KR100803455B1 - 금속 마스크의 제조방법 및 금속 마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제조공정에서 치수를 용이하게 제어할 수 있고, 고정밀도의 금속 마스크 다수개를 동일한 정밀도로 제조할 수 있는 금속 마스크의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 금속 마스크의 제조방법은 유리 기판(1) 표면에 마스크 패턴(2a)을 갖는 크롬 필름(2)을 형성하는 단계, 상기 크롬 필름(2) 상에 건조 필름(4)을 형성하는 단계, 크롬 필름(2)을 마스크로 하여 건조 필름(4)을 유리 기판(1)측으로부터 노광시키는 단계, 건조 필름(4)에 마스크 패턴(2a)과 동일한 형상의 마스크 패턴(4a)을 형성하는 단계, 크롬 필름(2) 상에 금속 도금층(6)을 형성하는 단계 및 상기 금속 도금층(6)을 박리시켜 금속 마스크(7)를 수득하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

Description

금속 마스크의 제조방법 및 금속 마스크{METHOD FOR PRODUCING METAL MASK AND METAL MASK}

본 발명은 각종 전자소자의 제조공정, 특히 전기발광(EL) 소자의 제조 공정에서 바람직하게 사용되는 금속 마스크의 제조방법에 관한 것이다.

종래, 전기발광(EL) 소자 등의 전자소자의 제조공정에서는 크롬 및 스테인레스강 등의 금속막에 원하는 패턴을 형성시킨 금속 마스크를 사용하여 각종 금속의 증착 필름을 형성하였다.

종래, 금속 마스크는 다음과 같은 방법에 의해 제조되어 왔다:

(1) 스테인레스 박판 등과 같은 얇은 두께의 금속판에 레지스트 필름을 형성하고, 이 레지스트 필름을 노광시켜 원하는 마스크 패턴을 만들고, 이 마스크를 사용하여 스테인레스 박판을 에칭함으로써 원하는 패턴이 형성된 금속 마스크를 제조한다.

(2) 스테인레스 등과 같은 도전성 재료의 표면에 레지스트 필름을 형성하고, 이 레지스트 필름을 노광시켜 원하는 마스크 패턴을 만들고, 전기 도금법으로 도전성 재 료의 표면에 금속 도금층을 형성한 다음, 금속 도금층을 도전성 재료의 표면으로부터 박리시켜, 원하는 패턴의 금속 마스크를 형성한다.

종래, 금속 마스크의 제조방법에서는 노광시의 마스크의 정밀도 또는 에칭의 정밀도가 최종 제품인 금속 마스크의 패턴 정밀도에 크게 영향을 미치기 때문에 각각의 공정에서 패턴의 치수 정밀도는 고도로 제어되어야 한다. 그러나, 종래 방법은 크롬, 스테인레스강 등과 같이 선팽창 계수가 큰 금속 상에 금속 마스크를 형성하는 것이므로 금속 재료에서 발생하는 약간의 온도차에 의해서도 금속 마스크의 치수 정밀도가 달라지므로, 동일한 치수 정밀도의 금속 마스크를 수득하기 어렵다는 문제점이 있었다.

또한, 높은 치수 정밀도 및 적은 치수 편차를 갖는 금속 마스크를 다수개 요구하는 경우 금속 마스크를 구성하는 재료, 또는 금속 마스크를 제작하는 경우에는 모재 스테인레스강 등의 금속 재료 치수가 시간 경과에 따라 변하기 쉬우므로 동일한 치수 정밀도의 금속 마스크의 안정한 제조가 곤란하다는 문제점을 안고 있다.

예를 들어, 마스크 패턴의 치수 정밀도가 동일한 금속 마스크를 다수개 제조하는 경우, 제조 초기에는 고도의 정밀도의 금속 마스크를 수득할 수 있지만, 제조공정 도중 시간 경과에 따라 치수 정밀도가 서서히 저하되고, 제조공정 말미에는 치수 정밀도의 저하 뿐만 아니라 치수 편차 또한 증가하는 문제점을 초래한다. 이처럼, 고도의 치수 정밀도 및 적은 치수 편차를 갖는 금속 마스크를 다수개 제조하는 공정은 고난도의 공정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 금속 마스크 제조공정 상의 문제점을 감안하여 치수 제어가 용이하고, 고정밀도의 금속 마스크 다수개를 동일한 치수 정밀도로 제조할 수 있는 금속 마스크의 제조방법을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.

