KR20180105713A - 포지티브/네거티브 포토레지스트들을 사용하여 이중 전기주조에 의해 형성된 테이퍼형 개구들을 갖는 섀도우 마스크 - Google Patents

포지티브/네거티브 포토레지스트들을 사용하여 이중 전기주조에 의해 형성된 테이퍼형 개구들을 갖는 섀도우 마스크 Download PDF

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Abstract

섀도우 마스크를 위한 방법들 및 장치가 개시된다. 섀도우 마스크(200)는 금속성 재료로 제조된 프레임(210), 및 프레임(210)에 커플링된 하나 또는 그 초과의 마스크 패턴들(205)을 포함하고, 하나 또는 그 초과의 마스크 패턴들(205)은 약 14 미크론/미터/℃ 또는 그 미만의 열 팽창 계수를 갖는 금속을 포함하고, 하나 또는 그 초과의 마스크 패턴들에 형성된 복수의 개구들(215)을 갖고, 금속은 약 5 미크론 내지 약 50 미크론의 두께를 갖고, 금속에 형성된 경계들(355)을 가지며, 경계들은 각각, 경계들의 기판 접촉 표면(375) 상에 형성된 오목형 표면(370)을 가지면서 미세 개구(215)를 정의한다.

Description

포지티브/네거티브 포토레지스트들을 사용하여 이중 전기주조에 의해 형성된 테이퍼형 개구들을 갖는 섀도우 마스크
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 미세 패터닝된 섀도우 마스크들을 활용하여 기판들 상에 전자 디바이스들을 형성하는 것에 관한 것이다. 특히, 본원에서 개시되는 실시예들은 유기 발광 다이오드(OLED)들의 제조에서 활용되는 미세 패터닝된 금속 마스크를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
[0002] 텔레비전 스크린들, 셀 폰 디스플레이들, 컴퓨터 모니터들 등을 위한 평판 디스플레이들의 제조에서 OLED들은 주목을 끌고 있다. OLED들은 특수한 타입의 발광 다이오드들이며, 여기서, 발광 층이 특정한 유기 화합물들의 복수의 박막들을 포함한다. OLED들은 또한, 일반 공간 조명을 위해 사용될 수 있다. OLED 디스플레이들에 의해 가능한 컬러 범위, 휘도, 및 시야각은 종래의 디스플레이들의 컬러 범위, 휘도, 및 시야각보다 더 큰데, 이는 OLED 픽셀들이 광을 직접적으로 방출하고, 백라이트를 요구하지 않기 때문이다. 따라서, OLED 디스플레이들의 에너지 소비는 종래의 디스플레이들의 에너지 소비보다 상당히 더 적다. 추가로, OLED들이 가요성 기판들 상에 제조될 수 있다는 사실은, 새로운 애플리케이션들, 이를테면, 롤-업 디스플레이들 또는 심지어 가요성 매체들에 매립된 디스플레이들로의 문호를 개방한다.
[0003] 현재의 OLED 제조는 복수의 패터닝된 섀도우 마스크들을 활용한 기판 상의 유기 재료들의 증발 및 금속들의 증착을 요구한다. 증발 및/또는 증착 동안의 온도들은 마스크들의 재료가 낮은 열 팽창 계수(CTE)를 갖는 재료로 제조되도록 요구한다. 낮은 CTE는 기판에 대한 마스크의 이동을 방지하거나 또는 최소화한다. 따라서, 마스크들은 낮은 CTE를 갖는 금속성 재료들로 제조될 수 있다. 전형적으로, 마스크들은 약 200 미크론(μm) 내지 약 1 밀리미터의 두께를 갖는 금속성 시트를 원하는 두께(예컨대, 약 20 μm 내지 약 50 μm)로 롤링함으로써 제조된다. 롤링된 금속 시트 상에 포토레지스트가 원하는 패턴으로 형성되고, 포토리소그래피 프로세스에서 광에 노출된다. 이어서, 포토리소그래피에 의해 형성된 패턴을 갖는 롤링된 금속 시트는 그 롤링된 금속 시트에 미세 개구들을 생성하기 위해 화학적으로 에칭된다.
[0004] 그러나, 종래의 마스크 형성 프로세스들은 한계들을 갖는다. 예컨대, 해상도 요건들이 증가됨에 따라, 에칭 정확도가 더 어려워 진다. 부가적으로, 수율을 증가시키고 그리고/또는 더 큰 디스플레이들을 제조하기 위해 기판 표면적이 지속적으로 증가되고 있으며, 마스크들은 기판을 커버할 정도로 충분히 크지 않을 수 있다. 이는 낮은 CTE 재료로 인해 시트 사이즈들의 이용가능성이 제한되기 때문이고, 심지어 롤링 후에도, 충분한 표면적을 갖지 못한다. 추가로, 미세 패턴들의 증가된 해상도는 더 얇은 시트들을 요구한다. 그러나, 30 μm 미만의 두께를 갖는 시트들의 롤링 및 핸들링은 어렵다.
[0005] 따라서, 개선된 미세 금속 섀도우 마스크, 및 그 미세 금속 섀도우 마스크를 제조하기 위한 방법이 필요하다.
[0006] 본 개시내용의 실시예들은 유기 발광 다이오드 제조를 위한 미세 패터닝된 섀도우 마스크를 위한 방법들 및 장치를 제공한다.
[0007] 일 실시예에서, 섀도우 마스크가 제공되며, 그 섀도우 마스크는 금속성 재료로 제조된 프레임, 및 프레임에 커플링된 하나 또는 그 초과의 마스크 패턴들을 포함하고, 하나 또는 그 초과의 마스크 패턴들은 약 14 미크론/미터/℃ 또는 그 미만의 열 팽창 계수를 갖는 금속을 포함하고, 하나 또는 그 초과의 마스크 패턴들에 형성된 복수의 개구들을 갖고, 금속은 약 5 미크론 내지 약 50 미크론의 두께를 갖고, 금속에 형성된 경계들을 가지며, 경계들은 각각, 경계들의 기판 접촉 표면 상에 형성된 오목형 표면을 가지면서 미세 개구를 정의한다.
[0008] 다른 실시예에서, 마스크 패턴이 제공되며, 그 마스크 패턴은, 전도성 재료가 상부에 형성되고 약 7 미크론/미터/℃ 또는 그 미만의 열 팽창 계수를 갖는 재료를 포함하는 맨드릴, 및 전도성 재료의 적어도 일부를 노출시키는 복수의 개구들이 내부에 형성된 포토레지스트 재료를 포함하며, 포토레지스트 재료는 볼륨들의 패턴을 포함하고, 볼륨들 각각은 약 5 미크론 내지 약 20 미크론의 주 치수를 갖는다.
