 제2 노즐부들로 수직방향으로 공급될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 노즐부들로 공급되는 상기 제1 원료 물질의 공급 방향은 상기 제1 노즐부들이 상기 제1 원료 물질을 분사하는 분사 방향과 수직하고, 상기 제2 노즐부들로 공급되는 상기 라디칼 형태의 제2 원료 물질의 공급 방향은 상기 제2 노즐부들이 상기 라디칼 형태의 제2 원료 물질을 분사하는 분사 방향과 동일할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 분배 플레이트는 상기 라디칼 형태의 제2 원료 물질이 통과하는 홀을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 디퓨져부는, 복수의 분배 플레이트들을 포함하고, 상기 복수의 분배 플레이트들은 서로 이격되고 서로 평행하게 적층되며, 상기 복수의 분배 플레이트들 중 상부에 위치한 분배 플레이트에 형성된 제1 홀의 개수는 상기 복수의 분배 플레이트들 중 하부에 위치한 분배 플레이트에 형성된 제2 홀의 개수보다 적을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 홀의 크기가 상기 제2 홀의 크기보다 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 홀들의 전제 면적이 상기 제1 홀들의 전체 면적보다 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 노즐부, 상기 제2 노즐부, 상기 디퓨져부, 상기 공급부 및 상기 기판을 수용하는 챔버를 더 포함하고, 상기 디퓨져부는 상기 챔버와 열접촉할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기상 증착 장치는 기판 상에 박막을 형성하며, 상기 기판과 상기 기상 증착 장치는 상대적으로 이동하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 제1 원료 물질을 분사하는 복수의 제1 노즐부들 및 상기 복수의 제1 노즐부들 교번적으로 배치되고, 라디칼 형태의 제2 원료 물질을 분사하는 복수의 제2 노즐부들을 포함하는 증착부; 상기 증착부 상부에 위치하여 상기 증착부와 결합하고, 상기 제2 노즐부들로 상기 라디칼 형태의 제2 원료 물질을 분배하는 디퓨져부; 및 상기 디퓨져부로 상기 라디칼 형태의 제2 원료 물질을 공급하는 공급부;를 포함하고, 상기 디퓨져부는, 상기 디퓨져부와 착탈 가능하게 결합되는 적어도 하나의 분배 플레이트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 분배 플레이트는 전하를 띠는 기상 증착 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 증착부는, 교번적으로 배치된 상기 제1 노즐부들과 상기 제2 노즐부들 중 인접한 제1 노즐부와 제2 노즐부 사이에 배기부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 원료 물질은 상기 제1 노즐부들로 수평방향으로 공급되고, 상기 제2 원료 물질은 상기 제2 노즐부들로 수직방향으로 공급될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 노즐부들로 공급되는 상기 제1 원료 물질의 공급 방향은, 상기 제1 노즐부들이 상기 제1 원료 물질을 분사하는 분사 방향과 수직하고, 상기 제2 노즐부들로 공급되는 상기 라디칼 형태의 제2 원료 물질의 공급 방향은, 상기 제2 노즐부들이 상기 라디칼 형태의 제2 원료 물질을 분사하는 분사 방향과 동일할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 분배 플레이트는 상기 라디칼 형태의 제2 원료 물질이 통과하는 홀을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 디퓨져부는, 복수의 분배 플레이트들을 포함하고, 상기 복수의 분배 플레이트들은 서로 이격되고 서로 평행하게 적층되며, 상기 복수의 분배 플레이트들 중 상부에 위치한 분배 플레이트에 형성된 제1 홀의 개수는 상기 복수의 분배 플레이트들 중 하부에 위치한 분배 플레이트에 형성된 제2 홀의 개수보다 적을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 홀의 크기가 상기 제2 홀의 크기보다 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 홀들의 전제 면적이 상기 제1 홀들의 전체 면적보다 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 노즐부, 상기 제2 노즐부, 상기 디퓨져부, 상기 공급부 및 상기 기판을 수용하는 챔버를 더 포함하고, 상기 디퓨져부는 상기 챔버와 열접촉할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기상 증착 장치는 기판 상에 박막을 형성하며, 상기 기판과 상기 기상 증착 장치는 상대적으로 이동하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기상 증착 장치는, 원료가스를 기판 상에 균일하게 분사할 수 있으므로, 형성되는 증착막 특성을 용이하게 향상시킬 수 있다.
