KR102502849B1 - 패턴 제조장치 및 이를 이용한 패턴의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 패턴 제조방법에 있어서, 상기 패턴 제조방법은, 베이스 부재의 상부에, 복수개의 제1철(凸)부 패턴 및 상기 제1철(凸)부 패턴 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴을 포함하는 제1패턴층을 형성하는 단계; 각각의 상기 요(凹)부 패턴에 액체를 주입하여, 각각의 상기 요(凹)부 패턴에 액체층을 포함하는 제2패턴층을 형성하는 단계; 상기 제1철(凸)부 패턴 및 상기 액체층의 상부에 수지층을 형성하는 단계; 및 상기 수지층을 패터닝하여, 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴의 상부에 제2철(凸)부 패턴을 포함하는 제3패턴층을 형성하는 단계를 포함하는 패턴 제조방법에 관한 것으로, 제조방법이 용이하고, 초발수 특성을 계속적으로 유지할 수 있는 초발수 또는 초발유 패턴 제조장치 및 이를 이용한 패턴의 제조방법을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 패턴 제조장치 및 이를 이용한 패턴의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간단한 방법에 의해 제조될 수 있는 초발수 또는 초발유 패턴 제조장치 및 이를 이용한 패턴의 제조방법에 관한 것이다.
초발수(superhydrophobic) 또는 초발유(superoleophobic) 코팅은 표면개질(surface modification) 기술의 한 분야로, 표면을 물리화학적으로 개질하여 고체의 표면에 액체가 접촉할 때의 접촉각(wetting angle)이 150°이상이 되도록 하는 기술이다.
예를 들어, 초발수 현상은 자연계에 존재하는 연꽃잎을 통해서 흔히 관찰할 수 있는데, 물방울이 연꽃잎 상에 맺히거나 굴러 떨어지는 것은 연꽃잎 표면에 존재하는 나노 스케일의 미세한 돌기들에 의한 것이다.
이러한 연꽃잎의 표면 특성(초발수 특성)을 모사하는 경우에는 섬유, 건축, 기계, 전자, 유리, 자동차 등 많은 산업에서 다양하게 응용할 수 있으므로, 이를 달성하기 위한 많은 연구가 진행되고 있는 실정이다.
일반적으로, 기존의 초발수 또는 초발유성 표면 구현을 위한 나노 구조물은 기판 상에 마이크로급 또는 나노급의 컬럼(또는 필라) 구조를 갖는 나노 구조물을 복수개 형성하거나, 또는, 기판 상에 마이크로급의 컬럼 구조를 갖는 1차 구조물을 형성하고 상기 1차 구조물 상에 다시 나노급의 컬럼 구조를 갖는 나노 구조물을 복수개 형성하는 구조로 제조되고 있다.
이와 같은 종래의 나노 구조물들은 대부분 컬럼 구조를 가지고 있으므로, 기본적으로 종횡비가 높도록 형성되어야만 한다.
하지만, 이렇듯 종횡비가 높은 형태를 갖는 나노 구조물들은 초기에는 초발수성 특성을 보이지만, 표면에 접촉한 물(또는 용액)이 증발할 때에 발생하는 모세관력(capillarity)에 의해 서로 엉키거나 옆으로 눕게 되어 상기 초발수성 특성을 계속해서 유지할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 제조방법이 용이하고, 초발수 특성을 계속적으로 유지할 수 있는 초발수 또는 초발유 패턴 제조장치 및 이를 이용한 패턴의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 베이스 부재를 공급하기 위한 베이스 부재 공급부; 상기 베이스 부재 공급부로부터 공급된 상기 베이스 부재에, 복수개의 제1철(凸)부 패턴 및 상기 제1철(凸)부 패턴 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴을 포함하는 제1패턴층을 형성하기 위한 롤러부; 상기 롤러부와 연속하여 위치하고, 각각의 상기 요(凹)부 패턴에 액체를 주입하여, 각각의 상기 요(凹)부 패턴에 액체층을 포함하는 제2패턴층을 형성하기 위한 액체 주입부; 상기 액체 주입부와 연속하여 위치하고, 상기 제1철(凸)부 패턴 및 상기 액체층의 상부에 수지층을 형성하기 위한 수지층 형성부; 및 상기 수지층 형성부와 연속하여 위치하고, 상기 수지층을 패터닝하여, 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴의 상부에 제2철(凸)부 패턴을 포함하는 제3패턴층을 형성하기 위한 포토리소그래피 장치부를 포함하는 패턴 제조장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제3패턴층을 포함하는 상기 베이스 부재를 회수하기 위한 회수부를 더 포함하는 패턴 제조장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 액체는, 실리콘 오일, 과불화탄소 액체, 퍼플루오로불화(perfluoroFluorinated) 진공 오일, 불화 착색제, 이온성 액체, 물과 비혼화성인 불화 이온성 액체, PDMS를 포함하는 실리콘 오일, 불화 실리콘 오일로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 패턴 제조장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 패턴 제조방법에 있어서, 상기 패턴 제조방법은, 베이스 부재의 상부에, 복수개의 제1철(凸)부 패턴 및 상기 제1철(凸)부 패턴 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴을 포함하는 제1패턴층을 형성하는 단계; 각각의 상기 요(凹)부 패턴에 액체를 주입하여, 각각의 상기 요(凹)부 패턴에 액체층을 포함하는 제2패턴층을 형성하는 단계; 상기 제1철(凸)부 패턴 및 상기 액체층의 상부에 수지층을 형성하는 단계; 및 상기 수지층을 패터닝하여, 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴의 상부에 제2철(凸)부 패턴을 포함하는 제3패턴층을 형성하는 단계를 포함하는 패턴 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 패턴 제조방법에 의해 제조된 패턴은, 복수개의 제1철(凸)부 패턴; 상기 제1철(凸)부 패턴 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴; 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴의 상부에 위치하는 제2철(凸)부 패턴; 및 각각의 상기 요(凹)부 패턴에 위치하는 액체층을 포함하고, 상기 제2철(凸)부 패턴의 폭은 상기 제1철(凸)부 패턴의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 패턴 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 수지층을 패터닝하여, 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴의 상부에 