KR101234953B1 - 박막 증착용 쉐도우마스크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박막 증착용 쉐도우마스크에 관한 것으로, 박막 증착용 챔버 내에서 기판 상에 박막 증착 영역을 한정하기 위하여 사용되는 쉐도우마스크로서, 상기 기판 상면과 평행하게 상기 기판 상면 가장자리 일부를 덮으며 대향하는 바닥면과, 상기 바닥면과 제1 각도를 이루며 상기 기판의 중앙 쪽 방향으로 연장된 제1 경사면을 포함하는 몸체부와, 상기 몸체부의 일단 상측으로 돌출형성되며, 상기 바닥면과 제2 각도를 이루며 상기 제1 경사면의 기판 중앙 쪽 방향의 단부로부터 상기 기판의 가장자리 쪽 방향으로 연장된 제2 경사면을 포함하는 돌출부를 포함함으로써, 챔버 내에서의 플라즈마 가스의 흐름을 바꾸어서 쉐도우마스크에 의해 한정되어 노출된 기판의 박막 형성영역의 표면에 증착되는 박막의 두께를 보다 균일하게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

박막 증착용 쉐도우마스크{SHADOW MASK FOR MAKING THIN FILM}
본 발명은 박막 증착용 쉐도우마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 박막(Thin film) 증착 장비인 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장비에서 기판 상에 증착 영역만 노출시키고 그 외 영역은 덮는 역할을 하는 쉐도우마스크(Shadow Mask)의 형상을 구조적으로 개선함으로써, 챔버 내에서의 플라즈마 가스의 흐름을 바꾸어서 쉐도우마스크에 의해 한정되어 노출된 기판의 박막 형성영역의 표면에 증착되는 박막의 두께를 보다 균일하게 한 박막 증착용 쉐도우마스크에 관한 것이다.
일반적으로, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)는 실리콘, 질화막, 실리콘 산화막 등을 균일하고 빠르게 증착할 수 있어, 반도체 및 a-Si:H TFT를 위한 성막 공정에 일반적으로 사용되는 장비이다.
최근 디스플레이(Display) 산업은 스마트폰(Smart Phone)을 비롯한 다양한 어플리케이션(Application)의 모바일(Mobile) 소형 제품이 생산되고 있으며, 이를 위한 원판 글래스(Glass)의 용적율(원판 글래스에 집적되는 패널이 차지하게 되는 비율)이 양산성 측면에서 중요한 고려 인자가 되며, 이를 위해서는 가능한 원판 글래스의 최외각까지 사용할 수 있도록 하는 기술이 필요하다.
도 1은 일반적인 PECVD 장비에 있어서 기판의 외곽 일부를 덮도록 배치되는 쉐도우마스크의 개략적인 평면도 및 A-A' 단면도이고, 도 2는 종래 도 1의 쉐도우마스크에 의해 기판에 박막을 증착하는 경우 일반적인 PECVD 장비의 챔버 내에서 플라즈마 가스의 흐름을 나타낸 모식도이며, 도 3은 도 1의 A-A' 단면에 있어서 기판에 증착된 박막의 위치별 두께를 나타낸 그래프이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 종래의 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장비(10)의 경우, 챔버(Chamber)(11) 내의 샤워헤드(Shower Head)(12)에서 플라즈마 가스(Plasma gas)가 기판(13) 쪽으로 공급되어 기판(13)에 증착이 되도록 하며, 한편에서는 플라즈마 가스를 펌프(pump)(14)로 펌핑하여 배출시킨다.
이때, 쉐도우마스크(15)의 형상으로 인해 펌프(14)로 펌핑되어 배출되는 플라즈마 가스의 흐름에 따라 증착이 적절히 되지 않고 배출되어버리는 영역(A)이 발생한다.
