(19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (45) 공고일자 2013년11월20일 (11) 등록번호 10-1331589 (24) 등록일자 2013년11월14일 (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) H01L 21/28 (2006.01) (21) 출원번호 10-2012-0052189 (22) 출원일자 2012 년 05 월 16 일 심사청구일자 (56) 선행기술조사문헌 KR1020110069486 A KR1020090130942 A KR1020110058123 A 2012 년 05 월 16 일 (73) 특허권자 한국생산기술연구원 충청남도천안시서북구입장면양대기로길 89 (72) 발명자 황준영 경기용인시수지구동천동수진마을 2 단지아파트 203 동 1303 호 강희석 서울강남구도곡 2 동대림아크로빌 A 동 701 호 ( 뒷면에계속 ) (74) 대리인 유미특허법인전체청구항수 : 총 12 항심사관 : 정구원 (54) 발명의명칭미세선기판및그형성방법 (57) 요약 본발명에따른미세선기판의형성방법은제 1 영역과제 2 영역을포함하는기판의제 1 영역에제 1 희생막을형성하는단계, 기판의제 2 영역위에제 2 희생막을형성하는단계, 제 1 희생막을제거하는단계, 제 1 영역에접착강화층을형성하는단계, 접착강화층위에도전층을형성하는단계를포함한다. 대표도 - 도 2-1 -
(72) 발명자 강경태 서울서초구반포본동반포주공아파트 110 동 105 호 이상호 서울관악구봉천 9 동 635-353 윤규영 인천남구용현동 130-16 신권용 서울구로구천왕동천왕이펜하우스 6 단지 601 동 1203 호 이발명을지원한국가연구개발사업 과제고유번호 ES-11-0001 부처명 산업기술연구회 연구사업명 산업기술연구회정책과제 연구과제명 LCD backplane 제조용배선인쇄공정기술개발 기여율 1/1 주관기관 한국화학연구원 연구기간 2011.07.01~2012.06.30-2 -
특허청구의범위청구항 1 제1 영역과제2 영역을포함하는기판의제1 영역에제1 희생막을형성하는단계, 상기기판의제1 영역및제2 영역위에제2 희생막을형성하는단계, 리프트오프공정으로상기제1 희생막및상기제2 희생막을제거하여상기기판의제1 영역을노출하는단계, 상기제1 영역에접착강화층을형성하는단계, 상기접착강화층의표면을자외선-오존처리를실시하는단계, 상기접착강화층위에잉크젯방법으로도전층을형성하는단계를포함하는미세선기판의형성방법. 청구항 2 제1항에서, 상기제1 희생막은감광성유기물질로형성하는미세선기판의형성방법. 청구항 3 제2항에서, 상기제2 희생막은소수성물질로형성하는미세선기판의형성방법. 청구항 4 제3항에서, 상기소수성물질은플로오르화카본인미세선기판의형성방법. 청구항 5 제1항에서, 상기기판은오목부를포함하고, 상기오목부는상기제1 영역에위치하는미세선기판의형성방법. 청구항 6 제5항에서, 상기제1 희생막을형성하는단계후, 상기제1 희생막위에제3 희생막을형성하는단계를더포함하고, 상기제3 희생막위에상기제2 희생막을형성하는미세선기판의형성방법. 청구항 7 제6항에서, 상기제3 희생막은감광성유기물질로형성하는미세선기판의형성방법. 청구항 8 삭제청구항 9-3 -
제1항에서, 상기접착강화층은스핀코팅또는잉크젯인쇄방법으로형성하는미세선기판의형성방법. 청구항 10 제1 영역및제2 영역을가지는기판, 상기제1 영역에형성되어있으며에폭시수지로이루어지는접착강화층, 상기접착강화층위에형성되어있는도전층을포함하고, 상기기판은상기제1 영역에위치하는오목부를포함하고, 상기접착강화층은상기오목부에위치하는미세선기판. 청구항 11 삭제청구항 12 제10항에서, 상기제2 영역의상기기판위에형성되어있으며소수성물질로이루어지는희생막을더포함하는미세선기판. 청구항 13 삭제청구항 14 제12항에서, 상기소수성물질은플로오르화카본인미세선기판. 청구항 15 제12항에서, 상기희생막은상기도전층보다얇게형성하는미세선기판. 청구항 16 삭제 명세서 [0001] 기술분야 본발명은미세선기판및그형성방법에관한것으로, 특히인쇄방법에의한미세선기판을형성방 법에관한것이다. [0002] [0003] [0004] 배경기술각종반도체소자의회로배선이나표시장치의광학소자등에형성되는광학패턴등의미세선은사진식각공정으로형성하였다. 그러나사진식각공정으로회로배선또는미세선을형성하는것은매우복잡하고고가의장비를필요로하는문제점이있다. 이를해결하기위해서잉크젯인쇄법을이용하여미세선을형성하는기술이개발되고있는데잉크젯인쇄법을 - 4 -
통한미세선의인쇄는제조공정이간소하고저가의장비를이용하여형성할수있다. 따라서생산성이향상되 는장점이있다. [0005] 그러나용액형태의잉크를이용하여인쇄시에인쇄된미세선의정밀도가떨어지고, 미세선의두께및폭등이 균일하지않는문제점이있다. 발명의내용 [0006] [0007] 해결하려는과제따라서본발명은잉크젯인쇄법으로미세선형성시에가늘고균일한폭으로미세선을형성하는기술의어려움을극복하여균일배선의신뢰성을확보할수있는미세선및그제조방법을제공하는것이다. 그리고미세선의두께가얇고기판과의접착력을향상시켜가요성기판에서기판휨에도크랙또는분리되는등의현상이발생하지않는미세선을포함하는기판및그형성방법을제공하는것이다. [0008] [0009] [0010] [0011] [0012] [0013] [0014] [0015] [0016] [0017] [0018] [0019] [0020] 과제의해결수단상기한과제를달성하기위한본발명에따른미세선기판의형성방법은제1 영역과제2 영역을포함하는기판의제1 영역에제1 희생막을형성하는단계, 기판의제2 영역위에제2 희생막을형성하는단계, 제1 희생막을제거하는단계, 제1 영역에접착강화층을형성하는단계, 접착강화층위에도전층을형성하는단계를포함한다. 상기제1 희생막은감광성유기물질로형성할수있고, 제2 희생막은소수성물질로형성할수있다. 그리고소수성물질은플로오르화카본일수있다. 상기기판은오목부를포함하고, 오목부는제1 영역에위치할수있다. 상기제1 희생막을형성하는단계후, 제3 희생막을형성하는단계를더포함하고, 제3 희생막위에제2 희생막을형성할수있다. 상기제3 희생막은감광성유기물질로형성할수있다. 상기제1 영역에접착강화층을형성하는단계후, 접착강화층위에자외선-오존처리를실시하는단계를더포함할수있다. 상기접착강화층은스핀코팅또는잉크젯인쇄방법으로형성할수있다. 상기한다른과제를달성하기위한본발명에따른미세선기판은제1 영역및제2 영역을가지는기판, 제1 영역에형성되어있는접착강화층, 접착강화층위에형성되어있는도전층을포함한다. 상기제1 기판은제1 영역에위치하는오목부를포함하고, 접착강화층은오목부에위치한다. 상기제2 영역의기판위에형성되어있으며소수성물질로이루어지는희생막을더포함한다. 상기접착강화층은제1 영역의기판위에위치하고, 소수성물질은플로오르화카본일수있다. 상기희생막은도전층보다얇게형성할수있다. 상기접착강화층은에폭시수지로이루어질수있다. [0021] [0022] 발명의효과따라서본발명은인쇄법으로미세선을형성하면가늘고균일한폭으로미세선을용이하게형성하면서도균일한폭과두께를가지는미세선을형성하여소자의신뢰성을향상시킬수있다. 그리고미세선의두께가얇고기판과의접착력을향상시켜가요성기판에서기판휨에도크랙등의문제점이발생하지않는다. [0023] 도면의간단한설명 도 1 은본발명의한실시예에따른미세선의단면도이다. - 5 -
도 2은본발명의한실시예에따른미세선을형성하는방법을순서대로도시한순서도이다. 도 3 내지도 7은도 1의순서에따라서미세선을형성하는방법을순서대로도시한단면도이다. 도 8은본발명의다른실시예에따른미세선을형성하는방법을설명하기위한순서도이다. 도 9 내지도 12는도 8의순서에따라서미세선을형성하는방법을순서대로도시한단면도이다. [0024] [0025] [0026] [0027] [0028] [0029] [0030] [0031] [0032] [0033] [0034] [0035] [0036] [0037] 발명을실시하기위한구체적인내용이하, 첨부한도면을참조하여본발명의실시예에대하여본발명이속하는기술분야에서통상의지식을가진자가용이하게실시할수있도록상세히설명한다. 그러나본발명은여러가지상이한형태로구현될수있으며여기에서설명하는실시예에한정되지않는다. 도면에서본발명을명확하게설명하기위해서설명과관계없는부분은생략하였으며, 명세서전체를통하여동일또는유사한구성요소에대해서는동일한참조부호를붙였다. 이하, 첨부된도면을참조하여본발명의실시예에따른미세선및그형성방법에대해서설명한다. 도 1은본발명의한실시예에따른미세선의단면도이다. 도 1에도시한바와같이, 본발명의한실시예에따른미세선기판은기판 (100), 기판 (100) 위에형성되어있으며접착강화층 (adhesive promoter layer)(108), 접착강화층 (108) 위에형성되어있는도전층 (110) 을포함하는미세선 (200) 을포함한다. 기판 (100) 은 PEN(polyethylene naphthalate), PET(polyethylene terephtalate) 과같은가요성기판또는유리일수있으며, 오목부 (3) 를포함하며, 미세선 (200) 은오목부 (3) 내에위치한다. 접착강화층 (108) 은도전층과기판의접착력을강화시켜도전층 (110) 이오목부 (3) 내에서이탈되는것을방지한다. 접착강화층 (108) 은스핀코팅또는잉크젯인쇄가가능한물질로열적안정성이우수한물질로형성할수있다. 예를들어, 에폭시계열의접착물질을사용할수있다. 또한, 접착강화층 (108) 은도전층 (110) 과기판 (100) 사이에위치하며, 도전층 (110) 과기판 (100) 사이의접착력을강화시키기위해도전층 (110) 과기판 (100) 각각의화학적친화력사이의값을가진다. 구체적으로, 도전층 (110) 이기판 (100) 에직접접촉한다면도전층 (110) 과기판 (100) 각각의화학적친화력차이에의해의도치않게기판 (100) 으로부터도전층 (110) 이분리될수있다. 그런데, 본발명의한실시예에서와같이기판 (100) 과도전층 (110) 각각의화학적친화력차이를고려하여접착강화층 (108) 을기판 (100) 과도전층 (110) 각각의화학적친화력사이의값을가지면서기판 (108) 과도전층 (100) 사이에위치함으로써, 도전층 (11 0) 과기판 (100) 각각의화학적친화력차이에의해의도치않게기판 (100) 으로부터도전층 (110) 이분리되는것이원천적으로방지된다. 도전층 (110) 은잉크젯인쇄법으로형성할수있는도전성물질이면모두가능하고광또는열에경화되거나자연경화될수있으며, 예를들어미세한은또는구리금속입자를포함한액체상태의잉크일수있다. 그럼본발명의한실시예에따라서도 1의미세선을형성하는방법에대해서도 2 내지도 7을참조하여구체적으로설명한다. 도 2은본발명의한실시예에따른미세선을형성하는방법을순서대로도시한순서도이고, 도 3 내지도 7은도 1의순서에따라서미세선을형성하는방법을순서대로도시한단면도이다. 도 2를참조하면, 본발명의한실시예에따른미세선을형성하는방법은기판 (100) 에오목부 (3) 를형성하는단계 (S100), 오목부 (3) 내에제1 희생막 (102) 을형성하는단계 (S102), 기판위에제2 희생막을형성하는단계 (S104), 제1 희생막및제2 희생막위에제3 희생막을형성하는단계 (S106), 제1 희생막을제거하는단계 (S108), 오목부 (3) 내에접착강화층을형성하는단계 (S110), 자외선-오존처리하는단계 (S112), 도전층을형성하여미세선을완성하는단계 (S114), 제2 및제3 희생막을제거하는단계 (S116) 를포함한다. 좀더구체적으로, 도 3 내지도 7과기설명한도 1 및도 2를참조하여구체적으로설명한다. 도 2 및도 3에도시한바와같이, 기판 (100) 에오목부 (3) 를형성한다 (S100). 오목부 (3) 는형성하고자하는회로배선또는미세선의형태에따라서다양하게형성할수있다. - 6 -
[0038] [0039] [0040] [0041] [0042] [0043] [0044] [0045] [0046] [0047] [0048] [0049] 오목부 (3) 는유리와같은강도가있는기판은식각하거나별도의층을형성하여임프린트방식으로오목부 (3) 를형성할수있으며, 가요성기판은직접임프린트하여형성할수있다. 설명을용이하게하기위해서, 이하에서오목부 (3) 와같이미세선이형성되는영역을제1 영역 (A) 이라하고, 그외영역을제2 영역 (B) 이라한다. 이후, 기판 (100) 의제1 영역 (A) 위에제1 희생막 (102) 을형성한다 (S102). 제1 희생막 (102) 은감광성유기물질로형성하여사진공정으로형성하거나, 리프트오프가가능한별도의층을형성한후사진식각공정으로형성할수있다. 그런다음도 2 및도 4에도시한바와같이, 기판 (100) 의제2 영역 (B) 에제2 희생막 (104) 을형성한다. 제2 희생막 (104) 은제1 희생막 (102) 과동일한물질로형성할수있다. 제1 희생막 (102) 과제2 희생막 (104) 은동일한노광마스크를사용하여형성할수있으며, 이때는제1 희생막 (102) 과제2 희생막 (104) 은노광성이반대인감광막패턴을사용할수있다. 즉, 제1 희생막 (102) 을네가티브 (negative) 감광막패턴으로형성하면, 제2 희생막 (104) 은포지티브 (positive) 감광막패턴으로형성할수있다. 이후, 기판 (100) 전면에플로오로카본을스핀코팅하여제3 희생막 (106) 을형성 (S106) 한다. 제3 희생막 (106) 은소수성물질로, 예를들어플로오르카본 (flouorocarbon) 으로형성할수있다. 제3 희생막 (106) 은 200nm 내지 300nm의두께로형성한다. 제3 희생막 (106) 은기판 (100) 을소수성으로변화시켜제1 영역 (A) 에위치하고친수성인도전성잉크가제2 영역 (B) 으로침범하는것을방지한다. 제3 희생막 (106) 은제1 희생막의두께보다얇게형성되는것이바람직하다. 그런다음, 도 2 및도 5에도시한바와같이제1 영역 (A) 에위치하는제1 희생막을제거 (S108) 한다. 제1 희생막은리프트오프 (lift off) 로제거할수있다. 제3 희생막 (106) 은제1 희생막의두께보다얇게형성되어제1 희생막의측벽으로식각액이침투할수있도록한다. 그리고제1 영역 (A) 에접착강화층 (108) 을형성한다 (S110). 접착강화층 (108) 은잉크젯방법또는스핀코팅으로형성할수있으며오목부 (3) 깊이의 1/5 이내로형성한다. 그런다음, 도 2 및도 6에도시한바와같이, 기판전면에자외선-오존 (UV-O 3 ) 처리 (S112) 를실시한다. 자외 선 - 오존처리는표면의에너지를높여오목부를친수성으로변화시킨다. 이때, 제 3 희생막상에도자외선 - 오존 처리가되나제 3 희생막은강소수성물질로형성함으로써자외선 - 오존처리를실시하더라도제 3 희생막의소수 성특성이상쇄되지않는다. [0050] [0051] [0052] [0053] [0054] [0055] [0056] 또한, 본발명의한실시예에서와같이자외선-오존처리를실시하면오목부를따라서도전층의확산이용이하므로, 미세선이교차하는지점에서도전층이뭉치거나하는현상이발생하는것을방지할수있다. 그런다음, 도 2 및도 7에도시한바와같이제1 영역 (A) 의접착강화층 (108) 위에도전층 (110) 을형성하여미세선 (200) 을완성한다. 도전층 (110) 은도전성잉크로잉크젯인쇄법으로형성할수있다. 도전성잉크는예를들어, 미세한은또는구리금속입자를포함한액체잉크일수있다. 도전성잉크로미세선을형성한후잉크를경화시키는공정이추가될수있다. 잉크는열또는광으로경화될수있으며잉크에따라서자연경화될수도있다. 본발명의한실시예에서와같이미세선을형성하면제1 영역 (A) 은친수성으로, 제2 영역 (B) 은소수성으로되므로도전성잉크가오목부인제1 영역 (A) 내에서잘퍼지면서도제2 영역 (B) 으로확산되지않는다. 그런다음, 도 1 및도 2에도시한바와같이, 기판 (100) 위에위치하는제2 희생막을제거 (S116) 한다. 이때, 제2 희생막은리프트오프방법으로제거할수있으며, 제3 희생막과함께제거된다. 본발명의실시예에서와같이접착강화층을형성한후도전층을형성하면후속공정시에도전층이떨어져나가는현상을최소화할수있다. 도 8은본발명의다른실시예에따른미세선을형성하는방법을설명하기위한순서도이고, 도 9 내지도 12는도 8의순서에따라서미세선을형성하는방법을순서대로도시한단면도이다. - 7 -
[0057] [0058] [0059] [0060] [0061] [0062] [0063] [0064] [0065] [0066] [0067] [0068] [0069] 도 8을참조하면, 본발명의다른실시예에따른미세선 (200) 을형성하는방법은기판에개구부 (5) 를가지는제 4 희생막을형성하는단계 (S200), 제4 희생막위에제5 희생막을형성하는단계 (S202), 제4 희생막을제거하는단계 (S204), 접착강화층을형성하는단계 (S206), 자외선-오존처리하는단계 (S208), 도전층을형성하여미세선을완성하는단계 (S210), 제5 희생막을형성하는단계 (S212) 를포함한다. 설명을용이하게하기위해서, 구성요소에제1, 제2, 제3, 제4, 제5 를사용하였으나이는각구성요소를구분하여발명을명확히하기위한것으로시간적순서를나타내는것은아니다. 좀더구체적으로, 도 9 내지도 12과기설명한도 8을참조하여구체적으로설명한다. 도 8 및도 9에도시한바와같이, 기판 (100) 에제4 희생막 (302) 을형성 (S200) 한다. 제4 희생막 (302) 은기판 (100) 을노출하는개구부 (5) 를포함한다. 제4 희생막 (302) 과대응하는영역은미세선이형성되는영역인제1 영역 (A) 이고, 개구부 (5) 영역은미세선이형성되지않는제2 영역 (B) 이된다. 제4 희생막 (302) 은감광성유기물질로형성하여사진공정으로형성하거나, 별도의층을형성한후사진식각공정으로형성할수있다. 도 8 및도 10에도시한바와같이, 기판 (100) 전면에제5 희생막 (304) 을형성 (S202) 한다. 제5 희생막 (304) 은소수성물질로, 예를들어플로오르카본으로형성할수있다. 제5 희생막 (304) 의두께가이후에형성되는도전층의두께보다얇으므로도전층 ( 별도의기판에형성된층 ) 과다른층과접촉할때제5 희생막 (304) 이도전층보다다른층에먼저접촉하지않는다. 따라서도 2 내지도 7의실시예에서와달리제5 희생막을제거하지않아도되므로도 4에서와달리제2 희생막을생략할수있다. 그러나도전층보다제5 희생막을두껍게형성할경우에는제5 희생막아래에제2 희생막과같은층을형성하여리프트오프공정으로제거하는것이바람직하다. 제5 희생막 (304) 은기판 (100) 을소수성으로변화시켜제1 영역 (A) 에위치하고친수성인도전성잉크가제2 영역 (B) 으로침범하는것을방지한다. 도 8 및도 11에도시한바와같이, 리프트오프공정으로제1 영역 (A) 에위치하는제4 희생막을제거 (S204) 을한다. 그리고제1 영역 (A) 에접착강화층 (108) 을형성한다 (S110). 접착강화층 (108) 은스핀코팅또는잉크젯방법으로형성할수있으며, 제5 희생막 (304) 두께의 1/5 이내로형성한다. 접착강화층 (108) 은이후에형성되는도전층이기판으로부터이탈하는것을방지한다. 이후, 기판전면에자외선-오존 (UV-O 3 ) 처리 (S208) 를실시한다. 자외선-오존처리는표면의에너지를높여이 후에잉크젯인쇄시잉크가제 1 영역 (A) 에서잘확산될수있도록한다. [0070] [0071] [0072] 다음, 도 8 및도 12에도시한바와같이, 제1 영역 (A) 의접착강화층 (108) 위에도전층 (110) 을형성하여미세선 (200) 을완성한다. 도전층 (110) 은도전성잉크로잉크젯인쇄법으로형성할수있다. 도전성잉크는예를들어미세한은또는구리금속입자를포함한액체잉크일수있다. 도전성잉크로미세선을형성한후잉크를경화시키는공정이추가될수있다. 잉크는열또는광으로경화될수있으며잉크에따라서자연경화될수도있다. 이상을통해본발명의바람직한실시예에대하여설명하였지만, 본발명은이에한정되는것이아니고특허청구범위와발명의상세한설명및첨부한도면의범위안에서여러가지로변형하여실시하는것이가능하고이또한본발명의범위에속하는것은당연하다. [0073] 부호의설명 100: 기판 102: 제 1 희생막 104: 제 2 희생막 106: 제 3 희생막 108: 접착강화층 110: 도전층 200: 미세선 302: 제 4 희생막 - 8 -
304: 제 5 희생막 도면 도면 1 도면 2 도면 3-9 -
도면 4 도면 5 도면 6-10 -
도면 7 도면 8 도면 9-11 -
도면 10 도면 11 도면 12-12 -