KR20070058058A - 셰도우 마스크 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 셰도우 마스크 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 추가 포토레지스트 공정을 생략하여 단순한 방법으로 제작이 가능한 셰도우 마스크 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 셰도우 마스크의 제조방법은 금속 플레이트 앞뒷면에 각각 포토 레지스트를 도포하는 단계; 상기 금속 플레이트 앞면을 노광 후 현상하는 단계; 상기 금속 플레이트 뒷면을 회절노광 후 현상하는 단계; 상기 금속 플레이트 앞면 중 현상에 의해 포토 레지스트가 제거된 후 노출된 금속 부분을 일정 두께만큼 에칭하는 단계; 회절노광된 부분의 포토 레지스트를 에싱에 의해 제거하는 단계; 및 금속 플레이트 앞뒷면에 추가로 에칭을 하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 셰도우 마스크 제조방법을 적용할 경우, 종래와 달리 추가적인 포토레지스트 공정이 필요없이 셰도우 마스크를 제조할 수 있어서, 제조과정이 간단하고 비용면에서도 저렴하다.
회절노광, 셰도우 마스크, 에싱

Description

셰도우 마스크 제조방법{Method for manufacturing a shadow mask}
도 1은 유리기판(1)에 형성된 애노드 전극(2) 상에 발광 유기물질을 증착하기 위한 진공 증착장치를 나타내는 단면도이다.
도 2a 내지 도 2j는 종래의 셰도우 마스크 제조단계를 순서대로 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3j는 본 발명의 실시예에 따른 셰도우 마스크 제조방법을 나타낸 것으로서, 그 제조단계를 순서에 따라 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 셰도우 마스크 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 추가 포토레지스트 공정을 생략하여 단순한 방법으로 제작이 가능한 셰도우 마스크 제조방법에 관한 것이다.
유기 전계 발광소자(organic light emitting diodes, OLED)는 전자 주입 전극(음극)과 정공 주입 전극(양극)사이에 형성된 유기 발광층에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다.
유기 전계 발광소자는 플라스틱 같은 휠 수 있는(flexible) 투명 기판 위에 도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)이나 무기 전계 발광(EL) 디스플레이에 비해 10V이하의 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 전력 소모가 비교적 적으며, 색감이 뛰어나고 시야각이 넓다는 장점이 있다.
또한, 유기 전계 발광소자는 녹색, 청색, 적색의 3가지 색을 나타낼 수가 있어 차세대 풍부한 색 디스플레이 소자로 많은 사람들의 많은 관심의 대상이 되고 있다.
상기 유기전계발광소자를 제조하기 위해서는 유기물을 이용한 패턴의 증착 공정이 필요한데, 특정한 패턴을 가지는 셰도우 마스크(shadow mask)를 이용한다. 즉, 셰도우 마스크에 의해 가려지지 않은 부분에만 증착이 이루어지도록 하는 것이다.
도 1은 유리기판(1)에 형성된 애노드 전극(2) 상에 발광 유기물질을 증착하기 위한 진공 증착장치를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 장치는 진공챔버(15)와, 진공챔버(15) 내부에 설치되며 내부에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 발광 유기물질(20)이 담긴 가열용기(12)와, 투명한 애노드전극(2)이 형성된 유리기판(1)과, 가열용기(12)와 유리기판(1) 사이에 거리차를 두고 대면되게 설치되는 셰도우마스크(13)를 구비한다.
진공챔버(15)는 외부로부터 이물질이 유입되지 않도록 진공된 상태가 되고, 내부의 압력이 조절된다.
가열용기(12)는 진공챔버(15)의 저면에 각각의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 발광 유기물질이 수용된 북수개가 소정 간격 이격되어 순차적으로 설치될 수 있다. 이러한, 각각의 가열용기(12)는 상부쪽에 개구부가 있고, 이 개구부에 각각의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 발광 유기물질(20)을 수용하게 된다.
또한, 가열용기(12)에는 수용된 발광 유기물질(20)을 승화시키기 위한 저항(18)이 감싸여진다. 이 저항(18)은 흐르는 전압에 의해 가열용기(12)를 가열하게 된다.
유리기판(1)에는 투명한 전극인 애노드전극(2)이 형성되어 있다. 셰도우마스크(13)는 애노드전극(2) 상에 일정한 패턴으로 발광 유기물질(20)이 증착되도록 하는 역할을 한다. 이 셰도우마스크(13)에는 장방형 슬롯(14)이 일정한 간격으로 배열되어 형성된다.
이와 같은 발광 유기물질 증착장치의 증착공정을 보면, 발광 유기물질 증착장치는 진공챔버(15) 내에 설치된 가열용기(12)를 저항(18)에 의해 가열하게 된다. 이는 가열용기(12)에 수용된 발광 유기물질(20)은 상온에서는 증발되지 않고 일정한 온도(대략 200℃)에서 증발한다.
이에 따라, 가열된 가열용기(12)에서 증발되는 발광 유기물질(20)이 분자 또는 원자 상태로 증발되고, 유리기판(1)과 가열용기(12)사이에 셰도우마스크(13)의 슬롯을 통과한 발광 유기물질(20)만이 상대적으로 낮은 온도의 유리기판(1)의 애노드 전극(2) 상에 증착된다.
상기 셰도우 마스크는 종래에는 후술하는 단계에 따라 제조되었다.
도 2a 내지 도 2j는 종래의 셰도우 마스크 제조단계를 순서대로 나타낸 도면 이다.
도 2a를 참조하자면, 첫째로, 메탈 마스크의 재료로 사용되는 금속 플레이트(201) 앞면에 포토레지스트(photoresist)층(203)을 도포하였다.
도 2b를 참조하자면, 둘째로, 일정 간격으로 넓은 슬릿을 가지는 마스크(205)를 사용하여 자외선과 같은 빛을 조사하여 마스크(205)에 가려진 부분을 제외한 영역의 포토레지스트(photoresist)층(203)을 빛에 노출시켰다.
도 2c를 참조하자면, 셋째로, 마스크(205)에 가려진 부분을 제외한 영역의 포토레지스트(203)를 제거하는 현상과정을 거쳤다.
도 2d를 참조하자면, 넷째로, 금속 플레이트(201) 뒷면에 포토레지스트(photoresist) 층(207)을 도포하였다.
도 2e를 참조하자면, 다섯째로, 금속 플레이트(201) 뒷면에 자외선과 같은 빛을 조사하되 도 2b에 나타낸 단계와 마찬가지로 일정 간격으로 넓은 슬릿을 가지는 마스크(205)를 사용하여 마스크(209)에 가려진 부분을 제외한 영역의 포토레지스트(photoresist)층(207)을 빛에 노출시켰다.
도 2f를 참조하자면, 여섯째로, 도 2c에 나타낸 단계와 마찬가지로 금속 플레이트(201) 뒷면에서 마스크(209)에 가려진 부분을 제외한 영역의 포토레지스트(207)를 제거하는 현상과정을 거쳤다.
도 2g를 참조하자면, 일곱째로, 금속 플레이트(201) 앞뒷면에서 각각 일정 두께만큼 에칭을 거쳤다.
도 2h를 참조하자면, 여덟째로, 금속 플레이트(201) 뒷면에 추가적으로 포토 레지스트(211)를 도포하여 뒷면을 보호하였다.
도 2i를 참조하자면, 아홉째로, 금속 플레이트(201) 앞면에 추가적으로 에칭을 실시하였다.
도 2j를 참조하자면, 금속 플레이트(201) 앞뒷면에 도포된 포토레지스트(203,207,211)을 제거하여 세도우 마스크를 얻었다.
이와 같이 종래의 셰도우 마스크 제조과정에서는 금속 플레이트(201) 뒷면에 추가적으로 포토레지스트(211)를 도포하여 뒷면을 보호하는 단계가 필요하였다. 따라서 포토레지스트 공정이 하나 더 추가됨으로써 공정의 효율이나 비용면에서 불리한 실정이었으며 추가적인 포토레지스트 공정이 필요없이 제조과정이 간단한 셰도우 마스크 제조방법이 요구되어 졌다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 추가적인 포토레지스트 공정이 필요없이 제조과정이 간단한 셰도우 마스크 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 금속 플레이트 앞뒷면에 각각 포토 레지스트를 도포하는 단계; 상기 금속 플레이트 앞면을 노광 후 현상하는 단계; 상기 금속 플레이트 뒷면을 회절노광 후 현상하는 단계; 상기 금속 플레이트 앞면 중 현상에 의해 포토 레지스트가 제거된 후 노출된 금속 부분을 일정 두께만큼 에칭하는 단계; 회절노광된 부분의 포토 레지스트를 에싱에 의해 제거하는 단계; 및 금속 플레이트 앞뒷면에 추가로 에칭을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셰도우 마스크 제조방법을 제공한다.
본 발명의 셰도우 마스크 제조방법은 상기 회절노광이 간유리를 사용하거나 격자형 개방 패턴을 사용하여 노광하는 것일 수 있다.
본 발명의 셰도우 마스크 제조방법은 상기 에싱이 산소 플라즈마를 사용하는 것일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 셰도우 마스크를 제공한다.
이하 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 참조하면서 실시예를 통하여 상세히 설명한다.
첨부된 도면 중의 도 3a 내지 도 3j는 본 발명의 실시예에 따른 셰도우 마스크 제조방법을 나타낸 것으로서, 그 제조단계를 순서에 따라 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3a를 참조하자면, 첫째로, 메탈 마스크의 재료로 사용되는 크롬(Cr) 등의 재질로 된 금속 플레이트(301) 앞면에 포토레지스트(photoresist)층(303)을 도포한다.
도 3b를 참조하자면, 둘째로, 일정 간격으로 넓은 슬릿을 가지는 마스크(305)를 사용하여 자외선과 같은 빛을 조사하여 마스크(305)에 가려진 부분을 제외한 영역의 포토레지스트(photoresist)층(303)을 빛에 노출시킨다.
도 3c를 참조하자면, 셋째로, 마스크(305)에 가려진 부분을 제외한 영역의 포토레지스트(303)를 제거하는 현상과정을 거친다.
도 3d를 참조하자면, 넷째로, 금속 플레이트(301) 뒷면에 포토 레지스트(photoresist) 층(307)을 도포한다.
도 3e를 참조하자면, 다섯째로, 격자형 개방 패턴(308)이 형성되어 있는 마스크(309)를 사용하여 자외선과 같은 빛을 조사하는 노광단계를 거친다.
도 3f를 참조하자면, 여섯째로, 마스크(309)에 가려진 부분을 제외한 영역의 포토레지스트(307)를 제거하는 현상과정을 거친다. 이때 도 3e에 나타낸 노광단계 즉, 격자형 개방 패턴(308)을 가지는 마스크(309)를 사용하였을 경우 격자형 개방 패턴(308)이 형성되어 있는 영역은 포토레지스트(307)가 완전히 제거되지 않고 얇은 두께로 남게 된다. 이와 같이 격자형 개방 패턴을 갖는 마스크를 사용하였을 경우 포토레지스트가 완전히 제거되지 않고 얇은 두께로 남는 것은 노광에 사용한 자외선이 격자무늬에서 회절 효과를 나타내어 포토레지스트가 완전히 노광되지 않기 때문이다. 이러한 노광 기술을 회절노광법이라 한다.
잔여 포토레지스트의 두께는 마스크의 격자 간격을 조절함으로써 얼마든지 조절할 수 있다. 여기서 격자무늬는 그 간격이 노광기의 해상도보다 짧은 간격을 유지하도록 설계한다. 예를 들자면, 일본 니콘사의 FX-510(해상도 2.4㎛(독립), 3㎛(L/S))를 사용할 경우 격자 무늬간격을 2㎛이하로 설계하여 사용하는 것이 바람직하다.
도 3g를 참조하자면, 일곱째로, 도 3c에 나타낸 단계에 따라 현상과정에 의 해 노출된 금속 플레이트(301) 앞면 부분을 염화 제2철(FeCl3) 등을 사용하여 일정 두께만큼 에칭한다.
도 3h를 참조하자면, 여덟째로, 금속 플레이트(301) 뒷면 부분을 산소(O2) 플라즈마(plasma)로 에싱(ashing)하여 포토레지스트를 제거하는 과정을 거치게 된다. 도 3f에 나타낸 현상단계에서 완전히 제거되지 않고 일정 두께 정도만 제거되어 얇은 두께로 남은 회절노광부분의 포토레지스트를 제거한다. 이때 회절노광되지 않은 부분의 포토레지스트도 회절노광부분의 포토레지스트가 제거되는 두께만큼 제거된다.
도 3i를 참조하자면, 아홉째로, 금속 플레이트(301) 앞뒷면으로 각각 에칭을 하여 셰도우 마스크의 슬릿을 완성한다.
도 3j를 참조하자면, 열번째로, 금속 플레이트(301) 앞뒷면에 남아 있는 포토레지스트층(303,307)을 제거하여 셰도우 마스크를 완성한다.
상기 실시예에서 회절노광법은 격자형 개방 패턴(308)을 사용하였으나 회절현상에 의해 차등적으로 노광시키는 방법이라면 간유리 등을 사용할 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 제조방법에 따라 제조된 세도우 마스크는 유기 전계 발광소자의 제조과정 중 유기발광층을 포함하는 유기물층의 증착 과정뿐만 아니라 일반적으로 반도체 공정 등에서 인쇄용 지그(jig)로서도 사용가능하며 구성 요소를 영역 분리형성하는 어떠한 단계에서도 응용 사용이 가능하다.
이상, 본 발명을 실시예를 들어 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
즉, 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 셰도우 마스크 제조방법을 적용할 경우, 종래와 달리 추가적인 포토레지스트 공정이 필요없이 셰도우 마스크를 제조할 수 있어서, 제조과정이 간단하고 비용면에서도 저렴하다.

Claims (4)

  1. 금속 플레이트 앞뒷면에 각각 포토 레지스트를 도포하는 단계;
    상기 금속 플레이트 앞면을 노광 후 현상하는 단계;
    상기 금속 플레이트 뒷면을 회절노광 후 현상하는 단계;
    상기 금속 플레이트 앞면 중 현상 후 노출된 금속 부분을 일정 두께만큼 에칭하는 단계;
    회절노광된 부분의 포토 레지스트를 에싱에 의해 제거하는 단계; 및
    금속 플레이트 앞뒷면에 추가로 에칭을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셰도우 마스크 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회절노광은 간유리를 사용하거나 격자형 개방 패턴을 사용하여 노광하는 것을 특징으로 하는 셰도우 마스크 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에싱은 산소 플라즈마를 사용하는 것을 특징으로 하는 셰도우 마스크 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 셰도우 마스크.
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