KR102573030B1 - Method of forming pattern - Google Patents

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Abstract

본 발명은 패턴 형성 방법에 관한 것으로서, 기판 상에 나노스크래치를 형성하는 단계; 및 상기 나노스크래치가 형성된 기판 상에 블록 공중합체를 도포하여 자기조립을 유도하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 나노스크래치가 형성된 기판 상에 블록 공중합체의 자기조립을 유도하여 다양한 기판 상에 대면적으로 나노 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 나노스크래치로 패턴을 형성하기 때문에 다양한 방향으로 조절하여 패턴을 형성할 수 있다. The present invention relates to a method for forming a pattern, comprising the steps of forming nanoscratches on a substrate; and inducing self-assembly by applying a block copolymer on the substrate on which the nanoscratches are formed. By inducing self-assembly of the block copolymer on the substrate on which nanoscratches are formed, nanopatterns can be formed on various substrates over a large area. In addition, since the pattern is formed by nano-scratches, the pattern can be formed by adjusting in various directions.

Description

패턴 형성 방법{METHOD OF FORMING PATTERN}Pattern forming method {METHOD OF FORMING PATTERN}

본 발명은 패턴 형성 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 나노스크래치가 형성된 기판 상에 블록 공중합체의 자기조립을 유도하여 다양한 기판 상에 대면적으로 나노 패턴을 형성하고 패턴을 다양한 방향으로 조절할 수 있는 방법에 대한 것이다. The present invention relates to a pattern forming method. Specifically, it relates to a method of inducing self-assembly of block copolymers on a substrate on which nanoscratches are formed to form a large-area nanopattern on various substrates and controlling the pattern in various directions.

차세대 트랜지스터, 센서, 메모리, 태양전지 등 고성능의 차세대 나노 소자는 그 뛰어난 성능과 활용도로 인해 높은 미래 잠재성을 가지고 있다. 이러한 차세대 나노 소자에 있어 기존 벌크 소재와 다른 물리적 성질을 보이며 높은 기능성을 보이는 나노 입자는 핵심적인 구성요소라고 할 수 있다. 이러한 나노 입자를 합성하는 연구들이 많이 진행되어 왔지만 용액상태의 나노 입자를 단순한 응집 형태나 다른 물질과 섞는 복합체 형태를 넘어서 특정 배열로 구현하는 기술은 차세대 나노 소자 제작에 있어 필수적이라 할 수 있다. High-performance next-generation nano devices such as next-generation transistors, sensors, memories, and solar cells have high future potential due to their outstanding performance and utilization. In these next-generation nanodevices, nanoparticles that exhibit physical properties different from existing bulk materials and exhibit high functionality are key components. A lot of research on synthesizing these nanoparticles has been conducted, but the technology of implementing nanoparticles in a solution state in a specific arrangement beyond simple aggregation or a composite form in which they are mixed with other materials is essential for the production of next-generation nanodevices.

현재까지 개발되어온 나노 입자 배열은 그 해상도가 단일 입자 스케일에 미치지 못하고 정렬시키는 입자의 크기 또한 템플릿의 크기에 따라 제한적이었다. 기존의 나노 입자 배열은 입자에 정렬도를 부여하기 위해 템플릿 역할을 할 수 있는 매체로써 DNA, AAO(anodic aluminum oxide), 블록공중합체 등 다양한 물질을 사용하였다. Nanoparticle arrays that have been developed so far have a resolution that does not reach the single particle scale, and the size of the particles to be aligned is also limited by the size of the template. Existing nanoparticle arrays used various materials such as DNA, AAO (anodic aluminum oxide), and block copolymers as media that can serve as templates to impart alignment to the particles.

특히, 박막형태의 블록 공중합체는 자기조립을 통하여 수~수십 나노미터 수준의 나노패턴을 형성하며, 에칭 마스크를 이용하여 기판에 전사하여 직접 회로의 패턴을 제작하는 블록 공중합체 리소그래피에 대한 연구가 진행되고 있다. 일반적으로 블록 공중합체 박막의 나노패턴은 그 방향성을 따로 통제하지 않은 이상 무작위 방향성을 보인다. 따라서 이러한 블록 공중합체 나노패턴의 방향성을 통제하는 방식으로 다양한 DSA(Directed self-assembly)라는 기술이 있다.In particular, block copolymers in the form of thin films form nanopatterns at the level of several to tens of nanometers through self-assembly, and research on block copolymer lithography, which directly fabricates circuit patterns by transferring them to a substrate using an etching mask, is being conducted. It's going on. In general, nanopatterns of block copolymer thin films show random orientation unless the orientation is separately controlled. Therefore, as a method of controlling the directionality of these block copolymer nanopatterns, there are various technologies called directed self-assembly (DSA).

기존의 대표적인 DSA 기술들로 케모에피탁시(chemoepitaxy)와 그래포에피탁시(graphotepitaxy)라는 기술이 있다. 케모에피탁시는 기판에 전자빔 리소그래피(e-beam lithography)기술을 통하여 화학적 가이드 패턴을 미리 형성하고 그 위에 블록 공중합체 박막의 자기조립을 일어나게 하여 화학적 가이드 패턴을 따라 블록 공중합체 패턴이 정렬되도록 하는 방식이다. 그래포에피탁시는 기판에 포토리소그래피(photolithography)기술을 통하여 도랑과 같은 지형적 가이드 패턴을 형성하여 그 안에 블록 공중합체 박막을 형성하여 지형적 가이드 패턴을 따라 블록 공중합체 패턴이 정렬되도록 하는 방식이다. 이러한 케모에피탁시 및 그래포에피탁시를 적용한 DSA는 블록 공중합체 나노패턴을 잘 정렬 시키지만, 전자빔 리소그래피나 포토리소그래피 등의 값비싼 설비를 통한 고진공 공정이 필요하다는 단점이 있다. (Nature 424, 411-414(2003))Representative existing DSA technologies include chemoepitaxy and graphotepitaxy. Chemoepitaxy forms a chemical guide pattern on a substrate in advance through e-beam lithography technology, and causes self-assembly of a block copolymer thin film on it to align the block copolymer pattern along the chemical guide pattern. way. Graphoepitaxy is a method of forming a topographical guide pattern such as a trench on a substrate through photolithography technology to form a block copolymer thin film therein so that the block copolymer pattern is aligned along the topographical guide pattern. DSA using such chemoepitaxy and graphoepitaxy aligns block copolymer nanopatterns well, but has a disadvantage in that a high vacuum process is required through expensive equipment such as electron beam lithography or photolithography. (Nature 424, 411-414(2003))

이러한 단점을 극복하기 위해서 기판에 리소그래피에 의존하지 않는 방식으로 지형적 가이드 패턴을 형성하여 블록 공중합체 박막의 나노패턴을 정렬하는 몇가지 연구들(Science 321, 939-943 (2008); Adv. Mater. 24, 4278-4283 (2012); Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 109, 1402-1406 (2012); Soft Matter 9, 1337-1343 (2013); ACS Nano 12, 1642-1649 (2018))이 있었지만, 지형적 가이드 패턴을 형성하기 위해 반드시 단결정 기판을 사용해야 하거나 테플론 가이드 패턴을 사용하여 테플론 고유의 특성으로 인해 블록공중합체 박막 형성 자체가 어렵고 추가 열처리가 어렵다는 단점이 있다.In order to overcome these disadvantages, several studies have been conducted to align nanopatterns of block copolymer thin films by forming topographical guide patterns on substrates in a lithography-independent manner (Science 321, 939-943 (2008); Adv. Mater. 24 , 4278-4283 (2012); Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 109, 1402-1406 (2012); Soft Matter 9, 1337-1343 (2013); ACS Nano 12, 1642-1649 (2018)) However, in order to form a topographic guide pattern, a single crystal substrate must be used, or it is difficult to form a block copolymer thin film itself and additional heat treatment is difficult due to the inherent characteristics of Teflon using a Teflon guide pattern.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 패턴 형성 방법에 대한 것으로서, 나노스크래치가 형성된 기판 상에 블록 공중합체의 자기조립을 유도하여 다양한 기판 상에 대면적으로 나노 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 나노스크래치로 가이드패턴을 형성하기 때문에 전자빔 리소그래피나 포토리소그래피 등의 값비싼 설비를 통한 고진공 공정이 필요없으며, 다양한 방향으로 조절하여 패턴을 형성할 수 있다. The present invention relates to a pattern formation method for solving the problems of the prior art, and it is possible to form a large-area nanopattern on various substrates by inducing self-assembly of a block copolymer on a substrate on which nanoscratches are formed. In addition, since the guide pattern is formed with nano-scratches, there is no need for a high-vacuum process through expensive equipment such as electron beam lithography or photolithography, and patterns can be formed by adjusting in various directions.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 패턴 형성 방법은 기판 상에 나노스크래치를 형성하는 단계; 및 상기 나노스크래치가 형성된 기판 상에 블록 공중합체를 도포하여 자기조립을 유도하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. A pattern forming method of the present invention for achieving the above technical problem includes forming nanoscratches on a substrate; and inducing self-assembly by applying a block copolymer on the substrate on which the nanoscratches are formed.

다이아몬드 연마 필름을 이용하여 상기 기판 상에 나노스크래치를 형성하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Nanoscratches may be formed on the substrate using a diamond polishing film, but is not limited thereto.

상기 다이아몬드 연마 필름의 상기 다이아몬드의 직경은 1 nm 내지 5 μm인 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The diameter of the diamond of the diamond polishing film may be 1 nm to 5 μm, but is not limited thereto.

상기 자기조립을 유도하는 단계는, 상기 기판 상에 상기 블록 공중합체를 도포한 후 50℃ 내지 300℃의 온도에서 어닐링하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Inducing the self-assembly, the block copolymer may be coated on the substrate and then annealed at a temperature of 50° C. to 300° C., but is not limited thereto.

상기 기판은 세라믹, 금속, 금속산화물, 고분자 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The substrate may include a material selected from the group consisting of ceramics, metals, metal oxides, polymers, and combinations thereof, but is not limited thereto.

다이아몬드 연마 필름에 0.5 N/cm2 내지 3.0 N/cm2의 압력이 적용된 상태에서 상기 기판 상에 상기 나노스크래치가 형성되는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The nanoscratch may be formed on the substrate in a state where a pressure of 0.5 N/cm 2 to 3.0 N/cm 2 is applied to the diamond polishing film, but is not limited thereto.

다이아몬드 연마 필름이 0.5 cm/s 내지 5.0 cm/s의 속도로 상기 기판 상에 상기 나노스크래치를 형성하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The diamond polishing film may form the nanoscratch on the substrate at a speed of 0.5 cm/s to 5.0 cm/s, but is not limited thereto.

상기 나노스크래치 상에 도트 또는 라인 패턴이 형성되는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. A dot or line pattern may be formed on the nanoscratches, but is not limited thereto.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다. The above-described problem solving means are merely exemplary and should not be construed as intended to limit the present disclosure. In addition to the exemplary embodiments described above, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description of the invention.

개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The disclosed technology may have the following effects. However, it does not mean that a specific embodiment must include all of the following effects or only the following effects, so it should not be understood that the scope of rights of the disclosed technology is limited thereby.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 본원에 따른 패턴 형성 방법은 나노스크래치가 형성된 기판 상에 자기조립을 유도하여 다양한 기판, 즉, 나노스크래치를 형성할 수 있는 기판이라면, 기판의 재질에 제약 없이 대면적으로 나노 패턴을 형성할 수 있다. According to the above-described problem solving means of the present application, the pattern formation method according to the present application induces self-assembly on a substrate on which nanoscratches are formed, so long as it is a substrate capable of forming various substrates, that is, nanoscratches, without restrictions on the material of the substrate. A nanopattern can be formed in a large area.

또한, 나노스크래치를 형성하는 방향으로 패턴을 형성할 수 있기 때문에, 나노스크래치 형성 방향을 조절하여 다양한 패턴을 형성할 수 있다. 이를 이용하여 플렉시블 기판 상에 원하는 형태의 패턴을 용이하게 형성할 수 있다. In addition, since the pattern can be formed in the direction of forming the nanoscratch, various patterns can be formed by controlling the direction in which the nanoscratch is formed. Using this, a pattern of a desired shape can be easily formed on a flexible substrate.

나아가, 블록 공중합체 나노패턴을 가이드 하기 위한 지형적 패턴을 형성하는 과정에서 전자빔 리소그래피나 포토리소그래피 등의 값비싼 설비를 통한 고진공의 추가적인 노광, 식각 등의 공정이 요구되지 않아, 저가의 공정화를 달성할 수 있다.Furthermore, in the process of forming a topographical pattern for guiding the block copolymer nanopattern, processes such as additional high-vacuum exposure and etching through expensive equipment such as electron beam lithography or photolithography are not required, thereby achieving low-cost processing. can

도 1은 본원의 일 구현예에 따른 패턴 형성 방법의 순서도이다.
도 2의 (a)는 실시예 1, (b)는 실시예 2, (c)는 실시예 3, (d)는 실시예 4의 AFM(atomic force microscope) 이미지 및 프로파일이다.
도 3은 도 2의 AFM이미지를 PSD(power spectral density) 분석한 그래프이다.
도 4는 도 3의 크라키 플롯(Kratky plot)한 그래프이다.
도 5는 본 실시예 1 내지 4의 표면 거칠기(RMS roughness), q(nm-1) 및 평균 스크래치 간격(scratching dimension)을 나타낸 그래프이다.
도 6의 (a)는 비교예 1, (b)는 실시예 1, (c)는 실시예 2, (d)는 실시예 3, (e)는 실시예 4의 SEM(scanning electron microscopy) 이미지이다.
도 7의 (a)는 비교예 2, (b)는 실시예 5, (c)는 실시예 20, (d)는 실시예 21, (e)는 실시예 22의 SEM(scanning electron microscopy) 이미지이다.
도 8의 (a)는 실시예 6, (b)는 실시예 7, (c)는 실시예 8, (d)는 실시예 9, (e)는 실시예 10, (f)는 실시예 11의 SEM(scanning electron microscopy) 이미지이다.
도 9의 (a)는 실시예 1의 SEM(scanning electron microscopy) 이미지이고, (b)는 실시예 1의 SEM 이미지로부터 컬러-코드화(color-coded)된 방향 맵이고, 삽도는 고속푸리에변환(fast Fourier transform, FFT) 분석 결과이다.
도 10의 (a)는 비교예 1의 SEM(scanning electron microscopy) 이미지이고, (b)는 비교예 1의 SEM 이미지로부터 컬러-코드화(color-coded)된 방향 맵이고, 삽도는 고속푸리에변환(fast Fourier transform, FFT) 분석 결과이다.
도 11은 실시예 1, 실시예 5 내지 11의 패턴의 대칭구조에 따른 평균 스크래치 간격(D)/패턴간의 간격(L0)을 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 실시예에 따라 형성한 패턴의 GISAXS(grazing-incidence small-angle X-ray scattering) 분석 방법을 도식적으로 나타낸 이미지이다.
도 13은 실시예 1의 GISAXS(grazing-incidence small-angle X-ray scattering) 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 14의 (a) 내지 (d)는 실시예 5의 측정 방향에 따른 GISAXS(grazing-incidence small-angle X-ray scattering) 2D 분석 데이터다.
도 15의 (a) 내지 (d)는 실시예 5의 측정 방향에 따른 GISAXS(grazing-incidence small-angle X-ray scattering) 프로파일이다.
도 16의 (a) 내지 (h)는 각각 실시예 12 내지 19의 SEM(scanning electron microscopy) 이미지이다.
도 17은 실시예 1 및 5의 나노스크래치 방향을 표시한 사진이다.
도 18의 (a) 내지 (d)는 도 17의 k, l, m 및 n으로 표시한 부분의 SEM(scanning electron microscopy) 이미지로서, 실시예 1의 패턴 결과이다.
도 19의 (a) 내지 (d)는 도 17의 k, l, m 및 n으로 표시한 부분의 SEM(scanning electron microscopy) 이미지로서, 실시예 5의 패턴 결과이다. 1 is a flow chart of a pattern forming method according to an embodiment of the present application.
2 (a) is Example 1, (b) is Example 2, (c) is Example 3, and (d) is an AFM (atomic force microscope) image and profile.
FIG. 3 is a graph obtained by analyzing power spectral density (PSD) of the AFM image of FIG. 2 .
FIG. 4 is a graph of a Kratky plot of FIG. 3 .
5 is a graph showing surface roughness (RMS roughness), q (nm-1), and average scratching dimension of Examples 1 to 4.
6 (a) is Comparative Example 1, (b) is Example 1, (c) is Example 2, (d) is Example 3, (e) is a SEM (scanning electron microscopy) image of Example 4 am.
7 (a) is Comparative Example 2, (b) is Example 5, (c) is Example 20, (d) is Example 21, (e) is a SEM (scanning electron microscopy) image of Example 22 am.
8 (a) is Example 6, (b) is Example 7, (c) is Example 8, (d) is Example 9, (e) is Example 10, (f) is Example 11 This is a SEM (scanning electron microscopy) image of
9 (a) is a scanning electron microscopy (SEM) image of Example 1, (b) is a color-coded direction map from the SEM image of Example 1, and the inset is a fast Fourier transform ( fast Fourier transform, FFT) analysis result.
10 (a) is a scanning electron microscopy (SEM) image of Comparative Example 1, (b) is a color-coded direction map from the SEM image of Comparative Example 1, and the inset is a fast Fourier transform ( fast Fourier transform, FFT) analysis result.
11 is a graph showing the average scratch interval (D)/inter-pattern interval (L 0 ) according to the symmetric structure of the patterns of Example 1 and Examples 5 to 11.
12 is an image schematically illustrating a grazing-incidence small-angle X-ray scattering (GISAXS) analysis method of a pattern formed according to the present embodiment.
13 is a graph showing the results of grazing-incidence small-angle X-ray scattering (GISAXS) analysis of Example 1.
14 (a) to (d) are GISAXS (grazing-incidence small-angle X-ray scattering) 2D analysis data according to the measurement direction in Example 5.
15 (a) to (d) are GISAXS (grazing-incidence small-angle X-ray scattering) profiles according to the measurement direction in Example 5.
16 (a) to (h) are SEM (scanning electron microscopy) images of Examples 12 to 19, respectively.
17 is a photograph showing directions of nanoscratches in Examples 1 and 5.
18(a) to (d) are SEM (scanning electron microscopy) images of portions indicated by k, l, m, and n in FIG. 17, which are pattern results of Example 1.
Figures 19 (a) to (d) are SEM (scanning electron microscopy) images of the portions indicated by k, l, m and n in Figure 17, the pattern results of Example 5.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In describing each figure, like reference numbers are used for like elements. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The term "and/or" includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and unless explicitly defined in this application, they should not be interpreted in ideal or excessively formal meanings. Should not be.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the present specification, when a member is referred to as being “on,” “above,” “on top of,” “below,” “below,” or “below” another member, this means that a member is located in relation to another member. This includes not only the case of contact but also the case of another member between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the present specification, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다. As used herein, the terms "about," "substantially," and the like are used at or approximating that number when manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are given, and are intended to assist in the understanding of this disclosure. Accurate or absolute figures are used to prevent undue exploitation by unscrupulous infringers of the stated disclosure. In addition, throughout the present specification, “steps of” or “steps of” do not mean “steps for”.

