KR100413334B1 - 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고분자 주형과 모세관 효과를 이용하는 간단한 공정을 통해 목표로 하는 미세 패턴을 형성할 수 있도록 한 미세 패턴 형성 기법에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 고분자 주형(또는 무기물 주형)과 모세관 현상(모세관력)을 이용하여 기판 상에 고분자 패턴을 형성한 후 주형을 제거함으로써 간단한 공정을 통해 기판 상에 목표로 하는 형상을 갖는 고분자의 미세 패턴을 형성할 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명에 따라 제조한 고분자의 미세 패턴을 박막 물질 성장 억제층 또는 식각 마스크로 이용하는 부가적 방법(박막 물질 성장) 또는 감쇄적 방법(박막 물질 식각)을 통해 기판 상에 박막의 미세 패턴을 형성할 수 있다.
Description
본 발명은 기판(예를 들면, 실리콘 기판, 세라믹 기판, 금속층, 고분자층 등) 상에 미세 패턴을 형성하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 집적 회로, 전자 소자, 광소자, 자기 소자, SAW(Surface Acoustic Wave) 필터 등의 제조 공정시에 모세관 효과를 이용하여 기판 상에 초 미세 패턴(1㎛ 이하 ∼ 수㎚)을 형성하는 데 적합한 미세 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 반도체, 전자, 광전, 자기, 표시 소자 등을 제조할 때 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 공정을 수행하게 되는 데, 이와 같이 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 대표적인 기법으로는 빛을 이용하여 미세 패턴을 형성하는 포토리쏘그라피(photolithography) 방법이 있다.
상기한 포토리쏘그라피 방법은 빛에 대한 반응성을 갖는 고분자 물질(예를 들면, 포토레지스트 등)을 패터닝하고자 하는 물질이 적층(또는 증착)된 기판 상에 도포하고, 목표로 하는 임의의 패턴으로 설계된 레티클을 통해 고분자 물질 상에 빛을 투과시켜 노광하며, 현상 공정을 통해 노광된 고분자 물질을 제거함으로써, 패터닝하고자 하는 물질 위에 목표로 하는 패턴을 갖는 패턴 마스크(또는 식각 마스크)를 형성한다. 이후에, 패턴 마스크를 이용하는 식각 공정을 수행함으로써, 기판 상에 적층된 물질을 원하는 패턴으로 패터닝한다.
한편, 상기한 바와 같은 포토리쏘그라피 방법은 회로 선폭(또는 패턴 선폭)이 노광 공정에 사용되는 빛의 파장에 의해 결정된다. 따라서, 현재의 기술수준을 고려할 때 포토리쏘그라피 공정을 이용하여 기판 상에 초미세 패턴, 예를 들면 선폭이 100㎚ 이하인 초미세 패턴을 형성하는 것이 매우 어려운 실정이다.
또한, 빛을 이용한 방법으로 다중 공정을 통한 3차원 형상을 대면적 기판 위에 패턴으로 형성할 수는 있으나, 다중 공정을 행하기 위해서는 하나의 패턴을 형성할 때마다 패턴 형성, 식각 공정, 세정 공정 등을 수행해야만 하기 때문에 시간이 오래 걸리고 공정이 매우 복잡해진다는 문제가 있으며, 이러한 문제는 결국 제품의 제조 비용 상승 및 생산성의 저하를 초래하게 된다는 문제를 야기시킨다.
더욱이, 빛을 이용하여 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 종래의 방법에서는 패턴이 형성될 기판의 표면이 편평하지 않으면 빛의 반사나 회절, 세기 변화 등에 의하여 공정이 매우 복잡해지는 문제가 있었다.
따라서, 선폭이 100㎚ 이하인 초미세 패턴을 형성하는 새로운 기법에 대한 연구 개발이 도처에서 활발하게 진행되고 있으며, 새로운 기법으로는 미세 접촉 프린팅(micro-contact printing) 방법과 각인(imprinting) 방법이 있다.
