KR102729788B1

KR102729788B1 - 선택적 식각 방법

Info

Publication number: KR102729788B1
Application number: KR1020200016127A
Authority: KR
Inventors: 박정수; 박대현; 이길호; 엄희철
Original assignee: 솔브레인 주식회사
Priority date: 2020-02-11
Filing date: 2020-02-11
Publication date: 2024-11-13
Anticipated expiration: 2040-02-11
Also published as: KR20210101763A

Abstract

본 발명은 선택적 식각 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유리 기판을 선택적으로 식각하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 선택적 식각 방법은 복수 개의 식각 대상 영역을 갖는 식각 대상물을 준비하는 식각 대상물 준비 단계; 제1 관통공을 갖는 복수 개의 제1 필름을 상기 복수 개의 식각 대상 영역 상에 각각 형성하되, 상기 제1 관통공을 상기 식각 대상 영역 상에 위치시켜, 상기 식각 대상 영역이 외부에 노출되도록 하는 제1 필름 형성 단계; 상기 제1 관통공의 크기보다 더 큰 크기를 갖는 복수의 제2 관통공이 형성되어 있는 제2 필름을 상기 식각 대상물과 상기 복수의 제1 필름이 함께 덮이도록 형성하되, 상기 제1 관통공 상에 상기 제2 관통공을 위치시켜, 상기 식각 대상 영역이 외부에 노출되도록 하는 제2 필름 형성 단계; 상기 식각 대상 영역을 식각하는 식각 단계; 상기 제2 필름을 제거하는 단계; 및 상기 제1 필름을 제거하는 단계;를 포함한다.

Description

선택적 식각 방법{SELECTIVE ETCHING METHOD}

본 발명은 선택적 식각 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유리 기판을 선택적으로 식각하는 방법에 관한 것이다.

디스플레이의 크기나 무게를 감소시키기 위해, 유리 기판의 두께를 얇게 하는 방법이 연구되고 있다. 도 1(a)에 도시된 바와 같이 유리 기판의 전 영역을 식각 영역으로 하여 유리 기판을 식각함으로써, 유리 기판의 두께를 얇게 하고 있다.

유리 기판의 경우 유리 기판의 두께를 얇게 하기 위해 도 1(a)에 도시된 바와 같이 전 영역을 식각하는 경우 외에, 카메라 영역을 정의하기 위해 도 1(b)에 도시된 바와 같이 선택적 영역을 식각하는 것이 필요하다.

종래의 유리 기판의 선택적 식각 방법은 도 2에 나타낸 바와 같이, 유리 기판(110) 상에 보호 필름(120)을 형성한 후, 선택적 식각 영역을 정의하기 위해 보호 필름(120)을 레이저(laser)나 칼날 등을 이용하여 물리적으로 커팅(cutting)하고 이를 이용하여 유리 기판을 식각하게 된다.

그러나 레이저나 칼날 등을 이용하여 보호 필름(120)을 물리적으로 커팅하게 되면, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 유리 기판(110)에 물리적 접촉에 의한 손상(damage)이 발생하게 된다. 따라서 유리 기판의 선택적 식각을 위해 유리 기판에 물리적 접촉이 없는 상태에서 정확한 선택적 식각 영역을 확보할 수 있는 새로운 방법이 필요하다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유리 기판에 손상없이 선택적 식각 영역을 확보할 수 있는 유리 기판의 선택적 식각 방법을 제공함에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 일 실시예는 복수 개의 식각 대상 영역을 갖는 식각 대상물을 준비하는 식각 대상물 준비 단계; 제1 관통공을 갖는 복수 개의 제1 필름을 상기 복수 개의 식각 대상 영역 상에 각각 형성하되, 상기 제1 관통공을 상기 식각 대상 영역 상에 위치시켜, 상기 식각 대상 영역이 외부에 노출되도록 하는 제1 필름 형성 단계; 상기 제1 관통공의 크기보다 더 큰 크기를 갖는 복수의 제2 관통공이 형성되어 있는 제2 필름을 상기 식각 대상물과 상기 복수의 제1 필름이 함께 덮이도록 형성하되, 상기 제1 관통공 상에 상기 제2 관통공을 위치시켜, 상기 식각 대상 영역이 외부에 노출되도록 하는 제2 필름 형성 단계; 상기 식각 대상 영역을 식각하는 식각 단계; 상기 제2 필름을 제거하는 단계; 및 상기 제1 필름을 제거하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 필름 형성 단계는, 제1 관통공이 형성되어 있는 제1 필름을 준비하는 단계; 및 상기 식각 대상 영역에 상기 제1 관통공이 정렬되도록 복수의 상기 제1 필름을 상기 복수의 식각 대상 영역 상에 각각 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 관통공과 상기 식각 대상 영역의 정렬은 비젼 모듈에 의해 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 필름 형성 단계는, 상기 식각 대상물 상에 상기 식각 대상 영역의 주변부가 노출되도록 식각 마스크를 위치시키는 단계; 상기 식각 마스크 상에 식각 레지스트를 공급하여, 상기 노출된 식각 대상 영역의 주변부에 식각 레지스트를 도포하는 단계; 및 상기 식각 레지스트를 열처리하여 상기 제1 필름을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 필름을 제거하는 단계는 알칼리 수용액을 이용하여 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제2 필름은 UV 조사에 의해 접착력이 약화되는 물질로 이루어지며, 상기 식각 단계와 상기 제2 필름을 제거하는 단계 사이에, 상기 제2 필름에 UV를 조사하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제2 필름을 제거하는 단계는 흐르는 물을 이용하여 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 식각 대상물에는 식각 대상 영역을 갖는 단위 셀이 복수 개 형성되어 있을 수 있다.

본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 식각 대상물은 유리일 수 있다.

본 발명에 따르면, 유리 기판에 물리적 접촉 없이 선택적 식각 영역을 정의할 수 있어 유리 기판에 손상을 발생시키지 않고 유리 기판을 식각할 수 있다. 또한, 서로 다른 크기의 관통공을 갖는 2개의 필름을 이용함으로써 복수의 단위 셀이 형성되어 있는 유리 기판에 대한 선택적 식각을 보다 정확하고 신속하게 수행할 수 있게 된다.

도 1은 유리 기판의 식각 영역을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 유리 기판의 선택적 식각 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 레이저 커팅으로 인해 유리 기판에 손상이 발생된 것을 나타낸 전자현미경 사진이다.
도 4는 칼날 커팅으로 인해 유리 기판에 손상이 발생된 것을 나타낸 전자 현미경 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 일 실시예의 수행 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 복수의 단위 셀이 형성되어 있는 유리 기판을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7a 내지 도 7d는 유리 기판의 각 단위 셀에 형성된 선택적 식각 대상 영역의 위치와 개수의 예를 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 8은 폴더블 디스플레이(foldable display) 구현을 위한 선택적 식각 대상 영역의 일 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9a 내지 도 9e는 본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 제1 실시예의 수행 과정을 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 10은 본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 제1 실시예의 방법으로 수행한 결과를 나타낸 전자 현미경 사진이다.
도 11a 내지 도 11h는 본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 제2 실시예의 수행 과정을 개략적으로 나타낸 도면들이다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자나 부재를 사이에 두고 "전기적으로 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 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 일 실시예의 수행 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 일 실시예의 수행 과정은 우선, 식각 대상물을 준비한다(S510). 식각 대상물은 유리 기판일 수 있으며, 식각 대상물은 복수 개의 식각 대상 영역을 갖는다. 식각 대상물인 유리 기판에는 복수의 단위 셀이 형성되어 있고 각각의 단위 셀 각각에 식각 대상 영역이 형성되어 있을 수 있다. 복수의 단위 셀이 형성되어 있는 유리 기판을 도 6에 개략적으로 나타내었다.

도 6을 참조하면, 유리 기판(610)은 예컨대, 750mm×650mm 크기이고, 두께는 0.25mm 정도를 가질 수 있으나, 유리 기판(610)의 크기가 이에 제한되는 것은 아니다. 유리 기판(610)에는 예컨대 도 6에 도시된 바와 같이 4×10개의 단위 셀(612)이 형성되어 있을 수 있으나, 단위 셀(612)의 개수 및 배치 형태는 이에 제한되지 않고, 4×9개, 4×8개 등으로 변경될 수 있다. 각 단위 셀(612)에는 식각 대상 영역(614)이 형성되어 있으며, 식각 대상 영역(614)은 금속 링(metal ring)의 형태로 정의될 수 있다. 식각 대상 영역(614)은 3mm 정도의 직경을 가지나 이에 제한되는 것은 아니다. 각 단위 셀(612)에는 식각 대상 영역(614)이 중앙 상단 부분에 1개 형성되어 있을 수 있다. 식각 대상 영역(614)의 위치, 개수 및 크기는 이에 제한되지 않으며, 디스플레이의 구현 형태에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다. 식각 대상 영역(614)의 다양한 예들을 도 7a 내지 도 7d에 간략히 나타내었다.

단위 셀(612)에 형성된 식각 대상 영역(614)은 도 7a에 나타낸 바와 같이 우측 상단에 1개 형성될 수도 있고, 도 7b에 나타낸 바와 같이 중앙 상단에 1개 형성될 수 있으며, 도 7c 및 도 7d에 나타낸 바와 같이, 우측이나 좌측 상단에 2개가 형성될 수도 있다. 도 6 및 도 7에서는 식각 대상 영역(614)의 형태가 원형인 경우만 나타내었으나 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 정사각형, 직사각형, 타원형 등 다양한 형태로 변경될 수 있다.

또한, 유리가 얇아질 경우 휘어지는 특성을 이용하는 폴더블 디스플레이(foldable display)를 구현하기 위해, 도 8에 도시된 바와 같이 단위 셀(612)의 중앙 부분에 좌우로 길게 식각 대상 영역(614)이 정의될 수 있으며, 이와 같은 식각 대상 영역(614)에 의해 유리가 선택적으로 식각되면, 폴더블 디스플레이가 용이하게 구현될 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 식각 대상 영역은 크기, 형태, 위치, 개수, 용도 등이 특별히 제한되지 않으며, 기능, 역할, 수요에 따라 다양하게 구현될 수 있다.

다시 도 5를 참조하면, 식각 대상물 상에 제1 필름을 형성한다(S520). 제1 필름은 제1 관통공을 갖는 필름 구조물로, 식각 대상 영역(614) 상에 형성된다. 제1 관통공에 의해 식각 대상 영역(614)이 외부로 노출되도록 제1 관통공을 식각 대상 영역(614) 상에 위치시킨다. 즉, 제1 관통공에 의해 식각 대상 영역(614)이 정의되므로, 제1 관통공은 식각 대상 영역(614)과 동일한 형태, 크기를 갖는다. 제1 필름은 식각 대상물의 전 영역을 커버할 수 있는 크기가 아니라, 식각 대상 영역(614) 1개 정도를 커버할 수 있는 정도의 크기를 가지며, 이에 따라 식각 대상 영역(614) 상의 일부 영역에만 형성된다. 본 실시예와 같이 식각 대상물인 유리 기판(610)에 복수의 단위 셀(612)이 존재하고, 단위 셀(612) 각각에 식각 대상 영역(614)이 1개씩 존재하는 경우, 제1 필름은 단위 셀(612) 개수만큼 형성된다.

제1 필름은 제1 관통공이 미리 형성된 형태의 필름 구조물을 식각 대상물 상에 부착하는 형태로 형성될 수도 있고, 스크린 프린팅, 임프린팅, 포토리소그래피 방법 등 다양한 패턴 형성 방법 등을 이용하여 식각 대상물 상에 직접 형성될 수도 있다. 즉, 제1 필름의 형성 방법이 특별히 한정되는 것은 아니며, 제1 관통공에 의해 각 단위 셀(612)의 식각 대상 영역(614) 각각이 정의될 수 있도록 식각 대상물 상에 형성될 수 있는 방법이면 어떠한 방법을 이용하여도 무관하다.

다음으로, 식각 대상물 상에 식각 대상물 전 영역이 덮이도록 제2 필름을 형성한다(S530). 제1 필름은 각 단위 셀(612)의 식각 대상 영역(614) 상의 일부 영역에만 형성되는 것에 반하여, 제2 필름은 식각 대상물과 제1 필름이 함께 덮이면서 식각 대상물 전 영역이 덮이도록 형성된다. 제2 필름에는 복수의 제2 관통공이 형성되어 있으며, 제2 관통공은 제1 관통공보다 크나 제1 필름 크기보다는 작은 크기를 가진다. 제2 관통공은 제1 필름의 개수만큼 형성되고, 제2 관통공 각각이 제1 필름 상에 위치될 수 있도록 제2 관통공을 정렬하여 위치시킨다. 예컨대, 제2 필름은 식각 대상물 전 영역이 덮일 수 있는 크기를 가지며, 식각 대상 영역(614)이 형성된 각각의 위치에 제2 관통공이 미리 형성된 형태의 라미네이팅 필름 구조물일 수 있으며, S530 단계는 이러한 형태의 제2 필름을 식각 대상물 전 영역이 덮이도록 형성함으로써 수행될 수 있다. 이러한 방법으로 제2 필름이 형성되면, 식각 대상 영역(614)은 제1 필름의 제1 관통공과 제2 필름의 제2 관통공에 의해 외부로 노출되고, 제1 필름 중 제1 관통공 주변부는 제2 관통공에 의해 외부로 노출되며, 제1 필름의 나머지 부분은 제2 필름에 의해 덮이게 된다.

제1 필름은 식각 대상 영역(614) 마다 각각 형성되므로, 식각 대상 영역(614)과 제1 관통공을 보다 정밀하게 정렬하여 형성하는 것이 가능하다. 예컨대, 식각 대상 영역(614)의 크기가 직경 3mm라고 한다면 제1 필름의 제1 관통공(직경 3mm)과 식각 대상 영역(614)의 정렬 오차는 50μm 이하로 하는 것이 가능하다. 이에 반해, 제2 필름은 복수의 제2 관통공을 가지고 식각 대상물 전 영역을 커버하는 필름 구조물이므로, 복수의 제2 관통공 각각을 식각 대상 영역(614)과 정렬된 제1 필름의 제1 관통공과 각각 정렬하게 되면, 정렬 오차가 증가하게 된다. 예컨대, 식각 대상 영역(614)의 크기가 직경 3mm라고 한다면, 제2 필름의 제2 관통공(직경 10mm)과 식각 대상 영역(614)의 정렬 오차는 1,000μm 정도로 증가하게 된다. 따라서 제2 필름만을 이용하여 식각 대상 영역(614)을 정의한다면, 정렬 오차에 의해 식각 대상 영역을 정확하게 정의하는 것이 불가능하게 된다. 따라서 본 발명에서는 2개의 필름 구조물을 이용하여 정확하게 식각 대상 영역을 정의할 수 있게 된다. 또한, 제1 필름의 크기를 크게 하면, 식각 이후에 제1 필름을 제거할 때 문제점이 발생할 수 있는데, 본 발명에서와 같이 2개의 필름 구조물을 이용하게 되면 제1 필름의 크기를 작게 할 수 있어 제1 필름을 제거할 때 발생하는 문제점을 해결할 수 있다. 제1 필름 제거시 발생하는 문제점에 대해서는 후술하기로 한다.

다음으로, 식각 가스나 식각 용액을 이용하여 식각 대상 영역을 식각한다(S530). 식각 대상 영역을 식각하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 식각 대상물을 이루는 물질을 식각할 수 있는 식각 가스나 식각 용액을 이용하여 식각할 수 있다. 본 실시예의 식각 대상물은 유리 기판일 수 있으며, 유리 기판의 식각 공정은 공지의 기술이므로, 자세한 설명은 생략한다.

다음으로, 제2 필름을 제거한다(S550). 식각 대상물의 식각이 완료되면, 제2 필름을 제거한다. 제2 필름을 제거하는 방법은 특별히 제한되지 않으나, 제2 필름의 제거를 보다 용이하게 하기 위해, 제2 필름은 UV(ultraviolet) 조사에 의해 접착력이 약화되는 물질로 이루어질 수 있다. 제2 필름이 UV 조사에 의해 접착력이 약화되는 물질로 이루어진 경우, S540 단계와 S550 단계 사이에 제2 필름에 UV를 조사하는 단계가 추가될 수 있다. 식각 공정(S540) 전에는 제2 필름의 접착력이 강화된 상태여야 식각 용액 등이 제2 필름과 식각 대상물 사이로 침투되지 않아 식각 공정에서 불량이 발생되는 것이 억제된다. 그리고 식각 공정(S540) 후에 제2 필름에 UV를 조사하여 제2 필름의 접착력을 약화시키면 제2 필름 제거 공정(S550)시 식각 대상물의 손상이 방지된다. 예컨대, UV 조사 전에는 250gf/25mm 정도의 강한 접착력을 가지다가 UV 조사 후에는 1~10gf/25nm 정도의 접착력을 갖는 물질로 제2 필름이 이루어진다면, 식각 공정(S540)에서 식각 용액 침투로 인해 불량이 발생되는 것이 억제되고, 제2 필름 제거 공정(S550)에서 제2 필름이 손쉽게 제거하는 것이 가능하게 된다. 특히, UV 조사에 의해 제2 필름의 접착력이 약화되면, 제2 필름은 흐르는 물에 의해 손쉽게 제거될 수 있어 S550 공정 수행이 매우 용이하게 된다.

다음으로, 제1 필름을 제거한다(S560). 마지막으로 식각 대상물 상에 존재하는 제1 필름을 제거하게 되면 식각 대상물의 선택적 식각이 종료된다. 제1 필름의 제거는 제1 필름의 재질, 형성 방법 등에 의해 변경될 수 있으며, 제1 필름을 제거하는 자세한 방법에 대해서는 후술하기로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 선택적 식각 방법에 대한 구체적인 2가지 실시예에 대해 도면과 함께 보다 상세히 설명한다.

도 9a 내지 도 9e는 본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 제1 실시예의 수행 과정을 개략적으로 나타낸 도면들이다. 도 9a 내지 도 9e 각각에서 위쪽 도면은 식각 대상물 상부에서 바라본 도면이고, 아래쪽 도면은 측면에서 바라본 단면도이다.

도 9a 내지 도 9e는 제1 실시예의 수행 과정을 간략하게 설명하기 위해 유리 기판(610) 상에 2개의 단위 셀(612)을 가지며, 각각의 단위 셀(612)에는 1개의 식각 대상 영역(614)이 형성된 경우에 대해서만 도시하였지만, 상술한 바와 같이 단위 셀(612)의 개수와 배치 형태 및 식각 대상 영역(614)의 크기, 개수, 위치, 형태 등은 다양하게 변경될 수 있다.

본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 제1 실시예는 우선 도 9a와 같이 정의된 식각 대상 영역(614)을 갖는 유리 기판(610)을 준비하고, 도 9b에 도시된 바와 같이, 각각의 식각 대상 영역(614) 상에 제1 필름(620)을 부착시킨다. 제1 필름(620)에는 미리 타공된 제1 관통공(622)이 형성되어 있으며, 이때 제1 관통공(622)의 크기는 식각 대상 영역(614)과 동일한 크기를 갖는다. 제1 필름(620)은 가로와 세로가 15~40mm 정도의 크기를 가질 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 제1 관통공(622)이 형성된 제1 필름(620)은 가접기(attaching apparatus)를 이용한 가접 공정에 의해 식각 대상 영역(614)에 부착될 수 있다. 가접 공정에 대해 상세히 설명하면, 가접 공정은 CCD(Charged-Coupled Device)와 같은 센서를 포함한 비젼 모듈(vision module)에 의해 제1 필름(620)이 부착될 위치를 결정한 후, 제1 필름(620)을 부착기에 흡착하여 비젼 모듈에 의해 결정된 위치에 제1 필름(620)을 부착하는 공정이다. 비젼 모듈은 식각 대상 영역(614)과 제1 관통공(622)이 정렬되도록 제1 필름(620)이 부착될 위치를 결정하게 된다. 식각 대상 영역(614)의 크기가 3mm 정도라고 할 때 가접 공정에 의해 제1 필름(620)을 부착하게 되면 정렬 오차는 50μm 이하가 된다. 가접기를 이용하여 필름을 가접하는 공정은 공지의 기술이므로 보다 구체적인 설명은 생략한다.

다음으로, 도 9c에 도시된 바와 같이, 제2 필름(630)을 부착한다. 제2 필름(630)은 식각 대상물인 유리 기판(610)과 유사한 크기를 가지며, 제2 필름(630)에는 단위 셀(612)의 개수와 같이 2개의 제2 관통공(632)이 형성되도록 미리 준비된다. 2개의 제2 관통공(632)은 제2 필름(630)이 유리 기판(610) 상에 부착되어 식각 대상 영역(614)과 정렬될 수 있도록 하는 위치에 미리 타공되어 준비된다. 식각 대상 영역(614)은 제1 필름(620)의 제1 관통공(622)에 의해 정의되는 것이므로, 제2 관통공(632)은 제1 관통공(622) 보다 큰 크기로 형성된다. 그리고 식각 대상 영역(614)만이 외부에 노출되도록 제2 관통공(632)은 제1 필름(620)의 크기보다는 작은 크기를 갖는다. 이와 같이 준비된 제2 필름(630)은 필름 부착기와 롤러를 이용하여 부착할 수 있다. 필름 부착기와 롤러를 이용하여 필름을 부착하는 공정은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

제2 필름(630)에는 2개의 관통공(632)이 형성되어 있으므로, 제1 필름(620)을 부착할 때와 같이 정밀하게 정렬할 수는 없으나(제1 필름(620) 정렬 오차 50μm 이하, 제2 필름(630) 정렬 오차 1,000μm 이하), 제1 필름(620)이 커버하지 못한 유리 기판(610)의 나머지 영역을 커버하면서 식각 대상 영역(614)을 제1 관통공(622)과 제2 관통공(632)을 통해 외부에 노출시키는 정도로 부착하는 것은 어렵지 않다. 예컨대, 식각 대상 영역(614)의 크기가 직경이 3mm라고 할 때, 제2 관통공(632)의 직경을 10mm 정도로 한다면, 필름 부착기와 롤러를 이용하여 제2 필름(630)을 부착하는 공정을 이용할 때 정렬 오차가 1,000μm 이하이므로, 원하는 위치에 제2 필름(630)을 부착할 수 있다.

다음으로, 도 9d에 도시된 바와 같이, 식각 대상 영역(614) 부분을 선택적으로 식각한다. 제1 필름(620)과 제2 필름(630)에 의해 식각 대상 영역(614)만이 노출되어 있으므로 식각 용액 공급기(650)를 통해 식각 용액이 공급되면, 식각 대상 영역(614)만이 식각된다.

식각 공정이 완료되면, 도 9e에 도시된 바와 같이, 제2 필름(630)과 제1 필름(620) 순서로 순차적으로 또는 제2 필름(630)과 제1 필름(620)을 한꺼번에 제거하여 선택적 식각 공정을 완료한다. 상술한 바와 같이, 제2 필름(630)이 UV 조사에 의해 접착력이 약화되는 물질로 이루어진 경우, 제2 필름(630)을 제거하기에 앞서 UV를 조사할 수 있으며, 이 경우 제2 필름(630)이 손쉽게 제거(흐르는 물에 의해 제거 가능)될 수 있다. 제1 필름(620)도 UV 조사 등에 의해 접착력이 약화되는 물질로 이루어져 있다면, 제2 필름(630)과 제1 필름(620)을 한꺼번에 제거하는 것도 가능하고, 그렇지 않다면 순차적으로 제2 필름(630) 제거 이후 제1 필름(620)을 제거하는 것도 가능하다.

제1 실시예와 같은 방법으로 선택적 식각을 수행하게 되면, 식각 대상물에 손상을 주지 않으면서도 2개의 필름(620, 630)을 이용하여 정확하고 빠르게 선택적 식각이 가능하게 된다. 제1 실시예의 방법으로 선택적 식각을 수행한 전자 현미경 사진을 도 10에 나타내었다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 실시예 방법으로 선택적 식각을 수행한 결과 식각 대상물에 손상이 발생하지 않았음을 알 수 있다. 즉, 도 3과 도 4에 나타낸 바와 같이 종래의 방법(레이저나 칼날에 의한 커팅)으로 선택적 식각을 수행하면 식각 대상물에 손상이 발생하게 되나, 본 발명에 따른 제1 실시예의 방법으로 선택적 식각을 수행하게 되면 식각 대상물에 손상이 발생하지 않게 되는 우수한 효과를 얻을 수 있다.

도 11a 내지 도 11h는 본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 제2 실시예의 수행 과정을 개략적으로 나타낸 도면들이다. 도 11a 내지 도 11h 도면은 식각 대상물 측면에서 바라본 단면도이다.

도 11a 내지 도 11h는 제2 실시예의 수행 과정을 간략하게 설명하기 위해 유리 기판(610) 상에 1개의 단위 셀(612)과 1개의 식각 대상 영역(614)이 형성된 경우에 대해서만 도시하였지만, 상술한 바와 같이 단위 셀(612)의 개수와 배치 형태 및 식각 대상 영역(614)의 크기, 개수, 위치, 형태 등은 다양하게 변경될 수 있다.

본 발명에 따른 선택적 식각 방법의 제2 실시예는 우선 도 11a와 같이 정의된 식각 대상 영역(614)을 갖는 유리 기판(610)을 준비하고, 도 11b에 도시된 바와 같이, 유리 기판(610) 상에 식각 마스크(710)를 배치시킨다. 식각 마스크(710)는 식각 대상 영역(614)는 커버하면서 식각 대상 영역(614) 주변부가 노출되는 구성을 가진다. 이때 식각 마스크(710)는 스크린 프린트용 마스크일 수 있다.

다음으로, 도 11c에 도시된 바와 같이, 식각 마스크(710) 상에 식각 레지스트(715)를 도포한다. 식각 마스크(710)에 의해 식각 대상 영역(614)은 노출되지 않고 식각 대상 영역(614) 주변부 일부만 노출되어 있으므로, 식각 레지스트(715) 대부분은 식각 마스크(710) 상에 도포되고, 유리 기판(610) 상에는 식각 대상 영역(614) 주변부 일부에만 도포된다.

다음으로, 도 11d에 도시된 바와 같이, 식각 마스크(710)를 제거하고 오븐(770)으로 열처리하여 건조시켜 제1 필름(720)을 형성한다. 상술한 바와 같이 식각 마스크(710)를 제거하면 식각 레지스트(715)는 식각 대상 영역(614) 주변부 일부에만 도포되어 있으며, 이를 열처리하면 제1 필름(720)이 형성된다. 이와 같이 형성된 제1 필름(720)에는 식각 대상 영역(614)을 정의하는 제1 관통공(722)이 형성되어 제1 관통공(722)을 통해 식각 대상 영역(614)이 외부로 노출된다.

다음으로, 도 11e에 도시된 바와 같이, 제2 필름(730)을 부착한다. 제2 필름(730)을 부착하는 방법은 도 9c에 도시하고 설명한 방법과 동일하므로 여기서는 자세한 설명은 생략한다.

다음으로, 도 11f에 도시된 바와 같이, 식각 대상 영역(614) 부분을 선택적으로 식각한다. 제1 필름(720)과 제2 필름(730)에 의해 식각 대상 영역(614)만이 노출되어 있으므로 식각 용액 공급기(750)를 통해 식각 용액이 공급되면, 식각 대상 영역(614)만이 식각된다.

식각 공정이 완료되면, 도 11g에 도시된 바와 같이, 제2 필름(730)을 제거한다. 상술한 바와 같이, 제2 필름(730)이 UV 조사에 의해 접착력이 약화되는 물질로 이루어진 경우, 제2 필름(730)을 제거하기에 앞서 UV를 조사할 수 있으며, 이 경우 제2 필름(730)이 손쉽게 제거(흐르는 물에 의해 제거 가능)될 수 있다.

다음으로, 도 11h에 도시된 바와 같이, 제1 필름(720)을 제거한다. 제1 필름(720)은 레지스트 물질로 이루어지므로 별도의 스트립(strip) 공정이 필요하다. 스트립 공정은 5~10% 알칼리 수용액을 이용하여 수행하는 것으로, 이를 통해 제1 필름(720)을 유리 기판(610)으로부터 박리하여 제거한다. 제2 실시예의 경우, 제1 필름(720)을 알칼리 수용액을 이용하여 박리하는 형태로 제거하게 되므로, 제1 필름(720)의 크기가 증가할수록 제1 필름(720) 제거 시간이 증가하게 되고, 알칼리 수용액에 침전되는 레지스트 슬러지(sludge)가 많아지게 되는 문제점이 있다. 따라서 도 11b에서 식각 마스크(710)가 식각 대상 영역(614) 외의 모든 부분을 노출시키는 구성을 가지고 있고, 이러한 식각 마스크(710)를 이용하여 식각 레지스트(715)를 도포하고 열처리하여 건조하는 방식으로 제1 필름(720)을 형성하면, 제2 필름(730)을 부착하지 않더라도 식각 대상 영역(614)만이 외부에 노출되어 제2 필름(730) 부착 공정(도 11e)이 필요하지 않게 되어 전체 공정 수를 감소시킬 수 있게 되지만, 제1 필름(720)의 크기가 증가하여 제1 필름(720)을 제거할 때 상술한 문제점이 발생하지 않으므로, 본 발명에 따른 제2 실시예와 같이 제1 필름(720)의 크기를 최소화하고 제2 필름(730)을 부착하는 방식으로 선택적 식각을 수행하는 것이 보다 효율적이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

또한, 본 발명의 범위는 상기 발명의 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

복수 개의 식각 대상 영역을 갖는 식각 대상물을 준비하는 식각 대상물 준비 단계;
제1 관통공을 갖는 복수 개의 제1 필름을 상기 복수 개의 식각 대상 영역 상에 각각 형성하되, 상기 제1 관통공을 상기 식각 대상 영역 상에 위치시켜, 상기 식각 대상 영역이 외부에 노출되도록 하는 제1 필름 형성 단계;
상기 제1 관통공의 크기보다 더 큰 크기를 갖는 복수의 제2 관통공이 형성되어 있는 제2 필름을 상기 식각 대상물과 상기 복수의 제1 필름이 함께 덮이도록 형성하되, 상기 제1 관통공 상에 상기 제2 관통공을 위치시켜, 상기 식각 대상 영역이 외부에 노출되도록 하는 제2 필름 형성 단계;
상기 식각 대상 영역을 식각하는 식각 단계;
상기 제2 필름을 제거하는 단계; 및
상기 제1 필름을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 식각 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 필름 형성 단계는,
제1 관통공이 형성되어 있는 제1 필름을 준비하는 단계; 및
상기 식각 대상 영역에 상기 제1 관통공이 정렬되도록 복수의 상기 제1 필름을 상기 복수의 식각 대상 영역 상에 각각 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 식각 방법.
제2항에 있어서,
상기 제1 관통공과 상기 식각 대상 영역의 정렬은 비젼 모듈에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 선택적 식각 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 필름 형성 단계는,
상기 식각 대상물 상에 상기 식각 대상 영역의 주변부가 노출되도록 식각 마스크를 위치시키는 단계;
상기 식각 마스크 상에 식각 레지스트를 공급하여, 상기 노출된 식각 대상 영역의 주변부에 식각 레지스트를 도포하는 단계; 및
상기 식각 레지스트를 열처리하여 상기 제1 필름을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 식각 방법.
제4항에 있어서,
상기 제1 필름을 제거하는 단계는 알칼리 수용액을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 선택적 식각 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 필름은 UV 조사에 의해 접착력이 약화되는 물질로 이루어지며,
상기 식각 단계와 상기 제2 필름을 제거하는 단계 사이에, 상기 제2 필름에 UV를 조사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 식각 방법.
제6항에 있어서,
상기 제2 필름을 제거하는 단계는 흐르는 물을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 선택적 식각 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 식각 대상물에는 식각 대상 영역을 갖는 단위 셀이 복수 개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 선택적 식각 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 식각 대상물은 유리인 것을 특징으로 하는 선택적 식각 방법.