KR100670835B1 - Method for fabrication of nanoimprint mold - Google Patents

Method for fabrication of nanoimprint mold Download PDF

Info

Publication number
KR100670835B1
KR100670835B1 KR1020060025683A KR20060025683A KR100670835B1 KR 100670835 B1 KR100670835 B1 KR 100670835B1 KR 1020060025683 A KR1020060025683 A KR 1020060025683A KR 20060025683 A KR20060025683 A KR 20060025683A KR 100670835 B1 KR100670835 B1 KR 100670835B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pattern
substrate
nil
mold
forming
Prior art date
Application number
KR1020060025683A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박종혁
이효영
최낙진
이정현
방경숙
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to EP06119027A priority Critical patent/EP1795958A1/en
Priority to US11/505,395 priority patent/US7419764B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100670835B1 publication Critical patent/KR100670835B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0015Production of aperture devices, microporous systems or stamps
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2051Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source
    • G03F7/2059Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source using a scanning corpuscular radiation beam, e.g. an electron beam
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3174Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00Nanotechnology
    • Y10S977/84Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
    • Y10S977/887Nanoimprint lithography, i.e. nanostamp

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

A method for fabricating a nano-imprint mold is provided to manufacture a quartz NIL(Nano-Imprint Lithography) mold by using a mold such as a silicon substrate. An E-beam resist is coated on a substrate and an E-beam resist pattern is formed on the first substrate by performing an E-beam lithography process(S200). A photoresist pattern is formed on the first substrate by performing a photo-lithography process(S300). A pattern is formed on the first substrate by using the E-beam resist pattern and the photoresist pattern(S400). A NIL mold is formed by printing the pattern of the first substrate on a second substrate for mold(S500,S600).

Description

나노임프린트 몰드 제작 방법{Method for fabrication of nanoimprint mold}Method for fabrication of nanoimprint mold

도 1은 본 발명의 나노임프린트 몰드 제작 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.1 is a flowchart schematically illustrating a method for manufacturing a nanoimprint mold of the present invention.

도 2a ~ 2f는 본 발명의 제1 실시예에 따른 나노임프린트 몰드 제작 방법에 대한 단면도들이다. 2A to 2F are cross-sectional views of a method for fabricating a nanoimprint mold according to a first embodiment of the present invention.

도 3a ~ 3g는 본 발명의 제2 실시예에 따른 나노임프린트 몰드 제작 방법에 대한 단면도들이다. 3A to 3G are cross-sectional views of a method for fabricating a nanoimprint mold according to a second embodiment of the present invention.

도 4a는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제작된 실리콘 몰드의 AFM 사진 및 그에 대한 2차원 그래프이다.4A is an AFM photograph of a silicon mold manufactured according to the first embodiment of the present invention, and a two-dimensional graph thereof.

도 4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 실리콘 몰드의 2차원 및 3차원 AFM 사진들이다. 4B are two-dimensional and three-dimensional AFM images of a silicon mold according to a second embodiment of the present invention.

도 5a는 도 4a의 실리콘 몰드를 이용하여 NIL 공정을 통해 형성된 석영 NIL 몰드에 대한 AFM 사진 및 그에 대한 2차원 그래프이다.FIG. 5A is an AFM photograph of a quartz NIL mold formed through a NIL process using the silicon mold of FIG. 4A and a two-dimensional graph thereof.

도 5b는 수 ㎛ 정도의 패턴이 형성된 석영 NIL 몰드에 대한 AFM 사진 및 그에 대한 2차원 그래프이다.5B is an AFM photograph of a quartz NIL mold having a pattern of several μm and a two-dimensional graph thereof.

도 5c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 4b와 동일한 패턴의 실리콘 몰드를 이용한 석영 NIL 몰드의 2차원 광학 사진이다.5C is a two-dimensional optical photograph of a quartz NIL mold using a silicon mold having the same pattern as that of FIG. 4B according to a second embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 설명><Description of main parts of drawing>

100:제1 기판.............................100a,100c:패턴이 형성된 제1 기판100: first substrate .............. 100a, 100c: patterned first substrate

100b:얼라인 키가 형성된 제1 기판.........120:얼라인 키100b: First substrate on which alignment key is formed ... 120: Alignment key

200:E-빔 레지스트........................200a:E-빔 레지스트 패턴200: E-beam resist ........................ 200a: E-beam resist pattern

300:PR...................................300a:PR 패턴300: PR ......................... 300a: PR pattern

500:제2 기판500: second substrate

500a,500b:패턴이 형성된 제2 기판 또는 NIL 몰드500a, 500b: patterned second substrate or NIL mold

600:NIL 레지스트.........................600a:NIL 레지스트 패턴600: NIL Resist ......... 600a: NIL Resist Pattern

본 발명은 나노임프린트 기술에 관한 것으로, 특히 나노임프린트 기술에 필수적인 나노임프린트 몰드를 제작하는 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to nanoimprint technology, and more particularly, to a method of fabricating a nanoimprint mold essential for nanoimprint technology.

100nm 이하의 나노구조를 제작하는 대표적인 방법으로는 E-빔 리소그라피(E-beam lithography:EBL), 초점 이온빔 리소그라피(focused ion beam lithography:FIBL), 나노임프린트 리소그라피(nanoimprint lithography:NIL), 깊은 자외선 리소그라피(deep UV(DUV) lithography)가 있다. 한편, 차세대로서 개발 중인 극 자외선 리소그라피(extreme UV(EUV) lithography), 엑스레이 리소그라피(X-ray lithography) 및 홀로그램 리소그라피(hologram lithography or laser interference lithography :LIL) 등이 있다.Representative methods for fabricating nanostructures below 100nm include E-beam lithography (EBL), focused ion beam lithography (FIBL), nanoimprint lithography (NIL), and deep ultraviolet lithography. (deep UV (DUV) lithography). Meanwhile, extreme UV lithography, X-ray lithography, and hologram lithography or laser interference lithography (LIL) are being developed as next generations.

수 나노미터(nm)의 분해능을 가진 EBL이나 FIBL의 경우, 가속된 전자나 이온의 전자기적 특성상 기판의 전도성이나 구조에 영향을 많이 받고, 래스터(raster) 또는 벡터(vecter) 스캔 방식이므로 처리량(throuput)이 상당히 느린 단점이 있다. In the case of EBL or FIBL having a resolution of several nanometers (nm), the conductivity or structure of the substrate is greatly influenced by the electromagnetic characteristics of the accelerated electrons or ions. The disadvantage is that it is quite slow.

