KR102164142B1 - Photo mask structures for manufacturing multi-layered micro-pattern body and multi-layered micro-pattern body manufacturing method using the same - Google Patents

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Abstract

Disclosed in the present invention is a photo mask structure for manufacturing a multi-layered micro-pattern body and a method for manufacturing a multi-layered micro-pattern body by using the same. According to the present invention, the photo mask structure for manufacturing a multi-layered micro-pattern body comprises: a transparent and flexible substrate configured to transmit light; a first pattern layer for partial shading formed on the upper surface of the flexible substrate so as to block light; and a second pattern layer which is a physical unevenness having a certain height formed on the upper surface of the first pattern layer. According to the present invention, the photo mask structure for manufacturing a multi-layered micro-pattern body has a partial light-shielding layer and a physical uneven layer formed on the flexible substrate, thereby enabling a roll coating lamination in subsequent processes, and a fine pattern body having multi-layered patterns can be manufactured with only a single exposure and development, thereby making a great contribution to reducing the number of manufacturing processes, stabilizing quality, and reducing costs.

Description

다중 미세 패턴체 제조를 위한 포토 마스크 구조 및 그를 이용한 다중 미세 패턴체 제조 방법{Photo mask structures for manufacturing multi-layered micro-pattern body and multi-layered micro-pattern body manufacturing method using the same}Photo mask structures for manufacturing multi-layered micro-pattern body and multi-layered micro-pattern body manufacturing method using the same}

본 발명은 미세 패턴을 구비하는 제품인 다중 미세 패턴체 제조를 위한 포토 마스크 구조에 관한 것으로 더 상세하게는 이후의 공정에서 감광층을 압착 롤 코팅에 의하여 형성할 수 있도록 하고 1회의 노광 및 현상으로 복수층의 패턴을 구비하는 다중 미세 패턴체를 제조할 수 있도록 가요성 기판상에 부분 차광층과 물리적 요철층을 형성한 가요성의 포토 마스크 구조 및 그를 이용한 다중 미세 패턴체 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photomask structure for manufacturing a multi-fine pattern body, which is a product having a fine pattern. More specifically, a photosensitive layer can be formed by pressing roll coating in a subsequent process, and multiple exposure and development are performed. The present invention relates to a flexible photomask structure in which a partial light-shielding layer and a physical uneven layer are formed on a flexible substrate so as to manufacture a multi-fine pattern body having a pattern of layers, and a method of manufacturing a multi-fine pattern body using the same.

홀로그램이라 칭하여지는 광학적인 간섭에 의한 산란을 유발하는 미세 패턴을 포함하여 다양한 미세 패턴(micro-pattern)을 구비하는 미세 패턴체가 제조 및 사용되고 있다. 예컨대, 나노 미터 단위의 미세 패턴을 이용하여 정보를 저장하는 광 미디어(optical media), 정품 확인 및 시인성 향상을 위한 홀로그램 패턴, 또는 각종 제품 표면상에 형성되는 홀로그램 문양등이 그것이다. 이러한 패턴은 단층으로 형성될 수도 있고 다층으로 형성될 수도 있다. 본 명세서에서는 형성되는 패턴의 정밀도와 무관하게 미세 패턴이라 칭하기로 한다.A fine pattern body having various micro-patterns including a fine pattern that causes scattering due to optical interference called a hologram has been manufactured and used. For example, optical media for storing information using nanometer-level fine patterns, holographic patterns for authenticating and improving visibility, or holographic patterns formed on the surface of various products. Such a pattern may be formed as a single layer or may be formed in multiple layers. In this specification, regardless of the precision of the pattern to be formed, it will be referred to as a fine pattern.

도 1에는 미세 패턴을 구비하는 제품을 제조하는 종래의 일반적인 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도 및 개요를 나타내었다. 도 1을 참조하면, 미세 패턴을 구비하는 제품을 제조하는 종래의 일반적인 제조 방법은 포토레지스트와 같은 감광액의 코팅 과정, 노광 과정, 현상 과정, 메탈라이징 과정, 및 전주 과정을 거친다.1 shows a flowchart and an outline for explaining a conventional general manufacturing method for manufacturing a product having a fine pattern. Referring to FIG. 1, in a conventional general manufacturing method for manufacturing a product having a fine pattern, a photoresist-like coating process, an exposure process, a development process, a metallization process, and an electroforming process are performed.

감광액 코팅 과정에서는 평탄한 유리 기판상에 포토레지스트와 같은 감광액을 코팅한다(단계 S100). 미세 패턴의 높이는 감광액의 도포 두께에 의하여 결정된다. 다음으로 노광시킬 부분과 노광시키지 않을 부분을 결정하기 위한 포토 마스크(photo mask)를 감광층상에 위치시킨다(단계 S102). 형성될 미세 패턴은 포토 마스크에 의하여 결정된다.In the photoresist coating process, a photoresist, such as a photoresist, is coated on a flat glass substrate (step S100). The height of the fine pattern is determined by the coating thickness of the photoresist. Next, a photo mask for determining a portion to be exposed and a portion not to be exposed is placed on the photosensitive layer (step S102). The fine pattern to be formed is determined by the photo mask.

