沉积掩模制造方法与流程

本申请要求于2017年10月11日提交的第10-2017-0131642号韩国专利申请的优先权和权益，出于如本文中完全阐述的所有目的，所述韩国专利申请通过引用并入本文中。

本发明的示例性实施方式大体涉及制造沉积掩模的方法，所述方法包括形成用于沉积的掩模的图案孔的改进过程，并且更具体地，涉及用于制造沉积掩模的装置。

背景技术：

通常，有机发光显示设备基于这样的原理实现颜色：从阳极和阴极注入的空穴和电子在发射层中复合，以及像素具有发射层位于作为阳极的像素电极与作为阴极的相对电极之间的结构。

每个像素可以是例如红色像素、绿色像素和蓝色像素中的任何一个的子像素，并且由于上述三种像素的颜色组合，可产生期望的颜色。即，每个子像素具有发射层位于两个电极之间的结构，发射层发射红色、绿色和蓝色中的任何一种的光。由于三种颜色的光的组合，产生一个单位像素的颜色。

上述有机发光显示设备的电极、发射层等可通过沉积形成。即，具有图案孔的掩模可定位在基板上，所述掩模具有与将形成的薄膜相同的图案，以及薄膜的原材料通过掩模中的图案孔沉积在基板上，从而形成具有期望图案的薄膜。掩模常常连同支撑掩模的端部部分的框架一起用作为掩模框架组件，以及图案孔通常在使用光刻胶的蚀刻过程期间形成。

然而，当掩模的图案孔在蚀刻过程期间形成时，难以形成具有非常精确尺寸的图案孔。另外，由于蚀刻通常从掩模的两个侧表面朝其内部部分开始，使得蚀刻的部分在中间厚度周围相遇从而形成图案孔，因此工作速度非常低并且在蚀刻部分相遇处的中间厚度周围出现不连续的突出表面，这可能导致沉积期间对精确图案化的干扰(所谓的“阴影”)。

本背景部分中公开的上述信息仅用于对本发明构思的背景的理解，并且因此，它可包括不构成现有技术的信息。

技术实现要素：

一个或多个示例性实施方式包括制造沉积掩模的方法和用于制造沉积掩模的装置，其中，所述方法被改进以在无需执行蚀刻过程的情况下精确且快速地在掩模中形成图案孔。

另外的方面将部分地在以下说明中阐述，并且部分地将通过描述而显而易见，或者通过对所呈现的实施方式的实践而习得。

根据一个或多个示例性实施方式，制造沉积掩模的方法包括准备过程和孔加工过程，其中，在准备过程中，将掩模基板定位在平台上，以及在孔加工过程中，将激光束照射到掩模基板上以形成多个图案孔。孔加工过程包括照射过程、分束过程、扫描过程和调整过程，其中：在照射过程中，光源照射激光束；在分束过程中，将照射的激光束分束为多个激光束；在扫描过程中，将多个激光束同时扫描到掩模基板上；在调整过程中，在扫描所述多个激光束的同时，将所述多个激光束的照射状态精细地改变成与所述多个图案孔的形状对应。

根据一个或多个示例性实施方式，用于制造沉积掩模的装置包括平台、光源、光束分束器、扫描器以及调谐器，其中：平台上安装有掩模基板；光源配置成照射激光束；光束分束器配置成将照射的激光束分束为多个激光束；扫描器配置成将所述多个激光束同时扫描到掩模基板上；以及调谐器配置成在扫描所述多个激光束的同时，将所述多个激光束的照射状态精细地改变成与多个图案孔的形状对应。

将理解的是，前述一般描述和以下详细描述两者是示例性的和说明性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步说明。

附图说明

所包括的提供对本发明的进一步理解并且并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的示例性实施方式，并且连同描述一起用来说明本发明构思。

图1示出根据示例性实施方式的包括沉积掩模的薄膜沉积装置的结构。

图2是包括图1的沉积掩模的掩模框架组件的分解立体图。

图3是根据示例性实施方式的用于制造沉积掩模的装置的立体图。

图4是图3的光学系统的示意性结构的框图。

图5是在图3的装置中扫描激光束的过程的平面图。

图6是示出在图5的扫描过程期间激光束在每个图案孔中的运动路径的平面图。

图7a、图7b、图7c和图7d是示出根据示例性实施方式的制造沉积掩模的过程的平面图。

图8是图1的目标基板的详细结构的剖视图。

具体实施方式

在以下描述中，出于说明的目的，阐述了许多具体细节以提供对本发明的各种示例性实施方式或实现方式的彻底理解。如本文中所使用的，“实施方式”和“实现方式”为可互换的词，它们是使用本文中公开的发明构思中的一个或多个的设备或方法的非限制性示例。然而，显而易见的是，可在没有这些具体细节的情况下或者使用一个或多个等同布置来实践各种示例性实施方式。在其它情况下，为了避免不必要地模糊各种示例性实施方式，以框图形式示出了众所周知的结构和设备。另外，各种示例性实施方式可以是不同的，但不必是互斥的。例如，在不背离本发明构思的情况下，示例性实施方式的特定形状、配置和特征可在另一示例性实施方式中使用或实施。

除非另作说明，否则示出的示例性实施方式将被理解为提供本发明构思可在实践中实施的一些方式的不同细节的示例性特征。因此，除非另作说明，否则在不背离本发明构思的情况下，各种实施方式的特征、组件、模块、层、膜、面板、区域和/或方面等(下文中，分别地或统称作为“元件”)可另外的组合、分离、互换和/或重新布置。

通常在附图中提供交叉影线和/或阴影的使用，以阐明相邻元件之间的边界。因此，除非有规定，否则无论是交叉影线或阴影的存在还是不存在均不传达或表示对特定材料、材料性质、尺寸、比例、所示出的元件之间的共性和/或元件的任何其它特征、属性、性质等的任何偏好或需求。另外，在附图中，出于清楚和/或描述的目的，元件的尺寸和相对尺寸可能被夸大。当示例性实施方式可以不同地实施时，特定的过程顺序可以不同于所描述的顺序来执行。例如，两个连续描述的过程可基本上同时执行，或者以与所描述的顺序相反的顺序执行。此外，相同的附图标记表示相同的元件。

当诸如层的元件被称作为“在”另一元件或层“上”、“连接至”或“联接至”另一元件或层时，其可直接在所述另一元件或层上、直接连接至或联接至所述另一元件或层，或者可存在中间元件或层。然而，当元件或层被称作为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接至”或“直接联接至”另一元件或层时，不存在中间元件或层。为此，术语“连接”可涉及具有或不具有中间元件情况下的物理连接、电连接和/或流体连接。另外，d1-轴、d2-轴和d3-轴不限于直角坐标系的三个轴(诸如，x-轴、y-轴和z-轴)，并且可以以更广泛的含义解释。例如，d1-轴、d2-轴和d3-轴可彼此垂直，或者可表示彼此不垂直的不同方向。出于本公开的目的，“x、y和z中的至少一个”和“从由x、y和z组成的组中选择的至少一个”可被解释为仅x、仅y、仅z，或者x、y和z中的诸如两个或更多个的任何组合，例如，xyz、xyy、yz和zz。如本文中所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项中的一个或多个的任何和全部组合。

尽管本文中可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种类型的元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语可用于将一个元件与另一元件区分开。因此，在不背离本公开的教导的情况下，以下讨论的第一元件也可称作为第二元件。

出于描述的目的，本文中可使用诸如“在……以下”、“在……下方”、“在……之下”、“下部”、“在……上方”、“在……以上”、“在……之上”、“上部”、“侧”(例如，如“侧壁”中)等空间相对术语，并由此来描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。除图中描述的定向之外，空间相对术语旨在包括装置在使用、操作和/或制造中的不同定向。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“以下”的元件将随后被定向为“在”所述其它元件或特征“上方”。因此，示例性性术语“在……下方”可包括在……上方和在……下方两种定向。此外，装置可被另外定向(例如，旋转90度或者处于其它定向)，并且因此，相应地解释本文中使用的空间相对描述语。

本文中使用的术语是出于描述具体实施方式的目的，而不旨在进行限制。如本文中所使用的，除非上下文清楚地另有指示，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述(the)”也旨在包括复数形式。此外，当在说明书中使用术语“包括(comprise)”、“包括有(comprising)”、“包括(include)”和/或“包括有(including)”时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组，但是不排除存在或添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。还应注意的是，如本文中所使用的，术语“基本上”、“约”和其它类似术语被用作近似的术语而非程度的术语，并且因此被用于说明本领域中的普通技术人员将认识到的在测量、计算和/或提供的值上的固有偏差。

在本文中，参照作为理想化示例性实施方式和/或中间结构的示意图的剖面图和/或分解图来描述各种示例性实施方式。因此，将预期到由例如制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此，本文中公开的示例性实施方式不应必然地被解释为限于所示出的区域的形状，而是将包括由例如制造引起的形状上的偏差。以这种方式，图中示出的区域本质上可以是示意性的，并且这些区域的形状可以不反映设备的区域的实际形状，并且因此不必然地旨在进行限制。

除非另有限定，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。除非本文中明确地如此限定，否则诸如在常用字典中限定的那些术语应被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，而不应以理想化或过于正式化的意义来解释。

图1示意性示出根据示例性实施方式的包括沉积掩模120的薄膜沉积装置的结构。

如所示出的，薄膜沉积装置可包括沉积掩模120和沉积源200，其中，沉积掩模120在目标基板300上形成期望的图案，沉积源200朝腔室400内的目标基板300排出沉积气体。

因此，当沉积源200在腔室400内排出沉积气体时，排出的沉积气体可穿行通过沉积掩模120中的图案孔121(参见图2)并附接至目标基板300，从而形成具有特定图案的薄膜。

如图2中所示，沉积掩模120可用作为包括框架130和长侧条110的掩模框架组件100的一部分，其中，框架130支撑沉积掩模120的两个端部部分，长侧条110与沉积掩模120交叉并支撑在框架130上。

即，掩模框架组件100可包括框架130、长侧条110和沉积掩模120，其中，长侧条110各自具有固定至框架130的两个端部部分，沉积掩模120与长侧条110垂直交叉并且沉积掩模120各自具有固定至框架130的两个端部部分。

框架130可形成掩模框架组件100的外周形状，并且具有在其中央处具有开口132的矩形形状。长侧条110的端部部分可焊接并固定至框架130的彼此面对的一对侧部，以及沉积掩模120的两个端部部分可焊接并固定至框架130的与上述一对侧部垂直的另一对侧部。

沉积掩模120可以是具有长条形状的构件并具有设置在开口132中的图案孔121，以及沉积掩模120的端部部分可焊接至框架130。附图标记122可表示夹持部分，以及当沉积掩模120焊接至框架130时，夹持部分122可在沉积掩模120的纵向方向上拉伸，并且在焊接完成之后，夹持部分122可被切割和去除。沉积掩模120可形成为一个大的沉积掩模，但是在那样的情况下，大的沉积掩模可由于其自身的载荷而下垂。因此，如附图中所示出的，沉积掩模120可分成多个条。沉积掩模120可包括具有约36％镍和约64％铁的铁(fe)-镍(ni)合金。换句话说，沉积掩模120可包括64feni或因瓦合金(invar)。

图案孔121可以是沉积过程期间沉积气体所穿过的孔，以及已穿过图案孔121的沉积气体可附接至目标基板300(见图1)，从而形成薄膜。

图案孔121的区域可以不必以具有特定尺寸的单元为单位进行划分，而是连接成一个图案孔121。长侧条110可以将图案孔121的区域以单元为单位进行划分。即，如附图中所示出的，沉积掩模120和长侧条110可在框架130上垂直交叉并彼此附接，并且相应地，长侧条110与沉积掩模120中的图案孔121的区域交叉，并且将图案孔121的区域以单元为单位进行划分。换言之，长侧条110可绘制单位单元之间的边界线。

沉积掩模120中的图案孔121可由图3和图4中所示的装置形成。尽管示意性示出了所述装置的结构，但是结构不限于此。即，除了图3和图4中所示的组件之外，所述装置还可包括诸如各种镜子、透镜或校正光学系统的组件，并且当组件执行以下将描述的功能时，组件的布置顺序可进行改变。

其中将形成图案孔121的掩模基板120(具有与沉积掩模120相同的附图标记，因为一旦形成图案孔121，掩模基板120就变为沉积掩模120)可安装在平台30上，以及平台30可在图案孔121的形成期间支撑掩模基板120并允许掩模基板120在y-轴方向上以特定距离(pitch)移动。

光源20可发射用于形成图案孔121的脉冲激光束，以及光学系统10可调节发射的激光束以满足用于形成图案孔121的最佳条件。

对于光学系统10中所包括的组件，如图4中所示，可具有调谐器11、光束分束器12、光束限制器13、扫描器14、远心f-θ透镜15等，其中，调谐器11精细地调节激光束的位置、功率和照射的次数，光束分束器12将从光源20发射的激光束分束为多个激光束，光束限制器13选择性地隐藏所分束的激光束中的一些并调节激光束的数量，扫描器14在图3的x-轴方向上将激光束扫描到掩模基板120上，远心f-θ透镜15调节激光束的入射角以允许激光束垂直入射到掩模基板120。

将首先描述光束分束器12的功能。如上所述，光束分束器12可将从光源20发射的光分束为激光束。即，光束分束器12可增加激光束的数量，使得多个激光束而不是单个激光束可同时照射到掩模基板120上。

当增加数量的激光束通过扫描器14扫描时，图5中所示的激光束l1至ln可同时在x-轴方向上穿过掩模基板120的表面。因此，可形成多列图案孔121。

光束限制器13可根据需要减少激光束的增加数量。例如，当假定光束分束器12将激光束分束为十个激光束以及掩模基板120上存在其中将形成图案孔121的十七个列时，所有的十个激光束被扫描到第一列至第十列上以形成图案孔121，但是当由于平台30以特定距离移动而将在第十一列至第十七列中形成图案孔121时，只需要使用七个激光束。在这种情况下，光束限制器13隐藏和阻挡余下的三个激光束。

扫描器14可包括加尔瓦诺(galvano)镜子或多面镜，以及可在x-轴方向上将激光束扫描在掩模基板120上，并且当照射激光束时，远心f-θ透镜15可调节入射角，使得来自中央部分的激光束以及边缘部分的激光束可垂直入射到掩模基板120上。

调谐器11可使用声光偏转器(aod)并快速地改变激光束的精细状态，例如，激光束的位置、功率、照射的次数等。由于调谐器11可位于光束分束器12之前，因此可精细地调节从光源20发射的激光束，并且被光束分束器12分束的激光束可根据精细调节的激光束移动。

第一精细调节目标可以是激光束在图案孔121的区域内的运动路径。参照图5和图6，激光束l1至ln可在不停止的情况下在x-轴方向上通过扫描器14均匀地移动。当移动时，激光束l1至ln可穿过图案孔121的区域，以及如图6中所示，激光束l1可在每个图案孔121的区域中从点1至点9螺旋形地环绕一次，并且随后穿过。这种快速且精细的调节可通过调谐器11执行。即，激光束l1在扫描方向上的相对慢的运动可通过扫描器14进行，以及在每个图案孔121的区域内的快几十倍的运动可通过调谐器11调节。此处，图案孔121可具有菱形形状，以及调谐器11可精细地调节路径以允许激光束l1照射到具有菱形形状的图案孔121的整个区域上。

第二精细调节目标可以是照射的次数。如图5中所示，当扫描时，激光束l1至ln可能并不总是“开启”的，而是仅可能仅在待加工的图案孔121的区域中“开启”。此外，激光束l1在图案孔121的区域中可能不是连续地“开启”的，而是仅可能在从如图6中所示的点1至点9的仅九个点中“开启”。九次照射不是绝对的，但是当照射激光束时，九次可能足以覆盖图案孔121的整个区域以形成具有菱形形状的图案孔121。调谐器11可调节路径和激光束“开启”时的时间并控制激光束l1，使得激光束l1在“开启”的同时环绕并穿过具有菱形形状的图案孔121。激光束l1的照射次数可随着图案孔121尺寸减小而减少，这将与形成锥形的图案孔121的过程一起再次描述。

第三精细调节目标可以是激光束的功率，以及在本实施方式中，激光束的功率可维持在特定的程度。即，当图案孔121尺寸减小时，激光束的功率可减小而不是照射的次数减少，但是在本公开中，功率维持在特定的水平，以及照射的次数可减少。

调谐器11可调节激光束的精细运动路径、照射的次数和功率。

以下将描述通过使用沉积掩模制造装置制造沉积掩模120的过程，以及将简要地提供可通过使用沉积掩模120沉积的目标基板300的示例。

沉积掩模120可用于沉积各种薄膜，例如，有机发光显示设备的发射层的图案。

图8示出有机发光显示装置的结构作为目标基板300的示例，在目标基板300上可通过使用沉积掩模120沉积薄膜。

参照图8，缓冲层330形成在基底板320上，以及薄膜晶体管tft位于缓冲层330上方。

薄膜晶体管tft可包括有源层331、覆盖有源层331的栅极绝缘层332和位于栅极绝缘层332上的栅电极333。

层间绝缘层334可覆盖栅电极333，以及源电极335a和漏电极335b可形成在层间绝缘层334上。

源电极335a和漏电极335b可通过栅极绝缘层332和层间绝缘层334中的接触孔分别接触有源层331的源极区域和漏极区域。

有机发光二极管oled的像素电极321可连接至漏电极335b。像素电极321可形成在平坦化层337上，以及在像素电极321上可形成划分子像素区域的像素限定层338。附图标记339表示间隔件，间隔件维持沉积期间目标基板300与沉积掩模120之间的间隙并防止由于沉积掩模120的接触而破坏目标基板300的构件。间隔件339可从像素限定层338的部分突出。有机发光二极管oled的发射层326可形成在像素限定层338的开口中，以及相对层327可沉积在发射层326上。即，由像素限定层338包围的开口可变为子像素(诸如，红色像素r、绿色像素g或蓝色像素b)的区域，以及发射相应颜色的光的发射层326可形成在开口中。

因此，例如，当沉积掩模120被准备成使得图案孔121与发射层326对应时，可在以上参照图1描述的沉积过程期间形成具有期望图案的发射层326。上述单位单元可与有机发光显示装置的显示区域对应。

将参照图3、图4和图7a至图7d描述形成可形成有机发光显示装置的沉积掩模120的图案孔121的过程。如图7d中所示，图案孔121以锥形形状(即，其中图案孔121的面积从激光束照射的表面到相对表面连续地减小的形状)形成。

如图3中所示，当掩模基板120在安装于平台30之后准备时，如上所述，孔加工过程随着光源20发射激光束以及光学系统10调节激光束而执行。

图7a、图7b和图7c示出激光束l1至ln之中的一个激光束l1穿过且其它激光束l2至ln也以相同路径穿过的过程。

图7a示出第一扫描过程。激光束l1可在x-轴方向上沿着扫描路径移动，以及由于激光束l1在每个图案孔121的区域中根据调谐器11的控制螺旋形地环绕并照射九次，因此可形成具有菱形形状的孔121a。孔121a可不立即变为被彻底穿透的图案孔121，并且在表面层中可具有特定深度。当激光束的功率增大时，图案孔121可一次形成，但是在本公开中，图案孔121需要具有锥形形状并且因此从表面层逐渐地进行加工。

如图7b中所示，执行第二扫描，并且在此时，与第一扫描期间形成的孔121a相比，将形成的孔121b的尺寸减小。如上所述，可形成锥形形状的尺寸减小的孔121b。调谐器11可针对孔121b减小的尺寸而将激光束l1照射的次数减少为七次。即，减少照射的次数以防止能量过度地输入至小的区域。

在图7c的第三扫描期间，可照射激光束l1以形成比孔121b小的孔121c，并且因此，照射的次数可减少为五次。

如所描述的，当通过逐渐地减小目标孔的尺寸以及照射的次数来重复地执行扫描时，如图7d中所示，可形成具有锥形形状的图案孔121。

然后，例如，当通过使用十个激光束在掩模基板120上的第一列至第十列中形成图案孔121时，将平台30以特定距离移动，以及在第十一列至第二十列中形成图案孔121。然而，当需要从第一列至第十七列形成图案孔121时，首先通过使用十个激光束在掩模基板120上的第一列至第十列中形成图案孔121，并且然后光束限制器13可在第十一列至第二十列中形成图案孔121时阻挡余下的三个激光束。

通过使用上述过程，与从掩模基板120的两个侧表面蚀刻掩模基板120以及蚀刻的部分在掩模基板120的中间相遇的情况相比，可从一个表面逐渐地蚀刻掩模基板120。因此，在图案孔121的中间厚度部分处可不形成突出表面，以及可控制多个激光束并直接地照射到掩模基板120上以在多个列中形成图案孔121，使得可实现图案孔121的精确而迅速的加工。

因而，当通过使用上述方法形成沉积掩模120的图案孔121时，可解决诸如在蚀刻过程期间形成突出部分而导致阴影的问题，以及无论图案孔121的形状如何也可调节激光束的精细路径。因此，可提高最终产品的生产率和质量。

在本实施方式中，图案孔121形成在分为多个条的沉积掩模120中，但是本实施方式可应用至其中一个构件覆盖框架130的开口132的集成式掩模，或者可应用至其中图案孔121在沉积掩模120中以单元为单位进行划分而没有长侧条110的掩模。换言之，当图案孔121通过直接地照射激光束而形成时，无论掩模的类型如何，都可应用本实施方式的制造沉积掩模的装置和方法。

因此，根据上述制造沉积掩模的装置和方法，由于图案孔在无需执行蚀刻过程的情况下通过照射激光束而形成，因此可非常精确地形成图案孔。此外，即使当从一个激光束分束的多个激光束在没有停止的情况下扫描时，激光束的位置也可根据图案孔的形状进行精细且快速地调节，并且因此，可快速且稳定地形成具有各种形状的图案孔。因此，可提高生产率，并且可确保产品的均匀质量。

尽管本文中已描述了某些示例性实施方式和实现方式，但其它实施方式和修改将从这些描述中显而易见。因此，本发明构思不限于这样的实施方式，而是涉及如对本领域普通技术人员将显而易见的各种明显修改及等同布置以及所附权利要求的更宽的范围。