[0009] 다른 실시예에서, 전기주조된 마스크가 제공된다. 전기주조된 마스크는, 금속 층이 상부에 형성된 유리 재료 또는 금속 재료를 포함하는 맨드릴을 준비하는 것에 의해 형성된다. 제1 포토레지스트 재료가 금속 재료 또는 층에 적용되고, 그리고 금속 재료 또는 층의 부분들을 노출시키는 제1 개구들이 내부에 형성된 제1 패턴 영역을 형성하도록 패터닝된다. 패턴 영역에 남아 있는 제1 포토레지스트 재료 위에 제2 포토레지스트 재료가 적용되고, 제2 포토레지스트 재료는 금속 재료 또는 층의 부분들을 노출시키는 제2 개구들이 내부에 형성된 제2 패턴 영역을 형성하도록 패터닝된다. 이어서, 제1 금속 구조가 제2 개구들 각각에 전착된다. 이어서, 제2 포토레지스트 재료는 제거될 수 있고, 제2 금속 구조가 제1 금속 구조 상에 전착된다. 이어서, 제1 및 제2 금속 구조들은 맨드릴로부터 분리될 수 있고, 그리고 서브-픽셀 활성 영역들을 형성하기 위해 유기 재료가 기판 상으로 패터닝되는 마스크 내의 미세 개구들의 경계들을 형성할 수 있다. 제1 및 제2 금속 구조들은 약 13 미크론/미터/℃ 또는 그 미만의 열 팽창 계수를 가질 수 있다.
[0010] 다른 실시예에서, 전기주조된 마스크가 제공된다. 전기주조된 마스크는, 금속 층이 상부에 형성된 유리 재료 또는 금속 재료를 포함하는 맨드릴을 준비하는 것, 제1 전착 프로세스에서, 개구들에 복수의 제1 금속 구조들을 형성하기 위해, 전해 배스에 맨드릴을 노출시키는 것, 제2 전착 프로세스에서, 개구들에, 제1 금속 구조들을 둘러싸는 복수의 제2 금속 구조들을 형성하기 위해, 전해 배스에 맨드릴을 노출시키는 것, 및 맨드릴로부터 마스크를 분리하는 것에 의해 형성된다.
[0011] 다른 실시예에서, 섀도우 마스크를 형성하기 위한 방법이 제공되며, 그 방법은, 전도성 재료를 포함하고 약 7 미크론/미터/℃ 또는 그 미만의 열 팽창 계수를 갖는 맨드릴을 준비하는 단계, 전도성 재료의 적어도 일부를 노출시키는 복수의 개구들이 내부에 형성된 패턴으로 맨드릴 상에 포토레지스트 재료를 증착하는 단계 ― 패턴은 복수의 볼륨들을 포함하고, 볼륨들 각각은 약 5 미크론 내지 약 20 미크론의 주 치수를 가짐 ―, 약 14 미크론/미터/℃ 또는 그 미만의 열 팽창 계수를 갖는 재료를 포함하는 전해 배스 내에 맨드릴을 배치하는 단계, 및 맨드릴의 개구들에 복수의 경계들을 전기주조하는 단계를 포함한다.
[0012] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 도시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0013] 도 1은 본원에서 설명되는 실시예들을 활용하여 제조될 수 있는 OLED 디바이스의 등각 분해도이다.
[0014] 도 2는 미세 금속 마스크의 일 실시예의 개략적인 평면도이다.
[0015] 도 3a 내지 도 3k는 미세 금속 마스크의 다른 실시예를 위한 형성 방법을 예시하는 개략적인 부분 단면도들이다.
[0016] 도 4는 기판 상에 OLED 디바이스를 형성하기 위한 장치의 일 실시예를 개략적으로 예시한다.
[0017] 도 5는 일 실시예에 따른 제조 시스템의 개략적인 평면도이다.
[0018] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지시하기 위해 가능한 모든 경우에 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및/또는 프로세스 단계들이 부가적인 설명 없이 다른 실시예들에 유익하게 포함될 수 있다는 것이 고려된다.
[0019] 본 개시내용의 실시예들은 유기 발광 다이오드(OLED)들의 제조에서 섀도우 마스크로서 사용될 수 있는 미세 금속 마스크를 위한 방법들 및 장치를 제공한다. 예컨대, 미세 금속 마스크는 기판 상에 박막들의 다수의 층들이 증착되는 진공 증발 또는 증착 프로세스에서 활용된다. 예로서, 박막들은 OLED들을 포함하는 디스플레이 또는 디스플레이들의 일부를 기판 상에 형성할 수 있다. 박막들은 OLED 디스플레이들의 제작에서 활용되는 유기 재료들로부터 유래될 수 있다. 기판은 유리, 플라스틱, 금속 포일, 또는 전자 디바이스 형성에 적합한 다른 재료로 제조될 수 있다. 본원에서 개시되는 실시예들은, 캘리포니아, 산타클라라의 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드의 디비전인 AKT, Inc.로부터 입수가능한 챔버들 및/또는 시스템들에서 실시될 수 있다. 본원에서 개시되는 실시예들은 또한, 다른 제조자들로부터의 챔버들 및/또는 시스템들에서 실시될 수 있다.
[0020] 도 1은 OLED 디바이스(100)의 등각 분해도이다. OLED 디바이스(100)는 기판(115) 상에 형성될 수 있다. 기판(115)은 유리, 투명 플라스틱, 또는 전자 디바이스 형성에 적합한 다른 투명 재료로 제조될 수 있다. 일부 OLED 디바이스들에서, 기판(115)은 금속 포일일 수 있다. OLED 디바이스(100)는 2개의 전극들(125 및 130) 사이에 개재된 하나 또는 그 초과의 유기 재료 층들(120)을 포함한다. 전극(125)은 투명 재료, 이를테면 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 은(Ag)일 수 있고, 애노드 또는 캐소드로서 기능할 수 있다. 일부 OLED 디바이스들에서, 트랜지스터들(미도시)이 또한, 전극(125)과 기판(115) 사이에 배치될 수 있다. 전극(130)은 금속성 재료일 수 있고, 캐소드 또는 애노드로서 기능할 수 있다. 전극들(125 및 130)에 전력을 인가할 시에, 유기 재료 층들(120)에서 광이 생성된다. 광은 유기 재료 층들(120)의 대응하는 RGB 막들로부터 생성되는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 중 하나 또는 이들의 조합일 수 있다. 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 유기 막들 각각은 OLED 디바이스(100)의 서브-픽셀 활성 영역(135)을 포함할 수 있다. 캐소드 및 애노드의 위치 및 재료들의 변동들은 OLED 디바이스가 활용되는 디스플레이의 타입에 따라 좌우된다. 예컨대, “상단 조명” 디스플레이들에서, 광은 디바이스의 캐소드 측을 통해 방출되고, “하단 조명” 디바이스들에서, 광은 애노드 측을 통해 방출될 수 있다.
[0021] 도시되어 있지 않지만, OLED 디바이스(100)는 또한, 전극들(125 및 130)과 유기 재료 층들(120) 사이에 배치된 하나 또는 그 초과의 전자 전달 층들 뿐만 아니라 하나 또는 그 초과의 홀 주입 층들을 포함할 수 있다. 부가적으로, 도시되어 있지 않지만, OLED 디바이스(100)는 백색 광 생성을 위한 막 층을 포함할 수 있다. 백색 광 생성을 위한 막 층은 유기 재료 층들(120) 내의 막일 수 있고, 그리고/또는 OLED 디바이스(100) 내에 개재된 필터일 수 있다. OLED 디바이스(100)는 본 기술분야에 알려져 있는 바와 같이 단일 픽셀을 형성할 수 있다. 유기 재료 층들(120) 및 백색 광 생성을 위한 막 층(사용되는 경우) 뿐만 아니라 전극들(125 및 130)은 본원에서 설명되는 바와 같은 미세 금속 마스크를 사용하여 형성될 수 있다.
[0022] 도 2는 미세 금속 마스크(200)의 일 실시예의 개략적인 평면도이다. 미세 금속 마스크(200)는 프레임(210)에 커플링된 복수의 패턴 영역들(205)을 포함한다. 패턴 영역들(205)은 기판 상의 재료들의 증착을 제어하기 위해 활용된다. 예컨대, 패턴 영역들(205)은 도 1에 도시되고 설명된 바와 같은 OLED 디바이스(100)의 형성 시에 유기 재료들 및/또는 금속성 재료들의 증발을 제어하기 위해 활용될 수 있다. 패턴 영역들(205)은 일련의 미세 개구들(215)을 가지며, 그 미세 개구들(215)은 증착되는 재료들이 기판의 또는 이전에 증착된 층들 상의 원하지 않는 영역들에 부착되는 것을 차단한다. 따라서, 미세 개구들(215)은 기판의 또는 이전에 증착된 층들 상의 특정된 영역들 상의 증착을 제공한다. 미세 개구들(215)은 둥글거나, 타원형이거나, 또는 직사각형일 수 있다. 미세 개구들(215)은 약 5 미크론(μm) 내지 약 20 μm 또는 그 초과의 주 치수(예컨대, 직경 또는 다른 내부 치수)를 포함할 수 있다. 패턴 영역들(205)은 전형적으로, 대략 약 5 μm 내지 약 100 μm, 이를테면 약 10 μm 내지 약 50 μm의 단면 두께를 포함한다. 패턴 영역들(205)은 용접 또는 파스너들(미도시)에 의해 프레임(210)에 커플링될 수 있다. 일 예에서, 다수의 패턴 영역들(205)이 상부에 배치된 단일 마스크 시트가 신장되어 프레임(210)에 용접될 수 있다. 다른 예에서, 각각 다수의 패턴 영역들(205)을 갖고, 제조될 디스플레이와 유사한 폭들을 갖는 복수의 스트립들이 신장되어 프레임(210)에 용접될 수 있다. 프레임(210)은 미세 금속 마스크(200)에 안정성을 제공하기 위해 약 10 밀리미터(mm) 또는 그 미만의 단면 두께를 가질 수 있다.
[0023] 패턴 영역들(205) 뿐만 아니라 프레임(210)은 온도 변화들 동안의 미세 개구들(215)의 이동에 저항하는, 낮은 열 팽창 계수(CTE)를 갖는 재료로 제조될 수 있다. 낮은 CTE를 갖는 재료들의 예들은, 다른 낮은 CTE 재료들 중에서, 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 탄탈럼(Ta), 바나듐(V), 이들의 합금들 및 이들의 조합들 뿐만 아니라 철(Fe)과 Ni의 합금들을 포함한다. 낮은 CTE 재료는 미세 금속 마스크(200)의 치수 안정성을 유지하며, 이는 증착되는 재료들의 정확성을 제공한다. 본원에서 설명되는 바와 같은 낮은 CTE 재료들 또는 금속들은 약 15 미크론/미터/℃ 또는 그 미만, 이를테면 약 14 미크론/미터/℃ 또는 그 미만, 예컨대 약 13 미크론/미터/℃ 또는 그 미만의 CTE일 수 있다.
[0024] 도 3a 내지 도 3k는 미세 금속 마스크(300)의 다른 실시예를 위한 형성 방법을 예시하는 개략적인 부분 단면도들이다. 미세 금속 마스크(300)의 일부가 도 3j에 도시된다. 방법은 미세 금속 마스크(300)를 형성하기 위해 사용되는 마스크 패턴(302)을 포함한다(도 3c에 도시됨). 마스크 패턴(302)은 유기 포토레지스트일 수 있는 제1 유전체 재료(310)로 코팅된 맨드릴(305)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 유전체 재료(310)는 네거티브 포토레지스트 재료, 이를테면, 상품명 Su-8(메사추세츠, 웨스트버러의 Microchem Corp.로부터 입수가능함), AZ® 5510, 및 AZ® 125nXT(둘 모두 룩셈부르크의 AZ Electronic Materials로부터 입수가능함) 하에 판매되는 포토레지스트를 포함할 수 있다.
[0025] 맨드릴(305)은 약 7 미크론/미터/℃ 또는 그 미만의 열 팽창 계수를 갖는 금속성 재료일 수 있다. 예들은 특히, 니켈, 니켈 합금들, 니켈:코발트 합금들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 맨드릴(305)은 Fe:Ni 합금들 및 Fe:Ni:Co 합금들을 포함하는 초-저 CTE 재료일 수 있으며, 그 초-저 CTE 재료는 특히, 상품명들 INVAR®(Fe:Ni 36), SUPER INVAR 32-5® 하에 판매되는 금속들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 맨드릴(305)은 미세 금속 마스크(300)가 형성될 면 상에 얇은 전도성 금속 층, 이를테면 구리(Cu)가 코팅된 유리 재료일 수 있다.
[0026] 맨드릴(305)의 두께(312)는 약 0.1 밀리미터(mm) 내지 약 10 mm일 수 있다. 제1 유전체 재료(310)의 두께(313)는 약 0.1 미크론(μm) 내지 약 2 μm일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 유전체 재료(310)의 두께(313)는 미세 금속 마스크(300)에 미세 개구들(215)의 구조를 형성하기 위해 사용된다. 제1 유전체 재료(310)는 다양한 수단, 이를테면, 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD), 물리 기상 증착(PVD), 잉크젯 프린팅, 증발, 스핀 코팅, 슬롯-다이 코팅, 블레이드 코팅, 전사 프린팅, 또는 이들의 조합들 뿐만 아니라 다른 증착 방법들에 의해 증착될 수 있다.
[0027] 제1 유전체 재료(310)는 알려져 있는 포토리소그래피 기법들을 활용하여 패터닝될 수 있다. 예컨대, 마스크 패턴(302) 상에 네거티브 패턴(316)을 제공하기 위해(도 3c에 도시됨), 제1 유전체 재료(310)는 전자기 에너지(315)에 노출될 수 있다(도 3b에 도시됨). 도 3c에 도시된 바와 같이, 맨드릴(305)의 부분들을 노출시키는 원하는 패턴의 제1 개구들(318)을 제1 유전체 재료(310)에 제공하기 위해, 마스크(미도시)가 제1 유전체 재료(310) 위에 배치될 수 있다.
[0028] 도 3d에서, 네거티브 패턴(316)이 상부에 형성된 마스크 패턴(302)은 제2 유전체 재료(325)로 코팅된다. 제2 유전체 재료(325)는 포지티브 포토레지스트 재료, 이를테면, AZ® 9260(룩셈부르크의 AZ Electronic Materials로부터 입수가능함), SPR® 220(Dow Chemical Company로부터 입수가능함), 또는 상품명 PMER-P-WE300 하에 판매되는 포토레지스트 재료(일본, 카나가와, 카와사키-시의 Tokyo Ohka Kogyo Co., LTD.로부터 입수가능함)일 수 있다. 제2 유전체 재료(325)는 네거티브 패턴(316)을 실질적으로 덮을 수 있고, 제1 유전체 재료(310) 내의 개구들(318)을 충전할 수 있다.
[0029] 도 3e에서, 네거티브 패턴(316)에 또는 네거티브 패턴(316) 상에 포지티브 패턴(320)이 형성된다. 마스크 패턴(302) 상에 포지티브 패턴(320)을 제공하기 위해, 포지티브 패턴(320)은 전자기 에너지(315)에 노출될 수 있다. 맨드릴(305)의 부분들이 노출되는 원하는 패턴의 제2 개구들(335)을 제공하기 위해, 마스크(미도시)가 마스크 패턴(302) 위에 배치될 수 있다. 제2 개구들(335)은 제1 개구들(318)의 내부 치수보다 더 작은 내부 치수를 가질 수 있고, 제1 개구들(318)과 동심일 수 있다.
[0030] 포지티브 패턴(320)의 형성 후에, 맨드릴(305) 상의 마스크 패턴(302)은 전해 배스(미도시)에 배치될 수 있다. 배스는 낮은 CTE 금속이 내부에 용해된 재료를 포함한다. 낮은 CTE를 갖는 재료들의 예들은, 다른 낮은 CTE 재료들 중에서, 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 탄탈럼(Ta), 바나듐(V), 이들의 합금들 및 이들의 조합들 뿐만 아니라 철(Fe)과 니켈(Ni)의 합금들, 철(Fe)과 니켈(Ni)과 코발트(Co)의 합금들을 포함한다. Fe:Ni 합금들 및 Fe:Ni:Co 합금들의 예들은 특히, 상품명들 INVAR®(Fe:Ni 36), SUPER INVAR 32-5® 하에 판매되는 금속들을 포함할 수 있다. 전기주조 기법들에 따르면, 전기 바이어스가 배스 내의 낮은 CTE 금속과 맨드릴(305) 사이에 제공된다. 도 3f에 도시된 바와 같이, 포지티브 패턴(320)을 사용하여, 맨드릴(305) 상에 제1 금속 구조(340)를 제공하기 위해, 제2 개구들(335) 및 제1 개구들(318)의 일부가 낮은 CTE 금속으로 충전된다.
[0031] 도 3g에서, 제2 유전체 재료(325)는 본 기술분야에 알려져 있는 기법들, 이를테면 전자기 에너지(315)를 사용한 현상 또는 다른 제거 기법에 의해 제거된다. 제2 유전체 재료(325)의 제거는 제1 유전체 재료(310)를 온전하게 남기고(도 3c에 도시된 네거티브 패턴(316)과 유사함), 제1 개구들(318)의 남아 있는 부분들에 제1 금속 구조들(340)이 있게 되어, 도 3h에 도시된 패턴(327)이 형성된다. 패턴(327)은 제1 개구들(318) 내에서 맨드릴(305)의 부분들이 노출되게 남겨두며, 제2 전기주조 프로세스에서 사용될 수 있다.
[0032] 도 3i에서, 맨드릴(305) 상의 패턴(327)은 전해 배스(미도시)에 배치될 수 있다. 배스는 제1 금속 구조들(340)을 형성하기 위한 제1 전기주조 프로세스(도 3f)에서 위에서 설명된 재료들 중 하나 또는 그 초과를 포함한다. 배스 내의 금속은 제1 전기주조 프로세스의 배스 내의 금속과 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있다. 도 3i에 도시된 바와 같이, 제2 금속 구조들(350)이 제1 개구들(318)의 남아 있는 부분들 상에 형성된다. 제2 금속 구조들(350)은 또한, 제1 금속 구조들(340) 주위 및/또는 주변에 형성된다. 일부 실시예들에서, 제2 금속 구조들(350)은 제1 유전체 재료(310)를 적어도 부분적으로 덮는다.
[0033] 도 3j는 도 3c 내지 도 3h의 마스크 패턴(302)에 의해 생성된 미세 금속 마스크(300)를 도시한다. 제1 금속 구조들(340)(도 3f에 도시됨) 및 제2 금속 구조들(350)은 미세 금속 마스크(300) 내의 미세 개구들(215)의 경계들(355)을 형성한다. 경계들(355) 중 적어도 일부는 도 2의 미세 금속 마스크(200)의 패턴 영역들(205)의 일부와 유사한 패턴 영역(357)을 포함한다. 경계들(355)은 미세 금속 마스크(300)와 일체로 이루어지고, 미세 금속 마스크(300)는 맨드릴(305) 및 남아 있는 제1 유전체 재료(310)로부터 박리될 수 있거나 또는 다른 방식으로 분리될 수 있다. 미세 금속 마스크(300)는 박리에 의해, 또는 경계들(355)을 온전하게 그리고 형성 직후의 위치들로 남겨두는 다른 방법들에 의해, 맨드릴(305)로부터 제거될 수 있다.
[0034] 경계들(355)의 측벽들(360)은 약 45 도 내지 약 55 도, 이를테면 약 50 도의 각도(α)를 형성할 수 있다. “약”이라는 용어는 +/- 3 도 내지 +/- 5 도로서 정의될 수 있다. 경계들(355)에 의해 정의되는 볼륨들(365)이 또한, 미세 개구들(215)에 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 경계들(355)의 테이퍼 각도(α)는 또한, 특정 각도들로 (도 1의 OLED 디바이스(100)의 서브-픽셀 활성 영역(135)에 증착되는) 유기 재료를 섀도잉함으로써 증착의 균일성을 달성한다. 섀도우 효과를 고려하기 위해, 경계들(355) 사이에 형성된 볼륨들(365)은 도 1의 OLED 디바이스(100)의 서브-픽셀 활성 영역(135)보다 상당히 더 클 수 있다. 일 실시예에서, 볼륨(365)은 서브-픽셀 활성 영역의 표면적보다 약 4배 더 큰 개방 영역을 정의할 수 있다. 일부 실시예들에서, 경계들(355)은 전형적으로, 서브-픽셀 활성 영역(135)보다 각각의 측에서 12 μm 더 크다. 일 예로서, 470 ppi(pixels per inch) 서브-픽셀 활성 영역(135)은 약 6 μm x 약 36 μm의 길이 x 폭을 포함할 수 있고, 미세 개구들은 약 18 μm x 약 48 μm일 것이다. 그러나, 하나의 서브-픽셀의 유기 재료가 다른 서브-픽셀 위에 증착되지 않아야 하므로(예컨대, 적색 상에 청색 또는 녹색이 증착되지 않아야 함, 녹색 또는 청색 상에 적색이 증착되지 않아야 함 등), 개구 사이즈들은 제한된다.
[0035] 도 3j에 도시된 일부 실시예들에서, 미세 금속 마스크(300)의 기판 접촉 표면(375)(예컨대, 기판 접촉 면) 상에 오목형 구역(370)이 형성된다. 오목형 구역들(370)은 제1 유전체 재료(310)의 두께(313)(도 3a에 도시됨)에 의해 제공되는 깊이로 형성될 수 있다. 오목형 구역들(370)은 또한, 제1 유전체 재료(310)의 표면적(도 3c에 도시됨)과 실질적으로 동일한 길이 x 폭 치수(예컨대, 표면적)를 포함할 수 있다. 오목형 구역들(370)의 깊이 및/또는 표면적의 변동들은 제1 유전체 재료(310)의 치수들을 변화시킴으로써 제공될 수 있다.
[0036] 도 3k는 미세 금속 마스크(300)의 제거 후의 마스크 패턴(302)을 도시한다. 마스크 패턴(302)은 네거티브 패턴(316)이 상부에 형성된 도 3c에 도시된 장치와 유사하며, 그에 따라, 도 3d 내지 도 3j에서 설명된 프로세스에 의해 다른 미세 금속 마스크를 형성하기 위해 재사용될 수 있다.
[0037] 도 4는 기판(405) 상에 OLED 디바이스를 형성하기 위한 장치(400)의 일 실시예를 개략적으로 예시한다. 장치(400)는 증착 챔버(410)를 포함하며, 그 증착 챔버(410)에서, 기판(405)은 실질적인 수직 배향으로 지지된다. 기판(405)은 증착 소스(420)에 인접한 캐리어(415)에 의해 지지될 수 있다. 미세 금속 마스크(425)가 기판(405)과 접촉되고, 증착 소스(420)와 기판(405) 사이에 위치된다. 미세 금속 마스크(425)는 본원에서 설명되는 바와 같은 미세 금속 마스크들(200 또는 300) 중 임의의 하나일 수 있다. 미세 금속 마스크(425)는 신장되어, 파스너들(미도시), 용접, 또는 다른 적합한 접합 방법에 의해 프레임(430)에 커플링될 수 있다. 일 실시예에서, 증착 소스(420)는 기판(405)의 정확한 영역들 상으로 증발되는 유기 재료일 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같은 형성 방법들에 따라, 유기 재료는 미세 금속 마스크(425)에서 경계들(440) 사이에 형성된 미세 개구들(435)을 통해 증착된다. 본원에서 설명되는 바와 같은 미세 금속 마스크들(200 또는 300)은 미세 개구들(435)의 패턴 또는 다수의 패턴들을 갖는 단일 시트를 포함할 수 있다. 대안적으로, 본원에서 설명되는 바와 같은 미세 금속 마스크들(200 또는 300)은 미세 개구들(435)의 패턴 또는 다수의 패턴들이 내부에 형성된 일련의 시트들일 수 있으며, 그 일련의 시트들은 다양한 사이즈들의 기판들을 수용하기 위해, 신장되어 프레임(430)에 커플링된다.
[0038] 도 5는 일 실시예에 따른 제조 시스템(500)의 개략적인 평면도이다. 시스템(500)은 전자 디바이스들, 특히 유기 재료들을 내부에 포함하는 전자 디바이스들을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 디바이스들은 전자 디바이스들 또는 반도체 디바이스들, 이를테면 광전자 디바이스들, 그리고 특히 디스플레이들일 수 있다.
[0039] 본원에서 설명되는 실시예들은 특히, 예컨대 대면적 기판들 상의 디스플레이 제조를 위한 재료들의 증착에 관한 것이다. 제조 시스템(500) 내의 기판들은 캐리어들 상에서 제조 시스템(500)의 전체에 걸쳐 이동될 수 있으며, 그 캐리어들은 하나 또는 그 초과의 기판들을 자신의 에지들에서, 정전 인력으로, 또는 이들의 조합들로 지지할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 대면적 기판들, 또는 하나 또는 그 초과의 기판들을 지지하는 캐리어들, 예컨대 대면적 캐리어들은 적어도 0.174 m2의 사이즈를 가질 수 있다. 전형적으로, 캐리어의 사이즈는 약 0.6 제곱 미터 내지 약 8 제곱 미터, 더 전형적으로는 약 2 제곱 미터 내지 약 9 제곱 미터, 또는 심지어 최대 12 제곱 미터일 수 있다. 전형적으로, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 홀딩 어레인지먼트들, 장치들, 및 방법들이 제공되고 기판들이 지지되는 직사각형 영역은 본원에서 설명되는 바와 같은 대면적 기판들을 위한 사이즈들을 갖는 캐리어들이다. 예컨대, 단일 대면적 기판의 면적에 대응할 대면적 캐리어는, 약 1.4 제곱 미터 기판(1.1 m x 1.3 m)에 대응하는 GEN 5, 약 4.29 제곱 미터 기판(1.95 m x 2.2 m)에 대응하는 GEN 7.5, 약 5.7 제곱 미터 기판(2.2 m x 2.5 m)에 대응하는 GEN 8.5, 또는 심지어 약 8.7 제곱 미터 기판(2.85 m x 3.05 m)에 대응하는 GEN 10일 수 있다. GEN 11 및 GEN 12와 같은 한층 더 큰 세대들 및 대응하는 기판 면적들이 유사하게 구현될 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같은 미세 금속 마스크들(200 또는 300)은 그에 따라 사이즈가 설정될 수 있다.
[0040] 전형적인 실시예들에 따르면, 기판들은 재료 증착에 적합한 임의의 재료로 제조될 수 있다. 예컨대, 기판은, 유리(예컨대, 소다-석회 유리, 붕규산염 유리 등), 금속, 폴리머, 세라믹, 화합물 재료들, 탄소 섬유 재료들, 또는 증착 프로세스에 의해 코팅될 수 있는 임의의 다른 재료 또는 재료들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 재료로 제조될 수 있다.
[0041] 도 5에 도시된 제조 시스템(500)은 수평 기판 핸들링 챔버(504)에 연결된 로드 락 챔버(502)를 포함한다. 기판(405)(파선들로 윤곽이 도시됨), 이를테면 위에서 설명된 바와 같은 대면적 기판이 기판 핸들링 챔버(504)로부터 진공 스윙 모듈(508)로 이송될 수 있다. 진공 스윙 모듈(508)은 캐리어(415) 상에 수평 포지션으로 기판(405)을 로딩한다. 수평 포지션으로 캐리어(415) 상에 기판(405)을 로딩한 후에, 진공 스윙 모듈(508)은 기판(405)이 상부에 제공된 캐리어(415)를 수직 또는 실질적인 수직 배향으로 회전시킨다. 이어서, 기판(405)이 상부에 제공된 캐리어(415)는 수직 배향으로 제1 이송 챔버(512A) 및 적어도 하나의 후속 이송 챔버(512B 내지 512F)를 통해 이송된다. 하나 또는 그 초과의 증착 장치들(514)이 이송 챔버들에 연결될 수 있다. 추가로, 다른 기판 프로세싱 챔버들 또는 다른 진공 챔버들이 이송 챔버들 중 하나 또는 그 초과에 연결될 수 있다. 기판(405)의 프로세싱 후에, 기판(405)이 상부에 있는 캐리어는 수직 배향으로 이송 챔버(512F)로부터 출구 진공 스윙 모듈(516) 내로 이송된다. 출구 진공 스윙 모듈(516)은 기판(405)이 상부에 있는 캐리어를 수직 배향으로부터 수평 배향으로 회전시킨다. 그 후에, 기판(405)은 출구 수평 유리 핸들링 챔버(518) 내로 언로딩될 수 있다. 프로세싱된 기판(405)은, 예컨대, 제조된 디바이스가 박막 봉지 챔버들(522A 또는 522B) 중 하나에서 봉지된 후에, 로드 락 챔버(520)를 통해 제조 시스템(500)으로부터 언로딩될 수 있다.
[0042] 도 5에서, 제1 이송 챔버(512A), 제2 이송 챔버(512B), 제3 이송 챔버(512C), 제4 이송 챔버(512D), 제5 이송 챔버(512E), 및 제6 이송 챔버(512F)가 제공된다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 적어도 2개의 이송 챔버들이 제조 시스템(500)에 포함된다. 일부 실시예들에서, 2개 내지 8개의 이송 챔버들이 제조 시스템(500)에 포함될 수 있다. 여러 증착 장치들, 예컨대 도 5의 9개의 증착 장치들(514)이 제공되며, 그 증착 장치들(514)은 각각 증착 챔버(524)를 갖고, 각각 이송 챔버들 중 하나에 예시적으로 연결되어 있다. 일부 실시예들에 따르면, 증착 장치들의 증착 챔버들 중 하나 또는 그 초과는 게이트 밸브들(526)을 통해 이송 챔버들에 연결된다.
[0043] 증착 챔버들(524) 중 적어도 일부는 본원에서 설명되는 바와 같은 미세 금속 마스크들(200 또는 300)(미도시) 중 하나 또는 그 초과를 포함한다. 증착 챔버들(524) 각각은 또한, 적어도 하나의 기판(405) 상에 막 층들을 증착하기 위한 증착 소스(420)(하나만 도시됨)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 증착 소스(420)는 증발 모듈 및 도가니를 포함한다. 추가적인 실시예들에서, 증착 소스(420)는 각각의 캐리어(미도시) 상에 지지된 2개의 기판들(405) 상에 막을 증착하기 위해, 화살표들로 표시된 방향으로 이동가능할 수 있다. 기판들(405)이 수직 배향 또는 실질적인 수직 배향으로 있으면서, 증착 소스(420)와 각각의 기판(405) 사이에 각각의 패터닝된 마스크가 있는 상태로, 기판들(405) 상에 증착이 수행된다. 위에서 설명된 바와 같이, 패터닝된 마스크들 각각은 적어도 제1 개구를 포함한다. 위에서 상세히 설명된 바와 같이, 제1 개구는 패터닝된 마스크의 패턴 영역을 제외하고 막 층의 일부를 증착하기 위해 활용될 수 있다.
[0044] 기판들을 각각의 패터닝된 마스크에 대하여 정렬하기 위해, 정렬 유닛들(528)이 증착 챔버들(524)에 제공될 수 있다. 더 추가적인 실시예들에 따르면, 진공 유지보수 챔버들(530)이, 예컨대 게이트 밸브(532)를 통해, 증착 챔버들(524)에 연결될 수 있다. 진공 유지보수 챔버들(530)은 제조 시스템(500)에서 증착 소스들의 유지보수를 가능하게 한다.
[0045] 도 5에 도시된 바와 같이, 하나 또는 그 초과의 이송 챔버들(512A 내지 512F)은 인-라인 운송 시스템을 제공하기 위해 라인을 따라 제공된다. 일부 실시예들에 따르면, 이중 트랙 운송 시스템이 제공된다. 이중 트랙 운송 시스템은 이송 챔버들(512A 내지 512F) 각각에서 제1 트랙(534) 및 제2 트랙(536)을 포함한다. 이중 트랙 운송 시스템은 기판들을 지지하는 이송 캐리어들(415)을 제1 트랙(534) 및 제2 트랙(536) 중 적어도 하나를 따라 이송하기 위해 활용될 수 있다.
[0046] 더 추가적인 실시예들에 따르면, 이송 챔버들(512A 내지 512F) 중 하나 또는 그 초과는 진공 회전 모듈로서 제공된다. 제1 트랙(534) 및 제2 트랙(536)은 적어도 90 도, 예컨대 90 도, 180 도, 또는 360 도로 회전될 수 있다. 캐리어들, 이를테면 캐리어(415)는 트랙들(534 및 536) 상에서 선형적으로 이동한다. 캐리어들은 증착 장치들(514)의 증착 챔버들(524) 중 하나, 또는 아래에서 설명되는 다른 진공 챔버들 중 하나 내로 이송될 위치에서 회전될 수 있다. 이송 챔버들(512A 내지 512F)은 수직으로 배향된 캐리어들 및/또는 기판들을 회전시키도록 구성되며, 여기서, 예컨대, 이송 챔버들 내의 트랙들이 수직 회전 축을 중심으로 회전된다. 이는 도 5의 이송 챔버들(512A 내지 512F)에서 화살표들로 표시된다.
[0047] 일부 실시예들에 따르면, 이송 챔버들은 10 mbar 미만의 압력 하에서 기판을 회전시키기 위한 진공 회전 모듈들이다. 더 추가적인 실시예들에 따르면, 다른 트랙이 2개 또는 그 초과의 이송 챔버들(512A 내지 512F) 내에 제공되며, 여기서, 캐리어 리턴 트랙(540)이 제공된다. 전형적인 실시예들에 따르면, 캐리어 리턴 트랙(540)은 제1 트랙(534)과 제2 트랙(536) 사이에 제공될 수 있다. 캐리어 리턴 트랙(540)은 진공 조건들 하에서 출구 진공 스윙 모듈(516)로부터 진공 스윙 모듈(508)로 빈 캐리어들을 리턴할 수 있게 한다. 진공 조건들 하에서, 그리고 선택적으로는 제어되는 비활성 분위기(예컨대, Ar, N2, 또는 이들의 조합들) 하에서 캐리어들을 리턴하는 것은 주변 공기에 대한 캐리어의 노출을 감소시킨다. 따라서, 수분과의 접촉이 감소 또는 방지될 수 있다. 따라서, 제조 시스템(500)에서의 디바이스들의 제조 동안의 캐리어들의 아웃개싱이 감소될 수 있다. 이는 제조된 디바이스들의 품질을 개선할 수 있고, 그리고/또는 캐리어들은 장기간에 걸쳐 세정되지 않으면서 동작될 수 있다.
[0048] 도 5는 제1 전처리 챔버(542) 및 제2 전처리 챔버(544)를 추가로 도시한다. 로봇(미도시) 또는 다른 적합한 기판 핸들링 시스템이 기판 핸들링 챔버(504)에 제공될 수 있다. 로봇 또는 다른 기판 핸들링 시스템은 로드 락 챔버(502)로부터 기판 핸들링 챔버(504) 내로 기판(405)을 로딩할 수 있고, 기판(405)을 전처리 챔버들(542, 544) 중 하나 또는 그 초과 내로 이송할 수 있다. 예컨대, 전처리 챔버들은, 기판의 플라즈마 전처리, 기판의 세정, 기판의 UV 및/또는 오존 처리, 기판의 이온 소스 처리, 기판의 RF 또는 마이크로파 플라즈마 처리, 및 이들의 조합들로 구성된 그룹으로부터 선택되는 전처리 툴을 포함할 수 있다. 기판들의 전처리 후에, 로봇 또는 다른 핸들링 시스템은 전처리 챔버로부터 기판 핸들링 챔버(504)를 통해 진공 스윙 모듈(508) 내로 기판을 이송한다. 대기 조건들 하에, 기판 핸들링 챔버(504)에서 기판을 핸들링하기 위하여, 그리고/또는 기판들을 로딩하기 위하여, 로드 락 챔버(502)를 통기시킬 수 있게 하기 위해, 기판 핸들링 챔버(504)와 진공 스윙 모듈(508) 사이에 게이트 밸브(526)가 제공된다. 따라서, 기판 핸들링 챔버(504), 그리고 원하는 경우에는 로드 락 챔버(502), 제1 전처리 챔버(542), 및 제2 전처리 챔버(544) 중 하나 또는 그 초과는, 게이트 밸브(526)가 개방되어 기판이 진공 스윙 모듈(508) 내로 이송되기 전에, 진공배기될 수 있다. 따라서, 기판이 진공 스윙 모듈(508) 내로 로딩되기 전에, 기판들의 로딩, 처리, 및 프로세싱은 대기 조건들 하에서 실시될 수 있다.
[0049] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 기판이 진공 스윙 모듈(508) 내로 로딩되기 전에 실시될 수 있는, 기판들의 로딩, 처리, 및 프로세싱은 기판이 수평으로 배향되거나 또는 본질적으로 수평으로 배향되는 동안에 실시된다. 도 5에 도시된 바와 같은 그리고 본원에서 설명되는 더 추가적인 실시예들에 따른 제조 시스템(500)은, 수평 배향의 기판 핸들링, 수직 배향으로의 기판의 회전, 수직 배향의 기판 상으로의 재료 증착, 재료 증착 후의 수평 배향으로의 기판의 회전, 및 수평 배향의 기판의 언로딩을 조합한다.
[0050] 도 5에 도시된 제조 시스템(500) 뿐만 아니라 본원에서 설명되는 다른 제조 시스템들은 적어도 하나의 박막 봉지 챔버를 포함한다. 도 5는 제1 박막 봉지 챔버(522A) 및 제2 박막 봉지 챔버(522B)를 도시한다. 하나 또는 그 초과의 박막 봉지 챔버들은 봉지 장치를 포함하며, 여기서, 주변 공기 및/또는 대기 조건들에 노출되는 것으로부터 증착된 및/또는 프로세싱된 재료를 보호하기 위해, 증착된 및/또는 프로세싱된 층들, 특히 OLED 재료는 프로세싱된 기판과 다른 기판 사이에 봉지되고, 즉 프로세싱된 기판과 다른 기판 사이에 개재된다. 전형적으로, 박막 봉지는 2개의 기판들, 예컨대 유리 기판들 사이에 재료를 개재시킴으로써 제공될 수 있다. 그러나, 다른 봉지 방법들, 이를테면, 유리, 폴리머 또는 금속 시트들에 의한 라미네이션(lamination), 또는 커버 유리의 레이저 융합이 대안적으로, 박막 봉지 챔버들 중 하나에 제공된 봉지 장치에 의해 적용될 수 있다. 특히, OLED 재료 층들은 주변 공기 및/또는 산소 및 수분에 대한 노출로부터 피해를 받을 수 있다. 따라서, 예컨대 도 5에 도시된 바와 같은 제조 시스템(500)은, 프로세싱된 기판을 출구 로드 락 챔버(520)를 통해 언로딩하기 전에, 박막들을 봉지할 수 있다.
[0051] 더 추가적인 실시예들에 따르면, 제조 시스템은 캐리어 버퍼(548)를 포함할 수 있다. 예컨대, 캐리어 버퍼(548)는 진공 스윙 모듈(508)에 연결된 제1 이송 챔버(512A), 및/또는 최종 이송 챔버, 즉 제6 이송 챔버(512F)에 연결될 수 있다. 예컨대, 캐리어 버퍼(548)는 진공 스윙 모듈들 중 하나에 연결된, 이송 챔버들 중 하나에 연결될 수 있다. 기판들이 진공 스윙 모듈들에서 로딩 및 언로딩되므로, 캐리어 버퍼(548)가 진공 스윙 모듈 근처에 제공되는 것이 유익하다. 캐리어 버퍼(548)는 하나 또는 그 초과의, 예컨대 5개 내지 30개의 캐리어들을 위한 저장소를 제공하도록 구성된다. 버퍼 내의 캐리어들은 제조 시스템(500)의 동작 동안에, 예컨대 유지보수, 이를테면 세정을 위해 다른 캐리어가 교체될 필요가 있는 경우에 사용될 수 있다.
[0052] 더 추가적인 실시예들에 따르면, 제조 시스템은 마스크 셸프(550), 즉 마스크 버퍼를 더 포함할 수 있다. 마스크 셸프(550)는 교체를 위한 패터닝된 마스크들, 및/또는 특정 증착 단계들을 위해 저장될 필요가 있는 마스크들을 위한 저장소를 제공하도록 구성된다. 제조 시스템(500)을 동작시키는 방법들에 따르면, 마스크는, 제1 트랙(534) 및 제2 트랙(536)을 갖는 이중 트랙 운송 어레인지먼트를 통해, 마스크 셸프(550)로부터 증착 장치(514)로 이송될 수 있다. 따라서, 증착 장치 내의 마스크는, 증착 챔버(524)를 통기시키지 않으면서, 이송 챔버들(512A 내지 512F)을 통기시키지 않으면서, 그리고/또는 대기 조건들에 마스크를 노출시키지 않으면서, 유지보수, 이를테면 세정을 위해 또는 증착 패턴의 변경을 위해 교환될 수 있다.
[0053] 도 5는 마스크 세정 챔버(552)를 추가로 도시한다. 마스크 세정 챔버(552)는 게이트 밸브(526)를 통해 마스크 셸프(550)에 연결된다. 따라서, 마스크의 세정을 위해 마스크 세정 챔버(552)와 마스크 셸프(550) 사이에 진공 밀폐 밀봉이 제공될 수 있다. 상이한 실시예들에 따르면, 본원에서 설명되는 바와 같은 미세 금속 마스크들(200 또는 300)은 제조 시스템(500) 내에서 세정 툴, 이를테면 플라즈마 세정 툴에 의해 세정될 수 있다. 플라즈마 세정 툴이 마스크 세정 챔버(552)에 제공될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 다른 게이트 밸브(554)가 마스크 세정 챔버(552)에 제공될 수 있다. 따라서, 마스크 세정 챔버(552)만이 통기될 필요가 있으면서, 마스크가 제조 시스템(500)으로부터 언로딩될 수 있다. 제조 시스템으로부터 마스크를 언로딩함으로써, 제조 시스템이 계속 완전하게 동작되면서, 외부 마스크 세정이 제공될 수 있다. 도 5는 마스크 셸프(550)에 인접한 마스크 세정 챔버(552)를 예시한다. 대응하는 또는 유사한 세정 챔버(미도시)가 또한, 캐리어 버퍼(548)에 인접하게 제공될 수 있다. 캐리어 버퍼(548)에 인접하게 세정 챔버를 제공함으로써, 캐리어가 제조 시스템(500) 내에서 세정될 수 있거나, 또는 세정 챔버에 연결된 게이트 밸브를 통해 제조 시스템으로부터 언로딩될 수 있다.
[0054] 본원에서 설명되는 바와 같은 미세 금속 마스크들(200 또는 300)의 실시예들은 고 해상도 디스플레이들의 제조에서 활용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 본원에서 설명되는 바와 같은 미세 금속 마스크들(200 또는 300)은 약 750 mm x 650 mm의 사이즈들을 포함할 수 있다. 이 사이즈의 미세 금속 마스크는 2개의 치수들이 신장된 풀 시트(750 mm x 650 mm)일 수 있다. 대안적으로, 이 사이즈의 미세 금속 마스크는 750 mm x 650 mm 면적을 덮기 위해 하나의 치수가 신장된 일련의 스트립들일 수 있다. 더 큰 미세 금속 마스크 사이즈들은, 약 920 mm x 약 730 mm, GEN 6 하프-컷(half-cut)(약 1500 mm x 약 900 mm), GEN 6(약 1500 mm x 약 1800 mm), GEN 8.5(약 2200 mm x 약 2500 mm), 및 GEN 10(약 2800 mm x 약 3200 mm)을 포함한다. 적어도 더 작은 사이즈들에서, 본원에서 설명되는 바와 같은 미세 금속 마스크들(200 또는 300)의 미세 개구들 사이의 피치 허용오차는 160 mm 길이당 약 +/- 3 μm일 수 있다.
[0055] 본원에서 설명되는 바와 같은 미세 금속 마스크들(200 또는 300)의 제조에서 전기주조 기법들을 활용하는 것은 종래의 형성 프로세스들에 비해 상당한 이점을 갖는다. 종래의 마스크들에서의 표준 개구 사이즈들은 약 +/- 2 μm 내지 5 μm의 변동을 가질 수 있으며, 그 변동은 마스크에 미세 개구들을 형성하는 경우의 화학 에칭 프로세스의 변동들로 인한 것이다. 대조적으로, 본원에서 설명되는 바와 같은 마스크 패턴(302)은 포토리소그래피 기법들에 의해 형성된다. 따라서, 미세 개구들의 사이즈들의 변동들은 약 0.2 μm 미만이다. 이는 해상도 증가로서 이점을 제공한다. 따라서, 본원에서 설명되는 바와 같은 미세 금속 마스크들(200 또는 300)은 (포토리소그래피 기법들에 의한 더 양호한 제어로 인해) 더 균일한 개구 사이즈를 가질 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같은 미세 금속 마스크들(200 또는 300)은 또한, 매우 일관적인 마스크-대-마스크 균일성을 가질 수 있다. 개구 사이즈의 균일성이 개선될 수 있을 뿐만 아니라, 피치 정확성 뿐만 아니라 다른 특성들이 개선될 수 있다.
[0056] 본원에서 설명되는 바와 같은 미세 금속 마스크들(200 또는 300)은 도 1에 도시된 OLED 디바이스(100)의 서브-픽셀 활성 영역들(135)을 고도의 정확성으로 형성하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, OLED 디바이스(100)의 유기 재료 층들(120)의 RGB 층들 각각의 균일성은 높은데, 이를테면 약 95 % 초과, 예컨대 98 % 초과이다. 본원에서 설명되는 바와 같은 미세 금속 마스크들(200 또는 300)은 이들 정확성 허용오차들을 만족시킨다.
[0057] 전술한 바가 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 및 추가적인 실시예들이 본 개시내용의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있다. 따라서, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 섀도우 마스크(shadow mask)로서,
    금속성 재료로 제조된 프레임; 및
    상기 프레임에 커플링된 하나 또는 그 초과의 마스크 패턴들
    을 포함하며,
    상기 하나 또는 그 초과의 마스크 패턴들은 약 14 미크론/미터/℃ 또는 그 미만의 열 팽창 계수를 갖는 금속을 포함하고, 상기 하나 또는 그 초과의 마스크 패턴들에 형성된 복수의 개구들을 갖고,
    상기 금속은 약 5 미크론 내지 약 50 미크론의 두께를 갖고, 상기 금속에 형성된 경계들을 가지며, 상기 경계들은 각각, 상기 경계들의 기판 접촉 표면 상에 형성된 오목형 표면을 가지면서 미세 개구를 정의하는,
    섀도우 마스크.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 오목형 표면은 약 0.1 미크론 내지 약 2 미크론의 두께를 포함하는,
    섀도우 마스크.
  3. 제1 항에 있어서,
    각각의 미세 개구는 약 5 미크론 내지 약 20 미크론의 주 치수를 포함하는,
    섀도우 마스크.
  4. 제1 항에 있어서,
    각각의 미세 개구는 테이퍼형(tapered) 측벽들을 포함하는,
    섀도우 마스크.
  5. 제4 항에 있어서,
    각각의 미세 개구는 각각의 개구에 의해 형성되는 서브-픽셀 활성 영역보다 약 4배 더 큰 개방 영역을 포함하는,
    섀도우 마스크.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 경계들은 제2 금속 구조에 의해 둘러싸인 제1 금속 구조를 포함하는,
    섀도우 마스크.
  7. 마스크 패턴으로서,
    전도성 재료가 상부에 형성되고 약 7 미크론/미터/℃ 또는 그 미만의 열 팽창 계수를 갖는 재료를 포함하는 맨드릴(mandrel); 및
    상기 전도성 재료의 적어도 일부를 노출시키는 복수의 개구들이 내부에 형성된 포토레지스트 재료
    를 포함하며,
    상기 포토레지스트 재료는 볼륨들의 패턴을 포함하고, 상기 볼륨들 각각은 약 5 미크론 내지 약 20 미크론의 주 치수를 갖는,
    마스크 패턴.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 포토레지스트 재료는 네거티브 포토레지스트 또는 포지티브 포토레지스트인,
    마스크 패턴.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 포토레지스트 재료는 네거티브 포토레지스트 재료를 포함하는,
    마스크 패턴.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 볼륨들 각각에 금속이 제공되는,
    마스크 패턴.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 금속은 약 14 미크론/미터/℃ 또는 그 미만의 열 팽창 계수를 갖는,
    마스크 패턴.
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 맨드릴은 금속 층이 상부에 형성된 유리 재료를 포함하는,
    마스크 패턴.
  13. 제7 항에 있어서,
    상기 볼륨들은 전기주조 프로세스에서 경계들을 형성하기 위해 활용되는,
    마스크 패턴.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 경계들은 상기 경계들의 기판 접촉 표면 상에 오목형 구역을 포함하는,
    마스크 패턴.
  15. 전기주조된 마스크로서,
    상기 전기주조된 마스크는,
    금속 층을 포함하는 맨드릴, 및 상기 금속 층의 일부를 노출시키는 개구들이 내부에 형성된 패턴 영역을 준비하는 것 ― 상기 맨드릴은 약 7 미크론/미터/℃ 또는 그 미만의 열 팽창 계수를 가짐 ―;
    제1 전착 프로세스에서, 상기 개구들에 복수의 제1 금속 구조들을 형성하기 위해, 전해 배스에 상기 맨드릴을 노출시키는 것;
    제2 전착 프로세스에서, 상기 개구들에, 상기 제1 금속 구조들을 둘러싸는 복수의 제2 금속 구조들을 형성하기 위해, 전해 배스에 상기 맨드릴을 노출시키는 것; 및
    상기 맨드릴로부터 상기 마스크를 분리하는 것
    에 의해 형성되는,
    전기주조된 마스크.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 금속 구조들 및 상기 제2 금속 구조들은 약 14 미크론/미터/℃ 또는 그 미만의 열 팽창 계수를 갖는 금속성 재료를 상기 개구들에서 포함하는,
    전기주조된 마스크.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 패턴 영역은 포토리소그래피에 의해 패터닝된 포토레지스트 재료를 포함하는,
    전기주조된 마스크.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 포토레지스트 재료는 네거티브 포토레지스트 재료 또는 포지티브 포토레지스트 재료를 포함하는,
    전기주조된 마스크.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 포토레지스트 재료는 네거티브 포토레지스트 또는 포지티브 포토레지스트인,
    전기주조된 마스크.
  20. 제15 항에 있어서,
    상기 패턴 영역은,
    상기 제1 전착 프로세스 전에 포토리소그래피에 의해 패터닝된 제1 포토레지스트 재료; 및
    상기 제1 전착 프로세스 후에 그리고 상기 제2 전착 프로세스 전에 현상된 제2 포토레지스트 재료
    를 포함하는,
    전기주조된 마스크.
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