또한, 반도체 공정에서 대표적으로 사용되고, 웨이퍼 크기의 대면적에 패턴을 한 번의 공정으로 형성하는 DUV 또는 EUV 리소그라피의 경우는 공정 장비의 가격이 매우 고가이고, 포토 마스크의 제작 비용도 비싸며, 노광(exposure) 후 패턴 형성을 위해 사용되는 현상액(developer)에 영향을 받는 플렉시블(flexible) 기판이나 물질에는 사용이 어려운 문제가 있다.In addition, DUV or EUV lithography, which is typically used in a semiconductor process and forms a pattern in a large area of a wafer in one process, is very expensive in process equipment, expensive to manufacture a photo mask, and exposed to exposure. ), It is difficult to use a flexible substrate or a material which is affected by a developer used to form a pattern afterwards.

한편, 차세대로 개발되는 X-ray 리소그라피의 경우는 광학(optical) 리소그라피에 비해 회절 한계(diffraction limit)에 의해 제한되는 분해능이 수 nm 정도로 EBL이나 FIBL에 비교할 수 있을 정도이지만, X-ray 원(source) 자체를 크게 할 수 없기 때문에 대면적에 적용하기 어려운 근본적인 문제가 있고, 광원으로 방사광 가속기라는 거대한 장치를 사용해야 하는 어려움이 있다. On the other hand, X-ray lithography, which is developed in the next generation, can be compared to EBL or FIBL by a few nm in resolution limited by diffraction limit, compared to optical lithography. Since the source itself cannot be enlarged, there is a fundamental problem that is difficult to apply to a large area, and there is a difficulty in using a huge device called a radiation accelerator as a light source.

격자(grating) 등과 같은 반복되는 패턴을 형성하는 데 많이 활용되는 LIL의 경우는 대면적에 적용하기 용이하고, 기판의 특성에 상대적으로 영향을 받지 않으며 공정 비용도 적게 들지만, 다양한 패턴이 요구되는 구조에는 적용이 어렵고, 여러 층을 형성해야 하는 공정에서는 오버레이 정확도(overlay accuracy) 문제로 인하여 활용이 불가능하다.LIL, which is widely used to form repetitive patterns such as gratings, is easy to apply to large areas, relatively unaffected by the characteristics of the substrate, and has a low process cost, but requires a variety of patterns. It is difficult to apply, and it is impossible to use due to the overlay accuracy problem in the process of forming multiple layers.

반면, 몰드(mold)를 이용하여 임프린트(imprint) 형태로 패턴을 제작하는 방 식은 크게 열적(thermal) 방식과 자외선(UV) 방식으로 구분이 되며, 실리콘(Si) 등과 같은 대표적인 반도체 기판에 적용이 가능함은 물론, 저온 공정이 요구되는 플라스틱(plastic) 기판뿐만 아니라 전도성이 없는 유리(glass)나 석영(quartz) 기판에도 쉽게 적용이 가능하다. On the other hand, a method of manufacturing a pattern in an imprint form using a mold is classified into a thermal method and an UV method, and is applicable to representative semiconductor substrates such as silicon (Si). Not only can it be possible, it can be easily applied not only to a plastic substrate requiring a low temperature process but also to a glass or quartz substrate having no conductivity.

최근 나노임프린트 공정 기술의 개발로 기존의 핫 엠보싱 리소그라피(hot embossing lithography) 방식에 비해 공정 압력이나 온도의 조절이 훨씬 용이하고, 특히 UV 방식의 경우는 상온, 상압의 조건에서도 패턴 형성이 가능하다. The recent development of nanoimprint process technology makes it easier to control process pressure or temperature than conventional hot embossing lithography, and in the case of UV, it is possible to form patterns at room temperature and atmospheric pressure.

UV 공정에서는 투명한 기판이나 몰드가 요구되는데, 석영(quartz)이 대표적으로 활용된다. 그러나 석영 기판과 같은 몰드 위에 100nm 이하의 미세 패턴을 대면적으로 형성하는 기술은 상당히 까다로워 제작 비용이 상당히 많이 요구되는 단점이 있다. In the UV process, a transparent substrate or a mold is required, and quartz is typically used. However, a technique for forming a large pattern of 100 nm or less on a mold such as a quartz substrate is very demanding, and thus, a manufacturing cost is very high.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 100nm 이하의 미세 패턴을 형성하되, 공정이 용이하면서도 대면적으로 형성할 수 있는 나노 임프린트 몰드 제작 방법을 제공하는 데에 있다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a nano-imprint mold manufacturing method that can be formed while forming a fine pattern of 100nm or less, the process is easy and large.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 100nm 이하의 미세 패턴과 함께 100nm 이상의 패턴도 동시에 형성된 나노 임프린트 몰드 제작 방법을 제공하는 데에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a nanoimprint mold in which a pattern of 100 nm or more is formed simultaneously with a fine pattern of 100 nm or less.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 기판에 E-빔 리소그라 피(E-beam lithography)를 통해 미세 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제1 기판의 미세 패턴을 나노임프린트 리소그라피(nanoimprint lithography:NIL)공정을 통해 몰드용 제2 기판에 전사하여 NIL 몰드(mold)를 완성하는 단계;를 포함하는 나노임프린트 몰드 제작 방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention comprises the steps of forming a fine pattern on the first substrate through E-beam lithography (E-beam lithography); And transferring a fine pattern of the first substrate to a second substrate for a mold through a nanoimprint lithography (NIL) process to complete a NIL mold. .

본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 미세 패턴을 형성하는 단계는 상기 포토 리소그라피 공정을 통해 상기 제1 기판에 100 nm 이상의 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the forming of the fine pattern may include forming a pattern of 100 nm or more on the first substrate through the photolithography process.

상기 100 nm이하의 패턴은 상기 기판 상에 형성된 E-빔 레지스트(resist)를 이용하고, 상기 100 nm 이상의 패턴은 포토 레지스트를 이용하되 상기 E-빔 레지스터 및 포토 레지스트는 각각의 노광(exposure) 및 현상액에 서로 영향을 받지않는 재질을 사용하는 것이 바람직하다.The pattern of 100 nm or less uses an E-beam resist formed on the substrate, and the pattern of 100 nm or more uses a photoresist, wherein the E-beam register and the photoresist have respective exposure and It is preferable to use materials which are not affected by the developer.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1 기판은 E-빔 리소그라피 공정이 용이한 실리콘(Si) 기판일 수 있고, 상기 제2 기판은 NIL 공정에 적합한 유리(glass) 또는 석영(quarts) 기판일 수 있다. 바람직하게는 상기 제2 기판은 석영 기판이 적절하다.Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the first substrate may be a silicon (Si) substrate that is easy to perform an E-beam lithography process, and the second substrate may be glass or quartz suitable for the NIL process. ) May be a substrate. Preferably, the second substrate is a quartz substrate.

