KR102314284B1 - 임프린팅용 포토마스크 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 출원의 일 실시상태에 따른 임프린팅용 포토마스크는, 투명 기판; 상기 투명 기판 상에 구비된 차광 패턴; 및 상기 차광 패턴 상에 구비된 드라이 필름 레지스트(Dry Film Resist, DFR) 패턴을 포함한다.

Description

임프린팅용 포토마스크 및 이의 제조방법{PHOTOMASK FOR IMPRINTING AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 출원은 2018년 5월 30일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2018-0061683호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 출원은 임프린팅용 포토마스크 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
전기 영동 방식의 투과도 가변 필름은 반대전하를 가지는 두 장의 전극 기판 사이에서 형성되는 전기장의 방향과 세기에 따라 양 또는 음전하로 대전된 입자들이 특정하게 형성된 전극으로 집중되거나 흩어지면서 광투과도가 조절되는 기능성 필름이다. 상기 전기 영동 방식의 투과도 가변 필름은 외부에서 유입되는 빛의 투과와 차단이 용이하여, 건축용 스마트 윈도우, 자동차용 선루프, 투명 디스플레이의 차광필름 등으로 활용될 수 있다.
두 장의 전극 기판 사이의 대전입자 용액을 고르게 분포시키기 위해서는 셀 갭(Cell Gap) 유지가 필수적이며, 이를 위하여 두 장의 전극 기판 중 적어도 하나의 전극 기판 상에 격벽 패턴이 구비되어야 한다.
상기 격벽 패턴을 구현함에 있어서, 격벽 패턴의 높이와 종횡비가 증가함에 따라 일반적인 포토리소그래피 공정으로는 요구되는 패턴 형상을 구현하는 것이 어렵다.
따라서, 당 기술분야에서는 격벽 패턴의 높이와 종횡비를 증가시킬 수 있는 제조방법에 대한 기술개발이 필요하다.
일본 특허공개공보 제2007-248932호 대한민국 특허공개공보 10-2015-0015618
본 출원은 임프린팅용 포토마스크 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태는,
투명 기판;
상기 투명 기판 상에 구비된 차광 패턴; 및
상기 차광 패턴 상에 구비된 드라이 필름 레지스트(Dry Film Resist, DFR) 패턴
을 포함하는 임프린팅용 포토마스크를 제공한다.
또한, 본 출원의 다른 실시상태는,
투명 기판 상에 차광층을 형성하는 단계;
상기 차광층 상에 드라이 필름 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 드라이 필름 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광층을 식각함으로써, 차광 패턴을 형성하는 단계
를 포함하는 임프린팅용 포토마스크의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 출원의 다른 실시상태는,
기판 상에 UV 경화형 수지층을 형성하는 단계, 및
상기 임프린팅용 포토마스크를 이용하고, 상기 UV 경화형 수지층에 임프린팅 포토공정을 수행하여 격벽 패턴을 형성하는 단계
를 포함하는 격벽 패턴의 제조방법을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 차광 패턴의 인접한 패턴 간 거리를 기준으로, 상기 차광 패턴 및 드라이 필름 레지스트 패턴의 두께의 비가 1 이상인 임프린팅용 포토마스크를 제공할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 차광 패턴이 투명 기판과 드라이 필름 레지스트 패턴 사이에 구비됨으로써, 종래기술의 문제점인 차광층의 핀홀 발생, 몰드 패턴의 손상 등을 방지할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 임프린팅용 포토마스크를 이용하여 격벽 패턴을 제조함으로써, 두께 10㎛ 이상, 종횡비 1 이상을 만족하는 격벽 패턴을 제조할 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 임프린팅용 포토마스크를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시상태에 따른 임프린팅용 포토마스크의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시상태에 따른 격벽 패턴의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시상태로서, 실험예 1의 드라이 필름 레지스트의 현상공정 이후의 이미지를 나타낸 도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시상태로서, 실험예 1에 따른 임프린팅용 포토마스크의 SEM 이미지, 투과모드 이미지 및 반사모드 이미지를 나타낸 도이다.
도 7은 본 출원의 일 실시상태로서, 실험예 1에 따른 격벽 패턴의 SEM 이미지를 나타낸 도이다.
도 8은 본 출원의 일 실시상태에 따른 차광 패턴의 인접한 패턴 간 거리 및 두께를 나타낸 도이다.
도 9는 본 출원의 일 실시상태로서, 실험예 3의 임프린팅용 포토마스크를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 10은 본 출원의 일 실시상태로서, 실험예 4의 임프린팅용 포토마스크를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 11은 본 출원의 일 실시상태로서, 실험예 4에 따른 임프린팅용 포토마스크의 투과모드 이미지를 나타낸 도이다.
이하 본 출원에 대하여 상세히 설명한다.
본 출원에 있어서, "투명"은 가시광선 영역(400nm 내지 700nm)에서 약 80% 이상의 투과율 특성을 갖는 것을 의미하기로 한다.
통상적으로, 전기 영동 방식의 투과도 가변 필름을 제조하기 위해서는 투명전극 필름과 금속 패턴 전극 필름의 사용이 필수적이다. 또한, 2장의 전극 필름 사이에 (-) 대전된 카본블랙 입자 분산용액과 같은 전기 영동 물질을 주액하기 위해서는 셀 갭(cell gap) 유지가 필요하며, 이를 위하여 볼 스페이서, 컬럼 스페이서 패턴 또는 격벽 패턴의 구비가 요구되었다.
상기 격벽 패턴의 제조시, 감광성 수지 조성물을 이용한 포토리소그래피 공정을 적용하는 경우에는, 넓은 면적에 균일한 선폭의 격벽 패턴을 구현하는데 한계가 있다. 이는 포토마스크와 감광성 수지 조성물층의 노광 갭 균일성 및 감광성 수지 조성물층의 도포 균일성에 기인한다.
전술한 바와 같이, 격벽 패턴을 구현함에 있어 패턴의 높이와 종횡비가 증가함에 따라 일반적인 포토리소그래피 공정으로는 요구되는 패턴 형상을 구현하는 것이 어렵다.
고단차, 고종횡비를 갖는 격벽 패턴을 형성하기 위하여 임프린팅 공정을 이용하는 방법을 고려할 수 있으나, 일반적인 임프린팅 공정에서는 격벽 패턴부 이외의 영역에 수지 조성물이 잔존하는 문제가 발생하며 이를 제거하기 위해서는 de-scum 공정이 추가되어 제조비용이 증가되는 문제가 발생한다.
또한, 상기 문제점을 해결하기 위하여 임프린팅 몰드의 양각부에 선택적으로 차광층을 도입하는 방법을 고려할 수 있으나, 상기 차광층을 임프린팅 몰드 상부에 증착하는 공정에서 핀홀 및 몰드 패턴의 손상이 발생할 수 있으며, 임프린팅 몰드 음각부에 불필요하게 증착되어 있는 차광층을 선택적으로 제거하기 위해서는 별도의 레지스트 전사 공정 및 식각 공정이 추가되는 문제가 발생한다.
