KR20100133139A - Mold and method for manufacturing mold, method for transferring pattern - Google Patents
Mold and method for manufacturing mold, method for transferring pattern Download PDFInfo
- Publication number
- KR20100133139A KR20100133139A KR1020090051868A KR20090051868A KR20100133139A KR 20100133139 A KR20100133139 A KR 20100133139A KR 1020090051868 A KR1020090051868 A KR 1020090051868A KR 20090051868 A KR20090051868 A KR 20090051868A KR 20100133139 A KR20100133139 A KR 20100133139A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pattern
- mold
- pattern mask
- hydrophilic
- hydrophobic
- Prior art date
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
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2051—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source
- G03F7/2053—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source using a laser
-
- 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
- G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
-
- 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
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
- G03F7/2012—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image using liquid photohardening compositions, e.g. for the production of reliefs such as flexographic plates or stamps
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 몰드 및 몰드 제조 방법, 패턴 전사 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a mold, a mold manufacturing method and a pattern transfer method.
최근 광산업, 디스플레이 산업, 반도체 산업, 바이오 산업에서 제품의 박막화 고성능화의 요구가 증가하고 있다. 그러한 요구에 부합하기 위해서는 각각의 부품을 구성하고 있는 배선 또는 기능성 박막층이 더욱더 작고 균일하게 패턴을 형성하여 있어야 한다. 그러므로, 미세 패턴 제조 방법은 광학 소자에 이용되는 광학회절격자(optical grating), 미세 배선 등에 특히 적용 가능성이 높다. Recently, the demand for thinning and high performance of products is increasing in the mining, display, semiconductor, and bio industries. In order to meet such demands, the wiring or functional thin film layers constituting each component must be formed in a smaller and more uniform pattern. Therefore, the fine pattern manufacturing method is particularly applicable to optical gratings, fine wirings, and the like used in optical devices.
일반적으로, 기존의 마이크로미터 이하의 패턴을 제조하는 방법에는 노광(photolithography), 파인 마스크 증착 (Fine Mask Deposition, 이하 FMD 라 한다.), 프린팅(printing), 나노 임프린팅 리소그래피 (Nano Imprinting Lithography, 이하 NIL이라 한다.) 등이 있다. 그러나, 이러한 제조 방법에는 각각의 공정상의 한계가 존재한다. 노광(photolithography)은 제조과정이 복잡하고, 쉐도우 마스크(shadow mask)를 제조하는데 있어서 제조의 어려움과 고가의 제조비용이 들고, 마스크의 뒤틀림에 의해서 정밀도가 저하되는 문제점이 있다. 또한, 마스 크와 대상물의 정렬이 어렵고, 공정 변경 즉, 패턴(pattern)의 크기 및 형상의 변경이 어려운 단점이 있다. In general, conventional methods for producing sub-micrometer patterns include photolithography, fine mask deposition (FMD), printing, and nano imprinting lithography NIL). However, there are respective process limitations in this manufacturing method. Photolithography has a problem in that a manufacturing process is complicated, manufacturing difficulty in manufacturing a shadow mask, expensive manufacturing cost, and precision is lowered due to the distortion of the mask. In addition, it is difficult to align the mask and the object, it is difficult to change the process, that is, change the size and shape of the pattern (pattern).
FMD는 노광 방법에서 상술한 쉐도우 마스크(shadow mask)를 사용하는 것에 의하여 발생하는 문제점과, 높은 제조비용이 드는 문제점이 있다. 또한, 재료의 한계성, 긴 제조 시간과 같은 문제점이 있다. FMD has a problem caused by using the above-mentioned shadow mask in the exposure method, and has a problem of high manufacturing cost. In addition, there are problems such as material limitation and long manufacturing time.
프린팅(printing)에서 잉크 젯(ink-jet)방식은 패턴을 만들 재료가 액상의 솔루션(solution)형태여야 하기 때문에 다양한 재료를 사용할 수 없으며, 일정한 액정 분사의 어려움으로 인한 불균일한 패턴이 생성되는 단점이 있다. 반면에, 롤 투 롤(roll to roll)방식은 패턴 크기가 30~40 ㎛정도로 상대적으로 큰 패턴제조만 적용이 가능하다는 단점이 있다. The ink-jet method of printing cannot use various materials because the material to be patterned should be in the form of a liquid solution, and a nonuniform pattern is generated due to the difficulty of constant liquid crystal spraying. There is this. On the other hand, the roll to roll (roll to roll) method has a disadvantage that only a relatively large pattern can be applied to the pattern size of 30 ~ 40 ㎛.
NIL은 전자 빔 리소그래피(E-beam lithography)를 이용해서 스탬프(stamp)를 만드는데 공정상의 문제로 대면적으로 스탬프(stamp)를 만들기 어려운 문제점이 있다. 한편, 현재는 스탬프를 만들기 위해서는 EUV 노광(photolithography) 방식이 사용되는데, 이로 인한 높은 제조비용 등의 문제점이 있다. 또한, NIL은 포토레지스트(Photo-Resist, 이하 PR이라 한다.)을 사용하여 PR 패터닝시, 잔류 PR이 발생하는 문제로 제조 과정이 복잡하게 되는 단점이 있다. NIL produces a stamp using E-beam lithography, and there is a problem in that it is difficult to make a stamp in a large area due to a process problem. On the other hand, EUV exposure (photolithography) method is currently used to make a stamp, there is a problem such as a high manufacturing cost. In addition, NIL has a disadvantage in that the manufacturing process is complicated due to a problem that residual PR occurs during PR patterning using a photo-resist (hereinafter, referred to as PR).
마이크로 컨택트 프린팅(Micro Contact Printing)공정은, 수십um~수십nm까지 넓은 패턴 제조가 가능하다고 하지만, PDMS(polydimethylsiloxane)와 같은 소프트 몰드(soft mold)를 사용하기 때문에, 몰드(mold)와 기판의 접촉 시에 몰드(mold)의 변형으로 인하여 패턴 왜곡 현상이 발생하는 문제점이 있다. Although the micro contact printing process is capable of producing a wide pattern from several tens of um to several tens of nm, the contact between the mold and the substrate is made because a soft mold such as polydimethylsiloxane (PDMS) is used. There is a problem in that the pattern distortion occurs due to deformation of the mold.
도 1은 종래 기술에 따른 레이저 어시스트 패턴 전사(Laser Assisted Pattern Transfer)공정을 거쳐 형성된 패턴을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a pattern formed through a laser assisted pattern transfer process according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 기존의 레이저 어시스트 패턴 전사(Laser Assisted Pattern Transfer)공정을 거쳐 형성된 패턴은 패턴의 경계가 불확실한 것을 나타내고 있다. 기존의 레이저 어시스트 패턴 전사(Laser Assisted Pattern Transfer)공정은, 회절 및 초점 깊이의 한계로 10um 이하의 패턴을 만들기 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 레이저가 지나간 자리만 패턴이 형성되기 때문에 대면적으로 패턴을 제조하기에는 제조 시간이 오래 걸리는 문제점이 있으며, 다른 공정에 비해서 패턴의 경계가 불균일해서 패턴 퀄리티가 좋지 않은 단점이 있다. 그리고, 레이저에 의해서 경계가 끊어지면서 기판에 파티클(particle)이 비산하고 경계가 불균일하게 되는 단점이 있다.As shown in FIG. 1, a pattern formed through a conventional laser assisted pattern transfer process indicates that a pattern boundary is uncertain. The conventional laser assisted pattern transfer process has a problem in that it is difficult to make a pattern of 10 μm or less due to diffraction and focus depth limitations. In addition, since the pattern is formed only in the position where the laser passes, it takes a long time to manufacture the pattern in a large area, and there is a disadvantage in that the pattern quality is not good because the boundary of the pattern is uneven compared to other processes. In addition, as the boundary is broken by the laser, particles are scattered on the substrate and the boundary is uneven.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은, 일정영역은 친수성, 일정영역은 소수성을 가지도록 형성되는 것에 의하여, 친수성 또는 소수성 패턴 재료를 해당 패턴 재료와 표면 성질이 같은 영역에만 입혀지게 할 수 있고, 또한 패턴 재료를 전사시킨 후 이 몰드 패턴을 재사용할 수 있는 몰드 및 몰드 제조방법, 패턴 전사방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Therefore, in order to solve the above problems, the present invention is formed so that the constant region is hydrophilic and the constant region is hydrophobic, so that the hydrophilic or hydrophobic pattern material is coated only on the region having the same surface properties as the pattern material. It is also an object of the present invention to provide a mold, a mold manufacturing method, and a pattern transfer method which can reuse the mold pattern after transferring the pattern material.
