KR20240079437A - 패턴 마스터 몰드 제조 방법 및 패턴 형성용 롤러 - Google Patents

패턴 마스터 몰드 제조 방법 및 패턴 형성용 롤러 Download PDF

Info

Publication number
KR20240079437A
KR20240079437A KR1020220162341A KR20220162341A KR20240079437A KR 20240079437 A KR20240079437 A KR 20240079437A KR 1020220162341 A KR1020220162341 A KR 1020220162341A KR 20220162341 A KR20220162341 A KR 20220162341A KR 20240079437 A KR20240079437 A KR 20240079437A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pattern
master mold
forming
base substrate
embossed
Prior art date
Application number
KR1020220162341A
Other languages
English (en)
Inventor
이종수
Original Assignee
국립순천대학교산학협력단
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 국립순천대학교산학협력단 filed Critical 국립순천대학교산학협력단
Priority to KR1020220162341A priority Critical patent/KR20240079437A/ko
Publication of KR20240079437A publication Critical patent/KR20240079437A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • B29C33/3857Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts
    • B29C33/3878Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts used as masters for making successive impressions
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0015Production of aperture devices, microporous systems or stamps
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2051Exposure 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
    • G03F7/2059Exposure 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 scanning corpuscular radiation beam, e.g. an electron beam

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

본 발명은 패턴 마스터 몰드 제조 방법 및 패턴 형성용 롤러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음각 패턴과 양각 패턴을 포함하는 복합 미세 패턴을 형성하기 위한 패턴 마스터 몰드 제조 방법 및 패턴 형성용 롤러에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스터 몰드 제조 방법은 서로 대향하는 제1 면 내지 제2 면을 구비하는 베이스 기판을 제공하는 과정; 상기 베이스 기판의 제1 면 상의 패턴 영역 내에 음각 패턴을 형성하는 과정; 및 상기 음각 패턴이 형성된 상기 패턴 영역 내에 양각 패턴을 형성하는 과정;을 포함할 수 있다.

Description

패턴 마스터 몰드 제조 방법 및 패턴 형성용 롤러{Method for fabricationg pattern master mold and roller for forming patterns}
본 발명은 패턴 마스터 몰드 제조 방법 및 패턴 형성용 롤러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음각 패턴과 양각 패턴을 포함하는 복합 미세 패턴을 형성하기 위한 패턴 마스터 몰드 제조 방법 및 패턴 형성용 롤러에 관한 것이다.
반도체 소자, 디스플레이 소자, 광학 소자 및 바이오 칩 등의 최신 소자들에는 다양한 미세 패턴을 포함한다. 종래에는 이러한 미세 패턴을 형성하기 위한 미세 패터닝 공정에서는 포토리소그래피 공정이 많이 사용되었다. 그러나, 종래의 포토리소그래피 공정은 장비 의존적이며, 높은 공정 비용을 필요로 하며, 시간과 에너지 측면에서 효율이 낮다는 근본적인 문제 뿐만 아니라, 기존의 패터닝 공정에서 사용되던 에칭 등을 적용할 수 없는 새로운 소재의 사용으로 인해 적용이 곤란한 경우가 발생되고 있다.
이러한 문제를 극복하기 위해서, 낮은 비용으로 고해상도의 패턴을 얻을 수 있고, 기존의 패턴 공정에서 사용되던 방법을 적용할 수 없는 경우에도 미세 패턴을 형성할 수 있는 가능한 다양한 새로운 방법으로서 제안되고 있다. 그중에서 미세 패턴으로 구성된 패턴 마스터 몰드를 이용해서 미쇄 패턴을 인쇄하거나 스탬핑하는 인쇄 공정, 몰딩 공정, 및 나노 임프린트 공정 등이 주목을 받고 있다.
예를 들어, 나노 임프린트 공정은 나노 스케일의 구조를 가지는 패턴 마스터 몰드를 제작한 후, 기판 위에 열이나 자외선에 의해서 경화되는 고분자 물질을 도포한 후, 패턴 마스터 몰드를 기판을 향해서 눌러서 나노 스케일의 구조를 고분자 물질에 전사한 후, 열이나 자외선에 통해서 나노 패턴이 전사된 고분자 물질을 경화시켜서 나노 구조를 얻는 방법이다.
나노 임프린트 공정 등의 새로운 미세 패턴 형성 방법들에서 공통적으로 사용되는 패턴 마스터 몰드는 최신 소자들에서 요구되는 기능성을 확보하기 위해서 다양한 미세 패턴을 포함할 뿐만 아니라, 반복적으로 사용되는 것으로 반복 사용에 따른 손상을 최소화하기 위하여 미세 패턴이 유지될 수 있도록 적절한 강도를 가질 필요가 있다.
종래에는 미세 패턴의 형성이 용이한 재료를 이용하여 패턴 부재를 제조한 후에 패턴 부재를 보강층을 이용하여 결합부재에 결합함으로써 패턴 마스터 몰드를 제작하였으나, 다양한 최신 소자를 구현하기 위해서 필요한 양각 패턴과 음각 패턴을 동시에 포함하는 복합 미세 패턴을 형성하는 복잡한 과정을 거쳐서 복합 미세 패턴이 형성된 패턴 부재를 제조한 후에 이를 결합부재에 결합해서 패턴 마스터 몰드를 제작함으로써 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 보강층을 이용하더라도 패턴 마스터 몰드의 반복 사용 중에 패턴 부재가 분리되거나 패턴 부재 자체가 손상되는 문제점이 여전히 존재하였다.
공개특허 제10-2012-0006132호
본 발명은 음각 패턴과 양각 패턴을 포함하는 복합 미세 패턴을 형성하기 위한 패턴 마스터 몰드 제조 방법 및 패턴 형성용 롤러를 제공한다.
또한, 본 발명은 베이스 기판의 표면을 직접 가공하여 복합 미세 패턴의 분리 또는 손상이 용이하게 억제할 수 있는 패턴 마스터 몰드 제조 방법 및 패턴 형성용 롤러를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스터 몰드 제조 방법은 서로 대향하는 제1 면 내지 제2 면을 구비하는 베이스 기판을 제공하는 과정; 상기 베이스 기판의 제1 면 상의 패턴 영역 내에 음각 패턴을 형성하는 과정; 및 상기 음각 패턴이 형성된 상기 패턴 영역 내에 양각 패턴을 형성하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 음각 패턴을 형성하는 과정 및 양각 패턴을 형성하는 과정은 리소그라피 공정을 이용하여 수행될 수 있다.
음각 패턴 및 양각 패턴 중 적어도 하나의 패턴을 형성하기 위한 어라인 키를 형성하는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 어라인 키는 음각으로 형성될 수 있다.
상기 음각 패턴은 마이크로 스케일 패턴 또는 나노 스케일 패턴 중 어느 하나의 패턴이고, 상기 양각 패턴은 마이크로 스케일 패턴 또는 나노 스케일 패턴 중 나머지 패턴일 수 있다.
상기 나노 스케일 패턴은 전자빔 리소그라피 공정을 이용하여 형성되고, 상기 마이크로 스케일 패턴은 포토 리소그라피 공정을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 어라인 키는, 상기 마이크로 스케일 패턴을 형성하기 위한 마이크로 스케일 패턴용 제1 어라인 키;를 포함하고, 상기 제1 어라인 키는 상기 베이스 기판의 가장자리부에 형성될 수 있다.
상기 어라인 키는 상기 나노 스케일 패턴을 형성하기 위한 나노 스케일 패턴용 제2 어라인 키를 더 포함하고, 상기 제2 어라인 키는 상기 패턴 영역과 상기 제1 어라인 키 사이에 형성될 수 있다.
상기 제2 어라인 키의 유효 면적은 상기 제1 어라인 키의 유효 면적보다 작을 수 있다.
상기 베이스 기판은 취성을 갖는 재료로 이루어질 수 있다.
상기 양각 패턴을 형성하는 과정 후에, 상기 제2 면을 그라인딩하여 상기 베이스 기판의 두께를 감소시키는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 음각 패턴을 형성하는 과정 전에, 상기 제2 면을 그라인딩하여 상기 베이스 기판의 두께를 감소시키는 과정; 및 두께를 감소시킨 베이스 기판의 제2 면에 지지 기판을 부착하는 과정;을 더 포함할 수 있다.
상기 양각 패턴을 형성하는 과정 후에, 상기 지지 기판을 제거하는 과정을 더 포함할 수 있다.
감소시킨 상기 베이스 기판의 두께는 100㎛ 내지 400㎛일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 형성용 롤러는 일정한 반경을 갖는 원기둥 영역을 구비하는 롤부; 및 상기 원기둥 영역의 외주면에 대응되도록 와인딩되어 상기 원기둥 영역의 외주면에 부착되는 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스터 몰드 제조 방법으로 제조된 패턴 마스터 몰드;를 포함할 수 있다.
상기 패턴 마스터 몰드의 두께는 상기 원기둥 영역의 반경에 따라 결정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스터 몰드 제조 방법에 의하면, 음각 패턴과 양각 패턴을 포함하는 복합 미세 패턴을 형성할 수 있는 패턴 마스터 몰드를 간단한 공정을 통하여 제조할 수 있을 뿐만 아니리 재현성을 확보할 수 있다. 이에 따라 패턴 마스터 몰드에 포함된 음각 패턴과 양각 패턴의 복합 미세 패턴의 경계면이 명확하게 정의(define)될 수 있어서, 패턴 마스터 몰드를 이용하는 인쇄 공정, 몰딩 공정, 및 나노 임프린트 공정을 통하여 음각 패턴과 양각 패턴을 포함하는 복합 미세 패턴을 정밀하게 형성할 수 있다.
베이스 기판을 직접 양각하고 음각하여 패턴 마스터 몰드를 제조함으로써, 별도의 기판에 전사하거나 결합하는 등의 추가적인 공정을 필요로하지 않을 뿐만 아니라 별도의 기판으로부터 미세 패턴들이 분리되거나 손상되지 않을 수 있다.
또한, 베이스 기판의 배면(제2 면)을 그라인딩하여 두께를 얇게 함으로써 음각 패턴과 양각 패턴의 복합 미세 패턴을 포함하는 패턴 마스터 몰드를 유연하게 할 수 있어서, 패턴 마스터 몰드가 다양한 형태로 변형이 가능할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 형성용 롤러에 의하면, 유연한 패턴 마스터 몰드를 와이딩하여 롤(roll)부의 외주면에 부착하여 패턴 형성용 롤러(roller)를 간단한 방법으로 제조될 수 있다. 음각 패턴과 양각 패턴의 복합 미세 패턴을 포함하는 패턴 마스터 몰드가 부착된 패턴 형성용 롤러를 이용하여 롤투롤(roll to roll) 또는 롤 투 플레이트(roll to plate) 공정으로 복합 미세 패턴을 연속하여 형성할 수 있어서 미세 패턴 형성 공정의 생산성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스터 몰드 제조 방법을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 마스터 몰드 제조 방법을 설명하는 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 어라인 키를 설명하는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 형성용 롤러를 설명하는 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 형성용 롤러 제조 방법을 나타낸 순서도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스터 몰드 제조 방법을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 마스터 몰드 제조 방법을 설명하는 도면이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 어라인 키를 설명하는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스터 몰드 제조 방법은 서로 대향하는 제1 면 내지 제2 면을 구비하는 베이스 기판(100a)을 제공하는 과정(S100); 상기 베이스 기판(100a)의 제1 면 상의 패턴 영역(P) 내에 음각 패턴(120)을 형성하는 과정(S200); 및 상기 음각 패턴(120)이 형성된 상기 패턴 영역(P) 내에 양각 패턴(130)을 형성하는 과정(S300);을 포함할 수 있다. 이때, 상기 음각 패턴을 형성하는 과정(S200) 및 양각 패턴을 형성하는 과정(S300)은 리소그라피 공정을 이용하여 수행될 수 있다.
먼저, 서로 대향하는 제1 면 내지 제2 면을 구비하는 베이스 기판(100a) 제공한다(S100).
베이스 기판(100a)은 패턴 마스터 몰드의 본체를 이루는 것으로, 표면(제1 면)에 음각 패턴 및 양각 패턴을 포함하는 미세 패턴이 직접 형성될 수 있고 미세 패턴을 지지하여 유지시키는 역할을 수행할 수 있다. 베이스 기판(100a)은 반도체 기판, 쿼츠(Quartz) 기판, 유리 기판, 또는 세라믹 기판 등의 기판에서 선택될 수 있다.
다음으로, 상기 베이스 기판(100a)의 제1 면 상의 패턴 영역(P) 내에 음각 패턴(120)을 형성할 수 있다(S200).
베이스 기판(100a)의 제1 면 상에 미세 패턴을 형성하는 영역인 패턴 영역(P) 내에 음각 패턴(120)을 형성하면, 몰딩 공정 또는 나노 임프린트 공정 등을 통하여 음각 패턴(120)의 반전된 형태인 양각 패턴을 형성할 수 있다.
음각 패턴(120)은 반도체 공정이나 디스플레이 공정에서 사용되는 리소그라피 공정을 이용하여 형성될 수 있다.
리소그라피 공정을 위해서 패턴 대상물인 베이스 기판(100a)의 제1 면 상에 스핀 코팅 등의 방법으로 감광액 물질을 도포한다. 감광막 상에 원하는 패턴이 그려진 Mask를 위치시키고 노광(Exposure)하여 감광막을 개질한 후에 현상(Development)하여 감광막 패턴을 형성한다. 형성된 감광막 패턴을 식각 마스크로 사용하여 건식 식각 또는 습식 식각 등의 방법으로 식각함으로써 베이스 기판(100a)의 제1 면에 음각 패턴(120)을 형성할 수 있다.
이후에, 상기 음각 패턴(120)이 형성된 상기 패턴 영역(P) 내에 양각 패턴(130)을 형성할 수 있다(S300).
음각 패턴(120)과 마찬가지로 양각 패턴(130)도 반도체 공정이나 디스플레이 공정에서 사용되는 리소그라피 공정을 이용하여 형성될 수 있다.
음각 패턴(120)이 형성된 베이스 기판(100a)의 제1 면 상에 감광액 물질을 도포하여 감광막을 형성한 후에 노광 공정과 현상 공정을 진행하여 감광막 패턴을 형성하고, 감광막 패턴을 마스크로 사용하여 식각하여 음각 패턴(120)이 형성된 베이스 기판(100a)의 제1 면 상에 양각 패턴(130)을 형성할 수 있다. 이를 통해서 공정 안정성이나 재현성 등이 이미 확보된 리소그라피 공정을 이용하여 베이스 기판(100a)의 제1 면 상에 음각 패턴(120)과 양각 패턴(130)을 모두 포함하는 복합 미세 패턴을 간단하게 형성할 수 있다.
한편, 음각 패턴과 양각 패턴을 모두 포함하는 복합 미세 패턴은 한번의 과정을 통해서 형성하는 것이 매우 복잡하고 어려워서, 음각 패턴과 양각 패턴을 각각 형성하여야 한다. 특히, 음각 패턴과 양각 패턴이 형성되는 영역(또는 음각 패턴과 양각 패턴 형성을 위한 식각 마스킹 영역)이 중첩되는 복합 미세 패턴의 경우에는 한번의 과정을 통해서 형성하는 것은 더욱 어렵다. 따라서, 음각 패턴과 양각 패턴을 각각 형성하는 공정을 통하여 복합 미세 패턴을 형성하는 경우에는 베이스 기판(100a)의 제1 면이 평평한 상태가 아닌 음각 패턴 또는 양각 패턴이 형성된 상태에서 리소그라피 공정을 진행해야만 한다. 감광막을 형성하기 위해서는 감광액을 베이스 기판(100a)의 제1 면 상에 고르게 도포하여야 하는데, 감광액이 액상 형태이므로 액상의 감광액을 고르게 도포하기 위해서 스핀 코팅법으로 감광막을 형성하게 된다.
베이스 기판(100a)의 제1 면 상에 양각 패턴이 형성 된 상태에서 음각 패턴 형성을 위해서 스핀 코팅법으로 감광액을 도포하게 되면, 회전하는 베이스 기판(100a)의 회전력에 의해서 감광액이 퍼지면서 도포되는 동안에 돌출된 양각 패턴에 장애물로 작용하여 감광액의 균일한 도포가 방해를 받게 되어 양각 패턴의 측면과 상면이 베이스 기판(100a)의 바닥면에서 서로 다른 두께의 감광막이 형성될 수 있다. 이런 경우에 감광막을 노광하고 현상하여 패턴 감광막을 형성하게 되면, 균일하지 않은 두께로 인해서 패턴 감광막의 경계면이 직각으로 형성되지 않고 눕게될 수도 있어서 패턴 경계가 선명하지 않을 수 있고 일부 영역에서는 패턴 감광막의 두께가 충분하지 않을 수도 있다. 이러한 패턴 괌광막을 식각 마스크로 사용하여 음각 패턴을 형성하기 위한 식각을 진행하게 되면, 베이스 기판(100a)의 바닥면과 식각 마스크 사이로 식각 가스 혹은 식각액이 스며들 수도 있고 식각 마스크의 두께가 균일하지 않아서 식각 마스킹을 일정하게 하지 못하여 식각 균일성을 잃을 수도 있다. 특히, 양각 패턴과 바닥면 사이 단차로 인한 틈새가 발생되고, 이러한 틈새로 식각 가스나 식각액이 유입되면 식각 가스 혹은 식각액과 접촉한 양각 패턴은 손상될 수도 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명에서는 음각 패턴(120)을 형성한 후에 양각 패턴(130)을 형성함으로써 돌출된 양각 패턴이 장애물로 작용하여 감광액의 균일한 도포가 방해되는 것을 원천적으로 배제할 수 있도록 하였다.
베이스 기판(100a)의 제1 면 상의 패턴 영역(P) 내에 음각 패턴(120)을 형성한 후에 양각 패턴(130)을 형성하기 위하여 액상의 감광액을 스핀 코팅하면, 감광액은 회전력에 의해서 돌출된 영역이 없이 평평한 베이스 기판(100a)의 제1 면을 균일하게 도포할 수 있다. 음각 패턴(120)의 경우는 감광액이 퍼져나가는 것에는 방해를 하지 않고, 음각 패턴(120)의 오목부에는 감광액의 하중에 의해서 자연스럽게 채워지게 됨으로써 음각 패턴(120) 및 그 주변에 얇은 두께로 감광액이 도포되거나 틈새가 발생되지 않을 수 있다. 즉, 양각 패턴(130)이 형성되는 부분에는 감광액이 균일하게 도포될 수 있고 음각 패턴(120)의 오목부를 채우는 감광액은 주변의 감광액보다 두께가 더 두꺼울 수 있어서, 양각 패턴을 형성하는 과정(S300) 동안 음각 패턴(120)을 더욱 안정적으로 마스킹하면서 양각 패턴(130)을 정밀하게 형성할 수 있다.
한편, 음각 패턴(120)과 양각 패턴(130)은 마이크로 스케일 패턴 또는 나노 스케일 패턴 중에서 필요에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 음각 패턴(120)과 양각 패턴(130)을 모두 마이크로 스케일 패턴 또는 나노 스케일 패턴으로 할 수도 있고, 음각 패턴(120)과 양각 패턴(130)을 각각 마이크로 스케일 패턴 또는 나노 스케일 패턴으로 서로 다른 크기가 상이한 패턴으로 형성할 수도 있다.
그리고, 음각 패턴 및 양각 패턴 중 적어도 하나의 패턴을 형성하기 위한 어라인 키(110)를 형성하는 과정(S150)을 더 포함할 수 있다(도 2(b) 참조).
음각 패턴(120)과 양각 패턴(130)을 포함하는 복합 미세 패턴을 형성하기 위해서는 음각 패턴(120)과 양각 패턴(130)을 서로 정렬할 필요가 있다. 음각 패턴(120)과 양각 패턴(130)을 서로 정렬하기 위해서는 음각 패턴(120)을 형성하는 과정과 양각 패턴(130)을 형성하는 과정을 수행하기 위한 리소그라피 공정에서 노광용 마스크를 서로 정렬해야 한다. 음각 패턴 형성용 마스크와 양각 패턴 형성용 마스크를 베이스 기판(100a)에 형성된 어라인 키에 정렬시킨 상태에서 노광을 진행함으로써 음각 패턴(120)과 양각 패턴(130)이 서로 정렬될 수 있다.
어라인 키(100)는 음각 패턴을 형성하는 과정과 양각 패턴을 형성하는 과정에서 동시에 사용될 수도 있고, 음각 패턴 형성용 어라인 키와 양각 패턴 형성용 어라인 키를 별도로 구성할 수도 있다.
한편, 베이스 기판(100a)를 고정하거나 베이스 기판(100a)의 특정 위치를 이용하여 설정된 베이스 기판 상의 절대 위치 좌표를 이용하여 어라인 키 없이도 음각 패턴(120) 또는 양각 패턴(130)을 정렬할 수도 있어서 음각 패턴용 어라인 키 또는 양각 패턴용 어라인 키를 형성하는 것을 생략할 수도 있다.
음각 패턴(120)과 양각 패턴(130)을 서로 정렬하기 위한 어라인 키(Align Key)는 음각으로 형성될 수 있다.
어라인 키가 양각으로 형성되는 경우에는 음각 패턴(120)을 형성하기 위한 감광액 도포 공정 또는 양각 패턴(130)을 형성하기 위한 감광액 도포 공정에서 양각의 어라인 키에 의해서 감광액 도포가 방해되어 균일한 감광막을 형성할 수 없으므로, 어라인 키는 감광액의 도포에 방해가 되지 않도록 음각으로 형성되어야 한다.
어라인 키(110)를 형성하는 과정(S150)은 음각 패턴을 형성하는 과정(S200) 전에 수행될 수도 있고, 어라인 키(110)를 형성하는 과정(S150)과 동시에 진행될 수도 있다.
그리고, 상기 음각 패턴(120)은 마이크로 스케일 패턴 또는 나노 스케일 패턴 중 어느 하나의 패턴이고, 상기 양각 패턴(130)은 마이크로 스케일 패턴 또는 나노 스케일 패턴 중 나머지 패턴일 수 있다. 예를 들어, 음각 패턴(120)은 나노 스케일 패턴이고, 양각 패턴(130)은 마이크로 스케일 패턴일 수도 있고, 또는 음각 패턴(120)은 마이크로 스케일 패턴이고, 양각 패턴(130)은 나노 스케일 패턴일 수도 있다.
최근들어, 바이오 칩 또는 MEMS 소자와 같은 다양한 응용 소자들의 경우에는 마이크로 스케일 패턴과 나노 스케링 패턴이 동시에 존재하는 복합 패턴을 요구하게 된다. 즉, 다양한 응용 소자들에서 요구하는 기능을 수행하기 위한 기능 요소들의 패턴을 형성하기 위해서는 마이크로 스케일 패턴과 나노 스케일 패턴, 음각 패턴과 양각 패턴을 필요에 따라서 다양한 형태로 조합하여 활용하게 되는데 이러한 복합 미세 패턴을 형성하기 위한 패턴 마스터 몰드를 본 발명을 통해 구현할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 스케일의 패턴 구조물 내에 나노 스케일의 패턴 구조를 위치시키기 위해서는 마이크로 스케일의 양각 패턴과 나노 스케일의 음각 패턴을 포함하는 패턴 마스터 몰드를 요구하게 된다. 본 발명에 따른 패턴 마스터 몰드 제조 방법을 이용하면 매우 간단하면서도 정밀한 패턴 마스터 몰드를 제작할 수 있다.
여기서, 나노 스케일 패턴은 500nm 이하 크기의 패턴으로서, 나노 스케일 패턴의 구조물은 폭, 깊이, 또는 높이 등이 500nm 이하일 수 있다. 마이크로 스케일 패턴은 0.5㎛ 이상 크기의 패턴으로서, 나노 스케일 패턴의 구조물은 폭, 깊이, 또는 높이 등이 0.5㎛ 이상일 수 있다. 즉, 마이크로 스케일 패턴의 해상도, 선폭, 크기, 높이/깊이, 최대 가공 사이즈는 나노 스케일 패턴에 비하여 훨씬 크다.
음각 패턴(120)과 양각 패턴(130)이 각각 나노 스케일 패턴과 마이크로 스케일 패턴으로 서로 다른 스케일의 패턴으로 형성되는 경우에는, 나노 스케일 패턴과 마이크로 스케일 패턴의 서로 상이한 해상도, 선폭, 크기 등에 의해서 양각 패턴(130)을 먼저 형성하는 경우에 음각 패턴(120) 형성을 위한 감광액 도포 공정이 더욱 불안정해질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스터 몰드 제조 방법에 의하면 서로 다른 스케일의 패턴으로 이루어진 음각 패턴과 양각 패턴을 포함하는 복합 미세 패턴을 형성할 수 있는 패턴 마스터 몰드를 정밀하고 안정적으로 제조할 수 있다.
한편, 음각 패턴과 양각 패턴이 형성되는 영역(또는 음각 패턴과 양각 패턴 형성을 위한 식각 마스킹 영역)이 중첩되는 복합 미세 패턴을 형성하는 경우에, 음각 패턴(120)을 마이크로 스케일 패턴으로 형성하게 되면 베이스 기판(100a)의 제1 면과 음각 패턴의 바닥면 사이에 마이크로 스케일의 단차가 생기게 되어 후속하는 나노 스케일 패턴의 양각 패턴(130)을 형성하기 위한 감광막 도포가 불안정해질 수도 있다. 따라서, 나노 스케일 패턴을 음각 패턴으로 형성한 후에 마이크로 스케일 패턴을 양각 패턴으로 형성하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 나노 스케일 패턴은 전자빔(E-beam) 리소그라피 공정을 이용하여 형성되고, 상기 마이크로 스케일 패턴은 포토 리소그라피 공정을 이용하여 형성될 수 있다.
전자빔 리소그라피는 전자빔에 반응하는 전자빔 레지스트 감광막을 도포한 후에 전자빔을 직접 원하는 모양대로 감광막에 조사하여 패턴 감광막을 만들어내는 방법이다. 즉, 노광 공정에서 마스크 없이도 컴퓨터로 디자인된 패턴을 서브(sub) 10nm 크기의 선폭으로 정교하게 직접 옮길 수 있는 방식이다. 전자빔 리소그라피는 집속된 전자빔을 스캔하여 패턴을 그리기 때문에 높은 해상도를 갖지만 생산속도가 낮은 단점을 가지고 있어서 나노 스케일 패턴을 형성하는데 적합할 수 있다. 낮은 생산 속도를 높일 수 있도록, 일반적인 광학적인 노광 공정에서 사용되는 포토 마스크 개념과 유사한 방식으로 마스크를 감광막 상에 위치시킨 상태에서 전자빔을 스캔 조사하여 노광하는 방식의 전자빔 리소그라피를 이용할 수도 있다.
반면에, 마이크로 스케일 패턴을 형성하는데에는 전자빔 리소그라피가 갖는 높은 해상도는 필요로 하지 않고, 넓은 면적을 노광하기 위해서는 빠른 속도로 패턴 감광막을 형성할 수 있는 포토 리소그라피 공정이 적합하다. 포토 리소그라피는 포토 레지스트(PR) 감광막을 도포한 후에 감광막 상에 마스크를 위치한 상태에서 빛을 조사하여 패턴 감광막을 만들어낼 수 있다.
어라인 키(110)는, 마이크로 스케일 패턴을 형성하기 위한 마이크로 스케일 패턴용 제1 어라인 키(111);를 포함하고, 제1 어라인 키(111)는 베이스 기판(100a)의 가장자리부에 형성될 수 있다.
마이크로 스케일 패턴 형성은 넓은 면적의 감광막 패터닝이 용이한 포토 리소그라피를 사용하는데, 음각 패턴(120)과 양각 패턴(130)을 정렬하기 위해서는 마이크로 스케일 패턴 형성을 위한 포토 리소그라피 공정에서 사용되는 포토 마스크를 베이스 기판에 형성된 제1 어라인 키(111)에 정렬시킬 필요가 있다. 전자빔 리소그라피와 같이 직접 그리는 방식이 아닌 마스크를 이용해야만 하는 간접 그리기 방식의 포토 리소그라피에서는 패턴들을 정렬시키기 위해서는 제1 어라인 키(111)를 이용하여 포토 마스크와 베이스 기판(100a)의 정렬해야 한다. 포토 마스크와 베이스 기판(100a)의 정렬 오차를 줄이기 위해서는 제1 어라인 키(111)는 베이스 기판(100a)의 중앙부를 중심으로 대칭되도록 베이스 기판(100a)의 가장자리부에 형성될 수 있다(도 3 참조).
어라인 키(110)는 나노 스케일 패턴을 형성하기 위한 나노 스케일 패턴용 제2 어라인 키(112)를 더 포함하고, 제2 어라인 키(112)는 패턴 영역(P)과 제1 어라인 키(111) 사이에 형성될 수 있다.
나노 스케일 패턴을 형성하는 전자빔 리소그라피 공정의 경우 전자빔을 직접 원하는 모양대로 감광막에 조사하여 패턴 감광막을 만들어내는 방식이어서, 별도의 어라인 키가 없이도 베이스 기판(100a)를 고정하고 설정된 베이스 기판 상의 절대 위치 좌표를 이용하여 정렬된 상태로 노광을 진행할 수도 있으나, 보다 정밀한 정렬을 위해서 베이스 기판(100a) 상의 특정 위치를 기준으로 노광 패턴 위치를 설정하도록 나노 스케일 패턴을 형성하기 위한 나노 스케일 패턴용 제2 어라인 키(112)를 더 포함할 수 있다. 또한, 마스크를 이용하여 노광하는 방식의 전자빔 리소그라피에서는 노광 마스크를 베이스 기판(100a) 정렬하기 위해서 나노 스케일 패턴용 제2 어라인 키(112)가 요구된다.
나노 스케일 패턴을 형성하는 전자빔 리소그라피 공정의 경우 광학적인 리소그라피보다 해상도가 매우 높고 미세한 선폭의 노광 패터닝이 가능하나, 한 번에 노광 할 수 있는 노광면적(field size)이 작아서 매우 정밀한 정렬이 필요하다. 따라서, 나노 스케일 패턴용 제2 어라인 키(112)를 이용한 정렬을 위해서는 마이크로 스케일 패턴용 제1 어라인 키(111)를 이용한 정렬보다 높은 배율로 이미지를 확대하여 정렬이 이루어질 수 있다. 이러한 경우에 나노 스케일 패턴용 제2 어라인 키(112)는 음각 패턴 및 양각 패턴이 형성되는 패턴 영역(P)에 인접되어야 정밀한 정렬이 이루어 질 수 있으므로 나노 스케일 패턴용 제2 어라인 키(112)는 패턴 영역(P)과 제1 어라인 키(111) 사이에 형성될 수 있다. 예를 들어, 나노 스케일 패턴용 제2 어라인 키(112)는 패턴 영역(P)의 가장자리를 따라 엣지 부분에 복수개가 형성될 수 있다.
또한, 나노 스케일 패턴용 노광을 위해서 더욱 정밀한 정렬이 가능하도록 제2 어라인 키(112)의 유효 면적이나 선폭은 제1 어라인 키(111)의 유효 면적이나 선폭보다 작을 수 있다.
베이스 기판(100a)은 취성을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 베이스 기판(100a)는 반도체 기판, 쿼츠(Quartz) 기판, 유리 기판, 또는 세라믹 기판 중 어느 하나일 수 있다. 이러한 재료들로 이루어진 베이스 기판(100a)은 일반적인 반도체 공정에서 사용되는 리소그라피 공정을 이용하여 음각 패턴(120)이나 양각 패턴(130)의 정밀한 가공이 용이하고, 쿼츠 기판이나 유리 기판 등의 투명 기판들은 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스터 몰드 제조 방법에 의해서 패턴 마스터 몰드로 제조되면 UV를 이용한 몰딩 공정이나 임프린트 공정에 사용될 수 있다. 특히, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판이나 유리 기판 등의 경우에는 반도체 공정이나 디스플레이 공정에서 매우 안정적으로 적용되는 리소그라피 공정을 통하여 매우 정밀한 패턴 가공이 가능하다는 장점이 있다.
음각 패턴과 양각 패턴을 포함하는 복합 미세 패턴이 형성된 패턴 마스터 몰드은 크기 제한적일 수 밖에 없어서 평판형의 패턴 마스터 몰드로는 미세 패턴을 포함하는 소자의 생산성에 제한이 있을 수 있다. 공정의 연속성을 가하여 복합 미세 패턴의 생산성을 향상시키기 위해 롤투롤(roll to roll) 또는 롤투릴(roll to rell) 패턴 형성 기술이 요구된다. 롤투롤(roll to roll) 또는 롤투릴(roll to rell) 패턴 형성 기술에 의하면 원기둥 형상의 롤부에 패턴 마스터 몰드를 부착해서 제작한 롤러를 이용하여 롤에 감길 수 있는 기판 이나 평판형의 기판 상에 복합 미세 패턴을 연속적으로 형성할 수 있다.
반도체 기판, 쿼츠(Quartz) 기판, 유리 기판, 또는 세라믹 기판 등의 베이스 기판(100a)는 리소그라피 공정 등을 이용하여 복합 미세 패턴을 형성하는 가공성은 뛰어나지만, 공통적으로 취성을 갖고 있어서 패턴 마스터 몰드를 와인딩해서 원기둥 형상의 롤부에 부착하는데 어려움이 있다. 취성을 갖는 재료로 이루어진 베이스 기판(100a)이 휘어질 수 있도록 본 발명에서는 양각 패턴을 형성하는 과정(S300) 후에, 복합 미세 패턴이 형성된 제1 면에 대향하는 베이스 기판(100a)의 제2 면을 그라인딩하여 베이스 기판의 두께를 감소시키는 과정(S400)을 더 포함할 수 있다(도 2(e) 참조). 베이스 기판의 두께가 얇아지면 취성을 갖는 재료로 이루어지더라도 플렉서블(flexibale)하고 휘어질 수 있어서 패턴 마스터 몰드를 와인딩해서 원기둥 형상의 롤부에 부착할 수 있게 된다. 한편, 베이스 기판을 제공하는 과정(S100)에서 제공되는 베이스 기판(100a)이 휘어질 수 있는 정도의 두께인 경우에는 베이스 기판의 두께를 감소시키는 과정(S400)은 생략될 수도 있다.
베이스 기판의 두께를 감소시키는 과정(S400)에서 베이스 기판(100a)를 그라인딩 하는 동안에 음각 패턴(120) 및 양각 패턴(130)을 보호하기 위하여 음각 패턴(120) 및 양각 패턴(130)을 포함하는 베이스 기판(100a)의 제1 면 상에 UV 테이프 등의 보호층을 형성할 수 있다.
음각 패턴을 형성하는 과정(S200) 전에, bare 기판 상태인 베이스 기판(100a)의 제2 면을 그라인딩하여 상기 베이스 기판의 두께를 감소시키는 과정(S150); 및 두께를 감소시킨 베이스 기판의 제2 면에 지지 기판을 부착하는 과정(S160);을 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 양각 패턴을 형성하는 과정(S300) 후에, 상기 지지 기판을 제거하는 과정(S500)을 더 포함할 수 있다.
베이스 기판(100a)의 제1 면 상에 음각 패턴(120) 양각 패턴(130)을 형성한 후에 베이스 기판의 두께를 감소시키기 위하여 베이스 기판을 그라인딩 하게 되면, 베이스 기판을 그라인딩하는 동안에 음각 패턴(120) 및 양각 패턴(130)이 손상되거나 오염될 수 있으므로, 음각 패턴을 형성하는 과정(S200) 전에, 베이스 기판(100a)의 제2 면을 그라인딩하여 베이스 기판(100a)의 두께를 감소시킨 후에 음각 패턴(120) 및 양각 패턴(130)을 형성하면 음각 패턴(120) 및 양각 패턴(130)이 베이스 기판(100a)을 그라인딩하는 동안에 손상되거나 오염될 가능성을 원천적으로 제거할 수 있다.
한편, 베이스 기판(100a)의 제2 면을 그라인딩하여 베이스 기판(100a)의 두께를 감소시키면, 음각 패턴(120) 및 양각 패턴(130)을 형성하는 후속 공정(S200, S300)을 진행하는 동안에 얇은 두께의 베이스 기판(100a)를 핸들링하기가 번거롭거나 핸들링하는 동안에 베이스 기판이 손상을 입을 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 발명에서는 두께를 감소시킨 베이스 기판의 제2 면에 지지 기판(미도시)을 부착시킨(S160) 후에, 베이스 기판과 지지 기판의 적층 구조를 핸들링함으로써 음각 패턴(120) 및 양각 패턴(130)을 형성하는 후속 공정(S200, S300)을 안정하고 용이하게 진행할 수 있도록 하였다. 이런 경우에는 앞서 살펴본 베이스 기판(100a)의 제1 면 상에 보호층을 형성하는 과정을 생략할 수 있다.
지지 기판 상에 부착된 얇은 두께의 베이스 기판(100a)에 음각 패턴(120) 및 양각 패턴(130)을 형성하는 후속 공정(S200, S300)을 진행한 후에는 얇은 두께의 베이스 기판(100a)을 더이상 지지할 필요가 없으므로 얇은 두께의 베이스 기판(100a)로부터 지지 기판을 제거할 수 있다(S500).
베이스 기판의 두께를 감소시키는 과정(S150, S400)에서 감소시킨 상기 베이스 기판의 두께(또는 패턴 마스터 몰드의 두께)는 100㎛ 내지 400㎛일 수 있다.
베이스 기판의 두께가 너무 얇으면(100㎛ 이하) 패턴 마스터 몰드를 핸들링하기가 어려워지고 후속 공정 시에 손상될 우려가 커지는 문제가 있고, 베이스 기판의 두께가 너무 두꺼우면(4100㎛ 이상) 베이스 기판의 취성 때문에 패턴 마스터 몰드를 와인딩하면 파괴되어 원기둥 형상의 롤부에 부착할 수 없다.
패턴 마스터 몰드를 와인딩해서 원기둥 형상의 롤부에 부착하기 위해서는 베이스 기판 도는 패턴 마스터 몰드의 허용 굽힙 변형률이 롤부의 반경보다 작을 수 있도록 베이스 기판의 두께를 얇게해야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스터 몰드 제조 방법에 의하면, 음각 패턴과 양각 패턴을 포함하는 복합 미세 패턴을 형성할 수 있는 패턴 마스터 몰드를 간단한 공정을 통하여 제조할 수 있을 뿐만 아니리 재현성을 확보할 수 있다. 이에 따라 패턴 마스터 몰드에 포함된 음각 패턴과 양각 패턴의 복합 미세 패턴의 경계면이 명확하게 정의(define)될 수 있어서, 패턴 마스터 몰드를 이용하는 인쇄 공정, 몰딩 공정, 및 나노 임프린트 공정을 통하여 음각 패턴과 양각 패턴을 포함하는 복합 미세 패턴을 정밀하게 형성할 수 있다.
베이스 기판을 직접 양각하고 음각하여 패턴 마스터 몰드를 제조함으로써, 별도의 기판에 전사하거나 결합하는 등의 추가적인 공정을 필요로하지 않을 뿐만 아니라 별도의 기판으로부터 미세 패턴들이 분리되거나 손상되지 않을 수 있다.
또한, 베이스 기판의 배면(제2 면)을 그라인딩하여 두께를 얇게 함으로써 음각 패턴과 양각 패턴의 복합 미세 패턴을 포함하는 패턴 마스터 몰드를 유연하게 할 수 있어서, 패턴 마스터 몰드가 다양한 형태로 변형이 가능할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 형성용 롤러를 설명하는 도면이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 형성용 롤러 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 형성용 롤러는 일정한 반경을 갖는 원기둥 영역을 구비하는 롤부(200); 및 상기 원기둥 영역의 외주면에 대응되도록 와인딩되어 상기 원기둥 영역의 외주면에 부착되는 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스터 몰드 제조 방법으로 제조된 패턴 마스터 몰드(100);를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 형성용 롤러를 설명함에 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스터 몰드 제조 방법과 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 형성용 롤러는 음각 패턴(120) 및 양각 패턴(130)을 포함하는 복합 미세 패턴이 형성된 패턴 마스터 몰드(100)을 회전시키면서 피처리물(300)에 스탬핑하거나 가압하여 음각 패턴(120) 및 양각 패턴(130)에 대응하는 패턴을 피처리물(300) 상에 인쇄하거나 반전 패턴을 몰딩 또는 임프린팅 등을 하는 장치를 말한다.
롤부(200)는 패턴 마스터 몰드(100)가 부착되는 지지부로서 작용하고, 외부에서 제공되는 회전력에 의해서 회전하면서 휘어지거나 파손되지 않고 패턴 마스터 몰드(100)를 피처리물(300)을 스탬핑하거나 가압할 수 있도록 충분한 기계적 강도를 갖고 있어야 한다. 또한 패턴 마스터 몰드(100)가 균일하게 부착되고 일정한 가압력을 제공할 수 있도록 일정한 반경을 갖는 원기둥 영역을 구비한다.
패턴 형성용 롤러는 일정한 반경을 갖는 원기둥 영역을 구비하는 롤부(200)를 제공하는 과정(S1000); 및 상기 원기둥 영역의 외주면에 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 마스터 몰드 제조 방법으로 제조된 패턴 마스터 몰드(100)를 와인딩하여 부착하는 과정(S2000);을 통하여 제조될 수 있다.
패턴 마스터 몰드(100)가 휘어지는 정도는 패턴 마스터 몰드(100)의 두께에 따라 달라질 수 있으므로, 패턴 마스터 몰드의 두께(100)는 패턴 마스터 몰드가 부착되는 원기둥 영역의 반경에 따라 결정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 형성용 롤러에 의하면, 유연한 패턴 마스터 몰드를 와이딩하여 롤(roll)부의 외주면에 부착하여 패턴 형성용 롤러(roller)를 간단한 방법으로 제조될 수 있다. 음각 패턴과 양각 패턴의 복합 미세 패턴을 포함하는 패턴 마스터 몰드가 부착된 패턴 형성용 롤러를 이용하여 롤투롤(roll to roll) 또는 롤 투 플레이트(roll to plate) 공정으로 복합 미세 패턴을 연속하여 형성할 수 있어서 미세 패턴 형성 공정의 생산성이 향상될 수 있다.
상기 설명에서 사용한 "~ 상에"라는 의미는 직접 접촉하는 경우와 직접 접촉하지는 않지만 상부 또는 하부에 대향하여 위치하는 경우를 포함하고, 상부면 또는 하부면 전체에 대향하여 위치하는 것뿐만 아니라 부분적으로 대향하여 위치하는 것도 가능하며, 위치상 떨어져 대향하거나 상부면 또는 하부면에 직접 접촉한다는 의미로 사용하였다. 또한, 상기 설명에서 사용한 ‘위’, ‘아래’, '선단', '후단', '상부', '하부', '상단', '하단' 등의 용어는 편의를 위하여 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이들 용어에 의해 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 패턴 마스터 몰드 100a: 베이스 기판
110: 어라인 키 120: 음각 패턴
130: 양각 패턴 200: 롤부
300: 피처리물 P: 패턴 영역

Claims (16)

  1. 서로 대향하는 제1 면 내지 제2 면을 구비하는 베이스 기판을 제공하는 과정;
    상기 베이스 기판의 제1 면 상의 패턴 영역 내에 음각 패턴을 형성하는 과정; 및
    상기 음각 패턴이 형성된 상기 패턴 영역 내에 양각 패턴을 형성하는 과정;을 포함하는 패턴 마스터 몰드 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 음각 패턴을 형성하는 과정 및 양각 패턴을 형성하는 과정은 리소그라피 공정을 이용하여 수행되는 패턴 마스터 몰드 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    음각 패턴 및 양각 패턴 중 적어도 하나의 패턴을 형성하기 위한 어라인 키를 형성하는 과정을 더 포함하는 패턴 마스터 몰드 제조 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 어라인 키는 음각으로 형성되는 패턴 마스터 몰드 제조 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 음각 패턴은 마이크로 스케일 패턴 또는 나노 스케일 패턴 중 어느 하나의 패턴이고,
    상기 양각 패턴은 마이크로 스케일 패턴 또는 나노 스케일 패턴 중 나머지 패턴인 패턴 마스터 몰드 제조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 나노 스케일 패턴은 전자빔 리소그라피 공정을 이용하여 형성되고,
    상기 마이크로 스케일 패턴은 포토 리소그라피 공정을 이용하여 형성되는 패턴 마스터 몰드 제조 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 어라인 키는,
    상기 마이크로 스케일 패턴을 형성하기 위한 마이크로 스케일 패턴용 제1 어라인 키;를 포함하고,
    상기 제1 어라인 키는 상기 베이스 기판의 가장자리부에 형성되는 패턴 마스터 몰드 제조 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 어라인 키는 상기 나노 스케일 패턴을 형성하기 위한 나노 스케일 패턴용 제2 어라인 키를 더 포함하고,
    상기 제2 어라인 키는 상기 패턴 영역과 상기 제1 어라인 키 사이에 형성되는 패턴 마스터 몰드 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 어라인 키의 유효 면적은 상기 제1 어라인 키의 유효 면적보다 작은 패턴 마스터 몰드 제조 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스 기판은 취성을 갖는 재료로 이루어진 패턴 마스터 몰드 제조 방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 양각 패턴을 형성하는 과정 후에,
    상기 제2 면을 그라인딩하여 상기 베이스 기판의 두께를 감소시키는 과정을 더 포함하는 패턴 마스터 몰드 제조 방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 음각 패턴을 형성하는 과정 전에,
    상기 제2 면을 그라인딩하여 상기 베이스 기판의 두께를 감소시키는 과정; 및
    두께를 감소시킨 베이스 기판의 제2 면에 지지 기판을 부착하는 과정;을 더 포함하는 패턴 마스터 몰드 제조 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 양각 패턴을 형성하는 과정 후에,
    상기 지지 기판을 제거하는 과정을 더 포함하는 패턴 마스터 몰드 제조 방법.
  14. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    감소시킨 상기 베이스 기판의 두께는 100㎛ 내지 400㎛인 패턴 마스터 몰드 제조 방법.
  15. 일정한 반경을 갖는 원기둥 영역을 구비하는 롤부; 및
    상기 원기둥 영역의 외주면에 대응되도록 와인딩되어 상기 원기둥 영역의 외주면에 부착되는 상기 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 패턴 마스터 몰드;를 포함하는 패턴 형성용 롤러.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 패턴 마스터 몰드의 두께는 상기 원기둥 영역의 반경에 따라 결정되는 패턴 형성용 롤러.
KR1020220162341A 2022-11-29 2022-11-29 패턴 마스터 몰드 제조 방법 및 패턴 형성용 롤러 KR20240079437A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220162341A KR20240079437A (ko) 2022-11-29 2022-11-29 패턴 마스터 몰드 제조 방법 및 패턴 형성용 롤러

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220162341A KR20240079437A (ko) 2022-11-29 2022-11-29 패턴 마스터 몰드 제조 방법 및 패턴 형성용 롤러

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240079437A true KR20240079437A (ko) 2024-06-05

Family

ID=91470264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220162341A KR20240079437A (ko) 2022-11-29 2022-11-29 패턴 마스터 몰드 제조 방법 및 패턴 형성용 롤러

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240079437A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120006132A (ko) 2010-07-12 2012-01-18 엘지디스플레이 주식회사 마스터몰드, 그 제조방법, 및 이를 포함하는 몰드제조장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120006132A (ko) 2010-07-12 2012-01-18 엘지디스플레이 주식회사 마스터몰드, 그 제조방법, 및 이를 포함하는 몰드제조장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6517977B2 (en) Lithographic template and method of formation and use
US8865046B2 (en) Imprinting of partial fields at the edge of the wafer
CN1960855B (zh) Uv刻印用的柔顺性的硬质模板
US6580172B2 (en) Lithographic template and method of formation and use
US8657597B2 (en) Templates for use in imprint lithography and related intermediate template structures
JP5102879B2 (ja) 大面積ナノパターン形成方法および装置
US20080299467A1 (en) Mask mold, manufacturing method thereof, and method for forming large-sized micro pattern using mask mold
US20090001634A1 (en) Fine resist pattern forming method and nanoimprint mold structure
JP5761320B2 (ja) マイクロコンタクトプリンティング用スタンプの製造方法
US7041436B2 (en) Method for the manufacture of micro structures
JP5852123B2 (ja) 多段インプリントによるハイコントラストな整列マーク
TW201003298A (en) Templates for imprint lithography and methods of fabricating and using such templates
JP7139751B2 (ja) インプリントモールドの製造方法
KR20240079437A (ko) 패턴 마스터 몰드 제조 방법 및 패턴 형성용 롤러
JP5428449B2 (ja) マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の製造方法、およびマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版
JP6996333B2 (ja) ブランクス基材、インプリントモールド、インプリントモールドの製造方法及びインプリント方法
JP7124585B2 (ja) レプリカモールドの製造方法
JP7338308B2 (ja) インプリントモールド用基板及びインプリントモールド、並びにそれらの製造方法
JPH04267151A (ja) 平板印刷版の製造方法
Kehagias et al. Polymer optical devices made by reverse and nanoimprint lithography
JP2018157144A (ja) インプリントモールド用マスクブランク及びその製造方法、インプリントモールド及びその製造方法、並びにインプリント方法
KR20110088883A (ko) 나노 임프린트용 스탬프 및 그 제조 방법