KR101603222B1 - 평판 표시 장치의 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 패턴 형성 장비 - Google Patents

평판 표시 장치의 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 패턴 형성 장비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 패턴 형성을 위한 몰드를 기판 상에 투하할 때 공정 진공도를 유지하는 평판 표시 장치의 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 패턴 형성 장비에 관한 것으로, 본 발명의 평판 표시 장치의 패턴 형성 방법은, 백플레인과, 상기 백플레인 상에 패턴층 및 상기 백플레인의 외부면에 투명 도전막을 포함하는 몰드를 준비하는 단계;와, 챔버 내에 상기 몰드를 유입시킨 후, 정전 척에 전압을 인가하여 상기 정전척과 상기 투명 도전막을 접하게 하며, 상기 몰드를 수평면 상태로 유지하는 단계;와, 상기 몰드의 하측에, 표면에 패턴 형성 물질층을 포함한 기판을 대응시키는 단계; 및 상기 정전 척에 인가된 전압을 오프시켜 상기 정전 척으로부터 상기 몰드를 분리시키며, 상기 몰드를 상기 기판 상에 투하시켜, 상기 패턴 형성 물질층에 상기 패턴층의 형상을 전사시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
임프린트(imprint), 몰드(mold), 투명 도전막, ESC 구동 전압

Description

평판 표시 장치의 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 패턴 형성 장비 {Method for Forming Pattern in Flat Panel Display and Apparatus for Forming pattern with Using the Same}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로 특히, 패턴 형성을 위한 몰드를 기판 상에 투하할 때 공정 진공도를 유지하는 평판 표시 장치의 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 패턴 형성 장비에 관한 것이다.
최근의 정보화 사회에서 표시 장치(Display Device)는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 더 한층 강조되고 있으며, 향후 주요한 위치를 점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다.
전자회로 등의 미세 패턴 형성 공정은 소자의 특성을 좌우하는 요소일 뿐만 아니라 소자의 성능과 용량을 결정하는 중요한 요소이다.
근래, 소자의 성능을 향상시키기 위한 여러 가지 노력이 이루어지고 있지만, 특히 미세 패턴을 형성하여 소자의 성능을 향상시키는 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
이러한 미세 패턴 형성공정은 반도체소자, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board), 액정표시소자(Liquid Crytal Display device)나 PDP(Plasma Display Panel)와 같은 평판표시소자(Flat Panel Display device) 등에도 필수적으로 사용된다.
패턴을 형성하기 위한 많은 연구가 진행되고 있지만, 종래에 가장 많이 사용되고 있는 패턴 형성 공정은 포토 레지스트(photo-resist)를 이용한 포토 리쏘그래피(photo-lithography) 공정으로, 이하, 설명한다.
먼저, 유리와 같은 절연물질 또는 반도체물질로 이루어진 기판 위에 형성된 금속층위에 감광성물질인 포토 레지스트를 코팅하여 포토 레지스트층을 형성한다.
이어, 상기 포토 레지스트층에 소프트 베이킹(soft baking) 공정을 진행한다.
이어, 투과영역과 차광영역이 정의된 노광 마스크를 상기 포토 레지스트층 위에 위치시킨 후 자외선(UV)과 같은 광을 조사한다. 통상적으로 포토 레지스트는 양성(positive) 포토 레지스트와 음성(negative) 포토 레지스트가 존재하지만, 여기에서는 설명의 편의상 음성 포토 레지스트를 사용한 경우에 대하여 설명한다.
자외선이 조사됨에 따라 자외선이 조사된 영역의 포토 레지스트는 그 화학적 구조가 변하게 되어, 현상액을 작용하면 자외선이 조사되지 않은 영역의 포토레지스트가 제거되어 포토 레지스트 패턴이 형성된다.
이어, 상기 포토 레지스트 패턴으로 금속층의 일부를 블로킹(blocking)한 상태에서 상기 결과물을 현상액에 담그고, 하드 베이킹(hard baking) 공정을 진행한 후에, 포토 레지스트 패턴 하부를 제외한 나머지 부분의 금속을 식각하여 금속 패 턴을 형성한다.
이어, 스트리퍼(stripper)를 사용하여 상기 포토 레지스트 패턴을 제거하면, 기판 위에는 금속 패턴만이 남게 된다.
상기와 같은 종래 기술에 따른 포토 레지스트를 이용하여 미세 패턴을 형성하는 방법에는 다음과 같은 문제가 있다.
첫째, 포토 레지스트 패턴은 포토 레지스트를 도포하는 공정, 소프트 베이킹 및 하드 베이킹 하는 공정, 노광 및 현상하는 공정을 순서대로 거쳐야 하므로, 제조공정이 복잡하게 된다.
둘째, 통상적으로 복수개의 패턴(혹은 전극)으로 이루어진 전기소자공정에서는 하나의 패턴을 형성하기 위해 포토 레지스트 공정이 진행되고, 다른 패턴을 형성하기 위해 또 다른 포토 레지스트 공정이 진행되어야만 한다. 이것은 제조라인에서 각 패턴 라인 사이마다 고가의 포토 레지스트를 수회 반복 사용하여야 하는 것을 의미하며, 이에 따른 공정라인이 개별적으로 필요하다는 것을 의미한다. 따라서, 제조비용이 상승하게 된다.
셋째, 포토 레지스트의 도포는 스핀코팅에 의해 이루어진 후, 노광 및 현상 공정을 거친 후 폐기되는 것으로, 패턴의 형상 후 전량 폐기된다. 이 때, 포토 레지스트의 사용량 뿐만 아니라 포토 레지스트를 현상하기 위한 현상액 및 상기 포토 레지스트를 제거하기 위해 요구되는 스트리퍼(stripper) 등의 처리 등으로 인해 환경이 오염되는 원인도 되는 것이다.
넷째, 스핀코팅에 의한 포토 레지스트층의 형성은 정확한 층의 두께를 제어 하기가 힘들다. 따라서, 포토 레지스트층이 불균일하게 형성되어 패턴형성시 패턴의 표면에는 미제거된(non-stripped) 포토 레지스트가 잔류하게 될 수 있으며, 이는 전기소자에 불량이 발생하는 원인이 된다.
이하에서는, 상술한 포토 리쏘그래피의 문제점을 개선하기 위해 포토 리쏘그래피에 의한 패터닝 방법을 대체하여 이용되는 (소프트) 몰드와, (소프트) 몰드를 이용한 패터닝 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 일반적인 소프트 몰드를 나타낸 단면도이다.
도 1과 같이, 일반적인 소프트 몰드(50)는 글래스(glass) 또는 석영으로 이루어진 백플레인(backplane)(20)과, 상기 백플레인(20) 상에, 대향되는 기판(미도시)측에 패턴을 정의하도록 표면에 양음각의 형상을 갖는 패턴층(25)이 적층되어 이루어진다.
이러한 소프트 몰드(soft mold)는 마이크로 단위의 미세한 패턴(소프트 몰드의 음각 또는 양각에 따라 형성된 패턴)을 형성하는데 사용된다.
여기서, 상기 소프트 몰드(soft mold)의 패턴층(25)은 탄성 중합체와 같은 폴리머(polymer)를 경화시켜 제작할 수 있으며, 이러한 탄성 중합체로는 대표적으로 PDMS(polydimethylsiloxane)가 널리 사용되고 있다. 상기 PDMS 이외에도 폴리우레탄(polyurethane), 폴리이미드(polyimides)등을 사용할 수 있다.
이러한 제조된 소프트 몰드는 소프트 리소그래피(Soft lithography), 소프트 몰딩(soft molding), 캐필러리 폴스 리소그래피(capillary force lithography)와 인-플랜 프린팅(in-plane printing)용 등 다양한 분야에 적용되고 있다.
도 2a 및 도 2b는 종래의 소프트 몰드를 기판에 대응 후 투하하는 과정을 도시한 공정 단면도이다.
도 2a와 같이, 종래의 소프트 몰드(50)는 정전 척(ESC: Electrostatic Chuck: 30)을 통해 전압을 걸어주어 상기 소프트 몰드(50)를 수평면 상태로, 진공으로 잡아준 상태에서, 그 하측에 기판(미도시)를 대응시켜 정전 척(30)에 걸린 전압을 오프(off)시켜 도 2b와 같이, 상기 정전 척(30)으로부터 진공을 풀어 상기 기판(미도시) 상에 투하한다.
도 3은 종래의 소프트 몰드와 정전 척간의 대응 관계를 도시한 개략 단면도이다.
도 3과 같이, 종래의 정전 척(30)은 그 내부에 정전 전극(35)을 구비하여 정전기의 힘을 사용해 상기 소프트 몰드(50)를 상기 정전 척(30)에 고정해준다. 이 때, 상기 정전 척(ESC)(30)은 내부 정전전극(35)들에 전압 인가로 각각 내부 전극(35)들 표면 상에 '+' 또는 '-'의 전하가 인가된다. 이 때, 대향되는 하측의 소프트 몰드의 백플레인(20)의 표면에 반대의 전위가 대전('-', '+')되고, 대전된 전위에 의하여 서로 끌어당기는 힘이 발생하여 상기 정전 척(30)과 상기 소프트 몰드(50)가 서로 진공으로 고정되는 것이다. 여기서 도시된 정전 척(30)은, 상기 소프트 몰드를 패터닝이 이루어질 기판 상에 투하하기 전 기판 상측에서 일정시간 고정시킬 때 이용되며, 그 내부의 정전 전극(35)에 전압을 인가하여 고정시킨 상태를 일정 시간 유지한 후, 정전척(30)의 전압을 오프시켜, 정전척(30)으로부터 상기 소 프트 몰드(50)를 분리시켜 상기 소프트 몰드(50)를 기판상으로 투하한다.
그런데, 투하시 전압을 오프한다 하더라도 상기 정전척(30) 내부와 상기 소프트 몰드(50)의 백플레인(20) 표면의 대전 상태가 유지되어, 바로 소프트 몰드(50)의 투하가 가능하지 않다. 따라서, 이러한 대전 상태를 파괴시켜 소프트 몰드의 투하를 용이하기 위해 질소를 상기 정전척(30)에서 소프트 몰드(50)측으로 분사시키는 공정을 진행한다. 이러한 질소 분사에 의해 소프트 몰드(50) 투하는 가능하나, 상기 정전 척과 소프트 몰드가 위치한 챔버 내의 진공도가 파괴되고, 이는 임프린팅 공정에서 분사된 질소가 상기 기판 상과 소프트 몰드 사이에 유입되어 패턴 불량을 유발하는 또 다른 불량을 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 질소 분사에 따른 진공도 파괴 정도를 감안하여, 초기 상태에서 고진공을 걸어주어 상대적으로 질소 분사가 소량 이루어져도 챔버 내에서 불량이 일어나지 않게 할 수도 있으나, 이 경우 필요한 고진공을 유지하기 위해서는 챔버 내의 가스를 빼주어야 하므로, 장시간이 소요되어 시간적, 장비적 애로사항을 피할 수 없다.
상기와 같은 종래의 패턴 형성 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.
몰드 구성이 백플레인과 패턴을 구성하는 폴리머층으로 이루어져 있기 때문에 진공 중에서 흡착하려면 높은 전압이 요구된다. 즉, 정전척에서 몰드를 진공으로 잡아줄 때, 상기 정전척에 고전압을 가해주면 몰드와 정전척 사이에 고전압에 의해 대전되어있기 때문에, 문제점이 발생하는 것이다. 이와 같이 고전압으로 각각 정전척과 몰드의 백플레인의 표면에 높은 전하량의 대전입자가 대전되어 있게 되면, 상기 정전척의 전압을 오프(off)시킨다 하더라도, 바로 몰드가 투하되지 않고, 대전입자에 의해 상기 정전척에 정전기로 잡혀있는 것으로, 오랜 시간이 경과한 후 기판 상으로 투하가 가능하게 된다. 이러한 몰드 투하시간을 줄이기 위해 상기 정전척에서 질소를 몰드측으로 분사하는 퍼지(Purge) 방식이 제안되고 있다. 그러나, 이러한 퍼지 방식의 경우, 상기 몰드 및 기판이 놓여진 챔버 내의 진공도가 파괴되어 패턴 형성의 불량이 발생한다.
또한, 이렇게 정전척과 붙은 몰드를 기판상으로 투하시키기 위해 정전척을 오프(off)하더라도 각각 백플레인과 진공 척 장비와 바로 떨어지지 않고, 오랜시간이 경과한 후에 떨어질 수 있기 때문에, 공정 시간을 단축하기 위해 질소 가스를 진공 척 장비에서 백플레인으로 투하하는 퍼지 방식을 이용하고 있다.
그러나, 이러한 질소를 공급하여 배출하는 퍼지(purge) 방식은 공정 시간을 단축하기 위해 적용하고 있는 상황이지만, 소프트 몰드의 임프린트 공정 특성상 질 소 퍼지 이후 챔버 내의 공정 진공도가 현저하게 떨어지게 되어 제품 품질이 저하되는 단점이 있다. 또한, 질소 분사시 기판 상의 형성되는 패턴에 에어 트랩(air trap)이 발생하여 기포(bubble)성 얼룩 불량이 발생하기도 한다.
또한, 이후 공정에서 투하된 질소를 다시 챔버에서 빼주는 과정이 더 소요되어, 장기적인 관점에서 공정 시간의 감소를 꾀하기도 힘들다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 패턴 형성을 위한 몰드를 기판 상에 투하할 때 공정 진공도를 유지하는 평판 표시 장치의 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 패턴 형성 장비를 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 평판 표시 장치의 패턴 형성 장비는, 백플레인과, 상기 백플레인 상에 패턴층과 상기 백플레인의 외부면에 투명 도전막을 포함하는 몰드; 및 상기 투명 도전막과 대응되며, 전압 인가시 상기 투명 도전막과 진공으로 접하며, 전압 오프시 상기 투명 도전막으로부터 이격되는 정전 척을 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 정전 척에 전압 인가시 인가하는 전압은 2.5KV 이하이다.
그리고, 상기 투명 도전막은 상기 백플레인의 외부면에 스퍼터링(sputtering) 또는 증착하여 형성된 것이다.
또한, 상기 투명 도전막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 중 어느 하나이다.
한편, 상기 투명 도전막은 연결되어 있는 접지 패턴을 더 구비하여 전압 오 프시 접지 상태로 바로 이르게 할 수 있다.
또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 평판 표시 장치의 패턴 형성 방법은, 백플레인과, 상기 백플레인 상에 패턴층 및 상기 백플레인의 외부면에 투명 도전막을 포함하는 몰드를 준비하는 단계;와, 챔버 내에 상기 몰드를 유입시킨 후, 정전 척에 전압을 인가하여 상기 정전척과 상기 투명 도전막을 접하게 하며, 상기 몰드를 수평면 상태로 유지하는 단계;와, 상기 몰드의 하측에, 표면에 패턴 형성 물질층을 포함한 기판을 대응시키는 단계; 및 상기 정전 척에 인가된 전압을 오프시켜 상기 정전 척으로부터 상기 몰드를 분리시키며, 상기 몰드를 상기 기판 상에 투하시켜, 상기 패턴 형성 물질층에 상기 패턴층의 형상을 전사시키는 단계를 포함하여 이루어진 것에 또 다른 특징이 있다.
여기서, 상기 정전 척과 상기 투명 도전막을 접하게 할 때, 상기 정전 척에 인가되는 전압은 2.5KV이하이다.
그리고, 상기 정전 척 내에는 정전 전극이 구비되며, 상기 정전 척에 전압 인가시 상기 정전 전극과 상기 투명 도전막은 서로 반대 극상의 대전입자로 대전되어 있는 것이다. 이 때, 상기 투명 도전막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 중 어느 하나이다.
경우에 따라, 상기 투명 도전막은 접지 패턴과 더 연결되어 있을 수도 있다.
상기와 같은 본 발명의 평판 표시 장치의 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 패턴 형성 장비는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 몰드를 제작시 몰드 외부면에 투명 도전막과 같은 전기적 특성이 좋은 투명 전극을 증착하여, 몰드를 정전척이 잡아주는 조건의 정전 척의 구동 전압을 낮출 수 있도록 하는 것이다. 또한, 몰드 외부면에 투명 도전막(130)을 증착하게 되면 백플레인(back-plane)만 있는 경우보다 전기적 특성이 우수하여 낮은 정전척 전압으로도 쉽게 상대 전위를 인가할 수 있게 된다. 따라서, 낮은 전압을 인가한 정전 척 전압을 오프시키면 곧바로 정전척으로부터 몰드(100)가 떨어지게 되고, 따라서, 질소 공급 및 배출없이 몰드를 투하할 수 있게 된다.
둘째, 상술한 정전 척(ESC: Electrostatic Chuck)의 구동 전압을 감압하여 정전척의 수명을 개선할 수 있다.
셋째, 정전 척 구동에 상대적으로 낮은 전압 인가에 의해 몰드 투하시 소요되는 공정 시간을 단축한다.
넷째, 별도 질소 분사 등의 공정을 거치지 않고, 단시간에 정전척으로부터 몰드를 분리해내어 기판 상에 투하시킬 수 있어, 챔버 내의 진공도를 저하시키지 않아, 임프린트 공정시 진공도 유지에 따른 수율을 증가시킨다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 평판 표시 장치의 패턴 형성 방법에 이용되는 몰드를 나타낸 사시도와, 도 5는 본 발명의 도 4의 몰드를 이용하여 챔버 내에서 패턴 형성에 적용되는 정전 척과 그 정전기적 특성을 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5와 같이, 본 발명의 평탄 표시 장치의 패턴 형성 장비는, 글래스(glass) 또는 석영 기판으로 이루어지는 백플레인(back-plane)(110)과, 상기 백플레인(110) 상에 폴리머로 이루어진 패턴층(120)과 상기 백플레인(110)의 외부면(도시된 도면의 상측면)에 형성된 투명 도전막(130)을 포함하는 몰드(100)와 상기 투명 도전막(130)의 상부에서 대응되며, 전압 인가(ESC on)시 상기 투명 도전막(130)과 진공으로 접하며, 전압 오프(ESC off)시 상기 투명 도전막(130)으로부터 이격되는 정전 척(도 5의 200 참조)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 정전 척에 전압 인가시 인가하는 전압은 2.5KV 이하이다. 상기 몰드(100) 하측에 대응되어 패턴이 형성되는 기판(미도시: 도 6a의 300 참조)의 형성 모드에 따라 인가되는 전압의 범위는 달라질 수 있으나, 대략 최대 값 2.5KV로 하여 그 이하로 인가하여도 충분히 정전 척(200)으로 상기 몰드(100)를 수평면을 유지하여 고정시키며 잡아줄 수 있다.
예를 들어, 상기 기판이 IPS(Twisted Nematic) 모드의 액정 표시 장치와 같이, 기판의 외부면(도 6a을 기준으로 했을 때, 기판(300)의 하부면)에 ITO막을 구비한 경우, 상대적으로 작은 구동 전압인 1.0KV만으로 정전척의 구동이 가능하였으며, 기판의 외부면에 이러한 도전막을 구비하지 않은 경우는 약 2.4~2.5KV의 전압 인가로 정전척의 구동이 가능하였다.
최근의 실험에서 본 발명에서 이용되는 몰드와 같이, 투명 도전막을 포함하는 몰드는 정전 척에 유지시부터 분리되는 전압을 1.0~3.0KV의 범위에서 인가하여 측정한 결과, 1.0KV에서 전압 오프만으로부터 정전척으로부터 몰드의 분리가 가능하였다. 대조적으로 투명 도전막을 포함하지 않은 도 1과 같은 종래의 몰드는, 2.5KV 이하로 정전척 인가전압을 유지할 때, 정전척이 몰드를 잡아주는 힘(chucking force)이 부족하여, 공정 중 낙하 불량이 발생하였고, 2.5KV~3.0KV 범위에서 정전척 인가 전압을 유지 후, 전압 오프하여 상기 몰드를 투하시 질소 분사(purge)없이는 정전 척으로부터 즉각적으로 분리되지 않고 투하에 오랜시간이 소요되었다.
즉, 종래의 몰드의 경우, 순수하게 도전성을 갖지 않는 백플레인과 폴리머로 이루어져 있기에, 상대적으로 본 발명의 몰드에 비해 요구되는 구동 전압의 값이 컸던 것으로, 약 3KV 이상이 인가되었어야 하나, 본 발명의 경우 몰드(100)의 외부면에 도전성이 좋은 투명 도전막(130)을 구비함에 의해 전압 인가 효과를 상승시켜 구동 전압을 2.5 KV 이하로 낮출 수 있다. 또한, 상기 정전척(200)에 전압 오프시 도전성과 전도율이 높은 투명 도전막(130)이 바로 정전척(200)에 콘택되어 있어, 오프시 각각 정전척(200)과 투명도전막(130) 표면에 대전되어 있는 대전 입자를 빠르게 상쇄시켜 정전척(200)으로부터 상기 몰드(100)의 분리가 용이한 것이다. 따라서, 별도 질소 분사를 하지 않고, 단시간에 전압 오프시 정전척(200)에서 몰드(100)를 분리할 수 있다.
이러한 상기 투명 도전막(130)은 상기 백플레인(110)의 외부면에 투명 금속을 스퍼터링(sputtering) 또는 증착(deposition)하여 형성된 것이다. 예를 들어, 상기 투명 도전막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 또는 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)로 형성한다.
한편, 도시되지는 않았으나, 상기 투명 도전막(130)은 접지 패턴을 연결시켜 전압 오프시 일정 시간의 경과없이 접지 상태로 바로 이르게 할 수 있다.
도 5에 도시되어 있는 도면은, 상기 정전 척(200)에 전압을 인가하였을 때인 것으로, 상기 정전 척(200) 내부에 정전 전극(205)이 구비되어 있고, 전압 인가에 따라 정전 전극(205)과 투명 도전막(130)이 대전되어 각각 서로 반대되는 극성의 대전입자를 띠고 있다. 이러한 전압 인가시는 상기 정전 척(200)과 상기 투명 도전막(130) 사이의 정전기가 조성되어 정전척(200)이 상기 투명 도전막(130)을 잡아주고 있는 상태가 유지되는 것이다.
상기 정전 척(200)에서 전압을 오프하게 될 경우, 전기적 특성이 우수한 상기 투명 도전막(130)측으로 대전입자가 이동 및 상쇄하여, 단시간에 상기 정전척(200)과 투명 도전막(130)을 포함한 몰드(100)간 분리가 가능한 것이다.
예를 들어, 몰드(100)를 이용하여 패턴을 형성하는 임프린트(imprint) 스탬핑(stamping) 공정에서는 몰드를 진공 상태하에 상부 스테이지(미도시)에 잡아주기(chucking) 위해 정전 척(ESC:Electrostatic Chuck)을 사용하고 있다. 정전 척은 전기적 인력을 사용하여 몰드를 고정시켜 잡아주는데, 이러한 몰드(100)를 이용하여 기판 상에 패턴을 형성하기 위해서는 분리(De-chucking)과정을 거쳐 몰드(100)를 투하하여야 한다. 이러한 분리 (De-chucking_ 방법으로 종래 질소 분사가 이용되었었는데, 앞서 설명한 바와 같이, 질소를 분사하게 되면 투하는 신속히 이루어진다 하더라도 공정 진공도가 파괴되는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명의 패턴 형성 방법에서는 질소나 그 외 별도의 가스 분사없이 몰드 투하가 가능하도록 진공도 를 유지한 상태에서, 진공척에 대응되는 상기 몰드 외부면에 투명 도전막을 증착하여 진공 척 구동 전압을 감압하는 방안을 제안하는 것이다.
도 6a 내지 도 6c은 본 발명의 평판 표시 장치의 패턴 형성 장비를 이용하여 패턴 형성 방법을 도시한 공정 단면도이다.
본 발명의 평판 표시 장치의 패턴 형성 방법은, 먼저, 도 6a와 같이, 백플레인(110)과, 상기 백플레인(110) 상에 폴리머로 이루어진 패턴층(120) 및 상기 백플레인(110)의 외부면에 투명 도전막(130)을 포함하는 몰드(100)를 준비한다.
이어, 챔버(미도시) 내에 상기 몰드(100)를 유입시킨 후, 정전 척(200)에 전압을 인가하여 상기 정전척(200)과 상기 투명 도전막(130)을 접하게 하며, 상기 몰드(100)를 수평면 상태로 유지한다.
이어, 상기 몰드(100)의 하측에, 표면에 패턴 형성 물질층(310)을 포함한 기판(300)을 대응시킨다.
도 6b와 같이, 상기 정전 척에 인가된 전압을 오프시켜 상기 정전 척으로부터 상기 몰드(100)를 분리시키며, 상기 몰드(100)를 상기 기판(300) 상에 투하시켜, 상기 패턴 형성 물질층(310)에 상기 몰드의 패턴층(120)을 일정 시간 대응시켜 도 6c와 같이, 상기 몰드의 패턴층(120)의 형상을 전사시켜 패턴(310a)을 형성한다.
이상과 같은 패턴 형성 방법은 임프린트(imprint) 혹은 스탬핑(stamping) 공정이라 한다.
본 발명의 패턴 형성 방법은, 이상과 같이, 몰드(100)를 제작시 몰드 배면에 투명 도전막(130)과 같은 전기적 특성이 좋은 투명 전극을 증착하여, 정전 척의 구동 전압을 낮출 수 있도록 하는 것이다. 또한, 몰드(100) 외부면에 투명 도전막(130)을 증착하게 되면 백플레인(back-plane)(110)만 있는 경우보다 전기적 특성이 우수하여 낮은 정전척 전압으로도 쉽게 상대 전위를 인가할 수 있게 된다. 따라서, 낮은 전압을 인가한 정전 척 전압을 오프시키면 곧바로 정전척(200)으로부터 몰드(100)가 떨어지게 되고, 따라서, 질소 공급 및 배출없이 몰드를 투하할 수 있게 된다.
이러한 패턴 형성 방법은, 반도체 소자 및 평판 표시 장치에서 미세 패턴을 형성할 때 이용할 수 있는 것이다.
또한, 상기 몰드의 백플레인 외부면에 위치한 투명 도전막은 UV 및 가시 광선이 투과되면서 전기전도 특성을 갖는 물질을 지칭하며, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 등을 들 수 있다.
한편, 상기 몰드의 백플레인 외부면에 위치한 투명 도전막은 불투명 도전막으로 대체할 수도 있으나, 상기 패터닝이 이루어질 패턴 물질층(310)이 광경화성 액상 고분자 전구체일 경우는, 경화를 위해 UV 조사 공정이 요구되므로, 이를 감안하여 투명 도전막으로 하는 것이 바람직하다.
앞서 설명한 바와 같이, 상술한 본 발명의 평판 표시 장치의 패턴 형성 방법 은 반도체 소자 또는 평판 표시 장치 형성에 이용될 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 일반적인 소프트 몰드를 나타낸 단면도
도 2a 및 도 2b는 종래의 소프트 몰드를 기판에 대응 후 투하하는 과정을 도시한 공정 단면도
도 3은 종래의 소프트 몰드와 정전 척간의 대응 관계를 도시한 개략 단면도
도 4는 본 발명의 평판 표시 장치의 패턴 형성 방법에 이용되는 몰드를 나타낸 사시도
도 5는 본 발명의 도 4의 몰드를 이용하여 챔버 내에서 패턴 형성에 적용되는 정전 척과 그 정전기적 특성을 도시한 단면도
도 6a 내지 도 6c은 본 발명의 평판 표시 장치의 패턴 형성 장비를 이용하여 패턴 형성 방법을 도시한 공정 단면도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100: 몰드 110: 백플레인
120: 폴리머 패턴층 130: 투명 도전막
200: 정전 척 205: 정전 전극
300: 기판 310: 패턴 물질층
310a: 패턴

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 백플레인과, 상기 백플레인 상에 패턴층 및 상기 백플레인의 외부면에 투명 도전막을 포함하는 몰드를 준비하는 단계;
    챔버 내에 상기 몰드를 유입시킨 후, 정전 척에 1KV 이상이며 2.4KV 이하의 전압을 인가하여 상기 정전척과 상기 투명 도전막을 접하게 하며, 상기 몰드를 수평면 상태로 유지하는 단계;
    상기 몰드의 하측에, 표면에 패턴 형성 물질층을 포함한 기판을 대응시키는 단계; 및
    상기 정전 척에 인가된 전압을 오프시키고, 상기 투명 도전막을 접지 패턴에 연결시켜 상기 정전 척으로부터 상기 몰드를 분리시키며, 상기 몰드를 상기 기판 상에 투하시켜, 상기 패턴 형성 물질층에 상기 패턴층의 형상을 전사시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치의 패턴 형성 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 정전 척 내에는 정전 전극이 구비되며, 상기 정전 척에 전압 인가시 상기 정전 전극과 상기 투명 도전막은 서로 반대 극상의 대전입자로 대전되어 있는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치의 패턴 형성 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 투명 도전막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치의 패턴 형성 방법.
  10. 삭제
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