KR101845854B1 - 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물, 이를 이용한 기판 이송 장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물, 이를 이용한 기판 이송 장치 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 베이스부재, 베이스부재 일측면 상에 돌출되게 형성되며, 복수개가 상호 이격되게 배치되어 있는 미세섬모들, 각 미세섬모의 노출 단부에 일체로 형성되어 접촉대상물과 접촉되고, 미세섬모의 횡단면적보다 큰 단면적을 갖도록 형성되어 미세섬모의 가장자리부로부터 돌출되게 형성되며, 자기장에 의하여 접촉대상물을 향하는 일 방향 또는 타 방향으로 움직이도록 자성을 띄는 연질의 재질로 형성되어 접촉대상물을 흡착하거나 분리하는 접촉부 및 베이스부재의 타측에 위치하고 자기장을 발생시켜 접촉부를 움직이게 하는 자기장 발생부를 포함하는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물을 제공한다.
따라서 자기장을 이용하여 접촉부를 움직이게 할 수 있기 때문에, 상기한 자기장을 변화시키는 것만으로도 접촉대상물의 흡착 및 분리를 용이하게 할 수 있으며, 접촉대상물을 외력에 의하여 분리시키지 않고 자기장을 이용하여 접촉대상물을 자체적으로 흡착 및 분리하기 때문에 접촉대상물의 파손 또는 손상을 방지할 수 있다.

Description

자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물, 이를 이용한 기판 이송 장치 및 이의 제조방법 {Fine ciliary structure for attachable using magnetic field and substrate transporter using the same and manufacturing method of the same}
본 발명은 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물, 이를 이용한 기판 이송 장치 및 이의 제조방법 에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자기장을 이용하여 접촉대상물의 손상을 방지하면서 접촉대상물을 안전하게 이동시킬 수 있으며, 접촉대상물의 흡착과 분리가 용이하게 이루어질 수 있는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물, 이를 이용한 기판 이송 장치 및 이의 제조방법 에 관한 것이다.
일반적으로 물품을 이동시키기 위한 구조물에서 물품과 구조물을 접착시키기 위한 접착제는 일반적으로 습식 형태의 접착제와 건식 형태의 접착제로 구분할 수 있다. 예를 들면, 필름에 접착물질을 도포한 접착테이프는 대표적인 습식접착제로서 널리 사용되고 있고 접착력도 우수하지만, 한번 사용하면 재사용이 어렵고 물품과 분리시킨다고 하여도 물품의 표면에 접착물질이 남게 되는 문제점이 있다.
최근에는 자연에서 관찰되는 형태에 착안한 여러 건식 형태의 접착제를 개발하여 이러한 문제점을 해결하기 위한 시도가 활발히 이루어지고 있다. 예를 들어 도마뱀붙이(gecko)의 발바닥 등에서 발견되는 마이크로 또는 나노 크기 수준의 미세섬모 구조에서 아이디어를 얻은 각종 접착구조물이 개발되고 있다. 예를 들어 대한민국 공개특허공보 제10-2009-32719호에는 나노섬모를 이용하여 기판을 척킹(chucking)하는 장치가 개시되어 있다.
그러나 현재 개발되고 있거나 개발된 종래의 접착구조물은 접촉대상물에 대한 접착력은 매우 향상되었으나, 접촉대상물과 접착구조물을 분리시키기가 쉽지 않은 문제점이 있었으며, 특히 접착구조물과 접촉대상물을 외력으로 분리시키는 과정에서 접촉대상물이 손상되거나 파손되는 문제점이 있었다.
대한민국공개특허공보 제10-2009-032719호
본 발명은, 접촉대상물을 용이하게 이동시킬 수 있도록 접촉대상물 표면에 대한 접착력을 가질 뿐 아니라, 접촉대상물의 손상 및 파손을 방지하면서 접촉대상물과의 분리가 용이하게 이루어질 수 있는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물, 이를 이용한 기판 이송 장치 및 이의 제조방법 를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1측면에 의하면, 본 발명은 베이스부재, 상기 베이스부재 일측면 상에 돌출되게 형성되며, 복수개가 상호 이격되게 배치되어 있는 미세섬모들, 상기 각 미세섬모의 노출 단부에 일체로 형성되어 접촉대상물과 접촉되고, 상기 미세섬모의 횡단면적보다 큰 단면적을 갖도록 형성되어 상기 미세섬모의 가장자리부로부터 돌출되게 형성되며, 자기장에 의하여 상기 접촉대상물을 향하는 일 방향 또는 타 방향으로 움직이도록 자성을 띄는 연질의 재질로 형성되어 상기 접촉대상물을 흡착하거나 분리하는 접촉부 및 상기 베이스부재의 타측에 위치하고 자기장을 발생시켜 상기 접촉부를 움직이게 하는 자기장 발생부를 포함하는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물을 제공한다.
본 발명의 제2측면에 의하면, 본 발명은 베이스부재, 상기 베이스부재 일측면 상에 돌출되게 형성되며, 복수개가 상호 이격되게 배치되어 있는 미세섬모들, 상기 각 미세섬모의 노출 단부에 고정 결합되어 접촉대상물과 접촉되고, 상기 미세섬모의 횡단면적보다 큰 단면적을 갖도록 형성되어 상기 미세섬모의 가장자리부로부터 돌출되게 형성되며, 자기장에 의하여 상기 접촉대상물을 향하는 일 방향 또는 타 방향으로 움직이도록 자성을 띄는 연질의 재질로 형성되어 상기 접촉대상물을 흡착하거나 분리하는 접촉부 및 상기 베이스부재의 타측에 위치하고 자기장을 발생시켜 상기 접촉부를 움직이게 하는 자기장 발생부를 포함하는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물을 제공한다.
본 발명의 제3측면에 의하면, 본 발명은 기판 및 상기 자기장을 이용한 흡착탈용 미세섬모 구조물을 통하여 상기 기판을 흡착 및 분리하여 상기 기판을 이송하는 이송부를 포함하는 기판 이송 장치를 제공한다.
본 발명의 제4측면에 의하면, 본 발명은 기판의 상면으로 몰드를 형성하는 단계, 상기 몰드에 포토리소그래피 공정을 통하여 미세섬모 형태의 패턴홀 복수개를 패터닝하는 단계, 상기 패턴홀들이 패터닝 된 상기 몰드의 상면으로 상기 패턴홀 내부가 채워지도록 자성입자와 수지의 혼합물을 도포하는 단계 및 상기 혼합물이 경화되면 상기 혼합물과 상기 몰드 및 상기 기판을 디몰딩하여 미세섬모 구조물을 형성하는 단계를 포함하는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물 제조방법을 제공한다.
본 발명의 제5측면에 의하면, 본 발명은 수지혼합물을 이용하여 일측면 상으로 복수개의 미세섬모들이 돌출 형성된 미세섬모 구조물을 형성하는 단계, 상기 미세섬모들의 상면으로 코팅방지기판을 밀착시키는 단계 및 상기 미세섬모들의 표면으로 금속 입자를 증착(Sputtering)하는 단계를 포함하는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물, 이를 이용한 기판 이송 장치 및 이의 제조방법 는 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 자기장을 이용하여 접촉부를 움직이게 할 수 있기 때문에, 상기한 자기장을 변화시키는 것만으로도 접촉대상물의 흡착 및 분리를 용이하게 할 수 있다.
둘째, 접촉대상물을 외력에 의하여 분리시키지 않고 자기장을 이용하여 접촉대상물을 자체적으로 흡착 및 분리하기 때문에 접촉대상물의 파손 또는 손상을 방지할 수 있다.
셋째, 마그네틱입자들과 PDMS 혼합물로 접촉부를 형성하기 때문에 구조가 간단하고 제조가 용이하여 경제적이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 탈착용 미세섬모 구조물의 자기장의 변화에 따른 접촉부의 움직임을 나타내는 정면도이다.
도 3은 도 1의 탈착용 미세섬모 구조물에서 접촉부의 다른 실시예를 나타내는 정면도이다.
도 4는 도 1의 탈착용 미세섬모 구조물에서 접촉부의 또 다른 실시예를 나타내는 정면도이다.
도 5는 도 1의 탈착용 미세섬모 구조물을 통하여 접촉대상물을 흡착한 상태를 나타내는 정면도이다.
도 6은 도 5의 접촉대상물을 흡착한 상태에서 탈착용 미세섬모 구조물을 통하여 접촉대상물을 분리한 경우를 나타내는 정면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 탈착용 미세섬모 구조물의 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탈착용 미세섬모 구조물의 제조방법을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물(500;이하 '미세섬모 구조물'이라 한다)은, 접촉대상물(10;도 5참조)을 자기장을 이용하여 흡착 및 분리하여 이동시키는 것으로서, 베이스부재(100)와, 미세섬모(200)들과, 접촉부(300)와, 자기장 발생부(400)를 포함한다. 여기서, 상기 접촉대상물(10)은 기판, 웨이퍼 등이 될 수 있지만, 이에 한정하지는 않는다.
상기 베이스부재(100)는, 상기 미세섬모(200)들이 형성되기 위한 발판이 되는 것으로 도시된 바와 같이 플레이트 형상으로 형성되어 있으며, 상기한 미세섬모(200)들이 형성될 수 있다면 다양한 형상도 가능하다.
상기 베이스부재(100)는 제조가 용이하고 상기 미세섬모(200)들과 상기 접촉부(300)의 형성과 관련하여 PDMS(poly-dimethylsiloxane)계열 수지 또는 실리콘(Si) 등의 소재가 이용될 수 있다.
상기 미세섬모(200)들은, 상기 베이스부재(100) 일측면 상에 돌출되게 형성되며, 복수개가 매트릭스 구조로 다수의 종 방향 및 횡 방향으로 상호 이격되게 배치되어 있다. 상기 미세섬모(200)는 도시된 바와 같이 원기둥 형상으로 형성되어 있으나, 이는 일 실시예로 원기둥 외 삼각기둥, 사각기둥 등 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.
여기서, 상기 미세섬모(200)는, 단면의 크기가 상기 미세섬모 구조물(500)의 적용되는 용도 등에 따라 다양하게 조절될 수 있으며, 도시된 원기둥 형상인 경우 단면의 직경이 약 100㎛ 내지 1000㎛ 크기를 갖고 높이는 약 500㎛ 내지 5000㎛를 갖도록 형성될 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
상기 미세섬모(200)는, 도시된 바와 같이 상기 베이스부재(100)의 일측면에 대하여 수직한 방향으로 세워져 형성된다. 하지만, 이는 일 실시예로 상기 베이스부재(100)에 대하여 경사진 방향으로 비스듬하게 형성될 수 있음은 물론이며, 이를 통해 상기 미세섬모(200)의 접촉대상물(10)에 대한 접촉 각도를 다양하게 조절할 수 있다.
상기 미세섬모(200)는 상기 베이스부와 동일한 PDMS(poly-dimethylsiloxane)계열 의 수지로 형성되고 상기 베이스부와 일체로 형성되어, 제조를 용이하게 하고 컴팩트한 구조를 이룰 수 있으나, 이는 바람직한 실시예로 상기 베이스부와는 다른 소재로 형성되어 상기 베이스부에 세워져 결합될 수 있다.
상기 접촉부(300)는, 상기 각 미세섬모(200)의 노출 단부에 일체로 형성되고, 접촉대상물(10)과 접촉된다. 상기 접촉부(300)는, 상기 미세섬모(200)의 횡단면적 보다 더 큰 단면적을 갖도록 형성되어 상기 미세섬모(200)의 가장자리로부터 돌출되게 형성되어 접촉대상물(10)과의 보다 넓은 접촉면적을 제공하는 것이 바람직하다.
상기 접촉부(300)는 자기장에 의하여 상기 접촉대상물(10)을 향하는 일 방향 또는 이의 역방향인 타 방향으로 움직이도록 자성을 띄는 연질의 재질로 형성되고 탄성복원력이 있는 탄성재질로 형성되며, 이러한 움직임을 통하여 상기 접촉대상물(10)을 흡착하거나 분리한다.
상기 접촉부(300)는, 상기한 바와 같이 자성을 띄도록 마그네틱 입자들과 PDMS(polydimethylsiloxane)의 혼합물로 형성된다. 여기서, 상기 마그네틱 입자는, 카르보닐 철(carbonyl iron), 금(Au), 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 및 니켈(Ni) 중 단일 금속 또는 두 종류 이상의 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 PDMS는 파우더입자 형태의 상기 마그네틱 입자들과의 혼합성과, 접촉부(300) 형상 제조의 용이성을 고려한 소재로서, 상기 PDMS 외 상기한 목적을 달성할 수 있는 고분자 수지 계열 등 다양한 소재의 적용이 가능하다.
상기 접촉부(300)는, 상기한 바와 같이 자기장에 의하여 움직이고, 접촉대상물(10)과 용이하게 흡착 및 분리가 되도록 얇게 형성되는 것이 바람직하다. 상기 접촉부(300)는, 도시된 바와 같이 가장자리부로 갈수록 두께가 얇아지도록 형성되어 반구형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
상기 접촉부(300)는 접촉대상물(10)과 대면하는 접촉면이 도시된 바와 같이 평편한 형상으로 형성될 수 있다. 하지만, 이는 일 실시예로 접촉대상물(10)과의 흡착 및 분리가 좀 더 용이하도록 접촉대상물(10)을 향하는 방향으로 오목하게 형성될 수 있다. 이때 상기 접촉부(300)의 오목한 형상에 따른 접착력을 향상시키는 작용은 반데르발스 힘의 원리에 의한 것으로 이에 대한 상세한 설명은 공지된 것으로 생략하기로 한다.
상기 미세섬모(200)와 상기 접촉부(300)는, 각각 동일한 재질로 형성되어 상기 미세섬모(200)와 상기 접촉부(300)가 일체로 형성될 수 있다. 이러한 경우 상기 미세섬모(200)와 접촉부(300) 모두가 자성을 띄는 연성의 재질로 형성된다.
한편, 상기와는 달리 상기 접촉부(310)와 상기 미세섬모(210)가 각각 다른 구성으로 형성될 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 미세섬모 구조물(510,520)은 상기 접촉부(310,320)가 상기 미세섬모(210,220)와는 다른 구성으로 형성되어 상기 접촉부(310,320)가 상기 미세섬모(210,220)의 노출 단부에 고정 결합된다. 이때, 상기 미세섬모(210,220)는 자성을 띄지 않아도 되며, 상기 접촉부(310,320)만 자성을 띄는 연성재질로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 접촉부(310)는 기둥형상의 상기 미세섬모(310)의 노출단부에 고정 결합되며, 이때 접촉대상물(10)에 대한 상기 접촉부(310)의 접촉면은 원형 또는 다각형 등이 되어 접촉대상물(10)에 대한 흡착력을 향상시킬 수 있다.
반면, 도 4를 참조하면, 상기 접촉부(320)는 기둥형상의 상기 미세섬모(320)의 노출단부의 둘레면을 따라 고정 결합될 수 있다. 이러한 경우 상기 접촉부(320)는 접촉대상물(10)에 대한 접촉면이 링형상으로 형성되어 상기 접촉부(320)의 소재수요를 줄일 수 있다.
상기 자기장 발생부(400)는, 상기 베이스부재(100)의 타측에 위치하여 자기장을 형성하고, 극성변화 등을 통한 자기장의 방향을 변화시켜 상기 접촉부(300)를 도시된 바와 같이 접촉대상물(10)에 대하여 오목한 일 방향 또는 역방향인 볼록한 타 방향으로 움직이게 함으로써, 상기 접촉부(300)가 접촉대상물(10)을 흡착 또는 분리할 수 있게 한다. 도면에서 점선으로 된 화살표는 자기장의 방향을 나타낸다.
상기 자기장 발생부(400)는 자기장을 형성하는 자석을 이용하며, 설계에 따라 영구자석 또는 전자석을 이용할 수 있다.
이에, 전자석을 이용하는 경우에 대하여 살펴보면, 상기 자기장 발생부(400)는, 도시하지 않았지만 전자석을 포함하여 자기장을 발생시키는 자석부와, 상기 자석부와 연결되는 제어부를 포함한다. 여기서, 상기 자석부는 상기 베이스부의 타측 면을 따라 매트릭스 구조로 복수개의 전자석들을 배열하여 형성될 수 있다. 상기 제어부는 상기 전자석들로부터 발생되는 자기장의 세기 및 극성을 변화시켜 자기장의 방향을 조절함으로써 상기 접촉부(300)가 상기 전자석들의 자기장에 따라 움직이도록 한다.
다음으로 영구자석을 이용하는 경우에 대하여 살펴보면, 상기 자기장 발생부(400)는, 도시하지 않았지만 영구자석을 포함하여 자기장을 발생시키는 자석부와, 상기 자석부의 자기장의 방향을 변화시키는 이동제어부를 포함한다. 여기서, 상기 자석부는 상기 영구자석이 상기 베이스부의 타측면을 따라 복수개 어레이형태로 배열된다. 상기 이동제어부는 상기 자석부와 연결되어 상기 자석부의 자기장의 방향을 변화시킨다. 이를 위해 상기 이동제어부는 상기 자석부의 극성을 변화시키도록 극성위치를 이동시키는 이동수단이 적용될 수 있으며, 이때의 상기 이동수단은 상기 복수개의 자석들과 연결된 회전축과, 상기 회전축을 회전시키는 구동모터를 포함하여 상기 자석들을 회전시켜 극성을 변화시킬 수 있는 등 다양한 실시예가 가능하다.
도 5 및 도 6은 상기 미세섬모 구조물(500)의 자기장의 변화에 따른 접촉대상물(10)의 흡착 및 분리하는 과정을 나타내는 도면이다. 먼저, 도 5는 상기 미세섬모 구조물(500)이 접촉대상물(10)을 흡착하는 경우를 나타낸 것으로서, 상기 자기장 발생부(400)는 상기 접촉부(300)가 접촉대상물(10)을 향하는 방향으로 움직이도록 자기장을 발생시키고, 이에 상기 접촉부(300)는 상기 접촉대상물(10)을 흡착하여 상기 미세섬모 구조물(500)이 접촉대상물(10)을 흡착할 수 있게 된다.
도 6은 미세섬모 구조물(500)이 접촉대상물(10)을 흡착한 상태에서 접촉대상물(10)을 분리하는 경우를 나타낸 것으로서, 이때 상기 자기장 발생부(400)는 상기한 흡착 때와는 다르게 상기 접촉부(300)가 접촉대상물(10)이 있는 방향과는 반대 방향으로 움직이도록 자기장의 방향을 변화시켜 상기 접촉부(300)가 상기 접촉대상물(10)과 분리될 수 있게 한다.
상기한 바와 같이, 상기 미세섬모 구조물(500)은 미세섬모(200)의 노출 단부에 형성되어 자기장에 의하여 움직이는 접촉부(300)와, 상기 접촉부(300)가 움직이도록 자기장을 생성하여 상기 접촉부(300)가 접촉대상물(10)을 자기장의 방향에 따라 흡착 및 분리가 일어날 수 있도록 하는 자기장 발생부(400)를 통하여 접촉대상물(10)의 접촉 및 분리를 용이하게 할 수 있고, 분리 시 외력을 가할 필요가 없기 때문에 접촉대상물(10)의 손상 및 파손을 방지할 수 있다.
한편, 상기한 미세섬모 구조물(500)은 기판을 이송하기 위한 기판 이송 장치에 적용할 수 있다. 이러한 경우 상기 기판 이송 장치는, 기판과, 상기 미세섬모 구조물(500)을 포함하여, 상기 미세섬모 구조물(500)이 상기 기판을 흡착 및 탈착하여 상기 기판을 이송할 수 있도록 하며, 기판의 파손 및 손상 없이 용이하게 기판을 이송시킬 수 있다.
이하에서는, 상기 미세섬모구조물의 제조방법에 대하여 살펴보기로 한다.
먼저, 도 7을 참조하여 일 실시예에 따른 상기 미세섬모 구조물의 제조방법을 살펴보면, 우선 실리콘 기판(10)의 상면으로 LOR층(20)을 형성하고(a), 상기 LOR층(20)의 상면으로 몰드(31)를 형성하기 위한 고분자층(30)을 스핀 코팅(b)하여 경화하여 몰드(31)를 형성한다. 이때, 상기 고분자층(30)은 SU-8을 적용할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
상기한 바에 따라 몰드(31)가 형성되면, 상기 몰드(31)에 상기한 미세섬모 형태의 패턴홀(32) 복수개를 패터닝한다(c). 이때, 상기 패턴홀(32)은 포토리소그래피 공정을 이용하여 형성한다.
그런 다음, 상기 LOR층(20)을 현상(Development)하고(d), C4F8을 통하여 보호막을 형성한다(e). 이때, 상기 보호막은 상기한 C4F8을 이용하는 것을 실시예로 하였으나 상기한 목적을 달성할 수 있다면 이 외 다른 물질을 이용할 수 있음은 물론이다.
상기한 바에 따라 상기 패턴홀(32)의 제조가 완료되면, 상기 패턴홀(32)들이 패터닝 된 상기 몰드(31)의 상면으로 상기 패턴홀(32) 내부가 채워지도록 자성입자와 수지(PDMS)의 혼합물(40)을 도포한다(f).
이 후 상기 혼합물(40)이 경화되면 상기 혼합물(40)과 상기 몰드(31) 및 상기 기판(10)을 디몰딩(Demolding)하여 미세섬모 구조물을 형성한다(g).
상기한 미세섬모 구조물의 제조방법은 포토리소그래피 공정을 통하여 미세섬모 패턴홀(32)들이 패터닝 된 몰드(31)에, 자성입자와 수지 혼합물(40)을 부어 디몰딩하는 방식으로서, 이때 자성을 띄는 부분은 상기 혼합물(40)을 붓는 양을 조절하여 다르게 할 수 있다.
도 8은 다른 실시예에 따른 상기 미세섬모 구조물의 제조방법을 나타낸 도면으로, 도면을 참조하면 PDMS와 같은 수지혼합물의 재질로 일측면 상으로 복수개의 미세섬모들이 돌출 형성된 미세섬모 구조물을 형성하고, 상기 미세섬모들의 표면으로 금속입자(60)를 증착(Sputtering)하여 제조한다.
이때, 상기 미세섬모 구조물은, 도 7의 공정과 유사하게 기판의 상면으로 몰드를 형성하고, 상기 몰드에 포토리소그래피 공정을 통하여 미세섬모 형태의 패턴홀 복수개를 패터닝한 후, 상기 패턴홀들이 패터닝 된 상기 몰드의 상면으로 상기 패턴홀 내부가 채워지도록 상기 수지혼합물을 도포 후 상기 수지혼합물이 경화되면 상기 수지혼합물과 상기 몰드 및 상기 기판을 디몰딩하는 단계를 통하여 형성할 수 있다. 하지만, 이는 일 실시예로 상기한 수지로 미세섬모 구조물을 제조할 수 있다면 다양한 제조방법이 적용될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기한 금속입자(60)를 증착함에 앞서, 접촉대상물과 접촉되는 접촉부의 접착력을 위하여, 상기 금속입자(60)가 증착되어 코팅되지 않도록 웨이퍼 또는 PDMS판과 같은 코팅방지기판(50)을 상기 접촉부에 밀착시킨 후 금속입자(60)를 증착한다. 도면에서 미설명 부호 100, 200은 베이스부재와 미세섬모를 각각 나타낸다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10... 접촉대상물 100... 베이스부재
200,210,220... 미세섬모 300,310,320... 접촉부
400... 자기장 발생부 500,510,520... 미세섬모 구조물

Claims (16)

  1. 베이스부재;
    상기 베이스부재 일측면 상에 돌출되게 형성되며, 복수개가 상호 이격되게 배치되어 있는 미세섬모들;
    상기 각 미세섬모의 노출 단부에 일체로 형성되어 접촉대상물과 접촉되고, 상기 미세섬모의 횡단면적보다 큰 단면적을 갖도록 형성되어 상기 미세섬모의 가장자리부로부터 돌출되게 형성되며, 자기장에 의하여 상기 접촉대상물을 향하는 일 방향 또는 타 방향으로 움직이도록 자성을 띄는 연질의 재질로 형성되어 상기 접촉대상물을 흡착하거나 분리하는 접촉부; 및
    상기 베이스부재의 타측에 위치하고 자기장을 발생시켜 상기 접촉부를 움직이게 하는 자기장 발생부를 포함하는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물.
  2. 베이스부재;
    상기 베이스부재 일측면 상에 돌출되게 형성되며, 복수개가 상호 이격되게 배치되어 있는 미세섬모들;
    상기 각 미세섬모의 노출 단부에 고정 결합되어 접촉대상물과 접촉되고, 상기 미세섬모의 횡단면적보다 큰 단면적을 갖도록 형성되어 상기 미세섬모의 가장자리부로부터 돌출되게 형성되며, 자기장에 의하여 상기 접촉대상물을 향하는 일 방향 또는 타 방향으로 움직이도록 자성을 띄는 연질의 재질로 형성되어 상기 접촉대상물을 흡착하거나 분리하는 접촉부; 및
    상기 베이스부재의 타측에 위치하고 자기장을 발생시켜 상기 접촉부를 움직이게 하는 자기장 발생부를 포함하는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 미세섬모는, 기둥 형상으로 형성되며,
    상기 접촉부는, 상기 미세섬모의 노출단부의 둘레면을 따라 고정 결합되는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 자기장 발생부는,
    극성변화를 통하여 상기 자기장의 방향을 변화시켜 상기 접촉부를 움직이게 하는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 접촉부는,
    마그네틱 입자들과 PDMS(polydimethylsiloxane)의 혼합물로 형성되는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 마그네틱 입자는,
    카르보닐 철(carbonyl iron), 금(Au), 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 및 니켈(Ni) 중 단일 금속 또는 두 종류 이상의 합금으로 형성되는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 접촉부는,
    가장자리부로 갈수록 두께가 얇아지도록 형성되는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 접촉부는,
    탄성복원력이 있는 탄성재질로 형성되는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 자기장 발생부는,
    전자석을 포함하여 자기장을 발생시키는 자석부와,
    상기 자석부와 연결되고, 상기 전자석으로부터 발생되는 자기장의 방향을 조절하여 상기 접촉부가 상기 전자석의 자기장에 따라 움직이도록 하는 제어부를 포함하는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 자기장 발생부는,
    영구자석을 포함하여 자기장을 발생시키는 자석부와,
    상기 자석부의 위치를 변화시켜 상기 자석부의 자기장의 방향을 변화시키는 이동제어부를 포함하는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물.
  11. 기판; 및
    청구항 1 또는 청구항 2의 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물을 통하여 상기 기판을 흡착 및 분리하여 상기 기판을 이송하는 이송부를 포함하는 기판 이송 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 수지혼합물을 이용하여 일측면 상으로 복수개의 미세섬모들이 돌출 형성된 미세섬모 구조물을 형성하는 단계;
    상기 미세섬모들의 상면으로 코팅방지기판을 밀착시키는 단계; 및
    상기 미세섬모들의 표면으로 금속 입자를 증착(Sputtering)하는 단계를 포함하는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물 제조방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 미세섬모 구조물을 형성하는 단계는,
    기판의 상면으로 몰드를 형성하는 단계와,
    상기 몰드에 포토리소그래피 공정을 통하여 미세섬모 형태의 패턴홀 복수개를 패터닝하는 단계와,
    상기 패턴홀들이 패터닝 된 상기 몰드의 상면으로 상기 패턴홀 내부가 채워지도록 상기 수지혼합물을 도포하는 단계;
    상기 수지혼합물이 경화되면 상기 수지혼합물과 상기 몰드 및 상기 기판을 디몰딩하여 미세섬모 구조물을 형성하는 단계를 포함하는 자기장을 이용한 탈착용 미세섬모 구조물 제조방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021210752A1 (ko) * 2020-04-16 2021-10-21 주식회사 글린트머티리얼즈 미끄럼 방지 패드를 포함한 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어
WO2023097385A1 (pt) * 2021-12-02 2023-06-08 Universidade Estadual De Campinas Composição de cílios magnéticos e o processo para produção de superfícies com cílios magnéticos

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102104880B1 (ko) * 2018-10-30 2020-04-27 울산과학기술원 자기장 응답성 미세 섬모를 포함하는 초소수성 구조물 및 이를 이용한 방빙 방법
KR102122776B1 (ko) * 2019-06-19 2020-06-15 울산과학기술원 전기장을 이용하여 탈부착이 가능한 건식 접착 구조물
CN110642222B (zh) * 2019-09-29 2022-12-30 中国科学技术大学 一种高长径比的微米柱阵列、其制备方法和应用
KR102336194B1 (ko) * 2019-12-20 2021-12-08 울산과학기술원 방수, 방빙 및 방오 기능을 갖는 장치
US11822230B2 (en) * 2020-07-24 2023-11-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. EUV pellicle and mounting method thereof on photo mask
CN114349897B (zh) * 2021-12-07 2022-12-09 吉林大学 一种仿生型亲水性磁控高长径比纤毛的制备方法及防污新用途

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101025696B1 (ko) * 2009-11-30 2011-03-30 서울대학교산학협력단 진공접착을 위한 미세섬모 구조물, 이의 사용방법 및 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101025696B1 (ko) * 2009-11-30 2011-03-30 서울대학교산학협력단 진공접착을 위한 미세섬모 구조물, 이의 사용방법 및 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021210752A1 (ko) * 2020-04-16 2021-10-21 주식회사 글린트머티리얼즈 미끄럼 방지 패드를 포함한 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어
WO2023097385A1 (pt) * 2021-12-02 2023-06-08 Universidade Estadual De Campinas Composição de cílios magnéticos e o processo para produção de superfícies com cílios magnéticos

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