KR101825472B1 - Manufacturing method for flexible photomask using laser - Google Patents

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Abstract

레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조방법을 개시한다. 본 발명은 자외선이 통과하지 못하는 소재로 이루어진 멤브레인을 기판에 올려 놓는 a)단계와, 레이저를 상기 멤브레인에 조사하여 설정된 구조물 형상으로 가공함에 따라 자외선이 통과되는 절개구를 형성하는 b)단계와, 기판과 멤브레인을 분리하는 c)단계를 포함하는 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조방법을 제공할 수 있어, 보다 저렴한 비용으로 포토마스크의 제작이 가능하다.A manufacturing method of a flexible photomask using a laser is disclosed. The method includes the steps of: a) placing a membrane made of a material through which ultraviolet rays do not pass on a substrate; b) forming an incision through which the ultraviolet ray passes through processing the laser to the membrane to form a predetermined structure; It is possible to provide a manufacturing method of a flexible photomask using a laser including the step of c) separating the substrate and the membrane, and it is possible to manufacture a photomask at a lower cost.

Description

레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR FLEXIBLE PHOTOMASK USING LASER}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a manufacturing method of a flexible photomask using a laser,

본 발명은 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a flexible photomask using a laser.

미세구조물을 갖는 미세유체칩(Microfluidic chip)이나 마이크로 디바이스(Microdevices) 등은 인체에서 유래하는 혈액, 혈청, 뇨, 타액 등의 성분을 분석하여 질병진단에 활용될 수 있다.Microfluidic chips or microdevices with microstructures can be used to diagnose diseases by analyzing components of blood, serum, urine, saliva etc. derived from human body.

미세유체칩은 랩온어칩(Lab-on-a-chip, LOC)이라고도 불리는데, 극미량의 생화학시료 용액을 이송시키면서 분석이나 합성 등의 조작을 할 수 있는 미세유로(microfluidic channel)와 미세챔버(micro-chamber) 등으로 구성되어 있다. Microfluidic chips are also called lab-on-a-chip (LOC) microfluidic channels and microchambers capable of performing analysis and synthesis while transporting trace amounts of biochemical sample solutions. -chamber and so on.

따라서, 미세유체칩은 작은 칩 내에서 분석 대상 물질을 극미량 주입하여 조작함으로써 빠르고 효율적으로 시료의 분석이나 합성 등을 할 수 있다. 또한, 미세유체칩은 개발 초기에 생화학 및 화학 시료의 특정 성분을 분리하거나 분석하는 등의 용도로 주로 사용되었으나 최근에는 마이크로 입자 합성이나 세포 배양 등으로 그 활용분야가 확대되고 있다.Therefore, the microfluidic chip can analyze and synthesize the sample quickly and efficiently by injecting a very small amount of the analyte into a small chip. In addition, microfluidic chips have been mainly used for the purpose of separating or analyzing specific components of biochemical and chemical samples at the early stage of development. Recently, however, application fields of microfluidic chip have been expanded by microparticle synthesis and cell culture.

보다 더 구체적으로, 미세유체칩은 수십 내지 수백 마이크로미터 크기의 직경을 갖는 미세유로나 미세챔버 등의 구조물을 갖는 작은 칩을 미세유체칩이라고 하는데 생화학이나 생물뿐만 아니라 질병진단이나 야외 환경 모니터링 등의 다양한 분야에 접목하여 연구개발되고 활용되고 있다.More specifically, a microfluidic chip is a microfluidic chip having a microfluidic channel having a diameter of several tens to several hundreds of micrometers and a structure such as a microchamber. The microfluidic chip is not limited to biochemistry or biological, It is applied to various fields and is being researched and utilized.

일반적으로 마이크로미터 크기의 미세유로나 미세챔버등의 구조물을 갖는 미세유체칩을 제조하기 위해서는 마이크로 몰드를 사진식각(Photolithography) 공정에 의해서 제조한다. 이와 같은 방식의 미세유체칩 제조공정은 고청정룸 시설과 고가의 사진식각 공정 장비들이 필요하다. 즉, 미세유체칩을 제조하기 위한 마이크로 몰드를 제조하기 위해서 스핀 코팅기(Spin coaters)를 사용하여 마이크로미터 두께의 미세한 광감제를 코팅하고 일정한 마이크로 패턴형상의 구조물을 만들기 위하여 포토마스크가 장착된 자외선 경화장치인 얼라이너(Aligner)를 사용하여 자외선 경화반응을 진행시킨다. 그리고 미반응 광감제를 용해 제거해줌으로써 마이크로 몰드를 얻게된다. 이와 같은 현재의 제조공정은 고청정룸에서 고가의 장비들을 필요로 할 뿐만 아니라 여러 단계의 복잡한 공정을 거쳐야 하므로 제어가 어려우며 고비용이 발생하여 대량생산에는 적합하지 않다.Generally, in order to manufacture a microfluidic chip having structures such as micrometer-sized fine channels and fine chambers, a micro-mold is manufactured by a photolithography process. Such a microfluidic chip manufacturing process requires high-clean room facilities and expensive photolithographic processing equipment. That is, in order to manufacture a microfluidic chip for manufacturing a microfluidic chip, a fine micrometer-sized photo-sensitizer is coated using a spin coater and a photo-mask-equipped ultraviolet curing The device, the Aligner, is used to carry out the ultraviolet curing reaction. Then, the micro mold is obtained by dissolving and removing unreacted photosensitizer. Such current manufacturing processes require high-priced equipment in a high-clean room and require complicated processes at various stages, so that they are difficult to control and are expensive and are not suitable for mass production.

즉, 종래의 미세유체칩의 제조공정은 상용화 제품을 저렴한 비용으로 대량생산하기에는 현실적인 한계와 어려움이 있어서 이를 해결할 필요가 있다.In other words, conventional microfluidic chip manufacturing processes have limitations and difficulties in mass production of commercialized products at low cost, and therefore, they need to be solved.

특히, 종래에는 미세유체칩의 제조를 위하여 제작되는 포토마스크의 경우에는 자외선의 노광을 위하여 자외선이 투과되는 재질을 갖는 포토레지스트층을 구비하도록 제작되었다. 이와 같은 포토마스크는 포토리소그라피 공정으로 제작되는 것으로서 그 장비와 재료의 비용이 고가인 문제점이 있었다. Particularly, in the case of a photomask manufactured for manufacturing a microfluidic chip, a photoresist layer having a material through which ultraviolet rays are transmitted for exposure to ultraviolet rays has been manufactured. Such a photomask is manufactured by a photolithography process, and the cost of the equipment and materials is high.

한국 공개특허공보 제10-2010-0138460호(2010.12.31, 공개)Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0138460 (published on December 31, 2010) 한국 등록특허공보 제10-0868769호(2008.11.07, 등록)Korean Registered Patent No. 10-0868769 (registered on November 7, 2008)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 저렴한 비용으로 포토마스크의 제조 가능한 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조방법을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a flexible photomask using a laser capable of manufacturing a photomask at low cost.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다. The present invention includes the following embodiments in order to achieve the above object.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조방법은 포토레지스트층 및 포토리소그라피 공정 없이 굽힘 및 휨이 가능한 플렉서블 포토마스크를 제조하는 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조방법에 있어서, 자외선이 통과하지 못하는 소재로 이루어진 멤브레인을 기판에 올려 놓는 a) 단계, 멤브레인에 레이저를 조사하여 자외선이 통과되는 절개구를 설정된 구조물 형상으로 절개 형성하는 b)단계 및 기판과 멤브레인을 분리하는 c)단계;를 포함하는 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조방법을 제공할 수 있다. A method of manufacturing a flexible photomask using a laser according to the present invention is a method of manufacturing a flexible photomask using a laser for manufacturing a flexible photomask capable of bending and bending without a photoresist layer and a photolithography process, A) placing a membrane made of a material on a substrate, b) cutting the incision through which the ultraviolet ray is passed into a predetermined structure shape by irradiating the membrane with a laser, and c) separating the membrane from the substrate A method of manufacturing a flexible photomask using a laser can be provided.

또한, 위 실시예에서 멤브레인은 굽힘 및 휨에 의한 탄성 변형이 가능한 종이, 플라스틱, 고무, 유무기 복합소재중 적어도 하나로 제조된 것을 특징으로 한다. Also, in the above embodiment, the membrane is made of at least one of paper, plastic, rubber, and inorganic or organic composite material capable of elastic deformation by bending and bending.

따라서, 본 발명은 레이저로서 멤브레인을 가공하여 목적한 형상의 플렉서블 포토마스크를 제조할 수 있어 제조비용이 저렴한 효과가 있다. Therefore, the present invention can manufacture a flexible photomask of a desired shape by processing a membrane as a laser, thus resulting in a low manufacturing cost.

또한, 본 발명은 자외선 비투과재질로 제조된 플렉서블 포토마스크로서 자외선의 경화반응에 의한 몰드를 제작할 수 있고, 몰드 제작공정에서 사용된 포토마스크를 재사용할 수 있어 제조원가를 절감시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention is a flexible photomask made of an ultraviolet ray non-transmissive material. The mold can be manufactured by a curing reaction of ultraviolet rays, and the photomask used in the mold making process can be reused, thereby reducing manufacturing cost.

도 1은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 도 1의 각 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예를 단계별로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예를 단계별로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예를 이용한 몰드 제작과정을 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예를 이용한 몰드 제작과정의 일예를 단계별로 도시한 도면이다. 1 is a flowchart showing a method of manufacturing a flexible photomask using a laser according to the present invention.
Fig. 2 is a view schematically showing each step of Fig.
Fig. 3 is a view showing the second embodiment of the present invention in steps.
FIG. 4 is a view showing the third embodiment of the present invention in steps.
5 is a flowchart showing a mold making process using the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing steps of a mold making process using the first embodiment of the present invention.

이하, 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현 예 및 실시 예를 들어 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현 예 및 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments and examples described herein.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "..부", "..부재", "..수단"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 구성의 단위를 의미하며, 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise. Also, the terms " part, " " absent, "and " means" in the specification mean units of a configuration for processing at least one function or operation and may be implemented by a combination of hardware and / .

도 1은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조방법을 도시한 순서도이다. 도 2는 도 1의 각 단계를 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a flowchart showing a method of manufacturing a flexible photomask using a laser according to the present invention. Fig. 2 is a view schematically showing each step of Fig.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조방법은 기판(100)의 일면에 멤브레인(200)을 설치하는 S110 단계와, 멤브레인(200)에 레이저를 조사하여 소정의 형상을 가공하는 S120 단계와, 레이저가 가공된 멤브레인(200)을 기판(100)에서 분리하는 S130 단계를 포함한다. 1 and 2, a method of fabricating a flexible photomask using a laser according to the present invention includes a step S110 of providing a membrane 200 on one surface of a substrate 100, a step of irradiating the membrane 200 with laser S120 of processing the predetermined shape, and S130 separating the laser-processed membrane 200 from the substrate 100.

S110 단계는 멤브레인(200)을 기판(100)에 설치하는 단계이다. 여기서, 멤브레인(200)은 자외선이 투과되지 않는 소재로 이루어진다. 즉, 멤브레인(200)은 종이, 플라스틱, 고무, 유무기 복합소재중 적어도 하나로 제조된 것으로 굽히거나 휨에 의해 탄성 변형이 가능한 소재로 이루어짐이 바람직하다. 이는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같다. Step S110 is a step of installing the membrane 200 on the substrate 100. Here, the membrane 200 is made of a material that does not transmit ultraviolet rays. That is, the membrane 200 is made of at least one of paper, plastic, rubber, and inorganic or organic composite materials, and is preferably made of a material capable of bending or being elastically deformed by bending. This is as shown in Fig. 2 (a).

아울러, 멤브레인(200)과 기판(100)은 양측중 적어도 하나에 도포된 접착제 또는 양면테이프에 의하여 접착될 수 있다. 또는 멤브레인(200)은 기판(100)에 접착되는 일면에 양면테이프가 부착되어 기판과의 기밀성과, 후술되는 몰드공정에서의 몰드 기판(610)과의 기밀성을 높을 수 있도록 접착력을 갖을 수 있다. In addition, the membrane 200 and the substrate 100 may be adhered to each other by an adhesive or a double-sided tape applied to at least one of the two sides. Or the membrane 200 may have an adhesive strength so that the double-sided tape adhered to one side of the substrate 100 may adhere to the substrate 100 to improve the airtightness with the substrate and the airtightness with the mold substrate 610 in a mold process described later.

S120 단계는 멤브레인(200)의 상측에 레이저빔을 조사하여 소정의 형상으로 가공하는 단계이다. 여기서, 멤브레인(200)은 상술한 바와 같이 자외선 비투과재질로 이루어진다. 따라서, 레이저 장치(300)는 자외선이 차단되는 멤브레인(200) 전체 영역에서 자외선이 투과될 수 있는 영역을 형성하도록 멤브레인(200)을 가공한다. 즉, 레이저 장치(300)는 멤브레인(200)에 레이저를 조사하여 설정된 형상에 일치되는 영역을 절개한다. Step S120 is a step of irradiating the upper side of the membrane 200 with a laser beam to form a predetermined shape. Here, the membrane 200 is made of an ultraviolet ray non-transmissive material as described above. Accordingly, the laser apparatus 300 processes the membrane 200 to form an area through which ultraviolet light can be transmitted in the entire area of the membrane 200 where ultraviolet rays are blocked. That is, the laser device 300 irradiates the laser beam to the membrane 200 to cut the region corresponding to the set shape.

이는 도 2의 (b)와 (c)에 도시된 바와 같다. This is as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c).

즉, 레이저 장치(300)는, 도 2의 (b) 참조, 레이저빔이 조사된 시작점과 끝점이 동일하도록 이동되면서 멤브레인(200)의 일부 영역을 절개하여 소정의 형상을 갖는 절개구(400)를 형성한다. 여기서 절개구(400)는, 도 2의 (d)참조, 포토마스크를 통해 제작하고자 하는 대상 구조물의 형상(예를 들면, 미세유체칩의 구조물)을 갖는다. 2B, the laser device 300 is moved such that the starting point and the end point of the laser beam are irradiated with the laser beam, and a part of the area of the membrane 200 is cut to form a cutout 400 having a predetermined shape, . Here, the incision tool 400 has a shape of a target structure (for example, a structure of a microfluidic chip) to be produced through a photomask, as shown in FIG. 2 (d).

또한, 절개구(400)는 자외선이 투과되지 못한 멤브레인(200)에서 자외선이 투과되는 영역을 형성한다. In addition, the incision port 400 forms a region through which the ultraviolet rays are transmitted through the membrane 200 in which ultraviolet rays are not transmitted.

S130 단계는 기판(100)에서 절개구(400)가 형성된 멤브레인(200)을 분리하는 단계이다. 여기서 절개구(400)가 형성된 멤브레인(200)은, 예를 들면, 절개구(400)와 일치되는 형상의 음각 또는 양각된 미세유체칩 몰드(630, 도 6 참조)를 제작할 수 있는 평면형의 포토마스크(500)에 해당된다. 이와 같이 본 발명에 따른 레이저를 이용한 포토마스크를 활용한 대상물의 몰드 제작 과정은 후술한다.In step S130, the membrane 200 on which the incision port 400 is formed is separated from the substrate 100. The membrane 200 in which the incision opening 400 is formed may be a flat type photofilm capable of producing an engraved or embossed microfluidic chip mold 630 (see FIG. 6) And corresponds to the mask 500. The process of fabricating the object using the laser using the photomask according to the present invention will be described later.

아울러, 본 발명은 상술한 바와 같이, 평면형의 포토마스크의 제작이 가능하고, 다른 실시예로서 곡면 및 삼차원 형상을 갖는 포토마스크의 제작이 가능하다. 이중 곡면형의 포토마스크 제작방법은 도 3을 참조하여 설명한다. In addition, as described above, the present invention can manufacture a planar photomask, and as another embodiment, it is possible to manufacture a photomask having a curved surface and a three-dimensional shape. A method of manufacturing a double curved photomask will be described with reference to FIG.

도 3은 본 발명의 제2실시예를 단계별로 간략 도시한 도면이다. FIG. 3 is a view schematically showing a second embodiment of the present invention in steps.

도 3을 참조하면, 본 발명은 곡면형의 포토마스크(500')를 상술한 평면형의 포토마스크(500)와 마찬가지로 레이저를 이용하여 자외선의 비투과재질로 이루어진 얇은 멤브레인(200)을 절개하여 대상 구조물의 형상을 갖도록 절개할 수 있다.3, the curved surface type photomask 500 'is formed by cutting a thin membrane 200 made of a non-transmissive material of ultraviolet rays using a laser in the same manner as the planar photomask 500 described above, And the like.

이를 위하여 본 발명의 제2실시예는 곡면형의 기판(100')과, 곡면형의 기판(100')에 접착되는 멤브레인(200')과, 레이저빔을 조사하는 레이저장치(300')를 포함한다. To this end, a second embodiment of the present invention includes a curved substrate 100 ', a membrane 200' bonded to a curved substrate 100 ', and a laser device 300' for irradiating a laser beam .

도 3의 (a)를 참조하면, 곡면형의 기판(100')은 플라스틱 재질로서 곡면형으로 형성된다. Referring to FIG. 3 (a), the curved substrate 100 'is formed of a plastic material and is curved.

멤브레인(200')은 얇은 자외선 비투과재질로서 종이, 플라스틱, 고무, 유무기 복합소재중 적어도 하나로 제조된 것으로 굽히거나 휨에 의해 탄성 변형이 가능한 소재로 이루어짐이 바람직하다. 아울러, 멤브레인(200')은 곡면형의 기판과 일치되도록 곡면형으로 형성된다. Preferably, the membrane 200 'is made of at least one of paper, plastic, rubber, and inorganic or organic composite materials and is made of a material capable of bending or being elastically deformed by bending. In addition, the membrane 200 'is formed in a curved shape so as to coincide with the curved substrate.

도 3의 (b) 내지 (d)를 참조하면, 레이저 장치(300')는 곡면형의 기판(100')에 접착된 멤브레인(200')에 레이저빔을 조사하여 설정된 구조물의 형상으로서 절개한다. 이때 레이저 장치(300')는 레이저빔의 조사가 시작되는 시작점과, 마지막으로 조사되는 끝점이 동일하게 조사하여 멤브레인(200')에 설정된 구조물 형상을 갖는 절개구(400')를 갖도록 가공한다. Referring to FIGS. 3 (b) to 3 (d), the laser device 300 'irradiates a laser beam onto a membrane 200' bonded to a curved substrate 100 ' . At this time, the laser device 300 'is processed so as to have a cutting tool 400' having a structure shape set on the membrane 200 'by irradiating the starting point where the irradiation of the laser beam starts and the end point irradiated lastly.

도 3의 (e)를 참조하면, 작업자가 레이저 장치(300')의 가공이 완료된 멤브레인(200')을 곡면형의 기판(100')에서 분리시킨다. 이때 분리된 멤브레인(200')은 곡면형의 포토마스크(500')에 해당된다. 아울러, 곡면형의 포토마스크(500')는 곡면형의 기판(100')에서 대상 구조물의 형상으로 가공됨에 따라 곡면형의 몰드에 적용할 수 있다. Referring to FIG. 3 (e), the operator separates the processed membrane 200 'of the laser device 300' from the curved substrate 100 '. At this time, the separated membrane 200 'corresponds to a curved photomask 500'. In addition, the curved photomask 500 'can be applied to a curved mold as it is processed into the shape of the target structure on the curved substrate 100'.

도 4는 본 발명의 제3실시예를 도시한 도면으로서, 삼차원 형상의 포토마스크를 제조하는 과정을 단계별로 도시한 도면이다. FIG. 4 is a view showing a third embodiment of the present invention, showing steps of manufacturing a three-dimensional photomask.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제3실시예는 평면과 곡면, 곡면과 곡면이 조합된 삼차원 형상의 삼차원 기판(100'')과, 삼차원 기판(100'')에 접착되는 멤브레인(200'')과, 멤브레인(200'')을 절단 가공하는 레이저 장치(300'')를 포함한다. 4, a third embodiment of the present invention is a three-dimensional substrate 100 '' having a planar surface, a curved surface, a combination of a curved surface and a curved surface, a membrane 200 ' 'And a laser device 300' 'for cutting the membrane 200' '.

도 4의 (a)를 참조하면, 얇은 멤브레인(200'')은 삼차원 기판(100'')이 일면에서 접착된다. 여기서, 삼차원 기판(100'')은 일면에 이형제가 도포되어 삼차원 형상의 멤브레인(200'')을 접착시킨다. Referring to Figure 4 (a), the thin membrane 200 '' is bonded on one side to the three-dimensional substrate 100 ''. Here, the three-dimensional substrate 100 '' is coated with a releasing agent on one side to adhere the three-dimensional membrane 200 ''.

도 4의 (b)를 참조하면, 레이저 장치(300'')는 레이저빔을 멤브레인(200'')에 조사하여 설정된 형상으로 절개하여 절개구(400'')를 형성한다.Referring to FIG. 4B, the laser device 300 '' irradiates the laser beam onto the membrane 200 '' and cuts it into a set shape to form a cut-out 400 ''.

도 4의 (c)를 참조하면, 작업자는 레이저빔으로 절개구(400'')의 가공 작업이 완료되면, 삼차원 기판(100'')에서 멤브레인(200'')을 분리시킨다. 이와 같이 본 발명의 포토마스크(500'')는 자외선 비투과재질로 제조된 멤브레인(200'')에서 자외선이 투과되는 영역으로 가공됨에 따라 자외선을 이용한 삼차원 형상의 몰드공정에 사용 가능하다. Referring to FIG. 4C, the operator separates the membrane 200 '' from the three-dimensional substrate 100 '' when the machining operation of the incision tool 400 '' is completed with the laser beam. As described above, the photomask 500 '' of the present invention can be used in a three-dimensional mold process using ultraviolet rays as it is processed into a region through which ultraviolet rays are transmitted through a membrane 200 '' made of an ultraviolet ray non-transmissive material.

즉, 본 발명은 평면, 곡면 및 삼차원 형상을 갖는 기판(100, 100', 100'')에서 평면, 곡면 및 삼차원 형상의 얇은 멤브레인(200, 200', 200'')을 접착시키고, 레이저빔을 조사하여 대상 구조물의 몰드제작에 사용되는 포토마스크(500, 500', 500'')를 제작할 수 있다. 따라서, 본 발명은 저렴한 장비 및 재료를 통하여 다양한 분야에 활용되는 포토마스크를 제조할 수 있다. That is, the present invention relates to a method of bonding flat, curved, and three-dimensional shaped thin films 200, 200 ', 200' 'on a substrate 100, 100' The photomask 500, 500 ', or 500' 'used in the mold fabrication of the target structure can be manufactured. Therefore, the present invention can manufacture a photomask for various fields through cheap equipment and materials.

이와 같은 작용효과는 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 미세유체칩 제조를 위한 몰드 제작과정을 도시한 순서도, 도 6은 도 5의 각 단계를 간략 도시한 도면이다. Such operation and effect will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a mold making process for manufacturing a microfluidic chip, and FIG. 6 is a simplified view showing each step of FIG.

도 5 및 도 6을 참조하면, 미세유체칩 몰드 제작과정은 몰드기판(610)에 포토마스크(500)를 설치하는 S210 단계와, 경화형 수지를 주입하는 S220 단계와, 자외선으로 경화형 수지를 경화시키는 S230 단계와, 포토마스크 및 미반응 수지를 제거하는 S240 단계와, 수지 저장조(620)에서 몰드(630)를 분리하는 S250 단계를 포함한다. Referring to FIGS. 5 and 6, the microfluid chip mold fabrication process includes steps S210 of mounting a photomask 500 on a mold substrate 610, step S220 of injecting a curable resin, curing the curable resin with ultraviolet light S230, S240 of removing the photomask and unreacted resin, and S250 separating the mold 630 from the resin reservoir 620.

S210 단계는 포토마스크(500)를 설치하는 단계이다. 여기서 몰드기판(610)은 평면형이고, 포토마스크(500)는 위 제1실시예에 의해 제조된 것으로서, 몰드기판(610)의 상면에 고정된 수지 저장조(620)의 상면에 설치된다. In step S210, a photomask 500 is installed. Here, the mold substrate 610 is planar, and the photomask 500 is manufactured by the first embodiment, and is installed on the upper surface of the resin reservoir 620 fixed on the upper surface of the mold substrate 610.

몰드기판(610)과 멤브레인(200)중 어느 하나는 일면에 접착제 또는 양면테이프가 부착될 수 있다. 예를 들면, 멤브레인(200)은 수지 저장조(620)의 상면과의 기밀성을 높이기 위하여 대상면에 접착제 또는 양면테이프가 설치되어 접착된다. Either an adhesive or a double-sided tape may be attached to one surface of the mold substrate 610 and the membrane 200. For example, the membrane 200 is adhered with an adhesive or double-sided tape to the object surface in order to enhance the airtightness of the membrane 200 with the upper surface of the resin reservoir 620.

수지 저장조(620)는 액상의 경화형 수지가 주입되는 주입관(621)과 수지가 배출되는 배출관(621')과, 경화형 수지가 수용되는 본체(도면번호 부여되지 않음)의 상면에 고정되는 투명판(622)을 포함한다. 여기서, 수지 저장조는 내측 바닥면에서 수지가 경화된 이후에 고형화된 양각 구조물을 지지하도록 몰드판(631)이 별도로 수납된다. The resin reservoir 620 includes an injection tube 621 into which a liquid curable resin is injected, a discharge tube 621 'through which the resin is discharged, and a transparent plate 621' fixed to the upper surface of a body (622). Here, the resin reservoir is separately housed with the mold plate 631 so as to support the solidified relief structure after the resin is hardened at the inner bottom surface.

포토마스크(500)는 상술한 바와 같이 레이저빔으로서 가공된 절개구(400)가 형성된다. The photomask 500 is formed with a cutout 400 processed as a laser beam as described above.

따라서, 포토마스크(500)는 수지 저장조(620)의 투명판(622)에 설치된다. Therefore, the photomask 500 is installed in the transparent plate 622 of the resin reservoir 620.

S220 단계는 경화형 수지를 주입하는 단계이다. 여기서 경화형 수지는 자외선 경화형 수지(예를 들면, 폴리머)를 적용함이 바람직하다. 자외선 경화형 수지는 자외선이 조사되면 경화반응을 일으켜 고형화된다. 따라서, 수지 저장조(620)는 주입관(621)을 통하여 주입된 경화형 수지가 충진된다. 여기서, 포토마스크는 절개구(400)를 제외한 나머지 영역에서 자외선 비투과재질로 이루어짐에 따라 절개구(400)를 통해서만 자외선이 입사된다. 즉, 포토마스크(500)는 절개구(400)를 통하여 수지 저장조로 자외선을 안내한다. Step S220 is a step of injecting the curable resin. It is preferable to apply an ultraviolet curable resin (for example, a polymer) to the curable resin. When ultraviolet rays are irradiated, the ultraviolet ray hardening resin causes a hardening reaction and solidifies. Therefore, the resin reservoir 620 is filled with the curable resin injected through the injection tube 621. [ Here, since the photomask is made of ultraviolet ray non-transmissive material in the remaining region except the incision opening 400, ultraviolet rays are incident only through the incision opening 400. That is, the photomask 500 guides ultraviolet rays to the resin reservoir through the incision 400.

S230 단계는 자외선을 조사하여 경화반응을 일으키는 단계이다. 자외선 발광장치는 포토마스크(500)의 상면에서 자외선을 조사한다. 따라서, 자외선은 포토마스크의 절개구(400)를 통하여 노출된 수지를 경화시킨다. 즉, 자외선은 포토마스크의 절개구(400)의 하측으로 노출된 수지 저장조(620)의 영역을 경화시켜 고체화한다. 그러므로, 수지는 자외선에 의하여 경화반응을 일으켜 수지 저장조(620) 내측에 수납된 몰드판(631)에 양각 구조물(632)이 성형된다. Step S230 is a step of irradiating ultraviolet rays to cause a curing reaction. The ultraviolet light emitting device irradiates ultraviolet rays from the upper surface of the photomask (500). Thus, ultraviolet light cures the exposed resin through the incision opening 400 of the photomask. That is, the ultraviolet ray cures and solidifies the region of the resin reservoir 620 exposed below the incision opening 400 of the photomask. Therefore, the resin undergoes a curing reaction by ultraviolet rays, and the relief structure 632 is formed on the mold plate 631 housed inside the resin reservoir 620.

S240 단계는 설정된 시간동안 자외선을 조사한 뒤에 포토마스크(500)와 수지 저장조(620)에서 미반응 수지를 제거하는 단계이다. 작업자는 배출관(621')을 통하여 수지 저장조(620)의 내측에 잔류된 미반응 수지를 배출시킨다. 이때, 미반응 경화형 수지 영역은 절개구(400)를 통하여 노출된 영역 이외에 충진된 수지가다. Step S240 is a step for removing unreacted resin from the photomask 500 and the resin reservoir 620 after irradiating ultraviolet rays for a predetermined time. The operator discharges the unreacted resin remaining in the resin reservoir 620 through the discharge pipe 621 '. At this time, the unreacted curable resin region is a filled resin other than the region exposed through the cutout 400.

S250 단계는 수지 저장조(620)를 해체 또는 투명판(622)을 분리한 뒤에 내측에 수납된 몰드(630)을 추출하는 단계이다. 몰드(630)는 수지 저장조(620)의 내측에 수납된 몰드판(631)에 자외선에 의해 고형화된 수지가 절개구(400)와 일치된 형상으로 양각 구조물(632)을 형성한다. Step S250 is a step of disassembling the resin reservoir 620 or extracting the mold 630 housed inside after the transparent plate 622 is separated. The mold 630 forms a relief structure 632 in such a shape that the resin solidified by ultraviolet rays coincides with the incision opening 400 on the mold plate 631 housed inside the resin reservoir 620.

이와 같이 제작된 몰드(630)는 가열 경화형 수지, 자외선 경화형 수지, 방사선 경화형 수지중 적어도 하나를 이용하여 목적하는 구조물의 형상을 갖는 레플리카의 제작에 가능하다. The mold 630 thus manufactured can be used for producing a replica having a desired structure by using at least one of a heat curing resin, an ultraviolet curable resin, and a radiation curable resin.

또한, 상술한 곡면형의 포토마스크와 삼차원 형상의 포토마스크를 이용한 곡면과 삼차원 형상의 몰드 제작이 가능하다. 이는 상술한 과정에서 몰드기판(610) 및 수지 저장조(620)의 형상을 포토마스크(500, 500', 500'')와 일치되도록 형성함에 따라 제조 가능하다. Further, it is possible to manufacture a curved surface and a three-dimensional mold using the above-described curved photomask and the three-dimensional photomask. This can be manufactured by forming the mold substrate 610 and the resin reservoir 620 so that the shapes of the mold substrate 610 and the resin reservoir 620 coincide with the photomasks 500, 500 ', and 500' '.

즉, 본 발명은 고가의 장비를 사용하지 않고 단순한 방법으로서 여러 분야에 활용 가능한 포토마스크를 저렴한 비용으로 제작할 수 있어 고가의 장비 및 제조비용으로 인하여 대량생산이 어려운 기술들의 문제점을 해소할 수 있는 기반을 제공할 수 있다.That is, the present invention can manufacture a photomask which can be used in various fields as a simple method at a low cost without using expensive equipment, and can solve the problems of technologies that are difficult to mass-produce due to expensive equipment and manufacturing cost Can be provided.

예를 들면, 본 발명에 따른 포토마스크는 미세유체칩을 제조하는 공정에 사용되어 인체 혈액이나 뇨 등의 시료검체용액 중의 특정 질병인자를 검출하는 진단칩을 제조할 수 있으며, 마이크로 구조체를 갖는 전자회로기판이나 마이크로 디바이스의 제조공정에 투입되어 특정 화학성분 검출이나 제조 등의 용도로 사용할 수 있다. For example, the photomask according to the present invention can be used in a process of manufacturing a microfluidic chip to produce a diagnostic chip for detecting a specific disease agent in a sample solution of a sample such as human blood or urine. It can be used in the production of circuit boards or microdevices and can be used for the detection and production of specific chemical components.

결론적으로, 본 발명의 포토마스크는 의료기기산업, 전자산업, 화학산업, 소재 산업 분야에서 사용되는 다양한 종류의 미세구조체를 갖는 마이크로 디바이스를 제조하는 데에 사용할 수 있는 실용적인 기술이다.In conclusion, the photomask of the present invention is a practical technique that can be used to manufacture microdevices having various types of microstructures used in the medical device industry, the electronic industry, the chemical industry, and the material industry.

100, 100', 100'' : 기판 200, 200', 200'' : 멤브레인
300, 300', 300'' : 레이저 장치 400, 400', 400'' : 절개구
500, 500' : 포토마스크 600 : 몰드장치
610 : 몰드기판 620 : 수지 저장조
621 : 주입관 621': 배출관
622 : 투명판 630 : 몰드
631 : 몰드판 632 : 양각 구조물100, 100 ', 100'': substrate 200, 200', 200 '':
300, 300 ', 300'': laser device 400, 400', 400 '':
500, 500 ': photomask 600: mold apparatus
610: Molded substrate 620: Resin storage tank
621: injection tube 621 ': discharge tube
622: transparent plate 630: mold
631: Mold plate 632: Embossed structure

Claims (7)

포토레지스트층 및 포토리소그라피 공정 없이 굽힘 및 휨이 가능한 플렉서블 포토마스크를 제조하는 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조방법에 있어서,
자외선이 통과하지 못하는 소재로 이루어진 멤브레인을 기판에 올려 놓는 a) 단계;
상기 멤브레인에 레이저를 조사하여 자외선이 통과되는 절개구를 설정된 구조물 형상으로 절개 형성하는 b)단계; 및
상기 기판과 멤브레인을 분리하는 c)단계;를 포함하는 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조방법.
A flexible photomask manufacturing method using a laser for manufacturing a flexible photomask capable of bending and bending without a photoresist layer and a photolithography process,
A) placing a membrane made of a material through which ultraviolet rays can not pass on a substrate;
B) forming an incision through which the ultraviolet ray passes through the incision in a predetermined structure; And
And c) separating the substrate and the membrane from each other.
제1항에 있어서, 상기 멤브레인은
굽힘 및 휨에 의한 탄성 변형이 가능한 종이, 플라스틱, 고무, 유무기 복합소재중 적어도 하나로 제조된 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조방법.
The membrane according to claim 1, wherein the membrane
A method of manufacturing a flexible photomask using a laser made of at least one of paper, plastic, rubber, and inorganic / organic composite materials capable of elastic deformation by bending and bending.
제1항에 있어서, 상기 a) 단계 내지 c)단계로서 제조된 포토마스크는
평면형, 곡면형 및 삼차원 형상중 적어도 하나의 형상으로 제조되는 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the photomask prepared as steps a) through c)
A method for fabricating a flexible photomask using a laser, the method comprising: forming at least one of a planar, curved, and three-dimensional shape.
제1항에 있어서, 상기 포토마스크는
상면에 자외선이 투과되고, 내측에 자외선 경화 수지가 충진된 수지 저장조의 상면에 설치되고, 자외선 조사장치에 의해 조사된 자외선을 상기 절개구를 통하여 상기 수지 저장조의 내측으로 안내하여 상기 자외선 경화 수지의 광경화반응에 의한 몰드를 제조하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조방법.
The photomask of claim 1, wherein the photomask
An ultraviolet curable resin is provided on an upper surface of a resin reservoir in which ultraviolet light is transmitted through an upper surface thereof and an ultraviolet curable resin is filled in the resin reservoir and an ultraviolet light irradiated by an ultraviolet light irradiating device is guided to the inside of the resin reservoir through the incision, Wherein the mold is produced by a photo-curing reaction.
포토레지스트층 및 포토리소그라피 공정 없이 굽힘 및 휨이 가능한 플렉서블 포토마스크를 제조하는 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조장치에 있어서,
자외선 비투과성 재질로 이루어진 멤브레인;
상기 멤브레인을 설정된 형상의 절개구를 형성하도록 레이저빔을 조사하여 상기 멤브레인을 절개하는 레이저 장치; 및
상기 레이저 장치에 의하여 절단 가공된 상기 멤브레인을 지지하는 기판;을 포함하는 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조장치.
An apparatus for manufacturing a flexible photomask using a laser for manufacturing a flexible photomask capable of bending and bending without a photoresist layer and a photolithography process,
A membrane made of an ultraviolet impermeable material;
A laser device for cutting the membrane by irradiating a laser beam to form a cut-out of a predetermined shape of the membrane; And
And a substrate for supporting the membrane cut by the laser device.
제5항에 있어서, 상기 멤브레인은
굽힘 및 휨에 의한 탄성 변형이 가능한 종이, 플라스틱, 고무, 유무기 복합소재중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조장치.
6. The membrane according to claim 5,
Wherein the flexible material is at least one of paper, plastic, rubber, and inorganic / organic composite materials capable of elastic deformation due to bending and warping.
제5항에 있어서, 상기 멤브레인과 기판은 상호 일치된 형상으로 제조되며,
상기 형상은
평면형, 곡면형 및 평면형과 곡면형이 조합된 삼차원중 적어도 하나인 것을 특징으로 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조장치.



6. The method of claim 5, wherein the membrane and the substrate are fabricated in mutually co-
The shape
Dimensional shape, a flat shape, a curved shape, and a three-dimensional shape in which a planar shape and a curved shape are combined with each other.



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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5046719B2 (en) * 2007-04-12 2012-10-10 日立マクセル株式会社 Mask for array and manufacturing method thereof

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