KR102620048B1 - 에칭 장치 및 이를 이용하는 표시 장치 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

에칭 장치 및 이를 이용하는 표시 장치 제조 방법이 개시된다. 일 실시예에 따른 에칭 장치는 챔버; 상기 챔버 내에 배치되고 대상 기판을 안착하는 스테이지; 상기 챔버 내에 상기 스테이지와 대향하도록 배치되는 가스 분산부; 상기 챔버 상에 배치되는 복수의 플라즈마 생성 모듈; 상기 챔버 내로 가스를 공급하는 가스 공급부; 상기 가스 공급부와 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈을 연결하는 가스 라인; 및 일단이 상기 플라즈마 생성 모듈에 연결되고 타단이 상기 가스 분산부에 연결된 복수의 가스 유입관을 포함한다.

Description

에칭 장치 및 이를 이용하는 표시 장치 제조 방법{ETCHING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING DISPLAY DEVICE USING SAME}
본 발명은 에칭 장치 및 이를 이용하는 표시 장치 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.
상기와 같은 표시 장치의 제조를 위해 플라즈마를 이용한 증착 공정, 에칭 공정 또는 애싱 공정 등이 수행될 수 있다. 예를 들면, 표시 장치의 제조 공정 중 발생할 수 있는 부식의 제거를 위해 플라즈마를 이용한 증착 공정, 에칭 공정 또는 애싱 공정 등이 적용될 수 있다.
상기 공정들에 있어, 챔버 내에 플라즈마 상태 또는 기체 상태의 가스가 유입될 수 있다. 이 경우, 공정의 균일도를 위해 상기와 같은 공정들이 수행되는 챔버 내에 상기 가스가 고르게 확산되는 것이 중요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 대상 기판에 형성된 부식을 제거할 수 있는 에칭 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 챔버 내에 가스를 고르게 확산시킬 수 있는 에칭 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 상기 에칭 장치를 이용하는 표시 장치 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 에칭 장치는 챔버; 상기 챔버 내에 배치되고 대상 기판을 안착하는 스테이지; 상기 챔버 내에 상기 스테이지와 대향하도록 배치되는 가스 분산부; 상기 챔버 상에 배치되는 복수의 플라즈마 생성 모듈; 상기 챔버 내로 가스를 공급하는 가스 공급부; 상기 가스 공급부와 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈을 연결하는 가스 라인; 및 일단이 상기 플라즈마 생성 모듈에 연결되고 타단이 상기 가스 분산부에 연결된 복수의 가스 유입관을 포함한다.
상기 복수의 플라즈마 생성 모듈은 평면상에서 상기 챔버의 상면의 엣지로부터 제1 거리만큼 이격되도록 배치되는 제1 플라즈마 생성 모듈 및 상기 챔버의 상면의 엣지로부터 상기 제1 거리보다 작은 제2 거리만큼 이격되도록 배치되는 복수의 제2 플라즈마 생성 모듈을 포함할 수 있다.
상기 제1 플라즈마 생성 모듈은 평면상에서 상기 챔버의 상면의 중심에 배치될 수 있다.
상기 제1 플라즈마 생성 모듈 및 상기 복수의 제2 플라즈마 생성 모듈은 상기 챔버의 상면 상에 제1 방향으로 배열될 수 있다.
상기 복수의 제2 플라즈마 생성 모듈은 상기 챔버의 상면의 코너 영역들에 각각 배치될 수 있다.
상기 복수의 플라즈마 생성 모듈이 턴 오프되는 제1 운전 모드 및 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈이 턴 온되는 제2 운전 모드 중 어느 하나로 선택적으로 전환될 수 있다.
상기 제1 운전 모드에서 상기 가스 공급부로부터 공급된 기체 상태의 가스가 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈을 통과하여 상기 챔버 내로 그대로 유입되고, 상기 제2 운전 모드에서 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈이 턴 온되고 상기 가스 공급부로부터 공급된 기체 상태의 가스가 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈에 의해 플라즈마 상태로 여기되어 상기 챔버 내로 유입될 수 있다.
상기 복수의 플라즈마 생성 모듈은 상기 챔버의 상면 상에 제3 거리로 이격되어 배치되되, 상기 제3 거리는 상기 챔버 내에서 상기 제1 시간 동안 가스가 확산된 거리의 2배 이하일 수 있다.
상기 제1 시간은 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈에 의해 플라즈마 상태로 전환된 가스가 상기 챔버 내에서 상기 플라즈마 상태를 유지하는 시간일 수 있다.
상기 복수의 플라즈마 생성 모듈, 상기 스테이지 및 상기 가스 분산부 중 적어도 하나에 전원을 공급하는 전원부를 더 포함하고, 상기 제1 시간은 상기 대상 기판이 상기 스테이지에 거치된 때로부터 상기 전원부가 전원을 공급할 때까지의 시간일 수 있다.
상기 스테이지는 정전척을 포함하되, 상기 정전척은 상기 대상 기판이 상기 정전척에 안착된 때로부터 제1 시간이 경과된 후 턴 온될 수 있다.
상기 전원부는 상기 가스 분산부를 통과하는 가스를 플라즈마 상태로 여기시키기 위한 에너지를 공급하는 RF전원을 포함할 수 있다.
상기 RF전원은 상기 스테이지에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 RF전원은 상기 가스 분산부에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 가스 분산부는 유도 코일을 포함할 수 있다.
대상 기판은 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 배치되고 표면 상에 불순물이 형성된 금속층을 포함하되, 상기 불순물은 플라즈마 상태로 여기된 상기 가스에 의해 에칭될 수 있다.
상기 금속층은 알루미늄으로 이루어지고, 상기 불순물은 산화 알루미늄일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법은 대상 기판을 챔버 내의 스테이지에 로드하는 단계; 및 상기 챔버 상에 배치된 복수의 플라즈마 생성 모듈을 통과한 가스를 상기 대상 기판 상에 분사하여 상기 대상 기판을 에칭하는 단계를 포함한다.
상기 표시 장치 제조 방법은 상기 스테이지 상에 배치되는 가스 공급부의 중심부 및 상기 가스 공급부의 상기 중심부와 상기 가스 공급부의 엣지부 사이에 상기 가스를 분사하여 확산시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 장치 제조 방법은 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈이 턴 오프되고 상기 챔버 내에서 외부로부터 유입된 기체 상태의 가스를 플라즈마 상태로 여기하는 제1 운전 모드 또는 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈이 턴 온되어 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈을 통과하는 기체 상태의 가스를 플라즈마 상태로 여기하는 제2 운전 모드로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 에칭 장치 및 이를 이용하는 표시 장치 제조 방법은 대상 기판에 형성된 부식을 제거하고, 반응의 균일도를 향상시킬 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 에칭 장치와 관련된 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 표시 패널의 단면도이다.
도 3은 도 1의 표시 패널의 제조 공정 중 게이트 전극에 형성되는 불순물을 도시한 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 에칭 장치의 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 에칭 장치의 복수의 플라즈마 생성 모듈의 배치를 도시한 평면도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 에칭 장치의 복수의 플라즈마 생성 모듈의 배치를 도시한 평면도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 에칭 장치의 단면도이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 에칭 장치의 단면도이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 에칭 장치의 단면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법의 순서도이다.
도 11 및 도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법의 단계들을 도시한 도면이다.