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout the present specification, the term "combination thereof" included in the expression of the Markush form means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of the components described in the expression of the Markush form, and the components It means including one or more selected from the group consisting of.

본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A 또는 B", 또는, "A 및 B" 를 의미한다.Throughout this specification, reference to "A and/or B" means "A or B" or "A and B".

이하에서는 본원의 패턴 형성 방법에 대하여 구현예 및 실시예와 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the pattern formation method of the present application will be described in detail with reference to embodiments and examples and drawings. However, the present application is not limited to these embodiments and examples and drawings.

본원은, 기판 상에 나노스크래치를 형성하는 단계; 및 상기 나노스크래치가 형성된 기판 상에 블록 공중합체를 도포하여 자기조립을 유도하는 단계;를 포함하는 패턴 형성 방법에 관한 것이다. Forming a nanoscratch on a substrate; and inducing self-assembly by applying a block copolymer on the substrate on which the nanoscratches are formed.

본원의 패턴 형성 방법은 나노스크래치가 형성된 기판 상에 자기조립을 유도하여 다양한 기판, 즉, 나노스크래치를 형성할 수 있는 기판이라면, 기판의 재질에 제약 없이 대면적으로 나노 패턴을 형성할 수 있다. The pattern formation method of the present disclosure induces self-assembly on a substrate on which nanoscratches are formed, so that a nanopattern can be formed on a large area without limitation on the material of the substrate, provided that it is a substrate capable of forming nanoscratches.

또한, 나노스크래치를 형성하는 방향으로 패턴을 형성할 수 있기 때문에, 나노스크래치 형성 방향을 조절하여 다양한 패턴을 형성할 수 있다. 이를 이용하여 플렉시블 기판 상에 원하는 형태의 패턴을 용이하게 형성할 수 있다. In addition, since the pattern can be formed in the direction of forming the nanoscratch, various patterns can be formed by controlling the direction in which the nanoscratch is formed. Using this, a pattern of a desired shape can be easily formed on a flexible substrate.

나아가, 추가적인 노광, 식각 등의 공정이 요구되지 않아, 저가의 공정화를 달성할 수 있다. Furthermore, since additional processes such as exposure and etching are not required, low-cost processing can be achieved.

도 1은 본원의 일 구현예에 따른 패턴 형성 방법의 순서도이다. 1 is a flow chart of a pattern forming method according to an embodiment of the present application.

먼저, 기판 상에 나노스크래치를 형성한다(S100). First, nano-scratches are formed on a substrate (S100).

다이아몬드 연마 필름을 이용하여 상기 기판 상에 나노스크래치를 형성하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Nanoscratches may be formed on the substrate using a diamond polishing film, but is not limited thereto.

상기 나노스크래치는 상기 기판 상에 상기 다이아몬드 연마 필름에 의해 긁힌 자국을 의미하는 것이다. The nanoscratch means a scratch mark on the substrate by the diamond polishing film.

종래에 기판 상에 블록 공중합체의 자기조립을 유도시키기 위하여 요철구조를 형성하는 데에는, 노광, 식각 등의 추가적인 공정이 필요하다. 하지만, 본원 발명은 다이아몬드 연마 필름을 이용하여 간단하게 나노스크래치를 형성함으로써, 블록 공중합체가 일정한 배열로 자기조립을 유도하여 패턴을 형성할 수 있다. Conventionally, additional processes such as exposure and etching are required to form a concavo-convex structure to induce self-assembly of block copolymers on a substrate. However, in the present invention, by simply forming nanoscratches using a diamond polishing film, a pattern can be formed by inducing self-assembly of block copolymers in a regular arrangement.

상기 나노스크래치는 상기 기판 상에 고른 깊이로 형성되지 않아도 상기 블록 공중합체가 상기 나노스크래치 상에 일정하게 배열하여 자기조립할 수 있다. Even if the nanoscratch is not formed to a uniform depth on the substrate, the block copolymer may be regularly arranged on the nanoscratch and self-assemble.

상기 나노스크래치는 패턴을 형성하고자 하는 방향으로 형성할 수 있다. 직선, 곡선, 원형, 사각형 등 다양한 기하학적 구조로 나노스크래치를 형성하고, 상기 나노스크래치 상에 블록 공중합체가 일정하게 배열된 패턴을 수득할 수 있다. The nanoscratch may be formed in a direction in which a pattern is to be formed. It is possible to form nanoscratches in various geometrical structures such as straight lines, curves, circles, and squares, and to obtain patterns in which block copolymers are regularly arranged on the nanoscratches.

상기 기판의 크기에 상관없이 나노스크래치를 형성할 수 있으므로, 대면적의 패턴을 형성하는 데에 용이하다. Since nanoscratches can be formed regardless of the size of the substrate, it is easy to form a large-area pattern.

상기 다이아몬드 연마 필름의 상기 다이아몬드의 직경은 1 nm 내지 5 μm인 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The diameter of the diamond of the diamond polishing film may be 1 nm to 5 μm, but is not limited thereto.

상기 다이아몬드의 직경이 작을수록 패턴의 크기가 일정하게 형성되는 것 일 수 있다. The smaller the diameter of the diamond, the more uniformly the size of the pattern may be formed.

상기 다이아몬드의 직경이 5 μm 초과일 경우, 패턴의 모양이 일정하지 않을 수 있다. When the diameter of the diamond exceeds 5 μm, the shape of the pattern may not be constant.

상기 기판은 세라믹, 금속, 금속산화물, 고분자 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The substrate may include a material selected from the group consisting of ceramics, metals, metal oxides, polymers, and combinations thereof, but is not limited thereto.

본원의 패턴 형성 방법은 기판의 배열, 물질 특성 등에 제약 없이 패턴을 형성할 수 있다. The pattern formation method of the present disclosure can form a pattern without restrictions on the arrangement of substrates, material properties, and the like.

다이아몬드 연마 필름에 0.5 N/cm2 내지 3.0 N/cm2의 압력이 적용된 상태에서 상기 기판 상에 상기 나노스크래치가 형성되는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The nanoscratch may be formed on the substrate in a state where a pressure of 0.5 N/cm 2 to 3.0 N/cm 2 is applied to the diamond polishing film, but is not limited thereto.

상기 압력이 0.5 N/cm2 미만일 경우, 상기 기판 상에 상기 나노스크래치가 충분히 형성되지 않을 수 있다. 또한, 상기 압력이 3.0 N/cm2의 초과일 경우, 상기 기판 상에 상기 나노스크래치가 깊이 형성되어, 상기 기판의 거칠기가 증가하여 상기 블록 공중합체의 자기조립이 유도되는 데에 어려움이 있을 수 있다. When the pressure is less than 0.5 N/cm 2 , the nanoscratches may not be sufficiently formed on the substrate. In addition, when the pressure is greater than 3.0 N/cm 2 , the nanoscratch is deeply formed on the substrate, and the roughness of the substrate increases, making it difficult to induce self-assembly of the block copolymer. there is.

상기 압력은 상기한 범위에 한정되지 않고, 상기 기판의 재질에 따라 조절되는 것 일 수 있다. 구체적으로, 상기 기판의 경도가 높을수록 상기 압력이 증가되는 것 일 수 있다. The pressure is not limited to the above range, and may be adjusted according to the material of the substrate. Specifically, the pressure may increase as the hardness of the substrate increases.

다이아몬드 연마 필름이 0.5 cm/s 내지 5.0 cm/s의 속도로 상기 기판 상에 상기 나노스크래치를 형성하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The diamond polishing film may form the nanoscratch on the substrate at a speed of 0.5 cm/s to 5.0 cm/s, but is not limited thereto.

이어서, 상기 나노스크래치가 형성된 기판 상에 블록 공중합체를 도포하여 자기조립을 유도한다(S200). Subsequently, a block copolymer is applied on the substrate on which the nanoscratches are formed to induce self-assembly (S200).

상기 자기조립을 유도하는 단계는, 상기 기판 상에 상기 블록 공중합체를 도포한 후 50℃ 내지 300℃의 온도에서 어닐링하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Inducing the self-assembly, the block copolymer may be coated on the substrate and then annealed at a temperature of 50° C. to 300° C., but is not limited thereto.

상기 블록 공중합체는 폴리스티렌-블록-폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌-블록-폴리비닐피리딘, 폴리부타디엔-폴리부틸메타크릴레이트, 폴리부타디엔-블록-폴리디메틸실록산, 폴리부타디엔-블록-폴리메틸메타크릴레이트, 폴리부타디엔-블록-폴리비닐피리딘, 폴리부틸아크릴레이트-블록-폴리메틸메타크릴레이트, 폴리부틸아크릴레이트-블록-폴리비닐피리딘, 폴리이소프렌-블록-폴리비닐피리딘, 폴리이소프렌-블록-폴리메틸메타크릴레이트, 폴리헥실아클리레이트-블록-폴리비닐피리딘, 폴리이소부틸렌-블록-폴리부틸메타크릴레이트, 폴리이소부틸렌-블록-폴리메틸메타크릴레이트, 폴리이소부틸렌-블록-폴리부틸메타크릴레이트, 폴리이소부틸렌-블록-폴리디메틸실록산, 폴리부틸메타크릴레이트-블록-폴리부틸아크릴레이트, 폴리에틸에틸렌-블록-폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌-블록-폴리부틸메타크릴레이트, 폴리스티렌-블록-폴리부타디엔, 폴리스티렌-블록-폴리이소프렌, 폴리스티렌-블록-폴리디메틸실록산, 폴리에틸에틸렌-블록-폴리비닐피리딘, 폴리에틸렌-블록-폴리비닐피리딘, 폴리비닐피리딘-블록-폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌옥사이드-블록-폴리이소프렌, 폴리에틸렌옥사이드-블록-폴리부타디엔, 폴리에틸렌옥사이드-블록-폴리스티렌, 폴리에틸렌옥사이드-블록-폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌옥사이드-블록-폴리디메틸실록산, 폴리스티렌-블록-폴리에틸렌옥사이드, 폴리스티렌-블록-폴리메틸메타크릴레이트-블록-폴리스티렌, 폴리부타디엔-블록-폴리부틸메타크릴레이트-블록-폴리부타디엔, 폴리부타디엔-블록-폴리디메틸실록산-블록-폴리부타디엔, 폴리부타디엔-블록-폴리메틸메타크릴레이트-블록-폴리부타디엔, 폴리부타디엔-블록-폴리비닐피리딘-블록-폴리부타디엔, 폴리부틸아크릴레이트-블록-폴리메틸메타크릴레이트-블록-폴리부틸아크릴레이트, 폴리부틸아크릴레이트-블록-폴리비닐피리딘-블록-폴리부틸아크릴레이트, 폴리이소프렌-블록-폴리비닐피리딘-블록-폴리이소프렌, 폴리이소프렌-블록-폴리메틸메타크릴레이트-블록-폴리이소프렌, 폴리헥실아크릴레이트-블록-폴리비닐피리딘-블록-폴리헥실아크릴레이트, 폴리이소부틸렌-블록-폴리부틸메타크릴레이트-블록-폴리이소부틸렌, 폴리이소부틸렌-블록-폴리메틸메타크릴레이트-블록-폴리이소부틸렌, 폴리이소부틸렌-블록-폴리부틸메타크릴레이트-블록-폴리이소부틸렌, 폴리이소부틸렌-블록-폴리디메틸실록산-블록-폴리이소부틸렌, 폴리부틸메타크릴레이트-블록-폴리부틸아크릴레이트-블록-폴리부틸메타크릴레이트, 폴리에틸에틸렌-블록-폴리메틸메타크릴레이트-블록-폴리에틸에틸렌, 폴리스티렌-블록-폴리부틸메타크릴레이트-블록-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리부타디엔-블록-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리이소프렌-블록-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리디메틸실록산-블록-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리비닐피리딘-블록-폴리스티렌, 폴리에틸에틸렌-블록-폴리비닐피리딘-블록-폴리에틸에틸렌, 폴리에틸렌-블록-폴리비닐피리딘-블록-폴리에틸렌, 폴리비닐피리딘-블록-폴리메틸메타크릴레이트-블록-폴리비닐피리딘, 폴리에틸렌옥사이드-블록-폴리이소프렌-블록-폴리에틸렌옥사이드, 폴리에틸렌옥사이드-블록-폴리부타디엔-블록-폴리에틸렌옥사이드, 폴리에틸렌옥사이드-블록-폴리스티렌-블록-폴리에틸렌옥사이드, 폴리에틸렌옥사이드-블록-폴리메틸메타크릴레이트-블록-폴리에틸렌옥사이드, 폴리에틸렌옥사이드-블록-폴리디메틸실록산-블록-폴리에틸렌옥사이드, 폴리스티렌-블록-폴리에틸렌옥사이드-블록-폴리스티렌 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 블록 공중합체를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The block copolymer is polystyrene-block-polymethylmethacrylate, polystyrene-block-polyvinylpyridine, polybutadiene-polybutylmethacrylate, polybutadiene-block-polydimethylsiloxane, polybutadiene-block-polymethylmethacrylate rate, polybutadiene-block-polyvinylpyridine, polybutylacrylate-block-polymethylmethacrylate, polybutylacrylate-block-polyvinylpyridine, polyisoprene-block-polyvinylpyridine, polyisoprene-block-poly Methyl methacrylate, polyhexyl acrylate-block-polyvinylpyridine, polyisobutylene-block-polybutyl methacrylate, polyisobutylene-block-polymethyl methacrylate, polyisobutylene-block- Polybutyl methacrylate, polyisobutylene-block-polydimethylsiloxane, polybutyl methacrylate-block-polybutyl acrylate, polyethylene-block-polymethyl methacrylate, polystyrene-block-polybutyl methacrylate rate, polystyrene-block-polybutadiene, polystyrene-block-polyisoprene, polystyrene-block-polydimethylsiloxane, polyethylene-block-polyvinylpyridine, polyethylene-block-polyvinylpyridine, polyvinylpyridine-block-polymethyl Methacrylate, polyethylene oxide-block-polyisoprene, polyethylene oxide-block-polybutadiene, polyethylene oxide-block-polystyrene, polyethylene oxide-block-polymethyl methacrylate, polyethylene oxide-block-polydimethylsiloxane, polystyrene-block -Polyethylene oxide, polystyrene-block-polymethyl methacrylate-block-polystyrene, polybutadiene-block-polybutyl methacrylate-block-polybutadiene, polybutadiene-block-polydimethylsiloxane-block-polybutadiene, polybutadiene -Block-polymethyl methacrylate-block-polybutadiene, polybutadiene-block-polyvinylpyridine-block-polybutadiene, polybutyl acrylate-block-polymethyl methacrylate-block-polybutyl acrylate, polybutyl Acrylate-block-polyvinylpyridine-block-polybutylacrylate, polyisoprene-block-polyvinylpyridine-block-polyisoprene, polyisoprene-block-polymethylmethacrylate-block-polyisoprene, polyhexylacrylate -Block-polyvinylpyridine-block-polyhexyl acrylate, polyisobutylene-block-polybutyl methacrylate-block-polyisobutylene, polyisobutylene-block-polymethyl methacrylate-block-poly Isobutylene, polyisobutylene-block-polybutyl methacrylate-block-polyisobutylene, polyisobutylene-block-polydimethylsiloxane-block-polyisobutylene, polybutyl methacrylate-block- Polybutyl acrylate-block-polybutyl methacrylate, polyethylene-block-polymethyl methacrylate-block-polyethyl ethylene, polystyrene-block-polybutyl methacrylate-block-polystyrene, polystyrene-block-poly Butadiene-block-polystyrene, polystyrene-block-polyisoprene-block-polystyrene, polystyrene-block-polydimethylsiloxane-block-polystyrene, polystyrene-block-polyvinylpyridine-block-polystyrene, polyethylene-block-polyvinylpyridine -block-polyethylethylene, polyethylene-block-polyvinylpyridine-block-polyethylene, polyvinylpyridine-block-polymethyl methacrylate-block-polyvinylpyridine, polyethylene oxide-block-polyisoprene-block-polyethylene oxide, Polyethylene oxide-block-polybutadiene-block-polyethylene oxide, polyethylene oxide-block-polystyrene-block-polyethylene oxide, polyethylene oxide-block-polymethyl methacrylate-block-polyethylene oxide, polyethylene oxide-block-polydimethylsiloxane- It may include a block copolymer selected from the group consisting of block-polyethylene oxide, polystyrene-block-polyethylene oxide-block-polystyrene, and combinations thereof, but is not limited thereto.

상기 블록 공중합체를 용매에 용해시킨 후, 스핀코팅 등의 방법으로 상기 나노 스크래치가 형성된 기판 상에 도포한다. After dissolving the block copolymer in a solvent, it is coated on the substrate on which the nano-scratch is formed by a method such as spin coating.

상기 용매는 톨루엔, 에탄올, 이소프로필알코올, 벤젠, 클로로폼, 디메틸에테르 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 용매인 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The solvent may be a solvent selected from the group consisting of toluene, ethanol, isopropyl alcohol, benzene, chloroform, dimethyl ether, and combinations thereof, but is not limited thereto.

상기 어닐링은 상기 블록 공중합체의 유리전이온도 이상에서 진행되는 것 일 수 잇다. 상기 어닐링으로 상기 블록 공중합체 내에 미세 상분리 현상이 발생하고, 상기 나노스크래치를 따라서 일정하게 배열된 패턴이 형성될 수 있다. The annealing may be performed above the glass transition temperature of the block copolymer. Due to the annealing, a fine phase separation phenomenon may occur in the block copolymer, and a pattern regularly arranged along the nanoscratches may be formed.

상기 나노스크래치 상에 도트 또는 라인 패턴이 형성되는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. A dot or line pattern may be formed on the nanoscratches, but is not limited thereto.

상기 블록 공중합체의 분자량 및 다분산도(polydispersity index, PDI)에 따라 상기 패턴 배열이 결정되는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The pattern arrangement may be determined according to the molecular weight and polydispersity index (PDI) of the block copolymer, but is not limited thereto.

상기 블록 공중합체를 이루는 고분자의 분율에 따라 형성되는 패턴 배열이 달라질 수 있다. The pattern arrangement formed may vary according to the fraction of the polymer constituting the block copolymer.

구체적으로, SMC35.5k는 24,000 g/mol의 폴리스티렌과 11,500 g/mol의 폴리메틸메타아클릴레이트가 블록된 블록 공중합체를 사용했을 때, 폴리메틸메타아클릴레이트의 분율이 32% 정도이다. 이 때, 폴리메틸메타아클릴레이트를 코어로하는 실린더 형태로 자기조립이 형성되고, 상기 실린더들이 누워서 형성됨으로써 라인 패턴이 형성될 수 있다. Specifically, when a block copolymer containing 24,000 g/mol of polystyrene and 11,500 g/mol of polymethyl methacrylate is used in SM C35.5k , the fraction of polymethyl methacrylate is about 32%. . At this time, self-assembly is formed in the form of a cylinder using polymethyl methacrylate as a core, and a line pattern may be formed by laying the cylinders.

SMS146.5k는 126,000 g/mol의 폴리스티렌과 20,500 g/mol의 폴리메틸메타아클릴레이트가 블록된 공중합체는 폴리메틸메타아클릴레이트의 분율이 14% 정도이다. 이 때, 폴리메틸메타아클릴레이트를 코어로 하는 스피어 형태로 자기조립이 형성되고 상기 스피어 형태가 박막 상에서 도트 패턴으로 형성될 수 있다. 본원의 패턴 형성 방법을 적용하여 다양한 나노소자를 제작할 수 있다. SM S146.5k is a copolymer in which 126,000 g/mol of polystyrene and 20,500 g/mol of polymethyl methacrylate are blocked, and the fraction of polymethyl methacrylate is about 14%. At this time, self-assembly is formed in the form of spheres using polymethyl methacrylate as a core, and the spheres may be formed in a dot pattern on the thin film. Various nanodevices can be fabricated by applying the pattern formation method of the present application.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail through the following examples, but the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present application.

먼저, 평균 100 nm 크기의 다이아몬드를 가진 다이아몬드 연마 필름을 이용하여 실리콘 웨이퍼의 표면 상에 나노스크래치를 형성하였다. 상기 나노스크래치가 형성된 실리콘 웨이퍼를 오염물질이 없도록 세척하여 준비하였다. First, nanoscratches were formed on the surface of a silicon wafer using a diamond polishing film having diamonds with an average size of 100 nm. The silicon wafer on which the nanoscratches were formed was prepared by washing to remove contaminants.

분자량 24,000-b-11,500 g/mol의 폴리스티렌-b-폴리메틸메타아클릴레이트(SMC35.5k)(PDI=1.06)를 0.5-1.0 wt%의 농도로 톨루엔에 용해시켜, 블록 공중합체 용액을 제조하였다. Polystyrene-b-polymethylmethacrylate (SM C35.5k ) (PDI=1.06) with a molecular weight of 24,000-b-11,500 g/mol was dissolved in toluene at a concentration of 0.5-1.0 wt% to obtain a block copolymer solution. manufactured.

이어서, 상기 나노스크래치가 형성된 실리콘 웨이퍼 상에 상기 블록 공중합체 용액을 스핀코팅하여 블록 공중합체 박막을 형성하였다. Subsequently, the block copolymer solution was spin-coated on the silicon wafer on which the nanoscratches were formed to form a block copolymer thin film.

이어서, 190℃의 온도에서 24시간동안 어닐링하여 자기조립을 유도하여 패턴을 형성하였다. Then, annealing was performed at a temperature of 190° C. for 24 hours to induce self-assembly to form a pattern.

평균 250 nm 크기의 다이아몬드를 가진 다이아몬드 연마 필름을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. A pattern was formed in the same manner as in Example 1, except that a diamond abrasive film having diamonds with an average size of 250 nm was used.

평균 500 nm 크기의 다이아몬드를 가진 다이아몬드 연마 필름을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. A pattern was formed in the same manner as in Example 1, except that a diamond abrasive film having diamonds having an average size of 500 nm was used.

평균 1,000 nm 크기의 다이아몬드를 가진 다이아몬드 연마 필름을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. A pattern was formed in the same manner as in Example 1, except that a diamond polishing film having diamonds with an average size of 1,000 nm was used.

블록 공중합체로서, 분자량 126,000-b-20,500 g/mol의 폴리스티렌-b-폴리메틸메타아클릴레이트(SMS146.5k)(PDI=1.09)를 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. As the block copolymer, polystyrene-b-polymethylmethacrylate (SM S146.5k ) having a molecular weight of 126,000-b-20,500 g/mol (PDI=1.09) was used, but in the same manner as in Example 1. pattern was formed.

블록 공중합체로서, 분자량 64,000-b-35,000 g/mol의 폴리스티렌-b-폴리메틸메타아클릴레이트(SMC99k)(PDI=1.09)를 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. As a block copolymer, a pattern was formed in the same manner as in Example 1, except that polystyrene-b-polymethylmethacrylate (SM C99k ) (PDI=1.09) having a molecular weight of 64,000-b-35,000 g/mol was used. formed.

블록 공중합체로서, 분자량 46,100-b-12,000 g/mol의 폴리스티렌-b-폴리메틸메타아클릴레이트(SMC58.1k)(PDI=1.09)를 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. As the block copolymer, polystyrene-b-polymethylmethacrylate (SM C58.1k ) (PDI=1.09) having a molecular weight of 46,100-b-12,000 g/mol was used, but in the same manner as in Example 1. pattern was formed.

블록 공중합체로서, 분자량 71,500-b-12,000 g/mol의 폴리스티렌-b-폴리메틸메타아클릴레이트(SMS83.5k)(PDI=1.17)를 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. As the block copolymer, polystyrene-b-polymethylmethacrylate (SM S83.5k ) having a molecular weight of 71,500-b-12,000 g/mol (PDI=1.17) was used, but in the same manner as in Example 1. pattern was formed.

블록 공중합체로서, 분자량 88,000-b-18,000 g/mol의 폴리스티렌-b-폴리(2-비닐피리딘) (SVS106k)(PDI=1.07)를 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. As the block copolymer, the pattern was patterned in the same manner as in Example 1, except that polystyrene-b-poly(2-vinylpyridine) (SV S106k ) (PDI=1.07) having a molecular weight of 88,000-b-18,000 g/mol was used. was formed.

블록 공중합체로서, 분자량 44,000-b-8,400 g/mol의 폴리스티렌-b-폴리(2-비닐피리딘) (SVS52k)(PDI=1.12)를 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. As the block copolymer, the pattern was patterned in the same manner as in Example 1, except that polystyrene-b-poly(2-vinylpyridine) (SV S52k ) (PDI=1.12) having a molecular weight of 44,000-b-8,400 g/mol was used. was formed.

블록 공중합체로서, 분자량 180,000-b-77,000 g/mol의 폴리스티렌-b-폴리(2-비닐피리딘) (SVC257k)(PDI=1.09)를 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. As the block copolymer, the pattern was patterned in the same manner as in Example 1, except that polystyrene-b-poly(2-vinylpyridine) (SV C257k ) (PDI=1.09) having a molecular weight of 180,000-b-77,000 g/mol was used. was formed.

기판으로서, 실리콘 웨이퍼 상에 Al2O3를 증착시킨 후, 나노스크래치를 형성하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. After depositing Al 2 O 3 on a silicon wafer as a substrate, a pattern was formed in the same manner as in Example 1, except that nanoscratches were formed.

기판으로서, 실리콘 웨이퍼 상에 ITO(indium tin oxide)를 증착시킨 후, 나노스크래치를 형성하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. After depositing indium tin oxide (ITO) on a silicon wafer as a substrate, a pattern was formed in the same manner as in Example 1, except that nanoscratches were formed.

기판으로서, 실리콘 웨이퍼 상에 Si3N4를 증착시킨 후, 나노스크래치를 형성하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. After depositing Si 3 N 4 on a silicon wafer as a substrate, a pattern was formed in the same manner as in Example 1, except that nanoscratches were formed.

기판으로서, 실리콘 웨이퍼 상에 ZnO를 증착시킨 후, 나노스크래치를 형성하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. As a substrate, after depositing ZnO on a silicon wafer, a pattern was formed in the same manner as in Example 1, except that nanoscratches were formed.

기판으로서, 실리콘 웨이퍼 상에 HfO2를 증착시킨 후, 나노스크래치를 형성하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. After depositing HfO 2 on a silicon wafer as a substrate, a pattern was formed in the same manner as in Example 1, except that nanoscratches were formed.

기판으로서, 실리콘 웨이퍼 상에 TiO2를 증착시킨 후, 나노스크래치를 형성하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. After depositing TiO 2 on a silicon wafer as a substrate, a pattern was formed in the same manner as in Example 1, except that nanoscratches were formed.

기판으로서, 실리콘 웨이퍼 상에 Ni를 증착시킨 후, 나노스크래치를 형성하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. After depositing Ni on a silicon wafer as a substrate, a pattern was formed in the same manner as in Example 1, except that nanoscratches were formed.

기판으로서, 실리콘 웨이퍼 상에 TaN를 증착시킨 후, 나노스크래치를 형성하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. After depositing TaN on a silicon wafer as a substrate, a pattern was formed in the same manner as in Example 1, except that nanoscratches were formed.

평균 250 nm 크기의 다이아몬드를 가진 다이아몬드 연마 필름을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. A pattern was formed in the same manner as in Example 5, except that a diamond abrasive film having diamonds having an average size of 250 nm was used.

평균 500 nm 크기의 다이아몬드를 가진 다이아몬드 연마 필름을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. A pattern was formed in the same manner as in Example 5, except that a diamond abrasive film having diamonds with an average size of 500 nm was used.

평균 1,000 nm 크기의 다이아몬드를 가진 다이아몬드 연마 필름을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. A pattern was formed in the same manner as in Example 5, except that a diamond abrasive film having diamonds with an average size of 1,000 nm was used.

[비교예 1] [Comparative Example 1]

실리콘 웨이퍼의 표면 상에 나노스크래치를 형성하지 않은 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. A pattern was formed in the same manner as in Example 1, except that nanoscratches were not formed on the surface of the silicon wafer.

[비교예 2] [Comparative Example 2]

블록 공중합체로서, 분자량 126,000-b-20,500 g/mol의 폴리스티렌-b-폴리메틸메타아클릴레이트(SMS146.5k)(PDI=1.09)를 사용하는 것을 제외하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 패턴을 형성하였다. As a block copolymer, polystyrene-b-polymethyl methacrylate (SM S146.5k ) having a molecular weight of 126,000-b-20,500 g/mol (PDI=1.09) was used, but in the same manner as in Comparative Example 1. pattern was formed.

[평가][evaluation]

1. 패턴 형성 결과 확인1. Check the pattern formation result

상기 실시예 1 내지 11에서 형성한 패턴을 관찰하였고 그 결과를 도 2 내지 도 15로서 나타내었다. The patterns formed in Examples 1 to 11 were observed and the results are shown as FIGS. 2 to 15.

도 2의 (a)는 실시예 1, (b)는 실시예 2, (c)는 실시예 3, (d)는 실시예 4의 AFM(atomic force microscope) 이미지 및 프로파일이다. 2 (a) is Example 1, (b) is Example 2, (c) is Example 3, and (d) is an AFM (atomic force microscope) image and profile.

도 2에 표시되어 있는 화살표는 나노스크래치가 형성된 방향이다. Arrows in FIG. 2 indicate directions in which nanoscratches are formed.

도 3은 도 2의 AFM이미지를 PSD(power spectral density) 분석한 그래프이다. FIG. 3 is a graph obtained by analyzing power spectral density (PSD) of the AFM image of FIG. 2 .

도 4는 도 3의 크라키 플롯(Kratky plot)한 그래프이다. FIG. 4 is a graph of a Kratky plot of FIG. 3 .

도 5는 본 실시예 1 내지 4의 표면 거칠기(RMS roughness), q(nm-1) 및 스크래치 평균 간격(scratching dimension)을 나타낸 그래프이다. 5 is a graph showing surface roughness (RMS roughness), q (nm -1 ) and average scratch spacing (scratching dimension) of Examples 1 to 4.

도 2 내지 도 5에 나타난 결과에 따르면, 다이아몬드 연마 필름의 다이아몬드의 크기가 증가할수록 스크래치 평균 간격에 반비례하는 q(nm-1)은 감소하는 반면에, 표면 거칠기 및 스크래치 평균 간격은 증가하는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, 스크래치 평균 간격은 110 nm 내지 230 nm, 표면 거칠기는 5.7 nm 내지 18.8 nm인 것으로 확인할 수 있다. According to the results shown in FIGS. 2 to 5, as the size of diamonds in the diamond polishing film increases, q (nm -1 ), which is inversely proportional to the average scratch spacing, decreases, while the surface roughness and average scratch spacing increase. can Specifically, it can be confirmed that the average scratch interval is 110 nm to 230 nm, and the surface roughness is 5.7 nm to 18.8 nm.

도 6의 (a)는 비교예 1, (b)는 실시예 1, (c)는 실시예 2, (d)는 실시예 3, (e)는 실시예 4의 SEM(scanning electron microscopy) 이미지이다. 6 (a) is Comparative Example 1, (b) is Example 1, (c) is Example 2, (d) is Example 3, (e) is a SEM (scanning electron microscopy) image of Example 4 am.

도 7의 (a)는 비교예 2, (b)는 실시예 5, (c)는 실시예 20, (d)는 실시예 21, (e)는 실시예 22의 SEM(scanning electron microscopy) 이미지이다.7 (a) is Comparative Example 2, (b) is Example 5, (c) is Example 20, (d) is Example 21, (e) is a SEM (scanning electron microscopy) image of Example 22 am.

도 6 및 7에 나타난 결과에 따르면, 다이아몬드 연마 필름의 다이아몬드의 평균 크기가 감소할수록 패턴의 배열이 일정하게 형성되는 것을 확인할 수 있다. 더욱이, 나노스크래치가 형성되지 않은 비교예 1 및 2의 경우, 패턴의 배열이 불규칙하게 형성된 것을 확인할 수 있다. According to the results shown in FIGS. 6 and 7 , it can be seen that as the average size of diamonds in the diamond abrasive film decreases, the pattern arrangement is uniformly formed. Moreover, in the case of Comparative Examples 1 and 2 in which nanoscratches were not formed, it can be seen that the arrangement of patterns is irregularly formed.

도 6의 (e) 및 도 7의 (e)에 나타난 결과에 따르면, 패턴이 일부 소실된 것을 확인할 수 있다. 이는, 나노스크래치로 인해 높은 단차로 인해 블록 공중합체 박막 형성이 저해 되기 때문이다. According to the results shown in (e) of FIG. 6 and (e) of FIG. 7 , it can be confirmed that the pattern is partially lost. This is because formation of a block copolymer thin film is inhibited due to a high level difference due to nanoscratches.

블록 공중합체의 상분리는 상기 블록 공중합체와 기판 간의 계면에너지가 낮을 때 가장 잘 형성된다. 상기 기판은 표면의 거칠기가 낮을수록 계면에너지가 낮아진다. 즉, 다이아몬드 연마 필름의 다이아몬드 평균 크기가 작을수록 블록 공중합체의 자기조립이 잘 유도되는 것으로 볼 수 있다. Phase separation of the block copolymer is best formed when the interfacial energy between the block copolymer and the substrate is low. The lower the roughness of the surface of the substrate, the lower the interfacial energy. That is, it can be seen that the smaller the average diamond size of the diamond polishing film, the better self-assembly of the block copolymer is induced.

도 8의 (a)는 실시예 6, (b)는 실시예 7, (c)는 실시예 8, (d)는 실시예 9, (e)는 실시예 10, (f)는 실시예 11의 SEM(scanning electron microscopy) 이미지이다. 8 (a) is Example 6, (b) is Example 7, (c) is Example 8, (d) is Example 9, (e) is Example 10, (f) is Example 11 This is a SEM (scanning electron microscopy) image of

도 8에 나타난 결과에 따르면, 블록 공중합체의 분자량을 조절함으로써, 패턴을 조절할 수 있다. 더욱이, 나노스크래치가 형성된 기판 상에 블록 공중합체의 자기조립을 유도함으로써 일정하게 배열되어 패턴이 형성되는 것을 확인할 수 있다. According to the results shown in FIG. 8, the pattern can be controlled by controlling the molecular weight of the block copolymer. Furthermore, it can be confirmed that a pattern is formed by inducing self-assembly of the block copolymer on the substrate on which the nanoscratches are formed, and thus being regularly arranged.

도 9의 (a)는 실시예 1의 SEM(scanning electron microscopy) 이미지이고, (b)는 실시예 1의 SEM 이미지로부터 컬러-코드화(color-coded)된 방향 맵이고, 삽도는 고속푸리에변환(fast Fourier transform, FFT) 분석 결과이다. 9 (a) is a scanning electron microscopy (SEM) image of Example 1, (b) is a color-coded direction map from the SEM image of Example 1, and the inset is a fast Fourier transform ( fast Fourier transform, FFT) analysis result.

도 10의 (a)는 비교예 1의 SEM(scanning electron microscopy) 이미지이고, (b)는 비교예 1의 SEM 이미지로부터 컬러-코드화(color-coded)된 방향 맵이고, 삽도는 고속푸리에변환(fast Fourier transform, FFT) 분석 결과이다.10 (a) is a scanning electron microscopy (SEM) image of Comparative Example 1, (b) is a color-coded direction map from the SEM image of Comparative Example 1, and the inset is a fast Fourier transform ( fast Fourier transform, FFT) analysis result.

도 9 및 10에 나타난 결과에 따르면, 비교예 1의 패턴은 방향성이 여러 개인 반면, 실시예 1의 패턴은 다른 방향성을 갖는 부분들의 경계선이 없이 스크래치 방향을 따르는 단일 방향성의 패턴이 형성되는 것을 확인할 수 있다. 나노스크래치를 형성하지 않은 기판 상에서는 무작위로 패턴이 형성되는 반면에, 나노스크래치가 형성된 기판 상에 블록 공중합체가 일정한 배열로 자기조립으로 패턴을 형성한다. According to the results shown in FIGS. 9 and 10, it can be confirmed that the pattern of Comparative Example 1 has multiple directions, whereas the pattern of Example 1 has a unidirectional pattern along the scratch direction without boundary lines between portions having different directions. can While patterns are randomly formed on a substrate without nanoscratches, patterns are formed by self-assembly of block copolymers in a regular arrangement on a substrate with nanoscratches.

도 9의 삽도에 나타난 결과에 따르면, 실시예 1은 이미지 내의 모든 패턴이 단일 2회(2-fold) 대칭구조 또는 단일 6회(6-fold) 대칭구조를 갖는 반면, 도 10의 삼도에 나타난 결과에 따르면, 비교예 1은 이미지 내에서 단일 대칭구조가 나타나지 않는 것을 확인할 수 있다. According to the results shown in the inset of FIG. 9, in Example 1, all patterns in the image have a single 2-fold symmetric structure or a single 6-fold symmetric structure, whereas in Example 1 shown in the third view of FIG. According to the results, it can be confirmed that Comparative Example 1 does not have a single symmetrical structure in the image.

도 11은 실시예 1, 실시예 5 내지 11의 패턴의 대칭구조에 따른 평균 스크레치 간격(D)/패턴간의 간격(L0)을 나타낸 그래프이다. 11 is a graph showing average scratch spacing (D)/interpattern spacing (L 0 ) according to the symmetrical structure of the patterns of Example 1 and Examples 5 to 11. FIG.

도 11에 나타난 결과에 따르면, 2회(2-fold) 대칭구조는 D/L0의 값이 4.5, 6회(6-fold) 대칭구조는 3일 때 패턴이 잘 배열된 것으로 볼 수 있다. 종래의 케모에피탁시 및 그래포에피탁시는 정확한 요철구조를 형성한 후 패턴을 형성하는 반면, 본원 발명은 나노스크래치로 기판 상에 요철구조가 무작위로 형성된다. 하지만, 이는 자기조립을 유도하는 조건에 유연성을 제공하는 장점이 있습니다. 또한, 기판 상에 나노스크래치가 무작위로 형성되었어도, 상기 나노스크래치의 표면 상에 블록 공중합체가 일정하게 배열된다. According to the results shown in FIG. 11, it can be seen that the pattern is well arranged when the value of D/L 0 is 4.5 for the 2-fold symmetric structure and 3 for the 6-fold symmetric structure. Conventional chemoepitaxy and graphoepitaxy form a pattern after forming an accurate concavo-convex structure, whereas in the present invention, the concavo-convex structure is randomly formed on a substrate using nanoscratches. However, it has the advantage of providing flexibility in the conditions that induce self-assembly. Also, even if nanoscratches are randomly formed on the substrate, the block copolymer is regularly arranged on the surface of the nanoscratches.

도 12는 본 실시예에 따라 형성한 패턴의 GISAXS(grazing-incidence small-angle X-ray scattering) 분석 방법을 도식적으로 나타낸 이미지이다. 12 is an image schematically illustrating a grazing-incidence small-angle X-ray scattering (GISAXS) analysis method of a pattern formed according to the present embodiment.

도 13은 실시예 1의 GISAXS(grazing-incidence small-angle X-ray scattering) 분석 결과를 나타낸 그래프이다. 13 is a graph showing the results of grazing-incidence small-angle X-ray scattering (GISAXS) analysis of Example 1.

방향 파라미터(f)는 하기 수학식 1로부터 구할 수 있다. The direction parameter f can be obtained from Equation 1 below.

상기 f가 1일 때 평행, -0.5일 때 수직, 0일 때 무작위 패턴인 것으로 볼 수 있다. When f is 1, it can be considered as a parallel pattern, -0.5 when it is vertical, and when it is 0, it is a random pattern.

도 13의 분석 결과를 이용하여 상기 방향 파라미터를 구한 결과, 0.98이다. 이는, 라인 형상으로 패턴을 형성한 본 실시예 1의 패턴이 평행으로 형성되어 있으며, 일정한 방향으로 형성되었음을 의미한다. As a result of obtaining the direction parameter using the analysis result of FIG. 13, it is 0.98. This means that the pattern of Example 1 in which the pattern is formed in a line shape is formed in parallel and is formed in a certain direction.

도 14의 (a) 내지 (d)는 실시예 5의 측정 방향에 따른 GISAXS(grazing-incidence small-angle X-ray scattering) 2D 분석 데이터다. 14 (a) to (d) are GISAXS (grazing-incidence small-angle X-ray scattering) 2D analysis data according to the measurement direction in Example 5.

도 15의 (a) 내지 (d)는 실시예 5의 측정 방향에 따른 GISAXS(grazing-incidence small-angle X-ray scattering) 프로파일이다. 15 (a) to (d) are GISAXS (grazing-incidence small-angle X-ray scattering) profiles according to the measurement direction in Example 5.

도 14 및 15에 나타난 결과에 따르면, 실시예 5의 패턴은 6각형의 도트로 일정하게 형성되어 있음을 확인할 수 있다. According to the results shown in FIGS. 14 and 15, it can be confirmed that the pattern of Example 5 is regularly formed with hexagonal dots.

2. 기판에 따른 패턴 형성 결과 확인2. Check the pattern formation result according to the substrate

상기 실시예 12 내지 19에서 형성한 패턴을 관찰하였고, 그 결과를 도 16으로서 나타내었다. The patterns formed in Examples 12 to 19 were observed, and the results are shown as FIG. 16 .

도 16의 (a) 내지 (h)는 각각 실시예 12 내지 19의 SEM(scanning electron microscopy) 이미지이다. 16 (a) to (h) are SEM (scanning electron microscopy) images of Examples 12 to 19, respectively.

도 16에 나타난 결과에 따르면, 기판의 재료가 금속 산화물, 금속, 무기화합물 등에 관계없이 패턴이 일정하게 형성되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 본원의 패턴 형성 방법은 기판의 재료에 제한되지 않는다. According to the results shown in FIG. 16, it can be confirmed that the pattern is uniformly formed regardless of the material of the substrate, such as metal oxide, metal, or inorganic compound. That is, the pattern formation method of the present application is not limited to the material of the substrate.

3. 다양한 모양의 패턴 형성 결과 확인 3. Confirmation of pattern formation results of various shapes

상기 실시예 1 및 5에서 패턴을 형성할 때, 기판 상에 나노스크래치를 U자 형태로 형성했을 때를 관찰하였고, 그 결과를 도 17 내지 도 19로서 나타내었다. When forming patterns in Examples 1 and 5, it was observed that nanoscratches were formed in a U-shape on the substrate, and the results are shown as FIGS. 17 to 19.

도 17은 실시예 1 및 5의 나노스크래치 방향을 표시한 사진이다. 17 is a photograph showing directions of nanoscratches in Examples 1 and 5.

도 18의 (a) 내지 (d)는 도 17의 k, l, m 및 n으로 표시한 부분의 SEM(scanning electron microscopy) 이미지로서, 실시예 1의 패턴 결과이다. 18 (a) to (d) are SEM (scanning electron microscopy) images of the portions indicated by k, l, m, and n in FIG. 17, which are pattern results of Example 1.

도 19의 (a) 내지 (d)는 도 17의 k, l, m 및 n으로 표시한 부분의 SEM(scanning electron microscopy) 이미지로서, 실시예 5의 패턴 결과이다. Figures 19 (a) to (d) are SEM (scanning electron microscopy) images of the portions indicated by k, l, m and n in Figure 17, the pattern results of Example 5.

도 18 및 19에 나타난 결과에 따르면, 스크래치를 형성한 방향으로 패턴이 일정하게 형성되는 것을 확인할 수 있다. 종래의 블록 공중합체를 이용한 패턴 형성 방법은, 일정한 모양의 가이드 상에 패턴이 형성되었다. 하지만, 본원은 나노스크래치를 적용하여 원하는 모양을 자유롭게 선택하여 가이드를 형성하고, 상기 나노스크래치 상에 패턴이 일정한 배열로 형성될 수 있다. 즉, 다양한 모양의 패턴을 형성할 수 있다. According to the results shown in FIGS. 18 and 19, it can be confirmed that the pattern is constantly formed in the direction in which the scratches are formed. In the conventional pattern formation method using a block copolymer, a pattern is formed on a guide having a certain shape. However, in the present application, a guide is formed by freely selecting a desired shape by applying nanoscratches, and patterns may be formed in a regular arrangement on the nanoscratches. That is, patterns of various shapes can be formed.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present application is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof should be construed as being included in the scope of the present application.

Claims (8)

다이아몬드 연마 필름을 이용하여 기판 상에 나노스크래치를 형성하는 단계; 및
상기 나노스크래치가 형성된 기판 상에 블록 공중합체를 도포하여 자기조립을 유도하는 단계;를 포함하고,
상기 다이아몬드 연마 필름의 상기 다이아몬드의 직경은 1 nm 이상 250 nm 미만인 것인, 패턴 형성 방법.
forming nanoscratches on a substrate using a diamond polishing film; and
Inducing self-assembly by applying a block copolymer on the substrate on which the nanoscratch is formed;
The pattern forming method of claim 1 , wherein the diameter of the diamond of the diamond polishing film is greater than or equal to 1 nm and less than 250 nm.
 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 자기조립을 유도하는 단계는,
상기 기판 상에 상기 블록 공중합체를 도포한 후 50℃ 내지 300℃의 온도에서 어닐링하는 것인, 패턴 형성 방법.
According to claim 1,
Inducing the self-assembly,
After coating the block copolymer on the substrate, it is annealed at a temperature of 50 ℃ to 300 ℃, the pattern forming method.
 제 1 항에 있어서,
상기 기판은 세라믹, 금속, 금속산화물, 고분자 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것인, 패턴 형성 방법.
According to claim 1,
Wherein the substrate includes a material selected from the group consisting of ceramics, metals, metal oxides, polymers, and combinations thereof.
 제 1 항에 있어서,
다이아몬드 연마 필름에 0.5 N/cm2 내지 3.0 N/cm2의 압력이 적용된 상태에서 상기 기판 상에 상기 나노스크래치가 형성되는 것인, 패턴 형성 방법.
According to claim 1,
Wherein the nanoscratches are formed on the substrate in a state in which a pressure of 0.5 N/cm 2 to 3.0 N/cm 2 is applied to the diamond polishing film.
 제 1 항에 있어서,
다이아몬드 연마 필름이 0.5 cm/s 내지 5.0 cm/s의 속도로 상기 기판 상에 상기 나노스크래치를 형성하는 것인, 패턴 형성 방법.
According to claim 1,
Wherein the diamond polishing film forms the nanoscratch on the substrate at a speed of 0.5 cm / s to 5.0 cm / s, the pattern forming method.
 제 1 항에 있어서,
상기 나노스크래치 상에 도트 또는 라인 패턴이 형성되는 것인, 패턴 형성 방법.According to claim 1,
A pattern forming method in which a dot or line pattern is formed on the nanoscratches.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101222196B1 (en) * 2011-02-01 2013-01-14 부산대학교 산학협력단 Micro-patterning method by forming double pattern
KR101927371B1 (en) * 2016-10-31 2018-12-10 한국과학기술원 Alignment Method of Liquid Crystal and Method of Preparing Liquid Crystal Cell

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100112308A1 (en) * 2008-09-19 2010-05-06 Russell Thomas P Method of producing nanopatterned articles, and articles produced thereby

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