KR100561705B1 - A method for manufacturing a metal mask using nickel electroplating and a metal mask using thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전도성 기판에 액상감광막(LPR)을 도포하는 단계와, 광리소그라피를 사용하여 상기 액상감광막을 노광 및 현상하여 패터닝하는 단계와, 상기 패터닝된 감광막이 테이퍼 형상을 지니도록 베이킹하는 단계와, 전주도금 (electroplating)하여 Ni 금속층을 형성하는 단계와, 상기 Ni 금속층 위에 Ni 합금층을 형성하는 단계와, 상기 Ni 금속층 및 Ni 합금층을 상기 전도성 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하는 Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작방법에 관한 것이다.The present invention comprises the steps of applying a liquid photosensitive film (LPR) to a conductive substrate, using a photolithography to expose and develop the liquid photosensitive film and patterning, baking the patterned photosensitive film to have a tapered shape, Forming a Ni metal layer by electroplating, forming a Ni alloy layer on the Ni metal layer, and separating the Ni metal layer and the Ni alloy layer from the conductive substrate using a Ni electroplating method. It relates to a metal mask manufacturing method.

본 발명에 따르면, 기존의 방식으로는 구현하기 어려운 0.33 mm 피치 이하의 높은 정밀도를 가지며 동시에 표면을 강화시켜 신뢰성 향상 및 제품 수명 연장이 가능한 금속 마스크를 제작할 수 있다. According to the present invention, it is possible to manufacture a metal mask having high precision of 0.33 mm pitch or less, which is difficult to realize by the conventional method, and at the same time, enhancing the surface and improving reliability and extending product life.

금속 마스크, 액상감광막, 전주도금, 패터닝, Metal mask, liquid photoresist, electroplating, patterning,

Description

니켈 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작방법 및 이를 이용한 금속 마스크{A METHOD FOR MANUFACTURING A METAL MASK USING NICKEL ELECTROPLATING AND A METAL MASK USING THEREOF}Metal mask fabrication method using nickel electroplating method and metal mask using the same {A METHOD FOR MANUFACTURING A METAL MASK USING NICKEL ELECTROPLATING AND A METAL MASK USING THEREOF}

도 1은 종래 기술에 따른 DFR 패터닝 공정 및 금속 식각법을 이용한 금속 마스크 제작 방법의 흐름도.1 is a flow chart of a metal mask fabrication method using a DFR patterning process and a metal etching method according to the prior art.

도 2는 종래 기술에 따른 DFR 패터닝 공정 및 금속 식각법을 이용한 금속 마스크 제작 과정상의 단계별 가공물 단면도2 is a cross-sectional view of the workpiece in the manufacturing process of the metal mask using the DFR patterning process and the metal etching method according to the prior art

도 3은 종래 기술에 따른 DFR 패터닝 공정 및 금속 전주도금법을 이용한 금속 마스크 제작 방법의 흐름도.3 is a flowchart of a metal mask fabrication method using a DFR patterning process and a metal electroplating method according to the prior art.

도 4는 종래 기술에 따른 DFR 패터닝 공정 및 금속 전주도금법을 이용한 금속 마스크 제작 과정상의 단계별 가공물 단면도4 is a cross-sectional view of the workpiece in the manufacturing process of the metal mask using the DFR patterning process and the metal electroplating method according to the prior art

도 5는 본 발명에 따른 Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작 방법의 흐름도.5 is a flowchart of a metal mask fabrication method using Ni electroplating method according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 Ni 전주도금법을 이용한 금속 마스크 제작 과정상의 단계별 가공물 단면도Figure 6 is a cross-sectional view of the workpiece in the manufacturing process of the metal mask using Ni electroplating method according to the present invention

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

210: SUS 기판 220: DFR210: SUS substrate 220: DFR

240: SUS 마스크240: SUS mask

410: 전도성 기판 420: DFR410: conductive substrate 420: DFR

430: 금속 전주도금층 440: 금속 전주도금 금속 마스크430: metal electroplating layer 440: metal electroplating metal mask

610: 전도성 기판 620: 액상감광막610: conductive substrate 620: liquid photosensitive film

630: 테이퍼 형상 640: Ni 전주도금층630: tapered shape 640: Ni electroplating layer

650: Ni-합금층 660: Ni 전주도금 금속 마스크650: Ni-alloy layer 660: Ni electroplating metal mask

본 발명은 니켈(Ni) 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작방법 및 이를 이용한 금속 마스크에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 높은 정밀도를 가지며 동시에 표면을 강화시켜 신뢰성 향상 및 제품 수명 연장이 가능한 금속 마스크 제작 방법 및 이를 이용한 금속 마스크에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a metal mask using the nickel (Ni) electroplating method and a metal mask using the same, and more particularly, to a method of manufacturing a metal mask having high precision and at the same time strengthening the surface to improve reliability and extend product life and It relates to a metal mask using the same.

기존의 금속 마스크 제작 방식은 레이저 가공방식 및 금속 식각(etching) 방식으로 분류할 수 있으며, 최근 들어 DFR(dry film resist) 패터닝 공정 및 Ni 전주도금기술을 이용한 정밀 마스크 제작 기술이 개발되었다. Conventional metal mask fabrication methods can be classified into laser processing and metal etching (etching) methods. Recently, precision mask fabrication techniques using a dry film resist (DFR) patterning process and Ni electroplating technology have been developed.

레이저 가공 방식은 레이저 가공 장치를 이용하여 일정한 두께, 예컨대 100~200 ㎛의 두께를 가지는 SUS 기판 상에 구현하고자 하는 솔더 스크린 프린팅(solder screen printing)을 위한 개구부를 순차적으로 정해진 형상에 따라 가공하는 방법이지만, 구현하고자 하는 패턴 크기가 100 ㎛ 이상이 되어야 하는 등 패턴 크기 축소에 제한을 받으며 식각된 개구부의 벽면 조도가 좋지 않고 장비 의존도가 매우 높은 단점이 있다.Laser processing method is a method for sequentially processing the opening for the solder screen printing (solder screen printing) to be implemented on a SUS substrate having a predetermined thickness, for example, a thickness of 100 ~ 200 ㎛ using a laser processing apparatus according to a predetermined shape However, the size of the pattern to be implemented is limited to the pattern size to be 100 ㎛ or more, there is a disadvantage that the surface roughness of the etched opening is not good and the equipment dependence is very high.

이러한 단점 때문에 금속 식각을 이용한 금속 마스크 제작 방법이 사용되고 있다. 예컨대 100~200 ㎛ 두께의 SUS 기판 상에 DFR을 패터닝한 후 식각액을 이용하여 구현하고자 하는 개구부의 형상으로 SUS 기판을 식각하는 방식이다. Due to these disadvantages, a metal mask manufacturing method using metal etching is used. For example, after patterning the DFR on the SUS substrate of 100 ~ 200 ㎛ thickness etched SUS substrate in the shape of the opening to be implemented using the etching solution.

도 1은 종래 기술에 따른 DFR 패터닝 공정 및 금속 식각법을 이용한 금속 마스크 제작 방법의 흐름도이며, 도 2는 종래 기술에 따른 DFR 패터닝 공정 및 금속 식각법을 이용한 금속 마스크 제작 과정상의 단계별 가공물 단면도이다.1 is a flowchart illustrating a metal mask fabrication method using a DFR patterning process and a metal etching method according to the prior art, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a workpiece in a metal mask fabrication process using a DFR patterning process and a metal etching method according to the prior art.

도 1 및 도 2를 참조로 설명하면, 우선 SUS 기판(210)의 양쪽면에 열간 압착용 롤러(roller)를 이용하여 DFR(220)을 부착한다(S110). 도 2의 (a)는 SUS 기판(210)의 양쪽면에 DFR(220)이 부착된 상태의 단면도를 도시하고 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, first, the DFR 220 is attached to both surfaces of the SUS substrate 210 by using a hot pressing roller (S110). FIG. 2A illustrates a cross-sectional view of the DFR 220 attached to both surfaces of the SUS substrate 210.

이후 리소그라피 공정을 이용하여 상부면의 DFR을 노광 및 현상하여 DFR 패터닝을 형성하며,(S120). 형성된 DFR 패터닝은 이후 식각 공정에서 마스크로서 작용한다. 그 결과 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 DFR 패터닝이 형성된다.Thereafter, using a lithography process, the DFR is exposed and developed on the upper surface to form a DFR patterning (S120). The formed DFR patterning then acts as a mask in the etching process. As a result, as shown in FIG. 2 (b), DFR patterning is formed.

이후 식각액, 예컨대 염화제이철 식각액을 사용하여 SUS 기판(210)을 식각한다(S130). 도 2의 (c)는 SUS 기판(210)을 식각한 상태의 단면도를 도시한다.Thereafter, the SUS substrate 210 is etched using an etchant, such as ferric chloride etchant (S130). FIG. 2C illustrates a cross-sectional view of the SUS substrate 210 in an etched state.

식각이 완료되면 SUS 기판의 양쪽 표면의 DFR을 제거하고(S140), 세척 및 건조를 수행한다(S150). 이후 이렇게 생성된 SUS 마스크(240)를 검사한다(S370). 도 2의 (d)는 생성된 SUS 마스크(440)의 단면도이다. When the etching is completed, the DFR is removed on both surfaces of the SUS substrate (S140), and washing and drying are performed (S150). Thereafter, the SUS mask 240 generated as described above is inspected (S370). 2D is a cross-sectional view of the generated SUS mask 440.

