KR20130049794A - A resin compositions and in-plane printing process method for use in this - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자회로 등에 구성되는 미세 패턴을 형성하기 위한 패턴형성용 레진(resin)조성물 및 이를 이용하는 인-플레인 프린팅(In-plane printing) 공정방법에 관한 것으로, 포토마스크(Photo Mask)를 사용하지 않고 미세패턴을 안정적으로 형성하기 위한 패턴형성용 레진(resin)조성물 및 이를 이용하는 인-플레인 프린팅(In-plane printing) 공정방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin composition for forming a pattern for forming a fine pattern formed in an electronic circuit and the like and an in-plane printing process using the same, and does not use a photo mask. The present invention relates to a resin composition for forming a pattern for stably forming a fine pattern, and an in-plane printing process method using the same.
본 발명은 전자회로 등에 구성되는 미세 패턴을 형성하기 위한 패턴형성용 레진(resin)조성물 및 이를 이용하는 인-플레인 프린팅(In-plane printing) 공정방법에 관한 것으로, 포토마스크(Photo Mask)를 사용하지 않고 미세패턴을 안정적으로 형성하기 위한 패턴형성용 레진(resin)조성물 및 이를 이용하는 인-플레인 프린팅(In-plane printing) 공정방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin composition for forming a pattern for forming a fine pattern formed in an electronic circuit and the like and an in-plane printing process using the same, and does not use a photo mask. The present invention relates to a resin composition for forming a pattern for stably forming a fine pattern, and an in-plane printing process method using the same.
일반적으로, 고집적화된 전자회로의 미세패턴을 형성하기 위해 널리 이용되는 포토 리소그래피(Photo lithography)공정은 도 1에 도시한 바와 같이, 기판에 도포되어 있는 식각대상물 상에 레지스트를 도포하는 포토-레지스트 도포(Photo-Resist Coating)과정, 노광장비를 이용하여 미세패턴이 형성되어 있는 마스크(Mask)를 통해 상기 레지스트에 패터닝을 하는 노광(Exposure)과정, 현상(Develop)과정, 식각(Etching)과정, 박리(Strip)과정을 포함하는 일련의 연속적인 사진 공정이다.In general, a photo lithography process widely used to form fine patterns of highly integrated electronic circuits, as shown in FIG. 1, is a photo-resist coating for applying a resist onto an etched object applied to a substrate. (Photo-Resist Coating) process, an exposure process for patterning the resist through a mask having a fine pattern formed using an exposure apparatus, a development process, an etching process, and a peeling off It is a series of photographic processes that include a strip process.
이하, 도 1a 및 도 1e를 참조하여, 평판표시장치 소자구현의 예를 들어 일반적인 포토 리소그래피 공정을 설명하면 하기와 같다.Hereinafter, referring to FIGS. 1A and 1E, a general photolithography process using an example of a flat panel display device implementation will be described.
먼저, 도 1a에 도시한 바와 같이, 기판(1)상에 구현하고자 하는 소자에 따라 반도체물질 또는 금속물질을 증착하여 식각대상층(10)을 형성하고, 이 식각대상층(10)의 상부에 포토-레지스트를 도포하여 레지스트층(20)을 형성하는 포토레지스트 도포과정을 진행한다.First, as shown in FIG. 1A, an
이후, 도 1b에 도시한 바와 같이, 상기 레지스트층(도 1a의 20)이 형성된 기판(1)상부에 투과부와 차단부로 구성된 마스크(3)가 위치하도록 하고, 마스크(3)의 상부로부터 광(UV)을 조사하는 공정인 노광과정을 진행한다.Thereafter, as shown in FIG. 1B, a
이러한 노광과정을 거친 기판(1)상의 레지스트층(도 1a의 20)은 상기 마스크(3)의 차단부와 대응되는 레지스트층의 영역(21)을 제외하고, 마스크(3)의 투과부를 통해 광(UV)이 조사된 레지스트층의 영역(22)은 화학적으로 변형되는 과정을 겪게 된다.The resist layer (20 in FIG. 1A) on the substrate 1 subjected to such an exposure process receives light through the transmission portion of the
여기에, 도 1c에 도시한 바와 같이, 현상과정을 통해 상기 변형된 레지스트층의 영역(22)을 스트립(Strip)용액과의 반응과정에 의하여 제거한다. 이에 따라, 기판(1)상의 식각대상층(10)의 상부에는 소정의 형태로 패터닝된 레지스트층(21)만이 남게 된다.Here, as shown in FIG. 1C, the
이후, 식각과정을 통해 패터닝된 레지스트층(21) 사이의 식각대상층을 식각한다. 이러한 식각과정은, 도 1d에 도시한 바와 같이, 식각방식에 따라 습식식각(Wet etch)과, 건식식각(Dry etch)이 있는데, 습식식각은 화학약품을 식각대상층(12)의 표면에 분사하여 식각하는 방식이고, 건식식각은 식각용 가스를 플라즈마(Plasma)상태로 만들고 상하 전극을 이용하여 플라즈마 상태의 식각용 가스를 식각대상층에 충돌시켜 식각하는 방식이다.Thereafter, the etching target layer between the patterned
이러한 과정을 거치면 기판(1)상에는 패터닝된 식각대상층(11) 및 레지스트층(21)만이 남게 되고, 도 1e에 도시한 바와 같이, 박리 과정을 통해 기판(1)상에 남아있는 레지스트층(도 1d 의 21)을 제거하여 구현하고자 하는 소자의 패턴(11)을 형성한다.Through this process, only the patterned
이러한 포토리소그래피 공정은 고가의 포토마스크와 노광장비가 필요하며, 구현하고자 하는 소자의 레이어(Layer)의 수에 따라 다수개의 포토마스크를 사용하는 반복과정을 필요로 하기 때문에 재료의 낭비가 크고, 공정소요시간이 긴 단점이 있었다.
This photolithography process requires expensive photomasks and exposure equipment, and requires a lot of photomasks, depending on the number of layers of devices to be implemented. It took a long time.
본 발명은 전술한 포토 리소그래피 공정의 단점을 해결하기 위한 목적으로 제안된 것으로, 포토 마스크가 필요없고, 재료의 낭비없이 패터닝이 가능한 인-플레인 프린팅(In-plane printing) 공정을 제안한다.The present invention has been proposed for the purpose of solving the above-mentioned disadvantages of the photolithography process, and proposes an in-plane printing process which does not require a photo mask and can be patterned without waste of material.
상기 인-플레인 프린팅 공정은 포토 마스크 대신 미세 패턴이 양각 또는 음각으로 형성되는 몰드판을 사용하여 식각대상층에 가압하므로써 패턴을 형성하는 방법으로 고가의 포토마스크 및 노광장비를 필요로 하지 않는 장점이 있다.The in-plane printing process has an advantage of not requiring an expensive photomask and exposure equipment by forming a pattern by pressing the etching target layer using a mold plate having a fine pattern embossed or intaglio instead of a photo mask. .
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 포토마스크를 사용하지 않는 인-플레인 프린팅 공정에서, 패턴의 정밀도를 높인 패턴형성용 레진을 제공하는 데 있다.
In addition, another object of the present invention is to provide a resin for pattern formation in which the precision of the pattern is increased in an in-plane printing process without using a photomask.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 실시예에 의한 패턴형성용 레진 조성물은 0 초과 10 중량% 미만의 액상 고분자 전구체와; 40 ~ 60 중량% 의 친수성 아크릴레이트와; 10 ~ 20 중량% 의 점도조절제와; 1 ~ 5 중량% 의 광개시제와; 0 초과 6 중량% 미만의 기타 첨가제를 포함하며, 상기 액상고분자전구체는 다수개의 치환기가 선택될 수 있는 아크릴레이트 계열의 옥타플루오로펜틸 메타크릴레이트(Octafluorophentyl methacrylate)인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the resin composition for pattern formation according to the first embodiment of the present invention is a liquid polymer precursor of more than 0 and less than 10% by weight; 40 to 60% by weight of hydrophilic acrylate; 10 to 20% by weight of viscosity modifier; 1-5% by weight of photoinitiator; More than 0 and less than 6% by weight of other additives, the liquid polymer precursor is characterized in that the acrylate-based octafluoropentyl methacrylate (Octafluorophentyl methacrylate) can be selected from a plurality of substituents.
상기 친수성 아크릴레이트는 다수개의 치환기가 선택될 수 있는 아크릴레이트 계열의 다이에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트(Diethylene glycol diacrylate) 또는 다이에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트(Diethylene glycol dimethacrylate)인 것을 특징으로 한다.The hydrophilic acrylate is characterized in that the acrylate-based diethylene glycol diacrylate (Diethylene glycol diacrylate) or diethylene glycol dimethacrylate (Diethylene glycol dimethacrylate) can be selected.
본 발명의 제2 실시예에 의한 패턴형성용 레진 조성물은 상기 제1 실시예에 의한 레진 조성물에 10 ~ 20 중량% 의 광 반응제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The resin composition for pattern formation according to the second embodiment of the present invention is characterized in that it further comprises 10 to 20% by weight of the photoreactive agent in the resin composition according to the first embodiment.
상기 광 반응제는 다수개의 치환기가 선택될 수 있는 아크릴레이트 계열의 글리시딜 아크릴레이트(Glycidyl acrylate) 또는 글리시딜 메타크릴레이트(Glycidyl methacrylate)인 것을 특징으로 한다.The photoreactant is characterized in that the acrylate-based glycidyl acrylate (Glycidyl acrylate) or glycidyl methacrylate (Glycidyl methacrylate) in which a plurality of substituents can be selected.
본 발명의 제3 실시예에 의한 패턴형성용 레진 조성물은 상기 제1 실시예에 의한 레진 조성물에 10 ~ 20 중량% 의 열 전달 유도제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The resin composition for pattern formation according to the third embodiment of the present invention is characterized in that it further comprises 10 to 20% by weight heat transfer inducing agent in the resin composition according to the first embodiment.
상기 열 전달 유도제는 폴리스틸렌(Polystyrene), 또는 다수개의 치환기가 선택될 수 있는 아크릴레이트 계열의 폴리메틸 아크릴레이트(Polymethyl acrylate) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate)인 것을 특징으로 한다.The heat transfer inducing agent is polystyrene, or an acrylate-based polymethyl acrylate or polymethyl methacrylate in which a plurality of substituents may be selected.
본 발명의 제4 실시예에 의한 패턴형성용 레진 조성물은 몰드판 가압성형으로 패터닝되는 패턴형성용 레진조성물에 있어서, 상기 패턴형성용 레진 조성물은 10 ~ 30 중량% 친수성 액상고분자전구체와; 10 ~ 20 중량% 의 점도조절제와; 1 ~ 5 중량% 의 광개시제와; 0 초과 25 중량% 미만의 기타 첨가제를 포함하고, 10 ~ 20 중량% 의 광 반응제 또는 열 반응 유도제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the resin composition for pattern formation according to the fourth embodiment of the present invention is a pattern forming resin composition patterned by mold molding, the resin composition for pattern forming includes 10 to 30 wt% hydrophilic liquid polymer precursor; 10 to 20% by weight of viscosity modifier; 1-5% by weight of photoinitiator; More than 0 and less than 25% by weight of other additives, characterized in that it further comprises 10 to 20% by weight of a photoreactive agent or a thermal reaction inducing agent.
상기 친수성 액상고분자전구체는 다수개의 치환기가 선택될 수 있는 아크릴레이트 계열의 옥타플루오로-2-하이드로실-6-헵틸 아크릴레이트(Octafluoro-2- hydroxyl-6-heptyl acrylate) 또는 옥타플루오로-2-하이드로실-6-트라이플루오로메틸헵틸 메타크릴레이트(Octa fluoro-2-hydroxyl-6-tri fluoromethylheptyl metha crylate)인 것을 특징으로 한다.The hydrophilic liquid polymer precursor is an octafluoro-2-hydroxy-6-6-heptyl acrylate or octafluoro-2 acrylate-based plural substituents can be selected. It is characterized in that it is -Hydryl-6-trifluoromethylheptyl methacrylate (Octa fluoro-2-hydroxyl-6-tri fluoromethylheptyl metha crylate).
상기 광 반응제는 다수개의 치환기가 선택될 수 있는 아크릴레이트 계열의 글리시딜 아크릴레이트(Glycidyl acrylate) 또는 글리시딜 메타크릴레이트(Glycidyl methacrylate)인 것을 특징으로 한다.The photoreactant is characterized in that the acrylate-based glycidyl acrylate (Glycidyl acrylate) or glycidyl methacrylate (Glycidyl methacrylate) in which a plurality of substituents can be selected.
상기 열 전달 유도제는 폴리스틸렌(Polystyrene), 또는 다수개의 치환기가 선택될 수 있는 아크릴레이트 계열의 폴리메틸 아크릴레이트(Polymethyl acrylate) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate)인 것을 특징으로 한다.The heat transfer inducing agent is polystyrene, or an acrylate-based polymethyl acrylate or polymethyl methacrylate in which a plurality of substituents may be selected.
상기 제1 실시예 내지 제4 실시예의 공통적인 특징으로서, As a common feature of the first to fourth embodiments,
상기 점도 조절제는 다수개의 치환기가 선택될 수 있는 아크릴레이트 계열의 부틸 아크릴레이트(buthyl acrylate) 또는 부틸 메타크릴레이트(buthyl methacrylate)인 것을 특징으로 한다.The viscosity modifier is characterized in that the butyl-based butyl acrylate (buthyl acrylate) or butyl methacrylate (buthyl methacrylate) that a plurality of substituents can be selected.
상기 광 개시제는 1-부타논, 2-다이메틸아미노-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모포리닐)페닐]-(1-Butanone,2-(dimethylamino)-2-[(4-methylphenyl)methyl]-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-, Irgacure379)인 것을 특징으로 한다.Said photoinitiator 1-butanone, 2-dimethylamino-2-[(4-methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl]-(1-Butanone, 2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl]-, Irgacure379).
상기 몰드판은 폴리다이메틸실록세인(Polydimethylsiloxane) 또는 폴리우레탄 아크릴레이트(Polyurethane acrylate)의 조성물을 포함하는 것을 특징으로 한다.The mold plate is characterized in that it comprises a composition of polydimethylsiloxane (Polydimethylsiloxane) or polyurethane acrylate (Polyurethane acrylate).
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 의한 레진 조성물을 이용한 인-플레인 프린팅 공정방법으로서, 식각대상층이 상부에 증착되어 있는 기판을 준비하고, 상기 식각대상층 상부에 레진 조성물의 레지스트층이 도포되는 단계와; 상기 레지스트층과 양각 및 음각형상으로 구성된 몰드판이 접촉되고, 광이 조사되어, 상기 음각형상에 대응되는 레지스트 패턴이 형성되는 단계와; 상기 몰드판이 제거되고, 상기 식각대상층에서 상기 레지스트 패턴사이로 노출된 부분이 제거되는 단계와; 상기 패터닝된 레지스트층이 제거되는 단계를 포함하는 것을 특징한다.
In order to achieve the above object, as an in-plane printing process method using a resin composition according to embodiments of the present invention, a substrate on which an etching target layer is deposited is prepared, and a resist of the resin composition on the etching target layer The layer is applied; Contacting the resist layer with a mold plate having an embossed and intaglio shape, and irradiating light to form a resist pattern corresponding to the intaglio shape; Removing the mold plate and removing portions exposed from the etching target layer between the resist patterns; Removing the patterned resist layer.
본 발명의 실시예들에 의한 패턴형성용 레진은 레진과 몰드간에 접촉력이 작고, 레진과 기판내지 식각대상층간의 접촉력이 큰 재료로 조성되어, 인-플레인 프린팅 공정 중 몰드판와 기판의 분리과정시 발생하는 스트레스가 감소되어, 사용되는 몰드판의 수명이 연장된다. 또한 형성된 패턴의 변형이 방지되어, 패턴의 정밀도를 높일 수 있다.
The resin for pattern formation according to the embodiments of the present invention is made of a material having a small contact force between the resin and the mold and a large contact force between the resin and the substrate to be etched, thereby separating the mold plate and the substrate during the in-plane printing process. The stress generated is reduced, thereby extending the life of the mold plate used. In addition, deformation of the formed pattern can be prevented, and the precision of the pattern can be increased.
도 1a 내지 도 1e는 종래에 포토 리소그래피(Photo litography)공정방법을 공정순서에 따라 도시한 공정 사시도이다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시예에 의한 인-플레인 프린팅(In-plane printing)공정을 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.1A to 1E are process perspective views illustrating a conventional photo litography process method according to a process sequence.
2A to 2F are cross-sectional views illustrating an in-plane printing process according to an embodiment of the present invention according to a process sequence.
도 2a 내지 도 2f는 레진 조성물을 식각 레지스트(Etching resist)로 사용하는 인-플레인 프린팅 공정과정을 설명하기 위한 공정단면도로서, 도 2a 내지 도 2f를 참조하면, 기판상에 식각대상층이 증착되고, 이 식각대상층 상에 도포되는 식각 레지스트층을 형성하는 레진 도포과정, 몰드판을 이용한 식각 레지스트 패터닝 및, 이 패터닝을 위한 식각공정, 식각 레지스트 패턴의 박리공정을 포함한다.2A to 2F are cross-sectional views illustrating an in-plane printing process using a resin composition as an etching resist. Referring to FIGS. 2A to 2F, an etching target layer is deposited on a substrate. A resin coating step of forming an etch resist layer applied on the etch target layer, an etching resist patterning using a mold plate, an etching step for this patterning, and a peeling step of the etching resist pattern.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 레진 도포과정은 기판(100)상에 형성하고자 하는 식각대상층(110)이 증착되고, 이 식각대상층(110)의 전면에 레진 조성물이 도포되어 식각 레지스트층(120)이 형성되는 과정을 포함한다.First, as shown in Figure 2a, in the resin coating process according to an embodiment of the present invention, the
여기서 상기 식각대상층(110)에 형성되는 물질에는 반도체소자를 구현하는 경우, 전극층, 유기물층, 반도체층의 구성군이 될 수 있으며, 평판표시장치를 구현하는 경우, 박막트랜지스터의 게이트, 소스 및 드레인전극, 게이트라인 및 데이터라인 등의 구성군이 될 수 있다.Here, the material formed on the
이어서, 도 2b에 도시한 바와 같이 상기 레지스트층(120)상에 양각 및 음각형상이 형성된 몰드판(130)이 정렬된다. 이 몰드판(130)은 탄성이 비교적 큰 폴리다이메틸실록세인(Polydimethylsiloxane; PDMS)성분의 소프트몰드(Soft mold), 또는 석영(Quartz)성분의 하드몰드(Hard mold)일 수 있으며, 상기 양각 및 음각형상은 형성하고자 하는 구성군에 대응하는 형상 및 상기 레지스트층(120)의 두께를 고려하여 결정된다. Subsequently, as illustrated in FIG. 2B, the
상기 몰드판(130)이 정렬되면, 식각대상층(110)에 접촉이 가능할 정도로 레지스트층(120)에 가압된다. 이와 동시에 노광장치에 의해 자외선(UV)이 몰드판을 투과하여 상기 레지스트층(120)에 조사된다. 이러한 과정을 거치게 되면, 기판(100)과 몰드판(130)사이의 압력으로 발생하는 모세관 힘과, 레지스트층(120)과 몰드판(130)사이의 반발력에 의해, 도 2c에 도시한 바와 같이, 레지스트층(121)은 몰드판(130)의 음각패턴으로 이동하게 된다.When the
이후, 각 레지스트층(121)은 광중합반응에 의해 몰드판(130)의 양각 또는 음각패턴에 따라 레진이 경화(Cure)되어, 상기 음각패턴의 반전전사 형태로 식각 레지스트 패턴이 형성된다.Subsequently, each resist
적정한 시간 이후, 도 2d에 도시한 바와 같이, 기판(100)으로부터 몰드판(130)을 들어올리게 되면, 상기 음각패턴의 형상과 동일한 소정 형상의 레지스트층(121)이 상기 식각대상층(110)의 상부에 남게 된다.After an appropriate time, as shown in FIG. 2D, when the
이때, 레지스트층(121)과 몰드판(130)간 및 레지스트층(121)과 기판(100) 내지 식각대상층(110) 간에는 서로의 접촉면에서 계면에너지가 작용한다.At this time, the interfacial energy acts on the contact surface between the resist
레지스트층(121), 몰드판(130) 및, 기판(100) 내지 식각대상층(110)간에 접촉면에서의 계면에너지에 대한 관계식을 나타내면 하기의 식 1과 같다.If the relation between the resist
.................식 1 Equation 1
상기 식 1에서, R, M, S는 각각 레지스트층(121), 몰드판(130) 및, 기판(100) 내지 식각대상층(110)을 나타내며, 는 각 층을 구성하고 있는 조성물질의 표면에너지(Surface energy)를 나타낸다.In Formula 1, R, M, and S represent a resist
여기서, 은 레지스트층(121)과 몰드판(130)간에 이루는 계면면적을 나타내고, 는 레지스트층(121)과 기판(100) 내지 식각대상층(110)간에 이루는 계면면적을 나타낸다. 즉, 레지스트층(121)을 구성하고 있는 레진은, 레진과 몰드판(130)이 이루고 있는 계면면적에 레진과 몰드판(130)의 접촉력을 승산한 값이, 레진과 기판(100) 내지 식각대상층(110)의 계면면적에, 레진과 기판(100) 내지 식각대상층(110)의 접촉력(Work of adhesion)을 승산한 값보다 작게 되는 성분으로 이루어진다. 여기서 상기 접촉력은 식 1에 나타낸 바와 같이, 접촉하는 두 물질의 각각의 표면에너지에 두 물질의 계면에너지를 감한 값과 같다.here, Represents the interface area formed between the resist
따라서, 상기 식 1에서 레진과 기판(100) 내지 식각대상층(110)의 접촉력에 관한 관계식을 다시 나타내면 하기의 식 2와 같다.Therefore, in Equation 1, the relational expression regarding the contact force between the resin and the
.................식 2 Equation 2
상기 식 2에서, 는 레진과 기판(100) 내지 식각대상층(110)의 접촉력을 나타낸다. 따라서, 을 높이기 위해서 값이 작아져야 된다. 상기 값을 다시 식으로 나타내면 하기의 식 3과 같다.In Equation 2, Represents the contact force between the resin and the
.................식 3
상기 식 3에서 는 0°부터 90° 사이의 값이며, 레진과 기판(100) 내지 식각대상층(110)의 접촉각을 나타낸다. 즉, 식 2 및 식 3에 따라 접촉각이 작아질수록 레진과 기판(100) 내지 식각대상층(110)과의 접촉력이 커지게 된다. In
이에 따라, 본 발명의 제1 실시예에 의한 레진의 조성물은 기판(100) 내지 식각대상층(110)의 구성성분과의 접촉각이 작은 액상 고분자 전구체(Liquid prepolymer)형태의 플루오로 아크릴레이트/메타크릴레이트(Fluoro acrylate/metha crylate)계열이 포함된다. Accordingly, the composition of the resin according to the first embodiment of the present invention is a fluoro acrylate / methacryl in the form of a liquid prepolymer having a small contact angle with components of the
또한, 상기 몰드판(130)이 소프트몰드일 경우, 일반적으로 사용되는 폴리다이메틸실록세인은 소수성기(Hydrophobic group)이므로, 레진의 조성물은 친수성기(Hydrophilic group)를 포함하는 액상 고분자 전구체 형태의 아크릴레이트/메타크릴레이트가 포함된다.In addition, when the
또한, 상기 레진 조성물의 아크릴레이트는 별도의 표기가 없어도 존재할 수 있는 다수개의 치환기, 즉 di-acrylate 또는 tri-acrylate 와 같은 multi-acrylate가 포함된다.In addition, the acrylate of the resin composition includes a plurality of substituents that may be present even if not indicated, namely multi-acrylate such as di-acrylate or tri-acrylate.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에서는, 패턴형성용 레진은 하기의 표 1과 같은 조성 및 조성비를 갖게 된다.Therefore, in the first embodiment of the present invention, the resin for pattern formation has a composition and composition ratio as shown in Table 1 below.
아크릴레이트Fluoro
Acrylate
아크릴레이트Hydrophilic group
Acrylate
Photoinitiator
바람직하게는, 플루오로 아크릴레이트/메타크릴레이트는 옥타플루오로펜틸 아크릴레이트(Octafluorophentyl acrylate) 내지는 옥타플루오로펜틸 메타크릴레이트(Octafluorophentyl metacrylate) 이고, 친수성기 아크릴레이트는 다이에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트(Diethylene glycol dimethacrylate) 이며, 점도 조절제는 하려는 패턴에 따라 적당한 비의 레진조성재료가 이용된다.Preferably, the fluoro acrylate / methacrylate is octafluorophentyl acrylate or octafluorophentyl methacrylate, and the hydrophilic group acrylate is diethylene glycol dimethacrylate. glycol dimethacrylate) and a viscosity modifier is used in a suitable ratio of resin composition according to the pattern to be.
추가적인 화학적 반응을 통해서 레진과 기판(100) 내지 식각대상층(110)간의 접촉력을 증가 시킬 수 있다. 하기 본 발명의 제2 실시예에서는 광반응을 통해서 접촉력을 증가시키기 위해 액상고분자전구체 형태의 광반응제가 포함된다. The additional chemical reaction may increase the contact force between the resin and the
본 발명의 제2 실시예에서는, 패턴형성용 레진이 하기의 표 2와 같은 조성 및 조성비를 갖게 된다.In the second embodiment of the present invention, the resin for pattern formation has a composition and a composition ratio as shown in Table 2 below.
아크릴레이트Fluoro
Acrylate
아크릴레이트Hydrophilic group
Acrylate
바람직하게는, 플루오로 아크릴레이트/메타크릴레이트는 옥타플루오로펜틸 아크릴레이트(Octafluorophentyl acrylate) 내지는 옥타플루오로펜틸 메타크릴레이트(Octafluorophentyl metacrylate) 이고, 친수성기 아크릴레이트는 다이에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트(Diethylene glycol dimethacrylate) 이며, 점도 조절제는 부틸 메타크릴레이트(Buthyl methacrylate) 이며, 광 반응제는 글리시딜 메타크릴레이트(Glycidyl methacrylate)이며, 광 첨가제는 Irgacure379 이고, 기타 첨가물은 형성하려는 패턴에 따라 적당한 량의 레진조성재료가 이용된다.Preferably, the fluoro acrylate / methacrylate is octafluorophentyl acrylate or octafluorophentyl methacrylate, and the hydrophilic group acrylate is diethylene glycol dimethacrylate. glycol dimethacrylate), the viscosity modifier is butyl methacrylate, the photoreactive agent is glycidyl methacrylate, the light additive is Irgacure379, and other additives are appropriate amounts depending on the pattern to be formed. Resin composition materials are used.
또한, 추가적인 화학적 반응을 통해서 레진과 기판(100) 내지 식각대상층(110)간의 접촉력을 증가 시킬 수 있다. 하기 본 발명의 제3 실시예에서는 열 반응을 통해서 접촉력을 증가시키기 위해 액상고분자전구체에 열 흐름(Thermal Flow)유도제가 포함된다. In addition, the contact force between the resin and the
본 발명의 제3 실시예에서는, 패턴형성용 레진이 하기의 표 3과 같은 조성 및 조성비를 갖게 된다.In the third embodiment of the present invention, the resin for pattern formation has a composition and composition ratio as shown in Table 3 below.
아크릴레이트Fluoro
Acrylate
아크릴레이트Hydrophilic group
Acrylate
유도제Heat flow
Inducer
바람직하게는, 플루오로 아크릴레이트/메타크릴레이트는 옥타플루오로펜틸 아크릴레이트(Octafluorophentyl acrylate)내지는 옥타플루오로헵틸 메타크릴레이트(Octafluorophentyl metacrylate) 이고, 친수성기 아크릴레이트는 다이에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트(Diethylene glycol dimethacrylate) 이며, 점도 조절제는 부틸 메타크릴레이트(Buthyl methacrylate) 이며, 열 흐름 유도체는 폴리스틸렌(Polystyrene) 이며, 광 첨가제는 1-부타논, 2-다이메틸아미노-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모포리닐)페닐]-(1-Butanone,2-(dimethylamino)-2-[(4-methylphenyl)methyl]-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-, Irgacure379)이고, 기타 첨가물은 형성하려는 패턴에 따라 적당한 비의 레진조성재료가 이용된다.Preferably, the fluoro acrylate / methacrylate is octafluorophentyl acrylate to octafluoroheptyl methacrylate, and the hydrophilic group acrylate is diethylene glycol dimethacrylate. glycol dimethacrylate), viscosity modifier is butyl methacrylate, heat flow derivative is polystyrene, light additive is 1-butanone, 2-dimethylamino-2-[(4-methylphenyl) Methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl]-(1-Butanone, 2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl ], Irgacure379), and other additives are used in a suitable ratio of the resin composition according to the pattern to be formed.
또한, 상기 플루오로 아크릴레이트와 친수성기 아크릴레이트의 기능을 동시에 가진 하나의 재료로 대체할 수 있다. 본 발명의 제4 실시예에서는, 패턴형성용 레진이 하기의 표 4와 같은 조성 및 조성비를 갖게 된다.In addition, it can be replaced by one material having the functions of the above fluoro acrylate and hydrophilic group acrylate. In the fourth embodiment of the present invention, the resin for pattern formation has a composition and a composition ratio as shown in Table 4 below.
소수성기
아크릴레이트Fluoro
Hydrophobic group
Acrylate
/열유도체Photoreactant
Thermal conductor
바람직하게는, 플루오로 친수성기 아크릴레이트는 옥타플루오로-2-하이드록실-6-페틸 메타크릴레이트(Octafluoro-2-hydroxyl-6-trifluorophetyl methacrylate) 내지 옥타플루오로-2-하이드록실-6-트라이플루오로메틸페틸 메타크릴레이트(Octafluoro-2-hydroxyl-6-trifluoromethylphetylmethacrylate)이고, 점도 조절제는 부틸 메타크릴레이트(Buthyl methacrylate) 이며, 광 반응제 또는 열 흐름 유도체는 글리시딜 아크릴레이트(Glycidyl acrylate) 또는 폴리스틸렌(Polystyrene)이며, 광 첨가제는 1-부타논, 2-다이메틸아미노-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모포리닐)페닐]-(1-Butanone,2-(dimethylamino)-2-[(4-methylphenyl)methyl]-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-, Irgacure379)이다. 또한, 기타 첨가물은 형성하려는 패턴에 따라 적당한 비의 레진조성재료가 이용된다.Preferably, the fluoro hydrophilic group acrylate is octafluoro-2-hydroxyl-6-trifluorophetyl methacrylate to octafluoro-2-hydroxy-6-tri The fluoromethyl butyl methacrylate (Octafluoro-2-hydroxyl-6-trifluoromethylphetylmethacrylate), the viscosity modifier is butyl methacrylate (Buthyl methacrylate), the photoreactant or heat flow derivative is glycidyl acrylate (Glycidyl acrylate) Or polystyrene, and the optical additive is 1-butanone, 2-dimethylamino-2-[(4-methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl]-(1-Butanone , 2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl]-, Irgacure379). In addition, other additives may be used in a suitable ratio of the resin composition according to the pattern to be formed.
상술한 몰드판 제거과정이 끝나면, 습식 식각장치(Wet etching device) 또는 건식 식각장치(Dry etching device)를 이용하여 식각(Etching)공정을 거쳐, 도 2e와 같이, 상기 식각대상층(도 2d 의110)은 식각되고, 이때 상기 레지스트층(121)은 마스크 역할을 하므로 레지스트층(121)의 형성된 패턴하부에 위치한 식각대상층(111)의 부분만이 기판(100)상에 잔류되고, 그 이외의 부분은 제거된다. 이어서, 도 2f에 도시한 바와 같이, 레지스트층(도 2e의 121)은 박리(Strip)과정을 거쳐 제거되고, 기판상에 잔류된 패턴에 대한 전기적, 광학적 검사를 통해 형성된 패턴의 불량여부가 판정된다.After the above-described removal process of the mold plate, through the etching process using a wet etching device (Wet etching device) or dry etching device (Dry etching device), as shown in Figure 2e, the etching target layer (110 of FIG. 2d) ) Is etched, and at this time, since the resist
여기서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 몰드판(130)은 기판(100)과 분리된 후, 자외선(UV)과 오존(O3)으로 세정된 다음, 다른 패터닝 공정에 재 투입된다. Although not shown in the drawing, the
상술한 인-플레인 프린팅 공정은, 포토 리소그래피공정에서 이용되는 고가의 포토마스크를 대신, 몰드판 이용하여 패턴을 형성하므로서, 제작단가와 공정수를 낮출 수 있게 된다.In the above-described in-plane printing process, instead of the expensive photomask used in the photolithography process, a pattern is formed using a mold plate, thereby lowering the manufacturing cost and the number of processes.
또한, 상기 레지스트층을 구성하는 레진의 조성물은 몰드판간에 접촉력이 낮고, 기판 내지 식각대상층간에 접촉력이 높은 물질로 구성됨으로서, 몰드판의 제거 과정시에 발생하는 스트레스로 인한 패턴의 변형이 최소화되게 된다.In addition, the composition of the resin constituting the resist layer is made of a material having a low contact force between the mold plate and a high contact force between the substrate and the etching target layer, thereby minimizing the deformation of the pattern due to the stress generated during the removal process of the mold plate. Will be.
상기에서는 반복적인 실험과정을 거쳐 나온 결과물을 토대로 바람직한 실시예를 제시하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
In the above, the present invention has been described based on the results obtained through repetitive experiments, but those skilled in the art can make the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be understood that various modifications and changes can be made.
100 : 기판 110 : 식각대상층
120 : 레지스트층 130 : 몰드판100: substrate 110: etching target layer
120: resist layer 130: mold plate
Claims (10)
10 ~ 30 중량% 친수성 액상고분자전구체와;
10 ~ 20 중량% 의 점도조절제와;
1 ~ 5 중량% 의 광개시제와;
0 초과 25 중량% 미만의 기타 첨가제;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴형성용 레진 조성물.
In the resin composition for patterning patterning patterned by mold plate pressing, the resin composition for patterning,
10 to 30% by weight hydrophilic liquid polymer precursor;
10 to 20% by weight of viscosity modifier;
1-5% by weight of photoinitiator;
Other additives greater than 0 and less than 25% by weight;
Resin composition for pattern formation, comprising a.
상기 몰드판은 폴리다이메틸실록세인(Polydimethylsiloxane)인 것을 특징으로 하는 패턴형성용 레진 조성물.
The method of claim 1,
The mold plate is a polydimethylsiloxane (Polydimethylsiloxane) characterized in that the resin composition for forming a pattern.
상기 친수성 액상고분자전구체는 다수개의 치환기가 선택될 수 있는 아크릴레이트 계열의 옥타플루오로-2-하이드로실-6-헵틸 아크릴레이트(Octafluoro-2- hydroxyl-6-heptyl acrylate) 또는 옥타플루오로-2-하이드로실-6-트라이플루오로메틸헵틸 메타크릴레이트(Octa fluoro-2-hydroxyl-6-trifluoromethylheptyl metha crylate)인 것을 특징으로 하는 패턴형성용 레진 조성물.
The method of claim 1,
The hydrophilic liquid polymer precursor is an octafluoro-2-hydroxy-6-6-heptyl acrylate or octafluoro-2 acrylate-based plural substituents can be selected. -Resin composition for pattern formation, characterized in that the hydrosyl-6-trifluoromethylheptyl methacrylate (Octa fluoro-2-hydroxyl-6-trifluoromethylheptyl metha crylate).
상기 점도조절제는 다수개의 치환기가 선택될 수 있는 아크릴레이트 계열의 부틸 아크릴레이트(buthyl acrylate) 또는 부틸 메타크릴레이트(buthyl methacrylate)인 것을 특징으로 하는 패턴형성용 레진 조성물.
The method of claim 1,
The viscosity modifier is a resin composition for forming a pattern, characterized in that the butyl acrylate (butthyl acrylate) or butyl methacrylate (butthyl methacrylate) of a plurality of substituents can be selected.
상기 광 개시제는 1-부타논,2-다이메틸아미노-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모포리닐)페닐]-(1-Butanone,2-(dimethylamino)-2-[(4-methylphenyl)methyl]-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-, Irgacure379) 인 것을 특징으로 하는 패턴형성용 레진 조성물.
The method of claim 1,
The photoinitiator is 1-butanone, 2-dimethylamino-2-[(4-methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl]-(1-Butanone, 2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl]-, Irgacure379).
상기 패턴형성용 레진 조성물은 10 ~ 20 중량%의 광 반응제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴형성용 레진 조성물.
The method of claim 1,
The resin composition for forming a pattern is a resin composition for patterning, characterized in that it further comprises a 10 ~ 20% by weight of the photoreactive agent.
상기 광 반응제는 다수개의 치환기가 선택될 수 있는 아크릴레이트 계열의 글리시딜 아크릴레이트(Glycidyl acrylate) 또는 글리시딜 메타크릴레이트(Glycidyl methacrylate)인 것을 특징으로 하는 패턴형성용 레진 조성물.
The method of claim 1,
The photoreactive agent is a resin composition for forming a pattern, characterized in that the acrylate-based glycidyl acrylate (Glycidyl acrylate) or glycidyl methacrylate (Glycidyl methacrylate) that a plurality of substituents can be selected.
상기 패턴형성용 레진 조성물은 10 ~ 20 중량%의 열 전달 유도제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴형성용 레진 조성물.
The method of claim 1,
The resin composition for forming a pattern is a resin composition for patterning, characterized in that it further comprises 10 to 20% by weight of the heat transfer inducing agent.
상기 열 전달 유도제는 폴리스틸렌(Polystyrene), 또는 다수개의 치환기가 선택될 수 있는 아크릴레이트 계열의 폴리메틸 아크릴레이트(Polymethyl acrylate) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate)인 것을 특징으로 하는 패턴형성용 레진 조성물.
The method of claim 8,
The heat transfer inducing agent is polystyrene, or an acrylate-based polymethyl acrylate (polymethyl acrylate) or polymethyl methacrylate (polymethyl methacrylate) in which a plurality of substituents may be selected. Composition.
식각대상층이 상부에 증착되어 있는 기판을 준비하고, 상기 식각대상층 상부에 레진 조성물의 레지스트층이 도포되는 단계와;
상기 레지스트층과 양각 및 음각형상으로 구성된 몰드판이 접촉되고, 광이 조사되어, 상기 음각형상에 대응되는 레지스트 패턴이 형성되는 단계와;
상기 몰드판이 제거되고, 상기 식각대상층에서 상기 레지스트 패턴사이로 노출된 부분이 제거되는 단계와;
상기 패터닝된 레지스트층이 제거되는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 프린팅 공정방법.
An in-plane printing process method using the resin composition according to claim 1,
Preparing a substrate on which an etching target layer is deposited, and applying a resist layer of a resin composition on the etching target layer;
Contacting the resist layer with a mold plate having an embossed and intaglio shape, and irradiating light to form a resist pattern corresponding to the intaglio shape;
Removing the mold plate and removing portions exposed from the etching target layer between the resist patterns;
Removing the patterned resist layer;
In-plane printing process method comprising a.
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