KR101688414B1 - 스퍼터링 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 스퍼터링 방법의 일 실시예는, 배선 영역에 대응하는 제 1 개구부가 형성된 제 1 마스크와 제 2 개구부가 형성된 제 2 마스크를 베이스 기판 상에 차례로 배치한 후 스퍼터링을 실시하고, 제 2 마스크와 제 1 마스크를 차례로 제거하여 배선을 형성하는 스퍼터링 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 스퍼터링 방법에 관한 것으로서, 감광성 수지 조성물로 이루어진제 1 마스크와 가공이 쉬운 폴리머로 이루어진 제 2 마스크를 이용한 스퍼터링 방법에 관한 것이다.
최근에 휴대전화, 노트북, PC 등의 전자 기기는 소형화되고 경량화되는 추세이다. 소형, 경량의 전자기기를 제조하기 위해서는 유연하고 가요성(可撓性)이 있는 연성 회로 기판이 중요한 요소이다.
연성 회로 기판에는 다양한 배선이나 전극을 포함하는 회로 패턴이 형성된다. 일반적으로 배선이나 전극 등의 회로 패턴은 도전 물질을 포함하는 타겟(Target)을 이용하는 스퍼터링에 의해 형성될 수 있다.
따라서, 제조 공정을 용이하게 하고 생산비를 절감할 수 있는 스퍼터링 방법이 중요하다.
본 발명의 일 실시예는, 스퍼터링 작업에서 제품의 형상이 변경되는 경우 소요되는 마스크(mask)의 재가공 시간과 비용을 절감시키는 스퍼터링 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일례는, 베이스 기판 상에 배치된 박막에 배선 영역을 형성하여 제 1 마스크를 형성하는 단계, 상기 제 1 마스크 상에 제 2 마스크를 형성하는 단계, 상기 제 1 마스크와 상기 제 2 마스크 및 상기 배선 영역 상에 도전층을 형성하는 단계, 및 상기 제 1 마스크와 상기 제 2 마스크를 제거하여 배선을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 마스크는 드라이 필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 마스크는 감광성 수지 조성물인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 도전층은 스퍼터링(sputtering)에 의하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 마스크는 폴리머 마스크를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 마스크는 에폭시 마스크를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 마스크는 배선 영역에 대응하는 제 1 개구부를 갖고, 상기 제 2 마스크는 상기 제 1 개구부 보다 큰 제 2 개구부를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 마스크를 제거한 다음 상기 제 1 마스크를 제거하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 드라이 필름은 박리 용제를 이용하여 상기 베이스 기판으로부터 제거되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배선을 도포하는 절연층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 배선 영역과 비 배선 영역을 구분하기 위해서 감광성 수지 조성물로 이루어진 제 1 마스크를 배치하고, 상기 제 1 마스크 상에 가공이 쉬운 폴리머로 이루어진 제 2 마스크를 배치하여 스퍼터링 함으로써, 제품 형상 변경에 따른 마스크(mask)의 재가공 비용과 시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 방법에 대한 플로우 차트이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 마스크의 평면도이다.
도 2b는 도 2a에서 I-I'선에 따른 개략적인 단면도이다.
도 3a는 도 2b에서 제 2 마스크가 형성된 것을 나타내는 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 A부분에 대한 확대도이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 마스크의 평면도이다.
도 4a는 도 3a에서 도전층이 형성된 것을 나타내는 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 평면도이다.
도 5a는 도 4a에서 제 2 마스크를 제거한 단면도이다.
도 5b는 도 5a에서 제 1 마스크를 제거한 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스퍼터링 방법에 대한 플로우 차트이다.
도 6b는 도 6a에 따라 도 5b에서 절연층이 형성된 것을 도시한 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 마스크의 평면도이다.
도 2b는 도 2a에서 I-I'선에 따른 개략적인 단면도이다.
도 3a는 도 2b에서 제 2 마스크가 형성된 것을 나타내는 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 A부분에 대한 확대도이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 마스크의 평면도이다.
도 4a는 도 3a에서 도전층이 형성된 것을 나타내는 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 평면도이다.
도 5a는 도 4a에서 제 2 마스크를 제거한 단면도이다.
도 5b는 도 5a에서 제 1 마스크를 제거한 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스퍼터링 방법에 대한 플로우 차트이다.
도 6b는 도 6a에 따라 도 5b에서 절연층이 형성된 것을 도시한 단면도이다.
이하, 실시예들을 중심으로 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 설명하는 도면이나 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 첨부된 도면들은 다양한 실시예들 중 본 발명을 구체적으로 설명하기 위하여 예시적으로 선택된 것일 뿐이다.
발명의 이해를 돕기 위해, 도면에서 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하며, 실제 제품에 있는 구성요소가 표현되지 않고 생략되기도 한다. 따라서 도면은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석해야 한다. 한편, 도면에서 동일한 역할을 하는 요소들은 동일한 부호로 표시된다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 또는 구성요소의 "상"에 있다라고 기재되는 경우에는, 상기 어떤 층이나 구성요소가 상기 다른 층이나 구성요소와 직접 접촉하여 배치된 경우뿐만 아니라, 그 사이에 제3의 층이 개재되어 배치된 경우까지 모두 포함하는 의미이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 방법에 대한 플로우 차트이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 방법은 배선 영역을 형성하여 제 1 마스크를 형성하는 단계, 제 1 마스크 상에 제 2 마스크를 형성하는 단계, 도전층을 형성하는 단계, 및 제 1 마스크와 제 2 마스크를 제거하여 배선을 형성하는 단계를 포함한다.
도 2a 및 2b를 참조하여, 제 1 마스크를 형성하는 단계(S1)에 대하여 설명한다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 마스크의 평면도이고, 도 2b는 도 2a에서 I-I'선에 따른 개략적인 단면도이다.
제 1 마스크(100)는 베이스 기판(130)위에 배치된다. 제 1 마스크(100)는 베이스 기판(130)의 전면(全面)에 형성되며, 배선 영역(120)에 대응하는 제 1 개구부(100a)를 포함한다. 배선 영역(120)은 스퍼터링 되는 영역으로서, 전극이나 배선 등의 회로 패턴이 될 수 있다. 제 1 마스크(100)는 베이스 기판(130) 상에 배치된 박막(110)에 제 1 개구부(100a)를 형성하여 만든다.
베이스 기판(130)은 연성의 물질로 이루어지는 플렉서블(Flexible) 기판일 수 있다. 예를 들어, 폴리에스터계 고분자, 실리콘계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리올레핀계 고분자, 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는 필름 형태일 수 있다.
구체적으로, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리실란(polysilane), 폴리실록산(polysiloxane), 폴리실라잔(polysilazane), 폴리카르보실란(polycarbosilane), 폴리아크릴레이트 (polyacrylate), 폴리메타크릴레이트(polymethacrylate), 폴리메틸아크릴레이트 (polymethylacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmetacrylate), 폴리에틸아크릴레이트(polyethylacrylate),폴리에틸메타크릴레이트 (polyethylmetacrylate), 사이클릭 올레핀 코폴리머(COC), 사이클릭 올레핀 폴리머(COP), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리이미드(PI), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리스타이렌(PS), 폴리아세탈(POM), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에스테르설폰(PES), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF), 퍼플루오로알킬 고분자(PFA), 스타이렌아크릴나이트릴코폴리머(SAN) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함할 수 있다.
제 1 마스크(100)는 감광성 수지 조성물, 즉 포토 레지스트(Photo Resist)를 포함한다. 여기서, 포토 레지스트는 노광에 의해 분해되어 용해성이 증가하는 파지티브 타입(Positive Type) 또는 노광에 의해 가교되어 용해성이 떨어지는 네거티브 타입(Negative Type)일 수 있다.
즉, 포토 레지스트는 파지티브 타입(Positive Type)과 네거티브 타입(Negative Type) 중 선택된 어느 하나일 수 있다. 또한, 제 1 마스크(100)는 드라이 필름(Dry Film)이나 액상 필름(Liquid Film)일 수 있다.
한편, 제 1 마스크(100)는 박막으로서, 베이스 기판(130) 상에 밀착되어 배치된다. 따라서, 배선 영역(120)에 집중적으로 스퍼터링 되며, 비 배선 영역에 스퍼터링되지 않는다.
도 2a와 도 2b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 마스크(100) 형성 과정을 설명한다.
본 발명의 일 실시예로 파지티브(Positive) 포토 레지스트로 이루어진 박막(110)을 베이스 기판(130) 상에 배치한다. 박막(110)의 상부에 배선 영역(120)에 대응하는 패턴이 형성된 노광용 마스크를 배치한 후 노광 및 현상을 실시한다. 여기서 노광용 마스크는 본 발명에 따른 제 1 마스크(100) 및 후술하는 제 2 마스크(200)와는 다른 마스크임을 밝혀둔다.
노광 및 현상이 끝나면, 배선 영역(120)에 상응하는 제 1 개구부(100a)가 박막(110)에 형성된다. 제 1 마스크(100)는 상기와 같은 방법으로 형성된 제 1 개구부(100a)를 포함한다.
제 2 마스크(200)를 형성하는 단계(S2)는 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 설명한다. 도 3a는 도 2b에서 제 2 마스크(200)가 형성된 것을 나타내는 단면도이고, 도 3b는 도 3a의 A부분에 대한 확대도이며, 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 마스크(200)의 평면도이다.
제 2 마스크(200)는 제 1 마스크(100) 상에 배치된다. 또한, 제 2 마스크(200)는 배선 영역(120)에 대응하는 제 2 개구부(200a)를 포함하는 필름 형태를 가지며, 필름 형태의 제 2 마스크(200)가 공지의 방법으로 제 1 마스크(100) 상에 배치된다. 예를 들어, 제 2 개구부(200a)를 갖는 필름 형태의 제 2 마스크(200)가 접착, 라미네이팅, 자성체에 의한 고정 등의 방법으로 제 1 마스크(100) 상에 배치될 수 있다. 제 2 개구부(200a)는 제 1 개구부(100a) 보다 크게 형성될 수 있다.
제 2 마스크(200)는 제 1 마스크(100)를 베이스 기판(130)에 밀착시킨다. 따라서, 제 1 마스크(100)와 베이스 기판(130)의 사이 또는 제 1 마스크(100)와 제 2 마스크(200) 사이로 증착 물질이 침투하는 것을 방지한다.
도 3b를 참조하면, 제 1 개구부(100a)와 제 2 개구부(200a)의 크기 차이로 인해 제 1 마스크(100)는 차폐영역(210)과 개방영역(220)으로 구분될 수 있다. 구체적으로, 차폐영역(210)은 제 1 마스크(100)와 제 2 마스크(200)가 중첩되는 영역이고, 개방영역은(220)은 제 2 마스크(200)와 중첩되지 않는 영역이다. 개방영역(220)은 배선 영역(120)에 인접하게 위치할 수 있다.
제 1 마스크(100) 상에 제 2 마스크(200)를 배치할 때 정렬 오차가 발생될 수 있다. 이 경우 배선 영역(120)의 전면(全面)이 스퍼터링 되지 않을 수 있다. 따라서, 개방영역(220)은 제 1 마스크(100)와 제 2 마스크(200)의 사이의 정렬 오차를 줄이는 기능을 한다. 이러한 개방영역(220)은 200㎛ 이내의 폭을 갖는다.
한편, 차폐영역(210)은 개방영역(220)과 달리 제 1 마스크(100) 상에 제2 마스크(200)가 배치되는 영역이다. 스퍼터링 과정에서 증착 물질이 제 2 마스크(200)에 의하여 차폐영역(210)에서 제 1 마스크(100) 상에 직접 도포되지 않게 한다.
제 2 마스크(200)는 고분자로 이루어진 폴리머 마스크일 수 있다. 예컨대, 제 2 마스크(200)는 에폭시(Epoxy), 폴리 우레탄(Poly urethane), 폴리 에틸렌(Poly ethylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate), 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리비닐 클로라이드(Polyvinyl chloride), 폴리카보네이트(Polycarbonate) 중 적어도 하나를 포함하는 마스크일 수 있다.
고분자로 이루어진 제 2 마스크(200)는 가공이 용이하다. 따라서, 제품의 형상 변경 시 제 2 마스크(200)는 쉽게 재 가공될 수 있다. 즉, 고분자로 이루어진 제 2 마스크(200)는 재 가공에 따른 가공 시간 및 비용을 절감시킨다.
도전층을 형성하는 단계(S3)는 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한다.
도 4a는 도 3a에서 도전층(300)이 형성된 것을 나타내는 단면도이고, 도 4b는 도 4a의 평면도이다.
도전층(300)은 베이스 기판(130), 제 1 마스크(100), 및 제 2 마스크(200) 상에 형성된다. 도전층(300)은 전도성 물질로 이루어진다. 예컨대, 도전층(300)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Induim Zinc Oxide) 등의 투명전극으로 형성될 수 있다.
또한, 도전층(300)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)이나 은 합금과 같은 은 계열의 금속, 구리(Cu)나 구리 합금과 같은 구리 계열의 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 및 티타늄(Ti)으로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나로 만들어질 수 있다.
한편, 도전층(300)은 스퍼터링(Sputtering)에 의하여 형성될 수 있다. 베이스 기판(130) 상에 제 1 마스크(100)와 제 2 마스크(200)가 차례로 배치된 후, 스퍼터링이 실시된다. 예컨대, 에너지를 갖는 입자가 은(Ag)을 포함하는 타겟(Target)에 충돌하면 타겟의 포함된 은(Ag) 입자가 튕겨져 나간다. 튕겨져 나온 은(Ag) 입자는 제 2 마스크(200)를 향하여 이동한다. 따라서, 제 1 마스크, 제 2 마스크(200) 및 배선 영역(120) 상에 은(Ag)이 증착된다.
즉, 도전층(300)은 제 2 마스크(200)와 개방영역(220) 및 배선 영역(120)을 덮는다. 여기서, 제 2 마스크(200) 및 개방영역(220) 상에 증착된 도전층(300)은 제 1 마스크(100)와 제 2 마스크(200)의 제거 시 함께 제거된다. 한편, 배선 영역(120) 상에 증착된 도전층(300)은 제거되지 않고, 전극이나 배선(400) 등의 회로 패턴이 된다.
제 1 및 제 2 마스크(100, 200)를 제거하는 단계(S4)는 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명한다. 도 5a는 도 4a에서 제 2 마스크(200)를 제거한 단면도이고, 도 5b는 도 5a에서 제 1 마스크(100)를 제거한 단면도이다.
도전층(300)의 형성이 완료되면, 제 1 마스크(100)와 제 2 마스크(200)는 제거된다. 제 2 마스크(200)는 폴리머 마스크이므로 제 1 마스크(100)로부터 물리적인 외력을 가하여 쉽게 분리할 수 있다. 또한, 제 1 마스크(100)는 박리 용제를 이용하여 분리될 수 있다. 이때, 순차적으로 제 1마스크(100)가 제거된 후 제 2 마스크(200)가 제거된다. 이하에서는 제 1 마스크(100)의 제거에 대해서 설명한다.
차폐영역(210)은 제 1 마스크(100) 중 제 2 마스크(200)에 의하여 도포된 영역이므로, 제 2 마스크(200)를 제거하면, 제 1 마스크(100)의 차폐영역(210)에 도전층(300)이 남아 있지 않는다. 따라서, 박리 용제가 차폐영역(210)에서 제 1 마스크(100)와 직접 접촉할 수 있다.
한편, 제 1 마스크(100)를 제거하기 위하여, 베이스 기판(130)을 박리 용제에 디핑(dipping)하거나, 차폐영역(210)에 박리 용제를 분사(Spray) 할 수도 있다.
상기와 같은 방법으로 박리 용제에 의해 제 1 마스크(100)가 제거되면, 베이스 기판(130) 상에는 회로 패턴을 이루는 배선(400)이 남는다.
박리 용제는 알칸올 아민을 포함하고, 또한 배선(400)의 부식을 방지하는 첨가제를 포함할 수 있다. 알칸올 아민은 강알카리성 물질로서 제1 마스크(100)에 침투하여 이를 용해시키거나 또는 제 1 마스크(100)의 팽윤을 용이하게 한다.
알칸올 아민은 모노이소프로판올아민, 2-(20아미노에톡시)에탄올, 2-(2-아미노에틸아미노)에탄올, 모노에탄올아민, N-에틸에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민 및 N,N-디에틸에탄올아민 등으로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 선택될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 스퍼터링 방법의 일 실시예는 절연층(500)을 형성하는 단계(S5)를 더 포함할 수 있다. 도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스퍼터링 방법에 대한 플로우 차트이고, 도 6b는 도 6a에 따라 도 5b에서 절연층(500)이 형성된 것을 도시한 단면도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 절연층(500)은 베이스 기판(130) 상에서 배선(400)을 덮는다. 절연층(500)은 전류가 흐를 수 있는 배선(400)을 외부와 분리시킨다. 즉, 절연층(500)은 배선(400)을 보호하여 손상을 방지하고, 외부로 통전되지 않도록 절연시킨다.
절연층(500)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx) 등으로 만들어질 수 있다. 또한, 절연층(500)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층들을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다.
이상에서, 도면에 도시된 예들을 참고하여 본 발명을 설명하였으나, 이러한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 제 1 마스크
200 : 제 2 마스크
300 : 도전층
400 : 배선
500 : 절연층
200 : 제 2 마스크
300 : 도전층
400 : 배선
500 : 절연층
Claims (10)
- 베이스 기판 상에 배치된 박막에 배선 영역을 형성하여 제 1 마스크를 형성하는 단계;
상기 제 1 마스크 상에 제 2 마스크를 형성하는 단계;
상기 제 1 마스크와 상기 제 2 마스크 및 상기 배선 영역 상에 도전층을 형성하는 단계; 및
상기 제 1 마스크와 상기 제 2 마스크를 제거하여 배선을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 제 1 마스크는 배선 영역에 대응하는 제 1 개구부를 갖고, 상기 제 2 마스크는 상기 제 1 개구부 보다 큰 제 2 개구부를 갖는 스퍼터링 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 마스크는 드라이 필름을 포함하는 스퍼터링 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 마스크는 감광성 수지 조성물인 스퍼터링 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 도전층은 스퍼터링(sputtering)에 의하여 형성되는 스퍼터링 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 마스크는 폴리머 마스크를 포함하는 스퍼터링 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 2 마스크는 에폭시 마스크를 포함하는 스퍼터링 방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 마스크를 제거한 다음 상기 제 1 마스크를 제거하는 스퍼터링 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 드라이 필름은 박리 용제를 이용하여 상기 베이스 기판으로부터 제거되는 스퍼터링 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 배선 상에 절연층을 형성하는 단계를 더 포함하는 스퍼터링 방법.
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