KR20130139640A - 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 장치와 위치 정렬 방법 및 그래핀 시트에 패턴을 형성하는 방법 - Google Patents

그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 장치와 위치 정렬 방법 및 그래핀 시트에 패턴을 형성하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 그래핀 시트와 마스크가 정위치에 정렬되고 정렬된 상태가 유지되도록 고정시키기 위한 장치의 구조 및 정렬 단계를 간소화함과 아울러 그래핀 시트 상에 패턴 형성을 위한 공정 단계를 간소화하는데 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명은, 본체(110)와, 그 중앙부에 형성된 진공챔버(120)와, 상기 진공챔버(120)에 진공을 형성하는 진공흡착기(130)와, 상기 본체(110)의 가장자리부에 복수로 구비되며 상기 본체(110)를 상하로 관통하여 승·하강되는 정렬핀(142)과, 상기 정렬핀(142)의 승·하강을 구동하는 업다운 실린더(140)를 구비하는 진공 유니트(100); 상기 진공챔버(120)의 상측으로 대응되는 부위에 일정 간격으로 다수의 기공(211)이 천공된 기공판(210)으로 이루어지고, 상기 기공판(210)의 가장자리부에는 상기 정렬핀(142)이 관통 삽입되는 복수의 제1관통홀(220)이 형성되어 상기 본체(110) 상에 안착되는 지그 플레이트(200); 상기 제1관통홀(220)에 대응되는 위치에 상기 제1관통홀(220)보다 작은 내경을 갖는 복수의 제2관통홀(320)이 형성되어 상기 정렬핀(142) 상에 안착되는 그래핀 시트(300); 및 상기 제2관통홀(320)에 대응되는 위치에 제2관통홀(320)보다 작은 내경을 갖는 제3관통홀(420)이 형성되어 상기 정렬핀(142) 상에 안착되는 마스크(400)를 포함한다.

Description

그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 장치와 위치 정렬 방법 및 그래핀 시트에 패턴을 형성하는 방법{Apparatus and method for aligning position between graphene sheet and mask, and method for patterning on the graphene sheet}
본 발명은 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 장치와 위치 정렬 방법 및 그래핀 시트에 패턴을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 그래핀 시트 상에 패턴 형성을 위한 마스크를 정렬된 상태로 고정시키고 특정 패턴이 형성된 다수 개의 마스크를 손쉽게 교체 가능하도록 하는 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 장치와 위치 정렬 방법 및 그래핀 시트 상에 패턴을 형성하는 공정을 단순화할 수 있는 그래핀 시트에 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 특정 방향으로만 정렬하려는 액정물질의 방향성을 이용하여 화상을 구현하는 장치로서, 기존의 브라운관에 비해 시인성이 우수하고 평균소비전력도 같은 화면 크기의 브라운관에 비해 작을 뿐만 아니라 발열량도 작기 때문에 차세대 디스플레이장치로 각광받고 있다.
최근에는 디스플레이장치를 접거나 말아서 넣더라도 손상되지 않는 플렉서블 디스플레이(Flexible Display) 장치가 개발되고 있다. 그 일례로 박막 트랜지스터 액정표시장치(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display; TFT-LCD)는 액정표시장치에 있는 각각의 화소마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 구비하여 각 화소를 독립적으로 구동시켜 해상도를 높인 것으로서, 그 구성은 박막트랜지스터(TFT)가 구비된 하부 유리기판과, 컬러 필터(Color Filter)가 구비된 상부 유리기판 및 그 사이에 주입된 액정으로 이루어져 있다. 박막트랜지스터는 전기적 신호를 전달 및 제어하는 역할을 하며, 액정은 인가된 전압에 따라 분자구조를 달리하여 빛의 투과를 제어하고, 제어된 빛은 컬러 필터를 통과하면서 원하는 색과 영상을 구현하게 된다.
일반적으로 이와 같은 플렉서블 디스플레이 장치의 기판에 패턴을 형성하는 방법은, 도 1에 도시된 바와 같이 기판 상에 박막을 형성하는 증착공정(S1), 증착된 박막 상에 포토레지스트(photoresist)를 도포하는 도포공정(S2), 도포된 포토레지스트로부터 용제를 증발시켜 포토레지스트가 기판의 표면에 달라붙게 하는 소프트베이킹공정(S3), 자외선 등의 광원을 이용하여 마스크 상의 회로 패턴을 축소 투영하면서 노광시켜 마스크의 패턴을 포토레지스트 상으로 전사하는 노광공정(S4), 광원에의 노출에 의한 감광에 의해 물리적 성질이 변화된 포토레지스트의 부분들을 현상액을 사용하여 선택적으로 제거하는 현상공정(S5), 현상공정 후 잔류하는 포토레지스트의 보다 긴밀한 고착을 위한 하드베이킹공정(S6), 현상된 패턴에 따라 전기적인 특성을 부여하기 위하여 박막의 소정부위를 식각하는 식각공정(S7), 식각공정 후 잔류하는 포토레지스트를 제거하는 박리공정(S8) 및 배선 형성 공정(S9)을 포함한다.
이와 같이 종래에 기판 상에 패턴을 형성하기 위해서는 많은 공정 단계를 거쳐야 할 뿐만 아니라 절연층 재료, 금속 물질, 포토레지스트, 현상액, 식각액, 스트립 액 등 많은 재료를 필요로 함에 따라 공정 시간이 길어지고 비용이 상승하는 문제점이 있다.
한편, 최근에는 두께가 매우 얇고 신축성과 전기 전도성이 우수한 그래핀(graphene)을 플렉서블 디스플레이 장치에 활용하는 기술이 개발되고 있다.
그러나, 그래핀에 전기 배선을 형성하기 위해 종래기술에 따른 식각공정을 적용할 경우에는 상기한 바와 같이 공정 단계가 복잡하고 제조 비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그래핀 시트와 마스크가 정위치에 정렬되고 정렬된 상태가 유지되도록 고정시키기 위한 장치의 구조 및 정렬 단계를 간소화함과 아울러 그래핀 시트 상에 패턴 형성을 위한 공정 단계를 대폭 줄이고 서로 다른 특정 패턴이 형성된 다수의 마스크를 교체 시 그래핀 시트와 마스크를 신속 정확하게 정렬시킬 수 있도록 하는 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 장치와 위치 정렬 방법 및 그래핀 시트에 패턴을 형성하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 장치는, 본체(110)와, 그 중앙부에 형성된 진공챔버(120)와, 상기 진공챔버(120)에 진공을 형성하는 진공흡착기(130)와, 상기 본체(110)의 가장자리부에 복수로 구비되며 상기 본체(110)를 상하로 관통하여 승·하강되는 정렬핀(142)과, 상기 정렬핀(142)의 승·하강을 구동하는 업다운 실린더(140)를 구비하는 진공 유니트(100); 상기 진공챔버(120)의 상측으로 대응되는 부위에 일정 간격으로 다수의 기공(211)이 천공된 기공판(210)으로 이루어지고, 상기 기공판(210)의 가장자리부에는 상기 정렬핀(142)이 관통 삽입되는 복수의 제1관통홀(220)이 형성되어 상기 본체(110) 상에 안착되는 지그 플레이트(200); 상기 제1관통홀(220)에 대응되는 위치에 상기 제1관통홀(220)보다 작은 내경을 갖는 복수의 제2관통홀(320)이 형성되어 상기 정렬핀(142) 상에 안착되는 그래핀 시트(300); 및 상기 제2관통홀(320)에 대응되는 위치에 제2관통홀(320)보다 작은 내경을 갖는 제3관통홀(420)이 형성되어 상기 정렬핀(142) 상에 안착되는 마스크(400)를 포함한다.
본 발명의 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 방법은, 진공 유니트(100)의 본체(110)의 가장자리부에 상기 본체(110)를 상하로 관통하여 승·하강 가능하게 구비되는 복수의 정렬핀(142)을 승강시킨 상태에서 상기 정렬핀(142)에 지그 플레이트(200)의 제1관통홀(220)이 끼워져 고정되도록 진공 유니트(100) 상에 지그 플레이트(200)를 안착시키는 단계; 상기 지그 플레이트(200)의 상측으로 상기 정렬핀(142) 상에 상기 제1관통홀(220)보다 작은 내경으로 형성된 그래핀 시트(300)의 제2관통홀(320)이 삽입되어 걸쳐지도록 그래핀 시트(300)를 안착시키는 단계; 상기 그래핀 시트(300)의 상측으로 상기 정렬핀(142) 상에 상기 제2관통홀(320)보다 작은 내경으로 형성된 마스크(400)의 제3관통홀(420)이 삽입되어 걸쳐지도록 마스크(400)를 안착시키는 단계; 및 상기 정렬핀(142)을 하강시켜 상기 지그 플레이트(200) 상에 그래핀 시트(300)와 마스크(400)를 순차로 밀착 고정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 그래핀 시트에 패턴을 형성하는 방법은, PET 시트(311) 상에 그래핀(312)을 증착하여 그래핀 시트(300)를 형성하는 단계; 상기 그래핀 시트(300)와 마스크(400)의 위치 정렬 방법에 의해 지그 플레이트(200) 상에 그래핀 시트(300)와 마스크(400)가 정위치되어 밀착 고정된 어셈블리(500)를 형성하는 단계; 상기 어셈블리(500)를 플라즈마 식각장치(600)로 이송하고 마스크(400)의 특정 패턴에 따라 그래핀 시트(300)를 식각하여 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 장치 및 방법에 의하면, 정렬핀의 외주면 상에 서로 다른 내경을 갖도록 형성된 그래핀 시트와 마스크가 상하로 이격된 상태에서 안착되도록 한 후 진공흡착기의 배기량을 조절하면서 업다운 실리더의 작동에 의해 정렬핀을 하강시키는 동작에 의해 지그 플레이트 상에 그래핀 시트와 마스크가 정위치로 정렬되므로 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 작업을 손쉽게 수행할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의하면, 지그 플레이트 상에 그래핀 시트와 마스크가 정위치로 적층된 상태에서 지그 플레이트에 부착된 자성체와 금속 재질의 마스크 간에 작용하는 자력에 의해 지그 플레이트와 그래핀 시트 및 마스크의 어셈블리를 밀착 고정된 상태가 유지되므로 플라즈마 식각장치로 이송되는 과정에서도 그래핀 시트와 마스크의 정렬 상태를 안정적으로 유지할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면, 마스크의 교체 시에도 지그 플레이트와 그래핀 시트 및 마스크의 어셈블리를 진공 유니트 상에 안착시키고 업다운 실린더의 작동에 의해 정렬핀을 승강시켜 마스크와 그래핀 시트 및 지그 플레이트가 서로 이격되도록 분리한 후에 후속되는 식각 공정에 사용될 마스크로 교체한 후에 정렬 작업을 반복 수행함으로써 마스크의 신속한 교체 및 정렬 작업이 가능해진다.
또한 본 발명에 따른 그래핀 시트에 패턴을 형성하는 방법에 의하면, 종래 패턴 형성을 위한 식각 공정 단계 중 포토레지스트의 도포와 현상 및 포토레지스트의 제거 공정을 생략할 수 있게 되므로 패턴 형성 공정의 단계를 대폭 줄일 수 있게 되어 공정 시간의 단축으로 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 기판 상에 패턴을 형성하는 방법의 순서도,
도 2는 본 발명에 따른 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 장치를 나타낸 분리 사시도,
도 3은 도 2의 A-A 선을 따르는 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 방법의 순서도,
도 5는 업다운 실린더가 승강된 상태에서 진공 유니트 상에 지그 플레이트가 안착된 모습을 나타낸 상태도,
도 6은 지그 플레이이트의 상측으로 이격되어 정렬 핀 상에 그래핀 시트가 안착된 모습을 나타낸 상태도,
도 7은 그래핀 시트의 상측으로 이격되어 정렬 핀 상에 마스크가 안착된 모습을 나타낸 상태도,
도 8은 업다운 실린더가 하강하여 지그 플레이트의 상면에 그래핀 시트가 안착된 모습을 나타낸 상태도,
도 9는 업다운 실린더가 더욱 하강하여 그래핀 시트의 상면에 마스크가 안착된 모습을 나타낸 상태도,
도 10은 진공 유니트로부터 지그 플레이트와 그래핀 시트 및 마스크의 어셈블리 분리되어 플라즈마 식각장치로 이송되는 모습을 나타낸 상태도,
도 11은 본 발명에 따른 그래핀 시트에 패턴을 형성하는 방법의 순서도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 장치는, 진공 유니트(100)의 상측으로 지그 플레이트(200)와 그래핀 시트(300) 및 마스크(400)가 순차로 적층되는 구조로 이루어져 있다.
상기 진공 유니트(100)는, 직육면체 형상으로 이루어진 본체(110)와, 본체(100)의 중앙부에 일정 깊이로 함몰되어 내부에 빈 공간이 마련된 진공챔버(120)와, 진공챔버(120)의 바닥면 중앙부에 상하로 관통된 관통구(121)에 연결되어 진공챔버(120)에 진공을 형성하는 진공흡착기(130)와, 본체(110)의 가장자리 모서리부에 각각 구비되며 본체(110)를 상하로 관통하여 승·하강 가능하게 구비되는 로드(141)와 그 상단부에 결합된 정렬핀(142)과, 상기 로드(141)와 정렬핀(142)의 승·하강을 구동하는 업다운 실린더(140)로 구성된다.
상기 업다운 실린더(140)는 본체(110)의 네 모서리부 저면에 결합되고, 유압의 공급과 배출에 의해 로드(141)를 상측으로 밀거나 아래로 당겨 로드(141)의 상단부에 결합된 정렬핀(142)이 본체(110)의 상면에서 상측으로 돌출되거나 본체(110)의 내부로 당겨지도록 하는 역할을 한다.
상기 로드(141)는 그 횡단면이 원형인 봉 형상으로 구성될 수 있고, 정렬핀(142)은 구(球) 형상으로 이루어져 로드(141)의 상단부에 반구(半球) 형상으로 돌출되어 결합된 것으로 구성될 수 있다.
상기 지그 플레이트(200)는, 진공챔버(120)의 상부를 덮는 부위에 일정 간격으로 다수의 기공(211)이 천공된 사각 형상의 기공판(210)으로 이루어지고, 기공판(210)의 가장자리 네 모서리부에는 로드(141)의 외경에 대응되는 내경을 갖는 제1관통홀(220)이 형성되어 있다. 진공 유니트(100) 상에 지그 플레이트(200)의 안착 시, 지그 플레이트(200)에 형성된 제1관통홀(220)에는 정렬핀(142)과 로드(141)의 상부가 삽입되며, 지그 플레이트(200)는 제1관통홀(220)의 내주면에 로드(141)의 외주면이 밀착되어 위치가 고정된 상태에서 본체(110)의 상면에 안착된다.
또한, 지그 플레이트(200)의 기공판(210)의 상면 가장자리부에는 자성체(230)가 구비되어 금속 재질로 이루어진 마스크(400)를 자력에 의해 지그 플레이트(200)의 상면에 부착시켜 고정된 상태를 유지할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 그래핀 시트(300)는, 도 3에 도시된 바와 같이 PET 시트(polyethylene terephthalate sheet, 311)의 상면에 그래핀(graphene, 312)이 화학기상증착(CVD) 등의 공정에 의해 증착된 사각 형상의 판형 구조로 이루어진 것으로, 가장자리 네 모서리부에는 상기 제1관통홀(220)에 대응되는 위치에 제1관통홀(220)과 정렬핀(142)의 직경보다 작은 내경을 갖는 제2관통홀(320)이 형성되어 있다. 지그 플레이트(200) 상측으로 그래핀 시트(300)의 안착 시, 그래핀 시트(300)에 형성된 제2관통홀(320)은 정렬핀(142)의 외주면에 걸쳐진 상태가 되어 그래핀 시트(300)의 상측으로 이격되어 안착된다.
상기 마스크(400)의 테두리부는 금속판(410)으로 구성되고, 금속판(410)의 내측에는 패턴(430)이 형성된 구조이며, 금속판(410)의 가장자리 네 모서리부에는 상기 제1관통홀(220)과 제2관통홀(320)에 대응되는 위치에 제2관통홀(320)보다 작은 내경을 갖는 제3관통홀(420)이 형성되어 있다. 그래핀 시트(300)의 상측으로 마스크(400)를 안착 시, 마스크(400)에 형성된 제3관통홀(420)은 그래핀 시트(300)의 상측으로 이격되어 정렬핀(142)의 외주면에 걸쳐진 상태로 안착된다.
이하, 상기와 같이 구성된 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 장치를 이용하여 그래핀 시트(300)와 마스크(400)를 정렬하는 방법을 도 4의 순서도와, 도 5 내지 도 9를 참조하여 설명한다.
먼저, 업다운 실린더(140)를 작동시켜 로드(141)의 상부와 정렬핀(142)이 본체(110)의 상면에서 상측으로 돌출되도록 위치시킨 상태에서, 도 5에 도시된 바와 같이 진공 유니트(100)의 본체(110)의 상면에 지그 플레이트(200)를 안착시킨다(S10). 이 경우 본체(110)의 네 모서리부에 상측으로 돌출된 정렬핀(142)에 지그 플레이트(200)에 형성된 제1관통홀(220)을 끼워 로드(141)의 외주면에 제1관통홀(220)의 내주면이 밀착됨과 동시에 지그 플레이트(200)의 저면과 본체(110)의 상면이 서로 밀착된 상태로 안착된다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이 지그 플레이트(200)의 상측으로 정렬핀(142) 상에 그래핀 시트(300)를 안착시킨다(S20). 이 경우 그래핀 시트(300)에 형성된 제2관통홀(320)은 정렬핀(142)의 직경 및 제1관통홀(220)의 내경보다 작은 크기의 내경을 갖도록 형성되므로 제2관통홀(320)은 정렬핀(142)의 하부 외주면에 걸쳐진 상태로 안착되어 지그 플레이트(200)의 상면과 그래핀 시트(300)의 저면 사이에는 상하로 유격이 형성된다.
다음 단계로, 도 7에 도시된 바와 같이 그래핀 시트(300)의 상측으로 정렬핀(142) 상에 마스크(400)를 안착시킨다(S30). 이 경우 마스크(400)에 형성된 제3관통홀(420)은 그래핀 시트(300)에 형성된 제2관통홀(320)의 내경보다 작은 크기의 내경을 갖도록 형성되므로 제3관통홀(420)은 정렬핀(142)의 상부 외주면에 걸쳐진 상태로 안착되어 그래핀 시트(300)의 상면과 마스크(400)의 저면 사이에는 상하로 유격이 형성된다.
이와 같이 지그 플레이트(200)는 진공 유니트(100)의 본체(110)의 상면에 밀착되어 안착되고, 지그 플레이트(200)의 상측으로 정렬핀(142) 상에 그래핀 시트(300)와 마스크(400)가 상하 간격을 두고 안착되도록 구성함으로써 그래핀 시트(300)와 마스크(400)를 정렬핀(142) 상에 안착시키는 초기 동작 시에 그래핀 시트(300)와 마스크(400)가 정렬되지 않은 상태에서 서로 접촉되어 위치가 틀어지는 것을 방지할 수 있게 된다.
정렬핀(142) 상에 그래핀 시트(300)와 마스크(400)가 서로 이격된 상태로 안착되면, 다음 단계로 진공 유니트(100)에 구비된 진공흡착기(130)의 배기량을 조절하면서 업다운 실린더(140)를 동작시켜 로드(141)를 아래 방향으로 당겨 정렬핀(142)을 하강시킨다(S40).
이 경우 도 8에 도시된 바와 같이 로드(141)와 정렬핀(142)이 하강하면, 먼저 정렬핀(142)에서 그래핀 시트(300)가 분리되면서 지그 플레이트(200)의 상면에 그래핀 시트(300)가 정위치되어 안착된다.
그리고 로드(141)와 정렬핀(142)이 더욱 하강하게 되면, 도 9에 도시된 바와 같이 정렬핀(142)에서 마스크(400)가 분리되면서 그래핀 시트(300)의 상면에 마스크(400)가 정위치되어 안착된다.
이때, 진공흡착기(130)에서는 진공챔버(120) 내부의 공간이 진공상태가 되도록 진공챔버(120) 내부의 공기를 배기시킴으로써 지그 플레이트(200)에 다수로 천공된 기공(211)을 통해 공기가 아래방향으로 배기되어 그래핀 시트(300)는 지그 플레이트(200) 측으로 밀착되고, 지그 플레이트(200)에 구비된 자성체(230)와 마스크(400)의 금속판(410) 사이에 작용하는 자력(인력)에 의해 그래핀 시트(300)를 사이에 두고 지그 플레이트(200)와 마스크(400)가 밀착 고정된다.
이와 같이 지그 플레이트(200) 상에 그래핀 시트(300)와 마스크(400)가 정렬된 상태로 고정된 어셈블리(500)가 만들어지면, 진공흡착기(130)의 작동을 중지하고 진공 유니트(100)에서 어셈블리(500)를 분리시켜 도 10에 도시된 바와 같이 플라즈마 식각장치(600)로 이송하여 플라즈마를 이용하여 마스크(400)에 형성된 패턴(430)에 따라 그래핀 시트(300) 상에 배선을 위한 패턴을 형성하게 된다.
도 10을 참조하면, 베이스(610) 상에는 양측으로 나란하게 이격되어 가이드레일(620)이 배치되고, 가이드레일(620)의 상면에는 리니어 구동장치(미도시됨)에 의해 가이드레일(620)을 따라 전후진 이송되는 이송플레이트(630)가 안착된다.
플라즈마 식각장치(600)의 양측부를 지지하는 지지대(640)는 베이스(610) 상에 고정되어 이송플레이트(630)의 상측으로 플라즈마 식각장치(600)가 위치하게 된다. 이송플레이트(630) 상에는 지그 플레이트(200)와 그래핀 시트(300) 및 마스크(400)의 어셈블리(500)가 안착된다.
플라즈마 식각장치(600)에서는 이송플레이트(630) 상에 안착되어 가이드레일(620)을 따라 전후진 이송되는 어셈블리(500)를 향하여 플라즈마를 공급하게 되고, 마스크(400)의 패턴(430)에 따라 그래핀 시트(300)의 그래핀(312)을 식각하여 특정 패턴을 형성하게 된다.
특정의 패턴(430)이 형성된 마스크(400)를 이용하여 그래핀 시트(300) 상에 식각공정이 완료된 후에, 다른 마스크를 이용하여 다른 패턴을 형성하고자 하는 경우에는 이송플레이트(630)에서 어셈블리(500)를 분리하고 어셈블리(500)를 구성하는 지그 플레이트(200)와 그래핀 시트(300) 및 마스크(400)를 서로 분리하고, 전술한 바와 동일한 방법에 의해 후속 공정에 사용될 마스크와 그래핀 시트(400)의 정렬 및 식각공정을 진행하게 된다.
도 11은 본 발명에 따른 그래핀 시트에 패턴을 형성하는 방법의 순서도를 나타낸 것으로, PET 시트(311)와 같은 기판 상에 그래핀(312) 박막을 증착하는 단계(S100), 전술한 방법에 의해 지그 플레이트(200)와 그래핀 시트(300) 및 마스크(400)를 정렬하는 단계(S200) 및 어셈블리(500)를 플라즈마 식각장치(600)로 이송하여 그래핀 시트(300) 상에 특정 패턴이 형성되도록 식각하는 단계(S300)로 구성된다.
이와 같이 본 발명에서는 그래핀 시트(300)와 마스크(400)가 정위치에 정렬되도록 밀착 고정시키고, 플라즈마를 이용하여 특정 패턴의 식각공정을 수행함으로써, 종래 기판 상에 패턴 형성을 위한 식각공정과 달리 포토레지스트의 도포, 노광, 현상 및 포토레지스트의 박리 공정 등을 생략할 수 있게 되어 공정의 단순화 및 공정 시간 단축과 함께 재료비의 절감으로 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
100 : 진공 유니트 110 : 본체
120 : 진공챔버 121 : 관통구
130 : 진공흡착기 140 : 업다운 실린더
141 : 로드 142 : 정렬핀
200 : 지그 플레이트 210 : 기공판
211 : 기공 220 : 제1관통홀
230 : 자성체 300 : 그래핀 시트
311 : PET 시트 312 : 그래핀
320 : 제2관통홀 400 : 마스크
410 : 금속판 420 : 제3관통홀
430 : 패턴 500 : 어셈블리
600 : 플라즈마 식각장치 610 : 베이스
620 : 가이드레일 630 : 이송플레이트
640 : 지지대

Claims (8)

  1. 그래핀 시트 상에 패턴 형성을 위한 마스크를 정위치시키기 위한 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 장치에 있어서,
    본체(110)와, 그 중앙부에 형성된 진공챔버(120)와, 상기 진공챔버(120)에 진공을 형성하는 진공흡착기(130)와, 상기 본체(110)의 가장자리부에 복수로 구비되며 상기 본체(110)를 상하로 관통하여 승·하강되는 정렬핀(142)과, 상기 정렬핀(142)의 승·하강을 구동하는 업다운 실린더(140)를 구비하는 진공 유니트(100);
    상기 진공챔버(120)의 상측으로 대응되는 부위에 일정 간격으로 다수의 기공(211)이 천공된 기공판(210)으로 이루어지고, 상기 기공판(210)의 가장자리부에는 상기 정렬핀(142)이 관통 삽입되는 복수의 제1관통홀(220)이 형성되어 상기 본체(110) 상에 안착되는 지그 플레이트(200);
    상기 제1관통홀(220)에 대응되는 위치에 상기 제1관통홀(220)보다 작은 내경을 갖는 복수의 제2관통홀(320)이 형성되어 상기 정렬핀(142) 상에 안착되는 그래핀 시트(300); 및
    상기 제2관통홀(320)에 대응되는 위치에 제2관통홀(320)보다 작은 내경을 갖는 제3관통홀(420)이 형성되어 상기 정렬핀(142) 상에 안착되는 마스크(400);
    를 포함하는 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정렬핀(142)은 구형으로 이루어지고, 상기 정렬핀(142)이 승강되어 상기 본체(110)의 상면에서 상측으로 돌출된 상태에서 상기 그래핀 시트(300)와 마스크(400)는 상기 정렬핀(142)의 외주면 상에 상하로 이격되어 안착되도록 상기 정렬핀(142)의 직경과 상기 제2관통홀(320)의 내경 및 상기 제3관통홀(420)의 내경이 설정되는 것을 특징으로 하는 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 정렬핀(142)의 하강 시, 상기 지그 플레이트(200) 상에 상기 그래핀 시트(300)와 마스크(400)는 순차로 밀착 고정되는 것을 특징으로 하는 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마스크(400)는 패턴(430)이 형성된 영역의 테두리가 금속판(410)으로 이루어지고, 상기 지그 플레이트(200)의 기공판(210)에는 자성체(230)가 부착된 것을 특징으로 하는 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 장치.
  5. 그래핀 시트 상에 패턴 형성을 위한 마스크를 정위치시키기 위한 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 방법에 있어서,
    진공 유니트(100)의 본체(110)의 가장자리부에 상기 본체(110)를 상하로 관통하여 승·하강 가능하게 구비되는 복수의 정렬핀(142)을 승강시킨 상태에서 상기 정렬핀(142)에 지그 플레이트(200)의 제1관통홀(220)이 끼워져 고정되도록 진공 유니트(100) 상에 지그 플레이트(200)를 안착시키는 단계;
    상기 지그 플레이트(200)의 상측으로 상기 정렬핀(142) 상에 상기 제1관통홀(220)보다 작은 내경으로 형성된 그래핀 시트(300)의 제2관통홀(320)이 삽입되어 걸쳐지도록 그래핀 시트(300)를 안착시키는 단계;
    상기 그래핀 시트(300)의 상측으로 상기 정렬핀(142) 상에 상기 제2관통홀(320)보다 작은 내경으로 형성된 마스크(400)의 제3관통홀(420)이 삽입되어 걸쳐지도록 마스크(400)를 안착시키는 단계; 및
    상기 정렬핀(142)을 하강시켜 상기 지그 플레이트(200) 상에 그래핀 시트(300)와 마스크(400)를 순차로 밀착 고정하는 단계;
    를 포함하는 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정렬핀(142)을 하강시키는 단계는, 진공 유니트(100)의 하부에 구비되는 진공흡착기(130)에서 배기량을 조정하여 다수의 기공(211)이 천공된 그래핀 시트(300)와 마스크(400)가 지그 플레이트(200) 상에 밀착 고정되도록 진공 흡입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지그 플레이트(200)의 상면 가장자리에 자성체(230)가 부착되도록 구비하고, 금속 재질로 이루어진 마스크(400)가 그래핀 시트(300)를 사이에 두고 상기 지그 플레이트(200)에 자력에 의해 밀착 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 그래핀 시트와 마스크의 위치 정렬 방법.
  8. PET 시트(311) 상에 그래핀(312)을 증착하여 그래핀 시트(300)를 형성하는 단계;
    상기 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 그래핀 시트(300)와 마스크(400)의 위치 정렬 방법에 의해 지그 플레이트(200) 상에 그래핀 시트(300)와 마스크(400)가 정위치되어 밀착 고정된 어셈블리(500)를 형성하는 단계;
    상기 어셈블리(500)를 플라즈마 식각장치(600)로 이송하고 마스크(400)의 특정 패턴에 따라 그래핀 시트(300)를 식각하여 패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하는 그래핀 시트에 패턴을 형성하는 방법.




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