KR20160099605A - 마스크 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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KR20160099605A
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KR1020167018296A
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미치노부 미즈무라
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브이 테크놀로지 씨오. 엘티디
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Abstract

본 발명은 기판에 복수의 세장형의 개구를 가진 마스크로서, 상기 기판의 편면측에서 상기 개구의 길이 방향에 교차하여 다리가 걸쳐진 형태로 형성되고, 상기 기판의 두께보다 얇은 복수의 보강부와, 상기 보강부의 측방측에 위치하는 개구 주변의 영역을 상기 길이 방향을 따라서 단차를 두고 형성된 굴삭부를 구비한 것이다. 이에 의하여 마스크 자체의 두께를 증가시키지 않으면서 기계적 강도를 향상시키고, 그 강도에 따른 두께를 유지할 수 있다.

Description

마스크 및 그의 제조 방법 {MASK AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 기판에 복수의 세장형의 개구(開口)를 가진 마스크와, 그 마스크의 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 상기 개구 주변의 가공에 대하여 연구를 함으로써, 마스크 자체의 두께를 증가시키지 않으면서 기계적 강도를 향상시키고, 그 강도에 따른 두께를 유지할 수 있는 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
기존의 마스크는, 예를 들면 기판에 복수의 세장형(細長型)의 개구를 가지고 있지만, 개구의 미세화에 따른 형상의 변형을 막기 위하여, 개구를 가로지르도록 하여 마스크 부분과 일체화된 보강선을 형성한 마스크가 제안되어 있다 (예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
선행 기술 문헌
특허 문헌
특허 문헌 1: 일본공개특허공보 특개평10-330911호
그러나, 상기 종래의 마스크에 있어서는, 예를 들면 실제의 성막 등의 패턴 가공시에, 마스크의 보강선이 특정한 방향에서 날아오는 물질을 차단하기 때문에, 그 물질이 보강선의 그늘(shadow)이 되는 부분에 들어갈 수 있도록 여분의 틈을 마스크의 높이 방향에 마련하였다. 그 때문에 상기 종래의 마스크에서는 마스크 자체의 두께가 전체적으로 증가하는 문제점을 가지고 있었다.
따라서, 이러한 문제에 대처하여 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 개구부 주변의 가공에 대하여 연구를 함으로써, 마스크 자체의 두께를 증가시키지 않으면서 기계적 강도를 향상시키고, 그 강도에 따른 두께를 유지할 수 있는 마스크 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 마스크는 기판에 복수의 세장형의 개구를 가진 마스크이며, 상기 기판의 편면측에 상기 개구부의 길이 방향으로 교차하여 다리가 걸쳐진 형태로 형성되고, 상기 기판의 두께보다 얇은 복수의 보강부와, 상기 보강부의 측방측에 위치하는 개구 주변의 영역을 상기 길이 방향을 따라서 단차를 두고 형성된 굴삭부를 구비한 것이다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 마스크의 제조 방법은 기판에 복수의 세장형의 개구를 가진 마스크의 제조 방법에 있어서, 상기 기판의 제1면측으로부터 상기 개구가 되는 영역에 홈을 형성하는 제1 공정과, 상기 제1면의 반대측의 제2면측으로부터 가공을 하여 상기 홈을 관통시킴으로써 상기 개구를 형성하면서, 그 개구의 길이 방향에 교차하여 다리가 걸쳐진 형태로 상기 기판의 두께보다 얇은 복수의 보강부를 형성하는 동시에, 그 보강부의 측방측에 위치하는 개구 주변의 영역을 상기 길이 방향을 따라서 단차를 둔 굴삭부를 형성하는 제2 공정을 실행하는 것이다.
본 발명에 따른 마스크에 의하면, 기판의 편면측에서 상기 개구부의 길이 방향에 교차하여 다리가 걸쳐진 형태로 형성되고, 상기 기판의 두께보다 얇은 복수의 보강부와, 상기 보강부의 측방측에 위치하는 개구 주변의 영역을 상기 길이 방향을 따라서 단차를 두고 형성된 굴삭부를 구비함으로써, 상기 보강부를 형성하기 위하여 마스크 자체를 두껍게 할 필요가 없고, 또한, 상기 보강부가 마스크의 강도를 유지할 수 있다. 따라서, 상기 마스크는 복수의 세장형의 개구를 가지고 있어도, 개구부의 형상의 변형을 막을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마스크의 제조 방법에 의하면, 상기 기판의 제1 면측으로부터 상기 개구가 되는 영역에 홈을 형성하고, 상기 제1면의 반대측의 제2면측으로부터 가공을 하여 상기 홈을 관통시킴으로써 상기 개구를 형성하면서, 그 개구의 길이 방향에 교차하여 다리가 걸쳐진 형태로 상기 기판의 두께보다 얇은 복수의 보강부를 형성하는 동시에, 그 보강부의 측방측에 위치하는 개구 주변의 영역을 상기 길이 방향을 따라서 단차를 두고 굴삭부를 형성함으로써, 마스크 자체의 두께를 증가시키지 않으면서 기계적 강도를 향상시키고, 그 강도에 따른 두께를 유지할 수 있는 마스크를 제조할 수 있다. 따라서, 상기 제조 방법에서는 마스크가 복수의 세장형의 개구를 가지고 있어도, 개구의 형상의 변형을 방지할 수 있다.