발명의 요약

본 발명의 한 양태의 금속 마스크의 제조방법은 투명판 또는 투명 필름의 한쪽 주요면에 마스크 패턴을 갖는 도전성 필름을 형성하는 단계, 상기 도전성 필름 상에 감광성 필름을 형성하는 단계, 상기 도전성 필름을 마스크로 하고 감광성 필름을 투명판 또는 투명 필름 측으로부터 노광시켜 감광성 필름에 마스크 패턴과 동일한 형상의 마스크 패턴을 형성하는 단계, 상기 도전성 필름 상에 금속 도금층을 형성하는 단계 및 상기 금속 도금층을 박리시켜 금속 마스크를 수득하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 양태의 금속 마스크 제조방법은 투명판 또는 투명 필름의 한쪽 주요면에 도전성 필름이 형성된 기재를 제공하는 단계, 상기 기재의 도전성 필름 상에 제 1 레지스트 필름을 형성하는 단계, 상기 제 1 레지스트 필름에 제 1 마스크 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 1 레지스트 필름을 마스크로 하여 도전성 필름을 에칭하는 단계, 상기 제 1 레지스트 필름을 제거하는 단계, 상기 도전성 필름 상에 제 2 레지스트 필름을 형성하는 단계, 상기 도전성 필름을 마스크로 하여 제 2 레지스트 필름을 투명판 또는 투명 필름측으로부터 노광시켜 제 2 레지스트 필름에 제 2 마스크 패턴을 형성하는 단계, 상기 도전성 필름 상에 도금하여 금속 도금 층을 형성하는 단계 및 상기 금속 도금층을 박리시켜 금속 마스크를 수득하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 2 레지스트 필름은 건조 필름인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 2 레지스트 필름에 형성되는 마스크 패턴은 도전성 필름에서 멀어질수록 도전성 필름 상의 공간이 좁아지는 개구부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 또다른 양태의 금속 마스크의 제조방법은 절연 기판 또는 투명판 또는 투명 필름의 한쪽 주요면에 도전성 필름이 형성된 기재를 제공하는 단계, 상기 기재의 도전성 필름 상에 제 1 레지스트 필름을 형성하는 단계, 상기 제 1 레지스트 필름에 제 1 마스크 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 1 레지스트 필름을 마스크로 하여 도전성 필름을 에칭하는 단계, 상기 제 1 레지스트 필름을 제거하는 단계, 상기 도전성 필름 상에 도금하여 금속 도금층을 형성하는 단계 및 상기 금속 도금층을 박리시켜 제 1 마스크 패턴과 동일한 형상의 마스크 패턴을 갖는 금속 마스크를 수득하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 레지스트 필름에서의 마스크 패턴 형성은 전자빔 노광법 또는 레이저빔 노광법을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 1 레지스트 필름에서의 마스크 패턴 형성은 마스터 마스크를 사용한 노광법을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 또다른 양태의 금속 마스크 제조방법은 투명판 또는 투명 필름의 한쪽 주요면에 마스크 패턴을 갖는 도전성 필름을 형성하는 단계, 상기 도 전성 필름 상에 금속 도금층을 형성하는 단계 및 상기 금속 도금층을 박리시켜 마스크 패턴과 동일한 형상의 마스크 패턴을 갖는 금속 마스크를 수득하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 또다른 양태의 금속 마스크의 제조방법은 절연 기판의 한쪽 주요면에 소정의 마스크 패턴을 갖는 도전성 필름을 형성하는 단계, 상기 도전성 필름 상에 금속 도금층을 형성하는 단계 및 상기 금속 도금층을 박리시켜 마스크 패턴과 동일한 형상의 마스크 패턴을 갖는 금속 마스크를 수득하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 상기 도전성 필름은 크롬을 주성분으로 하는 금속막으로 이루어진 것이 바람직하다. 또한 상기 도전성 필름은 ITO 필름으로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 또다른 형태에 따라 상기 제조방법에 의해 제조된 금속 마스크가 제공된다.

또한, 또다른 양태에 있어서, 본 발명은 절연 기판에 형성된 소정의 마스크 패턴을 갖는 도전성 필름상에 형성된 금속 도금층을 박리시켜 수득한 금속 마스크에 관한 것으로, 상기 금속 마스크가 박면에서 이의 반대측 방향으로 테이퍼(taper)지게 확장된 개구부를 가지며 박면 측에 가장 넓은 개구부를 위치시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 투명판 또는 투명 필름의 한쪽 주요면에 마스크 패턴을 갖는 도전성 필름을 형성하고, 상기 도전성 필름 상에 감광성 필름을 형성하고, 상 기 도전성 필름을 마스크로 하여 감광성 필름을 투명판 또는 투명 필름 측으로부터 노광시켜 감광성 필름에 마스크 패턴과 동일한 형상의 마스크 패턴을 형성한다. 이로써, 투명판 또는 투명 필름 상의 도전성 필름이 없는 영역에 감광성 필름을 형성할 수 있다. 투명판 또는 투명 필름으로 유리 등과 같이 열팽창률이 작은 재질을 선택하는 것이 바람직하며, 이로써 시간 경과에 따라 마스크 패턴의 치수 변동을 유발할 수 있는 영향을 배제시킬 수 있다. 따라서, 금속 마스크의 제조공정에서 마스크 패턴의 치수를 용이하게 제어할 수 있다.

또한, 감광성 필름을 마스크로 하여 도전성 필름 상에 금속 도금층을 형성하고 금속 도금층을 박리시킴으로써 상기 감광성 필름에 형성된 마스크 패턴과 동일한 형상의 패턴을 갖는 금속 마스크를 용이하게 수득한다.

이 때, 도전성 필름 상에 금속 도금층을 형성하고, 형성된 금속 도금층을 박리시키는 공정을 반복함으로써 고정밀도의 금속 마스크 다수개를 동일한 정밀도로 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 절연 기판의 한쪽 주요면에 마스크 패턴을 갖는 도전성 필름을 형성하고, 도전성 필름 상에 상기 마스크 패턴과 동일한 형상의 마스크 패턴을 갖는 금속 도금층을 형성하고, 형성된 금속 도금층을 박리시켜 금속 마스크를 수득한다. 이러한 공정에서, 절연 기판으로는 유리 또는 세라믹 등과 같이 열팽창률이 작은 재료가 사용될 수 있다. 상기 본 발명에 따르는 방법으로, 금속 마스크의 제조공정에서 마스크 패턴의 치수를 용이하게 제어할 수 있다. 또한, 상기 방법에 따르면 공정 수행이 간편하므로 금속 마스크의 생산 단가를 낮출 수 있 다.

또한, 금속 마스크의 개구부측이 테이퍼 형상으로 되어 마스크 패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 특히, 도전성 필름 인접측의 개구가 가장 작아지도록 금속 마스크를 구성함으로써, 마스크 패턴을 도전성 필름과 정확히 합치시킬 수 있다.

또한, 감광성 필름을 테이퍼 형상으로 형성함으로써 테이퍼 형상의 개구를 갖는 금속 마스크를 용이하게 수득할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시양태의 금속 마스크의 제조공정을 도시한 것이다.

도 2는 상기 제 1 실시양태의 공정을 구체적으로 나타낸 것이다.

도 3은 확산 보드를 사용한 공정을 예시한 것이다.

도 4는 테이퍼 형상의 개구를 포함하는 금속 마스크를 예시한 것이다.

도 5는 상기 제 1 실시양태의 변형 공정을 예시한 것이다.

도 6은 본 발명의 제 2 실시양태의 금속 마스크의 제조공정을 도시한 것이다.

도 7은 상기 제 2 실시양태의 공정을 구체적으로 나타낸 것이다.

도 8은 상기 제 2 실시양태에 의해 수득된 금속 마스크의 개구부 형상을 도시한 것이다.

도 9는 본 발명의 제 3 실시양태의 금속 마스크의 제조공정을 도시한 것이다.

본 발명에 따른 금속 마스크의 제조방법은, 각 실시양태에 대해 도면을 참조하여 설명된다.

제 1 실시양태

본 발명의 제 1 실시양태의 EL 소자용 증착용 금속 마스크의 제조방법을 도 1을 참조하여 설명한다.

우선, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 증착 또는 스퍼터링으로 유리 기판(1)의 표면(한쪽 주요면)에 도전성 재료를, 예를 들어 O.1 ㎛ 두께의 Cr(크롬)필름(도전성 필름)(2)을 형성하고, 스핀 코팅법 등으로 크롬 필름(2) 상에, 예를 들어 0.7 ㎛ 두께의 감광성 물질(제 1 레지스트 필름)(3)을 형성한다.

그 다음, 전자빔 노광법, 레이저빔 노광법 등을 사용하여 감광성 물질(3)에 마스크 패턴(3a)을 직접 형성한다. 이어서, 감광성 물질(3)을 마스크로 하여 크롬 필름(2)을 에칭하고, 도 1의 (b)에서 도시한 바와 같이, 크롬 필름(2)에 상기 마스크 패턴(3a)과 동일한 형상의 마스크 패턴(2a)을 형성하고, 그 후 감광성 물질(3)을 박리(제거)한다. 이 공정에서는 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 기술을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 전술한 전자빔 노광법 또는 레이저빔 노광법에서, 전자빔 또는 레이저빔을 감광성 물질(3)의 소정 영역에 주사하여 해당 영역을 감광한다. 또한, 마스터 마스크를 사용하여 소정의 영역에만 빛을 조사하여 감광성 물질(3)을 감광시킬 수 있다.

이어서, 이러한 크롬 필름(2) 상에 50 ㎛ 두께의 건조 필름(4)을 적층(형성)하고, 상기 크롬 필름(2)을 마스크로 하여 유리 기판(1) 측으로부터 광(5)을 조사하여 건조 필름(4)을 노광시킨다. 그 결과, 도 1의 (c)에 도시한 바와 같이, 상기 마스크 패턴(2a)과 동일한 형상의 마스크 패턴(4a)이 건조 필름(4)에 형성된다.

이어서, 도 1의 (d)에 도시한 바와 같이, 크롬 필름(2)에 전처리를 실시한 후, 크롬 필름(2) 상에 전기 도금에 의해, 예를 들어 Ni, Ni-Co 합금 및 Ni-W 합금 등으로 이루어진 금속 도금층(6)을 형성한다. 금속 도금층(6)의 두께는 약 30 ㎛ 내지 약 50 ㎛이다. 그 다음, 금속 도금층(6)을 박리하여 상기 마스크 패턴(4a)과 동일한 형상의 마스크 패턴(7a)이 형성된 금속 마스크(7)를 수득한다.

