KR20060003103A - 마스크고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사각형 프레임의 형태인 마스크(1)를 분리가능하게 고정하기 위한 장치로서, 마스크(1)의 변부(1')에서 프레임의 림(2, 3)에 작용하는 스트레싱수단이 제공된다. 스트레싱수단은 마스크 변부(1')에 인접하여 배치된 윈도우에 결합되는 다수의 각 스프링요소(4)를 갖는다. 프레임의 림(2, 3)에 작용하는 각 스프링요소는 판스프링(4)이고, 이 판스프링(4)은 빗의 형태로 연결되며 공통의 보조 스트레싱 부재(5)에 의하여 프레임이 마스크(1)에 결합될 수 있는 결합위치로 이동될 수 있다.

마스크, 프레임, 판스프링

Description

마스크고정장치 {MASK RETAINING DEVICE}

본 발명은 사각형 프레임의 형태인 마스크를 분리가능하게 고정하기 위한 장치에 관한 것으로, 마스크의 변부에서 프레임의 림(limb)에 작용하는 스트레싱수단이 제공되는 마스크고정장치에 관한 것이다.

원형의 마스크가 고정되는 장치가 특허문헌 WO 03/04719로부터 알려진 바 있다. 이 장치는 원형 프레임으로 구성된다. 만약 프레임에 의하여 고정된 마스크에 방사상 스트레스가 가하여지는 경우, 마스크의 중심에서 침하현상이 감소된다. 새도우공정(shadow process)에 사용되는 마스크의 경우에 있어서, 침하현상을 최소화하여 이들 마스크가 기판상에 짧은 거리를 두고 정렬될 수 있도록 하는 것이 중요하다. 정렬중에, 마스크는 정렬마스크를 이용하여 기판상에 정렬된다. 이는 광학적으로 수행된다. 정렬오류를 피하기 위하여, 정렬되어야 할 정렬마스크는 초점의 제한된 깊이를 고려하여 가능한 한 근접하게 될 필요가 있다. 또한 침하현상을 최소화하는 것은 마스크가 사용될 때 이들 마스크가 기판으로부터 또는 기판의 예비구조부분으로부터 최소의 거리를 두고 배치되어야 하므로 기판의 하측에 사용되는 마 스크의 경우 중요하다. 또한 마스크를 고정하기 위한 장치가 특허문헌 DE 195 33 402, US 5 186 975 및 US 4 676 193으로부터 이미 알려져 있다.

발명의 개요

본 발명은 마스크의 침하현상을 최소화하기 위한 범용형태의 장치를 제공하는 목적에 기초하고 있다.

이러한 목적은 청구범위에 기재된 발명에 의하여 달성된다.

먼저, 청구범위 제1항에서는 스트레싱수단이 다수의 스프링요소를 가지며 이들 스프링요소가 근접한 위치에서 마스크 변부에 결합된다. 각 스프링요소는 실질적으로 동일한 응력을 보여 마스크의 변부에 실질적으로 균일한 인장응력이 가하여지도록 한다. 따라서, 응력이 가하여지는 것에 관련하여 마스크의 변형은 어느 지점에서나 동일하다. 사각형 프레임의 경우 피할 수 없는 프레임 림 자체에 대한 변형은 가능한 한 크게 보상된다. 각 스프링요소에 대하여 응력이 가하여지는 것은 공통의 보조 스트레싱부재에 의하여 이루어지는 것이 좋다. 프레임의 4개 림 모두는 이들 각각에 이러한 형태의 보조 스트레싱부재가 구비되는 것이 좋다. 각 스프링요소는 판스프링일 수 있다. 이들 판스프링은 빗의 빗살형태일 수 있다. 각 스프링요소는 마스크 변부의 윈도우에서 작용하는 것이 좋다. 이를 위하여, 마스크의 변부는 나란히 배치되는 다수의 슬로트형 윈도우의 형태를 가질 수 있다. 이와 같 은 경우, 슬로트의 길이는 판스프링의 폭 보다 약간 클 뿐이다. 슬로트 사이의 거리는 판스프링의 폭과 거의 같다. 더욱이, 판스프링의 단부는 마스크 평면에 대하여 거의 직각으로 연장되는 것이 중요하다. 이와 같은 경우, 마스크는 마스크의 상측부에 안치될 수 있다. 판스프링은 프레임의 외측부를 따라 일정한 간격을 두고 연장될 수 있다. 각 판스프링이 서로 연결되는 컴 크로스피스(comb cross-piece)가 스트레싱 스트립에 의하여 프레임 림의 경사측면에 대하여 가압될 수 있다. 이를 위하여, 스트레싱 스트립은 대응경사면의 형태를 갖는다. 판스프링의 강도는 프레임 또는 마스크의 스프링강도에 비하여 현저히 낮다. 따라서, 응력을 고려하여 프레임 림의 탄성변형이 보상된다. 판스프링에 의하여 마스크에 가하여지는 응력은 마스크를 구성하는 재질의 항복점 보다 작다. 그러나, 응력이 마스크에 비하여 상당히 클 때에, 그 크기는 370 mm x 470 mm, 좋기로는 600 mm x 720 mm 이고 중심부에서의 침하정도는 0.2 mm 이하, 좋기로는 0.1 mm 이하이다. 마스크는 스텐레스 스틸 또는 몰리브덴 합금으로 구성될 수 있다. 마스크는 규칙적으로 간격을 둔 다수의 개방부를 가지며, 이러한 개방부를 통하여 가스 또는 에어로졸 형태의 물질이 특히 글라스 모재형태인 기판의 사전구조조성면으로 유동할 수 있다. 이러한 장치는 특히 OVPD에 사용된다. 이러한 공정에 있어서, 사전구조가 조성된 글라스 기판상에 유기층이 증착된다. 이들 층은 광-모사 필드(픽셀)를 생성하며, 적색광-모사 필드와 녹색광-모사 필드가 청색광-모사 필드에 인접하여 배치된다. 필드 크기는 20 ~ 200 ㎛ 사이의 범위이다. 각 필드는 폴리머로 만들어진 스페이서에 의하여 서로 분리된다. 사전구조조성된 기판의 상부에서 새도우공정에 사용되는 마스크의 코 팅에 앞선 정렬은 기판으로부터 최소의 거리를 두고 이루어진다. 그리고 정렬되어야 할 마스크도 서로 최소의 거리를 둔다. 코팅과정중에, 마스크가 기판상에 안치된다. 이를 위하여, 마스크는 정렬된 후에 하강된다.

프레임에 대한 마스크의 취부는 실질적으로 두 단계에 의하여 이루어진다. 스트레싱 스트립이 해제된 상태에서, 즉 판스프링이 가압 되지 않는 상태에서, 금속 마스크가 프레임의 상측부에 배치된다. 이 공정에서, 판스프링의 단부는 마스크의 변부에 형성된 윈도우를 통하여 느슨히 통과한다. 이와 같은 경우 판스프링의 고정단부를 형성하는 컴 크로스피스가 경사지게 연장된 개방갭내에 배치된다. 만약 스트레싱 스트립이 힘을 가한 상태에서 프레임의 방향으로 이동되는 경우, 판스프링이 만곡된다. 이는 마스크에 대하여 마스크 평면을 향하는 방향으로 응력을 가하기 때문이다. 컴 크로스피스가 가압되는 경사측면의 경사각도는 마스크에 형성된 윈도우의 위치 또는 판스프링의 강도에 맞추어져 응력이 충분히 높으나 마스크를 구성하는 재질의 항복점에는 이르지 않도록 되어 있다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 응력이 가하여지는 상태에서 프레임상에 안치된 마스크를 보인 평면도.

도 2는 도 1의 화살표 II의 방향에서 본 측면도.

도 3은 응력이 가하여지지 않은 상태의 판스프링을 점선으로 보인 도 1의 III-III 선 단면도.

도 4는 로딩후 응력이 가하여지기 전의 상태를 보인 도 3과 유사한 단면도.

도 5는 마스크의 표면을 보인 도 1의 V 부분 상세도.

도 6은 도 5의 VI-VI 선 단면도.

예시된 실시형태의 장치는 플랫 스크린을 제조하기 위하여 사용된다. 이러한 공정에 있어서, 각 광-모사 필드가 스크린의 픽셀해상도에 일치하는 그리드를 통하여 기판상에 인가된다. 이를 위하여, 특히 글라스 모재로 구성된 기판이 사전구조조성된다. 기판의 크기는 370 x 470 ㎟ 또는 600 x 720 ㎟ 이다. 먼저 사각형의 필드 그리드(14)가 포토레지스터 또는 기타 폴리머에 의하여 기판에 부착된다. 사각형 그리드는 각각의 경우 3개의 필드가 하나의 유니트를 형성하는 기다란 필드로 구성된다. 각각의 경우, 하나의 필드가 적색광, 청색광 또는 황색광을 모사한다.

필드 D의 폭은 20 ~ 200 ㎛ 사이이다. 위치조절후에 필드상에서 마스크의 평면, 즉 지지체(14) 사이에 배치되는 마스크(1)는 필드내에 층구조(13)를 증착하는데 사용된다. 광-모사층의 증착중에, 각각의 경우 필드의 1/3에만 마스크 개방부(12)가 구비된다. 층구조(13)상에 응축될 수 있도록 에어로졸 또는 가스형태의 유기출발물질이 이 마스크 개방부(12)를 통하여 확산된다.

상측부(2')상에 플랫상태로 안치되고 스텐레스 스틸 또는 몰리브덴 합금으로 구성된 마스크(1)는 그 전면을 통하여 균일하게 가압되는 것이 중요하다. 이와 같이 함으로서 마스크의 제작에 고려될 수 있는 마스크(1)의 중심부에서 침하현상을 최소화할 수 있고 표면응력에 의하여 발생되는 왜곡이 균일하게 이루어질 수 있도록 한다.

마스크의 변부가 천공된다. 마스크는 열을 이루어 배치되는 윈도우(6)를 갖는다. 이는 열을 이루어 배치되는 윈도우(6)를 갖는다. 이 경우에 있어서 각 윈도우(6)의 길이는 실질적으로 이들 사이의 간격과 같다. 크기에 있어서 윈도우는 약 10 ~ 20 mm 이다.

프레임 림(2)(3)의 외측부(2")는 상측부(2')로부터 거리를 두고 배치된 경사측면(8)을 형성한다. 경사측면(8)에 대향하여 동일한 기울기의 대응경사면(10)이 형성되고 이에 스트레싱 스트립(5)이 결합된다. 스트레싱 스트립(5)은 프레임 림(2)의 하측에 형성된 스텝(9)상에 배치된다. 각 판스프링(4)이 빗살의 형태로 연장된 컴 크로스피스(7)가 경사측면(8)과 대응경사면(10)에 의하여 형성된 경사슬로트내에 배치된다. 이러한 과정에서, 판스프링(4)의 단부(4')는 이러한 판스프링(4)의 단부(4')가 마스크 평면에 대하여 직각으로 연장될 수 있도록 마스크(1)의 변부(1')에 형성된 윈도우(6)를 통하여 결합된다. 컴 크로스피스(7)가 경사측면(8) 또는 대응경사면(10)에 대하여 평면상으로 지지되는 응력이 가하여지는 상태에서, 판스프링(4)은 윈도우에 프리스트레스 상태로 결합된다.

응력이 가하여지지 않은 상태의 판스프링이 도 3에서 점선으로 도시되어 있다. 이 도면은 판스프링(4)이 가압될 때의 거리를 나타내기 위한 것이다.

도 2에서 보인 바와 같이, 판스프링(4)은 서로 일정한 간격을 두고 있다. 이들 사이의 거리는 실질적으로 이들의 폭과 같다. 각 판스프링(4) 사이의 공간은 만곡형 기부(11)를 갖는다. 판스프링은 강철 또는 다른 적당한 물질로 구성된다.

4개 프레임 림(2)(3)의 모두 각각에는 이러한 형태의 스트레싱수단이 구비되어 있다. 이와 같은 경우, 좁은 림(2)에 결합되는 스트레싱수단은 종방향 림(3)에 결합되는 스트레싱수단과는 상이한 스프링강도를 갖는다.

프레임은 도 4에서 보인 판스프링의 해제위치에서 로딩된다. 이 위치에서, 스트레싱 스트립(5)은 후측으로 이동되어 경사측면(8)과 대응경사면(10) 사이의 경사갭이 컴 크로스피스(7)의 두께 보다 넓어진다. 여기에서 컴 크로스피스(7)는 경사슬로트 내에 느슨히 배치된다. 만약 마스크(1)가 프레임 림의 상측부(2')(3')상에 배치되는 경우, 판스프링(4)의 단부(4')는 윈도우(6)내에 느슨히 삽입된다. 그리고, 스트레싱 스트립(5)이 도 4에서 화살표로 보인 방향으로 작용한다. 이는 모든 프레임 림(2)(3)에서 동시에 이루어진다. 판스프링(4)은 화살표 방향으로 스트레싱 스트립(5)의 이동에 따라서 만곡된다. 그리고 이들의 단부(4')가 마스크의 평면에서 마스크(1)에 응력을 가한다. 응력은 판스프링(4)의 스프링 특성의 평탄성을 고려할 때 프레임 림(2)(3)의 전길이에 걸쳐 실질적으로 동일하다. 경사면(8) 대신에 컴 크로스피스(7)는 판스프링(4)에 대하여 다른 각도로 경사질 수 있다.

이들 모든 특징(그 자체)은 본 발명에 속한다. 또한 첨부된 우선권주장서류(종래 특허출원의 사본)의 내용도 본 발명에 포함되며 이들 서류의 특징이 결합될 수 있도록 본 발명의 청구범위에 포함된다.

Claims (8)

1. 사각형 프레임의 형태인 마스크(1)를 분리가능하게 고정하기 위한 장치로서, 마스크(1)의 변부(1')에서 프레임의 림(2, 3)에 작용하는 스트레싱수단이 제공되고 스트레싱수단이 마스크 변부(1')에 인접하여 배치된 윈도우에 결합되는 다수의 각 스프링요소를 갖는 마스크고정장치에 있어서, 각 스프링요소가 판스프링(4)이고, 마스크 평면에 대하여 거의 직각으로 연장된 그 자유단부(4')가 마스크(1)의 윈도우(6)에 결합됨을 특징으로 하는 마스크고정장치.
2. 제1항에 있어서, 프레임 림(2, 3)에 결합된 각 스프링요소(4)가 마스크(1)와 함께 로딩될 수 있는 로딩위치로부터 공통의 보조 스트레싱 부재(5)에 의하여 가압위치에 놓이게 됨을 특징으로 하는 마스크고정장치.
3. 전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 판스프링(4)이 빗의 형태로 서로 연결됨을 특징으로 하는 마스크고정장치.
4. 전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 각 스프링요소(4)가 마스크(1)의 윈도우(6)에 결합됨을 특징으로 하는 마스크고정장치.
5. 전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 컴 크로스피스(7)에 의하여 형성된 판 스프링(4)의 고정단부가 프레임 림(2, 3)의 경사면(8)에 대하여 보조 스트레싱 부재를 형성하는 스트레싱 스트립(5)에 의하여 작용함을 특징으로 하는 마스크고정장치.
6. 전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 마스크(1)가 프레임 상측부(2', 3')에 대하여 안치되고, 이로부터 거리를 둔 경사면(8)이 프레임 외측부(2", 3")와 결합됨을 특징으로 하는 마스크고정장치.
7. 전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 판스프링(4)의 스프링특성이 그 가압위치에서 프레임(2, 3) 또는 마스크(1)의 스프링강도 보다 평탄함을 특징으로 하는 마스크고정장치.
8. 전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 각 스프링요소(4)의 가압위치에서 마스크(1)에 가하여지는 응력은 마스크를 구성하는 재질의 항복점 보다 작으나 마스크에 비하여 상당히 크며, 마스크의 표면적이 370 mm x 470 mm, 좋기로는 600 mm x 720 mm 이고 중심부에서의 침하정도는 0.2 mm 이하, 좋기로는 0.1 mm 이하임을 특징으로 하는 마스크고정장치.

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