상기한 방법 중 미세 접촉 프린팅 방법은 고분자 주형(mold)을 기판 상에 각인시켜 원하는 형상의 패턴을 얻는 방식, 즉 원하는 모양의 형상(또는 패턴)을 갖는 고분자 주형(예를 들면, PDMS 주형)을 기판 상에 접촉시켜 표면 상태를 변화시키고, 이를 통해 원하는 부분만을 남기고 식각하거나 선택적으로 증착하는 방법이다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 미세 접촉 프린팅 방법은 특별한 외력을 가하지 않는다는 장점을 갖는 반면에 표면을 깎아내지 않는 이상 변형된 표면 상태가 영구적으로 유지된다는 단점을 갖는다.
한편, 각인 방법은 원하는 형상(패턴)을 가지고 있는 경도가 큰 주형을 물리적인 힘으로 가압하여 고분자 위에 미세 패턴을 형성하고, 예를 들면 반응성 이온 식각(Reactive Ion Etching) 등의 방법을 이용하여 이를 기판에 전송하는 방법이다.
그러나, 상기한 각인 방법은 가압할 때 높은 압력을 이용하기 때문에 고분자 박막 및 기판이 변형되거나 파손되는 현상이 야기된다는 치명적인 단점을 갖는다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고분자 주형과 모세관 효과를 이용하는 간단한 공정을 통해 목표로 하는 미세 패턴을 형성할 수 있는 미세 패턴 형성 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 형태에 따른 본 발명은, 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 이용하여 기판 상에 목표로 하는 미세 패턴을 형성하는 방법에 있어서, 양각 부분과 음각 부분으로 된 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 준비하는 과정; 상기 기판 상에 소정 두께의 고분자 물질을 형성하는 과정; 상기 준비된 고분자 물질에 상기 주형의 패턴 형성면을 접촉시켜, 모세관력을 이용하여 상기 양각 부분에 맞닿는 고분자 물질을 상기 음각 부분의 빈 공간으로 자발적으로 유입시킴으로써, 상기 양각 부분에 대면하는 고분자 물질을 제거하는 과정; 및 상기 주형을 탈거하여 상기 기판의 상부 일부를 선택적으로 노출시키는 고분자로 된 미세 패턴을 완성하는 단계로 이루어진 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 형태에 따른 본 발명은, 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 이용하여 기판 상에 목표로 하는 미세 패턴을 형성하는 방법에 있어서, 양각 부분과 음각 부분으로 된 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 준비하는 과정; 상기 기판 상에 소정 두께의 박막 물질을 형성하는 과정; 상기 박막 물질의 상부 전면에 걸쳐 소정 두께의 고분자 물질을 형성하는 과정; 상기 준비된 고분자 물질에 상기 주형의 패턴 형성면을 접촉시켜 상기 양각 부분에 맞닿는 고분자 물질을 상기 음각 부분의 빈 공간으로 유입시킴으로써, 상기 양각 부분에 대면하는 고분자 물질을 제거하여 임의의 형상을 갖는 고분자 패턴을 형성하는 과정; 상기 주형을 탈거한 후 상기 고분자 패턴을 식각 마스크로 하는 식각 공정을 수행하여 상기 박막 물질의 일부를 선택적으로 제거하는 과정; 및 상기 기판 상에 형성된 고분자 패턴을 제거하여 상기 기판 상에 목표로 하는 박막의 미세 패턴을 형성하는 과정으로 이루어진 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법을 제공한다.
도 1a 내지 1i는 본 발명의 일 실시예에 따라 모세관 효과를 이용하여 기판 상에 박막의 미세 패턴을 형성하는 과정을 도시한 공정 순서도,
도 2a 내지 2f는 본 발명의 다른 실시예에 따라 모세관 효과를 이용하여 기판 상에 박막의 미세 패턴을 형성하는 과정을 개략적으로 도시한 공정 순서도,
도 3은 고분자 물질의 유동성을 확보하기 위해 유동화 물질이 저장되는 용기가 내장되어 외부와 밀폐 가능한 공간에 고분자 물질이 형성된 기판을 밀폐 삽입한 예를 보여주는 예시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
104, 202 : 실리콘 기판 108', 206' : 고분자 물질
108, 206 : 고분자 패턴 110, 208 : 고분자 주형
110', 208' : 빈 공간 114', 204' : 박막 물질
114, 204 : 미세 패턴
본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 핵심 기술사상은, 패터닝하고자 하는 형상을 갖는 고분자 주형(mold)을 준비하고, 고분자 물질이 증착된 기판 상에 준비된 고분자 주형을 접촉시켜 고분자 물질이 고분자 주형 내의 빈 공간(즉, 음각 부분)으로 빨려 들어가는 모세관 현상(모세관력)을 이용하여 목표로 하는 미세 패턴을 형성한다는 것이다.
이를 위하여, 본 발명에서는, 첫째 고분자 물질이 유동성을 갖는 고분자 물질일 때 고분자 주형을 기판 상의 고분자 물질에 밀착 접촉시킴으로써 모세관력(즉, 고분자 물질이 고분자 주형의 빈 공간(음각 부분)으로 빨려 들어가는 현상)을 유발시켜 목표로 하는 미세 패턴을 형성하고, 둘째 고분자 물질이 유동성을 갖지 않는 고분자 물질일 때 고분자 주형을 기판 상의 고분자 물질에 접촉시킨 후 소정의 온도 조건으로 열처리 공정을 수행함으로써 모세관 현상을 유발시켜 목표로 하는 미세 패턴을 형성하며, 셋째 고분자 물질이 유동성을 갖지 않는 고분자 물질일 때 기판 상의 고분자 물질에 솔벤트 등을 흡수(또는 침투)시켜 유동성을 확보한 후에 고분자 주형을 고분자 물질에 밀착 접촉시킴으로써 모세관 현상을 유발시켜 목표로 하는 미세 패턴을 형성하는 기술적 수단을 제공하며, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다. 이때, 본 발명에서는 고분자 주형(PDMS 고분자 주형)뿐만 아니라 SiO2등과 같은 무기물 주형을 사용할 수도 있다.
[실시예 1]
도 1a 내지 1i는 본 발명의 일 실시예에 따라 모세관 효과를 이용하여 기판 상에 박막의 미세 패턴을 형성하는 과정을 도시한 공정 순서도이다.
도 1a를 참조하면, 미세 패턴을 형성하고자 하는 실리콘 기판(104)을 TCE(trichloroethylene) 용액(102)이 담긴 용기(100)에 넣고 기설정된 소정 시간(예를 들면, 5분 등) 동안 초음파 세척하고, 이어서 실리콘 기판(104)을 메탄올 용액(106)이 담긴 용기(100)에 넣고 기설정된 소정 시간(예를 들면, 5분 등) 동안 초음파 세척한 후, 용기(100)로부터 실리콘 기판(104)을 꺼내어 증류수로 다시 세척한다. 여기에서, 일예로서 실리콘 기판을 예로 들고 있으나 본 발명은 실리콘 기판뿐만 아니라 세라믹 기판, 금속층, 고분자층 등에 적용할 수도 있다.
다음에, 일예로서 도 1c에 도시된 바와 같이, 이 기술분야에 잘 알려진 스핀 코팅 기법을 이용하여 실리콘 기판(104) 상에 톨루엔에 녹인 고분자 물질(108')을 예를 들어 대략 100㎚ 정도의 두께로 형성한다.
한편, 본 발명에서는 실리콘 기판 상에 미세 패턴을 형성할 때, 원하는 형상의 패턴이 형성된 PDMS 고분자 주형을 이용하는 데, 이와 같이 준비된 고분자 주형(110)을, 일예로서 도 1d에 도시된 바와 같이, 고분자 물질(108')에 밀착 접촉시킨다. 이때, 고분자 주형의 접촉면과 고분자 물질(108') 사이가 뜨지 않도록 접촉할 필요가 있다. 도 1d에서 미설명 번호 110'은 패터닝된 고분자 주형(110)의 빈 공간(즉, 음각 부분)을 나타낸다.
