KR100763349B1 - 금속 스탬프 제조방법 - Google Patents

금속 스탬프 제조방법 Download PDF

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KR100763349B1 KR1020060088953A KR20060088953A KR100763349B1 KR 100763349 B1 KR100763349 B1 KR 100763349B1 KR 1020060088953 A KR1020060088953 A KR 1020060088953A KR 20060088953 A KR20060088953 A KR 20060088953A KR 100763349 B1 KR100763349 B1 KR 100763349B1
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곽정복
이춘근
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삼성전기주식회사
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    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • 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
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1258—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by using a substrate provided with a shape pattern, e.g. grooves, banks, resist pattern

Abstract

본 발명은 금속 스탬프 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일 측면에 음각된 패턴을 가지는 투명 마스터를 준비하는 단계; 상기 투명 마스터의 패턴이 있는 측면 상에 PZT 코팅층을 형성하는 단계; 상기 PZT 코팅층 상에 실리콘층을 형성하는 단계; 상기 실리콘층 상에 금속층을 형성하는 단계; 상기 투명 마스터 방면으로 레이저를 조사하는 단계; 상기 실리콘층과 함께 상기 금속층을 투명 마스터로부터 분리해내는 단계; 및 상기 분리된 실리콘층 표면 상에 자기조립단분자막을 형성하는 단계;를 포함하는 금속 스탬프 제조방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, PZT 코팅층을 이용하여 금속 스탬프로부터 마스터를 효과적으로 제거할 수 있으며, 금속 스탬프의 반복 이형성이 뛰어나고, 강도를 증가시키며, 자외선-오존 처리에 의한 개질을 통하여 재이형처리가 가능할 뿐만 아니라 대면적의 금속 스탬프를 제작하는데 유리하다.
금속 스탬프, PZT, 실리콘층, 자기조립단분자막, 이형처리, 레이저

Description

금속 스탬프 제조방법{Method for manufacturing metal stamp}
도 1은 본 발명에 따른 스탬프 제조과정을 모식적으로 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 투명 스탬프 20 : PZT 코팅층
30 : 실리콘층 40 : 금속층
50 : 자기조립단분자막
본 발명은 금속 스탬퍼 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마스터를 용이하게 제거하고 공정 재현성을 개선시킨 금속 스탬퍼 제조방법에 관한 것이다.
현재 전자 전기 기술은 21세기 고도 정보 통신 사회의 구현에 발 맞추기 위하여 더 많은 용량의 정보 저장, 더 빠른 정보 처리와 전송, 더 간편한 정보 통신망의 구축을 위해 빠르게 발전해가고 있다. 특히, 주어진 정보 전송 속도의 유한성이라는 조건 하에서, 이러한 요구 조건을 충족시킬 수 있는 한 방법으로서 그 구 성 소자들을 가능한 더욱 작게 구현하는 동시에 신뢰성을 높여 새로운 기능성을 부여하기 위한 방안이 제시되고 있다.
상술한 바와 같이, 전자제품의 경박 단소화 추세에 따라 인쇄회로기판 역시 미세 패턴(fine pattern)화, 소형화 및 패키지화가 동시에 진행되고 있으며, 이에 따라 신호 처리 능력이 뛰어난 회로를 보다 좁은 면적에 구현하기 위해서 고밀도의 기판(line/space≤10㎛/10㎛, Microvia＜30㎛) 제조에 대한 필요성이 대두되고 있다.
지금까지 가장 널리 사용되고 있는 미세 구조 제작 기술 중의 하나는 UV 리소그래피(UV lithography)로서, 포토 레지스트 박막이 입혀진 기판 위에 자외선을 쪼아주어 회로 패턴을 형성시키는 방법이다. 그러나, UV 리소그라피 방법을 사용하여 기판을 제조할 때에는 회로로 사용되는 동박이 두꺼워야 한다는 점과 습식 에칭법을 사용해야 한다는 제한이 있기 때문에 UV 리소그라피로 10㎛ 이하의 미세 선폭을 형성할 경우 제품의 신뢰성이 떨어진다는 문제점을 안고 있다.
최근에는 인쇄회로기판의 집적도가 더욱 높아지는 추세이며 그에 따라 미세 패턴을 형성하는 방법에 대한 연구가 더욱 활발해지고 있는 바, 상술한 UV 리소그라피의 대체 공법으로서 회로 패턴 형성용 스탬프를 이용하여 고밀도의 기판을 제조하려는 시도가 주목을 받고 있다.
이와 같이 스탬프를 이용하여 인쇄회로기판과 같은 대면적의 기판을 제조할 경우 성공적인 나노 임프린트 공정을 위하여 이형성 및 공정 재현성을 확보할 수 있는 스탬프를 제조하는 것이 무엇보다 중요하다.
종래 실리콘 마스터를 이용하여 스탬프를 제조하는 경우 스탬프로부터 실리콘 마스터를 제거해야 하는데, 실리콘 마스터 제거시 잔류물을 제거하기가 어렵다. 또한, 금속 스탬프의 이형성 향상을 위하여 지금까지 사용하는 표면처리방법은 이형제 처리, 플라즈마중합법, 자기조립단분자막(SAM) 코팅, NOVEC 코팅 등 다양하지만, 공정의 재현성과 반복성에 많은 문제점을 가지고 있어 아직도 개선의 여지가 많다.
따라서, 생산성 및 효율성이 높고 마스터의 제거가 용이한 스탬프 제조에 관한 연구가 여전히 필요한 실정이다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 마스터를 효과적으로 제거하고 스탬프의 이형성을 향상시킨 금속 스탬프 제조방법을 제공한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
일 측면에 음각된 패턴을 가지는 투명 마스터를 준비하는 단계;
상기 투명 마스터의 패턴이 있는 측면 상에 PZT 코팅층을 형성하는 단계;
상기 PZT 코팅층 상에 실리콘층을 형성하는 단계;
상기 실리콘층 상에 금속층을 형성하는 단계;
상기 투명 마스터 방면으로 레이저를 조사하는 단계;
상기 실리콘층과 함께 상기 금속층을 투명 마스터로부터 분리해내는 단계; 및
상기 분리된 실리콘층 표면 상에 자기조립단분자막을 형성하는 단계;
를 포함하는 금속 스탬프 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 마스터는 실리카, 쿼츠 또는 글라스 마스터인 것이 바람직하다.
상기 PZT 코팅층은 스퍼터링, 졸겔, CVD 및 PLD로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 방법으로 형성할 수 있으며, 보다 바람직하게는 DC 또는 RF 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 PZT 코팅층을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 PZT 코팅층은 10 내지 100nm 두께인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실리콘층의 형성은 화학기상증착(CVD)법으로 실란(SiH4) 가스를 이용하여 스탬퍼의 패턴 상에 실리콘층을 증착하는 방법으로 수행될 수 있다.
여기서, 상기 실란(SiH4) 가스는 1×10-5 내지 1×10-1Torr의 압력 및 100 내지 400℃ 온도 범위에서 주입되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 실리콘층은 1 내지 100nm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속층의 형성단계는 무전해도금 방법으로 상기 실리콘층 상에 금속 씨드층을 형성하는 단계; 및 전해도금 방법으로 상 기 금속 씨드층 상에 금속층을 도금하는 단계;를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 금속 씨드층은 니켈 또는 구리로 도금되어 형성되며, 상기 금속층은 니켈로 도금되어 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 금속층은 300 내지 500㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 레이저는 엑시머 레이저, CO2 레이저, YAG 레이저, Ar 레이저, Kr 레이저, Y2O3 레이저, YVO4 레이저, YLF 레이저 및 YAlO3 레이저로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나이다.
상기 레이저 조사는 상기 PZT 코팅층이 600 내지 650℃에서 분해될 때까지 레이저를 조사하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실리콘층과 함께 상기 금속층을 투명 마스터로부터 분리해낸 다음, 상기 실리콘층 표면에 잔류하는 PZT 코팅층을 건식에칭을 이용하여 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자기조립단분자막을 형성하기 전에 상기 실리콘층 표면을 자외선-오존 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 자외선-오존 처리는 오존 분위기에서 1 내지 30분 동안 자외선을 조사하여 상기 실리콘층의 표면을 개질하는 방법으로 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자기조립단분자막 형성은 스핀코팅(spin coating), 롤코팅(roll coating) 및 딥코팅(dip coating)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 방법으로 SAM 용액을 코팅시켜 수행될 수 있다. 딥 코 팅을 이용할 경우, 구체적으로는 상기 실리콘층 및 금속층을 SAM 용액에 담그고 5 내지 30분 동안 교반하여 자기조립단분자막을 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 SAM 용액으로는 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실-트리플루오로실란 등과 같은 실란계 SAM 물질을 비수계 용매와 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자리조립단분자막 형성 후 금속 스탬프를 세정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 세정 단계는 비수계 용매 및 탈이온수를 교대로 반복 사용하여 세정하는 것이 바람직하다. 또한, 추가적으로 스탬프 표면의 클러스터 등을 제거하기 위하여 상기 금속 스탬프를 초음파 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 금속 스탬프 제조방법은 자기조립단분자막 형성 후 상기 자기조립단분자막을 자외선-오존 처리하여 탈착시키고, 자기조립단분자막을 다시 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이와 같이, 상기 자기조립단분자막을 탈착시키고, 자기조립단분자막을 다시 형성하는 단계를 반복하여 수행함으로써 재현성 및 반복성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 금속 스탬프 제조방법에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 금속 스탬프 제조방법을 모식적으로 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 금속 스탬프 제조방법은 일 측면 에 음각된 패턴을 가지는 투명 마스터(10)를 준비하는 단계(a단계); 상기 투명 마스터(10)의 패턴이 있는 측면 상에 PZT 코팅층(20)을 형성하는 단계(b단계); 상기 PZT 코팅층(20) 상에 실리콘층(30)을 형성하는 단계(c단계); 상기 실리콘층(30) 상에 금속층(40)을 형성하는 단계(d단계); 상기 투명 마스터(40) 방면으로 레이저를 조사하는 단계(e단계); 상기 실리콘층(30)과 함께 상기 금속층(40)을 투명 마스터(10)로부터 분리해내는 단계(f단계); 및 상기 분리된 실리콘층(30) 표면 상에 자기조립단분자막(50)을 형성하는 단계(g단계);를 포함한다.
본 발명에 따른 금속 스탬프 제조방법은, 우선 일 측면에 음각된 패턴을 가지는 투명 마스터(10)를 준비한다. (a단계)
상기 마스터(10)는 뒤에 레이저를 조사할 경우에 이에 대한 투과성이 있어야 마스터를 제거할 수 있으므로 투명한 것이어야 한다. 이와 같은 마스터(10)로는 실리카, 쿼츠 또는 글라스 등의 투명 마스터를 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 투명 마스터(10)의 일 측면에는 스탬프의 소정의 패턴에 대응되도록 음각된 패턴을 구비한다.
상기 투명 마스터(10)를 준비하고 나면, 상기 투명 마스터(10)의 패턴이 있는 측면 상에 PZT 코팅층(20)을 형성한다. (b단계)
PZT 코팅층(20)의 형성방법으로는 스퍼터링, 졸겔, CVD 및 PLD로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 방법으로 형성할 수 있다.
여기서, 스퍼터링(sputtering)은 PVD(Physical Vapor Deposition) 증착법 중의 하나로 플라즈마 상태의 스퍼터링 기체(아르곤 등의 불활성 기체)의 운동에너지 를 이용하여 증착 물질을 피증착 기판에 달라붙게 함으로써 증착하는 방법이다.
또한, 졸겔(sol-gel) 방법은 졸을 형성하는 분자단위의 전구체 물질을 사용하여 그 분산매인 용매의 제거에 의하여 젤로 전이되는데 졸과는 달리 유동성이 상실된 젤을 열처리함으로써 코팅층을 얻는 방법이다.
CVD(chemical vapor deposition) 증착법은 두 가지 이상의 증착 물질을 반응기에서 혼합시켜 피증착 기판의 표면에 증착이 일어나도록 하는 것으로 우수한 도포성을 갖는다. 이때, MOCVD 증착법의 경우에는 플라즈마 상태의 증착 물질을 이용하여 증착을 하게 된다.
PLD(pulsed laser deposition) 증착법은 만들고자 하는 물질의 세라믹 타겟을 진공 챔버에 위치시키고, 렌즈로 집중시킨 펄스 레이저를 쏘아 튀어나오는 플라즈마가 타겟과 마주보고 있는 고온의 기판에 결정화되는 것을 이용한 방법이다.
PZT 코팅층의 형성방법은 이에 한정되는 것은 아니며, 이중 보다 바람직하게는 DC 또는 RF 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 PZT 코팅층을 형성하는 것이 바람직하다. 바람직한 일 실시예에 따르면, 스퍼터링의 경우 PZT 세라믹 타겟과 투명 마스터와의 거리는 70mm로 유지하고, 기본 압력은 2.0×10-6torr, Ar:O2 흐름 속도는 18:2 sccm, RF-전압은 75, 100, 125, 150W, 투명마스터의 온도는 350℃로 하여 PZT 코팅층을 증착할 수 있다.
여기서, 상기 PZT 코팅층(20)은 10 내지 100nm 두께인 것이 바람직하다. PZT 코팅층(20)의 두께가 10nm 미만이면 레이저 조사후 이형효과가 떨어지고, 두께 가 100nm를 초과하면 레이저 조사후 PZT 잔류물이 과량으로 남게 되어 바람직하지 않다.
이와 같이 PZT 코팅층(20)을 형성하고 나면, 다음으로 상기 PZT 코팅층 상에 실리콘층(30)을 형성한다. (c단계)
상기 실리콘층(30)의 형성은 화학기상증착(CVD)법으로 실란(SiH4) 가스를 이용하여 스탬퍼의 패턴 상에 실리콘층(30)을 증착하는 방법으로 수행될 수 있다.
여기서, 상기 실란(SiH4) 가스는 1×10-5 내지 1×10-1Torr의 압력 및 100 내지 400℃ 온도 범위에서 주입되는 것이 바람직하다. 이와 같은 압력 및 온도 범위는 고상결정화된 Si박막을 얻기 위해 고려한 것으로, 상기 범위를 벗어날 경우 결정성에 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 실리콘층(30)은 10 내지 100nm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 두께가 10nm 미만이면 부착력이 약해 바람직하지 못하고, 두께가 100nm를 초과하면 디멘젼(dimension)에 변화를 주어 바람직하지 못하다.
이와 같이 실리콘층(30)을 형성하고 나면, 이어서 상기 실리콘층(30) 상에 금속층(40)을 형성한다. (d단계)
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속층(40)의 형성단계는 무전해도금 방법으로 상기 실리콘층(30) 상에 금속 씨드층을 형성하는 단계; 및 전해도금 방법으로 상기 금속 씨드층 상에 금속층을 도금하는 단계;를 포함할 수 있다.
실리콘층(30)과 같이 부도체에 금속층(40)을 형성하기 위해서는 무전해도금 방법으로 니켈, 구리 등과 같은 도전성 금속 씨드층을 형성한 뒤, 여기에 전해도금 방법으로 금속층을 용이하게 형성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전해도금시 도금온도는 30 내지 70℃, 전류밀도는 0.1 내지 0.5ASD 정도로 조절하여 예를 들어 니켈 이온과 같은 금속 이온이 함유된 전해액에서 1 내지 3시간 동안 도금을 실시할 수 있다. 이와 같은 금속층(40)의 두께는 300 내지 500㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 금속층(40)을 형성하고 나면, 이어서 상기 투명 마스터(10) 방면으로 레이저를 조사한다. (e단계)
PZT 코팅층(20)은 600 내지 650℃의 온도 범위에서 PbO를 잃으면서 분해되기 시작하는데, 이에 의해 투명 마스터(10)와 실리콘층(30) 사이에서 접착력이 약화되면서, PZT 코팅층(20)을 경계로 하여 실리콘층(30)과 함께 상기 금속층(40)을 투명 마스터(10)로부터 분리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 레이저로는 엑시머 레이저, CO2 레이저, YAG 레이저, Ar 레이저, Kr 레이저, Y2O3 레이저, YVO4 레이저, YLF 레이저, YAlO3 레이저 등의 레이저를 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 레이저 조사는 상기 PZT 코팅층(20)이 600 내지 650℃에서 분해될 때까지 레이저를 조사하는 것이 바람직하다.
이와 같이 레이저를 조사하고 나면, 상기 실리콘층(30)과 함께 상기 금속층(40)을 투명 마스터(10)로부터 분리해낸다. (f단계)
상기 실리콘층(30)과 함께 상기 금속층(40)을 투명 마스터로부터 분리해낸 다음, 상기 실리콘층 표면에 잔류하는 PZT 코팅층은 건식에칭을 이용하여 제거할 수 있다. 이때 건식에칭 가스로는 Cl2, BCl3, SiCl4 등의 염화물 및 베이스 기체의 기체 혼합물, CF4, C2F6 등의 불화물 및 베이스 기체의 혼합물, 염화물 및 불화물과 베이스의 기체의 기체 혼합물, HBr과 같은 브롬화물 및 베이스 기체 등을 이용한 플라즈마 에칭 등을 사용할 수 있다.
이와 같이 상기 실리콘층(30) 및 금속층(40)이 분리되고 나면, 상기 분리된 실리콘층(30) 표면 상에 자기조립단분자막(50)을 형성한다. (g단계)
상기 실리콘층(30)은 자기조립단분자막(50)과의 뛰어난 부착력을 나타내기 때문에 임프린팅시 반복 이형성을 개선시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자기조립단분자막(50)을 형성하기 전에 상기 실리콘층(30) 표면을 자외선-오존 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 자기조립단분자막(50)을 실리콘층(30) 표면에 형성시키기 위해서는 표면에 하이드록시기(-OH)를 형성시킬 필요가 있기 때문이다. 이와 같은 표면개질 방법으로서 일반적으로는 황산 등에 스탬프를 넣어 피라나 처리를 해주지만, 본 발명에서는 니켈 등의 금속 스탬프가 부식할 우려가 있으므로 자외선-오존 처리를 통하여 표면을 개질시키는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 상기 자외선-오존 처리는 오존 분위기에서 1 내지 30분 동안 자외선을 조사하여 상기 실리콘층(30)의 표면을 개질하는 방법으로 수행될 수 있다. 자외선-오존 처리 시간이 1분 미만이면 표면개질이 잘 이루어지지 않을 수 있으며, 공정성 면에서 자외선-오존 처리 시간이 30분을 초과할 필요가 없다.
상기 자외선-오존 처리 후 상기 금속 스탬프를 세정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로는 비수계 용매 및 탈이온수를 교대로 반복 사용하여 세정하는 것이 바람직하며, 본 발명의 일 실시예에 따르면 아세톤, 이소프로필알코올, 탈이온수 등의 순서로 반복 세정한 후 건조시킬 수 있다.
이와 같이 실리콘층(30)의 자외선-오존 처리를 통하여 표면개질을 하고 나면, 상기 실리콘층(30) 상에 자기조립단분자막(50) 형성이 용이해진다.
자기조립단분자막은 일반적으로 액상법과 기상법을 통하여 형성할 수 있는데, 기상법의 경우 대면적 스탬퍼 공정에서 재현성 및 반복성을 확보하기 어렵다. 따라서, 본 발명에서는 액상법을 이용하여 자기조립단분자막(50)을 형성함으로써 이 문제를 해결한다.
바람직하게는, 상기 자기조립단분자막(50) 형성은 스핀코팅(spin coating), 롤코팅(roll coating) 및 딥코팅(dip coating) 으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 방법으로 SAM 용액을 코팅시켜 수행될 수 있다. 상기 코팅방법 중 딥 코팅을 이용할 경우, 본 발명의 일 실시예에 따르면 실리콘층(30) 및 금속층(40)을 SAM 용액에 담그고 5 내지 30분 동안 교반하여 자기조립단분자막(50)을 형성할 수 있다. 이때, 상기 SAM 용액으로는 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실-트리플루오로실란 등과 같은 실란계 SAM 물질을 비수계 용매와 혼합하여 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 금속 스탬프 제조방법은 상기 자리조립단분자막(50) 형성 후 금속 스탬프를 세정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 세정 단계는 비수계 용매 및 탈이온수를 교대로 반복 사용하여 세정하는 것이 바람직하다.
또한, 추가적으로 금속 스탬프 표면의 클러스터 등을 제거하기 위하여 상기 금속 스탬프를 초음파 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 금속 스탬프 제조방법은 자기조립단분자막(50) 형성 후 상기 자기조립단분자막(50)을 자외선-오존 처리하여 탈착시키고, 자기조립단분자막(50)을 다시 형성할 수 있다. 이와 같이, 상기 자기조립단분자막(50)을 탈착시키고, 이를 다시 형성하는 단계를 반복하여 수행함으로써 재현성 및 반복성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 금속 스탬프 제조방법은 PZT 코팅층을 이용하여 금속 스탬프로부터 마스터를 효과적으로 제거할 수 있으며, 실리콘층과 자기조립단분자막과의 높은 부착성으로 반복 이형성이 뛰어나고, 스탬퍼의 강도를 증가시키며, 자외선-오존 처리에 의한 개질을 통하여 재이형처리가 가능하다. 또한, 종래의 실리콘 마스터는 대면적이 용이하지 않으나, 글라스 등의 투명 기판을 이용할 경우 대면적의 금속 스탬프를 제작할 수 있다.

Claims (21)

  1. 일 측면에 음각된 패턴을 가지는 투명 마스터를 준비하는 단계;
    상기 투명 마스터의 패턴이 있는 측면 상에 PZT 코팅층을 형성하는 단계;
    상기 PZT 코팅층 상에 실리콘층을 형성하는 단계;
    상기 실리콘층 상에 금속층을 형성하는 단계;
    상기 투명 마스터 방면으로 레이저를 조사하는 단계;
    상기 실리콘층과 함께 상기 금속층을 투명 마스터로부터 분리해내는 단계; 및
    상기 분리된 실리콘층 표면 상에 자기조립단분자막을 형성하는 단계;
    를 포함하는 금속 스탬프 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 투명 마스터는 실리카, 쿼츠 또는 글라스 마스터인 금속 스탬프 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 PZT 코팅층은 스퍼터링, 졸겔, CVD 및 PLD로 이루어진 군으로부터 선택 되는 하나의 방법으로 형성하는 금속 스탬프 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 PZT 코팅층은 10 내지 100nm 두께로 형성하는 금속 스탬프 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 실리콘층의 형성은 화학기상증착(CVD)법으로 실란(SiH4) 가스를 이용하여 스탬퍼의 패턴 상에 실리콘층을 증착하는 방법으로 수행되는 금속 스탬프 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 실란(SiH4) 가스는 1×10-5 내지 1×10-1Torr의 압력 및 100 내지 400℃ 온도 범위에서 주입되는 금속 스탬프 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 실리콘층은 1 내지 100nm의 두께로 형성하는 금속 스탬프 제조방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 금속층의 형성단계는 무전해도금 방법으로 상기 실리콘층 상에 금속 씨드층을 형성하는 단계; 및 전해도금 방법으로 상기 금속 씨드층 상에 금속층을 도금하는 단계;를 포함하는 금속 스탬프 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 금속 씨드층은 니켈 또는 구리로 도금되어 형성되며, 상기 금속층은 니켈로 도금되어 형성되는 금속 스탬프 제조방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저는 엑시머 레이저, CO2 레이저, YAG 레이저, Ar 레이저, Kr 레이저, Y2O3 레이저, YVO4 레이저, YLF 레이저 및 YAlO3 레이저로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나인 금속 스탬프 제조방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 조사는 상기 PZT 코팅층이 600 내지 650℃에서 분해될 때까지 레이저를 조사하는 금속 스탬프 제조방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 실리콘층과 함께 상기 금속층을 투명 마스터로부터 분리해낸 다음, 상기 실리콘층 표면에 잔류하는 PZT 코팅층을 건식에칭을 이용하여 제거하는 단계를 더 포함하는 금속 스탬프 제조방법.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 자기조립단분자막을 형성하기 전에 상기 실리콘층 표면을 자외선-오존 처리하는 단계를 더 포함하는 금속 스탬프 제조방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 자외선-오존 처리는 오존 분위기에서 1 내지 30분 동안 자외선을 조사하여 상기 실리콘층의 표면을 개질하는 방법으로 수행되는 금속 스탬프 제조방법.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 자기조립단분자막 형성은 스핀코팅(spin coating), 롤코팅(roll coating) 및 딥코팅(dip coating)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 방법으로 SAM 용액을 코팅시켜 수행되는 금속 스탬프 제조방법.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 자기조립단분자막 형성은 상기 실리콘층 및 금속층을 SAM 용액에 담그고 5 내지 30분 동안 교반하여 수행되는 금속 스탬프 제조방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 SAM 용액은 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실-트리플루오로실란을 비수계 용매와 혼합한 용액인 금속 스탬프 제조방법.
  18. 제 1항에 있어서,
    상기 자기조립단분자막 형성 후 금속 스탬프를 비수계 용매 및 탈이온수를 교대로 반복 사용하여 세정하는 단계를 더 포함하는 금속 스탬프 제조방법.
  19. 제 1항에 있어서,
    상기 자기조립단분자막 형성 후 상기 금속 스탬프를 초음파 처리하는 단계를 더 포함하는 금속 스탬프 제조방법.
  20. 제 1항에 있어서,
    상기 자기조립단분자막 형성 후 상기 자기조립단분자막을 자외선-오존 처리하여 탈착시키고, 자기조립단분자막을 다시 형성하는 단계를 더 포함하는 금속 스탬프 제조방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 자기조립단분자막을 탈착시키고, 자기조립단분자막을 다시 형성하는 단계를 반복하여 수행하는 금속 스탬프 제조방법.
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