KR100620384B1 - 기판제조방법 - Google Patents

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KR100620384B1
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이문구
이석원
조성훈
김정길
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Abstract

본 발명은, 기판에 패턴을 형성하는 기판제조방법에 관한 것으로서, 상기 기판 표면에 레지스트를 도포하는 단계와; 소정의 음각패턴이 형성된 스탬프를 상기 기판의 레지스트에 가압하여 각인하는 단계와; 상기 레지스트를 경화하는 단계와; 상기 스탬프를 상기 기판의 레지스트로부터 분리하는 단계와; 상기 기판에 상기 스탬프에 의해 형성된 각인부에 액상으로 마련되며 전도성이 있는 경화제를 도포하는 단계와; 상기 경화제를 경화하는 단계와; 경화된 상기 경화제가 패턴을 형성하도록 상기 레지스트를 에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 복잡한 형상의 미세패턴이 비교적 간단하며 용이하게 형성될 수 있는 기판제조방법이 제공된다.

Description

기판제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING BOARD}
도 1은 본 발명에 따른 패턴형성과정의 제1실시예를 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 패턴형성과정의 제1실시예를 나타낸 흐름도,
도 3는 본 발명에 따른 패턴형성과정의 제2실시예를 나타낸 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 패턴형성과정의 제2실시예를 나타낸 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 기판제조방법
100 : 기판 110 : 스탬프
111 : 이형제
120 : 레지스트 121 : 친수성물질
123 : 소수성물질
130 : 자외선 140 : 경화제
151 : 각인부
본 발명은, 기판제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복잡한 형상의 미세패턴을 형성할 수 있는 기판제조방법에 관한 것이다.
최근에 전자제품들은 기능이 점차 다양해지며 경량화 되고 있으며, 이에 따라 전자부품들도 다양한 기능을 하면서도 소형화하는 경향이 있다. 인쇄회로기판(PCB ; Printed Circuit Board)과 같은 기판은 디지털 TV, 컴퓨터 등의 가전제품의 부품으로 다양하게 사용되고 있다. 이러한 기판도 다기능 및 소형화의 요구에 부응하여 보다 고밀도화 된 패턴을 형성하는 방법을 개발하고 있다. 나노임프린트 리소그래피(Nanoimprint Lithography)공정은 그 중 하나로 스탬프에 나노구조물을 형성하여 여러 단계를 거쳐 기판 등에 미세한 패턴을 형성한다.
이러한 나노임프린트 라소그패피공정에 관한 것이 한국 특허공개공보 제2004-84325(2004.10.06)호에 개시되어 있다. 이 공지기술은 양각의 요소스탬프에 그루브(groove)홈을 형성하여 스탬프의 나노구조물에 레지스트가 완전히 충전되도록 하고 있다.
그런데, 종래기술은 패턴의 상부에 구면렌즈와 같은 복잡한 형상을 만드는 것이 어렵고 복잡한 공정을 거쳐야 하는 문제점이 있다. 또한, 종래기술은 수 나노미터의 금속배선과 같은 패턴을 형성하는데 금속코팅을 다시 하는 공정을 거쳐야 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 복잡한 형상의 미세패턴이 비교적 간단하며 용이하게 형성될 수 있는 기판제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판에 패턴을 형성하는 기판제조방법에 있어서, 상기 기판 표면에 레지스트를 도포하는 단계와; 소정의 음각패턴이 형성된 스탬프를 상기 기판의 레지스트에 가압하여 각인하는 단계와; 상기 레지스트를 경화하는 단계와; 상기 스탬프를 상기 기판의 레지스트로부터 분리하는 단계와; 상기 기판에 상기 스탬프에 의해 형성된 각인부에 액상으로 마련되며 전도성이 있는 경화제를 도포하는 단계와; 상기 경화제를 경화하는 단계와; 경화된 상기 경화제가 패턴을 형성하도록 상기 레지스트를 에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판제조방법에 의하여 달성된다.
여기서, 상기 레지스트도포단계는, 상기 기판의 표면에 친수성물질을 도포하는 단계와; 상기 친수성물질의 표면에 소수성물질을 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 각인단계는, 상기 스탬프가 소수성물질을 각인하는 것을 포함한다.
또한, 상기 경화제는 금속용액 및 비금속 용액을 혼합한 것을 포함한다.
그리고, 상기 레지스트도포단계는, 상기 스탬프의 표면에 소수성물질을 도포하는 스탬프도포단계와; 상기 기판의 표면에 친수성물질을 도포하는 기판도포단계를 포함하며, 상기 각인단계는, 상기 친수성물질과 상기 소수성물질이 결합되며 상기 스탬프를 상기 기판에 가압하여 각인하는 것을 포함한다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예인 패턴형성방법에 대 하여 설명한다.
