KR100492851B1 - Method for fabricating micro pattern on surface by using buckling phenomenon - Google Patents
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Abstract
본 발명은 임의의 패턴을 갖는 주형과 박막 표면상에서 발생하는 좌굴 현상을 이용하는 간단한 공정을 통해 기판 상에 목표로 하는 형상을 갖는 박막의 미세 패턴을 형성할 수 있도록 한다는 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 포토리소그라피 방법, 각인 방법, 미세 접촉 프린팅 방법, 모세관력 리소그라피 방법, 연성 성형법 등을 이용하여 미세 패턴을 형성하는 종래 기술과는 달리, 다층 구조의 박막이 형성된 기판 상에 목표 형상을 갖는 고분자 주형을 밀착 접촉시키고, 열처리를 통해 하부층에 유동성을 부여하여 계면간 응력 발생에 기인하는 좌굴 현상을 유도하며, 좌굴 현상을 고분자 주형의 형상에 따라 물리적으로 제어하는 간단한 공정을 통해, 기판 상에 목표로 하는 다양한 형상을 갖는 박막의 미세 패턴을 확실하게 형성할 수 있는 것이다.The present invention enables to form a fine pattern of a thin film having a target shape on a substrate through a simple process using a mold having an arbitrary pattern and a buckling phenomenon occurring on the surface of the thin film. Unlike the conventional technique of forming a fine pattern using a photolithography method, a stamping method, a microcontact printing method, a capillary lithography method, a flexible molding method, a polymer mold having a target shape on a substrate on which a thin film of a multilayer structure is formed is formed. By intimately contacting, imparting fluidity to the lower layer through heat treatment to induce buckling caused by inter-interface stress generation, and through the simple process of physically controlling the buckling phenomenon according to the shape of the polymer mold, It is possible to reliably form fine patterns of thin films having various shapes.
Description
본 발명은 기판(예를 들면, 실리콘 기판, 세라믹 기판, 금속층, 고분자층 등) 상에 박막의 미세 패턴을 형성하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 편광 프리즘(Polarizer), 홀로그램, 회절격자(Grating), 반사판 등에 사용하는데 적합한 좌굴(Buckling) 현상을 이용한 미세 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a fine pattern of a thin film on a substrate (for example, a silicon substrate, a ceramic substrate, a metal layer, a polymer layer, etc.), and more specifically, a polarizer, a hologram, a diffraction grating ( The present invention relates to a method of forming a fine pattern using a buckling phenomenon suitable for use in a grating, a reflector, or the like.
잘 알려진 바와 같이, 전기, 전자, 디스플레이, 광학 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 포토리소그라피(phtolithography) 방법이 있다.As is well known, a process of forming a fine pattern on a substrate is performed when manufacturing an electric, electronic, display, or optical device. As a representative technique for forming a fine pattern on a substrate, light is used. There is a photolithography (phtolithography) method of forming a fine pattern.
상기한 포토리소그라피 방법에서는, 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. 또한, 포토리소그라피 방법에서는 패터닝 공정 이외에도 식각, 세척, 증착 등과 같은 복잡한 공정이 필연적으로 수반된다.In the above photolithography method, a polymer material having a responsiveness to light (for example, a photoresist or the like) is applied onto a substrate on which a material to be patterned is laminated (or deposited), and designed in an arbitrary pattern of interest. The light is transmitted through the reticle on the polymer material and exposed, and the exposed polymer material is removed through the development process, thereby forming a pattern mask (or an etching mask) having a target pattern on the material to be patterned. Thereafter, by performing an etching process using a pattern mask, the material laminated on the substrate is patterned into a desired pattern. In addition, in addition to the patterning process, the photolithography method inevitably involves complicated processes such as etching, washing, and deposition.
최근 들어서는, 상기와 같이 복잡학 고비용적인 포토리소그라피 공정을 대체하기 위한 다양한 종류의 기술들이 제시되고 있으며, 이러한 대체 기술로서는 각인(imprinting) 방법, 미세 접촉 프린팅(micro-contact printing) 방법, 모세관력 리소그라피(capillary force lithography) 방법, 연성 성형(soft molding) 방법 등이 있다.Recently, various kinds of techniques have been proposed to replace the complicated and expensive photolithography process. Such alternative techniques include imprinting, micro-contact printing, and capillary lithography. capillary force lithography, soft molding, and the like.
상기한 종래의 다양한 대체 기술들 중 각인 방법은 원하는 형상(패턴)을 가지고 있는 경도가 큰 패턴 주형을 물리적인 힘으로 가압하여 고분자 위에 미세 패턴을 형성하고, 예를 들면 반응성 이온 식각(Reactive Ion Etching) 등의 방법을 이용하여 이를 기판에 전송하는 방법이다.Among the various conventional alternative techniques described above, the stamping method is to press a pattern mold having a large shape having a desired shape (pattern) with a physical force to form a fine pattern on the polymer, for example, reactive ion etching. ) Is transferred to the substrate using a method such as).
그러나, 상기한 각인 방법은 가압할 때 높은 압력을 이용하기 때문에 고분자 박막 및 기판이 변형되거나 파손되는 현상이 야기된다는 치명적인 단점을 갖는다.However, the above-described imprinting method has a fatal disadvantage that the polymer thin film and the substrate are deformed or broken because the high pressure is used when pressing.
또한, 종래의 미세 접촉 프린팅 방법은 원하는 모양의 형상을 가지고 있는 탄성체 고분자 주형(mold)을 기판 상에 접촉시켜 표면 상태를 화학적으로 변화시키고 이를 통해 원하는 부분만을 남긴 후 식각하거나 선택적으로 증착하는 방법이다.In addition, the conventional micro-contact printing method is a method of chemically changing the surface state by contacting the elastomer polymer mold (mold) having the shape of the desired shape on the substrate, through which only the desired part is left to be etched or selectively deposited. .
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 미세 접촉 프린팅 방법은 구현된 패턴의 분리도나 식각시의 선택성이 떨어진다는 단점을 갖는다.However, the conventional micro-contact printing method as described above has a disadvantage in that the separation of the implemented pattern or the selectivity during etching is poor.
다음에, 종래의 모세관력 리소그라피 방법과 연성 성형 방법은, 탄성의 고분자 주형을 박막 기판 상에 직접 접촉시킴으로써 물리적인 모세관력을 이용하여 원하는 형상의 미세 패턴을 구현하는 방법인 것으로, 이들 방법은 매우 저렴한 가격으로 대면적의 기판에 미세 패턴을 형성할 수 있는 장점을 갖는 반면에, 형성하고자 하는 패턴이 주형인 몰드의 역상에 직접적으로 의존하기 때문에 곡면 형태 등과 같은 다양한 패턴을 형성하는데는 기술적인 한계를 가질 수밖에 없었다.Next, the conventional capillary force lithography method and the flexible molding method is a method of realizing a fine pattern of a desired shape using physical capillary force by directly contacting an elastic polymer mold on a thin film substrate. While it has the advantage of forming a fine pattern on a large-area substrate at a low price, it is a technical limitation to form various patterns such as curved shapes because the pattern to be formed is directly dependent on the reversed phase of the mold. Had no choice but to have.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 임의의 패턴을 갖는 주형과 박막 표면상에서 발생하는 좌굴 현상을 이용하는 간단한 공정을 통해 기판 상에 목표로 하는 형상을 갖는 박막의 미세 패턴을 형성할 수 있는 미세 패턴 형성 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems of the prior art, to form a fine pattern of a thin film having a target shape on the substrate through a simple process using a mold having an arbitrary pattern and a buckling phenomenon occurring on the surface of the thin film. An object of the present invention is to provide a method for forming a fine pattern.
상기 목적을 달성하기 위하여 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 하부층과 상부층으로 된 다층 박막을 형성하는 과정; 상기 주형을 상기 다층 구조에 접촉시킨 후, 상기 하부층과 상부층 간의 계면에 응력을 발생시켜 상기 상부층과 하부층의 계면에 좌굴 현상을 유도함으로써, 상기 다층 구조를 목표 형상으로 패터닝하는 과정; 및 상기 주형을 탈거하여 목표 형상을 갖는 박막의 미세 패턴을 형성하는 과정으로 이루어진 좌굴 현상을 이용한 미세 패턴 형성 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the method for forming a target fine pattern on the substrate using a mold having an arbitrary pattern structure, a mold having an arbitrary pattern structure consisting of an embossed portion and the negative portion The process of preparation; Forming a multilayer thin film comprising a lower layer and an upper layer on the substrate; Contacting the mold with the multilayer structure, generating stress at the interface between the lower layer and the upper layer to induce buckling at the interface between the upper layer and the lower layer, thereby patterning the multilayer structure into a target shape; And removing the mold to form a fine pattern of a thin film having a target shape.
