KR102399575B1

KR102399575B1 - 증착 위치 정밀도 검사장치 및 그것을 이용한 증착 위치 정밀도 검사방법

Info

Publication number: KR102399575B1
Application number: KR1020140129529A
Authority: KR
Inventors: 이지우
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2022-05-19
Anticipated expiration: 2034-09-26
Also published as: US9600873B2; KR20160037370A; US20160093041A1

Abstract

본 발명의 일 실시예는 마스크 증착을 통해 기판에 형성된 측정용 박막의 이미지를 촬영하는 단계 및, 이미지를 색 프로파일로 변환하여 오계측 데이터 여부를 가려내는 단계를 포함하는 증착 위치 정밀도 검사방법을 개시한다.

Description

증착 위치 정밀도 검사장치 및 그것을 이용한 증착 위치 정밀도 검사방법 {Deposition accuracy inspecting apparatus and the inspecting method using the same}

본 발명의 실시예들은 마스크 증착 공정을 통해 형성된 박막이 정확한 위치에 형성되었는지 여부를 검사하는 증착 위치 정밀도 검사장치 및 그것을 이용한 검사방법에 관한 것이다.

예컨대 유기 발광 디스플레이 장치의 박막 형성과 같은 박막 제조 공정에는 증착원의 증기를 발생시켜서 기판 표면에 달라붙게 하는 증착 공정이 많이 이용된다. 즉, 기판 위에 마스크를 대고, 증착원의 증기를 그 마스크의 개구로 통과시켜서 원하는 패턴의 박막이 기판 상에 형성되게 한다.

본 발명의 실시예들은 증착 위치 정밀도 검사장치 및 그것을 이용한 증착 위치 정밀도 검사방법을 제공한다.

본 발명의 실시예는 기판에 형성된 측정용 박막의 이미지를 촬영하는 카메라 및, 상기 이미지를 색 프로파일로 변환하여 오계측 데이터 여부를 가려내는 컨트롤러를 포함하는 증착 위치 정밀도 검사장치를 개시한다.

상기 색 프로파일은 그레이 스케일로 변환된 명도 프로파일일 수 있다.

상기 명도 프로파일에 피크부가 있으면 오계측 데이터로 간주할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 마스크 증착을 통해 기판에 형성된 측정용 박막의 이미지를 촬영하는 단계 및, 상기 이미지를 색 프로파일로 변환하여 오계측 데이터 여부를 가려내는 단계를 포함하는 증착 위치 정밀도 검사방법을 개시한다.

상기 명도 프로파일에 피크부가 있으면 오계측 데이터로 간주하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 오계측 데이터를 제외하고 상기 피크부가 없는 데이터들로 상기 측정용 박막의 중심점을 찾는 단계와, 상기 기판에 마련된 기준 중심점과 상기 측정용 박막의 중심점을 비교하여 상기 마스크의 오프셋을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 오프셋을 없앨 수 있도록 상기 마스크의 위치를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 증착 위치 정밀도 검사장치 및 그것을 이용한 증착 위치 정밀도 검사방법에 따르면, 오계측 데이터를 효과적으로 걸러내 줄 수 있어서 검사의 신뢰도를 향상시킬 수 있고 그에 따라 불필요한 보정 작업을 생략할 수 있으므로 제품 생산성도 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 박막 증착 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 박막 증착 장치로 형성할 수 있는 유기 발광 표시 장치의 한 픽셀 구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 실시예의 증착 위치 정밀도 검사를 위해 기판에 형성된 마크와 측정용 박막을 보인 평면도이다.
도 4는 본 실시예의 증착 위치 정밀도 검사장치를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 증착 위치 정밀도 검사장치에 의해 그레이 스케일로 변환된 프로파일을 예시한 그래프이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

도 1은 일반적인 박막 증착 장치의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 박막 증착 장치는 증착 대상재인 기판(300) 상에 원하는 패턴을 형성하기 위한 마스크(200)와, 챔버(400) 내에서 왕복이동하며 상기 기판(300)을 향해 증착가스를 분출하는 증착원 유닛(100) 등을 구비하고 있다.

따라서, 챔버(400) 내에서 증착원 유닛(100)이 증착가스를 분출하면 해당 증착가스가 마스크(200)에 형성된 개구를 통과하여 기판(300)에 증착되면서 소정 패턴의 박막이 형성된다.

도 2는 이러한 박막 증착 장치로 형성할 수 있는 유기 발광 표시 장치의 한 픽셀 구조를 도시한 것이다. 즉, 도 1의 기판(300)이 유기 발광 표시 장치의 기판(300)인 경우로, 실제 기판(300)의 두께는 그 상부의 박막층들에 비하면 상당히 두껍지만 도시의 편의를 위해 비슷한 두께로 도시하였다.

도면을 참조하면, 기판(300)상에 버퍼층(330)이 형성되어 있고, 이 버퍼층(330) 상부로 박막트랜지스터(302)가 구비된다.

박막트랜지스터(302)는 반도체 활성층(331)과, 이 활성층(331)을 덮도록 형성된 게이트 절연막(332)과, 게이트 절연막(332) 상부의 게이트 전극(333)을 구비한다.

게이트 전극(333)을 덮도록 층간 절연막(334)이 형성되며, 층간 절연막(334)의 상부에 소스 및 드레인 전극(335)이 형성된다.

소스 및 드레인 전극(335)은 게이트 절연막(332) 및 층간 절연막(334)에 형성된 컨택홀에 의해 활성층(331)의 소스 영역 및 드레인 영역에 각각 접촉된다.

그리고, 소스 및 드레인 전극(335)에 유기 발광 소자(301)의 화소전극(321)이 연결된다. 화소전극(321)은 평탄화막(337) 상부에 형성되어 있으며, 이 화소전극(321)을 덮도록 화소정의막(Pixel defining layer: 338)이 형성된다. 그리고, 이 화소정의막(338)의 개구부에 유기발광층(326)이 형성되고, 이들 상부에 대향전극(327)이 형성된다.

여기서, 예컨대 상기 유기 발광 소자(301)의 유기발광층(326)을 도 1의 박막 증착 장치로 형성한다면, 그 유기발광층(326)에 대응하도록 상기 마스크(200)의 개구를 준비해서 증착을 진행하면 된다.

그런데, 이때 만일 마스크(200)가 정확한 위치에 세팅되지 않으면 증착되는 박막의 위치도 예정된 위치와 약간 달라지게 된다. 특히 발광을 통해 화상을 직접 구현하는 유기발광층(326)은 위치 정밀도가 매우 중요하기 때문에, 증착 후 혹시 모를 마스크의 오프셋을 보정하기 위해 증착된 박막의 위치 정밀도를 측정해보는 과정이 필요하다.

이와 같은 증착 위치 정밀도 측정을 위해 기판(300)의 일측에는 도 3과 같은 마크(M)가 형성되어 있고, 그와 대응하는 마스크(200)의 일측에는 상기 마크(M)들의 가상 연장선이 교차하는 기준 중심점(C1)에 형성될 측정용 박막(T)을 형성하기 위한 개구(미도시)가 형성되어 있다. 따라서, 유기발광층(326)을 형성하는 경우라면, 이 측정용 박막(T)은 유기발광층(326)을 형성할 때 기판(300)에 같이 형성되며, 이때 마스크(200)가 원하는 위치에 정확하게 세팅되어 있다면, 상기 측정용 박막(T)의 중심점(C2)는 상기 마크(M)들에 의한 기준 중심점(C1)과 일치하게 된다.

그러나, 만일 마스크(200)가 정확한 위치에 세팅되지 못하고 약간 오프셋 되어 있는 경우에는, 도 3에 예시된 바와 같이 상기 측정용 박막(T)의 중심점(C2)이 상기 마크(M)들에 의해 설정되어 있는 기준 중심점(C1)과 일치하지 않고 간격이 벌어지게 된다. 그러면, 벌어진 간격을 마스크(200)의 오프셋으로 측정하고 그만큼 마스크(200) 위치를 조정하면 다음 번에는 이러한 오프셋이 제거될 수 있다.

도 4는 이러한 마스크(200) 오프셋 보정하기 위한 본 실시예의 증착 위치 정밀도 검사장치를 간략히 도시한 것이다.

참조부호 10은 기판(300) 위를 스캔하면서 상기 측정용 박막(T)의 이미지를 촬영하는 카메라를 나타내며, 참조부호 20은 그 카메라(10)로 측정된 이미지를 분석하여 마스크(200)의 오프셋 정도 즉, 상기한 두 중심점(C1)(C2) 간의 간격을 산출하고 그것을 바탕으로 마스크(200) 위치의 보정작업을 수행하게 하는 컨트롤러를 나타낸다.

따라서, 카메라(10)가 측정용 박막(T)의 이미지를 촬영하면, 상기 컨트롤러(20)는 측정용 박막(T)의 중심점(C2)이 마크(M)들에 의해 설정된 기준 중심점(C1)과 어떻게 벌어져 있는지를 분석하고 그에 따른 보정량을 산출한다.

그런데, 도 3과 같이 복수개의 측정용 박막(T)이 있는 곳을 스캔하며 촬영하다 보면, 모두 다 정확한 촬영 데이터가 아니고 일부 노이즈가 혼입된 오계측 데이터가 있을 수 있다. 그러면, 그 오계측 데이터 때문에 오프셋의 정도와 보정량이 잘못 산출될 수 있다.

따라서, 본 실시예에서는 이러한 위험을 줄이기 위해 오계측 데이터를 효과적으로 걸러내는 과정을 거치게 한다. 즉, 상기 컨트롤러(20)에서는 상기 카메라(10)로 촬영된 측정용 박막(T)의 이미지를 그레이 스케일(gray scale)로 변환하여 도 5와 같은 명도(brightness) 프로파일(30)을 만든다. 그러면, 노이즈가 없는 정상적인 데이터라면 프로파일(30)은 전체적으로 완만한 곡선을 이루게 된다. 한 재료로 형성된 박막이므로 중간에 명도와 같은 색 프로파일이 급격하게 변할 이유가 없기 때문이다. 그런데, 도 5와 같이 프로파일(30) 중간에 피크부(31)가 형성되어 있다면, 그것은 해당 이미지 데이터에 노이즈가 혼입되었다는 의미가 된다. 이렇게 노이즈가 혼입된 것은 오계측 데이터가 되며, 이러한 오계측 데이터를 함께 계산하면 마스크(200)의 위치를 보정하는 작업에도 오류가 생길 수 있다. 따라서, 이러한 오계측 데이터가 발견되면, 상기 컨트롤러(20)는 해당 데이터를 마스크(200) 오프셋 산출에 넣지 않고 빼버린다. 그러면, 노이즈가 없는 정확한 측정 데이터들만 가지고 마스크(200) 오프셋을 산출하고 그것을 바탕으로 마스크(200) 위치의 보정작업을 수행하게 되므로, 보다 정확한 오프셋 측정과 보정이 가능해진다.

상기한 증착 위치 정밀도 검사장치를 이용한 검사방법의 과정을 정리하면 다음과 같다.

유기발광층(326)을 형성하는 경우라고 가정하면, 챔버(400) 내에 유기 발광층의 개구 패턴이 형성된 마스크(200)와 기판(300)을 설치하고 증착원유닛(100)을 가동하여 유기발광층(326)을 증착한다.

이때, 기판(300)의 일측에는 도 3과 같은 측정용 박막(T)들이 함께 형성된다.

그러면, 상기한 증착 위치 정밀도 검사장치는, 이렇게 유기발광층(326)과 측정용 박막(T)들이 형성된 기판(300) 위를 카메라(10)로 스캔하여 상기 측정용 박막(T)들의 이미지를 촬영한다. 그리고 컨트롤러(20)는 그 촬영된 측정용 박막(T)들의 이미지를 상기한 바와 같이 그레이 스케일로 변환하여 프로파일(30)을 만든 후 피크부(31)가 있는지 여부를 확인한다. 그래서, 만일 피크부(31)가 있는 오계측 데이터는 빼고, 피크부(31)가 없는 정상적인 데이터만 가지고 상기 두 중심점(C1)(C2)를 비교하여 오프셋을 산출한다. 그러면, 오계측 데이터가 걸러진 매우 정확한 마스크(200) 오프셋이 산출되며, 이것을 바탕으로 상기 오프셋이 없어지도록 마스크(200) 위치 조정을 수행하면 정밀한 위치 조정이 가능해진다.

한편, 본 실시예에서는 유기발광층(326)을 증착하는 경우를 예시하였는데, 이외에 마스크(200)를 이용하여 기판(300) 상의 다른 박막층들을 형성할 때에도 동일한 방식으로 증착 위치 정밀도 검사를 수행할 수 있다.

그러므로, 이와 같은 증착 위치 정밀도 검사장치 및 그것을 이용한 증착 위치 정밀도 검사방법에 따르면, 오계측 데이터를 효과적으로 걸러내 줄 수 있어서 검사의 신뢰도를 향상시킬 수 있고 그에 따라 불필요한 보정 작업을 생략할 수 있으므로 제품 생산성도 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 카메라 20: 컨트롤러
30: 프로파일 31: 피크부
100: 증착원유닛 200: 마스크
300: 기판 400: 챔버

Claims

기판에 형성된 측정용 박막의 이미지를 촬영하는 카메라; 및
상기 이미지를 그레이 스케일로 변환하여 명도 프로파일을 생성하여 오계측 데이터 여부를 가려내는 컨트롤러;를 포함하되,
상기 명도 프로파일에 피크부가 있으면, 오계측 데이터로 간주하고,
상기 피크부를 제외한 데이터를 생성하도록 구성된 증착 위치 정밀도 검사장치.
삭제
삭제
마스크 증착을 통해 기판에 형성된 측정용 박막의 이미지를 카메라를 이용하여 촬영하는 단계; 및
컨트롤러를 이용하여 상기 이미지를 그레이 스케일로 변환하여 명도 프로파일을 생성하여 오계측 데이터 여부를 가려내는 단계;를 포함하되,
상기 명도 프로파일에 피크부가 있으면, 오계측 데이터로 간주하고,
상기 피크부를 제외한 데이터를 생성하는 증착 위치 정밀도 검사방법.
삭제
삭제
제4항에 있어서,
상기 오계측 데이터를 제외하고 상기 피크부가 없는 데이터들로 상기 측정용 박막의 중심점을 찾는 단계와,
상기 기판에 마련된 기준 중심점과 상기 측정용 박막의 중심점을 비교하여 상기 마스크의 오프셋을 산출하는 단계를 더 포함하는 증착 위치 정밀도 검사방법.
제7항에 있어서,
상기 오프셋을 없앨 수 있도록 상기 마스크의 위치를 조정하는 단계를 더 포함하는 증착 위치 정밀도 검사방법.