[도 1] 본 발명에 따른 마스크의 실시 형태의 일례를 나타내는 도면이며, (a)는 평면도이고, (b)는 그 일부 확대 평면도이다.
[도 2] 도 1(b)에 도시하는 마스크의 사시도이다.
[도 3] 도 1(b)에 도시하는 마스크의 B-B선 확대 단면도이다.
[도 4] 보강부의 폭을 결정하기 위한 수치 계산의 조건의 일례를 나타내는 모식도이다.
[도 5] 보강부의 폭을 결정하기 위한 수치 계산의 결과의 일례를 나타내는 그래프이다.
[도 6] 본 발명에 따른 마스크의 실시 형태의 변형예를 나타내는 사시도이다.
[도 7] 본 발명에 따른 마스크의 제조 방법의 일례를 나타내는 플로우차트이다.
[도 8] 상기 마스크 가공 장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
[도 9] 상기 마스크의 제조 방법을 모식적으로 나타내는 공정도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면에 기초하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 마스크의 실시 형태의 일례를 나타내는 도면이며, (a)는 평면도이고, (b)는 그의 일부 확대 평면도이다.
도 1(a)에 도시하는 마스크(1)는 복수의 세장형의 개구를 가지고 있더라도 그 개구의 미세화에 따른 형상 변형을 방지하는 것이고, 기판(2)과, 금속(메탈)(3)과, 개구(4)를 구비한다. 마스크(1)는 양면이 가공된 것이며, 도 1(a)에서는 표면(제2면)측의 형상을 나타내고 있다. 기판(2)은 폴리이미드의 수지 필름이고, 그 수지 필름 위에 개구(4)와 소정의 거리 간격으로 교호적으로 병설된 자성을 가진 선 모양의 금속(3)을 구비한다. 이렇게 하여, 기판(2)은 수지 필름에 금속(3)이 설치된 하이브리드형의 마스크를 구성하고 있다.
여기에서, 선 모양의 금속(3)은, 예컨대 성막시에 마스크(1) 자체가 자력에 의해 고정되기 위하여 사용되는 것이다. 이 금속(3)은 예를 들면 자성 재료의 일종인 니켈이다. 또한, 금속(3)은 자력에 의해 마스크(1)를 고정시키는 관점에서 표면(제2면)측에 설치되어 있으면 좋고, 예를 들면, 두께가 20㎛ 내지 50㎛ 정도인 것이 좋다.
또한, 금속(3)은 니켈에 한정되지 않고, 니켈 합금이어도 좋다. 이러한 하이브리드형의 마스크는 자력에 의해 고정할 수 있기 때문에, 기판(2)을 레이저 가공할 때 양호한 정밀도로 가공할 수 있다. 또한 개구(4)의 개구 폭은, 예를 들면 미세 가공용으로 수 ㎛ 정도인 것이 좋다.
도 1(b)에서는 도 1(a)에 도시하는 테두리 A로 둘러싸는 영역의 확대 평면도를 개시하고 있고, 개구 주변을 더 자세하게 보여주고 있다. 마스크(1)는 또한 기판(2)의 표면측에서 개구(4)의 길이 방향에 교차하여 다리가 걸쳐진 형태로 형성되고, 기판(2)의 두께보다 얇은 복수의 보강부(리브)(5)와, 보강부(5)의 측방측에 위치하는 개구 주변의 영역을 길이 방향을 따라서 단차를 두고 형성된 굴삭부(6)를 구비한다.
도 2는 도 1(b)에 도시하는 마스크의 사시도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 보강부(5)는, 예를 들면 개구(4)는 다리가 걸쳐지는 형태로 걸쳐진 부분의 하면측에 절결부(5a)가 형성되어 있고, 오목한 형상을 반전시킨 교량의 형상을 가지고 있다. 또한 보강부(5)는 활의 형상으로 굽은 아치 형상이어도 좋다.
여기서, 상기 절결부(5a)를 형성함으로써, 예를 들면 성막시에 날아오는 성막용의 물질(이하 "성막 물질"이라 한다)이 보강부(5)를 돌아 들어가기 때문에 마스크(1)는 그만큼 성막 물질을 개구(4)에 통과시키기 쉽게 할 수 있다. 또한, 설령 성막 물질이 보강부(5)에 부착하여 경시적으로 절결부(5a)에 퇴적된 경우에도, 성막 물질이 개구(4)를 통과하기 쉬운 상태는 그 절결부(5a)가 있는 동안에는 당초 절결부(5a)가 형성되어 있지 않은 경우와 비교하여 유지된다.
또한 절결부(5a)를 가진 보강부(5)를 채용한 경우, 마스크(1)는 개구(4)의 개구 폭과 개구(4)의 높이의 비율(높이/개구 폭)을, 예를 들면, 1.0±0.2 범위 내로 하여, 굴삭부(6)가 형성되는 것이 좋다. 가장 좋기로는 높이/개구 폭이 1.0이다. 이와 같은 비율로 굴삭부(6)가 형성된 경우, 도 2에 도시하는 바와 같이, 마스크(1)에 단차가 생기기 때문에, 그만큼 성막 물질이 개구(4)를 통과하기 쉬워진다.
도 3은 도 1(b)에 도시하는 마스크의 B-B선 확대 단면도이다. 이 때, 도면 에서 부호 w는 도 2에 도시하는 개구(4)의 개구 폭과 교차하는 방향의 보강부(5)의 폭을 나타낸다. 부호 d1은 도 4에서 후술하는 투명 기판(7)의 윗면과 보강부(5)의 바닥부(5b)까지의 거리를 나타낸다. 부호 h는 기판(2)의 높이를 나타낸다.
도 3에 있어서 바닥부(5b)는 도 2에 도시하는 보강부(5)의 절결부(5a)의 가장 오목한 부분을 나타낸다. 마스크(1)의 두께에 대하여 폭(w)과 거리(d1)와의 관계는 이하 도 4, 5를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 보강부의 폭을 결정하기 위한 수치 계산의 조건의 일례를 나타내는 모식도이다. 여기서, 도 4에서는 설명을 알기 쉽게 하기 위하여, 마스크(1)에 대하여 도 2에 도시하는 보강부(5)만 도시하였다. 성막을 실제로 할 경우, 투명 기판(7)과 마스크(1)는, 예를 들면 접촉한 상태에서 성막 처리가 실시된다. 또한, 투명 기판(7)은 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide: 인듐 주석 산화물) 막이다. 도 4에 있어서, 부호 d2는 성막원(8)으로부터 투명 기판(7)까지의 거리를 나타내며, 일례로서 30mm로 한다.
또한, 도 4에 있어서, 부호 r1은 폭(w)의 절반의 거리를 나타낸다. 부호 r2는 성막 물질이 보강부(5)의 측면에 충돌하는지 아닌지를 결정하는 지표가 되는 거리를 나타낸다. 구체적으로는, 부호 r2는 성막원(8)으로부터 소정의 방사 각도로 방사된 성막 물질(8a)이 부호 r2의 거리(도면에서 화살표의 끝을 나타내는 위치)보다 짧은 위치를 가로 질러 원점(도면에서 XY 축의 교차점)(O)으로 향하는 경우, 그 성막 물질(8a)은 보강부(5)의 측면에 충돌하여, 원점(O)에 도달할 수 없다는 것을 의미한다. 부호 r3는 성막원(8)으로부터 소정의 방사 각도로 방사된 성막 물질(8b)이 부호 r3의 거리의 위치(도면에서 화살표의 끝을 나타내는 위치)를 통과하고, 도 4에 있어서 XY 축이 교차하는 원점(O)을 향해 날아오는 경우의 거리를 나타내고 있다.
또한, 다른 관점에서 보면, 도 4에 있어서 부호 θ1, θ2는 성막원(8)으로부터 방사된 성막 물질이 원점(O)을 향하는 입사 각도를 나타내며, 이 각도 θ1는 스퍼터링에 의한 성막 물질의 방출 각도의 일례인, 약 70도를 나타내며, 이 각도 θ1보다 큰 각도가 되면, 원점(O)으로 향하는 성막 물질은 보강부(5)에 충돌하여 원점에 도달하기 어렵다는 것을 의미한다. 또한, 각도 θ2는 약 40도를 나타내고 있으며, 각도 θ2보다 작은 각도가 되면, 성막원(8)으로부터 방사되어 원점(O)으로 향하는 성막 물질이 도달하기 어려워진다는 것을 보여주고 있다.
즉, 폭(w)은 거리(d1, d2)와 성막원(8)으로부터 방사되는 성막 물질(8a, 8b)의 방사 각도(또는 상기 입사 각도)와, 보강부(5)의 형성 위치 등의 파라미터에 의존하여 구해진다. 따라서, 보강부(5)가 바로 아래의 개구 부분을 덮는 영향을 억제하기 위하여, 이러한 파라미터들에 따라 수치 계산을 함으로써, 보강부(5)의 최적의 형상이 구해진다. 또한, 예를 들면, 폭(w)의 길이를 최적화함으로써, 성막시에 발생하는 성막 불균일이 억제된다.
도 5는 보강부의 폭을 결정하기 위한 수치 계산의 결과의 일례를 나타내는 그래프이다. 이 도 5는 거리(d1)에 따라 최적의 폭(w)을 구할 수 있다는 것을 보여주고 있다. 여기서, 가로축은 폭(w)(㎛)을 나타내고, 세로축은 폭(w)에 의존하는 안정도(%)을 나타낸다. 안정도는 보강부(5)가 존재하지 않는 경우, 원점(O)으로 향하는 성막 물질은 저해되지 않기 때문에 100%의 값이 된다.
또한, 안정도가 90%라 함은, 거리(d1)에 따라, 폭(w)을 몇 ㎛로 하면, 보강부(5)의 그늘이 되는 부분의 영향이 10% 정도(예를 들어, 스퍼터링에 의한 성막 두께의 편차로서 허용되는 범위)가 되는 것을 의미한다. 즉, 보강부(5)가 개구(4) 위에 걸쳐짐으로써, 보강부(5)의 바로 아래에 위치하는 개구 부분은 그 보강부(5)의 그늘이 된다. 그 결과, 특정 방향으로부터 날아오는 성막 물질은 보강부(5)에 충돌하여 보강부(5)의 바로 아래에 위치한 개구 부분에 도달할 수 없게 된다. 또한 그 영향을 약 10% 정도 이내로 억제하는 것이 좋다. 예를 들어, 약 10% 정도의 변동을 역치 T(안정도가 약 90%)로 하고, 거리(d1)=5㎛로 하면 다음과 같이 된다. 즉, 도 5에 점선으로 표시한 약 90%의 역치 T의 라인과, 수치 계산으로 구한 거리(d1)=5㎛의 실선 C1과의 교점으로부터 수선을 내려 가로축과 만나는 위치의 값이 최적의 폭(w)이 된다. 이 경우 폭(w)은 약 2㎛ 정도가 좋은 것이 된다.
또한, 동일하게 하여 거리 d1=10㎛인 경우, 역치 T의 라인과, 수치 계산으로 구한 거리 d1=10㎛의 실선 C2의 교점으로부터, 폭(w)은 약 5㎛ 정도가 좋은 것이 된다.
또한, 동일하게 하여 거리(d1)=15㎛의 경우, 역치 T의 라인과, 수치 계산으로 구한 거리 d1=15㎛의 실선 C3의 교점으로부터, 폭(w)은 약 7㎛ 정도인 것이 좋다. 이 경우, 기판(2)에 있어서의 폴리이미드의 높이(h)는 25㎛ 정도인 것이 좋다. 따라서 마스크(1)의 두께를 증가시키지 않으면서 거리(d1)를 높게 할수록 보강부(5)의 폭(w)은 두껍게 할 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 마스크는, 예를 들면 도 5에 도시한 가공 데이터에 기초하여, 보강부(5)와 굴삭부(6)가 형성되어 있다. 이에 의하여 보강부(5)의 형성을 위해 마스크 자체를 두껍게 할 필요가 없고, 또한 보강부(5)가 마스크(1)의 강도를 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 마스크는 복수의 미세한 개구를 가지고 있더라도, 보강부(5)에 의하여 개구(4)의 형상 변형을 방지할 수 있다. 또한, 보강부(5) 및 굴삭부(6)의 형상이 성막 물질을 개구(4)에 통과시키기 쉽게 할 수 있다.
또한, 설명의 편의상, 도 4는 성막원(8)으로 설명하였지만, 예를 들면 성막원(8) 대신에, 유기 EL(Electro Luminescence) 소자를 만드는 데 사용되는 성막원으로 하여도 좋다. 이 경우, 증착용 물질이 방사되는데, 상기의 설명과 동일하게 하여 폭(w)을 구할 수 있다.
다음으로, 상기 마스크의 실시 형태의 변형예에 대하여 설명한다.
상기 실시예에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 마스크(1)에 있어서, 보강부(5)에 절결부(5a)를 가지고 있다. 이러한 절결부(5a)를 형성한 것은 도 4 등을 참조하여 전술한 바와 같이, 성막 물질이 보강부(5)를 돌아 들어가서 투명 기판(7)에 도달하기 쉬워지기 때문이다. 다만, 본 발명에 따른 마스크는 이에 한정되지 않는다.
도 6은 본 발명에 따른 마스크의 실시 형태의 변형예를 나타낸 사시도이다. 변형예의 마스크(1a)는 도 1에 도시하는 마스크(1)와 마찬가지로 복수의 보강부(5)가 기판(2)의 편면측에서 개구(4)의 길이 방향으로 교차하여 다리가 걸쳐진 형태로 형성되어 있지만, 절결부(5a)가 형성되어 있지 않은 구조로 되어 있다. 이 경우 절결부(5a)를 형성하지 않는 만큼, 보강부(5)의 폭(w)을 도 2에 도시하는 보강부(5)의 폭(w)에 비해 얇게 하였다. 이 때, 도 2에 도시하는 보강부(5)와 동일한 강도를 유지할 수 있도록 폭(w)을 얇게 하는 것이 좋다. 이와 같이 하면, 도 6에 도시하는 보강부(5)는 폭(w)을 얇게 한만큼, 성막 물질이 투명 기판(7)에 도달하기 쉬워진다. 따라서 변형예의 마스크(1a)에 의하면, 폭(w)을 얇게 하더라도 마스크(1a) 자체의 두께를 증가시키지 않으면서 기계적 강도를 향상시켜, 그 강도에 따른 두께를 유지할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 실시예에서는, 마스크(1)에 있어서, 세장형의 개구(4)를 가로질러 걸쳐진 보강부(5)의 위치가 각 열의 개구마다 동일한 위치가 되도록 하였으나, 본 발명에 따른 마스크는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 마스크(1)는 보강부(5)의 위치가 인접한 개구(4)에 형성된 보강부(5)의 위치와 교호적으로 어긋난 위치 관계가 되도록 배치하여도 좋다.
구체적으로는, 마스크(1)는 기판(2)에 복수의 세장형의 개구(4)를 가진 마스크이며, 기판(2)의 편면측에서 개구(4)의 길이 방향으로 교차하여 다리가 걸쳐진 형태로 형성된 기판(2)의 두께보다 얇은 복수의 보강부(5)와, 보강부(5)의 측방측에 위치하는 개구 주변의 영역을 길이 방향을 따라서 단차를 두고 형성된 굴삭부(6)를 구비하고, 보강부(5)의 위치가 인접한 개구(4)에 형성된 보강부(5)의 위치와 교호적으로 어긋난 위치 관계가 되도록 하여도 좋다.
이에 의하여, 마스크(1)에서는 보강부(5)의 위치가 인접한 개구(4)에 형성된 보강부(5)의 위치와 교호적으로 어긋난 위치 관계를 가지기 때문에, 이 경우에도 보강부(5)의 형성을 위하여 마스크 자체의 두께를 증가시키지 않으면서, 기계적인 강도를 향상시키고, 그 강도에 따른 두께를 유지할 수 마스크를 제공할 수 있다.
또한, 보강부(5) 사이의 간격은 개구(4) 내에서 인접한 보강부(5)와 간섭을 피하는 위치 관계로 하는 것이 좋다. 이로써 인접한 보강부(5)가 형성하는 그늘이 되는 부분의 영향을 고려하지 않아도 된다.
다음으로, 본 발명에 따른 마스크의 제조 방법에 대하여, 도 7 내지 9을 참조하여 설명한다. 이 마스크의 제조 방법은 마스크 자체의 두께를 증가시키지 않으면서 필요한 기계적인 강도를 유지하고, 그 강도에 따른 두께를 유지할 수 마스크를 제공한다. 첫째, 본 발명에 따른 마스크의 제조 방법을 실현하기 위한 마스크 가공 장치에 대하여, 도 8을 참조하여 설명한다.
도 8은 상기 마스크 가공 장치의 구성예를 도시한 블록도이다. 이 마스크 가공 장치(M)는 본 발명에 따른 마스크를 제조하는 것으로, 제어부(10)와, 레이저 발생부(11)와, 광학계(12)와, 반송 처리부(13)와, 버스(14)를 구비한다. 이 중에서 레이저 발생부(11), 광학계(12), 반송 처리부(13) 및 제어부(10)는 버스(14)를 통하여 서로 연결되어 있다.
제어부(10)는 마스크 가공 장치(M)의 총괄적인 제어를 하는 것으로, 마이크로 프로세서를 탑재하고, 예를 들면 레이저 발생부(11)에 지시를 함으로써 레이저 광을 발생시킨다. 또한, 제어부(10)는, 예를 들면 반송 처리부(13)에 지시를 함으로써 마스크(1)의 반송 등을 제어한다.
또한, 제어부(10)에는 메모리(10a)가 구비되어 있다. 이 메모리(10a)는 프로그램이나 데이터 등을 기록하는 것으로, 예를 들면, 마스크 가공 장치(M)를 제어할 제어 프로그램을 미리 기록하고 있는 비휘발성 메모리이다. 이 제어 프로그램에는 본 발명에 따른 마스크의 제조 방법을 실행하기 위한 프로그램이 포함되어 있다. 또한, 메모리(10a)는 마스크 가공에 필요한 가공 데이터를 미리 기록하고 있다. 또한, 가공 데이터는 미리 제어 프로그램에 포함되어 있어도 좋다. 또한, 가공 데이터에는 미리 보강부(5)를 형성할 위치와 굴삭부(6)를 형성할 위치가 기록된 정보도 포함한다.
제어부(10)는 메모리(10a)로부터 예를 들면 제어 프로그램을 읽어내어, 가공 데이터를 참조하여, 마스크(1)의 제조 처리를 한다. 또한, 제어부(10)는 예를 들면 연산 처리 등을 실시하여, 결과를 메모리(10a)에 기록한다.
레이저 발생부(11)는 레이저 광을 발생하는 것으로, 제어부(10)로부터 레이저 광의 발생의 지시를 받아, 레이저 광을 광학계(12)에 출력한다. 여기서, 레이저 발생부(11)에는 레이저의 일종인 YAG (Yttrium Aluminum Garnet) 레이저 장치가 설치되어 있다. 이 YAG 레이저 장치는, 예를 들면 레이저 가공을 행하는 것으로, YAG 로드를 발진기로 하여 레이저 광을 여기하여 발진한다. 또한, 레이저 발생부(11)는 레이저 발생 수단으로서, YAG 레이저 장치에 한정되지 않고, 예를 들면 엑시머 레이저 장치 등의 다른 레이저 장치를 적용하여도 좋다.
광학계(12)는 레이저 가공에 적합한 파장으로 변환하여 집광하는 것으로, YAG 레이저 장치로부터 발진된 레이저 광의 파장을 변환하는 파장 변환 결정을 가지고 있다. 이 파장 변환 결정을 통과한 레이저 광은 고체 UV(Ultra Violet) 레이저로서 고조파로 변환된다. 또한, 광학계(12)는 고조파로 변환된 레이저 광을 마스크(1)에 집광하기 위하여, 소정의 배율로 축소 투영하는 프로젝션 등의 광학 부품을 구비하고 있다.
반송 처리부(13)는 도시를 생략한 스테이지 위에 탑재된 마스크(1)를 이동시키는 것으로, 예를 들면, 도시를 생략한 반송 기구에 의하여, 마스크(1)를 좌우 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한 반송 처리부(13)는 도시를 생략한 반전 기구에 의하여, 마스크(1)를 반전시킬 수 있다.
이상 설명한 마스크 가공 장치(M)를 사용한 마스크의 제조 방법에 대하여, 도 7 및 도 9를 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 마스크의 제조 방법의 일례를 나타내는 플로우차트이다. 도 9는 본 발명에 따른 마스크의 제조 방법의 실시예를 모식적으로 나타내는 공정도이며, (a)는 기재(基材) 투입 공정에서 사용하는 마스크(1)의 일부 확대 단면도이고, (b) 패턴 가공 공정(제 1 공정)를 모식적으로 나타낸 도면이며, (c)는 굴삭 가공 공정(제 2 공정)을 모식적으로 나타낸 도면이다.
먼저, 도 8에 도시하는 마스크 가공 장치(M)의 제어부(10)는, 예를 들면 도시를 생략한 입력 수단에 의하여, 본 발명에 따른 마스크의 제조 개시의 지시가 입력되면, 제어 프로그램과 가공 데이터를 읽어들여, 도 7에 도시하는 플로우차트의 처리를 개시한다.
도 7의 단계 S1에 있어서, 제어부(10)는 도 8에 도시한 반송 처리부(13)에 지시를 하여, 기재 투입의 처리를 한다.
본 발명에 따른 마스크의 제조 방법에서는, 미리 기판(2)의 표면(제2면) 위에 금속(3)을 소정의 배열로 선 모양으로 배치한 것을 사용한다. 도 9(a)에 도시하는 바와 같이, 단면이 사다리꼴인 금속(3)은 개구가 형성되는 부분을 사이에 끼울 수 있도록 소정의 간격으로 기판(2)의 표면 상에 형성되어 있다. 반송 처리부(13)는 스테이지(도시 생략) 위에 탑재된 패턴 가공되기 전 단계의 마스크(1)를 레이저 조사 위치로 이동시킨다. 마스크(1)의 이동이 완료되면, 제어부(10)는 스텝 S2의 처리로 이행한다.
도 7의 스텝 S2에 있어서 제어부(10)는 도 8에 도시한 레이저 발생부(11)에 지시를 함으로써 마스크(1)의 뒷면(제1면) 측에서 개구가 되는 영역에 홈(2a)을 형성하는 패턴 가공 처리를 한다(제1 공정). 구체적으로는, 레이저 발생부(11)는 YAG 레이저 장치로부터 레이저 광(p)을 여기하여 발진한다. 이 레이저 광(p)은 도 8에 도시하는 광학계(12)을 통하여 고조파로 변환된 후, 도 9(b)에 도시하는 바와 같이, 홈(2a)을 형성하는 위치에 조사된다. 이 조사에 의하여 마스크(1)에서는 폴리이미드가 깎여서 홈(2a)이 형성된다. 또한, 도 9(b)에서는 레이저 광(p)을 광 다발로서 점선의 화살표로 나타내고 있다. 여기서, 반송 처리부(13)는 오목한 형상의 홈(2a)을 형성하는 위치에 레이저를 조사할 수 있도록 하기 위하여, 스테이지에 탑재된 마스크(1)를 도 9의 지면에 수직인 방향으로 적절하게 이동시킨다. 이로써, 마스크(1)의 이면측에서는 개구되는 모든 영역에 홈(2a)이 형성된다.
또한, 제어부(10)는 레이저 광(p)으로 폴리이미드를 깎는 깊이를 제어함으로써, 도 2에 도시하는 보강부(5)의 절결부(5a)의 깊이 조절을 할 수 있다. 패턴 가공 처리가 완료되면, 제어부(10)는 스텝 S3의 처리로 이행한다.
도 7의 스텝 S3에 있어서, 제어부(10)는 도 8에 도시하는 레이저 발생부(11)에 지시를 함으로써, 개구(4)를 형성하면서 보강부(5)와 오목부(6)를 형성하는 굴삭 가공을 실시한다(제2 공정). 구체적으로는, 제어부(10)는 반송 처리부(13)에 지시를 함으로써, 반송 처리부(13)는 일례로서 스테이지를 통하여 마스크(1)을 이동시켜, 레이저 조사 위치로부터 퇴피시킨 후, 그 마스크(1)를 상하 반전시켜 스테이지에 탑재한다. 이어서, 반송 처리부(13)는 반전된 마스크(1)를 스테이지를 통하여 이동시키고, 다시 마스크(1)를 레이저 조사 위치에 설정한다.
이어서, 제어부(10)의 지시에 의하여, 레이저 발생부(11)는 YAG 레이저 장치로부터 레이저 광(p)을 여기하여 발진한다. 이때, 레이저 발생부(11)는 광학계(12)를 통해 단계 S1의 패턴 가공보다 빔 구경이 큰 레이저 광(p)을 마스크(1)를 향하여 조사한다.
즉, 제어부(10)는, 도 9(c)에 도시한 바와 같이, 레이저 발생부(11)에 레이저 광(p)에 의한 레이저 가공을 하게 함으로써, 마스크(1)에서는 기판(2)의 뒷면(제1면)의 반대측 표면(제2면)측으로부터 레이저 조사에 의한 가공을 실시하여 홈(2a)을 관통시킴으로써 개구(4)를 형성하면서, 그 개구(4)의 길이 방향에 교차하여 다리가 걸쳐져 있는 형태의 복수의 보강부(5)를 형성하는 동시에, 그 보강부(5)의 측방측에 위치하는 개구 주변의 영역을 길이 방향을 따라서 단차가 형성된 굴삭부(6)를 형성한다.
더 상세하게는, 제어부(10)는 레이저 발생부(11)에 지시를 하여, 레이저 광(p)을 표면(제2면)측으로부터 조사시켜 폴리이미드를 깎음으로써, 스텝 S2에서 형성한 홈(2a)이 관통된다. 그 결과, 마스크(1)에는 개구(4)가 형성된다. 이때, 제어부(10)는 레이저 발생부(11)에 지시를 하여, 레이저 광에 폴리이미드의 분자 구조를 파괴하는 방법으로 개구 주변의 영역을 길이 방향을 따라 깎음으로써, 마스크(1)에는 복수 개소에 굴삭부(6)가 형성된다(도 2 참조). 이에 따라 레이저 조사를 피한 영역에 대하여는, 보강부(5)가 하나의 개구(4)에 대하여, 소정의 간격을 두고 복수 개 형성된다(도 2 참조). 이때, 제어부(10)는 개구(4)의 길이 방향과 교차하여 다리가 걸쳐진 형태로 형성되고, 기판(2)의 두께보다 얇은 복수의 보강부(5)의 위치를, 예를 들면 각 열의 개구마다 같은 위치가 되도록 하여 제조한다. 또한, 개구(4)가 관통하더라도 보강부(5)가 형성되기 때문에 강도가 유지된다.
이와 같이 하여, 제어부(10)는 마스크(1)을 이동시켜 레이저 조사를 실시함으로써, 도 1에 도시하는 마스크(1)를 제조할 수 있다. 즉, 본 발명의 마스크의 제조 방법에서는 마스크(1)의 양면 가공을 함으로써, 개구(4)의 패턴 형성과, 보강부(5)의 형성과, 굴삭부(6)의 형성을 한 번의 제조 공정으로 형성할 수 있다. 마스크(1)의 제조가 완료되면, 제어부(10)는 반송 처리부(13)에 스테이지를 통해 마스크(1)를 소정의 위치로 이동시킨다. 또한, 제어부(10)는 도 7에 도시한 플로우차트의 처리를 종료한다.
또한, 마스크의 양면 가공을 하는 경우, 일반적으로는 마스크의 앞면과 뒷면의 위치맞춤에 각각 정밀도가 요구된다. 그러나, 본 발명에 따른 마스크의 제조 방법에서는, 뒷면의 패턴 가공 공정에서 개구(4)를 형성하는 위치 결정의 정밀도를 높이면, 표면에서는 뒷면에 있어서의 정밀도를 요구하지 않아도 된다. 이는 굴삭 가공 공정을 실시할 때, 굴삭부(6)의 폭에 어느 정도의 여유가 있고, 도 9(c)에 도시하는 바와 같이, 개구 폭이 패턴 가공 공정에서 결정되기 때문이다. 따라서, 본 발명에 따른 마스크의 제조 방법에서는, 양호한 정밀도로 개구(4)의 패턴을 형성할 수 있다.
이상으로부터, 본 발명에 따른 마스크의 제조 방법에 의하면, 보강부(5) 및 굴삭부(6)를 형성함으로써, 마스크 자체의 두께를 증가시키지 않으면서 기계적 강도를 향상시키고, 그 강도에 따른 두께를 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 마스크의 제조 방법에서는, 예를 들면 제조 단계에서 미세화에 의해 개구가 변형되지 않고, 더 미세한 세장형의 마스크를 제조할 수 있다.
부호의 설명
1 마스크
2 기판
2a 홈
3 금속
4 개구
5 보강부
5a 절결부
6 굴삭부

Claims (5)

  1. 기판에 복수의 세장형의 개구를 가진 마스크로서,
    상기 기판의 편면측에서 상기 개구부의 길이 방향에 교차하여 다리가 걸쳐진 형태로 형성되고, 상기 기판의 두께보다 얇은 복수의 보강부와,
    상기 보강부의 측방측에 위치하는 개구 주변의 영역을 상기 길이 방향을 따라 단차를 두고 형성된 굴삭부
    를 구비한 것을 특징으로 하는 마스크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판은 수지 필름이고, 상기 보강부가 형성된 측의 상기 개구와 소정의 거리 간격으로 교호적으로 병설된 자성을 가진 금속을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 마스크.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보강부는 상기 개구를 다리가 걸쳐지는 형태로 걸쳐지는 부분의 하면측에 절결부를 갖는 것을 특징으로 하는 마스크.
  4. 기판에 복수의 세장형의 개구를 가진 마스크의 제조 방법으로서,
    상기 기판의 제1면측으로부터 상기 개구가 되는 영역에 홈을 형성하는 제1 공정과,
    상기 제1면의 반대측의 제2면측으로부터 가공을 하여 상기 홈을 관통시킴으로써 상기 개구를 형성하면서, 이 개구의 길이 방향에 교차하여 다리가 걸쳐진 형태로 상기 기판의 두께보다 얇은 복수의 보강부를 형성하는 동시에, 이 보강부의 측방측에 위치하는 개구 주변의 영역을 상기 길이 방향을 따라서 단차를 둔 굴삭부를 형성하는 제2 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 마스크의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 공정은 상기 보강부의 상기 개구를 다리가 걸쳐지는 형태로 걸쳐지는 부분의 하면측에 절결부를 형성하는 것을 특징으로 하는 마스크의 제조 방법.
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