제2철(凸)부 패턴을 포함하는 제3패턴층을 형성하는 단계이후, 각각의 상기 요(凹)부 패턴에 주입된 상기 액체층을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 패턴 제조방법에 의해 제조된 패턴은, 복수개의 제1철(凸)부 패턴; 상기 제1철(凸)부 패턴 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴; 및 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴의 상부에 위치하는 제2철(凸)부 패턴을 포함하고, 상기 제2철(凸)부 패턴의 폭은 상기 제1철(凸)부 패턴의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 패턴 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 베이스 부재의 상부에, 복수개의 제1철(凸)부 패턴 및 상기 제1철(凸)부 패턴 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴을 포함하는 제1패턴층을 형성하는 단계는, 베이스 부재를 롤러부의 메인 롤러에 공급하는 단계; 상기 메인 롤러의 요(凹)부에 수지를 공급하는 단계; 상기 수지를 가경화하는 단계; 및 상기 가경화된 수지를 상기 베이스 부재에 전사하여, 복수개의 제1철(凸)부 패턴 및 상기 제1철(凸)부 패턴 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴을 포함하는 제1패턴층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 패턴 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 각각의 상기 요(凹)부 패턴에 액체를 주입하여, 각각의 상기 요(凹)부 패턴에 액체층을 포함하는 제2패턴층을 형성하는 단계는, 상기 복수개의 제1철(凸)부 패턴 및 상기 제1철(凸)부 패턴 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴을 포함하는 제1패턴층의 상부에 액체를 주입하는 단계; 및 상기 복수개의 제1철(凸)부 패턴의 상면에 도포되는 액체를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 수지층의 일부 영역은 상기 복수개의 제1철(凸)부 패턴에 의해 지지되어, 상기 복수개의 제1철(凸)부 패턴의 상부에 형성되고, 또한, 상기 수지층의 다른 일부 영역은, 상기 액체층과 상기 수지층의 밀도 차이에 의해, 상기 수지층의 다른 일부 영역이 상기 액체층의 상부에 플로팅(floating)된 상태로 지지됨으로써, 상기 액체층의 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 수지층을 패터닝하여, 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴의 상부에 제2철(凸)부 패턴을 포함하는 제3패턴층을 형성하는 단계는, 투과영역 및 차단영역을 포함하는 마스크를 통해 상기 수지층에 광을 조사하는 노광 단계; 및 상기 노광 단계에 의해 광이 조사된 영역을 제거하거나, 또는, 상기 노광 단계에 의해 광이 조사되지 않은 영역을 제거하는 현상단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제2철(凸)부 패턴은 상기 수지층이 패터닝된 수지층 패턴인 것을 특징으로 하는 패턴 제조방법을 제공한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 간단한 방법에 의해 제조될 수 있는 초발수 또는 초발유 패턴 제조장치 및 이를 이용한 패턴의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명에서는, 하단부 컬럼부 패턴; 및 상기 하단부 컬럼부 패턴의 상부에 위치하고, 상기 하단부 컬럼부 패턴의 폭보다 넓은 상단부 컬럼부 패턴을 포함하는 패턴을 통해 나노 구조물을 형성함으로써, 표면에 접촉한 물(또는 용액)이 증발할 때에 발생하는 모세관력(capillarity)을 억제함으로써, 상기 초발수성 특성을 계속해서 유지할 수 있는 초발수 또는 초발유 패턴을 제공할 수 있다.
본 발명에서 상기 패턴을 제조하는 것은, 롤러부를 통해 제1패턴층을 형성(S110)하고, 이후, 연속적으로 진행이 가능한, 액체 주입단계(S120); 수지층 형성단계(S130); 수지층 패터닝 단계(S140)를 통해, 본 발명에 따른 패턴을 제조함으로써, 간단한 공정에 의하여, 상술한 초발수 또는 초발유 패턴을 용이하게 제조할 수 있으며, 이러한 공정은 연속적인 공정에 해당하므로, 초발수 또는 초발유 패턴을 대량으로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 패턴 제조장치를 설명하기 위한 개략적인 모식도이고, 도 2는 본 발명에 따른 패턴 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 롤러부를 도시하는 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 마스크를 이용한 노광공정을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 롤러부를 도시하는 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 마스크를 이용한 노광공정을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 패턴 제조장치를 설명하기 위한 개략적인 모식도이고, 도 2는 본 발명에 따른 패턴 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 패턴 제조장치(1)는 베이스 부재(10)를 공급하기 위한 베이스 부재 공급부(11); 상기 베이스 부재 공급부(11)로부터 공급된 상기 베이스 부재(10)에, 복수개의 제1철(凸)부 패턴(140) 및 상기 제1철(凸)부 패턴(140) 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴(150)을 포함하는 제1패턴층(160)을 형성하기 위한 롤러부(100); 상기 롤러부(100)와 연속하여 위치하고, 각각의 상기 요(凹)부 패턴(150)에 액체를 주입하여, 각각의 상기 요(凹)부 패턴(150)에 액체층(250)을 포함하는 제2패턴층(260)을 형성하기 위한 액체 주입부(200); 상기 액체 주입부(200)와 연속하여 위치하고, 상기 제1철(凸)부 패턴(140) 및 상기 액체층(250)의 상부에 수지층(350)을 형성하기 위한 수지층 형성부(300); 및 상기 수지층 형성부(300)와 연속하여 위치하고, 상기 수지층을 패터닝하여, 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 상부에 제2철(凸)부 패턴(450)을 포함하는 제3패턴층(460)을 형성하기 위한 포토리소그래피 장치부(400)를 포함한다.