또한, 디퓨져부 내의 분배 플레이트들이 탈착 가능하게 결합되므로, 기상 증착 장치의 유지 보수가 용이할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 기상 증착 장치를 개략적으로 도시한 부분 사시도이다.
도 2는 도 1의 P의 확대도이다.
도 3은 도 1의 기상 증착 장치의 V-V단면 중 디퓨져부와 공급부를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 기상 증착 장치의 디퓨져부의 분배 플레이트들과 하부 플레이트를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 유기 발광 표시 장치 제조 방법에 의하여 제조된 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5의 F의 확대도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 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.
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 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시 예들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 기상 증착 장치를 개략적으로 도시한 부분 사시도, 도 2는 도 1의 P의 확대도, 도 3은 도 1의 기상 증착 장치의 V-V단면 중 디퓨져부와 공급부를 도시한 단면도, 그리고 도 4는 도 1의 기상 증착 장치의 디퓨져부의 분배 플레이트들과 하부 플레이트를 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 증착 장치(100)는 증착부(110), 디퓨져부(120) 및 공급부(130)를 포함할 수 있다. 또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 기상 증착 장치(100)는 기판(S), 증착부(110) 등을 수용하는 챔버(미도시)를 포함할 수 있다.
챔버(미도시)는 증착 공정의 압력 분위기를 제어하도록 펌프(미도시)가 연결될 수 있고, 기판(S)의 출입을 위한 하나 이상의 출입구(미도시)를 구비할 수 있다. 또한, 기판(S)의 이동을 위한 구동 스테이지(미도시)를 포함할 수 있다.
증착부(110)는 기판(S) 상에 증착 공정을 진행할 수 있도록 하나 이상의 원료 물질을 기판(S)방향으로 공급한다. 보다 구체적으로, 증착부(110)는 복수의 제1 노즐부(112)들과 복수의 제1 노즐부(112)들과 교번적으로 배치된 복수의 제2 노즐부(114)들을 포함할 수 있다. 또한, 증착부(110)는 제1 노즐부(112)와 제2 노즐부(114) 사이에 위치한 배기부(116)와 퍼지부(118)를 더 포함할 수 있다.
제1 노즐부(112)들은 기판(S) 방향으로 제1 원료 물질을 분사한다. 한편, 제1 원료 물질은 공급 탱크(미도시)로부터 제1 노즐부(112)들로 공급될 수 있는데, 이때, 제1 원료 물질은 수평방향으로 제1 노즐부(112)들로 공급된다. 즉, 기판(S)과 평행한 방향으로 제1 노즐부(112)들로 공급된 제1 원료 물질은, 제1 노즐부(112)들에 의해 기판(S) 방향으로 분사될 수 있다.
제2 노즐부(114)들은 기판(S) 방향으로 제2 원료 물질을 분사하며, 제2 원료 물질은 디퓨져부(120)에 의해 제2 노즐부(114)들로 분배된다. 한편, 디퓨져부(120)는 증착부(110)의 상부에 위치할 수 있는 바, 제2 원료 물질은 수직방향으로 제2 노즐부(114)들로 공급될 수 있다. 즉, 제2 원료 물질은 기판(S) 상으로 분사되는 방향과 동일한 방향으로 제2 노즐부(114)들로 공급될 수 있다.
한편, 제2 원료 물질은 쉽게 소멸될 수 있는 라디칼(Radical) 형태를 가질 수 있다. 따라서, 제2 원료 물질이 수직방향으로 제2 노즐부(114)들로 공급되면, 제2 원료 물질의 이동경로가 최소화될 수 있으므로, 라디칼 형태의 제2 원료 물질의 소멸을 최소화할 수 있다. 또한, 제2 원료 물질은 디퓨져부(120)에 의해 제2 노즐부(114)들로 균등하게 분배될 수 있으므로, 기판(S) 상에 형성되는 박막의 특성을 용이하게 향상시킬 수 있다. 이에 관하여서는 도 3 및 도 4를 참조하여 자세하게 후술하기로 한다.
퍼지부(118)는 퍼지 가스를 기판(S) 방향으로 분사한다. 퍼지 가스는 증착에 영향을 주지 않는 기체, 예를 들면 아르곤 기체나 질소 기체 등일 수 있다.
퍼지부(118)에 의해 퍼지 가스가 기판(S) 상으로 분사되면, 박막의 형성에 반응하지 않은 제1 원료 물질 또는 제2 원료 물질 및 증착 공정 중 잔존하는 부산물 등을 기판(S)으로부터 물리적으로 분리할 수 있다.
