JP2016204756A - 蒸着用マスクおよび蒸着用マスクの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、スリットの大きさが微細に制御された蒸着用マスクおよび蒸着用マスクの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明による蒸着用マスクは、貫設された複数のスリットが形成されたマスク本体、および原子層蒸着法（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）により前記マスク本体の表面全体にコーティングされた蒸着層を含む。
【選択図】図３
【解決手段】本発明による蒸着用マスクは、貫設された複数のスリットが形成されたマスク本体、および原子層蒸着法（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）により前記マスク本体の表面全体にコーティングされた蒸着層を含む。
【選択図】図３
Description
本発明は、蒸着用マスクおよび蒸着用マスクの製造方法に関し、より詳しくは、有機発光表示装置の有機層を蒸着する際に用いられる蒸着用マスクおよび蒸着用マスクの製造方法に関する。
一般に、有機物蒸着装置は、真空で蒸着しようとする有機物に電流を加えて有機物を基板に層（ｌａｙｅｒ）形態に形成する装置である。有機物蒸着装置は、基板に所望するパターンの有機層を形成するための蒸着用マスクを含む。一定の大きさ以上の大型基板に有機物を蒸着する場合、蒸着用マスクとしては、所望するパターンの安定した有機物蒸着のために、高い耐久性と強度を有する高精細メタルマスク（ｆｉｎｅ ｍｅｔａｌ ｍａｓｋ、ＦＭＭ）が使用され得る。
ＦＭＭは、大型基板に高精細パターンの有機物を蒸着するための蒸着用マスクである。
ＦＭＭを用いると、基板の決められた位置に複数の所望する高精細パターンの有機物を一度に形成することができる。このようなＦＭＭは、所望するパターンの有機物蒸着のために、有機物が通過する複数の直方形スリットを備えたりストライプ状のスリットを備えることができる。
本発明の一実施形態は、スリットの大きさが微細に制御された蒸着用マスクおよび蒸着用マスクの製造方法を提供することにその目的がある。
上述した技術的課題を達成するための本発明の第１側面は、貫設された複数のスリットが形成されたマスク本体、および原子層蒸着法（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）により前記マスク本体の表面全体にコーティングされた蒸着層を含む蒸着用マスクを提供する。
前記蒸着層は、前記マスク本体を構成する材料とは異なる材料で構成されてもよい。
前記マスク本体は、磁性体であってもよい。
前記蒸着層は、前記マスク本体に比べてより強い磁気力を有することができる。
前記蒸着層は、酸化物であってもよい。
前記スリットは、オープン領域を形成し、前記蒸着層の厚さは、前記オープン領域の幅を調節することができる。
また、本発明の第２側面は、マスク本体に貫設された複数のスリットを形成する段階、および原子層蒸着法を利用して前記マスク本体の表面全体に蒸着層をコーティングする段階を含む蒸着用マスクの製造方法を提供する。
前記複数のスリットを形成する段階は、フォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）工程を利用して行うことができる。
前記蒸着層をコーティングする段階は、前記スリットが形成するオープン領域の幅を調節するように前記蒸着層の厚さを調節して行うことができる。
上述した本発明の実施形態によれば、スリットの大きさが微細に制御された蒸着用マスクおよび蒸着用マスクの製造方法が提供される。
以下、添付図面を参照して本発明の多様な実施形態について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。本発明は、多様な異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施形態に限定されない。
本発明を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体を通して同一または類似する構成要素については同一の参照符号を付した。
また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために任意に示したため、発明が必ずしも示されたことに限定されない。
図面において、多くの層および領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。そして、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して示した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるという時、これは他の部分の「直上」にある場合のみならず、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。
また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。また、明細書全体において、「〜上に」とは、対象部分の上または下に位置することを意味し、必ずしも重力方向を基準に上側に位置することを意味するのではない。
以下、図１乃至図３を参照して本発明の第１実施形態による蒸着用マスクを説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による蒸着用マスクが含まれている有機物蒸着装置を示す図面である。
図１に示されているように、有機物蒸着装置は、有機発光表示装置の有機層を形成するために用いられる。有機物蒸着装置は、真空チャンバー３０、真空チャンバー３０に設けられた有機物蒸着容器（ｃｒｕｃｉｂｌｅ）２０、有機物蒸着容器２０の上部に設けられた開口部１１が形成されたフレーム１０、フレーム１０に支持された蒸着用マスク１００、蒸着用マスク１００上に配置された磁石アレイ４０を含む。有機物蒸着装置を用いて基板Ｓに有機層を蒸着する方法を説明すると、蒸着用マスク１００の上部に有機層が形成される基板Ｓを装着し、基板Ｓの上部に蒸着用マスク１００を基板Ｓに密着させるための磁石アレイ４０を位置させて蒸着用マスク１００が基板Ｓに密着するようにした後、この状態で有機物蒸着容器２０を作動させると、有機物蒸着容器２０に収納された有機物は気化し、フレーム１０の開口部１１および蒸着用マスク１００のスリットを通過して基板Ｓに所定のパターンを有する有機層として蒸着される。
図２は、図１に示された蒸着用マスクおよびフレームを示す斜視図である。
図２に示されているように、蒸着用マスク１００は、複数のスリット１１１を含み、複数の蒸着用マスク１００のそれぞれが開口部１１が形成されたフレーム１０に支持される。蒸着用マスク１００は、引張されてフレーム１０に溶接され得る。
図３は、図２のＩＩＩ-ＩＩＩ線断面図である。
図３に示されているように、蒸着用マスク１００は、マスク本体１１０および蒸着層１２０を含む。
マスク本体１１０は、貫設された複数のスリット１１１を含み、このスリット１１１を通じて有機物が基板Ｓに蒸着され、有機層として形成される。マスク本体１１０は、高い耐久性と強度を有する金属から形成され得る。マスク本体１１０は、磁性体であってもよく、これに限定されずにニッケル（Ｎｉ）、インバー（ｉｎｖａｒ）およびアルミニウム（Ａｌ）等の多様な金属を含んでもよい。スリット１１１は、オープン領域ＯＡを形成している。
蒸着層１２０は、マスク本体１１０の表面全体にコーティング（ｃｏａｔｉｎｇ）されており、原子層蒸着法（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）により形成される。原子層蒸着法の特性上、蒸着層１２０は、多様な材料を含み、被蒸着体であるマスク本体１１０を構成する材料とは関係なしにマスク本体１１０に安定的にコーティングされている。蒸着層１２０は、マスク本体１１０を構成する材料とは異なる材料で構成されてもよく、一例として、鉄（Ｆｅ）またはフェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）等の材料で構成され得る。蒸着層１２０は、マスク本体１１０に比べてより強い磁気力を有することができる。このように、マスク本体１１０の表面全体にコーティングされた蒸着層１２０がマスク本体１１０に比べてより強い磁気力を有することによって、マスク本体１１０を構成する材料とは関係なしに基板Ｓの上部に配置され、蒸着用マスク１００を基板Ｓに密着させるための磁石アレイ４０により、容易に蒸着用マスク１００が基板Ｓに密着する。
