KR100693992B1 - Nickel stamp structure for providing easy formation of self-assembled monolayer as anti-stiction layer, and manufacturing method thereof - Google Patents

Nickel stamp structure for providing easy formation of self-assembled monolayer as anti-stiction layer, and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR100693992B1
KR100693992B1 KR1020050076523A KR20050076523A KR100693992B1 KR 100693992 B1 KR100693992 B1 KR 100693992B1 KR 1020050076523 A KR1020050076523 A KR 1020050076523A KR 20050076523 A KR20050076523 A KR 20050076523A KR 100693992 B1 KR100693992 B1 KR 100693992B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stamp
coating
layer
self
nickel
Prior art date
Application number
KR1020050076523A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20070021833A (en
Inventor
이헌
홍성훈
Original Assignee
이헌
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 이헌 filed Critical 이헌
Priority to KR1020050076523A priority Critical patent/KR100693992B1/en
Publication of KR20070021833A publication Critical patent/KR20070021833A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100693992B1 publication Critical patent/KR100693992B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/002—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor using materials containing microcapsules; Preparing or processing such materials, e.g. by pressure; Devices or apparatus specially designed therefor
    • G03F7/0022—Devices or apparatus
    • G03F7/003—Devices or apparatus characterised by storage means for the light sensitive material, e.g. cartridges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0009—Forming specific nanostructures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0009—Forming specific nanostructures
    • B82B3/0019—Forming specific nanostructures without movable or flexible elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

본 발명은 나노 임프린트용 스탬프 및 그 제조 방법에 관한 발명으로서 니켈을 재질로 하는 패턴화 된 스탬프 몸체와 몸체 표면 위에 Au, Pt 또는 Cu 금속 등을 도금하여 형성된 코팅 층 그리고 그 코팅 층 위에 자기정렬단일막 코팅이 형성된 것을 포함한다. 또한 본 발명의 나노 임프린트용 스탬프 제조방법은 미세 패턴화 된 스탬프를 전기도금의 방법으로 형성하는 단계와 이형코팅을 위한 Au, Pt 또는 Cu등의 금속을 코팅하는 단계를 포함하며 상기 코팅층상에 자기정렬단일막(SAM)층을 형성하는 단계를 포함한다. 그리고 이형코팅이 용이한 또 다른 방법으로서 니켈과 Au, Pt 또는 Cu등의 금속의 합금으로 이루어진 미세 패턴화 된 스탬프를 형성하는 단계와 상기 스탬프상에 자기정렬단일막 코팅이 형성된 것을 포함한다.The present invention relates to a stamp for a nano imprint and a method for manufacturing the same, a patterned stamp body made of nickel, a coating layer formed by plating Au, Pt, or Cu metal on the body surface, and a self-aligning unit on the coating layer. Film coatings are formed. In addition, the nanoimprint stamp manufacturing method of the present invention comprises the step of forming a fine patterned stamp by the electroplating method and coating a metal such as Au, Pt or Cu for release coating and the magnetic layer on the coating layer Forming an alignment single layer (SAM) layer. Another easy release coating method includes forming a fine patterned stamp made of an alloy of a metal such as nickel and Au, Pt, or Cu, and forming a self-aligning single layer coating on the stamp.

이상과 같은 나노 임프린트용 스탬프와 제조방법으로 패터닝 공정이 단순해 지고 생산 단가 또한 절감 될 뿐만 아니라 이형 코팅이 잘 형성되어 양질의 임프린팅 패턴을 얻을 수 있는 효과가 있다.Nano imprint stamps and manufacturing methods as described above not only simplifies the patterning process, but also reduces the production cost, and the release coating is well formed, it is possible to obtain a high quality imprinting pattern.

나노, 임프린트, 스탬프, 자기정렬단일막(SAM), 시드 층(seed layer) Nano, imprint, stamp, self-aligned single layer (SAM), seed layer

Description

자기정렬단일층의 이형코팅이 용이한 니켈 스탬프 및 제조방법{Nickel stamp structure for providing easy formation of self-assembled monolayer as anti-stiction layer, and manufacturing method thereof}Nickel stamp structure for providing easy formation of self-assembled monolayer as anti-stiction layer, and manufacturing method

도 1은 열경화 방식을 이용한 일반적인 나노 임프린트 공정을 나타낸 도면,1 is a view showing a general nano imprint process using a thermosetting method,

도 2는 자외선 경화 방식을 이용한 일반적인 나노 임프린트 공정을 나타낸 도면,2 is a view showing a general nano imprint process using an ultraviolet curing method,

도 3은 미세 패턴화 된 니켈 스탬프 위에 금과 같은 금속막 코팅이 형성된 것을 나타낸 도면,3 shows that a metal film coating such as gold is formed on a fine patterned nickel stamp;

도 4는 니켈과 금과 같은 금속이 합금으로 형성된 미세 패턴화 된 니켈 스탬프를 나타낸 도면,4 shows a fine patterned nickel stamp in which metals such as nickel and gold are formed of an alloy;

도 5a는 최종적인 자기정렬단일막(SAM) 코팅으로 이형 처리된 미세 패턴화 된 나노 스탬프를 나타낸 도면,FIG. 5A shows a micropatterned nanostamp release treated with a final self-aligned monolayer (SAM) coating. FIG.

도 5b는 금속막 위에 자기정렬단일막이 형성된 구조를 나타낸 도면,5B illustrates a structure in which a self-aligning single layer is formed on a metal layer;

도 6은 전기도금 공정을 나타낸 도면,6 shows an electroplating process,

도 7은 기상 증착방법인 화학증착 공정을 나타낸 도면,7 shows a chemical vapor deposition process as a vapor deposition method;

도 8은 기상 증착방법인 스퍼터링(Sputtering) 공정을 나타낸 도면,8 is a view showing a sputtering process which is a vapor deposition method;

도 9는 기상 증착방법인 진공증착 공정을 나타낸 도면,9 is a view showing a vacuum deposition process as a vapor deposition method,

도 10은 니켈 재질의 미세 패턴화 된 스탬프에 금속막 코팅처리 하는 것을 나타낸 도면,10 is a view showing a metal film coating on the fine patterned stamp of nickel material,

도 11a는 폴리머 패턴위에 니켈 시드층을 형성하고 전기도금 하는것을 나타낸 도면,FIG. 11A illustrates the formation of a nickel seed layer on a polymer pattern and electroplating. FIG.

도 11b는 폴리머를 제거하고 형성된 패턴화 된 스탬프 몸체에 금속막을 입히고, 그 상층에 자기정렬단일막 코팅처리 하는 것을 나타낸 도면,FIG. 11B shows the removal of the polymer and coating a metal film on the formed patterned stamp body and self-aligning single layer coating on the upper layer;

도 12는 에폭시에 니켈 스탬프를 임프린팅 했을때의 접촉각을 나타낸 사진 예시도,12 is a photographic example showing a contact angle when imprinting a nickel stamp on epoxy;

도 13은 에폭시에 니켈 스탬프를 임프린팅 했을때 손상된 에폭시를 나타낸 사진 예시도,13 is a photographic illustration showing a damaged epoxy when imprinting a nickel stamp on the epoxy,

도 14는 니켈 스탬프에 SAM 코팅을 한 후 표면과의 접촉각을 나타낸 사진 예시도,Figure 14 is a photographic example showing the contact angle with the surface after the SAM coating on the nickel stamp,

도 15는 SAM 코팅 처리된 니켈 스탬프를 에폭시에 임프린팅 했을때의 전사된 패턴을 나타낸 전자 현미경 사진 예시도,15 is an example of an electron micrograph showing a transferred pattern when a SAM-coated nickel stamp is imprinted on an epoxy;

도 16은 니켈 스탬프에 Au막을 코팅하고 SAM 코팅을 한후의 표면과의 접촉각을 나타낸 예시도,16 is an exemplary view showing a contact angle with the surface after coating the Au film on the nickel stamp and the SAM coating,

도 17은 니켈 스탬프에 Au막을 코팅하고 SAM 코팅을 한 마스터 스탬프를 에폭시에 임프린팅 했을때 전사된 패턴의 전자 현미경 사진 예시도이다.Figure 17 is an illustration of an electron micrograph of the transferred pattern when the Au stamped on the nickel stamp and the imprinted with a SAM-coated master stamp on the epoxy.

본 발명은 나노 임프린트용 스탬프 및 그 제작방법에 관한 것으로, 스탬프의 재질을 니켈로 하여 공정을 단순화 하고 제조 단가를 낮추는 효과를 얻는 동시에, 자기정렬단일막을 스탬프 표면에 용이하게 코팅할 수 있도록 하여, 기판과의 쉬운 분리를 위한 이형 코팅으로써 사용할 수 있도록 한 새로운 구조의 나노 임프린트 스탬프 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a stamp for a nano imprint and a method of manufacturing the same, by using a nickel material of the stamp to simplify the process and lower the manufacturing cost, and to easily coat a self-aligning single layer on the stamp surface, The present invention relates to a nanostructured imprint stamp and a method of manufacturing the same, which can be used as a release coating for easy separation from a substrate.

일반적으로, 나노기술은(NT: Nano Technology)은 정보기술(IT: Information Technology) 및 생명공학기술(BT: Bio Technology)과 더불어 21세기 산업발전을 주도할 새로운 패러다임의 기술로서 주목 받고 있다.In general, Nano Technology (NT), along with Information Technology (IT) and Biotechnology (BT), is attracting attention as a new paradigm that will lead industrial development in the 21st century.

상기 나노기술은 물리학, 화학, 생물학, 전자공학 및 재료공학 등 여러 과학기술 분야가 융합되어, 기존 기술의 한계를 극복하고, 다양한 산업 분야에 기술 혁신을 이룸으로써, 인류의 삶의 질을 획기적으로 향상시킬 것으로 기대되고 있다.The nanotechnology is a fusion of various scientific and technological fields such as physics, chemistry, biology, electronics, and materials engineering, overcoming the limitations of existing technologies, and innovating technology in various industries to dramatically improve the quality of human life. It is expected to improve.

나노 기술은 접근 방법에 따라, 크게 위로부터 아래로의 접근(Top-down) 방식과 아래로부터 위로의 접근(Bottom-up) 방식으로 나누어질 수 있다. 위로부터 아래로의 접근 방식은 지난 수 십여 년 동안 발전되어온 반도체 집적회로의 역사에서 볼 수 있듯이, 기존의 미세구조 제작 기술을 나노미터 스케일까지 더욱 발전시켜 정보 저장용량 및 정보 처리 속도의 증대를 지속하고자 하는 기술이다.Nanotechnology can be largely divided into a top-down approach and a bottom-up approach, depending on the approach. The approach from top to bottom, as evidenced by the history of semiconductor integrated circuits that have evolved over the last few decades, further advances existing microstructure fabrication techniques down to the nanometer scale and continues to increase information storage capacity and information processing speed. This is the technique to be.

한편, 아래로부터 위로의 접근 방식은 물질을 원자 혹은 분자 단위 수준에서 제어하거나 자발적인 나노 구조 형성 현상을 이용하여 기존의 기술로는 불가능한 새로운 물리적, 화학적 성질을 유도하고 이를 이용하여 새로운 소재 및 소자를 제 작하도록 하는 기술이다.The approach from bottom to top, on the other hand, controls materials at the atomic or molecular level, or uses spontaneous nanostructure formation to induce new physical and chemical properties that would not be possible with conventional technologies, and use them to create new materials and devices. It is a technique to make small.

위로부터 아래로의 접근 방식의 대표적인 예로는, 기존의 반도체 소자 공정에 사용되고 있는 광학 리소그라피(Optical Lithography) 기술을 들 수 있다.Representative examples of the approach from top to bottom include optical lithography techniques used in conventional semiconductor device processes.

정보 기술 혁명으로 일컬어지는 20세기의 기술 발전은 반도체 소자의 소형화 및 집적화에 크게 의존해 왔으며, 이러한 반도체 소자 제조 공정의 핵심 기술이 바로 광학 리소그라피 기술이다. 현재 광학 리소그라피의 광원은 최소 선폭이 130nm인 불화크립톤(KrF) 레이저에 의해 제조되는 반도체 소자의 최소 선폭은 100nm인데 반해, 근래 들어 100nm 이하의 최소 선폭이 요구되고 있는 실정이다. Technological advances of the 20th century, called the information technology revolution, have relied heavily on miniaturization and integration of semiconductor devices, and optical lithography is a key technology in the semiconductor device manufacturing process. Currently, the light source of optical lithography has a minimum line width of 100 nm for semiconductor devices manufactured by krypton fluoride (KrF) laser having a minimum line width of 130 nm, but a minimum line width of 100 nm or less is required in recent years.

이러한 상황에서 초미세 기술로서 기대되고 있는 것은 F2 레이저 리소그라피, 자외선 리소그라피, 전자빔 투영 리소그라피, X-선 리소그라피 등이다.In such a situation, it is expected that the ultrafine technology is F2 laser lithography, ultraviolet lithography, electron beam projection lithography, X-ray lithography and the like.

이들 리소그라피 기술들은 40nm에서 70nm까지의 패턴 제작에는 적용될 수 있지만, 점차 미세화가 진행됨에 따라 노광 장비 자체의 초기 투자비용의 지수 함수적 증가와 더불어, 사용되는 빛의 파장과 같은 정도의 해상도를 갖는 마스크의 가격도 급등하게 되는 등 여러 가지 문제들을 내포하고 있다. 다시 말해, 기존의 리소그라피 기술들은 나노미터 영역까지 연장해 가는 기술 개발의 어려움과 더불어 이러한 기술이 과연 경제적 효용성을 갖고 있느냐에 커다란 의문을 불러일으키고 있다. These lithography techniques can be applied to pattern fabrication from 40nm to 70nm, but as micronization progresses, the mask has the same resolution as the wavelength of light used, with an exponential increase in the initial investment of the exposure equipment itself. There are a number of problems, including the surge in prices. In other words, the existing lithography technologies raise the question of whether the technology has economic utility along with the difficulty of developing technology that extends to the nanometer range.

이러한 상황에서 대두된 것이 나노 임프린트(nano imprint) 기술이다. 나노 임프린트 기술은 1990년대 중반 미국의 스태판 츄(Stephen Y. Chou) 교수에 의해 도입된 나노 소자 제작 방법으로서, 낮은 생산성을 갖는 전자빔 리소그라피나 고가 의 광학 리소그라피를 대신할 기술로 주목 받고 있다.What emerges in this situation is nano imprint technology. Nanoimprint technology, a method of fabricating nanodevices introduced by Stephen Y. Chou of the United States in the mid-1990s, is drawing attention as an alternative to low-productivity electron beam lithography and expensive optical lithography.

나노 임프린트 기술은 컴팩트 디스크(CD)와 같은 마이크로 스케일의 패턴을 갖는 고분자 소재 제품의 대량 생산에 사용되는 엠보싱(embossing) 기술을 리소그라피에 적용한 것이다.Nanoimprint technology is an embossing technique for lithography that is used for mass production of polymer material products with microscale patterns such as compact discs (CD).

나노 임프린트의 핵심은 전자빔 리소그라피나 다른 방법을 이용하여 나노스케일의 구조를 갖는 스탬프(stamp)(또는 몰드)를 제조하고, 이를 반복 사용함으로써 전자빔 리소그라피의 생산성 문제를 극복하는 것이다.The key to nanoimprint is to overcome the productivity problems of electron beam lithography by producing a stamp (or mold) with nanoscale structures using electron beam lithography or other methods.

첨부한 도 1과 도 2는 두 가지 방식의 나노 임프린트 공정을 간략히 설명한 도면으로써, 도 1은 열경화 방식을 이용한 나노 임프린트 공정을 나타낸 도면이고, 도 2는 자외선 경화 방식을 이용한 나노 임프린트 공정을 나타낸 도면이다.FIG. 1 and FIG. 2 are schematic views illustrating two types of nano imprint processes, and FIG. 1 is a diagram illustrating a nano imprint process using a thermosetting method, and FIG. 2 is a diagram illustrating a nano imprint process using a UV curing method. Drawing.

우선 첨부한 도 1을 참조하여 열 경화 방식을 이용한 나노 임프린트 공정을 살펴보면, 도 1의 (a)에서 도시한 바와 같이, 실리콘과 같은 기판(111)에 고분자 박막(113)을 스핀 코팅에 의해 형성한다. 이때, 미리 제작된 스탬프(115)(또는 몰드)를 기판(111)에 평행하게 위치시키고, 고분자 박막(113)을 유리전이 온도까지 가열시킨다.Referring first to the nanoimprint process using the thermal curing method with reference to Figure 1, as shown in Figure 1 (a), the polymer thin film 113 is formed on the substrate 111, such as silicon by spin coating do. At this time, the stamp 115 (or mold) prepared in advance is positioned in parallel to the substrate 111, and the polymer thin film 113 is heated to the glass transition temperature.

이어서, 도 1의 (b)와 같이, 스탬프(115)를 고분자 박막(113)과 물리적 접촉을 시킨 다음 압력을 가한 후 온도를 낮춘다.Subsequently, as shown in FIG. 1B, the stamp 115 is brought into physical contact with the polymer thin film 113, and then the pressure is lowered.

이후, 도 1의 (c)에 도시한 바와 같이, 온도가 유리 전이 온도 이하가 되면, 스탬프(115)를 고분자 박막(113)으로부터 분리시킨다.Subsequently, as shown in FIG. 1C, when the temperature is equal to or lower than the glass transition temperature, the stamp 115 is separated from the polymer thin film 113.

그리고 도 1의 (d)에서 도시한 바와 같이, 잔류 고분자를 제거하게 되면, 기판(111) 상의 고분자 박막(113)에 소정의 패턴이 형성되게 된다.As shown in FIG. 1D, when the residual polymer is removed, a predetermined pattern is formed on the polymer thin film 113 on the substrate 111.

한편, 첨부한 도 2를 참조하여 자외선 경화 방식을 이용한 나노 임프린트 공정을 살펴보면, 도 2의 (a)에서 도시한 바와 같이, 실리콘과 같은 기판(121)에 고분자 박막(123)을 스핀 코팅에 의해 형성하고, 고분자 박막(123)상에 광 경화 액체 물질(125)을 올려진다.On the other hand, referring to the nanoimprint process using the UV curing method with reference to Figure 2, as shown in Figure 2 (a), the polymer thin film 123 on the substrate 121, such as silicon by spin coating The photocurable liquid material 125 is formed on the polymer thin film 123.

이때, 미리 제작된 스탬프(127)를 상기 광 액체물질(125)에 접촉되게 하면서 자외선(UV)을 조사하고, 이에 따라 액체 물질이 경화되면서, 스탬프(127)의 패턴이 경화된 액체(125)에 임프린트되게 된다(도 2의 (b)참조). 여기서, 상기 스탬프(127)에는 경화된 액체(125)와의 분리를 용이하게 하기 위한 물질이 코팅 될 수 있다.In this case, ultraviolet rays (UV) are irradiated while bringing the pre-fabricated stamp 127 into contact with the photoliquid liquid material 125, and as the liquid material is cured, the pattern of the stamp 127 is cured. To be imprinted (see FIG. 2B). Here, the stamp 127 may be coated with a material to facilitate separation from the cured liquid 125.

다음에, 도 2의 (c)로 지칭되는 공정과 같이, 임프린트된 스탬프(127)를 경화된 액체 물질(125)로부터 분리한다. 따라서 고분자박막(123) 상의 경화된 액체 물질에 패턴이 형성되게 된다.Next, as in the process referred to in FIG. 2C, the imprinted stamp 127 is separated from the cured liquid material 125. Therefore, a pattern is formed on the cured liquid material on the polymer thin film 123.

이때, 상기 경화된 액체 물질(125)에 의한 패턴을 마스크로 사용하여 노광을 하여 고분자 박막(123)을 식각한 다음, 경화된 물질(125)을 제거함으로써, 기판(121) 상에 고분자 박막(123) 패턴이 형성되게 된다.(도 2의 (d) 참조)In this case, the polymer thin film 123 is etched by using the pattern of the cured liquid material 125 as a mask for exposure, and then the cured material 125 is removed to remove the cured material 125 on the substrate 121. 123) A pattern is formed (refer to FIG. 2 (d)).

여기서, 자외선 경화 방식을 이용한 임프린트 리소그라피 기술은 높은 온도와 압력을 필요로 하지 않기 때문에 최근에 많은 연구가 진행되고 있다.Here, since the imprint lithography technique using the ultraviolet curing method does not require high temperature and pressure, a lot of research has recently been conducted.

그런 상술한 임프린트 리소그라피 기술을 적용하기 위해 현재까지 사용하고 있는 스탬프는 일반적으로 석영(Quartz) 계열을 사용하고 있는데, 석영계열은 그 특성상 전사 능력의 우수성은 인정되나 제조 공정이 복잡하고 제조 시간, 재료비용 및 공정 비용이 높을 뿐 아니라, 재료가 유연성이 없고 취성이 크므로 깨지거나 손상되기가 쉬어 생산 현장에서 핸들링(handling)에 까다롭다는 단점을 가지고 있어, 점차 경쟁이 치열해지고 있는 반도체 분야의 산업 현장에서 생산 단가의 절감을 위해 이를 대체할 만한 기술의 개발이 절실한 실정이다.Stamps that have been used to apply the above-described imprint lithography technology generally use a quartz series. Quartz series has excellent transfer ability due to its characteristics, but the manufacturing process is complicated, manufacturing time, material In addition to the high cost and process costs, the material is inflexible and brittle, which is difficult to break or damage, making it difficult to handle on the production floor. In order to reduce the production cost in the field, the development of technology to replace this situation is urgently needed.

또한, 최근 나노 기술의 발전에도 불구하고 나노 구조물의 점착현상은 여전히 중요한 문제로 남아있다. 점착현상이란 나노 구조물의 표면에 의도하지 않는 점착이 일어날 경우, 점착된 물질이 모세관 힘, 반데르 발스힘, 정전력과 같은 표면에 작용하는 힘을 극복하지 못하여 영구적으로 붙어 있는 현상을 말한다.In addition, despite recent advances in nanotechnology, sticking of nanostructures remains an important issue. Adhesion refers to a phenomenon in which an adhered material is permanently attached to the surface of the nanostructures because it does not overcome forces acting on the surface such as capillary force, van der Waals force, and electrostatic force.

