KR101633551B1 - 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법, 이를 이용하여 제조되는 금형 및 금형 제조 방법 - Google Patents

플라즈마를 이용한 건식 식각 방법, 이를 이용하여 제조되는 금형 및 금형 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소재층의 상부에 코팅층을 형성하여 미세패턴 식각 공정 수행 시 원하는 식각 패턴이 형성되도록 하는 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 알루미늄 기판 상에 니켈-인으로 구성되는 소재층을 전기 도금하는 단계; 상기 소재층을 랩핑 공정 및 폴리싱 공정을 통해 경면 처리하는 단계; 상기 경면 처리된 소재층의 상부에 크롬으로 구성되는 코팅층을 증착시키는 단계; 상기 증착된 코팅층의 상부에 감광액을 도포하여 감광액층을 형성하는 단계; 전자 빔을 이용하여 노-마스크 방식으로 상기 감광액층을 노광하고 현상하여 패턴을 형성하는 단계; 및 플라즈마를 이용하여 상기 코팅층 및 상기 소재층을 상기 형성된 패턴을 따라 식각하는 단계;를 포함하는 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법이 제공될 수 있다.

Description

플라즈마를 이용한 건식 식각 방법, 이를 이용하여 제조되는 금형 및 금형 제조 방법{METHOD FOR DRY-ETCHING USING THE PLASMA, MOLD MANUFACTURED USING THE SAME AND METHOD FOR MANUFACTURING MOLD USING THE SAME}
본 발명은 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소재층의 상부에 코팅층을 형성하여 미세패턴 식각 공정 수행 시 원하는 식각 패턴이 형성되도록 하는 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법에 관한 것이다.
반도체 등의 제조 공정의 가공치수가 점차 미세화함에 따라 식각 공정에서 높은 식각 선택비와 미세 선폭의 제어 등에 관한 기술이 강조되고 있다. 이에 따라 원하는 프로파일의 패턴을 형성하는 건식 식각 방식이 식각 공정의 대다수를 차지하게 되는 추세이다.
건식 식각 공정은 크게 물리적 스퍼터링 방법, 반응성 이온 식각 방법 및 플라즈마 식각 방법으로 구분된다. 최근에는 포토레지스트막과 소재층 모두에 대해 높은 선택비를 가지는 플라즈마 건식 식각이 주로 이용되고 있는데, 이러한 플라즈마 식각 공정은 화학적으로 활성이 높은 가스를 진공으로 유지된 챔버 내에 투입하고 전자기장을 이용하여 플라즈마를 발생시킴으로써 수행된다.
최근에는 식각 공정이 서브마이크론(sub-micron)를 넘어 나노 레벨로 진행됨에 따라 수십 나노 이하 레벨의 패턴 가공이 필요하게 되었는데, 이러한 나노급 미세 패턴의 식각 공정 수행 시 소재층의 식각 깊이를 제어하는데 어려움이 있어왔다.
본 발명의 일 과제는, 패턴 깊이 제어에 유리하고 원하는 식각 형성을 용이하게 가공할 수 있는 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 알루미늄 기판 상에 니켈-인으로 구성되는 소재층을 전기 도금하는 단계; 상기 소재층을 랩핑 공정 및 폴리싱 공정을 통해 경면 처리하는 단계; 상기 경면 처리된 소재층의 상부에 크롬으로 구성되는 코팅층을 증착시키는 단계; 상기 증착된 코팅층의 상부에 감광액을 도포하여 감광액층을 형성하는 단계; 전자 빔을 이용하여 노-마스크 방식으로 상기 감광액층을 노광하고 현상하여 패턴을 형성하는 단계; 및 플라즈마를 이용하여 상기 코팅층 및 상기 소재층을 상기 형성된 패턴을 따라 식각하는 단계;를 포함하는 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법이 제공될 수 있다.
또 본 발명의 다른 양상에 따르면, 기판 상에 합금 소재의 제1 레이어를 형성하는 단계; 상기 제1 레이어 상에 미리 정해진 소재를 증착시켜 제2 레이어를 형성하는 단계; 상기 제2 레이어 상에 감광액을 도포하는 단계; 전자 빔으로 상기 감광액을 노광하여 패턴을 형성하는 단계; 및 플라즈마를 이용하여 상기 제1 레이어 및 상기 제2 레이어를 식각하여 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 상술한 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법을 이용하여 제조되는 나노미터 급의 패턴을 형성하는데 이용되는 금형이 제공될 수 있다.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 상술한 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법을 이용하여 나노미터 급의 패턴을 형성하는데 이용되는 금형에 관한 금형 제조 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 플라즈마 건식 식각 시 소재층 상부에 코팅층을 형성함으로써 단일 소재에 비하여 표면 경도가 높은 합금 소재로 이루어진 소재층에 대해서도 식각 패턴의 두께 제어가 용이하여 원하는 식각 형상을 가공할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법의 피대상물의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법이 진행되는 개략도이다.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.
본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 알루미늄 기판 상에 니켈-인으로 구성되는 소재층을 전기 도금하는 단계; 상기 소재층을 랩핑 공정 및 폴리싱 공정을 통해 경면 처리하는 단계; 상기 경면 처리된 소재층의 상부에 크롬으로 구성되는 코팅층을 증착시키는 단계; 상기 증착된 코팅층의 상부에 감광액을 도포하여 감광액층을 형성하는 단계; 전자 빔을 이용하여 노-마스크 방식으로 상기 감광액층을 노광하고 현상하여 패턴을 형성하는 단계; 및 플라즈마를 이용하여 상기 코팅층 및 상기 소재층을 상기 형성된 패턴을 따라 식각하는 단계;를 포함하는 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법이 제공될 수 있다.
또 본 발명의 다른 양상에 따르면, 기판 상에 합금 소재의 제1 레이어를 형성하는 단계; 상기 제1 레이어 상에 미리 정해진 소재를 증착시켜 제2 레이어를 형성하는 단계; 상기 제2 레이어 상에 감광액을 도포하는 단계; 전자 빔으로 상기 감광액을 노광하여 패턴을 형성하는 단계; 및 플라즈마를 이용하여 상기 제1 레이어 및 상기 제2 레이어를 식각하여 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법이 제공될 수 있다.
또 상기 합금 소재는, 니켈-인으로 제공되고, 상기 미리 정해진 소재는, 크롬일 수 있다.
또 상기 기판은, 알루미늄 소재로 제공될 수 있다.
또 상기 감광액을 노광하는 것은, 노-마스크 방식으로 상기 전자 빔을 직접적으로 조사하여 수행될 수 있다.
또 상기 감광액을 노광하는 것은, 노-마스크 방식으로 상기 전자 빔을 직접적으로 조사하여 수행될 수 있다.
또 상기 제2 레이어를 기계적으로 연마하여 경면 처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또 상기 기판은, 원통 형상 또는 평판 형상일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 상술한 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법을 이용하여 제조되는 나노미터 급의 패턴을 형성하는데 이용되는 금형이 제공될 수 있다.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 상술한 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법을 이용하여 나노미터 급의 패턴을 형성하는데 이용되는 금형에 관한 금형 제조 방법이 제공될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법의 피대상물(100)에 관하여 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법의 피대상물(100)의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 피대상물(100)은 나노급 패턴 형성에 이용되는 금형일 수 있다. 이를 위해 피대상물(100)은 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 전체적으로 평판 형상 또는 원통 형상을 가질 수 있다. 이러한 피대상물(100)의 사이즈는 피대상물(100)을 이용하여 나노 패턴을 형성하고자 하는 제품에 따라 제작될 수 있다. 예를 들어, 피대상물(100)은 원통 형상으로서 그 지름이 약 100 내지 300mm, 길이는 300 내지 약 1,200mm의 사이즈로 마련될 수 있다. 피대상물(100)의 형상이나 사이즈는 필요에 따라 적절히 변경될 수 있음은 물론이다.
이러한 피대상물(100)은 도 1의 (c)에 도시된 것과 같이 기판(120), 소재층(140) 및 코팅층(160)을 포함할 수 있다.
기판(120)은 금형의 본체를 이룬다. 이러한 기판(120)은 알루미늄(Al) 소재로 제공될 수 있다. 알루미늄 소재는 금속 중 비교적 밀도가 작아 경량화에 유리하며 또한 밀도에 비하여 충분한 강도를 제공할 수 있는 장점이 있다. 구체적으로 알루미늄(Al) 소재는 재료 기호 AL6061-0, AL6061-T4, AL6061-T6, AL7050-0, AL7050-T6 중 선택된 어느 하나를 사용하여 소재의 경량화를 추구함이 바람직하며, 소재의 크기가 클수록 소재의 경량화는 더 큰 기대효과를 제공받을 수 있다.
소재층(140)은 기판(120)의 상부에 층을 이루도록 제공될 수 있다. 소재층(140)은 주로 인(P) 함유량이 8 내지 20wt%인 니켈(Ni) 층으로 형성될 수 있다. 니켈(Ni)-인(P)로 이루어지는 소재층(140)은 전기 도금 방식에 의해 기판(120) 표면 상에 형성될 수 있다. 구체적으로 니켈(Ni)-인(P) 층은 무전해 니켈 도금 처리를 한 후 열처리됨에 따라 기판(120) 상에 형성될 수 있다. 이러한 소재층(140)은 도금 과정에서 적절한 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 소재층(140)은 약 100 내지 300㎛ 두께의 피막층으로 형성될 수 있다. 니켈(Ni)-인(P)의 합금 소재로 이루어지는 피막층은 그 표면 경도가 단일 금속 소재로 이루어지는 경우보다 높은 약 600 내지 950Hv가 될 수 있다. 이러한 고 경도의 소재층(140)은 피대상물(100)이 마모에 강건한 특성을 갖도록 하여 피대상물(100)의 금형으로서의 수명을 증대시키고 피대상물(100)로부터 제품에 전사되는 패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
코팅층(160)은 소재층(140)의 상부에 층을 이루도록 제공될 수 있다. 코팅층(160)은 주로 크롬(Cr) 층으로 이루어질 수 있다. 크롬(Cr) 소재의 코팅층(160)은 증착 방식에 의해 소재층(140) 상부에 형성될 수 있다. 크롬(Cr)으로 이루어진 코팅층(160)은 플라즈마를 이용한 식각 공정 중 보다 정밀한 식각이 가능하도록 해준다. 구체적으로 니켈(Ni)-인(P)의 합금 소재로 제공되는 소재층(140)은 단일 금속의 소재층(140)에 비하여 표면 경도가 강하여 식각 공정에서 두께 제어에 불리할 수 있는데, 소재층(140) 상부에 크롬(Cr)의 코팅층(160)이 코팅되면 식각 공정에서 보다 정밀한 패턴의 깊이 제어가 가능해질 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법에 관하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법의 순서도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법이 진행되는 개략도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 플라즈마를 이용한 건식 식각 방법은 기판(120) 상에 소재층(140)을 도금하는 단계(S110), 소재층(140)을 연마하는 단계(S120), 소재층(140) 상에 코팅층(160)을 증착하는 단계(S130), 코팅층(160) 상에 감광액층(180)을 코팅하는 단계(S140), 노광 및 현상을 수행하는 단계(S150) 및 플라즈마를 이용하여 건식 식각을 수행하는 단계(S160)를 포함할 수 있다. 이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저 기판(120)이 제공되면 그 표면 상에 소재층(140)이 도금될 수 있다(S110). 도금은 상술한 바와 같이 전기 도금 방식으로 이루어질 수 있다. 이때 인(P)을 함유한 무전해 니켈(Ni) 도금 방식으로 소재층(140)을 도금함에 따라 알루미늄(Al)으로 제공되는 기판(120) 상에 니켈(Ni)-인(P)으로 구성된 합금 소재의 소재층(140)을 형성할 수 있다.
소재층(140)이 기판(120) 상에 도금되면 다음으로는 소재층(140)을 연마할 수 있다(S120). 전기 도금 방식으로 기판(120) 상에 도금된 소재층(140)은 그 표면이 비교적 불균일할 수 있으므로, 이를 연마하여 경면 처리할 필요가 있다. 경면 처리는 크게 랩핑 공정(S120a)과 폴리싱 공정(S120b)로 이루어질 수 있다. 랩핑 공정(S120a)와 폴리싱 공정(S120b)는 각각 공작 기계에 의해 기계적으로 수행될 수 있다.
구체적으로 래핑 공정(S120a)은 입도 크기 1 내지 30㎛ 규격을 가지는 알루미나(AL203) 랩핑 필름 5 내지 7 종에 의해 소재층(140)을 연마시켜 이루어질 수 있다. 랩핑 공정(120a)에서는 서로 다른 입도 크기의 알루미나(AL203) 랩핑 필름을 큰 입도로부터 작은 입도 순으로 선택하여 피대상물(100)의 표면을 3 내지 8회 가량 연마하는 것을 반복함으로써 수행될 수 있다.
폴리싱 공정(S120b)은 입도 크기 3㎛ 내지 0.05㎛의 규격을 갖는 다이아몬드 스펜션 중 3 내지 5 종류의 서로 다른 입도 크기의 다이아몬드 서스펜션을 선택하여 입도 크기가 작은 순으로 각각 25 내지 35분간 단계적으로 실시함으로써 수행될 수 있다.
이로써 피대상물(100)이 도 3의 (b)에 도시된 기판(120) 상에 소재층(140)이 형성된 상태로 가공될 수 있다.
연마 공정이 종료되면, 소재층(140)의 상부에 코팅층(160)을 증착시킬 수 있다(S130). 코팅층(160)은 상술한 바와 같이 크롬(Cr) 층으로 제공될 수 있다.
크롬(Cr) 층은 연마된 소재층(140)의 상부에 증착 방식으로 형성될 수 있다. 증착되는 두께는 필요에 따라 적절히 조정이 가능하며, 바람직하게는 수 ㎛로 증착될 수 있다. 구체적으로 증착 과정은 먼저 증착기 내에 피대상물(100)을 투입한 다음 발열체에 증착물(예를 들어, 크롬(Cr))을 올려놓고 내부를 진공 상태로 만들어 소재층(140)에 증착물이 증착되도록 한다.
크롬(Cr)을 코팅하기 위한 증착 조건의 일 예로는 진공도가 10-4 내지 10-7 Torr, 가열 온도는 섭씨 1800 내지 2000도, 공정 시간은 20 내지 30초일 수 있다. 발열체는 텅스텐 필라멘트로 마련될 수 있으며, 여기에 약 100,000 내지 140,000V가 인가하여 가열 온도를 맞출 수 있다.
이와 같이 소재층(140) 상에 코팅층(160)이 증착되면 이를 건조시키게 된다. 건조는 자연 건조 방식으로 진행될 수 있으며 약 섭씨 80도의 온도에서 90 내지 120분 동안 강제 건조할 수 있다. 코팅층(160)은 건조됨에 따라 두께와 평활도가 균일하게 될 수 있다. 이로써, 도 3의 (c)에 도시된 소재층(140) 위에 코팅층(160)이 형성된 상태로 가공될 수 있다.
코팅층(160)이 형성되면 코팅층(160)의 상부에 감광액층(180)을 형성하고(S140), 노광 및 현상 공정을 수행하게 된다(S150). 감광액층(180)은 포토레지스트를 도포함에 따라 코팅층(160)의 위에 균일한 두께로 형성될 수 있다. 포토레지스트의 도포는 감광액이 뿌려진 기판(120)을 고속으로 회전시키는 스핀 코팅 방식으로 이루어져 그 도포층이 얇은 박막 형태를 이루도록 할 수 있다. 이외에도 도포는 화학증착법(CVD, Chemical Vapor Deposition)이나 물리적 증착법(PVD, Physical Vapor Deposition) 등의 방법으로 수행될 수 있다.
이처럼 감광액층(180)이 형성되면 마스크(No mask) 방식으로 전자빔(E-빔)을 이용하여 노광한 뒤 현상하여 원하는 형태의 패턴 모양을 피대상물(100)에 형성시키게 된다.
패턴 모양이 형성되면, 플라즈마를 이용하여 건식 식각함으로써 코팅층(160)과 소재층(140)에 원하는 패턴을 형성할 수 있다(S150). 도 3의 (d)는 단계 S140을 거쳐 감광액층(180)이 코팅층(160)에 도포된 피대상물(100)에 플라즈마 건식 식각을 하는 과정을 도시하고 있다. 이 과정에서 내마모성 향상을 위하여 소재층(140)에 복합 소재를 이용하는 경우에는 금형으로 이용 시 반복 작업에 강건한 장점이 있지만 패터닝 단계에서 패턴 두께를 일정하게 가져가기 힘든 점이 있는데, 본 발명에서는 코팅층(160)이 플라즈마 식각 과정에서 패턴 두께를 일정하게 제어하기 용이하도록 해주는 역할을 수행할 수 있다.
구체적으로 플라즈마를 이용한 건식 식각은 전기적으로 절연된 챔버 내에 소스 가스를 유입하고, 챔버의 내부 공간에 음압을 인가하여 진공 상태를 조성한 뒤 플라즈마 발생기로 전기 에너지를 인가하여 소스 가스를 이온화하여 플라즈마 분위기를 조성하여 이루어진다. 플라즈마 발생기로는 유도 결합 플라즈마(ICP: Inductively Coupled Plasma) 발생기, 용량 결합 플라즈마(CCP: Capacitor Coupled Plasma) 발생기가 이용될 수 있다
여기서, 소스 가스로는 불활성 가스가 이용될 수 있으며, 그 대표적인 예로는 아르곤(Ar), 질소(N2)가 있으며 이외에도 O₂, CF₄, CHF₃, H₂ 등이 이용될 수 있다.
이로써 피대상물(100)이 도 3의 (e)에 도시된 바와 패턴이 형성된 상태로 완성될 수 있다.
플라즈마 건식 식각에 의해 패턴이 형성되면, 마지막으로 잔류 물질을 기판(120)으로부터 제거하는 작업을 수행한다. 이러한 작업은 애싱(ashing) 또는 세정 공정을 반복함으로써 수행될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예들은 서로 별개로 또는 조합되어 구현되는 것도 가능하다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 피대상물
120: 기판
140: 소재층
160: 코팅층
180: 감광액층
P: 패턴

Claims (10)

  1. 알루미늄 기판 상에 니켈-인으로 구성되는 소재층을 전기 도금하는 단계;
    상기 소재층을 랩핑 공정 및 폴리싱 공정을 통해 경면 처리하는 단계;
    상기 경면 처리된 소재층의 상부에 크롬으로 구성되는 코팅층을 증착시키는 단계;
    상기 증착된 코팅층의 상부에 감광액을 도포하여 감광액층을 형성하는 단계;
    전자 빔을 이용하여 노-마스크 방식으로 상기 감광액층을 노광하고 현상하여 패턴을 형성하는 단계; 및
    플라즈마를 이용하여 상기 코팅층 및 상기 소재층을 상기 형성된 패턴을 따라 식각하는 단계;를 포함하는
    플라즈마를 이용한 건식 식각 방법.
  2. 기판 상에 니켈-인으로 이루어진 합금 소재의 제1 레이어를 전기 도금하는 단계;
    상기 제1 레이어를 랩핑 공정 및 폴리싱 공정을 통해 경면 처리하는 단계;
    상기 경면 처리된 제1 레이어 상에 크롬을 증착시켜 제2 레이어를 코팅하는 단계;
    상기 제2 레이어 상에 감광액을 도포하는 단계;
    전자 빔으로 상기 감광액을 노광하여 패턴을 형성하는 단계; 및
    플라즈마를 이용하여 상기 제1 레이어 및 상기 제2 레이어를 식각하여 상기 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는
    플라즈마를 이용한 건식 식각 방법.


  3. 삭제
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 기판은, 알루미늄 소재로 제공되는
    플라즈마를 이용한 건식 식각 방법.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 감광액을 노광하는 것은, 노-마스크 방식으로 상기 전자 빔을 직접적으로 조사하여 수행되는 것을 특징으로 하는
    플라즈마를 이용한 건식 식각 방법.


  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제2 항에 있어서,
    상기 기판은, 원통 형상 또는 평판 형상인 것을 특징으로 하는
    플라즈마를 이용한 건식 식각 방법.
  9. 원통 형상 또는 평판 형상으로 제공되는 기판;
    상기 기판 상에 전기 도금되고, 랩핑 공정 및 폴리싱 공정을 통해 경면 처리되는 니켈-인으로 이루어진 합금 소재의 제1 레이어; 및
    상기 경면 처리된 제1 레이어 상에 크롬을 증착시켜 코팅되는 제2 레이어;를 포함하되,
    상기 제1 레이어 및 상기 제2 레이어는, 상기 제2 레이어 상에 도포되는 감광액을 전자 빔을 이용하는 노-마스크 방식으로 미리 정해진 패턴으로 노광시킨 뒤 플라즈마를 이용하여 식각됨에 따라, 상기 기판 상에 나노미터 급의 패턴을 형성하는
    플라즈마를 이용한 건식 식각 방법에 의해 제작되는 나노미터 급의 패턴을 가지는 금형.
  10. 원통 형상 또는 평판 형상의 기판, 상기 기판 상에 전기 도금되는 니켈-인으로 이루어진 합금 소재의 제1 레이어 및 상기 제1 레이어 상에 크롬을 증착시켜 코팅되는 제2 레이어를 포함하고, 나노미터 급의 패턴을 가지는 금형의 제조 방법으로서,
    상기 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판에 상기 제1 레이어를 전기 도금하는 단계;
    상기 전기 도금된 상기 제1 레이어를 랩핑 공정 및 폴리싱 공정을 통해 경면 처리하는 단계;
    상기 경면 처리된 제1 레이어 상에 상기 미리 정해진 소재를 증착시켜 제2 레이어를 코팅하는 단계;
    상기 제2 레이어 상에 감광액을 도포하는 단계;
    전자 빔을 이용하는 노-마스크 방식으로 상기 감광액을 노광하여 패턴을 형성하는 단계; 및
    플라즈마를 이용하여 상기 제1 레이어 및 상기 제2 레이어를 식각하여 상기 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는
    플라즈마를 이용한 건식 식각 방법에 의한 나노미터 급의 패턴을 가지는 금형 제조 방법.

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013176953A (ja) * 2012-02-29 2013-09-09 Sumitomo Chemical Co Ltd 防眩フィルム作製のための金型およびその製造方法

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