KR101086083B1 - 자외선 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작 - Google Patents

자외선 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작 Download PDF

Info

Publication number
KR101086083B1
KR101086083B1 KR1020100051842A KR20100051842A KR101086083B1 KR 101086083 B1 KR101086083 B1 KR 101086083B1 KR 1020100051842 A KR1020100051842 A KR 1020100051842A KR 20100051842 A KR20100051842 A KR 20100051842A KR 101086083 B1 KR101086083 B1 KR 101086083B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mold
roll
nanoimprint lithography
glass tube
functional material
Prior art date
Application number
KR1020100051842A
Other languages
English (en)
Inventor
이헌
양기연
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고려대학교 산학협력단 filed Critical 고려대학교 산학협력단
Priority to KR1020100051842A priority Critical patent/KR101086083B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101086083B1 publication Critical patent/KR101086083B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • H01L21/0275—Photolithographic processes using lasers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

미세 패턴이 표면 상에 형성된 고분자 몰드 위에 투명 산화 물질의 기능성 용액을 스핀-코팅하고, 원통 형상의 유리관 위에 접착 물질을 코팅하여 유리관 외부에 접착층을 형성한 후, 유리관을 마스터 몰드 위에 가압하여 굴려 기능성 물질을 전사시킨다. 그리고 전사된 기능성 물질의 나노 패턴에 이형 처리를 하여 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 몰드를 제작한다. 이를 통해 내구성이 형상되고 이음새 부분의 결함이 생기는 문제를 해결하며 공정이 저렴한 투명 롤 몰드를 제작할 수 있다.

Description

자외선 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작 {A Method For Manufacturing Of The Transparent Roll Mold For UV Roll Nanoimprint Lithography}
본 발명은 나노임프린트 리소그래피용 롤 몰드의 제작 방법에 관한 것이다.
본 발명은 나노임프린트 리소그래핑용 몰 몰드를 제작하는 방법에 관한 것이다.
나노임프린트 리소그래피(Nanoimprint Lithography, NIL)는 컴팩트 디스크(CD)와 같이 마이크로 스케일의 패턴을 갖는 고분자 소재 제품의 대량 생산에 사용되는 엠보싱/몰딩 기술을 리소그래피에 적용한 것이다. NIL 의 핵심은 전자빔 리소그래피를 이용하여 나노스케일의 구조를 갖는 스탬프를 제작하고, 스탬프를 고분자 박막에 각인하여, 나노스케일의 구조를 전사하고, 이를 반복 사용함으로써, 전자빔 리소그래피의 생산성 문제를 극복하는 것이다. 이는 1995년 미국 프린스턴 대학교의 Stephen Y. Chou 교수에 의해 도입된 나노 제작 방법으로, 낮은 생산성을 갖는 전자빔 리소그래피를 보완할 기술로 주목 받고 있다.
Chou 교수가 제안한 NIL에서는 나노크기의 패턴이 부조(요철) 형태로 형성된 스탬프로 PMMA 재질의 레지스트가 코팅되어 있는 기판 표면을 유리전이 온도 이상의 고온조건인 140-180℃에서 고압으로 누른 후 100℃ 이하로 냉각시켜 분리하게 된다. 이러한 공정은 고온으로의 가열, 고압으로의 가입 그리고 유리 전이 온도 이하로의 냉각 공정이 필수적이기 때문에 임프린팅 몰드의 손상이 쉽고 고분자 기판의 적용이 어려우며 공정시간이 길다는 문제가 있었다.이러한 문제를 해결하기 위해 상온에서 액상으로 존재하다가 UV를 조사하게 되면 경화되는 UV 경화 레지스트를 이용한 UV 나노임프린팅 리소그래피 기술(UV-NIL)이 개발되었다. UV-NIL은 1996년 Haisma 등에 의하여 최초로 제안되었는데, PMMA와 같은 열가소성 재질을 사용하는 가열식 ­ NIL과 달리 저점성 광경화성 수지와 이를 경화하기 위하여 자외선을 사용하는 것이 특징이다. 따라서, UV-NIL은 상온 저압고정이 가능하여 다층화 공정 및 대량 생산에 적합하다는 장점을 갖고 있다.
그러나 이러한 모든 나노임프린트 리소그래피 기술은 평판 임프린팅 몰드를 이용하여 나노 패턴을 형성하는 기술이다. 평판 임프린팅 몰드로 이미지드럼에 도전성 페이스트를 전사하는 기술은 연속성이 없기 때문에 공정의 연속성을 가하여 나노 패턴의 생산성을 향상시키기 위해 롤투롤(roll to roll) 또는 롤투릴(roll to rell) 나노임프린트 리소그래피 기술이 개발되었다.
롤투롤 나노임프린트 리소그래피 기술은 롤 몰드를 이용하여 롤에 감길 수 있는 기판 위에 나노임프린트 리소그래피 공정을 진행하는 것이고, 롤투릴 나노임프린트 리소그래피 기술은 롤 몰드로 평판 기판 위에 나노 패턴을 형성하는 기술이다. 이러한 롤투롤 또는 롤투릴 나노임프린트 리소그래피 기술은 기존의 나노임프린트 리소그래피 기술과 같이 써멀(thermal) 방식이나 UV 방식으로 나뉜다. 써멀 방식의 롤투롤 또는 롤투릴 나노임프린트 리소그래피 기술은 금속 기반의 롤 몰드를 주로 이용하고 UV 방식의 롤투롤 또는 롤투릴 나노임프린트 리소그래피 기술은 투명한 고분자 몰드를 복제하여 이를 유리관 외벽에 부착함으로써 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 몰드를 제작하여 사용한다.
UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 몰드로는 주로 투명 고분자 몰드를 마스터 몰드로부터 복제하여 이를 유리관 외벽에 부착한 것을 주로 사용한다. 이러한 방식의 롤 몰드는 고분자 물질 특성상 내구성이 현저하게 떨어진다. 높은 내구성을 갖는 고분자 몰드 재료의 경우 물질의 강성(rigid)으로 인하여 변형 시 쉽게 깨지는 문제가 발생할 수 있다. 또한 고분자 몰드를 핸들링 하기 위해서는 고분자 몰드가 일정 두께 이상 두꺼워야 하는데 이러한 것에 의해 고분자 몰드가 서로 이어지는 부분에서 결함이 크게 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 이러한 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 몰드에서 고분자 몰드를 이용한 투명 롤 몰드 제작시 생기는 내구성 부족과 물질이 쉽게 깨지는 문제를 해결할 수 있는 롤 몰드를 제작 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 특징에 의하면, UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작 방법은, 미세 패턴이 표면 상에 형성된 고분자 몰드를 제공하는 제 1 단계, 상기 고분자 몰드 위에 투명 산화 물질의 용액을 스핀-코팅하여 상기 고분자 몰드의 미세 패턴 상에서 상부면은 평평하게 코팅되고 하부면은 상기 미세 패턴에 대응되는 미세 나노 패턴이 생성된 마스터 몰드를 제작하는 제 2 단계, 원통 형상의 유리관 위에 접착 물질을 코팅하여 상기 유리관 외부에 접착층을 형성하는 제 3 단계, 상기 유리관을 상기 마스터 몰드 위에 가압하여 굴려 상기 기능성 물질을 상기 유리관에 전사시키는 제 4 단계, 및 상기 전사된 기능성 물질의 나노 패턴에 이형 처리를 하여 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 몰드를 제작하는 제 5 단계를 포함한다.
이때, 기능성 용액은 나노 입자 용액 또는 졸 용액 또는 스핀-온 글래스 용액 중 어느 하나 이거나 이들 중 둘 이상을 결합한 용액이며, 나노 입자 용액 또는 졸 용액은 SiO2, TiO2, Al2O3, ZnO 중 어느 하나 이상의 물질의 결합으로 제조되고, 스핀-온 글래스 용액은 실록산(siloxane), MSQ(methyl silsequioxane), HSQ(hydrogen silsequioxane), THPS(perhydropolysilazane), 폴리실라잔(polysilazane) 중 하나 이상의 물질의 결합으로 제조된다.
한편, 유리관에 접착되는 접착 물질은 HMDS(hexamethyldisiloxane), UV 경화 본딩 재료, 열 경화 본딩 재료 중 어느 하나를 포함한다.
다른 실시예에서는, UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작 방법은 유리관에 기능성 물질을 전사할 때 UV 노출 또는 가열 또는 UV 노출과 동시에 가열을 통해 상기 기능성 물질을 전사하며, 상기 전사된 기능성 물질 위에 어닐링 공정을 하여 겔 나노 패턴 또는 스핀-온 글래스 패턴의 상기 기능성 물질을 무기물 나노 구조로 변환시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 제작 방법에 따라 투명 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 몰드를 제작하게 되면 무기물 기반의 나노 패턴들의 높은 내구성에 의해 롤 나노임프린트 리소그래피용 몰드의 내구성 또한 향상되게 된다. 또한 기능성 용액의 농도 또는 스핀-코팅 속도를 조절하여 기능성 물질의 두께를 최소화하면서 유리관에 나노 패턴을 형성할 수 있기 때문에 고분자 몰드를 복제하여 이를 유리관에 부착하는 방식에서 고분자 몰드의 두께에 의한 이음새 부분들의 결함들을 미리 방지하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작 방법을 이용하면, 저렴한 공정을 통해 내구성 및 이형성이 우수한 투명 롤 몰드를 제작할 수 있다.
도 1은 고분자 몰드 위에 기능성 용액을 코팅하는 스핀-코팅하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 2는 유리관에 기능성 물질을 전사하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 3은 HSQ 나노 패턴이 유리관 표면에 전사된 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 유리관으로의 기능성 물질 전사 과정의 다른 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 유리관으로의 기능성 물질 전사 과정의 또 다른 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 기능성 물질이 전사된 유리관을 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 무기물 나노 패턴 구조물에 이형 처리를 하여 완성한 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 몰드를 나타내는 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
위에서 언급한 바와 같이 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 몰드로 주로 투명 고분자 몰드를 마스터 몰드로부터 복제하여 이를 유리관 외벽에 부착하는 것을 주로 이용한다. 이와 같은 방식은 언급한 바와 같이 내구성이 현저히 떨어지거나 내구성이 있는 고분자 재료를 사용하는 경우 변형시 쉽게 부서지는 문제가 있었다. 더욱이 고무자 몰드를 핸들링 하기 위해서는 고분자 몰드가 일정 두께 이상 두꺼워야 하는데 이럴 경우 몰드가 서로 이어지는 부분에서의 결함이 발생할 확률이 큰 문제가 있다.
따라서 이러한 고분자 몰드를 이용한 투명 롤 몰드를 대체할 수 있는 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 몰드로 적용하는 연구가 필요하였다.
최근 들어 고분자 몰드를 이용하여 다양한 나노 물질을 기판으로 전사하는 다양한 나노 다이렉트 프린팅 기술이 개발되고 있다. 이 기술은 스핀-코팅이 가능한 나노 입자 용액, 졸-겔(sol-gel) 용액, 스핀-온 글래스(spin-on-glass) 용액 등을 기용하여 고분자 몰드 위에 스핀-코팅하고 이를 기판으로 전사함으로써 기능성 무기물 나노 패턴을 직접 기판 위에 형성하는 기술이다.
본 발명은 이러한 기술을 이용하여 먼저 기능성 용액을 고분자 몰드 위에 스핀-코팅 한 후 이를 유리관으로 가압하면서 굴려 유리관 위에 투명한 무기물 기반의 나노 패턴, 즉, 종래의 고분자 몰드를 대체할 수 있는 곡면 유리판 표면에 형성된 무기물 나노 패턴을 간단한 공정을 통해 형성함으로써 UV 롤 몰드를 제작하는 기술을 제안한다.
도 1은 고분자 몰드 위에 기능성 용액을 코팅하는 스핀-코팅하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 먼저 미세 패턴이 표면 상에 형성된 고분자 몰드(11)를 준비한 후, 기능성 용액을 상기 고분자 몰드(11) 위에 스핀-코팅한다.
이 고분자 몰드의 미세 패턴은 기존의 전자빔 공정 또는 포토 리소그래피(photo lithography)를 통하여 제조한다. 여기서, 전자빔 공정은 유기물 레지스터 박막을 사용하여 직접 식각을 통해 높은 해상도를 얻는 공정이고, 포토 리소그래피 공정은 어떤 특정 화학약품(Photo Resist, PR)이 빛을 받으면 화학 반응을 일으켜서 성질이 변화하는 원리를 이용하여 얻고자 하는 패턴의 마스크를 사용하여 빛을 선택적으로 PR에 조사함으로써 마스크의 패턴과 동일한 패턴을 형성시키는 공정이다.
기능성 용액은 나노 입자 용액(nanoparticle layer) 또는 졸 용액(sol layer) 또는 스핀-온 글래스 용액(spin-on-glass layer) 중 어느 하나 이거나 이들을 결합한 용액으로 투명한 산화물질로 제조된다.
산화물 나노 입자 용액과 산화물 졸 용액은 SiO2, TiO2, Al2O3, ZnO 중 어느 하나 이상의 결합 일 수 있다.
스핀-온 글래스 용액은 규산염(silicate), 실록산(siloxane), MSQ(methyl silsequioxane), HSQ(hydrogen silsequioxane), THPS(perhydropolysilazane), 폴리실라잔(polysilazane) 중 하나 이상의 결합일 수 있다.
이러한 기능성 용액을 미세 패턴이 형성된 고분자 몰드(11) 위에 스핀-코팅하게 되면 기능성 용액이 고분자 몰드의 미세 패턴의 홈을 채우고 그 표면은 평평하게 코팅된 기능성 물질(12)이 결합된 마스터 몰드(10)가 형성된다. 마스터 몰드(10)는 고분자 몰드(11) 위에 기능성 용액을 스핀-코팅 및 경화 처리하여 고분자 몰드의 패턴을 그대로 본뜬 기능성 물질(12)이 코팅된 몰드를 말한다.
도 2는 유리관에 기능성 물질을 전사하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 원통 형상의 유리관(13)을 가압하면서 굴려 유리관(13)에 기능성 물질(12)을 전사하는 과정을 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이 유리관을 마스터 몰드의 기능성 물질 위에 밀착시켜 가압하여 굴리게 되면, 마스터 몰드(10)의 기능성 물질(12)이 유리관(13) 표면에 전사되어 결국 기능성 물질로 이루어진 미세 패턴(14)이 유리관 표면에 프린팅 된다.
이 경우, 기능성 물질(12) 전사 전에 유리관 위에 접착 물질을 코팅하여 유리관 외부에 접착층을 형성하면 기능성 물질(12)이 유리관(13)에 쉽게 전사될 수 있게 할 수 있다. 이때 접착 물질은 HMDS(hexamethyldisiloxane)와 같은 접착 재료나, UV 경화 본딩(bond) 재료, 열 경화 본딩(bond) 재료가 이용될 수 있다.
도 3은 HSQ 나노 패턴이 유리관 표면에 전사된 모습을 나타내는 도면이다.
스핀-온 글래스 용액의 일종인 HSQ(hydrogen silsequioxane)가 도 3에 도시된 바와 같이 깨끗하게 유리관 표면에 전사되었음을 확인할 수 있다. 이 HSQ는 UV/오존(ozone) 처리와 어닐링(annealing) 공정을 통해 SiO2 로 변환시킬 수 있으며, 이를 통해 HSQ 나노 패턴이 표면에 형성된 유리관을 UV 롤 임프린팅에 적용할 수 있게 된다. 이러한 후속 공정은 아래에 다시 설명된다.
기능성 물질로 스핀-온 글래스 용액을 전사 공정에 사용하는 경우에는 도 2의 실시예에서와 같이 UV 노출이나 가열 공정이 필요없이 손쉽게 유리관에 기능성 물질의 전사가 가능하다.
한편, 기능성 물질로 나노 입자 용액이나 졸 용액을 이용한 전사 공정의 경우에는 가열 공정이 필요한 경우가 있다.
아래에서는 가열 또는 가열과 UV 노출을 같이 병행한 기능성 물질 전사 방법을 설명한다.
도 4는 유리관으로의 기능성 물질 전사 과정의 다른 방법을 나타내는 도면이다.
유리관(13)을 마스터 몰드(10) 위에서 가압하여 나노 입자 용액이나 졸 용액으로 만든 기능성 물질(12´）을 전사할 때, 도 4에 도시된 바와 같이 가열 바(heating bar; 15)를 유리관 안에 두고 유리관(13)과 마스터 몰드(10)가 접합된 부위에 가열 바(15)를 접촉시켜 접합 부위를 가열한다. 이렇게 되면 가압과 동시에 접합된 부분만이 가열되게 되고 접합되지 않은 부분에서는 열을 느끼지 않게 된다. 이 때, 압력은 1~5 atm 으로 하고, 가열 온도는 50~200℃로 하며, 롤링 속도는 초당 0.1~10 mm 로 공정을 진행하는 것이 바람직하다. 나노 입자 용액과 졸 용액의 공정 온도에는 각기 차이가 있기는 하지만 이러한 공정 온도는 이 기능성 용액들의 솔벤트 종류에 따른 것이다.
도 5는 유리관으로의 기능성 물질 전사 과정의 또 다른 방법을 나타내는 도면이다.
기능성 물질로 나노 입자 용액이나 졸 용액을 사용하는 경우, 도 5에서와 같이, 유리관(13)을 마스터 몰드(10) 위에서 가압하여 기능성 물질(12´)을 전사할 때 UV 노출과 동시에 가열을 통해 원활한 전사를 할 수도 있다.
도 5를 참조하면, 가열 바(15)를 도 5에서와 마찬가지로 유리관(13) 내부에서 유리관(13)과 마스터 몰드(10)가 접합하는 부위에 가열바(15)를 접촉시키고 마스터 몰드(10)의 기능성 물질(12´）이 코팅된 부분과 유리관(13)이 접합된 부분에 가압과 동시에 가열을 한다. 이와 동시에 마스터 몰드(10) 하부에 UV 광원(16)을 두어 UV 광원(16)이 이동하면서 기능성 물질(12´）과 유리관(13)의 접합 부위에 UV를 조사한다. 이에 따라 기능성 물질(12´）이 유리관(13) 표면에 좀 더 용이하게 전사되는 것이 가능해진다.
도 4에서는 유리관에 접착 물질을 사용하지 않는 경우나, 열 경화 방식의 접착 물질(미도시)을 코팅하는 경우에 사용하며, UV 경화 방식의 접착 물질(17)을 유리관(13)에 코팅한 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이 그 하부에 가열 바(15)와 UV 광원(16)을 두고 이동하면서 UV를 조사하는 방식을 사용하는 것이 효과적이다.
도 6은 기능성 물질이 전사된 유리관을 모습을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 유리관(13) 표면에 기능성 물질이 전사되어 있고, 이 기능성 물질은 고분자 몰드의 미세 패턴 형상의 반대 형상을 갖는 미세 나노 패턴(14)의 모습을 갖는다. 이 기능성 물질 나노 패턴은 겔(gel) 형태의 나노 패턴 또는 스핀-온 글래스(spin-on glass) 형태의 미세 나노 패턴(14)이 된다.
한편, 유리관 위에 기능성 나노 물질을 전사한 후, 필요하면 어닐링(annealing) 공정을 진행하여 겔 나노 패턴 또는 스핀-온 글래스 미세 나노 패턴(14)을 SiO2 등의 무기물 나노 구조로 변환시켜, 나노 입자들의 결합력을 강화시킬 수 있다.
어닐링 공정은 일정한 온도로 가열한 다음에 천천히 식혀 내부 조직을 고르게 하고 응력을 제거하는 열처리 조작 공정을 말하며, 어닐링 공정에 대한 설명은 당업자에게 널리 알려진 공지의 기술을 사용할 수 있어 여기서의 자세한 설명은 생략한다.
이렇게 유리관 표면에 프린트된 무기물 나노 구조의 기능성 물질을 롤 몰드로 이용하면, 기존의 고분자 물질을 이용한 마스터 몰드의 문제점이었던 내구성이 떨어지는 문제가 생기지 않는다. 또한 높은 내구성을 갖는 고분자 물질의 문제점이었던 변형시 쉽게 깨지는 문제도 본 발명에서는 발생되지 않게 된다.
도 7은 무기물 나노 패턴 구조물에 이형 처리를 하여 완성한 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 몰드를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 유리관(13) 표면에 형성된 무기물 나노 패턴 구조물(14)에 이형 처리(anti-adhesion treatment)를 하면, 무기물 나노 패턴(14) 표면에 이형층(18)이 형성된다.
이형 처리는 이형 물질을 무기물 나토 패턴(14) 위에 물리적으로 도포하여 처리할 수도 있으며, 나노 패턴(14) 위에 규소층을 형성하여 플라즈마 처리 후 특정 화합물을 결합시키는 방법으로 처리할 수도 있다. 이와 같이 나노 패턴(14) 위에 얇게 형성된 이형층(18)으로 인해, 추후 롤 임프린팅 시 유착 방지 즉, 이형 효과를 갖게 할 수 있다.
이렇게 이형층(18)이 형성되면, 유리관(13) 표면의 투명한 무기물 기반의 나노 패턴(14)을 갖는 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 몰드가 완성된다.
본 발명에 따른 제작 방법에 따라 투명 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 몰드를 제작하게 되면 기존의 고분자 물질 기반과 달리 무기물 기반의 나노 패턴들의 높은 내구성에 의해 롤 나노임프린트 리소그래피용 몰드의 내구성 또한 향상되게 된다. 또한 기능성 용액의 농도 또는 스핀-코팅 속도를 조절하여 기능성 물질의 두께를 최소화하면서 유리관에 나노 패턴을 형성할 수 있기 때문에 고분자 몰드를 복제하여 이를 유리관에 부착하는 방식에서 고분자 몰드의 두께에 의한 이음새 부분들의 결함들을 미리 방지하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작 방법을 이용하면, 저렴한 공정을 통해 내구성 및 이형성이 우수한 투명 롤 몰드를 제작할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 마스터 몰드 11: 고분자 몰드
12, 12´ 기능성 물질 13: 유리관
14: 전사된 미세 패턴 15: 가열바
16: UV 광원 17: UV 경화형 접착 물질
18: 이형층

Claims (8)

  1. 미세 패턴이 표면 상에 형성된 고분자 몰드를 제공하는 제 1 단계;
    상기 고분자 몰드 상에 기능성 물질이 형성된 마스터 몰드를 제작하는 제 2 단계 - 상기 기능성 물질은 상기 고분자 몰드 위에 기능성 용액을 스핀-코팅하고 경화 처리하여 형성하며, 상기 기능성 물질의 상부면은 상기 고분자 몰드의 미세 패턴 상에서 평평하게 코팅되고, 상기 기능성 물질의 하부면은 상기 미세 패턴에 대응되는 미세 나노 패턴이 생성됨 -;
    원통 형상의 유리관 위에 접착 물질을 코팅하여 상기 유리관 외부에 접착층을 형성하는 제 3 단계;
    상기 유리관을 상기 마스터 몰드 위에 가압하여 굴려 상기 기능성 물질을 상기 유리관에 전사시키는 제 4 단계; 및
    상기 전사된 기능성 물질의 나노 패턴에 이형 처리를 하여 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 몰드를 제작하는 제 5 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기능성 용액은 나노 입자 용액 또는 졸 용액 또는 스핀-온-글래스 용액 중 어느 하나 이거나 이들 중 둘 이상을 결합한 용액인 것을 특징으로 하는 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 나노 입자 용액은 SiO2, TiO2, Al2O3, ZnO 중 어느 하나 이상의 물질의 결합으로 제조되는 것을 특징으로 하는 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 졸 용액은 SiO2, TiO2, Al2O3, ZnO 중 어느 하나 이상의 물질의 결합으로 제조되는 것을 특징으로 하는 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 스핀-온-글래스 용액은 실록산(siloxane), MSQ(methyl silsequioxane), HSQ(hydrogen silsequioxane), THPS(perhydropolysilazane), 폴리실라잔(polysilazane) 중 하나 이상의 물질의 결합으로 제조되는 것을 특징으로 하는 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착 물질은, HMDS(hexamethyldisiloxane), UV 경화 본딩 재료, 열 경화 본딩 재료 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 단계는, UV 노출 또는 가열 또는 UV 노출과 동시에 가열을 통해 상기 기능성 물질을 전사시키는 특징으로 하는 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 단계 뒤에, 상기 전사된 기능성 물질 위에 어닐링 공정을 하여 겔 나노 패턴 또는 스핀-온 글래스 패턴의 상기 기능성 물질을 무기물 나노 구조로 변환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작 방법.
KR1020100051842A 2010-06-01 2010-06-01 자외선 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작 KR101086083B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100051842A KR101086083B1 (ko) 2010-06-01 2010-06-01 자외선 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100051842A KR101086083B1 (ko) 2010-06-01 2010-06-01 자외선 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101086083B1 true KR101086083B1 (ko) 2011-11-25

Family

ID=45398104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100051842A KR101086083B1 (ko) 2010-06-01 2010-06-01 자외선 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101086083B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120038084A1 (en) * 2010-08-13 2012-02-16 Nam-Seok Lee Roll mold, method for fabricating the same and method for fabricating thin film pattern using the same
WO2017032758A1 (en) * 2015-08-27 2017-03-02 Basf Se Seamless roll-to-roll nano-imprinting
KR20200109426A (ko) 2019-03-12 2020-09-23 부산대학교 산학협력단 패턴 성형 롤의 이음매 없는 슬리브 체결 장치 및 방법
KR20210025153A (ko) 2019-08-26 2021-03-09 부산대학교 산학협력단 탄소섬유강화 플라스틱 기반 나노 원통 금형 제조 방법
CN115571444A (zh) * 2022-11-09 2023-01-06 连云港晶明硅胶制品有限公司 一种石英管表面印花装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100831049B1 (ko) 2006-12-21 2008-05-21 삼성전자주식회사 나노임프린트 리소그래피용 솔벤트 가용성 스탬프의 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100831049B1 (ko) 2006-12-21 2008-05-21 삼성전자주식회사 나노임프린트 리소그래피용 솔벤트 가용성 스탬프의 제조방법

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120038084A1 (en) * 2010-08-13 2012-02-16 Nam-Seok Lee Roll mold, method for fabricating the same and method for fabricating thin film pattern using the same
US9126356B2 (en) * 2010-08-13 2015-09-08 Lg Display Co., Ltd. Roll mold, method for fabricating the same and method for fabricating thin film pattern using the same
US9616461B2 (en) 2010-08-13 2017-04-11 Lg Display Co., Ltd. Roll mold, method for fabricating the same and method for fabricating thin film pattern using the same
WO2017032758A1 (en) * 2015-08-27 2017-03-02 Basf Se Seamless roll-to-roll nano-imprinting
KR20200109426A (ko) 2019-03-12 2020-09-23 부산대학교 산학협력단 패턴 성형 롤의 이음매 없는 슬리브 체결 장치 및 방법
KR20210025153A (ko) 2019-08-26 2021-03-09 부산대학교 산학협력단 탄소섬유강화 플라스틱 기반 나노 원통 금형 제조 방법
CN115571444A (zh) * 2022-11-09 2023-01-06 连云港晶明硅胶制品有限公司 一种石英管表面印花装置
CN115571444B (zh) * 2022-11-09 2023-09-19 连云港晶明硅胶制品有限公司 一种石英管表面印花装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101477304B (zh) 在复杂形状表面复制高分辨率纳米结构的压印方法
Guo Nanoimprint lithography: methods and material requirements
US7442316B2 (en) Microcontact printing method using imprinted nanostructure and nanostructure thereof
JP4842216B2 (ja) インプリントリソグラフィ
JP4580411B2 (ja) ソフトモールド及びその製造方法
JP5308287B2 (ja) ナノインプリントを用いたパターン成形方法とパターン成形のためのモールド製作方法
TW200848956A (en) Devices and methods for pattern generation by ink lithography
KR101086083B1 (ko) 자외선 롤 나노임프린트 리소그래피용 투명 롤 몰드 제작
JP2008137387A (ja) 整列マークが形成された軟体テンプレート
JP2008507114A (ja) ソフトリソグラフィ用複合パターニングデバイス
JP2004002702A (ja) プレポリマー材料、ポリマー材料、インプリンティングプロセスおよびその使用
US20110189329A1 (en) Ultra-Compliant Nanoimprint Lithography Template
del Campo et al. Generating micro-and nanopatterns on polymeric materials
JP2010074163A (ja) ナノインプリント用モールド製作方法及びナノインプリント用モールドを用いたパターン成形方法
CN102508410A (zh) 一种三明治结构复合纳米压印模板及其制备方法
CN102311094A (zh) 大面积且尺寸可控的基于su-8光刻胶的纳米流体通道制作方法
KR100842931B1 (ko) 임프린트 리소그래피를 이용한 롤 스탬프의 제조방법
KR20080097499A (ko) 임프린트물과 제조방법
TWI389931B (zh) 奈米壓印抗蝕劑及採用該奈米壓印抗蝕劑的奈米壓印方法
WO2020180718A1 (en) Method and apparatus for stamp generation and curing
EP3739386A1 (en) A stamp material for nanolithography
TWI412891B (zh) 光固化式微奈米圖案之接觸轉印方法
Han et al. Fabrication of sub-micron 3-D structure using duo-mold UV-RIL process
TWI386304B (zh) 奈米壓印方法
Cui Nanoimprint Lithography

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151030

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160928

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181025

Year of fee payment: 8