KR20090053102A - 몰드 시트 조성물 및 이를 이용한 몰드 시트 제조방법 - Google Patents

몰드 시트 조성물 및 이를 이용한 몰드 시트 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090053102A
KR20090053102A KR1020070119763A KR20070119763A KR20090053102A KR 20090053102 A KR20090053102 A KR 20090053102A KR 1020070119763 A KR1020070119763 A KR 1020070119763A KR 20070119763 A KR20070119763 A KR 20070119763A KR 20090053102 A KR20090053102 A KR 20090053102A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
mold
pattern
composition
mold sheet
Prior art date
Application number
KR1020070119763A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100929381B1 (ko
Inventor
최세진
김태완
백승준
Original Assignee
주식회사 미뉴타텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 미뉴타텍 filed Critical 주식회사 미뉴타텍
Priority to KR1020070119763A priority Critical patent/KR100929381B1/ko
Priority to CN200880117337.3A priority patent/CN101918896B/zh
Priority to JP2010534877A priority patent/JP5106638B2/ja
Priority to PCT/KR2008/006608 priority patent/WO2009066895A2/en
Priority to US12/743,322 priority patent/US20100255268A1/en
Priority to TW097145153A priority patent/TWI536100B/zh
Publication of KR20090053102A publication Critical patent/KR20090053102A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100929381B1 publication Critical patent/KR100929381B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/075—Silicon-containing compounds
    • G03F7/0757—Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/028—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with photosensitivity-increasing substances, e.g. photoinitiators
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/028—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with photosensitivity-increasing substances, e.g. photoinitiators
    • G03F7/029—Inorganic compounds; Onium compounds; Organic compounds having hetero atoms other than oxygen, nitrogen or sulfur
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/028—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with photosensitivity-increasing substances, e.g. photoinitiators
    • G03F7/029—Inorganic compounds; Onium compounds; Organic compounds having hetero atoms other than oxygen, nitrogen or sulfur
    • G03F7/0295—Photolytic halogen compounds
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • G03F7/0388—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable with ethylenic or acetylenic bands in the side chains of the photopolymer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

본 발명은 (1) 불포화 이중결합을 갖는 활성에너지선 경화형 화합물 및 (2) 상기 성분 (1) 100 중량부를 기준으로 광개시제 0.1 내지 20 중량부를 포함하는, 패턴 형성용 몰드 시트 조성물 및 이 조성물의 활성에너지선 경화물을 포함하며, 원하는 패턴의 음각이 형성되어 있는 패턴 형성용 몰드 시트를 제공한다.