본 발명은 또한 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 제1 기판에 E-빔 레지스트를 도포하고 E-빔 리소그라피(E-beam lithography) 공정을 통해 E-빔 레지스트 패턴을 형성하는 단계;상기 E-빔 레지스트 패턴이 형성된 제1 기판에 포토 리소그라피(photo-lithography) 공정을 통해 포토 레지스트(photo resist:PR) 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제1 기판의 E-빔 레지스트 패턴 및 PR 패턴을 나노임프린트 리소그라피(nanoimprint lithography:NIL)공정을 통해 몰드용 제2 기판에 전사하여 NIL 몰드(mold)를 완성하는 단계;를 포함하는 나노임프린트 몰드 제작 방법을 제공한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method for forming an E-beam resist pattern through an E-beam lithography process and applying an E-beam resist to a first substrate. Forming a photo resist (PR) pattern on the first substrate on which the resist pattern is formed through a photo-lithography process; And transferring the E-beam resist pattern and the PR pattern of the first substrate to a second substrate for a mold through a nanoimprint lithography (NIL) process to complete a NIL mold (mold). Provided is a method for producing a mold.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 E-빔 레지스트 패턴은 100nm 이하로 형성되며, 상기 PR 패턴은 100nm 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. 그에 따라, 상기 NIL 몰드를 완성하는 단계에서, 상기 제2 기판에 상기 E-빔 레지스트 패턴을 이용하여 100nm 이하의 패턴을 전사하고, 상기 PR 패턴을 이용하여 100nm 이상의 패턴을 전사하여, 100nm 이하 및 이상의 패턴이 동시에 형성된 NIL 몰드를 형성할 수 있다.According to one embodiment of the invention, the E-beam resist pattern is formed to 100nm or less, the PR pattern is preferably formed to 100nm or more. Accordingly, in the step of completing the NIL mold, 100 nm or less pattern is transferred to the second substrate using the E-beam resist pattern, 100 nm or less pattern is transferred using the PR pattern, and 100 nm or less. The NIL mold in which the above pattern was formed simultaneously can be formed.

한편, 상기 E-빔 패턴과 상기 PR 패턴의 정확한 위치 조정을 위하여, 상기 E-빔 레지스트 패턴 형성 단계 이전에 상기 제1 기판에 얼라인 키(align key)를 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.On the other hand, in order to accurately adjust the position of the E-beam pattern and the PR pattern, it is preferable to include the step of forming an alignment key (align key) on the first substrate before the step of forming the E-beam resist pattern .

본 발명에 따른 나노임프린트 몰드는 E-빔 리소그라피 및 포토 리소그라피 공정을 이용함으로써, 100 nm 이하의 미세 패턴뿐만 아니라 100 nm 이상의 큰 패턴이 동시에 형성된 NIL 몰드를 형성할 수 있는 장점을 가진다.The nanoimprint mold according to the present invention has an advantage of forming an NIL mold in which not only a fine pattern of 100 nm or less but also a large pattern of 100 nm or more are simultaneously formed by using an E-beam lithography and photolithography process.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 상부에 존재한다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소의 바로 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있다. 또한, 도면에서 각 구성 요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 과장되었고, 도면상에서 동일 부호는 동 일한 요소를 지칭한다. 한편, 사용되는 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention; In the following description, when a component is described as being on top of another component, it may be directly on top of another component, and a third component may be interposed therebetween. In addition, the thickness or size of each component in the drawings are omitted or exaggerated for convenience and clarity of description, the same reference numerals in the drawings refer to the same elements. On the other hand, the terms used are used only for the purpose of illustrating the present invention and are not used to limit the scope of the invention described in the meaning or claims.

도 1은 본 발명의 나노임프린트 몰드 제작 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도로서, 100nm 이하의 미세 패턴과 100nm 이상의 패턴이 함께 형성되는 나노임프린트 몰드 제작 방법에 관한 것이다.1 is a flowchart schematically illustrating a nanoimprint mold fabrication method of the present invention, and relates to a nanoimprint mold fabrication method in which a fine pattern of 100 nm or less and a pattern of 100 nm or more are formed together.

도 1을 참조하면, 먼저 제1 기판에 얼라인 키(align key) 공정을 행한다(S100). 얼라인 키 공정은 이후에 형성되는 E-빔 패턴과 포토 레지스트(PR) 패턴과의 정확한 정렬(align)을 위해 수행된다. 이러한 얼라인 키 공정은 제1 기판에 PR를 도포하고 포토 리소그라피 공정을 통해 PR 패턴을 형성한 뒤, 건식 식각 공정을 통해 얼라인 키를 형성함으로써 이루어진다.Referring to FIG. 1, first, an alignment key process is performed on a first substrate (S100). The align key process is performed for precise alignment of the later formed E-beam pattern with the photoresist (PR) pattern. The alignment key process is performed by applying PR to a first substrate, forming a PR pattern through a photolithography process, and then forming an alignment key through a dry etching process.

이후, E-빔 리소그라피(EBL) 공정을 통해 E-빔 레지스트 패턴을 형성한다(S200). EBL 공정은 제1 기판에 E-빔 레지스트를 도포하여 노광(exposure)하고 현상액(developer)으로 현상하는 공정을 말한다. 따라서, 제1 기판은 EBL 공정이 용이한 재질의 기판, 예컨대 실리콘 기판이 바람직하다. 이때, 형성되는 E-빔 레지스트 패턴은 100nm 이하가 된다.Thereafter, an E-beam resist pattern is formed through an E-beam lithography (EBL) process (S200). The EBL process refers to a process of applying an E-beam resist to a first substrate to expose and develop with a developer. Therefore, the first substrate is preferably a substrate made of a material that is easy to EBL process, such as a silicon substrate. At this time, the formed E-beam resist pattern is 100 nm or less.

다음, 포토 리소그라피 공정을 통해 PR 패턴을 형성한다(S300). PR 패턴은 상기 E-빔 레지스트 패턴 상부로 PR를 도포한 후, 노광 및 현상 공정을 통해 형성되며, 패턴의 크기는 100 nm 이상으로 일반적으로 수 ㎛ 정도이다. Next, a PR pattern is formed through a photolithography process (S300). The PR pattern is formed by applying PR onto the E-beam resist pattern, followed by an exposure and development process, and the size of the pattern is 100 nm or more, generally about several μm.

E-빔 리소그라피(EBL) 공정 및 포토 리소그라피 공정에서 E-빔 레지스트 및 PR은 스핀 코팅(spin-coating)법으로 도포하며, 두 레지스트는 각각의 노광 및 현상 공정에 의해 서로 영향을 받지 않는 것이 바람직하다.In the E-beam lithography (EBL) process and the photolithography process, the E-beam resist and PR are applied by spin-coating, and the two resists are preferably not affected by each other by the respective exposure and development processes. Do.

PR 패턴 형성 후, E-빔 레지스트 패턴 및 PR 패턴을 식각 저지 마스크로 이용하여 식각 공정을 통해 제1 기판에 패턴을 형성한다(S400). 이때 제1 기판에 형성되는 패턴은 E-빔 레지스트 패턴에 의한 100 nm 이하의 패턴 및 PR 패턴에 의한 100 nm 이상의 패턴이 동시에 형성된다.After the PR pattern is formed, a pattern is formed on the first substrate through an etching process using the E-beam resist pattern and the PR pattern as an etch stop mask (S400). At this time, the pattern formed on the first substrate is simultaneously formed with a pattern of 100 nm or less by the E-beam resist pattern and a pattern of 100 nm or more by the PR pattern.

제1 기판에 패턴이 형성되면, 나노임프린트 리소그라피(NIL) 공정을 진행한다(S500). NIL 공정은 제2 기판에 NIL 레지스트를 도포한 후, 제1 기판의 패턴을 열적(thermal) 방식 또는 자외선(UV) 방식을 통해 임프린트로 전사하여 NIL 레지스트에 패턴을 형성시킨다. When the pattern is formed on the first substrate, a nanoimprint lithography (NIL) process is performed (S500). The NIL process applies a NIL resist to a second substrate, and then transfers the pattern of the first substrate into an imprint through a thermal or ultraviolet (UV) method to form a pattern in the NIL resist.

이후, NIL 레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 식각 공정을 통해 제2 기판에 패턴을 형성함으로써 NIL 몰드를 완성한다(S600). 여기서 완성되는 NIL 몰드는 다른 100 nm 이하의 미세 패턴이 요구되는 소자에 NIL 공정을 통해 미세 패턴을 전사하기 위한 몰드로 이용되므로, 제2 기판은 NIL 공정, 특히 UV 방식의 NIL 공정이 용이한 재질의 기판이 바람직하고, 일반적으로 석영(quarts) 기판이 바람직하다.Thereafter, the NIL mold is completed by forming a pattern on the second substrate through an etching process using the NIL resist pattern as a mask (S600). Since the completed NIL mold is used as a mold for transferring a fine pattern through a NIL process to a device requiring a fine pattern of another 100 nm or less, the second substrate is a material that is easy to process a NIL process, particularly a UV NIL process. Substrates are preferred, and quartz substrates are generally preferred.

본 발명의 나노임프린트 몰드 제작 방법은 미세 패턴 형성을 위해 E-빔 공정이 용이한 제1 기판을 이용함으로써, 용이하게 나노임프린트 몰드를 제작할 수 있고, 또한 포토 리소그라피 공정도 함께 이용함으로써, 100 nm 이상의 패턴도 함께 형성된 나노임프린트 몰드를 제작할 수 있는 장점을 가진다. The nanoimprint mold fabrication method of the present invention can easily fabricate a nanoimprint mold by using a first substrate having an easy E-beam process for forming a fine pattern, and also employs a photolithography process to provide 100 nm or more. The pattern also has the advantage of manufacturing a nanoimprint mold formed together.

도 2a ~ 2f는 본 발명의 제1 실시예에 따른 나노임프린트 몰드 제작 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 2A to 2F are cross-sectional views illustrating a method for fabricating a nanoimprint mold according to a first embodiment of the present invention.

도 2a를 참조하면, 먼저 제1 기판(100)에 E-빔 리소그라피 공정을 위한 E-빔 레지스트(200)를 도포한다. 제1 기판(100)은 E-빔 리소그라피 공정이 용이한 재질의 기판이 바람직하며, 본 실시예에서는 실리콘(Si) 기판을 이용한다. E-빔 레지스트(200)는 스핀 코팅 방법으로 하이드로겐실세스퀴옥산(hydrogen silsesquioxane:HSQ)의 단일층(single layer)로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 2A, first, an E-beam resist 200 for an E-beam lithography process is applied to the first substrate 100. The first substrate 100 is preferably a substrate made of an easy E-beam lithography process. In this embodiment, a silicon (Si) substrate is used. The E-beam resist 200 may be formed of a single layer of hydrogen silsesquioxane (HSQ) by spin coating.

E-빔 레지스트(200)의 두께는 HSQ의 농도와 스핀 코팅 속도를 조절함으로써 가능한데, 용매로는 엠아이비케이(Methyle Isobutyle Ketone:MIBK)가 바람직하다. 본 실시예에서는 HSQ로 에프오엑스(flowable oxide:FOX)를 사용하고, 5000 rpm 및 30 초간의 스핀 코팅 조건으로 약 100nm 정도 두께의 HSQ 박막을 형성한다.The thickness of the E-beam resist 200 can be controlled by adjusting the concentration of the HSQ and the spin coating rate. The solvent is preferably methyl isobutyl ketone (MIBK). In this embodiment, using a FQ (flowable oxide (FOX)) as the HSQ, to form an HSQ thin film of about 100nm thickness under spin coating conditions of 5000 rpm and 30 seconds.

도 2b를 참조하면, E-빔 레지스트(200)를 E-빔으로 노광하고 현상하여 E-빔 레지스트 패턴(200a)을 형성한다. 노광 전에 150℃, 220℃ 에서 각각 2분씩 프리베이킹(prebaking)과정을 거치는 것이 바람직하며, 노광은 100kV 및 100pA 조건에서 e-beam을 조사한다. 패턴이 형성되지 않는 E-빔 레지스트 영역은 수성 티엠에에치-계(aqueos TMAH-based) 현상액을 이용하여 제거한다. 여기서 TMAH는 Tetramethylammonium hydroxide을 의미한다. 이때 형성되는 E-빔 레지스트 패턴(200a)은 100 nm 이하의 미세 패턴이다.Referring to FIG. 2B, the E-beam resist 200 is exposed to an E-beam and developed to form an E-beam resist pattern 200a. It is preferable to perform a prebaking process at 150 ° C. and 220 ° C. for 2 minutes before exposure, and the exposure is irradiated with e-beam at 100 kV and 100 pA conditions. The E-beam resist region where the pattern is not formed is removed using an aqueous TMAH-based developer. TMAH here means Tetramethylammonium hydroxide. The E-beam resist pattern 200a formed at this time is a fine pattern of 100 nm or less.

도 2c를 참조하면, E-빔 레지스트 패턴(200a)을 식각 저지 마스크로 이용하여 제1 기판(100)을 건식 식각하여, 미세 패턴이 형성된 제1 기판(100a)을 형성한다.Referring to FIG. 2C, the first substrate 100 is dry-etched using the E-beam resist pattern 200a as an etch stop mask to form a first substrate 100a having a fine pattern.

도 2d를 참조하면, 제2 기판(500) 상에 NIL 레지스트(600)를 도포하고 그 상부로 패턴이 형성된 제1 기판(100a)을 접합한 뒤 NIL 공정을 진행한다. 열과 압력을 가하는 thermal 방식과 자외선을 조사하는 UV 방식이 있는데, UV 방식의 경우는 상온 및 상압의 조건에서 공정이 가능하다. Referring to FIG. 2D, the NIL resist 600 is coated on the second substrate 500, and the NIL process is performed after bonding the first substrate 100a having the pattern formed thereon. There is a thermal method that applies heat and pressure and a UV method that irradiates ultraviolet rays. In the case of the UV method, the process can be performed at room temperature and pressure.

