KR100723021B1 - Nano imprint master and manufacturing method thereof - Google Patents
Nano imprint master and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR100723021B1 KR100723021B1 KR1020060055538A KR20060055538A KR100723021B1 KR 100723021 B1 KR100723021 B1 KR 100723021B1 KR 1020060055538 A KR1020060055538 A KR 1020060055538A KR 20060055538 A KR20060055538 A KR 20060055538A KR 100723021 B1 KR100723021 B1 KR 100723021B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- quartz substrate
- master
- layer
- conductive layer
- fine pattern
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
- G11B7/26—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
- G11B7/261—Preparing a master, e.g. exposing photoresist, electroforming
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
- B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
-
- 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
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/0041—Photosensitive materials providing an etching agent upon exposure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
- B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
- B29C2033/385—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by laminating a plurality of layers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
본 발명은 나노 임프린트용 마스터 및 그 제작방법에 관한 것이다. 본 발명은 쿼츠(quartz) 기판에 전도성 금속 이온을 임플란트(implant)하여 상기 쿼츠 기판 내부에 전도층을 형성하는 단계; 전도층이 형성된 상기 쿼츠 기판 위에 레지스트(resist)를 코팅하여 레지스트 코팅층을 형성하는 단계; 상기 레지스트 코팅층을 전자빔에 노출시켜 미세패턴을 형성하는 단계; 미세패턴이 형성된 상기 레지스트 코팅층을 마스크(mask)로 하여 상기 쿼츠 기판을 에칭(etching)하는 단계; 및 상기 레지스트 코팅층을 제거하여 미세패턴이 형성된 마스터(master)를 얻는 단계;를 포함하는 나노 임프린트용 마스터 제작방법을 제공한다. 이와 같은 본 발명의 나노 임프린트용 마스터 및 그 제작방법에 의하면, 금속 이온을 쿼츠 기판 내부 또는 산화막 내부에 임플란트하여 전도층을 표피심도(skin depth) 이하의 두께로 형성하거나 쿼츠 기판 위에 금속 박막을 표피심도의 두께로 형성시킨 후 금속 박막 위에 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막을 형성시킴으로써, 금속 전도층을 제거하는 공정단계를 거칠 필요가 없어 마스터 제작시 시간 및 비용을 대폭 절감할 수 있다.The present invention relates to a nano imprint master and a method of manufacturing the same. The present invention includes implanting conductive metal ions into a quartz substrate to form a conductive layer inside the quartz substrate; Forming a resist coating layer by coating a resist on the quartz substrate on which a conductive layer is formed; Exposing the resist coating layer to an electron beam to form a fine pattern; Etching the quartz substrate using the resist coating layer having a fine pattern as a mask; And removing the resist coating layer to obtain a master having a fine pattern formed thereon. According to the nanoimprint master of the present invention and a method of manufacturing the same, a conductive layer is formed to a thickness less than or equal to the skin depth by implanting metal ions into a quartz substrate or an oxide film, or a thin metal film on a quartz substrate. By forming the silicon oxide film or the silicon nitride film on the metal thin film after forming it to a depth of depth, it is not necessary to go through the process step of removing the metal conductive layer can significantly reduce the time and cost in the master fabrication.
나노 임프린트, 쿼츠 기판, 전도층, 이온 임플란트, 산화실리콘, 질화실리 콘, 드라이에칭 Nano Imprint, Quartz Substrate, Conductive Layer, Ion Implant, Silicon Oxide, Silicon Nitride, Dry Etching
Description
도 1은 나노 임프린트 공정을 설명하기 위한 도면.1 is a view for explaining a nano imprint process.
도 2는 종래 기술에 따른 나노 임프린트용 마스터 제작공정을 설명하기 위한 흐름도.Figure 2 is a flow chart for explaining a master fabrication process for nanoimprint according to the prior art.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 임프린트용 마스터 제장방법을 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining a nano-imprinting master manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
도 4는 쿼츠 기판에 UV 광(光) 조사시 광 투과율을 설명하기 위한 도면.4 is a view for explaining the light transmittance upon irradiation with UV light on a quartz substrate.
도 5는 본 발명에 따른 나노 임프린트용 마스터 내부에 전도층이 형성된 경우, 전도층의 두께에 따른 광 투과율의 변화를 나타낸 그래프.Figure 5 is a graph showing the change in light transmittance according to the thickness of the conductive layer when the conductive layer is formed inside the master for nanoimprint according to the present invention.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노 임프린트용 마스터 제작에 사용되는 쿼츠 기판의 제작방법을 설명하기 위한 도면.Figure 6 is a view for explaining a manufacturing method of a quartz substrate used in manufacturing a nano imprint master according to another embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 나노 임프린트용 마스터 제작에 사용되는 쿼츠 기판의 제작방법을 설명하기 위한 도면.Figure 7 is a view for explaining a manufacturing method of a quartz substrate used in manufacturing a nano imprint master according to another embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 나노 임프린트용 마스터 제작에 사용되는 쿼츠 기판의 제작방법을 설명하기 위한 도면8 is a view for explaining a method of manufacturing a quartz substrate used in manufacturing a nano imprint master according to another embodiment of the present invention
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100, 200, 300, 400; 쿼츠 기판 110, 220, 320, 410; 전도층100, 200, 300, 400;
120; 레지스트층 210, 420; 실리콘 산화막120;
310, 430; 실리콘 질화막310, 430; Silicon nitride film
본 발명은 나노 임프린트용 마스터 및 그 제작방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전도층을 쿼츠 기판 내부 또는 산화막 내부에 형성함으로써, 전도층을 별도로 제거할 필요가 없어 비교적 제작공정이 단순화된 나노 임프린트용 마스터 제작방법 및 그 제작방법에 의해 제조된 마스터에 관한 것이다.The present invention relates to a master for nano imprint and a method of manufacturing the same, and more particularly, by forming a conductive layer inside a quartz substrate or an oxide film, there is no need to remove the conductive layer separately, so that the manufacturing process is relatively simplified. It relates to a master production method and a master produced by the production method.
현대는 정보화시대라고 불릴만큼 엄청난 정보가 쏟아져 나오고 있다. 따라서, 이러한 엄청난 정보를 기록할 수 있는 고밀도화된 기록 미디어에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Modern information is pouring out enough to be called the information age. Therefore, the research on the densified recording media capable of recording such tremendous information is actively conducted.
기록 미디어의 고밀도화와 관련하여 마스크(mask) 또는 마스터(master)의 미세패턴을 기록 미디어에 패터닝하는 방법으로 광 리소그래피(photo lithography)기술과 나노 임프린트 리소그래피(nano imprint lithography)기술이 있다.In connection with the higher density of recording media, there are photolithography and nanoimprint lithography as a method of patterning a fine pattern of a mask or a master onto the recording media.
광 리소그래피는 장비의 천문학적 가격, 장치의 복잡성, 설치 및 유지보수의 어려움이 있을 뿐만 아니라 현재 50 ㎚ 이하의 미세한 패턴을 원샷(one shot)으로 대량복제하는 것이 어려운 반면, 나노 임프린트 리소그래피 기술에 의해서는 미세한 패턴을 쉽고 간단하게 형성시킬 수 있고 저렴한 비용으로 기록 미디어를 대량복 제할 수 있는 이점이 있어 기록 미디어의 미세패턴 생성시 주로 나노 임프린트 리소그래피 기술을 적용한다.Optical lithography not only has the astronomical cost of the equipment, the complexity of the equipment, the difficulty of installation and maintenance, but also makes it difficult to mass-reduce microscopic patterns below 50 nm in one shot, while nanoimprint lithography technology Since fine patterns can be easily and simply formed, and a large amount of recording media can be reproduced at a low cost, nanoimprint lithography is mainly applied when generating fine patterns of recording media.
나노 임프린팅에 의해 재현되는 미세패턴은 마스터의 패턴이 그대로 전사되는 것이므로, 나노 임프린터 리소그래피 기술에 있어서 가장 중요한 관건은 마스터를 얼마나 정교하고 간단하게 생산할 수 있느냐이다.The fine pattern reproduced by nanoimprinting is that the master's pattern is transferred as it is, so the most important factor in nanoimprinter lithography technology is how precise and simple the master can be produced.
도 1은 나노 임프린트 공정을 설명하기 위한 도면으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 나노 임프린트용 마스터(20)를 이용하여 나노 임프린트 공정 시행시 먼저, 마스터(20)를 기판(10) 상부에 위치시킨 후(a단계), UV(ultra violet) 광(光)을 조사하면(b단계) 기판(10) 위에 형성된 폴리머레진(polymer resine)이 녹으면서 마스터(20)의 미세패턴이 전사되고(c단계), 마스터(20)를 제거한 후 에싱(ashing)하면 미세패턴이 형성된 기록 미디어를 얻을 수 있다(d단계).FIG. 1 is a view for explaining a nano imprint process. As shown in FIG. 1, when a nano imprint process is performed using a
이때, 나노 임프리트용 마스터는 쿼츠 기판에 미세패턴을 형성시킨 것으로서, 상기 쿼츠(quartz) 기판으로 투명한 글라스(glass)를 사용한다. 이와 같이 투명한 글라스를 쿼츠 기판으로 사용함으로써, 마스터의 패턴이 형성된 부분에 UV 광이 투과하여 폴리머 레진(polymer resine)을 큐어링(curing)시킬 수 있을 뿐만 아니라 패턴이 형성되지 않은 부분에도 UV 광이 전달 및 투과되어 폴리머 레진을 큐어링시킬 수 있다. At this time, the nano-impact master is a fine pattern formed on a quartz substrate, using a transparent glass (glass) as the quartz (quartz) substrate. By using the transparent glass as a quartz substrate, UV light is transmitted to the part where the pattern of the master is formed to cure the polymer resin, and UV light is also applied to the part where the pattern is not formed. It can be delivered and permeated to cure the polymer resin.
만약, 마스터의 영역 중 일부라도 투명하지 않은 부분이 있을 경우 불투명한 부분으로 UV 광이 제대로 투과하지 못해 해당 부분의 폴리머가 유동 가능한 폴리머 상태로 남게 되고, 이 상태에서 쿼츠 마스터를 폴리머레진으로부터 분리하면 미처 큐어링되지 않은 폴리머레진이 마스터에 들러붙어 함께 떨어져 나가므로 나노 임프린트 공정을 제대로 시행할 수 없게 된다. 따라서, 마스터는 반드시 전체적으로 투명한 상태를 유지하는 재질을 사용해야 하므로 주로 쿼츠 기판을 사용한다.If any part of the master area is not transparent, the opaque part does not transmit UV light properly and the polymer in the part remains in a flowable polymer state. In this state, the quartz master is separated from the polymer resin. Uncured polymer resin sticks to the master and falls off together, making the nanoimprint process impossible. Therefore, the master must use a material that maintains a transparent state as a whole, mainly using a quartz substrate.
이하, 나노 임프린트용 마스터에 미세패턴을 형성하는 과정에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.Hereinafter, a process of forming a fine pattern on the nano imprint master will be described with reference to FIG. 2.
도 2는 종래 기술에 따른 나노 임프린트용 마스터 제작공정을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a master fabrication process for nanoimprint according to the prior art.
도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 쿼츠 기판을 준비한다(S20).As shown in Figure 2, first to prepare a quartz substrate (S20).
다음으로, 준비된 쿼츠 기판의 상면에 스퍼터링(sputtering) 방식에 의해 크롬(Cr)을 증착시킨다(S21).Next, chromium (Cr) is deposited on the prepared quartz substrate by sputtering (S21).
이후, 크롬층 위에 전자빔 레지스트를 도포하고(S23), 전자빔 노광장치를 이용하여 레지스트를 패터닝한다(S24). Thereafter, an electron beam resist is coated on the chromium layer (S23), and the resist is patterned using an electron beam exposure apparatus (S24).
계속하여, 미세패턴이 형성된 레지스트 코팅층을 마스크로 하여 크롬층을 드라이에칭한 후(S25), 크롬층에 형성된 미세패턴을 쿼츠 기판으로 전사(transfer)하기 위해 쿼츠 기판을 드라이 에칭한다(S26).Subsequently, after etching the chromium layer using the resist coating layer having the fine pattern as a mask (S25), the quartz substrate is dry-etched to transfer the fine pattern formed on the chromium layer to the quartz substrate (S26).
마지막으로, 레지스트층을 스트립(strip) 또는 에싱(ashing)하고(S27), 크롬층을 습식에칭(wet etching)으로 완전히 제거한 후 클리닝(cleaning)하여(S28) 마스터를 얻는다(S29).Finally, the resist layer is stripped or ashed (S27), the chromium layer is completely removed by wet etching, and then cleaned (S28) to obtain a master (S29).
상기 마스터에 미세패턴 형성시, 쿼츠 기판 위에 크롬 금속층을 증착시키는데, 챠징(charging) 전하를 제거하기 위함이다. 즉, 전자빔을 이용하여 쿼츠 기 판을 패터닝할 때 음전하인 전자빔과 유전체(dielectric material)인 쿼츠 기판 및 레지스트에 전자빔을 조사하면 챠징전하가 발생하게 되는데, 이와 같이 챠징전하가 발생하면 유전체의 표면과 반대편 표면이 서로 다른 극성을 띠는 분극현상이 발생하게 되므로, 발생된 챠징전하를 금속 박막 표면을 따라 바깥쪽으로 그라운딩(접지)시켜 제거한다. 이와 같이 챠징전하를 제거하여야 미세패턴의 왜곡을 방지할 수 있다.When the micropattern is formed on the master, a chromium metal layer is deposited on the quartz substrate to remove charging charges. In other words, when the quartz substrate is patterned by using the electron beam, charging electrons are generated when the electron beam is irradiated to the negative electron beam and the quartz substrate and the resist, which are dielectric materials. Since the polarization phenomenon of the opposite surface having different polarities occurs, the generated charging charge is removed by grounding (grounding) outward along the metal thin film surface. As such, the charging charge may be removed to prevent distortion of the fine pattern.
또한, 전자빔에 의해 마스터에 미세패턴 형성시 일단 레지스트를 패터닝시킨 후 레지스트를 마스크로 하여 쿼츠 기판을 드라이에칭(플라즈마 이온에칭)하게 되는데, 만약 쿼츠 기판위에 금속층이 형성되지 않아 레지스트의 패턴을 쿼츠 기판으로 바로 전사할 경우, 쿼츠 재질에 비해 에칭 저항성이 떨어지는 레지스트 위의 패턴이 먼저 무너져 내려 쿼츠 기판으로 미세패턴을 제대로 전사시키기 어렵다. In addition, when forming a fine pattern on the master by electron beam, the resist is patterned and then the quartz substrate is dry-etched (plasma ion etching) using the resist as a mask. If a metal layer is not formed on the quartz substrate, the pattern of the resist is In this case, the pattern on the resist, which is less etch resistant than the quartz material, first collapses, and thus it is difficult to properly transfer the fine pattern to the quartz substrate.
따라서, 쿼츠 기판 위에 크롬층을 형성시켜 단단한 쿼츠 기판을 드라이에칭하기 위한 에칭 마스크층 역할을 하도록 함으로써, 쿼츠 기판에 미세패턴을 효과적으로 전사시킬 수 있다.Therefore, by forming a chromium layer on the quartz substrate to serve as an etching mask layer for dry etching the hard quartz substrate, it is possible to effectively transfer the fine pattern to the quartz substrate.
