KR20060061052A - 도광판 사출 및 압출 패턴 성형용 스탬퍼 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도광판 사출 및 압출 패턴 성형용 스템퍼 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세히 설명하면, 컴퓨터, 휴대 전화기 등의 액정 표시 장치(LCD), TFT-LCD TV 화면 장치 등에 사용되는 도광판을 압출 및 사출 제조하기 위한 스테인레스 스템퍼 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 도광판 사출 및 압출 패턴 성형용으로 사용하기 위해 표면에 복수의 도트 패턴이 형성되어 있는 스탬퍼를 제조하기 위한 방법은, 스테인레스 박판의 한 쪽면에 다수의 도트 패턴을 형성하기 위해 CMP방식으로 경면화하여 스테인레스 기판을 제조하는 단계, 상기 스테인레스 기판 상에 포토레지스트 층을 도포하는 단계, 도광판의 도트에 대응하는 복수의 도트 패턴이 묘사된 포토마스크를, 상기 포토레지스트 층의 표면에 밀착시켜서, UV광을 조사하는 단계, 상기 포토레지스트 층의 도트 패턴에 대응하는 영역의 포토레지스트 층을 제거하여 상기 기판을 노출시키기 위해 현상액으로 현상하는 단계, 상기 노출된 스테인레스 기판을 소정 깊이로 에칭하여 도트 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 스테인레스 기판 상에 잔류하는 포토레지스트 층을 제거하는 스트라이프 단계로 이루어진다.

도광판, 스템퍼, 도트 패턴

Description

도광판 사출 및 압출 패턴 성형용 스탬퍼 및 그의 제조 방법{STAMPER FOR FORMING INJECTION MOLD AND PRESSURE MOLD PATTERN OF LIGHT GUIDE PLATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

도 1은 종래의 스템퍼 제조 방법의 공정을 순서에 따라 나타내는 모식도,

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 도광판 사출 및 압출 패턴 성형용 스템퍼의 제조 방법의 순서를 나타내는 모식도 및 플로우차트,

도 3은 도 2에 도시한 도광판을 압출 및 사출 성형에 사용되는 스테인레스 스템퍼 기판의 경면을 폴리싱하는 폴리싱 장치의 구성도,

도 4는 완성된 스템퍼에 형성된 패턴의 크기를 안전하게 검사하기 위한 막대 표시바 형태의 패턴 크기 표시부 및 패턴의 측정 방법을 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 스테인레스 기판 20 : 포토레지스트

30 : 감광막 또는 포토마스크 40 : 도트 패턴 영역

50 : UV 광

90 : 막대 표시바 형태의 패턴 크기 표시부

100 : 스템퍼

본 발명은 도광판 사출 및 압출 패턴 성형용 스템퍼 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세히 설명하면, 컴퓨터, 휴대 전화기 등의 액정 표시 장치(LCD : Liquid Crystal Display), TFT-LCD TV 화면 장치 등에 사용되는 도광판을 압출 및 사출 제조하기 위한 스테인레스 스템퍼 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

도광판은 일반적으로 디스플레이의 두께를 줄이기 위한 목적으로 측면에 장착된 광원으로부터 나오는 빛을 전면으로 유도하기 위해 사용되고 있다. 이러한 도광판을 사용하는 장치로서는 노트북, 모니터, 휴대폰 등의 LCD 디스플레이와 더불어 유도등, 광고용 판넬 등이 있다.

도광판은 측면의 광원을 전면으로 보내기 위해 후면에 패턴을 인쇄하여 빛을 전면으로 유도하고 패턴설계를 통해 전면으로 반사되는 빛의 확산을 고르게 조절하는 방식의 인쇄 도광판, 도광판 사출금형의 한쪽 면에 패턴을 각인하여 사출 시 패턴이 도광판에 전사되는 방법을 이용하여 무인쇄 도광판이 상용화되어 있다.

상기 무인쇄 도광판에 패턴을 압출 또는 사출 각인하는 방법으로 포토리소그라피법을 이용한 Ni 전주 스템퍼를 사용하고 있다. 이러한 포토리소그라피법를 이용한 스템퍼 제조 방법에 대한 기술에 대해서는 니뽄 콜롬비아 가부시키가이샤에 의해 출원된 한국특허공개공보 제 2002- 24538호에 개시되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같은 상술한 포토리소그라피 법을 이용한 스템퍼 제조 방법은 상기 특허 공개 공보에서와 같이, 도1의 (a)에서, 니켈(1)은 도전성 기판으로서의 양면이 산술 평균 거칠기 0.01 ㎛ 이하로 경면 연마되어 있다.

