KR100839774B1 - 나노 패턴 형성 방법 및 이에 의하여 형성된 패턴을 갖는롤 기판 - Google Patents

나노 패턴 형성 방법 및 이에 의하여 형성된 패턴을 갖는롤 기판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 a) 롤 형상의 기판 상에 감광성 수지층을 형성하는 단계, b) 상기 감광성 수지층이 형성된 롤 형상의 기판을 회전시키면서 간섭광의 광원과 상기 롤 형상 기판과의 상기 기판의 축방향으로의 상대운동을 통하여, 간섭광에 의하여 형성되는 패턴에 따라 상기 감광성 수지층을 선택적으로 노광하는 단계, 및 c) 상기 선택적으로 노광된 감광성 수지층을 현상하여 감광성 수지층에 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법을 제공한다. 이 방법은 d) 상기 패턴화된 감광성 수지층을 이용하여 상기 롤 형상의 기판을 선택적으로 식각하는 단계 및 e) 감광성 수지층을 제거하는 단계; 또는 d') 상기 패턴화된 감광성 수지층에 도금을 하고, 형성된 도금부를 상기 감광성 수지층을 갖는 롤 형상의 기판으로부터 분리하여 금형을 제조하는 단계 및 e') 상기 금형을 이용하여 나노 패턴을 전사하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명은 상기 방법에 의하여 형성된 패턴을 구비한 기판, 전자 소자 및 전자 장치를 제공한다.
롤, 광간섭 리소그래피, 미세 패턴, 나노 패턴

Description

나노 패턴 형성 방법 및 이에 의하여 형성된 패턴을 갖는 롤 기판{METHOD FOR FORMING A NANO-PATTERN AND ROLL SUBSTRATE HAVING THE PATTERN FORMED BY THE METHOD}
도 1과 도 2는 각각 광간섭을 이용한 패턴 형성 원리와 공정에 관한 레이아웃을 도시한 것이다.
도 3은 스템프의 제작 방법을 예시한 것이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 상태에 따라 롤 형상의 기판을 회전시키면서 롤 형상의 기판과 광원을 상대적으로 이동시켜 패턴을 형성하는 과정을 예시한 모식도이다.
도 7a 내지 도 7c는 간섭광 헤드의 종류를 예시한 것이다.
본 발명은 나노 패턴을 형성하는 방법, 특히 롤 형상의 기판에 나노 패턴을 형성하는 방법 및 이에 의하여 형성된 패턴을 갖는 롤 형상의 기판에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 회로소자 및 LCD 등의 디스플레이 장치에 미세 패턴을 형성하거나, 상기 소자나 장치에의 미세 패턴 형성을 위한 스템프를 제조하기 위하 여, 감광성 수지(photoresist)를 이용한 광학 리소그래피법(optical lithography)이 많이 이용되고 있다. 광학 리소그래피법은 기판 상에 도포된 감광막을 선택적으로 노광 및 현상함으로써 감광막에 미세 패턴을 형성할 수 있다. 감광막을 선택적으로 노광하는 방법으로는 마스크를 이용하는 방법 또는 광간섭을 이용하는 방법 등이 있다.
최근에는 집적회로의 비약적 발전에 따라 더욱 더 미세한 패턴의 형성이 요구되고 있으며, 패턴의 규모를 나노 미터 영역으로 확장하기 위한 기술이 연구되고 있다. 본 명세서에서는 이하에서 나노 미터 영역, 즉 1000 nm 이하의 간격을 갖는 소정의 형상이 연속적으로 형성되어 있는 것을 나노 패턴이라고 기술한다. 한편, 디스플레이 장치의 대형화에 따라 미세 패턴을 대면적으로 형성하는 것이 요구되고 있다.
