KR101358246B1 - Method for fabricating nano-pattern having high density - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고밀도 나노패턴 형성방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법은 기판으로부터 돌출되는 복수개의 볼록부를 형성하는 볼록부 형성단계; 상기 볼록부의 양측벽에 증착되어 상호 이격되는 복수개의 나노패턴을 형성하는 나노패턴 형성단계; 상기 나노패턴이 형성되는 기판을 몰드로 하여 상기 나노패턴에 대응되는 함몰패턴을 가지는 임프린팅 스탬프를 제작하는 스탬프 제작단계; 상기 임프린팅 스탬프 상에 형성되는 함몰패턴의 폭을 증가시키는 동시에 이웃하는 함몰패턴 간의 이격거리를 감소시키는 함몰패턴 제어단계;를 포함하되, 상기 함몰패턴 제어단계에서 제작되는 임프린팅 스탬프를 이용하여 상기 볼록부 형성단계 및 상기 나노패턴 형성단계를 재수행함으로써 고밀도의 나노패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 미세선폭의 나노패턴을 높은 밀도로 형성할 수 있는 고밀도 나노패턴 형성방법이 제공된다.The present invention relates to a method for forming a high density nanopattern, and the method for forming a high density nanopattern according to the present invention comprises: a convex forming step of forming a plurality of convex portions protruding from a substrate; A nanopattern forming step of forming a plurality of nanopatterns which are deposited on both sidewalls of the convex portion and spaced apart from each other; A stamp manufacturing step of manufacturing an imprinting stamp having a recessed pattern corresponding to the nanopattern by using the substrate on which the nanopattern is formed as a mold; A depression pattern control step of increasing the width of the depression pattern formed on the imprinting stamp and reducing a separation distance between neighboring depression patterns; and including the imprinting stamp manufactured in the depression pattern control step. It is characterized by forming a high-density nanopattern by performing the convex portion forming step and the nanopattern forming step again.
As a result, a high density nanopattern forming method capable of forming nanowires having a fine line width at a high density is provided.

Description

고밀도 나노패턴 형성방법{METHOD FOR FABRICATING NANO-PATTERN HAVING HIGH DENSITY}High density nano pattern formation method {METHOD FOR FABRICATING NANO-PATTERN HAVING HIGH DENSITY}

본 발명은 고밀도 나노패턴 형성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미세선폭의 나노패턴을 높은 밀도로 형성할 수 있는 고밀도 나노패턴 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a high density nanopattern, and more particularly, to a method for forming a high density nanopattern capable of forming a nanowire having a fine line width at a high density.

광선에 의하여 두 개의 직교하는 편광들을 분리하기 위하여 전자기방사 또는 광선의 가시 및 준가시 스펙트럼 내에서 작동하는 와이어 그리드 편광자들이 개발되어 왔다. Wire grid polarizers have been developed that operate within the visible and sub-visible spectra of electromagnetic radiation or light to separate two orthogonal polarizations by the light.

이러한 와이어 그리드 편광자는 규칙적으로 배열되는 금속 와이어 그리드 구조로 구성되며, 금속 와이어 간의 공간은 광의 파장보다 작아야 하며, 금속 와이어의 폭, 즉, 선폭은 광파장보다 훨씬 작아야 한다.This wire grid polarizer is composed of a metal wire grid structure arranged regularly, the space between the metal wires should be smaller than the wavelength of light, the width of the metal wire, that is, the line width should be much smaller than the light wavelength.

이러한 와이어 그리드 편광자를 제작하기 위해서 100nm 이하의 피치를 가지는 나노패턴을 제작하는 방법으로는 나노 임프린트, 전자빔 리소그래피 등이 이용될 수 있다. 그러나, 전자빔 리소그래피 공정은 장시간의 공정시간이 소요되고, 대면적에 적용하기 어렵다는 문제점이 있다.Nanoimprint, electron beam lithography, or the like may be used as a method of fabricating a nanopattern having a pitch of 100 nm or less in order to fabricate such a wire grid polarizer. However, the electron beam lithography process takes a long process time and has a problem in that it is difficult to apply to a large area.

또한, 나노 임프린트 공정의 경우에는 대면적의 기판 상에 나노패턴을 형성할 수 있으나, 미세선폭의 나노패턴을 다수 패터닝하는 고밀도 나노패턴을 형성하기에는 고가의 마스터를 제작하는 것이 비용적으로 비경제적이라는 단점이 있었다.In addition, in the case of the nanoimprint process, it is possible to form nanopatterns on a large-area substrate, but it is inexpensive to manufacture expensive masters to form high-density nanopatterns that pattern many nanopatterns. There was a downside.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 미세선폭의 나노패턴을 고밀도로 형성할 수 있는 고밀도 나노패턴 형성방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for forming a high density nanopattern capable of high density nanopatterns having a fine line width.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판으로부터 돌출되는 복수개의 볼록부를 형성하는 볼록부 형성단계; 상기 볼록부의 양측벽에 증착되어 상호 이격되는 복수개의 나노패턴을 형성하는 나노패턴 형성단계; 상기 나노패턴이 형성되는 기판을 몰드로 하여 상기 나노패턴에 대응되는 형상의 격벽패턴을 가지는 임프린팅 스탬프를 제작하는 스탬프 제작단계; 상기 임프린팅 스탬프 상에 형성되는 격벽패턴의 선폭을 감소시키는 동시에 이웃하는 격벽패턴 간의 이격거리를 증가시키는 함몰패턴 제어단계;를 포함하되, 상기 함몰패턴 제어단계에서 제작되는 임프린팅 스탬프를 이용하여 상기 볼록부 형성단계 및 상기 나노패턴 형성단계를 재수행함으로써 고밀도의 나노패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 고밀도 나노패턴 형성방법에 의해 달성된다.The object is, according to the present invention, a convex forming step of forming a plurality of convex portions protruding from the substrate; A nanopattern forming step of forming a plurality of nanopatterns which are deposited on both sidewalls of the convex portion and spaced apart from each other; A stamp manufacturing step of manufacturing an imprinting stamp having a partition pattern having a shape corresponding to the nanopattern by using the substrate on which the nanopattern is formed as a mold; A depression pattern control step of reducing the line width of the partition pattern formed on the imprinting stamp and increasing the separation distance between neighboring partition pattern; including, but using the imprinting stamp produced in the depression pattern control step It is achieved by a high density nanopattern forming method characterized by forming a high density nanopattern by performing the convex forming step and the nanopattern forming step again.

또한, 상기 함몰패턴 제어단계는 산소 플라즈마 에칭을 이용할 수 있다.In addition, the depression pattern control step may use oxygen plasma etching.

또한, 상기 함몰패턴 제어단계는 상기 임프린팅 스탬프가 수축되도록 가열하거나 자외선 광을 조사할 수 있다. In addition, the depression pattern control step may be heated or irradiated with ultraviolet light to shrink the imprinting stamp.

또한, 상기 임프린팅 스탬프의 재질은 금속 산화물 전구체 또는 자외선 경화형 전구체 중 어느 하나일 수 있다.In addition, the material of the imprinting stamp may be any one of a metal oxide precursor or an ultraviolet curable precursor.