이러한 DFR 패터닝 공정 및 금속 식각법을 이용한 금속 마스크 제작 방법은 레이저 가공 방식에 비해서 장비 의존성이 크지 않고 제작된 개구부의 형상 및 벽면 조도가 우수한 장점이 있으나 금속 식각 공정의 특성상 정밀도 및 식각 깊이를 제어하기 힘든 단점이 있다. The metal mask fabrication method using the DFR patterning process and the metal etching method has the advantage that the shape and wall roughness of the fabricated opening are not as large as the laser processing method, and the shape of the fabricated opening is excellent. It has a hard disadvantage.

이러한 단점을 개선하기 위해서 다양한 방식의 금속 식각법을 이용한 금속 마스크 제작 방법이 제안되었다. In order to alleviate these drawbacks, metal mask fabrication methods using various metal etching methods have been proposed.

예컨대, 삼성전자에 의해서 출원되고, 2000년 7월 20일자로 등록된 "메탈마스크와 그 제조방법"이라는 명칭의 한국특허등록번호 제10-0269101호는 금속 식각 공정이 아닌 전주도금법을 사용하여 정밀도를 높이는 금속 마스크 제작 방법을 개시하고 있다.For example, Korean Patent Registration No. 10-0269101, filed by Samsung Electronics and registered on July 20, 2000, entitled "Metal Mask and Manufacturing Method thereof," uses a precision electroplating method rather than a metal etching process. Disclosed is a method of manufacturing a metal mask that raises the thickness.

즉, 기판에 드라이 필름을 형성하고, 드라이 필름 상에 패터닝된 필름을 부착하고 노광하고, 노광 후 현상액에 의해 현상하고, 현상 후 1차 도금을 하고, 1차도금후 소정부위에 마스킹 처리를 하고, 마스킹 처리 후 2차 도금을 하고, 2차 도금 후 기판으로부터 도금층을 분리하고 드라이필름을 제거하는 단계를 포함하는 금속 마스크의 제조방법이 개시되고 있다. That is, a dry film is formed on a substrate, the patterned film is attached and exposed on the dry film, developed by a post-exposure developer, subjected to primary plating after development, and masked at a predetermined site after primary plating, A method of manufacturing a metal mask is disclosed, which includes performing a second plating after the masking treatment, separating the plating layer from the substrate and removing the dry film after the second plating.

그러나 한국특허등록번호 제10-0269101호는 라미네이터(laminator)를 사용하는 압착법을 사용하여 드라이 필름을 기판에 부착하는 방식이며, 이러한 방식을 사용하는 경우 DFR 패터닝 공정의 특성상 액상감광막(Liquid PR)에 비해 높은 정밀도를 구현하기 어렵다는 단점이 존재한다. However, Korean Patent Registration No. 10-0269101 is a method of attaching a dry film to a substrate using a crimping method using a laminator, and in this case, a liquid photoresist film (Liquid PR) is used due to the characteristics of the DFR patterning process. Compared with this, there is a disadvantage in that it is difficult to implement high precision.

또한, 오가와(Kiyoshi Ogawa)에 의해서 출원되고, 2002년 11월 7일자로 공개된 "Method for producing metal mask and metal mask"이라는 명칭의 미국 특허출 원공개번호 제US2002/0164534A1호는 DFR 패터닝 공정 및 금속 전주도금기술을 이용한 방식의 금속 마스크 제작 방법을 개시하고 있다. U.S. Patent Application Publication No. US2002 / 0164534A1, filed by Kiyoshi Ogawa and published on November 7, 2002, entitled "Method for producing metal mask and metal mask," discloses a DFR patterning process and Disclosed is a method of manufacturing a metal mask using a metal electroplating technique.

도 3은 오가와의 출원에 개시된 DFR 패터닝 공정 및 Ni 전주도금법을 이용한 금속 마스크 제작 방법의 흐름도이며, 도 4는 오가와의 출원에 개시된 DFR 패터닝 공정 및 Ni 전주도금법을 이용한 금속 마스크 제작 과정의 단계별 단면도이다. 3 is a flow chart of the DFR patterning process disclosed in the application of Ogawa and the metal mask fabrication method using the Ni electroplating method, Figure 4 is a step-by-step cross-sectional view of the metal mask fabrication process using the DFR patterning process and Ni electroplating method disclosed in the Ogawa application .

도 3 및 도 4를 참조로 설명하면, 우선 전도성 기판(410)위에 DFR(420)을 열간압착한다(S310). 도 4의 (a)는 열간압착후 전도성 기판(410)과 DFR(420)이 압착된 상태의 단면도이다.3 and 4, first, the DFR 420 is hot pressed onto the conductive substrate 410 (S310). 4A is a cross-sectional view of the conductive substrate 410 and the DFR 420 compressed after hot pressing.

