KR101989600B1 - 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법. - Google Patents

다층구조의 기능성 패턴 형성 방법. Download PDF

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Abstract

다층구조의 기능성 패턴 형성 방법이 제공된다. 상기 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법은, 마스터 기판을 준비하는 단계, 상기 마스터 기판 상에 연성 물질을 제공하는 단계, 상기 연성 물질을 상기 마스터 기판으로부터 분리하여, 베이스 패턴을 포함하는 베이스 기판을 제조하는 단계, 상기 베이스 패턴 상에 제1 기능성 물질을 제공하는 단계, 상기 제1 기능성 물질 상에, 상기 제1 기능성 물질과 다른 특성을 갖는 제2 기능성 물질을 제공하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 기능성 물질이 제공된 상기 베이스 기판을 타겟 기판과 접촉시켜, 상기 제1 및 제2 기능성 물질을 동시에 상기 타겟 기판 상에 전사하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

다층구조의 기능성 패턴 형성 방법. {Method for forming functional pattern of multi-layer structure}
본 발명은 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법에 관련된 것으로서, 베이스 패턴 상에 서로 다른 특성을 갖는 기능성 물질들을 제공하고 전사하는, 다층 구조의 기능성 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
최근 반도체 소자의 미세화 및 고집적화가 진행됨에 따라 메모리 용량의 증가에 비례하여 전체적인 칩(chip) 면 적은 증가되고 있지만 실제로 반도체 소자의 패턴이 형성되는 셀(cell) 영역의 면적은 감소되고 있다. 따라서 원하는 메모리 용량을 확보하기 위해서는 한정된 셀 영역 내에 보다 많은 패턴이 형성되어야만 하므로, 패턴의 선폭(critical dimension)은 감소되면서 점점 미세해 지고 있다.
이와 관련하여, 종래 반도체 소자나 액정표시소자의 박막트렌지스터 등의 회로패턴이나 디스플레이 기기의 광학소자 등에 형성 되는 광학패턴 등의 미세패턴을 형성하는 방법으로는 노광장치에 의한 포토리소그래피(Photolithography) 방법에 의한 노광, 식각 등의 공정으로 형성되었다.
이러한 종래 미세패턴의 형성방법은 비교적 고가의 노광장치를 이용한 화학적 공정으로서, 공정이 복잡하고 비용의 부담과 생산성 저하의 문제점이 있었다. 또한, 화학적 공정을 이용하기 때문에, 환경 친화적이지 못한 문제점이 있었다.
이러한 문제점들을 해결하기 위하여 미세패턴을 전사하거나 제조하는 방법에 관한 다양한 기술들이 개발되고 있다. 예를 들어, 대한 민국 특허 공개 공보 10-2010-0039730(출원번호: 10-2008-0098810, 출원인: 한국과학기술원)에는, 투명 플레이트의 하면에, 광을 흡수하여 열을 발생시키는 광열변환층 및 전사 재료를 증착시킨 전사재료층을 차례로 형성하는 제1 단계, 투명 플레이트의 하면과 기판을 서로 맞대어 압착하여 패턴 전사 플레이트를 형성하는 제2 단계, 투명 플레이트의 상면에, 광원으로부터의 레이저 광을 직접 투사시킨 직사광 및 레이저 광을 반사체에 반사시킨 반사광을 함께 조사하여 광 간섭을 발생시켜, 광 간섭이 발생한 지점 에 증착되어 있는 전사재료를 기판 상으로 전사하는 제3 단계를 포함하는 패턴 전사 방법 및 패턴 전사 시스템을 제공한다.
이 밖에도, 패턴 형성과 관련된 다양한 기술들이 지속적으로 연구 개발되고 있다.
대한 민국 특허 공개 공보 10-2015-0118916
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 서로 다른 특성을 갖고, 적층된 기능성 물질들이 하나의 기판상에 동시에 전사하는 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 기판의 서로 다른 영역 상에, 서로 다른 특성을 갖는 기능성 물질들을 동시에 전사하는 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 용이하게 패턴의 형상 제어가 가능한 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법은, 마스터 패턴이 형성된 마스터 기판을 준비하는 단계, 상기 마스터 기판 상에 연성 물질을 제공하는 단계, 상기 연성 물질을 상기 마스터 기판으로부터 분리하여, 상기 마스터 패턴의 역상을 갖는 베이스 패턴을 포함하는 베이스 기판을 제조하는 단계, 상기 베이스 패턴 상에 제1 기능성 물질을 제공하는 단계, 상기 제1 기능성 물질 상에, 상기 제1 기능성 물질과 다른 특성을 갖는 제2 기능성 물질을 제공하는 단계, 및
상기 제1 및 제2 기능성 물질이 제공된 상기 베이스 기판을 타겟 기판과 접촉시켜, 상기 제1 및 제2 기능성 물질을 동시에 상기 타겟 기판 상에 전사하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법은, 상기 제1 기능성 물질 상에 상기 제1 및 제2 기능성 물질과 다른 특성을 갖는 제3 기능성 물질을 제공하는 단계를 더 포함하되, 상기 제2 기능성 물질은, 상기 제1 기능성 물질이 제공된 상기 베이스 패턴의 제1 영역 상에 제공되고, 상기 제3 기능성 물질은, 상기 제1 기능성 물질이 제공된 상기 베이스 패턴의 상기 제1 영역과 다른 제2 영역 상에 제공되며, 상기 제1 및 제2 기능성 물질이 제공된 상기 베이스 기판을 상기 타겟 기판과 접촉시켜, 상기 제1 및 제2 기능성 물질을 동시에 상기 타겟 기판 상에 전사하는 단계는, 상기 제1 및 제2 기능성 물질과 동시에 상기 제3 기능성 물질도 전사되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 다층구조 기능성 패턴 형성 방법은, 상기 제2 기능성 물질 상에 상기 제1 및 제2 기능성 물질과 다른 특성을 갖는 제3 기능성 물질을 제공하는 단계를 더 포함하되, 상기 제1 기능성 물질 상에, 상기 제2 기능성 물질을 제공하는 단계는, 상기 베이스 패턴의 상기 제1 영역을 노출시키고, 상기 제1 영역을 제외한 나머지 영역을 덮는 제1 쉐도우 마스크를 상기 베이스 기판 상에 배치하는 단계, 노출된 상기 제1 영역 상에 상기 제2 기능성 물질을 제공하는 단계, 및 상기 제1 쉐도우 마스크를 제거하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 기능성 물질 상에 상기 제3 기능성 물질을 제공하는 단계는, 상기 베이스 패턴의 상기 제2 영역을 노출시키고, 상기 제2 영역을 제외한 나머지 영역을 덮는 제2 쉐도우 마스크를 상기 베이스 기판 상에 배치하는 단계, 노출된 상기 제2 영역 상에 상기 제3 기능성 물질을 제공하는 단계, 및 상기 베이스 기판으로부터 상기 제2 쉐도우 마스크를 제거하는 단계를 포함하고, 상기 제1 및 제2 기능성 물질이 제공된 상기 베이스 기판을 상기 타겟 기판과 접촉시켜, 상기 제1 및 제2 기능성 물질을 동시에 상기 타겟 기판 상에 전사하는 단계는, 상기 제1 및 제2 기능성 물질과 동시에 상기 제3 기능성 물질도 전사되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 쉐도우 마스크는, 제1 부분, 및 상기 제1 부분보다 두께가 두꺼운 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분은 상기 제1 영역을 덮고, 상기 제2 부분은 상기 제1 영역을 제외한 영역을 덮는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분의 두께의 차이는, 상기 제1 및 제2 기능성 물질의 두께의 합과 같은 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법은, 마스터 패턴이 형성된 마스터 기판을 준비하는 단계, 상기 마스터 기판 상에 연성 물질을 제공하는 단계, 상기 연성 물질을 상기 마스터 기판으로부터 분리하여, 상기 마스터 패턴의 역상을 갖는 베이스 패턴을 포함하는 베이스 기판을 제조하는 단계, 상기 베이스 패턴 상에 제1 기능성 물질을 제공하는 단계, 상기 제1 기능성 물질 상에, 상기 제1 기능성 물질과 다른 특성을 갖는 제2 기능성 물질을 제공하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 기능성 물질이 제공된 상기 베이스 기판을 타겟 기판과 접촉시켜, 상기 제1 및 제2 기능성 물질을 동시에 상기 타겟 기판 상에 전사하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 원하는 하나의 기판 상에 서로 다른 특성을 갖는 다양한 기능성 물질들이 적층된 형태로, 동시에 전사된 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법을 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법 중 서로 다른 쉐도우 마스크가 사용된 경우를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법 중 서로 같은 쉐도우 마스크가 사용된 경우를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 패턴 방법에 사용되는 베이스 패턴의 다양한 형상을 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 변형 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법이 적용된 어플리케이션을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 또한, 어느 한 실시 예에서 제1 구성요소 및 제2 구성요소로 기재된 것은 실질적으로 서로 동일한 구성요소일 수도 있다.
여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법을 설명하는 순서도이고, 도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 마스터 패턴(110)을 포함하는 마스터 기판(100)이 준비된다(S100). 일 실시 예에 따르면, 상기 마스터 패턴(110)은, 오복부 및 볼록부를 갖는 요철 형태일 수 있다. 상기 마스터 패턴(110)의 형태는 제한되지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 상기 마스터 기판(100)은, 실리콘 기판, 화합물 반도체 기판, 플라스틱 기판, 유리 기판 등이 사용될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 마스터 패턴(110)은, 광리소그래피(photolithography), 분자 자기조립(self-assembly), 이빔(electron beam) 리소그래피, 딥펜(dip-pen) 리소그래피, 나노임프린트, 패턴전사프린팅, 레이저 공정 기술 등으로 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 마스터 패턴(110)은, Si, SiO2/Si, 금속 등 Hard한 소재를 포함하며, 그 형태는 라인, 닷, 메쉬, 링, 홀, 사각형, 다이아몬드, 지그재그, 다각형 등 선과 점으로 이루어진 리소그래피 또는 분자자기조립을 통하여 형성이 가능한 모든 형상을 포함한다. 또한, 그 패턴의 크기는 10나노부터 100마이크로까지 가능하다.
상기 마스터 기판(100) 상에 연성 물질이 제공될 수 있다(S200). 일 실시 예에 따르면, 상기 연성 물질은 상기 마스터 기판(100)에 코팅 후, 그 자체로 후술되는 베이스 기판(200)으로 사용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 연성 물질은, 스핀 코팅(spin coating) 방법으로 제공될 수 있다. 상기 연성 물질의 제공 방법은 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 연성 물질은, PMMA(polymethyl methacrylate), PS(polystyrene), PVP(polyvinylpyrrolidone), P2VP(poly 2-vinyl pyridine), P4VP(poly 4-vinyl pyridine), PS-PDMS(polystyrene-polydimethylsiloxane), PDMS-P4VP(polydimethylsiloxane-poly 4-vinyl pyridine), PVDF-TrF(polyvinylidenefluoride-trifluoroethylene) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 연성 물질은 상기 마스터 기판(100)으로부터 분리될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 연성 물질은, 접착 필름(adhesive film, 220)을 이용하여 분리될 수 있다.
상기 연성 물질은, 상기 마스터 기판(100)으로부터 분리되어, 베이스 패턴(210)을 포함하는 베이스 기판(200)이 제조될 수 있다(S300). 즉, 상술된 바와 같이, 상기 연성 물질은 상기 베이스 기판(200)으로 사용될 수 있다. 이때, 상기 연성 물질은 상기 마스터 패턴(110)의 역상을 갖게 되고, 이에 따라 상기 베이스 패턴(210)은 상기 마스터 패턴(110)의 역상을 가질 수 있다.
상기 베이스 패턴(210) 상에 제1 기능성 물질(M1)이 제공될 수 있다(S400). 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 기능성 물질(M1)은 금속, 세라믹, 반도체, 산화물 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기능성 물질(M1)은 백금(Pt), 은(Ag), 니켈(Ni), SiOx, WOx, SnOx, 규소(Si), GST(Ge2Sb2Te5) 등을 포함할 수 있다. (x>0) 다른 실시 예에 따르면, 상기 기능성 물질(M1)은 저항메모리 소재, 가스감지 소재, 전극 소재 등 물리적, 화학적, 그리고 전기적 특성 변화를 일으키는 소재 등을 포함할 수 있다. 상기 제1 기능성 물질(M1)은 sputtering system, thermal evaporator, E-beam evaporator, 용액 공정 등의 방법으로 상기 베이스 패턴(210) 상에 형성될 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 기능성 물질(M1) 상에 제2 기능성 물질(M2)이 제공될 수 있다(S500). 또한, 상기 제2 기능성 물질(M2) 상에 제3 기능성 물질(M3) 및 제4 기능성 물질(M4)이 순차적으로 더 제공될 수 있다. 이에 따라, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 패턴(210) 상에 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)이 순차적으로 적층된 구조체가 형성될 수 있다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)은 타겟 기판(300)으로 동시에 전사될 수 있다(S600). 구체적으로, 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)이 제공된 상기 베이스 기판(200)은, 상기 타겟 기판(300)과 접촉되어, 상기 베이스 기판(200)으로부터 상기 타겟 기판(300)으로 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)이 동시에 전사될 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스 패턴(210)과 같은 형상의 패턴을 갖고, 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)이 전사된 상기 타겟 기판(300)이 제조될 수 있다.
상기 타겟 기판(300) 상에 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)이 제공되되, 상기 베이스 패턴(210) 상에 제공된 순서의 역순으로 제공될 수 있다. 즉, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 타겟 기판(300) 상에 상기 제4 기능성 물질(M4), 상기 제3 기능성 물질(M3), 상기 제2 기능성 물질(M2), 및 상기 제1 기능성 물질(M1)이 순차적으로 적층된 구조를 나타낼 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)은 서로 다른 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 기능성 물질(M1)로써 백금(Pt), 상기 제2 기능성 물질(M2)로써 GST(Ge2Sb2Te5), 상기 제3 기능성 물질(M3)로써 산화 알루미늄(AlOx), 상기 제4 기능성 물질(M4)로써 실리콘 산화물(SiOx)이 사용될 수 있다. 이에 따라, 하나의 기판 상에 서로 다른 기능성 물질들을 포함하는 다층구조의 기능성 패턴이 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)이 제공된 상기 베이스 기판(200) 및 상기 타겟 기판(300)이 접촉되기 전, 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)이 제공된 상기 베이스 기판(200) 상에 인플레이트 가스(inflate gas)가 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 인플레이트 가스는, 상기 베이스 기판(200)이 용해 가능한 용매가 기화된 기체일 수 있다. 예를 들어, 상기 용매는 톨루엔(toluene)일 수 있다. 상기 인플레이트 가스가 상기 베이스 기판(200)에 흡수되어, 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)은, 상기 타겟 기판(300) 상에 용이하게 전사될 수 있다.
상술된 본 발명의 실시 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법은, 상기 마스터 패턴(110)이 형성된 상기 마스터 기판(100)을 준비하는 단계, 상기 마스터 기판(100) 상에 상기 연성 물질을 제공하는 단계, 상기 연성 물질을 상기 마스터 기판(100)으로부터 분리하여, 상기 마스터 패턴(110)의 역상을 갖는 상기 베이스 패턴(210)을 포함하는 상기 베이스 기판(200)을 제조하는 단계, 상기 베이스 패턴 상(210)에 상기 제1 기능성 물질(M1)을 제공하는 단계, 상기 제1 기능성 물질(M1) 상에, 상기 제1 기능성 물질(M1)과 다른 특성을 갖는 상기 제2 기능성 물질(M2)을 제공하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 기능성 물질(M1, M2)이 제공된 상기 베이스 기판(200)을 상기 타겟 기판(300)과 접촉시켜, 상기 제1 및 제2 기능성 물질(M1, M2)을 동시에 상기 타겟 기판(300) 상에 전사하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 원하는 하나의 기판 상에 서로 다른 특성을 갖는 다양한 기능성 물질들이 적층된 형태로, 동시에 전사된 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법이 제공될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 상술된 상기 실시 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법에서, 상기 베이스 기판(200) 상의 서로 다른 영역 상에 서로 다른 특성을 갖는 기능성 물질들이 제공되는 방법에 대해 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명된다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법 중 서로 다른 쉐도우 마스크가 사용된 경우를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 방법에 따라, 상기 베이스 패턴(210) 상에 상기 제1 기능성 물질(M1)이 제공된 상기 베이스 기판(200)이 준비된다.
상기 제1 기능성 물질(M1)이 제공된 상기 베이스 기판(200) 상에 제1 쉐도우 마스크(shadow mask, 510)가 배치될 수 있다. 상기 제1 쉐도우 마스크(510)는 개구부를 포함할 수 있다. 상기 제1 쉐도우 마스크(510)는 개구부를 포함할 수 있다. 상기 제1 쉐도우 마스크(510)의 상기 개구부는, 제1 영역(A1) 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 쉐도우 마스크(510)는 상기 제1 기능성 물질(M1)이 제공된 상기 베이스 패턴(210)의 상기 제1 영역(A1)을 노출시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 쉐도우 마스크(510)는 상기 제1 영역(A1)을 제외한 나머지 영역을 덮을 수 있다. 즉, 상기 베이스 패턴(210)은, 상기 제1 쉐도우 마스크(510)가 덮어짐에 따라, 상기 제1 영역(A1)은 외부에 노출되고, 상기 제1 영역(A1)을 제외한 영역은 상기 제1 쉐도우 마스크(510)로 가려질 수 있다.
노출된 상기 제1 영역(A1) 상에 상기 제2 기능성 물질(M2)이 제공될 수 있다. 노출된 상기 제1 영역(A1) 상에 상기 제2 기능성 물질(M2)이 제공된 후, 상기 베이스 기판(200)으로부터 상기 제1 쉐도우 마스크(510)가 제거될 수 있다.
계속해서, 상기 베이스 기판(200)으로부터 상기 제1 쉐도우 마스크(510)가 제거된 후, 상기 베이스 기판(200) 상에 제2 쉐도우 마스크(520)가 배치될 수 있다. 상기 제2 쉐도우 마스크(520)는 개구부를 포함할 수 있다. 상기 제2 쉐도우 마스크(520)의 상기 개구부는, 제2 영역(A2) 상에 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 쉐도우 마스크(520)는 상기 제1 기능성 물질(M1)이 제공된 상기 베이스 패턴(210)의 상기 제2 영역(A2)을 노출시킬 수 있다. 또한, 상기 제2 쉐도우 마스크(520)는 상기 제2 영역(A2)을 제외한 나머지 영역을 덮을 수 있다. 노출된 상기 제2 영역(A2) 상에 제3 기능성 물질(M3)이 제공될 수 있다.
노출된 상기 제2 영역(A2) 상에 상기 제3 기능성 물질(M3)이 제공된 후, 상기 베이스 기판(200)으로부터 상기 제2 쉐도우 마스크(520)가 제거될 수 있다. 상기 베이스 기판(200)으로부터 상기 제2 쉐도우 마스크(520)가 제거된 후, 상기 베이스 기판(200) 상에 제3 쉐도우 마스크(530)가 배치될 수 있다. 상기 제3 쉐도우 마스크(530)는 개구부를 포함할 수 있다. 상기 제3 쉐도우 마스크(530)의 상기 개구부는, 제3 영역(A3) 상에 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 제3 쉐도우 마스크(530)는 상기 상기 제1 기능성 물질(M1)이 제공된 베이스 패턴(210)의 상기 제3 영역(A3)을 노출시킬 수 있다. 또한, 상기 제3 쉐도우 마스크(530)는 상기 제3 영역(A3)을 제외한 나머지 영역을 덮을 수 있다. 노출된 상기 제3 영역(A3) 상에 제4 기능성 물질(M4)이 제공될 수 있다.
노출된 상기 제3 영역(A3) 상에 상기 제4 기능성 물질(M4)이 제공된 후, 상기 베이스 기판(200)으로부터 상기 제3 쉐도우 마스크(530)가 제거될 수 있다. 상기 베이스 기판(200)으로부터 상기 제3 쉐도우 마스크(530)가 제거된 후, 상기 베이스 기판(200) 상에 제4 쉐도우 마스크(540)가 배치될 수 있다. 상기 제4 쉐도우 마스크(540)는 개구부를 포함할 수 있다. 상기 제4 쉐도우 마스크(540)의 상기 개구부는, 제4 영역(A4) 상에 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 제4 쉐도우 마스크(540)는 상기 제1 기능성 물질(M1)이 제공된 상기 베이스 패턴(210)의 상기 제4 영역(A4)을 노출시킬 수 있다. 또한, 상기 제4 쉐도우 마스크(540)는 상기 제4 영역(A4)을 제외한 나머지 영역을 덮을 수 있다. 노출된 상기 제4 영역(A4) 상에 제5 기능성 물질(M5)이 제공될 수 있다.
노출된 상기 제4 영역(A4) 상에 상기 제5 기능성 물질(M5)이 제공된 후, 상기 베이스 기판(200)으로부터 상기 제4 쉐도우 마스크(540)가 제거될 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스 패턴(210) 상에 상기 제1 내지 제5 기능성 물질(M1, M2, M3, M4, M5)이 제공된 상기 베이스 기판(200)이 제조될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 기능성 물질(M1)이 제공된 상기 베이스 패턴(210)의 상기 제1 내지 제4 영역(A1, A2, A3, A4) 상에 상기 제2 내지 제5 기능성 물질(M2, M3, M4, M5)이 각각 제공된 상기 베이스 기판(200)이 제조될 수 있다.
이후, 상기 제1 내지 제5 기능성 물질(M1, M2, M3, M4, M5)이 제공된 상기 베이스 기판(200)은 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 타겟 기판(300)과 접촉되어, 상기 베이스 기판(200)으로부터 상기 타겟 기판(300)으로 상기 제1 내지 제5 기능성 물질(M1, M2, M3, M4, M5)이 동시에 전사될 수 있다.
도 7의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 제2 쉐도우 마스크(520)는 제1 부분 및 제2 부분을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 부분은 상기 제1 영역(A1)을 덮는 부분일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 부분은 상기 제1 영역(A1)을 제외한 영역을 덮는 부분일 수 있다. 상기 제2 부분의 두께(d2)는 상기 제1 부분의 두께(d1)보다 두꺼울 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 부분의 두께(d1)와 상기 제2 부분의 두께(d2) 차이는, 상기 제1 기능성 물질(M1) 및 상기 제2 기능성 물질(M2)의 두께의 합과 같을 수 있다. 상기 제1 기능성 물질(M1) 및 상기 제2 기능성 물질(M2)의 두께의 합은, 상기 베이스 기판(200)의 상부면으로부터 상기 제1 영역(A1)의 돌출부 상에 제공된 상기 제1 기능성 물질(M1) 및 상기 제2 기능성 물질(M2)까지의 높이(h1) 및 상기 제1 영역(A1)의 돌출부의 높이(h2)의 차이와 같을 수 있다. 즉, 상기 제2 쉐도우 마스크(520)는, 상기 제1 영역(A1)을 제외한 영역과 마주보는 부분이 상기 제1 영역(A1)과 마주보는 부분보다 더 두꺼울 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 쉐도우 마스크(520)는, 상기 제1 기능성 물질(M1) 및 상기 제2 기능성 물질(M2)을 훼손하지 않고, 상기 베이스 기판(200) 상에 용이하게 배치될 수 있다. 이 뿐만 아니라, 상기 제2 부분의 두께(d2)가 상기 제1 부분의 두께(d1)보다 두꺼움에 따라, 상기 제2 쉐도우 마스크(520)는, 상기 베이스 기판(200) 상에 평평하게 제공될 수 있다.
또한, 상기 제3 쉐도우 마스크(530)는, 상기 제2 영역(A2)과 마주보는 부분의 두께와 상기 제2 영역(A2)을 제외한 영역과 마주보는 부분의 두께가 서로 다를 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 영역(A2)과 마주보는 상기 제3 쉐도우 마스크(530)의 부분의 두께 및 상기 제2 영역(A2)을 제외한 영역과 마주보는 상기 제3 쉐도우 마스크(530)의 부분의 두께의 차이는, 상기 제1 기능성 물질(M1) 및 상기 제3 기능성 물질(M3)의 두께의 합과 같을 수 있다.
또한, 상기 제4 쉐도우 마스크(540)는, 상기 제3 영역(A3)과 마주보는 부분의 두께와 상기 제3 영역(A3)을 제외한 영역과 마주보는 부분의 두께가 서로 다를 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제3 영역(A3)과 마주보는 상기 제4 쉐도우 마스크(540)의 부분의 두께 및 상기 제3 영역(A3)을 제외한 영역과 마주보는 상기 제4 쉐도우 마스크(230)의 부분의 두께의 차이는, 상기 제1 기능성 물질(M1) 및 상기 제4 기능성 물질(M4)의 두께의 합과 같을 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 쉐도우 마스크(530) 및 상기 제4 쉐도우 마스크(540)는, 각각 상기 제2 내지 제4 기능성 물질(M2, M3, M4)을 훼손하지 않고, 상기 베이스 기판(200) 상에 용이하게 배치될 수 있다. 이 뿐만 아니라, 상기 제3 쉐도우 마스크(530) 및 상기 제4 쉐도우 마스크(540)는, 각각 부분별로 두께가 차이남에 따라, 상기 베이스 기판(200) 상에 평평하게 제공될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법 중 서로 같은 쉐도우 마스크가 사용된 경우를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명된 방법에 따라, 상기 제1 기능성 물질(M1)이 제공된 상기 베이스 패턴(210) 상에, 상기 제1 내지 제4 영역(A1, A2, A3, A4) 상에 상기 제2 내지 제5 기능성 물질(M2, M3, M4, M5)을 각각 제공하되, 상기 제1 내지 제4 쉐도우 마스크(510, 520, 530, 540)가 서로 동일할 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 내지 제5 기능성 물질이(M1, M2, M3, M4, M5)이 제공된 상기 베이스 기판(200)은, 하나의 쉐도우 마스크(500)를 사용하여 제조될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 기능성 물질(M1)이 제공된 상기 베이스 패턴(210) 상에, 상기 베이스 패턴(210)의 제1 영역(A1)을 노출시키고, 상기 제1 영역(A1)을 제외한 나머지 영역을 덮는 상기 쉐도우 마스크(500)가 제공될 수 있다. 이후, 상기 제1 영역(A1) 상에 상기 제2 기능성 물질(M2)이 제공되고, 상기 쉐도우 마스크(500)는 상기 베이스 패턴(210)으로부터 제거될 수 있다.
상기 베이스 패턴(210)으로부터 제거된 상기 쉐도우 마스크(500)는, 상기 쉐도우 마스크(500)의 상부면의 법선을 회전축으로 회전시켜, 상기 베이스 패턴(210) 상에 다시 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 쉐도우 마스크(500)는, 상기 쉐도우 마스크(500)의 상부면의 법선을 회전축으로 시계방향으로 90°의 각도로 회전될 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스 패턴(210)의 상기 제2 영역(A2)은 노출되고, 상기 제2 영역(A2)을 제외한 나머지 영역은 상기 쉐도우 마스크(500)에 의해 덮어질 수 있다. 상기 제2 영역(A3) 상에는 상기 제3 기능성 물질(M3)이 제공될 수 있다.
이후, 상기 베이스 패턴(210)으로부터 상기 쉐도우 마스크(500)를 제거하는 단계, 상기 쉐도우 마스크(500)를 회전시켜 상기 베이스 패턴(210) 상에 다시 제공하여 상기 제3 영역(A3)을 노출시키는 단계, 상기 제3 영역(A3) 상에 상기 제4 기능성 물질(M4)을 제공하는 단계, 상기 베이스 패턴(210)으로부터 상기 쉐도우 마스크(500)를 제거하는 단계, 상기 쉐도우 마스크(500)를 회전시켜 상기 베이스 패턴(210) 상에 다시 제공하여 상기 제4 영역(A4)을 노출시키는 단계, 상기 제4 영역(A4) 상에 상기 제5 기능성 물질(M4)을 제공하는 단계, 및 상기 베이스 패턴(210)으로부터 상기 쉐도우 마스크를(500) 제거하는 단계가 순차적으로 수행될 수 있다.
이에 따라, 상기 베이스 패턴(210) 상에 상기 제1 내지 제5 기능성 물질(M1, M2, M3, M4, M5)이 제공된 상기 베이스 기판(200)이 제조될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 기능성 물질(M1)이 제공된 상기 베이스 패턴(210)의 상기 제1 내지 제4 영역(A1, A2, A3, A4) 상에 상기 제2 내지 제5 기능성 물질(M2, M3, M4, M5)이 각각 제공된 상기 베이스 기판(200)이 제조될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 패턴 방법에 사용되는 베이스 패턴의 다양한 형상을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 상술된 바와 같이 상기 마스터 패턴(110)의 형상이 다양함에 따라, 상기 마스터 패턴(110)의 역상을 갖는 상기 베이스 패턴(210)의 형상도 다양할 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 패턴(210)은 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, Line 형상, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, Bending Line 형상, 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, Mesh 형상, 도 9의 (d)에 도시된 바와 같이 Square 형상, 도 9의 (e)에 도시된 바와 같이, Circular cylinder 형상, 도 9의 (f)에 도시된 바와 같이, Ring 형상, 도 9의 (g)에 도시된 바와 같이, Hole 형상, 도 9의 (h)에 도시된 바와 같이 Hollow core 형상 등을 가질 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 변형 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법에 따라, 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)이 전사된 상기 타겟 기판(300) 및 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)이 제공된 상기 베이스 패턴(210)을 포함하는 상기 베이스 기판(200)이 준비된다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)이 전사된 상기 타겟 기판(300)과 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)이 제공된 상기 베이스 패턴(210)을 포함하는 상기 베이스 기판(200)을 접촉시켜, 상기 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4) 상에 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)을 다시 전사할 수 있다. 이때, 다시 제공되는 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)의 연장 방향과, 상기 타겟 기판(300) 상에 전사된 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)의 연장 방향은 서로 교차될 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(300) 상에 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)이 반복 적층된 적층 구조체가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)이 전사된 상기 타겟 기판(300)과 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)이 제공된 상기 베이스 패턴(210)을 포함하는 상기 베이스 기판(200)을 접촉시키는 단계를 복수회 반복하여, 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)이 복수회 반복 적층된 상기 타겟 기판(300)이 제조될 수 있다.
또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)외에, 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)과 서로 다른 특성을 갖는 물질들이 적층될 수 있다.
도 11을 참조하면, 도 10을 참조하여 설명된, 상기 타겟 기판(300) 상에 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)이 반복 적층된, 상기 적층 구조체 상에 촉매 입자(P)들이 제공될 수 있다. 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4) 상에 상기 촉매 입자(P)들이 제공됨에 따라, 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)들의 기능성이 향상될 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법이 적용된 어플리케이션을 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 패턴(320)이 형성된 상기 타겟 기판(300)이 준비될 수 있다. 예를 들어, 상기 패턴(320)은 IDE(Interdigitated electrode) 패턴일 수 있다. 상기 패턴(320) 상에 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된, 상기 실시 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법으로, 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)이 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 패턴(320)이 형성된 상기 타겟 기판(300)은 센서, 에너지 하베스터 등에 사용되는 패턴이 형성된 기판일 수 있다. 또한, 상기 제1 내지 제4 기능성 물질(M1, M2, M3, M4)은 센서, 에너지 하베스터 등에 사용되는 물질일 수 있다. 이에 따라, 상기 실시 예에 따른 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법은, 각종 센서, 에너지 하베스터 등에 적용될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 마스터 기판
110: 마스터 패턴
200: 베이스 기판
210: 베이스 패턴
220: 접착 필름
300: 타겟 기판
320: IDE 패턴
400: 컨트롤 기판
410: 컨트롤 패턴
500: 쉐도우 마스크
510, 520, 530, 540: 제1 내지 제4 쉐도우 마스크
M1, M2, M3, M4, M5: 제1 내지 제5 기능성 물질
A1, A2, A3, A4: 제1 내지 제4 영역

Claims (5)

  1. 베이스 기판의 베이스 패턴 상에 제1 기능성 물질을 제공하는 단계;
    상기 베이스 패턴의 제1 영역을 노출시키고, 상기 제1 영역을 제외한 나머지 영역을 덮는 제1 쉐도우 마스크를 상기 베이스 기판 상에 배치하는 단계;
    노출된 상기 제1 영역 상의 상기 제1 기능성 물질 상에 제2 기능성 물질을 제공하는 단계;
    상기 제1 쉐도우 마스크를 제거하는 단계;
    상기 제1 영역과 다른 상기 베이스 패턴의 제2 영역을 노출시키고, 상기 제2 영역을 제외한 나머지 영역을 덮는 제2 쉐도우 마스크를 상기 베이스 기판 상에 배치하는 단계;
    노출된 상기 제2 영역 상의 상기 제1 기능성 물질 상에 제3 기능성 물질을 제공하는 단계; 및
    상기 베이스 기판으로부터 상기 제2 쉐도우 마스크를 제거하는 단계
    상기 제1 내지 제3 기능성 물질이 제공된 상기 베이스 기판을 타겟 기판과 접촉시켜, 상기 제1 내지 제3 기능성 물질을 동시에 상기 타겟 기판 상에 전사하는 단계를 포함하는 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스 기판을 준비하는 단계를 더 포함하되,
    상기 베이스 기판을 준비하는 단계는,
    마스터 패턴이 형성된 마스터 기판을 준비하는 단계;
    상기 마스터 기판 상에 연성 물질을 제공하는 단계; 및
    상기 연성 물질을 상기 마스터 기판으로부터 분리하여, 상기 마스터 패턴의 역상을 갖는 상기 베이스 패턴을 포함하는 상기 베이스 기판을 제조하는 단계를 포함하는 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 기능성 물질은, 상기 제1 영역 상의 상기 제1 기능성 물질 상에 한정적으로 제공되고,
    상기 제3 기능성 물질은, 상기 제2 영역 상의 제1 기능성 물질 상에 한정적으로 제공되는 것을 포함하는 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 쉐도우 마스크는, 제1 부분, 및 상기 제1 부분보다 두께가 두꺼운 제2 부분을 포함하고,
    상기 제1 부분은 상기 제1 영역을 덮고, 상기 제2 부분은 상기 제1 영역을 제외한 영역을 덮는 것을 포함하는 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 부분과 상기 제2 부분의 두께의 차이는, 상기 제1 및 제2 기능성 물질의 두께의 합과 같은 것을 포함하는 다층구조의 기능성 패턴 형성 방법.
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