KR101299559B1 - Method for fabricating nano-structure using alignment of block copolymer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법은 기판 상에 반응층을 적층하는 반응층 적층단계; 상기 반응층 상에 다수의 볼록부를 상호 이격되게 형성하는 볼록부 형성단계; 이웃하는 상기 볼록부 사이의 반응층에 이온빔을 조사함으로써 상기 반응층을 식각하되, 상기 이온빔에 의하여 식각되는 반응층 중 적어도 일부가 상기 볼록부의 측벽면에 재증착되어 프리패턴을 형성하도록 하는 프리패턴 형성단계; 상기 볼록부를 제거하는 볼록부 제거단계; 상기 이웃하는 프리패턴 사이의 기판 상에 남아있는 반응층을 제거하는 반응층 제거단계; 상기 기판 상의 상기 이웃하는 프리패턴 사이에 블록공중합체 패턴을 정렬하는 블록공중합체 패턴 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 단일 공정으로 블록공중합체를 원하는 형태로 정렬하여 나노 구조물을 제조할 수 있는 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법이 제공된다.The present invention relates to a method for manufacturing a nanostructure using a block copolymer alignment, the method for manufacturing a nanostructure using a block copolymer alignment according to the present invention comprises the steps of laminating a reaction layer on a substrate; A convex forming step of forming a plurality of convex portions spaced apart from each other on the reaction layer; A prepattern for etching the reaction layer by irradiating an ion beam to the reaction layer between adjacent convex portions, wherein at least a portion of the reaction layer etched by the ion beam is redeposited on the sidewall surface of the convex portion to form a prepattern. Forming step; A convex removing step of removing the convex; A reaction layer removing step of removing a reaction layer remaining on the substrate between the neighboring prepatterns; And a block copolymer pattern forming step of aligning the block copolymer pattern between the neighboring prepatterns on the substrate.
Thereby, there is provided a method for producing nanostructures using an alignment of block copolymers in which the nanostructures can be prepared by aligning the block copolymers in a desired form in a single process.

Description

블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법{METHOD FOR FABRICATING NANO-STRUCTURE USING ALIGNMENT OF BLOCK COPOLYMER}Method for manufacturing nanostructure using block copolymer alignment {METHOD FOR FABRICATING NANO-STRUCTURE USING ALIGNMENT OF BLOCK COPOLYMER}

본 발명은 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단일 공정으로 블록공중합체를 원하는 형태로 정렬하여 나노 구조물을 제조할 수 있는 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nanostructure manufacturing method using a block copolymer alignment, and more particularly, to a nanostructure manufacturing method using a block copolymer alignment that can be prepared in a single process to align the block copolymer in a desired form nanostructures. It is about.

일반적으로, 고분자 블록들이 공유결합을 통하여 연결되어 있는 블록공중합체(block copolymers)는 대표적인 자기조립물질에 해당한다. 블록공중합체는 단순한 분자구조, 다양한 화학적 기능, 나노구조 구현의 용이함 등을 이유로 크게 관심을 모으고 있다. 이러한, 블록공중합체를 자기정렬하여 나노구조물을 제작하는 바텀업(bottom-up) 방식의 공정은 포토리소그래피(photolithography) 등의 탑다운(top-down) 방식의 공정에 비하여 제조비용이 매우 저렴하고, 특히 블록공중합체의 자기정렬을 이용하여 제작되는 구조물은 미세 나노 구조물을 쉽게 제작할 수 있다는 장점이 있다.In general, block copolymers in which polymer blocks are connected through covalent bonds are typical self-assembled materials. Block copolymers are of great interest for their simple molecular structure, various chemical functions, and ease of nanostructure implementation. The bottom-up process of self-aligning the block copolymer to produce nanostructures is very inexpensive to manufacture compared to the top-down process such as photolithography. In particular, the structure manufactured by using the self-alignment of the block copolymer has an advantage that the nanostructures can be easily manufactured.

하지만, 자연적으로 형성되는 자기조립된 블록공중합체는 결함(defect)구조의 밀도가 높으면서 임의의 방향으로 배향되어 무질서하기 때문에 실제 소자에 적용하기에는 많은 제한이 따른다. 따라서, 자기조립 나노구조의 실질적인 활용을 위해서는 무질서하게 배열된 나노구조의 배열과 배향을 조절하여 원하는 형태로 정렬시키는 방법을 확립하는 것이 중요하다.However, naturally formed self-assembled block copolymers have many limitations in application to actual devices because the density of defect structures is high and they are oriented in arbitrary directions and disordered. Therefore, for practical utilization of self-assembled nanostructures, it is important to establish a method of adjusting the arrangement and orientation of the disorderedly arranged nanostructures to align the desired shapes.

종래의 블록공중합체 자기조립 나노구조를 제어하기 위한 방법들로는 외부장을 걸어주는 방법, 방향성 응고, 화학적 또는 물리적 표면처리 등을 이용한 다양한 방법들이 제시되어 있다. 그렇지만, 이러한 방법들은 매우 복잡한 기하학적 세팅과 값비싼 장비들이 필요하므로, 대면적에 응용하기 위해서는 실질적으로 한계가 있다.Conventional methods for controlling the block copolymer self-assembling nanostructures have been proposed various methods using an external field, directional solidification, chemical or physical surface treatment. However, these methods require very complex geometric settings and expensive equipment and are therefore practically limited in large area applications.

도 1은 종래의 블록공중합체의 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법의 일례를 도시한 것이다.1 illustrates an example of a method for manufacturing nanostructures using an alignment of a conventional block copolymer.

특히, 표면패턴을 이용하여 블록공중합체를 자기정렬하는 방법에 알려져 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 이러한 방법은 먼저, 리소그래피 등의 방법을 이용하여 기판(11) 상에 프리패턴(12)을 제작하고, 제작된 프리패턴(12)을 이용하여 블록공중합체(13)를 정렬하고 있다. In particular, it is known to a method of self-aligning the block copolymer using a surface pattern. As shown in FIG. 1, in the conventional method, first, a prepattern 12 is fabricated on a substrate 11 using a lithography method, and then a block copolymer is produced using the fabricated prepattern 12. (13) is aligned.

다만, 이러한 종래의 방법에 의하면 정렬된 블록공중합체 패턴(13)의 선폭(w2)과 프리패턴의 선폭(w1)의 상호 차이가 발생한다는 문제가 있어, 정렬 후에는 상대적으로 선폭이 큰 프리패턴(12)을 제거하고, 블록공중합체 패턴(13) 사이에 블록공중합체 패턴(13)을 재정렬 하여 균일한 선폭(w2)을 유지하도록 한다. 따라서, 이러한 종래의 공정에 의하면, 전체적으로 복잡하고 시간 및 비용적으로 비경제적이라는 단점이 있었다.However, according to this conventional method, there is a problem in that a mutual difference between the line width w2 of the aligned block copolymer pattern 13 and the line width w1 of the prepattern occurs. (12) is removed, and the block copolymer pattern 13 is rearranged between the block copolymer patterns 13 so as to maintain a uniform line width w2. Thus, this conventional process has the disadvantage of being totally complex and time and cost-effective.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이온밀링의 재증착 현상을 이용하여 미세 선폭의 프리패턴을 제작하고, 이러한 미세선폭의 프리패턴을 이용하여 블록공중합체를 정렬함으로써 단일 공정으로 미세 선폭의 나노 구조물을 제조할 수 있는 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, to fabricate a pre-pattern of fine line width by using the redeposition phenomenon of ion milling, and to align the block copolymer using the pre-pattern of fine line width. By providing a nanostructure manufacturing method using a block copolymer alignment that can produce a nanostructure of fine line width in a single process.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판 상에 반응층을 적층하는 반응층 적층단계; 상기 반응층 상에 다수의 볼록부를 상호 이격되게 형성하는 볼록부 형성단계; 이웃하는 상기 볼록부 사이의 반응층에 이온빔을 조사함으로써 상기 반응층을 식각하되, 상기 이온빔에 의하여 식각되는 반응층 중 적어도 일부가 상기 볼록부의 측벽면에 재증착되어 프리패턴을 형성하도록 하는 프리패턴 형성단계; 상기 볼록부를 제거하는 볼록부 제거단계; 상기 이웃하는 프리패턴 사이의 기판 상에 남아있는 반응층을 제거하는 반응층 제거단계; 상기 기판 상의 상기 이웃하는 프리패턴 사이에 블록공중합체 패턴을 정렬하는 블록공중합체 패턴 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법에 의해 달성된다.The object is, according to the present invention, the reaction layer lamination step of laminating a reaction layer on a substrate; A convex forming step of forming a plurality of convex portions spaced apart from each other on the reaction layer; A prepattern for etching the reaction layer by irradiating an ion beam to the reaction layer between adjacent convex portions, wherein at least a portion of the reaction layer etched by the ion beam is redeposited on the sidewall surface of the convex portion to form a prepattern. Forming step; A convex removing step of removing the convex; A reaction layer removing step of removing a reaction layer remaining on the substrate between the neighboring prepatterns; A block copolymer pattern forming step of aligning the block copolymer pattern between the neighboring pre-pattern on the substrate; is achieved by the nanostructure manufacturing method using a block copolymer alignment comprising a.

또한, 상기 반응층 적층단계에서 상기 기판 상에 적층되는 반응층의 두께를 조절함으로써 상기 프리패턴의 폭을 조절할 수 있다.In addition, the width of the prepattern may be adjusted by adjusting the thickness of the reaction layer stacked on the substrate in the reaction layer stacking step.

또한, 상기 프리패턴 형성단계에서 상기 이온빔의 조사각도, 조사시간을 조절함으로써 상기 프리패턴의 폭을 조절할 수 있다.In addition, the width of the prepattern may be adjusted by adjusting the irradiation angle and the irradiation time of the ion beam in the prepattern forming step.

또한, 상기 블록공중합체 패턴 형성단계는 상기 기판 상에 블록공중합체 박막을 형성하는 단계; 및 상기 블록공중합체 박막을 열처리하여 블록공중합체 패턴을 정렬하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the block copolymer pattern forming step may include forming a block copolymer thin film on the substrate; And aligning the block copolymer pattern by heat-treating the block copolymer thin film.

또한, 상기 블록공중합체 패턴의 폭과 상기 프리패턴의 폭은 동일하게 설정될 수 있다.In addition, the width of the block copolymer pattern and the width of the prepattern may be set to be the same.

또한, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판 상에 상호 이격되는 다수의 제1볼록부와 상기 볼록부보다 낮은 높이의 제2볼록부를 반복 형성하는 패터닝 단계; 상기 제1볼록부와 제2볼록부의 상면에 반응층을 적층하는 반응층 적층단계; 상기 반응층에 이온빔을 조사함으로써 상기 반응층을 식각하되, 상기 제2볼록부 상에 적층되어 상기 이온빔에 의하여 식각되는 반응층 중 적어도 일부가 상기 볼록부의 측벽면에 재증착되어 프리패턴을 형성하는 프리패턴 형성단계; 상기 프리패턴과 상기 기판의 사이에 개재되는 제2볼록부를 제외한 제1볼록부 및 상기 제2볼록부를 제거하는 제거단계; 상기 기판 상의 상기 이웃하는 프리패턴 사이에 블록공중합체 패턴을 정렬하는 블록공중합체 패턴 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법에 의해 달성된다.In addition, according to the present invention, the patterning step of repeatedly forming a plurality of first convex portions spaced apart from each other on the substrate and a second convex portion having a lower height than the convex portion; A reaction layer stacking step of stacking a reaction layer on upper surfaces of the first convex portion and the second convex portion; The reaction layer is etched by irradiating the reaction layer with an ion beam, wherein at least a portion of the reaction layer stacked on the second convex portion and etched by the ion beam is redeposited on the sidewall surface of the convex portion to form a prepattern. A prepattern forming step; Removing the first convex portion and the second convex portion except for the second convex portion interposed between the prepattern and the substrate; A block copolymer pattern forming step of aligning the block copolymer pattern between the neighboring pre-pattern on the substrate; is achieved by the nanostructure manufacturing method using a block copolymer alignment comprising a.

또한, 상기 반응층 적층단계에서 상기 제2볼록부의 상면에 적층되는 반응층의 두께를 조절함으로써 상기 프리패턴의 폭을 조절할 수 있다.In addition, the width of the prepattern may be adjusted by adjusting the thickness of the reaction layer stacked on the upper surface of the second convex portion in the reaction layer stacking step.

또한, 상기 프리패턴 형성단계에서 상기 이온빔의 조사각도, 조사시간을 조절함으로써 상기 프리패턴의 폭을 조절할 수 있다.In addition, the width of the prepattern may be adjusted by adjusting the irradiation angle and the irradiation time of the ion beam in the prepattern forming step.

또한, 상기 반응층 적층단계와 상기 프리패턴 형성단계를 반복 수행하되, 반복횟수를 조절함으로써 상기 프리패턴의 폭을 조절할 수 있다.In addition, while repeating the reaction layer stacking step and the prepattern forming step, it is possible to control the width of the prepattern by adjusting the number of repetitions.

또한, 상기 블록공중합체 패턴 형성단계는 상기 기판 상에 블록공중합체 박막을 형성하는 단계; 및 상기 블록공중합체 박막을 열처리하여 블록공중합체 패턴을 정렬하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the block copolymer pattern forming step may include forming a block copolymer thin film on the substrate; And aligning the block copolymer pattern by heat-treating the block copolymer thin film.

또한, 상기 블록공중합체 패턴의 폭과 상기 프리패턴의 폭은 동일하게 설정될 수 있다.In addition, the width of the block copolymer pattern and the width of the prepattern may be set to be the same.

본 발명에 따르면, 이온밀링의 재증착을 이용하여 미세선폭의 프리패턴을 제작하고, 이를 이용하여 블록공중합체를 용이하게 정렬할 수 있는 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법이 제공된다.According to the present invention, there is provided a nanostructure fabrication method using a block copolymer alignment that can produce a pre-pattern of fine line width using redeposition of ion milling, and can easily align the block copolymer using the same.

또한, 이온빔의 조사각도를 조절하여 프리패턴의 선폭을 용이하게 제어할 수 있다.In addition, the line width of the prepattern can be easily controlled by adjusting the irradiation angle of the ion beam.

또한, 이온빔에 의하여 재증착되는 반응층의 두께를 조절하여 프리패턴의 선폭을 제어할 수 있다.In addition, the line width of the prepattern may be controlled by adjusting the thickness of the reaction layer redeposited by the ion beam.

또한, 프리패턴 제작공정의 공정반복 횟수를 조절하여 프리패턴의 선폭을 제어할 수 있다.In addition, the line width of the prepattern may be controlled by adjusting the number of steps of the prepattern manufacturing process.

도 1은 종래의 블록공중합체의 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법의 일례를 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법의 개략적인 공정 흐름도이고,
도 3은 도 2의 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법의 볼록부 형성단계를 개략적으로 도시한 것이고,
도 4는 도 2의 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법의 프리패턴 형성단계와 볼록부 제거단계와 반응층 제거단계와 블록공중합체 패턴 형성단계를 개략적으로 도시한 것이고,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법의 개략적인 공정 흐름도이고,
도 6은 도 5의 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법의 패터닝 단계와 반응층 적층단계를 개략적으로 도시한 것이고,
도 7은 도 5의 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법의 프리패턴 형성단계와 제거단계와 블록공중합체 패턴 형성단계를 개략적으로 도시한 것이다.1 illustrates an example of a method for manufacturing nanostructures using an alignment of a conventional block copolymer,
2 is a schematic process flowchart of a method for manufacturing a nanostructure using a block copolymer alignment according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 3 schematically illustrates a step of forming a convex portion of the method of manufacturing a nanostructure using the block copolymer alignment of FIG. 2.
FIG. 4 schematically illustrates a prepattern forming step, a convex removing step, a reaction layer removing step, and a block copolymer pattern forming step of the nanostructure manufacturing method using the block copolymer alignment of FIG. 2.
5 is a schematic process flowchart of a method of manufacturing a nanostructure using a block copolymer alignment according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 6 schematically illustrates a patterning step and a reaction layer lamination step of a method of manufacturing a nanostructure using the block copolymer alignment of FIG. 5,
FIG. 7 schematically illustrates a prepattern forming step and a removing step and a block copolymer pattern forming step of the nanostructure manufacturing method using the block copolymer alignment of FIG. 5.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.Prior to the description, components having the same configuration are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment. In other embodiments, configurations different from those of the first embodiment will be described do.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a method of manufacturing a nanostructure using a block copolymer alignment according to the first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법의 개략적인 공정 흐름도이다.Figure 2 is a schematic process flow diagram of a method of manufacturing a nanostructure using a block copolymer alignment according to the first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법은 반응층 적층단계와 볼록부 형성단계와 프리패턴 형성단계와 볼록부 제거단계와 반응층 제거단계와 블록공중합체 패턴 형성단계를 포함한다.Referring to Figure 2, the nanostructure manufacturing method using a block copolymer alignment according to the first embodiment of the present invention is the reaction layer deposition step and the convex portion forming step, the prepattern forming step and the convex portion removing step and the reaction layer removal step And forming a block copolymer pattern.

도 3은 도 2의 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법의 볼록부 형성단계를 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 3 schematically illustrates a convex forming step of the method of manufacturing a nanostructure using the block copolymer alignment of FIG. 2.

도 3(a)에 도시된 바와 같이, 상기 볼록부 형성단계는 후술하는 프리패턴(140)을 형성하게 되는 재질의 반응층(120)을 기판(110) 상에 적층하는 단계이다.As shown in FIG. 3 (a), the forming of the convex portion is a step of stacking the reaction layer 120 made of a material for forming the prepattern 140, which will be described later, on the substrate 110.

본 단계에서 기판(110)에 적층되는 반응층(120)으로는 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 백금(Pt), 구리(Cu)와 같은 금속재질 또는, 산화티타늄(TiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 이산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO2), 이산화하프늄(HfO2), 그 외 텅스텐옥사이드(WO3), 바나듐옥사이드(V2O5) 등의 금속산화물 중 어느 선택되는 어느 하나 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다. In this step, the reaction layer 120 stacked on the substrate 110 may include gold (Au), silver (Ag), aluminum (Al), chromium (Cr), nickel (Ni), platinum (Pt), and copper (Cu). ) Or a metal material such as titanium oxide (TiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon dioxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO 2 ), hafnium dioxide (HfO 2 ), In addition, any one selected from metal oxides such as tungsten oxide (WO 3 ), vanadium oxide (V 2 O 5 ), or a combination thereof may be used.

또한, 후술하는 프리패턴 형성단계에서 이온빔(B)에 의하여 식각 및 재증착될 수 있으며, 블록공중합체 패턴 형성단계에서의 열처리 및 화학처리에 손상되지 않도록 우수한 내열성 및 내화학성을 가지는 고분자 재질이라면 반응층(120)으로 이용될 수 있다.In addition, it may be etched and redeposited by the ion beam (B) in the pre-pattern forming step described below, and if the polymer material has excellent heat resistance and chemical resistance so as not to be damaged by heat treatment and chemical treatment in the block copolymer pattern forming step, the reaction is performed. May be used as layer 120.

상기 볼록부 형성단계는 반응층(120) 상에 볼록부(131)를 성형하는 단계로서, 본 실시예의 볼록부 형성단계는 레지스트 적층단계와 임프린팅단계와 잔류층 제거단계를 포함한다.The convex forming step is a step of forming the convex part 131 on the reaction layer 120. The convex forming step of the present embodiment includes a resist stacking step, an imprinting step, and a residual layer removing step.

도 3(a)에 도시된 바와 같이, 상기 레지스트 적층단계에서는 반응층(120) 상에 레지스트(130)를 적층한다. 본 실시예에서 반응층(120) 상에 적층되는 레지스트(130)로는 광경화성 레지스트가 이용되며, 스핀코팅(Spin Coating) 방식에 의하여 적층되나, 재질 및 적층 방법이 상술한 것에 제한되지 않는다.As shown in FIG. 3A, in the resist stacking step, a resist 130 is stacked on the reaction layer 120. In the present embodiment, a photocurable resist is used as the resist 130 stacked on the reaction layer 120, and is deposited by a spin coating method, but a material and a lamination method are not limited thereto.

도 3(b) 및 도 3(c)를 참조하면, 상기 임프린팅 단계에서는 마스터(M)를 레지스트(130)의 상면에 접촉시킨 후에 소정의 힘으로 가압한다. 이때, 레지스트(130)는 캐필러리 포스(Capillary force)에 의하여 가압된 마스터(M) 내부로 충진된다. 충진이 완료된 후에 레지스트(130)에 자외선(UV) 광을 조사하여, 레지스트(130)를 경화시키고, 경화가 완료되면 마스터(M)를 제거한다. 경화후에 마스터(M)가 제거되면, 레지스트(130)는 상호 이격되며 돌출되는 다수개의 볼록부(131)와, 이웃하는 볼록부(131) 사이에서 상대적으로 함몰되는 잔류층(132)을 형성하게 된다.3 (b) and 3 (c), in the imprinting step, the master M is contacted with the upper surface of the resist 130 and then pressed with a predetermined force. At this time, the resist 130 is filled into the master (M) pressed by the capillary force (Capillary force). After the filling is completed, the resist 130 is irradiated with ultraviolet (UV) light to cure the resist 130, and when the curing is completed, the master M is removed. When the master M is removed after curing, the resist 130 forms a plurality of convex portions 131 that are spaced apart from each other and protrude, and a residual layer 132 that is relatively recessed between neighboring convex portions 131. do.

도 3(d)를 참조하면, 상기 잔류층 제거단계는 경화된 레지스트(130) 중 본 공정에서 필요하지 않는 영역인 잔류층(132)만을 선택적으로 제거하는 단계이다. 즉, 레지스트(130)를 경화함으로써 반응층(120)으로부터 상측으로 돌출되는 볼록부(131)가 다수 형성되고, 볼록부(131)의 주위에는 잔류층(132)이 형성되는데, 볼록부(131)만이 반응층(120) 상에 남겨지도록 잔류층을 식각 제거한다.Referring to FIG. 3 (d), the residual layer removing step selectively removes only the residual layer 132, which is a region of the cured resist 130, which is not necessary in the present process. That is, by curing the resist 130, a plurality of convex portions 131 protruding upward from the reaction layer 120 are formed, and a residual layer 132 is formed around the convex portions 131. ) Is etched away so that only) remains on reaction layer 120.

한편, 본 실시예에서의 볼록부 형성단계는 임프린팅 공정에 의하여 임프린팅단계와 잔류층 제거단계를 포함하였으나, 변형례에서는 기술분야에서 일반적으로 알려진 리소그래피(lithography) 공정을 통하여 레지스트(130)를 패터닝 함으로써 잔류층(132)의 형성 없이 단일 공정으로 볼록부(131)를 형성할 수도 있으며, 볼록부(131)를 패터닝할 수 있는 공정이라면 상술한 공정에 제한되지 않는다.Meanwhile, the convex forming step in this embodiment includes an imprinting step and a residual layer removing step by an imprinting process, but in the modification, the resist 130 is formed through a lithography process generally known in the art. By patterning, the convex portion 131 may be formed in a single process without forming the residual layer 132, and the convex portion 131 is not limited to the above-described process as long as the convex portion 131 can be patterned.

도 4는 도 2의 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법의 프리패턴 형성단계와 볼록부 제거단계와 반응층 제거단계와 블록공중합체 패턴 형성단계를 개략적으로 도시한 것이다. FIG. 4 schematically illustrates a prepattern forming step, a convex removing step, a reaction layer removing step, and a block copolymer pattern forming step of the nanostructure manufacturing method using the block copolymer alignment of FIG. 2.

도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하면, 상기 프리패턴 형성단계는 블록공중합체의 자기정렬을 유도하기 위한 기준패턴의 역할을 수행하는 프리패턴(140)을 형성하는 단계로서, 본 단계에서는 형성된 볼록부(131)를 이용하여 고종횡비(high aspect ratio)의 프리패턴(140)을 성형한다.4 (a) and 4 (b), the prepattern forming step is a step of forming a prepattern 140 serving as a reference pattern for inducing self-alignment of the block copolymer. In the step, the prepattern 140 having a high aspect ratio is formed using the formed convex portion 131.

먼저, 이온발생 플라즈마로부터 발생되는 아르곤 이온(Ar+) 빔(B)을 잔류층(132)이 제거됨에 따라 외부에 노출되는 반응층(120) 상에 조사하여 반응층(120)을 제거하는 이온밀링(ion milling) 공정을 수행한다. 이때, 이온밀링 공정은 발생되는 아르곤 이온빔(B)을 가속시켜 반응층(120)과 충돌을 일으키는 방식으로 진행된다.First, ions for removing the reaction layer 120 by irradiating the argon ion (Ar + ) beam B generated from the ion generating plasma onto the reaction layer 120 exposed to the outside as the residual layer 132 is removed. An ion milling process is performed. At this time, the ion milling process proceeds in such a way that the collision with the reaction layer 120 by accelerating the generated argon ion beam (B).

이온빔(B)과 충돌되는 반응층(120)은 입자화되어 식각되나, 그 중 일부의 반응층(120) 입자들은 튀어나오면서 완전히 제거되지 못하고, 양측에 수직으로 돌출 형성된 볼록부(131)의 측벽에 재증착됨으로써, 기판(110)을 기준으로 상측으로 수직 돌출되는 구조물인 프리패턴(140)을 형성한다.The reaction layer 120 that collides with the ion beam B is granulated and etched, but some of the particles of the reaction layer 120 are protruded and are not completely removed, and the sidewalls of the convex portion 131 protrude perpendicularly to both sides. By re-deposition on the substrate 110, a prepattern 140 is formed, which is a structure that vertically protrudes upward from the substrate 110.

따라서, 반응층(120) 입자의 재증착 현상으로 인하여 형성되는 프리패턴(140) 구조물은 하나의 볼록부(131) 당 양측벽에 각 하나씩 총 두개가 형성되며, 볼록부(131)의 하방에 증착된 반응층(120), 즉, 볼록부(131)와 기판(110)의 사이에 개재되는 반응층(120)의 대부분은 이온빔(B)과의 충돌이 없으므로 식각되지 않고 남아있게 된다.Therefore, two pre-pattern 140 structures formed due to the redeposition of particles of the reaction layer 120 are formed on each side wall of each convex portion 131, one below the convex portion 131. Most of the deposited reaction layer 120, ie, the reaction layer 120 interposed between the convex portion 131 and the substrate 110, does not collide with the ion beam B and thus remains unetched.

이때, 조사되는 이온빔(B)과 반응층(120)이 이루는 각도, 즉, 이온빔(B)의 조사각 및 조사시간 등은 반응층(120)의 식각률 및 볼록부(131) 측벽에 재증착됨으로써 형성되는 프리패턴(140)의 폭(wf)에 영향을 미친다. 본 실시예에서는 이온빔(B)이 반응층과 90˚를 형성하며 조사되도록 함으로써, 식각되면서 발생하는 반응층(120) 입자의 재증착 성능을 향상시키나, 이러한 조사각은 상술한 것에 제한되지 않고, 최종 형성되는 프리패턴(140) 구조물의 폭(wf)을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.At this time, the angle formed between the ion beam B and the reaction layer 120 to be irradiated, that is, the irradiation angle and irradiation time of the ion beam B is re-deposited on the etch rate of the reaction layer 120 and the sidewalls of the convex portion 131. Affects the width wf of the formed prepattern 140. In this embodiment, the ion beam (B) is to be formed to form a 90 ° with the reaction layer, thereby improving the redeposition performance of the reaction layer 120 particles generated during etching, but this irradiation angle is not limited to the above, It is preferable to determine the width wf of the prepattern 140 structure to be finally formed.

또한, 이온빔(B)의 조사각 외에도 상술한 반응층 적층단계에서 기판(110)에 적층되는 반응층(120)의 두께가 두꺼워 질수록 재증착으로 인하여 형성되는 프리패턴(140) 구조물의 폭(wf)도 두꺼워 지는 것이므로, 앞선 반응층 적층단계에서는 최종 형성되는 프리패턴(140)의 폭(wf)을 고려하여 적층되는 반응층(120)의 두께를 결정하는 것이 바람직하다.In addition, in addition to the irradiation angle of the ion beam B, the thickness of the prepattern 140 structure formed by redeposition increases as the thickness of the reaction layer 120 stacked on the substrate 110 increases in the above-described reaction layer stacking step ( Since wf) is also thickened, it is preferable to determine the thickness of the reaction layer 120 to be stacked in consideration of the width wf of the pre-pattern 140 to be finally formed in the above reaction layer stacking step.

한편, 프리패턴(140) 및 블록공중합체 패턴(150)에 의하여 형성되는 최종 나노 구조물(100)이 기판(110)의 전면에 걸쳐 균일한 폭을 가지도록 하는 것이 바람직하므로, 상술한 프리패턴(140)의 폭(wf)은 최종 정렬되는 블록공중합체의 패턴(150)의 폭(wb)과 동일하게 설정될 수 있다.Meanwhile, since the final nanostructure 100 formed by the prepattern 140 and the block copolymer pattern 150 may have a uniform width over the entire surface of the substrate 110, the above-described prepattern ( The width wf of 140 may be set equal to the width wb of the pattern 150 of the block copolymer to be finally aligned.

도 4(c)를 참조하면, 상기 볼록부 제거단계는 볼록부(131)를 제거함으로써, 볼록부(131) 하방의 반응층(120)을 외부로 노출시키는 단계이다. 본 단계에서는 O2 플라즈마 애싱(plasma ashing) 공정을 통하여 볼록부(131)를 제거한다.Referring to FIG. 4C, the removing of the convex portion 131 removes the convex portion 131 to expose the reaction layer 120 under the convex portion 131 to the outside. In this step, the convex portion 131 is removed through an O 2 plasma ashing process.

도 4(d)에 도시된 바와 같이, 상기 반응층 제거단계는 제거된 볼록부(131)에 의하여 외부로 노출되는 반응층(120), 즉, 볼록부(131)와 기판(110) 사이에 개재되어 이온빔(B)을 통한 식각 공정으로 제거되지 못한 반응층(120) 영역을 제거하는 단계이다. 따라서, 반응층(120)을 제거함으로써, 기판(110) 상에는 상호 이격되며 수직으로 형성되는 프리패턴(140)만이 남게된다.As shown in FIG. 4 (d), the reaction layer removing step is performed between the reaction layer 120 exposed to the outside by the removed convex portion 131, that is, between the convex portion 131 and the substrate 110. It is a step of removing the region of the reaction layer 120 that is not interposed and removed by the etching process through the ion beam (B). Accordingly, by removing the reaction layer 120, only the prepattern 140 spaced apart from each other and vertically formed on the substrate 110 remains.

도 4(e)를 참조하면, 상기 블록공중합체 형성단계는 상기 형성된 프리패턴(140) 구조물을 이용하여 블록공중합체를 정렬하여 패턴을 형성하는 단계이다.Referring to FIG. 4E, the block copolymer forming step is a step of forming a pattern by aligning the block copolymer using the formed prepattern 140 structure.

먼저, 기판 상에 블록공중합체를 박막으로 적층한다. 적층된 블록공중합체에 열처리를 하면, 블록공중합체는 프리패턴(140) 구조물에 의하여 자기정렬하게 되고, 기판(110) 상에는 블록공중합체 패턴(150)이 형성된다.First, a block copolymer is laminated on a substrate in a thin film. When the laminated block copolymer is heat-treated, the block copolymer is self-aligned by the prepattern 140 structure, and the block copolymer pattern 150 is formed on the substrate 110.

한편, 본 실시예에서 블록공중합체는 폴리스티렌(polystyrene) 등의 고분자가 공유결합한 형태일 수 있고, 예를 들면, PS-b-PMMA [polystyrene-block-poly(methylmethacrylate)], PS-b-PEO[polystyrene-block-poly(ethylene oxide)], PS-b-PVP [polystyrene-block-poly(vinyl pyridine)], PS-b-PEP[Polystyrene-block-poly(ethylene-alt-propylene)], PS-b-PI[polystyrene-block-polyisoprene] 및 PS-b-PDMS[polystyrene-b-polydimethylsiloxane]로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나일 수도 있다. 또한, 이러한 블록공중합체는 폴리스티렌 공중합체에 한정되지 않고, 나노 구조를 형성할 수 있는 양친성(amphiphilic) 블록 공중합체가 이용될 수 있다.On the other hand, in the present embodiment, the block copolymer may be in the form of covalently bonded polymer such as polystyrene (polystyrene), for example, PS-b-PMMA [polystyrene-block-poly (methylmethacrylate)], PS-b-PEO polystyrene-block-poly (ethylene oxide), PS-b-PVP polystyrene-block-poly (vinyl pyridine), PS-b-PEP polystyrene-block-poly (ethylene-alt-propylene), PS It may be any one selected from the group consisting of -b-PI [polystyrene-block-polyisoprene] and PS-b-PDMS [polystyrene-b-polydimethylsiloxane]. In addition, the block copolymer is not limited to the polystyrene copolymer, and an amphiphilic block copolymer capable of forming nanostructures may be used.

다만, 본 단계에서 블록공중합체를 정렬하는 방법은 본 기술분야에 널리 알려진 것이 사용될 수 있으며, 상술한 내용에 제한되는 것은 아니다.
However, the method of aligning the block copolymer in this step may be used that is well known in the art, it is not limited to the above.

따라서, 본 실시예의 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법에 의하면, 이온밀링 공정의 반응층 재증착을 통하여 미세 선폭의 프리패턴(140)을 형성하고, 프리패턴(140)의 선폭(wf) 조절을 통하여 최종 형성되는 볼록공중합체의 선폭(wb)을 조절할 수 있으며, 프리패턴(140)의 재증착 공정을 수행하지 않고 단일의 프리패턴(140) 성형 공정만을 통하여 기판(110) 상에 균일한 나노 구조물(100)을 형성할 수 있게 된다.
Therefore, according to the nanostructure fabrication method using the alignment of the block copolymer of the present embodiment, the prepattern 140 having the fine line width is formed through the reaction layer redeposition in the ion milling process, and the line width wf of the prepattern 140 is formed. Through adjustment, the line width (wb) of the convex copolymer to be finally formed may be adjusted, and uniformly formed on the substrate 110 through only a single prepattern 140 forming process without performing the redeposition process of the prepattern 140. One nanostructure 100 can be formed.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법에 대하여 설명한다.Next, a method of manufacturing a nanostructure using a block copolymer alignment according to a second embodiment of the present invention will be described.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법의 개략적인 공정 흐름도이다.5 is a schematic process flow diagram of a method of manufacturing a nanostructure using a block copolymer alignment according to a second embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법은 패터닝단계와 반응층 적층단계와 프리패턴 형성단계와 제거단계와 블록공중합체 형성단계를 포함한다.Referring to FIG. 5, the nanostructure fabrication method using the block copolymer alignment according to the second embodiment of the present invention includes a patterning step, a reaction layer stacking step, a prepattern forming step, a removing step, and a block copolymer forming step. .

도 6은 도 5의 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법의 패터닝 단계와 반응층 적층단계를 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 6 schematically illustrates a patterning step and a reaction layer stacking step of a method of manufacturing a nanostructure using the block copolymer alignment of FIG. 5.

도 6(a) 및 도 6(b)를 참조하면, 상기 패터닝단계는 기판(210) 상에 다수의 제1볼록부(221)와 제2볼록부(222)를 반복적으로 패터닝 하는 단계로서, 레지스트 적층단계와 임프린팅단계를 포함한다.6 (a) and 6 (b), the patterning step is a step of repeatedly patterning a plurality of first convex portions 221 and second convex portions 222 on the substrate 210. It includes a resist stacking step and an imprinting step.

상기 레지스트 적층단계는 기판(210) 상에 레지스트(220)를 적층하는 단계이다. 본 실시예에서 기판(210) 상에 적층되는 레지스트(220)로는 광경화성 레지스트가 사용되며, 스핀코팅(Spin Coating) 방식에 의하여 적층되나, 재질 및 적층 방법이 이에 제한되는 것은 아니다.In the resist stacking step, the resist 220 is stacked on the substrate 210. In the present embodiment, a photocurable resist is used as the resist 220 to be stacked on the substrate 210, but is deposited by a spin coating method, but a material and a lamination method are not limited thereto.

상기 임프린팅 단계에서는 마스터(M)를 레지스트(220)의 상면에 접촉시킨 후에 소정의 힘으로 가압한다. 이때, 레지스트(M)는 캐필러리 포스(Capillary force)에 의하여 가압된 마스터(M) 내부에 충진된다. 충진이 완료된 후에 레지스트(220)에 자외선(UV)광을 조사하여 경화시키고, 경화가 완료되면 마스터(M)를 제거한다. 경화 후에 마스터(M)가 제거된다.In the imprinting step, the master M is brought into contact with the upper surface of the resist 220 and then pressurized with a predetermined force. At this time, the resist (M) is filled in the master (M) pressed by the capillary force (Capillary force). After the filling is completed, the resist 220 is irradiated with ultraviolet (UV) light and cured. When the curing is completed, the master (M) is removed. After curing, the master M is removed.

마스터(M)가 제거되면, 기판(210)에는 상대적으로 돌출되는 형상으로서 상호 이격되는 다수개의 제1볼록부(221), 이웃하게 배치되는 볼록부(221) 사이에 상대적으로 낮은 높이의 제2볼록부(222)가 교대로 형성된다.When the master M is removed, the substrate 210 has a relatively low height between the plurality of first convex portions 221 spaced apart from each other and the convex portions 221 disposed adjacent to each other. Convex portions 222 are alternately formed.

한편, 본 실시예의 패터닝 단계에서는 임프린팅 공정에 의하여 제1볼록부(221)와 제2볼록부(222)를 패터닝 하였으나, 변형례에서는 본 기술분야에서 일반적으로 알려진 리소그래피(lithography) 공정을 통하여 레지스트(220)를 패터닝 함으로써 제1볼록부(221)와 제2볼록부(222)를 패터닝할 수 있으며, 제1볼록부(221)와 제2볼록부(222)를 성형할 수 있는 공정이라면 패터닝 공정이 이에 제한되지 않고 사용될 수 있다.Meanwhile, in the patterning step of the present embodiment, the first convex portion 221 and the second convex portion 222 are patterned by an imprinting process, but in the modified example, a resist is formed through a lithography process generally known in the art. By patterning 220, the first convex portion 221 and the second convex portion 222 can be patterned, and if the process can form the first convex portion 221 and the second convex portion 222, patterning is performed. The process can be used without being limited thereto.

도 6(c)를 참조하면, 상기 반응층 적층단계는 기판(210) 상에 형성되는 제1볼록부(221) 및 제2볼록부(222)의 상면에 반응층(230)을 적층하는 단계이다. 적층되는 반응층(230)의 두께는 후술하는 프리패턴(240)의 폭(wf)에 영향을 미치게 되므로, 최종 형성될 프리패턴(240)의 폭(wf)을 고려하여 적층되는 반응층(230)의 두께를 결정하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 6C, in the stacking of the reaction layer, the reaction layer 230 is stacked on the upper surfaces of the first convex portion 221 and the second convex portion 222 formed on the substrate 210. to be. Since the thickness of the stacked reaction layer 230 affects the width wf of the prepattern 240 to be described later, the reaction layer 230 stacked in consideration of the width wf of the prepattern 240 to be finally formed. It is desirable to determine the thickness of the).

도 7은 도 5의 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법의 프리패턴 형성단계와 제거단계와 블록공중합체 패턴 형성단계를 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 7 schematically illustrates a prepattern forming step and a removing step and a block copolymer pattern forming step of the nanostructure manufacturing method using the block copolymer alignment of FIG. 5.

도 7(a) 및 도 7(b)를 참조하면, 상기 프리패턴 형성단계는 상기 형성된 제1볼록부(221)를 이용하여 고종횡비의 프리패턴(240)을 성형하는 단계이다.Referring to FIGS. 7A and 7B, the prepattern forming step is a step of forming a high aspect ratio prepattern 240 using the formed first convex portion 221.

먼저, 이온발생 플라즈마로부터 발생되는 아르곤 이온(Ar+) 빔(B)을 반응층(230)에 조사하여 반응층(230)을 제거하는 이온밀링(ion milling) 공정을 수행한다. 이때, 이온밀링 공정은 발생되는 아르곤 이온빔(B)을 가속시켜 반응층(230)과 충돌을 일으키도록 하는 것이 바람직하다.First, an ion milling process of removing the reaction layer 230 by irradiating the reaction layer 230 with an argon ion (Ar + ) beam B generated from the ion generating plasma is performed. At this time, it is preferable that the ion milling process accelerates the generated argon ion beam B to cause a collision with the reaction layer 230.

이온빔(B)과 충돌되는 반응층(230) 중 제1볼록부(221)의 상면에 적층된 반응층(230)의 대부분은 입자화된 후에 식각되는 것이나, 제2볼록부(222)의 상면에 적층된 반응층(230) 중 일부의 입자들은 완전히 식각되지 못하고 튀어나오면서 양측에 수직으로 돌출되는 제1볼록부(221)의 측벽에 재증착됨으로써, 기판(210)에 수직한 구조물인 프리패턴(240)을 형성하게 된다.Most of the reaction layer 230 stacked on the upper surface of the first convex portion 221 of the reaction layer 230 colliding with the ion beam B is etched after being granulated, but is the upper surface of the second convex portion 222. Particles of the reaction layer 230 stacked on the pre-pattern, which is a structure perpendicular to the substrate 210 by being re-deposited on the sidewalls of the first convex portion 221 protruding vertically on both sides while not being fully etched. 240 is formed.

이때, 조사되는 이온빔(B)과 반응층(230)이 이루는 각도, 즉, 이온빔(B)의 조사각 및 조사시간 등은 반응층(230)의 식각률 및 제1볼록부(221) 측벽에 재증착됨으로써 형성되는 프리패턴(240)의 폭(wf)에 영향을 미친다. 본 실시예에서는 이온빔(B)이 반응층(230)과 90˚를 형성하며 조사되도록 함으로써, 식각되면서 발생하는 반응층(230) 입자의 재증착 성능을 향상시키나, 조사각은 이에 제한되지 않고, 상술한 요건을 고려하여 조사각 및 조사시간을 결정하는 것이 바람직하다.At this time, the angle formed by the ion beam B and the reaction layer 230 to be irradiated, that is, the irradiation angle and the irradiation time of the ion beam B is measured on the etch rate of the reaction layer 230 and the sidewalls of the first convex portion 221. Affects the width wf of the prepattern 240 formed by deposition. In the present embodiment, the ion beam B is formed to be 90 ° with the reaction layer 230, thereby improving redeposition performance of the reaction layer 230 particles generated by etching, but the irradiation angle is not limited thereto. It is desirable to determine the irradiation angle and the irradiation time in consideration of the above requirements.

따라서, 반응층(230) 입자의 재층착 현상으로 인하여 형성되는 프리패턴(240)은 하나의 제1볼록부(221) 당 두개씩이 형성된다.Therefore, two prepatterns 240 are formed per first convex portion 221 due to the re-deposition of particles of the reaction layer 230.

한편, 이온빔(B)의 조사각 외에도 상술한 반응층 적층단계에서 기판(210)상에 형성되는 제2볼록부(222)의 상면에 적층되는 반응층(230)의 두께가 두꺼워 질수록 재층착으로 인하여 형성되는 프리패턴(240)의 폭(wf)도 두꺼워 지는 것이므로, 앞선 반응층 적층단계에서는 최종 형성될 프리패턴(240)의 폭(wf)을 고려하여 반응층(230)의 두께를 결정하는 것이 바람직하다.Meanwhile, in addition to the irradiation angle of the ion beam B, the thicker the thickness of the reaction layer 230 stacked on the upper surface of the second convex portion 222 formed on the substrate 210 in the above-described reaction layer stacking step, the re-deposition is performed. Since the width wf of the prepattern 240 formed is also thickened, the thickness of the reaction layer 230 is determined in consideration of the width wf of the prepattern 240 to be finally formed in the previous reaction layer stacking step. It is desirable to.

또한, 본 실시예에서는 반응층 적층단계와 프리패턴 형성단계를 반복적으로 수행하고, 이러한 단계의 반복횟수를 통하여 프리패턴(240)의 폭(wf)을 조절할 수도 있다.In addition, in the present exemplary embodiment, the reaction layer stacking step and the prepattern forming step may be repeatedly performed, and the width wf of the prepattern 240 may be adjusted by repeating the number of steps.

프리패턴(240) 및 블록공중합체 패턴(250)에 의하여 기판(210) 상에 형성되는 최종 나노 구조물(200)이 기판(210)의 전면에 걸쳐 균일한 폭(wf, wb)을 가지도록 하는 것이 바람직하므로, 본 단계에서 형성되는 프리패턴(240)의 폭(wf)은 최종 정렬되는 블록공중합체의 패턴(250)의 폭(wb)과 동일하게 설정될 수 있다.The final nanostructure 200 formed on the substrate 210 by the prepattern 240 and the block copolymer pattern 250 has a uniform width wf and wb over the entire surface of the substrate 210. Since it is preferable, the width wf of the prepattern 240 formed in this step may be set equal to the width wb of the pattern 250 of the block copolymer to be finally aligned.

도 7(c)를 참조하면, 상기 제거단계는 제1볼록부(221) 및 제2볼록부(222) 중 일부를 제거하는 단계이다. 즉, O2 플라즈마 애싱(plasma ashing) 등의 식각 공정을 통하여 제1볼록부(221)를 제거하는 동시에, 프리패턴(240)과 기판(210) 사이에 개재된 제2볼록부(222)만을 제외한 나머지 제2볼록부(222) 전부를 제거하는 단계이다.Referring to FIG. 7C, the removing step is to remove some of the first convex portion 221 and the second convex portion 222. That is, the first convex portion 221 is removed through an etching process such as O 2 plasma ashing, and only the second convex portion 222 interposed between the prepattern 240 and the substrate 210 is removed. Removing all remaining second convex portion 222 except for.

도 7(d)를 참조하면, 상기 블록공중합체 형성단계는 상기 형성된 프리패턴(240) 구조물을 이용하여 블록공중합체를 정렬하여 패턴을 형성하는 단계이다.Referring to FIG. 7 (d), the block copolymer forming step is a step of forming a pattern by aligning the block copolymer using the formed prepattern 240 structure.

먼저, 기판(210) 상에 블록공중합체를 박막으로 적층한다. 적층된 블록공중합체에 열처리를 하면, 블록공중합체는 프리패턴(240) 구조물에 의하여 자기정렬하게 되고, 기판(210) 상에는 블록공중합체 패턴(250)이 형성된다.
First, the block copolymer is laminated in a thin film on the substrate 210. When the laminated block copolymer is heat-treated, the block copolymer is self-aligned by the prepattern 240 structure, and the block copolymer pattern 250 is formed on the substrate 210.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the invention claimed in the claims, it is intended that any person skilled in the art to which the present invention pertains falls within the scope of the claims described in the present invention to various extents which can be modified.

100 : 나노 구조물 131 : 제1볼록부
110 : 기판 140 : 프리패턴
120 : 반응층 150 : 블록공중합체 패턴
130 : 레지스트100: nanostructure 131: first convex portion
110: substrate 140: prepattern
120: reaction layer 150: block copolymer pattern
130: resist

Claims (11)

기판 상에 반응층을 적층하는 반응층 적층단계;
상기 반응층 상에 다수의 볼록부를 상호 이격되게 형성하는 볼록부 형성단계;
이웃하는 상기 볼록부 사이의 반응층에 이온빔을 조사함으로써 상기 반응층을 식각하되, 상기 이온빔에 의하여 식각되는 반응층 중 적어도 일부가 상기 볼록부의 측벽면에 재증착되어 프리패턴을 형성하도록 하는 프리패턴 형성단계;
상기 볼록부를 제거하는 볼록부 제거단계;
상기 이웃하는 프리패턴 사이의 기판 상에 남아있는 반응층을 제거하는 반응층 제거단계;
상기 기판 상의 상기 이웃하는 프리패턴 사이에 블록공중합체 패턴을 정렬하는 블록공중합체 패턴 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법.Stacking a reaction layer on the substrate;
A convex forming step of forming a plurality of convex portions spaced apart from each other on the reaction layer;
A prepattern for etching the reaction layer by irradiating an ion beam to the reaction layer between adjacent convex portions, wherein at least a portion of the reaction layer etched by the ion beam is redeposited on the sidewall surface of the convex portion to form a prepattern. Forming step;
A convex removing step of removing the convex;
A reaction layer removing step of removing a reaction layer remaining on the substrate between the neighboring prepatterns;
Block copolymer pattern forming step of aligning the block copolymer pattern between the neighboring pre-pattern on the substrate; Nanostructure manufacturing method using a block copolymer alignment comprising a. 제1항에 있어서,
상기 반응층 적층단계에서 상기 기판 상에 적층되는 반응층의 두께를 조절함으로써 상기 프리패턴의 폭을 조절하는 것을 특징으로 하는 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법.The method of claim 1,
Method of manufacturing a nanostructure using a block copolymer alignment, characterized in that for controlling the width of the prepattern by adjusting the thickness of the reaction layer laminated on the substrate in the reaction layer deposition step. 제1항에 있어서,
상기 프리패턴 형성단계에서 상기 이온빔의 조사각도, 조사시간을 조절함으로써 상기 프리패턴의 폭을 조절하는 것을 특징으로 하는 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법.The method of claim 1,
Method of manufacturing a nanostructure using a block copolymer alignment, characterized in that for controlling the width of the prepattern by adjusting the irradiation angle, the irradiation time of the ion beam in the prepattern forming step. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 블록공중합체 패턴 형성단계는 상기 기판 상에 블록공중합체 박막을 형성하는 단계; 및 상기 블록공중합체 박막을 열처리하여 블록공중합체 패턴을 정렬하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The block copolymer pattern forming step may include forming a block copolymer thin film on the substrate; And aligning the block copolymer pattern by heat-treating the block copolymer thin film. 제4항에 있어서,
상기 블록공중합체 패턴의 폭과 상기 프리패턴의 폭은 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법.5. The method of claim 4,
The width of the block copolymer pattern and the width of the prepattern is nano-structure manufacturing method using a block copolymer alignment, characterized in that the same set. 기판 상에 상호 이격되는 다수의 제1볼록부와 상기 제1볼록부보다 낮은 높이의 제2볼록부를 반복 형성하는 패터닝 단계;
상기 제1볼록부와 제2볼록부의 상면에 반응층을 적층하는 반응층 적층단계;
상기 반응층에 이온빔을 조사함으로써 상기 반응층을 식각하되, 상기 제2볼록부 상에 적층되어 상기 이온빔에 의하여 식각되는 반응층 중 적어도 일부가 상기 볼록부의 측벽면에 재증착되어 프리패턴을 형성하는 프리패턴 형성단계;
상기 프리패턴과 상기 기판의 사이에 개재되는 제2볼록부를 제외한 제1볼록부 및 상기 제2볼록부를 제거하는 제거단계;
상기 기판 상의 상기 이웃하는 프리패턴 사이에 블록공중합체 패턴을 정렬하는 블록공중합체 패턴 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법.Patterning a plurality of first convex portions spaced apart from each other on a substrate and second convex portions having a lower height than the first convex portions;
A reaction layer stacking step of stacking a reaction layer on upper surfaces of the first convex portion and the second convex portion;
The reaction layer is etched by irradiating the reaction layer with an ion beam, wherein at least a portion of the reaction layer stacked on the second convex portion and etched by the ion beam is redeposited on the sidewall surface of the convex portion to form a prepattern. A prepattern forming step;
Removing the first convex portion and the second convex portion except for the second convex portion interposed between the prepattern and the substrate;
Block copolymer pattern forming step of aligning the block copolymer pattern between the neighboring pre-pattern on the substrate; Nanostructure manufacturing method using a block copolymer alignment comprising a. 제6항에 있어서,
상기 반응층 적층단계에서 상기 제2볼록부의 상면에 적층되는 반응층의 두께를 조절함으로써 상기 프리패턴의 폭을 조절하는 것을 특징으로 하는 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법.The method according to claim 6,
Method of manufacturing a nanostructure using a block copolymer alignment, characterized in that for controlling the width of the prepattern by adjusting the thickness of the reaction layer laminated on the upper surface of the second convex portion in the reaction layer deposition step. 제6항에 있어서,
상기 프리패턴 형성단계에서 상기 이온빔의 조사각도, 조사시간을 조절함으로써 상기 프리패턴의 폭을 조절하는 것을 특징으로 하는 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법.The method according to claim 6,
Method of manufacturing a nanostructure using a block copolymer alignment, characterized in that for controlling the width of the prepattern by adjusting the irradiation angle, the irradiation time of the ion beam in the prepattern forming step. 제6항에 있어서,
상기 반응층 적층단계와 상기 프리패턴 형성단계를 반복 수행하되, 반복횟수를 조절함으로써 상기 프리패턴의 폭을 조절하는 것을 특징으로 하는 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법.The method according to claim 6,
Repeating the reaction layer stacking step and the pre-pattern forming step, by adjusting the number of repetitions nanostructure manufacturing method using a block copolymer alignment, characterized in that for controlling the width of the prepattern. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 블록공중합체 패턴 형성단계는 상기 기판 상에 블록공중합체 박막을 형성하는 단계; 및 상기 블록공중합체 박막을 열처리하여 블록공중합체 패턴을 정렬하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법.10. The method according to any one of claims 6 to 9,
The block copolymer pattern forming step may include forming a block copolymer thin film on the substrate; And aligning the block copolymer pattern by heat-treating the block copolymer thin film. 제10항에 있어서,
상기 블록공중합체 패턴의 폭과 상기 프리패턴의 폭은 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는 블록공중합체 정렬을 이용한 나노 구조물 제조방법.The method of claim 10,
The width of the block copolymer pattern and the width of the prepattern is nano-structure manufacturing method using a block copolymer alignment, characterized in that the same set.
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