KR100773588B1 - Method of forming polymer pattern and metal film pattern, metal pattern, microshutter, microlens array stamper, plastic mold using thereof - Google Patents

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이경호
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장성일
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Abstract

A method of forming a polymer pattern and a method of forming a metal film, a metal pattern, a microshutter, a microlens array stamper, and a plastic mold using the same are provided to change a shape of a vertical cross section of the polymer pattern by altering the light exposure irradiated on a polymer layer. An opaque mask pattern(410) is formed on one surface of a transparent substrate(400). A photosensitive polymer layer(420) is formed on the surface of the substrate with the opaque mask pattern. The substrate is irradiated by the light generated by a diffuser(430) which scatters incident light, thereby exposing the photosensitive polymer layer. A filler layer having refractive index higher than air is formed between the other surface of the substrate and the diffuser.

Description

폴리머 패턴 형성방법 및 이를 이용한 금속 박막 패턴, 금속 패턴, 마이크로셔터, 마이크로렌즈 어레이 스탬퍼, 플라스틱 몰드의 형성방법{METHOD OF FORMING POLYMER PATTERN AND METAL FILM PATTERN, METAL PATTERN, MICROSHUTTER, MICROLENS ARRAY STAMPER, PLASTIC MOLD USING THEREOF}METHOD OF FORMING POLYMER PATTERN AND METAL FILM PATTERN, METAL PATTERN, MICROSHUTTER, MICROLENS ARRAY STAMPER, PLASTIC MOLD USING THEREOF}

도 1은 종래의 리소그래피 공정을 이용한 양성 감광성 폴리머 패턴 형성방법을 순차적으로 나타낸 도면.1 is a view sequentially showing a method of forming a positive photosensitive polymer pattern using a conventional lithography process.

도 2는 종래의 인클라인드 리소그래피 공정에서 포토마스크를 통해 선택적으로 광을 조사하는 노광 공정 및 현상 공정을 거쳐 형성된 양성 감광성 폴리머 패턴을 나타낸 도면.FIG. 2 illustrates a positive photosensitive polymer pattern formed through an exposure process and a developing process for selectively irradiating light through a photomask in a conventional incline lithography process.

도 3은 종래의 그레이 스케일 마스크 리소그래피 공정에서 포토마스크를 통해 선택적으로 광을 조사하는 노광 공정 및 현상 공정을 거쳐 형성된 양성 감광성 폴리머 패턴을 나타낸 도면.3 illustrates a positive photosensitive polymer pattern formed through an exposure process and a developing process of selectively irradiating light through a photomask in a conventional gray scale mask lithography process;

도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 폴리머 패턴의 형성방법을 순차적으로 나타낸 도면.4 is a view sequentially showing a method of forming a polymer pattern according to a first embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 본 발명의 제1 실시 예에 따른 폴리머 패턴 형성방법에 의하여 형성된 양성 감광성 폴리머 패턴들의 단면을 나타낸 도면.5 is a cross-sectional view of the positive photosensitive polymer patterns formed by the polymer pattern forming method according to the first embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 폴리머 패턴의 형성방법을 순차적으로 나타낸 도면.6 is a view sequentially showing a method of forming a polymer pattern according to a second embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시 예들에 따른 폴리머 패턴 형성방법에 의하여 형성된 밀도가 높은 음성 감광성 폴리머 패턴의 단면을 나타낸 도면.7 is a view showing a cross-section of a high density negative photosensitive polymer pattern formed by a method of forming a polymer pattern according to embodiments of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 박막 패턴 형성방법을 순차적으로 나타낸 도면.8 is a view sequentially showing a metal thin film pattern forming method according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 박막 패턴 형성방법을 이용하여 형성된 마이크로 셔터의 동작을 설명하기 위한 도면.9 is a view for explaining the operation of the micro-shutter formed using the metal thin film pattern forming method according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 패턴 형성방법을 순차적으로 나타낸 도면.10 is a view sequentially showing a metal pattern forming method according to an embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라스틱 몰드 형성방법을 나타낸 도면이다.11 is a view showing a plastic mold forming method according to an embodiment of the present invention.

**** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***** **** Explanation of symbols on the main parts of the drawing *****

400 : 투명 기판 410 : 불투명한 마스크 패턴 400: transparent substrate 410: opaque mask pattern

420 : 감광성의 폴리머 막 430 : 디퓨저 420: photosensitive polymer film 430: diffuser

425 : 충진재 층 801 : 금속 박막 패턴 425: Filler layer 801: Metal thin film pattern

1001, 1031 : 금속 패턴 1100 : 플라스틱 몰드 1001, 1031: metal pattern 1100: plastic mold

폴리머 패턴 형성방법 및 이를 이용한 금속 박막 패턴, 금속 패턴, 플라스틱 몰드의 형성방법 등에 관한 것이다.It relates to a polymer pattern forming method and a metal thin film pattern, a metal pattern, a plastic mold forming method using the same.

현재, 3차원 모양을 가지는 마이크로 구조체 제작에 대한 요구가 급격히 증가하고 있으며, 수직 단면이 장방형의 모양을 가지는 기본적인 구조체 뿐만 아니라 원 또는 타원의 일부와 같이 곡면을 포함한 수직 단면을 가지는 복잡한 모양의 구조체 제작을 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 3차원 모양을 가지는 마이크로 구조체 제작을 위한 방법으로는 3차원 모양을 가지는 폴리머 패턴을 이용하여 구조체를 형성하거나, 마이크로머시닝 기술을 이용하는 방법이 주로 사용된다. At present, the demand for the production of microstructures having a three-dimensional shape is rapidly increasing, and the construction of complex shapes having vertical cross sections including curved surfaces, such as a circle or an ellipse, as well as a basic structure having a rectangular vertical cross section. There is a lot of research being done. As a method for manufacturing a microstructure having a three-dimensional shape, a method of forming a structure using a polymer pattern having a three-dimensional shape or using a micromachining technique is mainly used.

3차원 모양을 가지는 폴리머 패턴을 형성하는 대표적인 방법으로 스테레오 리소그래피 공정이 전 세계적으로 활발히 연구되고 있으며, 스테레오 리소그래피 자체 및 그 응용에 대한 특허가 다수 등록되어 있다(대한민국 특허 No.0183038, No.0257033, No.0257034, No.0513646, 미합중국 특허 No.6777170, No.6833234). 그러나 스테레오 리소그래피 공정은 고가의 장비를 사용하여 막대한 비용이 소모되고, 시간이 오래 걸리는 치명적인 단점들을 가지고 있어서 연구 분야에 제한적으로 사용되고 있다. As a representative method for forming a polymer pattern having a three-dimensional shape, the stereo lithography process is actively researched around the world, and a number of patents for stereo lithography itself and its application are registered (Korean Patent No. 0183038, No. 0257033, No.0257034, No.0513646, U.S. Patent No.6777170, No.6833234). However, the stereolithography process has been used in the research field because of the costly and time-consuming fatal drawbacks using expensive equipment.

스테레오 리소그래피 공정의 치명적인 단점인 고가의 장비 사용 및 시간이 오래 걸리는 문제점을 해결하기 위해, 고전적인 리소그래피 공정을 개선한 인클라인드 리소그래피(미합중국 특허 No.6875544), 그레이 스케일 마스크 리소그래피(미합중국 특허 No.5998066)와 같은 공정 방법들이 제안되었고, 이에 대한 연구가 진행되어 왔다. Inclusion lithography (US Patent No.6875544) and gray scale mask lithography (US Patent No.5998066) to improve the classical lithography process to solve the costly use of expensive equipment and the time-consuming problems of the stereo lithography process. ) Has been proposed and research has been conducted.

도 1은 종래의 리소그래피 공정을 이용한 양성 감광성 폴리머 패턴 형성방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram sequentially illustrating a method of forming a positive photosensitive polymer pattern using a conventional lithography process.

먼저 기판 상에 폴리머인 포토레지스트를 도포하여 막을 형성한다(도 1의 (a)). 이어, 포토마스크를 포토레지스트 막 상부에 배치하고(도 1의 (b)), 포토마스크를 이용하여 포토레지스트 막이 형성된 기판 상에 선택적으로 광을 조사하여 노광 공정을 수행한다(도 1의 (c)). 마지막으로, 현상 공정을 수행하여 광과 반응한 포토레지스트 막을 제거함으로써 폴리머 패턴을 형성한다(도 1의 (d)). First, a photoresist, which is a polymer, is coated on a substrate to form a film (FIG. 1A). Subsequently, the photomask is disposed on the photoresist film (FIG. 1B), and an exposure process is performed by selectively irradiating light onto the substrate on which the photoresist film is formed using the photomask (FIG. 1C). )). Finally, the development process is performed to remove the photoresist film reacted with light to form a polymer pattern (FIG. 1D).

도 2는 종래의 인클라인드(Inclined) 리소그래피 공정에서 포토마스크를 통해 선택적으로 광을 조사하는 노광 공정 및 현상 공정을 거쳐 양성 감광성 폴리머 패턴을 형성하는 방법을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a view showing a method of forming a positive photosensitive polymer pattern through an exposure process and a development process of selectively irradiating light through a photomask in a conventional inclined lithography process.

도 3은 종래의 그레이(Gray) 스케일 마스크 리소그래피 공정에서 포토마스크를 통해 선택적으로 광을 조사하는 노광 공정 및 현상 공정을 거쳐 양성 감광성 폴리머 패턴을 형성하는 방법을 나타낸 도면이다.3 is a view showing a method of forming a positive photosensitive polymer pattern through an exposure process and a development process of selectively irradiating light through a photomask in a conventional gray scale mask lithography process.

도 2의 인클라인드 리소그래피 공정과 도 3의 그레이 스케일 마스크 공정을 적용함으로써, 장방향의 폴리머 단면 패턴만 얻어지던 고전적인 리소그래피 공정을 개선하여 장방형과 다른 모양의 폴리머 단면 패턴을 얻을 수 있지만, 인클라인드 리소그래피 공정을 이용하여 형성된 폴리머 패턴의 단면은 마름모 또는 사다리꼴의 모양에 국한되어 곡선의 경계면을 가지는 단면의 구현이 불가능하고, 그레이 스케일 마스크 리소그래피 공정을 이용하여 형성된 폴리머 패턴은 곡선의 경계면을 가지는 단면의 구현이 가능하지만, 그레이 스케일 포토마스크 제작에 큰 비용이 소비 된다는 단점을 가진다. By applying the incline lithography process of FIG. 2 and the gray scale mask process of FIG. 3, it is possible to improve the classical lithography process in which only the longitudinal polymer cross-sectional pattern is obtained to obtain a polymer cross-sectional pattern of a rectangle and a different shape. The cross section of the polymer pattern formed using the lithography process is limited to the shape of a rhombus or trapezoid, so that a cross section having a curved interface is impossible, and the polymer pattern formed using the gray scale mask lithography process has a cross section having a curved interface. Although it is possible to implement, it has a disadvantage in that a large cost is consumed in manufacturing a gray scale photomask.

3차원 모양을 가지는 마이크로 구조체 제작을 위한 마이크로머시닝 기술로는 광학적인 마이크로셔터(microshutter) 등에 사용되는 커브드(curved) 전극을 제작하기 위해 물질의 내부 응력(stress)을 조절하는 방법(미합중국 특허No.5233459, No.6829399, No.6888142, No.6972889)이 대표적이다. 큰 변형을 가지는 커브드(curved) 전극을 이용하여 빛의 개폐를 효과적으로 조절할 수 있다는 장점을 가지나 물질의 내부 응력을 균일하게 조절하기 어렵고, 물질의 내부 응력에 의해 휘어지는 물리적인 특성상 모든 방향으로 휘어져 공정의 균일성과 재현성을 구현하는데 문제점이 있다. Micromachining technology for the fabrication of microstructures having a three-dimensional shape is a method of controlling the internal stress of a material for manufacturing a curved electrode used for an optical microshutter or the like (US Patent No. 5233459, No.6829399, No.6888142, No.6972889) are representative. It has the advantage of effectively controlling the opening and closing of light by using a curved electrode having a large deformation, but it is difficult to uniformly control the internal stress of the material, and it is bent in all directions due to the physical property that is bent by the internal stress of the material. There is a problem in implementing uniformity and reproducibility.

또한, 마이크로렌즈(microlens) 제작을 위해 포토레지스트의 재형성(reflow) 방법(Z. D. Popovic, et. al., "Technique for monolithic fabrication of microlens arrays", Applied Optics, Vol. 27, pp. 1281-1284, 1988)이 사용되고 있다. 빛의 진행 방향을 조절하는 마이크로렌즈(microlens)는 연속적인 곡면을 가지고, 표면이 매끄러워야 한다는 요구 조건을 만족시키기 위해 렌즈가 형성될 위치에 장방형의 포토레지스트를 형성하고, 열을 가해 재형성함으로써 둥근 모양의 마이크로렌즈(microlens)를 제작하는 방법이 제시 되었으나 열과 화학약품에 의해 포토레지스트 렌즈의 변형이 쉽게 일어난다는 문제점이 있다. In addition, a method of reflowing photoresist for fabricating microlens (ZD Popovic, et. Al., "Technique for monolithic fabrication of microlens arrays", Applied Optics , Vol. 27, pp. 1281-1284 , 1988). Microlenses that control the direction of light travel have a continuous curve and form a rectangular photoresist at the location where the lens is to be formed to meet the requirement that the surface be smooth, A method of manufacturing a round microlens has been proposed, but there is a problem in that deformation of the photoresist lens is easily caused by heat and chemicals.

마이크로렌즈 어레이(microlens array)를 대량 생산하기 위해 금속 재질의 마이크로렌즈 어레이 스탬퍼(microlens array stamper)를 이용하여 고온, 고압의 조건에서 플라스틱 물질을 굳혀 떼어내는 인젝션 몰딩(injection molding)이 대표 적으로 사용된다. 마이크로렌즈 어레이 스탬퍼(microlens array stamper)를 형성하는 방법으로 금속을 식각하여 둥근 모양을 형성하는 방법(F. Czerwinski, et. al., "Texture instability in Ni electrodeposits applied in optical disk technology", Journal of Materials Science, Vol. 35, pp. 331-335, 2000) 또는 음각으로 형성된 양성 포토레지스트 몰드를 두 번 전사하는 방법(N. Lee, et. al., "Fabrication of metallic nano-stamper and replication of nano-patterned substrate for patterned media", Nanotechnologies, Vol. 15, pp. 901-906, 2004)이 대표적으로 사용되나 금속을 식각하는 방법은 균일한 모양을 가지지 못하는 문제점을, 음각으로 형성된 양성 포토레지스트 몰드를 두 번 전사하는 방법은 여러 공정 단계를 거친다는 문제점이 있다.In order to mass produce microlens arrays, injection molding, which uses a metal microlens array stamper to harden plastic materials under high temperature and high pressure conditions, is typically used. do. A method of forming a microlens array stamper to form a round shape by etching metals (F. Czerwinski, et. Al., "Texture instability in Ni electrodeposits applied in optical disk technology", Journal of Materials Science, Vol. 35, pp. 331-335, 2000) or a method of transferring a positively formed positive photoresist mold twice (N. Lee, et. Al., "Fabrication of metallic nano-stamper and replication of nano- patterned substrate for patterned media ", Nanotechnologies, Vol. 15, pp. 901-906, 2004), but the method of etching metals does not have a uniform shape. There is a problem in that the method of transferring transfers through several process steps.

이러한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은 다양한 둥근 형상을 갖는 폴리머 패턴을 형성하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention to solve these problems is to provide a method for forming a polymer pattern having a variety of round shapes.

또한, 둥근 형상을 가지는 폴리머 패턴을 이용하여 금속 박막 패턴을 형성하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method of forming a metal thin film pattern using a polymer pattern having a round shape.

또한, 금속 박막 패턴을 이용하여 형성된 균일하고 재현성 있는 커브드(curved) 금속 전극을 이용하여 마이크로셔터(microshutter)를 제조하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to manufacture a microshutter using a uniform and reproducible curved metal electrode formed using a metal thin film pattern.

또한, 둥근 형상을 가지는 폴리머 패턴을 이용하여 금속 패턴을 형성하는 방 법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method of forming a metal pattern using a polymer pattern having a round shape.

또한, 대량생산에 적합한 플라스틱 몰드 및 마이크로렌즈 어레이 스탬퍼(microlens array stamper) 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method for forming a plastic mold and a microlens array stamper suitable for mass production.

또한, 마이크로렌즈 어레이 스탬퍼(microlens array stamper)를 이용하여 대량생산에 적합한 마이크로렌즈 어레이(microlens array) 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method of forming a microlens array suitable for mass production using a microlens array stamper.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 폴리머 패턴의 형성방법은 투명기판의 일면 상에 불투명한 마스크 패턴을 형성하는 단계와, 상기 불투명한 마스크 패턴이 형성된 투명기판의 일면 상에 감광성의 폴리머 막을 형성하는 단계 및 임의의 방향으로 진행하는 광을 상기 투명기판의 타면에 조사하여 상기 감광성의 폴리머 막을 노광하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a method of forming a polymer pattern may include forming an opaque mask pattern on one surface of a transparent substrate, and on one surface of the transparent substrate on which the opaque mask pattern is formed. Forming a photosensitive polymer film and exposing the photosensitive polymer film by irradiating light traveling in an arbitrary direction to the other surface of the transparent substrate.

상기 임의의 방향으로 진행하는 광은 입사되는 광을 산란시키는 디퓨저로 생성하는 것이 바람직하다.The light traveling in the arbitrary direction is preferably generated by a diffuser that scatters incident light.

상기 투명기판의 타면과 상기 디퓨저 사이에 공기보다 굴절률이 큰 충진재층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.The method may further include forming a filler layer having a refractive index greater than that of air between the other surface of the transparent substrate and the diffuser.

상기 감광성의 폴리머 막은 상기 불투명한 마스크 패턴을 매립하여 상기 투명기판의 일면 상에 형성되는 것이 바람직하다.The photosensitive polymer film may be formed on one surface of the transparent substrate by filling the opaque mask pattern.

상기 투명기판의 일면과 접하는 폴리머 막의 표면으로부터 상기 투명기판의 일면과 수직방향으로 오목하고, 상기 투명기판의 일면과 수평방향으로 연장되는 하나 이상의 오목한 패턴을 형성하고, 상기 오목한 패턴의 수직 단면은 하나 이상의 곡면을 갖는 원 또는 타원의 형상이고, 상기 원 또는 타원의 중심 위쪽의 상부가 일직선상으로 절단되는 것이 바람직하다.One or more concave patterns extending from the surface of the polymer film in contact with one surface of the transparent substrate in a direction perpendicular to one surface of the transparent substrate and extending in a horizontal direction with one surface of the transparent substrate, wherein the vertical cross section of the concave pattern is one It is preferable that it is the shape of the circle or ellipse which has the above curved surface, and the upper part above the center of the said circle or ellipse is cut | disconnected linearly.

본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 박막 패턴 형성방법은 투명기판의 일면 상에 불투명한 마스크 패턴을 형성하는 단계와, 상기 불투명한 마스크 패턴이 형성된 투명기판의 일면 상에 감광성의 폴리머 막을 형성하는 단계와, 임의의 방향으로 진행하는 광을 상기 투명기판의 타면에 조사하여 폴리머 패턴을 형성하는 단계 및 상기 폴리머 패턴 상에 금속 박막을 도포하는 단계를 포함한다.According to one or more exemplary embodiments, a method of forming a metal thin film pattern includes forming an opaque mask pattern on one surface of a transparent substrate, and forming a photosensitive polymer film on one surface of the transparent substrate on which the opaque mask pattern is formed. And forming a polymer pattern by irradiating light traveling in an arbitrary direction to the other surface of the transparent substrate, and applying a metal thin film on the polymer pattern.

상기 임의의 방향으로 진행하는 광은 입사되는 광을 산란시키는 디퓨저로 생성하는 것이 바람직하다.The light traveling in the arbitrary direction is preferably generated by a diffuser that scatters incident light.

상기 투명기판의 타면과 상기 디퓨저 사이에 공기보다 굴절률이 큰 충진재층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.The method may further include forming a filler layer having a refractive index greater than that of air between the other surface of the transparent substrate and the diffuser.

상기 감광성의 폴리머 막은 상기 불투명한 마스크 패턴을 매립하여 상기 투명기판의 일면 상에 형성되는 것이 바람직하다.The photosensitive polymer film may be formed on one surface of the transparent substrate by filling the opaque mask pattern.

상기 투명기판의 일면과 접하는 폴리머 막의 표면으로부터 상기 투명기판의 일면과 수직방향으로 오목하고, 상기 투명기판의 일면과 수평방향으로 연장되는 하나 이상의 오목한 패턴을 형성하고, 상기 오목한 패턴의 수직 단면은 하나 이상의 곡면을 갖는 원 또는 타원의 형상이고, 상기 원 또는 타원의 중심 위쪽의 상부가 일직선상으로 절단되는 것이 바람직하다.One or more concave patterns extending from the surface of the polymer film in contact with one surface of the transparent substrate in a direction perpendicular to one surface of the transparent substrate and extending in a horizontal direction with one surface of the transparent substrate, wherein the vertical cross section of the concave pattern is one It is preferable that it is the shape of the circle or ellipse which has the above curved surface, and the upper part above the center of the said circle or ellipse is cut | disconnected linearly.

본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로셔터(microshutter) 형성방법은 기판 상에 본 발명의 실시 예에 따른 금속 박막 패턴 형성방법으로 제1 금속 박막 전극을 형성하는 단계와, 상기 기판 상에 상기 제1 금속 박막 전극에 대향하도록 제2 금속 박막 전극을 형성하는 단계 및 상기 제2 금속 박막 전극 상에 상기 제1 금속 박막 전극과 상기 제2 금속 박막 전극의 전기적인 단락을 방지하는 단락 방지층을 형성하는 단계를 포함한다.In accordance with another aspect of the present disclosure, a method of forming a microshutter may include forming a first metal thin film electrode on a substrate by a method of forming a metal thin film pattern according to an embodiment of the present invention. Forming a second metal thin film electrode to face the metal thin film electrode and forming a short circuit prevention layer on the second metal thin film electrode to prevent electrical short between the first metal thin film electrode and the second metal thin film electrode; It includes.

본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 패턴 형성방법은 투명기판의 일면 상에 불투명한 마스크 패턴을 형성하는 단계와, 상기 불투명한 마스크 패턴이 형성된 투명기판의 일면 상에 감광성의 폴리머 막을 형성하는 단계와, 임의의 방향으로 진행하는 광을 상기 투명기판의 타면에 조사하여 폴리머 패턴을 형성하는 단계 및 상기 폴리머 패턴 상에 금속 물질을 증착하는 단계를 포함한다.The metal pattern forming method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of forming an opaque mask pattern on one surface of the transparent substrate, and forming a photosensitive polymer film on one surface of the transparent substrate on which the opaque mask pattern is formed; And irradiating light traveling in an arbitrary direction to the other surface of the transparent substrate to form a polymer pattern, and depositing a metal material on the polymer pattern.

상기 임의의 방향으로 진행하는 광은 입사되는 광을 산란시키는 디퓨저로 생성하는 것이 바람직하다.The light traveling in the arbitrary direction is preferably generated by a diffuser that scatters incident light.

상기 투명기판의 타면과 상기 디퓨저 사이에 공기보다 굴절률이 큰 충진재층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.The method may further include forming a filler layer having a refractive index greater than that of air between the other surface of the transparent substrate and the diffuser.

상기 감광성의 폴리머 막은 상기 불투명한 마스크 패턴을 매립하여 상기 투명기판의 일면 상에 형성되는 것이 바람직하다.The photosensitive polymer film may be formed on one surface of the transparent substrate by filling the opaque mask pattern.

상기 투명기판의 일면과 접하는 폴리머 막의 표면으로부터 상기 투명기판의 일면과 수직방향으로 오목하고, 상기 투명기판의 일면과 수평방향으로 연장되는 하나 이상의 오목한 패턴을 형성하고, 상기 오목한 패턴의 수직 단면은 하나 이상의 곡면을 갖는 원 또는 타원의 형상이고, 상기 원 또는 타원의 중심 위쪽의 상부가 일직선상으로 절단된 폴리머 패턴을 형성하는 것이 바람직하다.One or more concave patterns extending from the surface of the polymer film in contact with one surface of the transparent substrate in a direction perpendicular to one surface of the transparent substrate and extending in a horizontal direction with one surface of the transparent substrate, wherein the vertical cross section of the concave pattern is one It is preferable to form the polymer pattern which has the shape of the circle or ellipse which has the above curved surface, and the upper part above the center of the said circle or ellipse is cut in a straight line.

본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로렌즈 어레이 스탬퍼(microlens array stamper) 형성방법은 투명기판의 일면 상에 불투명한 마스크 패턴을 형성하는 단계와, 상기 불투명한 마스크 패턴이 형성된 투명기판의 일면 상에 음성 감광성의 폴리머 막을 형성하는 단계와, 임의의 방향으로 진행하는 광을 상기 투명기판의 타면에 조사하여 폴리머 패턴을 형성하는 단계와, 상기 폴리머 패턴 상에 금속 물질을 증착하는 단계 및 상기 폴리머 패턴과 상기 금속 물질을 분리하는 단계를 포함한다.The method of forming a microlens array stamper according to an embodiment of the present invention comprises the steps of forming an opaque mask pattern on one surface of a transparent substrate, and a voice on one surface of the transparent substrate on which the opaque mask pattern is formed. Forming a photosensitive polymer film, irradiating light traveling in an arbitrary direction to the other surface of the transparent substrate to form a polymer pattern, depositing a metal material on the polymer pattern, and forming the polymer pattern and the Separating the metal material.

본 발명의 일 실시 예에 따른 플라스틱 몰드 형성방법은 투명기판의 일면 상에 불투명한 마스크 패턴을 형성하는 단계와, 상기 불투명한 마스크 패턴이 형성된 투명기판의 일면 상에 감광성의 폴리머 막을 형성하는 단계와, 임의의 방향으로 진행하는 광을 상기 투명기판의 타면에 조사하여 폴리머 패턴을 형성하는 단계와, 상기 폴리머 패턴 상에 금속 물질을 증착하는 단계와, 상기 폴리머 패턴과 상기 금속 물질을 분리하여 금속 패턴을 형성하는 단계 및 상기 금속 패턴을 플라스틱 물질에 전사하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method of forming a plastic mold may include forming an opaque mask pattern on one surface of a transparent substrate, and forming a photosensitive polymer film on one surface of the transparent substrate on which the opaque mask pattern is formed. Irradiating light traveling in an arbitrary direction to the other surface of the transparent substrate to form a polymer pattern; depositing a metal material on the polymer pattern; separating the polymer pattern and the metal material to form a metal pattern Forming a metal pattern and transferring the metal pattern to a plastic material.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 폴리머 패턴 형성방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.4 is a view sequentially illustrating a method of forming a polymer pattern according to a first embodiment of the present invention.

먼저 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 투명기판(400)의 일면 상에 불투명한 마스크 패턴(410)을 형성한다.First, as shown in FIG. 4A, an opaque mask pattern 410 is formed on one surface of the transparent substrate 400.

투명기판(400)의 재료로 유리를 사용할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 광 투과율이 우수한 물질이라면 투명기판(400)의 재료로 채택 가능하다.Glass may be used as a material of the transparent substrate 400. However, the present invention is not limited thereto, and a material having excellent light transmittance may be used as a material of the transparent substrate 400.

투명기판(400)과 달리, 불투명한 마스크 패턴(410)은 불투명한 물질을 사용하여 구현한다. 이러한 불투명한 마스크 패턴(410)은 입사되는 광을 반사하는 금속 또는 흡수하는 비금속 물질을 사용하여 구현할 수 있다.Unlike the transparent substrate 400, the opaque mask pattern 410 is implemented using an opaque material. The opaque mask pattern 410 may be implemented using a metal that reflects incident light or a nonmetal material that absorbs the light.

다음으로 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 불투명한 마스크 패턴(410)을 매립하도록 투명기판(400)의 일면 상에 감광성의 폴리머 막(420)을 형성하여 불투명한 마스크 패턴(410)과 감광성의 폴리머 막(420) 사이에 공기층이 존재하지 않도록 한다. 이와 같이, 불투명한 마스크 패턴(410)과 감광성의 폴리머 막(420)을 밀착시킴으로써, 대면적에 균일한 폴리머 패턴을 형성할 수 있다. 즉, 종래에는 마스크 패턴과 폴리머 사이에 존재하는 공기층으로 인하여 대면적에 균일한 폴리머 패턴을 얻을 수 없었으나, 본 발명에서는 불투명한 마스크 패턴(410)과 감광성의 폴리머 막(420) 사이에 공기층이 존재할 수 없으므로 대면적에 균일한 폴리머 패턴을 얻을 수 있다.Next, as shown in FIG. 4B, the photosensitive polymer film 420 is formed on one surface of the transparent substrate 400 so as to fill the opaque mask pattern 410. And no air layer exists between the photosensitive polymer film 420. In this manner, the opaque mask pattern 410 and the photosensitive polymer film 420 may be brought into close contact with each other to form a uniform polymer pattern in a large area. That is, conventionally, a uniform polymer pattern in a large area could not be obtained due to the air layer existing between the mask pattern and the polymer. However, in the present invention, an air layer is formed between the opaque mask pattern 410 and the photosensitive polymer film 420. Since it cannot exist, a polymer pattern uniform in a large area can be obtained.

이러한 감광성의 폴리머 막(420)은 양성 감광성 또는 음성 감광성의 폴리머를 사용하여 구현할 수 있다.The photosensitive polymer film 420 may be implemented using a positive photosensitive or negative photosensitive polymer.

다음으로 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 수직으로 입사되는 광을 임의의 방향으로 진행하는 광으로 산란시키는 디퓨저(430)를 투명기판(430)의 타면 상부에 배치하고, 디퓨저(430)에 상기 수직으로 입사되는 광을 조사하여 감광성의 폴리머 막(420)을 노광한다. 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Next, as shown in FIG. 4C, a diffuser 430 is disposed on the other side of the transparent substrate 430 to scatter the vertically incident light into light traveling in an arbitrary direction. ), The photosensitive polymer film 420 is exposed by irradiating the light incident vertically. This will be described in more detail as follows.

투명기판(400)의 타면에 디퓨저(430)를 배치한다. 이와 같이하여, 투명기판(400)의 일면 상에는 불투명한 마스크 패턴(410)과 감광성의 폴리머 막(420)이 형성되고, 투명기판(400)의 타면 상부에는 디퓨저(430)가 배치된다.The diffuser 430 is disposed on the other surface of the transparent substrate 400. In this manner, an opaque mask pattern 410 and a photosensitive polymer film 420 are formed on one surface of the transparent substrate 400, and a diffuser 430 is disposed on the other surface of the transparent substrate 400.

디퓨저(430)에 수직으로 입사하는 광을 조사하면, 디퓨저(430)는 수직으로 입사된 광을 임의의 방향으로 진행하는 광으로 산란시킨다.When the light incident perpendicularly to the diffuser 430 is irradiated, the diffuser 430 scatters the vertically incident light into light traveling in an arbitrary direction.

한편, 디퓨저(430)를 사용하지 않고 광원 자체를 임의의 방향으로 진행하는 광을 발생하는 광원을 사용하여 같은 효과를 얻을 수도 있다.Meanwhile, the same effect may be obtained by using a light source that generates light that propagates the light source itself in an arbitrary direction without using the diffuser 430.

임의의 방향으로 진행하는 광은 투명기판(400)의 타면에 조사되고, 투명기판(400)을 투과하여 투명기판(400)의 일면에 도달한다.Light traveling in an arbitrary direction is irradiated onto the other surface of the transparent substrate 400, passes through the transparent substrate 400, and reaches one surface of the transparent substrate 400.

투명기판(400)의 일면 상에는 불투명한 마스크 패턴(410)이 형성되어 있으므로, 이러한 불투명한 마스크 패턴(410)에 따라 감광성의 폴리머 막(420)이 노광되어, 감광성의 폴리머 막(420)은 노광된 영역(440)과 노광되지 않은 영역(421)으로 구분된다.Since the opaque mask pattern 410 is formed on one surface of the transparent substrate 400, the photosensitive polymer film 420 is exposed according to the opaque mask pattern 410, and the photosensitive polymer film 420 is exposed. Divided into an area 440 and an unexposed area 421.

다음으로 도 4의 (d) 또는 (e)에 도시된 바와 같이, 현상공정을 통하여 폴리머 패턴(441, 442)이 형성된다. 도 4의 (d)는 폴리머 막이 노광된 영역이 현상되어 제거되는 양성 감광성인 경우이고, 도 4의 (e)는 노광된 영역이 남아있는 음성 감광성인 경우이다.Next, as shown in (d) or (e) of FIG. 4, polymer patterns 441 and 442 are formed through a developing process. FIG. 4D illustrates a case where the polymer film is exposed to the positive photosensitive property in which the exposed area is developed and removed. FIG. 4E illustrates a case where the exposed area remains negative photosensitive.

한편, 이러한 폴리머 패턴 형성방법으로 형성된 폴리머 패턴은 리소그래피 공정시 폴리머 막에 조사되는 노광량에 따라 그 형상이 달리 나타난다. 폴리머 막에 조사되는 노광량이 달라짐에 따라 폴리머 패턴의 수직 단면의 가장 오목한 부분의 위치를 바꿀 수 있을 뿐만 아니라, 하나 또는 그 이상의 수평 일직선으로 절단된 원 또는 타원형의 형상을 가지도록 폴리머 패턴의 수직 단면의 모양을 바꿀 수 있다. On the other hand, the polymer pattern formed by the polymer pattern forming method is different in shape depending on the exposure amount irradiated to the polymer film during the lithography process. As the exposure dose to the polymer film varies, not only can the position of the most concave portion of the vertical cross section of the polymer pattern be changed, but also the vertical cross section of the polymer pattern to have a circular or oval shape cut in one or more horizontal straight lines. You can change the shape of the.

도 5는 본 발명의 본 발명의 제1 실시 예에 따른 폴리머 패턴 형성방법에 의하여 형성된 양성 감광성 폴리머 패턴들의 단면을 나타낸 도면이다.5 is a cross-sectional view of the positive photosensitive polymer patterns formed by the polymer pattern forming method according to the first embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 노광량이 적은 경우 폴리머 패턴(501)의 수직 단면은 하나의 수평 일직선으로 절단된 원 또는 타원형의 형상을 가지고, 오목한 부분의 위치는 투명 기판(400)에 가까운 위치에 존재한다(도 5의 (a)). 일반적인 리소그래피 공정에서는 기판과의 거리가 가장 먼 위치의 폴리머가 노광되지 않으면 현상액이 노광 부분에 도달하지 못해 패턴이 형성되지 않으며, 현상액이 도달하기 위한 특별한 통로가 마련되는 경우에 한해 패턴 형성이 가능하다. 노광량이 많아지면서 오목한 부분의 위치는 투명 기판(400)에서 멀어지고(도 5의 (b)), 투명기판(400)과의 거리가 가장 먼 위치의 폴리머가 노광된 이후에는 폴리머 패턴(503)의 수직 단면이 두개의 수평 일직선으로 위, 아래가 절단된 원 또는 타원형의 형상을 나타낸다(도 5의 (c)). 노광량이 더욱 증가하면 수평 일직선으로 절단된 위쪽 부분이 넓어지고(도 5의 (d)), 최종적으로 위쪽이 열린 모양의 폴리머 패턴(505)이 얻어지게 된다(도 5의 (e)). 한편, 음성 감광성 폴리머를 사용하면 노광된 부분이 남 게 되어, 마이크로렌즈(microlens) 등 다양한 형태를 가지는 양각의 폴리머 패턴이 얻어지게 된다.As shown in FIG. 5, when the exposure amount is small, the vertical cross section of the polymer pattern 501 has a circular or elliptical shape cut in one horizontal straight line, and the position of the concave portion is located near the transparent substrate 400. (A) of FIG. 5. In the general lithography process, if the polymer at the position farthest from the substrate is not exposed, the developer does not reach the exposed portion, and thus no pattern is formed, and the pattern is formed only when a special passage for reaching the developer is provided. . As the exposure amount increases, the position of the concave portion is far from the transparent substrate 400 (FIG. 5B), and after the polymer at the position farthest from the transparent substrate 400 is exposed, the polymer pattern 503 is exposed. The vertical cross section of shows the shape of a circle or an oval cut up and down by two horizontal straight lines (FIG. 5 (c)). When the exposure amount further increases, the upper portion cut in a horizontal straight line becomes wider (FIG. 5 (d)), and finally a polymer pattern 505 having an open top shape is obtained (FIG. 5E). On the other hand, when the negative photosensitive polymer is used, the exposed portion remains, and an embossed polymer pattern having various shapes such as microlens is obtained.

도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 폴리머 패턴의 형성방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.6 is a view sequentially showing a method of forming a polymer pattern according to a second embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 폴리머 패턴의 형성방법은 투명기판(400)의 일면 상에 불투명한 마스크 패턴(410)을 형성하는 단계(도 6의 (a))와, 불투명한 마스크 패턴(410)을 매립하도록 투명기판(400)의 일면 상에 감광성의 폴리머 막(420)을 형성하는 단계(도 6의 (b))와, 투명기판(400)의 타면 상에 공기보다 굴절률이 큰 충진재층(425)을 형성하고, 수직으로 입사되는 광을 임의의 방향으로 진행하는 광으로 산란시키는 디퓨저(430)를 충진재층(425) 상에 배치하고, 디퓨저에(430) 수직으로 입사되는 광을 조사하여 감광성의 폴리머 막(420)을 노광하는 단계(도 6의 (c))를 포함한다.As shown in FIG. 6, in the method of forming the polymer pattern according to the second embodiment of the present invention, forming an opaque mask pattern 410 on one surface of the transparent substrate 400 (FIG. 6A). ) And forming a photosensitive polymer film 420 on one surface of the transparent substrate 400 to fill the opaque mask pattern 410 (FIG. 6B) and the other surface of the transparent substrate 400. A filler layer 425 having a refractive index larger than air is formed thereon, and a diffuser 430 is disposed on the filler layer 425 to scatter vertically incident light into light traveling in an arbitrary direction. 430) irradiating vertically incident light to expose the photosensitive polymer film 420 (FIG. 6C).

이하에서는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 폴리머 패턴 형성방법 중 본 발명의 제1 실시 예에 따른 폴리머 패턴 형성방법과 차이점이 있는 부분만을 설명한다.Hereinafter, only the portions of the polymer pattern forming method according to the second embodiment of the present invention that are different from the polymer pattern forming method according to the first embodiment of the present invention will be described.

도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 투명기판(400)의 타면과 디퓨저(430) 사이에는 공기보다 굴절률이 큰 충진재층(425)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 6C, a filler layer 425 having a larger refractive index than air is formed between the other surface of the transparent substrate 400 and the diffuser 430.

디퓨저(430) 내부에서 산란된 광은 수직 방향 대비 최소 0°에서 최대 90°까지 진행 방향이 바뀌고, 굴절률이 높은 디퓨저(430)에서 굴절률이 낮은 공기로 진행하면서 전반사 조건에 의해 수직 방향 대비 특정 각도 이상의 진행 방향을 가 지는 광은 공기로 빠져 나오지 못하게 된다. 디퓨저(430)와 투명 기판(400)의 타면 사이에 굴절률이 공기 보다 큰 액체 충진재를 채워 충진재층(425)을 형성함으로써, 전반사가 일어나는 각도를 크게 만들어, 궁극적으로 폴리머 막(420)에 입사하는 광의 수직 방향 대비 각도를 크게 하여 폴리머 패턴의 오목한 부분의 형상을 조절할 수 있다.The light scattered inside the diffuser 430 changes its propagation direction from at least 0 ° to at most 90 ° relative to the vertical direction, and moves from the diffuser 430 having a high refractive index to air having a low refractive index, and a specific angle with respect to the vertical direction due to total reflection conditions. Light having the above propagation direction is not prevented from escaping into the air. The filler layer 425 is formed between the diffuser 430 and the other surface of the transparent substrate 400 to fill the liquid filler having a refractive index larger than air to increase the angle at which total reflection occurs, thereby ultimately entering the polymer film 420. The shape of the concave portion of the polymer pattern may be adjusted by increasing the angle of the light in the vertical direction.

이러한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 폴리머 패턴 형성방법으로 형성된 폴리머 패턴은 인접한 패턴들 사이의 거리가 근접해질수록 오목한 패턴이 서로 밀착되어 높은 밀도를 가지는 폴리머 패턴을 형성할 수 있다.The polymer pattern formed by the method of forming a polymer pattern according to the second embodiment of the present invention may form a polymer pattern having a high density as the concave patterns are in close contact with each other as the distance between adjacent patterns approaches.

도 7에 이러한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 폴리머 패턴 형성방법으로 형성된 밀도가 높은 음성 감광성 폴리머 패턴의 단면이 도시되어 있다.7 is a cross-sectional view of a high density negative photosensitive polymer pattern formed by the polymer pattern forming method according to the second embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 박막 패턴 형성방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.8 is a view sequentially showing a metal thin film pattern forming method according to an embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 박막 패턴 형성방법은 투명기판(400)의 일면 상에 불투명한 마스크 패턴(410)을 형성하는 단계와, 불투명한 마스크 패턴(410)을 매립하도록 투명기판(400)의 일면 상에 감광성의 폴리머 막(420)을 형성하는 단계와, 수직으로 입사되는 광을 임의의 방향으로 진행하는 광으로 산란시키는 디퓨저(430)를 투명기판(400)의 타면 상부에 배치하는 단계와, 디퓨저(430)에 수직으로 입사되는 광을 조사하여 폴리머 패턴(441)을 형성하는 단계 및 폴리머 패턴(441) 상에 금속 박막(800)을 도포하는 단계를 포함한다.As shown in FIG. 8, the method for forming a metal thin film pattern according to an embodiment of the present invention includes forming an opaque mask pattern 410 on one surface of the transparent substrate 400 and an opaque mask pattern 410. Forming a photosensitive polymer film 420 on one surface of the transparent substrate 400, and dispersing the diffuser 430 that scatters vertically incident light into light traveling in an arbitrary direction. Disposing the upper surface of the other surface of the surface 400, irradiating light incident on the diffuser 430 to form the polymer pattern 441, and applying the metal thin film 800 to the polymer pattern 441. It includes.

도 8의 (a) 내지 (d)까지의 과정은 앞서 상세히 설명한 도 4의 (a) 내지 (d)까지의 과정과 동일하므로, 도 8의 (a) 내지 (d)까지의 과정에 대한 상세한 설명은 도 4의 (a) 내지 (d)에 대한 설명으로 대체한다.Since the processes of FIGS. 8A to 8D are the same as the processes of FIGS. 4A to 4D described above, the processes of FIGS. 8A to 8D are described in detail. The description is replaced with the description of FIGS. 4A to 4D.

도 8의 (e)에 도시된 바와 같이, 도 8의 (a) 내지 (d)까지의 과정을 거쳐 형성된 폴리머 패턴 상에 금속 박막(800)을 도포한다.As shown in FIG. 8E, the metal thin film 800 is coated on the polymer pattern formed through the process of FIGS. 8A to 8D.

금속 박막(800)을 도포하는 방법은 스퍼터링을 포함한 박막 증착법 또는 도금법을 포함한 후막 형성법이 있을 수 있다. The method of applying the metal thin film 800 may include a thin film deposition method including sputtering or a thick film formation method including a plating method.

폴리머 패턴 상에 금속 박막(800)을 도포한 후, 폴리머 패턴과 불투명한 마스크 패턴(410)을 제거하는 것이 바람직하다.After applying the metal thin film 800 on the polymer pattern, it is preferable to remove the polymer pattern and the opaque mask pattern 410.

폴리머 패턴은 리무버(remover)를 이용하여 제거하고, 불투명한 마스크 패턴(410)은 식각액을 이용하여 제거할 수 있다.The polymer pattern may be removed using a remover, and the opaque mask pattern 410 may be removed using an etchant.

도 8의 (f)에 폴리머 패턴과 불투명한 마스크 패턴(410)을 제거된 금속 박막 패턴(801)이 도시되어 있다.8F illustrates a metal thin film pattern 801 from which the polymer pattern and the opaque mask pattern 410 are removed.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 박막 패턴 형성방법을 이용하여 형성된 마이크로셔터(microshutter)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining the operation of the microshutter (microshutter) formed by using a metal thin film pattern forming method according to an embodiment of the present invention.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 셔터(microshutter) 형성방법은 기판 상에 도 8의 금속 박막 패턴 형성방법으로 제1 금속 박막 전극(902)을 형성하는 단계와, 기판 상에 제1 금속 박막 전극(902)에 대향하도록 제2 금속 박막 전극(903)을 형성하는 단계 및 제2 금속 박막 전극(903) 상에 제1 금속 박막 전극(902)과 제2 금속 박막 전극(903)의 전기적인 단락을 방지하는 단락 방지층(904)을 형성하는 단계를 포함한다.8 and 9, a method of forming a microshutter according to an embodiment of the present invention may include forming the first metal thin film electrode 902 on the substrate by the method of forming the metal thin film pattern of FIG. 8; Forming a second metal thin film electrode 903 on the substrate to face the first metal thin film electrode 902 and on the second metal thin film electrode 903 the first metal thin film electrode 902 and the second metal. Forming a short circuit protection layer 904 that prevents an electrical short of the thin film electrode 903.

도 9에 도시된 바와 같이, 제1 금속 박막 전극(902)의 끝단은 기판(901)에서 멀리 떨어지도록 기판(901)과 대향되는 방향으로 만곡 형성된 커브드(curved) 금속 전극이고, 도 9(a)에 도시된 바와 같이 열린 상태를 가진다. 제1 금속 박막 전극(902)에 대향되는 제2 금속 박막 전극(903)과의 전압차가 발생하면 정전기력에 의해 이동하여 제2 금속 박막 전극(903)에 접착되면, 도 9(b)에 도시된 바와 같이 닫힌 상태가 된다.As shown in FIG. 9, an end of the first metal thin film electrode 902 is a curved metal electrode curved in a direction opposite to the substrate 901 so as to be far from the substrate 901. It has an open state as shown in a). When a voltage difference with the second metal thin film electrode 903 opposite to the first metal thin film electrode 902 is generated, when it is moved by an electrostatic force and adhered to the second metal thin film electrode 903, the second metal thin film electrode 903 is shown in FIG. 9B. As in the closed state.

제1 금속 박막 전극(902)과 제2 금속 박막 전극(903) 사이에는 이들의 직접적인 접촉으로 인한 전기적 단락을 방지하는 단락 방지층(904)이 형성되어 있다.A short circuit prevention layer 904 is formed between the first metal thin film electrode 902 and the second metal thin film electrode 903 to prevent electrical shorts due to their direct contact.

제1 금속 박막 전극(902)은 기존의 금속 박막 내부의 응력(stress)으로 인해 만곡 형성되는 금속 박막 전극 형성 방법에 비해 공정이 간단하여 공정의 균일성 및 재현성을 향상시킬 수 있고, 폴리머 패턴의 모양에 따라 금속 박막 전극의 모양을 쉽게 조절할 수 있어 마이크로셔터(microshutter) 및 멤스 스위치(MEMS switch)를 포함한 넓은 분야에 응용할 수 있다.The first metal thin film electrode 902 has a simpler process compared to a metal thin film electrode forming method that is curved due to stresses in the existing metal thin film, thereby improving uniformity and reproducibility of the process. The shape of the metal thin film electrode can be easily adjusted according to the shape, and thus it can be applied to a wide range of applications including a microshutter and a MEMS switch.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 패턴 형성방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.10 is a view sequentially showing a metal pattern forming method according to an embodiment of the present invention.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 패턴 형성방법은 투명기판(400)의 일면 상에 불투명한 마스크 패턴(410)을 형성하는 단계와, 불투명한 마스크 패턴(410)을 매립하도록 투명기판(400)의 일면 상에 감광성의 폴리머 막(420)을 형성하는 단계와, 수직으로 입사되는 광을 임의의 방향으로 진행하는 광으로 산란시키는 디퓨저(430)를 투명기판(400)의 타면 상부에 배치하는 단계와, 디퓨저(430)에 수직으로 입사되는 광을 조사하여 폴리머 패턴을 형성하는 단계 및 폴리머 패턴 상에 금속 물질을 증착하는 단계를 포함한다.As shown in FIG. 10, the method for forming a metal pattern according to an embodiment of the present invention includes forming an opaque mask pattern 410 on one surface of the transparent substrate 400 and an opaque mask pattern 410. Forming a photosensitive polymer film 420 on one surface of the transparent substrate 400 to bury the transparent substrate 400, and dispersing the diffuser 430 that scatters vertically incident light into light traveling in an arbitrary direction. Disposing an upper surface of the other surface, forming a polymer pattern by irradiating light incident on the diffuser 430, and depositing a metal material on the polymer pattern.

도 10의 (a) 내지 (d)까지의 과정은 앞서 상세히 설명한 도 4의 (a) 내지 (d)까지의 과정과 실질적으로 동일하므로, 도 10의 (a) 내지 (d)까지의 과정에 대한 상세한 설명은 도 4의 (a) 내지 (c)에 대한 설명으로 대체한다.Since the processes of FIGS. 10A to 10D are substantially the same as the processes of FIGS. 4A to 4D described above, the processes of FIGS. The detailed description is replaced with the description of FIGS. 4A to 4C.

도 10의 (d)에 도시된 바와 같이, 도 10의(a) 내지 (c)까지의 과정을 거쳐 폴리머 패턴을 형성한다. 이때, 폴리머는 음성 감광성이다.As shown in FIG. 10 (d), a polymer pattern is formed through the processes of FIGS. 10 (a) to 10 (c). At this time, the polymer is negative photosensitive.

다음으로 도 10의 (e)에 도시된 바와 같이, 폴리머 패턴 상에 금속 물질(1000)을 증착한다.Next, as illustrated in FIG. 10E, the metal material 1000 is deposited on the polymer pattern.

금속 물질(1000)을 증착하는 방법은 스퍼터링을 포함한 박막 증착법 또는 도금법을 포함한 후막 형성법이 있을 수 있다. The method of depositing the metal material 1000 may include a thin film deposition method including sputtering or a thick film formation method including plating.

폴리머 패턴 상에 금속 물질(1000)을 증착한 후, 폴리머 패턴과 불투명한 마스크 패턴(410)을 제거할 수 있다.After depositing the metal material 1000 on the polymer pattern, the polymer pattern and the opaque mask pattern 410 may be removed.

폴리머 패턴은 리무버(remover)를 이용하여 제거하고, 불투명한 마스크 패턴(410)은 식각액을 이용하여 제거할 수 있다.The polymer pattern may be removed using a remover, and the opaque mask pattern 410 may be removed using an etchant.

도 10의 (f)에 폴리머 패턴과 불투명한 마스크 패턴(410)을 제거된 금속 패턴(1001)이 도시되어 있다.10F illustrates a metal pattern 1001 from which a polymer pattern and an opaque mask pattern 410 are removed.

한편, 도 10에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 패턴 형성방법에 따라 형성된 금속패턴을 사용하여 마이크로렌즈 어레이 스탬퍼(microlens array stamper) 또는 마이크로렌즈 어레이(microlens array) 등을 형성할 수 있다.Meanwhile, a microlens array stamper or a microlens array may be formed using the metal pattern formed according to the metal pattern forming method according to the exemplary embodiment of the present invention as shown in FIG. 10. Can be.

도 10을 참조하여 이를 간략히 설명하면, 투명기판의 일면 상에 불투명한 마스크 패턴을 형성하고, 불투명한 마스크 패턴이 형성된 투명기판의 일면 상에 음성 감광성의 폴리머 막을 형성하고, 임의의 방향으로 진행하는 광을 투명기판의 타면에 조사하여 폴리머 패턴을 형성하고, 폴리머 패턴 상에 금속 물질을 증착한 후, 폴리머 패턴과 금속 물질을 분리하면, 금속 물질에는 폴리머 패턴에 대응하여 함몰부가 형성되고, 이를 마이크로렌즈 어레이 스탬퍼(microlens array stamper)로 이용할 수 있다.Referring to FIG. 10, a opaque mask pattern is formed on one surface of the transparent substrate, a negative photosensitive polymer film is formed on one surface of the transparent substrate on which the opaque mask pattern is formed, and proceeds in an arbitrary direction. When the surface of the transparent substrate is irradiated with light to form a polymer pattern, a metal material is deposited on the polymer pattern, and the polymer pattern and the metal material are separated, a depression is formed in the metal material corresponding to the polymer pattern. It can be used as a microlens array stamper.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라스틱 몰드 형성방법을 나타낸 도면이다.11 is a view showing a plastic mold forming method according to an embodiment of the present invention.

폴리머 패턴(1020)은 앞서 상세히 설명한 본 발명의 폴리머 패턴 형성방법으로 형성하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Since the polymer pattern 1020 is formed by the polymer pattern forming method of the present invention described above in detail, a detailed description thereof will be omitted.

도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 인접한 패턴들 사이의 거리가 가까워 오목한 패턴들이 서로 밀착되어 높은 밀도를 가지는 폴리머 패턴(1020) 상에 금속 물질(1030)을 증착한다.As shown in (a) of FIG. 11, the distance between adjacent patterns is so close that the concave patterns closely adhere to each other to deposit a metal material 1030 on the polymer pattern 1020 having a high density.

도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 금속 물질(1030)을 폴리머 패턴(1020)으로 부터 분리하여, 폴리머 패턴(1020)에 대응하는 패턴이 형성된 금속 패턴(1031)을 형성한다. 이러한 금속 패턴(1031)은 마이크로렌즈 어레이 스탬퍼(microlens array stamper)로 이용할 수 있다.As shown in FIG. 11B, the metal material 1030 is separated from the polymer pattern 1020 to form a metal pattern 1031 having a pattern corresponding to the polymer pattern 1020. The metal pattern 1031 may be used as a microlens array stamper.

또한 도 11의 (c)에 도시된 바와 같이, 금속 패턴(1031)을 플라스틱 물질에 전사하여 플라스틱 몰드(1100)를 형성한다. 이러한 플라스틱 몰드(1100)는 마이크로렌즈 어레이(microlens array)로 이용할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 11C, the metal pattern 1031 is transferred to the plastic material to form the plastic mold 1100. The plastic mold 1100 may be used as a microlens array.

이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As described above, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, the exemplary embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modifications derived from the equivalent concept should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 다양한 둥근 형상을 갖는 폴리머 패턴을 균일하게 형성할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, there is an effect of uniformly forming a polymer pattern having various rounded shapes.

또한, 본 발명의 폴리머 패턴의 형상에 대응하는 금속 박막 패턴 또는 금속 패턴을 형성하는 공정이 단순화되고, 신뢰도가 향상되며, 금속 박막 패턴 또는 금 속 패턴의 균일성이 높아지는 효과가 있다.In addition, the process of forming the metal thin film pattern or the metal pattern corresponding to the shape of the polymer pattern of the present invention is simplified, the reliability is improved, the uniformity of the metal thin film pattern or the metal pattern is effective.

또한, 본 발명의 금속 박막 패턴을 이용하여 커브드(curved) 전극을 형성할 수 있고, 이러한 커브드(curved) 전극을 빛의 개폐를 조절하는 마이크로셔터(microshutter) 또는 신호의 전달을 조절하는 멤스 스위치(MEMS switch)를 포함한 넓은 분야에 응용할 수 있다.In addition, a curved electrode may be formed using the metal thin film pattern of the present invention, and the curved electrode may include a microshutter that controls opening and closing of light or a MEMS that controls signal transmission. It can be applied to a wide range of applications including MEMS switches.

또한, 본 발명의 폴리머 패턴 또는 금속 패턴을 이용한 마이크로렌즈 어레이 스탬퍼(microlens array stamper)를 제작하여, 플라스틱 물질의 생산에 널리 사용되는 인젝션 몰딩 방법에 적합한 몰드로 사용할 수 있다.In addition, a microlens array stamper using the polymer pattern or the metal pattern of the present invention may be manufactured and used as a mold suitable for an injection molding method widely used in the production of plastic materials.

또한, 본 발명의 마이크로렌즈 어레이 스탬퍼(microlens array stamper)의 함몰부를 플라스틱 물질에 전사하여 플라스틱 몰드를 형성할 수 있고, 폴리머 패턴의 모양에 따라 최종적으로 전사된 플라스틱 몰드의 모양을 조절하여 다양한 광 특성을 가지는 마이크로렌즈 어레이(microlens array)를 형성할 수 있다.In addition, the recess of the microlens array stamper (microlens array stamper) of the present invention can be transferred to the plastic material to form a plastic mold, and the shape of the finally transferred plastic mold according to the shape of the polymer pattern to control various optical properties It is possible to form a microlens array (microlens array) having a.

Claims (18)

투명기판의 일면 상에 불투명한 마스크 패턴을 형성하는 단계;Forming an opaque mask pattern on one surface of the transparent substrate; 상기 불투명한 마스크 패턴이 형성된 투명기판의 일면 상에 감광성의 폴리머 막을 형성하는 단계; 및Forming a photosensitive polymer film on one surface of the transparent substrate on which the opaque mask pattern is formed; And 입사되는 광을 산란시키는 디퓨저로 생성된 임의의 방향으로 진행하는 광을 상기 투명기판의 타면에 조사하여 상기 감광성의 폴리머 막을 노광하는 단계를 포함하는 폴리머 패턴 형성방법.And exposing the photosensitive polymer film by irradiating the other surface of the transparent substrate with light traveling in an arbitrary direction generated by a diffuser for scattering incident light. 삭제delete 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 투명기판의 타면과 상기 디퓨저 사이에 공기보다 굴절률이 큰 충진재층을 형성하는 단계를 더 포함하는 폴리머 패턴 형성방법.And forming a filler layer having a refractive index greater than air between the other surface of the transparent substrate and the diffuser. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 감광성의 폴리머 막은 상기 불투명한 마스크 패턴을 매립하여 상기 투명기판의 일면 상에 형성되는 폴리머 패턴 형성방법.And the photosensitive polymer film is formed on one surface of the transparent substrate by filling the opaque mask pattern. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 투명기판의 일면과 접하는 폴리머 막의 표면으로부터 상기 투명기판의 일면과 수직방향으로 오목하고, 상기 투명기판의 일면과 수평방향으로 연장되는 하나 이상의 오목한 패턴을 형성하고,Forming at least one concave pattern extending from the surface of the polymer film in contact with one surface of the transparent substrate in a direction perpendicular to one surface of the transparent substrate and extending in a horizontal direction with one surface of the transparent substrate; 상기 오목한 패턴의 수직 단면은 하나 이상의 곡면을 갖는 원 또는 타원의 형상이고, 상기 원 또는 타원의 중심 위쪽의 상부가 일직선상으로 절단된 폴리머 패턴 형성방법.The vertical cross section of the concave pattern is a shape of a circle or ellipse having one or more curved surfaces, the upper portion above the center of the circle or ellipse is cut in a straight line. 투명기판의 일면 상에 불투명한 마스크 패턴을 형성하는 단계;Forming an opaque mask pattern on one surface of the transparent substrate; 상기 불투명한 마스크 패턴이 형성된 투명기판의 일면 상에 감광성의 폴리머 막을 형성하는 단계;Forming a photosensitive polymer film on one surface of the transparent substrate on which the opaque mask pattern is formed; 입사되는 광을 산란시키는 디퓨저로 생성된 임의의 방향으로 진행하는 광을 상기 투명기판의 타면에 조사하여 폴리머 패턴을 형성하는 단계; 및Irradiating light traveling in an arbitrary direction generated by a diffuser to scatter incident light on the other surface of the transparent substrate to form a polymer pattern; And 상기 폴리머 패턴 상에 금속 박막을 도포하는 단계를 포함하는 금속 박막 패턴 형성방법.Metal film pattern forming method comprising the step of applying a metal thin film on the polymer pattern. 삭제delete 제6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 투명기판의 타면과 상기 디퓨저 사이에 공기보다 굴절률이 큰 충진재층을 형성하는 단계를 더 포함하는 금속 박막 패턴 형성방법.Forming a filler layer having a refractive index greater than that of air between the other surface of the transparent substrate and the diffuser. 제6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 감광성의 폴리머 막은 상기 불투명한 마스크 패턴을 매립하여 상기 투명기판의 일면 상에 형성되는 금속 박막 패턴 형성방법.And the photosensitive polymer film is formed on one surface of the transparent substrate by filling the opaque mask pattern. 제6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 투명기판의 일면과 접하는 폴리머 막의 표면으로부터 상기 투명기판의 일면과 수직방향으로 오목하고, 상기 투명기판의 일면과 수평방향으로 연장되는 하나 이상의 오목한 패턴을 형성하고,Forming at least one concave pattern extending from the surface of the polymer film in contact with one surface of the transparent substrate in a direction perpendicular to one surface of the transparent substrate and extending in a horizontal direction with one surface of the transparent substrate; 상기 오목한 패턴의 수직 단면은 하나 이상의 곡면을 갖는 원 또는 타원의 형상이고, 상기 원 또는 타원의 중심 위쪽의 상부가 일직선상으로 절단된 폴리머 패턴을 형성하는The vertical cross section of the concave pattern is a shape of a circle or ellipse having one or more curved surfaces, and the upper portion above the center of the circle or ellipse forms a polymer pattern cut in a straight line. 금속 박막 패턴 형성방법.Metal thin film pattern formation method. 기판 상에 제6 항의 금속 박막 패턴 형성방법으로 제1 금속 박막 전극을 형성하는 단계;Forming a first metal thin film electrode on the substrate by the metal thin film pattern forming method of claim 6; 상기 기판 상에 상기 제1 금속 박막 전극에 대향하도록 제2 금속 박막 전극을 형성하는 단계; 및Forming a second metal thin film electrode on the substrate to face the first metal thin film electrode; And 상기 제2 금속 박막 전극 상에 상기 제1 금속 박막 전극과 상기 제2 금속 박막 전극의 전기적인 단락을 방지하는 단락 방지층을 형성하는 단계;Forming a short circuit prevention layer on the second metal thin film electrode to prevent electrical short between the first metal thin film electrode and the second metal thin film electrode; 를 포함하는 마이크로셔터(microshutter) 형성방법.Microshutter forming method comprising a. 투명기판의 일면 상에 불투명한 마스크 패턴을 형성하는 단계;Forming an opaque mask pattern on one surface of the transparent substrate; 상기 불투명한 마스크 패턴이 형성된 투명기판의 일면 상에 감광성의 폴리머 막을 형성하는 단계;Forming a photosensitive polymer film on one surface of the transparent substrate on which the opaque mask pattern is formed; 입사되는 광을 산란시키는 디퓨저로 생성된 임의의 방향으로 진행하는 광을 상기 투명기판의 타면에 조사하여 폴리머 패턴을 형성하는 단계; 및Irradiating light traveling in an arbitrary direction generated by a diffuser to scatter incident light on the other surface of the transparent substrate to form a polymer pattern; And 상기 폴리머 패턴 상에 금속 물질을 증착하는 단계를 포함하는 금속 패턴 형성방법.Depositing a metal material on the polymer pattern. 삭제delete 제12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 투명기판의 타면과 상기 디퓨저 사이에 공기보다 굴절률이 큰 충진재층을 형성하는 단계를 더 포함하는 금속 패턴 형성방법.And forming a filler layer having a refractive index greater than that of air between the other surface of the transparent substrate and the diffuser. 제12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 감광성의 폴리머 막은 상기 불투명한 마스크 패턴을 매립하여 상기 투명기판의 일면 상에 형성되는 금속 패턴 형성방법.And the photosensitive polymer film is formed on one surface of the transparent substrate by filling the opaque mask pattern. 제12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 투명기판의 일면과 접하는 폴리머 막의 표면으로부터 상기 투명기판의 일면과 수직방향으로 오목하고, 상기 투명기판의 일면과 수평방향으로 연장되는 하나 이상의 오목한 패턴을 형성하고,Forming at least one concave pattern extending from the surface of the polymer film in contact with one surface of the transparent substrate in a direction perpendicular to one surface of the transparent substrate and extending in a horizontal direction with one surface of the transparent substrate; 상기 오목한 패턴의 수직 단면은 하나 이상의 곡면을 갖는 원 또는 타원의 형상이고, 상기 원 또는 타원의 중심 위쪽의 상부가 일직선상으로 절단된 폴리머 패턴을 형성하는The vertical cross section of the concave pattern is a shape of a circle or ellipse having one or more curved surfaces, and the upper portion above the center of the circle or ellipse forms a polymer pattern cut in a straight line. 금속 패턴 형성방법.Metal pattern formation method. 투명기판의 일면 상에 불투명한 마스크 패턴을 형성하는 단계;Forming an opaque mask pattern on one surface of the transparent substrate; 상기 불투명한 마스크 패턴이 형성된 투명기판의 일면 상에 음성 감광성의 폴리머 막을 형성하는 단계;Forming a negative photosensitive polymer film on one surface of the transparent substrate on which the opaque mask pattern is formed; 입사되는 광을 산란시키는 디퓨저로 생성된 임의의 방향으로 진행하는 광을 상기 투명기판의 타면에 조사하여 폴리머 패턴을 형성하는 단계; 및Irradiating light traveling in an arbitrary direction generated by a diffuser to scatter incident light on the other surface of the transparent substrate to form a polymer pattern; And 상기 폴리머 패턴 상에 금속 물질을 증착하는 단계; 및Depositing a metal material on the polymer pattern; And 상기 폴리머 패턴과 상기 금속 물질을 분리하는 단계를 포함하는 마이크로렌즈 어레이 스탬퍼(microlens array stamper) 형성방법.Forming a microlens array stamper comprising separating the polymer pattern and the metal material. 투명기판의 일면 상에 불투명한 마스크 패턴을 형성하는 단계;Forming an opaque mask pattern on one surface of the transparent substrate; 상기 불투명한 마스크 패턴이 형성된 투명기판의 일면 상에 감광성의 폴리머 막을 형성하는 단계;Forming a photosensitive polymer film on one surface of the transparent substrate on which the opaque mask pattern is formed; 입사되는 광을 산란시키는 디퓨저로 생성된 임의의 방향으로 진행하는 광을 상기 투명기판의 타면에 조사하여 폴리머 패턴을 형성하는 단계;Irradiating light traveling in an arbitrary direction generated by a diffuser to scatter incident light on the other surface of the transparent substrate to form a polymer pattern; 상기 폴리머 패턴 상에 금속 물질을 증착하는 단계;Depositing a metal material on the polymer pattern; 상기 폴리머 패턴과 상기 금속 물질을 분리하여 금속 패턴을 형성하는 단계; 및Separating the polymer pattern and the metal material to form a metal pattern; And 상기 금속 패턴을 플라스틱 물질에 전사하는 단계를 포함하는 플라스틱 몰드 형성방법.Transferring the metal pattern to a plastic material.
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