KR20070042309A - 다이아몬드상 카본 박막을 이용한 미세 임프린트리소그래피용 스탬프 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세 임프린트 리소그래피 공정 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 UV 미세임프린트 리소그래피 공정기술이나, 가열방식의 미세임프린트 리소그래피 공정기술에 사용되는 스탬프와 이 스탬프의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 스탬프 제조방법은, 기판 위에 다이아몬드상 카본(DLC, diamond-like carbon) 박막을 증착하는 단계와, 상기 다이아몬드상 카본 박막 위에 레지스트를 도포하는 단계와, 상기 레지스트를 패터닝하는 단계와, 상기 패터닝된 레지스트를 보호막으로 하여 상기 다이아몬드상 카본 박막을 에칭하는 단계, 및 상기 레지스트를 제거하는 단계를 포함한다.
미세임프린트 리소그래피, 다이아몬드상 카본필름, 친수성, 소수성

Description

다이아몬드상 카본 박막을 이용한 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프 및 그 제조방법{STAMP FOR MICRO/NANOIMPRINT LITHOGRAPHY USING DIAMOND-LIKE CARBON AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프 제조방법을 도시한 공정도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프 제조방법을 도시한 공정도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프 제조방법을 도시한 공정도이다.
본 발명은 미세 임프린트 리소그래피 공정 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 UV 미세(마이크로, 나노) 임프린트 리소그래피 공정기술이나, 가열방식의 미세 임프린트 리소그래피 공정기술에 사용되는 스탬프와 이 스탬프의 제조방법에 관한 것이다.
미세임프린트 리소그래피 기술은 경제적이고도 효과적으로 미세 구조물을 제작하는 기술로써, 미세 구조물이 각인된 스탬프를 기판 위에 코팅된 레지스트 표면에 눌러 미세 구조물을 반복적으로 임프린트하는 기술이다.
종래 임프린트 리소그래피 기술은 Chou 교수가 제안한 것이 있으며, 이 기술은 전자빔 리소그래피 공정을 이용하여 제작한 미세 크기의 부조 구조물을 가진 스탬프를 먼저 제작하고 이러한 스탬프를 기판의 표면에 코팅되어 있는 polymethylmethacrylate (PMMA) 재질의 레지스트 표면에 접촉한 다음 스탬프를 고온에서 누르고 냉각하여 스탬프를 기판으로부터 분리하는 방법이다.
이와 같은 방법에 의하면 기판의 레지스트에는 스탬프에 각인된 미세 구조물이 정반대 형태로 임프린트되고, 이방성 식각 작업을 통하여 레지스트 표면에서 눌려진 부분에 남아 있는 잔여 레지스트를 완전히 제거하여 완성하게 된다.
또 다른 임프린트 리소그래피 기술로는 Laser-Assisted Direct Imprint (LADI) 공정이 있다. 이 공정은 308 nm 파장의 Single 20 ns excimer laser를 사용하여 실리콘 웨이퍼(기판) 표면에 코팅된 레지스트를 순간적으로 녹여 임프린트하는 방법이다.
또 다른 임프린트 리소그라피 기술로는 Nanosecond laser-assisted nanoimprint lithography (LA-NIL) 공정이 있다. 이 공정은 레지스트로 고분자 소재를 사용한 것으로 기판 표면의 레지스트에 100 nm 선폭과 90 nm깊이의 미세 구조물을 임프린트 할 수 있는 공정이다.
이상 설명한 임프린트 기술들은 모두 레지스트를 경화시키기 위하여 열을 가하는 방법을 사용하고 있다.
그러나 이와 같이 가열 방식의 임프린트 기술은 다양한 적층 공정을 수행하기 위하여 다층화(multi-layer)공정이 필수적인 반도체 제조 공정에 적용할 경우 레지스트가 열변형을 일으켜서 다층 정렬(alignment)이 곤란하다는 문제점이 있다. 또한 점도가 큰 레지스트를 임프린트하기 위해서는 약 30 기압 정도의 고압으로 스탬프를 가압하여야 하기 때문에 이러한 과정에서 열 경화성 재질로 제작된 구조물이 파손을 일으켜 사용할 수 없는 문제점이 있다. 이 밖에도 스탬프용 기판으로 사용한 물질이 불투명하여 실제 미세 구조물 제작 공정에 적용할 경우 다층 정렬작업이 곤란하다는 문제점이 있다.
