(57)【要約】【課題】  金属薄膜ラインの成形工程を簡単にし、その作業時間を短縮し、かつ、製造装備を簡素化する薄膜パターン成形装置及びその成形方法を提供する。【解決手段】  本発明は、内部空間が外部と連通するチャンバケースと、前記チャンバケースに備えられる第１固定ユニットと、所定形状のパターンの突出電極が備えられて前記第１固定ユニットに固定されるパターン電極プレートと、前記パターン電極プレートから所定の間隔をおいて前記チャンバケースに備えられ、インキ化した金属性ナノ物質が塗布された基板が固定される第２固定ユニットと、前記第１固定ユニットと前記第２固定ユニットが電極となるように、これら第１固定ユニットと第２固定ユニットに電源を供給する電源供給ユニットと、前記基板にパターニングされたインキ化した金属性ナノ物質を乾燥させる乾燥ユニットと、を含むことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間が外部と連通するチャンバケースと、
前記チャンバケースに備えられる第１固定ユニットと、
所定形状のパターンの突出電極が備えられて前記第１固定ユニットに固定されるパターン電極プレートと、
前記パターン電極プレートから所定の間隔をおいて前記チャンバケースに備えられ、インキ化した金属性ナノ物質が塗布された基板が固定される第２固定ユニットと、
前記第１固定ユニットと前記第２固定ユニットが電極となるように、これら第１固定ユニットと第２固定ユニットに電源を供給する電源供給ユニットと、
前記基板にパターニングされたインキ化した金属性ナノ物質を乾燥させる乾燥ユニットと、
を含むことを特徴とする薄膜パターン成形装置。
【請求項２】
前記パターン電極プレートの突出電極に電源供給ラインが備えられることを特徴とする請求項１に記載の薄膜パターン成形装置。
【請求項３】
前記第２固定ユニットに、前記パターン電極プレートの突出電極に対応する形状のパターンで突設した突出電極が備えられることを特徴とする請求項１に記載の薄膜パターン成形装置。
【請求項４】
前記第２固定ユニットの突出電極に電源供給ラインが備えられることを特徴とする請求項３に記載の薄膜パターン成形装置。
【請求項５】
前記乾燥ユニットが、紫外線を放出して前記基板にパターニングされたインキ化した金属性ナノ物質を乾燥させることを特徴とする請求項１に記載の薄膜パターン成形装置。
【請求項６】
基板にインキ化した金属性ナノ物質を塗布する段階と、
前記金属性ナノ物質が塗布された基板に設定されたパターンのフラックスを印加する段階と、
前記フラックスにより前記設定されたパターンにパターニングされたインキ化した金属性ナノ物質を乾燥させる段階と、
を含むことを特徴とする薄膜パターン成形方法。
【請求項７】
前記それぞれの段階が大気圧状態で行われることを特徴とする請求項６に記載の薄膜パターン成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜パターン成形装置及びその成形方法に係り、特に、基板にゲートラインなどの金属薄膜ラインを成形する工程を簡単にするだけでなく、その作業時間を短縮し、かつ製造装備を簡素化する薄膜パターン成形装置及びその成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＬＣＤは、板状ガラスにトランジスタなどの駆動素子などが装着された下部基板と、板状ガラスにカラーフィルタ層などが装着された上部基板と、前記下部基板と前記上部基板とを接合するシール材と、前記下部基板と前記上部基板との間に充填された液晶層とを含む。
このようなＬＣＤは、下部基板に形成された駆動素子により液晶層の液晶分子を駆動し、液晶分子の駆動により液晶層を透過する光の量を制御することにより情報を表示する。
下部基板及び上部基板製造時、半導体製造工程により基板（板状ガラス）に駆動素子又はカラーフィルタ層を形成する。
【０００３】
以下、半導体製造工程のうち、基板にゲートラインなどの金属薄膜ラインを成形する一般的な工程について図７を参照して説明する。
まず、スパッタリング装置により基板の表面に金属薄膜を形成する。
スパッタリング装置は、真空チャンバケース１０内部の一側に備えられて基板Ｓが固定される基板ホルダー２０と、基板ホルダー２０から所定の間隔をおいて備えられ、金属薄膜の材料であるスパッタリングターゲットＴが固定されるターゲットホルダー３０と、真空チャンバケース１０に装備されて基板ホルダー２０とターゲットホルダー３０に電圧を印加する電源４０とを含む。
【０００４】
また、真空チャンバケース１０の一側に排気ポンプ５０が設置され、真空チャンバケース１０の他側にスパッタリングガスが供給されるガス供給管６０が連結される。
このように構成されたスパッタリング装置で基板Ｓに金属薄膜が形成される過程は次のとおりである。
まず、基板ホルダー２０に基板Ｓを固定し、ターゲットホルダー３０にスパッタリングターゲットＴを固定した状態で、真空チャンバケース１０内部の空気を排気して真空状態にした後、真空チャンバケース１０の内部にスパッタリングガスを流入させる。
【０００５】
その後、電源４０から高周波電圧を印加すると、真空チャンバケース１０の内部にプラズマが形成され、これにより、スパッタリングターゲットＴからパーティクルが発生し、その発生したパーティクルが基板Ｓに蒸着して金属薄膜が形成される。ここで、電源４０から高周波電圧を印加したとき、基板ホルダー２０はアノードになり、ターゲットホルダー３０はカソードになる。
【０００６】
スパッタリング装置によるスパッタリング工程が終わった後、基板Ｓ上に形成された金属薄膜にフォトレジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィ工程及び現像工程により、ゲートラインのパターンを除いた金属薄膜のエッチングされる部分が露出するように、フォトレジスト膜をパターニングする。その後、金属薄膜の露出した部分をドライ又はウェットエッチング工程により除去した後、残っているフォトレジスト膜を除去することによって、ゲートラインのパターンと同一の金属薄膜ラインが形成される。
このような工程の順序は図８に示すとおりであり、各工程は異なる装備によりそれぞれ行われる。
【特許文献１】特開２００４−２９８８４２号公報
【特許文献２】特開２００４−２９８８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前述したように、基板にゲートラインなどの金属薄膜ラインを成形する一般的な工程は、基板に金属薄膜ラインを成形するために、スパッタリング工程、フォトレジスト膜塗布工程、露光及び現像工程、エッチング工程などを含むため、工程が非常に複雑であり、また、基板に金属薄膜ラインを成形する時間が非常に長いという問題があった。その上、各工程では必要な装備を備えるため設備投資が大きくなる。
【０００８】
また、スパッタリング装置によるスパッタリング工程で、真空チャンバでプラズマを形成する条件が非常に複雑である。すなわち、真空チャンバを真空状態に維持し、その真空状態の真空チャンバにスパッタリングガスを流入させた後、高周波電圧を印加してプラズマを形成するため、スパッタリング装置の構成及び制御が非常に難しいという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたもので、基板にゲートラインなどの金属薄膜ラインを成形する工程を簡単にするだけでなく、その作業時間を短縮し、かつ、製造装備を簡素化する薄膜パターン成形装置及びその成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、内部空間が外部と連通するチャンバケースと、前記チャンバケースに備えられる第１固定ユニットと、所定形状のパターンの突出電極が備えられて前記第１固定ユニットに固定されるパターン電極プレートと、前記パターン電極プレートから所定の間隔をおいて前記チャンバケースに備えられ、インキ化した金属性ナノ物質が塗布された基板が固定される第２固定ユニットと、前記第１固定ユニットと前記第２固定ユニットが電極となるように、これら第１固定ユニットと第２固定ユニットに電源を供給する電源供給ユニットと、前記基板にパターニングされたインキ化した金属性ナノ物質を乾燥させる乾燥ユニットと、を含むことを特徴とする。
【００１１】
前記パターン電極プレートの突出電極には電源供給ラインが備えられ、前記第２固定ユニットに、前記パターン電極プレートの突出電極に対応する形状のパターンで突設した突出電極が備えられ、突出電極に電源供給ラインが備えられることを特徴とする。
【００１２】
前記乾燥ユニットは、紫外線を放出して前記基板にパターニングされたインキ化した金属性ナノ物質を乾燥させることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、基板にインキ化した金属性ナノ物質を塗布する段階と、前記金属性ナノ物質が塗布された基板に設定されたパターンのフラックスを印加する段階と、前記フラックスにより前記設定されたパターンにパターニングされたインキ化した金属性ナノ物質を乾燥させる段階と、を含み、前記それぞれの段階が大気圧状態で行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による薄膜パターン成形装置及びその成形方法は、基板に金属薄膜パターンを形成する工程が単純かつ簡単であるため、基板に金属薄膜パターンを形成する作業時間が大幅に短縮されて生産性を向上させることができ、また、基板に金属薄膜パターンを形成する装備が簡素化されるため、設備投資を減らして製品の製造コストを低減させることにより製品の競争力を高めることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明による薄膜パターン成形装置及びその成形方法の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明による薄膜パターン成形装置の一実施形態を示す正面図である。
図１に示すように、本発明による薄膜パターン成形装置は、所定の内部空間を有するように形成されたチャンバケース１００と、チャンバケース１００の内部に備えられた第１固定ユニット２００と、所定形状のパターンの突出電極３１０が備えられて第１固定ユニット２００に固定されるパターン電極プレート３００と、パターン電極プレート３００から所定の間隔をおいてチャンバケース１００の内部に備えられる第２固定ユニット４００と、第１固定ユニット２００と第２固定ユニット４００が電極となるように、これら第１固定ユニット２００と第２固定ユニット４００に電源を供給する電源供給ユニット５００と、チャンバケース１００の内部に備えられる乾燥ユニット６００とを含む。
【００１７】
チャンバケース１００の内部空間は、大気圧状態になるように外部と連通している。
チャンバケース１００には、第１固定ユニット２００を直線往復運動させる駆動ユニット７００が装着される。駆動ユニット７００は、第１固定ユニット２００に連結されて第１固定ユニット２００を直線往復運動させる。
パターン電極プレート３００には、所定の面積と厚さを有するベース部３２０の一面から所定形状のパターンで突出する突出電極３１０が形成される。突出電極３１０は、ゲートラインなどのように基板Ｓに形成されるパターンと同一の形状に形成される。
【００１８】
一方、電極を強化するために、図２に示すように、パターン電極プレート３００の突出電極３１０に別の電源供給ライン３３０を形成できる。電源供給ライン３３０は、第１固定ユニット２００に電源を供給する電源供給部に接続されるか、又は別の電源供給部に接続される。電源供給ライン３３０は、パターン電極プレート３００より電気伝導性に優れた材質で形成することができる。
第１固定ユニット２００にパターン電極プレート３００を固定する構造は多様に実現できるが、一例として、第１固定ユニット２００にエアー吸着構造を備えることによりパターン電極プレート３００を固定するものがある。
【００１９】
第２固定ユニット４００は、所定の面積を有するように形成され、その上面に基板Ｓが載置される支持平面４１０が備えられ、支持平面４１０にインキ化した金属性ナノ物質Ｍが塗布された基板Ｓが固定される。
基板Ｓは所定の厚さと面積を有するように形成され、一例としてガラスを使用できる。インキ化した金属性ナノ物質Ｍは、溶液に粉末状の金属性ナノ物質を混ぜたものである。
第２固定ユニット４００に基板Ｓを固定する構造は多様に実現できるが、一例として、第２固定ユニット４００にエアー吸着構造を備えることにより基板Ｓを固定したものがある。
【００２０】
第２固定ユニット４００の変形例として、図３に示すように、第２固定ユニット４００の支持平面４１０に、パターン電極プレート３００の突出電極３１０の形状に対応するように突出電極４２０を形成できる。
また、第２固定ユニット４００の他の変形例として、電極を強化するために、図４に示すように、第２固定ユニット４００の突出電極４２０に別の電源供給ライン４３０を形成できる。電源供給ライン４３０は、第２固定ユニット４００に電源を供給する電源供給部に接続されるか、又は別の電源供給部に接続される。
【００２１】
乾燥ユニット６００は、基板Ｓ上に塗布されたインキ化した金属性ナノ物質Ｍが設定されたパターンにパターニングされた後、設定されたパターンにパターニングされたインキ化した金属性ナノ物質Ｍを乾燥させる。乾燥ユニット６００は多様な形態に実現できるが、紫外線を放出する紫外線ランプであることが好ましい。
乾燥ユニット６００は、第２固定ユニット４００の上側に位置するようにチャンバケース１００の内部に設置され、複数備えることが好ましい。
【００２２】
図５は、本発明による薄膜パターン成形方法の一実施形態を示すフローチャートである。
図５に示すように、本発明による薄膜パターン成形方法は、基板にインキ化した金属性ナノ物質を塗布する段階と、金属性ナノ物質が塗布された基板に設定されたパターンのフラックスを印加する段階と、フラックスにより設定されたパターンにパターニングされたインキ化した金属性ナノ物質を乾燥させる段階とを含む。これら各段階は大気圧状態で行われる。
【００２３】
基板の一例として、所定の厚さと面積を有するガラスを使用できる。
インキ化した金属性ナノ物質は、溶液にナノサイズの金属性粉末を混ぜたものである。
基板にフラックスを形成するためには、図６に示すように、設定されたパターンが形成されたアノードとそのアノードの大きさに対応する大きさを有するカソードとの間に基板Ｓを位置させ、これらアノードとカソードに電源を供給することによりフラックスを形成する。アノードに形成されたパターンはゲートラインなど多様な形態とすることができる。
基板上に設定されたパターンにパターニングされたインキ化した金属性ナノ物質を乾燥させる段階は多様な方法で行うことができる。その一例として、基板上に紫外線を照射することにより、基板上に設定されたパターンにパターニングされたインキ化した金属性ナノ物質を乾燥できる。
【００２４】
以下、本発明による薄膜パターン成形装置及びその成形方法の作用効果を説明する。
まず、設定された所定形状のパターンに突設した突出電極３１０が備えられたパターン電極プレート３００を第１固定ユニット２００に固定し、インキ化した金属性ナノ物質Ｍが塗布された基板Ｓを第２固定ユニット４００の支持平面４１０に固定する。次に、駆動ユニット７００を駆動させて第１固定ユニット２００の位置を移動させることにより、第１固定ユニット２００に固定されたパターン電極プレート３００と第２固定ユニット４００に固定された基板Ｓ間の間隔を設定された間隔になるように調節する。
【００２５】
このようにパターン電極プレート３００と基板Ｓが設定された間隔で固定された後、第１固定ユニット２００と第２固定ユニット４００に電圧を印加する。このとき、パターン電極プレート３００にはアノード（陽極）が形成され、第２固定ユニット４００にはカソード（陰極）が形成されるように電圧を印加する。
【００２６】
第１固定ユニット２００と第２固定ユニット４００に電圧が印加されることによって、パターン電極プレート３００と第２固定ユニット４００との間にフラックスが形成される。そのフラックスがパターン電極プレート３００の突出電極３１０部分に集中して形成され、基板Ｓ上に塗布されたインキ化した金属性ナノ物質Ｍがそのフラックスに沿って集中することによって、基板Ｓ上に塗布されたインキ化した金属性ナノ物質Ｍがパターン電極プレート３００の突出電極３１０の形状にパターニングされる。
【００２７】
一方、第２固定ユニット４００の上面にパターン電極プレート３００の突出電極３１０と同じ形状に突出電極４２０が形成された場合は、パターン電極プレート３００の突出電極３１０と第２固定ユニット４００の突出電極４２０との間に形成されるフラックスの集中度、すなわち、強さがより大きくなり、これにより、基板Ｓ上に塗布されたインキ化した金属性ナノ物質Ｍのパターン形成がより効果的に行われる。
【００２８】
さらに、パターン電極プレート３００の突出電極３１０に電源供給ライン３３０が形成された場合は、突出電極３１０に形成されるフラックスの集中度がより大きくなり、これにより、基板Ｓ上に塗布されたインキ化した金属性ナノ物質Ｍのパターン形成がより効果的に行われる。
基板Ｓ上にインキ化した金属性ナノ物質Ｍが設定されたパターンにパターニングされた後、第１固定ユニット２００と第２固定ユニット４００に印加される電圧を遮断する。次に、駆動ユニット７００を駆動させて、第１固定ユニット２００と第２固定ユニット４００が所定の間隔を維持するように第１固定ユニット２００を移動させる。
【００２９】
次に、乾燥ユニット６００を動作させて、基板Ｓ上にパターニングされたインキ化した金属性ナノ物質Ｍを乾燥させる。これにより、基板Ｓ上にパターン電極プレート３００の突出電極３１０の形状に対応する形状のパターンを有する金属薄膜パターンが形成される。すなわち、パターン電極プレート３００の突出電極３１０のパターンによって基板Ｓに金属薄膜パターンが形成される。
【００３０】
一方、基板Ｓ上にインキ化した金属性ナノ物質Ｍが設定されたパターンにパターニングされた後、第１固定ユニット２００と第２固定ユニット４００に電圧が印加された状態で乾燥ユニット６００を動作させて、基板Ｓ上にパターニングされたインキ化した金属性ナノ物質Ｍを乾燥させることができる。
【００３１】
本発明による薄膜パターン成形方法においては、基板Ｓ上にインキ化した金属性ナノ物質Ｍを塗布し、インキ化した金属性ナノ物質Ｍが塗布された基板Ｓに設定されたパターンのフラックスを形成させ、基板Ｓ上に塗布されたインキ化した金属性ナノ物質Ｍがそのフラックスに沿ってパターンを形成し、その基板Ｓ上に形成されたパターンを乾燥させる。
基板Ｓ上にインキ化した金属性ナノ物質Ｍを塗布した後の過程は、本発明による薄膜パターン成形装置で行われる。
【００３２】
このように、本発明は、基板Ｓにインキ化した金属性ナノ物質Ｍを塗布した後、基板Ｓにフラックスを印加してパターンを形成させ、引き続き、前記パターンを乾燥させて基板Ｓへのパターン形成を完了するので、同じパターンを多量に形成する場合、従来に比べて工程が非常に単純かつ簡単になり、また、作業時間が非常に短縮される。
また、本発明は、インキ化した金属性ナノ物質Ｍが塗布された基板Ｓに１つの装備により金属薄膜パターンを形成するので、従来のような多くの装備を使用しなくて済む。
【００３３】
さらに、本発明は、大気圧状態で基板Ｓに金属薄膜パターンを形成するので作業条件が非常に簡単である。従来の場合、スパッタリング工程時、そのスパッタリング装置の内部をプラズマ状態に維持して作業を行うため、工程条件が非常に複雑であったが、本発明は、特別な条件が要求されないので工程条件が非常に簡単である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による薄膜パターン成形装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明による薄膜パターン成形装置を構成するパターン電極プレートの変形例を示す正面図である。
【図３】本発明による薄膜パターン成形装置を構成する第２固定ユニットの変形例を示す正面図である。
【図４】本発明による薄膜パターン成形装置を構成する第２固定ユニットの他の変形例を示す正面図である。
【図５】本発明による薄膜パターン成形方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図６】本発明による薄膜パターン成形装置の作動状態を示す正面図である。
【図７】一般的なスパッタリング装置の一例を示す正面図である。
【図８】従来の基板に金属薄膜パターンを形成する過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１００  チャンバケース
２００  第１固定ユニット
３００  パターン電極プレート
３１０、４２０  突出電極
４００  第２固定ユニット
５００  電源供給ユニット
６００  乾燥ユニット
Ｓ  基板
【図１】
2007152346.tif 000003
【図２】
2007152346.tif 000004
【図３】
2007152346.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2007152346.tif 000008
【図７】
2007152346.tif 000009
【図８】
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