즉, 본 발명에 따른 패턴 제조장치(1)는, 상기 롤러부(100)를 통해, 상기 베이스 부재(10)의 상부에, 복수개의 제1철(凸)부 패턴(140); 및 상기 제1철(凸)부 패턴(140) 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴(150)을 포함하는 제1패턴층(160)을 형성하고, 또한, 상기 액체 주입부(200)를 통해, 각각의 상기 요(凹)부 패턴(150)에 액체를 주입하여, 복수개의 제1철(凸)부 패턴(140); 상기 제1철(凸)부 패턴(140) 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴(150); 및 각각의 상기 요(凹)부 패턴(150)에 액체층(250)을 포함하는 제2패턴층(260)을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 패턴 제조장치(1)는, 상기 수지층 형성부(300)를 통해, 상기 제1철(凸)부 패턴(140) 및 상기 액체층(250)의 상부 전면(全面)에 수지층(350)을 형성할 수 있고, 또한, 상기 포토리소그래피 장치부(400)를 통해, 상기 수지층을 패터닝함으로써, 복수개의 제1철(凸)부 패턴(140); 상기 제1철(凸)부 패턴(140) 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴(150); 및 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 상부에 제2철(凸)부 패턴(450)을 포함하는 제3패턴층(460)을 형성할 수 있다.
이때, 상기 제2철(凸)부 패턴(450)은 상기 수지층이 패터닝된 수지층 패턴으로 이해될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 패턴 제조장치(1)는, 상기 포토리소그래피 장치부(400)를 통해 형성된 제3패턴층(460)을 포함하는 베이스 부재(10)를 회수하기 위한 회수부(500)를 더 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 패턴을 제조하는 장치를 통한, 패턴의 제조방법을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 패턴의 제조방법은, 베이스 부재(10) 상부에, 복수개의 제1철(凸)부 패턴(140); 및 상기 제1철(凸)부 패턴(140) 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴(150)을 포함하는 제1패턴층(160)을 형성하는 단계를 포함한다(S110).
상기 베이스 부재(110)는 라텍스, 폴리우레탄, PDMS, PUA, PFPE, PE, 스판덱스, 고어덱스, 폴리클로로프렌, 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 부틸 고무, 에틸렌플로필렌 러버(EPR), 티오콜, 실리콘 고무 중 적어도 어느 하나의 물질을 사용할 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 베이스 부재의 재질을 제한하는 것은 아니다.
이때, 상기 베이스 부재(110)는 상술한 바와 같은, 베이스 부재 공급부(11)를 통해 공급될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 베이스 부재 공급부(11)는, 필름 공급롤의 형태로 형성될 수 있으며, 상기 필름 공급롤에는 상술한 베이스 부재가 권취되어, 상기 필름 공급롤의 회전에 의하여, 후술하는 제1롤러부에 상기 베이스 부재를 연속적으로 공급할 수 있다.
다만, 본 발명에서 상기 베이스 부재(10)의 공급 방법을 제한하는 것은 아니다.
한편, 상기 회수부(500)는, 상기 포토리소그래피 장치부(400)를 통해 형성된 제3패턴층(460)을 포함하는 베이스 부재(10)를 회수하기 위한 것으로, 상기 회수부(500)는, 필름 회수롤의 형태로 형성될 수 있으며, 상기 필름 회수롤에는 상술한 제3패턴층을 포함하는 베이스 부재가 권취되며, 상기 필름 회수롤의 회전에 의하여, 상기 베이스 부재를 연속적으로 회수할 수 있다.
이는 당업계에서 자명한 사항이므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 롤러부를 도시하는 개략적인 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른, 상기 롤러부(100)는, 상기 베이스 부재 공급부(11)로부터 공급된 상기 베이스 부재(10)에 제1패턴층(160)을 형성하기 위한 것이다.
한편, 본 발명에서, 설명의 편의를 위하여, 상기 롤러부(100)는 임프린팅 롤러부로 정의할 수 있으며, 즉, 상기 제1패턴층(160)은 상기 롤러부(100)를 통해 임프린팅 공정에 의해 형성되는 것으로 정의될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 롤러부(100)는, 메인 롤러(110); 및 상기 메인 롤러(110) 보다 낮은 단차를 갖는 가압롤러(111, 112, 113)를 포함한다.
상기 가압롤러(111, 112, 113)는 상기 메인 롤러(110)와 마주보고 배치되어, 상기 베이스 부재 공급부(11)로부터 공급되는 상기 베이스 부재(110)의 하면을 상기 메인 롤러(110)의 방향으로 가압하는 구성요소로써, 이때, 도면에서는 상기 가압롤러(111, 112, 113)가 3개인 것으로 도시하고 있으나, 본 발명에서 상기 가압롤러의 개수를 제한하는 것은 아니다.
이때, 상기 가압롤러(111, 112, 113)는, 상기 메인 롤러(110)의 일측 하방에 위치하는 제1가압롤러(111); 상기 제1가압롤러(111)와 일정 간격 이격하여 배치되고, 상기 메인 롤러(110)의 타측 하방에 위치하는 제2가압롤러(112); 및 상기 제2가압롤러(112)와 일정 간격 이격하여 배치되고, 상기 메인 롤러(110)의 측방에 위치하는 제3가압롤러(113)를 포함할 수 있다.
특히, 상기 제3가압롤러(113)의 경우, 분리각 확대롤러로 구분될 수 있으며, 상기 분리각 확대롤러의 경우, 상기 제2가압롤러(112)보다 높은 위치에 설치되어, 상기 베이스 부재(10)가 매우 급격하게 꺽이도록 제어할 수 있다.
한편, 상기 메인 롤러(110)는, 상기 메인 롤러(110) 표면에 위치하는 철(凸)부(120); 및 상기 철(凸)부(120) 보다 낮은 단차를 갖는 요(凹)부(130)를 포함한다.
계속해서, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 롤러부(100)는, 상기 메인 롤러(110)에 수지(20)를 공급하기 위한 수지 공급부(12)를 포함하며, 보다 구체적으로, 상기 수지 공급부(12)를 통해 공급된 수지는 상기 메인 롤러(110)의 상기 요(凹)부(130)에 위치하게 된다.
