KR101020187B1 - Ｘ-선 노광을 이용한 미세 구조물 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입체적인 형상의 미세 패턴을 갖는 미세 구조물을 용이하게 형성할 수 있도록, X-선 마스크를 설치하고 X-선을 조사하여 측면 노광 방식으로 감광재를 노광하는 감광재 노광 단계와, 노광된 감광재를 에칭하는 감광재 에칭 단계와, 에칭된 감광재에 금속을 채워서 미세 패턴이 형성된 몰드를 제작하는 몰드 형성 단계와, 복수 개의 몰드를 결합시키는 몰드 모듈 형성 단계, 및 몰드 모듈을 이용하여 미세 구조물을 성형하는 미세 구조물 성형 단계를 포함한다.
미세 구조물, 감광재, 몰드 모듈, 감광재 모듈

Description

Ｘ-선 노광을 이용한 미세 구조물 제조 방법{MICRO STRUCTURE FABRICATING METHOD USING X-RAY EXPOSURE}
본 발명은 미세 구조물 제조 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 측면 노광을 이용한 미세 구조물의 제조 방법에 관한 것이다.
방사광 가속기에서 발생하는 고 에너지 X-선을 이용하여 플라스틱 미세 구조물을 제작하는 리가(LIGA) 공정은 1980년대 독일에서 개발된 이후, 공정 개발 및 그 응용을 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 독일어 약자(Lithographie, Galvanoformung, Abformung)에서 알 수 있듯이 리가 공정은 X-선 노광(Lithographie)을 통한 플라스틱 미세 구조물을 제작하는 공정과, 전기도금(Galvanoformung)을 이용하여 인서트 몰드(mold insert)를 제작하는 공정, 및 제작된 인서트 몰드를 이용하여 성형(Abformung)하는 공정의 세가지 공정으로 이루어지며, 미세 구조물의 1회성 제작이 아닌 높은 생산성을 가지는 성형단계까지 고려하고 있다.
종래의 자외선(UV)을 이용한 노광을 바탕으로 하는 미세 구조물 제작 공정(MEMS기술 등)과는 달리 X-선 노광을 수행하는 리가 공정의 경우, 광원으로 이용 되는 고 에너지 X-선의 특성으로 인하여 고종횡비(high aspect ratio) 미세 구조물의 제작이 가능하며 또한 제작된 미세 구조물의 품질이 좋다는 장점을 가지고 있다. 그 동안 광 도파로(optical waveguide), 광 커넥터(optical connector)와 같은 광통신 분야의 미세 부품, 미세 모터(micro motor) 등과 같은 기계 부품, 열교환기(heat exchanger)와 미세 반응기(micro reactor) 등의 핵심 부품의 제작에 리가 공정이 적용되고 있다.
개발 초기에는 방사광 가속기의 고에너지 X-선을 이용한 DXRL(Deep X-Ray Lithography) 공정을 주로 이용하였으나, 이후 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 기술이 발전함에 따라 일반적인 UV 노광 공정을 이용하는 UV-리가 공정도 많이 이용되고 있다.
이와 같은 리가 공정은 최종적으로 얻고자 하는 구조물 혹은 제품과 같은 형상을 가지는 초소형 구조물을 노광 공정을 통하여 먼저 제작하고, 제작된 구조물을 모구조물(mother structure)로 이용한 전기도금(eclectro forming) 공정을 수행함으로써, 몰딩 공정에 이용될 수 있는 몰드(mold) 혹은 몰드 인서트(mold insert)를 얻을 수 있다.
제작된 몰드 등을 이용한 몰딩 공정을 통하여 노광 공정으로 제작한 최초의 구조물과 동일한 형상의 초소형 구조물을 대량으로 제작할 수 있다.
이와 같은 리가 공정을 통하여 다양한 초소형 구조물을 대량으로 생산하기 위해서는 몰드 혹은 몰드 인서트의 정밀한 제작이 필수적이다. 또한, 몰드는 성형하고자 하는 최종 구조물의 형상을 가져야 함은 물론이고, 치수 정밀도, 기계적 물 성 등을 가지고 있어야 한다. 이를 만족시켜야만 원하는 최종 구조물의 안정적인 대량 성형이 가능하게 된다.
현재 다양한 초소형 제작 기술들을 이용하여 대량 성형 공정에 이용될 수 있는 몰드 혹은 몰드 인서트들이 제작되고 있다. 초소형 기계가공 혹은 레이저 가공 등 몰드 재료를 직접 가공하는 경우도 있으나, 치수 정밀도 및 제작 소요 시간 등의 문제를 가지고 있기 때문에 반도체 공정을 기반으로 하는 노광 공정이 일반적으로 이용된다. 이 경우 노광 공정을 통하여 초소형 구조물을 제작하고, 이 구조물 상에 전기도금 공정을 수행함으로써, 금속재의 몰드 혹은 몰드 인서트를 제작한다.
MEMS 기술의 발달과 함께 개발된 다양한 노광 공정들은 공정의 자동화, 치수 정밀도 및 높은 수율 등을 장점으로 가지고 있다. 일반적인 노광 공정을 통하여 제작되는 초소형 구조물은 평면적인 형상을 가지게 된다. 이는 광원을 조사하는 방향이 기판 및 도포되어 있는 감광재에 수직으로 되어 있기 때문이다. 따라서 수직 노광 공정의 경우에는 경사면 등의 높이가 다른 입체적인 형상을 갖는 초소형 구조물을 제작하는 것이 어렵다.
일정한 경사를 가지고 있는 초소형 구조물의 경우, 광원을 기울여서 조사하는 방법(경사 노광)을 통하여 제작할 수 있다. 하지만 경사 노광으로 제작할 수 있는 초소형 구조물의 형상 역시 극히 제한적이며, 경사 노광에 이용되는 마스크 제작의 어려움 및 복잡한 추가 장비 등을 필요로 하기 때문에 특수한 경우에만 주로 적용된다.
또한 경사 노광의 경우에도 X-선에 의하여 노광되는 깊이에 한계가 있어서 폭방향으로 치수가 큰 복잡한 형상을 제작하는 것이 불가능한 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 다양한 형상을 갖는 미세 구조물을 용이하게 제작할 수 있는 미세 구조물 제작 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 구조물 제작 방법은 X-선 마스크를 설치하고 X-선을 조사하여 측면 노광 방식으로 감광재를 노광하는 감광재 노광 단계와, 노광된 감광재를 에칭하는 감광재 에칭 단계와, 에칭된 감광재에 금속을 채워서 미세 패턴이 형성된 몰드를 제작하는 몰드 형성 단계와, 복수 개의 몰드를 결합시키는 몰드 모듈 형성 단계, 및 몰드 모듈을 이용하여 미세 구조물을 성형하는 미세 구조물 성형 단계를 포함한다.
상기 감광재 노광 단계는 딥 X-선 리소그래피(DXRL; Deep X-Ray Lithography) 공정으로 감광재를 노광할 수 있으며, 상기 몰드들에 형성된 미세 패턴은 서로 상이한 형상을 갖도록 이루어질 수 있다. 또한, 상기 몰드 형성 단계는 전기 도금(electro forming)하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 몰드 형성 단계에서 금속은 니켈 또는 니켈 합금으로 이루어질 수 있다.
상기 미세 패턴은 상면의 높이가 상이한 입체적인 미세 패턴으로 이루어질 수 있으며, 상기 X-선 마스크는 상기 미세 구조물의 측면 형상과 대응되는 패턴 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 몰드들은 상기 미세 패턴의 길이 방향으로 적 층 배열될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 구조물 형성 방법은 X-선 마스크를 설치하고 X-선을 조사하여 측면 노광 방식으로 감광재를 노광하는 감광재 노광 단계와, 노광된 감광재를 에칭하는 감광재 에칭 단계와, 에칭된 감광재들을 적층 배열하여 감광재 모듈을 형성하는 단계와, 감광재 모듈에 금속을 채워서 미세 패턴이 형성된 몰드를 제작하는 몰드 형성 단계, 및 몰드를 이용하여 미세 구조물을 성형하는 미세 구조물 성형 단계를 포함한다.
상기 감광재 노광 단계는 딥 X-선 리소그래피(DXRL; Deep X-Ray Lithography) 공정으로 감광재를 노광할 수 있으며, 상기 에칭된 감광재들에는 미세 패턴이 형성되고, 감광재들에 형성된 미세 패턴은 서로 상이한 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 감광재들은 상기 미세 패턴의 길이 방향으로 적층 배열될 수 있으며, 상기 몰드 형성 단계는 전기 도금(electro forming)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 몰드 형성 단계에서 금속은 니켈 또는 니켈 합금으로 이루어질 수 있으며, 상기 미세 패턴은 상면의 높이가 상이한 입체적인 미세 패턴으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 X-선 마스크는 상기 미세 구조물의 측면 형상과 대응되는 패턴 형상을 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 감광재의 모서리에는 이웃하는 감광재를 지지하는 맞춤 돌기가 상기 감광재의 상면 또는 하면으로 돌출되도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면 입체적인 형상의 미세 패턴을 갖는 미세 구조물을 용이하게 제작할 수 있다.
또한, 측면 노광과 몰드 모듈을 이용함으로써 미세 패턴의 길이를 증가시킬 수 있다.
본 발명에 있어서 "측면 노광"이라 함은 미세 패턴이 형성되는 면과 교차하는 면으로 광을 입사시켜서 노광하는 공정을 말한다. 또한, 본 발명에 있어서 "미세 패턴" 또는 "미세 구조물"이라 함은 나노 또는 마이크로 크기의 피치를 갖는 패턴 또는 구조물을 말한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 구조물 제작 방법을 나타낸 순서도이고 도 2a 내지 2f는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 구조물 제작 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 다른 미세 구조물 제작 방법은 감광재(110) 노광 단계(S101)와 감광재(110) 에칭 단계(S102)와 몰드(130) 형성 단계(S103), 몰드 모듈(200) 형성 단계(S104), 및 미세 구조물 성형 단계(S105)를 포함한다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, PMMA로 이루어진 감광재(110)를 준비한다. 본 실시예에서는 양성 감광재를 사용하는 것으로 예시하고 있으나, 감광재(110)는 양성(positive) 감광재 또는 음성(negative) 감광재 어느 것이든 선택적으로 사용될 수 있다.
다만, SU-8과 같은 음성 감광재의 경우, 액체 상태이기 때문에 스핀 코팅을 통하여 원하는 두께로 기판에 도포한 후, 소프트 베이킹(soft baking) 과정을 통하여 굳은 상태가 유지되도록 한다.
감광재(110)가 준비되면 도 2b에 도시한 바와 같이, X-선 마스크(120)를 감광재(110) 위에 설치한 후, 감광재(110)를 향하여 X-선(150)을 조사하여 X-선 노광 공정을 수행한다(S101).
X-선 마스크(120)는 X-선(150)을 흡수하는 흡수부(120b)와 X-선을 흡수하지 않는 투과부(120a)를 포함하는데, 흡수부(120b)는 X-선(150)의 흡수가 뛰어난 금(Au) 등으로 이루어지며, 투과부(120a)는 X-선(150)을 흡수하지 않는 다양한 재질로 이루어진다.
X-선 마스크(120)에서 성형하고자 하는 패턴 형상이 형성되며, 패턴 형상은 미세 구조물의 측면 형상과 대응되는 형상으로 이루어진다. 이때, 측면이라 함은 미세 패턴이 형성될 면을 상면이라 할 때, 미세 패턴이 형성된 면과 교차하여 모서리를 형성하는 면을 말한다. 측면은 상면이 사각형으로 이루어질 경우, 4개가 형성되는데, 패턴 형상은 미세 패턴이 이어져 형성될 방향을 향하는 면과 대응되는 형상으로 이루어진다. 본 실시예에서 패턴 형상은 투과부(120a)와 동일한 형상으로 이루어진다.
이러한 측면과 대향하도록 X-선 마스크(120)를 설치한 상태에서 X-선 마스크(120)를 향하여 X-선(150)을 조사한다.
측면 노광 방식을 적용하는 경우, 광원의 투과 깊이가 큰 원하는 두께의 조절이 용이한 딥 X-선 리소그래피(DXRL; Deep X-Ray Lithography) 공정을 이용하는 것이 유리하다. 고에너지 X-선을 이용하는 DXRL 공정의 경우, 고종횡비(high aspect ratio)를 갖는 초소형 구조물의 제작에 매우 유리하며 X-선의 직진성이 강하기 때문에 수직의 초소형 구조물을 얻을 수 있다. 또한 제작되는 표면 조도 역시 뛰어나기 때문에, 본 실시예에서는 DXRL 공정을 적용한다.
X-선(150)을 조사한 후, 에칭하면 도 2c에 도시된 바와 같이 미세 패턴(115a)이 형성된 패턴 홈(115)을 얻을 수 있다. 본 실시예에서는 양성 감광재를 사용하여 X-선이 조사된 부분을 식각하는 것으로 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 음성 감광재를 적용할 수도 있다.
미세 패턴(115a)은 패턴 홈(115)의 깊이 방향으로 이어져 형성되는 바, 이는 X-선 마스크(120)의 패턴 형상이 미세 구조물의 측면과 대응되는 형상으로 이루어지기 때문이다. 미세 패턴(115a)의 상면은 경사지게 형성되는데, 측면 노광 방식을 적용하면 경사면 등 미세 패턴(115a) 상면의 높이가 상이한 입체적인 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.
패턴 홈(115)이 형성되면 도 2d에 도시된 바와 같이 패턴 홈(115)에 금속을 채워 몰드(130)를 형성한다. 몰드(130)는 니켈 또는 니켈 합금으로 이루어지는데, 니켈 및 니켈 합금은 기계적 강도가 뛰어나서 초소형 대량 성형을 위한 몰드로 사용하기에 적합하다. 몰드(130)를 형성하는 방법으로는 전기 도금(electro forming) 방식이 적용될 수 있다. 패턴 홈(115)의 깊이는 대략 2mm로 이루어지는 데, 전기 도금을 실시하면 니켈이 패턴 홈(115)에 쉽게 채워질 수 있다.
도 2e에 도시된 바와 같이 몰드(130)를 감광재(110)에서 분리하면 미세 패턴(132)이 형성된 몰드(130)를 얻을 수 있으며, 복수 개의 몰드(130)를 제작하여 정렬한다.
이 때, 몰드(130)의 상면에는 미세 패턴(132)이 형성되어 있으며, 몰드(130)의 측면 형상은 상기한 바와 같이 X-선 마스크(120)의 패턴 형상과 대응된다.
도 2f에 도시된 바와 같이 복수 개의 몰드(130)를 결합하면 몰드 모듈(200)을 형성할 수 있는데, 몰드들(130)을 결합하면 길게 이어진 미세 패턴을 갖는 몰드 모듈(200)을 얻을 수 있다. 측면 노광의 경우, X-선이 침투하는 것에 한계가 있어서 길게 이어진 패턴을 얻을 수 없으나, 본 실시예와 같이 몰드들의 측면을 붙여서 몰드 모듈(200)을 형성하면 길게 이어져 형성되어 길이가 긴 미세 패턴을 얻을 수 있다. 즉, 몰드 들은 미세 패턴의 길이방향으로 적층되어 몰드 모듈을 형성한다.
이와 같이 몰드 모듈이 형성되면 도 2g에 도시된 바와 같이 사출 성형 또는 핫 엠보싱 공정을 통해서 미세 패턴(145)을 갖는 미세 구조물(140)을 성형하는데, 미세 구조물은 금속 또는 폴리머로 이루어질 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 상면의 높이가 상이한 입체적인 미세 패턴을 갖는 미세 구조물을 용이하게 제작할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제작된 X-선 마스크를 도시한 사진이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 X-선 마스크를 이용하여 제작된 패턴 홈을 나타낸 사진이다.
도 3a에 도시된 X-선 마스크에서 패턴 부분은 X-선을 투과하는 투과층으로 이루어지고, 바탕 부분은 X-선을 투과하지 않는 흡수층으로 이루어진다.
이러한 X-선 마스크를 설치한 상태에서 노광 및 에칭을 하면, 패턴 홈을 형성할 수 있는데, 도 3b에 나타난 패턴 홈은 2mm의 깊이를 갖는다. 이 패턴 홈에 전기 도금으로 니켈을 채우면 몰드를 얻을 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제작된 몰드 모듈을 도시한 사진이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명하면, 도 4a는 지름이 200㎛인 반원 기둥 형상의 미세 패턴을 갖는 몰드 모듈을 나타내고 있으며, 도 4b는 한 변의 길이가 300㎛인 정삼각형 프리즘 형상의 미세 패턴을 갖는 모듈을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제작된 몰드 모듈을 나타낸 사시도이다.
본 실시예에 따른 몰드 모듈(300)은 복수개의 몰드들(310, 320, 330)을 포함 하며, 몰드들(321, 320, 330)에 형성된 미세 패턴들(312, 322, 332)이 상이한 형상으로 이루어진다. 본 실시예에 따른 몰드 모듈(300)은 제1 몰드(310), 제2 몰드(320) 및 제3 몰드(330)를 포함하고, 제1 몰드(310)는 직육면체 형상의 미세 패턴(312)을 갖고, 제2 몰드(320), 및 제3 몰드(330)는 삼각형 형상의 미세 패턴(322, 332)을 갖는다. 또한, 제2 몰드(320)의 미세 패턴(322)은 제3 몰드(330)의 미세 패턴(332)보다 더 낮은 높이를 갖는다.
본 실시예에서는 상이한 형상의 미세 패턴들(312, 322, 332)을 갖는 몰드 모듈(300)을 형성하기 위해서, 복수개의 X-선 마스크와 감광재를 준비하여 형상이 상이한 몰드들을 제작한다.
이와 같이 서로 상이한 미세 패턴을 갖는 몰드들을 결합하여 몰드 모듈을 형성할 수 있으며, 이에 따라 다양한 미세 패턴을 갖는 미세 구조물을 용이하게 제작할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제작된 몰드 모듈을 이용하여 형성한 몰드 코어를 나타낸 사진이고, 도 6b는 도 6a에 도시된 몰드 코어를 이용하여 제작된 폴리머 미세 구조물을 나타낸 사진이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 몰드 코어에 형성된미세 패턴은 크기가 점진적으로 감소하게 형성된다. 즉, 미세 패턴의 크기가 상이한 몰드들을 결합하여 몰드 모듈을 형성하였으며 이를 이용하여 미세 구조물을 성형하였다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제작된 미세 구조물을 도시 한 사진이다.
먼저 도 7a를 참조하여 설명하면 제1 미세 패턴(410)은 한 변의 길이가 500㎛인 정삼각형으로 이루어지며, 제2 미세 패턴(420)은 한 변의 길이가 450㎛인 정삼각형으로 이루어진다. 또한, 제3 미세 패턴(430)은 한 변의 길이가 400㎛인 정삼각형으로 이루어지며, 제4 미세 패턴(440)은 한 변의 길이가 350㎛인 정삼각형으로 이루어진다. 또한, 제5 미세 패턴(450)은 한 변의 길이가 300㎛인 정삼각형으로 이루어지며, 제6 미세 패턴(460)은 한 변의 길이가 250㎛인 정삼각형으로 이루어진다.
한편 도 7b를 참조하여 설명하면, 제1 미세 패턴(510)은 한 변의 길이가 500㎛인 정삼각형으로 이루어지며, 제2 미세 패턴(520)은 지름이 500㎛인 반원기둥으로 이루어진다. 또한, 제3 미세 패턴(530)은 한 변의 길이가 400㎛인 정삼각형으로 이루어지며, 제4 미세 패턴(540)은 지름이 400㎛인 반원기둥으로 이루어진다.
이와 같이 다양한 미세 패턴을 갖는 몰드들을 조합하여 다양한 형상의 미세 구조물을 용이하게 제작할 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 미세 구조물 제작 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
본 실시예에 따른 미세 구조물 제작 방법은 감광재를 에칭하는 단계까지는 상기한 제1 실시예와 동일하므로 동일한 부분에 대한 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 미세 구조물 제작 방법은 감광재 노광 단계와 감광재 에칭 단계와 감광재층을 적층하는 감광재 모듈 형성 단계, 몰드 형성 단계, 및 미세 구 조물 성형 단계를 포함한다.
도 8a에 도시된 바와 같이 감광재(110)를 노광하고 에칭 하면 감광재(110)에 미세 패턴(115a)을 갖는 패턴 홈(115)이 형성되는데, 패턴 홈(115)은 감광재(110)를 관통하여 형성된다. 패턴 홈(115)에는 미세 패턴(115a)이 형성되어 있으며, 패턴 홈(115)이 형성된 감광재들(110)을 적층하여 감광재 모듈(160)을 형성한다.
감광재들(110)을 정해진 위치에 용이하게 적층하기 위해서 감광재(110)의 측면에 맞춤 돌기(117)를 형성하였다. 맞춤 돌기(117)는 감광재의 위쪽으로 돌출되어 상부에 위치하는 감광재(110)를 용이하게 끼워맞춤함으로써 이웃하는 감광재를 지지할 수 있다. 맞춤 돌기(117)는 감광재(110)의 감광재(110)의 대각선 양쪽 모서리에 형성되며, 모서리에 밀착되어 꺽어진 형상으로 이루어진다. 맞춤 돌기(117)는 감광재의 상면 또는 하면을 향하여 돌출되도록 형성될 수 있다.
도 8b에 도시된 바와 같이 감광재(110)를 적층한 상태에서 전기 도금 방법으로 금속을 패턴 홈(115)에 채워서 몰드(600)를 형성하고, 도 8c에 도시된 바와 같이 몰드(600)를 감광재(110)에서 분리하면 길게 이어진 패턴(620)을 갖는 몰드(600)를 형성할 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 감광재들(110)을 적층하여 감광재 모듈(160)을 형성함으로써 높이가 일정하지 않은 입체적인 패턴을 갖는 몰드(600)를 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 이러한 몰드(600)를 이용하여 미세 구조물을 형성하면 큰 폭의 입체적인 미세 패턴을 갖는 미세 구조물을 용이하게 형성할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 구조물 제작 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2a 내지 2f는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 구조물 제작 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제작된 X-선 마스크를 도시한 사진이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 X-선 마스크를 이용하여 제작된 패턴 홈을 나타낸 사진이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제작된 몰드 모듈을 도시한 사진이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제작된 몰드 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 6a는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제작된 몰드 모듈을 이용하여 형성한 몰드 코어를 나타낸 사진이고, 도 6b는 도 6a에 도시된 몰드 코어를 이용하여 제작된 폴리머 미세 구조물을 나타낸 사진이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제작된 미세 구조물을 도시한 사진이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 미세 구조물 제작 방법을 설명하기 위한 공정도이다.

Claims (17)

  1. X-선 마스크를 설치하고 X-선을 조사하여 측면 노광 방식으로 감광재를 노광하는 감광재 노광 단계;
    노광된 감광재를 에칭하는 감광재 에칭 단계;
    에칭된 감광재에 금속을 채워서 미세 패턴이 형성된 몰드들을 제작하는 몰드 형성 단계;
    복수 개의 몰드를 결합시키는 몰드 모듈 형성 단계; 및
    몰드 모듈을 이용하여 미세 구조물을 성형하는 미세 구조물 성형 단계;
    를 포함하며,
    상기 몰드들에 형성된 미세 패턴은 서로 상이한 형상으로 이루어진 미세 구조물의 제작 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 감광재 노광 단계는 딥 X-선 리소그래피(DXRL; Deep X-Ray Lithography) 공정으로 감광재를 노광하는 미세 구조물의 제작 방법
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 몰드 형성 단계는 전기 도금(electro forming)하는 단계를 더 포함하는 미세 구조물의 제작 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 몰드 형성 단계에서 금속은 니켈 또는 니켈 합금으로 이루어진 미세 구조물의 제작 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 미세 패턴은 상면의 높이가 상이한 입체적인 미세 패턴으로 이루어진 미세 구조물의 제작 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 X-선 마스크는 상기 미세 구조물의 측면 형상과 대응되는 패턴 형상을 갖는 미세 구조물의 제작 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 몰드들은 상기 미세 패턴의 길이 방향으로 적층 배열된 미세 구조물의 제작 방법.
  9. X-선 마스크를 설치하고 X-선을 조사하여 측면 노광 방식으로 감광재를 노광 하는 감광재 노광 단계;
    노광된 감광재를 에칭하는 감광재 에칭 단계;
    에칭된 감광재들을 적층 배열하여 감광재 모듈을 형성하는 단계;
    감광재 모듈에 금속을 채워서 미세 패턴이 형성된 몰드를 제작하는 몰드 형성 단계;
    몰드를 이용하여 미세 구조물을 성형하는 미세 구조물 성형 단계;
    를 포함하는 미세 구조물의 제작 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 감광재 노광 단계는 딥 X-선 리소그래피(DXRL; Deep X-Ray Lithography) 공정으로 감광재를 노광하는 미세 구조물의 제작 방법
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 에칭된 감광재들에는 미세 패턴이 형성되고, 감광재들에 형성된 미세 패턴은 서로 상이한 형상을 갖는 미세 구조물의 제작 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 감광재들은 상기 미세 패턴의 길이 방향으로 적층 배열된 미세 구조물의 제작 방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 몰드 형성 단계는 전기 도금(electro forming)하는 단계를 더 포함하는 미세 구조물의 제작 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 몰드 형성 단계에서 금속은 니켈 또는 니켈 합금으로 이루어진 미세 구조물의 제작 방법.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 미세 패턴은 상면의 높이가 상이한 입체적인 미세 패턴으로 이루어진 미세 구조물의 제작 방법.
  16. 제 9항에 있어서,
    상기 X-선 마스크는 상기 미세 구조물의 측면 형상과 대응되는 패턴 형상을 갖는 미세 구조물의 제작 방법.
  17. 제 9항에 있어서,
    상기 감광재의 모서리에는 이웃하는 감광재를 지지하는 맞춤 돌기가 상기 감광재의 상면 또는 하면으로 돌출되도록 형성된 미세 구조물의 제작 방법.
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