KR20070054896A - 나노 임프린트용 스탬프 제조방법 및 그를 이용한 광 결정제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나노 임프린트용 스탬프 제조방법 및 그를 이용한 광 결정 제조방법에 관한 것으로서, 현상 공정 이후 포토 레지스트의 녹는점 이상의 충분히 높은 온도에서 하드 베이킹 공정을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 균일한 크기와 형상을 가지는 2D 패턴이 형성된 나노 임프린트용 스탬프를 제작할 수 있으며, 이를 이용하여 서로 동일한 주기 및 크기를 가져 광 특성이 우수한 2차원 광 결정을 제조할 수 있다.

나노, 임프린트, 광 결정, 스탬프

Description

나노 임프린트용 스탬프 제조방법 및 그를 이용한 광 결정 제조방법{ Fabricating method of stamp for nano imprint and fabricating method of photonic crystal by using the same }

도 1a 내지 도 1d에서 열경화 방식의 나노 임프린트 공정의 단면도.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 나노 임프린트용 스탬프 제조방법의 실시예를 나타낸 도면.

도 3a 및 도 3b는 현상 공정 이후 하드 베이킹 공정을 수행하지 않은 경우와 수행한 경우의 2D 패턴을 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 나노 임프린트용 스탬프의 제조공정을 나타낸 순서도.

도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 의해 제조된 나노 임프린트용 스탬프를 이용한 2차원 광 결정 제조방법의 실시예를 나타낸 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 기판 110 : 실리콘 산화막층

120 : 크롬층 130 : 포토 레지스트층

본 발명은 나노 임프린트용 스탬프 제조방법 및 그를 이용한 광 결정 제조방법에 관한 것으로서, 특히 현상 공정 이후 포토 레지스트의 녹는점 이상의 충분히 높은 온도에서 하드 베이킹 공정을 수행함으로써, 균일한 크기 및 형상의 2D 패턴을 가지는 나노 임프린트용 스탬프 제조방법 및 그를 이용한 광 결정 제조방법에 관한 것이다.

나노 기술(Nano Technology : NT)은 정보 기술(Information Technology : IT) 및 생명 공학 기술(Bio Technology : BT)과 더불어 21세기 산업 발전을 주도할 새로운 패러다임의 기술로 주목 받고 있다.

특히, 나노 기술은 물리학, 화학, 생물학, 전자 공학 및 재료 공학 등 여러 과학/기술 분야가 융합되어 기존 기술의 한계를 극복하고 다양한 산업 분야의 기술 혁신을 주도함으로써, 인류의 삶의 질을 획기적으로 향상시킬 것으로 기대되고 있다.

나노 기술은 접근 방법에 따라, 크게 위로부터 아래로의 접근(Top-Down) 방식과 아래로부터 위로의 접근(Bottom-Up) 방식으로 나누어질 수 있다.

위로부터 아래로의 접근 방식은 지난 수 십여 년 동안 발전되어온 반도체 집적 소자의 역사에서 볼 수 있듯이, 기존의 미세 구조 제작 기술을 나노 미터 단위까지 더욱 발전시켜 정보 저장 용량 및 정보 처리 속도의 증대를 지속하고자 하는 기술이다.

아래로부터 위로의 접근 방식은 물질을 원자 혹은 분자 단위 수준에서 제어하거나 자발적인 나노 구조 형성 현상을 이용하여, 기존의 기술로는 불가능한 새로 운 물리적, 화학적 성질을 유도하고 이를 이용하여 새로운 소재 및 소자를 제작하고자 하는 기술을 말한다.

위로부터 아래로의 접근 방식의 대표적인 예는, 기존의 반도체 소자 제조 공정에 사용되고 있는 광학 리소그래피(Optical Lithography) 기술이다.

정보 기술 혁명으로 일컬어지는 20세기의 기술 발전은 반도체 소자의 소형화및 집적화에 크게 의존해 왔으며, 이러한 반도체 소자 제조 공정의 핵심 기술이 광학 리소그래피 기술이다.