이때, 상기 수지(20)는, 후술하는 공정인 UV 조사 공정에서, 경화가 일어나는 것으로, 폴리에스테르 아크릴, 우레탄 아크릴, 에폭시 아크릴, 폴리에터르 아크릴 등의 아크릴계 수지 또는 에폭시 수지와 같은 에폭시계 수지를 사용할 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 수지의 종류를 제한하는 것은 아니다.
계속해서, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 롤러부(100)는, 상기 메인 롤러(110)에 공급된 상기 수지(20)를 가경화하기 위한 가경화부(30)를 포함한다.
상기 가경화부(30)는, 상기 메인 롤러(110)에 공급된 상기 수지(20), 보다 구체적으로, 상기 메인 롤러(110)의 상기 요(凹)부(130)에 공급된 상기 수지(20)를 가경화하기 위한 것으로, 상기 수지(20)에 UV를 조사함으로써, 상기 수지(20)가 가경화될 수 있다.
즉, 상기 가경화부(30)는, 예를 들어, 상기 제1가압롤러(111)와 상기 제2가압롤러(112)의 사이에 설치될 수 있으며, 상기 베이스 부재(10) 방향으로 자외선을 조사하여 상기 베이스 부재(10)와 상기 메인 롤러(110) 사이에 패턴 형상으로 충진된 수지(20)를 가경화하는 구성요소이다.
따라서, 상기 가경화부(30)에 의하여 상기 수지(20)가 가경화되어 그 형태가 변형되지 않을 정도로 경화되는 것이며, 이렇게 가경화된 수지(20)는 상기 메인 롤러(110)에서 분리되는 과정에서도 변형되지 않고, 그 형태를 유지하면서 상기 베이스 부재(10)로 전사되어, 상기 베이스 부재(10)에 형성되는 제1패턴층(160)을 구성할 수 있다.
즉, 상기 가경화부(30)에 의하여 가경화된 상기 수지(20)는, 상기 베이스 부재(10)에 전사되어, 상기 제1패턴층(160)을 구성할 수 있다.
이때, 상기 가경화부(30)는, 자외선을 라인빔(line beam) 형태로 조사하는 LED로 구성하는 것이 바람직하며, 상기 가경화부(30)를 LED로 구성하면, 조사되는 빛의 직진성이 강화되고, 상기 베이스 부재(10)의 모든 면에 대하여 균일한 조도를 확보하면서 자외선을 조사할 수 있는 장점이 있다.
이상과 같은 본 발명의 내용에 따라, 상기 베이스 부재(10) 상에 제1패턴층(160)을 형성하는 단계를 정리하면 다음과 같다.
즉, 상기 베이스 부재(10) 상에 제1패턴층(160)을 형성하는 단계는, 베이스 부재(10)를 롤러부(100)의 메인 롤러(110)에 공급하는 단계; 상기 메인 롤러(110)의 요(凹)부(130)에 수지(20)를 공급하는 단계; 상기 수지(20)를 가경화하는 단계; 및 상기 가경화된 수지(20)를 상기 베이스 부재(10)에 전사하여, 제1패턴층(160)을 형성하는 단계를 포함한다.
정리하자면, 상기 베이스 부재(10)를 상기 롤러부(100)의 상기 메인 롤러(110)에 공급하는 단계는, 상기 베이스 부재 공급부(11)를 통해, 상기 롤러부의 상기 메인 롤러(110)에 상기 베이스 부재를 연속적으로 공급할 수 있다.
또한, 상기 메인 롤러(110)의 요(凹)부(130)에 수지(20)를 공급하는 단계는, 상기 수지 공급부(12)를 통해, 상기 메인 롤러(110)의 요(凹)부(130)에 상기 수지(20)를 공급할 수 있으며, 또한, 상기 수지(20)를 가경화하는 단계는, 상기 가경화부(30)를 통해 상기 수지(20)를 가경화할 수 있다.
또한, 상기 가경화된 수지(20)를 상기 베이스 부재(10)에 전사하여, 제1패턴층(160)을 형성하는 단계는, 상기 가경화된 수지(20)가 상기 메인 롤러(110)에서 분리되는 과정에서도 변형되지 않고, 그 형태를 유지하면서 상기 베이스 부재(10)로 전사될 수 있다.
이때, 상술한 바와 같이, 상기 제1패턴층(160)은, 제1철(凸)부 패턴(140); 및 상기 제1철(凸)부 패턴(140) 보다 낮은 단차를 갖는 요(凹)부 패턴(150)을 포함한다.
이때, 상기 제1패턴층(160)의 상기 제1철(凸)부 패턴(140)은 상기 메인 롤러(110)의 상기 요(凹)부(130)와 대응되는 위치에 형성되고, 상기 제1패턴층(160)의 상기 요(凹)부 패턴(150)은 상기 메인 롤러(110)의 상기 철(凸)부(120)와 대응되는 위치에 형성된다.
즉, 본 발명에서, 상기 제1패턴층(160)의 형상은 상기 메인 롤러(110)의 표면 구조에 의해 결정될 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 제1철(凸)부 패턴(140)은, 후술하는 제2철(凸)부 패턴(450)과의 구분을 위하여, 하단부 컬럼부 패턴으로 정의될 수 있으며, 상기 제2철(凸)부 패턴(450)은 상단부 컬럼부 패턴으로 정의될 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
또한, 상기 요(凹)부 패턴(150)은 빈 공간에 해당할 수 있으므로, 단순하게 요(凹)부로 정의할 수 있으며, 따라서, 이 경우, 상기 제1패턴층(160)은, 제1철(凸)부 패턴(140); 및 상기 제1철(凸)부 패턴(140) 보다 낮은 단차를 갖는 요(凹)부(150)를 포함하는 것으로 정의할 수 있다.