도 13은 다른 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 에칭 장치와 관련된 표시 장치의 평면도이다. 도 2는 도 1의 표시 패널의 단면도이다. 도 3은 도 1의 표시 패널의 제조 공정 중 게이트 전극에 형성되는 불순물을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1)는 동영상이나 정지영상을 표시하는 장치로서, 표시 장치(1)는 모바일 폰, 스마트 폰, 태블릿 PC(Personal Computer), 및 스마트 워치, 워치 폰, 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia PCAyer), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기 뿐만 아니라 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷 등의 다양한 제품을 포함할 수 있다.
표시 장치(1)는 화상을 표시하는 표시 패널(100), 표시 패널(100)에 연결되는 인쇄 회로 기판(500), 상기 인쇄 회로 기판(500)에 연결된 메인 회로 보드(600) 및 상기 인쇄 회로 기판(500)에 실장되는 구동 집적 회로(900)를 포함할 수 있다.
표시 패널(100)은 예를 들어, 유기 발광 표시 패널이 적용될 수 있다. 이하의 실시예에서는 표시 패널(100)로서 유기 발광 표시 패널이 적용된 경우를 예시하지만, 이에 제한되지 않고, 액정 디스플레이(LCD), 퀀텀닷 유기 발광 표시 패널QD-OLED), 퀀텀닷 액정 디스플레이(QD-LCD), 퀀텀 나노 발광 표시 패널(Nano NED), 마이크로 엘이디(Micro LED) 등 다른 종류의 표시 패널이 적용될 수도 있다.
표시 패널(100)은 복수의 화소 영역을 포함하는 표시 영역(DA), 표시 영역(DA)의 주변에 배치된 비표시 영역(NA)을 포함한다.
표시 영역(DA)은 평면상 모서리가 수직인 직사각형 또는 모서리가 둥근 직사각형 형상일 수 있다. 표시 영역(DA)은 단변과 장변을 가질 수 있다. 표시 영역(DA)의 단변은 제1 방향(DR1)으로 연장된 변일 수 있다. 표시 영역(DA)의 장변은 제2 방향(DR2)으로 연장된 변일 수 있다. 다만, 표시 영역(DA)의 평면 형상은 직사각형에 제한되는 것은 아니고, 원형, 타원형이나 기타 다양한 형상을 가질 수 있다. 비표시 영역(NA)은 표시 영역(DA)의 양 단변 및 양 장변에 인접 배치될 수 있다. 이 경우, 표시 영역(DA)의 모든 변을 둘러싸고, 표시 영역(DA)의 테두리를 구성할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 비표시 영역(NA)은 표시 영역(DA)의 양 단변 또는 양 장변에만 인접 배치될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 표시 패널(100)은 인쇄 회로 기판(500)이 연결되는 부분의 제1 방향의 너비가 작아지도록 인쇄 회로 기판(500)이 연결되는 부분에 인접한 양 코너 부분이 'L'자 형상으로 커팅될 수 있다.
인쇄 회로 기판(500)은 표시 패널(100)의 하단의 비표시 영역(NA)에 부착될 수 있다. 인쇄 회로 기판(500)의 일측은 표시 패널(100)에 부착되고, 인쇄 회로 기판(500)의 타측은 메인 회로 보드(600)에 부착될 수 있다. 인쇄 회로 기판(500)은 표시 패널(100)과 메인 회로 보드(600)를 전기적으로 연결할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 인쇄 회로 기판(500)은 일부가 표시 패널(100)과 중첩되도록 두께 방향으로 벤딩될 수 있다.
메인 회로 보드(600)는 인쇄 회로 기판(500)에 부착될 수 있다. 메인 회로 보드(600)는 인쇄 회로 기판(500)과 전기적으로 연결되는 회로 패드 영역을 포함할 수 있다.
구동 집적 회로(900)는 인쇄 회로 기판(500)에 실장되어 표시 패널(100)의 화소 회로를 구동한다. 상기 일측은 표시 패널(100)의 제1 방향(DR1)으로 연장하는 하측일 수 있다. 상기 구동 집적 회로(900)는, 예를 들면, 칩 온 필름(chip on film, COF)일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 구동 집적 회로(900)는 칩 온 플라스틱(chip on plastic, COP)이나, 칩 온 글래스(chip on glass, COG)일 수 있다.
도 2를 더 참조하면, 표시 패널(100)은 제1 기판(SUB1), 제1 기판(SUB1) 상의 회로 소자층(DP-CL), 상기 회로 소자층(DP-CL) 상의 표시 소자층(DP-OL), 상기 표시 소자층(DP-OL) 상의 제2 기판(SUB2) 및 실링 부재(FR)를 포함할 수 있다. 표시 패널(100)은 터치층, 반사방지층, 굴절률조절층 등과 같은 기능성층들을 더 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 제2 기판(SUB2)은 생략되고, 표시 패널(100)은 상기 회로 소자층(DP-CL) 및 표시 소자층(DP-OL)을 봉지하는 박막 봉지층을 더 포함할 수 있다.
제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)은 상호 대향하도록 배치된다. 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2) 사이에는 회로 소자층(DP-CL) 및 표시 소자층(DP-OL)이 개재될 수 있다. 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)은 연성 유리, 석영 등의 리지드한 물질을 포함하는 리지드 기판일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)은 폴리이미드(PI) 등의 플렉시블 물질을 포함하는 플렉시블 기판일 수 있다.
회로 소자층(DP-CL)은 적어도 하나의 중간 절연층과 회로 소자를 포함한다. 회로 소자층(DP-CL)은 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
표시 소자층(DP-OL)은 자발광 소자를 포함한다. 예를 들면, 상기 자발광 소자는 유기 발광 소자일 수 있다.
회로 소자층(DP-CL)은 버퍼층(102), 반도체층(105), 제1 절연층(111), 제1 도전층(120), 제2 절연층(112a), 제2 도전층(130), 제3 절연층(113), 제3 도전층(140), 제1 비아층(VIA1), 제4 도전층(150)을 포함할 수 있다. 표시 소자층(DP-OL)은 제2 비아층(VIA2), 애노드 전극(AND), 뱅크층(BANK), 유기층(EL), 캐소드 전극(CAT)을 포함할 수 있다.
버퍼층(102)은 제1 기판(SUB1) 상에 배치될 수 있다. 버퍼층(102)은 제1 기판(SUB1)을 통한 외부로부터의 수분 및 산소의 침투를 방지할 수 있다. 버퍼층(102)은 질화 규소(SiNx)막, 산화 규소(SiO2)막 및 산질화규소(SiOxNy)막 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
버퍼층(102) 상에는 반도체층(105)이 배치될 수 있다. 반도체층(105)은 박막 트랜지스터의 채널을 이룬다. 반도체층(105)은 표시 영역(DA)의 각 화소에 배치되고, 경우에 따라 비표시 영역(NA)에도 배치될 수 있다. 반도체층(105)은 소스/드레인 영역 및 활성 영역을 포함할 수 있다. 반도체층(105)은 다결정 실리콘을 포함할 수 있다.
반도체층(105) 상에는 제1 절연층(111)이 배치될 수 있다. 제1 절연층(111)은 제1 기판(SUB1)의 전체면에 걸쳐 배치될 수 있다. 제1 절연층(111)은 게이트 절연 기능을 갖는 게이트 절연막일 수 있다. 제1 절연층(111)은 실리콘 화합물, 금속 산화물 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 절연층(111)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 하프늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
제1 절연층(111) 상에는 제1 도전층(120)이 배치될 수 있다. 제1 도전층(120)은 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극(GE), 유지 커패시터의 제1 전극(CE1) 및 게이트 신호 배선을 포함할 수 있다.
제1 도전층(120)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 제1 도전층(120)은 상기 예시된 물질로 이루어진 단일막 또는 적층막일 수 있다.
제1 도전층(120) 상에는 제2 절연층(112a)이 배치될 수 있다. 제2 절연층(112a)은 제1 도전층(120)과 제2 도전층(130)을 절연시킬 수 있다. 제2 절연층(112a)은 제1 절연층(111)의 예시된 물질 중에서 선택될 수 있다.
제2 절연층(112a) 상에는 제2 도전층(130)이 배치될 수 있다. 제2 도전층(130)은 유지 커패시터의 제2 전극(CE2)을 포함할 수 있다. 제2 도전층(130)의 물질은 상술한 제1 도전층(120)의 예시된 물질 중에서 선택될 수 있다. 제1 전극(CE1)과 제2 전극(CE2)은 제2 절연층(112a)을 통해 유지 커패시터를 형성할 수 있다.
제2 도전층(130) 상에는 제3 절연층(113)이 배치될 수 있다. 제3 절연층(113)은 상술한 제1 절연층(111)의 예시 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제3 절연층(113)은 유기 절연 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 유기 절연 물질은 후술할 제1 비아층(VIA1)의 예시 물질 중에서 선택될 수 있다.
제3 절연층(113) 상에는 제3 도전층(140)이 배치될 수 있다. 제3 도전층(140)은 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE) 및 고전위 전압 전극(ELVDDE)을 포함할 수 있다. 제3 도전층(140)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제3 도전층(140)은 상기 예시된 물질로 이루어진 단일막일 수 있다. 이에 제한되지 않고 제3 도전층(140)은 적층막일 수 있다. 예를 들어, 제3 도전층(140)은 Ti/Al/Ti, Mo/Al/Mo, Mo/AlGe/Mo, Ti/Cu 등의 적층 구조로 형성될 수 있다. 일 실시예에서 제3 도전층(140)은 Ti/Al/Ti을 포함하여 이루어질 수 있다.
제3 도전층(140) 상에는 제1 비아층(VIA1)이 배치될 수 있다. 제1 비아층(VIA1)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 유기 절연 물질은 아크릴계 수지(polyacryCAtes resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1 비아층(VIA1) 상에는 제4 도전층(150)이 배치될 수 있다. 제4 도전층(150)은 데이터 라인(DL), 연결 전극(CNE), 및 고전위 전압 배선(ELVDDL)을 포함할 수 있다. 데이터 라인(DL)은 제1 비아층(VIA1)을 관통하는 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(SE)과 전기적으로 연결될 수 있다. 연결 전극(CNE)은 제1 비아층(VIA1)을 관통하는 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(DE)과 전기적으로 연결될 수 있다. 고전위 전압 배선(ELVDDL)은 제1 비아층(VIA1)을 관통하는 컨택홀을 통해 고전위 전압 전극(ELVDDE)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제4 도전층(150)은 제3 도전층(140)의 예시 물질 중 선택된 물질을 포함할 수 있다.
제4 도전층(150) 상에는 제2 비아층(VIA2)이 배치된다. 제2 비아층(VIA2)은 상술한 제1 비아층(VIA1)의 예시된 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제2 비아층(VIA2) 상에는 애노드 전극(ANO)이 배치된다. 애노드 전극(ANO)은 제2 비아층(VIA2)을 관통하는 컨택홀을 통해 연결 전극(CNE)과 전기적으로 연결될 수 있다.
애노드 전극(ANO) 상에는 뱅크층(BANK)이 배치될 수 있다. 뱅크층(BANK)은 애노드 전극(ANO)을 노출하는 컨택홀을 포함할 수 있다. 뱅크층(BANK)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 뱅크층(BANK)은 포토 레지스트, 폴리이미드계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘 화합물, 폴리아크릴계 수지 등 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
애노드 전극(ANO) 상면 및 뱅크층(BANK)의 개구부 내에는 유기층(EL)이 배치될 수 있다.
유기층(EL)과 뱅크층(BANK) 상에는 캐소드 전극(CAT)이 배치될 수 있다. 캐소드 전극(CAT)은 복수의 화소에 걸쳐 배치된 공통 전극일 수 있다.
도 3을 더 참조하면, 표시 패널(100)의 제조 공정 중, 게이트 전극(GE)에 불순물(P)이 형성될 수 있다.
자세하게는, 게이트 전극(GE)은 금속으로 이루어진 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 게이트 전극(GE)은 제1 절연층(111) 상의 제1 게이트층(GE1), 제1 게이트층(GE1) 상의 제2 게이트층(GE2) 및 제2 게이트층(GE2) 상의 제3 게이트층(GE3)을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 게이트층(GE1)은 알루미늄 또는 이를 포함하는 합금을 포함할 수 있고, 제2 게이트층(GE2)은 질화 티타늄을 포함할 수 있으며, 제3 게이트층(GE3)은 티타늄을 포함할 수 있다.
표시 패널(100)의 제조 공정 중, 상기 게이트 전극(GE) 상에 다른 층, 예를 들면, 제2 절연막(112a)이 형성되기 전에 게이트 전극(GE)은 외부에 노출될 수 있다. 이 경우, 제1 게이트층(GE1)에 부식이 발생하여 제1 게이트층(GE1)의 표면상에 불순물(P)이 형성될 수 있다. 상기 불순물(P)은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 불순물(P)은, 예를 들면, 산화 알루미늄일 수 있다.
상기 불순물(P)의 제거를 위한 에칭 공정에 후술하는 에칭 장치(10)가 사용될 수 있다. 다만, 에칭 장치(10)의 적용 예는 상기 예시에 제한되지 않는다. 예를 들면, 후술하는 에칭 장치(10)는 마스크 공정에 이용되는 포토레지스트를 제거하는 애싱 공정에도 사용될 수 있다.
도 3에서, 상기 불순물(P)이 형성되는 층으로 제1 게이트층(GE1)이 예시되나, 이에 제한되지 않는다. 불순물(P)이 형성되는 층은 상기 제1 게이트층(GE1) 뿐만 아니라 공정 중 부식이 발생할 수 있는 다른 층, 예를 들면, 제2 게이트층(GE2), 제3 게이트층(GE3), 제1 전극(CE1), 제2 전극(CE2), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE), 고전위 전압 전극(ELVDDE), 데이터 라인(DL), 연결 전극(CNE), 고전위 전압 배선(ELVDDL), 애노드 전극(ANO) 및 캐소드 전극(CAT) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 에칭 장치의 단면도이다. 도 5는 일 실시예에 따른 에칭 장치의 복수의 플라즈마 생성 모듈의 배치를 도시한 평면도이다.
도 4를 참조하면, 에칭 장치(10)는 챔버(CM), 스테이지(ST), 가스 분산부(GD), 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA), 가스 공급부(GSP), 가스 라인(GL), 복수의 가스 유입관(GI) 및 전원부(PW)를 포함할 수 있다.
챔버(CM)는 에칭 공정에 수행되는 공간을 제공할 수 있다. 챔버(CM)는 외부로부터 밀폐될 수 있다. 후술하는 복수의 가스 유입관(GI)으로부터 챔버(CM) 내에 가스가 공급될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 챔버(CM)는 내부의 가스를 유출하는 적어도 하나의 유출구를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 챔버(CM)는 직육면체 형상을 가질 수 있으나, 챔버(CM)의 형상은 이에 제한되지 않는다.