이에, 본 출원에서는 고단차, 고종횡비를 갖는 격벽 패턴을 제조할 수 있는 임프린팅용 포토마스크 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 임프린팅용 포토마스크는, 투명 기판; 상기 투명 기판 상에 구비된 차광 패턴; 및 상기 차광 패턴 상에 구비된 드라이 필름 레지스트(Dry Film Resist, DFR) 패턴을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 투명 기판은 투명성, 표면평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기재 또는 투명 플라스틱 기재가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 전자 소자에 통상적으로 사용되는 투명 기재이면 제한되지 않는다. 구체적으로, 상기 투명 기재로는 유리; 우레탄 수지; 폴리이미드 수지; 폴리에스테르수지; (메타)아크릴레이트계 고분자 수지; 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지 등으로 이루어진 것이 될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 차광 패턴은 Cu, Al, Cr, Ni 및 이들의 합금 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 차광 패턴의 인접한 패턴 간 거리는 30㎛ 이하일 수 있고, 5㎛ 내지 30㎛ 일 수 있다. 상기 차광 패턴의 인접한 패턴 간 거리가 30㎛를 초과할 경우, 임프린팅용 포토공정을 통해 제조된 격벽 패턴의 선폭이 과도하게 증가하여 투과도 가변 필름의 투과도 가변 범위가 감소하는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 차광 패턴의 인접한 패턴 간 거리가 5㎛ 미만일 경우에는, 차광 패턴을 형성하기 위하여 차광층 상부의 DFR 패턴의 패턴 간 거리가 5㎛ 미만으로 형성해야 하나 일반적인 평행광 노광기의 사용으로는 이를 구현하는 것이 불가능하다.
또한, 상기 차광 패턴의 두께는 1㎛ 이하일 수 있고, 0.1㎛ 내지 1㎛ 일 수 있다. 상기 차광 패턴의 두께가 1㎛를 초과할 경우, 차광층을 식각한 후에 드라이 필름 레지스트 패턴 대비 차광 패턴의 선폭이 과도하게 감소함에 따라 드라이 필름 레지스트 패턴 하부에 언더컷이 형성되는 문제가 발생할 수 있다. 이 경우, 격벽 패턴을 형성하는 공정 중에 경화가 완료된 격벽 패턴이 임프린팅 포토마스크에서 탈착되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 상기 차광 패턴의 두께가 0.1㎛ 미만일 경우, 차광층에 핀홀이 다발하는 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 차광 패턴의 두께는 0.1㎛ 이상인 것이 바람직하다.
본 출원에 있어서, 상기 차광 패턴의 인접한 패턴 간 거리는 각각의 차광 패턴의 일측면에서 인접하는 차광 패턴의 일측면까지의 최단거리를 의미한다. 또한, 상기 차광 패턴의 두께는 차광 패턴의 상기 투명 기판과 접하는 계면에서 계면의 반대면까지의 거리를 의미한다.
하기 도 8에, 본 출원의 일 실시상태에 따른 차광 패턴의 인접한 패턴 간 거리(100)를 나타내었다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 드라이 필름 레지스트는 상기 차광 패턴 상에 구비되고, 상기 차광 패턴에 대응되는 영역에 구비될 수 있다.
상기 드라이 필름 레지스트는 당 기술분야에 알려진 재료를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 드라이 필름 레지스트는 메타크릴레이트와 그 유도체, 아크릴레이트와 그 유도체, 메타크릴일옥시에틸산 포스페이트 및 프탈산 유도체의 메타크릴레이트로 구성된 군에서 선택된 일관능성 단량체; 디메타크릴레이트와 그 유도체, 디아크릴레이트와 그 유도체, 트리 메타크릴레이트와 그 유도체, 테트라 메타크릴레이트와 그 유도체, 트리 아크릴레이트와 그 유도체 및 테트라 아크릴레이트와 그 유도체로 구성된 군에서 선택된 다관능성 단량체; 및 이들의 혼합물 중 선택된 광중합 단량체로 제조된 것일 수 있다. 일반적으로, 드라이 필름 레지스트의 감광층 조성은 광에 의해 광중합을 하는 광중합 단량체(다관능성 단량체), 광중합이 일어나도록 광에 의해 라디칼이나 라디칼을 유도하는 광중합 개시제, 광중합 조성물의 기계적 강도와 텐딩성 및 접착성을 부여하는 바인더 폴리머, 그리고 염료와 안정제 접착촉진제 열중합 방지제 등의 첨가제를 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 차광 패턴 및 드라이 필름 레지스트 패턴의 두께의 합은 10㎛ 이상일 수 있고, 10㎛ 내지 50㎛ 일 수 있다.
본 출원에 있어서, 상기 차광 패턴 및 드라이 필름 레지스트 패턴의 두께의 합은 차광 패턴의 상기 투명 기판과 접하는 계면에서 드라이 필름 레지스트 패턴의 차광 패턴과 접하는 계면의 반대면까지의 거리를 의미한다.
하기 도 8에, 본 출원의 일 실시상태에 따른 차광 패턴 및 필름 레지스트 패턴의 두께의 합(110)을 나타내었다.
또한, 상기 차광 패턴의 인접한 패턴 간 거리를 기준으로, 상기 차광 패턴 및 드라이 필름 레지스트 패턴의 두께의 비는 1 이상일 수 있고, 1 내지 3일 수 있다. 상기 차광 패턴의 인접한 패턴 간 거리를 기준으로, 상기 차광 패턴 및 드라이 필름 레지스트 패턴의 두께의 비가 1 미만일 경우, 임프린팅 포토 공정을 통해 제조된 격벽 패턴의 면적이 증가함에 따라 투과도 가변 범위가 감소되는 문제가 발생할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 임프린팅용 포토마스크 상의 전면에 이형층을 추가로 포함할 수 있다.
상기 이형층은 불소계 및 실리콘계 이형재료가 혼합된 형태의 층을 도입할 수 있고, 상기 이형층의 두께는 100nm 이하인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 이형층을 형성하는 방법은 ?코팅(wet coating) 방법, 기상 증착 방법 등이 있으며, 단차를 가지는 표면에 균일한 이형층을 도입하기 위해서는 기상 증착 방법이 유리하다.
상기 이형층 도입을 통해 임프린팅 포토 공정을 통해 경화된 UV 경화형 수지 패턴이 상기 임프린팅용 포토마스크에서 쉽게 분리될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 임프린팅용 포토마스크를 하기 도 1 및 도 2에 개략적으로 나타내었다. 하기 도 1과 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 임프린팅용 포토마스크는, 투명 기판(10); 상기 투명 기판(10) 상에 구비된 차광 패턴(20); 및 상기 차광 패턴(20) 상에 구비된 드라이 필름 레지스트 패턴(30)을 포함한다. 또한, 하기 도 2와 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 임프린팅용 포토마스크는, 상기 임프린팅용 포토마스크 상의 전면에 이형층(40)을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 임프린팅용 포토마스크의 제조방법은, 투명 기판 상에 차광층을 형성하는 단계; 상기 차광층 상에 드라이 필름 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 드라이 필름 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광층을 식각함으로써, 차광 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 투명 기판 상에 차광층을 형성하는 단계는 당 기술분야에 알려진 방법을 이용할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 투명 기판 상에 차광층을 형성하는 단계는 증착공정 등을 이용할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 차광층 상에 드라이 필름 레지스트 패턴을 형성하는 단계는, 상기 차광층 상에 드라이 필름 레지스트를 합지하는 단계; 및 포토공정 및 현상공정을 이용하여 드라이 필름 레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 차광 패턴을 형성하는 단계 이후에, 상기 임프린팅용 포토마스크 상의 전면에 이형층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 임프린팅용 포토마스크 상의 전면에 이형층을 형성하는 단계는 당 기술분야에 알려진 방법을 이용할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 임프린팅용 포토마스크 상의 전면에 이형층을 형성하는 단계는 증착공정 등을 이용할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 투명 기판 상에 차광층을 형성한 후 그 상부에 드라이 필름 레지스트 패턴을 형성하므로, 별도의 레지스트 전사공정이 필요하지 않다. 즉, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 드라이 필름 레지스트 패턴이 임프린팅 몰드의 역할과 차광층의 선택적 식각을 위한 레지스트 역할을 동시에 수행할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 임프린팅용 포토마스크의 제조방법을 하기 도 3에 개략적으로 나타내었다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 격벽 패턴의 제조방법은, 기판 상에 UV 경화형 수지층을 형성하는 단계, 및 상기 임프린팅용 포토마스크를 이용하고, 상기 UV 경화형 수지층에 임프린팅 포토공정을 수행하여 격벽 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 UV 경화형 수지층은 당 기술분야에 알려진 재료를 이용할 수 있고, 보다 구체적으로 상기 UV 경화형 수지층은 아크릴계 모노머, 아크릴계 올리고머, 광개시제 등을 1종 이상 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 격벽 패턴의 두께는 10㎛ 이상일 수 있고, 10㎛ 내지 50㎛ 일 수 있다. 또한, 상기 격벽 패턴의 선폭은 30㎛ 이하일 수 있고, 5㎛ 내지 30㎛ 일 수 있다.