현재, 광학 리소그래피 기술에 있어서 광원은 KrF 레이저로부터 고해상도의 ArF 레이저로의 이행이 이루어지고 있다. 그러나, ArF 레이저의 최소 선폭은 100㎚ 인데 반하여, 이후에는 수십 ㎚의 선폭을 갖는 소자의 제조 요구가 대두될 것으로 예측된다.

이러한 상황에서 초미세 기술로 기대되고 있는 것으로 F2 레이저 리소그래피, 극자외선 리소그래피, 전자빔 투영 리소그래피, X-선 리소그래피 등이 있다.

이들 리소그래피 기술은 40㎚ 에서 70㎚ 까지의 패턴 제작을 가능케 하지만, 미세화가 진행됨에 따라 노광 장비 자체의 초기 투자 비용이 지수 함수적으로 증가할 뿐 아니라, 사용되는 빛의 파장과 같은 정도의 해상도를 갖는 마스크의 가격도 급등한다는 문제점을 가지고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것이 나노 임프린트(Nano Imprint) 기술인데, 나노 임프린트 기술은 1990년대 중반 미국 프린스턴 대학교의 Stephen Y. Chou 교수에 의해 도입된 나노 소자 제작 방법으로, 낮은 생산성을 갖는 전자빔 리소그래피나 고가의 광학 리소그래피 기술을 대신할 기술로 주목받고 있다.

나노 임프린트 기술은 컴팩트 디스크(CD)와 같은 마이크로 스케일의 패턴을 갖는 고분자 소재 제품의 대량 생산에 사용되는 엠보싱(Embossing) 기술을 리소그래피에 적용한 것이다.

나노 임프린트 기술의 핵심은 전자빔 리소그래피나 그외 다른 방법을 이용하여 나노 스케일의 구조를 갖는 스탬프를 제작하고, 상기 스탬프를 고분자 각막에 각인하여 나노 스케일의 구조를 전사하는 것인데, 이를 반복 사용함으로써 리소그래피 기술의 생산성 문제를 극복하자는 것이다.

나노 임프린트 기술에는 열 경화 방식의 나노 임프린트 공정과 자외선 경화 방식의 나노 임프린트 공정이 있는데, 도 1a 내지 도 1d에서 열경화 방식의 나노 임프린트 공정의 단면도를 나타내었다.

이에 도시된 바와 같이, 먼저 실리콘 기판(10) 상부에 고분자 박막(20)을 스핀 코팅에 의해서 형성한 후, 미리 제작된 스탬프(30)를 상기 고분자 박막(20) 상부에 위치시키고, 상기 고분자 박막(20)의 유리 전이 온도까지 가열한다(도 1a).

다음으로, 상기 스탬프(30)를 상기 고분자 박막(20)과 접촉시킨 다음, 압력을 가한후 온도를 낮춘다(도 1b).

그 후, 온도가 유리 전이 온도 이하가 되면 상기 스탬프(30)를 고분자 박막(20)으로부터 분리시킨다(도 1c).

이어서, 잔류 고분자를 제거하여 상기 실리콘 기판(10) 상부에 고분자 박막 (20)으로 이루어지는 소정의 패턴을 형성한다(도 1d).

상기 나노 임프린트 기술에 있어서는 스탬프의 제조가 중요한데, 나노 스케일 및 대면적의 스탬프를 제조하는데 있어서는 레이저 간섭 리소그래피(Laser Interference Lithography : LIL) 기술을 이용한다.

상기 레이저 간섭 리소그래피 기술을 이용하여 제조할 수 있는 스탬프의 패턴에는 크게 두 가지가 있다. 그 중 하나는 한 면적에 선(Line)으로만 형성된 패턴이고, 다른 하나는 도트(Dot)로만 구성되는 2D 패턴이다.

상기 도트로만 구성되는 2D 패턴의 스탬프의 경우, 2차원 광 결정 제조에 사용되는데, 기존의 2D 패턴의 스탬프 제조방법으로는 크기가 균일한 원형 모양의 도트를 얻을 수 없다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 균일한 크기 및 형상의 도트를 가지는 나노 임프린트용 스탬프 제조방법 및 그를 이용한 광 결정 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 나노 임프린트용 스탬프 제조방법의 실시예는, 기판 상부에 실리콘 산화막층, 크롬층, 포토 레지스트층을 순차적으로 형성하는 단계와, 노광 공정을 수행하여 구현하고자 하는 패턴을 상기 포토 레지스트층에 전사하는 단계와, 현상 공정을 수행하여 상기 패턴이 전사된 영역을 제외한 포토 레지스트층을 제거하는 단계와, 상기 패턴의 형상이 균일한 크기를 가지도록 베이킹 공정을 수행하는 단계와, 상기 패턴된 포토 레지스트층을 식각 마스크로 하여 상기 크롬층 및 실리콘 산화막층을 식각하는 단계와, 상기 기판 상부에 남아 있는 포토 레지스트층 및 크롬층을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 광 결정 제조방법의 실시예는, 제1 기판 상에 상호 이격되어 있으며 균일한 크기의 형상을 가지는 복수개의 돌출부가 형성된 마스터 스탬프를 준비하는 단계와, 상기 마스터 스탬프로 스탬핑하여 제2 기판 상에 상기 복수개의 돌출부에 상응하는 복수개의 홈들이 형성된 복제 스탬프를 형성하는 단계와, 상기 복제 스탬프를 스탬핑하여 제3 기판 상에 상호 이격되어 있으며 균일한 크기의 형상을 가지는 복수개의 돌출부가 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 상기 복제 스탬프를 형성하는 단계는, 상기 제2 기판 상에 실리콘 산화막층, 크롬층, 폴리머층을 순차적으로 적층하는 단계와, 상기 마스터 스탬프를 상기 폴리머층에 접촉하여 상기 폴리머층에 상기 복수개의 돌출부에 상응하는 복수개의 홈들을 형성하는 단계와, 상기 폴리머층을 식각 마스크로 하여 상기 크롬층 및 실리콘 산화막층을 식각하는 단계와, 상기 제2 기판 상에 남아 있는 폴리머층 및 크롬층을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 나노 임프린트용 스탬프 제조방법 및 그를 이용한 광 결정 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 나노 임프린트용 스탬프 제조방법의 실시예를 나타낸 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, 먼저 기판(100) 상부에 실리콘 산화막(SiO₂)층(110), 크롬(Cr)층(120), 포토 레지스트(Photo Resist)층(130)을 순차적으로 형성한 후, 소프트 베이킹(Soft Baking) 공정을 수행한다(도 2a).

즉, 기판(100) 상부에 실리콘 산화막층(110)과 크롬층(120)을 증착하고, 상기 크롬층(120) 상부에 포토 레지스트층(130)을 도포한 후, 소프트 베이킹 공정을 통하여 상기 포토 레지스트층(130)을 건조시킨다.

여기서, 상기 기판(100)으로는 쿼츠 글래스(Quartz Glass), 실리콘(Si), 다이아몬드, SiO₂, 니켈(Ni), 플래티늄(Pt), 크롬(Cr), 고분자 재료 등이 사용될 수 있다.

상기 물질 중 쿼츠 글래스와 투명 고분자 재료는 자외선 경화 방식의 나노 임프린트 기술에 이용될 수 있으며, 그 이외의 물질은 열 경화 방식의 나노 임프린트 기술에 이용될 수 있다.

상기 소프트 베이킹 공정은 상기 포토 레지스트(130)의 도포 후 남은 용제(Solvent)를 제거하기 위해 열을 가하는 단계를 말하는데, 만약 포토 레지스트(130)에 용제를 포함한 채로 공정을 수행하게 되면, 이후의 현상 또는 식각 공정시 포토 레지스트층(130)의 내성이 나빠지고, 두께가 계속 변하게 되어 일정한 공정 조건을 유지할 수 없게 된다.

이때, 포토 레지스트(130)의 다른 성분들은 열 분해 되지 않고 용제만 제거 되도록, 베이킹 온도와 시간을 적절히 조절하는 것이 중요하다.

다음으로, 상기 포토 레지스트층(130) 상부에 구현하고자 하는 2D 패턴이 형성된 마스크를 형성하고 노광(Exposure) 공정을 수행한 후, PEB(Post Exposure Bake) 공정을 수행한다(도 2b).

여기서, 노광 공정은 주로 얇은 크롬막으로 패터닝된 마스크를 상기 기판(100)과 광원 사이에 위치시켜서, 광원에서 나온 광이 크롬 패턴이 없는 부분만 투과하여 포토 레지스트층(130)을 감광시키는 공정을 말한다. 이때, 광원으로는 단파장의 광을 이용하는 것이 일반적이다.

상기 노광 공정을 수행하면, 상기 포토 레지스트층(130) 상에 구현하고자 하는 2D 패턴이 전사된다.

상기 노광 공정에 있어서, 단파장으로 노광을 하게 되면 입사광과 상기 포토 레지스트층(130)의 표면에서 반사된 빛이 서로 보강 또는 상쇄 간섭을 일으켜 파동의 크기가 커지면서 노광부와 비노광부 사이에서 패턴의 재현성을 나쁘게 하는데 이러한 현상을 정재파(Standing Wave) 현상이라 한다.

따라서, PEB(Post Exposure Bake) 공정을 수행하여 이러한 정재파 현상을 제거한다.

즉, 노광 공정후 상기 포토 레지스트층(130)에 열을 가하는데, 상기 포토 레지스트층(130)에 열을 가하면 포토 레지스트 내의 노볼락 레진(Novolak Resin)의 구조가 느슨하게 되고 포토 레지스트 내의 노광된 PAC(Photo Active Compound)와 노광되지 않은 PAC를 서로 확산 이동시켜 정재파 현상이 제거된다.

이어서, 구현하고자 하는 2D 패턴이 전사된 영역을 제외한 포토 레지스트 부분을 현상(Development) 공정을 통하여 제거한 후, 하드 베이킹(Hard Baking) 공정을 수행하여 2D 패턴이 균일한 형상을 가지도록 한다(도 2c).

현상 공정은 상기 노광 공정을 통해 상대적으로 결합이 약해져 있는 포토 레지스트 부분을 현상액을 사용하여 녹여내는 공정을 말한다. 이때, 상기 현상액은 온도에 민감하여 현상 속도에 영향을 미치므로 엄격한 온도 관리가 필요하다.

상기 현상 공정을 수행하면 상기 크롬층(120) 상부에 포토 레지스트로 이루어진 2D 패턴이 나타나게 된다. 즉, 상호 이격된 복수개의 돌출부(135)들이 상기 크롬층(120) 상부에 형성되는데, 이때 상기 복수개의 돌출부(135)들의 형상은 서로 일정한 형상 및 크기를 갖지 못하고 불균일한 형상 및 크기를 가지게 된다.

따라서, 하드 베이킹(Hard Baking) 공정을 통하여 상기 복수개의 돌출부(135)들의 형상이 서로 균일하고 동일한 크기의 형상 예를 들면, 같은 지름을 갖는 원형의 형상을 가지도록 한다.

상기 하드 베이킹 공정은 포토 레지스트를 일정한 온도로 가열함으로써 현상 후 남아 있는 수분을 제거하고, 포토 레지스트 내의 노볼락 레진(Novolak Resin) 분자끼리의 열에 의한 가교를 일으켜 상기 2D 패턴의 내열성 및 물리적인 강도를 좋게한다.

여기서, 상기 하드 베이킹 공정은 상기 포토 레지스트의 녹는점보다 높은 온 도에서 수행하되, 패턴된 포토 레지스트의 형상이 유지되도록 상기 패턴된 포토 레지스트의 표면이 녹을 정도의 온도에서 수행한다.

이와 같이, 충분히 높은 온도에서 하드 베이킹을 수행하여 포토 레지스트의 녹는점을 이용하면, 포토 레지스트의 변형이 일어나 동일한 크기 및 형상을 가지는 2D 패턴을 구현할 수 있다.

그 후, 상기 크롬층(120) 상부의 상호 이격된 복수개의 돌출부(135)들을 식각 마스크로 하여 상기 크롬층(120) 및 실리콘 산화막층(110)을 식각한다(도 2d).

여기서, 상기 크롬층(120) 및 실리콘 산화막층(110)의 식각은 RIE(Reactive Ion Etching) 방식으로 건식 식각한다.

다음으로, 상기 기판(100) 상에 남아 있는 포토 레지스트층 및 크롬층을 제거하여 실리콘 산화막으로 이루어지며 상호 이격된 복수개의 돌출부(115)들을 상기 기판(100) 상에 형성한다(도 2e).

상기 기판(100) 상에 형성되는 복수개의 돌출부(115)들은 상기 하드 베이킹 공정을 통하여 서로 동일한 크기 및 형상을 가지게 된 포토 레지스트층을 식각 마스크로 식각하여 형성되었기 때문에 역시 동일한 크기 및 형상을 가지게 된다.

이와 같이, 나노 임프린트용 스탬프의 제조방법에 있어서, 포토 레지스트의 녹는점 이상의 온도에서 하드 베이킹 공정을 수행함으로써, 포토 레지스트의 변형 을 통하여 균일한 크기 및 형상을 가지는 2D 패턴을 형성할 수 있다.

도 3a는 현상 공정 이후 하드 베이킹 공정을 수행하지 않은 경우의 2D 패턴을 나타낸 도면이고, 도 3b는 현상 공정 이후 하드 베이킹 공정을 수행한 경우의 2D 패턴을 나타낸 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, 현상 공정 이후 하드 베이킹 공정을 수행하지 않은 경우는 2D 패턴이 일정 기울기를 가지는 타원형의 형상을 가지며 형성되고, 현상 공정 이후 하드 베이킹 공정을 수행한 경우는 2D 패턴이 균일한 크기의 원형의 형상을 가지며 형성된다.

도 4는 본 발명의 나노 임프린트용 스탬프의 제조공정을 나타낸 순서도이다. 이에 도시된 바와 같이, 먼저 단계 S 10에서 기판 상부에 실리콘 산화막층, 크롬층, 포토 레지스트층을 순차적으로 형성한 후, 단계 S 20에서 소프트 베이킹 공정을 수행한다.

다음으로, 단계 S 30에서 노광 공정을 수행하여 포토 레지스트층에 구현하고자하는 패턴을 전사한 후, 단계 S 40에서 PEB(Post Exposure Bake) 공정을 수행한다.

이어서, 단계 S 50에서 현상 공정을 수행하여 패턴이 전사된 영역 이외의 포토 레지스트층을 제거한 후, 단계 S 60에서 하드 베이킹 공정을 수행하여 패턴의 형상이 균일한 크기를 가지도록 한다.

연이어, 단계 S 70에서 패턴된 포토 레지스트층을 식각 마스크로 하여 크롬층 및 실리콘 산화막층을 식각한 후, 단계 S 80에서 기판 상부에 남아 있는 포토 레지스트층 및 크롬층을 제거하여 기판 상부에 균일한 크기를 가지는 복수개의 돌출부가 상호 이격하여 형성된 나노 임프린트용 스탬프를 완성한다.

상기 도 2에 도시된 공정을 통해 제작된 2D 패턴의 스탬프의 경우, 2차원 광 결정을 제조하는데 사용될 수 있다. 물론 도 2에 도시된 공정을 통해 제작된 2D 패턴의 스탬프 자체를 광 결정으로 사용할 수도 있지만, 이를 마스터 스탬프로 사용하고 이를 통해 복제 스탬프를 만든 후, 복제 스탬프를 이용하여 광 결정을 제조하는 것이 대량 생산 및 제조 비용 절감에 유리하다.

여기서, 광 결정이란 광 밴드 갭(Photonic Band Gap), 광의 국소화, 광의 비선형성, 그리고 강한 분산 특성을 보이는 광 구조물을 말하며, 특히 빛의 파장과 비슷한 길이의 격자 주기를 갖는 형상이나 패턴 등을 의미한다.

이러한 광 결정을 활용하면 빛의 전파를 제어할 수 있을 뿐만 아니라 자발 방출의 제어도 가능하여 광 소자의 성능 향상과 소형화에 크게 기여할 수 있다.

광 결정의 주기 구조는 크게 1, 2, 3차원 구조로 나눌 수 있는데 각 광 결정 구조를 만드는 방법은 만들고자 하는 광 결정의 차원에 따라 차이가 있다.

도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 의해 제조된 나노 임프린트용 스탬프를 이용한 2차원 광 결정 제조방법의 실시예를 나타낸 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 제1 기판(200) 상에 상호 이격되어 있으며 균일한 크기의 원형의 형상을 가진 복수개의 돌출부(205)들이 형성된 마스터 스탬프(210)를 준비한다(도 5a).

다음으로, 제2 기판(230) 상에 실리콘 산화막층(240), 크롬층(250), 제1 폴리머층(260)을 순차적으로 적층한 후, 상기 마스터 스탬프(210)로 스탬핑(Stamping)하여 상기 제1 폴리머층(260)에 상기 균일한 크기의 원형의 형상을 가진 복수개의 돌출부(205)에 상응하는 복수개의 홈(265)을 형성한다(도 5b).

이어서, 상기 균일한 크기의 원형의 형상을 가진 복수개의 홈(265)이 형성된 제1 폴리머층(260)을 식각 마스크로 하여 상기 크롬층(250) 및 실리콘 산화막층(240)을 식각한다(도 5c).

상기 제1 폴리머층(260)을 식각 마스크로 하여 상기 크롬층(250) 및 실리콘 산화막층(240)을 식각하면, 상기 크롬층(250) 및 실리콘 산화막층(240)에도 상호 이격되어 있으며 균일한 크기의 원형의 형상을 가지는 복수개의 홈이 형성된다.

그 후, 상기 남아 있는 크롬층(250) 및 제1 폴리머층(260)을 제거하여 복제 스탬프(270)를 형성한다(도 5d).

즉, 상기 실리콘 산화막층(240) 상부에 남아 있는 크롬층(250) 및 제1 폴리머층(260)을 제거하여, 상기 제2 기판(230) 상에 상호 이격하여 있으며 균일한 크기의 원형의 형상을 가지는 복수개의 홈(245)들이 형성된 복제 스탬프(270)를 형성한다.

다음으로, 제3 기판(300) 상부에 제2 폴리머층(310)을 스핀 코팅하여 형성한 후, 상기 복제 스탬프(270)를 상기 제3 기판(300) 상부에 상호 이격하여 위치시킨 다(도 5e).

여기서, 상기 제3 기판(300)으로는 쿼츠 글래스(Quartz Glass), 실리콘(Si), 다이아몬드, SiO₂, 니켈(Ni), 플래티늄(Pt), 크롬(Cr), 고분자 재료 등이 사용될 수 있다.

상기 물질 중 쿼츠 글래스와 투명 고분자 재료는 자외선 경화 방식의 나노 임프린트 기술에 이용될 수 있으며, 그 이외의 물질은 열 경화 방식의 나노 임프린트 기술에 이용될 수 있다.

그리고, 상기 제2 폴리머층(310)은 나노 임프린트 기술에 따라 열 경화 폴리머 또는 자외선 경화 폴리머를 사용할 수 있다.

이어서, 상기 복제 스탬프(270)를 상기 제2 폴리머층(310)에 접촉시켜 상기 제 2 폴리머층(310)에 상호 이격되며 균일한 크기의 원형의 형상을 가지는 복수개의 돌출부(315)를 형성한다(도 5f).