즉, 본 발명에서 상기 요(凹)부 패턴(150)의 의미는, 상기 요(凹)부 패턴(150) 영역에 일정 층이 형성되어 있거나, 또는, 상기 요(凹)부 패턴(150) 영역에 일정 층이 존재하지 않는 빈 공간이 형성된 경우를 모두 포함하는 의미이다.
이상과 같은 방법에 의하여, 본 발명에 따른 제1패턴층(160)을 형성할 수 있으며, 이때, 본 발명에서 상기 제1패턴층(160)을 형성하는 방법을 제한하는 것은 아니며, 다양한 패턴 제조방법을 통해, 상기 제1패턴층을 형성할 수 있다.
다만, 본 발명에서는 연속적인 공정을 통해 본 발명에 따른 패턴을 제조하기 위하여, 상기 제1패턴층은 상기 롤러부를 통해 제조되는 것이 바람직하다.
계속해서, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 패턴의 제조방법은, 각각의 상기 요(凹)부 패턴(150)에 액체를 주입하여, 각각의 상기 요(凹)부 패턴(150)에 액체층(250)을 포함하는 제2패턴층(260)을 형성하는 단계를 포함한다(S120).
즉, 본 발명에 따른 패턴의 제조방법은, 각각의 상기 요(凹)부 패턴(150)에 액체를 주입하여, 베이스 부재(10) 상부에, 복수개의 제1철(凸)부 패턴(140); 상기 제1철(凸)부 패턴(140) 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴(150); 및 각각의 상기 요(凹)부 패턴(150)에 액체층(250)을 포함하는 제2패턴층(260)을 형성한다.
이때, 상기 액체층(250)을 구성하는 상기 액체는, 실리콘 오일, 과불화탄소 액체, 퍼플루오로불화(perfluoroFluorinated) 진공 오일(예컨대, 크리톡스(Krytox) 1506 또는 프롬블린(Fromblin) 06/6), 불화 착색제(예컨대, 3M에 의해 제조되고 FC-70으로 시판되는 퍼플루오로-트라이펜틸아민), 이온성 액체, 물과 비혼화성인 불화 이온성 액체, PDMS를 포함하는 실리콘 오일, 불화 실리콘 오일로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 물질일 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 액체의 종류를 제한하는 것은 아니다.
또한, 각각의 상기 요(凹)부 패턴(150)에 액체를 주입하는 것은, 공지된 액체 주입법을 이용할 수 있고, 예를 들어, 상술한 도 1의 액체 주입부(200)의 액체 주입장치(210)를 통해 주입할 수 있으며, 따라서, 본 발명에서 각각의 상기 요(凹)부 패턴(150)에 액체를 주입하는 방법을 제한하는 것은 아니다.
한편, 본 발명에서, 상기 액체층(250)은 상기 요(凹)부 패턴(150)에 주입되어야 하며, 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 상면에는 포함되지 않는 것이 바람직하다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
하지만, 상기 액체주입장치(210)를 통해 주입되는 액체는 상기 요(凹)부 패턴(150)에 주입되면서, 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 상면에도 도포될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 패턴의 제조방법은, 각각의 상기 요(凹)부 패턴(150)에 액체를 주입한 이후, 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 상면에 도포되는 액체를 제거하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 각각의 상기 요(凹)부 패턴(150)에 액체를 주입하여, 각각의 상기 요(凹)부 패턴(150)에 액체층(250)을 포함하는 제2패턴층(260)을 형성하는 단계는, 복수개의 제1철(凸)부 패턴(140); 및 상기 제1철(凸)부 패턴(140) 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴(150)을 포함하는 제1패턴층(160)의 상부에 액체를 주입하는 단계; 및 상기 복수개의 제1철(凸)부 패턴(140)의 상면에 도포되는 액체를 제거하는 단계를 포함하는 것으로 정의될 수 있다.
계속해서, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 패턴의 제조방법은, 상기 제1철(凸)부 패턴(140) 및 상기 액체층(250)의 상부에 수지층(350)을 형성하는 단계를 포함한다(S130).
즉, 상술한 바와 같은 수지층 형성부(300)를 통해, 상기 제1철(凸)부 패턴(140) 및 상기 액체층(250)의 상부 전면(全面)에 수지층(350)을 형성할 수 있고, 상기 수지층 형성부는 예를 들면, 스핀코팅장치(310)를 포함하며, 상기 스핀코팅장치(310)를 통해 상기 수지층을 형성할 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 수지층을 형성하는 방법을 제한하는 것은 아니다.
이때, 상기 수지층(350)은, 후술하는 공정인 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝되는 층으로, 폴리에스테르 아크릴, 우레탄 아크릴, 에폭시 아크릴, 폴리에터르 아크릴 등의 아크릴계 수지 또는 에폭시 수지와 같은 에폭시계 수지를 사용할 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 수지층의 종류를 제한하는 것은 아니다.
다만, 상기 수지층(350)은 상기 제1철(凸)부 패턴(140)을 구성하는 수지와 동일한 수지인 것이 바람직하다.
한편, 상술한 바와 같이, 본 발명에서, 상기 액체층(250)은 상기 요(凹)부 패턴(150)에 주입되어야 하며, 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 상면에는 포함되지 않는 것이 바람직하다.
이는 상기 수지층(350)과 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 접착력을 향상시키기 위한 것으로, 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 상면에 상기 액체층(250)이 존재하는 경우, 상기 수지층(350)과 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 접착력이 저하되어, 상기 수지층(350)은 상기 제1철(凸)부 패턴(140)으로부터 박리될 수 있다.
따라서, 상기 수지층(350)과 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 접착력을 향상시키기 위하여, 상기 액체층(250)은 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 상면에는 포함되지 않는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에서, 상기 수지층(350)은 일부 영역은 상기 복수개의 제1철(凸)부 패턴(140)의 상부에 형성되게 되고, 다른 일부 영역은 상기 액체층(250)의 상부에 형성되게 된다.
즉, 상기 수지층(350)의 일부 영역은 상기 복수개의 제1철(凸)부 패턴(140)에 의해 지지되어, 상기 복수개의 제1철(凸)부 패턴(140)의 상부에 형성될 수 있다.,
또한, 상기 수지층(350)의 다른 일부 영역은, 상기 액체층(250)과 상기 수지층의 밀도 차이에 의해, 상기 수지층(350)의 다른 일부 영역이 상기 액체층(250)의 상부에 플로팅(floating)된 상태로 지지됨으로써, 상기 액체층(250)의 상부에 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 상기 액체층과 상기 수지층의 밀도 차이를 이용하여, 상기 제1철(凸)부 패턴(140) 및 상기 액체층(250)의 상부 전면(全面)에 수지층(350)을 형성할 수 있다.
계속해서, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 패턴의 제조방법은, 상기 수지층(350)을 패터닝하여, 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 상부에 제2철(凸)부 패턴(450)을 포함하는 제3패턴층(460)을 형성하는 단계를 포함한다(S140).
즉, 본 발명에서는 상술한 도 1의 상기 포토리소그래피 장치부(400)를 통해, 상기 수지층(350)을 패터닝함으로써, 복수개의 제1철(凸)부 패턴(140); 상기 제1철(凸)부 패턴(140) 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴(150); 및 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 상부에 제2철(凸)부 패턴(450)을 포함하는 제3패턴층(460)을 형성할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 패터닝은 일반적으로 코팅, 노광 및 현상의 공정을 거치는 포토 리소그래피(photolithography)법을 이용하는 포토리소그래피 장치부(400)를 통해 진행될 수 있다.
이때, 상기 포토 리소그래피법에 사용되는 포토레지스트막(photoresist; 이하, PR막)은 고분해능과 고감도를 가지며 극성에 따라 네거티브형 PR막(Negative Tone Working PR)과 포지티브형 PR막(positive Tone Working PR)으로 나눌 수 있다.
또한, 상기 네거티브형 PR막은 노광 후 노광부위가 패턴으로 남는 PR막을 통칭하는 것으로, 레진과 PAG(Photo Acid Generator) 그리고 가교제를 기본으로 하여 구성되어 있으며, 상기 포지티브형 PR막은 노광부위가 현상액에 의해 제거되는 특성을 가진 레지스트(resist)를 말하는 것으로 레지스트와 감광제 그리고 용해 억제제를 기본으로 하여 구성되어 있다.
도 4는 본 발명에 따른 마스크를 이용한 노광공정을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 4를 참조하면, 일반적으로, 상기 노광부위를 구분하기 위해 도 4에서와 같은 마스크(410)를 사용하게 되며, 상기 마스크는, 투과영역(410a) 및 차단영역(410b)을 포함하여, 상기 투과영역을 통해 UV와 같은 광이 조사됨으로써, 상기 포토레지스트(photoresist; 이하, PR)에 광이 조사되는 영역이 정의될 수 있다.
이러한 포토 리소그래피법은 일반적인 사항에 해당하므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
즉, 본 발명에서는 이와 같은 포토 리소그래피법을 통해, 상기 수지층을 패터닝함으로써, 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 상부에 제2철(凸)부 패턴(450)을 포함하는 제3패턴층(460)을 형성할 수 있으며, 상기 수지층은, 상기 포토 리소그래피법에 사용되는 포토레지스트막으로 이해될 수 있다.
따라서, 상기 수지층(350)을 패터닝하여, 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 상부에 제2철(凸)부 패턴(450)을 포함하는 제3패턴층(460)을 형성하는 단계는, 투과영역 및 차단영역을 포함하는 마스크를 통해 상기 수지층에 광을 조사하는 노광 단계; 상기 노광 단계에 의해 광이 조사된 영역을 제거하거나, 또는, 상기 노광 단계에 의해 광이 조사되지 않은 영역을 제거하는 현상단계를 포함하는 것으로 정의될 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 수지층은 네거티브형 PR막인 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 상기 네거티브형 PR막은 노광 후 노광부위가 패턴으로 남는 PR막에 해당하는 것으로, 본 발명에 대비하면, 상기 수지층이 네거티브형 PR막인 경우, 상기 수지층의 노광부위가 패턴으로 남아, 상기 제2철(凸)부 패턴(450)을 구성하게 된다.
이때, 상기 제2철(凸)부 패턴(450)은, 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 상부에 남게 되는데, 상기 노광공정에 의해, 상기 제2철(凸)부 패턴(450)과 상기 제1철(凸)부 패턴(140)은 접착력이 향상될 수 있으므로, 따라서, 본 발명에서 상기 수지층은 네거티브형 PR막인 것이 바람직하다.
또한, 도 1을 참조하면, 본 발명에서, 상기 제2철(凸)부 패턴(450)의 폭은 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하며, 이를 통하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 패턴은 단면이 T자형인 패턴으로 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상술한 바와 같이, 본 발명에서 상기 제1철(凸)부 패턴(140)은, 상기 제2철(凸)부 패턴(450)과의 구분을 위하여, 하단부 컬럼부 패턴으로 정의될 수 있으며, 상기 제2철(凸)부 패턴(450)은 상단부 컬럼부 패턴으로 정의될 수 있으며, 이때, 본 발명에서 상기 상단부 컬럼부 패턴의 폭은 상기 하단부 컬럼부 패턴의 폭보다 넓은 것으로 정의될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 패턴은, 복수개의 제1철(凸)부 패턴(140); 상기 제1철(凸)부 패턴(140) 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴(150); 및 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 상부에 위치하는 제2철(凸)부 패턴(450)을 포함하고, 상기 제2철(凸)부 패턴(450)의 폭은 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 폭보다 넓은 것으로 정의될 수 있다.
이와는 달리, 본 발명에 따른 패턴은, 하단부 컬럼부 패턴 및 각각의 하단부 컬럼부 패턴의 상부에 위치하는 상단부 컬럼부 패턴을 포함하는 복수개의 철(凸)부 패턴; 및 상기 철(凸)부 패턴 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴을 포함하고, 상기 상단부 컬럼부 패턴의 폭은 상기 하단부 컬럼부 패턴의 폭보다 넓은 것으로 정의될 수 있다.
이때, 본 발명에서, 상기 제2철(凸)부 패턴(450)의 폭을 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 폭보다 넓게 구성하는 것은, 상술한 마스크의 투과영역 및 차단영역을 조절함으로써, 상기 제2철(凸)부 패턴(450)의 폭과 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 폭을 조절할 수 있다.
한편, 본 발명에서는, 상기 제2철(凸)부 패턴(450)의 폭을 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 폭보다 넓게 구성함으로써, 본 발명에 따른 패턴의 초발수 또는 초발유 특성을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 이와 같은 종래의 나노 구조물들은 대부분 컬럼 구조를 가지고 있으므로 기본적으로 종횡비가 높도록 형성되어야만 한다.
이렇듯 종횡비가 높은 형태를 갖는 나노 구조물들은 초기에는 초발수성 특성을 보이지만, 표면에 접촉한 물(또는 용액)이 증발할 때에 발생하는 모세관력(capillarity)에 의해 서로 엉키거나 옆으로 눕게 되어 상기 초발수성 특성을 계속해서 유지할 수 없는 문제점이 있었다.
하지만, 본 발명에서는, 하단부 컬럼부 패턴; 및 상기 하단부 컬럼부 패턴의 상부에 위치하고, 상기 하단부 컬럼부 패턴의 폭보다 넓은 상단부 컬럼부 패턴을 포함하는 패턴을 통해 나노 구조물을 형성함으로써, 표면에 접촉한 물(또는 용액)이 증발할 때에 발생하는 모세관력(capillarity)을 억제함으로써, 상기 초발수성 특성을 계속해서 유지할 수 있는 초발수 또는 초발유 패턴을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 패턴의 제조방법은, S140단계의, 상기 수지층(350)을 패터닝하여, 각각의 상기 철(凸)부 패턴(140)의 상부에 수지층 패턴(450)을 포함하는 제3패턴층(460)을 형성하는 단계이후, 각각의 상기 요(凹)부 패턴(150)에 주입된 액체층(250)을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
각각의 상기 요(凹)부 패턴(150)에 주입된 액체층(250)을 제거하는 단계는, 상기 액체층(250)을 세정함에 의해 제거될 수 있으며, 다만, 본 발명에서는, 상기 각각의 상기 요(凹)부 패턴(150)에 주입된 액체층(250)을 제거하지 않는 것도 가능하다.
이 경우, 본 발명에 따른 패턴은, 복수개의 제1철(凸)부 패턴(140); 상기 제1철(凸)부 패턴(140) 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴(150); 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 상부에 위치하는 제2철(凸)부 패턴(450); 및 각각의 상기 요(凹)부 패턴(150)에 위치하는 액체층(250)을 포함하고, 상기 제2철(凸)부 패턴(450)의 폭은 상기 제1철(凸)부 패턴(140)의 폭보다 넓은 것으로 정의될 수 있다.
이와는 달리, 본 발명에 따른 패턴은, 하단부 컬럼부 패턴 및 각각의 하단부 컬럼부 패턴의 상부에 위치하는 상단부 컬럼부 패턴을 포함하는 복수개의 철(凸)부 패턴; 상기 철(凸)부 패턴 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴; 및 각각의 상기 요(凹)부 패턴에 위치하는 액체층을 포함하고, 상기 상단부 컬럼부 패턴의 폭은 상기 하단부 컬럼부 패턴의 폭보다 넓은 것으로 정의될 수 있다.
즉, 본 발명에서는, 상기 요(凹)부 패턴에 위치하는 액체층을 잔존시킬 수 있는데, 이러한 이유는 다음과 같다.
일반적인 초발수 또는 초발유 특성을 나타내는 패턴의 경우, 오염원에 의하여 쉽게 오염이 될 수 있으며, 또한, 결빙현상에 대처하기 어려운 점이 있다.
예를 들어, 유기 액체나 복합 액체에 쉽게 오염이 될 수 있으며, 또한, 영하의 온도에서 쉽게 얼음이 형성되는 결빙현상이 발생하게 된다.
하지만, 본 발명에서는 상기 요(凹)부 패턴에 위치하는 액체층을 포함함으로써, 오염 및 결빙에 대처할 수 있는 방오 및 방빙의 기능을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 액체층을 통하여, 자가세정 기능 및 광학특성을 구현할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에서는 상기 액체층을 통하여, 오염원을 제거하거나 묻어있는 오염물질이 스스로 분해되어 사라지게 하는 자가세정 기능을 구현할 수 있으며, 또한, 상기 액체층을 통하여, 투과율 및 반사율을 제어하여 광학특성을 구현할 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 패턴을 제조하는 것은, 롤러부(100)를 통해 제1패턴층(160)을 형성(S110)하고, 이후, 연속적으로 진행이 가능한, 액체 주입단계(S120); 수지층 형성단계(S130); 수지층 패터닝 단계(S140)를 통해, 본 발명에 따른 패턴을 제조함으로써, 간단한 공정에 의하여, 상술한 초발수 또는 초발유 패턴을 용이하게 제조할 수 있으며, 이러한 공정은 연속적인 공정에 해당하므로, 초발수 또는 초발유 패턴을 대량으로 제조할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (12)
- 베이스 부재를 공급하기 위한 베이스 부재 공급부;
상기 베이스 부재 공급부로부터 공급된 상기 베이스 부재에, 복수개의 제1철(凸)부 패턴 및 상기 제1철(凸)부 패턴 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴을 포함하는 제1패턴층을 형성하기 위한 롤러부;
상기 롤러부와 연속하여 위치하고, 각각의 상기 요(凹)부 패턴에 액체를 주입하여, 각각의 상기 요(凹)부 패턴과 적어도 일부의 상기 복수개의 제1철(凸)부 패턴의 상면 상에 액체층을 포함하는 제2패턴층을 형성하기 위한 액체 주입부;
상기 액체 주입부와 연속하여 위치하고, 상기 액체층이 제거되어 노출된 상기 제1철(凸)부 패턴의 상면 및 상기 요(凹)부 패턴 내에 배치된 액체층의 상부에 수지층을 형성하기 위한 수지층 형성부; 및
상기 수지층 형성부와 연속하여 위치하고, 상기 수지층을 패터닝하여, 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴의 상부에 제2철(凸)부 패턴을 포함하는 제3패턴층을 형성하기 위한 포토리소그래피 장치부를 포함하는 패턴 제조장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제3패턴층을 포함하는 상기 베이스 부재를 회수하기 위한 회수부를 더 포함하는 패턴 제조장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 액체는, 실리콘 오일, 과불화탄소 액체, 퍼플루오로불화(perfluoroFluorinated) 진공 오일, 불화 착색제, 이온성 액체, 물과 비혼화성인 불화 이온성 액체, PDMS를 포함하는 실리콘 오일, 불화 실리콘 오일로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 패턴 제조장치. - 패턴 제조방법에 있어서,
상기 패턴 제조방법은,
베이스 부재의 상부에, 복수개의 제1철(凸)부 패턴 및 상기 제1철(凸)부 패턴 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴을 포함하는 제1패턴층을 형성하는 단계;
각각의 상기 요(凹)부 패턴에 액체를 주입하여, 각각의 상기 요(凹)부 패턴에 액체층을 포함하는 제2패턴층을 형성하는 단계;
상기 제1철(凸)부 패턴 및 상기 액체층의 상부에 수지층을 형성하는 단계; 및
상기 수지층을 패터닝하여, 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴의 상부에 제2철(凸)부 패턴을 포함하는 제3패턴층을 형성하는 단계를 포함하되,
상기 각각의 상기 요(凹)부 패턴에 액체를 주입하여, 각각의 상기 요(凹)부 패턴에 액체층을 포함하는 제2패턴층을 형성하는 단계는,
상기 복수개의 제1철(凸)부 패턴 및 상기 제1철(凸)부 패턴 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴을 포함하는 제1패턴층의 상부에 액체를 주입하는 단계; 및 상기 복수개의 제1철(凸)부 패턴의 상면에 도포되는 액체를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 제조방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 패턴 제조방법에 의해 제조된 패턴은,
복수개의 제1철(凸)부 패턴; 상기 제1철(凸)부 패턴 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴; 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴의 상부에 위치하는 제2철(凸)부 패턴; 및 각각의 상기 요(凹)부 패턴에 위치하는 액체층을 포함하고, 상기 제2철(凸)부 패턴의 폭은 상기 제1철(凸)부 패턴의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 패턴 제조방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 수지층을 패터닝하여, 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴의 상부에 제2철(凸)부 패턴을 포함하는 제3패턴층을 형성하는 단계이후,
각각의 상기 요(凹)부 패턴에 주입된 상기 액체층을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 제조방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 패턴 제조방법에 의해 제조된 패턴은,
복수개의 제1철(凸)부 패턴; 상기 제1철(凸)부 패턴 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴; 및 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴의 상부에 위치하는 제2철(凸)부 패턴을 포함하고, 상기 제2철(凸)부 패턴의 폭은 상기 제1철(凸)부 패턴의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 패턴 제조방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 베이스 부재의 상부에, 복수개의 제1철(凸)부 패턴 및 상기 제1철(凸)부 패턴 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴을 포함하는 제1패턴층을 형성하는 단계는,
베이스 부재를 롤러부의 메인 롤러에 공급하는 단계; 상기 메인 롤러의 요(凹)부에 수지를 공급하는 단계; 상기 수지를 가경화하는 단계; 및 상기 가경화된 수지를 상기 베이스 부재에 전사하여, 복수개의 제1철(凸)부 패턴 및 상기 제1철(凸)부 패턴 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴을 포함하는 제1패턴층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 패턴 제조방법. - 삭제
- 패턴 제조방법에 있어서,
상기 패턴 제조방법은,
베이스 부재의 상부에, 복수개의 제1철(凸)부 패턴 및 상기 제1철(凸)부 패턴 보다 낮은 단차를 갖는 복수개의 요(凹)부 패턴을 포함하는 제1패턴층을 형성하는 단계;
각각의 상기 요(凹)부 패턴에 액체를 주입하여, 각각의 상기 요(凹)부 패턴에 액체층을 포함하는 제2패턴층을 형성하는 단계;
상기 제1철(凸)부 패턴 및 상기 액체층의 상부에 수지층을 형성하는 단계; 및
상기 수지층을 패터닝하여, 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴의 상부에 제2철(凸)부 패턴을 포함하는 제3패턴층을 형성하는 단계를 포함하되
상기 수지층의 일부 영역은 상기 복수개의 제1철(凸)부 패턴에 의해 지지되어, 상기 복수개의 제1철(凸)부 패턴의 상부에 형성되고, 또한, 상기 수지층의 다른 일부 영역은, 상기 액체층과 상기 수지층의 밀도 차이에 의해, 상기 수지층의 다른 일부 영역이 상기 액체층의 상부에 플로팅(floating)된 상태로 지지됨으로써, 상기 액체층의 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴 제조방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 수지층을 패터닝하여, 각각의 상기 제1철(凸)부 패턴의 상부에 제2철(凸)부 패턴을 포함하는 제3패턴층을 형성하는 단계는,
투과영역 및 차단영역을 포함하는 마스크를 통해 상기 수지층에 광을 조사하는 노광 단계; 및 상기 노광 단계에 의해 광이 조사된 영역을 제거하거나, 또는, 상기 노광 단계에 의해 광이 조사되지 않은 영역을 제거하는 현상단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 제조방법. - 제 5 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 제2철(凸)부 패턴은 상기 수지층이 패터닝된 수지층 패턴인 것을 특징으로 하는 패턴 제조방법.
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