KR20070050810A - 오엘이디 소자의 패턴 결함 수정 방법 - Google Patents

오엘이디 소자의 패턴 결함 수정 방법 Download PDF

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Abstract

패턴 형성 시 패턴 상에 발생하는 스크래치성 결함을 수정할 수 있는 오엘이디 소자의 패턴 결함 수정 방법이 제공된다. 본 발명에 의한 오엘이디 소자의 패턴 결함 수정 방법은, 기판 상에 패턴을 형성하는 단계; 기판 상에 집속이온빔 장비를 배치하고, 집속이온빔 장비의 이온현미경 또는 3차원 광학현미경을 이용하여 패턴 상에 발생한 결함을 관측하여 그 위치를 저장하고, 관측된 패턴 상의 결함에 대한 3차원 형상의 이미지를 추출하는 단계; 추출된 이미지로부터 오차 정보 데이터를 형성하는 단계; 오차 정보 데이터를 단면 슬라이스로 나누어 집속이온빔 장비에 입력하는 단계; 및 저장된 위치에 집속이온빔 증착공정을 실시하여 패턴 상에 발생한 결함을 수정하는 단계를 포함한다.
오엘이디, 패턴 결함, 집속이온빔, 오차 정보 데이터, 단면 슬라이스

Description

오엘이디 소자의 패턴 결함 수정 방법{Method for correcting defect of pattern in organic light emitting diode device}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오엘이디 소자의 패턴 결함 수정 방법을 설명하기 위해 나타내 보인 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 사용하는 집속이온빔 장비를 개략적으로 나타내 보인 도면이다.
도 3은 도 2의 집속이온빔 장비에 의한 증착공정을 개략적으로 보여주기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200: 이온소스부 210: 빔 정렬 및 집속부
220: 시료 처리 및 화상 처리부
본 발명은 오엘이디 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오엘이디 소자 의 패턴 결함 수정 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 오엘이디(OLED) 소자는 평판 표시 소자의 하나로서 투명 기판 상의 양전극층과 음전극층 사이에 유기 발광층을 포함하는 유기 박막층 등을 개재하여 구성하며, 매우 얇은 두께의 매트릭스 형태를 이룬다.
오엘이디 소자는 형광체에 일정 수준 이상의 전기장이 인가되면 빛이 발생되는 전기 발광 현상을 이용한 표시 소자로서, 양전극층 및 음전극층에 소정의 전기장이 인가되면 양전극층 및 음전극층으로부터 각각 정공과 전자가 유기 발광층으로 이동하고, 이러한 정공과 전자가 유기 발광층 중에서 서로 만나 전자-정공 쌍을 형성하여 높은 에너지를 갖는 여기자를 생성하고, 이러한 여기자가 바닥 상태로 떨어지면서 빛 에너지를 내는 원리로 빛을 발생시키게 된다.
이러한 오엘이디 소자는 15V 이하의 낮은 전압으로 구동이 가능하고, 다른 디스플레이 소자, 예를 들어, TFT-LCD에 비해 휘도, 시야각 및 소비 전력 등에서 우수한 특성을 나타낸다. 더구나, 유기 발광 소자는 다른 디스플레이 소자에 비해 1㎲의 빠른 응답 속도를 가지기 때문에 동영상 구현이 필수적인 차세대 멀티미디어용 디스플레이에 적합한 소자이다.
이러한 오엘이디 소자의 패턴은 수많은 미세패턴들로 이루어져 있으며, 이와 같은 미세패턴들은 포토리소그래피(Photolithography) 공정을 통해 형성된다. 포토리소그래피 공정을 이용해서 미세패턴을 형성하기 위해서는, 먼저 패터닝하고자 하는 대상막 위에 포토레지스트막을 코팅한다. 다음에 통상의 노광공정을 수행하여 대상막의 일부 표면을 노출시키는 포토레지스트막패턴을 형성한다. 이후에 이 포토 레지스트막패턴을 식각마스크로 한 식각으로 대상막의 노출부분을 제거한 후에 포토레지스트막패턴을 스트립(Strip)함으로써 패턴을 형성할 수 있다.
그런데, 이러한 포토리소그래피 공정을 진행하는 데 있어서, 패턴 상에 스크래치(Scratch)성 결함이 발생할 수 있다. 이러한 스크래치성 결함은 라인 결함(Line Defect)으로 작용하므로 모듈 구동 시 데이터 라인 간, 스캔라인 간의 오픈(Open) 현상(발생된 셀 전체가 발광되지 않음)들을 통해 양품률의 저하를 가져오게 된다.
따라서, 패턴 형성 시 패턴 상에 발생하는 스크래치성 결함을 수정할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 패턴 형성 시 패턴 상에 발생하는 스크래치성 결함을 수정할 수 있는 오엘이디 소자의 패턴 결함 수정 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 오엘이디 소 자의 패턴 결함 수정 방법은, 기판 상에 패턴을 형성하는 단계; 상기 기판 상에 집속이온빔 장비를 배치하고, 상기 집속이온빔 장비의 이온현미경 또는 3차원 광학현미경을 이용하여 상기 패턴 상에 발생한 결함을 관측하여 그 위치를 저장하고, 상기 관측된 패턴 상의 결함에 대한 3차원 형상의 이미지를 추출하는 단계; 상기 추출된 이미지로부터 오차 정보 데이터를 형성하는 단계; 상기 오차 정보 데이터를 단면 슬라이스로 나누어 상기 집속이온빔 장비에 입력하는 단계; 및 상기 저장된 위치에 집속이온빔 증착공정을 실시하여 상기 패턴 상에 발생한 결함을 수정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 패턴 상에 발생한 결함 위치를 저장하는 단계는, 상기 기판 상에 원점 위치를 부여해주기 위한 태그 패턴을 형성하는 단계; 상기 태그 패턴을 기준으로 상기 관측된 패턴 상의 결함 위치를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 패턴 상의 결함 위치를 저장하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 오차 정보 데이터를 형성하는 단계는 상기 이미지를 3차원 캐드 파일로 변환하는 과정을 통해서 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 오차 정보 데이터를 형성하는 단계는, 상기 추출된 이미지를 화상처리 프로그램에 입력하여 미세 결함들의 색대비차 및 명암차에 따른 형상을 추출 및 정렬하는 단계일 수 있다.
상기 이미지를 3차원 캐드 파일로 변환하는 과정은 매트랩(MATLAB)을 포함하는 제어프로그램에 의해 진행될 수 있다.
상기 오차 정보 데이터를 단면 슬라이스로 나누어주는 단계는 3차원 프로그 램에 의해 진행될 수 있다.
상기 집속이온빔 증착공정을 실시하는 단계는 메탈가스를 분말상태로 형성한 후 노즐에 장착하여 상기 패턴 상에 발생한 결함을 수정할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
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 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
또한, 도면에서 층과 막 또는 영역들의 크기 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 막 또는 층이 다른 막 또는 층의 "상에" 형성된다라고 기재된 경우, 상기 어떤 막 또는 층이 상기 다른 막 또는 층의 위에 직접 존재할 수도 있고, 그 사이에 제3의 다른 막 또는 층이 개재될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오엘이디 소자의 패턴 결함 수정 방법을 설명하기 위해 나타내 보인 흐름도이다. 그리고 도 2는 본 발명의 실시예에서 사용하는 집속이온빔 장비를 개략적으로 나타내 보인 도면이며, 도 3은 도 2의 집속이온빔 장비에 의한 증착공정을 개략적으로 보여주기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 있어서, 패턴 상에 발생한 결함은 기판 상에 패턴을 형성할 경우 성막이 전 기판 면에 고르게 되지 않고 미세 부분의 불균일함을 형성하게 될 때 발생할 수 있는 스크래치성 결함 등을 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 먼저 기판 상에 패턴을 형성한다(S100). 여기서, 기판 상에 형성되는 패턴은 비록 도면에 도시하지는 않았지만, 기판 위에 일 방향으로 길게 뻗는 스트라이프 형상의 양전극층 패턴과, 양전극층 패턴 및 기판 위에 평면으로 볼 때 격자 형상으로 형성되어 화소 개구부를 정의하는 절연막 패턴과, 양전극층 패턴과 직교하는 절연막 패턴 위에 양전극층 패턴이 배열된 방향을 따라 형성된 격벽층과, 화소 개구부의 양전극층 패턴 위에 형성되는 발광유기물층 및 음전극층 패턴을 포함한다.
한편, 이러한 패턴들은 포토리소그래피(Photolithography) 공정을 통해 형성된다. 포토리소그래피 공정을 이용해서 패턴을 형성하기 위해서는, 먼저 패터닝하고자 하는 대상막 위에 포토레지스트막을 코팅한다. 다음에, 통상의 노광공정을 수행하여 대상막의 일부 표면을 노출시키는 포토레지스트막패턴을 형성한다. 이후에, 이 포토레지스트막패턴을 식각마스크로 한 식각으로 대상막의 노출부분을 제거한 후에 포토레지스트막패턴을 제거함으로써 대상막 패턴을 형성할 수 있다.
그런데, 이와 같은 패턴을 형성하는 데 있어서, 포토리소그래피 공정을 진행하는 동안 패턴 상에 스크래치(Scratch)성 결함이 발생할 수 있다. 이러한 스크래치성 결함은 라인 결함(Line Defect)으로 작용하므로 모듈 구동 시 데이터라인 간, 스캔라인 간의 오픈(Open) 현상(발생된 셀 전체가 발광되지 않음)들을 통해 양품률 의 저하를 가져오게 된다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에서는 집속이온빔(FIB: Focused Ion Beam) 공정을 이용하여 패턴 상에 발생한 스크래치성 결함을 수정하고자 한다.
집속이온빔 공정은 액체 금속 이온소스(Liquid Metal Ion Source)로부터 이온빔(Ion Beam)을 발생시키고, 어느 한 방향으로 이온빔을 집속시켜서 보낼 수 있도록 만들어진 장치를 이용하여 기판의 패턴 상에 발생한 스크래치성 결함을 수정할 수 있는 공정이다.
도 2를 참조하면, 집속이온빔 장비는 크게 이온소스부(200), 빔 정렬 및 집속부(210), 그리고 시료 처리 및 화상 처리부(220)를 포함하여 구성된다.
이온소스부(200)는 액체 금속 이온원이 장착되는 부분으로 이온원 금속을 액체 상태로 만들기 위해 가열 전류를 흘려줄 수 있도록 배치되어 있다.
빔 정렬 및 집속부(210)는 도면에 도시하지는 않았지만 렌즈, 블랭커(Blanker), 스티그매터(Stigmator) 및 편향장치(Deflector)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 렌즈는 한 점으로 이온빔을 집속시키고, 블랭커는 빔 정렬부에서 선택된 지역에서만 빔을 주사하기 위해 빔을 잠시 차단하는 역할을 한다. 스티그매터는 빔을 원형으로 고정시키며 중앙으로 보내는 역할을 하며, 편향장치는 패턴의 원하는 영역에 빔을 주사하기 위해 빔을 편향시키는 역할을 한다.
시료 처리 및 화상 처리부(220)는 이온현미경(Ion Microscope) 또는 3차원 광학현미경을 통한 이미지 구현을 위해 이온 충돌로 인한 이온들을 검출하여 화상 처리 및 신호를 분석하는 과정을 보여준다. 여기서, 시료 처리 및 화상 처리 부(220)는 가공한 부분의 위치를 이미지로 기억하는 기억장치가 있어서 패턴의 위치를 찾아내는 데 용이하다. 참고로, 미설명된 참조부호 "S"는 기판을 가리킨다.
이러한 집속이온빔 장비를 기판(S) 상에 배치하고, 집속이온빔 장비의 이온현미경 또는 3차원 광학현미경을 이용하여 기판(S)의 패턴 상에 발생한 결함을 관측하여 그 위치를 저장하고(S110), 관측된 패턴 상의 결함에 대한 3차원 형상의 이미지를 추출한다(S120).
이때, 기판(S)의 패턴 상에 발생한 결함의 위치는 기판(S) 상에 원점 위치를 부여해주기 위한 태그(Tag) 패턴을 형성하고, 이 태그 패턴을 기준으로 상기 관측된 패턴 상의 결함의 위치를 계산하여 저장될 수 있다.
다음에, 이온현미경 또는 3차원 광학현미경을 이용하여 추출된 이미지를 3차원 캐드 파일로 변환하는 과정을 통해서 오차 정보 데이터를 형성한다(130). 즉, 이온현미경 또는 3차원 광학현미경을 이용하여 추출된 이미지를 화상처리 프로그램에 입력하여 미세 결함들의 색대비차 및 명암차에 따른 형상을 추출 및 정렬함으로써 오차 정보 데이터를 형성한다. 여기서, 이미지를 3차원 캐드 파일로 변환하는 과정은 매트랩(MATLAB)을 포함하는 제어프로그램에 의해 수행될 수 있다.
다음에, 오차 정보 데이터를 3차원 프로그램을 이용하여 바텀 업(Bottom-Up) 또는 탑 다운(Top-Down) 방향으로 단면 슬라이스(Slices)로 나누어 집속이온빔 장비에 입력한다(140).
다음에, 태그 패턴을 원점으로 하여 측정되어 저장된 위치에 집속이온빔 증착공정을 실시하여 패턴 상에 발생한 결함을 수정한다(150). 여기서, 집속이온빔 증착공정은 메탈가스를 분말상태로 형성한 후 노즐에 장착하여 패턴 상에 발생한 결함을 수정하는 공정을 말한다. 이를 도 3을 참조하여 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3을 참조하면, 이온빔이 시료표면에 가속하여 조사하게 되면, 시료원자와의 충돌에 의한 스퍼터링(Sputtering)이 발생하게 된다. 시편의 원자간 결합에너지보다 큰 에너지를 전달하게 되면 원자가 제거되는 에칭(Etching)이 일어나며, 시편의 이온화된 입자(Secondary Ion)와 이차전자(Secondary Electron)가 발생하게 된다. 이온빔 증착은 이때 발생하는 이차전자를 이용하며, 먼저 시료표면에 증착시키고자 하는 물질의 화합물을 기화시켜 시료 위에 흡수시킨다. 표면에 도포된 화합물은 가속된 이온의 충돌로 발생한 이차전자와 반응하여 기체와 고체로 생성되어 기체는 저압의 챔버내에서 제거되고, 고체는 시료표면에 증착된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 오엘이디 소자의 패턴 결함 수정 방법은, 집속이온빔 장비를 이용하여 패턴 형성 시 발생한 결함을 관측하여 그 위치를 저장하고, 결함에 대한 오차 정보 데이터를 형성한 후 단면 슬라이스로 나누어 집속이온빔 장비에 입력하여, 저장된 결함의 위치에 집속이온빔 증착공정을 실시하여 패턴 상에 발생한 결함을 수정할 수 있다.
이상 첨부된 도면 및 표를 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있 다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 실시예에 따른 오엘이디 소자의 패턴 결함 수정 방법에 의하면, 집속이온빔 장비를 이용하여 패턴 형성 시 발생한 결함을 관측하여 그 위치를 저장하고, 결함에 대한 오차 정보 데이터를 형성한 후 단면 슬라이스로 나누어 집속이온빔 장비에 입력하여, 저장된 결함의 위치에 집속이온빔 증착공정을 실시함으로써 패턴 상에 발생한 결함을 수정할 수 있다. 이에 따라, 라인 결함(Line Defect)이 제거됨으로써 모듈 구동 시 데이터 라인 간, 스캔라인 간의 오픈(Open) 현상(발생된 셀 전체가 발광되지 않음)들을 개선하여 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 기판 상에 패턴을 형성하는 단계;
    상기 기판 상에 집속이온빔 장비를 배치하고, 상기 집속이온빔 장비의 이온현미경 또는 3차원 광학현미경을 이용하여 상기 패턴 상에 발생한 결함을 관측하여 그 위치를 저장하고, 상기 관측된 패턴 상의 결함에 대한 3차원 형상의 이미지를 추출하는 단계;
    상기 추출된 이미지로부터 오차 정보 데이터를 형성하는 단계;
    상기 오차 정보 데이터를 단면 슬라이스로 나누어 상기 집속이온빔 장비에 입력하는 단계; 및
    상기 저장된 위치에 집속이온빔 증착공정을 실시하여 상기 패턴 상에 발생한 결함을 수정하는 단계를 포함하는 오엘이디 소자의 패턴 결함 수정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 패턴 상에 발생한 결함 위치를 저장하는 단계는,
    상기 기판 상에 원점 위치를 부여해주기 위한 태그 패턴을 형성하는 단계;
    상기 태그 패턴을 기준으로 상기 관측된 패턴 상의 결함 위치를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 패턴 상의 결함 위치를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오엘이디 소자의 패턴 결함 수정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오차 정보 데이터를 형성하는 단계는 상기 이미지를 3차원 캐드 파일로 변환하는 과정을 통해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 오엘이디 소자의 패턴 결함 수정 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 오차 정보 데이터를 형성하는 단계는,
    상기 추출된 이미지를 화상처리 프로그램에 입력하여 미세 결함들의 색대비차 및 명암차에 따른 형상을 추출 및 정렬하는 단계임을 특징으로 하는 오엘이디 소자의 패턴 결함 수정 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 이미지를 3차원 캐드 파일로 변환하는 과정은 매트랩(MATLAB)을 포함하는 제어프로그램에 의해 진행되는 것을 특징으로 하는 오엘이디 소자의 패턴 결함 수정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 오차 정보 데이터를 단면 슬라이스로 나누어주는 단계는 3차원 프로그램에 의해 진행되는 것을 특징으로 하는 오엘이디 소자의 패턴 결함 수정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 집속이온빔 증착공정을 실시하는 단계는 메탈가스를 분말상태로 형성한 후 노즐에 장착하여 상기 패턴 상에 발생한 결함을 수정하는 것을 특징으로 하는 오엘이디 소자의 패턴 결함 수정 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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