KR101719275B1 - 세라믹 선재의 제조방법 및 그의 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세라믹 선재의 제조 방법 및 그의 제조 장치를 개시한다. 그의 방법은 제 1 두께를 갖는 기판을 포함하는 세라믹 선재를 제공하는 단계와, 상기 기판을 노출하는 마스크 층을 형성하는 단계와, 상기 기판을 제 1 두께보다 작은 제 2 두께로 식각하는 단계를 포함한다.

Description

세라믹 선재의 제조방법 및 그의 제조 장치{method for manufacturing ceramic wire and manufacture apparatus of the same}
본 발명은 선재의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초전도 층을 포함하는 세라믹 선재의 제조 방법 및 그의 제조 장치에 관한 것이다.
초전도체는 전력의 손실 없이 전류를 흘릴 수 있다. 예를 들어, 고온 초전도체(HTS: high temperature superconductor)는 액체 질소의 기화 온도 이상의 임계 온도 이하에서 저항이 0이 되는 특성을 갖는다. 고온 초전도체는 케이블, 변압기, 발전기, 한류기, 및 모터와 같은 전력기기들과, 자기공명영상(MRI), 및 핵자기공명(NMR) 등과 같은 의료/바이오 응용기기로서 상용화 되기 위한 연구개발이 활발히 이루어지고 있다. 초전도체는 기판 상에 형성될 수 있다. 기판은 초전도 층의 결정(epitaxial) 성장, 고정, 및 운반의 신뢰성을 제공할 수 있다. 따라서, 기판은 일정 수준 이상의 두께를 가질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 세라믹 선재의 성능 향상을 위해 박형화된 기판이 요구되고 있는 실정이다. 박형화된 기판은 세라믹 선재의 전류 밀도(Je)를 증가시킬 수 있기 때문이다.
본 발명이 이루고자 하는 과제는 기판을 박형화할 수 있는 세라믹 선재의 제조 방법 및 그의 제조 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 세라믹 선재의 제조 방법을 개시한다. 그의 방법은 제 1 두께를 갖는 기판과 상기 기판 상의 초전도 층을 포함하는 세라믹 선재를 제공하는 단계; 상기 기판을 노출하는 마스크 층을 형성하는 단계; 및 상기 마스크 층을 식각 마스크로 사용하여 상기 기판을 제 1 두께보다 작은 제 2 두께로 식각하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 마스크 층을 형성하는 단계는: 상기 기판의 하부 면에 더미 마스크 층을 형성하는 단계; 상기 더미 마스크 층 및 상기 세라믹 선재를 덥도록 포토레지스트를 형성하는 단계; 및 상기 더미 마스크 층을 제거하여 상기 하부 면을 노출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 세라믹 선재의 제조 장치는, 제 1 두께의 기판을 포함하는 세라믹 선재를 푸는 릴리즈 릴; 상기 릴리즈 릴에 이격하여 배치되고, 상기 세라믹 선재를 감는 코일링 릴; 상기 코일링 릴과 상기 릴리즈 릴 사이에 배치되고, 상기 세라믹 선재 상에 마스크 층을 형성하는 마스크 형성 유닛; 및 상기 마스크 형성 유닛과 상기 코일링 릴 사이에 배치되고, 상기 기판을 제 1 두께보다 작은 제 2 두께로 식각하는 식각 유닛을 포함한다. 여기서, 상기 마스크 형성 유닛은: 상기 기판의 하부 면에 더미 마스크 층을 형성하는 본더; 상기 본더와 상기 식각 유닛 사이에 배치되고, 상기 더미 마스크 층과 상기 세라믹 선재 상에 포토레지스트를 형성하는 제 2 딥 코터; 상기 제 2 딥 코터와 상기 식각 유닛 사이에 배치되고, 상기 포토레지스트를 경화하는 제 2 베이크 유닛; 및 상기 제 2 베이크 유닛과 상기 식각 유닛 사이에 배치되고, 상기 더미 마스크 층 및 상기 더미 마스크 층 상의 상기 포토레지스트를 제거하는 분리기를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 세라믹 선재의 제조 방법은 마스크 층으로부터 노출된 기판을 식각하는 단계를 포함할 수 있다. 기판은 1μm 이하의 두께로 박형화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 세라믹 선재의 제조 방법의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 2 내지 도 7은 도 1의 방법으로 제조되는 세라믹 선재의 공정 단면도들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 세라믹 선재의 제조 방법을 실현하기 위한 세라믹 선재의 제조 장치를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 세라믹 선재의 제조 방법의 다른 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 10 내지 도 15는 도 9의 방법으로 제조되는 세라믹 선재의 공정 단면도들이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 세라믹 선재의 제조 방법을 실현하기 위한 세라믹 선재의 제조 장치를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당 업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 명세서에서 기판, 층, 마스크, 초전도, 세라믹 등에 관계되는 일반적인 용어들로 이해될 수 있을 것이다. 바람직한 실시 예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 세라믹 선재의 제조 방법의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다. 도 2 내지 도 7은 도 1의 방법으로 제조되는 세라믹 선재(20)의 공정 단면도들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 세라믹 선재(20)를 제공한다(S10). 일 예에 따르면, 세라믹 선재(20)는 기판(10), 버퍼 층(11), 초전도 층(12), 및 보호 층(13)을 포함할 수 있다. 기판(10)은 스테인레스 스틸, 또는 해스텔로이와 같은 금속을 포함할 수 있다. 기판(10)은 제 1 두께(t1)를 가질 수 있다. 제 1 두께(t1)은 약 예를 들어, 제 1 두께(t1)는 1mm 내지 1μm일 수 있다. 버퍼 층(11)은 기판(10) 상에 형성될 수 있다. 초전도 층(12)은 버퍼 층(11) 상에 형성될 수 있다. 버퍼 층(11)은 기판(10)과 초전도 층(12) 사이에 불순물의 확산을 방지할 수 있다. 이와 달리 버퍼 층(11)은 초전도 층(12)의 시드 층이 될 수 있다. 예를 들어, 버퍼 층(11)은 IBAD(Ion Beam-Assisted Deposition) MgO 층, Epi MgO 층, 및 LaMnO3 층을 포함할 수 있다. 초전도 층(12)은 ReBCO(ReBaCuO)를 포함할 수 있다. 여기서, Re는 가돌리늄과 같은 히토류 금속을 포함할 수 있다. 보호 층(13)은 초전도 층(12) 상에 형성될 수 있다. 보호 층(13)은 금, 은, Al, Cu, Pb 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 1, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 세라믹 선재(20) 상에 마스크 층(14)을 형성한다(S11). 일 예에 따르면, 마스크 층(14)은 포토레지스트 패턴일 수 있다. 마스크 층(14)의 형성 단계(S11)는 포토레지스트(14a)를 형성하는 단계(S12), 포토레지스트(14a)를 소프트 베이크하는 단계(S13), 포토레지스트(14a)를 노광하는 단계(S14), 포토레지스트(14a)를 현상하는 단계(S15), 및 포토레지스트(14a)를 하드 베이크하는 단계(S16)를 포함할 수 있다.
다시 도 1 및 도 3을 참조하면, 포토레지스트(14a)를 형성하는 단계(S12)에서, 포토레지스트(14a)는 세라믹 선재(20)를 덮도록 형성될 수 있다. 포토레지스트(14a)는 딥 코팅 방법으로 형성될 수 있다. 딥 코팅 방법은 세라믹 선재(20)를 포토레지스트(14a)의 수지액(도 8의 131) 내에 제공하는 방법일 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 포토레지스트(14a)를 소프트 베이크 단계(S13)에서, 포토레지스트(14a)는 경화될 수 있다. 포토레지스트(14a) 내의 용제(미도시)는 고온에서 건조될 수 있다. 용제는 솔벤트 또는 알코올 성분을 포함할 수 있다. 포토레지스트(14a)는 약 80℃ 내지 150℃로 가열될 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 포토레지스트(14a)를 노광하는 단계(S14)에서, 하부 면(16) 상의 포토레지스트(14a)는 자외선(15)에 감광될 수 있다. 자외선(15)은 포토레지스트(14a) 내의 폴리머 체인(polymer chain)을 끊을 수 있다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 포토레지스트(14a)를 현상하는 단계(S15)에서, 감광된 포토레지스트(14a)는 제거될 수 있다. 기판(10), 버퍼 층(11), 초전도 층(12), 및 보호 층(13)의 측벽들과, 보호 층(13) 상부의 포토레지스트(14a)는 잔존할 수 있다. 잔존하는 포토레지스트(14a)는 마스크 층(14)일 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 포토레지스트(14a)를 하드 베이크 하는 단계(S16)에서 포토레지스트(14a)는 재 경화될 수 있다. 포토레지스트(14a)는 약 150℃이상으로 가열될 수 있다. 마스크 층(14)은 기판(10)의 하부 면(16) 및 기판(10)의 측면의 하부를 노출시킬 수 있다. 즉, 마스크 층(14)은 기판(10), 버퍼 층(11), 초전도 층(12), 및 보호 층(13)의 측벽들의 상부들과, 상기 보호 층(13)의 상부 상에 형성될 수 있다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 노출된 하부 면(16)을 식각한다(S17). 기판(10)은 습식 식각 방법 또는 건식 식각 방법으로 식각될 수 있다. 습식 식각 방법은 기판(10)을 강산 용액으로 식각하는 방법일 수 있다. 강산 용액은 황산, 질산, 염산, 및 인산 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 건식 식각 방법은 플라즈마 식각방법, 및 반응성 이온 식각 방법을 포함할 수 있다. 식각된 기판(10)은 박형화될 수 있다. 기판(10)은 제 2 두께(t2)를 가질 수 있다. 제 2 두께(t2)는 제 1 두께(t1) 보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제 2 두께(t2)는 약 1μm 이하일 수 있다.
도 1 및 제 7을 참조하면, 마스크 층(14)을 제거한다(S18). 일 예에 따르면, 마스크 층(14)은 습식 방법 또는 건식 방법으로 제거될 수 있다. 습식 방법은 마스크 층(14)을 솔벤트, 아세톤 또는 알코올과 같은 용제로 제거하는 방법을 포함할 수 있다. 건식 방법은 플라즈마 에싱 방법으로 수행될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 세라믹 선재(20)의 제조 방법을 실현하기 위한 세라믹 선재(20)의 제조 장치(100)를 보여준다.
도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 세라믹 선재(20)의 제조 장치(100)는 롤투롤 장치를 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 세라믹 선재(20)의 제조 장치(100)는 릴리즈 릴(110), 코일링 릴(120), 마스크 형성 유닛(130), 식각 유닛(140), 및 마스크 제거 유닛(150)을 포함할 수 있다.
릴리즈 릴(110) 및 코일링 릴(120)은 세라믹 선재(20)를 연속적으로 이동시킬 수 있다. 릴리즈 릴(110)은 세라믹 선재(20)를 풀(release) 수 있다.
코일링 릴(120)은 릴리즈 릴(110)으로부터 이격하여 배치될 수 있다. 코일링 릴(120)은 세라믹 선재(20)를 감을(coil) 수 있다. 세라믹 선재(20)는 릴리즈 릴(110)과 코일링 릴(120) 사이에 연속적으로 이동될 수 있다. 제 1 및 제 2 릴들(112, 114)은 릴리즈 릴(110)과 코일링 릴(120) 사이에 배치될 수 있다. 제 1 및 제 2 릴들(112, 114)은 세라믹 선재(20)의 이동 방향을 변경할 수 있다.
마스크 형성 유닛(130)은 제 1 및 제 2 릴들(112, 114) 사이에 배치될 수 있다. 마스크 형성 유닛(130)은 세라믹 선재(20) 상에 마스크 층(14)을 형성할 수 있다. 일 예에 따르면, 마스크 형성 유닛(130)은 제 1 딥 코터(132), 제 1 베이크 유닛(134), 노광기(136), 현상기(138), 및 제 2 베이크 유닛(139)을 포함할 수 있다.
제 1 딥 코터(132)는 세라믹 선재(20) 상에 포토레지스트(14a)를 형성할 수 있다. 일 예에 따르면, 제 1 딥 코터(132)는 수지 용액 조(132a), 복수개의 제 1 전송 롤들(132b), 및 제 1 딥 롤(132c)을 포함할 수 있다. 수지 용액 조(132a)는 포토레지스트(14a)의 수지 용액(131)을 저장할 수 있다. 제 1 전송 롤들(132b)은 수지 용액 조(132a) 상에 배치될 수 있다. 세라믹 선재(20)는 제 1 전송 롤들(132b), 및 제 1 딥 롤(132c)을 따라 이동될 수 있다. 제 1 딥 롤(132c)은 제 1 전송 롤들(132b) 사이의 수지 용액 조(132a) 내에 배치될 수 있다. 세라믹 선재(20)는 제 1 딥 롤(132c)에 의해 수지 용액(131)에 침지될 수 있다. 포토레지스트(14a)는 세라믹 선재(20)에 형성될 수 있다.
제 1 베이크 유닛(134)은 제 1 딥 코터(132)와 제 2 릴(114) 사이에 배치될 수 있다. 제 1 베이크 유닛(134)은 세라믹 선재(20)를 소프트 베이크 하여 포토레지스트(14a)를 경화시킬 수 있다. 포토레지스트(14a)는 약 80℃ 내지 약 150℃로 가열될 수 있다. 제 1 베이크 유닛(134)은 퍼니스, 히트 건, 또는 핫 플레이트를 포함할 수 있다.
노광기(136)는 베이크 유닛(134)과 제 2 릴(114) 사이에 배치될 수 있다. 노광기(136)는 기판(10)의 하부면 상의 포토레지스트(14a)에 자외선(15)을 제공할 수 있다. 자외선(15)은 포토레지스트(14a)를 감광시킬 수 있다.
현상기(138)는 노광기(136)와 제 2 릴(114) 사이에 배치될 수 있다. 현상기(138)는 노광된 포토레지스트(14a)를 제거하여 마스크 층(14)을 형성할 수 있다. 일 예에 따르면, 현상기(138)는 현상액 조(138a), 복수개의 제 2 전송 롤들(138b), 및 복수개의 제 2 딥 롤들(138c)을 포함할 수 있다. 현상액 조(138a)는 현상액(137)을 저장할 수 있다. 현상액(137)은 글루탈알데히드를 포함할 수 있다. 제 2 전송 롤들(138b)은 현상액 조(138a) 상에 배치될 수 있다. 세라믹 선재(20)는 제 2 전송 롤들(138b) 및 제 2 딥 롤들(138c)을 따라 이동될 수 있다. 제 2 딥 롤들(138c)은 제 2 전송 롤들(138b) 사이의 현상액 조(138a) 내에 배치될 수 있다. 세라믹 선재(20)는 제 2 딥 롤들(138c)에 의해 현상액(137) 내에 침지될 수 있다. 현상액(137)은 감광된 포토레지스트(14a)를 현상하여 마스크 층(14)을 형성할 수 있다.
제 2 베이크 유닛(139)은 현상기(138)와 식각 유닛(140) 사이에 배치될 수 있다. 제 2 베이크 유닛(139)은 포토레지스트(14a)를 하드 베이크 하여 마스크 층(14)을 경화시킬 수 있다. 포토레지스트(14a)는 약 150℃ 이상으로 가열될 수 있다.
식각 유닛(140)은 마스크 형성 유닛(130)과 제 2 릴(114) 사이에 배치될 수 있다. 식각 유닛(140)는 기판(10)의 하부 면(16)을 식각할 수 있다. 예를 들어, 식각 유닛(140)는 습식 식각 장치 또는 건식 식각 장치를 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 식각 유닛(140)은 약액 조(chemical bath, 142), 복수개의 제 3 전송 롤들(144), 및 복수개의 제 3 딥 롤들(146)을 포함할 수 있다. 약액 조(142)는 식각 용액(141)을 저장할 수 있다. 식각 용액(141)은 염산, 황산, 불산, 및 인산 중 적어도 하나의 강산 용액을 포함할 수 있다. 제 3 전송 롤들(144)은 약액 조(142) 상에 배치될 수 있다. 세라믹 선재(20)는 제 3 전송 롤들(144) 및 제 3 딥 롤들(146)을 따라 이동될 수 있다. 제 3 딥 롤들(146)은 제 3 전송 롤들(144) 사이의 약액 조(142) 내에 배치될 수 있다. 제 3 딥 롤들(146)은 세라믹 선재(20)를 식각 용액(141) 내에 침지시킬 수 있다. 기판(10)은 식각 용액(141)에 식각될 수 있다. 기판(10)은 제 1 두께(t1)보다 작은 제 2 두께(t2)로 형성될 수 있다.
마스크 제거 유닛(150)은 식각 유닛(140)와 제 2 릴(114) 사이에 배치될 수 있다. 마스크 제거 유닛(150)은 마스크 층(14)을 제거할 수 있다. 예를 들어, 마스크 제거 유닛(150)은 습식 세정기 또는 건식 세정기를 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 마스크 제거 유닛(150)은 세정액 조(152), 복수개의 제 4 전송 롤들(154), 및 복수개의 제 4 딥 롤들(156)을 포함할 수 있다. 세정액 조(152)는 세정액(151)을 저장할 수 있다. 세정액(151)은 탈이온수(deionized water)를 포함할 수 있다. 제 4 전송 롤들(154)은 세정액 조(152) 상에 배치될 수 있다. 세라믹 선재(20)는 제 4 전송 롤들(154), 및 제 4 딥 롤들(156)을 따라 이동될 수 있다. 제 4 딥 롤들(156)은 제 4 전송 롤들(154) 사이의 세정액 조(152) 내에 배치될 수 있다. 제 4 딥 롤들(156)은 세라믹 선재(20)를 세정액(151) 내에 침지시킬 수 있다. 세정액(151)은 마스크 층(14)을 제거할 수 있다.
도 9는 본 발명의 세라믹 선재의 제조 방법의 다른 예를 보여준다. 도 10 내지 도 15는 도 9의 방법으로 제조되는 세라믹 선재(40)의 공정 단면도들이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 세라믹 선재(40)를 제공한다(S30). 세라믹 선재(40)는 기판(30), 버퍼 층(31), 초전도 층(32), 및 보호 층(33)을 포함할 수 있다. 기판(30)은 제 1 두께(t1)를 가질 수 있다. 버퍼 층(31)은 기판(30) 상에 형성될 수 있다. 초전도 층(32)은 버퍼 층(31) 상에 형성될 수 있다. 보호 층(33)은 초전도 층(32) 상에 형성될 수 있다.
도 9 및 도 11을 참조하면, 기판(30)의 하부 면(36) 상에 더미 마스크 층(34)을 형성한다(S31). 더미 마스크 층(34)은 접착 테이프 또는 희생 층을 포함할 수 있다. 접착 테이프는 하부 면(36) 상에 접착될 수 있다. 희생 층은 하부 면(36) 상에 증착될 수 있다. 희생 층은 파라핀을 포함할 수 있다.
다음 도 9 및 도 12를 참조하면, 더미 마스크 층(34) 및 세라믹 선재(40) 상에 포토레지스트(35a)를 형성한다(S32). 포토레지스트(35a)는 딥 코팅 방법으로 형성될 수 있다. 이후, 포토레지스트(35a)는 경화될 수 있다.
그 다음 도 9 및 도 13을 참조하면, 더미 마스크 층(34)를 제거하여 기판(30)의 하부 면(36)을 노출시킨다(S33). 잔존하는 포토레지스트(35a)는 마스크 층(35)일 수 있다. 예를 들어, 접착 테이프의 더미 마스크 층(34)은 기판(30)의 하부 면(36)에서 박리(peel)될 수 있다. 더미 마스크 층(34) 상의 포토레지스트(35a)는 제거될 수 있다. 이와 달리, 희생 층의 더미 마스크 층(34)은 기판(30)의 가열에 의해 용융되어 제거될 수 있다. 즉, 더미 마스크 층(34)은 포토레지스트(35a)의 경화 시에 제거될 수 있다. 더미 마스크 층(34) 상의 포토레지스트(35a)는 경화 시에 제거될 수 있다.
도 9 및 도 14를 참조하면, 하부 면(36)을 식각한다(S34). 기판(30)은 습식 식각 방법 또는 건식 식각 방법으로 식각될 수 있다. 기판(30)은 제 1 두께(t1)보다 작은 제 2 두께(t2)를 가질 수 있다.
마지막으로 도 9 및 도 15를 참조하면, 마스크 층(35)을 제거한다(S35). 마스크 층(35)은 습식 세정 방법 또는 건식 세정 방법으로 제거될 수 있다. 세라믹 선재(40)는 박형화될 수 있다.
도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 세라믹 선재(40)의 제조 방법을 실현하기 위한 세라믹 선재(40)의 제조 장치(200)를 보여준다.
도 11 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 세라믹 선재(40)의 제조 장치(200)는 릴리즈 릴(210), 코일링 릴(220), 마스크 형성 유닛(230), 식각 유닛(240), 및 마스크 제거 유닛(250)을 포함할 수 있다.
릴리즈 릴(210) 및 코일링 릴(220)은 세라믹 선재(40)를 연속적으로 이동시킬 수 있다. 세라믹 선재(40)는 릴리즈 릴(210)에서 코일링 릴(220)으로 이동될 수 있다. 제 1 및 제 2 릴들(212, 214)은 릴리즈 릴(210) 및 코일링 릴(220) 사이에 배치될 수 있다. 제 1 및 제 2 릴들(212, 214)은 세라믹 선재(40)의 이동 방향을 변경할 수 있다.
마스크 형성 유닛(230)은 제 1 및 제 2 릴들(212, 214) 사이에 배치될 수 있다. 마스크 형성 유닛(230)은 세라믹 선재(40) 상에 마스크 층(35)을 형성할 수 있다. 일 예에 따르면, 마스크 형성 유닛(230)은 본더(232), 제 2 딥 코터(234), 제 1 베이크 유닛(236), 분리기(detacher, 238), 및 제 2 베이크 유닛(239)을 포함할 수 있다.
본더(232)는 더미 마스크 층(34)을 기판(30)의 하부 면(36) 상에 형성할 수 있다. 본더(232)는 접착 테이프의 더미 마스크 층(34)을 하부 면(36) 상에 접착시킬 수 있다. 일 예에 따르면, 본더(232)는 소스 롤(232a), 및 복수개의 압착 롤들(232b)을 포함할 수 있다. 소스 롤들(232a)은 더미 마스크 층(34)을 포함할 수 있다. 압착 롤들(232b)은 더미 마스크 층(34)과 기판(30)의 상부와 하부에 각각 배치될 수 있다. 압착 롤들(232b)은 더미 마스크 층(34)과 기판(30)을 압착시킬 수 있다. 더미 마스크 층(34)은 기판(30)의 하부 면(36)에 형성될 수 있다. 이와 달리, 본더(232)는 파라핀 희생 층의 더미 마스크 층(34)을 하부 면(36) 상에 형성시킬 수 있다.
제 2 딥 코터(234)는 본더(232)와 제 2 릴(214) 사이에 배치될 수 있다. 제 2 딥 코터(234)는 더미 마스크 층(34)과 세라믹 선재(40) 상에 포토레지스트(35a)를 형성할 수 있다. 제 2 딥 코터(234)는 수지 용액 조(234a), 복수개의 제 1 전송 롤들(234b), 및 제 1 딥 롤(234c)을 포함할 수 있다. 수지 용액 조(234a)는 포토레지스트(35a)의 수지 용액(233)을 저장할 수 있다. 제 1 전송 롤들(234b)은 수지 용액 조(234a) 상에 배치될 수 있다. 세라믹 선재(40)는 제 1 전송 롤들(234b), 및 제 1 딥 롤(234c)을 따라 이동될 수 있다. 제 1 딥 롤(234c)은 제 1 전송 롤들(234b) 사이의 수지 용액 조(234a) 내에 배치될 수 있다. 세라믹 선재(40)는 제 1 딥 롤(234c)에 의해 수지 용액(233)에 침지될 수 있다. 포토레지스트(35a)는 세라믹 선재(40)에 형성될 수 있다.
제 1 베이크 유닛(236)은 제 2 딥 코터(234)와 제 2 릴(214) 사이에 배치될 수 있다. 제 1 베이크 유닛(236)은 포토레지스트(35a)를 경화할 수 있다. 제 1 베이크 유닛(236)은 퍼니스, 히트 건, 또는 핫 플레이트를 포함할 수 있다.
분리기(238)는 제 1 베이크 유닛(236)과 제 2 릴(214) 사이에 배치될 수 있다. 분리기(238)는 접착 테이프의 더미 마스크 층(34)을 제거할 수 있다. 분리기(238)는 더미 마스크 층(34)을 하부 면(36)에서 박리시킬 수 있다. 일 예에 따르면, 분리기(238)은 제거 롤(238a) 및 복수개의 박리 롤들(238b)을 포함할 수 있다. 제거 롤(238a)은 더미 마스크 층(34)을 감을 수 있다. 박리 롤들(238b)은 기판(30)과 더미 마스크 층(34)의 하부에 배치될 수 있다. 박리 롤들(238b)은 더미 마스크 층(34)을 기판(30)으로부터 분리시킬 수 있다. 더미 마스크 층(34)은 박리 롤들(238b) 사이로 제공될 수 있다. 기판(30)은 박리 롤들(238b)을 따라 이동될 수 있다. 마스크 층(35)은 기판(30)의 하부 면(36)을 노출할 수 있다.
이와 달리, 분리 기(238)는 파라핀 희생 층의 더미 마스크 층(34)을 용융시킬 수 있다. 용융된 더미 마스크 층(34) 상의 포토레지스트(35a)는 제거될 수 있다. 분리기(238)는 용융된 더미 마스크 층(34)과, 상기 더미 마스크 층(34) 상의 포토레지스트(35a)를 제거하는 가열기 및 세정기를 포함할 수 있다. 가열기는 퍼니스, 히트 건, 또는 핫 플레이트를 포함할 수 있다. 세정기는 습식 세정기 또는 건식 세정기를 포함할 수 있다.
제 2 베이크 유닛(239)은 분리기(238)와 식각 유닛(240) 사이에 배치될 수 있다. 제 2 베이크 유닛(239)은 마스크 층(35)을 경화할 수 있다. 예를 들어, 제 2 베이크 유닛(239)은 퍼니스, 히트 건, 또는 핫 플레이트를 포함할 수 있다.
식각 유닛(240)은 마스크 형성 유닛(230)과 제 2 릴(214) 사이에 배치될 수 있다. 식각 유닛(240)은 기판(30)의 하부 면(36)을 식각할 수 있다. 일 예에 따르면, 식각 유닛(240)은 약액 조(242), 복수개의 제 3 전송 롤들(244), 및 복수개의 제 3 딥 롤들(246)을 포함할 수 있다. 약액 조(242)는 식각 용액(241)을 저장할 수 있다. 식각 용액(241)은 강산 용액을 포함할 수 있다. 제 3 전송 롤들(244)은 약액 조(242) 상에 배치될 수 있다. 세라믹 선재(40)는 제 3 전송 롤들(244) 및 제 3 딥 롤들(246)을 따라 이동될 수 있다. 제 3 딥 롤들(246)은 제 3 전송 롤들(244) 사이의 약액 조(242) 내에 배치될 수 있다. 제 3 딥 롤들(246)은 세라믹 선재(40)를 식각 용액(241) 내에 침지시킬 수 있다. 기판(30)은 식각 용액(241)에 식각될 수 있다. 기판(30)은 제 1 두께(t1)보다 작은 제 2 두께(t2)로 형성될 수 있다.
마스크 제거 유닛(250)은 식각 유닛(240)과 제 2 릴(214) 사이에 배치될 수 있다. 마스크 제거 유닛(250)은 마스크 층(35)을 제거할 수 있다. 예를 들어, 마스크 제거 유닛(250)은 습식 세정기 또는 건식 세정기를 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 마스크 제거 유닛(250)은 세정액 조(252), 복수개의 제 4 전송 롤들(254), 및 복수개의 제 4 딥 롤들(256)을 포함할 수 있다. 세정액 조(252)는 세정액(251)을 저장할 수 있다. 제 4 전송 롤들(254)은 세정액 조(252) 상에 배치될 수 있다. 세라믹 선재(40)는 제 4 전송 롤들(254), 및 제 4 딥 롤들(256)을 따라 이동될 수 있다. 제 4 딥 롤들(256)은 제 4 전송 롤들(254) 사이의 세정액 조(252) 내에 배치될 수 있다. 제 4 딥 롤들(256)은 세라믹 선재(40)를 세정액(251) 내에 침지시킬 수 있다. 세정액(251)은 마스크 층(35)을 제거할 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들 및 응용 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (20)

  1. 제 1 두께를 갖는 기판과 상기 기판의 상부 면 상의 초전도 층을 포함하는 세라믹 선재를 제공하는 단계;
    상기 기판의 하부 면을 노출하는 마스크 층을 형성하는 단계; 및
    상기 마스크 층을 식각 마스크로 사용하여 상기 기판을 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께로 식각하는 단계를 포함하되,
    상기 마스크 층을 형성하는 단계는:
    상기 기판의 하부 면에 더미 마스크 층을 형성하는 단계;
    상기 더미 마스크 층 및 상기 세라믹 선재를 덥도록 포토레지스트를 형성하는 단계; 및
    상기 더미 마스크 층을 제거하여 상기 하부 면을 노출하는 단계를 포함하는 세라믹 선재의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 층을 형성하는 단계는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 세라믹 선재의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계는:
    상기 세라믹 선재를 덮는 포토레지스트를 형성하는 단계;
    상기 기판의 하부 면 상의 상기 포토레지스트를 감광하는 단계; 및
    상기 감광된 포토레지스트를 현상하여 상기 하부 면을 노출하는 단계를 포함하는 세라믹 선재의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 포토레지스트를 형성하는 단계는 딥 코팅 방법을 포함하는 세라믹 선재의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판을 식각하는 단계는 상기 기판의 하부 면을 식각하는 단계를 포함하는 세라믹 선재의 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 마스크 층은 접착 테이프를 포함하되,
    상기 더미 마스크 층을 제거하는 단계는 상기 접착 테이프와 상기 접착 테이프 상의 포토레지스트를 박리하는 단계를 포함하는 세라믹 선재의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 마스크 층은 희생 층을 포함하되,
    상기 더미 마스크 층을 제거하는 단계는 상기 희생 층과 상기 희생 층 상의 상기 포토레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 세라믹 선재의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 희생 층은 파라핀을 포함하되,
    상기 더미 마스크 층을 제거하는 단계는:
    상기 포토레지스트를 경화하는 단계; 및
    상기 파라핀과 상기 파라핀 상의 상기 포토레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 세라믹 선재의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 층을 제거하는 단계를 더 포함하는 세라믹 선재의 제조 방법.
  11. 제 1 두께의 기판을 포함하는 세라믹 선재를 푸는 릴리즈 릴;
    상기 릴리즈 릴에 이격하여 배치되고, 상기 세라믹 선재를 감는 코일링 릴;
    상기 코일링 릴과 상기 릴리즈 릴 사이에 배치되고, 상기 세라믹 선재 상에 마스크 층을 형성하는 마스크 형성 유닛; 및
    상기 마스크 형성 유닛과 상기 코일링 릴 사이에 배치되고, 상기 기판을 제 1 두께보다 작은 제 2 두께로 식각하는 식각 유닛을 포함하되,
    상기 마스크 형성 유닛은:
    상기 기판의 하부 면에 더미 마스크 층을 형성하는 본더;
    상기 본더와 상기 식각 유닛 사이에 배치되고, 상기 더미 마스크 층과 상기 세라믹 선재 상에 포토레지스트를 형성하는 제 2 딥 코터;
    상기 제 2 딥 코터와 상기 식각 유닛 사이에 배치되고, 상기 포토레지스트를 경화하는 제 2 베이크 유닛; 및
    상기 제 2 베이크 유닛과 상기 식각 유닛 사이에 배치되고, 상기 더미 마스크 층 및 상기 더미 마스크 층 상의 상기 포토레지스트를 제거하는 분리기를 포함하는 세라믹 선재의 제조 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 마스크 형성 유닛은:
    상기 세라믹 선재 상에 포토레지스트를 형성하는 제 1 딥 코터;
    상기 제 1 딥 코터와 상기 식각 유닛 사이에 배치되고, 상기 기판의 하부 면 상의 상기 포토레지스트를 노광하는 노광기;
    상기 노광기와 상기 식각 유닛 사이에 배치되고, 상기 노광된 포토레지스트를 현상하여 상기 마스크 층을 형성하는 현상기를 포함하는 세라믹 선재의 제조 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 딥 코터는
    상기 포토레지스트의 수지 용액을 저장하는 수지 용액 조;
    상기 수지 용액 조 상에 배치된 복수개의 제 1 전송 롤들; 및
    상기 제 1 전송 롤들 사이의 상기 수지 용액 조 내에 배치되고, 상기 세라믹 선재를 상기 수지 용액 내에 침지하는 제 1 딥 롤을 포함하는 세라믹 선재의 제조 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 마스크 형성 유닛은 상기 제 1 딥 코터와 상기 노광기 사이에 배치되고, 상기 포토레지스트를 경화하는 제 1 베이크 유닛을 더 포함하는 세라믹 선재의 제조 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 현상기는:
    상기 포토레지스트를 현상하는 현상 액을 저장하는 현상액 조;
    상기 현상액 조 상에 배치된 복수개의 제 2 전송 롤들;
    상기 제 2 전송 롤들 사이의 상기 현상액 조 내에 배치되어 상기 세라믹 선재를 상기 현상액에 침지하는 적어도 하나의 제 2 딥 롤을 포함하는 세라믹 선재의 제조 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 식각 유닛은;
    상기 기판을 식각하는 식각 액을 저장하는 약액 조;
    상기 약액 조 상에 배치된 복수개의 제 3 전송 롤들;
    상기 제 3 전송 롤들 사이의 상기 약액 조 내에 배치되어 상기 세라믹 선재를 상기 식각 액 내에 침지하는 제 3 딥 롤을 포함하는 세라믹 선재의 제조 장치.
  17. 삭제
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 더미 마스크 층은 파라핀을 포함하되,
    상기 제 2 베이크 유닛은 상기 파라핀을 용융시키되,
    상기 분리기는 상기 용융된 파라핀과 상기 용융된 파라핀 상의 상기 포토레지스트를 제거하는 세정기를 포함하는 세라믹 선재의 제조 장치.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 식각 유닛과 상기 코일링 릴 사이에 배치되고 상기 마스크 층을 제거하는 마스크 제거 유닛을 더 포함하는 세라믹 선재의 제조 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 마스크 제거 유닛은 세정기를 포함하는 세라믹 선재의 제조 장치.
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