이러한 가열방식의 임프린트 기술의 문제점들을 해결할 수 있는 기술로는 Sreenivasan 교수 등이 제안한 Step & Flash Imprint Lithography (SFIL) 공정이 있다.
이 공정은 레지스트 물질로서 자외선 경화 소재를 사용한 것을 특징으로 하고 있으며 이러한 자외선 경화 소재를 이용할 경우 상온상태에서 저압으로 미세 구조물을 제작할 수 있다는 장점이 있다. 또한 스탬프 제작을 위한 기판으로서 자외 선을 투과시킬 수 있는 물질 예를 들면 수정(quartz)이나 유리(Pyrex glass)등을 사용한다는 점에 그 특징이 있다.
이러한 SFIL 공정은 먼저 전달층(transfer layer)이 실리콘 기판위에 코팅 된다. 다음에 자외선 투과성 스탬프가 전달층과 일정간격이 유지된 상태에서 점성(viscosity)이 낮은 자외선 경화수지를 표면장력에 의하여 미세 구조물 안으로 충전되도록 한다. 충전이 완료된 시점에서 스탬프를 전달층과 접촉시키고, 자외선을 조사하여 수지를 경화시킨 후, 스탬프를 분리하고 식각 과정과 lift-off 과정을 거쳐 미세 구조물이 기판 위에 각인되도록 하는 것이다.
최근의 SFIL 공정은 전달층과 스탬프 사이에 자외선 경화수지 액적을 떨어뜨린 후 스탬프로 가압하는 방식으로 연구가 진행되고 있다.
이와 같은 SFIL 공정의 또 다른 특징은 step & repeat 방식으로 전체 기판을 한번에 임프리트하는 것이 아니라 소단위 크기의 스탬프를 사용하고 여러 번 반복하여 임프린트하는 방식을 채택하고 있다는 점이다.
이 방식은 작은 면적을 가진 스탬프를 사용하기 때문에 미세 구조물에 수지를 충전시키는 데는 효율적이나, 대면적의 기저를 임프린트하는 경우에 매번 정렬 작업과 임프린트 공정을 수행하게 되므로 전체 공정 시간이 매우 길어지는 단점이 있다.
한편, 종래 미세 임프린트 리소그래피 공정을 수행하기 위해 제작된 스탬프는 임프린트 시 레지스트와 발생할 수 있는 들러붙음(sticking) 현상 때문에 그 표 면에 점착방지막을 형성한다.
그러나 50nm 이하의 작은 구조물에 점착방지막을 형성할 경우 점착방지막 자체의 필름 두께로 인해 패턴의 형상이 왜곡되어 원하는 형상의 패턴을 얻지 못할 수 있으며, 이 때문에 점착방지막을 얇게 형성할 경우에는 점착방지막 자체의 구조적 안정성에 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 그 목적은 소수특성을 가지면서 광투과가 가능한 다이아몬드상 카본 박막으로 이루어지는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다이아몬드상 카본 박막을 기판에 증착하여 미세구조물의 형태를 갖도록 하여 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법은, 기판 위에 다이아몬드상 카본(DLC, diamond-like carbon) 박막을 증착하는 단계와, 상기 다이아몬드상 카본 박막 위에 레지스트를 도포하는 단계와, 상기 레지스트를 패터닝하는 단계와, 상기 패터닝된 레지스트를 보호막으로 하여 상기 다이아몬드상 카본 박막을 에칭하는 단계, 및 상기 레지스트를 제거하는 단계를 포함한다.
상기 기판은 광투과성 재료로 이루어질 수 있으며, 쿼츠(quartz), 유리(glass), 다이아몬드(diamond), 투명한 고분자, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투 명반도체 중 어느 하나의 재료로 이루어질 수 있다. 또한 가열방식의 임프린트를 위해서는 상기 재료들을 포함한 불투명한 웨이퍼, 반도체화합물, 고분자 및 세라믹 재료로 이루어질 수 있다.
상기 다이아몬드상 카본 박막을 증착하는 단계는, 이온 플레이팅법, DC(Direct Current) 또는 RF(Radio Frequency)를 이용한 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)법, 또는 ECR(Electron Cyclotron Resonance), DC, RF 또는 이온빔을 이용한 스퍼터링법, 레이저 합성법 중에서 선택된 공정으로 증착할 수 있다.
또한 상기 다이아몬드상 카본 박막 증착단계에서는, 불소기(F)가 첨가된 가스를 주입하거나 불소기(F)를 함유한 고체기판을 스퍼터링한 상태에서 상기 다이아몬드상 카본 박막을 증착함으로써 상기 다이아몬드상 카본 박막이 불소기(F)를 함유하도록 할 수 있다. 상기 불소기(F)가 첨가된 가스로 C4F8, C2F6, CF4, CHF3, SF6 중 적어도 어느 하나 이상을 선택하여 주입할 수 있으며, 상기 고체기판으로는 불소탄화물계 수지 등을 사용할 수 있다.
상기 다이아몬드상 카본 박막은 반응성 이온식각(RIE, Reactive Ion Etching)을 포함하는 플라즈마 식각공정으로 에칭할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법은, 기판 위에 제1 다이아몬드상 카본 박막을 증착하는 단계와, 상기 제1 다이아몬드상 카본 박막 위에 레지스트를 도포하는 단계와, 상기 레지스트를 패터닝하는 단계와, 상기 패터닝된 레지스트 위 및 상기 패터닝된 레지스트의 개구부를 통해 노출된 상기 제1 다이아몬드상 카본 박막 위에 제2 다이아몬드상 카본 박막을 증착하는 단계, 및 상기 레지스트를 제거하는 단계를 포함한다.
상기 제1 다이아몬드상 카본 박막 증착단계 또는 제2 다이아몬드상 카본 박막 증착단계에서 불소기(F)가 첨가된 가스를 주입하거나 불소기(F)를 함유한 고체기판을 스퍼터링한 상태에서 상기 제1 다이아몬드상 카본 박막을 증착함으로써 상기 제1 또는 제2 다이아몬드상 카본 박막이 불소기(F)를 함유하도록 할 수 있다.
상기 레지스트를 제거하는 단계에서는 상기 레지스트 위에 증착된 제2 다이아몬드상 카본 박막을 함께 제거한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법은, 기판 위에 제1 다이아몬드상 카본 박막을 증착하는 단계와, 상기 제1 다이아몬드상 카본 박막 위에 미세구조물을 형성하는 단계, 및 상기 미세구조물을 감싸도록 제2 다이아몬드상 카본 박막을 증착하는 단계를 포함한다.
상기 미세구조물은 수지(resin)를 재료로 하여 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프는, 기판과, 상기 기판 위에 다이아몬드상 카본 박막으로 형성되는 미세구조물을 포함한다.
상기 다이아몬드상 카본 박막으로 형성되는 미세구조물은 불소기(F)를 함유할 수 있다.
상기 기판 위에 제1 다이아몬드상 카본 박막층이 형성되고, 상기 미세구조물은 상기 제1 다이아몬드상 카본 박막층 위에 제2 다이아몬드상 카본 박막층이 패터 닝되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 미세구조물은 수지를 재료로 형성된 구조물에 다이아몬드상 카본 박막이 코팅되어 형성될 수도 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프 제조방법을 도시한 순서도이고, 도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프 제조방법을 도시한 공정도이다.
본 실시예에 따른 스탬프를 제조하기 위해서, 먼저 기판(10) 위에 다이아몬드상 카본(DLC, diamond-like carbon) 박막(15)을 증착한다.(S11)
다이아몬드상 카본 박막(15)의 증착은 이온 플레이팅법, DC(Direct Current) 또는 RF(Radio Frequency)를 이용한 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)법, ECR(Electron Cyclotron Resonance), DC, RF 또는 이온빔을 이용한 스퍼터링법, 레이저 합성법 중에서 선택되는 공정을 통해 수행될 수 있다.
상기 기판(10)은 광투과성 재료로 이루어질 수 있으며, 일례로 쿼츠(quartz), 유리(glass), 다이아몬드(diamond), 투명한 고분자, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명반도체 중 어느 하나의 재료로 이루어질 수 있다. 특히 UV(ultra violet) 미세 임프린트 리소그래피 공정에서 스탬프를 통하여 자외선을 투과시키기 위해서는 스탬프의 일부를 구성하는 기판(10)이 광투과성 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 가열방식의 임프린트를 위해서 상기 기판(10)은 상기 재 료들을 포함한 불투명한 웨이퍼, 반도체화합물, 고분자 및 세라믹 재료로 이루어질 수 있다.
다이아몬드상 카본 필름은 비정질 고상 카본 필름의 하나로 다이아몬드와 유사한 높은 경도, 내마모성, 윤활성, 전기절연성, 화학적 안정성 그리고 광학적 특성을 가지고 있으며, 소수특성이 좋고 광투과, 특히 자외선 투과가 가능하다.
다이아몬드상 카본 필름의 경도는 합성조건에 따라 크게 차이가 나지만 대체로 SiC 나 Al2O3 와 비슷한 수준의 높은 값을 가지고 있다.
다이아몬드상 카본 필름은 대단히 낮은 마찰계수를 가지고 있다. 다이아몬드 팁을 사용하는 스크레치 테스터를 이용하여 측정된 다이아몬드상 카본 필름의 마찰계수는 0.04 내지 0.06 의 범위에 속하는 정도의 값으로 유리의 경우보다 30% 정도가 작다. 다이아몬드와 필름 혹은 필름과 필름 사이의 마찰계수는 습도에 크게 의존하지 않으나, 스틸볼(steel ball)과 필름 사이의 마찰계수는 습도에 크게 의존하는 것으로 알려져 있다. 그러나 습도가 감소함에 따라 마찰계수는 감소하여 진공에서는 0.00 내지 0.02의 극히 작은 값을 가진다.
또한 다이아몬드상 카본 필름은 대부분의 산이나 유기용매와 전혀 반응을 하지 않는 우수한 화학적 안정성을 가지고 있으며, 80도의 왕수에 의해서도 코팅의 손상이 전혀 발견되지 않는다.
다이아몬드상 카본 필름의 가장 두드러진 전기적 특징은 높은 비저항이다. 비저항은 합성 조건에 따라 1014 내지 104 옴(Ω)에 이르는 넓은 범위의 값을 가지 고 있다.
한편, 상기 다이아몬드상 카본 박막(15)의 소수성 특성을 강화하기 위해 불소(F) 가스를 주입하거나 불소기(F)를 함유한 고체기판의 스퍼터링을 통하여 불소기(F)를 함유하도록 할 수 있다. 다이아몬드상 카본 박막(15)을 증착할 때 불소기(F)가 첨가된 가스, 예를 들어 C4F8, C2F6, CF4, CHF3, SF6 등을 적절히 조절해서 넣어주게 되면 상기 다이아몬드상 카본 박막(15) 내에 불소기(F)가 엉키듯 자리를 잡게 된다. 또한 상기 고체기판으로는 불소탄화물계 수지, 일례로 Teflon PTFE (Polytetrafluoroethylene)를 타겟(target)으로 사용할 수 있다.
다음으로, 상기 다이아몬드상 카본 박막(15) 위에 레지스트(18)를 도포한다.(S12) 상기 레지스트(18)로 포토레지스트가 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 레지스트(18)를 패터닝한다.(S13) 상기 레지스트(18)는 전자빔 리소그래피 공정 또는 이온빔 리소그래피 공정으로 패터닝할 수 있다.
전자빔 리소그래피 공정에 따르면, 전자빔에 노출되면 화학적 변화를 일으키는 포토레지스트에 원하는 패턴을 따라 전자빔을 쏘아 직접 그린 다음, 현상을 통해 전자빔에 노출된 부분을 선택적으로 제거하거나 선택적으로 남겨놓음으로써 레지스트(18)를 패터닝한다.
이온빔 리소그래피 공정에 따르면, 전자빔 대신 이온빔을 이용하여 상기한 전자빔 리소그래피 공정과 같이 레지스트(18)를 패터닝할 수 있다.
다음으로, 상기 패터닝된 레지스트(18)를 보호막으로 하여 상기 다이아몬드 상 카본 박막(15)을 에칭한다.(S14)
상기 다이아몬드상 카본 박막(15)을 반응성 이온식각(RIE, Reactive Ion Etching)을 포함한 플라즈마 식각공정으로 에칭 한다.
상기 반응성 이온식각 공정에 따르면, 식각에 잘 견딜 수 있는 식각 마스크를 이용하는 것으로 선택비가 높은 가스를 이용하여 이방성 식각을 하게 된다.
먼저 식각하고자 하는 다이아몬드상 카본 박막(15)의 부분에 플라즈마를 형성시키고, 외부에서 전위를 형성하여 스퍼터링 시키는 것으로 시작한다. 플라즈마 내에서의 방전은 주입된 가스로부터 화학적인 반응물을 만들어낸다. 식각용 가스는 식각될 재료인 다이아몬드상 카본과 화학적 반응을 일으켜 휘발성의 부산물을 만들어 낼 수 있는 가스로 선택될 수 있다.
다음으로, 상기 레지스트(18)를 제거한다.(S15)
상기 패터닝된 다이아몬드상 카본 박막(15)을 덮고 있는 레지스트(18)를 제거함으로써 본 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프가 완성된다. 따라서 상기 스탬프에서 미세구조물은 다이아몬드상 카본 박막(15)으로 이루어진다. 이렇게 제조된 스탬프는 UV 미세 임프린트 리소그래피 공정뿐만 아니라 써멀(thermal) 미세 임프린트 리소그래피 공정에도 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프 제조방법을 도시한 순서도이고, 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프 제조방법을 도시한 공정도이다.
본 실시예에 따른 스탬프를 제조하기 위해서, 먼저 기판(10) 위에 제1 다이 아몬드상 카본 박막(25)을 증착한다.(S21)
상기 다이아몬드상 카본 박막(25)의 증착은 이온 플레이팅법, DC(Direct Current) 또는 RF(Radio Frequency)를 이용한 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)법, ECR(Electron Cyclotron Resonance), DC, RF 또는 이온빔을 이용한 스퍼터링법, 레이저 합성법 중에서 선택되는 공정을 통해 수행될 수 있다.
상기 기판(10)은 광투과성 재료로 이루어질 수 있으며, 일례로 쿼츠(quartz), 유리(glass), 다이아몬드(diamond), 투명한 고분자, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명반도체 중 어느 하나의 재료로 이루어질 수 있다. 특히 UV(ultra violet) 미세 임프린트 리소그래피 공정에서 스탬프를 통하여 자외선을 투과시키기 위해서는 스탬프의 일부를 구성하는 기판(10)이 광투과성 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 가열방식의 임프린트를 위해서 상기 기판(10)은 상기 재료들을 포함한 불투명한 웨이퍼, 반도체화합물, 고분자 및 세라믹 재료로 이루어질 수 있다.
상기 제1 다이아몬드상 카본 박막(25)은 상기 제1 실시예에서 적용되는 다이아몬드상 카본 박막과 마찬가지의 특성을 갖는 것으로 적용될 수 있으며, 상기 제1 다이아몬드상 카본 박막(25)의 소수성 특성을 강화하기 위해 불소(F) 가스를 주입하거나 불소기(F)를 함유한 고체기판의 스퍼터링을 통하여 불소기(F)를 함유하도록 할 수 있다.
다음으로, 상기 제1 다이아몬드상 카본 박막(25) 위에 레지스트(28)를 도포한다.(S22) 상기 레지스트(28)로 포토레지스트가 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 레지스트(28)를 패터닝한다.(S23) 상기 레지스트(28)는 전자빔 리소그래피 공정 또는 이온빔 리소그래피 공정으로 패터닝할 수 있다.
다음으로, 상기 패터닝된 레지스트(28) 위 및 상기 패터닝된 레지스트(28)의 개구부를 통해 노출된 상기 제1 다이아몬드상 카본 박막(25) 위에 제2 다이아몬드상 카본 박막(29)을 증착한다.(S24)
즉, 상기 레지스트(28)를 패터닝함으로써 개구부와 차폐부가 형성되며, 레지스트(28)의 차폐부는 상기 제1 다이아몬드상 카본 박막(25)을 덮어 가리는 역할을 하고, 상기 레지스트(28)의 개구부는 상기 제1 다이아몬드상 카본 박막(25)을 노출시키는 역할을 한다. 이 때, 상기 패터닝된 레지스트(28) 위로 제2 다이아몬드상 카본 박막(29)을 증착하면, 상기 레지스트(28)의 차폐부 위뿐만 아니라 레지스트(28)의 개구부를 통해 노출된 제1 다이아몬드상 카본 박막(25) 위에도 증착된다.
상기 제2 다이아몬드상 카본 박막(29)의 소수성 특성을 강화하기 위해 불소(F) 가스를 주입하거나 불소기(F)를 함유한 고체기판의 스퍼터링을 통하여 불소기(F)를 함유하도록 할 수 있다.
다음으로, 상기 레지스트(28)를 제거한다.(S25)
상기 레지스트(28)를 제거하는 단계에서 상기 레지스트(28) 위에 증착된 제2 다이아몬드상 카본 박막(29b)을 함께 제거한다. 따라서 레지스트(28)를 제거하고 나면 상기 제1 다이아몬드상 카본 박막(25) 위에 증착된 제2 다이아몬드상 카본 박막(29a)만 남게 되어 미세구조물을 형성함으로써 본 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프가 완성된다. 이렇게 제조된 스탬프는 UV 미세 임프린트 리소 그래피 공정뿐만 아니라 써멀(thermal) 미세 임프린트 리소그래피 공정에도 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프 제조방법을 도시한 순서도이고, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프 제조방법을 도시한 공정도이다.
본 실시예에 따른 스탬프를 제조하기 위하여, 먼저 기판(10) 위에 제1 다이아몬드상 카본 박막(35)을 증착한다.(S31)
상기 다이아몬드상 카본 박막(35)의 증착은 이온 플레이팅법, DC(Direct Current) 또는 RF(Radio Frequency)를 이용한 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)법, ECR(Electron Cyclotron Resonance), DC, RF 또는 이온빔을 이용한 스퍼터링법, 레이저 합성법 중에서 선택되는 공정을 통해 수행될 수 있다.
상기 기판(10)은 광투과성 재료로 이루어질 수 있으며, 일례로 쿼츠(quartz), 유리(glass), 다이아몬드(diamond), 투명한 고분자, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명반도체 중 어느 하나의 재료로 이루어질 수 있다. 특히 UV(ultra violet) 미세 임프린트 리소그래피 공정에서 스탬프를 통하여 자외선을 투과시키기 위해서는 스탬프의 일부를 구성하는 기판(10)이 광투과성 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 가열방식의 임프린트를 위해서 상기 기판(10)은 상기 재료들을 포함한 불투명한 웨이퍼, 반도체화합물, 고분자 및 세라믹 재료로 이루어질 수 있다.
상기 제1 다이아몬드상 카본 박막(35)은 상기 제1 실시예에서 적용되는 다이 아몬드상 카본 박막과 마찬가지의 특성을 갖는 것으로 적용될 수 있으며, 상기 제1 다이아몬드상 카본 박막(35)의 소수성 특성을 강화하기 위해 불소(F) 가스를 주입하거나 불소기(F)를 함유한 고체기판의 스퍼터링을 통하여 불소기(F)를 함유하도록 할 수 있다.
다음으로, 상기 제1 다이아몬드상 카본 박막(35) 위에 미세구조물(37)을 형성한다.(S32) 상기 미세구조물(37)은 수지(resin)를 재료로 하여 형성할 수 있다.
다음으로, 상기 미세구조물(37)을 감싸도록 제2 다이아몬드상 카본 박막(39)을 증착한다.(S33)
이 때, 상기 제2 다이아몬드상 카본 박막(39)의 소수성 특성을 강화하기 위해 불소(F) 가스를 주입하거나 불소기(F)를 함유한 고체기판의 스퍼터링을 통하여 불소기(F)를 함유하도록 할 수 있다.
이렇게 미세구조물(37)을 상기 제2 다이아몬드상 카본 박막(39)으로 코팅함으로써 본 실시예에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프가 완성된다. 이렇게 제조된 스탬프는 UV 미세 임프린트 리소그래피 공정뿐만 아니라 써멀(thermal) 미세 임프린트 리소그래피 공정에도 적용될 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법에 의하면, 소수특성을 가지며 광투과, 특히 자외선 투과가 가능한 다이아몬드상 카본 박막을 기판에 증착하고 패터닝하여 스탬프를 제조함으로써, 점착 방지막 없이도 임프린트 시 레지스트와 발생할 수 있는 들러붙음(sticking) 현상을 방지할 수 있다.
또한 종래 점착 방지막으로부터 발생하는 문제를 제거함으로써, 원하는 패턴의 형상을 얻을 수 있으며, 공정 안정성을 확보할 수 있다.
아울러 다이아몬드상 카본 박막 증착 시에 불소(F) 가스를 주입하거나 불소기(F)를 함유한 고체기판의 스퍼터링을 통하여 불소기(F)를 함유하도록 함으로써 소수성 특성을 강화할 수 있다.

Claims (20)

  1. 기판 위에 다이아몬드상 카본(DLC, diamond-like carbon) 박막을 증착하는 단계;
    상기 다이아몬드상 카본 박막 위에 레지스트를 도포하는 단계;
    상기 레지스트를 패터닝하는 단계;
    상기 패터닝된 레지스트를 보호막으로 하여 상기 다이아몬드상 카본 박막을 에칭하는 단계; 및
    상기 레지스트를 제거하는 단계
    를 포함하는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이아몬드상 카본 박막을 증착하는 단계는,
    이온 플레이팅법, DC(Direct Current) 또는 RF(Radio Frequency)를 이용한 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)법, 또는 ECR(Electron Cyclotron Resonance), DC, RF 또는 이온빔을 이용한 스퍼터링법, 레이저 합성법 중에서 선택된 공정으로 증착하는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이아몬드상 카본 박막 증착단계에서
    불소기(F)가 첨가된 가스를 주입하거나 불소기(F)를 함유한 고체기판을 스퍼터링한 상태에서 상기 다이아몬드상 카본 박막을 증착하는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 불소기(F)가 첨가된 가스로 C4F8, C2F6, CF4, CHF3, SF6 중 적어도 어느 하나 이상을 선택하여 주입하는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    불소기(F)를 함유한 상기 고체기판으로 불소탄화물계 수지 타겟(target)을 사용하는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 불소탄화물계 수지는 PTFE(Polytetrafluoroethylene)으로 이루어지는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이아몬드상 카본 박막을 반응성 이온식각(RIE, Reactive Ion Etching)을 포함하는 플라즈마 식각공정으로 에칭하는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법.
  8. 기판 위에 제1 다이아몬드상 카본 박막을 증착하는 단계;
    상기 제1 다이아몬드상 카본 박막 위에 레지스트를 도포하는 단계;
    상기 레지스트를 패터닝하는 단계;
    상기 패터닝된 레지스트 위 및 상기 패터닝된 레지스트의 개구부를 통해 노출된 상기 제1 다이아몬드상 카본 박막 위에 제2 다이아몬드상 카본 박막을 증착하는 단계; 및
    상기 레지스트를 제거하는 단계
    를 포함하는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 다이아몬드상 카본 박막 증착단계에서
    불소기(F)가 첨가된 가스를 주입하거나 불소기(F)를 함유한 고체기판을 스퍼터링한 상태에서 상기 제1 다이아몬드상 카본 박막을 증착하는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 다이아몬드상 카본 박막 증착단계에서
    불소기(F)가 첨가된 가스를 주입하거나 불소기(F)를 함유한 고체기판을 스퍼 터링한 상태에서 상기 제2 다이아몬드상 카본 박막을 증착하는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 다이아몬드상 카본 박막을 반응성 이온식각(RIE, Reactive Ion Etching)을 포함하는 플라즈마 식각공정으로 에칭하는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 레지스트를 제거하는 단계에서 상기 레지스트 위에 증착된 제2 다이아몬드상 카본 박막을 함께 제거하는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법.
  13. 기판 위에 제1 다이아몬드상 카본 박막을 증착하는 단계;
    상기 제1 다이아몬드상 카본 박막 위에 미세구조물을 형성하는 단계; 및
    상기 미세구조물을 감싸도록 제2 다이아몬드상 카본 박막을 증착하는 단계
    를 포함하는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 미세구조물은 수지(resin)를 재료로 하여 형성하는 미세 임프린트 리소 그래피용 스탬프의 제조방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 다이아몬드상 카본 박막 증착단계에서
    불소기(F)가 첨가된 가스를 주입하거나 불소기(F)를 함유한 고체기판을 스퍼터링한 상태에서 상기 제1 다이아몬드상 카본 박막을 증착하는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 다이아몬드상 카본 박막 증착단계에서
    불소기(F)가 첨가된 가스를 주입하거나 불소기(F)를 함유한 고체기판을 스퍼터링한 상태에서 상기 제2 다이아몬드상 카본 박막을 증착하는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프의 제조방법.
  17. 미세 임프린트 리소그래피 공정에서 사용되는 스탬프에 있어서,
    기판;
    상기 기판 위에 다이아몬드상 카본 박막으로 형성되는 미세구조물
    을 포함하는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 다이아몬드상 카본 박막으로 형성되는 미세구조물은 불소기(F)를 함유하는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 기판 위에 제1 다이아몬드상 카본 박막층이 형성되고,
    상기 미세구조물은 상기 제1 다이아몬드상 카본 박막층 위에 제2 다이아몬드상 카본 박막층이 패터닝되어 형성되는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 미세구조물은 수지를 재료로 형성된 구조물에 다이아몬드상 카본 박막이 코팅되어 형성되는 미세 임프린트 리소그래피용 스탬프.
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