KR100560084B1 - 극소형 금형 및 마스크 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저장치에 반응하는 광경화성 수지를 이용하여 미세기계의 가공에 사용되는 극소형 금형을 제작하는 방법으로서, 유리기판 상에 광경화성 수지를 소정두께로 배치하는 단계; 광경화성 수지를 레이저로 경화시켜 상기 유리기판 상에 수지패턴을 제작하는 가공단계; 상기 광경화성 수지에서 수지패턴을 제외한 경화되지 않은 부분을 제거하는 단계; 상기 수지패턴을 마스크로 하여 유리기판의 표면을 식각하여 기판의 표면 상에 상기 수지패턴의 형상에 대응하는 패턴을 만드는 에칭단계; 패턴이 형성된 유리기판으로부터 수지패턴을 분리시키는 애싱(ashing)단계; 및 유리기판의 강도를 높이기 위해서 패턴이 형성된 반대쪽 표면에 수정층을 형성시키는 본딩단계를 포함한다. 또한, 본 발명은 레이저에 반응하는 광경화성 수지를 이용하여 극소형 마스크를 제작하는 방법으로서, 유리기판 상에 광경화성 수지를 소정두께로 배치하는 단계; 광경화성 수지를 레이저로 경화시켜 수지패턴을 제작하는 가공단계; 상기 광경화성 수지에서 수지패턴을 제외한 경화되지 않은 부분을 제거하는 단계; 상기 수지패턴에 금속재료로 이루어진 층을 도포하는 증착단계; 금속이 증착된 수지패턴을 평평하게 가공하는 연마단계; 및 유리기판에서 수지패턴을 제거하는 단계를 포함한다. 이 극소형 금형 및 마스크 제작방법은 높은 정밀도를 가진 금형과 마스크를 저가로 제작할 수 있다.

Description

극소형 금형 및 마스크 제작방법{ULTRA-MICRO MOLD AND MASK MANUFACTURING METHOD}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극소형 금형 제작단계를 나타낸 것이고,

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 제작단계를 나타낸 것이며,

도 3은 본 발명의 수지가공단계를 수행하는 수지가공장치의 일 실시예를 나타낸 것이고,

도 4는 도 3에 도시된 수지가공장치의 스캐너를 나타내 것이며,

도 5는 도 3에 도시된 가공장치의 수지가공 부분을 확대하여 나타낸 것이고,

도 6은 도 3에 도시된 레이저에 조사되어 경화되는 수지를 나타낸 것이며,

도 7은 도 3의 레이저장치에 의해 가공된 수지패턴을 이용하여 극소형 금형을 제작하는 일 실시예를 나타낸 것이고,

도 8은 도 3의 레이저장치에 의해 가공된 수지패턴을 이용하여 마스크를 제작하는 다른 실시예를 나타낸 것이며,

도 9는 도 8의 실시예에 따른 증착방법의 한 예를 나타낸 것이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 수지가공장치 110 : 광원

120 : 아이솔레이터 130 : 차단기

140 : 스캐너 150 : 초점렌즈

160 : 틸팅장치 165 : 대물렌즈

170 : 받침 180 : 이송테이블

본 발명은 극소형 금형 및 마스크를 제작하는 방법으로서, 더욱 상세하게는 레이저장치를 이용한 새로운 공정으로 금형과 마스크를 신속 정확하고 저렴한 제작비용으로 생산할 수 있는 공정에 관한 것이다.

최근 반도체, 정보통신, 바이오산업 등에서 나노/마이크로 관련 기술을 응용하여 기존의 공정을 대체할 수 있는 신 공정기술의 개발이 활발하게 진행되고 있으며, 이러한 신 공정기술의 개발에서 핵심기반기술로 저비용, 대량생산을 위한 나노, 마이크로 공정기술의 중요성이 더욱 대두되고 있다.

현재까지 초소형 구조물 제작에 관한 공정기술에 대한 대부분의 연구는 반도체 공정을 기반으로 하는 초정밀기계기술(MEMS: Micro Electro Mechanical Systems)에 중심을 두고 있으며, 이러한 기술은 자동차 에어백 센서, 유압센서 등 초소형 제품의 개발에 상당한 역할을 해왔다. 그러나 공정의 특성상 완전한 자유표면을 가지는 3차원 형상이나 세장비(aspect ratio)가 큰 제품을 저비용으로 제작하기에는 어려움이 있으며, 값비싼 장비의 사용과 클린룸(clean room)과 같은 특별한 환경에서만 제작이 가능한 여러 가지 단점을 가지고 있다.

이러한 단점을 극복하기 위하여 LIGA(LIthographie Galvano-formung und Abformung), 초정밀 전기방전기계(Micro EDM: Electric Discharge Machine), 레이저 가공과 같은 마이크로 3차원 가공방법이 개발되었고, 특히 시작품 제작 산업에서 널리 활용되고 있는 3차원 쾌속조형기술을 응용하여 마이크로 스케일 형상을 제작하는 연구가 진행 중이다.

쾌속조형기술인 광경화 조형장치(Stereo-Lithography Apparatus, SLA)에 대해서는, 대한민국 특허등록번호 제332939호를 비롯하여 다양한 기술이 제안되어 왔다. 이 기술을 기반으로 한 A. Bertsch, H. Lorenz와 P. Renaud의 '정밀 광조형기술과 자외선 조형기술을 이용한 3차원 정밀제작(3D micro-fabrication by combining micro stereo-lithography and thick resist UV lithography, Sensor and Actuators, Vol. 73, pp. 14-23, 1999)'에서는 두꺼운 저항에 자외선을 투과하여 수 mm 크기의 3차원 형상을 제작할 수 있는 기술이 개시되어 있다. 그리고 D.W. Kim, H.C. Chae와 N.G. Kim의 '광조형기술을 이용한 쾌속조형시스템의 초정밀기계 연구(A study on micromachining using stereo-lithographic rapid prototyping system, J. of the KSPE, Vol. 14, No. 6, pp. 99-105, 1997)'에서는 수백 ㎛의 형상을 제작할 수 있는 초고압 수은램프를 이용한 광조형 장치가 개시되어 있으며, Lee 등의 논문 '정밀조형기술을 이용한 개발과 평가(Development and evaluation of application using micro-stereolithography technology, 한국정밀공학회 춘계학술대회, pp. 233-236, 2003)'에서는 마이크로 광조형기술이 소개되어 있으나, 이러한 기술로는 서브 마이크론(sub-micron) 크기의 형상제작을 할 수 없다. 한편, Shoji M., Osamu N., and Satoshi K.의 '양광자 흡수 광중합반응을 이용한 2차원 정밀조형(Three-dimensional micro-fabrication with two-photon-absorbed photo-polymerization, Optics Letter, Vol.22, No. 2, pp. 132-134, 1997)'에서는 광경화성 수지를 이용한 극소형 광경화 조형장치 및 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법은 반복적으로 극소형 형상을 제작할 수 없다는 단점이 있다.

마스크를 제조에 관한 발명으로 대한민국 공개특허공보 제2003-64315호가 있다. 이 발명에 따른 마스크 제조방법은 다음과 같다. 먼저, 마스크 기판 상에 차광용 크롬막을 증착하고 그 위에 전자선감응 포토레지스트 막을 도포한다. 이 전자선감응 포토레지스트 막에 전자선 표화장치를 이용하여 전자선을 조사하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 포토레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여 하층의 금속막을 에칭함으로써 금속막으로 이루어지는 차광패턴을 형성한다. 끝으로 전자선감응 포토레지스트 막을 제거하여 마스크를 완성한다. 그러나, 이 방법은 포토레지스트 패턴의 정밀도가 떨어져 별도의 검사단계를 거쳐야 하고 크롬이 에칭에 의해 깨끗이 제거되지 않는다. 때문에, 레이저 혹은 이온빔과 같은 수정장비를 이용하여 크롬제거 작업을 별도의 후처리 공정을 수행하여야 한다.

본 발명은 극소형 금형 및 마스크를 제작하는 방법으로서, 더욱 상세하게는 레이저장치를 이용한 새로운 공정으로 금형과 마스크를 신속 정확하고 저렴한 제작비용으로 생산할 수 있는 극소형 금형 및 마스크 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 한 양태에 따르면 팸토초 레이저장치에 반응하는 광경화성 수지를 이용하여 통해 미세기계의 가공에 사용되는 극소형 금형을 제작하는 방법으로서, 유리기판 상에 광경화성 수지를 소정두께로 도포하는 단계, 상기 레이저장치와 상기 광경화성 수지 사이에 초점렌즈를 배치하는 단계, 상기 초점렌즈와 유리기판 사이의 거리를 조절하여 레이저의 초점을 상기 유리기판과 상기 광경화성 수지의 경계면에 위치시키는 단계, 상기 광경화성 수지에 레이저를 조사하여 경화시키는 단계, 상기 유리기판을 상하좌우로 이동시켜 레이저에 의해 경화되는 수지패턴을 제작하는 단계, 상기 광경화성 수지에서 수지패턴을 제외한 경화되지 않은 부분을 제거하는 단계, 상기 수지패턴을 마스크로 하여 유리기판의 표면을 식각하여 기판의 표면 상에 상기 수지패턴의 형상에 대응하는 패턴을 만드는 에칭단계, 패턴이 형성된 유리기판으로부터 수지패턴을 분리시키는 애싱(ashing)단계, 및 유리기판의 강도를 높이기 위해서 패턴이 형성된 반대쪽 표면에 수정층을 형성시키는 본딩단계를 포함하는 극소형 금형 제작방법이 제공된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면 레이저에 반응하는 광경화성 수지를 이용하여 극소형 마스크를 제작하는 방법으로서, 유리기판 상에 광경화성 수지를 소정두께로 배치하는 단계; 광경화성 수지를 레이저로 경화시켜 수지패턴을 제작하는 가공단계; 상기 광경화성 수지에서 수지패턴을 제외한 경화되지 않은 부분을 제거하는 단계; 상기 수지패턴에 금속재료로 이루어진 층을 도포하는 증착단계; 금속이 증착된 수지패턴을 평평하게 가공하는 연마단계; 및 유리기판에서 수지패턴을 제거하는 단계를 포함하는 극소형 마스크 제작방법이 제공된다.

이하, 본 발명의 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금형 제작단계를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 제작단계를 나타낸 것이다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 금형 제작단계를 설명하면 다음과 같다.

제1단계(S1)는 유리기판에 광경화성 수지를 도포하는 단계이다. 광경화성 수지를 레이저 가공이 용이하도록 빛 투과율이 좋은 유리에 일정한 두께로 도포한다.

제2단계(S10)는 레이저장치를 이용하여 광경화성 수지를 가공하는 단계이다. 광경화성 수지는 레이저에 조사되면 단단히 경화되는 성질이 있다. 본 레이저가공장치는 수지의 이러한 특성을 이용하여 레이저의 조사방향을 변경하여 유리 위에 다양한 패턴을 만든다. 한편, 수지에 형성되는 패턴은 레이저 펄스의 폭을 짧게 하면 할수록 세밀해 진다.

제3단계(S12)는 레이저에 의해 수지에서 경화된 부분을 제외한 부분, 즉 비경화된 부분을 제거하여 경화된 수지패턴만을 뽑아내는 단계이다. 가공된 수지에서 레이저에 의해 조사된 부분은 단단히 경화되었으나 그렇지 않은 부분은 무르므로, 에탄올과 같은 화학약품으로 경화되지 않은 부분을 용이하게 제거할 수 있다. 가공된 수지에서 경화되지 않은 부분을 제거하면 레이저에 의해 유리 위에 경화된 수지패턴만이 남게 된다.

제4단계(S16)는 경화된 수지패턴을 마스크로 하여 유리를 에칭하는 단계이다. 유리에서 수지패턴에 의해 덮어진 부분은 에칭되지 않지만, 수지패턴으로 덮어지지 않은 부분은 에칭된다. 수지패턴으로 덮어지지 않고 에칭되는 부분에는 공동(cavity)이 형성된다.

제5단계(S18)는 공동(cavity)이 형성된 유리에서 수지패턴을 제거하는 애싱 단계이다. 애싱(ashing)작업은 이온주입 등에 의해 굳어진 감광액 제거작업으로서, 레이저에 의해 경화된 수지패턴을 제거하기에 적당하다.

제6단계(S20)는 수지패턴이 제거된 유리패턴에 수정을 부착하는 단계이다. 유리 금형은 공동(cavity)의 형상에 따라 취약한 부분이 존재하므로, 이를 보완하고 강하시키기 위해 강도가 뛰어나고 광선의 투과율이 좋은 수정을 부착시키는 것이다.

본 발명의 다른 실시예는 수지패턴을 이용하여 금속패턴을 갖는 마스크를 제작하는 것이다, 본 실시예의 제1단계(S31)부터 제3단계(S42)까지는 일 실시예와 동일하므로 제4단계(S46)부터 설명한다.

제4단계(S46)는 유리가 부착된 수지패턴에 금속을 증착시키는 단계이다. 금속의 증착은 수지패턴의 전체에 골고루 될 뿐만 아니라 수지패턴이 존재하지 않는 유리 위의 공간에도 도포된다. 여기서 유리 위에 증착된 금속은 나중에 마스크 역할을 하게 된다.

제5단계(S48)는 수지패턴 위에 증착된 금속과 유리 위에 증착된 금속이 대응되도록 평평하게 연마하는 단계이다. 연마작업은 수지패턴 위에 증착된 금속이 완전히 연마되어 수지패턴과 이 수지패턴의 음각부분에 증착된 금속의 경계가 분명해질 때까지 한다.

제6단계(S50)는 수지패턴만을 제거하는 단계이다. 수지패턴을 에탄올과 같은 화학약품으로 제거하여 유리에 금속만 남게 한다. 유리에 남겨진 금속은 수지패턴의 공간에 증착된 것이므로 수지패턴과 대응되는 패턴을 갖는다. 따라서, 이와 같 은 단계를 거쳐 완성된 금속패턴은 수지패턴과 대응되는 극소형 마스크가 되는 것이다.

도 3은 유리위에 수지패턴을 제작하는 수지가공장치의 일 실시예를 나타낸 것으로서, 수지가공장치(100)는 크게 레이저를 방출하는 레이저장치와 레이저의 방향을 컨트롤 하여 가공물을 가공하게 하는 컨트롤 장치, 가공물을 이동시켜 대면적 패턴제작을 가능하게 하는 이송장치, 그리고 이 레이저장치와 컨트롤 장치 그리고 이송장치의 주요부분을 제어하는 제어장치로 나뉜다.

레이저장치는 광원(110), 아이솔레이터(120), 차단기(130), 및 반사경(101)으로 구성되어있다. 본 실시예에서는 광원(110)으로 펨토초레이저(Femto-second LASER)를 사용하고 있는데, 펨토초레이저는 펄스폭이 80fs (100 fs = 100×10^-15 s) 정도로 매우 짧은 광펄스를 만들어 냄으로 최소 100nm까지 정확하게 수지를 경화시킬 수 있다. 때문에, 펨토초레이저는 미세한 형상도 가공할 수 있는 장점이 있다. 광원(110)의 전방에는 아이솔레이터(120)가 마련되어 있다. 아이솔레이터(120)는 광원(110)에서 조사된 레이저가 역행되는 것을 방지한다. 아이솔레이터(120)의 전방에는 차단기(130)가 마련되어 있는데, 이 차단기(130)는 광원(110)에서 조사되는 레이저를 차단시킨다. 따라서, 차단기(130)의 차단시간 간격을 조절하면 레이저 일회 조사에 의한 가공영역크기를 조절할 수 있다. 차단기(130)를 통과한 레이저는 반사경(101)을 지나게 된다. 반사경(101)은 설정된 경로로 레이저가 조사되게 한다.

컨트롤 장치는 스캐너(140), 빔가이드(145)로 구성되어 있다. 도 4는 스캐너(140)의 한 예인 갈바노미러(Galvano-mirror)를 도시하고 있다. 갈바노미러의 내부에는 2개의 반사경(141)이 설치되어 있다. 이 두 반사경(141)은 서로 마주보게끔 설치되어 있으며, 각각의 고정축을 중심으로 약 0.0003°의 정밀도로 회전된다. 따라서, 광원(110)으로부터 조사된 레이저의 위치를 2개의 반사경(141)으로 아주 미세하게 조절함으로써 레이저초점의 이동시켜 수지가공물을 가공한다.

빔가이드(145)는 스캐너(140)를 통해 조사된 레이저가 가공제한범위를 벗어나지 않도록 레이저의 조사범위를 한정시킨다. 이는 레이저가 기기의 고장이나 오차로 인하여 가공범위를 벗어난 곳에 조사되어 기계장비나 관리자를 해할 염려가 있음으로, 레이저의 조사범위를 사전에 한정시킴으로써 안정사고를 미연에 방지하고자 설치되는 것이다. 빔가이드(145)는 이송장치의 상단에 설치된다.

이송장치는 초점렌즈(150), 틸팅장치(160), 받침대(170) 그리고 이송테이블(180)로 구성되어 있는데, 본 실시예에서는 이들 부재를 하나의 틀에 순서대로 설치하여 일체화하였다.

초점렌즈(150)는 볼록렌즈로 스캐너(140)로부터 조사된 레이저를 집광시킨다. 초점렌즈(150)의 아래에는 대물렌즈(165)가 장착된 틸팅장치(160)가 설치되어 있다. 대물렌즈(165)는 초점렌즈(150)에서 집광된 레이저를 초점화하여 가공물에 투사시킨다. 틸팅장치(160)는 이 대물렌즈(165)를 가공물과 평행하게 위치시키는 역할을 한다.

받침대(170)는 틸팅장치(160)의 아래에 설치된다. 받침대(170)의 위에는 가 공물인 광경화성 수지가 놓여진다. 광경화성 수지(300)는 도 5에 도시된 바와 같이 2장의 유리(400)와 한 쌍의 지지구(410)에 의해 고정된다. 받침대(170)의 아래에는 이송테이블(180)이 설치되어 있다. 이송테이블(180)은 가공물이 고정된 받침대(170)를 상하좌우로 이동시킨다. 이송테이블(180)은 받침대(170)를 스캐너(140)의 가공영역(10~20μm)보다 큰 영역으로 움직임으로써 작은 미세패턴을 반복적으로 생산할 수 있게 한다. 아울러, 이송테이블(180)은 수평방향 외에 수직방향으로도 이동됨으로 2차원 패턴이 아닌 3차원의 형상제작을 가능하게 한다.

도 6은 레이저에 의해 경화된 광경화성 수지(300)를 나타낸 것으로서, 도 6의 (a)는 1차 가공된 것이고 (b)는 2차 가공된 것이다. 광경화성 수지(300)는 레이저에 의해 경화된다. 따라서, 대물렌즈(165)로부터 조사되는 레이저의 초점위치를 변화시켜 광경화성 수지(300)를 원하는 형태로 경화시킬 수 있다. 광경화성 수지(300)를 경화시켜 입체형상을 완성하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

광경화성 수지(300)의 제일 윗면이 레이저의 초점에 위치되도록 받침대(170)의 높이를 조절한다. 레이저를 수지의 가공영역에 위치시킨 후 갈바노미러를 이용하여 레이저가 설정된 경로를 따라 조사되게 한다. 레이저의 차단은 앞에서 설명한 바와 같이 차단기(130)가 수행한다.

한편, 광원(110)으로부터 조사된 레이저는 초점렌즈(150)와 대물렌즈(165)를 통해 집광되므로, 레이저에 의해 경화되는 수지(300)의 크기는 광원(110)으로부터 조사된 레이저의 초점크기보다 작다. 따라서, 본 실시예와 같이 펨토초레이저를 광원(110)으로 사용하면 경화형상을 아주 세밀하게 표현할 수 있다.

윗면의 경화작업이 끝나면, 받침대(170)를 상승시켜 수지(300)의 새로운 부분이 레이저의 초점위치와 일치되게 한다. 역시 동일한 방법으로 스캐너(140)를 조절하여 수지(300)를 경화시킨다. 제조하고자 하는 입체형상이 스캐닝 영역보다 크거나 동일한 형태를 복수로 성형하고자 하는 경우에는 받침대(170)를 수평방향으로 이동시키고 다시 동일한 방식으로 갈바노미러를 이용하여 스캐닝한다. 이때, 받침대(170)를 상승시키면 1차로 경화된 부분의 아랫부분이 레이저에 의해 경화되므로 수지조형물에 두께를 주거나 수지조형물을 3차원 형상으로 제작할 수 있다.

본 발명에서는 광원(110)으로 펄스폭이 매우 짧은 펨토초레이저를 사용하므로 아주 미세한 형태의 패턴을 제작할 수 있으며, 받침대를 이용하여 가공물을 대영역으로 이동시켜 동일한 패턴을 반복하여 제작할 수 있다.

위와 같은 수지가공장치에 의해 수지패턴이 완성되면 이를 바탕으로 금형 및 마스크를 제작한다. 도 7은 도 3의 레이저장치에 의해 가공된 수지패턴을 이용하여 금형을 제작하는 실시예를 나타낸 것이고, 도 8은 도 3의 레이저장치에 의해 가공된 수지패턴을 이용하여 마스크를 제작하는 실시예를 나타낸 것이며, 도 9는 도 8의 실시예에 따른 증착방법의 한 예를 나타낸 것이다.

본 발명의 일 실시예에서는 유리와 유리에 부착된 수지패턴을 이용하여 극소형 금형을 제작한다.

먼저 수지가공장치에 의해 제작된 수지패턴(500)을 마스크로 하여 유리(600)를 에칭한다. 그러면 수지에 의해 가려지지 않은 유리가 에칭되어, 유리(600)에 도 7에서와 같은 금형의 공동(cavity)이 형성된다. 이때, 공동의 크기는 에칭시간과 온도 및 에칭액의 농도를 조절하여 변경할 수 있다. 에칭작업이 끝나면 패턴이 형성된 유리(600)에서 수지패턴(500)을 제거하고 이 유리(600)에 경도가 높은 수정(650)을 부착한다. 수정(650)을 부착하는 이유는 공동(cavity)이 형성된 부분의 두께가 다른 부위보다 얇아 파단이 잘 일어나기 때문에 이를 보강하기 위해서이다. 유리(600)에 수정(650)부착이 끝나면 하나의 금형이 완성된다. 이와 같은 방법은 레이저로 가공된 정밀한 수지패턴을 마스크로 이용하여 비교적 에칭이 잘 이루어지는 유리를 금형재질로 사용하므로 높은 가공 정밀도를 가지며 생산비용이 저렴하다.

본 발명의 다른 실시예로 금속재질의 마스크를 제작방법을 설명한다.

먼저, 수지가공장치에 의해 제작된 수지패턴(500)에 금속(700)을 증착시킨다. 본 실시예에서는 금속(700) 증착방법으로 스퍼터링(sputtering)을 사용하고 있다. 스퍼터링은 방전을 이용하여 대상부재에 금속을 부착시켜서 박막을 만드는 방법으로, 본 방법은 도 9에 도시된 바와 같이 방전장치의 양극에 유리(600)에 부착된 수지패턴(500)을 고정시키고 음극에 금속(700)을 고정시켜 음극에 고정된 금속(700)에서 금속이온이 방출되게 하여 양극에 고정된 수지패턴(500)에 금속이온을 증착시키는 것이다.

금속(700)이 충분히 수지패턴(500)에 증착되면 수지패턴(500)의 표면을 충분히 평평하게 연마한다. 본 실시예에서는 연마방법으로 기계적, 화학적 반응을 이용한 CMP(Chemical Mechanical Polishing)를 사용하고 있다. 연마공정을 통해 수지패턴(500)과 금속(700)이 명확하게 구분되면 애싱공정을 통해 수지패턴(500)을 제거한다. 수지패턴(500)의 제거방법은 위 금형제작방법과 마찬가지로 에탄올과 같은 화학약품을 이용한다. 위 과정이 마무리되면 수지패턴(500)이 음각된 금속패턴, 즉 극소형 마스크가 완성된다. 이와 같은 방법은 정밀 가공된 수지패턴에 금속을 증착시키고 평면 연마공정을 통해 불필요한 부분을 제거한 후 수지패턴을 제거해 냄으로, 종래 마스크 제작방법에 비하여 저가의 정밀한 마스크를 제작할 수 있으며 별도의 후 가공이 필요 없는 장점이 있다.

실시예를 통해 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 아주 미세한 패턴을 갖는 금형과 마스크를 용이하게 제작할 수 있다.

이상에서 극소형 금형 및 마스크 제작방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (2)

1. 팸토초 레이저장치에 반응하는 광경화성 수지를 이용하여 미세기계의 가공에 사용되는 극소형 금형을 제작하는 방법으로서,

   유리기판 상에 광경화성 수지를 소정두께로 도포하는 단계,

   상기 레이저장치와 상기 광경화성 수지 사이에 초점렌즈를 배치하는 단계,

   상기 초점렌즈와 유리기판 사이의 거리를 조절하여 레이저의 초점을 상기 유리기판과 상기 광경화성 수지의 경계면에 위치시키는 단계,

   상기 광경화성 수지에 레이저를 조사하여 경화시키는 단계,

   상기 유리기판을 상하좌우로 이동시켜 레이저에 의해 경화되는 수지패턴을 제작하는 단계,

   상기 광경화성 수지에서 수지패턴을 제외한 경화되지 않은 부분을 제거하는 단계,

   상기 수지패턴을 마스크로 하여 유리기판의 표면을 식각하여 기판의 표면 상에 상기 수지패턴의 형상에 대응하는 패턴을 만드는 에칭단계,

   패턴이 형성된 유리기판으로부터 수지패턴을 분리시키는 애싱(ashing)단계, 및

   유리기판의 강도를 높이기 위해서 패턴이 형성된 반대쪽 표면에 수정층을 형성시키는 본딩단계를 포함하는 극소형 금형 제작방법.
2. 레이저에 반응하는 광경화성 수지를 이용하여 극소형 마스크를 제작하는 방법으로서,

   유리기판 상에 광경화성 수지를 소정두께로 배치하는 단계;

   광경화성 수지를 레이저로 경화시켜 수지패턴을 제작하는 가공단계;

   상기 광경화성 수지에서 수지패턴을 제외한 경화되지 않은 부분을 제거하는 단계;

   상기 수지패턴에 금속재료로 이루어진 층을 도포하는 증착단계;

   금속이 증착된 수지패턴을 평평하게 가공하는 연마단계; 및

   유리기판에서 수지패턴을 제거하는 단계를 포함하는 극소형 마스크 제작방법.

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