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광정렬 일체형 대면적 금속 스탬프 및 고분자 광소자 제작 방법

  • 기술번호 : KST2017003880
  • 담당센터 : 부산기술혁신센터
  • 전화번호 : 051-606-6561
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 광 파이버와의 자동정렬 기술을 위한 광 파이버 지지용 그루브 패턴과 PLC(Planar Lightwave Circuit) 패턴이 일체형으로 이루어진 대면적 스탬프를 제조하는 것에 의해 대면적 고효율을 갖도록 한 광정렬 일체형 대면적 금속 스탬프 의 제조 방법 그리고 그를 이용한 고분자 광소자의 제조 방법에 관한 것으로, 대면적 금속 스탬프를 제조하기 위하여, 단위 소자 PLC 금형 패턴을 형성하고 상기 PLC 금형 패턴을 이용한 다단 임프린트 방법으로 단위 PLC 소자 패턴을 성형하는 단계;표면조도에 의한 산란손실을 최소화하기 위해 열처리하는 단계;광 파이버 지지를 위한 그루브 패턴을 제작하는 단계;상기 단위 PLC 소자 패턴과 그루브 패턴의 정렬에 의한 단위 소자용 일체형 PDMS 금형을 제작하는 단계;상기 단위 소자용 일체형 PDMS 금형을 반복 복제를 하여 대면적 PDMS 패턴을 형성하고, 대면적 PDMS 패턴을 이용하여 전주도금에 의한 대면적 스탬프를 제작하는 단계;를 포함한다.
Int. CL B29C 33/38 (2006.01) G03F 7/00 (2006.01)
CPC
출원번호/일자 1020110004672 (2011.01.17)
출원인 부산대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-1200562-0000 (2012.11.06)
공개번호/일자 10-2012-0083167 (2012.07.25) 문서열기
공고번호/일자 (20121113) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2011.01.17)
심사청구항수 16

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 부산대학교 산학협력단 대한민국 부산광역시 금정구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 정명영 대한민국 부산광역시 금정구
2 오승훈 대한민국 부산광역시 남구
3 이태호 대한민국 부산광역시 남구
4 류진화 대한민국 울산광역시 남구
5 조상욱 대한민국 경상남도 함양군

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 정기택 대한민국 서울특별시 서초구 강남대로**길 **, *층 (반포동, 새로나빌딩)(스카이특허법률사무소)
2 오위환 대한민국 서울특별시 서초구 강남대로**길 **, *층 (반포동, 새로나빌딩)(스카이특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 (주)알텍 부산광역시 금정구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2011.01.17 수리 (Accepted) 1-1-2011-0038400-56
2 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2011.02.22 수리 (Accepted) 1-1-2011-0127687-07
3 [대리인해임]대리인(대표자)에 관한 신고서
[Dismissal of Sub-agent] Report on Agent (Representative)		 2011.06.14 수리 (Accepted) 1-1-2011-0449977-06
4 등록결정서
Decision to grant		 2012.09.27 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2012-0579441-98
5 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.01.02 수리 (Accepted) 4-1-2014-0000027-56
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2016.01.13 수리 (Accepted) 4-1-2016-5004891-78
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.01.09 수리 (Accepted) 4-1-2017-5004005-98
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.01.10 수리 (Accepted) 4-1-2017-5004797-18
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
고분자 광소자를 제작하기 위한 대면적 금속 스탬프의 제조를 위하여,단위 소자 PLC 금형 패턴을 형성하고 상기 PLC 금형 패턴을 이용한 다단 임프린트 방법으로 단위 PLC 소자 패턴을 성형하는 단계;표면조도에 의한 산란손실을 최소화하기 위해 열처리하는 단계;광 파이버 지지를 위한 그루브 패턴을 제작하는 단계;상기 단위 PLC 소자 패턴과 그루브 패턴의 정렬에 의한 단위 소자용 일체형 PDMS 금형을 제작하는 단계;상기 단위 소자용 일체형 PDMS 금형을 반복 복제를 하여 대면적 PDMS 패턴을 형성하고, 대면적 PDMS 패턴을 이용하여 전주도금에 의한 대면적 스탬프를 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광정렬 일체형 대면적 금속 스탬프의 제조 방법
2 2
제 1 항에 있어서, 상기 대면적 스탬프는,상기 PLC 소자 패턴과 광 파이버를 지지할 수 있는 그루브 패턴이 일체형 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 광정렬 일체형 대면적 금속 스탬프의 제조 방법
3 3
제 1 항에 있어서, 상기 단위 PLC 소자 패턴을 성형하는 단계는,실리콘 기판에 전자빔 리소그래피 및 에칭 공정을 통해 단위 소자 음각의 PLC 소자 패턴을 형성하여 단위 소자 PLC 금형 패턴을 만드는 공정과,열가소성 수지인 PMMA 시트위에 상기 단위 소자 PLC 금형 패턴이 형성된 실리콘 기판에 포함된 V 그루브 정렬용 가이드 핀을 기준으로 한 다단 임프린트 공정으로 양각의 패턴을 전사하여 상기 단위 PLC 소자 패턴을 성형하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광정렬 일체형 대면적 금속 스탬프의 제조 방법
4 4
제 3 항에 있어서, 상기 단위 소자 PLC 금형 패턴이 형성된 실리콘 기판은,상기 V 그루브 정렬용 가이드 핀이 인풋(input)단과 아웃풋(output)단의 끝에 위치하고,후 공정의 대면적 스탬프의 기본 정렬을 위해 가이드 키 패턴 및 대면적 스탬프를 통해 제작된 단위 소자들의 정밀한 다이싱(dicing)을 위한 키 패턴, PLC와 V 그루브 정렬용 가이드 키 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광정렬 일체형 대면적 금속 스탬프의 제조 방법
5 5
제 3 항에 있어서, 상기 다단 임프린트 공정 진행시에 금형의 손상 및 가압에 의한 폴리머의 잔류응력을 완화시키기 위하여,하부클래드로 사용되는 고분자의 유리 전이 온도(Tg)보다 높은 온도에서 가열된 후, 초기 압력을 인가후 임프린트시에 다시 초기 압력보다 높은 보압을 인가하고 다시 초기 압력을 인가하는 것을 특징으로 하는 광정렬 일체형 대면적 금속 스탬프의 제조 방법
6 6
제 1 항에 있어서, 상기 표면조도에 의한 산란손실을 최소화하기 위해 열처리하는 단계에서,상기 단위 PLC 소자 패턴 형성 물질의 유리 전이 온도 이하(sub-Tg)의 열처리 공정으로 에칭 공정상에서 발생한 스캘럽 형상(scallop shape)이 없어지도록 진행하는 것을 특징으로 하는 광정렬 일체형 대면적 금속 스탬프의 제조 방법
7 7
제 1 항에 있어서, 상기 그루브 패턴을 제작하는 단계는,실리콘 기판위에 임프린트 레진으로 레지스트를 형성하고자 하는 그루브 패턴의 높이보다 작은 두께만큼 코팅하는 공정과,제작된 단위 소자용 스탬프를 이용하여 PLC 소자 패턴과 그루브의 선폭과 같은 사각 패턴을 한 번에 임프린트하는 공정과,상기 임프린트된 그루브 제작을 위한 사각 패턴을 이방성 습식식각을 통해 V 그루브 패턴 또는 RIE 기법을 통해 사각 패턴을 제작하는 공정과,음각의 PDMS 금형을 제작하기 위해 UV 레지스트와 PMMA 시트를 이용한 UV 임프린트를 통해 양각의 패턴을 제작하는 공정과,성형된 양각의 패턴은 다이싱을 위한 키 패턴을 이용하여 그루브 패턴만 남기는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광정렬 일체형 대면적 금속 스탬프의 제조 방법
8 8
제 7 항에 있어서, 상기 그루브 패턴은 PLC 소자의 인풋/아웃풋(input/output)단과 동일한 선상에 배치되도록 하여 정렬 오차를 줄일 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 광정렬 일체형 대면적 금속 스탬프의 제조 방법
9 9
제 1 항에 있어서, 상기 단위 소자용 일체형 PDMS 금형을 제작하는 단계는,다이싱 된 PLC 소자 패턴과 그루브 패턴은 정렬을 용이하게 하기 위해 45°폴리싱을 하는 공정과,상기 PLC 소자 패턴과 그루브 패턴이 일체형으로 정렬하고, 정렬된 패턴을 복제 주조 방식으로 PLC 소자 패턴과 그루브 패턴이 일체형으로 된 음각의 PDMS 금형을 제작하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광정렬 일체형 대면적 금속 스탬프의 제조 방법
10 10
제 9 항에 있어서, 상기 복제 주조 공정에서,진공 분위기속에서 기포가 제거되도록 하고, 초음파 진동 에너지를 이용하여 삽입 손실(entrapped void)까지 제거 후, 60℃의 온도에서 3시간 경화하여 PLC 소자 패턴이 각인된 PDMS 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 광정렬 일체형 대면적 금속 스탬프의 제조 방법
11 11
제 1 항에 있어서, 상기 대면적 PDMS 패턴을 형성하는 단계는,단위 소자의 PDMS PLC 패턴을 원하는 대면적 스탬프 크기만큼 복제 한 후, 가이드 키 패턴을 이용하여 복제된 PDMS 패턴들을 자르는 공정과,각각의 높이가 다른 PDMS 패턴들을 대면적 스탬프의 크기와 동일한 유리판 또는 기판에 놓고, 액체 PDMS를 붓고, 단위소자 경화에서와 동일한 경화조건으로 열 경화시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광정렬 일체형 대면적 금속 스탬프의 제조 방법
12 12
제 1 항에 있어서, 상기 대면적 스탬프를 제작하는 단계는,상기 대면적 PDMS 패턴에 기지층을 증착하는 공정과,니켈 전해도금을 통해 대면적 니켈 금형을 형성하는 공정을 포함하고,상기 기지층의 증착시 증착되는 금속간의 표면온도차이에 의한 열팽창에 의해 크랙(crack) 및 기판과의 박리를 막기 위하여 증착 온도 및 증착 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 광정렬 일체형 대면적 금속 스탬프의 제조 방법
13 13
제 12 항에 있어서, 상기 증착 온도 및 증착 속도의 제어는,크랙 방지를 위해 90±10℃의 온도에서 0
14 14
PLC 소자 패턴과 광 파이버를 지지할 수 있는 그루브 패턴이 일체형 형태로 이루어진 대면적 스탬프를 이용한 R0026#P(Roll and Plate) 임프린트 방식으로 PLC 패턴 및 그루브 패턴을 제작하기 위하여,상기 대면적 스탬프 위에 PLC 소자의 클래드 물질로 사용되는 UV 큐어블 레진(UV curable resin)을 같은 간격으로 피코 레벨의 양으로 드롭 시키는 단계;히팅 코일(heating coil)이 내재된 기판을 통해 기판 온도를 높여 상기 UV 큐어블 레진의 점도 감소를 통한 유동성을 증가시키는 단계;1차 롤러의 높이를 조절한 후, 레진을 평탄화 시키고 충진하는 공정과,가압용 2차 롤러를 통해 스퀴즈 플로우(squeeze flow)를 유발시켜 채널의 패턴에 정밀하게 충진 시키는 단계;소프트 노광(soft exposure) 와 하드노광(hard exposure)의 두 번의 노광으로 충진된 UV 큐어블 레진(UV curable resin)을 성형하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광정렬 일체형 대면적 금속 스탬프를 이용한 고분자 광소자의 제조 방법
15 15
제 14 항에 있어서, 상기 소프트 노광(soft exposure)을 제 1 기준 시간 동안 진행하고, 디몰딩(demolding) 후에 완전 경화를 위한 하드 노광(hard exposure)을 질소 분위기에서 제 1 기준 시간보다 긴 제 2 기준 시간 동안 진행하여 계면에서의 인터록킹(interlocking)에 의한 패턴의 결함을 감소시키는 것을 특징으로 하는 광정렬 일체형 대면적 금속 스탬프를 이용한 고분자 광소자의 제조 방법
16 16
PLC 소자 패턴과 광 파이버를 지지할 수 있는 그루브 패턴이 일체형 형태로 이루어진 대면적 스탬프를 이용한 광소자의 제조에 있어서,제작된 하부 클래드 패턴에 코어를 충진하기 위해 코어 물질을 성형된 PLC 패턴 위에 같은 간격으로 드롭시키는 단계;상기 코어 물질의 유동성을 증가시키면서 상부 클래드 물질의 시트를 롤러로 가압하면서 덮어 코어 물질의 두께를 1차 조절하는 단계;상기 롤러로 상부 클래드 물질을 가압하는 과정을 반복하여 코어 물질의 두께를 2차 조절하는 단계;상기 코어 물질의 굴절율을 1차 제어되도록 UV 노광으로 경화시면서 상부 클래드와 하부 클래드를 부착시키는 단계;열처리 공정으로 상기 코어 물질의 굴절율을 2차 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광정렬 일체형 대면적 금속 스탬프를 이용한 고분자 광소자의 제조 방법
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1 교육과학기술부 밀양캠퍼스 산학협력본부 중견연구자지원사업(핵심연구지원사업) Nano Optical Antenna/Optical wire 기반의 신개념 광 연결 연구