蒸着層１２０は、複数の原子層蒸着法により形成され、原子層蒸着法の回数により厚さＤが調節される。蒸着層１２０の厚さＤが調節されることによって、スリット１１１が形成するオープン領域ＯＡの幅Ｗが調節され、これによって蒸着用マスク１００のスリット１１１の大きさが微細に調節される。
このように、蒸着用マスク１００のスリット１１１が形成するオープン領域ＯＡの幅Ｗが蒸着層１２０の厚さＤを調節して調節されることによって、蒸着層１２０の厚さを原子層の厚さ単位に調節することができるため、スリット１１１が形成するオープン領域ＯＡの幅Ｗをナノ（ｎａｎｏ）単位に調節することができる。これによって、ナノ単位のパターンを有する有機層を基板Ｓに蒸着して高解像度の有機発光表示装置を形成することができる。
以上のように、本発明の第１実施形態による蒸着用マスク１００は、マスク本体１１０およびマスク本体１１０の表面全体にコーティングされた蒸着層１２０を含むことによって、蒸着層１２０がマスク本体１１０に比べてより強い磁気力を有しているため、マスク本体１１０を構成する材料とは関係なしに基板Ｓの上部に配置され、蒸着用マスク１００を基板Ｓに密着させるための磁石アレイ４０により、容易に蒸着用マスク１００を基板Ｓに密着させることができる。
また、本発明の第１実施形態による蒸着用マスク１００は、蒸着層１２０が複数の原子層蒸着法により形成され、原子層蒸着法の回数により厚さＤが調節されることによって、厚さＤによりスリット１１１が形成するオープン領域ＯＡの幅Ｗが調節されるため、スリット１１１が形成するオープン領域ＯＡの幅Ｗをナノ（ｎａｎｏ）単位に調節し、ナノ単位のパターンを有する有機層を基板Ｓに蒸着して高解像度の有機発光表示装置を形成することができる。
また、本発明の第１実施形態による蒸着用マスク１００は、蒸着層１２０をマスク本体１１０がフレーム１０に引張されて溶接された後に形成する場合、引張または溶接によりスリット１１１が変形されても、変形後に蒸着層１２０の厚さＤを調節してスリット１１１が形成するオープン領域ＯＡの幅Ｗを調節することができる。
また、本発明の第１実施形態による蒸着用マスク１００は、蒸着層１２０がマスク本体１１０を構成する材料とは異なる材料で構成されることによって、蒸着層１２０をエッチング液でエッチングされる材料で構成し、マスク本体１１０を前記エッチング液でエッチングされない材料で構成する場合、蒸着用マスク１００を有機物蒸着工程に利用した後、前記エッチング液を利用して蒸着用マスク１００を湿式エッチングし、蒸着層１２０をマスク本体１１０から除去して蒸着用マスク１００をきれいにクリーニング（ｃｌｅａｎｉｎｇ）することができる。クリーニングの後、マスク本体１１０はリサイクルすることができる。これは全体的な製造費用および製造時間が節減される要因として作用する。
また、本発明の第１実施形態による蒸着用マスク１００は、蒸着層１２０がマスク本体１１０を構成する材料とは異なる材料で構成されることによって、マスク本体１１０を構成する材料とは関係なしに蒸着層１２０をスリット１１１を通過する有機物と化学的親和性が低い材料で構成する場合、蒸着用マスク１００に有機物が吸着することを最少化することができる。
以下、図４および図５を参照して本発明の第２実施形態による蒸着用マスクの製造方法を説明する。本発明の第２実施形態による蒸着用マスクの製造方法を利用して上述した本発明の第１実施形態による蒸着用マスクを製造することができる。
図４は、本発明の第２実施形態による蒸着用マスクの製造方法を示すフローチャートである。図５は、本発明の第２実施形態による蒸着用マスクの製造方法を説明するための断面図である。
まず、図４および図５に示されているように、マスク本体１１０に貫設された複数のスリット１１１を形成する（Ｓ１００）。
具体的に、フォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）工程を利用してマスク本体１１０に複数のスリット１１１を形成する。
以下、フォトリソグラフィ工程を利用してマスク本体１１０に複数のスリット１１１を形成することについて説明する。
まず、図５の（ａ）に示されているように、マスク本体１１０の上面に第１フォトレジスト層を形成し、下面に第２フォトレジスト層を形成した後、フォトマスクを用いて第１フォトレジスト層および第２フォトレジスト層のそれぞれを順次に露光および現像し、マスク本体１１０の上面および下面のそれぞれに第１フォトレジストパターンＰＲ１および第２フォトレジストパターンＰＲ２のそれぞれを形成する。
次に、図５の（ｂ）に示されているように、第１フォトレジストパターンＰＲ１および第２フォトレジストパターンＰＲ２をマスクとして用いてマスク本体１１０を湿式エッチングし、第１幅Ｗ１のオープン領域ＯＡを形成するスリット１１１を形成する。
次に、図５の（ｃ）に示されているように、リフトオフ（ｌｉｆｔ ｏｆｆ）またはアッシング（ａｓｈｉｎｇ）工程などを利用してマスク本体１１０から第１フォトレジストパターンＰＲ１および第２フォトレジストパターンＰＲ２を除去する。
次に、原子層蒸着法を利用してマスク本体１１０の表面全体に蒸着層１２０をコーティングする（Ｓ２００）。
具体的に、図５の（ｄ）に示されているように、マスク本体１１０のスリット１１１が形成するオープン領域ＯＡの第１幅Ｗ１を第２幅Ｗ２に調節するために、蒸着層１２０の厚さＤを調節するように原子層蒸着法を利用してマスク本体１１０表面全体に蒸着層１２０をコーティングする。これによって、蒸着用マスク１００のスリット１１１が形成するオープン領域ＯＡは、第１幅Ｗ１に比べてナノ単位に狭く調節された第２幅Ｗ２を有するようになる。
以下、図６を参照して本発明の第３実施形態による蒸着用マスクの製造方法を説明する。本発明の第３実施形態による蒸着用マスクの製造方法を利用して上述した本発明の第１実施形態による蒸着用マスクを製造することができる。
図６は、本発明の第３実施形態による蒸着用マスクの製造方法を説明するための断面図である。
まず、図６の（ａ）に示されているように、マスク本体１１０の上面に第３フォトレジスト層を形成し、下面に第４フォトレジスト層を形成した後、フォトマスクを用いて第３フォトレジスト層および第４フォトレジスト層のそれぞれを順次に露光および現像し、マスク本体１１０の上面および下面のそれぞれに第３フォトレジストパターンＰＲ３および第４フォトレジストパターンＰＲ４のそれぞれを形成する。
次に、図６の（ｂ）に示されているように、第３フォトレジストパターンＰＲ３および第４フォトレジストパターンＰＲ４をマスクとして用いてマスク本体１１０の一部を湿式エッチングする。
次に、図６の（ｃ）に示されているように、マスク本体１１０の一部が湿式エッチングされたマスク本体１１０の上側を満たすようにエッチング阻止層ＥＳを形成する。
次に、図６の（ｄ）に示されているように、第４フォトレジストパターンＰＲ４をマスクとして用いてマスク本体１１０の下側を湿式エッチングした後、図６の（ｅ）に示されているように、エッチング阻止層ＥＳをマスク本体１１０から除去し、リフトオフ（ｌｉｆｔ ｏｆｆ）またはアッシング（ａｓｈｉｎｇ）工程などを利用してマスク本体１１０から第３フォトレジストパターンＰＲ３および第４フォトレジストパターンＰＲ４を除去し、第３幅Ｗ３のオープン領域ＯＡを形成するスリット１１１を形成する。
次に、図６の（ｆ）に示されているように、マスク本体１１０のスリット１１１が形成するオープン領域ＯＡの第３幅Ｗ３を第４幅Ｗ４に調節するために、蒸着層１２０の厚さＤを調節するように原子層蒸着法を利用してマスク本体１１０表面全体に蒸着層１２０をコーティングする。これによって、蒸着用マスク１０３のスリット１１１が形成するオープン領域ＯＡは第３幅Ｗ３に比べてナノ単位に狭く調節された第４幅Ｗ４を有するようになる。
以下、図７を参照して本発明の第４実施形態による蒸着用マスクの製造方法を説明する。本発明の第４実施形態による蒸着用マスクの製造方法を利用して上述した本発明の第１実施形態による蒸着用マスクを製造することができる。
図７は、本発明の第４実施形態による蒸着用マスクの製造方法を説明するための断面図である。
まず、図７の（ａ）に示されているように、金属板ＳＳの上面に第５フォトレジスト層ＰＬ５を形成する。
次に、図７の（ｂ）に示されているように、フォトマスクを用いて第５フォトレジスト層ＰＬ５を露光および現像し、金属板ＳＳ上面にテーパされた（ｔａｐｅｒ）形態の第５フォトレジストパターンＰＲ５を形成する。
次に、図７の（ｃ）に示されているように、電解めっき法を利用して金属板ＳＳ上面にマスク本体１１０を形成する。
次に、図７の（ｄ）に示されているように、リフトオフ（ｌｉｆｔ ｏｆｆ）またはアッシング（ａｓｈｉｎｇ）工程などを利用して金属板ＳＳから第５フォトレジストパターンＰＲ５を除去し、図７の（ｅ）に示されているように、湿式エッチングなどを利用してマスク本体１１０から金属板ＳＳを除去し、第５幅Ｗ５のオープン領域ＯＡを形成するスリット１１１を形成する。
次に、図７の（ｆ）に示されているように、マスク本体１１０のスリット１１１が形成するオープン領域ＯＡの第５幅Ｗ５を第６幅Ｗ６に調節するために、蒸着層１２０の厚さＤを調節するように原子層蒸着法を利用してマスク本体１１０表面全体に蒸着層１２０をコーティングする。これによって、蒸着用マスク１０４のスリット１１１が形成するオープン領域ＯＡは、第５幅Ｗ５に比べてナノ単位に狭く調節された第６幅Ｗ６を有するようになる。
以下、図８を参照して本発明の第５実施形態による蒸着用マスクを説明する。
ただし、第１実施形態と区別される特徴的な部分のみを抜粋して説明し、説明が省略された部分は第１実施形態と同一である。そして、本発明の第５実施形態では、説明の便宜のために、同一の構成要素については本発明の第１実施形態と同一の参照番号を付して説明する。
図８は、本発明の第５実施形態による蒸着用マスクを示す断面図である。
図５に示されているように、本発明の第５実施形態による蒸着用マスク１０５は、マスク本体１１０および蒸着層１２５を含む。
蒸着層１２５は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）等の酸化物からなる。
このように、本発明の第５実施形態による蒸着用マスク１０５は、蒸着層１２５が酸化物からなることによって、蒸着用マスク１０５がスパッタ工程または化学気相蒸着工程などに利用されても、蒸着層１２５がスパッタ工程または化学気相蒸着工程などに使用するプラズマまたは反応性ガスなどがマスク本体１１０にダメージ（ｄａｍａｇｅ）を与えることを一次的に防止するため、蒸着工程中は、マスク本体１１０に対するダメージの発生が最小化される。
以上で本発明を好適な実施形態を通じて説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲の概念と範囲を逸脱しない限り、多様な修正および変形が可能であることを本発明が属する技術分野で務める者は簡単に理解できるだろう。
１０ フレーム
１１ 開口部
２０ 有機物蒸着容器
３０ 真空チャンバー
４０ 磁石アレイ
１００ 蒸着用マスク
１１０ マスク本体
１２０ 蒸着層
１１ 開口部
２０ 有機物蒸着容器
３０ 真空チャンバー
４０ 磁石アレイ
１００ 蒸着用マスク
１１０ マスク本体
１２０ 蒸着層
Claims (9)
- 貫設された複数のスリットが形成されたマスク本体、および
原子層蒸着法（ＡＬＤ）により前記マスク本体の表面全体にコーティングされた蒸着層
を含む、蒸着用マスク。 - 前記蒸着層は、前記マスク本体を構成する材料とは異なる材料で構成される、請求項１に記載の蒸着用マスク。
- 前記マスク本体は、磁性体である、請求項２に記載の蒸着用マスク。
- 前記蒸着層は、前記マスク本体に比べてより強い磁気力を有する、請求項３に記載の蒸着用マスク。
- 前記蒸着層は、酸化物である、請求項３に記載の蒸着用マスク。
- 前記スリットは、オープン領域を形成し、
前記蒸着層の厚さは、前記オープン領域の幅を調節する、 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の蒸着用マスク。 - マスク本体に貫設された複数のスリットを形成する段階、および
原子層蒸着法を利用して前記マスク本体の表面全体に蒸着層をコーティングする段階
を含む、蒸着用マスクの製造方法。 - 前記複数のスリットを形成する段階は、フォトリソグラフィ工程を利用して行う、請求項７に記載の蒸着用マスクの製造方法。
- 前記蒸着層をコーティングする段階は、
前記スリットが形成するオープン領域の幅を調節するように前記蒸着層の厚さを調節して行う、請求項７に記載の蒸着用マスクの製造方法。
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