그 다음, 도 1의 (b)에서, 니켈판(1)을 스핀코팅 장치에 부착하고, 포지티브형 포토레지스트를 도포하여, 포토 레지스트층(2)을 형성한다.

도1의 (c)에서, 도광판의 도트요소에 대응하는 복수의 패턴(4)이 묘사된 포토마스크(3)를, 포토레지스트층(2)의 표면에 밀착시킨다. 포토 마스크(3)는, 패턴(4)의 부분은 UV광(5)을 투과하지 않고, 패턴(4) 이외의 영역은 UV광(5)을 투과하도록 설계된다. 그리고, 포토마스크(3)의 상방면으로부터 포토 레지스트층(2)이 감광하는 파장의 빛(자외선 UV광)(5)을 노광한다.

도1의 (d)에서, UV광(5)에 의해 노광된 포토 레지스트층(2)이 형성된 니켈판(1)을 크린 오븐속에 설치하고, 포토 레지스트층(2)의 표면측으로부터 포토레지스트(2)를 90??로 5분간 가열(포스트 익스포저 베이크)한다.

도1의 (e)에서, 가열된 니켈판(1)을 현상 장치에 부착하고, 현상액에 의해 노광된 포토레지스트층(2)을 현상하고, 순수로 현상액을 세정한다. 이때, 포토레지스트층(2)의 표면측으로부터 가열했기 때문에, 현상에 의해 남은 노광부(6)에 대응하는 포토 레지스트층(2)의 단면 형상은 하부 바닥이 상부 바닥보다도 짧은 사다리꼴이 된다.

도1의 (f)에서, 에싱 장치에 부착하고, 산소 에싱 처리나 UV 오존 에싱 처리를 행하고, 현상에 의해 포토레지스트층(2)이 제거됨으로써 노출한 니켈판(1)의 표면에 남은 레지스트 잔사를 제거한다. 계속해서, 니켈판(1)을 희류산 용액속에 침 지하고, 현상에 의해 포토 레지스트층(2)이 제거됨으로써 노출한 니켈판(1)의 표면에 형성된 산화막을 제거한다.

도1의 (g)에서 표면 처리 공정을 거친 니켈판(1)을 전기 주조 장치의 음극에 부착하고, 니켈 전기 주조를 하고, 니켈판(1)의 포토 레지스트층(2)이 제거된 영역에 크롬, 동 등의 금속을 이용하여 전기 주조체(8)를 형성한다.

도1의 (f)에서, 단면의 형상이 상부 바닥이 하부 바닥보다 짧은 사다리꼴인 패턴이 스탬퍼로 형성되기 때문에, 해당 스탬퍼를 이용하여 도광판을 사출 성형한 후, 스탬퍼로부터 도광판을 용이하게 박리할 수 있다.

도1의 (h)에서, 전기 주조 공정을 거친 니켈판(1)을 포토 레지스트 리무버, 아세톤, 알코올 등에 의해 세정하고, 포토 레지스트층(2)을 제거하고, 원하는 형상으로 가공함으로써 스탬퍼(9)를 얻는다.

이러한 종래의 포토리소그라피법을 이용한 스템퍼 제조 방법은, 스템퍼의 제작 공정이 복잡하므로 제작시간이 길고, 따라서 제조 단가가 증가하며, 도금 두께를 일정하게 조절하기 어려운 단점이 있다.

또한, 일반적으로 스템퍼 제조 방법에 있어서, 도금 두께가 일정하게 올라가지 않았을 경우, 백사이트면을 랩핑과 폴리싱을 해야하는 공정이 더 필요할 수 도 있는데 이때 패턴면이 상하지 않도록 폴리싱하기 위해 박판을 폴리싱할 수 있는 고가의 진공장치가 있는 장비가 필요하다.

한편, 스템퍼를 두껍게 제작하기 위해서는 도금을 올리는데 많은 시간이 필요하므로 일반적으로 0.3T로 제작하여 사출 스템퍼로 사용하는 경향이 있으나, 이 경우, 스템퍼가 얇기 때문에 사출 수명이 길지 못하여 일정횟수를 사출한 후에 교체해야 하므로 금형을 해체하여 다시 장착해야하는 번거로움으로 인해 작업성이 용이하지 못한 단점이 있다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 스템퍼 제조 공정을 단순화함으로써, 스템퍼 제작 기간을 단축시킬 뿐만아니라, 금형 구조를 단순화시킬 수 있는 스템퍼 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 스템퍼 제조 공정을 단순화함으로써, 스템퍼 제작 단가를 절감할 수 있는 스템퍼 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 스탬퍼 제조 공정을 개선함으로서 에칭에 대한 신뢰성을 높여 스템퍼 패턴 제작의 재현성을 향상시킬 수 있는 스템퍼 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 스템퍼에 형성된 패턴의 지름에 대응하는 폭을 갖는 막대 표시바 형태의 표시부를, 패턴 영역의 외곽부에 복수로 포함하고 있으므로, 패턴의 크기를 측정할 때, 프로브를 도트 상에 직접 접촉하지 않고서도 용이하게 측정 가능하며, 패턴 측정시에 발생되는 측정 오류 및 스크레치의 발생을 방지할 수 있는 스템퍼를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 도광판 사출 및 압출 패턴 성형용으로 사용하기 위해 표면에 복수의 도트 패턴이 형성되어 있는 스탬퍼를 제조하기 위한 방법은, 스테인레스 박판의 한 쪽면에 다수의 도트 패턴을 형성하기 위해 CMP방식으로 경면화하여 스테인레스 기판을 제조하는 단계, 상기 스테인레스 기판 상에 포토레지스트 층을 도포하는 단계, 도광판의 도트에 대응하는 복수의 도트 패턴이 묘사된 포토마스크를, 상기 포토레지스트 층의 표면에 밀착시켜서, UV광을 조사(照射)하는 단계, 상기 포토레지스트 층의 도트 패턴에 대응하는 영역의 포토레지스트 층을 제거하여 상기 기판을 노출시키기 위해 현상액으로 현상하는 단계, 상기 노출된 스테인레스 기판을 소정 깊이로 에칭하여 도트 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 스테인레스 기판 상에 잔류하는 포토레지스트 층을 제거하는 스트라이프 단계로 이루어진다.

본 발명의 한 실시예에 따른 스탬퍼를 제조하기 위한 방법은,

상기 스테인레스 기판을 제조하는 단계가, 상기 스테인레스 기판의 두께를 균일하게 유지하기 위한 평탄화 공정으로서 랩핑 단계, 및 표면의 퀄리티를 유지하기 위한 신뢰성 공정으로서의 폴리싱 단계로 이루어진 CMP 공정을 수행하는 단계, 및 조도 측정기에 의해 기판의 표면의 조도를 측정하는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 한 실시예에 따른 스탬퍼를 제조하기 위한 방법은,

상기 조도 측정기에 의해 측정된 표면 형상이 일정 값 이하의 경우에, 상기 기판의 표면상에 포토레지스트를 도포하는 단계로 진행되고, 일정 값 이상의 경우에는 상기 랩핑 단계 및 폴리싱 단계를 반복적으로 수행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 도광판 사출 및 압출 패턴 성형용으로 사용하 기 위해 표면에 복수의 도트 패턴이 형성되어 있는 스탬퍼를 제조하기 위한 방법은,

스테인레스 박판의 한 쪽면에 다수의 도트 패턴을 형성하기 위해 CMP하여 경면화하여 스테인레스 기판을 제조하는 단계,

상기 스테인레스 기판 상에 포토레지스트 층을 균일하게 도포하는 단계,

도광판의 도트에 대응하는 복수의 도트 패턴과 도트 패턴이 형성되는 외곽에 도트의 깊이를 나타내는 복수의 막대 표시 바가 묘사된 포토마스크를, 상기 포토레지스트 층의 표면에 밀착시켜서, UV광을 조사(照射)하는 단계,

상기 포토레지스트 층의 상기 도트 패턴 및 상기 막대 표시 바에 대응하는 영역의 포토레지스트 층을 제거하여 상기 기판을 노출시키기 위해 현상액으로 현상하는 단계,

