KR100671674B1 - 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템 및 이를 이용한증착방법 - Google Patents

정밀도 향상을 위한 마스크 시스템 및 이를 이용한증착방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마스크 내의 오차발생 영역을 차단하여 데드 스페이스를 감소 또는 제거함으로써 증착되는 박막패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있도록 된 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템 및 이를 이용한 증착방법에 관한 것으로서, 증착물이 증착되는 기판 상에 인접되며, 다수의 스크린 및 미세투공이 형성되어 상기 증착물이 증착될 시에 상기 기판 상에 증착패턴이 형성되도록 배치되는 미세 금속 마스크; 및 상기 미세 금속 마스크의 어느 한 면에 밀접 배치되며, 정방형 개구 및 상기 개구 둘레의 차단영역을 구비하는 개구형 마스크;를 포함하여 이루어져, 증착되는 박막패턴의 정밀도를 향상시켜 생산효율을 증대시키고 원료절감이 가능하도록 할 수 있다.
미세 금속 마스크, 데드 스페이스, 미세투공

Description

정밀도 향상을 위한 마스크 시스템 및 이를 이용한 증착방법{Mask system for high precision and the deposition method using it}
도 1은 유기 발광소자를 나타낸 도면,
도 2는 일반적인 미세 금속 마스크를 포함한 마스크 시스템을 나타낸 개략도,
도 3은 일반적인 미세 금속 마스크를 나타낸 사시도,
도 4는 도 3의 일부를 상세히 나타낸 일부확대사시도,
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템의 미세 금속 마스크 및 개구형 마스크를 나타낸 평면도,
도 5b는 도 5a의 미세 금속 마스크 및 개구형 마스크의 중첩상태를 나타낸 투과평면도,
도 6a는 도 5b의 투과정면도,
도 6b는 도 6a의 상하 역배치도,
도 7a는 도 5b의 투과측면도,
도 7b는 도 7a의 상하 역배치도,
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템을 나타낸 개략도,
도 8b는 도 8a의 마스크 시스템이 상하 역배치된 실시예를 나타낸 개략도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10... 미세 금속 마스크, 11... 스크린,
12... 미세투공, 30... 기판,
40... 개구형 마스크, 41... 차단영역,
42... 개구, 50... 척,
F... 박막.
본 발명은 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템 및 이를 이용한 증착방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 마스크 내의 오차발생 영역을 차단하여 데드 스페이스를 감소 또는 제거함으로써 증착되는 박막패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있도록 된 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템 및 이를 이용한 증착방법에 관한 것이다.
일반적으로, 마스크 시스템은 반도체 소자 및 표시장치 소자 등의 공정에서 증착되는 박막의 패턴을 형성하기 위하여 널리 이용되고 있다.
이러한 표시장치 소자 중의 하나의 예로써, 유기 발광소자는, 도 1에 도시된 바와 같이, 유리판 등의 투명기판(1) 상에, 양극 전극(2; ITO), 홀(hole) 수송층(3), 유기층(4; 발광층), 전자 수송층(5), 음극 전극(6)을 순차적으로 적층하고, 표면에 밀봉부(7)를 배치한 구성으로 이루어져 있다.
유기 발광소자의 종류로서 고분자형과 저분자형의 유기층(4)이 있고, 소자의 구동방식에는 수동형과 능동형이 있다. 이러한 유기 발광소자의 제조공정에 있어서, 수동형 및 능동형의 저분자 유기층의 형성과 수동형의 음극 전극(6)의 형성에는 진공증착이 행하여지고 있다.
저분자 유기층 및 음극 전극의 진공증착 패터닝 시에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(30)의 전면에는 마스크(10)가 배치되어 증착되는 물질을 스크린(11)에서는 차단하여 주고, 미세투공(12)에서는 통과되도록 하여 기판(30) 상에 패턴이 형성된 박막(F)이 증착될 수 있도록 한다. 척(50)은 기판(30)의 배면에서 마스크(10)를 기판(30) 상에 밀착시킬 수 있도록 구성된다.
이러한 마스크(10)로써, 도 3에 도시된 바와 같이, 증착되는 박막(F)의 고집적화가 가능하도록 증착해야할 영역에 대응하여 다수의 미세투공(12)이 소위, 슬릿구조로 형성된 미세 금속 마스크(10)를 사용하고 있다.
그러나, 미세 금속 마스크(10)는 가공기술의 한계로 인하여 미세투공(12)의 양 끝단부에 미세한 간격오차가 발생한다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 스크린(11)과 인접 스크린(11) 사이의 간격인 미세투공(12)의 폭(a)이 미세투공(12)의 양 끝단부의 폭(b) 보다 작게되는 현상이 발생한다.
이러한 미세투공(12) 내의 폭(a, b)으로 인하여 미세투공(12)의 폭(b) 영역은 더미 픽셀(dummy pixel) 상에 위치시켜 소위 데드 스페이스(dead space)로써 활용하고, 미세투공(12)의 폭(a) 영역은 액티브 픽셀(active pixel) 상에 위치시켜 정밀한 증착이 이루어지도록 한다.
그러나, 데드 스페이스는 유기 발광소자로서의 기능을 할 수 없는 영역으로서, 이러한 불필요한 영역까지 증착이 이루어질 시에 생산효율이 하락되고 필요이상의 원료가 소모되어야 한다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 마스크 내의 오차발생 영역을 차단하여 데드 스페이스를 감소 또는 제거함으로써 증착되는 박막패턴의 정밀도를 향상시켜 생산효율을 증대시키고 원료절감이 가능하도록 된 마스크 시스템 및 이를 이용한 증착방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템은, 증착물이 증착되는 기판 상에 인접되며, 다수의 스크린 및 미세투공이 형성되어 상기 증착물이 증착될 시에 상기 기판 상에 증착패턴이 형성되도록 배치되는 미세 금속 마스크; 및 상기 미세 금속 마스크의 어느 한 면에 밀접 배치되며, 정방형 개구 및 상기 개구 둘레의 차단영역을 구비하는 개구형 마스크;를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 개구형 마스크의 차단영역이 상기 미세 금속 마스크의 다수 미세투공의 일부를 차단하도록 배치된다.
또한, 상기 미세 금속 마스크의 상기 다수의 미세투공은 평행배열된 직선형 투공이며, 상기 개구형 마스크의 차단영역은 평행배열된 상기 다수의 미세투공의 양 끝단부를 차단하도록 형성된다.
바람직하게는, 상기 개구형 마스크는 상기 미세 금속 마스크와 동일한 소재로 이루어진다.
상기 개구형 마스크는 상기 미세 금속 마스크의 전면에 배치될 수 있으며, 상기 미세 금속 마스크의 배면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템을 이용한 증착방법은, 미세 금속 마스크를 기판에 인접시키는 단계; 상기 미세 금속 마스크에 개구형 마스크를 밀접시키는 단계; 상기 미세 금속 마스크를 상기 기판 방향으로 부착시키는 단계; 및 상기 미세 금속 마스크를 거쳐 상기 기판 상에 증착물질이 증착되는 단계;를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 개구형 마스크에 형성된 차단영역을 상기 미세 금속 마스크에 형성된 다수의 미세투공의 양 끝단에 배치시키는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 개구형 마스크는 상기 미세 금속 마스크의 전면에 배치되며, 상기 개구형 마스크가 상기 미세 금속 마스크 방향으로 부착되는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 개구형 마스크는 상기 미세 금속 마스크와 상기 기판의 사이에 배치되며, 상기 개구형 마스크가 상기 기판 방향으로 부착되는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템의 미세 금속 마스크 및 개구형 마스크를 나타낸 평면도이고, 도 5b는 도 5a의 미세 금속 마스크 및 개구형 마스크의 중첩상태를 나타낸 투과평면도이며, 도 6a는 도 5b의 투과정면도이고, 도 6b는 도 6a의 상하 역배치도이며, 도 7a는 도 5b의 투과측면도이고, 도 7b는 도 7a의 상하 역배치도이다.
본 발명의 실시예에 따른 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템은 증착물이 증착되는 기판 상에 인접되며, 다수의 스크린(11) 및 미세투공(12)이 형성되어 상기 증착물이 증착될 시에 상기 기판 상에 증착패턴이 형성되도록 배치되는 미세 금속 마스크(10) 및 이 미세 금속 마스크(10)의 어느 한 면에 밀접 배치되는 개구형 마스크(40)를 포함하여 이루어진다.
미세 금속 마스크(10)에는 성막이 이루어지는 영역에 대응하여 다수의 미세투공(12)이 소위, 슬릿구조로 형성되고, 성막이 차단되는 영역에 대응하고 상기 미세투공(12)을 형성하도록 다수의 스크린(11)이 형성된다.
개구형 마스크(40)에는 증착물이 통과가능하도록 정방형 구조의 개구(42)가 형성되며, 개구(42)의 둘레로 증착물이 차단되도록 차단영역(41)이 형성된다.
이 개구형 마스크(40)의 개구(42)의 폭은 미세 금속 마스크(10)에 형성된 다수의 미세투공(12)의 전체 폭보다 같거나 더 넓게 형성된다. 바람직하게는, 개구형 마스크(40) 제작 시의 오차를 고려하여 개구(42)의 각 모서리를 미세 투공 마스크(10) 폭방향의 각 좌우(도 5b의 관찰자 기준으로) 미세투공(12)의 외측에 구성하도록 한다.
차단영역(41)은 미세투공(12) 길이방향 양 끝단의 일부 영역을 차단할 수 있도록 형성된다. 이 차단된 양 끝단의 일부 영역은 폭(b)를 가지는 영역이며, 이 폭(b)은 개구(42)를 통하여 노출되는 미세투공(12)의 폭(a)보다 크게 되어 있다(도 4).
바람직하게는, 개구형 마스크(40)는 미세 금속 마스크(10)와 동일한 소재로 이루어지며, 더 바람직하게는, 개구형 마스크(40)는 미세 금속 마스크(10)의 두께보다 같거나 작은 두께를 가진다.
또한, 개구형 마스크(40)의 외곽 사이즈는 미세 금속 마스크(10)의 그것과 같거나 작은 것이 바람직하다. 개구형 마스크(40)가 미세 금속 마스크(10) 보다 더 작은 경우, 개구형 마스크(40)의 차단영역(41)이 상술한 폭(b) 영역을 차단할 수 있는 정도까지만 작아야 한다.
개구형 마스크(40)가 미세 금속 마스크(10)와 동일한 소재 또는 자성소재로 이루어진 경우에, 기공지된 기술로서 미세 금속 마스크(10)를 기판(30) 상에 밀착시키기 위하여 일반적으로 사용되는 정전척(미도시)에 의하여, 미세 금속 마스크(10)를 기판(30) 상에 밀착시킬 뿐만 아니라, 개구형 마스크(40) 또한 미세 금속 마스크(10) 상에 밀착시킬 수 있다.
개구형 마스크(40)는 증착설비 및 필요 용도에 따라 미세 금속 마스크(10)의 전면 또는 배면 중 어느 한 면에 배치될 수 있다. 미세 금속 마스크(10)의 전면 또는 배면에 배치되는 어느 경우에나, 개구형 마스크(40)의 차단영역(41)은 도 4의 폭(a)보다 큰 폭(b) 영역을 차단하여 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템을 이용한 증착방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템을 나타낸 개략도이고, 도 8b는 도 8a의 마스크 시스템이 상하 역배치된 실시예를 나타낸 개략도이다.
본 발명의 실시예에 따른 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템을 이용한 증착방법은 미세 금속 마스크(10)를 기판(30)에 인접시키는 단계, 미세 금속 마스크(10)에 개구형 마스크(40)를 밀접시키는 단계, 미세 금속 마스크(10)를 기판(30) 방향으로 부착시키는 단계 및 미세 금속 마스크(10)를 거쳐 기판(30) 상에 증착물질이 증착되는 단계를 포함하여 이루어진다.
증착물질을 기판(30) 상에 증착하기 위하여 미세 금속 마스크(10)가 기판(30)에 인접되어 준비된다. 개구형 마스크(40)는 미세 금속 마스크(10)에 밀접되어 준비된다. 이후, 미세 금속 마스크(10)가 척(50)을 통하여 기판(30) 상에 부착되면 증착공정이 수행된다.
개구형 마스크(40)는 그 차단영역(41)이 미세 금속 마스크(10)에 형성된 다수의 미세투공(12) 양 끝단에 배치시킨다. 이때, 개구형 마스크(40)는 미세 금속 마스크(10)의 전면, 즉 미세 금속 마스크(10)와 증착원(미도시) 사이 또는 배면, 즉 기판(30)과 미세 금속 마스크(10) 사이 중 어느 한 쪽에 배치될 수 있다.
본 발명의 목적인 정밀도가 향상된 증착을 위해서는, 개구형 마스크(40)가 미세 금속 마스크(10)의 전면에 배치될 시, 개구형 마스크(40)는 미세 금속 마스크(10) 방향으로 부착되어야 한다. 또한, 개구형 마스크(40)가 미세 금속 마스크(10)의 배면에 배치될 시, 개구형 마스크(40)는 기판(30) 방향으로 부착되어야 한다.
이러한, 개구형 마스크(40)의 미세 금속 마스크(10) 방향 또는 기판(30) 방향으로의 부착을 용이하게 하기 위하여, 개구형 마스크(40)는 미세 금속 마스크(10)와 동일한 소재 또는 자성소재로 구성되어 척(50)의 인력 작용 시에 미세 금속 마스크(10)와 동일한 거동을 하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 요지로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템 및 이 를 이용한 증착방법에 의하여, 마스크 내의 오차발생 영역을 차단하여 데드 스페이스를 감소 또는 제거함으로써 증착되는 박막패턴의 정밀도를 향상시켜 생산효율을 증대시키고 원료절감이 가능하도록 할 수 있다.

Claims (12)

  1. 증착물이 증착되는 기판 상에 인접되며, 다수의 스크린 및 미세투공이 형성되어 상기 증착물이 증착될 시에 상기 기판 상에 증착패턴이 형성되도록 배치되는 미세 금속 마스크;
    상기 미세 금속 마스크의 어느 한 면에 밀접 배치되며, 정방형 개구 및 상기 개구 둘레의 차단영역을 구비하는 개구형 마스크를 포함하며,
    상기 개구형 마스크의 차단영역은 상기 미세 금속 마스크의 미세투공 양 끝단부인 것을 특징으로 하는 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 미세 금속 마스크의 상기 다수의 미세투공은 평행배열된 직선형 투공인 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 개구형 마스크는 상기 미세 금속 마스크와 동일한 소재로 이루어지는 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 개구형 마스크는 상기 미세 금속 마스크의 전면에 배치되는 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 개구형 마스크는 상기 미세 금속 마스크의 배면에 배치되는 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템.
  7. 미세 금속 마스크를 기판에 인접시키는 단계;
    상기 미세 금속 마스크에 개구형 마스크를 밀접시키는 단계;
    상기 개구형 마스크에 형성된 차단영역을 상기 미세 금속 마스크에 형성된 다수의 미세투공의 양 끝단에 배치시키는 단계;
    상기 미세 금속 마스크를 상기 기판 방향으로 부착시키는 단계; 및
    상기 미세 금속 마스크를 거쳐 상기 기판 상에 증착물질이 증착되는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템을 이용한 증착방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 개구형 마스크는 상기 미세 금속 마스크의 전면에 배치되는 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템을 이용한 증착방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 개구형 마스크가 상기 미세 금속 마스크 방향으로 부착되는 단계를 더 포함하는 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템을 이용한 증착방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 개구형 마스크는 상기 미세 금속 마스크와 상기 기판의 사이에 배치되는 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템을 이용한 증착방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 개구형 마스크가 상기 기판 방향으로 부착되는 단계를 더 포함하는 정밀도 향상을 위한 마스크 시스템을 이용한 증착방법.
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