KR100413971B1 - 플라스틱 박막상의 인듐주석산화막 패턴 형성 방법과 그를 위한 회전 도포기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박막의 플라스틱 기판을 소재로 하는 디스플레이 제작에 있어서 플라스틱 기판상에 형성하여 사용하는 투명전극인 ITO (Indum Tin Oxide)를 패터닝하는 플라스틱 박막상의 ITO 패턴 형성 방법 및 ITO 패턴 형성을 위한 회전 도포기를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은, 플라스틱 기판의 상부에 투명전극인 ITO(Indium Tin Oxide)막을 형성한 후 상기 ITO막 상에 감광막을 도포하기 위해, 고속으로 회전하며 흡입 방식에 따라 안착되어진 플라스틱 기판이 유동하지 않도록 고정시키는 진공 선반을 구비한 회전 도포기에 있어서, 회전 도포시에 사용되는 상기 진공 선반과 상기 플라스틱 기판 사이에 구비되며, 상기 진공 선반의 흡입영역을 상기 플라스틱 기판의 전면에 고루 분포시키도록 직경이 5 ㎛ 내지 90 ㎛의 미세 구멍이 있는 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판 상의 ITO 패턴 형성을 위한 회전 도포기를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기의 회전 도포기를 이용한 플라스틱 기판 상의 ITO 패턴 형성 방법을 제공한다.

Description

플라스틱 박막상의 인듐주석산화막 패턴 형성 방법과 그를 위한 회전 도포기{FORMING METHOD OF PATTERN FOR INDIUM TIN OXIDE ON PLASTIC LAYER AND SPIN COATER FOR THE SAME}

본 발명은 플라스틱 기판을 소재로 하는 표시소자의 제작 시 요구되는 투명기판의 패턴형성 방법에 관한 것으로 특히, 박막의 플라스틱 기판을 소재로 하는 디스플레이 제작에 있어서 플라스틱 기판상에 형성하여 사용하는 투명전극인 ITO (Indum Tin Oxide)를 패터닝하는 플라스틱 박막상의 ITO 패터닝 방법 및 그를 위한 회전 도포기에 관한 것이다.

일반적으로, 디스플레이 산업은 경량, 박막, 고해상도를 요구하며 발전해 가고 있다. 이러한 요구에 발맞추어 LCD나 유기 EL를 이용하는 디스플레이들이 기존에 유리를 기판으로 하여 구현하던 기술에서 탈피하여 플라스틱을 기판으로 하여 경량화, 박막화를 구현하기 위하여 노력하고 있다.

그에 따라, 플라스틱 기판도 기존의 수백 mm의 두께에서 100㎛내외의 두께로 박막화되고 있는 실정이며, 현재 가장 많이 사용되는 플라스틱 기판은 PET를 소재로 한다.

그러나, 이들 플라스틱 기판은 열에 안정하지 못하므로 100㎛내외의 두께로 얇아지게 되면 패턴 형성을 위한 리소그라피 공정이나 식각 공정에서 재현성 있는 공정 조건을 도출해 내는데 어려움이 있다.

그 일례로 리소그라피 공정에서 감광막의 도포과정에서 일반적으로 사용되는 스핀 도포 공정을 사용하면 기판을 고정시키기 위하여 사용하는 진공에 의하여 기판의 찌그러짐이 발생하여 감광막이 불균일하게 도포되어 미세 패턴 형성에 영향을 주기도 하며, 또한 리소그라피 공정에서 반드시 행하여 지는 열처리 공정이 수행되는 동안에 기판과 ITO간의 열팽창 계수 차로 인하여 뒤틀림이나 휨이 발생한다.

더욱이, 기판의 유연성이 감광막의 접착력에 영향을 미쳐 습식식각 과정에서 불균일한 언더커트(undercut)의 문제가 발생하기도 한다.

따라서, 현재 사용되는 반도체 공정 기술로는 100㎛내외의 두께를 갖는 박막의 플라스틱 위에 형성된 투명전극을 재현성 있는 미세패턴을 형성하는 데 어려움이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 박막의 플라스틱 기판을 소재로 하는 디스플레이 제작에 있어서 플라스틱 기판상에 형성하여 사용하는 투명전극인 ITO (Indum Tin Oxide)를 패터닝하는 플라스틱 박막상의 ITO 패턴 형성 방법 및 ITO 패턴 형성을 위한 회전 도포기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a 내지 도 1f는 본 발명에 의한 플라스틱 기판상의 ITO 패턴 형성 공정 흐름도,

도 2는 종래 기술에 의한 플라스틱 기판상에 감광막 도포시 사용되는 진공 선반의 단면도,

도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 의한 플라스틱 기판상에 감광막 도포시 사용되는 진공 선반의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 플라스틱 기판 11 : ITO

12 : 감광막 13 : 플라스틱 기판

14 : 제 1 진공 선반 15 : 삽입막

16 : 제 2 진공 선반

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 플라스틱 기판의 상부에 투명전극인 ITO(Indium Tin Oxide)막을 형성한 후 상기 ITO막 상에 감광막을 도포하기 위해, 고속으로 회전하며 흡입 방식에 따라 안착되어진 플라스틱 기판이 유동하지 않도록 고정시키는 진공 선반을 구비한 회전 도포기에 있어서, 회전 도포시에 사용되는 상기 진공 선반과 상기 플라스틱 기판 사이에 구비되며, 상기 진공 선반의 흡입영역을 상기 플라스틱 기판의 전면에 고루 분포시키도록 직경이 5 ㎛ 내지 90 ㎛의 미세 구멍이 있는 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판 상의 ITO 패턴 형성을 위한 회전 도포기를 제공한다.또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 플라스틱 기판의 상부에 투명전극인 ITO막을 형성한 후 상기 ITO막 상에 감광막을 도포하기 위해, 고속으로 회전하며 흡입 방식에 따라 안착되어진 플라스틱 기판이 유동하지 않도록 고정시키는 진공 선반을 구비한 회전 도포기에 있어서, 상기 진공 선반의 상기 플라스틱 기판 안착면이 직경이 5 ㎛ 내지 90 ㎛의 미세홈이 형성되며, 형성된 상기 미세홈을 통해 상기 진공 선반의 흡입영역이 상기 플라스틱 기판의 전면에 고루 분포시키도록 하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판 상의 ITO 패턴 형성을 위한 회전 도포기를 제공한다.또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 상기의 회전 도포기를 이용한 플라스틱 기판 상의 ITO 패턴 형성 방법에 있어서, 플라스틱 기판의 상부에 ITO막을 형성하는 제1단계; 상기 ITO막 상에 상기 회전 도포기를 이용하여 감광막을 도포하는 제2단계; 상기 도포된 감광막에 포함되어 있는 용매를 제거하기 위해 50℃ 내지 100℃의 온도에서 열처리하는 제3단계; 패턴된 마스크를 이용하여 식각될 상기 ITO막 상부의 상기 감광막에 UV 광원을 조사하여 노광하는 제4단계; 노광된 상기 감광막을 현상하는 제5단계; 상기 감광막에 남아 있는 수분 및 용매를 제거하기 위해 50℃ 내지 100℃의 온도에서 열처리하는 제6단계; 상기 패턴된 감광막을 마스크로 ITO 식각 용액에 담구어 상기 ITO막을 습식식각하는 제7단계; 마스크로 사용한 상기 감광막을 제거하는 제8단계를 포함하는 플라스틱 기판 상의 ITO 패턴 형성 방법을 제공한다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 소개하기로 한다.

첨부된 도면중 도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 기판상의 ITO 패턴 형성을 위한 공정 과정을 도시한 것이며, 첨부한 도 도 1a 내지 도 1f를 참조하여 본 발명에 따른 플라스틱 기판상의 ITO 패턴 형성을 위한 공정을설명하겠다.

도 1a는 플라스틱 기판(10)상부에 ITO(Indium Tin Oxide)(11)를 형성한다.

이후, 첨부한 도 1b에 도시되어 있는 바와 같이 도 1a의 과정에서 형성된 ITO(11)의 상부에 감광막(12)을 회전 도포기(spin coater)를 이용하여 도포한 후, 열처리하며, 상기 과정에서 도포되는 감광막(12)의 두께는 약 1㎛ 내외로 하고, 100℃이내의 온도, 구체적으로 50℃ ∼ 100℃의 온도에서 열처리가 가능한 것을 선택한다.

이때, 스핀 도포기에는 일반적으로 첨부한 도 2에 도시되어 있는 바와 같은 진공 선반(참조번호 14로 지칭)이 사용된다. 이 경우 진공으로 기판을 고정시키기 위한 홈으로 인하여 플라스틱 기판에 찌그러짐이 발생하고, 이로 인하여 감광막이 불균일하게 도포된다.

이를 방지하기 위하여 본 발명에서는 첨부한 도 3a 도와 같이 기존에 사용하는 선반과 기판 사이에 직경이 5㎛ ∼ 90㎛의 미세 구멍이 있는 필름을 삽입하거나, 도 3b와 같이 직경이 5㎛ ∼ 90㎛의 미세 홈으로 구성된 진공 선반을 사용한다.

상술한 과정을 통해 감광막(12)이 도포되면 첨부한 도 1c에 도시되어 있는 바와 같이 참조번호 13으로 지칭되는 마스크를 이용하여 UV를 조사한 후, 현상액에서 UV가 조사된 영역의 ITO가 노출될 수 있도록 현상액에 담구어 현상한다.

상술한 현상 공정이 종료되면 흐르는 이온수(D.I. water)에 담구어 잔류 현상액을 헹구어 낸 후, N₂가스를 이용하여 건조시킨다. 이때, N₂가스의 압력이 셀 경우에는 플라스틱으로 부터 감광막의 접착력을 저하시키므로 세워서 자연 건조 후잔류 수분만을 N₂가스로 건조시킨다.

따라서, 첨부한 도 1d에 도시되어 있는 바와 같이 현상 후 감광막에 흡수된 수분과 잔류 용매를 제거하며 감광막이 접착력을 강화시키기 위하여 열처리한다. 이때, 열처리는 50℃ ∼ 100℃의 온도에서 30초 ∼ 5분 동안 실시하는 것이 바람직하다.이와 같이 열처리 공정에 제한을 두는 이유는 열처리 온도가 높거나 시간이 길어지면 기판의 휨이나 뒤틀림이 발생할 우려가 높기 때문이다.

상술한 바와 같은 열처리 공정이 완료되면 첨부한 도 1e에 도시되어 있는 바와 같이 ITO 식각액에 담구어 노출된 ITO를 습식 식각한다.

이후, 첨부한 도 1f에 도시되어 있는 바와 같이 마스크로 사용된 감광막(12)을 감광막 제거액에 담구어 제거한 후, 흐르는 이온수(D.I. water)에 담구어 잔류 감광막과 감광막 제거액을 헹구어 낸 후, N₂가스를 이용하여 건조시켜 플라스틱 박막상의 ITO 패터닝을 완료하게 된다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 상기의 기술적 과제를 해소하기 위한 감광막의 균일한 도포 방법과 습식식각시 발생하는 불균일한 언더컷(undercut)을 해소하는 것으로, 기존의 방식에서 플라스틱 기판이 100㎛내외의 두께로 얇아지게 유연성 때문에 감광막의 도포시의 진공이나 열처리에 의하여 기판의 찌그러짐이 발생하거나 감광막의 현상과 같은 습식공정후 건조과정에서 감광막의 접착력이 불균일하게 저하되어 불균일한 패턴이 형성되는 원인을 본 발명에서는 감광막의 회전 도포시 사용되는 진공선반의 홈(구멍)을 수 혹은 수십 마이크론 단위로 미세하게 형성하여 진공 유지시 기판의 찌그러짐을 방지하여 균일한 감광막의 도포를 제공한다.

또한, 감광막의 현상과정에서 기판의 건조시 발생가능한 감광막의 접착력 저하 문제는 흡착된 수분을 자연 건조시킨 후 잔류 수분만을 N₂가스로 건조시킴으로써 해소할 수 있다.

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 플라스틱 기판의 상부에 투명전극인 ITO(Indium Tin Oxide)막을 형성한 후 상기 ITO막 상에 감광막을 도포하기 위해, 고속으로 회전하며 흡입 방식에 따라 안착되어진 플라스틱 기판이 유동하지 않도록 고정시키는 진공 선반을 구비한 회전 도포기에 있어서,

   회전 도포시에 사용되는 상기 진공 선반과 상기 플라스틱 기판 사이에 구비되며, 상기 진공 선반의 흡입영역을 상기 플라스틱 기판의 전면에 고루 분포시키도록 직경이 5 ㎛ 내지 90 ㎛의 미세 구멍이 있는 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판 상의 ITO 패턴 형성을 위한 회전 도포기.
7. 플라스틱 기판의 상부에 투명전극인 ITO막을 형성한 후 상기 ITO막 상에 감광막을 도포하기 위해, 고속으로 회전하며 흡입 방식에 따라 안착되어진 플라스틱 기판이 유동하지 않도록 고정시키는 진공 선반을 구비한 회전 도포기에 있어서,

   상기 진공 선반의 상기 플라스틱 기판 안착면이 직경이 5 ㎛ 내지 90 ㎛의 미세홈이 형성되며, 형성된 상기 미세홈을 통해 상기 진공 선반의 흡입영역이 상기 플라스틱 기판의 전면에 고루 분포시키도록 하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판 상의 ITO 패턴 형성을 위한 회전 도포기.
8. 제 6 항 또는 제 7 항의 회전 도포기를 이용한 플라스틱 기판 상의 ITO 패턴 형성 방법에 있어서,

   플라스틱 기판의 상부에 ITO막을 형성하는 제1단계;

   상기 ITO막 상에 상기 회전 도포기를 이용하여 감광막을 도포하는 제2단계;

   상기 도포된 감광막에 포함되어 있는 용매를 제거하기 위해 50℃ 내지 100℃의 온도에서 열처리하는 제3단계;

   패턴된 마스크를 이용하여 식각될 상기 ITO막 상부의 상기 감광막에 UV 광원을 조사하여 노광하는 제4단계;

   노광된 상기 감광막을 현상하는 제5단계;

   상기 감광막에 남아 있는 수분 및 용매를 제거하기 위해 50℃ 내지 100℃의 온도에서 열처리하는 제6단계;

   상기 패턴된 감광막을 마스크로 ITO 식각 용액에 담구어 상기 ITO막을 습식식각하는 제7단계;

   마스크로 사용한 상기 감광막을 제거하는 제8단계

   를 포함하는 플라스틱 기판 상의 ITO 패턴 형성 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 제3단계 또는 상기 제6단계의 열처리 공정을 30초 내지 5분 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판 상의 ITO 패턴 형성 방법.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 제5단계 또는 상기 제7단계는,

    상기 감광막을 현상하고 잔류 감광막을 이온수에서 헹군 후, 상기 감광막의 접착력을 저해하지 않기 위해서 자연 건조시키고, 잔류 수분만을 N₂가스로 건조시키는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판 상의 ITO 패턴 형성 방법.