WO2014148831A1 - 미세패턴 형성 시스템 및 미세패턴 형성방법 - Google Patents

미세패턴 형성 시스템 및 미세패턴 형성방법 Download PDF

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WO2014148831A1
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filling
substrate
pattern
drying
unit
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PCT/KR2014/002338
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정광춘
유지훈
성준기
한효진
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주식회사 잉크테크
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Definitions

  • the present invention relates to a micropattern forming system and a method of forming a micropattern, and more particularly, to a micropattern forming system and a micropattern forming system, which can easily produce a micropattern in a form in which fillings are uniformly filled in a negative pattern having a fine line width. It is about a method.
  • a dry film or a photoresist was applied to the surface of the conductive material in order to form a fine pattern circuit and then cured by irradiation with ultraviolet (UV) light, followed by development using a developer. It is a method of forming a fine pattern to be implemented using a chemical corrosion solution.
  • the photolithography process has the advantage of being capable of patterning with high resolution, but has the disadvantage of discharging excess chemical waste due to expensive equipment, complex production process, and etching process repetition.
  • the importance of the patterning process that can be large-scaled at low temperatures has been raised, and many research and developments have been conducted to find an alternative to the existing photolithography process represented by expensive equipment and high cost. have.
  • Examples include ink jet printing, gravure offset printing, reverse offset, laser etching patterning, and the like. These methods have the advantage of direct patterning and some have made significant technological advances, but they still do not replace many photolithography processes due to their limitations in fine line width implementation, reliability, and production process speed.
  • Nanoimprint technology is proposed to solve the drawbacks of the direct patterning method and the problem of the photolithography process, after applying a photocurable resin or a thermosetting resin on the substrate, the mold containing the micro-micron size irregularities It is a technique which transfers a pattern to a base material by pressing on the apply
  • These current nanoimprinting technologies are about the same in terms of manufacturing cost and resolution as compared to the direct patterning method and the photolithography method, which are used to form lines having a line width of several tens of micrometers. While serving as a bridge in the micro-area, it is gradually replacing these technologies in part.
  • low-resistance metal pattern forming technology for use in complex and fine electrodes or wiring is still developed due to problems of yield and characteristics deterioration due to a decrease in filling property of the filling when forming a complex pattern that does not include a certain direction or arrangement. This is a necessary situation.
  • Korean Patent Publication No. 10-2011-0100034 discloses a method of forming a fine groove by forming an imprint process and filling a metal layer into the groove to form a metal fine line width, but the filling efficiency of the filler and the line width of the submicron are disclosed.
  • the filling efficiency of the filler and the line width of the submicron are disclosed.
  • an object of the present invention is to solve such a conventional problem, by improving the filling efficiency of the filling material into the intaglio pattern of the fine line width through the rotating body in contact with the substrate, it is possible to easily produce a fine pattern
  • the present invention provides a fine pattern forming system and a fine pattern forming method.
  • the transfer unit for continuously conveying the substrate on which the intaglio pattern is formed;
  • a supply unit for supplying a filler to the substrate;
  • the fine pattern forming system comprising a; rotary filling unit which is provided in the rear of the supply unit in the conveying direction of the substrate, the filling material rotated in contact with the substrate into the intaglio pattern; Is achieved.
  • the apparatus may further include a first drying unit provided at a rear of the rotary filling unit along the conveying direction of the substrate and drying the filling filled in the intaglio pattern.
  • the rotary filling unit may be disposed long along the width direction of the substrate, it may include a first roller in contact with the substrate to guide the filling into the intaglio pattern.
  • the first roller may have a first filling pattern which is formed on the outer surface in an oblique line with the rotation axis.
  • the rotary filling unit is provided in the rear of the first roller in the conveying direction of the substrate, and the second filling pattern is provided on the outer surface so that the filler remaining on the substrate passing through the first roller is filled into the intaglio pattern It may further include a second roller to rotate.
  • first filling pattern and the second filling pattern may not be parallel to each other.
  • the apparatus may further include a vibration applying unit for vibrating the rotary filling unit in contact with the substrate.
  • the apparatus may further include a first blade disposed between the rotary filling unit and the first drying unit and filling the filling material remaining on the substrate into the intaglio pattern by contacting the substrate being transferred.
  • the etchant coating portion is provided in the rear of the first drying portion in the conveying direction of the substrate, the etchant coating portion for applying an etchant to dissolve the filler is not filled in the intaglio pattern, but dried on the substrate;
  • a second drying unit for drying the filling in the intaglio pattern of the substrate passing through the second blade; may further include.
  • a substrate preparation step of preparing a substrate on which the intaglio pattern is formed A filler supplying step of supplying a filler on the substrate; A rotary filling step of rotating the rotary filling part in contact with the base material to fill the filling material supplied on the base material in the filling pattern into the intaglio pattern; It is achieved by a fine pattern forming method comprising a; first drying step of drying the filling in the intaglio pattern.
  • the rotation filling step may include filling the filling material into the intaglio pattern by rotating a first roller having a first filling pattern having an oblique rotation axis on an outer surface thereof in contact with the substrate; Filling a filling material into the intaglio pattern by rotating a second roller having a second filling pattern that is oblique with the rotation axis on the outer surface and is not parallel to the first filling pattern in contact with the base material; have.
  • the rotation filling unit may rotate in contact with the substrate and vibrate in the longitudinal direction of the substrate or in the width direction of the substrate.
  • the first filling step is performed between the rotary filling step and the first drying step, and the first filling step of filling the remaining filling material in the intaglio pattern without filling in the rotary filling step by contacting the blade with the substrate into the intaglio pattern It may include.
  • the method may further include a second drying step of drying the filling material filled in the intaglio pattern.
  • a micropattern forming system capable of uniformly filling a filler in an intaglio pattern of a fine line width formed on a substrate by using a rotary filling part which is a rotating body rotating in contact with the substrate.
  • the filling pattern in the diagonal direction is formed on the outer peripheral surface of the roller constituting the rotary filling unit, it is possible to easily attract the filling applied on the substrate into the intaglio pattern.
  • the filling pattern formed on the outer circumferential surface of the plurality of rollers has a different diagonal direction, it is possible to eliminate the phenomenon that the filling is deflected and filled to achieve a more uniform filling performance.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a micropattern forming system according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 schematically illustrates a rotary filling part of the micropattern forming system of FIG. 1;
  • FIG. 3 schematically illustrates a process of forming a micropattern using the micropattern forming system of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of a micropattern forming system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 schematically illustrates a vibration applying unit and a rotation filling unit of the micropattern forming system of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of a micropattern forming system according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 schematically illustrates a process of forming a micropattern using the micropattern forming system of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view of a micropattern forming system according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 schematically illustrates a process of forming a micropattern using the micropattern forming system of FIG. 8.
  • micropattern forming system 100 according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a micropattern forming system according to a first embodiment of the present invention.
  • the micropattern forming system 100 fills a filler in the intaglio pattern 11 formed on the substrate 10 to form the micropattern P.
  • FIG. The present invention relates to a final production system, including a transfer unit 110, a supply unit 120, a rotary filling unit 130, and a first drying unit 140.
  • the conveyer 110 is a device for constructing an inline system by continuously transporting the substrate 10, and includes a plurality of general conveyance rollers. Such a transfer roller constituting the transfer unit is a well-known configuration in the art and will not be described.
  • the substrate 10 in the state where the intaglio pattern 11 is formed is continuously transferred.
  • the substrate used herein may be determined by comprehensively considering the method of forming the intaglio pattern 11, and may include polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (polyethylenenaphthalate, PEN), Polyethersulfone (PES), nylon (Nylon), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyetherether ketone (PEEK), polycarbonate (PC), or polyarylate (PAR)
  • PI polyimide
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PES Polyethersulfone
  • nylon ylon
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PEEK polyetherether ketone
  • PC polycarbonate
  • PAR polyarylate
  • a transparent substrate may be used, and an opaque substrate such as a metal plate having an insulated surface, an opaque plastic film, an opaque glass, or an opaque glass fiber material may be used.
  • the supply unit 120 is for supplying a filler on the substrate 10 continuously transferred by the transfer unit 110 described above.
  • the supply unit 120 injects the filler through a nozzle disposed along the width direction of the substrate 10, so that the filler may be injected onto the entire surface of the substrate 10.
  • the supply unit 120 is not necessarily provided with a nozzle, and is not limited so long as it is a structure capable of spraying and applying a filler on the substrate 10.
  • an ink having excellent electrical conductivity characteristics is used so that the final fine pattern P forms an electrode pattern, but the material of the filler is limited thereto. It doesn't happen.
  • the filler used in the present embodiment is a conductive metal composition, which can be dissolved or swelled in a solvent in order to improve the filling property into the intaglio pattern 11 and is easily reduced by a post-treatment process such as heat or a reducing agent.
  • Complex compounds or metal precursors may be used.
  • metal particles may be prepared to reduce metal complex compounds or metal precursors to be used as mixtures.
  • solvents, stabilizers, dispersants, binder resins, mold release agents, reducing agents, and surfactants may be used as necessary.
  • Additives such as surfactants, wetting agents, thixotropic agents or leveling agents, thickeners may be included.
  • FIG. 2 schematically illustrates a rotation filling unit of the micropattern forming system of FIG. 1.
  • the rotary filling unit 130 serves to fill a conductive pattern that is continuously supplied and applied to the substrate 10 into the intaglio pattern, and the first roller 131 and the second roller. 133.
  • the first roller 131 is provided to extend along the width direction of the substrate 10 and is a member for rotating the state in contact with the substrate 10 to attract the filler into the intaglio pattern 11 to force the filling.
  • a first filling pattern 132 is formed to protrude outwardly in direct contact with the substrate 10 to guide the flow of the filling, and the first filling pattern 132 has a plurality of stripe shapes. This has a form forming an oblique line with the rotation axis of the first roller 131.
  • the angle of the first filling pattern 132 formed along the oblique direction and the interval between the adjacent first filling pattern 132 is the speed at which the substrate 10 is transferred, the viscosity of the filling supplied from the supply unit 120 , The depth of the intaglio pattern 11 is preferably determined in a comprehensive manner.
  • the second roller 133 is disposed between the first roller 131 and the first drying unit 140 to be described later, is installed long along the width direction of the substrate 10, the first roller 131 and Similarly, it is a device for forcibly filling the filler into the intaglio pattern 11 of the substrate 10 by rotating in contact with the substrate 10.
  • a second filling pattern 134 is formed to protrude to the outside in direct contact with the substrate 10 to guide the flow of the filling, and the second filling pattern 134 has a plurality of stripe shapes. It surrounds the outer circumferential surface of the second roller 133 is formed along the diagonal direction.
  • the second filling pattern 134 is formed to have a different direction from the first filling pattern 132. That is, the first filling pattern 132 provided in the first roller 131 and the second filling pattern 134 provided in the second roller 133 form an oblique line with the rotation axis of each roller, and are parallel to each other. Consists of a structure that does not have a diagonal line in the other direction.
  • first filling pattern 132 and the second filling pattern 134 of the present embodiment are described as being formed in a straight line along the diagonal direction of the outer circumferential surface of each roller, the present invention is not limited thereto.
  • shape of each filling pattern may be formed in a curve along the diagonal direction of the outer circumferential surface of each roller, or may be a structure in which a dashed or zigzag line is repeated.
  • each filling pattern may not be formed along an oblique direction of the roller, but may have a straight line, a curved line, a broken line, and a zigzag shape in a direction parallel to the rotation axis of the filling pattern.
  • the first filling pattern 132 and the second filling pattern 134 is a curve having a cross-sectional shape of the first roller 131 and the second roller 133 has a square, rhombus, prism shape or a predetermined curvature.
  • the first filling pattern 132 and the second filling pattern 134 may be formed in various forms without being limited thereto.
  • the support structure (not shown) is installed on the lower portion of the base 10 corresponding to the rotary filling unit 130, the rotary filling unit 130 and the substrate ( 10) can be made to proceed a stable process while supporting the upward.
  • the material of the above-described rotation filling unit 130 is not limited, may be provided with a rigid material having rigidity, or may be provided with a material having elasticity.
  • the first drying unit 140 is spaced apart from the second roller 133 along the conveying direction of the substrate 10, and the filler is dried in the intaglio pattern of the substrate 10 while passing through the rotary filling unit 130. This is the equipment for forming the final fine pattern (P).
  • FIG. 3 schematically illustrates a process of forming a micropattern using the micropattern forming system of FIG. 1.
  • the fine pattern forming method (S100) using the micropattern forming system according to the first embodiment of the present invention is a substrate preparation step (not shown), the filler supply step (S110) and the rotary filling step (S120) And the first drying step (S130).
  • the substrate preparing step (S110) prepares the substrate 10 by forming the intaglio pattern 11 having a fine line width on the substrate 10 having a flexible property, and simultaneously transports the prepared substrate 10. It is a step of continuously feeding through.
  • forming the groove-shaped intaglio pattern 11 on the substrate 10 may use a method using an imprinting process, a method of directly etching a substrate with a laser, a method using a photolithography method, and the like. In addition to one method, it is preferable to consider the line width, depth, etc. of the intaglio pattern 11 to be formed during a process well known in the art.
  • the filler supply step (S110) is a step of supplying and applying the filler onto the substrate 10 through the supply unit 120.
  • the rotation filling step (S120) is a metal pattern filling the filler in a relatively uniform state on the substrate 10 by using the rotary filling unit 130 including the first roller 131 and the second roller 133. (11) This step is filling.
  • the first roller 131 in contact with the substrate 10 transferred in the state in which the filling is uniformly applied from the supply unit 120 is Rotate along a predetermined direction.
  • the first filling pattern 132 in an oblique direction formed on the outer surface of the first roller 131 is rotated in direct contact with the substrate 10 while the filling applied to the substrate 10 into the intaglio pattern 11. Attract and fill.
  • the second filling pattern 134 in the diagonal direction formed on the outer surface of the second roller 133 is formed. While filling in contact with 10, the filler is attracted and filled into the intaglio pattern 11.
  • first filling pattern 132 and the second filling pattern 134 are formed with diagonal lines in different directions, it is possible to prevent the filling material from being attracted to only one side, and the inside of the intaglio pattern 11 as a whole. Filling can be filled uniformly.
  • the first drying step (S130) is a step of finally forming a fine pattern (P) by drying the filling filled in the intaglio pattern 11 after the rotation filling step (S120).
  • Drying in the first drying step (S130) is preferably proceeded to 80 °C to 400 °C, but is not limited thereto.
  • the thickness of the filling of the final fine pattern (P) is not limited, but may be 10 microns or less, more preferably 0.1 microns or more and 5 microns or less.
  • the filling applied on the substrate 10 is uniformly and accurately attracted and filled into the intaglio pattern 11 by using the rotational rotation of the rotating body contacting the substrate 10 to be continuously conveyed.
  • the fine pattern P can be formed.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of a micropattern forming system according to a second embodiment of the present invention.
  • the micropattern forming system 200 fills the filling in the intaglio pattern 11 formed on the substrate 10 to finalize the micropattern P.
  • FIG. It relates to a system for forming, including a conveying unit 110, the supply unit 120, the rotary filling unit 130, the first drying unit 140 and the vibration applying unit 250.
  • FIG. 5 schematically illustrates a vibration applying unit and a rotation filling unit of the micropattern forming system of FIG. 4.
  • the vibration applying unit 250 applies a driving force so that the rotary filling unit 130 in contact with the substrate vibrates in a predetermined direction.
  • the rotary filling unit 130 may vibrate in any one of the longitudinal direction or the width direction of the base material 10, may be vibrating in combination along the longitudinal direction and the width direction, and circular motion It may vibrate.
  • the micropattern forming method (S200) using the micropattern forming system according to the second embodiment of the present invention includes a substrate preparation step, a filler supply step (S110), a rotation filling step (S120), and a first drying step (S130).
  • a substrate preparation step a filler supply step (S110), a rotation filling step (S120), and a first drying step (S130).
  • the substrate preparation step, the filling material supply step (S110) and the first drying step (S130) are the same as the above-described process in the first embodiment, duplicate description is omitted.
  • the vibration applying unit 250 includes the rotary filling unit 130, that is, the first roller 131 and the second roller 133. Apply driving force to vibrate.
  • the first roller 131 and the second roller 133 may vibrate in a front-rear direction, a left-right direction, or a combination thereof in a state of being in contact with the substrate 10, and the vibration direction, vibration width, frequency, etc.
  • the depth, the line width, the feed rate of the substrate, and the like of the intaglio pattern formed on the surface are determined in consideration of the overall.
  • the rotation filling unit 130 rotates and vibrates in a predetermined direction, the filling efficiency into the intaglio pattern 11 may be further improved.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of a micropattern forming system according to a third embodiment of the present invention.
  • the micropattern forming system 300 fills the filling in the intaglio pattern 11 formed on the substrate 10 to finalize the micropattern P.
  • FIG. The present invention relates to a system for forming, comprising a conveying unit 110, a supplying unit 120, a rotating filling unit 130, a first blade 360, and a first drying unit 140, and a conveying unit 110 and a supplying unit ( 120, the rotary filling unit 130 and the first drying unit 140 is the same as the above-described configuration in the first embodiment, and the duplicate description is omitted.
  • the first blade 360 is disposed between the rotation filling unit 130 and the first drying unit 140 to be mounted along the width direction of the substrate 10 to pass through the rotation filling unit 130. Even after the substrate 10 is not filled into the intaglio pattern 11, the remaining filler is filled in the intaglio pattern 11.
  • the filling material on the substrate 10 from which the processing is not completed from the rotation filling unit 130 is recharged into the intaglio pattern 11 using the first blade 360.
  • FIG. 7 schematically illustrates a process of forming a fine pattern using the fine pattern forming system of FIG. 6.
  • the fine pattern forming method (S300) using the fine pattern forming system 300 according to the third embodiment of the present invention includes a substrate preparation step, a filler supply step (S110), and a rotation filling step (S120). ) And the first filling step (S340) and the first drying step (S130), the substrate preparation step and the filling material supply step (S110) and the rotary filling step (S120) and the first drying step (S130) Since the example is the same as the above-described process, duplicate description is omitted.
  • the filling material remaining on the substrate 10 without being completely processed in the rotation filling step S120 is refilled in the intaglio pattern 11 using the first blade 360. Therefore, in this embodiment, the filling efficiency may be further improved by repeatedly performing the filling process through the first blade 360 in the fixed state at the same time as the rotational rotation of the rotary filling unit 130.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view of a micropattern forming system according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the micropattern forming system 400 fills a filler in the intaglio pattern 11 formed on the substrate 10 to finalize the micropattern P.
  • FIG. Regarding a system for forming the transfer unit 110, the supply unit 120, the rotary filling unit 130, the first blade 360, the first drying unit 140, the etchant coating unit 470 and the second The blade 480 and the second drying unit 490, the conveying unit 110, the supply unit 120, the rotary filling unit 130, the first blade 360 and the first drying unit 140 is a first Since it is the same as the configuration described in the third embodiment to the third embodiment, redundant description is omitted.
  • the etchant coating part 470 is installed at the rear end of the first drying part 140 and remains on the base 10 even after passing through the above-described rotary filling part 130 and the first blade 360. In order to perform the final filling process of the, it is configured to dissolve the filler remaining in the dried state on the substrate 10 by applying an etchant.
  • the etchant used in the present invention is determined according to the type of the filler to be filled in the intaglio pattern 11, ammonium carbamate series, ammonium carbonate series, ammonium bicarbonate series, carboxyl which can dissolve the oxidant and the metal compound Acid-based, lactone-based, ligtam-based, cyclic acid anhydride-based compounds, acid-base salt complexes, acid-base-alcohol-based complexes, mercanto-based compounds, and the like can be used as the etchant.
  • the etchant preferably imparts hydrophilic properties to the etchant composition in order to effectively dissolve the unfilled metal layer on the surface of the substrate and to increase the refillability of the metal in a fine engraving pattern. It is preferable to adjust and select the carbon number of an etching liquid compound component, and to adjust the grade of hydrophilic property.
  • the second blade 480 is installed at the rear end of the etchant applicator 470 and is configured to finally fill the intaglio pattern 11 with the melt dissolved by the etchant applied from the etchant applicator 470. to be.
  • the second drying unit 490 is installed at the rear end of the second blade 480.
  • the second drying unit 490 dries the filling material which is finally filled into the intaglio pattern 11 by the second blade 480 to form a fine pattern P. It is a structure for final formation.
  • FIG. 9 schematically illustrates a process of forming a micropattern using the micropattern forming system of FIG. 8.
  • the fine pattern forming method (S400) using the micropattern forming system 400 according to the fourth embodiment of the present invention the substrate preparation step, the filling material supply step (S110) and the rotary filling step (S120) ) And the first filling step (S340) and the first drying step (S130) and the dissolving step (S450) and the second filling step (S460) and the second drying step (S470), the substrate preparation step and the filling material supply step (S110) and the rotary filling step (S120), the first filling step (S340) and the first drying step (S130) are the same as the above-described process in the first embodiment to the third embodiment, and thus redundant description is omitted.
  • the dissolving step (S450) is a substrate 10 dried by the first drying unit 140 is not filled into the intaglio pattern 11 by applying the etchant on the substrate 10 through the etchant coating unit 470 This step is to redissolve the packing material.
  • the second filling step (S460) is a step of refilling the filling material on the substrate 10 in the dissolved state (S450) into the intaglio pattern 11 using the second blade 480.
  • a micropattern forming system and a method of forming a micropattern that can easily manufacture a micropattern by improving the filling efficiency of the fine line width into the intaglio pattern through a rotating body rotating in contact with the substrate.

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Abstract

본 발명은 미세패턴 형성 시스템에 관한 것이며, 본 발명의 미세패턴 형성 시스템은 음각패턴이 형성된 기재를 연속적으로 이송시키는 이송부; 상기 기재로 충진물을 공급하는 공급부; 상기 기재의 이송방향을 따라 상기 공급부의 후방에 마련되고, 상기 기재와 접촉한 상태에서 회전하여 공급되는 충진물을 상기 음각패턴 내로 충진하는 회전충진부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

미세패턴 형성 시스템 및 미세패턴 형성방법
본 발명은 미세패턴 형성 시스템 및 미세패턴 형성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미세 선폭의 음각패턴 내에 충진물이 균일하게 충진되는 형태의 미세패턴을 용이하게 제작할 수 있는 미세패턴 형성 시스템 및 미세패턴 형성방법에 관한 것이다.
최근, 전자제품의 경박 단소화 추세로 디스플레이 또는 트랜지스터 등의 전자 소자들은 공통적으로 고밀도, 고집적의 형태로 제작 될 것이 요구됨에 따라 전극 또는 배선(metallization lines)용에 사용할 수 있는 미세한 금속 패턴을 형성하는 기술이 주목되고 있다. 지금까지 널리 알려져 있는 금속의 미세패턴 제작기술은 통상적으로, 박막의 진공 증착과 포토리소그라피 공정을 거쳐 형성된다.
기재에 도전성 소재를 증착 한 후 미세패턴 회로를 형성하기 위해 드라이 필름(Dry Film) 또는 감광액을 도전성 소재 표면에 도포한 다음 자외선(UV)을 조사 하여 경화 시킨 후, 현상액을 이용하여 현상하고, 이어서 화학 부식액을 이용하여 구현 하고자하는 미세패턴을 형성하는 방법이다.
포토리소그라피 공정은 고 해상도(resolution)를 갖는 패터닝을 할 수 있는 장점이 있지만, 고가의 장비, 복잡한 생산 공정, 에칭공정의 반복으로 인한 과량의 화학 폐기물이 배출되는 단점을 가지고 있다. 또한 최근에는 플렉서블 전자소자의 도래와 더불어 저온에서 대면적화가 가능한 패터닝 공정의 중요성이 제기되고 있어 고가의 장비와 고비용으로 대표되는 기존의 포토리소그라피 공정을 대체하는 대안을 찾고자 하는 많은 연구 개발이 진행되고 있다.
예컨대, 잉크젯 프린팅, 그라비아 옵셋 프린팅, 리버스 옵셋, 레이저 식각 패터닝등이 있다. 이와 같은 방식들은 직법 패터닝 방식 이라는 장점이 있고 일부는 상당한 기술적 진보를 보이기도 하였으나 미세선폭 구현성, 신뢰성, 생산 공정 속도에 있어서 각각의 한계로 인해 여전히 포토리소그라피 공정을 많이 대체하지 못하고 있다.
나노 임프린트 기술은 상기의 직접 패터닝 방식의 단점을 보완하고 포토리소그래프 공정의 문제점을 위하여 제시된 것으로서, 기재위에 광경화성 수지 또는 열경화성 수지를 도포한 후, 나노에서 마이크론 크기의 요철을 포함하는 몰드를 상기 도포된 수지층 상에 가압하고, 자외선 또는 열을 가하여 이를 경화시킴으로써 패턴을 기재에 전사하는 기술이다. 이러한 현재의 나노임프린팅 기술은 수십 마이크로미터um 선폭의 라인을 형성하는 기술로 이용되고 있는 직접 패터닝 형성 방법과 포토리소그래피 방법과 비교할 때, 제조단가와 해상도 측면에서 이들의 중간 정도 수준이며, 나노와 마이크로 분야의 교량 역할을 하는 동시에 부분적으로 이들 기술을 점진적으로 대체해 나가고 있다.
그러나 최근에 이러한 임프린팅 방식으로 금속패턴을 형성하는 기술들이 소개되고 있으나, 금속 패턴 형성을 위해 음각의 홈에 충전물을 채우는 공정에서 충전 효율성의 문제로 충전물을 반복적으로 채우는 공정이 필요하여 생산성과 고가 금속 원료의 폐기에 대한 문제점을 가지고 있다.
또한, 일정한 방향이나 배열을 포함하지 않은 복잡한 패턴 형성시 충전물의 충진성 저하로 수율 및 특성 저하의 문제점이 있어 복잡하고 미세한 전극 또는 배선용으로 사용하기 위한 저 저항의 금속패턴 형성 기술은 아직까지도 기술개발이 필요한 상황이다.
한편, 한국특허 공개번호 제 10-2011-0100034에서는 임프린팅 공정으로 미세 홈을 형성하고 금속층을 그 홈에 충진하여 금속 미세선폭을 형성하는 방법을 개시하고 있으나 충전물의 충전 효율성 및 서브 마이크론의 선폭을 구현하는데 문제가 있고 또한 저 저항의 전극을 형성하는 데는 한계를 가지고 있어 이러한 문제를 해결하기 위한 대안이 절실한 상황이다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기재와 접촉하여 회전하는 회전체를 통하여 미세 선폭의 음각패턴 내로의 충진물의 충진효율을 향상시킴으로써, 미세패턴을 용이하게 제작할 수 있는 미세패턴 형성 시스템 및 미세패턴 형성방법을 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 음각패턴이 형성된 기재를 연속적으로 이송시키는 이송부; 상기 기재로 충진물을 공급하는 공급부; 상기 기재의 이송방향을 따라 상기 공급부의 후방에 마련되고, 상기 기재와 접촉한 상태에서 회전하여 공급되는 충진물을 상기 음각패턴 내로 충진하는 회전충진부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성 시스템에 의해 달성된다.
또한, 상기 기재의 이송방향을 따라 상기 회전충진부의 후방에 마련되고, 상기 음각패턴 내에 충진된 충진물을 건조하는 제1건조부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전충진부는 상기 기재의 폭방향을 따라 길게 배치되며, 상기 기재와 접촉하여 충진물을 음각패턴 내로 안내하는 제1롤러를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1롤러는 외면에 회전축과 사선을 이루며 형성되는 제1충진패턴을 구비할 수 있다.
또한, 상기 회전충진부는 상기 기재의 이송방향을 따라 상기 제1롤러의 후방에 마련되고, 상기 제1롤러를 통과한 기재 상에 잔류하는 충진물이 음각패턴 내로 충진되도록 외면에 제2충진패턴을 구비하여 회전하는 제2롤러를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1충진패턴과 상기 제2충진패턴은 서로 평행하지 않을 수 있다.
또한, 상기 기재에 접촉된 상태의 회전충진부를 진동시키는 진동인가부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전충진부와 상기 제1건조부의 사이에 배치되며, 이송되는 기재와 접촉하여 상기 기재 상에 잔류하는 충진물을 상기 음각패턴 내로 충진시키는 제1블레이드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기재의 이송방향을 따라 상기 제1건조부의 후방에 마련되고, 음각패턴 내에 충진되지 못하고 기재 상에 잔류한 상태로 건조된 충진물이 용해되도록 에천트를 도포하는 에천트 도포부; 상기 기재 상에서 용해된 충진물을 음각패턴 내로 재충진시키는 제2블레이드; 상기 제2블레이드를 통과한 기재의 음각패턴 내의 충진물을 건조시키는 제2건조부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 음각패턴이 형성되는 기재을 준비하는 기재 준비단계; 상기 기재 상에 충진물을 공급하는 충진물 공급단계; 회전충진부를 상기 기재와 접촉한 상태에서 회전시켜 상기 충진물 공급단계에서 기재 상에 공급된 충진물을 상기 음각패턴 내로 충진하는 회전충진단계; 상기 음각패턴 내의 충진물을 건조시키는 제1건조단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성방법에 의해 달성된다.
또한, 상기 회전충진단계는 외면에 회전축과 사선을 이루는 제1충진패턴을 구비하는 제1롤러를 상기 기재와 접촉한 상태에서 회전시켜 충진물을 음각패턴 내로 충진하는 단계; 외면에 회전축과 사선을 이루되 상기 제1충진패턴과 평행하지 않는 제2충진패턴을 구비하는 제2롤러를 상기 기재와 접촉한 상태에서 회전시켜 충진물을 음각패턴 내로 충진하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 회전충진단계에서 상기 회전충진부는 상기 기재와 접촉한 상태에서 회전함과 동시에 상기 기재의 길이방향 또는 상기 기재의 폭방향을 따라 진동할 수 있다.
또한, 상기 회전충진단계와 상기 제1건조단계의 사이에서 수행되며, 블레이드를 기재와 접촉시켜 상기 회전충진단계에서 충진되지 못하고 기재에 잔류한 충진물을 상기 음각패턴 내로 충진하는 제1충진단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1건조단계를 통과한 후에 상기 기재 상에 에천트를 도포하여 음각패턴 내에 충진되지 못하고 상기 기재 상에서 건조된 충진물을 용해하는 용해단계; 용해된 기재 상의 충진물을 블레이드를 기재와 접촉시켜 음각패턴 내로 충진하는 제2충진단계; 상기 음각패턴 내에 충진된 충진물을 건조하는 제2건조단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기재와 접촉하여 회전하는 회전체인 회전충진부를 이용하여 기재 상에 형성되는 미세선폭의 음각패턴 내에 충진물을 균일하게 충진할 수 있는 미세패턴 형성 시스템이 제공된다.
또한, 회전충진부를 복수개의 롤러로 설계하여, 충진효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 회전충진부를 구성하는 롤러의 외주면에 사선방향의 충진패턴을 형성하여, 기재 상에 도포되는 충진물을 음각패턴 내로 쉽게 유인할 수 있다.
또한, 복수개의 롤러의 외주면에 형성되는 충진패턴이 서로 다른 사선방향을 갖도록 함으로써, 충진물이 편향되어 충진되는 현상을 배제하고 보다 균일한 충진성능을 구현할 수 있다.
또한, 회전충진부의 후단에 블레이드를 이용하여 충진물을 재충진함으로써 충진효율을 높일 수 있다.
또한, 건조된 충진물을 재용해하고 충진하는 과정을 반복하여 충진효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템의 개략적인 사시도이고,
도 2는 도 1의 미세패턴 형성 시스템의 회전충진부를 개략적으로 도시한 것이고,
도 3은 도 1의 미세패턴 형성 시스템을 이용한 미세패턴 형성방법 공정을 개략적으로 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템의 개략적인 사시도이고,
도 5는 도 4의 미세패턴 형성 시스템의 진동인가부와 회전충진부를 개략적으로 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템의 개략적인 사시도이고,
도 7은 도 6의 미세패턴 형성 시스템을 이용한 미세패턴 형성방법 공정을 개략적으로 도시한 것이고,
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템의 개략적인 사시도이고,
도 9는 도 8의 미세패턴 형성 시스템을 이용한 미세패턴 형성방법 공정을 개략적으로 도시한 것이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템(100)에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템의 개략적인 사시도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템(100)은 기재(10) 상에 형성되는 음각패턴(11) 내부에 충진물을 충진하여 미세패턴(P)을 최종 제작하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 이송부(110)와 공급부(120)와 회전충진부(130)와 제1건조부(140)를 포함한다.
상기 이송부(110)는 기재(10)를 연속적으로 이송시켜 인라인 시스템을 구축하기 위한 장비로서, 다수개의 일반적인 이송롤러를 포함한다. 이송부를 구성하는 이러한 이송롤러는 기술분야에서 널리 알려진 구성이므로 설명은 생략한다.
한편, 본 실시예에서는 음각패턴(11)이 형성된 상태의 기재(10)가 연속적으로 이송된다.
여기에서 이용되는 기재로는 음각패턴(11)을 형성하는 방법 등을 종합적으로 고려하여 결정되며, 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리에테르술폰(PES), 나일론(Nylon), 폴리테트라 플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리에텔에텔 케톤(polyetherether ketone, PEEK), 폴리카보네이트(PC), 또는 폴리아릴레이트(polyarylate, PAR) 등의 투명한 기재가 이용될 수 있으며, 표면이 절연 처리된 금속제 플레이트, 불투명한 플라스틱 필름, 불투명한 글라스 또는 불투명한 유리 섬유재 등의 불투명한 기재가 이용될 수도 있다.
상기 공급부(120)는 상술한 이송부(110)에 의하여 연속적으로 이송되는 기재(10) 상에 충진물을 공급하기 위한 것이다. 본 실시예에서 공급부(120)는 기재(10)의 폭방향을 따라서 배치되는 노즐을 통하여 충진물을 분사함으로서, 기재(10)의 전면에 충진물이 분사될 수 있도록 한다. 다만, 공급부(120)가 반드시 노즐을 구비하여야 하는 것은 아니고, 기재(10) 상에 충진물을 분사, 도포할 수 있는 구조라면 제한되는 것은 아니다.
본 실시예에서 공급부(120)로부터 분사되는 충진물로는 최종 형성되는 미세패턴(P)이 전극패턴을 형성할 수 있도록 우수한 전기적 전도성 특성을 가지는 잉크가 사용되는 것으로 설명하나, 충진물의 소재가 이에 제한되는 것은 아니다.
즉, 본 실시예에서 사용되는 충진물은 전도성 금속 조성물로서 음각패턴(11) 내로의 충진성을 향상시키기 위하여 용제에 용해가 가능하거나 팽윤이 되고, 열이나 환원제 등의 후처리 공정으로 쉽게 환원되는 금속 착체 화합물 또는 금속 전구체가 이용될 수 있다.
또한, 금속 착체 화합물 또는 금속 전구체를 환원시켜 금속입자를 제조하여 혼합물로도 사용할 수 있으며, 이들 혼합물 외에도, 필요에 따라, 용매, 안정제, 분산제, 바인더 수지(binder resin), 이형제, 환원제, 계면활성제(surfactant), 습윤제(wetting agent), 칙소제(thixotropic agent) 또는 레벨링(levelling)제, 증점제와 같은 첨가제가 포함될 수 있다.
도 2는 도 1의 미세패턴 형성 시스템의 회전충진부를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 상기 회전충진부(130)는 기재(10)에 연속적으로 공급, 도포되는 전도성 충진물을 음각패턴 내로 충진하는 역할을 하는 것으로서, 제1롤러(131)와 제2롤러(133)를 포함한다.
상기 제1롤러(131)는 기재(10)의 폭방향을 따라 길게 마련되며, 기재(10)와 접촉한 상태로 회전하여 충진물을 음각패턴(11) 내로 유인하여 강제 충진하기 위한 부재이다.
제1롤러(131)의 외면에는 기재(10)와 직접적으로 접촉하여 충진물의 유동을 안내하는 제1충진패턴(132)이 외측으로 돌출 형성되며, 제1충진패턴(132)은 복수개의 스트라이프 형상으로 제1롤러(131)의 회전축과 사선을 이루는 형태를 갖는다.
이때, 사선방향을 따라 형성되는 제1충진패턴(132)의 각도 및 이웃하는 제1충진패턴(132) 사이의 간격은 기재(10)가 이송되는 속도, 공급부(120)로부터 공급되는 충진물의 점성, 음각패턴(11)의 깊이 등을 종합적으로 고려하여 결정되는 것이 바람직하다.
상기 제2롤러(133)는 제1롤러(131)와 후술하는 제1건조부(140)의 사이에 배치되어, 기재(10)의 폭방향을 따라 길게 설치되며, 제1롤러(131)와 마찬가지로 기재(10)와 접촉한 상태로 회전하여 충진물을 기재(10)의 음각패턴(11) 내로 강제 충진하는 장비이다.
제2롤러(133)의 외면에는 기재(10)와 직접적으로 접촉하여 충진물의 유동을 안내하는 제2충진패턴(134)이 외측으로 돌출 형성되며, 제2충진패턴(134)은 복수개의 스트라이프 형상으로 제2롤러(133)의 외주면을 감싸며 사선방향을 따라 형성된다.
또한, 전체적인 충진물의 충진효율을 향상시키기 위하여 제2충진패턴(134)은 제1충진패턴(132)과 서로 다른 방향을 갖도록 형성된다. 즉, 제1롤러(131)에 구비되는 제1충진패턴(132)과 제2롤러(133)에 구비되는 제2충진패턴(134)은 각각의 롤러의 회전축과 사선을 이루되, 서로가 평행하지 않는 구조로 구성되어 다른 방향의 사선을 갖는다.
한편, 상술한 본 실시예의 제1충진패턴(132)과 제2충진패턴(134)은 각 롤러의 외주면을 사선방향을 따라 직선으로 형성되는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 본 실시예의 변형례에서 각 충진패턴의 형상은 각 롤러의 외주면의 사선방향을 따라서 곡선으로 형성될 수도 있고, 파선(波線)의 형태 또는 지그재그 형태의 선이 반복되는 구조일 수도 있다.
또한, 본 실시예에의 다른 변형례에서는 각 충진패턴은 롤러의 사선방향을 따라 형성되지 않고 충진패턴의 회전축과 평행한 방향으로 직선, 곡선, 파선, 지그재그 형태를 가질 수도 있다. 뿐만 아니라, 제1충진패턴(132)과 제2충진패턴(134)은 제1롤러(131) 및 제2롤러(133)의 횡단면의 형상이 사각, 마름모, 프리즘 형상 또는 소정의 곡률을 가지는 곡선의 형상을 가질 수도 있으며, 제1충진패턴(132)과 제2충진패턴(134)은 이에 제한되지 않고 다양한 형태로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 변형례에서는 회전충진부(130)에 대응되는 기재(10)의 하부에는 지지구조물(미도시)이 설치되어, 작동시 하측으로 가압되는 회전충진부(130) 및 기재(10)를 상측으로 지지한 상태에서 안정적인 공정이 진행되도록 할 수 있다.
또한, 상술한 회전충진부(130)의 소재는 제한되지 않고, 강성을 가지는 단단한 소재로 마련될 수도 있고, 탄성을 가지는 소재로 마련될 수도 있다.
상기 제1건조부(140)는 제2롤러(133)로부터 기재(10)의 이송방향을 따라 이격되며, 회전충진부(130)를 통과하면서 기재(10)의 음각패턴 내에 충진되는 충진물을 건조함으로써 최종 미세패턴(P)을 형성하기 위한 장비이다.
지금부터는 상술한 미세패턴 형성 시스템(100)의 제1실시예을 이용한 미세패턴 형성방법(S100)에 대하여 설명한다.
도 3은 도 1의 미세패턴 형성 시스템을 이용한 미세패턴 형성방법 공정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템을 이용한 미세패턴 형성방법(S100)은 기재 준비단계(미도시)와 충진물 공급단계(S110)와 회전충진단계(S120)와 제1건조단계(S130)를 포함한다.
상기 기재 준비단계(S110)는 유연한(flexible) 특성의 기재(10) 상에 미세 선폭의 음각패턴(11)을 형성하여 기재(10)를 준비하는 동시에, 준비된 기재(10)를 이송부(110)를 통하여 연속적으로 이송시키는 단계이다.
본 실시예에서 기재(10)에 홈 형태의 음각패턴(11)을 형성하는 것은 임프린팅 공정을 이용하는 방법, 레이저로 직접 기재를 식각하는 방법, 포토리소그래피 방식을 이용하는 방법 등을 이용할 수 있으며, 전술한 방법외에도 기술분야에서 널리 알려진 공정 중 형성하고자하는 음각패턴(11)의 선폭, 깊이 등을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.
상기 충진물 공급단계(S110)는 공급부(120)를 통하여 충진물을 기재(10) 상에 공급, 도포하는 단계이다.
상기 회전충진단계(S120)는 제1롤러(131)와 제2롤러(133)를 포함하는 회전충진부(130)를 이용하여 기재(10) 상에 비교적 균일하게 도포된 상태의 충진물을 금속패턴(11) 내로 충진하는 단계이다.
먼저, 제1롤러(131)에 의하여 진행되는 충진공정에 대해서 설명하면, 공급부(120)로부터 충진물이 균일하게 도포된 상태에서 이송되는 기재(10)와 접촉한 상태의 제1롤러(131)가 소정의 방향을 따라 회전한다.
이때, 제1롤러(131)의 외면에 형성되는 사선방향의 제1충진패턴(132)이 기재(10)와 직접적으로 접촉하여 회전하면서 기재(10)에 도포된 충진물을 음각패턴(11) 내로 유인하여 충진한다.
다음으로, 제1롤러(131)를 통과한 기재(10)가 제2롤러(133)를 통과하면, 제2롤러(133)의 외면에 형성되는 사선방향의 제2충진패턴(134)이 기재(10)와 접촉하여 회전하면서 충진물을 음각패턴(11) 내로 유인하여 충진한다.
이때, 제1충진패턴(132)과 제2충진패턴(134)은 서로 다른 방향의 사선으로 형성되므로, 충진물이 어느 한쪽으로만 편중되어 유인되는 것을 방지할 수 있으며, 전체적으로 음각패턴(11) 내에 균일하게 충진물을 충진할 수 있다.
상기 제1건조단계(S130)는 회전충진단계(S120) 이후에 음각패턴(11)에 충진된 충진물을 건조하여 최종적으로 미세패턴(P)을 형성하는 단계이다.
제1건조단계(S130)에서의 건조는 80℃ 내지 400℃ 로 진행하는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 최종 형성되는 미세패턴(P)의 충진물의 두께는 제한되는 것은 아니나, 10 마이크론 이하일 수 있으며, 0.1 마이크론 이상 5 마이크론 이하인 것이 보다 바람직하다.
따라서, 본 실시예에 의하면, 연속적으로 이송되는 기재(10)에 접촉하는 회전체의 회전회동을 이용하여 기재(10) 상에 도포되는 충진물을 음각패턴(11) 내부로 균일하고 정확하게 유인, 충진하여 미세패턴(P)을 형성할 수 있다.
다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템(200)에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템의 개략적인 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템(200)은 기재(10) 상에 형성되는 음각패턴(11) 내에 충진물을 충진하여 미세패턴(P)을 최종 형성하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 이송부(110)와 공급부(120)와 회전충진부(130)와 제1건조부(140)와 진동인가부(250)를 포함한다.
다만, 상기 이송부(110)와 상기 공급부(120)와 상기 회전충진부(130)와 상기 제1건조부(140)는 제1실시예에서 상술한 구성과 동일한 것이므로 중복 설명은 생략한다.
도 5는 도 4의 미세패턴 형성 시스템의 진동인가부와 회전충진부를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 진동인가부(250)는 기재와 접촉하는 회전충진부(130)가 소정의 방향을 따라 진동하도록 구동력을 인가하는 것이다. 이때, 회전충진부(130)은 기재(10)의 길이방향 또는 폭방향을 중 어느 하나의 방향을 따라 진동할 수 있고, 길이방향 및 폭방향을 따라 복합적으로 진동할 수도 있고, 원운동을 하며 진동할 수도 있다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템을 이용한 미세패턴 형성방법(S200)에 대해서 설명한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템을 이용한 미세패턴 형성방법(S200)은 기재 준비단계와 충진물 공급단계(S110)와 회전충진단계(S120)와 제1건조단계(S130)를 포함하며, 기재 준비단계와 충진물 공급단계(S110)와 제1건조단계(S130)는 제1실시예에서 상술한 공정과 동일한 것이므로 중복설명은 생략한다.
본 실시예의 회전충진단계(S120)에서는 제1실시예와 마찬가지로 제1롤러(131)와 제2롤러(133)를 회전시켜 기재(10) 상에 도포된 충진물을 음각패턴(11) 내로 충진시킨다. 이와 동시에, 음각패턴(11) 내로의 충진물 충진효율 향상을 위하여 본 실시예에서는 진동인가부(250)가 회전충진부(130), 즉, 제1롤러(131)와 제2롤러(133)가 진동하도록 구동력을 인가한다.
이때, 제1롤러(131)와 제2롤러(133)는 기재(10)와 접촉한 상태에서 전후방향, 좌우방향 또는 이들을 복합한 형태로 진동할 수 있으며, 진동방향, 진동폭, 진동수 등은 기재 상에 형성되는 음각패턴의 깊이, 선폭, 기재의 이송속도 등을 종합적으로 고려하여 결정된다.
따라서, 본 실시예에 의하면, 회전충진부(130)가 회전함과 동시에 소정의 방향을 따라 진동하므로, 음각패턴(11) 내로의 충진물 충진효율이 더욱 향상될 수 있다.
다음으로 본 발명의 제3실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템(300)에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템의 개략적인 사시도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템(300)은 기재(10) 상에 형성되는 음각패턴(11) 내에 충진물을 충진하여 미세패턴(P)을 최종 형성하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 이송부(110)와 공급부(120)와 회전충진부(130)와 제1블레이드(360)와 제1건조부(140)를 포함하며, 이송부(110)와 공급부(120)와 회전충진부(130)와 제1건조부(140)는 제1실시예에서 상술한 구성과 동일한 것이므로 중복설명은 생략한다.
상기 제1블레이드(360)는 회전충진부(130)와 제1건조부(140)의 사이에 배치되어 기재(10)의 폭방향을 따라 길게 장착되는 것으로, 회전충진부(130)를 통과한 후에도 기재(10) 상에서 음각패턴(11) 내로 충진되지 못하고 잔류되는 충진물을 음각패턴(11) 내로 충진하는 부재이다.
즉, 회전충진부(130)로부터 처리가 완료되지 못한 기재(10) 상의 충진물을 제1블레이드(360)를 이용하여 음각패턴(11) 내로 재충전한다.
이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템(300)을 이용한 미세패턴 형성방법(S300)에 대해서 설명한다.
도 7은 도 6의 미세패턴 형성 시스템을 이용한 미세패턴 형성방법 공정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템(300)을 이용한 미세패턴 형성방법(S300)은 기재 준비단계와 충진물 공급단계(S110)와 회전충진단계(S120)와 제1충진단계(S340)와 제1건조단계(S130)를 포함하며, 기재 준비단계와 충진물 공급단계(S110)와 회전충진단계(S120)와 제1건조단계(S130)는 제1실시예에서 상술한 공정과 동일한 것이므로 중복설명은 생략한다.
상기 제1충진단계(S340)에서는 회전충진단계(S120)에서 완벽하게 처리되지 못하고 기재(10) 상에 잔류하는 충진물을 제1블레이드(360)를 이용하여 음각패턴(11) 내에 재충진한다. 따라서, 본 실시예에서는 회전충진부(130)의 회전회동과 동시에 고정된 상태의 제1블레이드(360)를 통하여 충진공정을 반복하여 수행함으로써, 충진 효율이 더욱 향상될 수 있다.
다음으로 본 발명의 제4실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템의 개략적인 사시도이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템(400)은 기재(10) 상에 형성되는 음각패턴(11) 내에 충진물을 충진하여 미세패턴(P)을 최종 형성하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 이송부(110)와 공급부(120)와 회전충진부(130)와 제1블레이드(360)와 제1건조부(140)와 에천트 도포부(470)와 제2블레이드(480)와 제2건조부(490)를 포함하며, 이송부(110)와 공급부(120)와 회전충진부(130)와 제1블레이드(360)와 제1건조부(140)는 제1실시예 내지 제3실시예에서 설명한 구성과 동일한 것이므로 중복설명은 생략한다.
상기 에천트 도포부(470)는 제1건조부(140)의 후단에 설치되며, 전술한 회전충진부(130)와 제1블레이드(360)를 통과한 후에도 기재(10) 상에 잔류하는 충진물의 최종 충전공정을 수행하기 위하여, 에천트를 도포하여 기재(10) 상에 건조된 상태로 잔류하는 충진물을 용해시키는 구성이다.
본 발명에서 사용하는 에천트는 음각패턴(11) 내에 충진되는 충진물의 종류에 따라 결정되나, 산화제와 금속 화합물을 용해 시킬 수 있는 암모늄 카바메이트계열, 암모늄 카보네이크계열, 암모늄 바이카보네이트계열, 카르복실산 계열, 락톤 계열, 릭탐 계열, 환상 산 무수물 계열 화합물,산-염기 염복합체, 산-염기-알코올 계 복합체, 머켑토 계열 화합물 등이 에천트로 이용될 수 있다.
또한, 상기의 에천트는 기재 표면의 미 충진된 금속층을 효과적으로 용해하고 미세한 음각패턴으로 금속의 재 충진성을 높이기 위하여 에칭액 조성물에 친수 특성을 부여하는 것이 바람직하다. 에칭액 화합물 성분의 탄소수를 조절하여 선택해 친수 특성의 정도를 조절하는 것이 바람직하다.
상기 제2블레이드(480)는 에천트 도포부(470)의 후단에 설치되며, 에천트 도포부(470)로부터 도포된 에천트에 의하여 용해되는 충진물을 음각패턴(11) 내로 최종 충진시키기 위한 구성이다.
상기 제2건조부(490)는 제2블레이드(480)의 후단에 설치되는 것으로, 제2블레이드(480)에 의하여 음각패턴(11) 내로 최종 충진되는 충진물을 건조함으로써, 미세패턴(P)을 최종 형성하기 위한 구성이다.
이하, 본 발명의 제4실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템(400)을 이용한 미세패턴 형성방법(S400)에 대해서 설명한다.
도 9는 도 8의 미세패턴 형성 시스템을 이용한 미세패턴 형성방법 공정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 9를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 미세패턴 형성 시스템(400)을 이용한 미세패턴 형성방법(S400)은 기재 준비단계와 충진물 공급단계(S110)와 회전충진단계(S120)와 제1충진단계(S340)와 제1건조단계(S130)와 용해단계(S450)와 제2충진단계(S460)와 제2건조단계(S470)를 포함하며, 기재 준비단계와 충진물 공급단계(S110)와 회전충진단계(S120)와 제1충진단계(S340)와 제1건조단계(S130)는 제1실시예 내지 제3실시예에서 상술한 공정과 동일한 것이므로 중복설명은 생략한다.
상기 용해단계(S450)는 에천트 도포부(470)를 통하여 기재(10) 상에 에천트를 도포하여 음각패턴(11) 내로 충진되지 못하고 제1건조부(140)에 의하여 건조된 기재(10) 상의 충진물을 재용해하는 단계이다.
즉, 본 단계에서는 제1건조부(140)에 의하여 건조됨으로써 유동성을 잃은 기재(10)의 잔류충진물의 유동성을 되살려 후술하는 제2충진단계(S460)를 통하여 음각패턴(11) 내에 최종 충진시킬 수 있도록 재용해한다.
상기 제2충진단계(S460)는 용해단계(S450)에서 용해된 상태의 기재(10) 상의 충진물을 제2블레이드(480)를 이용하여 음각패턴(11) 내로 재충진하는 단계이다.
상기 제2건조단계(S470)는 제2충진단계(S460)에서 최종적으로 충진되는 음각패턴(11) 내의 충진물을 최종 건조하여, 미세패턴(P)을 형성한다.
따라서, 본 실시예에 의하면, 제2블레이드(480)를 통한 충진물 충진공정을 반복 수행함으로써, 충진효율 및 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
기재와 접촉하여 회전하는 회전체를 통하여 미세 선폭의 음각패턴 내로의 충진물 충진효율을 향상시킴으로써, 미세패턴을 용이하게 제작할 수 있는 미세패턴 형성 시스템 및 미세패턴 형성방법을 제공함이 제공된다.

Claims (14)

  1. 음각패턴이 형성된 기재를 연속적으로 이송시키는 이송부;
    상기 기재로 충진물을 공급하는 공급부;
    상기 기재의 이송방향을 따라 상기 공급부의 후방에 마련되고, 상기 기재와 접촉한 상태에서 회전하여 공급되는 충진물을 상기 음각패턴 내로 충진하는 회전충진부;를 포함하는 미세패턴 형성 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기재의 이송방향을 따라 상기 회전충진부의 후방에 마련되고, 상기 음각패턴 내에 충진된 충진물을 건조하는 제1건조부를 더 포함하는 미세패턴 형성 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회전충진부는 상기 기재의 폭방향을 따라 길게 배치되며, 상기 기재와 접촉하여 충진물을 음각패턴 내로 안내하는 제1롤러를 포함하는 미세패턴 형성 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1롤러는 외면에 회전축과 사선을 이루며 형성되는 제1충진패턴을 구비하는 미세패턴 형성 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 회전충진부는 상기 기재의 이송방향을 따라 상기 제1롤러의 후방에 마련되고, 상기 제1롤러를 통과한 기재 상에 잔류하는 충진물이 음각패턴 내로 충진되도록 외면에 제2충진패턴을 구비하여 회전하는 제2롤러를 더 포함하는 미세패턴 형성 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1충진패턴과 상기 제2충진패턴은 서로 평행하지 않는 미세패턴 형성 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 기재에 접촉된 상태의 회전충진부를 진동시키는 진동인가부를 더 포함하는 미세패턴 형성 시스템.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전충진부와 상기 제1건조부의 사이에 배치되며, 이송되는 기재와 접촉하여 상기 기재 상에 잔류하는 충진물을 상기 음각패턴 내로 충진시키는 제1블레이드를 더 포함하는 미세패턴 형성 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기재의 이송방향을 따라 상기 제1건조부의 후방에 마련되고, 음각패턴 내에 충진되지 못하고 기재 상에 잔류한 상태로 건조된 충진물이 용해되도록 에천트를 도포하는 에천트 도포부;
    상기 기재 상에서 용해된 충진물을 음각패턴 내로 재충진시키는 제2블레이드;
    상기 제2블레이드를 통과한 기재의 음각패턴 내의 충진물을 건조시키는 제2건조부;를 더 포함하는 미세패턴 형성 시스템.
  10. 음각패턴이 형성되는 기재를 준비하는 기재 준비단계;
    상기 기재 상에 충진물을 공급하는 충진물 공급단계;
    회전충진부를 상기 기재와 접촉한 상태에서 회전시켜 상기 충진물 공급단계에서 기재 상에 공급된 충진물을 상기 음각패턴 내로 충진하는 회전충진단계;
    상기 음각패턴 내의 충진물을 건조시키는 제1건조단계;를 포함하는 미세패턴 형성방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 회전충진단계는 외면에 회전축과 사선을 이루는 제1충진패턴을 구비하는 제1롤러를 상기 기재와 접촉한 상태에서 회전시켜 충진물을 음각패턴 내로 충진하는 단계; 외면에 회전축과 사선을 이루되 상기 제1충진패턴과 평행하지 않는 제2충진패턴을 구비하는 제2롤러를 상기 기재와 접촉한 상태에서 회전시켜 충진물을 음각패턴 내로 충진하는 단계;를 포함하는 미세패턴 형성방법.
  12. 제11항에 있어서,
    회전충진단계에서 상기 회전충진부는 상기 기재와 접촉한 상태에서 회전함과 동시에 상기 기재의 길이방향 또는 상기 기재의 폭방향을 따라 진동하는 미세패턴 형성방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전충진단계와 상기 제1건조단계의 사이에서 수행되며, 블레이드를 기재와 접촉시켜 상기 회전충진단계에서 충진되지 못하고 기재에 잔류한 충진물을 상기 음각패턴 내로 충진하는 제1충진단계를 더 포함하는 미세패턴 형성방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1건조단계를 통과한 후에 상기 기재 상에 에천트를 도포하여 음각패턴 내에 충진되지 못하고 상기 기재 상에서 건조된 충진물을 용해하는 용해단계;
    용해된 기재 상의 충진물을 블레이드를 기재와 접촉시켜 음각패턴 내로 충진하는 제2충진단계;
    상기 음각패턴 내에 충진된 충진물을 건조하는 제2건조단계;를 더 포함하는 미세패턴 형성방법.
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