KR100915683B1 - 미세패턴 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미세패턴 형성방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 미세패턴 형성방법은 기판 위에 감광막을 도포하는 도포 단계;상기 감광막 위에, 미세패턴이 형성되며, 상기 미세패턴에 따라 광을 차단시키는 차광막을 구비하는 스탬프를 접촉시키고, 상기 스탬프를 가압하여 상기 감광막에 양각패턴과 음각패턴을 형성하는 스탬프 가압 단계;상기 스탬프의 상측에서 상기 감광막을 경화시키기 위한 광을 조사시키는 노광 단계;상기 감광막으로부터 상기 스탬프를 이격시키는 스탬프 이격단계;및 상기 음각패턴에 남아있는 잔여막을 제거하는 세척 단계;를 구비함으로써, 잔여막을 제거하기 위한 식각공정이 생략되므로, 공정 속도의 증가로 인한 생산력을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

미세패턴 형성방법{METHOD OF FORMING FINE PATTERN}

본 발명은 미세패턴 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잔여막을 제거하기 위한 식각공정이 생략된 미세패턴 형성방법에 관한이다.

최근 들어 급속히 정보화 시대로 진입하면서, 언제 어디서나 정보를 접할 수 있도록, 정보를 문자 또는 영상으로 표시하여 눈으로 볼 수 있게 해주는 디스플레이 기술이 더욱 중요시 되고 있다.

이러한 디스플레이 장치의 소비경향을 살펴보면, 기존의 CRT는 부피가 크고, 무거운 단점이 있어서 사용하기 편리한 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel) 등의 평판 디스플레이의 수요가 급격히 늘어나고 있다.

평판 디스플레이의 제조 공정은 크게 투명한 기판위에 컬러 필터, 화소, 박막 트랜지스터(thin film transistor) 등을 형성하는 전극공정과, 액정분자를 일정 방향으로 배열하기 위해 배향처리를 한 기판을 접합하여 액정을 주입하는 패널 조립공정과, 액정 패널에 드라이버 IC, 기판, 백라이트 등을 부착하게 되는 실장공정의 3가지 공정으로 구분할 수 있다.

이 중 핵심공정으로 분류되는 전극공정은 사진현상(photo lithography) 기술에 의해 진행되어 왔다. 사진현상 방법은 간략하게, 감광막 도포, 노광, 현상, 식각, 감광막 제거의 공정으로 이루어진다. 그러나 이러한 사진현상 방법은 회로의 미세화가 진행됨에 따라 노광장비의 초기 투자비용의 증가와, 사용되는 빛의 파장과 유사한 해상도를 갖는 마스크의 필요에 따라 마스크의 가격도 급등하는 문제를 갖고 있다.

따라서 고비용의 사진현상 기술을 대체되는 기술로 미세패턴 형성기술이 주목받고 있다. 미세패턴 형성기술은 기판 위에 도포된 고분자 소재의 감광막에 미세패턴이 각인된 스탬프(stamp)를 접촉시키고, 이 스탬프를 가압함으로써, 기판 위에 미세패턴을 형성시킨다.

여기서, 스탬프에는 감광막에 형성 될 미세패턴의 양각패턴 및 음각패턴과 반대인 음각부 및 양각부로 이루어지는 패턴이 형성되어 있다. 다시 말하면, 감광막에는 스탬프의 양각부가 음각패턴으로, 스탬프의 음각부가 양각패턴으로 각인되며, 미세패턴이 형성된다. 이때, 감광막에 형성되는 음각패턴의 바닥면에는 스탬프 양각부의 돌출면이 기판 상부면에 접촉되지 않아 잔여막으로 남게된다.

이와 같이, 감광막에 미세패턴이 형성되면, 기판과 미세패턴의 접착력을 향상시키기고, 미세패턴을 견고히 하기 위해, 감광막의 경화공정이 진행된다. 감광막의 경화공정은 감광막의 경화방식에 따라, 열경화 방식과, 자외선 경화 방식으로 구분될 수 있다.

자외선 경화방식의 경우, 감광막은 자외선 경화형 수지로 도포되며, 스탬프는 자외선이 투과될 수 있는 투명한 소재를 사용한다. 자외선 경화 방식은 감광막에 스탬프를 가압하고, 스탬프의 상측에서 자외선을 조사시켜, 감광막을 경화시키는 방법으로 공정이 진행된다. 이때, 스탬프는 투명한 소재로 사용되므로, 자외선에 의해 잔여막은 양각패턴과 함께 경화된다.

잔여막은, 음각패턴에 전극 형성을 위해 도포되는 금속재료와 기판 간 접착력을 저하시키게 되므로, 제거되어야 한다. 따라서, 종래에는 이 잔여막을 제거하기 위해, 별도의 식각공정을 거쳐야만 한다.

종래의 자외선 경화방식의 미세패턴 형성방법은, 스탬프가 자외선 투과형으로 마련되어, 기판의 감광막 전체에 자외선이 조사되어, 패턴에 따라 경화되지 않아도 되는 감광막의 잔여막까지 경화되어, 잔여막의 제거에 따른 식각공정의 추가로 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

이는 잔여막의 식각 시, 잔여막이 이웃하는 양각패턴에 응결되어, 이웃하는 양각패턴도 함께 떨어져 나갈 수 있어, 기판에 형성되는 미세패턴의 품질저하로 이어지며, 이에 따라, 불량생산에 따른 원자재의 소비 증가로 이어지는 문제점이 있다.

이에 따른 본 발명이 이루고자 하는 목적은 기판에 형성될 미세패턴에 따라 잔여막에 광이 조사되지 않도록 하여 잔여막의 경화를 방지함으로써, 잔여막의 제거가 용이하도록 한 미세패턴 형성방법을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 미세패턴 형성방법은 기판 위에 감광막을 도포하는 도포 단계;상기 감광막 위에, 미세패턴이 형성되며, 상기 미세패턴에 따라 광을 차단시키는 차광막을 구비하는 스탬프를 접촉시키고, 상기 스탬프를 가압하여 상기 감광막에 양각패턴과 음각패턴을 형성하는 스탬프 가압 단계;상기 스탬프의 상측에서 상기 감광막을 경화시키기 위한 광을 조사시키는 노광 단계;상기 감광막으로부터 상기 스탬프를 이격시키는 스탬프 이격단계;및 상기 음각패턴에 남아있는 잔여막을 제거하는 세척 단계;를 구비한다.

상기 노광 단계는 상기 광을 G-Line(436nm), I-Line(365nm), KrF excimer(248nm), x-ray(7nm), 전자빔(E-beam), 자외선 중 어느 하나로 사용할 수 있다.

상기 세척 단계는, 상기 광이 차단된 상기 잔여막과 화학반응하는 용매를 분사하여, 상기 잔여막을 제거하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성방법.

본 발명에 따른 미세패턴 형성방법은 기판에 형성될 미세패턴에 따라 잔여막에 광이 조사되지 않도록 하여 잔여막의 경화를 방지함으로써, 잔여막의 제거가 용이하여, 원하는 고품질의 미세패턴을 얻을 수 있으며, 이에 따라, 불량생산을 감소시켜, 생산비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 잔여막을 제거하기 위한 식각공정이 생략되므로, 공정 단축으로 인한 생산력을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1a, 1b, 1c, 1d는 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성방법을 나타낸 공정도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성방법 중 노광 단계에서 광의 진행상태를 도 1c 에 표기된 "A"부를 확대하여 나타낸 확대도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100 : 기판 110 : 감광막

110a : 잔여막 300 : 스탬프

310 : 차광막

이하, 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성방법에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1a, 1b, 1c, 1d, 1e는 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성방법을 나타낸 공정도이다. 우선, 도 1a를 참조하면, 기판(100)을 마련한다.

기판(100)은 유리(Glass), 쿼츠(Quartz)와 같은 투명한 재료, 스테인레스 스틸(SUS), 니켈(Ni), 크롬(Cr)과 같은 금속재료, 실리콘(Si), 산화실리콘(SiO2)과 같은 반도체 재료 및 고분자 물질 등이 사용될 수 있다.

이후, 기판(100) 위에 감광막(110)을 도포한다.

감광막(110)은 폴리머(Polymer)와 같은 감광성 재료로 마련된다. 감광막(110)은 노광되는 부분이 노광에 의해 결합력이 커져서, 현상액 속에서 용해되지 않고 남게 되는 음성 감광막(negative photoresist)으로 마련될 수 있다. 감광막(110)은 기판(100) 위에 감광액을 스핀코팅(Spin-coating)하는 방법에 의해 도포될 수 있다.

도 1b를 참조하면, 감광막(110)에 스탬프패턴(330)이 형성된 스탬프(300)를 접촉하여, 스탬프(300)를 가압한다.

스탬프(300)는 기판(100)에 미세패턴(130)을 임프린트(Imprint)하기 위한, 스탬프패턴(330)을 구비한다. 스탬프패턴(330)은 음각부(331)와 양각부(333)를 구비한다. 스탬프(300)를 가압하면, 스탬프패턴(330)의 음각부(331)는 감광막(110)에 양각패턴(133)을 형성하며, 스탬프패턴(330)의 양각부(333)는 감광막(110)에 음각패턴(131)을 형성한다.

이때, 양각부(331)의 돌출면(331a)은 기판(100)의 상부면에 접촉되지 않으므로, 음각패턴(131)에는 감광막(110)의 잔여막(110a)이 남게된다.

한편, 스탬프(300)는 양각부(331)의 돌출면(331a)에 차광막(310)을 구비한다. 차광막(310)은 광을 차단할 수 있는 재료로, 크롬(Cr), 니켈(Ni)과 같은 금속재료 중 선택되는 어느 하나로 사용될 수 있다.

도 1c를 참조하면, 미세패턴(130)에 따라, 양각패턴(133)에는 광(L)이 조사되도록 하고, 음각패턴(131)에는 광(L)이 차단되도록 한다.

여기서, 사용되는 광(L)으로는 광의 파장에 따라, G-Line(436nm), I-Line(365nm), KrF excimer(248nm), x-ray(7nm), 전자빔(E-beam), 자외선(UV) 중 어느 하나로 사용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성방법 중 노광 단계에서 광의 진행상태를 도 1c 에 표기된 "A"부를 확대하여 나타낸 확대도이다. 도 2를 참조하면, 감광막(110)은 음성 감광막으로 마련되므로, 미세패턴(130)의 경화을 위해 조사되는 광(L)은 양각패턴(133)에 조사되어, 양각패턴(133)을 경화킨다. 이때, 차광막(310)은 음각패턴(131)으로 조사되는 광(L)을 차단하여, 음각패턴(131)에 남아있는 잔여막(110a)의 경화를 방지한다.

다시, 도 1d를 참조하면, 잔여막(110a)을 제거하기 위해, 스탬프(300)를 감광막(110)으로부터 이격시킨다.

기판으로부터 스탬프가 이격되면, 잔여막을 제거하기 위해, 기판을 세척한다. 즉,용매(solvent)를 감광막(110) 위에 분사 또는, 흘림으로써, 잔여막(110a)를 분해시킨다. 이때, 감광막(110)은 음성 감광막으로 마련되므로, 광이 조사되어 경화된 양각패턴(133)은 그대로 남게 되며, 잔여막(110a)은 용매에 화학반응하여, 분해된다.

이에 따라, 음각패턴(131)에 남아있는 잔여막(110a)는 제거되고, 양각패턴(133)는 기판(100) 위에 남게되어, 미세패턴(130)이 완성된다.

이와 같은, 미세패턴 형성방법은, 잔여막(110a)의 경화를 방지하여, 잔여막(110a)을 제거하기 위한 식각공정을 거치지 않고, 미세패턴(130) 경화 시 사용되는 광(L)의 조사로, 잔여막(110a)을 제거할 수 있다.

Claims (3)

1. 일면에 음각패턴을 형성하여 상기 음각패턴에 전극을 형성하기 위해 마련되는 기판 상에 음성 감광막을 도포하는 도포 단계;

   음각부와 양각부로 구분되는 미세패턴이 형성되고 상기 양각부에 광을 선택적으로 차단하는 차광막이 배치되는 스탬프를 상기 음성 감광막 상에 접촉시키고, 상기 스탬프를 가압하여 상기 감광막에 상기 음각패턴을 형성하는 스탬프 가압 단계;

   상기 스탬프의 상측에서 G-Line(436nm), I-Line(365nm), KrF excimer(248nm), x-ray(7nm), 전자빔(E-beam), 자외선 중 어느 하나의 광을 조사하여 상기 음성 감광막을 경화시키는 노광 단계;

   상기 음성 감광막으로부터 상기 스탬프를 이격시키는 스탬프 이격단계;

   상기 광이 차단된 상기 음성 감광막과 화학 반응하는 용매를 분사하여 상기 음각패턴에 남아있는 잔여막을 제거하는 세척 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성방법.
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