KR20140061142A - 박막 형성 장치 및 그것을 이용한 박막 형성 방법 - Google Patents

Abstract

박막 형성 장치 및 그것을 이용한 박막 형성 방법이 개시된다. 개시된 박막 형성 장치는 차단부와 개방부가 형성된 마스크 및, 그 마스크의 개방부를 통해 에칭가스를 분사하여 박막을 패턴에 맞게 식각해내는 에칭소스를 포함하며, 마스크에는 차단부에 대응하는 박막 영역으로 에칭가스가 침투하지 못하도록 개방부 주변에 가스를 불어주는 가스블로워가 구비된다. 이러한 구성에 의하면 박막의 정상 잔류 영역은 안전하게 지키면서 패터닝을 정확하게 수행할 수 있으므로, 이를 채용할 경우 제품의 품질이 안정화되고 생산 효율이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

Description

박막 형성 장치 및 그것을 이용한 박막 형성 방법{Thin film forming apparatus and the thin film forming method using the same}

본 발명은 증착원의 증기를 발생시켜서 대상체 표면에 박막을 형성하는 박막 형성 장치에 관한 것으로, 특히 플라즈마 에칭 방식으로 패턴을 형성하는 박막 형성 장치 및 그것을 이용한 박막 형성 방법에 관한 것이다.

예컨대 유기 발광 디스플레이 장치의 박막 형성과 같은 박막 제조 공정에는 증착원의 증기를 발생시켜서 기판 표면에 달라붙게 하는 증착 공정이 많이 이용된다.

그리고, 이 박막을 일정한 패턴으로 형성하는 방법으로는, 증착 시 패턴 마스크를 사용하여 증착과 동시에 패터닝이 되게 하는 방법이 있고, 또는 대상체의 전면에 박막이 형성되도록 증착을 한 후 나중에 플라즈마 에칭으로 불필요한 부분을 식각해내는 방법이 있는데, 최근에는 증착 과정을 간소화할 수 있는 장점 때문에 플라즈마 에칭으로 박막을 패터닝하는 후자의 경우가 선호되고 있다.

그런데, 이와 같이 플라즈마 에칭으로 박막을 패터닝하다보면, 제거되지 말아야 할 부분까지 플라즈마 가스에 의해 에칭돼서 정확한 패터닝이 잘 되지 않는 현상이 자주 발생한다. 즉, 플라즈마 가스가 제거할 영역만 정확히 제거하는 것이 아니라, 남겨야 할 인접의 정상 잔류 영역까지 에칭해버리는 문제가 빈발하는 것이다. 이렇게 되면, 제품의 품질이 급격히 저하될 수 밖에 없으므로 이에 대한 대책이 요구되고 있다.

본 발명의 실시예는 플라즈마 에칭 시 정상 잔류 영역이 손상되지 않도록 개선된 박막 형성 장치 및 그것을 이용한 박막 형성 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 박막 형성 장치는, 소정 패턴을 형성하기 위한 차단부와 개방부를 구비하여 박막이 형성된 기판 상에 설치되는 마스크 및, 상기 마스크의 개방부를 통해 에칭가스를 분사하여 상기 박막을 상기 패턴에 맞게 식각해내는 에칭소스를 포함하며, 상기 마스크에는 상기 차단부에 대응하는 박막 영역으로 상기 에칭가스가 침투하지 못하도록 상기 개방부 주변에 가스를 불어주는 가스블로워가 구비된다.

상기 마스크에는 상기 개방부의 크기를 조절하는 셔터가 더 구비될 수 있다.

상기 에칭가스는 플라즈마 가스일 수 있다.

상기 에칭소스는 상기 마스크의 개방부에 대응하여 상기 에칭가스의 분사부가 고정 배치될 수 있다.

상기 에칭소스는 상기 기판의 전면에 상기 에칭가스를 분사할 수 있다.

상기 에칭소스는 상기 마스크 위를 왕복이동하면서 상기 에칭가스를 분사할 수 있다.

상기 에칭소스는 상기 에칭가스를 분사하는 분사부와, 상기 분사부 둘레에 에어커튼을 형성하는 에어커튼부 및, 주변 공기를 외부로 배출하는 배기부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 박막 형성 방법은, 소정 패턴을 형성하기 위한 차단부와 개방부가 구비된 마스크를 박막이 형성된 기판 상에 설치하는 단계; 상기 마스크의 개방부를 통해 에칭가스를 분사하여 상기 박막을 상기 패턴에 맞게 식각해내는 단계; 및, 상기 마스크에 구비된 가스블로워를 가동하여 상기 차단부에 대응하는 박막 영역으로 상기 에칭가스가 침투하지 못하도록 상기 개방부 주변에 가스를 불어주는 단계;를 포함한다.

상기 마스크 구비된 셔터로 상기 개방부의 크기를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 에칭가스는 플라즈마 가스일 수 있다.

상기 에칭소스가 상기 마스크의 개방부에 대응하여 상기 에칭가스를 분사할 수 있다.

상기 에칭소스가 상기 기판의 전면에 상기 에칭가스를 분사할 수 있다.

상기 에칭소스가 상기 마스크 위를 왕복이동하면서 상기 에칭가스를 분사할 수 있다.

상기 에칭소스는 상기 에칭가스를 분사하는 분사부와, 상기 분사부 둘레에 에어커튼을 형성하는 에어커튼부 및, 주변 공기를 외부로 배출하는 배기부를 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 박막 형성 장치와 박막 형성 방법에 의하면 박막의 패터닝을 정확하고 안정되게 수행할 수 있으므로, 이를 채용할 경우 제품의 품질이 안정화되고 생산 효율이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 형성 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 형성 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막 형성 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 박막 형성 장치에 구비된 에칭소스의 내부 구조를 보인 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 형성 장치를 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 박막 형성 장치는 박막(미도시)이 형성된 기판(300) 위에 설치되는 마스크(100)와, 그 마스크(100)를 통해 기판(300) 상의 박막을 선택적으로 식각하여 제거해내는 에칭소스(200) 등을 구비하고 있다.

상기 마스크(100)는 상기 기판(300)으로 통로를 개방해주는 개방부(101)와 차단해주는 차단부(102)를 구비하고 있으며, 상기 에칭소스(200)는 상기 개방부(101)에 대응하는 위치마다 고정 배치되어 있다. 따라서, 상기 에칭소스(200)가 가동되면 상기 개방부(101)를 통해 에칭가스를 들어가서 기판(300) 상의 그 개방부(101)와 대응하는 위치에 있던 박막을 제거하게 된다. 상기 박막은 예컨대 유기 발광 표시 장치의 유기막과 같이 증착을 통해 기판(300) 상에 형성되는 박막이 될 수 있으며, 상기 에칭가스는 플라즈마 가스가 될 수 있다.

그리고, 상기 마스크(100)에는 상기 개방부(101)의 크기를 조절하기 위한 셔터(120)와, 상기 차단부(102) 안쪽으로 에칭가스가 들어오지 못하게 가스를 불어서 막아주는 가스블로워(110)가 구비되어 있다.

상기 가스블로워(110)는 상기 에칭소스(200)에서 발생하는 에칭가스가 차단부(102) 아래의 박막을 손상시키지 못하도록 가스를 불어주며, 이에 따라 에칭가스는 차단부(102) 영역으로 침투하지 못하게 된다. 즉, 마스크(100)의 가스블로워(110)로 가스를 불어주면, 상기 에칭가스가 가스블로워(110)의 가스에 의해 개방부(101) 영역 안에만 구속되므로, 박막의 정상 잔류 영역인 차단부(102) 아래는 손상되지 않고 안전하게 지켜지는 것이다. 상기 가스블로워(110)용 가스로는 Ar과 같은 불활성가스가 사용될 수 있다.

그리고, 상기 에칭소스(200)는 도 4에 도시된 바와 같은 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 에칭가스가 분사되는 분사부(201)와, 그 분사부(201) 주변에 가스를 분사하여 에어커튼을 형성해주는 에어커튼부(202) 및, 주변 공기를 배기시키는 배기부(203)를 구비한 구조로 구성될 수 있다. 따라서, 에칭가스가 분사부(201)를 통해 분사되는 동안, 상기 에어커튼부(202)에서는 에칭가스가 분사 영역 바깥으로 새어나가지 않게 막아주며, 에칭 작업 중 비산되는 입자들은 상기 배기부(203)를 통해 외부로 배출된다. 이렇게 되면, 마스크(100)에서 가스블로워(110)로 에칭가스를 개방부(101) 영역 안으로 구속시켜 줄 뿐만 아니라, 에칭소스(200) 자체에서도 에어커튼부(202)로 에칭가스의 작용 범위를 제한시켜주므로, 박막의 정상 잔류 영역이 손상될 위험성은 더욱 더 줄어들게 된다.

상기 셔터(120)는 개방부(101)의 크기를 조절해주는 것으로, 에칭해내야 하는 패턴의 규격이 조금씩 변할 경우에 이 셔터(120)를 움직여서 대응할 수 있다. 셔터(120)는 일반적인 슬라이드 개폐 구조가 사용될 수 있다.

이와 같은 구성의 박막 형성 장치는 다음과 같이 운영될 수 있다.

먼저, 증착 과정을 통해 일면에 박막이 형성된 기판(300)을 준비하고, 그 위에 도 1과 같이 마스크(100)를 설치한다.

그리고, 상기 셔터(120)를 움직여서 원하는 패턴의 규격에 맞게 에칭해낼 개방부(101)의 영역을 설정한다.

이후에는 상기 에칭소스(200)를 가동하여 에칭가스를 분사하며 에칭을 시작하는데, 이때 상기 가스블로워(110)를 함께 가동하여 에칭가스가 차단부(102) 아래 있는 박막의 정상 잔류 영역까지 침범하지 못하게 한다. 물론, 에칭소스(200)의 분사부(201)가 가동되는 동안 에어커튼부(202)도 함께 작동되므로 에칭가스가 정해진 에칭 영역을 벗어나서 박막의 정상 잔류 영역을 손상시키는 현상을 거의 발생하지 않게 된다.

