(57)【要約】【課題】反応ガスの傾向性散布が可能であって、基板に対する差別的なエッチングの制御が可能な薄膜形成装置及び方法並びに液晶表示装置を提供する。【解決手段】ガス流入部を有するチェンバーと、前記チェンバーの内部に位置して、複数のノズルを有する上部電極と、前記チェンバーの内部に前記上部電極と離隔して位置し、基板が載置される下部電極と、前記上部電極上に位置して、前記ガス流入部を通じて供給されるガスを前記上部基板の一部に選択的に集中させるための選択噴射バルブを有する選択噴射板とを含む。【選択図】図３
2006013489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流入部を有するチェンバーと、
前記チェンバーの内部に位置して、複数のノズルを有する上部電極と、
前記チェンバーの内部に前記上部電極と離隔して位置し、基板が載置される下部電極と、
前記上部電極上に位置して、前記ガス流入部を通じて供給されるガスを前記上部基板の一部に選択的に集中させるための選択噴射バルブを有する選択噴射板と
を含む薄膜形成装置。
【請求項２】
前記選択噴射バルブは、相互に連結されている、少なくとも１つの第１ホール及び第２ホールを含み、前記第１ホールは、前記選択噴射バルブの上面に開口部を有し、前記第２ホールは、前記選択噴射バルブの側面に開口部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記選択噴射バルブは、相互に連結されている、少なくとも１つの第１ホール及び第２ホールを含み、前記第１ホール及び第２ホールは、逆Ｔ字状を形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
前記選択噴射バルブは、ソレノイドによって動く
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項５】
前記選択噴射バルブは、前記選択噴射板の中央部に位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項６】
前記選択噴射板は、前記上部電極の中央部に対応する、少なくとも１つの第１噴射ホールと前記上部電極の端部に対応する、少なくとも１つの第２噴射ホールを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項７】
前記選択噴射板は、前記第１噴射ホール及び第２噴射ホール間に、少なくとも１つの第３噴射ホールを含み、前記第３噴射ホールは、前記上部電極の中央部と端部間の部分に対応する
ことを特徴とする請求項６に記載の薄膜形成装置。
【請求項８】
請求項１に記載の薄膜形成装置は、エッチング装置と化学気相蒸着装置のうちの１つである
ことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項９】
前記ガス注入口と前記選択噴射板間に、少なくとも１つのガス噴射板をさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項１０】
第１基板と、
第２基板と、
前記第１基板及び第２基板間に位置する液晶層と
を含み、前記第１基板及び第２基板のうちの１つは、請求項１に記載の薄膜形成装置によって形成される薄膜である
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
チェンバーにガスを供給する段階と、
前記チェンバーの内部にある選択噴射板の選択噴射バルブを選択的に移動させる段階と、
前記選択噴射板を通じて前記ガスを運搬する段階と、  前記選択噴射バルブを利用して前記チェンバーの内部に位置した上部電極の一部に、前記ガス噴射を選択的に集中させる段階と、
前記上部電極と離隔されている下部電極上に載置された薄膜形成基板上部に、基板表面を横切って変わるガス噴射比率で前記ガスを噴射する段階と
を含む薄膜形成方法。
【請求項１２】
前記選択噴射バルブを選択的に移動させる段階は、前記選択噴射バルブを上部位置と下部位置のうちの１つへと移動させる段階を含む
ことを特徴とする請求項１１に記載の薄膜形成方法。
【請求項１３】
前記選択噴射板を通じて前記ガスを運搬する段階は、前記上部電極の中央部に対応する第１噴射ホールと、前記上部電極の端部に対応する第２噴射ホールのうちの１つを通じて前記ガスを運搬する段階を含む
ことを特徴とする請求項１１に記載の薄膜形成方法。
【請求項１４】
前記選択噴射板を通じて前記ガスを運搬する段階は、前記上部電極の中央部に対応する第１噴射ホールと、前記上部電極の端部に対応する第２噴射ホールと、前記上部電極の中央部及び端部の間部分に対応する第３噴射ホールのうちの１つを通じて前記ガスを運搬する段階を含む
ことを特徴とする請求項１１に記載の薄膜形成方法。
【請求項１５】
前記選択噴射バルブを利用して前記ガスを選択的に集中させる段階は、ガス注入口から供給された前記ガスを前記選択噴射バルブの第１ホールと第２ホールを通じて順に運搬する段階を含み、
前記第１ホールは、前記選択噴射バルブの上面に開口部を有して、前記第２ホールは、前記選択噴射バルブの側面に開口部を有する
ことを特徴とする請求項１１に記載の薄膜形成方法。
【請求項１６】
前記選択噴射バルブを利用して前記ガスを選択的に集中させる段階は、ガス注入口から供給された前記ガスを前記選択噴射バルブの第１ホールと第２ホールを通じて順に運搬する段階を含み、
前記第１ホールと第２ホールは、相互に連結されて、逆Ｔ状に形成する
ことを特徴とする請求項１１に記載の薄膜形成方法。
【請求項１７】
前記変わるガス噴射比率は、エッチング工程や化学気相蒸着工程の一部である
ことを特徴とする請求項１１に記載の薄膜形成方法。
【請求項１８】
前記ガスが前記選択噴射板を通じて運搬させる前に、ガス流入部から供給された前記ガスを、少なくとも１つのガス噴射板を通じて散布する段階をさらに含む
ことを特徴とする請求項１１に記載の薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用製造装置に係り、より詳しくは、反応ガスの傾向性散布が可能な薄膜形成装置及び方法並びに液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報ディスプレー装置として、幅広く使用されているＣＲＴ(Cathode Ray Tube)は、性能や価額的な側面で多様な長所があるが、小型化または携帯性の側面では短所を有する。これに比べて、液晶表示装置は、小型、軽量、低電力消費等の長所を持ち、ＣＲＴの短所を克服できる代替手段として次第に注目を浴びており、現在は、ディスプレー装置を必要とするほとんどの情報処理機器に装着されているのが実情である。
【０００３】
液晶表示装置は、液晶の特定な分子配列に電圧を印加して、他の分子配列に変換させて、そのような分子配列により発光する液晶セルの複屈折性、旋光性、２色性及び光散乱特性等の光学的性質の変化を視覚変化に変換するものであって、液晶セルによる光の変調を利用したディスプレー装置である。
【０００４】
このような液晶表示装置は、ブラウン管に比べて小型化が可能であって、パーソナルーコンピューターとラップトップコンピュータのモニターは勿論、コピー機等の事務自動化機器、携帯電話機や呼び出し機等の携帯機器まで幅広く利用されている。
【０００５】
この中でも最も幅広く使用されるアクティブマトリックス駆動方式の液晶表示装置の製造工程は、基板洗浄と、基板パターニング、配向膜形成、基板合着／液晶注入、実装工程とに区分される。基板洗浄工程では、上部基板及び下部基板のパターニング前後に、基板等の異物を洗浄剤を利用して除去する。基板パターニング工程では、上部基板のパターニングと下部基板のパターニングとに区分される。上部基板には、カラーフィルター、共通電極、ブラックマトリックス等が形成される。下部基板には、ゲート配線とデータ配線等の信号配線が形成され、ゲート配線とデータ配線の交差部に薄膜トランジスタＴＦＴが形成されて、ＴＦＴのドレイン電極に接触されるようにゲート配線とデータ配線間の画素領域に画素電極が形成される。基板合着／液晶注入工程では、下部基板上に配向膜を塗布してラビング工程に続いて、シール(seal)材を利用した上部基板及び合着／液晶注入、注入口封止、洗浄、研磨工程が順次行われて液晶パネルが完成される。
【０００６】
前述した工程により製造される液晶表示装置の製造装備は、ほとんど高真空雰囲気で所定の工程を行われるように、密閉された複数のチェンバー設備を備える。具体的に、前記チェンバー設備は、複数のプロセスチェンバー(process chamber)と、ロードロックチェンバー(load lock chamber)、移送チェンバー(transfer chamber)を備えており、特に、近来には、短時間に多量の基板が処理できるように、これらの直接的な処理工程を行う工程チェンバーと、前記基板を貯蔵して、これを工程チェンバーで移送または回送する移送チェンバーを含む複合型装置としてクラスタ(cluster)が使用される。このようなクラスタの工程チェンバーには、プラズマ化学気相蒸着装置ＰＥＣＶＤや乾式エッチング装置(dry etcher)等の工程チェンバーを含む。
【０００７】
以下、添付された図面を参照して、従来のプラズマを利用した乾式エッチング装備の構造を説明する。
図１は、従来の液晶表示装置用乾式エッチング装置を示した断面図であって、図２は、図１の乾式エッチング装置の上部電極の平面図である。
図示したように、反応容器であるチェンバー１０の上面には、ガス導入部から反応ガスをチェンバー１０の内部へと流入するためのガス注入口１２が形成されており、チェンバー１０の下部には、チェンバー１０の内部の空気を排出するための排気口１１が形成されている。
【０００８】
チェンバー１０内には、下部電極２１と上部電極３１が一定間隔隔てて配置されており、下部電極２１と上部電極３１間の空間は、反応領域になる。上部電極３１は、接地されており、複数のホール３２を有している。上部電極３１上には、第１ないし第３ガス噴射板４１、４２、４３が各々配置されているが、第１ないし第３ガス噴射板４１、４２、４３は、ガス注入口１２を通じてチェンバー１０の内部へと流入されたガスの分布を均一にするためのものであって、噴射板の数は、必要と応用によって備えられる。
【０００９】
前記チェンバー１０内へと流入されたガスは、前記ガス噴射板４１、４２、４３を通じて均一な分布に噴射され上部電極３１に伝達されて、上部電極３１に形成された複数の微細なホール３２を通じて上部電極３１と下部電極２１間の反応領域に拡散され送られる。
【００１０】
下部電極２１上には、処理される対象物、すたわち、パターニングされる薄膜を含む基板２２が載置される。下部電極２１は、外部の電力供給部に連結され所定の電圧が印加される。
【００１１】
下部電極２１及び上部電極３１の周りには、遮蔽物であるシールド(shield)２３、３３が形成されているが、特に、上部シールド３３は、一部が反応領域内にまで延長されていて、プラズマ密度が基板２２に対応する部分で高くなるようにする役割を行う。
【００１２】
前述したような構造の乾式エッチング装置では、上部電極３１に形成された複数のホール３２によりガス噴射を基板側に均一に噴射させる特徴がある。
【００１３】
ところが、大面積の薄膜トランジスタ液晶表示装置の場合、ガラスのサイズの増大によって、全面積に対する均一分布(uniformity)の制御が重要な問題として浮き彫りになっている。特に、レイヤ(layer)による傾向性エッチングの必要によって、中央部または端部のエッチングに対する制御が要求されている実情である。すなわち、アクティブ層の場合には、基板の端部分がさらにエッチングされて、保護層の場合には、基板の中央部分がさらにエッチングされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、前述したような要求に鑑みてなされたもので、反応ガスの傾向性散布が可能であって、基板に対する差別的なエッチングの制御が可能な薄膜形成装置及び方法並びに液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前述した目的を達成するために、本発明は、ガス流入部を有するチェンバーと、前記チェンバーの内部に位置して、複数のノズルを有する上部電極と、前記チェンバーの内部に前記上部電極と離隔して位置し、基板が載置される下部電極と、前記上部電極上に位置して、前記ガス流入部を通じて供給されるガスを前記上部基板の一部に選択的に集中させるための選択噴射バルブを有する選択噴射板とを含む薄膜形成装置を提供する。
【００１６】
また、第１基板と、第２基板と、前記第１基板及び第２基板間に位置する液晶層とを含み、前記第１基板及び第２基板のうちの１つは、上述した薄膜形成装置によって形成される薄膜であることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００１７】
さらに、チェンバーにガスを供給する段階と、前記チェンバーの内部にある選択噴射板の選択噴射バルブを選択的に移動させる段階と、前記選択噴射板を通じて前記ガスを運搬する段階と、前記選択噴射バルブを利用して前記チェンバーの内部に位置した上部電極の一部に、前記ガス噴射を選択的に集中させる段階と、前記上部電極と離隔されている下部電極上に載置された薄膜形成基板上部に、基板表面を横切って変わるガス噴射比率で前記ガスを噴射する段階とを含む薄膜形成方法を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、液晶表示装置の製造による傾向的エッチング液の散布要求に適合するように構成された。これは、より精密なエッチング液ガスの噴射制御が可能であって、また、中央部及び端部の反応ガスの噴射量を調節することによって、エッチング作業の均一度をさらに向上させて、特に、大面積の液晶表示装置の製造による工程マージンの確保に長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図３は、本発明による液晶表示装置用製造装置を示した断面図である。
図示したように、チェンバー５２は、内部で乾式エッチングの工程が行われる反応空間を含み、反応ガスが流入されるガス注入口５４と、反応以後、残留ガスの排出のための排気口５６が形成される。
【００２０】
前記チェンバー５２の内部には、上部電極５８が位置し、上部電極５８は、流入された反応ガスの噴射のための複数のノズル６０を含む。
下部電極６２は、前記チェンバー５２の内部で、前記上部電極５８と向かい合うように離隔されており、エッチング装置によりエッチングまたは化学気相蒸着装置により蒸着処理される基板６４が載置される。
【００２１】
前記上部電極５８の上部には、複数のガス噴射板６５、６６、６７が位置して、各々複数のノズル(図示せず)を含み、前記ガス注入口５４へ流入された反応ガスを拡散噴射させるために設けられ、工程に応じて１つ以上構成される。
【００２２】
また、本発明は、前記上部電極５８と複数の噴射板６５、６６、６７との間に、選択噴射板７０をさらに含んでいるが、前記選択噴射板７０は、前記上部電極５８へ噴射される反応ガスの領域別分布が調節できるようにする機能を提供する。
【００２３】
前記選択噴射板７０の断面構造を、図４Ａ及び図４Ｂに示しており、図４Ａと図４Ｂを参照して、その動作の原理を説明する。
選択噴射板７０の構造は、反応ガスを前記上部電極５８の中央部に集中して噴射させるために、反応ガスの伝達経路を選択噴射板７０の中央部に集中させる第１噴射ホール７２と、反応ガスを前記上部電極５８の端部に集中して噴射させるために、反応ガスの伝達経路を選択噴射板７０の端部に集中させる第２噴射ホール７４が各々１つ以上構成されている。
【００２４】
また、前記第１噴射ホール７２及び第２噴射ホール７４の選択的反応ガス噴射を行うため、前記選択噴射板７０の中央部には、選択噴射バルブ７６が構成されており、前記選択噴射バルブ７６は、チェンバー５２の外部の制御装置によって上部位置と下部位置との選択的な上下移動が行われて、内部に形成された第１ホール７６ａと第２ホール７６ｂの移動を通じて、前記図４Ａと図４Ｂに示したように、第１噴射ホール７２または第２噴射ホール７４への反応ガス噴射を制御することができる。選択噴射バルブ７６の第１ホール７６ａと第２ホール７６ｂは、相互に連結されており、第１ホール７６ａは、選択噴射バルブ７６の上面に開口部を有し、第２ホール７６ｂは、選択噴射バルブ７６の側面に開口部を有する。従って、第１ホール７６ａと第２ホール７６ｂは、相互に連結されて逆Ｔ字状を形成する。
【００２５】
前記選択噴射バルブ７６は、上下移動を可能にするための駆動手段として図示していないソレノイドが内蔵されており、前記ソレノイドに伝達される外部装置(図示せず)の制御信号によって前記選択噴射バルブ７６の動作を制御する。
【００２６】
また、本発明では、前記選択噴射板７０の前記上部電極５８への反応ガス分布位置を中央部と端部としたが、応用と必要性に応じて複数のガス排出ホールが形成された選択噴射板と、さらに精密に位置制御される選択噴射バルブを通じて前記上部電極への多様な噴射ガス分布を行うことは言うまでもない。
【００２７】
たとえば、図４Ａと図４Ｂでは、選択噴射板７０は、第１噴射ホール７２及び第２噴射ホール７４を有するが、第１噴射ホール７２と第２噴射ホール７４との間に、少なくとも１つの第３噴射ホールをさらに設け、上部電極５８の中央部と端部との間に対応するようにすることができる。
【００２８】
また、上述した例では、選択噴射バルブ７６は、上部位置と下部位置との選択的な上下移動によって第１噴射ホール７２または第２噴射ホール７４のいずれかからのガス噴射経路を選択するものであるが、選択噴射バルブ７６の位置制御をさらに精密に制御して、第１噴射ホール７２または第２噴射ホール７４に対する選択噴射バルブ７６の第１ホール７６ａの開口部の開口比率を制御することにより、下部電極６２上に載置される薄膜形成基板６４へのガス噴射比率を制御できる。このようなガス噴射比率の制御は、エッチング工程や化学気相蒸着工程の一部に用いることができる。
【００２９】
さらに、本発明による選択噴射板７０は、前述したエッチング装備だけではなく、化学気相蒸着装置ＣＶＤ等にも使用できるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来の液晶表示装置用乾式エッチング装置を示した断面図である。
【図２】図１の乾式エッチング装置の上部電極の平面図である。
【図３】本発明による液晶表示装置用製造装置を示した断面図である。
【図４Ａ】本発明による液晶表示装置用製造装置の選択噴射板を示した断面図である。
【図４Ｂ】本発明による液晶表示装置用製造装置の選択噴射板を示した断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
５０  乾式エッチング装置            ５２  チェンバー
５４  ガス注入口                    ５６  排気口
５８  上部電極                      ６０  噴射ノズル
６２  下部電極                      ６４  基板
６５、６６、６７  噴射板            ７０  選択噴射板
７２  第１噴射ホール                ７４  第２噴射ホール
７６  選択噴射バルブ          ７６ａ  第１ホール
７６ｂ  第２ホール
【図１】
2006013489.tif 000003
【図２】
2006013489.tif 000004
【図３】
2006013489.tif 000005
【図４Ａ】
2006013489.tif 000006
【図４Ｂ】
2006013489.tif 000007