이때, 실리콘 기판(104) 상에 형성된 고분자 물질(108')이 유동성을 갖는 고분자 물질인 경우, 고분자 물질의 유동 상태가 유지되는 시간 이내에 고분자 주형(110)을 고분자 물질(108')에 밀착 접촉시키게 되면, 고분자 물질(108')이 고분자 주형(110)의 빈 공간(110')으로 자발적으로 빨려 들어가는 모세관 현상(모세관력)이 유발되어, 일예로서 도 1e에 도시된 바와 같이, 고분자 주형(110)의 양각 부분이 실리콘 기판(104) 상에 맞닿게 된다. 이를 위하여, 고분자 주형(110)에 형성된 빈 공간(110')들은 고분자 물질(108')을 모두 수용하기에 충분한 정도의 크기로 할 필요가 있다.
상기와는 달리, 실리콘 기판(104) 상에 형성된 고분자 물질(108')이 유동성을 갖지 않는 고분자 물질인 경우, 모세관 현상을 유발할 수 있도록 고분자 물질(108')을 유동화시키는 공정을 필요로 하는 데, 이를 위하여 본 실시예에서는 두가지 방법을 제시한다.
즉, 첫 번째 방법에서는 고분자 주형(110)이 접촉된 실리콘 기판(104)을 열처리로에 넣어 열처리 공정을 수행, 예를 들어 대략 110℃ 정도의 온도에서 대략 3시간 동안 열처리를 수행함으로써, 일예로서 도 1e에 도시된 바와 같이, 고분자 물질(108')을 고분자 주형(110) 내의 빈 공간(110')에 자발적으로 유입시킨다.
잘 알려진 바와 같이, 고분자는 대부분 유리전이 온도(glass-transition temperature)를 가지고 있는 데, 이 온도가 되면 고분자는 액체의 성격을 띄게 되어 유동성을 가지게 된다. 따라서, 고분자를 끌어올릴 수 있는 형상을 갖는 주형을 밀착 접촉시키면 고분자가 형상을 따라 자발적으로 이동하여 주형 내의 빈 공간으로 이동(유입)하게 된다.
이어서, 두 번째 방법에서는, 고분자 주형(110)을 접촉시키기 전에 유동성을 갖지 않는 고분자 물질(108')이 형성된 실리콘 기판(104)을, 일예로서 도 3에 도시된 바와 같이, 유동화 물질(예를 들면, 솔벤트 등)이 저장된 용기(302)가 내장되어 외부와 밀폐 가능한 공간(300)에 넣어 용기(302)로부터 증발되는 유동화 물질을 고분자 물질(108')에 흡수시킴으로써 고분자 물질(108')을 유동화(즉, 유동성 확보)시키고, 이 유동화된 고분자 물질(108')에 고분자 주형(110)을 밀착 접촉시킴으로써 고분자 물질(108')을 고분자 주형(110)의 빈 공간(110')에 자발적으로 유입시킨다.
이때, 도 3에서의 상세한 도시는 생략하였으나, 본 실시예에서는 용기(302)를 가열시키기 위한 가열 수단을 더 구비하여 용기(302)를 가열시켜 유동성 물질의 증발을 촉진시키고 이를 통해 유동성 물질이 고분자 물질(108')로 흡수되는 것을 증진시켜 줌으로써, 고분자 물질(108')의 유동성을 확보하는 데 필요한 시간을 절감(즉, 패터닝 공정 시간의 절감)할 수도 있다.
즉, 본 실시예에서는 상술한 바와 같은 여러 가지 방법을 통해 모세관 현상을 이용하여 고분자 물질(108')을 고분자 주형(110)의 빈 공간(110')으로 유입시킨다.
다음에, 고분자 주형(110) 내의 빈 공간(110')으로 고분자 물질(108')이 모두 유입(또는 이동)된 상태에서 고분자 주형(110)을 떼어 내면, 일예로서 도 1f에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(104) 상에 목표로 하는 고분자 패턴(108), 즉 미세 패턴이 형성된다.
즉, 본 실시예에 따르면, 미세 접촉 프린팅 방법과 각인 방법을 통해 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 전술한 종래 기술과는 달리, 모세관 효과를 이용하는 간단한 공정을 통해 기판 상에 목표로 하는 형상을 갖는 박막의 미세 패턴을 형성할 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같은 공정을 통해 얻은 미세 패턴(즉, 고분자 패턴)을 이용하여 임의의 기판 상에 금속 배선 등과 같은 박막의 미세 패턴을 형성할 수 있다.
즉, 일예로서 도 1g에 도시된 바와 같이, 고분자 패턴(108)이 형성된 실리콘 기판(104)을 무전해 도금 용액(112)이 담긴 증착 반응기(120)에 넣어 노출된 실리콘 기판(104)의 상부(즉, 고분자 패턴이 존재하지 않는 부분)에, 예를 들면 알루미늄, 구리 등의 박막 물질(114')을 원하는 두께만큼 성장시킨다(도 1h).
다음에, 용매를 이용하여 실리콘 기판(104) 상에 형성된 고분자 패턴(108)을 제거한 후 질소를 불어 넣어 건조시킴으로써, 일예로서 도 1i에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(104) 상에 최종 목표로 하는 박막(예를 들면, 전도체, 절연체, 반도체, 유기물 등의 박막)의 미세 패턴(114)을 형성한다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 종래의 미세 접촉 프린팅 방법과 각인 방법과는 달리, 원하는 형상의 패턴을 갖는 고분자 주형과 모세관 현상을 이용하는 간단한 공정을 통해 기판(예를 들면, 실리콘 기판, 세라믹 기판, 금속층, 고분자층 등) 상에 원하는 형상의 초미세 패턴을 형성할 수 있다.
[실시예 2]
도 2a 내지 2f는 본 발명의 다른 실시예에 따라 모세관 효과를 이용하여 기판 상에 박막의 미세 패턴을 형성하는 과정을 개략적으로 도시한 공정 순서도이다.
본 실시예에 따른 미세 패턴 형성 방법은, 부가적 방법, 즉 임의의 패턴을 갖는 고분자 주형과 모세관 현상을 이용하여 기판 상에 고분자 패턴(즉, 미세 패턴)을 형성하고, 고분자 패턴이 형성되지 않는 부분의 실리콘 기판 상부에 박막 물질을 성장시킨 후 고분자 패턴을 제거함으로써 박막의 미세 패턴을 형성하는 전술한 실시예 1과는 달리, 감쇄적 방법, 즉 임의의 패턴을 갖는 고분자 주형과 모세관현상을 이용하여 실리콘 기판 상에 고분자 패턴을 형성하고, 이 형성된 고분자 패턴을 식각 마스크로 하는 식각 공정을 통해 실리콘 기판 상에 원하는 형상의 미세 패턴을 형성한다는 점이 다르며, 이러한 점을 제외한 다른 공정들은 전술한 실시예 1에서의 공정들과 실질적으로 동일하다.
즉, 본 실시예에 따른 미세 패턴 형성 방법은, 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판을 세정하는 과정들은 전술한 실시예 1에서의 과정들과 실질적으로 동일하다.
도 2a를 참조하면, 증착 공정을 수행하여 실리콘 기판(202) 상에 소정 두께의 박막 물질(204')을 형성하고, 이어서 도 2b에 도시된 바와 같이, 스핀 코팅 등의 방법을 이용하여 박막 물질(204')의 상부 전면에 걸쳐 소정 두께의 고분자 물질(206')을 형성한다. 여기에서, 일예로서 실리콘 기판을 예로 들고 있으나 전술한 실시예 1에서와 마찬가지로 본 발명은 실리콘 기판뿐만 아니라 세라믹 기판, 금속층, 고분자층 등에 적용할 수도 있다.
이어서, 전술한 실시예 1에서와 동일 내지 유사하게, 고분자 주형(208)을 고분자 물질(206')에 밀착 접촉하거나(고분자 물질이 유동성을 갖는 경우), 고분자 주형(208)을 고분자 물질(206')에 밀착 접촉한 후에 열처리 공정을 수행하거나 혹은 실리콘 기판(202)상에 형성된 고분자 물질(206')에 유동성 물질(예를 들면, 솔벤트 등)을 흡수시켜 유동성을 확보한 후에 고분자 주형(208)을 밀착 접촉시킴으로써, 도 2c 및 2d에 도시된 바와 같이, 고분자 물질(206')을 고분자 주형(208)의 빈 공간(208')에 자발적으로 유입시킨다.
다음에, 고분자 주형(208) 내의 빈 공간(208')으로 고분자 물질(206')이 모두 유입(또는 이동)된 상태에서 고분자 주형(208)을 떼어 내면, 일예로서 도 2e에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(202) 상에 목표로 하는 고분자 패턴(206), 즉 미세 패턴이 형성된다.
이때, 고분자 물질(206')은 고분자 주형(208)내의 빈 공간(208')으로 모두 유입되도록 할 수도 있고 이와는 달리 빈 공간(208')으로 모두 유입되지 않고 실리콘 기판(202) 상에 일부가 잔류하도록 할 수도 있는 데, 이것은 고분자 물질(206')의 적층 두께를 조절함으로서 실현할 수 있다.
여기에서, 실리콘 기판(202) 상에 고분자 물질(206')을 잔류시키는 것은 후술하는 식각 공정에서 식각 속도를 조절하기 위해서이며, 이러한 식각 속도의 조절은 잔류하는 고분자 물질의 두께 조절을 통해 쉽게 실현할 수 있다.
다음에, 고분자 주형(208) 내의 빈 공간(208')으로 고분자 물질(206')을 모두 유입시키거나 일부만을 선택적으로 유입(또는 이동)시킨 상태에서 고분자 주형(208)을 떼어냄으로써 박막 물질(204')의 상부에 임의의 형상을 갖는 고분자 패턴(206)을 형성하고, 이어서 형성된 고분자 패턴(206)을 식각 마스크로 이용하는 식각 공정을 수행하여, 일예로서 도 2e에 도시된 바와 같이, 박막 물질(204')의 일부를 선택적으로 제거하여 실리콘 기판(202)의 상부 일부를 선택적으로 노출시킨다.
마지막으로, 용매를 이용하여 실리콘 기판(202) 상에 형성된 고분자 패턴(206)을 제거한 후 질소를 불어넣어 건조시킴으로써, 일예로서 도 2f에 도시된바와 같이, 실리콘 기판(202) 상에 최종 목표로 하는 박막(예를 들면, 전도체, 절연체, 반도체, 유기물 등의 박막)의 미세 패턴(204)을 형성한다.
따라서, 본 실시예에 따른 미세 패턴 형성 방법은, 전술한 실시예 1에서와 마찬가지로, 실질적으로 동일한 효과(또는 결과)를 얻을 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 종래의 미세 접촉 프린팅 방법과 각인 방법과는 달리, 고분자 주형(또는 무기물 주형)과 모세관 현상을 이용하여 고분자 패턴을 형성함으로써, 간단한 공정을 통해 기판 상에 고분자의 미세 패턴을 고정밀하게 형성할 수 있으며, 또한 기판 상에 형성된 고분자의 미세 패턴을 박막 물질 성장 억제층 또는 식각 마스크로 이용하는 부가적 방법(박막 물질 성장 방법) 또는 감쇄적 방법(박막 물질 식각 방법)을 통해 기판(예를 들면, 실리콘 기판, 세라믹 기판, 금속층, 고분자층 등) 상에 목표로 하는 형상을 갖는 박막의 미세 패턴을 형성할 수 있다.
Claims (23)
- 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 이용하여 기판 상에 목표로 하는 미세 패턴을 형성하는 방법에 있어서,양각 부분과 음각 부분으로 된 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 준비하는 과정;상기 기판 상에 소정 두께의 고분자 물질을 형성하는 과정;상기 준비된 고분자 물질에 상기 주형의 패턴 형성면을 접촉시켜, 모세관력을 이용하여 상기 양각 부분에 맞닿는 고분자 물질을 상기 음각 부분의 빈 공간으로 자발적으로 유입시킴으로써, 상기 양각 부분에 대면하는 고분자 물질을 제거하는 과정; 및상기 주형을 탈거하여 상기 기판의 상부 일부를 선택적으로 노출시키는 고분자로 된 미세 패턴을 완성하는 단계로 이루어진 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 방법은, 상기 양각 부분에 맞닿는 고분자 물질을 상기 음각 부분의 빈 공간으로 유입시키기 위해, 상기 주형의 패턴 형성면을 상기 고분자 물질에 접촉시킨 후 소정의 온도 조건에서 열처리 공정을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 방법은, 상기 고분자 물질의 유동성을 확보하기 위하여, 상기 고분자 물질에 상기 주형을 접촉시키기 전에 상기 고분자 물질에 유동성 물질을 흡수시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 3 항에 있어서, 상기 유동성 물질 흡수 과정은, 상기 유동성 물질을 가열시켜 그 증발을 증진시킴으로써 상기 고분자 물질로의 유동성 물질 흡수를 촉진시키는 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 유동성 물질은, 솔벤트인 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주형은, 고분자 주형인 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주형은, 무기물 주형인 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고분자 물질은, 스핀 코팅 기법을 통해 상기 기판 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은:상기 고분자의 미세 패턴 이외의 상기 기판 상에 소정 두께의 박막 물질을 형성하는 과정; 및상기 고분자의 미세 패턴을 제거하여 상기 기판 상에 목표로 하는 박막의 미세 패턴을 형성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 9 항에 있어서, 상기 고분자의 미세 패턴은, 용매를 사용하여 제거되는 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 9 항에 있어서, 상기 박막은, 전도체, 절연체, 반도체, 유기물 박막 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 이용하여 기판 상에 목표로 하는 미세 패턴을 형성하는 방법에 있어서,양각 부분과 음각 부분으로 된 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 준비하는 과정;상기 기판 상에 소정 두께의 박막 물질을 형성하는 과정;상기 박막 물질의 상부 전면에 걸쳐 소정 두께의 고분자 물질을 형성하는 과정;상기 준비된 고분자 물질에 상기 주형의 패턴 형성면을 접촉시켜 상기 양각 부분에 맞닿는 고분자 물질을 상기 음각 부분의 빈 공간으로 유입시킴으로써, 상기 양각 부분에 대면하는 고분자 물질을 제거하여 임의의 형상을 갖는 고분자 패턴을 형성하는 과정;상기 주형을 탈거한 후 상기 고분자 패턴을 식각 마스크로 하는 식각 공정을 수행하여 상기 박막 물질의 일부를 선택적으로 제거하는 과정; 및상기 기판 상에 형성된 고분자 패턴을 제거하여 상기 기판 상에 목표로 하는 박막의 미세 패턴을 형성하는 과정으로 이루어진 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 방법은, 상기 양각 부분에 맞닿는 고분자 물질을 상기 음각 부분의 빈 공간으로 유입시키기 위해, 상기 주형의 패턴 형성면을 상기 고분자 물질에 접촉시킨 후 소정의 온도 조건에서 열처리 공정을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 방법은, 상기 열처리 공정을 통해 상기 고분자 물질을 상기 주형의 빈 공간에 일부만 유입시켜 상기 박막 물질의 상부 일부에 상기 고분자 물질의 일부를 잔류시키는 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 14 항에 있어서, 상기 박막 물질의 상부에 잔류하는 고분자 물질은, 상기 식각 공정을 통해 제거되는 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 방법은, 상기 고분자 물질의 유동성을 확보하기 위하여, 상기 고분자 물질에 상기 주형을 접촉시키기 전에 상기 고분자 물질에 유동성 물질을 흡수시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 유동성 물질 흡수 과정은, 상기 유동성 물질을 가열시켜 그 증발을 증진시킴으로써 상기 고분자 물질로의 유동성 물질 흡수를 촉진시키는 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 17 항에 있어서, 상기 유동성 물질은, 솔벤트인 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주형은, 고분자 주형인 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주형은, 무기물 주형인 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고분자 물질은, 스핀 코팅 기법을 통해 상기 기판 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고분자 패턴은, 용매를 사용하여 제거되는 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
- 제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박막은, 전도체, 절연체, 반도체, 유기물 박막 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 모세관 효과를 이용한 미세 패턴 형성 방법.
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