NIL 레지스트(600)는 일반적으로 폴리머 계열의 수지를 이용하는데, UV 방식의 경우는 UV 경화성 고분자 계열을 이용하는 것이 바람직하다. NIL 레지스트(600)의 도포 방법은 스핀 코팅, 액적 도포(droplet dispensing) 및 분사(spray) 등의 여러 가지 방법이 이용될 수 있으나, 스핀 코팅법이 바람직하다.The NIL resist 600 generally uses a polymer-based resin. In the case of the UV method, it is preferable to use a UV-curable polymer. As the coating method of the NIL resist 600, various methods such as spin coating, droplet dispensing, and spray may be used, but spin coating is preferable.

한편, 제2 기판(500)은 차후의 미세 패턴 즉 100 nm 이하의 패턴이 요구되는 소자의 NIL 공정을 위한 몰드로 이용되므로, NIL 공정에 적절한 재질의 기판이 요구되는데, 일반적으로 UV 방식을 위해서는 자외선이 투과되는 석영, 유리(glass), 사파이어(sapphire) 또는 다이어몬드 등의 기판이 이용될 수 있고, 바람직하게는 석영 기판이 적절하다. On the other hand, since the second substrate 500 is used as a mold for the NIL process of the device requiring a subsequent fine pattern, that is, a pattern of 100 nm or less, a substrate made of a material suitable for the NIL process is required. Substrates, such as quartz, glass, sapphire or diamond, through which ultraviolet light is transmitted, can be used, and a quartz substrate is preferable.

도 2e를 참조하면, NIL 공정이 종료 후, 제1 기판(100a)을 분리시킴으로써, NIL 레지스트 패턴(600a)을 형성한다.Referring to FIG. 2E, after completion of the NIL process, the first substrate 100a is separated to form the NIL resist pattern 600a.

도 2f를 참조하면, NIL 레지스트 패턴(600a)을 식각 저지 마스크로 하여 건식 식각을 통해 미세 패턴이 형성된 NIL 몰드(500a)를 형성한다. 이때, 형성되는 패턴은 전술한 대로 100 nm 이하의 미세 패턴이다.Referring to FIG. 2F, a NIL mold 500a having a fine pattern is formed through dry etching using the NIL resist pattern 600a as an etch stop mask. At this time, the pattern formed is a fine pattern of 100 nm or less as described above.

본 실시예에서는 도전성이 없어서 E-빔 리소그라피 공정이 까다로워 미세 패턴의 형성이 어려운 석영 NIL 몰드의 제작에 있어서, E-빔 리소그라피 공정이 용이 한 실리콘 기판을 사용하여 E-빔 리소그라피 및 NIL 공정을 진행함으로써, 용이하게 석영 NIL 몰드를 제작할 수 있다.In this embodiment, the E-beam lithography and NIL process are performed using a silicon substrate which is easy to e-beam lithography process in the production of a quartz NIL mold having no conductivity and difficult to form a fine pattern because the E-beam lithography process is difficult. Thereby, a quartz NIL mold can be manufactured easily.

도 3a ~ 3g는 본 발명의 제2 실시예에 따른 나노임프린트 몰드 제작 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 제1 실시예에서와 동일한 공정에 대해서는 생략 또는 간략하게 설명한다.3A to 3G are cross-sectional views illustrating a method for fabricating a nanoimprint mold according to a second embodiment of the present invention. Hereinafter, for the convenience of description, the same process as in the first embodiment will be omitted or briefly described.

도 3a를 참조하면, 먼저 제1 기판(100b)에 얼라인 키(120)를 형성한다. 얼라인 키(120)는 일반적으로 포토 리소그라피 공정 및 식각 공정을 통해 형성하고, 이후의 E-빔 패턴 및 PR 패턴의 얼라인을 위해 형성한다. 따라서, E-빔 레지스트 패턴 및 PR 패턴에 대한 얼라인 키를 동시에 형성한다.Referring to FIG. 3A, first, an alignment key 120 is formed on the first substrate 100b. The alignment key 120 is generally formed through a photolithography process and an etching process, and then for alignment of the E-beam pattern and the PR pattern. Thus, alignment keys for the E-beam resist pattern and the PR pattern are simultaneously formed.

도 3b를 참조하면, E-빔 리소그라피 공정을 통해 E-빔 레지스트 패턴(200a)을 형성한다. E-빔 레지스트 패턴(200a) 형성 방법은 제1 실시예와 동일하다.Referring to FIG. 3B, an E-beam resist pattern 200a is formed through an E-beam lithography process. The method of forming the E-beam resist pattern 200a is the same as in the first embodiment.

도 3c를 참조하면, E-빔 레지스트 패턴(200a)이 형성된 제1 기판(100b) 전면에 PR(300)를 도포한다. 이러한 PR(300)은 포토 리소그라피 공정을 통해 패드(pad)나 상호 접속(interconnection) 등의 큰 패턴을 형성하기 위해 형성된다. 전술한 대로 PR(300)은 노광 및 현상 공정 중에 E-빔 레지스트에 영향을 주지 않는 재질의 레지스트가 사용되어야 하며, 그 두께는 E-빔 레지스트 패턴(200a) 보다는 두껍게 형성하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 3C, the PR 300 is coated on the entire surface of the first substrate 100b on which the E-beam resist pattern 200a is formed. The PR 300 is formed to form a large pattern such as a pad or an interconnect through a photolithography process. As described above, the PR 300 should be made of a resist that does not affect the E-beam resist during the exposure and development process, and the thickness thereof is preferably formed thicker than that of the E-beam resist pattern 200a.

도 3d를 참조하면, 포토 리소그라피 공정을 수행하여 큰 패턴의 PR 패턴(300a)을 형성한다.Referring to FIG. 3D, a photolithography process is performed to form a large pattern PR pattern 300a.

도 3e를 참조하면, E-빔 레지스트 패턴(200a) 및 PR 패턴(300a)을 식각 저지 마스크로 이용하여 건식 식각 함으로써, 미세 패턴과 큰 패턴이 형성된 제1 기판(100c)을 형성한다. 따라서 제1 기판(100c)에는 100 nm이하의 미세 패턴과 100 nm 이상, 예컨대 수 ㎛ 정도의 큰 패턴이 동시에 형성된다.Referring to FIG. 3E, dry etching is performed using the E-beam resist pattern 200a and the PR pattern 300a as an etch stop mask to form a first substrate 100c having a fine pattern and a large pattern. Therefore, a fine pattern of 100 nm or less and a large pattern of 100 nm or more, for example, several μm or more, are simultaneously formed on the first substrate 100c.

