KR100588468B1 - Fabrication of metal oxide nano-structure etch mask using azobenzene-functionalized polymer and application to nanopatterning - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아조벤젠기 함유 화합물을 이용하여 제조한 금속산화물 나노 구조체 에칭 마스크 및 이를 이용한 나노 패터닝 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아조벤젠기 함유 화합물의 광물리적 물질이동 원리에 의해 형성된 표면요철구조(Surface relief gratings, SRGs)를 이용하여 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크를 제조하고 이를 이용하여 패터닝함으로써 기존의 광 리소그래피 기술의 한계인 1 마이크로미터 이하 크기의 패터닝이 가능하여 수십 나노미터부터 수천 나노미터까지 다양한 크기의 나노 패터닝이 가능하고, 기존의 전자 빔 리소그래피나 레이저를 이용한 나노 패터닝 등의 방법과는 달리 정교한 조절 없이 간단한 화학적 방법에 의해 다양한 형태의 에칭 마스크를 재현성 있도록 저렴하게 제조할 수 있어 산업적으로 유용한 대면적의 정보-전자 장치에 적용될 수 있는 개선된 나노 패터닝 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a metal oxide nanostructure etching mask prepared using an azobenzene group-containing compound and a nano patterning method using the same, and more particularly, to form a surface uneven structure formed by the photophysical material movement principle of the azobenzene group-containing compound. metal oxide nanostructure etch masks are fabricated using patterned relief gratings (SRGs) and patterned using them to enable patterning of sub-micron sizes, a limitation of conventional optical lithography techniques, ranging from tens of nanometers to thousands of nanometers. Nano patterning is possible, and unlike conventional methods such as electron beam lithography or laser patterning, various types of etching masks can be manufactured at low cost by simple chemical method without sophisticated control and can be manufactured industrially. Of area An improved nano patterning method that can be applied to information-electronic devices.

아조벤젠, 표면요철구조(SRGs), 나노 구조체 에칭 마스크, 나노 패터닝Azobenzene, Surface Uneven Structures (SRGs), Nano Structure Etch Masks, Nano Patterning

Description

아조벤젠기 함유 화합물을 이용하여 제조한 금속산화물 나노 구조체 에칭 마스크 및 이를 이용한 나노 패터닝 방법{Fabrication of metal oxide nano-structure etch mask using azobenzene-functionalized polymer and application to nanopatterning} Fabrication of metal oxide nano-structure etch mask using azobenzene-functionalized polymer and application to nanopatterning}             

도 1은 발명에 사용된 아조벤젠기의 광 이성화 반응을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing a photoisomerization reaction of an azobenzene group used in the invention.

도 2는 표면요철구조(SRGs) 형성을 위한 광학 실험장치 개략도의 일구현예이다.Figure 2 is an embodiment of a schematic diagram of an optical experimental apparatus for forming surface irregularities (SRGs).

도 3은 실시예 1 및 2에서 사용된 아조벤젠기 함유 화합물의 구조이다.3 is a structure of the azobenzene group-containing compound used in Examples 1 and 2.

도 4는 아조벤젠기 함유 화합물의 미세 표면요철구조를 이용한 금속산화물 나노 구조체 에칭 마스크의 제작 및 선택적 에칭에 의한 패터닝 방법을 간단하게 나타낸 그림이다.FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a method for fabricating a metal oxide nanostructure etching mask using a fine surface concavo-convex structure of an azobenzene group-containing compound and a patterning method by selective etching.

도 5는 실시예 1에서 형성된 아조벤젠 물질의 표면요철구조의 원자힘 현미경(Atomic force microscopy, AFM) 형상을 나타낸 사진(a)과 깊이 분포를 나타낸 그래프(b)이다.FIG. 5 is a photograph (a) showing an Atomic force microscopy (AFM) shape of the surface irregularities structure of the azobenzene material formed in Example 1 and a graph (b) showing depth distribution.

도 6은 실시예 1에서 형성된 아조벤젠 물질의 표면요철구조를 이용해 제작된 타이타니아 나노와이어 에칭 마스크의 AFM 형상을 나타낸 사진(a)과 깊이 분포를 나타낸 그래프(b)이다.6 is a photograph (a) and a graph (b) showing an AFM shape of a titania nanowire etching mask fabricated using a surface uneven structure of an azobenzene material formed in Example 1. FIG.

도 7은 실시예 1에서 최종 패터닝 된 ITO의 AFM 형상을 나타낸 사진(a)과 깊이 분포를 나타낸 그래프(b)이다.7 is a photograph (a) showing the AFM shape of the final patterned ITO in Example 1 and a graph (b) showing the depth distribution.

도 8은 실시예 1에서 형성된 타이타니아 나노와이어 에칭 마스크의 주사전자현미경(Scanning electron microscoly, SEM) 사진(a)과 에너지 분산형 X선 분리기(Energy-dispersive X-ray spectroscopy, EDX) 스펙트럼(b)이다.8 is a scanning electron micrograph (a) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) spectra of a titania nanowire etching mask formed in Example 1 (b) to be.

도 9는 실시예 1에서 최종 패터닝 된 ITO의 SEM 사진(a)과 EDX 스펙트럼(b)이다.9 is a SEM photograph (a) and EDX spectrum (b) of the final patterned ITO in Example 1.

도 10은 실시예 2에서 500 나노미터 간격의 표면요철구조에 의해 형성된 타이타니아 나노와이어 에칭 마스크의 SEM 사진(a)과 최종 패터닝 된 FTO의 SEM 사진(b)이다.FIG. 10 is a SEM photograph (a) of a titania nanowire etch mask formed by surface irregularities at 500 nanometer intervals in Example 2, and a SEM photograph (b) of a final patterned FTO.

도 11은 실시예 2에서 1000 나노미터 간격의 표면요철구조에 의해 형성된 타이타니아 나노와이어 에칭 마스크의 SEM 사진(a)과 최종 패터닝 된 FTO의 SEM 사진(b)이다. FIG. 11 is an SEM image (a) of a titania nanowire etch mask formed by surface irregularities at intervals of 1000 nanometers in Example 2, and an SEM image (b) of a final patterned FTO.

도 12는 실시예 3에서 제작된 2차원의 니오븀 산화물 나노 구조체 에칭마스크의 SEM 사진들이다.12 are SEM images of a two-dimensional niobium oxide nano structure etching mask prepared in Example 3. FIG.

본 발명은 아조벤젠기 함유 화합물을 이용하여 제조한 금속산화물 나노 구조체 에칭 마스크 및 이를 이용한 나노 패터닝 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아조벤젠기 함유 화합물의 광물리적 물질이동 원리에 의해 형성된 표면요철구조(Surface relief gratings, SRGs)를 이용하여 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크를 제조하고 이를 이용하여 패터닝함으로써 기존의 광 리소그래피 기술의 한계인 1 마이크로미터 이하 크기의 패터닝이 가능하여 수십 나노미터부터 수천 나노미터까지 다양한 크기의 나노 패터닝이 가능하고, 기존의 전자 빔 리소그래피나 레이저를 이용한 나노 패터닝 등의 방법과는 달리 정교한 조절 없이 간단한 화학적 방법에 의해 다양한 형태의 에칭 마스크를 재현성 있도록 저렴하게 제조할 수 있어 산업적으로 유용한 대면적의 정보-전자 장치에 적용될 수 있는 개선된 나노 패터닝 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a metal oxide nanostructure etching mask prepared using an azobenzene group-containing compound and a nano patterning method using the same, and more particularly, to form a surface uneven structure formed by the photophysical material movement principle of the azobenzene group-containing compound. metal oxide nanostructure etch masks are fabricated using patterned relief gratings (SRGs) and patterned using them to enable patterning of sub-micron sizes, a limitation of conventional optical lithography techniques, ranging from tens of nanometers to thousands of nanometers. Nano patterning is possible, and unlike conventional methods such as electron beam lithography or laser patterning, various types of etching masks can be manufactured at low cost by simple chemical method without sophisticated control and can be manufactured industrially. Of area An improved nano patterning method that can be applied to information-electronic devices.

기존의 광 리소그래피를 이용한 패터닝의 경우, 먼저 포토리지스트를 스핀코팅법으로 형성시킨 후, 소프트 베이킹 및 마스크를 이용하여 디벨롭 과정 등 복잡한 단계를 거쳐야 하며 빛을 이용하는 과정이므로 1 마이크로미터 이하의 패터닝은 불가능하다. In the conventional patterning using optical lithography, the photoresist is first formed by spin coating, followed by complex steps such as the development process using soft baking and a mask. Is impossible.

따라서 새로운 나노 패터닝 방식들이 소개되고 있는데 현재 가장 각광받고 있는 두 가지가 극자외선(Extream ultraviolet, EUV) 리소그래피와 전자 빔(Electron beam) 리소그래피이다. New nano-patterning approaches are being introduced, and two of the most sought after are extreme ultraviolet (EUV) lithography and electron beam lithography.

EUV 리소그래피의 경우, 노광시키는 빛을 극자외선을 이용하여 작은 크기의 패턴을 형성하고자 하는 방법으로 현재 사용되고 있는 광 리소그래피의 장비를 크 게 바꾸지 않고 사용할 수 있다는 장점을 가지고 있으나, 마스크나 렌즈를 소형으로 만들기 힘들다는 단점이 있다. 한편, 참고로 더 작은 파장을 이용하는 X선 리소그래피가 있지만 이는 마스크를 만들 때, 1:1로 만들 수 밖에 없어서 패터닝에 어려움이 있다.EUV lithography has the advantage that it can be used without changing the equipment of the optical lithography that is being used as a way to form a small size pattern using the extreme ultraviolet rays, but the mask or lens It's hard to make. On the other hand, there is an X-ray lithography using a smaller wavelength for reference, but when making a mask, it is difficult to pattern because it can only be made 1: 1.

전자빔(Electron-beam) 리소그래피의 경우, 기판에 전자빔을 직접 주사하여 패터닝하는 방법으로 EUV 리소그래피보다 더 미세한 패터닝을 할 수 있는 장점이 있으나 고가의 공정과 정교한 조절을 필요로 하므로 소자에의 적용이 불가능한 실정이다. Electron-beam lithography has the advantage of finer patterning than EUV lithography by directly scanning and patterning the electron beam on the substrate, but it cannot be applied to devices because it requires expensive processes and sophisticated control. It is true.

상기한 방법 외에도 나노 크기의 몰드를 만들어서 찍어내듯이 패터닝하는 나노임프린트(Nano imprint)방법이나, 분자들의 자기조립 성질을 이용한 자기조립법(self-assembly), 분자나 원자를 직접 조정하여 패터닝을 만드는 분자(원자) 조작법[molecular(atomic) manipulation] 등의 방법이 시도되고 있다.In addition to the above-described method, a nano imprint method for patterning like a nano-sized mold is made and printed, a self-assembly method using the self-assembly properties of molecules, and a molecule for directly patterning molecules or atoms to make patterning ( Methods such as atomic (atomic) manipulation have been attempted.

그러나, 상기한 방법들은 모두 사용가능한 물질이 제한적이라는 문제점과, 재현성이 좋지 않은 등의 문제점을 갖고 있다. However, all of the above methods have problems such as limited usable materials and poor reproducibility.

이에 본 발명자들은 상기의 문제점들을 해결하기 위하여 연구 노력하였으며, 아조벤젠이 선형 편광된 빛에 노광되었을 경우 입사광선의 선편광 방향에 대하여 수직으로 배향하는 특성을 가지며, 이러한 아조벤젠기 함유 화합물을 노광시킬 경우 표면요철구조가 형성됨에 착안하여 본 발명을 제안하게 되었다. Accordingly, the present inventors have made efforts to solve the above problems, and when the azobenzene is exposed to linearly polarized light, the inventors have the property of perpendicularly aligning the linearly polarized light direction of the incident light, and when the azobenzene group-containing compound is exposed, Considering that the uneven structure is formed, the present invention has been proposed.                         

즉, 본 발명은 상기 아조벤젠기 함유 화합물의 표면에 형성된 표면요철구조를 이용하여 간단한 화학적 방법으로 금속 산화물이 선형의 나노 와이어 또는 이차원적인 평면을 이루는 나노 구조체를 형성한 에칭 마스크를 제조하고 선택적으로 식각 가능한 조건을 도입함으로써 기존의 광 리소그래피 기술의 한계인 1 ㎛ 이하의 패턴이 가능하도록 하였다.That is, the present invention uses the surface asperity structure formed on the surface of the azobenzene group-containing compound to prepare an etching mask in which a metal oxide forms a linear nanowire or a nanostructure forming a two-dimensional plane by a simple chemical method and selectively etching By introducing possible conditions, a pattern of 1 μm or less, which is a limitation of the conventional optical lithography technology, is made possible.

즉, 본 발명의 방법에 의하면 기존의 전자 빔 리소그래피 등의 나노 패터닝 기술에 비해 저렴하면서도 용이하고 재현성 있게 수십 나노미터부터 수천 나노미터까지 다양한 크기와 깊이의 패턴을 형성할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.That is, according to the method of the present invention, it is possible to form patterns of various sizes and depths from tens of nanometers to thousands of nanometers inexpensively, easily, and reproducibly, compared to conventional nano-patterning techniques such as electron beam lithography. Was completed.