또한, 상기 격벽 패턴의 선폭을 기준으로, 상기 격벽 패턴의 두께의 비는 1 이상일 수 있고, 1 내지 3일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 격벽 패턴의 제조방법을 하기 도 4에 개략적으로 나타내었다.
또한, 본 출원의 일 실시상태는 상기 격벽 패턴을 포함하는 투과도 가변 필름을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 투과도 가변 필름은, 전술한 격벽 패턴을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려진 재료 및 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
예컨대, 상기 투과도 가변 필름은 상기 격벽 패턴 필름 상에 제2 전극 패턴이 구비된 제2 투명 기판이 구비될 수 있다. 상기 격벽 패턴의 전극층과 상기 제2 전극 패턴 사이에는 (-) 대전된 나노 입자를 포함한다.
상기 (-) 대전된 나노 입자는 카본블랙 나노 입자일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 투과도 가변 필름은 전술한 바와 같은 투과도 가변 필름을 준비한 후, 상기 격벽 패턴의 전극층과 제2 전극 패턴 사이에 (-) 대전된 나노 입자가 분산된 용액을 주입하는 방법 등을 이용하여 제조할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 출원에 있어서, 상기 투과도 가변 필름은 전기 영동 방식으로 구동될 수 있다. 본 출원의 일 실시상태에 따른 투과도 가변 필름이 OFF 모드인 경우에는 투과도가 감소하며, 전극층 및 제2 전극 패턴에 전압이 인가된 ON 모드인 경우에는 전기 영동 현상에 의하여 (-) 대전된 나노 입자가 (+) 전극인 금속 패턴으로 밀집하여 투과도가 증가할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 명세서에 기재된 실시상태를 예시한다. 그러나, 이하의 실시예에 의하여 상기 실시상태들의 범위가 한정되는 것을 의도하는 것은 아니다.
< 실시예 >
< 실험예 1>
1) 임프린팅용 포토마스크 제작
두께 250㎛ PET 필름 상부에 진공 증착 방식을 이용하여 Cu를 200nm 두께로 형성하였다. 상기 Cu 증착 필름 상부에 25㎛ 두께의 DFR(Asahi Kasei 사)을 온도 110℃, 압력 0.4MPa, 롤 스피드 1.5 m/min 조건으로 롤 합지하였다. 상기 적층체의 DFR 구비면과 선폭 25㎛, 선간 거리가 500㎛ 이고 중앙부에 Dot 패턴을 포함하는 포토마스크를 상온에서 합지한 후 365nm 파장의 평행광 노광기를 활용하여 150 mJ/cm2 조건으로 노광하였다. 노광 완료된 상기 적층체를 1 wt% Na2CO3 수용액을 이용하여 2분간 스프레이 현상하여 음각부의 선폭이 21㎛, DFR 패턴의 선폭이 500㎛ 및 음각부의 깊이가 25㎛인 DFR 패턴을 형성하였다.
상기 드라이 필름 레지스트의 현상공정 이후의 이미지를 하기 도 5에 나타내었다.
5 wt% 염화제2철 수용액을 이용하여 30초간 스프레이 식각하여 DFR이 구비되어 있지 않은 영역의 노출된 Cu 층을 식각하였다.
상기 Cu 층이 선택적으로 식각된 DFR 패턴 필름 상에 기상 증착 방법을 이용하여 불소계 및 실리콘계 이형재료가 혼합된 형태의 이형층을 100nm 두께로 형성하여 임프린팅용 포토마스크를 완성하였다. 제조된 임프린팅용 포토마스크의 구조는 하기 도 1과 같다.
상기 임프린팅용 포토마스크의 SEM 이미지, 투과모드 이미지 및 반사모드 이미지를 하기 도 6에 나타내었다. 상기 반사모드는 임프린팅용 포토마스크의 상부에서 조명이 위치하여 반사되는 빛을 이미지로 확인한 것이며(반사율의 차이를 이미지화), 투과모드는 임프린팅용 포토마스크의 배면에 조명이 위치하여 빛을 투과하는 영역과 차광되는 영역을 이미지로 확인한 것이다(흡수율의 차이를 이미지화).
2) 투명 UV 경화형 수지 조성물의 제조
하기 표 1의 조성으로 투명 UV 경화형 수지 조성물을 제조하였다.
[표 1]
Figure 112019033771791-pat00001
3) 격벽 패턴 필름의 제조
면저항이 150 Ω/sq인 ITO 필름 상부에 상기 투명 UV 경화형 수지 조성물을 도포한 후 상기 임프린팅용 포토마스크를 압력 0.5MPa, 속도 0.1mpm으로 롤 프레싱하였다. 상기 적층체의 상부에서 365nm 파장의 UV 경화기를 이용하여 250 mJ/cm2의 노광에너지를 조사한 후 임프린팅용 포토마스크를 ITO 필름에서 분리하여 격벽 패턴이 구비되어 있는 ITO 필름을 제조하였다.
상기 임프린팅 포토 공정을 통해 제조된 격벽 패턴의 선폭은 21.2㎛, 높이는 25㎛이고 선간 간격은 500㎛ 이었다.
상기 격벽 패턴의 SEM 이미지를 하기 도 7에 나타내었다.
< 실험예 2>
1) 임프린팅용 포토마스크 제작
50㎛ 두께의 DFR(Asahi Kasei사)를 사용한 것을 제외하고 실험예 1과 동일한 방법으로 임프린팅 포토마스크를 제작하였다(음각부 선폭이 20㎛, DFR 패턴의 선폭이 500㎛ 및 음각부의 깊이가 50㎛). 제조된 임프린팅용 포토마스크의 구조는 하기 도 1과 같다.
2) 투명 UV 경화형 수지 조성물의 제조
실험예 1과 동일하게 수행하였다.
3) 격벽 패턴 필름의 제조
실험예 1과 동일하게 수행하였다.
상기 임프린팅 포토 공정을 통해 제조된 격벽 패턴의 선폭은 20㎛, 높이는 50㎛이고 선간 간격은 500㎛ 이었다.
< 실험예 3>
1) 임프린팅용 포토마스크 제작
두께 250㎛ PET 필름 상부에 전해 도금 방식을 이용하여 Cu를 8㎛ 두께로 형성하였다. 상기 Cu 도금 필름 상부에 25㎛ 두께의 DFR(Asahi Kasei 사)을 온도 110℃, 압력 0.4MPa, 롤 스피드 1.5 m/min 조건으로 롤 합지하였다. 상기 적층체의 DFR 구비면과 선폭 25㎛, 선간 거리가 500㎛ 이고 중앙부에 Dot 패턴을 포함하는 포토마스크를 상온에서 합지한 후 365nm 파장의 평행광 노광기를 활용하여 150 mJ/cm2 조건으로 노광하였다. 노광 완료된 상기 적층체를 1 wt% Na2CO3 수용액을 이용하여 2분간 스프레이 현상하여 음각부의 선폭이 20㎛, DFR 패턴의 선폭이 500㎛ 및 음각부의 깊이가 25㎛인 DFR 패턴을 형성하였다.
5 wt% 염화제2철 수용액을 이용하여 180초간 스프레이 식각하여 DFR이 구비되어 있지 않은 영역의 노출된 Cu 층을 식각하였다.
