KR20000029265A - 섀도우 마스크, 이 섀도우 마스크의 제조방법 및 이섀도우 마스크를 이용한 반도체 소자의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

섀도우 마스크는 증착등에 의해 기판 위에 미세막을 제조하는 것에 적용된다. 섀도우 마스크는 지지막 (110), 스토퍼막 (120), 폴리이미드막, 및 박판 (140) 을 구비한다.
지지막 (110) 은 소정 크기의 구멍을 형성하는데 필요한 충분한 기계적 강도를 가지고 있다. 스토퍼막 (120) 은 지지막 위에 형성되어, 지지막 (110) 에 구멍을 형성하는 동안, 에칭 스토퍼로서 역할을 하게된다. 폴리이미드막 (130) 은 스토퍼막 (120) 위에 형성되어, 스토퍼막 (120) 과 박판 (140) 을 접착시킨다. 박판 (140) 은 폴리이미드막 (130) 위에 형성되고, 막이 형성되는 기판과 같은 재료로 제작되거나 기판의 열 팽창률과 실질적으로 같은 열 팽창률의 재료로 제작된다.
섀도우 마스크의 개구부 (150) 는 지지막 (110), 스토퍼막 (120), 폴리이미드막 (130) 및 박판 (140) 을 통해서 소정 영역에 형성된다. 각 개구부 (150) 는 테이퍼부 (150A) 및 돌출부 (150B) 를 갖는다. 테이퍼부 (150A) 는 지지막 (110), 스토퍼막 (120), 폴리이미드막 (130) 및 박판 (140) 의 일부를 통하여 형성되고, 지지막 (110) 쪽으로 넓어진다. 돌출부 (150B) 는 테이퍼부 (150B) 의 중심부를 향해서 돌출된 박판 (140) 의 일부이다.
기판 위에 막을 제조하는 단계에서, 박판 (140) 이 기판과 접하도록 섀도우 마스크가 배치된다.

Description

섀도우 마스크, 이 섀도우 마스크의 제조 방법 및 이 섀도우 마스크를 이용한 반도체 소자의 제조방법 {A SHADOW MASK, A METHOD OF FORMING THE SHADOW MASK, AND A METHOD OF MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR DEVICE WITH USING THE SHADOW MASK}
본 발명은 소정 패턴을 갖는 막 제조에 적용될 수 있는 섀도우 마스크에 관한 것이다. 본 발명은 또한 섀도우 마스크를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 섀도우 마스크를 사용하여 반도체 소자를 제조하는 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 하나인 유기 EL 디스플레이 (organic Electroluminescence display) 는 텔레비전, 컴퓨터등에 사용되어 왔다.
칼라 디스플레이를 구현하기 위해서 복수의 광방출층이, 유기 EL 디스플레이소자의 소정 영역에 선택적으로 형성된다. 각각의 광방출층은 빨강, 녹색, 파랑의 빛을 방출한다. 광방출층의 제조에는 개구를 갖는 금속판이 마스크 (섀도우 마스크) 로서 요구된다. 광방출층은 증착 (evaporation) 에 의해 제조된다.
예를 들어, 일본 특개평 3-250583 및 8-227276 에 개시된 기술들은 유기 EL 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이다.
도 7 은 상기 섀도우 마스크를 사용해서 광방출층을 제조하는 상태를 보인 단면도이다.
투명 애노드 (502) 는 투명 유리 기판 (501) 위에 형성되고, 정공수송층 (hole transfer layer) (503) 은 애노드 (502) 위에 형성되어 있다. 도 7 에서 보여지는 것과 같이, 섀도우 마스크 (504) 는 정공수송층 (503) 으로부터 약간의 거리를 두도록 배치되어 있다. 증착 재료 (evaporation material) (505) 는 정공수송층 (503) 을 면하도록 위치해 있어서 섀도우 마스크 (504) 가 증착 재료 (505) 와 정공수송층 (503) 사이에 놓이게 된다.
증착 재료 (505) 는 가열되고, 그래서 정공수송층 (503) 의 소정 영역 위에 광방출층 (506) 이 형성된다. 그 후에 전자수송층 (electron transfer layer) 과 캐소드 (도면에는 보여지지 않음) 가 정공수송층 (503) 과 광방출층 (506) 위에 형성되어, 유기 EL 디스플레이 소자가 완성된다.
섀도우 마스크를 사용하는 경우에 있어서는, 더욱 미세한 광방출층을 형성하도록 하기위해 더욱 미세한 개구를 갖는 더 얇은 섀도우 마스크가 요구된다.
그러나 섀도우 마스크가 얇으면 얇을수록 더욱 미세한 개구부를 실현시키기가 어려워지는데, 그 이유는 섀도우 마스크가 금속판으로 되어있기 때문이다. 얇은 섀도우 마스크는 증착을 위한 열에 의해서 구부러질 수가 있다. 따라서 정확한 치수의 광방출층을 제조하기가 어렵다.
또한, 광방출층등은, 섀도우 마스크가 금속으로 이루어져 있기 때문에, 섀도우 마스크가 광방출층과 접촉 시엔 파손될 수도 있다. 그런 경우에 유기 EL 디스플레이 소자의 수율이 악화될 수가 있다.
일본 특개소 53-75858 및 62-297457, 그리고 일본 특개평 4-236758, 일본 실개소 64-45160 은 상기의 문제를 해결하기 위한 마스크를 개시하고 있다.
일본 특개소 53-75858 은 붕소를 포함한 얇은 실리콘판과 실리콘판을 강화하는 지지판을 구비하여 충분한 기계적 강도를 갖도록 한 마스크 (증착 마스크) 를 개시하고 있다. 이러한 얇은 실리콘판과 지지판은 단일하게 제조된다. 얇은 실리콘판은 제 1 구멍을 갖고 있는데, 그 구멍의 측벽은 실리콘판의 주면에 수직하게 되어 있다. 지지판은 제 2 구멍을 갖는데, 그 구멍의 측벽이 지지판의 주면에 수직하게 되어 있다. 제 2 구멍이 제 1 구멍보다 더 크다. 증착에 의해서 기판 위에 막을 형성하는 경우에 있어서, 마스크는 그것의 얇은 실리콘판이 기판쪽으로 면하도록 배치되어 있다.
증착에 의해 기판 위에 막을 형성하는 경우에서, 증발 입자 중 일부는 기판으로 경사져 입사되는 경향이 있다. 상기한 바와 같이 마스크 내의 구멍 측벽이 마스크의 주면 (또는 기판) 에 수직이므로, 마스크 내의 구멍 에지는 기판쪽으로 경사져서 입사되는 증발 입자가 기판에 도달하는 것을 방지한다. 결과적으로 형성된 막이 항상 정확한 치수를 갖는 것은 아니다.
