KR20110038999A - 임프린트용 몰드 및 이의 제조방법 - Google Patents

임프린트용 몰드 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

기판과 몰드의 합착 불량을 없애고, 기판으로부터 몰드를 분리시킨 이후에도 기판의 패턴에 잔류물이 남지 않도록 한 임프린트용 몰드 및 이의 제조방법이 개시된다. 임프린트용 몰드는 유리기판;상기 유리기판의 일면에 형성되는 패턴;및 상기 유리기판의 일면을 표면 처리하여 상기 유리기판의 일면에 형성되는 표면처리막;을 포함한다.

Description

임프린트용 몰드 및 이의 제조방법{IMPRINT MOLD, METHOD OF PREPARING IMPRINT MOLD}
본 발명은 임프린트용 몰드 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트용 몰드 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
평판 디스플레이 장치의 제조공정은 투명한 기판 위에 컬러 필터, 화소, 박막 트랜지스터(thin film transistor) 등을 형성하는 전극공정과, 배향처리를 한 기판을 접합하여 액정을 주입하는 패널 조립공정과, 액정 패널에 드라이버 IC, 기판, 백라이트 등을 부착하게 되는 실장공정 등의 공정을 포함한다.
이 중 핵심공정으로 분류되는 전극공정은 사진현상 기술을 이용하여, 패턴을 형성한다. 사진현상 기술에 의해 형성된 패턴의 정밀도는 사용하는 빛의 파장에 따라서 결정된다. 따라서 초기에는 눈에 보이는 파장의 광(가시광선)을 사용했으나 곧 자외선을 사용하게 되었고, 최근에는 필요에 따라 전자빔을 사용해서 1㎛ 이하의 세밀한 패턴을 취급하고 있다.
그러나 사진현상 기술은 회로의 미세화가 진행됨에 따라 노광장비의 초기 투자비용의 증가하는 문제점이 발생되고, 사용되는 빛의 파장과 유사한 해상도를 갖는 마스크의 가격이 급등하는 문제가 발생되고 있다.
따라서 고비용의 사진현상 기술을 대체되는 기술로 몰드를 이용하여 미세패턴을 형성하는 임프린트 방법이 주목받고 있다. 임프린트 방법은 감광층이 도포된 기판과 패턴이 형성된 몰드를 합착시키고, 이 감광층을 경화시켜 감광층에 패턴이 형성되도록 한다.
도 1은 종래의 임프린트용 몰드를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 임프린트용 몰드(10)는 유리기판(11) 위에 열경화형 레진, 또는 자외선경화형 레진을 도포하여 패턴막(12)을 형성하고, 패턴막(12)에 마스터 몰드(미도시)를 합착시켜 패턴(13)을 형성한다. 그리고 패턴막(12)에 열, 또는 자외선을 조사하면 패턴막(12)이 경화되어 임프린트용 몰드(10)가 완성된다.
한편, 레진으로 이루어지는 패턴막(12)을 그대로 기판(미도시)에 합착시키면, 기판(미도시)과 몰드(10) 간 마찰력에 의해 패턴막(12)이 뜯겨져 몰드(10)의 재사용이 불가능해 지며, 뜯겨진 패턴막(12)은 기판(미도시) 상에 잔류하여 이 잔류물을 처리하는 별도의 공정을 진행해야 하거나 패턴에 불량하게 형성되어 기판(미도시)을 사용하기 어려워진다.
따라서 기판(미도시)으로부터 몰드(10)를 원활하게 분리시키기 위한 방법으로 패턴막(12)에 소수성 처리를 한다. 즉, 패턴막(12) 상에 소수성 표면처리 용액 을 도포하면, 표면처리 용액이 패턴막(12)에 화학적으로 결합되어 패턴막(12) 위에 표면처리막(14)이 형성되는데, 이 표면처리막(14)의 접촉각은 대략 100도 ~ 120도로 측정된다.
하지만, 패턴막에 과한 표면처리가 이루어져 표면처리막(14)의 접촉각이 100도 ~ 120도가 넘는 경우, 기판(미도시)과 몰드(10)의 합착공정시 몰드(10)가 기판(미도시) 표면에서 슬립되어 합착 불량이 이루어지고, 이로 인해 기판(미도시) 및 몰드(10)가 손상되어 몰드(10)의 재사용이 불가능하며, 기판(미도시)에 패턴(11)이 불량하게 형성되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 기판과 몰드의 합착 불량을 없애고, 기판으로부터 몰드를 분리시킨 이후에도 기판의 패턴에 잔류물이 남지 않도록 한 임프린트용 몰드 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
임프린트용 몰드는 유리기판;상기 유리기판의 일면에 형성되는 패턴;및 상기 유리기판의 일면을 표면 처리하여 상기 유리기판의 일면에 형성되는 표면처리막;을 포함한다.
상기 표면처리막은 자기조립 단분자막일 수 있다.
상기 자기조립 단분자막은 시올(thiols) 계열, 또는 실란(silane) 계열 중 어느 하나의 재료로 이루어일 수 있다.
상기 표면처리막은 접촉각이 50도 ~ 60도로 측정되도록 형성될 수 있다.
한편, 임프린트용 몰드의 제조방법은 유리기판의 일면을 식각하여 패턴을 형성하는 패턴 형성단계;및 상기 유리기판의 일면을 표면 처리하여 상기 유리기판의 일면에 표면처리막을 형성하는 표면처리막 형성단계;를 포함한다.
상기 표면처리막 형성단계는 상기 유리기판의 일면에 자기조립 단분자를 도포할 수 있다.
상기 자기조립 단분자는 시올(thiols) 계열, 또는 실란(silane) 계열 중 어느 하나의 재료를 사용할 수 있다.
상기 패턴 형성단계는 유리기판 위에 금속막을 형성하는 단계;상기 금속막 위헤 감광층을 형성하고, 상기 감광층에 패턴을 형성하는 단계;상기 감광층에 형성된 패턴에 따라 상기 금속막을 식각하여 상기 금속막에 패턴을 형성하는 단계;및 상기 금속막에 형성된 패턴에 따라 상기 유리기판을 식각하여 상기 유리기판에 패턴을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 임프린트용 몰드 및 이의 제조방법은 기판과 몰드의 합착 불량을 없애고, 기판에 합착된 몰드를 기판으로부터 안정적으로 분리할 수 있어 패턴의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 실시예에 따른 임프린트용 몰드 및 이의 제조방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 실시예에 따른 임프린트용 몰드를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 몰드(100)는 유리기판(110), 패턴(111) 및 표면처리막(140)을 포함한다.
몰드(100)는 기판(미도시)과의 합착 후, 기판(미도시)에 도포된 감광층(130)의 경화를 위해 광을 투과할 수 있는 재질로 마련되는 것이 바람직하다. 따라서 몰드(100)의 기판은 유리로 이루어진다.
패턴(111)은 기판(미도시)에 형성될 패턴의 음, 양각이 서로 반대로 형성되는 것으로, 유리기판(110)의 일면을 식각하여 형성된다. 즉, 몰드(100)는 유리기판(110) 위에 별도의 막을 형성하여 패턴막으로 사용하는 것이 아니라, 유리기판(110)을 식각하여 패턴막과 유리기판(110)이 일체화된다. 따라서 패턴이 형성될 기판(미도시)에는 유리기판(110)의 일면이 접촉되므로 몰드(100)의 패턴(111)이 뜯겨지는 것이 방지되어 몰드(100)를 반영구적으로 사용할 수 있으며, 기판(미도시)에 잔류물이 융착되는 것을 방지하여 기판(미도시)에 형성된 패턴의 신뢰성을 확보할 수 있다.
한편, 표면처리막(140)은 기판(미도시)에 합착된 몰드(100)를 원활하게 분리하기 위한 것으로, 유리기판(110)의 일면에 표면처리 용액을 도포하여 표면처리 용 액이 유리기판(110)의 일면에 화학적으로 결합되어 형성된다.
이러한 표면처리막(140)은 자기조립 단분자막으로 구현될 수 있다. 자기조립 단분자막은 분자의 헤드 그룹(head group)이 유리기판의 표면과 화학적 결합을 이루며 형성된 단분자 막으로, 분자의 터미널 그룹(terminal group)의 특성에 따라 기판의 표면 특성을 조절할 수 있도록 한다. 이러한 자기조립 단분자막은 시올(thiols) 계열, 또는 실란(silane) 계열 중 어느 하나를 사용한다.
이와 같이 유리기판(110)의 일면에 표면처리막(140)을 형성하면, 접촉각은 50도 ~ 60도의 접촉각이 측정된다. 따라서 몰드(100)는 기판(미도시)과의 합착시, 슬립되는 것이 방지되며 합착 불량이 생기지 않아 기판과 안정적으로 합착될 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 임프린트용 몰드의 제조방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 3a 내지 도 3e는 본 실시예에 따른 임프린트용 몰드의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
도 3a를 참조하면, 유리기판(110) 위에 금속층(120)을 형성한다. 금속층(120)은 유리기판(110)의 식각에 사용되는 식각액에 내식성을 가지는 금속, 예를 들어 크롬, 몰리브덴, 구리, 백금 등을 포함하는 재료로 이루어진다.
도 3b를 참조하면, 금속층(120) 위에 감광층(130)을 형성하고, 감광층(130)에 패턴을 형성한다. 감광층(130)에 형성되는 패턴은 포토 리소그래피 방법을 사용 하여 형성할 수 있다. 즉, 금속층(120) 위에 감광층(130)을 형성하는 코팅공정, 감광층(130) 위에 마스크(131)를 위치시켜 패턴에 따라 선택적으로 노광시키는 노광공정, 노광된 감광층(130)을 현상액을 이용하여 제거하는 현상공정을 거쳐 감광층(130)에 패턴을 형성한다.
도 3c를 참조하면, 감광층(130)의 패턴에 따라 금속층(120)을 식각하여 금속층(120)에 패턴을 형성한다. 금속층(120)의 식각은 습식 식각법, 또는 건식 식각의 방법을 사용할 수 있다. 이러한 습식 식각 및 건식 식각에 대해서는 이미 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
이와 같이 금속층(120)이 식각되어 금속층(120)에 패턴이 형성되면, 잔류하는 감광층(130)을 제거한다.
도 3d를 참조하면, 금속층(120)에 형성된 패턴에 따라 유리기판(110)을 식각하여 유리기판(110)에 패턴을 형성한다. 유리기판(110)의 식각은 상술한 바와 같은 습식 식각법 또는, 건식 식각법을 사용할 수 있다.
이와 같이 유리기판(110)에 식각되면, 몰드(100)의 패턴(111)이 완성된다.
도 3e를 참조하면, 패턴(111)이 형성된 유리기판(110)의 일면에 표면처리액을 도포하여 표면처리막(140)을 형성한다. 표면처리액은 유리기판(110)의 일면에 화학 결합된다. 표면처리액의 재료로는 시올(thiols) 계열, 또는 실란(silane) 계열 중 어느 하나를 사용한다. 이에 따라 표면처리막(140)은 자기결합 단분자막으로 이루어진다.
도 1은 종래의 임프린트용 몰드를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 임프린트용 몰드를 나타낸 단면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 실시예에 따른 임프린트용 몰드의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
110 : 유리기판 140 : 표면처리막

Claims (8)

  1. 유리기판;
    상기 유리기판의 일면에 형성되는 패턴;및
    상기 유리기판의 일면을 표면 처리하여 상기 유리기판의 일면에 형성되는 표면처리막;을 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트용 몰드.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 표면처리막은 자기조립 단분자막인 것을 특징으로 하는 임프린트용 몰드.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 자기조립 단분자막은
    시올(thiols) 계열, 또는 실란(silane) 계열 중 어느 하나의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 임프린트용 몰드.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 표면처리막은
    접촉각이 50도 ~ 60도로 측정되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 임프린트용 몰드.
  5. 유리기판의 일면을 식각하여 패턴을 형성하는 패턴 형성단계;및
    상기 유리기판의 일면을 표면 처리하여 상기 유리기판의 일면에 표면처리막 을 형성하는 표면처리막 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트용 몰드 제작 방법.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 표면처리막 형성단계는
    상기 유리기판의 일면에 자기조립 단분자를 도포하는 것을 특징으로 하는 임프린트용 몰드 제작 방법.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 자기조립 단분자의 재료는
    시올(thiols) 계열, 또는 실란(silane) 계열 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 임프린트용 몰드 제작 방법.
  8. 제5 항에 있어서, 상기 패턴 형성단계는
    유리기판 위에 금속막을 형성하는 단계;
    상기 금속막 위헤 감광층을 형성하고, 상기 감광층에 패턴을 형성하는 단계;
    상기 감광층에 형성된 패턴에 따라 상기 금속막을 식각하여 상기 금속막에 패턴을 형성하는 단계;및
    상기 금속막에 형성된 패턴에 따라 상기 유리기판을 식각하여 상기 유리기판에 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트용 몰드 제작 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101274155B1 (ko) * 2012-02-09 2013-06-13 엘지디스플레이 주식회사 금속 마스크 제조방법
KR20140108394A (ko) * 2013-02-26 2014-09-11 국민대학교산학협력단 자기조립 단분자막에 의하여 처리된 몰드를 이용한 패턴 형성 방법

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