KR20190055295A - 마스크 제조 장치 및 마스크 제조 방법 - Google Patents

마스크 제조 장치 및 마스크 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 장치는 예비 마스크가 배치되는 스테이지, 레이저 발진부재, 레이저의 형상을 제어하는 광학계, 및 광학계로부터 형상이 제어된 레이저 빔의 경로를 조절하는 스캐너를 포함하는 레이저 조사 장치를 포함하고, 예비 마스크는 일면에 정의된 제1 패턴홈 및 일면에 대응하는 배면에 정의된 제2 패턴홈을 포함하고, 예비 마스크의 두께 방향인 제1 방향으로 제1 부분 및 제2 부분으로 정의되며, 형상이 제어된 레이저 빔을 제2 부분에 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 예비 마스크에 조사하여 제2 부분이 제거된 개구부를 갖는 마스크를 포함한다.

Description

마스크 제조 장치 및 마스크 제조 방법{APPARATUS FOR MANUFACTUING MASK AND METHOD FOR MANUFACTURING MASK}
본 발명에 따른 실시예들은 마스크 제조 장치 및 마스크 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 다양한 시각 정보를 사용자에게 제공하기 위하여 화소 영역을 통해 영상 또는 이미지를 출력 한다. 표시 장치들 중 유기 발광 표시 장치는 시야각이 넓고, 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다. 이러한 유기 발광 표시 장치의 화소 영역은 복수개의 화소로 이루어져 있으며, 복수개의 화소들은 증착 물질의 증착 과정을 통해 화소 영역을 형성 할 수 있다. 일 예시로, 파인 메탈 마스크(FMM)로 유기물을 기판 상에 증착하여 원하는 패턴의 박막을 형성하게 된다.
고해상도 표시 장치의 수요가 증대 됨에 따라 증찰 물질이 투과되는 마스크의 개구 또한 세밀한 제작 과정이 요구 된다. 세밀한 개구를 형성하기 위해 마스크의 일면 및 타면을 식각하여 개구를 형성할 수 있으나, 양 면을 에칭하는 공정에서 돌출부가 형성되어 증착 과정 시 원하는 형상 및 크기의 증착이 불가능 하게 되는 쉐도우(shadow)문제가 발생한다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 마스크를 제공하는 마스크 제조 장치에 관한 것으로 보다 세밀 증착을 가능하게 하는 마스크 제조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 장치는 예비 마스크의 일면이 하측을 향하도록 상기 예비 마스크가 배치되는 스테이지 및 상기 예비 마스크를 용융할 수 있는 레이저 빔을 조사하는 레이저 발진부재, 상기 레이저 빔을 제공 받아 상기 레이저 빔의 형상을 제어하는 광학계, 및 상기 광학계로부터 형상이 제어된 레이저 빔의 경로를 조절하는 스캐너를 포함하는 레이저 조사 장치를 포함하고, 상기 예비 마스크는 상기 일면에 제공된 제1 패턴홈을 포함하는 제1 부분 및 상기 일면과 마주하는 배면에 제공된 제2 패턴홈을 포함하는 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 예비 마스크의 두께 방향인 제1 방향을 따라 배열되며, 상기 형상이 제어된 레이저 빔을 상기 제2 부분에 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 상기 예비 마스크에 조사하여 상기 제2 부분이 제거된 개구부를 갖는 마스크를 형성한다.
상기 제1 패턴홈의 폭은 제2 패턴홈의 폭보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1 패턴홈의 최대 폭은 15㎛ 내지 40㎛인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1 패턴홈 및 상기 제2 패턴홈 각각은 상기 예비 마스크의 상기 일면 및 상기 배면으로부터 상기 예비 마스크의 상기 두께 방향으로 갈수록 점진적으로 폭이 줄어는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2 부분이 제거되어 노출된 상기 마스크의 면은 불균일한 표면을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 레이저 빔은 펨토초 레이저인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 형상이 제어된 레이저 빔은 플랫-탑(Flat-Top) 형상인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 스캐너는 상기 형상이 제어된 레이저 빔을 반사하는 제1 미러, 상기 제1 미러를 회전 시키는 제1 구동부, 상기 제1 미러로부터 반사된 상기 형상이 제어된 레이저 빔을 상기 마스크로 방출 시키는 제2 미러, 상기 제2 미러를 회전시키는 제2 구동부, 및 상기 제2 미러로부터 반사된 상기 형상이 제어된 레이저 빔을 집광하기 위한 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1 패턴홈 및 제2 패턴홈 각각의 단면상에서의 내측면 형상은 곡선 또는 직선 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 장치는 서로 대향되는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 예비 마스크가 배치되는 스테이지; 및
상기 예비 마스크를 용융할 수 있는 레이저 빔을 조사하는 레이저 발진부재, 상기 레이저 빔을 제공 받아 상기 레이저 빔의 형상을 제어하는 광학계, 및 상기 광학계로부터 형상이 제어된 레이저 빔의 경로를 조절하는 스캐너를 포함하는 레이저 조사 장치를 포함하고, 상기 예비 마스크는 제 1 두께를 가지고, 상기 예비 마스크는 상기 예비 마스크의 두께 방향인 제1 방향을 따라 형성되며, 돌출부를 포함하는 패턴부를 가지며, 상기 형상이 제어된 레이저 빔을 상기 예비 마스크의 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나에 조사하여 상기 제1 두께와 상이한 제2 두께를 가지고, 상기 돌출부가 제거된 개구부를 갖는 마스크를 형성한다.
상기 제1 두께는 상기 제2 두께보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 개구부의 최대 폭은 15㎛ 내지 40㎛인 것을 특징으로 할 수 있다.
단면상에서 상기 패턴부의 내측면은 곡선 또는 직선 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 패턴부의 단면상에서의 내측면이 곡선인 경우, 상기 마스크의 상기 제1 면 및 상기 제2 면 각각으로부터 상기 돌출부에 인접할수록 점진적으로 곡률반경이 줄어드는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 돌출부가 제거되어 노출된 상기 마스크의 면은 불균일한 면을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 레이저 빔은 펨토초 레이저인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 형상이 제어된 레이저 빔은 플랫-탑(Flat-Top) 형상인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 스캐너는 상기 형상이 제어된 레이저 빔을 반사하는 제1 미러, 상기 제1 미러를 회전 시키는 제1 구동부, 상기 제1 미러로부터 반사된 상기 형상이 제어된 레이저 빔을 상기 마스크로 방출 시키는 제2 미러, 상기 제2 미러를 회전시키는 제2 구동부, 및 상기 제2 미러로부터 반사된 상기 형상이 제어된 레이저 빔을 집광하기 위한 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 방법은, 서로 대향되는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 예비 마스크의 상기 제1 면에 제1 깊이를 갖는 제1 패턴홈을 형성하는 제1 에칭 단계, 상기 제2 면에 제2 깊이를 갖는 제2 패턴홈을 형성하는 제2 에칭 단계, 및 상기 예비 마스크의 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나를 제거하여, 평탄한 표면을 가진 전면 및 불균일한 표면을 가진 배면을 포함하는 마스크를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 배면은 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나가 제거되어 형성된다.
상기 마스크를 형성하는 단계는 상기 예비 마스크의 전 면에 레이저 빔을 조사하여, 상기 예비 마스크의 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나를 제거하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 증착 시 마스크의 개구를 통해 증착 물질이 균일하게 표시 기판에 증착 됨으로, 품질이 향상된 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 이용한 증착 설비의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 화소 영역의 일부를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 설비의 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 단면도들이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 단면도들이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저의 형상을 그래프로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐너의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 방법을 도시한 블록도이다.
도 9a 및 도 9f는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 방법의 단계를 도시한 도면들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예 들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들 의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
서술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 대하여 이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 이용한 증착 설비의 개략도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 화소 영역의 일부를 도시한 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하여 마스크 및 마스크에 의해 형성되는 표시 기판에 대해 상세하게 설명한다.
증착 설비(1000)는 챔버(100), 기판 안착부(200), 기판(300), 마스크 프레임(400) 증착원(500), 마스크(MS)를 포함한다. 증착 설비(1000)는 표시 장치에 포함되는 다수의 박막 패턴들을 기판(300) 상에 형성 시키는데 이용 된다.
챔버(100)의 내부에는 공간이 형성될 수 있다. 내부 공간에 기판 안착부(200), 기판(300), 마스크 프레임(400), 증착원(500), 및 마스크(MS)가 배치될 수 있다. 마스크(MS)에는 개구부(PO)가 제공될 수 있으며, 개구부(PO)는 증착 물질(DM)이 투과되는 영역에 해당한다.
기판 안착부(200) 상에는 기판(300)이 배치되며, 기판 안착부(200)는 기판(300)을 지지 한다. 기판 안착부(200)는 기판(300)을 지지할 수 있는 일반적인 구성이면 한정되지 않으며 다양한 형태로 제공될 수 있다. 예를 들면, 기판 안착부(200)는 챔버(100) 내부에 배치되는 셔틀, 정전척 등을 포함할 수 있다.
기판(300)은 마스크(MS)의 개구부(PO)를 통해 증착 물질(DM)이 도포되며, 증착 물질(DM)이 도포된 영역은 빛을 발광하는 화소 영역(DA)으로 정의될 수 있다. 인접한 화소 영역들 사이는 비화소 영역(NDA)으로 정의 될 수 있다.
마스크 프레임(400)은 강성이 큰 금속으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 마스크(MS)의 용접 시 발생될 수 있는 마스크 프레임(400)의 변형이 감소될 수 있어, 안정적인 공정이 가능하고 마스크 프레임(400)의 수명이 향상될 수 있다.
도시 되지 않았으나, 마스크 프레임(400)과 마스크(MS)가 용접 결합되는 용접부(미도시)가 형성될 수 있으며, 이러한 용접부는 주변에는 높은 열이 발생하므로 마스크 프레임(400)은 열 변형이 작은 물질로 구성될 수 있다.
증착원(500)은 기판에 증착 물질(DM)을 제공한다. 증착원(500)에는 증착 물질(DM)이 수용될 수 있도록 소정의 내부 공간이 구비될 수 있다.
이때, 증착 물질은 승화 또는 기화하는 물질로 무기물, 금속 및 유기물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 챔버(100)를 폐쇄한 후 흡입부(미도시)가 작동하여 챔버(100) 내부의 압력을 거의 진공 상태로 유지시킬 수 있다. 또한, 증착원(500)에서는 증착 물질(DM)을 기화 또는 승화시킬 수 있으며, 이에 따라, 증착 물질(DM)은 마스크(MS)를 통과하여 기판(300) 상에 증착될 수 있다. 이때, 증착 물질은 마스크(MS) 상의 개구부(PO)를 통과하여 기판(300) 상에 일정한 패턴으로 증착될 수 있다.
증착 물질(DM)은 마스크(MS)를 투과하여 기판(300)에 도포되어 증착 패턴(EML)을 형성 한다. 증착 패턴(EML)의 형상은 개구부(PO)와 대응될 수 있다. 증착 패턴(EML)은 후술하는 발광 패턴(EML)이 될 수 있다. 이때, 증착 물질(DM)은 발광 물질을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적으로 기재한 것이고, 증착원(500)이 제공하는 증착 물질(DM)에 따라 증착 패턴(EML)은 후술하는 표시 패널(DP)을 구성하는 다양한 패턴일 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
도 2에 도시된 것과 같이, 표시 패널(DP)은 표시층(DPL), 박막 봉지층(TFE), 컬러필터층(CFL), 및 보호층(PTL)을 포함한다.
표시층(DPL)은 베이스층(SUB), 화소(PX), 및 복수의 절연층들(IL1, IL2, IL3)을 포함한다. 화소(PX)는 박막트랜지스터(TFT) 및 유기발광소자(OLED)를 포함한다.
베이스층(SUB) 상에 박막트랜지스터(TFT)의 반도체 패턴(AL) 및 제1 절연층(IL1)이 배치된다. 제1 절연층(IL1)은 반도체 패턴(AL)을 커버한다.
제1 절연층(IL1) 상에 박막트랜지스터(TFT)의 제어 전극(GE) 및 제2 절연층(IL2)이 배치된다. 제2 절연층(IL2)은 제어 전극(GE)을 커버한다. 제1 절연층(IL1) 및 제2 절연층(IL2) 각각은 유기막 및/또는 무기막을 포함한다. 제1 절연층(IL1) 및 제2 절연층(IL2) 각각은 복수의 박막들을 포함할 수 있다.
제2 절연층(IL2) 상에 박막트랜지스터(TFT)의 입력 전극(SE)과 출력 전극(DE), 및 제3 절연층(IL3)이 배치된다. 제3 절연층(IL3)는 입력 전극(SE) 및 출력 전극(DE)을 커버한다.
입력 전극(SE) 및 출력 전극(DE)는 제1 절연층(IL1) 및 제2 절연층(IL2)을 관통하는 제1 관통홀(CH1) 및 제2 관통홀(CH2)을 통해 반도체 패턴(AL)에 각각 연결 된다. 한편, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 제어 전극(GE), 입력 전극(SE), 출력 전극(DE), 및 반도체 패턴(AL)이 배치된 층은 다양하게 변경될 수 있고, 제어 전극(GE), 입력 전극(SE), 출력 전극(DE)은 별도의 관통홀 없이 반도체 패턴(AL)에 직접 접촉될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 박막트랜지스터(TFT)는 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 어느 하나의 실시예에 한정되지 않는다.
제3 절연층(IL3) 상에는 유기발광소자(OLED) 및 화소 정의막(PDL)이 배치된다. 유기발광소자(OLED)는 애노드 전극(AE), 발광패턴(EML), 캐소드 전극(CE), 캐소드 전극(CE)과 발광패턴(EML) 사이에 정의된 정공 수송 영역(CL1), 및 발광 패턴(EML)과 캐소드 전극(CE) 사이에 정의된 전자 수송 영역(CL2)을 포함한다. 애노드 전극(AE)은 복수로 구비되어 각각 복수의 화소 영역들에 중첩하여 배치될 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 애노드 전극(AE) 상에 배치되고, 애노드 전극(AE)의 적어도 일부를 노출시킨다. 화소 정의막(PDL)은 실질적으로 화소 영역(DA)을 정의 한다. 한편, 애노드 전극(AE)은 제3 절연층(IL3)에 정의된 제3 관통홀(CH3)을 통해 출력 전극(DE)에 연결 된다.
정공 수송 영역(CL1)은 애노드 전극(AE) 상에 배치되어 애노드 전극(AE) 및 화소 정의막(PDL)을 커버한다. 정공 수송 영역(CL1)은 정공 주입층, 정공 수송층, 및 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능을 동시에 갖는 단일층 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
발광패턴(EML)은 정공 수송 영역(CL1) 상에 배치된다. 발광패턴(EML)은 복수로 구비되어 발광영역들 각각에 중첩한다. 발광패턴(EML)은 형광 물질 또는 인광 물질을 포함할 수 있다. 발광패턴(EML)은 하나의 컬러를 가진 광을 생성하거나, 적어도 둘 이상의 컬러가 혼합된 광을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 증착 설비(1000)에 제공되는 기판(300)은 표시층(DPL)의 일부인 정공 수송 영역(CL1)까지 적층된 상태로 제공될 수 있다. 다만, 이는 일 예시이며 증착 설비(1000)에 제공되는 기판(300)의 적층 구조는 어느 하나의 실시예에 한정되지 않는다.
전자 수송 영역(CL2)은 발광패턴(EML) 상에 배치되어 발광패턴(EML) 및 정공 수송 영역(CL1)을 커버한다. 전자 수송 영역(CL2)은 전자 수송 물질 및 전자 주입 물질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 전자 수송 영역(CL2)은 전자 수송 물질을 포함하는 전자 수송층이거나, 전자 수송 물질 및 전자 주입 물질을 포함하는 전자 주입/수송 단일층일 수 있다.
캐소드 전극(CE)은 전자 수송 영역(CL2) 상에 배치되어 애노드 전극(AE)과 대향한다. 캐소드 전극(CE)은 전자 주입이 용이하도록 낮은 일함수를 가진 물질로 구성될 수 있다.
캐소드 전극(CE) 및 애노드 전극(AE)은 발광 방식에 따라 다른 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 화소 영역(DA)이 전면 발광형인 경우 캐소드 전극(CE)은 투과형 전극이고, 애노드 전극(AE)은 반사형 전극일 수 있다.
또는, 예를 들어, 본 발명에 따른 화소 영역(DA)이 배면 발광형인 경우 캐소드 전극(CE)은 반사형 전극이고, 애노드 전극(AE)은 투과형 전극일 수 있다. 한편, 캐소드 전극(CE) 및 애노드 전극(AE)의 위치는 이에 한정되는 것이 아니며 변경될 수 있다.
본 발명에 따른 화소 영역(DA)은 다양한 구조의 유기발광소자를 포함할 수 있으며, 어느 하나의 실시예에 한정되지 않는다.
캐소드 전극(CE) 상에 박막 봉지층(TFE)이 배치된다. 박막 봉지층(TFE)은 캐소드 전극(CE) 전면을 커버하여 유기발광소자(OLED)를 밀봉한다. 박막 봉지층(TFE)은 1㎛ 내지 10㎛의 두께를 가질 수 있다. 화소 영역(DA)은 박막 봉지층(TFE)을 포함함으로써, 박형 화소 영역(DA)을 구현할 수 있다.
박막 봉지층(TFE)은 복수의 무기막들 및/또는 유기막들 을 포함할 수 있다. 무기막과 유기막은 교번하여 배치될 수 있다. 무기막은 수분/산소로부터 유기발광소자(OLED)를 보호하고, 유기막은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 유기발광소자(OLED)를 보호한다. 무기막은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층 등을 포함할 수 있다. 유기막은 아크릴 계열 유기막을 포함할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.
컬러필터층(CFL)은 블랙 매트릭스(BM) 및 컬러패턴들(CP)을 포함한다. 블랙 매트릭스(BM) 및 컬러패턴들(CP)은 동일한 층상에 배치된다. 블랙 매트릭스(BM) 및 컬러패턴들(CP)은 박막 봉지층(TFE) 상에 직접 배치되어 박막 봉지층(TFE)의 상면과 접촉한다.
블랙 매트릭스(BM)는 차광 물질로 구성될 수 있다. 블랙 매트릭스(BM)는 블랙 매트릭스(BM)에 입사되는 광을 흡수한다. 이에 따라, 블랙 매트릭스(BM)는 대체로 블랙 계열의 컬러를 가질 수 있다. 컬러패턴들(CP)은 적어도 두 개의 서로 다른 컬러를 가진 컬러패턴들을 포함한다. 컬러패턴들(CP)은 네 개 이상의 컬러를 가질 수도 있고, 인접하는 컬러패턴들 중 일부는 서로 동일한 컬러를 가질 수도 있다. 본 발명에 따른 컬러필터층(CFL)은 다양한 실시예를 포함할 수 있으며, 어느 하나의 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 컬러필터층(CFL)은 생략될 수도 있다.
보호층(PTL)은 컬러필터층(CFL) 상에 배치되어 컬러필터층(CFL)을 보호한다. 보호층(PTL)은 상부에 평탄면을 제공한다. 평탄면은 화소 영역(DA)의 전면에 대응된다. 한편, 이는 예시적으로 기재된 것이고, 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 영역(DA)에 있어서, 보호층(PTL)은 생략될 수 있다.
도 1에 도시된 마스크(MS)는 화소 영역(DA)을 구성하는 다양한 소자들의 제조 공정에 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 기판(300)은 마스크의 개구부(PO)와 대응되는 영역 각각에 정공 수송 영역(CL1) 층이 형성된 상태로 제공될 수 있다.
이후, 마스크(MS)를 통해 발광패턴(EML)이 형성된다. 이에 따라, 마스크(MS)는 발광패턴(EML) 형성 단계에 적용될 수 있다. 다만, 이는 예시적으로 기재된 것이고, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(MS)는 다양한 공정에 적용될 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 설비의 사시도이다.
도 3을 참조하면, 마스크 제조 장치(2000)는 레이저 조사 장치(600), 스테이지(700), 및 예비 마스크(MC)를 포함 한다. 마스크 제조 장치(2000)은 증착 설비(1000: 도 1 참조)에 이용되는 마스크(MS: 도 1 참조)를 제조하기 위한 설비로써, 예비 마스크(MC)의 일 면을 제거함으로써 마스크(MS)를 제공할 수 있다. 이하 상세하게 설명한다.
레이저 조사 장치(600)는 레이저 발진부재(610), 광학계(620), 및 스캐너(630)를 포함한다. 레이저 조사 장치(600)는 스테이지(700) 상에 제공될 수 있다. 미도시 되었으나, 레이저 조사 장치(600)는 레이저 조사 장치(600)를 스테이지(700) 상에서 이동시킬 수 있는 별도의 이동 유닛과 연결되어 스테이지(700) 상에 설치될 수 있다.
레이저 발진부재(610)는 예비 마스크(MC)를 용융시킬 수 있는 제1 레이저 빔(L1)을 생성 한다. 광학계(620)는 제1 레이저 빔(L1)을 제공 받아 제1 레이저 빔(L1)의 형상을 제어할 수 있다. 예를 들어, 레이저 발진부재(610)에서 제공된 제1 레이저 빔(L1)은 가우시안(Gaussian) 강도 형태의 레이저 빔으로써 광학계(620)를 통해 균일한 강도 분포를 가지는 변형된 제2 레이저 빔(L2), 예를 들어 Flat-top형태의 균일한 빔을 스캐너(630)로 제공할 수 있다. 광학계(620)는 빔 조형(beam shaping)기능을 하는 빔 조형기로 이루어진 회절광학소자(DOE: Diffractive Optical Element)로 구성될 수 있다.
예비 마스크(MC)에 조사되는 광의 형태는 이에 한정되는 것은 아니며, 가우시안 광학계, Flat-Top광학계, 라인빔 광학계, 멀티빔 어레이 광학계 등이 이용될 수 있다.
스캐너(630)는 광학계(620)에서 제공된 제2 레이저 빔(L2)을 마스크(MC)에 조사될 수 있도록 반사 방향을 조절한다. 스캐너(630)에 관하여는 후술한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 예비 마스크(MC)로 조사되는 레이저 빔(L)은 방출되는 빛의 파장이 매우 짧은 극 초단파 레이저(ultra-short pulsed laser)일 수 있다. 예를 들어, 레이저 빔(L)은 피코초 레이저(pico-second laser) 또는 펨토초 레이저(femto-second laser)일 수 있다. 이에 따라, 레이저 빔(L)을 이용하여 매우 정밀한 단위의 패턴 가공이 용이하게 수행될 수 있다.
예비 마스크(MC)는 인바(invar)소재의 박판으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, invar 소재는 Fe 64%, Ni 36%로 형성된 합금으로서, 열팽창 계수가 매우 작은 소재이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 단면도들이다. 도 4a는 도 3에 도시된 예비 마스크(MC)의 I-I'를 절단한 단면도를 도시한 것이다. 도 4b는 마스크(MS)의 단면도를 도시한 것이다. 마스크(MS)는 예비 마스크(MC)를 레이저 조사 장치(600)를 통한 레이저 가공에 의해 형성될 수 있다.
예비 마스크(MC1)는 패턴부(PQ1)를 포함한다. 패턴부(PQ1)는 예비 마스크(MC1)의 일면에 정의된 제1 패턴홈(PT1) 및 일면에 대응하는 배면에 정의된 제2 패턴홈(PT2)을 포함한다. 제1 패턴홈(PT1) 및 제2 패턴홈(PT2)는 예비 마스크(MC1)에 복수로 제공될 수 있다. 제1 패턴홈(PT1) 및 제2 패턴홈(PT2)는 서로 중첩하도록 배치되고 예비 마스크(MC1)를 관통하며 패턴부(PQ1)를 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 패턴홈(PT1) 및 제2 패턴홈(PT2)의 단면상에서의 내측면 형상은 곡선을 형상을 가지는 것을 도시 하였다. 제1 패턴홈(PT1)의 내측면은 제1 곡면(T1)을 포함하며, 제2 패턴홈(PT2)의 내측면은 제2 곡면(T2)을 포함한다. 제1 곡면(T1)과 제2 곡면(T2)이 직접적으로 맞닿는 부위는 돌출부(R1)를 형성한다.
제1 패턴홈(PT1) 및 제2 패턴홈(PT2) 각각은 일면 및 배면에서 예비 마스크(MC1)의 돌출부(R1)에 인접할수록 점진적으로 폭이 줄어든다. 또한, 제1 곡면(T1) 및 제2 곡면(T2) 각각의 곡률 반경은 돌출부(R1)에 인접할수록 점진적으로 줄어든다.
제1 패턴홈(PT1)은 제1 폭(X1)을 가지며 제2 패턴홈(PT2)은 제2 폭(X2)을 가진다. 제1 폭(X1)과 제2 폭(X2)은 제1 패턴홈(PT1) 및 제2 패턴홈(PT2) 각각의 최대 폭들로 정의될 수 있다. 제1 폭은 제1 면(S1)과 동일 평면에서 측정되고, 제2 폭(X2)은 제1 면(S1)과 대응하는 제2 면(S2)과 동일 평면에서 측정될 수 있다. 제1 폭(X1)은 제2 폭(X2) 보다 크거나 같을 수 있다.
예비 마스크(MC1)의 두께는 제1 면(S1)에서부터 두께 방향으로 제1 패턴홈(PT1)의 깊이에 대응되는 제1 두께(W1) 및 제2 면(S2)에서부터 두께 방향으로 제2 패턴홈(PT2)의 깊이에 대응되는 제2 두께(W2)의 합으로 정의될 수 있다. 제1 부분(M1)의 두께는 제2 부분(M2)의 두께보다 크거나 같을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 예비 마스크(MC1)의 두께는 10㎛내지 100㎛로 형성될 수 있다. 예비 마스크(MC1)의 두께가 10μm 이하인 경우 목적하는 증착 영역에 대응하는 개구를 형성할 수 없으며, 극초단파 레이저를 통한 가공 시에 가공하는 깊이는 1㎛내지 4㎛정도이기 때문에, 가공 공정의 효율을 위하여 예비 마스크(MC1)의 두께는 100μm 이하인 것이 바람직하다.
제1 패턴홈(PT1)의 제1 폭(X1)은 15㎛ 내지 40㎛일 수 있다. 제1 폭(X1)이 15㎛ 이하인 경우 화소 영역(DA)의 구간이 좁게 형성되어 증착 물질이 미 도포 되는 불량이 발행 할 수 있으며, 제1 폭(X1)이 40㎛ 이상인 경우 인접한 화소(PX)간 혼색 불량이 유발될 수 있기 때문이다.
예비 마스크(MC1)의 돌출부(R1)는 예비 마스크(MC1)의 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)의 에칭 공정(도 9a 내지 도 9d 참조)시 발생하는 것으로 서로 다른 폭을 가진 제1 패턴홈(PT1)과 제2 패턴홈(PT2)이 두께 방향에서 중첩되어 형성될 수 있다. 즉 돌출부(R1)는 복수의 패턴홈들이 두께방향에서 중첩됨에 따라 발생된다.
증착 과정 시 돌출부(R1)에 의한 증착 영역의 확대로 다른 광을 출사하는 증착 영역을 침범하는 등 쉐도우(shadow) 불량이 발생 할 수 있다. 이로 인해 예비 마스크(MC1)의 형상을 가진 마스크를 증착 공정에서 이용하는 경우 불량품 양산 등 표시 장치의 품질 저하 문제가 발생한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 설비는 상기 쉐도우 불량 문제를 해결하기 위한 것으로, 예비 마스크(MC1)의 일 면을 레이저 빔(L: 도 3 참조)의 조사를 통해 제거하여 돌출부(R1)가 제거된 개구를 갖는 마스크를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 4b에 도시된 것과 같이, 도 4a의 예비 마스크(MC1)의 제2 면(S2)을 레이저 빔(L)을 조사한 뒤 형성된 마스크(MS1)의 단면을 도시하였다. 예를 들어, 예비 마스크(MC1)의 제1 부분(M1) 및 제2 부분(M2) 중 적어도 어느 한 부분에 레이저 빔(L: 도 3 참조)을 조사하여 제거할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(MS1)는 예비 마스크(MC1)의 제2 부분(M2)을 제거한 단면도를 도시한 것이다.
레이저 빔(L)에 의해 제거된 면은 불균일한 표면(QL1)을 포함한다. 레이저 빔(L)에 의해 제거되지 않은 면 즉, 예비 마스크(MC1)의 제1 면(S1)에 대응되는 면은 레이저 빔(L)에 의한 손상이 없는바, 상대적으로 평탄한 면을 가질 수 있다.
예비 마스크(MC1)의 돌출부(R1)는 레이저 빔(L: 도 3 참조)의해 제거되며 마스크(MS1)는 제1 패턴홈(PT1)과 대응되는 개구부(PO1)가 형성될 수 있다. 개구부(PO1)는 기판(300: 도 1 참조)의 화소 영역(DA: 도 2 참조)에 대응되는 것으로 증착 물질이 투과되는 영역이다.
본 발명의 실시예에 따른 마스크 제조 장치(2000)에 의해 제공된 마스크(MS1)는 예비 마스크(MC1)에 포함된 돌출부(R1)를 제거함으로써, 원하는 크기 및 위치에 증착 물질의 도포가 가능해짐에 따라 증착 과정 시 발생하는 쉐도우 불량을 감소 시킬 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 단면도들이다. 상술한 도 4a 및 도 4b와 유사한 참조 부호를 사용하며 중복되는 설명은 생략 한다.
예비 마스크(MC2)는 패턴부(PQ2)를 포함한다. 패턴부(PQ2)는 예비 마스크(MC1)의 제1 면(S3)에 정의된 제1 패턴홈(PT3) 및 제1 면(S3)에 대응하는 제2 면(S4)에 정의된 제2 패턴홈(PT4)을 포함한다. 제1 패턴홈(PT3) 및 제2 패턴홈(PT4)는 예비 마스크(MC2)에 복수로 제공될 수 있다. 제1 패턴홈(PT3) 및 제2 패턴홈(PT4)는 서로 중첩하도록 배치되어 예비 마스크(MC2)를 관통하며 패턴부(PQ2)를 형성한다. 제1 패턴홈(PT3)의 내측면은 제1 경사면(T3)을 포함하며, 제2 패턴홈(PT2)의 내측면은 제2 경사면(T4)을 포함한다. 제1 경사면(T3)과 제2 경사면(T4)이 직접적으로 맞닿는 부위는 돌출부(R2)를 형성한다.
제1 패턴홈(PT3) 및 제2 패턴홈(PT4) 각각은 일면 및 배면으로부터 예비 마스크(MC2)의 돌출부(R2)에 인접할수록 점진적으로 폭이 줄어든다.
제1 패턴홈(PT3)은 제1 폭(X3)을 가지며 제2 페턴홈(PT4)은 제2 폭(X2)을 가진다. 제1 폭(X1)은 제2 폭(X2) 보다 크거나 같을 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 패턴홈(PT3) 및 제2 패턴홈(PT4)의 단면상에서의 내측면 형상은 직선을 형상을 가지는 것을 도시 하였다.
예비 마스크(MC1)의 두께는 제1 패턴홈(PT3)의 깊이에 대응되는 제1 두께(W3) 및 제2 패턴홈(PT4)의 깊이에 대응되는 제2 두께(W4)의 합으로 정의될 수 있다. 제1 두께(W3)는 제2 두께(W4)보다 크거나 같을 수 있다.
도 5b에 도시된 것과 같이, 도 5a의 예비 마스크(MC2)의 제2 면(S4)을 레이저 빔(L: 도 3 참조)을 조사한 뒤 형성된 마스크(MS2)의 단면을 도시하였다. 예를 들어, 예비 마스크(MC2)의 제1 부분(M3) 및 제2 부분(M4) 중 적어도 어느 한 부분을 레이저 빔(L)에 의해 조사하여 제거할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(MS2)는 예비 마스크(MC2)의 제2 부분(M2)을 제거한 단면도를 도시한 것이다. 마스크(MS2)는 레이저 빔(L)에 의해 제거된 면은 불균일한 표면(QL2)을 포함한다.
레이저 빔(L)에 의해 제거되지 않은 면 즉, 예비 마스크(MC2)의 제1 면(S3)에 대응되는 면은 레이저 빔(L)에 의한 손상이 없는바, 상대적으로 평탄한 면을 가질 수 있다.
예비 마스크(MC2)의 돌출부(R2)는 레이저 빔(L)의해 제거되며 마스크(MS2)는 제1 패턴홈(PT3)과 대응되는 개구부(PO2)가 형성될 수 있다. 개구부(PO2)는 기판(300: 도 1참조)의 화소 영역(DA)에 대응되는 것으로 증착 물질이 투과되는 영역이다.
도 6a는 제1 레이저 빔(L1: 레이저 발진부재(610)에서 생성되는 레이저 빔)의 확률 밀도 분포를 도시한 그래프이며, 도 6b는 제2 레이저 빔(L2: 광학계(620)로부터 출사되는 레이저 빔)의 확률 밀도 분포를 도시한 그래프이다.
도 6a를 참조 하면, 제1 레이저 빔(L1: 도 3 참조) 예를 들어, 가우시안 레이저 빔 의 끝 단의 형상은 볼록한 형상을 가진다. 따라서, 예비 마스크(MC: 도 3 참조)의 일 면에 가우시안 레이저 빔을 일정한 방향으로 이동하며 복수 회 조사 시키는 경우 용융되는 면은 불균일한 면이 형성될 수 있다. 또한, 직접적으로 닿는 면적이 작아 예비 마스크(MC)의 일정한 두께를 제거하는데 필요한 공정 시간이 증가 할 수 있다.
도 6b를 참조 하면, 제2 레이저 빔(L2: 도 3 참조) 예를 들어, Flat-Top 빔 형상의 끝단은 가우시안 레이저 빔 형상에 비하여 평탄한 면을 가진다.
광학계(620: 도 3 참조)를 통해 제1 레이저 빔(L1: 가우시안 형상의 레이저 빔)을 제2 레이저 빔(L2: Flat-Top 형상의 레이저 빔)으로 변형하여 예비 마스크(MC)에 조사 할 수 있다. 마스크 제조 장치(2000: 도 3 참조)에 이용되는 광학계(620)는 예를 들어, 조형(beam shaping) 기능을 하는 구성을 포함하는 회절광학소자(DOE: Diffractive Optical Element)로 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 마스크 제조 장치(2000)는 광학계(620)를 이용함으로써, 레이저 발진부재(610)에서 생성된 가우시안 형상의 레이저 빔을 Flat-Top 레이저 빔의 형상을 변형시켜 예비 마스크(MC)를 마스크(MS: 도 1 참조)로 제작하는데 이용할 수 있다.
Flat-Top 레이저 빔의 끝단은 평면 형상을 가지므로, 예비 마스크(MC)에 조사되는 경우 가우시안 레이저 빔 형상 보다 상대적으로 균일한 면을 형성하며 예비 마스크(MC)의 일면을 제거할 수 있으며, 예비 마스크(MC)의 일면과 직접적으로 맞닿는 면적이 상대적으로 넓어지는바, 예비 마스크(MC)의 일정 두께를 제거하는데 필요한 공정 시간을 단축 시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐너의 단면도이다.
도 7에 도시된 것과 같이, 스캐너(630)는 제1 미러(631), 제1 구동부(632), 제2 미러(633), 제2 구동부(634), 및 렌즈부(635)를 구비할 수 있다.
광학계(620: 도 3 참조)를 통해 제공된 제2 레이저 빔(L2)은 스캐너(630)에 입사하여 제1 미러(631)에 반사된다. 제1 미러(631)에서 반사된 제3 레이저 빔(L3)은 제2 미러(633)로 향하게 된다. 제2 미러(633)는 제1 미러(631)에서 반사된 제3 레이저 빔(L3)을 또 다시 반사시켜 예비 마스크(MC: 도 3 참조)에 조사되도록 한다. 제1 미러(631)와 제2 미러(633)는 각각은 제1 구동부(632)와 제2 구동부(634)에 의해 구동된다. 즉, 제1 구동부(632)는 제1 미러(631)를 회전시켜 제1 미러(631)로 입사되는 레이저 빔(L)의 반사 방향을 변경시킨다. 또한, 제2 구동부(634)는 제2 미러(633)를 회전시켜 제1 미러(631)에서 반사된 제3 레이저 빔(L3)의 반사 방향을 변경시킬 수 있다. 제1 구동부(632) 및 제2 구동부(634)는 각각이 제1 미러(631) 및 제2 미러(633)을 서로 상이한 방향으로 회전 시킬 수 있는바, 레이저 빔(L)의 반사면을 변경함으로써 레이저 빔(L)은 예비 마스크(MC: 도 3 참조)의 제1 방향(DR1: 도 3 참조) 및 제2 방향(DR2: 도 3 참조)으로 이동하며 예비 마스크(MC)에 조사될 수 있다.
렌즈부(635)는 제2 미러(633)에서 반사된 레이저 빔(L)을 집광시키는 기능을 한다. 렌즈부(635)는 레이저 빔(L)을 집광하여 예비 마스크(MC)를 향하도록 스캐너(630)의 하부에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스캐너(630)의 제1 미러(631), 제2 미러(633), 제1 구동부(632) 및 제2 구동부(634)는 갈바노(Galvano) 스캐너로 제공될 수 있다. 갈바노 스캐너로 제공됨에 따라 광학계(620: 도 3 참조)에서 제공된 레이저 빔(L)의 방향을 미러들 및 구동부들로 제어가 가능함에 따라 보다 정밀한 예비 마스크(MC: 도 3 참조)의 일 면을 제거하는 공정을 진행 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 방법을 도시한 블록도이다. 도 9a 내지 도 9f는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 방법의 단계를 도시한 도면들이다. 도 3 내지 도 4b와 유사한 참조 부호를 사용하며 중복된 설명은 생략한다.
도 8에 도시된 것과 같이, 마스크 제조 방법(3000)은 제1 에칭 단계(S3100), 제2 에칭 단계(S3200), 및 제거 단계(S3300)를 포함한다. 제1 에칭 단계(S3100) 및 제2 에칭 단계(S3200)는 예비 마스크를 형성하는 단계이고, 제거 단계(S3300)는 예비 마스크의 적어도 일부를 제거하여 마스크를 형성하는 단계일 수 있다. 이하, 도 9a 내지 도 9f를 참조하여 마스크 제조 방법을 상세하게 설명 한다.
도 9a 내지 도 9d에는 제1 에칭 단계(S3100) 및 제2 에칭 단계(S3200)와 대응되는 단계들을 도시하였다. 도 9a에 도시된 것과 같이, 초기 마스크(910) 제1 면(S1) 및 제1 면(S1)에 대응하는 제2 면(S2) 각각에 제1 포토레지스트층(920) 및 제2 포토레지스트층(930)이 도포 된다. 일 예시로서, 초기 마스크(910)는 invar소재의 박판으로 이루어질 수 있다. 이 때, invar 소재는 Fe 64%, Ni 36%로 형성된 합금으로서, 열팽창 계수가 매우 작은 소재이다.
이후, 도 9b에 도시된 것과 같이, 초기 마스크(910)에 포토리소그래피(photolithography) 공정을 수행하여 제1 포토레지스트층(921) 및 제2 포토레지스트층(931) 각각에 제1 패턴(PR1) 및 제2 패턴(PR2)을 형성한다. 제1 패턴(PR1)의 폭(U1)은 제2 패턴(PR2)의 폭(U2)보다 크게 형성될 수 있다.
포토리소그래피 공정은 우선 포토레지스트층들에 형성될 패턴들에 대응하는 형상을 갖는 복수개의 개구부(미도시)가 형성된 포토마스크(미도시)들을 정렬함으로써 시작된다.
포토레지스트층들 각각에 대응하는 포토마스크들을 정렬한 후, 포토마스크들에 의해 차단된 포토레지스트층들의 일부분을 빛 에 노출시키는 노광(light exposure) 공정과 포토레지스트층을 식각하는 현상(developing) 공정을 거쳐 복수개의 패턴들을 형성할 수 있다. 포토레지스트층들은 포토레지스트액(미도시)을 초기 마스크(910)에 스핀 코팅(spincoating), 스프레이 또는 담금 등의 다양한 방법으로 도포함으로써 형성될 수 있으나, 바람직하게는 대형 기판에 대해서도 포토레지스트액을 고르게 도포할 수 있는 스핀 코팅 방법이 사용될 수 있다.
이후, 도 9c 및 도 9d에 도시된 것과 같이, 제1 패턴(PR1) 과 제2 패턴(PR2)에 의해 노출된 예비 마스크(911)의 제1 면(S1) 및 제2 면(S2) 각각의 일부분을 습식식각(eching)하여 예비 마스크(911)의 제1 면(S1) 및 제2 면(S2) 각각에 제1 패턴홈(PT1) 및 제2 패턴홈(PT2)을 형성한다. 이때, 제1 패턴홈(PT1)의 폭은 제2 패턴홈(PT2)의 폭보다 크게 형성된다. 제1 패턴홈(PT1) 및 제2 패턴홈(PT2)는 서로 중첩하도록 형성되어 예비 마스크(911)를 관통하며 패턴부(PQ1)를 형성한다. 습식식각에 의해 제1 패턴홈(PT1)의 내측면은 제1 곡면(T1)을 형성하며, 제2 패턴홈(PT2)의 내측면은 제2 곡면(T2)을 형성한다. 제1 곡면(T1)과 제2 곡면(T2)이 직접적으로 맞닿는 부위는 돌출부(R1)를 형성한다.
제1 패턴홈(PT1) 및 제2 패턴홈(PT2) 각각은 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)으로부터 예비 마스크(911)의 돌출부(R1)에 인접할수록 점진적으로 폭이 줄어드는 형상을 가진다.
제1 패턴홈(PT1) 및 제2 패턴홈(PT2)이 형성된 뒤 예비 마스크(911)을 세정하여 제1 포토레지스트층(921) 및 제2 포토레지스트층(931)을 제거할 수 있다.
도 9e 및 도 9f에 도시된 것과 같이, 제2 패턴홈(PT2)이 형성된 예비 마스크(911)의 배면, 즉, 예비 마스크(911)의 제2 면(S2)에 레이저 조사 장치(600)에서 발진된 레이저 빔(L)이 조사된다. 이러한 레이저 빔(L)은 예비 마스크(911)의 제2 부분(M2)를 제거하도록 예비 마스크(911)의 배면에 고르게 조사되며, 제2 부분(M2)이 모두 제거되고 나면 증착 설비(1000: 도 1 참조)에 이용되는 마스크(MS1)가 완성된다.
예비 마스크(911)의 돌출부(R1)는 레이저 빔(L)에 의해 제거되며 마스크(MS1)는 제1 패턴홈(PT1)과 대응되는 개구부(PO1)가 형성될 수 있다. 개구부(PO1)는 기판(300: 도 1참조)의 화소 영역(DA: 도 3 참조)에 대응되는 것으로 증착 물질이 투과되는 영역이다.
레이저 빔(L)에 의해 제거된 면은 불균일한 표면(QL1)을 포함한다. 레이저 빔(L)에 의해 제거되지 않은 면 즉, 예비 마스크(911)의 제1 면(S1)에 대응되는 면은 레이저 빔(L)에 의한 손상이 없는바, 상대적으로 평탄한 면을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 방법에 의하면, 돌출부(R1)가 제거된 마스크(MS1)를 제공함으로써 증착 시 마스크(MS1)의 개구(PO1)를 통해 증착 물질이 균일하게 표시 기판에 증착 됨으로, 품질이 향상된 표시 장치를 제공할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1000: 증착 설비 2000: 마스크 제조 설비
3000: 마스크 제조 방법 100: 챔버
200: 기판 안착부 300: 기판
400: 마스크 프레임 500: 증착원
600: 레이저 조사 장치 610: 레이저 발진부재
620: 광학계 630: 스캐너
700: 스테이지 DA: 화소 영역
MS: 마스크 MC: 예비 마스크

Claims (20)

  1. 예비 마스크의 일면이 하측을 향하도록 상기 예비 마스크가 배치되는 스테이지; 및
    상기 예비 마스크를 용융할 수 있는 레이저 빔을 조사하는 레이저 발진부재, 상기 레이저 빔을 제공 받아 상기 레이저 빔의 형상을 제어하는 광학계, 및 상기 광학계로부터 형상이 제어된 레이저 빔의 경로를 조절하는 스캐너를 포함하는 레이저 조사 장치를 포함하고,
    상기 예비 마스크는 상기 일면에 제공된 제1 패턴홈을 포함하는 제1 부분 및 상기 일면과 마주하는 배면에 제공된 제2 패턴홈을 포함하는 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 예비 마스크의 두께 방향인 제1 방향을 따라 배열되며,
    상기 형상이 제어된 레이저 빔을 상기 제2 부분에 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 상기 예비 마스크에 조사하여 상기 제2 부분이 제거된 개구부를 갖는 마스크를 형성하는 마스크 제조 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 패턴홈의 폭은 제2 패턴홈의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 패턴홈의 최대 폭은 15㎛ 내지 40㎛인 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 패턴홈 및 상기 제2 패턴홈 각각은 상기 예비 마스크의 상기 일면 및 상기 배면으로부터 상기 예비 마스크의 상기 두께 방향으로 갈수록 점진적으로 폭이 줄어는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 부분이 제거되어 노출된 상기 마스크의 면은 불균일한 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 펨토초 레이저인 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 형상이 제어된 레이저 빔은 플랫-탑(Flat-Top) 형상인 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 스캐너는 상기 형상이 제어된 레이저 빔을 반사하는 제1 미러;
    상기 제1 미러를 회전 시키는 제1 구동부;
    상기 제1 미러로부터 반사된 상기 형상이 제어된 레이저 빔을 상기 마스크로 방출 시키는 제2 미러;
    상기 제2 미러를 회전시키는 제2 구동부; 및
    상기 제2 미러로부터 반사된 상기 형상이 제어된 레이저 빔을 집광하기 위한 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 패턴홈 및 제2 패턴홈 각각의 단면상에서의 내측면 형상은 곡선 또는 직선 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  10. 서로 대향되는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 예비 마스크가 배치되는 스테이지; 및
    상기 예비 마스크를 용융할 수 있는 레이저 빔을 조사하는 레이저 발진부재, 상기 레이저 빔을 제공 받아 상기 레이저 빔의 형상을 제어하는 광학계, 및 상기 광학계로부터 형상이 제어된 레이저 빔의 경로를 조절하는 스캐너를 포함하는 레이저 조사 장치를 포함하고,
    상기 예비 마스크는 제 1 두께를 가지고,
    상기 예비 마스크는 상기 예비 마스크의 두께 방향인 제1 방향을 따라 형성되며, 돌출부를 포함하는 패턴부를 가지며,
    상기 형상이 제어된 레이저 빔을 상기 예비 마스크의 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나에 조사하여 상기 제1 두께와 상이한 제2 두께를 가지고, 상기 돌출부가 제거된 개구부를 갖는 마스크를 형성하는 마스크 제조 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 두께는 상기 제2 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 개구부의 최대 폭은 15㎛ 내지 40㎛인 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  13. 제10 항에 있어서,
    단면상에서 상기 패턴부의 내측면은 곡선 또는 직선 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 패턴부의 단면상에서의 내측면이 곡선인 경우,
    상기 마스크의 상기 제1 면 및 상기 제2 면 각각으로부터 상기 돌출부에 인접할수록 점진적으로 곡률반경이 줄어드는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  15. 제10 항에 있어서,
    상기 돌출부가 제거되어 노출된 상기 마스크의 면은 불균일한 면을 가지는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  16. 제10 항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 펨토초 레이저인 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 형상이 제어된 레이저 빔은 플랫-탑(Flat-Top) 형상인 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  18. 제10 항에 있어서,
    상기 스캐너는 상기 형상이 제어된 레이저 빔을 반사하는 제1 미러;
    상기 제1 미러를 회전 시키는 제1 구동부;
    상기 제1 미러로부터 반사된 상기 형상이 제어된 레이저 빔을 상기 마스크로 방출 시키는 제2 미러;
    상기 제2 미러를 회전시키는 제2 구동부; 및
    상기 제2 미러로부터 반사된 상기 형상이 제어된 레이저 빔을 집광하기 위한 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  19. 서로 대향되는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 예비 마스크의 상기 제1 면에 제1 깊이를 갖는 제1 패턴홈을 형성하는 제1 에칭 단계;
    상기 제2 면에 제2 깊이를 갖는 제2 패턴홈을 형성하는 제2 에칭 단계; 및
    상기 예비 마스크의 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나를 제거하여, 평탄한 표면을 가진 전면 및 불균일한 표면을 가진 배면을 포함하는 마스크를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 배면은 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나가 제거되어 형성되는 마스크 제조 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 마스크를 형성하는 단계는 상기 예비 마스크의 전 면에 레이저 빔을 조사하여, 상기 예비 마스크의 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나를 제거하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.


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