스테이지(ST)는 챔버(CM) 내부에 배치될 수 있다. 스테이지(ST) 상에는 대상 기판(T)이 적재될 수 있다. 일 실시예에서, 스테이지(ST)는 챔버(CM)의 하단에 가스 분산부(GD)에 대향하도록 배치될 수 있다. 스테이지(ST)는 대상 기판(T)을 고정할 수 있다. 예를 들면, 스테이지(ST)는 대상 기판(T)을 스테이지(ST) 상면에 고정하는 정전 척을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 도시되지는 않았으나, 스테이지(ST)에는 대상 기판(T)을 스테이지(ST)의 상면으로부터 소정의 높이로 리프트하는 리프트 핀이 구비될 수도 있다.
대상 기판(T)은 스테이지(ST) 상에 적재될 수 있다.
대상 기판(T)은 베이스층(BS) 및 상기 베이스층(BS) 상의 금속층(ML)을 포함할 수 있다.
상기 금속층(ML)은 표면 상에 불순물(P)이 형성된 상태일 수 있다. 상기 불순물(P)은 금속층(ML)의 부식에 의해 형성된 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 금속층(ML)은 알루미늄을 포함하고, 상기 불순물(P)은 산화 알루미늄일 수 있다.
상기 베이스층(BS)은 도 1 내지 도 3의 제1 기판(SUB1)을 포함할 수 있다. 상기 금속층(ML)은 도 1 내지 도 3의 제1 게이트층(GE1), 제2 게이트층(GE2), 제3 게이트층(GE3), 제1 전극(CE1), 제2 전극(CE2), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE), 고전위 전압 전극(ELVDDE), 데이터 라인(DL), 연결 전극(CNE), 고전위 전압 배선(ELVDDL), 애노드 전극(ANO) 및 캐소드 전극(CAT) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 베이스층(BS) 및 금속층(ML)은 각각 도 1 내지 도 3의 제1 기판(SUB1) 및 제1 게이트층(GE1)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
챔버(CM) 내 또는 챔버(CM) 외부에서 플라즈마 상태로 여기된 가스의 래디컬은 상기 금속층(ML)의 불순물(P)과 반응하여 상기 불순물(P)을 제거할 수 있다. 즉, 에칭 장치(10)에 의해 처리되는 대상 기판(T)은 도 1 내지 도 3의 표시 패널(100)일 수 있다. 그러나, 에칭 장치(10)의 처리 대상은 상기 예시에 제한되지 않는다.
가스 분산부(GD)는 챔버(CM) 내에 배치될 수 있다. 가스 분산부(GD)는 스테이지(ST) 상에 스테이지(ST)와 대향하도록 배치될 수 있다. 가스 분산부(GD)와 스테이지(ST)는 반응 영역(A)을 사이에 두고 배치될 수 있다.
가스 분산부(GD)는 복수의 홀이 형성된 샤워 헤드(SWH)를 포함할 수 있다. 샤워 헤드(SWH)는 복수의 가스 유입관(GI)으로부터 챔버(CM) 내로 유입되는 가스를 반응 영역(A)에 분산시킬 수 있다. 샤워 헤드(SWH)의 상측에 분사되는 가스는 복수의 홀을 통과하여 샤워 헤드(SWH) 아래의 반응 영역(A)에 확산될 수 있다. 일 실시예에서, 가스 분산부(GD)에 가스 분산부(GD)를 전기적으로 접지하는 접지 전극(GND)이 연결될 수 있다.
복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)은 챔버(CM)의 외부에 배치될 수 있다. 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)은 챔버(CM) 상에 배치될 수 있다. 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)은 이를 통과하는 기체 상태의 가스를 여기시켜 플라즈마 상태로 전환할 수 있다. 플라즈마 생성 모듈은 리모트 플라즈마 소스 또는 리모트 플라즈마 생성기를 포함할 수 있다.
복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)은 기체 상태의 가스를 그대로 통과시키거나, 기체 상태의 가스를 여기시켜 플라즈마 상태로 전환하도록 동작할 수 있다. 예를 들면, 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)이 턴 오프되는 경우, 가스 공급부(GSP)로부터 공급된 가스는 기체 상태를 유지한 채 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)을 통과하여 챔버(CM) 내부로 공급될 수 있다. 그리고, 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)이 턴 온되는 경우, 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)을 통과하는 가스는 플라즈마 상태로 여기되어 챔버(CM) 내로 공급될 수 있다. 또 다른 예를 들면, 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)은 이를 통과하는 가스의 일부만을 기설정 비율에 따라 플라즈마 상태로 여기할 수도 있다.
가스 공급부(GSP)는 챔버(CM)의 외부에 배치될 수 있다. 가스 공급부(GSP)는 챔버(CM) 내에 가스를 공급할 수 있다. 상기 가스는 가스 라인(GL), 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA) 및 가스 유입관(GI)을 거쳐 공급될 수 있다. 상기 가스는 에칭 공정 및/또는 애싱 공정에 사용되는 가스일 수 있다. 예를 들면, 상기 가스는 Cl2, BCl3, CCl4, HCl을 포함하는 염소 계열 가스 또는 CxHyFz, CxFy, NF3, SF6를 포함하는 불소 계열의 가스일 수 있다. 또 다른 예를 들면, 상기 가스는 H2, O2, N2O, Ar, He, N2 및 H2O 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
가스 라인(GL)은 가스 공급부(GSP)와 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)을 연결할 수 있다. 가스 공급부(GSP)에 의해 공급되는 가스는 가스 라인(GL)을 통해 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)에 각각 공급될 수 있다.
복수의 가스 유입관(GI)은 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)과 챔버(CM)를 연결할 수 있다. 복수의 가스 유입관(GI)은 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)로부터 가스 분사부까지 수직 방향으로 최단 경로를 형성하도록 연장될 수 있다. 가스 유입관(GI)의 일단은 플라즈마 생성 모듈에 연결되고 타단은 챔버(CM) 내의 가스 분산부(GD)에 연결될 수 있다. 상기 가스 유입관(GI)의 타단은 샤워 헤드(SWH)의 상면 상에 배치될 수 있다. 가스 유입관(GI)의 타단으로부터 유출된 가스는 샤워 헤드(SWH)의 상면 상에 확산될 수 있다.
복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA) 및 복수의 가스 유입관(GI)이 배치됨에 따라, 샤워 헤드(SWH) 상에 충분한 양의 가스가 균일하게 확산될 수 있다. 이에 따라, 샤워 헤드(SWH)의 아래에 위치하는 반응 영역(A)에 가스가 균일하게 분산되어, 공정의 균일성이 향상될 수 있다.
복수의 가스 유입관(GI)은 에칭 공정에 적용되는 가스에 의한 부식을 방지하기 위한 재질, 예를 들면, 세라믹 또는 쿼츠 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 가스 라인(GL) 역시 상기 복수의 가스 유입관(GI)과 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
전원부(PW)는 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA), 스테이지(ST) 및 가스 분산부(GD) 중 적어도 하나에 전원을 공급할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 에칭 장치(10)는 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA), 스테이지(ST), 가스 분산부(GD) 및 전원부(PW) 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 전원부(PW)의 동작은 제어부에 의해 제어될 수 있다. 예를 들면, 제어부는 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA), 스테이지(ST) 및 가스 분산부(GD)의 전원을 턴 온 또는 턴 오프하도록 전원부(PW)를 제어할 수 있다.