그러나, 이와 같은 공정에 의해 나노 임프린트용 마스터를 제작할 경우 다음과 같은 문제점이 발생한다.However, the following problem occurs when manufacturing a master for nano imprint by such a process.
즉, 크롬 금속 박막을 쿼츠 기판에 증착한 후 중간 공정에서 크롬 금속 박막을 에칭하고, 쿼츠 기판을 패터닝한 후에는 크롬 금속 박막을 제거하는 등 마스터 제작공정이 아주 복잡하게 되어 마스터 제작에 엄청난 시간 및 비용이 소요되는 문제점이 있다.In other words, the master fabrication process is complicated by depositing the chromium metal thin film on the quartz substrate, etching the chromium metal thin film in the intermediate process, and removing the chromium metal thin film after the quartz substrate is patterned. There is a problem of cost.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 금속 이온을 쿼츠 기판 내부 또는 산화막 내부에 임플란트하여 전도층을 표피심도(skin depth) 이하의 두께로 형성하거나 쿼츠 기판 위에 금속 박막을 표피심도의 두께로 형성시킨 후 금속 박막 위에 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막을 형성시킴으로써, 금속 전도층을 제거하는 공정단계를 거칠 필요가 없어 마스터 제작시 시간 및 비용을 절감할 수 있는 나노 임프린트용 마스터 제작방법 및 그 제작방법에 의해 제조된 나노 임프린트용 마스터를 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to implant a metal ion into the quartz substrate or the inside of the oxide film to form a conductive layer to a thickness less than the skin depth (skin depth) or By forming a metal thin film on the quartz substrate to a thickness of the skin depth and then forming a silicon oxide film or a silicon nitride film on the metal thin film, there is no need to go through the process of removing the metal conductive layer, which can save time and cost in master fabrication. The present invention provides a master fabrication method for nanoimprint and a nanoimprint master manufactured by the fabrication method.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 쿼츠(quartz) 기판에 전도성 금속 이온을 임플란트(implant)하여 상기 쿼츠 기판 내부에 전도층을 형성하는 단계; 전도층이 형성된 상기 쿼츠 기판 위에 레지스트(resist)를 코팅하여 레지스트 코팅층을 형성하는 단계; 상기 레지스트 코팅층을 전자빔에 노출시켜 미세패턴을 형성하는 단계; 미세패턴이 형성된 상기 레지스트 코팅층을 마스크(mask)로 하여 상기 쿼츠 기판을 에칭(etching)하는 단계; 및 상기 레지스트 코팅층을 제거하여 미세패턴이 형성된 마스터(master)를 얻는 단계;를 포함하는 나노 임프린트용 마스터 제작방법을 제공한다. The present invention for achieving the above object comprises the steps of implanting a conductive metal ion on a quartz substrate (quartz) to form a conductive layer inside the quartz substrate; Forming a resist coating layer by coating a resist on the quartz substrate on which a conductive layer is formed; Exposing the resist coating layer to an electron beam to form a fine pattern; Etching the quartz substrate using the resist coating layer having a fine pattern as a mask; And removing the resist coating layer to obtain a master having a fine pattern formed thereon.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 다른 실시예에 의한 본 발명은 쿼츠 기판 위에 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(Si3N4)을 성장(epitaxy) 또는 증 착(deposition)시켜 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막을 형성하는 단계; 상기 실리콘 산화막 또는 상기 실리콘 질화막에 전도성 금속 이온을 임플란트(implant)하여 전도층을 형성하는 단계; 상기 실리콘 산화막 또는 상기 실리콘 질화막 위에 레지스트를 코팅하여 레지스트 코팅층을 형성하는 단계; 상기 레지스트 코팅층을 전자빔에 노출시켜 미세패턴을 형성하는 단계; 미세패턴이 형성된 상기 레지스트 코팅층을 마스크로 하여 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막이 형성된 상기 쿼츠 기판을 에칭하는 단계; 및 상기 레지스트 코팅층을 제거하여 미세패턴이 형성된 마스터(master)를 얻는 단계;를 포함하는 나노 임프린트용 마스터 제작방법을 제공한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, a silicon oxide film or silicon may be formed by growing or depositing silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (Si 3 N 4 ) on a quartz substrate. Forming a nitride film; Implanting conductive metal ions into the silicon oxide film or the silicon nitride film to form a conductive layer; Coating a resist on the silicon oxide film or the silicon nitride film to form a resist coating layer; Exposing the resist coating layer to an electron beam to form a fine pattern; Etching the quartz substrate on which a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed using the resist coating layer having a fine pattern as a mask; And removing the resist coating layer to obtain a master having a fine pattern formed thereon.
이때, 상기 전도층은 표피심도(skin depth) 이하의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.In this case, the conductive layer is preferably formed to a thickness less than the skin depth (skin depth).
또한, 상기 임플란트되는 전도성 금속 이온은, 크롬이온, 티타늄이온, 은이온, 금이온, 알루미늄이온 또는 백금이온 중 하나인 것이 바람직하다.In addition, the conductive metal ion to be implanted is preferably one of chromium ions, titanium ions, silver ions, gold ions, aluminum ions or platinum ions.
뿐만 아니라, 바람직하게는 상기 쿼츠 기판을 에칭하는 단계는 상기 쿼츠 기판을 드라이에칭에 의해 에칭하는 것을 특징으로 한다.In addition, preferably, the step of etching the quartz substrate is characterized in that the etching of the quartz substrate by dry etching.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 본 발명은 쿼츠 기판 위에 전도성 금속을 증착시켜 전도층을 형성하는 단계; 상기 전도층 위에 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(Si3N4)을 성장(epitaxy) 또는 증착(deposition)시켜 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막을 형성하는 단계; 상기 실 리콘 산화막 또는 상기 실리콘 질화막 위에 레지스트를 코팅하여 레지스트 코팅층을 형성하는 단계; 상기 레지스트 코팅층을 전자빔에 노출시켜 미세패턴을 형성하는 단계; 및 미세패턴이 형성된 상기 레지스트 코팅층을 마스크로 하여 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막이 형성된 상기 쿼츠 기판을 에칭하는 단계;를 포함하는 나노 임프린트용 마스터 제작방법을 제공한다.In addition, the present invention according to another embodiment of the present invention for achieving the above object is a step of forming a conductive layer by depositing a conductive metal on a quartz substrate; Growing or depositing silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (Si 3 N 4 ) on the conductive layer to form a silicon oxide film or a silicon nitride film; Forming a resist coating layer by coating a resist on the silicon oxide film or the silicon nitride film; Exposing the resist coating layer to an electron beam to form a fine pattern; And etching the quartz substrate on which a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed using the resist coating layer having a fine pattern as a mask.
이때, 상기 전도층은 표피심도(skin depth) 이하의 형성되는 것이 바람직하다.In this case, the conductive layer is preferably formed below the skin depth (skin depth).
또한, 바람직하게는 상기 전도층은 크롬층, 티타늄층, 은(실버)층, 금(골드)층, 알루미늄층 또는 백금층 중 하나이다.In addition, the conductive layer is preferably one of a chromium layer, a titanium layer, a silver (silver) layer, a gold (gold) layer, an aluminum layer, or a platinum layer.
또한, 바람직하게는 상기 쿼츠 기판을 에칭하는 단계는 상기 쿼츠 기판을 드라이에칭에 의해 에칭하는 것을 특징으로 한다.In addition, preferably, the step of etching the quartz substrate is characterized in that the etching of the quartz substrate by dry etching.
이와 같은 본 발명의 나노 임프린트용 마스터 제작방법에 의하면, 마스터 제작공정을 단순화시킬 수 있어 마스터 제작에 소요되는 시간 및 비용을 대폭 절감할 수 있다.According to the nano fabrication method for producing a nano imprint of the present invention, the master fabrication process can be simplified, and the time and cost required for master fabrication can be greatly reduced.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 임프린트용 마스터 제장방법을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a nano-imprinting master manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
먼저 쿼츠(quartz) 기판(100)을 준비한다(a단계). First, a
그리고 준비된 쿼츠 기판(100) 상면에 전도성 금속 이온을 임플란 트(implant)하여 상기 쿼츠 기판(100) 내부에 전도층(110)을 형성한다(b단계). 이때, 크롬이온, 티타늄이온, 은이온, 금이온, 알루미늄이온 또는 백금이온 등을 쿼츠 기판(100)에 임플란트하여 전도층(110)을 형성하는 것이 바람직하다.Then, the conductive metal ions are implanted onto the prepared
이온주입(ion implantation)은 도핑시키고자 하는 물질을 이온화시킨 후 가속시켜 크게 증가된 운동에너지를 갖게 하여 기판(100) 표면에 강제 주입하는 기술로서, 고순도의 불순물 주입이 가능하고, 도핑 농도의 균일성을 유지할 수 있다.Ion implantation is a technique of ionizing a material to be doped and then accelerating it to have a greatly increased kinetic energy and forcibly injecting it into the surface of the
이러한 이온주입은 비교적 얕은 깊이로 이온을 주입할 경우 유용하게 적용되며, 전도성 금속 이온을 기판(100)에 임플란트하면 도 3의 (b)에 도시된 것과 같이 기판(100) 표면부로부터 가까운 곳에 전도층(110)이 형성된다.Such ion implantation is useful when implanting ions at a relatively shallow depth, and when conductive metal ions are implanted into the
이와 같이 쿼츠 기판(100) 내부에 전도층(110)이 형성되면, 전자빔 리소그래피 시행시 발생하는 챠징전하를 그라운딩(접지)시켜 효과적으로 제거할 수 있으므로, 챠징전하 발생으로 인한 미세패턴의 왜곡을 방지할 수 있다. As such, when the
전도층(110) 형성시 전도층(110)의 두께를 얇게하는 것이 중요한데, 이는 전도층(110)의 두께가 너무 두꺼울 경우 이미 언급한 것과 같이 UV 광 투과율이 저조하게 되어 나노 임프린트 공정시 폴리머레진이 마스터에 들러붙어 나노 임프린트 공정이 실패로 돌아가기 때문이다.When the
전도층(110)의 두께가 어느 정도이어야 나노 임프린트 공정이 성공할 수 있는지, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. How much the thickness of the
도 4는 쿼츠 기판(100)에 UV 광(光) 조사시 광 투과율을 설명하기 위한 도면으로서, (a)와 같이 순수 쿼츠 기판(100)의 경우 광 투과율이 약 96%인 반면, (b) 와 같이 쿼츠 기판(100) 내부에 두꺼운 전도층(110)이 형성되면 광 투과율이 급격히 떨어지고 반사율이 증가한다. 그리고, (c)와 같이 쿼츠 기판(100) 내부에 전도층(110)이 65Å의 두께로 얇게 형성된 경우에는 광 투과율이 약 90% 정도인데, 광 투과율과 전도층 두께와의 관계를 도 5를 참조하여 설명한다.FIG. 4 is a view for explaining the light transmittance when UV light is irradiated onto the
도 5는 본 발명에 따른 나노 임프린트용 마스터 내부에 전도층이 형성된 경우, 전도층의 두께에 따른 광 투과율의 변화를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing a change in light transmittance according to the thickness of the conductive layer when the conductive layer is formed inside the master for nanoimprint according to the present invention.
도 5에서, 가로축은 크롬 전도층의 두께를 나타내고, 세로축은 쿼츠 기판의 광투과율을 나타내며, 나노 임프리트 공정시 일반적으로 UV 광을 사용한다는 점을 고려하여 300 ㎚대의 UV 파장을 사용하여 실험하였다.In FIG. 5, the horizontal axis represents the thickness of the chromium conductive layer, the vertical axis represents the light transmittance of the quartz substrate, and the experiment was performed using the UV wavelength of 300 nm in consideration of the fact that UV light is generally used in the nano-imprint process. .
도 5를 참조하면, 크롬층의 두께가 0Å, 50Å, 60Å, 100Å로 두꺼워질수록 광 투과율은 각각 96%, 93%, 91%, 80%로 낮아짐을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the light transmittance is lowered to 96%, 93%, 91%, and 80% as the chromium layer becomes thicker at 0Å, 50Å, 60Å, and 100Å.
여기서, 쿼츠 기판이 나노 임프린트용 마스터로 사용되기 위해서는 광 투과율이 적어도 80% 이상을 유지해야 하는데, 이러한 광 투과율은 전도층을 표피심도(skin depth) 이하의 두께로 형성하면 달성된다.Here, in order for the quartz substrate to be used as a master for nanoimprint, the light transmittance must be maintained at least 80% or more, and the light transmittance is achieved by forming the conductive layer to a thickness less than or equal to the skin depth.
상기 표피심도(skin depth)는 다음 식에 의해 계산할 수 있으며, 이는 금속에 따른 고유값이다.The skin depth can be calculated by the following equation, which is an intrinsic value depending on the metal.
여기서 k는 전파상수, ω(=2πf)는 각주파수, μ는 투자율(4π×10-7 ) , σ는 전기전도도이다. 따라서, 특정 주파수(또는 파장)에서 임플란트하고자 하는 금속 이온이 특정되면 해당 금속에 대한 표피심도가 정해지게 되며, 정해진 표피심도의 두께 이하로 전도층이 형성되도록 이온을 임플란트하면 80% 이상의 광투과율을 보이는 마스터를 제작할 수 있다.Where k is the propagation constant, ω (= 2πf) is the angular frequency, μ is the permeability (4π × 10 -7 ) is the electrical conductivity. Therefore, when the metal ion to be implanted is specified at a specific frequency (or wavelength), the skin depth of the metal is determined, and when the ion is implanted so that the conductive layer is formed below the thickness of the defined skin depth, a light transmittance of 80% or more is obtained. You can make a visible master.
계속하여 도 3을 참조하여 나노 임프린트용 마스터 제작방법을 설명한다.Subsequently, a master fabrication method for nanoimprint will be described with reference to FIG. 3.
쿼츠 기판(100) 내부에 전도층(110)을 형성한 후, 전자빔 레지스트를 코팅하여 레지스트층(120)을 형성한다(도 3의 c단계).After the
다음으로, 전자빔 노광장치를 이용하여 레지스트층(120)에 미세패턴(120')을 형성한 후(도 3의 d단계), 미세패턴이 형성된 레지스트(120')를 마스크로 하여 쿼츠 기판(100)을 에칭함으로써 레지스트의 미세패턴을 쿼츠 기판(100)으로 전사한다(도 3의 e단계). 이때, 바람직하게는 드라이에칭 방식으로 쿼츠 기판(100)을 에칭한다.Next, after the fine pattern 120 'is formed on the resist
마지막으로, 미세패턴이 형성된 레지스트(120')를 스트립(strip) 또는 애싱(ashing)하여 제거하면 미세패턴(100')이 형성된 나노 임프린트용 마스터(도 3의 f단계)를 얻을 수 있다. Finally, when the resist 120 'on which the micropattern is formed is removed by stripping or ashing, a master for nanoimprint on which the micropattern 100' is formed (step f in FIG. 3) may be obtained.
상기와 같은 제작방법에 의해 나노 임프린트용 마스터를 제작하면, 금속 전도층(110)이 쿼츠 기판(100) 내부에 형성되므로 이를 별도로 제거할 필요가 없다. 따라서 마스터 제작공정을 단순화시킬 수 있어 마스터 제작에 소요되는 시간 및 비용을 대폭 절감할 수 있게 된다.When the nano imprint master is manufactured by the manufacturing method as described above, since the metal
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 전도성 금속이온을 단단한 쿼츠 기판에 직접 주입하는 것은 용이하지 않으므로 산화막을 쿼츠 기판 상부에 증착(deposition) 또는 성장(epitaxy)시킨 후 상기 산화막에 전도성 금속 이온을 주입하면 보다 용이하게 전도층을 형성시킬 수 있다. 이를 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, since it is not easy to directly inject conductive metal ions into a rigid quartz substrate, the conductive metal ions are injected into the oxide film after deposition or growth of an oxide film on the quartz substrate. The conductive layer can be formed more easily. This will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노 임프린트용 마스터 제작에 사용되는 쿼츠 기판의 제작방법을 설명하기 위한 도면이다.6 and 7 are views for explaining a method of manufacturing a quartz substrate used in manufacturing a nano imprint master according to another embodiment of the present invention.
먼저, 도 6을 참조해보면, 쿼츠 기판(200)을 준비한 다음, 준비된 쿼츠 기판(200)의 상면에 산화실리콘(SiO2)을 증착(deposition) 또는 성장(epitaxy)시켜 실리콘 산화막을 형성한 후 이온주입(ion implantation)방식으로 전도성 금속 이온을 실리콘 산화막 내부에 주입시켜 전도층(220)을 형성한다. First, referring to FIG. 6, after preparing a
다음으로, 도 7을 참조해보면, 준비된 쿼츠 기판(300)에 질화실리콘(Si3N4)을 증착(deposition) 또는 성장(epitaxy)시켜 실리콘 질화막을 형성하고, 이후 전도성 금속 이온을 이온주입방식에 의해 실리콘 질화막 내부에 주입시켜 전도층(320)을 형성한다.Next, referring to FIG. 7, a silicon nitride film is formed by depositing or growing silicon nitride (Si 3 N 4 ) on the
실리콘 산화막(SiO2) 또는 실리콘 질화막(Si3N4)을 형성한 이후 레지스트 도포 및 미세패턴을 형성하는 단계는 도 3과 동일하며, 전도층(220,320)의 두께 또한 광 투과율을 고려하여 표면심도(skin depth) 이하를 유지하도록 해야 한다. 다 만, 쿼츠 기판(300)에 미세패턴이 형성되는 것이 아니라 산화막에 미세패턴이 형성되거나 산화막과 전도층(220,320)에 걸쳐 미세패턴이 형성된다는 점이 다르다.After forming the silicon oxide layer (SiO 2 ) or the silicon nitride layer (Si 3 N 4 ), the resist coating and forming the micropattern are the same as those of FIG. 3, and the surface depth in consideration of the thickness of the
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 나노 임프린트용 마스터 제작에 사용되는 쿼츠 기판의 제작방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 8 is a view for explaining a method of manufacturing a quartz substrate used in manufacturing a nano imprint master according to another embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 먼저 쿼츠 기판(400)을 준비한 후, 쿼츠 기판(400) 위에 전도성 금속을 스퍼터링(sputtering) 방식에 의해 증착시켜 전도층(410)을 형성하는데, 이때에도 광 투과율을 고려하여 전도층(410)의 두께가 표피심도(skin depth) 이하가 되도록 해야한다.As shown in FIG. 8, first, a
상기 전도층(410)은 크롬층, 티타늄층, 은(실버)층, 금(골드)층, 알루미늄층 또는 백금층 중 하나인 것이 바람직하다.The
다음으로, 상기 전도층(410) 위에 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(Si3N4)을 성장(epitaxy) 또는 증착(deposition)시켜 실리콘 산화막(420) 또는 실리콘 질화막(430)을 형성시킨다.Next,
실리콘 산화막(SiO2)(420) 또는 실리콘 질화막(Si3N4)(430)을 형성시킨 후 레지스트 도포 및 미세패턴을 형성하는 단계는 도 3과 동일하며, 다만 미세패턴이 형성되는 곳이 쿼츠 기판(400)이 아니라 실리콘 산화막(420) 또는 실리콘 질화막(430)이라는 점이 다르다.After forming the silicon oxide film (SiO 2 ) 420 or the silicon nitride film (Si 3 N 4 ) 430, the step of applying a resist and forming a fine pattern is the same as FIG. 3, except that the fine pattern is formed of quartz. The difference is that the
이와 같은 본 발명의 나노 임프린트용 마스터 제작방법에 의하면, 금속 전도층을 제거하는 공정 및 금속 전도층 제거한 후 쿼츠 표면을 클리닝(cleaning)하는 공정 등을 줄일 수 있어 마스터 제작 공정을 단순화시킬 수 있다.According to the method of manufacturing a master for nanoimprint according to the present invention, the process of removing the metal conductive layer and the process of cleaning the quartz surface after removing the metal conductive layer can be reduced, thereby simplifying the master manufacturing process.
이상에서는 도면과 명세서에 최적 실시예를 개시하였다. 여기서는 설명을 위해 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 한다. In the above, the best embodiment has been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein for the purpose of description, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not intended to limit the meaning or the scope of the invention as set forth in the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.
본 발명에 의하면, 금속 이온을 쿼츠 기판 내부 또는 산화막 내부에 임플란트(implant)하여 전도층을 표피심도(skin depth) 이하의 두께로 형성하거나 쿼츠 기판 위에 금속 박막을 표피심도의 두께로 형성시킨 후 금속 박막 위에 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막을 형성시킴으로써, 금속 전도층을 제거하는 공정단계를 거칠 필요가 없어 마스터 제작을 단순화시킬 수 있고 마스터 제작에 소요되는 시간 및 비용을 대폭 절감할 수 있다.According to the present invention, a metal ion is implanted into a quartz substrate or an oxide film to form a conductive layer having a thickness less than or equal to a skin depth, or a metal thin film is formed to a thickness of a skin depth on a quartz substrate. By forming a silicon oxide film or a silicon nitride film on the thin film, it is not necessary to go through a process step of removing the metal conductive layer, thereby simplifying the master fabrication and greatly reducing the time and cost required for the master fabrication.
Claims (10)
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060055538A KR100723021B1 (en) | 2006-06-20 | 2006-06-20 | Nano imprint master and manufacturing method thereof |
US11/745,609 US7968253B2 (en) | 2006-06-20 | 2007-05-08 | Nano imprint master and method of manufacturing the same |
US13/113,534 US8349527B2 (en) | 2006-06-20 | 2011-05-23 | Conductive layer including implanted metal ions |
US13/621,204 US8523555B2 (en) | 2006-06-20 | 2012-09-15 | Apparatus comprising substrate and conductive layer |
US14/016,226 US8920153B2 (en) | 2006-06-20 | 2013-09-03 | Apparatus comprising substrate and conductive layer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060055538A KR100723021B1 (en) | 2006-06-20 | 2006-06-20 | Nano imprint master and manufacturing method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100723021B1 true KR100723021B1 (en) | 2007-05-30 |
Family
ID=38278593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060055538A KR100723021B1 (en) | 2006-06-20 | 2006-06-20 | Nano imprint master and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100723021B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0580530A (en) * | 1991-09-24 | 1993-04-02 | Hitachi Ltd | Production of thin film pattern |
JPH08102092A (en) * | 1994-09-29 | 1996-04-16 | Canon Inc | Stamper master disk and production of stamper using that |
US5772905A (en) * | 1995-11-15 | 1998-06-30 | Regents Of The University Of Minnesota | Nanoimprint lithography |
KR20050075581A (en) * | 2004-01-16 | 2005-07-21 | 엘지전자 주식회사 | Production process of quartz stamp of nano imprint |
-
2006
- 2006-06-20 KR KR1020060055538A patent/KR100723021B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0580530A (en) * | 1991-09-24 | 1993-04-02 | Hitachi Ltd | Production of thin film pattern |
JPH08102092A (en) * | 1994-09-29 | 1996-04-16 | Canon Inc | Stamper master disk and production of stamper using that |
US5772905A (en) * | 1995-11-15 | 1998-06-30 | Regents Of The University Of Minnesota | Nanoimprint lithography |
KR20050075581A (en) * | 2004-01-16 | 2005-07-21 | 엘지전자 주식회사 | Production process of quartz stamp of nano imprint |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8523555B2 (en) | Apparatus comprising substrate and conductive layer | |
Haisma et al. | Mold‐assisted nanolithography: A process for reliable pattern replication | |
US20080211133A1 (en) | Mold, production process of mold, imprint apparatus, and imprint method | |
JP2004304097A (en) | Pattern forming method, and manufacturing method for semiconductor device | |
US20050084804A1 (en) | Low surface energy templates | |
US20080187719A1 (en) | Nano-imprinting mold, method of manufacture of nano-imprinting mold, and recording medium manufactured with nano-imprinting mold | |
JP2003534651A (en) | Method for producing template and template produced by the method | |
US8084365B2 (en) | Method of manufacturing a nano structure by etching, using a substrate containing silicon | |
JP2008074043A (en) | Mold for fine molding and its regeneration method | |
CN111606300A (en) | Method for manufacturing high aspect ratio nano grating | |
US7985530B2 (en) | Etch-enhanced technique for lift-off patterning | |
JP2010158805A (en) | Method of manufacturing mold for photo imprinting | |
KR101022506B1 (en) | Pattern transfer method of nanoimprint lithography using shadow evaportation and nanotransfer printing | |
KR100785035B1 (en) | Nano imprint master and manufacturing method thereof | |
JP4889316B2 (en) | A manufacturing method of a three-dimensional structure, a three-dimensional structure, an optical element, a stencil mask, a manufacturing method of a finely processed product, and a manufacturing method of a fine pattern molded product. | |
KR100723021B1 (en) | Nano imprint master and manufacturing method thereof | |
JP4802799B2 (en) | Imprint method, resist pattern, and manufacturing method thereof | |
KR100744550B1 (en) | Si3N4 stamp for nano-imprint, and fabrication method of Si3N4 stamp | |
CN116300304A (en) | Mask plate suitable for UV-NIL technology, and preparation method and application thereof | |
US20170343708A1 (en) | Manufacturing method for optical element | |
KR100665038B1 (en) | Structure and manufacturing method of anti-adhesive hybrid mask and nano imprinting method thereby | |
JP2013140917A (en) | Template for nanoimprint and manufacturing method therefore | |
KR100586175B1 (en) | Stamper for nanoimprint and fabrication method thereof | |
CN114296168B (en) | Method for manufacturing variable-period narrow grating by using wide-grating nano-imprinting template | |
KR100925223B1 (en) | Mold for ?? nanoimprint lithography and laminated structure for thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20100429 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |