KR101141026B1 - 소수성 코팅층 선택적 제거 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소수성 코팅층을 선택적으로 제거하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 간단한 공정으로 소수성 코팅층을 대면적으로 제거하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 소수성 코팅층 선택적 제거 방법에 의하면, 기판 상에 소수성 코팅층을 형성하는 제1 단계; 소수성 코팅층 상에 플라즈마 유발층을 코팅하는 제2 단계; 레이저를 기판에서 플라즈마 유발층 방향으로 조사하여 소수성 코팅층을 선택적으로 제거하는 제3 단계; 플라즈마 유발층을 제거하는 제4 단계를 포함한다.

Description

소수성 코팅층 선택적 제거 방법{METHOD FOR REMOVING HYDROPHOBIC COATING LAYER}
본 발명은 소수성 코팅층을 선택적으로 제거하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 간단한 공정으로 소수성 코팅층을 대면적으로 제거하는 방법에 관한 것이다.
최근 광산업, 디스플레이 산업, 반도체 산업, 바이오 산업에서 제품의 박막화 고성능화의 요구가 증가하고 있다. 그러한 요구에 부합하기 위해서는 각각의 부품을 구성하고 있는 배선 또는 기능성 박막층이 더욱더 미세하고 균일하게 패턴을 형성하고 있어야 하며 미세하게 구현된 패턴의 신뢰성이 확보되어야 한다. 그러므로 미세 패턴 제조 기술은 특히 광학 소자, 바이오 소자, 각종 전자 기기의 미세 전극 배선, 광학 전기적 기능성 시트의 제조에 필요하며, 미세 패턴을 제조하기 위한 방법으로서 기판 상에 소수성 코팅층을 형성한 후 소수성 코팅층을 선택적으로 제거하는 방법이 있다. 통상적으로 소수성 코팅으로는 소수성(hydrophobic) SAM(Self-Assembled Monolayers, 이하 "SAM"이라 함) 층을 형성한다.
기존의 소수성 코팅층을 선택적으로 제거하는 방법에는 진공 플라즈마(Plasma) 방법, UV 오존 방법, 초단파 레이저를 이용한 방법, 레이저 응용 플라즈마를 이용한 방법 등이 있다. 그러나 이러한 제조 방법에는 각각의 공정상의 한계가 존재하며 위 미세 패턴 제조 방법의 공정상의 한계에 대하여 설명하기로 한다.
진공 플라즈마 방법은, 기판 전면에 플라즈마를 형성하여서 SAM 층을 제거하게 되며, SAM 층을 선택적으로 제거하기 위해서는 마스크(Mask)가 필요하고 미세한 선폭을 제조하는 데에 한계가 있고, 대면적 제조가 어렵다.
UV 오존 방법은 오존으로 SAM 층을 산화 시켜서 친수 특성이 나타나게 하는데, SAM 층을 선택적으로 제거하기 위해서는 마스크가 필요하고 미세한 선폭을 제조하는 데에 한계가 있고, 대면적 제조가 어렵다. 또한 반응 시간이 오래 걸리는 문제가 있다.
초단파 레이저 이용를 이용한 방법은 금을 증착한 기판 위에 SAM 층을 코팅한 후 펨토 세컨드 레이저(femto-second laser)나 파장이 200nm이하인 엑시머 레이저(excimer laser)를 이용하여 선택적으로 SAM 층을 제거하는 방법인데, 이 방법은 투명한 기판에는 부적합하고, 고가의 레이저가 필요하며 작업 속도가 느린 문제가 있다.
레이저 응용 플라즈마를 이용한 방법은 SAM 층이 코팅된 기판의 SAM 층이 코팅된 면과 금속이 증착된 기판을 대향시키고, 레이저를 기판에서 금속쪽으로 조사하여 금속에서 생긴 플라즈마가 기판 상에 코팅된 SAM을 선택적으로 제거하는 방법이다. 이 방법은 저가의 레이저가 사용되는 장점은 있으나, SAM 층과 금속이 증착된 기판 사이에 수~수십㎛의 간격을 유지하는 것이 필요한데 대면적으로 균일한 간격을 유지하기는 쉽지 않고, 기판을 정렬하는 것과 진공상태가 아닌 대기 상태에서 플라즈마를 조절하는 것이 쉽지 않은 문제가 있다.
따라서, 위에서 설명한 소수성 코팅층 선택적 제거 방법의 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 소수성 코팅층을 선택적으로 제거하는 것을 대면적에 걸쳐서 할 수 있는 소수성 코팅층 선택적 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 플라즈마 형성시 안정성이 향상되는 소수성 코팅층 선택적 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 균일하게 소수성 코팅층을 선택적으로 제거하는 소수성 코팅층 선택적 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 플라즈마 유발층과 소수성 코팅증을 정밀하게 정렬하지 않고도 소수성 코팅층을 제거할 수 있는 소수성 코팅층 선택적 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 플라즈마 유발층이 코팅될 추가적인 기판 불필요하여 재료비가 절감되고 더욱 공정이 간단한 소수성 코팅층 선택적 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 공정에 저가의 레이저도 사용할 수 있는 소수성 코팅층 선택적 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다
또한, 본 발명은 간단한 공정의 소수성 코팅층 선택적 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 소수성 코팅층의 박리 영역을 조절하기 쉬운 소수성 코팅층 선택적 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 미세한 크기로 소수성 코팅층을 제거할 수 있는 소수성 코팅층 선택적 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
청구항 1에 관한 발명인 소수성 코팅층 선택적 제거 방법은, 기판 상에 소수성 코팅층을 형성하는 제1 단계; 소수성 코팅층 상에 플라즈마 유발층을 코팅하는 제2 단계; 레이저를 기판에서 플라즈마 유발층 방향으로 조사하여 소수성 코팅층을 선택적으로 제거하는 제3 단계; 플라즈마 유발층을 제거하는 제4 단계를 포함한다.
따라서, 청구항 1에 관한 발명인 소수성 코팅층 선택적 제거 방법에 의하면, 소수성 코팅층 상에 플라즈마 유발층을 코팅하므로 소수성 코팅층과 플라즈마 유발층 사이에 간격이 없어서 플라즈마의 콘트롤이 용이하고, 강한 플라즈마를 형성할 수 있다. 또한 플라즈마의 콘트롤이 용이하므로, 대면적에 걸쳐서 소수성 코팅층을 제거할 수 있고, 균일하게 제거할 수 있다. 플라즈마 유발층을 제거하게 되므로 소수성 코팅층이 선택적으로 제거된다. 게다가, 소수성 코팅층 상에 플라즈마 유발층을 코팅되므로 소수성 코팅층과 플라즈마 유발층을 정밀하게 정렬할 필요가 없으며, 소수성 코팅층과 플라즈마 유발층 간의 접착력이 약하기 때문에 플라즈마 유발층을 소수성 코팅층으로부터 쉽게 떼어낼 수 있다.
청구항 2에 관한 발명인 소수성 코팅층 선택적 제거 방법은, 청구항 1에 관한 발명인 소수성 코팅층 선택적 제거 방법에 있어서, 제2 단계는 플라즈마 유발층 상에 고분자 지지층을 코팅하는 단계를 더 포함하며, 상기 고분자 지지층은 고분자 물질로 형성될 수 있다.
따라서, 청구항 2에 관한 발명인 소수성 코팅층 선택적 제거 방법에 의하면, 플라즈마 유발층 상에 고분자 지지층을 코팅하므로 플라즈마 유발층의 박리를 방지하여 잔류 파티클이 표면 몰드 상에 쌓이는 것을 방지하고 결국, 선택적으로 제거된 소수성 코팅층의 품질이 더욱 우수하게 된다.
청구항 3에 관한 발명인 소수성 코팅층 선택적 제거 방법은, 청구항 1 또는 청구항 2에 관한 발명인 소수성 코팅층 선택적 제거 방법에 있어서, 제4 단계는 기판 상으로 비산되는 플라즈마 유발층의 파티클을 제거하는 단계를 더 포함한다.
따라서, 청구항 3에 관한 발명인 소수성 코팅층 선택적 제거 방법에 의하면, 플라즈마 유발층의 파티클을 제거하므로 선택적으로 제거된 소수성 코팅층의 경계가 명확하고 품질이 더욱 우수하게 된다.
본 발명은 소수성 코팅층을 선택적으로 제거하는 것을 대면적에 걸쳐서 할 수 있는 소수성 코팅층 선택적 제거 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 플라즈마 형성시 안정성이 향상되는 소수성 코팅층 선택적 제거 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 균일하게 소수성 코팅층을 선택적으로 제거하는 소수성 코팅층 선택적 제거 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 플라즈마 유발층과 소수성 코팅증을 정밀하게 정밀하게 정렬하지 않고도 소수성 코팅층을 제거할 수 있는 소수성 코팅층 선택적 제거 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 플라즈마 유발층이 코팅될 추가적인 기판 불필요하여 재료비가 절감되고 더욱 공정이 간단한 소수성 코팅층 선택적 제거 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 공정에 저가의 레이저도 사용할 수 있는 소수성 코팅층 선택적 제거 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 간단한 공정의 소수성 코팅층 선택적 제거 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 소수성 코팅층의 박리 영역을 조절하기 쉬운 소수성 코팅층 선택적 제거 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 미세한 크기로 소수성 코팅층을 제거할 수 있는 소수성 코팅층 선택적 제거 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 제1항의 소수성 코팅층 선택적 제거 방법의 순서를 나타낸 순서도.
도 2는 소수성 코팅층 선택적 제거 방법의 일련의 과정을 도시한 도면.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다. 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
한편, 기판(20)은 소수성 코팅층을 코팅하기 용이하고, 내열성, 광투과성이 좋은 유리(glass)와 같은 기판인 것이 바람직하다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 고온의 레이저를 잘 투과시킬 수 있는 투명재료를 포함하는 다른 재질의 기판(20)일 수도 있다.
도 1은 제1항의 소수성 코팅층(10) 선택적 제거 방법의 순서를 나타낸 순서도이고, 도 2는 소수성 코팅층(10) 선택적 제거 방법의 일련의 과정을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 소수성 코팅층(10) 선택적 제거 방법을 설명하도록 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 패턴 제조방법은, 기판(20) 상에 소수성 코팅층(10)을 형성하는 제1 단계, 소수성 코팅층(10) 상에 플라즈마 유발층(30)을 코팅하는 제2 단계, 레이저를 기판(20)에서 플라즈마 유발층(30) 방향으로 조사하여 소수성 코팅층(10)을 선택적으로 제거하는 제3 단계, 플라즈마 유발층(30)을 제거하는 제4 단계를 포함한다.
제1 단계에서는 유리와 같은 경한 기판(20)에 소수성(hydrophobic) SAM(Self-Assembled Monolayers, 이하 "SAM"이라 함) 층을 형성한다. 소수성 코팅층(10)에 대한 설명을 위하여 SAM 층을 예로 들어 설명하기 때문에, 이하부터는 도면부호 10에 대해서 SAM층으로 명명한다. 도 2(a)에 제1 단계가 도시되어 있다. SAM 층은 액상제조 또는 기상 증착 방식을 통하여 형성될 수 있으며, 통상적으로는 FOTS(tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyltrichlorosilane)으로 구현된다.
이때, SAM 층(10)을 형성한다는 것은, 실란(silane)처리, 알킬(alkyl)처리 등의 방법을 통하여 단분자막(monolayer)을 형성하는 것을 의미한다. 여기서, SAM은 주어진 기질의 표면에 자발적으로 입혀진 규칙적으로 잘 정렬된 유기 분자막으로서, 수 나노 두께의 얇은 박막으로 표면에너지를 쉽게 조절할 수 있는 유기 분자막이다. SAM의 구조는, 가수분해할 수 있는 X기와 긴 알킬 사슬로 된 링커(linker) 및 기능성 유기그룹인 R기로 이루어진다. X기는 주로 표면과 반응하는 부분이고, 물에 의하여 가수분해되어 수산기(-OH)로 된 다음, 실리카 입자와 같은 무기질 표면의 OH-기와 수소결합을 형성한다. R그룹은 친수성, 소수성, 바이오 친화성 등의 반응을 위한 기능성을 부여할 수 있다. SAM은 다음의 [화학식 1]으로 표현할 수 있다.
[화학식 1]
R-(CH2)n-Si-X3
상기와 같이 구성된 SAM은 표면과 막을 이루게 되는 분자들 사이에 직접적인 화합결합이 있는 경우가 많아서, 매우 튼튼한 분자막을 비교적 용이하게 만들 수 있고, 대면적화에도 용이하다. 또한, 자기조립 단분자막은 화학 기상증착(chemical vapor deposition, CVD) 등으로 만들 수 있는 초박막과 비교해 볼 때, 방향성과 규칙성이 있고 다양한 길이의 알킬 사슬과 사슬 말단기를 도입할 수 있으므로, 표면을 개질하는 매우 유용한 방법 중 하나로 이용될 수 있다. 이러한 특징을 갖는 자기조립 단분자막은 나노 두께의 얇은 박막을 패터닝하는 경우에 이용될 수 있다.
여기서, 기판(20)은 유리(glass) 등의 투명한 기판(20)인 것이 바람직하다. 이는, 기판(20)의 외측으로부터 조사되는 레이저가 기판(20)을 투과하여 이후에 설명할 플라즈마 유발층(30)에 잘 도달되도록 하기 위함이다.
제2 단계는 소수성 코팅층(10) 상에 플라즈마 유발층(30)을 코팅하는 단계이다. 플라즈마 유발층(30)은 알루미늄, 크롬, 티타늄 등의 금속이 소수성 코팅층(10) 상에 증착되어 형성되는 것이 일반적이지만, 반드시 금속이 아니라도 레이저와 반응시에 플라즈마를 일으킬 수 있는 재료라면 어떠한 재료라도 플라즈마 유발층(30)을 이룰 수 있다.
기존에는 소수성 코팅층(10)과 플라즈마 유발층(30)을 일정 간격을 두고 배열해야 했으며, 이 경우 소수성 코팅층(10)을 선택적으로 제거해야 할 면적이 대면적인 경우에는 양 층의 처짐으로 인하여 균일하게 간격을 유지하기가 어려웠다. 소수성 코팅층(10)과 플라즈마 유발층(30)을 매우 정밀하게 정렬하지 않으면, 소수성 코팅층(10)을 균일하게 제거할 수 없었고, 상대적으로 대면적의 소수성 코팅층(10)을 한 번의 작업으로 선택적으로 제거하는 것이 어려웠다. 게다가 양 층이 처지게 되면 양 층간의 간격이 불균일하게 되고, 레이저 스폿의 크기가 제거해야 할 부분마다 달라지기 때문에, 소수성 코팅층(10)이 제거되는 영역의 면적이 불균일하게 되는 문제가 있었다. 그러나 본 발명은 소수성 코팅층(10) 상에 플라즈마 유발층(30)을 코팅하므로 소수성 코팅층(10)과 플라즈마 유발층(30) 사이에 간격이 없어서 플라즈마의 콘트롤이 용이하고, 강한 플라즈마를 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 소수성 코팅층(10)과 플라즈마 유발층(30)의 거리가 균일하기 때문에 플라즈마의 콘트롤이 용이하다. 또한, 레이저 스폿의 크기가 제거해야 할 소수성 코팅층(10)의 각 부분마다 동일하기 때문에 대면적에 걸쳐서 소수성 코팅층(10)을 제거할 수 있고, 균일하게 제거할 수 있다. 그리고, 기존에는 플라즈마 유발층(30)과 소수성 코팅층(10)을 대향시키기 위해서, 플라즈마 유발층(30)이 코팅된 별도의 기판이 필요했으나, 본 발명에서는 플라즈마 유발층(30)을 단지 소수성 코팅층(10) 상에 코팅하면 족하기 때문에 별도의 기판이 필요하지 않다. 따라서, 재료비가 절감되며 더욱 공정이 간단하게 되는 장점이 있다.
제2 단계에서 코팅된 플라즈마 유발층(30) 상에 고분자 지지층(60)을 코팅하는 것이 바람직한데, 이 고분자 지지층(60)을 코팅하는 이유에 대해서는 이하의 제3 단계에 대한 설명과 함께 검토하기로 한다.
제3 단계는, 레이저를 기판(20)에서 플라즈마 유발층(30) 방향으로 조사하여 소수성 코팅층(10)을 선택적으로 제거하는 단계이다. 제3 단계는 도 2(b)에 도시되어 있다. 제3 단계는 레이저를 SAM에 직접 조사하여 SAM을 제거하는 종래의 방법과는 다른 방법인, 레이저를 기판(20)에서 플라즈마 유발층(30) 방향으로 조사하여 플라즈마를 발생시키고, 플라즈마에 의하여 소정영역에 형성되어 있는 SAM을 제거하는 방법을 사용한다. 또한, 제3 단계는, 펨토 세컨드 레이저(femto-second laser)나 파장이 200nm이하인 엑시머(excimer)와 같은 고사양의 레이저를 사용하는 종래의 방법과는 달리, 적외선(infrared ray) 대역의 파이버 레이저(fiber laser)와 같은 저사양의 레이저를 사용하더라도 SAM을 제거할 수 있다. 따라서, 보다 낮은 비용으로 SAM을 제거할 수 있다. 플라즈마는, 음전하를 가진 기체와 양전하를 띈 이온으로 분리된, 전하분리도가 상당히 높으면서도 전체적으로는 양이온과 음전자들이 같은 숫자로 존재하는 상태를 의미하는 것으로서, 레이저의 조사에 의하여 고온 및 고에너지의 플라즈마가 발생하게 되고, 이 플라즈마가 공유결합된 SAM의 구조를 때려서 그 구조에 손상을 입힌다. 이로 인하여, SAM의 구조는 제거된다.
SAM 층(10)은 일반적으로 투명하기 때문에 통상적인 레이저와는 반응하지 않으며 따라서 통상적인 레이저로는 SAM 층(10)을 제거할 수 없다. 이러한 어려움에도 불구하고 표면 몰드(90)를 제조하기 위해서 본 발명에서는 레이저 응용 플라즈마를 이용하여 SAM 층(10)을 제거하는 방식을 사용하게 되었다. 좀더 자세하게 설명하면, 레이저가 특정 재료에 조사되었을 때 생기는 플라즈마를 이용하여 기판(20)에 코팅된 SAM 층(10)을 선택적으로 제거하는 것을 말한다. SAM 층(10) 상에 플라즈마 유발층(30) 코팅한 후에 SAM 층(10)이 코팅되어 있는 면의 반대편의 기판(20)의 면쪽에서 레이저를 조사하면, 레이저가 기판(20)과 SAM 층(10)을 차례로 통과하고 플라즈마 유발층(30)까지 도달하면 SAM 층(10)과 플라즈마 유발층(30)의 경계면에서 고온의 강한 플라즈마, 플라즈마 압력, 플라즈마 유발층의 증발 압력이 발생하며, 이들에 의하여 SAM 층(10)이 선택적으로 제거된다. SAM 층(10) 상에 플라즈마 유발층(30)이 코팅되어 있는 상태이므로 SAM 층(10)과 플라즈마 유발층(30) 사이의 갭(gap)을 고려할 필요가 없으며, 균일한 크기로 SAM을 박리할 수 있다. 이때, 레이저의 초점 크기, 레이저의 출력, 펄스폭, 펄스 반복률(pulse repetition rate), 이송속도에 따라서 SAM을 제거하여 박리시키는 영역을 변화시킬 수 있다. 강한 플라즈마 플룸(plume)에 의하여 순간적으로 SAM이 제거되기 때문에 플라즈마의 크기를 조절하여 레이저 초점 크기(spot size)보다 더 미세한 사이즈로 SAM을 제거할 수 있다. 이 때 사용되는 레이저는 CW 레이저(continuous wave laser) 또는 펄스 레이저(pulsed laser)등이 있다.
제3 단계에서는 플라즈마가 형성될 때 플라즈마가 형성되는 부분이 공기 중에 노출되지 않기 때문에 마치 진공 상태에서 플라즈마가 형성되는 것과 유사한 상태가 된다. 이로 인하여 강한 플라즈마가 형성되고, 플라즈마의 컨트롤이 용이한 장점이 있다. 다만, SAM 층(10)과 플라즈마 유발층(30) 사이의 결합력은 약하기 때문에 이와 같이 강한 플라즈마가 발생할 때 강한 충격파(shock wave)에 의하여 레이저가 조사되는 부위에 플라즈마 유발층의 박리가 일어날 수 있으며 다시 기판으로 박리된 파티클이 부착되어 표면 몰드 상에 잔류하는 문제가 있다. 따라서, 플라즈마 유발층(30) 상에 고분자 지지층(60)을 코팅하여 플라즈마 유발층(30)의 박리를 방지하는 것이 바람직하다. 고분자 지지층(60)을 코팅하는 단계는 제3 단계에서 소수성 코팅층(10)을 제거하기 전에 이뤄져야 한다. 따라서, 제2 단계의 공정에 추가하여, 고분자 지지층(60)을 코팅하여야 하는 것이 바람직하다. 도 2(c)에서 가장 아래에 있는 층이 고분자 지지층(60)을 나타낸다.
여기서, 고분자 지지층(60)은 통상의 고분자 물질로 형성된다. 구체적으로, 고분자 물질은 예를 들어 PMMA(Polymethyl methacrylate)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 파우더 형태의 고형 고분자를 용매에 녹여서 스핀코팅과 같은 용액 코팅팅으로 코팅하여 가열하면 고상의 PMMA막을 형성할 수 있다. 이러한 고분자는 고상의 막이 형성되면 경하고 단단하여 레이저 조사시 박막의 플라즈마 발생층이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 지지막으로 사용이 가능하다. 또한, 고분자 지지층(60)이 고분자로 구성되어 있기 때문에 아세톤과 같은 용매에 쉽게 제거가 가능하여 레이저 조사후 쉽게 제거가 가능하다.
도 2(d)는 제3 단계의 공정에 의하여 소수성 코팅층(10)이 선택적으로 제거된 상태를 나타낸다.
제4 단계는 소수성 코팅층(10)이 선택적으로 제거된 기판(20)에서 플라즈마 유발층(30)을 제거하는 단계이다. 도 2(d)에서 가장 아래 층과 그 바로 위층에 위치한 고분자 지지층(60) 및 플라즈마 유발층(30)을 떼어내면, 도 2 (e)처럼 된다. 다만, 고분자 지지층(60)을 플라즈마 유발층(30)에 코팅하지 않은 경우라면 플라즈마 유발층(30)만 떼어내게 될 것이다. 플라즈마 유발층(30)을 제거하는 방법으로서 가장 간단한 방법은 일반적으로 널리 사용되는 접착 테이프를 플라즈마 유발층(30)에 붙였다가 떼어내는 것이다. 접착 테이프를 떼어내게 되면 플라즈마 유발층(30)만 접착 테이프에 딸려서 벗겨진다. 이는, 레이저가 지나가지 않은 SAM은 기판(20)과 강하게 결합되어 있고, 반대로 SAM에 코팅된 플라즈마 유발층(30)은 SAM과 강하게 결합되어 있지 않기 때문에, 이러한 결합력의 차이에 의하여 플라즈마 유발층(30)만 접착 테이프로 제거될 수 있다.
레이저 응용 플라즈마가 발생하면 표면 몰드(90) 쪽으로 플라즈마 유발층(30)이 파티클이 되어 잔류되는 문제가 있음은 이미 설명한 바 있으며, 이러한 파티클을 그대로 방치하면 표면 몰드(90)가 거칠어지고 표면 몰드(90)의 균일도나 품질이 저하되는 문제가 있기 때문에 파티클을 제거할 필요가 있다. 이러한 파티클은 도 2(e)의 오른쪽 확대도에 잘 나타나 있다. 따라서 제4 단계는 기판(20) 상에 잔류하는 플라즈마 유발층의 파티클(31)을 제거하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 도 2(f)를 참조하면, 파티클을 제거하기 위한 간단한 방법으로서 염화수소(HCl)등의 산성 용액에 SAM 층(10)이 코팅된 기판(20)을 담그는 방법이 도시되어 있다. 담그는 시간은 사용되는 산의 종류와 농도에 따라서 수~수십초가 될 수 있다.
플라즈마 유발층의 파티클(31)을 제거하는 방법으로 산성 용액을 이용하는 방법이 제시되었지만, 이외에도 플라즈마 유발층의 파티클(31)을 제거할 수 있는 방법이라면 어떠한 방법이든 사용될 수 있다. 예컨대, 초음파세척을 하거나 세척액(40)을 분사하여 플라즈마 유발층의 파티클(31)을 제거할 수도 있으며, 이 중 어떠한 방식을 취하더라도 무방하다. 그리고, 당업자는 초음파 세척 또는 세척액(40)을 분사하여 플라즈마 유발층의 파티클(31)을 제거할 제거할 수 있는 것에 대하여 용이하게 알 수 있을 것이다.
다만, 파티클은 레이저 조사 조건에 따라서 없을 수도 있으며 이 경우에는 제4 단계가 플라즈마 유발층의 파티클(31)을 제거하는 단계를 포함할 필요가 없다.
제4 단계까지 완료되어 소수성 코팅층(10)이 선택적으로 제거된 최종 상태가 도 2(g)에 도시되어 있다. 이러한 최종 상태의 결과물은 패턴이 형성되어야 하는 대상 기판(20)에 패턴을 전사하기 위한 표면 몰드(90)로 사용된다. 즉, 도 2 (g)가 표면 몰드(90)가 되어 몰드가 형성된 부분에 패턴 물질이 주입되고, 패턴 물질이 건조 소결된 후에 대상 기판(20)에 전사될 수 있다. 패턴 몰드가 이러한 방식으로 사용되면 패턴이 전사되어야 하는 대상 기판(20)의 수에 맞춰서 패턴을 일일히 만들 필요가 없고, 이 표면 몰드(90) 하나에 패턴 물질을 넣어서 건조시키고 소결시킨후 대상 기판(20)에 전사하는 과정을 반복하는 것에 의하여, 다수의 대상 기판(20)에 패터닝을 수행할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 소수성 코팅층(10) 선택적 제거 방법에 의하여 만들어진 표면 몰드(90)는 미세 패턴이 적용된 다음의 제품에 사용될 수 있으며, 그 예시에 대하여 설명하기로 한다.
전자파 차폐 시트는 각종 전자기기에서 방출되는 전자파가 인체에 유해하기 때문에 전자기기 밖으로 전자파가 방출 되지 않게 하기 위해서 사용되는 것이다. 그러나 이러한 전자파 차폐 제품 중에서 디스플레이용 특히, PDP용 전자파 차폐 시트는 화면에 붙이기 때문에 빛 투과성도 있으면서 전자파 차폐 성능도 뛰어나야 한다. 그러기 위해서는 필름에 금속 패턴을 격자 모양으로 만들어야 하는데 보통 간격 300㎛에 패턴 폭은 10㎛ 수준이다. 두께는 요구되는 전자파 차단 성능에 따라서 바뀔 수 있지만 보통 수~수십㎛이다. 이러한 시트는 지금까지 스퍼터링(sputtering)을 이용하였지만 이는 진공 공정이라서 공정이 까다로울 뿐만 아니라, 전자파 차폐 시트 대면적으로 값싸게 제조하는 데에는 한계가 있었다. 그리고, 은 페이스트(paste)를 이용한 롤 투 롤(roll to roll) 공정으로 전자파 차폐 시트를 제조하려는 노력이 있지만, 패턴 폭을 30㎛ 이하로 구현하는 데에는 문제점이 많다. 그래서 본 발명은 이러한 전자파 차폐 시트를 연속공정으로 높은 수율로 제조하는 데에 사용될 수 있다.
또한, 디스플레이/태양전지 패널의 전극 배선으로 적용이 가능하다. 특히 PET와 같은 폴리머 소재의 표면에 전극을 형성하여서 플렉서블 디스플레이나 플렉서블 태양전지의 전극 배선 형성에 적용이 가능하다. 그리고 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극을 형성하는 데에 적용 할 수 있으며, 전자책의 전극 형성에도 적용할 수 있다.
또한, 플렉서블 인쇄회로기판(FPCB), RFID(Radio-Frequency IDentification) 안테나, 휴대폰 안테나와 같은 전도성 배선에 적용이 가능하다. 유연 기판에 전도성 배선을 형성할 수 있고, 연속공정으로 제조가 가능하기 때문에 위의 제품들을 빠르고 값싸게 제조 가능하며, 현재의 배선 밀도 보다 더 조밀하게 제조가 가능하므로 제품의 성능을 향상시킬 수 있다. 이외에도 기타 전도성/비전도성 물질의 마이크로미터 패턴을 값싸게 제조할 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 소수성 코팅층 20 : 기판
30 : 플라즈마 유발층 31 : 플라즈마 유발층의 파티클
40 : 세척액 60 : 고분자 지지층
90 : 표면 몰드

Claims (3)

  1. 기판 상에 소수성 코팅층을 형성하는 제1 단계;
    상기 소수성 코팅층 상에 플라즈마 유발층을 코팅하는 제2 단계;
    레이저를 상기 기판에서 상기 플라즈마 유발층 방향으로 조사하여 상기 소수성 코팅층을 선택적으로 제거하는 제3 단계;
    상기 플라즈마 유발층을 제거하는 제4 단계를 포함하는,
    소수성 코팅층 선택적 제거 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 단계는 상기 플라즈마 유발층 상에 고분자 지지층을 코팅하는 단계를 더 포함하며,
    상기 고분자 지지층은 고분자 물질로 형성되는,
    소수성 코팅층 선택적 제거 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제4 단계는 상기 기판 상으로 비산되는 플라즈마 유발층의 파티클을 제거하는 단계를 더 포함하는,
    소수성 코팅층 선택적 제거 방법.
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