KR101422112B1 - Method of nano-imprint lithography - Google Patents

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Abstract

본 발명은 나노임프린트 리소그래피 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 스탬프의 패턴이 기판 위에 도포된 레지스트에 전사되며, 자외선 조사에 의해 상기 레지스트가 경화되는 나노임프린트 리소그래피 방법에 있어서, 상기 스탬프의 패턴이 전사되는 영역에 선택적으로 자외선이 조사됨으로써, 나노패턴과 마이크로패턴이 복합적으로 형성된 패턴을 제작할 수 있는 나노임프린트 리소그래피 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nanoimprint lithography method and more particularly to a nanoimprint lithography method in which a pattern of a stamp is transferred onto a resist coated on a substrate and the resist is cured by ultraviolet irradiation, To a nanoimprint lithography method capable of producing a pattern in which a nano pattern and a micro pattern are formed in a complex manner by irradiating ultraviolet light selectively to the region.

Description

나노임프린트 리소그래피 방법{Method of nano-imprint lithography}[0001] The present invention relates to a nano-imprint lithography method,

본 발명은 나노임프린트 리소그래피 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 스탬프의 패턴이 기판 위에 도포된 레지스트에 전사되며, 자외선 조사에 의해 상기 레지스트가 경화되는 나노임프린트 리소그래피 방법에 있어서, 상기 스탬프의 패턴이 전사되는 영역에 선택적으로 자외선이 조사됨으로써, 나노패턴과 마이크로패턴이 복합적으로 형성된 패턴을 제작할 수 있는 나노임프린트 리소그래피 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a nanoimprint lithography method, and more particularly, to a nanoimprint lithography method in which a pattern of a stamp is transferred onto a resist coated on a substrate and the resist is cured by ultraviolet irradiation, To a nanoimprint lithography method capable of producing a pattern in which a nano pattern and a micro pattern are formed in a complex manner by irradiating ultraviolet light selectively to the region.

일반적으로, 반도체의 제조 공정에서는 실리콘(Silicon)과 유리(Glass) 등의 기판에 마스크(Mask) 또는 스탬프(Stamp)의 형상을 전사시켜 대량으로 마이크로미터 혹은 나노미터 크기의 미세한 형상이 제작된다.Generally, in the manufacturing process of a semiconductor, a mask or a stamp is transferred to a substrate such as silicon and glass to form a microstructure having a micrometer or nanometer size.

상기 방법 중 마스크 또는 스탬프의 형상을 전사시키는 방법에 있어서, 마스크를 사용하는 포토 리소그래피(Photo Lithography)는 레지스트(Resist)가 도포된 기판 위에 마스크를 정렬하여 위치시킨 후 빛을 조사하여 레지스트를 경화시킨다.In the method of transferring the shape of a mask or a stamp in the method, photolithography using a mask aligns the mask on a substrate coated with a resist and then irradiates light to cure the resist .

스탬프를 사용하는 임프린트 리소그래피(Imprint Lithography)는 레지스트가 도포된 기판 위에 스탬프를 정렬하여 위치시킨 후, 스탬프와 기판이 밀착된 상태에서 가압을 한 후 가열하거나 빛을 조사하는 등의 방법을 이용하여 레지스트를 경화시킨다.Imprint lithography using a stamp is a method of aligning and positioning a stamp on a substrate to which a resist is applied and then pressing the stamp in a state in which the stamp is in close contact with the substrate, .

국내등록특허 제0925762호(등록일 2009.11.02, 명칭 : 임프린트 방법)에는 열 경화에 의한 임프린트 리소그래피 방법이 개시되어 있으며, 국내등록특허 제0558754호(등록일 2006.03.02, 명칭 : UV 나노임프린트 리소그래피 공정 및 이 공정을 수행하는 장치)에는 자외선 조사에 의해 레지스트가 경화되는 임프린트 리소그래피 방법이 개시된 바 있다.A method of imprint lithography by thermosetting is disclosed in Korean Patent No. 0925762 (registered on November 11, 2009, entitled Imprint Method). Domestic registered patent No. 0558754 (name: UV nanoimprint lithography process, An apparatus for performing this process) discloses an imprint lithography method in which a resist is cured by ultraviolet irradiation.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 자외선 경화방식을 이용한 나노임프린트 리소그래피 공정은 레지스트가 도포된 기판위에 패턴이 형성되어 있는 스탬프를 접촉시킨 후, 적정 압력으로 가압을 수행하면 스탬프의 패턴에 따라 레지스트의 형태가 변화하게 되며, 이 때, 자외선이 조사되면 레지스트가 경화된다.As shown in FIG. 1, in the nanoimprint lithography process using the conventional ultraviolet curing method, when a stamp on which a pattern is formed is brought into contact with a substrate coated with a resist, and then the resist is pressed at an appropriate pressure, When the ultraviolet rays are irradiated, the resist is cured.

마지막으로, 상기 스탬프를 상기 기판으로부터 분리해내는 이형과정을 거치면 패턴전사가 완료된다.Finally, the pattern transfer is completed by releasing the stamp from the substrate.

한편, 일반적으로 나노임프린트 리소그래피를 위한 스탬프는 전자빔리소그래피(e-beam lithography), 간섭리소그래피(interference lithography), 콜로이드리소그래피(colloidal lithography) 등 2차원 형상에 기반을 둔 리소그래피 방법을 통해 제작되고 있다. 이에 따라, 종래의 나노임프린트 리소그래피 방법으로 제작되는 스탬프는 3차원 형상으로 제작되는 것이 어려울 뿐만 아니라, 나노패턴 및 마이크로 패턴이 동시에 존재하는 복합적인 형상의 다양한 스탬프를 제작하는데 한계가 있다.
Generally, stamps for nanoimprint lithography are manufactured through a lithography method based on a two-dimensional shape such as electron beam lithography (e-beam lithography), interference lithography, and colloidal lithography. Accordingly, it is difficult to fabricate stamps manufactured by the conventional nanoimprint lithography method in a three-dimensional shape, and there is a limit in manufacturing various stamps of complex shapes in which nanopatterns and micropatterns exist at the same time.

국내등록특허 제0925762호(등록일 2009.11.02, 명칭 : 임프린트 방법)Domestic registered patent No. 0925762 (registered on November 11, 2009, name: imprint method) 국내등록특허 제0558754호(등록일 2006.03.02, 명칭 : UV 나노임프린트 리소그래피 공정 및 이 공정을 수행하는 장치)Korean Registered Patent No. 0558754 (registered on March, 2, 2006, titled: UV nanoimprint lithography process and apparatus for performing this process)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스탬프의 패턴이 기판 위에 도포된 레지스트에 전사되며, 자외선 조사에 의해 상기 레지스트가 경화되는 나노임프린트 리소그래피 방법에 있어서, 상기 스탬프의 패턴이 전사되는 영역에 선택적으로 자외선이 조사됨으로써, 종래의 패터닝 기술들을 이용하여 단일 공정상에서 나노패턴과 마이크로패턴이 복합적으로 형성된 패턴을 제작할 수 있는 나노임프린트 리소그래피 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a nanoimprint lithography method in which a pattern of a stamp is transferred onto a resist coated on a substrate and the resist is cured by ultraviolet irradiation, The present invention provides a nanoimprint lithography method capable of producing a pattern in which a nanopattern and a micropattern are combined in a single process using conventional patterning techniques by selectively irradiating ultraviolet light to a region where a pattern of a stamp is transferred.

또한, 본 발명의 목적은 종래의 기술로 제작된 스탬프와 종래의 포토리소그래피용 포토마스크, 레이저빔 스캐닝에 의한 패터닝 방법 등을 이용하여 다양한 모양의 패턴을 제작할 수 있는 나노임프린트 리소그래피 방법을 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide a nanoimprint lithography method capable of producing patterns of various shapes using a stamp made by a conventional technique, a conventional photomask for photolithography, a patterning method using laser beam scanning, and the like .

본 발명의 나노임프린트 리소그래피 방법은 스탬프(300)의 패턴이 기판(100) 위에 도포된 레지스트(200)에 전사되며, 자외선 조사에 의해 상기 레지스트(200)가 경화되는 나노임프린트 리소그래피 방법에 있어서, 상기 스탬프(300)의 패턴이 전사되는 영역에 선택적으로 자외선이 조사된다.The nanoimprint lithography method of the present invention is a nanoimprint lithography method in which a pattern of a stamp 300 is transferred onto a resist 200 coated on a substrate 100 and the resist 200 is cured by ultraviolet irradiation, Ultraviolet rays are selectively irradiated to a region where the pattern of the stamp 300 is transferred.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 나노임프린트 리소그래피 방법은 상기 스탬프(300)의 상측면에 포토마스크(400)가 더 구비되며, 상기 포토마스크(400)의 상측에서 자외선이 조사될 수 있다.In the nanoimprint lithography method according to an embodiment of the present invention, a photomask 400 is further provided on the upper side of the stamp 300, and ultraviolet rays may be irradiated from above the photomask 400 .

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 나노임프린트 리소그래피 방법은 상기 스탬프(300)의 상측에 대물렌즈(510)를 포함한 광학수단(500)이 더 구비되어 상기 광학수단(500)을 통해 상기 스탬프(300)의 일정영역에 집광빔이 조사될 수 있다.The nanoimprint lithography method according to an embodiment of the present invention may further include an optical means 500 including an objective lens 510 on the upper side of the stamp 300, A condensing beam may be irradiated to a certain region of the substrate 300.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 나노임프린트 리소그래피 방법은 상기 대물렌즈(510)의 개구수 및 상기 광학수단(500)을 통해 조사되는 빛의 파장에 따라 집광빔의 크기가 조절될 수 있다.In the nanoimprint lithography method according to an embodiment of the present invention, the size of the condensing beam can be adjusted according to the numerical aperture of the objective lens 510 and the wavelength of the light irradiated through the optical unit 500 .

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 스탬프(300) 두께는 상기 대물렌즈(510)의 작동거리보다 얇은 것을 특징으로 한다.Further, the thickness of the stamp 300 according to an exemplary embodiment of the present invention is thinner than the working distance of the objective lens 510.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 나노임프린트 리소그래피 방법은 상기 기판(100)에 평평하게 도포된 레지스트(200) 위에 상기 스탬프(300)를 접촉시킨 다음, 상기 스탬프(300)에 형성된 패턴과 상기 레지스트(200) 사이에 형성된 공간에 모세관 현상을 이용하여 레지스트(200)를 충진시키는 것을 특징으로 한다.In the nanoimprint lithography method according to an embodiment of the present invention, the stamp 300 is brought into contact with the resist 200 applied on the substrate 100, and then the pattern formed on the stamp 300 The space formed between the resists 200 is filled with the resist 200 using a capillary phenomenon.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 나노임프린트 리소그래피 방법은 상기 스탬프(300)가 하측면에 고정되는 스탬프 고정챔버(600)에 공기압이 인가되며, 상기 스탬프 고정챔버(600)의 공기압에 의해 상기 스탬프(300)가 가압될 수 있다.
In the nanoimprint lithography method according to an embodiment of the present invention, air pressure is applied to a stamp fixing chamber 600 in which the stamp 300 is fixed to the lower side, and the air pressure of the stamp fixing chamber 600 The stamp 300 can be pressed.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 스탬프 고정챔버(600)는 내부에 상기 광학수단(500)의 전체 또는 일부영역이 수용될 수 있다.
In addition, the stamp fixing chamber 600 according to an embodiment of the present invention may accommodate all or a part of the area of the optical means 500 therein.

본 발명의 나노임프린트 리소그래피 방법은 스탬프의 패턴이 기판 위에 도포된 레지스트에 전사되며, 자외선 조사에 의해 상기 레지스트가 경화되는 나노임프린트 리소그래피 방법에 있어서, 상기 스탬프의 패턴이 전사되는 영역에 선택적으로 자외선이 조사됨으로써, 종래의 패터닝 기술들을 이용하여 단일 공정상에서 나노패턴과 마이크로패턴이 복합적으로 형성된 패턴을 제작할 수 있다는 장점이 있다.The nanoimprint lithography method of the present invention is a nanoimprint lithography method in which a pattern of a stamp is transferred onto a resist coated on a substrate and the resist is cured by ultraviolet irradiation, It is possible to fabricate a pattern in which nanopatterns and micropatterns are formed in a complex manner in a single process using conventional patterning techniques.

또한, 본 발명의 나노임프린트 리소그래피 방법은 종래의 기술로 제작된 스탬프와 종래의 포토리소그래피용 포토마스크, 레이저빔 스캐닝에 의한 패터닝 방법 등을 이용하여 다양한 모양의 패턴을 제작할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the nanoimprint lithography method of the present invention is advantageous in that patterns of various shapes can be produced by using a stamp made by a conventional technique, a conventional photolithography photomask, a patterning method by laser beam scanning, and the like.

또, 본 발명의 나노임프린트 리소그래피 방법은 나노미터 크기의 패턴 또는 나노-마이크로 형상이 복합적으로 존재하는 패턴을 용이하게 제작할 수 있어 태양광소자, LED소자와 같이 광학적인 방법에 의한 에너지 변환소자와, 바이오소자, 화학적 센서용 소자 등의 표면 상태를 개선하여 에너지 변환 효율을 높이거나 반응효율을 높이는데 기여할 수 있다.
In addition, the nanoimprint lithography method of the present invention can easily produce a pattern in which a nano-sized pattern or a nano-micro shape is complexly present. Thus, an energy conversion element by an optical method such as a solar device, Bio-devices, chemical sensor devices, etc., to improve the energy conversion efficiency or the reaction efficiency.

도 1은 종래의 자외선 경화방식을 이용한 나노임프린트 리소그래피 방법의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피 방법의 일실시예를 나타낸 개념도.
도 3 및 4는 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피 방법의 또 다른 실시예를 나타낸 개념도.
도 5는 도 3에 도시된 실시예에서 대물렌즈의 작동거리와 스탬프의 두께를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피 방법의 또 다른 실시예를 나타낸 개념도.
도 7 및 8은 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피 방법의 또 다른 실시예를 나타낸 개념도.
도 9는 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피 방법을 통해 제작된 나노-마이크로 복합패턴의 실시예를 나타낸 도면.1 is a conceptual view of a nanoimprint lithography method using a conventional ultraviolet curing method.
2 is a conceptual view showing an embodiment of a nanoimprint lithography method according to the present invention.
FIGS. 3 and 4 are conceptual views showing another embodiment of the nanoimprint lithography method according to the present invention.
5 is a view showing the working distance of the objective lens and the thickness of the stamp in the embodiment shown in Fig.
6 is a conceptual view showing another embodiment of the nanoimprint lithography method according to the present invention.
FIGS. 7 and 8 are conceptual diagrams showing another embodiment of the nanoimprint lithography method according to the present invention. FIG.
9 is a view showing an embodiment of a nano-micro composite pattern produced by the nanoimprint lithography method according to the present invention.

이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 나노임프린트 리소그래피 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the nanoimprint lithography method of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피 방법의 일실시예를 나타낸 개념도이고, 도 3 및 4는 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피 방법의 또 다른 실시예를 나타낸 개념도이며, 도 5는 도 3에 도시된 실시예에서 대물렌즈의 작동거리와 스탬프의 두께를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피 방법의 또 다른 실시예를 나타낸 개념도이고, 도 7 및 8은 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피 방법의 또 다른 실시예를 나타낸 개념도이며, 도 9는 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피 방법을 통해 제작된 나노-마이크로 복합패턴의 실시예를 나타낸 도면이다.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing one embodiment of the nanoimprint lithography method according to the present invention, FIGS. 3 and 4 are conceptual diagrams showing still another embodiment of the nanoimprint lithography method according to the present invention, FIG. 6 is a conceptual view showing another embodiment of the nanoimprint lithography method according to the present invention, and FIGS. 7 and 8 are cross-sectional views of a nanoimprint according to the present invention, FIG. 9 is a view showing an embodiment of a nano-micro composite pattern manufactured by the nanoimprint lithography method according to the present invention. FIG. 9 is a conceptual view showing another embodiment of the lithography method.

본 발명의 나노임프린트 리소그래피 방법은 스탬프(300)의 패턴이 기판(100) 위에 도포된 레지스트(200)에 전사되며, 자외선 조사에 의해 상기 레지스트(200)가 경화되는 나노임프린트 리소그래피 방법에 있어서, 상기 스탬프(300)의 패턴이 전사되는 영역에 선택적으로 자외선이 조사되는 것을 특징으로 한다.The nanoimprint lithography method of the present invention is a nanoimprint lithography method in which a pattern of a stamp 300 is transferred onto a resist 200 coated on a substrate 100 and the resist 200 is cured by ultraviolet irradiation, And ultraviolet rays are selectively irradiated to a region where the pattern of the stamp 300 is transferred.

실시예1Example 1

도 2에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 나노임프린트 리소그래피 방법은 상기 스탬프(300)의 상측면에 포토마스크(400)가 더 구비되어 상기 포토마스크(400)의 상측에서 자외선이 조사됨으로써, 일정영역에만 선택적으로 자외선이 조사되도록 할 수 있다.2, the nanoimprint lithography method of the present invention further includes a photomask 400 on the upper side of the stamp 300. By irradiating ultraviolet rays from the upper side of the photomask 400, It is possible to selectively irradiate ultraviolet rays.

먼저, 상기 레지스트(200)가 편평하게 도포된 기판(100)위에 스탬프(300)를 접촉시킨 후, 상기 스탬프(300) 상측면에 포토마스크(400)를 접촉시키고, 상기 기판(100) 및 스탬프(300)를 가압하게 된다. 그 다음 상기 포토마스트 상측면에서 자외선을 조사하게 되는데, 상기 스탬프(300)는 자외선이 투과될 수 있도록 투명재질로 제작되어 자외선이 상기 포토마스크(400)를 지나 상기 스탬프(300)를 투과할 수 있도록 한다.The photomask 400 is brought into contact with the side surface of the stamp 300 after the stamp 300 is brought into contact with the substrate 100 on which the resist 200 is flatly coated, (300). The stamp 300 is then made of a transparent material so that ultraviolet rays can be transmitted therethrough so that ultraviolet rays can pass through the photomask 400 and pass through the stamp 300. [ .

상술한 바와 같은 과정을 통해, 상기 레지스트(200)는 상기 포토마스크(400)에 의해 선택적으로 경화될 수 있다.Through the above-described process, the resist 200 can be selectively cured by the photomask 400.

다시 설명하면, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 자외선은 상기 포토마스크(400)에 형성된 패턴에 의해 패턴이 형성되지 않은 나머지 영역만을 투과하게 되며, 상기 스탬프(300)의 일부 영역에만 선택적으로 조사되어 상기 스탬프(300)에 의해 가압된 레지스트(200) 중 일부만 경화될 수 있다.2 (b), the ultraviolet rays are transmitted only through the remaining area where no pattern is formed by the pattern formed on the photomask 400, and only a part of the area of the stamp 300 Only a portion of the resist 200 selectively irradiated and pressed by the stamp 300 can be cured.

그 다음, 현상 과정을 통해 경화되지 않은 레지스트(200)를 상기 기판(100)에서 제거하게 되면 도 2의 (d)와 같이 마이크로미터 형상 위에 나노패턴이 형성된 나노-마이크로 복합패턴이 형성될 수 있다.Next, when the un-cured resist 200 is removed from the substrate 100 through the development process, a nano-micro composite pattern having a nano pattern formed on the micrometer shape may be formed as shown in FIG. 2 (d) .

본 발명의 나노임프린트 리소그래피 방법은 상기 포토마스크(400)를 지나는 자외선이 상기 포토마스크(400)의 경계에서 회절되는 것을 방지할 수 있도록 수십um 수준의 두께가 얇은 스탬프(300)를 사용하는 것이 바람직하다.In the nanoimprint lithography method of the present invention, it is preferable to use a stamp 300 having a thickness of several tens of um to prevent ultraviolet rays passing through the photomask 400 from being diffracted at the boundary of the photomask 400 Do.

실시예2Example 2

도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 상기 나노임프린트 리소그래피 방법은 상기 스탬프(300)의 상측에 대물렌즈(510)를 포함한 광학수단(500)이 더 구비되어 상기 광학수단(500)을 통해 상기 스탬프(300)의 일정영역에 집광빔이 조사됨으로써, 레지스트(200)가 선택적으로 경화되도록 할 수 있다.3 and 4, the nanoimprint lithography method further includes an optical means 500 including an objective lens 510 on the upper side of the stamp 300, A condensing beam is irradiated to a certain region of the resist pattern 300 so that the resist 200 can be selectively cured.

집광빔은 상기 대물렌즈(510)를 포함한 광학수단(500)에 의해 직접 조사되는 방식이므로 회절 현상이 발생되지 않는다는 장점이 있다.The condensing beam is directly irradiated by the optical means 500 including the objective lens 510, so that the diffraction phenomenon does not occur.

집광빔을 이용한 나노임프린트 리소그래피 방법은 기판(100)위에 편평하게 도포된 위에 스탬프(300)를 접착하여 가압한 다음 대물렌즈(510)를 통해 집광빔을 조사하게 된다.In the nanoimprint lithography method using a condensing beam, a stamp 300 is adhered on a flat surface of the substrate 100 and pressed, and then the condensing beam is irradiated through the objective lens 510.

도 4에 도시된 바와 같이, 집광빔은 레지스트(200) 경화를 통해 형성하고자 하는 패턴의 형상에 따라 이동하여 조사되며, 집광빔 조사를 마친 다음, 현상과정을 거쳐 도 3의 (d)와 같이 경화되지 않은 레지스트(200)를 제거하게 된다.As shown in FIG. 4, the condensed beam is moved and irradiated according to the shape of the pattern to be formed through the curing of the resist 200, and after the condensed beam is irradiated, The uncured resist 200 is removed.

이 때, 집광빔의 크기는 상기 대물렌즈(510)의 개구수(numerical aperture, NA) 및 상기 광학수단(500)을 통해 조사되는 빛의 파장(wavelength)에 따라 조절될 수 있다.At this time, the size of the condensing beam can be adjusted according to the numerical aperture (NA) of the objective lens 510 and the wavelength of the light irradiated through the optical means 500.

통상적인 대물렌즈(510)의 경우, 집광되는 빔의 크기를 줄이기 위해 개구수를 키우면 대물렌즈(510)가 가지는 작동거리(대물렌즈(510)의 아랫면으로부터 빔 초점까지의 거리)가 짧아지게 되며, 반대로, 집광되는 빔의 크기를 키우기 위해 개구수를 줄이면 대물렌즈(510)의 작동거리가 길어지게 된다.In the case of a typical objective lens 510, if the numerical aperture is increased to reduce the size of the focused beam, the working distance (the distance from the lower surface of the objective lens 510 to the beam focal point) of the objective lens 510 is shortened , Conversely, if the numerical aperture is decreased to increase the size of the beam to be focused, the working distance of the objective lens 510 becomes long.

상기 스탬프(300)는 상기 대물렌즈(510)와 기판(100) 사이에 위치되는데, 상술한 바와 같은 대물렌즈(510)의 작동거리를 고려하여, 상기 스탬프(300)의 두께가 상기 대물렌즈(510)의 작동거리보다 작아야 한다.The stamp 300 is positioned between the objective lens 510 and the substrate 100. The thickness of the stamp 300 may be determined by considering the working distance of the objective lens 510 as described above, 510).

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 대물렌즈(510)를 이동하여 집광빔을 임의 위치로 이동하는 과정에서 상기 대물렌즈(510) 및 기판(100) 간에 발생될 수 있는 상대적인 각도오차를 줄이기 위해 스탬프(300)의 두께는 가급적 얇은 것이 바람직하다.4, the relative angular error that may be generated between the objective lens 510 and the substrate 100 in the process of moving the objective lens 510 and moving the condensed beam to an arbitrary position may be reduced, The thickness of the weir stamp 300 is preferably as thin as possible.

한편, 일반적으로 임프린트 리소그래피 방법에서는 상기 기판(100)과 스탬프(300) 사이에 위치되는 레지스트(200) 면에 가압을 수행하기 위해 스탬프(300) 척과 기판(100) 척이 구비된다.In general, in the imprint lithography method, a stamp 300 and a substrate 100 chuck are provided to pressurize the surface of the resist 200 positioned between the substrate 100 and the stamp 300.

자외선 조사 방식의 리소그래피에 사용되는 스탬프(300) 척 및 스탬프(300)는 자외선이 투과 가능한 투명 재질인 유리, 퀄쯔(quartz) 또는 용융 실리카(fused silica)가 사용될 수 있으며, 상기 대물렌즈(510)와 스탬프(300) 사이에 위치되는 상기 스탬프(300) 척은 상기 대물렌즈(510)의 작동거리 확보를 위해 두께가 얇은 것이 바람직하다.
The stamp 300 and the stamp 300 used in ultraviolet irradiation lithography may be made of glass, quartz or fused silica, which is a transparent material through which ultraviolet rays can be transmitted, It is preferable that the chuck 300 located between the stamp 300 and the chuck 300 is thin in order to secure the working distance of the objective lens 510.

실시예3Example 3

실시예2에서 가압수단으로 스탬프(300) 척이 이용되는 것과 달리, 실시예3에서는 스탬프(300)척이 이용되지 않는 것을 특징으로 한다.The third embodiment is different from the second embodiment in that a stamp 300 is used as a pressurizing means. In the third embodiment, a stamp 300 is not used.

실시예3에 따른 본 발명의 나노임프린트 리소그래피 방법은 가압력을 이용하지 않고 상기 기판(100)에 도포된 레지스트(200) 위에 상기 스탬프(300)를 단순 접촉시킨 다음, 상기 스탬프(300)에 형성된 패턴과 상기 레지스트(200) 사이에 형성된 공간에 모세관 현상을 이용하여 레지스트(200)를 충진시킨다.The nanoimprint lithography method of the present invention according to the third embodiment is a method in which the stamp 300 is simply brought into contact with the resist 200 applied to the substrate 100 without using a pressing force, And the resist 200 is filled with a capillary phenomenon in a space formed between the resist 200 and the resist 200.

도 6(a)은 상기 스탬프가 상기 레지스트(200)위에 접촉된 후, 패턴 사이 빈 공간으로 상기 레지스트(200)가 서서히 충진되는 것을 나타낸 도면이다.6 (a) is a view showing that the resist 200 is gradually filled into a space between patterns after the stamp is brought into contact with the resist 200. FIG.

이 때, 상기 레지스트(200)는 편평하게 도포되지 않아도 되지만, 충분한 양이 도포되는 것이 바람직하며, 점도가 작은 것이 좋다.At this time, although the resist 200 does not need to be flatly applied, it is preferable that a sufficient amount of the resist 200 is applied, and the viscosity is small.

그 다음, 상기 광학수단(500)은 대물렌즈(510)를 이용하여 일정영역에 집광빔을 조사하게 되며, 상기 스탬프(300)를 분리시킨 후, 집광빔에 의해 자외선 경화된 레지스트(200)를 제외하고 경화되지 않은 레지스트(200)를 제거하여 패턴을 완성하게 된다.Then, the optical means 500 irradiates a condensing beam to a certain region using the objective lens 510. After separating the stamp 300, the ultraviolet-cured resist 200 is condensed by a condensing beam The un-cured resist 200 is removed to complete the pattern.

본 발명의 나노임프린트 리소그래피 방법은 스탬프(300) 척이 필요하지 않아 상기 대물렌즈(510)와 스탬프(300) 사이에 상기 대물렌즈(510)의 작동거리를 확보할 수 있다는 장점이 있다.The nanoimprint lithography method of the present invention has an advantage that a working distance of the objective lens 510 can be secured between the objective lens 510 and the stamp 300 because a stamp 300 is not required.

실시예4Example 4

실시예4에 따른 본 발명의 나노임프린트 리소그래피 방법은 스탬프(300) 척 없이, 상기 스탬프(300)가 하측면에 고정되는 스탬프 고정챔버(600)에 공기압이 인가되며, 상기 스탬프 고정챔버(600)의 공기압에 의해 상기 스탬프(300)가 가압되는 것을 특징으로 한다.The nanoimprint lithography method of the present invention according to the fourth embodiment is characterized in that air pressure is applied to a stamp fixing chamber 600 in which the stamp 300 is fixed to the lower side of the stamp 300, So that the stamp 300 is pressed by the air pressure of the air.

도 7 및 8에 도시된 바와 같이, 상기 스탬프 고정챔버(600)의 하측면에는 스탬프(300)가 고정되며, 상기 스탬프(300)가 상기 기판(100) 위에 편평하게 도포된 레지스트(200) 위에 접촉된 다음, 상기 스탬프 고정챔버(600)에 인가된 공기압에 의해 하측 방향으로 가압되어 상기 레지스트(200)에 패턴이 전사될 수 있다.7 and 8, a stamp 300 is fixed to a lower side of the stamp fixing chamber 600. The stamp 300 is mounted on the resist 200 flatly coated on the substrate 100 And then the pattern is transferred to the resist 200 by being pressed downward by the air pressure applied to the stamp fixing chamber 600.

이 때, 상기 스탬프 고정챔버(600)는 공정이 진행되는 동안 내부 압력이 점차적으로 상승됨으로써 상기 스탬프(300)에 일정한 압력이 인가되도록 할 수 있다.At this time, the internal pressure of the stamp fixing chamber 600 gradually increases during the process, so that a constant pressure can be applied to the stamp 300.

그 다음, 상기 스탬프 고정챔버(600)의 내부에 전체 또는 일부영역이 수용된 광학수단(500)에 의해 집광빔이 상기 스탬프(300)의 일부 영역에 선택적으로 조사된 후, 조사를 마치게 되면 상기 스탬프 고정챔버(600)의 공기압을 서서히 낮추면서 상기 스탬프(300)를 상기 기판(100)으로부터 분리하게 된다.After the condensing beam is selectively irradiated to a part of the area of the stamp 300 by the optical means 500 accommodating all or a part of the area inside the stamp fixing chamber 600, The stamp 300 is separated from the substrate 100 while the air pressure of the fixed chamber 600 is gradually lowered.

마지막으로, 경화되지 않은 레지스트(200)를 제거하여 패턴을 완성하게 된다.Finally, the uncured resist 200 is removed to complete the pattern.

상기 광학수단(500)은 도 7처럼 대물렌즈(510)를 포함한 광학수단(500) 전체가 상기 스탬프 고정챔버(600)에 수용될 수도 있으며, 도 8처럼 대물렌즈(510)와 같이 상기 광학수단(500)의 일부영역만 수용될 수도 있다.7, the optical means 500 may be accommodated in the stamp fixing chamber 600 as a whole, including the objective lens 510, and may be accommodated in the stamp fixing chamber 600 as in the case of the objective lens 510, Only a part of the region 500 may be accommodated.

이 때, 상기 스탬프 고정챔버(600)는 상기 스탬프(300)에 형성된 패턴의 형상에 따라 상기 광학수단(500)이 이동하면서 집광빔을 조사할 수 있도록 상기 광학수단(500)의 이동 영역보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.At this time, the stamp fixing chamber 600 is formed so as to be larger than the moving region of the optical means 500 so that the optical means 500 can move the condensing beam according to the shape of the pattern formed on the stamp 300 .

이 경우, 본 발명의 나노임프린트 리소그래피 방법은 스탬프(300) 척 없이도 상기 스탬프(300)를 일정한 압력으로 가압할 수 있어 상기 대물렌즈(510)의 작동거리 확보가 용이하다는 장점이 있다.In this case, the nanoimprint lithography method of the present invention is advantageous in that the working distance of the objective lens 510 can be easily secured because the stamp 300 can be pressed at a constant pressure without using the stamp 300.

실시예5Example 5

실시예 5는 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피 방법을 통해 제작된 나노-마이크로 복합패턴에 관한 것이다.Example 5 relates to a nano-micro composite pattern produced by the nanoimprint lithography method according to the present invention.

본 발명의 나노임프린트 리소그래피 방법은 점 패턴을 가지는 스탬프(300)를 이용하고, 집광빔을 선형으로 이동하여 조사함으로써, 도 9(a)에 도시된 것처럼, 선형패턴 위에 점 패턴이 형성된 나노-마이크로 복합패턴을 형성할 수 있다.The nanoimprint lithography method of the present invention uses a stamp 300 having a dot pattern and irradiates the condensed beam linearly to irradiate the nano-micro pattern with a dot pattern on the linear pattern as shown in Fig. 9 (a) A composite pattern can be formed.

또한, 본 발명의 나노임프린트 리소그래피 방법은 선형 패턴을 가지는 스탬프(300)를 이용하고, 집광빔을 점 형태로 조사하게 되면 점 패턴 위에 선형패턴이 형성된 나노- 마이크로 복합패턴을 형성할 수 있다.In addition, the nanoimprint lithography method of the present invention can form a nano-micro composite pattern in which a linear pattern is formed on a point pattern by using a stamp 300 having a linear pattern and irradiating the condensed beam in a point shape.

상술한 바와 같은 방법 외에도, 스탬프(300)의 형상 및 집광빔의 조사 방법에 따라 다양한 형태의 복합패턴 형성이 가능하다.
In addition to the above-described methods, various forms of composite patterns can be formed depending on the shape of the stamp 300 and the method of irradiating the condensed light beam.

이에 따라, 본 발명의 나노임프린트 리소그래피 방법은 종래의 패터닝 기술들을 이용하여 단일 공정상에서 나노패턴과 마이크로패턴이 복합적으로 형성된 패턴을 제작할 수 있다는 장점이 있다.Accordingly, the nanoimprint lithography method of the present invention is advantageous in that a pattern in which nanopatterns and micropatterns are combined in a single process can be manufactured using conventional patterning techniques.

또한, 본 발명의 나노임프린트 리소그래피 방법은 나노미터 크기의 패턴 또는 나노-마이크로 형상이 복합적으로 존재하는 패턴을 용이하게 제작할 수 있어 태양광소자, LED소자와 같이 광학적인 방법에 의한 에너지 변환소자와, 바이오소자, 화학적 센서용 소자 등의 표면 상태를 개선하여 에너지 변환 효율을 높이거나 반응효율을 높이는데 기여할 수 있다.
In addition, the nanoimprint lithography method of the present invention can easily produce a pattern in which a nanometer-sized pattern or a nano-micro shape is complexly present. Therefore, an energy conversion element by an optical method such as a solar device, Bio-devices, chemical sensor devices, etc., to improve the energy conversion efficiency or the reaction efficiency.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
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 invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.

100 : 기판
200 : 레지스트
300 : 스탬프
400 : 포토마스크
500 : 광학수단 510 : 대물렌즈
600 : 스탬프 고정챔버100: substrate
200: Resist
300: Stamp
400: Photomask
500: optical means 510: objective lens
600: stamp fixing chamber

Claims (8)

스탬프(300)의 패턴이 기판(100) 위에 도포된 레지스트(200)에 전사되며, 자외선 조사에 의해 상기 레지스트(200)가 경화되는 나노임프린트 리소그래피 방법에 있어서,
a) 상기 레지스트(200)가 편평하게 도포된 상기 기판(100) 위에 상기 스탬프(300)를 접촉 시켜 상기 스탬프(300)의 패턴이 상기 레지스트(200)에 전사되는 단계; 및
b) 상기 스탬프(300)의 상측에 구비되며 대물렌즈(510)를 포함하는 광학수단(500)에 의해 직접 조사된 집광빔이, 상기 스탬프(300)를 투과하여 상기 레지스트(200)에 선택적으로 조사되는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피 방법.
In a nanoimprint lithography method in which a pattern of a stamp 300 is transferred onto a resist 200 coated on a substrate 100 and the resist 200 is cured by ultraviolet irradiation,
a) step into contact with the stamp (300) over the substrate (100), the resist 200 is applied flat to the pattern of the stamp 300 is transferred to the resist (200); And
b) a condensing beam directly irradiated by the optical means 500 provided on the upper side of the stamp 300 and including the objective lens 510 is transmitted through the stamp 300 and selectively applied to the resist 200 A step to be investigated;
Wherein the nanoimprint lithography method comprises the steps of:
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 나노임프린트 리소그래피 방법은
상기 대물렌즈(510)의 개구수 및 상기 광학수단(500)을 통해 조사되는 빛의 파장에 따라 집광빔의 크기가 조절되는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피 방법.
 The method according to claim 1,
The nanoimprint lithography method
Wherein the size of the condensing beam is adjusted according to the numerical aperture of the objective lens (510) and the wavelength of the light irradiated through the optical unit (500).
제 4항에 있어서,
상기 스탬프(300) 두께는
상기 대물렌즈(510)의 작동거리보다 얇은 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피 방법.
5. The method of claim 4,
The thickness of the stamp (300)
Is smaller than the working distance of the objective lens (510).
제 5항에 있어서,
상기 나노임프린트 리소그래피 방법은
상기 기판(100)에 평평하게 도포된 레지스트(200) 위에 상기 스탬프(300)를 접촉시킨 다음,
상기 스탬프(300)에 형성된 패턴과 상기 레지스트(200) 사이에 형성된 공간에 모세관 현상을 이용하여 레지스트(200)를 충진시키는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피 방법.
6. The method of claim 5,
The nanoimprint lithography method
The stamp 300 is brought into contact with the resist 200 applied on the substrate 100 in a flat manner,
Wherein the resist (200) is filled using a capillary phenomenon in a space formed between the pattern formed on the stamp (300) and the resist (200).
제 6항에 있어서,
상기 나노임프린트 리소그래피 방법은
상기 스탬프(300)가 하측면에 고정되는 스탬프 고정챔버(600)에 공기압이 인가되며,
상기 스탬프 고정챔버(600)의 공기압에 의해 상기 스탬프(300)가 가압되는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피 방법.
The method according to claim 6,
The nanoimprint lithography method
Air pressure is applied to the stamp fixing chamber 600 where the stamp 300 is fixed to the lower side,
Wherein the stamp (300) is pressed by the air pressure of the stamp fixing chamber (600).
제 7항에 있어서,
상기 스탬프 고정챔버(600)는
내부에 상기 광학수단(500)의 전체 또는 일부영역이 수용되는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피 방법.8. The method of claim 7,
The stamp fixing chamber 600
Wherein all or a portion of the optical means (500) is received in the interior of the cavity.
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