배기부(116)는 도면상 기판(S)의 이동 방향을 기준으로 제1 노즐부(112) 또는 제2 노즐부(114) 다음에 위치하며, 퍼지부(118)에 의해 기판(S)으로부터 분리된 부산물 및 여분의 기체 등을 배기시킨다.
이하에서는 도 2를 참조하여, 기판(S) 상에 박막을 형성하는 방법을 간략하게 설명하기로 한다. 도 2는 기판(S)이 증착부(110)의 하부에서 일 방향으로 이동하며 기판(S) 상에 박막이 형성되는 예를 도시한다. 또한, 기판(S) 상에 형성되는 박막은 AlxOy로 형성되는 것으로 설명한다.
먼저, 피 증착재인 기판(S)이 제1 노즐부(112)에 대응되도록 배치되면 제1 노즐부(112)는 기판(S)방향으로 제1 원료 물질을 분사한다. 제1 원료 물질은, 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 노즐부(112) 다음에 위치하는 퍼지부(118)에서 분사된 퍼지 가스에 의하여 기판(S)으로부터 분리된다. 또한, 기판(S)으로부터 분리된 물리적 흡착층은, 기판(S)의 진행방향을 기준으로 제1 노즐부(112) 다음에 위치하는 배기부(116)의 펌핑을 통하여 효과적으로 기판(S)으로부터 제거될 수 있다.
계속하여, 기판(S)이 제2 노즐부(114)에 대응되도록 배치되면, 제2 노즐부(114)를 통하여 제2 원료 물질이 기판(S) 방향으로 분사된다. 제2 원료 물질은 라디칼 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 원료 물질은 산소 라디칼을 포함할 수 있다. 산소 라디칼은 후술하는 공급부(130)의 플라즈마 발생부(미도시)에 H2O, O2, N2O 등을 주입하여 형성할 수 있다.
이러한 제2 원료 물질은 기판(S)에 이미 흡착되어 있던 제1 원료 물질로 형성된 화학적 흡착층과 반응 또는 화학적 흡착층의 일부를 치환하여, 최종적으로 원하는 증착층, 예를 들면 AlxOy층을 형성할 수 있다. 다만, 과잉의 제2 원료 물질은 물리적 흡착층을 이루고 기판(S) 상에 잔존할 수 있다.
기판(S) 상에 잔존하는 제2 원료 물질의 물리적 흡착층은, 기판(S)의 진행방향을 기준으로 제2 노즐부(114) 다음에 위치하는 퍼지부(118)에서 분사된 퍼지 가스에 의하여 기판(S)으로부터 분리되며, 기판(S)의 진행방향을 기준으로 제2 노즐부(114) 다음에 위치하는 배기부(116)의 펌핑을 통하여 효과적으로 기판(S)에서 제거될 수 있다. 따라서, 기판(S)이 증착부(110)의 하부를 통과하면서 기판(S) 상에는 원하는 단일의 원자층이 형성될 수 있다.
한편, 도 2에서는 기판(S)이 증착부(110)의 하부에서 일 방향으로 상대적으로 이동하며 증착 공정이 이루어지는 것을 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한하지 않는다. 예를 들어, 증착 공정 중 기판(S)이 증착부(110)의 하부에서 왕복 운동을 할 수 있으며, 또는, 기판(S)의 위치가 고정되고, 증착부(110)가 이동하면서 연속적인 증착 공정이 수행될 수도 있다.
디퓨져부(120)는 제2 노즐부(114)들로 제2 원료 물질을 분배한다. 또한, 공급부(130)는 디퓨져부(120)로 상기 제2 원료 물질을 공급한다.
먼저, 공급부(130)는 챔버(미도시)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있으며, 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생부(미도시)를 포함할 수 있다.
플라즈마 발생부(미도시)는 전압이 인가되는 플라즈마 발생기(미도시), 플라즈마 발생기(미도시)와 함께 플라즈마 발생공간(미도시)을 형성하는 대응면(미도시)을 포함할 수 있다. 대응면(미도시)은 접지된 전극일 수 있다. 이와 같은 플라즈마 발생기(미도시)에 펄스 전압를 인가하여 플라즈마 발생기(미도시)와 대응면(미도시) 사이에 전위차를 발생시키고, 플라즈마 발생 공간(미도시)에 제2 원료 물질을 주입하면, 제2 원료 물질은 라디칼 형태를 가지게 진다. 라디칼 형태의 제2 원료 물질은 디퓨져부(120)로 공급된다.
디퓨져부(120)는 증착부(110)와 결합할 수 있다. 또는, 디퓨져부(120)는 증착부(110)와 일체로 형성될 수도 있다. 또한, 디퓨져부(120)는 챔버(미도시)와 열접촉하여 내부의 열을 용이하게 발산할 수 있다.
이와 같은 디퓨져부(120)는 라디칼 형태의 제2 원료 물질을 제2 노즐부(114)들로 균등하게 분배할 수 있다.
보다 구체적으로, 디퓨져부(120)는 상부 플레이트(121), 하부 플레이트(125) 및 상부 플레이트(121)와 하부 플레이트(125) 사이의 복수의 분배 플레이트들(122~124)을 포함할 수 있다. 한편, 도 3에서는 디퓨져부(120)가 3개의 분배 플레이트들(122~124)을 포함하는 것을 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한 하지 않는다. 즉, 제2 원료 물질의 이동경로의 최소화 및 제2 노즐부(114)들로의 제2 원료 물질의 균등한 분배 등을 고려하여 디퓨져부(120)에는 다양한 수의 분배 플레이트들이 포함될 수 있다.
상부 플레이트(121)와 하부 플레이트(125)는 디퓨져부(120)의 외관을 형성할 수 있다. 상부 플레이트(121)는 공급부(130)와 연결되고, 상부 플레이트(121)에는 공급부(130)에서 공급하는 제2 원료 물질이 디퓨져부(120) 내부로 유입될 수 있도록 개구(미도시)가 형성될 수 있다. 하부 플레이트(125)는 제2 노즐부(114)들에 대응하는 복수의 슬릿(h4)들이 형성될 수 있다. 예를 들어, 슬릿(h4)의 형상은 제2 노즐부(114)의 상부의 형상과 동일하게 형성될 수 있다.
복수의 분배 플레이트들(122~124)은 상부 플레이트(121)와 하부 플레이트(125) 사이에서 서로 평행하게 적층된다. 또한, 복수의 분배 플레이트들(122~124)은 서로 이격 되게 배치되며, 각각의 분배 플레이트들(122~124)은 제2 원료 물질이 통과하는 홀들(h1~h3)을 포함할 수 있다. 이에 의해, 복수의 분배 플레이트들(122~124)은 상부 플레이트(121)에서 하부 플레이트(125) 측으로 제2 원료 물질이 이동하는 중에, 제2 원료 물질의 이동경로를 조정함으로써, 하부 플레이트(125)의 각각의 슬릿(h4)들을 통과하는 제2 원료 물질의 양을 균등하게 할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의상, 도면에 도시된 바와 같이, 복수의 분배 플레이트들(122~124)이 제1 분배 플레이트(122), 제2 분배 플레이트(123) 및 제3 분배 플레이트(124)인 것으로 설명한다.
한편, 도 4는 디퓨져부(120)의 분배 플레이트들(122~124)과 하부 플레이트(125)를 도시한 평면도로, 도 4의 (a)는 제1 분배 플레이트(122)의 평면도, 도 4의 (b)는 제2 분배 플레이트(123)의 평면도, 도 4의 (c)는 제3 분배 플레이트(124)의 평면도 및 도 4의 (d)는 하부 플레이트(125)의 평면도를 도시하고 있다. 또한, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 제1 분배 플레이트(122)가 공급부(130)와 가장 근접하게 배치되어 있고, 제3 분배 플레이트(124)가 제2 노즐부(114)에 가장 근접하게 배치되어 있다.
먼저, 제1 분배 플레이트(122)와 제2 분배 플레이트(123)를 비교하면, 제2 분배 플레이트(123)에 비해 보다 공급부(130)에 근접하게 배치된 제1 분배 플레이트(122)에 형성된 제1 홀(h1)의 개수는, 제2 분배 플레이트(123)에 형성된 제2 홀(h2)들의 개수 보다 적을 수 있다. 또한, 제2 홀(h2)들의 전제 면적이 제1 홀(h1)의 전체 면적보다 크게 형성될 수 있다.
