KR101480113B1 - 유기 발광 소자 제조용 마스크 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

유기 발광 소자를 제조하기 위하여 PECVD 공정에서 사용되는 마스크로서, 유리 기판과 열팽창율이 유사한 재질로 이루어지는 메탈 마스크, 그리고 메탈 마스크의 표면에 증착되고 불소계 세정제에 내식성을 갖는 식각 방지막을 포함한다.

Description

유기 발광 소자 제조용 마스크 및 그 제조 방법{Mask for Manufacturing OLED and Method thereof}
본 발명은 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정에 사용되는 마스크에 관한 것으로, 상세하게는 PECVD 공정을 통해 유기 발광 소자를 제조할 때 사용되는 내식성 메탈 마스크에 관한 것이다.
OLED(Organic Light Emitting Diode)는 두 개의 전극 사이에 유기물을 배열하고 전계를 가하여 빛을 내는 디스플레이의 한 방식으로, 고효율, 고속 응답, 저 소비전력, 고화질, 광시야각 등 디스플레이로서 필요한 요소를 상당수 가지고 있어 차세대 디스플레이로 주목받아 왔다.
OLED 디스플레이의 구조는 OLED 패널과 구동부(Driving Circuit)로 크게 나누어진다. 이 중, OLED 패널은 백플레인(backplane), OLED 픽셀, 봉지부 등으로 구성된다. OLED 패널의 공정 순서는 구동 소자인 TFT와 각종 배선을 형성하는 백플레인 공정, 빛을 내는 화소를 형성하는 OLED 공정, 소자를 보호하기 위한 봉지(Encapsulating) 공정 등을 포함한다.
한편, OLED는 유기 재료를 사용하기 때문에 수명이 짧기도 하지만 수분에 매우 취약하다. 따라서, OLED 디스플레이의 제조에서 유기 재료에 물이나 산소가 들어가지 못하게 하는 것이 중요한데, 이를 위한 공정이 위에서 설명한 봉지 공정이다.
봉지 공정은 보통 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)를 이용하여 적녹청(RGB)의 유기 재료 위에 이산화규소(SiO2) 등을 증착하는 방법으로 수행된다. PECVD 공정을 보면, 공정 가스 주입구를 통하여 공정 챔버 내에 실란(SiH4)과 산소(O2)를 주입하고, 공정 가스에 고전압을 인가하여 공정 가스를 플라즈마 상태로 만든다. 플라즈마화에 의해 이온화된 규소(Si) 와 산소(O)는 유기 재료 위에 증착되어 이산화규소(SiO2) 봉지막을 형성한다. 여기서, 유기 재료를 선택적으로 개방시키는 메탈 마스크가 사용된다.
그런데, PECVD 공정으로 유기 재료 위에 이산화규소(SiO2) 봉지막을 형성하는 과정에서, 이산화규소(SiO2) 등을 포함하는 규소 화합물은 유기 재료 뿐만 아니라 공정 챔버 내벽, 캐리어, 마스크, 공정 가스 노즐 등에도 증착되고, 그 결과 PECVD 공정의 증착 효율을 떨어뜨린다.
이를 해결하기 위해서, 규소 화합물의 증착 부산물을 제거하는 세정 공정이 별도로 수행되며, 이를 RPC(Remote Plasma Cleaning) 공정이라 한다. 세정 공정은 보통 공정 가스 노즐에 세정 가스, 즉 규소 화합물의 증착 부산물과 쉽게 반응하는 불소(Fluorine)계의 NF3, SF6 등을 주입하여 플라즈마 이온 형태로 만든 후, 챔버에 주입하여 공정 챔버 내벽, 캐리어, 마스크, 공정 가스 노즐 등에 증착된 규소 화합물의 부산물을 제거한다. 예를 들어, NF3 가스를 질소 이온과 불소 이온 형태로 만들어 공정 챔버 내에 주입하면, 불소 이온이 공정 챔버 내벽 등에 증착된 SiO2 등과 반응하여 SiF4 등의 폴리머 가스 부산물을 생성시킨다. 이러한 가스 부산물은 반응 챔버로부터 제거되고 하류 저감 시스템(abatement system)에 의해 폐기물로 처리된다.
그런데, 세정에 사용되는 불소는 반응성이 커서 규소 증착 화합물 외에 챔버 내벽 등에도 작용하여 챔버 내벽 등을 부식시키는 문제가 있다.
이러한 불소에 의한 부식을 막기 위한 방법으로, 한국특허공개 2011-0015676호는 용사(thermal sprayed)를 통해 기판 표면에 산화이트륨(Y2O3, 이트리아)를 코팅하는 방법을 제시하고 있다.
그런데, 공정 챔버 내벽, 기판 등은 식각 방지막의 두께가 두꺼워도 크게 문제가 되지 않기 때문에 용사법으로 코팅하여 내식성을 강화할 수 있으나, 유기 재료 위에 놓이는 마스크는 식각 방지막의 두께가 두꺼우면 안되기 때문에 용사법을 적용하기 어렵다. 그 결과, 현장에서는 부식된 마스크를 복원하여 재사용하고 있다. 그러나, 마스크의 복원 방법은 비용이 과다하고, 마스크 패턴의 정밀도도 떨어뜨릴 수 있어, 재사용 횟수는 물론 재사용 자체에도 제약이 있다.
본 발명은 PECVD 공정에서 사용되는 유기 발광 소자 제조용 마스크의 식각 문제를 해결하기 위한 것으로,
첫째, 마스크 패턴의 정밀도를 유지하면서 여러번 재사용할 수 있고,
둘째, 마스크에 높은 내식성을 부여할 수 있으며,
셋째, 마스크에 저렴한 비용으로 효과적인 식각 방지막을 형성할 수 있는, 유기 발광 소자 제조용 마스크 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유기 발광 소자 제조용 마스크는 유기 발광 소자를 제조하기 위한 PECVD 공정에 사용되는 것으로, 메탈 마스크와 메탈 마스크를 도포하는 식각 방지막으로 구성된다.
메탈 마스크는 유리 기판과 열팽창율이 유사한 재료로 이루어진다. 그리고, 식각 방지막은 메탈 마스크의 표면에 증착되고, 불소계 세정제에 대해 내식성을 갖는다.
본 발명의 메탈 마스크는 봉지 공정에 사용된다.
본 발명의 식각 방지막은 질화물, 금속산화물, 폴리머 중에서 선택될 수 있다. 질화물은 규소질화물(Si3N4), 알루미늄질화물(AlN), 티타늄알루미늄질화물(TiAlN), 크롬질화물(CrN) 중에서 선택되고, 금속산화물은 산화알루미늄(Al2O3), 산화이트륨(Y2O3), 산화티타늄(TiO2), 산화마그네슘(MgO), 산화지르코늄(ZrO2) 중에서 선택되며, 폴리머는 칼레즈(Kalrez), 퍼플러(Perfluoro), 페릴렌(Parylene), 불소수지피막 중에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자 제조용 마스크는 계면 중간층을 더 포함할 수 있다. 계면 중간층은 메탈 마스크의 표면과 식각 방지막 사이에 형성되어, 계면에서의 부착력을 증가시키고 상하층 물질 간의 불필요한 확산(bulk diffusion)을 방지한다.
본 발명에서, 계면 중간층은 이온빔 공정으로 형성되는 메탈 마스크의 산화막이거나, 또는 스퍼터링 공정으로 형성되는 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 탈륨(Ta), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 중 적어도 하나 이상으로 형성되는 금속막일 수 있다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자 제조용 마스크에서, 식각 방지막은 몰리브덴(Mo) 또는 텅스텐(W)의 금속막일 수 있다.
본 발명에서, 메탈 마스크는 INVAR, KOVAR, 냉각압연강판 중에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자 제조용 마스크의 제조 방법은, 유리 기판과 열팽창율이 유사한 재질로 이루어지는 메탈 마스크를 스퍼터링 공정 챔버 내에 장착하는 단계, 메탈 마스크의 표면에 불소계 세정제에 대해 내식성을 갖는 식각 방지막을 스퍼터링 공정으로 증착하는 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 마스크의 제조 방법에서, 식각 방지막을 증착하기 전에, 계면 중간층으로서 메탈 마스크의 산화막을 이온빔 공정으로 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 마스크의 제조 방법에서, 식각 방지막을 증착하기 전에, 계면 중간층으로서 금속층을 스퍼터링 공정으로 증착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 마스크의 제조 방법에서, 식각 방지막으로서 경화층을 스퍼터링 공정으로 증착할 수 있으며, 경화층은 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W)의 금속막일 수 있다.
본 발명에 따른 마스크의 제조 방법에서, 계면 중간층을 증착하기 전 또는 경화층을 증착하기 전에, 메탈 마스크의 표면을 세정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 메탈 마스크의 세정은 불활성 가스를 이용한 이온빔 공정으로 수행될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 유기 발광 소자 제조용 마스크에 의하면, 마스크 패턴이 그대로 유지될 수 있고, 또한 양호한 불소 내식성을 띄게 되어 PECVD 공정에서 마스크를 여러번 재사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 마스크 제조 방법에 의하면, 마스크 패턴을 손상시키지 않으면서 저렴한 비용으로 효과적인 식각 방지막을 형성할 수 있다.
도 1은 유기 발광 소자 제조용 마스크의 제1 실시예를 보여주고 있다.
도 2는 유기 발광 소자 제조용 마스크의 제2 실시예를 보여주고 있다.
도 3은 유기 발광 소자 제조용 마스크의 제3 실시예를 보여주고 있다.
도 4a는 제1 실시예 중 식각 방지막으로 질화물층 또는 금속산화물층을 형성하는 방법을 보여주는 플로우챠트이고, 도 4b는 제1 실시예 중 식각 방지막으로 폴리머층을 형성하는 방법을 보여주는 플로우챠트이다.
도 5a는 제2 실시예 중 계면 중간층으로 산화막을 형성하는 방법을 보여주는 플로우챠트이고, 도 5b는 제2 실시예 중 계면 중간층으로 금속막을 형성하는 방법을 보여주는 플로우챠트이다.
도 6은 제3 실시예의 마스크 제조 방법을 보여주는 플로우챠트이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 유기 발광 소자 제조용 마스크의 제1 실시예를 보여주고 있다.
본 발명에 따른 마스크는 유기 발광 소자를 제조하기 위한 PECVD 공정에서 유기 재료를 봉지하는데 사용되며, 메탈 마스크(11)와 메탈 마스크(11)에 증착되는 식각 방지막(13)으로 구성된다.
메탈 마스크(11)는 유리 기판의 열팽창율에 가까운 재질을 사용한다. 예를 들어, 메탈 마스크(11)는 철과 니켈의 합금인 인바(INVAR)를 사용할 수 있는데, 인바의 열팽창율은 약 8 × 10-6 /℃ 이다. 그 밖에, 철, 니켈, 코발트의 합금인 코바(KOVAR)를 사용할 수도 있는데, 코바의 열팽창율은 약 5.9× 10-6 /℃ 이다. 또한, 메탈 마스크(11)로서 냉간압연강판을 사용할 수도 있다.
식각 방지막(13)은 메탈 마스크(11)의 표면에 형성되며, 불소(fluorine)계 세정제에 대해 내식성을 갖는다.
식각 방지막(13)은 질화물, 금속산화물 등을 사용할 수 있다. 질화물로는 규소질화막(Si3N4), 알루미늄질화막(AlN), 티타늄알루미늄질화막(TiAlN), 크롬질화막(CrN) 등이 있고, 금속산화물로는 산화알루미늄(Al2O3), 산화이트륨(Y2O3), 산화티타늄(TiO2), 산화마그네슘(MgO), 산화지르코늄(ZrO2) 등이 있다.
질화물 또는 금속산화물이 식각 방지막(13)으로 사용되는 경우, 질화물 또는 금속산화물은 스퍼터링 공정으로 메탈 마스크(11) 표면에 증착될 수 있다.
스퍼터링 공정에서, 타켓은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 이트륨(Y), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 지르코늄(Zr) 등을 사용한다. 불활성 가스로는 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논 등을 사용하고, 반응 가스로는 산소(O2), 오존(O3), 질소(N2), 불소(F2), 불화 질소(NF3) 등을 사용한다.
식각 방지막(13)으로서 질화물층 또는 금속산화물층은 100 ~ 2,000 ㎚의 두께로 형성된다.
한편, 식각 방지막(13)은 폴리머를 사용할 수도 있다. 폴리머로는 칼레즈(Kalrez : 미국 듀폰사의 제품명), 퍼플러(Perfluoro), 페릴렌(Parylene), 불소수지피막 등이 있다.
폴리머가 식각 방지막(13)으로 사용되는 경우에는, 폴리머는 증발기(evaporator)를 이용하여 메탈 마스크(11)의 표면에 증착된다.
증발기는 공정 챔버 내에 증발 도가니를 구비하고, 증발 도가니에 열을 가해 증발 물질을 증발시켜 증착 대상물에 증발 물질이 증착되도록 하는 장치이다. 본 발명의 경우, 증발 도가니에는 칼레즈(Kalrez : 미국 듀폰사의 제품명), 퍼플러(Perfluoro), 페릴렌(Parylene), 불소수지피막 등이 담기게 된다.
식각 방지막(13)으로서 폴리머층은 100 ~ 2,000 ㎚의 두께로 형성된다.
도 2는 유기 발광 소자 제조용 마스크의 제2 실시예를 보여주고 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 발광 소자 제조용 마스크는 계면 중간층(15)을 더 포함할 수 있다.
계면 중간층(15)은 메탈 마스크(11)의 표면과 식각 방지막(13) 사이에 형성되며, 계면에서의 부착력을 높이고 상하층 물질 간의 불필요한 확산을 방지한다.
계면 중간층(15)은 산화막이거나 또는 별도의 금속막일 수도 있다.
산화막을 계면 중간층(15)으로 이용하는 경우, 산화막은 메탈 마스크(11) 자체의 산화막을 이용한다. 즉, 인바, 코바, 또는 냉간압연강판으로 구성되는 메탈 마스크(11)는 철(Fe)을 포함하고 있어, 메탈 마스크(11)에 산소 이온을 가하면 산소 이온이 메탈 마스크(11)의 철(Fe)과 반응하여 철산화막을 형성한다.
한편, 금속막을 계면 중간층(15)으로 이용하는 경우에는, 금속막은 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 탈륨(Ta), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 중의 단일 또는 복합물일 수 있다. 계면 중간층(15)으로서 금속막은, 부착력 증가가 목적일 경우에는 10 ~ 20 ㎚의 두께로 형성될 수 있고, 확산 방지가 목적일 경우에는 100 ~ 2,000 ㎚의 두께로 형성될 수 있다.
도 3은 유기 발광 소자 제조용 마스크의 제3 실시예를 보여주고 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 식각 방지막(23)은 경화층 형태로 구성할 수 있다. 경화층의 재료로는 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 등을 사용할 수 있다. 즉, 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 등은 메탈 마스크(11), 즉 인바, 코바, 또는 냉간압연강판의 철(Fe) 등과 결합하여 메탈 마스크(11) 표면의 경도를 높인다. 그 결과, 메탈 마스크(11)는 불소계 세정제에 대해 내식성을 가질 수 있다.
도 4a는 제1 실시예 중 식각 방지막으로 질화물층 또는 금속산화물층을 형성하는 방법을 보여주는 플로우챠트이고, 도 4b는 제1 실시예 중 식각 방지막으로 폴리머층을 형성하는 방법을 보여주는 플로우챠트이다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 식각 방지막(13)으로 질화물층 또는 금속산화물층을 이용하는 경우에는, 먼저 단계(S411)에서 메탈 마스크(11)를 세정한다. 메탈 마스크(11)의 세정은 이온빔 공정을 이용하여 불활성 가스, 예를 들어 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논 등을 이온화하여 메탈 마스크(11) 표면에 충돌시킨다.
이후, 단계(S413)에서, 세정된 메탈 마스크(11)에 질화물층 또는 금속산화물층을 스퍼터링 공정으로 증착시킨다.
스퍼터링 공정을 위한 스퍼터는 공정 챔버, 캐소드, 전원, 캐리어 등을 포함하여 구성된다. 공정 챔버는 내부에 일정 크기의 밀폐 공간을 형성한다. 캐소드는 공정 챔버 내에서 캐리어와 대향하여 위치한다. 전원은 캐소드에 펄스 또는 변조 펄스, 교류, 직류 등의 음극 고전압을 인가한다. 캐리어는 기판을 캐소드로 향하게 지지하며, 공정 챔버 내에 고정되거나 또는 이동할 수 있다.
단계(S413)의 스퍼터링 공정은 여러 단계로 구성된다. 먼저, 공정 챔버 내에 메탈 마스크(11)와 타켓을 대향하여 위치시킨다. 여기서, 메탈 마스크(11)는 유리 기판과 열팽창율이 유사한 재질을 사용하며, 예를들어 인바, 코바, 냉간압연강판을 이용한다. 그리고, 타켓은 불소계 세정제에 내식성을 갖는 물질로서, 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 이트륨(Y), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 지르코늄(Zr) 등을 사용한다.
다음으로, 공정 챔버 내부를 진공으로 하고, 그 내부에 아르곤 등의 불활성 가스를 주입한다. 이때, 공정 챔버 내부의 압력은 0.1 mTorr 내지 100 mTorr 정도로 유지한다. 또한, 공정 챔버 내부로 반응 가스, 예를 들어 산소(O2), 오존(O3), 질소(N2), 불소(F2), 불화 질소(NF3) 등도 주입한다.
이후, 캐리어를 접지한 상태로, 캐소드에 음극 고전압을 인가한다. 캐소드와 캐리어 사이에 고전압이 인가되면 아르곤 가스가 이온화되어 플라즈마 상태가 된다. 이온화된 아르곤 이온(Ar+)은 고전압에 의해 가속되어 캐소드 측에 구비되는 타겟에 충돌한다. 이때, 타겟으로부터 알루미늄(Al) 등의 타겟 물질이 튀어나와 메탈 마스크(11) 쪽으로 이동한다. 메탈 마스크(110 쪽으로 이동하는 알루미늄 등의 이온 물질은 산소 이온 등의 이온화된 반응 가스와 결합하면서, 메탈 마스크(11) 표면에 증착된다. 이를 통해, 메탈 마스크(11)의 표면에는 산화알루미늄(Al2O3), 산화이트륨(Y2O3), 산화티타늄(TiO2), 산화마그네슘(MgO), 산화지르코늄(ZrO2) 등의 금속산화물이 증착된다.
메탈 마스크(11) 표면에 증착되는 금속산화물의 두께는 100 ~ 2,000 ㎚ 정도가 되게 한다.
도 4b에 도시한 바와 같이, 식각 방지막(13)으로 폴리머층을 이용하는 경우에도, 먼저 단계(S421)에서 메탈 마스크(11)를 세정한다. 메탈 마스크(11)의 세정은 이온빔 공정을 이용하여 아르곤 등의 불활성 가스 이온을 메탈 마스크(11) 표면에 충돌시킨다.
이후, 단계(S423)에서, 세정된 메탈 마스크(11)에 폴리머층을 진공 증착 공정으로 증착시킨다.
진공 증착 공정은 증발기(evaporator)를 이용하는데, 증발기는 공정 챔버, 증발 도가니, 열원, 캐리어 등을 포함한다.
단계(S423)의 진공 증착 공정은 여러 단계로 구성된다. 먼저, 증발 도가니에 칼레즈, 퍼플러, 페릴렌, 불소수지피막 등의 폴리머 증발 물질을 담는다.
다음으로, 공정 챔버 내부를 진공으로 형성한다. 이때, 공정 챔버 내부의 압력은 고진공 영역으로 유지한다.
이후, 열원을 이용하여 증발 도가니를 가열한다. 가열된 증발 도가니에서 칼레즈 등의 폴리머가 모노머 입자로 변환되고, 모노머 입자는 메탈 마스크(11)로 이동하여 메탈 마스크(11) 표면에 증착된다.
메탈 마스크(11) 표면에 증착되는 폴리머의 두께는 100 ~ 2,000 ㎚ 정도가 되게 한다.
도 5a는 제2 실시예 중 계면 중간층으로 산화막을 형성하는 방법을 보여주는 플로우챠트이고, 도 5b는 제2 실시예 중 계면 중간층으로 금속막을 형성하는 방법을 보여주는 플로우챠트이다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 계면 중간층으로 산화막을 이용하는 경우에는, 먼저 단계(S511)에서 메탈 마스크(11)를 세정한다. 메탈 마스크(11)의 세정은 이온빔 공정을 이용하여 아르곤 등의 불활성 가스 이온을 메탈 마스크(11) 표면에 충돌시킨다.
다음으로, 단계(S513)에서, 세정된 메탈 마스크(11)에 산소 이온빔 공정으로 얇은 계면 산화막을 형성한다.
이온빔 공정은 이온 소스를 이용하여 수행할 수 있다. 이온 소스를 이용한 이온빔 공정은, 먼저 공정 챔버, 이온 소스, 캐리어, 전원 등을 포함하는 별도의 이온빔 공정 장치 또는 이온 소스가 장착된 스퍼터링 장치 또는 진공 증착 장치에서, 공정 챔버 내부를 진공으로 하고, 그 내부에 아르곤 등의 불활성 가스를 주입한다. 이때, 공정 챔버 내부의 압력은 0.01 mTorr 내지 100 mTorr 정도로 유지한다.
다음으로, 이온 소스를 통해 공정 챔버 내부로 산소(O2)를 주입한다. 주입된 산소는 이온 소스에 의해 이온화되어 메탈 마스크(11) 표면에 도달한다. 이때, 이온화된 산소 이온은 메탈 마스크(11) 표면의 철 등과 결합하여 메탈 마스크(11) 표면에 철산화막을 형성한다.
이후, 철산화막 위에 식각 방지막(13)이 형성되는데, 그 과정은 위의 도 4a,4b에서 설명한 스퍼터링 공정에 의한 금속산화물층의 형성, 또는 이온빔 공정에 의한 폴리머층의 형성과 동일하므로, 단계(S515)에 대한 자세한 설명은 도 4a,4b의 설명으로 갈음한다.
도 5b에 도시한 바와 같이, 계면 중간층으로 금속막을 이용하는 경우에는, 먼저 단계(S521)에서 메탈 마스크(11)를 세정한다. 메탈 마스크(11)의 세정은 이온빔 공정을 이용하여 아르곤 등의 불활성 가스를 이온화시켜 메탈 마스크(11) 표면에 충돌시킨다.
다음으로, 단계(S523)에서, 세정된 메탈 마스크(11)에 금속막을 스퍼터링 공정으로 증착시킨다.
단계(S523)의 스퍼터링 공정에서, 먼저 공정 챔버 내에 메탈 마스크(11)와 타켓을 위치시킨다. 여기서, 타켓은 계면에서의 부착력을 증가시키고 상하층 물질 간의 불필요한 확산을 방지할 수 있는 물질, 예를 들어 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 탈륨(Ta), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등과 이들의 혼합물이다.
다음으로, 공정 챔버 내부를 진공으로 하고, 그 내부에 아르곤 등의 불활성 가스를 주입한다. 이때, 공정 챔버 내부의 압력은 0.1 mTorr 내지 100 mTorr 정도로 유지한다.
이후, 캐리어를 접지한 상태로, 캐소드에 음극 고전압을 인가한다. 캐소드와 캐리어 사이에 고전압이 인가되면 아르곤 가스가 이온화되어 플라즈마 상태가 된다. 이온화된 아르곤 이온(Ar+)은 고전압에 의해 가속되어 캐소드 측에 구비되는 타겟에 충돌한다. 이때, 타겟으로부터 티타늄(Ti) 등의 타겟 물질이 튀어나와 메탈 마스크(11) 쪽으로 이동하여 메탈 마스크(11)표면에 증착된다. 이때, 증착되는 금속막의 두께는, 부착력 증가가 목적일 경우에는 10 ~ 20 ㎚ 정도가 되게 하고, 확산 방지가 목적일 경우에는 100 ~ 2,000 ㎚ 정도가 되게 한다.
이후, 금속막 위에 식각 방지막(13)이 형성되는데, 그 과정은 위의 도 4a,4b에서 설명한 스퍼터링 공정에 의한 금속산화물층의 형성, 또는 진공 증착 공정에 의한 폴리머층의 형성과 동일하므로, 단계(S525)에 대한 자세한 설명은 도 4a,4b의 설명으로 갈음한다.
도 6은 제3 실시예의 마스크 제조 방법을 보여주는 플로우챠트이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 식각 방지막(13)으로서 경화층을 형성하는 경우에는, 먼저 단계(S611)에서, 메탈 마스크(11)를 세정한다. 메탈 마스크(11)의 세정은 불활성 가스, 예를 들어 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논 등의 가스를 이온화하여 메탈 마스크(11) 표면에 충돌시킨다.
이후, 세정된 메탈 마스크(11)에 경화층을 스퍼터링 공정으로 증착한다.
경화층을 형성하기 위한 스퍼터링 공정은, 먼저 공정 챔버 내에 메탈 마스크(11)와 타켓을 위치시킨다. 여기서, 타켓은 메탈 마스크(11)의 표면에 결합되어 표면을 경화하는 물질로서, 예를 들어 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 등이다.
다음으로, 공정 챔버 내부를 진공으로 하고, 그 내부에 아르곤 등의 불활성 가스를 주입한다. 이때, 공정 챔버 내부의 압력은 0.1 mTorr 내지 100 mTorr 정도로 유지한다.
이후, 캐리어를 접지한 상태로, 캐소드에 음극 고전압을 인가한다. 캐소드와 캐리어 사이에 고전압이 인가되면 아르곤 가스가 이온화되어 플라즈마 상태가 된다. 이온화된 아르곤 이온(Ar+)은 고전압에 의해 가속되어 캐소드 측에 구비되는 타겟에 부딪힌다. 이때, 타겟으로부터 몰리브덴(Mo) 등의 타겟 물질이 튀어나와 메탈 마스크(11) 쪽으로 이동한다. 메탈 마스크(11) 쪽으로 이동하는 몰리브덴(Mo) 등의 이온 물질은 메탈 마스크(11)의 철 등과 결합하면서 메탈 마스크(11)표면에 증착된다. 이때, 증착되는 금속막의 두께는 100 ~ 2,000 ㎚ 정도가 되게 한다.
이상 본 발명을 여러 실시예에 기초하여 설명하였으나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것이다. 통상의 기술자라면, 위 실시예에 기초하여 본 발명의 기술사상을 다양하게 변형하거나 수정할 수 있을 것이다. 그러나, 그러한 변형이나 수정은 아래의 특허청구범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.
11 : 메탈 마스크 13, 23 : 식각 방지막
15 : 계면 중간층

Claims (16)

  1. 유기 발광 소자를 제조하기 위하여 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정에서 사용되는 마스크에 있어서,
    메탈 마스크;
    상기 메탈 마스크의 표면에 증착되고, 불소계 세정제에 내식성을 갖는 식각 방지막을 포함하는, 유기 발광 소자 제조용 마스크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 메탈 마스크는
    봉지(Encapsulation) 공정에 사용되는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 소자 제조용 마스크.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 식각 방지막은
    질화물, 금속산화물, 폴리머 중에서 선택되는, 유기 발광 소자 제조용 마스크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 질화물은 Si3N4, AlN, TiAlN, CrN 중에서 선택되고, 상기 금속산화물은 Al2O3, Y2O3, TiO2, MgO, ZrO2 중에서 선택되고, 폴리머는 칼레즈, 퍼플러, 페릴렌, 불소수지피막 중에서 선택되는, 유기 발광 소자 제조용 마스크.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 메탈 마스크의 표면과 상기 식각 방지막 사이에 계면 부착력을 증가시키고 상하층 물질 간의 불필요한 확산을 방지하는 계면 중간층을 더 포함하는, 유기 발광 소자 제조용 마스크.
  6. 제5항에 있어서, 상기 계면 중간층은
    이온빔으로 형성되는 상기 메탈 마스크의 산화막인, 유기 발광 소자 제조용 마스크.
  7. 제5항에 있어서, 상기 계면 중간층은
    스퍼터링으로 형성되는 Cr, W, Mo, Ni, Y, Zr, Hf, Ta, Al, Ti 중 적어도 하나 이상의 금속막인, 유기 발광 소자 제조용 마스크.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 식각 방지막은
    Mo 또는 W의 금속막인, 유기 발광 소자 제조용 마스크.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 메탈 마스크는
    INVAR, KOVAR, 냉각압연강판 중에서 선택되는, 유기 발광 소자 제조용 마스크.
  10. PECVD 공정에 사용되는 유기 발광 소자 제조용 마스크를 제조하는 방법에 있어서,
    메탈 마스크를 공정 챔버 내에 장착하는 단계;
    상기 메탈 마스크의 표면에 불소계 세정제에 내식성을 갖는 식각 방지막을 증착하는 단계를 포함하는, 유기 발광 소자 제조용 마스크의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 식각 방지막 증착 단계는
    스퍼터링 공정으로 질화물층 또는 금속산화물층을 증착하는 단계, 또는 진공 증착 공정으로 폴리머층을 증착하는 단계를 포함하는, 유기 발광 소자 제조용 마스크의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 금속산화물층은
    Al2O3, Y2O3, TiO2, MgO, ZrO2 중에서 선택되는, 유기 발광 소자 제조용 마스크의 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서, 식각 방지막은
    스퍼터링 공정으로 형성되는 경화층으로, 상기 경화층은 몰리브덴, 텅스텐 중에서 선택되는 금속층인, 유기 발광 소자 제조용 마스크의 제조 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 식각 방지막을 증착하는 단계 이전에
    상기 메탈 마스크와 상기 식각 방지막 사이에 계면 부착력을 증가시키고 상하층 물질 간의 불필요한 확산을 방지하는 계면 중간층을 증착하는 단계를 더 포함하는, 유기 발광 소자 제조용 마스크의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 계면 중간층의 증착 단계는
    산소를 이온빔 공정으로 주입하여 상기 메탈 마스크 표면에 산화막을 형성하는 단계, 또는 Cr, W, Mo, Ni, Y, Zr, Hf, Ta, Al, Ti 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 금속을 스퍼터링 공정으로 상기 메탈 마스크 표면에 증착하는 단계인, 유기 발광 소자 제조용 마스크의 제조 방법.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    불활성 가스를 적용한 이온빔 공정으로 상기 메탈 마스크의 표면에 충돌시켜 상기 메탈 마스크의 표면을 세정하는 단계를 더 포함하는, 유기 발광 소자 제조용 마스크의 제조 방법.
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