KR101063409B1 - Nano-imprint stamp and method for manufacturing the same - Google Patents

Nano-imprint stamp and method for manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR101063409B1
KR101063409B1 KR1020100133924A KR20100133924A KR101063409B1 KR 101063409 B1 KR101063409 B1 KR 101063409B1 KR 1020100133924 A KR1020100133924 A KR 1020100133924A KR 20100133924 A KR20100133924 A KR 20100133924A KR 101063409 B1 KR101063409 B1 KR 101063409B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stamp
thin film
graphene thin
irregularities
film layer
Prior art date
Application number
KR1020100133924A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김광섭
김재현
이학주
장호욱
안종현
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020100133924A priority Critical patent/KR101063409B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101063409B1 publication Critical patent/KR101063409B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B29C33/42—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the shape of the moulding surface, e.g. ribs or grooves
    • B29C33/424—Moulding surfaces provided with means for marking or patterning
    • 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
    • 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
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/022—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing characterised by the disposition or the configuration, e.g. dimensions, of the embossments or the shaping tools therefor
    • 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
    • B29C33/42—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the shape of the moulding surface, e.g. ribs or grooves
    • B29C33/424—Moulding surfaces provided with means for marking or patterning
    • B29C2033/426—Stampers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2905/00—Use of metals, their alloys or their compounds, as mould material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2907/00—Use of elements other than metals as mould material
    • B29K2907/04—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2909/00—Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2803/00 - B29K2807/00, as mould material
    • B29K2909/02—Ceramics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

본 발명은 나노 임프린트용 스탬프 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 스탬프 표면에 그래핀 박막층을 형성시켜 레진과의 이형 특성이 향상된 나노 임프린트용 스탬프를 제작하는 나노 임프린트용 스탬프 및 이 나노 임프린트용 스탬프의 제조 방법에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 그래핀 박막층을 사용함으로써 이형 특성이 우수하고 저렴한 비용의 나노임프린트 리소그래피용 스탬프 제조가 가능하다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 소정 두께의 그래핀 박막층을 스탬프 표면에 코팅함으로써 패터닝 공정 및/또는 2회 증착 공정이 필요하지 않다는 점을 들 수 있다. The present invention relates to a stamp for a nano imprint and a method for manufacturing the same, and more particularly, to form a graphene thin film layer on the surface of the stamp to produce a nano imprint stamp with improved release properties with the resin nano imprint stamp and this nano imprint It is about the manufacturing method of the stamp.
According to the present invention, it is possible to manufacture a stamp for nanoimprint lithography having excellent release properties and low cost by using a graphene thin film layer.
In addition, another effect of the present invention is that a patterning process and / or two deposition processes are not required by coating a graphene thin film layer having a predetermined thickness on the stamp surface.

Description

나노 임프린트용 스탬프 및 이의 제조 방법{Nano-imprint stamp and Method for manufacturing the same}Nano-imprint stamp and method for manufacturing the same

본 발명은 나노 임프린트용 스탬프 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 스탬프 표면에 그래핀 박막층을 형성시켜 나노 임프린트용 스탬프를 제작하는 나노 임프린트용 스탬프 및 이 나노 임프린트용 스탬프의 제조 방법에 대한 것이다.
The present invention relates to a stamp for a nano imprint and a method for manufacturing the same, and more particularly to a stamp for a nano imprint and a method for producing a stamp for a nano imprint by forming a graphene thin film layer on the surface of the stamp to produce a stamp for nano imprint. will be.

일반적으로 나노 임프린트 리소그래피 기술은 경제적이고도 효과적으로 나노 패턴 구조물을 제작하는 기술로서, 나노 패턴이 표면에 각인된 스탬프를 기판 위에 코팅된 레지스트 표면에 눌러 나노 구조물을 반복적으로 임프린트하는 기술이다.In general, nanoimprint lithography technology is an economical and effective technique for producing a nano-pattern structure, a technique for repeatedly imprinting the nano-structure by pressing a stamp stamped on the surface of the nano-pattern on the surface of the resist coated on the substrate.

이러한 임프린트 리소그래피 기술로서는 Chou 교수가 제안한 방식, Laser-Assisted Direct Imprint (LADI) 방식, 및 Nanosecond laser-assisted nanoimprint lithography (LA-NIL) 방식을 들 수 있다. Such imprint lithography techniques include Chou's proposed method, Laser-Assisted Direct Imprint (LADI) method, and Nanosecond laser-assisted nanoimprint lithography (LA-NIL) method.

이중, Chou 교수가 제안한 방식을 설명하면 다음과 같다. Among these, the method proposed by Professor Chou is as follows.

① 전자빔 리소그래피 공정을 이용하여 제작한 미세 크기의 패턴을 가진 스탬프를 먼저 제작한다.① First, a stamp with a fine pattern produced by the electron beam lithography process is produced.

② 제작된 스탬프를 기판의 표면에 코팅되어 있는 폴리머 재질의 레지스트 표면에 접촉한 다음 스탬프를 고온에서 누르고 냉각한다. ② The manufactured stamp is in contact with the surface of the polymer resist coated on the surface of the substrate, and then the stamp is pressed at high temperature and cooled.

③ 냉각 후 스탬프를 기판으로부터 분리한다. ③ After cooling, separate the stamp from the board.

이러한 Chou 교수 방식에 의하면 기판의 레지스트에는 스탬프에 각인된 나노 패턴 구조물이 정반대 형태로 임프린트되고, 이방성 식각 작업을 통하여 레지스트 표면에서 눌려진 부분에 남아 있는 잔여 레지스트를 완전히 제거하여 완성하게 된다. According to the Chou teaching method, the nano-pattern structure stamped on the stamp is imprinted in the opposite shape on the substrate resist, and the anisotropic etching process completely removes the remaining resist remaining on the pressed part of the resist surface.

따라서, 다양한 적층 공정을 수행하기 위하여 다층화(multi-layer)공정이 필수적인 반도체 제조 공정에 적용할 경우 레지스트가 열변형을 일으켜서 다층 정렬(alignment)이 곤란하다는 문제점이 있다.Accordingly, when applied to a semiconductor manufacturing process in which a multi-layer process is essential for performing various lamination processes, there is a problem in that the resist is thermally deformed and thus multilayer alignment is difficult.

또한, 점도가 큰 레지스트를 임프린트하기 위해서는 약 30 기압 정도의 고압으로 스탬프를 가압하여야 하기 때문에 이러한 과정에서 열 경화성 재질로 제작된 구조물이 파손을 일으켜 사용할 수 없다는 문제점이 있다. In addition, in order to imprint a resist having a high viscosity, the stamp must be pressurized at a high pressure of about 30 atmospheres, and thus, a structure made of a thermosetting material may be damaged and thus cannot be used.

또한, 종래 미세 임프린트 리소그래피 공정을 수행하기 위해 제작된 스탬프는 임프린트 시 레지스트와 발생할 수 있는 들러붙음(sticking) 현상 때문에 그 표면에 점착 방지막을 형성해야 한다.In addition, a stamp manufactured to perform a conventional fine imprint lithography process should form an anti-stick film on its surface due to a sticking phenomenon that may occur with the resist during imprinting.

이러한 가열방식의 임프린트 기술의 문제점들을 해결할 수 있는 방식이 제안되었는데, 이를 예로 들면, 한국특허출원 제10-2005-0098080호를 들 수 있다. A method that can solve the problems of the imprint technology of the heating method has been proposed, for example, Korean Patent Application No. 10-2005-0098080.

한국특허출원 제10-2005-0098080호는 탄소원자들이 무정형으로 형성된 DLC(Diamond-Like-Carbon) 박막 자체를 나노임프린트 리소그래피용 스탬프로 사용하였다. Korean Patent Application No. 10-2005-0098080 used DLC (Diamond-Like-Carbon) thin film itself in which amorphous carbon atoms were formed as a stamp for nanoimprint lithography.

그러나, 이 경우 다음과 같은 단점이 있다. However, this case has the following disadvantages.

㉠ DLC 재료의 비용이 고가이다.O The cost of DLC material is expensive.

㉡ DLC의 패터닝 공정이 필요하며, 이를 위해 DLC를 2회 증착하는 공정이 필요하다.필요 DLC patterning process is required, and for this, a process of depositing DLC twice is required.

㉢ 추가적으로 fluorine 처리를 해야 성능이 향상된다.㉢ Additional fluorine treatment improves performance.

㉣ DLC는 무정형으로 탄소 층간 미끄러짐이 발생하지 않아 큰 점착력 및 마찰력이 발생한다.㉣ DLC is amorphous and does not generate slippage between carbons, resulting in large adhesion and friction.

㉤ DLC층이 반복적인 임프린트 공정으로 인해 마모되면 재사용이 불가능하다.
If the DLC layer wears out due to the repeated imprint process, it cannot be reused.

본 발명은 위에서 제기된 종래 기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 저렴한 비용의 나노임프린트 리소그래피용 스탬프 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been proposed in order to solve the problems according to the prior art, which is an object of the present invention is to provide a low cost nanoimprint lithography stamp and its manufacturing method.

또한, 본 발명은 패터닝 공정 및/또는 2회 증착 공정이 요구되지 않는 나노임프린트 리소그래피용 스탬프 및 이의 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다. It is another object of the present invention to provide a stamp for nanoimprint lithography and a method of manufacturing the same, which does not require a patterning process and / or a double deposition process.

또한, 본 발명은 추가적인 처리 공정이 필요하지 않으면서도 낮은 점착력/마찰력을 갖는 나노임프린트 리소그래피용 스탬프 및 이의 제조방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다. It is another object of the present invention to provide a stamp for nanoimprint lithography having a low adhesion / friction and a method for producing the same, without requiring an additional processing step.

또한, 본 발명은 반복적인 임프린트 공정으로 인해 마모되더라도 재사용이 가능한 나노임프린트 리소그래피용 스탬프 및 이의 제조방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
It is another object of the present invention to provide a stamp for a nanoimprint lithography and a method for manufacturing the same, which can be reused even when worn due to a repetitive imprint process.

본 발명은 위에서 제기된 과제를 달성하기 위하여, 나노 임프린트 리소그래피용 스탬프를 제공한다. 이 나노 임프린트 리소그래피용 스탬프는, 다수의 요철(221,222,510,511)이 표면에 형성된 스탬프 몸체(220,500); 상기 다수의 요철(221,222,510,511) 표면에 형성된 그래핀 박막층(223,512)을 포함한다. The present invention provides a stamp for nanoimprint lithography, in order to achieve the object posed above. The stamp for nanoimprint lithography includes a stamp body (220, 500) having a plurality of irregularities (221, 222, 510, 511) formed on its surface; It includes a graphene thin film layer (223, 512) formed on the surface of the plurality of irregularities (221, 222, 510, 511).

한편으로, 본 발명의 다른 실시예는, 다수의 요철(210,211)을 갖는 스탬프 마스터(200)를 생성하는 단계; 상기 스탬프 마스터(200)를 이용하여 상기 다수의 요철(210,211)과 정합하는 스탬프 몸체(220,500)를 생성하는 단계; 상기 스탬프 마스터(200)로부터 상기 스탬프 몸체(220,500)를 분리하는 단계; 및 상기 스탬프 몸체(220,500)의 표면에 형성된 다수의 요철(221,222) 표면에 그래핀 박막층(223,512)을 형성시키는 단계를 포함하는 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법을 제공한다. On the other hand, another embodiment of the present invention, generating a stamp master 200 having a plurality of irregularities (210, 211); Generating a stamp body (220, 500) that matches the plurality of irregularities (210, 211) using the stamp master (200); Separating the stamp bodies (220, 500) from the stamp master (200); And forming a graphene thin film layer (223, 512) on the surface of the plurality of unevenness (221, 222) formed on the surface of the stamp body (220, 500).

이때, 상기 그래핀 박막층(223,512)은 적어도 하나 이상의 층으로 적층되어 구성되며, 상기 다수의 요철(221,222,510,511) 표면에 직접 증착시켜 코팅되는 것을 특징으로 한다.In this case, the graphene thin film layers 223 and 512 are laminated with at least one or more layers, and are coated by directly depositing the surfaces of the uneven surfaces 221, 222, 510 and 511.

다른 실시예로서, 상기 그래핀 박막층(223,512)은 미리 증착시켜 일정 두께로 형성시킨 후 접착제을 이용하여 상기 다수의 요철(221,222,510,511) 표면에 부착 구성되는 것을 특징으로 한다. In another embodiment, the graphene thin film layers 223 and 512 are formed by depositing a predetermined thickness in advance and then attaching to the surfaces of the plurality of irregularities 221, 222, 510 and 511 using an adhesive.

이때, 상기 스탬프 몸체(220,500)는 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V 및 Zr, Si, SiC, SOI(silicon on insulator), a-Si(amorphous-Si), poly-Si, SiO2, Ge, GeC, SiCN, SiNx, SiOCF, SiBN 중 적어도 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.At this time, the stamp body 220, 500 is Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V and Zr, Si, SiC , SOI (silicon on insulator), a-Si (amorphous-Si), poly-Si, SiO2, Ge, GeC, SiCN, SiNx, SiOCF, characterized in that it is formed of at least one of SiBN.

이때, 상기 그래핀 박막층(223,512)은 상기 다수의 요철(210,211)의 모든 표면을 덮는 것을 특징으로 할 수 있다. In this case, the graphene thin film layers 223 and 512 may cover all surfaces of the plurality of irregularities 210 and 211.

이때, 상기 그래핀 박막의 두께는 상기 다수의 요철(221,222,510,511)의 패턴 크기 또는 간극에 따라 1층 내지 100층(0.4nm ~ 40 nm)이 되는 것을 특징으로 할 수 있다.At this time, the thickness of the graphene thin film may be characterized in that it is 1 to 100 layers (0.4nm ~ 40nm) according to the pattern size or gap of the plurality of irregularities (221,222,510,511).

다른 실시예로서, 상기 그래핀 박막층(223,512)은 상기 다수의 요철(210,211) 중 요부 또는 철부만을 덮는 것을 특징으로 할 수 있다.
In another embodiment, the graphene thin film layers 223 and 512 may cover only the recessed portions or the convex portions of the plurality of irregularities 210 and 211.

본 발명에 따르면, 그래핀 박막층을 사용함으로써 저렴한 비용의 나노임프린트 리소그래피용 스탬프 제조가 가능하다. According to the present invention, it is possible to produce a stamp for low cost nanoimprint lithography by using a graphene thin film layer.

또한, 본 발명의 다른 효과로서는 소정 두께의 그래핀 박막층을 스탬프 표면에 코팅함으로써 패터닝 공정 및/또는 2회 증착 공정이 필요하지 않다는 점을 들 수 있다. In addition, another effect of the present invention is that a patterning process and / or two deposition processes are not required by coating a graphene thin film layer having a predetermined thickness on the stamp surface.

또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 소정 두께의 그래핀 박막층을 이용하므로 추가적인 처리 공정이 필요하지 않으면서도 낮은 점착력/마찰력을 갖는 나노임프린트 리소그래피용 스탬프 제조가 가능하다는 점을 들 수 있다.In addition, another effect of the present invention is that since the graphene thin film layer having a predetermined thickness is used, it is possible to manufacture a stamp for nanoimprint lithography having low adhesion / friction without requiring an additional processing step.

또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 0.34nm의 매우 얇은 그래핀 박막층을 이용하므로 패턴 크기 및 패턴 사이의 간극이 수 nm 인 경우에도 적용이 가능하다.In addition, another effect of the present invention is to use a thin 0.34nm graphene thin film layer is applicable even when the pattern size and the gap between the pattern is several nm.

또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 반복적인 임프린트 공정으로 인해 마모되더라도 그래핀 박막층을 다시 증착 성장하는 것이 가능하므로 재사용이 용이하다는 점을 들 수 있다.
In addition, another effect of the present invention is that it is easy to reuse because it is possible to deposit and grow the graphene thin film layer even if it is worn out by the repetitive imprint process.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 나노 임프린트용 스탬프를 제조하는 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 2a 내지 도 2d는 도 1에 따른 나노 임프린트용 스탬프 제조 공정을 보여주는 공정 단면도이다.
도 3은 도 1 내지 도 2에 따라 생성된 스탬프를 이용하여 나노 임프린트를 수행하는 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 3에 따른 나노 임프린트 공정을 보여주는 공정 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 나노 임프린트용 스탬프의 단면을 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 단단한 용융실리카 렌즈를 그래핀과 접촉시켰다 떼어내는 점착실험을 수행한 결과 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 소프트한 PDMS(polydimethylsiloxane)를 그래핀과 접촉시켰다 떼어내는 점착실험을 수행한 결과 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 각 샘플을 용융실리카와 마찰시켜 측정된 마찰력을 하중으로 나눈 마찰계수 그래프이다.1 is a flowchart illustrating a process of manufacturing a stamp for a nano imprint according to an embodiment of the present invention.
2A to 2D are cross-sectional views illustrating a process for manufacturing a stamp for nanoimprint according to FIG. 1.
3 is a flowchart illustrating a process of performing nanoimprint using a stamp generated according to FIGS. 1 and 2.
4A through 4D are cross-sectional views illustrating a nanoimprint process according to FIG. 3.
5 is a cross-sectional view showing a cross section of a stamp for a nano imprint according to another embodiment of the present invention.
6 is a graph showing a result of performing a sticking test to remove the solid molten silica lens in contact with the graphene according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing a result of adhesion test of contacting and detaching soft PDMS (polydimethylsiloxane) with graphene according to another embodiment of the present invention.
8 is a friction coefficient graph obtained by dividing the friction force measured by the friction of each sample with the molten silica according to another embodiment of the present invention by the load.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and are not construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 나노 임프린트용 스탬프 및 이의 제조 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, a stamp for a nano imprint and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 나노 임프린트용 스탬프를 제조하는 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 2a 내지 도 2d는 도 1에 따른 나노 임프린트용 스탬프 제조 공정을 보여주는 공정 단면도이다. 도 1 및 도 2a 내지 2d를 참조하여 나노 임프린트용 스탬프를 제조하는 과정을 설명하기로 한다. 1 is a flowchart illustrating a process of manufacturing a stamp for a nano imprint according to an embodiment of the present invention. 2A to 2D are cross-sectional views illustrating a process for manufacturing a stamp for nanoimprint according to FIG. 1. A process of manufacturing a stamp for nanoimprint will be described with reference to FIGS. 1 and 2A through 2D.

도 1을 참조하면, 먼저 다수의 요철을 갖는 스탬프 마스터를 생성한다(단계 S100). 부연하면, 도 2a에 도시된 바와 같이, 나노 임프린트용 스탬프를 제조하기 위해서 이 나노 임트린트용 스탬프와 정합되는 스탬프 마스터(200)를 생성한다.Referring to FIG. 1, first, a stamp master having a plurality of irregularities is generated (step S100). In other words, as shown in FIG. 2A, a stamp master 200 is generated to match the nanoimprint stamp to produce a nanoimprint stamp.

도 2a에 도시된 바와 같이, 이 스탬프 마스터(200)의 표면상에는 제 1 철부(210)와 제 2 요부(211)로 구성되는 요철(즉, 패턴)이 반복적으로 형성되어 있게 된다. 물론, 이 스탬프 마스터(200)는 일반적으로 포토리쏘그래피(photolithography), 에칭 공정 등을 통하여 생성된다. 이러한 스탬프 마스터(200)의 제조 공정은 널리 알려져 있으므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다. As shown in FIG. 2A, irregularities (that is, patterns) composed of the first convex portion 210 and the second concave portion 211 are repeatedly formed on the surface of the stamp master 200. Of course, this stamp master 200 is generally generated through photolithography, etching process, or the like. Since the manufacturing process of such a stamp master 200 is widely known, further description thereof will be omitted.

스탬프 마스터(도 2a의 200)의 준비가 완료되면, 이 스탬프 마스터를 이용하여 이들 다수의 요철과 정합되는 스탬프 몸체를 형성하게 된다(단계 S110). 이를 보여주는 공정 도면이 도 2b에 도시된다. 도 2b를 참조하면, 스탬프 마스터(200) 상에 금속 증착 및 도금 등의 공정으로 스탬프 몸체(220)를 형성한다. When the preparation of the stamp master (200 in FIG. 2A) is completed, the stamp master is used to form a stamp body that matches the plurality of irregularities (step S110). A process diagram showing this is shown in FIG. 2B. Referring to FIG. 2B, the stamp body 220 is formed on the stamp master 200 by a process such as metal deposition and plating.

물론, 이때 스탬프 마스터(200)에 형성된 제 1 요부(210)와 제 1 철부(211)와 정합되는 형상으로 스탬프 몸체(220)의 표면상에 제 2 요부(222)와 제 2 철부(221)가 형성된다. Of course, at this time, the second recess 222 and the second recess 221 on the surface of the stamp body 220 in a shape that is matched with the first recess 210 and the first convex portion 211 formed in the stamp master 200. Is formed.

스탬프 몸체(220)는 주로 니켈(Ni)이 사용되나, Cu, Pt 등의 금속 재질로서 그래핀이 직접 성장되는 재질이 사용된다. Nickel (Ni) is mainly used for the stamp body 220, but a material in which graphene is directly grown as a metal material such as Cu and Pt is used.

도 1을 계속 참조하면, 스탬프 몸체가 형성되면, 스탬프 마스터로부터 스탬프 몸체를 분리하게 된다(단계 S120). 분리된 스탬프 몸체를 보여주는 도면이 도 2c에 도시된다. 1, when the stamp body is formed, the stamp body is separated from the stamp master (step S120). A diagram showing the separated stamp body is shown in FIG. 2C.

스탬프 몸체(220)의 표면상에는 앞서 기술한 바와 같이, 제 2 요부(222)와 제 2 철부(221)가 반복적으로 형성되어 하나의 패턴이 생성된다. As described above, the second recess 222 and the second convex portion 221 are repeatedly formed on the surface of the stamp body 220 to generate a pattern.

이 스탬프 몸체(220)의 표면에 형성된 요철(221,222) 표면에 그래핀 박막층(223)을 직접 증착시켜 코팅하게 된다(단계 S130). 부연하면, 보통 CVD(Chemical Vapor Deposition) 방식을 이용하여 그래핀 박막층(2230)을 고온에서 성장시키는 방식을 사용하는 것이 가능하다. The graphene thin film layer 223 is directly deposited and coated on the uneven surfaces 221 and 222 formed on the surface of the stamp body 220 (step S130). In other words, it is possible to use a method of growing the graphene thin film layer 2230 at a high temperature by using a chemical vapor deposition (CVD) method.

그러나, 본 발명의 일실시예는 이에 한정되는 것은 아니며, 이온 플레이팅법, DC(Direct Current) 또는 RF(Radio Frequency) 또는 열(thermal)을 이용한 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)법, PVD(Physical Vapor Deposition) 법, 또는 ECR(Electron Cyclotron Resonance), 적측 성장법(epitaxial growth), DC, RF 또는 이온빔을 이용한 스퍼터링법, 레이저 합성법 등이 사용될 수 있다. However, an embodiment of the present invention is not limited thereto, and the plasma plating method using ion plating, direct current (DC) or radio frequency (RF) or thermal (thermal), and thermal vapor deposition (PVD) Deposition), or ECR (Electron Cyclotron Resonance), epitaxial growth (epitaxial growth), sputtering method using DC, RF or ion beam, laser synthesis method and the like can be used.

위의 방법으로 그래핀은 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V 및 Zr 등의 금속 재질의 기판과 Si, SiC, SOI(silicon on insulator), a-Si(amorphous-Si), poly-Si, SiO2, Ge, GeC, SiCN, SiNx, SiOCF, SiBN 등의 비금속 재질의 기판에 직접 성장시켜 코팅될 수 있다. Graphene is a substrate of metal material such as Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V and Zr And coating directly on non-metal substrates such as Si, SiC, silicon on insulator (SOI), amorphous-Si (a-Si), poly-Si, SiO 2 , Ge, GeC, SiCN, SiNx, SiOCF, SiBN Can be.

MEMS(MicroElectroMechanical Systems) 및 NEMS(NanoElectroEechanical Systems)와 같이 아주 미세한 전자/기계 소자에서 발생하는 점착, 마찰은 그 소자의 제작 및 구동에 큰 영향을 미치게 된다. Adhesion and friction that occur in very fine electromechanical devices, such as MEMS (MicroElectroMechanical Systems) and NanoElectroEechanical Systems (NEMS), have a major impact on the fabrication and operation of the device.

특히, 점착 및 마찰로 인한 마모 문제는 소자의 신뢰성 및 수명과 직결된다.그런데, 그래핀(graphene) 재료의 경우, 탄소원자들이 2차원 벌집 구조로 결합하여 형성된 탄소 원자층 1층이다. 그래핀(Graphene)은 두께가 약 0.34nm로 매우 얇고, 기계적 강도가 매우 높으며, 그래핀(graphene) 층과 층사이는 약한 반데르발스 힘이 작용하여 층간 미끄러짐이 잘 일어난다. 또한 열적, 화학적으로 안정하여, 고온 다습한 조건과 같은 가혹한 환경 조건에서도 사용가능하다.In particular, wear problems due to adhesion and friction are directly related to the reliability and longevity of the device. However, in the case of graphene materials, one layer of carbon atoms formed by combining carbon atoms in a two-dimensional honeycomb structure. Graphene is very thin, about 0.34 nm thick, very high in mechanical strength, and weak van der Waals forces act between the graphene layer and layer to cause interlayer slippage. It is also thermally and chemically stable and can be used in harsh environmental conditions such as high temperature and high humidity conditions.

따라서 탄소 원자층이 여러 개 쌓여 이루어진 두께(즉, 수 nm)의 graphene 층을 제작한 후, 이것을 접촉이 일어나는 곳에 붙이면, 또는 접촉이 일어나는 표면에 직접 성장시키면 접촉하는 상대 면과의 점착력 및 마찰력을 크게 줄일 수 있다.Therefore, if a graphene layer having a thickness of several atomic layers of carbon (ie several nm) is fabricated and then attached to a place where contact occurs, or grown directly on the surface where the contact occurs, adhesion and frictional forces with the contacting surface of the contact surface can be achieved. Can be greatly reduced.

이로 인해 미세 소자의 원활한 구동을 가능하게 하며, 마모를 저감시켜 소자의 수명을 늘릴 수 있는 것이 가능하다.As a result, it is possible to smoothly drive the micro devices and to reduce wear and increase the life of the devices.

위 도 1 및 도 2a 내지 2d에 의해 본 발명의 일실시예에 따른 나노 임프린트용 스탬프가 생성된다. 이러한 나노 임프린트용 스탬프를 보여주는 단면도가 도 2d에 도시된다. 1 and 2A to 2D, a stamp for nanoimprint according to an embodiment of the present invention is generated. A cross-sectional view showing such a nanoimprint stamp is shown in FIG. 2D.

도 2d를 참조하면, 스탬프 몸체(220)의 표면에 형성된 요철(221,222) 표면에 그래핀 박막층(223)이 생성된다. Referring to FIG. 2D, the graphene thin film layer 223 is formed on the uneven surfaces 221 and 222 formed on the surface of the stamp body 220.

이 그래핀 박막층(223)은 보통 0.4 내지 40nm 두께(1∼100층)가 되며, 접촉하는 두 재료 사이(즉, 나노 임프린트용 스탬프와 이 나노 임프린트용 스탬프에 의해 임플린팅되는 폴리머 레진)의 점착력 및 마찰력을 크게 감소시키게 된다. The graphene thin film layer 223 is usually 0.4 to 40 nm thick (1 to 100 layers), and between two materials in contact (ie, a nanoimprint stamp and a polymer resin imprinted by the nanoimprint stamp). The adhesion and friction will be greatly reduced.

그러면, 위 도 1 및 도 2a 내지 2d에 의해 생성된 나노 임프린트용 스탬프(즉, 스탬프 몸체(220)와 그래핀 박막층(223)으로 구성된다)를 폴리머 레진에 임프린트하는 과정을 설명하기로 한다. 도 3은 도 1 내지 도 2에 따라 생성된 스탬프를 이용하여 나노 임프린트를 수행하는 과정을 보여주는 흐름도이다. 또한, 도 4a 내지 도 4d는 도 3에 따른 나노 임프린트 공정을 보여주는 공정 단면도이다. Then, a process of imprinting the nanoimprint stamp (ie, composed of the stamp body 220 and the graphene thin film layer 223) generated by FIGS. 1 and 2A through 2D on the polymer resin will be described. 3 is a flowchart illustrating a process of performing nanoimprint using a stamp generated according to FIGS. 1 and 2. 4A to 4D are cross-sectional views illustrating a nanoimprint process according to FIG. 3.

위 도 3 및 도 4a 내지 4d를 참조하면, 먼저 실리콘 기판을 준비한다(단계 S300). 이를 보여주는 도면이 도 4a에 도시된다. 3 and 4A to 4D, first, a silicon substrate is prepared (step S300). A diagram showing this is shown in FIG. 4A.

실리콘 기판(400)이 준비되면, 이 실리콘 기판(400) 상에 스핀 코팅(spin coating) 또는 드롭 디스펜싱(drop dispensing) 방식으로 폴리머 레진(resin)을 일정 두께가 되게 도포하게 된다(단계 S310). 이렇게 폴리머 레진층이 도포된 모습을 보여주는 도면이 도 4b에 도시된다. 도 4b를 참조하면, 실리콘 기판(400)상에 일정 두께의 폴리머 레진층(410)이 형성된다. When the silicon substrate 400 is prepared, the polymer resin is applied to the silicon substrate 400 to have a predetermined thickness by spin coating or drop dispensing (step S310). . FIG. 4B is a view showing the polymer resin layer applied. Referring to FIG. 4B, a polymer resin layer 410 having a predetermined thickness is formed on the silicon substrate 400.

도 3을 계속 설명하면, 폴리머 레진층(410)이 형성된 실리콘 기판(400) 표면에 나노 임프린트용 스탬프(즉, 스탬프 몸체(220)와 그래핀 박막층(223)으로 구성된다)를 임프린팅한다(단계 S320). 이들 보여주는 도면이 도 4c에 도시된다. 3, the nanoimprint stamp (that is, the stamp body 220 and the graphene thin film layer 223) is imprinted on the surface of the silicon substrate 400 on which the polymer resin layer 410 is formed ( Step S320). These showing figures are shown in FIG. 4C.

도 4c를 참조하면, 나노 임프린트용 스탬프(220 및 223)가 실리콘 기판(400)의 폴리머 레진층(410) 표면상에 임프린팅됨에 따라, 나노 임프린트용 스탬프(220 및 223) 표면상에 형성된 요철(도 2c의 221,222) 형상이 정합되게 폴리머 레진층(410) 표면상에 패터닝된다. Referring to FIG. 4C, as the nanoimprint stamps 220 and 223 are imprinted on the surface of the polymer resin layer 410 of the silicon substrate 400, irregularities formed on the surfaces of the nanoimprint stamps 220 and 223 are formed. The patterns (221,222 in FIG. 2C) are patterned on the surface of the polymer resin layer 410 to match.

도 3을 계속 설명하면, 임프린팅 과정이 완료되면, 실리콘 기판(400)으로부터 나노 임프린트용 스탬프를 분리한다(단계 S330). 부여하면, 실리콘 기판(400)상에 형성된 폴리머 레진층(410)으로부터 나노 임프린트용 스탬프가 분리된다. 3, when the imprinting process is completed, the nanoimprint stamp is separated from the silicon substrate 400 (step S330). If so, the nanoimprint stamp is separated from the polymer resin layer 410 formed on the silicon substrate 400.

분리된 실리콘 기판(400)의 형상을 보여주는 도면이 도 4d에 도시된다. 도 4d를 참조하면, 실리콘 기판(400) 상에 생성된 폴리머 레진층(410) 표면상에는 제 3 철부(411) 및 제 3 요부(412)가 반복적으로 형성되어 패턴이 된다. A diagram showing the shape of the separated silicon substrate 400 is shown in FIG. 4D. Referring to FIG. 4D, the third convex portion 411 and the third concave portion 412 are repeatedly formed on the surface of the polymer resin layer 410 formed on the silicon substrate 400 to form a pattern.

도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 나노 임프린트용 스탬프의 단면을 보여주는 단면도이다. 도 5를 참조하면, 도 5에 도시된 나노 임프린트용 스탬프는 도 2d에 도시된 형상과 달리, 제 2 그래핀 박막층(512)을 철부(510) 표면에 선택적으로 형성시킬 수 있다.5 is a cross-sectional view showing a cross section of a stamp for a nano imprint according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the nano imprint stamp shown in FIG. 5 is Unlike the shape shown in FIG. 2D, the second graphene thin film layer 512 may be selectively formed on the surface of the convex portion 510.

부연하면, 도 5는 스탬프 몸체(500)가 그래핀이 직접 성장되지 않는 재질의 스탬프로서, 이 스탬프 몸체(500)의 표면상에는 제 4 요부(511)와 제 4 철부(510)가 반복적으로 형성된다. In other words, Figure 5 is a stamp body 500 is a stamp of the material that the graphene is not directly grown, the fourth recessed portion 511 and the fourth convex portion 510 is repeatedly formed on the surface of the stamp body 500 do.

반복적으로 형성된 제 4 철부(511) 표면에 평평한 기판에서 성장된 제 2 그래핀 박막층(512)이 접착된다. 이 제 2그래핀 박막층(512)은 도 2d에 도시된 그래핀 박막층(223)과 달리, 스탬프 몸체(500)가 그래핀이 직접 성장되지 않는 재질의 스탬프 몸체(500)의 표면에서 직접 성장시키지 못하므로 미리 성장시켜 일정 두께로 만들어진다.The second graphene thin film layer 512 grown on the flat substrate is bonded to the repeatedly formed fourth convex portion 511. Unlike the graphene thin film layer 223 illustrated in FIG. 2D, the second graphene thin film layer 512 does not directly grow on the surface of the stamp body 500 in which the graphene is not directly grown. It can't be grown in advance and made to a certain thickness.

따라서, 미리 성정시켜 형성된 제 2 그래핀 박막층(512)을 접착제 등으로 표면 처리하여 스탬프 몸체(500) 표면에 부착시키면, 제 4 철부(510)가 돌출되어 있으므로 이 제 4 철부(510) 표면에 제 2 그래핀 박막층(512)이 접착된다. 물론, 제 4 철부(510) 또는 제 4 요부(511)를 표면 처리하여 접착제를 도포하여 제 2 그래핀 박막층(512)을 접착시키는 것도 가능하다. Therefore, when the second graphene thin film layer 512 formed in advance is surface-treated with an adhesive or the like and adhered to the surface of the stamp body 500, the fourth convex portion 510 protrudes, so that the fourth graphene thin film layer 512 is protruded. The second graphene thin film layer 512 is bonded. Of course, the fourth convex portion 510 or the fourth recessed portion 511 may be surface-treated to apply an adhesive to bond the second graphene thin film layer 512.

따라서, 스탬프와 폴리머 레진 사이의 이형 특성을 향상시키는 점착 방지막으로 사용될 수 있다. Therefore, it can be used as an anti-stick film to improve the release property between the stamp and the polymer resin.

따라서, 반복적인 임프린팅(즉 패턴 제작) 공정으로 그래핀이 모두 소모되어 나노 임프린트용 스탬프에 1~3층의 그래핀 박막층만 남아 있어도 점착 방지 효과가 있다. Therefore, the graphene is consumed by the repetitive imprinting (ie, pattern production) process, so that only one to three layers of the graphene thin film remain on the nanoimprint stamp.

만약, 다시 그래핀 박막층을 초기와 같이 두껍게 성장시키고자 할 경우에는 O2 플라즈마 처리 등을 이용하여 스탬프 몸체(도 2d의 220, 도 5의 500) 위에 존재하는 탄소 원자층을 모두 제거하고 다시 그래핀 박막층(도 2d의 223, 도 5의 512) 을 성장시킬 수 있다. 즉, 반복적으로 재사용이 가능하다.If you want to grow the graphene thin film layer as thick as the initial one, remove all the carbon atomic layer existing on the stamp body (220 in FIG. 2D, 500 in FIG. 5) by using O 2 plasma treatment. The fin thin film layer 223 of FIG. 2D and 512 of FIG. 5 can be grown. That is, it can be reused repeatedly.

비금속 소재 스탬프의 경우, 습식 전사나 건식 전사 공정을 이용하여 이미 형성된 그래핀을 스탬프 표면에 접착시킨 후 사용하면, 위와 유사한 효과를 얻을 수 있다 In the case of a non-metal stamp, it is possible to obtain a similar effect by attaching the graphene already formed by using a wet transfer method or a dry transfer process to the surface of the stamp.

스탬프 제거 후, 스탬프 표면에 있던 그래핀(graphene)이 레진 표면으로 일부 전이될 수 있다. 레진 표면에 전이된 그래핀은 O2 플라즈마 처리 등의 표면 처리을 이용하여 쉽게 제거가 가능하다.After stamp removal, the graphene on the stamp surface may partially transfer to the resin surface. Graphene transferred to the resin surface can be easily removed using a surface treatment such as O 2 plasma treatment.

또한, 스탬프의 계속적인 사용으로 스탬프 표면에 있는 그래핀(graphene)이 손실되어 이형특성이 나빠질 경우, 스탬프 표면에 있는 그래핀(graphene)을 O2 플라즈마 처리 등을 이용하여 모두 제거하고 4번 공정을 통해 다시 스탬프 표면에 새로운 그래핀(graphene) 박막층을 성장시켜 사용하는 것도 가능하다. In addition, if the graphene on the surface of the stamp is lost due to the continuous use of the stamp, and the mold release characteristics are deteriorated, all of the graphene on the surface of the stamp is removed using O 2 plasma treatment. It is also possible to grow a new graphene (graphene) thin film layer on the stamp surface again.

이러한 그래핀 사용에 대한 성능 결과를 보여주는 도면이 도 6 내지 8에 도시된. 즉, 도 6 내지 도 8은 그래핀이 코팅된 SiO2 기판 위에 점착 실험과 마찰 실험을 수행한 결과를 보여주며, 그래핀이 점착력 및 마찰력을 저감시키는데 효과가 있음을 보여주는 실험결과이다. 점착실험에서는 두 재료를 떼어낼 때 측정되는 점착력(Pull-off force)이 측정된다.Figures showing the performance results for this graphene use are shown in Figures 6-8. That is, Figures 6 to 8 show the results of the adhesion test and the friction test performed on the graphene-coated SiO 2 substrate, the experimental results showing that the graphene is effective in reducing the adhesion and friction. In the adhesion test, the pull-off force measured when the two materials are peeled off is measured.

도 6은 단단한 용융실리카 렌즈를 그래핀과 접촉시켰다 떼어내는 점착실험을 수행한 결과를 보여주는 그래프이다. 도 6을 참조하면, 그래핀이 없는 SiO2에서는 점착력이 약 13 mN이지만, 그래핀이 코팅된 SiO2 표면의 경우, 점착력이 0.2 mN 이하로 측정된다. 여기서, "G"는 그래핀을 나타낸다.Figure 6 is a graph showing the results of performing the adhesion test to remove the rigid melt silica lens in contact with the graphene. Referring to FIG. 6, although adhesion is about 13 mN in graphene-free SiO 2 , in the case of graphene-coated SiO 2 surface, adhesion is measured to 0.2 mN or less. Here, "G" represents graphene.

도 7은 소프트한 PDMS(polydimethylsiloxane)를 그래핀과 접촉시켰다 떼어내는 점착실험을 수행한 결과를 보여주는 그래프이다. 소프트한 재료와 접촉했을 때도 그래핀에 의한 점착력 감소 효과가 있음을 확인할 수 있다. FIG. 7 is a graph showing the results of adhesion experiments in which soft PDMS (polydimethylsiloxane) was contacted with graphene. When contacted with a soft material it can be seen that there is an effect of reducing the adhesion by graphene.

도 8은 각 샘플을 용융실리카와 마찰시켜 측정된 마찰력을 하중으로 나눈 마찰계수를 보여준다. SiO2와 Ni 기판 상에서는 마찰 계수가 약 0.65 ~ 0.7의 값으로 매우 크지만 기판에 그래핀을 성장시키거나 미리 그래핀을 적층시켜 코팅한 경우 마찰 계수가 0.2 이하로 감소됨을 볼 수 있다.
8 shows the coefficient of friction divided by the load by the friction force measured by rubbing each sample with the molten silica. On the SiO 2 and Ni substrates, the friction coefficient is very large, about 0.65 to 0.7. However, when the graphene is grown on the substrate or the graphene is laminated in advance, the friction coefficient is reduced to 0.2 or less.

200: 스탬프 마스터 210: 제 1 철부
211: 제 1 요부 220: 금속 스탬프 몸체
221: 제 2 철부 222: 제 2 요부
223: 제 1 그래핀 박막층 400: 실리콘 기판
410: 폴리머 레진층 411: 제 3 철부
412: 제 3 요부
500: 비금속 스탬프 몸체 510: 제 4 철부
511: 제 4 요부 512: 제 2 그래핀 박막층 200: stamp master 210: first convex
211: first main portion 220: metal stamp body
221: 2nd iron part 222: 2nd main part
223: first graphene thin film layer 400: silicon substrate
410: polymer resin layer 411: third convex portion
412: third woman
500: non-metal stamp body 510: fourth convex portion
511: fourth recessed portion 512: second graphene thin film layer

Claims (12)

다수의 요철(221,222,510,511)이 표면에 형성된 스탬프 몸체(220,500); 및
상기 다수의 요철(221,222,510,511) 표면에 형성된 그래핀 박막층(223,512)을 포함하되,
상기 그래핀 박막층(223,512)은 적어도 하나 이상의 층으로 적층되어 구성되며, 상기 다수의 요철(221,222,510,511) 표면에 직접 증착시켜 코팅하거나, 또는 미리 증착시켜 일정 두께로 형성시킨 후 접착제를 이용하여 부착 코팅시키는 나노 임프린트용 스탬프.
Stamp bodies 220 and 500 having a plurality of irregularities 221, 222, 510 and 511 formed on a surface thereof; And
Including the graphene thin film layer (223, 512) formed on the surface of the plurality of irregularities (221, 222, 510, 511),
The graphene thin film layers 223 and 512 are formed by stacking at least one or more layers. The graphene thin film layers 223 and 512 may be directly deposited on the surfaces of the uneven surfaces 221, 222, 510, and 511, or may be pre-deposited to form a predetermined thickness and then adhered and coated using an adhesive. Nano imprint stamp.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 스탬프 몸체(220,500)는 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V 및 Zr, Si, SiC, SOI(silicon on insulator), a-Si(amorphous-Si), poly-Si, SiO2, Ge, GeC, SiCN, SiNx, SiOCF, SiBN 중 적어도 어느 하나로 형성되는 나노 임프린트용 스탬프.
The method of claim 1,
The stamp bodies 220 and 500 are Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V and Zr, Si, SiC, SOI (silicon on insulator), a-Si (amorphous-Si), poly-Si, SiO2, Ge, GeC, SiCN, SiNx, SiOCF, SiBN formed for at least one stamp.
제 1 항에 있어서,
상기 그래핀 박막층(223,512)은 상기 다수의 요철(223,512)의 모든 표면을 덮는 나노 임프린트용 스탬프.
The method of claim 1,
The graphene thin film layer (223, 512) is a stamp for nano imprint covering all the surfaces of the plurality of irregularities (223, 512).
제 1 항에 있어서,
상기 그래핀 박막층(223,512)은 상기 다수의 요철(223,512) 중 요부 또는 철부만을 덮는 나노 임프린트용 스탬프.
The method of claim 1,
The graphene thin film layer (223, 512) is a nano imprint stamp covering only the recessed portion or the convex portion of the plurality of irregularities (223, 512).
제 1 항에 있어서,
상기 그래핀 박막의 두께는 상기 다수의 요철(221,222,510,511)의 패턴 크기또는 간극에 따라 1층 내지 100층(0.4nm ~ 40 nm)이 되는 나노 임프린트용 스탬프.
The method of claim 1,
The thickness of the graphene thin film is nano imprint stamp of 1 to 100 layers (0.4nm ~ 40nm) according to the pattern size or gap of the plurality of irregularities (221,222,510,511).
다수의 요철(210,211)을 갖는 스탬프 마스터(200)를 생성하는 단계;
상기 스탬프 마스터(200)를 이용하여 상기 다수의 요철(210,211)과 정합하는 스탬프 몸체(220,500)를 생성하는 단계;
상기 스탬프 마스터(200)로부터 상기 스탬프 몸체(220,500)를 분리하는 단계; 및
상기 스탬프 몸체(220,500)의 표면에 형성된 다수의 요철(221,222) 표면에 그래핀 박막층(223,512)을 형성시키는 단계를 포함하되,
상기 그래핀 박막층(223,512)은 적어도 하나 이상의 층으로 적층되어 구성되며, 상기 다수의 요철(221,222,510,511) 표면에 직접 증착시켜 코팅하거나, 또는 미리 증착시켜 일정 두께로 형성시킨 후 접착제를 이용하여 부착 코팅시키는 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.
Generating a stamp master 200 having a plurality of irregularities 210 and 211;
Generating a stamp body (220, 500) that matches the plurality of irregularities (210, 211) using the stamp master (200);
Separating the stamp bodies (220, 500) from the stamp master (200); And
Forming a graphene thin film layer (223, 512) on the surface of the plurality of irregularities (221, 222) formed on the surface of the stamp body (220, 500),
The graphene thin film layers 223 and 512 are formed by stacking at least one or more layers. The graphene thin film layers 223 and 512 may be directly deposited on the surfaces of the uneven surfaces 221, 222, 510, and 511, or may be pre-deposited to form a predetermined thickness and then adhered and coated using an adhesive. Method for manufacturing a stamp for nano imprint.
삭제delete 제 7 항에 있어서,
상기 스탬프 몸체(220,500)는 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V 및 Zr, Si, SiC, SOI(silicon on insulator), a-Si(amorphous-Si), poly-Si, SiO2, Ge, GeC, SiCN, SiNx, SiOCF, SiBN 중 적어도 어느 하나로 형성되는 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
The stamp bodies 220 and 500 are Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V and Zr, Si, SiC, SOI (silicon on insulator), a-Si (amorphous-Si), poly-Si, SiO2, Ge, GeC, SiCN, SiNx, SiOCF, SiBN is a stamp manufacturing method for a nano-imprint formed.
제 7 항에 있어서,
상기 그래핀 박막층(223,512)은 상기 다수의 요철(210,211)의 모든 표면을 덮는 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
The graphene thin film layer (223, 512) is a nano imprint stamp manufacturing method for covering all the surfaces of the plurality of irregularities (210, 211).
제 7 항에 있어서,
상기 그래핀 박막층(223,512)은 상기 다수의 요철(210,211) 중 요부 또는 철부만을 덮는 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
The graphene thin film layer (223, 512) is a nano imprint stamp manufacturing method for covering only the recessed portion or convex portion of the plurality of irregularities (210,211).
제 7 항에 있어서,
상기 그래핀 박막의 두께는 상기 다수의 요철(221,222,510,511)의 패턴 크기또는 간극에 따라 1층 내지 100층(0.4nm ~ 40 nm)이 되는 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.The method of claim 7, wherein
The thickness of the graphene thin film is nano imprint stamp manufacturing method of 1 to 100 layers (0.4nm ~ 40nm) according to the pattern size or gap of the plurality of irregularities (221,222,510,511).
KR1020100133924A 2010-12-23 2010-12-23 Nano-imprint stamp and method for manufacturing the same KR101063409B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100133924A KR101063409B1 (en) 2010-12-23 2010-12-23 Nano-imprint stamp and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100133924A KR101063409B1 (en) 2010-12-23 2010-12-23 Nano-imprint stamp and method for manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101063409B1 true KR101063409B1 (en) 2011-09-07

Family

ID=44957120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100133924A KR101063409B1 (en) 2010-12-23 2010-12-23 Nano-imprint stamp and method for manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101063409B1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101334120B1 (en) 2011-06-16 2013-11-27 한국기계연구원 Stamp for imprint lithography and method of fabricating the stamp
KR101681485B1 (en) * 2015-10-15 2016-12-01 한국과학기술연구원 Cathode roll for electroforming use, apparatus for forming electoforming thin films and apparatus for forming flexible elctrode substrate comprising the same
KR101732078B1 (en) * 2014-11-10 2017-05-02 한국과학기술연구원 Substrate for electroforming and Electroforming method using the same
CN108640109A (en) * 2018-06-19 2018-10-12 杭州格蓝丰纳米科技有限公司 A kind of preparation method of the graphene heat dissipation film of fractal structure
KR20190025712A (en) * 2016-07-06 2019-03-11 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. Substrate holder and method of manufacturing substrate holder

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100724598B1 (en) * 2005-07-13 2007-06-04 이헌 Method for manufacturing nano-scale imprinting stamp using thermoplastic polymer film

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100724598B1 (en) * 2005-07-13 2007-06-04 이헌 Method for manufacturing nano-scale imprinting stamp using thermoplastic polymer film

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101334120B1 (en) 2011-06-16 2013-11-27 한국기계연구원 Stamp for imprint lithography and method of fabricating the stamp
KR101732078B1 (en) * 2014-11-10 2017-05-02 한국과학기술연구원 Substrate for electroforming and Electroforming method using the same
KR101681485B1 (en) * 2015-10-15 2016-12-01 한국과학기술연구원 Cathode roll for electroforming use, apparatus for forming electoforming thin films and apparatus for forming flexible elctrode substrate comprising the same
KR20190025712A (en) * 2016-07-06 2019-03-11 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. Substrate holder and method of manufacturing substrate holder
JP2019522236A (en) * 2016-07-06 2019-08-08 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． Substrate holder and method for manufacturing the substrate holder
US10719019B2 (en) 2016-07-06 2020-07-21 Asml Holding N.V. Substrate holder and a method of manufacturing a substrate holder
KR102188576B1 (en) * 2016-07-06 2020-12-09 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. Substrate holder and method of manufacturing substrate holder
CN108640109A (en) * 2018-06-19 2018-10-12 杭州格蓝丰纳米科技有限公司 A kind of preparation method of the graphene heat dissipation film of fractal structure
CN108640109B (en) * 2018-06-19 2021-10-01 杭州格蓝丰纳米科技有限公司 Preparation method of graphene heat dissipation film with fractal structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101063409B1 (en) Nano-imprint stamp and method for manufacturing the same
Yu et al. Nanoimprint technology for patterning functional materials and its applications
JP4719464B2 (en) Method for imprinting micro / nano structures on a substrate
US8524366B2 (en) Graphene wafer, method for manufacturing the graphene wafer, method for releasing a graphene layer, and method for manufacturing a graphene device
JP5309579B2 (en) Resin molding die and method for manufacturing the same
US20060183395A1 (en) Method of low temperature imprinting process with high pattern transfer yield
US20130065007A1 (en) Method for manufacturing fine concave-convex pattern and sheet for manufacturing fine concave-convex pattern
KR20070021833A (en) Nickel stamp structure for providing easy formation of self-assembled monolayer as anti-stiction layer, and manufacturing method thereof
Han et al. Fabrication of transparent conductive tracks and patterns on flexible substrate using a continuous UV roll imprint lithography
US20060216413A1 (en) Mold and process of production thereof
JP5451788B2 (en) Complex drilling micro machine parts
US9511990B2 (en) Complex micromechanical part
JP2006297571A (en) Method for manufacturing micro metallic structure, and micro metallic structure
Zhang et al. Epitaxial patterning of thin-films: conventional lithographies and beyond
JP2010517055A5 (en)
JP2011034648A (en) Nano-mold, method for manufacturing mold, and method for manufacturing magnetic recording medium
KR100993395B1 (en) Method of manufacturing synthetic resin plate formed photonic crystal and the synthetic resin plate
KR20180066307A (en) Manufacturing method of plasmonic meta-surface
WO2009129430A3 (en) Methods for forming metal-polymer hybrid tooling for forming parts having micro features
KR101408181B1 (en) Method for manufacturing substrate formed a nano pattern
Nakamatsu et al. Nanoimprinting using liquid-phase hydrogen silsesquioxane
KR20090081187A (en) A imprint mold for formed mold-releasing film and Method for forming thereof
Liu et al. Inclined nanoimprinting lithography-based 3D nanofabrication
TW200623438A (en) A method for the synthesis of qunatum dots
Shen et al. Efficient fabrication process for metallic structures of submicrometer size

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140605

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150609

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160608

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170621

Year of fee payment: 7