따라서, 본 발명은 기판의 종류에 관계없이 적용 가능하며 산업적으로 유용한 다양한 정보-전자 장치에 적용할 수 있는 아조벤젠기 함유 화합물을 이용하여 제조한 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크 및 이를 이용한 나노 패터닝 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention provides a metal oxide nanostructure etching mask prepared using an azobenzene group-containing compound applicable to a variety of industrially useful information-electronic devices regardless of the type of substrate and a nano patterning method using the same. Its purpose is to.

본 발명은 기판 상에 아조벤젠기 함유 화합물을 코팅한 후 노광하여 표면요철구조를 형성시키는 단계; 상기 형성된 표면요철구조 상에 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크를 형성하면서 아조벤젠기 함유 화합물을 제거시키는 단계; 상기 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크를 이용하여 기판을 선택적으로 식각하는 단계; 및 상기 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크를 제거시키는 단계를 포함하여 이루 어지는 나노 패터닝 방법을 특징으로 한다.The present invention comprises the steps of coating an azobenzene group-containing compound on a substrate and then exposing to form a surface irregularities structure; Removing an azobenzene group-containing compound while forming a metal oxide nanostructure etching mask on the formed surface uneven structure; Selectively etching the substrate using the metal oxide nanostructure etching mask; And removing the metal oxide nanostructure etching mask.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 아조벤젠기 함유 화합물의 광물리적 물질이동 원리에 의해 형성된 표면요철구조(Surface relief gratings, SRGs)를 이용하여 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크를 제조하고 이를 이용하여 패터닝함으로써 기존의 광 리소그래피 기술의 한계인 1 마이크로미터 이하 크기의 패터닝이 가능하여 수십 나노미터부터 수천 나노미터까지 다양한 크기의 나노 패터닝을, 기존의 전자 빔 리소그래피나 레이저를 이용한 나노 패터닝 등의 방법과는 달리 정교한 조절 없이 간단한 화학적 방법에 의해 선형적인 나노 와이어 또는 이차원적인 곡면 등의 다양한 형태의 에칭 마스크를 재현성 있도록 저렴하게 제조할 수 있어 산업적으로 유용한 대면적의 정보-전자 장치에 적용될 수 있는 개선된 나노 패터닝 방법에 관한 것이다. The present invention provides a metal oxide nanostructure etching mask using surface relief gratings (SRGs) formed by the photophysical mass transfer principle of an azobenzene group-containing compound, and patterned using the same, thereby limiting existing optical lithography techniques. Patterning of less than 1 micrometer in size allows nano-patterning of various sizes ranging from tens of nanometers to thousands of nanometers. Unlike conventional methods such as electron beam lithography or laser-patterned nano-patterning, it can be applied to simple chemical methods without sophisticated control. The present invention relates to an improved nanopatterning method that can be manufactured at low cost so as to reproducibly produce various types of etching masks such as linear nanowires or two-dimensional curved surfaces.

이하 본 발명을 단계별로 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail step by step.

첫 번째로, 기판 상에 아조벤젠기 함유 화합물을 코팅한 후 노광하여 표면요철구조를 형성시키는 단계이다.First, after coating the azobenzene group-containing compound on the substrate and exposed to form a surface uneven structure.

본 발명은 상기한 기판의 선택에 제한이 없이 수행될 수 있는 방법이며, 본 발명의 실시예에서는 상기한 기판으로서 투명전극인 인듐이 도핑된 주석 산화물(Indium-doped SnO2, ITO)과 역시 투명전극인 불소가 도핑된 주석 산화물(Fluorine-doped SnO2, FTO)를 사용하고 있으나, 이외에도 산화물을 비롯한 다양한 무기 기판에 적용될 수 있다.The present invention is a method that can be carried out without limitation to the selection of the substrate, in the embodiment of the present invention, as the substrate, indium-doped tin oxide (Indium-doped SnO 2 , ITO) and also transparent Fluorine-doped tin oxide (Fluorine-doped SnO 2 , FTO) is used, but it can be applied to various inorganic substrates including oxide.

먼저, 본 발명에 사용된 아조벤젠기의 특성을 보다 상세하게 기술하면 다음과 같다. 아조벤젠기는 두 개의 벤젠기가 두 개의 질소 원자에 의해 연결된 화학 구조를 가지는 것으로 전자궤도의 측면중첩에 의하여 분자에 전체에 걸친 비국지화(delocalization)된 방향족 화합물질이다. 상기 두 벤젠기를 연결하는 질소 원자에는 각 하나의 비결합 전자쌍이 존재하며 광에너지에 의하여 트랜스 구조와 시스 구조 이성질체 사이에서 광이성화 반응이 일어난다. First, the characteristics of the azobenzene group used in the present invention will be described in more detail as follows. An azobenzene group has a chemical structure in which two benzene groups are connected by two nitrogen atoms, and is an aromatic compound that is delocalized throughout the molecule by side overlap of an electron orbit. Each nitrogen atom connecting the two benzene groups has one unbonded electron pair, and photoisomerization occurs between the trans structure and the cis structure isomer by light energy.

이러한 아조벤젠기를 함유하는 화합물이 선형 편광된 빛에 노광되었을 경우, 입사광선의 선편광방향에 대하여 수직으로 배향하는 특성이 널리 알려져 있다. 이러한 광유도 선형배향 특성을 설명하는 개략도를 첨부도면 도 1에 나타내었다.When the compound containing such an azobenzene group is exposed to linearly polarized light, the property of orienting perpendicularly to the linear polarization direction of incident light is widely known. A schematic diagram illustrating such a light guide linear alignment characteristic is shown in FIG. 1.

상기 아조벤젠기의 광유도 선형배향 특성을 이용한 표면요철구조 형성에 사용된 광학 장치의 개략도를 첨부도면 도 2에 나타내었다. Figure 2 is a schematic view of the optical device used to form the surface irregularities structure using the photo-induced linear alignment characteristics of the azobenzene group.

상기 노광은 λ/2 파동면(wave plate) 광학재료를 사용하여 수행되는 것이 바람직하며, 이러한 λ/2 파동면(wave plate) 광학재료는 p편광 및 선형 편광면을 0 ∼ 90 °범위 내에서 회전시킬 수 있는 특성을 가진 것이면 충분하다.The exposure is preferably performed using a lambda / 2 wave plate optical material, the lambda / 2 wave plate optical material is a p-polarized and linear polarization plane within the range of 0 ~ 90 ° It is enough to have the property to rotate.

상기와 같은 특성을 가진 광학재료를 사용할 경우 표면요철구조를 더욱 효과적으로 형성할 수 있으며, 다양한 간격의 표면요철구조 형성을 통한 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크 간격을 다양하게 조절할 수 있다.When the optical material having the above characteristics is used, the surface irregularities structure can be more effectively formed, and the metal oxide nanostructure etching mask spacing can be variously controlled by forming the surface irregularities structure at various intervals.

이러한 아조벤젠기 함유 화합물로는 분자량이 수천 ∼ 수십만 범위인 것을 사용할 수 있는데, 분자량이 클수록 노광에 대한 광물리적 거동이 느리게 나타난다. 따라서 분자량을 적절히 선택하여 사용하는 것이 바람직하다. 구체적 으로 사슬의 얽힘이 적은 특성을 가지는 유기 유리(oganic glass)를 사용할 경우 노광되는 빛에 대한 광물리적 거동이 빠르게 나타나므로 요철구조의 형성 및 제거가 단시간에 이루어 질 수 있다는 장점이 있다. As the azobenzene group-containing compound, those having molecular weights ranging from thousands to hundreds of thousands can be used, but the higher the molecular weight, the slower the photophysical behavior with respect to exposure. Therefore, it is preferable to select and use molecular weight suitably. Specifically, when the organic glass (oganic glass) having a characteristic of less chain entanglement is used, the photophysical behavior with respect to the exposed light appears quickly, so that the formation and removal of the uneven structure may be performed in a short time.

일반적으로 광원으로는 아르곤 레이저의 488 나노미터 레이저 광선을 사용하며, 선형으로 편광되어 나오는 광선은 λ/2 파동면을 통과하면서 p편광상태가 되고 공간 필터와 렌즈를 통과하여 샘플에 노광이 된다. 이때 평행 광선 중 반은 직접 샘플에 노광이 되며 나머지는 알루미늄이 코팅된 거울면에서 반사된다. In general, a 488 nanometer laser beam of an argon laser is used as a light source, and the linearly polarized light passes through a λ / 2 wave plane and becomes p-polarized, and passes through a spatial filter and a lens to be exposed to a sample. Half of the parallel rays are then directly exposed to the sample and the other is reflected off the mirror-coated mirror surface.

이러한 노광은 상기 아조벤젠기 함유 화합물이 도포된 기판을 회전시키면서 반복적으로 수행할 경우 2차원 표면요철구조를 형성시킬 수 있게 되어 2차원의 금속 산화물 에칭 마스크를 제조할 수 있게 된다.Such exposure may form a two-dimensional surface uneven structure when repeatedly performed while rotating the substrate coated with the azobenzene group-containing compound, thereby manufacturing a two-dimensional metal oxide etching mask.

두 번째로, 상기 형성된 표면요철구조 상에 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크를 형성하면서 아조벤젠기 함유 화합물을 제거시키는 단계이다.Secondly, the azobenzene group-containing compound is removed while the metal oxide nanostructure etching mask is formed on the surface irregularities.

상기 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크 형성은 금속 산화물 유도체 용액을 사용하여 수행되는데, 이러한 금속 산화물은 졸-겔(sol-gel)공정이 적용 가능한 특성을 가진 것을 사용한다. 이때, 상기한 특성을 발현하지 않을 경우 금속 산화물 에칭 마스크를 형성함에 있어 복잡한 공정을 거쳐야 한다는 문제점이 있다. 이러한 금속 산화물을 구성하는 금속은 티타늄, 아연, 니오븀, 니켈, 주석 및 텅스텐 등이 있을 수 있으며, 구체적으로 예를 들면, 본 발명에서 사용할 수 있는 금속 산화물의 유도체는 금속 산화물의 알콕사이드, 니트레이트, 클로라이드 및 아세테이트 등의 전구체 중에서 선택된 것이 있다.The metal oxide nanostructure etching mask is formed using a metal oxide derivative solution, and the metal oxide may be one having a property to which a sol-gel process is applicable. In this case, when the above characteristics are not expressed, there is a problem that a complicated process is required in forming the metal oxide etching mask. The metal constituting the metal oxide may be titanium, zinc, niobium, nickel, tin and tungsten, and the like. Specifically, for example, derivatives of metal oxides that may be used in the present invention include alkoxides, nitrates, There are selected from precursors such as chloride and acetate.

상기한 금속 산화물 유도체는 용매와 1 : 10 ∼ 200 부피비로 구성되는 것을 사용하는 것이 좋다. 상기 용매로는 가수분해에 따른 금속 산화물 형성 속도를 감소시킬 수 있는 특성을 지닌 용매를 사용할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면, 알콜 계통의 유기용매나 강산의 물 또는 그들의 적절한 조합 등을 사용할 수 있다.It is preferable to use the above-mentioned metal oxide derivative which consists of a solvent and a volume ratio of 1: 10-200. As the solvent, a solvent having a property capable of reducing the metal oxide formation rate due to hydrolysis may be used. Specifically, for example, an alcohol-based organic solvent or strong acid water or a suitable combination thereof may be used. .

이때, 용액중 금속 산화물 유도체의 함량이 증가할수록 패턴 간격이 넓게 형성되는데, 금속 산화물 유도체드의 함량이 상기 범위 미만이면 나노 구조체 에칭마스크의 두께가 두꺼워져 최종 마스크의 제거 공정에 있어 문제점이 있을 수 있고, 상기 범위를 초과하면 균일한 나노 구조체 에칭 마스크의 제작이 힘들므로 용도에 따라 그 농도를 적절하게 조절하도록 한다.At this time, as the content of the metal oxide derivative in the solution is increased, the pattern interval is formed wide. If the content of the metal oxide derivative is less than the above range, the thickness of the nano-structure etching mask is thick, there may be a problem in the process of removing the final mask. If it exceeds the above range, it is difficult to manufacture a uniform nano-structured etching mask to properly adjust the concentration according to the use.

추가적으로, 상기 금속 산화물 유도체 용액에 염산을 2 ∼ 10 부피% 포함시킬 경우 금속 산화물 유도체의 가수분해에 따른 금속 산화물 형성의 속도를 정교하게 조절할 수 있어 다양한 넓이와 두께의 나노 구조체 에칭 마스크 제작이 가능하며, 2차원의 표면요철구조를 이용하는 경우 다양한 형태의 금속 산화물 나노구조를 가지는 에칭 마스크를 제작 및 나노 패터닝에 적용할 수 있다. In addition, when 2 to 10% by volume of hydrochloric acid is included in the metal oxide derivative solution, it is possible to precisely control the rate of metal oxide formation due to the hydrolysis of the metal oxide derivative, thereby making nanostructure etching masks of various widths and thicknesses. In the case of using a two-dimensional surface asperity structure, an etching mask having various types of metal oxide nanostructures may be applied to fabrication and nanopatterning.

이렇게 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크를 형성시킨 후 다단계에 걸친 열처리를 수행하여 아조벤젠기 함유 화합물을 제거하도록 하는데, 상기 열처리는 상온(25 ℃) ∼ 425 ℃ 범위의 온도에서 단계적으로 수행하는 것이 좋다. 바람직하기로는 상온 ∼ 100 ℃ 까지 20 분 ∼ 1시간 동안 승온 시킨 후 30분 ∼ 2시간 정도 유지, 100 ∼ 350 ℃ 까지 3 ∼ 5 시간 동안 천천히 승온 시킨 후 2 ∼ 8 시간 동안 유지, 그리고, 350 ∼ 425 ℃까지 40분 ∼ 2 시간 동안 승온 시킨 후 1시 간 ∼ 3시간 정도 유지 시켜 주는 것이 좋다After forming the metal oxide nano-structure etching mask to perform a multi-step heat treatment to remove the azobenzene group-containing compound, the heat treatment is preferably carried out stepwise at a temperature in the range of room temperature (25 ℃) ~ 425 ℃. Preferably, the temperature is raised to room temperature to 100 ° C. for 20 minutes to 1 hour, and then maintained for 30 minutes to 2 hours, the temperature is slowly increased to 100 to 350 ° C. for 3 to 5 hours, and then maintained for 2 to 8 hours. It is good to keep it for 1 hour to 3 hours after raising the temperature to 425 ℃ for 40 minutes to 2 hours.

이는 아조벤젠기 함유 화합물의 제거시 발생할 수 있는 금속 산화물 에칭 마스크의 결함을 방지하고자 하는 목적이며 승온속도를 늦추어 총 열처리 시간은 12시간 정도가 적당하다. 상기한 열처리가 끝나면 아조벤젠기 함유 화합물이 도포된 기판 상에는 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크만 남게 된다.This is to prevent defects of the metal oxide etching mask that may occur when the azobenzene group-containing compound is removed, and a total heat treatment time of about 12 hours is appropriate by slowing down the temperature increase rate. After the heat treatment is completed, only the metal oxide nanostructure etching mask remains on the azobenzene group-containing compound-coated substrate.

상기와 같은 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크의 제조 단계를 반복적으로 수행할 경우 2차원적 패턴 형성이 가능하게 된다. When the manufacturing step of the metal oxide nanostructure etching mask as described above is repeatedly performed, it becomes possible to form a two-dimensional pattern.

또한 아조벤젠기에 표면요철구조를 형성시키는 과정에서, 시료를 회전시켜 반복적으로 노광시킬 경우, 특수한 형태의 2차원 요철구조가 만들어져 결과적으로 선형의 나노 와이어 또는 다양한 2차원 형태의 금속 산화물 나노 구조를 가지는 에칭 마스크의 제작 및 이를 이용한 패터닝이 가능하다. Also, in the process of forming the surface uneven structure in the azobenzene group, when the sample is repeatedly exposed by rotating the sample, a special shape of the two-dimensional uneven structure is formed, and as a result, an etching having a linear nano wire or various two-dimensional metal oxide nano structures is performed. Fabrication of masks and patterning using the same is possible.

세 번째로, 상기 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크를 이용하여 기판을 선택적으로 식각하는 단계이다.Thirdly, the substrate is selectively etched using the metal oxide nanostructure etching mask.

상기한 식각은 습식식각, 건식식각 등의 다양한 방법으로 수행될 수 있으며, 건식식각 공정을 채택할 경우 보다 바람직하다. 상기한 식각방법으로는 구체적으로 유도결합플라즈마(Inductively coupled plasma, ICP) 식각법, 반응이온식각법(Reactive ion etching, RIE) 등을 사용할 수 있다. The etching may be performed by various methods such as wet etching and dry etching, and is more preferable when the dry etching process is adopted. Specifically, the etching method may include inductively coupled plasma (ICP) etching, reactive ion etching (RIE), or the like.

상기 기판의 식각시 할로겐 기체, 메탄 기체, 수소 기체, 사플루오로화 메탄 기체 등 중에서 선택된 기체 혼합물을 반응기체로 사용하여 수행할 경우 보다 바람직하며, 상기 기체의 혼합 조건은 필요에 따라 적절히 조절하도록 한다. 상기 식각공정에 있어서, 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크에 대해 선택적으로 기판만 식각 가능한 조건을 사용함으로써 식각될 수 있는 깊이의 조절에 있어 제한이 없어진다. It is more preferable when the gas mixture selected from halogen gas, methane gas, hydrogen gas, methane tetrafluoride gas and the like is used as a reactant when etching the substrate, and the mixing conditions of the gas may be appropriately adjusted as necessary. do. In the above etching process, there is no limitation in controlling the depth that can be etched by using a condition that can selectively etch only the substrate with respect to the metal oxide nanostructure etching mask.

네 번째로, 상기한 선택적 식각 이후 최족적으로 남아있는 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크를 제거시키는 단계이다.Fourthly, the metal oxide nanostructure etching mask remaining after the selective etching is removed.

이 경우에도 선택적으로 금속 산화물 에칭 마스크만을 제거할 수 있는 반응기체의 선택 및 조건을 결정하는 것이 중요하며 이미 식각된 기판에는 영향을 미치지 않고 선택적으로 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크만을 완전히 제거하도록 한다.In this case also, it is important to determine the selection and conditions of the reactor that can selectively remove only the metal oxide etch mask, and selectively remove only the metal oxide nanostructure etch mask without affecting the already etched substrate.

상기한 방법에 의하여 기존의 광리소그래피에 의할 경우 1 ㎛ 이하의 패턴 형성이 불가능했던 문제점을 해결하여 수십 ∼ 수천 나노미터 크기의 패턴이 형성된 금속 산화물 에칭 마스크를 얻을 수 있으며, 또한 이렇게 얻어진 금속 산화물 에칭 마스크를 이용하여 수십 ∼ 수천 나노미터 크기의 패턴이 형성된 기판을 얻을 수 있다.By the above-mentioned method, the problem of impossible to form patterns of 1 μm or less by conventional photolithography can be solved, thereby obtaining a metal oxide etching mask having a pattern of several tens to thousands of nanometers. Using an etching mask, a substrate having a pattern of several tens to thousands of nanometers in size can be obtained.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 구체적으로 설명하겠는바, 다음 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the following Examples.

실시예 1 : 타이타니아 나노와이어 에칭 마스크를 이용한 인듐이 도핑된 주석 산화물(Indium-doped SnOExample 1 Indium-doped Tin Oxide Using a Titania Nanowire Etch Mask 22 , ITO)의 나노 패터닝, ITO) Nano Patterning

아조벤젠기 함유 화합물로서 PDO3(Poly(disperse orange 3, 첨부도면 도 3 참조)를 사용하였으며, 첨부도면 도 4에 나타낸 방법에 의하여 당업계에서 가장 널리 사용되는 투명전극인 인듐이 도핑된 주석 산화물(Indium-doped SnO2, ITO)을 패터닝 하였다. PDO3 (Poly (disperse orange 3, see FIG. 3) was used as the azobenzene group-containing compound, and indium-doped tin oxide (Indium), which is the most widely used transparent electrode in the art, was shown by the method shown in FIG. -doped SnO 2 , ITO) was patterned.

먼저, PDO3를 싸이클로 헥사논에 녹여 준비한 용액을 스핀코팅하여 500 나노미터의 두께로 증착시키고, 남아있는 유기용매를 제거하기 위해 100 ℃의 진공 오븐에서 건조시켜 PDO3 필름을 형성시켰다.First, a solution prepared by dissolving PDO3 in hexanon with a cycle was spin-coated and deposited to a thickness of 500 nanometers, and dried in a vacuum oven at 100 ° C. to remove the remaining organic solvent to form a PDO3 film.

상기 PDO3 필름에 첨부도면 도 2에 나타낸 구조를 가지는 광학장치를 이용하여 488 나노미터의 아르곤 레이저로 1시간 노광시켜 표면요철구조를 형성시켰다. 상기 표면요철구조 상에 티타늄 이소프로폭사이드, 이소프로판올과 염산을 1:40:4의 부피비율로 제작한 용액을 스핀코팅 한 후 상온 ∼ 100 ℃ 까지 30분 동안 승온 시킨 후 1시간 정도 유지, 100 ∼ 350 ℃ 까지 3 동안 천천히 승온 시킨 후 5 시간 동안 유지, 그리고, 350 ∼ 425 ℃까지 30분 동안 승온 시킨 후 2간 유지시켜 주었다. 상기 열처리를 통하여 PDO3를 완전히 제거하고 타이타니아 나노와이어 에칭 마스크만 ITO 위에 잔류시켰다.The PDO3 film was exposed to light for 1 hour with an argon laser of 488 nanometers using an optical device having a structure shown in FIG. 2 to form a surface asperity structure. Titanium isopropoxide, isopropanol and hydrochloric acid on the surface concave-convex structure and spin-coated a solution produced in a volume ratio of 1: 40: 4, and then heated to room temperature to 100 ℃ for 30 minutes and maintained for about 1 hour, 100 After slowly raising the temperature to ˜350 ° C. for 3 hours, the mixture was maintained for 5 hours, and heated to 350 ° to 425 ° C. for 30 minutes, and held for 2 hours. Through the heat treatment, PDO3 was completely removed and only the Titania nanowire etch mask remained on ITO.

상기 ITO 상에 잔류된 타이타니아 나노와이어를 에칭 마스크로 사용하여 습식 식각 시 발생할 수 있는 ITO의 잔존이나 옆벽의 추가적인 식각을 막기 위해 건식 식각 공정의 하나인 유도결합플라즈마(Inductively coupled plasma, ICP)를 이용하여 기판을 선택적으로 식각하고, 잔존한 타이타니아 나노와이어 에칭 마스크는 반응이온식각(Reactive ion etching, RIE)에 의해 제거시켰다. 이때, ITO는 1000 W로 2 분간 식각시켰고, 반응 기체로는 아르곤(Ar)기체와 메탄(CH4)기체를 9:1 부피비로 혼합하여 사용하였다. 타이타니아 나노와이어 에칭 마스크는 200 W로 20분간 식각시켰고, 반응기체로는 사플루오르화메탄(CF4)기체가 사용되었다. By using the Titania nanowires remaining on the ITO as an etching mask, an inductively coupled plasma (ICP), which is one of the dry etching processes, is used to prevent residual ITO or additional etching of the side wall that may occur during wet etching. The substrate was selectively etched, and the remaining titania nanowire etching mask was removed by reactive ion etching (RIE). At this time, ITO was etched at 1000 W for 2 minutes, and as a reaction gas, argon (Ar) gas and methane (CH 4 ) gas were mixed and used in a 9: 1 volume ratio. The Titania nanowire etch mask was etched at 200 W for 20 minutes, and methane tetrafluoride (CF4) gas was used as the reactant.

첨부도면 도 5에 의하면 AFM 형상과 깊이 분포를 통해 500 나노미터의 간격과 130 나노미터의 깊이를 가지는 표면요철구조가 형성되었음을 알 수 있으며, 도 6를 통해 타이타니아 나노와이어 에칭 마스크의 넓이가 250 나노미터임을 알 수 있다. Referring to FIG. 5, it can be seen that the surface uneven structure having a gap of 500 nanometers and a depth of 130 nanometers was formed through the AFM shape and the depth distribution. Referring to FIG. 6, the width of the Titania nanowire etching mask was 250 nanometers. It can be seen that the meter.

또한 도 7을 통해 ITO가 100 나노미터 깊이로 패터닝된 것을 알 수가 있다. 도 8과 도 9에는 타이타니아 나노와이어 에칭 마스크 및 패턴된 ITO의 SEM 사진과 EDX 스펙트럼을 각각 나타내었으며, 반응이온식각에 의하여 타이타니아 나노와이어 에칭 마스크가 완전히 제거되었음을 알 수 있다. In addition, it can be seen from FIG. 7 that ITO is patterned to a depth of 100 nanometers. 8 and 9 show SEM pictures and EDX spectra of the titania nanowire etching mask and the patterned ITO, respectively, and it can be seen that the titania nanowire etching mask was completely removed by reactive ion etching.

실시예 2 : 타이타니아 나노와이어 에칭 마스크를 이용한 불소가 도핑된 주석 산화물(Fluorine-doped SnOExample 2 Fluorine-Doped Tin Oxide Using a Titania Nanowire Etch Mask 22 , FTO)의 나노 패터닝, FTO) Nano Patterning

아조벤젠기 함유 화합물로서 PDO3를 사용하였으며, 첨부도면 도 4에 나타낸 방법에 의하여 열적 안정성을 가지는 투명전극인 불소가 도핑된 주석 산화물(Fluorine-doped SnO2, FTO)을 패터닝 하였다.PDO3 was used as the azobenzene group-containing compound, and the fluorine-doped tin oxide (Fluorine-doped SnO 2 , FTO), a transparent electrode having thermal stability, was patterned by the method shown in FIG. 4.

패터닝 공정은 상기 실시예 1에서와 마찬가지로 진행되었으며, FTO와 타이타 니아 나노와이어 에칭 마스크는 단계적으로 유도결합플라즈마(ICP)와 반응이온식각(RIE)법으로 식각되었다. The patterning process was performed in the same manner as in Example 1, and the FTO and titania nanowire etching masks were etched by inductively coupled plasma (ICP) and reactive ion etching (RIE).

상기 FTO는 1000 W로 2분간 식각시켰고 반응기체로는 염소(Cl2)기체, 메탄 (CH4)기체, 수소(H2)기체와 아르곤(Ar)기체를 15:4:4:8로 혼합하여 사용하였다. 타이타니아 나노와이어 에칭 마스크는 200 W로 20분간 식각시켰고 반응기체로는 사플루오르화메탄(CF4)기체가 사용되었다.The FTO was etched at 1000 W for 2 minutes, and the reactant was mixed with chlorine (Cl 2 ) gas, methane (CH 4 ) gas, hydrogen (H 2 ) gas and argon (Ar) gas at 15: 4: 4: 8. Used. The Titania nanowire etch mask was etched at 200 W for 20 minutes and methane tetrafluoride (CF 4 ) gas was used as the reactor.

첨부도면 도 10에 500 나노미터의 간격을 가지는 표면요철구조를 이용하여 제작한 타이타니아 나노 와이어 에칭 마스크와 이를 이용하여 패터닝된 FTO의 표면형상을 SEM 사진으로 각각 나타내었다.In the accompanying drawings, a surface image of a Titania nanowire etching mask fabricated using a surface concave-convex structure having a gap of 500 nanometers and a patterned FTO using the same is shown in SEM images, respectively.

특히, 마스크의 크기를 증가시키기 위해 티타늄 이소프로폭사이드, 이소프로판올, 염산을 1:20:4 의 비율로 용액을 사용하였으며 결과적으로 350 나노미터의 실시예 1에서보다 넓은 마스크를 제작하였다. In particular, a solution of titanium isopropoxide, isopropanol, and hydrochloric acid in a ratio of 1: 20: 4 was used to increase the size of the mask, resulting in a mask wider than that of Example 1 of 350 nanometers.

도 11에 1000 나노미터의 넓은 간격을 가지는 표면요철구조를 이용하여 제작한 타이타니아 나노와이어 에칭 마스크와 이를 이용하여 패터닝된 FTO의 표면형상을 나타낸 SEM 사진을 각각 나타내었다. FIG. 11 shows a SEM image showing the surface shape of a Titania nanowire etching mask fabricated using a surface irregularity structure having a wide interval of 1000 nanometers and a patterned FTO using the same.

상기의 경우, 마스크의 크기는 770 나노미터 정도였고, 각각의 식각된 깊이는 150 나노미터 정도로 일정하였음을 알 수 있다.In this case, the size of the mask was about 770 nanometers, it can be seen that each of the etched depth was constant about 150 nanometers.

실시예 3 : 2차원의 표면요철구조와 반복된 나노와이어 에칭 마스크 제작 공정을 이용한 2차원의 니오븀 산화물 나노 구조체 에칭 마스크의 제작Example 3 Fabrication of Two-Dimensional Niobium Oxide Nanostructure Etch Mask Using Two-Dimensional Surface Unevenness and Repeated Nanowire Etch Mask Fabrication Process

아조벤젠기 함유 화합물로서 PDO3를 사용하였으며, 니오븀 클로라이드를 전구체로 사용하여 첨부도면 도 12와 같은 2차원의 나노 구조체 에칭 마스크를 제작 하였다. PDO3 was used as the azobenzene group-containing compound, and niobium chloride was used as a precursor to prepare a two-dimensional nanostructure etching mask as shown in FIG. 12.

본 실시예의 경우, 2차원의 에칭 마스크 제작을 위해 두 가지 구분된 방법을 사용하였다. 먼저 첨부도면 도 12의 (a)와 같은 형태의 2차원 나노 구조체 에칭 마스크를 제작하기 위해, 아조벤젠기 함유 화합물인 PDO3의 막을 형성시켜 실시예 1,2와 같은 방법으로 노광을 실시하였으며 한번 노광된 시료를 90 °로 회전하여 반복 노광을 실시하였다. In this example, two distinct methods were used to fabricate a two-dimensional etching mask. First, in order to fabricate a two-dimensional nanostructure etching mask having a shape as shown in (a) of FIG. 12, a film of PDO3, an azobenzene group-containing compound, was formed and subjected to exposure in the same manner as in Examples 1 and 2 and The sample was rotated at 90 ° to repeat exposure.

상기의 반복된 노광을 거치면 2차원의 표면 요철구조를 얻을 수 있으며 여기에 니오븀 클로라이드, 에탄올, 염산을 1:20:4의 비율로 스핀코팅하였으며, 상기 실시예 1,2와 같이 단계적으로 열처리 하여 아조벤젠기 함유 화합물인 PDO3를 완전히 제거 하였다. 상기의 공정에 의해 형성된 2차원 마스크에서 구멍의 지름은 120 나노미터이고 구멍간의 간격은 380 나노미터 였으며 에칭 마스크의 두께는 40 나노미터 정도이다. After repeated exposure, two-dimensional surface irregularities can be obtained, and niobium chloride, ethanol, and hydrochloric acid were spin-coated in a ratio of 1: 20: 4, and heat-treated stepwise as in Examples 1 and 2 above. The azobenzene group-containing compound PDO3 was completely removed. In the two-dimensional mask formed by the above process, the hole diameter was 120 nanometers, the gap between the holes was 380 nanometers, and the thickness of the etching mask was about 40 nanometers.

두 번째로, 2차원 나노 구조체 에칭 마스크 제작을 위해 상기 실시예1,2와 같은 공정으로 니오븀 나노 와이어를 제작 한 후, 의도적인 반복 공정을 통해 90 °로 회전된 나노 와이어를 제작함으로써, 첨부도면의 도 12와 같은 그물 형태의 2차원 나노 구조체 에칭 마스크를 제작 할 수 있다. 상기의 니오븀 나노 와어어는 니오븀 클로라이드, 에탄올, 염산을 1:20:4의 비율로 스핀코팅하여 제작하였으며 상기 실시예 1,2와 같이 단계적으로 열처리 하여 아조벤젠기 함유 화합물인 PDO3를 완전히 제거 하였다. 상기의 공정에 의해 형성된 2차원 마스크에서 그물의 크기는 200 × 300 나노미터 정도 이다. Secondly, after fabricating niobium nanowires in the same process as in Example 1 and 2 for fabricating a two-dimensional nanostructure etching mask, and then manufacturing nanowires rotated by 90 ° through an intentional repeating process, It is possible to produce a two-dimensional nanostructure etching mask in the form of a mesh as shown in FIG. The niobium nano wire was prepared by spin coating niobium chloride, ethanol, and hydrochloric acid at a ratio of 1: 20: 4, and thermally removing the azobenzene group-containing compound PDO3 in the same manner as in Examples 1 and 2 above. In the two-dimensional mask formed by the above process, the size of the net is about 200 x 300 nanometers.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 아조벤젠기 함유 화합물의 광물리적 물질이동 원리에 의해 형성되는 표면요철구조(Surface relief gratings, SRGs)를 이용하여 간단한 화학적 방법으로 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크를 제조하고 이를 나노 패터닝에 적용함으로써, 기존의 광 리소그래피 기술의 한계였던 1 마이크로미터 이하의 크기로 패터닝이 불가능했던 문제점을 해결하여, 수십 나노미터부터 수천 나노미터까지 다양한 크기로의 패터닝이 용이하고 재현성 있게 또한 대면적에 적용될 수 있도록 하였다. As described above, according to the present invention, a metal oxide nanostructure etching mask is manufactured by a simple chemical method using surface relief gratings (SRGs) formed by the photophysical mass transfer principle of an azobenzene group-containing compound. Application to nano patterning solves the problem that patterning was not possible with sub-micron size, which was the limitation of conventional optical lithography technology, and it is easy and reproducible to patterning in various sizes from tens of nanometers to thousands of nanometers. It can be applied to the area.

특히, 본 발명의 에칭 마스크 형성 공정은 적용되는 기판에 제약이 없으며 선형의 나노 와이어 또는 2차원 요철구조를 이용하여 다양한 형태의 금속 산화물 나노 구조를 나타내는 에칭 마스크의 제작과 패터닝이 가능하므로 산업적으로 유용한 정보-전자 장치에 적용될 경우, 성능의 향상 및 생산비용의 절감을 기대할 수 있다.In particular, the etching mask forming process of the present invention is not limited to the substrate to be applied, and it is possible to manufacture and pattern etching masks representing various types of metal oxide nanostructures using linear nanowires or two-dimensional uneven structures, which are industrially useful. When applied to information-electronic devices, it is possible to improve performance and reduce production costs.

Claims (14)

기판 상에 아조벤젠기 함유 화합물을 코팅한 후 노광하여 표면요철구조를 형성시키는 단계; Coating and then exposing the azobenzene group-containing compound on the substrate to form a surface irregularity structure; 상기 형성된 표면요철구조 상에 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크를 형성하면서 아조벤젠기 함유 화합물을 제거시키는 단계; Removing an azobenzene group-containing compound while forming a metal oxide nanostructure etching mask on the formed surface uneven structure; 상기 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크를 이용하여 기판을 선택적으로 식각하는 단계; 및 Selectively etching the substrate using the metal oxide nanostructure etching mask; And 상기 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크를 제거시키는 단계Removing the metal oxide nanostructure etch mask 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노 패터닝 방법.Nano patterning method comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 아조벤젠기 함유 화합물은 분자량 수천 ∼ 수십만 범위의 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 나노 패터닝 방법.The nano-patterning method according to claim 1, wherein the azobenzene group-containing compound uses a molecular weight ranging from thousands to hundreds of thousands. 제 1 항에 있어서, 상기 노광은 λ/2 파동면(wave plate) 광학재료를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 나노 패터닝 방법.The method of claim 1, wherein the exposure is performed using a lambda / 2 wave plate optical material. 제 3 항에 있어서, 상기 λ/2 파동면(wave plate) 광학재료는 p편광 및 선형 편광면을 0 ∼ 90 °범위 내에서 회전시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 나노 패터닝 방법.The nanopatterning method of claim 3, wherein the λ / 2 wave plate optical material is capable of rotating the p-polarized light and the linear polarized light within a range of 0 ° to 90 °. 제 1 항에 있어서, 상기 노광은 아조벤젠기 함유 화합물이 도포된 기판을 회전시키면서 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 나노 패터닝 방법.The nano-patterning method of claim 1, wherein the exposure is repeatedly performed while rotating the substrate coated with the azobenzene group-containing compound. 제 1 항에 있어서, 상기 아조벤젠기 함유 화합물의 제거는 상온 ∼ 425 ℃에서 열처리로 수행되는 것을 특징으로 하는 나노 패터닝 방법.The nano-patterning method of claim 1, wherein the azobenzene group-containing compound is removed by heat treatment at room temperature to 425 ° C. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 산화물은 화학적 졸-겔(sol-gel) 공정이 적용가능한 것을 특징으로 하는 나노 패터닝 방법.The nano patterning method of claim 1, wherein the metal oxide is applicable to a chemical sol-gel process. 제 7 항에 있어서, 상기 금속은 티타늄, 아연, 니오븀, 주석, 니켈 및 텅스텐 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 나노 패터닝 방법.8. The method of claim 7, wherein the metal is selected from titanium, zinc, niobium, tin, nickel and tungsten. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 산화물 나노 구조체 에칭 마스크의 형성은 금속 산화물 유도체 용액으로 수행되는 것을 특징으로 하는 나노 패터닝 방법.The method of claim 1, wherein the forming of the metal oxide nanostructure etching mask is performed with a metal oxide derivative solution. 제 9 항에 있어서, 상기 금속 산화물 유도체는 금속 산화물의 알콕사이드, 니트레이트, 클로라이드 및 아세테이트 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 나노 패터닝 방법.10. The method of claim 9, wherein the metal oxide derivative is selected from alkoxides, nitrates, chlorides and acetates of metal oxides. 제 9 항에 있어서, 상기 금속 산화물 유도체는 용매와 1 : 10 ∼ 200의 부피비로 구성되는 것을 특징으로 하는 나노 패터닝 방법.10. The method of claim 9, wherein the metal oxide derivative is a nano patterning method, characterized in that consisting of a solvent and a volume ratio of 1: 10 to 200. 제 9 항에 있어서, 상기 금속 산화물 유도체 용액은 염산을 2 ∼ 10 부피% 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 패터닝 방법.The method of claim 9, wherein the metal oxide derivative solution comprises 2 to 10% by volume of hydrochloric acid. 제 1 항에 있어서, 상기 나노 구조체 에칭 마스크 형성이 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 나노 패터닝 방법.The method of claim 1, wherein forming the nanostructure etch mask is performed repeatedly. 제 1 항에 있어서, 상기 에칭 마스크를 이용한 기판의 선택적인 식각은 아르곤 기체, 메탄 기체, 수소 기체 및 사플루오로화 메탄 기체 중에서 선택된 기체 혼합물을 반응기체로 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 나노 패터닝 방법.The nano-patterning of claim 1, wherein the selective etching of the substrate using the etching mask is performed using a gas mixture selected from argon gas, methane gas, hydrogen gas and methane tetrafluoride gas as a reactant. Way.
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