상기 노출된 스테인레스 기판을 소정 깊이로 에칭하여 도트 패턴 및 도트의 깊이를 나타내는 막대 표시바를 형성하는 단계, 및

상기 스테인레스 기판 상에 잔류하는 포토레지스트 층을 제거하는 스트라이프 단계를 포함한다,

본 발명의 다른 실시예에 따른 도광판 사출 및 압출 패턴 성형용으로 사용하기 위해 표면에 복수의 도트 패턴이 형성되어 있는 스탬퍼는,

스테인레스 박판의 한 쪽면을 다수의 도트 패턴을 형성하기 위해 CMP하여 경면화하여 스테인레스 기판을 제조하고,

상기 스테인레스 기판 상에 포토레지스트 층을 균일하게 도포하며,

도광판의 도트에 대응하는 복수의 도트 패턴이 묘사된 포토마스크를, 상기 포토레지스트 층의 표면에 밀착시켜서, UV광을 조사(照射)하고,

상기 포토레지스트 층의 도트 패턴에 대응하는 영역의 포토레지스트 층을 제거하여 상기 기판을 노출시키기 위해 현상액으로 현상하며,

상기 노출된 스테인레스 기판을 소정 깊이로 에칭하여 도트 패턴을 형성하고,

상기 스테인레스 기판 상에 잔류하는 포토레지스트 층을 제거하는 스트라이프하여 이루어진다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 도광판 사출 및 압출 패턴 성형용으로 사용하기 위해 표면에 복수의 도트 패턴이 형성되어 있는 스탬퍼

스테인레스 박판의 한 쪽면에 다수의 도트 패턴을 형성하기 위해 CMP하여 경면화하여 스테인레스 기판을 제조하고,

상기 스테인레스 기판 상에 포토레지스트 층을 균일하게 도포하며,

도광판의 도트에 대응하는 복수의 도트 패턴과 도트 패턴이 형성되는 외곽에 도트의 깊이를 나타내는 복수의 막대 표시 바가 묘사된 포토마스크를, 상기 포토레지스트 층의 표면에 밀착시켜서, UV광을 조사(照射)하고,

상기 포토레지스트 층의 상기 도트 패턴 및 상기 막대 표시 바에 대응하는 영역의 포토레지스트 층을 제거하여 상기 기판을 노출시키기 위해 현상액으로 현상하며,

상기 노출된 스테인레스 기판을 소정 깊이로 에칭하여 도트 패턴 및 도트의 깊이를 나타내는 막대 표시바를 형성하고,

상기 스테인레스 기판 상에 잔류하는 포토레지스트 층을 제거하는 스트라이프하여 이루어진다.

(실시예)

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예인 스템퍼 제조 방법에 대해 상세히 설명하고자 한다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 도광판 사출 및 압출 패턴 성형용 스템퍼의 제조 방법의 순서를 나타내는 모식도 및 플로우차트이고, 도 3은 도 2에 도시한 도광판을 압출 및 사출 성형에 사용되는 스테인레스 기판의 경면을 폴리싱하는 폴리싱 장치의 구성도이며, 도 4는 완성된 스템퍼에 형성된 도트의 모형을 안전하게 검사하기 위한 표시바를 포함하는 스템퍼를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이. 본 발명의 실시예에 따른 스템퍼를 제조하기 위해, 스테인레스 박판으로 이루어진 스템퍼 기판(10)을 준비한다.

도 2a의 (a)에 도시한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 스템퍼용 스테인레스 기판(10)은 스테인레스 박판을 사용하는데, 이러한 스테인레스 박판(10)이 종래의 기술로서 상술한 니켈(Ni)보다 강도가 높으며, 냉각수를 사용하는 금형의 구조상 부식에 강한 장점이 있으며, 기존의 니켈 스템퍼를 사용하던 금형에는 금형의 별다른 수정 없이 니켈 스템퍼의 두께와 같은 스테인레스 강을 사용하면 되므로 금형을 신규로 제작할 필요가 없는 장점을 갖고 있다.

도 2b의 단계(S 10)에 있어서, 스테인레스 기판(10)은 도광판을 사출 및 압출 패턴용 스템퍼(100)로서 제조되기 위해서는 복수의 도트 패턴를 형성하기 이전에 표면 경면화 작업인 CMP(화학적 기계적 연마 : Chemical Mechanical Polishing) 공정(S 10)으로서 기판(10)의 두께를 균일성을 확보하기 위한 평탄화 단계(Planarization stage)로서의 랩핑 단계(S 11)와 경면 퀄리티를 확보하기 위한 표면의 신뢰성 단계(Realization stage)로서의 폴리싱 단계(S 12)를 수행한다.

스테인레스 박판인 기판(10)은, CMP방식으로 폴리싱하기 위해 도 3에 도시한 바와 같이, 폴리싱 테이블(Polishing Table : 11)측에 진공을 장착하여 고정시킨 후, 폴리싱 테이블(11)과 척 템플레이트(Chuck Template : 13)를 회전시키고 전용 패드(Pad : 17)와 슬러리(slurry : 15)를 사용하여 랩핑과 폴리싱을 수행한다.