에칭 장치(10)는 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)이 턴 오프되는 제1 운전 모드 및 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)이 턴 온되는 제2 운전 모드 중 어느 하나로 선택적으로 전환될 수 있다. 자세하게는, 제1 운전 모드에서 가스 공급부(GSP)로부터 공급된 기체 상태의 가스가 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)을 통과하여 챔버(CM) 내로 그대로 유입되고, 제2 운전 모드에서 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)이 턴 온되고 가스 공급부(GSP)로부터 공급된 기체 상태의 가스가 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)에 의해 플라즈마 상태로 여기되어 챔버(CM) 내로 유입되는 추가적으로, 에칭 장치(10)는 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)의 일부만을 턴 온 또는 턴 오프되는 제3 운전 모드로 전환될 수도 있다. 이에 따라, 에칭 장치(10)는 챔버(CM)의 외부로부터 플라즈마가 공급되는 리모트 플라즈마 방식, 챔버(CM) 내부에서 플라즈마를 생성하는 다이렉트 방식 및 양자가 혼합된 하이브리드 방식 중 어느 하나로 선택적으로 동작할 수 있다. 상기와 같은 복수의 운전 모드 간의 전환은 제어부에 의해 제어될 수 있다.
도 5를 더 참조하면, 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)은 챔버(CM)의 상면(CM_US) 상에 상호 이격되도록 배치될 수 있다. 이하에서 설명의 편의를 위해, 도 5의 상측, 하측에 위치하고 제1 방향(X)으로 연장하는 챔버(CM)의 엣지(ED)를 각각 제1 엣지(ED1) 및 제2 엣지(ED2)로 지칭하고, 도 5의 좌측 및 우측에 위치하고 제2 방향(Y)으로 연장하는 챔버(CM)의 엣지(ED)를 각각 제3 엣지(ED3) 및 제4 엣지(ED4)로 지칭하도록 한다. 도 5에서 평면상에서 직사각형의 형상을 가진 챔버(CM)의 상면(CM_US)이 예시되나, 챔버(CM)의 상면(CM_US)의 형상은 이에 제한되지 않는다.
도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)은 제1 방향(X)을 따라 배열될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)은 제2 방향(Y)을 따라 배열될 수도 있고, 대각선 방향을 따라 배치될 수도 있다.
복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)의 일부는 평면상에서 챔버(CM)의 중심 또는 상기 중심에 인접한 영역에 위치하고, 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)의 다른 일부는 챔버(CM)의 엣지(ED) 및/또는 가장자리에 인접한 영역에 위치할 수 있다.
복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)은 평면상에서 챔버(CM)의 상면(CM_US)의 엣지(ED)로부터 제1 거리(D1)만큼 이격되도록 배치되는 제1 플라즈마 생성 모듈(RPA1) 및 상기 챔버(CM)의 엣지(ED)로부터 제2 거리(D2)만큼 이격되도록 배치되는 제2 플라즈마 생성 모듈(RPA2)을 포함할 수 있다. 상기 제2 거리(D2)는 상기 제1 거리(D1)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 제2 플라즈마 생성 모듈(RPA2)은 제1 플라즈마 생성 모듈(RPA1)과 챔버(CM)의 엣지(ED) 사이에 위치할 수 있다.
상기 제1 거리(D1) 및 제2 거리(D2)는 각 플라즈마 생성 모듈(RPA)의 중심을 기준으로 측정된 거리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제1 거리(D1) 및 제2 거리(D2)는 플라즈마 생성 모듈의 가장자리를 기준으로 측정된 거리일 수도 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 제1 플라즈마 생성 모듈(RPA1)이 챔버(CM)의 상면(CM_US)의 중심에 위치하고, 2개의 제2 플라즈마 생성 모듈(RPA2)이 제1 플라즈마 생성 모듈(RPA1)을 사이에 두고 챔버(CM)의 제3 엣지(ED3) 및 제4 엣지(ED4)에 각각 인접하도록 배치될 수 있다.
제1 플라즈마 생성 모듈(RPA1)은 제1 엣지(ED1)로부터 제4 거리(D4)으로 이격되고, 제3 엣지(ED3)로부터 제1 거리(D1)으로 이격될 수 있다. 상기 제1 거리(D1) 및 제4 거리(D4)는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 이 경우, 제1 플라즈마 생성 모듈(RPA1)은 제2 엣지(ED2)로부터 제4 거리(D4)으로 이격되고, 제4 엣지(ED4)로부터 제1 거리(D1)으로 이격될 수 있다. 즉, 제1 플라즈마 생성 모듈(RPA1)은 평면상에서 챔버(CM)의 상면(CM_US)의 정중앙에 배치될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
2개의 제2 플라즈마 생성 모듈(RPA2)은 각각 제3 엣지(ED3) 및 제4 엣지(ED4)로부터 제2 거리(D2)로 이격될 수 있다. 이 경우, 2개의 제2 플라즈마 생성 모듈(RPA2)은 각각 제1 엣지(ED1) 및/또는 제2 엣지(ED2)로부터 제4 거리(D4)으로 이격될 수 있다.
제1 플라즈마 생성 모듈(RPA1)과 제2 플라즈마 생성 모듈(RPA2)은 제3 거리(D3)로 이격될 수 있다. 상기 제3 거리(D3)는, 예를 들면, 챔버(CM)의 크기, 챔버(CM) 상면의 면적 및 요구되는 플라즈마의 양 등에 따라 결정될 수 있다.
제3 거리(D3)는 가스의 단위 시간당 확산 거리에 의해 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 제3 거리(D3)는 제1 시간 동안 가스가 확산된 거리에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 제1 시간 동안 가스가 확산된 거리의 2배 이하일 수 있다. 이 경우, 제1 시간 동안, 제1 플라즈마 생성 모듈(RPA1)에 연결된 가스 유입관(GI)으로부터 유출되어 샤워 헤드(SWH) 상에 확산되는 가스와 제2 플라즈마 생성 모듈(RPA2)에 연결된 가스 유입관(GI)으로부터 유출되어 샤워 헤드(SWH) 상에 확산되는 가스가 서로 만날 수 있다. 즉, 가스가 샤워 헤드(SWH) 상에 균일하게 확산될 수 있다.
제1 시간은 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)에 의해 플라즈마 상태로 전환된 가스가 챔버(CM) 내에서 플라즈마 상태를 유지하는 시간일 수 있다. 즉, 제1 시간은 챔버(CM) 내에서 플라즈마의 라이프 타임일 수 있다.
제1 시간은 대상 기판(T)이 챔버(CM) 내로 이송된 후 에칭 전까지 챔버(CM) 내의 환경을 에칭 공정에 적합하도록 최적화하는 시간일 수 있다. 예를 들면, 제1 시간은 대상 기판(T)이 챔버(CM) 내로 이송된 때로부터 전원부(PW)가 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA), 스테이지(ST) 및 가스 분산부(GD) 중 적어도 하나에 전원을 공급할 때까지의 시간일 수 있다. 제1 시간은 대상 기판(T)이 스테이지(ST) 상에 적재된 때를 기준으로 측정될 수 있다. 또 다른 예를 들면, 제1 시간은 대상 기판(T)이 스테이지(ST) 상에 적재된 후 스테이지(ST)에 제공되는 정전 척이 턴 온되기 전까지의 시간일 수 있다.
도 3에서, 3개의 플라즈마 생성 모듈(RPA)이 예시되나, 플라즈마 생성 모듈(RPA)의 개수는 이에 제한되지 않으며, 챔버(CM)의 크기, 챔버(CM) 상면의 면적 또는 요구되는 플라즈마의 양 등에 따라 가변될 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 에칭 장치의 복수의 플라즈마 생성 모듈의 배치를 도시한 평면도이다.
도 6의 실시예는 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)이 챔버(CM) 상면의 코너 영역에 더 배치된다는 점에서 도 5의 실시예와 상이하다.
도 6을 참조하면, 제1 플라즈마 생성 모듈(RPA1)은 평면상에서 챔버(CM)의 상면(CM_US)의 중심에 배치될 수 있다. 제1 플라즈마 생성 모듈(RPA1)은 제1 엣지(ED1), 제2 엣지(ED2), 제3 엣지(ED3) 및 제4 엣지(ED4)로부터 제1 거리(D1)로 이격될 수 있다.
복수의 제2 플라즈마 생성 모듈(RPA2)은 평면상에서 챔버(CM)의 상면(CM_US)의 엣지(ED)에 인접하여 배치되되, 챔버(CM)의 상면(CM_US)의 코너에 인접하도록 배치될 수 있다. 복수의 제2 플라즈마 생성 모듈(RPA2)은 제1 플라즈마 생성 모듈(RPA1)과 챔버(CM)의 상면(CM_US)의 엣지(ED) 사이에 위치할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 4개의 제2 플라즈마 생성 모듈(RPA2)이 챔버(CM)의 상면(CM_US)의 4개의 코너 및/또는 이에 인접한 영역에 배치될 수 있다. 이 경우, 각각의 제2 플라즈마 생성 모듈(RPA2)은 인접한 엣지(ED)들로부터 동일한 거리로 이격될 수 있다. 예를 들면, 도 6의 좌측 하단에 배치된 제2 플라즈마 생성 모듈(RPA2)은 제3 엣지(ED3) 및 제2 엣지(ED2)로부터 각각 제2 거리(D2)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 마찬가지로, 도 6의 좌측 상단에 배치된 제2 플라즈마 생성 모듈(RPA2)은 제3 엣지(ED3) 및 제1 엣지(ED1)로부터 각각 제2 거리(D2)로 이격될 수 있다. 또한, 도 6의 우측 상단에 배치된 제2 플라즈마 생성 모듈(RPA2)은 제1 엣지(ED1) 및 제4 엣지(ED4)로부터 각각 제2 거리(D2)로 이격되고, 도 6의 우측 하단에 배치된 제2 플라즈마 생성 모듈(RPA2)은 제2 엣지(ED2) 및 제4 엣지(ED4)로부터 각각 제2 거리(D2)로 이격될 수 있다.
도 6에서, 5개의 플라즈마 생성 모듈이 챔버(CM)의 상면(CM_US)의 중심을 기준으로 대칭으로 배열되나, 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)은 비대칭적으로 배열될 수도 있다.
도 6의 실시예는 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)이 챔버(CM) 상면의 코너 영역에 더 배치된다는 점외에 도 5의 실시예와 실질적으로 동일하거나 유사하므로, 이하 중복 설명은 생략한다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 에칭 장치의 단면도이다.
도 7의 실시예는 가스 분산부(GD)에 RF전원(RFP)이 연결된다는 점에서 도 5의 실시예와 상이하다.
도 7을 참조하면, 전원부(PW)는 가스 분산부(GD)에 연결되는 RF전원(RFP)을 포함할 수 있다.
RF전원(RFP)은 가스 분산부(GD)에 전기적으로 접속되어 가스 분산부(GD)에 고주파 전원을 공급할 수 있다. RF전원(RFP)은 가스 분산부(GD)를 통과하는 가스의 플라즈마 상태로의 여기를 위한 에너지를 공급할 수 있다. 즉, 가스 분산부(GD), 예를 들면, 샤워 헤드(SWH)는 플라즈마의 형성을 위한 전극으로 기능할 수 있다.
스테이지(ST)에는 접지 전극(GND)이 연결되어 스테이지(ST)를 전기적으로 접지할 수 있다. 스테이지(ST)는 가스 분산부(GD)와 함께 플라즈마의 형성을 위한 전극으로 기능할 수 있다.
상술한 바와 같이, 에칭 장치(10)는 제1 운전 모드 및 제2 운전 모드 중 어느 하나로 운전될 수 있다. 가스 분산부(GD)를 통과하는 가스는 기체 상태일 수도 있고, 플라즈마 상태일 수도 있으며, 기체 상태의 가스 및 플라즈마 상태의 가스가 혼합된 상태일 수 있다.
복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)이 턴 오프되는 경우, 에칭 장치(10)는 챔버(CM) 내에서 가스가 플라즈마 상태로 여기되는 다이렉트 방식으로 운전될 수 있다. 예를 들면, 에칭 장치(10)는 PE(Plasma Etching) 모드로 운전될 수 있다. 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)의 적어도 일부가 턴 온되는 경우, 에칭 장치(10)는 리모트 방식 및/또는 하이브리드 방식으로 운전될 수 있다. 이 경우, RF전원(RFP)은 턴 오프될 수도 있다. 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)의 적어도 일부가 턴 온되는 경우, 플라즈마의 라이프 타임이 연장되어, 플라즈마 상태의 가스의 확산을 도울 수 있다.
도 7의 실시예는 가스 분산부(GD)에 RF전원(RFP)이 연결된다는 점 외에 도 5의 실시예와 실질적으로 동일하거나 유사하므로, 이하 중복 설명은 생략한다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 에칭 장치의 단면도이다.
도 8의 실시예는 RF전원(RFP)이 스테이지(ST)에 연결된다는 점에서 도 7의 실시예와 상이하다.
도 8을 참조하면, 전원부(PW)는 RF전원(RFP)을 포함하되, 상기 RF전원(RFP)은 스테이지(ST)에 전기적으로 연결될 수 있다. RF전원(RFP)은 스테이지(ST)에 고주파 전원을 공급할 수 있다. RF전원(RFP)은 스테이지(ST) 상에 확산된 가스의 플라즈마 상태로의 여기를 위한 에너지를 공급할 수 있다. 스테이지(ST)는 플라즈마의 형성을 위한 전극으로 기능할 수 있다.
가스 분산부(GD)에는 접지 전극(GND)이 연결되어 가스 분산부(GD)를 전기적으로 접지할 수 있다. 가스 분산부(GD)는 스테이지(ST)와 함께 플라즈마의 형성을 위한 전극으로 기능할 수 있다.
복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)이 턴 오프되는 경우, 에칭 장치(10)는 챔버(CM) 내에서 가스가 플라즈마 상태로 여기되는 다이렉트 방식으로 운전될 수 있다. 예를 들면, 에칭 장치(10)는 RIE(Reactive Ion Etching) 모드로 운전될 수 있다. 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)의 적어도 일부가 턴 온되는 경우, 에칭 장치(10)는 리모트 방식 및/또는 하이브리드 방식으로 운전될 수 있다.
도 8의 실시예는 RF전원(RFP)이 스테이지(ST)에 연결된다는 점외에 도 7의 실시예와 실질적으로 동일하거나 유사하므로, 이하 중복 설명은 생략한다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 에칭 장치의 단면도이다.
도 9의 실시예는 챔버(CM) 내에 유도 코일(CL)이 더 배치된다는 점에서 도 5의 실시예와 상이하다.
도 9를 참조하면, 챔버(CM) 내에 가스의 여기를 위한 유도 코일(CL)이 더 배치될 수 있다. 유도 코일(CL)은 가스의 유입 경로 상에 배치될 수 있다. 유도 코일(CL)은 가스 유입관(GI)의 타단 아래에 배치될 수 있다. 이 경우, 유도 코일(CL)은 가스 분산부(GDd)의 샤워 헤드(SWH) 상에 배치될 수 있으나 유도 코일(CL)의 위치는 이에 제한되지 않는다. 몇몇 실시예에서, 챔버(CM) 내에 복수의 유도 코일(CL)이 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 복수의 유도 코일(CL)은 복수의 가스 유입관(GI)에 각각 배치될 수도 있다.