또한, 상기 볼록부 형성단계는 상기 기판 상에 반응층을 적층한 이후에 상기 반응층의 상면에 상기 볼록부를 형성하고, 상기 나노패턴 형성단계에서는 이웃하는 상기 볼록부 사이의 반응층에 이온빔을 조사함으로써 상기 반응층을 식각하되, 상기 이온빔에 의하여 상기 반응층 중 적어도 일부가 상기 볼록부의 측벽에 재증착되어 상기 나노패턴을 형성하도록 하되, 상기 나노패턴 형성단계 이후에 상기 볼록부를 제거하는 볼록부 제거단계; 및 상기 이웃하는 나노패턴 사이의 기판 상에 적층된 반응층을 제거하는 반응층 제거단계;를 더 포함할 수 있다.In the forming of the convex portion, the convex portion is formed on the upper surface of the reaction layer after laminating the reaction layer on the substrate. In the forming of the nanopattern, the ion beam is irradiated to the reaction layer between the convex portions adjacent to the convex portion. Thereby etching the reaction layer, wherein at least a portion of the reaction layer is re-deposited on the sidewalls of the convex portion by the ion beam to form the nanopattern, and the convex portion is removed to remove the convex portion after the nanopattern forming step. step; And a reaction layer removing step of removing the reaction layer stacked on the substrate between the neighboring nanopatterns.

또한, 상기 볼록부 형성단계에서는 상기 이웃하는 볼록부의 사이에 상기 볼록부보다 낮은 높이의 잔류층을 반복 형성하되, 상기 볼록부 형성단계 이후에 상기 볼록부 및 상기 잔류층의 상측에 반응층을 적층하는 반응층 적층단계;를 더 포함하고, 상기 나노패턴 형성단계에서는 이웃하는 상기 잔류층 상측의 반응층에 이온빔을 조사함으로써 상기 반응층을 식각하되, 상기 이온빔에 의하여 상기 반응층 중 적어도 일부가 상기 볼록부의 측벽에 재증착되어 상기 나노패턴을 형성하도록 하되, 상기 나노패턴 형성단계 이후에 상기 볼록부를 제거하는 볼록부 제거단계; 및 상기 이웃하는 나노패턴 사이의 기판 상에 적층된 반응층을 제거하는 반응층 제거단계;를 더 포함할 수 있다.In the convex forming step, a residual layer having a lower height than the convex part is repeatedly formed between the adjacent convex parts, and after the convex forming step, the reaction layer is stacked on the convex part and the remaining layer. The reaction layer stacking step; The nano-pattern forming step further comprises etching the reaction layer by irradiating an ion beam to the reaction layer above the remaining residual layer, at least a portion of the reaction layer by the ion beam A convex part removing step of redepositing the convex part to form the nanopattern, wherein the convex part is removed after the nanopattern forming step; And a reaction layer removing step of removing the reaction layer stacked on the substrate between the neighboring nanopatterns.

또한, 상기 나노패턴 형성단계에서 상기 기판의 상면과 경사를 이루며 상기 볼록부의 측벽면에 증착물질을 증착함으로써 나노패턴을 형성하되, 상기 나노패턴 형성단계 이후에 상기 볼록부의 상측에 적층되는 상기 증착물질만을 선택적으로 제거하는 증착물질 제거단계;를 더 포함할 수 있다.Further, in the nanopattern forming step, the nanomaterial is formed by depositing a deposition material on the sidewall surface of the convex part while forming an inclination with the top surface of the substrate, and after the nanopattern forming step, the deposition material stacked on the convex part. It may further include a; removing the deposition material to selectively remove only the bay.

본 발명에 따르면, 반복공정을 통하여 고밀도의 나노패턴을 미세선폭으로 용이하게 형성할 수 있는 고밀도 나노패턴 형성방법이 제공된다.According to the present invention, there is provided a method for forming a high density nanopattern which can easily form a high density nanopattern with a fine line width through an iterative process.

또한, 제작되는 임프린팅 스탬프를 산소 플라즈마 에칭처리 하거나 가열처리 또는 자외선 조사처리 등의 방법을 통하여 격벽패턴의 선폭을 용이하게 제어할 수 있다.In addition, it is possible to easily control the line width of the barrier rib pattern by a method such as oxygen plasma etching treatment, heat treatment or ultraviolet irradiation treatment of the produced imprinting stamp.

또한, 이온밀링의 재증착 현상을 이용하여 미세 선폭의 나노패턴을 용이하게 형성할 수 있다.In addition, the nanopattern having a fine line width may be easily formed by using the redeposition phenomenon of ion milling.

또한, 경사증착 방식을 통하여 별도의 반응층 적층 및 제거공정 없이도 미세선폭의 나노패턴을 용이하게 형성할 수 있다.In addition, it is possible to easily form the nano-pattern of the fine line width without a separate reaction layer lamination and removal process through the gradient deposition method.

또한, 반복공정을 통하여 고밀도의 임프린팅 스탬프를 용이하게 제작할 수 있다.In addition, it is possible to easily produce a high-density imprinting stamp through an iterative process.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법의 반응층 적층단계와 볼록부 형성단계 공정을 개략적으로 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법의 나노패턴 형성단계와 볼록부 제거단계와 반응층 제거단계 공정을 개략적으로 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법의 스탬프 제작단계 공정을 개략적으로 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법의 함몰패턴 제어단계 공정을 개략적으로 도시한 것이고,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법에서 제작된 스탬프를 이용하여 나노패턴 형성단계를 반복수행하여 고밀도의 나노패턴을 형성하는 공정을 개략적으로 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법의 볼록부 형성단계와 반응층 적층단계 공정을 개략적으로 도시한 것이고,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법의 나노패턴 형성단계 공정을 개략적으로 도시한 것이고,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법의 볼록부 제거단계와 잔류층 제거단계 공정을 개략적으로 도시한 것이고,
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법의 나노패턴 형성단계와 볼록부 제거단계 공정을 개략적으로 도시한 것이고,
도 10 내지 도 13은 본 발명의 따른 고밀도 나노패턴 형성방법을 이용하여 실린더형 나노패턴을 제작하는 공정의 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.1 is a view schematically illustrating a reaction layer stacking step and a convex forming step process of a method for forming a high density nanopattern according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 schematically illustrates a process of forming a nanopattern, removing a convex portion, and removing a reaction layer of the high density nanopattern forming method according to the first embodiment of the present invention.
Figure 3 schematically shows a stamp manufacturing step process of the method for forming a high density nanopattern according to the first embodiment of the present invention,
Figure 4 schematically shows the process of the depression pattern control step of the method for forming a high density nanopattern according to the first embodiment of the present invention,
FIG. 5 schematically illustrates a process of forming a high-density nanopattern by repeatedly performing a nanopattern forming step using a stamp manufactured in the high-density nanopattern forming method according to the first embodiment of the present invention.
6 schematically illustrates a process of forming a convex portion and a reaction layer stacking step of the method of forming the high density nanopattern according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 schematically illustrates a nanopattern forming step process of the method for forming a high density nanopattern according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 8 schematically illustrates a process of removing convex portions and removing residual layers of a method of forming a high density nanopattern according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 schematically illustrates a process of forming a nanopattern and removing a convex portion of the method of forming the high density nanopattern according to the third embodiment of the present invention.
10 to 13 schematically illustrate an embodiment of a process of manufacturing a cylindrical nanopattern using the high-density nanopattern forming method according to the present invention.

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 고밀도 나노패턴 형성방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method for forming a high density nanopattern according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 제1실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법(S100)은 반응층 적층단계(S110)와 볼록부 형성단계(S120)와 나노패턴 형성단계(S130)와 볼록부 제거단계(S140)와 반응층 제거단계(S150)와 스탬프 제작단계(S160)와 함몰패턴 제어단계(S170)를 포함한다.The high-density nanopattern forming method (S100) according to the first embodiment of the present invention includes the reaction layer stacking step (S110) and the convex forming step (S120), the nanopattern forming step (S130), and the removing the convex part (S140) and Reaction layer removal step (S150) and stamp production step (S160) and the depression pattern control step (S170).

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법의 반응층 적층단계와 볼록부 형성단계 공정을 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 1 schematically illustrates a process of stacking a reaction layer and forming a convex part of a method of forming a high density nanopattern according to a first embodiment of the present invention.

도 1(a)에 도시된 바와 같이, 상기 반응층 적층단계(S110)는 기판(110) 상에 반응층(120)을 적층하는 단계이다. 본 실시예에서 상기 기판(110)은 유리 또는 투명필름 재질이 이용되나, 광투과율이 우수한 재질이라면 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 단계에서 기판(110)에 적층되는 반응층(120)으로는 금(Au), 알루미늄(Al), 은(Ag), 구리(Cu), 철(Fe), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 등의 금속 또는 이산화규소(SiO2), 이산화티타늄(TiO2), 이산화지르코늄(ZrO2), 산화아연(ZnO), 이산화하프늄(HfO2) 등의 금속산화물 또는 질화규소(SiN)와 같은 무기물 등이 이용될 수 있으며, 후술하는 나노패턴 형성단계(S130)에서 이온빔(B)에 의하여 볼록부(131)에 재증착되는 재질이라면 상술한 것에 제한되지 않는다.As shown in FIG. 1A, the reaction layer stacking step S110 is a step of stacking the reaction layer 120 on the substrate 110. In the present embodiment, the substrate 110 is made of glass or a transparent film material, but is not limited thereto as long as the material has excellent light transmittance. In addition, as the reaction layer 120 stacked on the substrate 110 in this step, gold (Au), aluminum (Al), silver (Ag), copper (Cu), iron (Fe), titanium (Ti), nickel Metals such as (Ni) or metal oxides such as silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), zirconium dioxide (ZrO 2 ), zinc oxide (ZnO), hafnium dioxide (HfO 2 ), and silicon nitride (SiN) and The same inorganic material may be used, and the like, as long as the material is redeposited on the convex portion 131 by the ion beam B in the nanopattern forming step (S130) described below, it is not limited thereto.

상기 볼록부 형성단계(S120)는 반응층(120) 상에 볼록부(131)를 성형하는 단계이다. 본 실시예의 볼록부 형성단계(S120)는 레지스트 적층단계(S121)와 임프린팅단계(S122)와 잔류층 제거단계(S123)를 포함한다.The convex forming step (S120) is a step of forming the convex portion 131 on the reaction layer 120. The convex forming step (S120) of the present embodiment includes a resist stacking step (S121), an imprinting step (S122), and a residual layer removing step (S123).

도 1(b)를 참조하면, 상기 레지스트 적층단계에서(S121)는 반응층(120) 상에 레지스트(130)를 적층한다. 본 실시예에서 반응층(120) 상에 적층되는 레지스트(130)로는 광경화성 레지스트가 이용되며, 스핀코팅의 방식에 의하여 적층되나, 재질 및 적층방법이 이에 제한되는 것은 아니다.Referring to FIG. 1B, in the resist stacking step (S121), the 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 spin coating, but the material and the lamination method are not limited thereto.

도 1(c)를 참조하면, 상기 임프린팅 단계(S122)에서는 임프린팅 스탬프(S)를 레지스트(130)의 상면에 접촉시킨 후에 소정의 힘으로 가압한다. 이때, 캐필러리 포스(Capillary force)에 의하여 가압된 임프린팅 스탬프(S) 내부로 레지스트(130)가 충진되고, 충진이 완료된 후에 레지스트(130)에 자외선광을 조사하여 레지스트(130)를 경화시킨다. Referring to FIG. 1C, in the imprinting step S122, the imprinting stamp S is contacted with an upper surface of the resist 130 and then pressed by a predetermined force. At this time, the resist 130 is filled into the imprinting stamp S pressurized by a capillary force, and after the filling is completed, the resist 130 is irradiated with ultraviolet light to cure the resist 130. Let's do it.

레지스트(130)의 경화 후에 임프린팅 스탬프(S)를 제거하면 반응층(120) 상에는 상호 이격되며 돌출되는 다수개의 볼록부(131)와 이웃하는 볼록부(131) 사이에서 상대적으로 낮은 높이의 잔류층(132)이 형성된다.When the imprinting stamp S is removed after the resist 130 is cured, a relatively low height of residue between the plurality of convex portions 131 protruding from the adjacent convex portions 131 and the protruding portions 131 is spaced apart from each other on the reaction layer 120. Layer 132 is formed.

한편, 본 단계에서 최초로 형성되는 볼록부(131)가 n개 형성되는 것으로 예를 들어 설명한다.On the other hand, it will be described with an example that n convex portions 131 are first formed in this step is formed.

도 1(d)를 참조하면, 상기 잔류층 제거단계(S123)는 경화된 레지스트(130) 중 불필요한 영역인 잔류층(132)을 제거하는 단계이다. 레지스트(130)를 경화함으로써 반응층(120)으로부터 상측으로 돌출되는 볼록부(131)가 다수 형성되고, 볼록부(131)의 주위에는 잔류층(132)이 형성되는데, 경화된 레지스트(130) 중 볼록부(131) 만이 반응층(120) 상에 남겨지도록 잔류층(132)을 식각, 제거한다.Referring to FIG. 1D, the residual layer removing step S123 is to remove the residual layer 132, which is an unnecessary region of the cured resist 130. By hardening 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. The cured resist 130 is formed. The residual layer 132 is etched and removed so that only the convex portion 131 remains on the reaction layer 120.

한편, 상술한 볼록부 형성단계(S120)는 고밀도의 스탬프를 제작하기 위하여 최초로 볼록부를 형성하는 일종의 사전 단계에 해당하는 것이므로, EUV 리소그래피, 전자빔 패터닝, 간섭 리소그래피 공정 등과 같이 기판 상에 볼록부를 패터닝할 수 있는 공정이라면 제한되지 않는다.On the other hand, since the above-described convex forming step S120 corresponds to a kind of preliminary step of forming the convex for the first time in order to produce a high density stamp, the convex portion may be patterned on the substrate such as EUV lithography, electron beam patterning, and interference lithography process. Any process that can be used is not limited.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법의 나노패턴 형성단계와 볼록부 제거단계와 반응층 제거단계 공정을 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 2 schematically illustrates a process of forming a nanopattern, removing a convex portion, and removing a reactive layer of a method for forming a high density nanopattern according to a first embodiment of the present invention.

상기 나노패턴 형성단계(S130)에서는 상기 형성된 볼록부(131)를 이용하여 고종횡비의 격벽구조인 나노패턴(140)을 성형하는 단계이다.In the nanopattern forming step (S130), the nanopattern 140 having a high aspect ratio partition structure is formed by using the formed convex portion 131.

도 2(a)에 도시된 바와 같이, 이온발생 플라즈마로부터 발생되는 아르곤 이온(Ar+) 빔(B)을 잔류층(132)이 제거됨에 따라 외부에 노출되는 반응층(120)에 조사하여 반응층(120)을 제거하는 이온밀링(ion milling) 공정을 수행한다. 이때, 이온밀링공정은 발생되는 아르곤 이온빔(B)을 가속시켜 반응층(120)과 충돌을 일으키도록 하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2 (a), the argon ion (Ar + ) beam B generated from the ion generating plasma is irradiated to the reaction layer 120 exposed to the outside as the residual layer 132 is removed. An ion milling process is performed to remove layer 120. At this time, the ion milling process is to accelerate the generated argon ion beam (B) to cause a collision with the reaction layer (120).

이온빔(B)과 충돌되는 반응층(120)은 입자화되어 식각되나, 그 중 일부의 반응층 입자들은 튀어나오면서 제거되지 못하고, 양측에 수직으로 돌출 형성된 볼록부(131)의 측벽에 재증착됨으로써 격벽형상의 나노패턴(140)을 형성한다.The reaction layer 120 that collides with the ion beam B may be granulated and etched, but some of the reaction layer particles may not be removed while being protruded and redeposited on the sidewalls of the convex portion 131 protruding perpendicularly to both sides. A barrier rib-shaped nanopattern 140 is formed.

따라서, 반응층(120) 입자의 재증착으로 인하여 형성되는 나노패턴(140)의 격벽 구조는 하나의 볼록부(131) 당 양측벽에 각 하나씩 총 두 개가 형성되는 것으로, 본 실시예에서는 총 2n개의 나노패턴(140)이 형성된다.Accordingly, two partition walls of the nanopattern 140 formed by the redeposition of the particles of the reaction layer 120 are formed on each side wall of each convex portion 131, one in total, 2n in this embodiment. Nano patterns 140 are formed.

또한, 볼록부(131)의 하방에 증착된 반응층(120), 즉, 볼록부(131)와 기판(110)의 사이에 개재되는 반응층(120)의 대부분은 이온빔(B)과의 직접 충돌이 없었으므로 식각되지 않은 상태로 남아있게 된다.In addition, most of the reaction layer 120 deposited under the convex portion 131, that is, the reaction layer 120 interposed between the convex portion 131 and the substrate 110, is directly in contact with the ion beam B. Since there was no collision, it 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 나노패턴(140) 구조물의 폭에 영향을 미친다. 본 실시예에서는 이온빔(B)이 반응층(120)과 90˚를 형성하며 조사되도록 함으로써, 식각되면서 발생하는 반응층(120) 입자의 재증착 성능을 향상시키나, 조사각은 이에 제한되지 않고, 상술한 요건을 고려하여 조사각 및 조사시간을 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 of the nanopattern 140 structure to be formed. In this embodiment, the ion beam (B) is to be irradiated to form a 90 ° with the reaction layer 120, thereby improving the redeposition performance of the reaction layer 120 particles generated during etching, 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.

한편, 이온빔(B)의 조사각 외에도 상술한 반응층 적층단계(S110)에서 기판(110)에 적층되는 반응층(120)의 두께가 두꺼워 질수록 재층착으로 인하여 형성되는 나노패턴(140)의 폭도 두꺼워 지는 것이므로, 앞선 반응층 적층단계(S110)에서는 형성될 나노패턴(140)의 폭을 고려하여 반응층(120)의 두께를 결정하는 것이 바람직하다.Meanwhile, in addition to the irradiation angle of the ion beam B, as the thickness of the reaction layer 120 stacked on the substrate 110 increases in the above-described reaction layer stacking step S110, the nano-pattern 140 formed by re-lamination is formed. Since the width also becomes thick, it is preferable to determine the thickness of the reaction layer 120 in consideration of the width of the nano-pattern 140 to be formed in the above reaction layer stacking step (S110).

도 2(b) 및 도 2(c)를 참조하면, 상기 볼록부 제거단계(S140)는 볼록부(131)를 제거함으로써, 나노패턴(140) 및 나노패턴(140) 하방의 반응층(120)을 외부로 노출시키는 단계이다. 본 단계에서는 O2 플라즈마 애싱(plasma ashing) 공정을 통하여 볼록부(131)를 제거한다.Referring to FIGS. 2B and 2C, in the removing of the convex portion S140, the convex portion 131 may be removed to form the nanopattern 140 and the reaction layer 120 below the nanopattern 140. ) To the outside. In this step, the convex portion 131 is removed through an O 2 plasma ashing process.

도 2(d)를 참조하면, 상기 반응층 제거단계(S150)는 제거된 볼록부(131)에 의하여 외부로 노출되는 반응층(120), 즉, 볼록부(131)와 기판(110) 사이에 개재되어 이온빔(B)을 통한 식각 공정에 영향을 거의 받지 못했던 반응층(120) 부분을 제거하는 단계이다. 따라서, 본 반응층(120)을 제거함으로써, 기판(110) 상에는 상호 이격되며 길게 형성되는 나노패턴(140) 만이 남는다.Referring to FIG. 2 (d), the reaction layer removing step S150 may be 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. The step of removing the portion of the reaction layer 120 which is interposed therebetween is hardly affected by the etching process through the ion beam B. Accordingly, by removing the present reaction layer 120, only the nanopattern 140, which is formed to be spaced apart from each other and is formed long, remains on the substrate 110.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법의 스탬프 제작단계 공정을 개략적으로 도시한 것이다.Figure 3 schematically shows a stamp manufacturing step process of the high-density nanopattern forming method according to the first embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스탬프 제작단계(S160)는 기판(110) 상에 형성되는 나노패턴(140)을 이용하여 임프린팅 스탬프(S')를 제작하는 단계이다. As shown in FIG. 3, the stamp manufacturing step S160 is a step of manufacturing an imprinting stamp S ′ using the nanopattern 140 formed on the substrate 110.

본 단계에서는 상호 이격되는 나노패턴(140) 사이에 고분자 혹은 유-무기 복합레진을 충진시키고, 이를 경화한 후에 기판(110)으로부터 이형시키는 방식을 통하여 진행된다. 따라서, 본 단계에 의하면, 나노패턴(140)에 대응되는 형상의 함몰패턴(150)이 형성되는 임프린팅 스탬프(S')가 제작된다.In this step, the polymer or organic-inorganic composite resin is filled between the nanopatterns 140 spaced apart from each other, and then cured and then released from the substrate 110. Therefore, according to this step, an imprinting stamp S 'having the recessed pattern 150 having a shape corresponding to the nanopattern 140 is formed.

한편, 본 단계에서 임프린팅 스탬프(S')를 제작하기 위하여 나노패턴(140) 사이에 충진되는 재질은 후술하는 함몰패턴 제어단계(S170)에서 사용되는 공정에 따라 달라질 수 있으며, 이에 관하여는 후술한다.On the other hand, the material to be filled between the nano-pattern 140 in order to produce the imprinting stamp (S ') in this step may vary depending on the process used in the recessed pattern control step (S170) to be described later, with respect to do.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법의 함몰패턴 제어단계 공정을 개략적으로 도시한 것이다.4 schematically illustrates a process of controlling the recessed pattern of the method for forming the high density nanopattern according to the first embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 함몰패턴 제어단계(S170)는 스탬프 제작단계(S160)에서 제작되는 임프린팅 스탬프(S') 상에 형성되는 함몰패턴(150)의 폭을 증가시키는 동시에 이웃하는 함몰패턴(150) 간의 이격간격을 감소시키는 단계이다.As shown in FIG. 4, the recess pattern control step S170 increases the width of the recess pattern 150 formed on the imprinting stamp S ′ produced in the stamp manufacturing step S160, and the neighboring pattern is increased. This is a step of reducing the spacing between the recessed pattern 150.

한편, 본 함몰패턴 제어단계(S170)는 임프린팅 스탬프(S')의 재질에 따라 다양한 공정을 통하여 수행되며, 각 임프린팅(S') 재질 별로 적합한 방법에 대해서 설명한다.On the other hand, the depression pattern control step (S170) is carried out through a variety of processes according to the material of the imprinting stamp (S '), it will be described a suitable method for each imprinting (S') material.

먼저, 임프린팅 스탬프(S')가 고분자 물질인 경우에는 산소 플라즈마 애칭(O2 Plasma Etching)을 수행하여 함몰패턴(150)의 내측벽을 에칭함으로써 함몰패턴(150)의 폭이 증가하고, 함몰패턴(150) 간의 이격간격이 감소하게 된다.First, when the imprinting stamp S 'is a polymer material, the width of the recessed pattern 150 is increased by etching oxygen inner walls of the recessed pattern 150 by performing oxygen plasma etching (O 2 Plasma Etching). The spacing between the patterns 150 is reduced.

다음으로, 임프린팅 스탬프(S')가 금속-산화물 전구체 재질로 이루어진 경우에는 임프린팅 스탬프(S')를 가열함으로써 가열시에 부피가 수축하는 재질의 특성을 이용하여 함몰패턴(150)의 폭을 증가시킬 수 있다. Next, in the case where the imprinting stamp S 'is made of a metal-oxide precursor material, the width of the recessed pattern 150 is formed by heating the imprinting stamp S' by using a property of a material that shrinks in volume upon heating. Can be increased.

따라서, 상술한 함몰패턴 제어단계(S170)를 완료하면 다수개의 함몰패턴(150)을 가지는 임프린팅 스탬프(S')가 형성된다.Therefore, upon completion of the above-described depression pattern control step S170, an imprinting stamp S 'having a plurality of depression patterns 150 is formed.

임프린팅 스탬프(S')가 제작된 이후에, 상술한 반응층 적층단계(S110) 내지 반응층 제거단계(S150)를 다시 수행하되, 볼록부 형성단계(S120)에서는 새롭게 제작된 임프린팅 스탬프(S')를 이용한다.After the imprinting stamp S 'is produced, the above-described reaction layer stacking step S110 to the reaction layer removing step S150 are performed again, but in the convex forming step S120, a newly manufactured imprinting stamp ( S ').

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법에서 제작된 스탬프를 이용하여 나노패턴 형성단계를 반복수행하여 고밀도의 나노패턴을 형성하는 공정을 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 5 schematically illustrates a process of forming a high-density nanopattern by repeatedly performing a nanopattern forming step using a stamp manufactured in the high-density nanopattern forming method according to the first embodiment of the present invention.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 새롭게 제작된 임프린팅 스탬프(S')를 이용하여 반응층 적층단계부터 반응층 제거단계 까지 순서대로 수행하면 볼록부(131)가 총 2n개 형성되고, 나노패턴(140')은 총 4n개가 형성된다. That is, as shown in Figure 5, using the newly produced imprinting stamp (S ') in order from the reaction layer stacking step to the reaction layer removal step in order to form a total of 2n convex portion 131, nano A total of 4n patterns 140 'are formed.

즉, 상술한 고밀도 반응층 적층단계 내지 함몰패턴 제어단계를 반복적으로 수행하되, 최종 제작되는 임프린팅 스탬프를 나노패턴 형성단계에 이용함으로써, 형성되는 나노패턴 및 임프린팅 스탬프의 함몰패턴의 갯수는 급격히 증가한다. That is, while repeatedly performing the above-described high density reaction layer stacking step and the depression pattern control step, by using the final produced imprinting stamp in the nanopattern forming step, the number of nanopatterns formed and the depression pattern of the imprinting stamp is rapidly increased. Increases.

따라서, 상술한 공정에서 제작되는 임프린팅 스탬프를 재이용하여 전공정을 반복 수행함으로써 고밀도의 나노패턴를 형성하는 동시에 고밀도의 함몰패턴이 형성되는 임프린팅 스탬프를 제작할 수 있다.
Therefore, by repeating the entire process by using the imprinting stamp produced in the above-described process, it is possible to produce an imprinting stamp in which a high-density nanopattern is formed and a high-density depression pattern is formed.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법에 대하여 설명한다. Next, a method of forming a high density nanopattern according to a second embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 제2실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법(S200)은 볼록부 형성단계(S210)와 반응층 적층단계(S220)와 나노패턴 형성단계(S230)와 볼록부 제거단계(S240)와 잔류층 제거단계(S250)와 스탬프 제작단계(S160)와 함몰패턴 제어단계(S170)를 포함한다. 한편, 스탬프 제작단계와 함몰패턴 제어단계는 제1실시예에서 상술한 구성과 동일한 것이므로 중복설명은 생략한다.The high-density nanopattern forming method (S200) according to the second embodiment of the present invention includes a convex forming step (S210), a reaction layer stacking step (S220), a nanopattern forming step (S230), and a convex removing step (S240) and Residual layer removing step (S250), stamp manufacturing step (S160) and the recessed pattern control step (S170). On the other hand, the stamp manufacturing step and the recessed pattern control step is the same as the above-described configuration in the first embodiment, and thus redundant description is omitted.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법의 볼록부 형성단계와 반응층 적층단계 공정을 개략적으로 도시한 것이다.6 schematically illustrates the process of forming the convex portion and the reaction layer lamination step of the method for forming the high density nanopattern according to the second embodiment of the present invention.

상기 볼록부 형성단계(S210)는 반응층이 아닌 기판(210) 상에 볼록부(221)를 직접 성형하는 단계이다. 본 실시예의 볼록부 형성단계(S210)는 레지스트 적층단계(S211)와 임프린팅단계(S212)를 포함한다. The convex forming step (S210) is a step of directly forming the convex portion 221 on the substrate 210 instead of the reaction layer. The convex forming step (S210) of the present embodiment includes a resist stacking step (S211) and an imprinting step (S212).

도 6(a) 및 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 상기 레지스트 적층단계(S211)와 임프린팅 단계(S212)는 반응층이 아닌 기판(210) 상에 볼록부(221)를 형성하는 것으로서, 제1실시예에서 상술한 공정과 동일하므로 중복설명은 생략한다. 다만, 본 실시예에서는 별도의 잔류층을 제거하지 않고 남겨두며, 기판(210) 상에는 상호 이격되는 볼록부(221) 및 볼록부(221) 사이에서 상대적으로 낮은 높이의 잔류층(222)이 교대로 형성된다.As shown in FIGS. 6A and 6B, the resist stacking step S211 and the imprinting step S212 form convex portions 221 on the substrate 210 instead of the reaction layer. As the process is the same as the above-described process in the first embodiment, redundant description is omitted. However, in the present embodiment, the residual layer is not removed, and the remaining layer 222 having a relatively low height is alternated between the convex portions 221 and the convex portions 221 spaced apart from each other on the substrate 210. Is formed.

도 6(c)에 도시된 바와 같이, 상기 반응층 적층단계(S220)는 볼록부(221)의 상측 및 잔류층(222)의 상측에 반응층(230)을 적층하는 단계이다.As shown in FIG. 6C, the reaction layer stacking step S220 is a step of stacking the reaction layer 230 on the upper side of the convex portion 221 and the upper side of the residual layer 222.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법의 나노패턴 형성단계 공정을 개략적으로 도시한 것이다.7 schematically illustrates a nanopattern forming step process of the method for forming a high density nanopattern according to the second embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 나노패턴 형성단계(S230)는 볼록부(221)의 양측벽에 격벽형태의 나노패턴(240)을 적층하는 단계이다.As shown in FIG. 7, the nanopattern forming step (S230) is a step of stacking the nanopattern 240 having a barrier rib shape on both sidewalls of the 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 볼록부(221)의 상면에 적층된 반응층(230)의 대부분은 입자화된 후에 식각되는 것이나, 잔류층(222)의 상면에 적층된 반응층(230) 중 일부의 입자들은 튀어나오면서 양측에 수직으로 돌출되는 볼록부(221)의 측벽에 재증착됨으로써, 격벽 구조의 나노패턴(240)을 형성하게 된다.Most of the reaction layer 230 stacked on the top surface of the convex portion 221 among the reaction layer 230 colliding with the ion beam B is etched after being granulated, but the reaction stacked on the top surface of the residual layer 222. Particles of some of the layers 230 are re-deposited on the sidewalls of the convex portion 221 protruding vertically on both sides, thereby forming the nanopattern 240 of the barrier rib structure.

이때, 조사되는 이온빔(B)과 반응층(230)이 이루는 각도, 즉, 이온빔(B)의 조사각 및 조사시간 등은 반응층(230)의 식각률 및 볼록부(221) 측벽에 재증착됨으로써 형성되는 나노패턴(240)의 폭(w)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 re-deposited on the etch rate of the reaction layer 230 and the sidewalls of the convex portion 221. Affects the width w of the nanopattern 240 to be formed. 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 나노패턴(240)은 하나의 볼록부(221) 당 두 개씩이 형성된다.Therefore, two nanopatterns 240 are formed per convex portion 221 due to the re-deposition of particles of the reaction layer 230.

이때, 조사되는 이온빔(B)과 반응층(230)이 이루는 각도, 즉, 이온빔(B)의 조사각 및 조사시간 등은 반응층(230)의 식각률 및 볼록부(221) 측벽에 재증착됨으로써 형성되는 나노패턴(240) 구조물의 폭에 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 re-deposited on the etch rate of the reaction layer 230 and the sidewalls of the convex portion 221. Affects the width of the nano-pattern 240 structure is formed. 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.

한편, 이온빔(B)의 조사각 외에도 상술한 반응층 적층단계(S220)에서 기판(210)에 적층되는 반응층(230)의 두께가 두꺼워 질수록 재층착으로 인하여 형성되는 나노패턴(240)의 폭도 두꺼워 지는 것이므로, 앞선 반응층 적층단계(S220)에서는 최종 형성될 나노패턴(240)의 폭을 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 substrate 210 in the reaction layer stacking step (S220) described above, Since the width also becomes thick, it is preferable to determine the thickness of the reaction layer 230 in consideration of the width of the nano-pattern 240 to be finally formed in the above reaction layer stacking step (S220).

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법의 볼록부 제거단계와 잔류층 제거단계 공정을 개략적으로 도시한 것이다.8 schematically illustrates the process of removing the convex portion and the process of removing the residual layer of the method of forming the high-density nanopattern according to the second embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 잔류층 제거단계(S250)는 볼록부 제거단계(S240)에서 볼록부(221)를 제거한 후에, 노출되는 잔류층(222)을 모두 제거하는 단계로서, 볼록부(221)를 제거하는 공정과 동일한 공정을 통하여 제거한다.As shown in FIG. 8, the residual layer removing step S250 is a step of removing all of the exposed residual layer 222 after removing the convex portion 221 in the convex portion removing step S240. It removes through the same process as the process of removing (221).

따라서, 본 실시예에 의하면 나노패턴(240)은 기판(210) 상에 바로 형성되는 것이 아니라, 레지스트 상에 형성된다.
Therefore, according to the present exemplary embodiment, the nanopattern 240 is not formed directly on the substrate 210 but is formed on the resist.

이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법(S300)에 대하여 설명한다.Hereinafter, a high density nanopattern forming method (S300) according to the third embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 제3실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법(S300)은 볼록부 형성단계(S110)와 나노패턴 형성단계(S320)와 볼록부 제거단계(S140)와 스탬프 제작단계(S160)와 함몰패턴 제어단계(S170)를 포함하며, 별도의 반응층 적층없이 고밀도의 나노패턴 및 임프린팅 스탬프를 제작하는 방법이다.The high-density nanopattern forming method (S300) according to the third embodiment of the present invention is recessed with the convex forming step (S110), the nanopattern forming step (S320), the convex removing step (S140), and the stamp manufacturing step (S160). It includes a pattern control step (S170), it is a method of manufacturing a high-density nanopattern and imprinting stamp without a separate reaction layer deposition.

한편, 본 실시예의 볼록부 형성단계(S110)와 볼록부 제거단계(S140)와 스탬프 제작단계(S160)와 함몰패턴 제어단계(S170)는 제1실시예에서 상술한 공정과 동일한 것이므로 중복설명은 생략한다.On the other hand, since the convex forming step (S110), the convex removing step (S140), the stamp manufacturing step (S160) and the recessed pattern control step (S170) of the present embodiment is the same as the above-described process in the first embodiment, duplicate description will be given. Omit.

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 고밀도 나노패턴 형성방법의 나노패턴 형성단계와 볼록부 제거단계 공정을 개략적으로 도시한 것이다.9 schematically illustrates a process of forming a nanopattern and removing a convex portion of the method of forming a high density nanopattern according to a third embodiment of the present invention.

제1실시예 및 제2실시예의 나노패턴 형성단계(S100, S200)에서 이온밀링의 재증착 현상을 이용한 것과는 달리, 본 실시예의 나노패턴 형성단계(S320)에서는 볼록부(320)의 측벽을 향하여 직접 증착하는 공정으로 진행되며, 경사증착단계(S321)와 증착물질 제거단계(S322)를 포함한다.Unlike the nano-pattern forming step (S100, S200) of the first embodiment and the second embodiment using the redeposition phenomenon of ion milling, in the nanopattern forming step (S320) of the present embodiment toward the side wall of the convex portion 320 Proceeds to the process of direct deposition, and includes a gradient deposition step (S321) and the deposition material removal step (S322).

즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 경사증착단계(S321)에서는 볼록부(320)의 측벽면을 향하여 증착물질을 직접 분사하되, 증착물질이 볼록부(320)의 측벽면과 경사를 형성하는 상태로 입사하도록 증착한다. 즉, 증착물질을 증착하는 각도가 볼록부(320)의 측벽면에 90˚ 이하의 각도를 형성하도록 하는 것이다.That is, as shown in Figure 9, in the inclined deposition step (S321) directly spray the deposition material toward the side wall surface of the convex portion 320, the deposition material forms a slope with the side wall surface of the convex portion 320 The deposition is carried out in such a state as to be incident. That is, the angle of depositing the deposition material is to form an angle of 90 degrees or less on the side wall surface of the convex portion 320.

따라서, 이에 의하면, 기판(310) 상에서 이웃하는 볼록부(320) 사이의 공간에는 증착물질이 증착되지 않은 상태에서 볼록부(320)의 외면에만 증착될 수 있도록 한다.Therefore, according to this, the deposition material is not deposited in the space between the adjacent convex portions 320 on the substrate 310 to be deposited only on the outer surface of the convex portion 320.

다시 말해, 경사를 형성하며 증착하는 경우에는 볼록부(320)가 이웃하는 볼록부(320)와의 사이 공간으로 증착되지 못하도록 방해물을 역할을 하므로 볼록부(320)의 측면에면 증착물질이 증착될 수 있는 것이다.In other words, in the case of depositing in a slope, the convex part 320 serves as an obstacle to prevent the convex part 320 from being deposited into a space between neighboring convex parts 320, so that the deposition material is deposited on the side of the convex part 320. It can be.

도 9(c)를 참조하면, 상기 증착물질 제거단계(S322)는 볼록부(320)의 상측에 증착되는 증착물질만을 선택적으로 제거하는 단계이다.Referring to FIG. 9C, the removing of the deposition material (S322) is a step of selectively removing only the deposition material deposited on the convex portion 320.

한편, 본 실시예에서 상술한 경사증착의 방법으로는 전자빔 증착법, 스퍼터링 증착법, 써멀 증착법 등이 사용될 수 있으며, 증착물질로는 제1실시예 및 제2실시예에서 이온빔 재증착 현상을 이용하기 위하여 사용되는 반응층과 동일한 소재를 그대로 이용할 수 있으며, 또는, 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 철(Fe), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO2), 산화하프늄(HfO2), 산화규소(SiO2), 질화규소(SiN), 질화갈륨(GaN), 갈륨비소(GaAs) 등과 같이 이온빔에 의하여 재증착 현상이 발생하지 않는 물질도 이용될 수 있다.Meanwhile, the above-described method of gradient deposition in the present embodiment may be used as an electron beam deposition method, a sputtering deposition method, a thermal deposition method, and the like as a deposition material in order to use the ion beam redeposition phenomenon in the first and second embodiments. The same material as the reaction layer used may be used as it is, or gold (Au), silver (Ag), aluminum (Al), copper (Cu), iron (Fe), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO). 2 ), materials such as hafnium oxide (HfO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN), gallium nitride (GaN), gallium arsenide (GaAs), etc. may not be used. have.

따라서, 본 실시예에 의하면, 재증착 현상 및 이온 빔을 이용하지 않고도 고밀도의 나노패턴 및 고밀도의 함몰패턴이 형성되는 임프린팅 스탬프를 제작할 수 있다.
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to manufacture an imprinting stamp in which a high density nanopattern and a high density depression pattern are formed without using the redeposition phenomenon and the ion beam.

한편, 상술한 본 발명의 제1실시예 내지 제3실시예에서는 나노패턴을 스트라이프 형태의 패턴인 것으로 설명하였으나, 나노패턴의 형태가 이에 제한되는 것은 아니고, 직경이 점점 커지는 다수의 원형의 패턴이 본 발명에 의하여 제작될 수 있다. Meanwhile, in the first to third embodiments of the present invention described above, the nanopattern is described as a stripe-shaped pattern, but the shape of the nanopattern is not limited thereto, and a plurality of circular patterns having a larger diameter are used. It can be produced by the present invention.

즉, 도 10 내지 도 13은 본 발명의 따른 고밀도 나노패턴 형성방법을 이용하여 실린더형 나노패턴을 제작하는 공정의 실시예를 개략적으로 도시한 것이며, 도 10 내지 도 13을 참조하여 간단히 설명한다.That is, FIGS. 10 to 13 schematically illustrate an embodiment of a process of manufacturing a cylindrical nanopattern using the high density nanopattern forming method according to the present invention, and will be briefly described with reference to FIGS. 10 to 13.

먼저, 도 10(a)에 도시된 바와 같이, 실린더 형의 볼록부(430)를 반응층(420) 상에 패터닝 하고, 도 10(b)에 도시된 바와 같이 이온빔을 조사하여 재증착 현상이 발현되도록 함으로써, 단면이 링형상인 나노패턴(440)이 형성된다.First, as shown in FIG. 10 (a), the cylindrical convex portion 430 is patterned on the reaction layer 420, and as shown in FIG. By expressing, a nanopattern 440 having a ring cross section is formed.

도 10(c) 및 도 10(d)에 도시된 바와 같이, 볼록부(430) 및 격벽형태의 나노패턴(440)을 형성하지 않고 기판(410) 상에 남아있는 반응층(420)을 선택적으로 제거하면, 기판(410) 상에는 나노패턴(440) 만이 남게 된다.As shown in FIGS. 10 (c) and 10 (d), the reaction layer 420 remaining on the substrate 410 is selectively formed without forming the convex portion 430 and the barrier rib-shaped nanopattern 440. If removed, only the nanopattern 440 remains on the substrate 410.

다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 나노패턴(440)을 몰드로 하여 이에 대응되는 함몰패턴(450)이 형성되는 스탬프(S)를 제작한다. 그리고나서, 도 12에 도시된 바와 같이, 스탬프(S)의 함몰패턴(450)을 에칭하여 폭을 넓힌다.Next, as shown in Figure 11, using the nano-pattern 440 as a mold to produce a stamp (S) in which a depression pattern 450 corresponding thereto is formed. Then, as shown in FIG. 12, the recessed pattern 450 of the stamp S is etched to widen the width.

도 13(a)에 도시된 바와 같이, 상기에서 제작된 스탬프(S)를 이용하여, 다시 볼록부(430')를 제작하고, 신규로 제작된 볼록부(430')의 내측벽 및 외측벽에 나노패턴(440')을 형성하면, 도 13(c)에 도시된 바와 같이, 순서대로 직경이 점점 커지는 링형상의 나노패턴(440')이 형성된다.As shown in FIG. 13 (a), the convex portion 430 ′ is manufactured again using the stamp S produced above, and the inner and outer walls of the newly produced convex portion 430 ′ are formed. When the nanopattern 440 'is formed, a ring-shaped nanopattern 440' is formed in order of increasing diameter as shown in FIG. 13 (c).

따라서, 상술한 과정을 반복함으로써, 동일 면적의 기판 상에 다수의 링형상의 나노패턴을 용이하게 형성할 수 있다.
Therefore, by repeating the above-described process, it is possible to easily form a plurality of ring-shaped nanopatterns on the same area of the substrate.

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. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

110 : 기판 120 : 반응층
130 : 레지스트 131 : 볼록부
132 : 잔류층 140 : 나노패턴
150 : 함몰패턴110: substrate 120: reaction layer
130: resist 131: convex portion
132: residual layer 140: nano pattern
150: depression pattern

Claims (7)

기판으로부터 돌출되는 복수개의 볼록부를 형성하는 볼록부 형성단계;
상기 볼록부의 양측벽에 증착되어 상호 이격되는 복수개의 나노패턴을 형성하는 나노패턴 형성단계;
상기 나노패턴이 형성되는 기판을 몰드로 하여 상기 나노패턴에 대응되는 함몰패턴을 가지는 임프린팅 스탬프를 제작하는 스탬프 제작단계;
상기 임프린팅 스탬프 상에 형성되는 함몰패턴의 폭을 증가시키는 동시에 이웃하는 함몰패턴 간의 이격거리를 감소시키는 함몰패턴 제어단계;를 포함하되,
상기 함몰패턴 제어단계에서 제작되는 임프린팅 스탬프를 이용하여 상기 볼록부 형성단계 및 상기 나노패턴 형성단계를 재수행함으로써 나노패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 나노패턴 형성방법.A convex forming step of forming a plurality of convex portions protruding from the substrate;
A nanopattern forming step of forming a plurality of nanopatterns which are deposited on both sidewalls of the convex portion and spaced apart from each other;
A stamp manufacturing step of manufacturing an imprinting stamp having a recessed pattern corresponding to the nanopattern by using the substrate on which the nanopattern is formed as a mold;
A depression pattern control step of increasing a width of the depression pattern formed on the imprinting stamp and reducing a separation distance between neighboring depression patterns;
The nano-pattern forming method of forming a nano-pattern by re-executing the convex forming step and the nano-pattern forming step by using the imprinting stamp produced in the depression pattern control step. 제1항에 있어서,
상기 함몰패턴 제어단계는 산소 플라즈마 에칭(O2 Plasma Etching)을 이용하는 것을 특징으로 하는 나노패턴 형성방법.The method of claim 1,
The depression pattern control step of the nano-pattern forming method using oxygen plasma etching (O 2 Plasma Etching). 제1항에 있어서,
상기 함몰패턴 제어단계는 상기 임프린팅 스탬프가 수축되도록 가열하거나 자외선 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 나노패턴 형성방법.The method of claim 1,
The depression pattern control step of the nano-pattern forming method characterized in that the imprinting stamp is heated to shrink or irradiated with ultraviolet light. 제3항에 있어서,
상기 임프린팅 스탬프의 재질은 금속 산화물 전구체 또는 자외선 경화형 전구체 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나노패턴 형성방법.The method of claim 3,
The material of the imprinting stamp is a nano-pattern forming method, characterized in that any one of a metal oxide precursor or an ultraviolet curable precursor. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 볼록부 형성단계는 상기 기판 상에 반응층을 적층한 이후에 상기 반응층의 상면에 상기 볼록부를 형성하고,
상기 나노패턴 형성단계에서는 이웃하는 상기 볼록부 사이의 반응층에 이온빔을 조사함으로써 상기 반응층을 식각하되, 상기 이온빔에 의하여 상기 반응층 중 적어도 일부가 상기 볼록부의 측벽에 재증착되어 상기 나노패턴을 형성하도록 하되,
상기 나노패턴 형성단계 이후에 상기 볼록부를 제거하는 볼록부 제거단계; 및 상기 이웃하는 나노패턴 사이의 기판 상에 적층된 반응층을 제거하는 반응층 제거단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노패턴 형성방법.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
In the forming of the convex portion, after forming a reaction layer on the substrate, the convex portion is formed on an upper surface of the reaction layer,
In the forming of the nanopattern, the reaction layer is etched by irradiating an ion beam to the reaction layer between adjacent convex portions, and at least a part of the reaction layer is redeposited on the sidewall of the convex portion by the ion beam to form the nanopattern. Form,
A convex removing step of removing the convex part after the nanopattern forming step; And a reaction layer removing step of removing the reaction layer stacked on the substrate between the neighboring nanopatterns. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 볼록부 형성단계에서는 상기 이웃하는 볼록부의 사이에 상기 볼록부보다 낮은 높이의 잔류층을 반복 형성하되,
상기 볼록부 형성단계 이후에 상기 볼록부 및 상기 잔류층의 상측에 반응층을 적층하는 반응층 적층단계;를 더 포함하고,
상기 나노패턴 형성단계에서는 이웃하는 상기 잔류층 상측의 반응층에 이온빔을 조사함으로써 상기 반응층을 식각하되, 상기 이온빔에 의하여 상기 반응층 중 적어도 일부가 상기 볼록부의 측벽에 재증착되어 상기 나노패턴을 형성하도록 하되,
상기 나노패턴 형성단계 이후에 상기 볼록부를 제거하는 볼록부 제거단계; 및 상기 이웃하는 나노패턴 사이의 기판 상에 적층된 반응층을 제거하는 반응층 제거단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노패턴 형성방법.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
In the forming of the convex portion, a residual layer having a lower height than the convex portion is repeatedly formed between the adjacent convex portions.
And a reaction layer stacking step of stacking a reaction layer on the convex portion and the residual layer after the convex portion forming step.
In the forming of the nanopattern, the reaction layer is etched by irradiating an ion beam to a neighboring reaction layer above the residual layer, and at least a portion of the reaction layer is redeposited on the sidewall of the convex portion by the ion beam to form the nanopattern. Form,
A convex removing step of removing the convex part after the nanopattern forming step; And a reaction layer removing step of removing the reaction layer stacked on the substrate between the neighboring nanopatterns. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나노패턴 형성단계에서 상기 기판의 상면과 경사를 이루며 상기 볼록부의 측벽면에 증착물질을 증착함으로써 나노패턴을 형성하되,
상기 나노패턴 형성단계 이후에 상기 볼록부의 상측에 적층되는 상기 증착물질만을 선택적으로 제거하는 증착물질 제거단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노패턴 형성방법.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
In the forming of the nano-pattern, the nano-pattern is formed by depositing a deposition material on the sidewall of the convex portion while forming an inclination with the top surface of the substrate,
And a deposition material removing step of selectively removing only the deposition material stacked on the convex portion after the nanopattern forming step.
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