KR101437855B1 - Method for manufacturing roll stamp - Google Patents
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Abstract
본 발명은 롤스탬프 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 평면 위에 패턴이 형성된 마스터 스탬프와, 상기 마스터 스탬프와 접한 상태로 회전하여 외주면에 도포된 광경화성 레지스트에 상기 마스터 스탬프의 패턴이 전사되는 원통형 롤 형태인 기판롤이 구비되되, 상기 마스터 스탬프 및 기판롤이 접하는 영역에 선택적으로 자외선이 조사되도록 함으로써, 나노패턴 및 마이크로패턴이 복합적으로 형성되도록 할 수 있는 롤스탬프 제조방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method of manufacturing a roll stamp , which comprises a master stamp having a pattern formed on a flat surface thereof, a cylindrical stamp The present invention relates to a roll stamp manufacturing method capable of forming a nanopattern and a micropattern in a complex manner by selectively irradiating ultraviolet light to a region where the master stamp and the substrate roll are in contact with each other.
Description
본 발명은 롤스탬프 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 평면 위에 패턴이 형성된 마스터 스탬프와, 상기 마스터 스탬프와 접한 상태로 회전하여 외주면에 도포된 광경화성 레지스트에 상기 마스터 스탬프의 패턴이 전사되는 원통형 롤 형태인 기판롤이 구비되되, 상기 마스터 스탬프 및 기판롤이 접하는 영역에 선택적으로 자외선이 조사되도록 함으로써, 나노패턴 및 마이크로패턴이 복합적으로 형성되도록 할 수 있는 롤스탬프 제조방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a method of manufacturing a roll stamp , which comprises a master stamp having a pattern formed on a flat surface thereof, a cylindrical stamp The present invention relates to a roll stamp manufacturing method capable of forming a nanopattern and a micropattern in a complex manner by selectively irradiating ultraviolet light to a region where the master stamp and the substrate roll are in contact with each other.
일반적으로, 반도체의 제조 공정에서는 실리콘(Silicon)과 유리(Glass) 등의 기판에 마스크(Mask) 또는 스탬프(Stamp)의 형상을 전사시켜 대량으로 마이크로미터 혹은 나노미터 크기의 미세한 형상이 제작된다.Generally, in the manufacturing process of a semiconductor, a mask or a stamp is transferred to a substrate such as silicon and glass to form a microstructure having a micrometer or nanometer size.
상기 방법 중 마스크 또는 스탬프의 형상을 전사시키는 방법에 있어서, 마스크를 사용하는 포토 리소그래피(Photo Lithography)는 레지스트(Resist)가 도포된 기판 위에 마스크를 정렬하여 위치시킨 후 빛을 조사하여 레지스트를 경화시킨다.In the method of transferring the shape of a mask or a stamp in the method, photolithography using a mask aligns the mask on a substrate coated with a resist and then irradiates light to cure the resist .
스탬프를 사용하는 임프린트 리소그래피(Imprint Lithography)는 레지스트가 도포된 기판 위에 스탬프를 정렬하여 위치시킨 후, 스탬프와 기판이 밀착된 상태에서 가압을 한 후 가열하거나 빛을 조사하는 등의 방법을 이용하여 레지스트를 경화시킨다.Imprint lithography using a stamp is a method of aligning and positioning a stamp on a substrate to which a resist is applied and then pressing the stamp in a state in which the stamp is in close contact with the substrate, .
국내등록특허 제0925762호(등록일 2009.11.02, 명칭 : 임프린트 방법)에는 열 경화에 의한 임프린트 리소그래피 방법이 개시되어 있으며, 국내등록특허 제0558754호(등록일 2006.03.02, 명칭 : UV 나노임프린트 리소그래피 공정 및 이 공정을 수행하는 장치)에는 자외선 조사에 의해 레지스트가 경화되는 임프린트 리소그래피 방법이 개시된 바 있다.A method of imprint lithography by thermosetting is disclosed in Korean Patent No. 0925762 (registered on November 11, 2009, entitled Imprint Method). Domestic registered patent No. 0558754 (name: UV nanoimprint lithography process, An apparatus for performing this process) discloses an imprint lithography method in which a resist is cured by ultraviolet irradiation.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 자외선 경화방식을 이용한 나노임프린트 리소그래피 공정은 레지스트가 도포된 기판위에 패턴이 형성되어 있는 스탬프를 접촉시킨 후, 적정 압력으로 가압을 수행하면 스탬프의 패턴에 따라 레지스트의 형태가 변화하게 되며, 이 때, 자외선이 조사되면 레지스트가 경화된다.As shown in FIG. 1, in the nanoimprint lithography process using the conventional ultraviolet curing method, when a stamp on which a pattern is formed is brought into contact with a substrate coated with a resist, and then the resist is pressed at an appropriate pressure, When the ultraviolet rays are irradiated, the resist is cured.
마지막으로, 상기 스탬프를 상기 기판으로부터 분리해내는 이형과정을 거치면 패턴전사가 완료된다.Finally, the pattern transfer is completed by releasing the stamp from the substrate.
일반적으로 나노임프린트 리소그래피를 위한 스탬프는 전자빔리소그래피(e-beam lithography), 간섭리소그래피(interference lithography), 콜로이드리소그래피(colloidal lithography) 등 2차원 형상에 기반을 둔 리소그래피 기술로 제작이 되고 있다. Generally, stamps for nanoimprint lithography are made by lithography techniques based on two-dimensional shapes such as e-beam lithography, interference lithography, and colloidal lithography.
도2에는 종래의 롤 기반 나노임프린트 리소그래피 기술을 이용하여 평면형 스탬프로부터 롤표면에 패턴 전사 과정이 도시되어 있다.FIG. 2 illustrates a pattern transfer process from a planar stamp to a roll surface using conventional roll-based nanoimprint lithography techniques.
일반적인 롤 기반의 나노임프린트 기술은 평면에 존재하는 패턴을 롤표면으로 전사하는 데에 목표를 두고 있으며, 특히, 3차원 형상 또는 나노패턴 및 마이크로 패턴이 복합된 형상을 롤표면에 형성하고자 하는 경우 이에 상응하는(즉, 양각 음각이 바뀌어 있는 형태의) 평면형 스탬프가 필요하다.In general, a roll-based nanoimprint technique aims at transferring a pattern existing on a flat surface to a roll surface. Particularly, when a three-dimensional shape or a composite pattern of a nano pattern and a micro pattern is formed on a roll surface A corresponding (i. E., An inverted embossed) planar stamp is required.
하지만, 종래의 나노임프린트 리소그래피 방법으로 제작되는 스탬프는 3차원 형상으로 제작되는 것이 어려울 뿐만 아니라, 나노패턴 및 마이크로 패턴이 동시에 존재하는 복합적인 형상의 다양한 스탬프를 제작하는데 한계가 있다.
However, it is difficult to fabricate a stamp made by the conventional nanoimprint lithography method in a three-dimensional shape, and there is a limit in manufacturing various stamps of a complex shape in which a nano pattern and a micro pattern are simultaneously present.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 평면 위에 패턴이 형성된 마스터 스탬프와, 상기 마스터 스탬프와 접한 상태로 회전하여 외주면에 도포된 광경화성 레지스트에 상기 마스터 스탬프의 패턴이 전사되는 원통형 롤 형태인 기판롤이 구비되되, 상기 마스터 스탬프 및 기판롤이 접하는 영역에 선택적으로 자외선이 조사되도록 함으로써, 종래의 나노패터닝 기술로 제작된 마스터 스탬프를 이용하여 단일 공정상에서 나노패턴 및 마이크로패턴이 롤표면에 복합적으로 형성되도록 할 수 있는 롤스탬프 제조장치 및 이를 이용한 롤스탬프 제조방법을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a master stamp in which a pattern is formed on a plane and a photocurable resist coated on an outer circumferential surface of the master stamp in contact with the master stamp, And a substrate roll having a cylindrical roll shape in which a pattern is transferred, wherein ultraviolet light is selectively irradiated to an area in which the master stamp and the substrate roll are in contact with each other. By using the master stamp produced by the conventional nano patterning technology, And to provide a roll stamp manufacturing apparatus capable of forming a micro pattern on a roll surface in a complex manner, and a roll stamp manufacturing method using the same.
본 발명의 롤스탬프 제조장치는 평면 위에 패턴이 형성된 마스터 스탬프(100); 상기 마스터 스탬프(100) 상측에 구비되며, 상기 마스터 스탬프(100)와 접하여 회전함으로써, 외주면에 도포된 광경화성 레지스트에 상기 마스터 스탬프(100)의 패턴이 전사되는 원통형 롤 형태인 기판롤(200); 및 상기 마스터 스탬프(100)의 하측에 구비되어, 상기 마스터 스탬프(100) 및 기판롤(200)이 접하는 영역에 선택적으로 자외선을 조사하는 자외선 조사장치(300); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The roll stamp manufacturing apparatus of the present invention includes: a master stamp (100) having a pattern formed on a plane; A
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 롤스탬프 제조장치(1)는 상기 기판롤(200)이 회전하는 방향과, 상기 마스터 스탬프(100)의 회전방향이 서로 반대될 수 있다.In the
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 롤스탬프 제조장치(1)는 상기 자외선 조사장치(300)가 상기 기판롤(200)의 회전축(210)과 나란한 방향으로 슬라이딩 이동되도록 슬라이딩 이동수단(320)을 포함할 수 있다.The roll
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 자외선 조사장치(300)는 자외선이 점멸되도록 제어될 수 있다.Also, the ultraviolet irradiating
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 자외선 조사장치(300)는 대물렌즈를 포함한 광학수단이며, 집광빔이 조사되도록 형성될 수 있다.In addition, the
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 자외선 조사장치(300)는 자외선이 집광빔 형태로 조사되되, 집광빔이 조사되는 조사구(310)의 크기가 조절될 수 있다.In addition, the
또한, 평면 위에 패턴이 형성된 마스터 스탬프(100)와, 상기 마스터 스탬프(100) 상측에 구비되며, 상기 마스터 스탬프(100)와 접하여 회전함으로써, 외주면에 도포된 광경화성 레지스트에 상기 마스터 스탬프(100)의 패턴이 전사되는 원통형 롤 형태인 기판롤(200)을 포함하는 롤스탬프 제조장치(1)를 이용한 롤스탬프 제조방법에 있어서, a) 상기 마스터 스탬프(100) 및 상기 기판롤(200)이 접촉되어 일정한 힘으로 가압되는 단계(S100); b) 상기 마스터 스탬프(100)의 회전방향과, 상기 기판롤(200)이 회전하는 방향이 서로 반대되도록 상기 마스터 스탬프(100) 및 기판롤(200)이 이송되는 단계(S200); c) 상기 기판롤(200)과 접하는 영역의 상기 마스터 스탬프(100)의 하측에 자외선 조사장치(300)가 구비되어 선택적으로 자외선이 조사되는 단계(S300); 및 d) 상기 기판롤(200)이 현상액에 담가져 레지스트가 경화되지 않은 영역이 제거되는 단계(S400); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 롤스탬프 제조방법은 자외선이 조사되는 단계(S300)에서 자외선 조사장치(300)가 상기 기판롤(200)의 회전축(210) 방향과 나란하게 이송되어 조사되는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a roll stamp according to an embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 롤스탬프 제조방법은 상기 자외선 조사장치(300)가 점멸되어 패턴이 형성되는 영역이 조절되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the method of manufacturing a roll stamp according to an embodiment of the present invention, the ultraviolet light irradiating
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 롤스탬프 제조방법은 상기 자외선 조사장치(300)에서 자외선이 조사되는 조사구(310)의 크기가 조절되어 패턴의 크기가 조절되는 것을 특징으로 한다.
In addition, in the method of manufacturing the roll stamp according to an embodiment of the present invention, the size of the pattern is controlled by controlling the size of the
본 발명의 롤스탬프 제조장치 및 이를 이용한 롤스탬프 제조방법은 평면 위에 패턴이 형성된 마스터 스탬프와, 상기 마스터 스탬프와 접한 상태로 회전하여 외주면에 도포된 광경화성 레지스트에 상기 마스터 스탬프의 패턴이 전사되는 원통형 롤 형태인 기판롤이 구비되되, 상기 마스터 스탬프 및 기판롤이 접하는 영역에 선택적으로 자외선이 조사되도록 함으로써, 종래의 나노패터닝 기술들을 이용하여 나노패턴 및 마이크로패턴이 롤표면에 복합적으로 형성되도록 할 수 있다는 장점이 있다.The apparatus for manufacturing a roll stamp and the method for manufacturing a roll stamp using the same according to the present invention include a master stamp in which a pattern is formed on a plane and a cylindrical stamp in which a pattern of the master stamp is transferred to a photo- The nano pattern and the micro pattern may be formed on the roll surface by using the conventional nano patterning techniques by selectively irradiating ultraviolet light to the region where the master stamp and the substrate roll are in contact with each other. .
또한, 본 발명의 롤스탬프 제조장치 및 이를 이용한 롤스탬프 제조방법은 종래의 기술로 제작된 마스터 스탬프, 종래의 레이저빔 스캐닝에 의한 패터닝 방법 등을 이용하여 다양한 모양의 패턴을 제작할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the roll stamp production apparatus and the roll stamp production method using the same according to the present invention are advantageous in that patterns of various shapes can be produced by using a master stamp manufactured by a conventional technique, a conventional patterning method by laser beam scanning, and the like .
또, 본 발명의 롤스탬프 제조장치 및 이를 이용한 롤스탬프 제조방법은 나노미터 크기의 패턴 또는 나노-마이크로 형상이 복합적으로 존재하는 패턴이 롤표면에 형성되도록 함으로써, 기능성 필름의 대량생산 등에 활용이 가능하다는 장점이 있다.
In addition, the roll stamp production apparatus and the roll stamp production method using the same of the present invention can form a pattern in which a nanometer-sized pattern or a complex nano-micro pattern exists on the roll surface, .
도 1은 종래의 나노임프린트 리소그래피의 개념도.
도 2는 종래의 롤 기반 나노임프린트 리소그래피의 개념도.
도 3은 본 발명의 롤스탬프 제조장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 롤스탬프 제조장치를 이용한 노광공정에서 작동상태를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 롤스탬프 제조장치를 이용한 노광공정에서 작동상태를 나타낸 측면도.
도 6은 본 발명의 롤스탬프 제조장치를 이용한 노광공정에서 작동상태를 나타낸 정면도.
도 7은 도 5의 부분 확대도.
도 8은 본 발명의 롤스탬프 제조장치를 이용한 노광공정 후, 기판롤 표면의 상태를 나타낸 사시도.
도 9는 본 발명의 롤스탬프 제조장치를 이용한 현상공정 후, 기판롤 표면의 상태를 나타낸 사시도.
도 10 및 11은 본 발명의 롤스탬프 제조장치 및 이를 이용한 롤스탬프 제조방법을 통해 제작된 기판롤 표면의 실시예.1 is a conceptual view of a conventional nanoimprint lithography.
2 is a conceptual view of a conventional roll-based nanoimprint lithography.
3 is a perspective view schematically showing an apparatus for manufacturing a roll stamp according to the present invention.
4 is a perspective view showing an operating state in an exposure process using the apparatus for manufacturing a roll stamp according to the present invention.
5 is a side view showing an operating state in an exposure process using the apparatus for manufacturing a roll stamp of the present invention.
6 is a front view showing an operation state in an exposure process using the apparatus for manufacturing a roll stamp of the present invention.
7 is a partial enlarged view of Fig.
8 is a perspective view showing the state of a substrate roll surface after an exposure process using the apparatus for manufacturing a roll stamp of the present invention.
9 is a perspective view showing the state of the surface of a substrate roll after the development process using the apparatus for manufacturing a roll stamp of the present invention.
FIGS. 10 and 11 illustrate an embodiment of the roll surface of the substrate produced by the roll stamp production apparatus of the present invention and the roll stamp production method using the same.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 롤스탬프 제조장치 및 이를 이용한 롤스탬프 제조방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the apparatus for manufacturing a roll stamp according to the present invention and the method for manufacturing a roll stamp using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 롤스탬프 제조장치를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명의 롤스탬프 제조장치를 이용한 노광공정에서 작동상태를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 롤스탬프 제조장치를 이용한 노광공정에서 작동상태를 나타낸 측면도이며, 도 6은 본 발명의 롤스탬프 제조장치를 이용한 노광공정에서 작동상태를 나타낸 정면도이고, 도 7은 도 5의 부분 확대도이며, 도 8은 본 발명의 롤스탬프 제조장치를 이용한 노광공정 후, 기판롤 표면의 상태를 나타낸 사시도이며, 도 9는 본 발명의 롤스탬프 제조장치를 이용한 현상공정 후, 기판롤 표면의 상태를 나타낸 사시도이고, 도 10 및 11은 본 발명의 롤스탬프 제조장치 및 이를 이용한 롤스탬프 제조방법을 통해 제작된 기판롤 표면의 실시예이다.
FIG. 3 is a perspective view schematically showing an apparatus for manufacturing a roll stamp according to the present invention, FIG. 4 is a perspective view showing an operation state in an exposure process using the apparatus for manufacturing a roll stamp of the present invention, 6 is a front view showing an operation state in an exposure process using the apparatus for manufacturing a roll stamp according to the present invention, Fig. 7 is a partially enlarged view of Fig. 5, Fig. 8 is a cross- FIG. 9 is a perspective view showing the state of the surface of the substrate roll after the development process using the apparatus for manufacturing a roll stamp of the present invention, and FIGS. 10 and 11 Is an embodiment of the surface of a substrate roll manufactured through the apparatus for manufacturing a roll stamp of the present invention and the method for manufacturing a roll stamp using the same.
실시예 1Example 1
본 발명의 롤스탬프 제조장치(1)는 크게, 마스터 스탬프(100), 기판롤(200) 및 자외선 조사장치(300)를 포함하여 형성된다.The roll
상기 기판롤(200)은 원통형의 롤 형태로 형성되고, 상기 마스터 스탬프(100) 상측에 구비되어 상기 마스터 스탬프(100)와 접한 상태로 회전함으로써, 외주면에 도포된 광경화성 레지스트에 상기 마스터 스탬프(100)의 패턴이 전사된다.The
다시 말해, 상기 기판롤(200)은 표면에 광경화성 레지스트가 도포되고, 패터닝을 통해 롤스탬프가 제조되는 것으로, 유리, 실리콘 또는 금속으로 제작될 수 있다.In other words, the
상기 자외선 조사장치(300)는 상기 마스터 스탬프(100)의 하측에 구비되어, 상기 마스터 스탬프(100) 및 기판롤(200)이 접하는 영역에 선택적으로 자외선을 조사하게 된다.The
이에 따라, 본 발명의 롤스탬프 제조장치(1)는 상기 자외선 조사장치(300)에 의해 자외선이 조사된 영역은 경화되고, 나머지 영역은 경화되지 않아 현상 공정을 통해 제거됨으로써, 나노 및 마이크로 패턴이 복합적으로 형성될 수 있다.Accordingly, in the roll
도 3을 참고로 설명하면, 본 발명의 롤스탬프 제조장치(1)는 서로 맞물려 이송되는 마스터 스탬프(100) 및 기판롤(200)을 포함하며, 편평한 형태의 마스터 스탬프(100) 상측면에 상기 기판롤(200)이 놓여 상기 마스터 스탬프(100) 및 기판 롤 사이에 압력이 가해지면서 패터닝이 수행된다.3, a roll
이 때, 본 발명의 롤스탬프 제조장치(1)는 상기 마스터 스탬프(100) 하측면에 자외선 조사장치(300)가 구비되며, 상기 마스터 스탬프(100) 및 기판롤(200)이 접하는 영역에 상기 자외선 조사장치(300)가 배치되어 자외선이 조사됨으로써, 상기 마스터 스탬프(100)의 패턴이 상기 기판롤(200)의 레지스트에 전사된 다음, 경화된다.At this time, the roll
특히, 상기 자외선 조사장치(300)는 상기 마스터 스탬프(100) 및 기판롤(200)이 접하는 영역에 조사되되, 경화시키고자 하는 영역에만 선택적으로 조사되도록 하여 패턴의 형상을 제어할 수 있다.Particularly, the ultraviolet
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 롤스탬프 제조장치(1)는 상기 기판롤(200)이 회전하는 방향과, 상기 마스터 스탬프(100)의 회전방향이 서로 반대되도록 하여 맞물려 이송되도록 한다.As shown in FIG. 4, the
또한, 상기 자외선 조사장치(300)는 상기 회전축(210)과 나란한 방향으로 슬라이딩 이동하며, 선택적으로 자외선을 조사하게 되는데, 이 때, 이송이 용이하도록 별도의 슬라이딩 이동수단(320)을 포함하여 형성될 수 있다.In addition, the
상기 슬라이딩 이동수단(320)은 이송 거리가 측정될 수 있도록, 별도의 센서가 더 구비될 수도 있다.The
상술한 바와 같이, 상기 자외선 조사장치(300)는 선택적으로 자외선을 조사하게 되는데, 이를 위해 자외선이 점멸되도록 제어될 수 있다.As described above, the
상기 자외선 조사장치(300)는 대물렌즈를 포함한 광학수단이며, 집광빔이 조사되도록 형성될 수 있다.The ultraviolet irradiating
집광빔은 상기 대물렌즈를 포함한 광학수단에 의해 직접 조사되는 방식이므로 회절 현상 없이 조사될 수 있다는 장점이 있다.The condensing beam is directly irradiated by the optical means including the objective lens, so that it can be irradiated without diffraction.
이 경우, 집광빔의 크기는 대물렌즈의 개구수(numerical aperture, NA) 및 광학수단을 통해 조사되는 빛의 파장(wavelength)에 따라 조절될 수 있다.In this case, the size of the light-converging beam can be adjusted according to the numerical aperture (NA) of the objective lens and the wavelength of the light irradiated through the optical means.
이 외에도, 상기 자외선 조사장치(300)는 집광빔이 조사되는 조사구(310)의 크기가 조절됨으로써, 집광빔의 크기가 조절될 수도 있다.In addition, the ultraviolet
상기 조사구(310)의 크기가 조절되는 방법은, 조사구(310)에 별도의 렌즈가 탈부착될 수 있도록 형성될 수도 있고, 상기 조사구(310)의 크기가 렌즈의 조리개처럼 조절될 수도 있으며, 이 외에도 다양한 방법으로 얼마든지 변경실시가 가능하다.A method of controlling the size of the
일반적으로 자외선에 의해 선택적으로 조사가 이루어지는 영역의 크기는 상기 마스터 스탬프(100)에 형성된 패턴의 크기보다 수배에서 수백 배 큰 것이 바람직하며, 일예로, 자외선 빔의 크기는 수백nm~수백um의 크기를 가지고, 스탬프의 패턴 크기는 수십~수백nm 정도의 크기를 갖도록 하는 것이 좋다.In general, the size of a region selectively irradiated with ultraviolet rays is preferably several times to several hundred times larger than the size of the pattern formed on the
한편, 상기 마스터 스탬프(100)에 존재하는 패턴의 형상은 종래의 전자빔 리소그래피(e-beam lithography), 콜로이달 리소그래피 (colloidal lithography) 등과 같은 방법들을 이용하여 제작이 가능하며 그 형상은 점, 선을 비롯하여 비교적 복잡한 형태라도 모두 가능하다.The shape of the pattern existing in the
특히, 선택적 경화를 위한 자외선 빔을 통한 패턴의 최소 크기는 자외선 빔 스팟의 크기에 의하여 한정될 수 있으나, 본 발명의 롤스탬프 제조장치(1)는 임프린팅 공정을 수행하는 과정에서 정교한 위치 제어 및 점멸 간격 제어를 통하여 다양한 형태의 패턴 구현이 가능하다.In particular, the minimum size of the pattern through the ultraviolet beam for selective curing may be limited by the size of the ultraviolet beam spot. However, the
이에 따라, 도 8과 같이, 본 발명의 롤스탬프 제조장치(1)는 다양하고 반복적이지 않은 복합형상 또한 구현이 가능하다.Accordingly, as shown in FIG. 8, the roll
본 발명의 롤스탬프 제조장치(1)는 제어부를 더 포함할 수 있는데, 상기 제어부는 상기 마스터 스탬프(100), 기판롤(200) 및 자외선 조사장치(300)의 위치 및 이송속도를 제어할 수 있으며, 상기 자외선 조사장치(300)의 초점 및 집광빔 크기 제어와 같은 동작을 수행하게 된다.The roll
본 발명의 롤스탬프 제조장치(1)는 상기 마스터 스탬프(100), 기판롤(200) 및 자외선 조사장치(300)가 모두 진공챔버 내부에 설치되어 진공상태에서 임프린팅 공정이 수행되도록 할 수도 있으며, 상기 마스터 스탬프(100) 및 기판롤(200)이 진공챔버 내부에 설치되고, 자외선 조사장치(300)가 진공챔버 외부에 설치되되, 진공챔버 외벽에 형성된 구멍을 통해 자외선이 조사되도록 할 수도 있다.In the roll
이에 따라, 본 발명의 롤스탬프 제조장치(1)는 종래의 나노패터닝 기술들을 이용하여 나노패턴 및 마이크로패턴이 롤표면에 복합적으로 형성되도록 할 수 있다는 장점이 있다.
Accordingly, the roll
실시예 2Example 2
실시예 2에서는 실시예 1의 롤스탬프 제조장치(1)를 이용한 롤스탬프 제조방법에 대해 설명한다.In the second embodiment, a roll stamp production method using the roll
상술한 바와 같이, 본 발명의 롤스탬프 제조방법은 평면 위에 패턴이 형성된 마스터 스탬프(100)와, 상기 마스터 스탬프(100) 상측에 구비되며, 상기 마스터 스탬프(100)와 접하여 회전함으로써, 외주면에 도포된 광경화성 레지스트에 상기 마스터 스탬프(100)의 패턴이 전사되는 원통형 롤 형태인 기판롤(200)을 포함하는 롤스탬프 제조장치(1)를 이용한 것으로, a) 상기 마스터 스탬프(100) 및 상기 기판롤(200)이 접촉되어 일정한 힘으로 가압되는 단계; b) 상기 마스터 스탬프(100)의 회전방향과, 상기 기판롤(200)이 회전하는 방향이 서로 반대되도록 상기 마스터 스탬프(100) 및 기판롤(200)이 이송되는 단계; c) 상기 기판롤(200)과 접하는 영역의 상기 마스터 스탬프(100)의 하측에 자외선 조사장치(300)가 구비되어 선택적으로 자외선이 조사되는 단계; 및 d) 상기 기판롤(200)이 현상액에 담가져 레지스트가 경화되지 않은 영역이 제거되는 단계; 를 포함한다.As described above, the method of manufacturing a roll stamp of the present invention includes a
다시 설명하면, 먼저, 본 발명의 롤스탬프 제조방법은 도 3과 같이, 상기 마스터 스탬프(100) 및 기판롤(200)이 접촉된 상태로 일정한 힘이 가해지도록 한다.3, a predetermined force is applied to the
그 다음. 도 4와 같이, 상기 마스터 스탬프(100) 및 기판롤(200)은 상기 마스터 스탬프(100)의 회전방향과 상기 기판롤(200)이 회전하는 방향이 서로 반대되도록 이송됨으로써, 상기 마스터 스탬프(100)의 패턴이 상기 기판롤(200) 외주면에 도포된 레지스트에 전사되도록 한다.next. 4, the
이 때, 도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 상기 기판롤(200)과 접하는 상기 마스터 스탬프(100)의 하측에는 상기 자외선 조사장치(300)가 구비되어 선택적으로 자외선이 조사되게 된다.4 and 5, the
특히, 도 5에 도시된 것처럼, 본 발명의 롤스탬프 제조방법은 원통형의 롤 형태인 기판롤(200)과 상기 마스터 스탬프(100)가 접하는 과정에서, 상기 마스터 스탬프(100)에 형성된 패턴이 전사된 상기 기판롤(200)의 레지스트에 선택적으로 자외선이 조사되도록 함으로써, 경화된 영역과 경화되지 않은 영역이 교번되어 형성되도록 할 수 있다.In particular, as shown in FIG. 5, in the method of manufacturing a roll stamp according to the present invention, a pattern formed on the
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 자외선 조사장치(300)에 의한 자외선 조사 과정을 거친 상기 기판롤(200)은 상기 마스터 스탬프(100)의 패턴 형상에 대응되도록 주면에 도포된 광경화성 레지스트에 일정한 패턴이 형성된 상태이며, 자외선에 노출되어 경화된 부분과, 자외선에 노출되지 않아 경화되지 않은 영역이 형성된다.8, the
그 다음, 본 발명의 롤스탬프 제조방법은 상기 기판롤(200)을 현상액에 담가 경화가 되지 않은 부분을 제거하는 현상공정을 거치게 된다.Next, in the method of manufacturing a roll stamp of the present invention, the
이에 따라 도 9와 같이, 본 발명의 롤스탬프 제조방법은 상기 자외선 조사장치(300)에 의한 선택적 조사를 통해 형성된 1차 패턴(M)과 상기 마스터 스탬프(100)의 패턴 전사에 의해 형성된 2차 패턴(N)을 복합적으로 형성할 수 있다.
9, in the roll stamp manufacturing method of the present invention, a primary pattern M formed through selective irradiation by the
실시예 3Example 3
실시예 3에서는 본 발명의 롤스탬프 제조장치(1)를 이용하여 제조된 롤스탬프에 대해 설명한다.In the third embodiment, a roll stamp produced using the roll
도 8 및 도 9에 도시된 롤스탬프는 큰 원형의 1차 패턴(M) 위에 작은 원형의 2차 패턴(N)이 형성된 것으로, 1차 패턴(M)은 자외선 조사에 의해 결정되며, 2차 패턴(N)은 상기 마스터 스탬프(100)에 의해 결정된다.The roll stamp shown in Figs. 8 and 9 has a small circular pattern (N) formed on a large circular pattern (M), a primary pattern (M) determined by ultraviolet irradiation, The pattern (N) is determined by the master stamp (100).
상기와 같은 롤스탬프를 제조하기 위한 본 발명의 롤스탬프 제조방법은 2차 패턴(N)의 형상이 전체적으로 반복되어 형성된 마스터 스탬프(100) 위에 기판롤(200)이 접하여 압력이 가해지도록 한 다음, 상기 자외선 조사장치(300)가 상기 기판롤(200)의 회전축(210) 방향으로 이송되도록 하되, 일정 간격으로 점멸되도록 하여 회전축(210) 방향으로의 패턴을 형성하게 된다.The method of manufacturing a roll stamp according to the present invention for manufacturing a roll stamp as described above is such that a pressure is applied to the
또한, 상기 자외선 조사장치(300)는 상기 마스터 스탬프(100) 및 기판롤(200)이 접하여 이송되는 과정에서, 연속적으로 조사되지 않고, 패턴의 간격만큼 이송된 다음, 상술한 바와 같이 다시 상기 기판롤(200)의 회전축(210) 방향으로 일정 간격 점멸되며 이송됨으로써, 패턴을 완성하게 된다.The
도 10에 도시된 롤스탬프는 상기 기판롤(200)의 회전축(210) 방향으로 길게 연장 형성된 바(bar) 형태의 1차 패턴(M) 위에 작은 원형의 2차 패턴(N)이 형성된 것으로, 1차 패턴(M)은 자외선 조사에 의해 결정되며, 2차 패턴(N)은 상기 마스터 스탬프(100)에 의해 결정된다.The roll stamp shown in FIG. 10 has a small circular pattern (N) formed on a bar-shaped primary pattern (M) extending in the direction of the rotation axis (210) of the substrate roll (200) The primary pattern (M) is determined by ultraviolet irradiation, and the secondary pattern (N) is determined by the master stamp (100).
도 10에 도시된 롤스탬프 제조방법은 도 10 및 11에 도시된 롤스탬프 제조방법과 동일하되, 상기 자외선 조사장치(300)가 상기 기판롤(200)의 회전축(210) 방향으로 이송될 때 점멸되지 않고, 연속적으로 자외선이 조사되도록 함으로써 회전축(210) 방향으로의 패턴을 형성하게 된다.10 is the same as the roll stamp manufacturing method shown in Figs. 10 and 11 except that when the
도 11에 도시된 롤스탬프는 상기 기판롤(200)의 회전축(210) 방향으로 길게 연장 형성된 바(bar) 형태의 1차 패턴(M) 위에 상기 기판롤(200)의 방사방향으로 연장된 작은 바(bar) 형태의 2차 패턴(N)이 형성된 것으로, 1차 패턴(M)은 자외선 조사에 의해 결정되며, 2차 패턴(N)은 상기 마스터 스탬프(100)에 의해 결정된다.The roll stamp shown in Fig. 11 is formed on a primary pattern (M) in the form of a bar extending in the direction of the
이 때, 상기 마스터 스탬프(100)는 이송방향으로 길게 연장되며, 상기 기판롤(200)의 회전축(210) 방향으로 일정간격 이격된 바(bar)가 복수개 형성된 형태일 수 있다.At this time, the
이밖에도, 본 발명의 롤스탬프 제조장치(1) 및 이를 이용한 롤스탬프 제조방법은 자외선의 점멸 간격, 마스터 스탬프(100)의 패턴을 다양하게 변경함으로써, 나노패턴 및 마이크로 패턴이 복합적으로 형성된 롤스탬프를 제조할 수 있다.
In addition, the
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.
1 : 롤스탬프 제조장치
100 : 마스터 스탬프
200 : 기판롤 210 : 회전축
300 : 자외선 조사장치
310 : 조사구 320 : 슬라이딩 이동수단
M : 1차 패턴 N : 2차 패턴1: roll stamp manufacturing apparatus
100: master stamp
200: substrate roll 210: rotating shaft
300: ultraviolet irradiator
310: irradiation unit 320: sliding moving means
M: primary pattern N: secondary pattern
Claims (10)
a) 상기 마스터 스탬프(100) 및 상기 기판롤(200)이 접촉되어 일정한 힘으로 가압되는 단계(S100);
b) 상기 마스터 스탬프(100)의 회전방향과, 상기 기판롤(200)이 회전하는 방향이 서로 반대되도록 상기 마스터 스탬프(100) 및 기판롤(200)이 이송되는 단계(S200);
c) 상기 기판롤(200)과 접하는 영역의 상기 마스터 스탬프(100)의 하측에 자외선 조사장치(300)가 구비되어 선택적으로 자외선이 조사되는 단계(S300); 및
d) 상기 기판롤(200)이 현상액에 담가져 레지스트가 경화되지 않은 영역이 제거되는 단계(S400); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤스탬프 제조방법.
A pattern of the master stamp 100 is formed on the photocurable resist coated on the outer circumferential surface by rotating the master stamp 100 in contact with the master stamp 100, 1. A roll stamp manufacturing method using a roll stamp manufacturing apparatus (1) including a substrate roll (200) in the form of a cylindrical roll which is transferred,
a) a step (S100) wherein the master stamp (100) and the substrate roll (200) are contacted and pressed with a constant force;
b) the step S200 of transferring the master stamp 100 and the substrate roll 200 so that the rotation direction of the master stamp 100 and the rotation direction of the substrate roll 200 are opposite to each other;
c) a step (S300) of selectively irradiating the ultraviolet ray irradiating device 300 under the master stamp 100 in an area in contact with the substrate roll 200; And
d) a step (S400) in which the substrate roll (200) is immersed in a developing solution to remove a region where the resist is not cured; Wherein the roll staple is made of a thermoplastic resin.
상기 롤스탬프 제조방법은
자외선이 조사되는 단계(S300)에서 자외선 조사장치(300)가 상기 기판롤(200)의 회전축(210) 방향과 나란하게 이송되어 조사되는 것을 특징으로 하는 롤스탬프 제조방법.
8. The method of claim 7,
The roll stamp manufacturing method
Wherein the ultraviolet ray irradiating device (300) is irradiated and irradiated in parallel with the direction of the rotation axis (210) of the substrate roll (200) in the step (S300) of irradiating the ultraviolet ray.
상기 롤스탬프 제조방법은
상기 자외선 조사장치(300)가 점멸되어 패턴이 형성되는 영역이 조절되는 것을 특징으로 하는 롤스탬프 제조방법.
9. The method of claim 8,
The roll stamp manufacturing method
Wherein the ultraviolet light irradiating device (300) is blinked to regulate an area where a pattern is formed.
상기 롤스탬프 제조방법은
상기 자외선 조사장치(300)에서 자외선이 조사되는 조사구(310)의 크기가 조절되어 패턴의 크기가 조절되는 것을 특징으로 하는 롤스탬프 제조방법.10. The method of claim 9,
The roll stamp manufacturing method
Wherein the size of the pattern is controlled by controlling the size of the irradiation port (310) irradiated with ultraviolet rays in the ultraviolet ray irradiating device (300).
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