전원부(PW)는 유도 코일(CL)에 전기적으로 연결되는 제1 RF전원(RFP1) 및 스테이지(ST)에 전기적으로 연결되는 제2 RF전원(RFP2)을 포함할 수 있다.
제1 RF전원(RFP1) 및 제2 RF전원(RFP2)은 각각 유도 코일(CL) 및 스테이지(ST)에 고주파 전원을 공급할 수 있다. 제1 RF전원(RFP1) 및 제2 RF 전원은 스테이지(ST) 상에 확산된 가스의 플라즈마 상태로의 여기를 위한 에너지를 공급할 수 있다. 유도 코일(CL) 및 스테이지(ST)는 각각 플라즈마의 형성을 위한 전극으로 기능할 수 있다. 제1 RF전원(RFP1) 및 제2 RF 전원은 동시에 턴 온 또는 턴 오프될 수 있다. 제1 RF전원(RFP1) 및 제2 RF 전원은 어느 하나가 턴 온 또는 턴 오프될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 에칭 장치(10)는 제1 운전 모드 및 제2 운전 모드 중 어느 하나로 운전될 수 있다. 가스 분산부(GD)를 통과하는 가스는 기체 상태일 수도 있고, 플라즈마 상태일 수도 있으며, 기체 상태의 가스 및 플라즈마 상태의 가스가 혼합된 상태일 수 있다.
복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)이 턴 오프되는 경우, 에칭 장치(10)는 챔버(CM) 내에서 가스가 플라즈마 상태로 여기되는 다이렉트 방식으로 운전될 수 있다. 예를 들면, 에칭 장치(10)는 ICP(Inductively Coupled Plasma) 모드로 운전될 수 있다. 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)의 적어도 일부가 턴 온되는 경우, 에칭 장치(10)는 리모트 방식 및/또는 하이브리드 방식으로 운전될 수 있다. 이 경우, 제1 RF전원(RFP1) 및 제2 RF전원(RFP2) 중 적어도 하나는 턴 오프될 수도 있다.
도 9의 실시예는 챔버(CM) 내에 유도 코일(CL)이 더 배치된다는 점외에 도 5의 실시예와 실질적으로 동일하거나 유사하므로, 이하 중복 설명을 생략한다.
도 10은 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법의 순서도이다. 도 11 및 도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법의 단계들을 도시한 도면이다.
이하의 표시 장치 제조 방법에 의해 제조되는 표시 장치는 도 1 내지 도 3의 표시 장치일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법은 대상 기판(T)을 챔버(CM) 내의 스테이지(ST)에 로드하는 단계 및 상기 챔버(CM) 상에 배치된 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)을 통과한 가스를 상기 대상 기판(T) 상에 분사하여 상기 대상 기판(T)을 에칭하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 표시 장치 제조 방법은 상기 스테이지(ST) 상에 배치되는 가스 공급부(GSP)의 중심부 및 상기 가스 공급부(GSP)의 상기 중심부와 상기 가스 공급부(GSP)의 엣지(ED)부 사이에 상기 가스를 분사하여 확산시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 장치 제조 방법은 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)이 턴 오프되고 상기 챔버(CM) 내에서 외부로부터 유입된 기체 상태의 가스를 플라즈마 상태로 여기하는 제1 운전 모드 또는 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)이 턴 온되어 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)을 통과하는 기체 상태의 가스를 플라즈마 상태로 여기하는 제2 운전 모드로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 장치 제조 방법은 상기 예시에 제한되지 않으며, 상기 단계들의 적어도 일부가 생략되거나, 도 1 내지 도 9, 도 11 내지 도 13을 참조하여 적어도 하나 이상의 다른 단계가 추가될 수 있다.
이하 도 11 및 도 12를 더 참조하여, 표시 장치 제조 방법을 자세히 설명한다.
도 11을 참조하면, 대상 기판(T)이 챔버(CM) 내로 이송될 수 있다. 상술한 바와 같이, 대상 기판(T)은 베이스층(BS) 및 금속층(ML)을 포함할 수 있다. 상기 대상 기판(T)은 상기 금속층(ML) 상에 불순물(P), 예를 들면, 부식이 형성된 상태일 수 있다. 상기 금속층(ML)은 알루미늄을 포함하고, 상기 불순물(P)은 산화 알루미늄일 수 있다.
대상 기판(T)의 이송 후, 에칭 장치(10)는 에칭 공정에 적합한 환경으로 최적화될 수 있다. 상기 최적화는 제1 시간 동안 수행될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 시간은 대상 기판(T)이 이송된 후 전원부(PW)가 스테이지(ST), 가스 분산부(GD) 및 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA) 중 적어도 하나에 전원을 공급하기 전까지의 시간일 수 있다. 제1 시간 동안 챔버(CM) 내로 가스가 유입되어 확산될 수 있다. 제1 시간은 샤워 헤드(SWH) 상에 가스가 고르게 확산되기에 충분한 시간을 의미할 수 있다.
도 12를 참조하면, 에칭 장치(10)의 최적화가 완료된 후, 가스 공급부(GSP)로부터 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)로 기체 상태의 가스가 공급될 수 있다. 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)은 턴 온되어 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)을 통과하는 가스를 플라즈마 상태로 여기할 수 있다. 이 경우, 에칭 장치(10)는 제2 운전 모드로 운전될 수 있다. 상기 제2 운전 모드는 리모트 방식을 의미할 수 있다. 즉, 에칭을 위한 플라즈마는 챔버(CM) 외부에서 생성되어 챔버(CM) 내로 유입될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 가스 확산부 및 스테이지(ST) 중 적어도 하나에 전원부(PW)가 연결될 수 있다. 이 경우, 에칭 장치(10)는 제1 운전 모드 또는 제1 운전 모드 및 제2 운전 모드가 혼합된 제3 운전 모드로 운전될 수도 있다.
플라즈마 상태의 가스는 복수의 가스 유입관(GI)을 통해 챔버(CM) 내부로 유입될 수 있다. 복수의 유입관은 샤워 헤드(SWH)의 상부에 소정 간격으로 배치됨에 따라, 샤워 헤드(SWH) 상에 가스가 고르게 확산될 수 있다. 이어서, 플라즈마 상태의 가스는 샤워 헤드(SWH)를 통과하여 반응 영역(A)으로 고르게 분산될 수 있다. 반응 영역(A)에 확산된 플라즈마 상태의 가스는 금속층(ML)의 불순물(P)을 에칭하여 제거할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 더 참조하면, 대상 기판(T)의 베이스층(BS) 및 금속층(ML)은 각각 제1 기판(SUB1) 및 게이트 전극(GE)에 대응될 수 있다.
대상 기판(T)의 로드 전 제1 기판(SUB1) 상에 버퍼층(102), 반도체층(105) 및 제1 절연층(111) 및 게이트 전극(GE)이 순차로 형성될 수 있다. 이후, 게이트 전극(GE)의 불순물(P)이 플라즈마 에칭될 수 있다. 게이트 전극(GE) 에칭 후, 게이트 전극(GE) 상에 표시 패널을 구성하는 나머지 층, 예를 들면, 제2 절연층(112a), 제2 도전층(130), 제3 절연층(113), 제3 도전층(140), 제1 비아층(VIA1), 제4 도전층(150) 등이 순차로 형성될 수 있다.
도 13은 다른 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 13의 실시예는 에칭을 위한 플라즈마가 챔버(CM) 내부에서 생성된다는 점에서 도 12의 실시예와 상이하다.
도 13을 참조하면, 에칭 장치(10)의 최적화가 완료된 후, 가스 공급부(GSP)로부터 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)로 기체 상태의 가스가 공급될 수 있다. 이 경우, 복수의 플라즈마 생성 모듈(RPA)은 턴 오프되어, 기체 상태의 가스를 플라즈마 상태로 여기시키지 않고 그대로 통과시킬 수 있다. 즉, 에칭 장치(10)는 제1 운전 모드로 운전될 수 있다. 상기 제1 운전 모드는 챔버(CM) 내부에서 플라즈마가 생성되는 다이렉트 방식을 의미할 수 있다.
에칭 장치(10)의 최적화가 완료된 후, 스테이지(ST)에 RF전원(RFP)에 의해 전원이 공급될 수 있다. 기체 상태의 가스는 복수의 가스 유입관(GI)으로부터 유출되어 샤워 헤드(SWH) 상에 확산될 수 있다. 이후, 기체 상태의 가스는 샤워 헤드(SWH)를 통과하면서 플라즈마 상태로 여기될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 기체 상태의 가스는 RF전원(RFP)이 연결된 스테이지(ST)에 의해 플라즈마 상태로 여기되거나, 스테이지(ST) 상에 배치된 유도 코일(CL)에 의해 여기될 수도 있다.
플라즈마 상태의 가스는 반응 영역(A)에 분산될 수 있다. 반응 영역(A)에 확산된 플라즈마 상태의 가스는 금속층(ML)의 불순물(P)을 에칭하여 제거할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 표시 장치
10: 에칭 장치
CM: 챔버
ST: 스테이지
GD: 가스 확산부

Claims (20)

  1. 챔버;
    상기 챔버 내에 배치되고 대상 기판을 안착하는 스테이지;
    상기 챔버 내에 상기 스테이지와 대향하도록 배치되는 가스 분산부;
    상기 챔버 상에 배치되는 복수의 플라즈마 생성 모듈;
    상기 챔버 내로 식각 가스를 공급하는 가스 공급부;
    상기 가스 공급부와 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈을 연결하는 가스 라인;
    일단이 상기 플라즈마 생성 모듈에 연결되고 타단이 상기 가스 분산부에 연결된 복수의 가스 유입관;
    상기 스테이지 및 상기 가스 분산부 중 적어도 하나에 전원을 공급하는 RF 전원을 포함하는 에칭 장치로서,
    상기 에칭 장치는 상기 RF 전원을 턴오프한 상태에서 상기 플라즈마 생성 모듈을 턴온하여 플라즈마를 생성하는 리모트 플라즈마 생성 방식, 상기 플라즈마 생성 모듈을 턴오프한 상태에서 상기 RF 전원을 턴온하여 플라즈마를 생성하는 다이렉트 플라즈마 생성 방식 및 상기 RF 전원과 상기 플라즈마 생성 모듈을 턴온하여 플라즈마를 생성하는 하이브리드 플라즈마 생성 방식 중 어느 하나의 방식으로 운전하도록 구성된 에칭 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 플라즈마 생성 모듈은 평면상에서 상기 챔버의 상면의 엣지로부터 제1 거리만큼 이격되도록 배치되는 제1 플라즈마 생성 모듈 및 상기 챔버의 상면의 엣지로부터 상기 제1 거리보다 작은 제2 거리만큼 이격되도록 배치되는 복수의 제2 플라즈마 생성 모듈을 포함하는 에칭 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 플라즈마 생성 모듈은 평면상에서 상기 챔버의 상면의 중심에 배치되는 에칭 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 플라즈마 생성 모듈 및 상기 복수의 제2 플라즈마 생성 모듈은 상기 챔버의 상면 상에 제1 방향으로 배열되는 에칭 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 제2 플라즈마 생성 모듈은 상기 챔버의 상면의 코너 영역들에 각각 배치되는 에칭 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 플라즈마 생성 모듈이 턴 오프되는 제1 운전 모드 및 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈이 턴 온되는 제2 운전 모드 중 어느 하나로 선택적으로 전환되는 에칭 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 운전 모드에서 상기 가스 공급부로부터 공급된 기체 상태의 가스가 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈을 통과하여 상기 챔버 내로 그대로 유입되고, 상기 제2 운전 모드에서 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈이 턴 온되고 상기 가스 공급부로부터 공급된 기체 상태의 가스가 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈에 의해 플라즈마 상태로 여기되어 상기 챔버 내로 유입되는 에칭 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 플라즈마 생성 모듈은 상기 챔버의 상면 상에 제3 거리로 이격되어 배치되되, 상기 제3 거리는 상기 챔버 내에서 제1 시간 동안 가스가 확산된 거리의 2배 이하인 에칭 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 시간은 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈에 의해 플라즈마 상태로 전환된 가스가 상기 챔버 내에서 상기 플라즈마 상태를 유지하는 시간인 에칭 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 시간은 상기 대상 기판이 상기 스테이지에 거치된 때로부터 상기 RF 전원이 전원을 공급할 때까지의 시간인 에칭 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 스테이지는 정전척을 포함하되, 상기 정전척은 상기 대상 기판이 상기 정전척에 안착된 때로부터 제1 시간이 경과된 후 턴 온되는 에칭 장치.
  12. 삭제
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 RF 전원은 상기 스테이지에 전기적으로 연결되는 에칭 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 RF 전원은 상기 가스 분산부에 전기적으로 연결되는 에칭 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 가스 분산부는 유도 코일을 포함하는 에칭 장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    대상 기판은 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 배치되고 표면 상에 불순물이 형성된 금속층을 포함하되, 상기 불순물은 플라즈마 상태로 여기된 상기 가스에 의해 에칭되는 에칭 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 금속층은 알루미늄으로 이루어지고, 상기 불순물은 산화 알루미늄인 에칭 장치.
  18. 대상 기판을 챔버 내의 스테이지에 로드하는 단계; 및
    상기 챔버 상에 배치된 복수의 플라즈마 생성 모듈을 통과한 가스를 가스 공급부를 통해 상기 대상 기판 상에 분사하여 상기 대상 기판을 에칭하는 단계를 포함하되,
    상기 대상 기판 상에 분사된 상기 가스는 플라즈마 상태로 여기된 가스이고,
    상기 가스를 플라즈마 상태로 여기하기 위해, 상기 플라즈마 생성 모듈에 의해 플라즈마를 생성하는 리모트 플라즈마 생성 방식, 상기 가스 공급부와 상기 대상 기판 사이에 직접 플라즈마를 생성하는 다이렉트 플라즈마 생성 방식 및 상기 리모트 플라즈마 생성 방식과 상기 다이렉트 플라즈마 생성 방식을 혼용하는 하이브리드 생성 방식 중 어느 하나를 선택하는 단계를 더 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 스테이지 상에 배치되는 상기 가스 공급부의 중심부 및 상기 가스 공급부의 상기 중심부와 상기 가스 공급부의 엣지부 사이에 상기 가스를 분사하여 확산시키는 단계를 더 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 복수의 플라즈마 생성 모듈이 턴 오프되고 상기 챔버 내에서 외부로부터 유입된 기체 상태의 가스를 플라즈마 상태로 여기하는 제1 운전 모드 또는 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈이 턴 온되어 상기 복수의 플라즈마 생성 모듈을 통과하는 기체 상태의 가스를 플라즈마 상태로 여기하는 제2 운전 모드로 전환하는 단계를 더 포함하는 표시 장치 제조 방법.
KR1020200119184A 2020-09-16 2020-09-16 에칭 장치 및 이를 이용하는 표시 장치 제조 방법 KR102620048B1 (ko)

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