그에 따라 박막이 증착된 결과물을 보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(13)에서 쉐도우마스크(15)에 의해 한정되어 노출된 영역 즉, 박막 형성영역의 쉐도우마스크(15)의 내측 단부 부근의 영역에서 박막이 적절히 증착되지 못하고 기판(13)의 중앙부에 비해 얇은 두께로 증착되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 박막 증착 장비인 PECVD 장비에서 기판 상에 증착 영역만 노출시키고 그 외 영역은 덮는 역할을 하는 쉐도우마스크의 형상을 구조적으로 개선함으로써, 챔버 내에서의 플라즈마 가스의 흐름을 바꾸어서 쉐도우마스크에 의해 한정되어 노출된 기판의 박막 형성영역의 표면에 증착되는 박막의 두께를 보다 균일하게 한 박막 증착용 쉐도우마스크를 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은, 박막 증착용 챔버 내에서 기판 상에 박막 증착 영역을 한정하기 위하여 사용되는 쉐도우마스크로서, 상기 기판 상면과 평행하게 상기 기판 상면 가장자리 일부를 덮으며 대향하는 바닥면과, 상기 바닥면과 제1 각도를 이루며 상기 기판의 중앙 쪽 방향으로 연장된 제1 경사면을 포함하는 몸체부; 및 상기 몸체부의 일단 상측으로 돌출형성되며, 상기 바닥면과 제2 각도를 이루며 상기 제1 경사면의 기판 중앙 쪽 방향의 단부로부터 상기 기판의 가장자리 쪽 방향으로 연장된 제2 경사면을 포함하는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착용 쉐도우마스크를 제공하는 것이다.
여기서, 상기 제1 각도는 둔각이며, 상기 제2 각도는 예각인 것으로 이루어짐이 바람직하다.
바람직하게, 상기 제1 각도와 제2 각도의 합이 180도가 되도록 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 돌출부의 두께는 상기 몸체부의 두께와 동일하거나 크게 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 돌출부를 상기 몸체부의 바닥면에 수직 방향으로 절단한 단면 형상은 삼각형 또는 사다리꼴 형태로 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 박막 증착용 쉐도우마스크에 따르면, 박막 증착 장비인 PECVD 장비에서 기판 상에 증착 영역만 노출시키고 그 외 영역은 덮는 역할을 하는 쉐도우마스크의 형상을 구조적으로 개선함으로써, 챔버 내에서의 플라즈마 가스의 흐름을 바꾸어서 쉐도우마스크에 의해 한정되어 노출된 기판의 박막 형성영역의 표면에 증착되는 박막의 두께를 보다 균일하게 할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 PECVD 장비에 있어서 기판의 외곽 일부를 덮도록 배치되는 쉐도우마스크의 개략적인 평면도 및 A-A' 단면도이다.
도 2는 종래 도 1의 쉐도우마스크에 의해 기판에 박막을 증착하는 경우 일반적인 PECVD 장비의 챔버 내에서 플라즈마 가스의 흐름을 나타낸 모식도이다.
도 3은 도 1의 A-A' 단면에 있어서 기판에 증착된 박막의 위치별 두께를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 쉐도우마스크를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 쉐도우마스크에 의해 기판에 박막을 증착하는 경우 PECVD 장비의 챔버 내에서 플라즈마 가스의 흐름을 나타낸 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 쉐도우마스크의 단면에 있어서 기판에 증착된 박막의 위치별 두께를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 쉐도우마스크를 설명하기 위한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 쉐도우마스크에 의해 기판에 박막을 증착하는 경우 PECVD 장비의 챔버 내에서 플라즈마 가스의 흐름을 나타낸 모식도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 쉐도우마스크의 단면에 있어서 기판에 증착된 박막의 위치별 두께를 나타낸 그래프이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 쉐도우마스크(100)는, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장비(200)의 챔버(210) 내에서 기판(300) 상에 박막을 증착하기 위하여 사용되는 쉐도우마스크로서, 크게 몸체부(110) 및 돌출부(120)로 이루어진다.
여기서, 몸체부(110)는 전체적인 몸체를 이루며, 기판(300) 상면과 평행하게 기판(300)의 상면 가장자리 일부를 덮으며 대향하는 바닥면(111)과, 바닥면(111)과 제1 각도(θ1)를 이루며 기판(300)의 중앙 쪽 방향으로 연장된 제1 경사면(112)을 포함하며, 일정한 두께(t1)(예컨대, 약 15mm∼20mm)를 갖도록 형성되어 있다.
그리고, 돌출부(또는 배리어부)(120)는 몸체부(110)의 내측 테두리 영역 상부 즉, 몸체부(110)의 일단 상측으로 돌출형성되어 있으며, 몸체부(110)의 바닥면(111)과 제2 각도(θ2)를 이루며 제1 경사면(112)의 기판(300)의 중앙 쪽 방향의 단부로부터 기판(300)의 가장자리 쪽 방향으로 연장된 제2 경사면(121)을 구비하며, 일정한 두께(t2)를 갖도록 형성되어 있다.
이때, 제1 각도(θ1)는 둔각(90도<θ1<180도)으로 이루어지며, 제2 각도(θ2)는 예각(0도<θ2<90도)으로 이루어짐이 바람직하다.
또한, 제1 각도(θ1)는 둔각으로 이루어지며, 제1 및 제2 각도의 합(θ1+θ2)이 180도가 되도록 이루어질 수도 있다.
한편, 돌출부(120)의 두께(t2)는 몸체부(110)의 두께(t1)와 실질적으로 동일하거나 크게 이루어짐이 바람직하다.
또한, 돌출부(120)를 몸체부(110)의 바닥면(111)에 수직 방향으로 절단한 단면 형상은 예컨대, 삼각형 또는 사다리꼴 형태로 이루어질 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 쉐도우마스크(100)를 이용하여 PECVD 장비(200)에 의해 기판(300) 상에 박막을 증착하는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 챔버(Chamber)(210) 내의 샤워헤드(Shower Head)(220)에서 플라즈마 가스(Plasma gas)가 기판(300) 쪽으로 공급되어 기판(300)에 증착이 되도록 하며, 한편에서는 플라즈마 가스를 펌프(pump)(230)로 펌핑하여 배출시킨다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 쉐도우마스크(100)의 형상으로 인해 펌프(230)로 펌핑되어 배출되는 플라즈마 가스의 흐름에 따라 플라즈마 가스가 B영역에서 빨리 빠져나가지 않게 되어 도 6에 도시된 바와 같이, 기판(300) 전체적으로 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 쉐도우마스크에 의해 박막 증착시 위치별 두께와 종래의 쉐도우마스크에 의해 박막 증착시 위치별 두께를 비교하여 보여주고 있다.
전술한 본 발명에 따른 박막 증착용 쉐도우마스크에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
100 : 쉐도우마스크,
110 : 몸체부,
120 : 돌출부,
200 : PECVD 장비,
210 : 챔버,
220 : 샤워헤드,
230 : 펌프,
300 : 기판

Claims (5)

  1. 박막 증착용 챔버 내에서 기판 상에 박막 증착 영역을 한정하기 위하여 사용되는 쉐도우마스크로서,
    상기 기판 상면과 평행하게 상기 기판 상면 가장자리 일부를 덮으며 대향하는 바닥면과, 상기 바닥면과 제1 각도를 이루며 상기 기판의 중앙 쪽 방향으로 연장된 제1 경사면을 포함하는 몸체부; 및
    상기 몸체부의 일단 상측으로 돌출형성되며, 상기 바닥면과 제2 각도를 이루며 상기 제1 경사면의 기판 중앙 쪽 방향의 단부로부터 상기 기판의 가장자리 쪽 방향으로 연장된 제2 경사면을 포함하는 돌출부를 포함하며,
    상기 제1 각도와 제2 각도의 합이 180도가 되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 증착용 쉐도우마스크.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 각도는 둔각이며, 상기 제2 각도는 예각인 것을 특징으로 하는 박막 증착용 쉐도우마스크.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 돌출부의 두께는 상기 몸체부의 두께와 동일하거나 크게 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 증착용 쉐도우마스크.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 돌출부를 상기 몸체부의 바닥면에 수직 방향으로 절단한 단면 형상은 삼각형 또는 사다리꼴 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 증착용 쉐도우마스크.
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