이후 리소그라피 공정을 이용하여 DFR(420)을 노광하고 현상하여 DFR 패터닝을 형성한다(S420). 도 4의 (b)는 노광 및 현상후의 DFR 패터닝이 형성된 상태의 단면도이다.Thereafter, the DFR 420 is exposed and developed using a lithography process to form DFR patterning (S420). 4B is a cross-sectional view of a state in which DFR patterning is formed after exposure and development.

이렇게 패터닝 한 후, 전주도금을 이용하여 금속 전주도금층(430)을 형성한다(S430). 도 4의 (c)는 전도성 기판(410)위에 금속 전주도금층(430)이 형성된 상태의 단면도이다.After patterning in this way, a metal electroplating layer 430 is formed using electroplating (S430). 4C is a cross-sectional view of the metal electroplating layer 430 formed on the conductive substrate 410.

이후 남아있는 DFR(420)을 제거한다(S340). DFR(420)이 제거되면, 금속 마스크(440)를 분리하고(S350), 세척 및 건조를 수행한다(S360). 이렇게 생성된 금속 마스크(440)를 검사한다(S370). 도 4의 (d)는 분리된 후의 금속 마스크(440)의 단면도이다.After the remaining DFR (420) is removed (S340). When the DFR 420 is removed, the metal mask 440 is separated (S350), and washing and drying are performed (S360). The metal mask 440 generated as described above is inspected (S370). 4D is a cross-sectional view of the metal mask 440 after being separated.

이러한 DFR 패터닝 공정 및 금속 전주도금 기술을 이용한 방법은 기존의 레이저 가공 방식이나 금속 식각 방식에 비해 우수한 정밀도 및 벽면조도를 가지나 DFR 패터닝 공정의 특성상 액상감광막에 비해 높은 정밀도를 구현하기 어렵다는 단점이 존재한다.The method using the DFR patterning process and the metal electroplating technology has superior precision and wall roughness compared to the conventional laser processing method or the metal etching method, but there is a disadvantage that it is difficult to achieve higher precision than the liquid photoresist due to the characteristics of the DFR patterning process. .

또한 블레싱톤(Blessington et al.)에 의해서 출원되고, 1995년 12월 26일자로 등록된 "Method for preparing a screen printing stencil"이라는 명칭의 미국 특허등록번호 제US5,478,699는 패터닝 공정 및 금속 전주도금기술을 이용한 방식의 금속 마스크 제작 방법을 개시하고 있다.U.S. Patent No. US5,478,699, entitled "Method for preparing a screen printing stencil," filed December 26, 1995, filed by Blessington et al., Also provides a patterning process and metal electroplating. Disclosed is a method of manufacturing a metal mask using a technique.

즉 전도성 기판위에 액상감광막 또는 DFR을 이용하여 배치하고, 노광 및 현상 및 도금과정을 수행한후 금속 마스크를 분리하는 것인 금속 마스크 제작 방법을 도시하고 있다. 그러나, 이러한 기술 역시 금속 마스크 표면의 경도가 충분하지 못한 단점이 있다. That is, a method of fabricating a metal mask is disposed on a conductive substrate using a liquid photosensitive film or DFR, and the metal mask is separated after exposure, development and plating. However, this technique also has the disadvantage that the hardness of the metal mask surface is not sufficient.

이러한 종래의 금속 마스크 제조방법으로는 0.33 mm 피치 이하의 높은 정밀도를 가지는 금속 마스크를 제조하는 것이 불가능하다. 따라서 메모리 소자 등 반도체 소자의 소형화에 대응하여 높은 정밀도를 가지고 또한 경도 특성이 우수한 금속 마스크 제조방법이 개발될 필요가 있다.In such a conventional metal mask manufacturing method, it is impossible to manufacture a metal mask having a high precision of 0.33 mm pitch or less. Accordingly, there is a need to develop a metal mask manufacturing method having high precision and excellent hardness characteristics in response to miniaturization of semiconductor devices such as memory devices.

본 발명의 목적은 높은 정밀도를 가지며 동시에 표면을 강화시켜 신뢰성 향상 및 제품 수명 연장이 가능한 금속 마스크를 갖는 Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a metal mask fabrication method using the Ni electroplating method having a metal mask having a high precision and at the same time strengthen the surface to improve the reliability and extend the product life.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 전도성 기판에 액상감광막(LPR)을 도포하는 단계와, 광리소그라피를 사용하여 상기 액상감광막을 노광 및 현상하여 패터닝하는 단계와, 상기 패터닝된 감광막이 테이퍼 형상을 지니도록 베이킹하는 단계와, 전주도금하여 Ni 금속층을 형성하는 단계와, 상기 Ni 금속층 위에 Ni 합금층을 형성하는 단계와, 상기 Ni 금속층 및 Ni 합금층을 상기 전도성 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하는 Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention comprises the steps of applying a liquid photosensitive film (LPR) to a conductive substrate, and using the photolithography to expose and develop the liquid photosensitive film and patterning, the patterned photosensitive film is tapered Baking to have a thickness; pre-plating to form a Ni metal layer; forming a Ni alloy layer on the Ni metal layer; and separating the Ni metal layer and the Ni alloy layer from the conductive substrate. Provided is a method of fabricating a metal mask using Ni electroplating.

본 발명의 Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작방법에서, 상기 전도성 기판에 액상감광막을 도포하는 단계는, 전도성 기판의 한쪽 표면을 높은 광택도를 지니도록 연마하는 단계와, 상기 연마된 표면에 액상감광막을 도포하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. In the method of manufacturing a metal mask using the Ni electroplating method of the present invention, applying the liquid photosensitive film to the conductive substrate, polishing one surface of the conductive substrate to have a high gloss, and a liquid photosensitive film on the polished surface It is preferable to include the step of applying a.

본 발명의 Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작방법에서, 상기 Ni 금속층을 전주도금하는 단계는, 순간적으로 순방향 전류와 역방향 전류를 순차적으로 인가하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.In the method for fabricating a metal mask using the Ni electroplating method of the present invention, the preplating of the Ni metal layer preferably includes applying a forward current and a reverse current sequentially.

본 발명의 Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작방법에서, 상기 Ni 합금층은 Ni-W, Ni-Co, Ni-Fe로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 물질인 것이 바람직하다.In the metal mask fabrication method using the Ni electroplating method of the present invention, the Ni alloy layer is preferably a material selected from the group consisting of Ni-W, Ni-Co, Ni-Fe.

본 발명의 Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작방법에서, Ni 금속층 및 Ni 합금층을 전도성 기판으로부터 분리하는 단계 이후에, 분리후 상기 Ni 금속층 및 Ni 합금층의 개구부 사이에 남아있는 액상감광막 찌꺼기를 제거하는 단계와, 세척 및 건조하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.In the metal mask fabrication method using the Ni electroplating method of the present invention, after separating the Ni metal layer and the Ni alloy layer from the conductive substrate, the liquid photoresist film residue remaining between the openings of the Ni metal layer and the Ni alloy layer after separation is removed. It is preferable to further include the step of doing, washing and drying.

본 발명의 Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작방법에서, 상기 전도성 기판에 액상감광막을 도포하는 단계는, 상기 도포된 액상감광막과 상기 전도성 기판 사이의 점착력을 강화하기 위한 베이킹을 수행하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.In the method of manufacturing a metal mask using the Ni electroplating method of the present invention, the step of applying a liquid photosensitive film to the conductive substrate, comprising the step of performing baking to enhance the adhesive force between the applied liquid photosensitive film and the conductive substrate It is preferable.

이하, 본 발명의 Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작방법을 도면을 참조로 하여 단계별로 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a metal mask using the Ni electroplating method of the present invention will be described in more detail step by step with reference to the drawings.

도 5는 본 발명에 따른 Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작 방법의 흐름도이고, 도 6은 본 발명에 따른 Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작 과정의 단계별 단면도이다.5 is a flowchart of a metal mask fabrication method using the Ni electroplating method according to the present invention, Figure 6 is a step-by-step cross-sectional view of the metal mask fabrication process using the Ni electroplating method according to the present invention.

도 5 및 도 6을 참조로 설명하면, 우선 전도성 기판(610) 위에 액상감광막(620)을 도포(coating)한다(S510). 도 6의 (a)는 전도성 기판(610) 위에 액상감광막(620)이 도포된 상태의 단면도이다.Referring to FIGS. 5 and 6, first, the liquid photoresist film 620 is coated on the conductive substrate 610 (S510). 6A is a cross-sectional view of the liquid photoresist film 620 coated on the conductive substrate 610.

전도성 기판(610)은 예컨대 SUS 기판을 포함하는 전도성 금속판일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. The conductive substrate 610 may be, for example, a conductive metal plate including a SUS substrate, but is not limited thereto.

액상감광막(620)은 양성 또는 음성 감광막을 사용할 수 있으며, 예컨대 상용화된 JSR PR을 사용할 수 있다. 액상감광막(620)은 예컨대 100 ~ 200um의 두께가 되도록 도포하는데, 큰 면적에 대해서도 감광막의 도포가 가능한 대면적 전용 스핀코터(spin coater)를 사용하여 일정한 두께로 균일하게 감광막을 도포한다.The liquid photosensitive film 620 may use a positive or negative photosensitive film, for example, a commercially available JSR PR. The liquid photosensitive film 620 is applied to have a thickness of, for example, 100 to 200 μm, and the photosensitive film is uniformly coated with a constant thickness by using a large area spin coater capable of applying the photosensitive film even for a large area.

또한 액상감광막(620)을 도포하기 이전에 전도성 기판(610)의 액상감광막을 도포할 표면을 미리 연마하는 공정을 수행하여 표면이 높은 광택도를 지니도록 할 수 있다. 액상감광막을 코팅할 전도성 기판(610)의 한쪽 면을 미리 연마함으로써 후속 공정인 Ni 전주도금 공정 후 도금된 금속 마스크의 바닥면이 높은 광택도를 가지도록 할 수 있으며, 따라서 금속 마스크 형성후의 추가적인 폴리싱(polishing) 공정을 수행하지 않아도 되므로 전체 공정을 간소화할 수 있는 장점이 있다.In addition, before the liquid photoresist layer 620 is applied, the surface of the conductive substrate 610 may be polished in advance so that the surface may have high glossiness. By pre-polishing one side of the conductive substrate 610 to be coated with the liquid photoresist film, the bottom surface of the plated metal mask may have a high glossiness after the Ni electroplating process, which is a subsequent process, and thus additional polishing after the metal mask is formed. There is an advantage of simplifying the whole process since it is not necessary to carry out the polishing process.

이후 액상감광막(620)과 전도성 기판(610) 사이의 점착력을 강화시키기 위해 베이킹(baking)을 수행한다.  Thereafter, baking is performed to enhance adhesion between the liquid photoresist film 620 and the conductive substrate 610.

베이킹 공정을 수행한 후, 광리소그라피 공정을 수행한다. 우선 미리 준비된 광마스크를 액상감광막(620) 위에 배치한 후 일정한 양의 에너지를 사용하여 노광을 한다. 노광 공정에서 사용되는 빛의 파장영역은 예컨대 365 nm(I-라인) 또는 435 nm(g-라인)을 사용할 수 있다. 노광 후, 현상액을 사용하여 선택적으로 감광막(620)을 식각하여 정밀한 패턴 형상을 구현한다(S520). 도 6의 (b)는 노광 및 현상을 수행한 상태의 단면도이다. After performing the baking process, a photolithography process is performed. First, the photomask prepared in advance is disposed on the liquid photosensitive film 620 and then exposed using a constant amount of energy. As the wavelength region of light used in the exposure process, for example, 365 nm (I-line) or 435 nm (g-line) may be used. After exposure, the photoresist film 620 is selectively etched using a developer to realize a precise pattern shape (S520). 6B is a sectional view of a state in which exposure and development are performed.

본 발명에서 사용되는 패터닝 공정은 반도체 공정에서 이용되는 광리소그라피 공정과 유사하지만, 사용되는 기판이 반도체공정에서 사용되는 실리콘 또는 유리 기판이 아닌 대면적(예컨대, 200 mm X 200 mm 이상) 전도성 기판이라는 점에서 차이가 있다. The patterning process used in the present invention is similar to the photolithography process used in the semiconductor process, but the substrate used is not a silicon or glass substrate used in the semiconductor process but a large area (eg, 200 mm X 200 mm or more) conductive substrate. There is a difference in that.

이후 감광막이 특정한 경사를 가지는 테이퍼(taper) 형상(630)을 가지도록 베이킹을 수행한다(S530). 이러한 테이퍼 형상(630)을 형성하는 것은 금속 마스크의 개구부를 통과하는 솔더의 원활한 스퀴징(squeezing)을 위해서이다. 도 6의 (c)는 테이퍼 형상(630)이 형성된 상태의 단면도이다. Thereafter, baking is performed such that the photoresist film has a tapered shape 630 having a specific inclination (S530). This taper shape 630 is formed for smooth squeezing of the solder through the openings of the metal mask. 6C is a cross-sectional view of the tapered shape 630 formed.

테이퍼 형상(630)이 형성되면, Ni 전주도금을 이용하여 감광막(620)이 패터닝된 전도성 기판(610)의 바닥면으로부터 Ni 전주도금층(640)을 도금한다(S640). 도 6의 (d)는 Ni 전주도금층(640)이 형성된 상태의 단면도이다. When the tapered shape 630 is formed, the Ni electroplating layer 640 is plated from the bottom surface of the conductive substrate 610 on which the photosensitive film 620 is patterned using Ni electroplating (S640). 6D is a cross-sectional view of the Ni electroplating layer 640 formed.

이 공정에서 사용되는 전주도금액은 예컨대 상용화된 니켈 썰파메이트 도금용액[니켈이온농도(70~100g/L), 붕산농도(20~40g/L), 염화니켈농도(3~5g/L)로 구성됨]이나, 또는 니켈 와츠 용액[니켈이온농도(70~90g/L), 붕산농도(20~40g/L), 염화니켈농도(50~70g/L)로 구성됨]을 사용할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. The electroplating solution used in this process is, for example, a commercially available nickel sulfamate plating solution [nickel ion concentration (70-100 g / L), boric acid concentration (20-40 g / L), nickel chloride concentration (3-5 g / L). Or nickel nickel solution [consists of nickel ion concentration (70 ~ 90g / L), boric acid concentration (20 ~ 40g / L), nickel chloride concentration (50 ~ 70g / L)], but is not limited thereto. It is not.

Ni 전주도금 시 사용되는 전류 인가방식은 종래 기술의 DC 전류 인가 방식이 아니라, DC 및 RP(reverse pulse)의 혼합전류 인가방식을 사용한다. 종래의 DC 전류 인가방식은 Ni 전주도금 시 부위별 두께 편차를 제어하기 어려우며 전주도금층에 인가되는 스트레스를 제어하기 힘든 단점이 있다. 반면, 순간적으로 순방향 전류와 역방향 전류를 순차적으로 인가하는 방식인 혼합전류 인가방식을 사용하면, 도금 조직의 미세화를 통한 강도 증가가 가능하고 두께 편차를 용이하게 제어할 수 있다. 또한, Ni 전주도금 시 발생하는 압축형 및 인장형 도금 스트레스 역시 혼합전류 인가 방식으로 조절함으로서 제어가 가능해진다. The current application method used for Ni electroplating uses a mixed current application method of DC and reverse pulse (RP), not the DC current application method of the prior art. Conventional DC current application method has a disadvantage in that it is difficult to control the thickness variation for each part during Ni electroplating and difficult to control the stress applied to the electroplating layer. On the other hand, when the mixed current application method, which is a method of sequentially applying the forward current and the reverse current in an instant, it is possible to increase the strength through the miniaturization of the plating structure and to easily control the thickness variation. In addition, the compression type and tensile plating stress generated during Ni electroplating can also be controlled by adjusting the mixed current application method.

이러한 공정을 거쳐서 Ni 전주도금층(640)이 형성되면, 이 Ni 전주도금층(640) 표면에 Ni-합금층(650)을 형성한다(S550). 도 6의 (e)는 Ni-합금층(650)이 형성된 상태의 단면도이다. When the Ni electroplating layer 640 is formed through this process, the Ni-alloy layer 650 is formed on the surface of the Ni electroplating layer 640 (S550). 6E is a cross-sectional view of the Ni-alloy layer 650 formed.

Ni-합금층(650)을 형성하는 것은 이후 금속 마스크의 표면을 강화시키기 위함이다. Ni-합금은 예컨대 Ni-W, Ni-Co, Ni-Fe로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 물질로 이루어질 수 있으며, 도금 공정을 통하여 형성할 수 있다. Forming the Ni-alloy layer 650 is then to reinforce the surface of the metal mask. The Ni-alloy may be made of a material selected from the group consisting of Ni-W, Ni-Co, Ni-Fe, for example, and may be formed through a plating process.

Ni-합금층(650)이 형성되면, Ni 전주도금층(640)과 Ni-합금층(650)을 전도성 기판(610)으로부터 분리한다(S560). Ni 전주도금층(640)과 Ni-합금층(650)은 Ni 전주도금 금속마스크(660)를 구성하게 된다. 도 6의 (f)는 Ni 전주도금 금속마스크(660)가 형성된 상태의 단면도이다. When the Ni-alloy layer 650 is formed, the Ni electroplating layer 640 and the Ni-alloy layer 650 are separated from the conductive substrate 610 (S560). The Ni electroplating layer 640 and the Ni-alloy layer 650 constitute the Ni electroplating metal mask 660. 6F is a cross-sectional view of the Ni electroplating metal mask 660 formed.

이 단계에서 상기 Ni 전주도금 금속마스크(660)의 개구부에는 액상감광막 찌꺼기가 남아 있을 수 있다. 따라서 남아있는 액상감광막(620) 찌꺼기를 제거하고 세척 및 건조하는 공정을 수행할 수 있을 것이다.In this step, the liquid photoresist film residue may remain in the opening of the Ni electroplating metal mask 660. Therefore, the remaining liquid photoresist 620 may be removed and the process of washing and drying.

이러한 단계가 끝나면 제작된 Ni 전주도금 금속 마스크(660)를 검사하여 불량여부를 판단하게 된다(S570).After the step is completed, it is determined whether or not the defective by inspecting the manufactured Ni electroplating metal mask 660 (S570).

비록 본원 발명이 구성이 예시적으로 설명되었지만 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들 예시에 의해 제한되는 것은 아니며, 본원 발명의 보호 범위는 청구범위의 기재를 통하여 정하여진다.Although the present invention has been described by way of example only, it is for the purpose of illustrating the invention only, and the protection scope of the present invention is not limited by these examples, the protection scope of the present invention is defined through the description of the claims .

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 기존의 방식으로는 구현하기 어려운 0.33 mm 피치 이하의 높은 정밀도를 가지며 동시에 표면을 강화시켜 신뢰성 향상 및 제품 수명 연장이 가능한 금속 마스크를 제작할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 방식을 사용하여 금속 마스크의 제조 뿐만이 아니라 LCD 도광판 사출용 정밀 금형의 제작 등에 사용될 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to manufacture a metal mask having high precision of 0.33 mm pitch or less, which is difficult to implement in the existing method, and at the same time, enhancing the surface to improve reliability and extend product life. It can also be used for the production of precision molds for injection of LCD light guide plates as well as for the manufacture of metal masks using the method according to the invention.

Claims (7)

전도성 기판에 액상감광막(LPR)을 도포하는 단계와,Applying a liquid photosensitive film (LPR) to the conductive substrate; 광리소그라피를 사용하여 상기 액상감광막을 노광 및 현상하여 패터닝하는 단계와,Exposing and developing the liquid photoresist film using photolithography, and patterning the same; 상기 패터닝된 감광막이 테이퍼 형상을 지니도록 베이킹하는 단계와,Baking the patterned photoresist to have a tapered shape; 전주도금(electroplating)하여 Ni 금속층을 형성하는 단계와,Electroplating to form a Ni metal layer, 상기 Ni 금속층 위에 Ni 합금층을 형성하는 단계와,Forming a Ni alloy layer on the Ni metal layer; 상기 Ni 금속층 및 Ni 합금층을 상기 전도성 기판으로부터 분리하는 단계Separating the Ni metal layer and the Ni alloy layer from the conductive substrate 를 포함하는 Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작방법.Metal mask manufacturing method using Ni electroplating method comprising a. 제1항에 있어서, 상기 전도성 기판에 액상감광막을 도포하는 단계는,The method of claim 1, wherein the applying of the liquid photoresist film to the conductive substrate comprises: 전도성 기판의 한쪽 표면을 높은 광택도를 지니도록 연마하는 단계와,Polishing one surface of the conductive substrate with high glossiness, 상기 연마된 표면에 액상감광막을 도포하는 단계Coating a liquid photosensitive film on the polished surface 를 포함하는 것인 Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작방법.Metal mask manufacturing method using the Ni electroplating method that comprises a. 제1항에 있어서, 상기 Ni 금속층을 전주도금하는 단계는,The method of claim 1, wherein pre-plating the Ni metal layer, 순간적으로 순방향 전류와 역방향 전류를 순차적으로 인가하는 단계를 포함하는 것인 Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작방법.Method of manufacturing a metal mask using Ni electroplating method comprising the step of sequentially applying the forward current and the reverse current sequentially. 제1항에 있어서, 상기 Ni 합금층은 Ni-W, Ni-Co, Ni-Fe로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 물질인 것인 Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작방법.The method of claim 1, wherein the Ni alloy layer is a material selected from the group consisting of Ni-W, Ni-Co, and Ni-Fe. 제1항에 있어서, Ni 금속층 및 Ni 합금층을 전도성 기판으로부터 분리하는 단계 이후에,The method of claim 1, wherein after separating the Ni metal layer and the Ni alloy layer from the conductive substrate, 분리후 상기 Ni 금속층 및 Ni 합금층의 개구부 사이에 남아있는 액상감광막 찌꺼기를 제거하는 단계와,Removing the liquid photosensitive film residue remaining between the openings of the Ni metal layer and the Ni alloy layer after separation; 세척 및 건조하는 단계Washing and drying steps 를 더 포함하는 Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작방법.Metal mask manufacturing method using Ni electroplating method further comprising a. 제1항에 있어서, 상기 전도성 기판에 액상감광막을 도포하는 단계는,The method of claim 1, wherein the applying of the liquid photoresist film to the conductive substrate comprises: 상기 도포된 액상감광막과 상기 전도성 기판 사이의 점착력을 강화하기 위한 베이킹을 수행하는 단계를 포함하는 것인 Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크 제작방법.Method of producing a metal mask using the Ni electroplating method comprising the step of performing a baking to enhance the adhesion between the applied liquid-sensitive photosensitive film and the conductive substrate. Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크로서,As a metal mask using Ni electroplating method, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 사용하여 제작되는 It is produced using the method according to any one of claims 1 to 6. Ni 전주도금법을 이용한 금속마스크.Metal mask using Ni electroplating method.
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