따라서, 이와 같은 박막 형성 장치를 이용하면, 박막의 정상 잔류 영역은 안전하게 지키면서 패터닝을 정확하게 수행할 수 있으므로 제품의 불량 발생율을 크게 줄일 수 있다.

한편, 상기한 실시예에서는 에칭소스(200)가 마스크(100)의 개방부(101) 영역에 대응해서 고정 배치되어 있는 구조를 예시하였는데, 도 2에 도시된 바와 같이 에칭소스(210)가 기판(300) 전면에 걸쳐서 에칭가스를 분사하도록 구성할 수도 있다. 이 경우에도 실제 에칭은 기판(300) 쪽으로 통해 있는 마스크(100)의 개방부(101) 영역에서만 일어나기 때문에, 박막의 패터닝은 똑같이 수행될 수 있다.

그리고, 전술한 실시예들과 같이 에칭소스(200)(210)가 고정형인 경우 뿐 아니라, 도 3에 도시된 것처럼 왕복 이동하는 스캔형의 에칭소스(220)가 채용될 수도 있다. 즉, 서로 직교하는 방향으로 왕복 이동하는 두 개의 에칭소스(220)를 설치하여 기판(300) 위를 스캔하면서 에칭가스를 분사하도록 구성할 수도 있다. 역시 이 경우에도 실제 에칭은 기판(300) 쪽으로 통해 있는 마스크(100)의 개방부(101) 영역에서만 일어나기 때문에, 박막의 패터닝은 똑같이 수행될 수 있다.

결론적으로, 이상에서 설명한 바와 같은 박막 형성 장치를 이용하면, 박막의 정상 잔류 영역은 안전하게 지키면서 패터닝을 정확하게 수행할 수 있으므로, 이를 채용할 경우 제품의 품질이 안정화되고 생산 효율이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100:마스크 110:가스블로워
120:셔터 200,210,220:에칭소스
300:기판

Claims (14)

1. 소정 패턴을 형성하기 위한 차단부와 개방부를 구비하여 박막이 형성된 기판 상에 설치되는 마스크 및, 상기 마스크의 개방부를 통해 에칭가스를 분사하여 상기 박막을 상기 패턴에 맞게 식각해내는 에칭소스를 포함하며,
   상기 마스크에는 상기 차단부에 대응하는 박막 영역으로 상기 에칭가스가 침투하지 못하도록 상기 개방부 주변에 가스를 불어주는 가스블로워가 구비된 박막 형성 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 마스크에는 상기 개방부의 크기를 조절하는 셔터가 더 구비된 박막 형성 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 에칭가스는 플라즈마 가스인 박막 형성 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 에칭소스는 상기 마스크의 개방부에 대응하여 상기 에칭가스의 분사부가 고정 배치된 박막 형성 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 에칭소스는 상기 기판의 전면에 상기 에칭가스를 분사하는 박막 형성 장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 에칭소스는 상기 마스크 위를 왕복이동하면서 상기 에칭가스를 분사하는 박막 형성 장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 에칭소스는 상기 에칭가스를 분사하는 분사부와, 상기 분사부 둘레에 에어커튼을 형성하는 에어커튼부 및, 주변 공기를 외부로 배출하는 배기부를 포함하는 박막 형성 장치.
   
8. 소정 패턴을 형성하기 위한 차단부와 개방부가 구비된 마스크를 박막이 형성된 기판 상에 설치하는 단계;
   상기 마스크의 개방부를 통해 에칭가스를 분사하여 상기 박막을 상기 패턴에 맞게 식각해내는 단계; 및,
   상기 마스크에 구비된 가스블로워를 가동하여 상기 차단부에 대응하는 박막 영역으로 상기 에칭가스가 침투하지 못하도록 상기 개방부 주변에 가스를 불어주는 단계;를 포함하는 박막 형성 방법.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 마스크 구비된 셔터로 상기 개방부의 크기를 조절하는 단계를 더 포함하는 박막 형성 방법.
   
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 에칭가스는 플라즈마 가스인 박막 형성 방법.
    
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 에칭소스가 상기 마스크의 개방부에 대응하여 상기 에칭가스를 분사하는 박막 형성 방법.
    
12. 제 8 항에 있어서,
    상기 에칭소스가 상기 기판의 전면에 상기 에칭가스를 분사하는 박막 형성 방법.
    
13. 제 8 항에 있어서,
    상기 에칭소스가 상기 마스크 위를 왕복이동하면서 상기 에칭가스를 분사하는 박막 형성 방법.
    
14. 제 8 항에 있어서,
    상기 에칭소스는 상기 에칭가스를 분사하는 분사부와, 상기 분사부 둘레에 에어커튼을 형성하는 에어커튼부 및, 주변 공기를 외부로 배출하는 배기부를 포함하는 박막 형성 방법.

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