KR102380239B1 - Oled용 오픈 메탈 마스크 제조 방법 - Google Patents

Oled용 오픈 메탈 마스크 제조 방법 Download PDF

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KR102380239B1 KR1020210180088A KR20210180088A KR102380239B1 KR 102380239 B1 KR102380239 B1 KR 102380239B1 KR 1020210180088 A KR1020210180088 A KR 1020210180088A KR 20210180088 A KR20210180088 A KR 20210180088A KR 102380239 B1 KR102380239 B1 KR 102380239B1
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Abstract

본 발명의 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조방법은, 금속시트를 제공하는 단계; 상기 금속시트의 상부면과 하부면에 제1 및 제2 포토레지스트 필름을 부착하고, 노광 및 현상 공정을 진행하여 미리 설정된 개구부와 대응되는 영역의 금속시트의 상부면과 하부면 일부가 노출된 제1 및 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 1차 식각 공정을 진행하여 상기 노출된 금속시트의 상부면에 제1홈을 형성하는 단계; 상기 제1홈이 형성된 금속시트에 레이저 공정을 진행하여 제1 및 제2 개구 유도홈을 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2 개구 유도홈이 형성된 금속시트에 2차 식각 공정을 진행하여 미리 설정된 개구부와 대응되는 영역의 금속시트가 제거된 개구부를 형성하는 단계; 및 상기 개구부가 형성된 금속시트의 제1 및 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.

Description

OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법{Method for fabricating open metal mask for Organic Light Emitting Display}
본 발명은 OLED(Organic Light-Emitting Display)용 오픈 메탈 에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 마스크 제조 공정 중 발생하는 포토레지스트 패턴의 쉬프트 현상에도 개구부 편차를 최소화할 수 있도록 한 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법에 관한 것이다.
최근들어 LCD(Liquid Crystal Display)를 대체할 수 있는 표시장치로 주목받고 있는 OLED(유기 발광 표시 장치, Organic Light-Emitting Diode)는, 스마트폰, 태블릿PC 등과 같은 소형 디바이스뿐만 아니라, TV, 모니터, 퍼블릭 디스플레이(PD, Public Display) 등과 같은 대형 디바이스에도 다양하게 적용되고 있다.
이러한 OLED는 빛을 내는 층이 유기 화합물로 이루어진 박막 발광 표시장치로서, 산화 공정, 포토 공정, 식각 공정, 박막 및 증착 공정, 금속화 공정, EDS 및 패키징과 같은 다수의 공정단계를 거쳐 제조된다.
여기서 통상적으로 박막 및 증착 공정은, 디스플레이 면적 전체에 동일한 재질의 박막층을 적층하는 공정이다. 박막 및 증착 공정은 수십~수백개의 개구부 패턴을 가지는 오픈 메탈 마스크(OMM, Open Metal Mask)를 이용하여 진행행된다.
반면, 디스플레이 영역의 화소 영역에 유기물층을 형성할 때에는 오픈 메탈 마스크(OMM)보다 작은 미세 개구부 패턴들을 갖는 미세 금속 마스크(FMM: Fine Metal Mask)가 사용된다.
또한, 오픈 메탈 마스크는 금속시트에 포토레지스트 필름을 부작한 후, 노광, 현상 및 식각 공정을 진행하여 금속시트에 복수의 개구부들 형성하는 방식으로 제조된다. 따라서, 오픈 메탈 마스크는 복수의 개구부를 갖는 격자 마스크 형태를 갖는다.
하지만, 오픈 메탈 마스크는 개구부 형성을 위한 노광 및 현상 공정을 진행하는 과정에서 포토레지스트 필름의 부착, 포토레지스트 필름에 가해지는 열이나 압력 등 다양한 요인에 의해 포토레지스트 필름의 쉬프트 문제가 발생한다.
예를 들어, 포토레지스트 필름이 금속시트에 부착될 때 미스 얼라인 되어 부착된 후 패터닝(현상)되거나, 노광 및 현상 공정으로 포토레지스트 패턴을 형성할 때, 포토레지스트 패턴이 팽창하거나 압력이 가해져 포토레지스트 패턴의 위치가 변경될 수 있다.
이와 같이, 금속시트에 부착되는 포토레지스트 필름(패턴)에 쉬프트 불량이 발생하면, 식각 공정은 쉬프트된 포토레지스트 패턴에 따라 진행되기 때문에 오픈 메탈 마스크의 개구부 사이즈가 달라지거나 개구부의 위치(CPA, Cell Position Accuration)가 변경되는 불량이 발생한다. 이와 같이, 오픈 메탈 마스크의 개구부 사이즈나 개구부 위치가 변경되면 증착되는 박막의 위치가 OLED 기판의 셀영역에서 벗어나는 등의 문제가 발생한다.
또한, 포토레지스트 필름의 팽창 및 쉬프트 불량은 금속시트의 식각면에 대한 테이퍼 각도를 변경시켜 섀도우 현상을 유발할 수 있다. 특히, 이러한 새도우 현상은 OLED의 표시영역 가장자리에 대한 정밀도를 감소시킨다.
또한, 포토레지스트 필름의 팽창 및 쉬프트 불량은 식각 단면에 날카로운 돌기들을 형성하기 때문에 이후 다른 공정단계에서 기판과 오픈 메탈 마스크 사이의 이물질을 유발하거나 기판 상의 절연층 및 소자층들을 손상시키는 문제를 발생시킨다.
또한, 오픈 메탈 마스크 제조시 포토레지스트 필름의 팽창 및 쉬프트 불량은 미리 설정된 개구부의 형태와 큰 편차를 갖는 개구부 형성의 원인이 된다.
또한, 오픈 메탈 마스크에 개구부 사이즈 및 위치 불량이 발생될 경우, 이를 리페어하기 위한 레이저 트리밍 공정은 개구부의 크기만 확장시키는 공정이 되어 리페어 공정을 적용하는데도 한계가 있다.
특히, OLED는 기판 상에 박막 증착 공정을 복수회 진행하여 제조하기 때문에 오픈 메탈 마스크의 개구부 불량은 OLED 제조를 위해 증착되는 각각의 박막들에 누적되어 생산수율을 저하시키게 된다.