마스크와 기판이 막 형성 과정 중 온도 변화등에 의해서 팽창될 수가 있다. 기판 재료가 마스크의 얇은 실리콘판의 재료과 다르면, 기판의 열 팽창률도 얇은 실리콘판의 열 팽창률과 다르다. 예를 들어 얇은 실리콘판이 상기와 같이 붕소를 포함하는 경우에는, 기판 재료가 붕소가 포함된 실리콘으로 되어 있지 않을 때 상기에서와 같은 문제점이 발생할 수 있다. 결과적으로 형성된 막의 치수는 계획했던 값과 다를 수 있다. 특히, 그 패턴 (pattern) 이 매우 미세한 반도체 소자에 있어서는 미소한 차이가 단락 회로 등을 초래하고, 반도체 소자의 수율을 악화시킬 수 있다.
일본 특개소 62-297457은 50 에서 400마이크로미터의 두께를 가지며 측벽이 마스크 주면 에 수직인 구멍을 갖는 마스크 (증착용 마스크) 를 개시하고 있다.
이러한 마스크는 너무 두꺼워 유기 EL 칼라 디스플레이 소자 등을 제조할 수가 없다. 마스크 내의 구멍 측벽이 마스크 주면에 수직하기 때문에, 마스크는 기판쪽으로 경사져서 입사되는 증발 입자가 기판에 도달하는 것을 방지하게 된다. 따라서 부적당한 치수를 갖는 막이 형성되게 된다.
또한, 이방성 에칭 (anisotropic eching) 이 수행되어 구멍이 형성되더라도, 미세한 패턴을 갖는 막을 형성하기 위해 필요한 미세한 개구를 정확히 제작하기가 어렵다.
일본 실개소 64-45160은 적층된 제 1 마스크와 제 2 마스크를 구비하는 마스크 (막 형성용 마스크) 를 개시하고 있다. 이 제 1 마스크는 비교적 얇게 되어 있는데, 형성될 막과 같은 형상의 개구부를 갖고 있으며, 상대적으로 두껍게 되어 있는 제 2 마스크는 제 1 마스크 보다 더 큰 개구부를 갖고 있다. 이 제 1 마스크와 제 2 마스크는 상호 적층되어 있으므로, 그것들은 개별적으로 형성된다. 그러므로 제 1 마스크가 제 2 마스크로부터 미끌어져 떨어질 수 있고 그 역으로도 될 수 있거나, 막 형성 동안 온도 변이 등에 의해 초래되는 열 팽창 때문에 더 얇은 제 1 마스크가 구부러질 수도 있다.
또한, 매우 얇은 막은 충분한 강도가 있지 않으므로 그 얇은 막내에 구멍 (개구부) 를 형성하기가 어렵다. 따라서, 상기 막은 적절한 두께 (예를 들면, 100 마니크로미터) 를 가져야 한다. 그러므로 제 1 마스크는 제 2 마스크보다는 얇게 만들어질 수 있으나 매우 얇은 것 (예를 들어 약 10 마이크로미터) 은 아니다. 결과적으로 마스크 내의 구멍 에지가 기판쪽으로 경사져서 입사되는 증발 입자가 기판에 도달하는 것을 방지하여, 적절한 치수를 갖는 막 형성이 어렵다.
일본 특개평 4-236758 은 (100) 면 단결정 실리콘 웨이퍼로 만들어진 마스크 (증착용 마스크) 를 개시하고 있다. 우선, (100) 면 단결정 실리콘 웨이퍼의 마스크 개구가 될 부분을 포함하는 영역이 그 주위 영역보다 얇게 되도록 처리한다. 그리고 나서 개구가 될 부분 이외의 영역에 SiO2막을 형성시킨다. 그런 후 각 측벽이 (111) 면인 개구가 SiO2로 피복되지 않은 개구부가 될 부분을 이방성 에칭함으로써 형성된다.
측벽이 (111) 면인 개구의 치수와 마스크의 두께 사이에 상관 관계가 있기 때문에 상기의 마스크는 미세한 패턴을 갖는 막 형성에 적당하지 않다.
또한, 우선 개구가 될 부분을 포함하는 영역이 얇게 처리되고 그 후에 상기와 같이 개구가 형성되므로, 에칭 과정이 두번 필요하게 된다. 그러나, 단결정 실리콘 웨이퍼가 확실하게 소정 두께를 갖도록 제 1 에칭을 완성하기는 곤란하므로, 개구가 될 부분이 너무 얇거나 두껍게 된다. 결과적으로, 마스크의 강도가 줄어들거나, 적당한 치수의 개구가 형성되기 어렵게 된다.
따라서, 일본 특개소 53-75858, S 62-297457 및 일본 특개평 4-236758, 과 일본 특개소 64-45160 에 개시된 마스크등이 유기 EL 디스플레이 소자 제작에 적용된다면, 적당한 수치를 갖는 광발광층을 형성하기가 어렵게 된다. 이는 유기 EL 디스플레이 소자 (반도체 소자) 의 수율의 악화를 초래한다.
본 발명의 목적은 정확한 치수의 패턴을 갖는 막을 가능케 하는 섀도우 마스크를 제공하는 것이다. 본원 발명의 다른 목적은 얇고 강한 섀도우 마스크의 제조 방법을 제공하는 것이다. 본원 발명의 또 다른 목적은 우수한 수율을 갖는 반도체 소자를 가능케 하는 섀도우 마스크를 사용하여 반도체 소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
도 1a 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 섀도우 마스크의 구조를 보여주는 평면도
도 1b 는 도 1a 의 라인 A-A'를 따라 자른 단면도
도 2a 에서 도 2g 까지는 도 1a 와 도 1b 에 나타난 섀도우 마스크의 제조 공정들을 보여주는 단면도들.
도 3a 는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조된 유기 EL 디스플레이의 구조를 보여주는 평면도.
도 3b 는 도 3a 의 라인 A-A'를 따라 자른 단면도.
도 4a 에서 도 4i 까지는 도 3a 와 3b 에 나타난 유기 EL 디스플레이의 제조 공정들을 보여주는 단면도.
도 5a 와 도 5b 는 제 3 실시예에서 사용된 섀도우 마스크의 구조를 보여주는 평면도.
도 6 은 제 1 실시예와 제 2 실시예에 따른 섀도우 마스크의 또다른 구조를 보여주는 단면도.
도 7 은 종래 섀도우 마스크를 사용하여 유기 EL 디스플레이 소자에서 광방출층을 형성하는 상태를 보여주는 단면도
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
110 : 지지막
120 : 스토퍼막
130 : 폴리이미드막
140 : 박판
150 : 개구부
150A : 테이퍼부
150B : 돌출부
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 태양에 따른 섀도우 마스크는,
지지층 (110),
에칭 레이트는 지지층 (110) 의 에칭 비율과 다르며, 지지층 (110) 위에 형성된 스토퍼층 (120), 및 , 스토퍼층 (120) 위에 형성된 표면층 (140) 을 구비하며, 지지층 (110), 스토퍼층 (120) 및 표면층 (140) 은, 지지층 (110), 스토퍼층 (120) 및 표면층 (140) 을 관통하여 형성되어 있고, 표면층 (140) 에서 지지층 (110) 쪽으로 넓혀져 있는 테이퍼부 (150A) 와, 테이퍼부 (150A) 의 중심부쪽으로 돌출되어 있는 표면층 (140) 의 일부인 돌출부 (150B) 를 갖는 개구부 (150) 를 구비한다.
본 발명에 의하면, 스토퍼층은 지지층과 표면층 사이에 형성된다. 이러한 구조는 지지층과 표면층이 에칭에 의한 개구부 형성 과정중, 개별적으로 처리될 수 있게 한다. 따라서, 우수한 정확도를 갖는 표면층 처리가 에칭에 의해서 실현될 수 있다.
돌출부 (150B) 의 일측은 표면층 (140) 에서 지지층 (110) 방향으로 넓혀질 수 있다.
스토퍼층 (120) 은 지지층 (110) 의 일부일 수 있다. 따라서, 스토퍼층 (120) 과 표면층 (140) 은 함께 접착될 수 있다.
본 발명의 제 2 태양에 따른 섀도우 마스크 제조 방법은,
소정 구멍을 내부에 형성하는데 필요한 충분한 기계적 강도를 갖는 지지층 (110) 을 제조하는 단계와,
지지층 (110) 내에 구멍을 형성하는 동안 에칭 스토퍼가 될 스토퍼층 (120) 을 지지층 (110) 위에 형성하는 단계와,
스토퍼층 (120) 위에 표면층 (140) 을 형성하는 단계와,
스토퍼층 (120) 이 노출될 때까지 지지층 (110) 의 소정 영역을 에칭하여, 구멍을 형성하는 단계,
구멍의 저부를 통해 노출된 스토퍼층 (120) 을 제거하는 단계와,
소정의 두께를 갖도록 구멍의 저부를 통해 노출된 표면층 (140) 을 에칭하여, 표면층 (140) 에서 지지층 (110) 쪽으로 넓혀지는 테이퍼부 (150A) 를 형성하는 단계와,
상기 구멍의 저부에 직경이 구멍의 저부보다 작은 스루홀을 형성하여, 테이퍼부 (150A) 와 이 테이퍼부 (150A) 의 중심부 쪽으로 향하여 돌출되어 있는 표면층의 일부인 돌출부 (150B) 를 구비하는 개구부 (150) 를 형성하는 단계를 구비한다.
지지층 (110) 과 표면층 (140) 은 실리콘으로 제조될 수 있으며, 스토퍼층 (120) 은 실리콘 이산화물로 제조될 수 있고, 지지층 (110) 의 에칭 단계는 Cl2와 O2의 혼합 가스로 지지층 (110) 을 에칭하는 단계를 구비할 수도 있고, 스토퍼층 (120) 을 제거하는 단계는 Cl2가스로 스토퍼층 (120) 을 에칭하는 단계를 구비할 수 있으며, 표면층 (140) 을 에칭하는 단계는 Cl2와 O2의 혼합 가스로 표면층 (140) 을 에칭하는 단계를 구비할 수도 있다.
지지층 (110) 을 에칭하는 단계, 스토퍼층 (120) 을 제거하는 단계 및 테이퍼부 (150A) 를 형성시키는 단계는, Cl2와 O2를 포함하는 혼합 가스에서 O2의 분압을 조절함으로써, 에칭되는 층을 선택하는 단계를 구비할 수도 있다.
스토퍼층 (120) 의 형성 단계는 지지층 (110) 의 표면을 열산화시킴으로써, 스토퍼층 (120) 을 형성하는 단계를 구비할 수도 있다. 그리고, 표면층 (140) 의 형성 단계는 표면층 (140) 을 스토퍼층 (120) 에 접착하는 단계를 구비할 수도 있다. 스루홀의 형성 단계는 구멍의 저부상으로 레이저 빔 (laser beam) 을 조사시킴으로써, 스루홀을 형성하는 단계를 구비할 수도 있다.
본 발명의 제 3 태양에 따른 반도체 소자의 제조 방법은,
기판을 제조하는 단계와,
기판 위에, 소정 치수로 규정된 패턴을 갖는 막을 형성하는 단계를 구비하고, 전술한 제 1 실시예의 구성인
지지층 (110) ;
에칭 비율이 상기 지지층 (110) 의 에칭 비율과 다른, 상기 지지층 (110) 위에 형성되는 스토퍼층 (120) ; 및
상기 스토퍼층 (120) 위에 형성된 표면층 (140) 을 구비하고,
상기 지지층 (110), 상기 스토퍼층 (120) 및 상기 표면층은,
상기 지지층 (110), 상기 스토퍼층 (120) 및 상기 표면층 (140) 을 관통해 형성되고 상기 표면층 (140) 에서 상기 지지층 (110) 쪽으로 넓혀지는 테이퍼부 (150A) 와 상기 표면층 (140) 의 일부로서 상기 테이퍼부 (150A) 의 중심을 향해 돌출된 돌출부 (150B) 를 구비한 개구부 (150) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크를 사용하여 상기 막을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
표면층 (140) 은 기판 물질과 동일한 재료로 만들어지거나, 기판의 열팽창율과 실질적으로 동일한 열팽창율을 갖는 재료로 만들어질 수도 있으며, 막의 형성 단계는 표면층 (140) 이 기판에 면하도록 섀도우 마스크를 배치하는 단계를 구비할 수도 있다.
제 1 실시예
본 발명의 제 1 실시예에 의한 섀도우 마스크는 첨부 도면을 참조하여 하기에 설명한다. 예를 들어, 섀도우 마스크는 기판 위의 마스크 형성 (막형성) 에 적용될 수 있다.
도 1a 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 섀도우 마스크의 구조를 보여주는 평면도이며, 도 1b 는 도 1a 에서의 라인 A-A' 를 따라 자른 단면도이다.
도 1a 와 도 1b 에서 도시한 바와 같이, 섀도우 마스크는 지지막 (110), 스토퍼막 (120), 폴리이미드막 (130) 및 박판 (thin plate) (140) 을 구비하고 있다.
지지막 (110) 은 대략 480 마이크로미터 두께이고, 섀도우 마스크의 기계적 강도를 증가시키기 위해 구비되어 있다. 즉, 지지막 (110) 은 섀도우 마스크가 막형성 동안에 온도 변화에 따른 구부러짐을 방지할 수 있다. 지지막 (110) 이 예를 들어 실리콘이나 철 (0.6%) 과 알루미늄 (0.39%) 이 함유된 실리콘 화합물로 구성되어져 있는 경우에는, 지지층 (110) 의 모어 경도 (Moh's hardness) 가 0.7 에서 13.0 의 범위에 있게 된다.
스토퍼막 (120) 은 약 100 ㎚ 의 두께인데, 지지막 (110) 위에 형성된다. 스토퍼막 (120) 은, 개구부 (150) 가 형성되도록 지지막 (110) 이 에칭될 때 에칭 스토퍼막으로서의 역할을 하게 된다. 그러한 목적을 위해서, 지지막 (110) 이 실리콘으로 되어 있을 때, 스토퍼막 (120) 은 예를 들어 실리콘 이산화물로 이루어지게 된다.
폴리이미드막 (130) 은 약 1 마이크로미터 두께이며, 스토퍼막 (120) 위에 형성된다. 폴리이미드막 (130) 은 박판 (140) 과 스토퍼막 (120) 을 상호 접착시킨다.
박판 (140) 은 에칭에 의해서 정밀하게 조절될 수 있는 두께를 갖고 (예를 들어, 10 내지 30 마이크로미터, 더욱 정밀하게는 약 20 마이크로미터), 막이 형성될 기판의 재료과 같은 재료로 되거나, 기판과 실질적으로 같은 열팽창율의 재료로 만들어진다. 예를 들어, 박판 (140) 은 기판이 실리콘으로 만들어질 때, 실리콘으로 만들어진다. 실리콘의 선팽창 비율은 1.95 ×10-6내지 4.8 ×10-6/K 의 범위에 있다.
개구부 (150) 는 지지막 (110), 스토퍼막 (120), 폴리이미드막 (130) 및 박판 (140) 의 소정 영역에 형성된다.
도 1b 에서 보여지는 바와 같이, 각 개구부 (150) 는 지지막 (110), 스토퍼막 (120), 폴리이미드막 (130) 및 박판 (140) 의 일부내의 테이퍼부 (150A) 를 포함한다. 테이퍼부 (150A) 는 박판 (140) 에서 지지막 (110) 쪽으로 넓혀져 있다. 박판 (140) 에 있는 개구부 (150) 의 끝 부분 주위에서는, 개구부 (150) 의 상기 일단의 중심쪽으로 돌출된 돌출부 (150B) 가 형성된다. 돌출부 (150B) 는 박판 (140) 의 다른 일부분이 되고, 소정 두께 (예를 들어, 약 5 마이크로 미터) 를 갖는다.
테이퍼부 (150A) 는 지지막 (110) 쪽으로 넓혀지는데, 즉, 테이퍼부 (150A) 에 대응하여 개구부 (150) 의 직경이 박막 (140) 에서 지지막 (110) 쪽으로 갈수록 점점 더 커지게 되어 있다. 따라서, 증발 입자는 증착에 의한 막 형성층에 쉽게 개구부 (150) 안으로 들어갈 수가 있다. 또한, 돌출부 (150B) 에 의해 차단되는 증발 입자의 개수가 적은데, 이는 돌출 영역 (150B) 이 얇기 때문이다. 상기 구조를 갖는 섀도우 마스크는 기판 위에 정확한 치수를 갖는 막을 형성하도록 도와 준다.
상기 구조를 갖는 섀도우 마스크의 제조 방법을 설명한다. 본 실시예에서, 지지막 (110) 과 박판 (140) 은 실리콘으로 만들어지며, 스토퍼막 (120) 은 실리콘 이산화물로 만들어진다. 도 2a 내지 도 2g 까지는 이 섀도우 마스크의 제조 공정을 나타내는 단면도이다.
우선, 지지막 (110) 을 구비한다. 약 100 ㎚ 두께의 열산화된 막이 열산화에 의해서 지지막 (110) 위에 형성된다. 도 2a 에 나타낸 바와 같이, 열산화된 막은 스토퍼막 (120) 이다.
그 후, 폴리이미드막 (130) 이 도 2a 에 나타낸 바와 같이, 스핀 코팅 (spin coating) 에 의해서 스토퍼막 (120) 위에 형성된다.
그 후, 약 20 마이크로미터 두께의 박판 (140) 이 폴리이미드막 (130) 위에 놓여지게 된다. 박판 (140) 은 단결정을 연마함으로써 형성된다. 약 300 ℃의 온도로 구워서 박판 (140) 과 스토퍼막 (120) 을 폴리이미드막 (130) 과 접착시킨다.
따라서, 지지막 (110), 스토퍼막 (120), 폴리이미드막 (130) 및 박판 (140) 이 단일하게 연결된다.
약 100 ㎚ 두께의 실리콘 이산화막 (160) 은 도 2a 에서 보는 바와 같이, 상온 CVD (Chemical Vapor Deposition) 법에 의해서 박판 (140) 위에 형성된다.
도 2b 에서 보여지는 바와 같이, 약 60 ㎚ 두께의 실리콘 질화막 (170) 이, 도 2a 에 보여진 섀도우 마스크 전체를 피복하기 위해서 예를 들면, CVD 등의 방법으로 형성된다.
레지스트막 (180) 은 지지막 (110) 측내의 실리콘 질화막 (170) 상에 CVD 등의 방법으로 형성된다. 레지스트막 (180) 은 도 2b 에 나타낸 바와 같이, 포토리소그래피법 등에 의해서 패터닝된다. 더 정확히 말하면, 레지스트막 (180) 은 개구부 (150) 가 형성되는 부분에 대응하는 영역이 제거되도록 패터닝된다.
도 2c 에 나타낸 바와 같이, 실리콘질화막 (170) 과 지지막 (110) 은 에칭 마스크로서 패터닝된 레지스트막 (180) 을 사용하여, 알카라인 에천트 (alkaline etchant) 로 이방성 에칭에 의해 에칭되어진다. 더 정확히 말하면, 실리콘질화막 (170) 과 지지층 (110) 은 에칭에 의해 형성된 지지막 (110) 내의 개구부의 직경이 저부에서 표면으로 갈수록 점차 커지도록 에칭된다. 에칭 동안에, 지지막 (110) 과 박판 (140) 사이의 스토퍼막 (120) 은 박판 (140) 이 에칭되는 것을 방지하게 된다. 그래서, 섀도우 마스크 내의 소자들 가운데 기계적 강도를 강화하는 지지막 (110) 만이 제 1 공정에서 에칭된다.
그 후, 스토퍼막 (120) 의 노출된 부분은 도 2d 에 나타낸 바와 같이 에칭된다. 이 에칭 동안에 지지막 (110) 은 에칭 마스크로서 역할하게 된다.
도 2e 에서 보여지는 바와 같이, 레지스트막 (180) 과 폴리이미드막 (130) 의 노출된 부분은 제거되고, 그 후, 실리콘질화막 (170) 이 에칭으로 제거된다. 그 후, 실리콘 이산화막 (160) 이, 도 2e 에 나타낸 바와 같이 불화수소 (hydrogen fluoride) 버퍼 용액으로 에칭되어 제거된다.
그 후, 박판 (140) 은 개구부 저부 바로 밑에 남아 있는 박판 (140) 의 두께가 약 5 마이크로미터가 되도록, 냉각된 (glacial) 아세트산, 질산 및 플루오르화수소산이 혼합된 에칭용 에천트로 에칭된다. 박판 (140) 뿐만 아니라 지지막 (110), 스토퍼막 (120) 및 폴리이미드막 (130) 도 에칭된다. 따라서, 지지막 (110) 쪽으로 점점 넓혀지는 테이퍼부 (150A) 가 형성된다.
상술한 바와 같이, 지지막 (110) 과 박판 (140) 은 각각 독립적으로 즉, 연속적이지 않게 에칭된다. 그리고, 박판 (140) 의 에칭은 얇기 때문에 짧은 시간에 수행될 수 있다. 그러므로, 에칭 정도에 있어서의 불균일성이 실질적으로는 없게 된다. 이와 같은 사실은, 개구부의 저부의 바로 밑에 남아 있는 박판 (140) 이 소정 두께를 갖도록 박판을 정확히 에칭하는데 도움이 된다.
그 후, 규정된 치수의 구멍을 갖는 마스크 (190) 가 도 2g 에 나타낸 바와 같이, 섀도우 마스크의 지지막 (110) 에 면하도록 배치된다. 레이저 빔 (1) 은 마스크 (190) 를 통하여 섀도우 마스크 상으로 조사된다. 그래서, 기판 위에 형성될 막의 치수와 실질적으로 동일한 치수의 구멍이 박판 (140) 내에 형성된다. 248 ㎚ 의 파장을 갖는 엑시머 레이저가 레이저 빔 (1) 으로서 사용되어진다. 상기 레이저 빔 (1) 에 의하면, 레이저 빔 (1) 이 조사되는 박판 (140) 상의 부분은 녹지 않고 승화된다. 상기 승화 후에 형성되어지는 돌출부 (150B) 는 매끈한 표면을 갖게 된다. 그래서, 도 1a 및 도 1b 에서 보여지는 개구부 (150) 를 갖는 섀도우 마스크가 완성된다.
상기와 같이, 형성된 섀도우 마스크는 증착 등에 의해서 기판 위에 막을 형성하는데 적용될 수 있다. 이 경우에, 섀도우 마스크는 박판 (140) 이 기판에 면하도록 배치되어진다. 상기와 같이, 개구부 (150) 가 지지막 (110) 측에서 더 넓게 되어 있어서, 섀도우 마스크에 의해 차단되는 증발 입자의 수가 적어지게 된다. 또한, 기판 부근의 박판 (140) 은 기판의 재료과 동일한 재료로 되어 있기 때문에, 막형성 동안에 온도 변화가 발생해도, 정확한 치수의 막을 형성케 한다.
제 2 실시예
제 2 실시예에 의한 섀도우 마스크는 첨부 도면을 참조하여 다음과 같이 설명되어진다.
제 2 실시예에 의한 섀도우 마스크의 구조는 실질적으로 제 1 실시예에서와 같지만 그 제조 방법에 있어서 제 1 실시예와 차이가 있다. 제 2 실시예에 의한 섀도우 마스크의 제조 방법은 다음과 같다.
지지막 (110) 을 구비하는 단계에서부터, 포토리소그래피법등에 의해 지지층 (110) 근처의 실리콘질화막 (170) 상에 형성되어진 레지스트막 (180) 을 패터닝하는 단계까지의 공정은 제 1 실시예에서 설명한 공정과 실질적으로 동일하다 (도 2b 참조) .
레지스트막 (180) 을 패터닝한 후에는, 실리콘질화막 (170) 은 패터닝된 레지스트막 (180) 을 에칭 마스크로 사용하여, CF4가스 또는 CHF3가스로서 건식 에칭함으로써 에칭된다.
그 후, 지지막 (110) 이 에칭된다. 이 에칭 동안에, Cl2및 O2가 함유된 혼합 기체가 에칭 가스로서 사용된다. 혼합 가스 안에서 O2의 분압을 Cl2보다 높게 설정한 것은 등방성 에칭 (isotropic etching) 을 초래하므로, 에칭 가스 안의 O2의 분압은 지지막 (110) 내의 에칭된 부분이 테이퍼 형상을 가지도록,즉, 스토퍼막 (120) 에서 레지스트막 (180) 으로 갈수록 넓어지는 모양이 되도록 조절되어진다. 실리콘 이산화물로 된 스토퍼막 (120) 은 O2가스에 의해서는 에칭되지 않는다. 따라서, 스토퍼막 (120) 은 O2의 분압이 상대적으로 높은 상기 혼합 가스에 의해서는 에칭되지 않는다. 따라서, 지지막 (110) 과 박판 (140) 사이에 있는 스토퍼막 (120) 은 박판 (140) 이 지지막 (110) 의 에칭 후에 곧바로 에칭되는 것을 방지해 준다.
지지막 (110) 이 에칭된 후에, 혼합 가스 안의 O2의 분압은 감소되도록 조절된다. 따라서, 스토퍼막 (120) 은 Cl2가스에 의해서 에칭된다. 폴리이미드막 (130) 은 O2기체에 의해서 에칭되므로, 그것은 O2의 분압이 상대적으로 낮게 조절된 혼합 기체에 의해서는 실질적으로 에칭되지 않는다.
스토퍼막 (120) 이 에칭된 후에, 혼합 가스의 O2분압이 증가되도록 조절된다. 더 정확하게 말하면, 그 분압은 혼합 가스 속에 동일한 양의 Cl2와 O2가 포함되도록 조절된다. 따라서, 폴리이미드막 (130) 은 에칭된다.
그 후, 박판 (140) 의 에칭이 뒤따르게 되는데, 즉, 실리콘으로 이루어진 박판 (140) 은 이 혼합 가스에 의해서 역시 에칭된다. 즉, 폴리이미드막 (130) 과 박판 (140) 은 마치 하나의 막과 같이 에칭된다. 이 경우에, 박판 (140) 은 개구부 저부 바로 밑에 남아있는 박판 (140) 이 약 5 마이크로미터 두께를 갖도록 에칭된다. 혼합 가스가 거의 동일한 양의 Cl2와 O2를 포함하고 있기 때문에, 폴리이미드막 (130) 과 박판 (140) 이 에칭되는 동안에, 지지막 (110) 과 스토퍼막 (120) 도 역시 동시에 에칭된다. 따라서, 박판 (140) 에서 지지막 (110) 쪽으로 점점 넓혀지는 테이퍼부 (150A) 이 형성된다.
상기와 같이, 지지막 (110) 과 박판 (140) 은 혼합 기체 안의 O2의 분압을 조절함으로써 각각 분리된 공정으로 에칭된다. 폴리이이드막 (130) 과 박판 (140) 은 마치 하나의 막이 에칭되듯이 에칭된다. 폴리이미드막 (130) 과 박판 (140) 은 모두 얇기 때문에, 단시간에 에칭된다. 이러한 특성에 의해서, 에칭 정도에 있어서, 불균일성이 실질적으로 없게 된다. 이러한 사실은 개구부 저부 바로 밑에 남아있는 박판 (140) 이 소정 두께를 갖도록 박판 (140) 을 에칭하는데 도움을 준다.
그 후에, 제 1 실시예에서 설명한 바와 동일 방식으로, 규정된 치수의 구멍을가진 마스크 (190) 가 섀도우 마스크의 지지막 (110) 을 면하도록 배치되고, 레이저 빔 (1) 이 마스크 (190) 를 관통해서 섀도우 마스크 상에 조사된다. 그래서, 매끈한 표면의 돌출 영역 (150B) 이 형성된다. 그 결과, 개구부 (150) 를 갖는 제 2 실시예에 따른 섀도우 마스크가 완성된다.
제 1 실시예에서 설명한 바와 같이, 형성된 마스크는 증착이나 그외 방법에 의해서 기판 위에 막을 형성하는데 적용될 수 있다. 이 경우에, 섀도우 마스크는 박판(140)이 기판에 면하도록 배치된다. 상기와 같이, 개구부 (150) 는 지지막 (110) 측에서 더 넓혀져 있으므로, 섀도우 마스크는 기판에 경사져 입사되는 증발 입자를 거의 차단하지 않는다. 또한, 기판 근처의 박판 (140) 은 기판과 동일한 재료로 되어 있어서, 결과적으로 형성되는 막은 막형성시 온도 변화가 있더라도, 정확한 치수를 갖게 된다.
제 3 실시예
제 3 실시예에 의한 유기 EL 디스플레이의 제조 방법은 하기와 같이 설명되어진다.
유기 EL 디스플레이 제조 방법은 후술하는 바와 같이, 제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 설명한 섀도우 마스크와 유사한 섀도우 마스크의 사용을 포함한다.
도 3a 는 제 3 실시예에 의한 제조 방법에 의해 제조된 유기 EL 디스플레이의 구조를 보여주는 평면도이고, 도 3b 는 도 3a 에서 보여지는 유기 EL 디스플레이를 라인 A-A' 를 따라 자른 단면도이다.
도 3a 및 도 3b 에 나타낸 바와 같이, 유기 EL 디스플레이는 기판 (211), 애노드 (212), 정공수송층 (213), 유기 발광층 (214R, 214G, 214B), 전자수송층 (215R, 215G, 215B) 및 캐소드 (216) 로 구성된다.
기판 (211) 은 광학적으로 투명하며, 예를 들어, 유리등으로 제조된다.
복수의 애노드 (212) 는 소정 간격으로 상호 평행하게 배치되도록 기판 (211) 위에 형성된다. 애노드 (212) 는 광학적으로 투명하며, 예를 들어, ITO (Indium Tin Oxide) 등으로 제조된다. 각각의 애노드 (212) 는 약 120 ㎚ 의 두께를 가지고 있다.
정공수송층 (213) 은 도 3a 및 도 3b 에 나타낸 바와 같이, 기판 (211) 과 애노드 (212) 위에 형성된다. 정공수송층 (213) 은 소정 전압이 정공수송층 (213) 에 가해질 때, 유기 발광층 (214R, 214G, 214B) 에 정공을 제공한다. 정공수송층 (213) 은 약 50 ㎚ 의 두께를 갖고 있고, 예를 들어, N, N'-디페닐-N, N'-디(3-메틸페닐)-1, 1'-바이페닐-4, 4'-디아민 등으로 만들어진다.
복수의 유기 발광층 (214R, 214G, 214B) 은 각각 애노드 (212) 에 대응하도록 정공수송층 (213) 위에 소정 간격으로 형성된다. 즉, 유기 발광층 (214R, 214G, 214B) 은 정공수송층 (213) 위에 행렬 형태로 배치된다. 유기 발광층 (214R, 214G, 214B) 은 이러한 순서대로 배치된다. 각 유기 발광층 (214R, 214G, 214B) 은 약 25 ㎚ 의 두께를 갖고 있다.
유기 발광층 (214R) 은 예를 들어, 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6(p-디메틸아미노스티릴)-4H-피란(DCM) 이 도핑되어 있는 알루미퀴놀린 (alumiquinoline) 등으로 만들어진다. 각각의 유기 발광층 (214R) 은 애노드측에서 제공된 정공과 캐소드 (216) 측에서 제공된 전자를 받았을 때, 적색광을 방출한다. DCM 의 도핑 농도는 약 5 wt% 이다.
유기 발광층 (214G) 은 예를 들어 퀴나크리돈(quinacridone)이 도핑되어 있는 트리스(8-퀴노리놀) 알루미늄(알루미늄 화합물)로 만들어진다. 각각의 유기 발광층 (214G) 는 애노드 (212) 측에서 공급된 정공과 캐소드 (216) 측에서 공급된 전자를 받았을 때 녹색광을 방출한다. 퀴나크리돈의 도핑 농도는 약 5 wt% 이다.
유기 발광층 (214B) 은 예를 들어, 페릴렌 (perylene) 등으로 만들어지며, 애노드 (212) 측에서 정공, 캐소드(216)측에서 전자를 받았을 때, 청색광을 방출한다.
각각의 전자수송층 (215R, 215G, 215B) 은 약 35 ㎚ 의 두께를 갖는다.
전자수송층 (215R) 은 도 3a 및 도 3b 에 나타낸 바와 같이, 유기 발광층 (214R) 위에 형성된다. 소정 전압이 전자수송층 (215R)에 가해지면, 전자수송층(215)은 유기 발광층(214R)에 전자를 제공한다. 전자운송층(215R)은 예를들어, 알루미퀴놀린 합성물 등으로 만들어진다.
전자수송층(215G)은 도 3a 및 3b 에서 보는 바와 같이, 유기 발광층(214G)위에 형성된다. 소정 전압이 전자수송층(215G)에 가해지면, 전자수송층(215G)은 유기발광층(214G)에 전자를 제공한다. 전자수송층(215G)은 예를들어, 트리스(8-퀴노리놀) 알루미늄 등으로 만들어진다.
전자수송층(215B)은 도 3a 및 도 3b 에서와 같이 유기발광층(214B)위에 형성된다. 소정 전압이 전자수송층(215B)에 가해지면, 전자수송층(215B)은 유기 발광층(214B)에 전자를 제공GKSEK. 전자수송층(215B)은 예를들어 트리스(8-퀴노리놀) 알루미늄 등으로 만들어진다.
도 3a 및 도 3b 에서 보는 바와 같이, 캐소드(216)는 애노드(212)와 실질적으로 수직으로 교차되도록, 정공수송층(213)과 전자수송층(215R, 215G 및 215B)위에 형성된다. 다시 말해서, 캐소드(216)는 유기 발광층((214R, 214G 및 214B)이 캐소드(216)와 애노드(212) 사이의 교차점(pixels)에 대응되도록 형성된다. 각 캐소드(216)는 약 130 ㎚의 두께를 갖고 있고, 알루니늄과 리튬으로 만들어진다.
이하, 상기의 구조를 갖는 유기 EL 디스플레이의 제조방법을 설명한다.
도 4a 내지 4i 는 유기 EL 디스플레이의 제조 공정들을 보여주는 단면도들이다.
우선, 기판(211)이 구비되고, 도 4a 에서 보는 바와 같이, 애노드(212)와 기판(211)위에 CVD 법과 포토리소그래피법에 의해서 형성된다.
그리고 나서, 도 4a 에 나타낸 바와 같이, 정공수송층(213)이 진공증착(vcacuum evaporation)에 의해서 유리기판(211)과 애노드(212)위에 형성된다.
