KR100526053B1 - Mold using amorphous fluorine resin and fabrication method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 패턴을 형성하고자 하는 기판과의 분리가 용이하고, 우수한 기체 투과성을 가지며, 유연성과 기계적 강도를 적절하게 유지할 수 있도록 한다는 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 기판 상에 패턴을 형성하기 위한 주형으로서 낮은 기계적 강도로 인해 변형에 취약하고 유기 용매에 기인하는 팽윤에 의한 변형에 취약한 고분자 탄성체의 일종인 PDMS를 사용하는 종래 기술과는 달리, 기판 상에 다양한 크기를 갖는 패턴을 형성하기 위한 주형의 재료로서 비결정성 테프론, 즉 낮은 표면 에너지로 인해 주형 분리가 용이하고, 적절한 기계적 강도를 가지며, 높은 기체 투과도 및 유기 용매에의 비팽윤 특성 및 기판 표면과의 균일한 접촉을 제공할 수 있는 비결정성 불소 수지인 테프론을 사용함으로써, 패터닝 후 기판과의 분리가 용이하고, 기체 투과성이 우수하면서 동시에 특정 용매에 기인하는 변형에 강하며, 탄성체에 비해 큰 기계적 강도를 가지고, 유연성 확보를 통해 기판과의 균일한 접촉을 실현할 수 있는 것이다.The present invention is easy to separate from the substrate to form a pattern, has excellent gas permeability, and can maintain the flexibility and mechanical strength appropriately, the present invention is a mold for forming a pattern on the substrate Unlike the prior art using PDMS, which is a kind of polymer elastomer which is susceptible to deformation due to low mechanical strength and is susceptible to deformation due to swelling due to organic solvents, As a material, amorphous Teflon, i.e., low surface energy, facilitates mold separation, has adequate mechanical strength, high gas permeability, non-swelling properties to organic solvents, and amorphous to provide uniform contact with the substrate surface. By using Teflon, which is a fluororesin, separation from the substrate is easy after patterning, and gas permeation is achieved. The steel with excellent and at the same time, the deformation caused by the particular solvents, has a greater mechanical strength than the elastic member, it is possible to realize uniform contact with the substrate via a secure flexibility.
Description
본 발명은 기판 상에 다양한 크기의 패턴(㎚ - ㎝)을 형성하기 위한 주형(mold)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 집적 회로, 전자소자, 광 소자, 자기 소자 등의 제조 공정에 있어서 기판(예를 들면, 실리콘 기판, 세라믹 기판, 금속층, 고분자층 등) 상에 패턴(초미세 패턴, 미세 패턴, 패턴 등)을 형성하는데 사용되는 비결정성 불소 수지를 이용한 주형 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mold (mold) for forming a pattern (nm-cm) of various sizes on the substrate, and more particularly, in the manufacturing process of integrated circuits, electronic devices, optical devices, magnetic devices, etc. For example, the present invention relates to a mold using an amorphous fluorine resin used to form a pattern (ultra fine pattern, fine pattern, pattern, etc.) on a silicon substrate, a ceramic substrate, a metal layer, a polymer layer, and the like, and a method of manufacturing the same.
잘 알려진 바와 같이, 반도체, 전자, 광전, 자기, 표시 소자, 미세 전자기계 소자 등을 제조할 때 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 공정을 수행하게 되는 데, 이와 같이 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 대표적인 기법으로는 빛을 이용하여 미세 패턴을 형성하는 포토리쏘그라피(photolithography) 방법이 있다.As is well known, a process of forming a fine pattern on a substrate is performed when manufacturing a semiconductor, electronic, photoelectric, magnetic, display device, microelectromechanical device, and the like. Representative techniques include photolithography, which forms fine patterns using light.
상기한 포토리쏘그라피 방법은 빛에 대한 반응성을 갖는 고분자 물질(예를 들면, 포토레지스트 등)을 패터닝하고자 하는 물질이 적층(또는 증착)된 기판 상에 도포하고, 목표로 하는 임의의 패턴으로 설계된 레티클을 통해 고분자 물질 상에 빛을 투과시켜 노광하며, 현상 공정을 통해 노광된 고분자 물질을 제거함으로써, 패터닝하고자 하는 물질 위에 목표로 하는 패턴을 갖는 패턴 마스크(또는 식각 마스크)를 형성한다. 이후에, 패턴 마스크를 이용하는 식각 공정을 수행함으로써, 기판 상에 적층된 물질을 원하는 패턴으로 패터닝한다.The photolithography method is applied to a substrate on which a material to be patterned is laminated (or deposited) on a polymer material having a responsiveness to light (for example, a photoresist, etc.) and designed in a desired pattern. The light is transmitted through the reticle on the polymer material and exposed, and the exposed polymer material is removed through the development process, thereby forming a pattern mask (or an etching mask) having a target pattern on the material to be patterned. Thereafter, by performing an etching process using a pattern mask, the material laminated on the substrate is patterned into a desired pattern.
한편, 상기한 바와 같은 포토리쏘그라피 방법은 회로 선폭(또는 패턴 선폭)이 노광 공정에 사용되는 빛의 파장에 의해 결정된다. 따라서, 현재의 기술수준을 고려할 때 포토리쏘그라피 공정을 이용하여 기판 상에 초 미세 패턴, 예를 들면 선폭이 100㎚ 이하인 초미세 패턴을 형성하는 것이 매우 어려운 실정이다.On the other hand, in the photolithography method as described above, the circuit line width (or pattern line width) is determined by the wavelength of light used in the exposure process. Therefore, in consideration of the current state of the art, it is very difficult to form an ultrafine pattern, for example, an ultrafine pattern having a line width of 100 nm or less, on a substrate using a photolithography process.
또한, 이러한 종래의 포토리쏘그라피 방법은 여러 단계의 공정(예를 들면, 기판 세정, 기판 표면 처리, 감광성 고분자 코팅, 저온 열처리, 노광, 현상, 세정, 고온 열처리 등)을 거쳐야만 하기 때문에 공정이 복잡하고 많은 공정 시간이 소요될 뿐만 아니라 고가의 공정 장비를 필요로 한다는 문제가 있으며, 이러한 문제로 인해 제조 원가의 상승 및 생산성 저하가 초래되는 근본적인 단점을 갖는다.In addition, these conventional photolithography methods are complicated because they have to undergo several steps (eg, substrate cleaning, substrate surface treatment, photosensitive polymer coating, low temperature heat treatment, exposure, development, cleaning, high temperature heat treatment, etc.). In addition, there is a problem that not only takes a lot of processing time, but also requires expensive process equipment, and this problem has a fundamental disadvantage of increasing the manufacturing cost and lowering productivity.
상술한 바와 같은 종래의 포토리쏘그라피 방법이 갖는 한계를 극복하기 위한 방편으로서 비전통적 방식에 의한 리쏘그라피 방법들이 제안되고 있다.As a means for overcoming the limitations of the conventional photolithography method as described above, lithography methods by non-traditional methods have been proposed.
상기한 비전통적 방식에 의한 리쏘그라피 방법의 하나로서 나노 임프린트 리쏘그라피(nano-imprint lithography) 방법이 있는데, 이 방법에서는 먼저 원하는 패턴이 제조된 규소(Si) 등의 단단한(hard) 주형을 준비하여 열가소성 고분자 박막이 코팅된 기판과 대향시킨 후 프레스 판 사이에 넣어 고온, 고압으로 처리한 후 주형과 기판을 분리하는 방식으로 기판의 고분자 박막 패턴에 주형의 패턴을 전사시킨다.As one of the non-traditional lithography methods, there is a nano-imprint lithography method. In this method, a hard mold such as silicon (Si) having a desired pattern is prepared first. After the thermoplastic polymer thin film is opposed to the coated substrate, the mold is transferred to the polymer thin film pattern of the substrate by separating the mold from the substrate by treating it at a high temperature and high pressure by placing it between press plates.
이러한 나노 임프린트 리쏘그라피 방법의 장점은 Si 등의 단단한 주형(hard mold)을 사용하기 때문에 초 미세 패턴을 쉽게 구현할 수 있다는 것이다. 실제로, 문헌에 의해 보고된 바에 따르면 구현한 최소 패턴의 크기가 대략 7㎚라고 제시되고 있다.The advantage of this nanoimprint lithography method is that the use of a hard mold such as Si makes it possible to easily implement ultra fine patterns. In fact, it is reported by the literature that the size of the minimum pattern implemented is approximately 7 nm.
그러나, 종래의 나노 임프린트 리쏘그라피 방법은 고온, 고압 공정을 수행한 후에 주형과 기판을 분리가 쉽지 않다는 문제가 있고, 높은 공정 압력으로 인해 주형 및 기판의 파손 가능성이 상존하게 되는 문제가 있으며, 고온으로 가열된 고분자 물질의 유동성을 이용하여 패터닝을 하기 때문에 크기가 큰 패턴의 경우 완벽한 패터닝에 소요되는 시간이 매우 커진다는 문제, 즉 공정 시간이 길어지는 문제가 있다.However, the conventional nanoimprint lithography method has a problem that it is difficult to separate the mold and the substrate after performing the high temperature and high pressure process, and there is a problem that the possibility of damage of the mold and the substrate remains due to the high process pressure. Since the patterning is performed using the fluidity of the heated polymer material, there is a problem that the time required for perfect patterning becomes very large, that is, the process time is long.
다음에, 비전통적 방식에 의한 리쏘그라피 방법의 다른 예로는 미세 접촉 인쇄법(μCP; micro-contact printing), 미세 모세관 몰딩(MIMIC; micro-molding in capillaries), 미세 전이 몰딩(μTM; micro-transfer molding), 연성 성형 몰딩(soft-molding), 모세관 힘 리쏘그라피(CFL; capillary force lithography) 등의 방법들이 있는데, 이러한 방법들의 공통점은 주형으로서 고분자 탄성체의 일종인 PDMS(polydimethylsiloxane)를 사용한다는 점이다.Next, other examples of non-traditional lithography methods include micro-contact printing (μCP), micro-molding in capillaries (MIMIC) and micro-transfer molding (μTM). There are methods such as molding, soft-molding, capillary force lithography (CFL), etc .. The common methods of these methods are PDMS (polydimethylsiloxane), which is a type of polymer elastomer, as a template. .
여기에서 사용되는 PDMS 주형의 장점으로는 탄성체이므로 패터닝할 기판 표면과의 균일한 접촉(conformal contact)이 쉬우며, 표면 에어지가 낮은 물질이므로 다른 물질 표면과의 접착력이 작아 패터닝 후 기판 표면으로부터 쉽게 분리가 가능하다는 것이며, 또한 3차원 그물 구조(net-work structure)에 기인한 높은 기체 투과성(high gas permeability)으로 인해 용매의 흡수가 용이하다는 것이다.The advantage of the PDMS mold used here is elastic, so it is easy to conformally contact the surface of the substrate to be patterned, and because it has a low surface air mass, it is easily separated from the surface of the substrate after patterning because of its low adhesion to other material surfaces. Is also possible, and also due to the high gas permeability due to the three-dimensional net-work structure, the absorption of the solvent is easy.
반면에, PDMS 주형은 기계적 강도가 낮은 탄성체이므로 변형이 쉽게 일어나 미세 패턴(예를 들면, 대략 500㎛ 이하)의 구현이 불가능하고, 구현할 패턴의 종횡비(aspect ratio)에 크게 의존하며, 톨루엔(toluene) 등의 일반적인 유기 용매에 의해 팽윤(swelling)되어 변형이 발생하므로 패터닝에 사용할 고분자 및 용매의 선정에 상당한 제약이 따르는 등의 단점이 있다.On the other hand, PDMS molds are elastomers with low mechanical strength, so they are easily deformed, making it impossible to implement a fine pattern (for example, approximately 500 μm or less), and highly dependent on the aspect ratio of the pattern to be implemented, and toluene Since deformation occurs due to swelling by a general organic solvent such as), there are disadvantages such as a significant restriction in selecting a polymer and a solvent to be used for patterning.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 패턴을 형성하고자 하는 기판과의 분리가 용이하고, 우수한 기체 투과성을 가지며, 유연성과 기계적 강도를 적절하게 유지할 수 있는 비결정성 불소 수지를 이용한 주형 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, it is easy to separate from the substrate to form a pattern, has excellent gas permeability, using a non-crystalline fluorine resin that can properly maintain flexibility and mechanical strength The object is to provide a mold and a method for producing the same.
