KR102376754B1 - 유기물 패터닝 공정을 통한 투명 정전척 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

유기물 패터닝 공정을 통한 투명 정전척 제조 방법이 개시된다. 일 실시예에 따른 투명 정전척 제조 방법은, 유리 기판, 패턴이 형성된 쉐도우 마스크(shadow mask)를 상기 유리 기판의 상측에 부착하는 단계, 상기 쉐도우 마스크가 부착된 상기 유리 기판의 상측에 유기물을 코팅하는 단계, 상기 쉐도우 마스크를 제거하는 단계, 상기 쉐도우 마스크가 제거된 상기 유리 기판의 상측에 투명 전극 소재를 코팅하는 단계, 상기 유기물을 제거하는 단계, 및 상기 유리 기판의 상측에 유전체를 도포하는 단계를 포함한다.

Description

유기물 패터닝 공정을 통한 투명 정전척 제조 방법{MANUFACTURING METHOD FOR TRANSPARENT ELECTRO STATIC CHUCK THROUGH ORGANIC PATTERNING PROCESS}
아래 실시예들은 유기물 패터닝 공정을 통한 투명 정전척 제조 방법에 관한 것이다.
정전척(Electro Static Chuck, ESC)은 반도체/디스플레이 양산 제조용 전공정 장비에 사용하는 핵심부품이다. 정전척은 디스플레이의 Glass의 플라즈마 에칭 및 증착 공정에서 정전력을 이용하여 웨이퍼 및 Glass를 흡착 또는 이탈시키는 기능을 가진다.
정전척은 기본적으로 축전지(Capacitor) 원리를 이용한다. 즉, 두 개의 판 사이에 전극을 가하게 되면 쿨롱의 법칙에 의해서 전하에 의한 정전기적 힘이 생겨난다. 이를 정전력(Electrostatic force)이라 하며, 정전척은 이러한 정전력을 이용한 것이다.
기존 투명 정전척 제조 공정의 핵심인 투명 전극 형성 공정은 습식 식각(wet etching) 또는 스크린 프린팅(screen printing) 공정 기술을 적용한다. 하지만, 이러한 제조 공정을 통해 제작된 투명 전극은 두께 및 단면적이 균일하지 않아 측정 포인트 변화에 따라 정전력(chucking force) 값이 변화된다. 기존 투명 정전척은 이로 인해 샘플을 고정하는 힘이 약해짐에 따라 큰 사이즈의 면적의 샘플 고정이 어려워지고 공정 진행 중에 샘플이 틀어지거나 또는 낙하는 문제들이 발생한다.
예를 들어, 기존 투명 정전척의 제조 방식으로, 투명 전극은 ITO 글래스 식각 공정을 통해 제조된다. 하지만, ITO 글래스 식각 공정을 통해 제조된 기존 투명 정전척은, 화학적 식각 공정으로 인해 투명 전극의 두께가 균일하지 못해 기존 투명 정전척의 정전력이 각기 다른 영역마다 정전력 값이 변화되는 것을 확인할 수 있다.
실시예들은 유기물 패터닝 공정을 통해 투명 정전척을 제조함으로써, 투명 전극의 두께 균일도 및 표면 거칠기 특성을 개선하여 균일한 정전력을 가지는 투명 정전척을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 투명 정전척 제조 방법은, 유리 기판, 패턴이 형성된 쉐도우 마스크(shadow mask)를 상기 유리 기판의 상측에 부착하는 단계, 상기 쉐도우 마스크가 부착된 상기 유리 기판의 상측에 유기물을 코팅하는 단계, 상기 쉐도우 마스크를 제거하는 단계, 상기 쉐도우 마스크가 제거된 상기 유리 기판의 상측에 투명 전극 소재를 코팅하는 단계, 상기 유기물을 제거하는 단계, 및 상기 유리 기판의 상측에 유전체를 도포하는 단계를 포함한다.
상기 제조 방법은, 상기 유리 기판을 세척(cleaning)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 유기물은 폴리비닐 알콜(polyvinyl alcohol, PVA)일 수 있다.
상기 투명 전극 소재는 폴리에틸렌 디옥시티오펜(polyethylene dioxythiophene, PEDOT)일 수 있다.
상기 유전체는 투명 무기 용매일 수 있다.
일 실시예에 따른 투명 정전척은, 유리 기판, 상기 유리 기판의 상측에 양각으로 패턴화 되어 형성되는 투명 전극층, 및 상기 투명 전극층을 덮도록 형성되는 유전층을 포함한다.
상기 투명 정전척은, 상기 제조 방법에 의해 형성될 수 있다.
상기 투명 정전척은, 상기 유리 기판을 세척하는 단계를 더 포함하는 상기 제조 방법에 의해 형성될 수 있다.
상기 투명 전극 소재는 폴리에틸렌 디옥시티오펜(polyethylene dioxythiophene, PEDOT)일 수 있다.
상기 유전체는 투명 무기 용매일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 투명 정전척을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 투명 정전척의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 투명 정전척의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 플로우를 나타내는 도면이다.
도 6은 투명 정전척의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 투명 정전척을 개략적으로 나타낸 도면이다.
투명 정전척(10)은 유리 기판(100), 투명 전극층(200) 및 유전층(300)을 포함한다.
투명 정전척(10)은 유기물 패터닝 기법을 적용하여 균일한 투명 전극층(200)을 형성할 수 있다. 투명 정전척(10)은 균일한 투명 전극층(200)을 형성함으로써, 균일한 정전력(chucking force)을 형성할 수 있다.
투명 정전척(10)은 유기물 패터닝 기법을 적용하여 공정 프로세스를 간소화할 수 있고, 공정 비용을 절감할 수 있다.
투명 정전척(10)은 바이-폴라(bi-polar) 정전척일 수 있다. 투명 정전척(10)은 바이-폴라 정전척인 경우 존슨-라벡(Johnsen-Rahbek) 효과를 이용하여 수학식 1을 통해 정전력을 계산할 수 있다.
Figure 112020049856547-pat00001
Figure 112020049856547-pat00002
는 정전력,
Figure 112020049856547-pat00003
은 산화알루미늄(
Figure 112020049856547-pat00004
)의 유전률(8.88 F/m),
Figure 112020049856547-pat00005
는 진공의 유전률(
Figure 112020049856547-pat00006
),
Figure 112020049856547-pat00007
는 전극층 면적,
Figure 112020049856547-pat00008
는 인가 전압 및
Figure 112020049856547-pat00009
는 유전체 두께를 의미할 수 있다.
수학식 1에서
Figure 112020049856547-pat00010
는 유전체의 두께로 정의되고, 바이-폴라 정전척에서는 투명전극의 두께가 유전체 두께를 결정하기 때문에 균일한 정전력의 형성을 위해서는 두께가 균일한 투명 전극형성 필요할 수 있다.
유리 기판(100)은 투명 정전척(10)의 가장 하측에 위치할 수 있다.
투명 전극층(200)은 유리 기판(100)의 상측에 양각으로 패턴화 되어 형성될 수 있다.
유전층(300)은 투명 전극층(200)을 덮도록 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3은 투명 정전척의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이고, 도 4 및 도 5는 투명 정전척의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 플로우를 나타내는 도면이고, 도 6은 투명 정전척의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
아래에서는, 도 6의 순서도를 중심으로, 투명 정전척(10) 제조 방법을 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 투명 정전척(10)을 제조하기 위해서, 유리 기판(100)을 준비할 수 있다(610). 예를 들어, 유리 기판(100)을 세척(cleaning)할 수 있다. 유리 기판(100)은 아세톤(aceton), 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol, IPA) 및 탈이온수(DI water) 순서로 세척될 수 있다.
패턴이 형성된 쉐도우 마스크(400)를 유리 기판(100)의 상측에 부착할 수 있다(620). 예를 들어, 쉐도우 마스크(400)는 필름 타입으로 구현될 수 있다.
쉐도우 마스크(400)가 부착된 유리 기판(100)의 상측에 유기물(500)을 코팅할 수 있다(630). 예를 들어, 유기물(500)은 폴리비닐 알콜(polyvinyl alcohol, PVA) 또는 EGC-1700일 수 있다. 유기물(500)은 스크린 코팅, 딥 코팅, 또는 스핀 코팅될 수 있다.
쉐도우 마스크(400)를 제거할 수 있다(640). 예를 들어, 쉐도우 마스크(400)가 제거되면, 투명 전극을 형성하려는 영역(즉, 쉐도우 마스크(400)가 부착되어 있던 영역)이 아닌 영역에 유기 박막층이 형성될 수 있다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 쉐도우 마스크(400)가 제거된 유리 기판(100)의 상측에 투명 전극 소재(200)를 코팅할 수 있다(650). 예를 들어, 투명 전극 소재(200)는 폴리에틸렌 디옥시티오펜(polyethylene dioxythiophene, PEDOT)일 수 있다. 투명 전극 소재(200)는 스크린 코팅, 딥 코팅, 또는 스핀 코팅될 수 있다. 이를 통해, 전극 형성 영역 안에 유기물 투명 전극이 형성될 수 있다.
유기물(500)을 제거할 수 있다(660). 예를 들어, 유기물(500)을 제거하기 위해서 투명 전극에 솔벤트 영향을 주지 않는 소재가 필요하므로, 유기물 코팅 단계(630)에서 EGC-1700을 사용하였다면 EGC-7100을 사용하여 유기물(500)을 제거하고, 폴리비닐 알콜을 사용하였다면 DI를 이용하여 유기물(500)을 제거할 수 있다.
유리 기판(100)의 상측에 유전체(300)를 도포할 수 있다(670). 예를 들어, 유전체(300)는 투명 무기 용매일 수 있다. 투명 무기 용매는 산화 알루미늄(
Figure 112021150473221-pat00011
)일 수 있다.
기존 투명 정전척을 위한 투명 전극 형성 기술은 식각 및 스크린 프린팅 공정이 추가되어 공정 시간이 길어진다. 하지만, 상술한 투명 정전척(10)의 제조 방법인 유기물 패터닝 기법 적용 시 간단한 코팅을 통해 투명 전극을 형성할 수 있다. 또한, 상술한 투명 정전척(10)의 제조 방법을 통해 유기물(500) 제거 시 투명 전극에 영향을 주지 않아 균일한 두께를 가지는 투명 전극 형성이 가능할 수 있다.
투명 정전척(10)은 균일한 두께 및 단면적을 가진 투명 전극 형성을 위해 유기물 패터닝 제조 방법을 적용하여 기존 투명 정전척 공정보다 전극의 균일성을 향상시킬 수 있으며 정전척 제각시간을 감소시킬 수 있다.
투명 정전척(10)은 유기물 패터닝 제조 방법을 적용하여 기존 투명 정전척 공정에서의 문제점인 투명 전극의 두께 균일성 및 표면 거칠기 특성을 개선함으로써, 균일한 정전력을 가지는 투명 정전척을 제공할 수 있다.
본 발명의 과제사사정보는 다음과 같다.
[과제번호] P0010812
[부처명] 중소벤처기업부
[연구관리전문기관] 경북지역사업평가단
[연구사업명] 지역기업 개방형혁신 바우처(R&D) 사업계획(공동협력형)
[연구과제명] 모바일 OLED 패널용 투명 정전척 개발
[주관기관] (주)이에스티
[연구기간] 2019년 07월 01일 ~ 2020년 06월 30일
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (10)

  1. 유리 기판;
    패턴이 형성된 쉐도우 마스크(shadow mask)를 상기 유리 기판의 상측에 부착하는 단계;
    상기 쉐도우 마스크가 부착된 상기 유리 기판의 상측에 유기물을 코팅하는 단계;
    상기 쉐도우 마스크를 제거하는 단계;
    상기 쉐도우 마스크가 제거된 상기 유리 기판의 상측에 투명 전극 소재를 코팅하는 단계;
    상기 유기물을 제거하는 단계; 및
    상기 유리 기판의 상측에 유전체를 도포하는 단계
    를 포함하는 투명 정전척 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유리 기판을 세척(cleaning)하는 단계
    를 더 포함하는 투명 정전척 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유기물은 폴리비닐 알콜(polyvinyl alcohol, PVA)인
    투명 정전척 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 투명 전극 소재는 폴리에틸렌 디옥시티오펜(polyethylene dioxythiophene, PEDOT)인
    투명 정전척 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유전체는 투명 무기 용매인
    투명 정전척 제조 방법.

  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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