KR20050070780A - 드라이 에치용 전극 제조장치 및 이를 이용한 요철전극제조방법 - Google Patents

드라이 에치용 전극 제조장치 및 이를 이용한 요철전극제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적은 비용으로 전극의 표면에 요철을 형성할 수 있고, 상기 요철이 떨어져 나가는 것을 방지할 수 있는 드라이 에치용 전극 제조장치 및 이를 이용한 요철전극 제조방법에 관한 것으로, 서로 평행하게 설치된 제 1, 제 2 프레임과; 일측 및 타측이 상기 각 프레임에 이동 가능하게 연결되는 동력전달수단과; 상기 동력전달수단의 하부에 구비되며, 모제가 안착되는 스테이지와; 상기 동력전달수단에 구비되어, 상기 동력전달수단으로부터 전달되는 구동력에 의해 일방향으로 회전하며, 내부에 상기 모제의 표면에 형성할 요철과 동일한 형태의 빈 공간을 가지는 다수개의 가공컵을 포함하여 구성되는 것이다.

Description

드라이 에치용 전극 제조장치 및 이를 이용한 요철전극 제조방법{The apparatus for producing the embossing electrode and the method for fabricating the embossing electrode using the same}
본 발명은 액정표시장치의 제조장치에 관한 것으로, 특히 드라이 에치용 장치의 전극의 표면에 저비용으로 요철을 형성할 수 있고, 상기 요철이 떨어져 나가는 현상을 방지할 수 있는 드라이 에치용 전극 제조장치 및 이를 이용한 요철전극 제조방법에 대한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전, 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
이와 같이 액정표시장치가 여러 분야에서 화면 표시장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어 졌음에도 불구하고 화면 표시장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 상기 장점과 배치되는 면이 많이 있다.
따라서, 액정표시장치가 일반적인 화면 표시장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고 품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.
이와 같은 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정표시패널과 상기 액정표시패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정표시패널은 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.
여기서, 상기 제 1 기판(TFT 어레이 기판)에는, 일정 간격을 갖고 일방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소 영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 라인의 신호를 상기 각 화소전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.
그리고, 제 2 기판(컬러필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다.
이와 같은 상기 제 1, 제 2 기판은 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고 시일재(sealant)에 의해 합착되고 상기 두 기판 사이에 액정층이 형성된다.
한편, 상기 제 1 기판과 제 2 기판의 마주보는 면에는 각각 배향막이 형성되고 상기 액정층을 배향시키기 위하여 러빙처리된다.
이와 같은 액정표시장치의 게이트 라인 및 데이터 라인 등과 같은 금속패턴은, 상기 기판상에 금속층을 증착하고, 상기 금속층에 포토레지스트 패턴을 형성하고 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 선택적으로 식각하는 공정을 통해 패터닝함으로써 형성되는데, 상기 금속층을 선택적으로 식각하여 상기와 같은 게이트 라인 및 데이터 라인과 같은 금속패턴을 형성하기 위해서 일반적으로 플라즈마를 이용한 드라이 에치 방식을 사용한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 플라즈마를 이용한 드라이 에치용 장비를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 플라즈마를 이용한 드라이 에치용 장치의 개략적인 구성도이다.
종래의 플라즈마를 이용한 드라이 에치용 장치는, 챔버(10) 상부에 구비되며 접지단에 연결되는 상부 전극(12a)과, 상기 상부 전극(12a)과 마주보도록 상기 챔버(10)의 하부에 구비되며 상기 상부 전극(12a)과 마주보는 면에 기판(20)이 안착되는 하부 전극(12b)과, 상기 하부 전극(12b)에 고전압을 인가하기 위한 고전압부(18)와, 상기 챔버(10) 내부에 플라즈마 반응을 위한 플라즈마 반응가스(Ar)를 공급하기 위한 반응가스 공급원(14a) 및 반응가스 공급라인(14)과, 상기 챔버(10) 내부를 진공으로 유지하기 위한 진공펌프(16a) 및 진공라인(16)으로 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 플라즈마를 이용한 드라이 에치용 장치를 이용한 기판의 식각방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기판(20)을 하부 전극(12b) 상에 안착시킨 뒤, 상기 챔버(10)의 내부를 진공펌프(16a) 및 진공라인(16)에 의하여 고진공 상태로 유지하고, 상부 전극(12a) 및 하부 전극(12b)사이에 상기 고전압부(18)를 통하여 고전압을 인가한 상태에서 반응 가스 공급원(14a)으로부터 반응 가스 공급라인(14)을 통하여 일정량의 반응 가스를 주입한다.
여기서, 상기 기판(20)의 전면에는 금속과 같은 증착물질이 형성되어 있으며, 상기 증착물질의 일부면에는 포토레지스트 패턴이 형성되어 있다.
그리고, 일반적으로, 상기 반응 가스는 아르곤(Ar) 가스를 사용한다.
이후, 상기 챔버(10)내에 주입된 아르곤(Ar)가스가 상기 두 전극(12a, 12b) 사이에 걸린 고전압에 의해 이온화되어 양전하를 띠게 되고, 상기 양전하를 띤 아르곤은 하부 전극(12b)에 안착된 기판(20)을 향하여 가속된다.
그러면, 상기 아르곤 이온이 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 기판(20)에 노출된 금속층에 부딪히게 되고, 이에 의해 상기 기판(49)에 증착된 증착물질이 선택적으로 제거되어 금속층에 대한 패턴이 형성된다.
그러나, 전술한 바와 같은 드라이 에치용 장치에 있어서는, 금속층이 패터닝된 기판(20)을 언로딩할 때, 하부 전극(12b)과 기판(20)과의 대전된 전하에 의해 상기 기판(20)이 상기 하부 전극(12b)으로부터 제대로 분리되지 않는 문제가 발생한다.
따라서, 상기 기판(20)을 쉽게 분리할 수 있도록한 드라이 에치용 장치가 개발되었다.
도 2는 플라즈마 식각 공정을 마친 기판이 리프트 핀(lift pin)에 의해 하부 전극으로부터 분리될 때 발생되는 불량을 설명하기 위한 도면이다.
즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 하부 전극(45)의 양측부분에 관통홀(51)이 형성되고, 상기 관통홀(51)을 통해 승강할 수 있도록 리프트 핀(30)이 형성된다.
따라서, 상기 리프트 핀(30)이 상승하여 상기 기판(20)을 들어올리게 되고, 이때, 상기 기판(20)이 상기 하부 전극(12b)로부터 들려지며 분리되게 된다.
그러나, 상기 리프트 핀(30)이 위치하지 않는 기판(20)의 중앙부는 대전된 전하에 의해 정전기가 발생하고, 이에 의해 상기 기판(20)의 중앙부는 상기 하부 전극(12b)과 강하게 부착된 상태로 남게되어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기판(20)이 휘어지는 불량이 발생하게 된다.
또한, 상기 하부 전극(12b)에 부착되었던 기판(20)의 중앙부분이 상기 하부 전극(12b)으로부터 분리되었다 할지라도, 상기 하부 전극(12b)에 강하게 부착되었던 기판(20)은 강한 탄성으로 위로 튕겨지게 되고 심하게 흔들린다.
이러한 과정에서, 튕겨진 기판(20)이 제자리를 찾지 못하고 상기 리프트 핀(30)으로부터 벗어나거나, 상기 리프트 핀(30)에 의해 손상을 입는 경우가 발생한다.
더불어, 상기 기판(20)이 상기 리프트 핀(30)으로부터 벗어난 경우에는 기판(20)을 운반하는 로봇암(도시되지 않음)이 상기 기판(20)을 정확하게 잡지 못하게 되어 상기 기판(20)이 손상을 입을 수 있다.
따라서, 상기와 같이 상기 기판(20)과 하부 전극(12b) 사이의 정전기를 줄이기 위해 상기 기판(20)이 접촉되는 하부 전극(12b)의 표면을 요철 모양으로 형성하여, 상기 기판(20)과 하부 전극(12b)간의 접촉면을 최소화하여 정전기 발생을 방지할 수 있는 플라즈마 스퍼터f링 장치가 개발되었다.
도 3은 표면이 요철 모양으로 형성된 종래의 드라이 에치용 장치의 하부 전극에 대한 단면도이고, 도 4는 도 3의 하부 전극의 공정단면도이다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 전극(40)의 표면에 요철을 형성하여, 상기 하부 전극(40)에 놓여지는 기판(70)과 상기 하부 전극(40)간의 접촉면적을 최소화함으로써, 상기 기판(70)과 상기 하부 전극(40)간에 발생되는 정전기를 방지할 수 있다.
이와 같이 요철 형상을 가지는 하부 전극(40)을 제조하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이. 상기 하부 전극(12b)상에 차례로 알루미늄-니켈막(NiAl)(41a), 제 1 산화 알루미늄막(AL203)(41b), 텅스텐(W)(41c) 및 제 2 산화 알루미늄막(Al203)(41d)을 증착한다.
이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 산화 알루미늄막(41d)의 상부에 요철 모양에 대한 패턴이 형성된 마스크(M)를 정렬하고, 상기 마스크(M)를 통해 알루미늄 분말이 채워진 스프레이(80)를 사용하여 상기 알루미늄 분말을 분사한다.
여기서, 상기 스프레이(80)는 상기 알루미늄 분말을 고온으로 용해해서 순간적으로 분사하여, 상기 분사된 알루미늄 분말은 상기 마스크(M)를 통해 상기 하부 전극(40)의 제 2 산화 알루미늄막(41d)에 선택적으로 분사된다.
이후, 상기 제 2 산화 알루미늄막(41d)에 분사된 알루미늄 분말을 경화시켜, 상기 제 2 산화 알루미늄막(41d)의 표면에는 요철(50)을 형성한다.
그러나, 이와 같이 상기 하부 전극(40)의 표면에 요철(50)을 형성하기 위해서는 매우 고가의 마스크(M)가 필요하여 전체적인 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다.
통상, 상기와 같은 스프레이 방식을 사용하여 하나의 하부 전극(40)의 표면에 다수개의 요철(50)을 형성하는데 약 7,000 만원 정도의 고비용이 요구된다.
또한, 상기 제 2 산화 알루미늄막(41d)에 형성된 요철(50)은 상기 제 2 산화 알루미늄막(41d)과의 계면불량으로 인해 상기 제 2 산화 알루미늄막(41d)의 표면으로부터 쉽게 떨어져 나가는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 내부에 요철 형상의 공간이 형성된 다수개의 가공컵을 사용하여 전극의 표면을 가공하여 적은 비용으로 요철화할 수 있고, 상기 요철을 알루미늄 모제와 일체로 형성하여 상기 요철이 떨어져 나가는 것을 방지할 수 있는 드라이 에치용 전극 제조장치 및 이를 이용한 요철전극 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 드라이 에치용 전극 제조장치는, 서로 평행하게 설치된 제 1, 제 2 프레임과; 일측 및 타측이 상기 각 프레임에 이동 가능하게 연결되는 동력전달수단과; 상기 동력전달수단의 하부에 구비되며, 모제가 안착되는 스테이지와; 상기 동력전달수단에 구비되어, 상기 동력전달수단으로부터 전달되는 구동력에 의해 일방향으로 회전하며, 내부에 상기 모제의 표면에 형성할 요철과 동일한 형태의 빈 공간을 가지는 다수개의 가공컵을 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.
여기서, 상기 각 프레임의 하부에 구비되어, 상기 제 1, 제 2 프레임을 상하로 이동시키기 위한 로드를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 동력전달수단은, 상기 각 가공컵에 동력을 전달하기 위한 구동체인과, 상기 구동체인의 내부에 형성되고 상기 각 가공컵에 축결합되어 상기 구동체인에 맞물려 회전하는 다수개의 스프라켓으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 각 가공컵의 회전축과 상기 각 스프라켓의 회전축을 연결하는 다수개의 고정축을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 구동체인의 최외각에 위치한 스프라켓에 구동력을 전달하기 위한 구동모터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가공컵은 니켈-구리 합금의 재질을 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이와 같은 본 발명에 따른 드라이 에치용 전극 제조장치를 이용한 요철전극 제조방법은, 모제가 놓여지는 스테이지와, 상기 모제의 표면이 요철을 가지도록 가공하기 위해 동력전달수단에 의해서 회전하며, 내부에 상기 요철 형상을 가지는 공간을 가지는 다수개의 가공컵을 포함하여 구성되는 드라이 에치용 전극 제조장치에 있어서, 상기 모제를 스테이지에 안착 및 고정시키는 단계와; 상기 동력전달수단을 상기 모제의 표면에 상응하도록 위치시키고, 상기 다수개의 가공컵이 상기 모제의 표면에 접촉하도록, 상기 동력전달수단을 모제 표면으로 하강시키는 단계와; 상기 동력전달수단을 통해 상기 각 가공컵을 일방향으로 회전시켜 상기 모제의 표면이 상기 가공컵의 내부에 형성된 요철 형상을 가지도록 가공하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 그 특징으로 한다.
여기서, 상기 모제의 표면을 기계 가공하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 모제의 표면을 세정하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 모제의 요철 표면을 세정하고, 연마하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 모제의 요철 표면에 피보호막을 형성하고, 상기 피보호막이 형성된 요철 표면을 봉공처리하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 피보호막은 양극산화법 또는 스프레이법을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 봉공처리된 요철 표면을 표면처리하고, 상기 표면처리된 요철의 평탄도 및 절연특성을 테스트하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 드라이 에치용 전극 제조장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 드라이 에치용 전극 제조장치의 개략적인 구성도이고, 도 6은 도 5의 동력전달수단의 내부의 개략적인 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 드라이 에치용 전극 제조장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 서로 공간을 가지고 마주보도록 평행하게 설치된 제 1, 제 2 프레임(110, 11)과; 상기 제 1, 제 2 프레임(110, 111)의 사이에 위치하며, 일측 및 타측이 상기 제 1, 제 2 프레임(110, 111)에 상기 프레임(110, 111) 방향으로 이동 가능하게 연결되는 동력전달수단(130)과; 상기 동력전달수단(130)의 하부에 구비되며, 모제(150)가 안착되는 스테이지(100)와; 상기 동력전달수단(130)에 구비되며, 상기 동력전달수단(130)으로부터 전달되는 구동력에 의해 일방향으로 회전하며, 내부에 상기 모제(150)의 표면에 형성할 요철과 동일한 형태의 빈 공간을 가지는 다수개의 가공컵(140)을 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 상기 동력전달수단(130)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 다수개의 가공컵(140)에 회전력을 전달하기 위한 구동체인(170)과, 중심축에 상기 각 가공컵(140)이 설치되고 상기 구동체인(170)의 내부에 형성되어 상기 구동체인(170)에 맞물려 회전하는 다수개의 스프라켓(180)으로 구성되어 있다.
그리고, 상기 구동체인(170)의 내부 최외각 가장자리에 연결된 두 개의 스프라켓(180)을 구동하여 상기 구동체인(170)에 연결된 다수개의 스프라켓(180)을 함께 회전시킬 수 있도록 상기 최외각 가장자리의 두 개의 스프라켓(180)에 구동모터(200a, 200b)가 설치된다.
또한, 상기 다수개의 스프라켓(180) 중 어느 하나에만 구동모터를 설치하여, 상기 전체 스프라켓(180)을 회전시킬 수 있다.
이는, 모든 스프라켓(180)이 상기 구동체인(170)의 내부에 맞물려 있기 때문이다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 각 가공컵(140)의 중심축과 상기 각 스프라켓(180)의 중심축에는 고정축(140a)이 연결되어 있어서, 상기 각 가공컵(140)은 상기 고정축(140a)에 의해 상기 동력전달수단(130)에 구비된 각 스프라켓(180)의 회전력을 전달받는다.
여기서, 상기 각 가공컵(140)은 니켈-구리 합금의 재질을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 1, 제 2 프레임(110, 111)은 상기 각 프레임(110, 111)을 상하로 이동시키기 위한 로드(120)가 더 구비되어 있으며, 상기 제 1, 제 2 프레임(110, 111)이 상기 로드(120)에 의해 상하로 이동함에 따라 상기 제 1, 제 2 프레임(110, 111)의 양측에 연결된 상기 동력전달수단(130)도 상하로 이동하게 되고, 또한 상기 동력전달수단(130)의 상하 이동에 의해, 상기 동력전달수단(130)의 각 스프라켓(180)에 고정축(140a)을 통하여 연결된 다수개의 가공컵(140)도 상하로 이동하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 드라이 에치용 전극 제조장치를 사용한 표면에 요철 형상을 가지는 전극 제조공정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 7은 가공컵에 의한 요철 모양을 형성하는 과정을 설명하기 위한 가공컵의 단면도이고, 도 8은 전면에 요철이 형성된 모제의 평면도이다.
그리고, 도 9는 요철의 표면에 형성된 피보호막을 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 드라이 에치용 전극 제조장치를 이용한 요철전극 제조방법의 개략적인 순서도이다.
먼저, 알루미늄 재질의 모제(150)를 준비하고, 드라이 에치용 전극 제조장치의 상기 동력전달수단(130)을 제 1, 제 2 프레임(110, 111)을 따라 이동시켜, 상기 동력전달수단(130)의 스프라켓(180)에 고정축(140a)을 매개로 연결되는 다수개의 가공컵(140)을 상기 모제(150)의 표면에 정렬시킨다.
여기서, 상기 모제(150)의 가공될 표면을 기계적 가공을 통해, 상기 모제의 표면에 다수개의 사각형의 요철모양을 형성할 수도 있다.
이어서, 상기 로드(120)을 구동하여 상기 동력전달수단(130)의 양측에 연결된 제 1, 제 2 프레임(110, 111)을 하 방향으로 이동시켜 상기 동력전달수단(130)의 하부에 구비된 다수개의 가공컵(140)이 상기 모제(150)의 표면에 밀착되도록 한다.
이상태에서, 구동모터(200a, 200b)를 고속으로 구동하여 상기 구동체인(180)에 연결된 다수개의 스프라켓(180)을 회전시켜, 상기 각 스프라켓(180)에 연결된 각 가공컵(140)이 고속으로 회전되도록 한다. 그러면, 상기 각 가공컵(140)과 접촉된 모제(150)의 표면이 상기 가공컵(140)의 회전에 의해서 계속해서 마찰을 받아 마모되어 깎여나가게 되어, 결국에는 상기 모제(150)의 표면은 상기 각 가공컵(140)의 내부에 형성된 요철(400)의 모양을 가지게 된다.
이어서, 상기 제 1, 제 2 프레임(110, 111)을 상 방향으로 이동시킨 후, 상기 가공컵(140)을 상기 모제(150)의 표면으로부터 이격시키고, 상기 가공컵(140)의 내부를 세정한다.
그리고, 상기 모제(150) 표면으로부터 상기 모제(150) 표면 가공시 상기 모제(150)로부터 깎여져 나간 이물질을 제거한다.
다음으로, 상기 동력전달수단(130)을 상기 프레임(110)을 따라 수평으로 이동시켜, 상기 동력전달수단(130)에 연결된 가공컵(140)을 상기 모제(150)의 다음 표면에 위치하도록 하고, 상술한 바와 같은 과정을 거쳐 다음 표면에도 요철(400)을 형성한다.
이와 같은 과정을 반복하여, 상기 모제(150)의 전체 표면에 요철(400)을 형성한다(1S).
이어서, 상기 완성된 요철(400)의 표면을 연마하는 공정을 진행한다(2S).
즉, 상기 모제(150)를 N2 및 Ar 가스가 주입된 챔버로 로딩하고 퍼징하여 상기 모제(150)의 요철(400)을 1차 연마한다.
그리고, 상기 모제(150)를 상기 챔버로부터 언로딩하고, 상기 모제(150)의 요철(400)을 사포를 사용하여 2차 연마한다.
다음으로, 상기 모제(150)의 요철(400)을 다이아몬드 페이스트를 사용하여 3차 연마한다.
이어서, 상기 모제(150)를 세정하고, 상기 모제(150)의 요철(400) 표면을 보호하기 위하여 보호피막(600)을 형성한다(3S).
여기서, 상기 모제(150)는, 상술한 바와 같이, 알루미늄 재질로서, 상기와 같은 알루미늄 재질에 보호피막(600)을 형성하기 위하여 양극산화법 또는 스프레이법을 사용할 수 있다.
상기 양극산화(anodizing)법은, 알루미늄이 공기와 접촉하기만 하면 공기중의 산소와 결합하여 항상 생기는 자연적인 산화피막(Al2O3)을 인위적으로 더욱 강화시킨 것이라고 할 수 있다.
즉, 황산, 수산, 크롬산 등을 전해액으로 사용하여 알루미늄을 양극으로 하고 납을 음극으로 한 후 직류전원을 연결하면 알루미늄의 표면에 얇은 산화피막이 형성되기 시작하고 시간이 지남에 따라 점점 성장하게 된다.
그리고, 상기 스프레이법은 상기 요철의 표면위에 페인트를 스프레이등을 사용하여 분사하는 방식이다.
그러나, 상기 보호피막(600)은 표면에 미세한 구멍이 많은 다공질이며, 이러한 다공질의 구멍을 메우기 위하여, 이후 봉공처리(sealing treatment) 공정을 거쳐 보호피막(600)의 내식성을 확보한다.
이와 같이, 상기와 같이 보호피막(600) 형성과정 및 봉공처리과정을 마친 모제(150)의 요철(400)을 표면처리(3S)하고, 이후 상기 요철(400)의 평탄도 및 절연특성을 테스트하여(4S), 상기 요철(400) 모양을 가지는 전극을 완성한다.
이와 같은 구성된 본 발명의 실시예에 따른 요철전극 제조장치를 사용하여 하나의 모제의 전면에 요철을 형성할 경우, 약 2,000 만원정도의 비용이 들게되며, 종래의 마스크 공정과 비교하면, 약 5,000 만원정도의 비용을 절감할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 드라이 에치용 전극 제조장치 및 이을 이용한 전극 제조방법에는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 실시예에 따른 드라이 에치용 전극 제조장치는, 종래의 고가의 마스크를 사용하지 않고, 가공컵을 사용하여 전극 표면에 요철을 형성할 수 있으므로, 비용을 획기적으로 절감할 수 있다.
또한, 상기 요철이 상기 알루미늄 모제와 일체로 형성되기 때문에, 상기 요철이 상기 모제의 표면으로부터 떨어져 나가는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 플라즈마를 이용한 드라이 에치용 장치의 개략적인 구성도
도 2는 플라즈마 식각 공정을 마친 기판이 리프트 핀(lift pin)에 의해 하부 전극으로부터 분리될 때 발생되는 불량을 설명하기 위한 도면
도 3은 표면이 요철 모양으로 형성된 종래의 드라이 에치용 장비의 하부 전극에 대한 단면도
도 4는 도 3의 하부 전극의 공정단면도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 드라이 에치용 전극 제조장치의 개략적인 구성도
도 6은 도 5의 동력전달수단의 내부의 개략적인 구성도
도 7은 가공컵에 의한 요철 모양을 형성하는 과정을 설명하기 위한 가공컵의 단면도
도 8은 전면에 요철이 형성된 모제의 평면도
도 9는 요철의 표면에 형성된 피보호막을 나타낸 도면
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 드라이 에치용 전극 제조장치를 이용한 요철전극 제조방법에 개략적인 순서도
＊도면의 주요부에 대한 부호 설명
100 : 스테이지 110 : 제 1 프레임
111 : 제 2 프레임 120 : 로드
130 : 동력전달수단 140 : 가공컵
140a : 고정축

Claims (13)

  1. 서로 평행하게 설치된 제 1, 제 2 프레임과;
    일측 및 타측이 상기 각 프레임에 이동 가능하게 연결되는 동력전달수단과;
    상기 동력전달수단의 하부에 구비되며, 모제가 안착되는 스테이지와;
    상기 동력전달수단에 구비되어, 상기 동력전달수단으로부터 전달되는 구동력에 의해 일방향으로 회전하며, 내부에 상기 모제의 표면에 형성할 요철과 동일한 형태의 빈 공간을 가지는 다수개의 가공컵을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드라이 에치용 전극 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 프레임의 하부에 구비되어, 상기 제 1, 제 2 프레임을 상하로 이동시키기 위한 로드를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드라이 에치용 전극 제조장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 동력전달수단은, 상기 각 가공컵에 동력을 전달하기 위한 구동체인과,
    상기 구동체인의 내부에 형성되고 상기 각 가공컵에 축결합되어 상기 구동체인에 맞물려 회전하는 다수개의 스프라켓으로 구성되는 것을 특징으로 하는 드라이 에치용 전극 제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 가공컵의 회전축과 상기 각 스프라켓의 회전축을 연결하는 다수개의 고정축을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드라이 에치용 전극 제조장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동체인의 최외각에 위치한 스프라켓에 구동력을 전달하기 위한 구동모터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스퍼터리용 전극 제조장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가공컵은 니켈-구리 합금의 재질을 사용하는 것을 특징으로 하는 드라이 에치용 전극 제조장치.
  7. 모제가 놓여지는 스테이지와, 상기 모제의 표면이 요철을 가지도록 가공하기 위해 동력전달수단에 의해서 회전하며, 내부에 상기 요철 형상을 가지는 공간을 가지는 다수개의 가공컵을 포함하여 구성되는 드라이 에치용 전극 제조장치에 있어서,
    상기 모제를 스테이지에 안착 및 고정시키는 단계와;
    상기 동력전달수단을 상기 모제의 표면에 상응하도록 위치시키고, 상기 다수개의 가공컵이 상기 모제의 표면에 접촉하도록, 상기 동력전달수단을 모제 표면으로 하강시키는 단계와;
    상기 동력전달수단을 통해 상기 각 가공컵을 일방향으로 회전시켜 상기 모제의 표면이 상기 가공컵의 내부에 형성된 요철 형상을 가지도록 가공하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 드라이 에치용 전극 제조장치를 이용한 요철전극 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 모제의 표면을 기계 가공하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드라이 에치용 전극 제조장치를 이용한 요철전극 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 모제의 표면을 세정하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 드라이 에치용 전극 제조장치를 이용한 요철전극 제조방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 모제의 요철 표면을 세정하고, 연마하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 드라이 에치용 요철전극 제조장치를 이용한 요철전극 제조방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 모제의 요철 표면에 피보호막을 형성하고, 상기 피보호막이 형성된 요철 표면을 봉공처리하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 드라이 에치용 전극 제조장치를 이용한 요철전극 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 피보호막은 양극산화법 또는 스프레이법을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 드라이 에치용 전극 제조장치를 이용한 요철전극 제조방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 봉공처리된 요철 표면을 표면처리하고, 상기 표면처리된 요철의 평탄도 및 절연특성을 테스트하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 드라이 에치용 전극 제조장치를 이용한 요철전극 제조방법.
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