상기 Cu 층이 선택적으로 식각된 DFR 패턴 필름 상에 기상 증착 방법을 이용하여 불소계 및 실리콘계 이형재료가 혼합된 형태의 이형층을 100nm 두께로 형성하여 임프린팅용 포토마스크를 완성하였다. 제조된 임프린팅용 포토마스크의 구조는 하기 도 9와 같다.
2) 투명 UV 경화형 수지 조성물의 제조
실험예 1과 동일하게 수행하였다.
3) 격벽 패턴 필름의 제조
실험예 1과 동일하게 수행하였으나, 임프린팅 포토마스크에서 격벽 패턴이 분리되지 않아 패턴 구현이 불가능하였다.
상기 실험예 3의 결과와 같이, 상기 차광 패턴의 두께가 1㎛를 초과할 경우, 차광층을 식각한 후에 드라이 필름 레지스트 패턴 대비 차광 패턴의 선폭이 과도하게 감소함에 따라, 하기 도 9와 같이 드라이 필름 레지스트 패턴 하부에 언더컷이 형성되는 문제가 발생할 수 있다. 이 경우, 격벽 패턴을 형성하는 공정 중에 경화가 완료된 격벽 패턴이 임프린팅 포토마스크에서 탈착되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 차광 패턴의 두께가 1㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
< 실험예 4>
1) 임프린팅용 포토마스크 제작
두께 250㎛ PET 필름 상부에 25㎛ 두께의 DFR(Asahi Kasei 사)을 온도 110℃, 압력 0.4MPa, 롤 스피드 1.5 m/min 조건으로 롤 합지하였다. 상기 적층체의 DFR 구비면과 선폭 25㎛, 선간 거리가 500㎛ 이고 중앙부에 Dot 패턴을 포함하는 포토마스크를 상온에서 합지한 후 365nm 파장의 평행광 노광기를 활용하여 150 mJ/cm2 조건으로 노광하였다. 노광 완료된 상기 적층체를 1 wt% Na2CO3 수용액을 이용하여 2분간 스프레이 현상하여 음각부의 선폭이 20㎛, DFR 패턴의 선폭이 500㎛ 및 음각부의 깊이가 25㎛인 DFR 패턴을 형성하였다.
상기 적층체 상부에 진공 증착 방식을 이용하여 Cu를 200nm 두께로 형성한 후, 리버스 오프셋 인쇄 공정을 이용하여 상기 적층체의 양각부에 에칭 레지스트 층을 형성하였다.
5 wt% 염화제2철 수용액을 이용하여 30초간 스프레이 식각하여 에칭 레지스트층이 구비되어 있지 않은 영역의 노출된 Cu 층을 식각하였다.
상기 Cu 층이 선택적으로 식각된 DFR 패턴 필름 상에 기상 증착 방법을 이용하여 불소계 및 실리콘계 이형재료가 혼합된 형태의 이형층을 100nm 두께로 형성하여 임프린팅용 포토마스크를 완성하였다. 제조된 임프린팅용 포토마스크의 구조는 하기 도 10과 같다.
2) 투명 UV 경화형 수지 조성물의 제조
실험예 1과 동일하게 수행하였다.
3) 격벽 패턴 필름의 제조
실험예 1과 동일하게 수행하였다.
상기 임프린팅 포토 공정을 통해 제조된 격벽 패턴의 선폭은 20㎛, 높이는 25㎛이고 선간 간격은 500㎛ 이었다.
< 실험예 5>
상기 실험예 1 내지 4의 임프린팅용 포토마스크의 특성, 차광 패턴의 핀홀 불량평가, 패턴 성형 특성 등을 하기 표 2에 기재하였다. 또한, 상기 실험예 4에 따른 임프린팅용 포토마스크의 투과모드 이미지 하기 도 11에 나타내었다.
[표 2]
Figure 112019033771791-pat00002
종횡비: (DFR 두께 + 차광 패턴 두께) / 차광 패턴의 인접한 패턴 간 거리
상기 결과와 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 차광 패턴의 인접한 패턴 간 거리를 기준으로, 상기 차광 패턴 및 드라이 필름 레지스트 패턴의 두께의 비가 1 이상인 임프린팅용 포토마스크를 제공할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 차광 패턴이 투명 기판과 드라이 필름 레지스트 패턴 사이에 구비됨으로써, 종래기술의 문제점인 차광층의 핀홀 발생, 몰드 패턴의 손상 등을 방지할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 임프린팅용 포토마스크를 이용하여 격벽 패턴을 제조함으로써, 두께 10㎛ 이상, 종횡비 1 이상을 만족하는 격벽 패턴을 제조할 수 있다.
10: 투명 기판
20: 차광 패턴
30: 드라이 필름 레지스트 패턴
40: 이형층
50: 차광층
60: 드라이 필름 레지스트
70: UV 경화형 수지층
80: 격벽 패턴
90: 기판
100: 차광 패턴의 인접한 패턴 간 거리
110: 차광 패턴 및 드라이 필름 레지스트 패턴의 두께의 합

Claims (12)

  1. 투명 기판;
    상기 투명 기판 상에 구비된 차광 패턴; 및
    상기 차광 패턴 상에 구비된 드라이 필름 레지스트(Dry Film Resist, DFR) 패턴을 포함하고,
    상기 차광 패턴의 인접한 패턴 간 거리는 30㎛ 이하이고, 상기 차광 패턴의 두께는 1㎛ 이하이며,
    상기 차광 패턴 및 드라이 필름 레지스트 패턴의 두께의 합은 10㎛ 이상이고,
    상기 차광 패턴의 인접한 패턴 간 거리를 기준으로, 상기 차광 패턴 및 드라이 필름 레지스트 패턴의 두께의 비는 1 이상인 것인 임프린팅용 포토마스크.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 차광 패턴은 Cu, Al, Cr, Ni 및 이들의 합금 중 1종 이상을 포함하는 것인 임프린팅용 포토마스크.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 임프린팅용 포토마스크 상의 전면에 이형층을 추가로 포함하는 것인 임프린팅용 포토마스크.
  7. 투명 기판 상에 차광층을 형성하는 단계;
    상기 차광층 상에 드라이 필름 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 드라이 필름 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광층을 식각함으로써, 차광 패턴을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 차광 패턴의 인접한 패턴 간 거리는 30㎛ 이하이고, 상기 차광 패턴의 두께는 1㎛ 이하이며,
    상기 차광 패턴 및 드라이 필름 레지스트 패턴의 두께의 합은 10㎛ 이상이고,
    상기 차광 패턴의 인접한 패턴 간 거리를 기준으로, 상기 차광 패턴 및 드라이 필름 레지스트 패턴의 두께의 비는 1 이상인 것인 임프린팅용 포토마스크의 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 차광층 상에 드라이 필름 레지스트 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 차광층 상에 드라이 필름 레지스트를 합지하는 단계; 및
    포토공정 및 현상공정을 이용하여 드라이 필름 레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것인 임프린팅용 포토마스크의 제조방법.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 차광 패턴을 형성하는 단계 이후에,
    상기 임프린팅용 포토마스크 상의 전면에 이형층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것인 임프린팅용 포토마스크의 제조방법.
  10. 기판 상에 UV 경화형 수지층을 형성하는 단계, 및
    청구항 1, 2 및 6 중 어느 한 항의 임프린팅용 포토마스크를 이용하고, 상기 UV 경화형 수지층에 임프린팅 포토공정을 수행하여 격벽 패턴을 형성하는 단계
    를 포함하는 격벽 패턴의 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 격벽 패턴의 두께는 10㎛ 이상인 것인 격벽 패턴의 제조방법.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 격벽 패턴의 선폭을 기준으로, 상기 격벽 패턴의 두께의 비는 1 이상인 것인 격벽 패턴의 제조방법.
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