WO2011053093A2 - 액정표시장치용 인쇄판 및 그 제조방법, 이를 이용한 복제용마스터몰드 및 복제 인쇄판의 제조방법 - Google Patents

액정표시장치용 인쇄판 및 그 제조방법, 이를 이용한 복제용마스터몰드 및 복제 인쇄판의 제조방법 Download PDF

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    • G02F1/13439—Electrodes characterised by their electrical, optical, physical properties; materials therefor; method of making

Definitions

  • the present invention relates to a printing plate for a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof.
  • a device such as a thin film transistor is provided in each pixel to drive the flat panel display device.
  • the PR pattern forming process is an important process that greatly affects the performance of the manufactured device. Accordingly, researches to improve the performance of devices have been recently conducted. In particular, various attempts have been made to improve the performance of devices by forming fine metal patterns.
  • PR photoresist
  • the most common PR pattern forming process is to apply photoresist (PR), which is a photosensitive material, and to expose and develop the photoresist using a mask.
  • PR photoresist
  • the photoresist process since the photoresist process must be performed separately to form each pattern, the manufacturing cost increases, which is undesirable. Therefore, in recent years, a method of forming a PR pattern using a printing method has been proposed.
  • the printing method of the photoresist may include a second transparent material which is a printed object directly on the first transparent insulating substrate 110 on which a printing pattern P 1 is formed and used as a printing plate.
  • the photoresist pattern P2 is once transferred to the blanket 100, which is a surface of which is made of silicon rubber or the like, and serves as a medium.
  • the photoresist pattern P2 is transferred again using the insulating substrate 120 as a transfer target.
  • FIG. 2 (a) depositing a metal film 111 on the first transparent insulating substrate 110, and (b) photoresist 112 to pattern the metal film 111. ), (C) etching the metal film 111 through wet etching, (d) stripping the photoresist 112, (e) first transparent insulating substrate 110 Etching to form the print pattern (P1), (f) etching and removing the metal film 111.
  • the wet etching used in the above-described manufacturing process has an isotropic etching characteristic showing a uniform etching characteristic regardless of the crystal plane direction, the minimum line width (CD; The loss of critical dimension is large, which makes it difficult to manufacture a precise printed plate having a fine pattern. That is, as shown in FIG. 2C, the printing pattern P 1 on the first transparent insulation substrate 110 is ideally formed to have an accurate width of a1. However, when the printing plate is manufactured through wet etching, As shown in (e) of FIG. 2, a loss by a2 occurs on both sides.
  • the left and right loss widths a2 increase in accordance with the etching depth in accordance with the characteristics of the isotropic etching, so that as shown in FIG.
  • the depth b1 is set to "1”
  • the printing pattern P 1 etched on the printing plate has a narrower width and a deeper depth, and a greater ratio of depth and width results in better printing characteristics.
  • the width becomes wider as the depth is deeper. Therefore, it is disadvantageous to manufacture a printing plate having a fine pattern, which results in a problem that it is difficult to improve pattern resolution and transfer characteristics.
  • an object of the present invention is to form a photosensitive pattern using photolithography, to enable the production of a printing plate through electroplating, to increase the efficiency of the implementation of the fine pattern
  • the present invention provides a manufacturing process capable of improving the resolution and transfer characteristics of a pattern and significantly reducing the manufacturing cost of a printing plate for a liquid crystal display device.
  • Yet another object of the present invention is to dry-etch a glass substrate directly using a metal pattern as an etch mask, thereby implementing a fine pattern, thereby improving the resolution, and increasing the ratio of the depth and width of the fine pattern to improve transfer characteristics. It can be, and to provide a manufacturing process that can reduce the manufacturing cost of the printing plate.
  • the solution of the technical problem according to the object of the present invention is to increase the efficiency of the implementation of the fine pattern, and to improve the resolution and transfer characteristics of the pattern by using the method of patterning through photolithography and electroplating or dry etching.
  • a photosensitive pattern is formed using photolithography, and a printing plate can be manufactured by electroplating, thereby increasing the efficiency of realizing fine patterns, improving the resolution and transfer characteristics of the pattern, and a liquid crystal display device.
  • a manufacturing process that can significantly reduce the manufacturing cost of the printing plate for.
  • the manufacturing process according to the present invention is very easy to implement a fine pattern compared to the manufacturing process using a conventional wet etching or dry etching process, it is effective to improve the transfer characteristics of the pattern by increasing the ratio of depth and width have.
  • the photoresist may have a selectivity to be adhered well, thereby achieving excellent transfer characteristics.
  • 1 to 3 is a view showing a manufacturing method of a printing plate according to the prior art.
  • 6 and 7 illustrate a manufacturing process and a printing plate replication process of the master mold for the replication process of the printing plate according to the present invention.
  • FIG. 8 and 9 illustrate a manufacturing process flow chart and process diagram of a printing plate according to another embodiment of the present invention.
  • a photosensitive pattern is formed on a photomask, and through this, electroplating is used to efficiently manufacture a printing plate and a replica thereof, thereby implementing a fine pattern, and The point is to make it possible to improve the resolution and transfer characteristics.
  • the manufacturing process of the printing plate according to the present invention is largely the first step of forming a photosensitive pattern of the printing plate pattern on the photomask, the second step of forming a seed layer on the photomask, and the printing plate by electroplating on the seed layer It includes three steps to form.
  • the glass substrate itself is dry-etched to have the same surface characteristics as that of the transparent insulating substrate of a liquid crystal display device generally used. It is possible to provide an efficient manufacturing process while manufacturing a printing plate having a selectivity with excellent transfer characteristics that are well adhered.
  • the manufacturing process of the first step may be implemented in the following process.
  • a photomask in which a specific pattern is formed on the transparent substrate is prepared in step S1.
  • the specific pattern of the photomask is a structure having a light shielding pattern 20 made of a light blocking material such as Cr or a transflective material on the transparent substrate 10.
  • a photosensitive material is coated on the photomask, and a photosensitive pattern is realized through an exposure phenomenon.
  • the photoresist 30 is coated on the photomask (step S21), and the photoresist 30 is exposed to form a photosensitive pattern.
  • a photosensitive pattern 30 having a structure in which a photosensitive material is stacked is formed on the light shielding pattern 20 on the photomask as shown in step S23.
  • step S 3 the seed layer 40 is deposited on the photosensitive pattern and the photomask (step S 31). Then, electroplating is performed on the region where the seed layer 40 is formed (step 32).
  • the seed layer is a metal seed layer of the metal material of Cr, Au, Ti, Ta, Pt, Ni, Cu, Al, Zn, Fe, Co, W, etc. are all applicable, but one to five of the above metals It can also be deposited in combination.
  • the method for depositing the metal seed layer is different depending on the components of the seed metal to be deposited and the components of the substrate, but physical vapor deposition (PVD) methods such as sputtering or evaporating Uniform deposition is possible.
  • PVD physical vapor deposition
  • sputtering or evaporating Uniform deposition is possible.
  • the use of a Cu layer will be described as an example.
  • the electroplating may be Au, Ni, Cu, Al, Zn, Fe, Co, W, Sn, P, etc., in particular, mechanical properties and chemical stability, such as ease of plating and the strength, hardness, elasticity of the plating film Plating can be performed using this excellent Ni, Ni-W, or Ni-Co component.
  • the transfer material film 60 may be coated on a region where the pattern of the printing plate 50 is formed.
  • a material of Si-base having good transfer characteristics may be used.
  • materials such as a-Si, SiN x , and SiO x may be used.
  • the material of Si-base may be applied in addition to the above.
  • the depth T 1 of the pattern of the printing plate manufactured by the above-described manufacturing process is implemented to be greater than or equal to the height of the pattern of the photomask.
  • 6 and 7 are schematic process diagrams showing a process of manufacturing a replica printing plate using the printing plate manufactured by the first embodiment.
  • a passivation film 70 is formed on the upper surface of the manufactured printing plate 50 (P 1 step), and the master mold 80 is first implemented through electroplating on the upper surface of the passivation film (P 2 step). ). After the electroplating is completed, by separating the above-described printing plate 50 can form a master mold 80 (P 3 step).
  • a passivation layer 81 is again formed on the upper surface of the master mold 80 (step Q 1), and a replica printing plate 90 is implemented by performing pre-plating on the passivation layer (step Q 2). .
  • replica printing plate 90 may be separated from the master mold 80 to produce a replica printing plate.
  • a replica printing plate 90 has a very simple process and a micropattern is realized, and an advantage of producing a mass-produced product having an improved resolution is realized.
  • Another printing plate or replica printing plate in the above-described manufacturing process is formed in the same structure, it can be implemented in the following configuration.
  • the printing plate according to the present invention includes at least one or more of a printing plate body 91 having a predetermined depth d1 and width d2 formed on an upper surface of the printing plate body. It consists of a printing plate pattern 92.
  • the printing plate body and the printing plate pattern may be any one of Au, Ni, Cu, Al, Zn, Fe, Co, W, Sn, P, or a combination of two or more thereof.
  • the ease of plating and the strength of the plating film, As described above, the mechanical properties such as hardness, elasticity, and the like, and the chemical stability of Ni, Ni, and Ni are excellent.
  • the transfer material film may be coated on the surface of the printing plate pattern
  • the transfer material film may be a material of Si-base, for example, materials such as a-Si, SiN x , SiO x may be used. May be as described above.
  • the manufacturing process of the printing plate according to the present invention is easy to implement a fine pattern by solving the problem of the loss of the minimum line width occurred in the conventional wet etching process, in particular, by increasing the ratio of the depth and width of the fine pattern, the transfer characteristics of the pattern It will be possible to improve.
  • it is possible to duplicate the printing plate in a very easy process the manufacturing process is simplified, thereby reducing the manufacturing cost there is an advantage.
  • the method of applying photolithography and electroplating in the second embodiment, a method of forming a replica printing plate using the first embodiment, and in the third embodiment, photolithography is used. It implements a process of forming a printing plate by applying dry etching directly to a transparent substrate.
  • the metal pattern layer 20 is formed on the transparent substrate 10 (step S1).
  • the metal pattern layer may be formed using various methods such as sputtering, chemical vapor deposition (CVD), evaporation, and electroplating.
  • the metal pattern layer may be made of a material such as Cr, Cu, Ni, Mo, amorphous silicon (a-Si), poly-Si to serve as a mask for dry etching, in one embodiment of the present invention It is preferable to form the layer formed by the.
  • step S 2 a photoresist is applied to the upper surface of the metal pattern layer 20 (step S 21), and then exposed and developed and patterned (step S 22).
  • the metal pattern layer 20 is etched to form a metal pattern (step S23).
  • the etching process of the metal pattern layer may be implemented by a dry or wet etching method.
  • step S3 the photoresist pattern is preferably removed.
  • step S4 dry etching is performed on the transparent substrate itself using the above-described metal pattern as a mask pattern.
  • the dry etching described above uses the ICP-RIE mode, and the gas used may be implemented using C 4 F 8 and O 2 .
  • the ratio of depth can only be formed at a ratio of 1 or less to the width, and in the present invention, a ratio of depth to depth can be formed at a ratio of 0.5 or more.
  • the pattern of the printing plate embodied by the present invention is able to implement a range of (0.5 ⁇ 6): the ratio of the width (d2) to the etched depth (d1), which is the conventional wet etching described above Etching depth and left and right loss width due to isotropic etching generated at the same time occurs to overcome the limitation of the difficulty of realizing the minimum line width, the width of the printed pattern etched on the printing plate can be formed narrow and deep.
  • the printing plate pattern according to the present invention can be achieved excellent printing characteristics by remarkably increasing the ratio of depth and width.
  • the manufacturing method of the printing plate according to the present invention is easier to implement a fine pattern than the conventional wet etching method, and the advantage of improving the transfer characteristics by increasing the ratio of the etched depth and width.
  • the dry etching of the conventional transparent substrate itself is performed, so that the printing plate has the same surface characteristics as that of the transparent insulating substrate of the liquid crystal display device, so that the adhesion ratio of the photoresist can be realized to have a very good selection ratio. .
  • the present invention can greatly reduce the manufacturing cost in the manufacturing process of the printing plate for the liquid crystal display device, in particular, it is possible to increase the efficiency of the implementation of the fine pattern, and to improve the resolution and transfer characteristics of the fine pattern.

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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 제조시 레지스트패턴의 인쇄용 인쇄판의 제조공정에 관한 것으로, 포토마스크 상에 인쇄판 패턴의 감광패턴을 형성하고, 상기 포토마스크 상에 시드층을 형성한 후, 상기 시드층 상에 전주도금을 통해 인쇄판을 형성하는 공정으로 이루어지거나, 투명기판상에 금속패턴을 마스크로 하여 상기 투명기판을 드라이 에칭을 통해 인쇄판패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 액정표시장치용 인쇄판의 제조공정에서 그 제조비용을 크게 절감할 수 있으며, 특히 미세패턴의 구현의 효율성을 높이고, 미세패턴의 해상도 및 전사특성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

액정표시장치용 인쇄판 및 그 제조방법, 이를 이용한 복제용마스터몰드 및 복제 인쇄판의 제조방법
본 발명은 액정표시장치용 인쇄판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
액정표시소자(Liquid Crystal Display Device)와 같은 평판표시소자에서는 각각의 화소에 박막트랜지스터와 같은 소자가 구비되어 평판표시소자를 구동하게 된다. 그런데 액정표시소자와 같은 평판표시소자에 있어서 PR패턴형성 공정은 제조된 소자의 성능에 크게 영향을 미치는 중요한 공정이다. 이에 따라 최근에는 소자의 성능을 향상시킬 수 있는 연구가 진행되고 있는데, 특히 미세금속패턴을 형성하여 소자의 성능을 향상시키고자 하는 다양한 시도가 전개되고 있다. 현재까지 가장 일반적으로 PR패턴 형성 공정은 감광성 물질인 포토레지스트(photoresist, PR)를 도포하여 이를 마스크를 사용하여 노광하고 현상하는 방식을 사용하고 있으나, 이는 공정이 지나치게 복잡할 뿐만 아니라 복수 개의 패턴이 형성된 전기 소자의 경우에는 각 패턴을 형성하기 위해서 별도로 포토레지스트 공정이 각각 수행되어야 하기 때문에 제조비용이 상승하여 바람직하지 않다. 따라서, 최근에는 인쇄방법을 이용하여 PR패턴을 형성하는 방법이 제안되고 있다.
도 1을 참조하면, 상술한 인쇄방법에 따른 포토레지스트의 프린팅 방법은, 인쇄 패턴(P 1)이 형성되어 인쇄판(cliche)으로 쓰이는 제 1 투명 절연 기판(110)에서 직접 피 인쇄물인 제 2 투명 절연 기판(120) 상에 포토레지스트 패턴(P2)을 전사하지 않고, 표면이 실리콘 고무등으로 이루어져 매개물의 역할을 하는 블랭킷(100)에 일단 포토레지스트 패턴(P2)을 전이시킨 다음, 제 2 투명 절연 기판(120)을 피전사체로 하여 다시 포토레지스트 패턴(P2)을 전사시키는 것이다.
구체적으로는, 도 2에 도시된 것처럼, (a) 제 1 투명 절연 기판(110) 상에 금속막(111)을 증착하는 단계, (b) 금속막(111)을 패터닝하기 위하여 포토레지스트(112)를 도포하는 단계, (c) 습식 식각을 통하여 금속막(111)을 식각하는 단계, (d)포토레지스트(112)를 제거(Strip)하는 단계, (e)제 1 투명 절연 기판(110)을 식각하여 인쇄 패턴(P1)을 형성하는 단계, (f) 금속막(111)을 식각하여 제거하는 단계로 이루어진다.
그러나 상술한 제조공정에서 사용되는 습식 식각은 결정면 방향에 상관없이 균일한 식각 특성을 보이는 등방성 식각 특성을 가지므로, 인쇄 패턴(P 1)의 형성 시, 일괄적인 습식 식각으로 인하여 최소 선폭(CD; Critical dimension)의 손실이 크게 발생하여 미세 패턴이 형성된 정밀한 인쇄판을 제작하기가 어려운 단점이 발생하게 된다. 즉, 도 2의 (c)에 도시된 것과 같이, 제 1 투명 절연 기판(110) 상의 인쇄 패턴(P 1)이 a1의 정확한 폭으로 형성되는 것이 이상적이나, 습식 식각을 통하여 인쇄판을 제조하게 되면, 도 2의 (e)에 도시된 것과 같이 a2 만큼의 손실이 양측으로 발생하게 되는 것이다.
구체적으로는, 종래의 습식에칭을 할 경우, 등방성에칭의 특성상 에칭 깊이에 따라 동일하게 좌우의 손실폭(a2)이 늘어가게 되므로, 도 2의 (f)에 도시된 것과 같이 인쇄판의 움푹 들어간 부분의 깊이(b1)를 "1"로 했을 경우, 상부 폭(b2)는 최소 "2"의 비율로 형성할 수밖에 없는 한계가 발생하게 된다. 즉, b1: b2=(1 이하):2 의 범위로 밖에 만들 수 없는 한계에 봉착하게 된다.
이는, 인쇄판에 식각되는 인쇄 패턴(P 1)은 폭은 좁고 깊이는 깊을수록, 깊이와 폭의 비가 클수록 인쇄 특성이 우수해지나, 종래의 습식 식각을 이용하는 방법은 깊이를 깊게 식각할수록 폭도 넓어지기 때문에 미세 패턴을 갖는 인쇄판을 제작하기에 불리하여 패턴 해상도 및 전사 특성을 향상시키기 어렵다는 문제로 귀착하게 된다.
아울러, 이러한 문제를 해결하기 위해 도 1c에서처럼, (a) 건식식각을 이용하는 방법에서는 투명기판상에 건식식각용물질막(210)을 형성하고, 투명기판의 하부에는 지지막을 형성한다. 이후 상기 건식식각용물질막(210) 상부에 포토레지스트를 도포하고, 이를 패터닝한다.
(b) 이후, 건식식각을 수행하여 건식식각용 물질막을 에칭하고, (c)에 도시된 것처럼, 기판상에 건식식각용물질막(210)을 제외한 포토레지스트(PR)를 제거하여 인쇄패턴을 형성하는 방법으로 구현된다.
즉, 종래 습식식각에서의 최소선폭의 문제를 건식식각용물질막을 별도로 형성하고, 이후에 전사용 물질막을 형성하는 공정을 통해 이러한 문제를 해결하고자 하였으나, 이 방법은 건식 식각용 물질막을 형성하는 공정과 건식식각 공정에 사용되는 고가의 진공장비의 설비에 고가의 비용이 발생하게 되며, 인쇄판을 개별적으로 제작해야 하기 때문에 제조비용을 더욱 증가시키는 단점이 발생하게 된다. 또한, 인쇄판의 사용대상이 컬러필터용으로 사용되는 경우에는 20㎛의 이상의 피치라서 습식에칭이 가능하나 등방성 에칭의 경우 20㎛이하 피치가 구현이 불가능하며, 나아가 TFT의 경우의 5㎛ / 5㎛의 피치를 등방성의 에칭의 경우 구현이 불가능한 단점이 발생하게 된다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 포토리소그라피를 이용하여 감광패턴을 형성하고, 전주도금을 통해 인쇄판을 제조할 수 있도록 해, 미세패턴의 구현의 효율성을 높이고, 패턴의 해상도 및 전사특성을 향상시키며, 액정표시장치용 인쇄판의 제조비용을 현저하게 절감할 수 있는 제조공정을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 금속패턴을 식각 마스크로 하여 글라스 기판을 직접 건식식각함으로써, 미세패턴을 구현하고, 그에 따른 해상도를 향상시키며, 미세패턴의 깊이와 폭의 비율을 높여 전사특성을 향상시킬 수 있으며, 인쇄판의 제조비용을 절감할 수 있는 제조공정을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적에 따른 기술적 과제의 해결방법은 포토리소그라피를 통한 패터닝과 전주도금 또는 건식식각의 방법을 이용하여 미세패턴의 구현의 효율성을 높이고, 패턴의 해상도 및 전사특성을 향상시킬 수 있도록 한다.
본 발명에 따르면, 포토리소그라피를 이용하여 감광패턴을 형성하고, 전주도금을 통해 인쇄판을 제조할 수 있도록 해, 미세패턴의 구현의 효율성을 높이고, 패턴의 해상도 및 전사특성을 향상시키며, 액정표시장치용 인쇄판의 제조비용을 현저하게 절감할 수 있는 제조공정을 구현할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 따른 제조공정은 종래의 습식식각 또는 건식식각 공정을 이용하는 제조공정에 비해 미세패턴의 구현이 매우 용이하며, 깊이와 폭의 비율을 높여 패턴의 전사특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 금속패턴을 식각 마스크로 하여 글라스 기판을 직접 건식식각함으로써, 미세패턴을 구현하고, 그에 따른 해상도를 향상시키며, 미세패턴의 깊이와 폭의 비율을 높여 전사특성을 향상시킬 수 있으며, 인쇄판 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 글라스 기판 자체를 건식식각하여 종래의 전사용 물질막 코팅공정을 제거하여 인쇄판 제조비용을 절감할 수 있음은 물론, 글라스 기판 자체의 건식식각으로 인해 인쇄판이 액정표시장치의 투명절연기판과 동일한 표면특성을 가지도록 함으로써, 포토레지스트가 잘 접착되는 선택비를 가질 수 있도록 함으로써, 우수한 전사특성을 구현할 수 있는 효과도 있다.
도 1 내지 도 3은 종래의 기술에 따른 인쇄판의 제조방법을 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 인쇄판의 제조공정 순서도 및 공정도를 도시한 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 인쇄판의 복제공정을 위한 마스터몰드의 제조공정과 인쇄판 복제공정을 도시한 것이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 인쇄판의 제조공정 순서도 및 공정도를 도시한 것이다.
본 발명은 액정표시장치에 사용되는 레지스트의 인쇄판의 제조에 있어서, 포토마스크에 감광패턴을 형성하고 이를 매개로 전주도금을 이용해 인쇄판 및 이의 복제물을 효율적으로 제조하여 미세패턴을 구현하고 그에 따른 패턴의 해상도 및 전사특성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 그 요지로 한다.
본 발명에 따른 인쇄판의 제조공정은 크게 포토마스크 상에 인쇄판 패턴의 감광패턴을 형성하는 1단계와 상기 포토마스크 상에 시드층을 형성하는 2단계, 그리고 상기 시드층 상에 전주도금을 통해 인쇄판을 형성하는 3단계를 포함하여 이루어진다.
아울러, 본 발명에 따른 다른 실시예에 의하면, 액정표시장치용 인쇄판을 제조함에 있어서, 글라스 기판 자체를 건식식각하여 일반적으로 사용되는 액정표시장치의 투명절연기판과 동일한 표면특성을 구비함으로써, 포토레지스트가 잘 접착되는 전사특성이 우수한 선택비의 인쇄판을 제조함과 동시에 미세패턴의 구현이 효율적인 제조공정을 제공할 수 있도록 한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
1. 제1실시예
도 4 및 도 5를 참조하면, 이는 본 발명에 따른 인쇄판의 제조순서도 및 공정도를 개략적으로 도시한 것이다.
상기 1단계의 제조공정은 다음과 같은 공정으로 구현될 수 있다.
구체적으로는, 우선, S 1단계에서 투명기판상에 특정 패턴이 형성된 포토마스크를 준비한다. 상기 포토마스크의 특정 패턴은 투명기판(10) 상에 Cr 등의 차광물질 또는 반투과물질 등으로 구현된 차광패턴(20)을 구비한 구조물이다.
다음으로, S 2단계에서 상기 포토마스크상에 감광물질을 도포하고, 노광 현상을 통해 감광패턴을 구현한다. 구체적으로는 상기 포토마스크 상에 포토레지스트(30)를 도포하고(S 21단계), 상기 포토레지스트(30)를 노광하여 감광패턴을 형성한다. 이 경우 상기 노광 공정은 상기 차광패턴(20)을 마스크로 하여 배면 노광(L)을 실시하는 것이 바람직하다(S 22단계). 배면노광 이후 현상을 수행하게 되면, S 23단계에서 도시된 것과 같이 포토마스크 상의 차광패턴(20) 상에 감광물질이 적층된 구조의 감광패턴(30)이 형성된다.
이후, S 3단계에서 상기 감광패턴과 포토마스크 상에 시드층(40)을 증착한다(S 31단계). 그리고 상기 시드층(40)이 형성된 영역에 전주도금을 수행한다(S 32단계). 상기 시드층은 금속시드층의 성분는 Cr, Au, Ti, Ta, Pt, Ni, Cu, Al, Zn, Fe, Co, W 등의 금속물질이 모두 적용가능하나, 위 금속 중 1가지부터 5가지까지조합하여 증착할 수도 있다.
금속시드층의 증착을 위한 방법은 증착할 시드 금속의 성분 및 기판의 성분에 따라 차이가 있으나, 스퍼터링(sputtering)법 또는 진공증발증착(Evaporating)법 등의 물리증착(PVD, Physical Vapor Deposition)법을 이용하면 균일한 증착이 가능하다.본 발명의 일실시예에서는 Cu층을 사용하는 것을 일례로 설명한다.
상기 전주도금은 Au, Ni, Cu, Al, Zn, Fe, Co, W, Sn, P 등이 이용될 수 있으며, 특히 도금의 용이성과 도금막의 강도, 경도, 탄성도 등의 기계적 특성과 화학적 안정성이 우수한 Ni 또는 Ni-W, Ni-Co 성분을 이용하여 도금을 수행할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일례에서는 Ni-전주도금을 수행하여 인쇄판(50)을 구현하는 것이 바람직하다.
전주도금이 수행된 이후에는 상술한 감광패턴과 포토마스크를 제거하고, 시드층을 제거하며(S 41단계), 이후 분리된 인쇄판(50)의 배면 연마공정(S 42단계)이 수행될 수 있으며, 나아가 상기 인쇄판(50)의 패턴이 형성된 영역에 전사용물질막(60)을 코팅할 수 있다. 상기 전사용물질막(60)은 전사특성이 좋은 Si-base의 물질이 이용될 수 있다. 일례로 a-Si, SiNx, SiOx 등의 물질이 이용될 수 있으며, 물론 Si-base의 물질은 이외에도 적용이 가능하다.
특히, 상술한 제조공정에 의해 제조된 인쇄판의 패턴의 깊이(T1)은 상술한 포토마스크의 패턴의 높이 이상으로 구현됨이 바람직하다.
2. 제2실시예
도 6 및 도 7은 상기 제1실시예에 의해 제조된 인쇄판을 이용하여 복제 인쇄판을 제조하는 공정을 도시한 개략적인 공정도이다.
구체적으로는 제작된 인쇄판(50)의 상부 면에 보호막(passivation; 70)을 형성하고(P 1단계), 상기 보호막의 상면에 전주도금을 통해 마스터몰드(80)를 우선 구현한다(P 2단계). 전주도금이 완료된 이후, 상술한 인쇄판(50)을 분리하면 마스터몰드(80)를 형성할 수 있다(P 3단계).
이후, 상기 마스터몰드(80)의 상부 면에 재차 보호막(passivation; 81)을 형성하고(Q 1단계), 상기 보호막 상에 전주도금을 수행하여 복제인쇄판(90)을 구현한다(Q 2단계).
이후, 상기 복제인쇄판(90)를 마스터몰드(80)에서 분리하여 복제인쇄판을 제조할 수 있다. 이러한 복제인쇄판(90)은 매우 간단한 공정을 가지고 미세패턴이 구현되며 해상도가 향상된 제품을 대량으로 생산할 수 있는 장점이 구현된다.
상술한 제조공정에 다른 인쇄판 또는 복제 인쇄판은 동일한 구조로 형성되며, 다음과 같은 구성으로 구현될 수 있다.
즉, 도 7의 Q 3단계의 복제인쇄판를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 인쇄판는 인쇄판 본체(91) 상기 인쇄판 본체의 상면에 형성되는 일정 깊이(d1)와 폭(d2)로 구현되는 적어도 1 이상의 인쇄판 패턴(92)으로 구성된다. 특히, 본 발명에 따른 인쇄판 패턴(92)의 깊이(d1)와 폭(d2)의 비율은 d1: d2=(1.5~6):1의 범위로 구현될 수 있다. 상기 인쇄판 본체 및 인쇄판 패턴은 Au, Ni, Cu, Al, Zn, Fe, Co, W, Sn, P 중 어느 하나 또는 2 이상의 조합성분 등이 이용될 수 있으며, 특히 도금의 용이성과 도금막의 강도, 경도, 탄성도 등의 기계적 특성과 화학적 안정성이 우수한 Ni 또는 Ni-W, Ni-Co 성분으로 구현될 수 있음은 상술한 바와 같다.
이 경우 상기 인쇄판 패턴의 표면에 전사용물질막이 코팅될 수 있으며, 상기 전사용물질막은 Si-base의 물질이 이용될 수 있으며, 일례로 a-Si, SiNx, SiOx 등의 물질이 이용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
본 발명에 따른 인쇄판의 제조공정은 종래의 습식식각공정 시 발생하던 최소선 폭의 손실문제를 해결하여 미세패턴의 구현이 용이하며, 특히 미세패턴의 깊이와 폭의 비율을 크게 높여 패턴의 전사특성을 향상시킬 수 있게 된다. 아울러 매우 용이한 공정으로 인쇄판을 복제할 수 있게 되는바, 그 제조공정이 단순해지며, 이로 인해 제조비용을 절감할 수 있는 장점도 있다.
3. 제3실시예
도 8 및 도 9를 참조하면, 이는 각각 본 발명에 따른 다른 실시예에 의한 인쇄판의 제조공정 순서도 및 공정도를 도시한 것이다.
즉, 상술한 제1실시예에서는 포토리소그리피의 적용과 전주도금을 이용한 방법, 제2실시예에서는 제1실시예를 이용한 복제인쇄판의 형성방법, 본 제3실시예에서는 포토리소그라피를 이용하며, 투명기판에 직접 건식식각을 적용하여 인쇄판을 형성하는 공정을 구현한다.
본 발명에 따른 인쇄판의 제조공정은 우선 투명기판(10) 상에 금속패턴층(20)을 형성한다(S 1단계).
상기 금속패턴층의 형성은 스퍼터링(sputtering), 화학기상증착(CVD), 증착(evaporation), 전주도금 등의 다양한 방식이 이용될 수 있다.
상기 금속패턴층은 건식식각의 마스크 역할을 수행할 수 있도록 Cr, Cu, Ni, Mo, 비정질실리콘(a-Si), poly-Si 등의 물질을 사용할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 Cr으로 형성된 층을 형성함이 바람직하다.
이후 S 2단계에는 상기 금속패턴층(20)의 상부 면에 포토레지스트를 도포하고(S 21단계), 이를 노광, 현상하여 패터닝한 후(S 22단계), 상기 포토레지스트의 패턴을 매개로 상술한 금속패턴층(20)을 에칭하여 금속패턴을 형성한다(S 23단계). 금속패턴층의 에칭 공정은 건식 또는 습식식각의 방법으로 구현할 수 있다.
이후 상기 포토레지스트 패턴은 제거됨이 바람직하다(S 3단계).
그리고 상술한 금속패턴을 마스크 패턴으로 투명기판 자체에 대한 건식식각을 수행한다(S 4단계).
상술한 건식식각은 ICP-RIE mode를 이용하며, 이용 가스는 C4F8, O2를 사용하여 구현될 수 있다. 이처럼 투명기판 자체에 대한 건식식각이 이루어지는 경우, 식각된 인쇄판 패턴은 식각된 깊이(d1) 대비 폭(d3)의 비율이 d1:d3=(0.5~6):1 의 범위가 되도록 구현함이 바람직하다. 즉, 깊이의 비율을 종래의 습식에칭에서는 폭 대비 1 이하의 비율로 형성할 수 밖에 없는 한계점을 , 본 발명에서는 폭 대비 깊이의 비율을 0.5 이상의 비율로 형성할 수 있게 된다.
구체적으로는, 본 발명에 의해 구현되는 인쇄판의 패턴은 식각된 깊이(d1) 대비 폭(d2)의 비율이 (0.5~6):1의 범위를 구현할 수 있게 되며, 이는 전술한 종래의 습식에칭 시 발생하는 등방성 에칭으로 인한 에칭 깊이와 좌우 손실 폭이 동일하게 발생하여 최소 선폭 구현의 난점의 한계를 극복하여, 인쇄판에 식각되는 인쇄 패턴의 폭은 좁고 깊이는 깊게 형성할 수 있게 된다. 즉, 본 발명에 따른 인쇄판 패턴은 깊이와 폭의 비가 현저하게 크게 함으로써 인쇄 특성이 우수하게 구현할 수 있게 된다.
이후에는 잔존하는 금속패턴을 에칭하여 제거하여 인쇄판를 완성한다(S 5단계).
본 발명에 의한 인쇄판의 제조방법은 종래의 습식식각방법에 비해 미세패턴의 구현이 쉽고, 식각된 깊이와 폭의 비율을 높여 전사특성을 향상시킬 수 있는 장점이 구현된다. 특히 종래의 기술에서는 구현이 어려웠던 20㎛ 이하의 인쇄판 패턴의 구현을 용이하게 형성할 수 있게 된다.
특히, 종래의 투명기판 자체에 대한 건식 식각이 이루어지도록 해, 인쇄판가 액정표시장치의 투명절연기판과 동일한 표면 특성을 가지도록 함으로써, 포토레지스트의 접착율이 매우 우수한 선택비를 가지도록 구현할 수 있게 된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명은 액정표시장치용 인쇄판의 제조공정에서 그 제조비용을 크게 절감할 수 있으며, 특히 미세패턴의 구현의 효율성을 높이고, 미세패턴의 해상도 및 전사특성을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (20)

  1. 인쇄판본체;
    상기 인쇄판본체의 상면에 형성되는 일정 깊이(d1)와 돌출패턴의 폭(d2)로 구현되는 적어도 1 이상의 인쇄판 패턴;을 포함하되,
    상기 깊이(d1)와 돌출패턴의 폭(d2)의 비율은 d1: d2=(1.5~6):1의 범위로 구현되는 액정표시장치용 인쇄판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 인쇄판 패턴의 표면에 전사용물질막이 코팅되는 액정표시장치용 인쇄판.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 전사용물질막은 a-Si, SiNx, SiOx 중 선택되는 어느 하나의 물질로 이루어지는 액정표시장치용 인쇄판.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 인쇄판을 구성하는 재질은 Au, Ni, Cu, Al, Zn, Fe, Co, W, Sn, P 중 선택되는 어느 하나 또는 2 이상의 성분의 조합물질을 이용하는 액정표시장치용 인쇄판.
  5. 인쇄판본체;
    상기 인쇄판본체의 상면에 형성되는 일정 깊이(d1)와 오목패턴의 폭(d3)로 구현되는 적어도 1 이상의 인쇄판 패턴;을 포함하되,
    상기 깊이(d1)와 오폭패턴의 폭(d3)의 비율은 d1: d3=(0.5~6):1의 범위를 구비하는 액정표시장치용 인쇄판.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 깊이(d1)와 오목패턴의 폭(d3)은 1~20㎛로 구현되는 액정표시장치용 인쇄판.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 인쇄판 본체는 투명기판인 액정표시장치용 인쇄판.
  8. 포토마스크 상에 인쇄판 패턴의 감광패턴을 형성하는 1단계;
    상기 포토마스크 상에 시드층을 형성하는 2단계;
    상기 시드층 상에 전주도금을 통해 인쇄판을 형성하는 3단계;
    를 포함하는 액정표시장치용 인쇄판 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 1단계는,
    a 1) 특정 패턴을 구비한 포토마스크 상에 포토레지스트를 도포하는 단계;
    a 2) 상기 포토마스크를 매개로 배면노광 및 현상하여 감광패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 액정표시장치용 인쇄판 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 2단계는,
    상기 시드층을 Cr, Au, Ti, Ta, Pt, Ni, Cu, Al, Zn, Fe, Co, W 중 선택되는 어느 한 물질 또는 2 이상의 조합물의 박막을 증착하여 형성하는 단계인 액정표시 장치용 인쇄판 제조방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 3단계는,
    b 1) 상기 시드층 상에 전주도금을 수행하는 단계;
    b 2) 시드층을 포함하는 상기 포토마스크를 제거하는 단계;
    b 3) 상기 인쇄판의 배면을 연마하는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 액정표시 장치용 인쇄판 제조방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 인쇄판의 패턴 형성부에 전사용물질막을 형성하는 b 4) 단계를 더 포함하는 액정표시 장치용 인쇄판 제조방법.
  13. 청구항 8 내지 12중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인쇄판 패턴의 깊이는 상기 포토마스크의 패턴 높이 이상으로 구현되는 액정표시장치용 인쇄판의 제조방법.
  14. 상기 청구항 8 내지 12중 어느 한 항에 의해 제조된 인쇄판을 이용하여 복제용 마스터 몰드를 형성하는 방법에 있어서,
    상기 액정표시장치의 인쇄판에 보호층(passivation)을 형성하는 단계;
    상기 보호층 상에 전주도금을 수행하는 단계;
    상기 인쇄판을 제거하여 마스터몰드를 형성하는 단계;
    를 포함하는 인쇄판을 이용하여 복제용 마스터몰드를 제조하는 방법.
  15. 상기 청구항 14에 의해 제조된 복제용 마스터 몰드를 이용하여 복제용 인쇄판을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 마스터몰드상에 보호층을 형성하는 단계;
    상기 보호층 상에 전주도금을 수행한 후, 마스터 몰드를 분리하여 복제된 인쇄판을 형성하는 단계;
    를 포함하는 복제 인쇄판의 제조방법.
  16. 투명기판상에 금속패턴을 형성하는 단계;
    상기 금속패턴을 마스크로 하여 상기 투명기판을 드라이 에칭을 통해 인쇄판 패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하는 액정표시장치용 인쇄판 제조방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 금속패턴은 Cr, Cu, Ni, Mo, a-Si, poly-Si 중 어느 하나로 이루어지는 액정표시장치용 인쇄판 제조방법.
  18. 청구항 16 또는 17에 있어서,
    상기 금속패턴의 형성은,
    투명기판상에 금속패턴층을 형성하는 단계;
    상기 금속패턴층상에 감광물질을 도포하여 노광 현상을 통해 패터닝하는 단계;
    상기 금속패턴층을 에칭하여 금속패턴을 형성하고, 감광물질을 제거하는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 액정표시장치용 인쇄판 제조방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 금속패턴을 마스크로 상기 투명기판을 드라이 에칭하여 형성하는 인쇄판 패턴은,
    상기 인쇄판 패턴의 깊이(d1)와 폭(d3)의 비율이 d1: d2=(0.5~6):1의 범위로 구현되는 액정표시장치용 인쇄판 제조방법.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 투명기판의 드라이 에칭 후에는 금속패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는 액정표시장치용 인쇄판 제조방법.
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