KR101191996B1 - 개선된 스프레이 방식의 패턴 형성 장치 및 방법 - Google Patents

개선된 스프레이 방식의 패턴 형성 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 개선된 스프레이 방식의 패턴 형성 장치 및 방법을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치는 기판 상에 잉크를 스프레이 방식으로 분사하는 하나 이상의 잉크 스프레이 장치; 및 상기 기판과 상기 잉크 스프레이 장치 사이에 제공되는 리니어형 마스크를 포함하고, 상기 하나 이상의 잉크 스프레이 장치는 상기 리니어형 마스크 내에서 착탈 가능하게 장착되며, 상기 리니어형 마스크의 하부 부재에는 복수의 홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

개선된 스프레이 방식의 패턴 형성 장치 및 방법{Improved Spray-Type Pattern Forming Apparatus and Method}
본 발명은 개선된 스프레이 방식의 패턴 형성 장치 및 방법에 관한 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 복수의 홀이 형성된 리니어형 마스크 및 상기 리니어형 마스크 내에 장착되는 하나 이상의 스프레이 장치로 구성된 스프레이 방식의 박막 패턴 장치를 기판과 상대적으로 이동시키면서 기판 상에 잉크를 도포시킴으로써, 기판 상에 미세 선폭의 동일한 사이즈 및 동일 간격의 패턴 형성이 가능하고, 형성된 패턴의 높이가 균일하며, 대면적 고정세화 기판에 적용될 수 있는 개선된 스프레이 방식의 패턴 형성 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 PDP 패널, LCD 패널, 또는 OLED(유기 발광소자)과 같은 유기 EL 패널과 같은 FPD 또는 FPD의 부품을 제조하기 위해서는 글래스와 같은 기재(基材) 또는 작업물(work piece: 이하 "기판"이라 한다) 상에 R, G, B 픽셀 등과 같은 패턴을 형성하여야 한다. 이러한 패턴 형성 장치의 하나로 종래 기술에서는 고진공에서 마스크와 스프레이 장치로 구성된 패턴 형성 장치를 사용하여 포토레지스트(PR)액 또는 금속 페이스트(paste)(이하 통칭하여 "잉크"라 한다)을 기판 상에 도포시켜 패턴을 형성한다.
좀 더 구체적으로, 도 1a는 종래 기술에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치의 개략적인 사시도를 도시한 도면이고, 도 1b는 종래 기술에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치의 개략적인 단면도를 도시한 도면이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 종래 기술에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(100)는 기판(130) 상에 잉크를 스프레이 방식으로 분사하는 잉크 스프레이 장치(110); 및 상기 기판(130)과 상기 잉크 스프레이 장치(110) 사이에 제공되며, 복수개의 슬릿(122)을 구비한 마스크(120)를 포함한다.
상술한 종래 기술에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(100)에서 사용되는 잉크 스프레이 장치(110)는 예를 들어 중앙 부분에 제공되며, 잉크가 분사되는 잉크 분사구(112)와 상기 중앙 분사구(112)의 양 측면에 제공되며, 캐리어 가스(carrier gas)가 분사되는 한 쌍의 캐리어 가스 분사구(114)로 구성되는 2유체 노즐로 구현될 수 있다. 이러한 잉크 스프레이 장치(110)에서는, 잉크 분사구(112)를 통해 분사되는 잉크가 한 쌍의 캐리어 가스 분사구(114)를 통해 분사되는 캐리어 가스에 의해 스프레이 방식으로 마스크(120) 상으로 분사된다.
또한, 종래 기술에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(100)에서 사용되는 마스크(120)는 기판(130)의 사이즈와 거의 동일한 사이즈를 구비한 사각 형상의 마스크이다. 이러한 마스크(120)의 재질로는 예를 들어 스틸과 같은 금속 재질 또는 세라믹 재질이 사용된다.
상술한 종래 기술에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(100)에서는 잉크 스프레이 장치(110)가 마스크(120) 상에 구비된 복수개의 슬릿(122)의 길이 방향(A)을 따라 이동하면서, 잉크와 캐리어 가스가 잉크 스프레이 장치(110)의 잉크 분사구(112) 및 캐리어 가스 분사구(114)를 통해 동시에 마스크(120) 상으로 분사된다. 이 때, 잉크는 캐리어 가스에 의해 스프레이 방식으로 분사되어 마스크(120) 상에 구비된 복수개의 슬릿(122)을 통과하여 기판(130) 상에 도포된다. 그 결과, 슬릿(122)에 대응되는 복수의 패턴(132)이 기판(130) 상에 형성된다.
상술한 종래 기술에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(100)에서는 마스크(120)는 기판(130)의 사이즈와 거의 동일한 사이즈를 구비한 사각 형상의 마스크로 구현되므로 마스크(120)와 기판(130)을 이동시키지 않고도 패턴(132)이 기판(130) 상에 형성된다는 장점이 있지만 이하에서 기술하는 바와 같은 문제점이 발생한다.
도 1c는 종래 기술에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치에 사용되는 마스크가 자중에 의해 휘어진 상태를 개략적인 도시한 도면이고, 도 1d는 종래 기술에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치에 사용되는 마스크가 평탄한 상태인 경우와 휘어진 상태인 경우를 부분적으로 확대하여 도시한 도면이다.
도 1c를 참조하면, 종래 기술에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(100)에 사용되는 마스크(120)는 기판(130)과 거의 동일한 사이즈를 가지므로, 금속 재질 또는 세라믹 재질의 마스크(120)가 도 1c에 도시된 바와 같이 자중에 의해 휘어진다(도 1c 참조). 따라서 마스크(120)에 구비된 복수의 슬릿(122)도 휘어지게 된다.
좀 더 구체적으로, 도 1d를 도 1a 내지 도 1c와 함께 참조하면, 마스크(120)가 평탄한 상태인 경우 복수의 슬릿(122)에 대응되어 기판(130) 상에 도포되는 하나의 패턴(132)은 폭(W1)을 갖는 반면, 마스크(120)가 휘어진 상태인 경우의 동일한 패턴(132)은 폭(W2)을 갖는다. 특히, 마스크(120)가 휘어진 상태인 경우의 복수의 패턴(132)의 폭(W2)은 마스크(120)의 휘어짐 정도 및 복수의 슬릿(122)의 배열 위치(도 1a 및 도 1d에 도시된 B 방향)에 따라 가변적이다. 따라서, 마스크(120)가 휘어진 상태인 경우 복수의 패턴(132)이 동일한 폭을 갖도록 형성하는 것이 불가능해진다.
또한, 마스크(120)가 평탄한 상태인 경우의 하나의 패턴(132)은 제 1 위치(P1)에 형성되지만, 마스크(120)가 휘어진 상태인 경우의 동일한 패턴(132)은 제 2 위치(P2)에 형성된다. 이 경우, 마스크(120)가 휘어진 상태인 경우의 복수의 패턴(132)의 형성 위치도 마스크(120)의 휘어짐 정도 및 복수의 슬릿(122)의 배열 위치(도 1a 및 도 1d에 도시된 B 방향)에 따라 가변적이다. 따라서, 마스크(120)가 휘어진 상태인 경우 복수의 패턴(132)을 패턴 형성이 요구되는 위치에 형성하는 것이 불가능해질 뿐만 아니라, 복수의 패턴(132)의 서로 이웃하는 패턴 간의 간격이 요구되는 간격과 일치하지 않게 된다.
상술한 바와 같이 마스크(120)가 자중에 의한 휘어짐에 따라, 기판(130) 상에 형성되는 복수의 패턴(132)은 각각 상이한 폭으로 형성되고, 요구되는 패턴 형성 위치와 상이한 위치에 형성되며, 또한 이웃하는 패턴은 요구되는 간격과 상이한 간격으로 형성되므로, 최종 생성된 기판(130)에 불량이 발생하여, 전체 제조 시간 및 비용이 현저하게 증가한다.
또한, 기판(130)이 대면적화될수록 마스크(120)의 사이즈도 증가되어야 한다. 또한, 기판(130)의 패턴이 고정세화될수록 마스크(120)에 형성된 복수의 슬릿(122)의 수는 증가되어야 하고 이웃하는 슬릿(122) 간의 간격(폭)은 더 좁아져야 한다. 따라서, 마스크(120)는 더 증가된 자중에 의해 더 많이 휘어지게 되므로, 상술한 바와 같이 더욱 더 심각한 문제가 발생하게 된다. 그 결과, 종래 기술에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(100)는 대면적 고정세화 기판(130)에는 적용이 불가능하다.
따라서, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 새로운 방안이 요구된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수의 홀이 형성된 리니어형 마스크 및 상기 리니어형 마스크 내에 장착되는 하나 이상의 스프레이 장치로 구성된 스프레이 방식의 박막 패턴 장치를 기판과 상대적으로 이동시키면서 기판 상에 잉크를 도포시킴으로써, 기판 상에 미세 선폭의 동일한 사이즈 및 동일 간격의 패턴 형성이 가능하고, 형성된 패턴의 높이가 균일하며, 대면적 고정세화 기판에 적용될 수 있는 개선된 스프레이 방식의 패턴 형성 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치는 기판 상에 잉크를 스프레이 방식으로 분사하는 하나 이상의 잉크 스프레이 장치; 및 상기 기판과 상기 잉크 스프레이 장치 사이에 제공되는 리니어형 마스크를 포함하고, 상기 하나 이상의 잉크 스프레이 장치는 상기 리니어형 마스크 내에서 착탈 가능하게 장착되며, 상기 리니어형 마스크의 하부 부재에는 복수의 홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치는 기판 상에 하전 입자를 발생시켜 스프레이 방식으로 분사하는 미세 노즐 장치; 상기 기판 및 상기 미세 노즐 장치에 각각 연결되는 전원 장치; 및 상기 기판과 상기 미세 노즐 장치 사이에 제공되며, 하부 부재에 복수의 홀이 형성되는 리니어형 마스크를 포함하고, 상기 전원 장치가 온상태가 되면, 상기 미세 노즐 장치는 상기 하전 입자를 발생시키고, 상기 하전 입자는 상기 복수의 홀을 통해 분사되어 상기 기판 상에 복수의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치는 기판 상에 하전 입자를 발생시켜 스프레이 방식으로 분사하는 표면 탄성파 분무 장치; 상기 표면 탄성파를 이용한 분무 장치에 연결되는 전원 장치; 및 상기 기판과 상기 표면 탄성파 분무 장치 사이에 제공되며, 하부 부재에 복수의 홀이 형성되는 리니어형 마스크를 포함하고, 상기 전원 장치에 의해 상기 표면 탄성파 분무 장치에 전압이 인가되면, 상기 표면 탄성파 분무 장치는 표면 탄성파를 이용하여 내부에 제공되는 용액을 진동시켜 상기 하전 입자를 발생시키고, 상기 하전 입자는 상기 복수의 홀을 통해 분사되어 상기 기판 상에 복수의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4 특징에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 방법은 a) 잉크 및 캐리어 가스를 분사하는 잉크 스프레이 장치가 착탈 가능하게 장착되며, 하부 부재에 복수의 홀이 형성된 리니어형 마스크를 기판 상에 위치시키는 단계; 및 b) 상기 리니어형 마스크와 상기 기판을 상대적으로 이동시키면서 상기 잉크 스프레이 장치가 상기 복수의 홀을 통해 상기 잉크를 스프레이 방식으로 분사하여 상기 기판 상에 복수의 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 5 특징에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 방법은 a) 각각이 잉크 및 캐리어 가스를 분사하는 복수의 잉크 스프레이 장치가 착탈 가능하게 장착되며, 하부 부재에 복수의 홀이 형성된 리니어형 마스크를 기판 상에 위치시키는 단계; 및 b) 상기 리니어형 마스크와 상기 기판을 상대적으로 이동시키면서 상기 복수의 잉크 스프레이 장치가 상기 복수의 홀을 통해 상기 잉크를 스프레이 방식으로 분사하여 상기 기판 상에 복수의 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 개선된 스프레이 방식의 패턴 형성 장치 및 방법을 사용하면 다음과 같은 장점이 달성된다.
1. 리니어형 마스크가 사용되므로 자중에 의한 휘어짐이 발생하지 않는다. 따라서, 기판 상에 도포되는 복수의 패턴이 동일한 폭을 갖도록 형성된다.
2. 또한, 리니어형 마스크가 자중에 의한 휘어짐이 발생하지 않으므로 복수의 패턴을 패턴 형성이 요구되는 위치에 형성하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 복수의 패턴의 서로 이웃하는 패턴 간의 간격이 요구되는 간격과 일치하도록 형성하는 것이 가능하다.
3. 상술한 1 및 2의 효과에 따라 최종 생성된 기판의 불량 발생 가능성이 최소화되므로 전체 제조 시간 및 비용이 현저하게 감소된다.
4. 대면적, 고정세화 기판에 적용이 가능하므로 대면적, 고정세화 기판의 대량 생산이 가능해진다.
본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다.
도 1a는 종래 기술에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치의 개략적인 사시도를 도시한 도면이다.
도 1b는 종래 기술에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치의 개략적인 단면도를 도시한 도면이다.
도 1c는 종래 기술에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치에 사용되는 마스크가 자중에 의해 휘어진 상태를 개략적인 도시한 도면이다.
도 1d는 종래 기술에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치에 사용되는 마스크가 평탄한 상태인 경우와 휘어진 상태인 경우를 부분적으로 확대하여 도시한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치의 개략적인 사시도를 도시한 도면이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치의 개략적인 단면도를 도시한 도면이다.
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치에 사용되는 리니어형 마스크의 하부 부재의 실시예를 도시한 도면이다.
도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치에 사용되는 리니어형 마스크의 하부 부재의 대안적인 실시예를 도시한 도면이다.
도 2e는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치의 개략적인 사시도를 도시한 도면이다.
도 2f는 도 2e에 도시된 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치의 개략적인 단면도를 도시한 도면이다.
도 2g 및 도 2h는 각각 본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.
이하에서 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치의 개략적인 사시도를 도시한 도면이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치의 개략적인 단면도를 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(200)는 기판(230) 상에 잉크를 스프레이 방식으로 분사하는 잉크 스프레이 장치(210); 및 상기 기판(230)과 상기 잉크 스프레이 장치(210) 사이에 제공되는 리니어형 마스크(220)를 포함하고, 상기 잉크 스프레이 장치(210)는 상기 리니어형 마스크(220) 내에서 착탈 가능하게 장착되며, 상기 리니어형 마스크(220)의 하부 부재(221)에는 복수의 홀(222)이 형성되는 것을 특징으로 한다. 여기서, 리니어형 마스크(220)는 그 측면에 캐리어 가스 및 잔류 잉크를 배출하기 위한 하나 이상의 벤트부(224)를 추가로 구비할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(200)에서 사용되는 잉크 스프레이 장치(210)는 중앙 부분에 제공되며, 잉크가 분사되는 잉크 분사구(212)와 상기 중앙 분사구(212)의 양 측면에 제공되며, 캐리어 가스가 분사되는 한 쌍의 캐리어 가스 분사구(214)로 구성되는 2유체 노즐로 구현될 수 있다. 이러한 본 발명의 잉크 스프레이 장치(210)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 잉크 스프레이 장치(110)와 동일한 구성을 갖는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(200)에서 사용되는 리니어형 마스크(220)의 폭(잉크의 도포 방향인 A1 방향)은 짧고, 길이 방향(복수의 홀(222)이 형성된 B 방향)의 길이는 기판(230)의 길이와 거의 동일한 길이를 구비한다. 이러한 본 발명의 리니어형 마스크(220)의 재질로는 예를 들어 잉크가 하전되지 않는 상태로 사용되는 경우 스틸과 같은 금속 재질로 구현되거나 또는 잉크가 하전 상태로 사용되는 경우 비전도성 재질로 구현되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(200)에서 사용되는 리니어형 마스크(220)의 하부 부재(221)에는 복수의 홀(222)이 형성된다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(200)에서는 잉크 스프레이 장치(210)가 장착된 리니어형 마스크(220)와 기판(230)은 서로 상대적으로 이동한다. 좀 더 구체적으로, 기판(230)이 정지한 상태에서 리니어형 마스크(220)가 잉크의 도포 방향(즉, A1 방향)을 따라 기판(230) 상에서 이동하거나, 리니어형 마스크(220)가 정지한 상태에서 기판(230)이 잉크의 도포 방향과 반대방향(즉, A2 방향)을 따라 리니어형 마스크(220)의 하부에서 이동하거나, 또는 기판(230)과 리니어형 마스크(220)가 서로 반대 방향으로 이동할 수 있다.
상술한 바와 같이, 잉크 스프레이 장치(210)가 장착된 리니어형 마스크(220)와 기판(230)은 서로 상대적으로 이동하면서, 잉크와 가스가 잉크 스프레이 장치(210)의 잉크 분사구(212) 및 캐리어 가스 분사구(214)를 통해 동시에 리니어 마스크(220)의 복수의 홀(222) 상으로 분사된다. 분사된 잉크는 가스에 의해 스프레이 방식으로 분사되어 복수의 홀(222)을 통과하여 기판(230) 상에 도포된다. 그 결과, 리니어형 마스크(220)의 복수의 홀(222)의 상대적인 이동 방향을 따라 복수의 패턴(232)이 기판(230) 상에 형성된다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(200)에서는 리니어 마스크(220)가 사용되므로, 자중에 의한 휘어짐의 발생이 최소화되거나 방지된다. 따라서, 기판(230) 상에 형성되는 복수의 패턴(232)은 각각 동일한 폭으로 형성되고, 요구되는 패턴 형성 위치에 형성되며, 또한 이웃하는 패턴은 요구되는 간격으로 형성되는 것이 가능해진다.
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치에 사용되는 리니어형 마스크의 하부 부재의 실시예를 도시한 도면이다.
도 2c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(200)에 사용되는 리니어형 마스크(220)는 복수의 홀(222)이 단일 피스(piece)로 이루어진 하부 부재(221)에 형성되거나 또는 2개의 피스로 이루어진 제 1 하부 부재(221a) 및 제 2 하부 부재(221b)가 합형된 투피스 하부 부재(221)에 형성될 수 있다. 투피스 하부 부재(221)의 경우 반원형의 복수의 홀을 각각 제 1 하부 부재(221a) 및 제 2 하부 부재(221b)에 가공한 후, 제 1 하부 부재(221a) 및 제 2 하부 부재(221b)를 합형하면 복수의 홀(222)이 얻어진다.
도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치에 사용되는 리니어형 마스크의 하부 부재의 대안적인 실시예를 도시한 도면이다.
도 2d를 도 2a와 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(200)에 사용되는 리니어형 마스크(220)의 하부 부재(221)의 대안적인 실시예에서는, 기판(230)의 길이 방향(도 2a에 도시된 B 방향)의 길이가 길지 않은 경우, 이에 대응되는 하부 부재(221)의 길이 방향 길이(L)도 길지 않아 평탄한 상태를 유지한다(하부 부재(221a) 참조). 그러나, 기판(230)이 대면적화 및 고정세화가 요구되는 경우, 하부 부재(221)의 길이 방향 길이(L)이 길어지게 되어 자중이 증가되므로 길이 방향을 따라 아래 방향으로 최대 높이(h1)만큼 휘어짐이 발생할 수 있다(하부 부재(221b) 참조). 이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(200)에 사용되는 리니어형 마스크(220)의 하부 부재(221)의 자중 증가에 따른 휘어짐을 고려하여, 하부 부재(221)를 윗 방향으로 최대 높이(h1)만큼 휘어진 상태로 가공한다(하부 부재(221c) 참조). 그 결과, 윗 방향으로 휘어진 상태로 가공된 하부 부재(221c)는 자중에 의해 아래 방향의 휨이 발생하여 궁극적으로 평탄한 하부 부재(221a)와 동일한 상태를 유지하게 된다. 이 경우, 하부 부재(221)의 윗 방향의 휘어짐 정도는 하부 부재(221)의 재질의 강도 및 자중에 의한 아래 방향의 휘어짐 정도에 비례하여 정해진다.
도 2e는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치의 개략적인 사시도를 도시한 도면이고, 도 2f는 도 2e에 도시된 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치의 개략적인 단면도를 도시한 도면이다.
도 2e 및 도 2f를 참조하면, 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(200)는 기판(230) 상에 잉크를 스프레이 방식으로 분사하는 복수의 잉크 스프레이 장치(210); 및 상기 기판(230)과 상기 복수의 잉크 스프레이 장치(210) 사이에 제공되는 리니어형 마스크(220)를 포함하고, 상기 복수의 잉크 스프레이 장치(210)는 상기 리니어형 마스크(220) 내에서 착탈 가능하게 장착되며, 상기 리니어형 마스크(220)의 하부 부재(221)에는 복수의 홀(222)이 형성되는 것을 특징으로 한다. 여기서, 리니어형 마스크(220)는 그 측면에 캐리어 가스 및 잔류 잉크를 배출하기 위한 하나 이상의 벤트부(224)를 추가로 구비할 수 있다.
도 2e 및 도 2f에 도시된 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(200)에서는 복수의 잉크 스프레이 장치(210)가 사용된다. 따라서, 잉크가 복수의 잉크 스프레이 장치(210)로부터 분사되므로, 복수의 잉크 스프레이 장치(210)는 각각 잉크가 복수의 홀(222) 상에서의 분사되는 복수의 분사 영역이 도 2a 및 도 2b에 도시된 실시예의 하나의 분사 영역에 비해 좁다. 그 결과, 복수의 홀(222)을 통과하는 잉크가 좀 더 균일한 밀도를 갖게 되어 기판(230) 상에 형성되는 패턴(232)이 좀 더 균일한 도포 높이를 갖는다는 장점이 달성된다.
상술한 도 2e 및 도 2f에 도시된 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(200)에서는 복수의 잉크 스프레이 장치(210)가 사용된다는 점을 제외하고는 도 2a 및 도 2b에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(200)와 실질적으로 동일하므로, 그 구체적인 구성 및 동작은 생략하기로 한다.
도 2g 및 도 2h는 각각 본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2g 및 도 2h를 참조하면, 본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 장치(200)에서는 도 2a 및 도 2e에 도시된 하나의 잉크 스프레이 장치(210) 또는 복수의 잉크 스프레이 장치(210) 대신 전기 분사 증착(electrospray deposition)용 미세 노즐 장치(211)(도 2g 참조) 및 정전 증착(electrostatic deposition)용 표면 탄성파 분무 장치(surface acoustic wave atomizer: SAW)(211)(도 2b 참조)를 사용한다. 이러한 전기 분사 증착용 미세 노즐 장치(211) 및 정전 증착용 표면 탄성파 분무 장치(211)는 모두 본 발명 기술 분야에 널리 사용되는 공지의 장치이다.
좀 더 구체적으로, 도 2g에 도시된 미세 노즐 장치(211)에서는 전원 장치(216)의 양극 및 음극이 각각 미세 노즐 장치(211) 및 기판(230)에 연결된다. 전원 장치(216)가 온상태가 되면, 미세 노즐 장치(211)는 양이온 하전 입자를 발생시키고, 발생된 하전 입자는 리니어형 마스크(220)의 하부 부재(221)에 형성된 복수의 홀(222)을 통해 스프레이 방식으로 분사되어 기판(230) 상에 복수의 패턴(미도시)을 형성할 수 있다.
또한, 도 2h에 도시된 표면 탄성파 분무 장치(211)는 고전압의 전원 장치(216)에 연결되어 있고, 기판(230)은 접지되어 있다. 고전압의 전원 장치(216)에 의해 전압이 인가되면, 표면 탄성파 분무 장치(211)는 표면 탄성파를 이용하여 내부에 제공되는 용액(S)을 진동시켜 양이온의 하전 입자를 발생시키고, 발생된 하전 입자는 리니어형 마스크(220)의 하부 부재(221)에 형성된 복수의 홀(222)을 통해 스프레이 방식으로 분사되어 기판(230) 상에 복수의 패턴(미도시)을 형성할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.
도 3a를 도 2a 내지 도 2f와 함께 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 방법(300)은 a) 잉크 및 캐리어 가스를 분사하는 잉크 스프레이 장치(210)가 착탈 가능하게 장착되며, 하부 부재(221)에 복수의 홀(222)이 형성된 리니어형 마스크(220)를 기판(230) 상에 위치시키는 단계(310); 및 b) 상기 리니어형 마스크(220)와 상기 기판(230)을 상대적으로 이동시키면서 상기 잉크 스프레이 장치(210)가 상기 복수의 홀(222)을 통해 상기 잉크를 스프레이 방식으로 분사하여 상기 기판(230) 상에 복수의 패턴(232)을 형성하는 단계(320)를 포함한다.
상술한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 방법(300)은 상기 단계 b)가 수행되는 도중에 또는 상기 단계 b)가 완료된 후에 c) 상기 리니어형 마스크(220)의 측면에 구비된 하나 이상의 벤트부(224)를 통해 상기 캐리어 가스 및 잔류 잉크를 배출하는 단계(330)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 방법(300)에서는, 상기 단계 b)는 상기 기판(230)이 정지한 상태에서 상기 리니어형 마스크(220)가 상기 기판(230) 상에서 이동하거나, 또는 상기 리니어형 마스크(220)가 정지한 상태에서 상기 기판(230)이 상기 리니어형 마스크(220)의 하부에서 이동하는 방식으로 수행될 수 있다.
도 3b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.
도 3b를 도 2a 내지 도 2f와 함께 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 방법(300)은 a) 각각이 잉크 및 캐리어 가스를 분사하는 복수의 잉크 스프레이 장치(210)가 착탈 가능하게 장착되며, 하부 부재(221)에 복수의 홀(222)이 형성된 리니어형 마스크(220)를 기판(230) 상에 위치시키는 단계(310); 및 b) 상기 리니어형 마스크(220)와 상기 기판(230)을 상대적으로 이동시키면서 상기 복수의 잉크 스프레이 장치(210)가 상기 복수의 홀(222)을 통해 상기 잉크를 스프레이 방식으로 분사하여 상기 기판(230) 상에 복수의 패턴(232)을 형성하는 단계(320)를 포함한다.
상술한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 방법(300)은 상기 단계 b)가 수행되는 도중에 또는 상기 단계 b)가 완료된 후에 c) 상기 리니어형 마스크(220)의 측면에 구비된 하나 이상의 벤트부(224)를 통해 상기 캐리어 가스 및 잔류 잉크를 배출하는 단계(330)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스프레이 방식의 패턴 형성 방법(300)에서는, 상기 단계 b)는 상기 기판(230)이 정지한 상태에서 상기 리니어형 마스크(220)가 상기 기판(230) 상에서 이동하거나, 또는 상기 리니어형 마스크(220)가 정지한 상태에서 상기 기판(230)이 상기 리니어형 마스크(220)의 하부에서 이동하는 방식으로 수행될 수 있다.
다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.
100,200: 패턴 형성 장치 110,210: 잉크 스프레이 장치
112,212: 잉크 분사구 114,214: 캐리어 가스 분사구
120,220: 마스크 130,230: 기판
122: 슬릿 132,232: 패턴
211: 미세 노즐 장치/표면 탄성파 분무 장치
216: 전원 장치 221,221a,221b,221c: 하부 부재
222: 홀 224: 벤트부

Claims (16)

  1. 스프레이 방식의 패턴 형성 장치에 있어서,
    기판 상에 잉크를 스프레이 방식으로 분사하는 하나 이상의 잉크 스프레이 장치; 및
    상기 기판과 상기 잉크 스프레이 장치 사이에 제공되는 리니어형 마스크
    를 포함하고,
    상기 하나 이상의 잉크 스프레이 장치는 상기 리니어형 마스크 내에서 착탈 가능하게 장착되며,
    상기 리니어형 마스크의 하부 부재에는 복수의 홀이 형성되고,
    상기 리니어형 마스크는 금속 재질 또는 비전도성 재질로 구현되는
    스프레이 방식의 패턴 형성 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 잉크 스프레이 장치는 각각 중앙 부분에 제공되며, 상기 잉크가 분사되는 잉크 분사구와 상기 중앙 분사구의 양 측면에 제공되며, 캐리어 가스가 분사되는 한 쌍의 캐리어 가스 분사구로 구성되는 2유체 노즐로 구현되는 스프레이 방식의 패턴 형성 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 리니어형 마스크는 그 측면에 캐리어 가스 및 잔류 잉크를 배출하기 위한 하나 이상의 벤트부를 추가로 구비하는 스프레이 방식의 패턴 형성 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하부 부재는 자중에 따른 휘어짐을 고려하여 윗 방향으로 휘어진 상태로 가공되는 스프레이 방식의 패턴 형성 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 하부 부재의 윗 방향의 휘어짐 정도는 상기 하부 부재의 재질의 강도 및 자중에 의한 아래 방향의 휘어짐 정도에 비례하여 정해지는 스프레이 방식의 패턴 형성 장치.
  7. 제 1항 내지 제 3항, 제 5항, 및 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리니어형 마스크는 상기 복수의 홀이 단일 피스(piece)로 이루어진 하부 부재에 형성되거나, 또는 2개의 피스로 이루어진 제 1 하부 부재 및 제 2 하부 부재가 합형된 투피스 하부 부재에 형성되는 스프레이 방식의 패턴 형성 장치.
  8. 제 1항 내지 제 3항, 제 5항, 및 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크 스프레이 장치가 잉크를 분사하는 동안, 상기 리니어형 마스크와 상기 기판은 서로 상대적으로 이동하는 스프레이 방식의 패턴 형성 장치.
  9. 스프레이 방식의 패턴 형성 장치에 있어서,
    기판 상에 하전 입자를 발생시켜 스프레이 방식으로 분사하는 미세 노즐 장치;
    상기 기판 및 상기 미세 노즐 장치에 각각 연결되는 전원 장치; 및
    상기 기판과 상기 미세 노즐 장치 사이에 제공되며, 하부 부재에 복수의 홀이 형성되는 리니어형 마스크
    를 포함하고,
    상기 전원 장치가 온상태가 되면, 상기 미세 노즐 장치는 상기 하전 입자를 발생시키고,
    상기 하전 입자는 상기 복수의 홀을 통해 분사되어 상기 기판 상에 복수의 패턴을 형성하며,
    상기 리니어형 마스크는 금속 재질 또는 비전도성 재질로 구현되는
    스프레이 방식의 패턴 형성 장치.
  10. 스프레이 방식의 패턴 형성 장치에 있어서,
    기판 상에 하전 입자를 발생시켜 스프레이 방식으로 분사하는 표면 탄성파 분무 장치;
    상기 표면 탄성파를 이용한 분무 장치에 연결되는 전원 장치; 및
    상기 기판과 상기 표면 탄성파 분무 장치 사이에 제공되며, 하부 부재에 복수의 홀이 형성되는 리니어형 마스크
    를 포함하고,
    상기 전원 장치에 의해 상기 표면 탄성파 분무 장치에 전압이 인가되면, 상기 표면 탄성파 분무 장치는 표면 탄성파를 이용하여 내부에 제공되는 용액을 진동시켜 상기 하전 입자를 발생시키고,
    상기 하전 입자는 상기 복수의 홀을 통해 분사되어 상기 기판 상에 복수의 패턴을 형성하며,
    상기 리니어형 마스크는 금속 재질 또는 비전도성 재질로 구현되는
    스프레이 방식의 패턴 형성 장치.
  11. 스프레이 방식의 패턴 형성 방법에 있어서,
    a) 잉크 및 캐리어 가스를 분사하는 잉크 스프레이 장치가 착탈 가능하게 장착되며, 하부 부재에 복수의 홀이 형성된 리니어형 마스크를 기판 상에 위치시키는 단계; 및
    b) 상기 리니어형 마스크와 상기 기판을 상대적으로 이동시키면서 상기 잉크 스프레이 장치가 상기 복수의 홀을 통해 상기 잉크를 스프레이 방식으로 분사하여 상기 기판 상에 복수의 패턴을 형성하는 단계
    를 포함하되.
    상기 단계 b)는 상기 기판이 정지한 상태에서 상기 리니어형 마스크가 상기 기판 상에서 이동하거나, 또는 상기 리니어형 마스크가 정지한 상태에서 상기 기판이 상기 리니어형 마스크의 하부에서 이동하는 방식으로 수행되는
    스프레이 방식의 패턴 형성 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 스프레이 방식의 패턴 형성 방법은 상기 단계 b)가 수행되는 도중에 또는 상기 단계 b)가 완료된 후에 c) 상기 리니어형 마스크의 측면에 구비된 하나 이상의 벤트부를 통해 상기 캐리어 가스 및 잔류 잉크를 배출하는 단계를 추가로 포함하는 스프레이 방식의 패턴 형성 방법.
  13. 삭제
  14. 스프레이 방식의 패턴 형성 방법에 있어서,
    a) 각각이 잉크 및 캐리어 가스를 분사하는 복수의 잉크 스프레이 장치가 착탈 가능하게 장착되며, 하부 부재에 복수의 홀이 형성된 리니어형 마스크를 기판 상에 위치시키는 단계; 및
    b) 상기 리니어형 마스크와 상기 기판을 상대적으로 이동시키면서 상기 복수의 잉크 스프레이 장치가 상기 복수의 홀을 통해 상기 잉크를 스프레이 방식으로 분사하여 상기 기판 상에 복수의 패턴을 형성하는 단계
    를 포함하되,
    상기 단계 b)는 상기 기판이 정지한 상태에서 상기 리니어형 마스크가 상기 기판 상에서 이동하거나, 또는 상기 리니어형 마스크가 정지한 상태에서 상기 기판이 상기 리니어형 마스크의 하부에서 이동하는 방식으로 수행되는
    스프레이 방식의 패턴 형성 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 스프레이 방식의 패턴 형성 방법은 상기 단계 b)가 수행되는 도중에 또는 상기 단계 b)가 완료된 후에 c) 상기 리니어형 마스크의 측면에 구비된 하나 이상의 벤트부를 통해 상기 캐리어 가스 및 잔류 잉크를 배출하는 단계를 추가로 포함하는 스프레이 방식의 패턴 형성 방법.
  16. 삭제
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