KR900001704B1 - 슬롯형 구멍 새도우마스크의 제조방법 - Google Patents

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Description

슬롯형 구멍 새도우마스크의 제조방법

제1도는 본 발명에 관한 슬롯형 구멍 새도우마스크의 제조방법의 한 실시예를 설명하는 평면도.

제2a도는 새도우마스크의 평면도.

제2b도는 A부분의 확대도.

제3a, b도는 프린팅 배치의 예를 도시하는 도면.

제4도는 부식공정에 있어서 슬롯형 구멍의 쐐기형상이 일어나는 이유를 설명하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의설명

1 : 새도우마스크 2 : 개구부

3 : 스커어트부 4 : 슬롯형 구멍

5 : 새도우마스크 소재 10 : 슬롯형 화상

본 발명을 컬러수상관에 사용되는 새도우마스크, 특히 슬롯형 구멍 새도우마스크의 제조방법에 관한 것이다.

컬러수상관에 사용되는 새도우마스크의 전자비임 통과 구멍의 형상으로는 둥근형 및 슬롯형(장방형상)의 것이 일반적이다. 이 전자비임 통과구멍을 새도우마스크 소재면에 형성하기 위해서는 포토 에칭법을 사용한다. 즉 긴 벨트형상의 순철연강판이나 엄버(umber) 강판등의 새도우마스크 소재의 양면에 포토레지스터를 도포한 후 건조시키고 노광, 현상, 건조 및 버어닝등의 각 공정을 연속적으로 거친후 에칭쳄버내에서 긴 벨트 형상의 새도우마스크 소재의 표면에 부식액을 스프레이하여 소망의 구멍을 뚫는다. 이 부식과정에서 수평으로 지지한 소재에 부식액을 공급할 때 부식액은 새도우마스크 소재의 길이방향에 대하여 직각방향 즉 긴 벨트형상의 소재의 중앙부에서 양연변부로 향해서 흐르게 된다. 이로인해 연변부로 갈수록 부식액은 부식능력이 저하되기 때문에 장방형의 슬롯형 구멍을 형성하는 경우에 소재면내의 새도우마스크의 프린팅 배치 여하에 따라 슬롯형 구멍이 쐐기모양과 같이 형성된다.

그런데, 슬롯형 구멍 새도우마스크에 있어서 슬롯형 구멍은 제2도의 도시와 같이 새도우마스크(1)의 단변방향과 슬롯형구멍(4)의 장변 방향이 일치하도록 배열된다. 도면중 부호(2)는 슬롯형 구멍(4)이 다수 형성되는 개구부이고, 부호(3)은 새도우마스크(1)를 마스크 프레임에 부착하기 위한 개구부 주변의 이른바 스커어트부이다. 새도우마스크(1)의 장변과 단변의 길이의 비는 통상 4:3이고 그 대각방향 길이는 4-5인치의 길이에서 40인치 정도의 길이까지 각종 치수의 것이 제작되고 있다. 이와 같은 여러종류의 치수의 새도우마스크를 정폭(637mm,600mm,543mm)을 가진 긴 벨트형상의 새도우마스크 소재에서 가급적 효과적으로 또, 제조상의 효율이 좋게 제작하기 위해서는 표면에 레지스트 피박이 피착된 소재위에 새도우마스크 패턴을 밀착시켜서 프린팅 배치할 때에 제3a도의 도시와 같이 프린팅 배치하면 된다.

이하 제3a도의 도시와 같이 새도우마스크 소재(5)의 길이방향과 새도우마스크패턴(6) 테두리의 단변 방향이 일치하는 배열(슬롯형 구멍 새도우마스크에 있어서는 소재(5)의 길이 방향과 슬롯형 구멍의 장변이 평행하게 된다)을 「A형 프린팅 배치」라 하고, 제3b도의 도시와 같이 소재(5)의 길이방향과 새도우마스크 패턴(6)의 장변방향이 일치하는 배열(슬롯형 구멍 새도우마스크에 있어서는 소재(5)의 길이방향과 슬롯형 구멍의 장변이 서로 직각이 된다)을 「B형 프린팅 배치」로 호칭하기로 한다. 여기에서 둥근형 구멍의 경우에는 A형 프린팅 배치와 B형 프린팅 배치에도 부식 공정시 부식액이 흐르는 방향에 의한 영향은 거의 없다. 또, 슬롯형 구멍의 경우에 있어서도 A형 프린팅 배치의 경우에는 장방형의 각부(各部)가 약간 둥근 모양을 지니는 정도로 해도 실용상 문제는 없다. 이에 따라 B형 프린팅 배치의 경우에는 제4도의 도시와 같이 부식액의 흐름방향(7)의 상류측(긴 벨트형상 소재의 중앙부에 가까운 부분)위치(0)에는 신선한 부식액에 의하여 소재가부식되므로 부식의 진행상태가 비교적 빠르지만, 부식액의 흐름방향(7)의 하류측(긴 벨트모양 소재의 연변부에 가까운 부분) 위치(P)에는 부식액의 부식능력이 약간 저하되므로 부식의 진행상태가 위치(0)에 비해서 늦어진다.

이에 따라,부식에 의해 소재면에 형성된 슬롯형 구멍의 형상이 각기 다른 모양이 되고 긴 벨트 형상 소재의 중앙부에서 연변부를 향해서 그 형상이 장방형상에서 중앙부 방향으로 벌어지는 쐐기형상으로 변화되어서 (소재의 두께에 따라 다르나 최고로 쐐기 형상 구멍에서(a-b)가 0.03mm정도) 실용상 새도우마스크로서 사용하는 데에는 지장이 있었다.

그러므로, 종래 슬롯형 구멍 새도우마스크를 제작하는 경우에는 반드시 A형 프린팅 배치에 의하여 실시하지 않으면 안되었다.

종래의 새도우마스크는 14인치 및 20인치의 치수의 것이 주류를 이루고 있었고, 그밖에 짝수 인치의 각종 새도우마스크도 제작되고 있었다.

여기에서, 예를 들면 14인치의 슬롯형 구멍 새도우마스크를 제작하고자 할 경우에는 폭이 637mm의 연강판이나 엄버강판등의 긴 벨트 형상의 소재를 사용하고 새도우마스크 패턴 A형 프린팅 배치로 폭 방향으로 한도 끝까지 2장씩 병렬로 프린팅 배치했었다(그리고, 14인치의 둥근형 구멍 새도우마스크를 제작할 경우에는 B형 프린팅 배치도 취할 수 있으므로 폭 543mm의 긴 벨트 형상의 소재에 대하여 폭 방향으로 2장을 취할 수 있게 된다)

그러나 최근에 컬러 수상관으로 화상을 관면의 네구석부에 있어서도 결함없이 나타낼 수 있도록 새도우마스크의 스퀘어화(squaer cut) 가 진행되고 있으며, 그 경우에는 새도우마스크의 치수가 14인치에서 15인치로, 20인치에서 21인치로 1인치씩 대형화되는 것인데, 이러한 대형화는 여러가지의 이유에서 새도우마스크의 종횡치수의 대형화를 필요로 한다.

그러나, 새도우마스크가 1인치씩 대형화되면 종래 실시하던 A형 프린팅 배치를 취할 수 없는 경우가 있다. 예를 들면, 새도우마스크의 치수가 14인치에서 15인치가 되면 폭 637mm(현 시점에서의 소재 철판의 최대 폭)의 긴벨트 형상의 소재로는 A형 프린팅 배치로 폭 방향으로 2장을 취할 수 없게 되고, 폭 543mm의 소재로는 A형 프린팅 배치로 폭 방향으로 1장만을 취할 수 밖에 없게된다. 그러나 이것으로는 소재의 사용효율과 양산효율이 현저하게 저하되고 나아가서는 생산비용이 상승하는 요인이 된다. 또 소재 철판의 폭을 현재의 것보다 넓게 하는 경우를 고려하지 않은 것은 아니나, 그 경우에는 철판의 압연 메이커의 설비 개량과, 새도우마스크 메이커의 반송 설비의 개량등이 필수적이므로 비현실적이다. 이와 같이 B형 프린팅 배치에서는 슬롯형 구멍이 쐐기형상으로 되는 결함이 있음에도 불구하고 새도우마스크의 치수의 대형화와 소재 철판의 효과적 이용을 양립시킬 필요성 때문에 B형 프린팅 배치하는 것이 강력히 요구되고 있다.

본 발명은 이상과 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구된 것으로 현재 입수 가능한 긴 벨트 형상의 소재를 그대로 사용할 수 있고, 또 슬롯형 구멍 새도우마스크를 제작하는 경우에도 A형 프린팅 배치 뿐만아니라 B형 프린팅 배치도 취할 수 있으며, 또한 슬롯형 구멍의 쐐기형화 현상을 일으키지 않는 새도우마스크의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에서는 상기 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서 포토레지스터층 패턴을 형성할때 상기 쐐기 형상이 일어나는 양을 예측해서 그것에 따르는 하나하나의 슬롯형 구멍의 패턴형상을 새도우마스크 소재의 중앙부에서 연변부 방향으로 벌어지게 하는 쐐기형상으로 한 포토레지스터층 패턴을 형성하는 것이다. 즉, 본 발명에 관한 슬롯형 구멍 새도우마스크의 제조방법은 표면에 포토레지스터층이 피착된 긴 벨트형상의 새도우마스크 소재에 적어도 노광, 현상, 건조, 버어닝 및 부식의 각 공정을 실시해서 슬롯형 전자 비임 통과 구멍을 형성하도록 하는 슬롯형 구멍 새도우마스크의 제조방법에 있어서, 상기 노광 공정을 실행할때 새도우마스크 소재의 중앙부로부터 연변부를 향해서 벌어지는 쐐기형상으로 슬롯형 화상이 다수 그려진 마스터 패턴을 제작하고, 이 마스터 패턴에서 복제된 프린팅 배치 패턴을 상기 새도우마스크 소재에 그 패턴들의 장변 방향과 소재의 길이 방향이 일치되도록 밀착시켜서 노광하거나 또는 이 슬롯형 화상을 직접 상기 새도우마스크소재에 노광하므로써 이 슬롯형 화상이 다수 그려진 포토레지스트층 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또, 이와 같은 쐐기형의 슬롯형 화상의 형상은 새도우마스크 소재 중앙부에서는 장방형상이고, 새도우마스크 소재연변부쪽에 가까이 위치하는 슬롯형 구멍일수록 쐐기형의 벌림 각도가 점차적으로 커지도록 하는 것이 가장 적합하나, 예를 들면 에칭 장치로 부식액 분출 노즐의 방향을 보아서 부식액의 흐름을 조금이라도 개선한 경우, 새도우마스크 소재의 연변부의 소요 구역만을 쐐기형을 해도 되고, 또는 벌림 각도를 균일하게 하더라도 실용상 지장이 없다.

슬롯형 구멍 새도우마스크를 B형 프린팅 배치로 통상의 방법으로 제작했을 경우에는 상기와 같이 긴 벨트 형상의 소재의 중앙부에서 연변부를 향하여 구멍 형상이 장방형상에서 중앙부 방향으로 벌어지는 쐐기형상으로 변화되는데, 본 발명에서는 프린팅 배치 패턴 자체의 슬롯형 화상을 긴 벨트 형상의 소재의 중앙부에서 연변부로 향하여 그 형상이 장방형에서 상기와는 반대의 연변부 방향으로 벌어지는 쐐기형상으로 변화시키면서 그려지고 있으므로 상호보완적으로 작용하여 부식공정 종료후에 있어서의 슬롯형 구멍의 형상은 전체면에 걸쳐서 일률적으로 장방형상이 된다.

이하, 제1도를 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명은 노광 공정에 있어서 슬롯형 화상을 새도우마스크 소재 표면에 밀착시켜서 프린팅 배치하는 즉, 마스터 패턴의 제작방법에 특징이 있는 것으로, 우선 그 패턴 제작에 대하여 설명한다.

제1a도의 도시와 같이 긴 벨트 형상의 새도우마스크 소재(5)면에 새도우마스크 패턴(6)을 B형 프린팅 배치하는 경우를 예로 들어보면, 새도우마스크 소재(5)의 중앙위치(X)에 있어서의 슬롯형 화상(10)의 형상은 동도면 제 1b 도의 도시와 같이 장방형으로 하고 상방 연변부 위치(Y)에 있어서의 슬롯형 화상(10`)의 형상은 동도면 제1c도의 도시와 같이 상방(즉 새도우마스크 소재의 연변방향)으로 벌어지는 쐐기형상으로 하고, 또 하방 연변부 위치(Z)에 있어서의 슬롯형화상(10＂)의 형상은 동도면 제1d도의 도시와 같이 하방(즉 새도우마스크 소재 연변방향)으로 벌어지는 쐐기형상으로 한다. 그리고 이 쐐기형상 슬롯형화상(10'), (10'')의 벌림각도는 통상의 방법으로 B형 프린팅 배치로 노광하고 현상후에 부식 공정을 실시한 경우에 발생하는 쐐기형화의 정도를 경험적으로 파악해 놓고, 그 변화량에 따라 그것을 보상하도록 소재의 연변부 쪽으로 갈수록 크게 한다. 이상과 같이 새도우마스크의 마스터 패턴을 제작하고 이것을 복제해서 프린팅 배치 패턴을 만드는 것으로, 쐐기형상 슬롯형 화상의 패턴을 제작하기 위해서는 예를 들면 포토플로터등을 사용하면 된다.

상기 새도우마스크의 마스터 패턴의 제작 이외의 공정에 대해서도 종전의 공정과 완전히 동일하므로 이하에 간단히 설명한다.

우선 두께 0.1-0.3mm의 연강판이나 엄버강판등으로 구성된 긴 벨트형상의 새도우마스크 소재의 양면에 예를 들면 카제인 및 중크로움산 암모늄으로 구성되는 수용성 포토레지스트를 도포한후 건조시켜서 포토레지스트층을 피착 형성한다. 다음에 상기와 같은 방법으로 제작한 내공용(형광면측) 및 소공용(전자총측)의 새도우마스크 패턴을 각각 표리감광막면에 밀착시켜서 노광한다. 이어서 표면에 온수를 분사해서 현상을 하고 경막처리를 실시한후 건조시키고, 계속해서 버어닝을 하여 상기 형상의 포토레지스트 패턴층을 형성 시킨다. 버어닝 공정을 종료한 새도우마스크 소재를 필요에 따라 프리에칭 처리를 실시한후 소재 양면에 염화 제2철수용액(부식액)을 분사 노즐로 스프레이하여 소망의 전자비임 통과구멍을 뚫는다. 상기 마지막 부식공정에서 부식액은 새도우마스크 소재의 길이방향에 대하여 직각방향으로 즉, 소재의 중앙부에서 연변부를 향해서 흐르는데, 상기와 같이 새도우마스크 소재에서는 소재의 중앙부쪽에 따라서, 부식액이 흐르는 상류측의 폭은 좁고, 소재 연변부쪽에 따라서, 부식액이 흐르는 하류측의 폭은 넓은 쐐기형상 슬롯형 화상이 프린팅 현상된다. 그러므로 화상의 폭이 좁은 부분에서는 신선한 부식액에 의하여 비교적 신속히 부식이 진행하고 또 다른편의 폭이 넓은 부분에서는 부식능력이 약간 떨어진 부식액에 의하여 비교적 완만하게 부식이 진행하게 된다. 이 결과 부식 공정이 끝났을 때에 형성되는 슬롯형 구멍은 양자의 상호보완적인 작용에 의하여 형상이 거의 장방형상이 되어 쐐기 형상은 발생되지 않는다.

본 발명은 이상의 설명과 같은 구성이므로 본발명에 관한 새도우마스크의 제조방법에 의하면 A형 프린팅 배치 뿐만아니라 B형 프린팅 배치를 취했을 경우에도 슬롯형 구멍의 쐐기 형상이 발생되지 않는다. 그러므로 새도우마스크의 치수가 다향한 경우라도 현재 입수 가능한 소재 철판을 그대로 사용하고 또한 가장 효율적인 프린팅 배치를 할 수 있으며, 소재의 이용율이나 양산효울을 높게 유지할 수 있게 된다. 또, 소재 철판의 폭을 현제의 것보다 넓힐 필요도 없으므로 압연메이커의 설비 개량을 할 필요도 없다. 본 발명에 관한 제조방법은 기존의 일련의 새도우마스크 제조설비를 아무런 변경함이 없이 그 제조라인에 투입이 가능하고 실시화하는데 있어서 극히 유리하다.

Claims (1)

1. 각 새도우마스크 패턴틀내에 전자비임을 통과시키기 위한 복수의 슬롯형 구멍 새도우마스크의 제조방법에 있어서, 긴 벨트 형상의 새도우마스크 소재를 제공하는 단계와; 포토레지스트층을 새도우마스크 소재의 표면에 피착하는 단계와; 새도우마스크 소재의 중심부에서 장방형이고, 좁은폭과 넓은 폭을 형성하기 위해 중앙부에서 연변부로 향하여 벌어지는 쐐기형이며, 새도우마스크 소재의 길이방향에 대해 수직방향인 두 개의 장측면과, 두 개의 단측면을 각각 가진 복수의 슬롯형 화상이 그려진 포토레지스터층의 패턴을 제작하는 단계와; 새도우마스크 소재를 노광하는 단계와, 새도우마스크 소재를 현상하는 단계와; 새도우마스크 소재를 건조 하는 단계와; 새도우마스크 소재를 버어닝하는 단계와; 슬롯형 화상의 좁은폭과 넓은폭 사이에 장방형의 복수의 슬롯형 구멍을 형성하기 위해 쐐기형상의 좁은폭은 신선한 부식액에 의해 부식되고, 쐐기형상의 넓은 폭은 부식능력이 약간 떨어진 부식액에 의해 부식되는 새도우마스크 소재를 부식하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 복수의 슬롯형 구명 새도우마스크의 제조방법.

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