KR20070051643A - 유기 전계 발광 소자의 패턴 결함 수정방법 - Google Patents

유기 전계 발광 소자의 패턴 결함 수정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 유기 전계 발광 소자의 패턴 결함 수정방법은, 기판 상에 패턴을 형성하는 단계; 기판 상에 집속이온빔(FIB)장비를 배치하고, 집속이온빔(FIB)장비의 이온현미경(SIM)을 이용하여 패턴 상에 발생한 결함을 관측하여 이미지를 추출하는 단계; 추출된 이미지로부터 오차 정보 데이터를 형성하는 단계; 및 집속이온빔(FIB)장비에 오차 정보 데이터를 입력하고, 집속이온빔 에칭공정을 실시하여 패턴 상에 발생한 결함을 제거하는 단계를 포함한다.
집속이온빔(FIB)공정, 오차 정보 데이터

Description

유기 전계 발광 소자의 패턴 결함 수정방법{Method for correcting defect of pattern in organic luminescent emitting device}
도 1은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 패턴 결함 수정방법을 설명하기 위해 나타내 보인 흐름도이다.
도 2는 본 발명에서 이용하는 집속이온빔(FIB)장비를 개략적으로 나타내보인 도면이다.
본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 전계 발광 소자의 패턴 결함 수정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 유기 전계 발광 소자(OLED; Organic electro luminescent emitting device)는 평판 디스플레이 소자 중 하나로 유리(glass)기판 상에 양전극층(anode layer)과 음전극층(cathode layer) 사이에 유기전계 발광층인 유기 박막층을 개재하여 구성하며, 매우 얇은 두께의 매트릭스 형태를 이룬다.
이러한 유기 전계 발광 소자는 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 박형 등의 장점이 있다. 또한, 좁은 광 시야각, 느린 응답 속도 등 종래에 LCD에서 문제로 지적되어 온 결점을 해결할 수 있으며, 다른 형태의 디스플레이와 비교하여, 특히, 중형 이하에서 다른 디스플레이, 예컨대, 'TFT LCD'와 동등하거나 그 이상의 화질을 가질 수 있을 뿐만 아니라, 제조 공정이 단순하다는 점에서 차세대 평판 디스플레이로 주목받고 있다.
이러한 유기 전계 발광 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 포토레지스트막패턴을 식각마스크로 한 식각으로 대상막의 노출부분을 제거한 후에 포토레지스트막패턴을 스트립(strip)함으로써 패턴을 형성할 수 있다.
그런데 이러한 포토리소그래피 공정을 진행하는데 있어서, 패턴 상에 파티클과 같은 결함이 발생할 수 있다. 이렇게 패턴 상에 발생한 파티클은 패턴의 불량을 발생시킬 수 있고, 유기 전계 발광 소자의 특성을 저하시킬 수 있으므로 파티클을 제거하는 방법이 요구되고 있다.
이에 따라 파티클을 제거하기 위해서 종래의 경우, 이러한 파티클을 제거하기 위해 레이저를 이용한 결함수정방법 및 포토마스크의 잔류결함수정방법이 제안되어 있다. 그러나 파티클 상에 레이저를 조사하여 제거하는 레이저를 이용한 결함수정방법은, 초미세 파티클이나 다각형상을 가진 미세 파티클의 제거가 불가능하 고, 파티클이 존재하지 않는 주변 패턴에 대해 영향을 주지 않으면서 레이저 조사를 통한 미세 파티클의 정확한 제거가 어려울 수 있다. 또한, 패턴에 레이저를 조사함으로서 주변 패턴에 영향을 주어 잔류 열응력으로 인해 포토리소그래피 공정으로 조사되는 노광기의 자외선 효과에 부정적인 영향력을 미칠 수 있다.
또한, 집속이온빔을 이용한 포토마스크의 잔류결함수정방법은, 결함부분 전체에 걸쳐 소정 영역을 남기고 그 이외의 부분에 갈륨이온을 조사하여 패턴 상에 존재하는 파티클을 물리적으로 제거한 다음에, 물리적으로 제거되지 않고 남아있는 잔류 결함 부분에 대해 화학적인 에칭을 수행하여 제거하는 방법이다. 그러나 이러한 포토마스크의 잔류결함수정방법은, 다양한 형상을 가진 미세 파티클을 제거하지 못하고, 상기 파티클이 발생된 영역보다 큰 영역에 이온빔이 조사되어 미세 파티클을 뺀 주변부에 손상을 가져올 수 있다. 따라서 파티클이 발생된 패턴 부분만 수정할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 유기 전계 발광 소자의 패턴 형성시 발생하는 결함과 패턴불량을 주변 패턴에 영향을 미치지 않고 수정할 수 있는 유기 전계 발광 소자의 패턴 결함 수정방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 의 패턴 결함 수정방법은, 기판 상에 패턴을 형성하는 단계; 상기 기판 상에 집속이온빔(FIB)장비를 배치하고, 상기 집속이온빔(FIB)장비의 이온현미경(SIM)을 이용하여 상기 패턴 상에 발생한 결함을 관측하여 이미지를 추출하는 단계; 상기 추출된 이미지로부터 오차 정보 데이터를 형성하는 단계; 상기 오차 정보 데이터를 제어프로그램을 이용하여 집속이온빔(FIB)장비에 입력할 수 있는 파일로 변환하는 단계; 및 상기 집속이온빔(FIB)장비에 상기 오차 정보 데이터를 입력하고, 집속이온빔 에칭공정을 실시하여 상기 패턴 상에 발생한 결함을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 오차 정보 데이터를 형성하는 단계에서는, 상기 패턴을 형성한 다음에 이온현미경(SIM)으로 관측하여 얻은 이미지를 추출해 화상처리 프로그램에 입력하여 미세 결함들의 색대비차 및 명암차에 따른 형상을 추출 및 정렬하는 것이 바람직하다.
상기 오차 정보 데이터를 형성하는 단계이후에 상기 오차 정보 데이터를 제어프로그램을 이용하여 상기 집속이온빔(FIB)장비에 입력할 수 있는 파일로 변환하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 집속이온빔 장비에 입력할 수 있는 파일로 변환하는 단계는, 매트랩(MATLAB)을 포함하는 제어프로그램을 이용하여 2-3D 캐드파일로 변환하는 것이 바람직하다.
상기 패턴 상에 결함을 제거하는 단계는 오차 정보 데이터를 이용하여 원하는 오차범위 내에 들어갈 때까지 이미지를 측정하고, 결함을 제거하는 것을 반복할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 패턴 결함 수정방법을 설명하기 위해 나타내 보인 흐름도이다. 그리고 도 2는 본 발명에서 이용하는 집속이온빔(FIB)장비를 개략적으로 나타내보인 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 먼저 기판 상에 패턴을 형성한다(단계 100). 여기서 기판 상에 형성되는 패턴은 비록 도면에 도시하지는 않았지만, 기판 위에 일 방향으로 뻗어 있는 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, 그리고 화소 개구부의 양전극층 패턴 위에 형성되어 있는 유기 전계 발광층 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 수 행하여 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 형성하는데 있어서, 포토리소그래피 공정을 진행하는 동안 패턴 상에 파티클과 같은 결함이 발생할 수 있다. 이에 따라 본 발명에서는 집속이온빔(FIB; Focused Ion Beam) 공정을 이용하여 패턴 상에 발생한 파티클과 같은 결함을 제거하고자 한다.
집속이온빔(FIB) 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 파티클을 제거하는 공정이다.
도 2를 참조하면, 집속이온빔(FIB)장비는 크게 이온소스부(200), 빔(beam) 정렬 및 집속부(210), 그리고 시료 처리 및 화상 처리부(220)를 포함하여 구성된다. 여기서 이온소스부(200)는 액체 금속 이온원이 장착되는 부분으로 이온원 금속을 액체상태로 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 이온 빔을 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 주사 하기 위해 빔을 편향시키는 역할을 한다. 그리고 시료 처리 및 화상 처리부(220)는 이온 현미경(SIM; Scanning Ion Microscope)을 통한 이미지 구현을 위해 이온 충돌로 인한 이온들을 검출하여 화상 처리 및 신호를 분석하는 과정을 보여준다. 여기서 시료 처리 및 화상 처리부(220)는 가공한 부분의 위치를 이미지로 기억하는 기억장치가 있어서 패턴의 위치를 찾아내는데 용이하다. 이때 도면에서 미설명된 부분은 기판(S)이다.
이러한 집속이온빔(FIB)장비를 기판(S) 상에 배치하고, 상기 집속이온빔(FIB) 장비에서 시료 처리 및 화상 처리부(220)의 이온현미경(SIM)을 이용하여 패턴 상에 발생한 결함을 관측하여 이미지를 추출한다(단계 110).
다음에 이온현미경(SIM)을 이용하여 추출된 이미지를 화상처리 프로그램에 입력하여 오차 정보 데이터를 형성한다(단계 120). 여기서 오차 정보 데이터를 형성하기 위해 포토리소그래피 공정을 이용하여 패턴을 형성한 다음에, 이온현미경(SIM)으로 관측하여 이미지를 추출한다. 다음에 추출된 이미지를 이용하여 미세 결함들의 색대비차 및 명암차에 따른 형상 오차 데이터를 생성할 수 있고, 이렇게 생성된 형상 오차 데이터를 텍스트(text) 파일로 저장한다. 이러한 오차 정보 데이터에 의해 미세 결함의 형상, 크기 및 두께에 관한 정보를 얻을 수 있다.
다음에 오차 정보 데이터를 제어프로그램을 이용하여 2-3D 캐드파일로 변환한다(단계 130). 이를 위해 텍스트 파일로 저장된 오차 정보 데이터를 집속이온빔(FIB) 장비에 직접 입력하고, 패턴을 수정하는데 이용할 수 있도록 하기 위해 제어프로그램, 예컨대 매트랩(MATLAB)과 같은 프로그램을 이용하여 2-3D 캐드파일로 형성한다.
다음에 집속이온빔(FIB)장비에 상기 2-3D 캐드파일로 형성된 오차 정보 데이터를 입력하고, 집속이온빔(FIB) 에칭공정을 실시하여 상기 패턴 상에 발생한 결함을 제거한다(단계 140). 이때 한 차례의 결함을 수정한 후 패턴에 남아있는 미세 파티클을 제거하기 위해 오차 정보 데이터를 이용하여 원하는 오차범위 내에 들어갈 때까지 이미지를 측정하고, 결함을 제거하는 것을 반복한다(단계 150).
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 패턴 결함 수정방법은, 패턴 형성시 발생하는 파티클을 제거하기 위해 집속이온빔(FIB) 장비를 이용하여 오차 정보 데이터를 형성하고, 이러한 오차 정보 데이터를 통해 파티클의 형상, 크기 및 두께에 관계 없이 패턴 상에 발생한 파티클을 정확하게 제거할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 패턴 결함 수정방법에 의하면, 패턴 형성시 발생되는 미세 파티클에 의해 저하되는 유기 전계 발광 소자의 불량률을 집속이온빔(FIB) 공정에서 화상처리 프로그램을 이용하여 오차 정보 데이터를 형성하고, 이러한 오차 정보 데이터를 집속이온빔(FIB)장비에 입력하기 위한 가공경로 작성을 위해 제어프로그램을 통해 결함을 제거할 수 있다. 이에 따라 집속이온빔(FIB) 장비 내에서 결함의 수정이 가능하여 파티클을 정확하게 제거할 수 있다.

Claims (5)

  1. 기판 상에 패턴을 형성하는 단계;
    상기 기판 상에 집속이온빔(FIB)장비를 배치하고, 상기 집속이온빔(FIB)장비의 이온현미경(SIM)을 이용하여 상기 패턴 상에 발생한 결함을 관측하여 이미지를 추출하는 단계;
    상기 추출된 이미지로부터 오차 정보 데이터를 형성하는 단계; 및
    상기 집속이온빔(FIB)장비에 상기 오차 정보 데이터를 입력하고, 집속이온빔 에칭공정을 실시하여 상기 패턴 상에 발생한 결함을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 패턴 결함 수정방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오차 정보 데이터를 형성하는 단계에서는,
    상기 패턴을 형성한 다음에 이온현미경(SIM)으로 관측하여 얻은 이미지를 추출해 화상처리 프로그램에 입력하여 미세 결함들의 색대비차 및 명암차에 따른 형상을 추출 및 정렬하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 패턴 결함 수정방법.
  3. 제1항에 있어서,
    오차 정보 데이터를 형성하는 단계이후에 상기 오차 정보 데이터를 제어프로그램을 이용하여 상기 집속이온빔(FIB)장비에 입력할 수 있는 파일로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 패턴 결함 수정방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 집속이온빔 장비에 입력할 수 있는 파일로 변환하는 단계는, 매트랩(MATLAB)을 포함하는 제어프로그램을 이용하여 2-3D 캐드파일로 변환하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 패턴 결함 수정방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패턴 상에 결함을 제거하는 단계는 오차 정보 데이터를 이용하여 원하는 오차범위 내에 들어갈 때까지 이미지를 측정하고, 결함을 제거하는 것을 반복하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 패턴 결함 수정방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015046378A (ja) * 2013-08-28 2015-03-12 三星ディスプレイ株式會社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 有機発光表示装置のリペア方法

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