일반적으로, 광간섭 리소그래피법을 이용하여 고정밀의 패턴을 형성하기 위해서는 자외선이나 이보다 짧은 파장 영역의 레이저 광을 사용하여야 한다. 그러나, 현존하는 단파장의 레이저는 출력에 한계가 있어, 이를 이용하여 형성할 수 있는 미세 패턴의 크기가 한정된다. 또한, 종래기술에서는 단파장의 레이저 광을 대면적 시편에 조사하기 위하여, 대면적 시편과 광원을 수미터 거리를 두고 배치하는 방법을 이용하고 있다. 예컨대, 도 2는 광간섭을 이용한 패턴 형성 과정의 모식도를 나타낸 것이다. 그러나, 상기와 같은 방법은 막대한 공간이 필요할 뿐만 아니라, 더욱 정교한 패턴을 얻기 위하여 더욱 짧은 파장의 광원을 쓰는 경우 레이저 광이 대기에 많이 흡수되는 문제가 있다. 따라서, 어느 정도 이하의 단파장 빛을 이용하는 경우 진공 상태에서 가공을 해야 하는 경우가 발생한다.
한편, 마스크를 이용한 광학 리소그래피법에서는 미세 패턴의 마스크를 제작하는 비용이 높을 뿐 아니라, 나노 패턴을 갖는 마스크를 제작하기 어려운 문제가 있다. 또한, 시편으로부터 일정 간격을 두고 고정한 간섭광의 광원을 이용하여 시편에 패턴을 형성하는 광간섭 리소그래피법에서는 형성할 수 있는 패턴 형상의 자유도가 제한될 뿐만 아니라, 상기 시편과 광원의 거리가 멀수록 패턴의 정밀도가 나빠지는 문제가 있다.
최근에는 대면적에 미세 패턴을 형성하기 위하여 나노 임프린트 방법을 응용한 기술이 연구되고 있다(한국 특허 공개 제2005-37773호, 한국 특허 공개 제2005-75580호 등). 그러나, 나노 임프린트 방법에 사용되는 패턴 전사를 위한 스템퍼도 역시 전술한 것과 같은 이유로 대면적으로 제조되기 어렵다. 따라서, 상기 나노 임프린트 방법을 응용한 기술에서는 대면적에 미세 패턴을 형성하기 위해서 복수개의 스템퍼를 동시에 이용하거나 스템퍼를 수회 반복적으로 이용할 수 밖에 없다. 이와 같이 종래의 나노 임프린트 방법을 이용하여 대면적에 미세 패턴을 형성하는 경우, 미세 패턴을 대면적에 연속적으로 형성할 수 없고, 패턴의 이음매가 수십 마이크로미터 이상이 되어 디스플레이에의 응용이 어렵다.
요컨대, 종래에는 대면적에 나노 패턴을 연속적으로 형성한 예가 없다. 여기서 대면적이란 소정 형상에 있어서 가장 긴 너비, 예컨대 원형에서는 직경, 직사각형에서는 대각선이 12인치 초과, 바람직하게는 20인치 이상, 더욱 바람직하게는 40인치 이상인 것을 의미한다. 현재 반도체 칩 메이커에서 광학 리소그래피용으로 사 용하는 웨이퍼의 최대크기는 직경 12 인치이다. 당 기술 분야에서는 대면적에 연속적으로 미세 패턴을 형성할 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명자들은 대면적에의 나노 패턴 형성시 롤 형상의 기판을 회전시키면서 간섭광의 광원과 상기 롤 형상 기판과의 상기 기판의 축방향으로의 상대운동을 통하여 노광하는 방법을 이용함으로써 전술한 넓은 설비공간의 필요성, 레이저 출력의 제한성, 및 패턴 자유도의 제한성 등의 종래기술 문제를 해결할 수 있다는 것을 밝혀내었다.
따라서, 본 발명은 롤 형상의 기판에 나노 패턴을 형성하는 방법 및 이에 의하여 형성된 패턴을 갖는 롤 형상의 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은
a) 롤 형상의 기판 상에 감광성 수지층을 형성하는 단계,
b) 상기 감광성 수지층이 형성된 롤 형상의 기판을 회전시키면서 간섭광의 광원과 상기 롤 형상 기판과의 상기 기판의 축방향으로의 상대운동을 통하여, 간섭광에 의하여 형성되는 패턴에 따라 상기 감광성 수지층을 선택적으로 노광하는 단계, 및
c) 상기 선택적으로 노광된 감광성 수지층을 현상하여 감광성 수지층에 패턴을 형성하는 단계
를 포함하는 패턴 형성 방법을 제공한다.
상기 패턴 형성 방법은 d) 상기 패턴화된 감광성 수지층을 이용하여 상기 롤 형상의 기판을 선택적으로 식각하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, e) 감광성 수지층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 패턴 형성 방법은 d') 상기 패턴화된 감광성 수지층에 도금을 하고, 형성된 도금부를 상기 감광성 수지층을 갖는 기판으로부터 분리하여 금형을 제조하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, e') 상기 금형을 이용하여 나노 패턴을 전사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 일면 이상에 상기 a), b) 및 c) 단계를 포함하는 방법에 의하여 나노미터 영역 이하의 간격을 갖는 감광성 수지 패턴이 가장 긴 너비가 12 인치 보다 큰 영역에 연속적으로 형성되어 있는 롤 형상의 기판을 제공한다. 상기 패턴이 형성된 영역의 가장 긴 너비는 20 인치 이상인 것이 바람직하고, 40 인치 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 a), b), c), d) 및 e) 단계를 포함하는 방법 또는 a), b), c), d') 및 e') 단계를 포함하는 방법에 의하여 나노미터 영역 이하의 간격을 갖는 패턴이 가장 긴 너비가 12 인치 보다 큰 영역에 연속적으로 형성되어 있는 롤 형상의 기판을 제공한다. 상기 패턴이 형성된 영역의 가장 긴 너비는 20 인치 이상인 것이 바람직하고, 40 인치 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 a), b), c) 및 d') 단계를 포함하는 방법에 의하여 나노미터 영역 이하의 간격을 갖는 패턴이 가장 긴 너비가 12 인치 보다 큰 영역에 연속적으로 형성되어 있는 금형을 제공한다. 상기 패턴이 형성된 영역의 가장 긴 너비는 20 인치 이상인 것이 바람직하고, 40 인치 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 방법에 의하여 형성된 나노 패턴을 포함하는 전자소자, 전자 장치 또는 스템퍼를 제공한다. 상기 전자소자로는 빔 스플리팅 편광소자(Beam Splitting Polarizer) 등이 있고, 상기 전자 장치로는 디스플레이 장치가 있다.
또한, 본 발명은 상기 c) 단계 이후에 d'') 감광성 수지 패턴 상에 Cr 또는 Cr 합금 등의 금속을 증착시키는 단계를 추가로 포함하는 스템퍼의 제조 방법 및 이 방법에 의하여 제조된 스템퍼를 제공한다.
이하에서 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 패턴 형성 방법은, 광학 리소그래피를 이용한 패턴 형성 방법에 있어서, 감광성 수지층의 패턴화를 위하여 간섭광을 이용하는 동시에, 감광성 수지층의 노광시 상기 롤 형상의 기판을 회전시키면서 상기 간섭광의 광원과 상기 감광성 수지층이 형성된 롤 형상의 기판과의 상대 위치를 상기 기판의 축방향으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 간섭광을 이용함으로써 나노 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 롤 형상의 기판을 사용하기 때문에 롤의 길이만 늘리면 쉽게 대면적을 구현할 수 있다. 또한, 노광시 상기 롤 형상의 기판을 회전시키면서 간섭광의 광원과 상기 롤 형상 기판과의 상기 기판의 축방향으로의 상대운동을 통하여 노광하는 방법을 이용하여, 종래 기술에 비하여 광원과 기판을 가깝게 배치하면서도 대면적 롤 측면에 나선 형태로 연속적으로 패턴을 형성할 수 있다.
따라서, 종래 기술에 비하여 대면적에 패턴 형성을 위한 설비 공간을 줄일 수 있다. 또한, 광원과 기판 사이의 거리가 짧기 때문에, 대면적 패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 이와 같이 패턴 가공에 정밀도가 보장되면, 사용하는 단일 파장 주변의 파장의 빛을 함께 사용하여 패턴의 미세 조정이 가능한 추가 이점이 있다. 또한, 광원과 기판 사이의 거리가 짧기 때문에, 다중 간섭이 용이하고 빔 헤드의 회전 또는 왕복 이동 등을 이용할 수 있다. 이에 의하여 다양한 패턴을 구사할 수 있으므로, 종래 방법에서의 패턴 형상의 제한성을 극복할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 방법에 따르면 도 4에 예시한 2개 빔 간섭(two beam interference)을 이용하는 경우 뿐만 아니라, 도 5에 예시한 4개 빔 간섭(four beam interference)을 이용하는 경우 등의 다중간섭에 의하여 다양한 패턴을 구사할 수 있다.
본 발명은 대면적에 연속적으로 고정밀의 패턴을 형성하는 것이 필요한 분야에서는 제한되지 않고 모두 유용하게 이용될 수 있다. 본 발명의 방법에 따라 미세 패턴이 형성된 롤 형상의 기판은 목적하는 용도에 따라 롤 형상 그대로 사용될 수도 있고, 당기술분야에 알려져 있는 방법을 이용하여 평판으로 가공하여 사용할 수 있다. 예컨대, 본 발명은 AG(anti-glare)/AR(anti-reflection)/LR(low reflection) 필름, 내수/내성 필름, 휘도 향상 필름, 비등방성 필름, 편광필름, 자가 세척 장치(self cleaning), 태양 전지, 대용량 홀로그래픽 메모리(high volume holographic storage), 광결정(photonic crystal), 전계 표시 소자(Field Emission Display; FED) 전극 및 상기 고정밀 패턴을 전사하기 위한 스템퍼 등에 적용될 수 있다.
본 발명에서 이용되는 광간섭에 의한 패턴 형성 원리를 도 1에 예시하였다. 도 1에 있어서, λ는 빛의 파장, θ는 광원의 입사각, p는 상기 2개의 광원으로부터 나온 빛이 간섭을 일으켜 형성되는 패턴의 피치(pitch)이다. 패턴의 피치는 하기 수학식과 같이 계산된다.
[수학식 1]
p = λ/(2sinθ)
따라서, 본 발명에서는 광원의 수와 종류, 빛의 입사 방식, 광원의 입사각 등을 조절함으로써 패턴의 형상 및 규모를 결정할 수 있다. 본 발명에서는 광원으로 자외선 영역(193nm -351nm)의 광을 사용할 수 있다. 본 발명에서는 감광성 수지에 따라 광원의 종류를 정하거나 광원에 따라 감광성 수지의 종류를 결정할 수 있다.
또한, 형성하고자 하는 패턴이 일차원 형상의 경우, 도 4와 같이 롤 형상의 기판을 회전시키면서 광원과 상기 롤 형상 기판과의 상기 기판의 축방향으로의 상대운동을 통하여 롤의 전 측면에 나선 형태로 연속적인 패턴을 형성할 수 있다. 형성하고자 하는 패턴이 이차원 또는 삼차원 형상 중 간단한 모양인 경우, 도 5와 같이 기판의 회전 축방향의 간섭강도를 낮춤과 동시에, 기판의 원주 방향의 형상 주기와 동기화하여 펄싱함으로써 패턴을 형성할 수 있다. 보다 복잡한 형상에 대해서는 도 6과 같이, 반도체 공정에서 흔히 사용되는 스템핑 방식, 즉 노광과 이송을 반복적으로 수행하여 전면적에 이음메 없이 가공하는 방법을 사용할 수 있다. 특히, 이송시에는 광원을 셔터나 쵸퍼 등으로 차단하여야 한다.
본 발명에 있어서, 간섭광의 광원과 감광성 수지층이 형성된 롤 형상의 기판의 위치를 기판의 축방향으로 서로 상대적으로 이동시키는 방식으로서는 특별한 방식에 한정되지 않는다. 본 발명의 하나의 실시 상태에 있어서는, 도 4에 나타난 바와 같이, b1) 감광성 수지층이 형성된 롤 기판을 광원에 대하여 상대적으로 이동시켜 감광성 수지층에 간섭광을 조사하는 단계 및 b2) 상기 b1) 단계에서 노광되지 않은 감광성 수지층을 조사하도록 상기 기판을 광원에 대하여 상대적으로 축 방향으로 이동시키는 단계를 반복함으로써 이루어질 수 있다. 상기 b1) 단계에서 기판의 이동방향은 종방향으로 하고, 상기 b2) 단계에서는 횡방향이 된다.
본 발명의 또 하나의 실시 상태에 있어서는, 간섭광 헤드를 회전 또는 왕복 운동시킴으로써 다양한 패턴을 제공할 수 있다. 본 발명에 있어서, 간섭광 헤드로는 도 7a 내지 도 7c에 예시된 하프 미러(half mirror), 로이드 미러(Lloyd mirror) 및 프리즘 등을 사용할 수 있으나, 이들 예에만 한정되는 것은 아니다. 도 7c에 도시된 프리즘 헤드를 회전시키면 동심원 형상, 즉 프레넬 렌즈 형상을 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 감광성 수지로는 당기술분야에서 광학 리소그라피법에 사용될 수 있는 것이면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 예컨대 Microchem사의 SU-6, SU-8 등을 사용할 수 있다. 감광성 수지를 이용하여 롤 기판 상에 감광성 수지층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 당기술분야에 공지된 방법을 이용할 수 있다. 이와 같이 형성된 감광성 수지층을 전술한 바와 같이 선택적으로 노광한 후 현상한다. 예컨대, 롤 기판 상에 SU-8 감광성 수지를 도포하고 그 위에 전술 한 방법에 따라 UV 광을 조사한 후 PGMEA(Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate), GBL(Gamma-Butyrolactone), MIBK(Methyl Iso-Butyl Ketone) 등과 같은 유기 용매로 현상함으로써 패턴을 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 감광성 수지층을 형성하는 롤 형상의 기판은 외부 표면이 롤의 형태를 가지고 있으면 되고, 그 내부가 비어있어도 좋고 채워 있어도 좋다. 목적하는 기판의 재료를 롤 형상의 지지체 상에 도포하여 롤 형상을 이루고 있는 경우도 포함한다.
본 발명에 있어서, 감광성 수지층을 형성하는 기판의 재료는 이것이 이용되는 최종 목적에 따라 결정할 수 있다. 예컨대, 전술한 미세 패턴화된 감광성 수지층이 구비된 기판을 AG(anti-glare)/AR(anti-reflection)/LR(low reflection) 필름, 내수/내성 필름, 휘도 향상 필름, 비등방성 필름, 편광필름 등으로 사용하고자 하는 경우에는, 상기 기판의 재료로는 광학적으로 투명한 재료, 예컨대 유리, 석영, 투명 수지 등을 이용할 수 있다. 또한, 전술한 방법에 따라 패턴화된 감광성 수지층을 이용하여 기판 자체에 미세 패턴을 형성하고자 하는 경우에는, 상기 기판의 재료로는 당기술분야에 알려져 있는 식각액에 의하여 선택적으로 식각될 수 있는 재료, 예컨대 금속 재료 등을 이용할 수 있다. 예컨대, 전술한 방법에 의하여 형성된 패턴을 갖는 기판을 스템퍼로서 이용하고자 하는 경우에는 상기 기판은 상기 기판의 재료로는 유리 또는 석영 등의 재료를 이용할 수 있다.
전술한 a), b) 및 c) 단계를 포함하는 방법에 따르면, 일면 이상에 나노미터 영역 이하의 간격을 갖는 감광성 수지 패턴이 가장 긴 너비가 12 인치 보다 큰 영 역에 연속적으로 형성되어 있는 롤 형상의 기판을 제공할 수 있다. 여기서, 상기 패턴 형성 영역의 가장 긴 너비는 20 인치 이상인 것이 바람직하고, 40인치 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 나노 미터 영역 이하의 간격을 갖는 감광성 수지 패턴이 형성된 롤 형상의 기판은 AG(anti-glare)/AR(anti-reflection)/LR(low reflection) 필름, 내수/내성 필름, 휘도 향상 필름, 비등방성 필름, 편광필름 등으로 사용될 수 있으며, 이들 필름은 디스플레이 장치 등에 이용될 수 있다.
본 발명의 방법에서는 상기 c) 단계 이후에 d'') 감광성 수지 패턴 상에 Cr 또는 Cr 합금 등의 금속을 증착시키는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 이 방법에 의하여 제조된 롤 형상의 기판은 롤 형상의 스템퍼로 사용될 수 있다.
상기 롤 형상의 기판을 감광성 수지층의 패턴에 따라 선택적으로 식각하기 위해서는 당 기술 분야에 알려져 있는 식각 기술 및 식각제를 사용할 수 있다. 예컨대, PGMEA(Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate) 등과 같은 용매에 담금으로써 롤 형상의 기판을 선택적으로 식각할 수 있다.
전술한 a), b), c), d) 및 e) 단계를 포함하는 방법 또는 a), b), c), d') 및 e') 단계를 포함하는 방법에 따르면, 나노미터 영역 이하의 간격을 갖는 패턴이 가장 긴 너비가 12 인치 보다 큰 영역에 연속적으로 형성되어 있는 롤 형상의 기판을 제공할 수 있다. 상기 패턴이 형성된 영역의 가장 긴 너비는 20 인치 이상인 것이 바람직하고, 40 인치 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 나노 패턴이 형성된 롤 형상의 기판은 AG(anti-glare)/AR(anti-reflection)/LR(low reflection) 필름, 내수/내성 필름, 휘도 향상 필름, 비등방성 필름, 편광필름, 자가 세척 장치(self cleaning), 태양 전지, 대용량 홀로그래픽 메모리(high volume holographic storage), 광결정(photonic crystal), 전계 표시 소자(Field Emission Display; FED) 전극 및 상기 고정밀 패턴을 전사하기 위한 스템퍼 등으로 이용될 수 있다.
전술한 본 발명의 방법에 따른 패턴 형성 방법은 추가로 d') 상기 패턴화된 감광성 수지층에 도금을 하고, 형성된 도금부를 상기 감광성 수지층을 갖는 롤 형상의 기판으로부터 분리하여 금형을 제조하는 단계를 포함할 수 있으며, e') 상기 금형을 이용하여 나노 패턴을 전사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 d')에서의 도금은 당기술분야에 알려져 있는 방법을 이용할 수 있으며, 예컨대 전기도금방법을 이용할 수 있다. 이 때, 도금에 사용되는 재료로는 니켈, 알루미늄 등을 사용할 수 있다. 상기 e')에서의 패턴 전사도 역시 당기술분야에 알려져 있는 방법을 이용할 수 있으며, 예컨대 상기 금형을 경화성 수지에 압착한 후 열경화 또는 광경화하고 금형을 수지층으로부터 분리함으로써 패턴 전사를 할 수 있다.
전술한 a), b), c) 및 d') 단계를 포함하는 방법에 따르면, 나노미터 영역 이하의 간격을 갖는 패턴이 가장 긴 너비가 12 인치 보다 큰 영역에 연속적으로 형성되어 있는 금형을 제공할 수 있다. 상기 패턴이 형성된 영역의 가장 긴 너비는 20 인치 이상인 것이 바람직하고, 40 인치 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 금형을 이용함으로써 패턴을 전사함으로써 미세 패턴이 필요한 필름, 예컨대 AG(anti-glare)/AR(anti-reflection)/LR(low reflection) 필름, 내수/내성 필름, 휘도 향상 필름, 비등방성 필름, 편광필름 등을 대량으로 제조할 수 있다. 또한, 상기 금형의 재료에 따라 이를 반영구적으로도 이용할 수 있다.
본 발명에 따르는 경우, 가장 긴 너비가 12인치 보다 큰, 바람직하게는 20인치 이상, 더욱 바람직하게는 40인치 이상의 대면적에 나노 패턴을 연속적으로 형성할 수 있다. 현재 반도체 칩 메이커에서 광리소그래피용으로 사용하는 웨이퍼의 최대크기는 직경 12 인치이며, 아직까지 직경 또는 대각선의 길이가 12 인치보다 큰 영역에 연속적으로 나노 패턴이 형성된 예가 개시된 바 없다.
전술한 방법에 따라 형성된 나노 패턴은 전자소자 또는 전자장치에 적용될 수 있으며, 스템퍼로도 이용될 수 있다. 상기 전자 소자로는 빔 스플리팅 편광소자(Beam Splitting Polarizer) 등이 있고, 상기 전자 장치로는 디스플레이 장치 등이 있다.
본 발명에 따르면, 나노 패턴을 대면적을 갖는 롤 형상의 기판 상에 연속적으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 종래 기술에 비하여 나노 패턴의 자유도 및 정밀도를 향상시킬 수 있고, 대면적에의 패턴 형성을 위한 설비 공간을 줄일 수 있다.

Claims (18)

  1. a) 롤 형상의 기판 상에 감광성 수지층을 형성하는 단계,
    b) 상기 감광성 수지층이 형성된 롤 형상의 기판을 회전시키면서 간섭광의 광원과 상기 롤 형상의 기판과의 상기 기판의 축방향으로의 상대운동을 통하여, 간섭광에 의하여 형성되는 패턴에 따라 상기 감광성 수지층을 선택적으로 노광하는 단계, 및
    c) 상기 선택적으로 노광된 감광성 수지층을 현상하여 감광성 수지층에 패턴을 형성하는 단계,
    를 포함하는 패턴 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방법은 d) 상기 패턴화된 감광성 수지층을 이용하여 상기 롤 형상의 기판을 선택적으로 식각하는 단계를 추가로 포함하는 것인 패턴 형성 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 방법은 e) 감광성 수지층을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것인 패턴 형성 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 방법은 d') 상기 패턴화된 감광성 수지층에 도금을 하고, 형성된 도금부를 상기 감광성 수지층을 갖는 롤 형상의 기판으로부터 분리하여 금형을 제조하는 단계를 추가로 포함하는 것인 패턴 형성 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 방법은 e') 상기 금형을 이용하여 나노 패턴을 전사하는 단계를 추가로 포함하는 것인 패턴 형성 방법.
  6. 제1항의 방법에 의하여 나노미터 영역 이하의 간격을 갖는 감광성 수지 패턴이 가장 긴 너비가 12 인치 보다 큰 영역에 연속적으로 형성되어 있는 롤 형상의 기판.
  7. 제6항에 있어서, 상기 감광성 수지 패턴이 형성된 영역은 가장 긴 너비가 20 인치 이상인 것인 롤 형상의 기판.
  8. 제3항의 방법에 의하여 나노미터 영역 이하의 간격을 갖는 패턴이 가장 긴 너비가 12 인치 보다 큰 영역에 연속적으로 형성되어 있는 롤 형상의 기판.
  9. 제8항에 있어서, 상기 패턴이 형성된 영역은 가장 긴 너비가 20인치 이상인 것인 롤 형상의 기판.
  10. 제4항의 방법에 의하여 나노미터 영역 이하의 간격을 갖는 패턴이 가장 긴 너비가 12 인치 보다 큰 영역에 연속적으로 형성되어 있는 금형.
  11. 제10항에 있어서, 상기 패턴이 형성된 영역은 가장 긴 너비가 20인치 이상인 것인 금형.
  12. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 하나의 방법에 의하여 가장 긴 너비가 12 인치 보다 큰 영역에 형성된 나노미터 영역 이하의 간격을 갖는 패턴을 갖는 전자 소자.
  13. 제12항에 있어서, 상기 전자 소자는 빔 스플리팅 편광소자(Beam Splitting Polarizer)인 것인 전자 소자.
  14. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 하나의 방법에 의하여 가장 긴 너비가 12 인치 보다 큰 영역에 형성된 나노미터 영역 이하의 간격을 갖는 패턴을 갖는 전자 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 전자 장치는 디스플레이 장치인 것인 전자 장치.
  16. a) 롤 형상의 기판 상에 감광성 수지층을 형성하는 단계,
    b) 상기 감광성 수지층이 형성된 롤 형상의 기판을 회전시키면서 간섭광의 광원과 상기 롤 형상의 기판과의 상기 기판의 축방향으로의 상대이동을 통하여, 간 섭광에 의하여 형성되는 패턴에 따라 상기 감광성 수지층을 선택적으로 노광하는 단계,
    c) 상기 선택적으로 노광된 감광성 수지층을 현상하여 감광성 수지층에 패턴을 형성하는 단계, 및
    d'') 감광성 수지 패턴 상에 금속을 증착시키는 단계를 포함하는 롤 형상의 스템프의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 d'') 단계의 금속은 Cr 또는 Cr 합금인 것인 롤 형상의 스템프의 제조 방법.
  18. 제16항의 방법에 의하여 제조된 것으로서, 가장 긴 너비가 12 인치 보다 큰 영역에 나노미터 영역 이하의 간격을 갖는 패턴을 갖는 롤 형상의 스템프.
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