KR101324493B1 - 원통 금형에 패턴을 복제하는 방법 - Google Patents

원통 금형에 패턴을 복제하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원통 금형에 패턴을 복제하는 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 원통 금형에 패턴을 복제한 후, 노광 공정없이 직접 식각을 통해 간편한 공정으로 패턴이 새겨진 원통 금형을 제작하도록 하는 원통 금형에 패턴을 복제하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 원통 금형에 패턴을 복제하는 방법은 원본 원통 금형의 패턴에 잉크를 도포하는 제 1단계; 복제 원통 금형에 상기 원본 원통 금형의 패턴에 도포된 잉크가 인쇄되어 패턴을 생성하는 제 2단계; 및 상기 복제 원통 금형에서 패턴이 인쇄되지 않은 부분을 식각하는 제 3단계를 포함함에 기술적 특징이 있다.

Description

원통 금형에 패턴을 복제하는 방법{Method for reprinting pattern in cylindrical mold}
본 발명은 원통 금형에 패턴을 복제하는 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 원통 금형에 패턴을 복제한 후, 노광 공정없이 직접 식각을 통해 간편한 공정으로 패턴이 새겨진 원통 금형을 제작하도록 하는 원통 금형에 패턴을 복제하는 방법에 관한 것이다.
영상을 표시하는 표시장치나 데이터를 저장하는 메모리 장치와 같은 반도체 장치에는 다양한 패턴이 사용된다. 예컨대, 표시장치에는 화면의 기본 단위인 각 화소별로 화소전극과 박막트랜지스터가 구비되며, 화소전극은 도전막 패턴으로 이루어진다. 또한 화소전극과 박막트랜지스터의 사이에는 보호막 패턴이 형성되는데, 보호막은 절연막 패턴으로 이루어진다.
패턴을 생성함에 있어서, 종래에는 평판에 스탬프를 통해 인쇄하는 방법이 사용되었다. 평판에 스탬프를 통해 인쇄할 경우, 대면적에 적용시 패턴의 균일도에 문제가 발생하고, 제작 비용이 상승하는 문제점이 있었다.
이에 원통 금형을 이용하여 패턴을 생성하는 기술이 개발되었으며, 원통 금형으로 패턴을 생성하면 이음매 없는 원통 금형을 이용한 대면적화에 유리하고, 패턴의 균일도를 확보할 수 있다는 장점이 있다.
이러한 원통 금형에 패턴을 생성하는 기술로는 패턴이 새겨진 필름 또는 시트를 복제하고자 하는 원통 금형에 고정하는 것이 일반적이나, 필름 또는 시트를 고정하는 부분의 이음매가 발생하기 때문에 평판에 스탬프를 통해 인쇄할 때, 발생하는 문제점이 발생하게 되고, 롤투롤 공정에서 원통 금형의 연속 회전에 따른 한계가 발생하게 되는 문제점이 있다.
또한, 원통 금형에 패턴을 생성함에 있어서, 노광 및 현상 과정을 거쳐 생성하였으나, 공정 과정이 복잡하고, 그에 따른 많은 비용이 발생하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 인쇄를 통해 노광 및 현상의 과정 없이 원통 금형의 패턴을 생성하여 보다 간편한 공정으로 패턴을 생성하도록 하는 원통 금형에 패턴을 복제하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 원본 금형의 패턴에 잉크를 도포하는 제 1단계; 복제 금형에 상기 원본 금형의 패턴에 도포된 잉크가 인쇄되어 패턴을 생성하는 제 2단계; 및 상기 복제 금형에서 패턴이 인쇄되지 않은 부분을 식각하는 제 3단계를 포함하는 원통 금형에 패턴을 복제하는 방법에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 제 1단계에서 상기 원본 금형 측면에 인쇄롤이 위치하여 상기 인쇄롤에 도포되는 잉크가 상기 원본 금형의 회전을 통해 균일하게 도포하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제 1단계에서 상기 원본 금형을 기준으로 양측면에 상기 인쇄롤과 상기 복제 금형이 위치하여 맞닿게 회전하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제 1단계에서 상기 인쇄롤을 기준으로 양측면에 상기 원본 금형과 상기 복제 금형이 위치하여 맞닿게 회전하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제 3단계는 유도형 결합 플라즈마를 이용하여 건식 식각을 하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 원통 금형에 패턴을 복제하는 방법은 인쇄를 통해 노광 및 현상의 과정 없이 원통 금형의 패턴을 생성하여 보다 간편한 공정으로 패턴을 생성하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원통 금형에 패턴을 복제하는 방법의 공정도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원통 금형에 패턴을 복제하는 방법의 공정도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 식각 공정의 공정도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 식각 공정을 위한 ICP 공정 챔버를 나타낸 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원통 금형에 패턴을 복제하는 방법의 공정도이다. 도 1을 참조하면, 패턴을 복제함에 있어서, 원본의 패턴과 대칭 패턴을 생성하는 방법이다.
패턴을 복제해야 할 원통 금형(110)을 복제 금형(110)이라 지칭하고, 패턴이 새겨져 있어서 복제 금형(110)에 패턴을 복제하기 위한 원통 금형(120)을 원본 금형(120)이라 지칭한다.
복제 금형(110)은 원통형 스핀 코터, 스프레이 코터, 롤코터, 슬릿다이 코터 등의 방법으로 도포할 수 있다.
인쇄롤(100)은 회전하면서 잉크공급장치(104)로부터 잉크(102)를 인쇄롤(100)에 도포하도록 한다. 인쇄롤(100)과 원본 금형(120)은 맞닿아 회전하면서 인쇄롤(100)의 도포된 잉크를 원본 금형(120)의 패턴(122) 위에 도포한다.
인쇄롤(100)은 아닐롤스 롤러(Anilox roller)를 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않는다.
원본 금형(120)은 복제 금형(110)과 맞닿아 회전하며, 원본 금형(120)의 패턴(122) 위에 도포된 잉크를 복제 금형(110)에 패턴(112)을 인쇄한다.
원본 금형(120)과 복제 금형(110)이 맞닿아 회전하기 때문에 원본 금형(120)의 패턴(122) 모양이 대칭되도록 인쇄된다.
패턴(112)이 형성된 복제 금형(110)에서 패턴(112)이 인쇄된 부분이 아닌 부분을 식각(130)하면 패턴이 새겨진 복제 금형(140)이 완성된다.
원본 금형(120) 또는 인쇄롤(100)에 잉크를 도포할 때, 잉크공급장치(104)를 통해 잉크를 도포하는 타이밍을 조절할 수도 있고, 시작점 또는 끝점을 구분하여 잉크가 무한정 나오지 않도록 조절한다. 즉, 원본 금형(120) 또는 인쇄롤(100)에 도포된 잉크가 복제 금형(110)에 도포되지 않고, 원본 금형(120) 또는 인쇄롤(100)에 도포된 상태로 존재할 경우에도 잉크가 계속 도포되면 추후 패턴을 생성하는데 있어서 문제가 발생하기 때문에 원본 금형(120) 또는 인쇄롤(100)에 도포된 잉크 여부에 따라 잉크 도포하는 것을 제어한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원통 금형에 패턴을 복제하는 방법의 공정도이다. 도 2를 참조하면, 패턴을 복제함에 있어서, 원본의 패턴과 동일 패턴을 생성하는 방법이다.
원본 금형(220)의 패턴과 동일 패턴을 복제하기 위하여 인쇄롤(200)이 원본 금형(220)과 복제 금형(210) 사이에 위치한다. 인쇄롤(200)은 오프셋 롤러(Off-set roller)인 것이 바람직하다.
원본 금형(220)에 잉크가 도포(222)되면 인쇄롤(200)이 회전하면서 원본 금형(220)의 패턴(202)을 인쇄하고, 인쇄롤(200)과 맞닿은 복제 금형(210)에 패턴(212)이 인쇄된다.
패턴(212)이 형성된 복제 금형(210)에서 패턴(212)이 인쇄된 부분이 아닌 부분을 식각(230)하면 패턴이 새겨진 복제 금형(240)이 완성된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 식각 공정의 공정도이다. 도 3을 참조하면, 복제 금형(310)에 패턴(340)이 복제된다.
복제 금형(310)에서 패턴(340)이 인쇄된 부분이 아닌 패턴(340)이 인쇄되지 않은 부분을 식각(320)하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 식각 공정을 위한 ICP 공정 챔버를 나타낸 도면이다.
도 1에서 도 2에 패턴을 생성하는 방법에서 식각 공정은 플라즈마를 이용하여 건식 식각을 하는 것이 바람직하다. 도 4는 내장형 안테나를 갖는 유도형 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, 이하 'ICP'라고 칭함) 공정 챔버(400)이다.
유도형 결합 플라즈마 공정 챔버(400)는 접지와 연결되며 도전체로 이루어진 진공 챔버(400)의 외벽(405), 외벽(405)과 절연 연결된 지지 수단(410) 및 지지 수단(410)에 장착되는 복제 금형(420)을 포함한다.
유도형 결합 플라즈마 공정 챔버(400)를 이용하여 복제 금형(420)을 식각하며, 나노 단위까지 식각이 가능하다.
복제 금형(420)은 전도성 물질로 구성될 수 있으며, 복제 금형(420)의 일측은 임피던스 매칭 네트워크(415)를 통하고, 타측은 종단 커패시터(430)을 통하여 RF 전원(425)에 연결된다. 이를 통해 음성적인 RF 자기 바이어스는 플라즈마(435) 방전 시 복제 금형(420)의 표면에 걸리게 된다. 이때, RF 전원(425)의 주파수는 안테나-기판에 따라 정상파 효과와 전송 라인 효과가 최소가 되도록 선택할 수 있다.
또한, 절연 연결된 지지 수단(410)은 정상파 효과로 인한 방전 전압을 피하기 위하여 접지 연결될 수도 있다.
복제 금형(420) 내부에 소정 온도의 유체(440)를 통과시킴으로써, 복제 금형(420) 온도를 조절할 수 있으며, 복제 금형(420)의 내부는 진공 밀봉을 통하여 공정 챔버와 서로 분리된다(445).
복제 금형(420)을 식각하는 과정은 임피던스 매칭 네트워크(415)를 통하여 복제 금형(420)에 RF 전력이 인가되고, RF 전력에 공진이 발생하여 공정 챔버(400) 내에 플라즈마(435)가 형성된다.
복제 금형(420)에 이온과 전자의 이동 차이에 의하여 음성적 직류전원 자기 바이어스가 형성되고, 형성된 플라즈마(435) 내의 이온의 가속을 이용하여 복제 금형(420)을 식각한다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
110, 210 : 복제 금형 120, 220 : 원본 금형
100, 200 : 인쇄롤 104 : 잉크공급장치
112, 122, 202, 212 : 패턴 400 : 유도형 결합 플라즈마 공정 챔버
405 : 외벽 410 : 지지 수단
415 : 임피던스 매칭 네트워크 425 : RF 전원
430 : 종단 커패시터 435 : 플라즈마

Claims (6)

  1. 원통 금형에 패턴을 복제하는 방법에 있어서,
    원본 원통 금형의 패턴에 잉크를 도포하는 제 1단계;
    복제 원통 금형에 상기 원본 원통 금형의 패턴에 도포된 잉크가 인쇄되어 패턴을 생성하는 제 2단계; 및
    상기 복제 원통 금형에서 패턴이 인쇄되지 않은 부분을 식각하는 제 3단계
    를 포함하되, 상기 제 1단계에서 상기 원본 원통 금형의 측면에 인쇄롤이 위치하여 상기 인쇄롤에 도포되는 잉크가 상기 원본 원통 금형의 회전을 통해 균일하게 도포하는 것을 더 포함하며, 상기 제 1단계에서 상기 원본 원통 금형을 기준으로 양측면에 상기 인쇄롤과 상기 복제 원통 금형이 위치하여 맞닿게 회전하는 것을 특징으로 하는 원통 금형에 패턴을 복제하는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1단계에서 상기 인쇄롤을 기준으로 양측면에 상기 원본 원통 금형과 상기 복제 원통 금형이 위치하여 맞닿게 회전하는 것을 특징으로 하는 원통 금형에 패턴을 복제하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1단계에서 잉크를 도포하는 것은 상기 잉크를 도포하는 시작점과 끝점을 인식하여 도포되는 상기 잉크의 양을 제어하는 것을 특징으로 하는 원통 금형에 패턴을 복제하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 3단계는 유도형 결합 플라즈마를 이용하여 건식 식각을 하는 것을 특징으로 하는 원통 금형에 패턴을 복제하는 방법.
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