CN1800970B - 遮蔽掩模图案的形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种遮蔽掩模图案的形成方法，其在施加有拉力的状态下首先焊接在掩模框上，利用激光形成蒸镀图案，由此容易制作大面积的掩模，并且加工步骤及设备简单，能够缩短加工时间。本发明的遮蔽掩模图案的形成方法在由对掩模框施加有拉力的状态下固定的固定部和形成有图案的透过区域构成的遮蔽掩模上形成图案，其特征在于，包括：一边在所述遮蔽掩模上施加与所述拉力对应的张力一边固定所述遮蔽掩模的步骤；在已固定的遮蔽掩模的透过区域选定图案形成开始位置的步骤；从所述图案形成开始位置沿螺旋方向的形成路径形成所述图案的步骤。

Description

遮蔽掩模图案的形成方法

技术领域

本发明涉及一种遮蔽掩模图案的形成方法，更加详细地说，涉及一种如下的遮蔽掩模图案的形成方法，通过在施加有拉力的状态下首先将遮蔽掩模焊接在掩模框上，利用激光形成蒸镀图案，容易进行大面积的掩模制作，并且加工步骤及设备简单，能够缩短加工时间。

背景技术

一般，在真空状态下蒸镀薄膜的真空蒸镀法在半导体及显示元件领域等广泛使用。这样的真空蒸镀法中在进行蒸镀的基板上利用具有特定图案的遮蔽掩模，仅对该遮蔽掩模遮掩的部分以外的部分进行蒸镀。

但是，所述遮蔽掩模因为是厚度薄的板金形态，故在所述基板上排列时，一边仅支承端部一边粘合在所述基板上，但此时由于所述遮蔽掩模的中央部无支承装置，而仅由其端部支承，故不能完全粘合。特别是，沿垂直方向支承基板时，产生由于中央部自身的重量而向下方垂下的现象，在蒸镀步骤时产生图案误差。这样的问题在大面积的基板蒸镀时更加显著。

图1是表示一般的遮蔽掩模的图示。如图1所示，遮蔽掩模10形成遮断区域11和与基板(未图示)的蒸镀区域对应的透过区域12的图案而构成。

图2是表示利用一般的遮蔽掩模在形成有金属配线的显示元件基板上蒸镀蒸镀物质的过程的图示。参照图2，显示元件由相互交叉的定义像素区域的栅极配线32及数据配线31和位于栅极配线32及数据配线31的交叉地点的薄膜晶体管构成。

在各像素区域33上蒸镀蒸镀物质，但是如图所示，构成所述阵列配线和驱动元件的基板30的一面向下，使遮蔽掩模10位于基板30的下部。在这样的状态下通过蒸镀步骤在各像素区域33上形成薄膜。

但是，最近要求的大面积的显示元件中，所述遮蔽掩模面积越大越产生由所述遮蔽掩模的重量引起的弯曲，越往所述遮蔽掩模的中央部位所述遮蔽掩模和所述基板的间隔越大，难以确保图案的准确性。

为解决这样的问题点，以往提案有在基板的上部配置磁性体来改善掩模图案的准确性的方法。

图3是表示在形成有金属配线的基板的上部配置磁性体，通过遮蔽掩模在基板上蒸镀蒸镀物质的过程的图示。如图3所示，所述方法利用遮蔽掩模10为金属材料这一点夹着基板30在各自的对面配置遮蔽掩模10和磁铁50，利用磁铁50的引力防止遮蔽掩模10的下垂。

但是，在这种情况下，遮蔽掩模10下垂的程度在整个面积上形成梯度，若磁场的强度增加则会过分牵引遮蔽掩模10，其结果，产生损伤基板30表面的问题。

另外，在上述的所述遮蔽掩模制作时，通过蚀刻方法和电铸(electroforming)方法来制作。但是，这两种方法都对所述遮蔽掩模的透过区域的集成化和所述遮蔽掩模厚度有限制。

另外，蚀刻的方法在所述透过区域间的间隔小于或等于30μm时几乎不能使用，另外还存在不能呈现矩形模样，成直角的部分受到圆形处理的缺点。

电铸方法由于以镍为主要成分，故具有耐热弱的缺陷，并且因为所述透过区域间的间隔仅是所述掩模厚度的90％，所述透过区域的集成化困难，制作时间需要约5天左右，难以应对生产日程。

另外，在这样的所述遮蔽掩模图案的形成方法中，参照图4，为了在基板30的一面上形成规定结构的成膜层(未图示)，需在掩模框20上固定具有形成有与所述成膜层的结构对应的图案的透过区域12的遮蔽掩模10。此时，遮蔽掩模10在沿箭头A表示的方向施加拉力的状态下通过焊接等固定在掩模框20上。

并且，从蒸发源(未图示)沿箭头B方向供给的气相蒸镀物质通过掩模框20的加工区域22和遮蔽掩模10的透过区域12蒸镀在基板30上，并且形成成膜层的规定结构。附图标记11是不形成图案而对掩模框20进行焊接操作而将其固定的固定部。

另一方面，掩模图案通过图案形成装置(未图示)的加工而形成在遮蔽掩模10上。为了在遮蔽掩模10上形成图案，如图5所示，在对遮蔽掩模10施加有与固定在掩模框上时对形成有图案的掩模施加的拉力相对应的张力的状态下，使所述图案形成装置在遮蔽掩模10的透过区域12沿从一侧向另一侧的方向、例如箭头c方向移动。

在以上述方式在遮蔽掩模10上形成图案时，通过施加在遮蔽掩模10上的张力而邻接的图案间的刚性减弱。其结果，在被从四方施加相同大小的张力的掩遮蔽掩模10上形成图案期间，先形成图案的部分刚性弱化，故掩模整体的刚性分布产生偏差，不能得到希望结构的图案。即，在遮蔽掩模中，先形成图案的部分的刚性和没有形成图案的部分的刚性不同，这会造成因张力而使预先形成的图案弯曲或挠曲。特别是，在大面积蒸镀用遮蔽掩模上形成图案时，如上所述形成图案中刚性的偏差现象明显，难以得到希望形成的图案。

另一方面，作为记载有现有的与遮蔽掩模图案形成方法有关的技术的文献，包括：公开了有机EL(电致发光)用掩模的专利文献1、记载有遮蔽掩模及使用该遮蔽掩模的有机电场发光显示元件的制造方法的专利文献2、记载有遮蔽掩模及利用该遮蔽掩模的全彩有机EL的制造方法的专利文献3等。

专利文献1：韩国专利公开第2004-0054937号说明书

专利文献2：韩国专利公开第2003-0077370号说明书

专利文献3：韩国专利公开第2002-0027959号说明书

发明内容

本发明是鉴于上述现有问题而提出的，其目的在于提供一种遮蔽掩模图案的形成方法，其通过在施加有拉力的状态下首先将遮蔽掩模焊接在掩模框上，并且利用激光形成蒸镀图案，容易制造大面积掩模，并且，加工步骤及设备简单，缩短加工时间。

另外，本发明另一目的在于提供一种遮蔽掩模图案的形成方法，其在遮蔽掩模上形成规定结构的图案期间通过施加在遮蔽掩模上的拉力，防止在遮蔽掩模上因有无形成图案而产生刚性偏差的现象，由此防止图案弯曲或挠曲。

为实现上述目的，本发明的遮蔽掩模图案的形成方法包括使遮蔽掩模附着在掩模框上的步骤和在所述已附着的遮蔽掩模上形成图案的步骤。

另外，使所述遮蔽掩模附着在所述掩模框上的步骤包括：使所述遮蔽掩模邻接在所述掩模框上的步骤；对所述遮蔽掩模施加外力的步骤；在所述掩模框上接合施加有外力的所述遮蔽掩模的步骤。在此，施加在所述遮蔽掩模上的外力最好由前端拉力产生。

另外，使所述遮蔽掩模附着在所述掩模框上的接合最好通过焊接来进行。

另外，更加理想的是，所述焊接最好通过多个点焊接进行。

另外，形成在所述遮蔽掩模上的图案通过激光加工来形成。更加理想的是，在所述遮蔽掩模上形成图案的激光加工通过激光喷水(レ一ザワ一タジエツト)加工来进行。

另外，根据本发明，在由在对掩模框施加有拉力的状态下固定的固定部和形成有图案的透过区域构成的遮蔽掩模上形成图案的方法中，包括：一边对所述遮蔽掩模施加对应于所述拉力的张力一边固定所述遮蔽掩模的步骤；在已固定的遮蔽掩模的透过区域选定图案形成开始位置的步骤；从所述图案形成开始位置沿螺旋方向的形成路径形成所述图案的步骤。此时，所述螺旋方向形成为从所述遮蔽掩模的透过区域中心朝向外部的方向。或所述螺旋方向形成为从所述遮蔽掩模的透过区域外部朝向中心的方向。

另外，所述遮蔽掩模由不锈钢系的材质制作。

另外，所述不锈钢系的材质从由SUS304、SUS430以及SUS304+SUS430构成的组中任选其一。

另外，根据本发明一实施方式，在由在对掩模框施加有拉力的状态下固定的固定部和形成有图案的透过区域构成的遮蔽掩模上形成图案的方法，包括：使具有相对较大厚度的辅助片位于所述遮蔽掩模的下部的步骤；一边对所述遮蔽掩模和辅助片施加对应于所述拉力的张力一边将所述遮蔽掩模和辅助片一同固定的步骤；在已固定的遮蔽掩模的透过区域形成图案的步骤。

另外，根据本发明另一实施方式，在由对掩模框施加有拉力的状态下固定的固定部和形成有图案的透过区域构成的遮蔽掩模上形成图案的方法，包括：一边对所述遮蔽掩模施加对应于所述拉力的张力一边固定所述遮蔽掩模的步骤；在所述遮蔽掩模的固定部上形成缝隙的步骤；在所述遮蔽掩模的透过区域形成图案的步骤。

如上所述，根据本发明的遮蔽掩模图案的形成方法，在施加有拉力的状态下首先焊接在掩模框上，利用激光形成蒸镀图案，由此，容易制作大面积的掩模，并且加工步骤及设备简单，能够减少加工时间。

另外，在施加有外力的状态固定的遮蔽掩模上形成规定的图案时，在形成有图案中施加在遮蔽掩模上的张力的分布均一地形成，由此能够防止掩模图案的弯曲或挠曲的现象，得到高精度的掩模图案

附图说明

图1是表示一般的遮蔽掩模的图示；

图2是表示利用一般的遮蔽掩模在形成有金属配线的显示元件基板上蒸镀蒸镀物质的过程的图示；

图3是表示在形成有金属配线的基板的上部配置磁性体通过遮蔽掩模在基板上蒸镀蒸镀物质的过程的图示；

图4是概略地表示用于制造一般的有机电场发光元件的掩模的安装状态的分解立体图；

图5是概略地表示根据以往的实施方式在遮蔽掩模上形成图案的过程的图示；

图6是表示本发明实施方式的遮蔽掩模图案的形成方法的遮蔽掩模与掩模框邻接的步骤的图示；

图7是表示在本发明实施方式的遮蔽掩模图案的形成方法的遮蔽掩模上作用拉力的步骤的图示；

图8是表示本发明实施方式的遮蔽掩模图案的形成方法的遮蔽掩模焊接在掩模框上的步骤的图示；

图9是表示在本发明实施方式的遮蔽掩模图案的形成方法的遮蔽掩模上由激光喷水加工形成图案的步骤的图示；

图10是表示本发明另一实施方式的遮蔽掩模图案的形成方法的垂直配置的掩模框上形成有图案的图示；

图11a及图11b是概略地表示根据本发明在掩模片上沿螺旋路径形成图案的过程的图示；

图12是表示根据本发明一实施方式在掩模片上形成图案的过程的图示；

图13是表示根据本发明一实施方式在掩模片上形成图案的过程的图示。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的遮蔽掩模图案的形成方法的最佳实施方式。这里的“遮蔽掩模”指的是用于形成图案的钢板，“掩模”指的是形成有图案的钢板，“掩模图案”指的是在遮蔽掩模上形成的图案。这样，在说明本发明时，所使用的特定用语为说明的方便而规定意义，故也可以根据本领域技术任意的意图或惯例等而改变，并不限定本发明的技术结构要素。

图6是表示本发明实施方式的遮蔽掩模图案的形成方法的遮蔽掩模与掩模框相邻接的步骤的图示，图7是表示在本发明实施方式的遮蔽掩模图案的形成方法的遮蔽掩模上作用拉力的步骤的图示，图8是表示本发明实施方式的遮蔽掩模图案的形成方法的遮蔽掩模焊接在掩模框上的步骤的图示，图9是表示通过激光喷水加工在本发明实施方式的遮蔽掩模图案的形成方法的遮蔽掩模上形成图案的步骤的图示。

如图6～图9所示，遮蔽掩模10在被加工前与掩模框20邻接。掩模框20由构成框主体的支承区域21和被支承区域21包围而形成空出的空间的加工区域22构成。

在与掩模框20邻接的遮蔽掩模10上在其前端方向作用外力即拉力F。由该拉力F而被向前端方向拉伸的遮蔽掩模10在被拉伸的状态下附着在掩模框20上。此时，遮蔽掩模10以焊接方法附着在掩模框20上为好，更加理想的是，掩模框20的支承区域21与遮蔽掩模10接触的面通过多个点焊接W而相附着。

之后，在被外力拉伸的状态下通过点焊接W附着在掩模框20上的遮蔽掩模10上形成一定形状的透过区域12即图案。为了在遮蔽掩模10上形成图案而使用激光加工。

激光从其属性来看对材质越薄的材料加工性越好，在激光加工时，透过区域12间的间隔也能够加工成小于或等于10μm，透过区域12的大小也能够小于或等于10μm，故具有透过区域12能够集成化的优点。

理想的是，为了改善激光的光特性防止激光加工时产生的高热灼伤被加工材料，以激光喷水加工L/W进行，激光喷水加工L/W已经是公知的技术，以高压喷射水时在其深部一同喷射激光，具有利用高压的水喷射来改善激光的光特性，并且由水冷却激光产生的高热的效果。

以下，参照附图详细说明本发明的遮蔽掩模图案的形成方法的另一实施方式。

图10是表示在本发明另一实施方式的遮蔽掩模图案的形成方法的垂直配置的掩模框上形成图案的图示。参照图10，遮蔽掩模10附着在垂直状态配置的掩模框20上。在用于大面积基板蒸镀以及大批量生产的串列方式的设备中，垂直蒸镀系统是从装备面积最小化的侧面来看有效的方式之一。

但是，在这样的串列工程设备上垂直安装大面积基板以及与其对应的遮蔽掩模10时，遮蔽掩模10由于其自身的重量而产生遮蔽掩模10的中间部分向下垂的现象。因此，形成于遮蔽掩模10上的图案也向下垂，产生图案的歪曲现象，在蒸镀时引起图案不良。

因此，本发明另一实施方式中，通过在垂直状态配置的掩模框20上附着遮蔽掩模10，能够事先反映由遮蔽掩模10的重量引起的下垂现象，形成排列精密度提高的遮蔽掩模10的图案。

首先，使遮蔽掩模10与垂直配置的掩模框20邻接。掩模框20由构成框主体的支承区域(未图示)和形成被所述支承区域包围的空出空间的加工区域(未图示)构成。在与掩模框20邻接的遮蔽掩模10上通过拉伸系统70沿遮蔽掩模10上的前端方向作用均匀的拉力F。被该拉力F向前端方向拉伸的遮蔽掩模10在被拉伸的状态下通过拉伸系统70的多个固定部件72固定在掩模框20上。

然后，通过固定部件72在拉伸状态下固定的遮蔽掩模10附着在掩模框20上。此时，遮蔽掩模10通过焊接机90以焊接方法附着在遮蔽掩模20上为好，更加理想的是，遮蔽掩模20的所述支承区域与遮蔽掩模10接触的面上由多个点焊接W而附着。在被外力拉伸的状态下附着于掩模框20上的遮蔽掩模10统一形成一定的形状的透过区域12即图案。为了在遮蔽掩模10上形成图案使用激光喷水加工L/W为好。

以下，参照附图说明本发明的其他实施方式。

首先，本发明的遮蔽掩模图案的形成方法是在掩模框(未图示)上固定要形成图案的遮蔽掩模。此时，所述遮蔽掩模通过焊接等固定在掩模框上时，施加与所施加的拉力对应的外力A。其通过使遮蔽掩模固定在掩模框上时施加的拉力而容易地排列掩模图案和基板的结构。

然后，在固定于掩模框上的遮蔽掩模上使用激光喷水方式的激光工具那样的图案形成装置(未图示)来形成要形成的图案，制作遮蔽掩模。此时，所述图案形成装置的使用者把握要在遮蔽掩模上形成的图案的整体结构之后，选定图案形成的开始位置，以使施加在遮蔽掩模上的张力A均匀，沿几乎是螺旋形状的路径移动图案形状装置，形成所希望结构的图案。

如图11a所示，在遮蔽掩模10的透过区域12中央选定图案形成的开始位置时，使用者设定程序，使得沿实线所示的图案形成路径d移动所述图案形成装置。

然后，所述穿孔装置通过使用者设定的程序一边沿图案形成路径d螺旋方向地移动一边在遮蔽掩模10的透过区域12上形成所希望结构的图案。此时，由于直至以形成在遮蔽掩模10的透过区域12上的图案为中心到施加外力A的位置的距离几乎维持同一，故能够防止在所述遮蔽掩模上形成张力分布偏差，防止图案弯曲或挠曲。

同样地，如图11b所示，在遮蔽掩模10的透过区域12的一侧角选定图案形成的开始位置时，使用者设定程序使得沿实线所示的图案形成路径e移动所述图案形成装置。

然后，所述图案形成装置通过使用者所设定的程序一边沿图案形成路径e螺旋方向地移动一边在遮蔽掩模10的透过区域12上形成希望结构的图案。此时，由于直至以形成在遮蔽掩模10的透过区域12上的图案为中心到施加外力A的位置的距离几乎维持同一，故能够防止在所述遮蔽掩模上形成张力分布偏差，防止图案弯曲或挠曲。

根据本发明其他实施方式，如图12所示，在遮蔽掩模10的透过区域12上形成图案期间，为防止施加在遮蔽掩模10上的张力的分布偏差，预先在遮蔽掩模10的遮断区域23b上加工规定大小的间隙或孔这样的穿孔15。

然后，使用图案形成装置在遮蔽掩模10的透过区域12上形成希望形状的图案。此时，穿孔15将施加与遮蔽掩模10上的张力作用在透过区域12上的情况缓和，在透过区域12上圆滑地形成希望形状的图案。

另一方面，通过所述图案形成装置在遮蔽掩模10的透过区域12上形成图案时，选定图案形成的开始位置，使施加在遮蔽掩模10上的张力A均匀，沿几乎螺旋形状的路径移动图案形成装置，形成希望结构的图案。此时，所述螺旋形状的路径如图11a所示从透过区域12的中心朝向外侧，或者如图11b所示从透过区域12的一侧角朝向中心。

根据本发明其他实施方式，如图13所示，在形成图案期间，为了防止施加在遮蔽掩模10上的张力分布偏差，使相对较厚的辅助片40位于要形成图案的遮蔽掩模10的下部后，将朝向箭头A方向的张力施加在其上。并且，通过所示图案形成装置在遮蔽掩模10的透过区域12上形成规定的图案。

如上所述，通过图案形成装置形成图案期间，遮蔽掩模10的张力分布即使产生偏差，其张力分布的偏差程度也可以被辅助片40补偿，能够尽可能在遮蔽掩模10上形成希望结构的掩模图案。

另一方面，通过所述图案形成装置在位于辅助片40上部的遮蔽掩模10上形成图案时，选定图案形成的开始位置，使施加在遮蔽掩模10上的张力A均匀，沿几乎螺旋形状的路径移动图案形成装置，形成希望的结构的图案。此时，所述螺旋形状的路径如图11a所示从透过区域12的中心朝向外侧，或者如图11b所示从透过区域12的一侧角朝向中心。

另一方面，遮蔽掩模10的材质由例如含镍元素的殷钢或含镍和铬的镍铬恒弹性钢(elinvar)等不锈钢系材质制作。具有代表性的不锈钢系材质是从由SUS304、SUS430以及SUS304+SUS430构成的组中任选其一。并且，若遮蔽掩模的材质通过相对小的热膨胀系数和磁性而具有可磁化的特性则更加理想。

另外，形成于遮蔽掩模的透过区域的图案的形态可为点状或条纹状，或者也可以形成将上述形状混合的形态。

以上参照附图说明了本发明的最佳实施方式，但是所述说明仅是用于说明本发明，其并不是意思的限定也不限定权利要求所记载的本发明的范围。因此，本领域任意通过所述说明在不脱离本发明技术思想的范围内能够进行各种变更及修正。

Claims (9)

1.一种遮蔽掩模图案的形成方法，其在由对掩模框施加有拉力的状态下固定的固定部和形成有图案的透过区域构成的遮蔽掩模上形成图案，其特征在于，包括：一边在所述遮蔽掩模上施加与所述拉力对应的张力一边固定所述遮蔽掩模的步骤；在已固定的遮蔽掩模的透过区域选定图案形成开始位置的步骤；从所述图案形成开始位置沿螺旋方向的形成路径形成所述图案的步骤。

2.如权利要求1所述的遮蔽掩模图案的形成方法，其特征在于，所述螺旋方向形成为自所述遮蔽掩模的透过区域中心朝向外部的方向。

3.如权利要求1所述的遮蔽掩模图案的形成方法，其特征在于，所述螺旋方向形成为从所述遮蔽掩模的透过区域的外部朝向中心的方向。

4.如权利要求1所述的遮蔽掩模图案的形成方法，其特征在于，所述遮蔽掩模由不锈钢系的材质制作。

5.如权利要求4所述的遮蔽掩模图案的形成方法，其特征在于，所述不锈钢系的材质从SUS304及SUS430构成的组中任选其一。

6.如权利要求1所述的遮蔽掩模图案的形成方法，还包括在选定图案形成开始位置之前使具有相对较大厚度的辅助片位于所述遮蔽掩模的下部的步骤。

7.如权利要求1所述的遮蔽掩模图案的形成方法，还包括在选定图案形成开始位置之前，在所述遮蔽掩模的固定部上形成穿孔的步骤。

8.如权利要求1-7中任何一个所述的遮蔽掩模图案的形成方法，其特征在于，形成于所述遮蔽掩模上的图案通过激光加工来形成。

9.如权利要求8所述的遮蔽掩模图案的形成方法，其特征在于，在所述遮蔽掩模上形成图案的激光加工通过激光喷水加工来进行。

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