(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記プラズマモジュール部は、プラズマ発生器と、前記プラズマ発生器を取り囲む対応面と、前記プラズマ発生器と前記対応面との間に形成されたプラズマ発生空間と、を備える、請求項1から6のうちのいずれか1項に記載の気相蒸着装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明が解決しようとする課題は、蒸着効率の向上した気相蒸着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一側面による気相蒸着装置は、基板が装着される基板装着部と、前記基板装着部の方向に第1原料物質を噴射する複数の第1ノズル部と、前記複数の第1ノズル部と交互に配置され、前記基板装着部の方向にラジカル状の第2原料物質を噴射する複数の第2ノズル部と、前記複数の第2ノズル部に前記第2原料物質を供給するプラズマモジュール部と、を備え、前記基板装着部は、静電気発生部を備え、前記静電気発生部は、前記第2原料物質を前記基板装着部に誘導する。
【0009】
本実施形態において、前記静電気発生部は、前記基板装着部内に装着された電極を備え、前記電極にはDC電圧が印加される。
【0010】
本実施形態において、それぞれの前記複数の第1ノズル部は、前記第1原料物質とパージガスとを選択的に噴射する。
【0011】
本実施形態において、それぞれの前記第1ノズル部はスイッチ部と連結され、前記スイッチ部は、前記第1原料物質と前記パージガスとを選択的に前記第1ノズル部に供給する。
【0012】
本実施形態において、前記基板装着部の位置を感知するセンサー部及び前記センサー部から前記基板装着部の位置情報を受信される制御部をさらに備え、前記制御部は、前記位置情報によって前記スイッチ部の動作を制御する。
【0013】
本実施形態において、前記スイッチ部は、前記第1ノズル部と連結された流入配管と、前記流入配管と連結された第1原料ガス配管及びパージガス配管と、前記第1原料ガス配管に形成された第1弁及び前記パージガス配管に形成された第2弁と、を備える。
【0014】
本実施形態において、前記基板装着部は、前記複数の第1ノズル部の下部で第1方向に沿って移動し、それぞれの前記第1ノズル部は、第1ノズルの下部に前記基板装着部が位置する時、前記第1原料物質を噴射する。
【0015】
本実施形態において、前記プラズマモジュール部は、プラズマ発生器と、前記プラズマ発生器を取り囲む対応面と、前記プラズマ発生器と前記対応面との間に形成されたプラズマ発生空間と、を備える。
【0016】
本実施形態において、それぞれの前記第1ノズル部の下端には、脱着自在の下部プレートが結合され、それぞれの前記下部プレートには、複数のスリットが形成されている。
【0017】
本実施形態において、前記第1ノズル部と前記第2ノズル部との間に、排気部及びパージ部をさらに備え、前記下部プレートは、それぞれの前記複数の第2ノズル部の下端及びそれぞれの前記パージ部の下端にも結合されている。
【発明の効果】
【0018】
本発明に関する気相蒸着装置は、蒸着効率を向上させる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明は、多様な修正や変形によって様々な実施形態を持つことができるので、典型的な実施形態を図面に例示し、かつ詳細な説明で詳細に説明する。しかし、これは、本発明を特定の実施形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての修正物、変形物、均等物ないし代替物を含むと理解されねばならない。本発明を説明するに際して、かかる公知技術についての具体的な説明が本発明の趣旨を不明にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【0021】
第1、第2などの用語は、多様な構成要素の説明に使われるが、構成要素は用語によって限定されてはならない。用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使われる。
【0022】
本願で使った用語は、単に特定の実施形態を説明するために使われたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、特に断らない限り、複数の表現を含む。また各図面で、構成要素は説明の便宜及び明確性のために誇張、省略されるか、または概略的に図示され、各構成要素のサイズは、実際サイズをそのまま反映するものではない。
【0023】
各構成要素の説明において、“上(on)”または“下(under)”に形成されると記載される場合において、上(on)及び下(under)は、直接または他の構成要素を介在して形成されることをいずれも含み、上(on)及び下(under)についての基準は、図面を基準として説明する。
【0024】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明し、添付図面を参照して説明するに当って、同一または対応する構成要素には同一な図面番号を付し、これについての重なる説明は省略する。
【0025】
図1は、本発明の一実施形態による気相蒸着装置を概略的に示す斜視図、
図2は、
図1の気相蒸着装置のA部分を概略的に示す断面図、
図3は、
図1の気相蒸着装置の第1ノズル部の断面を概略的に示す断面図、そして、
図4は、
図1の気相蒸着装置の下部プレートを概略的に示す平面図である。
【0026】
図1から
図4を参照すれば、本発明の一実施形態による気相蒸着装置100は、基板Sが装着される基板装着部P、基板装着部Pの方向に第1原料物質を噴射する複数の第1ノズル部110、基板装着部Pの方向に第2原料物質を噴射する複数の第2ノズル部120、及び、複数の第2ノズル部120に第2原料物質を供給するプラズマモジュール部150を備える。
【0027】
一方、図面に図示されていないが、気相蒸着装置100は、基板S、基板装着部Pなどを収容するチャンバ(図示せず)を備える。チャンバ(図示せず)は、蒸着工程の圧力雰囲気を制御するためにポンプ(図示せず)が連結され、基板Sの出入りのための一つ以上の出入口(図示せず)を備え、基板装着部Pの移動のための駆動部(図示せず)を備える。
【0028】
基板装着部Pには、基板Sが取り付けられることができ、基盤装着部Pは、チャンバ(図示せず)の内部に基板Sを移送できる。また、基盤装着部Pは、基板Sを固定できるような固定ユニット(図示せず)を備える。固定ユニット(図示せず)は、クランプ、圧力ユニット、接着物質、またはその他の多様な種類である。基板装着部Pは、蒸着工程中に一方向に沿って移動または往復動し、これによって基板S上に蒸着される薄膜の厚さを調節する。
【0029】
また、基板装着部Pは、静電気発生部を備える。例えば、静電気発生部は、基板装着部Pに装着された電極Wを備え、電極WにDC電圧を印加することで、静電気を発生させる。基板装着部Pで発生した静電気は、イオンなどを基板装着部Pに誘導する。特に、後述するようにラジカル状の第2原料物質の指向性及び運動性を高めることで、第2原料物質の損失を最小化し、かつ基板Sに到逹する第2原料物質を増加させて気相蒸着装置100の蒸着効率を向上させる。
【0030】
第1ノズル部110は、基板装着部Pの方向に第1原料物質を噴射する。第1原料物質は、供給タンク(図示せず)から第1ノズル部110に供給されるが、この時、第1原料物質は、水平方向に第1ノズル部110に供給される。すなわち、基板装着部Pと平行な方向に第1ノズル部110に供給された第1原料物質は、第1ノズル部110によって基板装着部Pの方向に噴射される。
【0031】
第1ノズル部110は、第1原料物質を噴射するだけではなく、選択的にパージガスを噴射する。例えば、第1ノズル部110の下部に基板装着部Pが位置しない場合、第1ノズル部110は、第1原料物質の代わりにパージガスを噴射する。すなわち、第1ノズル部110は、基板装着部Pの位置によって断続的に第1原料物質を供給できるので、第1原料物質の消費量を低減させる。
【0032】
このために第1ノズル部110は、スイッチ部170と連結される。スイッチ部170は、第1ノズル部110と連結された流入配管172、流入配管172と連結された第1原料ガス配管173及びパージガス配管174、第1原料ガス配管173に形成された第1弁175、及び、パージガス配管174に形成された第2弁176を備え、第1原料物質及びパージガスを選択的に第1ノズル部110に供給する。
【0033】
具体的に、基板装着部Pが第1ノズル部110の下部に位置する場合には、第1弁175が開かれ、第2弁176は閉まることで、第1原料物質が第1ノズル部110に供給される。逆に、基板装着部Pの移動によって第1ノズル部110の下部に基板装着部Pが位置しない場合には、第1弁175が閉まり、第2弁176は開かれることでパージガスが第1ノズル部110に供給される。
【0034】
したがって、第1原料物質の消費量を低減させ、チャンバ(図示せず)内への第1原料物質の噴射を防止して、チャンバ(図示せず)の内部の第1原料物質による汚染を最小化できる。また、第1原料物質のチャンバ(図示せず)内への噴射を防止するために、従来の基板装着部Pの両側に設けられていた安定化板(図示せず)を除去でき、これによって、気相蒸着装置100の長さを縮められる。
【0035】
一方、気相蒸着装置100は、基板装着部Pの位置によってスイッチ部170の動作を制御するため、基板装着部Pの位置を感知するセンサー部(図示せず)と、センサー部(図示せず)から基板装着部Pの位置情報を受信してスイッチ部170の動作を制御する制御部(図示せず)と、を備える。
【0036】
第1ノズル部110の下端には、下部プレート160が脱着自在に結合される。下部プレート160はシャワーヘッドであり、板状の本体162と、第1原料物質を一定に噴射するように本体162に形成された複数のスリット164と、を備える。
図4では、複数のスリット164らが一列に形成された例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の列または円形をなすように形成されることもできる。下部プレート160は第1ノズル部110に脱着自在に結合することで、入れ替え及びクリーニング作業が容易である。また、下部プレート160は、複数の第2ノズル部120及びパージ部130a、130bの下端にも脱着自在に結合される。
【0037】
第2ノズル部120は、第1ノズル部110と交互に配置され、ラジカル状の第2原料物質を基板装着部Pの方向に噴射する。ラジカル状の第2原料物質は、プラズマモジュール部150を通じて第2ノズル部120に供給される。
【0038】
プラズマモジュール部150は、チャンバ(図示せず)の内部または外部に位置し、プラズマを発生させるためのプラズマ発生部(図示せず)を備える。
【0039】
プラズマ発生部(図示せず)は、電圧が印加されるプラズマ発生器、プラズマ発生器を取り囲む対応面、及び、プラズマ発生器(図示せず)と上記の対応面との間に形成されたプラズマ発生空間を備える。プラズマ発生器は、電圧が印加される円筒状の電極であり、対応面は、プラズマ発生器を取り囲むように形成された電極であって、接地された電極である。しかし、本発明はこれらに限定されず、プラズマ発生器が接地され、対応面に電圧が印加されてもよい。
【0040】
このようなプラズマ発生部(図示せず)は、プラズマ発生器にパルス電圧を印加してプラズマ発生器と対応面との間に電位差を発生させれば、プラズマ発生空間でプラズマが発生し、プラズマが発生したプラズマ発生空間(図示せず)に第2原料物質を注入すれば、第2原料物質はラジカル状になる。また、蒸着工程の進行中の領域と離隔されたプラズマモジュール部150内にプラズマが形成されるので、プラズマによる基板Sの損傷が防止される。
【0041】
一方、プラズマモジュール部150と第2ノズル部120との間には、拡散部152が位置する。拡散部152は、プラズマモジュール部150から供給された第2原料物質を拡散させて、複数の第2ノズル部120に分配する。
【0042】
例えば、拡散部152は、複数の第2ノズル部120と連結された配管(図示せず)を備える。または、拡散部152は、複数のプレート(図示せず)を備えるように構成される。複数のプレート(図示せず)は複数層で構成され、それぞれのプレート(図示せず)には第2原料物質が通過する複数のホールが形成されることで、第2原料物質の移動経路を調節して、複数の第2ノズル部120に第2原料物質を均一に供給する。
【0043】
複数の第2ノズル部120によって噴射された第2原料物質は、基板装着部Pで発生する静電気によって基板装着部Pの方向に誘導される。すなわち、ラジカル状の第2原料物質の指向性及び運動性が増加することで、容易に消滅するラジカル状の第2原料物質がより容易に基板Sに到逹するので、第2原料物質の損失を最小化し、かつ基板Sに到逹する第2原料物質を増加させて、気相蒸着装置100の蒸着効率を向上させる。
【0044】
第1ノズル部110と第2ノズル部120との間には、パージ部130a、130b及び排気部140a、140bがさらに設けられる。
【0045】
パージ部130a、130bは、図面で基板装着部PがY方向に移動すると仮定すると、基板装着部Pの移動方向を基準として、第1ノズル部110の次に位置する第1パージ部130aと、第2ノズル部120の次に位置する第2パージ部130bを備える。同様に、排気部140a、140bは、基板装着部Pの移動方向を基準として、第1ノズル部110の次に位置する第1排気部140aと、第2ノズル部120の次に位置する第2排気部140bを備える。
【0046】
第1パージ部130a及び第2パージ部130bは、パージガスを基板S方向に噴射する。パージガスは、蒸着に影響を与えないガス、例えば、アルゴンガスや窒素ガスなどである。
【0047】
第1排気部140a及び第2排気部140bは、パージガスによって基板Sから分離された副産物や、反応に関与しない余分の第1、2原料物質などを排出する。
【0048】
以下では、
図1から
図3を参照して、気相蒸着装置100によって基板S上に薄膜を形成する方法を説明する。また、以下では、基板装着部Pが
図1のY方向に移動する途中で、基板S上にAl
xO
y薄膜が形成される例を挙げて説明する。但し、本発明はこれに限らず、基板装着部Pは往復動してもよい。
【0049】
先ず、被蒸着材である基板Sが基板装着部Pに装着され、基板装着部Pが第1ノズル部110の下部に位置すれば、センサー部(図示せず)によって基板装着部Pの位置が感知され、これを受信した制御部(図示せず)の制御によって第1ノズル部110は、基板S方向に第1原料物質を噴射する。
【0050】
第1原料物質は、例えば、ガス状態のトリメチルアルミニウム(TMA)のようなアルミニウム(Al)原子を含むガスである。これを通じて基板Sの上面にはAlを含む吸着層が形成されるが、形成される吸着層は、化学的吸着層及び物理的吸着層をいずれも含むことが可能である。このうち、分子間結合力の弱い物理的吸着層は、基板Sの進行方向を基準として、第1ノズル部110の次に位置する第1パージ部130aから噴射されたパージガスによって基板Sから分離される。また、基板Sから分離された物理的吸着層は、基板Sの進行方向を基準として、第1ノズル部110の次に位置する第1排気部140aのポンピングを通じて効率的に基板Sから除去される。
【0051】
次いで、基板装着部Pは、Y方向に沿って移動し続け、第2ノズル部120は、基板Sに向けて第2原料物質を噴射する。第2原料物質はラジカル状であり、基板Sに既に吸着されている第1原料物質で形成された化学的吸着層と反応するか、または化学的吸着層の一部を置換して最終的に所望の蒸着層、例えば、Al
xO
y層を形成する。但し、過剰の第2原料物質は、物理的吸着層をなして基板S上に残存する。
【0052】
基板S上に残存する第2原料物質の物理的吸着層は、基板Sの進行方向を基準として、第2ノズル部120の次に位置する第2パージ部130bから噴射されたパージガスによって基板Sから分離され、基板Sの進行方向を基準として第2ノズル部120の次に位置する第2排気部140bのポンピングを通じて効率的に基板Sから除去される。よって、基板S上には所望の単一の原子層が形成される。
【0053】
一方、基板装着部Pは、第2原料物質を基板装着部P側に誘導するための静電気発生部を備える。このため、第2原料物質の指向性及び運動性が増加し、上記の化学反応に関与する第2原料物質の量が増加するので、気相蒸着装置100の蒸着効率が向上する。
【0054】
また、基板装着部PがY方向に移動し続けることで、基板装着部Pが第1ノズル部110の下部から外れれば、センサー部(図示せず)に基板装着部Pの位置が感知され、これを受信した制御部(図示せず)はスイッチ部170を制御し、第1ノズル部110は第1原料物質の代わりにパージガスを噴射する。よって、第1原料物質の消費を低減させ、且つチャンバ(図示せず)の内部の第1原料物質による汚染を最小化する。
【0055】
図5は、本発明の一実施形態に関する有機発光表示装置の製造方法によって製造された有機発光表示装置を概略的に示す断面図であり、
図6は、
図5のF部分の拡大図である。
具体的に、
図5及び
図6は、前述した気相蒸着装置100(
図1)を用いて製造された有機発光表示装置を示す。
【0056】
有機発光表示装置10は、基板30上に形成される。基板30は、ガラス材、プラスチック材、または金属材で形成される。
基板30上には基板30の上部に平坦面を提供し、基板30方向への水分及び異物の侵透を防止するように絶縁物を含むバッファ層31が形成されている。
【0057】
バッファ層31上には、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)40と、キャパシタ50と、有機発光素子60と、が形成される。TFT40は、活性層41、ゲート電極42、ソース/ドレイン電極43などを備える。有機発光素子60は、第1電極61、第2電極62、及び中間層63を備える。
キャパシタ50は、第1キャパシタ電極51及び第2キャパシタ電極52を備える。
【0058】
具体的にバッファ層31の上面には、所定パターンで形成された活性層41が配置される。活性層41は、シリコンのような無機半導体物質、有機半導体物質、または酸化物半導体物質を含み、p型またはn型のドーパントを注入して形成される。活性層41と同一層に第1キャパシタ電極51が形成されるが、活性層41と同じ材質で形成される。
【0059】
活性層41の上部にはゲート絶縁膜32が形成される。ゲート絶縁膜32の上部には、活性層41と対応してゲート電極42が形成される。ゲート電極42を覆うように層間絶縁膜33が形成され、層間絶縁膜33上にソース/ドレイン電極43が形成され、ソース/ドレイン電極43は活性層41の所定の領域と接触する。ソース/ドレイン電極43と同一層に第2キャパシタ電極52が形成されるが、ソース/ドレイン電極43と同じ材質で形成される。
【0060】
ソース/ドレイン電極43を覆うように不活性化層34が形成され、不活性化層34の上部には、TFT40の平坦化のために別途の絶縁膜がさらに形成されることができる。
【0061】
不活性化層34上に第1電極61を形成する。第1電極61は、ソース/ドレイン電極43のいずれか一つと電気的に連結されるように形成される。そして、第1電極61を覆うように画素定義膜35が形成される。この画素定義膜35に所定の開口64が形成された後、この開口64に限定された領域内には、有機発光層を備える中間層63が形成される。中間層63上に第2電極62が形成される。
【0062】
第2電極62上に封止層70を形成する。封止層70は、有機物または無機物を含み、有機物と無機物とを交互に積層した構造である。
【0063】
封止層70は、本発明の前述した気相蒸着装置100(
図1)を用いて形成される。即ち、第2電極62が形成された基板30を本発明の前述した気相蒸着装置100(
図1)に通過させつつ所望の層を形成する。
【0064】
特に、封止層70は、無機層71及び有機層72を備え、無機層71は、複数の層71a、71b、71cを備え、有機層72は、複数の層72a、72b、72cを備える。この時、本発明の気相蒸着装置100(
図1)を用いて無機層71の複数の層71a、71b、71cを形成する。
【0065】
しかし、本発明はこれらに限定されるものではない。すなわち、有機発光表示装置10のバッファ層31、ゲート絶縁膜32、層間絶縁膜33、不活性化層34及び画素定義膜35などその他の絶縁膜を、本発明の気相蒸着装置100(
図1)で形成することもできる。
【0066】
また、活性層41、ゲート電極42、ソース/ドレイン電極43、第1電極61、中間層63及び第2電極62などその他の多様な薄膜を、本発明の気相蒸着装置100(
図1)で形成することもできる。
【0067】
前述したように、本発明の気相蒸着装置100(
図1)を用いる場合、有機発光表示装置10に形成される蒸着膜特性を向上させ、結果的に有機発光表示装置10の電気的特性及び画質特性を向上させる。
【0068】
以上、図面に示された実施形態を参照として説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な修正や変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。よって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められねばならない。