비전통적 방식의 lithography는 공통적으로 구현하고자 하는 일정 패턴의 역상 혹은 정상상의 형태를 지닌 mold를 필요로 한다. 이런 mold는 초기에 원하는 형태의 상을(혹은 반대의상) 가진 master를 통해 제조되게 된다. Mold는 응용하는 공정에 따라 재료와 형상을 달리하게 된다.

미뉴타텍이 보유한 공정에 따른 몰드 사용 형태를 간략히 나눠 보면 다음과 같이 정리 될 수 있다.

  1. Elastomer mold
    탄성체의 성질을 가지고 있는 mold로 기판과의 밀착력이 뛰어나 CFL이나 Anisotropic buckling공정에서 주로 사용된다. 또한 몰드 재료 구성이 느슨한 망상구조의 형태를 지닌 rubber의 일종으로써 용매 흡수성이 뛰어나 Soft molding과 같은 공정에도 활용된다. 대면적 사용 시는 자체 하중에 의한 dimension 변화가 불가피하며 mold 고형화 시 어느 정도의 횡방향(lateral) 수축도 발생하게 된다.
  2. Rigiflex mold
    유연성이 있는 투명한 film상에 MINS mold를 이용하여 패턴을 형성시킨 것으로 유연성과 표면경도를 적절히 갖추고 있어 다양한 응용이 가능한 형태이다. 주로 Flash replication 공정에서 적절히 활용될 수 있으며 MINS mold의 구조상 매우 촘촘하게 엮어진 고분자 망상 구조를 취하고 있어서 내화학성 및 내열성이 뛰어나고 특히 UV curing 공정에서 표면 오염에 대한 내성이 높아 반복사용 시 내구성 및 신뢰성이 우수한 성질을 보인다. Support film에 의해 dimension이 지지 되므로 횡방향 수축이 거의 없으며 이를 이용한 대면적 align 기능 또한 활용가능성이 높다.
  3. Hard mold
    기존의 사용되는 주로 Si/SiO2형태의 wafer나 electroplated metal template 혹은 Qz를 etching하여 만든 template를 사용하여 왔다. 최종 해상도가 Template를 제조하는 공정의 해상도를 그대로 따르게 되므로 고정밀도의 패턴을 구현하고자 하는 목적으로 주로 사용되었다. Imprint의 경우에는 빛에 투명할 필요가 없으므로 보통 Si wafer등의 형태를 사용하나 step & flash 공정과 같은 UV 혹은 IR 등의 light source를 이용한 공정에서는 Qz형태의 template를 사용하고 있다. 하지만 이러한 template의 제조가 용이하지 않고 및 비용이 고가인 부담이 있다. 미뉴타텍의 MINS mold는 기존 사용하는 hard mold와 마찬가지로 Si wafer나 glass 기판 혹은 Qz 기판 등과 같은 hard support상에 mold 패턴을 매우 용이하게 구현할 수 있으므로 종래의 사용되어온 hard template의 대안으로 사용 가능하다.

몰드 제작 및 활용 flow
필요 mold 형태 및 공정 결정 → 마스터 제공(Customer or Minuta) → ( Master 표면처리 ) → Mold 제작 → Mold 전달 → Patterning Process

다음은 공정별 몰드별 활용성을 정리한 표이다.

Process , Features Elastomer mold Rigiflex mold Hard template
RTIL Poor Good Excellent
Soft Molding Excellent Good Poor
CFL Excellent Excellent Poor
Flash Replication Good Excellent Excellent
Direct Transfer Patterning Excellent Excellent Poor
Anisotropic Buckling Excellent Poor Poor
Resolution ( ≤0.1 micron ) Poor Excellent Excellent
Conformal Contact Excellent Good Poor
Permeability Excellent Poor Poor
Transparency (UV or IR) Possible Possible Possible
Hardness Poor Good Good
Volume Shrinkage Lateral & Vertical Vertical Vertical

RigiFlex Mold

Hard Mold

Elastic Mold