도 3f와 같이 NIL 레지스트(600)가 형성된 제2 기판(500)에 제1 기판(100c)을 접합하여 NIL 공정을 수행함으로써, 도 3g와 같은 미세 패턴과 큰 패턴이 동시에 형성된 NIL 몰드(500b)를 형성한다. As shown in FIG. 3F, the NIL process 500 is formed by bonding the first substrate 100c to the second substrate 500 on which the NIL resist 600 is formed and performing the NIL process. To form.

제1 실시예에서 설명한 바와 같이 본 실시예에서도 제1 기판 및 제2 기판은 적절한 재질의 기판을 선택하여야 하고, 특히 제1 기판의 경우 E-빔 리소그라피 및 포토 리소그라피 공정이 모두 가능한 기판을 선택하는 것이 바람직하다. 또한, E-빔 레지스트, PR 및 NIL 레지스트 역시 적절한 재질 및 형성 방법 등을 선택하는 것이 바람직하다.As described in the first embodiment, in the present embodiment, the first substrate and the second substrate should also select a substrate of a suitable material. In particular, in the case of the first substrate, a substrate capable of both an E-beam lithography and a photo lithography process may be selected. It is preferable. In addition, it is preferable to select an appropriate material, a formation method, and the like for the E-beam resist, the PR, and the NIL resist.

본 실시예에서는 E-빔 리소그라피 및 포토 리소그라피 공정이 모두 가능한 제1 기판을 이용하여 E-빔 리소그라피 및 포토 리소그라피 공정을 수행하고 제2 기판에 전사함으로써, 100 nm 이하의 미세 패턴뿐만 아니라 100 nm 이상의 큰 패턴이 동시에 형성된 NIL 몰드를 제작할 수 있다.In this embodiment, the E-beam lithography and photolithography process is performed using a first substrate capable of both E-beam lithography and photolithography processes, and transferred to the second substrate, thereby not only a fine pattern of 100 nm or less, but also 100 nm or more. A NIL mold in which a large pattern is formed at the same time can be produced.

도 4a는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제작된 실리콘 몰드의 AFM(atomic force microscope) 사진 및 그에 대한 2차원 그래프이다.4A is an atomic force microscope (AFM) photograph of a silicon mold manufactured according to a first embodiment of the present invention, and a two-dimensional graph thereof.

도 4a를 참조하면, 왼쪽 사진을 통해 실리콘 기판에 3 차원적으로 미세 패턴들이 형성되어 있음을 볼 수 있다. 형성된 미세 패턴은 오른쪽 그래프를 통해 대략 높이와 폭의 종횡비(aspect ratio)는 2:1 정도이고, 패턴의 폭은 50nm/50nm 정도임 을 확인할 수 있다. 한편, 오른쪽 그래프 상부의 사진은 x-y 평면을 바라본 2차원 AFM 사진이다.Referring to FIG. 4A, it can be seen from the left photograph that the fine patterns are three-dimensionally formed on the silicon substrate. The formed fine pattern can be seen that the aspect ratio of the height and width is about 2: 1 and the width of the pattern is about 50nm / 50nm through the right graph. On the other hand, the upper picture on the right is a two-dimensional AFM picture looking at the x-y plane.

도 4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 실리콘 몰드의 2차원 및 3차원 AFM 사진들이다. 4B are two-dimensional and three-dimensional AFM images of a silicon mold according to a second embodiment of the present invention.

도 4b를 참조하면, 왼쪽 사진은 2차원 사진이고 오른쪽 사진은 3차원 사진이다. 사진상 하얀 부분이 패턴이 형성된 부분인데, 그 중 폭이 넓은 하얀 부분이 다수의 미세패턴이 형성된 부분이다.Referring to FIG. 4B, the left picture is a two-dimensional picture and the right picture is a three-dimensional picture. In the picture, the white part is a patterned part, and the wide white part is a part in which a plurality of fine patterns are formed.

도 5a는 도 4a의 실리콘 몰드를 이용하여 NIL 공정을 통해 형성된 석영 NIL 몰드에 대한 AFM 사진 및 그에 대한 2차원 그래프이다. 도 5a를 참조하면, 제 4a의 실리콘 기판의 패턴이 석영 NIL 몰드에 전사되어 미세패턴이 형성된 석영 NIL 몰드를 확인할 수 있다.FIG. 5A is an AFM photograph of a quartz NIL mold formed through a NIL process using the silicon mold of FIG. 4A and a two-dimensional graph thereof. Referring to FIG. 5A, the pattern of the silicon substrate of FIG. 4A may be transferred to the quartz NIL mold to identify a quartz NIL mold having a fine pattern formed thereon.

도 5b는 수 ㎛ 정도의 큰 패턴이 형성된 석영 NIL 몰드에 대한 AFM 사진 및 그에 대한 2차원 그래프이다. 도 5b를 참조하면, 큰 패턴이 형성된 부분, 즉 수 ㎛ 정도의 사이즈로 형성된 패턴을 볼 수 있다. 왼쪽 사진에서 두 부분의 직사각형 형태의 부분이 하부로 식각되어 패턴이 형성된 부분이다.FIG. 5B is an AFM photograph and a two-dimensional graph of a quartz NIL mold having a large pattern on the order of several μm. Referring to FIG. 5B, a part in which a large pattern is formed, that is, a pattern formed in a size of about several μm can be seen. In the picture on the left, the rectangular shape of the two parts is etched downward and the pattern is formed.

도 5c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 4b와 동일한 패턴의 실리콘 몰드를 이용한 석영 NIL 몰드의 2차원 광학 사진이다. 도 5c를 참조하면, 제2 실시예에 따라 제작된 패턴의 실리콘 몰드를 이용함으로써, 도 4b와 동일한 패턴을 가진 석영 NIL 몰드를 보여준다. 사진상 띠 형태의 여러 긴 직사각형 부분이 큰 패턴이 형성된 부분이고 중간에 짙은 긴 띠 모양의 부분이 미세 패턴이 형성된 부분으로 미세 패턴이 명확하게 나타나 있지는 않다.5C is a two-dimensional optical photograph of a quartz NIL mold using a silicon mold having the same pattern as that of FIG. 4B according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5C, a quartz NIL mold having the same pattern as that of FIG. 4B is illustrated by using the silicon mold of the pattern manufactured according to the second embodiment. In the photograph, many long rectangular portions in the form of bands are formed in a large pattern, and a dark long band-shaped portion in the middle is a portion in which a fine pattern is formed.

본 발명에 의한 NIL 몰드 제작 방법은, 향후 요구되는 100 nm 이하 급의 나노전자공학(nanoelectronics)을 다양한 기판 위에 구현하기 위해 요구되는 NIL 몰드 제작을 보다 용이하게 함으로써, 기존의 DUV(or EUV)로 대표되는 실리콘 반도체 분야뿐만 아니라 유기물, 바이오 분야에서 적극 활용이 가능하여, 관련 분야에서의 파급효과는 지대할 것으로 판단된다.The NIL mold fabrication method according to the present invention makes it easier to fabricate NIL molds required to implement nanoelectronics of 100 nm or less on a variety of substrates. As it can be actively utilized not only in the silicon semiconductor field but also in organic materials and bio fields, the ripple effect in related fields is expected to be huge.

지금까지, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.So far, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. will be. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

지금까지 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 NIL 몰드 제작 방법은 E-빔 공정이 용이한 실리콘 기판과 같은 몰드를 이용하여 석영 NIL 몰드를 제작함으로써, 100nm 이하의 미세 패턴이 형성된 NIL 몰드를 용이하고 저렴하게 제작할 수 있다.As described in detail so far, the NIL mold fabrication method according to the present invention manufactures a quartz NIL mold using a mold such as a silicon substrate that is easy to e-beam, thereby making it easy and inexpensive to form a NIL mold having a fine pattern of 100 nm or less. Can be made.

또한, 실리콘 기판에 포토 리소그라피 공정을 통해 수 ㎛ 정도의 큰 패턴을 함께 형성하여 NIL 몰드에 전사시킴으로써, 100nm 이하의 미세패턴과 수 ㎛ 정도의 큰 패턴이 동시에 형성된 NIL 몰드를 제작할 수 있다. In addition, by forming a large pattern of several μm on the silicon substrate together and transferred to the NIL mold by using a photolithography process, it is possible to produce a NIL mold in which a fine pattern of 100 nm or less and a large pattern of several μm are simultaneously formed.

이에 따라, 기존의 EBL, FIBL, DUV(or EUV) 리소그라피 기술에 비해 간단하 게 다양한 재질의 대면적 표면 위에 100nm 이하 급 초미세 패턴을 형성할 수 있는 NIL 공정은 그 핵심적인 NIL 몰드 제작을 보다 용이하게 함으로써, 현재의 실리콘 반도체 분야뿐만 아니라 기존 기술의 적용이 어려운 유기물 및 바이오 분야에서도 적극적으로 활용이 가능하다.As a result, the NIL process, which can form a sub-100nm ultrafine pattern on a large-area surface of various materials, is easier than the conventional EBL, FIBL, or DUV (or EUV) lithography technology. By making it easy, it can be actively utilized not only in the current silicon semiconductor field but also in the organic material and bio field, which is difficult to apply existing technology.

Claims (16)

제1 기판에 E-빔 리소그라피(E-beam lithography) 공정을 통해 패턴을 형성하는 단계; 및Forming a pattern on the first substrate through an E-beam lithography process; And 상기 제1 기판의 패턴을 나노임프린트 리소그라피(nanoimprint lithography:NIL)공정을 통해 몰드용 제2 기판에 전사하여 NIL 몰드(mold)를 완성하는 단계;를 포함하는 나노임프린트 몰드 제작 방법.And transferring the pattern of the first substrate to a second substrate for a mold through a nanoimprint lithography (NIL) process to complete an NIL mold. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제1 기판에 패턴 형성하는 단계는, Forming a pattern on the first substrate, 상기 제1 기판에 E-빔 레지스트를 도포하고 E-빔 리소그라피(E-beam lithography) 공정을 통해 E-빔 레지스트 패턴을 형성하는 단계;Applying an E-beam resist to the first substrate and forming an E-beam resist pattern through an E-beam lithography process; 상기 E-빔 레지스트 패턴이 형성된 제1 기판에 포토 리소그라피(photo-lithography) 공정을 통해 포토 레지스트(photo resist:PR) 패턴을 형성하는 단계; 및Forming a photo resist (PR) pattern on the first substrate on which the E-beam resist pattern is formed through a photo-lithography process; And 상기 제1 기판의 E-빔 레지스트 패턴 및 PR 패턴을 이용하여 상기 제1 기판에 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 몰드 제작 방법.And forming a pattern on the first substrate by using the E-beam resist pattern and the PR pattern of the first substrate. 제2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 E-빔 리소그라피 공정을 통해 100nm 이하의 패턴을 형성하고,Through the E-beam lithography process to form a pattern of less than 100nm, 상기 포토 리소그라피 공정을 통해 100nm 이상의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 몰드 제작 방법.Nanoimprint mold manufacturing method characterized in that to form a pattern of 100nm or more through the photolithography process. 제2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 E-빔 패턴과 상기 PR 패턴의 정확한 위치 조정을 위하여,In order to precisely adjust the position of the E-beam pattern and the PR pattern, 상기 E-빔 레지스트 패턴 형성 단계 이전에 상기 제1 기판에 얼라인 키(align key)를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 몰드 제작 방법.And forming an align key on the first substrate before the forming of the E-beam resist pattern. 제4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 얼라인 키는 상기 제1 기판에 포토 리소그라피 공정을 통해 형성하고, The alignment key is formed on the first substrate through a photolithography process, E-빔 얼라인 마크 및 포토 얼라인 마크를 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 몰드 제작 방법.A method for fabricating a nanoimprint mold, comprising simultaneously forming an E-beam alignment mark and a photo alignment mark. 제2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 E-빔 레지스터 및 포토 레지스트는 각각의 노광(exposure) 및 현상액에 서로 영향을 받지않는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 몰드 제작 방법.Wherein said E-beam register and photoresist are not affected by each exposure and developer. 제6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 E-빔 레지스트는 하이드로겐실세스퀴옥산(hydrogen silsesquioxane:HSQ)로 형성된 것을 특징으로 하는 나노임프린트 몰드 제작 방법.The E-beam resist is a nanoimprint mold manufacturing method, characterized in that formed of hydrogen silsesquioxane (HSQ). 제7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 E-빔 레지스트의 형성은 스핀 코팅(spin-coating) 방법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 몰드 제작 방법.Forming the E-beam resist is a nano-imprint mold manufacturing method, characterized in that formed by spin-coating (spin-coating) method. 제8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 E-빔 레지스트는 5000 rpm의 속도로 30 초간 수행하여 100nm 두께로 도포하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 몰드 제작 방법.The E-beam resist is nanoimprint mold manufacturing method characterized in that the coating is carried out for 30 seconds at a speed of 5000 rpm to 100nm thickness. 제8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 E-빔 레지스트 패턴은 노광(exposure) 전에 150 ℃ 및 200 ℃ 에서 각각 2분간 프리베이킹(prebaking)하고 100 kV 및 100 pA 조건으로 E-빔을 조사한 후,The E-beam resist pattern was prebaked at 150 ° C. and 200 ° C. for 2 minutes before exposure and irradiated with E-beam at 100 kV and 100 pA conditions, respectively. 불필요한 E-빔 레지스트 영역을 현상액(developer)으로 제거하는 것에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 몰드 제작 방법.A method for fabricating a nanoimprint mold, comprising removing an unnecessary E-beam resist region with a developer. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 현상액은 수성 티엠에이에이치-계(aqueos TMAH-based) 현상액인 것을 특징으로 하는 나노임프린트 몰드 제작 방법.The developer is an aqueous TMAH-based developer, characterized in that the nanoimprint mold manufacturing method. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제1 기판은 실리콘(Si) 기판인 것을 특징으로 하는 나노임프린트 몰드 제작 방법.The first substrate is a silicon (Si) substrate, characterized in that the nanoimprint mold manufacturing method. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제2 기판은 유리(glass) 또는 석영(quarts) 기판인 것을 특징으로 하는 나노임프린트 몰드 제작 방법.And the second substrate is a glass or quartz substrate. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 NIL 공정은 열적(thermal) 방식 또는 자외선(UV) 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 몰드 제작 방법.The NIL process is a method of manufacturing a nanoimprint mold, characterized in that using a thermal (thermal) or ultraviolet (UV) method. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 NIL 몰드는 NIL 공정을 통해 100 nm 이하의 미세패턴이 요구되는 소자의 패턴 형성에 이용되는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 몰드 제작 방법.The NIL mold is a nanoimprint mold manufacturing method, characterized in that used in the pattern formation of the device requiring a fine pattern of 100 nm or less through the NIL process. 제15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 제1 기판은 실리콘 기판이고 상기 제2 기판은 석영 기판이며, The first substrate is a silicon substrate and the second substrate is a quartz substrate, 상기 NIL 공정은 thermal 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 몰드 제작 방법.The NIL process is a nanoimprint mold manufacturing method, characterized in that using a thermal method.
KR1020060025683A 2005-12-07 2006-03-21 Method for fabrication of nanoimprint mold KR100670835B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06119027A EP1795958A1 (en) 2005-12-07 2006-08-16 Method of fabricating nanoimprint mold
US11/505,395 US7419764B2 (en) 2005-12-07 2006-08-17 Method of fabricating nanoimprint mold

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20050118792 2005-12-07
KR1020050118792 2005-12-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100670835B1 true KR100670835B1 (en) 2007-01-19

Family

ID=38014102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060025683A KR100670835B1 (en) 2005-12-07 2006-03-21 Method for fabrication of nanoimprint mold

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100670835B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100956409B1 (en) 2007-06-16 2010-05-06 고려대학교 산학협력단 Method for manufacturing hybrid nano-imprint mask and method for manufacturing electro-device using the same
KR101118409B1 (en) 2009-09-16 2012-05-30 가부시끼가이샤 도시바 Template with identification mark and manufacturing method thereof
US9275860B2 (en) 2014-02-10 2016-03-01 Electronics And Telecommunications Research Institute Method of manufacturing a junction electronic device having a 2-dimensional material as a channel
KR20200033372A (en) * 2018-09-19 2020-03-30 한국생산기술연구원 Coating layer patterning method using laser and sacrificial layer

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09254161A (en) * 1996-03-26 1997-09-30 Enplas Corp Ine processing of mold
JP2004280999A (en) 2003-03-18 2004-10-07 Sony Corp Method for manufacturing optical disk stamper master disk and method for manufacturing stamper
JP2004334939A (en) 2003-05-01 2004-11-25 Sony Corp Method for manufacturing stamper
US20050031998A1 (en) 2003-08-08 2005-02-10 Ga-Lane Chen Method for manufacturing light guide plate stamper
US20050170292A1 (en) 2004-02-04 2005-08-04 Industrial Technology Research Institute Structure of imprint mold and method for fabricating the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09254161A (en) * 1996-03-26 1997-09-30 Enplas Corp Ine processing of mold
JP2004280999A (en) 2003-03-18 2004-10-07 Sony Corp Method for manufacturing optical disk stamper master disk and method for manufacturing stamper
JP2004334939A (en) 2003-05-01 2004-11-25 Sony Corp Method for manufacturing stamper
US20050031998A1 (en) 2003-08-08 2005-02-10 Ga-Lane Chen Method for manufacturing light guide plate stamper
US20050170292A1 (en) 2004-02-04 2005-08-04 Industrial Technology Research Institute Structure of imprint mold and method for fabricating the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100956409B1 (en) 2007-06-16 2010-05-06 고려대학교 산학협력단 Method for manufacturing hybrid nano-imprint mask and method for manufacturing electro-device using the same
KR101118409B1 (en) 2009-09-16 2012-05-30 가부시끼가이샤 도시바 Template with identification mark and manufacturing method thereof
US9275860B2 (en) 2014-02-10 2016-03-01 Electronics And Telecommunications Research Institute Method of manufacturing a junction electronic device having a 2-dimensional material as a channel
KR20200033372A (en) * 2018-09-19 2020-03-30 한국생산기술연구원 Coating layer patterning method using laser and sacrificial layer
KR102122426B1 (en) 2018-09-19 2020-06-15 한국생산기술연구원 Coating layer patterning method using laser and sacrificial layer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7419764B2 (en) Method of fabricating nanoimprint mold
US7357876B2 (en) Eliminating printability of sub-resolution defects in imprint lithography
US6890688B2 (en) Lithographic template and method of formation and use
JP5377053B2 (en) Template, manufacturing method thereof, and pattern forming method
KR100566700B1 (en) Method for forming mask pattern, template for forming mask pattern and method for forming template
US7815430B2 (en) Mold, production process of mold, imprint apparatus, and imprint method
US8168107B2 (en) Method of forming a pattern using nano imprinting and method of manufacturing a mold to form such a pattern
US20050159019A1 (en) Method for manufacturing large area stamp for nanoimprint lithography
JP4262267B2 (en) MOLD, IMPRINT APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD
KR101541814B1 (en) Nano-imprint lithography process
JP2005508075A (en) Lithographic template
US20120009791A1 (en) Pattern formation method
US8822347B2 (en) Wet soluble lithography
KR100943402B1 (en) Method of forming and repairing a lithographic template having a gap defect
US20060110914A1 (en) Direct imprinting of etch barriers using step and flash imprint lithography
US20100266965A1 (en) Etch-Enhanced Technique for Lift-Off Patterning
KR100670835B1 (en) Method for fabrication of nanoimprint mold
KR101789921B1 (en) Method of manufacturing a nano thin-layer pattern structure
US20050074697A1 (en) Method for fabricating masters for imprint lithography and related imprint process
JP6277588B2 (en) Pattern forming method and nanoimprint template manufacturing method
CN110658677B (en) Imprinting method, imprinting structure and display substrate
JP2002116315A (en) Manufacturing method for micro optical element
KR100897931B1 (en) Method of manufacturing nanostamp
JP5132647B2 (en) Pattern formation method
JP2013251431A (en) Nano-imprint mold and manufacturing method of the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee