KR20040101777A - Uv nanoimprint lithography using the selective added pressure - Google Patents

Uv nanoimprint lithography using the selective added pressure Download PDF

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Abstract

PURPOSE: An UV(UltraViolet) nanoimprint lithography is provided to form efficiently nano-structures with high precision and quality for a short time in spite of incompletely pressurized portion by applying selectively additional pressure. CONSTITUTION: A resist layer(48) is coated on a substrate(50). The resist layer is pressurized by a stamp(40) at a room temperature under low pressure conditions. The stamp includes nano-structures on the surface. A incompletely pressurized portion is detected. Additional pressure is selectively applied to the incompletely pressurized portion.

Description

선택적 부가압력을 이용한 UV 나노임프린트 리소그래피 공정{UV NANOIMPRINT LITHOGRAPHY USING THE SELECTIVE ADDED PRESSURE}UV UV NANOIMPRINT LITHOGRAPHY USING THE SELECTIVE ADDED PRESSURE}

본 발명은 UV 나노임프린트 리소그래피 공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노구조물이 각인된 스탬프를 기판 위에 도포된 레지스트에 눌러 전사함으로써 반복적으로 나노구조물을 제작할 수 있는 UV 나노임프린트 리소그래피 공정에 관한 것이다.The present invention relates to a UV nanoimprint lithography process, and more particularly, to a UV nanoimprint lithography process that can repeatedly produce a nanostructure by pressing and transferring a stamp stamped nanostructure on a resist applied on a substrate.

일반적으로 UV 나노임프린트 리소그래피 기술은 경제적ㆍ효과적으로 나노구조물을 제작할 수 있는 기술로, 이를 구현하기 위해서는 나노 스케일에서의 물리현상을 고려한 재료기술, 스탬프 제작기술, 점착방지막 기술, 식각기술, 측정 분석기술 등이 필요하며, 나노 스케일의 정밀제어기술은 기본이 된다.In general, UV nanoimprint lithography technology is an economical and effective technology for manufacturing nanostructures. To realize this, material technology considering the physical phenomenon at nanoscale, stamp manufacturing technology, anti-stick film technology, etching technology, measurement analysis technology, etc. This is necessary, and nanoscale precision control technology is fundamental.

이러한 공정기술은 초고속 나노 스케일의 Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors (MOSFETs), Metal-Semiconductor Field-Effect Transistors (MESFETs), 고밀도 자기판장장치, 고밀도 Compact Disk (CD), 나노 스케일의 Metal-Semiconductor-Metal Photodetectors (MSM PDs), 초고속, Single-Electron Transistor Memory 등에 적용될 수 있다.These process technologies include ultra-fast nanoscale Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors (MOSFETs), Metal-Semiconductor Field-Effect Transistors (MESFETs), high-density magnetic field devices, high-density Compact Disks (CD), and nano-scale Metal-Semiconductor -Can be applied to metal photodetectors (MSM PDs), ultrafast, single-electron transistor memory, etc.

텍사스 오스틴 대학의 Sreenivasan 교수 등은 1999년에 Step & Flash Imprint Lithography (SFIL) 공정기술을 제안하였다. 이 공정은 자외선 경화 소재를 사용하여 상온 저압으로 나노구조물을 제작할 수 있는 기법으로, 자외선이 투과할 수 있는 재질(quartz, Pyrex glass 등)을 스탬프 소재로 사용한다는 점이 특징이다. SFIL 공정에서는 먼저 전달층(transfer layer)이 실리콘 기판 위에 스핀 코팅 된다. 다음으로 자외선 투과성 스탬프가 전달층과 일정간격이 유지된 상태에서 점성(viscosity)이 낮은 자외선 경화수지를 표면장력에 의하여 나노구조물 안으로 충전되도록 한다. 충전이 완료된 시점에서 스탬프를 전달층과 접촉시키고, 자외선을 조사하여 수지를 경화시킨 후, 스탬프를 분리하고 식각과정과 lift-off 과정을 거쳐 나노구조물이 기판 위에 각인되도록 하는 것이다.In 1999, Professor Sreenivasan of the University of Texas at Austin proposed the Step & Flash Imprint Lithography (SFIL) process technology. This process is a technique that can be used to fabricate nanostructures at room temperature and low pressure using UV-curable material, characterized by using a material that can transmit ultraviolet rays (quartz, Pyrex glass, etc.) as a stamp material. In the SFIL process, the transfer layer is first spin-coated over the silicon substrate. Next, the UV-transparent stamp is filled with a low-viscosity UV curable resin into the nanostructure by surface tension while maintaining a predetermined distance from the transfer layer. When the filling is completed, the stamp is brought into contact with the transfer layer, the UV is cured by curing the resin, the stamp is separated, and the nanostructure is imprinted on the substrate through an etching process and a lift-off process.

UV 나노임프린트 리소그래피 공정에서 사용되는 스탬프와 기판(Si 웨이퍼)의 작업 표면은 평탄도 오차(예, Si 웨이퍼: 20-30 ㎛)를 가지고 있기 때문에 임프린트 시 레지스트가 스탬프의 의해 불완전 가압되는 경우가 발생하게 된다. 소단위 크기의 스탬프를 사용하는 SFIL 공정에서는 이러한 불완전 가압을 해결하기 위해 스탬프를 가압하기 전에 스탬프의 옆면에 부착된 거리 센서로부터 스탬프 면(face)과 기판의 거리를 측정하고, 측정된 거리에 따라 스탬프를 미세 회전시켜서 기판 면과 스탬프 면을 최대한 평형하게 유지하여 임프린트하는 방식을 채택하고 있다. 즉, 기판의 표면 굴곡을 따라 나노구조물이 각인된 스탬프 표면의 각도를 조절하여 임프린트하는 것이다.Working surfaces of stamps and substrates (Si wafers) used in the UV nanoimprint lithography process have flatness errors (eg, Si wafers: 20-30 μm), resulting in inadequate pressurization of the resist during imprinting. Done. In SFIL processes using small-sized stamps, the distance between the stamp face and the substrate is measured from the distance sensor attached to the side of the stamp before pressurizing the stamp to resolve such incomplete pressurization, and the stamp is measured according to the measured distance. The method of imprinting has been adopted by keeping the substrate surface and the stamp surface as equilibrium as possible by finely rotating. That is, by imprinting by adjusting the angle of the stamp surface stamped with the nanostructures along the surface curvature of the substrate.

SFIL의 또 다른 특징은 Step & Repeat 방식으로 전체 기판을 한 번에 임프린트하는 것이 아니라 소단위 크기의 스탬프를 사용하고 여러 번 반복하여 임프린트하는 방식을 채택하고 있다는 점이다. 이 방식은 작은 면적을 가진 스탬프를 사용하기 때문에, 대면적의 기판를 임프린트하는 경우에 매번 정렬 작업과 나노임프린트 공정을 수행하게 되므로 전체 공정 시간이 매우 길어지는 단점이 있다.Another feature of SFIL is that it adopts the method of imprinting the entire board by using a small unit size stamp and repeating it several times, rather than imprinting the entire board at once by the step & repeat method. Since this method uses a stamp having a small area, the entire process time is very long because the alignment process and the nanoimprint process are performed every time when imprinting a large area substrate.

그리고 대면적의 기판에 나노임프린트하기 위하여, 하나의 스탬프에 복수 개의 나노구조물을 형성하고, 이를 기판의 상면에 도포된 레지스트에 압착시킴으로써 상기 기판에 대응되는 나노구조물을 형성할 수 있다. 그러나 스탬프와 기판의 크기가 증가할수록 평탄도 오차가 더욱 커지기 때문에 이로 인한 불완전 가압이 되는 레지스트가 발생하게 되며, 한 기판 내에서 제작된 나노구조물에서 레지스트가 불완전 충전될 수 있고, 잔여 두께의 분포가 불균일해짐에 따라 기판에 나노구조물을 전사하기 위한 에칭 공정에 어려움이 발생할 수 있다.In addition, in order to nanoimprint a large area substrate, a plurality of nanostructures may be formed on one stamp, and the nanostructures corresponding to the substrate may be formed by compressing the plurality of nanostructures onto a resist coated on the upper surface of the substrate. However, as the size of the stamp and the substrate increases, the flatness error becomes larger, resulting in incompletely pressurized resist, which may result in incomplete filling of the resist in the nanostructures fabricated in one substrate and the distribution of the remaining thickness. The nonuniformity can cause difficulties in the etching process for transferring the nanostructures to the substrate.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 그 목적은 UV 나노임프린트 리소그래피 공정에서 스탬프와 기판 각각의 평탄도 오차에 의해 불완전 가압된 레지스트의 발생 시 선택적으로 부가 압력을 가함으로써 대면적의 스탬프를 이용하여 대면적의 기판에 고정밀, 고품질의 나노구조물을 빠른 시간 내에 효율적으로 형성할 수 있는 UV 나노임프린트 리소그래피 공정을 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and its object is to provide additional pressure upon the generation of incompletely pressurized resist due to the flatness error of each stamp and substrate in the UV nanoimprint lithography process. It is a UV nanoimprint lithography process that can efficiently form high-precision, high-quality nanostructures on a large area substrate using a stamp of an area in a short time.

도 1은 본 발명에 따른 UV 나노임프린트 리소그래피 공정에 있어서, 기판 위에 멀티디스펜싱 방식으로 레지스트 액적을 적하하고 다중 양각 요소 스탬프를 이용하여 1차 가압한 상태에서 불완전 가압된 레지스트 부분이 발생한 경우의 모습을 도시한 평면도이다.Figure 1 is a UV nanoimprint lithography process according to the present invention, when the resist droplets are dropped on the substrate by a multi-dispensing method and the incompletely pressurized resist portion occurs in the first press using a multi-embossed element stamp It is a plan view showing the.

도 2a 및 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 UV 나노임프린트 리소그래피 공정에 있어서, 다중 양각 요소 스탬프를 이용하여 레지스트 액적을 1차 가압하고, 기판의 배면에서 압전소자 작동기를 이용하여 선택적으로 2차 가압하는 과정을 순차적으로 도시한 단면도이다.Figures 2a and 2b is a first step of the UV nanoimprint lithography process according to the first embodiment of the present invention, by first pressing the resist droplets using a multi-embossed element stamp, optionally using a piezoelectric element actuator on the back of the substrate It is sectional drawing which shows the process of differential pressurization sequentially.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 UV 나노임프린트 리소그래피 공정에 있어서, 기판의 배면과 점접촉(point contact) 하는 플런저(plunger)를 구비하는 압전소자 작동기를 이용하여 부가압력을 가하는 모습을 도시한 단면도이다.3 is a view illustrating applying an additional pressure by using a piezoelectric element actuator having a plunger in point contact with a rear surface of a substrate in a UV nanoimprint lithography process according to a second embodiment of the present invention. It is sectional drawing.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 UV 나노임프린트 리소그래피 공정에 있어서, 스프링-나사 메카니즘 작동기를 이용하여 부가압력을 가하는 모습을 도시한 단면도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view showing the application of an additional pressure using a spring-screw mechanism actuator in the UV nanoimprint lithography process according to the third embodiment of the present invention.

도 5a 및 5b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 UV 나노임프린트 리소그래피 공정에 있어서, 평탄형 스탬프를 이용하여 레지스트 액적을 1차 가압하고, 기판의 배면에서 압전소자 작동기를 이용하여 선택적으로 2차 가압하는 과정을 순차적으로 도시한 단면도이다.Figures 5a and 5b is a UV nanoimprint lithography process according to a fourth embodiment of the present invention, the first step is to pressurize the resist droplets using a flat stamp, and optionally the secondary using a piezoelectric element actuator on the back of the substrate It is sectional drawing which shows the process of pressing sequentially.

도 6a 및 6b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 UV 나노임프린트 리소그래피 공정에 있어서, 다중 양각 요소 스탬프를 이용하여 레지스트 액적을 1차 가압하고, 스탬프의 상면에서 선택적으로 2차 가압하는 과정을 순차적으로 도시한 단면도이다.6A and 6B illustrate a step of sequentially pressing a resist droplet using a multi-embossed element stamp and selectively pressing a second pressure on an upper surface of the stamp in the UV nanoimprint lithography process according to the fifth embodiment of the present invention. It is shown in cross section.

도 7은 본 발명에 따른 UV 나노임프린트 리소그래피 공정을 구현하기 위한 선택적 부가압력 작동시스템의 개략도이다.7 is a schematic diagram of an optional additional pressure operating system for implementing a UV nanoimprint lithography process according to the present invention.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 UV 나노임프린트 리소그래피 공정은, 상기 기판 상면에 레지스트(resist)를 도포하는 단계와; 형성하고자 하는 나노구조물에 대응되는 나노구조물이 표면에 형성된 스탬프를 상기 레지스트 상면에 접촉시켜 상온에서 소정의 저압력으로 가압하는 단계와; 불완전 가압된 레지스트 부분을 탐지하는 단계와; 상기 불완전 가압된 레지스트 부분이 압착되도록 선택적으로 부가압력을 가하는 단계와; 자외선을 상기 레지스트에 조사(照査)하는 단계와; 상기 스탬프를 상기 레지스트로부터 분리하는 단계; 및 상기 레지스트가 도포된 기판의 상면을 식각(etching)하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 스탬프는 적어도 2개 이상의 요소(element) 스탬프들로 구성되며, 서로 이웃한 요소 스탬프들 사이에 상기 각각의 요소 스탬프 상에 각인된 나노구조물의 깊이보다 더 깊은 홈(groove)이 형성된 다중 양각 요소 스탬프이거나, 나노구조물이 각인된 면이 평탄한 스탬프이다.In order to achieve the above object, a UV nanoimprint lithography process according to the present invention comprises the steps of applying a resist on the substrate; Pressing a stamp having a nanostructure corresponding to the nanostructure to be formed on the surface thereof to contact the upper surface of the resist to pressurize at a predetermined low pressure at room temperature; Detecting an incompletely pressurized portion of the resist; Selectively applying additional pressure to compress the incompletely pressurized resist portion; Irradiating ultraviolet light onto the resist; Separating the stamp from the resist; And etching the upper surface of the substrate to which the resist is applied. Here, the stamp is composed of at least two or more element stamps, a plurality of grooves (groove) deeper than the depth of the nanostructures imprinted on the respective element stamp between the neighboring element stamps It is an embossed element stamp or a flat stamp on which the nanostructure is engraved.

상기 불완전 가압된 레지스트 부분을 탐지하는 단계는 상기 기판 상면에 도포된 레지스트 층의 두께를 측정하는 것을 포함할 수 있으며, 또는 상기 스탬프의 상면으로부터 광학 측정장치를 이용하여 스탬프에 각인된 나노구조물의 면적보다 가압된 레지스트 액적이 적게 펴진 부분을 탐지하는 것을 포함할 수도 있다.Detecting the incompletely pressurized portion of the resist may include measuring the thickness of the resist layer applied to the upper surface of the substrate, or the area of the nanostructures imprinted on the stamp using an optical measuring device from the upper surface of the stamp. It may also include detecting areas of less pressured resist droplets.

상기 부가압력을 가하는 단계는 상기 기판의 배면으로부터 부가압력을 가하는 것을 포함할 수 있으며, 이 때 상기 기판이 놓이는 기판 테이블에 적어도 하나 이상의 구멍을 형성하고 이 구멍에 부가압력 작동기를 설치하여 부가압력을 가할 수 있다. 여기서, 상기 부가압력 작동기는 압전소자 작동기이거나 스프링-나사 메카니즘 작동기인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 부가압력 작동기는 상기 기판의 배면에 면접촉(surface contact)하는 플런저(plunger)를 포함할 수도 있고, 상기 기판의 배면에 점접촉(point contact)하는 플런저(plunger)를 포함할 수도 있다.The applying of the additional pressure may include applying an additional pressure from the rear surface of the substrate, wherein at least one hole is formed in the substrate table on which the substrate is placed, and the additional pressure actuator is installed in the hole to increase the additional pressure. Can be added. Here, the additional pressure actuator is characterized in that the piezoelectric element actuator or a spring-screw mechanism actuator. In addition, the additional pressure actuator may include a plunger for surface contact with the rear surface of the substrate, or may include a plunger for point contact with the rear surface of the substrate. .

한편, 상기 부가압력을 가하는 단계는 상기 스탬프의 상면으로부터 부가압력을 가하는 것을 포함할 수 있으며, 이 때 상기 스탬프의 모서리에 부가압력 작동기를 이용하여 부가압력을 가할 수 있다. 또한 상기 부가압력 작동기는 상기 스탬프의 상면에 점접촉(point contact)하는 플런저(plunger)를 포함할 수도 있고, 상기 스탬프의 상면에 면접촉(surface contact)하는 플런저(plunger)를 포함할 수도 있다.On the other hand, the step of applying the additional pressure may include applying an additional pressure from the upper surface of the stamp, at this time may apply an additional pressure to the edge of the stamp using the additional pressure actuator. In addition, the additional pressure actuator may include a plunger for point contact with the top surface of the stamp, or may include a plunger for surface contact with the top surface of the stamp.

본 발명에 따른 선택적 부가압력 작동 시스템은, 레지스트가 도포된 기판을 하부에서 지지하며, 상기 기판과 접하는 면에 적어도 하나 이상의 구멍이 형성되어 있는 기판 테이블과; 상기 기판의 상부에 위치하면서 상기 기판 상의 레지스트의 가압상태를 탐지하는 광학 측정장치와; 상기 기판 테이블에 형성되는 구멍 내에 배치되어 상기 기판의 배면으로부터 부가압력을 가하는 부가압력 작동기와; 상기 부가압력 작동기와 연결되어 작동을 제어하는 작동기 컨트롤러; 및 상기 광학 측정장치 및 상기 작동기 컨트롤러에 각각 연결되어, 상기 광학 측정장치로부터 전달되는레지스트의 가압상태에 따라 상기 부가압력 작동신호를 상기 작동기 컨트롤러로 전송하는 피드백 컨트롤러를 포함한다.An optional additional pressure operating system according to the present invention comprises: a substrate table for supporting a substrate to which a resist is applied thereon and having at least one hole formed in a surface contacting the substrate; An optical measuring device positioned on the substrate and detecting a pressing state of the resist on the substrate; An additional pressure actuator disposed in a hole formed in the substrate table to apply an additional pressure from a rear surface of the substrate; An actuator controller connected to the additional pressure actuator to control operation; And a feedback controller connected to the optical measuring device and the actuator controller, respectively, to transmit the additional pressure operation signal to the actuator controller according to the pressing state of the resist transmitted from the optical measuring device.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 UV 나노임프린트 리소그래피 공정에 있어서, 기판 위에 멀티디스펜싱 방식으로 레지스트 액적을 적하하고 다중 양각 요소 스탬프를 이용하여 1차 가압한 상태에서 불완전 가압된 레지스트 부분이 발생한 경우의 모습을 도시한 평면도이고, 도 2a 및 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 UV 나노임프린트 리소그래피 공정에 있어서, 다중 양각 요소 스탬프를 이용하여 레지스트 액적을 1차 가압하고, 기판의 배면에서 압전소자 작동기를 이용하여 선택적으로 2차 가압하는 과정을 순차적으로 도시한 단면도이다. 특히 도 2a 및 2b는 도 1의 A-A 선을 따라 잘라선 본 단면도에 해당한다.Figure 1 is a UV nanoimprint lithography process according to the present invention, when the resist droplets are dropped on the substrate by a multi-dispensing method and the incompletely pressurized resist portion occurs in the first press using a multi-embossed element stamp 2A and 2B illustrate a first step of pressurizing a resist droplet using multiple relief element stamps in a UV nanoimprint lithography process according to a first embodiment of the present invention, and a piezoelectric element actuator on the back of the substrate. It is a cross-sectional view sequentially showing a process of selectively pressing the secondary using. In particular, FIGS. 2A and 2B correspond to the cross-sectional views taken along the line A-A of FIG. 1.

기판(50) 상에 나노구조물을 형성하기 위하여, 먼저 기판(50) 상면에 레지스트(48)를 도포한다. 이 때, 기판(50) 전면에 레지스트를 균일한 두께로 코팅하는 스핀 코팅(spin coating) 방식 또는 나노구조물이 형성될 기판(50) 상의 위치 각각에 액적을 적하(dispense)하는 액적 도포(droplet dispensing) 방식 또는 다중 양각 요소 스탬프의 각 요소 스탬프들(41)에 대응되는 위치에 구멍(opening)이 형성된 마스크를 상기 기판 위에 설치하고, 그 위에 레지스트를 분사하는 분사(spray) 방식 중에서 선택적으로 적용할 수 있으며, 액적 도포방식에 있어서는 레지스트 액적을 다중 양각 요소 스탬프(40)의 각 요소 스탬프들(41)에 직접 도포하는 것도 가능하다.In order to form a nanostructure on the substrate 50, first, a resist 48 is applied to the upper surface of the substrate 50. At this time, a spin coating method of coating a resist with a uniform thickness on the entire surface of the substrate 50 or droplet dispensing to dispense droplets at each position on the substrate 50 where the nanostructures are to be formed. A mask having an opening formed at a position corresponding to each of the element stamps 41 of the multi-embossed element stamp on the substrate, and selectively applying a spray method of spraying a resist thereon. In the droplet applying method, it is also possible to directly apply resist droplets to the respective element stamps 41 of the multi-embossed element stamp 40.

본 실시예에서는 액적 도포방식으로 상기 기판(50) 상에 액적을 적하한 경우의 예를 들어 본 발명에 따른 공정을 설명한다.In the present embodiment, a process according to the present invention will be described, for example, when a droplet is dropped on the substrate 50 by a droplet applying method.

다음으로, 기판(50) 상에 형성하고자 하는 나노구조물에 대응되는 나노구조물(43)이 표면에 형성된 스탬프(40)를 상기 레지스트 액적(48) 상면에 접촉시켜 상온에서 소정의 저압력으로 가압한다. 이 때, 상기 스탬프(40)로는 이웃한 각각의 요소 스탬프(41)들 사이에 홈(groove)(45)이 형성된 다중 양각 요소 스탬프가 사용되며, 상기 홈(45)은 각각의 요소 스탬프(41) 상에 각인된 나노구조물(43)의 깊이보다 더 깊게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 스탬프(40)는 자외선 투과가 가능한 수정(quartz), 유리, 사파이어(sapphire), 다이아몬드 등을 포함하여 이루어지는 군에서 선택되는 소재로 이루어지는 것이 바람직하며, 미세형상 가공공정을 통해 판재(plate) 형태의 소재 한 쪽 면에 배치되는 각 요소 스탬프(41) 위에 나노구조물(43)이 각인된다.Next, the nanostructure 43 corresponding to the nanostructure to be formed on the substrate 50 is contacted to the upper surface of the resist droplet 48 to press the stamp 40 formed on the surface at a predetermined low pressure at room temperature. . At this time, the stamp 40 is used as a multi-embossed element stamp formed with a groove (45) between each of the neighboring element stamps 41, the groove 45 is each element stamp 41 It is desirable to be formed deeper than the depth of the nanostructure (43) imprinted on). In addition, the stamp 40 is preferably made of a material selected from the group consisting of quartz (quartz), glass, sapphire (diamond), diamond, etc. that can transmit ultraviolet rays, plate through a fine shape processing process (plate) The nanostructure 43 is imprinted on each element stamp 41 disposed on one side of the material in the form of.

다음으로, 불완전 가압된 레지스트 부분(도면에 "Ⅰ"로 표시)을 탐지한다. 본 실시예에서는, 도 1 및 도 2a에 도시된 바와 같이, 다중 양각 요소 스탬프(40)로 상기 레지스트 액적(48)을 가압한 상태에서 스탬프(40)의 상면으로부터 CCD(Charge Coupled Device) 카메라 등과 같은 광학 측정장치(미도시)를 이용하여 스탬프(41)에 각인된 나노구조물(43)의 면적보다 가압된 레지스트 액적(48)의 면적이 적게 펴진 부분(도면에 "I"로 표시)을 탐지한다. 이 때, 상기 다중 양각 요소 스탬프(40)는 자외선이 투과되는 소재로 제작되므로 그 아래의 레지스트 액적(48)을 광학 측정장치로 탐지할 수 있다.Next, an incompletely pressurized portion of the resist (marked with "I" in the figure) is detected. In the present embodiment, as shown in Figs. 1 and 2A, a CCD (Charge Coupled Device) camera or the like is formed from an upper surface of the stamp 40 in a state in which the resist droplet 48 is pressed with the multi-embossed element stamp 40. Using the same optical measuring device (not shown), the area where the area of the pressed resist droplets 48 is less than the area of the nanostructure 43 stamped on the stamp 41 (marked with "I" in the drawing) is detected. do. At this time, since the multi-embossed element stamp 40 is made of a material through which ultraviolet rays are transmitted, the resist droplets 48 below it can be detected by the optical measuring device.

다음으로, 상기 불완전 가압된 레지스트 부분이 압착되도록 선택적으로 부가압력을 가한다. 선택적 부가압력은 상기 기판(50)의 배면으로부터 가할 수 있고, 상기 스탬프(40)의 상면으로부터 가할 수도 있다. 본 실시예에서는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 기판(50)이 놓이는 기판 테이블(52)에 구멍(52a)을 형성하고 이 구멍(52a) 내에 압전소자 작동기(54)와 같은 부가압력 작동기를 설치하여 상기 기판(50)의 배면으로부터 부가압력을 가한다. 이러한 압전소자 작동기(54)는 상기 기판(50)의 배면에 면접촉(surface contact)하도록 평탄한 접촉면을 갖는 플런저(plunger)(56)를 포함한다.Next, an additional pressure is selectively applied to compress the incompletely pressurized resist portion. An optional additional pressure may be applied from the back surface of the substrate 50, or may be applied from the top surface of the stamp 40. In this embodiment, as shown in Fig. 2B, a hole 52a is formed in the substrate table 52 on which the substrate 50 is placed, and an additional pressure actuator such as a piezoelectric element actuator 54 is formed in the hole 52a. Is installed to apply an additional pressure from the back of the substrate (50). This piezoelectric element actuator 54 includes a plunger 56 having a flat contact surface for surface contact with the back surface of the substrate 50.

상기 부가압력 작동기는 필요에 따라 다양한 구조로 배치될 수 있다. 즉, 기판(50) 중앙에 1개를 배치하거나, 중심각 120°간격으로 3개가 배치될 수 있으며, 스탬프(40)에 각인된 나노구조물(43)의 개수, 다시 말하면 요소 스탬프(41)의 개수만큼 대응되는 위치에 설치될 수 있다.The additional pressure actuator may be arranged in various structures as necessary. That is, one may be disposed in the center of the substrate 50, or three may be disposed at a center angle of 120 °, and the number of nanostructures 43 stamped on the stamp 40, that is, the number of element stamps 41. It can be installed in the corresponding position.

이와 같이 불완전 가압된 레지스트 부분 탐지단계에서, 상기 광학 측정장치는 각인된 나노구조물(43) 또는 각 요소 스탬프(41)의 아래에서 가압된 레지스트 액적(48)들의 수직방향으로의 투영(projected)된 면적을 측정하게 된다. 이렇게 측정된 레지스트 액적(48)의 면적이 대응되는 나노구조물(43)의 면적 또는 요소 스탬프(41)의 상면 면적보다 작은 경우, 대응되는 또는 가장 가까운 거리에 설치된 압전소자 작동기(54)와 같은 부가압력 작동기를 작동하여 레지스트 액적(48)의 투사 면적을 증가시킨다. 그리고 증가된 레지스트 액적(48)의 면적을 재측정하여 해당하는 나노구조물(43) 또는 요소 스탬프(41) 상면의 면적과 비교하여 큰 경우에는 다음 단계로 넘어가고, 작은 경우에는 상기 과정을 반복한다.In such an incompletely pressurized resist portion detection step, the optical measuring device is projected in the vertical direction of the pressed resist droplets 48 under the imprinted nanostructure 43 or each element stamp 41. The area is measured. When the area of the resist droplets 48 thus measured is smaller than the area of the corresponding nanostructure 43 or the area of the top surface of the element stamp 41, an addition such as a piezoelectric element actuator 54 installed at the corresponding or closest distance. The pressure actuator is activated to increase the projected area of the resist droplet 48. Then, the area of the increased resist droplets 48 is re-measured and compared to the area of the upper surface of the corresponding nanostructure 43 or the element stamp 41, and the process proceeds to the next step if the size is large, and the process is repeated if the size is small. .

한편, 기판(50)에 레지스트를 스핀 코팅한 경우에는 스탬프로 코팅된 레지스트를 가압한 상태에서 광학 측정장치를 이용하여 상기 스탬프에 각인된 각각의 나노구조물 아래에 위치한 레지스트층의 두께를 측정함으로써 불완전 가압된 부분을 탐지할 수 있다. 즉, 측정된 두께를 비교하여 상대적으로 두꺼운 부분에 해당하거나 이 부분에 가까운 곳에 설치된 부가압력 작동기를 작동시킨다.On the other hand, in the case of spin-coating a resist on the substrate 50, incomplete by measuring the thickness of the resist layer located under each nanostructures stamped on the stamp by using an optical measuring device while pressing the resist coated with the stamp. Pressurized parts can be detected. In other words, the measured thickness is compared to operate an additional pressure actuator installed at or near the relatively thick portion.

부가압력 작동기로 압축공기를 이용한 공압 작동기를 사용할 수도 있다. 이 경우에는 가압된 레지스트의 두께나 퍼진 정도를 측정하여 부가압력을 선택적으로 가하는 것이 아니라, 1차 가압 후 기판의 배면에 설치된 각 공압 작동기들의 압력을 일정하게 유지하도록 가압하여 스탬프와 기판의 평탄도 오차가 큰 부분에서 발생하게 되는 불완전 가압된 레지스트에 부가압력을 가하게 된다. 즉, 평탄도 오차가 큰 부분에서는 1차 가압 시 실제 작용되는 압력이 상대적으로 낮기 때문에 이 부분에 공압 작동기에 의해서 부가압력이 작용하게 된다. 이 경우 레지스트의 두께나 퍼진 정도를 측정하는 부가 장치가 필요하지 않다.Pneumatic actuators using compressed air may also be used as additional pressure actuators. In this case, the additional pressure is not selectively measured by measuring the thickness or spreading of the pressurized resist, but by pressing to maintain a constant pressure of each pneumatic actuator installed on the back of the substrate after the first press, and thus the flatness of the stamp and the substrate. An additional pressure is applied to the incompletely pressurized resist which is generated in a large error portion. That is, in the part where the flatness error is large, since the pressure actually applied during the first press is relatively low, the additional pressure is acted on by this pneumatic actuator. In this case, an additional device for measuring the thickness or spread of the resist is not necessary.

또한 기판의 배면 전체에 고압가스(예를 들여, 질소)를 이용하여 압력을 가할 수도 있다. 이 때도 마찬가지로 측정장치가 별도로 필요없으며 고압가스로 부가압력을 가하게 되면 평탄도 오차가 큰 부분에 상대적으로 큰 압력이 작용하게 되어 선택적으로 부가압력이 작용되는 효과를 얻을 수 있다.In addition, pressure may be applied to the entire back surface of the substrate by using a high pressure gas (for example, nitrogen). In this case, a separate measuring device is not required. When the additional pressure is applied with a high-pressure gas, a relatively large pressure is applied to a portion having a large flatness error, and thus an additional pressure can be selectively applied.

다음으로, 자외선을 레지스트(48)에 조사(照査)한다. 상기 다중 양각 요소스탬프(40)를 자외선이 투과되는 소재로 제작함으로써 자외선이 레지스트(48)에 조사된다.Next, ultraviolet rays are irradiated onto the resist 48. The multi-embossed element stamp 40 is made of a material through which ultraviolet rays are transmitted, thereby irradiating ultraviolet rays to the resist 48.

다음으로, 다중 양각 요소 스탬프(40)를 레지스트(48)로부터 분리해낸다.Next, the multiple relief element stamps 40 are separated from the resist 48.

다음으로, 레지스트(48)가 도포된 기판(50)의 상면을 식각(etching)한다. 그리고 기판 상면에 남아있는 레지스트(48)를 제거(strip)하면 기판(50) 상에 나노구조물이 형성되게 된다.Next, the upper surface of the substrate 50 to which the resist 48 is applied is etched. When the resist 48 remaining on the upper surface of the substrate is stripped, nanostructures are formed on the substrate 50.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 UV 나노임프린트 리소그래피 공정에 있어서, 기판의 배면과 점접촉(point contact) 하는 플런저(plunger)를 구비하는 압전소자 작동기를 이용하여 부가압력을 가하는 모습을 도시한 단면도이다. 상기 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조부호를 사용하였다.3 is a view illustrating applying an additional pressure by using a piezoelectric element actuator having a plunger in point contact with a rear surface of a substrate in a UV nanoimprint lithography process according to a second embodiment of the present invention. It is sectional drawing. The same reference numerals are used for the same components as in the first embodiment.

본 실시예에 있어서, 불완전 가압된 레지스트 부분이 압착되도록 선택적으로 부가압력을 가하는 단계에서 사용되는 부가압력 작동기는, 도 3에 도시된 바와 같이, 압전소자 작동기(64)이며, 기판(50)의 배면에 접접촉(point contact)하도록 구(球)형 팁(tip)(65a)을 갖는 플런저(65)를 포함한다. 그 밖에 공정은 상기 제1 실시예의 공정과 동일하거나 유사한 범위에 있다.In this embodiment, the additional pressure actuator used in the step of selectively applying the additional pressure to compress the incompletely pressurized resist portion is a piezoelectric element actuator 64, as shown in FIG. And a plunger 65 having a spherical tip 65a for point contact with the back surface. Otherwise, the process is in the same or similar range as the process of the first embodiment.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 UV 나노임프린트 리소그래피 공정에 있어서, 스프링-나사 메카니즘 작동기를 이용하여 부가압력을 가하는 모습을 도시한 단면도이다. 상기 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조부호를 사용하였다.FIG. 4 is a cross-sectional view showing the application of an additional pressure using a spring-screw mechanism actuator in the UV nanoimprint lithography process according to the third embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the same components as in the first embodiment.

본 실시예에 있어서, 불완전 가압된 레지스트 부분이 압착되도록 선택적으로부가압력을 가하는 단계에서 사용되는 부가압력 작동기는, 도 4에 도시된 바와 같이, 스프링-나사 메카니즘 작동기(74)이다. 상기 스프링-나사 메카니즘 작동기(74)는 압축 스프링(76)과 나사 구동부(73)로 구성되며, 나사 구동부(73)의 변위에 의해 발생하는 변위량이 압축 스프링(76)의 압축량으로 전환되어 실제 기판(50)에 전달되는 절대 변위량을 감소시켜 미세 변위 조절이 가능하게 함으로써 기판(50) 배면으로부터 부가압력을 가할 수 있게 된다. 이 때 상기 압축 스프링(76)을 대신하여 고무 등의 탄성체를 사용할 수도 있다. 이러한 스프링-나사 메카니즘 작동기(74)의 플런저(65)는 기판(50)의 배면에 면접촉(surface contact)하도록 평탄한 접촉면을 갖는다. 그러나 상기 제2 실시예에서와 같이 기판(50)의 배면에 접접촉(point contact)하도록 구(球)형 팁(tip)을 가질 수도 있다. 그 밖에 공정은 상기 제1 실시예의 공정과 동일하거나 유사한 범위에 있다.In this embodiment, the additional pressure actuator used in the step of selectively applying the additional pressure to squeeze the incompletely pressurized resist portion is a spring-screw mechanism actuator 74, as shown in FIG. The spring-screw mechanism actuator 74 is composed of a compression spring 76 and a screw drive 73, the displacement generated by the displacement of the screw drive 73 is converted to the compression amount of the compression spring 76, It is possible to apply an additional pressure from the back of the substrate 50 by reducing the absolute displacement delivered to the substrate 50 to enable fine displacement control. In this case, an elastic body such as rubber may be used instead of the compression spring 76. The plunger 65 of this spring-screw mechanism actuator 74 has a flat contact surface for surface contact with the back surface of the substrate 50. However, as in the second embodiment, it may have a spherical tip to make point contact with the rear surface of the substrate 50. Otherwise, the process is in the same or similar range as the process of the first embodiment.

도 5a 및 5b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 UV 나노임프린트 리소그래피 공정에 있어서, 평탄형 스탬프를 이용하여 레지스트 액적을 1차 가압하고, 기판의 배면에서 압전소자 작동기를 이용하여 선택적으로 2차 가압하는 과정을 순차적으로 도시한 단면도이다. 상기 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조부호를 사용하였다.Figures 5a and 5b is a UV nanoimprint lithography process according to a fourth embodiment of the present invention, the first step is to pressurize the resist droplets using a flat stamp, and optionally the secondary using a piezoelectric element actuator on the back of the substrate It is sectional drawing which shows the process of pressing sequentially. The same reference numerals are used for the same components as in the first embodiment.

본 실시예에서는 기판(50) 상에 나노구조물을 형성하기 위하여 평탄한 스탬프(80)를 적용하였다. 도시된 바와 같이, 나노구조물(83)이 표면에 형성된 평탄한 스탬프(80)를 기판(50)에 도포된 레지스트 액적(48)의 상면에 접촉시켜 상온에서 소정의 저압력으로 가압하고, 불완전 가압된 레지스트 부분을 탐지한 다음, 이 불완전 가압된 레지스트 부분이 압착되도록 압전소자 작동기(54)로 부가압력을 가한다. 그 밖에 공정은 상기 제1 실시예의 공정과 동일하거나 유사한 범위에 있다.In this embodiment, a flat stamp 80 is applied to form a nanostructure on the substrate 50. As shown, the flat stamp 80 formed on the surface of the nanostructure 83 is in contact with the upper surface of the resist droplet 48 applied to the substrate 50 to press at a predetermined low pressure at room temperature, incompletely pressurized After detecting the resist portion, an additional pressure is applied to the piezoelectric element actuator 54 to compress the incompletely pressurized resist portion. Otherwise, the process is in the same or similar range as the process of the first embodiment.

도 6a 및 6b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 UV 나노임프린트 리소그래피 공정에 있어서, 다중 양각 요소 스탬프를 이용하여 레지스트 액적을 1차 가압하고, 스탬프의 상면에서 선택적으로 2차 가압하는 과정을 순차적으로 도시한 단면도이다. 상기 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조부호를 사용하였다.6A and 6B illustrate a step of sequentially pressing a resist droplet using a multi-embossed element stamp and selectively pressing a second pressure on an upper surface of the stamp in the UV nanoimprint lithography process according to the fifth embodiment of the present invention. It is shown in cross section. The same reference numerals are used for the same components as in the first embodiment.

본 실시예에서는 1차로 기판(50)에 도포된 레지스트 액적(48)의 상면에 다중 양각 요소 스탬프(40)를 접촉시켜 소정의 저압력(P1)으로 가압한 다음, 불완전 가압된 레지스트 부분을 탐지하고 이러한 불완전 가압된 레지스트 부분을 압착하기 위하여 상기 다중 양각 요소 스탬프(40)의 상면으로부터 부가압력(P2, P3)을 가하게 된다. 특히 다중 양각 요소 스탬프(40)의 각 모서리에 부가압력 작동기(미도시)를 설치하여 불완전 가압된 레지스트 부분이 탐지되는 경우 선택적으로 부가압력 작동기를 작동시킴으로써 가압한다. 이 때 상기 다중 양각 요소 스탬프(40)의 각 모서리에 작용하는 부가압력은 1차 가압 상태에 따라 그 부가압력 값이 각각 다르다. 여기서 다중 양각 요소 스탬프(40)의 재질은 그 강도가 매우 높기 때문에 다중 양각 요소 스탬프(40)의 각 모서리에만 상기 부가압력 작동기를 설치하여도 충분할 수 있다. 이 때 상기 기판(50)은 기판 테이블(59)에 안착되어 있다.In the present embodiment, the multiple embossed element stamp 40 is contacted with the upper surface of the resist droplet 48 applied to the substrate 50 to press a predetermined low pressure P1, and then the incompletely pressurized portion of the resist is detected. And additional pressures P2 and P3 are applied from the top surface of the multiple relief element stamp 40 to squeeze the incompletely pressurized resist portion. In particular, an additional pressure actuator (not shown) is installed at each corner of the multi-embossed element stamp 40 to selectively pressurize by actuating the additional pressure actuator when a portion of incompletely pressurized resist is detected. At this time, the additional pressure acting on each corner of the multi-embossed element stamp 40 is different depending on the primary pressure state. Since the material of the multiple relief element stamp 40 is very high, it may be sufficient to install the additional pressure actuator only at each corner of the multiple relief element stamp 40. At this time, the substrate 50 is seated on the substrate table 59.

본 실시예에서는 다중 양각 요소 스탬프(40)를 이용하였으나, 제4 실시예에서와 같은 평탄형 스탬프를 이용할 수도 있다.In this embodiment, although the multiple relief element stamp 40 is used, the same flat stamp as in the fourth embodiment may be used.

도 7은 본 발명에 따른 UV 나노임프린트 리소그래피 공정을 구현하기 위한 선택적 부가압력 작동 시스템의 개략도이다. 상기 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조부호를 사용하였다.7 is a schematic diagram of an optional additional pressure operating system for implementing a UV nanoimprint lithography process according to the present invention. The same reference numerals are used for the same components as in the first embodiment.

도시된 바와 같이, 선택적 부가압력 작동 시스템은 레지스트가 도포된 기판(50)을 하부에서 지지하는 기판 테이블(52)과 상기 기판(50)의 상부에 위치하면서 기판(50) 상의 레지스트(48)의 가압상태를 탐지하는 광학 측정장치(90)를 포함한다.As shown, an optional additional pressure operating system is provided with a substrate table 52 that supports the substrate to which the resist is applied, and a resist 48 on the substrate 50 positioned on top of the substrate 50. And an optical measuring device 90 for detecting the pressurized state.

상기 기판 테이블(52)의 기판(50)과 접하는 면에는 적어도 하나 이상의 구멍이 형성되며, 이 구멍 내에는 상기 기판의 배면으로부터 부가압력을 가하는 부가압력 작동기로서 압전소자 작동기(54)가 배치된다. 이러한 압전소자 작동기(54)는 작동기 컨트롤러(57)에 연결되어 이로부터 작동의 제어를 받는다.At least one hole is formed in a surface of the substrate table 52 in contact with the substrate 50, and a piezoelectric element actuator 54 is disposed in the hole as an additional pressure actuator that applies an additional pressure from the back surface of the substrate. This piezoelectric element actuator 54 is connected to the actuator controller 57 and controlled therefrom.

한편, 상기 광학 측정장치(90)와 작동기 컨트롤러(57)는 함께 피드백 컨트롤러(92)에 연결되며, 피드백 컨트롤러(92)는 광학 측정장치(90)로부터 전달되는 레지스트 가압상태에 따라 부가압력 작동신호를 상기 작동기 컨트롤러(57)로 전송한다.On the other hand, the optical measuring device 90 and the actuator controller 57 is connected to the feedback controller 92 together, the feedback controller 92 is an additional pressure operating signal in accordance with the resist pressing state transmitted from the optical measuring device 90 Is transmitted to the actuator controller 57.

이 때, 적용되는 스탬프는 도 7에 도시된 바와 같이 다중 양각 요소 스탬프(40)이거나 일반적으로 평탄한 스탬프일 수 있으며, 상기 부가압력 작동기는 상기 제2 및 제3 실시예에서와 같은 부가압력 작동기가 적용될 수도 있다.At this time, the applied stamp may be a multi-embossed element stamp 40 or a generally flat stamp, as shown in FIG. 7, wherein the additional pressure actuator is provided with the additional pressure actuator as in the second and third embodiments. May be applied.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 선택적 부가압력을 이용한 UV 나노임프린트 리소그래피 공정에 의하면, 공정 수행 시 스탬프와 기판 각각의 평탄도 오차에 의해 불완전 가압된 레지스트의 발생 시 선택적으로 부가 압력을 가하여 기판 위의 레지스트를 가압시킴으로써, 대면적의 스탬프(예, 5 인치 스탬프)를 이용하여 single-step 또는 step & repeat 방식으로 대면적의 기판(예, 18 인치 Si 웨이퍼)에 나노구조물을 제작하는 경우에 발생할 수 있는 레지스트의 불완전 충전을 방지하고, 잔여 레지스트 두께의 편차를 최소화할 수 있다. 따라서 고정밀, 고품질의 나노구조물을 빠른 시간 내에 경제적ㆍ효율적으로 형성할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the UV nanoimprint lithography process using the selective addition pressure according to the present invention, when an incompletely pressurized resist is generated by the flatness error of each of the stamp and the substrate, the additional pressure is selectively applied to the substrate. By pressing the resist, nanostructures can be produced on large area substrates (e.g. 18 inch Si wafers) in a single-step or step & repeat method using large area stamps (e.g. 5 inch stamps). Incomplete filling of resists present can be prevented and variations in residual resist thickness can be minimized. Therefore, there is an effect that can form high-precision, high-quality nanostructures economically and efficiently in a short time.

Claims (17)

기판(substrate) 상에 나노구조물(nanostructure)을 형성하기 위한 UV 나노임프린트 리소그래피(Ultraviolet Nanoimprint Lithography) 공정에 있어서,In a UV nanoimprint lithography process for forming a nanostructure on a substrate, 상기 기판 상면에 레지스트(resist)를 도포하는 단계;Applying a resist to the upper surface of the substrate; 형성하고자 하는 나노구조물에 대응되는 나노구조물이 표면에 형성된 스탬프를 상기 레지스트 상면에 접촉시켜 상온에서 소정의 저압력으로 가압하는 단계;Pressing a stamp having a nanostructure corresponding to the nanostructure to be formed on the surface thereof to contact the upper surface of the resist to press a predetermined low pressure at room temperature; 불완전 가압된 레지스트 부분을 탐지하는 단계;Detecting incompletely pressurized resist portions; 상기 불완전 가압된 레지스트 부분이 압착되도록 선택적으로 부가압력을 가하는 단계;Selectively applying an additional pressure to compress the incompletely pressurized resist portion; 자외선을 상기 레지스트에 조사(照査)하는 단계;Irradiating ultraviolet light onto the resist; 상기 스탬프를 상기 레지스트로부터 분리하는 단계; 및Separating the stamp from the resist; And 상기 레지스트가 도포된 기판의 상면을 식각(etching)하는 단계Etching the upper surface of the substrate to which the resist is applied 를 포함하는 UV 나노임프린트 리소그래피 공정.UV nanoimprint lithography process comprising. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스탬프는 나노구조물이 각인된 면이 평탄한 스탬프인 것을 특징으로 하는 UV 나노임프린트 리소그래피 공정.The stamp is a UV nanoimprint lithography process, characterized in that the stamped flat surface of the nanostructures. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스탬프는 적어도 2개 이상의 요소(element) 스탬프들로 구성되며, 서로 이웃한 요소 스탬프들 사이에 상기 각각의 요소 스탬프 상에 각인된 나노구조물의 깊이보다 더 깊은 홈(groove)이 형성된 다중 양각 요소 스탬프인 것을 특징으로 하는 UV 나노임프린트 리소그래피 공정.The stamp is composed of at least two element stamps, and multiple relief elements having grooves deeper than the depths of the nanostructures imprinted on the respective element stamps between neighboring element stamps. UV nanoimprint lithography process, characterized in that the stamp. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 불완전 가압된 레지스트 부분을 탐지하는 단계는 광학 측정장치를 이용하여 상기 기판 상면에 도포된 레지스트 층의 두께를 측정하는 것을 포함하는 UV 나노임프린트 리소그래피 공정.Detecting the incompletely pressurized portion of the resist comprises measuring the thickness of the resist layer applied to the upper surface of the substrate using an optical measuring device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 불완전 가압된 레지스트 부분을 탐지하는 단계는 상기 스탬프의 상면으로부터 광학 측정장치를 이용하여 스탬프에 각인된 나노구조물의 면적보다 가압된 레지스트 액적이 적게 펴진 부분을 탐지하는 것을 포함하는 UV 나노임프린트 리소그래피 공정.The step of detecting the incompletely pressurized resist portion may include detecting from the top surface of the stamp a portion of the pressurized resist droplet spreading less than the area of the nanostructures imprinted on the stamp using an optical measuring device. . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 부가압력을 가하는 단계는 상기 기판의 배면으로부터 부가압력을 가하는 것을 포함하는 UV 나노임프린트 리소그래피 공정.Applying the additional pressure comprises applying an additional pressure from the back side of the substrate. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 기판의 배면으로부터 부가압력을 가하는 단계는 상기 기판이 놓이는 기판 테이블에 적어도 하나 이상의 구멍을 형성하고 이 구멍에 부가압력 작동기를 설치하여 부가압력을 가하는 것을 포함하는 UV 나노임프린트 리소그래피 공정.The step of applying an additional pressure from the back side of the substrate comprises forming at least one or more holes in the substrate table on which the substrate is placed and installing an additional pressure actuator in the holes to apply additional pressure. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 부가압력 작동기는 압전소자 작동기인 것을 특징으로 하는 UV 나노임프린트 리소그래피 공정.And said additional pressure actuator is a piezoelectric element actuator. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 부가압력 작동기는 공압 작동기인 것을 특징으로 하는 UV 나노임프린트 리소그래피 공정.And said additional pressure actuator is a pneumatic actuator. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 부가압력 작동기는 스프링-나사 메카니즘 작동기인 것을 특징으로 하는 UV 나노임프린트 리소그래피 공정.And said additional pressure actuator is a spring-screw mechanism actuator. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 부가압력 작동기는 상기 기판의 배면에 면접촉(surface contact)하는 플런저(plunger)를 포함하는 UV 나노임프린트 리소그래피 공정.And said additional pressure actuator comprises a plunger for surface contact with a backside of said substrate. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 부가압력 작동기는 상기 기판의 배면에 점접촉(point contact)하는 플런저(plunger)를 포함하는 UV 나노임프린트 리소그래피 공정.And said additional pressure actuator comprises a plunger in point contact with the back side of said substrate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 부가압력을 가하는 단계는 상기 스탬프의 상면으로부터 부가압력을 가하는 것을 포함하는 UV 나노임프린트 리소그래피 공정.Applying the additional pressure comprises applying an additional pressure from an upper surface of the stamp. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 스탬프의 상면으로부터 부가압력을 가하는 단계는 상기 스탬프의 모서리에 부가압력 작동기를 이용하여 부가압력을 가하는 것을 포함하는 UV 나노임프린트 리소그래피 공정.And applying an additional pressure from an upper surface of the stamp comprises applying an additional pressure to an edge of the stamp using an additional pressure actuator. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 부가압력 작동기는 상기 스탬프의 상면에 점접촉(point contact)하는 플런저(plunger)를 포함하는 UV 나노임프린트 리소그래피 공정.And said additional pressure actuator comprises a plunger in point contact with an upper surface of said stamp. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 부가압력 작동기는 상기 스탬프의 상면에 면접촉(surface contact)하는플런저(plunger)를 포함하는 UV 나노임프린트 리소그래피 공정.And the additional pressure actuator comprises a plunger that is in surface contact with the top surface of the stamp. 기판(substrate) 상에 나노구조물(nanostructure)을 형성하기 위한 UV 나노임프린트 리소그래피(ultraviolet nanoimprint lithography) 공정에 있어서,In a UV nanoimprint lithography process for forming a nanostructure on a substrate, 레지스트가 도포된 기판을 하부에서 지지하며, 상기 기판과 접하는 면에 적어도 하나 이상의 구멍이 형성되어 있는 기판 테이블;A substrate table that supports a substrate to which a resist is applied, and at least one hole is formed in a surface contacting the substrate; 상기 기판의 상부에 위치하면서 상기 기판 상의 레지스트의 가압상태를 탐지하는 광학 측정장치;An optical measuring device positioned on the substrate and detecting a pressing state of the resist on the substrate; 상기 기판 테이블에 형성되는 구멍 내에 배치되어 상기 기판의 배면으로부터 부가압력을 가하는 부가압력 작동기;An additional pressure actuator disposed in a hole formed in the substrate table to apply an additional pressure from a rear surface of the substrate; 상기 부가압력 작동기와 연결되어 작동을 제어하는 작동기 컨트롤러; 및An actuator controller connected to the additional pressure actuator to control operation; And 상기 광학 측정장치 및 상기 작동기 컨트롤러에 각각 연결되어, 상기 광학 측정장치로부터 전달되는 레지스트의 가압상태에 따라 상기 부가압력 작동신호를 상기 작동기 컨트롤러로 전송하는 피드백 컨트롤러A feedback controller connected to the optical measuring device and the actuator controller, respectively, to transmit the additional pressure operation signal to the actuator controller according to the pressing state of the resist transmitted from the optical measuring device; 를 포함하는 선택적 부가압력 작동 시스템.Optional additional pressure operating system comprising a.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100558754B1 (en) * 2004-02-24 2006-03-10 한국기계연구원 Uv nanoimprint lithography process and apparatus for performing the same
KR100780356B1 (en) * 2006-11-27 2007-11-30 삼성전자주식회사 Nano imprinting apparatus and the separation method of a soft stamper thereby
KR100935989B1 (en) * 2008-02-12 2010-01-08 삼성전기주식회사 Imprinting apparatus and imprinting method using the same
WO2011065793A3 (en) * 2009-11-30 2011-11-10 서강대학교 산학협력단 Arrangement apparatus and arrangement method for forming nano particles in shape of pillar
CN112445065A (en) * 2014-04-22 2021-03-05 Ev 集团 E·索尔纳有限责任公司 Method and apparatus for imprinting nanostructures
KR20220138003A (en) * 2020-10-01 2022-10-12 신에츠 엔지니어링 가부시키가이샤 Microstructure manufacturing apparatus and microstructure manufacturing method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100867951B1 (en) 2007-07-16 2008-11-11 삼성전기주식회사 Imprinting method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100558754B1 (en) * 2004-02-24 2006-03-10 한국기계연구원 Uv nanoimprint lithography process and apparatus for performing the same
KR100780356B1 (en) * 2006-11-27 2007-11-30 삼성전자주식회사 Nano imprinting apparatus and the separation method of a soft stamper thereby
KR100935989B1 (en) * 2008-02-12 2010-01-08 삼성전기주식회사 Imprinting apparatus and imprinting method using the same
WO2011065793A3 (en) * 2009-11-30 2011-11-10 서강대학교 산학협력단 Arrangement apparatus and arrangement method for forming nano particles in shape of pillar
CN112445065A (en) * 2014-04-22 2021-03-05 Ev 集团 E·索尔纳有限责任公司 Method and apparatus for imprinting nanostructures
KR20220138003A (en) * 2020-10-01 2022-10-12 신에츠 엔지니어링 가부시키가이샤 Microstructure manufacturing apparatus and microstructure manufacturing method

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