KR101056992B1 - Micro Structure Manufacturing Method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마이크로 구조물 제조방법에 관한 것으로서, 기판상에 상기 기판의 상면으로부터 돌출되는 마이크로 기둥 또는 상기 기판의 상면으로부터 함몰되는 마이크로 홀을 형성하는 패턴 형성단계; 상기 기판상에 액체층을 도포하는 액체층 도포단계; 상기 마이크로 기둥 또는 상기 마이크로 홀에 도포된 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정하는 조정단계; 및 상기 액체층을 경화시키는 경화단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for manufacturing a microstructure, comprising: a pattern forming step of forming a micro pillar protruding from an upper surface of the substrate or a micro hole recessed from an upper surface of the substrate on a substrate; A liquid layer coating step of applying a liquid layer on the substrate; Adjusting the surface inclination angle or curved shape of the liquid layer applied to the micro pillars or the micro holes; And a curing step of curing the liquid layer.

Description

마이크로 구조물 제조방법{METHOD FOR FABRICATING MICROSTRUCTURES}Microstructure manufacturing method {METHOD FOR FABRICATING MICROSTRUCTURES}

본 발명은 마이크로 구조물 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판에 형성된 기존 패턴과 기판상에 코팅된 액체층의 형상이 더해진 복합적인 형상의 패턴을 제작할 수 있는 마이크로 구조물 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a microstructure, and more particularly, to a method for manufacturing a microstructure, which can produce a pattern of a complex shape added to the existing pattern formed on the substrate and the shape of the liquid layer coated on the substrate.

일반적으로 표시 장치나 반도체 장치의 제조 공정에는, 기판 위에 도포된 막의 표면을 원하는 형상으로 패턴화하는 패턴형성공정이 포함된다.Generally, the manufacturing process of a display apparatus or a semiconductor device includes the pattern formation process which patterns the surface of the film | membrane apply | coated on the board | substrate to a desired shape.

인쇄회로기판의 소형화, 고밀도화를 이루기 위해선 무엇보다도 패턴의 미세(fine pattern)화를 이루는 것이 중요하다. 즉, 고밀도 기판의 수요가 증대됨에 따라 패턴의 폭, 패턴 간의 간격(Line/space), 패턴의 형상 등의 요구사항은 점점 더 미세해지고 있다.In order to achieve miniaturization and high density of printed circuit boards, it is important to achieve a fine pattern. That is, as the demand for high density substrates increases, requirements such as the width of the pattern, the line / space between the patterns, and the shape of the pattern become increasingly finer.

통상적으로, 인쇄회로기판의 제조방법은 높은 생산성과 저렴한 제조비용의 장점이 있는 포토 리소그래피법(photolithography process)을 이용하고 있다. 그러나, 패턴의 폭 및 패턴 간의 간격이 10㎛/10㎛ 이하인 미세회로패턴을 구현하는 경우, 패턴이 과도하게 부식되는 측면부식 현상이 나타나고, 패턴의 형상 역시 수직면과 수평면으로 이루어진 단조로운 형상의 구현만 가능하게 되어 미세회로패턴 구현에 한계를 가져왔다.In general, a method of manufacturing a printed circuit board uses a photolithography process, which has advantages of high productivity and low manufacturing cost. However, when the microcircuit pattern having the width of the pattern and the interval between the patterns is 10 占 퐉 or 10 占 퐉 or less is realized, the side corrosion phenomenon occurs that the pattern is excessively corroded, and the shape of the pattern is only a simple form consisting of a vertical plane and a horizontal plane. As a result, the microcircuit pattern has been limited.

포토 리소그래피법 이외에도 임프린팅을 이용한 패턴형성방법이 제안되었다. 도 1은 종래의 임프린팅 방법에 의한 패턴형성방법의 일례를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 기판(4)에 적층된 수지층(3)과, 양각패턴(2)이 형성된 스탬퍼(1)를 서로 압착하여, 수지층(3)에 양각패턴(2)에 상응하는 음각패턴이 형성되도록 할 수 있다.In addition to the photolithography method, a pattern forming method using imprinting has been proposed. 1 is a view showing an example of a pattern forming method by a conventional imprinting method. Referring to FIG. 1, the resin layer 3 laminated on the substrate 4 and the stamper 1 on which the relief pattern 2 is formed are compressed to each other to correspond to the relief pattern 2 on the resin layer 3. The intaglio pattern may be formed.

그러나, 임프린팅을 이용한 패턴형성방법은 수지층의 표면에 다양한 형상의 패턴을 형성하기 위해서는 형성하고자 하는 패턴 형상을 갖는 다수의 스탬퍼가 필요한 문제점이 있다. 예컨대, 패턴의 폭 및 패턴 간의 간격은 동일하지만 패턴의 깊이가 다른 경우, 각각의 경우에 대응하는 서로 다른 스탬퍼를 제작하여 사용해야 하는 문제점이 있다.However, the pattern forming method using imprinting has a problem in that a plurality of stampers having a pattern shape to be formed are required in order to form patterns of various shapes on the surface of the resin layer. For example, when the width of the pattern and the spacing between the patterns are the same, but the depths of the patterns are different, there is a problem that a different stamper must be manufactured and used in each case.

또한 대다수의 스탬퍼에 형성된 패턴은 수직면과 수평면으로 이루어진 형상을 가지고 있어서, 스탬퍼에 의해 수지층에 전사되는 패턴 역시 곡선이나 일정 각도의 경사를 가지는 형상을 가지지 못하고 수직면과 수평면으로만 이루어진 기둥 또는 홀의 단조로운 형상을 가지는 문제점이 있다.In addition, the pattern formed on the majority of stampers has a shape consisting of a vertical plane and a horizontal plane, so that the pattern transferred to the resin layer by the stamper also does not have a curve or a shape having an inclination of a predetermined angle, and is monotonous of a column or a hole consisting of only a vertical plane and a horizontal plane. There is a problem with the shape.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 패턴이 형성된 기판상에 액체층을 도포하고 기판의 회전속도 또는 진동주기를 변경시키면서 기판의 패턴상에 도포된 액체층의 형상을 다양하게 변경시킴으로써, 패턴의 형상을 다양하게 그리고 용이하게 구현할 수 있는 마이크로 구조물 제조방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to solve such a conventional problem, by applying a liquid layer on the patterned substrate and varying the shape of the liquid layer applied on the pattern of the substrate while changing the rotational speed or vibration period of the substrate The present invention provides a method of manufacturing a microstructure that can be variously and easily implemented in a pattern shape.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 마이크로 구조물 제조방법은, 기판상에 상기 기판의 상면으로부터 돌출되는 마이크로 기둥 또는 상기 기판의 상면으로부터 함몰되는 마이크로 홀을 형성하는 패턴 형성단계; 상기 기판상에 액체층을 도포하는 액체층 도포단계; 상기 마이크로 기둥 또는 상기 마이크로 홀에 도포된 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정하는 조정단계; 및 상기 액체층을 경화시키는 경화단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Microstructure manufacturing method of the present invention to achieve the above object, the pattern forming step of forming a micro-pillar protruding from the upper surface of the substrate on the substrate or recessed from the upper surface of the substrate; A liquid layer coating step of applying a liquid layer on the substrate; Adjusting the surface inclination angle or curved shape of the liquid layer applied to the micro pillars or the micro holes; And a curing step of curing the liquid layer.

본 발명에 따른 마이크로 구조물 제조방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 조정단계에서는, 상기 액체층이 도포된 기판을 회전시키면서 상기 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정한다.In the method for manufacturing a microstructure according to the present invention, preferably, in the adjusting step, the surface inclination angle or curved shape of the liquid layer is adjusted while rotating the substrate on which the liquid layer is applied.

본 발명에 따른 마이크로 구조물 제조방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 조정단계에서는, 상기 기판의 회전속도를 변경시킴으로써, 상기 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정한다.In the method for manufacturing a microstructure according to the present invention, preferably, in the adjusting step, the surface inclination angle or curved shape of the liquid layer is adjusted by changing the rotational speed of the substrate.

본 발명에 따른 마이크로 구조물 제조방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 조정단계에서는, 상기 기판의 회전중심축과 상기 마이크로 기둥 또는 상기 마이크로 홀 사이의 거리를 변경시킴으로써, 상기 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정한다.In the method of manufacturing a microstructure according to the present invention, preferably, in the adjusting step, the surface inclination angle or curved shape of the liquid layer is changed by changing a distance between the rotational center axis of the substrate and the micro pillars or the micro holes. Adjust it.

본 발명에 따른 마이크로 구조물 제조방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 조정단계에서는, 상기 액체층이 도포된 기판을 진동시키면서 상기 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정한다.In the method for manufacturing a microstructure according to the present invention, preferably, in the adjusting step, the surface inclination angle or curved shape of the liquid layer is adjusted while vibrating the substrate on which the liquid layer is applied.

본 발명에 따른 마이크로 구조물 제조방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 조정단계에서는, 상기 기판의 진동주기를 변경시킴으로써, 상기 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정한다.In the method for manufacturing a microstructure according to the present invention, preferably, in the adjusting step, the surface inclination angle or curved shape of the liquid layer is adjusted by changing the vibration period of the substrate.

본 발명에 따른 마이크로 구조물 제조방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 조정단계에서는, 상기 기판의 진동폭을 변경시킴으로써, 상기 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정한다.In the method for manufacturing a microstructure according to the present invention, preferably, in the adjusting step, the surface inclination angle or curved shape of the liquid layer is adjusted by changing the vibration width of the substrate.

본 발명에 따른 마이크로 구조물 제조방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 조정단계에서는, 상기 액체층을 구성하는 구성성분들의 비율을 변경하고 상기 구성성분들 중 일부 구성성분을 증발시킴으로써, 상기 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정한다.In the method for manufacturing a microstructure according to the present invention, preferably, in the adjusting step, the surface of the liquid layer is changed by changing a proportion of the components constituting the liquid layer and evaporating some of the components. Adjust the tilt angle or curved shape.

본 발명에 따른 마이크로 구조물 제조방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 마이크로 기둥의 측벽 또는 상기 마이크로 홀의 측벽은 상기 기판의 상면에 대하여 수직하게 형성된다.In the method of manufacturing a microstructure according to the present invention, preferably, the sidewalls of the micro pillars or the sidewalls of the micro holes are formed perpendicular to the upper surface of the substrate.

본 발명에 따른 마이크로 구조물 제조방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 액체층은 포토 레지스터 또는 자외선 경화수지(UV resin)를 포함한다.In the method of manufacturing a microstructure according to the present invention, preferably, the liquid layer comprises a photoresist or an ultraviolet curable resin.

본 발명의 마이크로 구조물 제조방법에 따르면, 마이크로 기둥 또는 마이크로 홀이 형성된 기판상에 액체층을 도포하고 회전, 진동 등 외력을 작용하여 기판의 패턴상에 도포된 액체층의 형상을 다양하게 변경시킴으로써, 고가의 정밀 금형을 별도로 제작할 필요없이 패턴의 형상을 다양하게 그리고 용이하게 구현할 수 있다.According to the method of manufacturing a microstructure of the present invention, by applying a liquid layer on the substrate on which the micro pillars or micro holes are formed, and by varying the shape of the liquid layer applied on the pattern of the substrate by applying an external force such as rotation and vibration, The shape of the pattern can be variously and easily implemented without having to manufacture expensive precision molds separately.

또한, 본 발명의 마이크로 구조물 제조방법에 따르면, 경화된 액체층의 표면을 최종 제품의 가공 표면으로 이용하므로, 기존의 기계 가공에 비해서 표면 거칠기가 우수하다.In addition, according to the method of manufacturing a microstructure of the present invention, since the surface of the cured liquid layer is used as the processing surface of the final product, the surface roughness is superior to conventional machining.

또한, 본 발명의 마이크로 구조물 제조방법에 따르면, 액체층의 표면장력을 활용하여 다양한 형상을 구현하므로, 기계 가공 등 기존의 가공 공정에서 구현하기 힘든 형상을 다양하게 가공할 수 있다.In addition, according to the method of manufacturing a microstructure of the present invention, since various shapes are implemented by utilizing the surface tension of the liquid layer, it is possible to process various shapes that are difficult to implement in existing machining processes such as machining.

이하, 본 발명에 따른 마이크로 구조물 제조방법의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of a method for manufacturing a microstructure according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 구조물 제조방법을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3 내지 도 7은 도 2의 마이크로 구조물 제조방법에 의해 형성된 다양한 마이크로 구조물을 도시한 도면이고, 도 8은 도 2의 마이크로 구조물 제 조방법에 있어서, 회전속도를 변경하여 형성된 마이크로 구조물의 단면도이다.2 is a view schematically showing a microstructure manufacturing method according to an embodiment of the present invention, Figures 3 to 7 is a view showing a variety of microstructures formed by the microstructure manufacturing method of Figure 2, Figure 8 2 is a cross-sectional view of the microstructure formed by changing the rotational speed in the microstructure manufacturing method of FIG.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 마이크로 구조물 제조방법은, 기판을 회전시키면서 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조절할 수 있는 것으로서, 패턴 형성단계(S10)와, 액체층 도포단계(S20)와, 조정단계(S30)와, 경화단계(S40)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the method for manufacturing a microstructure according to the present embodiment may include adjusting a surface inclination angle or a curved shape of a liquid layer while rotating a substrate, including a pattern forming step S10, a liquid layer applying step S20, And adjusting step S30 and curing step S40.

상기 패턴 형성단계(S10)에서는, 기판(110)의 상면으로부터 돌출되는 마이크로 기둥(114) 또는 기판(110)의 상면으로부터 함몰되는 마이크로 홀(113)을 형성한다.In the pattern forming step S10, the micro pillars 114 protruding from the upper surface of the substrate 110 or the micro holes 113 recessed from the upper surface of the substrate 110 are formed.

기판(110)은, 일반적으로 실리콘 재질로 마련된다.The substrate 110 is generally made of a silicon material.

기판(110)의 상면에는 돌출된 형상의 마이크로 기둥(114) 또는 함몰된 형상의 마이크로 홀(113)이 형성된다. 기판(110)의 상면에 형성되는 마이크로 기둥(114) 또는 마이크로 홀(113)은 나노임프린트 공정, 레이저 간섭 리소그래피 공정, 나노콜로이드 리소그래피 공정 등의 방법에 의해 형성될 수 있으며, 상술한 공정들은 통상의 기술자에게 잘 알려진 것이므로, 더이상의 상세한 설명은 생략한다.An upper surface of the substrate 110 is formed with a protruding micro pillar 114 or a recessed micro hole 113. The micro pillars 114 or the micro holes 113 formed on the upper surface of the substrate 110 may be formed by a method such as a nanoimprint process, a laser interference lithography process, a nanocolloid lithography process, and the above-described processes are conventional As it is well known to a person skilled in the art, further description will be omitted.

본 실시예에 있어서, 마이크로 기둥(114)의 측벽 또는 마이크로 홀(113)의 측벽은 기판(110)의 상면에 대하여 실질적으로 수직하게 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 마이크로 기둥(114)의 측벽 또는 마이크로 홀(113)의 측벽을 수직하게 형성하는 것은 가공상에 있어서 용이함을 위해서이다.In the present embodiment, the sidewalls of the micro pillars 114 or the sidewalls of the micro holes 113 are preferably formed substantially perpendicular to the upper surface of the substrate 110. In this way, vertically forming the side wall of the micro pillars 114 or the side wall of the micro holes 113 is for ease of processing.

상기 액체층 도포단계(S20)에서는, 기판(110)상에 액체층(120)을 도포한다. 기판(110)상에 도포된 액체층(120)은 마이크로 기둥(114)을 뒤덮은 형태로 남아있 을 수 있고, 마이크로 홀(113)을 채운 형태로 남아있을 수 있다.In the liquid layer applying step (S20), the liquid layer 120 is coated on the substrate 110. The liquid layer 120 applied on the substrate 110 may remain in a form covering the micro pillars 114 and may remain in a form filling the micro holes 113.

본 실시예에서 액체층(120)은 포토 레지스터(PR) 또는 자외선 경화수지(UV resin)가 사용될 수 있다. 상기 포토 레지스터는 얇은 막으로 만들어 빛을 쐬면 내약품성(耐藥品性)이 큰 경질막(硬質膜)으로 변화하는 감광성 재료로서, 프린트 배선 기판, 집적 회로 또는 고밀도 집적 회로의 제조, 신문 따위의 인쇄판 제작 따위에 사용된다. 상기 자외선 경화수지는 평상시에 유동성이 큰 액체 상태로 존재하다가 자외선을 쬐면 경화되는 재질이다.In the present exemplary embodiment, the photoresist PR or UV resin may be used for the liquid layer 120. The photoresist is a photosensitive material that is changed into a hard film having high chemical resistance when light is made of a thin film, and is used for manufacturing printed wiring boards, integrated circuits or high-density integrated circuits, and printed boards such as newspapers. Used for production. The ultraviolet curable resin is a material which is hardened when the ultraviolet ray is exposed to a liquid state having a large fluidity in normal times.

액체층의 도포단계(S20)에서는 스핀코팅(spin coating) 공정을 적용하여 액체층(120)을 기판(110) 상에 일정한 두께로 도포시킨다.In the coating step S20 of the liquid layer, the liquid layer 120 is coated on the substrate 110 by a spin coating process.

상기 조정단계(S30)에서는, 액체층(120)이 도포된 기판(110)을 회전시키면서 마이크로 기둥(114) 또는 마이크로 홀(113)에 도포된 액체층(120)의 표면 경사각(121) 또는 곡면 형상(122)을 조정한다.In the adjusting step (S30), the surface inclination angle 121 or curved surface of the liquid layer 120 applied to the micro pillars 114 or the micro holes 113 while rotating the substrate 110 is coated with the liquid layer 120 Adjust the shape 122.

도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(110)이 회전하면서 마이크로 홀(113)에 도포된 액체층(120)에는 원심력이 작용하게 된다. 따라서 기판의 회전중심축(C)으로부터 멀어지는 방향으로 액체층(120)의 쏠림 현상이 발생하고, 마이크로 홀(113)에 도포된 액체층(120)의 표면 경사각(121)은 원심력의 작용으로 인해 변경된다.As shown in FIG. 3 or FIG. 4, the centrifugal force acts on the liquid layer 120 applied to the micro holes 113 while the substrate 110 rotates. Therefore, the liquid layer 120 is pulled out in a direction away from the rotational center axis C of the substrate, and the surface inclination angle 121 of the liquid layer 120 applied to the micro holes 113 is caused by the action of centrifugal force. Is changed.

회전하는 기판(110)에 발생하는 원심력은 기판(110)의 회전속도의 제곱에 비례하므로, 기판(110)의 회전속도를 변경시킴으로써 마이크로 홀(113)에 도포된 액체층(120)의 표면 경사각(121)을 조정할 수 있다. 즉, 기판(110)의 회전속도가 상 대적으로 느린 경우에는 발생하는 원심력의 크기가 작아서 액체층(120)의 표면 경사각(121)이 상대적으로 완만하게 형성될 것이고, 기판(110)의 회전속도가 상대적으로 빠른 경우에는 발생하는 원심력의 크기가 커서 액체층(120)의 표면 경사각(121)이 상대적으로 가파르게 형성될 것이다.Since the centrifugal force generated on the rotating substrate 110 is proportional to the square of the rotational speed of the substrate 110, the inclination angle of the surface of the liquid layer 120 applied to the micro holes 113 by changing the rotational speed of the substrate 110. (121) can be adjusted. That is, when the rotation speed of the substrate 110 is relatively slow, the surface inclination angle 121 of the liquid layer 120 will be formed relatively smoothly because the magnitude of the centrifugal force generated is small, and the rotation speed of the substrate 110 will be relatively low. When is relatively fast, the magnitude of the centrifugal force generated is large, the surface inclination angle 121 of the liquid layer 120 will be formed relatively steep.

도 8을 참조하면, 회전속도를 1000 RPM으로 설정한 경우와 회전속도를 2000 RPM으로 설정한 경우의 액체층(120)의 표면 경사각(121)을 비교할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 회전속도가 1000 RPM인 경우(상대적으로 느린 경우) 액체층의 표면 경사각(121)이 완만하게 형성되고, 회전속도가 2000 RPM인 경우(상대적으로 빠른 경우) 액체층의 표면 경사각(121)이 가파르게 형성되었음을 알 수 있다.Referring to FIG. 8, the inclination angle 121 of the surface of the liquid layer 120 when the rotational speed is set to 1000 RPM and the rotational speed is set to 2000 RPM may be compared. As described above, when the rotational speed is 1000 RPM (relatively slow), the surface tilt angle 121 of the liquid layer is formed smoothly, and when the rotational speed is 2000 RPM (relatively fast) the surface tilt angle of the liquid layer It can be seen that 121 is formed steeply.

한편, 조정단계(S30)에서, 기판(110)의 회전속도를 변경하여 액체층의 표면 경사각(121)을 조정하는 방법 외에, 기판의 회전중심축(C)과 마이크로 기둥(114) 또는 마이크로 홀(113) 사이의 거리를 변경시킴으로써 액체층의 표면 경사각(121)을 조정할 수도 있다.On the other hand, in the adjusting step (S30), in addition to the method of adjusting the inclination angle 121 of the surface of the liquid layer by changing the rotational speed of the substrate 110, the central axis of rotation (C) of the substrate and the micro pillars 114 or micro holes The surface inclination angle 121 of the liquid layer can be adjusted by changing the distance between the 113s.

회전하는 기판(110)에 발생하는 원심력은 회전중심축(C)과의 거리에 비례하므로, 마이크로 기둥(114) 또는 마이크로 홀(113)로부터 어느 정도의 거리에 기판의 회전중심축(C)을 배치하느냐에 따라 마이크로 기둥(114) 또는 마이크로 홀(113)에 도포된 액체층의 표면 경사각(121)을 조정할 수 있다. 즉 회전중심축(C)으로부터 마이크로 기둥(114) 또는 마이크로 홀(113)이 상대적으로 가까운 경우에는 발생하는 원심력의 크기가 작아서 액체층의 표면 경사각(121)이 상대적으로 완만하게 형성될 것이고, 회전중심축(C)으로부터 마이크로 기둥(114) 또는 마이크로 홀(113) 이 상대적으로 먼 경우에는 발생하는 원심력의 크기가 커서 액체층의 표면 경사각(121)이 상대적으로 가파르게 형성될 것이다.Since the centrifugal force generated on the rotating substrate 110 is proportional to the distance from the rotational center axis C, the rotational center axis C of the substrate is moved to a certain distance from the micro pillars 114 or the micro holes 113. Depending on the arrangement, the inclination angle 121 of the surface of the liquid layer applied to the micro pillars 114 or the micro holes 113 can be adjusted. That is, when the micro pillars 114 or the micro holes 113 are relatively close to the rotation center axis C, the magnitude of the centrifugal force generated is small, so that the surface inclination angle 121 of the liquid layer will be formed relatively smoothly. When the micro pillars 114 or the micro holes 113 are relatively far from the central axis C, the magnitude of the centrifugal force generated is large and the surface inclination angle 121 of the liquid layer will be relatively steep.

상기 경화단계(S40)에서는, 마이크로 기둥(114) 또는 마이크로 홀(113)에 도포된 액체층(120)을 경화시켜 마이크로 구조물을 형성시킨다. 본 명세서에서 "마이크로 구조물"은 마이크로 기둥(114) 또는 마이크로 홀(113)에 도포된 액체층(121)이 조정단계를 통해 원하는 표면 경사각(121) 또는 곡면 형상(122)을 가지게 되고 이후 경화되어 일정 형상을 가지게 된 것을 말한다. 즉, 마이크로 기둥(114) 또는 마이크로 홀(113)과 이에 도포되어 경화된 액체층(120)을 통합하여 지칭하는 표현이다.In the curing step (S40), to form a microstructure by curing the liquid layer 120 applied to the micro pillars 114 or the micro holes 113. In the present specification, the "micro structure" means that the liquid layer 121 applied to the micro pillars 114 or the micro holes 113 has a desired surface inclination angle 121 or curved shape 122 through an adjusting step and then cured. It means that it has a certain shape. That is, the expression refers to the micro pillars 114 or the micro holes 113 and the liquid layer 120 applied and cured.

액체층(120)이 포토 레지스터인 경우에는 포토 레지스터에 빛을 조사하면 포토 레지스터가 경화될 수 있고, 액체층(120)이 자외선 경화수지인 경우에는 자외선 경화수지 측에 자외선을 조사하면 자외선 경화수지가 경화될 수 있다. 한편, 액체층(120)이 레진인 경우에는 고화온도 이하로 온도가 낮아지면 레진이 경화될 수 있으며, 액체층(120)을 상온의 환경에서 방치하여 자연건조 과정을 통해 경화시킬 수도 있다.When the liquid layer 120 is a photoresist, the photoresist may be cured by irradiating light to the photoresist. When the liquid layer 120 is an ultraviolet curable resin, the ultraviolet curable resin is irradiated with ultraviolet rays to the ultraviolet curable resin side. Can be cured. Meanwhile, when the liquid layer 120 is a resin, the resin may be cured when the temperature is lowered below the solidification temperature, and the liquid layer 120 may be left at room temperature to be cured through a natural drying process.

한편, 회전중심축(C)과 마이크로 기둥(114) 또는 마이크로 홀(113) 간의 상대적인 위치에 따라 마이크로 구조물의 형상을 변경시킬 수 있다.Meanwhile, the shape of the microstructure may be changed according to the relative position between the rotational center axis C and the micro pillars 114 or the micro holes 113.

도 5에 도시된 바와 같이, 회전중심축(C)을 마이크로 홀(113)의 중심부에 배치시키고 기판(110)을 회전시키는 경우, 마이크로 홀(113)에 도포된 액체층(120)은 중앙부가 움푹 파이는 곡면 형상(122)을 가질 수 있다. 도 5에 도시된 상태에서 회전속도를 증가시키면 중앙부가 훨씬 더 움푹 파이는 곡면 형상(122)이 형성될 것이다.As shown in FIG. 5, when the rotation center axis C is disposed at the center of the micro hole 113 and the substrate 110 is rotated, the liquid layer 120 applied to the micro hole 113 has a central portion. The pit pie may have a curved shape 122. Increasing the rotational speed in the state shown in FIG. 5 will form a curved surface 122 with a much more central depression.

도 6에 도시된 바와 같이, 회전중심축(C)을 마이크로 기둥(114)의 중심부에 배치시키고 기판(110)을 회전시키는 경우, 마이크로 기둥(114)에 도포된 액체층(120)은 일측부는 양의 표면 경사각(121a)을 가지고 타측부는 음의 표면 경사각(121b)을 가지면서 회전중심축(C)을 중심으로 대칭되는 형상을 가질 수 있다. 도 6에 도시된 상태에서 회전속도를 감소 또는 증가시키면 표면 경사각(121)을 더 완만하게 또는 더 가파르게 변경시킬 수 있다.As shown in FIG. 6, when the rotation center axis C is disposed at the center of the micro pillars 114 and the substrate 110 is rotated, the liquid layer 120 applied to the micro pillars 114 may have one side portion. It has a positive surface inclination angle (121a) and the other side may have a shape that is symmetrical about the rotation center axis (C) while having a negative surface inclination angle (121b). Reducing or increasing the rotation speed in the state shown in FIG. 6 may change the surface inclination angle 121 to be more gentle or steeper.

도 7에 도시된 바와 같이, 회전중심축(C)을 마이크로 기둥(114)으로부터 이격된 위치에 배치시키고 기판(110)을 회전시키는 경우, 마이크로 기둥(114)에 도포된 액체층(120)에 있어서 회전중심축(C)과 상대적으로 가까운 측부는 오목한 곡면 형상(122a)을 가지고 회전중심축(C)과 상대적으로 먼 측부는 볼록한 곡면 형상(122b)을 가질 수 있다. 이때에도 회전속도 또는 회전중심축(C)과의 거리 등을 조정함으로써 액체층의 곡면 형상(122)이 조정될 수 있다.As shown in FIG. 7, when the rotational center axis C is disposed at a position spaced apart from the micro pillars 114 and the substrate 110 is rotated, the liquid layer 120 applied to the micro pillars 114 is rotated. In this case, the side portion relatively close to the rotation center axis C may have a concave curved shape 122a, and the side portion relatively far from the rotation center axis C may have a convex curved shape 122b. In this case, the curved surface 122 of the liquid layer may be adjusted by adjusting the rotation speed or the distance from the rotation center axis C.

상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 마이크로 구조물 제조방법은, 마이크로 기둥 또는 마이크로 홀이 형성된 기판상에 액체층을 도포하고 기판의 회전속도 또는 회전중심축의 위치를 변경시키면서 기판의 패턴상에 도포된 액체층의 형상을 다양하게 변경시킴으로써, 고가의 정밀 금형을 별도로 제작할 필요없이 패턴의 형상을 다양하게 그리고 용이하게 구현할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The method for manufacturing a microstructure according to the present embodiment configured as described above is applied on a pattern of a substrate while applying a liquid layer on a substrate on which micro pillars or micro holes are formed and changing the rotational speed or the position of the rotation center axis of the substrate. By varying the shape of the liquid layer, it is possible to obtain the effect of various and easy to implement the shape of the pattern without the need to separately produce expensive precision molds.

또한, 본 실시예에 따른 마이크로 구조물 제조방법은, 경화된 액체층의 표면 을 최종 제품의 가공 표면으로 이용하므로, 기존의 기계 가공에 비해서 표면 거칠기가 우수한 효과를 얻을 수 있다.In addition, the microstructure manufacturing method according to the present embodiment, because the surface of the cured liquid layer is used as the processing surface of the final product, it is possible to obtain an effect of excellent surface roughness compared to conventional machining.

또한, 본 실시예에 따른 마이크로 구조물 제조방법은, 액체층의 표면장력을 활용하여 다양한 형상을 구현하므로, 기계 가공 등 기존의 가공 공정에서 구현하기 힘든 형상을 다양하게 가공할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, since the microstructure manufacturing method according to the present embodiment implements a variety of shapes by utilizing the surface tension of the liquid layer, it is possible to obtain an effect of processing a variety of shapes that are difficult to implement in existing machining processes such as machining. have.

한편, 도 2에 도시된 실시예에서는 액체층이 도포된 기판을 회전시키면서 액체층의 표면 경사각을 조정하였으나, 액체층이 도포된 기판을 진동시키면서 마이크로 기둥 또는 마이크로 홀에 도포된 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정할 수도 있다.On the other hand, in the embodiment shown in Figure 2, while adjusting the surface tilt angle of the liquid layer while rotating the substrate coated with the liquid layer, the surface tilt angle of the liquid layer applied to the micro pillars or micro holes while vibrating the substrate coated with the liquid layer Alternatively, the curved shape may be adjusted.

기판(110) 측부에 진동부(미도시)를 장착하여 기판(110)에 진동을 가할 수 있는데, 상기 진동부는 액체층에 기계적 진동을 가하는 기계적 진동기, 음파 또는 초음파 등을 발진시켜 액체층에 진동을 가하는 초음파 진동기, 압전 진동기(Piezoelectric driver) 등 중 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.A vibration unit (not shown) may be mounted on the substrate 110 to vibrate the substrate 110. The vibration unit may vibrate the liquid layer by oscillating a mechanical vibrator, sound wave or ultrasonic wave that applies mechanical vibration to the liquid layer. It may be made of any one selected from an ultrasonic vibrator, a piezoelectric vibrator (Piezoelectric driver) and the like.

진동부의 진동주기 또는 진폭 등을 변경시킴으로써, 액체층의 표면 경사각(121)을 다양하게 구현할 수 있다.By changing the vibration period or the amplitude of the vibrating unit, it is possible to implement a variety of surface inclination angle 121 of the liquid layer.

액체층(120)이 도포된 기판(110)을 진동시키는 방향은 종방향 또는 횡방향 등 다양하게 선택될 수 있으나, 본 실시예에서는 횡방향으로 기판(110)을 진동시키는 것이 바람직하다.The vibrating direction of the substrate 110 to which the liquid layer 120 is applied may be variously selected, such as a longitudinal direction or a transverse direction. However, in the present embodiment, it is preferable to vibrate the substrate 110 in the transverse direction.

상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 마이크로 구조물 제조방법은, 마이크로 기둥 또는 마이크로 홀이 형성된 기판상에 액체층을 도포하고 기판의 진동 주기 또는 진동폭을 변경시키면서 기판의 패턴상에 도포된 액체층의 형상을 다양하게 변경시킴으로써, 고가의 정밀 금형을 별도로 제작할 필요없이 패턴의 형상을 다양하게 그리고 용이하게 구현할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The method for manufacturing a microstructure according to the present embodiment configured as described above is to apply a liquid layer on a substrate on which micro pillars or micro holes are formed, and to change the oscillation period or vibration width of the substrate, By changing the shape in various ways, it is possible to obtain an effect of variously and easily implementing the shape of the pattern without having to separately manufacture an expensive precision mold.

한편, 도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 구조물 제조방법에 의해 형성된 마이크로 구조물을 도시한 도면이다.On the other hand, Figures 9 and 10 is a view showing a microstructure formed by a microstructure manufacturing method according to another embodiment of the present invention.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예의 마이크로 구조물 제조방법은, 액체층(120)을 구성하는 구성성분들의 상대적인 비율을 변경하고 구성성분들 중 일부 구성성분을 증발시킴으로써 액체층(120)의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정하는 조정단계를 포함한다.9 and 10, in the method of manufacturing the microstructure of the present embodiment, the liquid layer 120 may be formed by changing a relative ratio of the components constituting the liquid layer 120 and evaporating some of the components. And adjusting the surface tilt angle or curved shape.

예컨대, 포토 레지스터 90%, 휘발성 용매 10%로 구성된 제1액체층(221)과, 포토 레지스터 80%, 휘발성 용매 20%로 구성된 제2액체층(222)을 마련하고, 각각의 액체층(221,222)을 기판(110) 상에 도포한다. 제1,2액체층(221,222)의 도포 후 휘발성 용매를 증발시키기 위한 건조 과정을 진행하면, 건조 과정 이후 구성성분들의 상대적인 비율에 따라 서로 다른 메니스커스(meniscus) 형상을 띠게 된다.For example, a first liquid layer 221 composed of 90% photoresist and 10% volatile solvent and a second liquid layer 222 composed of 80% photoresist and 20% volatile solvent are provided, and each liquid layer 221, 222. ) Is applied onto the substrate 110. After the application of the first and second liquid layers 221 and 222, the drying process for evaporating the volatile solvent takes on different meniscus shapes according to the relative proportions of the components after the drying process.

도 9는 제1액체층(221)의 휘발성 용매가 증발된 후 형성된 메니스커스 형상(226)을 도시한 것이고, 도 10은 제2액체층(222)의 휘발성 용매가 증발된 후 형성된 메니스커스 형상(227)을 도시한 것이다. 도면에서 알 수 있듯이, 제2액체층(222)의 경우 증발되는 휘발성 용매의 양이 많아 전체적인 액체층(222)의 부피가 휠씬 더 감소하므로, 제1액체층(221)의 경우보다 훨씬 더 움푹하게 파인 형상을 나타내게 된다.9 illustrates a meniscus shape 226 formed after the volatile solvent of the first liquid layer 221 is evaporated, and FIG. 10 is a menis formed after the volatile solvent of the second liquid layer 222 is evaporated. Curse shape 227 is shown. As can be seen in the figure, the second liquid layer 222 is much larger than the first liquid layer 221 because the volume of the total liquid layer 222 is further reduced because the amount of volatile solvent evaporated much. It shows a fine shape.

이와 같이, 액체층을 구성하는 구성성분들의 성분 비율을 변경하고 증발시키는 과정을 통해, 액체층의 곡면 형상을 조정할 수도 있다.As described above, the shape of the curved surface of the liquid layer may be adjusted by changing the component ratio of the components constituting the liquid layer and evaporating the same.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the invention claimed in the claims, it is intended that any person skilled in the art to which the present invention pertains falls within the scope of the claims described herein to various extents that can be modified.

도 1은 종래의 임프린팅 방법에 의한 패턴형성방법의 일례를 도시한 도면이고,1 is a view showing an example of a pattern forming method by a conventional imprinting method,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 구조물 제조방법을 개략적으로 도시한 도면이고,2 is a view schematically showing a method for manufacturing a microstructure according to an embodiment of the present invention,

도 3 내지 도 7은 도 2의 마이크로 구조물 제조방법에 의해 형성된 다양한 마이크로 구조물을 도시한 도면이고,3 to 7 are views showing various microstructures formed by the method for manufacturing a microstructure of FIG.

도 8은 도 2의 마이크로 구조물 제조방법에 있어서, 회전속도를 변경하여 형성된 마이크로 구조물의 단면도이고,8 is a cross-sectional view of the microstructure formed by changing the rotation speed in the method of manufacturing a microstructure of FIG.

도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 구조물 제조방법에 의해 형성된 마이크로 구조물을 도시한 도면이다.9 and 10 are views illustrating a microstructure formed by a method for manufacturing a microstructure according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110: 기판 120: 액체층110: substrate 120 liquid layer

121: 표면 경사각 122: 곡면 형상121: surface inclination angle 122: surface shape

123: 마이크로 홀 124: 마이크로 기둥123: micro holes 124: micro pillars

Claims (10)

기판상에 상기 기판의 상면으로부터 돌출되는 마이크로 기둥 또는 상기 기판의 상면으로부터 함몰되는 마이크로 홀을 형성하는 패턴 형성단계;A pattern forming step of forming a micro pillar protruding from an upper surface of the substrate or a micro hole recessed from an upper surface of the substrate on a substrate; 상기 기판상에 액체층을 도포하는 액체층 도포단계;A liquid layer coating step of applying a liquid layer on the substrate; 상기 마이크로 기둥 또는 상기 마이크로 홀에 도포된 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정하는 조정단계; 및Adjusting the surface inclination angle or curved shape of the liquid layer applied to the micro pillars or the micro holes; And 상기 액체층을 경화시키는 경화단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 구조물 제조방법.Curing step of curing the liquid layer; Microstructure manufacturing method comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조정단계에서는,In the adjusting step, 상기 액체층이 도포된 기판을 회전시키면서 상기 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정하는 것을 특징으로 하는 마이크로 구조물 제조방법.The method of manufacturing a microstructure, characterized in that for adjusting the surface inclination angle or curved shape of the liquid layer while rotating the substrate coated with the liquid layer. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 조정단계에서는,In the adjusting step, 상기 기판의 회전속도를 변경시킴으로써, 상기 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정하는 것을 특징으로 하는 마이크로 구조물 제조방법.By changing the rotational speed of the substrate, the method of manufacturing a microstructure, characterized in that for adjusting the surface inclination angle or curved shape of the liquid layer. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 조정단계에서는,In the adjusting step, 상기 기판의 회전중심축과 상기 마이크로 기둥 또는 상기 마이크로 홀 사이의 거리를 변경시킴으로써, 상기 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정하는 것을 특징으로 하는 마이크로 구조물 제조방법.And changing the distance between the rotational center axis of the substrate and the micro pillars or the micro holes to adjust the surface inclination angle or curved shape of the liquid layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조정단계에서는,In the adjusting step, 상기 액체층이 도포된 기판을 진동시키면서 상기 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정하는 것을 특징으로 하는 마이크로 구조물 제조방법.The method of manufacturing a microstructure, characterized in that for adjusting the surface inclination angle or curved shape of the liquid layer while vibrating the substrate coated with the liquid layer. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 조정단계에서는,In the adjusting step, 상기 기판의 진동주기를 변경시킴으로써, 상기 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정하는 것을 특징으로 하는 마이크로 구조물 제조방법.By changing the vibration period of the substrate, the method of manufacturing a microstructure, characterized in that for adjusting the surface inclination angle or curved shape of the liquid layer. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 조정단계에서는,In the adjusting step, 상기 기판의 진동폭을 변경시킴으로써, 상기 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정하는 것을 특징으로 하는 마이크로 구조물 제조방법.By changing the vibration width of the substrate, the method of manufacturing a microstructure, characterized in that for adjusting the surface inclination angle or curved shape of the liquid layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조정단계에서는,In the adjusting step, 상기 액체층을 구성하는 구성성분들의 비율을 변경하고 상기 구성성분들 중 일부 구성성분을 증발시킴으로써, 상기 액체층의 표면 경사각 또는 곡면 형상을 조정하는 것을 특징으로 하는 마이크로 구조물 제조방법.And adjusting the surface inclination angle or curved shape of the liquid layer by changing a proportion of the components constituting the liquid layer and evaporating some of the components. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마이크로 기둥의 측벽 또는 상기 마이크로 홀의 측벽은 상기 기판의 상면에 대하여 수직하게 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 구조물 제조방법.The sidewalls of the micro pillars or the sidewalls of the micro holes are formed perpendicular to the upper surface of the substrate. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 액체층은 포토 레지스터 또는 자외선 경화수지(UV resin)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 구조물 제조방법.The liquid layer is a microstructure manufacturing method characterized in that it comprises a photoresist or UV resin (UV resin).
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