KR102124406B1

KR102124406B1 - 수평 도금 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102124406B1
Application number: KR1020180035521A
Authority: KR
Inventors: 허욱환; 김남진; 심영섭
Original assignee: 주식회사 익스톨
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2020-06-18
Also published as: KR20190113181A; JP2021514425A; WO2019190115A1; CN111886366A; JP7020726B2

Abstract

본 발명은 도금 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 수평 방향으로 놓여진 기판에 걸쳐 균일하게 패턴 도금을 수행할 수 있는 장치 및 그에 따른 방법에 관한 것으로서, 예를 들면 반도체 제조시 포토리소그래피 공정을 위한 노광용 마스크의 제조를 위한 도금 공정 등에 다양하게 적용할 수 있는 도금 장치 및 그에 따른 방법을 제시한다.

Description

수평 도금 장치 및 방법{A horizontal plating apparatus and a method thereof}

본 발명은 도금 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 수평 방향으로 놓여진 기판에 걸쳐 균일하게 도금을 수행할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.

반도체 제조 공정의 포토리소그래피 패터닝을 위해 노광용 마스크가 이용된다. 마스크는 주로 열팽창 등을 고려하여 인바(Invar: 강철과 니켈의 합금)가 사용된다. 마스크 제작을 위한 인바 합금(36%Ni-64%Fe) 또는 수퍼 인바 합금(32%Ni-63%Fe-5%Co)의 대표적인 생산 방식은 냉간 압연 방식이 이용되고 있으나, 냉간압연 방식으로 두께 50μm 이하의 박판을 얻기 위해서는 다단의 압연 공정이 필요하므로, 공정이 길고 복잡하여 제조 단가가 높은 단점이 있다. 또한, 냉간 압연 방식으로 생산되는 50μm 이하의 압연 인바 박판은 그 폭이 500mm 이하로 제한되어 대면적 공정 재료로의 적용에 많은 어려움이 있다.

따라서, 최근에는 일면에 마스크 패턴이 형성된 기판을 이용하여 전주도금 방식으로 마스크를 제조하는 제조 장치(1)가 개발되고 있다. 이러한 전주도금 방식을 이용한 일반적인 마스크 제조 장치(1)는 애노드와 기판을 각각 도금액(전해액)이 채워진 도금 탱크의 내부에 도금 탱크의 수직 방향으로 위치시키고, 애노드와 기판을 서로 평행한 상태로 대향되게 배치하고 애노드와 기판에 각각 양극 전원과 음극 전원을 연결하는 방식으로 기판 일면에 도금층이 형성되도록 하는 방식(이하, “수직 도금 방식”이라 한다, 도 3a 및 도 3b 참조)으로 구성된다. 이후 도금층을 기판으로부터 분리하여 후처리한 후 마스크를 최종적으로 제조 완료한다. 이 때, 도금층에는 기판의 일면에 형성된 마스크 패턴이 전사되어 남아있게 된다.

이러한 수직 도금 방식에 의하면, 애노드(2) 혹은 제품(3)이 침지된 도금 탱크(4)에 도금액이 순환 공급되는 경우에, 순환을 위한 전해액의 흐름(도 3a의 점선 화살표 방향 참조)이 탱크(4)의 상부로 이어지면서 제품의 상부 측의 도금이 두꺼워지는 문제점이 발생한다. 또한, 이러한 수직 도금 방식의 경우 애노드(2)에서 발생되는 수소기포가 탱크(4)의 상부 쪽으로 몰리면서 제품에 에어포켓이 생겨 도금의 불량원인이 될 수 있고 기포를 이격시키기 위해 격막을 설치하게 되면, 제품과의 간격이 넓어져 도금편차 발생이 우려된다. 특히, 10세대 기판(3.13m × 2.88m)의 경우, 설비의 높이가 10미터까지 높아지게 되며 애노드 또는 제품의 유동시 아래쪽 가이드 레일이 액면 아래에 위치하게 되어 설비의 문제가 발생할 우려가 있고, 제품의 클램프 또한 액면아래에 위치하여, 제품과 애노드의 간섭으로 인한 불량도 우려되는 문제점이 있다.

마스크 제조 공정 등과 같은 도금 공정을 수행하는 장치 및 방법에 있어서, 수직 도금 방식을 사용하는 종래 기술과 달리, 도금의 두께 편차를 줄이면서도 상술한 에어포켓에 따른 문제점을 해결할 수 있는 새로운 도금 방식이 요구된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치는:

내부 공간에 도금액이 충진될 수 있는 도금 탱크;

양극 전원과 연결되고 상기 도금 탱크의 상부에 위치하는 애노드;

일면에 도금층이 형성되도록 음극 전원과 연결된 기판으로서, 상기 도금 탱크 내부에 상기 도금 탱크의 수평 방향으로 배치되고 상기 애노드의 아래에 배치될 수 있는 상기 기판;

상기 도금 탱크의 하부 공간으로부터 도금액이 충진되도록 상기 도금 탱크에 도금액을 공급하는 도금액 공급부; 및

상기 기판에 연결되어 음극 전원을 공급할 수 있는 기판 전극 단자를 포함하고,

상기 애노드는 상기 도금 탱크의 수평 방향으로 상기 기판과 평행하게 이동이 가능할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치는, 상기 애노드의 일측 또는 양측에 위치하는 노즐로서, 도금액을 상기 기판을 향하여 분사할 수 있는 하나 또는 복수 개의 분사구를 포함하는 상기 노즐을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치는, 상기 도금 탱크의 측면 부근에 위치하고 상기 도금 탱크의 수평 방향으로 연장되어, 상기 애노드의 상기 도금 탱크의 수평 방향으로의 이동을 안내할 수 있는 애노드 가이드부; 및

상기 애노드가 연결되어 상기 애노드를 지지하는 애노드 지지부로서, 상기 애노드 가이드부를 따라 이동 가능하게 연결되는 상기 애노드 지지부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치에 있어서, 상기 애노드는 상기 도금 탱크의 수평 방향으로 연장되고 상기 애노드의 이동 방향의 수직으로 연장되는 막대 형상일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치에 있어서, 상기 애노드 및 상기 노즐은 상기 도금 탱크의 수평 방향으로 연장되고 상기 애노드의 이동 방향의 수직으로 연장되는 막대 형상일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치에 있어서, 상기 애노드 가이드부는 상기 도금 탱크의 양측에 서로 평행하게 마주보도록 위치하는 두 개의 애노드 가이드부들로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치는, 상기 도금 탱크의 내부에 상기 도금 탱크의 수평 방향으로 배열된 복수 개의 기판 지지 롤러로서, 상기 기판이 안착되어 상기 기판을 지지할 수 있는 상기 복수 개의 기판 지지 롤러를 더 포함하고,

상기 기판 지지 롤러가 회전함으로써, 상기 기판 지지 롤러 상에 놓여진 기판이 이동 가능할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치에 있어서, 상기 기판 전극 단자는 복수 개의 클램프(clamp)들로 구성되고, 상기 복수 개의 클램프들은 상기 기판의 각 변에 각각 연결될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치는 마스크 제조 장치이고,

상기 기판의 도금층이 형성되는 일면에는 마스크 패턴이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치에 있어서, 상기 도금액 공급부를 통해 상기 도금 탱크에 공급되는 도금액과 상기 노즐을 통해 상기 기판에 분사되는 도금액은 동일한 성분으로 이루어진 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치에서 수행되는 도금 방법에 있어서;

상기 기판을 상기 도금 탱크의 수평 방향으로 상기 도금 탱크 내부로 이동하는 단계;

상기 기판 전극 단자를 상기 기판에 연결하는 단계;

상기 도금 탱크 내부에 상기 도금액 공급부를 통해 상기 도금액을 공급하는 단계; 및

상기 애노드가 상기 기판의 수평 방향에 평행하게 이동하면서 상기 기판 상에 도금 공정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치에서 수행되는 도금 방법에 있어서:

상기 기판 전극 단자를 상기 기판에 연결하는 단계;

상기 애노드가 상기 기판의 수평 방향에 평행하게 이동하면서 상기 기판 상에 도금 공정을 수행하는 단계를 포함하고,

상기 기판 상에 도금 공정을 수행하는 단계는 상기 노즐을 통하여 도금액을 공급하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 애노드와 노즐이 일체화되어 도금액(전해액)과 전류를 공급함에 따라 두께편차가 종래 기술인 수직 도금 방식에 비해 현저히 낮아지는 장점이 있다. 또한, 노즐이 수평 방향으로 이동하면서 기판(마스터, 제품) 표면 또는 주위에 형성된 기포를 제거해 주기 때문에 상술한 종래 기술에 따른 에어포켓 발생에 따른 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 도금 장치의 개략도를 도시한다.
도 2는 도 1의 수평 도금 장치의 요부를 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 종래 기술에 따른 수직 도금 장치를 도시한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판이 수평으로 배치되고 기판 위에 애노드가 수평 방향으로 이동하면서 도금이 수행되는 장치(본 발명의 명세서에서 “수평 도금 장치”라 한다)(10)를 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 도금 장치(10)의 개략도를 도시하고, 도 2는 도 1의 수평 도금 장치(10)의 요부를 도시한다.

우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 도금 장치(10)는 예를 들면, 마스크 제조 장치(10)일 수 있고, 보다 구체적으로는, 마스크 제조 장치(10)는 일면에 마스크 패턴이 형성된 기판을 이용하여 전주 도금 방식으로 마스크를 제조하는 장치일 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 수평 도금 장치(10)는 도금액이 충진되는 도금 탱크(100)와, 도금 탱크(100) 내부에 배치되어 양극 전원이 연결된 애노드(200) 및 음극 전원이 연결된 기판(300)과, 도금 탱크(100)에 도금액(전해액)을 공급하는 도금액 공급부(110)을 포함하여 구성된다.

도금 탱크(100)는 도금액 공급부(110)으로부터 공급되는 도금액이 충진되는 공간으로, 내부에 기판(300)이 배치된다. 애노드(200)는 도금 탱크(100) 위에서 수평 방향(예를 들면, X축 방향)으로 이동이 가능하게 배치된다. 또한, 본 발명에 따른 수평 도금 장치(10)는 도금 탱크(100)에서 오버플로우되는 도금액을 수용할 수 있는 오버플로우 도금액 수용부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 오버플로우 도금액 수용부는 도금 탱크(100)에 충진 완료되어 도금 탱크(100)의 상부 공간에서 오버플로우되는 도금액이 저장되도록 도금 탱크(100)의 외부 공간을 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 도금 탱크(100)의 벽면에는, 기판(300)이 도금 탱크(100)의 내외부로 드나들 수 있도록 후술할 수문을 더 포함할 수 있다. 또한, 도금 탱크(100)에는 내부에 저장된 도금액을 외부 배출할 수 있는 배출구(미도시)를 더 포함할 수도 있다.

본 발명에 따른 애노드(200)는 도금 탱크(100)의 상부에 배치되어 양극 전원을 공급받는다. 또한, 애노드(200)는 도금 탱크(100)의 상부에서 후술할 바와 같이 도금 탱크(100)의 수평 방향으로 이동이 가능하다. 도금 탱크(100) 내에 수용되는 도금액에 애노드(200)의 전체가 침지될 수도 있고, 애노드(200)의 일부분(기판(300)과 대향하는 하단부 쪽)이 침지될 수도 있다. 도금 탱크(100)의 측면 부근에 도금 탱크(100)의 수평 방향을 따라 연장되어 애노드(200)의 이동을 안내할 수 있는 애노드 가이드부(210)가 배치되어 있다. 애노드 가이드부(210)에는, 애노드 지지부(220)가 애노드 가이드부(210)를 따라 이동 가능하게 연결된다. 애노드 지지부(220)에는 애노드(200)가 연결되어 애노드(200)를 지지한다. 애노드(200)를 지지하는 애노드 지지부(220)가 도금 탱크(100)의 수평 방향으로 연장된 애노드 가이드부(210)를 따라 이동함으로써, 애노드(200)가 도금 탱크(100)의 수평 방향으로 이동할 수 있도록 하였다.

애노드 가이드부(210)는 도 1에 도시된 바와 같이 도금 탱크(100)의 양측에 서로 평행하게 마주보도록 두 개의 애노드 가이드부(210)로 구성될 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 도금 탱크(100)의 일측에만 구성되거나, 도금 탱크(100)의 위에 별도로 지지 가능하게 고정되어 있는 등 다양한 변형, 변경이 가능하다. 본 발명에 따른 애노드 가이드부(210) 및 애노드 지지부(220)의 각각의 형상 및 배치는 도 1에 도시된 바에 한정되지 않고, 애노드(200)를 수평 방향을 따라 안내할 수 있는 것이면 적용가능하고, 본 발명이 구현되는 다양한 환경에 따라 변형, 변경이 가능하다.

애노드(200)는, 도금 탱크(100)의 수평 방향으로 연장된 형상이되, 애노드(200)의 이동 방향의 수직으로 연장되는 막대 형상일 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 애노드(200)가 X축 방향으로 이동하는 경우에, 애노드(200)는 Y축 방향으로 연장된 형상일 수 있다. 따라서, 도금 탱크(100) 내부에 수평 방향으로 안착된 기판(300) 위를 애노드(200)가 이동하여, 기판(300) 상에 균일하게 도금 공정이 수행될 수 있도록 하였다. 일 실시양태로서, 애노드(200)가 도금 공정 시간 동안에 도금 탱크(100)위에서 애노드 가이드부(210)를 따라 왕복 운동을 하면서, 기판(300) 상에 균일하게 도금막을 형성할 수 있다.

또한, 애노드(200)에는, 애노드(200)의 길이 방향(예를 들면 Y축 방향)과 평행하고 애노드(200)의 일측 또는 양측에 위치하는 노즐(230)이 장착된다. 노즐(230)은 도금액을 기판(300)을 향하여 분사할 수 있는 하나 또는 복수 개의 분사구를 포함한다. 일 실시양태로서, 애노드(200)에 장착된 노즐(230)에서 분사되는 도금액은 후술할 도금액 공급부(110)에서 공급되는 도금액과 동일하다. 예를 들면, 도금액 공급부(110)을 통해 도금 탱크(100) 내부로 공급되는 도금액이 마스크 제조를 위한 니켈 이온 또는 철 이온을 함유한 것이면, 애노드(200)에 장착된 노즐(230)에서 분사되는 도금액도 동일하게 마스크 제조를 위한 니켈이온 또는 철이온을 함유한 도금액을 사용할 수 있다. 다른 실시양태로서는, 애노드(200)에 장착된 노즐(230)에서 분사되는 도금액은 후술할 도금액 공급부(110)에서 공급되는 도금액과 해당 공정의 목적에 맞게 성분이 일부 변형된 것일 수도 있다.

노즐(230)은 애노드(200)에 장착되어 있으므로, 애노드(200)의 이동에 따라 같이 수평방향으로 이동하면서 기판(300)에 균일하게 도금액을 분사할 수 있다. 애노드(200)에 장착된 노즐(230)로부터 기판(300)에 균일하게 도금액이 분사됨에 따라, 기판(300)의 표면에 형성된 기포가 제거된다. 그에 따라, 종래 기술에서의 문제점인 에어포켓 형성에 따른 문제점을 방지할 수 있도록 하였다.

애노드(200)는 용융되지 않고 양극 전원을 공급받는 역할을 한다. 따라서, 불용성의 전도성 재질로 형성될 수 있고, 예를 들면, 페라이트, 백금도금 티탄, 백금클래드 티탄, 납합금, 탄소, IrO₂/Ti 등의 재질로 형성될 수 있다. 한편, 애노드(200)에 장착된 노즐(230)에서, 도금에 필요한 양이온을 포함한 도금액을 공급하므로, 비전도성 재질인 PE, PP, PVC, Teflon 등의 재질로 형성될 수 있다.

기판(300)은 애노드(200)에 대응되는 것으로 도금 탱크(100)의 내부에 배치되어 음극 전원을 공급받고 음극 전극판으로 기능한다. 이 때, 기판(300)은 일면에 도금층이 형성되도록 도금 탱크(100) 내부에 애노드(200)(보다 정확히는, 애노드(200)가 수평 방향으로 이동하는 영역)와 대향되는 위치에 배치된다.

이러한 기판(300)은 음극 전원을 공급받아 음극 전극판으로 기능하게 되므로, 애노드(200)와 기판(300)에 각각 양극 전원 및 음극 전원이 공급됨과 동시에 도금액이 도금 탱크(100)에 충진되면, 음극 전극판으로 기능하는 기판(300)의 표면에 도금층이 형성된다. 이는 도금액에 함유된 이온 입자들이 음극 전극판인 기판(300) 표면에서 도금층을 이루는 일반적인 도금 원리에 따른 것으로, 이러한 도금 원리에 대한 상세한 설명은 생략한다.

기판(300)은 애노드(200)와 대향하는 일면에 도금층이 형성된다. 예를 들어 마스크 제조를 위한 도금 공정에서, 기판(300)은 마스터이고, 이러한 기판(300)의 애노드(200)와 대향하는 일면에는 마스크 패턴이 형성되어 있다. 기판(300)은 전도성 재질로 형성될 수 있다.

도금액 공급부(110)는 도금 탱크(100)의 하부 공간의 기판(300)의 아래에 위치하여 도금 탱크(100)로 도금액을 공급한다. 도금액 공급부(110)는 도금 탱크(100)의 하부 공간으로부터 도금액이 충진되도록 도금 탱크(100)에 도금액을 공급하는데, 도금액을 저장하는 별도의 도금액 저장 탱크(미도시)로부터 도금액을 펌핑하여 도금 탱크(100)에 공급하는 펌프에 연결될 수도 있다. 도금액 공급부(110)의 형상은 예를 들면, 도금 탱크(100)의 내부로 연장된 관 또는 판 형상으로 제작될 수도 있고, 이러한 관 또는 판 형상에 도금액을 도금 탱크(100)로 공급하는 복수 개의 분사구 또는 공급용 개구부를 포함하는 형상으로 구현될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 도금 탱크(100)의 벽면에 개폐 가능한 주입구(미도시)의 형상으로 구현될 수도 있는 등 다양한 변형, 변경이 가능하다.

한편, 도금액은 예를 들면, 마스크 제조의 경우 니켈 이온 및/또는 철 이온이 용해된 전해액으로서, 예를 들면, FeSO₄·7H₂O (Ferrous Sulfate),NiSO₄·6H₂O (Nickel Sulfate),NiCl₂·6H₂O (Nickel Chloride), FeCl₂·4H₂O (Ferrous Chloride), 및 Ni(NH₂SO₃)₂ (Nickel Sulfamate)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 주성분으로 하고, 붕산 등의 첨가제를 첨가하여 만든 도금액이 사용될 수 있지만 이에 한정되지 않고 사용자의 필요에 따라 다양한 종류가 사용될 수 있다.

도금 탱크(100)는 도금액을 배출할 수 있는 배출구(미도시)를 더 포함할 수 있다. 배출구를 통해 배출된 도금액은 도 1에 도시된 바와 같이 별도의 도금액 저장 탱크(미도시)에 유입되고, 도금액 저장 탱크에서 이물질 분리 등의 재처리 과정을 거쳐 다시 도금액 공급부(110) 및/또는 상술한 노즐(230)을 통해 도금 탱크(100)로 공급되는 순환 과정을 거치도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 배출구에는 이러한 순환 흐름 구성 이외에도 도금 탱크(100) 내부의 세척수 등의 외부로의 배출을 위한 구성이 연결될 수도 있다. 즉, 배출구를 통해 배출된 액체의 흐름이 도금 탱크(100)로 공급되는 순환 과정으로 이루어질 수도 있고, 외부로 배출될 수도 있다.

한편, 도금 탱크(100) 내부에는 도금 탱크(100)의 수평 방향으로 연장되고 배열된 복수 개의 기판 지지 롤러(400)가 장착되어 있고, 복수 개의 기판 지지 롤러(400) 상에 기판(300)이 안착되어 기판(300)을 지지할 수 있다. 기판 지지 롤러(400)가 회전함으로써, 기판 지지 롤러(400) 상에 놓여진 기판(300)이 도금 공정을 위하여 도금 탱크(100)의 내부로 이동될 수 있다. 마찬가지로, 도금 공정이 완료된 후에 기판 지지 롤러(400)가 회전함으로써, 기판 지지 롤러(400) 상에 놓여진 기판(300)이 도금 탱크(100)의 외부로 이동이 가능하다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 도금 탱크(100)의 벽면에 수문이 구비되어, 도금 탱크(100)의 수문이 열리면 기판 지지 롤러(400)가 회전하여 기판(300)이 도금 탱크(100)의 내부로 이동하고, 도금 탱크(100)의 수문이 닫히면 도금 탱크(100) 내부에 도금액이 공급되어 도금 공정이 진행된다. 도금 공정이 완료되면 도금액이 배출되고, 도금 탱크(100)의 수문이 열리고 기판 지지 롤러(400)가 회전하여 도금이 완료된 기판(300)이 도금 탱크(100)의 외부로 이동할 수 있다.

또한, 기판 지지 롤러(400)의 회전을 미세하게 조절하여, 기판(300)의 도금 탱크(100) 내부의 수평 방향으로의 정밀한 위치 조절도 가능하다.

한편, 이러한 복수 개의 기판 지지 롤러(400) 위에 기판(300)이 안착되기만 하면 되므로, 도금 탱크(100) 내부에 수용될 수 있는 크기의 기판(300)이라면, 기판(300)의 크기에 상관없이 기판(300)이 기판 지지 롤러(400) 위에 안착되어 안전하게 도금 공정 및 기판(300)의 이동이 가능하다. 종래의 수직 도금 방식에서는, 기판이 수직으로 도금 탱크에 위치하는데, 기판의 크기가 크거나 무게가 나가는 경우에 제품 이동 및 탱크 안착 시 등에 제품 손상 발생 우려가 높았다(특히, 유리 제품의 경우 파손의 우려가 더 커진다)(도 3b 참조). 그러나, 본 발명에 따르면, 기판(300)이 수평 방향으로 배열된 복수 개의 기판 지지 롤러(400) 위에 안착되어 도금 공정이 이루어지고 운반될 수 있으므로 종래의 수직 도금 방식보다 파손의 우려가 매우 낮아진다는 장점이 있다. 기판 지지 롤러(400)는 비전도성 재질로 형성될 수 있고, 예를 들면 PP, PE, PVC, Teflon 등으로 형성될 수 있다.

한편, 기판(300)은 기판(300)에 음극 전원을 공급할 수 있는 기판 전극 단자(410)에 접촉하여 음극 전원에 연결될 수 있다. 기판 전극 단자(410)는 예를 들면, 기판(300)에 연결될 수 있는 클램프(clamp)(410)일 수 있다. 클램프(410)는 한 개로 구비될 수도 있고, 복수 개로 구비될 수도 있다. 예를 들면, 도 2의 경우, 직사각형의 판 형상인 기판(300)의 네 변에 복수 개의 클램프(410)들이 연결될 수 있고, 일 실시양태로서, 기판(300) 상에 보다 고르게 도금이 진행될 수 있도록, 기판(300)의 각 변에 각각 10 개(point)의 클램프(410)들이 연결될 수 있고, 기판(300)과 기판 전극 단자(410)의 접점의 개수는 예를 들어 최소 30 개(point) 이상일 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않고, 클램프(410)의 개수(즉, 기판(300)과 기판 전극 단자(410)의 접점의 개수) 및 기판(300)에 클램프(410)가 연결되는 위치 등이 본 발명이 구현되는 다양한 환경에 맞게 변형, 변경이 가능하다.

본 발명에 따른 도금 방법은, 상술한 수평 도금 장치(10)에서 수행되며, 보다 구체적으로 다음의 단계들로 이루어진다.

먼저, 기판(300)을 기판 지지 롤러(400)에 의해 도금 탱크의 수평 방향으로 도금 탱크(100) 내부로 이동하는 단계(단계 1)가 수행된다.

다음, 기판 전극 단자(410)를 기판(300)에 연결하는 단계(단계 2)가 수행된다.

다음, 도금 탱크(100) 내부에 도금액 공급부(110)를 통해 도금액을 공급하는 단계(단계 3)가 수행된다.

다음, 기판(300) 상에 도금 공정을 수행하는 단계로서, 애노드(200)를 통해 전류를 공급하고 노즐(230)을 통하여 도금액을 공급하는 단계(단계 4)가 수행된다. 이 때, 미리 정해진 도금 시간 동안 애노드(200) 및 애노드(200)에 장착된 노즐(230)이 함께 도금 탱크(100)의 수평 방향으로, 즉 기판(300)의 수평 방향에 평행하게 왕복 이동을 하면서 기판(300)에 균일한 도금막을 형성한다.

본 발명에서 사용하는 “연결”의 용어는 물리적 연결 및/또는 전기적 연결을 포함하며, 각 구성요소 간의 직접적 연결 및 다른 구성요소를 개재한 간접적 연결을 포함한다.

상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 기술자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구 범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 수평 도금 장치 100: 도금 탱크
110: 도금액 공급부 200: 애노드
210: 애노드 가이드부 220: 애노드 지지부
230: 노즐 300: 기판
400: 기판 410: 기판 지지 롤러
420: 기판 전극 단자

Claims

내부 공간에 도금액이 충진되고 상부 면이 개방된 직육면체 형상의 도금 탱크;
양극 전원과 연결되고 상기 도금 탱크의 상부에 위치하는 애노드;
일면에 도금층이 형성되도록 음극 전원과 연결된 기판으로서, 상기 도금 탱크 내부에 상기 도금 탱크의 수평 방향으로 배치되고 상기 애노드의 아래에 배치될 수 있는 상기 기판;
상기 도금 탱크의 하부 공간으로부터 도금액이 충진되도록 상기 도금 탱크에 도금액을 공급하는 도금액 공급부;
상기 기판에 연결되어 음극 전원을 공급할 수 있는 기판 전극 단자; 및
상기 도금 탱크에서 오버플로우되는 도금액을 수용할 수 있는 오버플로우 도금액 수용부를 포함하고,
상기 애노드는 상기 도금 탱크의 수평 방향으로 상기 기판과 평행하게 이동이 가능하며,
상기 애노드는 상기 도금 탱크의 수평 방향 및 상기 애노드의 이동 방향의 수직으로 연장되는 막대 형상이고,
상기 오버플로우 도금액 수용부는 상기 도금 탱크에 충진 완료되어 상기 도금 탱크의 상부 공간에서 오버플로우되는 도금액이 저장되도록 상기 도금 탱크의 외부 공간을 감싸는 형태로 형성되며,
상기 도금 탱크의 양측면 하부로부터 상기 애노드의 연장방향으로 이격되어 위치하고 상기 애노드의 이동방향을 따라 연장되어, 상기 애노드의 상기 도금 탱크의 수평 방향으로의 이동을 안내할 수 있는 한 쌍의 애노드 가이드부; 및
상기 애노드의 상부에 결합되며 양단부가 하측으로 절곡되어 상기 한 쌍의 애노드 가이드부에 상기 애노드 가이드부의 길이방향을 따라 이동 가능하도록 각각 결합되는 애노드 지지부를 더 포함하는, 도금 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 애노드의 일측 또는 양측에 위치하는 노즐로서, 도금액을 상기 기판을 향하여 분사할 수 있는 하나 또는 복수 개의 분사구를 포함하는 상기 노즐을 더 포함하는, 도금 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 애노드 가이드부와 대면하는 상기 도금 탱크의 외측 면 하부에는 상기 애노드의 이동방향으로 연장되는 단턱이 형성되고,
상기 애노드 지지부는 상기 애노드 지지부의 절곡 부분과 상기 애노드 가이드부와의 결합 부분 사이에 상기 도금 탱크 측으로 돌출된 돌출부가 형성되며,
상기 돌출부는 상기 단턱에 걸쳐지는, 도금 장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 도금 탱크의 내부에 상기 도금 탱크의 수평 방향으로 배열된 복수 개의 기판 지지 롤러로서, 상기 기판이 안착되어 상기 기판을 지지할 수 있는 상기 복수 개의 기판 지지 롤러를 더 포함하고,
상기 기판 지지 롤러가 회전함으로써, 상기 기판 지지 롤러 상에 놓여진 기판이 이동 가능한, 도금 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 기판 전극 단자는 복수 개의 클램프(clamp)들로 구성되고, 상기 복수 개의 클램프들은 상기 기판의 각 변에 각각 연결되는, 도금 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 도금 장치는 마스크 제조 장치이고,
상기 기판의 도금층이 형성되는 일면에는 마스크 패턴이 형성되어 있는, 도금 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 도금액 공급부를 통해 상기 도금 탱크에 공급되는 도금액과 상기 노즐을 통해 상기 기판에 분사되는 도금액은 동일한 성분으로 이루어진 것인, 도금 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 및 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 도금 장치에서 수행되는 도금 방법에 있어서:
상기 기판을 상기 도금 탱크의 수평 방향으로 상기 도금 탱크 내부로 이동하는 단계;
상기 기판 전극 단자를 상기 기판에 연결하는 단계;
상기 도금 탱크 내부에 상기 도금액 공급부를 통해 상기 도금액을 공급하는 단계; 및
상기 애노드가 상기 기판의 수평 방향에 평행하게 이동하면서 상기 기판 상에 도금 공정을 수행하는 단계를 포함하는, 도금 방법.
제 2 항 및 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 도금 장치에서 수행되는 도금 방법에 있어서:
상기 기판을 상기 도금 탱크의 수평 방향으로 상기 도금 탱크 내부로 이동하는 단계;
상기 기판 전극 단자를 상기 기판에 연결하는 단계;
상기 도금 탱크 내부에 상기 도금액 공급부를 통해 상기 도금액을 공급하는 단계; 및
상기 애노드가 상기 기판의 수평 방향에 평행하게 이동하면서 상기 기판 상에 도금 공정을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 기판 상에 도금 공정을 수행하는 단계는 상기 노즐을 통하여 도금액을 공급하는 단계를 포함하는, 도금 방법.