상기 CMP 공정(단계 S10)은, 후술하는 에칭 공정에서 발생할 수 있는 얼룩현상과 패턴의 재현성을 위해 기초가 되는 단계로서 매우 중요한 공정이다. 따라서, 상기 CMP 공정(단계 S10)에 의해, 금형에 부착될 스템퍼의 두께와 도광판의 평탄도 퀄리티(Quality)가 결정된다. 다시 말하면, 랩핑 단계(S11)는 박판의 두께와 평탄도를 제어하고, 폴리싱 단계(S 12)는 박판 표면의 경면 상태에 대한 퀄리티를 결정짓게 된다.

상기 CMP 공정(S10)에 의해 도트 패턴이 형성될 기판(10)의 경면의 형상은 조도측정기에 의해 경면 가공된 스테인레스 기판의 표면의 조도값이 측정된다. 측정된 조도 값이 일정 값 이상인 경우에는 상술한 랩핑 및 폴리싱 과정을 반복하고 (단계S 13), 일정 값 이상인 경우에는 단계(S 20)로 진행한다.

도 2a의 (b) 및 도 2b의 단계(S 20)에서, 상기 기판(10) 위에 포토레지스트[Photoresisit(PR)(20)]을 직접 도포한다(단계 S20). 즉, 도 2a의 (a) 및 도 2b의 단계(S 10)에서, 경면 가공이 이루어진 스테인레스 기판(10)을 스핀코팅 장치에 부착하고, 포토레지스트를 도포한다. 이 때, 포토 레지스트층(20)의 막 두께를 약 1.5㎛ 정도로 얇게 편차 없이 도포하는 것이 중요하다. 두께 편차가 있을 경우 도트 패턴이 왜곡되어 에칭될 수 있기 때문이다.

도 2a의 (c) 및 도 2b의 단계(S 30)는 노광 공정을 도시한다. 도광판의 도트에 대응하는 복수의 도트 패턴(40)이 묘사된 포토마스크(30)를, 포토레지스트층(20)의 표면에 밀착시킨다. 여기서, 스템퍼(100)에 형성된 도트 패턴은 도트 형상의 패턴이 가장 널리 사용되고 있으나, 패턴의 형상은 도트가 아닌 사각형, 타원형, 아메바 형상, 곡선을 갖는 선형상 등으로 변형될 수 있다. 본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도트 패턴은 단지 설명을 용이하게 하기 위한 것이므로, 본 발명은 도트 패턴에 제한되지 않는다 것을 인지하여야 한다.

포토마스크(30)는, 도트 패턴(40)의 영역은 후술하는 UV광(50)을 투과하지 않고, 도트 패턴(40) 이외의 영역은 UV광(50)을 투과하도록 또는 그 반대로 설계된다. 그리고, 포토마스크(30)의 상방면으로부터 포토레지스트층(20)이 감광하는 파장의 빛(자외선 UV광)(50)을 조사(照射)한다. 이 때, 포토레지스트층(20)의 도트 패턴(40)에 대응하는 영역 이외의 영역(노광부 : 60)이 감광한다. 포토마스크(30)에는 도트 패턴이 형성된 영역의 외곽부에는 도 4에 관련하여 후술하는 상기 도트 패턴의 지름에 대응하는 막대 표시바로 이루어진 도트 패턴 크기 표시부(90)를 포 함하고 있다. 여기서, 도트 패턴이 여러 가지 크기로 형성되어 있다면, 막대 표시바 역시 해당하는 수만큼 형성될 수 있다.

도 2a의 (d) 및 도 2b의 단계(S 40)는 현상 공정을 도시한다. 기판(10)을 현상 장치에 부착하고, 현상액에 의해 노광된 포토레지스트층(20)을 현상하고, 정제수로 현상액을 세정한다. 이 때, 노광 공정에서 UV광(50)에 감광하지 않은 도트 패턴(40)에 대응하는 영역(미노광부 : 70)의 포토레지스트층(20)은 제거되어 기판(10)이 노출되고, 노광부(60)의 포토레지스트층(20)이 남는다.

도 2a의 (e) 및 도 2b의 단계(S 50)는 에칭 공정을 도시한다. 상술한 도트 패턴(40) 및 도트 패턴의 지름을 나타내는 막대 표시바(90, 도 4의 (b) 참조)를 형성하기 위해 상기 기판(10)을 에칭 장치의 윗면에 장착하여 회전되고, 에칭액(echant)이 에칭 장치의 하부에서 분사되며, 노즐 역시 좌우 또는 상하로 움직이도록 설계되어 있다.

도트 패턴이 에칭될 기판(10)을 에칭 머신의 윗면에 배치시킴으로써, 에칭액이 기판(10)에 분사되어 기판(10)에 맞고 곧 바로 아래로 떨어지게 함으로써, 도트 패턴의 에칭 깊이에 대한 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다, 또한 에칭액 분사 노즐이 하부에서 좌우 또는 상하로 움직이도록 한 것은 기판(10) 전체적으로 고르게 에칭액이 분사되도록 하기 위한 것이다.

