KR101795020B1 - 표면적 향상 나노 임프린트용 스탬프 및 그 제조 방법 - Google Patents
표면적 향상 나노 임프린트용 스탬프 및 그 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 (a) 베이스 기판상에 복수의 제 1 나노 입자를 배열하는 단계; (b) 상기 베이스 기판 중 상기 제 1 나노 입자가 배열되지 않은 부분에 제 1패턴을 형성하는 단계; (c) 상기 제 1 나노 입자 간격 상에 복수의 제 2 나노 입자를 배열하고, 상기 제 1 나노 입자를 제거함으로써, 상기 1차 패턴 상에 제 2 나노 입자를 위치시키는 단계; (d) 상기 베이스 기판 중 상기 제 2 나노 입자가 배열되지 않은 부분에 제 2패턴을 형성하는 단계; (e) 상기 제 2 나노 입자를 제거하는 단계를 포함하는 표면적 향상 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법 및 이에 의해 제조된 나노 임프린트용 스탬프에 관한 것이다. 이에 의해, 임프린틴용 스탬프를 제조함에 있어, 2층 구조로 나노 입자를 적층하여 최소 피치 (최대 표면적)를 구현할 수 있다. 그 결과, 이러한 스탬프가 적용되는 제품의 성능 (예를 들어, LED에서는 광 추출효율 향상, 태양전지에서는 광 흡수율 향상 등)을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 나노 임프린트용 스탬프 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 임프린틴용 스탬프를 제조함에 있어, 2층 구조로 나노 입자를 적층하여 최소 피치 (최대 표면적)를 구현할 수 있는 표면적 향상 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법에 관한 것이다.
신호 처리 능력이 뛰어난 회로를 보다 좁은 면적에 구현하기 위한 고밀도의 회로기판의 제조에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이를 위해 나노 임프린트 리소그래피 기술을 이용한 스탬프를 제조하여 회로 기판을 제조하는 방안이 모색되었다.
나노 임프린트 리소그래피 기술을 이용한 스탬프는 자외선 투과 재질을 이용한 방법으로, 광 경화 물질이 도포된 실리콘 기판 상에 원본 스탬프를 접촉시켜 원본 스탬프에 포함된 패턴을 광 경화 물질에 임프린트하는 방식으로 형성될 수 있다. 이와 같이, 나노 임프린트 리소그래피 기술을 이용한 스탬프는 그 제조 공정이 복잡하여 제조 시간 및 제조 비용이 증가되는 문제점이 있었다.
그러나 나노 입자를 단일층으로 구성하여 플라즈마 애싱하는 방법은 전체 표면적을 증가시키는 점과 피치 사이즈를 최소화시키는 점에서 한계가 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 전체 표면적을 증가시킴과 동시에 피치 사이즈가 최소화된 표면적이 향상된 나노 임프린트용 스탬프 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 표면적 향상 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법은, (a) 베이스 기판상에 복수의 제 1 나노 입자를 배열하는 단계; (b) 상기 베이스 기판 중 상기 제 1 나노 입자가 배열되지 않은 부분에 제 1패턴을 형성하는 단계; (c) 상기 제 1 나노 입자 간격 상에 복수의 제 2 나노 입자를 배열하고, 상기 제 1 나노 입자를 제거함으로써, 상기 1차 패턴 상에 제 2 나노 입자를 위치시키는 단계; (d) 상기 베이스 기판 중 상기 제 2 나노 입자가 배열되지 않은 부분에 제 2패턴을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 제 2 나노 입자를 제거하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 (b) 단계는, 상기 배열된 제 1 나노 입자의 크기를 감소한 후, 제 1패턴을 형성하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 (a) 단계의 제 1 나노 입자의 배열 또는 (c)단계의 제 2 나노 입자의 배열은 규칙적인 것이 바람직하다.
그리고 상기 (c) 단계에서, 상기 제 1 나노 입자를 제거함과 동시에 상기 제 2 나노 입자의 크기를 감소할 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계의 제 1 나노 입자의 크기 감소 또는 상기 (c) 단계의 제 1 나노 입자의 제거 및 제 2 나노 입자의 크기 감소는, 산소 (O2) 플라즈마 애싱(ashing) 공정을 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (a) 단계의 배열 또는 제 (c) 단계의 배열은, 스핀 코팅법, 기울임법 및 드롭법 중 임의의 하나를 이용할 수 있다.
한편, 상기 (a) 단계의 제 1패턴 형성 또는 (d) 단계의 제 2패턴 형성은 반응성 이온 식각 공정을 이용할 수 있다.
한편, 이와 같은 공정에 의해 제조된 표면적 향상 나노 임프린트용 스탬프의 구조는 나노 입자의 직경보다 작은 패턴 폭이 형성되어 있다.
본 발명에 의해, 임프린틴용 스탬프를 제조함에 있어, 2층 구조로 나노 입자를 적층하여 최소 피치 (최대 표면적)를 구현할 수 있다. 그 결과, 이러한 스탬프가 적용되는 제품의 성능 (예를 들어, LED에서는 광 추출효율 향상, 태양전지에서는 광 흡수율 향상 등)을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 표면적 향상 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법의 블록도.
도 2는 도 1의 각 블록도에 대응하는 나노 임프린트용 스탬프 제조 공정의 단면도.
도 2는 도 1의 각 블록도에 대응하는 나노 임프린트용 스탬프 제조 공정의 단면도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 일 실시형태에 따른 표면적 향상 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 표면적 향상 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법의 블록도이며, 도 2는 도 1의 각 블록도에 대응하는 나노 임프린트용 스탬프 제조 공정의 단면도이다. 도 2를 참조하면, 우선, 베이스 기판 (110)상에 복수의 제 1 나노 입자 (120)를 배열한다 (S1). 여기서 제 1 나노 입자 (120)는 폴리 스티렌 또는 PMMA (PolyMethly Methacrylate)일 수 있으나 반드시 이에 한정하지는 않는다. 또한, 베이스 기판 (110)은 용도에 따라 사파이어 기판, 실리콘 (SiC) 기판, 질화갈륨 (GaN) 기판 등 무기물이 될 수 있으며, 경우에 따라서는 유기물 등 에칭 가능한 모든 물질을 적용할 수도 있다. 또한, 제 1 나노 입자 (120)의 배열 방식은 스핀 코팅법, 기울임법 및 드롭법 중 임의의 하나를 이용할 수 있다.
구체적으로, 스핀 코팅법은 회전판에 베이스 기판(110)을 장착시키고, 베이스 기판(110)이 회전하는 동안 제 1 나노 입자 (120)를 분포시켜 베이스 기판(110) 상에 균일하게 도포하는 방법이다. 또한, 기울임법은 베이스 기판(110)을 일 방향으로 기울인 상태에서 제 1 나노 입자 (120)를 일 방향, 즉, 베이스 기판(110)의 기울임 방향으로 흘려 도포하는 방법이다. 또한, 드롭법은 스포이드를 이용하여 제 1 나노 입자 (120)를 베이스 기판(110) 상에 떨어뜨려 베이스 기판(110)의 표면 장력과 나노 구형 입자(120) 간의 상호작용을 이용하여 도포하는 방법이다. 이와 같이, 상기 방법들을 이용하여, 제 1 나노 입자(120)를 베이스 기판(110) 상에 도포할 수 있게 된다.
그 후, 베이스 기판 (110)상에 배열된 제 1 나노 입자 (120)의 크기를 감소시킨다 (S2). 여기서 제 1 나노 입자 (120)의 감소는 산소 (O2) 플라즈마 애싱(ashing) 또는 딥핑 (Dipping) 공정을 이용할 수 있다. 이와 같이 감소된 제 1 나노 입자 (120)에 의해, 베이스 기판 (110)의 상면 중 일부가 노출된다.
그리고 노출된 베이스 기판 (110)상에 제 1패턴 (10)을 형성한다 (S3). 여기서 에칭의 방법은 반응성 이온 식각 공정을 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 제 1 나노 입자 (120)가 에칭 마스크의 역할을 함으로써, 베이스 기판 (110) 중 제 1 나노 입자 (120)가 배열되지 않은 부분을 에칭한다. 따라서, 베이스 기판(110)의 에칭되지 않은 부분은 제 1 나노 입자(120)의 직경과 동일한 폭을 가질 수 있게 된다.
그 후, 제 1 나노 입자 (120) 상부에 복수개의 제 2 나노 입자 (130)를 배열한다 (S4). 구체적으로는 제 2 나노 입자 (130)를 스핀 코팅법, 기울임법 및 드롭법 중 임의의 하나를 이용하여 제 1 나노 입자 (110) 사이 사이에 걸치도록 배열한다. 이 경우, 제 2 나노 입자 (130)의 직경은 제 1 나노 입자 (120) 사이 간격보다 커야 한다. 또한, 제 2 나노 입자 (130)는 제 1 나노 입자 (120)와 동일한 폴리 스티렌 또는 PMMA (PolyMethly Methacrylate)일 수 있으나, 다른 종류일 수도 있으며, 규칙적인 배열성을 증가시키기 위해 표면 처리하여 추가적인 코팅층을 형성시킬 수도 있다.
그리고 제 1 나노 입자 (120)를 제거하고 제 2 나노 입자 (130)의 크기를 감소한다 (S5). 구체적으로는 산소 플라즈마 애싱(ashing) 공정을 통해 제 1 나노 입자 (120)를 제거함으로써, 제 1 나노 입자 (120)의 간격 상에 배열되어 있던 제 2 나노 입자 (130)를 제 1패턴 (10) 상에 위치시킨다. 이 경우, 제 1 나노 입자 (120)를 제거함과 동시에 제 2 나노 입자 (130)의 크기를 감소시킬 수 있다.
이와 같이 배열된 제 2 나노 입자 (130)는 2차 패턴 형성 (20)을 위한 에칭 마스크로서 작용한다. 따라서, 반응성 이온 식각 공정을 통해 베이스 기판 (110)상에 제 2 패턴 (20)을 형성한다 (S6). 제 2 나노 입자 (130)가 제 1 패턴 (10) 상에 위치하므로, 도시된 바와 같이 제 2패턴 (20)은 제 1패턴 (10)과 교대로 위치하게 된다. 그 후, 최종적으로 산소 플라즈마 애싱 또는 딥핑 공정을 통해 베이스 기판 (110)상에 남아 있는 제 2 나노 입자 (130)를 완전히 제거한다 (S7).
그 결과 본 발명에 따른 나노 임프린트용 스탬프 제조 공정은 포토리소그래피 공정을 생략할 수 있으며, 패턴의 피치를 최소화함으로써, 제조 공정에서 사용된 나노 입자보다 작은 패턴폭이 형성된 미세 패턴을 가진 나노 임프린트용 스탬프를 제조할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 베이스 기판 120: 제 1 나노 입자
130: 제 2 나노 입자 10: 제 1 패턴
20: 제 2 패턴
130: 제 2 나노 입자 10: 제 1 패턴
20: 제 2 패턴
Claims (8)
- (a) 베이스 기판상에 복수의 제 1 나노 입자를 배열하는 단계;
(b) 배열된 상기 제 1 나노 입자의 크기를 감소한 후, 상기 베이스 기판 중 상기 제 1 나노 입자가 배열되지 않은 부분에 제 1패턴을 형성하는 단계;
(c) 상기 제 1 나노 입자 간격 위에 복수의 제 2 나노 입자를 배열하고, 상기 제 1 나노 입자를 제거함으로써, 상기 제 1 패턴 상에 상기 제 2 나노 입자를 위치시키는 단계;
(d) 상기 베이스 기판 중 상기 제 2 나노 입자가 배열되지 않은 부분에 제 2패턴을 형성하는 단계;
(e) 상기 제 2 나노 입자를 제거하는 단계를 포함하고,
상기 (c) 단계에서,
상기 제 1 나노 입자의 간격은 상기 제 2 나노 입자의 입경보다 작은 표면적 향상 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 (b) 단계에서,
상기 베이스 기판에서 상기 제 1 패턴이 형성되지 않은 부분의 폭은 상기 제 1 나노 입자의 직경과 동일한 표면적 향상 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 (a) 단계의 제 1 나노 입자의 배열 또는 (c)단계의 제 2 나노 입자의 배열은 규칙적인 표면적 향상 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.
- 제 3항에 있어서,
상기 (c) 단계에서, 상기 제 1 나노 입자를 제거함과 동시에 상기 제 2 나노 입자의 크기를 감소하는 표면적 향상 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.
- 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (b) 단계의 제 1 나노 입자의 크기 감소 또는 상기 (c) 단계의 제 1 나노 입자의 제거 및 제 2 나노 입자의 크기 감소는, 산소 (O2) 플라즈마 애싱(ashing) 공정을 이용하는 표면적 향상 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (a) 단계의 제 1 나노 입자의 배열 또는 제 (c) 단계의 제 2 나노 입자의 배열은, 스핀 코팅법, 기울임법 및 드롭법 중 임의의 하나를 이용하는 표면적 향상 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (a) 단계의 제 1패턴 형성 또는 (d) 단계의 제 2패턴 형성은 반응성 이온 식각 공정을 이용하는 표면적 향상 나노 임프린트용 스탬프 제조 방법. - 삭제
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| JP2008091880A (ja) | 2006-08-22 | 2008-04-17 | Agency For Science Technology & Research | マイクロおよびナノ構造の作製方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Y. Yasukawa et al. Journal of the Electrochemical Society. 2009, Vol. 156, pp. H777-H781 (2009.08.05.)* |
Also Published As
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