또한, 본 발명은, 패터닝 할 부위만 패턴 재료가 입혀지는 것에 의하여, 레이저로 전사할 때 패턴 경계에서 재료가 떨어지면서 생기는 패턴 경계의 불균일성을 제거할 수 있는 몰드 및 몰드 제조방법, 패턴 전사방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. In addition, the present invention provides a mold, a mold manufacturing method, and a pattern transfer method capable of eliminating the nonuniformity of the pattern boundary caused by the material falling off the pattern boundary when the pattern material is coated only on the portion to be patterned. Its purpose is to provide.
또한, 본 발명은, 마이크로 미터 내지 나노 미터 크기의 패턴 경계의 불균일성이 제거되는 것에 의하여, 우수한 패턴 품질을 가지는 몰드 및 몰드 제조방법, 패턴 전사방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. It is also an object of the present invention to provide a mold, a mold manufacturing method, and a pattern transfer method having excellent pattern quality by eliminating the nonuniformity of the pattern boundary of micrometer to nanometer size.
또한, 본 발명은, 액상의 패턴 재료를 스핀 코팅법을 이용하여 몰드 표면 상에 코팅된 전사재료를 직접 기판에 전사시키는 것에 의하여, 기판에 전사되는 패턴의 형성과정이 간소화되고, 제조 비용 및 제조 시간을 절감시킬 수 있는 몰드 및 몰드 제조방법, 패턴 전사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also simplifies the process of forming a pattern to be transferred to a substrate by directly transferring a transfer material coated on a mold surface onto a substrate using a liquid coating material by spin coating. An object of the present invention is to provide a mold, a mold manufacturing method, and a pattern transfer method capable of saving time.
또한, 본 발명은, 마스크를 사용하지 않고, 대면적의 패턴 전사가 가능한 몰드 및 몰드 제조방법, 패턴 전사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a mold, a mold manufacturing method, and a pattern transfer method capable of large area pattern transfer without using a mask.
또한, 본 발명은, 균일한 선 폭을 가지는 마이크로 미터 크기 이하의 전사패턴을 형성할 수 있는 몰드 및 몰드 제조방법, 패턴 전사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a mold, a mold manufacturing method, and a pattern transfer method capable of forming a transfer pattern of a micrometer size or less having a uniform line width.
또한, 본 발명은, 기존의 진공 상태에서 이루어지던 패턴 전사 공정이 대기 상태에서도 가능하여, 공정이 편리한 몰드 및 몰드 제조방법, 패턴 전사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a mold, a mold manufacturing method, and a pattern transfer method, in which a pattern transfer process made in a conventional vacuum state is possible even in a standby state, and the process is convenient.
청구항 1에 관한 발명인 몰드는, 전사될 패턴 재료가 입혀지는 면이 볼록한 부분과 오목한 부분으로 번갈아 형성되어 있고, 볼록한 부분이 친수성이면, 오목한 부분은 소수성으로 되어있고, 볼록한 부분이 소수성이면, 오목한 부분이 친수성으로 되어 있다.The mold of the invention according to claim 1 is alternately formed of a convex portion and a concave portion on which the surface on which the pattern material to be transferred is coated, and if the convex portion is hydrophilic, the concave portion is hydrophobic, and if the convex portion is hydrophobic, the concave portion This is hydrophilic.
따라서, 청구항 1에 관한 발명인 몰드에 의하면, 몰드 표면이 일정영역은 친수성, 일정영역은 소수성을 가지도록 형성하는 것에 의하여, 친수성 또는 소수성 패턴 재료를 해당 패턴 재료와 표면 성질이 같은 영역에만 입혀지게 할 수 있다.Therefore, according to the mold of the invention according to claim 1, the surface of the mold is formed so as to have a certain area hydrophilic and a certain area hydrophobic, so that the hydrophilic or hydrophobic pattern material can be coated only in an area having the same surface property as the pattern material. Can be.
청구항 2에 관한 발명인 몰드 제조방법은, 몰드 표면을 친수처리하는 친수처리단계, 친수처리된 몰드 표면 상에 패턴 마스크를 코팅하는 패턴마스크 코팅단계, 패턴 마스크를 패터닝하여 몰드 표면이 노출되는 노출영역과 노출영역 사이에 패턴 마스크가 유지되는 패턴 마스크막 영역을 형성하는 패턴마스크 패터닝단계, 노출영역을 에칭하는 제4 단계, 에칭된 노출영역과 패턴 마스크막 영역을 소수처리하는 소수처리단계, 패턴 마스크막 영역의 패턴 마스크를 제거하는 패턴마스크 제거단계 를 포함한다.The mold manufacturing method of the invention according to claim 2 includes a hydrophilic treatment step of hydrophilizing a mold surface, a pattern mask coating step of coating a pattern mask on a hydrophilized mold surface, and an exposed area to which a mold surface is exposed by patterning a pattern mask; A pattern mask patterning step of forming a pattern mask film region in which the pattern mask is held between the exposure regions, a fourth step of etching the exposure region, a minority processing step of hydrophobizing the etched exposure region and the pattern mask film region, and a pattern mask film And removing a pattern mask to remove the pattern mask of the region.
따라서, 청구항 2에 관한 발명인 몰드 제조방법에 의하면, 몰드 표면이 일정영역은 친수성, 일정영역은 소수성을 가지도록 형성하는 것에 의하여, 친수성 또는 소수성 패턴 재료를 해당 패턴 재료와 반응하는 영역에만 입혀지게 할 수 있다.Therefore, according to the mold manufacturing method of the invention according to claim 2, the surface of the mold is formed so as to have a certain area hydrophilicity and a certain area hydrophobic, so that the hydrophilic or hydrophobic pattern material can be coated only in a region reacting with the pattern material. Can be.
청구항 3에 관한 발명인 몰드 제조방법은, 청구항 2에 관한 발명인 몰드 제조방법에 있어서, 친수처리단계에서는, 몰드 표면을 플라즈마(plasma) 또는 UV(Ultra-Viloet) 처리, 과산화 수소(Hydrogen peroxide) 처리한다.In the mold manufacturing method according to claim 3, in the mold manufacturing method according to claim 2, in the hydrophilic treatment step, the surface of the mold is treated with plasma or UV (Ultra-Viloet) and hydrogen peroxide (Hydrogen peroxide). .
따라서, 청구항 3에 관한 발명인 몰드 제조방법에 의하면, 몰드 표면을 친수처리하고 있기 때문에, 친수처리된 몰드 표면 상에 친수성 패턴재료가 남아있도록 할 수 있다.Therefore, according to the mold manufacturing method of the invention according to claim 3, since the surface of the mold is hydrophilized, the hydrophilic pattern material can remain on the surface of the hydrophilized mold.
청구항 4에 관한 발명인 몰드 제조방법은, 청구항 4에 관한 발명인 몰드 제조방법에 있어서, 소수처리단계에서는, 에칭된 노출영역과 패턴 마스크막을 O2플라즈마 처리하여 피라나(piranah) 용액에 침수시킨 후, 실란(silane) 용액으로 소수처리한다.In the mold fabrication method according to claim 4, in the mold fabrication method according to claim 4, in the hydrophobic treatment step, the etched exposed region and the pattern mask film are subjected to O 2 plasma treatment and immersed in a piranah solution. Hydrophobic treatment with silane solution.
따라서, 청구항 4에 관한 발명인 몰드 제조방법에 의하면, 몰드 표면을 소수처리하고 있기 때문에, 소수처리된 몰드 표면 상에 친수성 패턴재료가 떨어지게 할 수 있다. Therefore, according to the mold manufacturing method which is invention of Claim 4, since the mold surface is hydrophobized, a hydrophilic pattern material can fall on the hydrophobized mold surface.