그런 후에, 섀도우 마스크(220)가 도 4b 에 나타낸 바와 같이, 정공수송층에 면하도록 배치되고, 증발된 발광입자(illuminant particles)가 섀도우 마스크(220)를 관통해 정공수송층으로 가도록, 발광재료(적색)(230R)가 놓여지게 된다. 섀도우 마스크(220)는 제 1 실시예와 제 2 실시예에서 설명된 개구부(150)의 형상과 동일한 형상의 개구부(221)를 갖는다. 개구부(221)는, 예를들어, 도 5a 에 나타낸 바와 같이, 개구부(221)가 유기발광층(214R)이 형성되어 있는 영역에 해당하는 픽셀에 대응되도록 매트릭스 형태로 배치되어 있다.
발광재료(적색)(230R)는 예를들어, 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(p-디메틸아미노스티릴)-4H-피란(DCM)이 도핑된 알루미퀴놀린 화합물 등으로 만들어진다.
발광재료(적색)(230R)는 열에 의해 증발된다. 그리고 나서, 유기 발광층(214R)이, 도 4b 에 나타낸 바와 같이, 정공수송층(213)위에 형성된다.
그리고 나서, 전자수송층 재료(240R)가, 도 4c 에서 나타낸 바와 같이, 발광재료(적색)(230R)의 대신에 놓여진다. 전자수송층 재료(240R)는, 예를들어, 알루미퀴놀린 화합물 등으로 만들어진다. 그리고, 유기 발광층(214R)위에 전자수송층(215R)이 형성되도록 진공증착이 수행된다. 그리고 나서, 전자수송층(215R)이, 도 4c 에 나타낸 바와 같이, 유기 발광층(214R)위에 형성된다.
섀도우 마스크(220)는 개구부(221)가 유기발광층(214R)이 형성되는 픽셀에 인접한 픽셀에 대응되도록 옮겨진다. 그리고, 발광재료(녹색)(230G)가, 증발된 발광입자가 섀도우 마스크(220)를 관통해, 정공이동층(213)쪽으로 가도록 놓여진다. 발광재료(녹색)(230G)는, 예를들어, 퀴나크리돈이 도핑된 트리스(8-퀴노리놀) 알루미늄(알루미늄 화합물) 등으로 만들어진다.
발광재료(녹색)(213G)는 열에 의해 증발된다. 그리고나서, 유기 발광층(214G)이, 도 4d 에 나타낸 바와 같이 유기발광층(214R)에 인접한 픽셀에 대응되도록 정공수송층(213)위에 형성된다.
그리고 나서, 전자수송층 재료(240R)가, 도 4e 에 나타낸 바와 같이, 발광재료(녹색)(230G)의 대신에 놓여진다. 전자수송층 재료(240G)는, 예를들면 트리스(8-퀴노리놀) 알루미늄 등으로 만들어진다. 진공증착이 유기발광층(214G)위에 전자수송층(215G)을 형성하도록 수행된다. 그리고 나서, 전자수송층(215G)이 도 4e 에 나타낸 바와 같이 유기발광층(214G)위에 형성된다.
섀도우 마스크(220)는, 도 4f 에 나타낸 바와 같이, 개구부(221)가 유기발광층(214G)이 형성된 픽셀에 인접한 픽셀에 대응되도록 다시 옮겨진다. 발광재료(청색)(230B)는 증발된 발광입자가 섀도우 마스크(220)를 관통해 정공이동층(213)쪽으로 가도록 놓여진다. 발광재료(청색)(230B)는, 예를들어, 페릴렌 등으로 만들어진다.
발광재료(청색)(230B)는 열에 의해 증발된다. 그리고 나서, 유기발광층(214B)이, 도 4f 에 나타낸 바와 같이, 유기발광층(214G)에 인접한 픽셀에 대응되도록 정공수송층(213)위에 형성된다. 그리고 나서, 전자수송층(240B)이 발광재료(청색)(230B)의 대신에 놓여진다. 전자수송층(240B)은, 예를들면, 트리스(8-퀴노리놀) 알루미늄 등으로 만들어진다. 진공증착이 유기발광층(214B)위에 전자수송층(215B)이 형성되도록 수행된다. 그리고 나서, 전자수송층(215B)이 도 4g 에 나타낸 바와 같이, 유기발광층(214B)위에 형성된다. 따라서, 픽셀이 3색의 빛을 방출하는 전계발광 어레이가 형성된다.
도 4h 에 나타낸 바와 같이, 섀도우 마스크(250)는 전자수송층(215R, 215G 및 215B)에 면하도록 배치되고, 도전체재료(260)가 증발된 도전체 입자들이 섀도우 마스크(250)를 관통해서 전자수송층(215R, 215G 및 215B)으로 향해 가도록 놓여진다. 섀도우 마스크(250)는 제 1 실시예와 제 2 실시예에서 설명된 개구부(150)와 유사한 개구부(251)를 갖는다. 섀도우 마스크(251)는 예를들면 도 5b 에 나타낸 바와 같이, 애노드(212)와 수직으로 교차하도록 소정 간격으로 형성된다. 도전체재료(260)는 예를들어 알루미늄과 리튬으로 만들어진다.
도전체재료(260)는 열에 의해 증발된다. 그리고나서, 약 3 ㎚의 두께를 갖는 도전체막(216A)이, 도 4h 에 나타낸 바와 같이, 정공수송층(213)과 전자수송층(215R, 215G 및 215B)위에 형성된다.
그런 후에, 다른 도전체재료(270)가, 도 4i 에 나타낸 바와 같이, 도전체재료(260)의 대신에 놓여진다. 도전체재료(270)는 예를들어 알루미늄 등으로 만들어진다. 도전체재료(270)는 열에 의해 증발된다. 그리고 나서, 도 4i 에 나타낸 바와 같이 약 100 ㎚ 두께의 도전체막(216B)이 증착에 의해 도전체재료(216A)위에 형성된다. 도전체막(216A 및 216B)은 캐소드(216)로서의 역할을 수행한다.
따라서, 도 3a 및 3b 에서 보여지는 유기 EL 디스플레이가 완성된다.
전술한 바와 같이, 유기 발광층(214R, 214G 및 214B)과 캐소드(216)의 형성에 이용된 섀도우 마스크(220 및 250)는, 제 1 및 제 2 실시예에서 언급된 섀도우 마스크의 개구부와 유사한 개구부를 갖는다. 다시 말해서, 섀도우 마스크(220,250) 각각은 기판측에서 재료측으로 넓혀져 있는 테이퍼부와, 개구부의 중심쪽으로 돌출된 얇은 돌출부를 각각 구비한 개구부(221,225)를 갖추고 있다. 이런 구조에 의하면 섀도우 마스크는 기판 표면 쪽으로 경사져 입사되는 증발 입자를 거의 차단하지 않게 된다. 따라서 형성된 유기 발광층 (214R, 214G, 214B), 전자운송층(215R, 215G, 215B) 및 캐소드(216)는 정확한 치수를 구비하게 된다. 결과적으로 완성된 유기 EL 디스플레이는 뛰어난 수율을 갖게 된다.
도 6 에 도시된 바와 같이, 돌출부(150B)는 돌출부(150B)에 대응하는 개구부(150)가 테이퍼부(150A)에서와 같이 박판(140)에서 지지막(110)쪽으로 넓혀져 있게 끔, 즉 돌출부(150b)에 해당하는 개구부(150)의 직경이 지지막쪽으로 점점 증가하도록 형성될 수 있다.
제 2 실시예에서, 혼합 가스안의 O2분압은 스토퍼막(120)을 에칭하는 동안 Cl2가스만을 공급하기위해 혼합가스가 O2를 포함하지 않도록 조절할 수 있다.
전술한 섀도우 마스크 는 스퍼터링(sputtering) 등에 의해 기판 위에 막 형성을 하는데 있어서 마스크로서 사용되어 질 수도 있다.
전술한 섀도우 마스크는 유기 EL 디스플레이의 제조뿐만 아니라 미세한 패턴을 갖는 막이 요구되는 어떠한 반도체 소자의 제조에도 적용될 수 있다.
다양한 실시례와 변형예가 본 발명의 넓은 범위와 개념에서 벗어나지 않는 상태에서 이루어 질 수 있다. 전술한 실시례들은 본 발명의 예를 들은 것이지 본 발명의 범위를 한정한 것이 아니다. 본 발명의 범위는 실시례에서라기 보다도 첨부된 특허청구범위에 나타나 있다. 본 발명의 특허청구범위 및 그와의 균등 범위내에서 이루어진 다양한 변형예들은 본 발명의 범위내로 간주되어 진다.
상술한 구성을 통하여, 본 발명에 따르면, 종래 기술과는 달리, 섀도우 마스크가 기판으로부터 경사져 입사되는 증발 입자를 거의 차단하지 않고, 열 팽창률의 차이에서 초래되는, 온도 변화에 의한 마스크와 기판의 팽창을 방지하여 정확한 치수를 갖는 유기발광층(214R, 214G, 214B), 전자수송층(215R, 215G, 215B) 및 캐소드(216)을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 결과적으로 완성된 유기 EL 디스플레이를 뛰어난 수율로 얻게 된다.

Claims (11)

  1. 지지층(110);
    에칭 비율이 상기 지지층(110)의 에칭 비율과 다른, 상기 지지층(110)위에 형성되는 스토퍼층(120); 및
    상기 스토퍼층(120)위에 형성된 표면층(140)을 구비하고,
    상기 지지층(110), 상기 스토퍼층(120) 및 상기 표면층은,
    상기 지지층(110), 상기 스토퍼층(120) 및 상기 표면층(140)을 관통해 형성되고 상기 표면층(140)에서 상기 지지층(110)쪽으로 넓혀지는 테이퍼부(150A)와 상기 표면층(140)의 일부로서 상기 테이퍼부(150A)의 중심을 향해 돌출된 돌출부(150B)를 구비한 개구부(150)를 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부(150B)의 일측은 상기 표면층(140)에서 상기 지지층(110) 방향으로 넓혀져 있는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스토퍼층(120)이 상기 지지층(110)의 일부이고,
    상기 스토퍼층(120)과 상기 표면층(140)이 함께 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크.
  4. 소정 구멍을 형성하는데 필요한 충분한 기계적 강도를 갖는 지지층을 구비하는 단계;
    상기 지지층(110)내에 상기 구멍을 형성하는 동안 에칭 스토퍼로서 역할을 수행할 스토퍼층(120)을 상기 지지층(110)위에 형성하는 단계;
    상기 스토퍼층(120)위에 표면층(140)을 형성하는 단계;
    상기 스토퍼층(120)이 노출될 때까지 상기 지지층(110)의 소정 영역을 에칭하여 상기 구멍을 형성하는 단계;
    상기 구멍의 저부를 통해 노출된 상기 스토퍼층(120)을 제거하는 단계;
    소정 두께를 갖도록 상기 구멍의 저부를 통해 노출된 상기 표면층(140)을 에칭하여 상기 표면층(140)에서 상기 지지층(110)쪽으로 넓혀져있는 테이퍼부(150A)를 형성하는 단계; 및
    상기 구멍의 저부의 직경보다 작은 직경의 스루홀을 상기 구멍의 저부에 형성하여, 상기 테이퍼부(150A)와 상기 테이퍼부(150A)의 중심쪽으로 돌출된 상기 표면층(140)의 일부인 돌출부(150B)를 구비한 개구부(15)를 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지층(110)과 상기 표면층(140)이 실리콘으로 만들어지고,
    상기 스토퍼층(120)이 실리콘 이산화물로 만들어지며,
    상기 지지층(110)의 상기 에칭 단계는 Cl2와 O2의 혼합가스로 상기 지지층(110)의 에칭하는 단계를 구비하고,
    상기 스토퍼층(120)의 상기 제거 단계는 Cl2가스로 상기 스토퍼층(120)을 에칭하는 단계를 구비하며,
    상기 표면층(140)의 상기 에칭 단계는 Cl2와 O2의 혼합가스로 상기 표면층(140)을 에칭하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 지지층(110)의 상기 에칭 단계, 상기 스토퍼층(120)의 상기 제거 단계 및 상기 테이퍼부(150A)의 상기 형성 단계는 Cl2와 O2의 혼합가스의 O2분압을 조절함으로써 에칭할 층을 선택하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 스토퍼층(120)의 상기 형성 단계는 상기 지지층(110)의 표면을 열산화시킴으로써 상기 스토퍼층(120)을 형성하는 단계를 구비하고,
    상기 표면층(140)의 상기 형성 단계는 상기 표면층(140)을 상기 스토퍼층(120)에 접착하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 표면층(140)의 상기 형성 단계는, 상기 표면층(140)을 폴리이미드(130)로 상기 스토퍼층(120)에 결합하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 스루홀의 상기 형성 단계는, 상기 구멍의 저부상으로 레이저빔을 조사시킴으로써 상기 스루홀을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크 제조방법.
  10. 기판을 구비하는 단계; 및
    상기 기판위에 소정 치수로 규정된 패턴을 갖는 막을 형성하는 단계를 구비하며,
    상기 막의 상기 형성 단계는,
    지지층(110);
    에칭 비율이 상기 지지층(110)의 에칭 비율과 다른, 상기 지지층(110)위에 형성되는 스토퍼층(120); 및
    상기 스토퍼층(120)위에 형성된 표면층(140)을 구비하고,
    상기 지지층(110), 상기 스토퍼층(120) 및 상기 표면층은,
    상기 지지층(110), 상기 스토퍼층(120) 및 상기 표면층(140)을 관통해 형성되고 상기 표면층(140)에서 상기 지지층(110)쪽으로 넓혀지는 테이퍼부(150A)와 상기 표면층(140)의 일부로서 상기 테이퍼부(150A)의 중심을 향해 돌출된 돌출부(150B)를 구비한 개구부(150)를 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크를 사용하여 상기 막을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 표면층(140)은 상기 기판과 같은 재료 또는 상기 기판의 열팽창률과 실질적으로 같은 열팽창률을 갖는 재료로 만들어지고,
    상기 막의 상기 형성 단계는 상기 표면층(140)이 상기 기판에 면하도록 상기 섀도우 마스크를 배치시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법.
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