KR20160067808A - 마스크와 그 제조 방법, 및 마스크를 이용한 패터닝 방법 - Google Patents

마스크와 그 제조 방법, 및 마스크를 이용한 패터닝 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시의 실시예들은 마스크와 그 제조 방법, 및 마스크를 이용한 패터닝 방법을 제공한다. 마스크는, 대향하여 배치된 제1 기판과 제2 기판; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층; 상기 제1 기판 위에 형성된 투명 도전층 - 이 투명 도전층과 상기 액정층은 상기 제1 기판의 동일한 측에 위치함 -; 및 상기 제2 기판 위에 형성된 불투명 도전성 재료로 만들어진 마스크 패턴을 포함하고, 상기 마스크 패턴과 상기 투명 도전층은 이들 사이에 전계를 생성하여, 상기 액정층 내의 액정 분자들을 편향되게 구동할 수 있도록 구성된다.

Description

마스크와 그 제조 방법, 및 마스크를 이용한 패터닝 방법{MASK AND FABRICATION METHOD THEREOF, AND METHOD OF PATTERNING BY USING MASK}
본 개시의 실시예들은 마스크와 그 제조 방법, 및 마스크를 이용한 패터닝 방법에 관한 것이다.
종래의 마스크의 마스크 패턴은 각각의 구역들에서 상이한 라인 밀도를 가지는데, 예를 들어, 팬아웃(fanout) 배선 구역 내의 스캐닝 라인에 대응하는 마스크 패턴의 라인 밀도(팬아웃 배선 구역의 배선 밀도와 일치함)는 보통 상대적으로 크고(즉, 마스크 패턴 내의 투광 간극들은 상대적으로 작고), 반면에 화소 구역에 대응하는 마스크 패턴의 라인 밀도는 상대적으로 작다(즉, 마스크 패턴 내의 투광 간극은 상대적으로 크다). 노광 중에, 마스크의 상이한 구역들에 수광되는 노광선량(exposure doses)은 동일하지만, 라인 밀도의 차이로 인해 상이한 구역들에서 광 투과율의 차이가 생길 것이고(예를 들어, 패턴들의 밀도가 높은 구역에서는, 광 투과율이 상대적으로 낮다), 이에 따라 라인 밀도가 더 큰 구역에서 요구되는 노광선량은 더 크며, 따라서, 상이한 구역들에서 동시에 이상적인 노광 및 현상 후에 치수를 보장하는 것이 어렵고, 이는 마스크 프로세스의 간소화에 도움이 되지 않는다.
본 개시의 한 실시예는 마스크를 제공하는데, 이 마스크는: 대향하여 배치된 제1 기판과 제2 기판; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층; 상기 제1 기판 위에 형성된 투명 도전층 - 이 투명 도전층과 상기 액정층은 상기 제1 기판의 동일한 측에 위치함 -; 및 상기 제2 기판 위에 형성된 불투명 도전성 재료로 만들어진 마스크 패턴을 포함하고, 상기 마스크 패턴과 상기 투명 도전층은 이들 사이에 전계를 생성하여, 상기 액정층 내의 액정 분자들을 편향되게 구동할 수 있도록 구성된다.
본 개시의 한 실시예는 추가로 마스크의 제조 방법을 제공하는데, 이 방법은: 제1 기판 위에 투명 도전층을 형성하는 단계; 제2 기판 위에 마스크 패턴을 형성하는 단계 - 상기 마스크 패턴을 위한 형성 재료는 불투명 도전성 재료를 포함함 -; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 셀-조립(cell-assembling)하고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계 - 상기 투명 도전층과 상기 액정층은 상기 제1 기판의 동일한 측에 위치함 -; 전압 공급 유닛과 상기 투명 도전층 사이의 전기 연결과 상기 전압 공급 유닛과 상기 마스크 패턴 사이의 전기 연결을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 전압 공급 유닛은 상기 마스크 패턴과 상기 투명 도전층에 미리 정해진 전압을 제공하여, 상기 액정층 내의 액정 분자들을 편향되게 구동하기 위한 전계를 생성하도록 구성된다.
본 개시의 한 실시예는 추가로 마스크를 이용한 패터닝 방법을 제공하는데, 이 마스크는 전술한 마스크이고, 이 방법은: 상기 전압 공급 유닛에 의해 상기 마스크 패턴과 상기 투명 도전층에 미리 정해진 전압을 제공하여, 이들 사이에 전계를 생성하여 상기 액정층 내의 액정 분자들을 편향되게 구동하는 단계; 상기 제1 기판을 조사(irradiating)하여, 광의 일부가 상기 제1 기판, 상기 투명 도전층, 상기 액정층 및 상기 제2 기판을 순차적으로 통과하여, 상기 마스크 패턴이 없는 상기 제2 기판의 구역으로부터 출사하게 하는 단계를 포함한다.
본 개시의 실시예들의 기술적 해결 방안을 명확히 설명하기 위해, 이하에 실시예들의 도면들을 간단히 설명한다; 설명된 도면들은 본 개시의 일부 실시예들과만 관련이 있으며 따라서 본 개시를 제한하는 것은 아니라는 것이 분명하다.
도 1은 본 개시의 한 실시예에 따른 마스크의 구조 개략도이다;
도 2는 본 개시의 한 실시예에 따른 마스크의 공작 원리의 개략도이다.
본 개시의 실시예들의 목적들, 기술적 해결 방안들 및 이점들을 보다 명확하게 하기 위해, 실시예의 기술적 해결 방안들에 대해 본 개시의 실시예들에 관한 도면들과 관련하여 명확하게 그리고 충분히 이해 가능한 방식으로 설명한다. 설명된 실시예들은 본 개시의 실시예들의 전부가 아니라 일부에 불과하다는 것이 분명하다. 본 명세서에 설명된 실시예들에 기초하여, 이 기술 분야의 숙련자들은 어떤 창의적 노력 없이도 모든 다른 실시예(들)를 얻을 수 있으며, 이러한 실시예들은 본 개시의 범위 안에 포함된다.
본 개시의 설명에서, "상부", "하부"와 같은 용어들로 나타낸 방향 또는 위치 관계들은 도면들에서와 같이 나타낸 방향 또는 위치 관계들이며, 이들은 단지 본 개시의 설명을 용이하게 하고 설명을 단순화하려고 하는 것이지, 장치들 또는 구성 요소들이 특정 방향들을 갖거나, 특정 방향들에서 구성되거나 작동되어야 한다는 것을 시사하거나 암시하는 것이 아니며, 본 개시를 제한하는 것은 아니라는 점에 유의해야 한다. 명백히 규정되거나 정의되지 않는 한, "장착", "연결" 및 "접속"이라는 용어들은 광의적으로 이해되어야 하는데, 예를 들어, 이들은 고정되게 연결되거나, 분리 가능하게 연결되거나, 또는 일체로 연결되는 것일 수 있고; 기계적으로 연결되거나 전기적으로 연결되는 것일 수 있고; 또는 직접 연결되거나, 매개물을 통해 간접 연결되거나, 2개의 구성 요소 간에 내부적으로 소통되는 것일 수 있다. 이 기술 분야의 숙련자들은 구체적인 상황들에 따라 본 개시의 실시예들에서 위에 언급한 용어들의 구체적인 의미들을 이해할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 마스크와 그 제조 방법, 및 마스크를 이용한 패터닝 방법을 제공하여, 상이한 라인 밀도들을 가진 구역들의 노광선량들의 지나치게 큰 차이와, 노광 및 현상 후 치수를 제어하는 데 어려움의 문제점들을 해결한다.
도 1은 본 개시의 한 실시예에 따른 마스크의 구조를 보여주는데, 여기서 도 1의 상부 부분은 마스크의 단면 구조를 보여주고, 도 1의 하부 부분은 마스크의 저면도의 일부를 보여준다. 도 1에 도시된 바와 같이, 마스크는 다음에 언급한 것들을 포함한다:
대향하여 배치된 제1 기판(101)과 제2 기판(102);
제1 기판(101)과 제2 기판(102) 사이에 위치하는 액정층(103);
제1 기판(101) 위에 형성된 투명 도전층(104) - 이 투명 도전층(104)과 상기 액정층(103)은 제1 기판(101)의 동일한 측에 위치함 -; 및
불투명 도전성 재료로 만들어지고 상기 제2 기판(102) 위에 형성된 마스크 패턴(105). 이 마스크 패턴(105)과 상기 투명 도전층(104)은 이들 사이에 전계를 생성하여, 상기 액정층(103) 내의 액정 분자들을 편향되게 구동할 수 있도록 구성된다.
도 1의 하부 부분에 도시된 바와 같이, 검은 줄무늬 패턴으로 도시된 마스크 패턴(105)은 구역 A에 있는 제1 서브-마스크 패턴(105A)과 구역 B에 있는 제2 서브-마스크 패턴(105B)을 포함한다. 도 1에서, 제1 서브-마스크 패턴(105A)은 서로 분리된 복수의 제1 마스크 패턴 부분, 예를 들어, 평행하게 등간격으로 배열된 복수의 경사 마스크 줄무늬를 포함하고; 제2 서브-마스크 패턴(105B)은 서로 분리된 복수의 제2 마스크 패턴 부분, 예를 들어, 평행하게 등간격으로 배열된 복수의 직선 마스크 줄무늬(도 1에는 2개의 줄무늬만 도시되어 있음)를 포함한다. 구역 A에 있는 2개의 인접한 경사 마스크 줄무늬 사이의 제1 간격은 구역 B에 있는 2개의 인접한 직선 마스크 줄무늬 사이의 제2 간격보다 작다.
이 실시예에서, 마스크는 선택적으로 상기 투명 도전층(104) 및 상기 마스크 패턴(105)과 연결되고, 마스크 패턴(105)과 투명 도전층(104)에 미리 정해진 전압을 제공하여, 이들 사이에 전계를 생성하기 위해 이용되는 전압 공급 유닛(106)을 포함한다.
마스크 내의 액정층(103)에 대해 말하자면, 제2 기판과 평행한 횡방향(예를 들어 도 1 및 도 2의 화살로 지시된 방향)으로, 마스크 패턴에 더 가까운 부분에서는, 대응하는 액정 편향이 더 강한 전계로 인해 상대적으로 더 질서있으며, 따라서 액정의 광 투과율은 더 크고; 반면에 마스크 패턴에서 떨어져 있는 부분에서는, 대응하는 액정 편형이 더 약한 전계로 인해 상대적으로 더 무질서하며, 따라서 대응하는 액정의 광 투광율은 더 작다. 그리고 액정층(103)을 제외한 마스크의 구조에 대해 말하자면, 마스크 패턴에 더 가까운 부분의 광 투과율은 더 작고, 반면에 마스크 패턴에서 떨어져 있는 부분의 광 투과율은 더 크다. 이들 2개의 효과는 서로 상쇄되고, 이이에 따라 각 투광 간극에서의 광 투과율이 균일한 경향이 있고, 더 나아가, 상이한 치수의 투광 간극들에서의 광 투과율도 일치하는 경향이 있다. 다시 말해서, 본 개시의 실시예는 동일한 강도의 광선들이, 상이한 라인 밀도들을 가진 마스크의 구역들을 통과한 후에, 일치하는 광 강도를 갖게 하며, 따라서, 상이한 라인 밀도들을 가진 구역들의 노광선량의 지나치게 큰 차이와, 노광 및 현상 후 치수를 제어하는 데 어려움의 문제점들을 해결할 수 있다.
도면들에서는 제2 기판(102) 위의 마스크 패턴(105)의 형상 및 구역 분할이 제2 기판(102) 위의 구역 A에 있는 경사 줄무늬의 복수의 마스크 패턴 부분을 포함하는 제1 서브-마스크 패턴(105A)과, 구역 B에 있는 직선 줄무늬의 복수의 마스크 패턴 부분을 포함하는 제2 서브-마스크 패턴(105B)만을 예로 들어 도시되어 있다는 것을 설명해야 한다.
상기 마스크 패턴(105)은 서로 간격을 둔 복수의 스트립 전극을 포함할 수 있다(예컨대, 도 1에서 검은 줄무늬 구역). 도 1에서, 상기 마스크 패턴(105)은 제2 기판 위에 상이한 구역들(예컨대, 도 1에 도시된 구역 A와 구역 B)에 형성되어 있다. 각 구역에서, 모든 스트립 전극들은 동일한 폭을 가지며, 각각의 2개의 인접한 스트립 전극 사이의 간격들은 같다(즉, 마스크 패턴의 구역들은 스트립 전극들의 폭과 간격에 따라 분할된다). 상기 스트립 전극들은, 예를 들어, 어레이 기판의 팬아웃 배선 구역 또는 화소 구역에 배선 패턴들을 형성하도록 광이 통과하는 것을 차단할 수 있다. 물론, 마스크 패턴(105)은 다른 형상의 패턴일 수 있고(예컨대, 둥근 점, 직사각형 블록, 스트립 및 활 모양을 포함하는 패턴들 중 하나 이상의 패턴), 그것의 구역들은 다른 방식들로 분할될 수도 있으며, 이는 본 개시의 실시예에 의해 제한되지 않을 것이다. 더욱이, 도 1에서, 마스크 패턴(105)은 제2 기판(102)의 외측(액정층(103)과 상이한 측)에 위치하고, 마스크 패턴(105)은 제2 기판(102)의 내측(액정층(103)과 동일한 측)에 위치할 수도 있으며, 이는 본 개시의 실시예에 의해 제한되지 않을 것이다.
이 실시예에서, 제1 기판(101)과 제2 기판(102)은 대향하여 배치되고, 액정층(103) 내의 액정은 이 2개의 기판 사이에 밀봉되고; 전압 공급 유닛(106)은 투명 도전층(104)과 마스크 패턴(105)에 전압을 제공하고, 이에 따라 액정층(103) 내의 액정은 2개의 기판 사이의 전계의 작용을 받아 편향될 수 있다. 다시 말해서, 이 실시예에 따른 상기 마스크는 액정 셀로 간주될 수 있고, 여기서 투명 도전층(104)은 공통 전극 또는 상부 전극으로 간주될 수 있고, 마스크 패턴(105)은 화소 전극 또는 하부 전극으로 간주될 수 있고, 액정층(103) 내의 액정의 편향에 영향을 미치는 주요 인자들은 마스크 패턴(105)의 형성과 마스크 패턴(105)에 가해지는 전압의 레벨이다.
제1 기판(101)과 제2 기판(102)을 형성하기 위한 재료들은 투명하고 비도전성 성질을 가지며, 구체적으로, 유리, 석영 또는 기타 유사한 것, 플라스틱, 고무, 유리 섬유, 투명 수지 또는 다른 고분자 재료들을 포함할 수 있다.
투명 도전층(104)을 형성하기 위한 재료는 투명하고 도전성 성질을 가지며, 구체적으로, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 투명 도전성 수지 또는 다른 투명 도전성 재료들을 포함할 수 있다.
마스크 패턴(105)을 형성하기 위한 재료는 불투명하고 도전성 성질을 가지며, 구체적으로, 예를 들어, 철, 구리, 알루미늄, 니켈, 몰리브덴, 크롬, 또는 기타 금속들, 또는 금속 산화물들 또는 질화물들, 합금들, 금속층을 포함하는 다층막, 불투명 도전성 수지 재료(예컨대, 카본 블랙이 첨가된 수지 재료) 및 기타 등등을 포함할 수 있다. 한 예에서, 마스크 패턴(105)을 형성하기 위한 재료는 금속성 크롬을 포함하는데, 이는 차광성, 도전성, 및 안정성 등을 포함하는 다방면에서 마스크 패턴(105)에 대한 요구를 만족시킬 수 있다.
