KR101990595B1 - 특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법 및 방법 및 상기 방법에 의해 제작된 나노 임프린트 복제 몰드 - Google Patents
특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법 및 방법 및 상기 방법에 의해 제작된 나노 임프린트 복제 몰드 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 목적은 오버레이해야 할 패턴들의 크기 수준이 최대 1000배 가량 차이나는 마이크로-나노 복합 패턴을 제작함에 있어서, 복제 몰드의 변형에 의하여 원치 않는 접촉이 발생하는 문제를 해결할 수 있도록, 특정 영역에만 나노 패턴을 가지며 나머지 부분에는 큰 단차를 가지는 형태의 복제 몰드를 용이하게 제작할 수 있도록 하는, 특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법 및 방법 및 상기 방법에 의해 제작된 나노 임프린트 복제 몰드를 제공함에 있다.
Description
본 발명은 특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법 및 방법 및 상기 방법에 의해 제작된 나노 임프린트 복제 몰드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마이크로 스케일 및 나노 스케일의 패턴이 공존하는 나노 임프린트 복제 몰드를 보다 용이하게 생산할 수 있도록 하는, 특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법 및 방법 및 상기 방법에 의해 제작된 나노 임프린트 복제 몰드에 관한 것이다.
나노 임프린트 기술은 나노 스케일의 패턴을 고정밀 저비용으로 용이하게 생산할 수 있게 해 주는 기술로, 기판 위에 코팅된 레지스트 표면에 나노 패턴이 형성되어 있는 몰드를 눌러 찍어내는 방식으로 패턴을 전사한다. 이 때 나노 패턴이 형성되어 있는 실리콘 또는 유리 기판을 마스터 몰드라고 하고, 이를 복제한 기판을 복제 몰드라고 한다. 일반적으로 마스터 몰드는 공정에 필요한 패턴 형태 그대로 제작되며, 복제 몰드는 마스터 몰드의 패턴을 그대로 복제한 형태로 만들어진다.
현재 일반적으로 이루어지고 있는 나노 임프린트 공정은, 패턴이 없는 기판 표면에 복제 몰드를 이용하여 패턴을 전사하는 방식이 사용되었다. 그런데 몰드 전면에 형성된 패턴의 크기가 비슷한 수준인 경우에는 이러한 방식에 문제가 없었으나, 최근 마이크로-나노 복합 패턴 제작 기술에 대한 연구가 진행되면서 여러 문제가 발생하고 있다.
마이크로-나노 복합 패턴이란, 마이크로 수준의 크기를 가지는 패턴과 나노 수준의 크기를 가지는 패턴이 하나의 기판 상에 공존하는 패턴을 말하는 것으로, 이를 제작하기 위해서는 마이크로 패턴을 먼저 형성하고 그 위에 나노 패턴을 형성하거나, 또는 반대로 나노 패턴을 먼저 형성하고 그 위에 마이크로 패턴을 형성하는 식으로 제작이 진행된다. 이 경우는 나노 임프린팅이 진행되는 층과 그 아래층을 정렬해 주는 오버레이 패터닝 기술이 요구되며, 또한 접촉 방식으로 패터닝이 이루어지는 임프린트 공정 특성상 접촉에 의한 패터닝이 진행되는 부분과 접촉이 되지 않는 부분이 분리될 필요가 있다.
다양한 연구와 실험이 수행되는 과정에서, 나노 패턴을 먼저 형성하고 그 위에 마이크로 패턴을 형성하는 것보다, 마이크로 패턴을 먼저 형성하고 그 위에 나노 패턴을 형성하는 것이 보다 우수한 결과물을 얻을 수 있다는 사실이 알려져 있다. 그런데, 마이크로 패턴을 먼저 형성하고 그 위에 나노 패턴을 형성하는 경우에 있어, 특정 영역에만 접촉이 이루어지게 하는 작업에 있어 다음과 같은 문제가 발생하고 있다.
도 1은 오버레이 패터닝을 이용한 종래의 마이크로-나노 복합 패턴 제작 공정의 개념도 및 실제 공정도를 비교한 것이다. 도 1(A)는 마이크로-나노 복합 패턴 제작 공정의 개념도로서, 기판 상에 마이크로 수준의 패턴이 형성되어 있는 상태에서, 복제 몰드를 이용하여 오버레이 패터닝이 이루어지고 있는 과정을 도시하고 있다. 도 1(A)에 도시된 바와 같이, 기판 상에 형성되어 있는 마이크로 패턴 및 복제 몰드 상의 나노 패턴이 정렬된 상태에서, 복제 몰드를 눌러 찍어 줌으로써 마이크로 패턴 상에 나노 패턴이 더 형성될 수 있게 된다.
개념적으로는 이와 같은 오버레이 패터닝 공정이 이루어지는데 아무 문제가 없으나, 실제로는 패터닝이 이루어지는 과정에서 복제 몰드에 국부적인 변형이 일어나게 된다. 즉, 도 1(B)와 같이, 복제 몰드의 변형에 의하여 실제로는 접촉이 일어나지 말아야 하는 부분에서도 접촉이 발생하게 되는 것이다. 이처럼 접촉이 일어나지 말아야 하는 부분에 접촉이 발생하는 경우, 해당 부분에 나노 임프린트용 레진이 잔류하게 되어 패턴 형상이 부정확해지는 문제가 발생한다.
종래에도 정렬을 이용한 오버레이 패터닝을 통해 다단 형태의 패턴을 형성하는 기술이 일본공개특허 제2010-074163호("나노 임프린트용 몰드 제작 방법 및 나노 임프린트용 몰드를 이용한 패턴 성형 방법", 2010.04.02, 이하 '선행문헌')에 개시된 바 있다. 그러나 상기 선행문헌에서도, 오버레이되는 패턴들의 크기가 서로 비슷한 수준의 크기를 가지는 것으로 나타나 있으며, 따라서 근본적으로 오버레이 패터닝 공정 중 복제 몰드의 변형에 의한 원치 않는 접촉이 발생할 가능성이 거의 없다. 즉 마이크로-나노 복합 패턴 제작 공정에서의 접촉 문제를 해결하기 위한 다른 방향의 모색이 필요하다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 오버레이해야 할 패턴들의 크기 수준이 최대 1000배 가량 차이나는 마이크로-나노 복합 패턴을 제작함에 있어서, 복제 몰드의 변형에 의하여 원치 않는 접촉이 발생하는 문제를 해결할 수 있도록, 특정 영역에만 나노 패턴을 가지며 나머지 부분에는 큰 단차를 가지는 형태의 복제 몰드를 용이하게 제작할 수 있도록 하는, 특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법 및 방법 및 상기 방법에 의해 제작된 나노 임프린트 복제 몰드를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법은, 대상면적 상에 마이크로 패턴 및 나노 패턴(N)이 공존하는 마이크로-나노 복합 패턴 제작 시, 기 형성된 마이크로 패턴 상의 특정한 대상영역에 나노 패턴(N)을 임프린트하기 위한, 특정 영역에 나노 패턴(N)을 가진 나노 임프린트 복제 몰드(100)의 제작 방법에 있어서, 상기 대상면적 전체에 반전 나노 패턴(Nt)이 형성된 나노 패턴(N) 몰드(115)를 사용하여, 기판(200) 상의 상기 대상면적 전체에 1~500nm 범위 내의 두께를 가지는 수지층(110)으로 이루어지는 나노 패턴(N)이 형성되는, 나노 패턴 형성 단계; 상기 대상면적 전체에 상기 나노 패턴(N)의 두께보다 큰 두께인 1~50μm 범위 내의 두께를 가지는 광경화제층(120)이 형성되고, 상기 대상영역에 반전 단차 패턴(Mt) 형태의 통공이 형성된 포토마스크(125)를 사용하여 상기 광경화제층(120) 일부가 제거되어 단차 패턴(M)이 형성되는, 단차 패턴 형성 단계; 잔존된 상기 광경화제층(120)으로 이루어지는 상기 단차 패턴(M) 및 상기 대상영역에서 노출된 상기 나노 패턴(N)으로 이루어지는 몰드 패턴(140) 상에 몰드 재료(130)가 공급되어 복제 몰드(100)가 형성되는, 복제 몰드 형성 단계; 를 포함하여 이루어져, 상기 복제 몰드로 임프린트 시 상기 대상영역 이외의 부분이 국부적으로 변형되더라도 기판과의 접촉이 방지되도록, 상기 대상영역이 상기 단차 패턴이 반전된 형태로 돌출되고, 상기 단차 패턴의 돌출면 상에 상기 나노 패턴이 반전된 형태의 패턴이 형성된 상기 복제 몰드가 형성되도록 이루어질 수 있다.
이 때 상기 나노 패턴 형성 단계는, 상기 기판(200) 상의 상기 대상면적 전체에 수지가 도포되어 상기 수지층(110)이 형성되는 수지 도포 단계, 상기 수지층(110) 상에 상기 나노 패턴(N) 몰드(115)를 압인하여 상기 대상면적 전체에 상기 나노 패턴(N)이 형성되는 패턴 형성 단계, 상기 대상면적 전체에 상기 나노 패턴(N)이 형성된 상기 수지층(110)이 경화되는 패턴 경화 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한 상기 단차 패턴 형성 단계는, 상기 대상면적 전체에 광경화제가 도포되어 상기 나노 패턴(N)의 두께보다 큰 두께의 상기 광경화제층(120)이 형성되는 광경화제 도포 단계, 상기 광경화제층(120) 상측에 상기 포토마스크(125)가 배치된 후 광이 조사되는 광 조사 단계, 상기 포토마스크(125)가 제거된 후 현상액을 사용하여 광이 조사된 부분의 상기 광경화제층(120) 일부가 제거되는 현상 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한 상기 복제 몰드 형성 단계는, 상기 몰드 패턴(140) 상에 몰드 재료(130)가 공급되는 몰드 재료 공급 단계, 상기 몰드 재료(130)가 경화되는 몰드 재료 경화 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 수지층(110)의 두께는 1~500nm 범위 내의 값을 가지며, 상기 광경화제층(120)의 두께는 1~50μm 범위 내의 값을 가지도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 수지층(110)은 음성감광제(negative photoresist) 재질로 이루어지며, 상기 광경화제층(120)은 음성감광제 또는 양성감광제(positive photoresist) 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 몰드 재료(130)는 PDMS 재질로 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 의한 나노 임프린트 복제 몰드는, 대상면적 상에 마이크로 패턴 및 나노 패턴(N)이 공존하는 마이크로-나노 복합 패턴 제작 시, 기 형성된 마이크로 패턴 상의 특정한 대상영역에 나노 패턴(N)을 임프린트하기 위한, 특정 영역에 나노 패턴(N)을 가진 나노 임프린트 복제 몰드(100)에 있어서, 상술한 바와 같은 특정 영역에 나노 패턴(N)을 가진 나노 임프린트 복제 몰드(100)의 제작 방법에 의하여 제작되되, 상기 나노 패턴(N)이 형성된 상기 대상영역과 상기 대상면적 중 상기 대상영역을 제외한 나머지 영역 간의 단차(D)가 1~50μm 범위 내의 값을 가지도록 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 마이크로-나노 복합 패턴 제작 시 복제 몰드의 변형에 의하여 원치 않는 접촉이 발생하는 문제를 원천적으로 해결하여, 결과적으로 제작되는 마이크로-나노 복합 패턴의 제작 정확성을 향상하고 불량률을 저감할 수 있는 큰 효과가 있다. 보다 구체적으로는, 종래에 마이크로-나노 복합 패턴 제작 시 사용되는 복제 몰드의 경우 마이크로 패턴 제작 후 나노 패턴을 오버레이 패터닝하는 과정에서, 마이크로 패턴과 나노 패턴의 크기 수준 차이가 최대 1000배 가량 나기 때문에, 마이크로 패턴의 빈 공간 부분에서 복제 몰드의 국부적 변형이 일어나 접촉되지 않아야 할 부분에 접촉이 발생하여 나노 임프린트용 레진이 잔류하는 등의 문제가 발생하였다. 그러나 본 발명에 의하면, 복제 몰드가 나노 패턴이 형성되는 영역 이외의 영역에 상대적으로 큰 단차가 형성되는 형태로 이루어짐으로써, 이러한 원치 않은 접촉이 발생하는 문제를 원천적으로 배제할 수 있게 되며, 결과적으로 최종 제작된 마이크로-나노 복합 패턴의 정확성을 향상할 수 있게 되는 것이다.
또한 본 발명에 의하면, 이와 같이 특정 영역에는 나노 패턴이 형성되고 나머지 영역에는 상대적으로 큰 단차를 가지는 형상을 제작함에 있어, 경제적인 공정들을 사용함으로써 제작 비용 상승을 억제할 수 있는 경제적 효과 또한 있다.
도 1은 오버레이 패터닝을 이용한 종래의 마이크로-나노 복합 패턴 제작 공정의 개념도 및 실제 공정도.
도 2는 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법의 흐름도.
도 3은 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법의 나노 패턴 형성 단계의 세부 단계별 개념도.
도 4는 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법의 마이크로 패턴 형성 단계의 세부 단계별 개념도.
도 5는 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법의 복제 몰드 형성 단계의 세부 단계별 개념도.
도 6은 종래의 복제 몰드 및 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법에 의하여 제작된 복제 몰드를 사용한 오버레이 패터닝 실제 공정 비교도.
도 7은 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드 제작을 위한 몰드 패턴의 실시예.
도 2는 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법의 흐름도.
도 3은 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법의 나노 패턴 형성 단계의 세부 단계별 개념도.
도 4는 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법의 마이크로 패턴 형성 단계의 세부 단계별 개념도.
도 5는 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법의 복제 몰드 형성 단계의 세부 단계별 개념도.
도 6은 종래의 복제 몰드 및 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법에 의하여 제작된 복제 몰드를 사용한 오버레이 패터닝 실제 공정 비교도.
도 7은 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드 제작을 위한 몰드 패턴의 실시예.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법 및 방법 및 상기 방법에 의해 제작된 나노 임프린트 복제 몰드를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법은, 대상면적 상에 마이크로 패턴 및 나노 패턴(N)이 공존하는 마이크로-나노 복합 패턴 제작 시, 기 형성된 마이크로 패턴 상의 특정한 대상영역에 나노 패턴(N)을 임프린트하기 위한 것이다. 종래에는 이러한 오버레이 패터닝 과정에서 나노 패턴에 비해 상대적으로 규격이 큰 마이크로 패턴 부분에서 복제 몰드의 국부적 변형으로 인하여 접촉이 발생하지 말아야 하는 부분에서 접촉이 발생함으로써 제작된 제품의 불량률이 높아지는 문제가 있었으며, 본 발명은 이러한 문제를 배제하기 위한 것이다.
도 2는 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법의 흐름도를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법은, 크게는 나노 패턴 형성 단계, 단차 패턴 형성 단계, 복제 몰드 형성 단계의 세 단계로 이루어지며, 각각의 단계들은 더 세부적인 단계들로 이루어진다.
상기 나노 패턴 형성 단계에서는, 상기 대상면적 전체에 반전 나노 패턴(Nt)이 형성된 나노 패턴(N) 몰드(115)를 사용하여, 기판(200) 상의 상기 대상면적 전체에 수지층(110)으로 이루어지는 나노 패턴(N)이 형성된다. 도 3은 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법의 나노 패턴 형성 단계의 세부 단계별 개념도를 도시하고 있는데, 각각의 세부 단계를 설명하면 다음과 같다.
먼저 도 3(A)에 도시된 수지 도포 단계에서는, 상기 기판(200) 상의 상기 대상면적 전체에 수지가 도포되어 상기 수지층(110)이 형성된다. 다음으로 도 3(B)에 도시된 패턴 형성 단계에서는, 상기 수지층(110) 상에 상기 나노 패턴(N) 몰드(115)를 압인하여 상기 대상면적 전체에 상기 나노 패턴(N)이 형성된다. 다음으로 도 3(C)에 도시된 패턴 경화 단계에서는, 상기 대상면적 전체에 상기 나노 패턴(N)이 형성된 상기 수지층(110)이 경화된다.
이러한 과정을 통해, 상기 대상면적 전체에 상기 나노 패턴(N)이 형성되게 된다. 만일 이 상태에서 그대로 복제 몰드를 만든다면 복제 몰드의 상기 대상면적 전체에 반전 나노 패턴(Nt)이 형성되게 될 것이다. 그러나 본 발명에서 최종적으로 제작하고자 하는 복제 몰드는, 마이크로-나노 복합 패턴용 복제 몰드로서, 마이크로 패턴은 이미 형성되어 있는 상태에서 나노 패턴을 오버레이 패터닝하기 위한 것인 바, 원하는 특정한 대상영역에만 나노 패턴이 형성되어 있는 형태를 만드는 과정이 필요하다. 이하의 단차 패턴 형성 단계가 바로 특정한 상기 대상영역에만 나노 패턴이 형성될 수 있도록 하는 과정이다.
상기 단차 패턴 형성 단계에서는, 상기 대상면적 전체에 상기 나노 패턴(N)의 두께보다 큰 두께의 광경화제층(120)이 형성되고, 상기 대상영역에 반전 단차 패턴(Mt) 형태의 통공이 형성된 포토마스크(125)를 사용하여 상기 광경화제층(120) 일부가 제거되어 단차 패턴(M)이 형성된다. 도 4는 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법의 마이크로 패턴 형성 단계의 세부 단계별 개념도를 도시하고 있는데, 각각의 세부 단계를 설명하면 다음과 같다.
먼저 도 4(A)에 도시된 광경화제 도포 단계에서는, 상기 대상면적 전체에 광경화제가 도포되어 상기 나노 패턴(N)의 두께보다 큰 두께의 상기 광경화제층(120)이 형성된다. 다음으로 도 4(B)에 도시된 광 조사 단계에서는, 상기 광경화제층(120) 상측에 상기 포토마스크(125)가 배치된 후 광이 조사된다. 다음으로 도 4(C)에 도시된 현상 단계에서는, 상기 포토마스크(125)가 제거된 후 현상액을 사용하여 광이 조사된 부분의 상기 광경화제층(120) 일부가 제거된다. 이 때, 상기 광경화제층(120) 제거 과정에서 상기 나노 패턴(N)을 형성하는 상기 수지층(110)이 손상되지 않도록, 상기 수지층(110)은 음성감광제(negative photoresist) 재질로 이루어지며, 상기 광경화제층(120)은 음성감광제 또는 양성감광제(positive photoresist) 재질로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 나노 패턴 형성 단계 직후에는 상기 대상면적 전체에 상기 나노 패턴(N)이 형성되어 있게 된다. 이 때, 상기 나노 패턴(N) 위에 도포되는 상기 광경화제층(120)은 그 두께가 상기 나노 패턴(N)의 두께보다 큰데, 보다 구체적으로는, 상기 수지층(110)의 두께는 1~500nm 범위 내의 값을 가지며, 상기 광경화제층(120)의 두께는 1~50μm 범위 내의 값을 가지도록 이루어지게 할 수 있다. 따라서 상기 광경화제 도포 단계 직후에는 상기 나노 패턴(N)이 완전히 덮여 노출되지 않게 된다.
이후 상기 광 조사 단계 및 상기 현상 단계를 거치면, 상기 대상영역에서는 상기 광경화제층(120) 일부가 제거되므로, 원하는 특정한 상기 대상영역에서만 상기 나노 패턴(N)이 노출되며, 나머지 부분은 상기 광경화제층(120)이 그대로 잔존하고 있게 된다. 상술한 바와 같이 상기 수지층(110)의 두께 / 상기 광경화제층(120)의 두께는 나노 수준 / 마이크로 수준으로 차이가 나기 때문에, 상기 나노 패턴(N)이 노출되어 있는 상기 대상영역과 나머지 영역 간에는, 최대 상기 광경화제층(120) 두께만큼의 단차가 형성되게 된다.
상기 복제 몰드 형성 단계에서는, 잔존된 상기 광경화제층(120)으로 이루어지는 상기 단차 패턴(M) 및 상기 대상영역에서 노출된 상기 나노 패턴(N)으로 이루어지는 몰드 패턴(140) 상에 몰드 재료(130)가 공급되어 복제 몰드(100)가 형성된다. 도 5는 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법의 복제 몰드 형성 단계의 세부 단계별 개념도를 도시하고 있는데, 각각의 세부 단계를 설명하면 다음과 같다.
먼저 도 5(A)에 도시된 몰드 재료 공급 단계에서는, 상기 몰드 패턴(140) 상에 몰드 재료(130)가 공급된다. 이 때 상기 몰드 재료(130)는 PDMS 재질일 수 있다. 마지막으로 도 5(B)에 도시된 몰드 재료 경화 단계에서는, 상기 몰드 재료(130)가 경화됨으로써, 상기 복제 몰드(100)의 제작이 완료된다.
이와 같이 만들어진 상기 복제 몰드(100)는, 도 5(B)에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 나노 패턴(N)이 형성된 상기 대상영역과 상기 대상면적 중 상기 대상영역을 제외한 나머지 영역 간에 단차(D)가 형성되어 있게 된다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 단차(D)는 최대 상기 광경화제층(120)의 두께에 해당하게 되므로, 상기 단차(D)의 크기는 상기 광경화제층(120)의 두께와 마찬가지로 1~50μm 범위 내의 값을 가지도록 이루어질 수 있다.
도 6은 종래의 복제 몰드 및 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법에 의하여 제작된 복제 몰드를 사용한 오버레이 패터닝 실제 공정 비교도이다.
먼저 도 6(A)는 종래의 복제 몰드를 이용하여 오버레이 패터닝, 즉 기 형성되어 있는 마이크로 패턴 위에 나노 패턴을 더 형성하고자 하는 경우로서, 빈 공간 부분에서 몰드의 국부적 변형이 일어나 점선 사각형으로 표시되어 있는 바와 같이 원치 않는 접촉이 발생하며, 이에 따라 여러 가지 문제들이 발생하게 된다(도 1의 설명 참조).
한편 도 6(B)는 본 발명에 의한 복제 몰드(100)를 이용하여 오버레이 패터닝을 하는 경우이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 복제 몰드(100)는, 나노 패턴을 형성하고자 하는 특정한 대상영역이 매우 큰 단차를 가지고 돌출되어 있는 형태로 형성된다. 즉, 상기 대상영역을 제외한 나머지 부분은 도 6(B)에 도시된 바와 같이 훨씬 상측으로 후퇴하여 있기 때문에, 기판과 접촉할 위험성이 배제된다. 도 6(B)에서는 본 발명의 복제 몰드(100)가 변형되지 않은 상태로 도시되었으나, 상술한 바와 같이 상기 대상영역 이외의 영역에서는 상기 복제 몰드(100)가 이미 매우 큰 단차를 가지고 상측으로 후퇴되어 있는 형태로 되어 있기 때문에, 설령 본 발명의 복제 몰드(100)에서도 국부적 변형이 일어난다 해도 역시 기판과 접촉할 위험성이 훨씬 줄어들게 된다.
도 7은 본 발명의 나노 임프린트 복제 몰드 제작을 위한 몰드 패턴의 실시예 사진으로서, 보다 구체적으로는 도 4(C)에 도시된 개념도의 실시예이다. 도 4 등에서는 이해를 쉽게 하기 위하여 나노 패턴(N)이 실제 단차 패턴(M)과의 비율보다 크게 도시되었으나, 도 7의 실시예 사진으로 보이는 바와 같이 실제로는 나노 패턴(N)은 단차 패턴(M)에 비해 훨씬 미세하게 형성된다. 즉 본 발명의 방법에 의해 도 7과 같이 만들어진 몰드 패턴을 사용하여 만들어진 복제 몰드는, 도 6에서 설명한 바와 같이 실질적으로는 특정한 대상영역 이외에서는 접촉 위험성을 거의 완전히 배제할 수 있게 됨을 확인할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100: 복제 몰드
N: 나노 패턴 Nt : 반전 나노 패턴
110: 수지층 115: 나노 패턴 몰드
M: 단차 패턴 Mt : 반전 단차 패턴
120: 광경화제층 125: 포토마스크
130: 몰드 재료 140: 몰드 패턴
200: 기판
N: 나노 패턴 Nt : 반전 나노 패턴
110: 수지층 115: 나노 패턴 몰드
M: 단차 패턴 Mt : 반전 단차 패턴
120: 광경화제층 125: 포토마스크
130: 몰드 재료 140: 몰드 패턴
200: 기판
Claims (8)
- 대상면적 상에 마이크로 패턴 및 나노 패턴이 공존하는 마이크로-나노 복합 패턴 제작 시, 기 형성된 마이크로 패턴 상의 특정한 대상영역에 나노 패턴을 임프린트하기 위한, 특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법에 있어서,
상기 대상면적 전체에 반전 나노 패턴이 형성된 나노 패턴 몰드를 사용하여, 기판 상의 상기 대상면적 전체에 1~500nm 범위 내의 두께를 가지는 수지층으로 이루어지는 나노 패턴이 형성되는, 나노 패턴 형성 단계;
상기 대상면적 전체에 상기 나노 패턴의 두께보다 큰 두께인 1~50μm 범위 내의 두께를 가지는 광경화제층이 형성되고, 상기 대상영역에 반전 단차 패턴 형태의 통공이 형성된 포토마스크를 사용하여 상기 광경화제층 일부가 제거되어 단차 패턴이 형성되는, 단차 패턴 형성 단계;
잔존된 상기 광경화제층으로 이루어지는 상기 단차 패턴 및 상기 대상영역에서 노출된 상기 나노 패턴으로 이루어지는 몰드 패턴 상에 몰드 재료가 공급되어 복제 몰드가 형성되는, 복제 몰드 형성 단계;
를 포함하여 이루어져,
상기 복제 몰드로 임프린트 시 상기 대상영역 이외의 부분이 국부적으로 변형되더라도 기판과의 접촉이 방지되도록, 상기 대상영역이 상기 단차 패턴이 반전된 형태로 돌출되고, 상기 단차 패턴의 돌출면 상에 상기 나노 패턴이 반전된 형태의 패턴이 형성된 상기 복제 몰드가 형성되는 것을 특징으로 하는 특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 나노 패턴 형성 단계는,
상기 기판 상의 상기 대상면적 전체에 수지가 도포되어 상기 수지층이 형성되는 수지 도포 단계,
상기 수지층 상에 상기 나노 패턴 몰드를 압인하여 상기 대상면적 전체에 상기 나노 패턴이 형성되는 패턴 형성 단계,
상기 대상면적 전체에 상기 나노 패턴이 형성된 상기 수지층이 경화되는 패턴 경화 단계
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 단차 패턴 형성 단계는,
상기 대상면적 전체에 광경화제가 도포되어 상기 나노 패턴의 두께보다 큰 두께의 상기 광경화제층이 형성되는 광경화제 도포 단계,
상기 광경화제층 상측에 상기 포토마스크가 배치된 후 광이 조사되는 광 조사 단계,
상기 포토마스크가 제거된 후 현상액을 사용하여 광이 조사된 부분의 상기 광경화제층 일부가 제거되는 현상 단계
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 복제 몰드 형성 단계는,
상기 몰드 패턴 상에 몰드 재료가 공급되는 몰드 재료 공급 단계,
상기 몰드 재료가 경화되는 몰드 재료 경화 단계
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 수지층은 음성감광제(negative photoresist) 재질로 이루어지며,
상기 광경화제층은 음성감광제 또는 양성감광제(positive photoresist) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 몰드 재료는 PDMS 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법.
- 대상면적 상에 마이크로 패턴 및 나노 패턴이 공존하는 마이크로-나노 복합 패턴 제작 시, 기 형성된 마이크로 패턴 상의 특정한 대상영역에 나노 패턴을 임프린트하기 위한, 특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드에 있어서,
제 1, 2, 3, 4, 6, 7항 중 선택되는 어느 한 항에 따른 특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법에 의하여 제작되되,
상기 나노 패턴이 형성된 상기 대상영역과 상기 대상면적 중 상기 대상영역을 제외한 나머지 영역 간의 단차가 1~50μm 범위 내의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 나노 임프린트 복제 몰드.
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| KR1020170115728A KR101990595B1 (ko) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | 특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법 및 방법 및 상기 방법에 의해 제작된 나노 임프린트 복제 몰드 |
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| KR1020170115728A KR101990595B1 (ko) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | 특정 영역에 나노 패턴을 가진 나노 임프린트 복제 몰드의 제작 방법 및 방법 및 상기 방법에 의해 제작된 나노 임프린트 복제 몰드 |
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2017
- 2017-09-11 KR KR1020170115728A patent/KR101990595B1/ko active IP Right Grant
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