KR101852910B1 - 마이크로 니들용 몰드의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마이크로니들용 몰드의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 제조방법은 투광 영역에 액체 렌즈가 형성된 광 마스크를 이용하고 감광층을 포함하는 기재를 노광 및 현상하여, 노광시 렌즈에 의한 광의 집속 경로에 따른 마이크로 니들 형상 또는 마이크로 니들의 역상의 패턴을 갖는 몰드를 제조하는 몰드 제조 단계;를 포함한다.

Description

마이크로 니들용 몰드의 제조방법{Fabrication Method of Mold for Microneedle}
본 발명은 마이크로 니들용 몰드의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게, 극히 첨예한 선단(tip)을 가지며 매끈한 표면을 갖는 마이크로 니들을 고밀도로 제조할 수 있으며, 마이크로 니들의 설계 자유도가 높고, 저비용의 간단한 공정으로 이루어져 대량 생산에 용이한 마이크로 니들용 몰드의 제조방법에 관한 것이다.
마이크로미터 오더(um order) 직경을 갖는 마이크로니들(microneedle)은 생체조직 장벽 관통시 외상을 남기지 않으며 통증이 발생하지 않아, 직경이 밀리미터 오더(mm order)인 매크로 니들(macroneedle)의 대안으로 각광받고 있으며, 광범위한 활용이 예상되고 있다.
무통증, 무외상의 효과를 가지기 위해서 마이크로니들의 직경이 수십 내지 수백 마이크로미터로 제어되어야 하고, 생물학적 장벽 관통압을 견딜 수 있는 강도 및 형상을 가져야 하며, 목적하는 생물학적 샘플의 채취 또는 생화학물질의 효과적인 주입을 위한 적정 길이를 가져야 한다.
나아가, 이러한 마이크로니들이 실제 광범위하게 활용되기 위해서는 대량생산이 용이한 제조기술 및 공정이 간단하고 단순한 장치를 이용하여 제조되어 생산 단가를 낮출 수 있는 제조기술이 선결되어야 한다.
마이크로니들의 제조방법은 크게 반도체 공정을 이용한 멤스(MEMS) 기법, 레이저를 이용한 미세 가공 또는 주형(mold)을 이용한 제조 기법등으로 나눌 수 있다.
반도체 공정 또는 레이저 가공은 마이크로니들의 크기 및 형상 제어가 용이하나, 고가의 생산 장비를 사용하며 그 제조단계가 복잡하고 품질 관리가 매우 까다로운 단점이 있으며, 반도체 또는 유리 기반 마이크로니들이 제조되어 취급이 어렵고 사용중 부스러기가 발생하여 생체에 침투할 위험이 크다.
주형을 이용한 방법은, 반도체 공정 또는 레이저 가공 방법 대비 상대적으로 대량 생산에 유리하며 품질 관리가 용이한 장점이 있다. 그러나, 날카로운 선단(tip)을 가지며, 생체조직 장벽 관통에 적합한 형상 및 길이의 니들을 제조하기 위해서는 고도로 가공된 주형이 요구되어, 다시 반도체 공정이나 레이저 가공 방법등 고비용의 복잡한 공정을 이용하여 주형이 제조될 수 밖에 없는 한계가 있다.
이에, 일본 공개특허 제2008-0046507호는 포토레지스트를 이용한 노광 및 현상이라는 보다 간단한 공정을 통해 마이크로니들용 몰드를 제조하는 방법을 제공한다. 그러나, 일본공개공보 제2008-0046507호는 광 조사시의 물리적 틸팅(tilting)에 의해 마이크로 니들의 형상을 제어함에 따라, 첨예한 니들 팁의 제조에 한계가 있으며, 품질 유지가 어려울 뿐만 아니라, 단위 면적 당 마이크로 니들의 수를 증가시키는데 그 한계가 있다.
일본 공개특허 제2008-0046507호
본 발명은 극히 첨예한 선단(tip)을 가지며 매끈한 표면을 갖는 고품질의 마이크로 니들을 고밀도로 제조할 수 있으며, 마이크로 니들의 설계 자유도가 높고, 저비용의 간단한 공정으로 이루어져 대량 생산에 용이한 마이크로 니들용 몰드의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 마이크로 니들용 몰드의 제조방법은 투광 영역에 액체 렌즈가 형성된 광 마스크를 이용하고 감광층을 포함하는 기재를 노광 및 현상하여, 노광시 렌즈에 의한 광의 집속 경로에 따른 마이크로 니들 형상 또는 마이크로 니들의 역상의 패턴을 갖는 몰드를 제조하는 몰드 제조 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 노광 전, 상기 액체 렌즈의 액체 굴절률, 액체의 표면 장력, 액체 렌즈가 위치하는 투광 영역의 표면 특성 및 액체 렌즈에 인가되는 전압에서 하나 이상 선택되는 인자(factor)를 제어하여, 상기 액체 렌즈의 곡률을 조절하는 곡률 조절 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 상기 액체 렌즈의 액체는 물, 오일(oil), 방향족 탄화수소계 용매, 할로겐화 용매, 및 액상 수지에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 상기 감광층은 감광성 유리 또는 포토레지스트일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 상기 감광층은 네가티브 포토레지스트이며, 상기 제조방법은 상기 몰드 제조단계에서 제조되는 몰드를 원판으로 하여, 상기 원판에 금속을 도금하여 원판-금속 복합체를 제조하는 원판-금속 복합체 제조단계; 및 상기 원판-금속 복합체로부터 현상시 잔류하는 포토레지스트를 제거하여, 금속 몰드를 제조하는 금속 몰드 제조 단계;를 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들용 몰드의 제조방법은 a) 투광 영역에 액체 렌즈가 형성된 광 마스크를 이용하고 포토레지스트층을 포함하는 기재를 노광 및 현상하여, 액체 렌즈에 의한 광의 집속에 의해 테이퍼된 형상을 갖는 원판을 제조하는 단계; b) 원판에 금속을 도금하여 원판-금속 복합체를 제조하는 단계; 및 c) 원판-금속 복합체로부터 현상시 잔류하는 포토레지스트를 제거하여, 몰드를 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 광 마스크의 투광 영역은 관통공이거나, 광 마스크의 차광 영역의 두께보다 투광 영역의 두께가 상대적으로 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 관통공 또는 차광 영역과 투광 영역간의 두께 차에 의해 형성된 단차에 의해, 액체 렌즈의 물리적 틀이 규정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 광 마스크는 관통공이 형성된 차광 판 또는 투명 판과 통공을 갖는 차광 막의 적층체일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 차광 판 또는 차광 막은 전도성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 투명 판은 차광 막의 통공이 위치하는 투명 판 영역에 형성된 요부홈을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 적어도, 관통공의 통공면 또는 투광 영역과 단차를 이루는 차광 영역의 측면을 포함하는 광 마스크의 표면에, 소수성 내지 소유성 코팅막이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 적어도, 관통공의 통공면 또는 투광 영역과 단차를 이루는 차광 영역의 측면을 포함하는 광 마스크의 표면은 에칭에 의해 표면 거칠기(Ra)가 10nm 내지 1μm로 제어될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 몰드 제조 단계는, a1) 광 마스크와 기재를 적층하는 단계; a2) 광 마스크에 형성된 액체 렌즈용 틀에 액상을 위치시켜 액체 렌즈를 형성하는 단계; a3) 액체 렌즈가 형성된 광 마스크에 광을 조사하는 노광단계; 및 a4) 노광된 기재를 현상하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, a2) 단계는, 액상의 분무(spray)에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 광 마스크의 차광 영역은, 적어도, 광의 출사측을 기준으로, 전도성 표면을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 원판-금속 복합체 제조단계에서, 차광 영역의 전도성 표면을 일 전극으로 하여, 전해 도금이 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 원판-금속 복합체 제조단계는, b1) 원판에 전도성 코팅층을 형성하는 단계; 및 b2) 전도성 코팅층을 일 전극으로 하여, 전해 도금하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 노광 전, 전도성인 차광 판 또는 차광 막을 제1전극으로 하고, 기재를 사이에 두고 광 마스크와 대향하도록 기재의 일 면에 제2전극을 위치하도록 하여, 광 마스크에 위치하는 액체 렌즈에 전압을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 광 마스크는 투명 판과 통공을 갖는 차광 막의 적층체이며, 투명 판의 광의 출사측 표면에 니켈, 금 또는 백금을 포함하는 금속재질의 희생층이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은, 상기 곡률 제어 단계 후, 상기 액체 렌즈를 경화시키는 경화 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 경화 단계가 수행되는 경우, 상기 액체 렌즈의 액체는 경화성 수지일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 광 마스크의 투광 영역에 형성된 액체 렌즈의 광의 집광에 의해 마이크로 니들 형상 또는 마이크로 니들의 역상 형상을 제조함에 따라, 끝이 매우 첨예하고 극히 매끈한 표면을 갖는 테이퍼된 형상을 갖는 몰드를 제조할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은, 투광 영역 하부에 광의 집광에 의한 테이퍼된 형상으로 노광이 수행됨에 따라, 단지 투광 영역의 밀도를 증가시키는 것만으로 몰드 내 마이크로니들의 밀도 제어가 가능하며, 나아가, 극히 고밀도의 마이크로니들을 제조할 수 있는 몰드의 제조가 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 광 마스크 자체가 액체 렌즈의 물리적 틀을 제공함에 따라, 단지 광 마스크에 액체 렌즈용 액상을 위치시키는 극히 단순한 공정을 통해, 광 마스크 상 액체 렌즈를 형성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 액체 렌즈를 이용하여 테이퍼된 형상을 제조함에 따라, 동일한 광 마스크를 이용하여 서로 상이하게 설계된 마이크로니들용 몰드를 매우 용이하고 정밀하게 제조 가능한 장점이 있다. 상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 동일한 액체 렌즈용 틀을 제공하는 동일한 광 마스크를 사용하더라도, 액체 렌즈용 액체의 굴절률, 액체의 표면 장력, 액체 렌즈에 인가되는 전압등을 통해 액체 렌즈의 곡률을 제어함으로써, 다양하게 설계된 테이퍼 각과 크기를 갖는 마이크로 니들용 몰드를 제조할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 기계적 강성이 우수하고, 장기간 반복적으로 사용 가능하여, 장기간 동안 첨예한 팁의 마이크로니들의 제조가 가능한 마이크로 니들용 몰드를 제조할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 노광 및 현상을 통해 마이크로 니들 형상이 형성된 원판을 제조하고, 원판에 금속을 도금한 후 원판을 제거하는 방식으로 금속 몰드를 제조할 수 있음에 따라, 그 공정이 매우 간단하며 고품질의 마이크로니들을 제조할 수 있는 몰드를 단시간에 저비용으로 대량 생산할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 광 마스크를 도시한 일 단면도이며,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 액체 렌즈가 형성된 광 마스크를 도시한 일 단면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 광 마스크를 도시한 다른 일 단면도이며,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 노광시 액체 렌즈에 전압이 인가되는 공정을 도시한 일 공정도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 몰드를 제조하는 일 공정도를 도시한 도면이며,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 감광층의 노광 및 현상 공정을 도시한 일 공정도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 액체 렌즈 형성 공정을 도시한 일 공정도이며,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 원판-금속 복합체를 도시한 일 단면도이며,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 원판-금속 복합체를 도시한 다른 일 단면도이며,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 금속 몰드 제조 공정을 도시한 일 공정도이며,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 금속 몰드 제조 공정을 도시한 다른 일 공정도이며,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 액체 렌즈가 형성된 광 마스크를 도시한 다른 일 단면도이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 제조방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 마이크로 니들용 몰드의 제조방법은 투광 영역에 액체 렌즈가 형성된 광 마스크를 이용하고 감광층을 포함하는 기재를 노광 및 현상하여, 노광시 렌즈에 의한 광의 집속 경로에 따른 마이크로 니들 형상 또는 마이크로 니들의 역상의 패턴을 갖는 몰드를 제조하는 몰드 제조 단계를 포함한다. 이때, 감광층을 포함하는 기재는 감광층 자체이거나, 감광층을 지지하는 지지체와 감광층이 적층된 적층체일 수 있다. 기재가 적층체인 경우 광 마스크와 적층체의 감광층이 서로 대향하도록 하여 노광이 이루어짐은 물론이다.
또한, 액체 렌즈가 형성된 광 마스크를 이용하되, 기재를 노광하는 단계에서, 액체 렌즈에 의한 광의 집속이 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은, 후술하는 바와 같이, 액체 렌즈를 형성한 후 이를 경화시켜, 경화된 렌즈에 의해 광의 집속이 이루어진 경우 또한 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로 니들용 몰드의 제조방법은, 액체 렌즈가 형성된 광 마스크를 이용하며, 감광층을 포함하는 기재를 노광 및 현상함으로써, 렌즈에 의한 광의 집속 경로에 의해 결정되는 마이크로 니들 형상 또는 마이크로 니들의 역상을 갖는 몰드를 제조할 수 있다. 마이크로 니들 형상은 렌즈에 의해 집속되는 광에 노광된 감광 영역이 현상시 잔류하는 경우일 수 있으며, 마이크로 니들의 역상은 렌즈에 의해 집속되는 광에 노광된 감광 영역이 현상시 제거되는 경우일 수 있다. 또한, 마이크로 니들 형상 또는 마이그로 니들의 역상에서 첨예한 팁 형태의 단부는 렌즈의 초점에 의해 결정(형성)된 것일 수 있다. 이하, 마이크로 니들 형상 또는 마이크로 니들의 역상을 테이퍼된 형상으로 통칭한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 제조방법은 기계적 가공이 불필요하며, 단지 렌즈에 의한 광의 집속에 의해 마이크로 니들에 대응되는 테이퍼된 형상이 제조됨에 따라, 그 끝이 매우 첨예하고 극히 매끈한 표면을 갖는 테이퍼된 형상을 제조할 수 있는 장점이 있다.
또한, 용도에 따라 마이크로 니들의 길이, 기저부의 직경이나 기울기(테이퍼된 각도)등, 제조하고자 하는 마이크로 니들의 형상이 달라지는 경우에도, 고도의 설계 변경이 불필요하고, 고가의 광마스크를 다시 제조할 필요가 없으며, 단지 투광 영역에 형성되는 액체 렌즈의 크기나 초점 거리를 변경하는 것만으로, 설계된 마이크로 니들을 제조할 수 있는 다양한 형상의 몰드가 제조될 수 있는 장점이 있다.
또한, 렌즈를 통한 광의 집속에 의해 마이크로 니들에 대응되는 테이퍼된 형상이 제조됨에 따라, 광 마스크 상 액체 렌즈가 형성되는 투광 영역의 밀도(수/단위 면적)를 증가시키는 것만으로 마이크로 니들의 밀도를 제어할 수 있는 장점이 있으며, 액체 렌즈가 형성된 투광 영역간의 간격이 마이크로미터 오더(micrometer order)라 할지라도 투광 영역 별로 테이퍼된 형상이 안정적으로 제조될 수 있음에 따라, 극히 고밀도의 마이크로 니들을 제조할 수 있는 몰드의 제조가 가능한 장점이 있다.
또한, 렌즈의 초점 거리나 감광층의 두께를 조절하는 것만으로, 다양한 형태로 마이크로 니들을 제조할 수 있는 몰드의 제조가 가능한 장점이 있다. 상세하게, , 렌즈의 초점이 감광층 내부, 감광층의 광 마스크와 대향하는 일 면(이하, 마스크측 면)의 대향면(이하, 하부면), 또는 광 마스크에서 감광층 쪽으로의 방향을 하부 방향으로 하여 감광층의 하부면의 아래에 위치할 수 있다. 렌즈의 초점이 감광층 내부에 존재하는 경우, 마스크측 면에 마이크로 니들의 기저부가 위치하고, 마이크로 니들의 기저부와 연장되어 렌즈에 의한 광의 집속 경로에 대응되는 형상으로 하부방향으로 연속적으로 축경되는 마이크니들의 몸체가 위치하며, 렌즈의 초점이 위치하는 감광층 내부에 마이크로 니들의 첨예한 팁(tip)인 일 단부가 위치하는 구조의 테이퍼된 형상이 제조될 수 있다. 렌즈의 초점이 감광층의 하부면에 위치하는 경우, 마스크측 면에 마이크로 니들의 기저부가 위치하고, 감광층을 관통하며 마이크니들의 몸체가 위치하며, 감광층의 하부면에 마이크로 니들의 첨예한 팁(tip)인 일 단부가 위치하는 구조의 테이퍼된 형상이 제조될 수 있다. 또한, 마이크로 니들의 용도를 고려하여 렌즈의 초점이 감광층의 하부면 아래에 위치하는 경우, 마스크측 면에 마이크로 니들의 기저부가 위치하고, 마이크로 니들의 기저부와 연장되어 렌즈에 의한 광의 집속 경로에 대응되는 형상으로 하부방향으로 연속적으로 축경되되, 기저부 형상이 축소된 단부면을 갖는 마이크로 니들 구조의 테이퍼된 형상이 제조될 수 있다.
이때, 감광층이 광에 노광된 영역이 현상에 의해 제거되는 포지티브형 감광성 물질인 경우, 테이퍼된 형상은 노광 영역이 제거되어 수득되는 빈 공간의 형상(마이크로 니들의 역상에 해당)일 수 있다. 이와 달리, 감광층이 광에 노광된 영역이 현상에 의해 잔류하는 네가티브형 감광성 물질인 경우, 테이퍼된 형상은 현상 후 잔류하는 감광성 물질의 형상(마이크로 니들 형상에 해당)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 감광층의 감광성 물질은 감광성 유리 또는 포토레지스트일 수 있다.
상세하게, 감광성 유리는 감광성 금속원소가 이온 상태로 함유된 유리일 수 있으며, 광의 조사에 의해 물질 특성 또는 결정 특성이 달라지는 유리를 의미할 수 있다. 이때, 감광성 금속 원소는 Cu, Ag, Au, Se, Cd, Cs, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Co, Ti, Ce, Mo, W 및 U군에서 하나 이상 선택된 원소일 수 있다. 감광성 유리는 유리를 구성하는 주물질을 기준으로 나트륨석회유리, 칼륨석회유리, 납유리, 바륨 유리, 규산 유리, 붕규산 유리 또는 인산염 유리일 수 있다. 일 예로, 감광성 유리는 리튬 알루미노실리케이트(lithium aluminosilicate)를 주물질로 LiO2, Li2O3, K2O, Al2O3, Na2O, ZnO, Sb2O3, Ag2O 및 CeO2 군에서 하나 이상 선택된 첨가물질을 더 함유하는 감광성 유리일 수 있다. 감광성 유리는 자외선 감광성을 갖는 유리일 수 있으며, 일 예로, 감광성 유리는 감광젖빛유리, 감광결정화유리를 포함하는 화학절삭가공용 감광유리일 수 있다.
이와 달리, 감광층의 감광 물질은 반도체 공정의 광 리소그래피 공정 또는 인쇄회로기판의 패터닝등에 통상적으로 사용하는 포토레지스트일 수 있다. 포토레지스트는 광에 노출됨으로써 용매에 대해 불용성이 되는 네가티브 포토레지스트(negative photoresist) 또는 광에 노출됨으로써 용매에 대해 가용성이 되는 의해 포지티브 포토레지스트(positive photoresist)일 수 있다. 일 예로, 포토레지스트는 광에 의해 유도되는 반응에 의해, 용매에 대한 내성이 변화하는 감광성 유기물을 포함할 수 있다. 감광성 유기물은 감광성 수지, 이중결합을 포함하는 모노머(다관능성 모노머) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 감광성 수지는 폴리히드록시스티렌(Polyhydroxystyrene)계 수지, 메타아크릴레이트(Methacrylate)계 수지, 불소와 실리콘계 수지등을 들 수 있으며, 보다 구체적으로 노보르넨/무수말인산 공중합체, 노보르넨/말레인산에스테르 공중합체, 지환 구조를 측쇄로 하는 메타크릴레이트, 무수말레인산/노르보넨/메타크릴레이트 삼원공중함체, 무수말레인산/비닐에테르 유도체/아크릴산 에스테르의 삼원 공중합체, 메틸아다만틸, 부틸락톤, 노보르넨을 측쇄로 하는 메타크릴레이트 삼원공중합체, 캄파를 측쇄로 하는 메타크릴레이트 수지, 콜레스테롤을 측쇄로 하는 메타크릴레이트와 부틸락톤의 공중합체, 테트라플루오로에틸렌과 노보르넨 유도체의 공중합체, POSS(polyhedral oligomeric silsesquioxane)를 측쇄로 갖는 아크릴계 수지, 비닐 설폰산 유도체를 주 골격으로 하는 수지, 히드록시스티렌/아크릴레이트 공중합체, POSS를 측쇄로 갖는 메타크릴레이트 공중합체등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다관능성 모노머는 다가 알코올(polyhydric alcohol), 아크릴산, (메타)아크릴산 에스테르((meth)acrylic esters), 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트(tetraethyleneglycol diacrylate, TEGDA) 및 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate, TMPTA)에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 모노머를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다관능성 모노머는 상술한 감광성 수지와 함께 또는 스티렌(styrene), 메틸 메타크릴레이트(methy methacrylate), 아크릴산(acrylic acid), 에틸 아크릴레이트(ethyl acrylate), 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate), 페녹시 디에틸렌 글리콜 아크릴레이트(phenoxy diethylene glycol acrylate)등과 같은 결합제 고분자와 함께 사용될 수 있다.
감광층의 포토레지스트는 통상의 감광성 유기물와 함께, 광산 발생제 및/또는 광염기 발생제등의 감광제와 같이 알려진 다양한 첨가제를 더 함유할 수 있음은 물론이다. 이러한 첨가제의 일 예로, 감광제, 광가교제, 광개시제, 증감제, 용해 저지제, 중합촉진제, 열 중합 금지제, 접착성 부여제, 광 발색제 및/또는 염료등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
감광층이 포토레지스트인 경우, 감광층은 상용의 포토레지스트 액을 도포 및 건조(필요시 소프트 베이킹등을 수행)하여 제조될 수 있으며, 이와 달리 드라이필름 레지스트를 사용할 수 있다. 드라이필름 레지스트의 경우 감광층 제조를 위해 별도의 지지체가 불필요하여 유리할 수 있다.
이하, 본 발명의 상세한 일 예들을 상술함에 있어, 특별히 한정하지 않는 한, 노광시의 렌즈에 의한 광의 집속은 액체 렌즈 또는 액체 렌즈가 경화된 렌즈에 의한 것을 수 있으며, 감광층은 감광성 유리층 또는 포토레지스트층일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들용 몰드의 제조방법은 투광 영역에 액체 렌즈가 형성된 광 마스크를 이용하고, 감광층을 포함하는 기재를 노광 및 현상하여, 렌즈에 의한 광의 집속에 의해 테이퍼된 형상이 형성된 몰드를 제조하는 단계를 포함한다.
구체예로, 감광층이 감광성 유리, 좋게는 감광성 결정화 유리인 경우, 투광 영역에 액체 렌즈가 형성된 광 마스크를 이용하고, 감광성 유리층을 포함하는 기재를 노광 및 현상하여, 렌즈에 의한 광의 집속에 의해 테이퍼된 형상의 홈이 형성된 유리 몰드를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 구체예로, 감광층이 포토레지스트층인 경우, 투광 영역에 액체 렌즈가 형성된 광 마스크를 이용하고, 포토레지스트층을 포함하는 기재를 노광 및 현상하여, 렌즈에 의한 광의 집속에 의해 테이퍼된 형상이 형성된 폴리머 몰드를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 구체예로, 투광 영역에 액체 렌즈가 형성된 광 마스크를 이용하고 포토레지스트층인 감광층을 포함하는 기재를 노광 및 현상하여, 렌즈에 의한 광의 집속에 의해 테이퍼된 형상을 갖는 몰드를 제조하는 몰드 제조 단계; 몰드 제조단계에서 제조되는 몰드를 원판으로 하여, 원판에 금속을 도금하여 원판-금속 복합체를 제조하는 원판-금속 복합체 제조단계; 및 원판-금속 복합체로부터 현상시 잔류하는 포토레지스트를 제거하여, 금속 몰드를 제조하는 금속 몰드 제조 단계;를 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 현상에 의해 광에 노광된 영역이 제거됨으로써, 테이퍼된 형상의 홈(관통형을 포함함)이 형성된 감광층 자체가 마이크로 니들 제조를 위한 몰드일 수 있다. 이를 위해, 감광층은 포지티브 포토레지스트 또는 노광에 의해 결정화되는 감광성 결정화 유리일 수 있다. 이와 달리, 현상시 광에 노광된 영역이 잔류함으로써 테이퍼된 형상 자체가 잔류물로 남는 감광층을 원판으로, 원판-금속 복합체를 제조하여 금속에 원판을 전사함으로써, 마이크로 니들용 몰드를 제조할 수 있다. 이를 위해, 감광층은 네가티브 포토레지스트일 수 있다. 감광성 유리를 이용하여 현상에 의해 직접적으로 유리 몰드를 제조하는 경우, 노광-현상이라는 극히 간단하고 기 확립된 공정을 통해, 매끈하게 축경되며 매우 날카롭고 첨예한 팁을 갖는 고품질의 마이크로 니들을 제조할 수 있는 몰드를 제조할 수 있다. 또한, 원판의 전사에 의해 금속 몰드를 제조하는 경우, 감광층을 포함하는 기재를 노광 및 현상하여 제조되는 원판을 직접적으로 전사하는, 1단계의 전사에 의해 고품질의 마이크로 니들을 제조할 수 있는 금속 몰드가 제조될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 전사 공정을 전혀 거치지 않거나, 원판으로부터 몰드가 제조되는 1단계 전사가 수행됨에 따라, 전사 단계가 최소화되어 원판의 형상이 손상되지 않고 몰드로 전사될 수 있으며, 제조 공정이 간단하고 비용의 절감이 가능한 장점이 있다. 뿐만 아니라, 장기간 반복적으로 사용하여도 첨예한 팁을 갖는 고품질의 마이크로 니들을 제조할 수 있는 기계적 특성을 갖는 몰드를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 광 마스크의 투광 영역은 통공이거나, 광 마스크의 차광 영역의 두께보다 투광 영역의 두께가 상대적으로 작을 수 있다. 이러한 통공 또는 차광 영역의 두께 대비 투광 영역의 두께가 상대적으로 작은 광 마스크는, 물리적으로 액체 렌즈를 규정할 수 있다. 즉, 광 마스크의 통공 또는 차광 영역과 투광 영역간의 두께 차에 의해 형성된 단차에 의해, 액체 렌즈의 물리적 틀이 규정될 수 있다.
광 마스크에 액체 렌즈가 형성되는 물리적 틀이 규정되어 있음에 따라, 단지 광 마스크에 액체 렌즈용 액상을 위치시키는 극히 단순한 공정으로, 액체 렌즈의 위치, 액체 렌즈의 크기, 위치 및 액체 렌즈의 밀도가 정확하고 정밀하게 제어될 수 있으며, 액체 렌즈 형성시 재현성을 향상시킬 수 있고, 액체 렌즈의 물리적 안정성 또한 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에서, 액체 렌즈가 형성된 광 마스크의 단면을 도시한 일 단면도이다. 도 1(a)의 일 예는 광 마스크(100)의 투광 영역(110)이 통공인 경우이며, 도 1(b) 내지 1(c)는 차광 영역(120)과 투광 영역(110)간의 단차가 형성된 경우를 도시한 예이다.
도 1(a)에 도시한 일 예와 같이, 광 마스크(100)는 광을 투과하지 않는 재질의 판 또는 막(이하, 차광 판으로 통칭함)에 관통공이 형성된 것일 수 있다. 이러한 경우 차광 판에 형성된 관통공이 투광 영역(110)을 형성하며, 투광 영역(110) 이외의 영역은 차광 영역(120)을 형성하게 된다.
도 1(a)와 같이 관통공에 의해 투광 영역(110)이 형성된 경우, 관통공인 투광 영역 자체가 액체 렌즈(200)를 규정하는 물리적 틀로 작용할 수 있다. 즉, 관통공이라는 물리적 틀에 액체가 안착됨으로써, 액체 렌즈가 규정 및 형성될 수 있다. 이때, 액체 렌즈의 형성시, 광 마스크(100)에서 광이 출사되는 면에 위치한 관통공의 측은, 광 마스크와 감광층을 포함하는 기재와의 적층에 의해 막힌 상태일 수 있음은 물론이다. 즉, 기재에 의해 하측이 막힌 관통공 형태의 투광 영역(110)에 의해 액체 렌즈의 틀이 규정 및 형성될 수 있다.
투광 영역(110)의 형상, 즉, 관통공의 형상은 원, 타원, 사각 내지 육각을 포함하는 다각 형상일 수 있으며, 안정적이며 재현성있는 액체 렌즈의 틀을 제공하는 측면에서 원 형일 수 있다. 또한, 투광 영역(110)의 크기, 즉, 관통공의 크기는 제조하고자 하는 마이크로 니들의 기저부 크기를 고려하여 적절히 설계될 수 있다. 실질적인 일 예로, 투광 영역의 크기는 그 직경이 500nm 내지 500μm, 보다 실질적 1μm 내지 50μm일 수 있다. 이때, 투광 영역의 형상이 타원 내지 다각형상인 경우, 투광 영역의 면적을 동일 면적의 원으로 환산한 직경일 수 있음은 물론이다.
투광 영역(110)인 관통공의 길이, 즉, 차광 판의 두께는 물리적으로 안정하게 액체 렌즈를 규정 및 유지할 수 있는 두께인 것이 좋다. 액체 렌즈의 크기는 투광 영역의 크기와 동일 내지 유사할 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 투광 영역의 크기가 그 직경이 500nm 내지 500μm, 보다 실질적 1μm 내지 50μm일 수 있음에 따라, 투광 영역에 형성되는 액체 렌즈의 직경 또한 500nm 내지 500μm, 보다 실질적 1μm 내지 50μm일 수 있다. 이러한 마이크로 렌즈인 액체 렌즈의 크기를 고려할 때 투광 영역(110)을 형성하는 관통공의 길이는 투광 영역의 직경(또는 액체 렌즈의 직경)을 기준으로 0.5 내지 2배일 수 있다. 관통공의 길이가 투광 영역의 직경 기준 0.5 배 미만인 경우 틀에 안착되는 액체 렌즈의 물리적 안정성이 떨어져 공정 과정 중 원치 않는 렌즈의 붕괴나 소실이 발생할 수 있다. 또한, 투광 영역의 직경을 기준으로 관통공의 길이가 2배를 초과하여 과도하게 긴 경우, 액체 렌즈의 물리적 안정성의 향상은 미미한 반면, 액체 렌즈를 규정하는 틀의 깊이가 깊고 틀에 채워야 하는 액의 양이 증가하여 액체 렌즈간 높이 편차가 발생할 위험이 있고, 테이퍼 각이 큰 마이크로 니들용 몰드 제조가 어려울 수 있다.
투광 영역의 밀도, 즉, 관통공의 밀도(관통공 수/단위 면적) 또한 마이크로 니들의 용도를 고려하여 적절히 조절될 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 의해 극히 고밀도의 마이크로 니들을 제조할 수 있는 몰드를 제공할 수 있다. 즉, 투광 영역에 위치하는 액체 렌즈를 통한 광의 집광에 의해 원뿔 형상과 같은 테이퍼된 형상을 갖는 몰드가 제조됨에 따라, 투광 영역의 밀도가 매우 높은 경우에도 안정적으로 테이퍼된 형상이 제조될 수 있다. 실질적으로, 투광 영역의 밀도는 10개/mm2 내지 106개/mm2일 수 있으며, 보다 특징적으로 103개/mm2 내지 105개/mm2일 수 있다. 이에 의해 몰드 상 단위 면적 마이크로 니들 형상(역상을 포함함)의 빈 공간의 밀도가 10개/mm2 내지 106개/mm2일 수 있으며, 보다 특징적으로 103개/mm2 내지 105개/mm2일 수 있다. 이때, 광 마스크 상 투광 영역이 규칙적 내지 불규칙적으로 배열될 수 있음은 물론이다. 보다 실질적인 일 예로, 광 마스크에는 서로 직교하는 두 방향으로 투광 영역이 규칙적으로 이격 배열된 투광 영역 어레이가 형성될 수 있으며, 투광 영역 어레이를 이루는 각 투광 영역이 액체 렌즈용 틀을 제공함에 따라, 액체 렌즈 또한 투광 영역에 상응하는 어레이로 형성될 수 있다.
도 1(b) 내지 도 1(c)는 차광 영역(120)과 투광 영역(110)간 두께 차에 의해 단차가 형성된 광 마스크의 단면을 도시한 일 예이다. 도 1(b) 내지 도 1(c)와 같이, 광 마스크(100)는 투명 판(101) 및 투명 판(101)의 일 면에 적층된 통공(PP)이 형성된 차광 막(102)을 포함할 수 있다. 이때, 광 마스크에서 차광 막(102)의 통공(PP)이 위치하는 영역이 투광 영역(110)을 형성하며, 차광 막(102)에 의해 덮인 투명 판 영역은 차광 영역(120)을 형성함은 물론이다.
상세하게, 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 투명 판(101)의 광 입사측에 통공(PP)이 형성된 차광 막(102)이 적층 구비되되, 차광 막(102)의 통공(PP)에 의해 액체 렌즈가 규정 및 형성되는 물리적 틀이 제공될 수 있다.
다른 예로, 도 1(c)에 도시된 바와 같이, 투명 판(101)의 광 입사측에 통공이 형성된 차광 막(102)이 적층 구비되되, 차광 막(102)의 통공(PP) 및 통공이 위치하는 투명 판 영역에 형성된 요부 홈(G)에 의해 액체 렌즈가 규정 및 형성되는 물리적 틀이 제공될 수 있다. 이때, 요부 홈(G)은 차광 막(102)의 통공(PP)과 대응되는 형상을 가질 수 있음은 물론이며, 차광 막(102)을 에칭 마스크로 투명 판(101)가 일정 깊이까지 에칭됨으로써 형성될 수 있음은 물론이다.
도 1(b) 내지 도 1(c)에서, 투광 영역의 크기, 형상 및 배열은 차광 막(102)의 통공(PP)에 의해 규정될 수 있는데, 이는 도 1(a)을 기반으로 상술한 바와 유사 내지 동일할 수 있다. 상세하게, 도 1(b) 내지 도 1(c)의 일 예에서, 차광 막(102)의 통공의 형상은 원, 타원, 사각 내지 육각을 포함하는 다각 형상일 수 있으며, 좋게는 원형일 수 있다. 또한, 실질적인 일 예로, 차광 막(102)의 통공의 크기, 즉 투광 영역의 크기는 그 직경이 500nm 내지 500μm, 보다 실질적 1μm 내지 50μm일 수 있다. 도 1(b) 의 일 예와 같이 광 마스크의 투광 영역과 차광 영역간의 단차가 차광 막(102)의 통공(PP)에 의해 발생하는 경우, 차광 막(102)의 두께는, 차광 막(102)의 통공의 직경(마스크의 투광 영역의 직경)을 기준으로 0.5 내지 2배일 수 있다. 도 1(c)의 일 예와 같이 광 마스크의 투광 영역과 차광 영역간의 단차가 차광 막(102)의 통공 및 투명 판(101)의 요부 홈(G)에 의해 발생하는 경우, 차광 막(102)의 두께와 요부 홈의 깊이를 합한 총 길이는, 차광 막(102)의 통공의 직경(마스크에서 투광 영역의 직경)을 기준으로 0.5 내지 2배일 수 있다.
도 1을 기반으로 상술한 광 마스크에서, 관통공이 형성된 차광 판의 재질 또는 통공이 형성된 차광 막의 재질은 광을 투과하지 않는 재질이면 어떠한 물질이든 사용 가능하며, 투명 판은 유리, 석영등과 같이, 절연성을 가지며 노광에 사용되는 광의 파장에 대해 투명한 물질이면 어떠한 물질이든 사용 가능하다. 이때, 투명하다 함은 노광에 사용되는 광에 대한 투과율이 80% 이상, 실질적으로 90% 이상임을 의미할 수 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따라, 차광 판 또는 차광 막이 전도성을 갖는 경우, 후술하는 바와 같이 전기적 에너지의 인가에 의해 액체 렌즈의 곡률을 제어할 수 있어 유리하다. 또한 후술하는 바와 같이, 현상에 의해 제조된 몰드를 원판으로 하고 도금을 이용하여 원판-금속의 복합체를 제조할 때, 몰드(원판)에 직접적으로 전해 도금을 수행할 수 있음에 따라 보다 바람직하다.
전도성의 차광 판 또는 차광 막은 금속 판 또는 금속 막을 포함할 수 있으며, 금속 판 또는 금속 막의 금속 재질은 서로 독립적으로, 구리, 크롬, 알루미늄, 니켈, 주석, 은, 금, 철등의 금속 또는 스테인레스 스틸과 같은 합금등을 들 수 있으나, 본 발명이 차광 판 또는 차광 막의 재질에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 2는 광 마스크 자체에 의해 제공되는 액체 렌즈용 틀에 액체 렌즈가 형성된 일 예를 도시한 도면이다.
도 2와 같이 차광 재질의 막을 관통하는 관통공(도 2(a)), 차광 막의 통공(도 2(b)) 또는 차광 막의 통공와 투명 판의 요부 홈(도 2(c))에 의해 액체 렌즈의 물리적 틀이 제공되는 경우, 광 마스크에 의해 제공되는 물리적 틀로부터 자유로운 액체 렌즈의 기-액 표면은 부드럽게 곡률진 표면을 형성하여 광을 집광시키는 렌즈 면을 형성할 수 있다.
구체적으로, 도 2(a) 내지 도 2(c)에 도시한 일 예와 같이, 광 마스크는 액체 렌즈의 물리적 틀이 광 마스크의 광 입사측에 위치할 수 있고, 액체 렌즈의 틀에 의해 규정되는 액체 렌즈(200)는 볼록(convex) 렌즈일 수 있다. 즉, 광 마스크는 광의 입사측에 형성된 볼록 렌즈 면을 갖는 액체 렌즈, 구체적으로는 평면 볼록 액체 렌즈(Plano-convex liquid lens)에 의해 집광된 광이 기재에 조사되도록 할 수 있다.
광 마스크로부터 제공되는 액체 렌즈 틀에 액상이 위치할 때, 고상(광 마스크에서 물리적 틀을 제공하는 영역)-액상, 고상-기상 및 액상-기상의 세 계면 에너지에 의한 규정되는 접촉각이 90°이상, 좋게는 120° 이상인 경우 볼록 렌즈의 렌즈면이 형성될 수 있다. 즉, 광 마스크에서 액체 렌즈의 물리적 틀을 제공하며 적어도 고상-액상-기상의 3상 계면이 형성되는 광 마스크 영역은 액체 렌즈의 액상에 대한 접촉각이 90° 이상, 좋게는 120° 이상일 수 있다.
상세하게, 적어도 고상-액상-기상의 3상 계면이 형성되는 영역은 도 2(a)와 같은 관통공의 통공면 또는 도 2(b) 내지 도 2(c)와 같이 투광 영역과 단차를 이루는 차광 영역의 측면(차광 막에 형성된 통공의 통공면)을 포함할 수 있다. 즉, 광 마스크에 의해 제공되는 액체 렌즈의 틀은 액체 렌즈의 액상에 대한 접촉각이 90° 이상, 좋게는 120° 이상인 소수성(또는 소유성), 좋게는 초소수성(또는 초소유성)의 표면을 가질 수 있다. 이러한 소수성 내지 소유성, 좋게는 초소수성 내지 초소유성 표면은 관통공의 통공면 또는 투광 영역과 단차를 이루는 차광 막의 측면(차광 막에 형성된 통공의 통공면)을 포함하는 광 마스크의 표면(광 입사측 표면)에 형성된 소수성(Hydrophobic) 내지 소유성(Oleophobic), 좋게는 초소수성 내지 초소유성 코팅막에 의해 제공될 수 있다.
보다 상세하게, 도 3에 도시한 일 예와 같이, 광 마스크(100)는 적어도, 고상-액상-기상의 3상 계면이 형성되는 영역인 차광 판의 관통공(도 3(a)), 또는 투명 판에 적층된 차광 막의 통공의 면인 통공 면에 형성된 소수성(또는 소유성) 코팅막(130)을 포함할 수 있다. 이때, 도 3에 도시한 일 예와 같이, 소수성(또는 소유성) 코팅막(130)이 광 마스크(100)의 통공 면과 함께 통공과 인접한 광 입사측 표면 영역에도 형성될 수 있음은 물론이다. 보다 실질적으로, 광 마스크는 통공 면 및 광 마스크의 광 입사측 표면에 전 영역에 형성된 소수성(또는 소유성)(도 3(b))을 포함할 수 있다.
소수성(또는 소유성)은 액체 렌즈의 액상 물질과 90° 이상, 좋게는 120° 이상의 접촉각을 형성하는 수지이면 사용 가능하다. 일 예로, 코팅막이 소수성 코팅막인 경우, 코팅막은 불소계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 비닐계 수지 및 실리콘 수지에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있다. 보다 구체적인 일 예로, 소수성 코팅막은 소수성 내지 초 소수성의 표면 특성을 제공하며 화학적 및 광학적으로 안정한 불소 수지막일 수 있다. 소수성 코팅막을 형성하는 불소 수지의 일 예로, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴, 폴리불화비닐, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌헥사플루오로프로필렌코폴리머, 에틸렌테트라플루오로에틸렌코폴리머, 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌코폴리머, 테트라플루오로에틸렌퍼플루오로알킬비닐에테르코폴리머, 퍼플루오로시클로폴리머, 비닐에테르플루오로올레핀코폴리머, 비닐에스테르플루오로올레핀코폴리머, 테트라플루오로에틸렌비닐에테르코폴리머, 클로로트리플루오로에틸렌비닐에테르코폴리머, 테트라플루오로에틸렌우레탄 가교체, 테트라플루오로에틸렌에폭시가교체, 테트라플루오로에틸렌아크릴가교체, 테트라플루오로에틸렌멜라민 가교체 등을 들 수 있으며, 120° 이상의 높은 소수성(발수성)을 장기간 안정적으로 유지할 수 있는 테트라플루오로에틸렌등이 보다 좋다. 또한 소수성과 함께 소유성을 갖는 코팅막의 일 예로, 플루오르화 알킬실란(fluorinated alkylsilanes)을 들 수 있으며, 알킬기가 퍼플루오르 작용기를 갖는 적어도 하나의 말단을 포함하는 알킬-트리할로- 또는 트리알콕시-실란등을 들 수 있으며, 말단에 퍼플루오르 작용기를 갖는 알콕시실란과 말단에 퍼플루오르 작용기를 갖는 할로실란의 혼합물등을 들 수 있다. 그러나, 본 발명이 코팅막의 물질에 의해 한정될 수 없음은 물론이며, 소수성 내지 소유성(소수성, 소유성 또는 소수성과 소유성을 갖는) 코팅막은 설계된 표면 특성을 부여하기 위해 종래 익히 사용되는 코팅 물질을 이용하여 형성될 수 있음은 물론이다.
코팅막의 두께는 안정적인 코팅막이 형성 및 유지되는 정도면 무방하다, 실질적이며 비 한정적인 일 예로, 코팅막의 두께는 1nm 내지 50nm일 수 있다. 통공면을 포함한 광 마스크 영역에 코팅막이 형성되는 경우, 광 마스크에서 광을 투과시키는 통공(차광 막의 통공 또는 차광 판의 관통공)의 크기는 코팅막의 두께와 설계된 투광 영역의 크기(직경)를 고려하여 설계될 수 있음은 물론이다. 실질적인 일 예로, 투광 영역의 크기가 500nm 내지 500μm, 보다 실질적 1μm 내지 50μm인 경우, 통공의 크기(직경)는 투광 영역의 크기와 코팅막의 두께x2의 합에 해당하는 크기일 수 있다.
상술한 코팅막과 함께, 또는 코팅막과 독립적으로, 광 마스크에서, 액체 렌즈의 틀을 제공하며 적어도 고상-액상-기상의 3상 계면이 형성되는 광 마스크 영역은 에칭에 의해 증가된 표면 거칠기를 가질 수 있다. 상세하게, 적어도 도 2(a)와 같은 관통공의 통공면 또는 적어도 도 2(b) 내지 도 2(c)와 같이 투광 영역과 단차를 이루는 차광 막의 측면은 에칭에 의해 Ra 10nm 내지 1μm의 표면 거칠기를 가질 수 있다. 에칭에 의해 증가된 거칠기를 갖는 표면에 코팅막이 형성되는 경우, 표면 요철에 의해 물과 같은 극성 액체와 오일(oil)과 같은 비 극성 액체 모두에 대한 젖음성 또한 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 에칭에 의해 Ra 10nm 내지 1μm의 표면 거칠기를 가지며 코팅막이 형성된 통공의 통공 면, 실질적으로 통공 면 및 통공과 인접한 광 입사측 표면 영역, 보다 실질적으로 통공 면 및 광 마스크의 광 입사측 표면은 옴니포빅(omniphobic)한 표면 특성을 가질 수 있다. 이때, 표면 거칠기 증가를 위한 에칭은 습식 에칭 또는 플라즈마를 포함한 건식 에칭일 수 있다. 에천트의 종류, 에칭 시간, 에칭시 인가되는 에너지등을 조절하여, Ra 10nm 내지 1μm의 거칠기를 갖도록 표면 거칠기가 제어될 수 있음은 물론이다.
광 마스크와 대향하는 기재 측이 테이퍼된 형상(tapered shape)의 기부 단부에 해당하며 액체 렌즈의 초점이 위치하는 곳이 테이퍼된 형상의 팁에 해당함에 따라, 액체 렌즈의 초점 위치를 조절함으로써 마이크로니들의 길이, 즉, 테이퍼된 형상의 길이가 제어될 수 있다. 이는, 동일한 광 마스크를 사용하되, 단지 액체 렌즈의 초점 위치를 변경하는 것만으로 마이크로니들의 길이나 형상(테이퍼된 각도)등이 상이한 몰드의 제조가 가능함을 의미한다. 즉, 액체 렌즈가 가변적인 렌즈임에 따라, 동일 제조방법을 사용하되, 단지 액체 렌즈의 초점 위치를 변경하는 것만으로 극히 다양한 종류의 마이크로니들용 몰드가 제조될 수 있어, 마이크로니들의 설계 자유도를 현저하게 향상시킬 수 있다.
액체 렌즈의 초점 위치는 액체 렌즈의 곡률에 의해 제어될 수 있으며, 액체 렌즈의 곡률은 액체 렌즈를 이루는 액체의 굴절률, 액체의 표면 장력, 액체 렌즈가 위치하는 투광 영역의 표면 특성 및 액체 렌즈에 인가되는 전압에서 하나 이상 선택되는 인자(factor)에 의해 조절될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은, 감광층의 노광이 수행되기 전, 액체 렌즈의 곡률을 조절하는 곡률 조절 단계를 더 포함할 수 있다. 곡률 조절 단계는 노광 전, 상기 액체 렌즈의 액체의 굴절률, 액체의 표면 장력, 액체 렌즈가 위치하는 투광 영역의 표면 특성 및 액체 렌즈에 인가되는 전압에서 하나 이상 선택되는 인자(factor)를 제어하여, 상기 액체 렌즈의 곡률을 조절하는 단계일 수 있다.
이러한 액체 렌즈의 곡률 조절 단계는, 액체 렌즈의 형성 전, 기 알려진 액체 물질별 굴절률과 표면 장력 값들을 이용하여, 설계된 곡률을 갖도록 액체렌즈용 액체를 선별하는 단계일 수 있다. 이와 달리 액체 렌즈의 곡률 조절 단계는, 액체 렌즈의 형성 전, 기 설정된 액체렌즈용 액체를 기준으로, 액체 렌즈용 틀을 제공하여 액체와 접하게 되는 투광 영역의 표면 특성을 조절하는 단계일 수 있다. 이러한 표면 특성 조절은 상술한 코팅막 및/또는 표면 거칠기등을 통해 이루어질 수 있다. 이와 달리 액체 렌즈의 곡률 조절 단계는, 액체 렌즈 형성 후 및 노광 전, 기 설정된 액체 렌즈용 액체 및 기 설정된 투광 영역의 표면 특성을 기준으로, 액체 렌즈에 전압을 인가하고 인가되는 전압의 크기를 조절함으로써 수행될 수 있다.
또한, 곡률 조절 단계와 함께, 광 마스크가 투명 판을 포함하는 경우, 기 알려진 투명 물질의 굴절률 값들을 이용하여, 액체 렌즈 하부에 위치하는 투명 판의 굴절률을 조절함으로써, 렌즈를 통해 집광되는 광의 집광 경로를 제어할 수 있음은 물론이다.
상세하게, 평면 볼록 액체 렌즈 형태로 광 마스크에 형성되는 액체 렌즈의 곡률은 액체 렌즈의 틀을 제공하는 광 마스크 영역에 형성된 소수성 코팅막 및/또는 표면 거칠기를 통해 조절될 수 있으며, 이와 함께 또는 이와 독립적으로, 액체 렌즈를 이루는 액상의 물질(액상 물질의 굴절률 및/또는 액상 물질의 표면 장력)에 의해 조절될 수 있다. 구체적인 일 예로, 액체 렌즈용 액체가 극성인 경우, 액체 렌즈의 틀을 제공하는 광 마스크 영역에 소수성 코팅막을 형성함으로써 액체 렌즈의 곡률을 증가시킬 수 있다. 또한, 소수성 코팅막이 형성된 상태에서, 다른 액상들 대비 기상-액상의 표면 에너지가 상대적으로 높은 액상으로 액체 렌즈를 형성함으로써 액체 렌즈의 곡률을 더욱 더 증가시킬 수 있다. 이와 달리 동일하게 소수성 코팅막이 형성된 상태라 하더라도, 다른 액상들 대비 기상-액상의 표면 에너지가 상대적으로 낮은 액상으로 액체 렌즈를 형성함 액체 렌즈의 곡률을 감소시킬 수도 있음은 물론이다.
일 예로, 액체 렌즈를 형성하는 액상의 굴절률을 조절하여 렌즈의 초점 위치를 제어할 수 있다. 구체적인 일 예로, 동일 내지 유사한 곡률을 형성하는 액상들이라 할지라도, 다른 액상 대비 상대적으로 큰 굴절률을 갖는 액상으로 액체 렌즈를 형성함으로써 렌즈의 초점을 광 마스크에 보다 가깝게 위치하도록 초점의 위치를 제어할 수 있다. 이와 달리, 다른 액상 대비 상대적으로 작은 굴절률을 갖는 액상으로 액체 렌즈를 형성하여 렌즈의 초점이 광 마스크로부터 보다 멀리 위치하도록 제어할 수도 있음은 물론이다.
액체 렌즈를 형성하는 액상은 기재 및 광 마스크와 화학적으로 반응하지 않으며, 노광을 위해 조사되는 광을 투과하는 투명한 액체이면 무방하며, 액체 렌즈의 형성 후 노광까지의 공정 시간 동안, 안정적으로 액체 렌즈가 유지될 수 있도록 휘발성이 낮은 액체인 것이 좋다.
액체 렌즈를 형성하는 액상의 일 예로, 액상은 극성 액체이거나 비극성 액체일 수 있으며, 보다 구체적인 일 예로, 액상은 물, 오일(oil), 방향족 탄화수소계 용매, 할로겐화 용매, 및 액상 수지에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있다. 이때, 오일은 광유(미네랄 오일), 지방유, 합성유 또는 이들의 혼성유를 포함할 수 있으며, 구체적인 일 예로, 오일은 실리콘 오일, 파라핀 오일, 나프텐 오일등을 포함할 수 있다. 방향족 탄화수소계 용매는 톨루엔, 크실렌, 페닐크실릴에탄, 도데실벤젠, 알킬나프탈렌 등을 포함할 수 있으며, 할로겐화 용매는 퍼플루오르데칼린, 퍼플루오르톨루엔, 퍼플루오르크실렌, 디클로로벤조트리플루오라이드, 3,4,5-트리클로로벤조트리플루오라이드, 클로로펜타플루오르-벤젠, 디클로로노네인, 펜타클로로벤젠 등을 포함할 수 있다.
액상 수지는 상온을 포함한 공정 온도(노광이 수행되는 온도)에서 액상을 유지하는 투명 수지(이하, 수지 액) 또는 투명 수지가 용매에 용해된 수지용액일 수 있다. 상세하게, 수지 액은 용융온도가 상온 미만의 용융 온도를 갖는 투명 수지이면 무방하여, 구체 예로 액상 아크릴 수지등을 포함할 수 있다. 수지용액은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(1-부텐), 폴리이소부틸렌, 에틸렌비닐아세테이트수지, 실리콘수지등의 투명 수지가 용매에 용해된 용액을 포함할 수 있다. 이때, 필요시 액체 렌즈용 액상은 물, 오일(oil), 방향족 탄화수소계 용매, 할로겐화 용매 또는 액상 수지등의 유체 매질과 함께 계면활성제나 금속염등의 첨가제를 더 포함할 수 있음은 물론이다.
다른 구체예로, 도 1(b) 내지 도 1(c)와 같이, 광 마스크가 투명 판을 포함하는 경우, 액체 렌즈 하부에 위치하는 투명 판의 굴절률을 조절하여 렌즈의 초점 위치를 제어할 수 있다. 구체적으로, 액체 렌즈의 액상 대비 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 투명 판을 채택함으로써 렌즈의 초점을 광 마스크에 보다 가깝게 위치시킬 수 있으며, 이와 달리 액체 렌즈의 액상 대비 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 투명 판을 채택함으로써 렌즈의 초점을 광 마스크로부터 보다 멀리 위치시킬 수 있다.
다른 구체예로, 액체 렌즈의 크기를 조절함으로써, 렌즈의 초점 위치를 제어할 수 있다. 즉, 동일한 곡률을 갖는 액체 렌즈라도, 그 렌즈의 크기를 증가(또는 감소)시켜 초점 위치를 광 마스크로부터 보다 멀리(또는 보다 가깝게) 위치시킬 수 있다.
다른 구체예로, 액체 렌즈에 전압을 인가함으로써, 렌즈의 곡률을 조절하여 초점 위치를 제어할 수 있다. 이는, 일정한 표면 특성을 갖는 액체 렌즈용 틀(광 마스크에 의해 제공되는 틀), 일정한 액체 렌즈의 액상, 및 선택적으로 일정한 투명 판의 굴절률 하에서도, 액체 렌즈의 초점 위치를 자유로이 변화시킬 수 있음을 의미한다.
액체 렌즈에 전압을 인가하여 초점의 위치를 제어하고자 하는 경우, 광 마스크의 차광 판 또는 차광 막은 전도성인 것이 좋다. 일 예로, 차광 판은 금속 판일 수 있으며, 차광 막은 금속 막일 수 있다. 차광 판 또는 차광 막이 전도성인 경우, 액체 렌즈 별, 액체 렌즈에 전압을 인가하기 위한 별도의 전극이 불필요하다. 이는 차광 판에 형성된 관통공의 통공면 또는 차광 막의 통공의 통공면이 액체 렌즈의 틀을 이룸에 따라, 차광 판 또는 차광 막이 전도성인 경우 차광 판 또는 차광 막 자체가 액체 렌즈에 전압을 인가하는 일 전극으로 작용할 수 있기 때문이다.
상세하게, 도 4에 도시한 일 예와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 광 마스크(100)에 액체 렌즈(200)를 형성한 후, 노광 전, 전도성인 차광 판 또는 차광 막을 제1전극(E1)으로 하고, 감광층(300)을 포함하는 기재를 사이에 두고 광 마스크(100)와 대향하도록 기재의 일 면에 제2전극(E2)을 위치하도록 하여, 광 마스크(100)에 위치하는 액체 렌즈(200)에 전압을 인가하는 단계를 포함할 수 있으며, 전압이 인가된 상태에서 노광이 수행될 수 있다. 이때, 액체 렌즈에 인가되는 전압에 의해 렌즈 초점 위치를 제어하는 경우, 액체 렌즈의 액상은 물등과 같이 그 자체가 전도성을 갖는 액체(일 예로, 물등의 극성 용매)이거나, 금속염등의 이온결합화합물이 용질로 용해되어 전도성을 띄는 액체일 수 있음은 물론이다.
알려진 바와 같이, 액체 렌즈에 전압을 인가함으로써, 일렉트로웨팅(electro wetting) 현상에 의해, 액체 렌즈의 곡률을 조절할 수 있다. 액체 렌즈에 인가되는 전압은 설계된 렌즈 초점 위치에 따라 적절히 조절될 수 있으나, 구체적이며 비 한정적인 일 예로, 1V 내지 1,000V의 범위일 수 있다.
이때, 제2전극은 노광시 조사되는 광이 제2전극 표면에서 반사되는 것을 방지하기 위해, 불소 함유 산화주석(FTO; Fouorine doped Tin Oxide), 인듐 함유 산화주석(ITO; Indium doped Tin Oxide), CNT(카본 나노튜브), 그래핀(Graphene)등과 같은 투명 전극일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은, 액체 렌즈에 의한 광의 집광 뿐만 아니라, 액체 렌즈가 경화된 고체 렌즈에 의한 광의 집광 또한 포함한다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 투광 영역에 액체 렌즈가 형성된 광 마스크를 이용하여 감광층을 포함하는 기재를 노광 및 현상하되, 노광 전, 액체 렌즈의 액체의 굴절률, 액체의 표면 장력, 액체 렌즈가 위치하는 투광 영역의 표면 특성 및 액체 렌즈에 인가되는 전압에서 하나 이상 선택되는 인자(factor)를 제어하여, 액체 렌즈의 곡률을 조절하는 곡률 조절 및 곡률 제어 단계 후, 액체 렌즈를 경화시키는 경화 단계를 더 포함할 수 있다.
액체 렌즈의 경화가 더 수행되는 경우, 액체 렌즈의 액체는 경화성 수지일 수 있으며, 경화성 수지의 경화는 액상에서 고상으로의 상변태에 따른 경화, 또는 경화제나 열, 광등에 의한 화학적 반응에 의한 경화를 포함할 수 있다. 구체적인 일 예로, 액체 렌즈의 액체는 열 가소성 수지, 열 경화성 수지, 광 경화성 수지 또는 화학적 경화 수지일 수 있다. 열 가소성 수지의 경우, 가열에 의해 유동성(흐름성)을 갖는 수지(열 가소성 수지)로 액체 렌즈가 형성된 후 냉각(상온으로의 냉각 포함)에 의해 고화됨으로써, 경화가 이루어질 수 있다. 열 경화성 수지의 경우 상온에서 액상인 수지(열 경화성 수지)로 액체 렌즈가 형성된 후 가열에 의해 경화될 수 있다. 광 경화성 수지의 경우, 상온에서 유동성을 갖는 액상의 수지(광 경화성 수지)로 액체 렌즈가 형성된 후 수지의 화학적 반응을 야기하는 광의 조사에 의해 경화될 수 있다. 화학적 경화 수지의 경우, 경화제와 수지가 혼합된 액상의 수지(화학적 경화 수지)로 액체 렌즈가 형성된 후 가열 및 경화제에 의한 화학적 반응을 통해 경화될 수 있다.
냉각에 의해 경화될 수 있는 열 가소성 수지는 열에 인가시 용융(내지 연화)가 발생하는 알려진 어떠한 수지도 사용가능하다. 일 예로, 열 가소성 수지는 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지(예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 방향족 폴리에스테르 수지 등), 폴리아세탈 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리술피드 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리스티렌 수지 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 열가소성 수지는 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용 가능하다.
열 경화성 수지, 광 경화성 수지 또는 화학적 경화 수지인 경화성 폴리머는 알려진 어떠한 열 경화성, 광 경화성 또는 화학적 경화성 폴리머를 사용하여도 무방하다. 다만, UV 경화형 수지와 같은 경우 액체 렌즈의 경화를 위해 사용되는 광이 감광층에 영향을 미칠 수 있음에 따라, 경화성 폴리머는 광을 조사해야 하는 광 경화성 폴리머보다는, 열 경화성 또는 화학적 경화성 폴리머인 것이 유리하다. 열 경화성 수지 또는 화학적 경화성 수지는 열 또는 화학적으로 경화되는 것으로 알려진 어떠한 수지이든 무방하며, 일 예로, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 비닐에스테르 수지, 아크릴 수지, 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 아닐린 수지, 폴리이미드 수지, 비스말레이미드 수지, 실리콘계 수지 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 경화성 수지는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여도 무방하다.
액체 렌즈의 액체가 경화성 수지인 경우, 액체 렌즈의 액체는 경화성 수지와 함께, 경화제나 경화 촉진제를 더 함유할 수 있음은 물론이다. 경화제는 수지의 종류에 따라 알려진 경화제 중 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어 수지가 에폭시 수지인 경우의 경화제로서는 아민계 경화제, 페놀 수지계 경화제, 산 무수물계 경화제, 지환족 디카르복실산 무수물, 방향족 디카르복실산 무수물등을 들 수 있다. 경화제는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여도 무방하며, 또한, 경화제는 경화 촉진제로서 작용하는 경우도 있다.
경화 기작을 기준으로 상술하면, 액체 렌즈의 액체는 축합 반응 또는 부가 반응에 의해 경화되는 경화성 수지일 수 있다. 대표적인 예인 실리콘계 수지를 예로 하여 구체적으로 상술한다. 액체 렌즈의 액체는 실리콘계 수지일 수 있으며, 실리콘계 폴리머는 축합형 실리콘계 폴리머 또는 부가형 실리콘계 폴리머일 수 있다.
축합형 실리콘계 폴리머의 구체예로, 하이드록시기가 2개 이상인 지방족 폴리실록산, 방향족폴리실록산 또는 지방족기와 방향족기를 하나의 반복단위 내에 모두 포함하거나 독립적으로 각각 포함하는 실록산 반복단위를 포함하는 폴리실록산등을 들 수 있다. 가교제(경화제)는 경화성 폴리머의 종류에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 경화성 폴리머가 실리콘계 폴리머인 경우, Si-O 결합을 함유하는 실록산계 경화제, Si-N 결합을 함유하는 오르가노실라잔계 경화제, Si-H 결합을 함유하는 실록산계 화합물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 액체 렌즈의 곡률 조절 단계 후 액체 렌즈의 경화가 수행되는 경우, 액체 렌즈의 액체가 경화성 수지, 특히, 열 또는 화학적 경화 수지인 경우가 보다 유리하다. 이는, 액체 렌즈의 액체가 열 또는 화학적 경화 수지인 경우 감광층에 원치 않는 영향을 미치지 않으며 액체 렌즈의 경화가 이루어질 수 있고, 경화 전과 후의 부피 변화가 거의 발생하지 않으며, 곡률이 일정한 우수한 품질의 렌즈가 형성될 수 있기 때문이다. 이때, 곡률 조절 단계에서 전압 인가를 이용한 경우, 경화가 완료될 때까지 액체 렌즈에 전압이 인가될 수 있음은 물론이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법의 공정도를 도시한 일 예이다. 도 5에 도시한 일 예와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 감광층(300)은 감광성 유리, 구체적으로, 감광성 결정화 유리일 수 있다. 이러한 경우, 도 5에 도시한 일 예와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은, 투광 영역(110)에 액체 렌즈(200)가 형성된 광 마스크를 이용하고 감광층(300)을 포함하는 기재를 노광 및 현상하여, 렌즈(200)에 의한 광의 집속에 의해 테이퍼된 형상 홈이 형성된 유리인 몰드(600)를 제조하는 단계를 포함한다.
구체적으로, 도 5에 도시한 일 예와 같이, 광이 차광되는 차광 영역(120)과 광이 투광되는 투광 영역(110)을 가지며, 투광 영역(110)에 액체 렌즈(200)가 형성된 광 마스크를 이용하여 노광 공정이 수행될 수 있다. 액체 렌즈(200)가 형성된 광 마스크는 감광성 유리, 구체적으로 감광성 결정화 유리인 감광층(300) 상부에 위치할 수 있으며, 노광시 감광성 유리를 결정화시키는 광(일 예로, UV광)이 조사될 수 있다. 이때, 노광을 위한 광의 조사 전, 및 액체 렌즈의 형성 전(또는 형성 후), 상술한 바와 같이 곡률 조절 단계가 선택적으로 더 수행될 수 있으며, 곡률 조절 단계 후 액체 렌즈를 경화시키는 경화단계가 선택적으로 더 수행될 수 있다.
감광층(300)은 광 마스크에 형성된 액체 렌즈(200)에 의해 도 5에 도시한 일 예와 같이 광의 집속이 이루어지며, 광이 집속되는 경로 및 형태로 노광이 이루어질 수 있다. 노광이 수행된 후 현상이 수행될 수 있는데, 감광성 유리의 현상은 결정화된 유리 영역(노광 영역)과 비정질 상의 유리 영역 간의 에칭 속도 차를 이용한 습식 에칭에 의해 수행될 수 있다. 구체적이며 비 한정적인 일 예로, 현상시 사용하는 현상액은 비정질 유리 대비 결정질 유리에 대한 식각률이 현저하게 높은 불산(hydrofluoric acid)을 함유할 수 있다.
현상에 의해 감광층(300)에서 결정화된 유리 영역이 제거되며, 광의 집속 경로와 동일한 형태로 매끄럽게 축경되며 광의 초점에 의해 극히 첨예한 팁을 갖는 테이퍼된 형태의 공동(마이크로 니들의 주형인 공동)을 갖는 유리 몰드(600)가 제조될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에서, 감광층이 포토레지스트층인 경우, 원판 제조단계에 해당하는 몰드 제조단계를 상세 도시한 공정도이다. 도 6에 도시한 일 예와 같이, 몰드 제조단계 단계는, a1) 광 마스크(100)와 감광층(300)을 포함하는 기재를 적층하는 단계; a2) 광 마스크(100)에 형성된 액체 렌즈용 틀에 액상을 위치시켜 액체 렌즈(200)를 형성하는 단계; a3) 액체 렌즈(200)가 형성된 광 마스크(100)에 광을 조사하는 노광단계; 및 a4) 노광된 기재를 현상하여 원판(400)을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.
a1) 단계에서, 감광층(300)은 포토레지스트층을 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로, 기재는 포토레지스트층일 수 있다. 광 마스크(100)는 포토레지스트층과 접하도록 기재 상에 적층될 수 있다. 포토레지스트층의 포토레지스트는 광에 노출됨으로써 용매에 대해 불용성이 되는 네가티브 포토레지스트(negative photoresist) 또는 광에 노출됨으로써 용매에 대해 가용성이 되는 의해 포지티브 포토레지스트(positive photoresist)일 수 있다. 이때, 원판으로부터 1단계 전사를 통해 몰드를 제조하고자 하는 경우, 액체 렌즈에 의해 집광된 광에 노출된 영역이 현상 후 잔류하도록, 포토레지스트는 네가티브 포토레지스트인 것이 좋다.
노광이 수행된 후, 현상에 의해 마이크로니들의 형상에 대응하는 테이퍼된 형상이 제조됨에 따라, 포토레지스트층의 두께는 제조하고자 하는 마이크로니들의 길이 및 형상을 고려하여 적절히 조절될 수 있다.
구체적으로, 포토레지스트층 상부 표면(광 마스크측 표면)에서 액체 렌즈의 초점이 위치하는 깊이까지의 길이가 마이크로니들의 길이에 대응할 수 있다. 이에 따라, 포토레지스트층의 두께를 액체 렌즈의 초점이 위치하는 깊이와 동일하거나 보다 두꺼울 수 있으며, 원뿔 형상의 극히 첨예한 팁을 갖는 테이퍼된 형상을 갖는 원판을 제조할 수 있다. 실질적인 일 예로, 제조하고자 하는 마이크로니들의 길이는 60 내지 1200㎛, 보다 실질적으로 60 내지 300㎛인 경우, 포토레지스트층의 두께는 60 내지 1500㎛, 보다 구체적으로 60 내지 500㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 광 마스크에 액체 렌즈를 형성하는 단계는 광 마스크에 액체 렌즈용 액상을 분무(spray)하는 단계를 포함할 수 있다. 액상의 분무에 의한 액체 렌즈의 형성은, 광 마스크의 투광 영역 자체가 액체 렌즈를 물리적으로 규정 및 유지할 수 있는 물리적 틀로 작용함에 기인한 것이다. 이에 따라, 광 마스크에 단지 액체 렌즈용 액상을 분무하는 것만으로, 액체 렌즈가 규정 및 유지될 수 있으며, 극히 저가의 단순화된 공정으로 광 마스크에 액체 렌즈를 형성할 수 있다. 이때, 도 7에 도시한 일 예와 같이, 광 마스크에 액체 렌즈용 액상을 분무(spray)하되 투광 영역에 충분한 액상이 위치할 정도로 충분히 분무를 수행한 후, 블레이드(도 7의 B)등을 통해 광 마스크 표면에 존재하는 불필요한 액상(도 7의 D1)을 제거함과 동시에 투광 영역별로 투광 영역에 위치하는 액상의 양 또한 서로 동일 내지 유사하도록 과량의 액상을 제거함으로써, 분무를 이용하여 균일한 크기의 액체 렌즈를 신속하고 재현성 있게 형성할 수 있다. 블레이드는 물리적인 스윕(sweep)에 의해, 마스크 표면에 존재하는 과량의 액상을 제거할 수 있으면 어떠한 형상이나 재질이든 사용 가능하다. 일 예로, 블레이드는 고무 날과 같은 유연성 내지 신축성 폴리머 날을 포함할 수 있다. 그러나, 필요시 노즐을 이용하여 정해진 양의 액적을 액체 렌즈용 틀에 주입하는 방법등을 통해 액체 렌즈를 형성할 수도 있음은 물론이며, 본 발명이 분무 이외의 다른 액상 주입 방법들을 배제하는 것은 아니다.
노광시 조사되는 광은 10nm 내지 500nm의 파장을 가질 수 있다. 구체적으로는 중심 파장이 300nm 내지 500nm에 위치하는 자외선일 수 있으며, 보다 더 구체적으로는 중심 파장이 350 내지 380nm, 400 내지 420nm 및/또는 420 내지 450nm에 위치하는 자외선일 수 있다. 실질적인 일 예로, 노광시 조사되는 광은 종래 광리소그래피 공정에서 통상적으로 사용되는 I-line, H-line 및/또는 G-line의 파장을 포함하는 자외선일 수 있다.
현상은 광리소그래피 공정에서 통상적으로 사용하는 현상액 및 현상방법을 통해 이루어질 수 있다. 구체적으로, 현상 단계는 선택적으로 광에 노출된 포토레지스트 부분을 녹여 제거하는 용매를 포함하는 포지티브 포토레지스트용 현상용액 또는 선택적으로 광에 노출되지 않은 포토레지스트 부분을 녹여 제거하는 용매를 포함하는 네거티브 포토레지스트용 현상용액을 이용하여, 노광되거나(포지티브 포토레지스트) 또는 노광되지 않은(네가티브 포토레지스트) 포토레지스트를 제거함으로써 수행될 수 있다.
포토레지스트층이 네가티브 포토레지스트인 경우, 도 6에 도시한 일 예와 같이, a4) 단계의 현상에 의해, 기부 단부가 광 마스크의 투광 영역과 접하여 위치하며 첨계한 팁이 액체 렌즈의 초점에 위치하고, 기부 단부로부터 팁까지 매끄럽고 연속적으로 축경되는 원뿔형의 테이퍼 영역(410)을 갖는 원판(400)이 제조될 수 있다.
이때, 노광이 수행되고 현상이 수행되기 전, 기체를 매개로 물리적 힘을 인가하여 액체 렌즈를 제거하는 단계가 더 수행될 수 있다. 구체적으로, 노광이 수행된 후 노즐을 통해 고압의 가스상(공기를 포함함)을 분출하는 블로잉(blowing)등을 통해 액체 렌즈를 제거한 후, 현상이 수행될 수 있다.
a) 단계를 통해 테이퍼된 형상을 갖는 원판이 제조된 후, b) 원판에 금속을 도금(plating) 또는 증착(deposition)하여 원판-금속 복합체를 제조하는 단계가 수행될 수 있다. 이때, 테이퍼된 형상을 갖는 원판은 현상된 포토레지스트층을 포함하는 기재뿐만 아니라, 또는 노광시 사용된 광 마스크와 현상된 기재의 적층체를 포함할 수 있다.
원판-금속 복합체는 원판에 금속을 도금 또는 증착하여 제조될 수 있는데, 스퍼터링, 열 증착과 같은 물리적 증착이나 플라즈마 도움 기상 증착과 같은 화학적 증착과 같은 증착 대비 보다 간단하고 저가의 장비로 보다 빠르게 대량 생산 가능한 도금이 보다 유리하다.
상세하게, 도 8에 도시한 일 예와 같이, 원판(400)에 직접적으로 전해도금을 수행하여 원판-금속 복합체(500)를 제조하거나, 도 9에 도시한 일 예와 같이, 무전해 도금 또는 스퍼터링과 같은 증착을 통해 원판(400)에 전도성 코팅층(510)을 형성한 후, 전도성 코팅층(510)이 형성된 원판(400)에 전해도금을 수행하여 원판-금속 복합체(500)를 제조할 수 있다.
도 8에 도시한 일 공정도와 같이, 원판(400)에 직접적으로 전해도금을 수행하는 경우, 제조 공정을 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라 보다 단시간에 원판-금속 복합체를 제조할 수 있어 상업적으로 유리하다.
이러한 경우, 도 8에 도시한 일 예와 같이, 원판(400)은 현상된 기재(포토레지스트층)(410) 및 광 마스크(100)를 포함할 수 있으며, 광 마스크(100)는 적어도 광의 출사측을 기준으로, 전도성 표면을 갖는 차광 영역(120)이 형성된 것일 수 있다.
즉, 광 마스크에서 광의 출사측의 차광 영역 표면이 전도성을 가짐에 따라, 무전해 도금을 수행하지 않고, 광 마스크의 차광 영역을 일 전극으로 하여 원판에 직접적으로 전해 도금을 수행할 수 있다.
적어도 광의 출사측을 기준으로, 전도성의 차광 영역 표면을 갖는 광 마스크는, 관통공이 형성된 전도성 차광 판을 포함할 수 있으며, 구체적인 일 예로, 관통공이 형성된 스테인레스 스틸 판과 같은 금속 판을 들 수 있다. 그러나, 도 1(b) 내지 도 1(c)와 같이 광 마스크가 투명 판 및 통공이 형성된 차광 막의 적층체인 경우, 투명 판으로 불소 함유 산화주석(FTO; Fouorine doped Tin Oxide), 인듐 함유 산화주석(ITO; Indium doped Tin Oxide)등과 같은 투명 전도성 물질을 채택함으로써, 원판에 직접적으로 전해도금을 수행할 수도 있다. 또한, 투명 판이 석영, 유리등과 같은 절연성 물질인 경우, 광의 출사측을 기준으로, 차광 영역에 해당하는 투명 판의 표면에 전도성 막을 형성하여, 원판에 직접적으로 전해도금을 수행할 수도 있음은 물론이다.
전해도금은 도금하고자 하는 금속 이온을 포함하는 도금욕에 원판을 장입하고, 원판의 전도성 표면을 갖는 차광 영역을 일 전극으로 하고, 상대 전극을 통해 전압 및 전류를 인가함으로써 수행될 수 있다. 이때, 도금욕 및 도금 조건은 도금하고자 하는 금속의 전해도금에 통상적으로 사용되는 물질 및 조건이면 족하다. 전해 도금을 이용한 원판-금속 복합체의 제조시, 전해 도금은 원판에 형성된 테이퍼 영역을 모두 덮도록 수행될 수 있음은 물론이며, 차광 영역의 전도성 표면을 기준으로 테이퍼 영역의 높이 이상의 두께로 전해도금이 이루어질 수 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이, 광 마스크에서 광이 투과를 방지하는 역할을 수행하는 차광 판 또는 차광 막이 전도성인 경우, 일렉트로웨팅 현상을 이용하여 원판의 테이퍼 영역의 크기 및 형상을 제어할 수 있으며, 광 마스크의 광 출사측 표면(적어도 차광 영역의 표면)이 전도성인 경우, 원판에 직접적으로 전해도금을 수행하여 원판-금속 복합체를 제조할 수 있어 보다 유리하다.
그러나, 본 발명이 원판에 직접적으로 전해도금이 수행되는 경우로만 한정될 수 없으며, 도 9의 일 공정도와 같이 원판에 전도성 코팅층(510)을 형성한 후 전해도금이 수행될 수 있음은 물론이다.
전도성 코팅층(510)은 원판에 금속을 증착하거나 무전해도금하여 제조될 수 있다. 상세하게, 금속의 증착은 스퍼터링, 열 증착과 같은 물리적 증착이나 플라즈마 도움 기상 증착과 같은 화학적 증착과 같은 통상의 증착 방법을 이용하거나, 무전해도금을 이용하여 수행될 수 있다. 다만, 고가의 진공 장비나 전구체 물질들을 사용하지 않으며, 저 비용으로 대량생산에 적합한 무전해도금을 이용하여 전도성 코팅층을 형성하는 것이 보다 유리하다. 알려진 바와 같이, 무전해도금은 도금하고자 하는 금속 이온, 환원제등을 포함하는 무전해도금욕에 원판을 장입하여 수행될 수 있으며, 무전해도금욕은 도금하고자 하는 금속의 무전해도금에 통상적으로 사용되는 욕이면 족하다. 전도성 코팅층의 두께는 전도성 코팅층에 의해 전류 이동이 원활히 담보되는 정도면 무방하며, 실질적인 일 예로, 전도성 코팅층의 두께는 10nm 내지 10μm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
원판에 전도성 코팅층(510)이 형성된 후, 도 8을 기반으로 상술한 바와 유사하게, 전도성 코팅층(510)을 전해도금의 일 전극으로 하여 전해도금을 수행함으로써, 원판-금속 복합체가 제조될 수 있다.
원판-금속 복합체를 제조한 후, 원판-금속 복합체로부터 현상시 잔류하는 포토레지스트를 제거하여, 몰드를 제조하는 단계가 수행될 수 있다.
도 1(a)와 같이, 광 마스크가 관통공이 형성된 차광 판인 경우, 원판-금속 복합체를 단지 유기 용매에 함침하여 현상시 잔류한 포토레지스트를 제거하는 간단한 공정을 통해 몰드를 제조할 수 있다. 이때, 관통공이 형성된 차광 판인 광 마스크는 제거되지 않아도 무방하며, 그 자체로 몰드의 일부로 작용할 수 있다.
즉, 도 10에 도시한 일 예와 같이, 원판-금속 복합체(500)에서 현상시 잔류하는 포토레지스트를 제거함으로써, 원뿔형태의 테이퍼된 형상이 음각된 몰드를 제조할 수 있다. 이때, 도 10에 도시한 일 예와 같이, 몰드(600)는 b) 단계의 도금에 의해 테이퍼된 형상(601)이 음각된 금속 영역(610)과 함께 금속 영역과 결착되어 금속 영역 상부에 위치하는 광 마스크인 마스크 영역(620)을 포함할 수 있다. 이러한 마스크 영역(620)의 관통공(PP)은 본 발명에서 제공하는 제조방법에 의해 자동적으로 금속 영역(610)에 음각된 테이퍼된 형상(601)의 기부와 정렬(self-align)되어 위치할 수 있다. 즉, 광 마스크(620)의 관통공은 노광시 액체 렌즈를 규정 및 유지하는 물리적 틀을 제공하는 역할을 수행할 수 있으며, 이와 동시에, 그 자체로 몰드의 일부를 구성하며, 원뿔 형상으로 음각된 테이퍼된 형상의 기부로부터 연장되어 원통형의 기부 단부를 제공하는 역할 또한 수행할 수 있다.
이와 달리, 도 1(b) 내지 도 1(c)와 같이 광 마스크가 투명 판을 포함하는 적층체인 경우, 도 11에 도시한 일 예와 같이, 원판-금속 복합체로부터 광 마스크를 제거하는 단계 및 광 마스크가 제거된 원판-금속 복합체로부터 현상시 잔류한 포토레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 공정을 통해 몰드를 제조할 수 있다. 이때, 원판-금속 복합체로부터 광 마스크를 용이하게 제거하기 위해, 도 12에 도시한 일 예와 같이, 광 마스크는 투명 판의 광의 출사측 표면에 형성된 희생층(103)을 포함할 수 있다. 원판-금속 복합체를 제조한 후 투명 판과 도금에 의한 금속 영역 사이에 위치하는 희생층을 물리/화학적으로 제거함으로써, 원판-금속 복합체로부터 광 마스크를 제거할 수 있다.
이러한 희생층의 물질은 투광영역의 광 투과를 저해하지 않으며, 투명 판 또는 금속(원판-금속 복합체의 금속)과의 결착력이 떨어지거나 선택적으로 에칭 제거 가능한 물질이라면 특별히 제한하지 않고 사용될 수 있다.
이때, 광 마스크의 광 출사측 표면(적어도, 차광 영역의 표면)이 전도성인 경우 상술한 바와 같이 원판에 바로 전해도금을 수행할 수 있어 유리하다. 또한, 투명 판 또는 금속(원판-금속 복합체의 금속)과의 결착력 자체가 떨어지는 희생층이 구비되는 경우, 에천트들을 이용한 화학적 에칭을 통해 희생층을 제거하지 않고도 광 마스크를 탈리시킬 수 있음에 따라, 상업적으로 보다 유리하다.
이러한 측면에서, 광 마스크(100)는 투명 판의 광 출사측 표면에 니켈, 금, 백금 등의 금속재질의 희생층이 형성된 것일 수 있다. 특히 니켈 희생층은 원판 상 직접적인 전해도금을 가능하게 하며, 또한, 석영 또는 유리등과 같은 투명 무기 산화물 기반 투명 판과의 결착력 자체가 매우 나빠 극히 용이하게 계면 박리(peeling)가 이루어질 수 있다. 구체적으로, 원판-금속 복합체를 단지 물에 일정시간 함침시키는 것만으로 니켈 희생층에 의한 계면 박리가 발생하여 원판-금속 복합체로부터 광 마스크를 분리시킬 수 있다.
금속 희생층은 투명 판의 광 출사측의 표면 전 영역(즉, 투광 영역 및 차광 영역의 표면 모두)에 형성될 수 있으며, 이와 달리, 투명 판의 광 출사측의 표면 중, 차광 영역에 해당하는 표면에 선택적으로 형성될 수 있다. 이때 제조 공정의 용이함 측면에서 금속 희생층은 투명 판의 광 출사측 표면을 모두 덮도록 형성될 수 있는데, 이때, 금속 희생층의 두께는 안정적인 전기전도가 이루어지면서도 광의 투과율 저하를 최소할 수 있는 두께로 제어되는 것이 좋다. 실질적인 일 예로, 금속 희생층의 두께는 1 내지 20nm, 보다 더 구체적으로는 5nm 내지 10nm의 두께일 수 있다.
원판-금속 복합체로부터 분리 회수된 광 마스크는 다시 원판 제조(a) 단계)에 재 사용될 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이, 그 초점 거리가 가변 가능한 액체 렌즈를 이용하여 노광이 수행됨에 따라, 마이크로니들의 길이나 테이퍼된 각등이 상이하게 설계된 몰드의 제조시에도, 동일한 광 마스크가 재 사용 될 수 있다.
이후, 도 10에 도시한 일 예와 같이, 광 마스크가 제거된 원판-금속 복합체에서 현상시 잔류하는 포토레지스트를 에칭 제거함으로써, 몰드를 제조할 수 있다.
도 10 또는 도 11의 몰드에서 도금에 의해 형성되는 금속 영역의 금속은 니켈, 티타늄, 크롬, 코발트, 스테인리스 스틸등일 수 있으나, 본 발명이 몰드의 금속 재질에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 투광 영역의 크기가 몰드에 음각된 테이퍼된 형상의 기부 단부의 크기에 상응함에 따라, 기부 단부의 크기는 500nm 내지 500μm, 구체적으로 1μm 내지 50μm일 수 있다. 또한, 포토레지스트층에서 액체 렌즈의 초점이 위치하는 깊이가 몰드에 음각된 페이퍼된 형상의 기부 단부로부터 팁까지의 거리에 상응함에 따라, 음각된 테이퍼된 형상의 길이는 60 내지 1200㎛, 구체적으로 60 내지 300㎛일 수 있다. 또한, 액체 렌즈에 의해 집광되는 광의 궤적 그대로 원판의 테이퍼된 형상이 규정됨에 따라, 몰드의 음각된 테이퍼된 형상은 극히 매끄러운 표면을 가질 수 있다. 또한, 투광 영역별로, 투광영역의 하부로 광의 집광이 이루어짐에 따라, 고밀도의 테이퍼된 형상을 갖는 원판을 제조할 수 있으며, 이에 의해 10개/mm2 내지 106개/mm2, 보다 특징적으로 103개/mm2 내지 105개/mm2의 고밀도의 음각된 테이퍼된 형상을 갖는 몰드가 제조될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (21)

  1. 투광 영역에 액체 렌즈가 형성된 광 마스크를 이용하고 감광층을 포함하는 기재를 노광 및 현상하여, 노광시 렌즈에 의한 광의 집속 경로에 따른 마이크로 니들 형상 또는 마이크로 니들의 역상의 패턴을 갖는 몰드를 제조하는 몰드 제조 단계;를 포함하는 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    노광 전, 상기 액체 렌즈의 액체의 굴절률, 액체의 표면 장력, 액체 렌즈가 위치하는 투광 영역의 표면 특성 및 액체 렌즈에 인가되는 전압에서 하나 이상 선택되는 인자(factor)를 제어하여, 상기 액체 렌즈의 곡률을 조절하는 곡률 조절 단계를 더 포함하는 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 액체 렌즈의 액체는 물, 오일(oil), 방향족 탄화수소계 용매, 할로겐화 용매, 및 액상 수지에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 감광층은 감광성 유리 또는 포토레지스트인 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 감광층은 네가티브 포토레지스트이며, 상기 제조방법은
    상기 몰드 제조단계에서 제조되는 몰드를 원판으로 하여, 상기 원판에 금속을 도금하여 원판-금속 복합체를 제조하는 원판-금속 복합체 제조단계; 및
    상기 원판-금속 복합체로부터 현상시 잔류하는 포토레지스트를 제거하여, 금속 몰드를 제조하는 금속 몰드 제조 단계;
    를 포함하는 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 마스크의 투광 영역은 관통공이거나, 상기 광 마스크의 차광 영역의 두께보다 상기 투광 영역의 두께가 상대적으로 작은 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 관통공 또는 상기 차광 영역과 상기 투광 영역간의 두께 차에 의해 형성된 단차에 의해, 상기 액체 렌즈의 물리적 틀이 규정되는 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 광 마스크는 관통공이 형성된 차광 판; 또는 투명 판과 통공을 갖는 차광 막의 적층체;인 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 차광 판 또는 차광 막은 전도성인 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 투명 판은 상기 차광 막의 통공이 위치하는 투명 판 영역에 형성된 요부홈을 포함하는 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  11. 제 6항에 있어서,
    적어도, 상기 관통공의 통공면 또는 상기 투광 영역과 단차를 이루는 차광 영역의 측면을 포함하는 광 마스크의 표면에, 소수성 내지 소유성 코팅막이 형성된 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  12. 제 6항에 있어서,
    적어도, 상기 관통공의 통공면 또는 상기 투광 영역과 단차를 이루는 차광 영역의 측면을 포함하는 광 마스크의 표면은 에칭에 의해 표면 거칠기 Ra가 10nm 내지 1μm로 제어된 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  13. 제 7항에 있어서,
    몰드 제조 단계는,
    a1) 상기 광 마스크와 상기 기재를 적층하는 단계;
    a2) 상기 광 마스크에 형성된 액체 렌즈의 틀에 액상을 위치시켜 액체 렌즈를 형성하는 단계;
    a3) 액체 렌즈가 형성된 광 마스크에 광을 조사하는 노광단계; 및
    a4) 노광된 기재를 현상하는 단계;
    를 포함하는 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    a2) 단계는, 액상의 분무(spray)에 의해 수행되는 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  15. 제 5항에 있어서,
    상기 광 마스크의 차광 영역은, 적어도, 광의 출사측을 기준으로, 전도성 표면을 갖는 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 원판-금속 복합체 제조단계에서, 상기 차광 영역의 전도성 표면을 일 전극으로 하여, 전해 도금이 수행되는 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  17. 제 5항에 있어서,
    상기 원판-금속 복합체 제조단계는,
    b1) 상기 원판에 전도성 코팅층을 형성하는 단계; 및
    b2) 상기 전도성 코팅층을 일 전극으로 하여, 전해 도금하는 단계;
    를 포함하는 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  18. 제 9항에 있어서,
    상기 노광 전,
    전도성인 상기 차광 판 또는 차광 막을 제1전극으로 하고, 상기 기재를 사이에 두고 상기 광 마스크와 대향하도록 상기 기재의 일 면에 제2전극을 위치하도록 하여, 상기 광 마스크에 위치하는 액체 렌즈에 전압을 인가하는 단계를 더 포함하는 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 광 마스크는 투명 판과 통공을 갖는 차광 막의 적층체이며, 상기 투명 판의 광의 출사측 표면에 니켈, 금 또는 백금을 포함하는 금속재질의 희생층이 형성된 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  20. 제 2항에 있어서,
    상기 곡률 제어 단계 후, 상기 액체 렌즈를 경화시키는 경화 단계를 더 포함하는 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
  21. 제 3항에 있어서,
    상기 액체 렌즈의 액체는 경화성 수지인 마이크로 니들용 몰드의 제조방법.
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