KR20180124705A - 기판 처리 방법 및 그를 이용한 유기 발광 소자 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판의 상면 상에 제1 절연층을 형성하는 공정; 상기 제1 절연층 상에 제2 절연층을 패턴 형성하는 공정; 및 상기 제2 절연층을 마스크로 하여 상기 제1 절연층을 식각하는 공정을 포함하여 이루어진 기판 처리 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 기판 처리 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 기판 상에 형성된 박막을 식각하는 식각 공정에 관한 것이다.
일반적으로, 태양전지(Solar Cell), 반도체 소자, 평판 디스플레이 등을 제조하기 위해서는 기판 표면에 소정의 박막층, 박막 회로 패턴, 또는 광학적 패턴을 형성하여야 하며, 이를 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막 증착 공정, 감광성 물질을 사용하여 박막을 선택적으로 노출시키는 포토 공정, 선택적으로 노출된 부분의 박막을 제거하여 패턴을 형성하는 식각 공정 등의 반도체 제조공정을 수행하게 된다.
이러한 반도체 제조 공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경으로 설계된 기판 처리 장치의 내부에서 진행되며, 최근에는 플라즈마를 이용하여 증착 또는 식각 공정을 수행하는 기판 처리 장치가 많이 사용되고 있다.
플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에는 플라즈마를 이용하여 박막을 형성하는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치, 박막을 식각하여 패터닝하는 플라즈마 식각장치 등이 있다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 기판 처리 장치는 챔버(15); 챔버(15)의 내부에 배치된 적어도 하나의 기판(1); 상기 기판(1)의 표면에 박막을 증착하기 위한 플라즈마를 형성하고, 상기 기판(1)을 안치시키는 기판 안치부(2); 상기 기판 안치부(2)에 연결되는 접지 전극(7); 상기 기판 안치부(2)에 대향되고, 상기 기판(1)의 표면에 박막을 증착하기 위한 증착 가스 또는 박막을 식각하기 위한 식각 가스를 분사하는 가스 분사부(3); 상기 가스 분사부(3)에 연결되어 가스를 공급하는 가스 공급부(5); 플라즈마를 형성하기 위한 고주파 전원을 상기 가스 분사부(3)에 공급하는 RF 전극(8)을 포함할 수 있다.
박막을 식각하기 위해서는 마스크가 필요하지만 마스크를 사용하는 경우 마스크를 별도로 세정해야하는 공정이 필요할 뿐 아니라 마스크를 투입하고 다시 제거하는데 시간이 걸려서 생산성이 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 식각 공정시 별도의 섀도우 마스크를 사용하지 않고 박막을 식각하는 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 별도의 섀도우 마스크 없이 박막을 식각함에 있어서 식각률이 서로 다른 박막을 동시에 식각하기 위해서 식각 속도를 빠르게 하는 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 박막의 식각 속도를 향상시켜 생산성이 향상될 수 있고, 또한, 식각 공정을 빠르게 수행함으로써 박막 내부의 소자가 손상되는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 기판의 상면 상에 제1 절연층을 형성하는 공정; 상기 제1 절연층 상에 제2 절연층을 패턴 형성하는 공정; 및 상기 제2 절연층을 마스크로 하여 상기 제1 절연층을 식각하는 공정을 포함하여 이루어진 기판 처리 방법을 제공한다.
상기 제1 절연층을 형성하는 공정은 마스크 없이 원자층 증착법을 이용하여 수행하고, 상기 제2 절연층을 패턴 형성하는 공정은 마스크를 이용한 화학 기상 증착법을 이용하여 수행할 수 있다.
상기 제1 절연층을 형성하는 공정은 마스크 없이 원자층 증착법을 이용하여 수행하고, 상기 제2 절연층을 패턴 형성하는 공정은 접착층을 이용하여 대향 기판을 상기 제1 절연층 상에 부착하는 공정을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제1 절연층을 식각하는 공정 이전의 상기 제2 절연층의 두께는 상기 제1 절연층의 두께 및 상기 제1 절연층을 식각하는 공정 이후의 상기 제2 절연층의 두께보다 두꺼울 수 있다.
본 발명은 또한, 기판 상에 발광 소자 및 배선층을 구비한 소자층을 형성하는 공정; 상기 소자층 상에 제1 패시베이션층을 형성하는 공정; 상기 제1 패시베이션층 상에 제2 패시베이션층을 패턴 형성하는 공정; 및 상기 제2 패시베이션층을 마스크로 하여 상기 제1 패시베이션층을 식각하는 공정을 포함하여 이루어지고, 상기 제1 패시베이션층을 형성하는 공정은 상기 발광 소자 및 상기 배선층 전체를 가리도록 형성하는 공정을 포함하고, 상기 제1 패시베이션층을 식각하는 공정은 상기 배선층의 끝단 영역을 노출시키는 공정을 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
상기 제1 패시베이션층을 형성하는 공정은 마스크 없이 원자층 증착법을 이용하여 수행하고, 상기 제2 패시베이션층을 패턴 형성하는 공정은 마스크를 이용한 화학 기상 증착법을 이용하여 수행할 수 있다.
상기 제1 패시베이션층을 식각하는 공정 이전의 상기 제2 패시베이션층의 두께는 상기 제1 패시베이션층의 두께 및 상기 제1 패시베이션층을 식각하는 공정 이후의 상기 제2 패시베이션층의 두께보다 두꺼울 수 있다.
상기 제2 패시베이션층을 패턴 형성하는 공정 이전에 상기 제1 패시베이션층 상에 추가 패시베이션층을 패턴 형성하는 공정 및 상기 추가 패시베이션층 상에 파티클 커버층을 패턴 형성하는 공정을 추가로 포함하고, 상기 제2 패시베이션층은 상기 파티클 커버층 상에 패턴 형성할 수 있다.
본 발명은 또한, 기판 상에 발광 소자 및 배선층을 구비한 소자층을 형성하는 공정; 상기 소자층 상에 적어도 하나의 패시베이션층을 형성하는 공정; 상기 적어도 하나의 패시베이션층 상에 접착층을 형성하고 상기 접착층 상에 대향 기판을 접착시키는 공정; 및 상기 대향 기판을 마스크로 하여 상기 적어도 하나의 패시베이션층을 식각하는 공정을 포함하여 이루어지고, 상기 적어도 하나의 패시베이션층을 형성하는 공정은 상기 발광 소자 및 상기 배선층 전체를 가리도록 형성하는 공정을 포함하고, 상기 적어도 하나의 패시베이션층을 식각하는 공정은 상기 배선층의 끝단 영역을 노출시키는 공정을 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
상기 적어도 하나의 패시베이션층을 형성하는 공정은 마스크 없이 원자층 증착법 또는 화학 기상 증착법을 이용하여 수행할 수 있다.
본 발명은 또한, 기판을 챔버 내부로 이송시켜 기판 안치부에 안치시키는 제1 공정; 상기 챔버에 연결된 원격 플라즈마 장치에 제 1 식각 가스를 주입하는 제2 공정; 상기 원격 플라즈마 장치에서 상기 제 1 식각 가스를 해리시키는 제3 공정; 해리된 상기 제 1 식각 가스를 상기 기판(10) 상에 분사하는 제4 공정; 상기 챔버에 연결된 가스 분사부에서 제 2 식각 가스를 상기 기판 상으로 분사하는 제5 공정; 및 상기 분사한 제 2 식각 가스에 플라즈마를 가해서 상기 제 2 식각 가스를 해리시키는 제6 공정을 포함하여 상기 기판 상에 형성된 박막을 식각하는 기판 처리 방법을 제공한다.
상기 제2 공정과 상기 제5 공정을 동시에 수행할 수 있다.
상기 제4 공정과 상기 제6 공정을 동시에 수행할 수 있다.
상기 제2 공정을 시작한 후 상기 제2 공정이 종료되기 전에 상기 제5 공정을 시작할 수 있다.
상기 제4 공정을 시작한 후 상기 제4 공정이 종료되기 전에 상기 제6 공정을 시작할 수 있다.
상기 제5 공정을 시작한 후 상기 제5 공정이 종료되기 전에 상기 제2 공정을 시작할 수 있다.
상기 제6 공정을 시작한 후 상기 제6 공정이 종료되기 전에 상기 제4 공정을 시작할 수 있다.
상기 제 1 식각 가스 및 상기 제2 식각 가스 중 적어도 하나는 삼불화질소(NF3) 가스를 포함할 수 있다.
상기 기판을 식각하는 공정 온도는 80℃ 내지 100℃일 수 있다.
상기 기판을 식각하는 단계는 물리적 식각과 화학적 식각이 동시에 이루어질 수 있다.
상기 제 1 식각 가스가 상기 챔버 내부로 주입되기 전에 비활성 기체가 상기 챔버 내부로 분사될 수 있다.
상기 원격 플라즈마 장치는 복수개가 상기 가스 분사부의 중심부로부터 대칭으로 배치되어 상기 가스 분사부를 통해 분사되는 것을 포함할 수 있다.
상기 원격 플라즈마 장치는 상기 가스 분사부 상부의 서로 다른 위치에 배치된 복수개의 주입구를 포함할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
박막의 식각 속도를 향상시켜 생산량이 증대될 수 있고, 식각 속도가 향상되어 박막 내부의 소자가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법의 가스 분사 순서를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법의 가스 분사 순서를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법의 가스 분사 순서를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명을 종래와 비교한 식각 속도에 대한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법을 도시한 공정 단면도이다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 도시한 공정 단면도이다.
도 14a 내지 도 14d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 도시한 공정 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법의 가스 분사 순서를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법의 가스 분사 순서를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법의 가스 분사 순서를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명을 종래와 비교한 식각 속도에 대한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법을 도시한 공정 단면도이다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 도시한 공정 단면도이다.
도 14a 내지 도 14d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 도시한 공정 단면도이다.
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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 기판 처리 장치는 챔버(100); 챔버(100)의 내부에 배치된 적어도 하나의 기판(10); 상기 기판(10)의 표면에 박막을 증착하기 위한 플라즈마를 형성하고, 상기 기판(10)을 안치시키는 기판 안치부(20); 상기 기판 안치부(20)에 대향되고, 제 1 식각 가스 및 제 2 식각 가스를 분사하는 가스 분사부(30); 상기 가스 분사부(30)에 연결되고 제 1 식각 가스를 분해시키는 원격 플라즈마 장치(50); 상기 원격 플라즈마 장치(50)에 연결되어 상기 제 1 식각 가스를 공급하는 제 1 식각 가스 공급부(40); 상기 제 2 식각 가스를 공급하는 제 2 식각 가스 공급부(60);및 상기 가스 분사부(30)에 연결되고 플라즈마를 형성하기 위한 RF 전극(80)을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 상기 기판(10)은 상기 가스 분사부(30)와 기판 안치부(20) 사이의 반응공간에 배치될 수 있다. 이때, 적어도 하나의 기판(10)은 태양전지 제조용 기판(또는 웨이퍼), 반도체 소자 제조용 반도체 기판(또는 웨이퍼), 평판 표시 장치 제조용 기판(또는 유리 기판), 유기발광소자(OLED) 기판 중 어느 하나가 될 수 있다. 상기 기판(10)에는 이미 박막이 형성되거나 소자가 형성되어 있을 수 있다.
상기 가스 분사부(30)는 상기 제 1 식각 가스 공급부(40)에서 공급된 후 상기 원격 플라즈마 장치(50)를 통해 분해된 제 1 식각 가스, 및 상기 제 2 식각 가스 공급부(60)에서 공급된 상기 제 2 식각 가스를 상기 챔버(100)의 내부의 반응 공간으로 공급할 수 있다. 이때, 상기 가스 분사부(30)는 제 1 식각 가스 및 제 2 식각 가스를 상기 챔버(100) 내부에 균일하게 공급하기 위하여, 복수의 확산 부재를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 가스 분사부(30)는 상기 반응 공간 외부에서 공급되는 가스를 1차 확산시키기 위한 제 1 확산부재(미도시)와, 상기 제 1 확산부재(미도시)에 의해 1차 확산된 가스를 2차로 확산시켜 반응 공간 내부로 확산시키는 복수의 샤워 홀을 가지는 제 2 확산부재(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제 1 및 제 2 확산부재 중 적어도 하나는 회전될 수 있으나 이에 한정되지 아니한다. 상기 가스 분사부(30)는 상기 원격 플라즈마 장치(50)에 연결될 수 있다. 상기 가스 분사부(30)는 상기 원격 플라즈마 장치(50)에 연결되어 상기 제 1 식각 가스를 분사할 수 있다.
상기 가스 분사부(30)는 상기 제 2 식각 가스 공급부(60)와 연결될 수 있다. 상기 가스 분사부(30)는 상기 제 2 식각 가스 공급부(60)와 연결되어 상기 제 2 식각 가스를 분사할 수 있다.
상기 가스 분사부(30)는 상기 기판 안치부(20)에 대향되게 배치될 수 있다. 상기 가스 분사부(30)는 상기 기판 안치부(20)에 대향되게 배치되어 상기 반응 공간에 상기 원격 플라즈마 장치(50)로부터 분해된 제1 식각 가스를 분사 할 수 있다. 상기 가스 분사부(30)는 상기 반응 공간에 상기 원격 플라즈마 장치(50)로부터 분해된 상기 제 1 식각 가스를 균일하게 분사 할 수 있다. 상기 가스 분사부(30)는 상기 반응 공간에 상기 제 2 식각 가스 공급부(60)로부터 공급되는 상기 제 2 식각 가스를 분사할 수 있다.
상기 기판 안치부(20)는 상기 가스 분사부(30)에 대향되게 상기 챔버(100)의 하부에 배치될 수 있다. 상기 기판 안치부(20)는 상기 복수의 기판(10)을 안치시킬 수 있다. 상기 기판 안치부(20)는 상기 접지 전극(70)과 연결될 수 있다. 상기 기판 안치부(20)는 플라즈마가 형성되기 위해서 전극으로 사용될 수 있다.
상기 제 1 식각 가스 공급부(40)는 상기 원격 플라즈마 장치(50)에 연결될 수 있다. 상기 제 1 식각 가스 공급부(40)는 상기 원격 플라즈마 장치(50)에 연결되어 제1 식각 가스를 공급할 수 있다.
상기 원격 플라즈마 장치(50)는 상기 가스 분사부(30)와 연결될 수 있다. 상기 원격 플라즈마 장치(50)는 상기 제 1 식각 가스 공급부(40)와 연결되어 상기 제 1 식각 가스 공급부(40)에서 공급되는 상기 제 1 식각 가스를 플라즈마로 분해할 수 있다. 상기 원격 플라즈마 장치(50)로부터 분해된 상기 제 1 식각 가스는 상기 챔버(100)의 반응 공간 내부로 공급되어 상기 기판(10) 상에 분사될 수 있다. 상기 원격 플라즈마 장치(50)는 도파관(90)과 연결될 수 있다. 상기 원격 플라즈마 장치(50)로부터 분해된 상기 제 1 식각 가스는 상기 도파관(90)을 통해 상기 가스 분사부(30)로 공급될 수 있다.
상기 제 2 식각 가스 공급부(60)는 상기 가스 분사부(30)와 연결될 수 있다. 상기 제 2 식각 가스 공급부(60)는 상기 제 2 식각 가스를 공급하고, 상기 제2 식각 가스는 상기 가스 분사부(30)를 통해 상기 반응 공간으로 분사될 수 있다. 상기 제 2 식각 가스는 상기 제 1 식각 가스와 동일할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 접지 전극(70)은 상기 기판 안치부(20)와 연결될 수 있다. 상기 접지 전극(70)은 상기 기판 안치부(20)와 연결되어 플라즈마를 발생시키는 전극으로 사용될 수 있다.
상기 RF 전극(80)은 상기 가스 분사부(30)와 연결될 수 있다. 상기 RF 전극(80)은 상기 가스 분사부(30)와 전기적으로 접속되어 상기 가스 분사부(30)에 고주파 전원을 공급할 수 있다.
상기 접지 전극(70)과 상기 RF 전극(80)은 서로 위치를 바꾸어 형성될 수 있다. 즉, 상기 접지 전극(70)은 상기 가스 분사부(30)에 연결되고, 상기 RF 전극(80)은 상기 기판 안치부(20)에 연결될 수 있다.
상기 기판 안치부(20)의 배면 및 측면을 전기적으로 절연하기 위해서 절연부(미도시)가 상기 기판 안치부(20) 하부에 배치될 수 있다. 이와 같은, 상기 절연부(미도시)는 반응공간에서 발생되는 플라즈마의 밀도를 높이고, 하부 방전이 발생하지 않도록 세라믹 재질 또는 테프론(Teflon) 재질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 테프론 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 테프론 재질의 상기 절연부(미도시)는 세라믹 대비 유전율이 높기 때문에 낮은 두께(예를 들어, 40mm 이하)로 높은 절연 효과를 기대할 수 있고, 식각 가스에 반응성이 없으므로 상기 기판 안치부(20)의 처짐을 최소화할 수 있다.
상기 접지 전극(70)과 상기 RF 전극(80)이 형성되어 반응성 이온 에칭(Reactive ion etching) 반응이 상기 챔버(100) 내부에서 형성될 수 있다. 반응성 이온 에칭 반응이 상기 챔버(100) 내부에서 형성됨에 따라서 상기 가스 분사부(30)에서 분사된 가스가 플라즈마에 의해 분해되어 상기 기판 안치부(20) 상의 상기 기판(10)으로 가속되어 식각 속도가 증가될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법의 가스 분사 순서를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법의 가스 분사 순서를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법의 가스 분사 순서를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참고하여 설명하면, 상기 제 1 식각 가스가 상기 원격 플라즈마 장치(50)에 공급되고, 상기 원격 플라즈마 장치(50)는 원격 플라즈마를 생성하고, 상기 제 1 식각 가스는 상기 원격 플라즈마 장치(50)에서 생성된 원격 플라즈마에 의해서 해리될 수 있다. 상기 제 1 식각 가스가 원격 플라즈마에 의해 해리된 후에 상기 가스 분사부(30)를 통해 상기 반응 공간으로 분사되어 식각 공정이 수행될 수 있다. 상기 제1 식각 가스의 공급 공정 및 상기 원격 플라즈마의 생성 공정은 동일한 기간 동안 수행될 수 있다.
상기 제 2 식각 가스 공급부(60)로부터 공급된 상기 제 2 식각 가스는 상기 가스 분사부(30)를 통해 상기 반응 공간으로 분사될 수 있다. 상기 제 2 식각 가스는 상기 반응 공간으로 분사된 후 챔버 내 플라즈마에 의해 해리된 후 식각 공정이 수행될 수 있다. 상기 제2 식각 가스의 공급 공정 및 상기 챔버 내 플라즈마의 생성 공정은 동일한 기간 동안 수행될 수 있다.
이때, 도 3과 같이, 상기 제1 식각 가스의 공급 공정, 상기 원격 플라즈마의 생성 공정, 상기 제2 식각 가스의 공급 공정 및 상기 챔버 내 플라즈마의 생성 공정을 동일한 기간 동안 동시에 수행할 수 있다. 도 3의 경우 상기 제 1 식각 가스와 상기 제 2 식각 가스는 동시에 공급될 수 있다. 또한, 도 3의 경우, 상기 원격 플라즈마 장치(50)에서 플라즈마를 형성하는 공정과 상기 제 2 식각 가스를 해리시키는 챔버 내 플라즈마를 형성하는 공정은 동시에 수행될 수 있다.
또는, 도 4와 같이, 상기 제1 식각 가스의 공급 공정 및 상기 원격 플라즈마의 생성 공정을 동시에 먼저 시작하고 동일한 기간 동안 수행하고, 상기 제2 식각 가스의 공급 공정 및 상기 챔버 내 플라즈마의 생성 공정을 상기 제1 식각 가스의 공급 공정 및 상기 원격 플라즈마의 생성 공정보다 늦게 시작하고, 상기 제2 식각 가스의 공급 공정 및 상기 챔버 내 플라즈마의 생성 공정을 동일한 기간 동안 수행할 수 있다. 따라서, 도 4의 경우, 상기 제 2 식각 가스는 상기 제 1 식각 가스의 분사가 종료되기 전에 분사되어, 소정 기간 동안 상기 제1 식각 가스와 상기 제2 식각 가스에 의한 식각이 동시에 수행될 수 있다. 또한, 도 4의 경우 상기 원격 플라즈마 장치(50)에서 플라즈마를 형성하는 것이 종료되기 전에 상기 제 2 식각 가스를 해리 시키는 챔버 플라즈마가 형성될 수 있다.
또는, 도 5와 같이, 상기 제2 식각 가스의 공급 공정 및 상기 챔버 내 플라즈마의 생성 공정을 동시에 먼저 시작하고 동일한 기간 동안 수행하고, 상기 제1 식각 가스의 공급 공정 및 상기 원격 플라즈마의 생성 공정을 상기 제2 식각 가스의 공급 공정 및 상기 챔버 내 플라즈마의 생성 공정보다 늦게 시작하고, 상기 제1 식각 가스의 공급 공정 및 상기 원격 플라즈마의 생성 공정을 동일한 기간 동안 수행할 수 있다. 도 5의 경우, 상기 제 1 식각 가스는 상기 제 2 식각 가스의 분사가 종료되기 전에 분사되어, 소정 기간 동안 상기 제 1 식각 가스와 상기 제 2 식각 가스는 동시에 분사될 수 있다. 또한, 도 5의 경우, 상기 제 2 식각 가스에 가해진 챔버 내 플라즈마 형성이 종료되기 전에 상기 원격 플라즈마 장치(50)에서 플라즈마가 형성될 수 있어, 소정 기간 동안 상기 원격 플라즈마 장치(50)에서 플라즈마를 형성하는 것과 상기 제 2 식각 가스를 해리시키는 챔버 내 플라즈마를 형성하는 것이 동시에 일어날 수 있다.
상기 기판(10)을 식각하는 공정은 반복하여 수행될 수 있다. 상기 기판(10)을 식각하는 공정은 반복하여 수행되어 원하는 두께를 식각할 수 있을 때까지 식각 공정이 이루어 질 수 있다.
상기 제 1 및 제2 식각 가스가 상기 챔버(100) 내부로 주입되기 전에 비활성 기체가 상기 챔버(100) 내부로 분사될 수 있다. 상기 비활성 기체는 아르곤(Ar), 헬륨(He) 등을 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이며, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법은 기판(10)을 챔버(100) 내부로 이송시켜 기판 안치부(20)에 안치시키는 제1 공정; 상기 챔버(100)에 연결된 원격 플라즈마 장치(50)에 제 1 식각 가스를 주입하는 제2 공정; 상기 원격 플라즈마 장치(50)에서 상기 제 1 식각 가스(200)를 해리시키는 제3 공정; 해리된 상기 제 1 식각 가스를 상기 기판(10) 상에 분사하는 제4 공정; 상기 챔버(100)에 연결된 가스 분사부(30)에서 제 2 식각 가스(300)를 상기 기판(10) 상으로 분사하는 제5 공정; 및 분사한 상기 제 2 식각 가스(300)에 플라즈마를 가해서 상기 제 2 식각 가스를 해리시키는 제6 공정을 포함하여 상기 기판(10) 상에 형성된 박막을 식각하는 것을 포함할 수 있다.
도 6과 같이, 상기 제2 공정, 상기 제3 공정, 및 상기 제4 공정을 순서대로 수행하는 것과 동시에 상기 제5 공정 및 제6 공정을 순서대로 수행할 수 있다. 이때, 상기 제2 공정과 상기 제5공정은 동시에 수행될 수 있고, 상기 제4 공정과 상기 제6 공정도 동시에 수행될 수 있다.
도 7과 같이, 상기 제2 공정, 상기 제3 공정, 및 상기 제4 공정을 순서대로 수행하고, 상기 제5 공정 및 제6 공정을 순서대로 수행할 수 있다. 이때, 상기 제2 공정을 시작한 후 상기 제2 공정이 종료되기 전에 상기 제5 공정을 시작할 수 있고, 상기 제4 공정을 시작한 후 상기 제4 공정이 종료되기 전에 상기 제6 공정을 시작할 수 있다.
도 8과 같이, 상기 제5 공정 및 제6 공정을 순서대로 수행하고, 상기 제2 공정, 상기 제3 공정, 및 상기 제4 공정을 순서대로 수행할 수 있다. 이때, 상기 제5 공정을 시작한 후 상기 제5 공정이 종료되기 전에 상기 제2 공정을 시작할 수 있고, 상기 제6 공정을 시작한 후 상기 제6 공정이 종료되기 전에 상기 제4 공정을 시작할 수 있다.
상기 제 1 식각 가스는 삼불화질소(NF3) 를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 아니하고, 상기 기판(10)에 형성된 박막을 식각할 수 있는 식각성을 가지고 있는 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 2 식각 가스는 삼불화질소(NF3)을 포함할 수 있고, 상기 제 2 식각 가스는 상기 제 1 식각 가스와 동일한 가스를 포함할 수 있다. 상기 제 2 식각 가스가 상기 제 1 식각 가스와 동일한 가스를 포함하는 경우 상기 제 1 식각 가스 공급부(40)에서 상기 제 1 식각 가스 및 상기 제 2 식각 가스가 분사될 수 있다.
상기 기판(10)을 식각하는 공정 온도는 80℃ 내지 100℃인 것을 포함할 수 있다. 상기 공정 온도가 80℃ 이하인 경우에는 상기 기판(10) 상에 형성된 박막의 식각률이 저하될 수 있고, 상기 공정 온도가 100℃ 이상인 경우에는 상기 기판(10) 상에 형성된 소자의 온도가 상승하여 상기 기판(10) 상에 형성된 소자가 손상될 수 있다.
상기 기판(10)을 식각하는 공정은 물리적 식각과 화학적 식각이 동시에 수행될 수 있다. 상기 원격 플라즈마 장치(50)를 통해 해리된 상기 제1 식각 가스는 상기 기판(10) 상에 형성된 박막과 화학적 반응을 일으켜서 상기 박막을 상기 기판(10)으로부터 이탈시킴으로써 상기 기판(10) 상에 형성된 박막을 화학적으로 식각할 수 있다. 또한, 상기 RF 전극(80)과 상기 접지 전극(70)를 통해 해리된 상기 제 1 식각 가스 및 상기 제 2 식각 가스가 상기 기판(10)으로 충돌하는 속도를 향상시켜 상기 기판(10) 상에 형성된 박막을 식각하는 물리적 식각을 수행할 수 있다.
상기 기판(10) 상에 증착되어 식각되는 박막은 질화 실리콘(SiNx)을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 기판(10) 상에 증착되어 식각되는 박막이 질화 실리콘(SiNx)인 경우에 삼불화질소(NF3)를 포함하는 상기 제 1 식각 가스(200)와 반응하여 식각이 이루어 질 수 있고, 식각 효율이 향상될 수 있다.
도 9는 본 발명을 종래와 비교한 식각 속도에 대한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9를 참고하여 설명하면, 종래 원격 플라즈마를 이용하여 식각 공정을 수행하였을 때의 식각 속도와 본 발명에 따라 식각 공정을 수행하였을 때 식각 속도를 비교할 수 있다. 종래의 경우에 비해서 본 발명의 식각 속도가 33% 내지 35% 향상되었음을 확인할 수 있다. 본 발명에 따라 식각 속도가 향상되는 경우 식각 효율이 향상될 수 있고, 식각 속도가 향상되기 때문에 상기 기판(10) 상에 형성된 소자의 온도가 상승하여 소자가 손상되는 것을 줄일 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11을 참고하여 설명하면, 상기 원격 플라즈마 장치(50)는 복수개가 상기 가스 분사부(30)의 중심부로부터 대칭으로 배치되어 상기 가스 분사부(30)를 통해 분사되는 것을 포함할 수 있다. 상기 원격 플라즈마 장치(50)가 상기 가스 분사부(30)의 중심부로부터 대칭으로 배치되어 상기 가스 분사부(30)를 통해 분사되는 경우 식각 균일도가 상승될 수 있다.
상기 원격 플라즈마 장치(50)는 상기 가스 분사부(30) 상부의 서로 다른 위치에 배치된 복수개의 주입구를 포함할 수 있다. 상기 원격 플라즈마 장치(50)가 상기 가스 분사부(30) 상부의 서로 다른 위치에 배치된 복수개의 주입구를 포함하는 경우 식각 균일도가 상승될 수 있다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법을 도시한 공정 단면도이다.
우선, 도 12a에서 알 수 있듯이, 기판(200) 상에 제1 절연층(210a)을 형성한다.
상기 제1 절연층(210a)은 플라즈마 강화 원자층 증착법(Plasma Enhanced Atomic Layer Depotion)과 같은 원자층 증착법(Atomic Layer Depotion)을 이용하여 마스크 없이 상기 기판(200)의 상면 전체면 상에 형성한다.
상기 제1 절연층(210a)은 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물과 같은 실리콘계 절연물로 이루어질 수 있다.
상기 제1 절연층(210a)은 제1 두께(t1)를 가지도록 형성한다.
다음, 도 12b에서 알 수 있듯이, 상기 제1 절연층(210a) 상에 제2 절연층(220)을 패턴 형성한다.
상기 제2 절연층(220)은 플라즈마 강화 화학 기상 증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)과 같은 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition)을 이용하여 형성한다. 상기 제2 절연층(220)은 섀도우 마스크와 같은 마스크 패턴을 이용하여 상기 제1 절연층(210a) 상에 소정의 패턴을 가지도록 형성한다.
상기 제2 절연층(220)은 실리콘 질화물과 같은 실리콘계 절연물로 이루어질 수 있다.
경우에 따라서, 상기 제2 절연층(220)은 투명한 유리 기판과 같은 대향 기판으로 이루어질 수도 있다. 이때, 상기 대향 기판은 소정의 투명 접착층을 이용하여 상기 제1 절연층(210a) 상에 부착될 수 있다.
상기 제2 절연층(220)은 제2 두께(t2)를 가지도록 적층한다. 상기 제2 절연층(220)의 제2 두께(t2)는 상기 제1 절연층(210a)의 제1 두께(t1)보다 두껍게 형성한다.
다음, 도 12c에서 알 수 있듯이, 상기 제2 절연층(220)을 마스크로 하여 상기 제1 절연층(210a)에 대한 식각 공정을 수행한다. 그리하면, 상기 제2 절연층(220)에 의해 가려지지 않은 상기 제1 절연층(210a)의 일 부분은 식각 공정에 의해 제거되고, 상기 제2 절연층(220) 아래에 위치하여 상기 제2 절연층(220)에 의해 가려진 상기 제1 절연층(210a)의 다른 부분은 식각 공정에 의해 제거되지 않고 잔존하여, 원하는 제1 절연층(210)의 패턴이 얻어진다.
이와 같은 식각 공정에 의해 얻어진 상기 제1 절연층(210)은 상기 제2 절연층(220)과 동일한 패턴을 가지게 된다.
상기 식각 공정을 수행할 때 마스크 역할을 하는 상기 제2 절연층(220)의 상면도 함께 식각될 수 있다. 이때, 상기 제1 절연층(210a)의 제1 두께(t1)보다 상기 제2 절연층(220)의 제2 두께(t2)가 두껍기 때문에, 상기 제1 절연층(210a)의 일 부분이 식각에 의해 완전히 제거된다 하여도 상기 제2 절연층(220)은 완전히 제거되지 않고 다만 그 두께가 줄어들 수 있다. 즉, 식각 공정 이후의 상기 제2 절연층(220)의 제3 두께(t3)는 식각 공정 이전의 상기 제2 절연층(220)의 제2 두께(t2)보다 얇게 될 수 있다.
다만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 상기 제2 절연층(220)이 투명한 유리 기판으로 이루어진 경우에는 식각 공정에 의해서 상기 제2 절연층(220)의 두께가 줄어들지 않고 따라서 식각 공정 이후의 상기 제2 절연층(220)의 제3 두께(t3)는 식각 공정 이전의 상기 제2 절연층(220)의 제2 두께(t2)와 동일할 수 있다.
상기 식각 공정은 전술한 다양한 기판 처리 장치를 이용한 식각 공정을 통해 수행할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 원자층 증착법(Atomic Layer Depotion)을 이용하여 증착한 상기 제1 절연층(210a)을 상기 제2 절연층(220)을 마스크로 이용하여 패턴 형성함으로써 별도의 섀도우 마스크 없이도 상기 제1 절연층(210) 패턴을 얻을 수 있는 장점이 있다.
상기 제1 절연층(210) 패턴을 얻기 위해서 전술한 도 12a 공정에서 섀도우 마스크를 이용하여 원자층 증착법으로 기판(200) 상에 제1 절연층(210) 패턴을 바로 형성하는 것도 가능하다. 그러나, 이와 같이 원자층 증착법으로 형성한 제1 절연층(210) 패턴은 스텝 커버리지(step coverage) 특성이 우수하기 때문에 섀도우 마스크 아래 영역으로 상기 제1 절연층(210) 패턴이 침투할 수 있어서 소위 섀도우 효과(shadow effect)가 발생하여 정밀한 제1 절연층(210) 패턴을 얻지 못하는 문제점이 있다.
그에 반하여, 본 발명의 또 다른 실시예에서는, 전술한 도 12a에서와 같이 마스크 없이 기판(200)의 상면 전체 상에 제1 절연층(210a)을 형성한 후 전술한 도 12c에서와 같이 제2 절연층(220) 패턴을 마스크로 한 식각 공정을 통해서 상기 제1 절연층(210a)을 패턴 형성하기 때문에 최종적으로 얻어지는 상기 제1 절연층(210)이 원하는 정밀한 패턴을 가지게 된다. 이때, 상기 제2 절연층(220)은 스텝 커버리지 특성이 우수하지 않은 화학 기상 증착법으로 형성하기 때문에 도 12b 공정에서 상기 제2 절연층(220) 패턴을 형성할 때 섀도우 효과가 발생하지 않아서 정밀한 제2 절연층(220) 패턴을 얻을 수 있고, 그와 같은 정밀한 제2 절연층(220) 패턴을 마스크로 이용하여 도 12c 공정에서 식각 공정을 통해 제1 절연층(210a)을 패턴 형성하기 때문에, 얻어지는 제1 절연층(210) 패턴 또한 정밀하게 된다. 상기 제2 절연층(220)을 투명한 유리 기판으로 이용한 경우에도 마찬가지로 정밀한 제1 절연층(210) 패턴이 얻어질 수 있다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 도시한 공정 단면도이다.
우선, 도 13a에서 알 수 있듯이, 기판(300) 상에 배리어층(310)을 형성하고, 상기 배리어층(310) 상에 소자층(400)을 형성한다.
상기 배리어층(310)은 SiO, SiN, Al2O3와 같은 무기절연물로 이루어질 수 있다. 상기 배리어층(310)은 원자층 증착법으로 형성할 수도 있고 화학적 기상 증착법으로 형성할 수도 있다.
상기 소자층(400)은 박막 트랜지스터(410), 발광소자(420), 배선층(430), 및 보호층(440)을 포함하여 이루어진다.
상기 박막 트랜지스터(410)는 게이트 전극, 액티브층, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함하여 이루어지며, 당업계에 공지된 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
상기 발광 소자(420)는 상기 보호층(440) 상에 형성되어 있다. 상기 발광 소자(420)는 상기 박막 트랜지스터(410)와 연결되어 상기 박막 트랜지스터(410)의 구동에 의해 소정의 광을 발광하도록 구비된다. 이를 위해서, 상기 보호층(440)에는 콘택홀이 구비되어 있어, 상기 콘택홀을 통해서 상기 발광 소자(420)가 상기 박막 트랜지스터(410)와 연결될 수 있다.
상기 발광 소자(420)는 상기 박막 트랜지스터(410)와 전기적으로 연결되는 애노드 전극, 상기 애노드 전극 상에 구비된 유기 발광층, 및 상기 유기 발광층 상에 구비된 캐소드 전극을 포함하여 이루어진다.
상기 배선층(430)은 상기 박막 트랜지스터(410)와 연결되어 있다. 상기 배선층(430)을 통해서 상기 박막 트랜지스터(410)에 소정의 신호가 인가될 수 있다. 상기 배선층(430)은 외부의 회로 소자와 연결되기 때문에 상기 보호층(440)에 의해 가려지지 않고 외부로 노출되도록 형성될 수 있다.
상기 보호층(440)은 상기 박막 트랜지스터(410) 상에 형성되어 상기 박막 트랜지스터(410)를 보호한다. 상기 보호층(440)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 같은 실리콘계 절연물로 이루어질 수 있다.
다음, 도 13b에서 알 수 있듯이, 상기 소자층(400) 상에 제1 패시베이션층(510a)을 형성한다.
상기 제1 패시베이션층(510a)은 플라즈마 강화 원자층 증착법(Plasma Enhanced Atomic Layer Depotion)과 같은 원자층 증착법(Atomic Layer Depotion)을 이용하여 마스크 없이 상기 기판(300)의 상면 전체면 상에 형성한다. 따라서, 상기 제1 패시베이션층(510a)은 상기 소자층(400) 및 상기 배리어층(310) 상에 형성되며, 상기 제1 패시베이션층(510a)에 의해서 상기 배선층(430)이 가려진다.
상기 제1 패시베이션층(510a)은 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물과 같은 실리콘계 절연물로 이루어질 수 있다.
상기 제1 패시베이션층(510a)은 제1 두께(t1)를 가지도록 형성한다.
다음, 도 13c에서 알 수 있듯이, 상기 제1 패시베이션층(510a) 상에 제2 패시베이션층(520), 파티클 커버층(Particle Cover Layer)(600), 및 제3 패시베이션층(530)을 차례로 형성한다.
상기 제2 패시베이션층(520)은 상기 제1 패시베이션층(510a) 상에 소정의 패턴으로 형성된다. 상기 제2 패시베이션층(520)은 플라즈마 강화 화학 기상 증착법과 같은 화학 기상 증착법을 이용하여 형성한다. 상기 제2 패시베이션층(520)은 섀도우 마스크와 같은 마스크 패턴을 이용하여 상기 제1 패시베이션층(510a) 상에 소정의 패턴을 가지도록 형성한다. 상기 제2 패시베이션층(520)은 실리콘 질화물과 같은 실리콘계 절연물로 이루어질 수 있다.
상기 제2 패시베이션층(520)은 제2 두께(t2)를 가지도록 적층한다. 상기 제2 패시베이션층(520)의 제2 두께(t2)는 상기 제1 패시베이션층(510a)의 제1 두께(t1)보다 두껍게 형성한다.
상기 파티클 커버층(600)은 상기 제2 패시베이션층(520) 상에 소정의 패턴으로 형성된다. 상기 파티클 커버층(600)은 상기 제2 패시베이션층(520)과 동일한 패턴으로 형성될 수 있다. 상기 파티클 커버층(600)은 잉크젯 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기 파티클 커버층(600)은 아크릴과 같은 유기 절연물로 이루어질 수 있다. 상기 파티클 커버층(600)은 상기 제1 패시베이션층(510a) 및 상기 제2 패시베이션층(520) 형성 공정시 발생할 수 있는 파티클을 가리는 역할을 한다.
상기 파티클 커버층(600)은 제3 두께(t3)를 가지도록 적층한다. 상기 파티클 커버층(600)의 제3 두께(t3)는 상기 제1 패시베이션층(510a)의 제1 두께(t1)보다 두껍게 형성한다.
상기 제3 패시베이션층(530)은 상기 파티클 커버층(600) 상에 소정의 패턴으로 형성된다. 상기 제3 패시베이션층(530)은 플라즈마 강화 화학 기상 증착법과 같은 화학 기상 증착법을 이용하여 형성한다. 상기 제3 패시베이션층(530)은 섀도우 마스크와 같은 마스크 패턴을 이용하여 상기 파티클 커버층(600) 상에 소정의 패턴을 가지도록 형성한다. 상기 제3 패시베이션층(530)은 상기 제2 패시베이션층(520) 및 상기 파티클 커버층(600)의 상면과 측면을 가리도록 패턴 형성될 수 있다. 상기 제3 패시베이션층(530)은 실리콘 질화물과 같은 실리콘계 절연물로 이루어질 수 있다.
상기 제3 패시베이션층(530)은 제4 두께(t4)를 가지도록 형성한다. 상기 제3 패시베이션층(530)의 제4 두께(t4)는 상기 제1 패시베이션층(510a)의 제1 두께(t1)보다 두껍게 형성한다.
한편, 상기 파티클 커버층(600)은 생략될 수도 있고, 그 경우 상기 제3 패시베이션층(530)도 생략될 수 있다.
상기 제2 패시베이션층(520), 상기 파티클 커버층(600), 및 상기 제3 패시베이션층(530)은 상기 소자층(400)을 구성하는 배선층(430)의 끝단 영역을 가리지 않도록 패턴 형성된다.
다음, 도 13d에서 알 수 있듯이, 상기 제3 패시베이션층(530)을 마스크로 하여 상기 제1 패시베이션층(510a)에 대한 식각 공정을 수행한다. 그리하면, 상기 제3 패시베이션층(530)에 의해 가려지지 않은 상기 제1 패시베이션층(510a)의 일 부분은 식각 공정에 의해 제거되고, 상기 제3 패시베이션층(530) 아래에 위치하여 상기 제3 패시베이션층(530)에 의해 가려진 상기 제1 패시베이션층(510a)의 다른 부분은 식각 공정에 의해 제거되지 않고 잔존하여 원하는 제1 패시베이션층(510)의 패턴이 얻어지고, 그에 따라 상기 배선층(430)의 끝단 영역이 외부로 노출된다. 상기 외부로 노출되는 상기 배선층(430)의 끝단 영역은 외부의 회로 소자와 연결되는 패드 역할을 한다.
상기 식각 공정을 수행할 때 마스크 역할을 하는 상기 제3 패시베이션층(530)의 상면도 함께 식각될 수 있다. 이때, 상기 제1 패시베이션층(510a)의 제1 두께(t1)보다 상기 제3 패시베이션층(530)의 제4 두께(t4)가 두껍기 때문에, 상기 제1 패시베이션층(510a)의 일 부분이 식각에 의해 완전히 제거된다 하여도 상기 제3 패시베이션층(530)은 완전히 제거되지 않고 다만 그 두께가 줄어들 수 있다. 즉, 식각 공정 이후의 상기 제3 패시베이션층(530)의 제5 두께(t5)는 식각 공정 이전의 상기 제3 패시베이션층(530)의 제4 두께(t4)보다 얇게 될 수 있다.
상기 식각 공정은 전술한 다양한 기판 처리 장치를 이용한 식각 공정을 통해 수행할 수 있다.
전술한 도 12a 내지 도 12c에 따른 실시예와 마찬가지로, 도 13a 내지 도 13d에 따른 실시예에서도, 원자층 증착법을 이용하여 증착한 상기 제1 패시베이션층(510a)을 상기 제3 패시베이션층(530)을 마스크로 이용한 식각 공정을 통해 패턴 형성함으로써 별도의 섀도우 마스크 없이도 정밀한 제1 패시베이션층(510) 패턴을 얻을 수 있다.
한편, 전술한 도 13c 공정에서 상기 파티클 커버층(600)과 상기 제3 패시베이션층(530)을 생략한 경우에는, 전술한 도 13d 공정에서 상기 제2 패시베이션층(520)을 마스크로 하여 상기 제1 패시베이션층(510a)의 일 부분을 식각함으로써 원하는 제1 패시베이션층(510) 패턴을 얻으면서 상기 배선층(430)의 끝단 영역을 외부로 노출시킬 수 있다. 이 경우에는, 식각 공정 이후의 상기 제2 패시베이션층(520)의 두께는 식각 공정 이전의 상기 제2 패시베이션층(520)의 제2 두께(t2)보다 얇게 될 수 있다.
도 14a 내지 도 14d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 도시한 공정 단면도이다.
우선, 도 14a에서 알 수 있듯이, 기판(300) 상에 배리어층(310)을 형성하고, 상기 배리어층(310) 상에 소자층(400)을 형성한다.
도 14a에 따른 공정은 전술한 도 13a에 따른 공정과 동일하므로 반복 설명은 생략하기로 한다.
다음, 도 14b에서 알 수 있듯이, 상기 소자층(400) 상에 제1 패시베이션층(510a), 제2 패시베이션층(520a), 제3 패시베이션층(530a), 제4 패시베이션층(540a), 및 제5 패시베이션층(550a)을 차례로 형성한다.
상기 제1 패시베이션층(510a), 상기 제2 패시베이션층(520a), 상기 제3 패시베이션층(530a), 상기 제4 패시베이션층(540a), 및 상기 제5 패시베이션층(550a) 각각은 마스크 없이 상기 기판(300)의 상면 전체면 상에 형성한다. 따라서, 상기 제1 내지 제5 패시베이션층(510a, 520a, 530a, 540a, 550a)은 상기 소자층(400) 및 상기 배리어층(310) 상에 형성되며, 상기 제1 내지 제5 패시베이션층(510a, 520a, 530a, 540a, 550a)에 의해서 상기 배선층(430)이 가려진다.
상기 제1 내지 제5 패시베이션층(510a, 520a, 530a, 540a, 550a)은 플라즈마 강화 원자층 증착법과 같은 원자층 증착법을 이용하여 형성할 수 있지만, 플라즈마 강화 화학 기상 증착법과 같은 화학 기상 증착법을 이용하여 형성할 수도 있다.
상기 제1 내지 제5 패시베이션층(510a, 520a, 530a, 540a, 550a)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 또는 실리콘 산화 질화물과 같은 실리콘계 절연물로 이루어질 수 있다.
상기 제1 내지 제5 패시베이션층(510a, 520a, 530a, 540a, 550a)은 서로 동일한 물질로 이루어질 수도 있고, 서로 상이한 물질로 이루어질 수도 있다.
상기 제1 내지 제5 패시베이션층(510a, 520a, 530a, 540a, 550a) 중 일부가 생략될 수도 있다. 즉, 상기 제2 내지 제5 패시베이션층(520a, 530a, 540a, 550a) 중에서 적어도 하나의 층은 생략될 수 있다. 또한, 상기 제5 패시베이션층(550a) 상에 적어도 하나의 패시베이션층이 추가로 형성될 수도 있다.
다음, 도 14c에서 알 수 있듯이, 상기 제5 패시베이션층(550a) 상에 접착층(700)을 형성하고 상기 접착층(700) 상에 대향 기판(800)을 접착시킨다.
상기 접착층(700) 및 상기 대향 기판(800)은 상기 소자층(400)을 구성하는 배선층(430)의 끝단 영역을 가리지 않도록 형성한다.
상기 접착층(700)은 투명한 접착물질로 이루어질 수 있고, 상기 대향 기판(800)은 투명한 유리로 이루어질 수 있다.
다음, 도 14d에서 알 수 있듯이, 상기 대향 기판(800)을 마스크로 하여 상기 제1 내지 제5 패시베이션층(510a, 520a, 530a, 540a, 550a)에 대한 식각 공정을 수행한다.
그리하면, 상기 대향 기판(800)에 의해 가려지지 않은 상기 제1 내지 제5 패시베이션층(510a, 520a, 530a, 540a, 550a)의 일 부분은 식각 공정에 의해 제거되고, 상기 대향 기판(800) 아래에 위치하여 상기 대향 기판(800)에 의해 가려진 상기 제1 내지 제5 패시베이션층(510a, 520a, 530a, 540a, 550a)의 다른 부분은 식각 공정에 의해 제거되지 않고 잔존하여 원하는 제1 내지 제5 패시베이션층(510, 520, 530, 540, 550)의 패턴이 얻어지고, 그에 따라 상기 배선층(430)의 끝단 영역이 외부로 노출된다. 상기 외부로 노출되는 상기 배선층(430)의 끝단 영역은 외부의 회로 소자와 연결되는 패드 역할을 한다.
상기 식각 공정은 전술한 다양한 기판 처리 장치를 이용한 식각 공정을 통해 수행할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 기판 20: 기판 안치부
30: 가스 분사부 40: 제 1 식각 가스 공급부
50: 원격 플라즈마 장치 60: 제 2 식각 가스 공급부
70: 접지 전극 80: RF 전극
90: 도파관 100: 챔버
30: 가스 분사부 40: 제 1 식각 가스 공급부
50: 원격 플라즈마 장치 60: 제 2 식각 가스 공급부
70: 접지 전극 80: RF 전극
90: 도파관 100: 챔버
Claims (23)
- 기판의 상면 상에 제1 절연층을 형성하는 공정;
상기 제1 절연층 상에 제2 절연층을 패턴 형성하는 공정; 및
상기 제2 절연층을 마스크로 하여 상기 제1 절연층을 식각하는 공정을 포함하여 이루어진 기판 처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 절연층을 형성하는 공정은 마스크 없이 원자층 증착법을 이용하여 수행하고,
상기 제2 절연층을 패턴 형성하는 공정은 마스크를 이용한 화학 기상 증착법을 이용하여 수행하는 기판 처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 절연층을 형성하는 공정은 마스크 없이 원자층 증착법을 이용하여 수행하고,
상기 제2 절연층을 패턴 형성하는 공정은 접착층을 이용하여 대향 기판을 상기 제1 절연층 상에 부착하는 공정을 포함하여 이루어진 기판 처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 절연층을 식각하는 공정 이전의 상기 제2 절연층의 두께는 상기 제1 절연층의 두께 및 상기 제1 절연층을 식각하는 공정 이후의 상기 제2 절연층의 두께보다 두꺼운 기판 처리 방법. - 기판 상에 발광 소자 및 배선층을 구비한 소자층을 형성하는 공정;
상기 소자층 상에 제1 패시베이션층을 형성하는 공정;
상기 제1 패시베이션층 상에 제2 패시베이션층을 패턴 형성하는 공정; 및
상기 제2 패시베이션층을 마스크로 하여 상기 제1 패시베이션층을 식각하는 공정을 포함하여 이루어지고,
상기 제1 패시베이션층을 형성하는 공정은 상기 발광 소자 및 상기 배선층 전체를 가리도록 형성하는 공정을 포함하고,
상기 제1 패시베이션층을 식각하는 공정은 상기 배선층의 끝단 영역을 노출시키는 공정을 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법. - 제5항에 있어서,
상기 제1 패시베이션층을 형성하는 공정은 마스크 없이 원자층 증착법을 이용하여 수행하고,
상기 제2 패시베이션층을 패턴 형성하는 공정은 마스크를 이용한 화학 기상 증착법을 이용하여 수행하는 유기 발광 소자의 제조 방법. - 제5항에 있어서,
상기 제1 패시베이션층을 식각하는 공정 이전의 상기 제2 패시베이션층의 두께는 상기 제1 패시베이션층의 두께 및 상기 제1 패시베이션층을 식각하는 공정 이후의 상기 제2 패시베이션층의 두께보다 두꺼운 유기 발광 소자의 제조 방법. - 제5항에 있어서,
상기 제2 패시베이션층을 패턴 형성하는 공정 이전에 상기 제1 패시베이션층 상에 추가 패시베이션층을 패턴 형성하는 공정 및 상기 추가 패시베이션층 상에 파티클 커버층을 패턴 형성하는 공정을 추가로 포함하고,
상기 제2 패시베이션층은 상기 파티클 커버층 상에 패턴 형성하는 유기 발광 소자의 제조 방법. - 기판 상에 발광 소자 및 배선층을 구비한 소자층을 형성하는 공정;
상기 소자층 상에 적어도 하나의 패시베이션층을 형성하는 공정;
상기 적어도 하나의 패시베이션층 상에 접착층을 형성하고 상기 접착층 상에 대향 기판을 접착시키는 공정; 및
상기 대향 기판을 마스크로 하여 상기 적어도 하나의 패시베이션층을 식각하는 공정을 포함하여 이루어지고,
상기 적어도 하나의 패시베이션층을 형성하는 공정은 상기 발광 소자 및 상기 배선층 전체를 가리도록 형성하는 공정을 포함하고,
상기 적어도 하나의 패시베이션층을 식각하는 공정은 상기 배선층의 끝단 영역을 노출시키는 공정을 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법. - 제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 패시베이션층을 형성하는 공정은 마스크 없이 원자층 증착법 또는 화학 기상 증착법을 이용하여 수행하는 유기 발광 소자의 제조 방법. - 기판을 챔버 내부로 이송시켜 기판 안치부에 안치시키는 제1 공정;
상기 챔버에 연결된 원격 플라즈마 장치에 제 1 식각 가스를 주입하는 제2 공정;
상기 원격 플라즈마 장치에서 상기 제 1 식각 가스를 해리시키는 제3 공정;
해리된 상기 제 1 식각 가스를 상기 기판(10) 상에 분사하는 제4 공정;
상기 챔버에 연결된 가스 분사부에서 제 2 식각 가스를 상기 기판 상으로 분사하는 제5 공정; 및
상기 분사한 제 2 식각 가스에 플라즈마를 가해서 상기 제 2 식각 가스를 해리시키는 제6 공정을 포함하여 상기 기판 상에 형성된 박막을 식각하는 기판 처리 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 제2 공정과 상기 제5 공정을 동시에 수행하는 기판 처리 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 제4 공정과 상기 제6 공정을 동시에 수행하는 기판 처리 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 제2 공정을 시작한 후 상기 제2 공정이 종료되기 전에 상기 제5 공정을 시작하는 기판 처리 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 제4 공정을 시작한 후 상기 제4 공정이 종료되기 전에 상기 제6 공정을 시작하는 기판 처리 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 제5 공정을 시작한 후 상기 제5 공정이 종료되기 전에 상기 제2 공정을 시작하는 기판 처리 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 제6 공정을 시작한 후 상기 제6 공정이 종료되기 전에 상기 제4 공정을 시작하는 기판 처리 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 식각 가스 및 상기 제2 식각 가스 중 적어도 하나는 삼불화질소(NF3) 가스를 포함하는 기판 처리 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 기판을 식각하는 공정 온도는 80℃ 내지 100℃인 것을 포함하는 기판 처리 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 기판을 식각하는 단계는 물리적 식각과 화학적 식각이 동시에 이루어지는 것을 포함하는 기판 처리 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 식각 가스가 상기 챔버 내부로 주입되기 전에 비활성 기체가 상기 챔버 내부로 분사되는 것을 포함하는 기판 처리 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 원격 플라즈마 장치는 복수개가 상기 가스 분사부의 중심부로부터 대칭으로 배치되어 상기 가스 분사부를 통해 분사되는 것을 포함하는 기판 처리 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 원격 플라즈마 장치는 상기 가스 분사부 상부의 서로 다른 위치에 배치된 복수개의 주입구를 포함하는 기판 처리 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020230125891A KR20230142395A (ko) | 2017-05-11 | 2023-09-20 | 기판 처리 방법 및 그를 이용한 유기 발광 소자 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| KR20170058605 | 2017-05-11 | ||
| KR1020170058605 | 2017-05-11 |
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