KR100626037B1

KR100626037B1 - 마스크 세정방법

Info

Publication number: KR100626037B1
Application number: KR1020040094419A
Authority: KR
Inventors: 김의규; 김태형
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2004-11-18
Filing date: 2004-11-18
Publication date: 2006-09-20
Also published as: CN1776524A; CN1776524B; JP4444910B2; US8709163B2; JP2006192426A; KR20060055096A; US20060102194A1

Abstract

본 발명은 마스크에 부착된 물질을 신속하고 효율적으로 제거하는 마스크 세정방법을 위하여, 마스크에 부착된 물질에 레이저빔을 조사하는 단계, 그리고 상기 마스크에 부착된 물질을 제거하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 마스크 세정방법을 제공한다.

Description

마스크 세정방법{Method of descaling mask}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마스크 세정방법의 단계들을 개략적으로 도시하는 흐름도.

도 2는 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 마스크 세정방법의 단계들을 개략적으로 도시하는 흐름도.

도 3은 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 마스크 세정방법의 단계들을 개략적으로 도시하는 흐름도.

도 4는 상기 실시예에 따른 마스크 세정방법에 따라 세정된 마스크의 사진들.

도 5는 상기 실시예에 따른 마스크 세정방법에 따라 세정하기 전의 마스크의 토탈 피치(total pitch) 데이터.

도 6 및 도 7은 상기 실시예에 따른 마스크 세정방법에 따라 세정한 후의 마스크의 토탈 피치(total pitch) 데이터들.

본 발명은 마스크 세정방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 마스크에 부착된 물질을 신속하고 효율적으로 제거하는 마스크 세정방법에 관한 것이다.

전계발광 디스플레이 장치는 자발광형 디스플레이 장치로서, 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어서 차세대 디스플레이 장치로서 주목받고 있다.

전계발광 디스플레이 장치는 발광층(EML : Emission layer) 형성 물질에 따라 무기 전계발광 디스플레이 장치와 유기 전계발광 디스플레이 장치로 구분되며, 이 중 유기 전계발광 디스플레이 장치는 무기 전계발광 디스플레이 장치에 비하여 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점을 가지고 있다.

일반적인 유기 전계발광 디스플레이 장치에 구비되는 유기 전계발광 소자에는 서로 대향된 전극들 사이에 적어도 발광층을 포함하는 중간층이 된다. 상기 중간층에는 다양한 층들이 구비될 수 있는 바, 예컨대 홀 주입층, 홀 수송층, 발광층, 전자 수송층 또는 전자 주입층 등을 들 수 있다. 유기 전계발광 소자의 경우, 이러한 중간층들은 유기물로 형성된 유기 박막들이다.

상기와 같은 구성을 가지는 유기 전계발광 소자를 제조하는 과정에서, 기판 상에 형성되는 홀 주입층, 홀수송층, 발광층, 전자 수송층 또는 전자 주입층 등의 유기박막들은 증착 장치를 이용하여 증착(deposition)의 방법에 의해 형성될 수 있다.

상기 증착 방법은 일반적으로 진공 챔버 내에 기판을 장착한 후, 증착될 물 질을 담은 가열 용기를 가열하여 그 내부의 증착될 물질을 증발 또는 승화시킴으로써 박막을 제작한다.

유기 전계발광 소자의 박막을 이루는 상기 유기물은 10^-6 내지 10^-7 torr의 진공도에 250 내지 450℃ 정도의 온도범위에서 증발 또는 승화한다.

한편 상기와 같은 전계발광 소자에는 서로 대향되는 전극이 구비되며, 특히 능동 구동형 전계발광 소자의 경우에는 금속으로 형성되는 전극들을 구비한 박막 트랜지스터들이 구비되는 바, 상기와 같은 전극 등도 증착 등의 방법을 통해 형성될 수 있다.

이러한 전극재료는 유기재료와 비교하여 일반적으로 고온에서 증발하게 되는데, 이러한 증발온도는 재료의 종류에 따라 다양하다. 일반적으로 이용되는 마그네슘(Mg)은 500 내지 600℃, 은(Ag)은 1000℃ 이상에서 증발한다. 또한 전극재료로서 이용되는 알루미늄(Al)은 1000℃내외에서 증발하며, 리튬(Li)은 300℃ 정도에서 증발한다.

상기와 같은 증착에 의해 유기막 또는 금속막 등을 형성함에 있어서, 상기 유기막 또는 금속막을 특정한 패턴을 가지도록 형성하기 위해 마스크가 이용된다. 즉, 유기막 또는 금속막 등을 형성할 대상에 소정 패턴의 슬릿이 형성된 마스크를 장착한 후 증착을 행함으로써, 상기 마스크에 형성된 소정 패턴의 슬릿을 통해 노출된 부분에만 유기막 또는 금속막 등이 증착되도록 하여 원하는 패턴으로 증착이 이루어지도록 하는 것이다.

상기와 같이 증착을 행한 후 상기 마스크를 떼어내는데, 상기와 같은 증착과정에서 필연적으로 상기 마스크 상에도 유기막 또는 금속막 등이 증착되는 바, 상기 떼어낸 마스크를 재활용하기 위해서는 상기 마스크에 부착된 물질을 제거해야만 한다.

종래에는 증착 후 마스크에 부착된 물질을 제거하기 위해 유기 용제만을 이용하였다. 즉, 아세톤 등의 유기 용제에 마스크를 담가 마스크에 부착된 유기물 등을 제거하는 것이었다. 그러나 상기와 같은 방법의 경우 마스크에 부착된 물질을 제거하기 위해 유기 용제에 마스크를 대략 48시간 이상 담가두어야만 하는 등 많은 시간이 소요되는 바, 대량생산의 경우 많은 수의 마스크들을 구비한 후 이를 교대로 사용해야 하는 등, 이를 위한 시설 등의 증가 및 이에 따른 생산원가의 상승과 같은 문제점들이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 마스크에 부착된 물질을 신속하고 효율적으로 제거하는 마스크 세정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적 및 그 밖의 여러 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 마스크에 부착된 물질에 레이저빔을 조사하는 단계, 그리고 상기 마스크에 부착된 물질을 제거하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 마스크 세정방법을 제공한다.

이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 마스크에 부착된 물질을 제거하 는 단계는, 상기 마스크를 초순수(deionized water)에 담그는 단계, 그리고 상기 마스크를 유기 용제에 담그는 단계를 구비하는 것으로 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 마스크를 초순수에 담그는 단계는, 상기 마스크를 초순수에 담근 상태에서 상기 초순수에 초음파를 조사하는 단계인 것으로 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 마스크를 초순수에 담근 상태에서 상기 초순수에 초음파를 조사하는 단계는, 상기 초음파가 상기 초순수의 표면에서 초점이 맺히도록 초음파를 조사하는 단계인 것으로 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 마스크를 초순수에 담그는 단계는, 상기 마스크를 초순수에 담근 상태에서 상기 초순수에 초음파를 조사하는 공정을 적어도 2회 이상 행하는 단계인 것으로 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 마스크를 유기 용제에 담그는 단계는, 상기 마스크에 부착된 물질이 제거되도록 하는 단계인 것으로 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 마스크에 부착된 물질이 제거되도록 하는 단계는, 상기 마스크를 유기 용제에 적어도 1분 동안 담그는 것으로 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 마스크를 건조시키는 단계를 더 구비하는 것으로 할 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마스크 세정방법의 단계들을 개략적으로 도시하는 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 마스크 세정방법은, 마스크에 부착된 물질에 레이저빔을 조사하는 단계, 그리고 상기 마스크에 부착된 물질을 제거하는 단계를 구비한다.

전술한 바와 같이, 종래에는 증착 후 마스크에 부착된 물질을 제거하기 위해 유기 용제만을 이용하였다. 즉, 아세톤 등의 유기 용제에 마스크를 담가 마스크에 부착된 유기물 등을 제거하는 것이었다. 그러나 상기와 같은 방법의 경우 마스크에 부착된 물질을 제거하기 위해 유기 용제에 마스크를 대략 48시간 이상 담가두어야만 하는 등 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있었다.

따라서 본 실시예에 따른 마스크의 세정방법에서는, 먼저 마스크에 부착된 물질에 레이저빔을 조사하는 단계를 거친다. 마스크에 부착된 물질에 레이저빔을 조사하는 경우, 상기 레이저빔에 의해 발생된 플라즈마가 팽창하면서 충격파를 만들게 되며, 상기 충격파가 사방으로 전파되면서 상기 마스크에 부착된 물질의 결합 및 상기 물질과 마스크 사이의 결합 등을 약화시키게 된다. 그 결과, 상기와 같이 레이저빔을 이용하여 상기 마스크에 부착된 물질의 결합 및 상기 물질과 마스크 사이의 결합 등을 약화시킨 후 유기 용제 등을 이용하여 상기 부착 물질을 제거할 경우, 그 제거 시간이 단축되는 것이다.

마스크에 부착된 물질에 아무런 처리를 하지 않고 상기 마스크에 부착된 물질을 제거하기 위해 유기 용제에 담글 경우, 상기 마스크를 대략 48시간 이상 담가 두어야만 상기 마스크에 부착된 물질이 제거되었다. 그러나 본 실시예에 따른 마스크의 세정방법에 따라, 상기 마스크를 유기 용제에 담그기 전 마스크에 부착된 물질에 레이저빔을 조사하여 상기 물질의 결합을 약화시킬 경우, 유기 용제에 대략 5분 정도만 담가두어도 상기 마스크에 부착된 물질이 제거되었다. 이때 상기 유기 용제로는 아세톤 등을 사용할 수 있으며, 이는 후술할 실시예들에 있어서도 동일하다.

이때, 마스크에 부착된 물질에 레이저빔을 조사하여 상기 마스크에 부착된 물질의 결합을 약화시킨 후 이루어지는 상기 마스크에 부착된 물질을 제거하는 단계의 경우, 기존의 공정을 그대로 이용할 수 있으므로 부가적인 시설 투자를 하지 않아도 된다.

한편, 마스크에 부착된 물질에 더욱 강한 레이저빔을 조사하여, 유기 용제를 사용하여 마스크에 부착된 물질을 제거하는 단계를 거치지 않고도 상기 마스크에 부착된 물질을 제거할 수 있다. 그러나, 이러한 경우 조사된 레이저빔에 의해 발생한 열이 상기 마스크의 변형을 가져오게 되며, 따라서 상기 마스크에 형성되어 있는 슬릿 등이 변형되어 상기 마스크를 재활용할 수 없다는 문제점이 있다. 따라서 레이저빔을 상기 마스크의 변형을 가져오지 않을 정도의 세기로 조사하여 상기 마스크에 부착된 물질의 결합만을 약화시킨 후, 기존의 유기 용제 등에 상기 마스크를 담가 상기 마스크에 부착된 물질을 제거하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 단계들을 거친 후, 상기 기판을 건조하는 단계를 더 거칠 수 있으며, 이 경우 에어 나이프(air knife)등을 이용할 수도 있다.

상기와 같이, 마스크에 부착된 물질에 레이저빔을 조사하여 상기 마스크에 부착된 물질의 결합 및 상기 물질과 상기 마스크 사이의 결합 등을 약화시킨 후 상기 마스크에 부착된 물질을 제거하는 단계를 거침으로써, 기존의 공정을 그대로 이용하여 비용 상승을 최소화하면서도, 마스크에 부착된 물질의 제거에 소요되는 시간을 48시간 이상에서 5분 내외로 획기적으로 단축시킬 수 있다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예들에 따른 마스크 세정방법의 단계들을 개략적으로 도시하는 흐름도들이다.

상기 도면들을 참조하면, 본 실시예에 따른 마스크 세정방법은, 먼저 마스크에 부착된 물질에 레이저빔을 조사하는 단계와, 상기 마스크를 초순수에 담그는 단계, 그리고 상기 마스크를 유기 용제에 담그는 단계를 구비한다. 이때 상기 마스크를 초순수에 담그는 단계는, 상기 마스크를 초순수에 담근 상태에서 상기 초순수에 초음파를 조사하는 단계인 것으로 할 수 있다.

본 실시예에 따른 마스크의 세정방법에서도, 먼저 마스크에 부착된 물질에 레이저빔을 조사하는 단계를 거친다. 마스크에 부착된 물질에 레이저빔을 조사하는 경우, 전술한 바와 같이, 상기 레이저빔에 의해 발생된 플라즈마가 팽창하면서 충격파를 만들게 되며, 상기 충격파가 사방으로 전파되면서 상기 마스크에 부착된 물질의 결합을 약화시키게 된다. 그 후, 본 실시예에 따른 마스크의 세정방법에서는, 상기 마스크를 초순수에 담그고, 필요에 따라 상기 마스크를 상기 초순수에 담근 상태에서 상기 초순수에 초음파를 조사한다. 이때, 상기 초음파가 상기 초순수의 표면에서 초점이 맺히도록 초음파를 조사하도록 할 수 있다.

초음파가 초순수의 표면에서 초점이 맺히도록 조사할 경우, 역시 상기 초음파에 의해 상기 초순수 내부에 충격파가 발생하게 되고, 상기 충격파가 상기 마스크에 부착된 물질에 가해지면서 상기 물질의 결합 및 상기 물질과 마스크 사이의 결합 등을 더욱 약화시키게 된다. 따라서 상기와 같은 과정을 거친 후, 유기 용제 등으로 상기 마스크에 부착된 물질을 제거할 경우, 더욱 효과적으로 제거할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 마스크를 초순수에 담근 상태에서 상기 초순수에 초음파를 조사하는 공정은 필요에 따라 2회 이상 실시할 수도 있다.

상기와 같이, 마스크에 부착된 물질에 레이저빔을 조사하여 상기 마스크에 부착된 물질의 결합을 약화시키고, 상기 마스크를 초순수에 담근 후 상기 초순수의 표면에 초점이 맺히도록 초음파를 인가하여 상기 마스크에 부착된 물질의 결합을 더욱 약화시킨 후 상기 마스크에 부착된 물질을 제거하는 단계를 거침으로써, 기존의 공정을 그대로 이용하여 비용 상승을 최소화하면서도, 마스크에 부착된 물질의 제거에 소요되는 시간을 48시간 이상에서 5분 내외로 획기적으로 단축시킬 수 있다.

도 4는 상기 실시예들에 따른 마스크 세정방법에 따라 세정된 마스크의 사진들의 일부로서, 본 실험을 위해 54개의 마스크 셀들을 제작하여 레이저빔을 이용한 세정시간 단축의 재현성을 확인하였다.

상기 사진들을 참조하면, 마스크에 형성된 슬릿들이 변형되지 않으면서도 상기 마스크에 부착되어 있던 물질들이 깨끗하게 제거되어 있음을 알 수 있다.

도 5는 상기 실시예들에 따른 마스크 세정방법에 따라 세정하기 전의 마스크의 토탈 피치(total pitch) 데이터이고, 도 6 및 도 7은 상기 실시예들에 따른 마스크 세정방법에 따라 세정한 후의 마스크의 토탈 피치(total pitch) 데이터들이다.

전술한 바와 같이, 마스크에 부착된 물질에 더욱 강한 레이저빔을 조사하는 것만으로도 상기 마스크에 부착된 물질을 제거할 수 있으나, 이러한 경우 조사된 레이저빔에 의해 발생한 열이 상기 마스크의 변형을 가져오게 되며, 따라서 상기 마스크에 형성되어 있는 슬릿 등이 변형되어 상기 마스크를 재활용할 수 없다는 문제점이 있다. 따라서 본 발명에 따른 마스크의 세정방법에서는, 레이저빔을 상기 마스크의 변형을 가져오지 않을 정도의 세기로 조사하여 상기 마스크에 부착된 물질의 결합만을 약화시킨 후, 기존의 유기 용제 등에 상기 마스크를 담가 상기 마스크에 부착된 물질을 제거하도록 하고 있다.

도 5는 상기 실시예들에 따른 마스크 세정방법에 따라 세정하기 전의 마스크의 변형 정도인 토탈 피치 데이터를 보여주는 그래프인 바, 토탈 피치 에러율은 3.98이었다. 도 6 및 도 7은 상기 실시예들에 따른 마스크 세정방법에 따라 세정한 후 2회에 걸쳐 측정한 토탈 피치 데이터들을 보여주는 그래프들이다.

본 측정을 위해 실시한 마스크의 세정조건들을 살펴보면, 먼저 마스크에 부착된 물질에 레이저를 조사한 후, 5분간 초순수에 담가두었으며, 상기 초순수에 담근 상태에서 1분간 100㎑의 초음파를 조사하였고, 그 후 1분간 아세톤에 담가 상기 마스크에 부착된 물질을 제거하였다.

상기와 같은 세정조건 하에서 세정을 실시한 후 2회에 걸쳐 측정한 마스크의 토탈 피치 에러율은 각각 4.12 및 3.84로서, 세정 전의 토탈 피치 에러율과 큰 차이가 없었으며, 따라서 본 발명에 따른 마스크 세정방법에 따라 세정하는 경우 마스크의 손상 없이도 세정 시간을 48시간에서 5분 내외로 획기적으로 단축할 수 있음을 알 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 마스크의 세정방법에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 레이저빔을 이용하여 마스크에 부착된 물질의 결합을 약화시킨 후 유기 용제 등을 이용하여 상기 부착 물질을 제거함으로써, 그 제거 시간을 48시간 이상에서 5분 내외로 획기적으로 단축시킬 수 있다.

둘째, 레이저빔을 조사하여 마스크에 부착된 물질의 결합을 약화시키고, 상기 마스크를 초순수에 담근 후 상기 초순수의 표면에 초점이 맺히도록 초음파를 인가하여 상기 마스크에 부착된 물질의 결합을 더욱 약화시킨 후 상기 마스크에 부착된 물질을 제거하는 단계를 거침으로써, 기존의 공정을 그대로 이용하여 비용 상승을 최소화하면서도, 마스크에 부착된 물질의 제거에 소요되는 시간을 48시간 이상에서 5분 내외로 획기적으로 단축시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정 한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims

마스크에 부착된 물질에 레이저빔을 조사하는 단계;

상기 마스크를 초순수에 담근 후, 초음파가 상기 초순수의 표면에서 초점이 맺히도록 상기 초순수에 초음파를 조사하는 단계; 및

상기 마스크를 유기 용제에 담그는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 마스크 세정방법.
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제 1항에 있어서,

상기 마스크를 초순수에 담그는 단계는, 상기 마스크를 초순수에 담근 상태에서 상기 초순수에 초음파를 조사하는 공정을 적어도 2회 이상 행하는 단계인 것을 특징으로 하는 마스크 세정방법.
제 1항에 있어서,

상기 마스크를 유기 용제에 담그는 단계는, 상기 마스크에 부착된 물질이 제거되도록 하는 단계인 것을 특징으로 하는 마스크 세정방법.
제 6항에 있어서,

상기 마스크에 부착된 물질이 제거되도록 하는 단계는, 상기 마스크를 유기 용제에 적어도 1분 동안 담그는 것을 특징으로 하는 마스크 세정방법.
제 1항에 있어서,

상기 마스크를 건조시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마스크 세정방법.