KR20060060931A - 기판과 마스크의 얼라인먼트 감지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마스크와 기판 간의 얼라인먼트가 정확하게 유지되었는지를 쉽게 판단할 수 있는 마스크와 기판 간의 미스얼라인먼트 감지 방법을 제공한다. 본 발명에 따른, 기판과 마스크의 미스얼라인먼트 감지 방법은 기판의 각 셀 형성 영역에 제 1 층을 형성하고 각 스크라이브 영역에 얼라인먼트 마크를 형성하는 단계; 마스크를 이용하여 각 셀 형성 영역 및 각 스크라이브 영역에 제 2 층을 형성하는 단계; 및 각 스크라이브 영역에 형성된 제 2 층과 얼라인먼트 마크의 위치를 비교하여 제 2 층 형성용 마스크와 기판의 미스얼라인먼트 여부를 판단하는 단계를 포함한다. 기판의 스크라이브 영역에 형성된 얼라인먼트 마크는 소정의 폭을 갖는 제 1, 제 2 및 제 3 마크로 이루어지되, 서로 인접하는 마크들은 각 셀 영역에 형성될 제 2 층의 폭과 동일한 폭의 간격을 유지한다.

기판, 마스크, 얼라인먼트

Description

기판과 마스크의 얼라인먼트 감지 방법{Method for detecting a misalignment between a substrate and a mask}

도 1은 유기 전계 발광 소자의 개략적인 평면도.

도 2는 도 1의 선 A-A선을 따라 절취한 상태의 단면도.

도 3는 ITO 전극 형성 공정 후의 기판의 평면도.

도 4는 도 5에 도시된 얼라인먼트 마크의 상세도.

도 5은 본 발명에 사용된 유기물 증착용 마스크의 평면도로서, 편의상 일부의 셀 형성용 패턴 및 그 사이에 형성된 얼라인트 패턴만을 도시한 도면.

도 6은 유기물층 형성 공정이 종료된 후, 기판의 스크라이브 영역의 부분 상세도.

본 발명은 마스크와 기판의 얼라인먼트 감지 방법에 관한 것으로서, 기판의 소정 영역에 얼라인먼트 마크를 형성하고 이 얼라인먼트 마크 상에 얼라인먼트 층을 형성하여 마스크와 기판 사이의 얼라인먼트 상태를 감지할 수 있는 방법에 관한 것이다.

유기 전계 발광은 유기물(저분자 또는 고분자) 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 재결합하여 여기자(exciton)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생되는 현상이다.

도 1은 유기 전계 발광 소자의 평면도, 도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도로서, 위에서 언급한 유기 전계 발광 현상을 이용한 유기 전계 발광 소자의 기본적인 구조를 개략적으로 도시하고 있다.

유기 전계 발광 소자의 기본적인 구성은, 유리 기판(1), 유리 기판(1) 상부에 형성되어 애노드(anode) 전극으로 작용하는 인듐 주석 산화물층 (2; Indium Tin Oxide film ; 이하, "ITO 층"이라 칭함), 유기물층으로 이루어진 유기 전계 발광층(3) 그리고 캐소드(cathode) 전극으로 작용하는 금속층(4)이 순서적으로 적층된 구조이다.

이러한 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자는 다음의 단계들을 거쳐 제조된다.

먼저, 유리 기판(1) 상에 진공 증착법을 이용하여 ITO 층(2)을 증착하고, 이 ITO 층(2)을 사진식각법(photolithography)으로 패터닝(patterning)하여 ITO 전극을 형성한다. ITO 층(2) 상부의 일정 영역에 절연층(5a)을 형성하고, 이 절연층(5a) 상에 격벽(5)을 형성한다.

이후, 격벽(5)을 포함한 전체 구조 상부에 위에 절연층과 유기물층으로 이루어진 유기 전계 발광층(3) 및 금속층(4)을 순차적으로 형성한다. 여기서 투명 기판(1) 상에 배열된 ITO 층(2)은 애노드 전극의 기능을 수행하며, 금속층(4)은 캐소드 전극의 기능을 수행한다.

위의 공정 즉, ITO층(2), 절연층(5a) 및 유기 전계 발광층(3) 및 금속층(4)형성 공정은 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 진행된다. 각 층의 형성 공정에서 가장 중요한 요소는 마스크와 기판 간의 얼라인먼트이며, 어느 한 공정에서 기판과 마스크 사이에 미스얼라인먼트(misalignment)가 발생할 경우 공정이 진행된 모든 기판을 불량으로 간주하여 폐기하게 된다.

기판과 마스크 사이의 정확한 얼라인먼트를 유지하기 위한 다양한 방법이 있으나, 마스크와 기판의 얼라인먼트를 정확하게 유지하는 것은 매우 어렵다. 또한, 마스크에 외부의 충격이 가해지는 경우에도 양 부재 사이에 미스얼라인먼트가 발생한다.

이러한 문제점으로 인하여 증착 공정이 종료된 후, 작업자가 모든 기판을 육안으로 검사하여 기판과 마스크의 미스얼라인먼트로 인하여 발생되는 증착 불량을 판단해야 한다. 그러나, 미세한 증착층이 설정된 위치에 형성되었는지 여부를 정확하게 관측하기는 어려우며, 따라서 증착 불량을 감지하지 못할 경우 기판과 마스크의 미스얼라인먼트를 방치한채 증착 공정을 진행하는 문제점이 발생한다.

본 발명은 마스크와 기판 간의 얼라인먼트가 정확하게 유지되었는지를 쉽게 를 쉽게 판단할 수 있는 마스크와 기판 간의 얼라인먼트 감지 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른, 기판과 마스크의 얼라인먼트 감지 방법은 기판의 각 셀 형성 영역에 제 1 층을 형성하고 각 스크라이브 영역에 얼라인먼트 마크를 형성하는 단계; 마스크를 이용하여 각 셀 형성 영역 및 각 스크라이브 영역에 제 2 층을 형성하는 단계; 및 각 스크라이브 영역에 형성된 제 2 층과 얼라인먼트 마크의 위치를 비교하여 제 2 층 형성용 마스크와 기판의 미스얼라인먼트 여부를 판단하는 단계를 포함한다.

기판의 스크라이브 영역에 형성된 얼라인먼트 마크는 소정의 폭을 갖는 제 1, 제 2 및 제 3 마크로 이루어지되, 서로 인접하는 마크들은 각 셀 영역에 형성될 제 2 층의 폭과 동일한 폭의 간격을 유지한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 통하여 상세히 설명한다.

도 1을 통하여 설명한 바와 같이, 유리 기판(1) 상에 ITO 층(2)을 증착하고, 이 ITO 층(2)을 패터닝(patterning)하여 ITO 전극을 형성한다.

ITO층(2) 형성 단계에 사용되는 마스크에는 기판의 셀 형성 영역들 사이의 스크라이브 영역에 대응하는 부분에 얼라인먼트 패턴이 형성되어 있다. 따라서 ITO 전극 형성 공정 후의 기판(1), 즉 셀 형성 영역 사이의 스크라이브 영역에는 얼라인먼트 마크가 형성된다.

도 3은 ITO 전극 형성 공정 후의 기판의 평면도로서, 편의상 일부의 셀 형성 영역(A) 및 그 사이의 스크라이브 영역(S)에 형성된 얼라인먼트 마크(M)를 도시하였으며, 셀 형성 영역(A)은 박스 형태로 도시하였다.

도 4는 도 3에 도시된 얼라인먼트 마크(M)의 상세도로서, 기판(1)의 각 스크라이브 영역(S)에 형성된 얼라인먼트 마크(M)는 제 1, 제 2 및 제 3 마크(M1, M2, M3)로 이루어진다. 각 마크(M1, M2, M3)는 소정의 폭을 갖고 있으며, 인접한 마크와는 소정의 간격을 유지한다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 각 마크(M1, M2, M3)는 십자형 형상을 갖고 있으나, 그 형상은 제한되지 않는다. 또한, 각 마크(M1, M2, M3)의 폭은 셀 형성 영역(A)의 내의 픽셀(유기물층) 형성 영역의 폭과 동일하며, 그 사이의 간격은 픽셀 사이에 형성되는 절연막의 폭과 동일하게 형성하는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명에 사용된 유기물층 형성용 마스크의 평면도로서, 편의상 일부의 셀 형성용 패턴(편의상 박스 형태로 도시함) 및 그 사이에 형성된 얼라인트 패턴만을 도시하였다.

마스크(20)의 셀 형성용 패턴(20A)은 기판(1)의 셀 형성 영역(A)과 각각 대응되며, 얼라인먼트 패턴(20B)은 기판(1)의 얼라인먼트 마크(M)와 대응한다. 한편, 얼라인먼트 패턴(20A)의 폭은 기판(1)의 셀 형성 영역(A)에 유기물층의 폭과 동일하다.

도 5에 도시된 마스크를 이용하여 도 3에 도시된 기판에 유기물층 및 절연층을 형성한다. 유기물층 형성 공정후, 기판(1)의 셀 형성 영역(A)에는 소정의 유기물층이 형성되며, 또한 얼라인먼트 마크(M)가 형성된 스크라이브 영역(S)에도 유기물층이 형성된다.

도 6은 유기물층 형성 공정이 종료된 후, 기판의 스크라이브 영역(S)의 부분 상세도로서, 스크라이브 영역(S)에 형성된 얼라인먼트 마크(M)와 마스크(20)의 얼라인먼트 패턴(20B)에 의하여 형성된 유기물층(P)의 관계를 도시하고 있다. 도 6에 서, 유기물층은 폭 a로, 절연층은 폭 b(사선P)으로 사선으로 나타내었다.

전술한 바와 같이, 기판의 스크라이브 영역(S)에 형성된 제 1 얼라인먼트 마크(M1)의 폭은 기판(1)의 셀 형성 영역(A)에 형성되는 픽셀(유기물층)의 폭과 동일하다. 따라서, 공정 작업자가 현미경을 통하여 제 1 얼라인먼트 마크(M1) 상에 유기물층(폭 a)이 정확하게 형성되어 있는 상태와 제 1 얼라인먼트 마크(M1)와 제 2 얼라인먼트 마크(M2) 사이에 유기물층(P)이 정확하게 형성되어 있는 상태를 확인하는 경우, 마스크(20)와 기판(1)의 얼라인먼트가 정확하게 유지되었음을 알 수 있다.

만일, 마스크(20) 또는 기판(1)의 틀어짐으로 인한 미스얼라인먼트가 발생한 경우, 기판의 스크라이브 영역(S)에 형성된 유기물층(폭 a)은 제 1 얼라인먼트(M1)상에서 벗어나고 또한 절연층(P)은 제 1 얼라인먼트 마크(M1)와 제 2 얼라인먼트 마크(M2) 사이의 공간에서 벗어나 어느 한 마크를 향하여 치우쳐진 상태로 형성된다. 이는 기판(1)의 셀 형성 영역(A)에서 유기물층이 설정된 영역에 형성되지 않은 상태, 즉 기판(1)과 마스크(20)의 얼라인먼트가 틀어져 있음을 의미한다. 공정 작업자는 이러한 유기물층 및 절연층의 증착 상태를 보고 기판과 마스크의 얼라인먼트를 조정하게 된다.

위의 설명에서는 기판의 일부의 셀 형성 영역(A) 및 그 사이의 스크라이브 영역(S)을 예를 들어 설명하였지만, 모든 스크라이브 영역에 걸쳐 얼라인먼트 마크와 얼라인먼트 확인용 유기물층을 형성한다. 따라서, 기판의 모든 스크라이브 영역 상에서 유기물층(도 7의 P)이 얼라인먼트 마크들 사이에 형성되기 때문에 작업자는 유기물층의 틀어진 정도의 평균값을 산출하여 그 평균값을 기초로 기판과 마스크의 얼라인먼트를 조정한다.

이상과 같은 본 발명은 마스크를 통한 증착 과정에서, 기판의 스크라이브 영역에 형성된 얼라인먼트 마크와 증착막의 위치를 통하여 기판과 마스크의 얼라인먼트 여부를 쉽게 확인할 수 있다. 따라서 기판과 마스크의 미스얼라인먼트를 조정한 후 공정을 계속 실시함으로서 소자의 불량을 방지할 수 있다.

위에서 설명한 본 발명은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이다. 따라서, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

예를 들어, 기판의 스크라이브 영역에 형성된 얼라인먼트 마크의 갯수와 형상 그리고 그 형성 위치를 변경하여도 본 발명의 목적을 달성할 수 있음은 물론이다.

Claims (2)

1. 기판과 마스크의 얼라인먼트 감지 방법에 있어서,

   기판의 각 셀 형성 영역에 제 1 층을 형성하고 각 스크라이브 영역에 얼라인먼트 마크를 형성하는 단계;

   마스크를 이용하여 각 셀 형성 영역 및 각 스크라이브 영역에 제 2 층을 형성하는 단계;

   각 스크라이브 영역에 형성된 제 2 층과 얼라인먼트 마크의 위치를 비교하여 제 2 층 형성용 마스크와 기판의 얼라인먼트 여부를 판단하는 단계를 포함하는 얼라인먼트 감지 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 기판의 스크라이브 영역에 형성된 얼라인먼트 마크는 소정의 폭을 갖는 제 1, 제 2 및 제 3 마크로 이루어지되, 서로 인접하는 마크들은 각 셀 영역에 형성될 제 2 층의 폭과 동일한 폭의 간격을 유지하는 얼라인먼트 감지 방법.

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