다음으로, 노광 과정에서는 감광층 상에 위치시킨 포토마스크의 상부를 향하여 자외선을 조사한다(단계 S104). 감광액이 도포된 영역은 자외선 조사에 의하여 감광된 영역과 포토 마스크에 의하여 감광되지 않은 영역으로 나뉘어지게 되며, 현상 공정에 의하여 두 영역이 확정되고 미세 패턴이 형성된다. 현상 방식은 현상 공정에 의하여 자외선이 조사된 영역인 노광부를 제거하는 네거티브 현상 방식과 자외선이 조사되지 않은 영역인 비노광부를 제거하는 포지티브 현상 방식으로 구분된다.Next, in the exposure process, ultraviolet rays are irradiated toward the top of the photomask placed on the photosensitive layer (step S104). The area to which the photoresist is applied is divided into an area that is photosensitive by ultraviolet irradiation and an area that is not photosensitive by the photomask, and two areas are determined by a developing process and a fine pattern is formed. The developing method is divided into a negative developing method in which an exposed portion, which is an area irradiated with ultraviolet rays, is removed, and a positive developing method, in which an unexposed portion, which is an area not irradiated with ultraviolet rays, is removed.

다음으로, 미세 패턴이 형성된 유리 기판의 감광층상에 스퍼터링 또는 무전해 니켈도금(Electroless Nickel Plating : NED)과 같은 금속층 코팅을 위한 메탈라이징 과정이 이루어진다(단계 S106). 메탈라이징 과정에 의하여 전기 전도성이 갖춘 후에 전주(electroforming) 과정을 수행(단계 S108)하면 니켈 몰드가 제조되고(단계 S110), 제조된 니켈 몰드를 사용한 사출 성형 또는 압착 이형등에 의해 미세 패턴이 전사된 미세 패턴체가 제조된다. 여기서, 메탈라이징 단계(S106) 대신에 이형성 확보를 위한 표면 개질 공정, 예컨대 표면 개질 작업을 통하여 네가티브 UV 액상으로 미세 패턴을 전사시켜 패턴체를 제조할 수도 있고 이형을 위한 투명 증착막을 생성시킬 수 있다.Next, a metallization process for coating a metal layer such as sputtering or electroless nickel plating (NED) on the photosensitive layer of the glass substrate on which the fine pattern is formed is performed (step S106). When the electroforming process is performed (step S108) after having electrical conductivity through the metalizing process, a nickel mold is manufactured (step S110), and a fine pattern is transferred by injection molding or compression release using the prepared nickel mold. A fine pattern body is produced. Here, instead of the metallizing step (S106), a surface modification process for securing releasability, for example, a surface modification operation, may be used to transfer a fine pattern into a negative UV liquid to form a pattern body, or a transparent deposition film for release may be produced. .

위와 같은 과정에 의하여 형성되는 미세 패턴은 단일층이다. 따라서 다층의 미세 패턴을 형성하기 위해서는 위의 과정중에서 감광액 코팅 및 메탈라이징 과정까지를 복수회 실시하여야 한다. 하지만, 위와 같은 제조 방법은 반도체 공정과 유사하게 글라스 클리닝, 포토레지스크 코팅, 건조, 감광, 현상, 전주 과정이 이루어지고 이러한 과정들은 클린룸 기반으로 이루어져야 하는 등 상당히 많은 초기 투자비 및 제조 및 관리 비용이 요구되고 공수가 많아 상당히 긴 작업 시간이 요구될 뿐만 아니라 복수 회의 노광 및 현상 과정에서 다양한 요인에 의하여 품질 불량이 발생하여 치명적인 로스를 유발할 수 있다는 문제점이 있다.The fine pattern formed by the above process is a single layer. Therefore, in order to form a multi-layered fine pattern, a photoresist coating and metalizing process should be performed multiple times during the above process. However, in the above manufacturing method, similar to the semiconductor process, glass cleaning, photoresist coating, drying, photosensitization, development, and transfer are performed, and these processes must be performed on a clean room basis. There is a problem in that it requires a considerably long working time due to a large number of man-hours and a large number of man-hours, and that a quality defect may occur due to various factors during a plurality of exposure and development processes, leading to a fatal loss.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 가요성 기판상에 부분 차광층과 물리적 요철층을 형성함으로써 이후의 공정에서 롤 코팅 합지후 노광 및 현상이 가능하게 하고 1회의 노광 및 현상으로 복수층의 패턴을 형성할 수 있는 포토 마스크를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and the technical problem to be achieved by the present invention is to allow exposure and development after roll coating lamination in a subsequent process by forming a partial light-shielding layer and a physical uneven layer on a flexible substrate. It is to provide a photo mask capable of forming a plurality of layers of patterns through exposure and development of a number of times.

상기 과제를 이루기 위한 본 발명의 일측면에 따른 다중 미세 패턴체 제조를 위한 포토 마스크 구조는,A photo mask structure for manufacturing a multi-fine pattern body according to an aspect of the present invention for achieving the above object,

빛을 투과시키도록 투명하고 휘어질 수 있는 가요성(flexible) 기판과;A flexible substrate that is transparent and bendable to transmit light;

빛을 차단하는 것으로 상기 가요성 기판의 상면에 형성된 부분 차광을 위한 제1 패턴층; 및A first pattern layer for blocking light and partially blocking light formed on the upper surface of the flexible substrate; And

상기 제1 패턴층의 상면에 형성된 일정 높이를 가지는 물리적 요철인 제2 패턴층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.And a second pattern layer that is a physical irregularity formed on an upper surface of the first pattern layer and has a predetermined height.

또한, 상기 포토 마스크 구조는,In addition, the photo mask structure,

상기 가요성 기판의 제1패턴층 면상에 형성된 두께 0.2 밀리 미만의 폴리에스터 필름 또는 박막 글라스를 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to further include a polyester film or thin film glass having a thickness of less than 0.2 mm formed on the surface of the first pattern layer of the flexible substrate.

상기 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 다중 미세 패턴체 제조 방법은,A method for manufacturing a multi-fine pattern body according to another aspect of the present invention for achieving the above object,

(a) 부분 차광을 위한 제1 패턴층이 형성된 가요성(flexible) 기판을 준비하는 단계와;(a) preparing a flexible substrate on which a first pattern layer for partial light blocking is formed;

(b) 상기 가요성 기판의 제1 패턴층의 상면에 일정 높이를 가지는 물리적 요철인 제2 패턴층을 형성함으로써 노광 및 현상에 의한 전사를 위한 제1 패턴층과 물리적 압착 및 자외 경화에 의한 전사를 위한 제2 패턴층을 포함하는 가요성 포토 마스크를 준비하는 단계와;(b) The first pattern layer for transfer by exposure and development by forming a second pattern layer that is physically uneven and having a predetermined height on the upper surface of the first pattern layer of the flexible substrate and transfer by physical compression and ultraviolet curing Preparing a flexible photo mask including a second pattern layer for;

(c) 기재 상에 감광액을 도포하고 상기 기재의 상면에 상기 가요성 포토 마스크를 휘어지게 위치시킨 후 압착롤을 사용하여 합지시킴으로써 일정 두께의 감광액층을 형성하는 단계와;(c) forming a photoresist layer having a predetermined thickness by applying a photoresist on a substrate, placing the flexible photo mask on an upper surface of the substrate so as to bend, and laminating using a pressing roll;

(d) 상기 가요성 포토마스크의 상면에서 감광액층을 향하여 자외선을 조사하고 현상하여 제1 패턴층을 전사시키는 단계; 및(d) transferring the first pattern layer by irradiating and developing ultraviolet rays from the upper surface of the flexible photomask toward the photoresist layer; And

(e) 상기 포토마스크를 제거함으로써 노광 및 현상에 의해 전사된 제1 패턴층과 감광층의 상면에 물리적 롤 압착 코팅에 의하여 전사된 제2 패턴층을 포함하는 다중 미세 패턴 제조용 몰드를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.(e) preparing a mold for manufacturing a multi-fine pattern including a first pattern layer transferred by exposure and development by removing the photomask and a second pattern layer transferred by a physical roll compression coating on the upper surface of the photosensitive layer It characterized in that it includes;

또한, 상기 제조 방법은, (a-1) 상기 (a) 단계 이후에,In addition, the manufacturing method, (a-1) after the step (a),

상기 가요성 기판의 제1패턴층 면상에 두께 0.2 밀리 미만의 폴리에스터 필름 또는 박막 글라스를 합지시켜 가요성이 유지되면서도 공정 안정성 및 칫수 안정성을 향상시키도록 보강된 가요성(flexible) 기판을 준비하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.To prepare a flexible substrate reinforced to improve process stability and dimensional stability while maintaining flexibility by laminating a polyester film or thin-film glass with a thickness of less than 0.2 mm on the first pattern layer surface of the flexible substrate. It is preferable to further include a step.

또한, 상기 (c) 단계는 (c') 일정 높이를 가지는 물리적 요철인 제3 패턴층이 형성된 기재 상에 감광액을 도포하고 상기 기재의 상면에 상기 가요성 포토 마스크를 휘어지게 위치시킨 후 압착롤을 사용하여 합지시킴으로써 일정 두께의 감광액층을 형성하는 단계;이고, 상기 (e) 단계는, (e') 상기 포토마스크를 제거함으로써 노광 및 현상에 의해 전사된 제1 패턴층과 감광층의 상면 및 저면에 롤 코팅 압착에 의하여 전사된 제2 패턴층 및 제3 패턴층을 포함하는 다중 미세 패턴 제조용 몰드를 제조하는 단계;인 것도 가능하다.In addition, step (c) includes (c') applying a photoresist on a substrate on which a third pattern layer, which is a physical irregularity having a certain height, is formed, and bending the flexible photo mask on the upper surface of the substrate, and then pressing roll Forming a photoresist layer having a predetermined thickness by laminating by using; and, in the step (e), (e') the upper surface of the first pattern layer and the photosensitive layer transferred by exposure and development by removing the photomask And manufacturing a mold for manufacturing a multi-fine pattern including a second pattern layer and a third pattern layer transferred by roll coating compression on the bottom surface.

본 발명에 따른 다중 미세 패턴체 제조를 위한 포토 마스크 구조는 가요성 기판상에 부분 차광층과 물리적 요철층이 형성되어 있음으로써 이후의 공정에서 롤 코팅 합지가 가능하며 1회의 노광 및 현상만으로 복수층의 패턴을 구비하는 미세 패턴체를 제조할 수 있어 제조 공수를 줄이고 품질 안정화 및 원가 절감에 크게 기여할 수 있다.In the photomask structure for manufacturing a multi-fine pattern body according to the present invention, a partial light-shielding layer and a physical uneven layer are formed on a flexible substrate, so that roll-coating lamination is possible in a subsequent process, and multiple layers are performed with only one exposure and development. Since it is possible to manufacture a fine pattern body having a pattern of, it can greatly contribute to quality stabilization and cost reduction, reducing manufacturing man-hours.

도 1은 종래의 일반적인 미세 패턴을 구비하는 제품을 제조하는 종래의 일반적인 제조 방법을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 포토 마스크를 사용하여 다중 미세 패턴체를 제조하는 방법의 주요 과정을 나타낸 흐름도,
도 3은 도 2에서 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크를 제작하는 과정을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 포토마스크를 사용하여 롤 코팅 합지 공정에 의하여 감광층을 형성하는 다중 미세 패턴체 제조 방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 4를 참조하여 설명한 다중 미세 패턴체 제조 방법에 의하여 제조된 다중 미세 패턴체의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 포토마스크를 사용하여 롤 코팅 합지 공정에 의하여 감광층을 형성하는 다중 미세 패턴체 제조 방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 6을 참조하여 설명한 다중 미세 패턴체 제조 방법에 의한 롤 코팅 합지 공정후의 중간물의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 8 및 도 9는 도 5에 도시한 롤 코팅 합지 공정후의 중간물에 자외선 조사를 통하여 제2 패턴이 형성되는 과정을 설명하기 위한 도면,
도 10은 포토마스크를 분리한 후 현상 과정을 마침으로써 제조된 몰드 구조의 일 예를 나타낸 도면, 및
도 11은 도 6을 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 따른 제조 방법에 의하여 제작된 몰드를 사용하여 임프린팅된 제품의 패턴 구조를 설명하기 위한 도면.1 is a view for explaining a conventional general manufacturing method for manufacturing a product having a conventional general fine pattern;
2 is a flow chart showing a main process of a method of manufacturing a multi-fine pattern body using a photo mask according to a second embodiment of the present invention;
3 is a view for explaining a process of manufacturing a photomask according to an embodiment of the present invention in FIG. 2;
4 is a view for explaining a first embodiment of a method of manufacturing a multi-fine pattern body for forming a photosensitive layer by a roll coating lamination process using a photomask according to the present invention;
5 is a diagram for explaining the structure of a multi-fine pattern body manufactured by the method of manufacturing a multi-fine pattern body described with reference to FIG. 4;
6 is a view for explaining a second embodiment of a method of manufacturing a multi-fine pattern body for forming a photosensitive layer by a roll coating lamination process using a photomask according to the present invention;
7 is a view for explaining the structure of the intermediate after the roll coating lamination process by the method of manufacturing a multi-fine pattern body described with reference to FIG. 6;
8 and 9 are diagrams for explaining a process of forming a second pattern through ultraviolet irradiation on an intermediate material after the roll coating lamination process shown in FIG. 5;
10 is a view showing an example of a mold structure manufactured by separating a photomask and completing a development process; and
11 is a view for explaining a pattern structure of a product imprinted using a mold manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention described with reference to FIG. 6.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 포토 마스크를 사용하여 다중 미세 패턴체를 제조하는 방법의 주요 과정을 흐름도로써 나타내었다. 또한, 도 3에는 도 2에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 포토마스크를 제작하는 과정을 설명하기 위한 도면을 나타내었다.2 is a flowchart illustrating a main process of a method of manufacturing a multi-fine pattern body using a photo mask according to the first embodiment of the present invention. In addition, FIG. 3 is a diagram illustrating a process of manufacturing a photomask according to the first embodiment of the present invention in FIG. 2.

본 실시예에서는 UV 경화 수지인 감광액을 네거티브(negative) 타입을 사용한다. 즉, 노광되지 않은 부분은 현상과정에 의하여 제거되며 노광된 부분은 남아 있게 된다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저 부분 차광을 위한 제1 패턴층(300)이 형성된 가요성(flexible) 기판(302)을 준비(S202)한다. 제1 패턴층(300)은 차광을 위한 것이면 족하며 예컨대 인쇄 기법을 사용하여 형성된 것이어도 무방하다.In this embodiment, a photoresist, which is a UV curing resin, is a negative type. That is, the unexposed portion is removed by the development process, and the exposed portion remains. Referring to FIGS. 2 and 3, a flexible substrate 302 on which a first pattern layer 300 for partial light blocking is formed is prepared (S202). The first pattern layer 300 is sufficient as long as it is for light blocking, and may be formed using, for example, a printing technique.

도 3에 나타낸 바와 같이 가요성 기판(302)의 제1 패턴층(300)의 상면에 네거티브 감광액을 코팅하고 제2 패턴층(304)이 형성되어 있는 기재를 합지한 후 기재측 저면으로부터 자외선을 조사하면 부분 차광을 위한 제1 패턴층(300)과는 무관하게 전체 감광액층이 노광되며 기재상의 제2 패턴층(304)에는 이형 개질 처리가 되어 있어 감광액층에 제2 패턴층(304)이 전사된 후 이형됨으로써 포토마스크(30)의 제조가 완료된다. 여기서, 포토 마스크(30)는 가요성 기판상에 형성된 것이므로 휘어질 수 있는 것이라는 것에 주목할 필요가 있다.As shown in FIG. 3, after coating a negative photoresist on the upper surface of the first pattern layer 300 of the flexible substrate 302 and laminating the substrate on which the second pattern layer 304 is formed, ultraviolet rays are applied from the lower surface of the substrate side. When irradiated, the entire photoresist layer is exposed irrespective of the first pattern layer 300 for partial light blocking, and the second pattern layer 304 on the substrate is subjected to a release modification treatment, so that the second pattern layer 304 is formed on the photoresist layer. The photomask 30 is manufactured by releasing after being transferred. Here, it is worth noting that the photo mask 30 is formed on a flexible substrate and thus can be bent.

따라서, 이후의 공정에서 부분적 차광과 노광/현상을 위한 제1 패턴층(300)과 자외경화 과정에서의 패턴 전사를 위한 제2 패턴층(304)의 복수 패턴층을 구비하는 포토 마스크(30)가 준비(S204)된다. 이후에서 설명되는 바와 같이 포토 마스크(30)는 가요성이 확보되어 있어 통상의 라미네이팅 공정과 유사하게 합지가 가능하고 1회의 노광 및 현상만으로 적어도 2개층 또는 3개 층의 패턴 전사를 시킬 수 있게 되는 것이 본 발명의 주요한 특징이 된다.Therefore, a photo mask 30 having a plurality of pattern layers including a first pattern layer 300 for partial light blocking and exposure/development in a subsequent process and a second pattern layer 304 for pattern transfer in an ultraviolet curing process Is prepared (S204). As will be described later, the photo mask 30 is flexible, so that it can be laminated similarly to a conventional laminating process, and pattern transfer of at least two or three layers can be performed with only one exposure and development. This becomes the main feature of the present invention.

도 4에는 본 발명에 따른 포토마스크를 사용하여 롤 코팅 합지 공정에 의하여 감광층을 형성하는 다중 미세 패턴체 제조 방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 도면을 나타내었다. 도 4를 참조하면, 기재 상에 감광액(42)을 도포하고 상기 기재상에 단계(S202) 및 단계(S204)에 의하여 제1 패턴층(300: P1) 및 제2 패턴층(304: P2)이 구비된 포토 마스크(30)를 위치시킨 후 라미네이터 롤과 같은 압착 코팅 롤(34, 34')을 사용하여 합지시킴으로써 제2 패턴층(304: P2) 및 제3 패턴층(310: P3)이 각각 그 상면과 저면에 일정 두께의 감광층을 형성(S210)한다. 여기서, 포토 마스크(30)는 휘어질 수 있으므로 통상의 라미네이팅 공정과 유사한 합지 공정을 사용하여 패턴의 전사를 위한 준비 과정이 완료된다. 또한, 포토 마스크(30)는 부분 차광 및 노광/현상을 위한 제1 패턴층(300: P1)과 물리적 요철과 노광에 의한 제2 패턴층(304: P2)으로 이루어진 복수층의 패턴이 구비되어 있음에 주목해야 한다.FIG. 4 is a diagram illustrating a second embodiment of a method for manufacturing a multi-fine pattern body in which a photosensitive layer is formed by a roll coating lamination process using a photomask according to the present invention. Referring to FIG. 4, a photoresist 42 is applied on a substrate, and a first pattern layer 300 (P1) and a second pattern layer 304: P2 are applied on the substrate by steps (S202) and (S204). After positioning the provided photo mask 30, the second pattern layer 304 (P2) and the third pattern layer 310: P3 are formed by laminating using compression coating rolls 34 and 34' such as a laminator roll. A photosensitive layer having a predetermined thickness is formed on the upper and lower surfaces, respectively (S210). Here, since the photo mask 30 may be bent, a preparation process for transferring a pattern is completed using a laminating process similar to a conventional laminating process. In addition, the photo mask 30 is provided with a plurality of layers of patterns consisting of a first pattern layer 300 (P1) for partial light blocking and exposure/development, and a second pattern layer 304 (P2) by physical irregularities and exposure. It should be noted that there is.

도 5에는 도 4를 참조하여 설명한 다중 미세 패턴체 제조 방법에 의하여 제조된 다중 미세 패턴체의 구조를 설명하기 위한 도면을 나타내었다. 도 5를 참조하면, 도 4를 참조하여 설명한 다중 미세 패턴체 제조 방법에 의하여 제조된 다중 미세 패턴체는 포토 마스크에서 제1 패턴층(300)에 의하여 차광된 영역은 이후의 노광 과정에서 노광되지 않으므로 현상 과정에서 제거되고 제2 패턴층(304)이 남게 되는데 이 제2 패턴층(304)은 전체가 남는 것이 아닌 제1 패턴층(300)에 의하여 의도된 형태를 띄게 된다.5 shows a diagram for explaining the structure of a multi-fine pattern body manufactured by the method of manufacturing a multi-fine pattern body described with reference to FIG. 4. Referring to FIG. 5, in the multi-fine pattern body manufactured by the method of manufacturing the multi-fine pattern body described with reference to FIG. 4, the area shaded by the first pattern layer 300 in the photomask is not exposed in a subsequent exposure process. Therefore, it is removed during the development process and the second pattern layer 304 remains, and the second pattern layer 304 takes on the intended shape by the first pattern layer 300 rather than the entire remaining.

도 6에는 본 발명에 따른 포토마스크를 사용하여 롤 코팅 합지 공정에 의하여 감광층을 형성하는 다중 미세 패턴체 제조 방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면을 나타내었다. 도 6을 참조하면, 기재 상에 감광액(42)을 도포하고 상기 기재상에 단계(S202) 및 단계(S204)에 의하여 제1 패턴층(300: P1) 및 제2 패턴층(304: P2)이 구비된 포토 마스크(30)를 위치시킨 후 라미네이터 롤과 같은 압착 코팅 롤(34, 34')을 사용하여 합지시킴으로써 형성되는 일정 두께의 감광층의 감광층의 상면에는 이후의 노광 및 현상과정에서 제2 패턴층(304: P2)이 형성된다(단계 S210). 여기서, 포토 마스크(30)는 휘어질 수 있으므로 통상의 라미네이팅 공정과 유사한 합지 공정을 사용하여 패턴의 전사를 위한 준비 과정이 완료된다. 또한, 포토 마스크(30)는 부분 차광 및 노광/현상을 위한 제1 패턴층(300: P1)과 물리적 요철과 노광에 의한 제2 패턴층(304: P2)으로 이루어진 복수층의 패턴이 구비되어 있음에 주목해야 한다.6 is a diagram illustrating another embodiment of a method of manufacturing a multi-fine pattern body in which a photosensitive layer is formed by a roll coating lamination process using a photomask according to the present invention. Referring to FIG. 6, a photoresist 42 is applied on a substrate, and a first pattern layer 300 (P1) and a second pattern layer 304: P2 are applied on the substrate by steps S202 and S204. After positioning the provided photo mask 30, the upper surface of the photosensitive layer of a photosensitive layer of a certain thickness formed by laminating using a compression coating roll (34, 34') such as a laminator roll is provided in the subsequent exposure and development process. A second pattern layer 304 (P2) is formed (step S210). Here, since the photo mask 30 may be bent, a preparation process for transferring a pattern is completed using a laminating process similar to a conventional laminating process. In addition, the photo mask 30 is provided with a plurality of layers of patterns consisting of a first pattern layer 300 (P1) for partial light blocking and exposure/development, and a second pattern layer 304 (P2) by physical irregularities and exposure. It should be noted that there is.

도 7에는 합지 공정후의 중간물을 나타내었다. 도 7을 참조하면, 가요성 기판(302)과 기재(312) 사이에 감광층(52)이 구비되고, 합지 과정을 통하여 가요성 기판(302)상의 제2 패턴층(304: P2)이 감광층(52)의 상면에, 기재상의 제3 패턴층(310: P3)이 감광층(52)의 저면에 각각 물리적으로 형성된다. 상기 감광층(52)의 두께는 롤과 롤(34, 34') 사이의 간격과 압력을 조절함으로써 다르게 설정될 수 있다.7 shows an intermediate product after the lamination process. Referring to FIG. 7, a photosensitive layer 52 is provided between the flexible substrate 302 and the substrate 312, and a second pattern layer 304 (P2) on the flexible substrate 302 is photosensitive through a lamination process. On the upper surface of the layer 52, a third pattern layer 310 (P3) on the substrate is physically formed on the lower surface of the photosensitive layer 52, respectively. The thickness of the photosensitive layer 52 may be set differently by adjusting the pressure and the gap between the rolls 34 and 34'.

도 8 및 도 9에는 도 7에 도시한 롤 코팅 합지 공정후의 중간물에 자외선 조사를 통하여 제2 패턴이 형성되는 과정을 설명하기 위한 도면을 나타내었다. 도 8을 참조하면, 제1 기판(302)의 상면에서 감광층(42)을 향하여 자외선(6)을 조사하고 현상하는 과정(단계 S212)이 이루어진다.8 and 9 are diagrams illustrating a process of forming a second pattern through ultraviolet irradiation on the intermediate material after the roll coating lamination process shown in FIG. 7. Referring to FIG. 8, a process of irradiating and developing ultraviolet rays 6 from the upper surface of the first substrate 302 toward the photosensitive layer 42 (step S212) is performed.

기재상의 제3 패턴층(310: P3)중에서 제1 패턴층(300)에 의하여 차광된 영역은 노광 및 현상 공정에 의하여 제거됨으로써 노출되나 제1 패턴층(300)에 의하여 차광되지 않은 영역은 노광된 후 현상 공정에 의하여 제거되지 않고 고착되고 요철 부분과 감광액층은 실질적으로 굴절률이 동일하므로 노출되지 않게 된다. Of the third pattern layer 310 (P3) on the substrate, the area shaded by the first pattern layer 300 is exposed by removing it through exposure and development processes, but the area not shaded by the first pattern layer 300 is exposed. After it is fixed, it is not removed by the development process and is fixed, and the uneven portion and the photoresist layer are not exposed because the refractive index is substantially the same.

위 실시예에 따르면, 롤 코팅 합지에 의한 물리적 압착에 의하여 제2 패턴 및 제3 패턴층이 형성되고, 노광 및 현상에 의하여 제1 패턴층이 형성됨으로써 한 번의 노광 및 현상 공정만으로 복수 패턴이 전사되는 것에 그 특징이 있다. 포토 마스크를 제작할 때 선택적으로 사용될 수 있는 노광 및 현상 과정은 노광 및 현상 과정의 수에 산입하지 않았다.According to the above embodiment, the second pattern and the third pattern layer are formed by physical compression by roll coating lamination, and the first pattern layer is formed by exposure and development, so that multiple patterns are transferred with only one exposure and development process. There is a characteristic of being. The exposure and development processes that can be selectively used when manufacturing the photo mask are not counted in the number of exposure and development processes.

포토마스크를 분리한 후 현상 과정을 마침으로써 완성되는 것은 제품으로 출시될 수도 있고 이를 몰드로 사용하여 다시 패턴 전사를 시킬 수도 있다. 본 실시예에서는 몰드로 사용하는 경우를 설명하기로 한다. 도 10에는 포토마스크를 분리한 후 현상 과정을 마침으로써 제조된 몰드 구조의 일 예를 나타내었다. 도 10을 참조하면, 본 실시예에서는 네거티브 타입의 UV 경화수지인 감광액을 사용하였기 때문에 현상 공정에서 노광된 부분은 남고 노광되지 않은 부분이 제거된다.After separating the photomask and completing the development process, the finished product may be released as a product, or the pattern may be transferred again by using it as a mold. In this embodiment, a case of using as a mold will be described. 10 shows an example of a mold structure manufactured by separating the photomask and completing the development process. Referring to FIG. 10, in this embodiment, since a photoresist, which is a negative type of UV curing resin, is used, the exposed portion remains in the developing process and the unexposed portion is removed.

포토마스크를 제거함으로써 본 발명에 따른 제조 방법에 의하여 제조되는 다중 미세 패턴 제조용 몰드가 제작 완료(S220)되며, 상기 다중 미세 패턴 제조용 몰드는 노광 및 현상에 의해 전사된 제1 패턴층(P1)과 감광층(52)의 상면 및 저면에 물리적 롤 코팅 압착후 노광에 의하여 전사된 제2 패턴층(P2) 및 제3 패턴층(P3)을 포함한다. 제2 패턴층(P2)과 제3 패턴층(P3)은 거시적으로 제1 패턴층(P1)에 의하여 의도된 모양을 가진다.By removing the photomask, a mold for manufacturing a multi-fine pattern manufactured by the manufacturing method according to the present invention is completed (S220), and the mold for manufacturing a multi-fine pattern includes a first pattern layer P1 transferred by exposure and development and It includes a second pattern layer (P2) and a third pattern layer (P3) transferred by exposure after physical roll coating compression bonding on the upper and lower surfaces of the photosensitive layer 52. The second pattern layer P2 and the third pattern layer P3 macroscopically have a shape intended by the first pattern layer P1.

도 11에는 도 8과 같은 본 발명에 따른 제조 방법에 의하여 제작된 몰드를 사용하여 임프린팅된 제품의 패턴 구조를 설명하기 위한 도면을 나타내었다. 도 11을 참조하면, 도 8에 도시한 몰드를 사용하여 임프린트함으로써 제조된 다중 미세 패턴을 구비하는 제품은 기판(700) 상의 이형층(702)에 3층 구조의 미세 패턴을 구비하며 제1패턴층에 의하여 의도된 형태로 제2 패턴층 및 제3 패턴층이 노출되거나 은닉되는 구조를 가진다. 제1 패턴층(P1)은 노광 및 현상에 의해 전사된 패턴이고, 제2 패턴층(P2) 및 제3 패턴층(P3)은 각각 감광층(52)의 상면 및 저면에 물리적 롤 코팅 압착 공정에 의하여 동시에 전사된 패턴인 것에 주목할 필요가 있다.11 is a diagram illustrating a pattern structure of a product imprinted using a mold manufactured by the manufacturing method according to the present invention as shown in FIG. 8. Referring to FIG. 11, a product having a multi-fine pattern manufactured by imprinting using the mold shown in FIG. 8 has a three-layer micro-pattern on a release layer 702 on a substrate 700 and a first pattern It has a structure in which the second pattern layer and the third pattern layer are exposed or hidden in the shape intended by the layer. The first pattern layer (P1) is a pattern transferred by exposure and development, and the second pattern layer (P2) and the third pattern layer (P3) are physically roll coated on the upper and lower surfaces of the photosensitive layer 52, respectively. It is worth noting that the pattern is simultaneously transferred by

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 다중 미세 패턴체 제조를 위한 포토 마스크 구조는 가요성 기판상에 부분 차광층과 물리적 요철층이 형성되어 있음으로써 이후의 공정에서 압착 롤 방식의 합지가 가능하며 1회의 노광 및 현상만으로 복수층의 패턴을 구비하는 미세 패턴체를 제조할 수 있다. 따라서, 제조 공수를 줄일 수 있어 원가 절감에 크게 기여할 수 있을 뿐만 아니라 노광 및 현상 과정을 반복할 때 빈번하게 발생하는 품질 불량을 원천적으로 제거함으로써 품질 안정화에도 크게 기여할 수 있다는 효과가 있다.In the photomask structure for manufacturing a multi-fine pattern body according to the present invention as described above, since a partial light-shielding layer and a physical uneven layer are formed on a flexible substrate, it is possible to laminate by a pressing roll method in a subsequent process. Only by exposure and development, a fine pattern body having a plurality of layers of patterns can be manufactured. Accordingly, it is possible to reduce manufacturing man-hours, thereby greatly contributing to cost reduction, as well as significantly contributing to quality stabilization by fundamentally removing quality defects that frequently occur when the exposure and development processes are repeated.

30 : 포토 마스크
300 : 제1 패턴층(P1) 302 : 가요성 기판
304 : 제2 패턴층(P2)
310 : 제3 패턴층(P3) 312 : 기재
42 : 감광액
34, 34' : 압착 코팅 롤
52 : 감광층
6 : 자외선
700 : 기판 702 : 이형층30: photo mask
300: first pattern layer (P1) 302: flexible substrate
304: second pattern layer (P2)
310: third pattern layer (P3) 312: substrate
42: photoresist
34, 34': press coating roll
52: photosensitive layer
6: UV
700: substrate 702: release layer

Claims (7)

삭제delete 삭제delete (a) 부분 차광을 위한 제1 패턴층이 형성된 가요성(flexible) 기판을 준비하는 단계;
(b) 상기 가요성 기판의 제1 패턴층의 상면에 일정 높이를 가지는 물리적 요철인 제2 패턴층을 형성함으로써 노광 및 현상에 의한 전사를 위한 제1 패턴층과 물리적 압착 및 자외 경화에 의한 전사를 위한 제2 패턴층을 포함하는 가요성 포토 마스크를 준비하는 단계;
(c) 기재 상에 감광액을 도포하고 상기 기재의 상면에 상기 가요성 포토 마스크를 휘어지게 위치시킨 후 압착롤을 사용하여 합지시킴으로써 일정 두께의 감광액층을 형성하는 단계;
(d) 상기 가요성 포토마스크의 상면에서 감광액층을 향하여 자외선을 조사하고 현상하여 제1 패턴층을 전사시키는 단계; 및
(e) 상기 포토마스크를 제거함으로써 노광 및 현상에 의해 전사된 제1 패턴층과 감광층의 상면에 물리적 롤 압착 코팅에 의하여 전사된 제2 패턴층을 포함하는 다중 미세 패턴 제조용 몰드를 제조하는 단계;를 포함하되,
상기 (c) 단계는,
(c') 일정 높이를 가지는 물리적 요철인 제3 패턴층이 형성된 기재 상에 감광액을 도포하고 상기 기재의 상면에 상기 가요성 포토 마스크를 휘어지게 위치시킨 후 압착롤을 사용하여 합지시킴으로써 일정 두께의 감광액층을 형성하는 단계;이고,
상기 (e) 단계는,
(e') 상기 포토마스크를 제거함으로써 노광 및 현상에 의해 전사된 제1 패턴층과 감광층의 상면 및 저면에 롤 코팅 압착에 의하여 전사된 제2 패턴층 및 제3 패턴층을 포함하는 다중 미세 패턴 제조용 몰드를 제조하는 단계;인 것을 특징으로 하는 다중 미세 패턴체 제조 방법.(a) preparing a flexible substrate on which a first pattern layer for partial light blocking is formed;
(b) The first pattern layer for transfer by exposure and development by forming a second pattern layer that is physically uneven and having a predetermined height on the upper surface of the first pattern layer of the flexible substrate and transfer by physical compression and ultraviolet curing Preparing a flexible photo mask including a second pattern layer for;
(c) forming a photoresist layer having a predetermined thickness by applying a photoresist on a substrate, placing the flexible photo mask on an upper surface of the substrate so as to bend, and laminating using a pressing roll;
(d) transferring the first pattern layer by irradiating and developing ultraviolet rays from the upper surface of the flexible photomask toward the photoresist layer; And
(e) preparing a mold for manufacturing a multi-fine pattern including a first pattern layer transferred by exposure and development by removing the photomask and a second pattern layer transferred by a physical roll compression coating on the upper surface of the photosensitive layer Including ;,
The step (c),
(c') Applying a photoresist on a substrate on which a third pattern layer, which is a physical irregularity having a certain height, is formed, and after placing the flexible photo mask on the upper surface of the substrate so as to be bent, and laminating using a pressing roll, Forming a photoresist layer; and,
The step (e),
(e') Multiple microstructures including the first pattern layer transferred by exposure and development by removing the photomask and the second pattern layer and the third pattern layer transferred by roll coating compression on the upper and lower surfaces of the photosensitive layer Manufacturing a mold for pattern manufacturing; Method for manufacturing a multi-fine pattern body, characterized in that. 제3항에 있어서,
(a-1) 상기 (a) 단계 이후에,
상기 가요성 기판의 제1패턴층 면상에 두께 0.2 밀리 미만의 폴리에스터 필름 또는 박막 글라스를 합지시켜 가요성이 유지되면서도 공정 안정성 및 칫수 안정성을 향상시키도록 보강된 가요성(flexible) 기판을 준비하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 미세 패턴체 제조 방법.The method of claim 3,
(a-1) after step (a),
To prepare a flexible substrate reinforced to improve process stability and dimensional stability while maintaining flexibility by laminating a polyester film or thin-film glass with a thickness of less than 0.2 mm on the first pattern layer surface of the flexible substrate. Step; Method for producing a multi-fine pattern body further comprising a. 삭제delete 제3항에 있어서, 상기 감광층의 두께는,
롤과 롤 사이의 간격과 압력을 조절함으로써 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 다중 미세 패턴체 제조 방법.

The method of claim 3, wherein the thickness of the photosensitive layer is
Method for producing a multi-fine pattern body, characterized in that it is set differently by adjusting the pressure and the gap between the roll and the roll.

 삭제delete
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