KR100991693B1 - Mother mold for reproducing a replica mold by electroplating and fabrication method therof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기 도금에 의한 몰드 복제용 마더 몰드 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세 패턴이 형성된 마더 몰드(mother mold) 기판; 상기 미세 패턴을 따라 마더 몰드 기판 상에 형성되며, 불소화 알킬 실란 화합물을 포함하는 기상 자기조립 단분자막(Self-Assembled Monolayer; SAM)으로 이루어진 점착 방지막; 및 상기 점착 방지막 상에 형성된 금속 시드층(seed layer)을 포함하는 전기 도금에 의한 몰드 복제용 마더 몰드 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mother mold for replicating a mold by electroplating and a method of manufacturing the same, and more particularly, a mother mold substrate having a fine pattern; An anti-stick layer formed on a mother mold substrate along the fine pattern and formed of a self-assembled monolayer (SAM) including a fluorinated alkyl silane compound; And a mother mold for replicating the mold by electroplating including a metal seed layer formed on the anti-sticking film, and a method of manufacturing the same.

상기 마더 몰드는 전기 도금에 의해 몰드를 복제시 간단한 물리적 힘만으로도 마더 몰드의 손상 없이 복제 몰드와 분리가 가능하고, 복제 후에도 마더 몰드의 반복적인 재사용이 가능하다. 또한 이렇게 얻어진 복제 몰드는 종래 복제 후 수행하던 미세 패턴화를 다시 수행하지 않아도 마더 몰드의 미세 패턴에 대해 왜곡 및 변형이 없는 역상의 패턴을 가진다.The mother mold can be separated from the replica mold without damaging the mother mold by a simple physical force when the mold is duplicated by electroplating, and the mother mold can be repeatedly reused after the replication. In addition, the replication mold thus obtained has an inverted pattern without distortion and deformation with respect to the fine pattern of the mother mold even if the fine patterning performed after the conventional replication is not performed again.

마더 몰드, 복제 몰드, 전기 도금, 기상 자기조립 단분자막 Mother mold, replica mold, electroplating, vapor phase self-assembled monolayer

Description

전기 도금에 의한 몰드 복제용 마더 몰드 및 이의 제조방법{MOTHER MOLD FOR REPRODUCING A REPLICA MOLD BY ELECTROPLATING AND FABRICATION METHOD THEROF}Mother mold for mold duplication by electroplating and manufacturing method thereof {MOTHER MOLD FOR REPRODUCING A REPLICA MOLD BY ELECTROPLATING AND FABRICATION METHOD THEROF}

본 발명은 전기 도금에 의해 몰드를 복제시 간단한 물리적 힘만으로도 마더 몰드의 손상 없이 복제 몰드와 분리가 가능할 뿐만 아니라 마더 몰드의 재사용이 가능하고, 상기 복제된 복제 몰드가 왜곡 및 변형이 없는 패턴을 가지는 전기 도금에 의한 몰드 복제용 마더 몰드 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention can be separated from the duplicate mold without damaging the mother mold with only a simple physical force when the mold is duplicated by electroplating, and the reuse of the mother mold is possible, and the duplicated duplicate mold has a pattern without distortion and deformation. The present invention relates to a mother mold for replicating a mold by electroplating and a method of manufacturing the same.

몰드산업은 전체 산업에서 소요되는 플라스틱 제품, 철판가공 제품, 다이캐스팅 부품, 단조부품 등을 생산하는데 필수적인 산업으로서 자동차, 통신기기, 전자제품, 반도체, 공작기계 등의 수요가 급증하면서 몰드의 수요도 꾸준히 증가하고 있다. The mold industry is an essential industry for producing plastic products, sheet metal products, die casting parts, forging parts, etc., which are used in the entire industry. As the demand for automobiles, communication devices, electronic products, semiconductors, machine tools, etc. increases, the demand for molds is also steady. It is increasing.

특히, 최근 들어 기계 및 전자기기의 소형화에 대한 요구에 따라 정밀 가공용 첨단장비의 출현과 새로운 공정 기술 등이 개발되면서 초정밀 가공 기술 분야에 많은 관심과 연구가 행해지고 있다. 이러한 가공 기술들을 이용하여 광학부품, 통신부품, 마이크로 몰드 등 실용적인 초소형 기기나 부품 개발이 활발하게 진행되고 있다. In particular, in recent years, with the demand for miniaturization of machines and electronic devices, with the advent of high-tech equipment for precision processing and the development of new process technologies, much attention and research have been conducted in the field of ultra-precision processing technology. Using such processing techniques, development of practical micro devices and components such as optical parts, communication parts, and micro molds is actively progressing.

실제 반도체 공정기술을 이용하여 나노 및 마이크로급 구조를 갖는 몰드의 제작이 가능한데, 기존의 몰드 복제를 위한 기술로는 포토리소그래피(photo-lithography)와 식각(etching) 그리고 전기도금(electroplating)의 접목이 필요하다.  It is possible to fabricate molds with nano- and micro-level structures using actual semiconductor process technology. The techniques for replicating existing molds include photolithography, etching, and electroplating. need.

이때, 미세 패턴을 갖는 몰드를 복제하기 위해서는 실리콘(Si) 기판을 이용한 마더 몰드(Mother mold)의 제작이 필수 불가결한 요소이다. In this case, in order to duplicate the mold having a fine pattern, the manufacture of a mother mold using a silicon (Si) substrate is an essential element.

포토리소그래피를 통하여 실리콘 웨이퍼상에 미세 패턴을 형성한 후, 식각 공정을 통해 여러 종류의 단차를 갖는 마더 몰드(mother mold)의 제작이 가능하다.After forming a fine pattern on the silicon wafer through photolithography, it is possible to manufacture a mother mold having a variety of steps through the etching process.

제작된 실리콘 마더 몰드 위에 전기전도도(electric conductivity)를 높일 수 있도록 매우 얇은 층의 금속을 시드층(seed layer)으로 사용하기 위해 스퍼터링(sputteing)을 실시한다. 이렇게 제작된 실리콘 마더 몰드를 이용하여 전기도금을 진행하면 전기화학적 조건에 따라 다양한 몰드를 제작할 수 있다. Sputtering is performed on the fabricated silicon mother mold to use a very thin layer of metal as a seed layer so as to increase electrical conductivity. When electroplating is performed using the silicon mother mold thus manufactured, various molds may be manufactured according to electrochemical conditions.

그러나 전기도금 후 실리콘 마더 몰드 위에 도금되어 복제된 몰드를 얻기 위해서는 단순한 물리적인 힘으로 미세 패턴에 아무런 영향 없이 분리해내기가 매우 어렵고, 이에 따라 수산화칼륨(KOH) 등의 잘 알려진 실리콘 에칭 용액을 이용하여 마더 몰드를 융해시켜 제거해야하는 한계가 있다. However, in order to obtain a duplicated mold plated on the silicon mother mold after electroplating, it is very difficult to separate it without any influence on the micropattern by simple physical force. Therefore, a well-known silicon etching solution such as potassium hydroxide (KOH) is used. There is a limit to melt the mother mold to remove it.

다시 말하자면, 종래의 기술로는 하나의 마더 몰드를 통해 단 하나의 몰드만 복제가 가능했다는 것이다. 즉, 마더 몰드와 몰드가 1:1의 비율로 복제되고, 상기 마더몰드 제거를 위한 수산화칼륨 등의 부수적인 에칭 용액(chemical etchant)이 소요되는 종래 기술의 특성상 비용이 많이 드는 것이 최대 단점이다. In other words, in the prior art, only one mold could be duplicated through one mother mold. That is, the disadvantage is that the mother mold and the mold are duplicated at a ratio of 1: 1, and the cost is high due to the characteristics of the prior art in which an additional etching solution (chemical etchant) such as potassium hydroxide for removing the mother mold is required.

또한, 최초 마더 몰드를 통해 도금되는 몰드는 마더 몰드 상에 존재하는 미세 패턴의 역상을 갖게 되는데, 실제 필요한 패턴을 얻으려면 복제된 몰드를 기초로 하여 재차 도금해야만 한다. In addition, the mold to be plated through the original mother mold has a reversed phase of the fine pattern present on the mother mold, which must be plated again based on the duplicated mold to obtain the actual required pattern.

따라서 1차 복제된 몰드는 마더 몰드의 미세 패턴과 매우 유사해야만 한다. 이에 본 발명자들은 복제 몰드 제조시 패턴의 왜곡 및 변형이 없이 분리할 수 있는 이형 분리 기술에 대한 연구를 진행하여, 본 발명을 제안하였다.Thus the primary replicated mold must be very similar to the fine pattern of the mother mold. Therefore, the present inventors proceeded with the research on the release separation technology that can be separated without distortion and deformation of the pattern when manufacturing a duplicate mold, proposed the present invention.

본 발명은 마더 몰드를 이용하여 전기 도금에 의해 복제 몰드 제조시, 상기 복제 몰드에 형성된 미세 패턴의 왜곡 및 변형이 없이 분리가 가능한 몰드 복제용 마더 몰드 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a mold replica mother mold and a method of manufacturing the same, which can be separated without distortion and deformation of a fine pattern formed on the replica mold when the replica mold is manufactured by electroplating using the mother mold. .

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은In order to achieve the above object,

미세 패턴이 형성된 마더 몰드(mother mold) 기판;A mother mold substrate having a fine pattern formed thereon;

상기 미세 패턴을 따라 마더 몰드 기판 상에 형성되며, 불소화 알킬 실란 화합물을 포함하는 기상 자기조립 단분자막(Self-Assembled Monolayer; SAM)으로 이루어진 점착 방지막; 및An anti-stick layer formed on a mother mold substrate along the fine pattern and formed of a self-assembled monolayer (SAM) including a fluorinated alkyl silane compound; And

상기 점착 방지막 상에 형성된 금속 시드층(seed layer)A metal seed layer formed on the anti-stick layer

을 포함하는 몰드 복제용 마더 몰드를 제공한다. It provides a mother mold for mold replication comprising a.

또한 본 발명은 Also,

S1) 마더 몰드 기판 상에 사진 식각 공정으로 미세 패턴을 형성하는 단계;S1) forming a fine pattern on the mother mold substrate by a photolithography process;

S2) 상기 미세 패턴 상에 기상 반응에 의해 자기조립 분자박막으로 이루어진 점착 방지막을 형성하는 단계; 및S2) forming an anti-sticking film made of a self-assembled molecular thin film by a gas phase reaction on the fine pattern; And

S3) 상기 점착 방지막 상에 금속을 증착하여 금속 시드층을 형성하는 단계S3) depositing a metal on the anti-sticking film to form a metal seed layer

를 포함하는 몰드 복제용 마더 몰드의 제조방법을 제공한다. It provides a method for producing a mold mold for mold replication comprising a.

본 발명에 따른 마더 몰드는 전기 도금에 의해 몰드를 복제시 간단한 물리적 힘만으로도 마더 몰드의 손상 없이 복제 몰드와 분리가 가능하다. 또한 복제 후에도 마더 몰드의 반복적인 재사용이 가능하다.The mother mold according to the present invention can be separated from the replica mold without damaging the mother mold with only a simple physical force when replicating the mold by electroplating. It is also possible to reuse the mother mold repeatedly after replication.

상기 얻어진 복제 몰드는 종래 복제 후 수행하던 미세 패턴화를 다시 수행하지 않아도 마더 몰드의 미세 패턴에 대해 왜곡 및 변형이 없는 역상의 패턴을 가진다.The obtained replication mold has an inverted pattern without distortion and deformation with respect to the fine pattern of the mother mold even if the fine patterning performed after the conventional replication is not performed again.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.The present invention is described in more detail below.

마더 몰드Mother mold

종래 마더 몰드로 전기 도금에 의해 복제 몰드 제조시 상기 마더 몰드와 복제 몰드 간 분리를 위해 에칭 용액이 사용되었는데, 이에 따라 마더 몰드의 재사용이 어렵고 복제 몰드에 형성된 미세 패턴 또한 왜곡 및 변형이 발생하는 문제가 있었다.The etching solution was used for separation between the mother mold and the replica mold when the replica mold was manufactured by electroplating with a conventional mother mold. As a result, it is difficult to reuse the mother mold and fine patterns formed in the replica mold also cause distortion and deformation. There was.

본 발명에서는 마더 몰드와 복제 몰드의 분리를 용이하게 하기 위해 점착 방지막을 포함하는 몰드 복제용 마더 몰드를 제공한다.The present invention provides a mold mold replica mother mold including an anti-stick film to facilitate separation of the mother mold and the replica mold.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 마더 몰드를 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a mother mold according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 상기 마더 몰드(100)는 Referring to FIG. 1, the mother mold 100 is

미세 패턴이 형성된 마더 몰드(mother mold) 기판(10);A mother mold substrate 10 having a fine pattern formed thereon;

상기 미세 패턴을 따라 마더 몰드 기판(10) 상에 형성된 기상 자기조립 단분자막(Self-Assembled Monolayer; SAM)으로 이루어진 점착 방지막(20); 및An anti-stick layer 20 formed of a self-assembled monolayer (SAM) formed on the mother mold substrate 10 along the fine pattern; And

상기 점착 방지막(20) 상에 형성된 금속 시드층(seed layer, 30)을 포함한다.A metal seed layer 30 formed on the anti-sticking film 20 is included.

구체적으로, 상기 마더 몰드 기판(10)은 전기 도금을 통해 복제 몰드의 복제가 가능하도록 도전성 있는 재질이면 어느 것이든 가능하며, 일예로 Au, Pt, Ni, Cu, Co, Pd, Al 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 금속을 포함하는 금속 기판; 또는 Si, Ge, C, Ga, As, P, B, Zn, Se, Cd, Sn, In, SiGe, GaAs, AlGaAs, GaAsP, InAs, Sn, InAsP, InGaAs, AlAs, InP, GaP, ZnSe, CdS, ZnCdS, CdSe 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 반도체 기판이 가능하다.Specifically, the mother mold substrate 10 may be any material that is conductive so that the replication mold can be replicated through electroplating. For example, Au, Pt, Ni, Cu, Co, Pd, Al and their A metal substrate comprising one metal selected from the group consisting of a combination; Or Si, Ge, C, Ga, As, P, B, Zn, Se, Cd, Sn, In, SiGe, GaAs, AlGaAs, GaAsP, InAs, Sn, InAsP, InGaAs, AlAs, InP, GaP, ZnSe, CdS And one kind of semiconductor substrate selected from the group consisting of ZnCdS, CdSe, and combinations thereof.

상기 마더 몰드 기판(10) 상에 형성된 미세 패턴은 최종 얻고자 하는 성형품과 동일한 패턴을 갖고, 양각과 음각의 다양한 형태로 얻어진다.The fine pattern formed on the mother mold substrate 10 has the same pattern as the molded article to be finally obtained, and is obtained in various forms of embossed and engraved.

특히, 본 발명에서는 마더 몰드(100)와 복제 몰드의 분리를 위해 점착 방지막(20)을 마더 몰드 기판(10)의 표면에 형성하는데, 이때 상기 점착 방지막(20)을 이용한 이형 분리 효과를 극대화하기 위해 다양한 연구를 통해 상기 막의 재질 및 제조방법을 발명하였다.Particularly, in the present invention, an anti-stick film 20 is formed on the surface of the mother mold substrate 10 in order to separate the mother mold 100 and the replica mold, and in this case, to maximize the release effect using the anti-stick film 20. In order to invent the material and manufacturing method of the membrane through various studies.

상기 점착 방지막(antistiction layer)은 접촉각(contact angle) 110° 이상의 소수성(hydrophobic)의 특성을 갖는(도 11 참조) 기상 자기조립 분자박막(Vapor Self-Assembled Monolayers)이다.The antistic layer is a vapor self-assembled monolayer having a hydrophobic characteristic (see FIG. 11) having a contact angle of 110 ° or more.

일반적으로 자기조립 분자박막은 비교적 긴 알킬기를 갖고, 그 말단에 기판 표면과 상호작용하여 공유 결합이 가능한 작용기를 갖는 분자들을 이용하여, 기판 표면에 2차원적으로 정렬하는 자기조립(self-assembly) 현상을 이용하여 일정하게 정렬된 단분자막(monolayer)을 의미한다. In general, self-assembled molecular thin films are self-assembly aligned two-dimensionally on the surface of a substrate by using molecules having relatively long alkyl groups and molecules having functional groups capable of covalent bonding by interacting with the surface of the substrate. By means of the phenomenon it means a monolayer arranged (monolayer) uniformly.

특히 기상 자기조립 분자박막은 액체 상태의 유기규소, 티올계, 아민계, 실란계 유기 활성물질 등의 전구체들이 고온에서 기화시켜 자발적으로 기판 위에 유기 활성물질을 결합하여 초박막의 단분자막을 형성하는 것을 의미한다. 상기 기상 자기조립 분자박막은 그 두께가 매우 얇고, 전구체의 적절한 선정에 의해 유기 분자 박막이지만 기판에 대한 결합력이 강해 튼튼한 분자막을 제조할 수 있다. 또한 다른 증착 방법에 비해 비교적 단순한 공정으로 단분자막을 용이하게 형성할 수 있다.In particular, the vapor phase self-assembled molecular thin film means that precursors such as organic silicon, thiol, amine, and silane organic active materials in liquid state are vaporized at high temperature to spontaneously combine organic active materials on a substrate to form an ultra-thin monomolecular film. do. The vapor self-assembling molecular thin film is very thin, the organic molecular thin film by the appropriate selection of the precursor, but strong adhesion to the substrate can be produced a strong molecular film. In addition, it is possible to easily form a monomolecular film in a relatively simple process compared to other deposition methods.

도 2는 기상 자기조립 분자박막의 형성을 보여주는 모식도이다.2 is a schematic diagram showing the formation of gas phase self-assembled molecular thin film.

상기 기상 자기조립 분자박막에 사용되는 전구체는 기판과 화학적으로 결합하는 머리부분과 분자간 또는 기판과 반데르발스(van der Waals) 인력으로 상호작용하는 몸통 부분, 그리고 마지막으로 분자 말단의 기능기 역할을 하는 꼬리 부분으로 나눌 수 있다. The precursors used in the gas phase self-assembly molecular thin film may serve as a functional part of the head portion and the intermolecular molecules chemically bonded to the substrate or the body portion interacting with the substrate and van der Waals attraction, and finally, the molecular terminal. It can be divided into the tail part.

도 2에 나타낸 바와 같이, 전구체의 머리 부분이 기판 표면에 흡착·결합하게 되고, 이때 전구체의 관능기들간의 서로 소수성 인력(hydrophobic interaction)에 의해 2차원적으로 정렬하여 자기조립 분자박막을 형성한다. As shown in FIG. 2, the head of the precursor is adsorbed and bonded to the surface of the substrate. At this time, the self-assembled molecular thin film is formed by two-dimensional alignment by hydrophobic attraction between the functional groups of the precursor.

이러한 기상 자기조립 분자박막은 그 형성 과정을 분자수준에서 조절할 수 있으며, 분자의 작용기를 선택적으로 다양하게 변화시킬 수 있고 또한 그 조절도 가능하며, 기판 표면과의 결합도 강할 뿐만 아니라 막의 안정성도 뛰어나며, 원하는 경우 쉽게 제거가 가능한 잇점이 있다.The vapor self-assembled molecular thin film can control the formation process at the molecular level, and can selectively change the functional group of the molecule, and can also control it, and it is not only strong bond to the substrate surface but also excellent film stability. The advantage is that it can be easily removed if desired.

상기 기상 자기조립 분자박막은 이형 분리능을 높이기 위해 일부가 불소로 치환된 C1∼C20의 플루오로알킬기를 포함하는 유기 실란을 포함한다.The gas phase self-assembled molecular thin film includes an organosilane containing a C1 to C20 fluoroalkyl group, part of which is substituted with fluorine in order to increase release resolution.

상기 기상 자기조립 분자박막으로 이루어진 점착 방지막(20)은 마더 몰드 기판(10) 상에 적절한 이형 분리능을 갖고 마더 몰드와 복제 몰드 분리시에도 마더 몰드의 표면을 보호할 수 있도록 1 내지 2 nm의 두께로 형성된다. 특히, 상기 점착 방지막(20)은 나노 수준의 분자 박막으로 이루어짐에 따라 요철이 심한 미세 패턴에 대한 단차 도포성(step coverage)가 우수하여 점착 방지막(20)으로서의 역할을 충분히 수행할 수 있다.The anti-sticking film 20 made of the vapor phase self-assembled molecular thin film has a proper release resolution on the mother mold substrate 10 and has a thickness of 1 to 2 nm to protect the surface of the mother mold even when the mother mold and the replica mold are separated. Is formed. In particular, since the anti-sticking film 20 is made of a nano-level molecular thin film, the step adhesion to the fine patterns with high unevenness is excellent, so that the anti-sticking film 20 may sufficiently serve as the anti-sticking film 20.

한편, 점착 방지막(20) 상에 형성된 금속 시드층(30)은 후속에서 복제 몰드 제조시 수행하는 전기 도금 공정에서 낮은 전기적 저항 패스(path)를 제공하기 위해 사용되는 막으로, 복제 몰드의 재질과 동일 재질의 금속을 포함한다.On the other hand, the metal seed layer 30 formed on the anti-sticking film 20 is a film used to provide a low electrical resistance path in the electroplating process to be performed later in the manufacture of the replica mold, the material of the replica mold and It contains metals of the same material.

일예로, 상기 금속 시드층(30)은 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하며, 이들은 점착 방지막(20) 상에 50Å 내지 300 Å의 두께로 형성된다. For example, the metal seed layer 30 may be one selected from the group consisting of nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), chromium (Cr), titanium (Ti), and alloys thereof. It is formed in the thickness of 50 로-300 Å on the anti-stick film 20.

마더 몰드의 제조방법Method of Manufacturing Mother Mold

이와 같이, 본 발명에 따른 전기 도금에 의한 몰드 복제에 사용되는 마더 몰드는 그 표면에 점착 방지막과 금속 시드층이 형성된 구조를 가지며, 이하 마더 몰드의 제조방법을 설명한다.As described above, the mother mold used for mold replication by electroplating according to the present invention has a structure in which an anti-stick film and a metal seed layer are formed on the surface thereof, and a method of manufacturing the mother mold will be described below.

도 3은 본 발명에 따른 마더 몰드의 제조단계를 보여주는 순서도이고, 도 4 내지 도 8은 이를 설명하기 위한 모식도 및 단면도들이다.Figure 3 is a flow chart showing a step of manufacturing a mother mold according to the present invention, Figures 4 to 8 are schematic diagrams and cross-sectional views for explaining this.

도 3을 참조하면, 상기 마더 몰드는Referring to Figure 3, the mother mold

S1) 마더 몰드 기판 상에 사진 식각 공정으로 미세 패턴을 형성하는 단계;S1) forming a fine pattern on the mother mold substrate by a photolithography process;

S2) 상기 미세 패턴 상에 기상 반응에 의해 자기조립 분자박막으로 이루어진 점착 방지막을 형성하는 단계; 및S2) forming an anti-sticking film made of a self-assembled molecular thin film by a gas phase reaction on the fine pattern; And

S3) 상기 점착 방지막 상에 금속을 증착하여 금속 시드층을 형성하는 단계를 거친다.S3) to deposit a metal on the anti-sticking film to form a metal seed layer.

먼저, 단계 S1)에서는 마더 몰드 기판 상에 사진 식각 공정에 의해 미세 패턴을 형성한다.First, in step S1) a fine pattern is formed on the mother mold substrate by a photolithography process.

도 5를 참조하면, 마더 몰드 기판(10) 상에 포토레지스트(11)를 도포한다. Referring to FIG. 5, the photoresist 11 is coated on the mother mold substrate 10.

상기 포토레지스트는(photoresist, PR, 11)는 특정 파장대의 빛을 받으면 화학 반응이 일어나는 감광성 고분자(photosensitive polymer)의 일종으로, 크게 노광된 영역이 현상액과 반응하여 용해되는 포지티브 포토레지스트(positive PR)와, 노광된 영역이 현상액과 반응하지 않는 네거티브 포토레지스트(negative PR)로 분류된다.The photoresist (photoresist, PR, 11) is a kind of photosensitive polymer that a chemical reaction occurs when the light receives a specific wavelength band, a positive photoresist (positive PR) in which a large exposed area reacts with a developer to dissolve And the exposed area is classified as negative photoresist (negative PR) which does not react with the developer.

이때 도포는 통상의 딥 코팅, 닥터 블레이드법, 스핀 코팅(spin coating), 스프레이 코팅, 슬릿 코팅(slit coating), 캐스팅법, 또는 라미네이션법 등으로 사용한다.At this time, the coating is used in a conventional dip coating, doctor blade method, spin coating, spray coating, slit coating, casting method, lamination method or the like.

이어 도포 후, 소프트 베이크 -> 노광 -> 현상 -> 하드 베이크 -> 식각 -> 스트립 공정과 같은 통상의 사진 식각 공정을 거쳐, 도 6에 나타낸 바와 같이 마더 몰드 기판(10) 상에 미세 패턴(13)을 형성한다.Subsequently, after the application, the micro pattern may be formed on the mother mold substrate 10 through a conventional photolithography process such as soft bake-> exposure-> development-> hard bake-> etching-> strip process. 13).

다음으로, 단계 S2)에서는 상기 미세 패턴(13) 상에 기상 반응에 의해 자기조립 분자박막으로 이루어진 점착 방지막(20)을 형성한다(도 7 참조).Next, in step S2) to form a self-assembled molecular thin film 20 by a gas phase reaction on the fine pattern 13 (see Fig. 7).

상기 자기조립 분자박막은 기상 반응에 의해 수행하며, 일예로 하기 단계를 거쳐 제조된다.The self-assembled molecular thin film is carried out by a gas phase reaction, for example, is prepared through the following steps.

구체적으로 기상 자기조립 단분자막의 형성은 Specifically, the formation of the vapor phase self-assembled monolayer

S2-1) 마더 몰드 기판을 전처리하고,S2-1) pretreat the mother mold substrate,

S2-2) 온도 및 압력이 제어된 챔버 내로 마더 몰드 기판을 이송하고,S2-2) transfer the mother mold substrate into the chamber where the temperature and pressure are controlled,

S2-3) 상기 챔버 내로 자기조립 분자박막을 형성하기 위한 불소화된 유기 실란 전구체 기체를 공급하여 기판 상에 자기조립 분자박막을 형성한다.S2-3) supplying the fluorinated organic silane precursor gas for forming the self-assembled molecular thin film into the chamber to form a self-assembled molecular thin film on the substrate.

구체적으로, 기상 자기조립 단분자막을 효율적으로 증착하기 위해 마더 몰드 기판 위에 OH기를 형성시키기 위해 전처리를 수행한다. 상기 전처리는 마더 몰드 기판을 Piranha (H2SO4 : H2O2=4:1) 용액에서 약 10분 정도 세정하거나, 500W의 조건에서 3분 동안 O2 플라즈마 처리를 한다.Specifically, pretreatment is performed to form OH groups on the mother mold substrate for efficiently depositing the vapor phase self-assembled monolayer. The pretreatment may be performed by cleaning the mother mold substrate in a Piranha (H 2 SO 4 : H 2 O 2 = 4: 1) solution for about 10 minutes, or performing an O 2 plasma treatment for 3 minutes at 500W.

다음으로, 온도 및 압력이 제어된 챔버 내로 마더 몰드 기판을 이송시켜 자기조립 분자박막을 형성한다.Next, the mother mold substrate is transferred into a chamber in which temperature and pressure are controlled to form a self-assembled molecular thin film.

보다 빠른 속도로 공정을 수행하고 고품질의 자기조립 분자박막을 형성하기 위해선 공정 조건의 제어가 필수적이다. 이러한 공정 조건은 챔버 내 압력 및 온 도, 전구체 기체의 증기압이 될 수 있으며, 이는 이 분야의 기술자에 의해 적절히 선택 및 제어가 가능하다.Control of process conditions is essential to run the process at higher speeds and to form high quality self-assembled molecular thin films. These process conditions can be the pressure and temperature in the chamber and the vapor pressure of the precursor gas, which can be appropriately selected and controlled by those skilled in the art.

일예로, 챔버 내 압력은 5∼50 Torr, 바람직하기로 10∼30 Torr, 챔버온도는 130∼150 ℃로, 이러한 공정 온도와 공정 압력은 후속의 공정에서 계속 유지되는 공정 온도와 공정 압력이나, 필요에 따라서는 상기 공정 온도와 공정 압력을 변경이 가능하다.For example, the pressure in the chamber is 5 to 50 Torr, preferably 10 to 30 Torr, and the chamber temperature is 130 to 150 ° C., the process temperature and the process pressure are the process temperature and the process pressure which are continuously maintained in the subsequent process, If necessary, the process temperature and the process pressure can be changed.

이때 사용하는 불소화된 유기 실란 전구체는 C1∼C20의 플루오로알킬기를 포함하는 실란 화합물이 가능하고, 일예로 플루오로옥틸 트리클로로 실란(FOTS, fluoro-octyl-trichloro-silane), 트리클로로(3,3,3-트리플루오로프로필) 실란(FPTS, trichloro(3,3,3-trifluoropropyl)silane), 퍼플루오로데실 트리클로로 실란(FDTS, perfluorodecyl-trichlorosilane)이 가능하다. In this case, the fluorinated organic silane precursor used may be a silane compound containing a C1 to C20 fluoroalkyl group. For example, fluorooctyl trichloro silane (FOTS), trichloro (3, 3,3-trifluoropropyl) silane (FPTS, trichloro (3,3,3-trifluoropropyl) silane), perfluorodecyl trichloro silane (FDTS, perfluorodecyl-trichlorosilane) is possible.

또한 자기조립 분자박막 형성 이후 미반응 원료 기체, 증착 부산물을 제거하기 위해 퍼징 가스를 유입시킨다. 이러한 퍼징 가스의 종류 및 주입 속도 또한 자기조립 분자박막의 품질에 관여하게 된다.In addition, after forming the self-assembled molecular film, a purge gas is introduced to remove unreacted raw material gases and deposition by-products. The type and injection rate of the purging gas also contribute to the quality of the self-assembled molecular thin film.

하기 반응식 1을 참고하면, Si 기판 표면에 플루오로옥틸 트리클로로 실란(FOTS)를 이용하여 자기조립 분자박막을 형성함을 보여준다:Referring to Scheme 1 below, fluorooctyl trichloro silane (FOTS) is used to form a self-assembled molecular thin film on the surface of a Si substrate:

[반응식 1]Scheme 1

Figure 112008025570618-pat00001
Figure 112008025570618-pat00001

도 8은 상기 반응식 1의 모식도이다.8 is a schematic view of Scheme 1.

상기 반응식 1 및 도 8을 참조하면, 실리콘 기판에 FOTS가 공급되면, 실리콘 표면에 존재하는 OH기와 FOTS가 반응하여 자기조립 분자박막이 형성된다.Referring to Scheme 1 and FIG. 8, when FOTS is supplied to a silicon substrate, a self-assembled molecular thin film is formed by reacting OH groups present on the silicon surface with FOTS.

이러한 공정은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 공지된 바의 장치를 이용하며 수행한다. 이러한 장치는 가스 공급 장치, 증착 챔버, 진공장치, 자동제어 시스템, 온도제어 장치 등으로 구성된다.This process is not particularly limited in the present invention, and is carried out using a known device. Such a device is composed of a gas supply device, a deposition chamber, a vacuum device, an automatic control system, a temperature control device, and the like.

다음으로, 단계 S3)에서는 상기 점착 방지막(20) 상에 금속을 증착하여 50 내지 300Å 두께의 금속 시드층(30)을 형성한다.Next, in step S3) by depositing a metal on the anti-sticking film 20 to form a metal seed layer 30 of 50 to 300 50m thickness.

상기 금속 시드층(30)은 통상의 증착 방법에 의해 수행하며, 이러한 증착 방법으로는 스퍼터링, CVD, PECVD, PVD, 이온빔 증착법 등으로 수행이 가능하다.The metal seed layer 30 is performed by a conventional deposition method, and the deposition method may be performed by sputtering, CVD, PECVD, PVD, ion beam deposition, or the like.

마더 몰드를 이용한 복제 방법Replication method using mother mold

전술한 바에 의해 제조된 마더 몰드는 전기 도금을 이용하여 복제 몰드를 제조한다. 이러한 전기 도금을 이용한 복제 몰드의 제조는 이 분야에 널리 알려져 있는데, 이때 사용하는 마더 몰드로서 본 발명에서 제시하는 점착 방지막이 형성된 마더 몰드를 사용함으로써, 마더 몰드와 복제 몰드의 분리가 보다 용이해진다.The mother mold produced by the above-mentioned manufactures a replica mold using electroplating. The production of a replica mold using such electroplating is widely known in the art, and by using a mother mold on which an anti-sticking film proposed in the present invention is formed as a mother mold to be used, separation of the mother mold and the replica mold becomes easier.

일예로, 상기 복제는 본 발명에 따른 몰드 복제용 마더 몰드를 전기 도금액에 침지시킨 후, 전기 도금을 수행하여 마더 몰드로부터 복제 몰드를 복제한 다음, 이 둘을 서로 분리하여 복제 몰드를 얻는다. In one example, the replication is performed by immersing the mother mold for mold replication according to the present invention in an electroplating solution, and then performing electroplating to replicate the replication mold from the mother mold, and then separating the two from each other to obtain a replication mold.

상기 전기 도금 방법은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 이 분야에서 공지된 바에 의해 수행이 가능하다.The electroplating method is not particularly limited in the present invention, it can be carried out as known in the art.

도 9 및 도 10은 전기 도금 방식에 의해 마더 몰드로부터 복제 몰드의 복제 방법을 보여주는 단면도이다.9 and 10 are cross-sectional views showing a method of replicating a replica mold from a mother mold by an electroplating method.

도 9를 참조하면, 도금 용액이 담겨져 있는 전해조(120)에 상기 마더 몰드(100)를 넣고, 이를 전극(110)과 연결하여 전기 도금을 수행한다. Referring to FIG. 9, the mother mold 100 is placed in an electrolytic cell 120 in which a plating solution is contained, and the electroplating is performed by connecting the mother mold 100 to the electrode 110.

전기 도금을 위해 인가되는 전력에 의해 마더 몰드(120)의 금속 시드층(30)으로부터 금속이 증착되어 복제 몰드(200)가 형성된다. 이때 복제 몰드(200)는 마더 몰드(100)에 형성된 미세 패턴에 대해 역상(reverse phase)의 미세 패턴을 갖는다.Metal is deposited from the metal seed layer 30 of the mother mold 120 by the power applied for electroplating to form a replica mold 200. At this time, the replication mold 200 has a fine pattern of a reverse phase with respect to the fine pattern formed on the mother mold 100.

이때 전기 도금을 위한 전략은 전류밀도 10 내지 40 mA/cm2의 직류전류(DC)를, 5∼6시간 동안 연속적으로 인가하여 수행한다. 또한 상기 도금 용액은 본 발 명에서 특별히 한정하지 않으며 황산니켈(NiSO46H2O), 염화니켈(NiCl26H2O), 붕산(H3BO3) 및 사카린으로 이루어진 조성의 황산니켈 건욕액을 사용한다. At this time, the strategy for electroplating is performed by continuously applying a DC current (DC) having a current density of 10 to 40 mA / cm 2 for 5 to 6 hours. In addition, the plating solution is not particularly limited in the present invention, nickel sulfate drying solution of the composition consisting of nickel sulfate (NiSO 4 6H 2 O), nickel chloride (NiCl 2 6H 2 O), boric acid (H 3 BO 3 ) and saccharin Use

복제 몰드(200)의 형성이 완료되면, 전해조로부터 마더 몰드(100)와 복제 몰드(200)를 꺼낸 후, 물리적 힘을 가해 도 10에 나타낸 바와 같이 상기 마더 몰드(100)와 복제 몰드(200)를 분리한다.When the formation of the replication mold 200 is completed, the mother mold 100 and the replication mold 200 are taken out of the electrolytic cell, and then a physical force is applied to the mother mold 100 and the replication mold 200 as shown in FIG. 10. Disconnect.

이와 같이, 본 발명에 따른 점착 방지막이 형성된 마더 몰드를 이용한 복제 몰드의 복제는 하기의 잇점을 가진다.As described above, the duplication of the replica mold using the mother mold having the anti-sticking film according to the present invention has the following advantages.

첫째로, 마더 몰드와 복제 몰드의 분리시 적은 힘을 가하더라도 용이하게 분리가 가능하다.First, it is possible to easily separate even if a small force is applied when separating the mother mold and the replica mold.

둘째로, 종래 마더 몰드가 1회용으로 사용하고 있는 것과 달리, 복제 몰드의 복제 이후에도 마더 몰드의 손상이 없어 재사용이 가능하여 생산성 및 경제성 면에서 잇점이 있다.Secondly, unlike the conventional mother mold used for one-time use, there is no damage to the mother mold even after the replication of the replica mold, so that it can be reused, which is advantageous in terms of productivity and economy.

셋째로, 종래 복제 몰드의 미세 패턴 공정을 추가로 수행했던 것과 달리 분리 이후에도 복제 몰드의 미세 패턴에 대한 왜곡 및 변형이 없어, 복제 몰드에 대한 별도의 미세 패턴 공정이 요구되지 않는다.Third, there is no distortion and deformation of the fine pattern of the duplicate mold even after separation, unlike the conventional fine pattern process of the duplicate mold, and thus a separate fine pattern process for the duplicate mold is not required.

넷째로, 상기 점착 방지막이 기상 자기조립 박막 형성 방법에 의해 nm 급의 초미세 박막 형태로 제조됨에 따라 나노 및 마이크로 단위의 미세 패턴을 가지는 복제 몰드의 제조가 가능하다.Fourth, as the anti-sticking film is manufactured in the form of nm ultrafine thin film by the vapor phase self-assembled thin film formation method, it is possible to manufacture a replica mold having a fine pattern of nano and micro units.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기한 실시에는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the following embodiments are only preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.

(실시예 1) (Example 1)

마더 몰드의 제조Manufacture of Mother Mold

클리닝(cleaning)된 p-type Si(100) 웨이퍼 위에 AZ 1518 포지티브 포토레지스트를 이용하여 1000 rpm의 속도로 30 초간 스핀 코팅한 다음, 100 ℃에서 2 분간 소프트 베이크 공정을 수행하였다.After spin-coating on a cleaned p-type Si (100) wafer using AZ 1518 positive photoresist at a speed of 1000 rpm for 30 seconds, a soft bake process was performed at 100 ° C. for 2 minutes.

다음으로, 상기 포토레지스트에 바이오칩용 Cr 마스크를 위치시키고, 여기에 365 내지 450 nm의 파장을 갖는 UV를 12 초간 조사하여 노광한 후 전용 현상액 MIF300에 1분간 침지시킨 후, 꺼내어 초순수로 세척하고 수분을 제거하였다. 다음으로 140 ℃에서 10분 동안 하드 베이크를 수행하여 포토레지스트를 완전히 경화시켰다. 이어, 습식 식각 공정을 수행하여 미세 패턴을 형성한 후, 아세톤으로 세척하여 포토레지스트 패턴을 제거하였다.Next, a biochip Cr mask is placed on the photoresist, irradiated with UV having a wavelength of 365 to 450 nm for 12 seconds, exposed to light, and then immersed in a dedicated developer MIF300 for 1 minute, taken out, washed with ultrapure water, and then moistened. Was removed. Next, a hard bake was performed at 140 ° C. for 10 minutes to completely cure the photoresist. Subsequently, the wet etching process was performed to form a fine pattern, followed by washing with acetone to remove the photoresist pattern.

다음으로, 기상 자기조립 단분자막 전용 증착 장비(V-SAM, Sorona, Korea)를 이용하여 전구체로 FOTS를 사용하고, 하기의 공정을 거쳐 두께 1nm의 기상 자기조립 박막을 증착하였다.Next, FOTS was used as a precursor using a vapor deposition self-deposition monolayer deposition equipment (V-SAM, Sorona, Korea), and a vapor deposition self-assembled thin film having a thickness of 1 nm was deposited through the following process.

먼저, 진공챔버의 내부와 기판 로딩(loading)에 필요한 트레이를 아세톤으로 세정한 다음, 상기 진공챔버 내로 마더몰드 기판을 로딩하여 20 torr로 압력을 조 절하였다. 이어 챔버 내 온도를 130~150℃℃로 10분 이상 유지시킨 후, 상기 챔버 내로 액상의 FOTS 전구체를 주입하여 10분간 반응시켰다.First, the inside of the vacuum chamber and the tray required for loading the substrate (loading) were washed with acetone, and then the mother mold substrate was loaded into the vacuum chamber to adjust the pressure to 20 torr. Subsequently, after maintaining the temperature in the chamber at 130 to 150 ° C. for 10 minutes or more, the liquid FOTS precursor was injected into the chamber and reacted for 10 minutes.

반응이 끝난 후, 진공챔버 내부에 질소 가스를 퍼지하여 미반응 원료 기체 및 증착 부산물을 제거하여, 점착 방지막을 형성하였다.After the reaction was completed, nitrogen gas was purged inside the vacuum chamber to remove the unreacted raw material gas and the deposition byproduct, thereby forming an anti-stick film.

다음으로, 증착속도(Deposition Rate)이 193Å/min인 니켈을 이용하여 상기 점착 방지막 상에 2 mTorr 압력에서 Ar 30sccm과 300W DC power 조건으로 스퍼터링을 하여 100Å의 금속 시드층을 형성하여, 마더 몰드를 제조하였다.Next, sputtering was performed on the anti-sticking film using nickel having a deposition rate of 193 μs / min at 2 mTorr at Ar 30 sccm and 300 W DC power to form a metal seed layer of 100 μs, thereby forming a mother mold. Prepared.

복제 니켈 몰드의 제조Preparation of Replica Nickel Mold

상기 제조된 마더 몰드를 황산니켈 240g/L, 염화니켈 45g/L, 붕산 30g/L, 사카린 2g/L의 함량으로 이루어진 황산니켈 건욕액이 담겨 있는 전해조에 침지시킨 후, 40 mA/cm2의 전류 밀도를 5시간 동안 인가하여 복제 몰드를 제조하였다. After the mother mold was immersed in an electrolytic cell containing a nickel sulfate dry bath consisting of nickel sulfate 240g / L, nickel chloride 45g / L, boric acid 30g / L, saccharin 2g / L, 40 mA / cm 2 A replica mold was made by applying a current density for 5 hours.

상기 마더 몰드와 복제 니켈 몰드를 전해조로부터 꺼낸 후, 양쪽에서 손으로 잡아당겨 마더 몰드와 복제 니켈 몰드를 분리하였다. After removing the mother mold and the replica nickel mold from the electrolytic cell, the mother mold and the replica nickel mold were separated by hand by pulling on both sides.

(실험예 1)Experimental Example 1

마더 몰드에 형성된 점착 방지막의 소수성을 알아보기 위해, 접촉각 측정 장치를 이용하여 접촉각을 측정하였다.In order to find out the hydrophobicity of the anti-sticking film formed in the mother mold, the contact angle was measured using the contact angle measuring device.

도 11은 점착 방지막을 형성하기 전 마더 몰드의 접촉각을 보여주는 사진이 고, 도 12는 점착 방지막이 형성된 마더 몰드의 접촉각을 보여주는 사진이다.FIG. 11 is a photograph showing a contact angle of a mother mold before forming an anti-sticking film, and FIG. 12 is a photograph showing a contact angle of a mother mold on which an anti-sticking film is formed.

도 11을 참조하면, 접촉각이 5°로 시험에 사용된 물이 마더 몰드 표면에 완전히 젖어(wet) 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 11, it can be seen that the water used for the test was completely wet to the mother mold surface with a contact angle of 5 °.

이와 비교하여 점착 방지막이 형성된 도 12를 보면, 접촉각이 110°로 소수성을 가짐을 확인할 수 있었다.In comparison with FIG. 12, in which the anti-sticking film was formed, it was confirmed that the contact angle had hydrophobicity at 110 °.

(실험예 2)Experimental Example 2

상기 실시예 1에서 제조된 마더 몰드를 이용한 복제 니켈 몰드의 복제 특성을 확인하기 위해, 광학 현미경(L-150A, Nikon, Japan)을 이용하여 표면을 확인하였다.In order to confirm the replication characteristics of the replica nickel mold using the mother mold prepared in Example 1, the surface was confirmed by using an optical microscope (L-150A, Nikon, Japan).

도 13은 마더 몰드의 미세 패턴을 보여주는 광학 현미경 사진으로, (a)는 200 배, (b)는 500 배, (c)는 500 배로 확대된 사진이고, 도 14는 이를 이용하여 복제된 복제 니켈 몰드의 미세 패턴을 보여주는 광학 현미경 사진으로, (a)는 200 배, (b)는 500 배, (c)는 500 배로 확대된 사진이다. 이때 복제 니켈 몰드는 마더 몰드에 대해 역상의 패턴을 가지며, 비교를 위해 편의상 동일한 상으로 나타내었다.13 is an optical micrograph showing the fine pattern of the mother mold, (a) is 200 times, (b) is 500 times, (c) is enlarged 500 times, Figure 14 is a replica nickel replicated using this An optical micrograph showing the fine pattern of the mold, (a) is 200 times, (b) is 500 times, and (c) is enlarged 500 times. The replica nickel mold then has a reversed pattern with respect to the mother mold and is shown in the same phase for convenience.

도 13 및 도 14를 참조하면, 복제 니켈 몰드는 마더 몰드에 형성된 미세 패턴에 부합되는 패턴을 가짐을 확인하였으며, 이는 마더 몰드와 복제 니켈 몰드의 분리 과정이 미세 패턴에 그 어떤 영향도 미치지 않음을 의미한다.Referring to FIGS. 13 and 14, it was confirmed that the replica nickel mold has a pattern corresponding to the fine pattern formed on the mother mold, which indicates that the separation process of the mother mold and the replica nickel mold does not have any effect on the fine pattern. it means.

(실험예 3)Experimental Example 3

상기 실시예 1에서 제조된 마더 몰드를 이용한 복제 니켈 몰드의 복제 특성을 확인하기 위해, 원자력간 현미경(AFM, XE-100, PSIA, Korea) 장비을 이용하여 표면을 확인하였다.In order to confirm the replication characteristics of the replica nickel mold using the mother mold prepared in Example 1, the surface was confirmed by using an atomic force microscope (AFM, XE-100, PSIA, Korea) equipment.

도 15의 (a) 및 (b)는 나노급 마더 몰드의 AFM 이미지이고, 도 16의 (a) 및 (b)는 이를 이용하여 복제된 복제 니켈 몰드의 AFM 이미지이다.15A and 15B are AFM images of nanoscale mother molds, and FIGS. 16A and 16B are AFM images of replica nickel molds replicated using the same.

도 15 및 도 16을 참조하면, 5 ㎛2의 면적을 분석한 결과 표면 형태(surface morphology), 패턴의 크기, 단차 등을 비교하였으며, 마더 몰드와 비교하여 복제 니켈 몰드의 패턴이 오차범위가 5nm 이하로 매우 정확한 형상 정밀도를 가짐을 알 수 있다.Referring to FIG. 15 and FIG. 16, the surface morphology, the size of the pattern, the step difference, and the like were compared as a result of analyzing the area of 5 μm 2 . It can be seen that it has a very accurate shape precision below.

본 발명에 따른 마더 몰드는 각종 성형에 사용가능한 복제 몰드의 제조에 사용이 가능하다.The mother mold according to the present invention can be used for the production of replica molds usable for various moldings.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 마더 몰드를 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a mother mold according to an embodiment of the present invention.

도 2는 기상 자기조립 분자박막의 형성을 보여주는 모식도이다.2 is a schematic diagram showing the formation of gas phase self-assembled molecular thin film.

도 3은 본 발명에 따른 마더 몰드의 제조단계를 보여주는 순서도이다.3 is a flow chart showing a step of manufacturing a mother mold according to the present invention.

도 4 내지 도 8은 이를 설명하기 위한 모식도 및 단면도들이다.4 to 8 are schematic views and cross-sectional views for explaining the same.

도 9 및 도 10은 전기 도금 방식에 의해 마더 몰드로부터 복제 몰드의 복제 방법을 보여주는 단면도이다.9 and 10 are cross-sectional views showing a method of replicating a replica mold from a mother mold by an electroplating method.

도 11은 점착 방지막을 형성하기 전 마더 몰드의 접촉각을 보여주는 사진이다.11 is a photograph showing the contact angle of the mother mold before forming the anti-sticking film.

도 12는 점착 방지막이 형성된 마더 몰드의 접촉각을 보여주는 사진이다.12 is a photograph showing a contact angle of a mother mold on which an anti-stick film is formed.

도 13은 마더 몰드의 미세 패턴을 보여주는 광학 현미경 사진으로, (a)는 200 배, (b)는 500 배, (c)는 500 배로 확대된 사진이다.13 is an optical micrograph showing the fine pattern of the mother mold, (a) is 200 times, (b) is 500 times, (c) is enlarged 500 times.

도 14는 이를 이용하여 복제된 복제 니켈 몰드의 미세 패턴을 보여주는 광학 현미경 사진으로, (a)는 200 배, (b)는 500 배, (c)는 500 배로 확대된 사진이다. Figure 14 is an optical micrograph showing a fine pattern of a replica nickel mold replicated using this, (a) is 200 times, (b) is 500 times, (c) is a magnified picture 500 times.

도 15의 (a) 및 (b)는 마더 몰드의 AFM 이미지이다.15 (a) and 15 (b) are AFM images of the mother mold.

도 16의 (a) 및 (b)는 이를 이용하여 복제된 복제 니켈 몰드의 AFM 이미지이다.16A and 16B are AFM images of replica nickel molds replicated using them.

Claims (13)

전기 도금 공정을 통해 복제 몰드를 제조하기 위한 마더 몰드에 있어서,In the mother mold for manufacturing a replica mold through an electroplating process, 미세 패턴이 형성된 마더 몰드(mother mold) 기판;A mother mold substrate having a fine pattern formed thereon; 상기 미세 패턴을 따라 마더 몰드 기판 상에 형성되며, 불소화 알킬 실란 화합물을 포함하는 기상 자기조립 단분자막(Self-Assembled Monolayer; SAM)으로 이루어지며, 1 내지 2 nm의 두께를 갖는 점착 방지막; 및An anti-stick film formed on a mother mold substrate along the fine pattern and formed of a self-assembled monolayer (SAM) including a fluorinated alkyl silane compound, and having a thickness of 1 to 2 nm; And 상기 점착 방지막 상에 형성되며 50 내지 300Å의 두께를 갖는 금속 시드층(seed layer)을 포함하는 몰드 복제용 마더 몰드.A mother mold for replicating a mold formed on the anti-sticking film and including a metal seed layer having a thickness of 50 to 300 mm 3. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 마더 몰드 기판은 Au, Pt, Ni, Cu, Co, Pd, Al 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 금속; 또는 Si, Ge, C, Ga, As, P, B, Zn, Se, Cd, Sn, In, SiGe, GaAs, AlGaAs, GaAsP, InAs, Sn, InAsP, InGaAs, AlAs, InP, GaP, ZnSe, CdS, ZnCdS, CdSe 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 반도체를 포함하는 것인 몰드 복제용 마더 몰드. The mother mold substrate may include at least one metal selected from the group consisting of Au, Pt, Ni, Cu, Co, Pd, Al, and combinations thereof; Or Si, Ge, C, Ga, As, P, B, Zn, Se, Cd, Sn, In, SiGe, GaAs, AlGaAs, GaAsP, InAs, Sn, InAsP, InGaAs, AlAs, InP, GaP, ZnSe, CdS , ZnCdS, CdSe and a mold replica mother mold comprising a semiconductor selected from the group consisting of a combination thereof. 삭제delete 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 점착 방지막은 C1∼C20의 불소화된 유기 실란 화합물을 포함하는 것인 몰드 복제용 마더 몰드. The anti-sticking film is a mold replica mother mold comprising a C1 to C20 fluorinated organic silane compound. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 점착 방지막은 마더 몰드 기판에 대해 110° 이상의 접촉각을 갖는 것인 몰드 복제용 마더 몰드. The anti-sticking film is a mold mold replica mother mold having a contact angle of 110 ° or more with respect to the mother mold substrate. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 금속 시드층은 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금을 포함하는 것인 몰드 복제용 마더 몰드. Wherein the metal seed layer is nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), chromium (Cr), titanium (Ti) and alloys for replica molds that molds thereof. 전기 도금 공정을 통해 복제 몰드를 제조하기 위한 마더 몰드를 제조하기 위해,In order to manufacture a mother mold for producing a replica mold through an electroplating process, S1) 마더 몰드 기판 상에 사진 식각 공정으로 미세 패턴을 형성하는 단계;S1) forming a fine pattern on the mother mold substrate by a photolithography process; S2) 상기 미세 패턴 상에 기상 반응에 의해 자기조립 분자박막으로 이루어지며, 1 내지 2 nm의 두께를 갖는 점착 방지막을 형성하는 단계; 및S2) forming a self-assembled molecular thin film by a gas phase reaction on the fine pattern, to form an anti-stick film having a thickness of 1 to 2 nm; And S3) 상기 점착 방지막 상에 금속을 증착하여 50 내지 300Å의 두께를 갖는 금속 시드층을 형성하는 단계를 포함하는 제1항의 몰드 복제용 마더 몰드의 제조방법. S3) A method of manufacturing a mother mold for mold replication according to claim 1, comprising forming a metal seed layer having a thickness of 50 to 300 mm by depositing a metal on the anti-sticking film. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 추가로 상기 S2) 단계 이전에 건식 식각을 수행하여 형성된 미세 패턴의 종 횡비가 증가하도록 단차를 더욱 부여하는 단계Further providing a step to increase the aspect ratio of the fine pattern formed by performing dry etching before the step S2) 를 포함하는 몰드 복제용 마더 몰드의 제조방법. Method for producing a mold for replica mother mold comprising a. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 미세 패턴은 사진 식각 공정으로 수행하는 것인 몰드 복제용 마더 몰드의 제조방법. The fine pattern is a method of manufacturing a mother mold for mold replication is performed by a photolithography process. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 점착 방지막은 The anti-sticking film S2-1) 온도 및 압력이 제어된 챔버 내로 마더 몰드 기판을 이송하고,S2-1) transfer the mother mold substrate into the chamber in which temperature and pressure are controlled, S2-2) 상기 챔버 내로 자기조립 분자박막을 형성하기 위한 불소화된 유기 실란 전구체 기체를 공급하여 기판 상에 자기조립 분자박막을 형성하는 것인 몰드 복제용 마더 몰드의 제조방법. S2-2) A method of manufacturing a mother mold for mold duplication in which a self-assembled molecular thin film is formed on a substrate by supplying a fluorinated organic silane precursor gas for forming a self-assembled molecular thin film into the chamber. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 불소화된 유기 실란 전구체는 C1∼C20의 플루오로알킬기를 포함하는 실란 화합물인 것인 몰드 복제용 마더 몰드의 제조방법. The fluorinated organosilane precursor is a silane compound containing a C1 to C20 fluoroalkyl group is a method for producing a mold for replica mother mold. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 불소화된 유기 실란 전구체는 플루오로옥틸 트리클로로 실란(FOTS, fluoro-octyl-trichloro-silane), 트리클로로(3,3,3-트리플루오로프로필) 실란(FPTS, trichloro(3,3,3-trifluoropropyl)silane), 퍼플루오로데실 트리클로로 실란(FDTS, perfluorodecyl-trichlorosilane) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것인 몰드 복제용 마더 몰드의 제조방법. The fluorinated organosilane precursors include fluorooctyl-trichloro-silane (FOTS), trichloro (3,3,3-trifluoropropyl) silane (FPTS, trichloro (3,3,3) -trifluoropropyl) silane), perfluorodecyl trichloro silane (FDTS, perfluorodecyl-trichlorosilane) and a method for producing a mother mold for mold replication, which is one selected from the group consisting of a combination thereof. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 금속 시드층은 스퍼터링, CVD, PECVD, PVD, 또는 이온빔 증착법으로 수행하여 제조하는 것인 몰드 복제용 마더 몰드의 제조방법. The metal seed layer is sputtering, CVD, PECVD, PVD, or ion beam deposition method to be produced by the method of manufacturing a mother mold for mold replication.
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