한편, 제1 홀(h1)을 통과한 제2 원료 물질이 균등한 평균 이동 거리를 가지고 제2 홀(h2)들에 도달하기 위해서는, 제1 홀(h1)과 제2 홀(h2)들 간의 거리가 동일하여야 하는바, 제1 홀(h1)은 제2 홀(h2)들의 중심부에 위치하는 것이 바람직하다. 이때, 많은 양의 제2 원료 물질을 통과시키기 위해서 제1 홀(h1)의 크기는 제2 홀(h2) 각각의 크기보다 크게 형성될 수 있다.
이와 같이, 제1 홀(h1)과 제2 홀(h2)들이 형성되면, 제2 원료 물질이 제2 분배 플레이트(123)를 지남에 따라, 제2 원료 물질은 디퓨져부(120)의 내부에서 넓고, 고르게 확산 될 수 있다.
이와 마찬가지로, 제3 분배 플레이트(124)에 비해 보다 공급부(130)에 근접하게 배치된 제2 분배 플레이트(123)에 형성된 제2 홀(h2)들의 개수가 제3 분배 플레이트(124)에 형성된 제3 홀(h3)들의 개수 보다 적을 수 있다. 또한, 하나의 제2 홀(h2)의 크기가 하나의 제3 홀(h3)의 크기보다 클 수 있으며, 제3 홀(h3)들의 전체 면적이 제2 홀(h2)들의 전체 면적보다 클 수 있다.
한편, 제2 원료 물질이 균등한 평균 이동 거리를 가지고 제3 홀(h3)들에 도달하기 위해서, 어느 하나의 제2 홀(h2)은 이의 주변에 형성된 제3 홀(h3)들의 중심부에 위치하는 것이 바람직하다. 따라서, 제2 원료 물질이 하부 플레이트(125) 측으로 갈수록 제2 원료 물질은 디퓨져부(120)의 전체 면적에 걸쳐 고르게 분산될 수 있다.
이와 같이 디퓨져부(120) 내부에서 확산된 제2 원료 물질은 균등하게 하부 플레이트(125)의 슬릿(h4)들을 통과할 수 있고, 결과적으로 디퓨져부(120)는 제2 노즐부(114)들로 제2 원료 물질을 균등하게 분배할 수 있다. 따라서, 기상 증착 장치(100)는 균일한 특성을 가지는 박막을 형성할 수 있게 된다.
도 3 및 도 4에서는 제1 분배 플레이트(122)에서 제3 분배 플레이트(124)로 갈수록 각각의 분배 플레이트(122~124)에 형성된 홀의 개수가 4배씩 증가하는 것을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한하지 않는다. 예를 들어, 제1 분배 플레이트(122)에서 제3 분배 플레이트(124)로 갈수록 각각의 분배 플레이트(122~124)에 형성된 홀의 개수는 N배씩 증가할 수 있고, 또는 비규칙적으로 증가할 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 제2 원료 물질은 공급부(130) 내의 플라즈마 발생부(미도시)를 거치면서, 라디칼 형태를 가지게 진다. 다만, 플라즈마 내에는 라디칼 형태의 제2 원료 물질 외에 이온 및 전자가 함께 존재하게 되는데, 이온 및 전자는 기판(S)에 손상을 가할 수 있다.
그러나, 본 발명에 의하면 플라즈마 발생부(미도시)가 증착 공간과 분리되어 형성되고, 플라즈마 내의 이온 및 전자는 디퓨져부(120) 내를 이동하는 과정 중에 분배 플레이트들(122~124)에 의해 걸러질 수 있다. 이를 위해 분배 플레이트들(122~124)은 전하를 띌 수 있다. 따라서, 증착 과정에는 중성종인 라디칼 형태의 제2 원료 물질만이 참여할 수 있고, 이에 의해 기판(S)의 표면이 이온 및 전자에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제2 원료 물질은 수직한 방향으로 제2 노즐부(114)들로 공급되므로, 제2 원료 물질의 이동 경로가 최소화 될 수 있다. 따라서, 라디칼 형태의 제2 원료 물질의 소멸을 최소화할 수 있어 박막 형성 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 제2 노즐부(114)들로 균등하게 분배되는 제2 원료 물질은 하나의 공급부(130)에서 형성되는 바, 각 제2 노즐부(114)에서 분사되는 제2 원료 물질은 동일한 특성을 가질 수 있고, 이에 의해 기판(S) 상에 형성되는 박막의 특성을 용이하게 향상시킬 수 있다.