Description

몰드 시트 조성물 및 이를 이용한 몰드 시트 제조방법{A COMPOSITION FOR MOLD SHEET AND A PREPARING METHOD OF MOLD SHEET USING SAME}
본 발명은 기판 상에 다양한 크기 및 형상의 패턴을 형성하는데 쓰이는 몰드 시트를 제조하기 위한 조성물 및 이로부터 몰드 시트를 제조하는 방법에 관한 것이다.
반도체, 전자, 광전, 자기, 표시 소자, 미세 전자기계 소자, 광학용 렌즈시트(예를 들면 프리즘 시트, 렌티큘라렌즈 시트) 등을 제조할 때 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 공정을 수행하게 되는 데, 이와 같이 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 대표적인 기법으로는 포토리쏘그라피(photolithography) 방법이 있다.
포토리쏘그라피 방법은 회로 선폭(또는 패턴 선폭이나 크기)이 노광 공정에 사용되는 빛의 파장에 의해 결정되는데, 현재의 기술수준을 고려할 때 포토리쏘그라피 공정을 이용해서 기판 상에 초 미세패턴, 예를 들면 선폭이 100nm 이하인 초 미세 패턴을 형성하는 것은 매우 어려운 실정이다. 또한 이러한 종래의 포토리쏘 그라피 방법은 여러 단계의 공정(예를 들면, 기판 세정, 기판 표면처리, 감광성 고분자 코팅, 저온열처리, 노광, 현상, 세정, 고온 열처리 등)을 거쳐야만 하기 때문에 공정이 복잡하고 많은 공정 시간이 소요될 뿐만 아니라 고가의 공정 장비를 필요로 한다는 문제가 있으며, 이러한 문제로 인해 제조 원가의 상승 및 생산성 저하가 초래되는 근본적인 단점을 갖는다.
상술한 바와 같은 종래의 포토리쏘그라피 방법이 갖는 한계를 극복하기 위한 방편 중 하나로서 나노 임프린트 리쏘그라피(nano-imprint lithography) 방법이 있다. 이 방법에서는 먼저 원하는 패턴이 형성된 규소(Si) 등의 단단한(hard) 재질의 몰드를 준비하여 열가소성 고분자 박막이 코팅된 기판과 대향시킨 후 프레스 판 사이에 넣어 고온, 고압으로 처리한 후 몰드와 기판을 분리하는 방식으로 기판의 고분자 박막에 몰드의 패턴을 전사시킨다. 나노 임프린트 리쏘그라피 방법의 장점은 Si 등의 단단한 몰드를 사용하기 때문에 초 미세 패턴을 쉽게 구현할 수 있다는 것이다. 실제로, 문헌에 보고된 바에 따르면 구현한 최소 패턴의 크기가 대략 7nm라고 제시되고 있다 (참고문헌: S.Y. Chou, P.R. Krauss, W. Zhang, L. Guo, and L. Zhang, J. Vac.Sci. Technol. B 15, 2897(1997)).
그러나, 나노 임프린트 리쏘그라피 방법은 고온, 고압 공정을 수행한 후에 몰드와 기판을 분리하기가 쉽지 않다는 문제가 있고, 높은 공정 압력으로 인해 몰드 및 기판의 파손 가능성이 상존하며, 고온으로 가열된 고분자 물질의 유동성을 이용하여 패터닝하기 때문에 크기가 큰 패턴의 경우 완벽한 패터닝에 소요되는 시간이 매우 길어지는 문제가 있다.
비전통적 방식에 의한 리쏘그라피 방법의 다른 예로는 미세 접촉 인쇄법(uCP: micro contact printing), 미세 모세관 몰딩(MIMIC: micro-molding in capillaries), 미세 전이 몰딩(uTM: micro-transfer molding), 연성 성형 몰딩(soft molding), 모세관 힘 리쏘그라피(CFL: capillary force lithography) 등의 방법들이 있는데, 이러한 방법들의 공통점은 몰드로서 고분자 탄성체의 일종인 PDMS(polydimethylsiloxane)를 사용한다는 점이다.
PDMS 몰드의 장점은, 탄성체이므로 패터닝할 기판 표면과의 균일한 접촉(conformal contact)이 쉬우며, 표면에너지가 낮은 물질이므로 다른 물질 표면과의 접착력이 작아 패터닝 후 기판 표면으로부터 쉽게 분리가 가능하며, 또한 3차원 그물구조(network structure)에 기인한 높은 기체 투과성(high gas permeability)으로 인해 용매의 흡수가 용이하다는 것이다. 반면에, PDMS 몰드는 기계적 강도가 낮은 탄성체이므로 변형이 쉽게 일어나 미세패턴(예를 들면, 대략 500nm 이하)의 구현이 불가능하고, 구현할 패턴의 종횡비(aspect ratio)에 크게 의존하며, 톨루엔(toluene) 등의 일반적인 유기용매에 의해 팽윤(swelling) 되어 변형이 발생하므로 패터닝에 사용할 고분자 및 용매의 선정에 상당한 제약이 따른다.
또한, 디스플레이 장치의 렌즈 시트 제조에는 구리 및 니켈 등이 도금된 코어 형태의 금속 몰드도 사용되는데, 이들은 코어롤에 박판형 몰드를 부착시킨 형태나 판 형태로 이용되고 있다. 그러나 이러한 금속 재질의 몰드를 이용할 경우 형상의 정확한 전사가 가능하게 되나 박판형 몰드의 취급이 어렵고 그 제작기간이 길 뿐 아니라 제조비용 또한 높은 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 패턴을 형성하고자 하는 기판과의 분리가 용이하고, 유기용매에 의한 팽윤현상이 없으며, 유연성과 기계적 강도를 적절하게 유지할 수 있는 몰드 시트를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 (1) 불포화 이중결합을 갖는 활성에너지선 경화형 화합물 및 (2) 상기 성분 (1) 100 중량부를 기준으로 광개시제 0.1 내지 20 중량부를 포함하는, 패턴 형성용 몰드 시트 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 조성물의 활성에너지선 경화물을 포함하며, 원하는 패턴의 음각이 형성되어 있는 패턴 형성용 몰드 시트를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 몰드 시트를 제조하는 방법으로서,
원하는 패턴이 형성된 마스터몰드에 상기 조성물을 코팅 또는 캐스팅하는 단계; 활성에너지선에 노출시켜 상기 조성물을 경화시키는 단계; 및 경화된 결과물을 마스터몰드로부터 박리하여 음각 패턴이 형성된 몰드 시트를 얻는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 조성물을 사용하여 제조된 몰드 시트는 장시간 사용 후에도 변형이 적고 기계적 강도가 커서, 기판 상에 나노미터 단위에서 센티미터 단위에 이르는 다양한 크기를 가진 패턴을 형성하는데 사용할 수 있으며, 특히 높은 종횡비(high aspect ratio)를 가지는 초미세패턴 형성에 매우 효과적이다.
본 발명에 의한 몰드 시트 조성물은 (1) 불포화 이중결합을 갖는 활성에너지선 경화형 화합물 100중량부와 (2) 광개시제 0.1 내지 20중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
불포화 이중결합을 갖는 활성에너지선 경화형 화합물(성분 1)로는 비닐기를 갖는 단량체, (메타)아크릴옥시기를 갖는 단량체, 알릴기를 갖는 단량체로 구성되는 그룹에서 선택되는 하나 이상으로서, 자외선, 적외선 또는 전자선에 의해 경화반응을 일으킬 수 있는 것이 바람직하다.
비닐기를 갖는 단량체로는 사이클로헥실 비닐에테르, 2-에틸헥실 비닐에테르, 도데실 비닐에테르, 1,4-부탄다이올 디비닐에테르, 1,6-헥산다이올 디비닐에테르, 디에틸렌글리콜 디비닐에테르, 에틸렌글리콜 부틸 비닐에테르, 에틸렌글리콜 디비닐에테르, 트리에틸렌글리콜 메틸 비닐에테르, 트리에틸렌글리콜 디비닐에테르, 트리메틸올프로판 트리비닐에테르, 1,4-사이클로헥산 디메탄올 디비닐에테르, 비닐아세테이트, 비닐클로로아세테이트, N-비닐피롤리돈, N-비닐카바졸, N-비닐카프로락탐, 비닐톨루엔, 스타이렌, 알파메틸스타이렌 등을 예로 들 수 있다.
(메타)아크릴옥시기를 갖는 단량체로는 이소보닐 아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,3-부탄디올 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 (하이드록시) 펜타아크릴레이트, 알콕실레이티드 테트라아크릴레이트, 옥틸데실 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 베헤닐 아크릴레이트) 등을 예로 들 수 있다.
알릴기를 갖는 단량체로는 알릴 프로필 에테르, 알릴 부틸에테르, 알릴 에테르, 펜타에리스리톨 트리알릴에테르, 디페닉에시드 다이아릴, 트리메틸올프로판 디알릴에테르, 트리메틸올프로판 트리알릴에테르, 디알릴프탈레이트, 디알릴이소프탈레이트, 트리알릴 트리메리테이트 등을 예로 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 광개시제는 활성에너지선에 의해 자유라디칼 또는 양이온을 발생하는 화합물인 것이 바람직하다. 자유라디칼 개시제로는 벤질 케탈류, 벤조인 에테르류, 아세토페논 유도체, 케톡심 에테르류, 벤조페논, 벤조 또는 티옥산톤계 화합물 등이 있고, 상기 양이온성 개시제는 오늄 염(onium salts), 페로세늄 염(ferrocenium salts), 또는 디아조늄 염(diazonium salts) 등이 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 본 발명에 의한 몰드 시트 조성물은 이형성 조절을 위해 실리콘기 또는 불소기를 갖거나 실리콘기 및 불소기를 모두 갖 는 화합물을 성분 (1) 100중량부 기준으로 0.01 내지 200 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 100 중량부, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 50 중량부의 양으로 더 포함할 수 있다.
상기 실리콘기 또는 불소기를 갖거나 실리콘기 및 불소기를 모두 갖는 화합물 역시 활성에너지선 경화형 화합물로서, 비닐계, (메타)아크릴레이트계 또는 알릴계 레진, 계면활성제 또는 오일일 수 있다. 바람직한 예로는 실리콘기 함유 비닐 화합물 또는 실리콘기 함유 (메타)아크릴레이트 화합물, (메타)아크릴옥시기 함유 오가노실록산, 실리콘 폴리아크릴레이트, 플루오로알킬기 함유 비닐 화합물, 플루오로알킬기 함유 (메타)아크릴레이트 화합물, 불소 폴리아크릴레이트, 폴리디메틸실록산, 불소 중합체, 디메틸 실리콘 오일 등이 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 성분 (1) 100 중량부를 기준으로 비닐기, (메타)아크릴옥시기, 알릴기 또는 알릴옥시기중 하나 이상의 관능기를 갖는 활성에너지선 경화형 레진을 50 중량부 이하의 양 으로 더 포함할 수 있다.
상기 활성에너지선 경화형 레진이 분자량 400 이상의 올리고머 또는 폴리머인 것이 바람직하며, 구체적인 예로는 1개 이상의 반응성 관능기를 가진 (고리형)지방족(cycloaliphatic) 혹은 방향족(aromatic) 우레탄형 올리고머, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트, 폴리에테르(메타)아크릴레이트, 에폭시(메타)아크릴레이트 또는 폴리카보네이트 (메타)아크릴레이트 올리고머 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
상기 관능기를 갖는 활성에너지선 경화형 레진의 함량은 상기 성분 (1) 100 중량부에 대하여 50 중량부 이하인 것이 바람직한데, 이 범위를 초과하면 경화도막의 치밀도가 낮아져 몰드경화체의 유리전이온도(Tg)의 저하로 내열성이 취약해질 뿐만 아니라, 화학약품 및 수분에 대한 내침식력이 떨어지게 되어 패터닝 시 반복 사용 횟수 증가에 따라 내구성이 현저히 떨어질 수 있다.
본 발명에 의한 조성물을 사용하여 원하는 패턴의 음각이 형성되어 있는 패턴 형성용 몰드 시트를 제조할 수 있다.
몰드 시트 제조 과정은, 원하는 패턴이 형성된 마스터몰드에 본 발명에 따른 조성물을 코팅 또는 캐스팅하는 단계; 활성에너지선에 노출시켜 상기 조성물을 경화시키는 단계; 및 경화된 결과물을 마스터몰드로부터 박리하여 음각 패턴이 형성된 몰드 시트를 얻는 단계를 포함한다. 경화형 조성물을 이용하여 몰드 시트를 제조하는 구체적인 공정은 본 출원인에 의해 출원되고 등록된 대한민국특허 제568581호를 참조할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 의한 조성물을 이용하여 제조된 몰드 시트는 본발명에 의한 조성물의 경화물이 지지체에 의해 지지되어 있는 구조를 가질 수 있다.
지지체를 갖는 몰드 시트 제조과정은, 마스터몰드에 코팅 또는 캐스팅된 본 발명 조성물을 활성에너지선에 노출시키기 전에, 상기 조성물에 대해 접착성을 갖는 지지체를 추가로 적층하는 단계를 더 포함하며, 경화단계 후 지지체와 일체로 경화된 결과물을 마스터몰드로부터 박리하여 음각 패턴이 형성된 몰드 시트를 얻는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 마스터몰드에 코팅 또는 캐스팅된 본 발명 조성물을 활성에너지선에 노출시키기 전 또는 활성에너지선 노출 후에, 상기 조성물과 다른 종류의 활성에너지선 경화형 레진을 추가로 코팅 또는 캐스팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 마스터몰드로부터 박리된 결과물을 활성에너지선, 자외선 오존 또는 상온 플라즈마 등으로 표면처리 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 방법으로는, 마스터몰드로부터 박리된 결과물 또는 표면처리된 결과물을 불소기, 실리콘기, 알킬기 및 벤질기 중에서 하나 이상을 포함하는 알콕시 화합물 또는 클로라이드 화합물로 표면처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 마스터 몰드로부터 박리된 결과물을 연질 또는 경질의 지지체를 접착 또는 압착시켜 다층구조로 제작하는 것도 가능하다.
본 발명의 몰드 시트 조성물은, 종래의 각인 방법에 사용하는 무기물 몰드나, 미세 접촉 프린팅 방법 혹은 소프트 몰딩 방식 등에 사용되는 탄성체 혹은 열경화성 고분자 물질 몰드 사용 방법들과는 달리, 활성에너지선 경화형 화합물을 기본적으로 활용하면서 탄성체 몰드에 비해 큰 기계적 강도 특성으로 인해 기존 탄성체 몰드에서 구현할 수 없었던 수십 나노 미터의 초 미세 구조까지 손쉽게 구현할 수 있음을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 몰드 시트 조성물은 미세패턴 형성용 몰드로 제작시 사출 등의 패턴 방법과는 달리 대형의 몰드로 제작하는 것이 용이하고, 금속 재질이 아니라 활성에너지선 경화형 물질을 사용하는 것으로 인해 제작비용이 절감되고 몰드의 제작 기간이 짧아서 대형의 패턴 시트 및 필름을 대량 생산하는 것이 용이하다.
본 발명에 의한 몰드 시트는 추가로 원하는 형태(곡면 혹은 평면)와 두께의 연질 탄성지지체 혹은 경질 지지체에 접착 혹은 압착시켜 붙인 형태로 패턴 형성에 사용할 수 있다.
본 발명에 의한 몰드 시트는 기존의 알려진 공정 방법들 (예를 들면 단단한 재질의 몰드를 이용한 나노 임프린트 리쏘그라피(nano-imprint lithography)나 PDMS와 같은 탄성체 몰드를 이용한 미세 접촉 인쇄법(μCP: micro contact printing), 미세 모세관 몰딩(MIMIC: micro-molding in capillaries), 미세 전이 몰딩(uTM: micro-transfer molding), 연성 성형 몰딩(soft molding), 모세관 힘 리쏘그라피(CFL: capillary force lithography)에 그대로 응용될 수 있고, 금속 몰드를 이용한 활성 에너지선 경화형 물질을 활용한 패턴 형성공정에서 금속 몰드 대신 활용될 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따라 형성된 몰드는 패터닝에 이용 시, 용매가 포함된 고분자 용액을 이용하여 필름 형태 혹 평탄판 혹은 곡면 기판의 형상을 지닌 기판 상에 유동성을 지닌 박막을 형성시킨 후 패터닝하거나, 용매가 포함된 고분자 용액을 이용하여 기판 상에 박막을 형성시켜 고형화 한 다음 상기 몰드를 이용하여 열을 가해 패터닝하거나, 일액형 혹은 용매가 포함된 자외선 경화형 유기물을 기판 상에 코팅한 후 상기 몰드를 이용하여 자외선을 조사하여 패터닝할 수 있다.
또한, 상기와 같이 완성된 몰드와 일체된 시트의 뒷면에 원하는 재질(연질 또는 경질)과 형상(평면 혹은 곡면)을 가지는 지지체로 접착 혹은 압착의 방식으로 배킹(backing)처리하여 다층 구조의 몰드를 형성할 수 있다.
상기의 고분자 몰드를 활용한 미세패턴 형성공정으로는 기존 알려진 공정인 피성형층과의 기계적 강도 차이를 활용한 각인(임프린트) 공정이나 피성형층이 가지고 있는 유동성을 활용한 연성 성형법(소프트 몰딩), 모세관 힘 리쏘그래피 등을 용이하게 활용할 수 있고, 활성에너지 경화형 레진의 유동성을 이용하여 고분자 몰드와 유동성을 지닌 레진을 밀착 접촉시켜 몰드 패턴의 음각부분으로 레진을 유입시킨 후 자외선과 같은 활성에너지선을 이용하여 고형화(건조) 시킴으로써 기판상에 목표로 하는 고분자 미세 패턴을 정밀하게 형성할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예로써 보다 상세히 설명하며, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다.
Figure 112007084123122-PAT00001
제조예 1
프리즘 형상의 패턴 구조를 갖는 마스터몰드를 그 패턴 구조면이 위로 향하도록 정렬시키고 표 1의 실시예 1의 조성에 따른 몰드 조성물을 코팅하였다. 이어서 코팅면 위에 투명 폴리에스테르 시트를 올려놓은 뒤 고압수은등을 사용하여 150mJ/cm2 노광량의 자외선으로 경화시키고, 마스터몰드로부터 탈거하여 최종 37㎛ 두께를 갖는 프리즘 형상의 몰드 시트를 제조하였다. 그리고 만들어진 몰드 시트의 프리즘 형상면으로 고압수은등으로 추가 30,000mJ/cm2 자외선을 추가 노광하여 프리즘 패턴 형성용 몰드 시트를 완성하였다.
제조예 2
표 1의 실시예 2 조성물을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 프리즘 패턴 형성용 몰드 시트를 제조하였다.
제조예 3
표 1의 비교예 1 조성물을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 프리즘 패턴 형성용 몰드 시트를 제조하였다.
제조예 4
표 1의 비교예 2 조성물을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 프리즘 패턴 형성용 몰드 시트를 제조하였다.
시험예 1
제조예 1 및 제조예 3에서 제조된 몰드시트를 각각 이용하여 최종제품인 프리즘 시트를 제작하였다. 패턴형성용 자외선 경화수지를 투명 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 코팅한 후 상기 몰드 시트를 덮고 가압 접촉을 유지하면서 약 250 mJ/cm2의 자외선을 반복적으로 조사하여 프리즘 시트를 제작하였다. 도 1a는 제조예 1에서 제조된 몰드 시트를 사용하여 300m 패터닝 공정 후 몰드 패턴 단면 사진이고, 도 1b는 제조예 3에서 제조된 몰드 시트의 300m 패터닝 공정후 몰드 패턴 단면 사진이다. 제조예 3에서 제조된 몰드 시트는 약 300m 생산 시점을 기준으로 몰드 시트의 패턴 형상이 변형되어 최종 프리즘 시트 제품의 휘도가 5% 이상 저하된 반면 제조예 1에서 제조된 몰드 시트는 동일한 조건에서 약 600m 이상 반복 사용하여도 몰드 시트의 패턴 형상에 변화가 거의 없고 최종 프리즘 시트 제품의 휘도 저하가 1% 이내로 유지됨을 확인하였다.
시험예 2
제조예 2 및 제조예 4에서 제조한 몰드 시트에 대하여, 몰드 시트를 고온고습의 수증기에 10분 노출 시킨 후 몰드 시트 표면에 성형된 패턴면을 크로스 커팅하여 테이프로 박리 평가하였다. 도 2a는 제조예 2에서 제조된 몰드 시트의 박리 시험 결과를 보여주는 사진이고, 도 2b는 제조예 4에서 제조된 몰드 시트의 박리 시험 결과를 보여주는 사진이다. 제조예 4에서 제조된 몰드 시트는 50% 이상의 패턴이 폴리에스테르 기재 시트에서 박리되었으나, 제조예 2에서 제조한 몰드 시트는 5% 이하의 패턴만이 박리되었다.
본 발명에 의한 몰드 시트 조성물은 집적회로, 전자소자, 광 소자, 자기소자, 광학용 렌즈, 광학용 필름 등의 제조 공정에 있어서 기판(예를 들면 실리콘 기판, 세라믹기판, 금속 층, 고분자 층, 고분자 필름 등) 상에 패턴을 형성하는데 사용되는 몰드 시트 제조에 사용될 수 있다. 본 발명에 의한 조성물로 제조된 몰드 시트는 장시간 사용에도 패턴 변형이 적고 기계적 강도가 크다는 장점이 있다.
도 1a는 제조예 1에서 제조된 몰드 시트를 사용하여 300m 패터닝 공정 후 몰드 패턴 단면 사진이고,
도 1b는 제조예 3에서 제조된 몰드 시트의 300m 패터닝 공정후 몰드 패턴 단면 사진이고,
도 2a는 제조예 2에서 제조된 몰드 시트의 박리 시험 결과를 보여주는 사진이고,
도 2b는 제조예 4에서 제조된 몰드 시트의 박리 시험 결과를 보여주는 사진이다.

Claims (18)

  1. (1) 불포화 이중결합을 갖는 활성에너지선 경화형 화합물 및,
    (2) 상기 성분 (1) 100 중량부를 기준으로 광개시제 0.1 내지 20 중량부를 포함하는, 패턴 형성용 몰드 시트 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 성분 (1)은 비닐기를 갖는 단량체, (메타)아크릴옥시기를 갖는 단량체, 알릴기를 갖는 단량체를 갖는 단량체로 구성되는 그룹에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 패턴 형성용 몰드 시트 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 성분 (2)의 광개시제는 활성에너지선에 의해 자유라디칼 또는 양이온을 발생하는 화합물인 것을 특징으로 하는, 패턴 형성용 몰드 시트 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 성분 (1) 100중량부를 기준으로 실리콘기 또는 불소기를 갖거나 실리콘기 및 불소기를 모두 갖는 화합물을 0.01 내지 200 중량부 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 패턴 형성용 몰드 시트 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 실리콘기 또는 불소기를 갖거나 실리콘기 및 불소기를 모두 갖는 화합물이 비닐계, (메타)아크릴레이트계 또는 알릴계 화합물인 것을 특징으로 하는, 패턴 형성용 몰드 시트 조성물.
  6. 제 4 항에 있어서,
    실리콘기 또는 불소기를 갖거나 실리콘기 및 불소기를 모두 갖는 화합물이 레진, 계면활성제 또는 오일인 것을 특징으로 하는, 패턴 형성용 몰드 시트 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 성분 (1) 100 중량부를 기준으로 비닐기, (메타)아크릴옥시기, 알릴기 중 하나 이상의 관능기를 포함하는 활성에너지선 경화형 레진을 50 중량부 이하의 양으로 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 패턴 형성용 몰드 시트 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 활성에너지선 경화형 레진이 분자량 400 이상의 올리고머 또는 폴리머인 것을 특징으로 하는, 패턴 형성용 몰드 시트 조성물.
  9. 제1항 조성물의 경화물을 포함하며, 원하는 패턴의 음각이 형성되어 있는 패턴 형성용 몰드 시트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 경화물이 지지체에 의해 지지되어 있는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 몰드 시트.
  11. 원하는 패턴이 형성된 마스터몰드에 제1항에 따른 조성물을 코팅 또는 캐스팅하는 단계;
    활성에너지선에 노출시켜 상기 조성물을 경화시키는 단계; 및
    경화된 결과물을 마스터몰드로부터 박리하여 음각 패턴이 형성된 몰드 시트를 얻는 단계를 포함하는 패턴 형성용 몰드 시트의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    마스터몰드에 코팅 또는 캐스팅된 제1항의 조성물을 활성에너지선에 노출시키기 전에, 상기 조성물에 대해 접착성을 갖는 지지체를 추가로 적층하는 단계를 더 포함하며, 경화단계 후 지지체와 일체로 경화된 결과물을 마스터몰드로부터 박리하여 음각 패턴이 형성된 몰드 시트를 얻는 것을 특징으로 하는, 패턴 형성용 몰드 시트의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    마스터몰드에 코팅 또는 캐스팅된 제1항의 조성물을 활성에너지선에 노출시키기 전 또는 활성에너지선 노출 후에, 상기 조성물과 다른 종류의 활성에너지선 경화형 레진을 추가로 코팅 또는 캐스팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 패턴 형성용 몰드 시트의 제조방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    마스터몰드로부터 박리된 결과물을 표면처리 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 패턴 형성용 몰드 시트의 제조방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 표면처리는 활성에너지선 처리, 자외선 오존 처리 또는 상온 플라즈마 처리에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는, 패턴 형성용 몰드 시트의 제조방법.
  16. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    마스터몰드로부터 박리된 결과물을 불소기, 실리콘기, 알킬기 및 벤질기 중에서 하나 이상을 포함하는 알콕시 화합물 또는 클로라이드 화합물로 표면처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 패턴 형성용 몰드 시트의 제조방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 표면처리된 결과물을 불소기, 실리콘기, 알킬기 및 벤질기 중에서 하나 이상을 포함하는 알콕시 화합물 또는 클로라이드 화합물로 표면처리하는 단계를 더 포 함하는 것을 특징으로 하는, 패턴 형성용 몰드 시트의 제조방법.
  18. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    마스터 몰드로부터 박리된 결과물을 연질 또는 경질의 지지체를 접착 또는 압착시켜 다층구조로 제작하는 것을 특징으로 하는, 패턴 형성용 몰드 시트의 제조방법.
KR1020070119763A 2007-11-22 2007-11-22 몰드 시트 조성물 및 이를 이용한 몰드 시트 제조방법 KR100929381B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070119763A KR100929381B1 (ko) 2007-11-22 2007-11-22 몰드 시트 조성물 및 이를 이용한 몰드 시트 제조방법
CN200880117337.3A CN101918896B (zh) 2007-11-22 2008-11-10 用于模板的组合物和用所述组合物制备模板的方法
JP2010534877A JP5106638B2 (ja) 2007-11-22 2008-11-10 モールドシート及びモールドシート製造方法
PCT/KR2008/006608 WO2009066895A2 (en) 2007-11-22 2008-11-10 Composition for mold sheet and method for preparing mold sheet using same
US12/743,322 US20100255268A1 (en) 2007-11-22 2008-11-10 Composition for mold sheet and method for preparing mold sheet using same
TW097145153A TWI536100B (zh) 2007-11-22 2008-11-21 用於模具片材之組成物及使用該組成物製備模具片材的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070119763A KR100929381B1 (ko) 2007-11-22 2007-11-22 몰드 시트 조성물 및 이를 이용한 몰드 시트 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090053102A true KR20090053102A (ko) 2009-05-27
KR100929381B1 KR100929381B1 (ko) 2009-12-02

Family

ID=40667963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070119763A KR100929381B1 (ko) 2007-11-22 2007-11-22 몰드 시트 조성물 및 이를 이용한 몰드 시트 제조방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20100255268A1 (ko)
JP (1) JP5106638B2 (ko)
KR (1) KR100929381B1 (ko)
CN (1) CN101918896B (ko)
TW (1) TWI536100B (ko)
WO (1) WO2009066895A2 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011115383A2 (ko) * 2010-03-18 2011-09-22 서울대학교산학협력단 필름형 유연 스탬퍼 및 그 제조방법, 이를 이용한 사출성형용 금형 및 사출성형방법
KR101303514B1 (ko) * 2010-03-18 2013-09-03 서울대학교산학협력단 필름형 유연 스탬퍼를 이용한 사출성형용 금형 및 사출성형방법

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8133534B2 (en) 2004-11-22 2012-03-13 Wisconsin Alumni Research Foundation Methods and compositions for forming patterns with isolated or discrete features using block copolymer materials
US8287957B2 (en) * 2004-11-22 2012-10-16 Wisconsin Alumni Research Foundation Methods and compositions for forming aperiodic patterned copolymer films
US8168284B2 (en) 2005-10-06 2012-05-01 Wisconsin Alumni Research Foundation Fabrication of complex three-dimensional structures based on directed assembly of self-assembling materials on activated two-dimensional templates
US8618221B2 (en) * 2005-10-14 2013-12-31 Wisconsin Alumni Research Foundation Directed assembly of triblock copolymers
WO2009079241A2 (en) 2007-12-07 2009-06-25 Wisconsin Alumni Research Foundation Density multiplication and improved lithography by directed block copolymer assembly
US8133341B2 (en) * 2008-04-01 2012-03-13 Wisconsin Alumni Research Foundation Molecular transfer printing using block copolymers
US9299381B2 (en) 2011-02-07 2016-03-29 Wisconsin Alumni Research Foundation Solvent annealing block copolymers on patterned substrates
WO2013040483A1 (en) 2011-09-15 2013-03-21 Wisconsin Alumni Research Foundation Directed assembly of block copolymer films between a chemically patterned surface and a second surface
US9372398B2 (en) 2012-03-02 2016-06-21 Wisconsin Alumni Research Foundation Patterning in the directed assembly of block copolymers using triblock or multiblock copolymers
KR101465322B1 (ko) * 2013-03-26 2014-12-10 성균관대학교산학협력단 반사방지필름 및 그 제조 방법
US9840038B2 (en) * 2013-04-11 2017-12-12 Toyo Gosei Co., Ltd. Resin mold
JP6352742B2 (ja) * 2014-09-11 2018-07-04 東芝メモリ株式会社 感光性組成物、インプリント方法および層間層
KR102452035B1 (ko) 2017-04-14 2022-10-11 삼성디스플레이 주식회사 소프트 몰드용 조성물, 이를 이용하여 제조된 소프트 몰드
CN109188860B (zh) * 2018-09-21 2022-02-18 深圳市龙图光电有限公司 一种掩模板及其制作方法
KR102663730B1 (ko) 2022-09-28 2024-05-03 주식회사 기가레인 광경화성 조성물, 이를 포함하는 적층체 및 적층체의 제조방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69716332T2 (de) * 1996-04-15 2003-02-20 Teijin Seiki Co Ltd Verwendung einer photohärtbaren Harzzusammensetzung zur Herstellung eines Objektes mittels Stereolithographie
JP3772243B2 (ja) 1996-09-25 2006-05-10 湘南デザイン株式会社 複製製品の成形方法
KR100487025B1 (ko) * 2002-02-28 2005-05-11 주식회사 루밴틱스 광도파로용 광경화성 수지 조성물 및 이로부터 제조된광도파로
KR100568581B1 (ko) * 2003-04-14 2006-04-07 주식회사 미뉴타텍 미세패턴 형성 몰드용 조성물 및 이로부터 제작된 몰드
CN101019074B (zh) * 2004-09-13 2011-12-21 陶氏康宁公司 使用聚硅氧烷模具的平版印刷技术
JP2007245684A (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Sekisui Chem Co Ltd レプリカモールドの製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011115383A2 (ko) * 2010-03-18 2011-09-22 서울대학교산학협력단 필름형 유연 스탬퍼 및 그 제조방법, 이를 이용한 사출성형용 금형 및 사출성형방법
WO2011115383A3 (ko) * 2010-03-18 2012-04-05 서울대학교산학협력단 필름형 유연 스탬퍼 및 그 제조방법, 이를 이용한 사출성형용 금형 및 사출성형방법
KR101303514B1 (ko) * 2010-03-18 2013-09-03 서울대학교산학협력단 필름형 유연 스탬퍼를 이용한 사출성형용 금형 및 사출성형방법

Also Published As

Publication number Publication date
TWI536100B (zh) 2016-06-01
CN101918896B (zh) 2014-04-16
TW200933296A (en) 2009-08-01
KR100929381B1 (ko) 2009-12-02
US20100255268A1 (en) 2010-10-07
WO2009066895A2 (en) 2009-05-28
WO2009066895A3 (en) 2009-07-30
CN101918896A (zh) 2010-12-15
JP5106638B2 (ja) 2012-12-26
JP2011507725A (ja) 2011-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100929381B1 (ko) 몰드 시트 조성물 및 이를 이용한 몰드 시트 제조방법
KR100568581B1 (ko) 미세패턴 형성 몰드용 조성물 및 이로부터 제작된 몰드
US9690193B2 (en) Curable composition for nanoimprinting and cured product
CN104937695B (zh) 使用纳米结构化转印带的方法及其制成的制品
CN104870198A (zh) 图案化的结构化转印带
MX2011005900A (es) Metodo para producir materiales modelados.
JP2004002702A (ja) プレポリマー材料、ポリマー材料、インプリンティングプロセスおよびその使用
JP2008006820A (ja) ソフトモールド及びその製造方法
TW201718680A (zh) 奈米壓印用組成物，硬化物，圖型形成方法及含有圖型之物品
TWI600671B (zh) 壓印用光硬化性樹脂組成物、壓印用模具之製造方法，以及壓印用模具
TW201100263A (en) Nano-imprint stemplate and mthod for manufacturing the same
JP2012532980A (ja) 光硬化型含フッ素樹脂組成物およびこれを用いた樹脂モールドの製造方法
KR100885040B1 (ko) 나노금속입자기반 자외선 경화성 콜로이드 레진과 나노임프린트 방법에 의한 기능성 패턴의 직접 모사 방법
TWI389931B (zh) 奈米壓印抗蝕劑及採用該奈米壓印抗蝕劑的奈米壓印方法
JP6247826B2 (ja) インプリント成型用光硬化性樹脂組成物
KR101590804B1 (ko) 메쉬타입 전극패턴이 형성된 고분자 복제층 형성용 광경화 코팅조성물 및 이를 이용한 메쉬타입 전극형성방법
EP3739386A1 (en) A stamp material for nanolithography
KR20130010583A (ko) 광경화형 수지 조성물
KR101192776B1 (ko) 비노광공정용 주형용 접착제 및 이를 사용한 주형의접착방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121126

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131121

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141118

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151123

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161124

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171121

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181004

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191106

Year of fee payment: 11