KR20190108680A - 유가금속 회수용 패치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기물 증착용 진공 챔버 내벽에 부착되는 유가금속 회수용 패치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 증착공정에 사용되는 진공챔버의 내벽에 표면 거칠기를 가지고 입자들의 부착이 가능한 패치를 부착하고 증착공정이 끝난 후에 부착된 패치만 간단히 제거함으로써 증착공정에서 패치에 부착된 유가금속을 손쉽게 회수할 수 있고, 진공챔버 내부의 오염을 방지할 수 있어 종래 진공챔버의 내부를 세척하는 데 소요되었던 비용과 시간을 절감할 수 있다.

Description

유가금속 회수용 패치{Patch for Recovery of Valuable Metal}
본 발명은 유기물 증착용 진공 챔버 내벽에 부착되는 유가금속 회수용 패치에 관한 것이다.
디스플레이 장치를 포함하는 반도체 장치의 제조 공정에서 이루어지는 증착공정은 통상 증착 효율과 오염 방지 등을 위해서 주로 밀폐된 진공챔버 내에서 이루어진다. 이러한 진공챔버는 내부가 항상 깨끗한 상태로 유지되어야 하는데, 그 이유는 외부에서 유입된 불순물 또는 반응 잔류물 등과 같은 케미컬 오염물이 진공챔버의 내부 표면에 흡착된 상태로 잔존하는 경우, 이러한 오염물로 인해 증착공정에서 기판 상에 형성된 증착층이 오염되어 증착 불량이 발생하기 때문이다.
최근 들어 디스플레이 장치가 대형화되고 회로가 고집적화되어 미세하고 정밀한 증착층이 요구됨에 따라 증착공정이 진행되는 진공챔버의 청결이 무엇보다도 중요하다. 특히, 디스플레이 장치 중 유기전계발광소자(OLED)의 제조공정에 사용되는 진공챔버는 제조공정에서 코팅물질로 무기물 대신 유기물을 사용함에 따라 코팅공정 후 일정 시간이 경과하면 진공챔버의 내부 표면에 흡착되어 잔존하는 유기물이 부패되어 변색되는 등의 여러 가지 문제가 발생하기 때문에 이러한 오염물 제거는 유기전계발광소자(OLED) 산업의 성패를 판가름할 만큼 매우 중요한 문제로 인식되고 있다.
이에 따라 증착공정에 사용되는 진공챔버에 흡착된 오염물을 제거하기 위하여 증착공정 전후에 진공챔버에 대해 세정공정 및 세척공정을 실시하고 있다. 기존의 세척공정은 주로 고압 세척 및 스팀 세척 방식, 세제를 이용한 화학 세정 등이 주류를 이루고 있으나, 이러한 방법들은 폐수처리 문제와 많은 인력 투입 등의 문제로 장시간 세척이 어렵고, 일반 물을 세척수로 이용한 고압 세척 방법은 오염물 제거에 한계가 있을 뿐만 아니라 미스트(mist) 때문에 알카리성 세수가 어려운 문제가 있었다.
또한, 증착공정에 사용되는 진공챔버에 분리가능한 알루미늄 판을 끼워 넣고 증착공정 후에 판을 분리하여 별도의 세척공정을 실시하고 있다. 하지만, 이러한 방법 역시 설치와 분리 및 세척공정에 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명자는 증착용 진공챔버의 내벽에 쉽게 탈부착이 가능한 유가금속 회수용 패치를 완성하였고, 이를 진공챔버에 부착하고 증착공정이 끝난 후에 부착된 패치만 간단히 제거할 수 있게 하였다.
본 발명의 목적은 (a) 1 내지 1000㎛의 표면 거칠기 값을 가지는 금속 박판의 전면; (b) 수성 리무벌 접착제가 도포된 금속 박판의 후면; 및 (c) 전면의 상부에 부착된 대전방지필름을 포함하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 (a) 1 내지 1000㎛의 표면 거칠기 값을 가지는 금속 박판의 전면; (b) 수성 리무벌 접착제가 도포된 금속 박판의 후면; 및 (c) 전면의 상부에 부착된 대전방지필름을 포함하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치를 제공한다.
또한, 본 발명은 (a) 금속을 압연 온도 120 내지 150℃에서 열간 압연하여 금속 박판을 제조하는 단계; (b) 상기 금속 박판의 전면에 1 내지 1000㎛의 표면 거칠기 값을 갖도록 표면 처리하는 단계; 및 (c) 상기 금속 박판의 후면에 수성 리무벌 접착제를 도포하는 단계를 포함하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 금속 박판의 전면은 평편한 표면 또는 요철 표면인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 금속 박판은 알루미늄, 구리, 티타늄, 몰리브덴, 니켈 및 스테인레스로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 금속 박판의 두께는 0.01 내지 1mm인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 수성 리무벌 접착제는 1 내지 100㎛ 두께로 도포되는 것을 특징으로 할 수 있고, 수성 리무벌 접착제는 PE(polyethylene, 폴리에틸렌), PVC(polyvinyl chloride, 폴리염화비닐), PP(polypropylene, 폴리프로필렌) 또는 아크릴계 접착제가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 패치는 증착용 진공챔버 내벽 둘레에 부착되고, 증착과정에서 비산되는 전극물질이 패치의 전면에 부착되는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 알루미늄, 구리, 티타늄, 몰리브덴, 니켈 및 스테인레스로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 유가 금속을 회수하기 위한 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 패치는 유가 금속을 회수한 후에 산에 의해 용해되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 금속 박판의 후면에 이형지를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 패치는 롤 형태 또는 파스 형태로 제공될 수 있다.
본 발명에 있어서, 표면 거칠기 값을 갖는 금속 박판은 연마, 이온 플레이팅 과정 등을 통해 만들어진다. 이온플레이팅 공정은 진공챔버 내에 플라즈마를 형성하고 금속 박판과 같은 성분의 금속 이온을 금속 박판 표면에 물리적 증착(physical vapor deposite, PVD) 기법으로 1~10㎛의 Ra 값을 형성한다. 연마 공정은 알루미나(Al2O3) 볼(크기 10~1000um)을 고압의 공기와 같이 금속 박판의 표면에 분사하여 샌드 블라스팅(Sand blasting) 기법으로 금속 박판에 10~1000㎛의 Ra 값을 형성한다.
본 발명에 따른 패치는 표면 거칠기 값에 따라서, 그 값이 너무 작거나 큰 경우에는 패치 표면에 균일한 거칠기 값을 형성하기 어렵고, 그 결과 증착 과정에서 비산되는 전극물질이 제대로 부착되지 않는 문제가 발생한다.
본 발명에 따른 패치의 두께가 너무 얇은 경우에는 챔버에 부착하는 과정에서 패치가 찢어지거나 부착된 이후에도 쉽게 박리되는 문제점이 있고, 두께가 너무 두꺼운 경우에는 중량이 증가하여 패치 제작이 용이하지 않고 특히 요철 모양의 패치는 챔버에 부착하는 것이 용이하지 않다.
본 발명에 따르면 증착공정에 사용되는 진공챔버의 내벽에 표면 거칠기를 가지고 입자들의 부착이 가능한 패치를 부착하고 증착공정이 끝난 후에 부착된 패치만 간단히 제거함으로써 증착공정에서 패치에 부착된 유가금속을 손쉽게 회수할 수 있고, 진공챔버 내부의 오염을 방지할 수 있어 종래 진공챔버의 내부를 세척하는 데 소요되었던 비용과 시간을 절감할 수 있다.
도 1은 이온플레이팅에 의한 금속 박판 패치의 표면 처리를 나타낸 것이다.
도 2는 금속 박판 패치의 표면 연마 과정을 나타낸 것이다.
도 3은 금속 박판의 후면에 수성 리무벌 접착제를 코팅하는 과정을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 패치의 구조를 나타낸 것이다.
도 5는 두께 0.1mm, Ra값 1㎛의 알루미늄 박판 이미지이다.
도 6은 두께 0.1mm, Ra 값 10㎛의 구리 박판 이미지이다.
도 7은 증착공정에서 ITO 타겟의 부착 후의 알루미늄 박판 이미지이다.
도 8은 증착공정에서 ITO 타겟의 부착 후에 찢어진 구리 박판 이미지이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
유가 금속 회수용 패치의 제조
알루미늄 금속괴(ingot)를 절단, 열간 압연(150℃ 이하)하여 1m2 크기에 두께가 0.007 내지 1.1mm가 되는 평편한 표면을 갖는 박판을 제조하였다. 본 실시예에서는 알루미늄을 가지고 박판을 제조하였으나, 알루미늄 이외에 구리, 티타늄, 몰리브덴, 니켈 또는 스테인레스를 절단, 열간 압연하여 1m2 크기에 두께가 0.007 내지 1.1mm가 되는 박판을 제조할 수 있다. 또한, 요철 표면을 갖는 금속 박판을 제조하기 위하여 금속 박판을 요철 금형 또는 요철 압연 롤러 등을 통과시켜 표면에 요철 형상을 갖도록 제조하였다.
표면 거칠기를 형성하기 위하여 지름 0.1mm의 Al2O3 볼을 이용하여 알루미늄 박판에 2psi의 압력으로 분사하여 알루미늄 박판의 표면에 1㎛의 Ra 값을 형성하였다. 이와 같이 샌드 블라스트 공법으로 알루미늄 박판의 표면에 표면 거칠기를 형성한 이미지를 도 5에서 확인할 수 있다. 또한, 두께 1mm의 구리 박판 표면에 지름 8㎛의 노즐 장치(10개*10개 묶음)를 이용하여 공기압 10psi의 압력으로 구리 박판 표면에 일정한 간격의 패턴홀 작업을 통해 표면 거칠기 값 10㎛을 가지는 구리 박판을 제조하였다(도 6).
패치의 두께에 따른 효과 확인
0.007mm, 0.01mm, 0.5mm, 1mm, 1.003mm 로 두께를 달리하여 패치를 제작하고, 각 두께에서 챔버 내 접착력이 우수한지, 증착공정 후 패치가 찢어지거나, 패치 제작 자체가 어려운 문제점이 있는지를 확인하였다. 패치의 두께가 0.01mm 이하로 너무 얇은 경우에는 패치를 제작하기가 용이하지 않고, 챔버에 부착하는 과정에서 패치가 찢어지거나 부착된 이후에도 쉽게 박리되는 문제점이 있었다. 또한, 패치의 두께를 1.5mm로 제작한 경우에는 중량이 증가하여 패치 제작이 용이하지 않고, 특히 요철 모양의 패치는 챔버에 부착하는 것이 용이하지 않았다. 이에 따라, 0.01 내지 1.0mm 두께의 패치가 제작 및 챔버 내 부착 효율이 우수한 것을 확인할 수 있었다. 두께 0.1mm의 1㎛인 알루미늄 박판을 이용하여 증착공정을 수행하고, 이 때 ITO 파티클이 부착된 이후의 알루미늄 박판의 이미지가 도 7에 나타나 있다. 박판이 찢어지거나 크게 손상되지 않은 것을 확인할 수 있었다. 한편, 두께 0.007mm의 구리 박판을 이용하여 증착공정을 수행한 후 구리 박판을 확인한 결과, 두께가 너무 얇아 ITO 파티클이 증착되는 과정에서 박판이 찢어지고 손상된 것을 확인할 수 있었다(도 8).
패치두께(mm) 챔버부착 용이성 챔버내 부착 강도 패치 제작 용이성
0.007 어려움(찢어짐) 약함/ 부착 후 30분에
박리		 어려움
0.01 용이함 양호/ 박리 없음 양호
0.5 용이함 양호/ 빅리 없음 양호
1 용이함 양호/ 박리 없음 양호
1.5 여려움(곡면/요철부위) 양호/ 박리 없음 어려움(중량증가)
패치의 형상에 따른 효과 확인
챔버 내부에 패치를 장착하고, 일반적인 PVD 진공 증착 공정에서 사용되는 진공압 10-3torr, Ar 100sccm, power density 2.0w/cm2의 조건에서 ITO 타겟을 이용하여 파티클의 부착 정도를 확인하였다.
패치 표면의 형상에 따라 증착공정에서 파티클의 부착 정도를 확인하였다. 표면이 평편한 패치에 비해 요철 모양의 패치를 부착한 경우에 챔버 내에서 부유하는 파티클이 접촉 및 부착할 수 있는 비표면적이 최소 수배에서 수십배 증가하는 효과가 있었다.
구분 접촉 비표면적 파티클 부착률
평평한 표면 패치 100% 100%
요철 패치 200~2000% 200~2000%
패치의 표면 거칠기 정도에 따른 효과 확인
실시예 1에 따라 제작한 아연 패치 표면에 이온플레이팅 공정을 통해 표면 거칠기 값을 갖도록 하였다. Ra 값을 0.5 내지 1200㎛ 범위에서 다양하게 형성하고, 각 값에서 증착 공정 상의 파티클이 부착되는 정도를 확인하였다. 그 결과, Ra 값이 1 내지 1000㎛ 범위 내에서는 Ra 값을 형성하는 것이 용이하고 파티클의 상대 부착률 값이 100~120%로 잘 부착되는 것을 확인할 수 있었으나, Ra 값이 0.5㎛인 경우나 1200㎛인 경우에는 Ra 값의 편차가 증가하여 균일한 표면 거칠기 값을 형성하기 어렵고, 또한 파티클의 상대 부착률이 각각 80%, 55%로 낮게 나타났다.
패치 Ra값(um) Ra가공 용이성 파티클 상대 부착률(%)
0.5 어려움(Ra 편차증가) 80
1 양호 105
10 양호 120
100 양호 110
1000 양호 100
1200 어려움(Ra 편차 증가) 55
패치 회수 후 처리
본 발명에 따른 패치를 챔버에 부착하고 증착공정을 실시한 후, 유가금속 파티클이 부착된 금속 패치를 회수하였다. 회수된 금속 패치를 초음파 세척을 통해 수세하고 산에 용해하여 수용액으로 변환시켰다. 그 후, 유가금속 수용액의 불순물을 제거 및 환원하여 고순도 유가 금속괴(Ingot)로 재생하였다.

Claims (21)

  1. (a) 1 내지 1000㎛의 표면 거칠기 값을 가지는 금속 박판의 전면; (b) 수성 리무벌 접착제가 도포된 금속 박판의 후면; 및 (c) 전면의 상부에 부착된 대전방지필름을 포함하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 박판의 전면은 평편한 표면 또는 요철 표면인 것을 특징으로 하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 박판은 알루미늄, 구리, 티타늄, 몰리브덴, 니켈 및 스테인레스로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 박판의 두께는 0.01 내지 1mm인 것을 특징으로 하는 증착용진공챔버에 탈부착이 가능한 패치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 수성 리무벌 접착제는 1 내지 100㎛ 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 패치는 알루미늄, 구리, 티타늄, 몰리브덴, 니켈 및 스테인레스로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 유가 금속을 회수하기 위한 것을 특징으로 하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 패치는 유가 금속을 회수한 후 산에 의해 용해되는 것을 특징으로 하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 박판의 후면에 이형지를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 패치는 롤 형태 또는 파스 형태인 것을 특징으로 하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 패치는 증착용 진공챔버 내벽 둘레에 부착되고, 증착과정에서 비산되는 전극물질이 패치의 전면에 부착되는 것을 특징으로 하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치.
  11. (a) 금속을 압연 온도 120 내지 150℃에서 열간 압연하여 금속 박판을 제조하는 단계;
    (b) 상기 금속 박판의 전면에 1 내지 1000㎛의 표면 거칠기 값을 갖도록 표면 처리하는 단계; 및
    (c) 상기 금속 박판의 후면에 수성 리무벌 접착제를 도포하는 단계를 포함하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치를 제조하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 금속 박판의 전면은 평편한 표면 또는 요철 표면인 것을 특징으로 하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치를 제조하는 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 금속은 알루미늄, 구리, 티타늄, 몰리브덴, 니켈 및 스테인레스로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치를 제조하는 방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 금속 박판의 두께는 0.01 내지 1mm인 것을 특징으로 하는 증착용진공챔버에 탈부착이 가능한 패치를 제조하는 방법.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 수성 리무벌 접착제는 1 내지 100㎛ 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치를 제조하는 방법.
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 패치는 알루미늄, 구리, 티타늄, 몰리브덴, 니켈 및 스테인레스로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 유가 금속을 회수하기 위한 것을 특징으로 하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치를 제조하는 방법.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 패치는 유가 금속을 회수한 후 산에 의해 용해되는 것을 특징으로 하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치를 제조하는 방법.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 금속 박판의 후면에 이형지를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치를 제조하는 방법.
  19. 제 1항에 있어서,
    상기 패치는 롤 형태 또는 파스 형태인 것을 특징으로 하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치를 제조하는 방법.
  20. 제 11항에 있어서,
    상기 패치는 증착용 진공챔버 내벽 둘레에 부착되고, 증착과정에서 비산되는 전극물질이 패치의 전면에 부착되는 것을 특징으로 하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치를 제조하는 방법.
  21. 제 11항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 표면 처리는 이온 플레이팅 또는 연마 공정인 것을 특징으로 하는 증착용 진공챔버에 탈부착이 가능한 패치를 제조하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20020091349A (ko) * 2001-05-30 2002-12-06 삼성전자 주식회사 챔버를 갖는 반도체 제조 장치
JP2013256686A (ja) * 2012-06-12 2013-12-26 Taiyo Kagaku Kogyo Kk 真空チャンバー構成部品
KR20170000759A (ko) * 2015-06-24 2017-01-03 (주)노루페인트 유리 코팅제 코팅 장치 및 이를 포함하는 시스템

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