KR20200081609A - 증착 마스크 및 증착 마스크의 제조 방법 - Google Patents

증착 마스크 및 증착 마스크의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

증착 마스크의 제조 방법이 제공된다. 일 실시예에 따른 증착 마스크의 제조 방법은 일면에 희생층 패턴이 형성된 마스크 대상 기판으로서, 상기 희생층 패턴이 커버하는 커버 영역과 상기 희생층이 노출하는 복수의 노출 영역을 포함하는 마스크 대상 기판을 준비하는 단계; 상기 대상 기판 상에 레이저를 조사하여 상기 대상 기판의 상기 노출 영역에 홀을 형성하는 단계; 및 상기 희생층 패턴을 제거하는 단계를 포함하되, 상기 희생층 패턴은 상기 대상 기판보다 상기 레이저에 대한 반사율이 더 크다.

Description

증착 마스크 및 증착 마스크의 제조 방법{MASK FOR DEPOSITION AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
본 발명은 증착 마스크 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치 중 유기 발광 표시 장치는 자체 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 표시 장치로서 주목을 받고 있다.
이러한 유기 발광 표시 장치는 서도 대향되는 전극들 사이에 적어도 발광층을 포함하는 중간층을 포함한다. 상기 전극들 및 중간층은 여러 방법으로 형성될 수 있는데, 그 중 한 방법이 증착 방법이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 증착 마스크의 제조 공정 효율이 개선된 증착 마스크의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 제조 공정 효율이 개선된 증착 마스크의 제조 방법으로 제조된 증착 마스크를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크의 제조 방법은 일면에 희생층 패턴이 형성된 마스크 대상 기판으로서, 상기 희생층 패턴이 커버하는 커버 영역과 상기 희생층이 노출하는 복수의 노출 영역을 포함하는 마스크 대상 기판을 준비하는 단계; 상기 대상 기판 상에 레이저를 조사하여 상기 대상 기판의 상기 노출 영역에 홀을 형성하는 단계; 및 상기 희생층 패턴을 제거하는 단계를 포함하되, 상기 희생층 패턴은 상기 대상 기판보다 상기 레이저에 대한 반사율이 더 크다.
상기 마스크 대상 기판을 준비하는 단계는, 평면상 상기 대상 기판의 상기 커버 영역이 상기 대상기판의 상기 각 노출 영역을 완전히 둘러싸도록 상기 희생층 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 마스크 대상 기판에 레이저 조사하는 단계는, 상기 마스크 대상 기판의 상기 커버 영역에도 부분적으로 레이저를 조사하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 희생층 패턴의 상기 레이저에 대한 반사율은 70%이상일 수 있다.
상기 레이저는 400nm 내지 600nm의 파장 범위 내의 단파장을 포함할 수 있다.
상기 마스크 대상 기판은 니켈 및 철을 포함하는 인바(Inva) 합금을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 희생층 패턴은 알루미늄, 은, 마그네슘 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 희생층을 제거하는 단계는 제1 에천트를 이용하는 진행될 수 있다.
상기 제1 에천트는 상기 희생층 패턴에 대한 에칭 레이트가 상기 대상 기판에 대한 에칭 레이트보다 클 수 있다.
상기 마스크 대상 기판 상에 레이저를 조사한 후에, 상기 커버 영역의 상기 노출 영역을 향하는 내측면과, 상기 희생층 패턴의 측면 및 상면에 분진 산화막이 형성될 수 있다.
상기 희생층 패턴을 제거하는 단계는, 상기 희생층 패턴의 측면 및 상면에 형성된 상기 분진 산화막을 함께 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 희생층 패턴 및 상기 희생층 패턴의 측면 및 상면에 형성된 상기 분진 산화막을 함께 제거하는 단계는, 30분이내에 진행될 수 있다.
상기 희생층 패턴을 제거한 후에, 상기 커버 영역의 상기 노출 영역을 향하는 측면에 형성된 상기 분진 산화막을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 커버 영역의 상기 노출 영역을 향하는 측면에 형성된 상기 분진 산화막을 제거하는 단계는, 상기 제1 에천트와 상이한 제2 에천트를 이용하여 진행될 수 있다.
상기 마스크 대상 기판의 일면에 상기 희생층을 형성하는 단계는, 포토리소그래프 공정, 전주 도금 공정, 및 스퍼터링 공정 중 적어도 하나의 공정을 이용하여 진행될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크는 마스크 바디로서, 서로 이격되어 배치된 복수의 홀 영역 및 상기 각 홀 영역을 둘러싸는 립 영역을 포함하는 마스크 바디; 및 상기 마스크 바디의 상기 홀 영역을 향해 배치된 상기 립 영역의 내측면 상에 배치된 분진 산화막을 포함한다.
상기 분진 산화막은 상기 마스크 바디의 상기 립 영역의 상면 상에는 비배치될 수 있다.
상기 마스크 바디는 니켈 및 철을 포함하는 인바(Inva) 합금을 포함하여 이루어지고, 상기 분진 산화막은 산화 니켈 및 산화 철을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 마크스 바디의 상기 립 영역의 상면에 배치되고, 상기 분진 산화막과 상이한 물질을 포함하여 이루어진 잔여막을 더 포함할 수 있다.
상기 잔여막은 알루미늄, 은, 마그네슘 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예들에 의하면 증착 마스크의 공정 효율이 개선된 증착 마스크의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에 의하면 공정 효율이 개선된 증착 마스크를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 증착 마스크 조립체의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A 영역을 확대한 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 증착 마스크의 사시도이다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 증착 마스크의 단면도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 증착 마스크의 단면도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 증착 마스크의 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 증착 마스크의 제조 방법의 순서도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 증착 마스크의 제조 방법의 공정 단계를 나타내는 평면도이다.
도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 11은 금속의 빛의 파장에 따른 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 12는 일 실시예에 따른 증착 마스크의 제조 방법의 공정 단계를 나타내는 단면도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 증착 마스크의 제조 방법의 공정 단계를 나타내는 단면도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 증착 마스크의 제조 방법의 공정 단계 중 분진 산화막을 나타내는 사진이다.
도 15 및 도 16은 일 실시예에 따른 증착 마스크의 제조 방법의 공정 단계를 나타내는 단면도이다.
도 17은 레이저 세기와 미가공 홀의 수의 상관 관계를 나타낸 그래프이다.
도 18은 레이저 세기와 에칭 효율의 상관 관계를 나타낸 그래프이다.
도 19는 일 실시예에 따른 희생층을 형성하는 공정 단계를 나타낸 순서도이다.
도 20는 도 19의 공정 단계를 나타낸 단면도이다.
도 21은 다른 실시예에 따른 희생층을 나타낸 단면도이다.
도 22는 또 다른 실시예에 따른 희생층을 나타낸 단면도이다.
도 23은 다른 실시예에 따른 희생층을 형성하는 공정 단계를 나타낸 순서도이다.
도 24는 도 23의 공정 단계를 나타낸 단면도이다.
도 25는 또 다른 실시예에 따른 희생층을 형성하는 공정 단계를 나타낸 순서도이다.
도 26은 또 다른 실시예에 따른 희생층의 형성하는 공정 단계를 나타낸 단면도이다.
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 형태로 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.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도면을 참조하여 일 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 증착 마스크 조립체의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A 영역을 확대한 평면도이다.
일 실시예에 따른 증착 마스크 조립체는 모바일 폰, 스마트 폰, 태블릿 PC(Personal Computer), 및 스마트 워치, 워치 폰, 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기뿐만 아니라 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷 등의 표시 장치에 적용되는 유기물층이나 무기물층을 증착하는 증착 공정에 사용될 수 있다. 예를 들어, 증착 마스크 조립체는 유기발광 표시장치의 유기 발광층이나 정공주입/수송층, 전자주입/수송층 등의 유기물 박막을 증착하는 데에 사용될 수 있고, 기타 유기막, 무기막, 금속 패턴 등을 증착하는 데에 사용될 수도 있다. 증착 마스크는 대상 기판에 형성될 박막의 패턴과 동일한 패턴의 개구부를 가지는 파인 메탈 마스크(Fine Metal Mask; FMM)일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 증착 마스크 조립체(1)는 증착 마스크(100)와 마스크 프레임(500)을 포함한다.
마스크 프레임(500)은 증착 마스크(100)를 고정하며 예를 들어 증착 마스크(100)와 용접을 통해 서로 결합될 수 있다. 마스크 프레임(500)은 도 1에 도시된 바와 같이, 중앙에 개구가 형성된 사각틀 형상을 가질 수 있다. 마스크 프레임(500)은 각각, 소정의 폭을 가지며 제1 방향(DR1)으로 연장된 양 단변틀, 및 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)으로 연장된 양 장변틀을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
마스크 프레임(500)은 강성이 큰 금속 재료, 예를 들어 스테인리스 강 등의 금속을 포함하여 이루어질 수 있다.
증착 마스크(100)는 일 방향으로 연장된 라인 형상일 수 있다. 예를 들어, 증착 마스크(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 방향(DR1)으로 양 마스크 프레임(500)의 양 장변틀 및 상기 중앙부의 개구를 지나 연장될 수 있으며, 마스크 프레임(500)의 양 장변틀 및 상기 중앙부의 개구 상에 배치될 수 있다. 증착 마스크(100)는 마스크 프레임(500)의 양 장변틀에서 고정될 수 있다.
증착 마스크(100)는 복수개일 수 있다. 각 증착 마스크(100)는 서로 일 방향을 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 각 증착 마스크(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 제2 방향(DR2)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있지만 이에 제한되지 않고 서로 실질적으로 접한 채로 제2 방향(DR2)을 따라 배치될 수도 있다.
마스크 프레임(500)의 양 단변틀과 양 장변틀이 상술한 바와 달리, 각각 반대의 방향으로 연장되는 경우에는 각 증착 마스크(100)의 연장 방향 및 배열 방향은 상술한 바와 각각 다른 방향일 것이다.
증착 마스크(100)는 중앙 부위의 마스크 패턴부(MPR)(또는 마스크 바디부) 및 메인 립부(MLR)와 연장 방향 양 단부의 결합부(BR) 및 클램핑부(CPR)를 포함할 수 있다.
클램핑부(CPR)는 증착 마스크(100)의 양 단부(제1 방향(DR1) 단부)에 배치되며 증착 마스크(100)의 상기 양 단부에서 각각 만입된 형상을 가질 수 있다. 클램핑부(CPR)는 증착 마스크(100)를 용접에 의해 마스크 프레임(500)에 결합시키기 전에 양 단부 방향(제1 방향(DR1))으로 인장시키는 클램프(미도시)가 결합되는 부분으로서, 용접 공정 후에는 절단될 수도 있다.
결합부(BR)는 클램핑부(CPR) 주변에 배치되되, 마스크 프레임(500)과 두께 방향으로 중첩하도록 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 결합부(BR)는 증착 마스크(100)의 양 단부에 위치하는 클램핑부(CPR) 주변에 각각 위치할 수 있다. 각 결합부(BR)는 용접에 의해 마스크 프레임(500)과 결합될 수 있다. 예를 들어, 각 결합부(BR)는 마스크 프레임(500)의 양 장변틀과 용접될 수 있다.
증착 마스크(100)의 중앙 부위에는 메인 립부(MLR)가 배치될 수 있다. 메인 립부(MLR)는 마스크 프레임(500)에 의해 노출되는 상기 중앙 개구 상에 배치될 수 있다. 메인 립부(MLR)는 결합부(BR)와 물리적으로 연결되고 평면상 마스크 패턴부(MPR)를 둘러쌀 수 있다. 메인 립부(MLR)는 인접한 마스크 패턴부(MPR) 사이와 마스크 패턴부(MPR)의 제2 방향(DR2) 측 주변에 배치되어 평면상 마스크 패턴부(MPR)를 완전히 둘러쌀 수 있다. 메인 립부(MLR)는 일체로 형성될 수 있다.
메인 립부(MLR)는 인접한 마스크 패턴부(MPR)를 구분하고, 증착 마스크(100)의 틀 역할을 할 수 있다. 또, 메인 립부(MLR)는 예를 들어 증착 대상 기판에 증착 물질을 증착시키는 경우, 상기 증착 대상 기판에 증착된 물질의 패턴을 제외한 영역과 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
마스크 패턴부(MPR)는 메인 립부(MLR)와 마찬가지로, 증착 마스크(100)의 중앙 부위에 배치되고 마스크 프레임(500)에 의해 노출되는 상기 중앙 개구와 중첩하도록 배치될 수 있다. 마스크 패턴부(MPR)는 평면상 메인 립부(MLR)에 의해 완전히 둘러싸여 있을 수 있다. 즉, 마스크 패턴부(MPR)는 평면상 증착 마스크(100)의 구성 물질에 의해 완전히 둘러싸여 있을 수 있다.
하나의 증착 마스크(100)에서 마스크 패턴부(MPR)는 복수개일 수 있다. 각 마스크 패턴부(MPR)는 도 1에 도시된 바와 같이 일 방향을 따라 서로 이격되어 배열될 수 있다. 도 1에서는 마스크 패턴부(MPR)가 하나의 열로 배열된 경우를 예시하고 있지만, 이에 제한되는 것은 아니며 마스크 패턴부(MPR)는 둘 이상의 열로 배열될 수도 있다.
마스크 패턴부(MPR)는 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 마스크 홀(110) 및 복수의 마스크 홀(110) 주변에 배치된 서브 립부(130)를 포함할 수 있다. 서브 립부(130)는 메인 립부(MLR)와 물리적으로 연결될 수 있다. 서브 립부(130)는 메인 립부(MLR)와 동일한 물질로 형성될 수 있다.
서브 립부(130)는 예를 들어 증착 대상 기판에 증착 물질을 증착시키는 경우, 상기 증착 대상 기판에 증착된 물질의 패턴을 제외한 영역과 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
서브 립부(130)는 평면상, 마스크 홀(110)을 둘러쌀 수 있다. 서브 립부(130)는 인접한 마스크 홀(110) 사이와 마스크 홀(110)의 제2 방향(DR2) 측 주변에 배치되어 마스크 홀(110)을 완전히 둘러쌀 수 있다. 서브 립부(130)는 하나의 마스크 패턴부(MPR)에서 일체로 형성될 수 있다. 서브 립부(130)는 인접한 마스크 홀(110)을 구분할 수 있다.
마스크 홀(110)은 평면상 서브 립부(130)에 의해 완전히 둘러싸여 있을 수 있다. 즉, 마스크 홀(110)은 평면상 증착 마스크(100)의 구성 물질에 의해 완전히 둘러싸여 있다.
마스크 홀(110)은 복수개일 수 있다. 각 마스크 홀(110)은 도 2에 도시된 바와 같이 행렬 방향을 따라 서로 이격되어 배열될 수 있다.
도 2에서는 마스크 홀(110)의 평면 형상이 직사각형인 도트 타입으로 적용된 경우를 예시하고 있지만, 이에 제한되지 않고 마스크 홀(110)의 평면 형상은 정사각형, 원형, 기타 다각형의 도트 타입이거나 일 방향으로 연장된 슬릿 타입으로 적용될 수도 있다.
다른 정의가 없는 한, 본 명세서에서 "상부", "탑", "상면"은 마스크 프레임(500)을 기준으로 증착 마스크(100)를 바라보는 측을 의미하고, "하부", "바텀", "하면"은 증착 마스크(100)를 기준으로 마스크 프레임(500)을 바라보는 측을 의미하는 것으로 한다.
복수의 마스크 홀(110)은 증착 마스크(100)의 상면(도 1의 제3 방향(DR3) 상부면)과 하면(도 1의 제3 방향(DR3) 하부면)을 관통할 수 있다. 마스크 홀(110)은 예를 들어 증착 대상 기판에 증착 물질을 증착시키는 경우, 상기 증착 대상 기판에 증착된 물질의 패턴과 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
증착 마스크(100)는 마스크 물질을 포함할 수 있다. 적용 가능한 상기 마스크 물질의 예로는 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 니켈 합금, 니켈-코발트 합금 등을 들 수 있다.
몇몇 실시예에서, 증착 마스크(100)는 인바((Invar) 합금을 포함하여 이루어질 수 있다. 인바 합금은 강철과 니켈의 합금을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 인바 합금의 니켈의 함량은 약 36%이고, 철의 함량은 약 64%일 수 있지만 니켈 및 철의 함량은 상기 예시된 수치에 제한되지 않고 필요에 따라 일부 변동될 수도 있다. 상기 인바 합금은 니켈, 철 이외에도 탄소, 황 등의 일부 불순물이 포함될 수도 있다.
증착 마스크(100)의 상기 인바 합금은 압연 방식 또는 전주 도금 방식으로 형성될 수 있다.
몇몇 실시예에서 증착 마스크(100)는 약 32% 함량의 니켈, 약 63% 함량의 철 및 약 5% 함량의 코발트를 포함하는 수퍼　인바　합금을 포함하여 이루어질 수도 있다.
이하, 증착 마스크(100)의 단면 형상에 대해 설명한다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 자른 단면도이다. 도 3을 참조하면, 서브 립부(130)는 인접한 마스크 홀(110)의 주변에 배치된다. 도 3은 마스크 홀(110)을 사이에 두고 서브 립부(130)의 부분 영역들이 서로 이격되어 배치된 것으로 도시하였으나, 도 2에서 설명한 바와 같이 서브 립부(130)는 전체적으로 일체로 형성된다. 이를 나타내기 위해 각 서브 립부(130)의 이격된 부분 영역들을 연결하는 점선을 추가로 표시하였다.
서브 립부(130)의 단면 형상과 마스크 홀(110)의 단면 형상은 서로 상응될 수 있다.
도 3을 참조하면, 서브 립부(130)의 단면 형상은 하면에서 상면으로 갈수록 폭이 작아지는 형상일 수 있다. 이와 상응하는 마스크 홀(110)의 단면 형상은 하면에서 상면으로 갈수록 폭이 커지는 형상일 수 있다. 즉, 서브 립부(130)의 단면 형상으로 테이퍼(taper) 형상이 적용될 수 있고, 마스크 홀(110)의 단면 형상으로 역테이퍼 형상이 적용될 수 있다.
레이저에 의한 마스크 홀(110)을 형성하는 경우 도 3에 도시된 바와 같은 서브 립부(130) 및 마스크 홀(110)의 단면 형상을 가질 수 있다.
서브 립부(130) 및/또는 마스크 홀(110)의 단면 형상은 마스크 홀(110)을 형성하는 공정에 의해 다양하게 변형될 수 있다.
즉, 서브 립부(130)와 마스크 홀(110) 각각의 단면 형상은 도 3에 도시된 바와 달리, 하면에서 상면으로 갈수록 실질적으로 동일한 폭을 유지할 수 있으며, 서브 립부(130)는 단면 형상으로서 하면에서 상면으로 갈수록 폭이 커지는 역테이퍼 형상이 적용되고, 마스크 홀(110)의 단면 형상으로서 하면에서 상면으로 갈수록 폭이 작아지는 테이퍼 형상이 적용될 수도 있다.
도 1에서는 증착 마스크(100)가 복수개의 분리 마스크로 구성된 것으로 도시하였으나, 복수개의 분리 마스크를 합친 크기를 가지는 하나의 원장 마스크로 구성될 수도 있다.도 4는 다른 실시예에 따른 증착 마스크의 사시도이다.
도 4를 참조하면, 증착 마스크(100_1)는 일체로 형성된 원장 마스크일 수 있다. 본 실시예에 따른 증착 마스크(100_1)는 도 1의 증착 마스크(100)와 마찬가지로 복수의 마스크 패턴부(MPR)와 평면상 이를 둘러싸며 일체로 형성된 메인 립부(MLR)를 포함할 수 있다.
또, 각 마스크 패턴부(MPR)는 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 홀과 평면상 이를 둘러싸며 각 마스크 패턴부(MPR)에서 일체로 형성된 서브 립부롤 포함한다. 상기한 구성들에 대해서는 도 1 및 도 2에서 설명한 바, 이하 이와 관련된 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 증착 마스크의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 증착 마스크(100_2)는 서브 립부(130)가 상면(130u) 및 양 측면(130s)(또는 내측면)을 포함하고, 서브 립부(130)의 양 측면(130s)과 마스크 홀(110)(또는 마스크 홀 영역) 사이에 배치된 분진 산화막(DRE)을 더 포함한다는 점에서 도 3의 증착 마스크(100)와 상이하다. 서브 립부(130)의 양 측면(130s)은 인접한 마스크 홀(110)을 바라보는 내측면일 수 있다.
더욱 구체적으로 설명하면 분진 산화막(DRE)은 서브 립부(130)의 상면(130u) 상에는 배치되지 않고, 서브 립부(130)의 측면(130s) 상의 적어도 일부에 배치될 수 있다. 분진 산화막(DRE)은 서브 립부(130)의 양 측면(130s)과 마스크 홀(110) 사이에 배치될 수 있다. 분진 산화막(DRE)은 서브 립부(130)의 측면(130s)에 직접 배치되어 접할 수 있다.
도 5에서는 분진 산화막(DRE)이 서브 립부(130)의 측면(130s) 상에 부분적으로 배치되어 있어, 일부 영역을 부분적으로 노출하는 것으로 도시하였지만, 이에 제한되지 않고 분진 산화막(DRE)은 서브 립부(130)의 측면(130s)의 전면에 걸쳐 배치되어 커버할 수도 있다.
분진 산화막(DRE)은 증착 마스크(100_2)의 구성 물질 및 산소를 포함하여 이루어질 수 있다. 증착 마스크(100_2)가 니켈과 철을 포함하는 인바 합금을 포함하는 예시된 실시예에서 분진 산화막(DRE)은 산화 니켈과 산화 철을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 증착 마스크(100_2)의 인바 합금이 몇몇 불순물, 예컨대 황 및/또는 탄소를 포함하는 경우 분진 산화막(DRE)은 산화 니켈과 산화 철 이외에도 황과 산소의 화합물 및/또는 탄소와 산소의 화합물을 더 포함하여 이루어질 수도 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 증착 마스크의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 증착 마스크(100_3)는 서브 립부(130)의 상면(130u)에 배치된 잔여막(SRE)을 더 포함한다는 점에서 도 3의 증착 마스크(100)와 상이하다.
더욱 구체적으로 설명하면 잔여막(SRE)은 서브 립부(130)의 상면(130u)에만 배치되고 서브 립부(130)의 측면(130s)에는 배치되지 않는다. 잔여막(SRE)은 서브 립부(130)의 상면(130u)에 직접 배치되어 접할 수 있다.
도 6에서는 잔여막(SRE)이 서브 립부(130)의 상면(130u) 상에 부분적으로 배치되어 있어, 일부 영역을 부분적으로 노출하는 것으로 도시하였지만, 이에 제한되지 않고 잔여막(SRE)은 서브 립부(130)의 상면(130u)의 전면에 걸쳐 배치되어 커버할 수도 있다.
잔여막(SRE)은 제조 과정에서 사용된 희생층이 일부 잔류한 막일 수 있다. 희생층 및 잔여막(SRE)은 레이저에 대한 반사율이 우수한 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 증착 마스크의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 증착 마스크(100_3)는 도 5의 분진 산화막(DRE)을 더 포함한다는 점에서 도 6에 따른 증착 마스크(100_2)와 상이하다.
더욱 구체적으로 설명하면, 본 실시예에 따른 증착 마스크(100_3)의 잔여막(SRE)은 서브 립부(130)의 상면(130u)에만 배치되고 서브 립부(130)의 측면(130s)에는 배치되지 않으며, 증착 마스크(100_3)의 분진 산화막(DRE)은 서브 립부(130)의 상면(130u) 상에는 배치되지 않고, 서브 립부(130)의 측면(130s) 상의 적어도 일부에 배치될 수 있다.
이하, 일 실시예에 따른 증착 마스크(100)의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 8은 일 실시예에 따른 증착 마스크의 제조 방법의 순서도이고, 도 9는 일 실시예에 따른 증착 마스크의 제조 방법의 공정 단계를 나타내는 평면도이고, 도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ' 선을 따라 자른 단면도이고, 도 11은 금속의 빛의 파장에 따른 반사율을 나타낸 그래프이고, 도 12는 일 실시예에 따른 증착 마스크의 제조 방법의 공정 단계를 나타내는 단면도이고, 도 13은 일 실시예에 따른 증착 마스크의 제조 방법의 공정 단계를 나타내는 단면도이고, 도 14는 일 실시예에 따른 증착 마스크의 제조 방법의 공정 단계 중 분진 산화막을 나타내는 사진이고, 도 15 및 도 16은 일 실시예에 따른 증착 마스크의 제조 방법의 공정 단계를 나타내는 단면도이다.
도 8 및 도 9와 도 10을 참조하면, 먼저 일면에 희생층(200)이 형성된 마스크 대상 기판(101)을 준비한다(S10).
마스크 대상 기판(101)은 증착 마스크(100)를 제조하기 위한 대상 기판이다. 마스크 대상 기판(101)은 증착 마스크(100)와 동일한 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
마스크 대상 기판(101)은 증착 마스크(100)의 마스크 홀(110)이 형성될 영역(101b)과 서브 립부(130)가 형성될 영역(101a)을 포함한다. 마스크 홀(110)이 형성될 영역(101b)과 서브 립부(130)가 형성될 영역(101a)은 도 2에서와 마찬가지의 형상 및 배치를 가질 수 있다. 이외에도 마스크 대상 기판(101)은 증착 마스크(100)의 메인 립부(MLR), 결합부(BR), 및 클램핑부(CPR)가 형성될 영역을 포함할 수 있다.
마스크 대상 기판(101)의 일면에 희생층(200)(또는 희생층 패턴)을 형성한다. 희생층(200)을 마스크 대상 기판(101)의 일면을 실질적으로 덮도록 형성할 수 있다. 희생층(200)을 도 9에 도시된 바와 같이 마스크 홀(110)이 형성될 영역(101b)을 제외하고 서브 립부(130)가 형성될 영역(101a)을 덮도록 형성할 수 있다. 즉, 희생층(200)은 마스크 대상 기판(101)의 마스크 홀(110)이 형성될 영역(101b)과 비중첩하고 서브 립부(130)가 형성될 영역(101a)과는 중첩하도록 형성할 수 있다. 마스크 대상 기판(101)의 서브 립부(130)가 형성될 영역(101a)은 희생층(200)에 의해 커버되는 커버 영역(101a)이고, 마스크 대상 기판(101)의 마스크 홀(110)이 형성될 영역(101b)은 희생층(200)에 의해 노출되는 노출 영역(101b)일 수 있다.
희생층(200)은 평면상 노출 영역(101b)을 둘러쌀 수 있다. 희생층(200)은 평면상 일체로 형성할 수 있다. 도 10은 평면상 희생층(200)이 노출 영역(101b)을 사이에 두고 희생층(200)의 부분 영역들이 일 방향으로 서로 이격되어 형성된 것으로 도시하였으나, 상기한 바와 같이 희생층(200)은 전체적으로 일체로 형성한다. 이를 나타내기 위해 각 희생층(200)의 이격된 부분 영역들을 연결하는 점선을 추가로 표시하였다.
희생층(200)은 마스크 대상 기판(101)의 구성 물질과 상이하며, 희생층(200)은 레이저에 대한 반사율이 우수한 물질들로 이루어질 수 있다. 희생층(200)의 레이저에 대한 반사율은 마스크 대상 기판(101)의 레이저에 대한 반사율보다 클 수 있다. 구체적으로, 희생층(200)은 레이저에 대한 반사율이 약 70% 이상인 고 반사 물질들로 이루어지며, 상기 레이저는 약 400nm 내지 약 600nm의 파장 범위 중 어느 하나의 파장을 갖는 단파장 광일 수 있다. 희생층(200)으로 적용 가능한 물질의 예로는 이에 제한되지 않으나, 알루미늄, 구리, 은 등의 금속을 들 수 있다. 몇몇 실시예에서 희생층(200)은 알루미늄을 포함하여 이루어질 수 있다.
이에 대해서는 도 11을 참조하여 더욱 자세히 설명한다. 도 11의 가로축은 빛의 파장(nm)을 나타내고, 세로축은 반사율(%)을 나타낸다.
도 11을 참조하면 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al)은 니켈(Ni), 탄소강(Fe)(또는, 철)보다 전반적인 빛의 파장 범위에서 우수한 반사율을 나타낸다. 특히, 약 400nm 내지 약 600nm 파장 범위의 광에 대해 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al)은 각각 약 70% 이상의 반사율을 나타내나, 니켈(Ni) 탄소강(Fe)(또는, 철)은 약 40% 내지 약 60% 범위의 반사율을 나타낸다. 레이저 광으로서 약 400nm 내지 약 600nm의 파장 범위가 적용되고 마스크 대상 기판(101)으로서 인바 합금이 적용되고 희생층(200)으로서 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag) 중 적어도 어느 하나가 적용되는 예시적인 실시예에서, 희생층(200)의 상기 레이저에 대한 반사율은 마스크 대상 기판(101)의 상기 레이저에 대한 반사율보다 클 수 있다. 희생층(200)의 상기 반사율은 약 70% 이상이고, 마스크 대상 기판(101)의 상기 반사율은 약 40% 내지 약 60%일 수 있다.
다시 도 10을 참조하면, 희생층(200)의 단면 형상은 하면에서 상면으로 갈수록 폭이 작아지는 형상일 수 있다. 즉, 희생층(200)의 단면 형상으로 정 테이퍼(taper) 형상이 적용될 수 있다.
희생층(200)의 단면 구조는 희생층(200)을 형성하는 공정에 의해 다양하게 변형될 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
도 8 및 도 12를 참조하면, 이어 희생층(200) 및 마스크 대상 기판(101) 상에 레이저 장치를 배치하고 상기 레이저 장치의 레이저(Laser)가 희생층(200)이 노출하는 마스크 대상 기판(101b)을 조사한다(S20). 예를 들어, 레이저(Laser)는 상기한 바와 같이 약 400nm 내지 약 600nm의 파장 범위를 가질 수 있다.
레이저(Laser)는 마스크 대상 기판(101)의 노출 영역(101b)을 제거하는 역할을 한다. 레이저(Laser)가 희생층(200)이 노출하는 마스크 대상 기판(101b)을 조사하는 단계(S20)에서, 도 12의 B 영역에 도시된 바와 같이 희생층(200)이 커버하는 마스크 대상 기판(101)의 커버 영역(101a)에도 레이저(Laser)가 부분적으로 조사될 수 있다. 이는 상기 레이저 장치에 일부 정렬 오차(alignment error)가 발생하는 경우에 해당한다.
희생층(200)은 상술한 바와 같이, 레이저(Laser)에 대해 반사율이 우수한 물질들로 이루어져 있다. 이로 인해 마스크 대상 기판(101)의 커버 영역(101a)으로 레이저(Laser)가 조사되더라도 대부분의 입사된 레이저(Laser)를 반사(예컨대, 약 80% 이상)하여 커버하는 마스크 대상 기판(101)의 커버 영역(101a)으로 직접 조사된 레이저(Laser)의 양이 크지 않을 수 있다.
반면, 노출 영역(101b)으로 입사된 레이저(Laser)는 희생층(200)보다 상대적으로 레이저(Laser)에 대한 반사율이 작은 마스크 대상 기판(101)을 비교적 많이 투과함으로써 마스크 대상 기판(101)의 노출 영역(101b)을 직접 충분히 조사할 수 있게 된다.
즉, 예시된 증착 마스크(100)의 제조 방법은 마스크 대상 기판(101)의 노출 영역(101b)을 제한 영역 상에 레이저(Laser) 차단(Blocking) 역할을 하는 희생층(200)을 배치하여 레이저 패터닝의 가공 정밀도를 향상한다.
한편, 도 12의 B 영역에 도시된 바와 같이 일부 정렬 오차가 발생한 레이저 장치에 의해 레이저(Laser)가 충분하게 마스크 대상 기판(101)의 노출 영역(101b)을 조사하지 못할 수 있는데, 이 경우 상기 레이저 장치는 레이저(Laser)의 조사 범위 및 세기를 조절함으로써 레이저(Laser)가 마스크 대상 기판(101)의 노출 영역(101b)의 전범위를 충분히 조사하도록 할 수 있다.
도 8, 도 13, 및 도 14를 참조하면 이어서, 레이저(Laser)가 조사된 마스크 대상 기판(101)의 노출 영역(101b)을 제거한다(S30).
레이저(Laser)가 조사된 마스크 대상 기판(101)의 노출 영역(101b)을 제거하는 단계(S30)는 마스크 대상 기판(101)의 커버 영역(102)을 남기는 단계를 포함한다. 마스크 대상 기판(101)의 커버 영역(102)은 후속 공정을 수행한 후에 도 2에 도시된 최종적인 증착 마스크(100)의 서브 립부(130)다. 마스크 대상 기판(101)의 노출 영역(101b)을 제거하는 단계(S30) 후에, 도 13에 도시된 바와 같이 커버 영역(102)의 사이에는 홀 영역(103)을 형성할 수 있다. 홀 영역(103)은 도 2에 도시된 최종적인 증착 마스크(100)의 마스크 홀(110)이다.
한편, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 최종적인 증착 마스크(100)의 마스크 홀(110)을 형성하는 과정에서 마스크 대상 기판(101)의 커버 영역(102)의 양 내측면(102s)과 희생층(200)의 상면(200u) 및 양 내측면(200s)에는 분진 산화막(70, 71, 72)이 형성될 수 있다.
분진 산화막(70)은 마스크 대상 기판(101)의 커버 영역(102)의 양 측면(102s)을 부분적으로 덮고, 일부는 노출하며, 또, 분진 산화막(71, 72)은 희생층(200)의 상면(200u)과 양 측면(200s)을 각각 부분적으로 덮고, 일부는 노출할 수 있다. 즉, 희생층(200)의 상면(200u) 및 양 내측면(200s)은 각각 분진 산화막(71, 72)에 의해 덮이는 상면 커버 영역(200uc), 측면 커버 영역(200sc)을 포함하고, 분진 산화막(71, 72)에 의해 노출되는 상면 노출 영역(200ue)과 측면 노출 영역(200se)을 포함할 수 있다.
마스크 대상 기판(101)의 커버 영역(102)의 양 측면(102s)은 이와 마찬가지로 분진 산화막(70)에 의해 덮이는 영역과 분진 산화막(70)에 의해 노출되는 영역을 포함할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 달리 분진 산화막(70)은 마스크 대상 기판(101)의 커버 영역(102)의 양 측면(102s)을 전면적으로 덮고, 또, 분산 산화막(71, 72)은 희생층(200)의 상면(200u)과 양 측면(200s)을 전면적으로 덮을 수도 있다.
도 8, 도 15 및 도 16을 참조하면 이어서, 희생층(200)을 마스크 대상 기판의 커버 영역(102)의 일면으로부터 제거한다(S40).
희생층(200)을 마스크 대상 기판의 커버 영역(102)의 일면으로부터 제거하는 단계(S40)는 희생층(200)을 제1 에천트(ET1)를 사용하여 에칭(Etching)하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 에천트(ET1)는 산 에칭액 또는 염기 에칭액을 포함할 수 있다. 상기 산 에칭액으로 적용가능한 물질로는 이에 제한되는 것은 아니지만 염산, 황산, 질산, 불화수소 등의 무기산, 포름산, 옥살산, 시트르산, 아세트산, 벤조산 등을 들 수 있으며, 상기 염기 에칭액으로 적용가능한 물질로는 이에 제한되는 것은 아니지만 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 수산화 리튬 등의 알칼리 금속의 수산화물, 수산화칼슘 등의 알칼리 토금속의 수산화물, 탄산나트륨 등의 무기 알칼리 금속염, 아세트산나트륨 등의 유기 알칼리 금속염, 암모니아수 등을 들 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1 에천트(ET1)는 수산화 나트륨의 수산화물을 포함하여 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서 제1 에천트(ET1)는 염산을 포함하여 이루어질 수 있다.
희생층(200)을 제1 에천트(ET1)를 사용하여 에칭하는 단계는 희생층(200)과 상기 대상 기판의 커버 영역(102)에 대해 에칭 레이트(식각률)이 상이하다. 즉, 선택되는 제1 에천트(ET1)는 희생층(200)을 주로 에칭하고, 상기 대상 기판의 커버 영역(102)은 거의 에칭하지 않을 수 있다. 예를 들어, 희생층(200)에 대한 에칭 레이트가 상기 대상 기판의 커버 영역(102)에 대한 에칭 레이트보다 5배 이상, 또는 20배 이상일 수 있다.
희생층(200)을 제1 에천트(ET1)를 사용하여 에칭하는 단계는 제1 에천트(ET1)에 희생층(200)을 담가 에칭할 수 있으나. 이에 제한되지 않고 희생층(200) 상에 제1 에천트(ET1)를 살산하여 희생층(200)을 에칭할 수도 있다.
제1 에천트(ET1)는 희생층(200)의 내부로 침투하여 희생층(200)을 커버 영역(102)의 일면으로부터 제거할 수 있다. 제1 에천트(ET1)가 희생층(200)의 내부로 침투하는 경로는, 도 15의 확대도에서와 같이 희생층(200)의 상면 노출 영역(200ue) 및 측면 노출 영역(200se)을 통해 직접 침투하는 경로일 수 있다. 제1 에천트(ET1)는 희생층(200)의 상면 커버 영역(200uc) 및 측면 커버 영역(200sc)을 통해서는 해당 영역 상에 배치된 분진 산화막(71, 72)으로 인해 희생층(200)의 내부로 직접 침투하지 않을 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1 에천트(ET1)는 분진 산화막(71, 72)을 직접 투과하여 희생층(200)의 상면 커버 영역(200uc) 및 측면 커버 영역(200sc)에 침투할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
희생층(200)을 제1 에천트(ET1)를 사용하여 에칭하는 단계는 약 30min 이내의 공정 시간동안 수행할 수 있다. 희생층(200)을 제1 에천트(ET1)를 사용하여 에칭하는 단계는 후술할 분진 산화막(70)을 제2 에천트를 사용하여 에칭하여 제거하는 단계보다 소요되는 공정 시간이 크지 않다.
희생층(200)을 마스크 대상 기판의 커버 영역(102)의 일면으로부터 제거하는 단계(S40)는 희생층(200)의 측면 커버 영역(200sc) 및 상면 커버 영역(200uc)에 배치된 분진 산화막(71, 72)을 함께 제거하는 단계를 포함한다.
희생층(200)을 마스크 대상 기판의 커버 영역(102)의 일면으로부터 제거하는 단계(S40)를 수행한 후, 도 16의 확대도에 도시된 바와 같이 커버 영역(102)의 상면(102u)에 일부 희생층(200)의 잔여막(SRE)이 남을 수 있다. 잔여막(SRE)은 희생층(200)을 제거하는 과정에서 희생층(200)이 완전히 제거되지 않고 일부 남은 잔여물로서 희생층(200)과 동일한 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서는 도 15에 도시된 바와 달리 희생층(200)의 에칭 시간 및 제1 에천트(ET1)의 농도를 조절하여 커버 영역(102)의 상면(102u)에 잔여막(SRE)이 남지 않을 수 있다.
이후, 마스크 대상 기판의 커버 영역(102)의 내측면(102s)에 형성된 분진 산화막(70)을 제거한다(S50).
마스크 대상 기판의 커버 영역(102)의 내측면(102s)에 형성된 분진 산화막(70)을 제거하는 단계(S50)는 분진 산화막(70)을 제2 에천트를 사용하여 에칭(Etching)하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 에천트는 산 에칭액 또는 염기 에칭액을 포함할 수 있다. 상기 제2 에천트는 제1 에천트(ET1)의 예시된 물질 중에서 선택될 수 있다. 몇몇 실시예에서 상기 제2 에천트는 옥살산 용액을 포함하여 이루어질 수 있다.
분진 산화막(70)을 상기 제2 에천트를 사용하여 에칭(Etching)하는 단계는 분진 산화막(70)은 에칭하는 반면, 커버 영역(102)은 에칭하지 않을 수 있다.
즉, 상기 제2 에천트는 분진 산화막(70)에 대해 에칭 특성을 가지지만, 커버 영역(102)에 대해서는 에칭 특성을 갖지 않을 수 있다. 그러나 상기 제2 에천트가 분진 산화막(70)뿐만 아니라 커버 영역(102)에 대해서 에칭 특성을 가지는 경우, 에칭 시간 등의 공정 조건을 통해 상기 제2 에천트에 의해 커버 영역(102)이 에칭되는 것을 방지할 수 있다.
분진 산화막(70)을 상기 제2 에천트를 사용하여 에칭하는 단계는 약 30h 내지 40h의 공정 시간동안 수행할 수 있다. 분진 산화막(70)을 상기 제2 에천트를 사용하여 에칭하는 단계는 상술한 희생층(200)을 제1 에천트(ET1)를 사용하여 에칭하여 제거하는 단계보다 소요되는 공정 시간이 월등히 클 수 있다.
한편, 마스크 대상 기판의 커버 영역(102)의 내측면(102s)에 형성된 분진 산화막(70)을 제거하더라도 도 5에 도시된 바와 같이 서브 립부(130)(또는 도 16의 커버 영역(102))의 내측면에 잔여물인 분진 산화막(DRE)이 남을 수 있다.
마스크 대상 기판(101)에 희생층(200)이 배치되지 않는 경우 레이저를 통해 마스크 대상 기판(101)의 노출 영역(101b)을 제거하는 공정에서 분진 산화막이 마스크 대상 기판(101)의 커버 영역(101a)의 상면 및 측면에 모두 형성될 수 있다. 마스크 대상 기판(101)의 커버 영역(101a)의 상면 및 측면에 형성된 분진 산화막을 모두 제거하기 위해서는 약 65h 내지 약 80h의 공정 시간이 소요될 수 있다. 그러나, 마스크 대상 기판(101)에 희생층(200)을 형성하는 경우가 적용된 본 실시예에서는 분진 산화막이 희생층(200)의 상면 및 측면과 커버 영역(101a)의 측면에 모두 형성되지만 희생층(200)의 상면 및 측면에 형성되는 분진 산화막은 상기한 바와 같이 많아야 약 30min이내에 희생층(200)과 함께 제거될 수 있으므로, 상술한 공정 시간(약 65h 내지 약 80h)보다 공정 시간을 크게 단축할 수 있다.
한편, 마스크 대상 기판(101)의 노출 영역(101b)을 제거하기 위해 상술한 조사하는 레이저(Laser)의 세기를 증가시키면 마스크 대상 기판(101)의 노출 영역(101b)을 제거하는 단계에서의 효율이 증가할 수 있다. 이에 대해서는 도 17 및 도 18을 참조하여 설명한다.
도 17은 레이저 세기와 미가공 홀의 수의 상관 관계를 나타낸 그래프이고, 도 18은 레이저 세기와 에칭 효율의 상관 관계를 나타낸 그래프이다. 도 17의 가로축은 레이저(Laser)의 세기(%)를 나타내고 세로축은 미가공 마스크 홀의 면적당 개수(PPM)를 나타내고 도 18의 가로축은 레이저(Laser)의 세기(%)를 나타내고 세로축은 마스크 홀의 형성 효율을 나타낸다.
도 17을 참조하면, 레이저(Laser) 세기가 증가할수록 마스크 대상 기판(101)에서 제거되지 않은 노출 영역(101b), 즉 미가공 홀의 면적당 개수(PPM(#/6480ea))가 점차적으로 감소한다. 다시 말하면, 레이저(Laser) 세기가 증가할수록 마스크 대상 기판(101)에서 제거된 노출 영역(101b)의 개수가 증가함을 알 수 있다. 도 18을 참조하면, 레이저(Laser)의 세기(%)가 증가할수록 마스크 홀의 형성 효율이 증가함을 나타낸다.
한편, 레이저(Laser) 세기가 증가할수록 마스크 대상 기판(101)에서 마스크 홀을 형성할 때, 발생하는 분진 산화막의 양이 증가할 수 있다.
다만 마스크 대상 기판(101)에 희생층(200)을 배치하는 경우가 적용된 본 실시예에서는, 레이저(Laser) 세기가 증가하여 희생층(200)의 상면 및 측면과 커버 영역(101a)의 측면에 형성되는 분진 산화막(70, 71, 72)의 양이 많아지더라도, 희생층(200)의 상면 및 측면에 형성되는 분진 산화막을 상기한 바와 같이 많아야 약 30min이내에 희생층(200)과 함께 제거할 수 있다. 이를 통해 마스크 홀을 효율적으로 형성하기 위해 레이저(Laser) 세기를 충분히 증가시키더라도 분진 산화막을 제거하기 위한 공정 시간을 크게 단축함으로써 전반적으로 증착 마스크(100)의 공정 시간을 단축하여 공정 효율을 도모할 수 있다.
이하, 일면에 희생층이 형성된 마스크 대상 기판을 준비하는 단계(S10)의 일 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 19는 일 실시예에 따른 희생층을 형성하는 공정 단계를 나타낸 순서도이고, 도 20는 도 19의 공정 단계를 나타낸 단면도이다.
도 10, 도 19 및 도 20을 참조하면, 본 실시예에 따른 일면에 희생층이 형성된 마스크 대상 기판을 준비하는 단계(S10)는 포토리소그래프 공정(Photo lithography)을 통해 마스크 대상 기판에 희생층(201)을 형성할 수 있음을 나타낸다.
일면에 희생층이 형성된 마스크 대상 기판을 준비하는 단계(S10)는 우선, 마스크 대상 기판(101)의 일면에 희생층(201)을 형성한다(S21). 마스크 대상 기판(101)의 일면에 희생층(201)을 형성하는 단계(S21)는 희생층(201)을 마스크 대상 기판(101)의 전면에 걸쳐 일체로 형성하는 단계를 포함한다.
다음으로, 희생층(201)의 일면 상에 레지스트층(300)을 형성한다(S22). 레지스트층(300)을 형성하는 단계(S12)는 레지스트층(300)을 도 10의 희생층(200)이 형성될 영역과 중첩하도록 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 레지스트층(300)은 희생층(201)의 일부를 노출하고, 다른 일부를 커버할 수 있다.
레지스트층(300)은 광경화성 수지일 수 있으며, 예를 들어 아크릴 수지, 스티렌 수지, 올레핀 수지, 폴리 카보네이트 수지, 폴리 에스테르 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 등 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 몇몇 다른 실시예에서　레지스트층(300)은 열가소성 수지일 수도 있다.
레지스트층(300)의 단면 형상은 도 20에 도시된 바와 같이, 하면에서 상면으로 갈수록 폭이 작아지는 테이퍼 형상일 수 있다. 이는 레지스트층(300)이 네가티브(negative) 감광성 물질을 포함하는 경우 생길 수 있다. 다른 실시예에서 레지스트층(300)의 단면 형상은 하면에서 상면으로 갈수록 폭이 커지는 역테이퍼 형상일 수도 있다. 이는 레지스트층(300)이 포지티브(positive) 감광성 물질을 포함하는 경우 생길 수 있다.
이어, 레지스트층(300)이 노출하는 희생층(201)을 제거한다(S23).
레지스트층(300)이 노출하는 희생층(201)을 제거하는 단계(S23)는 레지스트층(300)이 노출하는 희생층(201)을 에칭하여 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
레지스트층(300)이 노출하는 희생층(201)을 제거하는 단계(S23) 후에, 레지스트층(300)을 제거한다(S24). 레지스트층(300)을 제거한 후, 도 10에 도시된 희생층(200)이 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서 희생층의 단면 형상은 도 10에 도시된 바와 달리, 희생층(200)을 형성하는 공정에 의해 다양하게 변형될 수 있다. 이에 대해서는 도 21 및 도 22가 참조된다.
도 21은 다른 실시예에 따른 희생층을 나타낸 단면도이고, 도 22는 또 다른 실시예에 따른 희생층을 나타낸 단면도이다.
레지스트층(300)이 노출하는 희생층(201)을 에칭하여 제거하는 단계가 레지스트층(300)이 노출하는 희생층(201)을 ?(Wet) 에칭하여 제거하는 단계인 경우, 희생층(200_1)의 단면 형상은 도 21에 도시된 바와 같이 희생층(200_1)의 내측면이 내부로 굴곡진 굴곡면을 포함하고, 실질적으로 하면에서 상면으로 갈수록 희생층(200_1)의 폭이 커지는 역테이퍼 형상을 가질 수 있다.
또, 레지스트층(300)이 노출하는 희생층(201)을 에칭하여 제거하는 단계가 레지스트층(300)이 노출하는 희생층(201)을 드라이(Dry) 에칭하여 제거하는 단계인 경우 도 22에 도시된 바와 같이 희생층(200_2)의 평면 형상이 하면의 폭과 상면의 폭이 실질적으로 동일한 직사각형 형상을 가질 수 있다.
이하, 상술한 일면에 희생층이 형성된 마스크 대상 기판을 준비하는 단계(S10)의 다른 실시예들에 대해 설명하기로 한다. 상술한 도 19 및 도 20의 실시예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 23은 다른 실시예에 따른 희생층을 형성하는 공정 단계를 나타낸 순서도이고, 도 24는 도 23의 공정 단계를 나타낸 단면도이다.
도 10, 도 23 및 도 24를 참조하면, 본 실시예에 따른 희생층이 형성된 마스크 대상 기판을 준비하는 단계(S11)는 마스크 대상 기판(101)의 일면에 레지스트층(301)을 먼저 형성한다는 점에서 상술한 도 19의 실시예와 차이가 있다.
더욱 구체적으로 설명하면, 우선, 마스크 대상 기판(101)의 일면에 레지스트층(301)을 형성한다(S31).
이어, 레지스트층(301)이 노출하는 마스크 대상 기판(101)의 일면에 전주 도금 방식(Electro Plating)으로 희생층을 형성한다(S32).
레지스트층(301)의 제1 두께(t1)는 상술한 공정을 통해 형성된 희생층(202)의 제2 두께(t2)보다 클 수 있다.
다른 실시예에서 레지스트층(301)의 상면과 측면에 각각 형성된 희생층(202)이 서로 일부가 연결되어 형성될 수도 있다. 이는 제1 두께(t1)와 제2 두께(t2)가 크게 차이가 나지 않아 일정한 수준의 스텝 커버리지가 유지되기 때문이다. 이에 대해서는 도 25 및 도 26의 실시예를 참고하여 자세히 설명하기로 한다.
이후, 레지스트층(301)을 제거한다(S33).
도 25는 또 다른 실시예에 따른 희생층을 형성하는 공정 단계를 나타낸 순서도이고, 도 26은 도 25의 공정 단계를 나타낸 단면도이다.
도 10, 도 25 및 도 26을 참조하면, 본 실시예에 따른 희생층을 형성하는 단계(S12)는 레지스트층(301_1)이 노출하는 마스크 대상 기판(101)의 일면에 희생층(202_1)을 형성하는 단계(S32_1)가 레지스트층(301_1)이 노출하는 마스크 대상 기판(101)의 일면에 희생층(202_1)을 스퍼터링 방식(Sputtering)으로 형성한다는 점에서 도 23 및 도 24에 따른 실시예와 차이가 있다.
상술한 공정을 통해 희생층(202_1)을 평면상 인접한 레지스트층(301_1)의 사이 공간뿐만 아니라, 레지스트층(301_1)의 상면에 형성할 수 있다. 이 경우, 레지스트층(301_1)이 노출하는 희생층(202_1)을 제거하는 단계(S23_1)는 레지스트층(301_1)의 상면에 배치된 희생층(202_1)을 함께 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
레지스트층(301_1)의 제1 두께(t1_1)는 상술한 공정을 통해 형성된 희생층(202_1)의 제2 두께(t2)보다 클 수 있다. 레지스트층(301_1)의 제1 두께(t1_1)가 희생층(202_1)의 제2 두께(t2)보다 월등히 큰 경우에는 낮은 스텝 커버리지로 도 25에 도시된 바와 같이 레지스트층(301_1)의 상면과 측면에 각각 형성된 희생층(202_1)이 인해 서로 연결되지 않고 분리되어 형성될 수 있다.
이 경우, 레지스트층(301_1)을 제거하는 에칭액은 희생층(202_1)에 의해 노출된 레지스트층(301_1)의 내측면들을 통해 레지스트층(301_1)의 내부로 침투하고, 희생층(202_1)에 의해 커버되는 레지스트층(301_1)의 내측면들을 통해서는 에칭액이 침투하지 않을 수 있다.
몇몇 실시예에서는 에칭액의 종류 및 농도에 따라 희생층(202_1)에 의해 커버되는 레지스트층(301_1)의 내측면들을 통해서도 에칭액이 침투할 수도 있다.
다른 실시예에서는 레지스트층(301_1)의 상면과 측면에 각각 형성된 희생층(202_1)이 서로 일부가 연결되어 형성될 수도 있다. 이는 제1 두께(t1_1)와 제2 두께(t2_1)가 크게 차이가 나지 않아 일정한 수준의 스텝 커버리지가 유지되기 때문이다. 레지스트층(301_1)을 제거하는 에칭액은 희생층(202_1)에 의해 커버되지 않은 영역을 통해 레지스트층(301_1)의 내부로 침투할 수 있지만 상술한 실시예 대비 레지스트층(301_1)의 에칭 효율이 크지 않을 수 있다.
또, 레지스트층(301_1)의 상면과 측면에 각각 형성된 희생층(202_1)이 서로 일부가 연결되어 형성되는 경우 상면과 측면에 각각 형성된 희생층(202_1)이 서로 연결되어 있어 레지스트층(301_1)을 제거하는 시간이 더욱 소요될 수 있다. 따라서 전반적으로 희생층(202_1) 형성하는 공정의 효율 개선을 위해서는 도 26에 설명한 실시예와 같이 레지스트층(301_1)의 제1 두께(t1_1)가 희생층(202_1)의 제2 두께(t2)보다 크게 형성하여 레지스트층(301_1)의 상면과 측면에 각각 형성된 희생층(202_1)이 인해 서로 연결되지 않고 분리되도록 형성하는 것이 바람직하게 고려될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 증착 마스크
200: 희생층
300: 레지스트층
500: 마스크 프레임

Claims (20)

  1. 일면에 희생층 패턴이 형성된 마스크 대상 기판으로서, 상기 희생층 패턴이 커버하는 커버 영역과 상기 희생층이 노출하는 복수의 노출 영역을 포함하는 마스크 대상 기판을 준비하는 단계;
    상기 대상 기판 상에 레이저를 조사하여 상기 대상 기판의 상기 노출 영역에 홀을 형성하는 단계; 및
    상기 희생층 패턴을 제거하는 단계를 포함하되,
    상기 희생층 패턴은 상기 대상 기판보다 상기 레이저에 대한 반사율이 더 큰 증착 마스크의 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 마스크 대상 기판을 준비하는 단계는, 평면상 상기 대상 기판의 상기 커버 영역이 상기 대상기판의 상기 각 노출 영역을 완전히 둘러싸도록 상기 희생층 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 증착 마스크의 제조 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 마스크 대상 기판에 레이저 조사하는 단계는, 상기 마스크 대상 기판의 상기 커버 영역에도 부분적으로 레이저를 조사하는 단계를 포함하는 증착 마스크의 제조 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 희생층 패턴의 상기 레이저에 대한 반사율은 70%이상인 증착 마스크의 제조 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 레이저는 400nm 내지 600nm의 파장 범위 내의 단파장을 포함하는 증착 마스크의 제조 방법.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 마스크 대상 기판은 니켈 및 철을 포함하는 인바(Inva) 합금을 포함하여 이루어지는 증착 마스크의 제조 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 희생층 패턴은 알루미늄, 은, 마그네슘 중 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 증착 마스크의 제조 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 희생층을 제거하는 단계는 제1 에천트를 이용하는 진행되는 증착 마스크의 제조 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 에천트는 상기 희생층 패턴에 대한 에칭 레이트가 상기 대상 기판에 대한 에칭 레이트보다 큰 증착 마스크의 제조 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 마스크 대상 기판 상에 레이저를 조사한 후에, 상기 커버 영역의 상기 노출 영역을 향하는 내측면과, 상기 희생층 패턴의 측면 및 상면에 분진 산화막이 형성되는 증착 마스크의 제조 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 희생층 패턴을 제거하는 단계는, 상기 희생층 패턴의 측면 및 상면에 형성된 상기 분진 산화막을 함께 제거하는 단계를 포함하는 증착 마스크의 제조 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 희생층 패턴 및 상기 희생층 패턴의 측면 및 상면에 형성된 상기 분진 산화막을 함께 제거하는 단계는, 30분이내에 진행되는 증착 마스크의 제조 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 희생층 패턴을 제거한 후에, 상기 커버 영역의 상기 노출 영역을 향하는 측면에 형성된 상기 분진 산화막을 제거하는 단계를 더 포함하는 증착 마스크의 제조 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 커버 영역의 상기 노출 영역을 향하는 측면에 형성된 상기 분진 산화막을 제거하는 단계는, 상기 제1 에천트와 상이한 제2 에천트를 이용하여 진행되는 증착 마스크의 제조 방법.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 마스크 대상 기판의 일면에 상기 희생층을 형성하는 단계는, 포토리소그래프 공정, 전주 도금 공정, 및 스퍼터링 공정 중 적어도 하나의 공정을 이용하여 진행되는 증착 마스크의 제조 방법.
  16. 마스크 바디로서, 서로 이격되어 배치된 복수의 홀 영역 및 상기 각 홀 영역을 둘러싸는 립 영역을 포함하는 마스크 바디; 및
    상기 마스크 바디의 상기 홀 영역을 향해 배치된 상기 립 영역의 내측면 상에 배치된 분진 산화막을 포함하는 증착 마스크.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 분진 산화막은 상기 마스크 바디의 상기 립 영역의 상면 상에는 비배치되는 증착 마스크.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 마스크 바디는 니켈 및 철을 포함하는 인바(Inva) 합금을 포함하여 이루어지고, 상기 분진 산화막은 산화 니켈 및 산화 철을 포함하여 이루어지는 증착 마스크.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 마크스 바디의 상기 립 영역의 상면에 배치되고, 상기 분진 산화막과 상이한 물질을 포함하여 이루어진 잔여막을 더 포함하는 증착 마스크.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 잔여막은 알루미늄, 은, 마그네슘 중 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 증착 마스크.
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