이러한 표면 점착으로 인한 나노 소자의 손상은, 특히, 나노 임프린팅 리소그라피 기술에 있어서 피할 수 없는 문제점이었다. 상기 점착현상을 줄일 수 있는 방법으로 마이크로 딤플을 형성하여 표면과의 접촉면적을 줄이는 방법과 마이크로미터 수준으로 다결정 실리콘표면을 거칠게 하는 방법이 연구되고 있다. 한편, 최근에는 자기정렬단일막(SAM)을 이용해 접촉각을 100도 이상으로 넓힘으로써 접촉면적을 줄이는 방법이 제안된 바 있다. 즉, 나노 임프린팅 스탬프의 표면에 SAM 코팅을 형성하여 나노 구조물의 점착을 방지할 수 있으며, 이는 나노 임프린팅 스탬프에서 널리 사용될 수 있는 점착방지 기술로 떠오르고 있다.Damage to nanodevices due to such surface adhesion has been an inevitable problem, particularly in nanoimprinting lithography techniques. In order to reduce the adhesion phenomenon, a method of forming micro dimples to reduce the contact area with the surface and roughening the polycrystalline silicon surface at the micrometer level has been studied. Recently, a method of reducing the contact area by using a self-aligning single layer (SAM) to increase the contact angle to 100 degrees or more has been proposed. That is, by forming a SAM coating on the surface of the nano-imprinting stamp to prevent the adhesion of the nano-structure, this has emerged as an anti-sticking technology that can be widely used in nano-imprinting stamp.

자기정렬단일층(SAM)은 기질과 반응할 수 있는 작용기를 갖는 탄화수소화합물(티올, 실록세인)이 기질표면에 화학흡착에 의해 잘 정렬된 상태인 분자들의 집합체이며, 두께는 탄소 사슬의 길이와 표면과의 각도에 따라 다르지만 보통 2-3nm 정도인 것으로 알려져 있다.A self-aligned monolayer (SAM) is a collection of molecules in which a hydrocarbon compound (thiol, siloxane) having a functional group capable of reacting with a substrate is well aligned by chemisorption on the surface of a substrate, and its thickness is determined by the length of the carbon chain. Depending on the angle to the surface, it is usually known to be about 2-3nm.

일반적으로 석영 표면에는 양질의 SAM 코팅을 형성하는 것이 가능하다. 한편, 기계적 강도가 취약하여 양산에 적용하기 어렵고 생산 단가가 높은 석영 계열의 스탬프를 대체하기 위하여, 전기 도금 방법에 의하여 제조하기가 용이한 니켈 등의 금속 재질로 된 열경화 방식의 스탬프가 최근 제안된 바 있다. 그러나 니켈 재질의 스탬프 표면에 SAM 코팅을 형성할 수 있는 적당한 방법이 아직 개발되지 않은 상황이고, 최근의 연구에서는 스탬프에 규소산화물(SiO2)을 입힌 뒤 그 위에 다시 SAM 코팅을 하는 방법이 제안되기도 하였으나, 금속과 규소산화물(SiO2)은 분자 구조 자체가 이질적이고 부착력(adhesion)이 좋지 않아 이 역시 해결책이 되지 못하고 있는 실정이다.It is generally possible to form a high quality SAM coating on the quartz surface. On the other hand, in order to replace a quartz-based stamp that is difficult to apply to mass production due to its weak mechanical strength and has a high production cost, a thermosetting stamp made of a metallic material such as nickel, which is easy to manufacture by an electroplating method, has recently been proposed. It has been. However, a suitable method for forming a SAM coating on the surface of a nickel stamp has not been developed yet. In recent research, a method of applying a silicon oxide (SiO 2 ) to a stamp and then applying a SAM coating on the stamp is proposed. However, metal and silicon oxide (SiO 2 ) is a situation in which the molecular structure itself is heterogeneous and the adhesion (adhesion) is not so good solution.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 제조 단가가 낮고 강도가 우수한 니켈 재질의 스탬프를 사용하면서, 니켈 표면에 자기정렬단일층(SAM) 형성이 어렵다는 문제점을 해결하여, 자기정렬단일막을 스탬프 표면의 점착 방지 코팅으로 사용하는 것이 가능하도록 하는 새로운 구조의 나노 임프린트용 스탬프 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention for solving the above-described problems, while using a low-cost manufacturing cost and high-strength nickel stamp, solve the problem that it is difficult to form a self-aligned single layer (SAM) on the nickel surface, the surface of the self-aligned single film It is an object of the present invention to provide a stamp for a nanoimprint having a new structure and a method for manufacturing the same, which can be used as an anti-stick coating.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1특징에 따른 나노 임프린트용 스탬프는, 미세 패턴화 된 표면을 갖는, 적어도 니켈이 포함된 재질의 스탬프 몸체 및 스탬프 몸체 표면상에 형성되는 Au, Pt, 및 Cu로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 코팅 층을 구비하며 상기 코팅 층 상부에 자기정렬단일막(SAM) 표면 코팅이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.Nano imprint stamp according to the first aspect of the present invention for achieving the above object, Au, Pt formed on the stamp body and the stamp body surface of at least a nickel-containing material, having a fine patterned surface And a coating layer including at least one element selected from the group consisting of Cu, and characterized in that the surface of the self-aligning single layer (SAM) can be coated on the coating layer.

또한, 본 발명의 제2 특징에 따른 나노 임프린트용 스탬프는, Au, Pt 및 Cu로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소와, 니켈의 합금으로 이루어진 몸체를 구비하여, 상기 미세 패턴화 된 표면상에 자기정렬단일막(SAM)의 코팅이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.In addition, the stamp for nanoimprinting according to the second aspect of the present invention includes a body made of an alloy of nickel and at least one element selected from the group consisting of Au, Pt and Cu, and is magnetically formed on the fine patterned surface. It is characterized in that the coating of the alignment single layer (SAM).

여기서, 상기 스탬프 몸체는 전기도금(electroplating)에 의하여 형성됨이 바람직하다.Here, the stamp body is preferably formed by electroplating.

한편, 상기 코팅 층은, 기상 증착 공정인 CVD, Sputtering 또는 진공증착에 의하여 형성됨이 바람직하다.Meanwhile, the coating layer is preferably formed by CVD, sputtering or vacuum deposition, which is a vapor deposition process.

또한 상기 코팅 층은 전기도금에 의하여 형성된 것일 수 있다.In addition, the coating layer may be formed by electroplating.

더 나아가, 상기 나노 임프린트용 스탬프는, 표면에 자기정렬단일막(SAM)을 더 포함하는 것일 수 있다.Furthermore, the nanoimprint stamp may further include a self-aligning single layer (SAM) on the surface.

본 발명의 제3 특징에 따른 나노 임프린트용 스탬프의 제조 방법은, 미세 패턴화 된 표면을 갖는, 적어도 니켈이 포함된 재질의 스탬프 몸체를 형성하는 단계 및 상기 스탬프 몸체 표면상에 형성되는, Au, Pt 및 Cu로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 코팅 층을 형성하는 단계를 구비하여, 상기 코팅 층 상부에 자기정렬단일막(SAM)의 표면 코팅이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a stamp for a nano imprint, the method comprising: forming a stamp body of at least nickel and having a fine patterned surface and formed on the stamp body surface; Forming a coating layer comprising at least one element selected from the group consisting of Pt and Cu, characterized in that to enable the surface coating of a self-aligning single layer (SAM) on the coating layer.

여기서, 상기 스탬프 몸체를 형성하는 단계는, 바람직하게는 기판 위에 폴리 머 층을 형성하고 패터닝하는 단계와, 상기 폴리머 패턴 상에 니켈 시드(seed) 층을 형성하는 단계, 상기 폴리머 패턴상에 니켈을 전기도금 하는 단계 및 상기 기판 및 폴리머 층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the forming of the stamp body preferably includes forming and patterning a polymer layer on a substrate, forming a nickel seed layer on the polymer pattern, and forming nickel on the polymer pattern. Electroplating and removing the substrate and polymer layer.

또한, 본 발명의 제4특징에 따른 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법은, 기판 위에 폴리머 층을 형성하고 패터닝 하는 단계와, 상기 폴리머 패턴 상에 Au, Cu 및 Pt로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 시드(seed) 층을 형성하는 단계와, 상기 시드 층 상에 니켈을 전기도금 하는 단계를 구비하여, 그 상부에 자기정렬단일막(SAM) 코팅이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.In addition, the method for manufacturing a stamp for nanoimprint according to the fourth aspect of the present invention comprises the steps of forming and patterning a polymer layer on a substrate, and at least one element selected from the group consisting of Au, Cu, and Pt on the polymer pattern. Forming a seed layer and electroplating nickel on the seed layer to enable a self-aligning single layer (SAM) coating thereon.

여기서, 상기 시드 층 형성 단계는 기상 증착 방법인 CVD, Sputtering 또는 진공증착을 이용하여 상기 시드 층을 형성함이 바람직하다.Here, the seed layer forming step is preferably to form the seed layer by using a vapor deposition method CVD, Sputtering or vacuum deposition.

또한 바람직하게는, 상기 전기도금에 의해 형성된 층 상부에 자기정렬단일막 코팅하는 단계를 더 포함하는 것이 가능하다.Also preferably, the method may further include coating a self-aligning single layer on the layer formed by the electroplating.

한편, 본 발명의 제5 특징에 따른 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법은, Au, Pt 및 Cu로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소와, 니켈의 합금으로 이루어지며, 미세 패턴화 된 표면을 갖는 스탬프 몸체를 형성하는 단계를 포함하여, 상기 미세 패턴화 된 표면상에 자기정렬단일막(SAM)의 코팅이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다. Meanwhile, the method for manufacturing a stamp for nanoimprinting according to the fifth aspect of the present invention includes a stamp body having one or more elements selected from the group consisting of Au, Pt, and Cu, and an alloy of nickel and having a fine patterned surface. Including the step of forming, characterized in that to enable the coating of a self-aligned single layer (SAM) on the fine patterned surface.

나아가서, 상기 나노 임프린트용 스탬프의 제조방법에 있어서는, 상기 스탬프 몸체 표면상에 자기정렬단일막을 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.Furthermore, in the method for manufacturing a stamp for nano imprint, the method may further include coating a self-aligning single layer on the surface of the stamp body.

본 발명의 상술한 목적과 다양한 장점은, 본 발명의 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게는, 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will be more clearly understood by those skilled in the art from the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings.

우선, 반도체 공정(photo lithography나 e-beam lithography)으로 만든 Si 또는 Quartz 스탬프는 너무 고가이고 제조가 어려우므로 다른 재질의 스탬프로 duplicate, replicate 하여서 값싼 replicated 스탬프를 이용하여 임프린팅 함이 원칙이다.First of all, Si or Quartz stamps made by semiconductor processes (photo lithography or e-beam lithography) are too expensive and difficult to manufacture. Therefore, they are duplicated and replicated with stamps of different materials and imprinted using cheap replicated stamps.

즉, 기존의 나노임프린트리소그라피 및 핫엠보싱 공정용 스탬프는 석영 또는 실리콘 계열이라 제조 단가가 비싸고 공정이 어려웠다. 따라서 마이크로/나노 크기의 고분자 패턴 형성 공정인 핫엠보싱 공정에 경제적이고 공정이 쉬운 니켈 재질의 스탬프를 착안하게 되었다.In other words, the conventional nanoimprint lithography and hot embossing stamps are quartz or silicon-based, which is expensive to manufacture and difficult to process. Therefore, the nickel-based stamp is economical and easy to process in the hot embossing process, which is a micro / nano size polymer pattern forming process.

그러나 나노 임프린트용 스탬프는 이형성(non-stick)이 있어야 하는데 PMMA등의 열가소성 고분자(polymer)는 비교적 문제가 없으나 에폭시(epoxy)같은 열경화성 고분자(polymer)에 니켈 스탬프를 사용할 경우 니켈 스탬프와 고분자가 잘 달라 붙는다. 이를 해결하기 위해서는 니켈 스탬프 표면에 이형 코팅(non-stick)을 해야 하나 현재 까지는 적당한 자기정렬단일막(SAM) 코팅 공정이 개발되어 있지 않다. 니켈 스탬프 표면에 규소산화물(SiO2)을 입힌 뒤 자기정렬단일막(SAM) 코팅을 하는 방법이 있으나 이는 니켈 금속과 이질적이어서 접착성(adhesion)이 나쁘고 여러 가지 공정이 복잡하다.However, nano imprint stamps should be non-stick, but thermoplastic polymers such as PMMA are relatively no problem, but nickel stamps and polymers are better when nickel stamps are used for thermosetting polymers such as epoxy. Cling To solve this problem, a non-stick coating on the surface of the nickel stamp is required. However, a suitable self-aligning single layer (SAM) coating process has not been developed until now. There is a method of coating silicon oxide (SiO 2 ) on the surface of the nickel stamp and then applying a self-aligning single layer (SAM) coating, but this is heterogeneous with nickel metal, resulting in poor adhesion and complicated processes.

본 발명자들은 니켈 스탬프 표면에 Au 등을 코팅할 경우, 자기정렬단일막(SAM) 표면 코팅이 잘 이루어져, 우수한 이형 특성을 갖는 니켈 스탬프를 구현할 수 있다는 점을 다음과 같이 관측하였다.The present inventors observed that when Au is coated on the surface of a nickel stamp, the surface of the self-aligned single layer (SAM) is well coated to realize a nickel stamp having excellent release characteristics as follows.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 나노 임프린트용 스탬프의 구성을 예시한다. 도시 된 나노 임프린트용 스탬프는 미세 패턴화된 니켈 재질의 스탬프(200)와 이형코팅이 용이 하도록 하기위한 Au, Pt 및 Cu로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 코팅 층(201)으로 구성된다.3 illustrates a configuration of a stamp for nano imprint according to an embodiment of the present invention. The illustrated nanoimprint stamp is composed of a fine patterned nickel stamp 200 and a coating layer 201 comprising one or more elements selected from the group consisting of Au, Pt and Cu for easy release coating. .

도 4는 본 발명의 다른 한 실시 예로서, Au, Pt 또는 Cu로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소와, 니켈의 합금으로 이루어진 미세 패턴화 된 표면을 갖는 스탬프 몸체(300)를 구비하여 상기 미세 패턴화 된 표면상에 자기정렬단일막(SAM)의 코팅이 가능하도록 구성된다.4 is another embodiment of the present invention, the fine pattern having a stamp body 300 having at least one element selected from the group consisting of Au, Pt or Cu, and a fine patterned surface made of an alloy of nickel It is configured to enable coating of a self-aligning single layer (SAM) on the surface.

여기서, 상기 스탬프 몸체(200, 300)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 미세 패턴화 된 표면을 음극(203)으로 하여 도금 하고자 하는 물질 즉, 니켈 또는 니켈이 포함된 합금을 양극(204)에 장착해 전기도금을 수행함으로써 형성하는 것이 바람직하다.Here, the stamp body (200, 300) is, as shown in Figure 6, to mount the material to be plated, that is, a nickel or an alloy containing nickel to the anode 204 with a fine patterned surface as the cathode 203, It is preferable to form by performing electroplating.

상기 코팅 층(201)은 도 7,8,9에 도시한 바와 같이 코팅하고자 하는 물질이 기상(gas phase)으로 제공되는 기상 증착 공정, 즉, 화학증착(CVD), Sputtering 또는 진공증착(evaporation)에 의하여 형성할 수 있다. 7, 8 and 9, the coating layer 201 is a vapor deposition process in which a material to be coated is provided in a gas phase, that is, chemical vapor deposition (CVD), sputtering or evaporation. It can form by.

여기서, 화학증착(CVD)은 진공챔버(chamber)(322)에 가스(gas)를 유입(323)시켜 기판표면(320)과의 화학작용에 의해 증착하는 것이 가능하며, 역시 유입 가스 (323)는 코팅을 형성하는 물질(201)로 하고 기판(320)은 미세 패턴화 된 스탬프로 할 수 있다.Here, chemical vapor deposition (CVD) may be carried out by injecting (323) gas into the vacuum chamber (322) and depositing it by chemical reaction with the substrate surface (320), which is also an inlet gas (323). May be a material 201 forming a coating and the substrate 320 may be a fine patterned stamp.

Sputtering은 진공챔버(314)에서 무거운 이온(312)을 타겟(target)에 전압으로 가속시켜 밖으로 튀어나온 스퍼터링 이온(311)을 기판(310)에 증착 할 수 있다. 상기 증착물질(311)은 코팅 층을 형성하는 물질(201)이고 기판(310)은 미세 패턴화된 스탬프로 하여 증착하는 것이 바람직하다Sputtering may deposit the sputtering ions 311 protruding out of the vacuum chamber 314 by accelerating the heavy ions 312 with a voltage to a target in the substrate 310. The deposition material 311 may be a material 201 forming a coating layer, and the substrate 310 may be deposited using a fine patterned stamp.

진공증착이란, 진공챔버(chamber)(304)에서 가열장치(305)에 의해 증착물질(306)을 기화시켜 기판(300)에 증착 시키는 것으로서 가능하며, 증착물질은 코팅 층을 형성하는 물질(201)을 사용하고 기판에는 미세 패턴화 된 스탬프를 사용하는 것이 가능하다.Vacuum deposition is possible by vaporizing the deposition material 306 by the heating device 305 in the vacuum chamber 304 and depositing it on the substrate 300, the deposition material forming the coating layer 201. It is possible to use a fine patterned stamp on the substrate.

또한, 코팅 층(201)은 도 6의 전기도금에 의하여 형성 될 수도 있으며, 도 5a의 코팅(201)된 미세 패턴화 된 스탬프 또는 니켈을 포함한 합금으로 구성된 스탬프(300) 표면상에 자기정렬단일막(SAM)(202)을 더 형성한다. In addition, the coating layer 201 may be formed by electroplating of FIG. 6 and self-aligning on the surface of the stamp 300 of the coating 201 of FIG. 5A or a stamp 300 composed of an alloy containing nickel. A film (SAM) 202 is further formed.

여기서, 자기정렬단일막(209)은 도 5b에서 도시한 바와 같이 스탬프 표면과 반응하는 물질(215)과 공기층과 접촉되는 머리부분(214), 그리고 두 부분을 연결하는 탄화수소 사슬의 알킬기(216)로 구성되어 있어 이형 특성이 뛰어난 분자막(209)을 형성한다.Here, the self-aligned single layer 209 is a material 215 reacts with the stamp surface, the head portion 214 in contact with the air layer, and the alkyl group 216 of the hydrocarbon chain connecting the two portions, as shown in FIG. 5B. And the molecular film 209 which is excellent in a release property is formed.

이하에서는 본 발명의 나노 임프린트용 스탬프의 제조방법의 제 1실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, a first embodiment of a method for manufacturing a stamp for nanoimprint of the present invention will be described in detail.

첨부한 도 10에서 도시된 바와 같이, 우선, 미세 패턴화 된 표면을 갖는 스 탬프(220)를 형성하는 단계와 Au, Pt 및 Cu로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 코팅 층(221)을 형성하여 자기정렬단일막 코팅이 가능하도록 구성한다. As shown in the accompanying FIG. 10, first, a step of forming a stamp 220 having a fine patterned surface and a coating layer 221 including one or more elements selected from the group consisting of Au, Pt, and Cu It is configured to form a self-aligning single film coating to form a.

여기서, 스탬프 몸체를 형성하는 단계는 첨부한 도 11a에서 도시한 바와 같이 폴리머 패턴(233)을 형성하고 그 상층에 니켈 시드(seed) 층(231)을 형성한 다음, 시드 층(231)상에 니켈을 전기도금 한다. 그리고 나서 기판 및 폴리머 층(233)을 제거함으로써 스탬프 몸체(230)를 얻을 수 있다.Here, the forming of the stamp body may include forming a polymer pattern 233 and forming a nickel seed layer 231 thereon, as shown in FIG. 11A, and then on the seed layer 231. Electroplate Nickel. The stamp body 230 can then be obtained by removing the substrate and polymer layer 233.

또한 시드 층(231)은 도 7,8,9의 화학증착(CVD), 스퍼터링(Sputtering) 또는 진공증착을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. In addition, the seed layer 231 is preferably formed using chemical vapor deposition (CVD), sputtering or vacuum deposition of FIGS.

더하여, 도 11b에 도시한 바와 같이 코팅 층(221,241)에 자기정렬단일막(242)을 형성시킴으로써 이형 코팅이 용이한 니켈 재질의 나노 임프린트용 스탬프 제작이 완성된다.In addition, as shown in FIG. 11B, a self-aligning single layer 242 is formed on the coating layers 221 and 241 to complete a stamp for nickel imprint of a nano material having easy release coating.

제 2의 실시예로써, 첨부한 도 11a에서 폴리머 패턴(233)을 형성하고 그 패턴상에 Au, Cu 및 Pt로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 시드 층(231)을 형성하여, 시드 층(231)에 니켈을 전기 도금 하고 기판 및 폴리머 층(233)을 제거함으로써 자기정렬단일막 코팅이 가능 하도록 구성된다.As a second embodiment, the seed layer 231 is formed by forming the polymer pattern 233 in FIG. 11A and including one or more elements selected from the group consisting of Au, Cu, and Pt on the pattern. Electroplating nickel on the layer 231 and removing the substrate and polymer layer 233 is configured to enable self-aligned single layer coating.

시드 층(231)의 형성은 기상증착 방법인 도 7,8,9에서의 CVD, Sputtering 또는 진공층착을 이용하여 형성 할수 있고 그 시드 층(231) 상에 자기정렬단일막을 형성함으로써 이형(non-stick) 특성이 뛰어난 나노 임프린트용 스탬프를 완성하게 된다.The seed layer 231 may be formed using CVD, sputtering, or vacuum deposition in FIGS. 7, 8, and 9, which are vapor deposition methods, and are formed by forming a self-aligning single layer on the seed layer 231. A nano imprint stamp with excellent stick characteristics is completed.

상술한 제2의 실시예로 나노 임프린트용 스탬프를 제작할 경우, 시드층의 형성시 코팅막을 얻을 수 있어, 공정 단계가 보다 간단해 진다는 장점이 있다.When manufacturing a stamp for nanoimprint in the second embodiment described above, there is an advantage that the coating film can be obtained when the seed layer is formed, thereby simplifying the process step.

제 3의 실시예로는 도 4에서 도시한 바와 같이 Au, Pt 및 Cu로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소와, 니켈의 합금으로 이루어지며, 미세 패턴화 된 스탬프 몸체(300)를 형성하고 그 스탬프 몸체(300) 위에 자기정렬단일막 코팅이 가능 하도록 구성한다.In the third embodiment, as shown in FIG. 4, at least one element selected from the group consisting of Au, Pt, and Cu and an alloy of nickel is formed to form a fine patterned stamp body 300, and the stamp It is configured to enable a self-aligning single film coating on the body 300.

상기 몸체를 형성하는 공정은 제2 실시예와 같이 시드층을 이용한 전기도금에 의해 이루어 질 수 있다. 이에 더하여, 스탬프 몸체(300)에 자기정렬단일막 코팅 함으로써 역시 이형 특성이 뛰어난 나노 임프린트용 스탬프를 완성하게 된다.The forming of the body may be performed by electroplating using a seed layer as in the second embodiment. In addition, the self-aligned single-layer coating on the stamp body 300 to complete the nano imprint stamp also excellent in the release characteristics.

상술한 바와 같은 과정에 의하여 제조된 나노 임프린트용 스탬프에 대하여, 도 12에서 예시한 바와 같이 에폭시에 기존의 이형 코팅 처리를 하지 않은 니켈 스탬프를 임프린팅 했을때 그 표면과의 접촉각은 대략 50도로 나타난다.For the nanoimprint stamp prepared by the above-described process, as shown in FIG. 12, when imprinting a nickel stamp without conventional release coating treatment on epoxy, the contact angle with the surface is approximately 50 degrees. .

이에 대하여, 도 13에서 예시한 바와 같이 에폭시가 뜯겨져 나오거나 구겨짐으로써, 표면과의 접촉각이 낮음으로 인한 구조물의 손상이 나타난다.On the other hand, as illustrated in FIG. 13, the epoxy is torn off or crumpled, resulting in damage to the structure due to a low contact angle with the surface.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 니켈 스탬프 위에 SAM 코팅을 시도 하였으나, 초기에 접촉각이 100도 이상으로 넓어 졌다가 아세톤(aceton) 초음파 세척 후에 도 14에 예시된 바와 같이 다시 접촉각이 좁아지게 된다.In order to solve this problem, a SAM coating was attempted on the nickel stamp, but the contact angle was initially widened to 100 degrees or more, and then the contact angle was narrowed again as illustrated in FIG. 14 after acetone ultrasonic cleaning.

첨부한 도 15는 상기와 같이 니켈 스탬프에 SAM 코팅을 하고, 에폭시에 임프린팅 했을 때 나타난 전사 패턴의 전자 현미경 사진으로 에폭시 일부가 떨어져 나감을 알 수 있다. 이는 니켈 스탬프 위에는 안정된 SAM 코팅막을 얻을 수 없기 때 문으로 해석된다.15 is attached to the nickel coating as described above SAM coating, when the imprint on the epoxy can be seen that the part of the epoxy falling off by electron micrograph of the transfer pattern. This is interpreted as a stable SAM coating cannot be obtained on the nickel stamp.

그러므로 상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서 제안한 니켈 스탬프 위에 Au등과 같은 금속막을 코팅 하고 SAM 코팅을 하거나 니켈과의 합금으로 이루어진 스탬프 위에 SAM 코팅을 한 경우, 도 16에서 예시된 바와 같이 표면과의 접촉각이 현저하면서 안정되게 증가 되었다는 것을 알 수 있다.Therefore, in order to solve the above problems, in the case of coating a metal film such as Au on the nickel stamp proposed in the present invention and applying SAM coating or SAM coating on a stamp made of an alloy with nickel, as shown in FIG. It can be seen that the contact angle is markedly and stably increased.

결과적으로, 첨부한 도 17에서 예시한 바와 같이 본 발명에서 제안된 이형 처리를한 마스터 니켈 스탬프를 통하여 에폭시에 핫엠보싱 방식으로 임프린팅을 한 경우, 상보관계를 가지는 패턴이 정확하게 나타남을 전자 현미경 사진의 예로서 알 수 있다.As a result, as shown in FIG. 17, when the imprinting process was performed on the epoxy by hot embossing through the master nickel stamp subjected to the releasing treatment proposed in the present invention, a pattern having a complementary relationship was accurately shown. This can be seen as an example.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments thereof, it is well known in the art that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims. Anyone who owns it can easily find out.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 니켈 재질의 패턴화 된 스탬프에 금속막과 자기정렬단일막 코팅을 하여 형성된 나노 임프린트용 스탬프와 그 제조방법을 제공하면, 패터닝 공정이 단순해 지고 생산 단가 또한 절감 될 뿐만 아니라 이형 코팅처리 되어 양질의 임프린팅 패턴을 얻을 수 있다.As described above, providing a nanoimprint stamp formed by applying a metal film and a self-aligned single film coating to a patterned stamp made of nickel according to the present invention, and a method of manufacturing the same, the patterning process is simplified and production cost In addition to savings, release coating is used to obtain a high quality imprinting pattern.

Claims (14)

나노 임프린트용 스탬프에 있어서,In the nanoimprint stamp, 미세 패턴화된 표면을 갖는, 적어도 니켈이 포함된 재질의 스탬프 몸체: 및A stamp body of at least nickel containing material having a fine patterned surface: and 상기 스탬프 몸체 표면상에 형성되는 Au, Pt, 및 Cu로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 코팅 층을 구비하며,And a coating layer comprising at least one element selected from the group consisting of Au, Pt, and Cu formed on the stamp body surface, 상기 코팅 층 상부에 자기정렬단일막(SAM)의 표면 코팅이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 나노 임프린트용 스탬프.The stamp for nanoimprint, characterized in that to enable the surface coating of a self-aligning single layer (SAM) on the coating layer. 나노 임프린트용 스탬프에 있어서,In the nanoimprint stamp, Au, Pt 및 Cu로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소와, 니켈의 합금으로 이루어지며, 미세 패턴화된 표면을 갖는 스탬프 몸체를 구비하여, 상기 미세 패턴화된 표면상에 자기정렬단일막(SAM)의 코팅이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 나노 임프린트용 스탬프.One or more elements selected from the group consisting of Au, Pt and Cu, and an alloy of nickel, having a stamp body having a fine patterned surface, a self-aligned single layer (SAM) on the fine patterned surface Nano imprint stamp, characterized in that to enable the coating. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 스탬프 몸체는,The stamp body, 전기도금(electroplating)에 의하여 형성된 것임을 특징으로 하는 나노 임프린트용 스탬프.Stamp for nanoimprint, characterized in that formed by electroplating (electroplating). 제 1항에 있어서The method of claim 1 상기 코팅 층은, 기상 증착 공정인 CVD, PVD 또는 진공증착(evaporation)에 의하여 형성된 것임을 특징으로 하는 나노 임프린트용 스탬프.The coating layer is a nano imprint stamp, characterized in that formed by the vapor deposition process CVD, PVD or evaporation (evaporation). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 코팅 층은, 전기도금에 의하여 형성된 것임을 특징으로 하는 나노 임프린트용 스탬프.The coating layer, the stamp for nano imprint, characterized in that formed by electroplating. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 자기정렬단일막(SAM)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 임프린트용 스탬프.The stamp for nanoimprint, further comprising a self-aligning single layer (SAM). 나노 임프린트용 스탬프의 제조 방법에 있어서,In the manufacturing method of the stamp for nanoimprint, 미세 패턴화된 표면을 갖는, 적어도 니켈이 포함된 재질의 스탬프 몸체를 형성하는 단계; 및Forming a stamp body of at least nickel material having a fine patterned surface; And 상기 스탬프 몸체 표면상에 형성되는, Au, Pt 및 Cu로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 코팅 층을 형성하는 단계를 구비하며,Forming a coating layer comprising one or more elements selected from the group consisting of Au, Pt and Cu, formed on the stamp body surface, 상기 코팅 층 상부에 자기정렬단일막(SAM)의 표면 코팅이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.The method of manufacturing a stamp for a nano imprint, characterized in that the surface coating of the self-aligned single layer (SAM) on the coating layer. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 스탬프 몸체를 형성하는 단계는,Forming the stamp body, 기판 위에 폴리머 층을 형성하고, 패터닝 하는 단계;Forming and patterning a polymer layer over the substrate; 상기 폴리머 패턴 상에 니켈 시드(seed) 층을 형성하는 단계;Forming a nickel seed layer on the polymer pattern; 상기 시드 층 상에 니켈을 전기도금 하는 단계; 및Electroplating nickel on the seed layer; And 상기 기판 및 폴리머 층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.And removing the substrate and the polymer layer. 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법에 있어서,In the stamp manufacturing method for nanoimprint, 기판 위에 폴리머 층을 형성하고, 패터닝 하는 단계;Forming and patterning a polymer layer over the substrate; 상기 폴리머 패턴 상에 Au, Cu 및 Pt로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 시드(seed) 층을 형성하는 단계;Forming a seed layer including at least one element selected from the group consisting of Au, Cu, and Pt on the polymer pattern; 상기 시드 층 상에 니켈을 전기도금 하는 단계; 및Electroplating nickel on the seed layer; And 상기 기판 및 폴리머 층을 제거하는 단계를 포함하여,Removing the substrate and polymer layer, 상기 시드 층 상부에 자기정렬단일막(SAM)의 코팅이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.The method for manufacturing a stamp for nanoimprint, characterized in that the coating of the self-aligned single layer (SAM) on the seed layer. 제8항 또는 제9항에 있어서,The method according to claim 8 or 9, 상기 시드 층 형성 단계는,The seed layer forming step, 기상 증착 방법인 CVD, Sputtering 또는 진공증착을 이용하여 상기 시드 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.The method of manufacturing a stamp for nanoimprint, characterized in that to form the seed layer by using a vapor deposition method CVD, Sputtering or vacuum deposition. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 코팅 층 상에 자기정렬단일막을 코팅하는 단계를 더 포함하는 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.The method of manufacturing a stamp for a nano imprint further comprising the step of coating a self-aligning single layer on the coating layer. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 코팅 층 상에 자기정렬단일막을 코팅하는 단계를 더 포함하는 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.The method of manufacturing a stamp for a nano imprint further comprising the step of coating a self-aligning single layer on the coating layer. 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법에 있어서,In the stamp manufacturing method for nanoimprint, Au, Pt 및 Cu로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소와, 니켈의 합금으로 이루어지며, 미세 패턴화된 표면을 갖는 스탬프 몸체를 형성하는 단계를 포함하며,Forming a stamp body made of an alloy of nickel with one or more elements selected from the group consisting of Au, Pt and Cu, and having a fine patterned surface, 상기 미세 패턴화된 표면상에 자기정렬단일막(SAM)의 코팅이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.The method for manufacturing a stamp for nanoimprint, characterized in that the coating of the self-aligned single layer (SAM) on the fine patterned surface. 제 13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 패턴화 된 스탬프 몸체 위에 자기정렬단일막(SAM)을 코팅하는 단계를 더 포함하는 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.The method of claim 1, further comprising coating a self-aligned single layer (SAM) on the patterned stamp body.
KR1020050076523A 2005-08-20 2005-08-20 Nickel stamp structure for providing easy formation of self-assembled monolayer as anti-stiction layer, and manufacturing method thereof KR100693992B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050076523A KR100693992B1 (en) 2005-08-20 2005-08-20 Nickel stamp structure for providing easy formation of self-assembled monolayer as anti-stiction layer, and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050076523A KR100693992B1 (en) 2005-08-20 2005-08-20 Nickel stamp structure for providing easy formation of self-assembled monolayer as anti-stiction layer, and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070021833A KR20070021833A (en) 2007-02-23
KR100693992B1 true KR100693992B1 (en) 2007-03-12

Family

ID=41623151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050076523A KR100693992B1 (en) 2005-08-20 2005-08-20 Nickel stamp structure for providing easy formation of self-assembled monolayer as anti-stiction layer, and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100693992B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100836633B1 (en) 2007-07-23 2008-06-10 삼성전기주식회사 Manufacturing method of stamper
CN101562130B (en) * 2008-04-14 2011-04-20 海力士半导体有限公司 Method of fabricating a photomask using self assembly molecule

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100881233B1 (en) * 2007-05-23 2009-02-05 한국기계연구원 Stamp for imprint lithography and imprint lithography method using thereof
KR100890379B1 (en) * 2007-07-04 2009-03-25 주식회사 에이디피엔지니어링 Imprint processing system and pattern forming method
KR100926977B1 (en) * 2008-01-23 2009-11-17 부산대학교 산학협력단 Imprint mold with release film and release film formation method of imprint mold
KR101715177B1 (en) * 2016-10-12 2017-03-10 한국과학기술원 Method for Fabricating Nickel Stamps with Micropattern
KR102113200B1 (en) * 2017-12-22 2020-06-03 엘씨스퀘어(주) Transfer Method using Deformable Film
KR102128175B1 (en) * 2018-12-07 2020-06-30 (주)서영 Method of forming both sided pattern of nanostructure using nanoimprint method
KR102200844B1 (en) * 2018-12-10 2021-01-08 한국세라믹기술원 Glaze composition for forming glaze layer having high contact angle and manufacturing method of ceramic tile using the composition

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512131A (en) 1993-10-04 1996-04-30 President And Fellows Of Harvard College Formation of microstamped patterns on surfaces and derivative articles
WO2001053889A1 (en) 2000-01-21 2001-07-26 Obducat Aktiebolag A mold for nano imprinting
US6814898B1 (en) 2000-10-17 2004-11-09 Seagate Technology Llc Imprint lithography utilizing room temperature embossing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512131A (en) 1993-10-04 1996-04-30 President And Fellows Of Harvard College Formation of microstamped patterns on surfaces and derivative articles
WO2001053889A1 (en) 2000-01-21 2001-07-26 Obducat Aktiebolag A mold for nano imprinting
US6814898B1 (en) 2000-10-17 2004-11-09 Seagate Technology Llc Imprint lithography utilizing room temperature embossing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100836633B1 (en) 2007-07-23 2008-06-10 삼성전기주식회사 Manufacturing method of stamper
CN101562130B (en) * 2008-04-14 2011-04-20 海力士半导体有限公司 Method of fabricating a photomask using self assembly molecule

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070021833A (en) 2007-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100693992B1 (en) Nickel stamp structure for providing easy formation of self-assembled monolayer as anti-stiction layer, and manufacturing method thereof
Gates et al. Unconventional nanofabrication
US20080138460A1 (en) Multilayer nano imprint lithography
Yu et al. Nanoimprint technology for patterning functional materials and its applications
TWI628516B (en) Nano imprinting with reusable polymer template with metallic or oxide coating
EP1290497B1 (en) Method for the production of a template and the template thus produced
US8298467B2 (en) Method of low temperature imprinting process with high pattern transfer yield
Zhou Nanoimprint lithography: an enabling process for nanofabrication
Kwon et al. Importance of molds for nanoimprint lithography: Hard, soft, and hybrid molds
KR20050087011A (en) Microcontact printing methods using imprinted nanostructure and nanostructure thereof
KR20110055586A (en) High aspect ratio template for lithography, method of making the same template and use of the template for perforating a substrate at nanoscale
KR101022506B1 (en) Pattern transfer method of nanoimprint lithography using shadow evaportation and nanotransfer printing
Wu et al. Nanoimprint lithography-the past, the present and the future
JP3892457B2 (en) Nanoimprint lithography method and substrate
Mohamed 2.16 Nanoimprint Lithography for Nanomanufacturing
Stewart et al. Unconventional methods for forming nanopatterns
KR100842931B1 (en) Fabricating method of roll stamp using imprint lithography
EP2256549A1 (en) Fabrication of Metallic Stamps for Replication Technology
KR100744550B1 (en) Si3N4 stamp for nano-imprint, and fabrication method of Si3N4 stamp
Wu et al. Anti-adhesive effects of diverse self-assembled monolayers in nanoimprint lithography
Tiginyanu et al. Nanoimprint lithography (NIL) and related techniques for electronics applications
Lee et al. Fabrication of 70 nm narrow metal nanowire structure on flexible PET film by nanoimprint lithography
KR101049218B1 (en) Micro pattern formation method using applied pressure elimination
KR100724598B1 (en) Method for manufacturing nano-scale imprinting stamp using thermoplastic polymer film
Lee et al. UV nano embossing for polymer nano structures with non-transparent mold insert

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130111

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140207

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee