KR101055697B1 - 패턴전사방법 - Google Patents

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KR101055697B1
KR101055697B1 KR1020090072291A KR20090072291A KR101055697B1 KR 101055697 B1 KR101055697 B1 KR 101055697B1 KR 1020090072291 A KR1020090072291 A KR 1020090072291A KR 20090072291 A KR20090072291 A KR 20090072291A KR 101055697 B1 KR101055697 B1 KR 101055697B1
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양민양
김종수
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한국과학기술원
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Abstract

본 발명은 패턴전사방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 패턴전사방법은, 제1 기판 표면에 자기조립 단분자막을 형성하는 제1 단계, 자기조립 단분자막의 소정 부위에 레이저를 조사하여 소정 부위의 상기 자기조립 단분자막을 제거하는 제2 단계, 자기조립 단분자막이 제거된 소정 부위에 전사재료를 올리는 제3 단계, 전사재료와 제2 기판을 소정 간격으로 이격시켜 서로 마주보도록 위치시키는 제4 단계, 제1 기판으로부터 제2 기판 방향으로 레이저를 조사하여, 전사재료를 제2 기판으로 전사하는 제5단계를 포함한다. 제1 단계는, 제1 기판 표면을 소수성 자기조립 단분자막 처리하여 자기조립 단분자막을 형성하고, 제3 단계는, 자기조립 단분자막이 제거된 소정 부위에 전사재료를 딥 코팅 또는 디 웨팅 방법으로 올린다.
자기조립 단분자막, 전사재료, 표면에너지, 패턴전사

Description

패턴전사방법{METHOD FOR TRANSFERRING PATTERN}
본 발명은 패턴전사방법에 관한 것이다.
산업기술의 발전으로 다양한 기능 구현과 소형화가 요구되는 추세에 따라 가볍고, 얇고, 강하며, 작은 크기의 회로 기판이 요구되고 있다. 이러한 요구사항을 충족시키기 위하여 기본적으로 미세 패턴으로 구현되어야 하고, 이렇게 미세하게 구현된 패턴의 신뢰성이 확보되어야 한다.
최근, 미세 패턴의 신뢰성을 확보하기 위해, 기판에 표면에너지가 다른 패턴을 형성하는 기술이 연구되고 있다. 예를 들면, Si, SiO2, Glass 기판 위에 소수성(hydrophobic) 표면처리 또는 친수성(hydrophilic) 표면처리를 수행한 후, 레이저(laser)나 UV 리소그래피(lithography)공정을 이용하여 선택적으로 표면처리를 제거하거나 선택적으로 표면처리를 수행하여, 표면 에너지가 다른 패턴을 가지는 패턴을 형성하는 방법이 사용되어왔다. 나아가, 친수성(hydrophilic) 부분에 선택적으로 용액공정(solution process)을 통하여 전사재료를 올려 전사 패턴(transfer pattern)을 형성하는 방법이 사용되어왔다. 여기서, 전사 패턴을 형성하는 기존의 전사 방법들은 롤투롤(Roll to Roll)공정이나 스크린 프린팅(screen printing) 등 과 같은 방법들을 사용하였다. 그러나, 기존의 전사방법들은 몰드(mold)로 사용되는 롤(Roll)이나 마스크(Mask) 등과 같이 물리적인 패턴을 사용하여 전사를 수행하였다. 이때, 기존에 있는 공정은 롤이나 몰드의 패턴을 제작하기 위해서 에칭 작업을 거쳐야만 하므로, 몰드를 제작하는데 있어 많은 제작비가 소요된다는 문제점이 있었다.
또한, 기존의 전사방법들은, 전사재료와 전사될 기판을 접촉하여 전사재료에 압력을 가하는 절차가 별도로 요구되는 등의 전사방법이 복잡한 절차를 필요로 한다는 문제점이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 에칭공정을 통하여 몰드의 패턴을 형성하는 것이 아니라, 레이저를 자기조립 단분자막의 소정 부위에 조사하여 소정 부위의 자기조립 단분자막을 제거하여 표면에너지가 다른 몰드의 패턴을 형성하는 것에 의하여, 몰드의 패턴 제조를 보다 간소화시킬 수 있고, 보다 용이하게 수행할 수 있는 패턴전사방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 레이저를 자기조립 단분자막이 제거된 제1 기판 표면의 소정 부위에 조사하여 그 소정 부위에 올려진 전사재료를 제2 기판과 접촉되지 않으면서 제2 기판으로 전사하는 것에 의하여, 레이저를 이용하여 전사재료를 빠르게 전사할 수 있는 패턴전사방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 전사재료와 제2 기판을 접촉하여 압력을 가해주는 것이 아니라, 진동을 자기조립 단분자막이 제거된 제1 기판 표면의 소정 부위에 전달하여 그 소정 부위에 올려진 전사재료를 제2 기판과 접촉되지 않으면서 제2 기판으로 전사하는 것에 의하여, 제1 기판의 소정 부위에 올려진 전사재료를 진동에 의하여 한번에 전사시킬 수 있는 패턴전사방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
청구항 1에 관한 발명인 패턴전사방법은, 제1 기판 표면에 자기조립 단분자막을 형성하는 제1 단계, 자기조립 단분자막의 소정 부위에 레이저를 조사하여 소정 부위의 상기 자기조립 단분자막을 제거하는 제2 단계, 자기조립 단분자막이 제거된 소정 부위에 전사재료를 올리는 제3 단계, 전사재료와 제2 기판을 소정 간격으로 이격시켜 서로 마주보도록 위치시키는 제4 단계, 제1 기판으로부터 제2 기판 방향으로 레이저를 조사하여, 전사재료를 제2 기판으로 전사하는 제5단계를 포함한다. 제1 단계는, 제1 기판 표면을 소수성 자기조립 단분자막 처리하여 자기조립 단분자막을 형성하고, 제3 단계는, 자기조립 단분자막이 제거된 소정 부위에 전사재료를 딥 코팅 또는 디 웨팅 방법으로 올린다.
따라서, 청구항 1에 관한 발명인 패턴전사방법에 의하면, 에칭공정을 통하여 몰드의 패턴을 형성하는 것이 아니라, 레이저를 자기조립 단분자막의 소정 부위에 조사하여 소정 부위의 자기조립 단분자막을 제거하여 표면에너지가 다른 몰드의 패턴을 형성하고 있기 때문에, 몰드의 패턴 제조를 보다 간소화시킬 수 있고, 보다 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 이 패턴전사방법에 의하면, 레이저를 자기조립 단분자막이 제거된 제1 기판 표면의 소정 부위에 조사하여 그 소정 부위에 올려진 전사재료를 제2 기판과 접촉되지 않으면서 제2 기판으로 전사하고 있기 때문에, 레이저를 이용하여 전사재료를 빠르게 전사할 수 있다. 또한, 제1 기판 표면을 소수성 자기조립 단분자막 처리하고 있기 때문에, 기판 표면이 소수성을 가지도록 할 수 있다. 또한, 딥 코팅 또는 디 웨팅 방식을 사용하여 자기조립 단분자막이 제거된 소정 부위에 전사재료를 효과적으로 올릴 수 있다.
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청구항 4에 관한 발명인 패턴전사방법은, 청구항 1에 관한 발명인 패턴전사방법에 있어서, 제2 단계는, 자기조립 단분자막이 제거된 소정 부위를 친수처리하는 단계를 더 포함하고, 제3 단계는, 친수처리된 부위에 전사재료를 올린다.
따라서, 청구항 4에 관한 발명인 패턴전사방법에 의하면, 자기조립 단분자막이 제거된 소정 부위를 친수처리하고, 그 친수처리된 소정 부위에 전사재료를 올리고 있기 때문에, 친수처리된 부위에 친수성 전사재료를 보다 효과적으로 올릴 수 있다.
청구항 5에 관한 발명인 패턴전사방법은, 제1 기판의 일면에 자기조립 단분자막을 형성하는 제1 단계, 자기조립 단분자막의 소정 부위에 레이저를 조사하여 소정 부위의 자기조립 단분자막을 제거하는 제2 단계, 자기조립 단분자막이 제거된 소정 부위에 전사재료를 올리는 제3 단계, 전사재료와 제2 기판을 소정 간격으로 이격시켜 서로 마주보도록 위치시키는 제4 단계, 제1 기판의 하부에 배치된 상기 진동모듈로부터 제1 기판을 향하는 방향으로 진동을 전달하여, 전사재료를 제2 기판으로 전사하는 제5 단계를 포함한다. 제3 단계는, 제1 기판 표면을 소수성 자기조립 단분자막 처리하여 자기조립 단분자막을 형성하고, 제5 단계는, 자기조립 단분자막이 제거된 소정 부위에 전사재료를 딥 코팅 또는 디 웨팅 방법으로 올린다.
따라서, 청구항 5에 관한 발명인 패턴전사방법에 의하면, 에칭공정을 통하여 몰드의 패턴을 형성하는 것이 아니라, 레이저를 자기조립 단분자막의 소정 부위에 조사하여 소정 부위의 자기조립 단분자막을 제거하여 표면에너지가 다른 몰드의 패턴을 형성하고 있기 때문에, 몰드의 패턴 제조를 보다 간소화시킬 수 있고, 보다 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 본 패턴 전사방법에 의하면, 전사재료와 제2 기판을 접촉하여 압력을 가해주는 것이 아니라, 진동을 자기조립 단분자막이 제거된 제1 기판 표면의 소정 부위에 전달하여 그 소정 부위에 올려진 전사재료를 제2 기판과 접촉되지 않으면서 제2 기판으로 전사하고 있기 때문에, 제1 기판의 소정 부위에 올려진 전사재료를 진동에 의하여 한번에 전사시킬 수 있다. 또한, 제1 기판 표면을 소수성 자기조립 단분자막 처리하고 있기 때문에, 기판 표면이 소수성을 가지도록 할 수 있다. 또한, 딥 코팅 또는 디 웨팅 방식을 사용하여 자기조립 단분자막이 제거된 소정 부위에 전사재료를 효과적으로 올릴 수 있다.
청구항 6에 관한 발명인 패턴전사방법은, 제1 기판 표면에 포토레지스트를 코팅하는 제1 단계, 포토레지스트의 소정 부위에 레이저를 조사하여 소정 부위의 포토레지스트를 제거하는 제2 단계, 포토레지스트가 제거된 소정 부위에 자기조립 단분자막을 형성하는 제3 단계, 포토레지스트가 제거되지 않은 부위의 포토레지스트를 제거하는 제4 단계, 포토레지스트가 제거된 부위에 전사재료를 올리는 제5 단계, 전사재료와 제2 기판을 소정 간격으로 이격시켜 서로 마주보도록 위치시키는 제6 단계, 제1 기판으로부터 제2 기판 방향으로 레이저를 조사하여 전사재료를 제2 기판으로 전사하는 제7 단계를 포함한다. 제1 단계는, 제1 기판 표면을 소수성 자기조립 단분자막 처리하여 자기조립 단분자막을 형성하고, 제3 단계는, 자기조립 단분자막이 제거된 소정 부위에 전사재료를 딥 코팅 또는 디 웨팅 방법으로 올린다.
따라서, 청구항 6에 관한 발명인 패턴전사방법에 의하면, 에칭공정을 통하여 몰드의 패턴을 형성하는 것이 아니라, 포토레지스트를 이용하여 표면에너지가 다른 몰드의 패턴을 형성하고 있기 때문에, 몰드의 패턴 제조를 보다 간소화시킬 수 있고, 보다 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 이 패턴전사방법에 의하면, 레이저를 자기조립 단분자막이 제거된 제1 기판 표면의 소정 부위에 조사하여 그 소정 부위에 올려진 전사재료를 제2 기판과 접촉되지 않으면서 제2 기판으로 전사하고 있기 때문에, 레이저를 이용하여 전사재료를 빠르게 전사할 수 있다. 또한, 제1 기판 표면을 소수성 자기조립 단분자막 처리하고 있기 때문에, 기판 표면이 소수성을 가지도록 할 수 있다. 또한, 딥 코팅 또는 디 웨팅 방식을 사용하여 자기조립 단분자막이 제거된 소정 부위에 전사재료를 효과적으로 올릴 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 에칭공정을 통하여 몰드의 패턴을 형성하는 것이 아니라, 레이저를 자기조립 단분자막의 소정 부위에 조사하여 소정 부위의 자기조립 단분자막을 제거하여 표면에너지가 다른 몰드의 패턴을 형성하고 있기 때문에, 몰드의 패턴 제조를 보다 간소화시킬 수 있고, 보다 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 레이저를 자기조립 단분자막이 제거된 제1 기판 표면의 소정 부위에 조사하여 그 소정 부위에 올려진 전사재료를 제2 기판과 접촉되지 않으면서 제2 기판으로 전사하고 있기 때문에, 레이저를 이용하여 전사재료를 빠르게 전사할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 전사재료와 제2 기판을 접촉하여 압력을 가해주는 것이 아니라, 진동을 자기조립 단분자막이 제거된 제1 기판 표면의 소정 부위에 전달하여 그 소정 부위에 올려진 전사재료를 제2 기판과 접촉되지 않으면서 제2 기판으로 전사하고 있기 때문에, 제1 기판의 소정 부위에 올려진 전사재료를 진동에 의하여 한번에 전사시킬 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과 외의 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세 하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 패턴전사방법의 순서를 나나태는 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 패턴전사방법은, 제1 기판표면에 자기조립 단분자막(Self-Assembled Monolayer)을 형성하는 제1 단계(S100), 소정 부위의 자기조립 단분자막을 제거하는 제2 단계(S200), 소정 부위에 전사재료를 올리는 제3 단계(S300), 전사재료와 제2 기판을 서로 마주보도록 위치시키는 제4 단계(S400), 레이저를 조사하여 전사재료를 제2 기판으로 전사하는 제5 단계(S500)를 포함한다.
제1 단계(S100)는, 제1 기판 표면에 자기조립 단분자막(Self-Assembled Monolayer)을 형성하는 단계이다. 제1 기판은, 고온의 레이저를 잘 투과시키기 위하여, Si, SiO2, 유리(Glass) 등의 투명한 기판인 것이 바람직하다. 또한, 자기조립 단분자막(Self-Assembled Monolayer)은 소수성 자기조립 단분자막 처리된 단분자막일 수 있고, 친수성 자기조립 단분자막처리된 단분자막일 수도 있다. 예를 들 면, 소수성 자기조립 단분자막처리는, 실란(silane)처리, 알킬(alkyl)처리 등의 방법을 통하여 단분자막(monolayer)을 형성하는 것을 의미한다. 여기서, 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayer, SAM)은 주어진 기질의 표면에 자발적으로 입혀진 규칙적으로 잘 정렬된 유기 분자막으로서, 수 나노 두께의 얇은 박막으로 표면에너지를 쉽게 조절할 수 있는 유기 분자막이다. 자기조립 단분자막의 구조는, 가수분해할 수 있는 X기와 긴 알킬 사슬로 된 링커(linker) 및 기능성 유기그룹인 R기로 이루어진다. X기는 주로 표면과 반응하는 부분이고, 물에 의하여 가수분해되어 수산기(-OH)로 된 다음, 실리카 입자와 같은 무기질 표면의 OH-기와 수소결합을 형성한다. R그룹은 친수성, 소수성, 바이오 친화성 등의 반응을 위한 기능성을 부여할 수 있다.
[화학식 1]
R-(CH2)n-Si-X3
상기와 같이 구성된 자기조립 단분자막은 표면과 막을 이루게 되는 분자들 사이에 직접적인 화합결합이 있는 경우가 많아서, 매우 튼튼한 분자막을 비교적 용이하게 만들 수 있고, 대면적화에도 용이하다. 또한, 자기조립 단분자막은 화학 기상증착(chemical vapor deposition, CVD) 등으로 만들 수 있는 초박막과 비교해 볼 때, 방향성과 규칙성이 있고 다양한 길이의 알킬 사슬과 사슬 말단기를 도입할 수 있으므로, 표면을 개질하는 매우 유용한 방법 중 하나로 이용될 수 있다. 이러한 특징을 갖는 자기조립 단분자막은 나노 두께의 얇은 박막을 패터닝하는 경우에 이 용될 수 있다.
제2 단계(S200)는, 자기조립 단분자막의 소정 부위에 레이저를 조사하여 소정 부위의 자기조립 단분자막을 제거하는 단계이다. 즉, 제2 단계(S200)는, 레이저를 자기조립 단분자막에 직접 조사하여 자기조립 단분자막을 제거하거나, 레이저를 기판으로부터 조사하여 그 기판과 마주보도록 위치된 소정의 금속기판에 의하여 플라즈마를 발생시키고, 플라즈마에 의하여 소정영역에 형성되어 있는 자기조립 단분자막을 제거한다. 이때, 플라즈마는, 음전하를 가진 기체와 양전하를 띈 이온으로 분리된, 전하분리도가 상당히 높으면서도 전체적으로는 양이온과 음전자들이 같은 숫자로 존재하는 상태를 의미하는 것으로서, 레이저의 조사에 의하여 고온 및 고에너지의 플라즈마가 발생하게 되고, 이 플라즈마가 공유결합된 자기조립 단분자막의 구조를 때려서 그 구조에 손상을 입힌다. 이로 인하여, 자기조립 단분자막의 구조는 제거된다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 패턴전사방법에서의 레이저는, 적외선 대역의 파이버 레이저, 펨토 세컨드 레이저(femto-second laser), 파장이 200nm이하인 엑시머(excimer) 등이 이용될 수 있다. 제2 단계(S200)는, 자기조립 단분자막의 소정 부위에 레이저를 조사하여 소정 부위의 자기조립 단분자막을 제거하여 기판 상에 다른 표면에너지를 가지는 패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 제2 단계(S200)에 의하면, 에칭공정을 통하여 몰드의 패턴을 형성하는 종래의 방법과는 달리, 레이저를 자기조립 단분자막의 소정 부위에 조사하여 소정 부위의 자기조립 단분자막을 제거하여 표면에너지가 다른 몰드의 패턴을 형성하고 있기 때문에, 몰드의 패턴 제조를 보다 간소화시킬 수 있고, 보다 용이하게 수행할 수 있다.
제3 단계(S300)는, 제2 단계(S200)에서 자기조립 단분자막이 제거된 소정 부위에 전사재료를 올리는 단계이다. 이때, 자기조립 단분자막이 제거된 소정 부위는, 제1 단계(S100)에서 형성된 자기조립 단분자막과는 다른 표면 에너지를 가지거나 다른 특징을 가지는 부위일 것이다. 제3 단계(S300)는, 다른 표면에너지를 가지거나 다른 특징을 가지는 소정 부위에 선택적으로 전사하고자 하는 전사재료를 증착(deposition) 등의 방법으로 올려줄 수 있다.
제4 단계(S400)는, 전사재료와 제2 기판을 소정 간격으로 이격시켜 서로 마주보도록 위치시키는 단계이다. 이때, 전사재료와 제2 기판은 소정의 간격은 레이저에 의하여 전사재료가 열팽창을 하는 것을 고려하여 조절될 수 있다.
제5 단계(S500)는, 제1 기판으로부터 제2 기판 방향으로 레이저를 조사하여, 전사재료를 제2 기판으로 전사하는 단계이다. 즉, 제5 단계(S500)는, 조사된 레이저에 의하여 전사재료가 열팽창되어 하부에 위치된 제2 기판 상으로 떨어지게 된다. 한편, 제5 단계(S500)는, 전사재료의 종류에 따라 제2 기판 상으로 떨어진 전사재료를 경화시키는 단계를 더 포함할 수도 있다.
따라서, 제5 단계(S500)에 의하면, 레이저를 자기조립 단분자막이 제거된 제1 기판 표면의 소정 부위에 조사하여 그 소정 부위에 올려진 전사재료를 제2 기판과 접촉되지 않으면서 제2 기판으로 전사하고 있기 때문에, 레이저를 이용하여 전사재료를 빠르게 전사할 수 있다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 패턴전사방법에서 표면처리된 몰드 상에 패턴재료가 올려지는 단계를 나타내는 단면도이다. 도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 패턴전사방법에서 몰드로 사용하기 위하여 표면처리된 기판을 나타내는 단면도이고, 도 2b는 도 2a에서 표면처리된 기판 상에 전사재료를 올린 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 패턴전사방법에서 몰드로 사용하기 위하여 표면처리된 제1 기판(100)은, 그 표면 상에 형성된 자기조립 단분자막(110)이 제거된 부위와 유지되고 있는 부위를 가지고, 각 부위가 표면에너지(surface energy)가 다르게 형성된다. 도 2a에서는, 자기조립 단분자막이 제거된 부위(120)가 친수성을 가지는 표면인 것으로 하여 설명하기로 한다. 한편, 기판은, Si, SiO2, 유리(Glass) 등의 투명한 물질을 포함한다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 도 2a에서 표면처리된 기판(100) 상에 전사재료(130)를 선택적으로 올려진다. 예를 들면, 도 2a의 자기조립 단분자막(110)이 제거된 부위(120)가 친수성을 가진다면, 그 부위에 전사재료(130)로서 친수 성질을 가지는 PEDOT:PSS 또는 실버 잉크(silver ink) 등이 올려질 수 있다. 이때, 자기조립 단분자막(110)에 올려지는 전사재료는 딥 코팅(deep coating), 디 웨팅(de-wetting) 등의 용액공정(solution process)을 통하여 선택적으로 올려지게 된다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 패턴전사방법에서 패턴전사단계를 나타내는 단면도이다. 도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 패턴전사방법에서 레이저가 기판에 조사된 상태를 나타내는 도면이고, 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 패턴전사방법에서 도 3a에서 전사재료가 전사된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 패턴전사방법에서 패턴전사단계에서는, 우선 도 2b의 표면처리된 제1 기판(100) 상에 올려진 전사재료(130)를 전사시키기 위하여 레이저(200)를 제1 기판(100)에 조사한다. 이때, 레이저(200)는 전사재료(130)를 전사시키기 위하여 제1 기판(100) 상에 힘을 가해주는 역할을 한다. 이때, 전사재료(130)는 제2 기판(300)과 소정 간격으로 이격되어 마주보도록 위치된다. 제2 기판(300)은, 유리(glass), PET 필름, PI 필름 등으로 구성된다. 한편, 본 발명의 실시예에 따른 패턴전사방법에서 사용될 수 있는 전사재료(130)로는 금속물질, 유기물질, 무기물질, 세라믹, 단백질 및 세포 등을 포함하는 생체재료 등이 사용될 수 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 패턴전사방법에서 패턴전사단계에서는, 도 3a에서 표면처리된 제1 기판(100) 상에 레이저(200)를 조사하여 제1 기판(100) 상에 올려진 전사재료(130)를 제2 기판(300) 상에 전사시킨다. 이때, 표면처리된 제1 기판(100) 상에 올려진 전사재료(130)는 레이저(200)에 의하여 열팽창되어 하부에 위치된 제2 기판(300)상으로 떨어지게 되고, 그 떨어진 전사재료(130)가 최종적으로 구현하고자 하는 전사패턴(310)이 된다.
보다 상세하게 설명하자면, 레이저(200)의 초점이 전사재료(130)에 맞추어진 상태에서 레이저(200)가 제1 기판(100) 상으로 조사된다. 이때, 제2 기판(300) 상에 형성하고자 하는 패턴의 크기는, 레이저(200)의 초점 크기에 좌우되기 때문에, 전사재료(130)의 두께 및 특성을 고려하여서 레이저(200) 강도를 선정하고, 소망하는 패턴의 폭에 맞는 출력을 선정하여서 레이저(200)가 조사된다. 이때, 전사되는 패턴의 형상은 레이저(200)가 지나가는 자리를 따라서 형성되게 된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 패턴전사방법의 순서를 나타내는 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 패턴전사방법은, 제1 기판 표면에 자기조립 단분자막을 형성하는 제1 단계(S100'), 소정 부위의 자기조립 단분자막을 제거하는 제2 단계(S200'), 소정부위에 전사재료를 올리는 제3 단계(S300'), 전사재료와 제2 기판을 서로 마주보도록 위치시키는 제4 단계(S400'), 진동을 전달하여 전사재료를 제2 기판으로 전사하는 제5 단계(S500')를 포함한다. 도 4에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 패턴전사방법의 제1 단계(S100'), 제2 단계(S200'), 제3 단계(S300') 및 제4 단계(S400')는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 패턴전사방법의 제1 단계(S100), 제2 단계(S200), 제3 단계(S300) 및 제4 단계(S400)와 대응되므로, 이에 관한 기재는 생략하기로 한다.
제5 단계(S500')는, 제1 기판의 하부에 배치된 진동모듈로부터 제1 기판을 향하는 방향으로 진동을 전달하여, 전사재료를 제2 기판으로 전사하는 단계이다. 이때, 전사재료와 제2 기판이 간격을 두고 배치되는데, 이 간격은, 진동모듈에 의하여 발생된 진동의 폭의 변화에 의하여 조절될 수 있다. 바람직하게는, 레이저에 의하여 전사재료가 열팽창을 하는 것을 고려하여 간격을 유지한다. 진동 모듈은, 제1 기판의 하면에 설치되고, 진동을 진동모듈로부터 제1 기판으로 향하는 방향, 즉 상하 방향으로 발생시켜준다. 한편, 초음파는 초음파 트랜스듀서를 통하여 외부로부터 인가된 전압에 의하여 발생된다. 이때, 초음파 트랜스듀서에서 발생된 초음 파는 전달매체를 통하여 명시된 진동진폭으로 변환되어 외부로 전달된다. 여기서, 전압은 초음파 트랜스 듀서의 내부 또는 하부에 적층된 고체전극을 통하여 인가된다. 전달매체는, 상하로 이동되게 설계되어, 제1 기판에 대하여 수직으로 진동한다. 따라서, 전달매체에 의하여 변환된 진동의 크기에 따라 전사재료와 제2 기판 사이의 간격을 조절하여 자유롭게 패턴을 형성할 수 있게 된다. 한편, 제1 기판 또는 진동 모듈에 이송 스테이지를 별도로 연결하여, 제1 기판을 이동시켜가며 대면적 패턴의 제조를 가능하게 할 수도 있다.
따라서, 제5 단계(S500')에 의하면, 전사재료와 제2 기판을 접촉하여 압력을 가해주던 종래의 방법과는 달리, 진동을 자기조립 단분자막이 제거된 제1 기판 표면의 소정 부위에 전달하여 그 소정 부위에 올려진 전사재료를 제2 기판과 접촉되지 않으면서 제2 기판으로 전사하고 있기 때문에, 제1 기판의 소정 부위에 올려진 전사재료를 진동에 의하여 한번에 전사시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 패턴전사방법의 순서를 나타내는 순서도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 패턴전사방법은, 제1 기판 표면에 포토레지스트 코팅하는 제1 단계(S100"), 소정부위의 포토레지스트를 제거하는 제2 단계(S200"), 소정부위의 자기조립 단분자막을 형성하는 제3 단계(S300"), 나머지 부위의 포토레지스트를 제거하는 제4 단계(S400"), 나머지 부위에 전사재료를 올리는 제5 단계(S500"), 전사재료와 제2 기판을 서로 마주보도록 위치시키는 제6 단계(S600"), 전사재료를 제2 기판으로 전사하는 제7 단계(S700") 를 포함한다.
제1 단계(S100")는, 제1 기판 표면에 포토레지스트(photoresist)를 코팅한다.
제2 단계(S200")는, 포토레지스트의 소정 부위에 레이저를 조사하여 소정부위의 포토레지스트를 제거한다. 상세하게 설명하자면, 포토레지스트의 소정 부위에 레이저를 조사하면, 그 소정 부위는 특징이 변화된다. 그런 다음, 소정 부위를 소정의 디벨럽(develope) 용액에 담그게 되면, 소정 부위의 포토레지스트가 제거된다.
제3 단계(S300")는, 포토레지스트가 제거된 소정 부위에 자기조립 단분자막을 형성한다. 즉, 제3 단계(S300")는, 포토레지스트가 제거된 소정 부위에 소수성 자기조립 단분자막처리를 수행하여 자기조립 단분자막을 형성한다.
제4 단계(S400")는, 제2 단계(S200")에서 제거되지 않은 부위의 포토레지스트를 제거한다. 상세하게 설명하자면, 일반적인 반도체 제조공정에 사용되는 스크라이빙 공정을 이용하여, 제거되지 않은 부위에 플라즈마 등을 발생시킨 다음, 그 플라즈마 등에 의하여 포토레지스트를 제거한다. 따라서, 제4 단계(S400")에 의하면, 포토레지스트를 이용하여 표면에너지가 다른 몰드의 패턴을 형성하고 있기 때문에, 몰드의 패턴 제조를 보다 간소화시킬 수 있고, 보다 용이하게 수행할 수 있다.
제5 단계(S500")는, 포토레지스트가 제거된 부위에 전사재료를 올린다.
제6 단계(S600")는, 전사재료와 제2 기판을 소정간격으로 이격시켜 서로 마 주보도록 위치시킨다.
제7 단계(S700")는, 제1 기판으로부터 제2 기판 방향으로 레이저를 조사하여 전사재료를 제2 기판으로 전사한다.
상기와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 패턴전사방법에 의하면, 종래에 몰드의 패턴을 형성하기 위하여 수행되던 에칭공정을 수행할 필요없이, 레이저를 이용하여 복잡한 패턴이나 그 폭이 작은 몰드의 패턴을 제작할 수 있고, 이를 이용하여 OLED(Organic Light Emitting Diodes), LCD(Liquid Crystal Display), RFID(Radio-Frequency IDentification) 등의 복잡한 패턴을 전사시킬 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 패턴전사방법의 순서를 나나태는 순서도.
도 2a 및 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 패턴전사방법에서 표면처리된 몰드 상에 패턴재료가 올려지는 단계를 나타내는 단면도.
도 3a 및 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 패턴전사방법에서 패턴전사단계를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 패턴전사방법의 순서를 나타내는 순서도.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 패턴전사방법의 순서를 나타내는 순서도.

Claims (6)

  1. 제1 기판 표면에 자기조립 단분자막을 형성하는 제1 단계;
    상기 자기조립 단분자막의 소정 부위에 레이저를 조사하여 상기 소정 부위의 상기 자기조립 단분자막을 제거하는 제2 단계;
    상기 자기조립 단분자막이 제거된 상기 소정 부위에 전사재료를 올리는 제3 단계;
    상기 전사재료와 제2 기판을 소정 간격으로 이격시켜 서로 마주보도록 위치시키는 제4 단계; 및
    상기 제1 기판으로부터 상기 제2 기판 방향으로 레이저를 조사하여, 상기 전사재료를 상기 제2 기판으로 전사하는 제5 단계;
    를 포함하고,
    상기 제1 단계는, 상기 제1 기판 표면을 소수성 자기조립 단분자막 처리하여 자기조립 단분자막을 형성하고,
    상기 제3 단계는, 상기 자기조립 단분자막이 제거된 상기 소정 부위에 상기 전사재료를 딥 코팅 또는 디 웨팅 방법으로 올리는,
    패턴전사방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    상기 자기조립 단분자막이 제거된 상기 소정 부위를 친수처리하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제3 단계는, 상기 친수처리된 소정 부위에 전사재료를 올리는,
    패턴전사방법.
  5. 제1 기판의 일면에 자기조립 단분자막을 형성하는 제1 단계;
    상기 자기조립 단분자막의 소정 부위에 레이저를 조사하여 상기 소정 부위의 상기 자기조립 단분자막을 제거하는 제2 단계;
    상기 자기조립 단분자막이 제거된 상기 소정 부위에 전사재료를 올리는 제3 단계;
    상기 전사재료와 제2 기판을 소정 간격으로 이격시켜 서로 마주보도록 위치시키는 제4 단계; 및
    상기 제1 기판의 하부에 배치된 진동모듈로부터 제1 기판을 향하는 방향으로 진동을 전달하여, 상기 전사재료를 상기 제2 기판으로 전사하는 제5 단계;
    를 포함하고,
    상기 제1 단계는, 상기 제1 기판 표면을 소수성 자기조립 단분자막 처리하여 자기조립 단분자막을 형성하고,
    상기 제3 단계는, 상기 자기조립 단분자막이 제거된 상기 소정 부위에 상기 전사재료를 딥 코팅 또는 디 웨팅 방법으로 올리는,
    패턴전사방법.
  6. 제1 기판 표면에 포토레지스트를 코팅하는 제1 단계;
    상기 포토레지스트의 소정 부위에 레이저를 조사하여 상기 소정 부위의 상기 포토레지스트를 제거하는 제2 단계;
    상기 포토레지스트가 제거된 상기 소정 부위에 자기조립 단분자막을 형성하는 제3 단계;
    상기 포토레지스트가 제거되지 않은 부위의 포토레지스트를 제거하는 제4 단계;
    상기 포토레지스트가 제거된 상기 부위에 전사재료를 올리는 제5 단계;
    상기 전사재료와 제2 기판을 소정 간격으로 이격시켜 서로 마주보도록 위치시키는 제6 단계; 및
    상기 제1 기판으로부터 상기 제2 기판 방향으로 레이저를 조사하여 상기 전사재료를 상기 제2 기판으로 전사하는 제7 단계;
    를 포함하고,
    상기 제3 단계는, 상기 제1 기판 표면을 소수성 자기조립 단분자막 처리하여 자기조립 단분자막을 형성하고,
    상기 제5 단계는, 상기 자기조립 단분자막이 제거된 상기 소정 부위에 상기 전사재료를 딥 코팅 또는 디 웨팅 방법으로 올리는,
    패턴전사방법.
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