KR20210141416A - 고해상 쉐도우 마스크 - Google Patents

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Abstract

유기 발광 다이오드(OLED) 재료의 패턴 형성 증착을 위한 쉐도우 마스크는 인장 응력을 받으며, 기화된 증착 물질이 통과할 수 있는 개구 어레이를 형성하는 복수 개의 관통형 개구를 갖는 세라믹 막을 포함한다. 다층 주변 지지체는 배면에 부착되며, 개구 어레이 아래에는 중공부가 있다. 압축 응력을 받는 중간층은 세라믹 막의 인장 응력을 상쇄시킨다. 복수 개의 쉐도우 마스크를 갖는 쉐도우 마스크 모듈도 또한 제공되며, 이 쉐도우 마스크 모듈은 각각의 윈도우에 위치하는 쉐도우 마스크와 함께 윈도우 복수 개를 갖는 경질 캐리어를 포함한다. 쉐도우 마스크 블랭크는 이 모듈을 제조하기 위해 각각의 캐리어 윈도우에 고정되고, 이후 개구와 지지층이 식각된다. 이러한 방식으로, 매우 편평하고, 개구 패턴이 정밀하게 형성된 마스크가 제조된다.

Description

고해상 쉐도우 마스크{HIGH RESOLUTION SHADOW MASK}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 개시내용이 전체로서 본원에 참조로 첨부된 (1) 2020년 5월 15일 출원된 미국 가명세서 특허출원 제63/101,831호; (2) 2020년 11월 5일 출원된 미국 가명세서 특허출원 제63/204,968호; 그리고 (3) 2021년 4월 30일 출원된 미국 정규 특허출원 제17/244,986호의 우선권을 주장한다.
발명의 분야
본 발명은, 일반적으로 쉐도우 마스크, 더욱 구체적으로는 유기 발광 다이오드(OLED) 재료의 패턴 형성 증착에 사용될 수 있는 고해상 쉐도우 마스크에 관한 것이다. 쉐도우 마스크는 막 응력(film stress)을 상쇄시키는 관계로 편평하고 얇다.
쉐도우 마스킹(shadow masking)은 반도체 디바이스 제조시 중요한 패턴 형성 기법이다. 이 공정에서 패턴이 형성될 재료는 기화하거나 증기 상으로 승화한 다음, 재료의 증기가 관통하는 것을 허용하는 특정 개구 패턴을 갖는 쉐도우 마스크를 통해 기판상에 증착된다. 미세 쉐도우 마스킹은 풀컬러 OLED 디스플레이 제조시 특히 유의미하다. OLED 디스플레이 제제는, 적색, 녹색 및 청색(RGB)을 각각 구현하도록 패턴이 형성된 자체 발광 유기 박막을 제조하는 것을 포함한다. OLED는 Kodak사의 연구실에서 1987년 최초 발명된 이래, 전 세계적으로 광범위한 연구 노력에 불을 붙였다. OLED는 개발이 시작된지 30년이 넘어서야 실용 디스플레이 기술로 진화하였으며, 가전제품, 예컨대 핸드폰, 텔레비전 및 웨어러블 디바이스에 널리 채택되고 있다.
OLED의 최상 디스플레이 품질은 가상현실(VR) 및 증강현실(AR) 분야에 특히 적합하다. VR 및 AR은 초고해상도의 근안 디스플레이(near-eye display)를 필요로 한다. 디스플레이 패널의 각 화소가 인간의 눈에 가시적이 될 경우, 스크린도어 현상(screen-door effect)을 피하기 위해서는 VR/AR 디바이스용 디스플레이의 화소 밀도가 1000 ppi(1 인치당 화소) 이상이어야 한다. 이와는 대조적으로, 상업용 RGB 병렬 OLED 디스플레이의 화소 밀도는, 통상 수백 ppi이다. 예를 들어 애플 아이폰 XS의 OLED 디스플레이는 화소 밀도가 458 ppi이며, 삼성 갤럭시 S9 스마트폰의 OLED 디스플레이는 화소 밀도가 570 ppi이다. VR/AR 요건을 충족시키기 위해 RGB 병렬 OLED 디스플레이의 화소를 더 많이 증가시키는 것은, 쉐도우 마스크 기술상의 한계로 말미암아 어려운 것으로 입증되었다.
병렬 RGB 입체배열을 보이는 현재 OLED 디스플레이는 쉐도우 마스크를 사용하는 진공 열 증착(Vacuum Thermal Evaporation; VTE)에 의해 제조된다. 이 공정에서, 예컨대 적색용 OLED 발광 재료는 쉐도우 마스크를 통과해 박막 트랜지스터 후면을 함유하는 기판에 증착되어, 적색의 부분 화소 어레이를 형성한다. RGB 부분 화소 어레이 3개 모두를 갖는 풀컬러 디스플레이는 녹색 및 청색 발광 재료를 사용하여 증착 공정을 반복함으로써 제조된다. 패턴 형성 방법은, 현재의 쉐도우 마스크 기술의 두께[미세 금속 쉐도우 마스크(Fine-Metal shadow Mask; FMM)의 경우, 마스크 최소 두께는 10 μm를 초과함]로 인하여 유발되는, 고유의 쉐도우잉 현상(shadowing effect)으로 말미암아 높은 화소 밀도를 달성함에 있어 큰 어려움이 따른다. FMM으로 치수가 20 μm 미만이고 화소 밀도가 1000 ppi를 초과하는 RGB 부분 화소를 구현하는 것은 어려운 일이다.
FMM에 대한 대안으로서 질화규소 기반 쉐도우 마스크가 제조되었으며, 이는 OLED 디스플레이 패턴 형성에 관한 미국 특허 제9,142,779호에 개시되었다. 이 쉐도우 마스크는 고체 규소 프레임과, 두께가 1 마이크론에 달하는 독립형 천공 질화규소 막을 포함한다. FMM에 비하여 마스크 두께가 훨씬 줄어든 관계로, 이 질화규소 쉐도우 마스크에 의해 달성될 수 있는 화소 밀도는 2000 ppi를 초과하여 대폭 증가함으로 말미암아 VR/AR 용으로 충분해졌다. 그러나 개시된 기술은 심각한 한계를 가진다. 독립형 질화규소 막은 규소 프레임을 지지하는 것과 관련하여 자체의 편평도를 유지함에 있어 고유의 인장 응력에 의존한다. 그러나, 이와 같은 인장 응력은 또한 규소 프레임을 안쪽으로 밀어넣어 막을 만곡시키는 힘을 유발하기도 한다. 결과적으로, 마스크와 기판 사이에 원치않는 갭이 생기게 되고, 이로 말미암아 2개의 유의미한 오프셋(offset) 사이에 등록 및 정렬 오류가 유도되고, 증착 패턴에 불균일성이 초래된다. 이러한 문제는 쉐도우 마스크 크기로 조정된다. 결국, 미국 특허 제9,142,779호에 기재된 기술은, 일반적으로 대각선 치수가 1인치 미만인 질화규소 막을 갖는 쉐도우 마스크에 적용될 수 있다.
유기 발광 다이오드(OLED) 재료의 패턴 형성 증착용 쉐도우 마스크는 인장 응력을 받으며, 두께가 약 5 마이크론 미만인 세라믹 막을 포함한다. 일 구현예에서, 두께는 0.2 마이크론 내지 5 마이크론 범위일 수 있다. 다른 구현예에서, 두께는 0.5 마이크론 내지 2 마이크론 범위일 수 있다. 세라믹 막은 기화한 증착 물질이 통과할 수 있는 개구 어레이를 형성하는 복수 개의 관통형 개구를 갖는 중앙 막 영역을 포함한다. 일 구현예에서, 각각의 개구는 치수가 약 10 마이크론 미만인 개구를 적어도 하나 포함할 수 있다, 다른 구현예에서, 중앙 막 영역중 개구의 총 면적은 중앙 막 총 면적의 약 10% 내지 약 50%이다. 주변 막 영역은 중앙 막 영역을 둘러싸고 있다. 다층 주변 지지체는 주변 막 영역의 배면에 부착되고, 중앙 막 영역 아래에는 중공부(hollow portion)가 있다. 다층 주변 지지체는 기저층과, 이 기저층 위에 위치하고, 주변 막 영역의 아랫면에 부착되어 있으면서, 압축 응력을 받는 중간층을 가진다. 중간층의 압축 응력은 세라믹 막의 인장 응력을 상쇄시켜 이 세라믹 막이 편평한 상태로 유지되도록 선택된다.
다른 양태에서, 본 발명은 상기 기재된 바와 같은 마스크들이, 쉐도우 마스크를 갖고 있으면서 윈도우(window)를 지지하는 경질의 캐리어에 삽입되어 있는, 쉐도우 마스크 모듈을 제공한다. 각각의 윈도우는 개방부와, 이 개방부를 둘러싸는 윈도우 프레임을 가진다. 윈도우 프레임은 쉐도우 마스크를 수용하도록 크기가 정해지고, 그 결과 중앙 막 영역은 윈도우 개방부에 위치하고, 다층 주변 지지체가 배면에 부착된 주변 막 영역은 이 개방부를 둘러싸는 윈도우 프레임과 접촉하게 된다.
다른 양태에서, 본 발명은 쉐도우 마스크 모듈을 제조하기 위한 방법을 제공한다. 본 방법은 쉐도우 마스크를 갖고 윈도우를 지지하는 경질 캐리어를 제공하는 단계를 포함한다. 각각의 윈도우는 개방부와, 이 개방부를 둘러싸고 있는 윈도우 프레임을 갖는데, 여기서 이 윈도우 프레임은 쉐도우 마스크를 수용하도록 크기가 정해진다. 쉐도우 마스크 블랭크는 경질 캐리어 윈도우 각각에 위치하고, 각각의 쉐도우 마스크 블랭크는 각각의 윈도우 프레임에 본딩(bonding)된다. 쉐도우 마스크 블랭크 각각은 세라믹 막 윗층과 기저층을 포함한다.
천공으로 이루어진 쉐도우 마스크 패턴은 패턴이 형성되는 중앙 막 영역과 패턴이 형성되지 않은 주변 막 영역을 규정하기 위해 세라믹 막 위층 각각에 식각(etching)된다. 기저층은 중앙 막 영역 아래 영역에서 제거되고, 그 결과 지지되지 않는 패턴 형성 중앙 막 영역과, 지지는 되지만 패턴은 형성되지 않은 주변 막 영역을 갖는 쉐도우 마스크가 제조된다.
유리하게, 본 발명의 쉐도우 마스크는 마이크론 규모의 패턴 형성을 달성하는데 중요한, 개선된 편평도를 보인다.
본 발명의 유리한 특징으로서 또 다른 것은, 종래의 미세제조 방법이 사용됨으로써, 독립형 막을 갖는 개시 쉐도우 마스크의 치수가 커질 수 있다는 것이다(예컨대 대각선이 2인치 이상인 직사각형). 또한, 본 발명의 제조 공정은 견고하며, 면적이 큰 쉐도우 마스크 제조시 조차도 수율이 높다는 것이다.
본 발명의 또 다른 이점은, 개시된 방법에 의해 제조된 쉐도우 마스크 모듈은 큰 면적에 걸친 패턴 형성을 위해 정확히 정렬된 쉐도우 마스크를 포함하고, 개별 쉐도우 마스크의 기계적 강도와 편평도를 개선할 수 있다는 점이다.
도 1은 정사각형의 독립형 막 구역의 대각선 길이가 2인치이고, 프레임 폭이 5 mm이며, 개구 밀도가 1 제곱 인치당 개구 2000개인, 본 발명에 따른 쉐도우 마스크 사진이다.
도 2a ~ 도 2d는 구현예에 따른 쉐도우 마스크를 도식으로 도시한 것이다. 도 2a는 마스크의 평면도이고; 도 2b는 도 2a의 A-A'라인을 따라 도시된, 마스크 횡단면도이고; 도 2c는 도 2a의 B-B'라인을 따라 도시된, 마스크 횡단면도이고; 도 2d는 도 2a의 C-C'라인을 따라 도시된, 마스크 횡단면도이다.
도 3a ~ 도 3h는 도 2a ~ 도 2d의 쉐도우 마스크의 제조 공정을 도시한 것이다.
도 4는 일 구현예에 따른 것으로서, 35x35 mm2의 독립형 영역을 갖는 1.5 μm의 SiNx 막과, 중간층, 즉 3000 Å의 SiOx, 기판, 즉 400 μm의 Si, 그리고 외층, 즉 1.5 μm의 SiNx를 갖는 프레임을 포함하는 쉐도우 마스크 사진이다.
