KR20230167059A - 발광 디바이스의 제조 장치 - Google Patents
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Abstract
유기 화합물막의 가공부터 밀봉까지의 공정을 연속적으로 처리할 수 있는 제조 장치를 제공한다. 발광 디바이스의 패터닝 공정, 및 유기층의 표면 및 측면이 대기에 노출되지 않도록 밀봉하는 공정을 연속적으로 수행할 수 있는 제조 장치이고, 휘도와 신뢰성이 높고 미세한 발광 디바이스를 형성할 수 있다. 또한 상기 제조 장치는 발광 디바이스의 공정 순서대로 장치가 배치된 인라인형 제조 장치에 포함시킬 수 있어, 높은 스루풋으로 제조될 수 있다.
Description
본 발명의 일 형태는 발광 디바이스의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명의 일 형태는 상기 기술분야에 한정되지 않는다. 본 명세서 등에서 개시(開示)하는 발명의 일 형태의 기술분야는 물건, 방법, 또는 제조 방법에 관한 것이다. 또는 본 발명의 일 형태는 공정(process), 기계(machine), 제품(manufacture), 또는 조성물(composition of matter)에 관한 것이다. 그러므로 더 구체적으로 본 명세서에서 개시하는 본 발명의 일 형태의 기술분야로서는 반도체 장치, 표시 장치, 액정 표시 장치, 발광 장치, 조명 장치, 축전 장치, 기억 장치, 촬상 장치, 이들의 동작 방법, 또는 이들의 제조 방법을 일례로서 들 수 있다.
근년, 디스플레이 패널의 고정세(高精細)화가 요구되고 있다. 고정세 디스플레이 패널이 요구되는 기기로서는, 예를 들어 스마트폰, 태블릿 단말기, 노트북형 컴퓨터 등이 있다. 또한 텔레비전 장치, 모니터 장치 등의 거치형 디스플레이 장치도 고해상도화에 따른 고정세화가 요구되고 있다. 또한 가장 높은 정세도가 요구되는 기기로서는, 예를 들어 가상 현실(VR: Virtual Reality)용 기기 또는 증강 현실(AR: Augmented Reality)용 기기가 있다.
또한 디스플레이 패널에 적용할 수 있는 표시 장치로서는, 대표적으로는 액정 표시 장치, 유기 EL(Electro Luminescence) 소자, 또는 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode) 등의 발광 디바이스를 포함한 발광 장치, 전기 영동 방식 등으로 표시를 수행하는 전자 종이 등을 들 수 있다.
예를 들어 발광 소자인 유기 EL 소자는 기본적으로 한 쌍의 전극 사이에 발광성 유기 화합물을 포함한 층을 끼운 구성을 갖는다. 이 소자에 전압을 인가함으로써, 발광성 유기 화합물로부터 발광을 얻을 수 있다. 이러한 유기 EL 소자가 적용된 표시 장치는 액정 표시 장치 등에서 필요한 백라이트가 불필요하기 때문에, 얇고, 가볍고, 콘트라스트가 높으며, 소비 전력이 낮은 표시 장치를 실현할 수 있다. 예를 들어 특허문헌 1에는 유기 EL 소자를 사용한 표시 장치의 일례에 대하여 기재되어 있다.
풀 컬러 표시가 가능한 유기 EL 표시 장치로서는, 백색 발광 디바이스와 컬러 필터를 조합한 구성과, R(적색), G(녹색), B(청색) 각각의 발광 디바이스를 동일한 면 위에 형성하는 구성이 알려져 있다.
소비 전력의 관점에서는 후자의 구성이 이상적이고, 현재 상황에서 중소형 패널은 메탈 마스크 등을 사용하여 발광 재료를 개별 도포함으로써 제조되어 있다. 그러나 메탈 마스크를 사용한 공정은 정렬 정밀도가 낮기 때문에, 화소 내에서 발광 디바이스의 점유 면적을 작게 할 필요가 있어 개구율을 높이기 어렵다.
그러므로 메탈 마스크를 사용한 공정에서는 화소의 밀도 또는 발광 강도를 높이는 데 과제가 있다. 개구율을 높이기 위해서는 리소그래피 공정 등을 사용하여 발광 디바이스의 면적을 확대하는 것이 바람직하다. 그러나 발광 디바이스를 구성하는 재료는 대기 중의 불순물(물, 산소, 수소 등)의 침입으로 인하여 신뢰성이 악화되기 때문에, 분위기가 제어된 영역에서 복수의 공정을 수행할 필요가 있다.
또는 메탈 마스크를 사용한 진공 증착법으로 발광 디바이스를 제작하는 경우, 복수 라인의 제조 장치가 필요하다는 과제가 있다. 예를 들어 메탈 마스크를 정기적으로 세정할 필요가 있기 때문에, 적어도 2라인 이상의 제조 장치를 준비하고, 한쪽 제조 장치를 유지 보수하면서 다른 쪽 제조 장치를 사용하여 제조를 수행할 필요가 있으므로, 양산을 고려하면 복수 라인의 제조 장치가 필요하다. 따라서 제조 장치를 도입하기 위한 초기 투자가 매우 커진다는 과제가 있다.
따라서 본 발명의 일 형태는 유기 화합물막의 가공부터 밀봉까지의 공정을 대기에 노출시키지 않고 연속적으로 수행할 수 있는 발광 디바이스의 제조 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 발광 디바이스의 형성부터 밀봉까지의 공정을 연속적으로 처리할 수 있는 발광 디바이스의 제조 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 메탈 마스크를 사용하지 않고 발광 디바이스를 형성할 수 있는 발광 디바이스의 제조 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 발광 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또한 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것이 아니다. 또한 본 발명의 일 형태는 이들 과제 모두를 해결할 필요는 없는 것으로 한다. 또한 이들 이외의 과제는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재에서 저절로 명백해지는 것이며 명세서, 도면, 청구항 등의 기재에서 이들 이외의 과제를 추출할 수 있다.
본 발명의 일 형태는 발광 디바이스의 제조 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 형태는 로드실과, 제 1 에칭 장치와, 플라스마 처리 장치와, 대기실과, 제 1 성막 장치와, 제 2 성막 장치와, 제 2 에칭 장치와, 언로드실과, 트랜스퍼실과, 반송 장치를 포함하고, 반송 장치는 트랜스퍼실에 제공되고, 로드실, 제 1 에칭 장치, 플라스마 처리 장치, 대기실, 제 1 성막 장치, 제 2 성막 장치, 제 2 에칭 장치, 및 언로드실은 각각 트랜스퍼실에 게이트 밸브를 통하여 접속되고, 반송 장치는 로드실, 제 1 에칭 장치, 플라스마 처리 장치, 대기실, 제 1 성막 장치, 제 2 성막 장치, 제 2 에칭 장치, 및 언로드실 중 어느 하나로부터 다른 어느 하나로 피가공물을 옮길 수 있고, 유기 화합물막, 제 1 무기막, 및 레지스트 마스크가 유리 기판 위에 순차적으로 적층된 피가공물을 로드실에 반입하고, 제 1 에칭 장치, 플라스마 처리 장치, 대기실, 제 1 성막 장치, 제 2 성막 장치, 제 2 에칭 장치의 순서로 피가공물을 반송하고, 유기 화합물막을 섬 형상의 유기 화합물층으로 가공하고, 유기 화합물층의 측면에 보호층을 형성하고, 피가공물을 언로드실에 반출하는 발광 디바이스의 제조 장치이다.
제 1 에칭 장치는 드라이 에칭 장치이고, 레지스트 마스크를 마스크로서 사용하여 제 1 무기막을 섬 형상으로 형성하고, 섬 형상의 제 1 무기막을 마스크로서 사용하여 유기 화합물막을 섬 형상의 유기 화합물층으로 가공할 수 있다.
또한 제 1 에칭 장치는 레지스트 마스크를 제거하는 애싱 기능을 가질 수 있다.
플라스마 처리 장치에서는 불활성 가스로부터 생성된 플라스마를 섬 형상의 유기 화합물층의 측면에 조사함으로써 섬 형상의 유기 화합물층의 측면에 대하여 클리닝을 수행할 수 있다.
대기실은 복수의 피가공물을 수납할 수 있다.
제 1 성막 장치 및 제 2 성막 장치 중 한쪽은 ALD 장치이고, 제 1 성막 장치 및 제 2 성막 장치 중 다른 쪽은 스퍼터링 장치 또는 CVD 장치이고, 섬 형상의 제 1 무기막 및 섬 형상의 유기 화합물층을 덮는 2층 구조의 제 2 무기막을 성막할 수 있다. 또한 ALD 장치는 일괄 처리 방식으로 할 수 있다.
제 2 에칭 장치는 드라이 에칭 장치이고, 제 2 무기막에 대하여 이방성 에칭을 수행함으로써, 섬 형상의 유기 화합물층의 측면에 보호층을 형성할 수 있다.
상기 발광 디바이스의 제조 장치를 제 3 클러스터로 하고, 레지스트 마스크의 포토리소그래피 공정을 수행하는 복수의 장치를 제 2 클러스터로 하고, 유기 화합물막 및 제 1 무기막의 성막 공정을 수행하는 복수의 장치를 제 1 클러스터로 하여 발광 디바이스의 제조 장치를 구성하여도 좋다.
제 1 클러스터, 제 2 클러스터, 제 3 클러스터는 이 순서대로 접속할 수 있다.
또한 불활성 가스 분위기로 제어된 용기에 수납한 피가공물을 제 1 클러스터와 제 2 클러스터 사이 및 제 2 클러스터와 제 3 클러스터 사이에서 옮겨도 좋다.
또한 제 1 클러스터, 제 2 클러스터, 제 3 클러스터의 조합이 발광 디바이스의 제조 장치에 3개 포함되어도 좋다.
제 1 클러스터는 표면 처리 장치를 포함하여도 좋다. 표면 처리 장치는 할로젠을 포함한 가스로부터 생성된 플라스마를 사용할 수 있다.
제 1 클러스터는 증착 장치, 스퍼터링 장치, CVD 장치, ALD 장치 중에서 선택되는 하나 이상의 성막 장치를 포함할 수 있다.
제 2 클러스터는 도포 장치, 노광 장치, 현상 장치, 및 베이킹 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 형태를 사용함으로써, 유기 화합물막의 가공부터 밀봉까지의 공정을 대기에 노출시키지 않고 연속적으로 수행할 수 있는 발광 디바이스의 제조 장치를 제공할 수 있다. 또는 발광 디바이스의 형성부터 밀봉까지의 공정을 연속적으로 처리할 수 있는 발광 디바이스의 제조 장치를 제공할 수 있다. 또는 메탈 마스크를 사용하지 않고 발광 디바이스를 형성할 수 있는 발광 디바이스의 제조 장치를 제공할 수 있다. 또는 발광 디바이스의 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하는 것이 아니다. 또한 본 발명의 일 형태는 이들 효과 모두를 반드시 가질 필요는 없다. 또한 이들 이외의 효과는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재에서 추출할 수 있다.
도 1은 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 2의 (A) 및 (B)는 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 3은 제조 장치를 설명하는 블록도이다.
도 4는 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 5는 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 6은 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 7은 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 8은 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 9는 제조 장치를 설명하는 블록도이다.
도 10은 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 11은 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 12는 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 13의 (A) 및 (B)는 카세트의 반출입을 설명하는 도면이다. 도 13의 (C)는 반송차 및 반송 용기를 설명하는 도면이다.
도 14의 (A) 내지 (C)는 성막 장치를 설명하는 도면이다.
도 15의 (A) 내지 (C)는 성막 장치에 대한 기판의 반입 및 성막 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 16의 (A) 및 (B)는 성막 장치의 동작을 설명하는 도면이다. 도 16의 (C)는 마스크 유닛을 설명하는 도면이다.
도 17의 (A) 내지 (F)는 진공 처리 장치를 설명하는 도면이다.
도 18은 표시 장치를 설명하는 도면이다.
도 19의 (A) 내지 (C)는 표시 장치를 설명하는 도면이다.
도 20의 (A) 내지 (F)는 표시 장치의 제작 방법을 설명하는 도면이다.
도 21의 (A) 내지 (F)는 표시 장치의 제작 방법을 설명하는 도면이다.
도 22의 (A) 내지 (F)는 표시 장치의 제작 방법을 설명하는 도면이다.
도 23의 (A) 내지 (F)는 표시 장치의 제작 방법을 설명하는 도면이다.
도 24의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 제작 방법을 설명하는 도면이다. 도 24의 (C) 및 (D)는 도 24의 (B)의 확대도이다. 도 24의 (E) 및 (F)는 표시 장치를 설명하는 도면이다.
도 25는 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 2의 (A) 및 (B)는 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 3은 제조 장치를 설명하는 블록도이다.
도 4는 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 5는 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 6은 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 7은 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 8은 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 9는 제조 장치를 설명하는 블록도이다.
도 10은 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 11은 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 12는 제조 장치를 설명하는 도면이다.
도 13의 (A) 및 (B)는 카세트의 반출입을 설명하는 도면이다. 도 13의 (C)는 반송차 및 반송 용기를 설명하는 도면이다.
도 14의 (A) 내지 (C)는 성막 장치를 설명하는 도면이다.
도 15의 (A) 내지 (C)는 성막 장치에 대한 기판의 반입 및 성막 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 16의 (A) 및 (B)는 성막 장치의 동작을 설명하는 도면이다. 도 16의 (C)는 마스크 유닛을 설명하는 도면이다.
도 17의 (A) 내지 (F)는 진공 처리 장치를 설명하는 도면이다.
도 18은 표시 장치를 설명하는 도면이다.
도 19의 (A) 내지 (C)는 표시 장치를 설명하는 도면이다.
도 20의 (A) 내지 (F)는 표시 장치의 제작 방법을 설명하는 도면이다.
도 21의 (A) 내지 (F)는 표시 장치의 제작 방법을 설명하는 도면이다.
도 22의 (A) 내지 (F)는 표시 장치의 제작 방법을 설명하는 도면이다.
도 23의 (A) 내지 (F)는 표시 장치의 제작 방법을 설명하는 도면이다.
도 24의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 제작 방법을 설명하는 도면이다. 도 24의 (C) 및 (D)는 도 24의 (B)의 확대도이다. 도 24의 (E) 및 (F)는 표시 장치를 설명하는 도면이다.
도 25는 제조 장치를 설명하는 도면이다.
실시형태에 대하여 도면을 사용하여 자세히 설명한다. 다만 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 자세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 통상의 기술자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서 본 발명은 이하의 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것이 아니다. 또한 이하에서 설명하는 발명의 구성에서, 동일한 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 다른 도면 간에서 공통적으로 사용하고, 그 반복적인 설명은 생략하는 경우가 있다. 또한 도면을 구성하는 같은 요소의 해칭을 다른 도면 간에서 적절히 생략하거나 변경하는 경우도 있다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태인 발광 디바이스의 제조 장치에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 일 형태는 유기 EL 소자 등의 발광 디바이스(발광 소자라고도 함)를 포함한 표시 장치의 형성에 주로 사용되는 제조 장치이다. 유기 EL 소자의 미세화 또는 화소에서의 점유 면적의 증대를 위해서는 리소그래피 공정을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 유기 EL 소자에 물, 산소, 수소 등의 불순물이 침입하면 신뢰성이 손상된다. 따라서 패터닝된 유기층의 표면 및 측면이 대기에 노출되지 않도록 밀봉하는 것 및 제조 단계부터 노점이 낮은 불활성 가스 분위기로 제어하는 것 등이 필요하다.
또한 본 발명의 일 형태의 제조 장치는 유기 EL 소자를 형성하기 위한 성막 공정, 리소그래피 공정, 에칭 공정, 및 밀봉 공정을 대기에 노출시키지 않고 연속적으로 수행할 수 있다. 따라서 휘도와 신뢰성이 높고 미세한 유기 EL 소자를 형성할 수 있다. 또한 본 발명의 일 형태의 제조 장치는 장치가 발광 디바이스의 공정 순서대로 배치된 인라인형이므로, 높은 스루풋으로 제조될 수 있다.
또한 유기 EL 소자를 형성하는 지지 기판으로서 유리 기판 등의 대형 기판을 사용할 수 있다. 미리 화소 회로 등을 형성한 유리 기판을 지지 기판으로서 사용하고, 이들 회로 위에 유기 EL 소자를 형성할 수 있다. 유리 기판으로서는 예를 들어 G5 내지 G10 등의 대형 각형 기판을 사용할 수 있다. 또한 이들에 한정되지 않고, 원형 기판, 소형 기판 등을 사용할 수도 있다.
<구성예 1>
도 1은 본 발명의 일 형태인 발광 디바이스의 제조 장치를 설명하는 도면이다. 상기 제조 장치에서는, 발광 디바이스의 제작 공정에서 유기 화합물막을 섬 형상의 유기 화합물층으로 가공하는 공정 및 상기 유기 화합물층을 보호하는 층을 형성하는 공정을 수행할 수 있다. 따라서 발광 디바이스의 구성 요소인 유기 화합물층을 대기에 노출시키지 않는 상태로 언로드실에서 꺼낼 수 있기 때문에, 신뢰성이 높은 발광 디바이스를 형성할 수 있다.
제조 장치는 로드실(LD), 언로드실(ULD), 대기실(W), 트랜스퍼실(TF), 및 복수의 처리 체임버를 포함한다. 트랜스퍼실(TF)에는 반송 장치(70)가 제공된다.
로드실(LD), 대기실(W), 언로드실(ULD), 및 복수의 처리 체임버는 각각 게이트 밸브(20)를 통하여 트랜스퍼실(TF)에 접속된다.
반송 장치(70)는 로드실(LD), 대기실(W), 언로드실(ULD), 각 처리 체임버 중 어느 하나로부터 다른 어느 하나로 피가공물을 옮길 수 있다. 또한 본 명세서에서는 반송 장치 등을 공유하는 장치군을 클러스터라고 부른다. 또한 피가공물이란 제조 장치에서 가공의 대상이 되는 물체이고, 가공 전의 물체에 한정되지 않고, 복수의 가공 처리가 실시된 물체도 포함된다.
또한 제조 장치의 가동 시에는 로드실(LD) 및 언로드실(ULD)은 감압 또는 상압으로 제어된다. 또한 트랜스퍼실(TF), 대기실(W), 및 복수의 처리 체임버는 감압으로 제어된다.
복수의 처리 체임버에는 예를 들어 에칭 장치(E1), 플라스마 처리 장치(C), 성막 장치(D), 및 에칭 장치(E2)를 적용할 수 있다. 또한 상기 제조 장치에 투입되는 피가공물은 예를 들어 유기 화합물막, 무기막, 및 레지스트 마스크를 순차적으로 적층한 적층물을 포함할 수 있다.
에칭 장치(E1)는 드라이 에칭 장치로 할 수 있다. 에칭 장치(E1)는 피가공물인 무기막 및 유기 화합물막을 섬 형상의 유기 화합물층으로 가공하는 공정에서 사용될 수 있다. 또한 에칭 장치(E1)는 애싱 기능을 가져도 좋다. 애싱 기능에 의하여 레지스트 마스크를 제거할 수 있다.
플라스마 처리 장치(C)는 예를 들어 평행 평판형의 한 쌍의 전극을 포함하고, 감압하의 불활성 가스 분위기에서 상기 전극에 전압을 인가함으로써 플라스마를 발생시킬 수 있다. 불활성 가스로부터 생성된 플라스마를 피가공물에 조사함으로써, 피가공물의 표면에 잔존하는 반응 생성물 및 흡착 가스 등을 제거할 수 있다. 불활성 가스로서는 예를 들어 헬륨, 아르곤, 네온 등의 고순도의 비활성 기체, 질소, 또는 이들의 혼합 가스 등을 사용할 수 있다.
또한 상기 플라스마 처리를 수행하기 전 또는 수행한 후에 같은 장치 내에서 진공 베이킹 처리를 수행하여 표면에 흡착된 물 등을 제거하는 것이 바람직하다. 진공 베이킹 처리는 유기 화합물층을 변질시키지 않는 온도 범위에서 수행하는 것이 바람직하고, 예를 들어 70℃ 이상 120℃ 이하, 바람직하게는 80℃ 이상 100℃ 이하에서 수행할 수 있다. 또한 진공 베이킹 처리는 다음 성막 공정 전에 성막 장치(D)에서 수행하여도 좋다.
대기실(W)에서는 복수의 피가공물을 대기시킬 수 있다. 예를 들어 성막 장치(D)가 일괄 처리 방식인 경우, 에칭 장치(E1) 및 플라스마 처리 장치(C)에서의 처리를 진행하고, 대기실(W)에서 복수의 피가공물을 대기시킴으로써, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한 복수의 대기실(W)을 제공하여도 좋다. 예를 들어 성막 장치(D)에서의 일괄 처리가 종료된 후에 피가공물을 대기시키기 위한 대기실(W)을 제공하여도 좋다. 성막 장치(D)에서 모든 피가공물을 꺼냄으로써, 성막 장치(D)에서 다음 처리를 수행할 수 있기 때문에, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
성막 장치(D)에는 예를 들어 증착 장치, 스퍼터링 장치, CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치, ALD(Atomic Layer Deposition) 장치 등의 성막 장치를 적용할 수 있다. 특히 피복성이 우수한 ALD 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 성막 장치(D)에서는 섬 형상의 유기 화합물층을 덮는 무기막 등의 보호막을 형성할 수 있다. 성막 장치(D)에서는 단층뿐만 아니라 종류가 다른 막을 2층 이상 성막할 수도 있다. 또한 성막 장치(D)는 일괄 처리 방식에 한정되지 않고, 매엽 처리식이어도 좋다.
에칭 장치(E2)는 이방성 에칭 처리가 가능한 드라이 에칭 장치로 할 수 있다. 섬 형상의 유기 화합물층을 덮는 보호막에 대하여 이방성 에칭을 수행함으로써, 섬 형상의 유기 화합물층의 측면에 보호막의 일부를 남길 수 있다. 상기 보호막의 일부는 섬 형상의 유기 화합물층의 측면을 보호하는 보호층으로서 기능시킬 수 있다.
섬 형상의 유기 화합물층의 상면에 무기막 등을 미리 제공하고, 상기 에칭 장치(E1), 플라스마 처리 장치(C), 성막 장치(D), 에칭 장치(E2)에서의 처리를 순차적으로 수행하여 섬 형상의 유기 화합물층의 측면에 보호층을 제공함으로써, 섬 형상의 유기 화합물층은 밀봉된 상태가 된다.
따라서 가공 후에 피가공물을 언로드실에서 대기 중에 꺼낸 경우에도 섬 형상의 유기 화합물층은 대기에 노출되지 않기 때문에, 신뢰성이 높은 발광 디바이스를 형성할 수 있다. 또한 상기 제조 장치를 사용한 발광 디바이스의 제조 공정의 자세한 사항에 대해서는 후술한다.
또한 제조 장치는 도 2의 (A)에 나타낸 구성을 가져도 좋다. 도 2의 (A)에 나타낸 제조 장치는 표면 처리 장치(S)를 포함하는 점이 도 1에 나타낸 제조 장치와 다르다.
표면 처리 장치(S)는 플라스마 처리 장치(C)와 같은 구성을 가질 수 있고, 표면 처리 공정을 수행할 수 있다. 피가공물은 에칭 장치(E2)에서의 처리에 의하여 표면 상태(젖음성 등)가 변화되는 경우가 있다. 언로드실(ULD)로부터 반출된 피가공물의 다음 공정이 유기 화합물막의 성막 공정인 경우, 피가공물의 표면이 적절한 상태에 있지 않으면 박리(peeling) 등의 불량이 일어나는 경우가 있다. 따라서 표면 처리 장치(S)에서의 할로젠을 포함한 가스를 사용한 플라스마 처리에 의하여 피가공물의 표면 상태를 개선하는 것이 바람직하다.
예를 들어 피성막면이 산화물인 경우, 에칭 장치(E1) 또는 에칭 장치(E2)에서의 처리에 의하여 산화물 표면이 친수성이 되는 경우가 있다. 이 경우, 플루오린계 가스를 사용한 플라스마 처리에 의하여 피성막면의 표면의 친수기를 플루오린 또는 플루오로알킬기로 치환함으로써 소수화할 수 있어, 박리 불량을 방지할 수 있다. 플루오린계 가스로서는 예를 들어 CF4, C2F6, C4F6, C4F8, CHF3 등의 플루오로카본, SF6, NF3 등을 사용할 수 있다. 또한 이들 가스에 헬륨, 아르곤, 또는 수소 등을 첨가하여도 좋다.
또는 표면 처리 장치(S)로서 코팅 장치를 사용하여도 좋다. 예를 들어 스핀 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅 등의 방법 또는 코팅제의 분위기에 피가공물을 노출시키는 방법 등을 사용할 수 있다. 코팅제로서는 예를 들어 HMDS(Hexamethyldisilazane) 등의 실레인 커플링제를 사용할 수 있고, 피가공물의 표면을 소수화할 수 있다.
또한 표면 처리 장치(S)가 불필요한 경우에는, 다른 장치를 표면 처리 장치(S)의 위치에 제공하여도 좋다. 예를 들어 에칭 장치(E1), 플라스마 처리 장치(C), 성막 장치(D), 에칭 장치(E2) 중 처리 시간이 긴 장치를 복수 개 제공하고, 이들 장치에서 처리를 병행하여 수행함으로써, 스루풋을 높일 수 있다.
또한 복수의 성막 장치(D)를 제공하여도 좋다. 도 1의 제조 장치에 포함되는 성막 장치(D)에서는 종류가 다른 막을 2층 이상 제공하는 경우가 있다. 성막 장치(D)의 개수가 하나이어도, 성막 장치(D)가 ALD 장치 또는 CVD 장치인 경우에는 원료 가스를 전환하는 것에 의하여, 그리고 성막 장치(D)가 스퍼터링 장치인 경우에는 타깃을 전환하는 것에 의하여 다른 막을 성막할 수 있다.
그러나 ALD 장치와 스퍼터링 장치 등, 형식이 다른 성막 장치를 하나의 체임버에 제공하는 것은 어렵다. 따라서 복수의 성막 장치(D)를 제공하여도 좋다.
또는 표면 처리 장치(S)의 위치에 제공한 다른 장치에서 다른 공정을 수행하여도 좋다. 또한 도 1의 구성에 표면 처리 장치(S)를 제공하여도 좋다. 또한 표면 처리 장치(S)는 성막 공정을 수행하는 다른 클러스터에 제공하여도 좋다.
또한 제조 장치는 도 2의 (B)에 나타낸 구성을 가져도 좋다. 도 2의 (B)에 나타낸 제조 장치는 대기실(W)을 포함하지 않는 점이 도 1에 나타낸 제조 장치와 다르다.
성막 장치(D)의 공정 시간이 장치 전체의 스루풋의 보틀넥이 되지 않는 경우에는 대기실(W)을 생략할 수 있다. 예를 들어 성막 장치(D)가 매엽식이고, 고속 성막을 수행할 수 있는 경우에는, 도 2의 (B)에 나타낸 구성을 가질 수 있다.
<구성예 2>
도 3은 본 발명의 일 형태인 발광 디바이스의 제조 장치를 설명하는 블록도이다. 제조 장치는 공정 순서대로 배치된 복수의 클러스터를 포함하고, 그 일부에 상술한 구성예 1의 제조 장치를 클러스터로서 포함한다. 발광 디바이스가 형성되는 기판이 복수의 클러스터 사이를 순차적으로 이동하여 각 공정이 수행된다.
도 3에 나타낸 제조 장치는 클러스터(C1) 내지 클러스터(C18)를 포함하는 예이다. 클러스터(C1) 내지 클러스터(C18)는 순차적으로 접속되고, 클러스터(C1)에 투입된 기판(60a)은 발광 디바이스가 형성된 기판(60b)으로서 클러스터(C18)에서 꺼낼 수 있다.
여기서, 클러스터(C1, C3, C5, C7, C9, C11, C13, C15, C17)는 제어된 분위기하에서 공정을 수행하기 위한 장치군을 포함한다. 또한 클러스터(C2, C4, C6, C8, C10, C12, C14, C16, C18)는 진공 처리(감압 처리)를 수행하기 위한 장치군을 포함한다. 구성예 1에서 설명한 클러스터는 클러스터(C4, C8, C12)로서 사용할 수 있다. 또한 구성예 1에서 설명한 로드실(LD) 및 언로드실(ULD)은 적절히 로드록실로 대체할 수 있다.
클러스터(C1, C5, C9)는 주로 기판의 세정 및 베이킹을 수행하기 위한 장치 등을 포함한다. 클러스터(C2, C6, C10)는 주로 발광 디바이스에 포함되는 유기 화합물을 형성하기 위한 장치 등을 포함한다. 클러스터(C3, C7, C11, C15)는 주로 리소그래피 공정을 수행하기 위한 장치 등을 포함한다. 클러스터(C4, C8, C12, C14)는 주로 에칭 공정, 애싱 공정, 및 보호층 형성 공정을 수행하기 위한 장치 등을 포함한다. 클러스터(C13)는 수지의 충전 공정을 수행하는 장치 등을 포함한다. 클러스터(C16, C17)는 주로 에칭 공정을 수행하는 장치 등을 포함한다. 클러스터(C18)는 주로 발광 디바이스에 포함되는 유기 화합물을 형성하기 위한 장치 및 발광 디바이스를 밀봉하는 보호막을 형성하기 위한 장치 등을 포함한다.
다음으로, 도 4 내지 도 8을 사용하여 클러스터(C1) 내지 클러스터(C18)의 자세한 사항에 대하여 설명한다.
<클러스터(C1) 내지 클러스터(C4)>
도 4는 클러스터(C1) 내지 클러스터(C4)를 설명하는 상면도이다. 클러스터(C1)는 로드록실(B1)을 통하여 클러스터(C2)에 접속된다. 클러스터(C2)는 로드록실(B2)을 통하여 클러스터(C3)에 접속된다. 클러스터(C3)는 로드록실(B3)을 통하여 클러스터(C4)에 접속된다. 클러스터(C4)는 로드록실(B4)을 통하여 클러스터(C5)(도 5 참조)에 접속된다.
<상압 처리 장치(A)>
클러스터(C1) 및 클러스터(C3)는 상압 처리 장치(A)를 포함한다. 클러스터(C1)는 트랜스퍼실(TF1)과, 주로 상압하에서 공정을 수행하는 상압 처리 장치(A)(상압 처리 장치(A1, A2))를 포함한다. 클러스터(C3)는 트랜스퍼실(TF3)과 상압 처리 장치(A)(상압 처리 장치(A3 내지 A7))를 포함한다. 또한 클러스터(C1)에는 로드실(LD)이 제공된다.
또한 각 클러스터에 포함되는 상압 처리 장치(A)의 개수는 목적에 따라 하나 이상으로 하면 된다. 또한 상압 처리 장치(A)는 상압하에서의 공정에 한정되지 않고, 상압보다 약간 음압 또는 양압쪽으로 제어된 상태에서 공정을 수행하여도 좋다. 또한 복수의 상압 처리 장치(A)가 제공되는 경우에는, 이들 각각에서 기압이 달라도 좋다.
트랜스퍼실(TF1, TF3) 및 상압 처리 장치(A)에는 불활성 가스(IG)를 도입하는 밸브가 접속되어, 이들의 내부를 불활성 가스 분위기로 제어할 수 있다. 불활성 가스로서는 질소, 또는 아르곤, 헬륨 등의 비활성 기체를 사용할 수 있다. 또한 불활성 가스는 노점이 낮은 것(예를 들어 마이너스 50℃ 이하)이 바람직하다. 노점이 낮은 불활성 가스 분위기에서 공정을 수행함으로써, 불순물의 혼입을 방지할 수 있고, 신뢰성이 높은 발광 디바이스를 형성할 수 있다.
클러스터(C1)에 포함되는 상압 처리 장치(A)에는 세정 장치, 베이킹 장치 등을 적용할 수 있다. 예를 들어 스핀 세정 장치, 핫플레이트형 베이킹 장치 등을 적용할 수 있다. 또한 베이킹 장치는 진공 베이킹 장치이어도 좋다.
클러스터(C3)에 포함되는 상압 처리 장치(A)에는 리소그래피 공정을 수행하기 위한 장치를 적용할 수 있다. 예를 들어 포토리소그래피 공정을 수행하는 경우에는, 수지(포토레지스트) 도포 장치, 노광 장치, 현상 장치, 베이킹 장치 등을 적용하면 좋다. 나노 임프린트 리소그래피 공정을 수행하는 경우에는, 수지(UV 경화 수지 등) 도포 장치, 나노 임프린트 장치 등을 적용하면 좋다. 이들 외에도 용도에 따라 세정 장치, 웨트 에칭 장치, 도포 장치, 레지스트 박리 장치 등을 상압 처리 장치(A)에 적용하여도 좋다.
클러스터(C1)에서 각 상압 처리 장치(A1, A2)가 게이트 밸브를 통하여 트랜스퍼실(TF1)에 접속되는 예를 나타내었다. 또한 클러스터(C3)에서 각 상압 처리 장치(A3 내지 A7)가 게이트 밸브를 통하여 트랜스퍼실(TF3)에 접속되는 예를 나타내었다. 게이트 밸브를 제공함으로써, 기압 제어, 불활성 가스 종류의 제어, 교차 오염의 방지 등을 수행할 수 있다.
트랜스퍼실(TF1)은 게이트 밸브를 통하여 로드실(LD)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B1)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF1)에는 반송 장치(70a)가 제공된다. 반송 장치(70a)는 기판을 로드실(LD)로부터 상압 처리 장치(A)에 반송할 수 있다. 또한 상압 처리 장치(A)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B1)에 반출할 수 있다.
트랜스퍼실(TF3)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B2)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B3)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF3)에는 반송 장치(70c)가 제공된다. 반송 장치(70c)는 기판을 로드록실(B2)로부터 상압 처리 장치(A)에 반송할 수 있다. 또한 상압 처리 장치(A)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B3)에 반출할 수 있다.
<진공 처리 장치(V)>
클러스터(C2) 및 클러스터(C4)는 진공 처리 장치(V)를 포함한다. 클러스터(C2)는 트랜스퍼실(TF2)과 진공 처리 장치(V)(진공 처리 장치(V1 내지 V5))를 포함한다. 클러스터(C4)는 트랜스퍼실(TF4)과 진공 처리 장치(V)(진공 처리 장치(V6 내지 V10))를 포함한다.
또한 각 클러스터에 포함되는 진공 처리 장치(V)의 개수는 목적에 따라 하나 이상으로 하면 된다. 진공 처리 장치(V)에는 진공 펌프(VP)가 접속되고, 진공 처리 장치(V)와 트랜스퍼실(TF)(트랜스퍼실(TF2, TF4)) 사이에는 게이트 밸브가 각각 제공된다. 따라서 각 진공 처리 장치(V)에서 서로 다른 공정을 병행하여 수행할 수 있다.
또한 진공 처리는 감압으로 제어된 환경에서의 처리를 의미한다. 따라서 진공 처리에는 고진공하에서의 처리 이외에, 공정 가스를 도입하여 감압하에서 압력 제어를 수행하는 처리도 포함된다.
트랜스퍼실(TF2, TF4)에도 독립된 진공 펌프(VP)가 제공되어, 진공 처리 장치(V)에서 수행되는 공정 중의 교차 오염을 방지할 수 있다.
클러스터(C2)에 포함되는 진공 처리 장치(V)에는 예를 들어 표면 처리 장치, 및 증착 장치, 스퍼터링 장치, CVD 장치, ALD 장치 등의 성막 장치를 적용할 수 있다. 또한 표면 처리 장치는 도 2의 (B)를 사용하여 설명한 표면 처리 장치(S)의 기능을 가질 수 있고, 여기서는 플라스마 처리 장치인 것이 바람직하다.
CVD 장치로서는 열을 이용한 열 CVD 장치 또는 플라스마를 이용한 PECVD 장치(Plasma Enhanced CVD 장치) 등을 사용할 수 있다. 또한 ALD 장치로서는 열을 이용한 열 ALD 장치 또는 플라스마 여기된 반응제를 이용한 PEALD 장치(Plasma Enhanced ALD 장치) 등을 사용할 수 있다.
클러스터(C4)에 포함되는 진공 처리 장치(V)로서는 구성예 1에서 설명한 장치를 사용할 수 있고, 예를 들어 드라이 에칭 장치(애싱 기능을 가짐), 플라스마 처리 장치(클리닝), ALD 장치, 드라이 에칭 장치 등을 적용할 수 있다. 또한 도 1에 나타낸 대기실(W)을 적용하여도 좋다.
또한 본 실시형태에서는 피성막면을 아래 방향으로 하여 기판을 설치하는 장치를 페이스 다운형 장치라고 부른다. 또한 피성막면을 위 방향으로 하여 기판을 설치하는 장치를 페이스 업형 장치라고 부른다. 페이스 다운형 장치에는 예를 들어 증착 장치, 스퍼터링 장치 등의 성막 장치가 포함된다. 또한 페이스 업형 장치에는 CVD 장치, ALD 장치 등의 성막 장치 이외에, 드라이 에칭 장치, 애싱 장치, 베이킹 장치, 및 리소그래피 관련의 장치 등이 포함된다. 다만 본 실시형태에서의 제조 장치는 이들 이외의 장치를 포함하는 경우도 있다. 예를 들어 페이스 업형 스퍼터링 장치 등을 사용할 수도 있다.
트랜스퍼실(TF2)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B1)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B2)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF2)에는 반송 장치(70b)가 제공된다. 반송 장치(70b)는 로드록실(B1)에 설치된 기판을 진공 처리 장치(V)에 반송할 수 있다. 또한 진공 처리 장치(V)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B2)에 반출할 수 있다.
트랜스퍼실(TF4)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B3)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B4)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF4)에는 반송 장치(70d)가 제공된다. 반송 장치(70d)에 의하여, 기판을 로드록실(B3)로부터 진공 처리 장치(V)에 반송하고 로드록실(B4)에 반출할 수 있다.
로드록실(B1, B2, B3, B4)에는 진공 펌프(VP) 및 불활성 가스(IG)를 도입하는 밸브가 제공된다. 따라서 로드록실(B1, B2, B3, B4)을 감압 또는 불활성 가스 분위기로 제어할 수 있다. 예를 들어 클러스터(C2)로부터 클러스터(C3)에 기판을 반송하는 경우, 로드록실(B2)을 감압으로 하고 기판을 클러스터(C2)로부터 반입하고, 로드록실(B2)을 불활성 가스 분위기로 한 후에 클러스터(C3)에 기판을 반출하는 동작을 수행할 수 있다.
또한 반송 장치(70a, 70b, 70c, 70d)는 기판을 핸드부에 올려서 반송하는 기구를 갖는다. 반송 장치(70a, 70c)는 상압하에서 동작하기 때문에 상기 핸드부에 진공 흡착 기구 등을 제공하여도 좋다. 반송 장치(70b, 70d)는 감압하에서 동작하기 때문에 상기 핸드부에 정전 흡착 기구 등을 제공하여도 좋다.
로드록실(B1, B2, B3, B4)에서는 기판을 핀 위에 설치할 수 있는 스테이지(80a, 80b, 80c, 80d)가 제공된다. 또한 이들은 일례이고, 다른 구성의 스테이지를 사용하여도 좋다.
<클러스터(C5) 내지 클러스터(C8)>
도 5는 클러스터(C5) 내지 클러스터(C8)를 설명하는 상면도이다. 클러스터(C5)는 로드록실(B5)을 통하여 클러스터(C6)에 접속된다. 클러스터(C6)는 로드록실(B6)을 통하여 클러스터(C7)에 접속된다. 클러스터(C7)는 로드록실(B7)을 통하여 클러스터(C8)에 접속된다. 클러스터(C8)는 로드록실(B8)을 통하여 클러스터(C9)(도 6 참조)에 접속된다.
클러스터(C5) 내지 클러스터(C8)의 기본적인 구성은 클러스터(C1) 내지 클러스터(C4)와 같고, 클러스터(C5)는 클러스터(C1)에 대응하고, 클러스터(C6)는 클러스터(C2)에 대응하고, 클러스터(C7)는 클러스터(C3)에 대응하고, 클러스터(C8)는 클러스터(C4)에 대응한다. 또한 클러스터(C1)에서의 로드실(LD)은 클러스터(C5)에서는 로드록실(B4)로 대체되어 있다.
또한 로드록실(B5)은 로드록실(B1)에 대응하고, 로드록실(B6)은 로드록실(B2)에 대응하고, 로드록실(B7)은 로드록실(B3)에 대응하고, 로드록실(B8)은 로드록실(B4)에 대응한다.
이하에서는 구성에 대해서만 설명한다. 클러스터 및 로드록실의 자세한 사항에 대해서는 클러스터(C1 내지 C4) 및 로드록실(B1 내지 B4)의 설명을 참조할 수 있다.
클러스터(C5) 및 클러스터(C7)는 상압 처리 장치(A)를 포함한다. 클러스터(C5)는 트랜스퍼실(TF5)과, 주로 상압하에서 공정을 수행하는 상압 처리 장치(A)(상압 처리 장치(A8, A9))를 포함한다. 클러스터(C7)는 트랜스퍼실(TF7)과 상압 처리 장치(A)(상압 처리 장치(A10 내지 A14))를 포함한다.
클러스터(C6) 및 클러스터(C8)는 진공 처리 장치(V)를 포함한다. 클러스터(C6)는 트랜스퍼실(TF6)과 진공 처리 장치(V)(진공 처리 장치(V11 내지 V15))를 포함한다. 클러스터(C8)는 트랜스퍼실(TF8)과 진공 처리 장치(V)(진공 처리 장치(V16 내지 V20))를 포함한다.
트랜스퍼실(TF5)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B4)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B5)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF5)에는 반송 장치(70e)가 제공된다. 반송 장치(70e)는 기판을 로드록실(B4)로부터 상압 처리 장치(A)에 반송할 수 있다. 또한 상압 처리 장치(A)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B5)에 반출할 수 있다.
트랜스퍼실(TF6)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B5)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B6)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF6)에는 반송 장치(70f)가 제공된다. 반송 장치(70f)는 로드록실(B5)에 설치된 기판을 진공 처리 장치(V)에 반송할 수 있다. 또한 진공 처리 장치(V)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B6)에 반출할 수 있다.
또한 트랜스퍼실(TF7)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B6)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B7)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF7)에는 반송 장치(70g)가 제공된다. 반송 장치(70g)는 기판을 로드록실(B6)로부터 상압 처리 장치(A)에 반송할 수 있다. 또한 상압 처리 장치(A)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B7)에 반출할 수 있다.
트랜스퍼실(TF8)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B7)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B8)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF8)에는 반송 장치(70h)가 제공된다. 반송 장치(70h)는 기판을 로드록실(B7)로부터 진공 처리 장치(V)에 반송할 수 있다. 또한 진공 처리 장치(V)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B8)에 반출할 수 있다.
로드록실(B5, B6, B7, B8)에서는 기판을 핀 위에 설치할 수 있는 스테이지(80e, 80f, 80g, 80h)가 제공된다.
<클러스터(C9) 내지 클러스터(C12)>
도 6은 클러스터(C9) 내지 클러스터(C12)를 설명하는 상면도이다. 클러스터(C9)는 로드록실(B9)을 통하여 클러스터(C10)에 접속된다. 클러스터(C10)는 로드록실(B10)을 통하여 클러스터(C11)에 접속된다. 클러스터(C11)는 로드록실(B11)을 통하여 클러스터(C12)에 접속된다. 클러스터(C12)는 로드록실(B12)을 통하여 클러스터(C13)(도 7 참조)에 접속된다.
클러스터(C9) 내지 클러스터(C12)의 기본적인 구성은 클러스터(C1) 내지 클러스터(C4)와 같고, 클러스터(C9)는 클러스터(C1)에 대응하고, 클러스터(C10)는 클러스터(C2)에 대응하고, 클러스터(C11)는 클러스터(C3)에 대응하고, 클러스터(C12)는 클러스터(C4)에 대응한다. 또한 클러스터(C1)에서의 로드실(LD)은 클러스터(C9)에서는 로드록실(B8)로 대체되어 있다. 또한 클러스터(C12)에서는 클러스터(C4)에서의 진공 처리 장치(V10)가 제공되지 않는다.
또한 로드록실(B9)은 로드록실(B1)에 대응하고, 로드록실(B10)은 로드록실(B2)에 대응하고, 로드록실(B11)은 로드록실(B3)에 대응하고, 로드록실(B12)은 로드록실(B4)에 대응한다.
이하에서는 구성에 대해서만 설명한다. 클러스터 및 로드록실의 자세한 사항에 대해서는 클러스터(C1 내지 C4) 및 로드록실(B1 내지 B4)의 설명을 참조할 수 있다.
클러스터(C9) 및 클러스터(C11)는 상압 처리 장치(A)를 포함한다. 클러스터(C9)는 트랜스퍼실(TF9)과, 주로 상압하에서 공정을 수행하는 상압 처리 장치(A)(상압 처리 장치(A15, A16))를 포함한다. 클러스터(C11)는 트랜스퍼실(TF11)과 상압 처리 장치(A)(상압 처리 장치(A17 내지 A21))를 포함한다.
클러스터(C10) 및 클러스터(C12)는 진공 처리 장치(V)를 포함한다. 클러스터(C10)는 트랜스퍼실(TF10)과 진공 처리 장치(V)(진공 처리 장치(V21 내지 V25))를 포함한다. 클러스터(C12)는 트랜스퍼실(TF12)과 진공 처리 장치(V)(진공 처리 장치(V26 내지 V29))를 포함한다.
트랜스퍼실(TF9)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B8)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B9)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF9)에는 반송 장치(70i)가 제공된다. 반송 장치(70i)는 기판을 로드록실(B8)로부터 상압 처리 장치(A)에 반송할 수 있다. 또한 상압 처리 장치(A)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B9)에 반출할 수 있다.
트랜스퍼실(TF10)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B9)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B10)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF10)에는 반송 장치(70j)가 제공된다. 반송 장치(70j)는 로드록실(B9)에 설치된 기판을 진공 처리 장치(V)에 반송할 수 있다. 또한 진공 처리 장치(V)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B10)에 반출할 수 있다.
또한 트랜스퍼실(TF11)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B10)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B11)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF11)에는 반송 장치(70k)가 제공된다. 반송 장치(70k)는 기판을 로드록실(B10)로부터 상압 처리 장치(A)에 반송할 수 있다. 또한 상압 처리 장치(A)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B11)에 반출할 수 있다.
트랜스퍼실(TF12)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B11)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B12)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF12)에는 반송 장치(70m)가 제공된다. 반송 장치(70m)에 의하여, 기판을 로드록실(B11)로부터 진공 처리 장치(V)에 반송하고 로드록실(B12)에 반출할 수 있다.
로드록실(B9, B10, B11, B12)에서는 기판을 핀 위에 설치할 수 있는 스테이지(80i, 80j, 80k, 80m)가 제공된다.
<클러스터(C13) 내지 클러스터(C16)>
도 7은 클러스터(C13) 내지 클러스터(C16)를 설명하는 상면도이다. 클러스터(C13)는 로드록실(B13)을 통하여 클러스터(C14)에 접속된다. 클러스터(C14)는 로드록실(B14)을 통하여 클러스터(C15)에 접속된다. 클러스터(C15)는 로드록실(B15)을 통하여 클러스터(C16)에 접속된다. 클러스터(C16)는 로드록실(B16)을 통하여 클러스터(C17)(도 8 참조)에 접속된다.
클러스터(C13) 및 클러스터(C15)는 상압 처리 장치(A)를 포함한다. 클러스터(C13)는 트랜스퍼실(TF13)과, 주로 상압하에서 공정을 수행하는 상압 처리 장치(A)(상압 처리 장치(A22 내지 A26))를 포함한다. 클러스터(C15)는 트랜스퍼실(TF15)과, 주로 상압하에서 공정을 수행하는 상압 처리 장치(A)(상압 처리 장치(A27 내지 A31))를 포함한다.
클러스터(C13)에 포함되는 상압 처리 장치(A)에는 클러스터(C3)와 마찬가지로 리소그래피 공정을 수행하기 위한 장치를 적용할 수 있다. 리소그래피 공정을 수행하기 위한 장치에서는 수지의 충전 처리를 수행할 수 있다.
트랜스퍼실(TF13)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B12)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B13)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF13)에는 반송 장치(70n)가 제공된다. 반송 장치(70n)는 기판을 로드록실(B12)로부터 상압 처리 장치(A)에 반송할 수 있다. 또한 상압 처리 장치(A)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B13)에 반출할 수 있다.
클러스터(C15)의 기본적인 구성은 클러스터(C3)와 같다. 트랜스퍼실(TF15)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B14)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B15)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF15)에는 반송 장치(70q)가 제공된다. 반송 장치(70q)는 기판을 로드록실(B14)로부터 상압 처리 장치(A)에 반송할 수 있다. 또한 상압 처리 장치(A)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B15)에 반출할 수 있다.
클러스터(C14) 및 클러스터(C16)는 진공 처리 장치(V)를 포함한다. 클러스터(C14)는 트랜스퍼실(TF14)과 진공 처리 장치(V)(진공 처리 장치(V30 및 V31))를 포함한다. 클러스터(C16)는 트랜스퍼실(TF16)과 진공 처리 장치(V)(진공 처리 장치(V32))를 포함한다.
클러스터(C14)에 포함되는 진공 처리 장치(V)에는, 예를 들어 애싱 장치, 드라이 에칭 장치(애싱 기능을 가짐), ALD 장치, CVD 장치, 스퍼터링 장치 등을 적용할 수 있다.
트랜스퍼실(TF14)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B13)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B14)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF14)에는 반송 장치(70p)가 제공된다. 반송 장치(70p)는 기판을 로드록실(B13)로부터 진공 처리 장치(V)에 반송할 수 있다. 또한 진공 처리 장치(V)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B14)에 반출할 수 있다.
클러스터(C16)에 포함되는 진공 처리 장치(V)에는 예를 들어 드라이 에칭 장치 등을 적용할 수 있다.
트랜스퍼실(TF16)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B15)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B16)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF16)에는 반송 장치(70r)가 제공된다. 반송 장치(70r)는 기판을 로드록실(B15)로부터 진공 처리 장치(V)에 반송할 수 있다. 또한 진공 처리 장치(V)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B16)에 반출할 수 있다.
로드록실(B13 내지 B16)에서는 기판을 핀 위에 설치할 수 있는 스테이지(80n, 80p, 80q, 80r)가 제공된다. 또한 로드록실(B13 내지 B16)에는 진공 펌프(VP) 및 불활성 가스(IG)를 도입하는 밸브가 제공된다. 따라서 로드록실(B13 내지 B16)을 감압 또는 불활성 가스 분위기로 제어할 수 있다.
<클러스터(C17), 클러스터(C18)>
도 8은 클러스터(C17), 클러스터(C18)를 설명하는 상면도이다. 클러스터(C17)는 로드록실(B17)을 통하여 클러스터(C18)에 접속된다.
클러스터(C17)는 상압 처리 장치(A)를 포함한다. 클러스터(C17)는 트랜스퍼실(TF17)과, 주로 상압하에서 공정을 수행하는 상압 처리 장치(A)(상압 처리 장치(A32 및 A33))를 포함한다.
클러스터(C17)에 포함되는 상압 처리 장치(A)에는 에칭 장치 및 베이킹 장치를 적용할 수 있다. 에칭 장치에는 웨트 에칭 장치를 적용할 수 있다. 또한 드라이 에칭 장치를 적용할 수 있지만, 이 경우에는 클러스터(C16)에서 처리를 수행할 수 있기 때문에, 클러스터(C17)를 생략할 수도 있다. 또한 드라이 에칭 장치를 적용하는 경우에는, 기판 측에 대한 바이어스를 낮게 하거나 기판 측에 바이어스를 인가하지 않는 것으로 등방성 에칭 처리를 가능하게 하는 것이 바람직하다.
트랜스퍼실(TF17)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B16)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B17)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF17)에는 반송 장치(70s)가 제공된다. 반송 장치(70s)는 기판을 로드록실(B16)로부터 상압 처리 장치(A)에 반송할 수 있다. 또한 상압 처리 장치(A)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B17)에 반출할 수 있다.
클러스터(C18)는 진공 처리 장치(V)를 포함한다. 클러스터(C18)는 트랜스퍼실(TF18)과, 주로 감압하에서 공정을 수행하는 진공 처리 장치(V)(진공 처리 장치(V33 내지 V35))를 포함한다.
클러스터(C18)에 포함되는 진공 처리 장치(V)에는 예를 들어 증착 장치, 스퍼터링 장치, CVD 장치, ALD 장치 등의 성막 장치 및 대향 기판 접합 장치 등을 적용할 수 있다.
트랜스퍼실(TF18)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B17)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 언로드실(ULD)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF18)에는 반송 장치(71t)가 제공된다. 반송 장치(71t)는 기판을 로드록실(B17)로부터 진공 처리 장치(V)에 반송할 수 있다. 또한 진공 처리 장치(V)에서 꺼낸 기판을 언로드실(ULD)에 반출할 수 있다.
로드록실(B17)에서는 기판을 핀 위에 설치할 수 있는 스테이지(80s)가 제공된다. 또한 로드록실(B17)에는 진공 펌프(VP) 및 불활성 가스(IG)를 도입하는 밸브가 제공된다. 따라서 로드록실(B17)을 감압 또는 불활성 가스 분위기로 제어할 수 있다.
상술한 구성을 갖는 제조 장치를 사용함으로써, 보호막으로 밀봉된 신뢰성이 높은 발광 디바이스를 형성할 수 있다.
예를 들어 클러스터(C1 내지 C4)에서 제 1 색의 광을 방출하는 발광 디바이스를 형성하고, 클러스터(C5 내지 C8)에서 제 2 색의 광을 방출하는 발광 디바이스를 형성하고, 클러스터(C9 내지 C12)에서 제 3 색의 광을 방출하는 발광 디바이스를 형성하고, 클러스터(C13)에서 절연층을 충전하고, 클러스터(C14 내지 C17)에서 불필요한 요소를 제거하고, 클러스터(C18)에서 보호막 등을 형성할 때까지 분위기가 제어된 장치 내에서 공정을 연속적으로 수행할 수 있다. 이들 공정의 자세한 사항에 대해서는 후술한다.
또한 백색의 광을 방출하는 발광 디바이스를 형성하고, 컬러 필터 등의 착색층을 사용하여 제 1 색 내지 제 3 색의 광을 방출하는 발광 디바이스를 형성하는 경우에는, 클러스터(C1, C2, C3, C4, C13, C14, C15, C16, C17, C18)가 순차적으로 접속된 구성을 적용할 수 있다.
<구성예 3>
도 9는 도 3과는 다른 발광 디바이스의 제조 장치를 설명하는 블록도이다. 도 9에 나타낸 제조 장치는 클러스터(C1, C2, C3, C4, C6, C7, C8, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18)를 포함하는 예이고, 도 3에 나타낸 제조 장치에서 클러스터(C5, C9)를 생략한 구성을 갖는다. 클러스터(C1, C2, C3, C4, C6, C7, C8, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18)는 순차적으로 접속되고, 클러스터(C1)에 투입된 기판(60a)은 발광 디바이스가 형성된 기판(60b)으로서 클러스터(C18)에서 꺼낼 수 있다.
도 3에 나타낸 제조 장치에서 클러스터(C5, C9)는 세정 장치 및 베이킹 장치를 포함한다. 세정 공정 전의 공정은 에칭(드라이 에칭) 공정이다. 상기 공정에서의 잔류 가스 성분, 잔류물, 퇴적물 등이 나중에 수행될 공정에 악영향을 미치지 않는 경우에는 세정 공정을 생략할 수 있다. 또한 세정 공정을 생략한 경우, 기판의 잔류 수분 등을 고려할 필요가 없기 때문에 베이킹 공정도 생략할 수 있다. 따라서 경우에 따라서는 도 3에 나타낸 제조 장치에서 클러스터(C5, C9)를 생략한 도 9의 구성을 적용하여도 좋다. 클러스터(C5, C9)를 생략하면 전체적인 클러스터의 개수 및 로드록실의 개수를 줄일 수 있다.
<클러스터(C1) 내지 클러스터(C4)>
클러스터(C1) 내지 클러스터(C4)에는 도 4에 나타낸 구성을 적용할 수 있다. 다만 로드록실(B4)은 클러스터(C6)에 접속된다.
<클러스터(C6, C7, C8, C10)>
도 10은 클러스터(C6, C7, C8, C10)를 설명하는 상면도이다. 클러스터(C6)는 로드록실(B6)을 통하여 클러스터(C7)에 접속된다. 클러스터(C7)는 로드록실(B7)을 통하여 클러스터(C8)에 접속된다. 클러스터(C8)는 로드록실(B9)을 통하여 클러스터(C10)에 접속된다. 클러스터(C10)는 로드록실(B10)을 통하여 클러스터(C11)(도 11 참조)에 접속된다.
이하에서는 클러스터들 간의 접속 구성에 대하여 설명한다. 클러스터 및 로드록실의 자세한 사항에 대해서는 앞의 클러스터(C6, C7, C8, C10) 및 로드록실(B4, B6, B7, B9, B10)의 설명을 참조할 수 있다.
클러스터(C6)에 포함되는 트랜스퍼실(TF6)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B4)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B6)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF6)에는 반송 장치(70f)가 제공된다. 반송 장치(70f)는 로드록실(B4)에 설치된 기판을 진공 처리 장치(V)에 반송할 수 있다. 또한 진공 처리 장치(V)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B6)에 반출할 수 있다.
클러스터(C7)에 포함되는 트랜스퍼실(TF7)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B6)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B7)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF7)에는 반송 장치(70g)가 제공된다. 반송 장치(70g)는 기판을 로드록실(B6)로부터 상압 처리 장치(A)에 반송할 수 있다. 또한 상압 처리 장치(A)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B7)에 반출할 수 있다.
클러스터(C8)에 포함되는 트랜스퍼실(TF8)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B7)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B9)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF8)에는 반송 장치(70h)가 제공된다. 반송 장치(70h)는 기판을 로드록실(B7)로부터 진공 처리 장치(V)에 반송할 수 있다. 또한 진공 처리 장치(V)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B9)에 반출할 수 있다.
클러스터(C10)에 포함되는 트랜스퍼실(TF10)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B9)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B10)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF10)에는 반송 장치(70j)가 제공된다. 반송 장치(70j)는 로드록실(B9)에 설치된 기판을 진공 처리 장치(V)에 반송할 수 있다. 또한 진공 처리 장치(V)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B10)에 반출할 수 있다.
<클러스터(C11, C12, C13, C14)>
도 11은 클러스터(C11, C12, C13, C14)를 설명하는 상면도이다. 클러스터(C11)는 로드록실(B11)을 통하여 클러스터(C12)에 접속된다. 클러스터(C12)는 로드록실(B12)을 통하여 클러스터(C13)에 접속된다. 클러스터(C13)는 로드록실(B13)을 통하여 클러스터(C14)에 접속된다.
이하에서는 클러스터들 간의 접속 구성에 대하여 설명한다. 클러스터 및 로드록실의 자세한 사항에 대해서는 앞의 클러스터(C11, C12, C13, C14) 및 로드록실(B11, B12, B13)의 설명을 참조할 수 있다.
클러스터(C11)에 포함되는 트랜스퍼실(TF11)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B10)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B11)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF11)에는 반송 장치(70k)가 제공된다. 반송 장치(70k)는 기판을 로드록실(B10)로부터 상압 처리 장치(A)에 반송할 수 있다. 또한 상압 처리 장치(A)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B11)에 반출할 수 있다.
클러스터(C12)에 포함되는 트랜스퍼실(TF12)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B11)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B12)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF12)에는 반송 장치(70m)가 제공된다. 반송 장치(70m)는 기판을 로드록실(B11)로부터 진공 처리 장치(V)에 반송할 수 있다. 또한 진공 처리 장치(V)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B12)에 반출할 수 있다.
클러스터(C13)에 포함되는 트랜스퍼실(TF13)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B12)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B13)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF13)에는 반송 장치(70n)가 제공된다. 반송 장치(70n)는 기판을 로드록실(B12)로부터 상압 처리 장치(A)에 반송할 수 있다. 또한 상압 처리 장치(A)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B13)에 반출할 수 있다.
클러스터(C14)에 포함되는 트랜스퍼실(TF14)은 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B13)에 접속된다. 또한 다른 게이트 밸브를 통하여 로드록실(B14)에 접속된다. 트랜스퍼실(TF13)에는 반송 장치(70p)가 제공된다. 반송 장치(70p)는 기판을 로드록실(B13)로부터 진공 처리 장치(V)에 반송할 수 있다. 또한 진공 처리 장치(V)에서 꺼낸 기판을 로드록실(B14)에 반출할 수 있다.
<클러스터(C15) 내지 클러스터(C18)>
클러스터(C15) 내지 클러스터(C18)에는 도 7 및 도 8에 나타낸 구성을 적용할 수 있다.
<구성예 4>
구성예 1 내지 구성예 3에서는 각 클러스터가 로드록실을 통하여 접속된 인라인형 제조 장치의 예를 제시하였지만, 각 클러스터가 독립적으로 로드실(LD) 및 언로드실(ULD)을 포함하는 구성을 적용하여도 좋다.
이러한 구성에서는, 피가공물을 대기에 노출시키지 않도록, 분위기가 관리된 용기에 피가공물을 밀봉하고, 상기 용기를 클러스터들 간에서 이동시키면 좋다.
도 12는 클러스터(C1, C2, C3, C4)가 각각 독립형인 예를 나타낸 도면이고, 각 클러스터에는 로드실(LD) 및 언로드실(ULD)이 제공되어 있다. 피가공물은 카세트(CT)에 수납되고, 분위기가 제어된 반송 용기(BX)에 카세트(CT)를 넣고 각 클러스터 간을 이동시킨다.
도 13의 (A)는 클러스터(C2)에서의 카세트(CT)의 반출에 대하여 설명하는 도면이다. 또한 도면에서는 명료화를 위하여 게이트 밸브는 나타내지 않았으며, 언로드실(ULD)의 체임버 벽은 투과되어 있다.
먼저, 언로드실(ULD)에 설치된 카세트(CT)에 모든 피가공물이 수납된 상태에서 언로드실(ULD)의 분위기를 불활성 가스 분위기로 치환한다. 또한 반송차(VE) 위에 제공된 반송 용기(BX) 내부를 불활성 가스 분위기로 치환한다. 이때 언로드실(ULD) 및 반송 용기(BX)는 대기가 유입되지 않도록 양압 상태로 하는 것이 바람직하다. 또한 반송 용기(BX)는 대기가 유입되지 않는 구성을 가지면 좋고, 반송 용기(BX)를 진공 배기하여 음압 상태로 하여도 좋다.
다음으로, 언로드실(ULD)의 반출구와 반송 용기(BX)의 반출입구를 결합하고, 이송 장치(200)에 의하여 언로드실(ULD)로부터 반송 용기(BX)에 카세트(CT)를 옮긴다. 그리고 반송 용기(BX)의 반출입구를 닫고 반송 용기(BX) 내부를 불활성 가스 분위기를 유지한 상태로 하고, 반송차(VE)에 의하여 클러스터(C2)로 이동시킨다.
도 13의 (B)는 클러스터(C3)에서의 카세트(CT)의 반입에 대하여 설명하는 도면이다. 또한 도면에서는 명료화를 위하여 반송 용기(BX)의 벽은 투과되어 있다.
먼저, 로드실(LD)의 분위기를 불활성 가스 분위기로 치환한다. 다음으로, 로드실(LD)의 반입구와 반송 용기(BX)의 반출입구를 결합하고, 이송 장치(209)에 의하여 반송 용기(BX)로부터 로드실(LD)에 카세트(CT)를 옮긴다. 그리고 로드실(UL)의 반입구를 닫고 클러스터(C2)에서의 처리를 시작한다.
도 13의 (C)는 반송 용기(BX) 및 반송차(VE)에 대하여 설명하는 도면이다. 반송차(VE)는 컨트롤러(201), 동력원(202), 배터리(203), 불활성 가스가 충전된 가스 용기(205) 등을 포함한다. 동력원(202)은 배터리(203)와 차륜(204)을 접속시킨다. 반송차(VE)는 컨트롤러(201)를 제어함으로써 수동 또는 자동으로 이동시킬 수 있다.
반송 용기(BX)는 가스의 도입구(210) 및 배출구(211)를 포함하고, 도입구(210)는 밸브(206)를 통하여 가스 용기(205)에 접속된다. 배출구(211)는 밸브(207)에 접속된다. 밸브(206) 및 밸브(207) 중 한쪽 또는 양쪽은 컨덕턴스 밸브(conductance valve)이고, 반송 용기(BX) 내부를 불활성 가스를 사용하여 양압으로 제어할 수 있다. 불활성 가스로서는 질소 또는 아르곤 등을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 반송 용기(BX)는 반출입구(208) 및 이송 장치(209)를 포함한다. 반출입구(208)의 형태는 한정되지 않고, 예를 들어 도어 형태, 셔터 형태 등으로 할 수 있다.
이송 장치(209)는 카세트(CT)를 옮길 수 있다. 또한 도 12의 (A), (B)의 설명에서는 반송 용기(BX)로의 반출에 언로드실(ULD)에 포함되는 이송 장치(200)를 사용하고, 로드실(LD)로의 반입에 반송 용기(BX)에 포함되는 이송 장치(209)를 사용하였지만, 이들 동작을 수행하는 데 있어서는 이송 장치(200) 및 이송 장치(209) 중 어느 쪽이든 사용할 수 있다. 또한 이송 장치(200) 및 이송 장치(209) 중 한쪽이 제공되지 않아도 된다.
또한 앞에서는 클러스터(C1 내지 C4)에 대하여 예시하였지만, 각 클러스터가 독립형인 구성은 클러스터(C5 내지 C18)에도 적용할 수 있다. 또한 구성예 4는 구성예 1 내지 구성예 3의 일부와 조합할 수도 있다.
<성막 장치의 구성>
도 14의 (A)는 피성막면을 아래 방향으로 하여 기판을 설치하는 진공 처리 장치(V)(페이스 다운형 성막 장치)를 설명하는 도면이고, 여기서는 성막 장치(30)를 예시하였다. 또한 도면의 명료화를 위하여 도면에서는 체임버 벽은 투과되어 있으며, 게이트 밸브는 나타내지 않았다.
성막 장치(30)는 성막 재료 공급부(31), 마스크 유닛(32), 및 기판(60)을 설치하기 위한 스테이지(50)를 포함한다. 성막 재료 공급부(31)는 예를 들어 성막 장치(30)가 증착 장치인 경우에 증착원이 설치되는 부분이다. 또한 성막 장치(30)가 스퍼터링 장치인 경우에는 타깃(캐소드)이 설치되는 부분이다.
도 14의 (B)는 스테이지(50)의 자세한 사항을 나타낸 분해도이다. 스테이지(50)는 실린더 유닛(33), 전자석 유닛(34), 및 정전 흡착 유닛(35)이 이 순서대로 중첩된 구성을 갖는다. 실린더 유닛(33)은 복수의 실린더(40)를 포함한다. 실린더(40)는 푸셔 핀(41)에 접속되는 실린더 로드를 상하로 움직이는 기능을 갖는다.
푸셔 핀(41)은 전자석 유닛(34) 및 정전 흡착 유닛(35)에 제공된 관통 구멍(42)에 삽입된다. 실린더(40)의 동작에 따라 푸셔 핀(41)의 끝부분은 기판(60)과 접하여 기판(60)을 상하로 움직일 수 있다. 도 14의 (A)에는 상승시킨 푸셔 핀(41)에 기판(60)을 배치한 상태를 나타내었다.
또한 도 14의 (B)에서는 하나의 실린더(40)에 하나의 푸셔 핀(41)이 접속되어 있지만, 하나의 실린더(40)에 복수의 푸셔 핀(41)이 접속되어도 좋다. 또한 푸셔 핀(41)의 개수 및 위치는 반송 장치의 핸드부에 간섭하지 않도록 적절히 결정하면 좋다.
전자석 유닛(34)은 전류가 통함으로써 자력을 발생시킬 수 있고, 후술하는 마스크 지그를 기판(60)에 밀착시키는 기능을 갖는다. 또한 마스크 지그는 스테인리스 등의 강자성을 갖는 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
정전 흡착 유닛(35)은 정전 흡착 유닛(35)의 내부 전극으로부터 기판(60)에 전압을 인가하여 정전 흡착 유닛(35) 내의 전하와 기판(60) 내의 전하가 서로 끌어당김으로써 흡착을 일으키는 기능을 갖는다. 따라서 진공 흡착 기구와는 달리 진공하에서도 기판을 흡착할 수 있다. 또한 정전 흡착 유닛은 유전체 세라믹 등으로 형성하고, 강자성체가 포함되지 않는 것이 바람직하다.
스테이지(50)의 제 1 단부면 및 제 1 단부면과 대향하는 제 2 단부면에는 모터 등의 회전 기구(36)가 접속되어 있어, 스테이지(50)를 상하 반전시킬 수 있다. 여기서, 스테이지(50)와 회전 기구(36)의 조합을 기판 반전 장치라고 부를 수 있다.
또한 도 14의 (C)에 나타낸 바와 같이, 마스크 유닛(32)에는 마스크 유닛(32)의 제 1 단부면 및 제 1 단부면과 대향하는 제 2 단부면에 접속되는 승강 기구(37)가 제공된다. 마스크 유닛(32)은 마스크 지그 및 조정 기구를 포함하고, 기판(60)에 대하여 마스크 지그를 조정하여 밀착시킬 수 있다.
다음으로, 도 15의 (A) 내지 도 16의 (B)를 사용하여 성막 장치(30)에 대한 기판의 반입부터 성막까지의 공정에 대하여 설명한다. 또한 명료화를 위하여 도 15의 (A) 내지 도 16의 (B)에는 체임버 벽 및 게이트 밸브 등은 나타내지 않았다.
먼저, 스테이지(50)의 정전 흡착 유닛(35)이 상면이 되도록 하고, 반송 장치(70)의 핸드부 위에 배치한 기판(60)을 정전 흡착 유닛(35) 위로 이동시킨다. 그리고 푸셔 핀(41)으로 기판(60)을 상승시킨다. 또는 반송 장치(70)의 핸드부를 하강시켜, 상승시킨 푸셔 핀(41) 위에 기판(60)을 배치한다(도 15의 (A) 참조).
다음으로, 푸셔 핀(41)을 하강시켜 정전 흡착 유닛(35) 위에 기판(60)을 배치하고, 정전 흡착 유닛(35)을 동작시켜 기판(60)을 흡착시킨다(도 15의 (B) 참조).
다음으로, 회전 기구(36)로 스테이지(50)를 회전시켜 기판(60)을 상하 반전시킨다(도 15의 (C), 도 16의 (A) 참조).
다음으로, 승강 기구(37)로 마스크 유닛(32)을 상승시키고, 마스크 지그를 조정하여 기판(60)에 접촉시킨다. 그리고 전자석 유닛(34)에 전류를 통하여 마스크 지그를 기판(60)에 밀착시킨다(도 16의 (B) 참조).
마스크 유닛(32)에 포함되는 마스크 지그(39)를 도 16의 (C)에 나타내었다. 기판(60)의 표면에는 회로 등이 미리 제공되어 있고, 불필요한 영역에 대하여 성막이 수행되지 않도록 기판(60)과 마스크 지그(39)를 밀착시킨다. 마스크 유닛(32)은 카메라(45)를 포함한 조정 기구를 갖고, 기판(60)에서 성막이 수행될 부분과 마스크 지그(39)의 개구부 사이의 위치를 조정(X, Y, θ 방향)할 수 있다.
도 16의 (B)에 나타낸 상태로 성막 공정을 수행한 후, 상기와 반대의 순서로 동작을 수행함으로써, 기판을 꺼낼 수 있다.
기판 반전 장치는 기판을 상하 반전시킬 필요가 있는 성막 장치(페이스 다운형 성막 장치)에만 제공하면 좋다. 따라서 기판 반송 장치 또는 로드록실 내에 기판 반전 기구를 제공할 필요가 없어, 장치 전체의 비용을 절감할 수 있다. 특히 본 발명의 일 형태의 제조 장치와 같이 페이스 다운형 장치(성막 장치)와 페이스 업형 장치(성막 장치, 리소그래피 장치 등)를 모두 포함하는 제조 장치에 유용하다.
도 17의 (A) 내지 (F)는 진공 처리 장치(V)에 적용할 수 있는 성막 장치의 구성예를 나타낸 것이다. 도 17의 (A)에는 진공 증착 장치를 나타내었으며, 기판(60)이 설치되는 기판 홀더(51), 도가니 등의 증착원(52), 셔터(53)를 포함한다. 또한 배기구(54)는 진공 펌프에 접속된다. 감압하에서 증착원을 가열하여 성막 재료를 증발 또는 승화시키는 상태로 하고 셔터를 엶음으로써 성막을 수행할 수 있다.
도 17의 (B)에는 스퍼터링 장치를 나타내었으며, 기판(60)이 설치되는 상부 전극(58), 타깃(57)이 설치되는 하부 전극(56), 셔터(53)를 포함한다. 또한 가스의 도입구(55)는 스퍼터링 가스의 공급원에 접속되고, 배기구(54)는 진공 펌프에 접속된다. 예를 들어 비활성 기체 등을 포함한 감압하에서 상부 전극(58)과 하부 전극(56) 사이에 DC 전력 또는 RF 전력 등을 인가함으로써 스퍼터링 현상이 일어나고, 셔터를 열음으로써 기판(60)의 표면에 타깃(57)의 재료를 성막할 수 있다.
도 17의 (C)에는 플라스마 CVD 장치를 나타내었으며, 가스의 도입구(55) 및 샤워 판(59)을 포함한 상부 전극(58), 기판(60)이 설치되는 하부 전극(56)을 포함한다. 가스의 도입구(55)는 원료 가스의 공급원에 접속되고, 배기구(54)는 진공 펌프에 접속된다. 감압하에서 원료 가스를 도입하고 상부 전극(58)과 하부 전극(56) 사이에 고주파 전력 등을 인가함으로써, 원료 가스를 분해하고 기판(60)의 표면에 목적의 재료를 성막할 수 있다.
도 17의 (D)에는 드라이 에칭 장치를 나타내었으며, 상부 전극(58), 기판(60)이 설치되는 하부 전극을 포함한다. 또한 가스의 도입구(55)는 에칭 가스의 공급원에 접속되고, 배기구(54)는 진공 펌프에 접속된다. 감압하에서 에칭 가스를 도입하고 상부 전극(58)과 하부 전극(56) 사이에 고주파 전력 등을 인가함으로써, 에칭 가스를 활성화시키고 기판(60) 위에 형성된 무기막 또는 유기막을 에칭할 수 있다. 또한 애싱 장치 및 플라스마 처리 장치도 같은 구성을 가질 수 있다.
도 17의 (E)에는 대기실을 나타내었으며, 복수의 기판(60)이 수납되는 기판 홀더(62)를 포함한다. 배기구(54)는 진공 펌프에 접속되고, 기판(60)은 감압하에서 대기한다. 기판 홀더(62)에 수납될 수 있는 기판(60)의 개수는 전후의 공정 시간을 고려하여 적절히 결정하면 좋다.
도 17의 (F)에는 일괄 처리 방식의 구성을 갖는 ALD 장치를 나타내었다. ALD 장치는 히터(61)를 포함하고, 가스의 도입구(55)는 전구체 등의 공급원에 접속되고, 배기구(54)는 진공 펌프에 접속된다. 기판 홀더(63)는 복수의 기판(60)을 수납하고, 히터(61) 위에 설치된다. 감압하에서 가스의 도입구(55)로부터 전구체 또는 산화제 등을 교대로 도입함으로써, 기판(60) 위에서는 원자층 단위로 성막이 반복적으로 수행된다. 또한 매엽식의 구성을 갖는 경우에는 기판 홀더(62)를 사용하지 않으면 좋다. 또한 열 CVD 장치도 같은 구성을 가질 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태에 기재되는 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스의 제조 장치를 사용하여 제작할 수 있는 유기 EL 소자의 구체적인 예에 대하여 설명한다.
또한 본 명세서 등에서, 메탈 마스크 또는 FMM(파인 메탈 마스크, 고정세 메탈 마스크)을 사용하여 제작되는 디바이스를 MM(메탈 마스크) 구조의 디바이스라고 부르는 경우가 있다. 또한 본 명세서 등에서, 메탈 마스크 또는 FMM을 사용하지 않고 제작되는 디바이스를 MML(메탈 마스크리스) 구조의 디바이스라고 부르는 경우가 있다.
또한 본 명세서 등에서, 각 색의 발광 디바이스(여기서는 청색(B), 녹색(G), 및 적색(R))의 발광층을 구분 형성하거나 개별 도포하는 구조를 SBS(Side By Side) 구조라고 부르는 경우가 있다. 또한 본 명세서 등에서, 백색의 광을 방출할 수 있는 발광 디바이스를 백색 발광 디바이스라고 부르는 경우가 있다. 또한 백색 발광 디바이스와 착색층(예를 들어 컬러 필터)을 조합함으로써, 풀 컬러 표시의 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한 발광 디바이스는 싱글 구조와 탠덤 구조로 크게 나눌 수 있다. 싱글 구조의 디바이스는 한 쌍의 전극 사이에 하나의 발광 유닛을 포함하고, 상기 발광 유닛은 하나 이상의 발광층을 포함하는 것이 바람직하다. 백색 발광을 얻기 위해서는, 보색의 광을 방출하도록 2개의 발광층을 각각 선택하면 좋다. 예를 들어 제 1 발광층의 발광색과 제 2 발광층의 발광색을 보색으로 함으로써, 발광 디바이스 전체로서 백색의 광을 방출하는 구성을 얻을 수 있다. 또한 3개 이상의 발광층을 포함한 발광 디바이스의 경우도 마찬가지이다.
탠덤 구조의 디바이스는 한 쌍의 전극과, 이 한 쌍의 전극 사이의 2개 이상의 복수의 발광 유닛을 포함하고, 각 발광 유닛은 하나 이상의 발광층을 포함하는 것이 바람직하다. 백색 발광을 얻기 위해서는, 복수의 발광 유닛의 발광층으로부터의 광을 조합하여 백색 발광이 얻어지는 구성으로 하면 좋다. 또한 백색 발광이 얻어지는 구성은 싱글 구조의 구성과 같다. 또한 탠덤 구조의 디바이스에서, 복수의 발광 유닛들 사이에는 전하 발생층 등의 중간층을 제공하는 것이 바람직하다.
또한 상술한 백색 발광 디바이스(싱글 구조 또는 탠덤 구조)와 SBS 구조의 발광 디바이스를 비교한 경우, SBS 구조의 발광 디바이스는 백색 발광 디바이스보다 소비 전력을 낮게 할 수 있다. 소비 전력을 낮게 억제하려고 하는 경우에는, SBS 구조의 발광 디바이스를 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 백색 발광 디바이스는 제조 공정이 SBS 구조의 발광 디바이스보다 간단하기 때문에, 제조 비용을 낮게 하거나 제조 수율을 높일 수 있어 바람직하다.
또한 탠덤 구조의 디바이스는 같은 색의 광을 방출하는 발광층을 포함하는 구성(BB, GG, RR 등)을 가져도 좋다. 복수의 층으로부터 광을 방출하는 탠덤 구조는 발광에 높은 전압을 필요로 하지만, 싱글 구조와 같은 발광 강도를 얻기 위한 전류값은 작아진다. 따라서 탠덤 구조에서는 발광 유닛당 전류 스트레스를 저감할 수 있고, 소자 수명을 연장할 수도 있다.
<구성예>
도 18은 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스의 제조 장치를 사용하여 제작되는 표시 장치(100)의 상면 개략도이다. 표시 장치(100)는 적색을 나타내는 발광 디바이스(110R), 녹색을 나타내는 발광 디바이스(110G), 및 청색을 나타내는 발광 디바이스(110B)를 각각 복수로 포함한다. 도 18에서는, 각 발광 디바이스를 쉽게 구별하기 위하여, 각 발광 디바이스의 발광 영역 내에 R, G, B의 부호를 붙였다.
발광 디바이스(110R), 발광 디바이스(110G), 및 발광 디바이스(110B)는 각각 매트릭스로 배열되어 있다. 도 18에는, 동일한 색의 발광 디바이스가 한 방향으로 배열되는, 소위 스트라이프 배열을 나타내었다. 또한 발광 디바이스의 배열 방법은 이에 한정되지 않고, 델타 배열, 지그재그 배열 등의 배열 방법을 적용하여도 좋고, 펜타일 배열 또는 이들 이외의 배열을 사용할 수도 있다.
발광 디바이스(110R), 발광 디바이스(110G), 및 발광 디바이스(110B)로서는 OLED(Organic Light Emitting Diode) 또는 QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode) 등의 EL 소자를 사용하는 것이 바람직하다. EL 소자에 포함되는 발광 물질로서는, 형광을 방출하는 물질(형광 재료), 인광을 방출하는 물질(인광 재료), 무기 화합물(퀀텀닷(quantum dot) 재료 등), 열 활성화 지연 형광을 나타내는 물질(열 활성화 지연 형광(TADF: Thermally activated delayed fluorescence) 재료) 등을 들 수 있다.
도 19의 (A)는 도 18에서의 일점쇄선 A1-A2를 따라 취한 단면 개략도이다.
도 19의 (A)에는 발광 디바이스(110R), 발광 디바이스(110G), 및 발광 디바이스(110B)의 단면을 나타내었다. 발광 디바이스(110R), 발광 디바이스(110G), 및 발광 디바이스(110B)는 각각 화소 회로 위에 제공되고, 화소 전극(111) 및 공통 전극(113)을 포함한다.
발광 디바이스(110R)는 화소 전극(111)과 공통 전극(113) 사이에 EL층(112R)을 포함한다. EL층(112R)은 적어도 적색의 파장 영역에 피크를 갖는 광을 방출하는 발광성 유기 화합물을 포함한다. 발광 디바이스(110G)에 포함되는 EL층(112G)은 적어도 녹색의 파장 영역에 피크를 갖는 광을 방출하는 발광성 유기 화합물을 포함한다. 발광 디바이스(110B)에 포함되는 EL층(112B)은 적어도 청색의 파장 영역에 피크를 갖는 광을 방출하는 발광성 유기 화합물을 포함한다. 또한 EL층(112R), EL층(112G), 및 EL층(112B)이 서로 다른 색의 광을 방출하는 구조를 SBS 구조라고 불러도 좋다.
EL층(112R), EL층(112G), 및 EL층(112B)은 각각 발광성 유기 화합물을 포함한 층(발광층)에 더하여, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 주입층, 및 정공 수송층 중 하나 이상을 포함하여도 좋다.
화소 전극(111)은 발광 디바이스마다 제공되어 있다. 또한 공통 전극(113)은 각 발광 디바이스에서 공유되는 하나의 연속적인 층으로서 제공되어 있다. 화소 전극(111) 및 공통 전극(113) 중 어느 한쪽에 가시광에 대하여 투과성을 갖는 도전막을 사용하고, 다른 쪽에 가시광에 대하여 반사성을 갖는 도전막을 사용한다. 화소 전극(111)에 광 투과성을 부여하고, 공통 전극(113)에 반사성을 부여함으로써, 하면 방출형(보텀 이미션(bottom-emission)형)의 표시 장치로 할 수 있고, 반대로 화소 전극(111)에 반사성을 부여하고, 공통 전극(113)에 광 투과성을 부여함으로써, 상면 방출형(톱 이미션(top-emission)형)의 표시 장치로 할 수 있다. 또한 화소 전극(111)과 공통 전극(113)의 양쪽에 광 투과성을 부여함으로써, 양면 방출형(듀얼 이미션(dual-emission)형)의 표시 장치로 할 수도 있다. 본 실시형태에서는, 상면 방출형(톱 이미션형)의 표시 장치를 제작하는 예에 대하여 설명한다.
EL층(112R), EL층(112G), 및 EL층(112B)은 각각 화소 전극(111)의 상면과 접하는 영역을 갖는다.
도 19의 (A)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 색의 발광 디바이스 사이에서 2개의 EL층 사이에 간격이 제공되어 있다. 이와 같이, EL층(112R), EL층(112G), 및 EL층(112B)은 서로 접하지 않도록 제공되는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 인접한 2개의 EL층을 통하여 전류가 흘러 의도하지 않은 발광이 발생하는 것을 적합하게 방지할 수 있다. 그러므로 콘트라스트를 높일 수 있어, 표시 품질이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한 공통 전극(113) 위에는 발광 디바이스(110R), 발광 디바이스(110G), 및 발광 디바이스(110B)를 덮어 보호층(121)이 제공되어 있다. 보호층(121)은 위쪽으로부터 각 발광 디바이스로 불순물이 확산되는 것을 방지하는 기능을 갖는다. 또는 보호층(121)은 각 발광 디바이스에 들어갈 수 있는 불순물(대표적으로는 물 및 수소 등의 불순물)을 포획(게터링이라고도 함)하는 기능을 갖는다.
보호층(121)은 예를 들어 적어도 무기 절연막을 포함하는 단층 구조 또는 적층 구조를 가질 수 있다. 무기 절연막으로서는, 예를 들어 산화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 질화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 산화질화 알루미늄막, 산화 하프늄막 등의 산화물막 또는 질화물막이 있다. 또는 보호층(121)에 인듐 갈륨 산화물, 인듐 갈륨 아연 산화물 등의 반도체 재료를 사용하여도 좋다.
화소 전극(111)은 트랜지스터(116)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(116)로서는 예를 들어 채널 형성 영역에 금속 산화물을 포함한 트랜지스터(이하, OS 트랜지스터)를 사용할 수 있다. OS 트랜지스터는 비정질 실리콘보다 이동도가 높고, 전기 특성이 우수하다. 또한 OS 트랜지스터에서는 다결정 실리콘을 사용한 제조 공정에서 필요한 결정화 공정이 불필요하고, 배선 공정 등에서 OS 트랜지스터를 형성할 수 있다. 따라서 기판(60)에 형성된 채널 형성 영역에 실리콘을 포함한 트랜지스터(115)(이하, Si 트랜지스터) 위에 OS 트랜지스터를 접합 공정 등을 사용하지 않고 형성할 수 있다.
여기서, 트랜지스터(116)는 화소 회로를 구성한다. 또한 트랜지스터(115)는 화소 회로의 구동 회로 등을 구성한다. 즉 구동 회로 위에 화소 회로를 형성할 수 있기 때문에, 슬림 베젤의 표시 장치를 형성할 수 있다.
OS 트랜지스터에 사용하는 반도체 재료로서는 에너지 갭이 2eV 이상, 바람직하게는 2.5eV 이상, 더 바람직하게는 3eV 이상인 금속 산화물을 사용할 수 있다.
OS 트랜지스터는 반도체층의 에너지 갭이 크기 때문에, 오프 전류가 수yA/μm(채널 폭 1μm당 전류값)로 매우 낮다. 실온하에서의 채널 폭 1μm당 OS 트랜지스터의 오프 전류값은 1aA(1×10-18A) 이하, 1zA(1×10-21A) 이하, 또는 1yA(1×10-24A) 이하로 할 수 있다. 또한 실온하에서의 채널 폭 1μm당 Si 트랜지스터의 오프 전류값은 1fA(1×10-15A) 이상 1pA(1×10-12A) 이하이다. 따라서 OS 트랜지스터의 오프 전류는 Si 트랜지스터의 오프 전류보다 10자릿수 정도 낮다고 할 수도 있다.
또한 OS 트랜지스터는 충격 이온화, 애벌란시(avalanche) 항복, 및 단채널 효과 등이 발생하지 않는다는 등 Si 트랜지스터와는 다른 특징을 갖기 때문에, 내압이 높고 신뢰성이 높은 회로를 형성할 수 있다. 또한 Si 트랜지스터에서 일어나는 결정성의 불균일로 인한 전기 특성의 편차도 OS 트랜지스터에서는 일어나기 어렵다.
OS 트랜지스터에 포함되는 반도체층은 예를 들어 인듐, 아연, 및 M(알루미늄, 타이타늄, 갈륨, 저마늄, 이트륨, 지르코늄, 란타넘, 세륨, 주석, 네오디뮴, 및 하프늄 등의 금속 중 하나 또는 복수)을 포함하는 In-M-Zn계 산화물로 표기되는 막으로 할 수 있다. In-M-Zn계 산화물은 대표적으로 스퍼터링법에 의하여 형성할 수 있다. 또는 ALD(Atomic layer deposition)법에 의하여 형성하여도 좋다.
예를 들어 In-M-Zn계 산화물로서는 인듐(In), 갈륨(Ga), 및 아연(Zn)을 포함하는 산화물(IGZO)을 사용할 수 있다. 또는 인듐(In), 알루미늄(Al), 및 아연(Zn)을 포함하는 산화물(IAZO)을 사용하여도 좋다. 또는 인듐(In), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 및 아연(Zn)을 포함하는 산화물(IAGZO)을 사용하여도 좋다.
스퍼터링법에 의하여 In-M-Zn계 산화물을 형성하는 데 사용하는 스퍼터링 타깃의 금속 원소의 원자수비는 In?M, Zn≥M을 만족하는 것이 바람직하다. 이러한 스퍼터링 타깃의 금속 원소는 원자수비가 In:M:Zn=1:1:1, In:M:Zn=1:1:1.2, In:M:Zn=1:3:2, In:M:Zn=3:1:2, In:M:Zn=4:2:3, In:M:Zn=4:2:4.1, In:M:Zn=5:1:6, In:M:Zn=5:1:7, In:M:Zn=5:1:8 등이거나 이들 근방의 조성을 갖는 것이 바람직하다. 또한 성막되는 반도체층의 원자수비는 각각 상기 스퍼터링 타깃에 포함되는 금속 원소의 원자수비의 ±40%%의 변동을 포함한다.
반도체층에는 캐리어 밀도가 낮은 산화물 반도체를 사용한다. 예를 들어 반도체층에는 캐리어 밀도가 1×1017/cm3 이하, 바람직하게는 1×1015/cm3 이하, 더 바람직하게는 1×1013/cm3 이하, 더 바람직하게는 1×1011/cm3 이하, 더 바람직하게는 1×1010/cm3 미만이고 1×10-9/cm3 이상인 산화물 반도체를 사용할 수 있다. 이러한 산화물 반도체를 고순도 진성 또는 실질적으로 고순도 진성의 산화물 반도체라고 한다. 상기 산화물 반도체는 결함 준위 밀도가 낮고, 안정된 특성을 갖는 산화물 반도체라고 할 수 있다.
또한 이들에 한정되지 않고, 필요로 하는 트랜지스터의 반도체 특성 및 전기 특성(전계 효과 이동도, 문턱 전압 등)에 따라 적절한 조성을 갖는 재료를 사용하면 좋다. 또한 필요로 하는 트랜지스터의 반도체 특성을 얻기 위하여, 반도체층의 캐리어 밀도, 불순물 농도, 결함 밀도, 금속 원소와 산소의 원자수비, 원자 간 거리, 및 밀도 등을 적절하게 하는 것이 바람직하다.
또한 도 19의 (A)에 나타낸 표시 장치는 OS 트랜지스터와, MML(메탈 마스크리스) 구조의 발광 디바이스를 포함한다. 상기 구성으로 함으로써, 트랜지스터에 흐를 수 있는 누설 전류 및 인접한 발광 소자 사이에 흐를 수 있는 누설 전류(가로 누설 전류, 사이드 누설 전류 등이라고도 함)를 매우 낮게 할 수 있다. 또한 상기 구성으로 하면, 표시 장치에 화상을 표시한 경우에 관찰자가 화상의 선명함, 화상의 날카로움, 및 높은 콘트라스트비 중 어느 하나 또는 복수를 느낄 수 있다. 또한 트랜지스터에 흐를 수 있는 누설 전류 및 발광 소자 사이의 가로 누설 전류가 매우 낮은 구성으로 함으로써, 흑색 표시 시에 발생할 수 있는 광 누설 등이 최대한 억제된 표시(깊은 흑색 표시라고도 함)로 할 수 있다.
도 19의 (A)에는 R, G, B의 발광 소자의 발광층이 서로 다른 구성예를 나타내었지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 도 19의 (B)에 나타낸 바와 같이, 백색의 광을 방출하는 EL층(112W)을 제공하고, EL층(112W)과 중첩하도록 착색층(114R(적색), 114G(녹색), 114B(청색))을 제공함으로써 발광 디바이스(110R, 110G, 110B)를 형성하는 컬러화 방식을 사용하여도 좋다.
EL층(112W)은 예를 들어 R, G, B 각각의 광을 방출하는 EL층이 직렬로 접속된 탠덤 구조를 가질 수 있다. 또는 R, G, B 각각의 광을 방출하는 발광층이 직렬로 접속된 구조를 사용하여도 좋다. 착색층(114R, 114G, 114B)으로서는 예를 들어 적색, 녹색, 청색의 컬러 필터 등을 사용할 수 있다.
또는 도 19의 (C)에 나타낸 바와 같이, 기판(60)에 포함되는 트랜지스터(115)로 화소 회로를 구성하고, 트랜지스터(115)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 화소 전극(111)을 전기적으로 접속하여도 좋다.
<제작 방법의 예>
이하에서는 본 발명의 일 형태의 제조 장치로 제작할 수 있는 발광 디바이스의 제작 방법의 예에 대하여 설명한다. 여기서는 상기 구성예에서 설명한 표시 장치(100)에 포함되는 발광 디바이스를 예로 들어 설명한다.
도 20의 (A) 내지 도 24의 (B)는 이하에서 예시하는 발광 디바이스의 제작 방법의 각 공정에서의 단면 개략도이다. 또한 도 20의 (A) 내지 도 24의 (B)에는 도 19의 (A)에 나타낸 화소 회로의 구성 요소인 트랜지스터(116) 및 구동 회로의 구성 요소인 트랜지스터(115)는 나타내지 않았다.
표시 장치를 구성하는 박막(절연막, 반도체막, 도전막 등)은 스퍼터링법, 화학 기상 퇴적(CVD)법, 진공 증착법, 원자층 퇴적(ALD)법 등을 사용하여 형성할 수 있다. CVD법으로서는 플라스마 화학 기상 퇴적(PECVD)법 또는 열 CVD법 등이 있다. 또한 열 CVD법 중 하나로서 유기 금속 화학 기상 퇴적(MOCVD: Metal Organic CVD)법이 있다. 본 발명의 일 형태의 제조 장치는 상기 방법으로 박막을 형성하기 위한 장치를 포함할 수 있다.
또한 표시 장치를 구성하는 박막(절연막, 반도체막, 도전막 등)의 형성 및 리그래피 공정에 사용하는 수지 등의 도포에는 스핀 코팅, 디핑, 스프레이 코팅, 잉크젯, 디스펜싱, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 닥터 나이프법, 슬릿 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅 등의 방법을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 제조 장치는 상기 방법으로 박막을 형성하기 위한 장치를 포함할 수 있다. 또한 본 발명의 일 형태의 제조 장치는 상기 방법으로 수지를 도포하기 위한 장치를 포함할 수 있다.
또한 표시 장치를 구성하는 박막을 가공하는 경우에는, 포토리소그래피법 등을 사용할 수 있다. 또는 나노임프린트법을 사용함으로써 박막을 가공하여도 좋다. 또한 차폐 마스크를 사용하는 성막 방법으로 섬 형상의 박막을 직접 형성하는 방법을 병용하여도 좋다.
포토리소그래피법을 사용한 박막의 가공 방법으로서는 대표적으로는 다음 두 가지 방법이 있다. 하나는 가공하려고 하는 박막 위에 레지스트 마스크를 형성하고, 에칭 등에 의하여 상기 박막을 가공하고, 레지스트 마스크를 제거하는 방법이다. 다른 하나는 감광성을 갖는 박막을 성막한 후에, 노광, 현상을 수행하여 상기 박막을 원하는 형상으로 가공하는 방법이다.
포토리소그래피법에서 노광에 사용하는 광으로서는 예를 들어 i선(파장 365nm), g선(파장 436nm), h선(파장 405nm), 또는 이들을 혼합한 광을 사용할 수 있다. 이들 외에, 자외선, KrF 레이저 광, 또는 ArF 레이저 광 등을 사용할 수도 있다. 또한 액침 노광 기술에 의하여 노광을 수행하여도 좋다. 또한 노광에 사용하는 광으로서는 극단 자외(EUV: Extreme Ultra-violet)광 또는 X선을 사용하여도 좋다. 또한 노광에 사용하는 광 대신 전자 빔을 사용할 수도 있다. 극단 자외광, X선, 또는 전자 빔을 사용하면, 매우 미세한 가공을 수행할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한 전자 빔 등의 빔을 주사하여 노광을 수행하는 경우에는 포토마스크가 불필요하다.
박막의 에칭에는 드라이 에칭법, 웨트 에칭법 등을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 제조 장치는 상기 방법으로 박막을 가공하기 위한 장치를 포함할 수 있다.
<기판(60)의 준비>
기판(60)으로서는 적어도 나중에 수행되는 가열 처리에 견딜 수 있을 정도의 내열성을 갖는 기판을 사용할 수 있다. 기판(60)으로서 절연성 기판을 사용하는 경우에는 유리 기판, 석영 기판, 사파이어 기판, 세라믹 기판, 유기 수지 기판 등을 사용할 수 있다. 또한 실리콘 또는 탄소화 실리콘 등을 재료로서 사용한 단결정 반도체 기판, 다결정 반도체 기판, 실리콘 저마늄 등으로 이루어지는 화합물 반도체 기판, SOI 기판 등의 반도체 기판을 사용할 수 있다. 또한 기판의 형상은 웨이퍼 형상에 한정되지 않고, 각형 기판을 사용할 수도 있다.
예를 들어 유리 기판을 사용하는 경우, 3세대(기판 크기 550mm×650mm), 3.5세대(기판 크기 600mm×720mm), 6세대(1500mm×1850mm), 8세대(2160mm×2460mm), 및 10세대(2850mm×3050mm) 등의 대형 유리 기판을 적용할 수 있다.
특히 기판(60)으로서는, Si 트랜지스터 등의 반도체 소자를 포함한 반도체 회로가 상기 반도체 기판 또는 상기 절연성 기판 위에 형성된 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 반도체 회로는 예를 들어 화소 회로, 게이트선 구동 회로(게이트 드라이버), 소스선 구동 회로(소스 드라이버) 등을 구성하는 것이 바람직하다. 또한 상기에 더하여 연산 회로, 기억 회로 등이 구성되어도 좋다.
<화소 회로 및 화소 전극(111)의 형성>
이어서, 기판(60) 위에 복수의 화소 회로를 형성하고, 각 화소 회로에 화소 전극(111)을 형성한다(도 20의 (A) 참조). 먼저, 화소 전극(111)이 되는 도전막을 성막하고, 포토리소그래피법에 의하여 레지스트 마스크를 형성하고, 도전막에서 불필요한 부분을 에칭에 의하여 제거한다. 그 후, 레지스트 마스크를 제거함으로써 화소 전극(111)을 형성할 수 있다.
화소 전극(111)에는 가시광의 파장 영역 전체에서 반사율이 높은 재료(예를 들어 은 또는 알루미늄 등)를 적용하는 것이 바람직하다. 상기 재료로 형성된 화소 전극(111)은 광 반사성을 갖는 전극이라고 할 수 있다. 이에 의하여, 발광 디바이스의 광 추출 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 색 재현성도 높일 수 있다.
또한 발광 디바이스에는 미소 광공진기(마이크로캐비티) 구조가 적용되어 있는 것이 바람직하다. 따라서 발광 디바이스의 한 쌍의 전극 중 한쪽은 가시광 투과성 및 가시광 반사성을 갖는 전극(반투과·반반사 전극)인 것이 바람직하고, 다른 쪽은 가시광 반사성을 갖는 전극(반사 전극)인 것이 바람직하다. 발광 디바이스가 마이크로캐비티 구조를 갖는 경우, 발광층으로부터 얻어지는 발광을 양쪽 전극 사이에서 공진시켜, 발광 디바이스로부터 방출되는 광을 강하게 할 수 있다. 따라서 화소 전극(111)은 상기 반사율이 높은 재료와 광 투과성 도전막(인듐 주석 산화물 등)의 적층 구조를 가져도 좋다.
다음으로, 화소 전극(111)의 표면에 잔류한 수분을 제거하기 위한 베이킹 공정을 수행한다. 베이킹 공정에는 진공 베이킹 장치 또는 성막 장치를 사용할 수 있다. 진공 베이킹은 100℃ 이상의 조건에서 수행하는 것이 바람직하다.
이어서, 화소 전극(111)에 대하여 표면 처리를 수행한다. 예를 들어 플라스마 처리 장치를 사용하여 CF4 등의 플루오린계 가스로 생성한 플라스마를 화소 전극(111)의 표면에 조사한다. 상기 플라스마 처리에 의하여, 화소 전극(111)과 다음 공정에서 형성될 EL막의 밀착성을 높일 수 있어, 박리 불량을 억제할 수 있다.
<EL막(112Rf)의 형성>
다음으로, 화소 전극(111) 위에, 나중에 EL층(112R)이 되는 EL막(112Rf)을 성막한다.
EL막(112Rf)은 적어도 적색 발광성 유기 화합물을 포함한 막을 포함한다. 이에 더하여 전자 주입층, 전자 수송층, 전하 발생층, 정공 수송층, 정공 주입층이 적층된 구성을 적용하여도 좋다. EL막(112Rf)은 예를 들어 증착법 또는 스퍼터링법 등에 의하여 형성할 수 있다. 또한 이들에 한정되지 않고, 상술한 성막 방법을 적절히 사용할 수 있다.
<보호막(125Rf)의 형성>
이어서, EL막(112Rf) 위에, 나중에 보호층(125R)이 되는 보호막(125Rf)을 성막한다(도 20의 (B) 참조).
보호층(125R)은 발광 디바이스의 제조 공정에서 EL층(112R)이 열화되거나 소실되는 것을 방지하기 위하여 사용되는 일시적인 보호층이고, 희생층이라고도 불린다. 보호막(125Rf)은 수분 등에 대하여 배리어성이 높고, 성막 시에 유기 화합물에 대미지를 덜 주는 성막법으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한 에칭 공정에서 유기 화합물에 대미지를 덜 주는 에천트를 사용할 수 있는 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 보호막(125Rf)으로서는 금속막, 합금막, 금속 산화물막, 반도체막, 무기 절연막 등의 무기막을 사용할 수 있다.
예를 들어 텅스텐 등의 금속, 산화 알루미늄 등의 무기 절연막, 또는 이들의 적층막을 사용하는 것이 바람직하다. 또는 ALD법에 의하여 형성된 산화 알루미늄막과 스퍼터링법에 의하여 형성된 질화 실리콘막의 적층 구조를 사용하여도 좋다. 또한 이 구조의 경우, ALD법 및 스퍼터링법에 의하여 성막할 때의 성막 온도를 실온 이상 120℃ 이하, 바람직하게는 실온 이상 100℃ 이하로 함으로써, EL층에 미치는 영향을 저감할 수 있기 때문에 적합하다. 또한 보호층(125R)을 적층막으로 하는 경우, 상기 적층막의 응력을 작게 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 적층막을 구성하는 각 층의 응력을 -500MPa 이상 +500MPa 이하, 바람직하게는 -200MPa 이상 +200MPa 이하로 함으로써, 막이 벗겨지거나 박리되는 등의 공정 문제를 억제할 수 있다.
<레지스트 마스크(143a)의 형성>
다음으로, 발광 디바이스(110R)에 대응하는 화소 전극(111) 위에 레지스트 마스크(143a)를 형성한다(도 20의 (C) 참조). 레지스트 마스크(143a)는 리소그래피 공정에 의하여 형성할 수 있다.
<보호층(125R)의 형성>
이어서, 레지스트 마스크(143a)를 마스크로서 사용하여 보호막(125Rf)을 에칭함으로써 섬 형상의 보호층(125R)을 형성한다. 에칭 공정에는 드라이 에칭법 또는 웨트 에칭법을 사용할 수 있다. 그 후, 레지스트 마스크(143a)를 애싱에 의하여 또는 레지스트 박리액을 사용하여 제거한다(도 20의 (D) 참조).
<EL층(112R)의 형성>
다음으로, 보호층(125R)을 마스크로서 사용하여 EL막(112Rf)을 에칭함으로써 섬 형상의 EL층(112R)을 형성한다(도 20의 (E) 참조). 에칭 공정에는 드라이 에칭법을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 플라스마 처리 장치 등을 사용하여 EL층(112R)의 측면 등을 클리닝한다.
<보호막(126Rf, 128Rf)의 형성>
이어서, EL층(112R) 및 보호층(125R)을 덮는 보호막(126Rf) 및 보호막(128Rf)을 성막한다(도 20의 (F) 참조). 보호막(126Rf) 및 보호막(128Rf)으로서는 보호막(125Rf)과 같은 무기막 등을 사용할 수 있다. 보호막(126Rf) 및 보호막(128Rf)은 피복성이 우수한 ALD법에 의하여 형성하는 것이 바람직하다. 또는 보호막(126Rf)을 ALD법에 의하여 형성하고, 보호막(128Rf)을 CVD법 또는 스퍼터링법에 의하여 형성하여도 좋다. 예를 들어 보호막(126Rf)에 산화 알루미늄을 사용하고, 보호막(128Rf)에 질화 실리콘을 사용할 수 있다. 종류가 다른 막을 적층함으로써, 튼튼한 보호막을 형성할 수 있다.
<보호층(126R, 128R)의 형성>
다음으로, 드라이 에칭법에 의하여 보호막(126Rf) 및 보호막(128Rf)에 대하여 이방성 에칭을 수행하여, 보호막(126Rf) 및 보호막(128Rf)의 일부를 남김으로써, 보호층(126R) 및 보호층(128R)을 형성한다(도 21의 (A) 참조). 또한 보호층(126R) 및 보호층(128R)은 EL층(112R)의 측면, 보호층(125R)의 측면, 및 화소 전극(111)의 측면에 형성되지만, 적어도 EL층(112R)의 측면을 덮을 수 있으면 된다.
<EL막(112Gf)의 형성>
다음으로, 화소 전극(111)의 표면에 잔류한 수분을 제거하기 위한 베이킹 공정을 수행한다. 베이킹 공정에는 진공 베이킹 장치 또는 성막 장치를 사용할 수 있다. 여기서는, EL층(112R)에 대미지를 주지 않도록 100℃ 이하, 바람직하게는 90℃ 이하, 더 바람직하게는 80℃ 이하의 조건에서 진공 베이킹을 수행한다. 80℃에서 진공 베이킹을 수행한 경우, 30분 이상 가열을 수행함으로써, 이탈되는 수분(H2O)이 충분히 감소되는 것이 승온 이탈 가스 분석법(TDS)에 의한 측정 결과로부터 판명되었다.
이어서, 노출된 화소 전극(111)에 대하여 표면 처리를 수행한다. 예를 들어 플라스마 처리 장치를 사용하여 CF4 등의 플루오린계 가스로 생성한 플라스마를 화소 전극(111)의 표면에 조사한다. 그리고 화소 전극(111) 위에 EL층(112G)이 되는 EL막(112Gf)을 성막한다.
EL막(112Gf)은 적어도 녹색 발광성 유기 화합물을 포함한 막을 포함한다. 이에 더하여 전자 주입층, 전자 수송층, 전하 발생층, 정공 수송층, 정공 주입층이 적층된 구성을 적용하여도 좋다.
<보호막(125Gf)의 형성>
이어서, EL막(112Gf) 위에, 나중에 보호층(125G)이 되는 보호막(125Gf)을 성막한다(도 21의 (B) 참조). 보호막(125Gf)은 보호막(125Rf)과 같은 재료로 형성할 수 있다.
<레지스트 마스크(143b)의 형성>
다음으로, 발광 디바이스(110G)에 대응하는 화소 전극(111) 위에 레지스트 마스크(143b)를 형성한다(도 21의 (C) 참조). 레지스트 마스크(143b)는 리소그래피 공정에 의하여 형성할 수 있다.
<보호층(125G)의 형성>
이어서, 레지스트 마스크(143b)를 마스크로서 사용하여 보호막(125Gf)을 에칭함으로써 섬 형상의 보호층(125G)을 형성한다. 에칭 공정에는 드라이 에칭법 또는 웨트 에칭법을 사용할 수 있다. 그 후, 레지스트 마스크(143b)를 애싱에 의하여 또는 레지스트 박리액을 사용하여 제거한다(도 21의 (D) 참조).
<EL층(112G)의 형성>
다음으로, 보호층(125G)을 마스크로서 사용하여 EL막(112Gf)을 에칭함으로써 섬 형상의 EL층(112G)을 형성한다(도 21의 (E) 참조). 에칭 공정에는 드라이 에칭법을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 플라스마 처리 장치 등을 사용하여 EL층(112G)의 측면 등을 클리닝한다.
<보호막(126Gf, 128Gf)의 형성>
이어서, EL층(112G) 및 보호층(125G)을 덮는 보호막(126Gf) 및 보호막(128Gf)을 성막한다(도 21의 (F) 참조). 보호막(126Gf)으로서는 보호막(126Rf)과 같은 무기막 등을 사용할 수 있다. 또한 보호막(128Gf)으로서는 보호막(128Rf)과 같은 무기막 등을 사용할 수 있다.
<보호층(126G)의 형성>
다음으로, 드라이 에칭법에 의하여 보호막(126Gf) 및 보호막(128Gf)에 대하여 이방성 에칭을 수행하여, 보호막(126Gf) 및 보호막(128Gf)의 일부를 남김으로써, 보호층(126G) 및 보호층(128G)을 형성한다(도 22의 (A) 참조). 또한 보호층(126G) 및 보호층(128G)은 EL층(112G)의 측면, 보호층(125G)의 측면, 및 화소 전극(111)의 측면에 형성되지만, 적어도 EL층(112G)의 측면을 덮을 수 있으면 된다. 또한 보호층(126G) 및 보호층(128G)은 보호층(126R) 및 보호층(128R)과 중첩되도록 형성되어도 좋다.
<EL막(112Bf)의 형성>
다음으로, 화소 전극(111)의 표면에 잔류한 수분을 제거하기 위한 베이킹 공정을 수행한다. 베이킹 공정에는 진공 베이킹 장치 또는 성막 장치를 사용할 수 있다. 여기서는, EL층(112R, 112G)에 대미지를 주지 않도록 100℃ 이하, 바람직하게는 90℃ 이하, 더 바람직하게는 80℃ 이하의 조건에서 진공 베이킹을 수행한다.
이어서, 노출된 화소 전극(111)에 대하여 표면 처리를 수행한다. 예를 들어 플라스마 처리 장치를 사용하여 CF4 등의 플루오린계 가스로 생성한 플라스마를 화소 전극(111)의 표면에 조사한다. 그리고 화소 전극(111) 위에 EL층(112B)이 되는 EL막(112Bf)을 성막한다.
EL막(112Bf)은 적어도 청색 발광성 유기 화합물을 포함한 막을 포함한다. 이에 더하여 전자 주입층, 전자 수송층, 전하 발생층, 정공 수송층, 정공 주입층이 적층된 구성을 적용하여도 좋다.
<보호막(125Bf)의 형성>
이어서, EL막(112Bf) 위에, 나중에 보호층(125B)이 되는 보호막(125Bf)을 성막한다(도 22의 (B) 참조). 보호막(125Bf)은 보호막(125Rf)과 같은 재료로 형성할 수 있다.
<레지스트 마스크(143c)의 형성>
다음으로, 발광 디바이스(110B)에 대응하는 화소 전극(111) 위에 레지스트 마스크(143c)를 형성한다(도 22의 (C) 참조). 레지스트 마스크(143c)는 리소그래피 공정에 의하여 형성할 수 있다.
<보호층(125B)의 형성>
이어서, 레지스트 마스크(143c)를 마스크로서 사용하여 보호막(125Bf)을 에칭함으로써 섬 형상의 보호층(125B)을 형성한다. 에칭 공정에는 드라이 에칭법 또는 웨트 에칭법을 사용할 수 있다. 그 후, 레지스트 마스크(143c)를 애싱에 의하여 또는 레지스트 박리액을 사용하여 제거한다(도 22의 (D) 참조).
<EL층(112B)의 형성>
다음으로, 보호층(125B)을 마스크로서 사용하여 EL막(112Bf)을 에칭함으로써 섬 형상의 EL층(112B)을 형성한다(도 22의 (E) 참조). 에칭 공정에는 드라이 에칭법을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 플라스마 처리 장치 등을 사용하여 EL층(112B)의 측면 등을 클리닝한다.
<보호막(126Bf, 128Bf)의 형성>
이어서, EL층(112B) 및 보호층(125B)을 덮는 보호막(126Bf) 및 보호막(128Bf)을 성막한다(도 22의 (F) 참조). 보호막(126Bf)으로서는 보호막(126Rf)과 같은 무기막 등을 사용할 수 있다. 또한 보호막(128Bf)으로서는 보호막(128Rf)과 같은 무기막 등을 사용할 수 있다.
<절연층(127)의 형성>
다음으로, 화소 전극들 사이 및 EL층들 사이를 충전하도록 절연층(127)을 형성한다(도 23의 (A) 참조). 절연층(127)을 형성하면 단차를 해소할 수 있기 때문에, 나중에 수행되는 공정에서 EL층 위에 형성되는 도전막(음극)이 단절되는 것 등을 방지할 수 있다. 또한 EL층의 측면 근방을 절연층(127)으로 덮음으로써, EL층에 대한 불순물의 침입 및 EL층의 박리 등을 방지할 수 있다. 또한 절연층(127)은 상기 도전막과 화소 전극(111) 사이에 제공된 층간 절연층이라고 할 수도 있다.
절연층(127)으로서는 유기 재료를 포함한 절연층을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 절연층(127)에는 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지, 이미드 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드아마이드 수지, 실리콘(silicone) 수지, 실록세인 수지, 벤조사이클로뷰텐계 수지, 페놀 수지, 및 이들 수지의 전구체 등을 적용할 수 있다. 또한 절연층(127)에는 폴리바이닐알코올(PVA), 폴리바이닐뷰티랄, 폴리바이닐피롤리돈, 폴리에틸렌글라이콜, 폴리글리세린, 풀루란, 수용성 셀룰로스, 또는 알코올 가용성 폴리아마이드 수지 등의 유기 재료를 사용하여도 좋다. 또한 절연층(127)에는 자외선 경화성 수지 등의 감광성 수지를 사용할 수도 있다. 감광성 수지는 포지티브형 재료 및 네거티브형 재료 중 어느 쪽이어도 좋고, 예를 들어 포토레지스트 등을 사용하여 리소그래피 공정과 같은 공정에 의하여 형성하여도 좋다.
또한 절연층(127)을 형성한 후에는, 절연층(127)에 포함되는 수분 및 산소를 감소시키기 위하여, EL층에 대미지를 주지 않는 온도 범위에서 베이킹을 수행하는 것이 바람직하다.
이어서, 애싱 처리를 수행하여 절연층(127)에 대하여 평탄화 처리를 수행한다(도 23의 (B) 참조). 절연층(127)이 각 EL층과 중첩되는 영역을 갖는 경우, 개구율이 저하되기 때문에, 각 EL층 위에는 절연층(127)이 없는 것이 바람직하다. 또한 절연층(127)을 형성하였을 때 각 EL층 위에 절연층(127)이 없는 경우에는, 상기 공정은 불필요하다. 또한 각 EL층 위의 절연층(127)을 제거할 수 있으면, 절연층(127)의 상면은 도면에서 파선으로 나타낸 바와 같이 약한 오목하거나 또는 볼록하여도 좋다.
<배리어막(130f)의 형성>
다음으로, 보호막(128Bf) 및 절연층(127) 위에 배리어막(130f)을 형성한다(도 23의 (C) 참조). 배리어막(130f)을 제공함으로써, 절연층(127)으로부터의 탈가스 등을 억제할 수 있어, 발광 디바이스의 신뢰성을 더 향상시킬 수 있다. 배리어막(130f)으로서는 보호막(125Rf)과 같은 무기막을 CVD법, ALD법, 또는 스퍼터링법 등에 의하여 형성할 수 있다.
<레지스트 마스크(143d)의 형성>
이어서, 절연층(127) 위에 레지스트 마스크(143d)를 형성한다(도 23의 (D) 참조). 레지스트 마스크(143d)는 리소그래피 공정에 의하여 형성할 수 있다. 레지스트 마스크(143d)는 각 EL층과 중첩되지 않도록 형성되는 것이 바람직하다.
<배리어층(130)의 형성, 보호층(128B)의 형성>
다음으로, 드라이 에칭법을 사용하여 배리어막(130f) 및 보호막(128Bf)을 에칭함으로써 배리어층(130) 및 보호층(128B)을 형성한다(도 23의 (E) 참조).
<보호층(126B)의 형성, 보호층(125R, 125G, 125B)의 제거>
이어서, 배리어층(130)을 마스크로서 사용하여 보호막(126Bf)을 에칭함으로써 보호층(126B)을 형성한다. 또한 보호층(125R, 125G, 125B)을 제거한다(도 23의 (F) 참조). 또한 보호층(126B) 및 보호층(128B)은 EL층(112B)의 측면, 보호층(125B)의 측면, 및 화소 전극(111)의 측면에 형성되지만, 적어도 EL층(112B)의 측면을 덮을 수 있으면 된다. 또한 보호층(126B) 및 보호층(128B)은 보호층(126G) 및 보호층(128G)과 중첩되도록 형성되어도 좋다.
보호막(126Bf)의 일부의 에칭 및 보호층(125R, 125G, 125B)의 제거에는 구성 재료에 적합한 에천트를 사용한 웨트 에칭법 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 공정 후에 베이킹 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 베이킹 공정에는 진공 베이킹 장치 또는 다음 공정을 위한 성막 장치를 사용할 수 있다. 여기서는, EL층(112R, 112G, 112B)에 대미지를 주지 않도록 100℃ 이하, 바람직하게는 90℃ 이하, 더 바람직하게는 80℃ 이하의 조건에서 진공 베이킹을 수행한다. 80℃에서 진공 베이킹을 수행한 경우, 90분 이상 가열을 수행함으로써, 이탈되는 수분(H2O)이 충분히 감소되는 것이 TDS에 의한 측정 결과로부터 판명되었다. 또한 베이킹 공정에서는, 대기 베이킹보다 진공 베이킹이 더 낮은 온도에서 수분 등의 탈가스를 이탈시킬 수 있기 때문에 적합하다. 또한 진공 베이킹의 도달 진공 압력은 특별히 한정되지 않고, 상압보다 낮은 압력으로 하면 좋다.
<공통 전극의 형성>
이어서, 앞의 공정에서 노출된 EL층(112R), EL층(112G), EL층(112B), 및 배리어층(130) 위에, 발광 디바이스의 공통 전극(113)이 되는 도전층을 형성한다(도 24의 (A) 참조). 공통 전극(113)에는, 발광층으로부터 방출되는 광을 반투과시키는 얇은 금속막(예를 들어 은 및 마그네슘의 합금 등), 광 투과성 도전막(예를 들어 인듐 주석 산화물 또는 인듐, 갈륨, 아연 등 중 하나 이상을 포함한 산화물 등) 중 어느 하나 또는 이들 막의 적층을 사용할 수 있다. 이러한 막으로 이루어지는 공통 전극(113)은 광 투과성을 갖는 전극이라고 할 수 있다. 공통 전극(113)이 되는 도전층을 형성하는 공정에는 증착 장치 및/또는 스퍼터링 장치 등을 사용할 수 있다.
또한 신뢰성을 향상시키기 위하여, 공통 전극(113)을 형성하기 전에 전자 주입층, 전자 수송층, 전하 발생층, 정공 수송층, 정공 주입층 중 어느 것의 기능을 갖는 층을 공통층으로서 EL층(112R), EL층(112G), EL층(112B) 위에 제공하여도 좋다.
화소 전극(111)으로서 광 반사성을 갖는 전극을 포함하고, 공통 전극(113)으로서 광 투과성을 갖는 전극을 포함함으로써, 발광층으로부터 방출되는 광은 공통 전극(113)을 통하여 외부에 방출될 수 있다. 즉 톱 이미션형 발광 디바이스가 형성된다.
<보호층의 형성>
이어서, 공통 전극(113) 위에 보호층(121)을 형성한다(도 24의 (B) 참조). 보호층(121)을 형성하는 공정에는 스퍼터링 장치, CVD 장치, 또는 ALD 장치 등을 사용할 수 있다.
여기까지가 본 발명의 일 형태의 제조 장치로 제작할 수 있는 발광 디바이스의 제작 방법의 일례이다. 또한 도 24의 (C)는 도 24의 (B)에 나타낸 영역(a)의 확대도이다. 또한 도 24의 (D)는 도 24의 (B)에 나타낸 영역(b)의 확대도이다.
또한 본 발명의 일 형태의 제조 장치로 제작할 수 있는 발광 디바이스에서는, 도 24의 (E)에 나타낸 바와 같이 화소 전극과 EL층의 면적이 동등하여도 좋다. 또는 도 24의 (F)에 나타낸 바와 같이 화소 전극의 면적보다 EL층의 면적이 커도 좋다. 이러한 구성으로 함으로써, 개구율을 더 높일 수 있다.
<제조 장치의 예>
상술한 EL막(112Rf)의 형성부터 보호층(121)의 형성까지의 제작 공정에 사용할 수 있는 제조 장치의 예를 도 25에 나타내었다. 도 25에 나타낸 제조 장치의 기본적인 구성은 도 3 내지 도 8에 나타낸 제조 장치와 같다.
이하에서 클러스터(C1) 내지 클러스터(C18)에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 25는 제조 장치 전체를 모식적으로 나타낸 사시도이고, 유틸리티 및 게이트 밸브 등은 나타내지 않았다. 또한 명료화를 위하여 도면에서 트랜스퍼실(TF1 내지 TF18) 및 로드록실(B1 내지 B17)은 내부가 가시화되어 있다.
<클러스터(C1)>
클러스터(C1)는 로드실(LD), 상압 처리 장치(A1, A2)를 포함한다. 상압 처리 장치(A1)는 세정 장치로, 상압 처리 장치(A2)는 베이킹 장치로 할 수 있다. 클러스터(C1)에서는 EL막(112Rf)을 성막하기 전의 세정 공정이 수행된다.
<클러스터(C2)>
클러스터(C2)는 진공 처리 장치(V1 내지 V5)를 포함한다. 진공 처리 장치(V1 내지 V5)는 EL막(112Rf)이 형성되는 하지(화소 전극)의 표면 처리를 수행하기 위한 표면 처리 장치, EL막(112Rf)을 형성하기 위한 증착 장치, 및 보호막(125Rf)을 형성하기 위한 성막 장치(예를 들어 스퍼터링 장치, ALD 장치 등)이다. 예를 들어 진공 처리 장치(V1)를 플라스마 처리 장치로, 진공 처리 장치(V2)를 발광층(R)이 되는 유기 화합물층의 형성 장치로 할 수 있다. 또한 진공 처리 장치(V3, V4)를 전자 주입층, 전자 수송층, 전하 발생층, 정공 수송층, 정공 주입층 등의 유기 화합물층의 형성 장치에 할당할 수 있다. 또한 진공 처리 장치(V5)를 보호막(125Rf)의 형성 장치에 할당할 수 있다.
<클러스터(C3)>
클러스터(C3)는 상압 처리 장치(A3 내지 A7)를 포함한다. 상압 처리 장치(A3 내지 A7)는 리소그래피 공정에 사용하는 장치로 할 수 있다. 예를 들어 상압 처리 장치(A3)를 수지(포토레지스트) 도포 장치로, 상압 처리 장치(A4)를 프리 베이킹 장치로, 상압 처리 장치(A5)를 노광 장치로, 상압 처리 장치(A6)를 현상 장치로, 상압 처리 장치(A7)를 포스트 베이킹 장치로 할 수 있다. 또는 상압 처리 장치(A5)를 나노임프린트 장치로 하여도 좋다.
<클러스터(C4)>
클러스터(C4)는 진공 처리 장치(V6 내지 V10)를 포함한다. 예를 들어 진공 처리 장치(V6)는 EL층(112R)의 형성을 수행하는 드라이 에칭 장치로 할 수 있다. 진공 처리 장치(V7)는 EL층(112R)의 측면 등을 클리닝하는 플라스마 처리 장치로 할 수 있다. 진공 처리 장치(V8)는 대기실로 할 수 있다. 진공 처리 장치(V9)는 보호막(126Rf) 및 보호막(128Rf)의 성막을 수행하는 ALD 장치로 할 수 있다. 진공 처리 장치(V10)는 보호층(126R) 및 보호층(128R)을 형성하기 위한 드라이 에칭 장치로 할 수 있다.
<클러스터(C5)>
클러스터(C5)는 상압 처리 장치(A8, A9)를 포함한다. 상압 처리 장치(A8)는 세정 장치로, 상압 처리 장치(A9)는 베이킹 장치로 할 수 있다. 클러스터(C5)에서는 EL막(112Gf)을 성막하기 전의 세정 공정이 수행된다.
<클러스터(C6)>
클러스터(C6)는 진공 처리 장치(V11 내지 V15)를 포함한다. 진공 처리 장치(V11 내지 V15)는 EL막(112Gf)이 형성되는 하지(화소 전극)의 표면 처리를 수행하기 위한 표면 처리 장치, EL막(112Gf)을 형성하기 위한 증착 장치, 및 보호막(125Gf)을 형성하기 위한 성막 장치(예를 들어 스퍼터링 장치, ALD 장치 등)이다. 예를 들어 진공 처리 장치(V11)를 플라스마 처리 장치로, 진공 처리 장치(V12)를 발광층(G)이 되는 유기 화합물층의 형성 장치로 할 수 있다. 또한 진공 처리 장치(V13, V14)를 전자 주입층, 전자 수송층, 전하 발생층, 정공 수송층, 정공 주입층 등의 유기 화합물층의 형성 장치에 할당할 수 있다. 또한 진공 처리 장치(V15)를 보호막(125Gf)의 형성 장치에 할당할 수 있다.
<클러스터(C7)>
클러스터(C7)는 상압 처리 장치(A10 내지 A14)를 포함한다. 상압 처리 장치(A10 내지 A14)는 리소그래피 공정에 사용하는 장치로 할 수 있다. 장치는 클러스터(C3)와 같은 식으로 할당할 수 있다.
<클러스터(C8)>
클러스터(C8)는 진공 처리 장치(V16 내지 V20)를 포함한다. 예를 들어 진공 처리 장치(V16)는 EL층(112G)의 형성을 수행하는 드라이 에칭 장치로 할 수 있다. 진공 처리 장치(V17)는 EL층(112G)의 측면 등을 클리닝하는 플라스마 처리 장치로 할 수 있다. 진공 처리 장치(V18)는 대기실로 할 수 있다. 진공 처리 장치(V19)는 보호막(126Gf) 및 보호막(128Gf)의 성막을 수행하는 ALD 장치로 할 수 있다. 진공 처리 장치(V20)는 보호층(126G) 및 보호층(128G)을 형성하기 위한 드라이 에칭 장치로 할 수 있다.
<클러스터(C9)>
클러스터(C9)는 상압 처리 장치(A15, A16)를 포함한다. 상압 처리 장치(A15)는 세정 장치로, 상압 처리 장치(A16)는 베이킹 장치로 할 수 있다. 클러스터(C9)에서는 EL막(112Bf)을 성막하기 전의 세정 공정이 수행된다.
<클러스터(C10)>
클러스터(C10)는 진공 처리 장치(V21 내지 V25)를 포함한다. 진공 처리 장치(V21 내지 V25)는 EL막(112Bf)이 형성되는 하지(화소 전극)의 표면 처리를 수행하기 위한 표면 처리 장치, EL막(112Bf)을 형성하기 위한 증착 장치, 및 보호막(125Bf)을 형성하기 위한 성막 장치(예를 들어 스퍼터링 장치, ALD 장치 등)이다. 예를 들어 진공 처리 장치(V21)를 플라스마 처리 장치로, 진공 처리 장치(V22)를 발광층(B)이 되는 유기 화합물층의 형성 장치로 할 수 있다. 또한 진공 처리 장치(V23, V24)를 전자 주입층, 전자 수송층, 전하 발생층, 정공 수송층, 정공 주입층 등의 유기 화합물층의 형성 장치에 할당할 수 있다. 또한 진공 처리 장치(V25)를 보호막(125Bf)의 형성 장치에 할당할 수 있다.
<클러스터(C11)>
클러스터(C11)는 상압 처리 장치(A17 내지 A21)를 포함한다. 상압 처리 장치(A17 내지 A21)는 리소그래피 공정에 사용하는 장치로 할 수 있다. 장치는 클러스터(C3)와 같은 식으로 할당할 수 있다.
<클러스터(C12)>
클러스터(C12)는 진공 처리 장치(V26 내지 V29)를 포함한다. 예를 들어 진공 처리 장치(V26)는 EL층(112B)의 형성을 수행하는 드라이 에칭 장치로 할 수 있다. 진공 처리 장치(V27)는 EL층(112G)의 측면 등을 클리닝하는 플라스마 처리 장치로 할 수 있다. 진공 처리 장치(V28)는 대기실로 할 수 있다. 진공 처리 장치(V29)는 보호막(126Bf) 및 보호막(128Bf)의 성막을 수행하는 ALD 장치로 할 수 있다.
<클러스터(C13)>
클러스터(C13)는 상압 처리 장치(A22 내지 A26)를 포함한다. 상압 처리 장치(A22 내지 A26)는 리소그래피 공정에 사용하는 장치로 할 수 있다. 장치는 클러스터(C3)와 같은 식으로 할당할 수 있다.
<클러스터(C14)>
클러스터(C14)는 진공 처리 장치(V30 및 V31)를 포함한다. 진공 처리 장치(V30)는 절연층(127)을 평탄화하기 위한 애싱 장치 또는 애싱 기능을 갖는 드라이 에칭 장치로 할 수 있다. 진공 처리 장치(V31)는 배리어막(130f)을 형성하기 위한 성막 장치(예를 들어 스퍼터링 장치, ALD 장치, CVD 장치 등)로 할 수 있다.
<클러스터(C15)>
클러스터(C15)는 상압 처리 장치(A27 내지 A31)를 포함한다. 상압 처리 장치(A27 내지 A31)는 리소그래피 공정에 사용하는 장치로 할 수 있다. 장치는 클러스터(C3)와 같은 식으로 할당할 수 있다.
<클러스터(C16)>
클러스터(C16)는 진공 처리 장치(V32)를 포함한다. 진공 처리 장치(V32)는 배리어막(130f) 및 보호막(128Bf)을 에칭하기 위한 드라이 에칭 장치로 할 수 있다.
<클러스터(C17)>
클러스터(C17)는 상압 처리 장치(A32 및 A33)를 포함한다. 상압 처리 장치(A32)는 웨트 에칭 장치로 할 수 있다. 상압 처리 장치(A32)에서는 보호막(126Bf) 및 보호층(125R, 125G, 125B)의 에칭 공정이 수행된다.
<클러스터(C18)>
클러스터(C18)는 진공 처리 장치(V33 내지 V35) 및 언로드실(ULD)을 포함한다. 진공 처리 장치(V33)는 전자 주입층, 전자 수송층, 전하 발생층, 정공 수송층, 정공 주입층 중 어느 유기 화합물층의 형성 장치(예를 들어 증착 장치)에 할당할 수 있다. 진공 처리 장치(V34)는 공통 전극(113)을 형성하는 성막 장치(예를 들어 스퍼터링 장치)로 할 수 있다. 진공 처리 장치(V35)는 보호층(121)을 형성하는 성막 장치(예를 들어 스퍼터링 장치)로 할 수 있다. 또는 진공 처리 장치(V)를 별도로 제공하고, 복수의 다른 성막 장치(예를 들어 증착 장치, ALD 장치 등)를 제공하여, 공통 전극(113) 및 보호층(121)을 적층막을 갖도록 형성하여도 좋다.
도 25에 나타낸 제조 장치를 사용한 공정, 처리 장치, 도 20의 (A) 내지 도 24의 (B)에 나타낸 제작 방법에 대응하는 요소를 표 1 및 표 2에 정리하였다. 또한 로드록실 및 각 장치에 대한 기판의 반출입에 대해서는 기재하지 않았다.
본 발명의 일 형태의 제조 장치는 표 1 및 표 2에 나타낸 공정 No.1부터 공정 No.72까지를 자동적으로 처리하는 기능을 갖는다.
본 실시형태는 다른 실시형태에 기재되는 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
A: 상압 처리 장치, A1: 상압 처리 장치, A2: 상압 처리 장치, A3: 상압 처리 장치, A4: 상압 처리 장치, A5: 상압 처리 장치, A6: 상압 처리 장치, A7: 상압 처리 장치, A8: 상압 처리 장치, A9: 상압 처리 장치, A10: 상압 처리 장치, A11: 상압 처리 장치, A12: 상압 처리 장치, A13: 상압 처리 장치, A14: 상압 처리 장치, A15: 상압 처리 장치, A16: 상압 처리 장치, A17: 상압 처리 장치, A18: 상압 처리 장치, A19: 상압 처리 장치, A20: 상압 처리 장치, A21: 상압 처리 장치, A22: 상압 처리 장치, A23: 상압 처리 장치, A24: 상압 처리 장치, A25: 상압 처리 장치, A26: 상압 처리 장치, A27: 상압 처리 장치, A28: 상압 처리 장치, A29: 상압 처리 장치, A30: 상압 처리 장치, A31: 상압 처리 장치, A32: 상압 처리 장치, A33: 상압 처리 장치, B1: 로드록실, B2: 로드록실, B3: 로드록실, B4: 로드록실, B5: 로드록실, B6: 로드록실, B7: 로드록실, B8: 로드록실, B9: 로드록실, B10: 로드록실, B11: 로드록실, B12: 로드록실, B13: 로드록실, B14: 로드록실, B15: 로드록실, B16: 로드록실, B17: 로드록실, C: 플라스마 처리 장치, D: 성막 장치, C1: 클러스터, C2: 클러스터, C3: 클러스터, C4: 클러스터, C5: 클러스터, C6: 클러스터, C7: 클러스터, C8: 클러스터, C9: 클러스터, C10: 클러스터, C11: 클러스터, C12: 클러스터, C13: 클러스터, C14: 클러스터, C15: 클러스터, C16: 클러스터, C17: 클러스터, C18: 클러스터, E1: 에칭 장치, E2: 에칭 장치, TF: 트랜스퍼실, TF1: 트랜스퍼실, TF2: 트랜스퍼실, TF3: 트랜스퍼실, TF4: 트랜스퍼실, TF5: 트랜스퍼실, TF6: 트랜스퍼실, TF7: 트랜스퍼실, TF8: 트랜스퍼실, TF9: 트랜스퍼실, TF10: 트랜스퍼실, TF11: 트랜스퍼실, TF12: 트랜스퍼실, TF13: 트랜스퍼실, TF14: 트랜스퍼실, TF15: 트랜스퍼실, TF16: 트랜스퍼실, TF17: 트랜스퍼실, TF18: 트랜스퍼실, V: 진공 처리 장치, V1: 진공 처리 장치, V2: 진공 처리 장치, V3: 진공 처리 장치, V4: 진공 처리 장치, V5: 진공 처리 장치, V6: 진공 처리 장치, V7: 진공 처리 장치, V8: 진공 처리 장치, V9: 진공 처리 장치, V10: 진공 처리 장치, V11: 진공 처리 장치, V12: 진공 처리 장치, V13: 진공 처리 장치, V14: 진공 처리 장치, V15: 진공 처리 장치, V16: 진공 처리 장치, V17: 진공 처리 장치, V18: 진공 처리 장치, V19: 진공 처리 장치, V20: 진공 처리 장치, V21: 진공 처리 장치, V22: 진공 처리 장치, V23: 진공 처리 장치, V24: 진공 처리 장치, V25: 진공 처리 장치, V26: 진공 처리 장치, V27: 진공 처리 장치, V28: 진공 처리 장치, V29: 진공 처리 장치, V30: 진공 처리 장치, V31: 진공 처리 장치, V32: 진공 처리 장치, V33: 진공 처리 장치, V34: 진공 처리 장치, V35: 진공 처리 장치, W: 대기실, 20: 게이트 밸브, 30: 성막 장치, 31: 성막 재료 공급부, 32: 마스크 유닛, 33: 실린더 유닛, 34: 전자석 유닛, 35: 정전 흡착 유닛, 36: 회전 기구, 37: 승강 기구, 39: 마스크 지그, 40: 실린더, 41: 푸셔 핀, 42: 관통 구멍, 45: 카메라, 50: 스테이지, 51: 기판 홀더, 52: 증착원, 53: 셔터, 54: 배기구, 55: 도입구, 56: 하부 전극, 57: 타깃, 58: 상부 전극, 59: 샤워 판, 60: 기판, 60a: 기판, 60b: 기판, 61: 히터, 62: 기판 홀더, 63: 기판 홀더, 70: 반송 장치, 70a: 반송 장치, 70b: 반송 장치, 70c: 반송 장치, 70d: 반송 장치, 70e: 반송 장치, 70f: 반송 장치, 70g: 반송 장치, 70h: 반송 장치, 70i: 반송 장치, 70j: 반송 장치, 70k: 반송 장치, 70m: 반송 장치, 70n: 반송 장치, 70p: 반송 장치, 70q: 반송 장치, 70s: 반송 장치, 71t: 반송 장치, 80a: 스테이지, 80b: 스테이지, 80c: 스테이지, 80d: 스테이지, 80e: 스테이지, 80f: 스테이지, 80g: 스테이지, 80h: 스테이지, 80i: 스테이지, 80j: 스테이지, 80k: 스테이지, 80m: 스테이지, 80n: 스테이지, 80p: 스테이지, 80q: 스테이지, 80r: 스테이지, 80s: 스테이지, 100: 표시 장치, 110B: 발광 디바이스, 110G: 발광 디바이스, 110R: 발광 디바이스, 111: 화소 전극, 112B: EL층, 112Bf: EL막, 112G: EL층, 112Gf: EL막, 112R: EL층, 112Rf: EL막, 112W: EL층, 113: 공통 전극, 114B: 착색층, 114G: 착색층, 114R: 착색층, 115: 트랜지스터, 116: 트랜지스터, 117: 트랜지스터, 121: 보호층, 125B: 보호층, 125Bf: 보호막, 125G: 보호층, 125Gf: 보호막, 125R: 보호층, 125Rf: 보호막, 126B: 보호층, 126Bf: 보호막, 126G: 보호층, 126Gf: 보호막, 126R: 보호층, 126Rf: 보호막, 127: 절연층, 128B: 보호층, 128Bf: 보호막, 128G: 보호층, 128Gf: 보호막, 128R: 보호층, 128Rf: 보호막, 130: 배리어층, 130f: 배리어막, 143a: 레지스트 마스크, 143b: 레지스트 마스크, 143c: 레지스트 마스크, 143d: 레지스트 마스크, 200: 이송 장치, 201: 컨트롤러, 202: 동력원, 203: 배터리, 204: 차륜, 205: 가스 용기, 206: 밸브, 207: 밸브, 208: 반출입구, 209: 이송 장치, 210: 도입구, 211: 배출구
Claims (15)
- 발광 디바이스의 제조 장치로서,
로드실과, 제 1 에칭 장치와, 플라스마 처리 장치와, 대기실과, 제 1 성막 장치와, 제 2 성막 장치와, 제 2 에칭 장치와, 언로드실과, 트랜스퍼실과, 반송 장치를 포함하고,
상기 반송 장치는 상기 트랜스퍼실에 제공되고,
상기 로드실, 상기 제 1 에칭 장치, 상기 플라스마 처리 장치, 상기 대기실, 상기 제 1 성막 장치, 상기 제 2 성막 장치, 상기 제 2 에칭 장치, 및 상기 언로드실은 각각 상기 트랜스퍼실에 게이트 밸브를 통하여 접속되고,
상기 반송 장치는 상기 로드실, 상기 제 1 에칭 장치, 상기 플라스마 처리 장치, 상기 대기실, 상기 제 1 성막 장치, 상기 제 2 성막 장치, 상기 제 2 에칭 장치, 및 상기 언로드실 중 어느 하나로부터 다른 어느 하나로 피가공물을 옮길 수 있고,
유기 화합물막, 제 1 무기막, 및 레지스트 마스크가 유리 기판 위에 순차적으로 적층된 피가공물을 상기 로드실에 반입하고,
상기 제 1 에칭 장치, 상기 플라스마 처리 장치, 상기 대기실, 상기 제 1 성막 장치, 상기 제 2 성막 장치, 상기 제 2 에칭 장치의 순서로 상기 피가공물을 반송하고,
상기 유기 화합물막을 섬 형상의 유기 화합물층으로 가공하고, 상기 유기 화합물층의 측면에 보호층을 형성하고, 상기 피가공물을 상기 언로드실에 반출하는, 발광 디바이스의 제조 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 에칭 장치는 드라이 에칭 장치이고, 상기 레지스트 마스크를 마스크로서 사용하여 상기 제 1 무기막을 섬 형상으로 형성하고, 상기 섬 형상의 제 1 무기막을 마스크로서 사용하여 상기 유기 화합물막을 상기 섬 형상의 유기 화합물층으로 가공하는, 발광 디바이스의 제조 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 에칭 장치는 상기 레지스트 마스크를 제거하는 애싱 기능을 갖는, 발광 디바이스의 제조 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플라스마 처리 장치에서는 불활성 가스로부터 생성된 플라스마를 상기 섬 형상의 유기 화합물층의 측면에 조사함으로써 상기 섬 형상의 유기 화합물층의 측면에 대하여 클리닝을 수행하는, 발광 디바이스의 제조 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대기실은 복수의 상기 피가공물을 수납할 수 있는, 발광 디바이스의 제조 장치. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 성막 장치 및 상기 제 2 성막 장치 중 한쪽은 ALD 장치이고, 상기 제 1 성막 장치 및 상기 제 2 성막 장치 중 다른 쪽은 스퍼터링 장치 또는 CVD 장치이고, 상기 섬 형상의 제 1 무기막 및 상기 섬 형상의 유기 화합물층을 덮는 2층 구조의 제 2 무기막을 성막하는, 발광 디바이스의 제조 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 ALD 장치는 일괄 처리 방식인, 발광 디바이스의 제조 장치. - 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 제 2 에칭 장치는 드라이 에칭 장치이고, 상기 제 2 무기막에 대하여 이방성 에칭을 수행함으로써, 상기 섬 형상의 유기 화합물층의 측면에 상기 보호층을 형성하는, 발광 디바이스의 제조 장치. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광 디바이스의 제조 장치를 제 3 클러스터로 하고,
상기 레지스트 마스크의 포토리소그래피 공정을 수행하는 복수의 장치를 제 2 클러스터로 하고,
상기 유기 화합물막 및 상기 제 1 무기막의 성막 공정을 수행하는 복수의 장치를 제 1 클러스터로 하는, 발광 디바이스의 제조 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 클러스터, 상기 제 2 클러스터, 상기 제 3 클러스터는 이 순서대로 접속되는, 발광 디바이스의 제조 장치. - 제 9 항에 있어서,
불활성 가스 분위기로 제어된 용기에 수납한 피가공물을 상기 제 1 클러스터와 상기 제 2 클러스터 사이 및 상기 제 2 클러스터와 상기 제 3 클러스터 사이에서 옮기는, 발광 디바이스의 제조 장치. - 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 클러스터, 상기 제 2 클러스터, 상기 제 3 클러스터의 조합을 3개 포함하는, 발광 디바이스의 제조 장치. - 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 클러스터는 표면 처리 장치를 포함하고,
상기 표면 처리 장치는 할로젠을 포함한 가스로부터 생성된 플라스마를 사용하는, 발광 디바이스의 제조 장치. - 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 클러스터는 증착 장치, 스퍼터링 장치, CVD 장치, ALD 장치 중에서 선택되는 하나 이상의 성막 장치를 포함하는, 발광 디바이스의 제조 장치. - 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 클러스터는 도포 장치, 노광 장치, 현상 장치, 및 베이킹 장치를 포함하는, 발광 디바이스의 제조 장치.
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