KR20130024590A - 박막 형성용 마스크 및 이의 세정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리프트 오프(Lift Off) 방법을 이용하여 마스크에 손상을 주지 않고 마스크를 세정할 수 있는 박막 형성용 마스크 및 그 세정 방법에 관한 것으로, 본 발명의 박막 형성용 마스크의 세정 방법은, 차단부와 개구부를 갖는 마스크 패턴과 상기 마스크 패턴 상에 부착되며 알칼리 가용성을 갖는 필름을 포함하는 박막 형성용 마스크를 세정액에 담그는 단계; 상기 세정액에 상기 필름이 용해되어 상기 필름 상에 증착된 이물질이 리프트 오프(Lift Off)되는 단계를 포함한다.

Description

박막 형성용 마스크 및 이의 세정 방법{MASK FOR MANUFACTURING THIN FILM AND METHOD OF CLEANING THE SAME}
본 발명은 박막 형성용 마스크에 관한 것으로, 박막 형성용 마스크에 손상을 주지 않고 박막 형성용 마스크에 증착된 이물질을 제거할 수 있는 박막 형성용 마스크 및 이의 세정 방법에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 영상 정보를 출력하는 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 따라 종래에 널리 사용되던 CRT(Cathode Ray Tube)를 대신하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)나 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel; PDP), 유기 발광 표시 장치(Organic Luminescent Emission Diode; OLED), 진공 형광 표시 장치(Vacuum Fluorescent Display; VFD) 등의 여러 가지 평판 표시 장치가 연구 개발되어 활용되고 있다.
특히, 유기 발광 표시 장치는 전자와 정공의 재결합(Recombination)으로 형광체를 발광시키는 자발광 소자인 유기 발광층을 이용한 것으로, 콘트라스트 비(Contrast Ratio)와 응답 속도(Response Time) 등의 표시 특성이 우수하며 플렉서블 디스플레이(Flexible Display)의 구현이 용이하여 상기와 같은 평판 표시 장치 중 가장 이상적인 차세대 디스플레이로 주목받고 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 유기 발광 표시 장치를 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 1과 같이, 일반적인 유기 발광 표시 장치는, 기판(10), 기판(10) 상에 형성된 유기 발광 표시 소자(20) 및 유기 발광 표시 소자(20)를 캐핑하는 캐핑층(30)을 포함한다. 유기 발광 표시 소자(20)는 양극(Anode)(20a), 유기 발광층(20b) 및 음극(Cathode)(20c)을 포함하여 이루어진다.
유기 발광 표시 소자(20)는 기판(10)의 비화소 영역에 형성된 패드부(미도시)를 통해 양극(20a)과 음극(20c)에 전압을 인가하면 양극(20a)에서 정공(Hole)이, 음극(20c)에서 전자(Electron)가 유기 발광층(20b)으로 주입된다. 그리고, 유기 발광층(20b)으로 주입된 전자와 정공이 서로 결합할 때의 결합 에너지에 의해 발광한다.
특히, 유기 발광 표시 소자(20)는 유기 발광층(20b)과 양극(20a) 사이에 정공 주입층(Hole Transport Layer; HTL), 정공 수송층(Hole Injection Layer; HIL)을 더 구비하고, 유기 발광층(20b)과 음극(20c) 사이에 전자 수송층(Electron Injection Layer; EIL), 전자 주입층(Electron Transport Layer; ETL)을 더 구비하여, 정공과 전자가 수월하게 유기 발광층(20b)으로 주입되도록 한다.
