KR101059973B1 - How to form a fine pattern - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고가의 장비를 사용하지 않고도 100nm 이하 폭의 미세 패턴을 형성할 수 있는 미세 패턴 형성 방법에 관한 것이다. 본 발명의 미세 패턴 형성 방법은, 기판 위에 열가소성 고분자 수지로 서로간 제1 간격을 유지하는 고분자 패턴을 형성하는 단계와, 고분자 패턴을 가열하여 제1 간격보다 작은 제2 간격을 유지하는 고분자 몰드를 형성하는 단계와, 기판과 고분자 몰드 위로 패턴 대상물을 도포하는 단계와, 고분자 몰드를 리프트-오프시켜 제2 거리와 동일 폭을 가지는 미세 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method of forming a fine pattern capable of forming a fine pattern having a width of 100 nm or less without using expensive equipment. The method of forming a fine pattern of the present invention comprises the steps of forming a polymer pattern to maintain a first gap between the thermoplastic polymer resin on the substrate, and a polymer mold for maintaining a second gap smaller than the first gap by heating the polymer pattern Forming, applying a pattern object on the substrate and the polymer mold, and lifting off the polymer mold to form a fine pattern having a width equal to the second distance.

패턴, 열가소성, 고분자, 몰드, 도포, 증착, 스퍼터링, 리프트오프 Pattern, thermoplastic, polymer, mold, coating, deposition, sputtering, liftoff

Description

미세 패턴 형성 방법 {FORMING METHOD OF FINE PATTERN}How to Form Fine Pattern {FORMING METHOD OF FINE PATTERN}

본 발명은 미세 패턴 형성 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고가의 장비를 사용하지 않고도 100nm 이하 폭의 미세 패턴을 형성할 수 있는 미세 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fine pattern formation method, and more particularly to a fine pattern formation method capable of forming a fine pattern of 100nm or less width without the use of expensive equipment.

일반적으로 100nm 이하 폭의 미세 패턴을 대면적으로 형성하기 위해서는 높은 비용이 요구된다. 특히 30nm 이하 폭의 초미세 패턴을 제작하기 위해서는 전자빔 증착기 또는 엑스레이와 같은 고가의 장비를 사용해야 한다. 그러나 이러한 고가의 장비를 사용함에도 불구하고 대면적 패턴 제작에는 여전히 어려움이 따른다.In general, high cost is required to form a large area of fine patterns of 100 nm or less in width. In particular, in order to produce ultra-fine patterns of less than 30nm in width, expensive equipment such as electron beam evaporators or X-rays should be used. However, despite the use of such expensive equipment, large area pattern production still has difficulty.

한편, 임프린트(imprint) 공정을 이용하여 나노미터 단위의 미세 패턴을 형성할 수 있으나, 임프린트 공정 또한 마스터 몰드에 미세 패턴을 형성하기 위해서는 전술한 고가의 장비를 사용해야 한다. 따라서 제조 비용이 높지 않으면서 초미세 고밀도 패턴을 형성할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.On the other hand, a fine pattern in nanometer units may be formed using an imprint process, but in order to form a fine pattern in the master mold, the above-described expensive equipment must be used. Therefore, there is a demand for developing a technology capable of forming an ultrafine high density pattern without high manufacturing cost.

본 발명은 고가의 장비를 사용하지 않고도 100nm 이하 폭의 미세 패턴을 고 밀도로 형성할 수 있는 미세 패턴 형성 방법을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a fine pattern formation method that can form a fine pattern of 100nm or less width at high density without using expensive equipment.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세 패턴 형성 방법은, 기판 위에 열가소성 고분자 수지로 서로간 제1 간격을 유지하는 고분자 패턴을 형성하는 단계와, 고분자 패턴을 가열하여 제1 간격보다 작은 제2 간격을 유지하는 고분자 몰드를 형성하는 단계와, 기판과 고분자 몰드 위로 패턴 대상물을 도포하는 단계와, 고분자 몰드를 리프트-오프시켜 제2 거리와 동일 폭을 가지는 미세 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method of forming a fine pattern, the method comprising: forming a polymer pattern on a substrate to maintain a first gap therebetween with a thermoplastic polymer resin, and heating the polymer pattern to form a second gap smaller than the first gap. Forming a retaining polymer mold, applying a pattern object onto the substrate and the polymer mold, and lifting off the polymer mold to form a fine pattern having a width equal to the second distance.

고분자 패턴을 형성하는 단계에서 열가소성 고분자 수지를 임프린트 공정과 포토리소그래피 중 어느 하나의 공정으로 패터닝하여 고분자 패턴을 형성할 수 있다.In the forming of the polymer pattern, the thermoplastic polymer resin may be patterned by any one of an imprint process and photolithography to form a polymer pattern.

고분자 몰드를 형성하는 단계에서 제2 간격은 30nm보다 작을 수 있다.In the forming of the polymer mold, the second gap may be smaller than 30 nm.

패턴 대상물을 도포하는 단계에서 패턴 대상물은 금속과 무기물 중 적어도 하나를 포함하며, 스퍼터링 또는 증착으로 도포될 수 있다.In the applying of the pattern object, the pattern object includes at least one of a metal and an inorganic material, and may be applied by sputtering or deposition.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 미세 패턴 형성 방법은, 기판 위에 열가소성 고분자 수지로 서로간 제1 간격을 유지하는 제1 고분자 패턴을 형성하는 제1 단계와, 제1 고분자 패턴을 가열하여 제1 간격보다 작은 제2 간격을 유지하는 제1 고분자 몰드를 형성하는 제2 단계와, 기판과 제1 고분자 몰드 위로 패턴 대상물을 도포하는 제3 단계와, 제1 고분자 몰드를 리프트-오프시켜 제2 간격과 동일 폭을 가지는 제1 미세 패턴을 형성하는 제4 단계와, 제1 단계 내지 제4 단계를 반복하여 제2 고분자 패턴 및 제2 고분자 몰드 형성 후 제1 미세 패턴 사이로 제2 미세 패턴을 형성하는 후속 공정을 포함한다. 후속 공정에서 제2 고분자 패턴의 중심 위치는 제1 고분자 패턴의 중심 위치로부터 떨어져 위치한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method of forming a fine pattern, the first step of forming a first polymer pattern maintaining a first gap therebetween with a thermoplastic polymer resin on a substrate, and heating the first polymer pattern to form a first step. A second step of forming a first polymer mold having a second gap smaller than the gap, a third step of applying a pattern object over the substrate and the first polymer mold, and a second gap by lifting off the first polymer mold Forming a second micropattern between the first micropattern after forming the second polymer pattern and the second polymer mold by repeating the fourth step of forming the first micropattern having the same width as the first step and the first to fourth steps Subsequent processes. In a subsequent process the center position of the second polymer pattern is located away from the center position of the first polymer pattern.

제1 고분자 패턴을 형성하는 단계에서 열가소성 고분자 수지를 임프린트 공정과 포토리소그래피 중 어느 하나의 공정으로 패터닝하여 제1 고분자 패턴을 형성할 수 있다.In the forming of the first polymer pattern, the thermoplastic polymer resin may be patterned by any one of an imprint process and photolithography to form a first polymer pattern.

제1 고분자 몰드를 형성하는 단계에서 제2 간격은 30nm보다 작을 수 있다.In the forming of the first polymer mold, the second gap may be smaller than 30 nm.

패턴 대상물을 도포하는 단계에서 패턴 대상물은 금속과 무기물 중 적어도 하나를 포함하며, 스퍼터링 또는 증착으로 도포될 수 있다.In the applying of the pattern object, the pattern object includes at least one of a metal and an inorganic material, and may be applied by sputtering or deposition.

후속 공정을 2회 내지 99회 반복하여 최종 미세 패턴의 밀도를 높일 수 있다. 최종 미세 패턴은 균일한 피치를 가지는 복수의 미세 패턴을 포함하며, 후속 공정에서 제2 고분자 패턴은 하기 수학식을 만족할 수 있다.The subsequent process can be repeated 2 to 99 times to increase the density of the final fine pattern. The final fine pattern includes a plurality of fine patterns having a uniform pitch, and in the subsequent process, the second polymer pattern may satisfy the following equation.

D = P1/nD = P1 / n

여기서, D는 제1 고분자 패턴의 중심에 대한 제2 고분자 패턴 중심의 이동 거리이고, P1은 제1 고분자 패턴의 피치이며, n은 2 내지 100 사이의 자연수이다.Here, D is a moving distance of the center of the second polymer pattern with respect to the center of the first polymer pattern, P1 is the pitch of the first polymer pattern, n is a natural number between 2 and 100.

본 발명의 실시예에 따르면, 고가의 장비를 사용하지 않고 저가의 패터닝 공정을 이용하여 100nm 이하 특히 30nm 이하 폭의 초미세 패턴을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 후속 공정을 1회 이상 반복함으로써 100nm 이하 피치의 고밀도 미세 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an ultrafine pattern having a width of 100 nm or less, particularly 30 nm or less may be easily formed using an inexpensive patterning process without using expensive equipment. In addition, by repeating the subsequent steps one or more times, high-density fine patterns with a pitch of 100 nm or less can be easily formed.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 패턴 형성 방법을 나타낸 공정도이다.1 is a process chart showing a fine pattern forming method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 미세 패턴 형성 방법은, 기판(10) 위에 열가소성 고분자 수지를 도포 후 패터닝하여 고분자 패턴(12)을 형성하는 제1 단계(a 참조)와, 고분자 패턴(12)을 가열하여 고분자 몰드(14)를 형성하는 제2 단계(b 참조)와, 기판(10)과 고분자 몰드(14) 위로 패턴 대상물(16)을 도포하는 제3 단계(c 참조)와, 고분자 몰드(14)를 리프트-오프(lift-off)시켜 미세 패턴(18)을 형성하는 제4 단계(d 참조)를 포함한다.Referring to FIG. 1, in the method of forming a fine pattern, a first step (see a) of forming a polymer pattern 12 by coating and patterning a thermoplastic polymer resin on a substrate 10 and heating the polymer pattern 12 by The second step (see b) of forming the polymer mold 14, the third step (see c) of applying the pattern object 16 onto the substrate 10 and the polymer mold 14, and the polymer mold 14. And a fourth step (see d) of forming a fine pattern 18 by lifting off.

제1 단계에서, 열가소성 고분자 수지는 한번 고체화한 후 열에 의해 다시 용융되는 특징을 가진다. 이러한 열가소성 고분자 수지를 기판(10) 위에 도포 후 건조하여 고분자 수지층을 형성하고, 고분자 수지층을 패터닝하여 고분자 패턴(12)을 형성한다.In the first step, the thermoplastic polymer resin is characterized by being solidified once and then melted again by heat. The thermoplastic polymer resin is coated on the substrate 10 and dried to form a polymer resin layer, and the polymer resin layer is patterned to form the polymer pattern 12.

고분자 패턴(12)의 폭과 고분자 패턴의 간격(G1, 제1 간격)은 최소 50nm에서 최대 수십 마이크로미터(㎛)이다. 이와 같이 고분자 패턴(12)은 큰 패턴이므로 임프린트 또는 포토리소그래피와 같은 저가의 패터닝 공정을 이용하여 고분자 패 턴(12)을 용이하게 형성할 수 있다.The width of the polymer pattern 12 and the gap (G1, the first gap) of the polymer pattern are at least 50 nm and at most tens of micrometers (µm). As such, since the polymer pattern 12 is a large pattern, the polymer pattern 12 may be easily formed by using a low-cost patterning process such as imprint or photolithography.

도 2는 고분자 수지층의 임프린트 방법을 나타낸 공정도이다.2 is a process chart showing an imprint method of the polymer resin layer.

도 2를 참고하면, 복수의 돌출부(20)가 형성된 마스터 몰드(22)를 준비하고, 기판(10) 위에 형성된 고분자 수지층(121)을 마스터 몰드(22)로 가압한 다음 기판(10)으로부터 마스터 몰드(22)를 분리시킨다. 그러면 마스터 몰드(22)의 압력에 의해 고분자 수지층(121)이 패터닝되어 고분자 패턴(12)을 형성한다.Referring to FIG. 2, a master mold 22 having a plurality of protrusions 20 is prepared, and the polymer resin layer 121 formed on the substrate 10 is pressed by the master mold 22 and then the substrate 10 is removed from the substrate 10. The master mold 22 is separated. Then, the polymer resin layer 121 is patterned by the pressure of the master mold 22 to form the polymer pattern 12.

도 3은 고분자 수지층의 포토리소그래피 방법을 나타낸 공정도이다.3 is a process chart showing a photolithography method of a polymer resin layer.

도 3을 참고하면, 고분자 수지층(121) 위에 복수의 개구부(24)를 가진 마스크층(26)을 형성하고, 식각액을 이용한 습식 식각 또는 식각 가스를 이용한 건식 식각을 실시한다. 그러면 고분자 수지층(121) 가운데 개구부(24)에 의해 노출된 부위가 선택적으로 제거된다. 이후 마스크층(26)을 제거하여 고분자 패턴(12)을 형성한다.Referring to FIG. 3, a mask layer 26 having a plurality of openings 24 is formed on the polymer resin layer 121, and wet etching using an etchant or dry etching using an etching gas is performed. Then, the portion exposed by the opening 24 in the polymer resin layer 121 is selectively removed. Thereafter, the mask layer 26 is removed to form the polymer pattern 12.

다시 도 1을 참고하면, 제2 단계에서 고분자 패턴(12)을 일정 시간 가열한다. 그러면 고분자 패턴(12)이 열에 의해 흐르면서 그 폭이 확대되어 고분자 패턴(12)보다 큰 폭을 가지는 고분자 몰드(14)가 형성된다. 따라서 고분자 몰드(14)의 간격(G2, 제2 간격)은 고분자 패턴(12)의 제1 간격(G1)보다 작으며, 제2 간격(G2)이 추후 미세 패턴(18)의 폭을 결정한다.Referring back to FIG. 1, in the second step, the polymer pattern 12 is heated for a predetermined time. Then, as the polymer pattern 12 flows by heat, its width is expanded to form a polymer mold 14 having a width larger than that of the polymer pattern 12. Therefore, the gap G2 and the second gap of the polymer mold 14 are smaller than the first gap G1 of the polymer pattern 12, and the second gap G2 determines the width of the fine pattern 18 later. .

제2 단계의 가열 온도와 시간은 고분자 수지의 종류에 따라 달라지나, 대략 100℃ 내지 200℃에서 10분 내지 수시간 정도 진행될 수 있다. 가열 후 고분자 몰드(14)의 제2 간격(G2)이 목표하는 미세 패턴(18)의 폭과 같아지도록 고분자 패 턴(12)의 흐름 정도를 고려하여 제1 단계에서 고분자 패턴(12)의 폭을 조절하거나, 제2 단계의 가열 온도와 시간을 조절할 수 있다.The heating temperature and time of the second step vary depending on the type of polymer resin, but may be performed at about 100 ° C. to 200 ° C. for about 10 minutes to several hours. The width of the polymer pattern 12 in the first step in consideration of the flow of the polymer pattern 12 so that the second gap G2 of the polymer mold 14 after heating is equal to the width of the target fine pattern 18. The heating temperature and time of the second step can be adjusted.

이러한 제2 단계의 가열 공정에 의해 고분자 몰드(14)의 제2 간격(G2)을 100nm 이하 특히 30nm 이하까지 축소시킬 수 있다.By the heating process of the second step, the second gap G2 of the polymer mold 14 may be reduced to 100 nm or less, particularly 30 nm or less.

제3 단계에서, 기판(10)과 고분자 몰드(14) 위 전체에 패턴 대상물(16)을 도포한다. 패턴 대상물(16)은 금속과 무기물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 도포 방법으로 증착 또는 스퍼터링을 적용할 수 있다. 패턴 대상물(16)은 고분자 몰드(14) 사이의 기판(10) 윗면과 고분자 몰드(14)의 윗면에 위치한다.In the third step, the pattern object 16 is applied to the entire substrate 10 and the polymer mold 14. The pattern object 16 may include at least one of a metal and an inorganic material, and may be deposited or sputtered by a coating method. The pattern object 16 is positioned on the upper surface of the substrate 10 and the upper surface of the polymer mold 14 between the polymer molds 14.

제4 단계에서, 고분자 몰드(14)를 리프트-오프시킨다. 그러면 고분자 몰드(14)와 그 윗면의 패턴 대상물(16)이 함께 제거되면서 고분자 몰드(14) 사이에 위치한 패턴 대상물(16)만 기판(10) 위에 남아 미세 패턴(18)을 형성한다. 미세 패턴(18)의 폭은 제2 간격(G2)과 동일하므로 미세 패턴(18)은 100nm 이하 특히 30nm 이하의 초미세 폭을 가질 수 있다.In a fourth step, the polymer mold 14 is lifted off. Then, while the polymer mold 14 and the pattern object 16 on the upper surface are removed together, only the pattern object 16 positioned between the polymer mold 14 remains on the substrate 10 to form the fine pattern 18. Since the width of the fine pattern 18 is the same as the second gap G2, the fine pattern 18 may have an ultrafine width of 100 nm or less, particularly 30 nm or less.

미세 패턴(18)의 형상은 고분자 몰드(14)의 형상에 따라 결정된다. 즉, 고분자 몰드(14)가 라인 형상이면 미세 패턴(18)도 라인 형상이고, 고분자 몰드(14)가 점 형상이면 미세 패턴(18)은 홀을 형성한다. 반대로 고분자 몰드(14)가 홀을 형성하면 미세 패턴(18)은 점 모양으로 형성된다.The shape of the fine pattern 18 is determined according to the shape of the polymer mold 14. That is, when the polymer mold 14 is in a line shape, the fine pattern 18 is also in line shape, and when the polymer mold 14 is in a dot shape, the fine pattern 18 forms a hole. On the contrary, when the polymer mold 14 forms a hole, the fine pattern 18 is formed in a dot shape.

이와 같이 본 실시예에 따르면 고가 장비를 사용하지 않고도 저가의 패터닝 공정을 이용하여 100nm 이하 특히 30nm 이하 폭의 미세 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.As described above, according to the present exemplary embodiment, a micropattern having a width of 100 nm or less, particularly 30 nm or less may be easily formed using a low cost patterning process without using expensive equipment.

한편, 전술한 공정을 2회 내지 100회 반복하여 미세 패턴(18)의 밀도를 높일 수 있다. 이하 전술한 공정을 반복 수행하여 미세 패턴(18)의 밀도를 높이는 방법에 대해 도 4 내지 도 6을 참고하여 설명한다.On the other hand, the above-described process may be repeated 2 to 100 times to increase the density of the fine pattern 18. Hereinafter, a method of increasing the density of the fine pattern 18 by repeating the above-described process will be described with reference to FIGS. 4 to 6.

편의상 도 1에 도시한 공정을 제1 공정이라 하고, 후속 공정을 제2 공정이라 한다. 그리고 제1 공정에서 완성된 미세 패턴을 제1 미세 패턴이라 하며, 제1 미세 패턴을 위해 사용된 고분자 패턴과 고분자 몰드를 각각 제1 고분자 패턴과 제1 고분자 몰드라 한다.For convenience, the process shown in FIG. 1 is called a first process, and the subsequent process is called a second process. The fine pattern completed in the first process is called a first fine pattern, and the polymer pattern and the polymer mold used for the first fine pattern are called the first polymer pattern and the first polymer mold, respectively.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 미세 패턴 형성 방법 중 제2 공정을 나타낸 공정도이다.4 is a flowchart illustrating a second process of forming a fine pattern according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참고하면, 제2 공정은 기판(10) 위에 열가소성 고분자 수지를 도포 후 패터닝하여 제2 고분자 패턴(28)을 형성하는 제5 단계(a 참조)와, 제2 고분자 패턴(28)을 가열하여 제2 고분자 몰드(30)를 형성하는 제6 단계(b 참조)와, 기판(10)과 제2 고분자 몰드(30) 위로 패턴 대상물(16)을 도포하는 제7 단계(c 참조)와, 제2 고분자 몰드(30)를 리프트-오프시켜 제2 미세 패턴(182)을 형성하는 제8 단계(d 참조)를 포함한다.Referring to FIG. 4, in the second process, a fifth step (see a) of forming a second polymer pattern 28 by coating and patterning a thermoplastic polymer resin on a substrate 10 and a second polymer pattern 28 are performed. A sixth step (see b) of heating to form the second polymer mold 30, a seventh step (see c) of applying the pattern object 16 onto the substrate 10 and the second polymer mold 30, and And an eighth step (see d) of forming the second fine pattern 182 by lifting off the second polymer mold 30.

도 5는 제1 단계의 제1 고분자 패턴과 제5 단계의 제2 고분자 패턴을 나타낸 개략도이다.5 is a schematic view showing a first polymer pattern in a first step and a second polymer pattern in a fifth step.

도 4와 도 5를 참고하면, 제2 공정은 제5 단계에서 제2 고분자 패턴(28)의 중심을 제1 고분자 패턴(12)의 중심으로부터 일정 거리(D) 이동시킨 것을 제외하고 모든 단계들이 전술한 제1 공정과 동일하게 이루어진다.4 and 5, in the second process, all steps are performed except that the center of the second polymer pattern 28 is moved a distance D from the center of the first polymer pattern 12 in a fifth step. It is made similarly to the 1st process mentioned above.

제2 고분자 패턴(28)의 중심을 제1 고분자 패턴(12)의 중심으로부터 일정 거리 이동시킴에 따라 제1 미세 패턴(181) 사이로 제2 미세 패턴(182)을 형성할 수 있다. 이때, 제1 미세 패턴(181)의 중심과 제2 미세 패턴(182)의 중심간 거리(D')는 제1 고분자 패턴(12)의 중심에 대한 제2 고분자 패턴(28) 중심의 이동 거리(D)와 동일하다. 따라서 제2 미세 패턴(182)의 위치를 고려하여 제2 고분자 패턴(28)의 이동 거리(D)를 설정한다.As the center of the second polymer pattern 28 is moved from the center of the first polymer pattern 12 by a predetermined distance, the second fine pattern 182 may be formed between the first fine patterns 181. In this case, the distance D ′ between the center of the first fine pattern 181 and the center of the second fine pattern 182 is a moving distance between the center of the second polymer pattern 28 with respect to the center of the first polymer pattern 12. Same as (D). Therefore, the moving distance D of the second polymer pattern 28 is set in consideration of the position of the second fine pattern 182.

특히 도 6에 도시한 바와 같이, 최종 미세 패턴(185)이 균일한 피치를 가지는 복수의 미세 패턴들, 예를 들어 제1 내지 제4 미세 패턴들(181, 182, 183, 84)로 이루어진 경우를 가정하면, 제1 고분자 패턴(12)의 중심에 대한 제2 고분자 패턴(28) 중심의 이동 거리(D)는 하기 수학식 1로 정의할 수 있다.In particular, as shown in FIG. 6, when the final fine pattern 185 is composed of a plurality of fine patterns having a uniform pitch, for example, the first to fourth fine patterns 181, 182, 183, and 84. Assuming that, the moving distance D of the center of the second polymer pattern 28 with respect to the center of the first polymer pattern 12 may be defined by Equation 1 below.

D = P1/nD = P1 / n

여기서, P1은 제1 고분자 패턴(12)의 피치이며, n은 2 내지 100 사이의 자연수이다.Here, P1 is the pitch of the first polymer pattern 12, and n is a natural number between 2 and 100.

따라서 제2 공정으로 형성되는 제2 미세 패턴(182)은 그 중심이 제1 미세 패턴(181)의 중심으로부터 (P1/n)만큼 이동한 결과를 나타낸다. 다만, 수학식 1은 이론적인 수학식으로서 실제 공정에서는 소정의 오차가 발생할 수 있다.Therefore, the second fine pattern 182 formed by the second process has a result of moving the center of the first fine pattern 181 by (P1 / n). However, Equation 1 is a theoretical equation and a predetermined error may occur in an actual process.

수학식 1에서 n이 2이면, 제1 공정과 제2 공정을 거쳐 제1 미세 패턴과 제2 미세 패턴(182)으로 이루어진 미세 패턴을 완성할 수 있다. n이 3이면, 제2 공정을 두 번 반복하여 제1 미세 패턴 내지 제3 미세 패턴으로 이루어진 미세 패턴을 완성 할 수 있다. 같은 방법으로 제2 공정을 최대 99번 반복하여 미세 패턴을 완성할 수 있다.When n is 2 in Equation 1, a fine pattern including the first fine pattern and the second fine pattern 182 may be completed through the first process and the second process. When n is 3, the second process may be repeated twice to complete a fine pattern consisting of the first to third fine patterns. In the same manner, the second process may be repeated up to 99 times to complete the fine pattern.

수학식 1에서 n이 2 이상이어야 100nm 이하 피치의 미세 패턴(18)을 형성할 수 있으며, n이 100을 초과하여도 공정상의 문제는 없지만 공정수가 과도하게 증가하므로 공정 시간이 오래 걸리고 제조 비용도 상승하게 된다.In Equation 1, n must be greater than or equal to 2 to form a fine pattern 18 having a pitch of 100 nm or less, and even if n exceeds 100, there is no problem in the process, but the number of processes increases excessively, thus requiring a long process time and a manufacturing cost. Will rise.

전술한 방법으로 완성된 미세 패턴은 금속선 편광판, 반사 방지막의 패턴, 태양전지용 나노 패턴을 비롯한 여러 분야에 유용하게 적용될 수 있다. 또한, 홀을 가지는 미세 패턴은 나노 와이어 성장을 위한 패터닝 과정에서 나노 와이어의 크기와 밀도 등을 조절하는 연구에 적용 가능하며, 압전 소자와 유체 흐름 센서 등에도 유용하게 적용될 수 있다.The fine pattern completed by the above-described method can be usefully applied to various fields including a metal line polarizer, an antireflection film pattern, and a nano pattern for a solar cell. In addition, the micro-pattern having a hole can be applied to a study for controlling the size and density of the nanowires in the patterning process for nanowire growth, and can be usefully applied to piezoelectric elements and fluid flow sensors.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 패턴 형성 방법을 나타낸 공정도이다.1 is a process chart showing a fine pattern forming method according to an embodiment of the present invention.

도 2는 고분자 수지층의 임프린트 방법을 나타낸 공정도이다.2 is a process chart showing an imprint method of the polymer resin layer.

도 3은 고분자 수지층의 포토리소그래피 방법을 나타낸 공정도이다.3 is a process chart showing a photolithography method of a polymer resin layer.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 미세 패턴 형성 방법 중 제2 공정을 나타낸 공정도이다.4 is a flowchart illustrating a second process of forming a fine pattern according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 제1 단계의 제1 고분자 패턴과 제5 단계의 제2 고분자 패턴을 나타낸 개략도이다.5 is a schematic view showing a first polymer pattern in a first step and a second polymer pattern in a fifth step.

도 6은 최종 미세 패턴을 나타낸 개략 단면도이다.6 is a schematic cross-sectional view showing the final fine pattern.

Claims (10)

기판 위에 열가소성 고분자 수지로 서로간 제1 간격을 유지하는 고분자 패턴을 형성하는 단계;Forming a polymer pattern on the substrate to maintain a first gap therebetween with a thermoplastic polymer resin; 상기 고분자 패턴을 가열하여 상기 제1 간격보다 작은 제2 간격을 유지하는 고분자 몰드를 형성하는 단계;Heating the polymer pattern to form a polymer mold maintaining a second gap smaller than the first gap; 상기 기판과 상기 고분자 몰드 위로 패턴 대상물을 도포하는 단계; 및Applying a pattern object onto the substrate and the polymer mold; And 상기 고분자 몰드를 리프트-오프시켜 상기 제2 간격과 동일 폭을 가지는 미세 패턴을 형성하는 단계Lifting off the polymer mold to form a fine pattern having the same width as the second gap 를 포함하는 미세 패턴 형성 방법.Fine pattern forming method comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고분자 패턴을 형성하는 단계에서 상기 열가소성 고분자 수지를 임프린트 공정과 포토리소그래피 중 어느 하나의 공정으로 패터닝하여 상기 고분자 패턴을 형성하는 미세 패턴 형성 방법.And forming the polymer pattern by forming the polymer pattern by patterning the thermoplastic polymer resin through any one of an imprint process and photolithography. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고분자 몰드를 형성하는 단계에서 상기 제2 간격은 30nm보다 작은 미세 패턴 형성 방법.In the forming of the polymer mold, the second gap is less than 30nm fine pattern formation method. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 패턴 대상물을 도포하는 단계에서 상기 패턴 대상물은 금속과 무기물 중 적어도 하나를 포함하며, 스퍼터링 또는 증착으로 도포되는 미세 패턴 형성 방법.In the step of applying the pattern object, the pattern object comprises at least one of a metal and an inorganic material, the fine pattern forming method is applied by sputtering or deposition. 기판 위에 열가소성 고분자 수지로 서로간 제1 간격을 유지하는 제1 고분자 패턴을 형성하는 제1 단계;Forming a first polymer pattern on the substrate, the first polymer pattern maintaining a first gap therebetween with a thermoplastic polymer resin; 상기 제1 고분자 패턴을 가열하여 상기 제1 간격보다 작은 제2 간격을 유지하는 제1 고분자 몰드를 형성하는 제2 단계;A second step of heating the first polymer pattern to form a first polymer mold maintaining a second gap smaller than the first gap; 상기 기판과 상기 제1 고분자 몰드 위로 패턴 대상물을 도포하는 제3 단계;Applying a pattern object onto the substrate and the first polymer mold; 상기 제1 고분자 몰드를 리프트-오프시켜 상기 제2 간격과 동일 폭을 가지는 제1 미세 패턴을 형성하는 제4 단계; 및A fourth step of lifting-off the first polymer mold to form a first fine pattern having the same width as the second gap; And 상기 제1 단계 내지 상기 제4 단계를 반복하여 제2 고분자 패턴 및 제2 고분자 몰드 형성 후 상기 제1 미세 패턴 사이로 제2 미세 패턴을 형성하는 후속 공정A subsequent process of forming the second fine pattern between the first fine pattern after forming the second polymer pattern and the second polymer mold by repeating the first to fourth steps 을 포함하며,Including; 상기 후속 공정에서 상기 제2 고분자 패턴의 중심 위치는 상기 제1 고분자 패턴의 중심 위치로부터 떨어져 위치하는 미세 패턴 형성 방법.And the center position of the second polymer pattern in the subsequent process is located away from the center position of the first polymer pattern. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1 고분자 패턴을 형성하는 단계에서 상기 열가소성 고분자 수지를 임 프린트 공정과 포토리소그래피 중 어느 하나의 공정으로 패터닝하여 상기 제1 고분자 패턴을 형성하는 미세 패턴 형성 방법.The method of forming a first polymer pattern to form the first polymer pattern by patterning the thermoplastic polymer resin by any one of an imprint process and photolithography in the step of forming the first polymer pattern. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1 고분자 몰드를 형성하는 단계에서 상기 제2 간격은 30nm보다 작은 미세 패턴 형성 방법.In the forming of the first polymer mold, the second gap is less than 30nm fine pattern formation method. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 패턴 대상물을 도포하는 단계에서 상기 패턴 대상물은 금속과 무기물 중 적어도 하나를 포함하며, 스퍼터링 또는 증착으로 도포되는 미세 패턴 형성 방법.In the step of applying the pattern object, the pattern object comprises at least one of a metal and an inorganic material, the fine pattern forming method is applied by sputtering or deposition. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 8, 상기 후속 공정을 1회 내지 99회 수행하여 최종 미세 패턴의 밀도를 높이는 미세 패턴 형성 방법.The method of forming a fine pattern to increase the density of the final fine pattern by performing the subsequent step 1 to 99 times. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 최종 미세 패턴은 균일한 피치를 가지는 복수의 미세 패턴을 포함하며, 상기 후속 공정에서 상기 제2 고분자 패턴은 하기 수학식을 만족하는 미세 패턴 형성 방법.The final fine pattern comprises a plurality of fine patterns having a uniform pitch, the second polymer pattern in the subsequent step is a fine pattern forming method that satisfies the following equation. D = P1/nD = P1 / n 여기서, D는 상기 제1 고분자 패턴의 중심에 대한 상기 제2 고분자 패턴 중심의 이동 거리이고, P1은 상기 제1 고분자 패턴의 피치이며, n은 2 내지 100 사이의 자연수이다.Here, D is a moving distance of the center of the second polymer pattern with respect to the center of the first polymer pattern, P1 is the pitch of the first polymer pattern, n is a natural number between 2 and 100.
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