본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above and other objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 핵심 기술사상은, 패터닝하고자 하는 형상을 갖는 고분자 주형(mold)을 준비하고, 유기물(고분자)-금속의 다층 구조가 적층된 기판 상에 접촉시킨 후 열처리 공정을 수행하여 주형의 패턴에 의해 제어되는 표면의 좌굴 현상을 유도함으로써 기판 상에 목표로 하는 형상의 미세 패턴을 한다는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.First, the core technical idea of the present invention is to prepare a polymer mold (mold) having a shape to be patterned, contact with a multilayer structure of organic material (polymer) -metal, and then perform a heat treatment process of the mold By inducing a buckling phenomenon of the surface controlled by the pattern to make a fine pattern of a target shape on the substrate, it is possible to easily achieve the object of the present invention through such technical means.
이때, 본 발명에서는 고분자 주형(PDMS 고분자 주형)뿐만 아니라 SiO2 등과 같은 무기물 주형이나 금속 이외의 계면간 응력을 발생시킬 수 있는 기타의 무기 주형을 사용할 수도 있다.In this case, the present invention may use not only a polymer mold (PDMS polymer mold) but also an inorganic mold such as SiO 2 or other inorganic mold capable of generating inter-interface stress other than metal.
도 1a 내지 1d는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 좌굴 현상을 이용하여 기판 상에 박막의 미세 패턴을 형성하는 과정을 도시한 공정 순서도이다.1A to 1D are process flowcharts illustrating a process of forming a fine pattern of a thin film on a substrate using buckling according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1a를 참조하면, 이 기술분야에 잘 알려진 스핀 코팅, 열 증착, 스퍼터링 등과 같은 공정을 순차 진행하여 기판(102) 상에 유기 물질(또는 무기 물질)(104a)과 금속 물질(106a)을 순차 형성하고, 준비된 탄성체의 고분자 주형(108)을 목표 위치에 정렬시킨다. 여기에서, 고분자 주형(108)은 기 제작된 원형 몰드에 PDMS 등을 주입시킨 후 경화시키고, 이를 원형 몰드로부터 탈착하는 방식 등을 통해 제작할 수 있다.Referring to FIG. 1A, processes such as spin coating, thermal evaporation, sputtering, and the like, which are well known in the art, are sequentially performed to sequentially order an organic material (or an inorganic material) 104a and a metal material 106a on a substrate 102. And the polymer mold 108 of the prepared elastomer is aligned to the target position. Here, the polymer mold 108 may be manufactured by injecting PDMS into a previously manufactured circular mold, curing the same, and detaching the same from the circular mold.
다음에, 탄성체의 고분자 주형(108)을 다층 박막 상에 밀착 접촉, 즉 일 예로서 도 1b에 도시된 바와 같이, 금속 물질(106a)에 밀착 접촉시킨 후 열처리 공정을 수행한다.Next, the polymer mold 108 of the elastic body is in close contact with the multilayer thin film, that is, as shown in FIG. 1B as an example, the close contact with the metal material 106a and then a heat treatment process is performed.
이때, 고분자 주형(108) 접촉 후의 열처리는, 금속 물질(106a)의 하부층이 유기물(고분자)인 경우 해당 고분자의 유리 전이 온도 이상의 조건으로 수행하고, 금속 물질(106a)의 하부층이 무기물인 경우 융점 이상의 조건으로 수행하며, 이와 같은 조건으로 열처리를 하게 되면, 다층 박막의 하부층(유기물 또는 무기물)만이 선택적으로 유동성을 갖게 되므로 박막 층간의 계면(즉, 금속 물질(106a)과 유기 물질(또는 무기 물질)(104a)간의 계면)에서 유동과 열팽창성의 차이에 의해 응력(stress)이 발생하게 된다. 이때 발생하는 응력은 계면상에 축적되지만, 다층 박막이 포함할 수 있는 절대 응력치(critical stress)를 넘어서게 되면, 좌굴(buckling) 현상을 발생시켜서 축적된 응력을 발산하게 된다.In this case, the heat treatment after contacting the polymer mold 108 may be performed under conditions of the glass transition temperature of the polymer when the lower layer of the metal material 106a is an organic material (polymer), and the melting point when the lower layer of the metal material 106a is an inorganic material. When the heat treatment is performed under the above conditions, only the lower layer (organic or inorganic) of the multilayer thin film is selectively fluidized, so that the interface between the thin film layers (ie, the metal material 106a and the organic material (or inorganic material) The stress is generated by the difference between the flow and the thermal expansion at the interface (104a)). At this time, the generated stress accumulates on the interface, but when it exceeds the absolute stress (critical stress) that can be included in the multilayer thin film, a buckling phenomenon occurs and the accumulated stress is emitted.
이러한 좌굴 현상은 표면 상에서 무작위적으로 발생하는 것이 일반적이지만, 본 발명에서와 같이 임의의 형상을 갖는 고분자 주형(108)이 밀착 접촉되어 있는 경우에는, 일 예로서 도 1c에 도시된 바와 같이, 접촉되어 있는 주형의 영향을 받기 때문에 주형의 패턴을 따라 좌굴 현상이 일정하게 발생하게 된다. 즉, 기판(102) 상에 형성된 유기 물질 또는 무기 물질(104a)과 금속 물질(106a)이, 좌굴 현상에 의해 변형되어 하부층(104)과 상부층(106)으로 되는 임의의 패턴으로 패터닝된다.This buckling phenomenon generally occurs randomly on the surface, but in the case where the polymer mold 108 having an arbitrary shape is in intimate contact as in the present invention, as shown in FIG. Since the mold is influenced, the buckling phenomenon occurs regularly along the mold pattern. That is, the organic or inorganic material 104a and the metal material 106a formed on the substrate 102 are patterned in an arbitrary pattern that is deformed by buckling and becomes the lower layer 104 and the upper layer 106.
이어서, 열처리 공정을 종료하고 냉각 처리를 통해 온도를 냉각시킨 후 상부의 고분자 주형(108)을 제거함으로써, 일 예로서 도 1d에 도시된 바와 같이, 기판(102) 상에 일정한 곡면 형태를 갖는 박막의 미세 패턴이 완성된다.Subsequently, after the heat treatment process is finished and the temperature is cooled through cooling, the upper polymer mold 108 is removed. As an example, as shown in FIG. 1D, a thin film having a constant curved shape on the substrate 102 is formed. The fine pattern of is completed.
즉, 본 발명에 따르면, 각인 방법, 미세 접촉 프린팅 방법, 모세관력 리소그라피 방법, 연성 성형법 등과 같은 기법을 통해 기판 상에 박막의 미세 패턴을 형성하는 전술한 종래 기술과는 달리, 좌굴 현상과 이를 유도하는 열처리를 이용하는 간단한 공정을 통해 기판 상에 목표로 하는 형상을 갖는 박막의 미세 패턴을 형성할 수 있다.That is, according to the present invention, unlike the above-described conventional technique of forming a fine pattern of a thin film on a substrate through a technique such as a stamping method, a microcontact printing method, a capillary lithography method, a flexible molding method, the buckling phenomenon and induction Through a simple process using a heat treatment to form a fine pattern of a thin film having a target shape on the substrate can be formed.
또한, 상기와는 달리, 원하는 형상을 갖는 박막의 금속층이 아닌 박막의 고분자 패턴을 얻고자하는 경우, 전면 식각 등의 방법을 통해 상부층(106)을 제거함으로써, 원하는 형상을 갖는 박막의 고분자 패턴을 형성할 수도 있다.In addition, unlike the above, in order to obtain a polymer pattern of a thin film instead of a metal layer of a thin film having a desired shape, the polymer pattern of the thin film having a desired shape is removed by removing the upper layer 106 through a method such as front etching. It may be formed.
더욱이, 본 발명은 2층의 박막 구조 뿐만 아니라 필요 또는 용도에 따라 공정을 반복 수행함으로써 N차의 구조를 갖는 박막의 미세 패턴을 형성할 수도 있다.Furthermore, the present invention may form a fine pattern of a thin film having an N-th order structure by repeating the process according to necessity or use as well as the two-layer thin film structure.
한편, 본 실시 예에서는 공정 온도의 조절을 통해 하부층에 선택적인 유동성을 부여함으로써 계면간에 응력을 발생시키는 것으로 하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 고온에서의 냉각 처리를 통해 발생하는 열팽창 응력의 차이를 이용하여 상부층과 하부층 간의 계면에서의 좌굴 현상을 유도할 수 있음은 물론이다.On the other hand, in the present embodiment has been described as generating a stress between the interfaces by providing a selective fluidity to the lower layer through the control of the process temperature, the present invention is not necessarily limited to this, it is generated by the cooling treatment at high temperature The difference in thermal expansion stress can be used to induce buckling at the interface between the top and bottom layers.
또한, 본 발명은, 공정 온도의 조절, 고온에서의 냉각 처리를 통해 계면간에 응력을 발생시키는 방식 대신에 용제를 이용하여 하부층에 선택적인 유동성을 부여함으로써 계면 응력을 발생시키는 방식으로 할 수도 있으며, 이와 같이 하더라도 실질적으로 동일한 결과를 얻을 수 있음은 물론이다.In addition, the present invention may be a method of generating an interfacial stress by providing a selective fluidity to the lower layer by using a solvent instead of a method of generating stress between the interfaces by adjusting the process temperature, cooling treatment at a high temperature, Of course, the same result can be obtained substantially.
따라서, 본 발명에 따르면, 간단한 공정을 통해 곡면 형태를 갖는 박막의 미세 패턴을 기판 상에 형성할 수 있다.Therefore, according to the present invention, a fine pattern of a thin film having a curved shape can be formed on a substrate through a simple process.
상술한 바와 같은 본 발명의 미세 패턴 형성 방법은, 편광 프리즘(Polarizer), 홀로그램, 회절격자(Grating), 반사판 등의 제작에 응용될 수 있다.As described above, the method for forming a fine pattern of the present invention may be applied to fabrication of a polarizer, a hologram, a diffraction grating, a reflector, and the like.
한편, 본 발명의 발명자들은 본 발명의 기법에 대해 실험을 실시하였으며, 그 실험 결과는 아래와 같다.On the other hand, the inventors of the present invention conducted an experiment on the technique of the present invention, the experimental results are as follows.
[실험 예1]Experimental Example 1
도 2a 및 2b는 본 발명에 따라 선형 주형을 이용하여 기판 상에 선형의 미세 패턴을 형성한 실험 예들을 도시한 예시도이다.2A and 2B are exemplary views showing experimental examples in which linear fine patterns were formed on a substrate using a linear mold according to the present invention.
본 실험 예에서는 패턴 간격(주기)이 2.0㎛인 주형(도 2a)과 패턴 간격이 4.0㎛인 주형(도 2b)을 각각 사용하여 실험하였다.In this experimental example, experiments were carried out using a mold having a pattern spacing (period) of 2.0 μm (FIG. 2A) and a mold having a pattern spacing of 4.0 μm (FIG. 2B), respectively.
본 실험 예에 따르면, 포토리소그라피 방법이나 기타의 다른 패터닝 방법(각인 방법, 미세 접촉 프린팅 방법, 모세관력 리소그라피 방법, 연성 성형법)을 이용하여 미세 패턴을 형성하는 전술한 종래 기술과는 달리, 다층 구조의 박막이 형성된 기판 상에 목표 형상을 갖는 고분자 주형을 밀착 접촉시키고, 열처리를 통해 하부층에 유동성을 부여하여 계면간 응력 발생에 기인하는 좌굴 현상을 유도하며, 좌굴 현상을 고분자 주형의 형상에 따라 물리적으로 제어함으로써, 기판 상에 원하는 곡면 형상을 갖는 선형의 미세 패턴을 확실하게 형성할 수 있음을 알 수 있었다.According to the present experimental example, in contrast to the above-described prior art in which a fine pattern is formed by using a photolithography method or other patterning methods (engraving method, fine contact printing method, capillary force lithography method, soft molding method), a multilayer structure The polymer mold having the target shape is brought into close contact with the substrate on which the thin film is formed, and fluidity is imparted to the lower layer through heat treatment to induce a buckling phenomenon caused by interfacial stress generation. By controlling to, it was found that a linear fine pattern having a desired curved shape can be reliably formed on the substrate.
[실험 예2]Experimental Example 2
도 3a 및 3b는 본 발명에 따라 격자형 주형을 이용하여 기판 상에 격자형의 미세 패턴을 형성한 실험 예들을 도시한 예시도이다.3A and 3B are exemplary views showing experimental examples in which a lattice-shaped fine pattern is formed on a substrate using a lattice mold according to the present invention.
본 실험 예에서는 패턴 간격(주기)이 2.4㎛인 주형(도 3a)과 패턴 간격이 6.3㎛인 주형(도 3b)을 각각 사용하여 실험하였다.In this experimental example, experiments were carried out using a mold having a pattern spacing (period) of 2.4 μm (FIG. 3A) and a mold having a pattern spacing of 6.3 μm (FIG. 3B), respectively.
본 실험 예에 따르면, 포토리소그라피 방법이나 기타의 다른 패터닝 방법(각인 방법, 미세 접촉 프린팅 방법, 모세관력 리소그라피 방법, 연성 성형법)을 이용하여 미세 패턴을 형성하는 전술한 종래 기술과는 달리, 다층 구조의 박막이 형성된 기판 상에 목표 형상을 갖는 고분자 주형을 밀착 접촉시키고, 열처리를 통해 하부층에 유동성을 부여하여 계면간 응력 발생에 기인하는 좌굴 현상을 유도하며, 좌굴 현상을 고분자 주형의 형상에 따라 물리적으로 제어함으로써, 기판 상에 원하는 격자 형상을 갖는 미세 패턴을 확실하게 형성할 수 있음을 알 수 있었다.According to the present experimental example, in contrast to the above-described prior art in which a fine pattern is formed by using a photolithography method or other patterning methods (engraving method, fine contact printing method, capillary force lithography method, soft molding method), a multilayer structure The polymer mold having the target shape is brought into close contact with the substrate on which the thin film is formed, and fluidity is imparted to the lower layer through heat treatment to induce a buckling phenomenon caused by interfacial stress generation. It was found that the micropattern having a desired lattice shape can be reliably formed on the substrate by controlling with.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 포토리소그라피 방법, 각인 방법, 미세 접촉 프린팅 방법, 모세관력 리소그라피 방법, 연성 성형법 등을 이용하여 미세 패턴을 형성하는 전술한 종래 기술과는 달리, 다층 구조의 박막이 형성된 기판 상에 목표 형상을 갖는 고분자 주형을 밀착 접촉시키고, 열처리를 통해 하부층에 유동성을 부여하여 계면간 응력 발생에 기인하는 좌굴 현상을 유도하며, 좌굴 현상을 고분자 주형의 형상에 따라 물리적으로 제어하는 간단한 공정을 통해, 기판 상에 목표로 하는 다양한 형상을 갖는 박막의 미세 패턴을 확실하게 형성할 수 있다.As described above, according to the present invention, unlike the above-described conventional technique for forming a fine pattern using a photolithography method, a stamping method, a microcontact printing method, a capillary lithography method, a flexible molding method, a thin film having a multilayer structure A polymer mold having a target shape is brought into close contact with the formed substrate, and fluidity is imparted to the lower layer through heat treatment to induce buckling caused by interfacial stress and physically control the buckling phenomenon according to the shape of the polymer mold. Through a simple process, it is possible to reliably form a fine pattern of a thin film having various target shapes on a substrate.
도 1a 내지 1d는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 좌굴 현상을 이용하여 기판 상에 박막의 미세 패턴을 형성하는 과정을 도시한 공정 순서도,1A to 1D are process flowcharts illustrating a process of forming a fine pattern of a thin film on a substrate using a buckling phenomenon according to a preferred embodiment of the present invention;
도 2a 및 2b는 본 발명에 따라 선형 주형을 이용하여 기판 상에 선형의 미세 패턴을 형성한 실험 예들을 도시한 예시도,2A and 2B are exemplary views showing experimental examples of forming a linear fine pattern on a substrate using a linear mold according to the present invention;
도 3a 및 3b는 본 발명에 따라 격자형 주형을 이용하여 기판 상에 격자형의 미세 패턴을 형성한 실험 예들을 도시한 예시도.3A and 3B are exemplary views showing experimental examples in which a lattice fine pattern is formed on a substrate using a lattice mold according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
102 : 기판 104 : 하부층102 substrate 104 lower layer
106 : 상부층 108 : 고분자 주형106: upper layer 108: polymer template
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