KR102495826B1 - Mask manufacturing method based on multi-layer laser irrdation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 멀티 레이어 레이저 조사 기반의 마스크 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a mask based on multi-layer laser irradiation.
일반적으로 유기 EL이나 유기 반도체 소자 등의 제조 시 진공 증착 공정 등에 금속 마스크를 사용한다. 금속 마스크는 다수의 원형 홀이나 테이퍼진 형태의 3차원 홀 구조를 가지는 것으로서, 기판에 마스크를 정렬시키고 원하는 패턴의 발광층을 기판 상의 특정 영역에 증착할 수 있게 함으로써 유기 EL과 같은 반도체 소자를 제조하는데 사용된다. In general, a metal mask is used in a vacuum deposition process or the like when manufacturing organic EL or organic semiconductor devices. The metal mask has a three-dimensional hole structure in the form of a plurality of circular holes or tapered, and is used to manufacture semiconductor devices such as organic EL by aligning the mask on a substrate and depositing a light emitting layer of a desired pattern on a specific area on the substrate. used
이러한 금속 마스크의 제조 방법의 일 예로는 펄스 레이저를 이용하는 것이 있다. 예를 들어, 도 1과 같이 빔 폭(빔 직경)이 w인 레이저를 금속 시트의 측위(lateral position)를 따라 연속적으로 조사함으로써 금속 마스크가 제조될 수 있는데, 이때 레이저가 연속 조사됨에 따라 세로 축과 같이 레이저의 에너지가 누적되며 이는 누적 에너지(accumulated energy, Eacc)로 정의될 수 있고, 이 중 가장 높은 값을 갖는 누적 에너지는 최대 누적 에너지로 정의될 수 있다.One example of a method for manufacturing such a metal mask is using a pulsed laser. For example, as shown in FIG. 1, a metal mask may be manufactured by continuously irradiating a laser having a beam width (beam diameter) w along a lateral position of a metal sheet. As such, the energy of the laser is accumulated, which may be defined as accumulated energy (E acc ), and the accumulated energy having the highest value among them may be defined as the maximum accumulated energy.
이와 같이 펄스 레이저를 이용한 금속 마스크의 제조 방법은 도 2와 같이 누적 에너지의 분포도의 형상에 대응되도록 금속 마스크를 제조할 수 있다. 이때, 도 2에서 금속 마스크의 개구로 인해 형성된 경사면에 대응되는 각도를 테이퍼 각도(taper angle)로 칭할 수 있으며, 테이퍼 각도는 가공 최대 깊이를 ADmax라 할 때 atan(ADmax / W)로 정의될 수 있다. As described above, in the method of manufacturing a metal mask using a pulse laser, the metal mask may be manufactured to correspond to the shape of the cumulative energy distribution as shown in FIG. 2 . At this time, the angle corresponding to the inclined surface formed by the opening of the metal mask in FIG. 2 may be referred to as a taper angle, and the taper angle is defined as atan (AD max / W) when the maximum processing depth is AD max . It can be.
상술한 금속 마스크의 테이퍼 각도를 높이기 위하여는 빔의 폭, 즉 빔의 크기를 줄이거나 또는 최대 누적 에너지를 높이면 된다. 또는, 테이퍼 각도를 낮추기 위하여는 빔의 크기를 키우거나 또는 최대 누적 에너지를 낮추면 된다. 그러나, 통상적인 제조 환경에서 피가공물의 테이퍼 각도를 제어하기 위해 빔의 크기를 변경하는 것은 비효율적일 수 있다. 왜냐하면 빔의 크기는 관련 광학품의 요인(예를 들어, 렌즈의 f값 등)이어서 부속품인 렌즈의 변경이 필요하기 때문이다. 또한, 누적 에너지에 기초한 각도 제어는 가공 시간 및 가공 임계(ablation threshold)의 제약 등으로 인해 가변하면서 사용하기에 제약적이라는 문제가 있다.In order to increase the above-described taper angle of the metal mask, the width of the beam, that is, the size of the beam may be reduced or the maximum cumulative energy may be increased. Alternatively, in order to decrease the taper angle, the size of the beam may be increased or the maximum cumulative energy may be decreased. However, changing the size of a beam to control the taper angle of a work piece in a typical manufacturing environment can be inefficient. This is because the size of the beam is a factor of related optics (for example, the f-value of a lens), and thus the accessory lens needs to be changed. In addition, there is a problem in that the angle control based on accumulated energy is limited in use while being variable due to restrictions on processing time and processing threshold (ablation threshold).
본 발명의 다양한 실시예들은 멀티 레이어에 대한 레이저 조사를 통해 개구의 테이퍼 각도를 조절하고, 레이저 조사 방향을 조절하여 누적 열을 최소화할 수 있는 마스크 제조 방법을 제공하기 위함이다.Various embodiments of the present invention are to provide a mask manufacturing method capable of minimizing accumulated heat by adjusting the taper angle of an aperture through laser irradiation to multi-layers and adjusting the laser irradiation direction.
본 발명의 다양한 실시예들에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 다양한 실시예들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.Technical problems to be achieved in various embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned matters, and other technical problems not mentioned are common knowledge in the art from various embodiments of the present invention to be described below. can be considered by those who have
본 발명의 일 실시예로, 금속 시트 상에 개구의 영역을 설정하는 단계; 및 상기 개구의 영역 상에 빔을 조사하여 상기 개구를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 개구를 형성하는 단계는: 상기 개구의 영역 중 일부 영역에 빔을 조사하고, 상기 일부 영역과 적어도 일부가 중첩하는 적어도 하나의 다른 일부 영역에 빔을 조사하는 것에 기초하여 상기 개구의 테이퍼 각도를 조절하는 단계를 더 포함하는, 마스크 제조 방법이다.In one embodiment of the present invention, setting a region of the opening on the metal sheet; and irradiating a beam onto an area of the opening to form the opening, wherein forming the opening comprises irradiating a beam to a portion of the area of the opening, and at least partially overlapping the portion of the area. A mask manufacturing method further comprising adjusting a taper angle of the opening based on irradiating a beam to at least one other partial area of the mask.
예를 들어, 상기 일부 영역 및 상기 적어도 하나의 다른 일부 영역 각각에 대한 빔 조사는 상기 금속 시트 상에서 제1 방향을 따라 각각 정의되는 복수의 스캔 영역에 대하여 수행되고, 상기 복수의 스캔 영역 중 서로 인접한 두 스캔 영역은 상기 금속 시트 상에서 제2 방향을 따라 소정 간격 이격될 수 있다.For example, beam irradiation to each of the partial area and the at least one other partial area is performed on a plurality of scan areas each defined along a first direction on the metal sheet, and among the plurality of scan areas adjacent to each other. The two scan areas may be spaced apart from each other by a predetermined distance along the second direction on the metal sheet.
예를 들어, 상기 복수의 스캔 영역 각각에 대한 빔 조사는 상기 제1 방향을 따라 소정 간격 마다 수행될 수 있다.For example, beam irradiation to each of the plurality of scan areas may be performed at predetermined intervals along the first direction.
예를 들어, 상기 복수의 스캔 영역은 상기 일부 영역 및 상기 적어도 하나의 다른 일부 영역 별로 정의될 수 있다.For example, the plurality of scan areas may be defined for each of the partial area and the at least one other partial area.
예를 들어, 상기 개구의 테이퍼 각도를 조절하는 단계는 상기 일부 영역의 면적과 상기 적어도 하나의 다른 일부 영역의 면적을 동일하게 하는 것에 기초하여 상기 개구의 테이퍼 각도를 크게 조절할 수 있다.For example, in the adjusting of the taper angle of the opening, the taper angle of the opening may be greatly adjusted based on making an area of the partial area equal to an area of the at least one other partial area.
예를 들어, 상기 개구의 테이퍼 각도를 조절하는 단계는 상기 일부 영역의 면적과 상기 적어도 하나의 다른 일부 영역의 면적을 서로 달리 하는 것에 기초하여 상기 개구의 테이퍼 각도를 작게 조절할 수 있다.For example, in the adjusting of the taper angle of the opening, the taper angle of the opening may be adjusted to be small based on making the area of the partial area different from that of the at least one other partial area.
예를 들어, 상기 일부 영역에 조사되는 빔의 직경과 상기 적어도 하나의 다른 일부 영역에 조사되는 빔의 직경은 서로 동일할 수 있다.For example, the diameter of the beam irradiated to the partial area and the diameter of the beam irradiated to the at least one other partial area may be the same.
예를 들어, 상기 일부 영역 및 상기 적어도 하나의 다른 일부 영역 중 적어도 하나에 대한 빔 조사는 상기 금속 시트를 평면 상에서 볼 때 상기 개구의 적어도 한 변과 소정 각도 경사진 방향으로 수행될 수 있다.For example, beam irradiation to at least one of the partial region and the at least one other partial region may be performed in a direction inclined at a predetermined angle with respect to at least one side of the opening when the metal sheet is viewed on a plane.
예를 들어, 상기 개구는 직사각형이고, 상기 소정 각도는 45도일 수 있다.For example, the opening may be rectangular, and the predetermined angle may be 45 degrees.
본 발명의 다른 일 실시예로, 상기 마스크 제조 방법들 중 어느 하나의 마스크 제조 방법에 의해 제조된 마스크이다. In another embodiment of the present invention, a mask manufactured by any one of the above mask manufacturing methods.
상술한 본 발명의 다양한 실시예들은 본 발명의 바람직한 예들 중 일부에 불과하며, 본 발명의 다양한 실시예들의 기술적 특징들이 반영된 여러 가지 예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.The various embodiments of the present invention described above are only some of the preferred examples of the present invention, and various examples reflecting the technical features of various embodiments of the present invention will be described in detail below by those skilled in the art. It can be derived and understood based on the detailed description.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to various embodiments of the present invention, the following effects are obtained.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 멀티 레이어에 대한 레이저 조사를 통해 개구의 테이퍼 각도가 조절될 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the taper angle of the aperture may be adjusted through laser irradiation of the multi-layers.
또한, 레이저 조사 방향을 조절하여 누적 열을 최소화하고 가공 품질을 향상시킬 수 있다.In addition, by adjusting the direction of laser irradiation, accumulated heat can be minimized and processing quality can be improved.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명의 다양한 실시예들에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명의 다양한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 다양한 실시예들의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 발명하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 마스크의 측위에 따른 누적 에너지를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 테이퍼 각도를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 금속 마스크의 평면도이다.
도 3b는 금속 마스크의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 레이어를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 스캔 간격을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 멀티 레이어를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 개구의 테이퍼 각도 조절을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 빔 조사 시 인터벌을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 인터벌에 따른 누적 열의 그래프이다.
도 10은 스캔 방향과 스텝 방향에 따른 개구의 열 누적을 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 방향 조절에 따른 빔 조사 방법을 설명하기 위한 것이다.The accompanying drawings are intended to aid understanding of various embodiments of the present invention, and provide various embodiments of the present invention together with detailed descriptions. However, the technical features of various embodiments of the present invention are not limited to specific drawings, and the features of the invention in each drawing may be combined with each other to form a new embodiment. Reference numerals in each figure mean structural elements.
1 is a diagram for explaining accumulated energy according to positioning of a mask.
2 is a diagram for explaining a taper angle.
3A is a plan view of a metal mask.
3B is a side view of a metal mask.
4 is a diagram for explaining the layers of the present invention.
5 is a diagram for explaining a scan interval.
6 is a diagram for explaining multi-layers.
7A to 7C are views for explaining the adjustment of the taper angle of the opening.
8 is a diagram for explaining an interval during beam irradiation.
9 is a graph of accumulated columns according to intervals.
10 is a diagram for explaining heat accumulation of an opening according to a scan direction and a step direction.
11A to 11C are for explaining a beam irradiation method according to scan direction control according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 구현들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 발명될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 구현을 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 구현 형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.Hereinafter, implementations according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The detailed description that follows, together with the accompanying drawings, is intended to describe exemplary implementations of the invention, and is not intended to represent the only implementations in which the invention may be practiced. The following detailed description includes specific details for the purpose of providing a thorough understanding of the present invention. However, one skilled in the art recognizes that the present invention may be practiced without these specific details.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component, for example, without departing from the scope of rights according to the concept of the present invention, a first component may be named a second component, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.
본 발명의 다양한 실시예에서, “/” 및 “,”는 “및/또는”을 나타내는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, “A/B”는 “A 및/또는 B”를 의미할 수 있다. 나아가, “A, B”는 “A 및/또는 B”를 의미할 수 있다. 나아가, “A/B/C”는 “A, B 및/또는 C 중 적어도 어느 하나”를 의미할 수 있다. 나아가, “A, B, C”는 “A, B 및/또는 C 중 적어도 어느 하나”를 의미할 수 있다.In various embodiments of the present invention, “/” and “,” should be interpreted as indicating “and/or”. For example, “A/B” may mean “A and/or B”. Furthermore, “A, B” may mean “A and/or B”. Furthermore, “A/B/C” may mean “at least one of A, B and/or C”. Furthermore, “A, B, C” may mean “at least one of A, B and/or C”.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들은 멀티 레이어 (multi-layer)를 설정하고, 멀티 레이어에 대하여 레이저, 즉 빔을 조사하는 것에 기초하여 금속 마스크를 제조하는 마스크 제조 방법에 대한 것이다. Hereinafter, various embodiments of the present invention relate to a mask manufacturing method for manufacturing a metal mask based on setting multi-layers and irradiating a laser beam to the multi-layers.
도 3a는 금속 마스크의 평면도이고, 도 3b는 금속 마스크의 측면도이다.3A is a plan view of the metal mask, and FIG. 3B is a side view of the metal mask.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 금속 마스크(1)는 금속 시트(10) 상에 복수의 개구(20)를 포함한다. 편의상, 도 3a 및 도 3b에서는 개구(20)의 개수가 4개인 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 설계에 따라 다양하게 구비될 수 있을 것이다.Referring to FIGS. 3A and 3B , the
복수의 개구(20) 각각은 소정 각도 경사지게 형성되는 경사 영역(21)과, 평평하게 형성되는 평면 영역(22)을 포함한다. 이때, 도 3b와 같이 경사 영역(21)에 의해 형성되는 경사 각도는 테이퍼 각도(taper angle)로 칭해질 수 있다. 평면 영역(22)은 금속 시트(10)의 두께에 따라 도 3b와 같이 금속 시트(10)가 관통된 영역일 수 있고, 또는 금속 시트(10)의 두께가 충분히 두꺼울 경우 관통되지 않은 영역일 수도 있다.Each of the plurality of
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 금속 마스크(1)는 복수의 개구(20)를 포함하며 이러한 개구(20)의 영역은 후술할 레이저 조사에 따라 형성될 수 있으며, 레이저를 조사하기 전에 금속 시트(10) 상 어느 영역에 개구(20)를 형성할 지를 미리 설정하는 것이 필요하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 마스크 제조 방법은 우선 금속 시트(10) 상에 개구(20)의 영역을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 3A and 3B , the
레이저를 조사할 개구(20)의 영역을 설정하면, 설정된 개구(20)의 영역 상에 레이저, 즉 빔을 조사하여 개구(20)를 형성하는 단계가 수행된다. 빔의 조사는 예를 들면 스캐너(scanner) 또는 갈보 미러(galvo mirror) 등과 같은 레이저 조사 장치에 의해 수행될 수 있다. 빔을 조사하여 개구(20)를 형성하는 단계는 상술한 바와 같이 멀티 레이어에 대하여 수행된다. 본 발명에서, 멀티 레이어에 포함되는 레이어(30)는 기 설정된 개구(20)의 영역에 포함되는 하나의 영역을 의미한다.When the area of the
도 4는 본 발명의 레이어를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining the layers of the present invention.
도 4를 참조하면, 레이어(30)는 복수의 스캔 영역(31)을 포함한다. 복수의 스캔 영역(31) 각각은 도시된 바와 같이 복수의 기하학적 파형을 포함하는데, 각 파형은 빔이 1회 조사되는 것을 의미할 수 있다. 복수의 파형은 예를 들어 도시된 바와 같이 a축을 따라 소정 간격 마다 형성되는데, 이는 다시 말해서 복수의 스캔 영역(31) 각각에 대한 빔 조사가 a축 방향을 따라 직선으로 소정 간격 마다 수행되는 것을 의미한다.Referring to FIG. 4 , a
본 발명에서, 도 4의 a축 방향은 스캔 방향 또는 제1 방향으로 칭해질 수 있고, 하나의 스캔 영역(31)내 빔의 조사 간격은 스캔 간격으로 칭해질 수 있다. 이러한 a축 방향은 빔을 연속적으로 조사 시, 금속 시트(10) 상에서 레이저 조사 장치의 샷(shot)이 진행하는 방향을 의미한다.In the present invention, the a-axis direction of FIG. 4 may be referred to as a scan direction or a first direction, and an irradiation interval of beams within one
스캔 간격에 대하여 구체적으로 설명하면, 스캔 간격은 상술한 바와 같이 하나의 스캔 영역(31) 내에서 어느 하나의 빔의 조사와 연속된 다음 빔의 조사 간격으로 정의될 수 있고, 수학적으로 정의하자면 스캔 간격 = 스캔 속도 / 레이저 주파수로 정의될 수 있다. 예를 들어, 스캔 등속도가 100[mm/s]이고 레이저 주파수가 100,000[Hz]인 경우 스캔 간격은 1μm이다.Specifically regarding the scan interval, the scan interval may be defined as an irradiation interval of one beam within one
도 5는 스캔 간격을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining a scan interval.
도 5는 도 4의 측면도로서, 하나의 스캔 영역(31)에 포함된 복수의 파형의 간격, 보다 구체적으로는 복수의 파형의 중심축 간 간격이 스캔 간격으로서 정의될 수 있다. FIG. 5 is a side view of FIG. 4 . An interval between a plurality of waveforms included in one
다시 도 4로 돌아와서, 복수의 스캔 영역(31)에 포함된 각 파형은 상술한 바와 같이 스캔 간격 마다 구비되며, 복수의 스캔 영역(31) 중 서로 인접한 두 스캔 영역(31)도 서로가 소정 간격 마다 이격된다. 구체적으로는, 도 4와 같이 복수의 스캔 영역(31)은 b축을 따라 소정 간격 마다 형성되는데, 이는 다시 말해서 어느 하나의 스캔 영역(31)에 대한 빔의 조사가 종료되면, 인접한 다음 스캔 영역(31)에 대한 빔의 조사가 b축을 따라 소정 간격 이격된 곳에서 수행되는 것을 의미한다.Returning to FIG. 4 again, each waveform included in the plurality of
본 발명에서, 도 4의 b축 방향은 스텝 방향 또는 제2 방향으로 칭해질 수 있고, 서로 인접한 두 스캔 영역(31) 간 간격은 스텝 간격으로 칭해질 수 있다. 이러한 b축 방향은 하나의 스캔 영역(31)에 대한 빔 조사가 종료된 후 스텝 간격만큼 다음 스캔 영역(31)으로의 이동이 이루어지는 방향을 의미한다.In the present invention, the b-axis direction of FIG. 4 may be referred to as a step direction or a second direction, and an interval between two
상술한 바와 같이, 레이어(30)는 서로가 제2 방향으로 스텝 간격 마다 형성되는 복수의 스캔 영역(31)으로 정의될 수 있으며, 이때 복수의 스캔 영역(31) 각각에는 제1 방향을 따라 복수의 파형이 스캔 간격 마다 형성된다.As described above, the
하나의 레이어(30)에 대하여 빔을 조사하는 단계를 스캔 간격과 스텝 간격의 관점에서 설명하면, 하나의 레이어(30)에 포함된 스캔 영역(31)들 중 b축에서 가장 끝 단에 위치한 어느 하나의 스캔 영역(31)에 대하여 먼저 빔을 조사하게 되며, 이때 하나의 스캔 영역(31) 내에서는 제1 방향을 따라 스캔 간격 마다 빔이 조사된다. If the step of irradiating a beam on one
하나의 스캔 영역(31)에 대한 빔의 조사가 종료되면, 다음 스텝 간격에 위치한 스캔 영역(31)에 대하여 상술한 빔의 조사가 수행된다. 이러한 빔의 조사는 제2 방향을 따라 스캔 영역(31) 마다 반복적으로 수행되며, b축에서 가장 끝 단에 위치한 나머지 하나의 스캔 영역(31)까지 수행된다.When the irradiation of the beam on one
도 6은 멀티 레이어를 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining multi-layers.
도 6을 참조하면, 레이어(30)는 멀티 레이어, 즉 복수 개가 설정될 수 있다. 멀티 레이어는 설정된 개구(20)의 영역 중 일부 영역(30_1)과, 일부 영역(30_1)과 적어도 일부가 중첩하는 적어도 하나의 다른 일부 영역(30_2)으로 설정될 수 있다. 즉, 멀티 레이어에 포함된 각 레이어(30)는 개구(20)의 영역 내에 포함되고 적어도 일부가 중첩하되 서로 다른 크기의 면적을 가지도록 설정될 수 있다. Referring to FIG. 6 , a multi-layer, that is, a plurality of
멀티 레이어에 포함된 복수의 레이어(30)는 서로 다른 크기의 면적을 가질 수 있으나, 동일한 빔 에너지가 인가되고, 동일한 스캔 간격과 동일한 스텝 간격이 적용될 수 있다. 즉, 복수의 레이어(30)는 면적만 다르게 설정될 뿐, 그 외 빔 에너지, 스캔 간격 및 스텝 간격은 모두 공통되게 적용될 수 있다. The plurality of
또는, 다른 일 실시예에 따르면 복수의 레이어(30)는 면적, 빔 에너지, 스캔 간격 및 스텝 간격이 상이하게 적용될 수도 있다. 이는 곧 레이어(30)에 포함된 복수의 스캔 영역(31)이 레이어(30) 별로 다르게 정의될 수도 있음을 의미한다.Alternatively, according to another embodiment, the plurality of
멀티 레이어를 설정하게 되면, 빔을 조사하는 단계는 개구(20)의 영역 중 일부 영역(30_1)과, 일부 영역(30_1)과 적어도 일부가 중첩하는 적어도 하나의 다른 일부 영역(30_2)에 순차적으로 빔을 조사한다. If multi-layers are set, the step of irradiating the beam sequentially to a partial area 30_1 of the areas of the
상술한 바와 같이 멀티 레이어를 설정하고 각 레이어(30)에 빔을 조사하는 것에 기초하여, 빔을 조사하는 단계는 개구(20)의 테이퍼 각도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.Based on setting multi-layers and irradiating beams to each
도 7a 내지 도 7c는 개구의 테이퍼 각도 조절을 설명하기 위한 도면이다.7A to 7C are views for explaining the adjustment of the taper angle of the opening.
도 7a를 참조하면, 개구(20)의 테이퍼 각도를 크게 조절하고자 할 경우 개구(20)의 테이퍼 각도를 조절하는 단계는 일부 영역(30_1)의 면적과 적어도 하나의 다른 일부 영역(30_2)의 면적을 에너지를 동일하게 하는 것에 기초하여 개구(20)의 테이퍼 각도를 크게 조절할 수 있다. 일부 영역(30_1)과 적어도 하나의 다른 일부 영역(30_2)은 멀티 레이어에 포함된 레이어(30)들을 칭하는 것으로 이해될 수 있을 것이다. 도 7a의 가로 축이 금속 시트(10)의 측위를 나타내므로, 첫 번째 레이어(30)와 두 번째 레이어(30)의 면적은 동일하다.Referring to FIG. 7A , when it is desired to greatly adjust the taper angle of the
이와 같이 각 레이어(30)의 면적을 동일하게 설정할 경우, 도 7a에서 확인할 수 있는 바와 같이 각 레이어(30)에 빔을 조사함에 따른 누적 에너지의 프로파일(profile) 역시 동일하게 나타난다. 여기서, 프로파일이란 도 7a 내지 도 7c와 같이 측위에 따른 누적 에너지의 그래프를 의미할 수 있다. 동일한 누적 에너지의 프로파일을 갖는 레이어(30)를 복수 개 중첩할 경우, 중첩된 누적 에너지의 프로파일에서 빔 폭과 누적 에너지의 비로 정의되는 각도가 도 7b 및 도 7c에 비하여 다소 완만하게 형성된다.In this way, when the area of each
중첩된 누적 에너지의 프로파일은 빔 조사가 종료되고 생성되는 개구(20)의 형상에 대응되며, 중첩된 누적 에너지의 프로파일의 각도와 마찬가지로 개구(20)의 테이퍼 각도 역시 크게 조절될 수 있다. 이는 곧 동일한 누적 에너지의 프로파일을 갖는 멀티 레이어에 빔을 조사함으로써 개구(20)의 테이퍼 각도를 크게 조절할 수 있음을 의미한다.The profile of the overlapped accumulated energy corresponds to the shape of the
도 7b 및 도 7c를 참조하면, 개구(20)의 테이퍼 각도를 작게 조절하고자 할 경우 개구(20)의 테이퍼 각도를 조절하는 단계는 일부 영역(30_1)의 면적과 적어도 하나의 다른 일부 영역(30_2)의 면적을 에너지를 서로 달리 하는 것에 기초하여 개구(20)의 테이퍼 각도를 작게 조절할 수 있다. 도 7b의 경우 첫 번째 레이어(30)와 두 번째 레이어(30)의 면적이 상이하며, 도 7c의 경우 첫 번째 레이어(30) 내지 네 번째 레이어(30)의 면적이 상이하다.Referring to FIGS. 7B and 7C , when it is desired to adjust the taper angle of the
이와 같이 각 레이어(30)의 면적을 서로 상이하게 설정할 경우, 도 7b 및 도 7c에서 확인할 수 있는 바와 같이 각 레이어(30)에 빔을 조사함에 따른 누적 에너지의 프로파일 역시 상이하게 나타난다. 서로 다른 누적 에너지의 프로파일을 갖는 레이어(30)를 복수 개 중첩할 경우, 중첩된 누적 에너지의 프로파일에서 빔 폭과 누적 에너지의 비로 정의되는 각도가 도 7a에 비하여 다소 가파르게 형성된다. 이에 따라, 중첩된 누적 에너지의 프로파일의 각도와 마찬가지로 개구(20)의 테이퍼 각도 역시 작게 조절될 수 있다. 이는 곧 서로 다른 누적 에너지의 프로파일을 갖는 멀티 레이어에 빔을 조사함으로써 개구(20)의 테이퍼 각도를 작게 조절할 수 있음을 의미한다.In this way, when the area of each
서로 다른 누적 에너지의 프로파일을 갖는 레이어(30)를 사용 시, 사용되는 레이어(30)의 개수는 다양하게 설정될 수 있다.When using layers 30 having different cumulative energy profiles, the number of
예를 들어, 도 7c와 같이 레이어(30)의 개수를 상대적으로 많게 설정할 경우 테이퍼 각도는 도 7b에 비하여 상대적으로 더 작게 조절될 수 있다. 다시 말해서, 테이퍼 각도를 조절하는 단계에서는 레이어(30)의 개수를 상대적으로 많게 설정하는 것에 기초하여 테이퍼 각도를 더 작게 조절할 수 있다.For example, when the number of
또는, 서로 다른 누적 에너지의 프로파일을 갖는 레이어(30)를 사용 시, 레이어(30)의 측위 상 오프셋은 다양하게 설정될 수 있다. 여기서, 레이어(30)의 측위 상 오프셋은 서로 다른 레이어(30) 간에 누적 에너지의 프로파일에서 누적 에너지가 0이 되는 지점 간 거리를 의미한다. Alternatively, when using layers 30 having different cumulative energy profiles, positional offsets of the
예를 들어, 서로 다른 누적 에너지의 프로파일을 갖는 레이어(30)를 사용하는 상황에서 테이퍼 각도를 상대적으로 크게 조절하고자 할 경우, 측위 상 오프셋을 작게 설정할 수 있다.For example, when it is desired to adjust the taper angle relatively large in a situation in which layers 30 having different cumulative energy profiles are used, the positioning image offset may be set small.
상술한 본 발명의 다양한 실시예들에서, 빔 조사를 위한 빔의 직경은 서로 동일할 수 있다. 다시 말해서, 본 발명은 동일한 빔의 직경을 갖는 레이저 조사 장치를 사용하더라도 레이어(30)를 다양하게 설정함으로써 마스크(1)의 개구(20)의 테이퍼 각도를 조절할 수 있다.In various embodiments of the present invention described above, the diameters of beams for beam irradiation may be the same. In other words, according to the present invention, the taper angle of the
또한, 상술한 본 발명의 다양한 실시예들에서, 각 레이어(30)의 최대 누적 에너지는 서로 동일할 수 있다. 다시 말해서, 본 발명은 가공 시간과 가공 임계와 같은 제약 없이도 레이어(30)를 다양하게 설정함으로써 마스크(1)의 개구(20)의 테이퍼 각도를 조절할 수 있다.In addition, in various embodiments of the present invention described above, the maximum cumulative energy of each
상술한 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 레이저 조사 장치의 광학적 특성(예, 렌즈 등)을 변경하지 않고도 레이어(30)를 설정하는 것에 기초하여 개구(20)의 테이퍼 각도가 조절될 수 있다. 따라서, 빔 직경과 관련된 렌즈와 같은 광학품을 변경하지 않고도 테이퍼 각도의 조절이 가능하다. 또한, 각 레이어(30)의 최대 누적 에너지를 가변하는 것이 아니라, 각 레이어(30)의 최대 누적 에너지는 동일하되 멀티 레이어의 누적 에너지의 프로파일을 달리함으로써 테이퍼 각도의 조절이 가능하다.According to various embodiments of the present invention described above, the taper angle of the
이하에서는, 상술한 멀티 레이어 기반의 빔 조사 단계에서, 각 레이어(30)의 빔 조사에 적용될 수 있는 빔 조사 기법에 대하여 설명한다. Hereinafter, in the above-described multi-layer-based beam irradiation step, a beam irradiation technique applicable to beam irradiation of each
본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이어(30) 설정에 기반하여 빔을 조사 시 조사 방향을 조절하는 것에 기초하여 마스크(1)의 가공 품질을 확보할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the processing quality of the
도 8은 빔 조사 시 인터벌을 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining an interval during beam irradiation.
도 8에서, 인터벌(interval)이란 하나의 레이어(30)에 포함된 복수의 스캔 영역(31) 간 가공 딜레이를 의미한다. 상술한 바와 같이, 하나의 레이어(30)는 복수의 스캔 영역(31)을 포함하고 각 스캔 영역(31)은 서로 스텝 간격만큼 이격되어 있다. 이때, 하나의 스캔 영역(31) 내에서 파형과 파형 간 시간 간격, 즉 빔의 샷 간 시간 간격을 제1 샷 인터벌로 칭할 수 있고, 하나의 스캔 영역(31)에 대한 빔 조사가 시작되는 시점과 다음 스텝 간격에 위치한 스캔 영역(31)에 대한 빔 조사가 시작되는 시점 간 간격을 제2 샷 인터벌로 칭할 수 있다.In FIG. 8 , an interval means a processing delay between a plurality of
빔을 조사 시 상술한 바와 같이 인터벌이 존재하므로, 이러한 인터벌에 따라 빔 조사 시 누적되는 열, 즉 누적 열이 다르게 나타나게 된다.Since there is an interval as described above when irradiating a beam, heat accumulated during beam irradiation, ie, an accumulated heat, appears differently depending on the interval.
도 9는 인터벌에 따른 누적 열의 그래프이다.9 is a graph of accumulated columns according to intervals.
도 9를 참조하면, 인터벌이 짧아질수록 빔 조사에 의한 누적 열이 높게 나타나는데, 이러한 누적 열은 가공 품질을 저하시키는 주된 원인으로 작용하게 된다. 특히, 인터벌에서 상술한 제1 샷 인터벌은 제2 샷 인터벌에 비하여 가공 품질에 더욱 안 좋은 영향을 미친다.Referring to FIG. 9 , the shorter the interval, the higher the accumulated heat due to beam irradiation, and this accumulated heat acts as a main cause of deterioration in processing quality. In particular, the first shot interval described above in the interval has a worse effect on processing quality than the second shot interval.
예를 들어, 100[mm/s]의 스캔 속도와 100[kHz]의 레이저 주파수의 조건 하에서 빔을 조사할 때, 스캔 방향을 따르는 제1 샷 인터벌은 10[us]이나 스텝 방향을 따르는 제2 샷 인터벌은 수[ms]에 이른다. 즉, 제2 샷 인터벌의 경우 상대적으로 제1 샷 인터벌에 비해 금속 시트(10) 상의 잔류열이 충분히 식을 수 있는 시간으로 볼 수 있으므로 열의 누적을 무시할 수 있는 수준이나, 제1 샷 인터벌은 매우 짧은 시간이어서 열이 충분히 식혀지지 않는다.For example, when irradiating a beam under the condition of a scan speed of 100 [mm/s] and a laser frequency of 100 [kHz], the first shot interval along the scan direction is 10 [us], but the second shot interval along the step direction is 10 [us]. The shot interval reaches several [ms]. That is, in the case of the second shot interval, compared to the first shot interval, the residual heat on the
도 10은 스캔 방향과 스텝 방향에 따른 개구의 열 누적을 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining heat accumulation of an opening according to a scan direction and a step direction.
도 10을 참조하면, 상술한 개구(20)의 경사 영역(21)을 평면 시점에서 바라볼 때 스캔 방향과 평행한 영역을 제1 영역(21_1)이라 칭하고 스텝 방향과 평행한 영역을 제2 영역(21_2)이라 칭하면, 제1 영역(21_1)의 경우 누적 열이 높으므로 가공 품질이 상대적으로 열화되나, 제2 영역(21_2)의 경우 누적 열이 낮으므로 가공 품질이 상대적으로 우수하다. Referring to FIG. 10 , when the above-described
상술한 바와 같이 누적 열에 따라 개구(20)의 경사 영역(21)에서 가공 품질의 차이가 나는 점을 고려하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상술한 개구(20)를 형성하는 단계는 스캔 방향을 조절하여 빔을 조사하는 단계를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로는, 개구(20)의 영역 중 일부 영역(30_1) 및 적어도 하나의 다른 일부 영역(30_2) 중 적어도 하나에 대한 빔 조사는 금속 시트(10)를 평면 상에서 볼 때 개구(20)의 적어도 한 변과 소정 각도 경사진 방향으로 수행될 수 있다. 여기서, 개구(20)의 영역 중 일부 영역(30_1)과 적어도 하나의 다른 일부 영역(30_2)은 상술한 바와 같이 멀티 레이어에 대응된다.As described above, in consideration of the difference in processing quality in the
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 방향 조절에 따른 빔 조사 방법을 설명하기 위한 것이다.11A to 11C are for explaining a beam irradiation method according to scan direction control according to an embodiment of the present invention.
우선 도 11a를 참조하면, 설정된 개구(20)의 영역은 제1 레이어(일부 영역(30_1))와 제2 레이어(일부 영역(30_1)과 중첩하는 다른 일부 영역(30_2))으로 세분화될 수 있다. 제1 레이어(30)와 제2 레이어(30)는 상술한 바와 같이 각각이 복수의 스캔 영역(31)을 포함하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.First of all, referring to FIG. 11A , the area of the set opening 20 may be subdivided into a first layer (a partial area 30_1) and a second layer (a partial area 30_2 overlapping the partial area 30_1). . It will be understood that each of the
다음으로 도 11b를 참조하면, 제1 레이어(30)에 대하여 빔 조사가 수행된다. 이때, 빔의 조사는 스캔 방향의 빔 조사로 인한 누적 열을 최소화하기 위하여 개구(20)의 적어도 한 변과 소정 각도 경사진 방향으로 수행될 수 있다. Next, referring to FIG. 11B , beam irradiation is performed on the
마지막으로 도 11c를 참조하면, 제2 레이어(30)에 대하여 빔 조사가 수행된다. 이때, 빔의 조사는 도 11b와 마찬가지로 스캔 방향의 빔 조사로 인한 누적 열을 최소화하기 위하여 개구(20)의 적어도 한 변과 소정 각도 경사진 방향으로 수행될 수 있다. Lastly, referring to FIG. 11C , beam irradiation is performed on the
일 실시예에 따라 개구(20)가 직사각형인 경우, 빔이 조사되는 소정 각도는 45도일 수 있다. 45도로 조사될 때 스캔 방향으로 조사되는 빔 샷의 개수가 최소화되므로 다른 각도에 비하여 누적 열이 최소화될 수 있을 것이다.According to an embodiment, when the
또는, 일 실시예에 따르면 개구(20)의 형상은 직사각형 외에도 다양한 형상을 가질 수 있고, 이 경우 각 형상에 따라 스캔 방향으로 조사되는 빔 샷의 개수가 최소화될 수 있도록 소정 각도가 조절될 수 있을 것이다.Alternatively, according to an embodiment, the shape of the
또는, 일 실시예에 따르면 멀티 레이어에 대하여 빔이 조사될 경우 적어도 하나의 레이어(30)는 개구(20)의 변과 평행하게 빔이 조사되고, 다른 적어도 하나의 레이어(30)는 개구(20)의 변과 소정 각도 경사지게 빔이 조사될 수도 있을 것이다.Alternatively, according to an embodiment, when a beam is irradiated to multiple layers, at least one
상술한 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 마스크(1)의 개구(20) 형성을 위하여 스캔 방향으로 레이저를 조사할 경우 개구(20)의 변과 소정 각도 경사진 방향으로 레이저를 조사하므로 경사 영역(21)에 따른 누적 열의 차이가 최소화되고 그에 따라 가공 품질이 향상될 수 있다.According to various embodiments of the present invention described above, when the laser is irradiated in the scan direction to form the
상술한 멀티 레이어와 관련된 실시예들과 스캔 방향 조절과 관련된 실시예들은 독립적으로 구현될 수 있음을 물론 조합된 형태로 구현될 수도 있음은 당연하다.It goes without saying that the above-described embodiments related to multi-layers and embodiments related to scan direction control may be implemented independently or may be implemented in a combined form.
상술한 설명에서 제안 방식에 대한 일례들 또한 본 발명의 구현 방법들 중 하나로 포함될 수 있으므로, 일종의 제안 방식들로 간주될 수 있음은 명백한 사실이다. 또한, 상기 설명한 제안 방식들은 독립적으로 구현될 수도 있지만, 일부 제안 방식들의 조합 (혹은 병합) 형태로 구현될 수도 있다.Since examples of the proposed schemes in the above description may also be included as one of the implementation methods of the present invention, it is obvious that they can be regarded as a kind of proposed schemes. In addition, the above-described proposed schemes may be implemented independently, but may also be implemented in a combination (or merged) form of some proposed schemes.
Claims (10)
상기 개구의 영역 상에 빔을 조사하여 상기 개구를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 개구를 형성하는 단계는:
상기 개구의 영역 중 일부 영역에 빔을 조사하고, 상기 일부 영역과 동일하거나 다른 면적을 갖는 적어도 하나의 다른 일부 영역에 빔을 조사하는 것에 기초하여 상기 개구의 테이퍼 각도를 조절하는 단계를 더 포함하는,
마스크 제조 방법.
setting the area of the opening on the metal sheet; and
forming the aperture by irradiating a beam onto a region of the aperture;
The step of forming the opening is:
Adjusting the taper angle of the opening based on irradiating a beam to a partial area of the area of the opening and irradiating a beam to at least one other partial area having the same or different area from the partial area ,
How to make a mask.
상기 일부 영역 및 상기 적어도 하나의 다른 일부 영역 각각에 대한 빔 조사는 상기 금속 시트 상에서 제1 방향을 따라 각각 정의되는 복수의 스캔 영역에 대하여 수행되고,
상기 복수의 스캔 영역 중 서로 인접한 두 스캔 영역은 상기 금속 시트 상에서 제2 방향을 따라 소정 간격 이격되는,
마스크 제조 방법.
According to claim 1,
The beam irradiation to each of the partial area and the at least one other partial area is performed on a plurality of scan areas respectively defined along a first direction on the metal sheet,
Two scan areas adjacent to each other among the plurality of scan areas are spaced apart from each other by a predetermined distance along the second direction on the metal sheet.
How to make a mask.
상기 복수의 스캔 영역 각각에 대한 빔 조사는 상기 제1 방향을 따라 소정 간격 마다 수행되는,
마스크 제조 방법.
According to claim 2,
The beam irradiation for each of the plurality of scan areas is performed at predetermined intervals along the first direction.
How to make a mask.
상기 복수의 스캔 영역은 상기 일부 영역 및 상기 적어도 하나의 다른 일부 영역 별로 정의되는,
마스크 제조 방법.
According to claim 2,
The plurality of scan areas are defined for each of the partial area and the at least one other partial area,
How to make a mask.
상기 개구의 테이퍼 각도를 조절하는 단계는 상기 일부 영역의 면적과 상기 적어도 하나의 다른 일부 영역의 면적을 동일하게 하는 것에 기초하여 상기 개구의 테이퍼 각도를 크게 조절하는,
마스크 제조 방법.
According to claim 1,
Adjusting the taper angle of the opening may include adjusting the taper angle of the opening to a large extent based on making the area of the partial area equal to the area of the at least one other partial area.
How to make a mask.
상기 개구의 테이퍼 각도를 조절하는 단계는 상기 일부 영역의 면적과 상기 적어도 하나의 다른 일부 영역의 면적을 서로 달리 하는 것에 기초하여 상기 개구의 테이퍼 각도를 작게 조절하는,
마스크 제조 방법.
According to claim 1,
Adjusting the taper angle of the opening may include adjusting the taper angle of the opening to be small based on making the area of the partial area different from the area of the at least one other partial area.
How to make a mask.
상기 일부 영역에 조사되는 빔의 직경과 상기 적어도 하나의 다른 일부 영역에 조사되는 빔의 직경은 서로 동일한,
마스크 제조 방법.
According to claim 1,
The diameter of the beam irradiated to the partial area and the diameter of the beam irradiated to the at least one other partial area are the same as each other,
How to make a mask.
상기 일부 영역 및 상기 적어도 하나의 다른 일부 영역 중 적어도 하나에 대한 빔 조사는 상기 금속 시트를 평면 상에서 볼 때 상기 개구의 적어도 한 변과 소정 각도 경사진 방향으로 수행되는,
마스크 제조 방법.
According to claim 1,
The beam irradiation to at least one of the partial region and the at least one other partial region is performed in a direction inclined at a predetermined angle with at least one side of the opening when the metal sheet is viewed on a plane.
How to make a mask.
상기 개구는 직사각형이고, 상기 소정 각도는 45도인,
마스크 제조 방법.
According to claim 8,
The opening is rectangular, the predetermined angle is 45 degrees,
How to make a mask.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AMND | Amendment | ||
X091 | Application refused [patent] | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |