KR102252431B1 - Transfer stamp manufacturing method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 경화 과정에서 발생되는 수축 현상을 최소화하여 패턴의 위치 정밀도를 높일 수 있는 전사용 스탬프 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 전사용 스탬프를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 패턴을 가지는 기판몰드를 형성하는 기판몰드 형성단계; 미리 설정된 경화조건에서 제1 수축률을 가지는 제1 소재를 상기 기판몰드 상에 배치하는 제1 소재 배치단계; 상기 경화조건에서 상기 제1 수축률보다 작은 제2 수축률을 가지는 제2 소재를 상기 제1 소재 상에 배치하는 제2 소재 배치단계; 상기 제2 소재를 상기 기판몰드에 밀착시켜 상기 기판몰드의 패턴 형상과 상응하는 형상으로 상기 제1 소재를 형성하는 패턴 형성단계; 및 상기 경화조건에 따라 상기 제1 소재 및 상기 제2 소재를 경화시키는 소재 경화단계;를 포함하는 특징을 개시한다.The present invention is to provide a transfer stamp manufacturing method capable of increasing the positional precision of a pattern by minimizing the shrinkage phenomenon occurring in the curing process, and a transfer stamp manufactured using the same. The present invention for this purpose is a substrate mold forming step of forming a substrate mold having a pattern; A first material disposing step of disposing a first material having a first shrinkage rate on the substrate mold under a preset curing condition; A second material disposing step of disposing a second material having a second shrinkage rate smaller than the first shrinkage rate on the first material under the curing condition; A pattern forming step of forming the first material in a shape corresponding to the pattern shape of the substrate mold by bringing the second material into close contact with the substrate mold; And a material curing step of curing the first material and the second material according to the curing condition.

Description

전사용 스탬프 제조방법{TRANSFER STAMP MANUFACTURING METHOD}Transfer stamp manufacturing method {TRANSFER STAMP MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 전사용 스탬프 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 경화 과정에서 발생되는 형상 오차를 최소화하여 패턴의 위치 정밀도를 높일 수 있는 전사용 스탬프 제조방법을 제공함에 있다.The present invention relates to a method for manufacturing a stamp for transfer, and more particularly, to provide a method for manufacturing a stamp for transfer that can increase the positional accuracy of a pattern by minimizing a shape error generated during a curing process.

일반적으로 박막을 전자 소자에 응용하기 위해서는 적절한 패터닝 기술이 필요하다. 레이저 빔을 이용한 포토 리소그래피, 전자선을 이용한 이빔(e-beam) 리소그래피, 소프트 리소그래피 등이 있다. 이러한 기술들 중에서 소프트 리소그래피는 대량 생산에 적합하고 플렉시블 소자 응용에 적합하며 굴곡 표면에도 쉽게 패턴을 만들 수 있는 등 효과적으로 패터닝을 구현할 수 있는 기술로서 최근에 각광받고 있다.In general, in order to apply a thin film to an electronic device, an appropriate patterning technique is required. There are photolithography using a laser beam, e-beam lithography using an electron beam, and soft lithography. Among these technologies, soft lithography has recently been in the spotlight as a technology that can effectively implement patterning, such as being suitable for mass production, suitable for flexible device applications, and easily making patterns even on curved surfaces.

한편 전자 소자를 제조하기 위한 전사 공정은 패턴이 형성된 스탬프를 대상재의 표면에 찍어서 해당 패턴을 반복적으로 복사해 나가는 공정이며, 이러한 전사용 스탬프 역시 소프트 리소그래피 공정을 통하여 패턴을 가지도록 제작될 수 있다.Meanwhile, the transfer process for manufacturing an electronic device is a process in which a stamp on which a pattern is formed is stamped on the surface of a target material and the pattern is repeatedly copied, and such a transfer stamp may also be manufactured to have a pattern through a soft lithography process.

도 1은 종래 전사용 스탬프를 제조하는 단계를 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a step of manufacturing a conventional transfer stamp.

도 1을 참조하면, 종래 전사용 스탬프 제조방법은 먼저 스탬프에 형성하고자 하는 패턴과 반대되는 형상의 패턴이 형성된 기판몰드(1)를 제작한다.(S1)Referring to FIG. 1, in the conventional transfer stamp manufacturing method, a substrate mold 1 having a pattern opposite to the pattern to be formed on the stamp is formed (S1).

다음으로, 스탬프를 형성하기 위한 고분자 화합물(2)을 패턴이 형성된 기판몰드(1)의 일면에 도포한다.(S2)Next, a polymer compound (2) for forming a stamp is applied to one surface of the patterned substrate mold (1). (S2)

다음으로, 가압부재(3)를 이용하여 기판몰드(1)를 향해 고분자 화합물(2)을 압착시키며 기판몰드(1)의 형상과 반대되는 형상의 패턴을 형성한다.(S3)Next, the polymer compound (2) is pressed toward the substrate mold (1) using the pressing member (3), and a pattern having a shape opposite to that of the substrate mold (1) is formed. (S3)

다음으로, 이렇게 패턴 형성된 고분자 화합물(2)에 대해 일정 압력과 온도(열)를 가하면서 경화 과정을 수행한다.(S4)Next, a curing process is performed while applying a predetermined pressure and temperature (heat) to the patterned polymer compound (2) (S4).

다음으로, 최종 경화가 완료되면 기판몰드(1)로부터 스탬프(20)를 분리시켜 스탬프(20) 제작을 완료한다.(S5)Next, when the final curing is completed, the stamp 20 is separated from the substrate mold 1 to complete the manufacture of the stamp 20 (S5).

여기서 스탬프를 제조하기 위해 사용되는 고분자 화합물(2)로는 주로 PDMS(polydimethylsiloxane) 소재가 적용될 수 있는데, PDMS 소재는 내구성이 매우 우수하고, 상대적으로 넓은 표면에 대해 안정적으로 점착되며, 평탄하거나 평탄하지 않은 모든 표면 영역에 걸쳐 동일한 점착성이 유지되고, 다른 고분자 화합물과는 점착이 잘 일어나지 않는 등의 많은 장점을 가진다.Here, as the polymer compound (2) used to manufacture the stamp, mainly PDMS (polydimethylsiloxane) material can be applied, and the PDMS material has excellent durability, stably adheres to a relatively large surface, and is flat or uneven. It has a number of advantages, such as maintaining the same adhesiveness over all surface areas, and not being easily adhered to other polymer compounds.

하지만, 단일 고분자 화합물로 제조되는 스탬프는 경화 과정에서 고분자 화합물의 수축 현상으로 인하여 최종 경화 완료된 스탬프(20)의 형상 오차가 발생된다. 즉, 스탬프(20)의 볼록패턴(P1) 및 오목패턴(P2)의 위치 정밀도가 떨어진다.However, in the stamp made of a single polymer compound, a shape error of the final cured stamp 20 occurs due to shrinkage of the polymer compound during the curing process. That is, the positional accuracy of the convex pattern P1 and the concave pattern P2 of the stamp 20 is inferior.

이러한 위치 정밀도는 스탬프(20)의 두께가 두꺼울수록 많은 수축 작용이 일어나기 때문에 제조되는 스탬프(20)의 두께와 비례하여 위치 정밀도가 더욱 떨어지게 된다.This positional accuracy is in proportion to the thickness of the stamp 20 to be manufactured because the greater the thickness of the stamp 20, the more shrinking action occurs, so the positional accuracy is further deteriorated.

또한 스탬프(20)의 패턴 즉, 볼록패턴(P1) 및 오목패턴(P2)에서 발생된 형상 오차가 매우 미세한 수준이라 하더라도, 롤 타입 스탬프와 같이 대면적 전사를 위한 스탬프 제조 시에는 이러한 미세한 수준의 형상 오차가 누적되어 전체적으로 매우 큰 형상 오차가 발생될 수 있고, 심각한 경우에는 해당 스탬프의 사용이 불가한 경우가 발생된다.In addition, even if the pattern of the stamp 20, that is, the shape error generated in the convex pattern P1 and the concave pattern P2, is at a very fine level, when manufacturing a stamp for large area transfer, such as a roll type stamp, such a fine level As the shape error is accumulated, a very large shape error may occur as a whole, and in serious cases, the stamp cannot be used.

한편 상기와 같이 경화 과정에서 발생되는 고분자 화합물의 수축 현상에 의한 형상 오차를 보상하기 위하여 몇 가지 방안이 제시되고 있는데, 대표적으로는 상온이나 저온 환경에서 경화시키는 경화조건 완화 방안과, 경화 과정에서 발생되는 수축 정도를 고려하여 기판몰드의 패턴을 설계하는 방안, 및 경화 과정에서 수축 현상을 억제할 수 있는 새로운 고분자 화합물로 대체하는 방안 등이 있다.Meanwhile, several methods have been proposed to compensate for the shape error due to the shrinkage phenomenon of the polymer compound occurring in the curing process as described above. Typically, a curing condition relaxation method for curing in a room temperature or low temperature environment, and a curing process occurs. There is a method of designing a pattern of the substrate mold in consideration of the degree of shrinkage that is achieved, and a method of replacing it with a new polymer compound capable of suppressing the shrinkage phenomenon in the curing process.

상기 경화조건을 완화시키는 방안은 약간의 수축 현상을 줄일 수는 있으나, 원하는 위치 정밀도는 여전히 만족되지 못하였고, 오히려 완화된 경화조건으로 인하여 스탬프 제작 효율이 떨어지는 문제가 있다.The method of alleviating the curing conditions can reduce a slight shrinkage, but the desired positional accuracy is still not satisfied, and rather, there is a problem in that the stamp manufacturing efficiency is deteriorated due to the relaxed curing conditions.

상기 수축 현상을 고려하여 기판몰드의 패턴 형상을 설계하는 방안은 스탬프의 두께, 형상 등에 따라 다양한 크기와 방향으로 수축 현상이 발생되는 바, 이러한 수축 현상을 정확하고 균일하게 고려하여 설계하기에는 실질적으로 많은 어려움이 있고, 경화조건이 조금이라도 변화되는 환경에서는 그 사용이 불가한 문제가 있다.The method of designing the pattern shape of the substrate mold in consideration of the shrinkage phenomenon is that shrinkage occurs in various sizes and directions depending on the thickness and shape of the stamp. There is a difficulty, and there is a problem that it cannot be used in an environment in which the curing conditions are changed even a little.

상기 수축 현상을 억제할 수 있는 새로운 고분자 화합물을 대체하는 방안은 무엇보다 새로운 고분자 소재를 개발하기 위한 많은 비용과 시간이 소요되는 문제가 있다.A method of replacing a new polymer compound capable of suppressing the shrinkage phenomenon, above all, has a problem in that it takes a lot of cost and time to develop a new polymer material.

대한민국 등록특허공보 제10-1437855호(2014.09.04.공고)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1437855 (2014.09.04. Announcement)

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 경화 과정에서 발생되는 수축 현상을 최소화하여 패턴의 위치 정밀도를 높일 수 있는 전사용 스탬프 제조방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to solve a conventional problem, and the present invention is to provide a method for manufacturing a transfer stamp that can increase the positional precision of a pattern by minimizing the shrinkage phenomenon occurring in the curing process.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 전사용 스탬프 제조방법은, 패턴을 가지는 기판몰드를 형성하는 기판몰드 형성단계; 미리 설정된 경화조건에서 제1 수축률을 가지는 제1 소재를 상기 기판몰드 상에 배치하는 제1 소재 배치단계; 상기 경화조건에서 상기 제1 수축률보다 작은 제2 수축률을 가지는 제2 소재를 상기 제1 소재 상에 배치하는 제2 소재 배치단계; 상기 제2 소재를 상기 기판몰드에 밀착시켜 상기 기판몰드의 패턴 형상과 상응하는 형상으로 상기 제1 소재를 형성하는 패턴 형성단계; 및 상기 경화조건에 따라 상기 제1 소재 및 상기 제2 소재를 경화시키는 소재 경화단계;를 포함하고, 상기 기판몰드 형성단계 이후에 수행되며, 상기 제2 소재와는 이격되고 상기 제1소재에만 접촉되도록, 상기 기판몰드의 적어도 일부분에 배치되고, 경화과정에서 조사되는 레이저 빔을 흡수하며 접촉된 상기 제1 소재를 가열하여 상기 제1 소재의 경화를 촉진시키기 위한 금속박막을 형성하는 금속박막 형성단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention described above, a transfer stamp manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes a substrate mold forming step of forming a substrate mold having a pattern; A first material disposing step of disposing a first material having a first shrinkage rate on the substrate mold under a preset curing condition; A second material disposing step of disposing a second material having a second shrinkage rate smaller than the first shrinkage rate on the first material under the curing condition; A pattern forming step of forming the first material in a shape corresponding to the pattern shape of the substrate mold by bringing the second material into close contact with the substrate mold; And a material curing step of curing the first material and the second material according to the curing condition, which is performed after the substrate mold forming step, is spaced apart from the second material, and contacts only the first material. As much as possible, a metal thin film forming step of forming a metal thin film for accelerating curing of the first material by heating the first material which is disposed on at least a portion of the substrate mold, absorbs the laser beam irradiated during the curing process, and contacts the first material. It characterized in that it further includes;

본 발명의 실시예에 따른 전사용 스탬프 제조방법에 있어서, 상기 금속박막 형성단계 이후에 수행되며, 상기 금속박막을 덮도록 상기 기판몰드 상에 배치되고, 상기 기판몰드에서 상기 제1 소재 및 상기 제2 소재를 격리시키기 위한 이형성 코팅층을 형성하는 코팅층 형성단계;를 더 포함할 수 있다.In the transfer stamp manufacturing method according to an embodiment of the present invention, it is performed after the metal thin film forming step, disposed on the substrate mold to cover the metal thin film, and the first material and the first material in the substrate mold 2 A coating layer forming step of forming a releasable coating layer to isolate the material; may further include.

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본 발명의 실시예에 따른 전사용 스탬프 제조방법에 있어서, 상기 레이저 빔의 파장은 적외선일 수 있다.In the method of manufacturing a transfer stamp according to an embodiment of the present invention, the wavelength of the laser beam may be infrared.

본 발명의 실시예에 따른 전사용 스탬프 제조방법에 있어서, 상기 제1 소재는 PDMS를 포함할 수 있고, 상기 제2 소재는 PET를 포함할 수 있다.In the transfer stamp manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the first material may include PDMS, and the second material may include PET.

본 발명의 실시예에 따른 전사용 스탬프 제조방법에 있어서, 상기 제2 소재는 상기 기판몰드와 동일한 열팽창계수를 가질 수 있다.In the method of manufacturing a transfer stamp according to an embodiment of the present invention, the second material may have the same coefficient of thermal expansion as the substrate mold.

삭제delete

본 발명에 따르면, 경화 과정에서 발생되는 소재의 변형율을 최소화하여 기판몰드의 패턴과 정확히 일치되는 우수한 형상 정밀도를 가지는 스탬프 패턴을 제조할 수 있다.According to the present invention, it is possible to manufacture a stamp pattern having excellent shape precision exactly matching the pattern of the substrate mold by minimizing the strain rate of the material generated during the curing process.

본 발명에 따르면, 특히 경화 과정에서 수축률이 상대적으로 작거나 무시될 수 있는 제2 소재로 인하여 스탬프의 패턴과 패턴 사이의 균일한 간격 정밀도를 보다 향상시킬 수 있고, 이를 통해, 롤 타입 스탬프와 같이 대면적 전사를 위한 스탬프의 패턴이 가지는 위치 정밀도를 더욱 높일 수 있다.According to the present invention, in particular, due to the second material having a relatively small shrinkage or negligible shrinkage during the curing process, it is possible to further improve the accuracy of the uniform spacing between the pattern of the stamp and the pattern. The positional accuracy of the stamp pattern for large-area transfer can be further improved.

본 발명에 따르면, 우수한 정밀도를 가지는 스탬프를 이용하여 전사 공정의 품질을 높일 수 있다.According to the present invention, it is possible to increase the quality of the transfer process by using a stamp having excellent precision.

도 1은 종래 전사용 스탬프를 제조하는 단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전사용 스탬프를 제조하는 단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전사용 스탬프를 제조하는 단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전사용 스탬프를 제조하는 단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 도 4에 도시된 실시예에 따른 소재 경화단계를 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a step of manufacturing a conventional transfer stamp.
2 is a conceptual diagram illustrating a step of manufacturing a transfer stamp according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating a step of manufacturing a transfer stamp according to another embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram illustrating a step of manufacturing a transfer stamp according to another embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating a material curing step according to the embodiment illustrated in FIG. 4.

이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용될 수 있으며 이에 따른 부가적인 설명은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the above-described problem to be solved may be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiments, the same name and the same reference numeral may be used for the same configuration, and additional description accordingly may be omitted.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전사용 스탬프를 제조하는 단계를 설명하기 위한 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a step of manufacturing a transfer stamp according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전사용 스탬프 제조방법은, 기판몰드 형성단계(S100), 제1 소재 배치단계(S200), 제2 소재 배치단계(S300), 패턴 형성단계(S400), 소재 경화단계(S500), 기판몰드 이형단계(S600)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, a method of manufacturing a transfer stamp according to an embodiment of the present invention includes a substrate mold forming step (S100), a first material disposing step (S200), a second material disposing step (S300), and a pattern forming step. (S400), a material curing step (S500), a substrate mold release step (S600) may be included.

기판몰드 형성단계(S100)는 스템프 제조를 위한 기판몰드(100)를 형성하는 단계이다.The substrate mold forming step (S100) is a step of forming a substrate mold 100 for manufacturing a stamp.

기판은 실리콘 웨이퍼, 유리기판, 세라믹기판, 폴리머, 금속시트 등 다양한 소재가 적용될 수 있다. 이러한 기판 상에 제조되는 스탬프의 패턴과 반대되는 패턴을 가지는 기판몰드(100)를 형성하게 된다.As the substrate, various materials such as a silicon wafer, a glass substrate, a ceramic substrate, a polymer, and a metal sheet may be applied. A substrate mold 100 having a pattern opposite to that of a stamp manufactured on the substrate is formed.

도 3을 참조하면, 기판몰드 형성단계(S100)는 산화막 형성단계(S110), 감광막 형성단계(S120), 패터닝단계(S130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the substrate mold forming step (S100) may include an oxide film forming step (S110 ), a photosensitive film forming step (S120 ), and a patterning step (S130 ).

산화막 형성단계(S110)는 기판(110) 상에 산화막(120)을 형성하는 단계이다. 산화막(120)은 기판(110)의 표면을 균질화하고 이물질로부터 기판(110)의 표면을 보호할 수 있다. 산화막(120)으로는 이산화규소(SiO2)이 사용될 수 있다.The oxide film forming step S110 is a step of forming the oxide film 120 on the substrate 110. The oxide film 120 may homogenize the surface of the substrate 110 and protect the surface of the substrate 110 from foreign substances. Silicon dioxide (SiO2) may be used as the oxide film 120.

감광막 형성단계(S120)는 산화막(120) 상에 감광제를 도포하여 감광막(130)을 형성하는 단계이다. 감광막(130)은 스핀 코팅, 디스펜싱, 디핑 방법 등으로 도포될 수 있다.The photosensitive film forming step (S120) is a step of forming the photosensitive film 130 by applying a photoresist on the oxide film 120. The photoresist layer 130 may be applied by spin coating, dispensing, or dipping.

패터닝단계(S130)는 도포된 감광막(130)에 패턴을 형성하는 단계이다. 감광막(130)에 패턴을 형성하는 방법은 레이저 빔을 이용한 포토 리소그래피, 전자선을 이용한 이빔(e-beam) 리소그래피, 간섭(Interference) 리소그래피 등 일반적인 패터닝 방법으로 형성될 수 있다.The patterning step S130 is a step of forming a pattern on the applied photosensitive film 130. A method of forming a pattern on the photosensitive film 130 may be formed by a general patterning method such as photolithography using a laser beam, e-beam lithography using an electron beam, and interference lithography.

이와 같이 기판(110) 상에 산화막 형성단계(S110), 감광막 형성단계(S120), 패터닝단계(S130)를 순차적으로 거치면서 패터닝된 감광막(130) 및 산화막(120)을 통해 스탬프의 패턴과 반대되는 패턴을 가지는 기판몰드(100)를 제조할 수 있다.In this way, the pattern of the stamp is reversed through the photosensitive film 130 and the oxide film 120 patterned while sequentially passing through the oxide film forming step (S110), the photosensitive film forming step (S120), and the patterning step (S130) on the substrate 110. A substrate mold 100 having a pattern can be manufactured.

계속해서 도 2를 참조하면, 제1 소재 배치단계(S200)는 스탬프 제조를 위하여 기판몰드(100) 상에 제1 소재(210)를 배치하는 단계이다.With continued reference to FIG. 2, the first material disposing step (S200) is a step of disposing the first material 210 on the substrate mold 100 to manufacture a stamp.

제1 소재(210)는 기판몰드(100)의 패턴을 덮도록 기판몰드(100) 상에 도포될 수 있고, 예를 들면, 스핀 코팅, 디스펜싱, 디핑 방법 등으로 도포될 수 있다.The first material 210 may be applied on the substrate mold 100 to cover the pattern of the substrate mold 100, and may be applied by, for example, spin coating, dispensing, or dipping.

제1 소재(210)는 미리 설정된 경화조건에서 제1 수축률을 가질 수 있다.The first material 210 may have a first shrinkage under a preset curing condition.

설정된 경화조건이란 후술되는 경화단계에서 수행되는 경화조건을 의미하는데, 경화 과정에서 제1 소재(210)에 가해지는 압력, 온도(열), 시간에 대한 설정 값일 수 있고, 열경화 및 광경화 조건을 포함할 수 있다. 열경화 방식으로는 미리 설정된 온도로 가열되는 가열챔버가 적용될 수 있고, 광경화 방식으로는 레이저 빔(L)이 적용될 수 있다. 레이저 빔(L)의 파장대로는 자외선 또는 적외선이 적용될 수 있다.The set curing conditions refer to curing conditions performed in the curing step described later, and may be set values for pressure, temperature (heat), and time applied to the first material 210 during the curing process, and thermal curing and photocuring conditions It may include. A heating chamber heated to a preset temperature may be applied as a thermosetting method, and a laser beam L may be applied as a photocuring method. Ultraviolet or infrared rays may be applied to the wavelength of the laser beam L.

제1 소재(210)는 폴리디메틸실록산(PDMS:polydimethylsiloxane)을 포함할 수 있다. 폴리디메틸실록산은 내구성이 매우 우수하고, 상대적으로 넓은 표면에 대해 안정적으로 점착되며, 평탄하거나 평탄하지 않은 모든 표면 영역에 걸쳐 동일한 점착성이 유지되고, 다른 고분자 화합물과는 점착이 잘 일어나지 않는 등의 장점을 가진다.The first material 210 may include polydimethylsiloxane (PDMS). Polydimethylsiloxane has excellent durability, stably adheres to a relatively large surface, maintains the same adhesion over all flat or uneven surface areas, and does not easily adhere to other polymer compounds. Have.

제1 소재(210)는 폴리디메틸실록산에 경화제가 첨가된 혼합물일 수 있다. 이때 폴리디메틸실록산과 경화제 비는 10:1일 수 있다.The first material 210 may be a mixture in which a curing agent is added to polydimethylsiloxane. At this time, the ratio of the polydimethylsiloxane and the curing agent may be 10:1.

제2 소재 배치단계(S300)는 제1 소재(210)가 배치된 기판몰드(100) 상에 제2 소재(220)를 배치하는 단계이다.The second material disposing step (S300) is a step of disposing the second material 220 on the substrate mold 100 on which the first material 210 is disposed.

제2 소재(220)는 미리 설정된 경화조건에서 제2 수축률을 가질 수 있다.The second material 220 may have a second shrinkage rate under a preset curing condition.

제2 수축률은 제1 수축률보다 작을 수 있다. 즉, 동일한 경화조건에서 제2 수축률은 제1 수축률보다 작을 수 있다.The second shrinkage rate may be smaller than the first shrinkage rate. That is, the second shrinkage rate may be smaller than the first shrinkage rate under the same curing condition.

제2 소재(220)는 열팽창계수가 낮은 소재가 적용될 수 있고, 이를 통해 경화 과정에서 열팽창에 의한 변화를 최소화할 수 있다. 바람직하게, 제2 소재(220)는 기판몰드(100)와 동일한 열팽창계수를 가질 수 있다. 이를 통해 경화 과정에서 기판몰드(100)의 열팽창에 의한 변형률과 제2 소재(220)의 열팽창에 의한 변형률이 동기화됨으로써, 열팽창에 의한 패턴의 위치 정밀도를 더욱 높일 수 있다.As the second material 220, a material having a low coefficient of thermal expansion may be applied, thereby minimizing a change due to thermal expansion during a curing process. Preferably, the second material 220 may have the same coefficient of thermal expansion as the substrate mold 100. Through this, the strain caused by thermal expansion of the substrate mold 100 and the strain caused by thermal expansion of the second material 220 are synchronized during the curing process, thereby further increasing the positional accuracy of the pattern due to thermal expansion.

제2 소재(220)는 일정 경도를 가지는 필름막이 적용될 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET:polyethylene terephthalate)이 사용될 수 있다.As the second material 220, a film film having a certain hardness may be applied. For example, polyethylene terephthalate (PET) may be used.

제1 소재(210) 및 제2 소재(220)의 배치가 완료되면, 실질적으로 스탬프 패턴을 형성하기 위한 패턴 형성단계(S400) 및 소재 경화단계(S500)를 수행하게 된다.When the arrangement of the first material 210 and the second material 220 is completed, a pattern forming step (S400) and a material curing step (S500) for substantially forming a stamp pattern are performed.

패턴 형성단계(S400)는 제2 소재(220)를 기판몰드(100)에 밀착시켜 기판몰드(100)의 패턴 형상과 상응하는 형상으로 제1 소재(210)를 형성하는 단계이다.The pattern forming step S400 is a step of forming the first material 210 in a shape corresponding to the pattern shape of the substrate mold 100 by bringing the second material 220 into close contact with the substrate mold 100.

예를 들면, 롤러부재를 이용하여 제2 소재(220)를 기판몰드(100)에 압착시킬 수 있고, 이러한 압착 과정에서 제2 소재(220)와 기판몰드(100)의 사이에 존재하는 기포는 제거될 수 있다.For example, it is possible to press the second material 220 to the substrate mold 100 using a roller member, and in this pressing process, bubbles existing between the second material 220 and the substrate mold 100 are Can be removed.

또한 전술한 제1 소재 배치단계(S200)에서 제2 소재(220)와 기판몰드(100) 사이에 배치되는 제1 소재(210)의 용량은 기판몰드(100)의 패턴 크기에 상응하는 용량일 수 있고 기판몰드(100)의 패턴 크기보다 많은 용량이 배치될 수 있다. 만약 기판몰드(100)의 패턴 크기보다 많은 용량의 제1 소재(210)가 존재하는 경우에는 제2 소재(220)를 기판몰드(100)에 압착시키는 과정에서 측방향으로 밀려나면서 제1 소재(210)의 잉여 용량은 제거될 수 있다.In addition, the capacity of the first material 210 disposed between the second material 220 and the substrate mold 100 in the above-described first material placing step (S200) is a capacity corresponding to the pattern size of the substrate mold 100. And a larger capacity than the pattern size of the substrate mold 100 may be disposed. If the first material 210 having a capacity larger than the pattern size of the substrate mold 100 is present, the second material 220 is pushed laterally in the process of compressing the substrate mold 100 and the first material ( 210) can be eliminated.

따라서, 기판몰드(100)에 제2 소재(220)를 압착시키는 상태에서 제1 소재(210)는 기판몰드(100)의 패턴과 상응하는 형상으로 형성될 수 있다.Accordingly, in a state in which the second material 220 is pressed against the substrate mold 100, the first material 210 may be formed in a shape corresponding to the pattern of the substrate mold 100.

이렇게 제1 소재(210)가 패턴 형상을 유지하는 상태가 유지되면 이어서 소재를 경화시킨다.When the first material 210 maintains the pattern shape, the material is subsequently cured.

소재 경화단계(S500)는 미리 설정된 경화조건을 거치면서 제1 소재(210) 및 제2 소재(220)를 경화시키는 단계이다.The material curing step (S500) is a step of curing the first material 210 and the second material 220 while passing through a preset curing condition.

즉, 기판몰드(100)에 제2 소재(220)를 압착시킨 상태에서 미리 설정된 압력, 온도(열), 시간을 유지하면서 경화 과정을 거치게 된다.That is, in a state in which the second material 220 is pressed onto the substrate mold 100, a curing process is performed while maintaining a preset pressure, temperature (heat), and time.

예를 들면, 제2 소재(220)의 상부면에 올려진 가압부재(300)를 제어하여 제1 소재(210) 및 제2 소재(220)의 경화를 위한 압력을 제어할 수 있고, 가열챔버의 온도를 제어하거나 조사되는 레이저 빔(L)의 에너지를 제어하여 제1 소재(210) 및 제2 소재(220)의 경화를 위한 온도(열)을 제어할 수 있다.For example, it is possible to control the pressure for curing the first material 210 and the second material 220 by controlling the pressure member 300 placed on the upper surface of the second material 220, and the heating chamber The temperature (heat) for curing the first material 210 and the second material 220 may be controlled by controlling the temperature of or by controlling the energy of the irradiated laser beam L.

또한 레이저 빔(L)을 이용한 광경화 과정에서는 소정 파장대의 레이저 빔(L)이 적용될 수 있다. 예를 들면, 자외선이나 적외선이 적용될 수 있고, 자외선 및 적외선이 함께 적용될 수도 있다.In addition, in the photocuring process using the laser beam L, a laser beam L of a predetermined wavelength range may be applied. For example, ultraviolet rays or infrared rays may be applied, and ultraviolet rays and infrared rays may be applied together.

이와 같이, 제1 소재(210) 및 제2 소재(220)에 대한 경화가 완료되면, 기판몰드 이형단계(S600)를 통하여 기판몰드(100)를 분리하여 패턴이 형성된 스탬프(200)의 제조를 완료하게 된다.In this way, when the curing of the first material 210 and the second material 220 is completed, the substrate mold 100 is separated through the substrate mold release step S600 to manufacture the stamp 200 having the pattern formed thereon. You will be done.

결과적으로, 제조 완료된 스탬프(200)는 제2 소재(220)로 이루어진 몸체부(202)와, 제1 소재(210)로 이루어진 돌출부(201)를 일체로 하며, 몸체부(202)의 일면에서 돌출 배치되는 돌출부(201)를 통해 패턴이 형성된다.As a result, the manufactured stamp 200 integrates the body part 202 made of the second material 220 and the protrusion 201 made of the first material 210, and on one side of the body part 202 A pattern is formed through the protrusions 201 arranged to protrude.

본 발명에 따라 제조된 스탬프(200) 패턴 즉, 볼록패턴(P3) 및 오목패턴(P4)는 기판몰드(100)의 패턴과 일치되는 우수한 형상 정밀도가 유지될 수 있다.The stamp 200 pattern manufactured according to the present invention, that is, the convex pattern P3 and the concave pattern P4, can maintain excellent shape accuracy consistent with the pattern of the substrate mold 100.

경화 과정에서 수축률이 상대적으로 큰 제1 소재(210)에서 발생되는 변형은 돌출부(201)의 볼록패턴(P3)이 가지는 형상 오차에 관여될 수 있으나, 이는 극히 미세한 수준의 형상 오차로 요구되는 정밀도를 만족할 수 있다.Deformation occurring in the first material 210 having a relatively large shrinkage during the curing process may be involved in the shape error of the convex pattern P3 of the protrusion 201, but this is a precision required due to a very small level of shape error. Can be satisfied.

특히 경화 과정에서 수축률이 상대적으로 작거나 무시될 수 있는 제2 소재(220)의 무수축 작용으로 인하여 몸체부(202)로 연결되는 오목패턴(P4) 즉, 몸체부(202)로 연결되는 볼록패턴(P3)과 볼록패턴(P3) 사이의 간격은 높은 정밀도를 만족할 수 있다.In particular, a concave pattern P4 connected to the body 202, that is, a convex connected to the body 202 due to the non-shrinkable action of the second material 220, which may have a relatively small or negligible shrinkage during the curing process. The spacing between the pattern P3 and the convex pattern P3 may satisfy high precision.

결과적으로, 롤 타입 스탬프와 같이 대면적 전사를 위한 스탬프의 경우, 각 볼록패턴(P3)이 가지는 정밀도를 균일하게 유지할 수 있고, 대면적에 대하여 볼록패턴(P3) 및 오목패턴(P4)의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다.As a result, in the case of a stamp for large area transfer such as a roll type stamp, the precision of each convex pattern P3 can be uniformly maintained, and the position of the convex pattern P3 and the concave pattern P4 with respect to the large area The precision can be improved.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전사용 스탬프를 제조하는 단계를 설명하기 위한 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating a step of manufacturing a transfer stamp according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전사용 스탬프 제조방법은, 기판몰드 형성단계(S100) 이후에 수행되는 코팅층 형성단계(S140)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, a method of manufacturing a transfer stamp according to another embodiment of the present invention may further include a coating layer forming step S140 performed after the substrate mold forming step S100.

코팅층 형성단계(S140)는 패턴이 형성된 기판몰드(100) 상에 이형성 코팅층(140)을 추가로 형성하는 단계이다.The coating layer forming step (S140) is a step of additionally forming a releasable coating layer 140 on the substrate mold 100 on which the pattern is formed.

이형성 코팅층(140)은 기판몰드(100)로부터 제1 소재(210) 및 제2 소재(220)를 격리시킬 수 있다. 이에 따라, 기판몰드 이형단계(S600)에서 제1 소재(210) 및 제2 소재(220)로부터 기판몰드(100)는 쉽게 분리될 수 있다.The releasable coating layer 140 may isolate the first material 210 and the second material 220 from the substrate mold 100. Accordingly, the substrate mold 100 can be easily separated from the first material 210 and the second material 220 in the substrate mold release step (S600).

이형성 코팅층(140)으로는 불소수지가 적용될 수 있고, 예를 들면, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)이 적용될 수 있다.As the releasable coating layer 140, a fluororesin may be applied, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) may be applied.

코팅층 형성단계(S140)를 수행한 이후에는 전술한 일 실시예에서와 마찬가지 제1 소재 배치단계(S200), 제2 소재 배치단계(S300), 패턴 형성단계(S400), 소재 경화단계(S500), 기판몰드 이형단계(S600)를 순차적으로 거치게 되며, 관련한 중복 설명은 생략한다.After performing the coating layer forming step (S140), the first material disposing step (S200), the second material disposing step (S300), the pattern forming step (S400), the material curing step (S500) as in the above-described embodiment. , The substrate mold release step (S600) is sequentially performed, and a related redundant description is omitted.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전사용 스탬프를 제조하는 단계를 설명하기 위한 개념도이고, 도 5는 도 4에 도시된 실시예에 따른 소재 경화단계를 설명하기 위한 개념도이다.FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a step of manufacturing a transfer stamp according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a material curing step according to the embodiment shown in FIG. 4.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전사용 스탬프 제조방법은, 기판몰드 형성단계(S100) 이후에 수행되는 금속박막 형성단계(S150)를 더 포함할 수 있다.4 and 5, a method of manufacturing a transfer stamp according to another embodiment of the present invention may further include a metal thin film forming step S150 performed after the substrate mold forming step S100.

금속박막 형성단계(S150)는 기판몰드(100) 상에 금속박막(150)을 형성하는 단계이다.The metal thin film forming step S150 is a step of forming the metal thin film 150 on the substrate mold 100.

금속박막(150)은 제2 소재(220)와는 접촉되지 않고 제1 소재(210)에만 접촉되도록 기판몰드(100)의 적어도 일부분에 배치될 수 있다. 예를 들면, 패터닝된 감광막(130)에 의해 노출된 산화막(120)의 상부면에 배치될 수 있다.The metal thin film 150 may be disposed on at least a portion of the substrate mold 100 so as to contact only the first material 210 without contacting the second material 220. For example, it may be disposed on the upper surface of the oxide layer 120 exposed by the patterned photoresist layer 130.

금속박막(150)은 경화 과정에서 소정 파장대의 레이저 빔(L)을 흡수하여 가열될 수 있다. 이렇게 가열된 금속박막(150)은 접촉 상태를 유지하는 제1 소재(210)를 가열하여 제1 소재(210)의 경화를 촉진시킬 수 있다. 반면, 금속박막(150)과 비접촉 상태를 유지하는 제2 소재(220)는 금속박막(150)과 격리되어 금속박막(150)으로부터 제공되는 열 전달이 차단되고, 이에 따라 제2 소재(220)는 열 변형이 최소화될 수 있다.The metal thin film 150 may be heated by absorbing the laser beam L of a predetermined wavelength during a curing process. The heated metal thin film 150 may accelerate the curing of the first material 210 by heating the first material 210 maintaining a contact state. On the other hand, the second material 220 maintaining a non-contact state with the metal thin film 150 is isolated from the metal thin film 150 to block heat transfer provided from the metal thin film 150, and accordingly, the second material 220 The thermal deformation can be minimized.

금속박막(150)을 가열하기 위해 경화 과정에서 제공되는 레이저 빔(L)의 파장은 적외선일 수 있고, 금속박막(150)은 적외선을 효과적으로 흡수할 수 있는 소재가 적용될 수 있다. 예를 들면, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 백금(Pt) 등의 금속이나 이들의 산화물 또는 질화물을 일반적인 증착방법으로 증착한 금속박막(150)이 적용될 수 있다.In order to heat the metal thin film 150, the wavelength of the laser beam L provided during the curing process may be infrared rays, and the metal thin film 150 may be formed of a material capable of effectively absorbing infrared rays. For example, a metal thin film 150 in which metals such as chromium (Cr), titanium (Ti), platinum (Pt), or oxides or nitrides thereof are deposited by a general deposition method may be applied.

금속박막 형성단계(S150)를 수행한 이후에는 전술한 일 실시예에서와 마찬가지 제1 소재 배치단계(S200), 제2 소재 배치단계(S300), 패턴 형성단계(S400), 소재 경화단계(S500), 기판몰드 이형단계(S600)를 순차적으로 거치게 되며, 관련한 중복 설명은 생략한다.After performing the metal thin film forming step (S150), the first material disposing step (S200), the second material disposing step (S300), the pattern forming step (S400), and the material curing step (S500) as in the above-described embodiment. ), the substrate mold release step (S600) is sequentially performed, and a related redundant description is omitted.

도시되진 않았지만, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 기판몰드(100) 상에 금속박막(150: 도 4 참조)을 형성한 다음, 금속박막(150)을 덮도록 기판몰드(100) 상에 이형성 코팅층(140: 도 3 참조)을 추가적으로 형성할 수도 있다. 일반적으로 불소수지가 적용된 이형성 코팅층(140)은 우수한 전기 특성을 가지는 바, 금속박막(150)으로부터 제1 소재(210) 측으로 열을 효과적으로 전달할 수 있다.Although not shown, as another embodiment of the present invention, a metal thin film 150 (see FIG. 4) is formed on the substrate mold 100 and then releasable on the substrate mold 100 so as to cover the metal thin film 150. A coating layer 140 (see FIG. 3) may be additionally formed. In general, since the releasable coating layer 140 to which the fluororesin is applied has excellent electrical properties, heat can be effectively transferred from the metal thin film 150 to the first material 210.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 전사용 스탬프 제조방법을 통해 스탬프(200)를 제조하게 되면, 스탬프(200) 패턴과 기판몰드(100)의 패턴이 정확히 일치되는 우수한 형상 정밀도가 유지될 수 있다.As described above, when the stamp 200 is manufactured through the transfer stamp manufacturing method according to the present invention, excellent shape precision in which the pattern of the stamp 200 and the pattern of the substrate mold 100 are exactly matched can be maintained. .

특히 경화 과정에서 수축률이 상대적으로 작거나 무시될 수 있는 제2 소재(220)의 무수축 작용으로 인하여 몸체부(202)로 연결되는 볼록패턴과 볼록패턴 사이의 간격이 가지는 위치 정밀도를 균일하게 향상시킬 수 있다.In particular, due to the non-shrinkable action of the second material 220, which may have a relatively small or negligible shrinkage during the curing process, the positional precision of the convex pattern connected to the body 202 and the gap between the convex pattern is uniformly improved. I can make it.

결과적으로, 롤 타입 스탬프와 같이 대면적 전사를 위한 스탬프의 경우 패턴의 위치 정밀도를 더욱 높일 수 있고, 이러한 스탬프를 이용하여 전사 공정을 수행함으로써 전사 품질을 높일 수 있다.As a result, in the case of a stamp for large-area transfer, such as a roll-type stamp, the positional accuracy of the pattern can be further increased, and the transfer quality can be improved by performing a transfer process using such a stamp.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.As described above, preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, but those skilled in the art will variously modify the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. Can be modified or changed.

100: 기판몰드
200: 스탬프
210: 제1 소재
220: 제2 소재100: substrate mold
200: stamp
210: first material
220: second material

Claims (7)

패턴을 가지는 기판몰드를 형성하는 기판몰드 형성단계;
미리 설정된 경화조건에서 제1 수축률을 가지는 제1 소재를 상기 기판몰드 상에 배치하는 제1 소재 배치단계;
상기 경화조건에서 상기 제1 수축률보다 작은 제2 수축률을 가지는 제2 소재를 상기 제1 소재 상에 배치하는 제2 소재 배치단계;
상기 제2 소재를 상기 기판몰드에 밀착시켜 상기 기판몰드의 패턴 형상과 상응하는 형상으로 상기 제1 소재를 형성하는 패턴 형성단계; 및
상기 경화조건에 따라 상기 제1 소재 및 상기 제2 소재를 경화시키는 소재 경화단계;를 포함하고,
상기 기판몰드 형성단계 이후에 수행되며,
상기 제2 소재와는 이격되고 상기 제1소재에만 접촉되도록, 상기 기판몰드의 적어도 일부분에 배치되고, 경화과정에서 조사되는 레이저 빔을 흡수하며 접촉된 상기 제1 소재를 가열하여 상기 제1 소재의 경화를 촉진시키기 위한 금속박막을 형성하는 금속박막 형성단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전사용 스탬프 제조방법.A substrate mold forming step of forming a substrate mold having a pattern;
A first material disposing step of disposing a first material having a first shrinkage rate on the substrate mold under a preset curing condition;
A second material placing step of disposing a second material having a second shrinkage rate smaller than the first shrinkage rate on the first material under the curing condition;
A pattern forming step of forming the first material in a shape corresponding to the pattern shape of the substrate mold by bringing the second material into close contact with the substrate mold; And
Including; a material curing step of curing the first material and the second material according to the curing condition,
It is performed after the substrate mold forming step,
The first material is disposed on at least a portion of the substrate mold so as to be spaced apart from the second material and in contact only with the first material, absorbs the laser beam irradiated during the curing process, and heats the contacted first material A metal thin film forming step of forming a metal thin film for accelerating curing. 제1항에 있어서,
상기 금속박막 형성단계 이후에 수행되며,
상기 금속박막을 덮도록 상기 기판몰드 상에 배치되고, 상기 기판몰드에서 상기 제1 소재 및 상기 제2 소재를 격리시키기 위한 이형성 코팅층을 형성하는 코팅층 형성단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전사용 스탬프 제조방법.The method of claim 1,
It is performed after the metal thin film forming step,
A coating layer forming step of forming a releasable coating layer disposed on the substrate mold to cover the metal thin film and separating the first material and the second material in the substrate mold; How to make a stamp. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 레이저 빔의 파장은 적외선인 것을 특징으로 하는 전사용 스탬프 제조방법.The method of claim 1,
The method of manufacturing a transfer stamp, characterized in that the wavelength of the laser beam is infrared. 제1항에 있어서,
상기 제1 소재는 PDMS를 포함하고, 상기 제2 소재는 PET를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사용 스탬프 제조방법.The method of claim 1,
The first material includes PDMS, and the second material includes PET. 제1항에 있어서,
상기 제2 소재는 상기 기판몰드와 동일한 열팽창계수를 가지는 것을 특징으로 하는 전사용 스탬프 제조방법.The method of claim 1,
The second material is a transfer stamp manufacturing method, characterized in that it has the same coefficient of thermal expansion as the substrate mold. 삭제delete
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