도 5는, 도 4의 쉐도우 마스크 SiNx 막의 독립형 영역내 천공 개구의 확대 사진이다.
도 6은 구현예에 따른 것으로서, 54x54 mm2의 독립형 영역을 갖고, 대각선 길이가 약 3인치인 쉐도우 마스크 사진이다.
도 7은 기화된 재료를 본 발명의 쉐도우 마스크를 사용하여 기판에 증착하기 위한 증착 시스템의 기하학적 형상을 도식으로 도시한 것이다.
도 8은 두께가 상이한 중간층을 갖는 일련의 쉐도우 마스크를 통과하여 증착된, 패턴 형성 레이아웃 2개 사이의 오프셋을 도시한 것이다.
도 9는 두께가 상이한 중간층이 사용될 때 본 발명의 쉐도우 마스크와 증착 기판 사이의 변위 산정치를 도시한 것이다.
도 10은 쉐도우 마스크 복수 개로 이루어진 쉐도우 마스크 모듈의 횡단면도를 도식으로 도시한 것이다.
도 11a는 경질 캐리어상 쉐도우 마스크의 횡단면도를 도식으로 도시한 것이고; 도 11b는 경질 캐리어상 쉐도우 마스크의 평면도이되, A와 A'사이의 점선은 도 11a의 횡단면 위치를 나타낸다.
도 12a는 일렬로 배열된 마스크 복수 개를 갖는 쉐도우 마스크 모듈의 평면도이고, 도 12b는 매트릭스 형상으로 배열된 마스크를 복수 개 갖는 쉐도우 마스크의 평면도이다.
도 13은 후면 기판상 페널 레이아웃들간 간격과, 경질의 캐리어상 쉐도우 마스크 개구 어레이들간 간격을 도시한 것이다.
도 14a ~ 도 14d는 쉐도우 마스크 모듈을 제조하기 위한, 개시된 방법의 공정 흐름이다.
도 15는 본딩전 다층 쉐도우 마스크 블랭크를 도식으로 도시한 것이다.
도 16a 및 도 16b는 상호 체결 구조를 갖는 경질 캐리어와 쉐도우 마스크를 포함하는 쉐도우 마스크 모듈을 도시한 것이다. 도 16a에서 주변 지지체는 공동(cavity)을 포함하고, 경질의 캐리어는 필러(pillar)를 포함하며; 도 16b에서 주변 지지체는 필러를 포함하고, 경질 캐리어는 공동을 포함한다.
도 17은 접착층에 기하학적 스페이서를 갖는 쉐도우 마스크 모듈을 도시한 것이다.
도 18a 및 도 18b는 경질 캐리어를 갖는 쉐도우 마스크 모듈을 도시한 것이다. 도 18a는 주변 지지체 아래에 함몰된 구역을 갖고; 도 18b는 주변 지지체 아래에 공동 구역을 갖는, 경질 캐리어를 포함하는 쉐도우 마스크 모듈을 가진다.
도 19a 및 도 19b는 본딩중 경질 캐리어상 쉐도우 마스크를 평탄화하기 위해 편평한 기준면이사용되는, 개시된 방법의 공정 흐름이다.
도 20은 독립형 쉐도우 마스크 각각의 모서리 아래에 모서리 지지체가 있는 쉐도우 마스크 모듈을 도시한 것이다.
도 21은 쉐도우 마스크 모듈과 제2의 캐리어를 포함하는 쉐도우 마스크 조립체의 횡단면을 도식으로 도시한 것이다.
도 22는 한 개 또는 복수 개의 쉐도우 마스크 모듈과 제2의 캐리어를 갖는 쉐도우 마스크 조립체의 평면도이다.
본 발명은 증착된 박막의 패턴 형성을 위한 쉐도우 마스크, 쉐도우 마스크 어레이를 포함하는 쉐도우 마스크 모듈, 그리고 이 마스크와 어레이를 제조하는 방법을 기재하고 있다. 구현예에서, 패턴이 형성될 박막은 OLED 디바이스에 사용된다. 도면을 상세히 살펴보면, 도 2a ~ 도 2d는 본 발명의 구현예에 따른 쉐도우 마스크를 도시하고 있다.
일 양태에서, 본 발명은 세라믹 막(210)과, 기화한 증착 물질이 통과할 수 있는 개구 어레이를 형성하는 복수 개의 관통형 개구(212)를 갖는 중앙 막 영역(211)을 갖는 쉐도우 마스크(200)를 제공한다. 일 구현예에서, 막은 영률(Young's modulus)이 50 GPa 이상인 재료를 포함한다. 다른 구현예에서, 막은 영률이 100 GPa 이상인 재료를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 막은 영률이 200 GPa 이상인 재료를 포함한다. 일 양태에서, 세라믹 막은 두께가 5 마이크론 미만인 질화규소, 산화규소 또는 산질화규소 박층일 수 있으며, 인장 응력을 받는다. 몇몇 구현예들에서, 세라믹 막은 세라믹 성분, 예컨대 질화규소, 산화규소 및 산질화규소와, 비 세라믹 성분, 예컨대 규소, 중합체, 금속, 탄소 나노튜브 및 그라펜을 포함하는 복합재일 수 있다. 이 복합재는 다층 또는 혼합층일 수 있다. 본원 및 청구의 범위에 사용된 바와 같은 "세라믹 막"이란 용어는 세라믹 막(예컨대 질화규소, 산화규소 또는 산질화규소)과, 세라믹 성분 및 비 세라믹 성분을 포함하는 복합재 둘 다를 포함함에 주목한다. 몇몇 구현예들에서, 세라믹 막(210)의 두께는 약 0.2 마이크론 내지 5 마이크론으로 선택된다. 몇몇 구현예들에서, 세라믹 막의 두께는 약 0.5 마이크론 내지 2 마이크론이다.
인장 응력 수준은, 질화규소의 조성(비 화학양론적 조성), 선택적인 도판트 및 도판트 농도, 그리고 세라믹 층을 제조하기 위한 제조 기술을 바탕으로 하여 선택적으로 조정될 수 있다. 몇몇 구현예들에서, 각각의 개구(212)는, 본 발명의 쉐도우 마스크가 사용되어 작은 화소 크기가 달성될 수 있도록 치수가 약 10 마이크론 미만인 개구 적어도 하나를 포함할 수 있다. 몇몇 구현예들에서, 중앙 막 영역(211)에 있는 개구의 전체 면적은, 중앙 막 영역 전체 면적의 약 10% 내지 약 50%일 수 있다.
관통형 개구를 포함하지 않는 주변 막 영역(213)은 중앙 막 영역(211)을 둘러싸고 있다. 다층의 주변 지지체(220)는 주변 막 영역(213)의 배면에 부착되어 있다(도 2b 참조). 도 2b 및 도 2c에서 보이는 바와 같이, 중앙 막 영역(211)은 주변 지지체(220)에 의해 지지되지 않는다/독립형이고, 이 중앙 막 영역(211) 아래에는 중공부(250)가 있다. 다층의 주변 지지체(220)는 적어도 기저층(221)과, 이 기저층 위에 위치하고, 주변 막 영역의 저면에 부착되어 있으면서 압축 응력을 받는 중간층(222)을 포함한다. 도 2의 구현예에서, 중간층의 압축 응력은 세라믹 막의 인장 응력을 상쇄시키록 선택되고, 그 결과 세라믹 막은 편평한 상태로 유지된다. 이하에서 더 상세히 논의될 바와 같이, 중간층의 압축 응력은 선택적인 도판트 물질이 포함되었을 때의 조성뿐 아니라, 중간층 증착/제조 기술의 선택을 통해 조정될 수 있다. 일 구현예에서, 기저층(221)은 규소일 수 있고, 중간층(222)은 산화규소, 질화규소, 산질화규소, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 비결정질 규소, 다결정질 규소, 니켈, 철, 니켈-철 합금 또는 중합체중 하나 이상일 수 있다.
선택적으로, 적어도 하나의 아래층(223)은 기저층(221) 아래에 위치한다. 아래층(223)의 응력 수준은 또한 세라믹 막(210), 중간층(222) 및 기저층(221)을 비롯하여 다른 층들간 힘을 상쇄시키도록 선택될 수 있다. 그러므로 아래층(223)은 필요에 따라 압축 응력 또는 인장 응력을 보이도록 선택될 수 있다. 본 발명의 일 양태에서, 아래층(223)은 산화규소, 질화규소, 산질화규소, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 비결정질 규소, 다결정질 규소, 니켈, 철, 니켈-철 합금 또는 중합체중 하나 이상으로부터 선택되며, 조성 및 제조 기술은 층이 인장 응력을 받도록 선택된다. 세라믹 막과 중간층(222)의 전반적 응력 수준에 따라서, 층(223)은 생략될 수 있다. 층(223)이 생략되면, 기저층(221)은 주변 지지체(220)의 가장 아래층이 된다.
막(210)은 편평도를 높게 유지하기 위해 인장 응력을 받게 된다. 그러나. 막(210)의 인장 응력은 또한 전체 마스크가 휘어지게 하는 힘을 발생시키므로, 쉐도우 마스크에 바람직하지 않은 만곡을 초래한다. 이러한 만곡은 쉐도우 마스크와, 재료로 패턴이 형성될 기판 사이에 갭을 증가시켜, 증착 패턴에 유의미한 오프셋을 유발할 것이다. 일 구현예에서, 막(210)의 인장 응력으로 발생하는 힘을 상쇄시키도록 막(210)을 기준으로 기저층(221)이 있는 쪽과 동일한 쪽에 있는 중간층(222)은 압축 응력을 받게 되고, 기판(221)과 마주보는 쪽에 있는 아래층(223)은 인장 응력을 받게 된다. 중간층(221) 및 아래층(223) 둘 다는 막(210)의 인장 응력에 의해 발생하는 힘에 대항하기 위한 힘을 발생시킬 것이다. 이러한 방식으로 쉐도우 마스크의 편평도는 개선되고, 천공 개구를 갖는 막(210)의 독립형 영역(211)은 증착된 재료에 의해 패턴이 형성될 기판과 밀접하게 접촉하는 상태로 유지될 수 있다.
본 쉐도우 마스크의 각 성분의 조성과 치수는 이하에 기재되어 있다:
막(210): 막(210)은 인장 응력을 받으며, 질화규소, 산소의 원자비가 30% 미만인 산질화규소 및 산화알루미늄중 적어도 하나를 포함한다. 구현예에서, 막(210)은 질화규소이다, 막(210)의 두께는 5 μm 미만이다. 바람직한 구현예에서, 막(210)의 두께는 5 μm 미만이되, 0.2 μm는 초과한다. 추가의 바람직한 구현예에서, 막(210)의 두께는 2 μm 미만이되, 0.5 μm는 초과한다. 막(210)은 주변 지지체(220)의 위를 덮는다. 구현예에서, 막(210)은 주변 지지체(220) 윗면 일부를 덮는다. 다른 구현예에서, 막(210)은 주변 지지체(220) 윗면 전체를 덮는다. 또 다른 구현예에서, 막(210)은 주변 지지체(220)의 윗면 전체와 측면 모두를 덮는다.
막(210)에 있는 개구(212): 막(210)은 개구(212)을 포함한다. 구현예에서, 개구(212)는 막(210)의 독립형 영역(211)에 있으면서, 물질의 증기가 통과하도록 허용한다. 다른 구현예에서, 개구(212)는 막(210)의 지지되는 영역(213)과 독립형 영역(211) 둘 다에 있을 수 있다. 지지되는 영역(213)에 있는 개구(212)는 막(210)에 의해 마스크상에 가하여지는 힘을 더 감소시킬 수 있다. 막(210)에 있는 개구(212)는 임의의 형상을 취할 수 있다. 일 구현예에서, 개구(212)는 원형 또는 타원형이다. 다른 구현예에서, 개구(212)는 직사각형 또는 모퉁이가 둥근 직사각형이다. 또 다른 구현예에서, 개구(212)는 다각형이다. 개구 어레이는 임의의 특정 패턴을 취할 수 있다. 구현예에서, 개구(212)는 장방형 격자 형상으로 배열된다. 다른 구현예에서, 개구(212)는 정방형 격자 형상으로 배열된다. 또 다른 구현예에서, 개구(212)는 육방 격자 형상으로 배열된다. 막(210)의 독립형 영역(211)에 있는 개구(212) 하나 이상은 10 μm보다 작은 치수 적어도 하나를 가진다. 일 구현예에서, 막(210)의 독립형 영역(211)에 있는 개구(212) 하나 이상은 10 μm보다 작은 모두 치수를 가진다. 다른 구현예에서, 막(210)의 독립형 영역(211)에 있는 개구(212) 하나 이상은 5 μm보다 작은 치수 적어도 하나를 가진다. 또 다른 구현예에서, 막(210)의 독립형 영역(211)에 있는 개구(212) 하나 이상은 5 μm보다 작은 모든 치수를 가진다. 이러한 개구(212)는 독립형 막 전체 면적의 임의의 백분율만큼을 차지하고 있다. 구현예에서, 백분율은 10%보다 크다. 다른 구현예에서, 백분율은 전체 면적의 10% 내지 50%이다.
주변 지지체(220)의 기저층(221): 개시된 쉐도우 마스크의 기저층(221)은 규소, 다결정질 규소, 석영 및 유리중 적어도 하나를 포함한다. 구현예에서, 기저층(221)은 규소이다. 기저층(221)은 임의의 형상을 취할 수 있다. 일 구현예에서, 기저층(221)은 반도체 제조에 사용되는 표준 규소 웨이퍼의 형상을 가진다. 쉐도우 마스크의 중공 영역(250)은 막(210)의 독립형 영역(211)의 경계를 규정하고, 임의의 형상을 취할 수 있다. 구현예에서, 중공 영역(250)은 직사각형이다. 다른 구현예에서, 중공 영역(250)은 정사각형이다. 중공 영역의 크기는 매회 본 쉐도우 마스크가 사용되어 패턴이 형성될 수 있는 구역의 크기를 결정한다. 구현예에서, 중공 영역(250)은 1 인치보다 큰 치수를 적어도 하나 가진다. 다른 구현예에서, 중공 영역(250)은 2 인치보다 큰 치수를 적어도 하나 가진다. 또 다른 구현예에서, 중공 영역(250)은 5 인치보다 큰 치수를 적어도 하나 가진다.
주변 지지체(220)의 중간층(222): 중간층(222)은 막(210)의 지지되는 주변 영역(213)과 기저층(221)의 고체 영역 사이에 위치하며, 막(210)의 인장 응력에 대항하여 마스크 전체가 편평한 상태로 유지시키는 힘을 발생시키도록 압축 응력을 받는다. 막(210)과 기저층(221) 사이에는 하나를 초과하는 중간층(222)이 존재할 수 있다. 중간층(222)은 산화규소, 산소의 원자비가 30%보다 큰 산질화규소, 상이한 원소들의 산화물, 비결정질 규소, 다결정질 규소, 금속, 예컨대 니켈, 철 또는 니켈-철 합금, 그리고 중합체, 예컨대 파릴렌, 폴리이미드 또는 PMMA중 적어도 하나를 포함한다. 구현예에서, 중간층(222)은 산화규소를 포함한다. 중간층(222)의 두께는 막(210)의 인장 응력에 의해 발생하는 힘에 대항하는 힘을 결정한다. 이 힘은, 중간층(222)의 두께가 증가함에 따라 증가한다. 구현예에서, 중간층(222)의 두께는 5 μm 미만이다. 다른 구현예에서, 중간층(222)의 두께는 2 μm 미만이다. 또 다른 구현예에서, 중간층(222)의 두께는 1 μm 미만이다. 또 다른 구현예에서, 중간층(222)의 두께는 0.5 μm 미만이다. 중간층(222)의 응력을 선택적으로 조정할 수 있는 기타 인자는 선택적인 도판트, 선택적인 조성 변화(예컨대 비 화학양론적 조성), 제조 기술(예컨대 스퍼터링 또는 플라즈마 증강 CVD(plasma-enhanced CVD) 등과 같은 고 에너지 증착 공정중 기판 바이어스)이다. 조성이 명세서 및 청구의 범위에 예시될 때, 이러한 공칭 조성은 심지어 명백하게 예시되지 않을 때조차 비 화학양론적 조성을 포함할뿐더러, 도핑되었을 때의 조성도 포함하는 것으로 이해됨에 주목한다.
주변 지지체(220)의 아래층(223): 아래층(223)은 막(210)을 기준으로 기저층(221)과 마주보는 쪽에 위치한다. 일 구현예에서, 아래층(223)은 마스크를 바깥층(223) 쪽으로 휘어지게 만드는 힘을 발생시켜, 마스크의 전반적 구조를 편평하게(편평한 상태로) 유지하기 위한 인장 응력을 받는다. 아래층(223)은 하나를 초과하여 존재할 수 있다. 아래층(223)은 질화규소, 산소의 원자비가 30% 미만인 산질화규소, 상이한 원소의 산화물, 예컨대 산화알루미늄, 금속, 예컨대 니켈, 철 또는 니켈-철 합금, 그리고 중합체, 예컨대 파릴렌, 폴리이미드 또는 PMMA 중 적어도 하나를 포함한다. 구현예에서, 아래층(223)은 질화규소이다. 아래층(223)의 두께와 조성은 막(210)의 인장 응력에 의해 발생하는 힘에 대항하는 힘을 결정한다. 이 힘은, 아래층(223)의 두께가 증가함에 따라서 증가한다. 구현예에서, 아래층(223)의 두께는 5 μm 미만이다. 다른 구현예에서, 아래층(223)의 두께는 2 μm 미만이다. 또 다른 구현예에서, 아래층(223)의 두께는 1 μm 미만이다. 또 다른 구현예에서, 아래층(223)의 두께는 0.5 μm 미만이다. 아래층(223)의 응력을 선택적으로 조정할 수 있는 기타 인자는 선택적인 도판트, 선택적인 조성 변화(예컨대 비 화학양론적 조성), 제조 기술(예컨대 스퍼터링 또는 플라즈마 증강 CVD 등과 같은 고 에너지 증착 공정중 기판 바이어스)이다. 조성이 명세서 및 청구의 범위에 예시될 때, 이러한 공칭 조성은 심지어 명백하게 예시되지 않을 때조차 비 화학양론적 조성을 포함할뿐더러, 도핑되었을 때의 조성도 포함하는 것으로 이해됨에 주목한다.
다른 양태에서, 본 발명은 개시된 쉐도우 마스크를 제조하는 방법을 제공한다. 이 방법의 일반적인 제조 공정 흐름은 도 3a ~ 도 3h에 도시되어 있으며, 이하 단계들에 기재되어 있다. 이하 단계들은 단지 예시를 위한 것일 뿐이고, 몇몇 양태에서는 상이한 순서로 수행될 수 있거나, 복수의 단계가 동시에 수행될 수도 있음에 주목한다.
제조는, 기저층으로서의 역할을 하는 청결한 미가공의(pristine) 기판(301), 예컨대 양면이 연마된 규소 웨이퍼로 시작된다(도 3a). 미가공 중간층(302)이 기판/기저층(301) 위에 증착된다(도 3b). 구현예에서, 중간층(302)은 산화규소를 포함하고, 열 산화 공정에 의해 증착된다. 다른 구현예에서, 중간층(302)은 산화규소이고, 플라즈마 증강 화학증착법(PECVD)으로 증착된다. 그 다음, 미가공 막 층(303)이 중간층(302) 위에 증착된다(도 3c). 구현예에서, 막(303)은 질화규소를 포함하고, 화학증착법(CVD)에 의해 증착된다. 다른 구현예에서, 막(303)은 저응력 질화규소를 포함하고, 저압 화학증착법(LPCVD)에 의해 증착된다. 증착 기술 및 조성 선택을 통해 조정될 수 있고, 막 층에 요망되는 응력의 수준에 따라서 기타 기술, 예컨대 플라즈마 증강 CVD가 선택될 수 있다. 미가공 아래층(304)은 막 층(303)을 기준으로 기판/기저층(301)과 마주보는 쪽에 추가로 증착된다(도 3d). 구현예에서, 아래층(304)은 막 층(303)과 동시에 형성되고, 막 층(303)의 재료 조성과 동일한 재료 조성을 가진다. 다른 구현예에서, 아래층(304)은 막 층(303)이 증착된 이후에 형성되고, 막 층(303)의 재료 조성과는 상이한 재료 조성을 가진다. 또 다른 구현예에서, 아래층(304)은 막 층(303)이 증착되기 전에 형성되고, 막 층(303)의 재료 조성과는 상이한 재료 조성을 가진다.
그 다음, 개구(212)가 포토리소그래피 및 식각을 통해 미가공 막 층(303)에 패턴을 이루며 천공되고, 그 결과 천공된 막(210)이 형성된다(도 3e). 일 구현예에서, 개구(212)는 반응성 이온 식각(RIE) 또는 복수 회차의 RIE 및 부동태화 주기로 이루어진 심부 반응성 이온 식각(DRIE)에 의해 천공된다. 다른 구현예에서, 개구(212)는 습식 식각에 의해 천공된다. 개구 천공 단계 이후, 미가공 아래층(304)의 임의의 구역은 식각되어 깎이고, 그 결과 주변 지지체(220)의 고체 영역 위에 아래층(223)이 형성된다(도 3f). 아래층(304)은 RIE, DRIE 또는 습식 식각법에 의해 식각될 수 있다. 그 다음, 기판/기저층(301)은 나머지 아래층(223)을 경질 식각 마스크로 사용함으로써 식각되고, 그 결과 주변 지지체에 기저층(221)이 형성된다(도 3g). 이 단계에서, 중간층(302)은 천공된 막(210)을 이면 식각으로부터 보호하는 보호층으로서의 역할을 한다. 기판(301)은 KOH(수산화칼륨) 식각, TMAH(수산화테트라메틸암모늄) 식각 또는 DRIE에 의해 관통 식각될 수 있다. 마지막으로 독립형 막(211) 아래에 있는 중간층(302)은 제거되고(도 3h), 지지되는 막(213) 아래에는 중간층(222)이 형성되며, 막(211)은 독립형으로 남게 된다. 독립형 막(211) 아래에 있는 중간층(302)은 BOE(완충된 산화물 식각) 또는 RIE에 의해 제거될 수 있다.
도 1은, 대각선 길이가 2 인치이고, 프레임 폭이 5 mm이며, 개구 밀도가 1 인치당 개구 2000개인 정사각형의 독립형 막 구역을 갖고, 도 3a ~ 도 3h와 관련하여 상기 기재된 방법에 의해 제조된, 본 발명의 쉐도우 마스크 시료를 보여준다.
제조된 쉐도우 마스크는 원래 기판상에 제조된 채로 사용될 수 있거나, 요망되는 주변 지지체 폭과 주변 지지체 형상을 갖도록 추가로 다이싱(dicing)될 수 있다. 개시된 쉐도우 마스크가 재료의 패턴 형성 레이아웃을 만드는데 사용될 때, 기계적 정렬 기작과 직접적으로나 간접적으로 연계될 수 있다. 개시된 쉐도우 마스크는 또한 이하에서 보다 상세히 기재된 바와 같이, 대 면적 기판에 패턴을 형성하여 레이아웃을 만들기 위해 수개의 마스크를 고정물 또는 모듈, 예컨대 금속 캐리어에 기계적으로나 물리적으로 부착함으로써 일체형 쉐도우 마스킹 조립체로서 사용될 수 있다. 패턴이 형성될 기판은 쉐도우 마스크 패턴 형성 공정 동안, 개시된 쉐도우 마스크 막의 양쪽 중 어느 한쪽에 근접하여 배치되거나, 또는 접촉하도록 배치될 수 있다.
양태에서, 개시된 쉐도우 마스크는 단일 공급원으로부터 증착되었거나, 복수 개의 공급원으로부터 공증착된 재료에 패턴이 형성되도록 사용될 수 있다. 구체적으로 쉐도우 마스크의 개선된 편평도는 쉐도우 마스크와 패턴이 형성될 기판 사이의 간격을 감소시킬 수 있으며, 그 결과 쉐도우잉 현상의 유의미한 감소를 동반하는, 마이크론 규모의 고품질 패턴 형성이 달성될 수 있다. 쉐도우잉 현상의 감소는 증가한 화소 밀도 및/또는 더 큰 화소 개구율을 달성할 것이므로, 이는 OLED 재료에 패턴을 형성함에 있어 특히 유의미하다. 구현예에서, 개시된 쉐도우 마스크는 OLED 디바이스에 사용된 재료에 패턴을 형성하는데 사용된다. 다른 구현예에서, 개시된 쉐도우 마스크는 OLED 디바이스의 발광층에 사용된 재료에 패턴을 형성하는데 사용된다.
양태에서, 본 발명은 박막 증착중 패턴이 형성된 레이아웃을 제조하기 위한 쉐도우 마스크와, 이 쉐도우 마스크를 제조하기 위한 방법을 제공한다. 개시된 쉐도우 마스크의 구조, 성분 및 이의 조합, 그리고 제조 방법이 본원에 기재되어 있다. 다양한 구현예들에서, 쉐도우 마스크는 본원에 기재된 성분 하나 이상을 포함하고, 이 쉐도우 마스크를 제조하는 방법은 본원에 기재된 공정 하나 이상을 포함한다.
