KR20120085042A - 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법으로서, 박막증착용 쉐도우마스크를 제조하는 방법에 있어서, A) 스크린 마스크 기판 상에 메탈층을 증착하는 단계; B) 상기 메탈층의 상부에 마스크 패턴층을 형성하는 단계; C) 상기 메탈층의 상부를 금속 도금하는 단계 및 D) 상기 기판, 메탈층 및 마스크 패턴층을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법이며, 이와 같은 본 발명에 의하면 쉐도우마스크의 제조 공정에 있어서 에칭 공정을 제거함으로써 더욱 간단한 공정으로 쉐도우마스크를 제조할 수 있으며, 에칭 공정으로 인한 인체 유해 오염물질이 발생되는 문제점을 해결할 수 있다.
Description
본 발명은 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 쉐도우마스크의 패턴을 형성하기 위한 에칭 공정을 제거하고 도금 공정을 이용하여 미세한 패턴을 형성시키는 박막증착용 쉐도우마스크의 제조 방법에 대한 것이다.
일반적으로 진공증착 기술은 반도체 및 디스플레이 제조 분야 등에서 널리 사용되고 있다.
반도체 및 디스플레이 제조 분야에서 사용되는 진공증착은 특정한 패턴막을 형성시키는 증착 공정으로서, 이러한 특정 패턴막을 형성하는데 있어서, 쉐도우마스크를 이용하여 패턴이 필요한 부분은 증착을 시키고 패턴이 필요없는 부분은 막을 형성하여 증착이 되지 않도록 하는 공정을 거치고 있다.
이와 같이 진공증착 공정을 수행함에 있어서, 쉐도우마스크는 중요한 부분을 차지하고 있는데, 도 1은 종래기술에 따른 쉐도우마스크를 제조하는 공정을 도시한다.
상기 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 메탈 기판(10) 상에 드라이 필름층(20)을 형성하고 (b)에 도시된 바와 같이 그 상부에 패턴층(30)을 형성시킨다.
그리고 패턴층(30)이 형성된 상태에서 노광 공정과 현상 공정을 통해 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이 드라이 필름층(20)에 쉐도우마스크의 패턴을 형성시키기 위한 포토레지스트 패턴(40)을 형성시킨다.
쉐도우마스크의 패턴을 형성시키기 위한 포토레지스트 패턴(40)이 형성되면 에칭 공정을 통한 습식 식각(Wet etch)으로 메탈 기판(10) 상에서 포토레지스트 패턴(40)이 형성된 이외의 부분을 식각하여 쉐도우마스크의 패턴을 형성시키고, 포토레지스트 패턴(40)을 제거하면 상기 도 1의 (d)에 도시된 바와 같이 쉐도우마스크(50)의 제작이 완료된다.
이와 같은 에칭 공정을 통한 종래기술에 따른 쉐도우마스크의 제조방법은 에칭 공정으로 인한 인체 및 자연계 환경에 유해한 유해 물질이 배출되어 환경 오염에 큰 문제로 대두되고 있다.
상기와 같은 환경 오염을 제거하기 위한 종래기술로서 레이저 가공을 통한 쉐도우마스크를 제조하는 방법이 제안되었는데, 도 2는 종래기술에 따른 레이저 가공을 통한 쉐도우마스크를 제조하는 공정을 도시한다.
상기 도 2를 참조하여 종래기술에 따른 레이저 가공을 통한 쉐도우마스크를 제조하는 공정을 살펴보면, 상기 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 메탈 기판(60)의 상부에 레이저 가공기(90)를 위치시키고, 레이저 가공기(90)를 통해 기설정된 패턴의 형태에 따라 레이저 가공기(90)가 메탈 기판(60)을 가공하여 상기 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 쉐도우마스크(70)가 제조된다.
그러나 이와 같은 레이저 가공을 통한 쉐도우마스크를 제조하는 방법에 의하면, 미세패턴의 가공시에 얇은 모재의 열변형이 발생되고 또한 패턴 가공시에 레이저 가공기의 움직임으로 모서리의 각짐 및 직진성에 대한 문제가 발생된다.
나아가서 상기와 같은 종래기술에 따른 제조 방법에 의해 쉐도우마스크를 제작하는 경우에, 쉐도우마스크의 얇은 선폭과 얇은 간격으로 인하여 패턴을 유지하는 폭이 좁아져 쉐도우마스크의 패턴이 처짐 또는 휘는 현상이 발생되며, 특히 쉐도우마스크가 대형화될수록 이와 같은 현상은 더욱 커지게 되어 미세한 선폭을 갖는 쉐도우마스크의 제조가 어려워지게 된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 쉐도우마스크의 제조 공정에 있어서 쉐도우 마스크의 패턴 형성을 위한 에칭 공정으로 인하여 오염물질이 발생되는 문제점을 해결하고, 더욱 간단한 공정으로 쉐도우마스크를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
또한 일반적인 쉐도우마스크에서 구현하지 못한 후막형 미세패턴을 형성함으로써 미세패턴이 필요한 태양전지모듈, 터치패널, 전자부품제조에 높은 신뢰도를 갖는 메탈전극을 형성시킬 수 있는 쉐도우마스크를 제공하고자 한다.
상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명은, 박막증착용 쉐도우마스크를 제조하는 방법에 있어서, A) 스크린 마스크 기판 상에 메탈층을 증착하는 단계; B) 상기 메탈층의 상부에 마스크 패턴층을 형성하는 단계; C) 상기 메탈층의 상부를 금속 도금하는 단계 및 D) 상기 기판, 메탈층 및 마스크 패턴층을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법이다.
바람직하게는 상기 C) 단계는, 상기 마스크 패턴층이 형성되지 않은 메탈층의 상부에 금속 도금을 하되, 상기 마스크 패턴층의 두께보다 얇게 금속 도금을 한다.
보다 바람직하게는 상기 C) 단계는, 상기 마스크 패턴층이 형성된 메탈층의 상부를 60 ~ 150 um의 두께로 도금하여 도금층을 형성시킬 수 있다.
여기서 상기 C) 단계는, 상기 마스크 패턴층이 형성된 메탈층의 상부를 Ni, Cu 및 Sn 중 어느 하나 이상의 금속을 포함하여 금속 도금할 수 있다.
나아가서 상기 A) 단계는, 상기 스크린 마스크 기판 상에 Cr 화합물을 증착하여 Cr 화합물층을 형성하는 단계; 및 상기 Cr 화합물층에 Cu 화합물을 증착하여 Cu 화합물층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 메탈층을 상기 Cr 화합물층과 Cu 화합물층의 이중층으로 형성시킬 수 있다.
바람직하게는 상기 D) 단계는, 유제탈막제를 이용하여 상기 스크린 마스크 기판을 분리하고, 불산수용액을 이용하여 상기 Cr 화합물층을 분리하며, 질산수용액 또는 염화제이철수용액을 이용하여 상기 Cu 화합물층을 분리할 수 있다.
여기서 상기 Cr 화합물층의 두께를 50 ~ 1000Å으로 형성시키고, 상기 Cu 화합물층의 두께를 100 ~ 2000Å으로 형성시킬 수 있다.
또한 상기 A) 단계는, 폴리 메쉬(Poly mesh)를 이용하여 스크린 마스크 기판을 제조하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 쉐도우마스크의 제조 공정에 있어서 쉐도우마스크의 패턴을 형성시키기 위한 에칭 공정을 제거함으로써 간단한 공정으로 쉐도우마스크를 제조할 수 있으며, 에칭 공정으로 인한 인체 유해 오염물질이 발생되는 문제점을 해결할 수 있다.
또한 일반적인 쉐도우마스크에서 구현하지 못한 후막형 미세패턴을 형성함으로써 미세패턴이 필요한 태양전지모듈, 터치패널, 전자부품제조에 높은 신뢰도를 갖는 메탈전극을 형성시킬 수 있는 쉐도우마스크를 제공할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 에칭 공정을 포함하여 쉐도우마스크를 제조하는 공정을 도시하며,
도 2는 종래기술에 따른 레이저 가공기를 이용하여 쉐도우마스크를 제조하는 공정을 도시하며,
도 3은 본 발명에 따른 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법에 대한 개략적인 흐름도를 도시하며,
도 4는 본 발명에 따른 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법의 실시예에 대한 공정을 도시한다.
도 2는 종래기술에 따른 레이저 가공기를 이용하여 쉐도우마스크를 제조하는 공정을 도시하며,
도 3은 본 발명에 따른 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법에 대한 개략적인 흐름도를 도시하며,
도 4는 본 발명에 따른 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법의 실시예에 대한 공정을 도시한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법으로서, 일반적인 쉐도우마스크의 제조시에 쉐도우마스크의 미세 패턴을 형성시키기 위하여 존재하는 에칭공정을 제거한 쉐도우마스크의 제조 방법에 관한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법의 개략적인 흐름도를 도시한다.
우선 베이스 기판인 스크린 마스크 기판을 준비하고, 상기 스크린 기판 상에 메탈층을 증착(S10)한다. 여기서 상기 메탈층은 Cr 화합물 및 Cu 화합물을 상기 스크린 마스크 기판 상부에 증착시켜 형성시키게 된다.
그리고 감광성 필름(DFR: Dry Film Photoresist) 또는 포토레지스트(photoresist) 등을 이용하여 상기 메탈층의 상부에 마스크층을 도포(S20)하고, 특정 패턴을 형성시키기 위하여 노광 및 현상 공정을 거쳐 상기 메탈층의 상부에 마스크 패턴층을 형성(S30)시킨다.
그 후 그 상부에 패턴이 형성된 상기 메탈층을 금속으로 도금(S40)하여 도금층을 형성시키는데, 이때 상기 도금층은 상기 마스크 패턴의 두께보다 얇게 형성시키는 것이 바람직하다.
상기 도금층이 형성되면, 상기 스크린 마스크 기판, 마스크 패턴층 및 메탈층을 분리(S50)하여 패턴이 형성된 도금층만을 남기면 쉐도우마스크가 완성(S60)된다.
이와 같은 본 발명에 따른 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법의 각 공정을 실시예를 통해 보다 자세히 살펴보기로 하는데, 도 4는 본 발명에 따른 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법의 공정에 대한 실시예를 도시한다.
도 4를 참조하면, 상기 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 스크린 마스크 기판(110) 상부에 메탈층(120)을 증착시키는데, 메탈층(120)은 이후의 금속 도금 공정을 통한 도금층의 형성시에 시드(Seed)층으로서 기능하며, 바람직하게는 메탈층(120)을 스크린 마스크 기판(110) 상에 Cr 화합물층과 Cu 화합물층의 이중층으로 형성시킬 수 있다. 이를 위하여 스크린 마스크 기판(110) 상에 먼저 Cr 화합물을 증착하여 Cr 화합물층을 형성시키고, 상기 Cr 화합물층에 Cu 화합물을 증착하여 Cu 화합물층을 형성시키는 공정을 추가적으로 가질 수 있다.
여기서 상기 Cr 화합물층은 베이스층으로서 상기 Cu 화합물을 증착하여 고정화시키기 위한 것이며, 상기 베이스층의 형성시에 Cr 화합물 이외에 Ni 화합물, NiCr 화합물, Co 화합물도 이용될 수 있으나, 실험결과 Cr 화합물로 베이스층을 형성시키는 경우에 Cu 화합물이 가장 효과적으로 증착되어 고정되었다.
나아가서 상기 Cr 화합물층의 두께 및 Cu 화합물층의 두께는 이후 금속 도금 공정을 통해 형성되는 도금층의 형성에 중요한 요소로서, 도금층의 박리를 막는 결정적인 요소로 작용한다.
즉, 상기 Cr 화합물층 및 Cu 화합물층의 두께에 따라 금속 도금시 도금막의 밀착력 및 탈착력이 틀려지게 되는데, 상기 Cr 화합물층 및 Cu 화합물층의 두께가 얇으면 도금막이 얇아지고 그 두께가 두꺼울수록 도금막의 두께도 두꺼워지는데, 이로 인하여 금속 도금 공정 수행시에 발생하는 스트레스에 의해 도금막의 박리가 발생하게 된다.
하기 표 1은 Cr 화합물층 및 Cu 화합물층 두께에 따른 도금층 형성 결과를 실험한 데이터이다.
| 두께(Å) | 도금층 | ||
| Cr 화합물층 | Cu 화합물층 | ||
| 실험 1 | 50 | 50 | 도금막의 들뜸 현상 발생 |
| 실험 2 | 500 | 1000 | 안정적으로 고정됨 |
| 실험 3 | 1000 | 3000 | 탈막 현상 발생 |
상기와 같은 실험결과에 따라 상기 Cr 화합물층의 두께를 50 ~ 1000Å으로 형성시키고, 상기 Cu 화합물층의 두께를 100 ~ 2000Å으로 형성시키는 경우에 가장 안정적으로 도금층이 형성될 수 있다.
나아가서 스크린 마스크 기판(110)은 폴리 메쉬(Poly mesh)에 에멀젼이나 다이렉트 필름 등을 이용하여 스크린 마스크 기판(110)을 제조하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 메탈층(120)이 형성되면, 상기 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 감광성 필름(DFR: Dry Film Photoresist) 또는 포토레지스트(photoresist) 등을 이용하여 상기 메탈층의 상부에 패턴을 형성시키기 위한 마스크층(130)을 형성시키고, 정해진 패턴을 갖는 마스크 등을 이용하여 마스크층(130)을 노광 및 현상하여 상기 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 메탈층(120)의 상부에 마스크 패턴층(140)을 형성시킨다.
마스크 패턴층(140)이 형성되면, 상기 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이 메탈층(120)의 상부를 금속 도금하여 도금층(150)을 형성시키는데, 이때 용이하게 마스크 패턴층(140)을 분리하기 위하여 마스크 패턴층(140)이 형성되지 않은 메탈층(120)의 상부를 금속 도금을 하며, 마스크 패턴층(140)의 두께보다 형성되는 도금층(150)의 두께가 더 얇도록 금속 도금 공정을 수행한다.
여기서 도금층(150)의 두께가 너무 얇게 형성되면 최종적인 쉐도우마스크의 패턴이 불안정할 수 있으므로, 도금층(150)의 두께를 60 ~ 150 um로 형성시키는 것이 바람직한데, 마스크 패턴층(140)의 두께에 따라 도금층(150)의 두께는 조절될 수 있으며, 도금층(150)의 두께를 더 두껍게 형성시킬 필요가 있을 경우에는 마스크 패턴층(140)의 두께를 더욱 두껍게 형성시켜야 한다.
또한 도금층(150)은 Ni, Cu 및 Sn 중 어느 하나 이상의 금속을 포함하여 금속 도금함으로써 형성될 수 있다.
도금층(150)의 형성이 완료되면, 상기 도 4의 (e)에 도시된 바와 같이 스크린 패턴층(140)을 분리하고, 스크린 마스크 기판(110) 및 메탈층(120)을 분리시키는데, 여기서 스크린 패턴층(140)은 유제탈막제를 이용하여 분리시킬 수 있다.
그리고 스크린 마스크 기판(110)을 분리하는 경우에는 불산수용액을 이용하여 상기 Cr 화합물층을 분리하고, 질산수용액 또는 염화제이철수용액을 이용하여 상기 Cu 화합물층을 분리할 수 있는데, 불산수용액은 물:불산의 비율을 7:3으로, 질산수용액은 물:질산의 비율을 6:4로 조절하는 것이 바람직하며 작업환경에 따라 수용액의 농도 및 온도를 적절히 조절 메탈층(120)을 분리시킨다.
이와 같은 공정을 거치면, 결국 도금층(150)만이 남게 되며 상기 도 4의 (f)에 도시된 바와 같은 쉐도우마스크(160)를 완성하게 된다.
이와 같은 본 발명의 쉐도우마스크 제조 공정은, 기존의 쉐도우마스크 제조시에 쉐도우 마스크의 패턴 형성을 위하여 필수 공정인 에칭 공정을 제거하고 간단한 금속 도금 공정으로 쉐도우마스크를 제조할 수 있으며, 이로 인한 인체 유해 오염물질이 발생되는 문제점을 해결할 수 있다.
또한 일반적인 쉐도우마스크에서 구현하지 못한 후막형 미세패턴을 형성함으로써 미세패턴이 필요한 태양전지모듈, 터치패널, 전자부품제조에 높은 신뢰도를 갖는 메탈전극을 형성시킬 수 있는 쉐도우마스크를 제공할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 스크린 마스크 기판, 120 : 메탈층,
130 : 마스크층, 140 : 마스크 패턴층,
150 : 금속 도금층, 160 : 쉐도우 마스크.
130 : 마스크층, 140 : 마스크 패턴층,
150 : 금속 도금층, 160 : 쉐도우 마스크.
Claims (9)
- 박막증착용 쉐도우마스크를 제조하는 방법에 있어서,
A) 스크린 마스크 기판 상에 메탈층을 증착하는 단계;
B) 상기 메탈층의 상부에 마스크 패턴층을 형성하는 단계;
C) 상기 메탈층의 상부를 금속 도금하는 단계 및
D) 상기 기판, 메탈층 및 마스크 패턴층을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 C) 단계는,
상기 마스크 패턴층이 형성되지 않은 메탈층의 상부에 금속 도금을 하되, 상기 마스크 패턴층의 두께보다 얇게 금속 도금을 하는 것을 특징으로 하는 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 C) 단계는,
상기 마스크 패턴층이 형성된 메탈층의 상부를 60 ~ 150 um의 두께로 금속 도금하는 것을 특징으로 하는 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 C) 단계는,
상기 마스크 패턴층이 형성된 메탈층의 상부를 Ni, Cu 및 Sn 중 어느 하나 이상의 금속을 포함하여 금속 도금하는 것을 특징으로 하는 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 A) 단계는,
상기 스크린 마스크 기판 상에 Cr 화합물을 증착하여 Cr 화합물층을 형성하는 단계; 및
상기 Cr 화합물층에 Cu 화합물을 증착하여 Cu 화합물층을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 메탈층을 상기 Cr 화합물층과 Cu 화합물층의 이중층으로 형성시키는 것을 특징으로 하는 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 Cr 화합물층의 두께를 50 ~ 1000Å으로 형성시키는 것을 특징으로 하는 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 Cu 화합물층의 두께를 100 ~ 2000Å으로 형성시키는 것을 특징으로 하는 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 D) 단계는,
유제탈막제를 이용하여 상기 스크린 마스크 기판을 분리하고, 불산수용액을 이용하여 상기 Cr 화합물층을 분리하며, 질산수용액 또는 염화제이철수용액을 이용하여 상기 Cu 화합물층을 분리하는 것을 특징으로 하는 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법.
- 제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 A) 단계는,
폴리 메쉬(Poly mesh)를 이용하여 스크린 마스크 기판을 제조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착용 쉐도우마스크 제조 방법.
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Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20110121 |
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