여러 실시예에 있어서 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였으며, 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다.
본 발명에 따른 기판제조방법(10)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(100) 표면에 레지스트(120)를 도포하는 레지스트도포단계(S10)와; 음각패턴이 형성된 스탬프(110)를 기판(100)의 레지스트(120)에 가압하여 각인하는 각인단계(S15)와; 레지스트(120)를 경화하는 레지스트경화단계(S17)와; 스탬프(110)를 기판(100)의 레지스트(120)로부터 분리하는 분리단계(S19)와; 기판(100)에 스탬프(110)에 의해 형성된 각인부(151)에 전도성이 있는 경화제(140)를 도포하는 경화제도포단계(S21)와; 경화제(140)를 경화하는 경화제경화단계(S23)와; 경화된 상기 경화제가 패턴을 형성하도록 레지스트(120)를 에칭하는 에칭단계(S25)를 포함하고 있다.
레지스트도포단계(S10)는, 기판(100) 표면에 레지스트(120)를 도포하며, 도 1의 10b에 도시된 바와 같이 기판(100)의 표면에 친수성물질(121)을 도포하는 친수성물질도포단계(S11)와, 도 1의 10c에 도시된 바와 같이 친수성물질(121)의 표면에 소수성물질(123)을 도포하는 소수성물질도포단계(S13)가 마련되어 있다. 레지스트(120)에는 스탬프(110)에 형성된 음각패턴이 각인되어 소정의 형상이 형성된다.
기판(100)은 형성된 패턴을 지지할 수 있으며, 유리를 포함할 수 있다. 기판(100)은 필요에 따라 PCB기판에 사용되는 백크라이트와 같은 재질도 포함될 수 있음은 물론이다.
레지스트(120)는 기판(100)의 표면에 도포되며, 스탬프(110)의 음각패턴이 각인된다. 레지스트(120)는 스탬프(110)가 가압된 상태에서 자외선 등에 의해 경화될 수 있다. 레지스트(120)는 본 발명의 실시예로 친수성물질(121)과 소수성물질(123)이 채용되어 있다.
친수성물질(121)은 기판(100)의 표면에 도포된다. 친수성물질(121)은 기판(100)의 표면과 결합하며 후술할 경화제(140)와 결합력이 강하다.
소수성물질(123)은 친수성물질(121)의 표면에 도포된다. 소수성물질(123)은 후술할 경화제(140)와의 결합력이 약하다. 이에, 후술할 경화제(140)는 액상으로 마련되어 표면장력에 의해 경화제(140)의 표면이 볼록하거나 오목한 형상으로 형성될 수 있다.
친수성 및 소수성물질(121,123)의 도포방법은 표면 전체에 균일한 두께로 도포하는 스핀방식과 같은 공지의 방법을 포함할 수 있다.
각인단계(S15)는, 도 1의 10d에 도시된 바와 같이, 소정의 음각패턴이 형성된 스탬프(110)를 기판(100)의 레지스트(120)에 가압하여 각인한다. 각인단계(S15)에서는 스탬프(110)가 소수성물질(123)을 각인할 수 있다.
스탬프(110)는 나노구조물과 같은 소정의 음각패턴이 형성되며, 필요에 따라 각인된 후 경화된 레지스트(120)와 분리를 용이하게 할 수 있도록 도 1의 10a에 도시된 바와 같이 음각패턴의 표면에 이형제(111)를 도포할 수 있다. 스탬프(110)는 자외선의 투과가 될 수 있는 수정, 유리 등과 같은 공지된 재료를 선택적으로 채용할 수 있음은 물론이다.
레지스트경화단계(S17)는, 도 1의 10d에 도시된 바와 같이, 스탬프(110)가 레지스트(120)에 각인된 상태에서 자외선(130)을 투과하거나 가열하는 것과 같은 공지의 방법으로 레지스트(120)를 경화한다.
분리단계(S19)는, 도 1의 10e에 도시된 바와 같이, 스탬프(110)를 기판(100)의 레지스트(120)로부터 분리한다. 이에, 스탬프(110)가 레지스트(120)로부터 용이하게 분리될 수 있으며, 분리 후에 레지스트(120)의 형상이 떨어져나가는 것과 같은 문제를 방지할 수 있다. 이형제(111)가 스탬프(110)의 표면에너지를 낮게 하기 때문이다. 레지스트(120)에는 스탬프(110)가 레지스트(120)로부터 분리되면 함몰형성된 음각의 각인부(151)가 형성된다.
또한, 각인단계(S15) 이후에 소수성물질(123)의 소정의 두께를 초과하는 경우에 소수성물질(123)의 두께를 조절하기 위하여 소수성물질을 에칭하는 과정을 포함할 수 있다.
경화제도포단계(S21)는, 도 1의 10f에 도시된 바와 같이, 레지스트(120)에 형성된 각인부(151)에 경화제(140)를 도포하는 단계이다. 경화제도포는 용액으로 마련되어 각인부(151)에 경화제(140)를 도포함으로서 이루어진다.
경화제(140)는 금속용액 및 비금속용액 중 적어도 하나를 포함한다. 경화제(140)는 금속용액 및 비금속용액을 혼합할 수 있다. 금속용액은 전도성이 있다. 경화제(140)는 후술할 자외선(130)에 의해 경화될 수 있음은 물론이다. 이에, 경화제(140)는 후술할 에칭단계(S25)를 거쳐 사용되는 패턴의 용도에 따라 금속용액 및 비금속용액 중 어느 하나 이상을 선택적으로 채용할 수 있다. 예를 들면, 패턴이 금속배선으로 사용되는 경우에는 경화제(140)를 금속용액이나 금속용액이 혼합된 용액을 사용하여 전도성을 갖도록 할 수 있다. 경화제(140)는 용액으로 각인부(151)를 형성하는 친수성물질(121)과 소수성물질(123)과 접촉된다. 이에, 경화제(140)는 하부에 접촉된 친수성물질(121)과의 결합력이 측면에 접촉된 소수성물질(123)과의 결합력보다 강하다. 따라서, 경화제(140)는 용액인 상태에서 각인부(151)에 도포되어 볼록하거나 오목한 형상으로 상부의 표면이 형성될 수 있다. 이에, 패턴의 상측에 볼록하거나 오목한 형상이 간단하게 형성될 수 있다. 이러한 형상은 CIS(CMOS Image Sensor), 마이크로 렌즈 어레이(Micro Lens Array) 및 LCD의 광의 반사와 같은 다양한 용도로 채용될 수 있음은 물론이다.
경화제경화단계(S23)는, 도 1의 10g에 도시된 바와 같이, 경화제(140)가 경화되도록 자외선(130)를 투과한다.
에칭단계(S25)는, 도 1의 10h에 도시된 바와 같이, 경화제(140)가 패턴을 형성하도록 레지스트(120)를 에칭한다. 에칭에 의하여 경화제(140)와 결합되지 않은 레지스트(120)는 제거된다. 에칭방법에는 Cl₂가스를 이용하는 건식에칭과 같은 공지의 방법을 선택적으로 채용할 수 있음은 물론이다.
그리고, 본 발명에 따른 기판제조방법(10)은 에칭단계(S25) 이후에 필요에 따라 완성된 패턴을 갖는 기판(100)을 세정하는 세정단계(미도시)를 포함할 수 있음은 물론이다.
이와 같이 본 발명에 따른 기판제조방법(10)의 제1실시예에 따른 패턴형성과정의 흐름도는 도 2에 도시된 바와 같다.
이러한 구성에 의해, 본 발명에 따른 기판제조방법(10)의 패턴형성과정을 도 1 및 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 1의 10b에 도시된 바와 같이, 기판(100) 표면은 친수성물질(121)으로 도포되며, 도 1의 10c에 도시된 바와 같이 친수성물질(121)의 표면은 소수성물질(123)로 도포한다. 소정의 음각패턴이 형성된 스탬프(110)는, 도 1의 10d에 도시된 바와 같이, 기판(100)의 레지스트(120)를 가압하여 패턴을 레지스트(120)에 각인한다. 이 때, 스탬프(110)의 표면은 소정의 이형제(111)가 도포될 수 있다. 도 1의 10d에 도시된 바와 같이, 각인된 상태에서 자외선(130)이 레지스트(120)를 조사하거나 가열하여 레지스트(120)를 경화시킨다. 그런 후에 스탬프(110)는, 도 1의 10e에 도시된 바와 같이, 경화된 레지스트(120)로부터 분리된다. 이 때, 이형제(111)는 스탬프(110)의 분리를 용이하게 하며 패턴이 형성된 레지스트(120)의 손상을 방지할 수 있다. 경화제(140)는, 도 1의 10f에 도시된 바와 같이, 레지스트(120)의 함몰 형성된 각인부(151)에 도포된다. 경화제(140)는 용액으로 마련되며 각인부(151)에 도포되어 친수성물질(121)의 상부 및 소수성물질(123)의 측면과 결합된다. 경화제(140)는, 도 1의 10g에 도시된 바와 같이, 자외선(130)의 투과에 의해 용액상태에서 경화된다. 경화된 경화제(140)가 패턴을 형성할 수 있도록 도 1의 10h에 도시된 바와 같이, 경화제와 결합되지 않은 레지스트(120)를 제거하기 위하여 에칭을 한다. 그런 후 필요에 따라, 기판 및 패턴을 세정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판제조방법(10)의 제2실시예는, 도 3 및 도 4에 도 시된 바와 같이, 스탬프(110)의 표면에 소수성물질(123)을 도포하는 스탬프도포단계(S31)와, 기판(100)의 표면에 친수성물질(121)을 도포하는 기판도포단계(S33)와, 스탬프(110)의 소수성물질(123)과 기판(100)의 친수성물질(121)이 결합되며 가압하여 각인하는 각인단계(S35)와, 레지스트(120)인 소수성물질(123) 및 친수성물질(121)을 경화하는 레지스트경화단계(S37)와; 스탬프(110)를 기판(100)의 레지스트(120)로부터 분리하는 분리단계(S39)와; 스탬프(110)에 의해 형성된 각인부(151)에 전도성이 있는 경화제(140)를 도포하는 경화제도포단계(S41)와; 경화제(140)를 경화하는 경화제경화단계(S43)와; 경화된 경화제(140)가 패턴을 형성하도록 레지스트(120)를 에칭하는 에칭단계(S45)를 포함한다. 전술한 제1실시예와 동일한 내용에 대하여는 설명을 생략한다.
스탬프도포단계(S31)는, 도 3의 20a에 도시된 바와 같이, 소정의 음각패턴이 형성된 스탬프(110)에 소수성물질(123)을 도포한다. 스탬프도포단계(S31)에서는 전술한 이형제(111)를 도포하지 않는다.
기판도포단계(S33)는, 도 3의 20b에 도시된 바와 같이, 기판(100)의 표면에 친수성물질(121)을 도포한다.
각인단계(S15)는, 도 3의 20c에 도시된 바와 같이, 스탬프(110)의 소수성물질(123)과 기판(100)의 친수성물질(121)이 결합되며 스탬프(110)를 기판(100)에 가압하여 각인한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 기판제조방법(10)의 제2실시예에 따른 패턴형성과정의 흐름도는 도 4에 도시된 바와 같다.
이러한 구성에 의해, 본 발명에 따른 기판제조방법(10)의 패턴형성과정은 도 4에 도시된 바와 같으며, 스탬프도포단계(S31), 기판도포단계(S33) 및 각인단계(S15)를 제외하면 제1실시예와 동일하고 전술한 세 가지 단계도 제1실시예와 큰 차이가 없으므로 설명을 생략한다.
본 발명에 따른 기판제조방법은 기판의 제조방법을 예시했지만, 미세패턴이 형성되는 IC 회로 등과 같은 전자부품 등에도 본 발명이 적용될 수 있음은 물론이다.
이에, 본 발명에 따르면, 친수성물질과 소수성물질로 이루어진 레지스트가 기판상에 도포되어 액상으로 마련된 경화제와 결합되어 경화제가 미세한 패턴을 형성하므로 표면이 볼록하거나 오목한 것과 같은 형상을 비교적 간단하며 용이하게 형성시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 경화제가 금속용액이나 금속이 포함된 혼합용액으로 마련되어 금속배선과 같은 미세패턴도 복잡한 공정을 거치지 않고 비교적 간단하며 용이하게 형성시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 복잡한 형상의 미세패턴이 비교적 간단하며 용이하게 형성될 수 있는 패턴형성방법이 제공된다.

Claims (5)

  1. 기판에 패턴을 형성하는 기판제조방법에 있어서,
    상기 기판 표면에 레지스트를 도포하는 단계와;
    소정의 음각패턴이 형성된 스탬프를 상기 기판의 레지스트에 가압하여 각인하는 단계와;
    상기 레지스트를 경화하는 단계와;
    상기 스탬프를 상기 기판의 레지스트로부터 분리하는 단계와;
    상기 기판에 상기 스탬프에 의해 형성된 각인부에 액상으로 마련되며 전도성이 있는 경화제를 도포하는 단계와;
    상기 경화제를 경화하는 단계와;
    경화된 상기 경화제가 패턴을 형성하도록 상기 레지스트를 에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레지스트도포단계는,
    상기 기판의 표면에 친수성물질을 도포하는 단계와;
    상기 친수성물질의 표면에 소수성물질을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 각인단계는,
    상기 스탬프가 소수성물질을 각인하는 것을 특징으로 하는 기판제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 경화제는 금속용액 및 비금속 용액을 혼합한 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 레지스트도포단계는,
    상기 스탬프의 표면에 소수성물질을 도포하는 스탬프도포단계와;
    상기 기판의 표면에 친수성물질을 도포하는 기판도포단계를 포함하며,
    상기 각인단계는,
    상기 친수성물질과 상기 소수성물질이 결합되며 상기 스탬프를 상기 기판에 가압하여 각인하는 것을 특징으로 하는 기판제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100871093B1 (ko) 2007-03-20 2008-11-28 한국생산기술연구원 나노급 미세패턴회로 및 그의 제조방법
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