KR20180080930A - 박막층 품질 평가 방법 및 평가 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시에 따른 박막층 품질 평가 방법은 기판 상에 박막층을 형성하는 단계, 박막층에 스트레스를 인가하는 단계 및 박막층의 품질을 평가하는 단계를 포함한다. 본 개시에 따른 박막층 품질 평가 장치는 박막층에 스트레스를 인가하는 스트레스 챔버와 굴절률 변화를 통해 박막층의 품질을 평가하는 굴절률 측정부를 포함한다.

Description

박막층 품질 평가 방법 및 평가 장치 {Method for evaluating quality of thin-film layer and evaluating device}
본 개시는 박막층 품질 평가 방법 및 평가 장치에 관한 것이다.
다양한 전자소자들은 외부 충격, 침습으로 인해 기능이 손상되거나 열화될 수 있다. 이에 전자소자들을 보호하기 위한 보호층에 대한 연구가 진행되고 있다. 최근에는 유기물을 이용한 유기발광소자를 다양한 전자소자가 많이 개발되고 있다.
유기발광소자에서 활용되는 유기물은 수분에 의한 산화가 쉽게 일어나 손상되기 쉬우므로, 유기발광소자를 보호하기 위해 수분 투과방지를 위한 봉지(encapsulation) 기술이 요구된다. 경성 유기발광소자의 경우에는 유리로 덮어서 소자를 보호하는 유리봉지(glass encapsulation) 기술이 활용되며, 플렉시블 유기발광소자의 경우에는 박막으로 소자를 보호하는 박막봉지(thin film encapsulation) 기술이 활용될 수 있다.
박막층의 품질을 평가하기 위해서 종래에는 칼슘(Ca)을 이용한 수증기 투과율법(WVTR;Water Vapor Transmission Rate)이나 산소투과율법(Oxygen Transmission Rate)을 이용해왔다. 그러나 수증기 투과율법이나 산소투과율법은 플라스틱 기판에서 평가하므로 종래의 반도체 공정을 이용하기 어렵고, 평가 시간이 수백 시간에서 수천 시간까지 소요되어 빠르게 품질을 측정하기 어렵고, 이용되는 샘플의 면적이 작아 대면적의 박막층의 품질을 측정하기 어려울 수 있다.
본 개시는 박막층 품질 평가 방법 및 평가 장치에 관한 것을 제공하고자 한다.
일 개시에 따른 박막층 품질 평가 방법은, 기판 상에 박막층을 형성하는 단계; 상기 박막층에 스트레스를 인가하는 단계; 및 상기 박막층의 품질을 평가하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 스트레스는 압력 스트레스, 온도 스트레스, 습도 스트레스, 광학 스트레스, 장력 스트레스, 압축 스트레스, 산소 스트레스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 박막층은 박막 봉지(Thin-Film Encapsulation) 공정으로 형성된 박막층일 수 있다.
상기 품질을 평가하는 단계는,
상기 박막층의 굴절률 변화율을 기준으로 품질을 평가할 수 있다.
상기 품질을 평가하는 단계는, 상기 굴절률 변화율이 5% 미만일 때 상기 박막층이 안정한 것으로 품질을 평가할 수 있다.
상기 기판과 상기 박막층 사이에 핀홀검출층을 마련하는 단계; 상기 스트레스를 인가하는 단계 이전에 박막층 표면의 불순 입자 개수 n1를 측정하는 단계; 및 상기 스트레스를 인가하는 단계 이후에 상기 핀홀검출층을 선택적으로 에칭 하는 단계; 상기 에칭하는 단계 이후에 박막층 표면의 불순 입자 개수 n2를 측정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 품질을 평가하는 단계는,
n2 - n1 을 계산하여 상기 박막층의 핀홀 개수를 측정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 선택적으로 에칭하는 단계는, 상기 핀홀검출층에 반응하고 상기 박막층에는 반응하지 않는 에천트(etchant) 용액을 이용하여 상기 핀홀검출층을 에칭할 수 있다.
상기 핀홀검출층은 IGZO 소재로 형성될 수 있다.
상기 기판과 상기 박막층 사이에 소자를 마련하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 소자는 트랜지스터(Transistor), 유기 포토다이오드(organic photodiode), 태양전지(solar-cell) 중 어느 하나일 수 있다.
상기 품질을 평가하는 단계는, 상기 소자의 전기적 특성의 변화율을 기준으로 품질을 평가하는 박막층 품질 평가 방법.
상기 소자가 유기 포토다이오드인 경우에, 상기 품질을 평가하는 단계는, 상기 스트레스를 인가하는 단계 전후의 상기 소자의 외부양자효율(External Quantum Efficiency) 변화율 또는 암전류(Dark Current) 변화율을 기준으로 품질을 평가할 수 있다.
상기 품질을 평가하는 단계는, 상기 외부양자효율 변화율이 5% 미만이거나 또는 암전류 변화율이 5% 미만 일 때 상기 박막층이 안정한 것으로 품질을 평가할 수 있다.
상기 박막층을 형성하는 단계는, 박막층 생성 조건에 따라 박막층을 형성하고, 상기 품질을 평가하는 단계는, 상기 박막층의 품질 손상 정도를 평가하여 상기 품질 손상 정도를 기결정된 임계치와 비교할 수 있다.
상기 품질을 평가하는 단계는, 상기 품질 손상 정도가 기결정된 임계치보다 작은 경우에는 상기 박막층 생성 조건을 적정 생성 조건으로 판단하고, 상기 품질 손상 정도가 기결정된 임계치보다 크거나 같은 경우에는 상기 박막층 생성 조건을 변경할 수 있다.
상기 스트레스는 PCT(Pressure Cooker Test) 조건을 만족하도록 인가할 수 있다.
상기 기판은 복수의 칩(chip)을 포함하는 웨이퍼 기판이고, 상기 박막층은 상기의 복수의 칩 상에 형성될 수 있다.
일 실시예에 따른 박막층 품질 평가 장치는, 박막층에 광을 조사하는 광원, 상기 박막층으로부터 굴절된 광을 수광하는 센서를 포함하는 굴절률 측정부; 및 상기 박막층이 마련되며, 상기 광원으로부터의 광이 통과하는 제 1 개구부 및 상기 박막층으로부터 굴절된 광이 통과하는 제 2 개구부를 포함하고, 상기 박막층에 스트레스를 인가하는 스트레스 챔버(Stress Chamber);를 포함한다.
상기 스트레스 챔버는, 상기 제 1 개구부를 밀폐하며 상기 광원으로부터의 광이 투과할 수 있는 제 1 유리, 및 상기 제 2 개구부를 밀폐하며 상기 박막층에서 굴절된 광이 투과할 수 있는 제 2 유리를 더 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 박막층 품질 평가 방법은 종래의 수 백시간 이상 소요되었던 수증기 투과율법, 산소투과율법에 비해 평가 시간을 수십 시간으로 줄일 수 있다.
일 개시에 따른 박막층 품질 평가 방법은 적정 박막층 생성 조건을 도출할 수 있다.
본 개시에 따른 박막층 품질 평가 방법은 기존의 반도체 공정 및 디스플레이 공정을 활용할 수 있어, 평가가 용이하고 비용을 절감할 수 있다.
일 개시에 따른 박막층 품질 평가 방법은 굴절률의 변화 또는 두께의 변화를 측정하여 박막층의 품질을 평가할 수 있다.
일 개시에 따른 박막층 품질 평가 방법은 소자 상에 박막층을 형성하고 그 품질을 평가하여 실제 사용과 동일한 조건에서 박막층의 품질을 평가할 수 있다.
일 개시에 따른 박막층 품질 평가 방법은 동시에 복수개의 박막층 시편의 품질을 평가할 수 있다.
일 개시에 따른 박막층 품질 평가 방법은 소자의 전기적 특성의 변화율을 측정하여 박막층의 품질을 평가할 수 있다.
일 개시에 따른 박막층 품질 평가 방법은 박막층 상의 핀홀의 개수를 용이하게 측정할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 3 내지 도 8은 도 2에 따른 박막층 품질 평가 방법을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법과 종래의 박막층 품질 평가 방법을 비교한 그래프이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 11 내지 18은 도 10에 따른 박막층 품질 평가 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 19는 또 다른 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 20은 또 다른 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 21 내지 29는 도 20에 따른 박막층 품질 평가 방법을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 30은 일 실시예에 따른 적정 박막층 생성 조건을 도출하는 단면도이다.
도 31 및 도 32는 도 30에 따른 적정 박막층 생성 조건을 확인하는 그래프이다.
도 33은 일 실시예에 따른 박막층 품질 평가 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 박막층 품질 평가 방법 및 평가 장치 에 대해 상세하게 설명한다. 첨부된 도면에 도시된 층이나 영역들의 폭 및 두께는 명세서의 명확성 및 설명의 편의성을 위해 다소 과장되어 있을 수 있다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 개시에서 사용되는 용어는 실시예들에서 구성요소들의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 실시예의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 실시예에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시예의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 일 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법은, 기판 상에 박막층을 형성하는 단계(S101), 박막층에 스트레스를 인가하는 단계(S102), 및 박막층의 품질을 평가하는 단계(S103)을 포함할 수 있다.
기판 상에 박막층을 형성하는 단계(S101)는, 실리콘 기판이나 웨이퍼 기판에 박막층을 형성할 수 있다. 박막층의 형성은 통상의 반도체 공정 또는 디스플레이 공정이 이용될 수 있다. 박막층은 실리콘 기판이나 웨이퍼 기판의 일부에 형성될 수도 있으며, 전체에 형성될 수도 있다. 박막층은 기판의 손상을 보호하기 위한 패시베이션층일 수 있다. 예를 들어, 박막층은 기판이 수분, 산소, 외부충격을 비롯한 손상으로부터 손상되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 박막층의 형성은 박막 공지 공정(thin-film encapsulation procedure)에 의할 수 있다. 예를 들어, 박막층은 기판 상부에 아크릴계 모노머(monomer)를 증기(evaporation)화 시켜 증착하고, 자외선을 아크릴계 모노머에 가하여 강화시키고, 아크릴계 모노머 상에 스퍼터링(sputtering) 공정을 이용하여 산화알루미늄(Al2O3)를 증착시킬 수 있다. 이러한 박막층의 구체적인 생성 조건은 기결정(predetermined)된 박막층 생성 조건에 따를 수 있다. 예를 들어, 박막층 생성 조건은 박막층 생성 공정의 변수들이 어떤 수치를 가지는지로 결정될 수 있다.
박막층이 박막층 생성 조건에 따라 형성될 때, 박막층의 표면에는 다양한 결점(defect)가 발생될 수 있다. 예를 들어, 결점은, 입자(particle), 깨짐(crack), 핀홀(pinhole) 등을 포함할 수 있다. 박막층에 스트레스가 인가되면 박막층 형성시보다 더 많은 결점이 생길 수 있다. 예를 들어, 스트레스가 인가되면 박막층에 더 많은 개수의 핀홀이 생겨 날 수 있다. 예를 들어, 박막층 표면의 굴절률이 변화될 수 있다. 예를 들어, 박막층 표면이 손상되어 박막층의 두께가 변화될 수 있다. 박막층이 양호한 품질을 가지기 위해서는, 적정 박막층 생성 조건에 따라 박막층을 형성하여 박막층이 상술한 결점이 없을 수 있다. 예를 들어, 적정 박막층 생성 조건은 결점의 수가 임계치보다 적을 때까지 박막층 생성 조건을 바꾸어 가며 박막층의 품질을 평가하여 도출될 수 있다. 적정 박막층 생성 조건의 도출은 도 32에서 후술하도록 한다.
기판과 박막층 사이에 소자를 형성할 수 있다. 예를 들어, 소자는 트랜지스터(transistor), 유기 포토다이오드(organic photodiode), 태양전지(solar-cell) 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, 기판 상에 소자를 형성하고, 그 소자 상에 박막층을 형성할 수 있다. 기판 상에 직접 소자를 형성함으로써, 소자의 실제 사용양태와 유사한 조건에서 박막층의 품질을 평가할 수 있다.
박막층에 스트레스를 인가하는 단계(S102)는 박막층 형성 단계(S101)에서 형성된 박막층에 스트레스를 인가할 수 있다. 예를 들어, 스트레스는 압력 스트레스, 온도 스트레스, 습도 스트레스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 나아가 스트레스는, 광학 스트레스, 장력 스트레스, 압축 스트레스, 산소 스트레스를 포함할 수도 있다. 스트레스는 박막층을 손상시킬 수 있는 일체 종류의 스트레스를 포함할 수 있으며 상술한 예시에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스트레스는 PCT(Pressure Cooker Test) 조건을 만족하도록 박막층에 인가할 수 있다. 예를 들어, PCT 조건은 온도 121± 2 ℃, 습도 98~100 %, 기압 2 ± 0.2 atm 의 조건 일 수 있다.
박막층의 품질을 평가하는 단계(S103)는 상기 스트레스를 인가한 이후의 박막층의 결점을 평가하여 박막층의 품질을 평가할 수 있다. 예를 들어, 박막층의 품질 손상 정도를 기결정된 임계치와 비교하여 박막층의 품질을 평가할 수 있다. 예를 들어, 품질 손상 정도는 굴절률 변화율, 두께 변화율, 핀홀 개수를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스트레스를 인가하기 이전의 박막층 표면의 굴절률과 스트레스를 인가한 이후의 박막층 표면의 굴절률의 비율을 계산하여 박막층의 품질을 평가할 수 있다. 예를 들어, 스트레스를 인가하기 이전의 박막층 표면의 두께와 스트레스를 인가한 이후의 박막층 표면의 두께의 비율을 계산하여 박막층의 품질을 평가할 수 있다. 예를 들어, 박막층 표면의 핀홀의 개수를 계수(count)하여 박막층의 품질을 평가할 수 있다.
기판 상에 소자를 형성하고, 그 소자 상에 박막층을 형성한 경우에는 박막층의 품질을 소자의 전기적 특성을 평가함으로써 박막층의 품질을 평가할 수 있다. 예를 들어, 스트레스를 인가하기 이전의 소자의 외부양자효율(External Qunatum Efficiency)와 스트레스를 인가한 이후의 소자의 외부양자효율을 비교하여 박막층의 품질을 평가할 수 있다. 예를 들어, 스트레스를 인가하기 이전의 소자의 암전류와 스트레스를 인가한 이후의 소자의 암전류를 비교하여 박막층의 품질을 평가할 수 있다.
도 2는 다른 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 3 내지 도 8은 도 2에 따른 박막층 품질 평가 방법을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 박막층을 형성하는 단계(S201)이후에 박막층 표면의 굴절률 n1을 측정할 수 있다(S202). 다음으로, 박막층에 스트레스를 인가한 후(S203), 박막층 표면의 굴절률 n2을 측정(S204)할 수 있다. 박막층의 품질은 n2와 n1을 비교하여 평가(S205)할 수 있다.
도 3을 참조하면, 기판(SUB)을 마련할 수 있다.
도 4를 참조하면, 기판(SUB) 상에 박막층(TFE)을 형성할 수 있다. 박막층은 기판(SUB)을 봉지(encapsulation) 시켜 형성될 수 있다. 박막층은 기결정된 박막 생성 조건에 따라 형성될 수 있다. 박막 생성 조건이 적정 박막 생성 조건이 아닐 경우에 박막층 상에는 결점이 있을 수 있다. 예를 들어, 박막층 상에는 입자(P1)나 핀홀(P2)이 있을 수도 있다.
도 5를 참조하면, 박막층(TFE)의 굴절률 n1을 측정할 수 있다. 광원(LS)으로 박막층(TFE) 표면에 광을 조사하고, 이를 이미지 센서(IS)에서 수광하여 굴절률 n1이 측정될 수 있다. 광원(LS)과 이미지 센서(IS)는 굴절률 측정의 하나의 실시예에 불과하며 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 박막층(TFE)의 두께 d1이 측정될 수 있다. 본 개시에 따른 박막 평가 방법에 있어서, 굴절률 n1과 두께 d1은 함께 측정될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 굴절률 n1만 측정하거나, 두께 d1만 측정할 수도 있다.
도 6을 참조하면, 박막층에(TFE)에 스트레스(ST)를 인가할 수 있다. 스트레스(ST)는 압력 스트레스, 온도 스트레스, 습도 스트레스, 광학 스트레스, 장력 스트레스, 압축 스트레스, 산소 스트레스 중 적어도 하나가 박막층(TFE)에 인가 될 수 있다. 예를 들어, 스트레스는 PCT(Pressure Cooker Test) 조건을 만족하도록 박막층에 인가할 수 있다. 예를 들어, PCT조건을 만족하는 스트레스가 박막층(TFE)에 인가될 경우, 수십 시간 이내로 박막층의 품질이 평가될 수 있다.
도 7을 참조하면, 스트레스(ST)가 인가된 이후의 박막층(TFE)에는 결점이 생길 수 있다. 결점은 생성시에 존재하던 입자(P1), 핀홀(P2)뿐 아니라, 더 많은 개수의 핀홀(P2)을 포함한 굴절률 변화 영역(P3)이 박막층(TFE) 상에 생길 수 있다. 핀홀(P2)은 박막층(TFE)에 형성되는 나노미터 단위의 작은 구멍일 수 있다. 예를 들어, 핀홀(P2)은 습기나 산소 분자가 통과할 수 있어 기판(SUB)을 손상시킬 수 있다. 굴절률 변화 영역(P3)은 박막층(TFE)이 스트레스로 인해 박막층(TFE)의 굴절률이 변화된 영역일 수 있다. 도시된 바에 따르면, 굴절률 변화 영역(P3)은 박막층(TFE)의 일부에 생성되나 이에 한정되는 것은 아니며, 박막층(TFE) 전체적으로 생성될 수도 있다. 굴절률 변화 영역(P3)은 굴절률 뿐만 아니라 두께가 변화될 수도 있다. 예를 들어, 두께가 d1이었던 기판이 굴절률 변화 영역(P3)에서는 d2로 변화될 수 있다. 이는, 스트레스 인가로 인하여, 굴절률 변화 영역(P3)은 구성 성분이 원래의 박막층(TFE)과는 다른 성분으로 변화하므로 굴절율 및 밀도의 변화가 발생하기 때문이다.
도 8을 참조하면, 굴절률 변화 영역(P3)의 굴절률을 측정하여 굴절률 n2를 측정할 수 있다. n2와 n1을 비교하여 굴절률 변화율을 측정할 수 있으며, 이를 바탕으로 박막층(TFE)의 품질을 평가할 수 있다. 굴절률 변화율이 임계치 이상일 경우 박막층의 품질이 불안정하고, 임계치 이내인 경우 박막층의 품질이 안정하다고 평가할 수 있다. 임계치는 박막층의 품질의 안정, 불안정을 평가하는 수치이다. 임계치는 실험 및 이론에 의해 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 굴절률 변화율이 5% 이상인 경우 박막층의 품질이 불안정하고, 5% 이하인 경우 박막층의 품질이 안정하다고 평가 할 수 있다. 이러한 수치는 하나의 예시에 불과하며 한정되는 것은 아니다.
또한, 전술한바와 같이 굴절률 변화 영역(P3)은 굴절률뿐 아니라 두께가 변화될 수 있다. 예를 들어, 굴절률 변화 영역(P3)은 스트레스 인가로 인하여 두께가 d1에서 d2으로 변화할 수 있다. 이러한 굴절률 변화 영역(P3)의 두께 변화율을 이용하여 박막층(TFE)의 품질을 평가할 수도 있다. 두께 변화율이 임계치 이상일 경우 박막층의 품질이 불안정하고, 임계치 이내인 경우 박막층의 품질이 안정하다고 평가할 수 있다. 예를 들어, 두께 변화율이 5% 이상인 경우 박막층의 품질이 불안정하고, 5% 이하인 경우 박막층의 품질이 안정하다고 평가 할 수 있다. 이러한 수치는 하나의 예시에 불과하며 한정되는 것은 아니다.
도 9는 일 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법과 종래의 박막층 품질 평가 방법을 비교한 그래프이다.
도 9를 참조하면, y축은 박막층의 굴절률, x축은 스트레스 인가 시간을 나타낸다. 550nm 파장의 광으로 굴절률을 측정한 실험 결과에 따르면, 초기 굴절률이 1.7인 박막층의 굴절률은, PCT 스트레스를 10시간 이내로 인가하였을 때 굴절률이 1.6 수준으로 변화된다. 그에 반해, 온도 85 ℃/ 습도 85% 스트레스는 700시간 이상 인가하여야 박막층의 굴절률이 1.6 수준으로 변화된다. 따라서, 스트레스 시간에 따른 굴절률 변화를 테스트 함에 있어서, PCT 스트레스 인가는 85/85 스트레스 인가에 비해 100배 이상 시간을 절약할 수 있다. 또한, 초기 굴절률을 ns이며, 최종 굴절률을 nf 라 할 때, 굴절률 변화율은 (ns - nf) / ns * 100 로 정의 될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 박막층 샘플이 (ns - nf) / ns * 100 ≥ 5% 을 만족하는 경우, 박막층 샘플이 불안정한 것으로 품질을 평가할 수 있다. 이 경우, 박막층 생성 조건이 적정 박막층 생성 조건에 해당하지 않으므로 박막층 생성 조건을 변경할 수 있다. 반대로 박막층 샘플이 (ns - nf) / ns * 100 < 5% 를 만족하는 경우 그 품질이 안정한 것으로 평가할 수 있다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 11 내지 18은 도 10에 따른 박막층 품질 평가 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 기판 상에 OPD 소자를 형성(S301)하고, OPD 소자 상에 박막층을 형성(S302)할 수 있다. OPD 소자의 외부양자효율 EQE1을 측정(S303-1)하거나 OPD 소자의 암전류 DC1을 측정(S303-2)할 수 있다. 다음으로, 박막층에 스트레스를 인가(S304)하고, OPD 소자의 외부양자효율 EQE2을 측정(S305-1)하거나 OPD 소자의 암전류 DC1을 측정(S305-2)할 수 있다. 외부양자효율 EQE2와 EQE1을 비교하여 박막층의 품질을 평가(S306-1)하거나, 암전류 DC2와 DC1을 비교하여 박막층의 품질을 평가(S306-2)할 수 있다.
도 11을 참조하면, 기판(SUB)을 마련할 수 있다.
도 12를 참조하면, 기판(SUB) 상에 OPD 소자(organic photodiode device)를 마련할 수 있다. OPD 소자는 열적 산화막(thermal oxide), 몰리브데넘층(Mo), ITO 전극, 산화실리콘(SiO2), OPD(Organic photodiode)를 포함할 수 있다. 기판(SUB)상에는 OPD 소자 뿐 아니라 다양한 소자, 예를 들어, 트랜지스터, 태양전지 등이 마련될 수도 있으며, OPD 소자에만 한정되는 것은 아니다.
도 13를 참조하면, 박막층(TFE)을 OPD 소자상에 마련할 수 있다. 박막층(TFE)은 박막 봉지 공정으로 형성될 수 있다. 박막층은 기결정된 박막 생성 조건에 따라 형성될 수 있다. 박막 생성 조건이 적정 박막 생성 조건이 아닐 경우에 박막층 상에는 결점이 있을 수 있다. 예를 들어, 박막층 상에는 입자(P1)나 핀홀(P2)가 있을 수도 있다.
도 14를 참조하면, OPD 소자의 전기적 특성 중 하나인 외부 양자효율을 측정할 수 있다. 도 15의 가로축은 파장을 나타내며, 세로축은 외부양자효율을 나타낸다.
도 15를 참조하면, OPD 소자의 전기적 특성 중 하나인 전류밀도를 측정할 수 있다. 도 15의 가로축은 전극에 인가된 전압을 나타내며, 세로축은 전류밀도를 나타낸다. 도 15에 있어서 전류밀도가 가장 낮은 지점은 전압이 인가되지 않은 지점일 수 있다. 전류밀도가 가장 낮은 지점을 기준으로 양의 전압을 OPD 소자에 인가하면, 역의 바이어스 전압으로 인해 전기저항이 높은 상태이므로 전류가 거의 흐르지 않는다. 전류밀도가 가장 낮은 지점을 기준으로 OPD 소자에 정방향 바이어스 전압을 인가하면 공핍 영역이 줄어들므로 전류가 쉽게 흐른다. 임계치 이하의 역의 바이어스 전압을 인가했을 때, OPD 소자에 흐르는 전류밀도를 암전류(dark current)로 정의할 수 있다. 예를 들어, OPD 소자에 스트레스를 인가하기 전의 전기적 특성을 확인하기 위해 암전류 DC1를 측정할 수 있다.
도 16을 참조하면, 박막층에(TFE)에 스트레스(ST)를 인가할 수 있다. 스트레스(ST)는 압력 스트레스, 온도 스트레스, 습도 스트레스, 광학 스트레스, 장력 스트레스, 압축 스트레스, 산소 스트레스 중 적어도 하나가 박막층(TFE)에 인가 될 수 있다. 예를 들어, 스트레스는 PCT(Pressure Cooker Test) 조건을 만족하도록 박막층에 인가할 수 있다. 예를 들어, PCT조건을 만족하는 스트레스가 박막층(TFE)에 인가될 경우, 수십 시간 이내로 박막층의 품질이 평가될 수 있다.
도 17을 참조하면, 스트레스(ST)가 인가된 이후의 박막층(TFE)에는 결점이 생길 수 있다. 결점은 생성시에 존재하던 입자(P1)뿐 아니라, 더 많은 개수의 핀홀(P2), 굴절률 변화 영역(P3) 이 박막층(TFE) 상에 생길 수 있다. 핀홀(P2)은 개구부에 형성되는 나노미터 단위의 작은 구멍일 수 있다. 예를 들어, 핀홀(P2)은 습기나 산소 분자가 통과할 수 있어 기판(SUB)을 손상시킬 수도 있다. 굴절률 변화 영역(P3)은 스트레스의 노출로 인해 박막층(TFE)의 굴절률이 변화된 영역일 수 있다. 도시된 바에 따르면, 굴절률 변화 영역(P3)은 박막층(TFE)의 일부에 생성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 박막층(TFE) 전체적으로 굴절률이 변화될 수도 있다.
박막층(TFE)의 품질은 도 3 내지 도 8에서 전술한 바와 같이 굴절률 변화 영역(P3)의 굴절률 변화율을 기준으로 평가할 수 있다. 자세한 내용은 전술한바 중복되는 설명은 생략한다. 나아가, OPD 소자(OPD)의 품질은 전기적 특성으로도 평가할 수 있는바 후술한다.
도 18을 참조하면, 스트레스가 인가된 이후의 박막층(TFE)의 외부 양자 효율 EQE2을 측정하여 외부 양자 효율 변화 △EQE를 측정할 수 있다. 외부 양자 효율 변화 △EQE는 EQE2와 EQE1을 비교하여 도출될 수 있다. 도시된 바와 같이, 스트레스가 인가되면 외부 양자 효율 그래프의 피크 형태가 감소하므로, 이를 비교하여 외부 양자 효율 변화 △EQE 를 도출할 수 있다.
OPD 소자의 품질 평가 방법에 있어서, 외부 양자 효율 변화율 △EQE / EQE1 이 임계치 이상일 경우 박막층의 품질이 불안정하고, 임계치 이내인 경우 박막층의 품질이 안정하다고 평가할 수 있다. 예를 들어, 외부 양자 효율 변화율 △EQE / EQE1 이 5% 이상인 경우 박막층의 품질이 불안정하고, 5% 이하인 경우 박막층의 품질이 안정하다고 평가 할 수 있다. 예를 들어, 외부 양자 효율 변화율 △EQE / EQE1 이 3% 이상인 경우 박막층의 품질이 불안정하고, 3% 이하인 경우 박막층의 품질이 안정하다고 평가 할 수 있다.
또한, 스트레스가 인가된 이후의 박막층(TFE)의 암전류의 전류밀도 DC2을 측정하여 암전류의 전류밀도 변화 △DC를 측정할 수 있다. 전류밀도 변화 △DC는 DC2와 DC1을 비교하여 도출될 수 있다.
OPD 소자의 품질 평가 방법에 있어서, 암전류의 전류밀도 변화율 △DC / DC1 이 임계치 이상일 경우 박막층의 품질이 불안정하고, 임계치 이내인 경우 박막층의 품질이 안정하다고 평가할 수 있다. 예를 들어, 암전류의 전류밀도 변화율 △DC / C1 이 5% 이상인 경우 박막층의 품질이 불안정하고, 5% 이하인 경우 박막층의 품질이 안정하다고 평가 할 수 있다. 예를 들어, 암전류의 전류밀도 변화율 △DC / DC1 이 3% 이상인 경우 박막층의 품질이 불안정하고, 3% 이하인 경우 박막층의 품질이 안정하다고 평가 할 수 있다.
도 19는 또 다른 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 21을 참조하면, 본 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법은 기판 상에 핀홀검출층을 형성하고(S401), 핀홀검출층 상에 박막층을 형성하고(S402), 박막층 표면의 입자 개수 n1을 측정하고(S403), 핀홀검출층을 선택적으로 에칭하고(S404), 박막층 표면의 입자 개수 n2를 측정하고(S405), n2와 n1을 비교하여 박막층 표면의 핀홀 개수를 측정(S406)하는 단계를 포함할 수 있다.
핀홀검출층은 박막층에 존재하는 핀홀을 검출할 수 있는 층일 수 있다. 예를 들어, 핀홀검출층은 박막층과는 물질 조성이 상이할 수 있다. 예를 들어, 핀홀검출층은 IGZO(InGaZnO) 소재로 형성될 수 있다.
핀홀검출층은 선택적으로 에칭될 수 있다. 특정 에천트(etchant)는 박막층에는 반응하지 않고, 핀홀검출층에는 반응하여 선택적으로 에칭할 수 있다. 박막층과 핀홀검출층을 특정 에천트에 담구어 핀홀검출층만을 선택적으로 에칭함으로써, 핀홀검출층의 물질이 핀홀을 따라 빨려올려와 박막층 상에 경화될 수 있다. 박막층 상에 경화된 핀홀검출층 물질로 형성된 핀홀 입자의 개수를 계수(count)함으로써 박막층 핀홀의 개수를 계수할 수 있다.
본 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법은 스트레스 인가 단계를 포함하지 않음으로써, 박막층 생성 당시의 핀홀 개수를 측정할 수 있다.
도 20은 또 다른 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 21 내지 29는 도 20에 따른 박막층 품질 평가 방법을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 22을 참조하면, 기판 상에 핀홀검출층을 형성하고(S501), 핀홀검출층 상에 박막층을 형성하고(S502), 박막층 표면의 입자 개수 n1을 측정하고(S503), 박막층에 스트레스를 인가하고(S504), 핀홀검출층을 선택적으로 에칭하고(S505), 박막층 표면의 입자 개수 n2를 측정하고(S506), n2와 n1을 비교하여 박막층 표면의 핀홀 개수를 측정(S507)하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법은 도 21에 따른 박막층 품질 평가 방법과 비교할 때, 스트레스를 인가하는 단계(S504)가 더 포함된다. 따라서, 스트레스를 인가하는 단계(S504)에서 박막층에 생성된 핀홀의 개수를 계수할 수 있다.
도 21을 참조하면, 기판(SUB)을 마련할 수 있다.
도 22를 참조하면, 기판(SUB) 상에 핀홀검출층(PDL;Pinhole detection layer)을 마련할 수 있다. 핀홀검출층(PDL)은 박막층(TFE)과는 다른 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 핀홀검출층(PDL)은 IGZO 소재로 형성될 수 있다.
도 23을 참조하면, 핀홀검출층(PDL) 상에 박막층(TFE)를 형성할 수 있다. 박막층(TFE)는 박막 봉지 공정으로 형성될 수 있다. 박막층(TFE)에는 입자(P1)나 핀홀(P2)이 존재할 수 있다. 핀홀(P2)는 육안이나 통상의 광학 장치로는 발견되지 않는 나노미터 수준의 구멍일 수 있다. 핀홀은 핀홀(P2)을 통해 외부의 습기나 산소가 침투할 수 있으므로 기판(SUB) 손상의 원인이 될 수 있다.
도 24를 참조하면, 박막층(TFE) 표면의 입자 개수 n1을 계수할 수 있다. 예를 들어, 개수 검출기(DT)를 이용하여, 박막층(TFE) 표면의 입자(P1)의 개수 n1을 계수할 수 있다. 개수 검출기(DT)는 특정 실시예에 한정되지 않으며, 예를 들어, 통상의 광학 장치로 입자(P1)을 계수할 수 있다.
도 25를 참조하면, 박막층(TFE)에 스트레스(ST)를 인가할 수 있다. 스트레스(ST)는 압력 스트레스, 온도 스트레스, 습도 스트레스, 광학 스트레스, 장력 스트레스, 압축 스트레스, 산소 스트레스 중 적어도 하나가 박막층(TFE)에 인가 될 수 있다. 예를 들어, 스트레스는 PCT(Pressure Cooker Test) 조건을 만족하도록 박막층에 인가할 수 있다. 예를 들어, PCT조건을 만족하는 스트레스가 박막층(TFE)에 인가될 경우, 수십 시간 이내로 박막층의 품질이 평가될 수 있다.
도 26을 참조하면, 스트레스(ST)가 인가된 이후의 박막층(TFE)에는 결점이 생길 수 있다. 결점은 생성시에 존재하던 입자(P1)뿐 아니라, 더 많은 개수의 핀홀(P2), 굴절률 변화 영역(P3) 이 박막층(TFE) 상에 생길 수 있다. 핀홀(P2)은 개구부에 형성되는 나노미터 단위의 작은 구멍일 수 있다. 도시된 바에 따르면, 굴절률 변화 영역(P3)은 박막층(TFE)의 일부에 생성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 박막층(TFE) 전체적으로 굴절률이 변화될 수도 있다.
박막층(TFE)의 품질은 도 3 내지 도 8에서 전술한 바와 같이 굴절률 변화 영역(P3)의 굴절률 변화율을 기준으로 평가할 수 있다. 또한, 박막층(TFE)의 품질은 소자의 전기적 특성으로도 평가할 수 있다.
도 27를 참조하면, 에천트로 핀홀검출층(PDL)을 선택적으로 에칭할 수 있다. 예를 들어, 핀홀검출층(PDL)은 습식 에칭(WE;Wet etching)될 수 있다. 에천트는 핀홀검출층(PDL)을 에칭하기 위해서는, 나노미터 사이즈의 핀홀(P2)을 통과해서 핀홀검출층(PDL)에 도달한다. 따라서 에천트는 점성도(Viscosity)가 낮도록 선택될 수 있다.
도 28을 참조하면, 박막층(TFE) 상에 핀홀(P2)의 위치마다 핀홀 입자(P5)가 생성될 수 있다. 핀홀 입자(P5)는 에칭된 핀홀검출층(PDL)이 핀홀(P2)을 따라 빨려올려와 박막층(TFE) 상에서 경화된 덩어리 일 수 있다. 따라서, 박막층(TFE) 상에는 박막층 생성 당시의 입자(P1)뿐 아니라, 핀홀 입자(P5)가 함께 존재할 수 있다.
도 29를 참조하면, 박막층(TFE) 상의 입자(P1, P5)의 개수 n2를 측정할 수 있다. 예를 들어, 개수 검출기(DT)를 이용하여, 박막층(TFE) 표면의 입자(P1, P5)의 개수 n2을 계수할 수 있다. n2 - n1은 핀홀 입자(P5)의 개수이며, 이는 핀홀(P2)의 개수와 동일할 수 있다. 따라서, n2- n1을 연산함으로써, 박막층(TFE) 상의 핀홀(P2)의 개수를 계수할 수 있다.
박막층(TFE)의 품질은 핀홀(P2)의 개수에 의해서 평가될 수 있다. 예를 들어, 특정 박막층 생성 조건에 의해 형성된 박막층(TFE)의 핀홀(P2) 개수가 100개 이며, 다른 박막층 생성 조건에 의해 형성된 박막층(TFE)의 핀홀(P2) 개수가 10개라고 가정하면, 핀홀(P2) 개수가 더 적은 박막층 생성 조건이 적정 박막층 생성 조건에 가깝다고 평가할 수 있다. 핀홀 개수를 이용한 박막층 품질 평가 방법에 있어서, 임계치는 핀홀 개수로 정의될 수 있으며, 예를 들어 임계치는 0개 이거나 실험을 통해 정해진 적절한 숫자일 수 있다.
도 30은 일 실시예에 따른 적정 박막층 생성 조건을 도출하는 단면도이다. 도 32를 참조하면, 기판 상에 박막층 생성 조건에 따라 박막층을 형성하고(S601), 형성된 박막층에 스트레스를 인가하고(S602), 스트레스가 인가된 박막층의 품질 손상 정도를 평가하고(S603), 품질 손상 정도가 임계치 이내인지 판단하여(S604), 임계치 이내인 경우에는 적정 박막층 생성 조건을 도출하고(S606), 임계치 이상인 경우에는 박막층 생성 생성 조건을 변경(S605)할 수 있다.
박막층에 스트레스를 인가하는 단계(S602)에 있어서, 스트레스는 전술한 바와 같이 다양한 종류의 스트레스가 인가될 수 있다. 예를 들어, 스트레스는 PCT 조건을 만족할 수 있으며, 100 시간 이내의 시간이 인가될 수 있다. 적정 박막층 생성 조건을 도출(S606)하기 위해서는 S601의 단계에서 S604의 단계가 반복되어야 하므로, 박막층에 스트레스를 인가하는 단계(S602)에 소요되는 시간이 짧을수록 적정 박막층 생성 조건을 용이하게 도출할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법은 종래의 방법에 비해 그 시간이 많이 단축되므로 적정 박막층 생성 조건의 도출이 용이할 수 있다.
품질 손상 정도를 평가하는 단계(S603)에 있어서, 품질 손상 정도는 전술한 굴절률 변화율, 두께 변화율, 외부 양자 효율 변화율, 암전류 변화율, 핀홀 개수 중 적어도 하나 일 수 있다.
품질 손상 정도가 임계치 이내인지 평가하는 단계(S604)에 있어서, 품질 손상 정도는 전술한 임계치와 비교될 수 있다. 임계치는 박막층의 품질이 안정한지 불안정한지 여부로 설정될 수 있다. 예를 들어, 임계치는 박막층이 외부의 수분이나 산소로부터 기판 또는 소자를 보호할 수 있을 정도의 품질을 가지는지 기준으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 굴절률 변화율과 임계치를 비교하는 경우에는, 스트레스 인가 전후의 박막층 굴절률 변화율인 (n1 - n2) / n1 를 임계치와 비교할 수 있다. 예를 들어, 굴절률 변화율은 임계치 5%와 비교될 수 있다. 굴절률 변화율이 임계치 5% 이상인 경우에는 박막층의 품질 손상 정도가 임계치를 도과하는 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 외부 양자 효율 변화율은 임계치 5%와 비교하여 박막층의 품질 손상 정도를 판단할 수 있다. 예를 들어, 암전류 변화율은 임계치 5%와 비교하여 박막층의 품질 손상 정도를 판단할 수 있다. 예를 들어, 핀홀 개수는 임계치 0개와 비교하여 박막층의 품질 손상 정도를 판단할 수 있다.
박막층 생성 조건을 변경하는 단계(S605)에 있어서, 일정 박막층 생성 조건에 따라 생성된 박막층(S601)의 품질이 임계치 이상인 경우에 안정한 품질의 박막층을 생성할 수 있도록 박막층 생성 조건을 변경할 수 있다.
적정 박막층 생성 조건을 도출하는 단계(S606)에 있어서, 박막층의 품질이 임계치 이내인 경우에는 해당 박막층의 박막층 생성 조건이 적정한 것으로 판단할 수 있다.
도 31 및 도 32는 도 30에 따른 적정 박막층 생성 조건을 확인하는 그래프이다.
도 31을 참조하면, x축은 박막층 생성 조건 중 RF 출력(W)을 나타내며, y축은 품질 손상 정도 중 영역별 핀홀 개수를 나타낸다. 도시된 그래프에 따르면, RF 출력이 커짐에 따라 영역별 핀홀 개수가 감소한다. 따라서, RF 출력이 일정 수준 이상인 것이 적정 박막층 생성 조건에 가까운 것으로 평가할 수 있다.
도 32를 참조하면, x축은 박막층 생성 조건 중 N20 흐름을 나타내며, y축은 품질 손상 정도 중 핀홀밀도(개수/cm2)를 나타낸다. 도시된 그래프에 따르면, N20 흐름이 2번째 또는 3번째 일때, 핀홀 밀도가 극소값을 가질 수 있다. 따라서, 박막층의 품질 손상을 최소화 하기 위한 N20 흐름의 적정 수치를 도출할 수 있으며, 이에 따라 박막층 생성 조건을 변경할 수 있다.
도 33은 일 실시예에 따른 박막층 품질 평가 장치(700)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 35를 참조하면, 박막층 품질 평가 장치(700)는 스트레스 챔버(710)와 광원(730), 센서(740)를 포함할 수 있다.
스트레스 챔버(710;Stress Chamber)는 박막층(TFE)에 스트레스를 인가할 수 있다. 예를 들어, 스트레스 챔버(710)는 기설정된 박막층 생성 조건에 따라 박막층에 스트레스를 인가할 수 있다. 예를 들어, 스트레스 챔버(710)는 압력 스트레스, 온도 스트레스, 습도 스트레스, 광학 스트레스, 장력 스트레스, 압축 스트레스, 산소 스트레스 중 적어도 하나를 박막층(TFE)에 인가 할 수 있다. 예를 들어, 스트레스 챔버(710)는 스트레스를 PCT(Pressure Cooker Test) 조건을 만족하도록 박막층(TFE)에 인가할 수 있다.
스트레스 챔버(710)는 기판(SUB) 및 기판(SUB) 상에 마련되는 박막층(TFE)이 마련되는 내부 공간을 포함할 수 있다. 또한, 스트레스 챔버(710)는 광이 통과할 수 있는 제 1 개구부와 제 2 개구부를 포함할 수 있다. 스트레스 챔버(710)는 제 1 개구부를 통해 광을 투과시키면서도, 스트레스 챔버(710)의 내부를 밀폐할 수 있는 제 1 유리(721)를 포함할 수 있다. 스트레스 챔버(710)는 제 2 개구부를 통해 광을 투과시키면서도, 스트레스 챔버(710)의 내부를 밀폐할 수 있는 제 2 유리(722)를 포함할 수 있다.
광원(730)은 제 1 유리(721)를 투과하여 박막층(TFE)에 광을 조사할 수 있다. 센서(740)는 박막층(TFE)에서 반사되어 제 2 유리(722)를 통해 투과한 광을 센싱할 수 있다. 광원(730)과 센서(740)는 박막층(TFE)의 굴절률 변화율을 측정할 수 있다.
본 개시에 따른 박막층 품질 평가 장치(700)는 박막층(TFE)에 스트레스를 인가하여 품질을 손상시키면서 시간에 따른 품질 손상 정도를 굴절률 변화율을 측정하여 판단할 수 있다.
전술한 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법에 있어서, 평가 대상이 되는 기판이나 웨이퍼 기판은 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어, 적어도 2매의 웨이퍼 기판에 박막층을 마련하고, 2매 이상의 웨이퍼 기판의 박막층 품질을 동시에 평가할 수도 있다.
전술한 실시예에 따른 박막층 품질 평가 방법에 있어서, 웨이퍼 기판이나 실리콘 기판 상에 복수의 칩(chip)을 마련하고, 복수의 칩마다 박막층을 마련할 수도 있다. 예를 들어, 웨이퍼 기판의 복수의 칩 중 몇 퍼센트의 칩이 결점 없이 생성되었는지를 측정하여 칩 수율 또는 소자 수율을 도출할 수도 있다. 예를 들어, 웨이퍼 전체 넓이를 ST 라 하고, 칩이 차지하는 영역을 SC 라 하고, 더미 영역의 넓이를 SD 라 하고, 외각 제외 영역(Edge Exclusion Area)을 SE 라 하고, 핀홀 개수를 NP 라 할때, 칩 수율 η은 다음의 수학식에 의해 도출될 수 있다.
η = 100% - NP * NC / (ST - SD - SE) …. (수학식 1)
지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 박막층 품질 평가 방법 및 평가 장치에 대한 예시적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
SUB : 기판 TFE : 박막층
LS : 광원 IS : 센서
ST : 스트레스 OPD : 유기 포토다이오드
PDL : 핀홀검출층
700 : 박막층 품질 평가 장치
710 : 스트레스챔버 721 : 제 1 유리
722 : 제 2 유리 730 : 광원
740 : 센서 P1 : 입자
P2 : 핀홀 P3 : 굴절률 변화 영역
P4 : 표면 파손 영역 P5 : 입자
DT : 입자 개수 검출기

Claims (20)

  1. 기판 상에 박막층을 형성하는 단계;
    상기 박막층에 스트레스를 인가하는 단계; 및
    상기 박막층의 품질을 평가하는 단계;를 포함하는 박막층 품질 평가 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스트레스는 압력 스트레스, 온도 스트레스, 습도 스트레스, 광학 스트레스, 장력 스트레스, 압축 스트레스, 산소 스트레스 중 적어도 하나를 포함하는 박막층 품질 평가 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막층은 박막 봉지(Thin-Film Encapsulation) 공정으로 형성된 박막층인 품질 평가 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 품질을 평가하는 단계는,
    상기 박막층의 굴절률 변화율을 기준으로 품질을 평가하는 박막층 품질 평가 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 품질을 평가하는 단계는,
    상기 굴절률 변화율이 5% 미만일 때 상기 박막층이 안정한 것으로 품질을 평가하는 박막층 품질 평가 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 박막층 사이에 핀홀검출층을 마련하는 단계;
    상기 스트레스를 인가하는 단계 이전에 박막층 표면의 불순 입자 개수 n1를 측정하는 단계; 및
    상기 스트레스를 인가하는 단계 이후에 상기 핀홀검출층을 선택적으로 에칭 하는 단계;
    상기 에칭하는 단계 이후에 박막층 표면의 불순 입자 개수 n2를 측정하는 단계;를 더 포함하는 박막층 품질 평가 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 품질을 평가하는 단계는,
    n2 - n1 을 계산하여 상기 박막층의 핀홀 개수를 측정하는 단계;를 포함하는 박막층 품질 평가 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 선택적으로 에칭하는 단계는,
    상기 핀홀검출층에 반응하고 상기 박막층에는 반응하지 않는 에천트(etchant) 용액을 이용하여 상기 핀홀검출층을 에칭하는 박막층 품질 평가 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 핀홀검출층은 IGZO 소재로 형성되는 박막층 품질 평가 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 박막층 사이에 소자를 마련하는 단계;를 더 포함하는 박막층 품질 평가 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 소자는 트랜지스터(Transistor), 유기 포토다이오드(organic photodiode), 태양전지(solar-cell) 중 어느 하나인 박막층 품질 평가 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 품질을 평가하는 단계는,
    상기 소자의 전기적 특성의 변화율을 기준으로 품질을 평가하는 박막층 품질 평가 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 소자가 유기 포토다이오드인 경우에,
    상기 품질을 평가하는 단계는,
    상기 스트레스를 인가하는 단계 전후의 상기 소자의 외부양자효율(External Quantum Efficiency) 변화율 또는 암전류(Dark Current) 변화율을 기준으로 품질을 평가하는 박막층 품질 평가 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 품질을 평가하는 단계는,
    상기 외부양자효율 변화율이 5% 미만이거나 또는 암전류 변화율이 5% 미만 일 때 상기 박막층이 안정한 것으로 품질을 평가하는 박막층 품질 평가 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막층을 형성하는 단계는, 박막층 생성 조건에 따라 박막층을 형성하고,
    상기 품질을 평가하는 단계는, 상기 박막층의 품질 손상 정도를 평가하여 상기 품질 손상 정도를 기결정된 임계치와 비교하는 박막층 품질 평가 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 품질을 평가하는 단계는,
    상기 품질 손상 정도가 기결정된 임계치보다 작은 경우에는 상기 박막층 생성 조건을 적정 생성 조건으로 판단하고,
    상기 품질 손상 정도가 기결정된 임계치보다 크거나 같은 경우에는 상기 박막층 생성 조건을 변경하는 박막층 품질 평가 방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 스트레스는 PCT(Pressure Cooker Test) 조건을 만족하도록 인가하는 박막층 품질 평가 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 복수의 칩(chip)을 포함하는 웨이퍼 기판이고,
    상기 박막층은 상기의 복수의 칩 상에 형성되는 박막층 품질 평가 방법.
  19. 박막층에 광을 조사하는 광원, 상기 박막층으로부터 굴절된 광을 수광하는 센서를 포함하는 굴절률 측정부; 및
    상기 박막층이 마련되며, 상기 광원으로부터의 광이 통과하는 제 1 개구부 및 상기 박막층으로부터 굴절된 광이 통과하는 제 2 개구부를 포함하고, 상기 박막층에 스트레스를 인가하는 스트레스 챔버(Stress Chamber);를 포함하는 박막층 품질 평가 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 스트레스 챔버는,
    상기 제 1 개구부를 밀폐하며 상기 광원으로부터의 광이 투과할 수 있는 제 1 유리, 및 상기 제 2 개구부를 밀폐하며 상기 박막층에서 굴절된 광이 투과할 수 있는 제 2 유리를 더 포함하는 박막층 품질 평가 장치.
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