한편, 상기와 같은 유기 발광 표시 소자(20)의 음극(20c)과 유기 발광층(20b)은 포토 마스크, 메탈 마스크 등의 다양한 마스크를 이용하여 형성된다. 예를 들어, 음극(20c)은 패드부를 제외한 화소 영역에만 형성되므로 화소 영역에 대응되는 영역에 개구부를 갖는 마스크를 이용하여 알루미늄(Al)과 같은 금속 물질을 증착하여 형성한다. 그리고, 유기 발광층(20b)은 내화학성이 취약한 유기 물질로 이루어지기 때문에, 일반적인 노광 및 식각을 이용하는 포토리소그래피(Photolithography) 방법이 아닌 유기 물질을 기화시킨 후 마스크를 이용하여 선택적으로 기판에 증착하여 형성한다.
그런데, 마스크를 이용하여 금속 물질 또는 유기 물질을 증착할 때 마스크의 표면에도 유기 물질 또는 금속 물질이 증착되며, 마스크에 증착된 유기 물질 또는 금속 물질은 마스크의 정확성을 해쳐 박막 패턴 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 일정한 공정 횟수가 지난 이후에는 마스크를 세정하여 유기 물질 또는 금속 물질과 같은 이물질을 제거해야 한다.
도 2는 일반적으로 박막 형성용 마스크를 세정하는 방법을 나타낸 단면도로, 이물질이 증착된 마스크를 도시하였으며, 이 때, 이물질은 상술한 바와 같이 금속 물질 또는 유기 물질일 수 있다.
도 2와 같이, 일반적인 마스크 세정 방법은, 세정액(50)이 담긴 세정조(60)에 이물질(40)이 증착된 마스크(30)를 디핑(Dipping)한다. 그리고, 세정액(50)에 이물질(40)이 용해되어 마스크(30)로부터 이물질(40)을 제거한다.
그런데, 일반적으로, 마스크(30)는 금속 물질로 형성되며 이물질(40)이 금속 물질인 경우 금속 물질을 제거할 수 있는 세정액(50)을 이용하므로, 세정액(50)에 의해 이물질(40)뿐만 아니라 마스크(30)도 용해될 수 있다. 따라서, 세정시 금속 물질만 선별적으로 제거하기가 어렵다.
더욱이, 최근에는 다양한 금속 물질로 음극을 형성하므로 사용하는 금속 물질의 종류에 따라 세정액(50)을 변경해야 하며, 이로 인해 세정 장비가 부식될 수 있으며, 세정액(50)에 따른 마스크(30)의 손상 여부를 항상 확인하여야 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 리프트 오프(Lift Off) 방법을 이용하여 마스크의 손상 없이 마스크에 증착된 이물질을 제거할 수 있는 박막 형성용 마스크 및 이의 세정 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 박막 형성용 마스크는, 차단부와 개구부를 갖는 마스크 패턴; 상기 마스크 패턴 상에 부착되며, 알칼리 가용성을 갖는 필름을 포함한다.
상기 마스크 패턴은 철, 니켈, 크롬 중 하나 또는 이들의 합금으로 형성된다.
상기 필름의 두께는 10㎛ 내지 15㎛이다.
또한, 동일 목적을 달성하기 위한 박막 형성용 마스크의 세정 방법은, 차단부와 개구부를 갖는 마스크 패턴과 상기 마스크 패턴 상에 부착되며 알칼리 가용성을 갖는 필름을 포함하는 박막 형성용 마스크를 세정액에 담그는 단계; 상기 세정액에 상기 필름이 용해되어 상기 필름 상에 증착된 이물질이 리프트 오프(Lift Off)되는 단계를 포함한다.
상기 세정액은 알칼리 용액이다.
상기 이물질이 리프트 오프(Lift Off)되는 단계는, 상기 필름이 상기 세정액에 용해되면서, 상기 필름 상에 증착된 상기 이물질이 분리된다.
상기와 같은 본 발명의 박막 형성용 마스크 및 이의 세정 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 리프트 오프(Lift Off) 방법을 이용하여 마스크에 증착된 이물질을 제거하므로, 마스크 패턴의 손상 없이 마스크를 세정할 수 있다. 구체적으로, 세정액을 이용하여 마스크 패턴 상에 부착된 필름을 제거함으로써, 필름 상에 증착된 이물질을 마스크로부터 제거할 수 있다. 따라서, 필름만을 제거할 수 있는 세정액을 사용하여 마스크를 세정하므로, 마스크에 손상을 주지 않고 마스크를 세정할 수 있다.
둘째, 마스크에 증착된 이물에 따라 세정액을 변경할 필요가 없으며, 다양한 종류의 금속 물질 또는 유기 물질을 이용하여 유기 발광 표시 장치를 제조할 수 있다.
도 1은 일반적인 유기 발광 표시 장치의 단면도.
도 2는 일반적으로 박막 형성용 마스크를 세정하는 방법을 나타낸 단면도.
도 3a는 본 발명의 박막 형성용 마스크의 사시도.
도 3b는 본 발명의 박막 형성용 마스크의 단면도.
도 4는 본 발명의 박막 형성용 마스크를 이용하여 기판 상에 박막을 형성하는 단면도.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 박막 형성용 마스크의 세정 방법을 나타낸 단면도.
도 6a 내지 도 6c는 필름의 두께에 따라 마스크의 세정 정도를 나타낸 사진.
일반적으로 유기 발광 표시 장치의 박막 형성용 마스크는 개구부와 차단부를 가져, 개구부를 통해 기판 상에 유기 물질 또는 금속 물질을 증착하여 유기 발광층 또는 음극(Cathode)을 형성한다. 그런데, 유기 물질 또는 금속 물질은 개구부를 통해 노출된 기판 상에만 증착되는 것이 아니라, 마스크의 전면에도 증착되며 마스크 상에 증착된 이물질은 마스크의 정확성을 해친다. 따라서, 일정한 공정 횟수가 지난 이후에는 마스크를 세정하여 유기 물질 또는 금속 물질과 같은 이물질을 제거해야 한다.
본 발명은, 마스크 패턴 상에 필름을 부착하여 마스크 패턴이 아닌 필름에 이물질이 증착되고, 알칼리 용액을 세정액으로 이용하여 세정액에 필름이 용해되어 필름 상에 증착된 이물질이 마스크로부터 제거된다. 따라서, 마스크에 손상을 주지 않고 마스크를 세정할 수 있으며, 세정액 또는 세정 장치의 변경 없이 다양한 종류의 금속 물질 또는 유기 물질이 증착된 마스크를 세정할 수 있는 박막 형성용 마스크 및 이의 세정 방법에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 박막 형성용 마스크 및 이의 세정 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3a는 본 발명의 박막 형성용 마스크의 사시도이며, 도 3b는 본 발명의 박막 형성용 마스크의 단면도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 박막 형성용 마스크를 이용하여 기판 상에 박막을 형성하는 단면도이다.
도 3a와 같이, 본 발명의 박막 형성용 마스크(300)는 마스크 패턴(300a)과 마스크 패턴(300a) 상에 부착된 필름(300b)을 포함한다. 마스크 패턴(300a)은 개구부(300c)를 가져 개구부(300c)를 통해 유기 물질 또는 금속 물질이 기판 상에 증착되며, 필름(300b) 또한, 마스크 패턴(300a)의 개구부(300c)를 노출시키도록 개구부(300c)를 제외한 마스크 패턴(300a) 상에 부착된다. 마스크 패턴(300a)은 금속 물질로 이루어지며, 철(Fe), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 중 하나 또는 이들의 합금으로 형성되는 것이 바람직하다.
일반적으로, 박막 형성용 마스크(300)의 개구부(300c)를 통해 금속 물질 또는 유기 물질을 증착할 때, 박막 형성용 마스크(300) 상에도 금속 물질 또는 유기 물질이 증착된다. 따라서, 일정한 공정 횟수가 지난 이후에는 박막 형성용 마스크(300)를 세정하여, 박막 형성용 마스크(300) 상에 증착된 이물질을 제거해야 한다.
상술한 바와 같이, 일반적인 박막 형성용 마스크의 세정 방법은, 세정액이 담긴 세정조에 이물질이 증착된 박막 형성용 마스크를 디핑(Dipping)하여 이물질만 제거하는데, 마스크 또한 금속 물질로 형성되므로 이물질이 금속 물질인 경우 이물질과 마스크가 함께 제거될 수 있다. 따라서, 마스크에 손상을 주지 않는 세정액을 사용해야 한다. 더욱이, 최근에는 다양한 금속 물질로 음극을 형성하므로 사용하는 금속 물질의 종류에 따라 세정액을 변경해야 하며, 이로 인해, 세정 장비가 부식되거나 세정시 금속 물질만 선별적으로 제거하기가 어렵다.
따라서, 본 발명의 박막 형성용 마스크는 상술한 문제점을 해결하기 위해, 마스크 패턴(300a) 상에 필름(300b)을 부착한다. 특히, 필름(300b)은 후술할 마스크 세정 공정 시 세정액에 의해 제거되도록 알칼리 가용성을 갖는 필름(300b)인 것이 바람직하다.
도 4와 같이, 박막 형성용 마스크(300)를 이용하여 기판(700) 상에 유기 물질 또는 금속 물질을 증착하여 박막(800)을 형성한다. 구체적으로, 필름(300b)이 부착되지 않은 마스크 패턴(300a)의 일측면이 기판(700)과 대응되며, 필름(300b)이 부착된 마스크 패턴(300a)의 타측면이 금속 물질 또는 유기 물질 소스(Source)(900)와 대응된다. 따라서, 개구부(300c)를 통해 기판(700) 상에 증착되는 금속 물질 또는 유기 물질은, 기판(700)뿐만 아니라 박막 형성용 마스크(300) 구체적으로는 필름(300b) 상에도 증착되어 마스크(300)의 정확성을 해쳐 박막 패턴 불량이 발생할 수 있다.
즉, 본 발명의 박막 형성용 마스크(300)는 이물질(400)이 마스크 패턴(300a)에 직접 증착되는 것을 방지하기 위해, 마스크 패턴(300a) 상에 필름(300b)을 부착하여 필름(300b) 상에 이물질(400)이 증착되도록 한다. 따라서, 이물질(400)이 증착된 필름(300b)만을 제거함으로써 박막 형성용 마스크(300)를 세정할 수 있다.
이 때, 필름(300b)의 두께가 너무 얇으면 필름(300b)이 제거되어도 이물질(400)이 완벽하게 제거되지 못하며, 필름(300b)의 두께가 너무 두꺼우면 리프트 오프(Lift Off)가 되지 않는다. 따라서, 필름(300b)의 두께는 10㎛ 내지 15㎛인 것이 바람직하며, 필름(300b)의 두께에 관련된 세정 정도는 후술할 박막 형성용 마스크의 세정 방법에서 구체적으로 설명한다.
이하, 본 발명의 박막 형성용 마스크의 세정 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 박막 형성용 마스크의 세정 방법을 나타낸 단면도이며, 도 6a 내지 도 6c는 필름의 두께에 따라 마스크의 세정 정도를 나타낸 사진이다.
도 5a와 같이, 마스크 패턴(300a)과 마스크 패턴(300a) 상에 부착된 필름(300b)을 포함하는 박막 형성용 마스크(300)를 세정액(500)이 담긴 세정조(600)에 디핑(Dipping)한다. 그리고, 필름(300b) 상에는 유기 물질 또는 금속 물질과 같은 이물질(400)이 증착 되어 있다.
도 5b와 같이, 리프트 오프(Lift Off) 방법을 이용하여 필름(300b) 상에 증착된 이물질(400)이 제거된다. 구체적으로, 필름(300b)은 알칼리 가용성을 가지므로, 알칼리 용액을 세정액(500)으로 이용하여 세정액(500)에 필름(300b)만이 용해된다. 즉, 마스크 패턴(300a)과 이물질(400)은 세정액(500)에 대해서는 어떠한 용해성도 없다.
필름(300b)이 세정액(500)에 용해되면서, 필름(300b) 상에 증착된 이물질(400)이 박막 형성용 마스크(300)에서 분리되어, 박막 형성용 마스크(300)를 세정할 수 있다.
일반적으로, 마스크 패턴(300b)이 금속 물질로 형성되므로, 이물질(400)이 금속 물질이면, 세정액(500)이 이물질(400)과 마스크 패턴(300a) 모두를 제거할 수 있다. 그러나, 본 발명의 박막 형성용 마스크(300)의 세정 방법은 금속 물질로 마스크 패턴(300a)을 형성한다 하더라도, 직접적으로 이물질(400)을 제거하는 것이 아니라, 마스크 패턴(300a)상에 부착된 필름(300b)이 세정액(500)에 용해되어 이물질(400)이 제거되므로, 마스크 패턴(300a)에 손상을 주지 않는다.
또한, 증착되는 물질이 변하여도 물질의 종류에 따라 세정액(500) 또는 세정 장치를 변경할 필요가 없으며, 필름(300b)만을 제거하여 박막 형성용 마스크(300)를 세정할 수 있다.
특히, 필름(300b)의 두께에 따라 박막 형성용 마스크(300)의 세정 정도가 달라진다. 도 6a와 같이, 필름(300b)의 두께가 3㎛인 경우 필름(300b)이 제거되어도 이물질(400)은 남아있으며, 도 6b와 같이, 필름(300b)의 두께가 8㎛인 경우도 마찬가지이다. 즉, 상기와 같이 필름(300b)의 두께가 너무 얇으면 필름(300b)이 제거되어도 박막 형성용 마스크(300) 표면에 금속 물질 또는 유기 물질과 같은 이물질(400)이 남아있을 수 있다.
그러나, 도 6c와 같이, 필름(300b)의 두께가 10㎛인 경우는 이물질(400)이 깨끗이 제거되었다. 그리고, 필름(300b)의 두께가 너무 두꺼우면 필름(300b)이 세정액(500)에 용해되는데 너무 많은 시간이 걸려 짧은 시간 내에 리프트 오프가 완벽하게 되지 않는다. 따라서, 필름(300b)의 두께는 10㎛ 내지 15㎛인 것이 바람직하다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
300: 박막 형성용 마스크 300a: 마스크 패턴
300b: 필름 300c: 개구부
400: 이물질 500: 세정액
600: 세정조 700: 기판
800: 박막 900: 소스(Source)

Claims (6)

  1. 차단부와 개구부를 갖는 마스크 패턴;
    상기 마스크 패턴 상에 부착되며, 알칼리 가용성을 갖는 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성용 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 패턴은 철, 니켈, 크롬 중 하나 또는 이들의 합금으로 형성된 것을 특징으로 하는 박막 형성용 마스크.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름의 두께는 10㎛ 내지 15㎛인 것을 특징으로 하는 박막 형성용 마스크.
  4. 차단부와 개구부를 갖는 마스크 패턴과 상기 마스크 패턴 상에 부착되며 알칼리 가용성을 갖는 필름을 포함하는 박막 형성용 마스크를 세정액에 담그는 단계;
    상기 세정액에 상기 필름이 용해되어 상기 필름 상에 증착된 이물질이 리프트 오프(Lift Off)되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성용 마스크의 세정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 세정액은 알칼리 용액인 것을 특징으로 하는 박막 형성용 마스크의 세정 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 이물질이 리프트 오프(Lift Off)되는 단계는, 상기 필름이 상기 세정액에 용해되면서, 상기 필름 상에 증착된 상기 이물질이 분리되는 것을 특징으로 하는 박막 형성용 마스크의 세정 방법.
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