또한, 도 1의 (c) 및 도 1의 (d)의 공정을 반복 실시하는 경우, 고정밀도의 금속 마스크(7) 다수개를 동일한 정밀도로 제조할 수 있다.

본 실시양태에서의 금속 마스크의 제조방법에 따르면, 유리 기판(1)의 표면에 마스크 패턴(2a)을 갖는 크롬 필름(2)을 형성하고, 크롬 필름(2) 상에 건조 필름(4)을 적층하고, 크롬 필름(2)을 마스크로 하여 유리 기판(1) 측으로부터 광(5)을 조사하여 건조 필름(4)을 노광시키고, 건조 필름(4)에 마스크 패턴(2a)과 동일한 형상의 마스크 패턴(4a)을 형성시키므로, 유리 기판(1)이 크롬 필름(2)의 기반이 되어 시간 경과에 따른 마스크 패턴 치수의 변동을 방지할 수 있다. 따라서, 금속 마스크의 제조공정에서 마스크 패턴의 치수를 용이하게 제어할 수 있다.

또한, 유리 기판(1)의 열팽창률은 약 1 ㎛/℃로서 스테인레스 등의 1/8 정도이고, 유리 기판(1)을 사용함으로써 열에 의한 정밀도 악화를 억제할 수 있다. 또한, 유리의 재질 또한 다양하게 사용될 수 있지만, 소다 유리 등이 저렴하여 바람직하다. 한편, 석영 유리는 고가이지만, 적은 열팽창률, 양호한 광투과율 및 흠집이 잘 나지 않는다는 이점이 있다.

또한, 크롬 필름(2) 상에 전기 도금으로 금속 도금층(6)을 형성한 다음, 금속 도금층(6)을 박리시킴으로써 상기 마스크 패턴(4a)과 동일한 형상의 마스크 패턴(7a)이 형성된 금속 마스크(7)를 용이하게 수득할 수 있다.

또한, 이 공정을 반복함으로써 고정밀도의 금속 마스크(7) 다수개를 동일한 정밀도로 제조할 수 있다.

이하에서, 크롬 필름(2)이 형성된 유리 기판(1)을 이용하는 금속 마스크의 제조 공정을, 도 2를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

우선, 크롬 필름(2)이 형성된 유리 기판(1)에 있어서, 그의 표면에 잔류하는 금속 도금층(6)의 잔사 등과 같은 오염물을 제거하기 위해 표면 처리한다(S11). 이러한 표면 처리는, 예를 들어, 스크러버에서 질산(HNO₃) 2O% 용액과 5분간 접촉시킴으로써 수행한다. 그 다음, 물세정을 통해 표면을 세정한다(S12). 이러한 세정은, 예를 들어, 세정기에서 30초 정도의 세정을 2회 실시하여 수행한다. 세정 후, 건조 처리한다(S13). 이러한 건조는, 예를 들어, 건조기(드라이어)에 의해 60℃의 온풍을 5분간 분사하여 수행한다. 이러한 건조 처리 종료 후, 예비 가열한다(S14). 이러한 예비 가열은, 예를 들어, 챔버에서 45℃로 5분간 유지시켜 수행한다.

이와 같이 수행하여, 크롬 필름(2)이 형성된 유리 기판(1)에 세정 및 예비가열을 실시한 후, 크롬 필름(2) 상에 건조 필름(건조 필름 포토레지스트)(4)을 적층(형성)한다(S15). 이러한 건조 필름의 적층은, 예를 들어, 건조 필름 라미네이터를 사용하여 100℃에서 수행한다. 이 때, 건조 필름(4)의 두께는 약 50 ㎛이다.

그 다음, 건조 필름(4)에 대해 이면에서 노광시킨다(S16). 즉, 유리 기판(1)의 이면으로부터 소정의 광(에너지 80 mJ)을 조사하여, 크롬 필름(2)을 마스크로 하여 건조 필름(4)을 감광한다. 감광된 건조 필름(4)을 현상하고, 감광되지 않은 부분을 제거한다(S17). 상기 현상은, 예를 들어, 탄산나트륨(Na₂CO₃) 1% 용액에 4O초 접촉시켜 수행한다. 이와 같이 현상함으로써, 크롬 필름(2)은 노출되고, 그 밖의 부분에는 건조 필름(4)이 잔류한다. 즉, 크롬 필름(2)은 약 0.1 ㎛이고, 건조 필름(4)은 약 50 ㎛이고, 크롬 필름(2) 주위에 건조 필름(4) 벽이 형성된다.

그 다음, 건조기에 의해 전체를 건조한다(S18). 이러한 건조는, 예를 들어, 40℃에서 5분 동안 수행한다. 건조 후의 건조 필름(4)이 잔류하는 부분이 적절한 지의 여부를 현미경으로 검사한다(S19). 이러한 확인과정에서 불량한 경우, 건조 필름(4)을 제거하고(S20), (S11)로 되돌아간다.

한편, (S19)의 판정이 양호한 경우, 크롬 필름(2)이 노출되어 있기 때문에 예비가열한(S21) 후, 크롬 필름(2)을 전극으로 하여 직류 전압을 인가하여, 전기도금으로 크롬 필름(2) 상에 금속 도금층(6)을 도금한다(S22). 예를 들어, 도금욕으로는 니켈(Ni)을 사용하여 4시간 동안 전기 도금을 수행한다.

이 때, 크롬 필름(2)이 존재하는 부분 이외에는, 건조 필름(4)이 잔류하므로, 건조 필름(4) 벽을 이용하여 금속 도금층(6)을 형성할 수 있고, 금속 도금층(6)의 형상을 정확히 규정할 수 있다.

또한, 크롬 필름(2)으로부터 Ni 금속 도금층(6)을 새도우 마스크(금속 마스크)로서 박리한다(S23). 금속 마스크가 박리된 크롬 필름(2)을 갖는 유리 기판(1)은, 약품 세정하여 건조 필름(4)을 제거하고(S24), (S11)로 되돌린다.

(S23)에서 수득된 금속 마스크를 세정기에서 물세정하고(S25), 건조기를 통해 건조(S26)시킨 후, 측정기로 각종 측정을 실시한다(S27).

(S27)의 판정이 불량한 경우에는, 이러한 금속 마스크는 사용불가능하므로 폐기한다(S28). 한편, (S27)의 판정이 양호한 경우에는, 추가로 컬러 레이저 현미경 등을 사용하여 금속 마스크 상의 구멍 등과 같은 결함 여부를 검사한다(S29). 이러한 (S29)의 판정이 불량한 경우 또한 (S28)로 이동하여 금속 마스크를 폐기한다.

한편, (S29)의 판정이 양호한 경우, 금속 마스크를 패킹하고(S30), 출하한다(S31).

이 때, (S16)에서 건조 필름(4)을 감광하는 경우, 유리 기판(1)을 이동시키 거나 하여, 유리 기판(1)의 이면으로부터의 조사광에 의해 감광되는 건조 필름(4)의 영역을 서서히 넓히는 것이 바람직하다. 즉, 조사광이 완전한 평행광이 아닌 경우, 유리 기판(1)을 이동시켜 조사광을 크롬 필름(2)의 이면측으로 약간 선회시킴으로써 감광 영역을 넓힌다. 또한, 크롬 필름(2)의 부근에 조사광의 초점을 맞추고, 약간 넓어지도록 설정하는 경우에도 동일한 감광을 실시할 수 있다. 또한, 유리 기판(1)의 이면측에 조사광에 대한 회절판 또는 산란판을 배치하여, 각종 방향으로 향하는 산란광으로 평행광을 변환시켜 노광시킬 수 있다. 이로 인해, 크롬 필름(2)의 개구를 통과한 광이 개구로부터 넓게 퍼진채 건조 필름(4)을 감광할 수 있다.

또한, 노광시킨 경우에, 도 3에 도시한 바와 같이, 건조 필름(4)의 유리 기판(1)과 반대 방향으로 난반사판(10)을 배치하고, 난반사판(확산 보드)(10)에서의 반사광을 건조 필름(4)에 조사하는 것이 바람직하다. 즉, 이러한 구성을 통해, 건조 필름(4)을 통과한 광이 난반사판(10)에 의해 반사되고, 다시 유리 기판(1)을 향해 조사된다. 따라서, 유리 기판(1)으로부터 멀어짐에 따라 감광 영역이 넓어진다.

또한, 건조 필름(4)의 에칭 방법을 적절히 선택하여 상기 테이퍼 형상의 건조 필름(4)을 에칭할 수 있다.

이로써, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, (S17)에서 위쪽을 향한 넓은 면적의 건조 필름(4)을 잔류시킬 수 있다. 따라서, 도 4의 (b)에서 도시한 바와 같이, 전기 도금으로 형성되는 금속 도금층(6)은 크롬 필름(2) 상에서 가장 면적이 넓고, 위쪽을 향해 면적이 작아지는 테이퍼 형상의 측면을 갖는다. 따라서, 도 3에서 도시한 바와 같이 박리된 금속 도금층(6)으로 이루어진 금속 마스크(7)는, 개구가 가장 작은 부분이 크롬 필름(2)과 동일한 형상이 되고 두께 방향(도면의 위쪽)을 향해 개구가 증가한다.

상기 금속 마스크는, 사용하는 경우에 개구를 규정하는 것은 개구가 가장 작은 부분이고, 이러한 부분은 크롬 필름(2)과 동일하게 형성된다. 이로써, 매우 높은 정밀도를 갖는 금속 마스크를 수득한다.

또한, 증착 마스크에 상기 금속 마스크를 사용하는 경우, 적절한 증착을 실시할 수 있다. 즉, EL 패널이 증가할수록 증착을 수행하는 기판도 커진다. 이러한 대형 기판의 증착을 수행하는 경우에, 금속 마스크의 개구가 곧은 구멍인 경우, 주변 부분과 중심부분의 증착량 차이가 발생하기 쉽다. 그러나, 금속 마스크의 개구에 테이퍼가 부착됨으로써, 경사 방향에서의 증발물이 주변물로 증착할 수 있게 되어 증착량의 균일화를 달성할 수 있다. 또한, 금속 마스크는 개구가 작은 측을 기판으로 하여 증착한다. 이로 인해, 증착 면적 자체를 정확하게 유지시킬 수 있다.

또한, (S23)의 금속 마스크 박리 공정에 앞서, (S24)를 실시할 수 있다. 즉, 도 5에 도시한 바와 같이, (S22)에서 전기 도금을 실시한 후, 건조 필름(4)을 제거한다(S24). 건조 필름(4)의 제거 후, 금속 마스크(7)를 박리한다(S23). 이어서, 유리 기판(1)은 (S11)의 표면 처리로 되돌린다. 또한, 이 경우, (S24)에서 사용되는 약품은 금속 마스크(7)에 대한 영향이 없는 것으로 한다.

제 2 실시양태

본 발명에서의 제 2 실시양태의 EL 소자용 증착용 금속 마스크의 제조방법을 도 6을 참조하여 설명한다.

우선, 전술한 제 1 실시양태의 제조방법과 동일하게, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 예를 들어 0.1 ㎛ 두께의 크롬 필름(2) 상에, 예를 들어 0.7 ㎛ 두께의 감광성 물질(제 1 레지스트 필름)(3)을 형성한다.

이어서, 전자빔 노광법, 레이저빔 노광법 등을 사용하여 감광성 물질(3)에 마스크 패턴(3a)을 직접 형성한다. 이 감광성 물질(3)을 마스크로 하여 크롬 필름(2)을 에칭하고, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 크롬 필름(2)에 마스크 패턴(3a)과 동일한 형상의 마스크 패턴(2a)을 형성한 다음, 감광성 물질(3)을 박리(제거)한다.

그 다음, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 상기 크롬 필름(2)에 전처리를 실시한 후, 전기도금하여 크롬 필름(2) 상에 금속 도금층(11)을 형성한다. 이 금속 도금층(11)은, 예를 들어 Ni, Ni-Co 합금 및 Ni-W 합금 등으로 이루어진 것으로서, 상기 마스크 패턴(2a)과 동일한 형상의 마스크 패턴(11a)이 형성되어 있다.

그 다음, 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이, 크롬 필름(2)으로부터 금속 도금층(11)을 박리하고, 마스크 패턴(2a)과 동일한 형상의 마스크 패턴(12a)이 형성된 금속 마스크(12)를 수득한다.

또한, 도 6의 (c) 내지 도 6의 (d)의 공정을 반복함으로써, 간단한 공정으로 동일한 치수 정밀도의 금속 마스크(12)를 다수개 제조할 수 있다.

본 실시양태에서의 금속 마스크의 제조방법에 따르면, 전기 도금하여 크롬 필름(2) 상에 금속 도금층(11)을 형성한 다음, 크롬 필름(2)으로부터 금속 도금층(11)을 박리시킴으로써 금속 마스크의 제조공정에서 마스크 패턴의 치수를 용이하게 관리할 수 있다. 또한, 공정 수행이 간편해지므로 금속 마스크의 생산 단가를 낮출 수 있다.

이러한 제 2 실시양태에 있어서, 크롬 필름(2)이 형성된 유리 기판(1)을 사용하여 금속 마스크를 제조하는 경우의 순서를 도 7에 나타내었다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시양태에서는 건조 필름(4)의 적층 형성 및 노광, 현상 등의 공정이 없다. 따라서, 도 2와 비교하여 (S14) 내지 (S20)의 처리가 생략됨과 동시에 (S24)의 처리가 없다. 그 밖의 공정은, 기본적으로 제 1 실시양태와 같은 조건으로 실시된다.

이 때, (S22)의 전기 도금은, 건조 필름(4)이 없는 상태에서 실시된다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 금속 도금층(11)은 크롬 필름(2) 상에 형성되지만 크롬 필름(2)의 측면으로 신장된다. 따라서, (S23)에서 수득된 금속 마스크의 형상은, 크롬 필름(2)과 정확하게 동일한 형상으로 되지 않는다. 따라서, 이러한 제 2 실시양태에서, 크롬 필름(2)을 형성하는 경우에는 전기 도금에 의해 개구부가 작아지는 것을 고려하여 치수를 결정하는 것이 바람직하다.

제 3 실시양태

전술한 제 1 실시양태에서는 건조 필름(4)을 사용하여 금속 도금층(6)의 가이드가 되는 마스크 패턴(4a)을 형성하였다. 여기서는, 이를 대신하여 습윤 레지 스트를 사용할 수 있다. 도 9의 (a) 내지 도 9의 (d)을 참조하여 상기 공정을 설명한다.

우선, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 증착 또는 스퍼터링에 의해 유리 기판(1)의 표면에, 예를 들어 0.1 ㎛ 두께의 크롬 필름(2)을 형성하고, 스핀 코팅법 등으로 이러한 크롬 필름(2) 상에, 예를 들어 0.7 ㎛ 두께의 감광성 물질(3)을 형성한다.

이어서, 전자빔 노광법, 레이저빔 노광법 등을 사용하여 감광성 물질(3)에 마스크 패턴(3a)을 직접 형성한다. 그 다음, 감광성 물질(3)을 마스크로 하여 크롬 필름(2)을 에칭하고, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이 이러한 크롬 필름(2)에 마스크 패턴(3a)과 동일한 형상의 마스크 패턴(2a)을 형성한다.

그 다음, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 감광성 물질(3)의 상부에 제 2 감광성 물질(8)을 형성한다. 이 제 2 감광성 물질(8)은 액상이고, 마스크 패턴(2a, 3a)의 개구에도 널리 퍼진다. 또한, 이 상태에서 유리 기판(1)의 이면으로부터 노광시킨다. 이로써, 크롬 필름(2)의 마스크 패턴(2a)에 해당하는 제 2 감광성 물질(8)이 노광된다.

상기 노광의 완료 후, 위쪽부터 드라이 에칭을 실시한다. 이 때, 제 2 감광성 물질(8)에서 노광되지 않은 부분이 에칭된다. 또한, 감광성 물질(3)가 에칭된다. 따라서, 드라이 에칭에 의해 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, 제 2 감광성 물질의 노광된 부분이 마스크 패턴(8a)으로서 형성된다.

그 다음, 전기 도금을 수행함으로써 크롬 필름(2) 상에 금속 도금층(6)을 형 성하고, 이를 박리시켜 금속 마스크(7)를 수득한다.

본 실시양태에 따르면, 건조 필름을 이용하지 않고, 습윤 감광성 물질을 사용하여 금속 마스크(7)를 수득할 수 있다.

이로써 수득된 금속 마스크는, EL 패널의 증착 마스크로서 이용되는 것이 바람직하다. 즉, EL 패널은, 유리 기판 상의 화소마다 EL 소자를 갖는다. 이 EL 소자는 음극과 양극 사이에 전자 수송층, 발광층, 정공 수송층을 포함한다. 또한, 활성 타입의 EL 패널은, 각 EL 소자에서의 발광을 제어하기 위해, 각 EL 소자에 대응하는 박막 트랜지스터(TFT)를 포함한다. 이러한 EL 소자를 갖는 EL 패널의 형성에서는, 필요한 재료층을 소정 형상의 패턴으로 순차적으로 적층한다. 화소가 작을수록 고도로 정밀한 표시가 가능하므로, 재료 적층에서의 마스크로서 본 발명의 금속 마스크가 바람직하게 이용된다.

특히, 금속 마스크로서, 니켈 등의 자성체를 사용하는 경우, 표면에 자력을 사용하여 금속 마스크를 용이하게 고정시킬 수 있기 때문에, 재료를 적층하기 위한 표면에 금속 마스크를 용이하게 고정시킬 수 있다. 따라서, EL 패널용 증착 마스크로서 본 발명의 금속 마스크가 바람직하다.

이상, 본 발명의 금속 마스크의 제조방법의 각 실시양태를 도면을 참조하여 설명하였으나, 구체적인 구성은 전술한 각 실시양태로 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 설계의 변경 등이 가능하다.

예를 들어, 제 1 및 제 2 실시양태의 금속 마스크의 제조방법에서는, 유리 기판(1)을 사용하는 구성이지만, 이 유리 기판(1)은, 크롬 등의 도전 재료를 성막 하여 수득한 것이면 가능하고, 상기 유리 기판(1) 이외에도 내열성 수지판 및 내열성 수지 필름 등이 바람직하게 사용된다. 추가로, 제 2 실시양태에서는, 유리 기판(1)의 이면으로부터의 노광을 실시하지 않는다. 따라서, 유리 기판(1) 대신에 불투명한 기판을 사용할 수 있다. 예를 들어, 세라믹 기판 등을 사용할 수 있다.

또한, 전자빔 노광법, 레이저빔 노광법 등을 사용하여 감광성 물질(3)에 마스크 패턴(3a)을 직접 형성하는 대신, 마스터 마스크를 사용하여 감광성 물질(3)을 노광시키고, 이 감광성 물질(3)에 마스크 패턴(3a)을 형성할 수 있다.

또한, 유리 기판(1)의 표면에 크롬 필름(2) 및 감광성 물질(3)을 순차적으로 형성하는 구성으로 하지만, 미리 유리 기판(1)의 표면에 크롬 필름(2)이 형성된 기재를 준비하고, 이러한 기재의 크롬 필름(2) 상에 감광성 물질(3)을 형성함으로써 수행할 수 있다. 또한, 크롬 필름(2) 대신에 Cr을 주성분으로 하는 Cr 합금 또는 ITO 필름을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 건조 필름(4)을 사용하지만, 이러한 건조 필름(4)은 감광성을 갖는 재료일 수 있고, 예를 들어, 액상 레지스트 등의 액상 감광 수지 등을 사용할 수 있다.

또한, 금속 도금층(6, 11)을 구성하는 금속은, 전기 도금에 의해 형성가능한 모든 금속일 수 있고, Ni, Ni-Co 합금 및 Ni-W 합금으로 한정되지 않는다. 예를 들어, Ta(탄탈륨), Mo(몰리브덴) 및 W(텅스텐) 등을 사용할 수 있다.

또한, 전술한 실시양태에서는, 전기 도금을 사용하였으나, 무전해 도금을 사용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 투명판 또는 투명 필름의 한쪽 주요면에 마스크 패턴을 갖는 도전성 필름을 형성하고, 도전성 필름 상에 감광성 필름을 형성하고, 상기 도전성 필름을 마스크로 하여 감광성 필름을 투명판 또는 투명 필름 측으로부터 노광시켜 감광성 필름에 마스크 패턴과 동일한 형상의 마스크 패턴을 형성한다. 이로써, 투명판 또는 투명 필름 상의 도전성 필름이 없는 영역에 감광성 필름을 형성할 수 있다. 따라서, 투명판 또는 투명 필름으로서 유리 등과 같이 열팽창률이 작은 재질을 선택하는 것이 용이하고, 시간 경과에 따라 패턴 치수의 변동을 유발할 수 있는 영향을 배제시킬 수 있다. 따라서, 금속 마스크의 제조공정에서 마스크 패턴의 치수를 용이하게 제어할 수 있다.

또한, 감광성 필름을 마스크로 하여 도전성 필름 상에 금속 도금층을 형성한 다음, 금속 도금층을 박리함으로써 감광성 필름에 형성된 마스크 패턴과 동일한 형상의 패턴을 갖는 금속 마스크를 용이하게 수득할 수 있다.

이 때, 도전성 필름 상에 금속 도금층을 형성하고, 상기 금속 도금층을 박리시키는 공정을 반복함으로써 고정밀도의 금속 마스크 다수개를 동일한 정밀도로 제조할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 절연 기판의 한쪽 주요면에 마스크 패턴을 갖는 도전성 필름을 형성하고, 도전성 필름 상에 마스크 패턴과 동일한 형상의 마스크 패턴을 갖는 금속 도금층을 형성하고, 상기 금속 도금층을 박리시켜 금속 마스크를 수득한다. 절연 기판으로는 유리 또는 세라믹 등과 같이 열팽창률이 작은 재료가 사용될 수 있다. 이로써, 금속 마스크의 제조공정에서 마스크 패턴의 치수를 용이하게 제어할 수 있다. 또한, 이 방법에 따르면, 공정 수행이 간편해지므로 금속 마스크의 생산 단가를 낮출 수 있다.

또한, 금속 마스크의 개구부측이 테이퍼 형상으로 되어, 마스크 패턴의 정밀도가 향상될 수 있다. 특히, 도전성 필름 인접측의 개구가 가장 작아지도록 금속 마스크를 구성함으로써 마스크 패턴을 도전성 필름과 정확히 합치시킨다.

또한, 감광성 필름을 테이퍼 형상으로 형성함으로써 테이퍼 형상의 개구를 갖는 금속 마스크를 용이하게 수득할 수 있다.

이상으로부터, 본 발명에 따르면, 제조공정에서 치수를 용이하게 제어할 수 있고 고정밀도의 금속 마스크 다수개를 동일한 정밀도로 제조할 수 있고 금속 마스크의 생산 단가를 낮출 수 있다.

Claims (14)

1. 증착 마스크를 사용하여 하나 이상의 증착 필름을 형성하는 것을 포함하는 전기발광(EL) 소자의 제조 방법으로서,

   상기 증착 마스크가,

   (i) 투명판 또는 투명 필름의 표면상에 배치되고 마스크 패턴을 갖는 도전성 필름 상에 감광성 필름을 형성하는 단계;

   (ii) 도전성 필름의 마스크 패턴중의 개구부를 통해 감광성 필름의 일부를 노출시키는 단계;

   (iii) 도전성 필름 위의 미노출 부분을 제거하고 감광성 필름의 남은 노출된 부분이 투명 판 또는 투명 필름에 인접한 것보다 상부에서 더 넓도록 감광성 필름을 현상하는 단계;

   (iv) 감광성 필름의 노출된 부분이 금속판층에 테이퍼된(tapered) 마스크 패턴을 생성하도록 도전성 필름 상에 금속판층을 형성하는 단계;

   (v) 도전성 필름으로부터 금속판층을 분리하여 증착 마스크를 형성하는 단계에 의해 형성되고, 상기 증착 마스크의 마스크 패턴이 증착 필름을 형성하는데 사용되는 제조 방법.
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