KR20080028307A - 미세 몰드 및 미세 몰드를 재생하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

미세 몰드는 형성 표면의 볼록부를 형성하는 재생 타겟 필름과, 형성 표면의 저부보다 깊게 형성되고 재생 타겟 필름을 재생하는 광 차폐 유닛을 포함한다. 3차원 구조를 갖는 제품의 제조 비용은 감소될 수 있다.
Figure P1020070096398
미세 몰드, 광 차폐 유닛, 투명 기판, 수지 필름, 경질 필름

Description

미세 몰드 및 미세 몰드를 재생하기 위한 방법 {FINE MOLD AND METHOD FOR REGENERATING FINE MOLD}
본 출원은 그 전체 내용이 본원에서 참조로써 합체된 2006년 9월 25일자로 출원된 일본 특허 출원 제2006-258571호를 우선권 주장한다.
본 발명은 나노인쇄 등을 위한 미세 몰드, 미세 몰드를 재생하는 방법 및 미세 몰드로 전사하는 방법에 관한 것이다.
종래에, 미세 몰드로 전사 인쇄하는 방법은 공지되었다. 예를 들어, 일본 특허 평05-241011호, 일본 특허 출원 제2004-304097호 및 후지와라(FUJIWARA) 등의 "Tan-itsu shinkin saibo no shuushukuryku wo sokuteisuru rikigaku sensa no aihatsu(Development of Dynamic Sensor for Measuring Contraction Power of Single Cardiac Myocyte)" Denkigakkai Bio-Microsystem Kenkyu-kai Shiryo, BMS-05-3, 제10면 내지 제12면을 참조한다. 마이크로 렌즈 등과 같은 미세 3차원 구조를 갖는 제품은 미세 몰드를 갖는 전사 인쇄 방법에 의해 저가로 제조될 수 있다.
미세 몰드가 형성 재료로 가압될 때, 미세 몰드는 형성 재료의 표면 또는 내측의 경질 이종 기재에 의해 손상될 수 있다. 미세 몰드는 다양한 형식의 미세 몰 드가 사진석판인쇄술, 전자 비임 노출 기술, 레이저 비임 직접 기록 방법 등과 같은 미세 프로세싱 기술을 이용함으로써 소량만이 제조되기 때문에 고가이다.
본 발명의 목적은 3차원 구조를 갖는 제품의 제조 비용을 감소시키기 위한 것이다.
본 발명의 일 태양에 따라, 형성 표면의 볼록부를 형성하는 재생 타겟 필름과, 형성 표면의 저부보다 깊게 구성되고 재생 타겟 필름을 재생하는 광 차폐 유닛을 포함하는 미세 몰드를 제공한다.
이러한 미세 몰드는 필름 표면의 볼록부를 형성하는 재생 타겟 필름을 재생하도록 구성된 광 차폐 유닛을 갖고, 즉 광 차폐 유닛은 형성 표면의 배면 근방의 층에 구성된다. 따라서, 미세 몰드는 볼록부가 손상되더라도 마스크로써 미세 몰드에 설비된 광 차폐 유닛을 이용함으로써 볼록부를 재생시킬 수 있다. 즉, 볼록부를 재생시키기 위해 이러한 미세 몰드용으로 미세 처리 기술이 필요하지 않다. 따라서, 미세 3차원 구조를 갖는 제품을 제조하기 위한 비용은 종래의 미세 몰드에 비해 이러한 미세 몰드를 이용함으로써 감소될 수 있다.
본 발명에 따른 미세 몰드의 광 차폐 유닛은 불투명 필름으로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 직사각형 형상의 단면을 갖는 볼록부는 마스크로써 광 차폐 유닛을 이용함으로써 재생될 수 있다.
본 발명에 따른 미세 몰드의 광 차폐 유닛은 그라데이션 마스크(gradation mask)일 수 있다. 이러한 경우, 표면이 약간 굴곡된 형성 표면이 재생될 수 있다. 예를 들어, 노광 장치의 해상도 이하의 슬릿을 갖는 불투명 그레이톤 마스크 또는 반투명 하프톤 마스크가 그라데이션 마스크로써 이용될 수 있다.
본 발명에 따라, 광 차폐 유닛의 가장 얕은 깊이부는 재생 타겟 필름의 가장 깊은 깊이부와 동일하다. 이러한 경우, 재생 타겟 필름을 형성하기 위한 감광체가 마스크로써 광 차폐 유닛에 의해 노광될 때 회절 및 분광에 의한 해상도의 저하는 없을 것이다.
본 발명에 따른 미세 몰드는 재생 타겟 필름보다 경질이고, 형성 표면과 광 차폐 유닛 사이에 구성된 투명 보호 필름을 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 광 차폐 유닛에 대한 손상이 방지될 수 있어서, 형성 표면의 재생은 불가능하지 않을 것이다.
본 발명에 따른 미세 몰드는 광 차폐 유닛이 매립되는 오목부를 갖는 투명 보강 플레이트를 포함할 수 있고, 보호 필름은 광 차폐 유닛과 형성 표면 사이의 보강 플레이트에 매립될 수 있고 보강 플레이트보다 낮은 굴절률을 갖는 투명 재료로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 광 차폐 유닛이 재생 타겟 필름으로부터 분리되더라도, 전체 내부 반사는 보강 플레이트와 투명 필름의 경계의 보강 플레이트측에서만 발생하여, 재생 타겟 필름을 형성하기 위한 감광체가 마스크로써 광 차폐 유닛을 이용함으로써 노광될 때 회절과 분광에 의해 해상도의 저하가 발생하지 않을 것이다.
본 발명에 따른 미세 몰드는 또한 광 차폐 유닛보다 깊은 위치에 구성된 투명 보강 플레이트를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 미세 몰드의 강도는 증가될 수 있다.
본 발명의 다른 태양에 따라서, 전술한 미세 몰드를 재생하기 위한 방법이 제공되고, 이는, 재생 타겟 필름을 제거하는 단계와, 재생 타겟 필름이 제거되는 표면상에 감광 필름을 형성하는 단계와, 감광 필름을 현상하기 위해 마스크로써 광 차폐 유닛을 이용하여 감광 필름을 노광시키는 단계를 포함한다.
전술한 미세 몰드의 재생 방법에 따라, 재생 타겟 필름은 재생 타겟 필름을 형성하기 위한 마스크를 형성하지 않고 재생될 수 있어서, 종래의 방법에 비해 전사 인쇄 방법에 의한 미세 구조를 제조하는 비용이 감소될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 재생 방법에서, 현상된 감광 필름은 재생 타겟 필름으로써 이용될 수 있고, 재생 타겟 필름은 현상된 감광 필름의 개방부에 형성될 수 있다.
미세 몰드를 재생하기 위한 전술한 방법은 또한 형성 재료에 미세 몰드를 가압하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서에서, "형성 표면"은 형성 재료와 미세 몰드의 경계를 구성하는 미세 몰드의 표면을 지시한다. "투명"은 광 파장에 따른 개념이지만, 본 명세서에서는 "투명"은 감광 필름의 노광에 이용되는 광의 파장이 거의 차단되지 않거나 차단되지 않거나 왜곡되지 않고 통과할 수 있는 상태를 지칭한다. 이와 유사하게, "광 차폐"는 노광에 이용되는 광이 차단되는 상태를 지칭한다.
상기와 같이 구성함으로써, 3차원 구조를 갖는 제품의 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 실시예는 도면을 참조하여 이하에서 설명될 것이다. 각각의 실시예에서 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지시하고, 동일한 구성요소에 대한 설명은 중복을 방지하기 위해 생략된다.
도1a 내지 도1c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 몰드와 미세 몰드를 이용하는 전사 인쇄 방법을 도시하는 단면도이다.
미세 몰드(1)는 보강 플레이트로서의 투명 기판(11) 상의 광 차폐 유닛(10), 투명 보호 필름(12), 재생 타겟 필름으로서의 수지 필름(13)과 경질 필름(14)을 적층함으로써 구성된다. 광 차폐 유닛(10)이 오목부와 볼록부를 갖는 형성 표면(15)의 저부보다 깊은 층에 형성되기 때문에, 수지 필름(13)은 마스크로써 광 차폐 유닛(10)을 이용함으로써 재생될 수 있다. 즉, 수지 필름(13)은 형성 표면의 미세 볼록부와 오목부를 형성하는 수지 필름(3)의 패터닝을 위해 노광 장치를 이용함으로써 마스크를 형성하지 않고 재생될 수 있고, 미세 몰드의 제조 비용은 종래의 것에 비해 감소된다. 미세 몰드(1)의 재생 방법은 그 제조 방법의 설명과 함께 후술될 것이다. 또한 광 차폐 유닛(10)은 형성 표면이 미세 몰드(1)와 형성 타겟 기재 사이의 이종 기재에 의해 손상되더라도, 광 차폐 유닛(10)의 손상을 방지하도록 형성 표면(15) 상에 노출되지 않고, 수지 필름(14)보다 경질인 경질 필름(14) 뿐만 아니라 보호 필름(12)도 광 차폐 유닛(10)과 형성 표면(15) 사이에 있다.
다음에, 미세 몰드(1)에 이용되는 전사 방법이 나노인쇄의 예로써 설명될 것이다.
도1a에 도시된 바와 같이, 형성 재료(91)는 스핀 코팅 등에 의해 실리콘 웨이퍼 등으로 구성된 기판(92)의 표면상에 인가된다. 열가소성 수지, 열경화성 수지, 광경화성 수지 또는 유리가 형성 재료로써 사용될 수 있다. 게다가, 실리콘 웨이퍼도 형성 재료로써 사용될 수 있다.
도1b에 도시된 바와 같이, 미세 몰드(1)는 형성 재료(91)로 가압된다. 이 때, 형성 재료는 연질이어야 하기 때문에, 열가소성 수지는 유리 천이점 또는 그 이상으로 미리 가열된다. 이는 서로 평행한 두 개의 플레이트로 형성 재료(91)와 미세 몰드(1)를 가압하는 방법과, 미세 몰드(1)를 가압하기 위한 방법으로써 압축 공기를 이용함으로써 미세 몰드(1)와 형성 재료(91)를 가압하는 방법이 있다.
다음에, 형성 재료(91)는 경화되어 형성된다. 예를 들어, 형성 재료(91)는 열가소성 수지의 경우에 냉각됨으로써, 열경화성 수지의 경우에 가열됨으로써, 그리고 광경화성 수지의 경우에 자외선광을 조사함으로써 경화된다. 그 다음에, 몰드(1)의 형성 표면(15)의 오목부와 볼록부는 형성 재료(91)로 전사된다.
최종적으로, 도1c에 도시된 바와 같이, 미세 몰드(1)는 형성 재료(91)로부터 벗겨진다.
도2a 내지 도3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 몰드의 제조 방법을 도시하는 단면도이다.
우선, 광 차폐 유닛(10)이 투명 기판(11) 상에 형성된다. 수정, 소다 석회 유리, 투명 결정 유리, 세라믹, 수지, 사기, 알루미나, 사파이어 등이 투명 기판(11)의 재료로써 사용될 수 있다. 예를 들어, 투명 기판(11)의 두께는 2 mm이다. 자외선광에 대한 불투명 재료인 Cr, CrO2, Cu 등과 같은 금속 산화물 등이 광 차폐 유닛(10)의 재료로 이용될 수 있다. 이들 재료는 스퍼터링, 증발(evaporate) 및 CVT에 의해 투명 기판(11) 상에 필름을 형성할 수 있다. 예를 들어, 광 차폐 유닛(10)의 두께는 0.1 ㎛이다. 마스크와 레티클로써 이용되는 수정과 유리 상의 Cr과 CrOx의 적층은 투명 기판(11) 상의 광 차폐 유닛(10)의 적층체로써 이용될 수 있다.
다음에, 도2b에 도시된 바와 같이, 광 차폐 유닛(10)은 포토레지스트(50)를 이용함으로써 패터닝된다. 예를 들어, 포토레지스트(50)는 스테퍼, 얼라이너(aligner) 또는 전자빔 노광 장치에 의해 노광되고, 포토레지스트(50)의 현상된 패턴은 광 차폐 유닛(10)으로 전사된다. 광 차폐 유닛(10)의 에칭에서, 예를 들어 Cr로 구성된 광 차폐 유닛(10)은 이온 밀링(milling) 또는 세륨 암모늄 나이트라이드 용액에 의해 이방성 에칭된다. 광 차폐 유닛(10)은 포토레지스트(50)를 이용하지 않고 레이저 직접 기록 방법에 의해 패터닝될 수 있다. 다양한 종류와 적은 사용 시간을 갖는 소량의 레티클을 제조하는 몰드의 제조에서, 레이저 직접 기록 방법은 제조 비용을 감소시키는데 효과적이다.
다음에, 도2c에 도시된 바와 같이, 투명 보호 필름(12)이 광 차폐 유닛(10)을 커버하기 위해 형성된다. SiN, 저용융점을 갖는 유리, AIN, SiON, TaO2, TiO2, 세라믹, 수지, 사기 등이 투명 보호 필름(12)의 재료로 이용될 수 있다. 보호 필름(12)의 경도는 재생 타겟인 수지 필름보다 경질인 것이 바람직하다. 예를 들어, 필름 형성 방법으로써, SiN이 재료일 때 플라즈마 CVD가 이용된다. 보호 필름(12)의 표면은 보호 필름(12)의 형성 후에 CMP와 에칭 백(etched-back)에 의해 편평화될 수 있다.
다음에, 도2d에 도시된 바와 같이, 감광 필름(51)이 보호 필름(12) 상에 형성된다. 예를 들어, 감광 필름(51)은 가열되고 경화되도록 70 ㎛ 두께의 네거티브형 포토레지스트를 도포함으로써 형성된다.
그 다음에, 도3a에 도시된 바와 같이, 감광 필름(51)을 노광시키기 위해 투명 기판(11)의 배면측으로부터, 즉 투명 기판(11)의 감광 필름(51)과 배면측으로부터 자외선광이 조사된다. 이 때, 감광 필름(51)은 광 차폐 유닛(10)에 의해 가려지지 않는 노광 영역(53)만이 노광되고, 감광 필름(51)은 광 차폐 유닛(10)에 의해 가려진 노광되지 않은 영역(52)에서는 노광되지 않는다. 노광에 이용되는 광은 제한되지 않고, 자외선광, 디프 자외선광(deep ultraviolet ray), 극자외선광(extreme ultraviolet ray)과 같이 설계 규칙에 대응하여 임의로 선택 가능하다. 물론, 광 차폐 유닛(10)의 재료는 노광에 이용되는 광의 파장에 대응하여 선택될 수 있다.
다음에, 감광 필름(51)이 현상되면, 고정된 패턴을 갖는 수지 필름(13)은 도3b에 도시된 바와 같이 형성된다. 도3b에서, 네거티브 형식 포토레지스트의 감광 영역(53)이 잔류한다. 도3b에서, 감광 영역(53)이 재생 타겟이 되는 수지 필 름(13)으로 되는 예가 도시되지만, 물론, 포지티브 형식 포토레지스트가 감광 필름(51)으로써 이용될 수 있다.
최종적으로, 도3c에 도시된 바와 같이, 경질 필름(14)이 미세 몰드(1)의 전체 표면상에 형성된다. 금속, 금속 화합물, 세라믹 등과 같은 다른 무기 재료가 경질 필름(14)의 재료로서 이용될 수 있다. 스퍼터링, 도금 및 증발이 경질 필름(14)의 형성에 이용될 수 있다. 경질 필름(14) 표면의 몰드 해제 특성을 개선시키기 위해 플루오르 필름이 경질 필름(14)에 형성될 수 있다.
도4a 내지 도4c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 몰드의 재생 방법을 도시하는 단면도이다. 도4a에 도시된 바와 같이, 경질 필름(14)과 수지 필름(13)은 미세 몰드(1)와 형성 재료 사이의 이종 기재에 의해 변형될 수 있다. 경질 필름(14)과 수지 필름(13)이 변형되는 상태에서 미세 몰드(1)가 사용될 때, 변형된 형성 표면(15)의 형상은 형성 재료로 전사된다. 미세 몰드(1)가 형성 표면(15)의 저부 보다 깊은 표면상에 광 차폐 유닛으로써 광 차폐 유닛(10)을 갖기 때문에, 형성 표면(15)은 후술하는 바와 같이 재생될 수 있다.
우선, 도4b에 도시된 바와 같이, 경질 필름(14)은 제거된다. 경질 필름(14)이 Ni로 제조되면, 경질 필름은 에칭 작용제용의 수용성 철 클로라이드 용액에 의해 제거될 수 있다.
다음에, 도4c에 도시된 바와 같이, 수지 필름(13)이 제거된다. 예를 들어, 포토레지스트로 제조된 수지 필름(13)은 N-메틸-2-피롤리던(NMP)과 아세톤을 이용함으로써 제거된다. 이러한 상태는 미세 몰드(1)의 제조 프로세스에서 도2d에 도 시된 감광 필름(51)을 형성하기 직전이고, 감광 필름(51)을 노광하고 현상하기 위한 마스크가 되는 광 차폐 유닛(10)을 패터닝한 후이다.
그 다음에, 도2d, 도3a, 도3b 및 도3c를 참조하여 설명한 바와 같이, 감광 필름(51)이 형성되고 감광 필름(51)이 경질 필름을 현상하고 형성하도록 투명 기판(11)의 배면측에서 노광될 때 미세 몰드(1)가 재생된다. 또한, 보호 필름이 제거되고 교정될 수 있고, 표면은 보호 필름(51)을 형성하기 전에 편평화될 수 있다. 스테퍼와 레티클이 사용되지 않기 때문에, 도2d에 도시된 감광 필름(51)을 형성하기 위한 프로세스 이후의 프로세싱 비용은 전체 미세 몰드(1)를 제조하는 경우의 제조 비용보다 상당히 낮다. 즉, 미세 몰드(1)의 재생 비용이 미세 몰드(1)의 제조 비용보다 상당히 낮기 때문에, 미세 3차원 형상을 갖는 기재의 제조 비용은 미세 몰드(1)를 이용하는 종래의 인쇄 방법보다 더 낮아질 수 있다.
도5a 내지 도5d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 몰드를 도시하는 단면도이다. 미세 몰드(2)는 미세 몰드(2)가 형성 표면(15) 상에 약간 굴곡된 오목부 및 볼록부를 갖는다는 점에서 제1 실시예와 상이하다. 형성 표면(15)의 약간 굴곡된 오목부 및 볼록부는 수지 필름(13)의 단면 형상에 종속된다. 제1 실시예와 동일하게, 제2 실시예에서 돔 형상의 수지 필름(13)이 도5a에 도시된 바와 같이 감광 필름(51)을 노광시킴으로써 형성되고, 도5b에 도시된 바와 같이 감광 필름(51)을 현상한 후에 도5c에 도시된 바와 같이 재유동하도록 감광 필름(51)의 비노광 영역(52)을 베이킹한다.
도6a 내지 도6c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 미세 몰드를 도시하는 단면 도이다. 미세 몰드(3)는 감광 필름(51)을 형성하기 위한 광 차폐 유닛(10)이 그레이 톤 마스크로써 구성된다는 점에서 제2 실시예와 상이하다. 노광 장치의 해상도 이하의 폭을 갖는 복수의 슬릿(111)이 그라데이션 마스크인 광 차폐 유닛(10)에 형성된다. 하프톤 영역은 슬릿(111)의 폭과 간격에 대응하여 감광 필름(51) 상에 형성된다. 도6b의 감광 필름(51)의 현상에 의해 얻어진 수지 필름(13)의 표면을 따라 약간 굴곡진 오목부 및 볼록부는 슬릿(11)의 폭과 간격을 설정함으로써 형성될 수 있어서, 하프톤 영역의 노광 상태는 연속적으로 변화한다. 감광 필름(51)은 반사 방지 필름이 감광 필름(51)의 표면에 형성된 상태에서 투명 기판(12)으로부터 노출될 수 있다. 또한, 감광 필름(51)의 내측의 정상파에 의해 야기된 감광성(반응성)의 분포는 감광 필름(51)을 노광시킨 후에 감광 필름(51)을 베이킹함으로써 해소된다. 질그릇 모르타르형 오목부를 갖는 형성 표면(15)은 동심원의 복수의 슬릿(111)을 형성함으로써 형성될 수 있다.
도7a 내지 도7d는 본 발명의 제4 실시예에 따른 미세 몰드의 제조 방법을 도시하는 단면도이다.
미세 몰드(4)는 하프톤 마스크(19)를 갖고 수지 필름(13)은 하프톤 마스크(19)와 수지 필름(13)을 커버하는 경질 필름(14)을 이용함으로써 형성된다. 약간 굴곡된 형성 표면(15)은 그라데이션 마스크인 하프톤 마스크(19)를 이용함으로써 형성된 수지 필름(13)에 의해 형성된다. 미세 몰드(4)의 제조 방법은 다음과 같다.
우선, 도7a에 도시된 하프톤 마스크(19)의 자외선광의 전달 계수는 전자 빔 노광에 의해 원하는 값으로 설정된다. 이 때, 질그릇 모르타르형 오목부는 노광에 의한 마스크로써 하프톤 마스크(19)를 이용하여 노광되고 현상된 수지 필름(14)의 표면상에 형성될 수 있어서, 하프톤 마스크(19)의 표면으로부터의 자외선광의 전달 계수는 이러한 지점으로부터 거리에 비례하여 감소된다.
다음에, 도7b에 도시된 바와 같이, 감광 필름(51)이 인가되고, 자외선광이 하프톤 마스크(19)의 배면측[즉, 감광 필름(51)이 적층되는 표면의 배면측]으로부터 조사된다. 그 다음에, 감광 필름(51)은 하프톤 마스크(19)의 광 전달 계수에 대응하여 노광된다. 감광 필름(51)은 감광 필름(51)의 표면의 반사 방지 필름이 형성된 상태에서 노광될 수 있다.
다음에, 도7c에 도시된 바와 같이 감광 필름(51)이 현상되면, 표면이 약간 굴곡된 수지 필름이 형성된다. 감광 필름(51)은 현상되기 전에 감광 필름(51)의 내측에서 정상파에 의해 야기되는 감광 필름의 감광성(반응성)의 분포를 해소하기 위해 베이킹될 수 있다.
최종적으로, 경질 필름(14)이 수지 필름(13)의 표면상에 형성될 때, 도7c에 도시된 미세 몰드(4)가 완료된다.
미세 몰드(4)에서, 하프톤 마스크(19)와 수지 필름(13)은 서로 접촉된다. 즉, 재생 타겟 필름으로써의 수지 필름의 가장 깊은 지점과 수지 필름(13)을 형성하는 마스크로써 작용하는 광 차폐 유닛으로써의 하프톤 마스크(19)의 가장 얕은 지점은 서로 동일하다. 따라서, 미세 몰드(4)의 제조 및 재생시에, 감광 필름(5)이 하프톤 마스크(19)의 배면측, 즉 감광 필름(51)의 배면측으로부터 노광되면, 자 외선광의 회절 및 분광에 의한 해상도의 저하가 없을 것이다.
도8a 내지 9d는 본 발명의 제9 실시예에 따른 미세 몰드의 제조 방법을 도시하는 단면도이다. 미세 몰드(5)가 광 차폐 유닛으로써의 광 차폐 유닛(10)과 투명 기판(11)에 매립된 보호 필름(20)을 포함한다는 점에서 제1 실시예와 상이하다. 또한, 광 차폐 유닛(10)의 가장 낮은 지점의 깊이가 수지 필름(13)의 가장 깊은 지점의 깊이와 동일하다는 점에서 제1 실시예와 상이하다. 즉, 광 차폐 유닛(10)은 투명 기판(11)의 오목부의 벽의 전체 부분에서 결합되고, 투명 기판(11)의 오목부는 광 차폐 유닛(10)에 형성된 보호 필름(20)에 의해 완전히 재매립된다. 미세 몰드(5)의 제조 방법은 다음과 같다.
우선, 도8a에 도시된 바와 같이, 광 차폐 유닛을 매립하기 위한 오목부는 투명 기판(11)의 표면에 형성된다. 예를 들어, 오목부는 포토레지스트 마스크(54)를 이용하여 사진 석판인쇄에 의해 형성될 수 있고, 오목부는 레이저 빔 직접 기록 방법에 의해 형성될 수 있다.
다음에, 도8b에 도시된 바와 같이, 광 차폐 유닛(10)이 투명 기판(11)의 표면에 형성된다. 광 차폐 유닛(10)은 보호 필름(20)의 시드층으로써 작용하고, 광 차폐 유닛으로써, 예를 들어, 광 차폐 유닛(10)은 스퍼터링에 의해 투명 기판(11)의 표면상에 TiNx를 적층함으로써 형성된다. Ti, Cr 등으로 제조된 접착층은 TiNx와 투명 기판(11) 사이에 형성될 수 있다.
그 다음에, 도8c에 도시된 바와 같이, 보호 필름(20)은 광 차폐 유닛(10)의 표면상에 형성된다. 예를 들어, 보호 필름(20)은 CVD에 의해 50 ㎛의 두께로 W, Ta, Ti, Mo, Cu, TaN, MoN 등을 증착함으로써 형성된다. 불투명 보호 필름(20)은 또한 광 차폐 유닛으로써 작용한다. 보호 필름(20)은 NiP, NiW, NiCo, NiFe, NiMn, NiMo 등과 같은 합금 및 Ni, Cr과 같은 금속의 전해 도금에 의해 형성될 수 있다.
그 다음에, 도8d에 도시된 바와 같이, 보호 필름(20)과 광 차폐 유닛(10)은 투명 기판(11)이 연마와 폴리싱에 의해 노출될 때까지 제거된다.
최종적으로, 제1 실시예와 동일하게, 그리고 도9a 및 도9b에 도시된 바와 같이, 수지 필름(13)과 경질 필름(14)이 형성되면, 미세 몰드(5)는 완료된다.
도10a 내지 도11c는 본 발명의 제6 실시예에 따른 미세 몰드의 제조 방법을 도시하는 단면도이다. 미세 몰드(6)의 투명 기판(11)은 결정 영역(21)과 비결정 영역(22)을 갖는 감광 유리로 제조된다. 결정 영역(21)은 반투명 또는 불투명일 수 있다. 미세 몰드(6)의 제조 방법은 다음과 같다.
우선, 도10a에 도시된 바와 같이, 감광 유리로 형성된 투명 기판(11)은 예를 들어 수정 기판 상에 CrO2로 제조된 광 차폐 유닛(패턴)을 갖는 포토 마스크(55)를 이용함으로써 투명 기판의 일부를 노광한 후에 가열되고, 결정이 노광 영역에서 생성된다. 노광 영역은 결정 영역(21)이 된다. 이 때, 결정은 비노광 영역에서는 발생되지 않는다.
다음에, 도10b에 도시된 바와 같이, 오목부(24)는 희석 플루오르화수소산을 이용함으로써 투명 기판의 결정 영역(21)을 선택적으로 에칭하여 형성된다.
그 다음에, 도10c에 도시된 바와 같이, 광 차폐 유닛(10)이 형성된다. 예를 들어, 광 차폐 유닛(10)은 전기 도금에 의해 Ni, Co 및 Cu를 축적함으로써 형성되거나, Ag로 제조된 광 차폐 유닛(10)이 톨렌스(Tollens) 테스트에 의해 형성될 수 있다.
그 다음에, 도10d에 도시된 바와 같이, 저용융점 유리로 제조된 보호 필름(20)이 광 차폐 유닛(10)에 형성되고, 오목부(24)는 완전히 매립된다.
그 다음에, 보호 필름(20)과 광 차폐 유닛(10)은 투명 기판(11)이 연마 및 폴리싱에 의해 노출될 때까지 제거된다.
최종적으로, 제1 실시예와 동일하게, 그리고 도11a, 도11b 및 도11c에 도시된 바와 같이, 수지 필름(13)과 경질 필름(14)이 형성되면, 미세 몰드(6)가 완료된다.
도12a 내지 도12d는 본 발명의 제7 실시예에 따른 미세 몰드의 제조 방법을 도시하는 단면도이다.
미세 몰드(7)의 광 차폐 유닛(10)이 몰드의 배면측에서 노광된다는 점과, 투명 기판(11) 자신이 광 차폐 유닛(10)의 보호 필름으로써 작용한다는 점에서 제1 실시예와 상이하다. 미세 몰드(7)의 제조 방법은 다음과 같다.
우선, 제1 실시예와 동일하게, 그리고 도12a에 동일하게, 광 차폐 유닛(10)은 투명 기판(11) 상에 형성된다.
다음에, 도12b에 도시된 바와 같이, 감광 필름(51)은 투명 기판(11)의 광 차 폐 유닛(10)의 배면측에 형성되고, 자외선광은 감광 필름(51)의 일부를 노광시키도록 광 차폐 유닛(10)측으로부터 조사된다.
그 다음에, 제1 실시예와 동일하게, 감광 필름(51)의 노광되지 않은 영역(52)은 제거되고, 노광 영역(53)에 형성되는 수지 필름(13)이 형성된다. 그 다음에, 경질 필름(14)이 형성되어, 미세 몰드(7)가 완료된다.
도13a 내지 도14c는 본 발명의 제8 실시예에 따른 미세 몰드의 제조 방법을 도시하는 단면도이다. 미세 몰드(8)의 광 차폐 유닛(10)의 가장 깊은 부분은 재생 필름인 수지 필름(13)의 가장 깊은 지점보다 깊게 위치되고, 이들 실시예에 의한 해상도의 저하가 구조적으로 방지된다는 점에서 다른 실시예들과 상이하다.
예를 들어, 광 차폐 유닛으로써의 광 차폐 유닛(10)은 보강 플레이트로써의 투명층(27)의 오목부의 저부에 연결되고, 투명층(27)의 오목부는 광 차폐 유닛(10)에 잔류하는 투명 기판(11)에 완전히 매립되고, 투명 기판(11)의 가장 얕은 부분의 깊이는 수지 필름(13)의 가장 깊은 부분의 깊이와 동일하다. 투명 기판(11)은 광 차폐 유닛(10)의 투명 보호 필름으로써 작용한다. 투명 기판(11)의 재료와 투명층(27)의 재료는 투명 기판(11)의 굴절률이 투명층(29)의 굴절률보다 작도록 선택된다.
전술한 바와 같이, 전체 내부 반사는 투명 기판(11)의 굴절률과 투명층(27)의 굴절률을 설정함으로써 감광 필름(51)의 노광시에 두 인터페이스(도14a 참조)에서 발생한다. 따라서, 해상도는 재생 타겟 필름인 수지 필름(13)보다 광 차폐 유닛(10)이 깊게 위치되더라도 저하되지 않을 것이다. 미세 몰드(8)의 제조 방법은 다음과 같다.
우선, 광 차폐 유닛(10)은 제1 실시예와 동일하게 투명 기판(11)에 형성된다.
다음에, 도13a에 도시된 바와 같이, 보강 기판(26)이 투명 기판(11)의 광 차폐 유닛(10)의 배면측에 결합된다. 예를 들어, 유리, 세라믹, 금속 등으로 제조된 보강 기판(26)이 투명 기판(11)에 접착된다. 또한, Cu 또는 Sn으로 제조된 금속 필름이 광 차폐 유닛(10)을 형성하기 전에 투명 기판(11)의 배면에 형성될 수 있고, 이러한 금속 필름은 보강 기판(26)으로써 사용될 수 있다.
다음에, 도13b에 도시된 바와 같이, 투명 기판(11)의 일부는 마스크로써 광 차폐 유닛(10)을 이용함으로써 이방성 에칭되어 제거된다. 이 때, 보강 기판(26)이 노출될 때까지 투명 기판(11)을 제거하는 것이 바람직하지만, 에칭의 종료점은 보강 기판(26)을 노출시키지 않는 깊이로 제어될 수 있다. 예를 들어, 투명 기판(11)이 수정 또는 유리일 때, 투명 기판(11)은 주성분이 CF4인 가스를 이용함으로써 RIE에 의해 에칭된다. 또한, 예를 들어 투명 기판(11)이 수지일 때, 투명 기판(11)은 주성분이 O2인 가스를 이용함으로써 RIE에 의해 에칭된다.
다음에, 도13c에 도시된 바와 같이, 투명층(27)은 투명 기판(11)과 광 차폐 유닛(10)을 매립시키기 위해 형성된다. 수지, 유리, 세라믹, 도기 등은 투명 기판(27)의 재료로써 이용될 수 있다. 투명 기판(27)을 형성한 후에, 연마, 폴리싱 및 표면을 에칭 백함으로써 편평화될 수 있다.
다음에, 도13d에 도시된 바와 같이, 보강 기판(26)이 제거된다.
그 다음에, 제1 실시예와 동일하게, 그리고 도14a, 도14b 및 도14c에 도시된 바와 같이, 수지 필름(13)과 경질 필름(14)이 형성되고, 미세 몰드(8)는 완료된다.
본 발명은 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었다. 본 발명은 전술한 실시예들에만 제한되지 않는다. 다양한 변경, 개선, 조합 등이 해당 기술 분야의 종사자들에 의해 이루어질 수 있음은 명백하다.
예를 들어, 경질 필름(14)은 항상 필요하지는 않고, 보호 필름(12)은 항상 필요하지 않는다. 또한, 감광 필름에 형성된 수지 필름은 재생 타겟 필름으로써 작용하지 않지만, 재생 타겟 필름은 마스크로써의 수지 필름을 이용함으로써 상승(lift-off) 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 미세 몰드를 구성하는 기판과 필름의 재료는 미세 몰드용으로 요구되는 기능에 따라 임의로 선택되고, 필름의 형성 방법과 형성 상태는 필름의 재료와 이미 형성된 필름의 특성에 따라 임의로 선택되는 것이 일반적이다.
또한, 미세 몰드의 형성 표면의 크기는 이들 몰드와 설계 규칙을 이용함으로써 형성되는 형상에 따라 설계되는 것이 일반적이다. 또한, 제1 실시예를 제외한 본 발명의 실시예들에 따른 미세 몰드의 재생 방법의 설명은 생략되었지만, 재생 타겟 필름과 경질 필름은 재생 타겟 필름과 경질 필름이 제거된 후에 광 차폐 유닛을 이용하여 재생된다는 점에서 제1 실시예와 동일하고, 각각의 실시예에 따른 미세 몰드는 각각의 실시예에서 설명된 제조 방법을 수행함으로써 재생될 수 있다.
도1a 내지 도1c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 몰드와 미세 몰드를 이용하는 전사 인쇄 방법을 도시하는 단면도.
도2a 내지 도2c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 몰드의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도3a 내지 도3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 몰드의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도4a 내지 도4c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 몰드의 재생 방법을 도시하는 단면도.
도5a 내지 도5d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 몰드를 도시하는 단면도.
도6a 내지 도6c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 미세 몰드를 도시하는 단면도.
도7a 내지 도7d는 본 발명의 제4 실시예에 따른 미세 몰드의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도8a 내지 도8d는 본 발명의 제5 실시예에 따른 미세 몰드의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도9a 및 도9b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 미세 몰드의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도10a 내지 도10d는 본 발명의 제6 실시예에 따른 미세 몰드의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도11a 내지 도11c는 본 발명의 제6 실시예에 따른 미세 몰드의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도12a 내지 도12d는 본 발명의 제7 실시예에 따른 미세 몰드의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도13a 내지 도3d는 본 발명의 제8 실시예에 따른 미세 몰드의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도14a 내지 도14c는 본 발명의 제8 실시예에 따른 미세 몰드의 제조 방법을 도시하는 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 미세 몰드
10: 광 차폐 유닛
11: 투명 기판
13: 수지 필름
14: 경질 필름

Claims (9)

  1. 미세 몰드이며,
    형성 표면의 볼록부를 형성하는 재생 타겟 필름과,
    상기 형성 표면의 저부보다 깊게 구성되고 상기 재생 타겟 필름을 재생하는 광 차폐 유닛을 포함하는 미세 몰드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광 차폐 유닛은 불투명 필름으로 형성되는 미세 몰드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광 차폐 유닛은 그라데이션 마스크로 형성되는 미세 몰드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광 차폐 유닛의 가장 얕은 깊이부는 상기 재생 타겟 필름의 가장 깊은 깊이부와 동일한 미세 몰드.
  5. 제1항에 있어서, 상기 재생 타겟 필름보다 경질이고 상기 형성 표면과 상기 광 차폐 유닛 사이에 구성되는 투명 보호 필름을 더 포함하는 미세 몰드.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광 차폐 유닛이 매립되는 오목부를 갖는 투명 보강 플레이트를 더 포함하고,
    상기 보호 필름은 상기 광 차폐 유닛과 상기 형성 표면 사이의 보강 플레이트에 매립되고 상기 보강 플레이트보다 낮은 굴절률을 갖는 투명 재료로 형성되는 미세 몰드.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광 차폐 유닛보다 더 깊은 위치에 구성된 투명 보강 플레이트를 더 포함하는 미세 몰드.
  8. 제1항에 따른 미세 몰드를 재생하기 위한 방법이며,
    상기 재생 타겟 필름을 제거하는 단계와,
    상기 재생 타겟 필름이 제거되는 표면상에 감광 필름을 형성하는 단계와,
    상기 감광 필름을 현상하기 위한 마스크로써 상기 광 차폐 유닛을 이용함으로써 감광 필름을 현상하는 단계를 포함하는 미세 몰드의 재생 방법.
  9. 제8항에 있어서, 청구항 제1항에 따른 미세 몰드를 형성 재료에 가압하는 단계를 더 포함하는 미세 몰드의 재생 방법.
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