종래의 에칭 방식은 기판(10)을 에칭 머신의 벽면에 장착되어 있고, 에칭액 분사 노즐이 상하 또는 좌우로 에칭하는 방식이어서 에칭액이 아랫부분으로 흘러내리면서 아랫부분의 도트 패턴 깊이가 액칭액에 의해 더 깊이 에칭되는 오버에칭 문 제점이 있었다.

그러나, 본 발명의 에칭 방법에 따르면, 상술한 종래의 에칭 방식에서 발생되는 기판의 아래 부분의 도트 패턴 크기(깊이)가 오버에칭 되는 문제점을 해결할 수 있음을 알 수 있다.

도 2a의 (f) 및 도 2b의 단계(S 60)는 잔류의 포토레지스트층(20)을 제거하기 위한 스트라이프 공정을 도시한다. 도 2a의 (e) 및 도 2b의 단계(S 50)에서 에칭 공정을 거친 기판(10)에는 포토레지스트 층(60)이 잔류되어 있기 때문에, 이 잔류 포토레지스트 층(60)을 제거함으로써, 도광판 사출 및 압출 패턴 성형용 스탬퍼(100)가 완성된다.

상술한 본 발명의 실시예에 따라 형성된 스템퍼(100)의 제조 방법은 종래의 포토리소그라피법에 의해 형성된 스템퍼의 제조 방법와 비교하여 보면, 어닐(포스트 익스포저 베이크) 공정, 전기 주조 공정, 및 박리 공정이 생략되어 있으므로, 스템퍼(100)의 제조 공정이 간단해지고, 그로 인해, 제조 시간의 단축 등이 개선되어 있음을 알 수 있다.

상술한 스템퍼 제조 방법에 의해 복수의 도트 패턴이 형성된 스템퍼(100)는 미세한 도트 패턴이 수만에서 수백만개가 형성되어 있고, 이 미세 도트 패턴의 에칭 깊이에 따라 도광판의 성능을 결정하게 된다. 스템퍼(100)에 형성된 도트 패턴의 깊이를 측정하기 위한 장비로서는 접촉 또는 비접촉 측정장치를 사용한다.

이하, 도 4를 참조하여 스템퍼(100)에 형성된 도트 패턴 크기(깊이)를 용이하게 측정하기 위한 방법 및 수단에 대해 설명하고자 한다.

스템퍼(100)는 도광판을 압출 및 사출하는 금형으로서 사용되기 때문에, 스템퍼(100)의 불량은 도광판의 불량으로 이어지기 때문에 스템퍼(100)의 사용자는 도광판을 생산하기에 앞서 스템퍼(100)의 도트 패턴의 깊이 등을 철저하게 검사하지 않으면 안된다.

상술한 바와 같이 이러한 스템퍼(100)의 도트 패턴의 검사 방법으로서는, 스탬퍼(100) 상에 형성된 도트 위로, 도트 패턴의 검사 장치에 있는 프로브를 직접 접촉시켜 도트 패턴의 깊이를 측정하는 직접 접촉 방법이 널리 사용되고 있다.

현재의 직접 접촉 방법은 도 4의 (a)에서 ②로 표시한 바와 같이, 도트의 정 중앙을 지나가야 도트의 지름, 크기, 및 깊이를 정확히 측정할 수 있으나, ① 또는 ③의 도트 경로를 프로브가 통과하게 되면, ②의 측정값과 상당한 차이를 나타낸다는 것을 알 수 있다. 이러한 이유로 인하여, 종래의 직접 접촉 방법의 검사 방법은 숙련된 기술을 요하며, 검사 작업이 상당히 까다로운 문제점이 있었다. 또한, 상술한 직접 접촉 방식의 검사 방법은 프로브가 도트 패턴에 직접 닿기 때문에 스템퍼(100)의 도트 패턴 상에 미세한 스크레치(Scratch)가 발생시키는 경우가 많다. 이러한 도트 패턴 상의 스크레치는 도광판의 생산시 제품에 악영향을 미치게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 스템퍼(100)는 상술한 도트 패턴의 해당 열 또는 행에 대응하는 1 내지 20개의 도트 패턴의 크기(깊이)를 나타내는 막대 표시 바(90)를 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 도트 패턴의 외곽에 표시하여 두고, 이 막대 표시 바(90)를 별도의 리더기 또는 스캐너 등을 이용하여 막대 표시 바(90)의 폭을 측정하는 것만으로 도트의 크기(깊이) 를 측정할 수 있다.

이러한 막대 표시 바(90)는 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 막대 표시 바(90)의 막대의 폭은 같은 행 또는 열에 형성되어 있는 도트의 크기(깊이)를 나타내고 있다. 예를 들어, 도 4의 (c)에서는 3개의 막대 표시 바를 표시하였는데, 이는 같은 행에 형성된 도트의 깊이가 3 가지의 크기를 갖는다는 것을 나타내는 것으로서, 각각의 바의 폭은 도트 패턴의 깊이를 나타낸다. 이러한 막대 표시 바(90)는 같은 열에 필요에 따라서 1 내지 20개로 표시될 수 있다. 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 이러한 막대 표시 바(90)는 프로브 또는 스캐너의 측정 경로에 상관없이 동일한 값을 얻을 수 있기 때문에, 도 4의 (a)에서 설명한 바와 같은 프로브의 측정 경로의 차이로 인한 오차는 발생되지 않고, 또한, 도트 패턴에 직접 접촉하지 않기 때문에 스크레치의 발생 등을 방지할 수 있다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 스템퍼(100)에 형성된 도트 패턴은 도트 패턴의 설계시, 도 2a의 (c) 또는 도 2b의 단계 (S30)에서 포토마스크(30) 상에 표시되어, 도트 패턴과 동시에 노광, 현상 에칭되어 형성된다.

도 4의 (c)는 도 4의 (b)에 도시한 막대 표시바(90)를 확대하여 도시한 것으로서 도트의 크기(깊이)에 대응하는 폭을 갖고 높이는 약 2~3 mm 정도로 이루어지며, 도트의 크기가 다양할 경우 스템퍼(100)의 외곽에 도트의 지름 수 만큼 복수로 표시될 수 있다. 이러한 막대 표시바 형태의 표시부(90)는 도 4의 (a)에 도시된 도트 직접 접촉시 발생되는 프로브의 통과 위치의 상이에 따른 측정 오류의 발생을 방지할 수 있음을 알 수 있다. 즉, 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 막대 표시바 형태의 표시부(90)의 어느 위치를 프로브가 통과하더라도 동일한 값을 판독할 수 있다.

본 발명에 따른 실시예에 따른 스템퍼 제조 방법은 기존의 복잡한 리소그래피 스템퍼 제작 방법을 리소크라피법 및 에칭법을 사용함으로써, 제조 공정의 단순화함으로써, 스템퍼의 제작기간의 단축, 제조 단가의 절감, 금형 구조의 단순화, 스탬퍼 수명의 연장 등의 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 실시예에 따른 스템퍼 제조 방법은 스템퍼 제조 공정을 개선함으로서, 에칭에 대한 신뢰성을 높였을 뿐만아니라 도트 패턴 제작의 재현성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 실시예에 따른 스템퍼(100)는 스템퍼에 형성된 패턴의 크기에 대응하는 폭을 갖는 막대 표시바 형태의 표시부를, 패턴 영역의 외곽부에 복수로 포함하고 있으므로, 패턴의 크기를 측정할 때, 프로브를 도트 상에 직접 접촉하지 않고서도 용이하게 측정 가능하며, 패턴 측정시에 발생되는 측정 오류 및 스크레치의 발생을 방지할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

도면에서 상세히 도시하고, 상술한 실시예에서 상세히 설명한 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야엣 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (6)

1. 도광판 사출 및 압출 패턴 성형용으로 사용하기 위해 표면에 복수의 도트 패턴이 형성되어 있는 스탬퍼를 제조하기 위한 방법에 있어서,

   스테인레스 박판의 한 쪽면에 다수의 도트 패턴을 형성하기 위해 CMP하여 경면화하여 스테인레스 기판을 제조하는 단계,

   상기 스테인레스 기판 상에 포토레지스트 층을 균일하게 도포하는 단계,

   도광판의 도트에 대응하는 복수의 도트 패턴이 묘사된 포토마스크를, 상기 포토레지스트 층의 표면에 밀착시켜서, UV광을 조사(照射)하는 단계,

   상기 포토레지스트 층의 도트 패턴에 대응하는 영역의 포토레지스트 층을 제거하여 상기 기판을 노출시키기 위해 현상액으로 현상하는 단계,

   상기 노출된 스테인레스 기판을 소정 깊이로 에칭하여 도트 패턴을 형성하는 단계, 및

   상기 스테인레스 기판 상에 잔류하는 포토레지스트 층을 제거하는 스트라이프 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 스탬퍼 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스테인레스 기판을 제조하는 단계가,

   상기 스테인레스 기판의 두께를 균일하게 유지하기 위한 평탄화 공정으로서 랩핑 단계, 및 표면의 퀄리티를 유지하기 위한 신뢰성 공정으로서의 폴리싱 단계로 이루어진 CMP 공정을 수행하는 단계, 및

   조도 측정기에 의해 표면의 형상을 측정하는 단계

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스템퍼 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 조도 측정기에 의해 측정된 표면 형상이 일정 값이하의 경우에, 상기 기판의 표면상에 포토레지스트를 도포하는 단계로 진행되고, 일정 값 이상의 경우에는 상기 랩핑 단계 및 폴리싱 단계를 다시 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 스템퍼 제조 방법.
4. 도광판 사출 및 압출 패턴 성형용으로 사용하기 위해 표면에 복수의 도트 패턴이 형성되어 있는 스탬퍼를 제조하기 위한 방법에 있어서,

   스테인레스 박판의 한 쪽면에 다수의 도트 패턴을 형성하기 위해 CMP하여 경면화하여 스테인레스 기판을 제조하는 단계,

   상기 스테인레스 기판 상에 포토레지스트 층을 균일하게 도포하는 단계,

   도광판의 도트에 대응하는 복수의 도트 패턴과, 도트 패턴이 형성되는 외곽부에 도트의 깊이를 나타내는 복수의 막대 표시 바가 묘사된 포토마스크를, 상기 포토레지스트 층의 표면에 밀착시켜서, UV광을 조사(照射)하는 단계,

   상기 포토레지스트 층의 상기 도트 패턴 및 상기 막대 표시 바에 대응하는 영역의 포토레지스트 층을 제거하여 상기 기판을 노출시키기 위해 현상액으로 현상하는 단계,

   상기 노출된 스테인레스 기판을 소정 깊이로 에칭하여 도트 패턴 및 도트의 깊이를 나타내는 막대 표시바를 형성하는 단계, 및

   상기 스테인레스 기판 상에 잔류하는 포토레지스트 층을 제거하는 스트라이프 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 스탬퍼 제조 방법.
5. 도광판 사출 및 압출 패턴 성형용으로 사용하기 위해 표면에 복수의 도트 패턴이 형성되어 있는 스탬퍼에 있어서,

   스테인레스 박판의 한 쪽면을 다수의 도트 패턴을 형성하기 위해 CMP하여 경면화하여 스테인레스 기판을 제조하고,

   상기 스테인레스 기판 상에 포토레지스트 층을 균일하게 도포하며,

   도광판의 도트에 대응하는 복수의 도트 패턴이 묘사된 포토마스크를, 상기 포토레지스트 층의 표면에 밀착시켜서, UV광을 조사(照射)하고,

   상기 포토레지스트 층의 도트 패턴에 대응하는 영역의 포토레지스트 층을 제거하여 상기 기판을 노출시키기 위해 현상액으로 현상하며,

   상기 노출된 스테인레스 기판을 소정 깊이로 에칭하여 도트 패턴을 형성하고,

   상기 스테인레스 기판 상에 잔류하는 포토레지스트 층을 제거하는 스트라이프하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스탬퍼.
6. 도광판 사출 및 압출 패턴 성형용으로 사용하기 위해 표면에 복수의 도트 패턴이 형성되어 있는 스탬퍼에 있어서,

   스테인레스 박판의 한 쪽면에 다수의 도트 패턴을 형성하기 위해 CMP하여 경면화하여 스테인레스 기판을 제조하고,

   상기 스테인레스 기판 상에 포토레지스트 층을 균일하게 도포하며,

   도광판의 도트에 대응하는 복수의 도트 패턴과 도트 패턴이 형성되는 외곽에 도트의 깊이를 나타내는 복수의 막대 표시 바가 묘사된 포토마스크를, 상기 포토레지스트 층의 표면에 밀착시켜서, UV광을 조사(照射)하고,

   상기 포토레지스트 층의 상기 도트 패턴 및 상기 막대 표시 바에 대응하는 영역의 포토레지스트 층을 제거하여 상기 기판을 노출시키기 위해 현상액으로 현상하며,

   상기 노출된 스테인레스 기판을 소정 깊이로 에칭하여 도트 패턴 및 도트의 깊이를 나타내는 막대 표시바를 형성하고,

   상기 스테인레스 기판 상에 잔류하는 포토레지스트 층을 제거하는 스트라이프하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스탬퍼.

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