掩模制造装置及利用激光束制造掩模的方法
【专利摘要】本发明公开一种掩模制造装置及利用激光束制造掩模的方法。一种掩模制造装置，其包括激光照射器、平台、框架和散热片。激光照射器将激光束分为多道子激光束并将子激光束照射到被放置在平台上的阴影掩模。框架设置在平台上来支撑阴影掩模。散热片接触阴影掩模材料，吸收从阴影掩模产生的热并将该热排出到阴影掩模的周围。因此，避免了阴影掩模过热。
【专利说明】掩模制造装置及利用激光束制造掩模的方法
[0001]本申请要求于2013年2月I日提交的第10-2013-0011956号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的内容通过引用被全部包含于此。
【技术领域】
[0002]本公开涉及一种制造掩模的装置以及利用激光束制造掩模的方法。更具体地讲，本公开涉及一种制造用于沉积有机材料的阴影掩模(shadow mask)的装置以及制造该阴影掩模的方法。
【背景技术】
[0003]通常，在制造有机发光显示设备时，执行沉积工艺是利用阴影掩模在基底上沉积有机材料。阴影掩模包括特定的图案，因此有机材料仅在阴影掩模覆盖的区域之外的区域上沉积。
[0004]阴影掩模可通过利用湿法刻蚀工艺或激光束工艺来制造。在湿法刻蚀工艺的情况下，由于刻蚀工艺的非均匀性，因此难以精致地形成图案。阴影掩模可以使用激光束工艺或者激光烧蚀工艺来制造。
【发明内容】
[0005]本公开提供一种制造掩模的装置，其能够有效地将利用激光束在阴影掩模上形成图案时产生的热排出。
[0006]本公开提供一种利用激光束制造掩模的方法，其使从阴影掩模产生的热有效地排出或散发。
[0007]本发明构思的实施例提供了一种掩模制造装置，其包括激光照射部件、平台、框架和散热片或导热片。
[0008]激光照射部件或激光照射器包括激光产生部件、衍射光学元件(DOE )透镜、光学系统和扫描器。激光产生部件产生激光束。DOE透镜将激光束分为子激光束。光学系统减少子激光束之间的像差。扫描器会聚或集中子激光束，以将子激光束照射到阴影掩模上。
[0009]阴影掩模放置在平台上。框架设置在平台上来支撑阴影掩模材料。散热片接触阴影掩模材料并吸收从阴影掩模材料产生的热，以将该热排出或散发到阴影掩模材料的周围环境。
[0010]掩模制造装置进一步包括容纳在框架中的磁性材料，并且在将散热片插在磁性材料和阴影掩模之间时磁性材料被布置为面对阴影掩模。
[0011]掩模制造装置进一步包括连接到散热片的散热片升降器或传送机构，以沿着垂直方向移动散热片。
[0012]本发明构思的实施例提供了一种掩模制造装置，其包括激光照射部件、平台、框架、散热片和传热介质。传热介质设置在阴影掩模材料和散热片之间来接触阴影掩模和散热片。[0013]本发明构思的实施例提供了一种制造掩模的方法，其包括:放置由框架支撑的阴影掩模材料；使阴影掩模材料与散热片之间产生直接或间接的热传导；利用激光束在阴影掩模上形成图案；通过散热片将从阴影掩模产生的热量释放或散发。
[0014]根据上面所述，散热片吸收从阴影掩模产生的热并将吸收的热排出到阴影掩模的周围环境，因此可防止或抑制阴影掩模过热。此外，照射到阴影掩模上的子激光束的强度可被提高，因而在阴影掩模上形成图案所需要的时间可被缩短
[0015]进一步地，由于通过上述方法制造掩模，所以可防止阴影掩模过热。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]通过参照下面在考虑结合附图时进行的详细描述，本公开的上述和其他优点将会变得更加明显，在附图中:
[0017]图1是示出根据本公开的示例性实施例的掩模制造装置的透视图。
[0018]图2是示出图1中所示的激光照射部件的框图。
[0019]图3是示出图1中所示的阴影掩模、框架、散热片和磁性材料的分解透视图。
[0020]图4是沿着图3的线Ι-I'截取的剖视图。
[0021]图5是示出图1中所示的阴影掩模的加工区域的视图。
[0022]图6是根据本公开的另一示例性实施例的阴影掩模、上支架、框架、散热片和磁性材料的分解透视图。
[0023]图7是根据本公开的另一示例性实施例的阴影掩模、上支架、框架和散热片升降器的分解立体图。
[0024]图8是沿着图7的线Ι-i'截取的剖视图。
[0025]图9是根据本公开的另一示例性实施例的掩模制造装置的剖视图。
[0026]图10是示出根据本公开的另一示例性实施例的利用激光束制造掩模的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0027]将理解的是，当元件或层被描述为在另一元件或层“上”，或者被称作“连接到”或“结合到”另一元件或层时，该元件或层可以直接在另一元件或层上或直接连接或结合到另一元件或层，或者也可以存在中间元件或中间层。相反，当元件被称作“直接在”另一元件或层“上”或“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，不存在中间元件或中间层。相同的标号始终表示相同的组件。如在这里使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任意组合和所有组合。
[0028]将理解的是，尽管在这里可使用术语第一、第二等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被命名为第二元件、组件、区域、层或部分。
[0029]可使用空间相对术语，如“在……之下”、“在……下方”、“下面的”、“上面的”、
“在……上方”等，来描述如图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。将理解的是，空间 相对术语意在包含除了在附图中描述的方位之外的装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果在附图中装置被翻转，则描述为“在”其它元件或特征“下面”或“在”其它元件或特征“下方”的元件随后将被定位为“在”其它元件或特征“上面”。因此，示例性术语“在……下面”可包括上面和下面两种方位。所述装置可被另外定位(旋转90度或者在其它方位)，相应地解释这里使用的空间相对描述符。
[0030]这里使用的术语仅为了描述特定示例性实施例的目的，而不意图限制本发明。如这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
[0031]除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)具有与本发明所属领域的一个普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则诸如在通用的字典中定义的术语应该被解释为具有与相关领域的上下文中它们的意思一致的意思，而不应理想地或者过于正式地解释它们的意思。
[0032]以下，将参照附图详细地解释本发明的实施例。
[0033]当利用激光束工艺制造阴影掩模时，被激光束照射到其上的对象会产生热量。在这种情况下，从对象边缘产生的热量会散发到物体的周围环境中，但是从对象中心产生的热量将难以散发出去。因此，在对象中心会出现过热现象，且该过热现象会引起缺陷，例如对象的热变形。
[0034]图1是示出根据本公开的示例性实施例的掩模制造装置的透视图，图2是示出图1中所示的激光照射部件的框图，图3是示出图1中所示的阴影掩模、框架、散热片和磁性材料的分解立体图，图4是沿着图3的线Ι-I’截取的剖视图。
[0035]参照图1至图4，掩模制造装置1000包括激光照射部件或者激光照射器100、平台(stage) 200、框架300、散热片或导热片400和磁性材料500。
[0036]激光照射部件100包括激光产生部件或激光产生器110、衍射光学元件(DOE)透镜120、光学系统130和扫描器140。
[0037]激光产生部件110产生具有预定强度和预定直径的激光束。
[0038]DOE透镜120将激光产生部件110发出的激光束分为多道子激光束。DOE透镜120包括利用激光束的衍射现象将激光束分为子激光束的衍射光学元件。这些子激光束形成N乘M阵列构造(“N”和“M”中的每个是自然数)。
[0039]光学系统130减少子激光束之间的像差，以改善场曲。穿过光学系统130的子激光束被聚焦在平的阴影掩模SM上。
[0040]扫描器140会聚或聚集子激光束，以使子激光束垂直照射到阴影掩模SM的加工区域ARl上。扫描器140可包括聚焦透镜、f- Θ透镜或者f- Θ远心透镜。此外，扫描器140可以是电流扫描器(galvano scanner)。
[0041]阴影掩模SM布置在平台200上。虽然没有在附图中示出，但是平台200移动到第一方向DRl和第二方向DR2，以对齐阴影掩模SM，从而子激光束照射在阴影掩模SM的加工区域ARl上。
[0042]框架300设置在平台200上来支撑阴影掩模SM。框架300设置有贯穿其而形成的开口部0P，且包括四个侧壁。也就是说，框架300具有矩形环形状的边缘。阴影掩模SM设置在框架300的上表面，框架300保持并支撑阴影掩模SM的边缘。
[0043]在本示例性实施例中，阴影掩模SM可以是含有铁、镍和碳的合金，即殷钢。阴影掩模SM被子激光束图案化并用作掩模来沉积有机材料。阴影掩模SM的厚度等于或小于约100微米，以改善阴影掩模SM的精确度。
[0044]当在平面图中观察时，散热片400被设置成对应于框架300的开口部0P。散热片400被容纳在框架300中，以使框架300和散热片400之间出现台阶差。也就是说，在散热片400的上表面和框架300的上表面之间存在台阶差Dl这么大的高度差。
[0045]散热片400直接接触阴影掩模SM。散热片400吸收在激光烧蚀工艺中从阴影掩模SM的加工区域ARl产生的热量并将该热量排出到阴影掩模SM的外部，从而可以使阴影掩模SM的加工区域ARl免受过热的影响。此外，因为可以使阴影掩模SM的加工区域ARl免受过热的影响，所以照射到阴影掩模SM上的子激光束的强度可以被提高。结果，在阴影掩模SM上形成图案所需要的时间就可以被缩短。
[0046]图5是示出图1中所示的阴影掩模的加工区域的视图。
[0047]参照图3至图5，当子激光束照射到加工区域ARl时，子激光束产生热量。在这种情况下，从加工区域ARl的边缘ARE产生的热量被排出到阴影掩模SM的外部，但是从加工区域ARl的中心ARC产生的热量没有被排出到阴影掩模SM的外部。
[0048]散热片400接触阴影掩模SM的下部，以吸收从阴影掩模SM的边缘ARE和中心ARC产生的热量并将吸收的热量排出到阴影掩模SM的外部。
[0049]散热片400由具有高导热性的金属材料形成，例如金、银、铜、铝或者它们的合金。同时，散热片400可具有上述金属的单层结构或者多层结构。在本实施例中，散热片400可具有明显高于掩模材料的热传导率的热传导率。
[0050]再次参照图1、图3和图4，具有板形状的磁性材料500设置在散热片400的下方。具有磁性材料500的板被容纳在框架300中，且在其厚度方向上观察时，具有磁性材料500的板被设置为对应于框架300的开口部0P。磁性材料500设置在平台200上，以支撑散热片400。换句话说，当将散热片400插在磁性材料500与阴影掩模SM之间时，磁性材料500被布置为面对阴影掩模SM。
[0051]磁性材料500具有产生相对于阴影掩模SM的吸引力Fe的磁性。阴影掩模SM通过吸引力Fe而被附着并固定在散热片400上。此外，由于吸引力Fe，阴影掩模SM可被拉紧，以获得适用于图案化工艺中的平整度。
[0052]磁性材料500可包括增大阴影掩模SM和磁性材料500之间产生的吸引力Fe的铁磁材料，但磁性材料500不应局限于铁磁材料。在其他实施例中，磁性材料500可包括永磁材料。
[0053]图6是根据本公开的另一示例性实施例的阴影掩模、上支架、框架、散热片和磁性材料的分解透视图。
[0054]除上支架之外，根据图6所示的本示例性实施例的掩模制造装置包括与图1至图5中所示的掩模制造装置的结构和功能相同的结构和功能。因此，将对上支架310进行详细的描述。
[0055]根据本示例性实施例的掩模制造装置进一步包括上支架310。[0056]当将阴影掩模SM插在上支架310与框架300之间时，上支架310被设置为面对框架 300。
[0057]当阴影掩模SM被拉紧时，上支架310将阴影掩模SM固定在框架300上。
[0058]上支架310可具有与框架300相同的矩形环形状，但应不限于此。上支架310可具有分别对应于阴影掩模SM的两边的两个条状。
[0059]上支架310、阴影掩模SM和框架300彼此之间通过螺纹结合。具体而言，在通过将吸引力Fi施加到阴影掩模SM而使阴影掩模SM拉紧之后，螺钉PN结合到上支架319和框架300，以贯穿阴影掩模SM。一个或者多个螺钉PN被结合到阴影掩模SM的相互面对的两条边上。在图6中，两个螺钉PN结合到阴影掩模SM的每一条边上。
[0060]根据另一实施例，通过上支架310和框架300的螺纹结合而首先拉紧阴影掩模SM，然后通过磁性材料500而再次拉紧阴影掩模SM。因此，阴影掩模SM可被牢固地固定到框架300并获得平整度。
[0061]图7是根据本公开的另一示例性实施例的阴影掩模、上支架、框架、散热片和散热片升降器或者提升器的分解透视图，而图8是沿着图7的线Ι-I'截取的剖视图。[0062]根据图7中所示的本示例性实施例的掩模制造装置进一步包括散热片升降器或者推动机构，并且相比较于图6中所示的掩模制造装置，根据图7中所示的本示例性实施例的掩模制造装置将省去磁性材料。
[0063]根据本示例性实施例的掩模制造装置进一步包括散热片升降器410。
[0064]散热片推动机构(散热片传送部件)410连接到散热片400，沿着垂直于散热片400的表面的第三方向DR3移动散热片400。尽管未在图中不出，散热片升降器或者推动机构410包括连接到散热片400下部的传送轴以及用于使传送轴旋转的电动机。
[0065]散热片推动机构或者升降器沿着第三方向DR3向上移动散热片400，以使散热片400接触到阴影掩模SM。此外，当散热片推动机构410向上移动散热片400时，阴影掩模SM被拉紧，以获得适用于图案化工艺中的平整度。
[0066]在图6中所示的掩模制造装置中，阴影掩模SM通过磁性材料500和阴影掩模SM之间产生的吸引力来接触散热片400。然而，尽管如参照图7和图8所描述的，掩模制造装置机械地移动散热片400，从而散热片400接触阴影掩模SM，但是阴影掩模SM可以获得与图6中所示的阴影掩模SM的拉紧效果和平整度相同的拉紧效果和平整度。
[0067]图9是根据本公开的另一示例性实施例的掩模制造装置的剖视图。
[0068]根据图9中所示的本示例性实施例的掩模制造装置进一步包括传热介质450，且与图1至图4所示的掩模制造装置相比，根据图9中所示的本示例性实施例的掩模制造装置将磁性材料去除。
[0069]根据本示例性实施例的掩模制造装置进一步包括传热介质450。
[0070]传热介质450收容在框架300中且设置在阴影掩模SM和散热片400之间。传热介质450具有附接在阴影掩模SM和散热片400上的粘性。
[0071]传热介质450能够有效地将阴影掩模SM产生的热传导至散热片400。此外，阴影掩模SM通过传热介质450和阴影掩模SM之间的粘结力而拉紧，这是由传热介质450的粘性所引起的，因此阴影掩模SM可获得适用于图案化工艺中的平整度。
[0072]传热介质450可以是热腊(thermowax)或导热垫,但不应被局限于此。也就是说，传热介质450可由具有高导热性、粘性等的各种材料形成。在实施例中，传热介质450可以具有远高于阴影掩模材料的热传导率的热传导率。
[0073]图10是示出根据本公开的示例性实施例的利用激光束制造掩模的方法的流程图。
[0074]参照图10，将待处理的阴影掩模布置在框架上，使框架支撑阴影掩模(SI)。在这种情况下，利用螺纹或者夹紧单元将阴影掩模固定在框架上，但不应被局限于此。也就是说，阴影掩模可被布置在框架上，从而仅仅阴影掩模的边缘被框架支撑。
[0075]然后，将阴影掩模直接或间接接触散热片(S2)。阴影掩模可通过下面的三种方法来接触散热片。
[0076]第一，如图3和图4中所示，磁性材料500被布置在散热片400的下方。阴影掩模SM通过磁性材料500和阴影掩模SM之间产生的吸引力来直接接触散热片400。此外，阴影掩模SM通过吸引力而被拉紧，且获得适用于图案化工艺的平整度。
[0077]第二，如图7和图8中所示，通过操作散热片传送部件410，散热片400沿着垂直于散热片400的主表面的垂直方向向上移动。散热片400在向上移动后直接与阴影掩模SM接触。此外，通过利用散热片传送部件410移动散热片400来使阴影掩模SM被拉紧且获得平整度。
[0078]第三，如图9中所示，阴影掩模片SM和散热片400能够通过设置在阴影掩模SM和散热片400之间的传热介质450来实现间接热传导。传热介质450由具有粘性和高热传导率的热蜡或者导热垫形成。在本实施例中，传热介质450可具有明显高于掩模材料的热传导率的热传导率。
[0079]然后，利用激光束在阴影掩模上形成图案(S3)。为此，使用DOE透镜将激光束分为多道子激光束，子激光束照射到阴影掩模上。
[0080]在此之后，通过散热片将从阴影掩模产生的热排出到阴影掩模的外部(S4)。当子激光束照射到阴影掩模上以在阴影掩模上形成图案时，从阴影掩模产生热。通过散热片直接或者间接接触阴影掩模来将从阴影掩模产生的热排出到阴影掩模的外部。
[0081]尽管已经描述了本发明的示例性实施例，但是应该理解，本发明不应被局限于这些示例性实施例，而是在权利要求所限定的本发明的精神和范围内，本领域的普通技术人员可以对其进行各种改变和修饰。
【权利要求】
1.一种掩模制造装置，包括: 平台； 激光束照射器，被构造为将激光束分为多道子激光束且进一步被构造为将多道子激光束朝向平台照射，以使多道子激光束照射到将要被放置在平台上的阴影掩模材料上； 框架，设置在平台上且被构造为支撑阴影掩模材料； 散热片，放置在平台上； 其中，所述掩模制造装置被构造为使散热片接触阴影掩模材料，从而散热片吸收从阴影掩模材料产生的热并将该热散发到阴影掩模材料的周围环境中。
2.根据权利要求1所述的掩模制造装置，其中，所述激光束照射器包括: 激光束产生器，被构造为产生激光束； 衍射光学元件透镜，被构造为将激光束分为多道子激光束； 扫描器，被构造为会聚多道子激光束且进一步被构造为照射所述多道子激光束。
3.根据权利要求2所述的掩模制造装置，其中，所述激光束照射器进一步包括: 光学系统，被构造为减 少多道子激光束之间的像差。
4.根据权利要求1所述的掩模制造装置，其中，所述散热片包括从由金、银、铜、铝和它们的合金构成的组中选择的至少一种。
5.根据权利要求1所述的掩模制造装置，其中，所述框架包括矩形形状的边缘，该边缘限定开口。
6.根据权利要求5所述的掩模制造装置，其中，所述散热片容纳在框架中且与阴影掩模材料的下部接触。
7.根据权利要求6所述的掩模制造装置，其中，所述边缘的顶表面具有与散热片的顶表面不同的高度，以在散热片与框架之间形成台阶。
8.根据权利要求6所述的掩模制造装置，进一步包括容纳在框架中的磁性材料片，其中，在阴影掩模材料被放置到平台上时，散热片被插在磁性材料片和阴影掩模材料之间。
9.根据权利要求6所述的掩模制造装置，进一步包括: 支架，被构造为固定到框架上且进一步被构造为在支架固定到框架上时支撑阴影掩模材料。
10.根据权利要求9所述的掩模制造装置，其中，所述支架、阴影掩模材料和框架通过利用螺纹来彼此结合。
11.根据权利要求9所述的掩模制造装置，进一步包括: 升降器，被构造为沿着垂直方向移动散热片。
12.一种掩模制造装置，包括: 平台； 激光束照射器，被构造为将激光束分为多道子激光束且进一步被构造为将所述多道子激光束朝向平台照射，以使所述多道子激光束照射到被放置在平台上的阴影掩模材料；框架，被布置在平台上且被构造为支撑阴影掩模材料； 散热片，被布置在平台上；以及 传热介质，被布置在散热片上且被构造为在阴影掩模材料被框架支撑时接触阴影掩模材料和散热片，以使散热片吸收从阴影掩模产生的热并将该热散发到阴影掩模材料的周围环境。
13.根据权利要求12 所述的掩模制造装置，其中，所述传热介质具有粘性。
14.根据权利要求13所述的掩模制造装置，其中，所述传热介质包括热蜡或者导热垫。
【文档编号】B23K26/02GK103962719SQ201410026058
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2013年2月1日
【发明者】李道炯, 赵俊豪 申请人:三星显示有限公司