한편, 복수의 분배 플레이트들(122~124)은 내부식성이 우수한 재질로 형성될 수 있으며, 디퓨져부(120)와 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 복수의 분배 플레이트들(122~124)은 주기적으로 교체가 가능하고, 복수의 분배 플레이트들(122~124)에 의해 채집된 분진 등을 용이하게 제거할 수 있다. 따라서, 기상 증착 장치(100)의 유지 및 보수가 용이할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 유기 발광 표시 장치 제조 방법에 의하여 제조된 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5의 F의 확대도이다.
구체적으로 도 5 및 도 6은 전술한 기상 증착 장치(도 1의 100)를 이용하여 제조된 유기 발광 표시 장치를 도시한다.
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 장치(도 1의 100)를 이용하여 형성할 수 있다. 즉 제2 전극(62)이 형성된 기판(30)을 본 발명의 전술한 기상 증착 장치(도 1의 100)를 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 장치(도 1의 100)를 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 장치(도 1의 100)로 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 장치(도 1의 100)로 형성하는 것도 물론 가능하다.
전술한 것과 같이 본 발명의 기상 증착 장치(도 1의 100)를 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.
상기 도면들에 도시된 구성요소들은 설명의 편의상 확대 또는 축소되어 표시될 수 있으므로, 도면에 도시된 구성요소들의 크기나 형상에 본 발명이 구속되는 것은 아니며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 제1 원료 물질을 분사하는 복수의 제1 노즐부들;
    상기 복수의 제1 노즐부들과 교번적으로 배치되고, 중성종인 라디칼 형태의 제2 원료 물질을 분사하는 복수의 제2 노즐부들;
    상기 복수의 제2 노즐부들로 상기 중성종인 라디칼 형태의 제2 원료 물질을 분배하는 디퓨져부; 및
    플라즈마 발생부를 포함하고, 상기 디퓨져부로 상기 중성종인 라디칼 형태의 제2 원료 물질을 공급하는 공급부;를 포함하고,
    상기 디퓨져부는,
    상기 공급부와 연결되며 상기 공급부에서 공급하는 상기 중성종인 라디칼 형태의 제2 원료 물질이 통과하는 개구를 포함하는 상부 플레이트와,
    상기 상부 플레이트에 대향하여 배치되며 상기 상부 플레이트보다 상기 제2 노즐부에 가깝게 배치된 하부 플레이트와,
    상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 배치되며, 상기 중성종인 라디칼 형태의 제2 원료 물질을 통과시키는 홀을 포함하며, 전하를 띠는 적어도 하나의 분배 플레이트를 포함하는, 기상 증착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개구는 상기 상부 플레이트와 교차하는 제1 방향으로 상기 상부 플레이트를 관통하고, 상기 홀은 상기 제1 방향으로 상기 분배 플레이트를 관통하는, 기상 증착 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 노즐부는, 상기 개구 및 상기 홀을 통과한 중성종인 라디칼 형태의 제2 원료 물질을 상기 제1 방향으로 분사하는, 기상 증착 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 분배 플레이트는 상기 디퓨져부와 착탈 가능하게 결합된, 기상 증착 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    교번적으로 배치된 상기 제1 노즐부들과 상기 제2 노즐부들 중 인접한 제1 노즐부와 제2 노즐부 사이에 배기부를 더 포함하는 기상 증착 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 디퓨져부는, 복수의 분배 플레이트들을 포함하고,
    상기 복수의 분배 플레이트들은 서로 이격되고 서로 평행하게 적층되며,
    상기 복수의 분배 플레이트들 중 상부에 위치한 분배 플레이트에 형성된 제1 홀의 개수는 상기 복수의 분배 플레이트들 중 하부에 위치한 분배 플레이트에 형성된 제2 홀의 개수보다 적은 기상 증착 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 홀의 크기가 상기 제2 홀의 크기보다 큰 기상 증착 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2 홀들의 전제 면적이 상기 제1 홀들의 전체 면적보다 큰 기상 증착 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 노즐부, 상기 제2 노즐부, 상기 디퓨져부, 상기 공급부 및 증착공정이 진행되는 기판을 수용하는 챔버를 더 포함하고,
    상기 디퓨져부는 상기 챔버와 열접촉하는 기상 증착 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기상 증착 장치는 기판을 이동시키는 구동 스테이지를 더 포함하고,
    상기 구동 스테이지와 상기 기상 증착 장치는 상대적으로 이동 가능한, 기상 증착 장치.
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