상기 목적을 달성하기 위한 일 관점의 일 형태에 따른 본 발명은, 일측 면에 형성된 적어도 1층 구조의 패턴을 이용하여 기판 상에 목표로 하는 패턴을 형성하는데 사용되는 주형에 있어서, 상기 주형의 재질이 비결정성 불소 수지이고, 상기 주형은 그 패턴 구조면의 대향하는 면에 소정 두께의 고분자 탄성체가 접착된 2층 구조 주형인 것을 특징으로 하는 주형을 제공한다.The present invention according to one aspect of one aspect for achieving the above object is a mold used to form a target pattern on a substrate using a pattern of at least one layer structure formed on one side, wherein the material of the mold The amorphous fluororesin is a mold, and the mold is a two-layered mold in which a polymer elastic body having a predetermined thickness is bonded to an opposite side of the pattern structure face.
상기 목적을 달성하기 위한 일 관점의 다른 형태에 따른 본 발명은, 일측 면에 형성된 적어도 1층 구조의 패턴을 이용하여 기판 상에 목표로 하는 패턴을 형성하는데 사용되는 주형에 있어서, 상기 주형의 재질이 비결정성 불소 수지와 고분자 탄성체가 혼합된 복합체인 것을 특징으로 하는 주형을 제공한다.The present invention according to another aspect of one aspect for achieving the above object, in the mold used to form a target pattern on a substrate using a pattern of at least one layer structure formed on one side, the material of the mold A mold is provided which is a composite in which the amorphous fluororesin and a polymer elastic body are mixed.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점의 일 형태에 따른 본 발명은, 일측 면에 형성된 적어도 1층 구조의 패턴을 이용하여 기판 상에 목표로 하는 패턴을 형성하는데 사용되는 주형을 제조하는 방법에 있어서, 상기 초 미세 패턴에 대향하는 패턴 구조를 갖는 마스터 몰드를 이용하는 압축성형 기법을 통해 상기 주형을 제조하며, 상기 주형의 재질이 비결정성 불소 수지인 것을 특징으로 하는 주형 제조 방법을 제공한다.The present invention according to one aspect of another aspect for achieving the above object is a method for manufacturing a mold used to form a target pattern on a substrate using a pattern of at least one layer structure formed on one side, The mold is manufactured by a compression molding technique using a master mold having a pattern structure opposite to the ultra fine pattern, and the mold is provided with a mold material, wherein the material of the mold is amorphous fluororesin.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점의 다른 형태에 따른 본 발명은, 일측 면에 형성된 적어도 1층 구조의 패턴을 이용하여 기판 상에 목표로 하는 패턴을 형성하는데 사용되는 주형을 제조하는 방법에 있어서, 상기 패턴에 대향하는 패턴 구조가 일측 면에 형성된 주형 틀을 이용하는 사출성형 기법을 통해 상기 주형을 제조하며, 상기 주형의 재질이 비결정성 불소 수지인 것을 특징으로 하는 주형 제조 방법을 제공한다.According to another aspect of another aspect of the present invention for achieving the above object, in the method for producing a mold used to form a target pattern on a substrate using a pattern of at least one layer structure formed on one side, The mold is manufactured by an injection molding technique using a mold frame having a pattern structure opposite to the pattern formed on one side thereof, and the mold material is amorphous fluororesin.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점의 또 다른 형태에 따른 본 발명은, 일측 면에 형성된 적어도 1층 구조의 패턴을 이용하여 기판 상에 목표로 하는 패턴을 형성하는데 사용되는 주형을 제조하는 방법에 있어서, 상기 패턴에 대향하는 패턴 구조를 갖는 마스터 몰드를 그 패턴 구조면이 위로 향하게 하여 용기 내부의 소정 위치에 정렬시키는 제 2 과정; 상기 용기 내부에 비결정성 불소 수지 용액을 채워 넣는 제 3 과정; 상기 비결정성 불소 수지 용액을 경화시키는 제 4 과정; 및 상기 용기로부터 경화된 비결정성 불소 수지를 탈거하여 주형을 완성하는 제 5 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 주형 제조 방법을 제공한다.The present invention according to another aspect of another aspect for achieving the above object, in the method for manufacturing a mold used to form a target pattern on a substrate using a pattern of at least one layer structure formed on one side And a second step of aligning the master mold having a pattern structure opposite to the pattern at a predetermined position inside the container with its pattern structure surface facing upward. A third step of filling an amorphous fluorine resin solution into the container; A fourth process of curing the amorphous fluororesin solution; And a fifth process of removing the cured amorphous fluorocarbon resin from the container to complete the mold.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점의 또 다른 형태에 따른 본 발명은, 일측 면에 형성된 적어도 1층 구조의 패턴을 이용하여 기판 상에 목표로 하는 패턴을 형성하는데 사용되는 주형을 제조하는 방법에 있어서, 고분자 탄성체 올리고머와 비결정성 불소 수지 용액을 혼합한 후 용매를 증발시키는 과정; 상기 용매가 증발된 혼합 용액에 경화제를 첨가하여 복합체를 생성하는 과정; 상기 복합체를 상기 패턴에 대향하는 패턴 구조를 갖는 마스터 몰드가 내부에 정렬된 용기에 주입하는 과정; 상기 주입된 복합체를 경화시키는 과정; 및 상기 용기로부터 경화된 복합체를 탈거하여 복합체 주형을 완성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 주형 제조 방법을 제공한다.The present invention according to another aspect of another aspect for achieving the above object, in the method for manufacturing a mold used to form a target pattern on a substrate using a pattern of at least one layer structure formed on one side Mixing the polymer elastomer oligomer with the amorphous fluororesin solution and then evaporating the solvent; Adding a curing agent to the mixed solution in which the solvent is evaporated to generate a complex; Injecting the composite into a container in which a master mold having a pattern structure opposite to the pattern is aligned therein; Curing the injected composite; And removing the cured complex from the container to complete the complex mold.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점의 또 다른 형태에 따른 본 발명은, 일측 면에 형성된 적어도 1층 구조의 패턴을 이용하여 기판 상에 목표로 하는 패턴을 형성하는데 사용되는 주형을 제조하는 방법에 있어서, 고분자 탄성체 올리고머, 비결정성 불소 수지 및 경화제를 혼합하여 복합체를 생성하는 과정; 상기 복합체를 상기 패턴에 대향하는 패턴 구조를 갖는 마스터 몰드가 내부에 정렬된 용기에 주입하는 과정; 상기 주입된 복합체를 경화시키는 과정; 및 상기 용기로부터 경화된 복합체를 탈거하여 복합체 주형을 완성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 주형 제조 방법을 제공한다.The present invention according to another aspect of another aspect for achieving the above object, in the method for manufacturing a mold used to form a target pattern on a substrate using a pattern of at least one layer structure formed on one side Mixing the polymer elastomer oligomer, amorphous fluorine resin, and a curing agent to form a composite; Injecting the composite into a container in which a master mold having a pattern structure opposite to the pattern is aligned therein; Curing the injected composite; And removing the cured complex from the container to complete the complex mold.
본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above and other objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 핵심 기술사상은, 기판 상에 패턴을 형성하기 위한 주형으로서 낮은 기계적 강도로 인해 변형에 취약하고 유기 용매에 기인하는 팽윤(swelling)에 의한 변형에 취약한 고분자 탄성체의 일종인 PDMS를 사용하는 전술한 종래 기술과는 달리, 기판 상에 패턴(㎚ - ㎝ 크기의 패턴)을 형성하기 위한 주형의 재료로서 비결정성 테프론, 즉 낮은 표면 에너지로 인해 주형 분리가 용이하고, 적절한 기계적 강도를 가지며, 높은 기체 투과도 및 유기 용매에의 비팽윤 특성 및 기판 표면과의 균일한 접촉을 제공할 수 있는 비결정성 불소 수지인 테프론을 사용한다는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.First, the core technical idea of the present invention is PDMS, which is a type of polymer elastomer which is susceptible to deformation due to low mechanical strength and susceptible to deformation due to swelling due to organic solvent as a template for forming a pattern on a substrate. Unlike the aforementioned prior art used, as a material of the mold for forming a pattern (nm-cm size pattern) on the substrate, amorphous teflon, that is, low surface energy, facilitates mold separation and provides adequate mechanical strength. The use of Teflon, which is an amorphous fluororesin having high gas permeability and non-swelling properties to organic solvents and uniform contact with the substrate surface, makes it easy to achieve the purpose of the present invention through such technical means. Can be achieved.
여기에서, 비결정성 불소 수지를 이용하는 본 발명의 주형은, 비결정성 불소 수지 분말을 이용한 압축성형, 사출 성형 등의 방법으로 제조하거나 혹은 비결정성 불소 수지 용액 상태를 이용한 코팅, 캐스팅 등의 방법으로 제조할 수 있다.Here, the mold of the present invention using an amorphous fluororesin may be prepared by compression molding, injection molding, etc. using amorphous fluororesin powder, or by coating or casting using an amorphous fluorine resin solution. can do.
또한, 주형의 재료로 이용되는 비결정성 불소 수지로서는 미합중국의 D사에 의해 개발된 Teflon AF®사용할 수 있는데, 이것은 비결정성 테프론의 일종으로서 TFE(tetrafluoroethylene) PDD(2, 2-bistrifluoromethyl-4, 5-difluoro-1, 3-dioxole)의 공중합 고분자 수지이며, 공중합 비율은 전 영역에 걸쳐 가능하며, 상용 제품으로는 TFE와 PDD의 공중합 비율이 다른 AF-1600, AF-2400 등이 있다.In addition, as the amorphous fluorine resin used as the material for the template, Teflon AF® developed by the US company D can be used, which is a type of amorphous Teflon (tetrafluoroethylene) PDD (2, 2-bistrifluoromethyl-4, 5). -difluoro-1, 3-dioxole) copolymerized polymer resin, the copolymerization ratio is possible over the whole range, and commercial products include AF-1600, AF-2400, etc., the copolymerization ratio of TFE and PDD is different.
따라서, 비결정성 불소 수지로 된 주형은, 종래의 PDMS 주형과 비교해 볼 때, 다음과 같은 장점을 갖는다.Therefore, the mold made of amorphous fluororesin has the following advantages as compared with the conventional PDMS mold.
첫째, 낮은 표면 에너지를 갖기 때문에 패터닝 후 기판으로부터의 분리가 용이하다.First, since it has a low surface energy, it is easy to separate from the substrate after patterning.
둘째, 기체 투과성이 우수하면서 동시에 특정 용매에 의해 팽윤되지 않기 때문에 변형에 강하다.Second, it is excellent in gas permeability and at the same time resistant to deformation because it is not swollen by a specific solvent.
셋째, 탄성체에 비해 상대적으로 큰 기계적 강도, 예를 들면 500㎚ 이하의 초 미세 패터닝이 가능한 정도의 강도를 갖는다.Third, it has a relatively large mechanical strength compared to an elastic body, for example, the degree to which ultra-fine patterning of 500 nm or less is possible.
넷째, 매우 얇고 유연한 박막 형태의 가공이 가능하기 때문에 기판과의 균일한 접촉을 실현할 수 있다.Fourth, since a very thin and flexible thin film can be processed, uniform contact with the substrate can be realized.
다음에, 상술한 바와 같은 비결정성 불소 수지를 이용한 주형을 제조하는 과정에 대하여 설명한다.Next, the process of manufacturing the mold using the amorphous fluorine resin as mentioned above is demonstrated.
[실시 예1]Example 1
도 1a 및 1b는 본 발명의 제 1 실시 예에 따라 비결정성 불소 수지를 이용한 주형을 제조하는 과정을 도시한 공정 순서도이다.1A and 1B are process flowcharts illustrating a process of manufacturing a mold using an amorphous fluororesin according to a first embodiment of the present invention.
도 1a를 참조하면, 준비된 지그(102)의 내측에 임의의 패턴 구조, 즉 제조하고자 하는 주형의 패턴과 대향하는 패턴 구조를 갖는 마스터 몰드(104)를 그 패턴 구조면이 위를 향하도록 하여 정렬시키고, 지그(102)의 내부를 필요로 하는 적절한 두께만큼의 테프론 AF 분말(106a)을 충진시킨다.Referring to FIG. 1A, a master mold 104 having an arbitrary pattern structure, that is, a pattern structure opposed to a pattern of a mold to be manufactured, is arranged inside the prepared jig 102 with its pattern structure face up. And fill the Teflon AF powder 106a by an appropriate thickness that requires the interior of the jig 102.
이어서, 압착을 위한 프레스 판, 보다 상세하게는 그 내부에 히터(110)가 내장된 프레스 판(108)을 준비한 후, 임의의 공정 조건, 예를 들면 T=340℃, P=3000psi의 공정 조건에서 프레스 판(108)을 테프론 AF 분말(106a)에 소정시간(예를 들면, t=120min) 동안 압축 성형시킨다.Subsequently, after preparing a press plate for crimping, more specifically, a press plate 108 having a heater 110 therein, an arbitrary process condition, for example, a process condition of T = 340 ° C. and P = 3000 psi, is prepared. Press plate 108 is press-molded on Teflon AF powder 106a for a predetermined time (for example, t = 120 min).
이후, 프레스 판(108)을 들어 올린 후 지그(102)로부터 압축 성형된 테프론 AF 분말을 탈거(분리)함으로써, 일 예로서 도 1b에 도시된 바와 같은 패턴 구조를 갖는 주형(106)을 완성한다. 이와 같이, 완성된 비결정성 불소 수지를 이용한 주형은 기판 상에 패턴(㎚ - ㎝ 크기의 다양한 패턴)을 형성하는데 사용된다.Thereafter, the press plate 108 is lifted up, and then the compression molded Teflon AF powder is removed (separated) from the jig 102, thereby completing the mold 106 having a pattern structure as shown in FIG. 1B as an example. . As such, the mold using the finished amorphous fluorine resin is used to form a pattern (various patterns of nm-cm size) on the substrate.
한편, 본 발명에서는, 상기한 방법과는 달리, 지그 내부에 먼저 테프론 AF 분말을 충진하고 프레스 판으로 압착하여 평탄한 판을 형성한 후 지그로부터 탈거하며, 다시 평탄한 판과 임의의 패턴 구조면을 갖는 마스터 몰드를 프레스로 압착하는 압축성형 방식(일종의 임프린트 방식)으로 제조할 수도 있다.On the other hand, in the present invention, unlike the method described above, the inside of the jig is first filled with Teflon AF powder and pressed with a press plate to form a flat plate and then removed from the jig, again having a flat plate and an arbitrary pattern structure surface The master mold may be manufactured by a compression molding method (a kind of imprint method) that is pressed by a press.
다른 한편, 본 발명의 불소 수지를 이용한 주형은, 상술한 바와 같은 압축성형 방법이 아니라, 일측에 임의의 패턴 구조(즉, 사출 성형으로 제조하고자 하는 주형의 패턴과 대향하는 패턴 구조)를 형성한 주형 틀 등을 이용하는 사출 성형 방법으로 제조할 수 있음은 물론이다.On the other hand, the mold using the fluorine resin of the present invention is not a compression molding method as described above, but instead of forming any pattern structure (that is, a pattern structure opposite to the pattern of the mold to be produced by injection molding) on one side. Of course, it can be produced by an injection molding method using a mold or the like.
[실시 예2]Example 2
도 2a 및 2b는 본 발명의 제 2 실시 예에 따라 비결정성 불소 수지를 이용한 주형을 제조하는 과정을 도시한 공정 순서도이다.2A and 2B are process flowcharts illustrating a process of manufacturing a mold using an amorphous fluororesin according to a second embodiment of the present invention.
도 2a를 참조하면, 준비된 용기(202)의 내측에 임의의 패턴 구조, 즉 제조하고자 하는 주형의 패턴과 대향하는 패턴 구조를 갖는 마스터 몰드(204)를 그 패턴 구조면이 위를 향하도록 하여 정렬시키고, 용기(202)의 내부에 내부를 필요로 하는 적절한 만큼의 테프론 AF 용액(206a)을 채워 넣는다. 여기에서, 용기(202) 내부에 용액을 채워 넣는 방법으로는, 예를 들면 스핀 코팅(spin coating), 스프레이 코팅(spray coating), 딥 코팅(dip coating), 용액 캐스팅(solution casting) 등의 방식을 사용할 수 있다.Referring to FIG. 2A, a master mold 204 having an arbitrary pattern structure, that is, a pattern structure opposed to a pattern of a mold to be manufactured, is arranged inside the prepared container 202 with its pattern structure face up. The container 202 is filled with an appropriate amount of Teflon AF solution 206a that requires the inside. Here, as a method of filling a solution into the container 202, for example, spin coating, spray coating, dip coating, solution casting, etc. Can be used.
이어서, 소정의 공정 온도(예를 들면, 25℃)에서 소정 시간(예를 들면, 240min) 동안 처리하여 용매를 증발시킴으로써 테프론 AF 용액을 경화시킨다. 이러한 경화 공정은 고온 열처리(또는 고온 진공 열처리) 조건에서 수행하여 용액에 함유된 용매의 증발을 촉진시킴으로써 보다 신속하게 실현할 수 있을 뿐만 아니라 테프론 AF 용액이 담긴 용기를 고속 회전시켜 용액에 함유된 용매의 증발을 촉진시킴으로써 보다 신속하게 실현할 수 있다.The Teflon AF solution is then cured by evaporation of the solvent by treatment at a predetermined process temperature (eg 25 ° C.) for a predetermined time (eg 240 min). This curing process can be realized more quickly by performing under high temperature heat treatment (or high temperature vacuum heat treatment) conditions to promote the evaporation of the solvent contained in the solution, as well as by rotating the vessel containing the Teflon AF solution at high speed to remove the solvent contained in the solution. It can be realized more quickly by promoting the evaporation.
이후, 용기(202)로부터 경화된 테프론 AF를 탈거(분리)함으로써, 일 예로서 도 2b에 도시된 바와 같은 패턴 구조를 갖는 주형(206)을 완성한다. 이와 같이, 완성된 비결정성 불소 수지를 이용한 주형은 기판 상에 패턴(㎚ - ㎝ 크기의 다양한 패턴)을 형성하는데 사용된다.Thereafter, the cured Teflon AF is removed (separated) from the container 202 to complete the mold 206 having a pattern structure as shown in FIG. 2B as an example. As such, the mold using the finished amorphous fluorine resin is used to form a pattern (various patterns of nm-cm size) on the substrate.
한편, 본 실시 예에서는 마스터 몰드(204)가 담겨진 용기(202) 내부에 테프론 AF 용액을 담은 후 용매를 증발시키고, 다시 그 위에 테프론 AF 용액을 담은 후 증발시키는 과정을 필요한 횟수만큼 반복적으로 수행하는 방식을 통해 원하는 목표 두께를 갖는 주형을 얻을 수 있음은 물론이다.Meanwhile, in the present embodiment, the process of repeatedly evaporating the solvent after containing the Teflon AF solution in the container 202 in which the master mold 204 is contained, and again containing the Teflon AF solution thereon is repeated as many times as necessary. Of course, a mold having a desired target thickness can be obtained through the method.
[실시 예3]Example 3
도 3a 및 3b는 본 발명의 제 3 실시 예에 따라 비결정성 불소 수지를 이용한 주형을 제조하는 과정을 도시한 공정 순서도이다.3A and 3B are process flowcharts illustrating a process of manufacturing a mold using an amorphous fluororesin according to a third embodiment of the present invention.
도 3a를 참조하면, 준비된 지그 또는 용기(302)의 내측에 임의의 패턴 구조를 갖는 마스터 몰드(304)를 그 패턴 구조면이 위를 향하도록 하여 정렬시키고, 전술한 실시 예1 또는 실시 예2의 방법 및 그 변형 방법들을 이용하여, 지그 또는 용기(302) 내에 수 ㎛ 내지 수백 ㎛의 두께를 갖는 압축성형 또는 경화된 테프론 AF 주형층(306)을 형성한다.Referring to FIG. 3A, the master mold 304 having an arbitrary pattern structure inside the prepared jig or container 302 is aligned with its pattern structure surface facing upward, and the above-described embodiment 1 or 2 Method and variations thereof to form a compressed or cured Teflon AF template layer 306 having a thickness of several micrometers to several hundred micrometers in the jig or vessel 302.
이어서, 압축성형 또는 경화된 테프론 AF 주형층(306)의 상부에 PDMS, PU 등의 고분자 탄성체 용액(308a)을 소정의 양만큼 채워 넣은 후 경화 공정을 수행하여 고분자 탄성체 주형(308a)을 경화시킨다.Subsequently, a polymer elastomer solution 308a such as PDMS or PU is filled in a predetermined amount on the compression molded or cured Teflon AF mold layer 306, and then a curing process is performed to cure the polymer elastomer mold 308a. .
이후, 지그 또는 용기(302)로부터 테프론 AF 주형층(306)과 고분자 탄성체 주형층(308)의 이층 구조로 된 주형을 탈거(분리)함으로써, 일 예로서 도 3b에 도시된 바와 같은 패턴 구조를 갖는 2층 구조 주형을 완성한다. 이와 같이, 완성된 비결정성 불소 수지를 이용한 2층 구조의 주형은 기판 상에 패턴(㎚ - ㎝ 크기의 다양한 패턴)을 형성하는데 사용된다.Then, by removing (separating) the two-layer mold of the Teflon AF mold layer 306 and the polymer elastomer mold layer 308 from the jig or the container 302, the pattern structure as shown in FIG. The two-layer structure mold which has is completed. In this manner, a two-layered mold using the completed amorphous fluorine resin is used to form a pattern (various patterns of nm-cm size) on a substrate.
따라서, 본 실시 예에 따라 제조되는 주형은 비결정성 불소 수지 주형에 고분자 탄성체(PDMS, PU 등의 고분자 탄성체)가 덧붙여진 형태를 갖기 때문에 기판 상에 다양한 크기의 패턴을 형성하기 위한 주형의 취급을 보다 원활하게 할 수 있다.Therefore, the mold prepared according to the present embodiment has a form in which a polymer elastomer (a polymer elastomer such as PDMS, PU, etc.) is added to an amorphous fluororesin mold, so that molds for forming patterns of various sizes on a substrate may be handled more. I can do it smoothly.
한편, 본 발명에 따른 주형은 비결정성 수지인 테프론의 재질로 형성하거나 혹은 태프론의 일단 측(즉, 패턴 구조가 형성되지 않은 측)에 고분자 탄성체(PDMS, PU 등의 고분자 탄성체)를 부착한 2층 구조로 형성하는 것에 한정되는 것은 아니며, 비결정성 불소 수지와 고분자 탄성체를 혼합한 복합체 재질로 형성할 수도 있음은 물론이다.On the other hand, the mold according to the present invention is formed of a material of amorphous resin Teflon or attached to a polymer elastomer (polymer elastomer such as PDMS, PU, etc.) on one side of the teflon (that is, the side where the pattern structure is not formed) It is not limited to forming in a two-layer structure, Of course, it can also be formed from the composite material which mixed amorphous fluororesin and a polymeric elastic body.
이와 같이, 테프론 등의 비결정성 불소 수지와 PDMS, PU 등의 고분자 탄성체를 혼합한 재질로 된 복합체 주형(composite mold)은 고분자 턴성체의 올리고머()와 비결정성 불소 수지 용액을 적정 비율로 혼합한 후 용매를 증발시키고, 이어서 경화제를 첨가한 후 잘 혼합하여 복합체를 만들고, 이러한 복합체를 마스터 몰드가 삽입된 용기에 부어 경화(예를 들면, 열, 자외선 등을 이용하여 경화)시킨 후 마스터 몰드로부터 떼어내는 방식으로 제조할 수 있다.As described above, the composite mold made of a mixture of amorphous fluorine resins such as Teflon and polymer elastomers such as PDMS and PU is obtained by mixing oligomer () and amorphous fluorine resin solution of polymer turnable body in an appropriate ratio. The solvent is then evaporated, then the curing agent is added and then mixed well to form a composite, which is poured into a container into which the master mold is inserted and cured (e.g., cured using heat, ultraviolet light, etc.) and then removed from the master mold. It can be produced by peeling off.
여기에서, 용매의 제거 촉진을 위해, 전술한 실시 예에서와 마찬가지로, 고온 열처리 또는 고온 진공 열처리 공정을 수행하거나 혹은 용기를 고속 회전시키는 공정을 수행할 수 있음은 물론이다.Here, in order to accelerate the removal of the solvent, as in the above-described embodiment, it is a matter of course to perform a high temperature heat treatment or a high temperature vacuum heat treatment process or a process of rotating the vessel at high speed.
또한, 복합체 주형은, 상기 방식과는 달리, ㎚ 크기의 매우 미세한 비결정성 불소 수지 분말과 고분자 탄성체 올리고머 및 경화제를 동시에 혼합하여 복합체를 만들고, 이를 마스터 몰드가 삽입된 용기에 부어 경화(예를 들면, 열, 자외선 등을 이용하여 경화)시킨 후 마스터 몰드로부터 떼어내는 방식으로 제조할 수도 있다. 여기에서도 상기와 마찬가지로, 열 또는 자외선 등을 이용하여 경화시킬 수 있다.In addition, the composite mold, unlike the above method, simultaneously forms a composite by mixing a very fine amorphous fluorine resin powder having a size of nanometer, a polymer elastomer oligomer and a curing agent, and pouring it into a container into which a master mold is inserted to cure (for example, , By curing with heat, ultraviolet rays, or the like, and then peeling away from the master mold. Here, too, it can harden | cure using heat, an ultraviolet-ray, etc. similarly to the above.
본 발명의 발명자들은 비결정성 불소 수지를 이용한 주형을 제조하고, 이를 이용하여 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 실험을 수행하였으며, 그 실험 결과는 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같다.The inventors of the present invention prepared a mold using an amorphous fluorine resin, and performed an experiment to form a fine pattern on the substrate using the same, the experimental results are as shown in Figures 4a and 4b.
도 4a는 본 발명에 따라 임의의 공정 조건에서 제조한 1㎛ 선폭과 간격의 패턴을 갖는 비결정성 테프론 주형의 표면을 광학 현미경으로 촬상한 사진이다.4A is a photograph taken with an optical microscope of the surface of an amorphous Teflon mold having a pattern of 1 μm line width and spacing prepared under arbitrary process conditions in accordance with the present invention.
도 4a를 참조하면, 본 실험 예에 따른 비결정성 테프론 주형은, 마스터 몰드로 패턴이 형성된 실리콘 기판을 사용하였으며, 온도 340℃, 압력 2000psi, 시간 5분의 공정 조건과 상온까지 자연 냉각시키는 방식으로 제조하였다.Referring to FIG. 4A, the amorphous Teflon mold according to the present experimental example uses a silicon substrate having a pattern formed as a master mold, and is naturally cooled to a process condition of room temperature of 340 ° C., pressure of 2000 psi, and time of 5 minutes at room temperature. Prepared.
도 4b는 도 4a에 사진으로 도시한 비결정성 테프론 주형을 이용하여 기판 상에 형성한 패턴을 광학 현미경으로 촬상한 사진이다.FIG. 4B is a photograph taken with an optical microscope of a pattern formed on a substrate using the amorphous Teflon mold shown in the photograph in FIG. 4A.
도 4b를 참조하면, 본 실험 예에서는 실리콘 기판을 사용하고, 고분자 물질로는 폴리스타이렌(polystyrene)을 사용하였으며, 비결정성 테프론 주형을 이용하는 모세관 힘 리쏘그라피 방법(공정 조건 : 온도 150℃, 시간 30분)으로 패터닝을 수행하였다.Referring to FIG. 4B, in the present experimental example, a silicon substrate was used, a polystyrene was used as the polymer material, and a capillary force lithography method using an amorphous Teflon template (process condition: temperature 150 ° C., time 30 minutes). Patterning was carried out).
본 발명자들에 의한 실험 결과에 따르면, 패터닝 후 기판과의 분리가 용이하고, 기체 투과성이 우수하면서 동시에 특정 용매에 기인하는 변형에 강하고, 탄성체에 비해 큰 기계적 강도를 가지고, 유연성 확보를 통해 기판과의 균일한 접촉이 가능한 비결정성 테프론 주형을 얻을 수 있었으며, 이러한 비결정성 테프론 주형을 이용하여 기판 상에 안정되고 신뢰할 수 있는 미세 패턴을 형성할 수 있음을 확실하게 알 수 있었다.According to the experimental results by the present inventors, it is easy to separate from the substrate after patterning, has excellent gas permeability, and is resistant to deformation caused by a specific solvent, has a large mechanical strength compared to the elastic body, and secures flexibility through An amorphous Teflon template capable of uniform contact with was obtained, and it was clearly seen that the amorphous Teflon template can be used to form a stable and reliable fine pattern on a substrate.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기판 상에 패턴을 형성하기 위한 주형으로서 낮은 기계적 강도로 인해 변형에 취약하고 유기 용매에 기인하는 팽윤(swelling)에 의한 변형에 취약한 고분자 탄성체의 일종인 PDMS를 사용하는 전술한 종래 기술과는 달리, 기판 상에 다양한 크기의 패턴을 형성하기 위한 주형의 재료로서 비결정성 테프론, 즉 낮은 표면 에너지로 인해 주형 분리가 용이하고, 적절한 기계적 강도를 가지며, 높은 기체 투과도 및 유기 용매에의 비팽윤 특성 및 기판 표면과의 균일한 접촉을 제공할 수 있는 비결정성 불소 수지인 테프론을 사용함으로써, 패터닝 후 기판과의 분리가 용이하고, 기체 투과성이 우수하면서 동시에 특정 용매에 기인하는 변형에 강하며, 탄성체에 비해 큰 기계적 강도를 가지고, 유연성 확보를 통해 기판과의 균일한 접촉을 실현할 수 있다.As described above, according to the present invention, as a mold for forming a pattern on a substrate, PDMS, which is a kind of polymer elastomer, which is susceptible to deformation due to low mechanical strength and susceptible to deformation due to swelling caused by organic solvent, is used. Unlike the prior art described above, as a material of the mold for forming patterns of various sizes on the substrate, amorphous Teflon, that is, low surface energy, facilitates mold separation, has appropriate mechanical strength, high gas permeability and By using Teflon, an amorphous fluorine resin that can provide non-swelling properties to organic solvents and uniform contact with the substrate surface, separation with the substrate is easy after patterning, and excellent in gas permeability and at the same time due to specific solvents. It is resistant to deformation, has greater mechanical strength than elastic body, and secures flexibility with substrate. It is possible to realize the same touch.
도 1a 및 1b는 본 발명의 제 1 실시 예에 따라 비결정성 불소 수지를 이용한 주형을 제조하는 과정을 도시한 공정 순서도,1A and 1B are a process flowchart showing a process of manufacturing a mold using an amorphous fluororesin according to a first embodiment of the present invention;
도 2a 및 2b는 본 발명의 제 2 실시 예에 따라 비결정성 불소 수지를 이용한 주형을 제조하는 과정을 도시한 공정 순서도,2A and 2B are process flowcharts illustrating a process of manufacturing a mold using an amorphous fluororesin according to a second embodiment of the present invention;
도 3a 및 3b는 본 발명의 제 3 실시 예에 따라 비결정성 불소 수지를 이용한 주형을 제조하는 과정을 도시한 공정 순서도,3A and 3B are process flowcharts illustrating a process of manufacturing a mold using an amorphous fluororesin according to a third embodiment of the present invention;
도 4a는 본 발명에 따라 임의의 공정 조건에서 제조한 1㎛ 선폭과 간격의 패턴을 갖는 비결정성 테프론 주형의 표면을 광학 현미경으로 촬상한 사진,4A is a photograph taken with an optical microscope of the surface of an amorphous Teflon mold having a pattern of 1 μm line width and spacing prepared under arbitrary process conditions in accordance with the present invention;
도 4b는 도 4a에 사진으로 도시한 비결정성 테프론 주형을 이용하여 기판 상에 형성한 패턴을 광학 현미경으로 촬상한 사진.FIG. 4B is a photograph taken with an optical microscope of a pattern formed on a substrate using an amorphous Teflon mold shown in the photograph in FIG. 4A.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
102 : 지그 104, 204, 304 : 마스터 몰드102: jig 104, 204, 304: master mold
106, 206 : 주형 106a : 테프론 AF 분말106,206: Template 106a: Teflon AF Powder
108 : 프레스 판 110 : 히터108: press plate 110: heater
206a : 테프론 AF 용액 306 : 테프론 AF 주형층206a: Teflon AF solution 306: Teflon AF template layer
308 : 고분자 탄성체 주형층 308a : 고분자 탄성체 용액308: polymer elastomer template layer 308a: polymer elastomer solution
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100645641B1 (en) * | 2005-05-17 | 2006-11-14 | 삼성전기주식회사 | Imprint mold for printed circuit board using ptfe and manufacturing method thereof |
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KR100966354B1 (en) * | 2007-05-29 | 2010-07-06 | 테크노세미켐 주식회사 | Teflon mold fabrication method for pattern forming |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05154602A (en) * | 1991-11-29 | 1993-06-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Manufacture of pattern for casting |
JPH08183106A (en) * | 1994-12-28 | 1996-07-16 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Fine processing method of teflon (registered trademark) and finely processed teflon member |
JPH09311460A (en) * | 1996-05-22 | 1997-12-02 | Nikon Corp | Production of resist pattern and forming metal mold |
US6228294B1 (en) * | 1998-07-06 | 2001-05-08 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method for compression molding |
JP2002184718A (en) * | 2000-12-14 | 2002-06-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method and device for imprinting |
-
2002
- 2002-11-15 KR KR10-2002-0071025A patent/KR100526053B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05154602A (en) * | 1991-11-29 | 1993-06-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Manufacture of pattern for casting |
JPH08183106A (en) * | 1994-12-28 | 1996-07-16 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Fine processing method of teflon (registered trademark) and finely processed teflon member |
JPH09311460A (en) * | 1996-05-22 | 1997-12-02 | Nikon Corp | Production of resist pattern and forming metal mold |
US6228294B1 (en) * | 1998-07-06 | 2001-05-08 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method for compression molding |
JP2002184718A (en) * | 2000-12-14 | 2002-06-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method and device for imprinting |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101502933B1 (en) * | 2008-07-17 | 2015-03-16 | 에이전시 포 사이언스, 테크놀로지 앤드 리서치 | A method of making an imprint on a polymer structure |
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