KR20180112191A - 증착용 마스크 및 그 증착장치 - Google Patents

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장석락
박현숙
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Abstract

본 실시예들은 증착용 마스크 및 그 증착장치를 개시한다. 개시된 증착용 마스크는 제1영역과 상기 제3영역 사이 제2영역에 위치하는 제2개구부의 제1면 구멍의 양측면의 스텝 높이가 동일하고, 제1개구부 및 제3개구부의 제1면 구멍의 양측면 중 상기 제2개구부 방향의 측면의 스텝 높이가 제2개구부의 제1면 구멍의 양측면의 스텝 높이보다 낮다. 이를 통해, 증착공정시 그림자 효과를 최소화하여 증착 균일도를 향상시킬 수 있다.

Description

증착용 마스크 및 그 증착장치{MASK FOR DEPOSITION AND DEPOSITION APPARATUS}
본 실시예들은 증착공정에 적용가능한 증착용 마스크 및 그 증착장치에 관한 것이다.
정보화 사회의 발전에 따라, 새로운 표시장치나 조명장치, 반도체 장치 등 전자장치의 개발이 요구되고 있다.
이러한 전자장치는 적어도 1 개의 기판을 구비하며, 기판 상에는 복수의 미세 패턴들이 배치된다. 이러한 미세 패턴을 형성하기 위해서는 증착장치에서 복수의 개구부들이 설치된 증착용 마스크를 이용한 증착 공정이 필요하다.
증착공정시 증착장비의 특성상 전자장치가 대면적화될수록 증착용 마스크에 의해 그림자 효과(shadow effect)가 커져 증착의 균일도가 떨어질 수 있다. 따라서, 증착공정시 대면적의 전자장치에 대한 그림자 효과를 최소화하여 증착의 균일도를 향상시킬 수 있는 증착용 마스크 및 그 증착장치가 필요한 실정이다.
본 실시예들은 증착공정시 그림자 효과를 최소화하여 증착의 균일도를 향상시킬 수 있는 증착용 마스크 및 그 증착장치를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 증착용 마스크는 기재와 개구부들을 포함한다.
기재는 제1면 및 제2면을 구비하고, 적어도 제1영역 내지 제3영역으로 구분될 수 있다. 개구부들은 제1개구부 내지 제3개구부를 포함할 수 있다.
제1개구부 내지 제3개구부는 제1영역 내지 제3영역에 각각 위치하며, 기재의 제1면 및 제2면을 관통하며 상호간에 개구되며 경계까지 기재의 두께 방향으로 폭이 좁아지는 제1면 구멍 및 제2면 구멍을 포함할 수 있다.
이때 제1영역과 제3영역 사이 제2영역에 위치하는 제2개구부의 제1면 구멍의 양측면의 스텝 높이는 동일하고, 제1개구부 및 제3개구부의 제1면 구 멍의 양측면 중 제2개구부 방향의 측면의 스텝 높이는 제2개구부의 제1면 구멍의 양측면의 스텝 높이보다 낮을 수 있다.
다른 실시예에 따른 증착장치는 기판에 대한 증착 작업 공간을 제공하는 챔버 및 챔버 내에 설치되고 증착물질을 공급하는 증착 소스, 기판의 일 면에 배치되는 전술한 증착용 마스크를 포함할 수 있다.
본 실시예들에 따른 증착용 마스크 및 그 증착장치는 증착공정시 그림자 효과를 최소화하여 증착의 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 증착장치의 단면도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 증착용 마스크의 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I', II-II', III-III'의 단면도이다.
도 4는 비교예에 따른 증착용 마스크의 단면 및 증착 경로를 도시하고 있다.
도 5은 도 3의 증착용 마스크의 증착 경로를 도시하고 있다.
도 6는 도 3의 증착용 마스크와 도 4의 증착용 마스크의 개구부의 측면의 스텝 높이의 차이에 따른 그림자 효과를 대비하여 도시하고 있다.
도 7a 내지 도 7e는 또 다른 실시예에 따라 증착용 마스크를 제조하는 제조방법의 공정도들이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 증착용 마스크의 평면도이며 증착용 마스크와 증착소스의 상태적인 위치를 도시하고 있다.
도 9는 또 다른 실시에에 따른 증착용 마스크의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형상으로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부 (lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해 되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함 할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 증착장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 증착장치(10)는 기판(20)에 대한 증착 작업 공간을 제공하는 챔버(30), 챔버(30) 내에 설치되고 증착물질(35)을 공급하는 증착 소스(40), 기판(20)의 일 면에 배치되는 증착용 마스크(50)를 포함한다.
증착 소스(40)는, 소스가 증착용 마스크(50)의 중심에 위치하는 포인트 형태(point type)인 포인트 소스(point source)일 수도 있고 소스가 증착용 마스크(50)의 가로축 또는 세로축에 위치하는 바 형태(bar type)인 리니어 소스(linear source)일 수도 있다.
증착용 마스크(50)는, 증착장치(10)를 이용하여 표시장치나 조명장치, 반도체 등 전자장치에 특정 패턴의 증착층(60), 예를 들어 유기층을 형성하는데 사용되는 마스크 구조물이다. 증착용 마스크(50)는 후술하는 실시예들에 따른 증착용 마스크(100, 300, 400, 500)일 수 있다.
증착용 마스크(50)는 둘 이상의 개구부들(52)을 포함하고 있다. 증착장치(10)를 사용하는 증착공정에서 증착 소스(40)에서 공급된 증착물질(35)은 증착용 마스크(50)의 개구부들(52)를 통과하여 기판(20)에 증착될 수 있다.
증착용 마스크(50)에 포함되는 개구부들(52)은 증착층(60)의 특정 패턴과 대응되는 마스킹 패턴을 구비하고 있다. 증착용 마스크(50)에 포함되는 개구부들(52)의 개수나 배치 위치 및 형상은 일례로서, 본 실시예들이 이에 국한되지 않는다.
증착장치(10)에서 기판(20)의 증착면의 외각으로 갈수록 수직선을 기준으로 증착소스(40)로부터 증착 경로가 이루는 각도인 증착 각도가 커진다. 증착용 마스크(50)를 적용하는 증착공정에서는, 증착 소스(40)과 증착용 마스크(50)의 모든 개구부들(52)이 각각 수직방향 하부에 배치될 수는 없기 때문에, 실시예들에 따른 증착용 마스크들(100, 300, 400) 및 이들을 적용한 증착장치(10)는 증착 균일도(Uniformity) 향상을 위해 기판(20)의 증착면에 따라 개구부들(52)의 스텝 높이를 조절할 수 있다.
도 2는 다른 실시예에 따른 증착용 마스크의 평면도이다. 도 3은 도 2의 I-I', II-II', III-III'의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 다른 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 전체적으로 사각 형상일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 원형 또는 육각형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
증착용 마스크(100)은 기재(110)와 기재(110)를 관통하는 개구부(120)를 포함한다.
기재(110)는 금속 또는 합금일 수 있다. 예를 들어 기재(110)는 철, 니켈, 구리, 주석, 금, 스테인리스스틸(SUS), 인바 합금(Incar alloy), 인코넬 합금 (Inconel alloy), 코바 합금(Covar alloy), 철 합금, 니켈 합금, 니켈-인 합금(NI-P), 니켈-인-폴리테트라 플루오로에틸렌(Nickel-Phosphorous- Polytetrafluoroethylene,NI-P-PTFE) 합금 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나, 본 실시예가 이에 국한되는 것은 아니다.
기재(110)는 제1면(112) 및 제2면(114)을 구비하고, 적어도 제1영역 내지 제3영역(116a, 116b, 116c)으로 구분된다. 기재(110)의 제1면(112)가 기판(20)으로 향하고 제2면(114)이 증착소스(40)로 향한다. 도 2에 도시한 바와 같이 증착소스(40)가 리니어 소스인 경우 증착소스(40)는 제2영역(116b)과 대응하는 위치에 배치된다. 제1영역(116a)과 제3영역(116c)은 증착소스(40)의 양쪽에 위치한다.
개구부(120)는 제1영역 내지 제3영역(116a, 116b, 116c)에 각각 위치하는 제1개구부 내지 제3개구부(120a, 120b, 120c)을 포함한다. 제2영역(116b)에 위치하는 제2개구부(120a)는 증착소스(40)로부터 증착 각도가 상대적으로 작지만, 제1영역 및 제3영역(116a, 116c)에 각각 위치하는 제1개구부 및 제3개구부(120a, 120c)는 증착소스(40)로부터 증착 각도가 상대적으로 클 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1개구부 내지 제3개구부(120a, 120b, 120c)는 각각 기재(110)의 제1면(112) 및 제2면(114)을 관통하며 상호간에 개구되는 제1면 구멍(122a, 122b, 122c) 및 제2면 구멍(124a, 124b, 124c)을 포함한다. 제1면 구멍(122a, 122b, 122c)은 제1면(112)로부터 경계(123a, 123b, 123c)까지 기재(110)의 두께 방향으로 폭이 좁아질 수 있다. 제2면 구멍(124a, 124b, 124c)은 제2면(114)으로부터 경계(123a, 123b, 123c)까지 기재(110)의 두께 방향으로 폭이 좁아질 수 있다.
제1개구부 내지 제3개구부(120a, 120b, 120c)의 제1면 구멍(122a, 122b, 122c)의 스텝 높이(hax, hbx, hcx, x=1 또는 2)가 제2면 구멍(124a, 124b, 124c)의 스텝 높이(Hax, Hbx, Hcx, x=1 또는 2)보다 낮을 수 있다. 제1개구부 내지 제3개구부(120a, 120b, 120c)의 제1면 구멍(122a, 122b, 122c)의 스텝 높이(hax, hbx, hcx, x=1 또는 2)가 낮아 전체적으로 그림자 효과를 최소화할 수 있다.
제1영역(116a)과 제3영역(116c) 사이에 위치하는 제2영역(116b)에 위치하는 제2개구부(120b)의 제1면 구멍(122b)의 양측면(125b, 127b)의 스텝 높이(hb1, hb2)가 물리적으로 또는 실질적으로 동일할 수 있다.
제1영역(116a)과 제3영역(116c)에 각각 위치하는 제1개구부(120a) 및 제3개구부(120c)의 제1면 구멍(122a, 122c)의 양측면의 스텝 높이가 다를 수 있다. 제1개구부(120a) 및 제3개구부(120c)의 제1면 구멍(122a, 122c)의 양측면 중 제2개구부 방향의 측면(127a, 125c)의 스텝 높이(ha2, hc1)가 제2개구부 반대방향의 측면(125a, 127c)의 스텝 높이(ha1, hc2)보다 높을 수 있다.
즉, 제1영역(116a)에 각각 위치하는 제1개구부(120a)의 제1면 구멍(122a)의 양측면(125a, 127a)의 스텝 높이(ha1, ha2)가 다를 수 있다. 제1개구부(120a)의 제1면 구멍(122a)의 양측면(125a, 127a) 중 제2개구부 방향의 측면(127a)의 스텝 높이(ha2)가 제2개구부 반대방향의 측면(125a)의 스텝 높이(ha1)보다 높을 수 있다.
제1개구부(120a)의 제1면 구멍(122a)의 제2개구부 방향의 측면(127a)의 스텝 높이(ha2)는 제2개구부(120b)의 제1면 구멍(122b)의 양측면(125b, 127b)의 스텝 높이(hb1, hb2)보다 높을 수 있다. 제1개구부(120a)의 제1면 구멍(122a)의 제2개구부 반대방향의 측면(125a)의 스텝 높이(ha1)는 제2개구부(120b)의 제1면 구멍(122b)의 양측면(125b, 127b)의 스텝 높이(hb1, hb2)보다 낮을 수 있다.
제3영역(116c)에 위치하는 제3개구부(120c)의 제1면 구멍(122c)의 양측면(125c, 127c)의 스텝 높이(hc1, hc2)가 다를 수 있다. 제3개구부(120c)의 제1면 구멍(122c)의 양측면(125c, 127c) 중 제2개구부 방향의 측면(125c)의 스텝 높이(hc1)가 제2개구부 반대방향의 측면(127c)의 스텝 높이(hc2)높을 수 있다.
제3개구부(120c)의 제2면 구멍(122c)의 제2개구부 방향의 측면(125a)의 스텝 높이(hc1)는 제2개구부(120b)의 제1면 구멍(122b)의 양측면(125b, 127b)의 스텝 높이(hb1, hb2)보다 높을 수 있다. 제3개구부(120c)의 제1면 구멍(122c)의 제2개구부 반대방향의 측면(127c)의 스텝 높이(hc2)는 제2개구부(120b)의 제1면 구멍(122b)의 양측면(125b, 127b)의 스텝 높이(hb1, hb2)보다 낮을 수 있다.
한편, 제1영역(116a)과 제3영역(116c) 사이에 위치하는 제2영역(116b)에 위치하는 제2개구부(120b)의 제2면 구멍(124b)의 양측면(126b, 128b)의 스텝 높이(Hb1, Hb2)가 물리적으로 또는 실질적으로 동일할 수 있다.
제1영역(116a)과 제3영역(116c)에 각각 위치하는 제1개구부(120a) 및 제3개구부(120c)의 제2면 구멍(124a, 124c)의 양측면의 스텝 높이가 다를 수 있다. 제1개구부(120a) 및 제3개구부(120c)의 제2면 구멍(124a, 124c)의 양측면 중 제2개구부 방향의 측면(128a, 126c)의 스텝 높이(Ha2, Hc1)가 제2개구부 반대방향의 측면(126a, 128c)의 스텝 높이(Ha1, Hc2)보다 높을 수 있다.
즉, 제1영역(116a)에 각각 위치하는 제1개구부(120a)의 제2면 구멍(124a)의 양측면(126a, 128a)의 스텝 높이(Ha1, Ha2)가 다를 수 있다. 제1개구부(120a)의 제2면 구멍(124a)의 양측면(126a, 128a) 중 제2개구부 방향의 측면(128a)의 스텝 높이(Ha2)가 제2개구부 반대방향의 측면(126a)의 스텝 높이(Ha1)보다 높을 수 있다.
제1개구부(120a)의 제2면 구멍(124a)의 제2개구부 방향의 측면(128a)의 스텝 높이(Ha2)는 제2개구부(120b)의 제2면 구멍(124b)의 양측면(126b, 128b)의 스텝 높이(Hb1, Hb2)보다 높을 수 있다. 제1개구부(120a)의 제2면 구멍(124a)의 제2개구부 반대방향의 측면(126a)의 스텝 높이(Ha1)는 제2개구부(120b)의 제2면 구멍(124b)의 양측면(126b, 128b)의 스텝 높이(Hb1, Hb2)보다 낮을 수 있다.
제3영역(116c)에 위치하는 제3개구부(120c)의 제2면 구멍(124c)의 양측면(126c, 128c)의 스텝 높이(Hc1, Hc2)가 다를 수 있다. 제3개구부(120c)의 제2면 구멍(124c)의 양측면(126c, 128c) 중 제2개구부 방향의 측면(126c)의 스텝 높이(Hc1)가 제2개구부 반대방향의 측면(128c)의 스텝 높이(Hc2)높을 수 있다.
제3개구부(120c)의 제2면 구멍(124c)의 제2개구부 방향의 측면(126a)의 스텝 높이(Hc1)는 제2개구부(120b)의 제2면 구멍(124b)의 양측면(126b, 128b)의 스텝 높이(Hb1, Hb2)보다 높을 수 있다. 제3개구부(120c)의 제2면 구멍(124c)의 제2개구부 반대방향의 측면(128c)의 스텝 높이(Hc2)는 제2개구부(120b)의 제2면 구멍(124b)의 양측면(126b, 128b)의 스텝 높이(Hb1, Hb2)보다 낮을 수 있다.
제1개구부 내지 제3개구부(120a, 120b, 120c)는 제2면 구멍(124a, 124b, 124c)의 제2면상에 노출되는 개구폭(Wa, Wb, Wc)이 제1면 구멍(122a, 122b, 122c)의 제1면에 노출되는 개구폭(wa, wb, wc)보다 넓을 수 있다. 제2면 구멍(124a, 124b, 124c)의 제2면상에 노출되는 개구폭(Wa, Wb, Wc)이 제1면 구멍(122a, 122b, 122c)의 제1면에 노출되는 개구폭(wa, wb, wc)보다 넓어, 증착소스(40)로부터 공급되는 증착물질을 제1개구부 내지 제3개구부(120a, 120b, 120c)로 충분하게 통과시킬 수 있다.
또한 제1개구부 내지 제3개구부(120a, 120b, 120c)는 제1면 구멍(122a, 122b, 122c)의 제1면에 노출되는 개구폭(wa, wb, wc)이 서로 동일할 수 있다. 이를 통해 증착소스(40)로부터 공급되는 증착물질(35)의 동일량을 제1개구부 내지 제3개구부(120a, 120b, 120c)로 통과시킬 수 있다. 제1개구부 내지 제3개구부(120a, 120b, 120c)는 제2면 구멍(124a, 124b, 124c)의 제2면에 노출되는 개구폭(Wa, Wb, Wc)이 서로 동일할 수 있다.
예를 들어 유기발광표시장치에서 R, G, B 발광층들을 증착장치(10)에서 증착공정을 수행할 때 R 발광층들 각각의 발광면적 및 G 발광층 들 각각의 발광면적, G 발광층들 각각의 발광면적은 동일할 수 있다. 이때 동일한 발광층들의 제1면 구멍(122a, 122b, 122c)의 개구폭(wa, wb, wc)이 동일하되, 위치만 제1영역(116a) 및 제2영역(116b), 제3영역(116c)에 위치할 수 있다.
제1개구부 내지 제3개구부(120a, 120b, 120c)는 제1면 구멍(122a, 122b, 122c)의 제1면에 노출되는 개구폭(wa, wb, wc)이 서로 동일한 것으로 설명하였으나, 증착층의 패턴에 따라 제1개구부 내지 제3개구부(120a, 120b, 120c)는 제1면 구멍(122a, 122b, 122c)의 제1면에 노출되는 개구폭(wa, wb, wc) 중 적어도 하나는 다를 수 있다. 제1면 구멍(122a, 122b, 122c)의 제1면에 노출되는 개구폭(wa, wb, wc) 중 적어도 하나는 다를 경우, 제2면 구멍(124a, 124b, 124c)의 제2면에 노출되는 개구폭들(Wa, Wb, Wc) 중 하나도 동일한 비율로 다를 수 있다.
예를 들어 유기발광표시장치에서 R, G, B 발광층들을 증착장치(10)에서 증착공정을 수행할 때 R, G, B 발광층들의 발광면적이 다를 수 있다. 이때 제1면 구멍(122a, 122b, 122c)의 개구폭(wa, wb, wc)이 R, G, B 발광층들의 발광면적과 동일한 비율로 상이할 수 있다.
제1개구부 내지 제3개구부(120a, 120b, 120c)의 제1면 구멍(122a, 122b, 122c)의 양측면이 단면상으로 선형일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 곡면일 수 있다. 제1개구부 내지 제3개구부(120a, 120b, 120c)의 제2면 구멍(122a, 122b, 122c)의 양측면이 곡면일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 단면상으로 선형일 수 있다.
후술하는 바와 같이 제1면 구멍(122a, 122b, 122c)과 제2면 구멍(122a, 122b, 122c)의 제조공정을 고려할 때, 제1개구부 내지 제3개구부(120a, 120b, 120c)의 제1면 구멍(122a, 122b, 122c)의 양측면이 단면상으로 선형이고 제1개구부 내지 제3개구부(120a, 120b, 120c)의 제2면 구멍(122a, 122b, 122c)의 양측면이 곡면일 수 있다.
제1개구부 내지 제3개구부(120a, 120b, 120c)의 제1면 구멍(122a, 122b, 122c)은 서로 동일한 위치에 위치하나, 제2면 구멍(122a, 122b, 122c)은 서로 다른 위치에 위치할 수 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 제1개구부(120a)의 제2면 구멍(124a)는 제1개구부(120a)의 제1면 구멍(122a)를 기준으로 개구부 방향으로 치우쳐 위치할 수 있다. 제3개구부(120c)의 제2면 구멍(124c)도 제3개구부(120c)의 제1면 구멍(122c)를 기준으로 제2개구부 방향으로 치우쳐 위치할 수 있다.
제2개구부(120b)의 제2면 구멍(124b)의 양측면(126b, 128b)의 제2면(114)으로부터 경계(123)까지의 경사각들(Ab1, Ab2)은 서로 동일할 수 있다. 이때 경사각은 제2면으로부터 경계(123)까지 이루는 직선이 수평면과 이루는 각도를 의미한다. 제1개구부(120a) 및 제3개구부(120b) 각각의 제2면 구멍(124a, 124c)의 양측면의 제2면(114)으로부터 경계(123)까지의 경사각들은 서로 다를 수 있다.
즉, 제1개구부(120a)의 제2면 구멍(124a)의 양측면(126a, 128a)의 제2면(114)으로부터 경계(123)까지의 경사각들(Aa1, Aa2)은 서로 다를 수 있다. 제3개구부(120b)의 제2면 구멍(124c)의 양측면의 제2면(114)으로부터 경계(123)까지의 경사각들(Ac1, Ac2)은 서로 다를 수 있다.
제1개구부(120a) 및 제3개구부(120b)의 제2면 구멍(124a, 124c)의 양측면 중 제2개구부 방향의 측면(128a, 126c)의 경사각(Aa2, Ac1)은 제2개구부(120b)의 양측면(126b, 128b)의 경사각(Ab1, Ab2)보다 클 수 있다. 따라서, 기판의 증착면의 외각으로 증착 각도가 커지더라도 개구부(120)에 의해 가려지지 않을 수 있다.
전술한 실시예들에 따른 증착용 마스크 및 그 증착장치는 기판의 증착면의 외각으로 갈수록 커지는 증착 각도에 따라 증착용 마스크 위치 별로 제1면 구멍들의 스텝 높이를 낮추므로 기판의 증착면의 중심과 외각에서 받는 그림자 효과를 최소화할 수 있다.
도 4는 비교예에 따른 증착용 마스크의 단면 및 증착 경로를 도시하고 있다.
도 4를 참조하면, 비교예에 따른 증착용 마스크(200)는 제1면(212) 및 제2면(214)을 구비한 기재(210)와 기재(210)를 관통하는 둘 이상의 개구부들(220)을 포함한다.
개구부들(220)은 기재(210)의 제1면(212) 및 제2면(214)을 관통하며 상호간에 개구되는 제1면 구멍(222) 및 제2면 구멍(224)을 포함한다. 개구부들(220)은 제1면 구멍(222)의 양측면(225, 227)의 스템 높이(h), 개구폭(w) 및 제2면 구멍(224)의 양측면(226, 228)의 스템 높이(H) 및 개구폭(W), 양측면의 제2면(214)로부터 경계(223)까지 경사각(A)이 동일하다.
증착소스(40)로부터 기판(20)의 외각으로 갈수록 증착물질(35)의 입사각이 커지게 된다. 비교예에 따른 증착용 마스크(200)는 모든 위치에서 개구부들(220)의 제1면 구멍(222)의 스템 높이(h) 및 제2면 구멍(224)의 스템 높이(H)가 동일하므로, 증착소스(40)로부터 기판(20)의 외각으로 갈수록 그림자 효과가 커지게 된다. 따라서, 그림자 효과에 의해 증착 균일도가 떨어지지 않도록 개구폭의 크기를 증가시켜 증착 마진을 더 크게 갈 수 밖에 없다.
그런데, 비교예에 따른 증착용 마스크(200)는 모든 위치에서 개구부들(220)의 제1면 구멍(222)의 개구폭(w) 및 제2면 구멍(224)의 개구폭(W)이 동일하므로 그림자 효과에 의한 증착 균일도가 떨어질 수 있다.
도 5은 도 3의 증착용 마스크의 증착 경로를 도시하고 있다.
도 5를 참조하면, 도 3에 도시한 증착용 마스크(100)는 제1개구부 내지 제3개구부(120a, 120b, 120c)는 제2면 구멍(124a, 124b, 124c)의 제2면(114)에 노출되는 개구폭(Wa, Wb, Wc)이 서로 동일하지만, 제1개구부(120a) 및 제3개구부(120c)의 제1면 구멍(122a, 122c)의 양측면 중 제2개구부 방향의 측면(127a, 125c)의 스텝 높이(ha2, hc1)가 제2개구부(120b)의 제1면 구멍(122b)의 양측면(125b, 127b)의 스텝 높이(hb1, hb2)보다 낮다.
도 3에 도시한 증착용 마스크(100)는 증착되는 기판(20)에서 위치별로 다른 증착 각도에 따라 그에 대응되는 증착용 마스크(100)의 위치별로 기재(110)의 제1면(112)와 제2면(114)에 개구부(120)의 측면의 스텝 높이를 조절하여 증착소스(40)로부터 기판(20)의 외각으로 갈수록 커지는 그림자 효과를 최소화할 수 있다.
도 6는 도 3의 증착용 마스크와 도 4의 증착용 마스크의 개구부의 측면의 스텝 높이의 차이에 따른 그림자 효과를 대비하여 도시하고 있다.
도 6을 참조하면, 도 3의 증착용 마스크(100)의 제1개구부(120a) 및 제3개구부(120c)의 제1면 구멍(122a, 122c)의 양측면 중 제2개구부 방향의 측면(127a, 125c)의 스텝 높이(ha2, hc1)가 제2개구부(120b)의 제1면 구멍(122b)의 양측면(125b, 127b)의 스텝 높이(hb1, hb2)보다 낮기 때문에, 개구부의 측면의 스텝 높이가 동일한 도 4의 증착용 마스크보다 그림자 효과를 최소화할 수 있는 것을 알 수 있다.
전술한 증착용 마스크를 구성하는 개구부들의 경우, 금속 박막에 포토레지스트 막을 사용해 패턴 노광한 후 에칭을 수행하는 포토에칭법이나, 유리 원반에 원하는 패턴으로 전기 도금을 실시한 후 박리하는 전기주조법 등에 의해 형성할 수 있다. 이하에서 포토에칭법을 이용하는 다른 실시예에 따라 증착용 마스크의 제조방법을 도 7a 내지 도 7e를 참조하여 설명하나, 이에 제한되지 않는다.
도 7a 내지 도 7e는 또 다른 실시예에 따라 증착용 마스크를 제조하는 제조방법의 공정도들이다. 도 7a 내지 도 7e는 도 2의 I-I', II-II', III-III'의 단면도들로 다른 실시예에 따라 증착용 마스크를 제조하는 제조방법의 공정들을 도시하고 있다.
도 7a를 참조하면, 증착용 마스크로 제조될 기재(310)를 준비한다. 이때 기재(310)는 전술한 바와 같이 금속 또는 합금일 수 있다.
형성하려는 증착층과 실질적으로 동일한 특정 패턴의 제1포토레지스트(PR1)를 기재(310)의 제1면(312)에 형성한다. 예를 들어 기재(210)를 제1영역 내지 제3영역(316a, 316b, 316c)으로 구분하고 제1영역 내지 제3영역(316a, 316b, 316c)에 각각 제1개구폭 내지 제3개구폭(w1, w2, w3)의 제1포토레지스터(PR1)을 코팅한다.
제1개구폭 내지 제3개구폭(w1, w2, w3)에 대응하는 위치에, 전술한 특정 패턴과 동일하되 제1개구폭 내지 제3개구폭(w1, w2, w3)보다 각각 넓은 제4개구폭 내지 제6개구폭(W1, W2, W3)의 제2포토레지스트(PR2)를 기재(310)의 제2면(314)의 제1영역 내지 제3영역(316a, 316b, 316c)에 형성한다. 이때 제5개구폭(W2)는 제2개구폭(w2)과 동일하게 위치하나, 제4개구폭(W1)과 제6개구폭(W3)은 제1개구폭(w1)과 제3개구폭(w3)과 동일한 위치보다 제5개구폭(W2)에 치우쳐 위치한다.
즉, 일반적인 증착용 마스크의 제조방법인 양방향 에칭 또는 2 스텝 에칭(2-step etching)에 의해 증착용 마스크를 제조할 때 기재(310)의 양면(312, 314)에 동일 위치에 포토레지스터들(PR1, PR2)의 특정 패턴의 중심을 일치시키는 것이 일반적이지만, 또다른 실시예에 따른 증착용 마스크의 제조방법은 포토레지스터들의 특정 패턴의 중심축을 외각으로 갈수록 점차적으로 다르게 한다.
도 7b를 참조하면, 에칭액을 이용하여 기재(310)의 제1면(312)과 제2면(314)의 양방향 에칭공정을 수행한다. 양방향 에칭공정으로 제1면(312)에 동일한 제1구멍들(312a)이 형성되고, 제2면(314)에 동일한 제2구멍들(314b)이 형성된다. 이때 제12구멍들(312a)과 제2구멍들(314b)는 상호 관통되지 않은 상태이다.
도 7c를 참조하면, 제1면(312)에 제1포토레지스트(PR1)을 제거하고 제2면(314)에 제2포토레지스터(PR2)를 유지한다. 이 상태에서 제1면(312)에 수지를 전체적으로 배치한다. 이 수지들은 제1구멍(312a)를 포함하여 제1면(312)의 전면에 도포된다.
도 7d를 참조하면, 기재(310)의 제2면(314)에만 추가 에칭 공정을 수행한다. 이때 제12구멍들(312a)과 제2구멍들(314b)는 상호 관통된다.
도 7e를 참조하면, 제1면(312)에 수지를 제거하고 또다른 실시예에 따른 증착용 마스크(300)를 완성하다.
증착용 마스크(300)는, 도 3을 참조하여 설명한 증착용 마스크(100)와 동일하게, 제1개구부(320a) 및 제3개구부(320c)의 제1면 구멍(322a, 322c)의 양측면 중 제2개구부 방향의 측면(327a, 325c)의 스텝 높이(ha2, hc1)가 제2개구부(320b)의 제1면 구멍(322b)의 양측면(3325b, 327b)의 스텝 높이(hb1, hb2)보다 낮기 때문에 그림자 효과를 최소화할 수 있는 것을 알 수 있다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 증착용 마스크의 평면도이며 증착용 마스크와 증착소스의 상대적인 위치를 도시하고 있다.
도 8을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 증착용 마스크(400)는 기재(410)와 기재(410)을 관통하는 개구부(420)를 포함한다.
기재(410)는 제1면(412) 및 제2면(414)을 구비하고, 적어도 제1영역 내지 제5영역(416a, 516b, 516c, 516d, 516e)으로 구분된다. 도 8에 도시한 바와 같이 증착소스(40)가 리니어 소스인 경우 증착소스(40)는 제3영역(416c)과 대응하는 위치에 배치된다. 제1영역(416a) 및 제2영역(416b)는 증착소스(40)의 일측에 위치하고, 제4영역(416d)과 제5영역(416e)은 증착소스(40)의 타측에 위치한다.
제3영역(416c)에 위치하는 개구부들의 제1면 구멍의 양측면의 스텝 높이는 동일할 수 있다. 반면에, 제1영역(416a) 및 제2영역(416b)에 위치하는 개구부들의 제1면 구멍의 양측면 중 제3영역(416c) 방향의 측면의 스텝 높이는 상대적으로 낮아진다. 동일하게 제4영역(416d) 및 제5영역(416e)에 위치하는 개구부들의 제1면 구명의 양측면 중 제3영역(416c) 방향의 측면의 스텝 높이는 상대적으로 낮아진다.
이 증착용 마스크(400)는 5개의 영역들(416a, 516b, 516c, 516d, 516e)로 구분되는 것으로 설명하였으나. 2N+1개(N은 1보다 큰 자연수)의 영역들로 구분되고 N+1번째 영역에 위치하는 개구부들의 제1면 구멍의 양측면의 스텝 높이는 동일하나, 1번째 내지 N번째 영역에 각각 위치하는 개구부들의 제1면의 구멍들의 양측면 중 N+1번째 영역 방향의 측면의 스텝 높이는 상대적으로 점점 낮아진다. 동일하게 N+2번째 내지 2N+1번째 영역 에 위치하는 개구부들의 제1면 구명의 양측면 중 N+1번째 영역 방향의 측면의 스텝 높이는 상대적으로 점점 낮아진다.
아울러 전술한 실시예들에서 제1면 구멍의 양측면의 스텝 높이는 동일한 개구부들이 기재의 중앙에 위치하는 것으로 설명하였으나, 기재의 일측에 위치할 수도 있다. 예를 들어, 증착소스가 기재의 일측에 배치되는 증착장치의 경우에는 제1면 구멍의 양측면의 스텝 높이는 동일한 개구부들이 기재의 일측에 위치할 수 있다.
또한, 전술한 실시예들에서 제1면 구멍의 양측면의 스텝 높이는 동일한 개구부들이 기재의 일영역에만 배치되는 것으로 설명하였으나, 기재의 둘 이상의 영역에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 증착소스가 리니어 소스를 사용하고 증착장치에 둘 이상에 배치될 경우, 증착소스들이 배치되는 위치에 개구부들의 제1면 구멍의 양측면의 스텝 높이는 동일할 수 있다.
도 9는 또 다른 실시에에 따른 증착용 마스크의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 증착용 마스크(500)는 기재(510)와 기재(510)을 관통하는 둘 이상의 개구부들(520)을 포함한다.
기재(510)는 제1면(512) 및 제2면(514)을 구비한다. 개구부들(520)은 도 3을 참조하여 설명한 제2면 구멍에 대응하는 구멍을 포함하나 제1면 구멍에 대응하는 구멍을 포함하지 않는다. 개구부들(520)은 동일한 개구폭(W)과 경사각(A)을 가지고 있다.
이때 기재(510)는 도 7a 내지 도 7c에서 제2면(314)에 단방향 에칭 공정으로 개구부(520)을 형성하기에 적합한 두께를 가질 수 있다. 예를 들어 기재(510)의 두께는 예를 들어 20㎛ 이하일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
전술한 실시예들에 따른 증착용 마스크 및 그 증착장치는 기판의 증착면의 외각으로 갈수록 커지는 증착 각도에 따라 증착용 마스크 위치 별로 제1면 구멍들의 스텝 높이를 낮추므로 기판의 증착면의 중심과 외각에서 받는 그림자 효과를 최소화할 수 있다.
전술한 실시예들에 따른 증착용 마스크 및 그 증착장치는 증착공정시 그림자 효과를 최소화하여 증착의 균일도를 향상시킬 수 있는 증착용 마스크 및 그 증착장치 효과가 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200, 300, 400, 500: 증착용 마스크
110, 210, 310, 410, 510: 기재
120, 220, 320, 420, 520: 개구부
122a, 122b, 122c, 222: 제1면 구멍
124a, 124b, 124c, 224: 제2면 구멍

Claims (10)

  1. 제1면 및 제2면을 구비하고, 적어도 제1영역 내지 제3영역으로 구분되는 기재;
    상기 제1영역 내지 상기 제3영역에 각각 위치하며, 상기 기재의 상기 제1면 및 제2면을 관통하며 상호간에 개구되며 경계까지 상기 기재의 두께 방향으로 폭이 좁아지는 제1면 구멍 및 제2면 구멍을 포함하는 제1개구부 내지 제3개구부를 포함하며,
    상기 제1영역과 상기 제3영역 사이 상기 제2영역에 위치하는 상기 제2개구부의 제1면 구멍의 양측면의 스텝 높이가 동일하고,
    상기 제1개구부 및 상기 제3개구부의 제1면 구멍의 양측면 중 상기 제2개구부 방향의 측면의 스텝 높이가 상기 제2개구부의 제1면 구멍의 양측면의 스텝 높이보다 낮은 증착용 마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1개구부 내지 상기 제3개구부는, 상기 제1면 구멍의 스텝 높이가 상기 제2면 구멍의 스텝 높이보다 낮은 증착용 마스크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1개구부 내지 상기 제3개구부는, 상기 제2면 구멍의 제2면에 노출되는 개구폭이 상기 제1면 구멍의 제1면에 노출되는 개구폭보다 넓고, 상기 제1개구부 내지 상기 제3개구부의 상기 제1면 구멍의 제1면에 노출되는 개구폭들은 서로 동일한 증착용 마스크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1개구부 내지 상기 제3개구부는 상기 제1면 구멍의 양측면이 단면상으로 선형이고 상기 제2면 구멍이 곡면인 증착용 마스크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2개구부의 상기 제2면 구멍의 양측면의 상기 제2면으로부터 경계까지의 경사각들은 서로 동일하며,
    상기 제1개구부 및 상기 제3개구부 각각의 상기 제2면 구멍의 양측면의 상기 제2면으로부터 경계까지의 경사각들은 서로 다르고,
    상기 제1개구부 및 상기 제3개구부의 상기 제2면 구멍의 양측면 중 상기 제2개구부 방향의 측면의 경사각은 상기 제2개구부의 양측면의 경사각보다 작은 증착용 마스크.
  6. 기판에 대한 증착 작업 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버 내에 설치되고 증착물질을 공급하는 증착 소스; 및
    상기 기판의 일 면에 배치되는 제1항의 증착용 마스크를 포함하는 증착장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1개구부 내지 상기 제3개구부는, 상기 제1면 구멍의 스텝 높이가 상기 제2면 구멍의 스텝 높이보다 낮은 증착장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1개구부 내지 상기 제3개구부는, 상기 제2면 구멍의 제2면에 노출되는 개구폭이 상기 제1면 구멍의 제1면에 노출되는 개구폭보다 넓고, 상기 제1개구부 내지 상기 제3개구부의 상기 제1면 구멍의 제1면에 노출되는 개구폭들은 서로 동일한 증착장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1개구부 내지 상기 제3개구부는 상기 제1면 구멍의 양측면이 단면상으로 선형이고 상기 제2면 구멍이 곡면인 증착장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제2개구부의 상기 제2면 구멍의 양측면의 상기 제2면으로부터 경계까지의 경사각들은 서로 동일하며,
    상기 제1개구부 및 상기 제3개구부 각각의 상기 제2면 구멍의 양측면의 상기 제2면으로부터 경계까지의 경사각들은 서로 다르고,
    상기 제1개구부 및 상기 제3개구부의 상기 제2면 구멍의 양측면 중 상기 제2개구부 방향의 측면의 경사각은 상기 제2개구부의 양측면의 경사각보다 작은 증착장치.
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