청구항 5에 관한 발명인 몰드 제조방법은, 몰드 표면을 소수처리하는 소수처리단계, 소수처리된 몰드 표면 상에 패턴 마스크를 코팅하는 패턴마스크 코팅단계, 패턴 마스크를 패터닝하여 몰드 표면이 노출되는 노출영역과 노출영역 사이에 패턴 마스크가 유지되는 패턴 마스크막 영역을 형성하는 패턴마스크 패터닝단계, 노출영역을 에칭하는 제4 단계, 에칭된 노출영역과 패턴 마스크막 영역을 친수처리하는 친수처리단계, 패턴 마스크막 영역의 패턴 마스크를 제거하는 패턴마스크 제거단계를 포함한다.The method of manufacturing a mold according to claim 5 includes a hydrophobic treatment step of hydrophobizing a mold surface, a pattern mask coating step of coating a pattern mask on a hydrophobized mold surface, and an exposed area where the mold surface is exposed by patterning the pattern mask; A pattern mask patterning step of forming a pattern mask film region in which the pattern mask is held between the exposure regions, a fourth step of etching the exposure region, a hydrophilic treatment step of hydrophilizing the etched exposure region and the pattern mask film region, and a pattern mask film And removing a pattern mask for removing the pattern mask of the region.
따라서, 청구항 5에 관한 발명인 몰드 제조방법에 의하면, 몰드 표면이 선택적으로 소수성 또는 친수성을 가지도록 몰드 패턴을 형성하는 것에 의하여, 액체 상태의 패턴 재료를 해당 패턴 재료와 표면 성질이 같은 영역에만 입혀지게 할 수 있다.Therefore, according to the mold manufacturing method of the invention according to claim 5, by forming the mold pattern such that the mold surface has hydrophobicity or hydrophilicity selectively, the liquid pattern material is coated only on the region having the same surface property as the pattern material. can do.
청구항 6에 관한 발명인 패턴 전사 방법은, 청구항 2 내지 청구항 5중 어느 한 항에 관한 발명인 몰드 제조방법에 의하여 제조된 몰드의 친수성 표면 상에 친수성 패턴재료를 코팅하는 코팅단계, 친수성 패턴 재료와 기판을 서로 맞대어 가압하는 가압단계, 서로 맞대어진 상태에 레이저 광을 주사하여, 친수성 패턴 재료를 기판 상으로 전사하는 전사단계를 포함한다.The pattern transfer method according to claim 6 is a coating step of coating a hydrophilic pattern material on a hydrophilic surface of a mold produced by the mold manufacturing method according to any one of claims 2 to 5, a hydrophilic pattern material and a substrate And a pressurizing step of pressing against each other, and a transfer step of scanning the laser light in a state where they are brought into contact with each other to transfer the hydrophilic pattern material onto the substrate.
따라서, 청구항 6에 관한 발명인 패턴 전사 방법에 의하면, 패터닝 할 부위만 패턴 재료가 입혀지고 있기 때문에, 레이저로 전사할 때 패턴 경계에서 재료가 떨어지면서 생기는 패턴 경계의 불균일성을 제거할 수 있고, 우수한 패턴 품질을 가질 수 있다. 또한, 액상의 패턴 재료를 스핀 코팅법을 이용하여 몰드 표면 상에 코팅된 전사재료를 직접 기판에 전사시키고 있기 때문에, 기판에 전사되는 패턴의 형성과정이 간소화되고, 제조 비용 및 제조 시간을 절감시킬 수 있다. 또한, 청구 항 6에 관한 발명인 패턴 전사 방법에 의하면, 마스크를 사용하지 않고, 대면적의 패턴 전사가 가능하며, 균일한 선 폭을 가지는 마이크로 미터 크기 이하의 전사패턴을 형성할 수 있다. 또한, 기존의 진공 상태에서 이루어지던 패턴 전사 공정이 대기 상태에서도 가능하여, 공정이 편리하다. Therefore, according to the pattern transfer method of the invention according to claim 6, since the pattern material is coated only on the portion to be patterned, the nonuniformity of the pattern boundary caused by the material falling off the pattern boundary when transferring with a laser can be eliminated, and the excellent pattern Can have quality. In addition, since the transfer material coated on the mold surface is directly transferred to the substrate by using the spin coating method of the liquid pattern material, the formation process of the pattern transferred to the substrate is simplified, and the manufacturing cost and manufacturing time can be reduced. Can be. Further, according to the pattern transfer method of the invention according to claim 6, a large area transfer can be performed without using a mask, and a transfer pattern of a micrometer size or less having a uniform line width can be formed. In addition, the pattern transfer process, which is performed in the conventional vacuum state, is possible even in the air state, and the process is convenient.
청구항 7에 관한 발명인 패턴 전사 방법은, 청구항 2 내지 청구항 5중 어느 한 항에 관한 발명인 몰드 제조방법에 의하여 제조된 몰드의 소수성 표면 상에 소수성 패턴재료를 코팅하는 코팅단계, 소수성 패턴 재료와 기판을 서로 맞대어 가압하는 가압단계, 서로 맞대어진 상태에 레이저 광을 주사하여, 소수성 패턴 재료를 기판 상으로 전사하는 전사단계를 포함한다.The pattern transfer method of the inventor according to claim 7, the coating step of coating a hydrophobic pattern material on the hydrophobic surface of the mold produced by the mold manufacturing method according to any one of claims 2 to 5, the hydrophobic pattern material and the substrate And a pressurizing step of pressing against each other, and a transfer step of scanning the laser light in a state where they are brought into contact with each other to transfer the hydrophobic pattern material onto the substrate.
따라서, 청구항 7에 관한 발명인 패턴 전사 방법에 의하면, 패터닝 할 부위만 패턴 재료가 입혀지고 있기 때문에, 레이저로 전사할 때 패턴 경계에서 재료가 떨어지면서 생기는 패턴 경계의 불균일성을 제거할 수 있고, 우수한 패턴 품질을 가질 수 있다. 또한, 액상의 패턴 재료를 스핀 코팅법을 이용하여 몰드 표면 상에 코팅된 전사재료를 직접 기판에 전사시키고 있기 때문에, 기판에 전사되는 패턴의 형성과정이 간소화되고, 제조 비용 및 제조 시간을 절감시킬 수 있다. 또한, 마스크를 사용하지 않고, 대면적의 패턴 전사가 가능하고, 균일한 선 폭을 가지는 마이크로 미터 크기 이하의 전사패턴을 형성할 수 있다. 또한, 기존의 진공 상태에서 이루어지던 패턴 전사 공정이 대기 상태에서도 가능하기 때문에, 공정이 편리하다.Therefore, according to the pattern transfer method of the invention according to claim 7, since only the portion to be patterned is coated with the pattern material, the nonuniformity of the pattern boundary caused by the material falling off the pattern boundary when transferring with the laser can be eliminated, and the excellent pattern Can have quality. In addition, since the transfer material coated on the mold surface is directly transferred to the substrate by using the spin coating method of the liquid pattern material, the formation process of the pattern transferred to the substrate is simplified, and the manufacturing cost and manufacturing time can be reduced. Can be. In addition, a large-area pattern transfer can be performed without using a mask, and a transfer pattern of a micrometer size or less having a uniform line width can be formed. In addition, since the pattern transfer process performed in the conventional vacuum state is possible in the air state, the process is convenient.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 몰드 표면이 일정영역은 친수성, 일정 영역은 소수성을 가지도록 형성되어 있기 때문에, 친수성 또는 소수성 패턴 재료를 해당 패턴 재료와 표면 성질이 같은 영역에만 입혀지게 할 수 있고, 또한 패턴 재료를 전사시킨 후 이 몰드 패턴을 재사용할 수 있다.As described above, according to the present invention, since the mold surface is formed so as to have a certain area is hydrophilic, and a certain area is hydrophobic, the hydrophilic or hydrophobic pattern material can be coated only in an area having the same surface properties as the pattern material. And the mold pattern can be reused after the pattern material is transferred.
또한, 본 발명에 의하면, 패터닝 할 부위만 패턴 재료가 입혀지고 있기 때문에, 레이저로 전사할 때 패턴 경계에서 재료가 떨어지면서 생기는 패턴 경계의 불균일성을 제거할 수 있다. In addition, according to the present invention, since the pattern material is coated only on the portion to be patterned, the nonuniformity of the pattern boundary caused by the material falling off the pattern boundary when being transferred by the laser can be eliminated.
또한, 본 발명에 의하면, 마이크로 미터 내지 나노 미터 크기의 패턴 경계의 불균일성이 제거되기 때문에, 우수한 패턴 품질을 가질 수 있다. Further, according to the present invention, since the nonuniformity of the pattern boundary of micrometer to nanometer size is eliminated, it can have excellent pattern quality.
또한, 본 발명에 의하면, 액상의 패턴 재료를 스핀 코팅법을 이용하여 몰드 표면 상에 코팅된 전사재료를 직접 기판에 전사시키고 있기 때문에, 기판에 전사되는 패턴의 형성과정이 간소화되고, 제조 비용 및 제조 시간을 절감시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, since the transfer material coated on the mold surface is directly transferred to the substrate by using the spin coating method of the liquid pattern material, the formation process of the pattern transferred to the substrate is simplified, and the manufacturing cost and Manufacturing time can be saved.
또한, 본 발명에 의하면, 마스크를 사용하지 않고, 대면적의 패턴 전사가 가능하다. Moreover, according to this invention, the pattern transfer of a large area is possible without using a mask.
또한, 본 발명에 의하면, 균일한 선 폭을 가지는 마이크로 미터 크기 이하의 전사패턴을 형성할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to form a transfer pattern of micrometer size or less having a uniform line width.
또한, 본 발명에 의하면, 기존의 진공 상태에서 이루어지던 패턴 전사 공정이 대기 상태에서도 가능하기 때문에, 공정이 편리하다.Moreover, according to this invention, since the pattern transfer process performed in the existing vacuum state is possible also in a standby state, a process is convenient.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과 외의 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세 하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Specific matters other than the problem to be solved, the problem solving means, and the effects of the present invention as described above are included in the following embodiments and the drawings. Advantages and features of the present invention, and methods for accomplishing the same will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the accompanying drawings are only described in order to more easily disclose the contents of the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the scope of the accompanying drawings that will be readily available to those of ordinary skill in the art. You will know.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 몰드의 구조를 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the structure of a mold according to the first embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 몰드(100)는, 전사될 패턴 재료가 입혀지는 면이 볼록한 부분(100a)과 오목한 부분(100b)으로 번갈아 형성되어 있는 구조이다. As shown in FIG. 2, the
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 몰드(100)는, 볼록한 부분(100a)이 친수성(110)이면, 오목한 부분(100b)은 소수성(140)으로 되어있다. 또한, 도시되어 있지는 않지만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 변형 예로서, 몰드가, 볼록한 부분이 소수성이면, 오목한 부분이 친수성으로 되어있다.Here, in the
본 발명의 제1 실시예에 따른 몰드에 의하면, 몰드 표면이 일정영역은 친수성, 일정영역은 소수성을 가지도록 형성되어 있기 때문에, 친수성 또는 소수성 패턴 재료를 해당 패턴 재료와 반응하는 영역에만 입혀지게 할 수 있고, 또한 패턴 재료를 전사시킨 후 이 몰드 패턴을 재사용할 수 있다.According to the mold according to the first embodiment of the present invention, since the mold surface is formed to have a certain area is hydrophilic, and the predetermined area is hydrophobic, it is possible to apply the hydrophilic or hydrophobic pattern material only to the area reacting with the pattern material. It is also possible to reuse this mold pattern after transferring the pattern material.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 몰드의 제조방법에 대하 여 도 3에서부터 도 4g에 관한 설명까지를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a mold according to an embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 4G.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 몰드 제조방법의 순서를 나타내는 도면이다.3 is a view showing a procedure of a mold manufacturing method according to a second embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 몰드 제조방법은, 몰드 표면을 친수 처리하는 친수처리단계(S100), 패턴 마스크를 코팅하는 패턴마스크 코팅단계(S200), 패턴 마스크를 패터닝하여 몰드 표면이 노출되는 노출영역과 노출영역사이에 패턴 마스크막이 유지되는 패턴 마스크막 영역을 형성하는 패턴마스크 패터닝단계(S300), 노출영역을 에칭하는 에칭단계(S400), 에칭된 노출영역과 패턴 마스크막 영역을 소수처리하는 소수처리단계(S500), 패턴 마스크막 영역의 패턴 마스크를 제거하는 패턴마스크 제거단계(S600)를 포함한다.As shown in Figure 3, the mold manufacturing method according to the second embodiment of the present invention, a hydrophilic treatment step (S100) for hydrophilic treatment of the mold surface, a pattern mask coating step (S200), a pattern mask for coating a pattern mask Pattern mask patterning to form a pattern mask film region in which a pattern mask film is maintained between an exposed region and an exposed region where the mold surface is exposed, a pattern mask patterning step (S300), an etching step of etching the exposed region (S400), and an etched exposed region And a hydrophobic treatment step (S500) of hydrophobizing the pattern mask film region, and a pattern mask removal step (S600) of removing the pattern mask of the pattern mask film region.
친수처리단계(S100)는, 몰드 표면에 패턴을 형성하기 전에 몰드 표면을 친수처리하는 단계이다. 여기서, 몰드 표면을 플라즈마(plasma) 처리하거나, UV(Ultra-Violet) 처리 또는 과산화수소(Hydrogen peroxide) 처리하여, 몰드 표면이 친수 특성을 가지도록 한다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 몰드 종류에 따라 친수처리하는 방식이 달라질 수 있음은 당업자에게는 자명한 사항이다. 한편, 본 발명의 실시예에서의 몰드는, Si 몰드, 유리 몰드(glass mold), SiN 몰드, SiO2 몰드, 금속이 코팅된 Si 또는 유리(glass) 몰드 등이 사용될 수 있다.The hydrophilic treatment step (S100) is a step of hydrophilizing the mold surface before forming a pattern on the mold surface. Here, the surface of the mold is treated by plasma, UV (Ultra-Violet) treatment, or hydrogen peroxide (Hydrogen peroxide), so that the mold surface has hydrophilic characteristics. However, the present invention is not limited thereto, and it is obvious to those skilled in the art that the method of hydrophilic treatment may vary according to the mold type. Meanwhile, in the embodiment of the present invention, a Si mold, a glass mold, a SiN mold, a SiO 2 mold, a metal coated Si or a glass mold may be used.
패턴마스크 코팅단계(S200)는, 친수처리된 몰드 표면 상에 패터닝을 위한 패턴 마스크를 코팅하는 단계이다. 여기서, 패턴 마스크는, 몰드 표면에 패턴을 형성하기 위하여 사용되는 마스크를 의미한다. 예를 들면, 몰드 재료가 Si 몰드일 경 우, 그 몰드 표면위에 증착된 에칭 마스크 막과 에칭 마스크막 상에 코팅된 포토 레지스트 막을 총칭한 것이다. 이에 보다 상세한 설명은 도 3에 관한 설명에서 하기로 한다.The pattern mask coating step (S200) is a step of coating a pattern mask for patterning on a surface of a hydrophilic mold. Here, a pattern mask means the mask used in order to form a pattern in a mold surface. For example, when the mold material is a Si mold, the etching mask film deposited on the mold surface and the photoresist film coated on the etching mask film are collectively referred to. Detailed description thereof will be made in the description of FIG. 3.
패턴마스크 패터닝단계(S300)는, 패턴 마스크를 패터닝하는 단계이다. 패턴 마스크의 소정 부위가 몰드 표면이 노출되는 노출영역으로 형성되도록 건식 에칭 공정등을 이용하여 패터닝된다. 노출영역 사이에는 패턴 마스크가 그대로 유지되고 있는 패턴 마스크막 영역이 형성된다.The pattern mask patterning step S300 is a step of patterning a pattern mask. A predetermined portion of the pattern mask is patterned using a dry etching process or the like so as to form an exposed area where the mold surface is exposed. A pattern mask film region in which the pattern mask is maintained is formed between the exposed regions.
에칭단계(S400)는, 패턴마스크 패터닝단계(S300)에서 형성된 노출영역을 건식 에칭 또는 습식 에칭 공정 등을 이용하여 에칭하는 단계이다. 이때, 에칭에 의하여 몰드 모재에는 소정의 홈이 형성된다.In the etching step S400, the exposed area formed in the pattern mask patterning step S300 is etched using a dry etching process or a wet etching process. At this time, a predetermined groove is formed in the mold base material by etching.
소수처리단계(S500)는, 에칭된 노출영역과 계속 유지되고 있는 패턴 마스크막 영역을 소수처리하는 단계이다. 여기서, 소수처리단계(S500)는, 에칭된 노출영역과 패턴 마스크막 영역을 O2플라즈마 처리하여 피라나(piranah) 용액에 침수시킨 후, 실란(silane) 용액으로 소수처리하여, 에칭된 노출영역과 패턴 마스크막 영역이 소수 특성을 가지게 된다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 몰드의 종류에 따라 소수처리방식이 달라질 수 있음은 당업자에게는 자명한 사항이다.The hydrophobic treatment step (S500) is a hydrophobic treatment of the etched exposed region and the pattern mask film region which is still held. Here, in the hydrophobic treatment step (S500), the etched exposed area and the pattern mask film area are immersed in a piranah solution by O 2 plasma treatment, and then hydrophobized with a silane solution, thereby etching the exposed area. And the pattern mask film region have a hydrophobic characteristic. However, the present invention is not limited thereto, and it is obvious to those skilled in the art that the hydrophobic treatment method may vary according to the type of mold.
패턴마스크 제거단계(S600)는, 소수처리단계(S500)에서 소수처리된 패턴 마스크막 영역의 패턴마스크를 제거하여 패턴 마스크 아래의 친수특성 표면을 노출시키는 단계이다.The pattern mask removing step (S600) is a step of exposing the hydrophilic surface under the pattern mask by removing the pattern mask of the pattern mask film region hydrophobized in the hydrophobic treatment step (S500).
한편, 도시되어 있지는 않지만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 몰드 제조방법에 대한 다른 실시예로서, S100에서 몰드 표면을 소수처리하고, S500에서 에칭된 노출영역과 패턴 마스크막 영역을 친수처리하여, 패턴 마스크 아래의 소수특성을 가지는 표면과 노출영역의 친수특성을 가지는 표면을 가지는 몰드를 제조할 수도 있다. On the other hand, although not shown, as another embodiment of the mold manufacturing method according to the first embodiment of the present invention, the surface of the mold is hydrophobized in S100, and the exposed and patterned mask film regions etched in S500 by hydrophilic treatment In addition, a mold having a surface having a hydrophobic characteristic under the pattern mask and a surface having a hydrophilic characteristic under the pattern mask may be manufactured.
도 4a 내지 4g는 본 발명의 제3 실시예에 따른 몰드 제조공정을 나타내는 도면이다. 한편, 도 4a 내지 4g는 Si 몰드를 패터닝하는 과정을 일 예로 하여 설명하기로 한다. 4A to 4G are views illustrating a mold manufacturing process according to a third embodiment of the present invention. Meanwhile, FIGS. 4A to 4G will be described as an example of patterning a Si mold.
도 4a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 몰드 표면(100)의 친수처리공정을 나타내는 도면이다. 4A is a view showing a hydrophilic treatment process of the
도 4a에 도시된 바와 같이, 몰드 표면(100)이 소정의 친수 처리과정에 의하여 친수특성을 가지게 된다. 여기서, 친수처리과정은, 몰드 표면(100)을 플라즈마(plasma) 처리하거나, UV(Ultra-Violet) 처리 또는 과산화수소(Hydrogen peroxide) 처리하는 과정이다. 이를 통해, 몰드 표면(100) 상에 소정의 친수성 막(110)이 형성된다. 도 4a은 도 3의 친수처리단계(S100)에 해당되는 도면이다.As shown in FIG. 4A, the
도 4b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 몰드의 에칭 마스크막(120) 및 포토 레지스트막(130) 코팅 공정을 나타내는 도면이다. 도 4b는 도 3의 패턴마스크 코팅단계(S200)에 해당되는 도면이다.4B is a view illustrating a process of coating the
도 4b에 도시된 바와 같이, 도 4a에서 친수성 막(110) 상에 에칭 마스크막(120)을 증착한다. 여기서, 에칭 마스크막(120)은, 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미 늄(Al) 등의 금속물질로 이루어진다. 또한, 에칭 마스크(120) 막 상에는 포토레지스트 막(130)이 스핀 코팅된다. 그런 다음, 포토레지스트 막(130)이 노광된다.As shown in FIG. 4B, an
도 4c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 몰드의 포토 레지스트막(130)을 에칭하는 공정을 나타내는 도면이다.4C is a view showing a process of etching the
도 4c에 도시된 바와 같이, 도 4b에서 노광된 포토 레지스트 막(130)을 현상(develop)하여 포토레지스트 막(130)이 패터닝된다. 이때, 노광된 포토 레지스트 막(130)이 제거된다. 한편, 본 발명의 실시예에서는, 기존의 포토 리소그래피(photolithography) 공정을 일 예로 하여 마스크 막이 제조되는 것을 일 예로 하고 있다. 그러나, 에칭 마스크를 패터닝하기 위하여 전자 빔 리소그래피(E-beam lithography), 나노 임프린팅 리소그래피(Nano Imprinting Lithography, NIL), 집속 이온 빔(Focused Ion Beam, FIB), 간섭 리소그래피(interference lithography)등 기존의 어떠한 공정을 써도 무방하다.As shown in FIG. 4C, the
도 4d는 본 발명의 제3 실시예에 따른 몰드의 에칭 마스크 막(120)을 에칭하는 공정을 나타내는 도면이다.4D is a view showing a process of etching the
도 4d에 도시된 바와 같이, 도 4c에서 포토레지스트 막(130)이 패터닝되어 제거된 다음, 그 하부의 에칭 마스크막(120)을 건식 에칭 또는 습식 에칭 공정을 이용하여 에칭한다. 에칭 마스크 막(120)이 에칭되어 제거되면, 그 하부의 몰드 표면, 즉 친수성 막(110)이 외부로 노출된다. 이때, 친수성 막(110)이 노출된 노출영역과 노출영역사이에 에칭마스크 막(120)이 유지되는 에칭 마스크 막 영역이 형성된다.As shown in FIG. 4D, the
한편, 도 4c 및 4d는 도 3의 패턴마스크 패터닝단계(S300)에 해당되는 도면이다.4C and 4D are diagrams corresponding to the pattern mask patterning step S300 of FIG. 3.
도 4e는 본 발명의 제3 실시예에 따른 몰드의 모재(100)를 에칭하는 공정을 나타내는 도면이다. 도 4e는 도 3의 에칭단계(S400)에 해당되는 도면이다.4E is a view showing a process of etching the
도 4e에 도시된 바와 같이, 도 4d에서 형성된 노출영역을 건식 에칭 공정을 이용하여 에칭한다. 이때, 에칭된 노출영역에는 소정의 높이와 너비를 가지는 홈이 형성된다. 여기서, 홈의 높이와 너비는 에칭 공정의 종류 및 몰드의 재료 등의 변수에 의하여 조절될 수 있다.As shown in FIG. 4E, the exposed region formed in FIG. 4D is etched using a dry etching process. In this case, a groove having a predetermined height and width is formed in the etched exposed region. Here, the height and width of the groove may be adjusted by variables such as the type of the etching process and the material of the mold.
도 4f는 본 발명의 제3 실시예에 따른 에칭된 노출영역과 에칭 마스크막을 소수처리하는 공정을 나타내는 도면이다. 도 4f는 도 3의 소수처리단계(S500)에 해당되는 도면이다.4F is a view showing a process of hydrophobically treating an etched exposed region and an etching mask film according to a third embodiment of the present invention. 4F is a diagram corresponding to the minority processing step S500 of FIG. 3.
도 4f에 도시된 바와 같이, 도 4e에서 에칭된 노출영역과 도 4c에서 유지된 에칭 마스크 막을 소수처리하여 노출영역(100)이 소수특성을 가지게 된다. 본 발명의 실시예에서 사용될 수 있는 소수처리는, 노출영역(100)과 에칭 마스크막을 O2 플라즈마 처리 후 피라나(piranah) 용액에 담궜다가, 실란(silane) 용액으로 소수처리할 수 있다. 이 방법을 통하여 일반적인 SAM(Self Assembled Monolayer)이 제조될 수 있다. 또한, 노출영역(100)과 에칭 마스크막(120)을 1시간 정도 UV 조사 후, 실란(silane) 용액으로 소수처리할 수도 있다. 그러면 금속이 있는 볼록한 부위(에칭마스크 막, 120)는 여전히 친수 표면 특성을 가지게 되고, 도 4d에서 에칭된 오 목한 부위(홈, 100)만 소수 표면 특성을 갖게 된다. As shown in FIG. 4F, the exposed
도 4g는 본 발명의 제3 실시예에 따른 몰드의 에칭 마스크막(120)을 제거하는 공정을 나타내는 도면이다. 도 4g는 도 3의 패턴마스크 제거단계(S600)에 해당되는 도면이다.4G is a view showing a process of removing the
도 4g에 도시된 바와 같이, 도 4f에서 소수처리된 에칭마스크 막(120)을 제거하여 오목한 홈(바닥면 및 벽면) 부위는 소수 특성을 가지고, 볼록한 부위는 친수특성을 가지게 된다.As shown in FIG. 4G, the concave groove (bottom and wall) portions have a hydrophobic characteristic, and the convex portions have hydrophilic characteristics by removing the hydrophobic
한편, 도시되어 있지는 않지만, 본 발명의 제3 실시예에 따른 몰드 제조방법에 대한 다른 실시예로서, 도 4a의 공정에서 몰드 표면을 소수처리하고, 도 4f에서 에칭된 노출영역과 에칭 마스크막을 친수처리하여, 에칭 마스크막 아래의 소수특성을 가지는 표면과 노출영역의 친수특성을 가지는 표면을 가지는 몰드를 제조할 수도 있다.On the other hand, although not shown, as another embodiment of the mold manufacturing method according to the third embodiment of the present invention, the surface of the mold is hydrophobized in the process of FIG. 4A, and the exposed region and the etching mask film etched in FIG. 4F are hydrophilic. By processing, a mold having a surface having a hydrophobic characteristic under the etching mask film and a surface having a hydrophilic characteristic of the exposed area may be produced.
본 발명의 실시예에 따른 몰드 제조방법에 의하여 제조된 몰드는, 그 몰드 표면의 특정 부위에만 선택적으로 패턴 재료를 코팅하여 이를 기판에 전사시키는 공정을 반복적으로 수행할 수 있다. 상기와 같은 플라즈마 방식의 친수처리와, SAM방식의 소수처리를 통하여, 몰드 표면의 특성이 수일 내지 수십일 정도 유지될 수 있다. 특히, SAM방식은 물리적으로 층(layer)을 제거하지 않으면 더욱 오랜 기간 유지될 수 있다. 또한, 기존의 몰드는 이온(ion) 또는 전자빔(E-beam)을 쏘아서 재료를 증착 또는 제거하여 패터닝을 하는 기존 공정은 진공 상태에서 이루어져야 하지만, 본 발명의 실시예에 따른 몰드 제조방법에 의하여 제조된 몰드는, 진공 상태 가 아닌 대기 상태에서도 공정이 가능하여, 대면적으로 패터닝할 수 있다.The mold manufactured by the mold manufacturing method according to the embodiment of the present invention may repeatedly perform a process of selectively coating a pattern material only on a specific portion of the mold surface and transferring it to a substrate. Through the hydrophilic treatment of the plasma method and the hydrophobic treatment of the SAM method as described above, the characteristics of the mold surface can be maintained for several days to several tens of days. In particular, the SAM method can be maintained for a longer period of time without physically removing the layer. In addition, the existing mold is formed by a method of manufacturing a mold according to an embodiment of the present invention, although the existing process of patterning by depositing or removing material by shooting ions or electron beams (E-beam) should be performed in a vacuum state. The mold can be processed in an atmospheric state rather than in a vacuum state, and can be patterned in a large area.
도 5a 내지 5c는 본 발명의 제4 실시예에 따른 패턴 전사방법을 나타내는 도면이다.5A to 5C are diagrams illustrating a pattern transfer method according to a fourth embodiment of the present invention.
도 5a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 선택적 표면 특성을 가지는 몰드 패턴(110) 상에 패턴 재료를 코팅하는 공정을 나타내는 도면이다.5A is a view illustrating a process of coating a pattern material on a
도 5a에 도시된 바와 같이, 도 3 에서부터 도 4g까지에 설명된 몰드 제조방법에 의하여 제조된 몰드(100) 상에, 액상의 패턴 재료(200)가 코팅된다. 본 발명의 실시예에서는, 액상의 패턴 재료(200)로서 친수 특성을 갖는 실버 잉크(silver ink)를 일 예로 하여 사용하였다. 그러나, 이외에도 스핀 코팅(spin coating)이 가능한 모든 액상의 패턴 재료도 가능하다. 또한, 코팅 방법은 스핀 코팅(spin coating)을 이용하여, 친수 특성을 갖는 볼록한 부위(110)만 패턴 재료(200)가 입혀지고, 나머지는 소수 특성을 갖는 부위(140)에는 패턴 재료가 붙어 있지 못하게 된다. 그 이유는, 몰드(100)의 고속 회전에 의해서 패턴 재료가 없어져 버리기 때문이다. 또한, 스핀 코팅(spin coating)이외에, 다른 솔루션 프로세스(soluton process)도 가능하다. 여기서, 솔루션 프로세스(soluton process)는, 딥 코팅(deep coating), 잉크 젯(ink jet), 롤 투 롤(roll to roll), 스크린 프린팅(screen printing) 등의 프린팅 방식과 스프레이(spray) 방식이 포함된다. 그런 다음, 베이킹(baking)공정을 거쳐 패턴 재료를 고체화시키거나, 액상 상태의 패턴 재료를 그대로 사용한다. 한편, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 전사방법에서 사용될 수 있는 전사재료로는 금속물질, 유기물질, 무기물질, 세라믹, 단백질 및 세포 등을 포함하 는 생체재료 등이 사용될 수 있다.As shown in FIG. 5A, the
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 몰드(100)에 표면처리가 되어있어서 물리적으로 특정 부분(오목 또는 볼록)에만 패턴 재료(200)가 스핀코팅(spin coating)되고, 이와 동시에 도 5b 및 5c와 같이 특정 부분의 패턴 재료(200)가 기판(300)에 바로 패터닝될 수 있다. Therefore, according to the embodiment of the present invention, the surface of the
도 5b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 몰드 표면에 코팅된 패턴 재료(200)를 기판(300) 상에 전사하는 공정을 나타내는 도면이다.5B is a view showing a process of transferring the
도 5b에 도시된 바와 같이, 몰드 표면의 특정부위(110)에 코팅된 패턴 재료(200)와 기판(300)을 서로 맞대어 접촉시킨 후에, 접촉이 완벽하게 하기 위해서 적절한 압력을 가한다. 그런 다음, 서로 맞대어진 상태에서 레이저(L)를 주사한다. 이때, 강한 레이저(L)의 에너지를 패턴 재료(200)가 흡수해서 열팽창하고, 재료의 증발로 인하여 기체 압력이 방출됨과 함께 순간적으로 액화된다. 최종적으로 몰드(100)의 볼록한 부위(110)의 패턴 재료(200)가 기판으로 전사된다. 본 발명의 실시예에서는, 레이저 주사방향이 기판(300)에서 몰드(100) 방향으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 아닌 몰드(100)에서 기판(300) 방향으로 주사해도 무방하다. As shown in FIG. 5B, after contacting the
한편, 기판(300)은 투명한 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 기판(300)의 재료가 불투명할 경우에는, 재료의 광 흡수율을 고려해서 보다 강하게 레이저를 주사하는 것이 바람직하다. 여기서, 기판(300)의 재료는 Si, 유리(glass), 폴리머(polymer), 금속(metal), 세라믹(ceramic), 기타 특수 재료등 거 의 모든 재료에 적용 가능하다. 본 발명의 실시예에서는, 레이저(L) 주사방향이 기판(300)에서 몰드(100) 방향으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 아닌 몰드(100)에서 기판(300) 방향으로 주사해도 무방하다. On the other hand, the
한편, 레이저(L)는 재료와의 흡수율과 필요한 에너지를 고려해서 CW(continuous wave) 레이저 방식과 펄스(pulse) 레이저 방식이 사용된다. 여기서, CW(continuous wave) 레이저 방식은, 레이저 내부의 공진기(resonator)에서 밀도 반전(population inversion)을 통하여 레이저 방출을 하는 방식이고, 펄스(pulse) 레이저 방식은 위와 같은 밀도반전과 같은 에너지 분포 역전의 에너지를 모아두었다가 일시에 방출하는 방식이다. 상술한 본 발명의 실시예에 따른 패턴 전사방법은, CW(continuous wave)방식을 통하여 주사된 레이저 광을 통해 발생된 열에 의하여 연화되는 방식을 그 예로 하였으나, 열의 의한 영향을 최소화하기 위해서 펄스 레이저(pulse laser) 방식을 사용할 수도 있다. 여기서, 펄스 레이저(pulse laser) 방식을 사용할 경우, 레이저 파워와 펄스 폭 등을 조절하여 레이저(L)의 에너지를 패턴 재료(200)가 흡수해서 열팽창되어 순간적으로 액화되는 정도를 제어할 수 있고, 또한, 레이저 파워와 펄스 폭 등을 조절하여 패턴 재료의 증발에 의한 기체가 발생되는 정도를 제어할 수 있다. 패턴 재료가 액화되면, 패턴 재료와 기판의 접촉이 잘 이루어진다. 그러나, 패턴 재료가 산화되거나, 패턴 재료가 액화되었다가 다시 경화되면서 열수축과 같은 문제점이 발생될 수 있고, 그로 인해서, 전사효율과 품질이 떨어지게 되는 문제점이 발생될 수 있다. 또한, 패턴 재료가 주로 증발(ablation)되면, 전사 효율은 우수하고, 산화가 잘 이루어지지 않지만, 강한 레 이저 파워에 의하여 전사된 패턴 표면의 상태가 악화되거나 그 패턴 주위에 패턴 재료의 입자가 비산하게 되는 문제점이 발생될 수 있다. 따라서, 패턴 재료가 액화되는 정도와 패턴 재료의 증발에 의한 기체가 발생되는 정도를 적절히 조절할 필요가 있다.On the other hand, the laser (L) is used in the continuous wave (CW) laser method and the pulse (pulse) laser method in consideration of the absorption rate and the required energy with the material. Here, the CW (continuous wave) laser method, the laser emission through the density inversion (population inversion) in the resonator (resonator) inside the laser, the pulse (pulse) laser method is the energy distribution inversion as shown above The energy is collected and released at a time. In the pattern transfer method according to the embodiment of the present invention described above, a method of softening by heat generated through laser light scanned through a continuous wave (CW) method is used as an example, but in order to minimize the influence of heat, a pulse laser ( pulse laser). Here, in the case of using a pulse laser (pulse laser) method, by controlling the laser power and pulse width, etc., the energy of the laser (L) can be absorbed by the
도 5c는 본 발명의 제4 실시예에 따른 몰드 표면에 코팅된 패턴 재료(200)가 기판(300) 상에 전사된 상태를 나타내는 도면이다.5C is a view illustrating a state in which the
도 5c에 도시된 바와 같이, 도 5b에서 몰드 표면에 코팅된 패턴 재료(200)가 기판(300)에 전사되고, 전사된 패턴의 경계는 재료의 끊어짐이 없기 때문에, 경계가 말끔한 균일한 패턴이 얻어진다. As shown in FIG. 5C, since the
본 발명의 제4 실시예에 따른 패턴 제조방법은, 광학 격자 제조(wire grid polarizer), 각종 배선, 선형 스케일(linear scale)의 격자 제조에 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 패턴 제조방법은, 기타 다양한 재료의 마이크로 나노 패터닝에 사용될 수 있다.The pattern manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention can be usefully used for manufacturing a grating of a wire grid polarizer, various wirings, and a linear scale. In addition, the pattern manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention can be used for micro nano patterning of various other materials.
도 6a 내지 6d는 본 발명의 제5 실시예에 따른 패턴 전사방법을 나타내는 도면이다.6A to 6D are diagrams illustrating a pattern transfer method according to a fifth embodiment of the present invention.
도 6a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 선택적 표면 특성을 가지는 몰드 패턴(140) 상에 패턴 재료(400)를 코팅하는 공정을 나타내는 도면이다.FIG. 6A illustrates a process of coating the
도 6a에 도시된 바와 같이, 도 3 에서부터 도 4g까지에 설명된 몰드 제조방법에 의하여 제조된 몰드(100)의 홈 상에, 액상의 패턴 재료를 코팅한다. 본 발명의 실시예에서는, 액상의 패턴 재료로서 친수 특성을 갖는 실버 잉크(silver ink) 를 일 예로 하여 사용하였다. 그러나, 이외에도 스핀 코팅(spin coating)이 가능한 모든 액상의 패턴 재료도 가능하다. 그런 다음, 베이킹(baking)공정을 거쳐 패턴 재료를 고체화시키거나, 액상 상태의 패턴 재료를 그대로 사용한다. As shown in FIG. 6A, a liquid pattern material is coated on a groove of a
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 몰드(100)에 표면처리가 되어있어서 물리적으로 오목한 홈(140) 부위에만 패턴 재료(400)가 스핀코팅(spin coating)되고, 이와 동시에 도 6b 및 6c와 같이 홈 부위의 패턴 재료(400)가 기판(500)에 바로 패터닝될 수 있다. Therefore, according to the exemplary embodiment of the present invention, the
도 6b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 몰드 표면(140)에 코팅된 패턴 재료(400)과 기판(500)을 가압하는 공정을 나타내는 도면이다.6B is a view illustrating a process of pressing the
도 6b에 도시된 바와 같이, 몰드 표면의 홈 부위(140)에 코팅된 패턴 재료(400)와 기판(500)을 서로 맞대어 접촉시킨 후에, 접촉이 완벽하게 하기 위해서 적절한 압력을 가한다. As shown in FIG. 6B, after contacting the
도 6c는 본 발명의 제5 실시예에 따른 몰드 표면(140)에 코팅된 패턴 재료(400)를 기판(500) 상에 전사하는 공정을 나타내는 도면이다.FIG. 6C illustrates a process of transferring the
도 6c에 도시된 바와 같이, 도 6b에서 몰드 표면의 홈 부위(140)에 코팅된 패턴 재료(400)과 기판(500)을 가압한 후, 서로 맞대어진 상태에서 레이저(L)를 주사한다. 이때, 강한 레이저의 에너지를 패턴 재료(400)가 흡수해서 열팽창하고, 재료의 증발로 인하여 기체 압력이 방출됨과 함께 순간적으로 액화된다. 최종적으로 몰드의 오목한 부위(140)의 재료(400)가 기판(500)으로 전사된다.As shown in FIG. 6C, after pressing the
도 6d는 본 발명의 제5 실시예에 따른 몰드 표면에 코팅된 패턴 재료(400)가 기판(500) 상에 전사된 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 6D illustrates a state in which the
도 6d에 도시된 바와 같이, 도 6c에서 몰드 표면에 코팅된 패턴 재료(400)가 기판(500)에 전사되고, 전사된 패턴의 경계는 재료의 끊어짐이 없기 때문에, 경계가 말끔한 균일한 패턴이 얻어진다. 본 발명의 실시예에서는, 레이저 주사방향이 기판(500)에서 몰드(100) 방향으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 아닌 몰드(100)에서 기판(500) 방향으로 주사해도 무방하다. As shown in FIG. 6D, in FIG. 6C, the
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 몰드 표면이 일정영역은 친수성, 일정영역은 소수성을 가지도록 형성되어 있기 때문에, 친수성 또는 소수성 패턴 재료를 해당 패턴 재료와 반응하는 부위에만 입혀지게 할 수 있고, 또한 패턴 재료를 전사시킨 후 이 몰드 패턴을 재사용할 수 있다. 또한, 패터닝 할 부위만 패턴 재료가 입혀지고 있기 때문에, 레이저로 전사할 때 패턴 경계에서 재료가 떨어지면서 생기는 패턴 경계의 불균일성을 제거할 수 있다. 또한, 마이크로 미터 내지 나노 미터 크기의 패턴 경계의 불균일성이 제거되고 있기 때문에, 우수한 패턴 품질을 가질 수 있다. As described above, according to the present invention, since the mold surface is formed such that the constant region is hydrophilic and the constant region is hydrophobic, the hydrophilic or hydrophobic pattern material can be coated only on the site where it reacts with the pattern material. It is also possible to reuse this mold pattern after transferring the pattern material. In addition, since the pattern material is coated only on the portion to be patterned, the nonuniformity of the pattern boundary caused by the material falling off the pattern boundary when being transferred by the laser can be eliminated. In addition, since the nonuniformity of the pattern boundary of micrometer to nanometer size is eliminated, it can have excellent pattern quality.
또한, 본 발명에 의하면, 액상의 패턴 재료를 스핀 코팅법을 이용하여 몰드 표면 상에 코팅된 전사재료를 직접 기판에 전사시키고 있기 때문에, 기판에 전사되는 패턴의 형성과정이 간소화되고, 제조 비용 및 제조 시간을 절감시킬 수 있다. 또한, 마스크를 사용하지 않고, 대면적의 패턴 전사가 가능하기 때문에, 균일한 선 폭을 가지는 마이크로 미터 크기 이하의 전사패턴을 형성할 수 있다.In addition, according to the present invention, since the transfer material coated on the mold surface is directly transferred to the substrate by using the spin coating method of the liquid pattern material, the formation process of the pattern transferred to the substrate is simplified, and the manufacturing cost and Manufacturing time can be saved. In addition, since a large-area pattern transfer is possible without using a mask, a transfer pattern of a micrometer size or less having a uniform line width can be formed.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As such, the technical configuration of the present invention described above can be understood by those skilled in the art that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the exemplary embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and their All changes or modifications derived from equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.
도 1은 종래 기술에 따른 레이저 어시스트 패턴 전사(Laser Assisted Pattern Transfer)공정을 거쳐 형성된 패턴을 나타내는 도면. 1 is a view showing a pattern formed through a laser assisted pattern transfer (Laser Assisted Pattern Transfer) process according to the prior art.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 몰드의 구조를 나타내는 단면도.2 is a cross-sectional view showing the structure of a mold according to the first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 몰드 제조방법의 순서를 나타내는 도면. 3 is a view showing a procedure of a mold manufacturing method according to a second embodiment of the present invention.
도 4a 내지 4g는 본 발명의 제3 실시예에 따른 몰드 제조공정을 나타내는 도면.4A to 4G illustrate a mold manufacturing process according to a third embodiment of the present invention.
도 5a 내지 5c는 본 발명의 제4 실시예에 따른 패턴 전사방법을 나타내는 도면. 5A to 5C show a pattern transfer method according to a fourth embodiment of the present invention.
도 6a 내지 6d는 본 발명의 제5 실시예에 따른 패턴 전사방법을 나타내는 도면.6A to 6D show a pattern transfer method according to a fifth embodiment of the present invention.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090051868A KR101088011B1 (en) | 2009-06-11 | 2009-06-11 | Mold and method for manufacturing mold, method for transferring pattern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090051868A KR101088011B1 (en) | 2009-06-11 | 2009-06-11 | Mold and method for manufacturing mold, method for transferring pattern |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100133139A true KR20100133139A (en) | 2010-12-21 |
KR101088011B1 KR101088011B1 (en) | 2011-12-01 |
Family
ID=43508565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090051868A KR101088011B1 (en) | 2009-06-11 | 2009-06-11 | Mold and method for manufacturing mold, method for transferring pattern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101088011B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180043066A (en) * | 2016-10-19 | 2018-04-27 | 한양대학교 산학협력단 | Nanowire manufacturing master mold, nano device and method of fabricating of the same |
WO2019009587A1 (en) * | 2017-07-03 | 2019-01-10 | 한국생산기술연구원 | Donor substrate having light-to-heat conversion layer and hydrophobic thin-film pattern, donor substrate having light-to-heat conversion pattern and hydrophobic thin-film pattern, and method for forming light-emitting pattern by using donor substrate |
KR20190004413A (en) * | 2017-07-03 | 2019-01-14 | 한국생산기술연구원 | Donor substrate having groove patterns, method of forming light emitting patterns by heating the same, light emitting pattern, and light emitting diode |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101337504B1 (en) | 2011-12-19 | 2013-12-05 | 한국기계연구원 | Bio chip and Method for manufacturing thereof |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5512131A (en) | 1993-10-04 | 1996-04-30 | President And Fellows Of Harvard College | Formation of microstamped patterns on surfaces and derivative articles |
JP2000147792A (en) | 1998-11-13 | 2000-05-26 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Pattern forming method |
JP5132117B2 (en) | 2006-10-10 | 2013-01-30 | キヤノン株式会社 | Pattern formation method |
-
2009
- 2009-06-11 KR KR1020090051868A patent/KR101088011B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180043066A (en) * | 2016-10-19 | 2018-04-27 | 한양대학교 산학협력단 | Nanowire manufacturing master mold, nano device and method of fabricating of the same |
WO2019009587A1 (en) * | 2017-07-03 | 2019-01-10 | 한국생산기술연구원 | Donor substrate having light-to-heat conversion layer and hydrophobic thin-film pattern, donor substrate having light-to-heat conversion pattern and hydrophobic thin-film pattern, and method for forming light-emitting pattern by using donor substrate |
KR20190004412A (en) * | 2017-07-03 | 2019-01-14 | 한국생산기술연구원 | Donor substrate having a light to heat conversion layer and hydrophobic thin film patterns, donor substrate having light to heat conversion patterns and hydrophobic thin film patterns, method of forming light emitting patterns by using a donor substrate, light emitting pattern, and light emitting diode |
KR20190004413A (en) * | 2017-07-03 | 2019-01-14 | 한국생산기술연구원 | Donor substrate having groove patterns, method of forming light emitting patterns by heating the same, light emitting pattern, and light emitting diode |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101088011B1 (en) | 2011-12-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101055633B1 (en) | Processing method of solid surface by gas cluster ion beam | |
JP4940784B2 (en) | Imprint mold and imprint mold manufacturing method | |
JP5299139B2 (en) | Manufacturing method of mold for nanoimprint | |
JP5264237B2 (en) | Nanostructure and method for producing nanostructure | |
JP5909046B2 (en) | Near-field exposure method | |
CN101183214A (en) | Method and system for tone inverting of residual layer tolerant imprint lithography | |
US20100086877A1 (en) | Pattern forming method and pattern form | |
KR101088011B1 (en) | Mold and method for manufacturing mold, method for transferring pattern | |
JP5050532B2 (en) | Imprint mold, imprint mold manufacturing method, and surface modification apparatus | |
KR101064900B1 (en) | Method of forming pattern | |
JP3813591B2 (en) | SPM sensor and manufacturing method thereof | |
JP2020508478A (en) | Liquid mask for microfabrication process | |
Kanamori et al. | Self-assembly of fine particles on patterned wettability in dip coating and its scale extension with contact printing | |
KR100670835B1 (en) | Method for fabrication of nanoimprint mold | |
JP5343378B2 (en) | Stencil mask and manufacturing method thereof | |
KR101233096B1 (en) | Method for transferring pattern | |
JP2005327788A (en) | Mold for forming fine pattern and its production process | |
KR101304991B1 (en) | Manufacturing method of silicon nano-tip array and silicon nano-tip array manufactured by the same | |
CN108594595B (en) | Mask plate manufacturing method with micro-nano graphic structure and nano photoetching method | |
KR100897931B1 (en) | Method of manufacturing nanostamp | |
KR101542142B1 (en) | Microtip arrays for nano lithography, manufacturing method of the same and nano lithography method using the same | |
KR101055697B1 (en) | Pattern Transfer Method | |
Zhu et al. | Non-fully gold nanohole array fabricated by nanoimprint lithography | |
KR20070054896A (en) | Fabricating method of stamp for nano imprint and fabricating method of photonic crystal by using the same | |
JP5132647B2 (en) | Pattern formation method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |