KR102075891B1 - Patterning of Polysilane-based Material Thin Films Using Pulsed Ultraviolet Light and Manufacturing Method Thereof - Google Patents

Patterning of Polysilane-based Material Thin Films Using Pulsed Ultraviolet Light and Manufacturing Method Thereof Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는 폴리실라잔계 박막 패턴 제조방법을 제공한다. 이때, 상기 폴리실라잔계 박막 패턴 제조방법은 모재에 폴리실라잔계 소재를 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계, 상기 코팅층 상의 제1영역에 펄스자외선조사를 수행하여 상기 제1 영역을 경화하는 단계 및 상기 코팅층에서 상기 제1 영역 이외의 비경화 영역을 염기성 용매로 제거하여 현상하는 단계를 포함할 수 있다.One embodiment of the present invention provides a polysilazane-based thin film pattern manufacturing method. The polysilazane-based thin film pattern manufacturing method may include forming a coating layer by coating a polysilazane-based material on a base material, performing pulse ultraviolet irradiation on the first region on the coating layer, and curing the first region and the coating layer. And removing the non-cured region other than the first region with a basic solvent.

Description

펄스 자외선을 이용한 폴리실라잔계 소재 박막의 패터닝 및 이의 제조방법 {Patterning of Polysilane-based Material Thin Films Using Pulsed Ultraviolet Light and Manufacturing Method Thereof}Patterning of Polysilane-based Material Thin Films Using Pulsed Ultraviolet Light and Manufacturing Method Thereof}

본 발명은 박막 패터닝에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리실라잔계 소재 박막의 패터닝에 관한 것이다.The present invention relates to thin film patterning, and more particularly, to patterning of polysilazane-based material thin films.

유기박막의 기능성을 극대화하기 위해 원하는 위치에 원하는 모양으로 패턴을 구현하는 방법에 대한 연구가 요구되고 있다. 이러한 패터닝 방법으로 자기조립의 원리를 이용한 바톰-업(bottom-up) 방식과 반도체 공정으로 많이 쓰이는 노광기술을 통한 탑-다운(top-down) 방식이 존재한다.In order to maximize the functionality of the organic thin film, research on a method of implementing a pattern in a desired shape at a desired position is required. As such a patterning method, there is a bottom-up method using a principle of self-assembly and a top-down method through an exposure technique which is widely used in semiconductor processes.

이중 노광기술을 이용한 탑-다운방식은 패턴의 모양에 제한 없이 자유로운 패턴을 구현할 수 있다는 장점으로 인해 많은 연구가 진행 중이다. 광학적 노광방법 (Photolithography)은 반도체 공정, MEMS (micro electro mechanical system)공정 등을 이용하는 반도체 칩, 디스플레이, 시스템온 칩과 같은 다양한 분야에 이용되고 있다.The top-down method using the double exposure technology has been studied a lot because of the advantage that can realize a free pattern without limiting the shape of the pattern. BACKGROUND Photolithography is used in various fields such as semiconductor chips, displays, and system-on chips using semiconductor processes, micro electro mechanical system (MEMS) processes, and the like.

광학적 노광방법은 주로 실리콘이나 유리 기판 위헤 2차원 형태의 패턴을 구현하기 위해 이용되고 있다. 이는 자외선에 감광되는 포토레지스트(photoresist)를 기판 위에 코팅한 후 마스크(mask)를 이용하여 선택적으로 노광을 수행하여, 노광 유무 또는 노광의 강약에 따른 포토레지스트가 녹거나 경화되는 현상을 이용한다.Optical exposure methods are mainly used to realize two-dimensional patterns on silicon or glass substrates. This uses a phenomenon in which a photoresist that is exposed to ultraviolet rays is coated on a substrate and then selectively exposed using a mask to melt or cure the photoresist depending on the presence or absence of exposure.

통상적으로 이 과정에서 기판 위헤 남아있는 포토레지스트를 이용하여 기판을 식각함으로써 식각된 금속물질이나 반도체 물질을 배선이나 반도체 물질로 이용하거나 나노임프린팅을 위한 몰드로 이용할 수 있다.Typically, by etching the substrate using the photoresist remaining on the substrate in this process, the etched metal material or semiconductor material can be used as a wiring or semiconductor material or as a mold for nanoimprinting.

그러나 이러한 공정은 실제 박막을 형성하는 소재 외에 포토레지스트 물질을 이용하는 단계를 포함한다는 점에서 공정이 복잡해진다는 문제점이 있으므로, 이를 해결하기 위한 연구가 요구되고 있다.However, such a process has a problem in that the process is complicated in that it includes a step of using a photoresist material in addition to a material for forming a thin film, and thus, a study for solving the problem is required.

대한민국등록특허 제10-1628423호Korea Patent Registration No. 10-1628423

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 포토레지스트 공정을 생략한 폴리실라잔계 소재 박막의 패턴 제조방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a pattern manufacturing method of a polysilazane-based material thin film without the photoresist process.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 포토레지스트 공정을 생략한 패턴을 가지는 폴리실라잔계 소재 박막을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a polysilazane-based material thin film having a pattern in which a photoresist process is omitted.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 폴리실라잔계 박막 패턴 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention provides a polysilazane-based thin film pattern manufacturing method.

이때, 상기 폴리실라잔계 박막 패턴 제조방법은 모재에 폴리실라잔계 소재를 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계, 상기 코팅층 상의 제1영역에 펄스자외선조사를 수행하여 상기 제1 영역을 경화하는 단계 및 상기 코팅층에서 상기 제1 영역 이외의 비경화 영역을 염기성 용매로 제거하여 현상하는 단계를 포함할 수 있다.The polysilazane-based thin film pattern manufacturing method may include forming a coating layer by coating a polysilazane-based material on a base material, performing pulse ultraviolet irradiation on the first region on the coating layer, and curing the first region and the coating layer. And removing the non-cured region other than the first region with a basic solvent.

이때, 상기 코팅층을 형성하는 단계는 2% 내지 20% 폴리실라잔계 소재 용액을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 한다.In this case, the forming of the coating layer may be performed using a 2% to 20% polysilazane-based material solution.

이때, 상기 코팅층을 형성하는 단계는 500rpm 내지 1000rpm의 속도로 5초 내지 10초 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, the step of forming the coating layer is characterized in that performed for 5 seconds to 10 seconds at a speed of 500rpm to 1000rpm.

이때, 경화하는 단계는 1800V 내지 2200V, 5Hz 내지 10Hz 및 80mJ/cm2 내지 100mJ/cm2 조건의 자외선을 80㎲ 내지 120㎲ 자외선 조사 및100ms 내지 200ms 자외선 비조사를 반복하여 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, the curing is characterized by performing 1800V to 2200V, 5Hz to 10Hz and the 80㎲ ultraviolet light of 80mJ / cm 2 to 100mJ / cm 2 UV irradiation and the conditions to 120㎲ repeat 100ms to 200ms UV non-irradiated .

이때, 상기 경화하는 단계는 펄스자외선을 80회 내지 150회 조사하는 것을 특징으로 한다.At this time, the step of curing is characterized in that for irradiating pulse ultraviolet rays 80 to 150 times.

이때, 상기 현상하는 단계는 상기 제1영역을 경화한 코팅층을 갖는 모재를 염기성 용매에 10초 내지 60초 침지하는 것을 특징으로 한다.At this time, the developing step is characterized in that the base material having a coating layer cured the first region is immersed in a basic solvent for 10 seconds to 60 seconds.

예를 들어, 상기 염기성 용매는 5% 내지 20% TMAH 수용액, 5% 내지 20% NaOH 수용액 또는 5% 내지 20% 알콜 수용액을 포함할 수 있다.For example, the basic solvent may include 5% to 20% aqueous TMAH solution, 5% to 20% NaOH aqueous solution, or 5% to 20% aqueous alcohol solution.

이때, 상기 코팅층에서 상기 제1 영역 이외의 비경화 영역을 염기성 용매로 제거하여 현상하는 단계 이후에, 상기 현상하는 단계에서 현상된 박막을 추가 경화하는 단계를 더 포함할 수 있다.In this case, after the step of developing by removing a non-hardened region other than the first region from the coating layer with a basic solvent, the method may further include further curing the developed thin film in the developing step.

이때, 상기 추가 경화하는 단계는 화학적 경화, 스팀 경화 또는 펄스자외선조사를 포함할 수 있다.At this time, the additional curing step may include chemical curing, steam curing or pulsed ultraviolet irradiation.

이때, 상기 추가 경화하는 단계에서, 상기 펄스자외선조사는 1800V 내지 4000V, 5Hz 내지 10Hz 및 2J/cm2 내지 8J/cm2 조건의 자외선을 80㎲ 내지 120㎲ 자외선 조사 및100ms 내지 200ms 자외선 비조사를 반복하여 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, in the further curing step, the pulsed ultraviolet irradiation is repeated 1800V to 4000V, 5Hz to 10Hz and 2J / cm2 to 8J / cm2 conditions UV 80 ~ 120㎲ UV irradiation and 100ms to 200ms UV non-irradiation It is characterized by performing.

이때, 상기 추가 경화하는 단계에서 상기 펄스자외선조사는 펄스자외선을 800회 내지 3000회 조사하는 것을 특징으로 한다.At this time, the pulsed ultraviolet irradiation in the step of further curing is characterized in that the irradiation of pulse ultraviolet radiation 800 to 3000 times.

본 발명의 일실시예에 따르면, 포토레지스트 공정을 생략한 폴리실라잔계 소재 박막의 패턴 제조방법을 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a pattern of a polysilazane-based material thin film without the photoresist process.

본 발명의 일실시예에 따르면, 포토레지스트 공정을 생략한 패턴을 가지는 폴리실라잔계 소재 박막을 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a polysilazane-based material thin film having a pattern in which a photoresist process is omitted may be provided.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, but should be understood to include all the effects deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폴리실라잔계 소재 박막 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 폴리실라잔계 소재로 코팅된 모재를 도시한 그림이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 펄스자외선조사를 수행한 모재를 도시한 그림이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 펄스자외선조사를 수행한 모재를 도시한 그림이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 현상한 모재를 도시한 그림이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 패턴이 형성된 폴리실라잔계 소재 박막을 분석한 표이다.1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a polysilazane-based material thin film according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing a base material coated with a polysilazane-based material according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing a base material performing a pulsed ultraviolet irradiation according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a base material on which pulse ultraviolet irradiation is performed according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a base material developed according to an embodiment of the present invention.
6 is a table analyzing a polysilazane-based material thin film having a pattern according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 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 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, coupled) with another part, it is not only" directly connected "but also" indirectly connected "with another member in between. "Includes the case. In addition, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일실시예에 따른 폴리실라잔계 소재 박막 제조방법을 설명한다.It describes a polysilazane-based material thin film manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폴리실라잔계 소재 박막 제조방법을 도시한 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a polysilazane-based material thin film according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 상기 폴리실라잔계 박막 패턴 제조방법은 모재에 폴리실라잔계 소재를 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계(S100), 상기 코팅층 상의 제1영역에 펄스자외선조사를 수행하여 상기 제1 영역을 경화하는 단계(S200) 및 상기 코팅층에서 상기 제1 영역 이외의 비경화 영역을 염기성 용매로 제거하여 현상하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, in the polysilazane-based thin film pattern manufacturing method, forming a coating layer by coating a polysilazane-based material on a base material (S100), and performing pulsed ultraviolet irradiation on the first region on the coating layer to form the first region. It may include the step (S200) and the step of developing by removing the non-hardened region other than the first region in the coating layer with a basic solvent (S300).

예를 들어, 상기 모재는 유리, 플라스틱, 금속, 석재, 목재, 콘크리트 또는 고분자물질을 포함할 수 있다.For example, the base material may include glass, plastic, metal, stone, wood, concrete, or polymer material.

실라잔은 -Si-N-Si- 결합을 포함하는 화합물의 총칭으로, 상기 폴리실라잔계 소재는 -Si-N-Si- 결합이 반복되는 것을 특징으로 한다.Silazane is a generic term for a compound containing a -Si-N-Si- bond, and the polysilazane-based material is characterized in that -Si-N-Si- bond is repeated.

바람직하게는, 상기 폴리실라잔계 소재는 불소, 알킬기, 알킬실란기 또는 POSS계 치환기를 포함할 수 있다.Preferably, the polysilazane-based material may include a fluorine, an alkyl group, an alkylsilane group or a POSS-based substituent.

예를 들어, 상기 폴리실라잔계 소재는 하기 화학식 1의 구조를 가질 수 있다.For example, the polysilazane-based material may have a structure of Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112017117627589-pat00001
Figure 112017117627589-pat00001

이때, R1 내지 R5는 각각 서로 독립적으로 수소, 불소, 알킬기, 알킬실란기 또는 POSS계 화합물을 포함할 수 있다.At this time, R 1 to R 5 may each independently include hydrogen, fluorine, alkyl group, alkylsilane group or POSS-based compound.

이때, 상기 코팅층을 형성하는 단계(S100)는 고형분함량 2% 내지 20% 폴리실라잔계 소재 용액을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, the step of forming the coating layer (S100) is characterized in that it is carried out using a solid content 2% to 20% polysilazane-based material solution.

이때, 상기 폴리실라잔계 소재 용액의 농도가 2% 미만일 경우, 상기 폴리실라잔계 소재가 모재 상에 너무 얇게 도포되어 박막 형성이 어려울 수 있다.In this case, when the concentration of the polysilazane-based material solution is less than 2%, the polysilazane-based material may be applied so thinly on the base material that it may be difficult to form a thin film.

이때, 상기 폴리실라잔계 소재 용액의 농도가 20% 초과일 경우, 상기 폴리실라잔계 소재 용액의 점도 증가로 인해 모재 상에 상기 폴리실라잔계 소재를 고르게 도포하기 어려울 수 있다.In this case, when the concentration of the polysilazane-based material solution is more than 20%, it may be difficult to evenly apply the polysilazane-based material on the base material due to the increase in the viscosity of the polysilazane-based material solution.

이때, 박막 소재로 감광응성 폴리실라잔 소재를 이용함으로써, 종래의 기술과 달리 별도의 포토레지스트를 이용한 패턴형성 단계를 생략할 수 있다. 이는 전체적인 공정의 간략화를 이끌어낼 수 있으며, 공정변수의 감소로 인해 품질관리가 용이해진다는 장점이 있다.At this time, by using the photosensitive polysilazane material as a thin film material, unlike the conventional technology, it is possible to omit a pattern forming step using a separate photoresist. This can lead to the simplification of the overall process, and has the advantage of easy quality control due to the reduction of process variables.

이때, 상기 코팅층을 형성하는 단계(S100)는 500rpm 내지 1000rpm의 속도로 5초 내지 10초 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, the step of forming the coating layer (S100) is characterized in that performed for 5 seconds to 10 seconds at a speed of 500rpm to 1000rpm.

이때, 상기 코팅층을 형성하는 단계(S100)에서 회전속도가 500rpm 미만인 경우, 느린 회전속도로 인해 모재 상에 상기 폴리실라잔계 소재를 고르게 도포하기 어려울 수 있다.At this time, if the rotational speed is less than 500rpm in the step of forming the coating layer (S100), it may be difficult to evenly apply the polysilazane-based material on the base material due to the slow rotational speed.

이때, 상기 코팅층을 형성하는 단계(S100)에서 회전속도가 1000rpm 초과인 경우, 빠른 회전속도로 인해 모재 상에 상기 폴리실라잔계 소재를 고르게 도포하기 어려울 수 있다.At this time, when the rotational speed is greater than 1000rpm in the step of forming the coating layer (S100), it may be difficult to evenly apply the polysilazane-based material on the base material due to the rapid rotational speed.

이때, 상기 모재에 폴리실라잔계 소재를 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계(S100) 다음에 예비 열처리를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.In this case, the method may further include performing a preliminary heat treatment after coating the base material with a polysilazane-based material to form a coating layer (S100).

이때, 상기 예비 열처리를 수행하는 단계는 70°C 내지 90°C의 온도에서 0.5분 내지 10분 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, the step of performing the pre-heat treatment is characterized in that for performing 0.5 minutes to 10 minutes at a temperature of 70 ° C to 90 ° C.

이때, 상기 경화하는 단계(S200)는 상기 폴리실라잔계 소재를 선택적으로 경화함으로써, 패턴을 형성하기 위해 수행할 수 있다.In this case, the curing step (S200) may be performed to form a pattern by selectively curing the polysilazane-based material.

이때, 상기 경화하는 단계(S200)는 1800V 내지 2200V, 5Hz 내지 10Hz 및 80mJ/cm2 내지 100mJ/cm2 조건의 자외선을 80㎲ 내지 120㎲ 자외선 조사 및100ms 내지 200ms 자외선 비조사를 반복하여 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, the step of curing (S200) is characterized in that the ultraviolet rays of 1800V to 2200V, 5Hz to 10Hz and 80mJ / cm2 to 100mJ / cm2 conditions 80 80 ~ 120㎲ UV irradiation and 100ms to 200ms UV non-irradiation is repeatedly performed It is done.

이때, 상기 경화하는 단계는 펄스자외선을 80회 내지 150회 조사하는 것을 특징으로 한다.At this time, the step of curing is characterized in that for irradiating pulse ultraviolet rays 80 to 150 times.

이때, 상기 제1경화하는 단계(S200)에서 자외선의 에너지가 80mJ/cm2 미만인 경우, 낮은 에너지로 인해 광반응의 개시가 일어나지 않을 수 있다.At this time, when the energy of the ultraviolet ray is less than 80mJ / cm 2 in the first curing step (S200), the start of the photoreaction may not occur due to the low energy.

이때, 상기 제1경화하는 단계(S200)에서 자외선의 에너지가 100mJ/cm2 초과인 경우, 상기 폴리실라잔계 소재의 경화가 과도하게 일어나 제1영역과 상기 제1영역을 제외한 비경화영역의 용해도 차이를 유발하기 어려울 수 있다. 이는 패턴 형성을 곤란하게 만드는 원인이 될 수 있다.In this case, when the energy of the ultraviolet ray in the first curing step (S200) is more than 100mJ / cm 2 , the curing of the polysilazane-based material is excessively hard so that the solubility of the first region and the non-hardened region except the first region It can be difficult to make a difference. This may cause the pattern formation to be difficult.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 폴리실라잔계 소재로 코팅된 모재를 도시한 그림이다.Figure 2 is a diagram showing a base material coated with a polysilazane-based material according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 상기 모재에 폴리실라잔계 소재를 코팅층을 형성하는 단계(S100)에서 상기 모재(100) 상에 상기 폴리실라잔계 소재(200)를 코팅할 수 있다.Referring to FIG. 2, the polysilazane-based material 200 may be coated on the base material 100 at step S100 of forming a coating layer of the polysilazane-based material on the base material.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 펄스자외선조사를 수행한 모재를 도시한 그림이다.Figure 3 is a diagram showing a base material performing a pulsed ultraviolet irradiation in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 코팅층 상의 제1영역에 선택적으로 펄스자외선조사를 수행하여 상기 제1 영역을 경화하는 단계(S200)에서 펄스자외선을 조사하면 마스크(300)에 의해 가려진 부분의 비경화영역 폴리실라잔계 소재(210)는 광반응이 일어나지 않고, 상기 마스크(300)에 의해 가려지지 않은 제1영역(220)은 광반응에 의해 경화될 수 있다.Referring to FIG. 3, irradiating pulsed ultraviolet rays in a step (S200) of curing the first region by selectively performing pulsed ultraviolet irradiation on the first region on the coating layer, non-cured region of the portion covered by the mask 300. The polysilazane-based material 210 does not undergo photoreaction, and the first region 220 that is not covered by the mask 300 may be cured by photoreaction.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 펄스자외선조사를 수행한 모재를 도시한 그림이다.4 is a diagram illustrating a base material on which pulse ultraviolet irradiation is performed according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 폴리실라잔계 소재 상에 광차단 마스크를 위치시키고 자외선을 조사할 경우 상기 마스크에 의해 자외선이 차단된 부분의 폴리실라잔계 소재에는 변화가 없으나, 상기 마스크에 의해 자외선이 차단되지 않은 부분은 상기 폴리실라잔 소재가 광반응에 의해 실리콘(silicone)으로 변하면서 모재와 화학결합을 이루는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, when the light blocking mask is placed on a polysilazane-based material and irradiated with ultraviolet rays, there is no change in the polysilazane-based material where the ultraviolet rays are blocked by the mask, but the ultraviolet rays are not blocked by the mask. It can be seen that the non-part of the polysilazane material is chemically bonded to the base material while being converted into silicon (silicone) by a photoreaction.

이때, 상기 광반응에 의한 변화가 일어나지 않은 비경화영역의 폴리실라잔소재는 염기성(alkaline) 용액에 의해 용해되어 상기 모재로부터 분리될 수 있다.In this case, the polysilazane material of the non-hardened region, which is not changed by the photoreaction, may be dissolved by an alkaline solution and separated from the base material.

이때, 상기 현상하는 단계(S300)는 상기 코팅층 상의 제1영역에 선택적으로 펄스자외선조사를 수행하여 상기 제1 영역을 경화하는 단계(S200)에서 경화되지 않은 폴리실라잔 소재를 제거하기 위해 수행될 수 있다.In this case, the developing step (S300) may be performed to remove the uncured polysilazane material in the step (S200) of curing the first region by selectively performing pulsed ultraviolet irradiation to the first region on the coating layer. Can be.

이때, 상기 현상하는 단계(S300)는 상기 제1영역을 경화한 코팅층을 갖는 모재를 염기성 용매에 10초 내지 60초 침지하는 것을 특징으로 한다.At this time, the developing step (S300) is characterized in that the base material having a coating layer cured in the first region is immersed in a basic solvent for 10 seconds to 60 seconds.

예를 들어, 상기 염기성 용매는 5% 내지 20% TMAH 수용액, 5% 내지 20% NaOH 수용액 또는 5% 내지 20% 알콜 수용액을 포함할 수 있다.For example, the basic solvent may include 5% to 20% aqueous TMAH solution, 5% to 20% NaOH aqueous solution, or 5% to 20% aqueous alcohol solution.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 현상한 모재를 도시한 그림이다.5 is a view showing a base material developed in accordance with an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따라 상기 펄스자외선조사를 수행하여 상기 코팅층의 제1영역을 경화한 모재(100)를 염기성 용매를 이용하여 현상할 경우 경화되지 않은 폴리실라잔 소재가 상기 염기성 용매에 용해되어 상기 모재에는 상기 경화하는 단계(S200)에서 상기 제1영역(220)에 광반응에 의해 경화된 폴리실라잔 소재만 남아있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, the polysilazane material which is not cured when the base material 100, which is cured in the first region of the coating layer by using the basic solvent, is developed by performing the pulsed ultraviolet irradiation according to an embodiment of the present invention. Is dissolved in the basic solvent, it can be seen that only the polysilazane material cured by photoreaction remains in the first region 220 in the curing step (S200).

이때, 상기 코팅층에서 상기 제1 영역 이외의 비경화 영역을 염기성 용매로 제거하여 현상하는 단계(S300) 다음에 상기 현상하는 단계(S300)에서 현상된 모재를 린스하는 단계를 더 포함할 수 있다.At this time, the step of removing the non-cured region other than the first region in the coating layer with a basic solvent to develop (S300), and further comprising the step of rinsing the developed base material in the developing step (S300).

이때, 상기 린스하는 단계는 상기 현상하는 단계(S300)에서 상기 모재 및 상기 코팅층에 남아있는 상기 염기성 용매를 제거하기 위해 수행할 수 있다.At this time, the rinsing step may be performed to remove the basic solvent remaining in the base material and the coating layer in the developing step (S300).

이때, 상기 린스하는 단계는 상기 현상된 모재를 증류수에 침지하여 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, the rinsing step is characterized in that carried out by immersing the developed base material in distilled water.

이때, 상기 린스하는 단계 다음에 상기 린스하는 단계에서 린스한 모재를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.At this time, after the rinsing step may further comprise the step of drying the base material rinsed in the rinsing step.

이때, 상기 건조하는 단계는 상기 린스하는 단계에서 이용된 증류수를 상기 모재 또는 상기 코팅층으로부터 제거하기 위해 수행할 수 있다.In this case, the drying step may be performed to remove the distilled water used in the rinsing step from the base material or the coating layer.

이때, 상기 건조하는 단계는 100°C 내지140°C의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, the drying step is characterized in that carried out at a temperature of 100 ° C to 140 ° C.

이때, 상기 코팅층에서 상기 제1 영역 이외의 비경화 영역을 염기성 용매로 제거하여 현상하는 단계(S300) 이후에, 상기 현상하는 단계에서 현상된 박막을 추가 경화하는 단계를 더 포함할 수 있다.In this case, after the step (S300) of removing the non-cured region other than the first region from the coating layer by using a basic solvent, the method may further include further curing the developed thin film in the developing step.

이때, 상기 추가 경화하는 단계는 패턴이 형성된 박막을 완전히 경화시키기 위해 수행할 수 있다. In this case, the additional curing step may be performed to completely cure the thin film on which the pattern is formed.

이때, 상기 추가 경화하는 단계는 화학적 경화, 스팀 경화 또는 펄스자외선조사를 포함할 수 있다.At this time, the additional curing step may include chemical curing, steam curing or pulsed ultraviolet irradiation.

이때, 상기 추가 경화하는 단계에서, 상기 펄스자외선조사는 1800V 내지 4000V, 5Hz 내지 10Hz 및 2J/cm2 내지 8J/cm2 조건의 자외선을 80㎲ 내지 120㎲ 자외선 조사 및100ms 내지 200ms 자외선 비조사를 반복하여 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, in the further curing step, the pulsed ultraviolet irradiation is repeated 1800V to 4000V, 5Hz to 10Hz and 2J / cm2 to 8J / cm2 conditions UV 80 ~ 120㎲ UV irradiation and 100ms to 200ms UV non-irradiation It is characterized by performing.

이때, 상기 추가 경화하는 단계에서 상기 펄스자외선조사는 펄스자외선을 800회 내지 3000회 조사하는 것을 특징으로 한다.At this time, the pulsed ultraviolet irradiation in the step of further curing is characterized in that the irradiation of pulse ultraviolet radiation 800 to 3000 times.

이때, 상기 추가 경화하는 단계에서, 상기 펄스자외선조사를 1800V 미만에서 수행할 경우, 미경화영역이 발생하여 내구성이 저하될 수 있다.At this time, in the step of further curing, when the pulse ultraviolet irradiation is performed at less than 1800V, uncured region may occur and durability may be reduced.

이때, 상기 추가 경화하는 단계에서 상기 펄스자외선조사를 4000V 초과에서 수행할 경우, 비용-효과 측면에서 불리할 수 있다.At this time, when the pulse ultraviolet irradiation is performed at more than 4000V in the additional curing step, it may be disadvantageous in terms of cost-effectiveness.

이때, 상기 추가 경화하는 단계에서, 상기 펄스자외선조사의 자외선 에너지가 2J/cm2 미만인 경우, 미경화영역이 발생하여 내구성이 저하될 수 있다.At this time, in the step of further curing, if the ultraviolet energy of the pulsed ultraviolet irradiation is less than 2J / cm 2 , the uncured region may occur to reduce the durability.

이때, 상기 추가 경화하는 단계에서 상기 펄스자외선조사의 자외선 에너지가 8J/cm2 초과인 경우, 경화도는 상승하나 공정시간이 오래 소모된다는 단점이 있다.At this time, when the ultraviolet energy of the pulsed ultraviolet irradiation is more than 8J / cm 2 in the additional curing step, there is a disadvantage that the curing degree is increased but the process time is consumed for a long time.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 패턴이 형성된 폴리실라잔계 소재 박막을 분석한 표이다.6 is a table analyzing a polysilazane-based material thin film having a pattern according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 광차단 마스크 패턴의 선폭이 같을 경우 선간이 좁을수록 형성되는 박막의 높이가 높음을 알 수 있다. 또한, 상기 마스크 패턴의 선폭이 20㎛로 좁은 경우에도 균일한 패턴이 형성되는 것을 확인할 수 있다. 이는 본 발명의 일실시예에 따라 폴리실라잔계 소재로 박막을 제조할 경우 미세한 패턴의 박막 형성이 가능함을 의미한다.Referring to FIG. 6, when the line widths of the light blocking mask patterns are the same, the narrower the lines, the higher the height of the formed thin film. In addition, even when the line width of the mask pattern is narrow to 20㎛ it can be seen that a uniform pattern is formed. This means that when a thin film is manufactured from a polysilazane-based material according to an embodiment of the present invention, a thin film of a fine pattern can be formed.

본 발명의 일실시예에 따라 폴리실라잔계 소재 및 펄스 자외선조사를 통해 박막을 제조할 경우, 별도의 포토레지스트 공정 없이 박막 패터닝이 가능한 폴리실라잔 박막 패턴 제조방법을 제공할 수 있다.When the thin film is manufactured by using a polysilazane-based material and pulsed ultraviolet irradiation according to an embodiment of the present invention, a polysilazane thin film pattern manufacturing method capable of thin film patterning without a separate photoresist process may be provided.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is represented by the following claims, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof are included in the scope of the present invention.

100 : 모재
200 : 폴리실라잔계 소재
210 : 비경화영역
220 : 제1영역
300 : 마스크100: base material
200: polysilazane-based material
210: uncured area
220: first zone
300: mask

Claims (12)

모재에 폴리실라잔계 소재를 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계;
상기 코팅층 상의 제1영역에 펄스자외선조사를 수행하여 상기 제1 영역을 경화하는 단계; 및
상기 코팅층에서 상기 제1 영역 이외의 비경화 영역을 염기성 용매로 제거하여 현상하는 단계를 포함하는 폴리실라잔계 박막 패턴 제조방법.Coating a polysilazane-based material on the base material to form a coating layer;
Curing the first region by performing pulsed ultraviolet irradiation on the first region on the coating layer; And
Removing the non-hardened region other than the first region in the coating layer with a basic solvent to develop the polysilazane-based thin film pattern. 제1항에 있어서,
상기 코팅층을 형성하는 단계는 2% 내지 20% 폴리실라잔계 소재 용액을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 폴리실라잔계 박막 패턴 제조방법.The method of claim 1,
Forming the coating layer is a polysilazane-based thin film pattern manufacturing method, characterized in that performed using a 2% to 20% polysilazane-based material solution. 제1항에 있어서,
상기 코팅층을 형성하는 단계는 500rpm 내지 1000rpm의 속도로 5초 내지 10초 수행하는 것을 특징으로 하는 폴리실라잔계 박막 패턴 제조방법.The method of claim 1,
Forming the coating layer is a polysilazane-based thin film pattern manufacturing method, characterized in that performed for 5 seconds to 10 seconds at a speed of 500rpm to 1000rpm. 제1항에 있어서,
상기 경화하는 단계는 1800V 내지 2200V, 5Hz 내지 10Hz 및 80mJ/cm2 내지 100mJ/cm2 조건의 자외선을 80㎲ 내지 120㎲ 자외선 조사 및100ms 내지 200ms 자외선 비조사를 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 폴리실라잔계 박막 패턴 제조방법.The method of claim 1,
Wherein the curing is 1800V to 2200V, 5Hz to 10Hz and 80mJ / cm 2 to 80㎲ ultraviolet light of 100mJ / cm 2 UV irradiation and the conditions to 120㎲ 100ms to 200ms polyester, characterized in that for performing repeatedly the UV non-irradiated Silazane-based thin film pattern manufacturing method. 제1항에 있어서,
상기 경화하는 단계는 펄스자외선을 80회 내지 150회 조사하는 것을 특징으로 하는 폴리실라잔계 박막 패턴 제조방법.The method of claim 1,
The curing step is a polysilazane-based thin film pattern manufacturing method, characterized in that for irradiating pulse ultraviolet rays 80 to 150 times. 제1항에 있어서,
상기 현상하는 단계는 상기 제1영역을 경화한 코팅층을 갖는 모재를 염기성 용매에 10초 내지 60초 침지하는 것을 특징으로 하는 폴리실라잔계 박막 패턴 제조방법.The method of claim 1,
The developing step is a polysilazane-based thin film pattern manufacturing method, characterized in that for 10 seconds to 60 seconds immersed the base material having a coating layer cured the first region in a basic solvent. 제6항에 있어서,
상기 염기성 용매는 5% 내지 20% TMAH 수용액, 5% 내지 20% NaOH 수용액 또는 5% 내지 20% 알콜 수용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리실라잔계 박막 패턴 제조방법.The method of claim 6,
The basic solvent is a polysilazane-based thin film pattern manufacturing method comprising a 5% to 20% TMAH aqueous solution, 5% to 20% NaOH aqueous solution or 5% to 20% aqueous alcohol solution. 제1항에 있어서,
상기 코팅층에서 상기 제1 영역 이외의 비경화 영역을 염기성 용매로 제거하여 현상하는 단계 다음에 제2차펄스자외선조사를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리실라잔계 박막 패턴 제조방법.The method of claim 1,
And removing the non-cured region other than the first region from the coating layer with a basic solvent and developing the second pulse ultraviolet ray irradiation. 제1항에 있어서,
상기 코팅층에서 상기 제1 영역 이외의 비경화 영역을 염기성 용매로 제거하여 현상하는 단계 이후에, 상기 현상하는 단계에서 현상된 박막을 추가 경화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리실라잔계 박막 패턴 제조방법.The method of claim 1,
After the step of developing by removing the non-cured region other than the first region in the coating layer with a basic solvent, the polysilazane-based thin film pattern further comprising the step of further curing the developed thin film in the developing step Manufacturing method. 제9항에 있어서,
상기 추가 경화하는 단계는 화학적 경화, 스팀 경화 또는 펄스자외선경화를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리실라잔계 박막 패턴 제조방법.The method of claim 9,
The further curing step is a polysilazane-based thin film pattern manufacturing method characterized in that it comprises chemical curing, steam curing or pulsed ultraviolet curing. 제10항에 있어서,
상기 추가 경화하는 단계에서, 상기 펄스자외선조사는 1800V 내지 4000V, 5Hz 내지 10Hz 및 2J/cm2 내지 8J/cm2 조건의 자외선을 80㎲ 내지 120㎲ 자외선 조사 및100ms 내지 200ms 자외선 비조사를 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 폴리실라잔계 박막 패턴 제조방법.The method of claim 10,
In the step of further curing, the pulsed ultraviolet irradiation is repeated 1800V to 4000V, 5Hz to 10Hz and 2J / cm 2 to 8J / cm 2 conditions of 80 ㎲ to 120 ㎲ UV irradiation and 100 ms to 200 ms UV non-irradiation Polysilazane-based thin film pattern manufacturing method characterized in that performed. 제10항에 있어서,
상기 추가 경화하는 단계에서, 상기 펄스자외선조사는 펄스자외선을 800회 내지 3000회 조사하는 것을 특징으로 하는 폴리실라잔계 박막 패턴 제조방법.The method of claim 10,
In the further curing step, the pulsed ultraviolet irradiation is a polysilazane-based thin film pattern manufacturing method, characterized in that for irradiating the pulse ultraviolet rays 800 to 3000 times.
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