이하 실시예는 본 발명을 예시하기 위해 제시되는 것이다. 실시예는 어떠한 방식으로든 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다.
실시예 1
본 실시예에는 개시된 방법에 따라 개시된 구조의 쉐도우 마스크를 제조하는 과정이 기재되어 있다.
4 인치의 양면 연마된 규소 웨이퍼(두께 400 μm)를 쉐도우 마스크를 제조하기 위한 출발 기판으로 사용하였다. 이 웨이퍼를 DI수와 120℃의 황산 용액(H2SO4/H2O2 = 10/1)으로 연속 세정한 다음, 실온의 HF 용액에 1분 동안 침지하여 본래 있던 산화물을 제거하였다. 그 다음, 웨이퍼를 로(furnace)에 옮겨 1000℃에서 웨이퍼 양면에 산화규소(SiOx)를 3000 Å이 되도록 성장시켰다. 웨이퍼 한쪽 면에 있던 SiOx를 산화물 식각제(etchant)로 제거하였다. 웨이퍼 위에 여전히 SiOx가 있는 다른쪽 면은 전면으로 규정하고, SiOx가 없는 면은 이면으로 규정하였다. 그 다음, LPCVD 로에서 웨이퍼의 양면에 질화규소(SiNx) 1.5 μm를 증착시켰다. 이후, 포토레지스트를 전면에 스핀 코팅한 다음, 접촉 포토리소그래피에 의해 막에 있는 개구를 규정하는 패턴을 포토 마스크로부터 포토레지스트 층으로 전사하였다. 이후, 패턴 형성 포토레지스트(경질 마스크)를 사용하는 RIE로 SiNx 층에 개구를 천공하였다. 전면 위에 있던 포토레지스트를 제거한 다음, 웨이퍼 이면을 포토레지스트로 코팅하고 나서, 전면에 대해 행하여졌던 것과 동일한 포토리소그래피 및 건식 식각 공정을 사용하여 막의 독립형 구역을 규정하는 패턴을 이면 SiNx 층에 전사하였다. 그 다음, 웨이퍼를 120℃의 황산 용액으로 세정한 다음, 25% TMAH 용액에 담그어, 이면에 SiNx가 있는 벌크 규소(경질 마스크)를 관통 식각하였다. 막의 독립형 영역 아래에 있는 Si를 완전히 식각하여 제거한 다음, 웨이퍼를 TMAH 조로부터 꺼내어 산화물 식각제에 침지하여, 독립형 구역내 SiNx 막 아래에 있는 SiOx를 제거함으로써 제조를 마쳤다. 도 4에 보인 바와 같이, 최종 쉐도우 마스크는 35x35 mm2 독립형 영역을 갖는 1.5 μm SiNx 막과, 3000 Å SiOx(중간층), 400 μm Si(기판), 그리고 1.5 μm SiNx(아래층)을 갖는 주변 지지체를 포함하였다. 도 5에 보인 바와 같이, SiNx 막의 독립형 영역에 있는 천공 개구는 직경 9 μm의 원형으로서, 정방형 격자 형태(피치 12.7 μm)로 배열되어, 2000 ppi 화소 어레이 패턴을 형성할 수 있는 어레이를 만들었다.
실시예 2
쉐도우 마스크를, 실시예 1과 동일한 방식으로 제조하였는데, 단 SiOx 층의 두께는 3000 Å가 아닌 5000 Å이었다.
실시예 3
쉐도우 마스크를, 실시예 1과 동일한 방식으로 제조하였는데, 단 SiOx 층의 두께는 3000 Å가 아닌 6000 Å이었다.
실시예 4
쉐도우 마스크를, 실시예 1과 동일한 방식으로 제조하였는데, 단 SiOx 층의 두께는 3000 Å가 아닌 8000 Å이었다.
실시예 5
쉐도우 마스크를, 실시예 1과 동일한 방식으로 제조하였는데, 단 막의 독립형 영역의 크기는 35x35 mm2가 아닌 54x54 mm2였다. 도 6은 대각선 길이가 약 3 인치인 54x54 mm2 마스크의 사진을 보여준다.
비교 실시예 1
쉐도우 마스크를 실시예 1과 유사한 방식으로 제조하였는데, 단 SiOx 중간층은 증착하지 않았다.
실시예 1 ~ 4의 제조 수율은 비교 실시예 1의 제조 수율보다 훨씬 더 높았는데(표 1 참조), 이 점은 개시된 구조 및 방법이 견고함을 입증한다. 그 일부가 프레임내 중간층을 이루는 SiOx 층은, Si 관통 식각 단계의 후반부에서 막의 독립형 영역내 임시 보호층으로서의 역할을 하여, 막이 파손될 가능성을 낮추었으며, 그 결과 수율이 증가하였다.
Figure pat00001
마스크 편평도를 개선함에 있어 다층 주변 지지체 구조의 효능을 보이기 위해, 마스크 바로 위에 위치하는 증착 기판으로부터의 독립형 막의 변위를 측정하였다. 서로 떨어져 있는 증착 공급원 2개로부터 유래한 OLED 재료 2가지를, 동일한 쉐도우 마스크를 관통시켜 기판상에 공동 증착시켰다(도 7 참조). 변위의 결과로 오프셋 패턴 형성된 레이아웃 2개가 기판상에 생성되었다. 변위는 하기 등식을 사용하여 오프셋으로부터 추산할 수 있다:
Figure pat00002
상기 식 중, d S1 , D A1 , t, H, L A1 및 L B1 는 각각 동일 개구를 지나 증착된 화소 2개, 즉 A1 및 B1의 중심들간 떨어진 거리, 개구 1의 직경, 마스크 두께, 마스크 아랫면과 유기 공급원 윗면 사이의 수직 방향 거리, 개구 1 중심과 공급원 A 중심 또는 공급원 B 중심 사이의 측방향 거리이다.
산화물 층 두께가 3000 Å에서 8000 Å으로 증가하면, 패턴이 형성된 레이아웃 2개 사이의 오프셋은 점진적으로 감소한다(도 8 참조). 증착 기판과 쉐도우 마스크 사이의 대응 변위는 오프셋 및 증착물의 기하학적 구조로부터 산정하였고, SiOx 중간층 두께에 대한 함수로서 플롯을 작성하였다(도 9 참조). 두꺼운 산화물 층은 충분한 압축력으로 인해 그 변위가 유의미하게 감소하여 약 1 um가 되었는데, 이는 마이크론 규모의 패턴 형성을 보장할 수 있다. 이러한 결과들은, 본 발명의 다층 구조물이 마스크 편평도를 극적으로 개선할 수 있음을 입증해준다.
상기 언급한 유리한 특징들은 이하와 같은 본 발명의 양태들로부터 얻어진다: 1) 마스크의 주변 지지체의 다층 구조가 막의 인장 응력으로 발생하는 힘에 대항하는 힘을 발생시킬 수 있고, 마스크의 편평도를 개선할 수 있음; 2) 다층의 주변 지지체 조성을 조정함으로써 독림형 막의 치수는, 마스크의 편평도를 악화시키지 않고 큰 크기, 예컨대 2 인치를 초과하는 만큼으로 증가할 수 있음; 3) 막의 임시 보호층은 고 수율 제조를 보장함.
다른 양태에서, 본 발명은 쉐도우 마스크, 경질 캐리어, 그리고 쉐도우 마스크와 경질 캐리어 사이 접착층을 포함하는 쉐도우 마스크 모듈을 제조하는 방법을 제공한다. 경질 캐리어 및 접착층은 쉐도우 마스크를 기계적으로 보강해 주고, 쉐도우 마스크의 편평도를 유지시킨다. 복수 개의 쉐도우 마스크가 하나의 경질 캐리어상에 있으면, 쉐도우 마스크 모듈은 복수 개의 OLED 패널을 갖는 큰 면적의 유리 모 기판에 패턴이 형성되도록 확장될 수 있다.
도 10은 복수 개의 쉐도우 마스크(110)를 갖는 쉐도우 마스크 모듈(100)의 횡단면을 도식으로 도시한 것이다. 복수 개의 쉐도우 마스크(110)는 접착층(120)을 통해 경질 캐리어(130)에 본딩된다. 쉐도우 마스크(110)는 이하에서 상세히 논의될 개량된 제조 기술에 따른, 도 2a ~ 도 2d의 쉐도우 마스크와 실질적으로 유사할 수 있다. 접착층(120)에는 복수 개의 중공 영역이 존재하되, 각각의 쉐도우 마스크(110) 아래에 하나씩 있다. 하나의 경질 캐리어(130)에 복수 개의 쉐도우 마스크(110)가 통합되면, 쉐도우 마스크 모듈은 하나의 유리 후면 모 기판상 복수 개의 OLED 디스플레이 패널을 동시에 패턴 형성할 수 있다. 개별 쉐도우 마스크에 있는 개구 패턴들은 후면 기판상 패널 레이아웃에 따라 서로 정확하게 정렬되어야 한다.
도 11a 및 도 11b는 쉐도우 마스크 모듈중 각각의 쉐도우 마스크(110)의 횡단면도 및 정면도를 도시하는 것이다. 도 11b의 A와 A'사이 점선은 횡단면의 위치를 나타낸다. 각각의 쉐도우 마스크(110)는 주변 지지체(112)와 질화규소 막(111)을 포함하는데, 여기서 질화규소 막(111)은 주변 지지체(112) 위에 위치하는 지지되는 영역(111c), 그리고 주변 지지체(112) 안쪽에 복수 개의 천공 개구(111b)를 갖는 독립형 영역(111a)을 가진다. 주변 지지체(112)는 독립형 중앙 막 영역(111a)의 경계를 따라 점점 좁아지는 모서리를 가질 수 있다. 쉐도우 마스크(110) 아래에 있는 경질 캐리어(130)는 독립형 막(111a) 아래에 중공 영역을 포함하는 쉐도우 마스크 지지 영역을 가진다. 경질 캐리어(130)의 중공 영역 모서리는 점점 좁아지면서 쉐도우 마스크(110) 소멸율(clearance)은 증가하고, 이로써 박막 증착중 증기가 차단되는 것이 방지된다. 경질 캐리어 윈도우 프레임부(130)는 쉐도우 마스크(110)를 수용하도록 함몰되어 있다. 구현예에서, 쉐도우 마스크의 가장 윗면은 경질 캐리어(130) 표면보다 더 높아서, 쉐도우 마스크(110)가 증착 기판과 가까이 근접하도록 유지될 수 있어야 한다. 접착층(120)은 주변 지지체(112)의 아랫면 모두 또는 단지 일부만을 덮을 수 있다. 접착층(120)은 또한 주변 지지체(112)와 경질 캐리어(130) 사이 불연속 층일 수 있다. 종합해보면, 접착층(120)과 경질 캐리어(130)는 깨지기 쉬운 쉐도우 마스크(110)에 기계적 지지체와 보강수단, 구체적으로 주변 지지체(112)를 제공하고, 주변 지지체(112)와의 부착을 통해 쉐도우(110)의 편평도를 효과적으로 유지시킨다.
구현예에서, 복수 개의 쉐도우 마스크(110)는 한 방향으로 연장된 경질 캐리어(130) 상에 하나의 열로 배열된다(도 12a 참조). 다른 구현예에서, 복수 개의 쉐도우 마스크(110)는 캐리어(130) 상에 매트릭스 형태, 즉 수직 방향과 수평 방향 모두로 확장되어 나가는 형태로 배열된다(도 12b 참조). 쉐도우 마스크 모듈상 쉐도우 마스크의 수와 이 모듈의 외부 치수는 대규모의 후면 기판, 예컨대 G6.5 유리 기판에 패턴을 형성하기 위한 요건을 충족하도록 확장될 수 있다.
사전 제조된 천공 개구를 갖는 도 2a ~ 도 2d의 쉐도우 마스크들을 접착층을 통해 경질의 캐리어에 본딩함으로써 쉐도우 마스크 모듈을 제조하는 것은 이론상 가능하지만, 이러한 방법은, 각각의 개별 쉐도우 마스크가 후면 기판상 패널 레이아웃을 기준으로 개별 막 위에 개구 패턴을 정렬시키기 위해, 정밀한 본딩을 필요로 할 것이다. 예를 들어 도 13(도 4)에 보이는 바와 같이, 유리 후면 모 기판(10)상 패널 레이아웃이 인접 화소 어레이(11)들간 동일한 간격(d)을 보일 때, 인접 쉐도우 마스크 개구 패턴들간 간격도 또한 d 와 동일하여야 한다. 개구가 패턴을 이루며 천공된 후 각각의 쉐도우 마스크상 개구 패턴의 위치는 고정되므로, 각 쉐도우 마스크의 상대적 위치는 본딩 절차 내내 정확히 제어될 필요가 있다.
쉐도우 마스크는 밀도 2000 ppi를 초과하는 화소를 수용할 수 있으므로, 경질 캐리어상 쉐도우 마스크의 본딩을 위한 측방향 정렬의 정확도는 약 1 마이크론 이하이어야 한다. 이러한 정밀도로 이루어지는 수 인치의 쉐도우 마스크 복수 개와 피트 규모의 경질 캐리어의 기계적 정렬시 본딩 장비 및 공정을 디자인 함에 있어서는 만만치 않은 어려움이 따른다. 이 문제를 더 복잡하게 만드는 것은, 접착층 적용 공정에서의 가변성과 접착층 경화 공정에서의 열 팽창으로 인한 미스매칭(mismatching)이 본딩중 경질 캐리어상 쉐도우 마스크의 예상치 못하였지만 일어날 가능성이 매우 크고, 고르지 못한 측방향 변위를 일으킬 수 있다는 점이다. 결과적으로 이러한 변위는 후면 기판에 오정렬된 재료의 패턴을 형성할 것이다.
이 문제를 해결하기 위해 본 발명은 고정밀 본딩을 필요로 하지 않으면서 정확하게 정렬된 쉐도우 마스크로 쉐도우 모듈을 제조하는 방법을 사용한다. 본 발명의 방법에서, 천공 개구를 가지지 않는 개별 쉐도우 마스크 블랭크는 경질 캐리어에 본딩되고, 그 다음 본딩후의 쉐도우 마스크 중앙 막 영역에 개구가 생성된다. 개시된 방법의 장점은, 하나의 캐리어상 상이한 쉐도우 마스크들의 개별 개구 패턴은 동일한 포토리소그래피 공정에서 패턴을 형성하며 개방되므로, 서로간에 필연적으로 정렬된다는 사실에 있다. 다시 말해서, 쉐도우 마스크 모듈중 각각의 개구 어레이 사이 측방향 정렬의 정확성은 본딩이 아니라 포토리소그래피에 의해 결정된다.
이 방법의 제조 공정 흐름은 하기 단계들에 기재되어 있고, 도 14a ~ 도 14d에 도시되어 있다. 도 14a에서 복수 개의 중공 영역을 갖는 프레임 복수 개가 경질 캐리어(130)에 제공된다. 복수 개의 쉐도우 마스크 모듈 블랭크(100)도 또한 제공된다. 각각의 쉐도우 마스크 블랭크는, 패턴이 형성되지 않았거나 개구가 없는 쉐도우 마스크를 제조하는데 필요한 층 전부를 포함한다. 예를 들어 세라믹 막(101)과 기저층(102)은 그 어떠한 패턴 형성도 이루어지지 않았거나 개구도 없는 질화규소 막 및 규소 기저층일 수 있다.
쉐도우 마스크 블랭크(100)는 접착제 적용을 통하거나 직접적인 본딩 공정을 통해 경질 캐리어에 부착된다. 도 14b에서 접착층(120)은 경질 캐리어(130) 또는 층(102)의 아랫면에 적용된다. 접착층(120)의 적용은 시린지로부터의 분배, 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄, 분사 코팅 또는 증착에 의해 이루어질 수 있다. 쉐도우 마스크 블랭크(100)는 접착층(120)을 통해 경질의 캐리어(130)에 부착될 수 있으며[이 경우 각각의 쉐도우 마스크(100)는 경질 캐리어(130)의 중공 프레임 영역위에 위치함], 그 후에 접착층(120)이 경화될 수 있다. 경화는 가열, UV 조사 또는 둘 다에 의해 수행될 수 있다. 압력은 경화가 진행되는 동안 쉐도우 마스크 블랭크(100), 경질 캐리어(130) 또는 이것들 둘 다에 적용될 수 있으며, 이로써 쉐도우 마스크 블랭크(100)가 편평하게 유지되고, 경질 캐리어(130)와 밀접하게 접촉하는 것이 보장된다. 경질 캐리어(130)가 유리일 때, 접착층(120) 형성에 어노드 본딩(anodic bonding)이 사용될 수 있다. 어노드 본딩 공정중 열, 압력 및 전압이 쉐도우 마스크 블랭크(102)와 경질 캐리어(130)에 적용된다.
도 14c에서 경질 캐리어(130)상 세라믹 막(101) 모두에 대해 개구(111b)의 패턴 형성과 개방이 특정의 패턴을 보이며 수행된다. 세라믹 막(101)이 천공됨에 따라 개구(111b)와 주변 막 영역(111)이 만들어진다. 세라믹 막 모두의 개구 패턴은 동일한 포토리소그래피 공정에서 규정된다. 이 공정은 포토레지스트층의 코팅, 노출 및 현상을 통해 개구를 규정하는 단계, 개구를 개방하는 식각 단계, 그리고 포토레지스트층을 제거하는 단계를 포함하는, 표준 미세제조 절차를 따를 수 있다. 세라믹 막(101) 모두에 개구(111b)를 규정하는 포토레지스트층은 컨택트 얼라이너(contact aligner)에 의해 포토마스크를 관통하면서 한 번에 노출되거나, 또는 스텝퍼(stepper) 또는 라인 스캐너에 의해 단계적으로 노출된다. 세라믹 막(101) 모두에 개구(111b)를 형성하기 위한 천공은 동일한 식각 공정에서 수행된다.
도 14d에서 층(102)을 관통 식각함으로써 기저층/지지체 모두에 중공 영역이 개방되는데, 단 여기서 층(102)의 나머지 부분은 중공 영역을 갖는 주변 지지체(112)를 형성하고, 중공 영역 위에 개구(111b)를 갖는 세라믹 막 중앙 영역은 독립형이 된다.
비록 쉐도우 마스크 블랭크의 기저층(102)은 하나의 층으로 보이지만, 이 기저층(102)은 다층 구조일 수 있음에 주목한다. 기저층(102)은 KOH(수산화칼륨) 식각, TMAH(수산화테트라메틸암모늄) 식각 또는 RIE에 의해 관통 식각된다. 다층 구현예에서, 기저층(102)은 질화규소층, 규소층 및 산화규소층을 포함할 수 있다. 이 구현예에서, 질화규소층은 RIE에 의해 식각되고, 규소층은 KOH 또는 TMAH에 의해 식각되며, 산화규소층은 완충 산화물 식각제(BOE)에 의해 식각된다.
쉐도우 마스크 모듈의 구조적 일체성을 더욱 향상시키기 위해 추가의 후처리 단계들이 추가될 수 있다. 구현예에서, 모서리 지지체 부재(140)가 독립형 막의 이면 모서리를 따라서 증착된다. 다른 구현예에서, 쉐도우 마스크 모듈은 제2 캐리어(400)에 부착되어 쉐도우 마스크 조립체를 형성한다.
이 방법은 쉐도우 마스크가 정렬된 쉐도우 마스크 모듈 제조중 정렬에 관한 어려움을 줄여준다. 개시된 방법의 본딩 공정은 각각의 쉐도우 마스크상 천공 개구가 동시에 형성되기 전에 진행된다. 결과적으로, 본딩중 일어났던 임의의 변위는 개별 쉐도우 마스크의 개구 패턴들의, 서로를 기준으로 하는 상대적 위치에 영향을 미치지 않는다. 천공 개구 어레이의 위치들은 본딩 단게가 아닌 포토리소그래피 단계에 의해 규정되므로, 본딩중에는 쉐도우 마스크 블랭크와 캐리어의 성긴 정렬(coarse alignment)만이 요구된다.
개시된 방법은 쉐도우 마스크 모듈의 확장성을 증가시킨다. 평면 패널 디스플레이 산업에서 후면 기판을 제조하기 위해 사용되는 포토리소그래피 공정은 쉐도우 마스크 모듈상에 천공 개구 어레이를 형성하기 위한 것으로 개시된 방법에 사용될 수 있으며, 이로써 대규모 쉐도우 마스크 모듈을 Gen10 기판 치수 이하로 제조하는 것이 효과적으로 달성된다. 동일한 포토리소그래피 공정을 후면을 대상으로도 수행한다는 것은 또한 이 방법으로 제조된 쉐도우 마스크 모듈이 후면 기판과 동일한 해상도 및 공차를 갖고, 이 점은 증착된 유기 재료의 쉐도우 마스킹중 쉐도우 마스크 모듈 및 후면 기판 정렬의 정확성을 증가시킬 것임을 의미한다.
개시된 방법은 기계적 강도가 개별 쉐도우 마스크에 비해 개선된, 쉐도우 마스크 모듈을 제조한다. 경질 캐리어와 접착층은 함께 쉐도우 마스크 모듈상 개별 쉐도우 마스크에 기계적 지지를 제공하여, 쉐도우 마스킹 공정중 용이한 취급 및 척킹(chucking)을 허용한다. 개선된 기계적 강도는 쉐도우 마스크의 유효 수명을 연장시킬 수 있고, 마스크 파손을 감소시킬 수 있어서, OLED 디스플레이 제조시 비용 절감을 달성한다.
이 방법은 또한 편평도가 경질 캐리어 없이 제조된 쉐도우 마스크에 비해 개선된, 경질 캐리어상 쉐도우 마스크를 제조한다. 독립형 질화규소 막의 편평도를 유지하는데 필요한, 이 독립형 질화규소 막의 인장 응력은 개별 쉐도우 마스크의 주변 지지체에 원치않는 만곡을 야기할 수 있다. 그러므로 질화규소 막이 독립형으로 되기 이전의 쉐도우 마스크 블랭크의 만곡률은 독립형 막을 갖는 쉐도우 마스크의 만곡률보다 작다. 막이 독립형으로 되기 전에 쉐도우 마스크 블랭크가 경질 캐리어에 본딩된 후, 이 쉐도우 마스크의 위치와 형상은 접착층에 의해 경질 캐리어에 신속하게 확정된다. 천공 개구와 독립형 막을 형성하기 위한 포토리소그래피 단계 및 식각 단계에도 불구, 쉐도우 마스크는 경질의 캐리어에 본딩되어 있는 관계로 그 형상 또는 편평도가 바뀌지 않을 것이다.
개시된 방법에 관한 상세한 설명과, 개시된 방법과 연관된 쉐도우 마스크 모듈의 주요 성분에 관한 설명(예컨대 주요 성분의 조성 및 치수)은 이하에 기재되어 있다. 쉐도우 마스크 모듈의 유용성과 관련된 문제, 예컨대 개별 쉐도우 마스크의 편평도, 경질 캐리어상 쉐도우 마스크의 평탄화 및 정렬, 제조 수율, 그리고 개별 쉐도우 마스크 및 모듈의 견고성 문제는 해결될 것이다. 간결함을 위해 쉐도우 마스크 모듈의 도면은 단지 캐리어상 하나의 쉐도우 마스크를 보여준다.
예비 본딩: 경질 캐리어(130)와, 주변 지지체에 중공 영역이 없고, 질화규소 막에 천공 개구를 가지지 않는 복수 개의 쉐도우 마스크 블랭크(100)가 제공된다. 경질 캐리어(130)는 쉐도우 마스크(110)에 기계적 지지를 제공할뿐 아니라, 접착층(120)에 의해 편평하게 유지될 쉐도우 마스크(110)를 위한 플랫폼도 제공한다. 경질 캐리어(130)는 각각의 주변 지지체 영역(112) 아래에 고체인 영역/프레임을, 각각의 독립형 막(111a) 아래에는 중공 영역을 가진다. 중공 영역의 모서리는 점점 좁아져서, 박막 증착중 유입되는 증기의 소멸율을 증가시킨다. 주변 지지체 영역(112) 아래에 있는 경질 캐리어(130) 영역은 함몰될 수 있지만, 경질 캐리어(130)의 가장 윗면은 쉐도우 마스크(110)의 가장 윗면보다 낮게 유지된다. 경질 캐리어의 두께는 쉐도우 마스크 모듈의 전체 치수에 따라서 500 마이크론에서 수십 밀리미터로 다양할 수 있다.
경질 캐리어(130)는 열 또는 화학약품 세정 공정을 견디기 위해 열 안정성과 내약품성이 커야하고, 임의의 열 공정중 쉐도우 마스크 모듈의 왜곡을 감소시키기 위해 쉐도우 마스크(110)와 접착층(120)의 열 팽창 선형 계수(CTE)와 유사한 CTE를 가져야 한다. 구현예에서, 경질 캐리어(130)의 CTE는 20 ppm/K 미만이다[단 여기서 ppm은 10-6을 나타냄]. 다른 구현예에서, 경질 캐리어(130)의 CTE는 10 ppm/K 미만이다. 또 다른 구현예에서, 경질 캐리어(130)의 CTE는 5 ppm/K 미만이다. 경질 캐리어(130)는 유리, 석영, 사파이어, 규소, 질화규소, 금속 또는 세라믹을 포함할 수 있다. 구현예에서, 경질 캐리어(130)는 유리이다. 다른 구현예에서, 경질 캐리어(130)는 Fe, Ni 또는 이 둘 다를 포함하는 금속이다. 실상 쉐도우 마스크 모듈은 진공 또는 전자기력에 의해 척킹될 수 있다. 바람직하게 경질의 캐리어(130)는 강자성으로서, Fe, Ni, Fe과 Ni의 합금, 또는 마르텐사이트계 강을 포함한다. 구현예에서, 경질 캐리어(130)는 Fe 64% 및 Ni 36%의 합금이다.
도 15에서 보이는 바와 같이, 쉐도우 마스크 블랭크(100)는, 선택적으로 질화규소 막(101)과 지지체(102)를 포함할 수 있다. 블랭크는 단지 2개의 층으로 이루어진 것일 수 있되, 단 지지체는 규소임에 주목한다. 대안적으로, 블랭크는 복수 개의 층으로 이루어진 것일 수 있다(도 15 참조). 블랭크(100)는 가능한 한 편평하게 제조되어야 한다. 질화규소 막(101)의 인장 응력은, 지지체(102)가 만곡되는 경향을 보이도록 만들 것이다. 지지체(102)는 벌크 규소 층(102b), 질화규소 막(101)과 벌크 규소층(102b) 사이의 중간층(102a), 아래층 구현예, 그리고 벌크 규소층(102b) 아래 경질층(102c)을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있는데, 여기서 중간층(102a)은 압축 응력을 받고, 경질층(102c)은 인장 응력을 받는 관계로, 이 지지체(102)의 인장 응력을 상쇄시킨다(도 15 참조). 구현예에서, 중간층(102a)은 산화규소를 포함할 수 있고, 경질층(102c)은 질화규소를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 중간층(102a)은 부재하고, 경질층(102c)은 질화규소 막(101)과 동일한 두께를 갖는 질화규소층이다. 또한, 응력을 미세 조정함으로써 응력을 적절히 균형 맞추어 최적의 마스크 편평도를 달성하는 것이 보장되도록, 재료층 및 선택적 도판트의 조성 변화, 그리고 처리가 가하여질 수 있다.
막(101)의 두께는 500 nm 내지 2 마이크론으로 가변적이다. 층들(102 및 102b)의 두께는 100 마이크론 내지 800 마이크론으로 가변적이다. 층(102a)의 두께는 10 nm 내지 1 마이크론으로 가변적이다. 층(102c)의 두께는 500 nm 내지 2 마이크론으로 가변적이다. 층들(101, 102a 및 102c)은, 본딩 전에, 일반적으로 공지된 방법에 의해 증착된다. 층(101)은 LPCVD에 의해 증착될 수 있다. 층(102c)이 질화규소이면, 이 층(102c)은 층(101)의 경우와 동일한 공정으로 LPCVD에 의해 증착될 수 있다. 층(102a)이 산화규소이면, 이 층(102a)은 열 산화에 의해 형성될 수 있다.
본딩:
본딩 공정에서 접착층(120)은 쉐도우 마스크 블랭크(100)를 경질 캐리어(130)에 부착시킨다. 접착층(120)은 쉐도우 마스크 블랭크(100) 및 경질 캐리어(130) 사이에 안정적인 결합이 형성되도록 큰 결합 강도를 제공해야 하고, 열 또는 화학약품 세정 공정에 견디도록 열 안정성과 내약품성이 커야 하며, 최종 쉐도우 마스크 모듈의 최종 독립형 질화규소 막(111a)의 왜곡을 감소시키도록 쉐도우 마스크 블랭크(100) 및 경질 캐리어(130)의 CTE와 유사한 CTE를 제공해야 한다. 구현예에서, 접착층(120)의 CTE는 20 ppm/K 미만이다. 다른 구현예에서, 접착층(120)의 CTE는 10 ppm/K 미만이다. 접착층(120)의 치수, 예컨대 두께와 피복 면적(coverage area)은 또한 접착층(120)의 절대 열 팽창에 기여한다. 구현예에서, 접착층(120)의 두께는 50 마이크론보다 작다. 다른 구현예에서, 접착층(120)은 지지체(102)와 경질 캐리어(130) 사이의 불연속층이다.
접착층(120)은 중합체, 유리 프릿(glass frit), 규산시멘트, 금속 공융혼합물 또는 금속 땜납을 포함할 수 있다. 구현예에서, 접착층(120)은 폴리이미드를 포함한다. 다른 구현예에서, 접착층(120)은 유리 프릿을 포함한다. 접착층(120)은 UV 광선, 열 또는 이 둘 다에 의해 경화되어, 블랭크(100)와 경질 캐리어(130) 사이에 안정적인 결합을 형성할 수 있다. 경화중 블랭크(100)와 경질 캐리어(130)상에 압력이 적용될 수 있다. 바람직하게 접착층(120)은 500℃ 이하에서 경화된다.
접착층(120)은 캐리어(130)가 유리일 때 유리와 규소의 융합층일 수 있고, 지지체(102) 및 캐리어(130)는 어노드 본딩에 의해 본딩된다. 어노드 본딩중 블랭크(100)와 캐리어(130) 사이에는 열과 압력 이외에도 전기장이 적용된다. 접착층(120)은 자체의 부착성이 약화되거나 사라지게 되는 디본딩(debonding) 공정을 거치게 되고, 그 결과 본딩되었던 블랭크(100) 또는 쉐도우 마스크(110)는 경질 캐리어(130)로부터 제거될 수 있다. 디본딩 능력은 쉐도우 마스크가 제조 또는 사용중 파괴되어 교체되어야 할 때 유용하다. 이러한 특징은 쉐도우 마스크 모듈의 제조 수율을 증가시키고, 이의 유효 수명을 연장시키는데 특히 유용하다. 접착층(120)의 디본딩은 이하 조건들, 즉 500℃보다 높은 온도, 용제의 존재, 산화제의 존재 또는 식각제의 존재 중 하나가 조성되거나 이것들이 조합되어 조성될 때 일어날 수 있다. 구현예에서, 흠이 있는 쉐도우 마스크는 접착층(120)이 연화되거나 삭마되도록 산소가 풍부한 환경에서 레이저에 의해 500℃보다 높은 온도로 가열된다.
본딩시 쉐도우 마스크의 정렬
독립형 질화규소 막과, 그 위에 있는 천공 개구의 위치는 후속 단계들에서 결정되므로, 본딩 공정에서 개별 쉐도우 마스크 블랭크(100)는 단지 경질 캐리어(130)와 함께 성기게 정렬될 필요가 있다. 쉐도우 마스크 블랭크(100) 및 경질 캐리어(130)의 기계적 정렬을 가속하기 위해, 지지체(102)의 아랫면과 지지체(102)를 마주보고 있는 경질 캐리어(130)의 윗면은, 각각의 블랭크(100)와 경질 캐리어(130)의 각각의 프레임부를 기계적으로 정렬하고 상호 체결하는 상호 체결된 표면 구조를 가질 수 있다.
도 16a에 보인 바와 같이, 블랭크 지지부(102)는 자체의 아랫면에 공동(103)을 가지며, 경질 캐리어(130)는 블랭크 지지체(102)를 마주보고 있는 자체의 표면에 대응하는 필러(133)를 가진다. 블랭크(100)가 접착층(120)에 의해 경질 캐리어(130)에 본딩될 때, 필러(133)는 공동(103)에 딱 맞아들어가 블랭크(100)가 제자리에 측방향으로 체결되도록 만든다. 접착층(120)은 공동(103)과 필러(133) 사이 틈새를 채울 수 있다. 공동(103)과 필러(133) 사이 상호 체결시 공차는 수십 마이크론 ~ 수백 마이크론으로 가변적일 수 있다. 마찬가지로 블랭크 지지체(102)의 아랫면에는 필라(104)가 있을 수 있으며, 블랭크 지지체(102)와 마주보는 경질 캐리어(130)의 표면에는 대응하는 공동(134)이 있을 수 있다(도 16b 참조). 상호 체결 구조의 또 다른 형태, 예컨대 삼각형의 필라와 공동, 그리고 반구형 볼록부와 함몰부가 사용될 수 있다. 블랭크(100)와 경질 캐리어(130)는 기계적 정렬에 더 많은 도움을 주는 선택적 정렬 마크 또는 기점 마커를 가질 수 있다. 상호 체결 구조는 또한 접착층과 쉐도우 마스크 및 경질 캐리어의 접촉 면적을 증가시켜, 이들 2개의 부재간 더 강력한 본딩을 달성한다.
본당에 있어 쉐도우 마스크의 평탄화
경질 캐리어상 쉐도우 마스크의 평탄화도 또한 전체 모듈의 유용성에 중요하다. 캐리어상 개별 쉐도우 마스크의 윗면은 마이크론 규모의 편차를 갖고 동일 면에 있도록 평탄화되는 관계로, 쉐도우 마스킹중 개별 쉐도우 마스크와 후면 기판 사이의 간격은 가능한 한 동일하다.
경질 캐리어상 쉐도우 마스크 각각의 수직 위치는 쉐도우 마스크 모두에 걸쳐 존재하는 독립형 질화규소 막의 정밀 평탄화를 달성하기 위해 정확히 제어되어야 한다. 쉐도우 마스크의 수직 위치를 제어하는 요인으로서는 쉐도우 마스크의 두께와 편평도, 접착층의 두께, 그리고 쉐도우 마스크와 마주보는 경질 캐리어 전면의 편평도를 포함한다.
쉐도우 마스크의 두께는 규소 기판과, 그 위에서 성장한 막 층(단 이것들 모두는 반도체 제조시 행해지는 표준 관행에 의해 나노미터 수준의 정확도로 제어될 수 있음)에 의해 예정된다. 쉐도우 마스크 블랭크의 본딩전 편평도는 블랭크의 지지부 조성에 의해 제어된다.
접착제 적용 절차의 가변성, 불균일한 압력 또는 고르지 못한 경화로 말미암아 접착층의 두께는 동일 캐리어상 쉐도우 마스크들간에 가변적일 수 있다. 접착층(120)은 이 접착층의 두께를 조절하기 위해 기하학적 스페이서(121), 예컨대 유리, 금속 또는 중합체 마이크로비드를 포함할 수 있으며, 그 결과 본딩 공정후 접착층(120)의 최종 두께가 제어될 수 있다(도 17 참조). 스페이서(121)는 단일층 형태로 블랭크 지지부(102)와 마주보는 경질 캐리어(130)의 전면을 부분적으로 덮는다. 스페이서의 직경은 접착층(120)의 최종 두께를 결정한다. 직경 표준 편차가 마이크론 미만인 스페이서는 시판되고 있다. 이러한 스페이서는 접착층이 적용되기 전에 접착제와 예비혼합되거나 캐리어상에 증착될 수 있다. 이 접착층중 이러한 스페이서의 농도는 응집이 일어나지 않도록 낮게 유지된다. 접착층이 어노드 본딩 또는 공융 본딩에 의해 형성될 때, 본딩 계면은 청결하고 입자가 존재하지 않아야 하며, 융합된 접착층의 최종 두께는 보통 균일하다. 그러므로 스페이서는 이러한 경우에 사용되지 않는다.
접착층(120)의 두께를 더 조절하기 위해 경질 캐리어(!30)는 함몰되거나 중공인 영역을 가질 수 있다. 도 18a 및 도 18b에 도시된 바와 같이, 함몰된 영역(131)과 중공 영역(132)은, 접착층(120)으로부터 흘러나오는 과량의 재료가 채워져 접착층(120)의 두께가 균일하게 유지되도록 돕는 잉여 공간을 쉐도우 마스크 블랭크(100)와 경질 캐리어(130) 사이에 제공한다. 함몰된 영역들(131 및 132)은 트렌치(trench), 주름부, 공동 또는 관통형 개구일 수 있다. 접착층(120)은 함몰된 영역(131 및 132)의 공간 일부 또는 전부를 채울 수 있다. 쉐도우 마스크 모듈이 고온에서 처리될 때, 즉 경화 또는 열 세정이 행해질 때, 함몰된 영역들(131 및 132)은 접착층(120)의 임의의 열 팽창을 위한 여분 공간을 제공할 수 있다. 함몰된 영역들(131 및 132)은 또한 디본딩 공정에서 서비드 포트 또는 채널로서의 역할을 할 수도 있다. 예를 들어 함몰된 영역들(131 및 132)은 용제 또는 식각제가 접착층(120)에 도달하는 것을 허용할 수 있거나, 또는 기계적 도구가 접착층(!20) 및 블랭크(100) 또는 쉐도우 마스크(110)에 접근하는 것을 허용할 수 있다.
경질 캐리어 전면의 편평도는 표면을 형성하는데 사용된 캐리어 재료와 방법에 의해 결정된다. 경질 캐리어가 유리로 제조될 때, 이것의 표면은 플로팅(floating), 융합 성형(fusion forming), 습식 식각과 같은 방법에 의해 확립될 수 있다. 이는 광학적으로 편평하게(편평도 편차가 나노미터 규모로 감소하도록) 제조될 수 있다. 경질 캐리어가 금속으로 제조될 때, 이것의 전면은 보통 기계가공, 기계적 연마 및 전기화학적 연마에 의해 확립된다. 이러한 방법들은 매우 평활한 표면을 제공할 수 있긴 하지만, 마이크론 수준의 편차를 보이도록 편평하고 편탄화된 표면을 만들기는 어렵다. 금속 캐리어상 쉐도우 마스크의 편탄화를 보장하기 위해, 편평도가 큰 기준면이 본딩 공정에 도입되어, 편평한 면을 확립한다. 도 19a 및 도 19b에 보인 바와 같이, 개별 쉐도우 마스크 블랭크(!00)는 처음에는 성기게 정렬된 채 접착층(120)을 통해 경질 캐리어(130)에 예비로 부착된다. 접착층(120)이 경화되하기 전, 쉐도우 마스크 모듈에는, 질화규소 막(101)과 마주보는 대형의 편평한 물체(20), 예컨대 플로트 유리(float glass) 조각으로 인해 압박이 가하여진다. 그 다음, 접착층(120)은 경화되는데, 이때 경화 공정 내내 경질 캐리어(130)와 편평한 물체(20)에 압력이 가하여진다. 바람직하게 편평한 물체(20)는 투명하다. 경화 공정중 쉐도우 마스크(100)의 평탄화는 물체(20)의 다른 면으로부터의 광선 간섭 패턴(블랭크(100)와 물체(20) 사이의 간격을 나타냄)을 관찰함으로써 모니터링될 수 있으며, 이에 따라서 경질 캐리어(130)상에 적용되는 압력은 조정될 수 있다.
이 섹션에 기재된 조치를 적용하여 경질 캐리어상 쉐도우 마스크의 평탄화가 보장될 수 있다.
개구의 패턴 형성 및 천공
개별 쉐도우 마스크상에 있는 개구(111b)는 포토리소그래피에 의해 패턴이 형성되며 천공된다. 이 공정은, 포토레지스트층을 코팅, 노출 및 현상하여 개구(111b)를 규정하는 단계, 개구(111b)를 천공하는 식각 단계, 그리고 포토레지스트층을 제거하는 최종 단계를 포함하는 통상의 미세제조 과정을 따를 수 있다. 포토레지스트층은 스핀 코팅, 분사 코팅 또는 슬롯 다이 코팅에 의해 증착될 수 있다. 그 다음, 포토레지스트층 전체는 컨택트 얼라이너에 의해 포토마스크를 관통하여 한 번에 노출되거나, 스텝퍼 또는 라인 스캐너에 의해 단계적으로 노출되어, 질화규소막(101)상 개구(111b)의 위치를 규정하는 식각 마스크를 형성한다. 막(101)은 개구(111b)를 형성하기 위해 건식 식각법, 예컨대 반응성 이온 식각(RIE) 및 심부 반응성 이온 식각(DRIE) 또는 습식 식각법에 의해 식각된다. 모든 막(101) 위에 개구(111b)를 천공하는 것은 동일한 식각 공정에서 이루어진다. 식각후 포토레지스트층은 포토레지스트 스트립퍼 조(photoresist stripper bath) 또는 플라즈마 애싱 챔버(plasma ashing chamber)에서 제거된다.
쉐도우 마스크 블랭크 지지체의 식각
쉐도우 마스크 지지부(102)는 관통 식각되어, 중공 영역을 갖는 주변 지지체(112)를 형성하고, 이때 천공 개구를 갖는 질화규소막이 독립형이 되도록 만든다. 지지부(102)는 KOH(수산화칼륨) 식각, TMAH(수산화테트라메틸암모늄) 식각 또는 DRIE에 의해 관통 식각될 수 있다. 독립형 막 중앙 영역(111a)의 경계는 포토리소그래피에 의해 규정된다. 구현예에서, 패턴이 형성된 포토레지스트층은 지지부(102)를 위한 식각 마스크로서 사용될 수 있다. 다른 구현예에서, 지지부(102)는 산화규소의 중간층(102a), Si층(102b) 및 질화규소 외층(102c)을 가지는데, 여기서 질화규소 외층(102c)에는 패턴이 형성되어 Si층(102b)을 위한 경질 식각 마스크로 제조될 수 있으며, 중간층(102a)은 지지층(102b)이 식각되는 동안 막의 중앙 영역(111a)을 위한 식각 정지층 및 보호층으로서의 역할을 할 수 있고, 추후에 BOE(완충 산화물 식각) 또는 RIE에 의해 제거된다. 추가의 보호층, 예컨대 포토레지스트 및 질화규소는 경질 캐리어상에 증착되어, 지지체(102)가 식각되는 것을 막아줄 수 있다.
중앙 영역(111a)은 지지체(102)의 관통 식각후 독립형이 되고, 이로써 쉐도우 마스크 모듈이 제조된다.
쉐도우 마스크 모듈의 후처리
쉐도우 마스크 모듈 제조후 쉐도우 마스크(11)의 주변 지지체(112)는 경질 캐리어(130) 및 접착층(120)에 의해 보강된다. 그러나, 독립형 질화규소막 중앙 영역(111a)은 취약한 상태로 남게 된다. 이의 독립형 중앙 영역(111a)은 단지 마이크론 규모로 얇고 취성이어서, 취급시 가하여지는 외력 또는 가열중 열 팽창으로 유발되는 내부 응력으로 인한 파손에 약하다. 중앙 영역(111a)은 특히, 외력이나 내부의 힘에 의해 이것이 원래 있던 면에서 변위될 때, 그 모서리를 따라 취성을 보인다. 중앙 영역(111a)을 직접적으로 보강하기 위해 모서리 지지 부재(140)는 중앙 영역(111a)과 주변 지지체(112) 사이의 경계를 따라 선택적으로 증착되고(도 20 참조), 그 결과 중앙 영역(111a) 아래에는 고리 모양의 구조가 생긴다.
모서리 지지체 부재(140)의 영률은 막(111)과 주변 지지체(112)의 영률보다 낮을 수 있다. 이는, 중앙 영역(111a)의 그 어떠한 구조적 변위도 완충시켜, 파손의 가능성을 줄여준다. 심지어 막(111)이 극한의 조건에서 파손될지라도 모서리 지지체(140)는 막(111)의 단편들을 여전히 붙잡은 채 파편 및 입자의 발생을 줄여줄 수 있다. 모서리 지지체(140)는 막(111)과 주변 지지체(112)의 선형 CTE와 유사한 선형 CTE를 가져야 한다. 구현예에서, 모서리 지지체(140)의 CTE는 20 ppm/K 미만이다. 다른 구현예에서, 모서리 지지체(140)의 CTE는 10 ppm/K 미만이다. 모서리 지지체(140)는 또한 연장 사용시 쉐도우 마스크 모듈의 열 또는 화학약품 세정 공정을 견디도록 열 안정성과 내약품성이 크다. 구현예에서, 모서리 지지체(140)는 폴리이미드, 에폭시 중합체, 규산시멘트 또는 유리 프릿을 포함한다. 바람직하게 모서리 지지체(140)는 공기중 흡습성이 작고, 진공상태일 때 탈기성이 작다. 구현예에서, 모서리 지지체(140)는 열 또는 UV 경화된 폴리이미드를 포함한다.
쉐도우 마스크 모듈은 제2 캐리어(400)에 추가로 부착되어, 쉐도우 마스크 조립체를 형성할 수 있다(도 21 참조). 쉐도우 마스크 조립체는 개시된 쉐도우 마스크 모듈을 한 개 또는 복수 개 포함한다. 쉐도우 마스크 모듈은 제2 캐리어(400)에 가역적으로 부착되고, 각각의 쉐도우 마스크 모듈의 상대적 위치는 독립적으로, 그리고 반복적으로 조정될 수 있다. 패턴 형성에 쉐도우 마스크 조립체가 사용되기 전, 제2 캐리어(400)상 쉐도우 마스크 모듈은 후면 기판의 디스플레이 패널 배열에 따라 정렬되어 제자리에 고정된다. 쉐도우 마스크 모듈은 패턴 형성후 제2 캐리어(400)로부터 분리되고, 여기에 세정 공정이 행하여질 수 있다. 쉐도우 마스크 모듈은 패턴 형성을 앞두고 매번 제2 캐리어(400)상에 재정렬될 수 있다. 쉐도우 마스크 모듈 및 제2 캐리어(400)상에는 쉐도우 마스크 모듈을 제2 캐리어(400)상에 정렬 및 고정하는 것을 돕는 광학 정렬 마크 또는 기점 마커가 존재할 수 있다. 제2 캐리어(400)는 전자기장을 발생시키기 위한 금속 코일 또는 박막 증착중 쉐도우 마스크 모듈을 제자리에 고정시키기 위한 기계 장치를 포함할 수 있다. 구현예에서, 쉐도우 마스크 모듈은 자기력에 의해 제2 캐리어(400)에 부착된다. 다른 구현예에서, 쉐도우 마스크 모듈은 기계적 힘에 의해 제2 캐리어(400)에 부착된다.
쉐도우 마스크 조립체는 복수 개의 쉐도우 마스크(110)를 갖는 쉐도우 마스크 모듈을 한 개 또는 복수 개 포함할 수 있다. 도 22에 보인 바와 같이, 복수 개의 쉐도우 마스크(110)를 포함하는 쉐도우 마스크 모듈 한 개 또는 복수 개가 제2 캐리어(400)에 부착된다.
양태에서, 본 발명은 박막 증착중 패턴이 형성된 레이아웃을 제조하기 위한 것으로서, 정렬된 개구 어레이를 갖는 쉐도우 마스크 모듈을 제조하는 방법과, 패턴 형성 레이아웃을 제조하기 위한 방법을 제공한다. 이 방법의 단계와, 이 방법에 의해 제조된 쉐도우 마스크 모듈에 관한 상세한 설명은 본원에 기재되어 있다. 다양한 구현예들에서, 쉐도우 마스크 모듈을 제조하는 것으로서 개시된 방법은 본원에 기재된 공정 하나 이상을 포함하고, 이 방법에 의해 제조된 쉐도우 마스크 모듈은 본원에 기재된 구성 요소 하나 이상을 포함한다.
이점
개시된 방법의 주요 이점은, 이 방법이 본딩 공정중 개별 쉐도우 마스크를 경질 캐리어와 정확하게 정렬시킬 필요 없이, 홀 어레이(hole array)가 서로간에 정확하게 정렬된 쉐도우 마스크 모듈을 제조한다는 점이다.
개시된 방법의 또 다른 이점은, 이 방법이 OLED 패널의 효율적인 대량 생산을 도모하기 위해, 치수가 크고, 면적이 큰 기판, 예컨대 OLED 후면 모 기판상에 복수 개의 레이아웃을 패턴 형성하는 역량을 갖는 쉐도우 마스크 모듈을 제조한다는 점이다.
개시된 방법의 이점은, 이 방법이 개별 쉐도우 마스크의 기계적 강도보다 개선된 기계적 강도를 갖는 쉐도우 마스크 모듈을 제조한다는 점이다. 개선된 기계적 강도는 마스크의 유효 수명을 연장시킬 수 있고, 마스크의 파손을 줄일 수 있으며, 그 결과 OLED 디스플레이 제조시 비용이 절감될 수 있다.
개시된 방법의 또 다른 이점은, 이 방법이 경질 캐리어 없이 제조된 개별 쉐도우 마스크의 편평도에 비해 개선된 편평도를 갖는 쉐도우 마스크 모듈을 제조한다는 점이다. 쉐도우 마스크 모듈의 개선된 편평도는 쉐도우잉 현상을 줄일 수 있으며, 패턴 형성의 품질을 향상시켜, OLED 디스플레이에서 더 높은 화소 밀도를 달성할 수 있다.
상기 언급된 이점들은 이하와 같은 본 발명이 양태들로부터 기인한다: 1) 본딩후 쉐도우 마스크 모듈상 상이한 쉐도우 마스크의 개구 배열의 정렬은 본딩 공정보다는 포토리소그래피 단계에 의해 결정됨; 2) 쉐도우 마스크 모듈에 타일링(tiling)되는 쉐도우 마스크의 수는 본딩중 정밀한 정렬이 이루어지지 않고도 용이하게 증가할 수 있음; 3) 경질 캐리어와 접착층은 쉐도우 마스크 모듈상 쉐도우 마스크에 기계적 지지를 제공함; 4) 쉐도우 마스크 블랭크는 질화규소 막이 독립형으로 되기 전에 본딩됨으로 말미암아, 독립형 막을 갖는 쉐도우 마스크보다 만곡이 덜 일어나고, 접착층은 질화규소 막을 독립형으로 만드는 포토리소그래피 및 식각 공정 전반에 걸쳐 쉐도우 마스크 블랭크를 경질 캐리어상 제자리에 고정시킴으로써, 제조된 쉐도우 마스크의 편평도를 유지함.
전술된 본 발명의 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 이는 본 발명을 개시된 바 그대로의 형태로 한정하거나 개시된 바를 빠짐없이 나타내고자 하는 것은 아니다. 많은 수정 및 변화는 당업자에게 명백할 것이다.
구현예들은 본 발명의 원리와 그 실제 적용예를 가장 잘 설명하기 위해 선택되어 기재되었으며, 이로써 당업자가 다양한 구현예에 대한 본 발명, 그리고 고려되는 특정 용도에 적합한 수정이 다양하게 가하여진 본 발명을 이해할 수 있도록 만든다.
본 명세서에 사용되고 달리 정의되어 있지 않는 바와 같이, 용어 "실질적으로", "실질적인", "약" 및 "약"은 약간의 변화를 기술하고 설명하기 위해 사용된다. 현상 또는 상황과 연계되어 사용되는 경우, 이 용어는 해당 현상이나 상황이 정확하게 발생 또는 조성되는 경우뿐만 아니라 해당 현상이나 상황이 가까운 근사치로 발생 또는 조성되는 경우를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이 용어들이 수치값과 연계되어 사용되는 경우, 해당 수치값 ± 10% 이하만큼, 예컨대 ± 5% 이하, ± 4% 이하, ± 3% 이하, ± 2% 이하, ± 1% 이하, ± 0.5% 이하, ± 0.1% 이하 또는 ± 0.05% 이하만큼의 변동 범위를 포함할 수 있다. "실질적으로 동일 평면에 있는"이란 용어는, 두 표면이 동일한 평면을 따라 마이크로 미터 이내, 예를 들어 40 μm 이내, 30 μm 이내, 20 μm 이내, 10 μm 이내 또는 동일한 평면을 따라 1 μm 이내로 놓여있는 경우를 지칭할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같은 단수 용어 "하나의(a)", "한(an)"및 "본(the)"은 문맥상 달리 명확하게 명시되어 있지 않은 한 복수의 대상을 포함할 수 있다. 몇몇 구현예들에 관한 설명에서, 다른 구성 요소 "상에" 또는 "위에" 제공된 구성 요소는, 다른 구성 요소 "상에" 또는 "위에" 제공된 구성 요소가 그 다른 구성 요소상에 직접(예컨대 물리적으로 접촉하여) 있는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 개입 구성 요소가, 이 다른 구성 요소 "상에" 또는 "위에" 제공된 구성 요소와 해당 다른 구성 요소 사이에 있는 경우도 포함할 수 있다.
본 개시 내용이 특정 구현예를 참조하여 설명되고 예시되었지만, 이러한 설명 및 예시는 한정적인 것이 아니다. 첨부된 청구의 범위에 의해 정의된 본 발명의 진정한 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경이 이루어질 수 있고, 등가물로 대체될 수 있음을 당업자는 이해하여야 한다. 도면은 반드시 일정한 비율로 그려지는 것은 아닐 수 있다. 제조 공정 및 공차로 인해 본 발명의 그림에 의한 표현과 실제 장치 사이에는 차이가 있을 수 있다. 구체적으로 예시되지 않은 본 발명의 다른 구현예가 있을 수 있다. 명세서 및 도면은 한정적인 것이라기보다는 예시적인 것으로 간주되어야한다. 특정 상황, 재료, 물질의 조성, 방법 또는 공정을 본 발명의 목적, 사상 및 범위로 조정하기 위해 수정이 가하여질 수 있다. 이러한 수정은 모두 본원에 첨부된 청구의 범위 내에 포함되도록 의도된다. 본 명세서에 개시된 방법은 특정 순서로 수행되는 특정 작업을 참조하여 설명되었지만, 이러한 작업은 본 발명의 교시내용에서 벗어나지 않고 등가의 방법을 이루기 위해 결합, 세분화 또는 재정렬될 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본원에 특별히 명시되어 있지 않은 한 작업의 순서 및 그룹으로의 분류는 한정적인 것이 아니다.

Claims (23)

  1. 유기 발광 다이오드(OLED) 재료의 패턴 형성 증착을 위한 쉐도우 마스크에 있어서,
    인장 응력을 받으며, 두께가 약 5 마이크론 이하인 세라믹 막(ceramic membrane) - 상기 세라믹 막은:
    기화된 증착 재료가 통과할 수 있는 개구 어레이를 형성하는 복수 개의 관통형 개구를 갖는 중앙 막(central membrane) 영역; 및
    상기 중앙 막 영역을 둘러싸는 주변 막(peripheral membrane) 영역
    을 포함함 -; 및
    상기 주변 막 영역의 배면에 부착되고, 상기 중앙 막 영역 아래에는 중공부가 존재하는 다층 주변 지지체 - 상기 다층 지지체는:
    기저층; 및
    상기 기저층위에 위치하고 상기 주변 막 영역의 아랫면에 부착되어 있으면서 압축 응력을 받는 중간층;
    을 포함하고, 상기 중간층의 압축 응력은 상기 세라믹 막이 편평한 상태로 유지되게 상기 세라믹 막의 인장 응력을 상쇄시키도록 선택됨 -;
    를 포함하는, 쉐도우 마스크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 막은 질화규소, 산화규소 또는 산질화규소 중 하나 이상을 포함하는, 쉐도우 마스크.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기저층은 규소인, 쉐도우 마스크.
  4. 제1항에 있어서, 상기 중간층은 산화규소, 질화규소, 산질화규소, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 비정질 규소, 다결정 규소, 니켈, 철, 니켈-철 합금 또는 중합체 중 하나 이상으로부터 선택되는, 쉐도우 마스크.
  5. 제1항에 있어서, 상기 중간층의 두께는 5 마이크론 이하인, 쉐도우 마스크.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기저층 아래에 위치하면서 인장 응력을 받는 아래층을 추가로 포함하는, 쉐도우 마스크.
  7. 제1항에 있어서, 상기 중앙 막 영역은 형상이 직사각형에 가깝고, 대각선 길이는 약 2 cm 이상인, 쉐도우 마스크.
  8. 쉐도우 마스크 모듈에 있어서,
    제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 복수 개의 쉐도우 마스크와;
    윈도우를 지지하는 복수 개의 쉐도우 마스크를 가지는 경질 캐리어 - 각각의 윈도우는 개방부와 상기 개방부를 둘러싸는 윈도우 프레임을 가지고, 상기 윈도우 프레임은 쉐도우 마스크를 수용하도록 크기가 정해져서, 중앙 막 영역은 윈도우 개방부에 위치하게 되고, 다층 주변 지지체가 배면에 부착된 상기 주변 막 영역은 상기 개방부를 둘러싸는 상기 윈도우 프레임과 접촉함 -
    를 포함하는, 쉐도우 마스크 모듈.
  9. 제8항에 있어서, 상기 윈도우 프레임과 상기 다층 주변 지지체 사이에 접착층을 추가로 포함하는, 쉐도우 마스크 모듈.
  10. 제9항에 있어서, 상기 접착층은 기하학적 스페이서들을 포함하는, 쉐도우 마스크 모듈.
  11. 제8항에 있어서, 상기 경질 캐리어 상에 정렬 마커를 추가로 포함하는, 쉐도우 마스크 모듈.
  12. 제8항에 있어서, 상기 경질 캐리어는 상기 윈도우 프레임으로부터 확장되어 상기 쉐도우 마스크의 상기 다층 주변 지지체에서의 함몰부에 체결되도록 형성된 상호 체결 돌출부를 포함하는 쉐도우 마스크 모듈.
  13. 제8항에 있어서, 상기 경질 캐리어는 상기 쉐도우 마스크의 상기 다층 주변 지지체로부터 돌출부에 체결되도록, 상호 체결 함몰부를 상기 윈도우 프레임 내에 갖고 있는, 쉐도우 마스크 모듈.
  14. 제8항에 있어서, 상기 중앙 막 영역에 인접하는 상기 주변 막 영역 상의 상기 쉐도우 마스크 배면에 위치하는 모서리 지지체(edge support)를 추가로 포함하는, 쉐도우 마스크 모듈.
  15. 제8항에 있어서, 상기 세라믹 막은 질화규소, 산화규소 또는 산질화규소인, 쉐도우 마스크 모듈.
  16. 제8항에 있어서, 상기 기저층은 규소인, 쉐도우 마스크 모듈.
  17. 제8항에 있어서, 상기 중간층은 산화규소, 질화규소, 산질화규소, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 비결정질 규소, 다결정질 규소, 니켈, 철, 니켈-철 합금 또는 중합체 중 하나 이상으로부터 선택되는, 쉐도우 마스크 모듈.
  18. 쉐도우 마스크 모듈을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    윈도우를 지지하는 복수 개의 쉐도우 마스크를 가지면서 경질 캐리어를 제공하는 단계 - 각각의 윈도우는 개방부와, 상기 개방부를 둘러싸는 윈도우 프레임으로 구성되고, 상기 윈도우 프레임은 쉐도우 마스크를 수용하도록 크기가 정해짐 -;
    쉐도우 마스크 블랭크들을 상기 경질 캐리어 윈도우들의 각각에 위치시키고, 각각의 쉐도우 마스크 블랭크를 각각의 윈도우 프레임에 본딩하는 단계 - 상기 쉐도우 마스크 블랭크 각각은:
    세라믹 막 윗층; 및
    기저층
    을 포함함 -;
    패턴이 형성된 중앙 막 영역과 패턴이 형성되지 않은 주변 막 영역을 규정하기 위해 상기 세라믹 막 윗층의 각각에서 천공들로 구성되는 쉐도우 마스크 패턴을 식각하는 단계; 및
    지지되지 않는 패턴이 형성된 중앙 막 영역과, 지지는 되지만 패턴이 형성되지 않은 주변 막 영역을 갖는 쉐도우 마스크가 형성되도록, 상기 중앙 막 영역 아래에 있는 영역에서 상기 기저층을 제거하는 단계
    를 포함하는, 쉐도우 마스크 모듈을 제조하기 위한 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 각각의 쉐도우 마스크 블랭크를 상기 각각의 윈도우 프레임에 본딩하는 단계는 상기 쉐도우 마스크 블랭크와 상기 윈도우 프레임 사이에 접착제를 적용하는 단계를 포함하는, 쉐도우 마스크 모듈을 제조하기 위한 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 세라믹 막 윗층과 상기 기저층 사이에 위치하면서, 응력을 상쇄시키기 위한 중간층을 추가로 포함하는, 쉐도우 마스크 모듈을 제조하기 위한 방법.
  21. 제18항에 있어서, 상기 패턴이 형성된 중앙 막 영역과 상기 패턴이 형성되지 않은 주변 막 영역을 규정하기 위해 상기 세라믹 막 윗층의 각각에서 천공들로 구성되는 쉐도우 마스크 패턴을 식각하는 단계는 포토리소그래피 공정을 포함하는, 쉐도우 마스크 모듈을 제조하기 위한 방법.
  22. 제18항에 있어서, 상기 기저층은 규소이고, 상기 기저층은 수산화칼륨 식각제, 수산화테트라메틸암모늄 식각제 또는 반응성 이온 식각에 의해 제거되는, 쉐도우 마스크 모듈을 제조하기 위한 방법.
  23. 제18항에 있어서, 상기 경질 캐리어는 유리로 제조되고, 상기 본딩은 어노드 본딩(anodic bonding)인, 쉐도우 마스크 모듈을 제조하기 위한 방법.
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