마스크 패턴(105)과 투명 도전층(104)에 미리 정해진 전압을 제공하기 위한 전압 공급 유닛(106)은 일반적으로 전압원과 출력 전압을 변화시키기 위한 저항기 또는 다른 전기 소자들을 포함할 수 있다. 전압 공급 유닛(106)의 하나의 출력 전극은 투명 도전층(104)의 표면 또는 측면에 있는 전극 인출 위치와 연결될 수 있고, 전압 공급 유닛(106)의 또 하나의 출력 전극은 투명 도전성 매개물을 통하여 마스크 패턴(105)의 전극 인출 위치와 연결될 수 있다. 물론, 다른 구조 또는 다른 전기 연결 방식들의 전압 공급 유닛(106)이 이용될 수 있는데, 예를 들어, 투명 도전층(104)과 마스크 패턴(105)은, 각각, 상이한 전압 공급 유닛들과 연결될 수 있으며, 이는 본 개시의 실시예에 의해 제한되지 않을 것이다.
본 개시의 실시예에 의해 제공된 상기 구조의 마스크의 공작 원리는 다음과 같다:
도 2에 도시된 바와 같은 마스크의 공작 원리의 개략도를 참고하여, 도 2에 도시된 마스크와 도 1에 도시된 마스크는 구조가 일치한다. 제1 서브-마스크 패턴(105A), 제2 서브-마스크 패턴(105B) 및 투명 도전층(104)에 전압 공급 유닛(106)에 의해 미리 정해진 전압이 제공되어 전계가 생성된 후에, 액정층(103) 내의 액정은 전계의 작용을 받아 일정 각도 편향된다. 제2 기판(102) 위쪽의 액정층(103)에 대해 말하자면, 서브-마스크 패턴들(105A 및 105B)에 대응하는 구역들(예컨대, 서브-마스크 패턴들(105A 및 105B) 바로 위쪽의 구역들) 및 인근의 구역에 있는 액정은 질서있게 편향되며, 따라서, 이들 구역에 있는 액정층(103)의 투과율은 더 높고; 반면에 서브-마스크 패턴들(105A 및 105B)에서 더 멀리 떨어져 있는 구역들에서는, 액정층(103) 내의 액정의 편향이 상대적으로 무질서하며, 따라서, 이들 구역에 있는 액정층(103)의 투과율은 더 낮다. 그러므로, 동일한 강도의 광선들 L1A 및 L1B가 제1 기판(101) 위의 구역 A와 구역 B에 각각 대응하는 구역들을 조사할 때, 제1 마스크 패턴(105A)의 투광 간극이 더 작기 때문에(더 높은 라인 밀도), 구역 A에 있는 액정층(103)의 액정의 편향은 전체적으로 더 질서있으며, 따라서, 구역 A에 있는 액정층(103)의 투과율은 더 크고; 반면에 구역 B에서는, 제2 마스크 패턴(105B)의 라인 밀도가 더 낮고, 액정층(103) 내의 액정의 편향은 일부 구역들에서 상대적으로 무질서하며, 따라서, 구역 B에 있는 액정층(103)의 투과율은 더 작다. 상기 효과들의 존재로 인해, 원래 더 큰 투과율을 가진 낮은 라인 밀도를 가진 구역에서는, 광 투과율이 상대적으로 감소되고, 반면에 원래 더 작은 투과율을 가진 높은 라인 밀도를 가진 구역에서는, 광 투과율이 상대적으로 증가되고(즉, 상이한 라인 밀도의 구역들의 투과율에 대한 자체 보상), 이에 따라 구역 A에서 출사되는 광선들 L2A와 구역 B에서 출사되는 광선들 L2B는 전체적인 광 강도가 일치하는 경향이 있으며, 따라서 이는 상이한 라인 밀도들을 가진 구역들의 노광선량의 지나치게 큰 차이와, 노광 및 현상 후 치수를 제어하는 데 어려움의 문제점들을 해결할 수 있다.
상기 실시예들에서, 패턴 단절 또는 다른 원인들로 인해 서로 분리된 패턴 부분들이 있다면(예컨대, 도 1에서 서로 분리된 스트립 전극들), 이들 분리된 마스크 패턴 부분들은 각각 전압 공급 유닛(106)의 출력 전극과 각각 연결함으로써 미리 정해진 전압을 가질 수 있다. 이 경우, 전압 공급 유닛(106)은 각 마스크 패턴 부분에 동일 레벨의 미리 정해진 전압을 제공할 수 있다. 한 예에서, 각 마스크 패턴 부분은 전압원의 하나의 전극과 연결되고; 또는, 각 마스크 패턴 부분에 상이한 레벨의 미리 정해진 전압이 제공될 수도 있다. 예를 들어, 각 마스크 패턴 부분은 전압 공급 유닛(106) 내의 하나의 전압원의 하나의 전극과 연결된다. 전압의 레벨의 설정에 관하여, 모든 마스크 패턴 부분에 동일한 전압을 제공하거나, 상이한 구역들에 있는 마스크 패턴 부분들에 각각 상이한 전압을 제공하거나, 또는 더 상세하게는, 더 나은 투과율 조정 효과를 달성하기 위해 각 마스크 패턴 부분에 제공되는 전압을 각각 조정하는 것이 더 용이하다.
그러나, 전압원의 전극(들)과의 직접 연결 방식이 채택된다면, 많은 여분의 배선이 도입될 것이고, 이는 공간과 재료 이용을 개선하는 데 불리하다. 이와 관련해서, 서로 분리된 마스크 패턴 부분들을 전기적으로 연결하기 위해 도 2에 도시된 연결 패턴(107)이 이용될 수 있다. 마스크 패턴의 실제 차광 구역을 변경하지 않기 위하여, 상기 연결 패턴(107)을 형성하기 위해 투명 도전성 재료가 선택될 수 있다. 한 예에서, 연결 패턴(107)은 마스크 패턴(105) 아래에 배치될 수 있는데, 즉, 연결 패턴(107)이 먼저 형성되고, 이어서 마스크 패턴(105)이 형성되고; 다른 예에서, 연결 패턴(107)은 마스크 패턴(105) 위에 배치될 수도 있는데, 즉, 마스크 패턴(105)이 먼저 형성되고, 이어서 연결 패턴(107)이 형성되고, 이에 따라 마스크 패턴(105)은 투명 도전층(104)과 평행한 평면 위에 위치하고, 마스크 패턴(105)에 의해 형성된 전계의 균일성 강도가 보증된다.
한 실시 방식에서, 상기 연결 패턴은 제2 기판(102) 위에 서로 분리된 마스크 패턴 부분들 중 임의의 2개를 전기적으로 연결하는 데 더 이용되고; 전압 공급 유닛(106)은 상기 연결 패턴을 통하여 마스크 패턴(105)과 연결되고; 전압 공급 유닛(106)은 마스크 패턴(105)과 투명 도전층(104) 사이에 미리 정해진 전압을 제공하기 위한 전압원을 포함한다. 즉, 서로 분리된 모든 마스크 패턴 부분들(105)은 연결 패턴을 통하여 전기적으로 연결되고, 이에 따라 전체 마스크 패턴은 일체형 전극을 형성하여, 모든 곳에서 전압이 동일하다. 게다가, 상기 마스크 패턴(105)의 전극 인출 위치도 연결 패턴에 포함되고, 이에 따라 투광 구역에서 전압 공급 유닛(106)과 연결된 금속 와이어를 제공할 필요가 없다.
또 하나의 실시 방식에서, 마스크 패턴(105)은 제2 기판(102) 위에 상이한 구역들에 형성되고, 상기 연결 패턴은 제2 기판(102) 위에 서로 분리된 마스크 패턴 부분들 중 임의의 2개를 전기적으로 연결하는 데 더 이용되고; 전압 공급 유닛(106)은 적어도 하나의 구역에 있는 마스크 패턴 부분들과 각각 연결되고, 적어도 하나의 전압원을 포함하고, 상기 적어도 하나의 전압원은 상기 적어도 하나의 구역에 있는 마스크 패턴 부분들과 투명 도전층(104)에 미리 정해진 전압을 각각 제공하는 데 이용된다. 즉, 각각의 구역에 있는 마스크 패턴 부분들은 구역 전극을 형성하고, 전압 공급 유닛(106)은 각각의 구역 전극들에 미리 정해진 전압을 제공한다. 그리고, 연결 패턴은 각각의 구역 전극의 전극 인출 위치를 포함한다. 상기 이점들 외에, 이 디자인은 각각의 구역 전극의 전압이 개별적으로 제어되게 하고; 미리 정해진 전압은 모든 곳에서 동일하게 설정되고; 이 디자인은, 재료 저항에 기인하는 전압 강하가 없기 때문에, 전압의 균일성을 더욱 개선할 수 있고, 큰 치수의 마스크의 디자인에 적용될 수 있다.
선택적으로, 상기 연결 패턴은, 예를 들어, 도 2에서 연결 패턴(107)으로 나타낸 바와 같이, 어떤 스트립 마스크 패턴 부분과도 평행하지 않은 스트립 연결 패턴을 포함하고; 이 스트립 연결 패턴은 어떤 스트립 마스크 패턴 부분과도 평행하지 않으므로, 그것은 이들 스트립 마스크 패턴과 더 용이하게 교차하고, 서로 분리된 마스크 패턴 부분들 사이에 전기적 연결을 형성하는 데 역할을 하고, 이는 특히 줄무늬 마스크 패턴을 가진 마스크의 디자인에 적용될 수 있다. 더욱이, 스트립 연결 패턴은 제조 공정에서 용이하게 구현될 뿐만 아니라, 상이한 형상의 마스크 패턴들에도 적용될 수 있으며, 따라서 더 광범위하게 적용된다. 게다가, 연결 패턴(107)은, 예를 들어, 마스크의 비투광 구역에 형성될 수 있다.
상기 실시예들 중 임의의 실시예에서, 마스크 패턴(105)과 액정층(103)이 제2 기판(102)의 동일한 측에 위치하는지 상이한 측에 위치하는지는 한정적이지 않은데, 그 이유는 마스크 패턴(105)은 어느 측에 있든지 액정층(103) 내의 액정을 편향되게 제어할 수 있기 때문이다. 마스크 패턴(105)과 액정층(103)이 제2 기판(102)의 양측에 위치하는 경우, 액정층(103)은 모든 곳에서 동일한 두께를 유지하며, 이는 마스크 패턴(105)에 대해 수행될 후속 조작을 용이하게 한다.
상기 실시예들 중 임의의 실시예에서, 액정층(103) 내의 액정은 미리 정해진 선경사각(pretilt angle)을 갖도록 만들어질 수 있고, 이는, 예를 들어, 액정층(103)의 광학 특성을 더 개선하고, 투과율 조정의 정확도를 개선하기 위하여, 액정 박스 형성 공정(liquid crystal box-forming process) 중에 액정 배향 기술에 의해 구현될 수 있다.
상기 마스크의 구조에 기초하여, 마스크의 제조 방법의 한 실시예를 이하에 예시한다. 본 개시의 실시예는 마스크의 제조 방법을 제공하는데, 이 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다:
단계 301: 제1 기판 위에 투명 도전층을 형성함;
단계 302: 제2 기판 위에 서로 분리된 적어도 2개의 마스크 패턴 부분을 포함하는 마스크 패턴을 형성함 - 이 마스크 패턴은 불투명 도전성 재료를 포함하는 재료로 만들어짐 -;
단계 303: 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 셀-조립(cell-assembling)하고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정층을 형성함 - 상기 투명 도전층과 상기 액정층은 상기 제1 기판의 동일한 측에 위치함 -;
단계 304: 전압 공급 유닛과 상기 투명 도전층 사이의 전기 연결을 형성하고, 상기 전압 공급 유닛과 상기 마스크 패턴 사이의 전기 연결을 형성함 - 상기 전압 공급 유닛은 상기 마스크 패턴과 상기 투명 도전층에 미리 정해진 전압을 제공하도록 구성됨 -.
예를 들어, 단계 302 전에 그리고 단계 303 후에, 이 방법은 다음과 같은 단계 302a를 더 포함한다: 서로 분리된 적어도 상기 적어도 2개의 마스크 패턴 부분을 전기적으로 연결하기 위해 상기 제2 기판 위에 연결 패턴을 형성함 - 상기 연결 패턴을 형성하기 위한 재료는 투명 도전성 재료를 포함함 -.
이하에는, 마스크의 제조 방법의 한 예가 제공된다: 약 10mm의 두께를 가진 석영 기판(제1 기판) 위에 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 투명 도전성 재료를 증발시켜서 투명 도전층을 형성한다. 다른 유리 기판(제2 기판)의 상부 표면과 상기 투명 도전층 위에 폴리이미드(PI) 용액을 도포하고, 러빙 배향(rubbing alignment), 셀-조립 및 기타 공정 후에, 상기 2개의 기판 사이에 액정을 소정의 선경사각으로 밀봉하고, 상기 투명 도전층을 외부 전압과 연결 가능하게 만든다. 유리 기판의 하부 표면 위에 크롬과 같은 불투명 도전성 재료를 증발시키고, 이어서 포토레지스트를 도포하고, 마스크 공정에 의해 상기 마스크 패턴을 형성하고, 이어서 투과율이 높고 도전성이 양호한 재료의 층을 추가로 증발시키고, 접착제 도포, 레이저 조사, 에칭 및 박리와 같은 마스크 공정들 후에, 상기 마스크 패턴에 서로 분리된 상기 부분들을 연결하는 상기 연결 패턴을 형성한다. 연결 패턴은 투명하므로, 투과율은 영향을 받지 않고, 기판 위에 부가의 패턴이 남아 있지 않을 것이다. 마지막으로, 공통 전극과 마스크 패턴에 외부 전압을 제공하도록 전압 공급 유닛을 설치한다.
본 개시의 실시예에 의해 제공되는 마스크의 제조 방법과 상기 마스크는 대응하는 기술적 특징들을 가지므로, 이 방법은 또한 동일한 기술적 문제를 해결하고, 동일한 기술적 효과를 생성할 수 있다.
상기 마스크의 구조에 기초하여, 이 마스크를 이용한 패터닝 방법의 한 실시예를 이하에 예시한다. 본 개시의 실시예는 또한 마스크를 이용한 패터닝 방법을 제공하는데, 이 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다:
단계 401: 전압 공급 유닛에 의해 마스크 패턴과 투명 도전층에 미리 정해진 전압을 제공하여, 이들 사이에 전계를 생성함;
단계 402: 제1 기판을 조사하여, 광의 일부가 제1 기판, 투명 도전층, 액정층 및 제2 기판을 순차적으로 통과하여, 마스크 패턴이 없는 제2 기판의 구역으로부터 출사하게 함.
여기서, 마스크를 이용한 패터닝의 주요 공정은 마스크를 통과하는 광을 이용한 포토리소그래피와 같은 조작들을 포함한다. 본 개시의 실시예에 따른 패터닝 방법의 주요 특징은 미리 정해진 전압의 설정(위에 설명됨) 및 상기 마스크의 보다 균일한 투광율에 있다. 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 마스크를 이용한 패터닝 방법과 상기 마스크는 대응하는 기술적 특징들을 가지므로, 이 방법은 또한 동일한 기술적 문제를 해결하고, 동일한 기술적 효과를 생성할 수 있다.
상기 설명에 따라, 적어도 다음과 같은 구조들 및 방법들이 본 개시의 실시예들에 의해 제공될 수 있다:
(1) 마스크로서:
대향하여 배치된 제1 기판과 제2 기판;
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층;
상기 제1 기판 위에 형성된 투명 도전층 - 이 투명 도전층과 상기 액정층은 상기 제1 기판의 동일한 측에 위치함 -; 및
상기 제2 기판 위에 형성된 불투명 도전성 재료로 만들어진 마스크 패턴을 포함하고,
상기 마스크 패턴과 상기 투명 도전층은 이들 사이에 전계를 생성하여, 상기 액정층 내의 액정 분자들을 편향되게 구동할 수 있도록 구성된다.
(2) (1)에 따른 마스크로서, 상기 마스크 패턴은 제1 구역에 위치하는 제1 서브-마스크 패턴과 상기 제1 구역과 다른 제2 구역에 위치하는 제2 서브-마스크 패턴을 포함하고, 상기 제1 서브-마스크 패턴은 제1 간격으로 분리된 적어도 2개의 제1 마스크 패턴 부분을 포함하고, 상기 제2 서브-마스크 패턴은 제2 간격으로 분리된 적어도 2개의 제2 마스크 패턴 부분을 포함하고, 상기 제1 간격은 상기 제2 간격보다 작다.
(3) (1) 또는 (2)에 따른 마스크로서, 상기 투명 도전층 및 상기 마스크 패턴과 연결되고, 상기 마스크 패턴과 상기 투명 도전층에 미리 정해진 전압을 제공하여 상기 전계를 생성하도록 구성된 전압 공급 유닛을 더 포함한다.
(4) (2) 또는 (3)에 따른 마스크로서, 상기 제1 마스크 패턴 부분들 전부와 상기 제2 마스크 패턴 부분들 전부는 서로 전기적으로 연결된다.
(5) (4)에 따른 마스크로서, 상기 제2 기판은 그 위에 형성된 투명 도전성 재료로 만들어진 연결 패턴을 더 포함하고, 상기 제1 마스크 패턴 부분들 전부와 상기 제2 마스크 패턴 부분들 전부는 상기 연결 패턴을 통하여 서로 전기적으로 연결된다.
(6) (2) 또는 (3)에 따른 마스크로서, 상기 제1 마스크 패턴 부분들 전부는 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제2 마스크 패턴 부분들 전부는 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 마스크 패턴 부분들 중 임의의 것과 상기 제2 마스크 패턴 부분들 중 임의의 것은 전기적으로 격리된다.
(7) (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 따른 마스크로서, 상기 제1 마스크 패턴 부분은 스트립 전극을 포함하고, 상기 제2 마스크 패턴 부분은 스트립 전극을 포함한다.
(8) (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 따른 마스크로서, 상기 마스크 패턴과 상기 액정층은 상기 제2 기판의 양측에 각각 위치한다.
(9) (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 따른 마스크로서, 상기 액정층 내의 상기 액정 분자들은 미리 정해진 선경사각을 가지고 있다.
(10) (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 따른 마스크로서, 상기 마스크 패턴을 위한 형성 재료는 금속성 크롬을 포함한다.
(11) 마스크의 제조 방법으로서:
제1 기판 위에 투명 도전층을 형성하는 단계;
제2 기판 위에 마스크 패턴을 형성하는 단계 - 상기 마스크 패턴을 위한 형성 재료는 불투명 도전성 재료를 포함함 -;
상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 셀-조립하고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계 - 상기 투명 도전층과 상기 액정층은 상기 제1 기판의 동일한 측에 위치함 -;
전압 공급 유닛과 상기 투명 도전층 사이의 전기 연결과 상기 전압 공급 유닛과 상기 마스크 패턴 사이의 전기 연결을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 전압 공급 유닛은 상기 마스크 패턴과 상기 투명 도전층에 미리 정해진 전압을 제공하여, 상기 액정층 내의 액정 분자들을 편향되게 구동하기 위한 전계를 생성하도록 구성된다.
(12) (11)에 따른 방법으로서, 제2 기판 위에 마스크 패턴을 형성하는 상기 단계 후에, 상기 방법은:
상기 제2 기판 위에 연결 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 연결 패턴을 위한 형성 재료는 투명 도전성 재료를 포함하고, 상기 연결 패턴은 서로 분리된 마스크 패턴 부분들을 전기적으로 연결하도록 구성된다.
(13) 마스크를 이용한 패터닝 방법으로서, 상기 마스크는 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 따른 마스크이고, 상기 방법은:
상기 전압 공급 유닛에 의해 상기 마스크 패턴과 상기 투명 도전층에 미리 정해진 전압을 제공하여, 이들 사이에 전계를 생성하여 상기 액정층 내의 액정 분자들을 편향되게 구동하는 단계;
상기 제1 기판을 조사하여, 광의 일부가 상기 제1 기판, 상기 투명 도전층, 상기 액정층 및 상기 제2 기판을 순차적으로 통과하여, 상기 마스크 패턴이 없는 상기 제2 기판의 구역으로부터 출사하게 하는 단계를 포함한다.
이 명세서에서, "제1" 및 "제2"와 같은 용어들은 하나의 실체 또는 조작을 다른 것과 구별하기 위해서만 사용되고, 반드시 이러한 실체들 또는 조작들 사이의 임의의 실제적 관계나 순서를 암시하기 위해 사용되는 것은 아니라는 점에 유의해야 한다. 더욱이, "포괄", "포함"과 같은 용어들이나 이러한 용어들의 임의의 변형은 "포함하지만 제한되지 않음"을 의미한다. 그러므로, 일련의 요소들을 포함하는 프로세스, 방법, 물품, 또는 디바이스는 이러한 요소들만을 포함하는 것이 아니라, 명백히 명기되지 않은 다른 요소들도 포함하거나, 그 프로세스, 방법, 물품 또는 디바이스의 고유 요소들을 더 포함할 수 있다. 더 이상의 한정 사항이 없는 경우에, "...를 포괄한다"에 의해 정의되는 요소의 정황에서, 그 요소를 포괄하는 프스, 방법, 물품 또는 디바이스는 다른 동일한 요소들을 포괄할 수 있다.
본 개시는 위에서 일반적인 설명과 실시예들을 이용해 기술되었지만, 본 개시에 기초하여, 이에 대해 어떤 수정이나 개량이 이루어질 수 있고, 이는 이 기술 분야의 숙련자에게 명백하다. 그러므로, 본 개시의 정신에서 벗어나지 않고 본 개시에 대해 이루어진 수정이나 개량은 본 개시의 범위 안에 있을 것이다.
본 출원은 2014년 10월 28일에 출원된 중국 특허 출원 제201410589976.7호의 우선권을 주장하며, 이 중국 특허 출원의 개시 내용은 그 전문이 인용에 의해 본 출원의 일부로서 이 문서에 포함된다.

Claims (13)

  1. 마스크로서:
    대향하여 배치된 제1 기판과 제2 기판;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층;
    상기 제1 기판 위에 형성된 투명 도전층 - 상기 투명 도전층과 상기 액정층은 상기 제1 기판의 동일한 측에 위치함 -; 및
    상기 제2 기판 위에 형성된, 불투명 도전성 재료로 만들어진 마스크 패턴을 포함하고,
    상기 마스크 패턴과 상기 투명 전극은 이들 사이에 전계를 생성하여, 상기 액정층 내의 액정 분자들을 편향되게 구동할 수 있도록 구성되는, 마스크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 제1 구역에 위치하는 제1 서브-마스크 패턴과 상기 제1 구역과 다른 제2 구역에 위치하는 제2 서브-마스크 패턴을 포함하고, 상기 제1 서브-마스크 패턴은 제1 간격으로 분리된 적어도 2개의 제1 마스크 패턴 부분을 포함하고, 상기 제2 서브-마스크 패턴은 제2 간격으로 분리된 적어도 2개의 제2 마스크 패턴 부분을 포함하고, 상기 제1 간격은 상기 제2 간격보다 작은, 마스크.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투명 도전층 및 상기 마스크 패턴과 연결되고, 상기 마스크 패턴과 상기 투명 도전층에 미리 정해진 전압을 제공하여 상기 전계를 생성하도록 구성된 전압 공급 유닛을 더 포함하는, 마스크.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 마스크 패턴 부분들 전부와 상기 제2 마스크 패턴 부분들 전부는 서로 전기적으로 연결되는, 마스크.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 기판은 그 위에 형성된 투명 도전성 재료로 만들어진 연결 패턴을 더 포함하고, 상기 제1 마스크 패턴 부분들 전부와 상기 제2 마스크 패턴 부분들 전부는 상기 연결 패턴을 통하여 서로 전기적으로 연결되는, 마스크.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 마스크 패턴 부분들 전부는 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제2 마스크 패턴 부분들 전부는 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 마스크 패턴 부분들 중 임의의 것과 상기 제2 마스크 패턴 부분들 중 임의의 것은 전기적으로 격리되는, 마스크.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 마스크 패턴 부분은 스트립 전극을 포함하고, 상기 제2 마스크 패턴 부분은 스트립 전극을 포함하는, 마스크.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마스크 패턴과 상기 액정층은 상기 제2 기판의 양측에 각각 위치하는, 마스크.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액정층 내의 상기 액정은 미리 정해진 선경사각(pretilt angle)을 가지고 있는, 마스크.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마스크 패턴을 위한 형성 재료는 금속성 크롬을 포함하는, 마스크.
  11. 마스크의 제조 방법으로서:
    제1 기판 위에 투명 도전층을 형성하는 단계;
    제2 기판 위에 마스크 패턴을 형성하는 단계 - 상기 마스크 패턴을 위한 형성 재료는 불투명 도전성 재료를 포함함 -;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 셀-조립하고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계 - 상기 투명 도전층과 상기 액정층은 상기 제1 기판의 동일한 측에 위치함 -; 및
    전압 공급 유닛과 상기 투명 도전층 사이의 전기 연결 및 상기 전압 공급 유닛과 상기 마스크 패턴 사이의 전기 연결을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 전압 공급 유닛은 상기 마스크 패턴과 상기 투명 도전층에 미리 정해진 전압을 제공하여, 상기 액정층 내의 액정 분자들을 편향되게 구동하기 위한 전계를 생성하도록 구성되는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 제2 기판 위에 마스크 패턴을 형성하는 상기 단계 후에, 상기 방법은:
    상기 제2 기판 위에 연결 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 연결 패턴을 위한 형성 재료는 투명 도전성 재료를 포함하고, 상기 연결 패턴은 서로 분리된 마스크 패턴 부분들을 전기적으로 연결하도록 구성되는, 방법.
  13. 마스크를 이용한 패터닝 방법으로서, 상기 마스크는 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 마스크이고, 상기 방법은:
    상기 전압 공급 유닛에 의해 상기 마스크 패턴과 상기 투명 도전층에 미리 정해진 전압을 제공하여, 이들 사이에 전계를 생성하여 상기 액정층 내의 액정 분자들을 편향되게 구동하는 단계; 및
    상기 제1 기판을 조사하여, 광의 일부가 상기 제1 기판, 상기 투명 도전층, 상기 액정층 및 상기 제2 기판을 순차적으로 통과하여, 상기 마스크 패턴이 없는 상기 제2 기판의 구역으로부터 출사하게 하는 단계를 포함하는, 방법.
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