KR100558967B1 - Fabrication Method of Patterned Relief Arrays Useful to Microelectronics and Optical Devices - Google Patents

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Abstract

본 발명의 제 1측면에 따른 양각배열패턴의 형성방법은, 양각으로 패턴화된 마스터의 상면에 연성의 제1고분자를 적층시키고 경화처리하여 음각의 패턴을 형성하는 단계; 음각의 패턴이 형성된 제 1고분자층을 마스터로부터 분리하고 상기 패턴내에 소정의 제 1입자를 충진하는 단계; 패턴이 형성된 제 1고분자층의 상면에 점착성의 제 2고분자를 적층시켜 상기 제 1입자로 구성되는 양각의 패턴을 상기 제 2고분자층의 표면에 부착시키는 단계; 및 상기 제 2고분자층을 상기 제 1고분자층으로부터 분리하고 상기 제 2고분자층에 형성된 홈에 제 2입자를 충진하는 단계를 포함하는 양각배열패턴의 형성방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of forming an embossed array pattern, the method comprising: forming a negative pattern by stacking and curing a soft first polymer on an upper surface of an embossed patterned master; Separating a first polymer layer having a negative pattern from the master and filling predetermined first particles in the pattern; Stacking a second adhesive polymer on a top surface of the first polymer layer having a pattern formed thereon and attaching an embossed pattern composed of the first particles to the surface of the second polymer layer; And separating the second polymer layer from the first polymer layer and filling the second particles into grooves formed in the second polymer layer.

또한, 본 발명의 제 2측면에 따른 방법은, 양각으로 패턴화된 마스터의 상면에 연성의 고분자를 적층시키고 경화처리하여 음각의 패턴을 형성하는 단계; 음각의 패턴이 형성된 고분자층을 마스터로부터 분리하고 상기 패턴 내에 소정의 제1입자를 충진하는 단계; 상기 고분자층의 음각의 패턴이 형성된 면에 소정의 기판을 부착시키는 단계; 상기 고분자층을 식각하여 상기 기판상에 상기 제1입자로 구성되는 양각패턴을 형성하는 단계; 및 상기 기판상에 형성된 홈에 제2입자를 충진하는 단계를 포함하는 양각배열패턴의 형성방법을 제공한다.In addition, the method according to the second aspect of the present invention, the step of laminating a soft polymer on the upper surface of the embossed patterned master and hardened to form a negative pattern; Separating the polymer layer having the negative pattern from the master and filling predetermined first particles in the pattern; Attaching a predetermined substrate to a surface on which a negative pattern of the polymer layer is formed; Etching the polymer layer to form an embossed pattern formed of the first particles on the substrate; And filling a second particle in the groove formed on the substrate.

Description

미세전자 및 광학소자제작에 유용한 규칙적인 양각 패턴의 형성방법{Fabrication Method of Patterned Relief Arrays Useful to Microelectronics and Optical Devices} Fabrication Method of Patterned Relief Arrays Useful to Microelectronics and Optical Devices             

도 1은 본 발명에 따른 양각 패턴의 제조과정의 설명도1 is an explanatory diagram of a manufacturing process of an embossed pattern according to the present invention

도 2는 본 발명에 따라 마스터 위에서 복제된 폴리디메틸실록산 주형의 SEM 이미지 2 is an SEM image of a polydimethylsiloxane template replicated on a master in accordance with the present invention.

도 3a,b는 본 발명에 사용된 주형에 딥 코팅을 이용해 삽입된 각각 크기가 다른 구형 입자들의 SEM 이미지3A and 3B are SEM images of spherical particles of different sizes inserted using dip coating into a mold used in the present invention.

도 4a,b는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 자외선 경화를 통해 폴리우레탄을 구형입자 배열 위에 코팅하고 제1고분자층으로부터 떼어내어 얻은 피라미드 형태를 가진 양각 배열의 SEM 이미지Figure 4a, b is a preferred embodiment according to the present invention, the SEM image of the embossed array having a pyramidal shape obtained by coating the polyurethane on the spherical particle array through UV curing and peeled from the first polymer layer

도 5a,b,c는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 크기가 다른 입자들로 양각 패턴화된 표면에 또 다른 구형 입자들을 채워 얻은 SEM 이미지Figures 5a, b, c is a preferred embodiment according to the present invention, SEM image obtained by filling another spherical particles on an embossed patterned surface with particles of different sizes

도 6a,b는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 세가지 다른 입자 크기를 갖는 입자 배열과 산소 플라즈마 식각을 이용한 새로운 다공성 입자 패턴의 SEM 이미지6A and 6B illustrate a preferred embodiment according to the present invention, in which SEM images of a new porous particle pattern using oxygen plasma etching and a particle array having three different particle sizes are illustrated.

본 발명은 미세 전자 및 광학소자제작에 유용한 규칙적인 양각 패턴을 얻을 수 있는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소프트리소그래피를 이용하여 간단한 공정으로 두가지 이상의 다른 입자로 구성되는 미세전자 및 광학소자제작에 유용한 규칙적인 양각 패턴을 얻을 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for obtaining a regular relief pattern useful in the production of microelectronic and optical devices, and more particularly to the production of microelectronic and optical devices consisting of two or more different particles in a simple process using soft lithography. It is about how to obtain a useful regular relief pattern.

보다 많은 정보를 좁은 면적에 저장하기 위해서는 패턴의 마이크로 또는 나노미터화가 필요하다. 마이크로 이하의 패턴을 제조하기 위한 기존 공정은 주로 포토 리소그래피를 이용해 이루어졌다. 그러나, 포토 리소그래피는 빛의 회절이나 간섭에 의해 수행되므로 구현할 수 있는 선폭의 제한이 있으므로 그 이상의 미세한 패턴을 제조하기 위해서는 전자빔 리소그래피 또는 X-선 리소그래피를 이용한 패턴의 형성 방법이 요구된다. 그러나. 위와 같은 방법들은 포토리소그래피에 비해 정밀한 선폭과 높은 해상도의 구현이 가능하지만, 긴 공정 시간과 많은 비용이 소요되는 단점이 있다. 이와 같은 단점을 극복하기 위한 방안으로 현재 소프트 리소그래피를 이용한 기술이 활발히 연구되어지고 있다. To store more information in a smaller area, micro or nanometerization of the pattern is required. Existing processes for the fabrication of sub-micron patterns have mainly been done using photolithography. However, since photolithography is performed by diffraction or interference of light, there is a limitation in the line width that can be realized, and thus, a method of forming a pattern using electron beam lithography or X-ray lithography is required to manufacture more fine patterns. But. While the above methods can realize precise line width and high resolution than photolithography, they have a long process time and high cost. In order to overcome such drawbacks, techniques using soft lithography have been actively studied.

소프트리소그래피는 주로 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethyl siloxane)과 같은 연성 물질을 마스크로 이용하여 패턴을 형성하는 방법으로서 극도의 청정을 요하는 클린룸이 아닌 실험실 수준에서도 패턴의 제작이 용이하고, 평판 뿐만 아니라 구형 표면 위에서도 반복적인 패턴의 형성이 가능한 장점을 지닌다. Soft lithography is a method of forming a pattern using a soft material such as polydimethyl siloxane (PDMS) as a mask, and it is easy to manufacture a pattern even at the laboratory level, not in a clean room requiring extreme cleanness. However, it has the advantage that it is possible to form a repeating pattern even on a spherical surface.

이렇게 제조된 패턴을 소자로 응용하기 위해서는 그 패턴 위에 마스크를 이용하여 요구되는 물질들을 증착하고 식각하는 기술이 요구된다. 트랜지스터나 다이오드와 같은 소자들을 제작할 경우 다단계 공정에서 다양한 마스크들을 이용하여 물질을 증착하고, 식각하는 공정을 거치기 때문에 매우 복잡하다. In order to apply such a pattern to a device, a technique of depositing and etching required materials using a mask on the pattern is required. When manufacturing devices such as transistors and diodes, the process of depositing and etching materials using various masks in a multi-step process is very complicated.

또한, 화학기상증착법, 스퍼터링, 딥 코팅과 같은 기술들이 박막에 입자나 물질을 코팅하기 위해 사용되는데, 이 경우, 다양한 크기와 모양을 가질 수 있도록 패턴화하기 위해서는 화학약품을 이용한 습식식각이나 플라즈마 또는 코로나를 이용한 건식식각 방법이 요구된다.In addition, techniques such as chemical vapor deposition, sputtering, and dip coating are used to coat particles or materials on thin films. In this case, wet etching or plasma using chemicals may be used to pattern patterns of various sizes and shapes. There is a need for a dry etching method using corona.

미세하게 패턴화된 입자 배열은 디스플레이 (광학)소자의 해상도 증가를 위해서 화소의 고집적화와 축소화가 요구되는 분야에서 중요하게 활용될 수 있으며, 규칙적인 입자의 배열을 이용한 광결정 소자에도 광범위하게 응용될 수 있다. Finely patterned particle arrays can be used in applications requiring high integration and miniaturization of pixels in order to increase the resolution of display (optical) devices, and can be widely applied to photonic crystal devices using regular arrays of particles. have.

이와 같은 이유에서, 최근 입자의 규칙적인 패턴을 얻기 위한 방법의 일환으로 미세채널과 표면의 화학적 특이성을 이용하는 여러 방법들이 행해지고 있다. (참조:(a) Aizenberg, J.; Braun, P.V.; Wiltzius, P. Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 2997. (b) Tien, J.; Terfort, A.; Whitesides, G. M. Langmuir, 1997, 13, 5349. (c) Aizenberg, J.; Black, A. J.; Whitesides, G. M. Nature, 1999, 398, 495 (d) Zheng, H.; Rubner, M. F.; Hammond, P. T. Langmuir, 2002, 18, 4505. (e) Chen, K.M.; Jiang, X.; Kimberling, L. C.; Hammond, P.T. Langmuir, 2000, 16, 7825. (f) Lee, I.; Zheng, H.; Rubner, M. F.; Hammond, P. T. Adv. Mater, 2002, 14, 572. (g) Hua, F.; Shi, J.; Lvov, Y.; Cui, T. Nano Lett. 2002, 2, 1219. (h) Doshi, D. A.; Hesing, N. K.; Lu, M.; Fan, H.; Lu, Y.; S.-Potter, K.; Potter Jr., B. G.; Hurd, A. J.; Brinker, C. J. Science, 2000, 290, 107. (i) Zheng, H.; Lee, I.; Rubner, M. F.; Hammond, P. T. Adv. Mater, 2002, 14, 569. (j) Gu, Z.-Z.; Fujishima, A.; Sato, O. Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 2067.). 그러나, 이와 같은 종래의 입자 배열의 방법들은 모두 단일 입자로 구성되는 배열에 국한되어지거나, 화학적인 특별한 표면처리가 요구되는 번거로움이 있다. 또한, 2종류 이상의 입자로 구성되는 규칙적인 배열에 관한 연구 결과는 현재까지도 매우 미진한 상태이다.For this reason, in recent years, as part of a method for obtaining a regular pattern of particles, various methods using chemical specificities of microchannels and surfaces have been performed. (A) Aizenberg, J .; Braun, PV; Wiltzius, P. Phys. Rev. Lett . 2000, 84 , 2997. (b) Tien, J .; Terfort, A .; Whitesides, GM Langmuir , 1997 , 13 , 5349. (c) Aizenberg, J .; Black, AJ; Whitesides, GM Nature , 1999, 398 , 495 (d) Zheng, H .; Rubner, MF; Hammond, PT Langmuir , 2002, 18 , 4505. (e) Chen, KM; Jiang, X .; Kimberling, LC; Hammond, PT Langmuir , 2000, 16 , 7825. (f) Lee, I .; Zheng, H .; Rubner, MF; Hammond, PT Adv. , 2002, 14, 572. (g ) Hua, F .; Shi, J .; Lvov, Y .; Cui, T. Nano Lett 2002, 2, 1219. (h) Doshi, DA;. Hesing, NK; Lu (M); Fan, H .; Lu, Y .; S.-Potter, K .; Potter Jr., BG; Hurd, AJ; Brinker, CJ Science , 2000, 290 , 107. (i) Zheng, H. Lee, I .; Rubner, MF; Hammond, PT Adv. Mater , 2002, 14 , 569. (j) Gu, Z.-Z .; Fujishima, A .; Sato, O. Angew.Chem.Int.Ed. 2002, 41 , 2067. However, these conventional methods of particle arraying are all limited to arrays consisting of single particles, or are cumbersome requiring special surface treatment with chemicals. In addition, the results of regular arrangements composed of two or more kinds of particles are still very limited.

본 발명은 상기한 바와 같이 종래기술이 지니는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 간단한 공정으로 두종류 이상의 다른 입자로 구성되는 미세전자 및 광학소자제작에 유용한 규칙적인 양각 패턴을 얻을 수 있는 방법을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the purpose is to obtain a regular relief pattern useful in the production of microelectronic and optical elements composed of two or more different particles in a simple process In providing a method.

또한, 본 발명의 다른 목적은 미리 원하는 성질의 입자를 선택하여 배열할 수 있어 사용가능한 입자에 대한 선택이 자유롭고, 패턴의 형태에 따라 서로 다른 기능을 부여하는 것이 가능한 양각패턴의 형성방법을 제공함에 있다.
In addition, another object of the present invention is to provide a method of forming an embossed pattern that can be selected and arranged in advance the particles of the desired properties, free to choose the particles that can be used, and to impart different functions depending on the shape of the pattern. have.

상기한 목적을 달성하기 위한 제1측면에 따른 본 발명은,The present invention according to the first aspect for achieving the above object,

양각으로 패턴화된 마스터의 상면에 연성의 제1고분자를 적층시키고 경화처리하여 음각의 패턴을 형성하는 단계;Stacking and curing the soft first polymer on the upper surface of the embossed patterned master to form a negative pattern;

음각의 패턴이 형성된 제1고분자층을 마스터로부터 분리하고 상기 패턴내에 소정의 제1입자를 충진하는 단계;Separating a first polymer layer having a negative pattern from the master and filling predetermined first particles in the pattern;

패턴이 형성된 제1고분자층의 상면에 점착성의 제2고분자를 적층시켜 상기 제1입자로 구성되는 양각의 패턴을 상기 제2고분자층의 표면에 부착시키는 단계; 및Stacking a second adhesive polymer on a top surface of the first polymer layer having a pattern formed thereon, and attaching an embossed pattern composed of the first particles to a surface of the second polymer layer; And

상기 제 2고분자층을 상기 제1고분자층으로부터 분리하고 상기 제2고분자층에 형성된 홈에 제2입자를 충진하는 단계를 포함하는 양각배열패턴의 형성방법을 제공한다.Separating the second polymer layer from the first polymer layer and filling the second particles in the groove formed in the second polymer layer provides a method of forming a relief pattern.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 제 2측면에 따른 본 발명은,In addition, the present invention according to the second aspect for achieving the above object,

양각으로 패턴화된 마스터의 상면에 연성의 고분자를 적층시키고 경화처리하여 음각의 패턴을 형성하는 단계;Stacking and curing the soft polymer on the upper surface of the embossed patterned master to form an intaglio pattern;

음각의 패턴이 형성된 고분자층을 마스터로부터 분리하고 상기 패턴내에 소정의 제1입자를 충진하는 단계;Separating a polymer layer having a negative pattern from the master and filling predetermined first particles in the pattern;

상기 고분자층의 음각의 패턴이 형성된 면에 소정의 기판을 부착시키는 단계;Attaching a predetermined substrate to a surface on which a negative pattern of the polymer layer is formed;

상기 고분자층을 식각하여 상기 기판상에 상기 제1입자로 구성되는 양각패턴을 형성하는 단계; 및Etching the polymer layer to form an embossed pattern formed of the first particles on the substrate; And

상기 기판상에 형성된 홈에 제2입자를 충진하는 단계를 포함하는 양각배열패 턴의 형성방법을 제공한다.It provides a method of forming a relief array pattern comprising the step of filling a second particle in the groove formed on the substrate.

이하, 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the content of the present invention will be described in more detail.

패턴화된 마스터는 기존에 포토리소그래피 공정에서 사용되던 실리콘 웨이퍼 뿐만 아니라, 석영, 일반유리, 각종 금속판 및, 고분자 연성소재를 포함하는 다양한 소재로부터 제조될 수 있다. 고분자 연성소재는 부드럽고 잘 휘어지는 특성을 가지는 소재인 한 특별한 한정을 요하는 것은 아니며, 이러한 예로는, 폴리디메틸실록산, 우레탄, 폴리이미드, 폴리스타이렌, 폴리메타크릴레이트 등이 있다.Patterned masters can be fabricated from a variety of materials, including quartz, common glass, various metal plates, and polymeric flexible materials, as well as silicon wafers that have previously been used in photolithography processes. The polymer flexible material does not require any special limitation as long as it is a material having soft and flexible properties, and examples thereof include polydimethylsiloxane, urethane, polyimide, polystyrene, polymethacrylate, and the like.

상기 마스터가 되는 소재를 패턴화하는 공정은 종래 전자빔[예를 들어, '(a) Moreau, W.M.; Semicoductor Lithography: Principles and Materials, Plenum, New York, 1988. (b) Brabley, D.; Martin, B.; Prewell, P. D. Adv. Mater. Opt. Electron. 1994, 55. (c) Handbook of Microlithography, Micromachining, and Microfabrication, Vol. 1 (Ed.: P. Rai-Choudhury), SPIE Optical Engineering Press, Bellingham, Wa, 1997.'등에 소개된 방법] 또는, 포토리소그래피[예를 들어, '(a) Okazaki, S. J. Vac. Sci. Technol. B. 1991, 9, 2829. (b) Jeong, H. J.; Markle, D. A.; Owen, G.; Pease, F.; Greville, A.; von Bunau, R. Solid State Technol. 1994, 37, 39'에 소개된 방법] 공정에 의해 수행될 수 있다. 위와 같은 기술로부터 형성되어지는 패턴은 특별히 한정되는 것은 아니며, 당업자의 요구에 따라 원하는 형상으로 제공되어질 수 있다.Patterning the material to be the master is conventional electron beam [for example, '(a) Moreau, WM; S emicoductor Lithography: Principles and Materials , Plenum, New York, 1988. (b) Brabley, D .; Martin, B .; Prewell, PD Adv. Mater. Opt. Electron. 1994, 55. (c) Handbook of Microlithography, Micromachining, and Microfabrication, Vol. 1 (Ed .: P. Rai-Choudhury) , SPIE Optical Engineering Press, Bellingham, Wa, 1997. et al.] Or photolithography (eg, '(a) Okazaki, SJ Vac. Sci. Technol. B. 1991, 9, 2829. (b) Jeong, HJ; Markle, DA; Owen, G .; Pease, F .; Greville, A .; von Bunau, R. Solid State Technol. 1994, 37, 39 'method can be carried out by the process. The pattern formed from the above technique is not particularly limited and may be provided in a desired shape according to the needs of those skilled in the art.

상기 제1고분자는 상기 양각으로 패턴화된 마스터의 상면에 적층 및 경화되어짐으로써 적층면상에 상기 양각패턴에 대향하는 음각의 패턴을 가지는 제1고분자 층을 형성한다. 이러한 제1고분자층이 될 수 있는 물질은 경화가 용이하고 유연하며 또한, 취급이 용이한 것인 한 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리디메틸실록산, 폴리우레탄, 에폭시, 폴리스타이렌, 폴리이미드, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐클로라이드의 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 고분자를 들 수 있다.The first polymer is laminated and cured on the upper surface of the embossed patterned master to form a first polymer layer having a negative pattern on the laminated surface opposite the embossed pattern. The material that can be such a first polymer layer is not particularly limited as long as it is easy to cure, flexible, and easy to handle. For example, polydimethylsiloxane, polyurethane, epoxy, polystyrene, polyimide, And at least one polymer selected from the group of polymethyl methacrylate and polyvinyl chloride.

음각의 패턴은 종래 일반적으로 알려진 방법으로서, 레플리카몰딩법(예를 들면, 'Xia, Y.; Kim, E.; Zhao, X. -M.; Rogers, J. A.; Pretiss, M.; Whitesides, G. M. Science 1996, 273, 347'에 소개된 방법), 임프린팅법[예를 들면, '(a) Chou, S.Y.; Krauss, P.R.; Renstrom, P.J. Appl. Phys. Lett., 1995, 67, 3114, Science 1996, 272, 85. (b) Gale, M. T. in Micro-Optics; Elements, Systems and Applications (Ed.: H.P. Herzig), Taylor and Francis, London, 1997, 153.' 등에 소개된 방법), 미세접촉인쇄법(예를 들면, 'Kumar, A; Whitesides, G.M. Appl. Phys. Lett., 1993, 63, 2002.'에 소개된 방법), 모세관 마이크로몰딩법(예를 들면, 'Kim, E.; Xia, Y.; Whitesides, G.M. Nature 1995, 376, 581'에 소개된 방법), 전이몰딩법(예를 들면, 'Zhao, X.-M.; Xia, Y.; Whitesides, G. M. Adv. Mater. 1996, 8, 837'에 소개된 방법)등에 의해 형성될 수 있다. The intaglio pattern is a method generally known in the art and is a replica molding method (for example, 'Xia, Y .; Kim, E .; Zhao, X.-M .; Rogers, JA; Pretiss, M .; Whitesides, GM'). Science 1996, 273, 347 '), imprinting methods (eg,' (a) Chou, SY; Krauss, PR; Renstrom, PJ Appl. Phys. Lett. , 1995, 67, 3114, Science 1996, 272, 85. (b) Gale, MT in Micro-Optics; Elements, Systems and Applications (Ed .: HP Herzig), Taylor and Francis, London, 1997, 153. ' Method, such as the method described in "Kumar, A; Whitesides, GM Appl. Phys. Lett., 1993, 63, 2002." For example, the method described in 'Kim, E .; Xia, Y .; Whitesides, GM Nature 1995, 376, 581'), a transition molding method (eg 'Zhao, X.-M .; Xia, Y. Whitesides, GM Adv. Mater. 1996, 8, 837 ').

상기 제1고분자층의 표면에 형성된 음각의 패턴내에 충진되는 소정의 입자(이하 '제1입자'라 한다)들은 특별한 한정을 요하는 것은 아니지만, 바람직하게는 같은 종류의 균일한 입자 크기를 가지는 것들로서, 예를 들면, 폴리머 비드, 형광체, 자성재료, 금속재료, 세라믹의 군에서 선택되는 단일입자 또는 2이상의 혼합입 자를 들 수 있다. 상기에서 폴리머 비드는 균일한 크기를 가진 구슬 형태의 고분자로서, 보다 구체적인 예를 들면, 폴리스타이렌, 폴리메틸메타크릴레이트 등이 있다. 형광체는 전자빔의 에너지를 흡수하여 빛을 내는 특성을 가지는 물질을 통칭하며, 도핑되는 물질에 따라 빨강, 파랑, 녹색으로 다른 색깔을 방출한다. 자성재료는 자기장 하에서 자화하는 물질을 통칭하며, 보다 구체적인 예를 들면, Co 합금(Co, CoCrPt, CoCrTa, CoPt, CoPd), FePt, FeO3, FePd, SmCo5, MnAl, FeNdB을 포함한 CrTi, CrMn, CrMo, Ti, Pd, Au, Ni, Cr)등이 있다. 금속재료는 일반적으로 전기전도성을 가지는 특성을 가지는 물질을 통칭하며, 사용되는 금속의 구체적인 예를 들면, Fe, Ni, Co, Au, Ag, Cu 등이 있다. 세라믹의 구체적인 예를 들면, SiO2, Al2O3, Ce2O3, TiO2 등이 있다.The predetermined particles (hereinafter referred to as 'first particles') filled in the intaglio pattern formed on the surface of the first polymer layer do not require special limitation, but preferably those having the same kind of uniform particle size. Examples of the polymer include single particles or two or more mixed particles selected from the group of polymer beads, phosphors, magnetic materials, metal materials, and ceramics. The polymer bead is a bead-shaped polymer having a uniform size, and more specific examples thereof include polystyrene and polymethyl methacrylate. Phosphors collectively refer to materials that absorb the energy of an electron beam and emit light, and emit different colors in red, blue, and green depending on the doped material. The magnetic material is a generic name for a material that magnetizes under a magnetic field. More specifically, for example, Co alloys (Co, CoCrPt, CoCrTa, CoPt, CoPd), FePt, FeO 3 , FePd, SmCo 5, MnAl, FeNdB including CrTi, CrMn , CrMo, Ti, Pd, Au, Ni, Cr). The metal material generally refers to a material having a property of having electrical conductivity, and specific examples of the metal to be used include Fe, Ni, Co, Au, Ag, Cu, and the like. Specific examples of ceramics include SiO 2 , Al 2 O 3 , Ce 2 O 3 , TiO 2, and the like.

상기 제1입자로 사용될 수 있는 입자의 크기나 형태에는 상기 입자가 패턴내에 충진될 수 있는 한 특별한 한정을 요하지 않는다. 바람직하게는 상기 입자는 마이크로단위 또는 수백나노미터 수준의 입자이다. The size or shape of the particles that can be used as the first particles does not require any particular limitation as long as the particles can be filled in the pattern. Preferably the particles are particles at the micro level or hundreds of nanometers.

상기 제1입자의 음각의 패턴내로의 충진과정은 특별한 한정을 요하는 것은 아니며, 상기 입자들을 용액상으로 분산시켜 딥코팅(예를 들면, 'Gu, Z. -Z.; Fujishima, A.; Sato, O. Chem. Mater. 2002, 14, 760, Yang, S. M.; Miguez, H.; Ozin, G. A. Adv. Funct. Mater. 2002, 12.'에 소개된 방법) 하는 방법을 이용할 수 있다. 또한, 이 이외에도 화학기상증착 또는 전기도금의 방법에 따라 수행될 수 있다. 화학기상증착법은 기상분위기 하에서 반응 기체의 분해로 원하는 물질을 박 막에 증착시키는 방법으로 그 예는 'Choy, K. L. Prog. Polym. Sci., 2003, 48(2) 57.'에 소개된 방법이 이용될 수 있다. 또한, 전기도금에 의한 방법은 입자를 금속이온이 함유된 용액에 전기를 흐르게 하여 원하는 기판에 얇은 금속 박막을 입히는 방법으로, 이러한 방법의 예는 'Riley, D. J; Current opinion in colloid & interface sci. 2002, 7(3-4), 186.'에 소개되어 있다.The filling process of the first particles into the intaglio pattern is not particularly limited, and the particles are dispersed in a solution phase to provide deep coating (eg, 'Gu, Z. -Z .; Fujishima, A .; Sato, O. Chem. Mater. 2002, 14, 760, Yang, SM; Miguez, H .; Ozin, GA Adv. Funct. Mater. 2002, 12. '). In addition, it can be carried out according to the method of chemical vapor deposition or electroplating. Chemical vapor deposition is a method of depositing a desired material on a thin film by decomposition of a reaction gas under a gaseous atmosphere . For example, 'Choy, KL Prog. Polym. Sci., 2003, 48 (2) 57. 'may be used. In addition, the electroplating method is a method in which particles are flowed through a metal ion-containing solution to coat a thin metal thin film on a desired substrate. Examples of such methods include 'Riley, D. J; Current opinion in colloid & interface sci. 2002, 7 (3-4), 186. '

제1측면에 따른 본 발명의 양각배열패턴의 형성방법은 점착성의 제2고분자를 상기 제1고분자층의 패턴이 형성된 면에 적층시켜 제 2고분자층을 형성하고, 상기 제1입자가 상기 제2고분자층의 표면으로 그대로 전이되는 과정을 포함한다. 이를 위해, 바람직하게는 상기 제2고분자층을 구성하는 물질은 점착성이 있는 물질로서, 특별한 한정을 요하는 것은 아니지만, 예를 들면, 폴리디메틸실록산, 폴리우레탄, 에폭시, 폴리스타이렌, 폴리이미드, 폴리비닐클로라이드의 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 고분자를 들 수 있다.According to the first aspect of the present invention, there is provided a method of forming an embossed array pattern, wherein a second polymer layer is laminated on a surface on which a pattern of the first polymer layer is formed to form a second polymer layer. It includes a process of transferring to the surface of the polymer layer as it is. To this end, preferably, the material constituting the second polymer layer is a sticky material, and does not require any particular limitation. For example, polydimethylsiloxane, polyurethane, epoxy, polystyrene, polyimide, polyvinyl At least one polymer selected from the group of chlorides.

상기와 같은 과정은 소정의 기판을 상기 음각 패턴 위에 설치하고 모세관 현상을 이용해 상기 음각 패턴의 기공내로 상기 제2고분자층으로 될 수 있는 소정의 고분자를 충진하는 과정을 통해 수행될 수 있다. 이는 예시적인 것으로서 당업자라면 본 발명의 기재를 참조하여 다른 방법을 통해서 제2고분자층을 형성할 수도 있을 것이다.The above process may be performed by installing a predetermined substrate on the intaglio pattern and filling a predetermined polymer capable of becoming the second polymer layer into pores of the intaglio pattern by using a capillary phenomenon. This is illustrative and one skilled in the art may refer to the description of the present invention to form the second polymer layer through another method.

제2측면에 따른 본 발명의 양각배열패턴의 형성방법은 소정의 기판을 상기 고분자층의 음각의 패턴이 형성된 면에 소정의 기판을 부착시키고, 상기 고분자층을 식각하여 상기 기판상에 상기 제1입자로 구성되는 양각패턴을 형성하는 과정을 포함한다.In the method of forming an embossed array pattern of the present invention according to the second aspect, a predetermined substrate is attached to a surface on which a negative pattern of the polymer layer is formed, and the polymer layer is etched to form the first substrate on the substrate. It includes a process of forming an embossed pattern composed of particles.

상기에서 사용가능한 기판으로는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 실리콘 웨이퍼, 유리기판 등의 어느 것도 이용될 수 있다. 상기 기판을 고분자층에 부착하기 위한 방법으로는 자외선에 민감한 폴리우레탄 전구체를 이용하여 경화시키는 방법 등이 이용될 수 있다. The substrate usable above is not particularly limited, and for example, any of a silicon wafer and a glass substrate can be used. As a method for attaching the substrate to the polymer layer, a method of curing using a polyurethane precursor sensitive to ultraviolet rays may be used.

고분자층의 식각은 반응 이온 식각법 또는 고온 열처리에 의한 분해 등의 방법에 따라 수행될 수 있다. 동 방법에 따라 고분자층만을 선택적으로 식각하는 경우 기판상에는 상기 제1입자로만 구성된 양각의 패턴이 얻어진다.Etching of the polymer layer may be performed by a method such as reactive ion etching or decomposition by high temperature heat treatment. In the case of selectively etching only the polymer layer according to the same method, an embossed pattern composed of only the first particles is obtained on the substrate.

상기 제1측면 및 제2측면의 본 발명에 따라 형성된 양각의 패턴을 가지는 제2고분자층 내지는 기판의 표면 홈에는 제1입자와는 동일한 혹은 다른 제2의 입자가 충진된다.The second polymer layer or the surface groove of the substrate having the relief pattern formed according to the present invention on the first side and the second side is filled with second particles which are the same as or different from the first particles.

상기 제2입자로 될 수 있는 물질은 특별한 한정을 요하는 것은 아니지만, 바람직하게는 동종이며 균일한 크기를 갖는 입자들로서, 예를 들면, 폴리머 비드, 형광체, 자성재료, 금속재료, 세라믹의 군에서 선택되는 단일입자 또는 2이상의 혼합입자를 들 수 있다. 상기에서 폴리머 비드는 균일한 크기를 가진 구슬 형태의 고분자로서, 보다 구체적인 예를 들면, 폴리스타이렌 또는 폴리메틸메타크릴레이트 등이 있다. 형광체는 전자빔의 에너지를 흡수하여 빛을 내는 특성을 가지는 물질을 통칭하며, 도핑되는 물질에 따라 빨강, 파랑, 녹색으로 방출되는 빛의 색깔이 다르다. The material capable of being the second particle is not particularly limited, but is preferably homogeneous and uniformly sized particles, for example, in the group of polymer beads, phosphors, magnetic materials, metal materials, ceramics Single particle or 2 or more mixed particle selected can be mentioned. The polymer bead is a bead-shaped polymer having a uniform size, and more specifically, for example, polystyrene or polymethyl methacrylate. Phosphor is a generic name for a material that absorbs the energy of an electron beam and emits light. The color of light emitted in red, blue, and green varies depending on the doped material.

자성재료는 자기장 하에서 자화하는 특성을 가지는 물질을 통칭하며, 보다 구체적인 예를 들면, Co 합금(Co, CoCrPt, CoCrTa, CoPt, CoPd), FePt, FeO3, FePd, SmCo5, MnAl, FeNdB을 포함한 CrTi, CrMn, CrMo, Ti, Pd, Au, Ni, Cr)등이 있다. 금속재료는 전기전도성을 가지고 있는 물질을 통칭하며, 보다 구체적인 예를 들면, Fe, Ni, Co, Au, Ag 등이 있다. 세라믹의 구체적인 예를 들면, SiO2, Al2O3 , Ce2O3, TiO2 등이 있다.The magnetic material is a generic name for a material having a property of magnetizing under a magnetic field, and more specifically, for example, Co alloy (Co, CoCrPt, CoCrTa, CoPt, CoPd), FePt, FeO 3 , FePd, SmCo 5, MnAl, FeNdB CrTi, CrMn, CrMo, Ti, Pd, Au, Ni, Cr). The metal material is generally referred to as a material having electrical conductivity, and more specific examples thereof include Fe, Ni, Co, Au, and Ag. Specific examples of ceramics include SiO 2 , Al 2 O 3 , Ce 2 O 3 , TiO 2, and the like.

상기 제2입자로 사용될 수 있는 입자의 크기나 형태에는 상기 입자가 홈에 충진될 수 있는 한 특별한 한정을 요하지 않는다. 바람직하게는 상기 입자는 마이크로단위 또는 수백나노미터 수준의 입자이다. The size or shape of the particles that can be used as the second particles does not require any particular limitation as long as the particles can be filled in the grooves. Preferably the particles are particles at the micro level or hundreds of nanometers.

제2입자의 충진과정은 상기 제1입자의 경우에서와 동일하게 딥코팅, 화학기상증착, 전기도금의 방법에서 선택되는 어느 하나의 방법에 따라 수행될 수 있다.The filling process of the second particles may be performed according to any one method selected from the methods of dip coating, chemical vapor deposition, and electroplating as in the case of the first particles.

상기 과정에 의해 제조되는 양각배열의 패턴은 적어도 2개 이상의 서로 다른 입자를 규칙적으로 배열함으로써 디스플레이 소자의 화소의 크기를 줄이거나 또 다른 미세복합 패턴의 제작을 위한 주형으로 제공될 수 있다.The pattern of the relief array manufactured by the above process may be provided as a template for reducing the size of the pixel of the display element or by manufacturing another microcomposite pattern by regularly arranging at least two different particles.

이하, 본 발명의 내용을 구체적인 제조예를 통해 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the content of the present invention will be described in more detail through specific preparation examples.

도 1에는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서 제시된 양각패턴의 제조과정이 도시되어 있다. A는 양각으로 패턴화된 마스터의 단면도로서, 상기 패턴화된 마스터는 전자빔이나 포토리소그래피 공정에 의해서 제작될 수 있다. 단계 A→B는 상기 A의 마스터를 주형으로 하여 복제되는 상기 마스터의 양각패턴과 대향하는 음각 패턴을 가지는 제1고분자층의 제조과정이다. 상기 제1고분자층은 패턴이 형성된 마 스터의 표면에 연성 고분자 소재의 전구체, 예를 들어, 액체상태의 폴리디메틸실록산, 폴리우레탄, 에폭시, 폴리스타이렌, 폴리이미드 전구체 등으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 성분을 부은 다음, 온도를 높여서 이들 전구체를 경화시켜 얻을 수 있다. 이때, 경화된 제1고분자층은 B에서와 같은 주형이 되는 양각 패턴의 마스터와는 반대되는 형상의 음각패턴을 가지게 된다. Figure 1 shows the manufacturing process of the embossed pattern presented as a preferred embodiment according to the present invention. A is a cross-sectional view of an embossed patterned master, which can be fabricated by an electron beam or photolithography process. Step A → B is a manufacturing process of the first polymer layer having an intaglio pattern opposite to the embossed pattern of the master replicated using the master of A as a template. The first polymer layer comprises at least one component selected from a precursor of a flexible polymer material, for example, liquid polydimethylsiloxane, polyurethane, epoxy, polystyrene, polyimide precursor, etc., on the surface of the patterned master. After pouring, the temperature can be increased to cure these precursors. In this case, the cured first polymer layer has an intaglio pattern having a shape opposite to that of the master of the relief pattern, which is a mold as in B.

단계 B→C는 제1입자, 예를 들어 폴리머 비드, 형광체, 자성재료, 금속재료, 세라믹의 군에서 선택되는 단일입자 또는 2이상의 혼합입자가 상기 제1고분자층에 형성된 음각의 패턴내부에 충진되는 과정을 나타낸다. 이때, 제1입자의 충진을 위한 방법으로는 딥코팅, 화학기상증착, 전기도금의 방법에서 선택되는 어느 하나의 방법이 이용될 수 있다. 특히, 딥 코팅의 경우를 예를 들어 설명하면, 딥 코팅은 입자와 용매 주위의 표면 장력과 코팅하기 원하는 기판의 상승 속도 또는 입자 주위에 용매의 증발속도에 따라 입자의 정렬 방식이 좌우되므로 이들 변수를 최적화하는 것이 중요하게 된다. 이 때, 제1입자와 주형인 제1고분자층의 전하가 동일한 경우에는 서로 밀어내는 힘에 의해 입자가 주형의 표면 위에 남아있지 못하게 되고, 모세관 힘에 의해서 음각 패턴 속으로 들어가 배열하게 되는 것이다.Step B → C is filled into the first pattern, for example, a single particle selected from the group of polymer beads, phosphors, magnetic materials, metal materials, ceramics or two or more mixed particles in the intaglio pattern formed in the first polymer layer. It shows the process of becoming. In this case, any one method selected from the method of dip coating, chemical vapor deposition, electroplating may be used as a method for filling the first particles. In particular, in the case of dip coating, for example, the dip coating depends on the surface tension around the particles and the solvent, the rate of rise of the substrate to be coated, or the rate of evaporation of the solvent around the particles, so that these variables are dependent on these variables. It is important to optimize. At this time, when the charges of the first particles and the first polymer layer of the template are the same, the particles are not allowed to remain on the surface of the mold due to the pushing force, and enter into the intaglio pattern by the capillary force.

단계 C→D는 제2고분자층 예를 들어, 폴리디메틸실록산, 폴리우레탄, 에폭시, 폴리스타이렌, 폴리이미드 등으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 성분으로 구성되며, 상기 A의 마스터와 동일한 양각의 패턴을 구비한 구조체를 제조하는 과정이다. D의 양각패턴의 구조체는 제1고분자층의 패턴 상부에 점착성이 있는 제2고분자층을 형성하고, 제2고분자층을 상기 제1고분자층으로부터 분리하는 과정을 통 해 제1입자가 상기 제2고분자층으로 전이하는 과정에 의해 얻을 수 있다. 이 과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 상기 C의 구조체를 건조시킨 후, 패턴이 형성된 표면의 상부에 소정의 기판을 위치시키고, 모세관의 원리를 이용하여 액상의 고분자 전구체를 상기 기판과 제1고분자층의 사이에 주입시킨 후 열이나 빛을 조사하여 상기 고분자 전구체를 경화하면 제2고분자층을 얻을 수 있다. 이때, 상기 제2고분자층은 충분한 점착성을 가지고 있어 제2고분자층을 상기 제1고분자층으로부터 분리시키는 경우 제1고분자층의 음각패턴에 충진된 제1입자가 제2고분자층으로 전이된다. 이 과정을 통해 제1입자는 제2고분자층의 표면에 A의 마스터에서 볼 수 있는 동일한 양각패턴을 형성하게 된다.Step C → D consists of at least one component selected from a second polymer layer, for example polydimethylsiloxane, polyurethane, epoxy, polystyrene, polyimide, etc., having the same relief pattern as the master of A The process of manufacturing the structure. The structure of the embossed pattern of D forms a sticky second polymer layer on the pattern of the first polymer layer, and separates the second polymer layer from the first polymer layer by the first particles. It can be obtained by the process of transition to the polymer layer. This process is described in more detail as follows. After drying the structure of C, a predetermined substrate is placed on the patterned surface, and a liquid polymer precursor is injected between the substrate and the first polymer layer using a capillary principle, followed by heat or light. Irradiating to cure the polymer precursor can be obtained a second polymer layer. In this case, the second polymer layer has sufficient adhesiveness, so that when the second polymer layer is separated from the first polymer layer, the first particles filled in the intaglio pattern of the first polymer layer are transferred to the second polymer layer. Through this process, the first particles form the same relief pattern found on the master of A on the surface of the second polymer layer.

상기 D의 구조체는 이러한 방법 이외에도 소정의 기판에 구조체 C를 패턴이 형성된 면을 통해 부착시키고, 제1고분자층을 식각하여 제거하는 과정을 통해 얻을 수도 있다. In addition to the above method, the structure of D may be obtained by attaching structure C to a predetermined substrate through a surface on which a pattern is formed and removing the first polymer layer by etching.

단계 D→E는 상기 제1입자의 충진에서와 동일한 과정에 의해 제1입자와는 동일 혹은 다른 제2입자를 제1입자의 배열사이에 형성된 홈에 삽입시키는 과정이다. 상기 A→E에 이르는 전체과정을 통해 서로 다른 성질 및 크기를 가지는 2개의 배열을 가지는 패턴을 형성할 수 있으며, 이와 같은 과정의 반복을 통해 더욱 다양한 배열의 패턴으로 확장시켜 나갈 수 있다.Step D → E is a process of inserting a second particle, which is the same as or different from the first particle, into the groove formed between the arrays of the first particles by the same procedure as in the filling of the first particles. Through the entire process from A to E, a pattern having two arrays having different properties and sizes can be formed, and through the repetition of the above process, the pattern can be expanded into a variety of patterns.

상기 도 1에 도시된 바와 같은 본 발명의 방법은 기존의 패턴을 만든 후에 선택적으로 양각 입자를 배열시키는 방법들에 비해 다음과 같은 장점들이 있다. The method of the present invention as shown in FIG. 1 has the following advantages over methods of selectively arranging embossed particles after making an existing pattern.

첫째, 포토, 전자빔 또는 X-선 리소그래피 방법은 기존에 패턴을 정교하게 만드는 방법으로 사용되었으나, 대량 생산을 목적으로 공정을 수행하기에는 긴 공정시간과 고비용이 요구된다. 그러나, 소프트리소그래피 방법을 이용하는 본 발명의 방법은 마스터만 준비된다면, 짧은 시간에 반복적인 방법으로 대량으로 패턴을 제작할 수 있다.First, the photo, electron beam or X-ray lithography method has been conventionally used as a method for elaborating patterns, but requires a long process time and high cost to perform the process for mass production purposes. However, the method of the present invention using the soft lithography method, if only the master is prepared, it is possible to produce a pattern in large quantities in a repetitive manner in a short time.

둘째, 기존에 입자를 배열하기 위해서는 마스크 또는 원자간 힘을 이용하는 고도의 기술이 요구되었다. 그러나, 홈을 가지고 있는 마스터를 사용할 경우 본 연구에서는 고갈 효과(depletion effect)로 인해 입자의 규칙적인 정렬을 쉽게 행할 수 있다. Second, in order to arrange particles, a high level of technology using a mask or an atomic force is required. However, in the case of using a grooved master, this study can easily perform regular alignment of particles due to the depletion effect.

셋째, 기존 공정은 특정한 작업틀에 고정되어 있는 특정 소재만을 이용할 수 있다. 그러나, 본 발명의 경우 소재의 재질에 구애되지 않는 장점이 있다.Third, existing processes can only use certain materials that are fixed to a specific framework. However, in the case of the present invention, there is an advantage not limited to the material of the material.

이하 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 아니된다.Hereinafter, the content of the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, these examples are only presented to understand the content of the present invention, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to these embodiments.

<실시예> <Example>

먼지 및 부유물이 전혀 존재하지 않는 클린룸이 아닌 일반 실험실 환경에서는 사용되는 마스터의 표면을 실험 직전에 깨끗이 유지시키는 것이 좋다. 특히, 본 실시예에서 사용되는 실리콘 웨이퍼의 경우는 톨루엔, 에탄올, 증류수를 이용하여 표면상의 유기물을 제거했을 때 보다 깨끗한 복제 주형을 얻을 수 있다.In a typical laboratory environment, rather than in a clean room where no dust or suspended solids are present, it is advisable to keep the surface of the master used immediately before the experiment. In particular, in the case of the silicon wafer used in the present embodiment, when the organic matter on the surface is removed using toluene, ethanol and distilled water, a cleaner copying mold can be obtained.

집적 양각 패턴의 제조Fabrication of Integrated Embossed Patterns

본 실시예에서는 양각 패턴을 제작하기 위해서, 브이 홈(V-shape)을 가지는 실리콘 웨이퍼로 제작된 마스터를 사용하였다. 먼저, 연성 고분자 소재로서 폴리디메틸실록산을 마스터 위에 붓고, 80℃에서 1시간동안 경화하였다. 도 2는 마스터에 붓고 떼어낸 완전 경화된 폴리디메틸실록산 주형의 SEM 이미지를 보여준다. 그 후, 딥 코팅(dip coating)을 이용하여 완전 경화된 주형 안으로 제1입자들을 충진시켰다. 이 때 사용된 제1입자들은 300 nm와 1 micron에 해당하는 구형 실리카 입자들로서 균일한 형태를 가진다. 딥 코팅시 상승시간은 200nm/sec로 고정되었다. In this embodiment, in order to produce an embossed pattern, a master made of a silicon wafer having a V-shape was used. First, polydimethylsiloxane was poured onto the master as a soft polymer material and cured at 80 ° C. for 1 hour. 2 shows an SEM image of a fully cured polydimethylsiloxane template poured and detached from the master. The first particles were then filled into the fully cured mold using dip coating. The first particles used at this time are spherical silica particles corresponding to 300 nm and 1 micron, and have a uniform shape. The rise time during dip coating was fixed at 200 nm / sec.

도 3a와 3b는 각각 300 nm 와 1 micron 일 때의 브이 홈을 가진 주형에 배열된 제1입자들의 표면 형태이다. 양각 패턴을 얻기 위해서 입자들이 충진된 주형 위에 유리기판을 올려놓고 모세관 원리를 이용하여 점착성 물질로서 폴리우레탄 전구체를 흘려주었다. 폴리우레탄 전구체는 410 nm의 빛을 20 분간 조사하여 경화시켰다. 완전 경화된 폴리우레탄은 물리적인 힘을 가해 폴리디메틸실록산 주형으로부터 떼어내었다. 이때 제1입자가 배열된 형태는 양각으로 남아 있었다. 도 4a와 4b는 각각 300 nm와 1 micron일 때의 양각 패턴을 나타낸다. 3A and 3B show the surface morphology of the first particles arranged in a V-groove template at 300 nm and 1 micron, respectively. In order to obtain an embossed pattern, a glass substrate was placed on a mold filled with particles, and a polyurethane precursor was poured as a sticky material using a capillary principle. The polyurethane precursor was cured by irradiating 20 minutes of light of 410 nm. The fully cured polyurethane was removed from the polydimethylsiloxane template by applying physical force. At this time, the form in which the first particles were arranged remained embossed. 4A and 4B show embossed patterns at 300 nm and 1 micron, respectively.

완성된 양각패턴에서 보이는 브이 홈에 이전 공정과는 크기가 다른 입자를 주입함으로써 두가지 모드를 가지는 양각 패턴을 제조할 수 있다. 이 경우 300 nm의 입자 양각패턴에는 1 micron, 1 micron의 경우에는 300 nm의 실리카 입자를 또 다시 딥코팅 방법을 이용하여 주입하여 제조된 패턴이 도 5a와 5b에서 보여지고 있다. 도 5c는 위 과정에서와 동일한 방법으로 수행한 것으로 사용된 입자의 크기가 600nm 및 1 micron인 양각 패턴이다. Embossed patterns having two modes can be manufactured by injecting particles having a different size from the previous process into the V grooves seen in the completed relief pattern. In this case, a pattern prepared by injecting the 300 nm particle embossed pattern by using a deep coating method again in the case of 1 micron, and in the case of 1 micron by using the deep coating method is shown in Figures 5a and 5b. 5C is an embossed pattern having the size of 600 nm and 1 micron of particles used in the same manner as in the above procedure.

도 6은 300 nm와 600 nm 의 입자로 제작된 양각 패턴에 1 micron의 폴리스타이렌과 50 nm 의 실리카 입자를 혼합해서 딥코팅을 하고 산소 플라즈마 식각을 통해서 폴리스타이렌 입자를 제거한 패턴화된 다공성 입자 배열의 상태를 보여주고 있다. 6a(300nm)와 6b(600nm)사진에 보여주듯이 제거된 폴리스타렌 입자의 패턴은 서로 다른 모습을 띠고 있는데 이는 선폭의 크기가 b에 비해서 a가 작은 것에서 기인한다. 이와 같이 선폭을 조절함으로써 2차배열에 필요한 양각 입자의 배열이 달라지므로 이를 이용하면 서로 다른 다양한 패턴의 제조가 가능함을 알 수 있다.6 is a patterned porous particle array in which an embossed pattern made of 300 nm and 600 nm particles is mixed with 1 micron of polystyrene and 50 nm of silica particles to perform a dip coating and remove polystyrene particles through oxygen plasma etching. Is showing. As shown in the 6a (300nm) and 6b (600nm) images, the pattern of the removed polystyrene particles is different, which is due to the fact that the line width is smaller than b. As such, since the arrangement of the embossed particles required for the secondary array is changed by adjusting the line width, it can be seen that the production of various different patterns is possible using this.

본 발명에 의하면 소프트리소그래피를 이용하여 간단한 공정으로 두가지 이상의 다른 입자로 구성되는 미세전자 및 광학소자제작에 유용한 규칙적인 양각 패턴을 얻을 수 있다. 또한, 미리 원하는 성질의 입자를 선택하여 배열할 수 있어 사용가능한 입자에 대한 선택이 자유롭고, 패턴의 형태에 따라 서로 다른 기능을 부여하는 것이 가능하다. According to the present invention, it is possible to obtain a regular relief pattern useful for fabricating microelectronic and optical devices composed of two or more different particles using a simple process using soft lithography. In addition, particles of desired properties can be selected and arranged in advance, so that the selection of the particles that can be used is free, and it is possible to give different functions depending on the shape of the pattern.

Claims (12)

양각으로 패턴화된 마스터의 상면에 연성의 제1고분자를 적층시키고 경화처리하여 음각의 패턴을 형성하는 단계;Stacking and curing the soft first polymer on the upper surface of the embossed patterned master to form a negative pattern; 음각의 패턴이 형성된 제1고분자층을 마스터로부터 분리하고 상기 패턴내에 소정의 제1입자를 충진하는 단계;Separating a first polymer layer having a negative pattern from the master and filling predetermined first particles in the pattern; 패턴이 형성된 제1고분자층의 상면에 점착성의 제2고분자를 적층시켜 상기 소정의 입자로 구성되는 양각의 패턴을 상기 제2고분자층의 표면에 부착시키는 단계; 및Stacking a second adhesive polymer on an upper surface of the first polymer layer having a pattern, and attaching an embossed pattern composed of the predetermined particles to the surface of the second polymer layer; And 상기 제 2고분자층을 상기 제1고분자층으로부터 분리하고 상기 제2고분자층에 형성된 홈에 제2입자를 충진하는 단계를 포함하는 양각배열패턴의 형성방법Separating the second polymer layer from the first polymer layer and filling the second particles into grooves formed in the second polymer layer. 제 1항에 있어서, 음각의 패턴은 미세접촉인쇄법, 모세관몰딩법, 전이몰딩법 중 선택되는 1종의 방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 형성방법The method of claim 1, wherein the intaglio pattern is formed by one method selected from among microcontact printing, capillary molding, and transition molding. 제 1항에 있어서, 제1고분자는 폴리디메틸실록산, 폴리우레탄, 에폭시, 폴리스타이렌, 폴리이미드, 폴리비닐클로라이드의 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 고분자를 포함함을 특징으로 하는 형성방법The method of claim 1, wherein the first polymer comprises at least one polymer selected from the group consisting of polydimethylsiloxane, polyurethane, epoxy, polystyrene, polyimide, and polyvinyl chloride. 제 1항에 있어서, 제1입자 및 제2입자는 각각 폴리머 비드, 형광체, 자성재 료, 금속재료, 세라믹의 군에서 선택되는 단일입자 또는 2이상의 혼합입자임을 특징으로 하는 형성방법The method according to claim 1, wherein the first particles and the second particles are single particles or two or more mixed particles selected from the group consisting of polymer beads, phosphors, magnetic materials, metal materials, and ceramics, respectively. 제 1항에 있어서, 제1입자 및 제2입자의 충진과정은 딥코팅, 화학기상증착, 전기도금의 방법에서 선택되는 어느 하나의 방법에 따라 수행됨을 특징으로 하는 형성방법The method of claim 1, wherein the filling of the first particles and the second particles is performed according to any one method selected from the methods of dip coating, chemical vapor deposition, and electroplating. 제 1항에 있어서, 제2고분자층의 형성은 소정의 기판을 음각 패턴 위에 설치하고 모세관 현상을 이용해 상기 음각 패턴의 기공내로 소정의 고분자를 충진하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 형성방법The method of claim 1, wherein the forming of the second polymer layer comprises forming a predetermined substrate on the intaglio pattern and filling a predetermined polymer into the pores of the intaglio pattern using a capillary phenomenon. 제 1항에 있어서, 제2고분자는 폴리디메틸실록산, 폴리우레탄, 에폭시, 폴리스타이렌, 폴리이미드의 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 고분자를 포함함을 특징으로 하는 형성방법The method of claim 1, wherein the second polymer comprises at least one polymer selected from the group consisting of polydimethylsiloxane, polyurethane, epoxy, polystyrene, and polyimide. 양각으로 패턴화된 마스터의 상면에 연성의 고분자를 적층시키고 경화처리하여 음각의 패턴을 형성하는 단계;Stacking and curing the soft polymer on the upper surface of the embossed patterned master to form an intaglio pattern; 음각의 패턴이 형성된 고분자층을 마스터로부터 분리하고 상기 패턴내에 소정의 제1입자를 충진하는 단계;Separating a polymer layer having a negative pattern from the master and filling predetermined first particles in the pattern; 상기 고분자층의 음각의 패턴이 형성된 면에 소정의 기판을 부착시키는 단 계;Attaching a predetermined substrate to a surface on which a negative pattern of the polymer layer is formed; 상기 고분자층을 식각하여 상기 기판상에 상기 제1입자로 구성되는 양각패턴을 형성하는 단계; 및Etching the polymer layer to form an embossed pattern formed of the first particles on the substrate; And 상기 기판상에 형성된 홈에 제2입자를 충진하는 단계를 포함하는 양각배열패턴의 형성방법Forming a relief pattern comprising the step of filling the second particles in the groove formed on the substrate 제 8항에 있어서, 음각의 패턴은 미세접촉인쇄법, 모세관몰딩법, 전이몰딩법중 선택되는 1종의 방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 형성방법The method of claim 8, wherein the intaglio pattern is formed by one method selected from among microcontact printing, capillary molding, and transition molding methods. 제 8항에 있어서, 연성의 고분자는 폴리디메틸실록산, 폴리우레탄, 에폭시, 폴리스타이렌, 폴리이미드의 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 고분자를 포함함을 특징으로 하는 형성방법The method of claim 8, wherein the soft polymer comprises at least one polymer selected from the group of polydimethylsiloxane, polyurethane, epoxy, polystyrene, polyimide. 제 8항에 있어서, 제1입자 및 제2입자는 각각 폴리머 비드, 형광체, 자성재료, 금속재료의 군에서 선택되는 단일입자 또는 2이상의 혼합입자임을 특징으로 하는 형성방법The method of claim 8, wherein the first particles and the second particles are single particles or two or more mixed particles selected from the group consisting of polymer beads, phosphors, magnetic materials, and metal materials, respectively. 제 8항에 있어서, 제1입자 및 제2입자의 충진과정은 딥코팅, 스핀코팅, 화학기상증착, 전기도금의 방법에서 선택되는 어느 하나의 방법에 따라 수행됨을 특징으로 하는 형성방법The method of claim 8, wherein the filling of the first and second particles is performed according to any one method selected from the methods of dip coating, spin coating, chemical vapor deposition, and electroplating.
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