KR 10-1918551 B1
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 미리 설정된 개구부 영역과 대응되는 금속시트 상에 개구 유도홈들을 형성하여 식각 공정 중 개구부의 사이즈 편차 및 위치 변경 불량이 발생되는 것을 방지한 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 금속시트에 부착된 포토레지스트 필름에 쉬프트 불량이 발생하더라도 미리 설정된 개구부 영역 방향으로 식각 방향을 유도하도록 하여 개구부의 위치 변경을 최소화한 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은, 금속시트에 개구 유도홈을 형성하여 미리 설정된 개구부의 사이즈와 형성 위치를 일정한 편차 내에서 관리할 수 있도록 한 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은, 금속시트 상에 개구 유도홈을 형성하여 금속시트에 부착된 포토레지스트 필름이 쉬프트되더라도 개구부의 식각면 테이퍼 각도를 일정하게 유지하도록 한 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은, 금속시트에 부착된 포토레지스트 필름이 이동하더라도 개구부 영역의 식각 단면이 완만한 테이퍼 각도를 유지할 수 있도록 한 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법을 제공하고자 한다.
다만, 본 발명 및 본 발명의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
종래 기술을 해결하기 위한 본 발명의 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조방법은, 금속시트를 제공하는 단계; 상기 금속시트의 상부면과 하부면에 제1 및 제2 포토레지스트 필름을 부착하고, 노광 및 현상 공정을 진행하여 미리 설정된 개구부와 대응되는 영역의 금속시트의 상부면과 하부면 일부가 노출된 제1 및 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 1차 식각 공정을 진행하여 상기 노출된 금속시트의 상부면에 제1홈을 형성하는 단계; 상기 제1홈이 형성된 금속시트에 레이저 공정을 진행하여 제1 및 제2 개구 유도홈을 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2 개구 유도홈이 형성된 금속시트에 2차 식각 공정을 진행하여 미리 설정된 개구부와 대응되는 영역의 금속시트가 제거된 개구부를 형성하는 단계; 및 상기 개구부가 형성된 금속시트의 제1 및 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제1 및 제2 개구 유도홈의 깊이는 상기 제1홈의 깊이보다 깊고, 상기 제1홈의 깊이는 20㎛ 이하이며, 상기 1차 식각 공정 단계는, 상기 제1홈과 대응되는 상기 금속시트의 하부면에 제2홈을 더 형성한다.
또한, 본 발명의 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조방법은, 상기 제1 및 제2 개구 유도홈은 펨토초 레이저(femto-second laser)를 이용하고, 상기 제1 및 제2 개구 유도홈은 제1홈의 둘레를 따라 서로 연속된 형태로 형성하고, 상기 제1 및 제2 개구 유도홈은 제1홈의 둘레를 따라 복수의 홈들이 소정 거리 이격된 형태로 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조방법은, 금속시트를 제공하는 단계; 상기 금속시트의 상부면과 하부면에 제1 및 제2 포토레지스트 필름을 부착하고, 노광 및 현상 공정을 진행하여 미리 설정된 개구부와 대응되는 영역의 금속시트의 상부면과 하부면 일부가 노출된 제1 및 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 1차 식각 공정을 진행하여 상기 노출된 금속시트의 상부면에 제1홈을 형성하는 단계; 상기 제1홈이 형성된 금속시트에 1차 레이저 공정을 진행하여 제1 및 제2 개구 유도홈을 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2 개구 유도홈이 형성된 금속시트의 노출된 하부면에 2차 레이저 공정을 진행하여 제3 및 제4 개구 유도홈을 형성하는 단계; 상기 제1 내지 제4 개구 유도홈이 형성된 금속시트에 2차 식각 공정을 진행하여 미리 설정된 개구부와 대응되는 영역의 금속시트가 제거된 개구부를 형성하는 단계; 및 상기 개구부가 형성된 금속시트의 제1 및 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제1 및 제2 개구 유도홈의 깊이는 상기 제1홈의 깊이보다 깊고, 상기 제1홈의 깊이는 20㎛ 이하이며, 상기 1차 식각 공정 단계는, 상기 제1홈과 대응되는 상기 금속시트의 하부면에 제2홈을 더 형성한다.
또한, 본 발명의 OLED용 오픈 메탈 마스크는, 상기 제1 내지 제4 개구 유도홈은 펨토초 레이저(femto-second laser)를 이용하고, 상기 제1 및 제2 개구 유도홈은 제1홈의 둘레를 따라 서로 연속된 형태로 형성하고, 상기 제3 및 제4 개구 유도홈은 상기 금속시트의 노출된 하부면의 둘레를 따라 서로 연속된 형태로 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 미리 설정된 개구부 영역과 대응되는 금속시트 상에 개구 유도홈들을 형성하여 식각 공정 중 개구부의 사이즈 편차 및 위치 변경 불량을 방지한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 금속시트에 부착된 포토레지스트 필름에 쉬프트 불량이 발생하더라도 미리 설정된 개구부 영역 방향으로 식각 방향을 유도하도록 하여 개구부의 위치 변경을 최소화한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 금속시트에 개구 유도홈을 형성하여 미리 설정된 개구부의 사이즈와 형성 위치를 일정한 편차 내에서 관리할 수 있도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 금속시트 상에 개구 유도홈을 형성하여 금속시트에 부착된 포토레지스트 필름이 쉬프트되더라도 개구부의 식각면 테이퍼 각도를 일정하게 유지하도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 금속시트에 부착된 포토레지스트 필름이 이동하더라도 개구부 영역의 식각 단면이 완만한 테이퍼 각도를 유지할 수 있도록 한 효과가 있다.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법을 설명하기 위한 OLED의 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 OLED용 오픈 메탈 마스크의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4a 내지 4d는 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법으로 수행되는 공정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5a 내지 5c는 종래의 기술에 따라 금속시트에 부착된 포토레지스트 패턴에 쉬프트 불량이 발생한 경우 오픈 메탈 마스크의 개구부가 형성되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 공정에서 포토레지스트 패턴에 쉬프트가 발생한 경우 오픈 메탈 마스크의 개구부가 형성되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 7a 내지 도 7d은 본 발명의 다른 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 공정에 대한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법을 설명하기 위한 OLED의 구조를 도시한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 OLED용 오픈 메탈 마스크의 구조를 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 OLED(유기발광 표시장치)용 오픈 메탈 마스크는 유기발광 표시장치 제조시 화소들이 격자 형태로 배열된 셀영역(디스플레이 영역) 단위로 유기물을 증착하는데 사용된다.
도 1은 유기발광 표시장치를 구성하는 표시패널의 기판(S) 상에 형성되는 임의의 화소 영역의 단면도를 나타낸다. 유기발광 표시장치는 표시영역과 비표시영역으로 구분되는 표시패널을 포함하고, 표시패널의 표시영역에는 복수의 화소들이 격자 형태로 배치된다.
또한, 각 화소 영역은 유기발광층을 포함하는 유기발광 다이오드(LD)가 배치된다. 유기발광층은 적색(R) 파장의 광을 발생하는 적색(R) 유기발광층, 녹색(G) 파장의 광을 발생하는 녹색(G) 유기발광층, 청색(B) 파장의 광을 발생하는 청색(B) 유기발광층이 배치될 수 있다. 하지만, 이것은 고정된 것이 아니기 때문에 유기발광 표시장치의 사용 조건 또는 사용 환경에 따라 각 화소는 RGB 단위 화소 또는 RGBR'G' 단위 화소 등으로 규정될 수 있따.
적색 프라임(R') 유기발광층은 색좌표를 기준으로 적색 계열의 파장을 갖는 광이 발생하도록 적색(R) 유기발광층에 일정한 물질을 도핑한 유기발광층이다. 마찬가지로 녹색 프라임(G') 유기발광층은 색좌표를 기준으로 녹색 계열의 파장을 갖는 광이 발생하도록 녹색(G) 유기발광층에 일정한 물질을 도핑한 유기발광층이다.
각 구성요소의 상면은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 면과 평행하다. 각 구성요소의 두께 방향은 제3 방향(DR3)이 지시한다. 각 구성요소의 상측(또는 상부)과 하측(또는 하부)은 제3 방향(DR3)에 의해 구분된다.
그러나, 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다.
유기발광 표시장치의 표시패널은 기판(S) 상에 게이트 라인, 데이터 라인, 스위칭 소자 등으로 구성된 어레이층(AL)이 형성되고, 어레이층(AL) 상에 발광소자(LD)가 형성된다.
표시패널의 어레이층(AL) 상에는 화소 정의막(PDL)이 형성되고, 하나의 화소는 발광소자(LD)가 배치되는 발광영역(PXA)과 화소 정의막(PDL)과 대응되는 비발광영역(NPXA)으로 구분된다. 발광소자(LD)는 유기발광 다이오드 또는 퀀텀닷 발광 다이오드일 수 있다.
화소 정의막(PDL)으로 구획되는 개구영역의 어레이층(AL) 상에는 애노드(AE), 정공 제어층(HCL), 발광층(EML), 전자 제어층(ECL) 및 캐소드(CE)가 순차적으로 적층 형성된다.
여기서, 정공 제어층(HCL) 및 전자 제어층(ECL)은 발광영역(PXA)과 비발광영역(NPXA)을 포함하는 화소들이 배치된 표시영역에 공통으로 배치될 수 있다. 반면, 발광층(EML)은 각 화소의 개구 영역에만 배치된다. 전술한 바와 같이, 발광층(EML)은 유기발광층으로 형성될 수 있고, 각 화소에 요구되는 파장의 광을 발생하는 유기발광층이 형성된다.
이와 같이, 유기발광 표시장치를 제조할 때, 정공 제어층(HCL)과 전자 제어층(ECL)과 같이 표시패널의 표시영역 전체에 배치되는 유기물층은 오픈 메탈 마스크를 이용하여 증착할 수 있다. 하나의 공정 챔버에 로딩되는 기판은 복수의 표시패널을 동시에 제조하는 방식으로 진행되기 때문에 하나의 표시패널과 대응되는 영역을 셀영역으로 정의한다. 보다 구체적으로 셀영역은 하나의 표시패널의 표시영역과 대응될 수 있다. 따라서, 오픈 메탈 마스크(OMM)는 복수의 셀영역과 대응되는 개구부를 갖는 격자 형태로 형성된다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(S) 상에 발광소자(OLED)가 형성되면 발광소자(LD) 상에 증착 패턴(ECP)을 형성한다. 증착 패턴(ECP)은 보통 복수의 유기막과 무기막이 교대로 적층된 구조로 형성된다. 증착 패턴(ECP)은 표시 소자층(EL)을 봉지하기 위한 박막봉지층(TFE, Thin Film Encapsulation)일 수 있다.
본 발명의 실시예는, 상술한 구성요소 설명 중, 셀영역 전체에 박막을 증착할 때 사용하는 오픈 메탈 마스크(OMM)에 관한 것이다.
자세히, 본 발명의 실시예는 오차 없이 셀영역의 정확한 위치에 정공 제어층(HCL)과 전자 제어층(ECL)을 증착할 수 있도록 개구부의 편차를 최소화한 오픈 메탈 마스크를 제조하는 방법에 대한 것이다.
도 2를 참조하면, 오픈 메탈 마스크 본체(MB)는 적어도 하나 이상의 개구부(OP)가 격자 형태로 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 개구부(OP)는 기판(S) 상에 구획되는 셀영역들과 대응될 수 있다.
복수의 개구부(OP)들은 제1 방향(DR1) 및/또는 제2 방향(DR2)으로 서로 일정 간격 이격되어 배치될 수 있으며, 개구부(OP)를 통하여 유기물은 기판(S) 상에 증착된다.
복수의 개구부(OP) 각각은 마스크 본체(MB)의 두께 방향(DR3, 이하, 제3 방향)을 따라 마스크 본체(MB)를 관통하여 정의될 수 있다. 또한, 복수의 개구부(OP)들의 개수는 도 2에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다.
마스크 본체(MB)는 철, 니켈의 합금 및 인바(invar)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 철 및 니켈의 합금에서, 니켈의 함유 비율은 30wt% 이상 40wt% 이하의 범위를 가질 수 있다.
코팅층(OC)은 마스크 본체(MB)의 상면 및 하면을 포함하는 외면 및 개구부(OP)의 내벽에 배치되고, 마스크 본체(MB)의 외면을 커버하는 것일 수 있다. 또한, 코팅층(OC)은 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물 및 두 물질이 공유결합한 물질을 포함할 수 있다.
코팅층(OC)에 포함된 알루미늄 산질화물 중 알루미늄 산화물은 불소계 화합물에 대한 내식성이 우수한 것일 수 있다. 코팅층(OC)에 포함된 알루미늄 산질화물 중 알루미늄 질화물은 알루미늄 산화물에 비해 절연특성이 우수하고, 알루미늄 산화물에 비해 경도(hardness)가 높은 것일 수 있다.
일 실시예에 따른 오픈 메탈 마스크(OMM)는 외면에 코팅된 코팅층(OC)이 알루미늄 산화물과 알루미늄 질화물이 공유결합한 알루미늄 산질화물을 포함한다.
따라서, 오픈 메탈 마스크(OMM)는 증착 공정 중 불소계 화합물에 의한 부식 방지와 높은 절연특성 및 경도를 유지할 수 있다. 또한, 알루미늄 산질화물을 포함하는 코팅층(OC)에 의하여 증착 공정에서 발생하는 쉐도우(shadow) 부분의 폭이 감소하여, 보다 정밀한 증착 공정을 구현할 수 있다.
코팅층(OC)의 두께는 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛일 수 있다. 코팅층(OC)의 두께가 0.1 ㎛보다 작을 경우, 오픈 메탈 마스크(OMM)가 증착 공정에 사용될 때 수명향상 효과를 확보하지 못할 수 있다. 코팅층(OC)의 두께가 10 ㎛보다 클 경우, 오픈 메탈 마스크(OMM)가 증착 공정에 사용될 때 증착 정밀도가 저하될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4a 내지 4d는 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법으로 수행되는 공정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3 내지 도 4d를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은 금속시트(MS)의 양측면에 각각 제1 및 제2 포토레지스트 필름(PR-1, PR-2)을 부착하는 단계(S101), 제1 및 제2 포토레지스트 필름(PR-1, PR-2)이 부착된 금속시트(MS)에 대해 노광 및 현상 공정을 진행하여 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)을 형성하는 단계(S103), 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)을 마스크로 하여 1차 식각 공정을 진행하는 단계(S105), 1차 식각이 진행된 금속시트(MS)의 미리 설정된 개구부 영역에 개구 유도홈(200)을 형성하는 단계(S107), 개구 유도홈(200)이 형성된 금속시트(MS)에 대해 2차 식각 공정을 진행하여 금속시트에 개구부를 형성하는 단계(S109) 및 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)을 박리(Stripe)하여 오픈 메탈 마스크를 완성하는 단계(S111)를 포함한다.
이하에서 설명하는 공정은 전체 반도체 제조 공정 중 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 필요한 공정의 일부만을 서술한 것이며, 제1 및 제2 포토레지스트 필름(PR-1, PR-2)은 액상 형태로 코팅될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 포토레지스트 필름(PR-1, PR-2)을 금속시트(MS)에 부착할 때에는 라이네이팅 공정을 적용할 수 있다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 금속시트(MS)가 제공될 수 있다. 금속시트(MS)는 전술한 바와 같이, 철, 니켈의 합금 및 인바(invar)를 포함할 수 있다. 금속시트(MS)의 일측면과 타측면(상면과 하면)에는 각각 제1 및 제2 포토레지스트 필름(PR-1, PR-2)이 부착된다.
여기서는 포토레지스트를 필름 형태로 부착하는 것을 중심으로 설명하였지만, 액상형 포토레지스트를 금속시트에 코팅하고 열처리하여 포토레지스트를 형성할 수 있다(S101).
금속시트(MS)는 약 50 ~ 200㎛ 정도의 두께를 가질 수 있고, 인바합금(Invar-36 Alloy) 또는 스테인레스(SUS420)와 같은 재질의 박막 금속시트 형태로 형성될 수 있다.
전술한 제1 및 제2 포토레지스트 필름(PR-1, PR-2)은 빛에 반응(감광)해 특성이 변하는 화학물질로, 금속시트(MS)의 상부면 및 하부면 어느 한 쪽에만 부착되거나 양쪽 모두에 부착될 수 있다. 부착되는 형태에 따라 금속시트(MS)는 단면 식각 공정 또는 양면 식각 공정이 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 포토레지스트 필름을 금속시트(MS)의 양면에 부착하는 것을 중심으로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 제1 및 제2 포토레지스트 필름(PR-1, PR-2)이 부착된 금속시트(MS)에 대해 마스크를 이용하여 노광 및 현상 공정을 진행한다(S103).
노광 공정이란, 빛을 선택적으로 조사하는 과정을 일컫는다. 노광 공정은 금속시트(MS) 위에 조사되는 광을 특정 영역에서는 투과시키고 다른 영역에서는 비투과하는 마스크를 사용하여 진행될 수 있다.
현상 공정이란, 노광 공정을 진행한 포토레지스트를 일정한 패턴으로 형성하는 공정이다. 예를 들어, 부착되는 제1 및 제2 포토레지스트 필름(PR-1, PR-2)이 포지티브 감광물질로 이루어진 경우, 광에 노출된 영역은 현상 공정에서 제거되고 광에 노출되지 않은 영역은 그대로 남아 일정한 패턴을 형성한다. 제1 및 제2 포토레지스트 필름(PR-1, PR-2)이 네가티브 감광물질로 이루어진 경우에는 광에 노출된 영역은 현상 공정에서 그대로 남아 있고, 광에 노출되지 않은 영역은 현상 공정에서 제거되어 일정한 패턴을 형성한다.
도 4b에 도시한 바와 같이, 노광 및 현상 공정에 따라 제1 및 제2 포토레지스트 필름(PR-1, PR-2)은 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2) 형태로 형성된다. 포토레지스트 필름이 제거된 영역은 금속시트(MS) 상에 미리 설정된 개구부 영역일 수 있다(S105).
따라서, 금속시트(MS)의 상부면과 하부면은 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)에 의해 일부가 노출된다. 노출 영역은 전술한 바와 같이, 금속시트(MS)에 미리 설정된 개구부와 대응되는 영역일 수 있다. 또한, 제1 포토레지스트 패턴(PRP-1)에 의해 노출되는 제1폭(d1)은 제2 포토레지스트 패턴(PRP-2)에 의해 노출되는 제2폭(d2)보다 작다. 미리 설정된 개구부의 폭은 제1폭(d1)일 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 노광된 영역이 제거되는 포지티브 감광물질을 포토레지스트로 사용하는 것을 기준하여 설명하나, 네가티브 감광물질을 포토레지스트로 사용하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
현상 공정을 진행하여 금속시트(MS)에 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)이 형성되면, 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)을 마스크로 하여 1차 식각 공정을 진행한다(S105).
1차 식각 공정은 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)의 외측에서 양면으로 식각액을 분사하는 양면 식각 공정일 수 있다. 하지만, 이것은 일 실시예에 관한 것으로 1차 식각 공정은 제1 포토레지스트 패턴(PRP-1) 방향에서 식각 공정을 먼저 진행한 후, 제2 포토레지스트 패턴(PRP-2) 방향에서 식각 공정을 진행하는 공정을 포함할 수 있다.
식각 공정은, 크게 습식각(Wet etching) 및 건식각(Dry etching)으로 구분할 수 있다. 습식각은 화학액을 이용하며, 건식각은 예컨대 스퍼터링(sputtering), 이온 플레이팅(ion plating) 등을 이용한다. 본 발명의 습식각 공정은 식각 용액을 스프레이 방식으로 분사하여 식각하는 공정을 포함한다.
또한, 식각 공정은, 포토레지스트(PR) 박리 및 낮은 스텝 커버리지(Step Coverage) 등을 이유로 여러 차례에 나누어 진행함으로써 원하는 크기와 유사한 크기의 개구부를 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 이루어지는 식각 공정은 1차 식각 및 2차 식각으로 단편화하여 기술하였으나, 식각 횟수에 있어서는 상술한 바에 한정하지 않고 적거나 많을 수 있는 등 다양한 실시예가 존재할 수 있다.
다음으로, 1차 식각(S105) 공정이 완료되면 금속시트(MS)의 표면 상에 레이저를 이용한 개구 유도홈들을 형성할 수 있다(S107).
S107 단계는, 펨토초 레이저(femto-second laser)와 같은 극초단파 레이저를 이용하며, 복수의 개구부들 중 적어도 한 개구부의 내주면 가장자리를 깎아내는 방식을 일컬을 수 있다.
일반적으로 펨토초 레이저는 펄스(pulse)의 지속시간이 펨토초(
Figure 112021145620285-pat00001
second) 로 매우 짧고, 순간 최대 에너지(peak energy)가 매우 큰 레이저이다.
이러한 펨토초 레이저를 금속시트(MS)의 가공 작업에 사용하면, 가공물의 표면이 녹지 않고 바로 파티클 형태로 기화되기 때문에, 가공물에 열을 거의 발생시키지 않는 방식으로 가공이 가능하다.
이에 따라, 펨토초 레이저를 이용하는 경우, 개구 유도홈(200) 형성 단계(S107)에서 금속시트(MS)에 발생될 수 있는 원하지 않는 변형(일반적으로, 금속시트의 일부가 용융되어 날카롭게 돌출되는 형태의 버(burr)) 등을 줄일 수 있다. 특히, 펨토초 레이저 가공은 가공 영역에 대한 미세하고 정교한 트리밍 가공이 가능하다.
본 발명의 금속시트(MS) 상에 형성하는 개구 유도홈(200)은 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)의 쉬프트로 인하여 발생될 수 있는 개구부 형상 불량(편차 불량)을 최소화하도록 유도할 수 있다.
도 4c 및 도 4d를 참고하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
개구 유도홈(200)은 1차 식각 공정으로 금속시트(MS) 상에 미리 설정된 개구부 영역에 형성된 단차홈 영역에 형성될 수 있다. 개구 유도홈(200)은 제1 및 제2 개구 유도홈(200-1, 200-2)과 같이 개구부 영역의 양측 가장자리 영역에 형성될 수 있다.
도면에는 명확하게 도시하지 않았지만, 미리 설정된 개구부 영역에 형성되는 제1 및 제2 개구 유도홈(200-1, 200-2)은 개구부의 가장자리 둘레를 따라 연결된 홈일 수 있다.
또한, 제1 및 제2 개구 유도홈(200-1, 200-2)은 복수의 홈들이 개구부 영역의 둘레를 따라 소정 간격 이격되는 형태로 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 금속시트(MS) 상에 미리 설정된 개구부 영역은 금속시트(MS) 상부면에서는 제1폭(d1)을 갖고, 하부면에서는 제2폭(d2)을 가질 수 있다. 또한, 제2폭(d2)은 제1폭(d1)보다 넓게 형성될 수 있다. 오픈 메탈 마스크가 완성되면 금속시트(MS)의 상부면과 유기발광 표시장치의 기판이 마주하기 때문에 오픈 메탈 마스크의 개구부 폭은 제1폭(d1)과 대응된다.
유기물이 기화하여 오픈 메탈 마스크의 개구부 영역을 균일한 밀도로 관통하도록 금속시트(MS)의 하부면의 개구 폭은 제1폭(d1)보다 넓게 형성한다.
전술한 바와 같이, 오픈 메탈 마스크(OMM)를 제조할 때, 금속시트(MS)의 일면을 먼저 식각하고, 금속시트(MS)의 타면을 식각하는 방식으로 식각 공정을 진행할 수 있다. 또한, 금속시트(MS)의 양면에 식각액을 분사하는 방식으로 동시에 식각 공정을 진행할 수 있다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 금속시트(MS)에 대해 1차 식각 공정을 진행하면 금속시트(MS)의 상부면과 하부면에는 각각 상부홈(a1)과 하부홈(a2)이 형성된다. 상부홈(a1)과 하부홈(a2)은 금속시트(MS)의 상부면과 소정의 단차를 갖고, 그 깊이는 제1깊이(t1)를 가질 수 있다. 제1깊이(t1)는 에칭액의 농도 및 에칭 시간 등을 조절함으로써 원하는 깊이를 얻을 수 있다. 오픈 메탈 마스크가 완성된 후 유기발광 표시장치의 기판과의 이격 거리로 인한 쉐도우 현상을 최소화하기 위해서는 대략 20㎛ 이하로 형성하는 것이 바람직하다.
도면에는 도시하지 않았지만, 제2홈(a2)의 단차 깊이는 식각 공정이 금속시트 양면에 동시에 진행되고 식각 공정 시간이 동일할 경우, 제2홈(a2)의 깊이도 제1깊이(t1)와 동일하다. 하지만, 제2홈(a2) 형성을 위한 식각 공정 시간이 제1홈(a1) 형성을 위한 식각 공정 시간과 다를 경우, 제2홈(a2)의 깊이는 제1홈(a1)의 깊이와 다를 수 있다.
전술한 바와 같이, 1차 식각 공정이 완료되면 금속시트(MS)의 상부면에는 미리 설정된 개구부의 폭(d1)과 제1깊이(t1)를 갖는 제1홈(a1)이 형성된다.
금속시트(MS)에 1차 식각 공정을 진행하여 제1홈(a1)이 형성되면 도 4d에 도시한 바와 같이, 레이저 가공에 의해 제1홈(a1)의 바닥면에 개구 유도홈(200)을 형성한다. 개구 유도홈(200)은 제1 및 제2 개구 유도홈(200-1, 200-2)으로 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 개구 유도홈(200-1, 200-2)은 개구부 영역의 둘레를 따라 연속한 홈 형태로 형성되거나 서로 소정 거리 이격된 복수의 홈들 형태로 형성될 수 있다. 또한, 개구 유도홈(200)의 깊이는 제1홈(a1)의 바닥면을 기준으로 제2깊이(t2)를 가질 수 있다. 제1 및 제2 개구 유도홈(200-1, 200-2)의 제2깊이(t2)는 제1홈(a1)의 제1깊이(t1)보다 깊게 형서될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 개구 유도홈(200-1, 200-2)은 제1홈(a1)의 가장자리 단면으로부터 최대한 근접한 영역에 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 제1홈(a)의 가장자리 영역에 배치된 제1 포토레지스트 패턴(PRP-1)의 끝단에서 가장 근접한 영역에 개구 유도홈(200)을 형성한다.
본 발명의 실시예에서 형성하는 제1 및 제2 개구 유도홈(200-1, 200-2)은 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)에 쉬프트 불량이 발생하더라도 미리 설정된 개구부와 편차가 발생하지 않도록 식각 방향을 유도하기 위한 것이다.
따라서, 개구 유도홈(200)에 의해 유도되는 식각 방향은 미리 설정된 개구부의 사이즈를 확보하는 것이 바람직하기 때문이다.
즉, 본 발명의 실시예에서 형성하는 개구 유도홈(200)은 식각 시 형성하고자 하는 개구부와 다른 형상(다른 사이즈나 위치)을 가진 불량 개구부의 발생을 방지하기 위한 것이다.
도 4d와 같이, 금속시트(MS) 상에 개구 유도홈(200)이 형성되면, 도 3의 S109 단계에 따라 2차 식각을 진행하여 금속시트(MS)를 관통하는 개구부를 형성한다. 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)를 마스크로 하여 2차 식각 공정을 진행하면 제1 및 제2홈(a1, a2) 영역의 금속시트가 제거되어 개구부가 형성된다.
그런 다음, 도 3의 S111 단계에 따라 금속시트(MS)에 부착된 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)를 박리(Stripe) 하여 오픈 메탈 마스크를 완성한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 미리 설정된 개구부 영역과 대응되는 금속시트 상에 개구 유도홈들을 형성하여 식각 공정 중 개구부의 사이즈 편차 및 위치 변경 불량이 발생되는 것을 방지한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 금속시트에 부착된 포토레지스트 필름에 쉬프트 불량이 발생하더라도 미리 설정된 개구부 영역 방향으로 식각 방향을 유도하도록 하여 개구부의 위치 변경을 최소화한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 금속시트에 개구 유도홈을 형성하여 미리 설정된 개구부의 사이즈와 형성 위치를 일정한 편차 내에서 관리할 수 있도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 금속시트 상에 개구 유도홈을 형성하여 금속시트에 부착된 포토레지스트 필름이 쉬프트되더라도 개구부의 식각면 테이퍼 각도를 일정하게 유지하도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 금속시트에 부착된 포토레지스트 필름이 이동하더라도 개구부 영역의 식각 단면이 완만한 테이퍼 각도를 유지할 수 있도록 한 효과가 있다.
도 5a 내지 5c는 종래의 기술에 따라 금속시트에 부착된 포토레지스트 패턴에 쉬프트 불량이 발생한 경우 오픈 메탈 마스크의 개구부가 형성되는 모습을 나타낸 도면이다. 도 6a 내지 6c는 본 발명의 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 공정에서 포토레지스트 패턴에 쉬프트가 발생한 경우 오픈 메탈 마스크의 개구부가 형성되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 5c를 참조하면, 금속시트(MS)에 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)을 형성하고, 식각 공정에 의해 제1홈(a1)을 형성한다. 제1홈(a1)은 도 4c에서 설명한 바와 같이, 금속시트(MS)에 미리 설정한 개구부와 대응되는 영역으로 제1폭(d1)과 제1깊이(t1)를 가진다.
이와 같이, 금속시트(MS)에 부착된 포토레지스트 필름을 노광 및 현상하는 과정에서 쉬프트 불량이 발생할 경우, 도 5b에 도시한 바와 같이, 제1 포토레지스트 패턴(PRP-1)의 일부가 제1홈(a1) 영역에 위치하게 된다. 제1 포토레지스트 패턴(PRP-1)에 쉬프트 불량이 발생될 경우, 제1홈(a) 영역으로 이동한 제1 포토레지스트 패턴(PRP-1)과 마주하는 제1 포토레지스트 패턴(PRP-1)에도 쉬프트 불량이 발생한다. 따라서, 제1 포토레지스트 패턴(PRP-1)는 쉬프트 불량으로 인하여 일부는 제1홈(a1) 영역과 중첩되고 타부는 제1홈(a1)의 가장자리로부터 일정부분 이격되어 금속시트(MS)의 상부면을 외부로 노출시킨다.
도 5b에서는 금속시트(MS)에 부착된 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2) 중 제1 포토레지스트 패턴(PRP-1)에만 쉬프트 불량이 발생한 경우를 예시한 것이다. 따라서, 제2 포토레지스트 패턴(PRP-2)도 쉬프트 불량이 발생할 수 있다. 제2 포토레지스트 패턴(PRP-2)에도 쉬프트 불량이 발생하는 경우와 관련해서는 도 7a 내지 도 8에서 설명한다.
제1홈(a1)을 기준으로 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)의 양측 가장자리 접점들을 각각 제1 내지 제4 접점(PR-m1, PR-m2, PR-m3, PR-m4)이라 하면 제1 및 제2 접점(PR-m1, PR-m2)이 좌측 방향으로 쉬프트된 것을 볼 수 있다.
제1홈(a1)의 폭을 제1폭(d1)이라 하면 제1 및 제2 접점(PR-m1, PR-m2)들 사이의 거리도 제1폭(d1)을 유지한다. 따라서, 제1 포토레지스트 패턴(PRP-1)의 쉬프트로 인하여 제1홈(a1)의 일부 영역과 금속시트(MS)의 일부 상부면이 외부로 노출되어 식각 영역이 변경된다.
이와 같이, 제1 포토레지스트 패턴(PRP-1)에 쉬프트 불량이 발생한 상태에서 도 5c와 같이 2차 식각 공정을 진행하면 오픈 메탈 마스크의 개구부는 제1홈(d1)과 노출된 금속시트(MS) 일부가 식각되어 비정상개구부(110)가 형성된다.
비정상개구부(110)는 미리 설정된 개구부의 제1폭(d1)보다 길이 방향으로 더 긴 제3폭(d3)을 가지며 개구부 영역에서 마주하는 식각 단면(210)이 비대칭을 이룬다. 특히, 제1홈(d1) 영역에 중첩된 제1 포토레지스트 패턴(PRP-1)에 의해 일측 식각 단면(210)에는 식각되지 않은 돌기부(120)가 형성된다.
종래 기술에서는 금속시트(MS) 상에 부착된 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)에 쉬프트가 발생하면 미리 설정된 개구부와 다른 형태와 위치에 개구부가 형성되는 불량이 발생된다.
도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 금속시트(MS) 상에 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)을 형성하고, 1차 식각 공정을 진행한 다음 제1홈(a1) 영역에 개구 유도홈(200)을 형성하였다.
도 6b에 도시한 바와 같이, 금속시트(MS) 상에 부착된 제1 포토레지스트 패턴(PRP-1)에 쉬프트가 발생하면 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 접점(PR-m1, PR-m2)의 위치가 이동한다.
제2 접점(PR-m2)의 위치는 제1홈(a1) 영역에 위치하고, 제1 접점(PR-m1)의 위치는 미리 설정된 개구부 영역에서 일정거리 이동하여 금속시트(MS)의 상부면을 노출시킨다.
그런 다음, 도 6c에 도시한 바와 같이, 2차 식각 공정을 진행하면 금속시트(MS)의 상부면에서는 제1 포토레지스트 패턴(PRP-1)이 이동한 상태에서 식각이 진행된다. 반면 쉬프트가 발생하지 않은 제2 포토레지스트 패턴(PRP-2) 영역에서는 금속시트(MS)의 하부면에서 상부면 방향을 식각이 진행된다.
도면에 도시한 바와 같이, 금속시트(MS)의 하부면 방향에서 식각이 진행되면 제4 접점(PR-m4)에서 제2 접점(PR-m2)을 따라 식각이 진행된다. 이때, 본 발명의 실시예에서는 개구 유도홈(200)이 형성되어 있기 때문에 제4 접점(PR-m4)에서 제2 접점(PR-m2) 방향으로 식각이 진행되다가 개구 유도홈(200) 방향으로 식각이 완료된다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)에 쉬프트 불량이 발생하더라도 미리 규정된 개구부 영역 방향을 식각이 진행되도록 하여 개구부의 형태 및 위치가 변경되는 것을 방지할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에서는 개구부의 폭(d1)도 2차 식각 공정에 의해 금속시트(MS)의 제1홈(a1) 영역과 상부면 일부가 식각되지만 금속시트(MS)의 하부면에서 상부면 방향으로 식각되는 방향이 제3 및 제4 접점(PR-m3, PR-m4)에서 개구 유도홈(200) 방향이기 때문에 미리 설정된 개구부 폭(d1)을 유지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 미리 설정된 개구부 영역과 대응되는 금속시트 상에 개구 유도홈들을 형성하여 식각 공정 중 개구부의 사이즈 편차 및 위치 변경 불량이 발생되는 것을 방지한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 금속시트에 부착된 포토레지스트 필름에 쉬프트 불량이 발생하더라도 미리 설정된 개구부 영역 방향으로 식각 방향을 유도하도록 하여 개구부의 위치 변경을 최소화한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 금속시트에 개구 유도홈을 형성하여 미리 설정된 개구부의 사이즈와 형성 위치를 일정 편차 내에서 관리할 수 있도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 금속시트 상에 개구 유도홈을 형성하여 금속시트에 부착된 포토레지스트 필름이 쉬프트되더라도 개구부의 식각면 테이퍼 각도를 일정하게 유지하도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 금속시트에 부착된 포토레지스트 필름이 이동하더라도 개구부 영역의 식각 단면이 완만한 테이퍼 각도를 유지할 수 있도록 한 효과가 있다.
도 7a 내지 도 7d은 본 발명의 다른 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 공정을 나타내는 도면이다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 공정에 대한 흐름도이다.
도 7a 내지 도 7d에서 본 발명의 다른 실시예에 따른 개구 유도홈(200) 형성 과정에 있어서 중복되는 내용은, 도 4a 내지 도 4d에서 서술한 설명을 참조하고 구별되는 부분을 중심으로 설명한다.
도 7a 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은 금속시트(MS)의 양측면에 각각 제1 및 제2 포토레지스트 필름(PR-1, PR-2)을 부착하는 단계(S801), 제1 및 제2 포토레지스트 필름(PR-1, PR-2)이 부착된 금속시트(MS)에 대해 노광 및 현상 공정을 진행하여 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)을 형성하는 단계(S803), 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)을 마스크로 하여 1차 식각 공정을 진행하는 단계(S805), 1차 식각이 진행된 금속시트(MS)의 제1홈(a1) 영역에 제1 및 제2 개구 유도홈(200-1, 200-2)을 형성하는 단계(S806), 제1 및 제2 개구 유도홈(200-1, 200-2)이 형성된 금속시트(MS)의 하부면에 제3 및 제4 개구 유도홈(200-3, 200-4)을 형성하는 단계(S807); 제1 내지 제4 개구 유도홈(200-1, 200-2, 200-3, 200-4)이 형성된 금속시트(MS)에 2차 식각 공정을 진행하여 개구부를 형성하는 단계(S809); 및 개구부가 형성된 금속시트(MS)에서 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2)을 박리하여 오픈 메탈 마스크를 완성하는 단계를 포함한다.
도 4a에서 설명한 바와 같이, 도 7a에서는 포토레지스트 필름을 금속시트(MS)에 부착한 후, 노광 및 현상 공정을 진행하여 금속시트(MS)의 상부면에는 제1 포토레지스트 패턴(PRP-1)을 형성하고, 금속시트(MS) 하부면에는 제2 포토레지스트 패턴(PRP-2)을 형성한다.
그런 다음, 도 7b에 도시한 바와 같이, 제1 포토레지스 패턴(PRP-1)을 마스크로 하여 1차 식각 공정을 진행한다. 금속시트(MS)의 상부면에는 미리 설정된 개구부와 대응되는 제1폭(d1)을 갖는 제1홈(a1)이 형성된다.
금속시트(MS)의 제1홈(a1) 영역에 전술한 1차 레이저 공정에 따라 제1 및 제2 개구 유도홈(200-1, 200-2)을 형성한다. 제1 및 제2 개구 유도홈(200-1, 200-2)의 위치는 미리 설정된 개구부의 폭 정보를 기초로 하여 제1홈(a1)의 가장자리 둘레를 따라 형성한다. 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 개구 유도홈(200-1, 200-2)은 사각형 구조의 개구부 영역과 대응되도록 연속한 홈 형태로 형성하거나 소정 거리 이격된 복수의 홈 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조방법은, 금속시트(MS)의 상부면에 형성된 제1 및 제2 개구 유도홈(200-1, 200-2)과 대응되도록 금속시트(MS)의 하부면에 2차 레이저 공정을 진행하여 제3 및 제4 개구 유도홈(200-3, 200-4)을 형성한다.
제1 및 제2 개구 유도홈(200-1, 200-2)의 깊이는 t2로 형성되고 제3 및 제4 개구 유도홈(200-3, 200-4)의 깊이는 제3깊이(t3)로 형성될 수 있다. 제3 및 제4 개구 유도홈(200-3, 200-4)의 제3깊이(t3)는 제1 및 제2 개구 유도홈(200-1, 200-2)의 제2깊이(t2)보다 더 깊게 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 제3 및 제4 개구 유도홈(200-3, 200-4)의 제3깊이(t3)는 최대 금속시트(MS)의 두께(t))의 절반(t/2)까지로 형성할 수 있다.
제3 및 제4 개구 유도홈(200-3, 200-4)의 폭과 위치는 미리 설정된 개구부의 정보에 기초하여 제1 및 제2 개구 유도홈(200-1, 200-2) 사이의 거리보다 길게 형성될 수 있다. 제3 및 제4 개구 유도홈(200-3, 200-4) 역시 제2 포토레지스트 패턴(PRP-2)에 의해 노출된 금속시트(MS)의 하부면에서 인접한 제2 포토레지스트 패턴(PRP-2)과 가장 근접한 위치에 형성될 수 있따. 또한, 제3 및 제4 개구 유도홈(200-3, 200-4)의 개구부의 사각 형태와 대응되게 금속시트(MS) 하부면의 노출된 사각테 영역에서 가장자리 둘레를 따라 홈들이 연속되도록 형성하거나 홈들이 소정거리 이격된 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조방법은, 도 6a 내지 도 6c와 달리 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(PRP-1, PRP-2) 모두에서 쉬프트 불량이 발생한 경우, 식각이 진행되면서 식각 방향이 제1 내지 제4 개구 유도홈(200-1, 200-2, 200-3, 200-4) 방향으로 수렴하도록 하여 오픈 메탈 마스크에 형성되는 개구부의 편차 발생을 최소화하도록 하였다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 미리 설정된 개구부 영역과 대응되는 금속시트 상에 개구 유도홈들을 형성하여 식각 공정 중 개구부의 사이즈 편차 및 위치 변경 불량이 발생되는 것을 방지한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 금속시트에 부착된 포토레지스트 필름에 쉬프트 불량이 발생하더라도 미리 설정된 개구부 영역 방향으로 식각 방향을 유도하도록 하여 개구부의 위치 변경을 최소화한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 금속시트에 개구 유도홈을 형성하여 미리 설정된 개구부의 사이즈와 형성 위치를 일정한 편차 내에서 관리할 수 있도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 금속시트 상에 개구 유도홈을 형성하여 금속시트에 부착된 포토레지스트 필름이 쉬프트되더라도 개구부의 식각면 테이퍼 각도를 일정하게 유지하도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 금속시트에 부착된 포토레지스트 필름이 이동하더라도 개구부 영역의 식각 단면이 완만한 테이퍼 각도를 유지할 수 있도록 한 효과가 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 형성되는 개구부의 위치가 형성하고자 하는 위치와 밀접하도록 유도함으로써 포토레지스트가 의도한 위치에 정확히 도포되지 않더라도 재작업이 불필요하여 경제적 손실을 감소시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 형성되는 개구부의 치수를 일정하게 관리함으로써 포토레지스트의 쉬프트 위치 및 정도에 따른 후속 작업에서의 치수 변경이 불필요하여 시간적 손실을 감소시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 형성되는 개구부의 테이퍼 각도의 오차를 줄임으로써 오픈 메탈 마스크를 이용하여 적층되는 박막층 가장자리에서의 불량발생 및 쉐도우 현상을 최소화하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법은, 형성되는 개구부의 에칭 단면을 완만하게 형성함으로써 제조되는 웨이퍼와 밀착되면서 박막층 가장자리에 발생하는 스크래치 등의 손상을 방지하여 불량률을 감소시키는 효과가 있다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
또한 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (13)

  1. 금속시트를 제공하는 단계;
    상기 금속시트의 상부면과 하부면에 제1 및 제2 포토레지스트 필름을 부착하고, 노광 및 현상 공정을 진행하여 미리 설정된 개구부와 대응되는 영역의 금속시트의 상부면과 하부면 일부가 노출된 제1 및 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 1차 식각 공정을 진행하여 상기 노출된 금속시트의 상부면에 제1홈을 형성하는 단계;
    상기 제1홈이 형성된 금속시트에 레이저 공정을 진행하여 제1 및 제2 개구 유도홈을 형성하는 단계;
    상기 제1 및 제2 개구 유도홈이 형성된 금속시트에 2차 식각 공정을 진행하여 미리 설정된 개구부와 대응되는 영역의 금속시트가 제거된 개구부를 형성하는 단계; 및
    상기 개구부가 형성된 금속시트의 제1 및 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하는
    OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 개구 유도홈의 깊이는 상기 제1홈의 깊이보다 깊은
    OLED용 오픈 메탈 마스크 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1홈의 깊이는 20㎛ 이하인
    OLED용 오픈 메탈 마스크 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 1차 식각 공정 단계는,
    상기 제1홈과 대응되는 상기 금속시트의 하부면에 제2홈을 더 형성하는
    OLED용 오픈 메탈 마스크 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 개구 유도홈은 펨토초 레이저(femto-second laser)를 이용하는
    OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 개구 유도홈은 제1홈의 둘레를 따라 서로 연속된 형태로 형성하는
    OLED용 오픈 메탈 마스크 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 개구 유도홈은 제1홈의 둘레를 따라 복수의 홈들이 소정 거리 이격된 형태로 형성하는
    OLED용 오픈 메탈 마스크 제조방법.
  8. 금속시트를 제공하는 단계;
    상기 금속시트의 상부면과 하부면에 제1 및 제2 포토레지스트 필름을 부착하고, 노광 및 현상 공정을 진행하여 미리 설정된 개구부와 대응되는 영역의 금속시트의 상부면과 하부면 일부가 노출된 제1 및 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 1차 식각 공정을 진행하여 상기 노출된 금속시트의 상부면에 제1홈을 형성하는 단계;
    상기 제1홈이 형성된 금속시트에 1차 레이저 공정을 진행하여 제1 및 제2 개구 유도홈을 형성하는 단계;
    상기 제1 및 제2 개구 유도홈이 형성된 금속시트의 노출된 하부면에 2차 레이저 공정을 진행하여 제3 및 제4 개구 유도홈을 형성하는 단계;
    상기 제1 내지 제4 개구 유도홈이 형성된 금속시트에 2차 식각 공정을 진행하여 미리 설정된 개구부와 대응되는 영역의 금속시트가 제거된 개구부를 형성하는 단계; 및
    상기 개구부가 형성된 금속시트의 제1 및 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하는
    OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 개구 유도홈의 깊이는 상기 제1홈의 깊이보다 깊은
    OLED용 오픈 메탈 마스크 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1홈의 깊이는 20㎛ 이하인
    OLED용 오픈 메탈 마스크 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 1차 식각 공정 단계는,
    상기 제1홈과 대응되는 상기 금속시트의 하부면에 제2홈을 더 형성하는
    OLED용 오픈 메탈 마스크 제조방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 개구 유도홈은 펨토초 레이저(femto-second laser)를 이용하는
    OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 개구 유도홈은 제1홈의 둘레를 따라 서로 연속된 형태로 형성하고, 상기 제3 및 제4 개구 유도홈은 상기 금속시트의 노출된 하부면의 둘레를 따라 서로 연속된 형태로 형성하는
    OLED용 오픈 메탈 마스크 제조 방법.
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