KR20230089375A - Method of manufacturing fine metal mask - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도전성 기판 상에 Fe-Ni 다층 박막을 펄스(pulse) 도금법으로 적층하는 제1 단계; 상기 Fe-Ni 다층 박막의 도금 후에 도금층 상에 식각 마스크(Etch mask)로 SiO2 또는 SiNx 박막을 증착하는 제2 단계; 상기 SiO2 또는 SiNx 박막의 증착 후에 포토리소그래피(Photolithography)로 PR(Photoresist) 패턴을 형성하는 제3 단계; 상기 PR 패턴을 마스크로 하여, 반응성 이온 식각(RIE)으로 노출된 영역의 식각 마스크를 제거하는 제4 단계; 상기 노출된 영역의 식각 마스크 제거 후에, 습식 등방성 식각(wet isotropic etching)으로 식각하여 곡면을 갖는 캐비티 어레이(cavity array)를 형성하는 제5 단계; 잔류 식각 마스크를 건식 또는 습식 식각으로 제거하는 제6 단계; 및 상기 도전성 기판에 도금층이 부착된 상태에서 200~900℃에서 열처리 후 상기 도금층을 박리하는 제7 단계를 포함하는 미세 메탈 마스크 제조방법에 관한 것으로, 미세한 결정립과 낮은 잔류응력을 가지며 일정한 합금 비율을 가지도록 하여 변형이 없는 높은 품질의 인바 특성을 가진 미세 메탈 마스크를 제공할 수 있는 효과가 있다.The present invention comprises a first step of laminating an Fe—Ni multilayer thin film on a conductive substrate by a pulse plating method; A second step of depositing a SiO 2 or SiN x thin film as an etch mask on the plating layer after plating the Fe—Ni multilayer thin film; A third step of forming a photoresist (PR) pattern by photolithography after depositing the SiO 2 or SiN x thin film; a fourth step of using the PR pattern as a mask to remove an etching mask of a region exposed by reactive ion etching (RIE); a fifth step of forming a cavity array having a curved surface by etching by wet isotropic etching after removing the etching mask of the exposed area; A sixth step of removing the residual etching mask by dry or wet etching; And a seventh step of peeling off the plating layer after heat treatment at 200 to 900 ° C. in a state where the plating layer is attached to the conductive substrate. There is an effect of providing a fine metal mask having high quality invar characteristics without deformation.

Description

미세 메탈 마스크 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING FINE METAL MASK}Fine metal mask manufacturing method {METHOD OF MANUFACTURING FINE METAL MASK}

본 발명은 OLED 디스플레이 제조용 미세 메탈 마스크 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a fine metal mask for manufacturing an OLED display.

유기발광다이오드(OLED) 디스플레이는 백라이트(backlight)를 사용하지 않고 전계에 의해 자발광을 내는 것으로, 액정 디스플레이(LCD) 대비, 저전력, 빠른 응답속도, 넓은 시야각, 경량/초박형 및 유연/투명 디스플레이에 적용 가능하다는 장점을 가지고 있어 주목받고 있다. Organic Light-Emitting Diode (OLED) displays emit self-luminescence by an electric field without using a backlight. It is attracting attention because it has the advantage of being applicable.

스마트폰, 스마트 워치, 태블릿(tablet), 노트북, AR/VR용 등 중소형 OLED 디스플레이 제조공정에서는, 기판 상에 화소를 형성하기 위하여 3원색(R, G, B) 각각의 컬러(color)에 대응하는 유기물 발광층을 쉐도우 마스크(shadow mask)를 정렬해 가면서 기판 위에 진공 중에서 차례로 증착한다.In the manufacturing process of small and medium-sized OLED displays such as smartphones, smart watches, tablets, notebooks, and AR/VR, it corresponds to each color of the three primary colors (R, G, and B) to form pixels on a substrate The organic light emitting layer to be deposited sequentially in vacuum on a substrate while aligning a shadow mask.

미세 메탈 마스크(fine metal mask, FMM)는 유기물 발광층 증착에 사용되는 쉐도우 마스크(shadow mask)로서 OLED의 해상도를 결정하는 핵심 부품이다. 진공 증착 중에 열팽창에 의해 화소 크기가 달라지지 않도록, FMM은 열팽창계수가 낮은 Fe-Ni계 합금인 인바(Invar) 소재를 사용하며 인바 초박판에 관통공 어레이를 형성하여 제작한다. 디스플레이의 고화소화를 위해서는 관통공의 각 홀(hole)들은 미세하면서 균일해야 하며 동시에 증착 물질의 쉐도우 효과(shadow effect)를 최소화하기 위해 적당한 테이퍼(taper)나 기울기를 가지는 것이 바람직하다. A fine metal mask (FMM) is a shadow mask used for the deposition of an organic light emitting layer and is a key component that determines the resolution of an OLED. To prevent the pixel size from changing due to thermal expansion during vacuum deposition, FMM uses Invar, an Fe-Ni alloy with a low thermal expansion coefficient, and is manufactured by forming through-hole arrays in an ultra-thin Invar plate. For high pixelation of the display, each hole of the through hole should be fine and uniform, and at the same time, it is desirable to have an appropriate taper or slope to minimize the shadow effect of the deposition material.

기존의 FMM 제작 공정에서는 압연(rolling) 방식과 전주도금(electroforming) 방식이 사용되고 있다.In the existing FMM manufacturing process, a rolling method and an electroforming method are used.

압연(rolling) 방식은 복수 개의 롤(roll)을 거쳐 압연하여 인바 박판을 얻고, 이 박판 상에 포토 및 식각 공정을 거쳐 홀 어레이(hole array)를 제작하거나 또는 박판을 레이저 컷팅(laser cutting)하여 홀 어레이를 제작하는 방법이다.In the rolling method, an invar thin plate is obtained by rolling through a plurality of rolls, and a hole array is manufactured on the thin plate through photo and etching processes, or the thin plate is laser cut How to make a hole array.

전주도금(electroforming) 방식은 일정한 패턴이 형성되어 있는 기판 상에 Fe-Ni 합금을 도금한 후에 박리(peeling)하는 방법이다.The electroforming method is a method of plating an Fe-Ni alloy on a substrate having a predetermined pattern and then peeling it off.

그러나, 압연 방식은 합금 조성은 균일하지만, 두께 감소에 한계가 있어 20 ㎛이하의 박판을 얻기 어려우며 두께가 얇아질수록 비용이 증가한다는 문제점이 있다. 또한, 박판의 표면이 거칠어 균일하고 미세한 홀 어레이(hole array) 형성이 어렵다는 문제점이 있다. 나아가, 식각 과정에서도 언더컷(undercut)이나 오버컷(overcut) 현상으로 균일하고 정확한 형상 구현이 어렵다는 문제점이 있다.However, the rolling method has a problem in that, although the alloy composition is uniform, it is difficult to obtain a thin plate having a thickness of 20 μm or less due to a limitation in reducing the thickness, and the cost increases as the thickness decreases. In addition, there is a problem in that it is difficult to form a uniform and fine hole array because the surface of the thin plate is rough. Furthermore, even in the etching process, there is a problem in that it is difficult to realize a uniform and accurate shape due to an undercut or overcut phenomenon.

전주도금 방식은 압연 방식과 대비하여 얇은 두께의 박판을 얻을 수 있으나 미세 패턴의 구현이 용이하지 않고, 합금 도금의 특성상 박판의 두께 방향으로 조성 및 결정립 크기의 조절이 어렵다는 문제점이 있다.Compared to the rolling method, the electroforming method can obtain a thin plate with a thin thickness, but it is not easy to implement a fine pattern, and due to the nature of alloy plating, it is difficult to control the composition and grain size in the thickness direction of the thin plate.

등록특허공보 제10-2119942호(공고일자: 2020. 06. 06)Registered Patent Publication No. 10-2119942 (Public date: 2020. 06. 06) 등록특허공보 제10-1504543호(공고일자: 2015. 03. 20)Registered Patent Publication No. 10-1504543 (Public date: 2015. 03. 20)

전술한 문제점을 개선하기 위한 본 발명의 목적은 차세대 모바일용 및 AR/VR용 초고해상도 (1000 PPI 이상, PPI: pixel per inch) OLED 디스플레이 구현을 위한 미세 메탈 마스크 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention to improve the above problems is to provide a method for manufacturing a fine metal mask for implementing ultra-high resolution (1000 PPI or more, PPI: pixel per inch) OLED display for next-generation mobile and AR / VR.

또한, 본 발명의 목적은 종래 압연 방식과 전주도금 방식으로 제조되는 FMM의 문제점을 해결하고, 두께가 일정하고 평탄한 표면을 가지며 오버컷(overcut) 현상을 최소화할 수 있고 인바 합금 조성의 제어가 용이한 고해상도, 고정밀성, 고품질의 미세 메탈 마스크 제조방법을 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to solve the problems of the FMM manufactured by the conventional rolling method and the electroforming method, have a constant thickness and a flat surface, minimize an overcut phenomenon, and easily control the composition of the invar alloy. It is to provide a method for manufacturing a fine metal mask with high resolution, high precision, and high quality.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 미세 메탈 마스크 제조방법은 도전성 기판 상에 Fe-Ni 다층 박막을 펄스(pulse) 도금법으로 적층하는 제1 단계; 상기 Fe-Ni 다층 박막의 도금 후에 도금층 상에 식각 마스크(Etch mask)로 SiO2 또는 SiNx 박막을 증착하는 제2 단계; 상기 SiO2 또는 SiNx 박막의 증착 후에 포토리소그래피(Photolithography)로 PR(photoresist) 패턴을 형성하는 제3 단계; 상기 PR 패턴을 마스크로 하여, 반응성 이온 식각(RIE)으로 노출된 영역의 식각 마스크를 제거하는 제4 단계; 상기 노출된 영역의 식각 마스크 제거 후에, 습식 등방성 식각(wet isotropic etching)으로 식각하여 곡면을 갖는 캐비티 어레이(cavity array)를 형성하는 제5 단계; 잔류 식각 마스크를 건식 또는 습식 식각으로 제거하는 제6 단계; 및 상기 도전성 기판에 도금층이 부착된 상태에서 200~900℃에서 열처리 후 상기 도금층을 박리하는 제7 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method for manufacturing a fine metal mask according to an embodiment of the present invention includes a first step of stacking an Fe—Ni multilayer thin film on a conductive substrate by a pulse plating method; A second step of depositing a SiO 2 or SiN x thin film as an etch mask on the plating layer after plating the Fe—Ni multilayer thin film; A third step of forming a photoresist (PR) pattern by photolithography after depositing the SiO 2 or SiN x thin film; a fourth step of using the PR pattern as a mask to remove an etching mask of a region exposed by reactive ion etching (RIE); a fifth step of forming a cavity array having a curved surface by etching by wet isotropic etching after removing the etching mask of the exposed area; A sixth step of removing the residual etching mask by dry or wet etching; and a seventh step of peeling off the plating layer after heat treatment at 200 to 900° C. in a state where the plating layer is attached to the conductive substrate.

상기 제1 단계에서 Fe-Ni 다층 박막은, 상기 도전성 기판 상에 전기도금을 사용하여 FexNi1 -x 박막과 FeyNi1 -y 박막을 교대로 적층하여 형성된 FexNi1 -x/ FeyNi1 -y 다층 박막이고, 각각의 FexNi1 -x 박막과 FeyNi1 -y 박막의 전기도금은 동일한 전해액 속에서 진행하되 펄스 전류 인가에 의한 펄스 도금으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the first step, the Fe-Ni multilayer thin film is formed by alternately stacking Fe x Ni 1 -x thin films and Fe y Ni 1 -y thin films using electroplating on the conductive substrate Fe x Ni 1 -x / Fe y Ni 1 -y is a multi-layer thin film, and the electroplating of each Fe x Ni 1 -x thin film and Fe y Ni 1 -y thin film is performed in the same electrolyte solution, but is characterized in that pulse plating is performed by applying a pulse current. .

상기 FeyNi1 -y 박막의 전기도금의 펄스 트레인과 상기 FexNi1 -x 박막의 펄스 트레인은 미리 설정된 지연 시간(t d )만큼 지연되는 것을 특징으로 한다.The pulse train of the electroplating of the Fe y Ni 1 -y thin film and the pulse train of the Fe x Ni 1 -x thin film are delayed by a predetermined delay time ( t d ).

상기 FexNi1 -x 박막과 FeyNi1 -y 박막 각각의 두께는 다층 박막의 열처리후 Invar 조성(Fe-36 wt% Ni)이 되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.The thickness of each of the Fe x Ni 1 -x thin film and the Fe y Ni 1 -y thin film is characterized in that it is controlled to have an Invar composition (Fe-36 wt% Ni) after heat treatment of the multilayer thin film.

상기 제5 단계에서 습식 등방성 식각은 상기 도전성 기판의 상면이 노출되는 때까지 일정시간 진행되는 것을 특징으로 한다.In the fifth step, the wet isotropic etching is performed for a predetermined time until the upper surface of the conductive substrate is exposed.

상기 제7 단계에서 박리된 도금층 중 Fe : Ni의 중량비는 58~70 : 30~42인 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the weight ratio of Fe:Ni in the plating layer peeled off in the seventh step is 58-70:30-42.

상기 제7 단계에서 박리된 도금층 중 Fe, Ni 이외에 Co를 3~7의 중량비로 추가 함유하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that Co is additionally contained in a weight ratio of 3 to 7 in addition to Fe and Ni in the plating layer peeled off in the seventh step.

상기 제1 단계에서 적층된 Fe-Ni 다층 박막의 두께는 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the thickness of the Fe-Ni multilayer thin film laminated in the first step is 5 μm or more and 50 μm or less.

본 발명에 따른 미세 메탈 마스크 제조방법은 도전성 기판의 일면에 펄스 도금에 의하여 조성이 서로 다른 Fe-Ni 박막을 교대로 적층하여 다층 박막으로 이루어진 도금층을 형성하고, 도금층상에 PR층을 스핀 도포하고 포토리소그래피에 의해 패턴화된 PR층을 형성하고, 노출 영역을 식각하여 식각 마스크(etch mask)를 제거하고, 식각 마스크를 마스크로 하여 Fe-Ni 다층 박막을 습식 식각하고, 기판에 부착된 도금층을 어닐링 및 분리함으로써, 미세한 결정립과 낮은 잔류응력을 가지며 일정한 합금 비율을 가지도록 하여 높은 품질의 인바 특성을 가진 미세 메탈 마스크를 제공할 수 있다.In the method for manufacturing a fine metal mask according to the present invention, Fe-Ni thin films having different compositions are alternately laminated on one surface of a conductive substrate by pulse plating to form a plating layer composed of multi-layer thin films, and a PR layer is spin-coated on the plating layer. A patterned PR layer is formed by photolithography, the exposed area is etched to remove an etch mask, the Fe-Ni multilayer thin film is wet-etched using the etch mask as a mask, and the plating layer attached to the substrate is By annealing and separation, it is possible to provide a fine metal mask having fine crystal grains, low residual stress, and a constant alloy ratio, and having high quality invar characteristics.

또한, 본 발명의 일 실시예는 종래 압연 방식과 전주도금 방식으로 제조되는 FMM의 문제점을 해결하고, 두께가 일정하고 평탄한 표면을 가지며 오버컷(overcut) 현상을 최소화할 수 있고 인바 합금 조성의 제어가 용이한 고해상도, 고정밀성, 고품질의 미세 메탈 마스크를 제공할 수 있다.In addition, an embodiment of the present invention solves the problems of the FMM manufactured by the conventional rolling method and the electroforming method, has a constant thickness and a flat surface, can minimize an overcut phenomenon, and controls the composition of the invar alloy. It is possible to provide a high-resolution, high-precision, and high-quality fine metal mask that is easy to use.

또한, 본 발명에 따르면, 차세대 모바일용 및 AR/VR용 초고해상도 OLED 디스플레이 구현을 위한 초정밀 미세 메탈 마스크 제조방법을 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide an ultra-precise fine metal mask manufacturing method for implementing ultra-high resolution OLED displays for next-generation mobile and AR/VR.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 메탈 마스크 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 S10에 사용되는 펄스 도금법의 펄스 인가 방식과 적층 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 메탈 마스크 제조방법에 적용되는 도금 방법을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a diagram illustrating a method for manufacturing a fine metal mask according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a pulse application method and a laminated structure of the pulse plating method used in S10 of FIG. 1 .
3 is a diagram for explaining a plating method applied to a method for manufacturing a fine metal mask according to an embodiment of the present invention.

상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면들과 실시예들을 통해 상세히 설명하도록 한다. The present invention as described above will be described in detail through the accompanying drawings and embodiments.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It should be noted that technical terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, technical terms used in the present invention should be interpreted in terms commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless specifically defined otherwise in the present invention, and are excessively inclusive. It should not be interpreted in a positive sense or in an excessively reduced sense. In addition, when the technical terms used in the present invention are incorrect technical terms that do not accurately express the spirit of the present invention, they should be replaced with technical terms that those skilled in the art can correctly understand. In addition, general terms used in the present invention should be interpreted as defined in advance or according to context, and should not be interpreted in an excessively reduced sense.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, singular expressions used in the present invention include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as "consisting of" or "comprising" should not be construed as necessarily including all of the various elements or steps described in the invention, and some of the elements or steps are included. It should be construed that it may not be, or may further include additional components or steps.

또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.In addition, terms including ordinal numbers such as first and second used in the present invention may be used to describe components, but components should not be limited by the terms. Terms are used only to distinguish one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easily understanding the spirit of the present invention, and should not be construed as limiting the spirit of the present invention by the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 메탈 마스크 제조방법을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 S10에 사용되는 펄스 도금법의 펄스 인가 방식과 적층 구조를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 메탈 마스크 제조방법에 적용되는 도금 방법을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view showing a method for manufacturing a fine metal mask according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a pulse application method and a layered structure of the pulse plating method used in S10 of FIG. 1, and FIG. 3 is a view showing the present invention It is a view for explaining a plating method applied to a fine metal mask manufacturing method according to an embodiment of.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 메탈 마스크 제조방법은 도전성 기판 상에 Fe-Ni 다층 박막을 펄스(pulse) 도금법으로 적층하는 제1 단계와, Fe-Ni 다층 박막의 도금 후에 도금층 상에 식각 마스크(Etch mask)로 SiO2 또는 SiNx 박막을 증착하는 제2 단계와, SiO2 또는 SiNx 박막의 증착 후에 포토리소그래피(Photolithography)로 PR(Photoresist) 패턴을 형성하는 제3 단계와, PR 패턴을 마스크로 하여, 반응성 이온 식각(RIE)으로 노출된 영역의 식각 마스크를 제거하는 제4 단계와, 제4 단계에서 노출된 영역의 식각 마스크 제거 후에, 습식 등방성 식각(wet isotropic etching)으로 식각하여 곡면을 갖는 캐비티 어레이(cavity array)를 형성하는 제5 단계와, 잔류 식각 마스크를 건식 또는 습식 식각으로 제거하는 제6 단계와, 도전성 기판에 도금층이 부착된 상태에서 200~900℃에서 열처리 후 도금층을 박리하는 제7 단계를 포함한다.As shown in FIG. 1, a method for manufacturing a fine metal mask according to an embodiment of the present invention includes a first step of stacking an Fe—Ni multilayer thin film on a conductive substrate by a pulse plating method, and an Fe—Ni multilayer thin film. A second step of depositing a SiO 2 or SiN x thin film as an etch mask on the plating layer after plating, and forming a photoresist (PR) pattern by photolithography after depositing the SiO 2 or SiN x thin film A third step, a fourth step of removing the etching mask of the region exposed by reactive ion etching (RIE) using the PR pattern as a mask, and after removing the etching mask of the region exposed in the fourth step, wet isotropic etching ( A fifth step of forming a cavity array having a curved surface by etching by wet isotropic etching, a sixth step of removing the remaining etching mask by dry or wet etching, and a plating layer attached to the conductive substrate 200 A seventh step of peeling off the plating layer after heat treatment at ~900°C is included.

상기 제1 단계에서 Fe-Ni 다층 박막은, 도전성 기판 상에 전기도금을 사용하여 FexNi1 -x 박막과 FeyNi1 -y 박막을 교대로 적층하여 형성된 FexNi1 -x/ FeyNi1 -y 다층 박막이다. 이때, x는 0≤x≤0.7, y는 0.7≤y≤1.0이다. In the first step, the Fe-Ni multilayer thin film is formed by alternately stacking Fe x Ni 1 -x thin films and Fe y Ni 1 -y thin films using electroplating on a conductive substrate Fe x Ni 1 -x / Fe y Ni 1 -y multilayer thin film. At this time, x is 0≤x≤0.7, y is 0.7≤y≤1.0.

이때, 각각의 FexNi1 -x 박막과 FeyNi1 -y 박막의 전기도금은 동일한 전해액 속에서 진행하되 펄스 전류 인가에 의한 펄스 도금으로 이루어지게 된다. At this time, the electroplating of each of the Fe x Ni 1 -x thin film and the Fe y Ni 1 -y thin film is performed in the same electrolyte, but is performed by pulse plating by applying a pulse current.

한편, 상기 FeyNi1 -y 박막의 전기도금의 펄스 트레인과 FexNi1 -x 박막의 펄스 트레인은 미리 설정된 지연 시간(t d )만큼 지연되게 된다.Meanwhile, the pulse train of the electroplating of the Fe y Ni 1 -y thin film and the pulse train of the Fe x Ni 1 -x thin film are delayed by a preset delay time ( t d ).

또한, 상기 FexNi1 -x 박막과 FeyNi1 -y 박막 각각의 두께는 다층 박막의 열처리후 Invar 조성(Fe-36 wt% Ni)이 되도록 제어된다.In addition, the thickness of each of the Fe x Ni 1 -x thin film and the Fe y Ni 1 -y thin film is controlled to have an Invar composition (Fe-36 wt% Ni) after heat treatment of the multilayer thin film.

본 발명에서는, 조성이 서로 다른 Fe-Ni 박막을 교대로 적층하여 다층 박막을 형성하고 이를 열처리하여 인바 합금을 얻을 수 있으므로, 도금층의 두께 방향으로 원자들이 서로 단거리 확산하여 전체적으로 균일한 조성이 얻어지며 합금 조성의 제어가 용이하다. 또한, 펄스 도금에 의한 다층 박막 형성에 의해 미세하고 균일한 결정립을 얻을 수 있고 도금층의 잔류응력을 감소시킬 수 있게 된다.In the present invention, Fe-Ni with different compositions Since an invar alloy can be obtained by alternately stacking thin films to form a multi-layered thin film and heat-treating it, an overall uniform composition is obtained by diffusion of atoms in a short distance in the thickness direction of the plating layer, and the control of the alloy composition is easy. In addition, by forming a multilayer thin film by pulse plating, fine and uniform crystal grains can be obtained and residual stress of the plating layer can be reduced.

한편, 상기 제5 단계에서 습식 등방성 식각은 도전성 기판의 상면이 노출되는 때까지 일정시간 진행된다.Meanwhile, in the fifth step, wet isotropic etching is performed for a predetermined time until the upper surface of the conductive substrate is exposed.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 메탈 마스크 제조방법에 적용되는 펄스 도금법과 습식 식각 방법에 관하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a pulse plating method and a wet etching method applied to a fine metal mask manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described.

[펄스 도금의 기능 및 작용][Function and action of pulse plating]

일반적으로, 도전성 기판 표면에 비금속 개재물이나 기공 등 결함이 존재할 때 전기도금층에도 결함이 전사되어 피트가 발생한다. 이때, 펄스 도금은 피트의 발생을 방지하고 미세한 결정립을 얻을 수 있으며 도금층의 잔류응력을 최소화할 수 있다. 따라서, 펄스 도금을 사용하게 되면 두께가 균일하고 평탄한 도금층을 얻을 수 있다. 또한, 이와 같이 두께가 균일하고 평탄한 도금층 박판 위에 패턴을 형성 후 식각하면 미세하고 균일한 캐비티 어레이(cavity array)를 얻을 수 있다. In general, when defects such as non-metallic inclusions or pores exist on the surface of a conductive substrate, the defects are transferred to the electroplating layer and pits occur. At this time, the pulse plating can prevent the occurrence of pits, obtain fine crystal grains, and minimize residual stress in the plating layer. Therefore, when the pulse plating is used, a flat plating layer having a uniform thickness can be obtained. In addition, if a pattern is formed on a flat plated thin plate having a uniform thickness and then etched, a fine and uniform cavity array can be obtained.

또한, 펄스 도금의 여러 가지 펄스 파라미터(pulse parameter) 및 FexNi1 -x 박막과 FeyNi1 -y 박막의 두께를 프로그래머블 펄스 정류기를 사용하여 가변적으로 설정 가능하여, 도금층에 대한 열처리 후에 얻어지는 합금 조성을 제어하기 용이하며, 열팽창계수가 최저치를 나타내는 Invar 조성(Fe-36 wt% Ni)을 얻을 수 있다. In addition, various pulse parameters of pulse plating and the thickness of the Fe x Ni 1 -x thin film and the Fe y Ni 1 -y thin film can be variably set using a programmable pulse rectifier, resulting in a heat treatment for the plating layer. It is easy to control the alloy composition, and the Invar composition (Fe-36 wt% Ni) showing the lowest thermal expansion coefficient can be obtained.

[펄스 도금 방법][Pulse plating method]

본 발명에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 도전성 기판을 음극, Ni 또는 불용성 전극(Ti, Ir, Ru 등)을 양극으로 하여 전해액 중에서 도금을 진행하며, FexNi1 -x(0≤x≤0.7)층과 FeyNi1 - y(0.7≤y≤1.0)층을 교대로 연속적으로 적층하여 다층 박막을 형성한다.In the present invention, as shown in FIG. 3, plating is performed in an electrolyte solution using a conductive substrate as a cathode, Ni or an insoluble electrode (Ti, Ir, Ru, etc.) as an anode, and Fe x Ni 1 -x (0≤x ≤0.7) layers and Fe y Ni 1 - y (0.7≤y≤1.0) layers are alternately and continuously laminated to form a multilayer thin film.

FexNi1 - x층과 FeyNi1 - y층의 도금은 동일한 전해액 속에서 진행하되 펄스 전류 인가에 의한 펄스 도금으로 이루어지며, 펄스 전류밀도(J F ), 펄스 폭(t p ), 펄스 간격(t r ), 역펄스 전류밀도(J R ), 펄스 반복수(n) 등은 각각 다르게 설정할 수 있다. 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, FeyNi1 - y층 형성을 위한 펄스 트레인 2는 FexNi1 - x층 형성을 위한 펄스 트레인 1보다 지연 시간(t d )만큼 지연될 수 있다. 이때, 도 2(c)에 포함된 펄스 도금의 파라미터(parameter)들은 프로그래머블 펄스 정류기를 사용하여 가변적으로 설정 가능하다.The plating of the Fe x Ni 1 - x layer and the Fe y Ni 1 - y layer is performed in the same electrolyte, but is performed by pulse plating by applying a pulse current, and the pulse current density ( J F ), pulse width ( t p ), Pulse interval ( t r ), reverse pulse current density ( J R ), pulse repetition number ( n ), etc. can be set differently. As shown in (a) of FIG. 2, pulse train 2 for forming the Fe y Ni 1 - y layer may be delayed by a delay time ( t d ) than pulse train 1 for forming the Fe x Ni 1 - x layer. there is. At this time, the parameters of the pulse plating included in FIG. 2 (c) can be variably set using a programmable pulse rectifier.

또한, FexNi1 - x층과 FeyNi1 - y층 각 층의 두께 t1, t2 는 열처리 후에 전체적인 합금 조성이 열팽창계수가 최저치를 나타내는 Invar 조성(Fe-36 wt% Ni)이 되도록 각 층의 두께를 정밀하게 디지털적으로 제어할 수 있다. In addition, the thickness t 1 , t 2 of each layer of Fe x Ni 1 - x layer and Fe y Ni 1 - y layer is the Invar composition (Fe-36 wt% Ni) showing the lowest thermal expansion coefficient of the overall alloy composition after heat treatment The thickness of each layer can be precisely digitally controlled.

또한, 도금 박막의 두께 방향으로 FexNi1 - x층과 FeyNi1 - y층의 조성이 일정하게 되도록 전해액의 노후화 방지가 필요하며 금속 이온농도를 일정하게 유지해야 한다. 따라서, 전해액의 금속 이온농도가 변동하지 않도록 주기적으로 도금액의 성분을 분석하여 정량 공급 펌프로 일정 조성 및 일정 유량의 도금액을 순환 공급해준다. 또한, 전해액 중에 불순물이 혼입되지 않도록 전해액은 상시 여과를 거쳐 순환되도록 한다. In addition, it is necessary to prevent aging of the electrolyte so that the composition of the Fe x Ni 1 - x layer and the Fe y Ni 1 - y layer is constant in the thickness direction of the plating thin film, and the metal ion concentration must be kept constant. Therefore, the components of the plating solution are periodically analyzed so that the metal ion concentration of the electrolyte solution does not fluctuate, and the plating solution of a certain composition and a certain flow rate is circulated and supplied by a metered supply pump. In addition, the electrolyte is circulated through regular filtration so that impurities are not mixed in the electrolyte.

도 3에 도시된 도금 방법에서, 도금액은 황산제1철수화물(FeSO4·6H2O) 및 황산니켈수화물(NiSO4·6H2O) 등의 금속염과 pH 완충제, 피트 방지제, 광택제 등의 각종 첨가물을 포함할 수 있다. In the plating method shown in FIG. 3, the plating solution includes various metal salts such as ferrous sulfate hydrate (FeSO 4 6H 2 O) and nickel sulfate hydrate (NiSO 4 6H 2 O), a pH buffer, a pit inhibitor, and a brightening agent. May contain additives.

보다 구체적으로, 금속염은 황산제1철수화물(FeSO4·6H2O) 0.05 ~ 0.5 M, 황산니켈수화물(NiSO4·6H2O) 0.1 ~ 1.0 M를 포함하고, 첨가제로는 붕산(Boric Acid) 0.1 ~ 1.0 M, 아스코르브산(Ascorbic Acid) 0.1 ~ 5 g/L, 소듐라우릴설퍼메이트(Sodium lauryl sulfamate) 0.1 ~ 3 g/L, 사카린(Saccharin) 0 ~ 2 g/L를 포함하며, 이때 pH는 2.5 ~ 5, 온도(Temperature)는 30 ~ 80 ℃일 수 있다.More specifically, the metal salt includes 0.05 to 0.5 M of ferrous sulfate hydrate (FeSO 4 6H 2 O) and 0.1 to 1.0 M of nickel sulfate hydrate (NiSO 4 6H 2 O), and boric acid as an additive ) 0.1 ~ 1.0 M, Ascorbic Acid 0.1 ~ 5 g/L, Sodium lauryl sulfamate 0.1 ~ 3 g/L, Saccharin 0 ~ 2 g/L, At this time, the pH may be 2.5 to 5 and the temperature may be 30 to 80 °C.

다만, 상기에 나타난 금속염이나 첨가제 종류 및 조성에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도금액 중의 금속염으로 황산코발트수화물(CoSO4·6H2O) 등의 Co를 포함하는 금속염을 추가할 수 있다. However, it is not limited to the types and compositions of metal salts or additives shown above. In addition, as a metal salt in the plating solution, a metal salt containing Co such as cobalt sulfate hydrate (CoSO 4 ·6H 2 O) can be added.

이때, 양극은 Ni이나 불용성 양극(Ti, Ir, Rh 등)을 사용할 수 있고, 도금액은 교반을 하거나 도금조 외부에 액 순환 라인을 연결하여 도금액을 순환시킬 수 있다. 도금액은 정량 펌프(미도시)를 이용하여 일정 조성의 도금액을 일정 유량으로 공급할 수 있으며 이 때 도금액 중의 불순물을 제거하기 위해 필터(미도시)를 사용할 수 있다.At this time, Ni or an insoluble anode (Ti, Ir, Rh, etc.) can be used as the anode, and the plating solution can be circulated by stirring or by connecting a liquid circulation line to the outside of the plating bath. A plating solution having a certain composition may be supplied at a constant flow rate using a metering pump (not shown), and at this time, a filter (not shown) may be used to remove impurities in the plating solution.

[[ 도금층의of the plating layer 습식 wet 식각etching 방법] method]

Fe-Ni 다층 박막 도금층의 식각은 염화제2철(FeCl3) 수용액을 사용하여 습식으로 식각할 수 있다. 예를 들어, 염화제2철(FeCl3) 1~5 M/L, 염화제1철(FeCl2) 0.5~1.5 M/L, 염화제1니켈(NiCl2) 0.2~1 M/L, 염산(HCl) 0.3~1 M/L의 수용액으로 이루어진 식각액 내에서 온도 40~80℃에서 식각할 수 있다.Etching of the Fe-Ni multilayer thin film plating layer may be performed in a wet manner using an aqueous solution of ferric chloride (FeCl 3 ). For example, ferric chloride (FeCl 3 ) 1-5 M/L, ferrous chloride (FeCl 2 ) 0.5-1.5 M/L, nickel ferrous chloride (NiCl 2 ) 0.2-1 M/L, hydrochloric acid (HCl) It can be etched at a temperature of 40 to 80 ° C in an etchant consisting of an aqueous solution of 0.3 to 1 M / L.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 메탈 마스크 제조방법을 도 1을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for manufacturing a fine metal mask according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 .

우선, S10에서, 도전성을 갖는 기판 위에 Fe-Ni 다층 박막을 펄스(pulse) 도금으로 적층한다. 여기서, 도전성을 갖는 기판은 불순물 농도가 적어도 1019 cm-3 이상으로 도핑된 Si 단결정 기판인 것이 바람직하다. 또한, S10에서, 적층된 도금층의 두께는 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하일 수 있다.First, in S10, an Fe—Ni multilayer thin film is laminated on a conductive substrate by pulse plating. Here, the conductive substrate is preferably a Si single crystal substrate doped with an impurity concentration of at least 10 19 cm -3 or more. Also, in S10, the thickness of the laminated plating layer may be 5 μm or more and 50 μm or less.

보다 상세하게는, S10에서는 도전성 기판 상에 전기도금을 사용하여 FexNi1 -x 박막과 FeyNi1 -y 박막을 교대로 적층하여 FexNi1 -x/ FeyNi1 -y 다층 박막을 형성한다. 이 때, FexNi1 -x 박막(이하, Layer 1)과 FeyNi1 -y 박막(이하, Layer 2)의 도금은 동일한 전해액 속에서 진행하되 펄스 전류 인가에 의한 펄스 도금으로 이루어진다. 또한, 펄스 전류밀도(J F ), 펄스 폭(t p ), 펄스 간격(t r ), 역전류밀도(J R ), 펄스 반복수(n) 등은 각각 Layer 1과 Layer 2에서 다르게 설정할 수 있다. 이때, 펄스 트레인(pulse train) 2는 펄스 트레인 1보다 지연 시간(t d )만큼 지연될 수 있다. 또한, 도 2(c)에 도시된 바와 같은 펄스 도금의 파라미터(parameter)들은 프로그래머블 펄스 정류기(미도시)를 사용하여 가변적으로 설정 가능하며, Layer 1, Layer 2 각 층의 두께도 정밀하게 디지털(digital) 적으로 제어할 수 있다. More specifically, in S10, a Fe x Ni 1 -x thin film and a Fe y Ni 1 -y thin film are alternately laminated on a conductive substrate using electroplating to obtain a Fe x Ni 1 -x / Fe y Ni 1 -y multilayer form a thin film At this time, plating of the Fe x Ni 1 -x thin film (hereinafter, Layer 1) and the Fe y Ni 1 -y thin film (hereinafter, Layer 2) is performed in the same electrolyte, but is performed by pulse plating by applying a pulse current. In addition, pulse current density ( J F ), pulse width ( t p ), pulse interval ( t r ), reverse current density ( J R ), pulse repetition number ( n ), etc. can be set differently in Layer 1 and Layer 2, respectively. there is. In this case, pulse train 2 may be delayed by a delay time ( t d ) than pulse train 1. In addition, the parameters of pulse plating as shown in FIG. 2 (c) can be variably set using a programmable pulse rectifier (not shown), and the thickness of each layer of Layer 1 and Layer 2 is precisely digital ( can be controlled digitally.

또한, FexNi1 -x 박막과 FeyNi1 -y 박막 각각의 두께 t1, t2 는 다층 박막의 열처리 후에 열팽창계수가 최저치를 나타내는 Invar 조성(Fe-36 wt% Ni)이 되도록 각 층의 두께를 제어할 수 있다.In addition, the thicknesses t 1 , t 2 of the Fe x Ni 1 -x thin film and the Fe y Ni 1 -y thin film, respectively, were adjusted so that the Invar composition (Fe-36 wt% Ni) exhibiting the lowest coefficient of thermal expansion after heat treatment of the multilayer thin film. The thickness of the layer can be controlled.

그런 다음, S20에서, 다층 박막의 도금이 완료된 후, 도금층 위에 식각 마스크(Etch mask)로 SiO2 또는 SiNx 박막을 화학기상증착법(CVD) 또는 스핀(spin) 도포 방식으로 증착한다. Then, in S20, after the plating of the multilayer thin film is completed, a SiO 2 or SiN x thin film is deposited on the plating layer as an etch mask by chemical vapor deposition (CVD) or a spin coating method.

그런 다음, S30에서, 포토리소그래피(Photolithography)로 PR(Photoresist) 패턴을 형성한다. 이때, PR 스핀코팅, 베이킹, 포토마스크 장착, 노광, 현상 등의 과정을 거치게 된다. 여기서, Positive형 PR이라면 PR 패턴 형성 영역은 FMM(즉, 미세 메탈 마스크)에서 관통공의 밑면에 해당한다. 다만, PR 스핀 코팅 대신에 PR 필름을 기판 상에 부착하고 포토리소그래피를 수행하거나, 또는 S30을 생략하고 미리 패턴화된 PR 필름을 기판 상에 부착하는 방법도 적용가능하다.Then, in S30, a photoresist (PR) pattern is formed by photolithography. At this time, processes such as PR spin coating, baking, photomask mounting, exposure, and development are performed. Here, in the case of positive PR, the PR pattern formation region corresponds to the bottom of the through hole in the FMM (ie, fine metal mask). However, a method of attaching a PR film on the substrate and performing photolithography instead of the PR spin coating, or omitting S30 and attaching a pre-patterned PR film on the substrate is also applicable.

그런 다음, S40에서, PR 패턴을 마스크로 하여, 반응성 이온 식각(RIE)으로 노출된 영역의 식각 마스크(etch mask)를 제거한다. 또한, 노출된 영역의 식각 마스크(etch mask)를 제거한 후 잔존 PR은 황산 과산화수소(H2SO4-H2O2) 혼합 용액 등으로 제거할 수 있다.Then, in S40 , an etch mask of an exposed area by reactive ion etching (RIE) is removed using the PR pattern as a mask. In addition, after removing the etch mask of the exposed region, residual PR may be removed with a sulfuric acid hydrogen peroxide (H 2 SO 4 -H 2 O 2 ) mixed solution or the like.

그런 다음, S50에서, 패턴화된 식각 마스크(etch mask)층을 식각 마스크로 사용하여 다층 박막 도금층을 습식 식각하여 캐비티 어레이(cavity array)를 형성한다. 즉, S50에서는 기판을 배쓰(bath)에 장입하고, 상술한 염화제2철(FeCl3)을 베이스로 하는 수용액 내에서 습식 식각할 수 있다. 상기 습식 식각은 도전성 기판이 충분히 노출될 때까지 또는 미리 설정된 소정 면적까지 노출될 때까지 일정 시간 진행한다. 하방향 식각 과정은 기판과 만나면 종료하게 된다. Then, in S50 , a cavity array is formed by wet etching the multilayer thin film plating layer using the patterned etch mask layer as an etch mask. That is, in S50, the substrate may be loaded into a bath and wet-etched in an aqueous solution based on the above-described ferric chloride (FeCl 3 ). The wet etching proceeds for a predetermined time until the conductive substrate is sufficiently exposed or until a predetermined area is exposed. The downward etching process ends when it meets the substrate.

그런 다음, S60에서 습식 식각이 종료한 후 남아 있는 식각 마스크(etch mask)를 건식 또는 습식 식각으로 제거한다.Then, after the wet etching is finished in S60 , the remaining etch mask is removed by dry or wet etching.

마지막으로, S70에서, 기판에 도금층이 부착된 상태에서 200~900℃에서 열처리 후 도금층을 박리하게 된다. 즉, S70에서는 도금층을 비활성 가스 분위기 중에서 200~900℃의 온도로 어닐링 열처리한 후 도전성 기판으로부터 박리한다. Finally, in S70, the plating layer is peeled off after heat treatment at 200 to 900° C. while the plating layer is attached to the substrate. That is, in S70, the plating layer is annealed at a temperature of 200 to 900° C. in an inert gas atmosphere and then separated from the conductive substrate.

최종적으로, 박리된 도금층 중 Fe : Ni의 중량비는 58~70 : 30~42인 것이 바람직하다. 나아가, 박리된 도금층 중 Fe, Ni 이외에 Co를 3~7의 중량비로 추가 함유할 수도 있다.Finally, the weight ratio of Fe:Ni in the peeled plating layer is preferably 58 to 70:30 to 42. Furthermore, Co may be additionally contained in a weight ratio of 3 to 7 in addition to Fe and Ni in the peeled plating layer.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 미세 메탈 마스크 제조방법에 의하면, 도전성 기판 위에 펄스 도금을 사용하여 균일한 두께와 표면 평탄도를 가진 다층 박막을 제조하고, 그 위에 포토리소그래피와 습식 식각을 거쳐 도금층에 관통공 어레이를 형성하므로 정밀하고 해상도가 높은 미세 메탈 마스크를 제공할 수 있다. According to the method for manufacturing a fine metal mask according to the present invention configured as described above, a multilayer thin film having a uniform thickness and surface flatness is manufactured by using pulse plating on a conductive substrate, and the plating layer is formed by photolithography and wet etching thereon. Since the through hole array is formed, a fine metal mask with high precision and high resolution can be provided.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 펄스 도금에 의한 다층 박막을 제조한 후 이를 패터닝하고 식각한 후 열처리함으로써 미세 메탈 마스크를 제조하고 있기 때문에, 도금층이 미세한 결정립과 낮은 잔류응력을 가지며, 나아가 일정한 합금 비율을 가지도록 할 수 있어, 높은 품질의 인바 특성을 가진 미세 메탈 마스크를 제공할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, since a fine metal mask is manufactured by manufacturing a multilayer thin film by pulse plating, patterning, etching, and then heat-treating it, the plating layer has fine crystal grains and low residual stress, and further Since it can have a constant alloy ratio, it is possible to provide a fine metal mask having high quality invar characteristics.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도금층을 패터닝하고 습식 식각 시에 도전성 기판 위에 도금층이 부착된 상태에서 식각하고 있기 때문에, 기판이 식각 정지층으로 작용하여 식각 시간의 제어가 용이하며 도금층에 대하여 수직 방향으로 오버컷(overcut)을 방지가능하여 정밀하고 균일한 캐비티(cavity) 형상을 얻을 수 있다. In addition, according to one embodiment of the present invention, since the plating layer is patterned and etched in a state where the plating layer is attached to the conductive substrate during wet etching, the substrate acts as an etch stop layer, so that the control of the etching time is easy and the plating layer It is possible to prevent overcut in the vertical direction with respect to the cavity, so that a precise and uniform cavity shape can be obtained.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 습식 식각으로 관통공 어레이가 형성된 도금층을 기판으로부터 박리하기 전에 기판에 부착된 상태에서 열처리하고 있기 때문에, 열처리 과정에서 미세 메탈 마스크의 변형 및 표면 산화나 오염 등을 최소화할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, since the plating layer in which the through hole array is formed by wet etching is heat-treated while attached to the substrate before being separated from the substrate, deformation of the fine metal mask and surface oxidation or contamination during the heat treatment process etc. can be minimized.

이상에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예들에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.In the above, preferred embodiments according to the present invention have been shown and described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made by anyone having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention appended within the scope of the claims. .

Claims (8)

도전성 기판 상에 Fe-Ni 다층 박막을 펄스(pulse) 도금법으로 적층하는 제1 단계;
상기 Fe-Ni 다층 박막의 도금 후에 도금층 상에 식각 마스크(Etch mask)로 SiO2 또는 SiNx 박막을 증착하는 제2 단계;
상기 SiO2 또는 SiNx 박막의 증착 후에 포토리소그래피(Photolithography)로 PR(Photoresist) 패턴을 형성하는 제3 단계;
상기 PR 패턴을 마스크로 하여, 반응성 이온 식각(RIE)으로 노출된 영역의 식각 마스크를 제거하는 제4 단계;
상기 노출된 영역의 식각 마스크 제거 후에, 습식 등방성 식각(wet isotropic etching)으로 식각하여 곡면을 갖는 캐비티 어레이(cavity array)를 형성하는 제5 단계;
잔류 식각 마스크를 건식 또는 습식 식각으로 제거하는 제6 단계; 및
상기 도전성 기판에 도금층이 부착된 상태에서 200~900℃에서 열처리 후 상기 도금층을 박리하는 제7 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 메탈 마스크 제조방법.
A first step of laminating an Fe—Ni multilayer thin film on a conductive substrate by a pulse plating method;
A second step of depositing a SiO 2 or SiN x thin film as an etch mask on the plating layer after plating the Fe—Ni multilayer thin film;
A third step of forming a photoresist (PR) pattern by photolithography after depositing the SiO 2 or SiN x thin film;
a fourth step of using the PR pattern as a mask to remove an etching mask of a region exposed by reactive ion etching (RIE);
a fifth step of forming a cavity array having a curved surface by etching by wet isotropic etching after removing the etching mask of the exposed area;
A sixth step of removing the residual etching mask by dry or wet etching; and
A seventh step of peeling the plating layer after heat treatment at 200 to 900 ° C. in a state where the plating layer is attached to the conductive substrate.
제1항에 있어서,
상기 제1 단계에서 Fe-Ni 다층 박막은,
상기 도전성 기판 상에 전기도금을 사용하여 FexNi1 -x 박막과 FeyNi1 -y 박막을 교대로 적층하여 형성된 FexNi1 -x/ FeyNi1 -y 다층 박막이고,
각각의 FexNi1 -x 박막과 FeyNi1 -y 박막의 전기도금은 동일한 전해액 속에서 진행하되 펄스 전류 인가에 의한 펄스 도금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세 메탈 마스크 제조방법.
According to claim 1,
In the first step, the Fe—Ni multilayer thin film,
An Fe x Ni 1 -x / Fe y Ni 1 -y multilayer thin film formed by alternately stacking Fe x Ni 1 - x thin films and Fe y Ni 1 - y thin films on the conductive substrate by electroplating;
Electroplating of each of the Fe x Ni 1 -x thin film and the Fe y Ni 1 -y thin film is performed in the same electrolyte, but a fine metal mask manufacturing method, characterized in that consisting of pulse plating by applying a pulse current.
제2항에 있어서,
상기 FeyNi1 -y 박막의 전기도금의 펄스 트레인과 FexNi1 -x 박막의 펄스 트레인은 미리 설정된 지연 시간(t d )만큼 지연되는 것을 특징으로 하는 미세 메탈 마스크 제조방법.
According to claim 2,
A fine metal mask manufacturing method, characterized in that the pulse train of the electroplating of the Fe y Ni 1 -y thin film and the pulse train of the Fe x Ni 1 -x thin film are delayed by a preset delay time ( t d ).
제2항에 있어서,
상기 FexNi1 -x 박막과 FeyNi1 -y 박막 각각의 두께는 다층 박막의 열처리후 Invar 조성(Fe-36 wt% Ni)이 되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 미세 메탈 마스크 제조방법.
According to claim 2,
The thickness of each of the Fe x Ni 1 -x thin film and the Fe y Ni 1 -y thin film is controlled to have an Invar composition (Fe-36 wt% Ni) after heat treatment of the multilayer thin film.
제1항에 있어서,
상기 제5 단계에서 습식 등방성 식각은 상기 도전성 기판의 상면이 노출되는 때까지 일정시간 진행되는 것을 특징으로 하는 미세 메탈 마스크 제조방법.
According to claim 1,
In the fifth step, the wet isotropic etching is performed for a predetermined time until the upper surface of the conductive substrate is exposed.
제1항에 있어서,
상기 제7 단계에서 박리된 도금층 중 Fe : Ni의 중량비는 58~70 : 30~42인 것을 특징으로 하는 미세 메탈 마스크 제조방법.
According to claim 1,
A fine metal mask manufacturing method, characterized in that the weight ratio of Fe: Ni in the plating layer peeled off in the seventh step is 58 to 70: 30 to 42.
제6항에 있어서,
상기 제7 단계에서 박리된 도금층 중 Fe, Ni 이외에 Co를 3~7의 중량비로 추가 함유하는 것을 특징으로 하는 미세 메탈 마스크 제조방법.
According to claim 6,
A method for manufacturing a fine metal mask, characterized in that the plating layer peeled off in the seventh step further contains Co in a weight ratio of 3 to 7 in addition to Fe and Ni.
제1항에 있어서,
상기 제1 단계에서 적층된 Fe-Ni 다층 박막의 두께는 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 미세 메탈 마스크 제조방법.
According to claim 1,
A fine metal mask manufacturing method, characterized in that the thickness of the Fe—Ni multilayer thin film laminated in the first step is 5 μm or more and 50 μm or less.
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