열 경화 방식의 경우, 상기 제2 폴리머층(310)으로는 열 경화 폴리머가 사용되며, 먼저 상기 복제 스탬프(270)를 상기 제2 폴리머층(310) 상부에 위치시킨 후, 상기 제2 폴리머층(310)의 유리 전이 온도까지 가열시킨다.

그리고, 상기 복제 스탬프(270)를 상기 제2 폴리머층(310)에 접촉시킨 다음 압력을 가한 후, 온도를 낮추어 온도가 상기 제2 폴리머층(310)의 유리 전이 온도 이하가 되면 상기 복제 스탬프(270)를 상기 제2 폴리머층(310)로부터 분리시킨다.

자외선 경화 방식의 경우, 상기 제2 폴리머층(310)로는 자외선 경화 폴리머 가 사용되며, 먼저 상기 복제 스탬프(270)를 상기 제2 폴리머층(310)에 접촉시키고 자외선(UV)을 조사한다.

자외선의 조사에 따라 상기 제2 폴리머층(310)가 경화되면서 상기 복제 스탬프(270)의 홈들이 상기 제2 폴리머층(310)에 임프린트 된다.

한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 현상 공정 이후 포토 레지스트의 녹는점 이상의 충분히 높은 온도에서 하드 베이킹 공정을 수행함으로써, 포토 레지스트의 2D 패턴이 균일한 크기와 형상을 가지도록 하고, 이를 식각 마스크로 사용하여 기판 상에 균일한 크기와 형상을 가지는 2D 패턴이 형성된 나노 임프린트용 스탬프를 제작할 수 있다.

또한, 본 발명의 나노 임프린트용 스탬프를 이용하여 2차원 광 결정을 제조할 수 있으며, 이 경우 2차원 광 결정은 서로 동일한 주기 및 크기를 가지게 되어 광 특성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 기판 상부에 실리콘 산화막층, 크롬층, 포토 레지스트층을 순차적으로 형성하는 단계;

   노광 공정을 수행하여 구현하고자 하는 패턴을 상기 포토 레지스트층에 전사하는 단계;

   현상 공정을 수행하여 상기 패턴이 전사된 영역을 제외한 포토 레지스트층을 제거하는 단계;

   상기 패턴의 형상이 균일한 크기를 가지도록 베이킹 공정을 수행하는 단계;

   상기 패턴된 포토 레지스트층을 식각 마스크로 하여 상기 크롬층 및 실리콘 산화막층을 식각하는 단계; 및

   상기 기판 상부에 남아 있는 포토 레지스트층 및 크롬층을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 나노 임프린트용 스탬프의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기판은 쿼츠 글래스(Quartz Glass) 또는 실리콘(Si)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노 임프린트용 스탬프의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 베이킹 공정은 상기 포토 레지스트의 녹는점 보다 높은 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 나노 임프린트용 스탬프의 제조방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 크롬층 및 실리콘 산화막층은 RIE(Reactive Ion Etching) 방식으로 식각하는 것을 특징으로 하는 나노 임프린트용 스탬프의 제조방법.
5. 제1 기판 상에 상호 이격되어 있으며 균일한 크기의 형상을 가지는 복수개의 돌출부가 형성된 마스터 스탬프를 준비하는 단계;

   상기 마스터 스탬프로 스탬핑하여 제2 기판 상에 상기 복수개의 돌출부에 상응하는 복수개의 홈들이 형성된 복제 스탬프를 형성하는 단계; 및

   상기 복제 스탬프를 스탬핑하여 제3 기판 상에 상호 이격되어 있으며 균일한 크기의 형상을 가지는 복수개의 돌출부가 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 광 결정 제조방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 복제 스탬프를 형성하는 단계는,

   상기 제2 기판 상에 실리콘 산화막층, 크롬층, 폴리머층을 순차적으로 적층하는 단계;

   상기 마스터 스탬프를 상기 폴리머층에 접촉하여 상기 폴리머층에 상기 복수개의 돌출부에 상응하는 복수개의 홈들을 형성하는 단계;

   상기 폴리머층을 식각 마스크로 하여 상기 크롬층 및 실리콘 산화막층을 식각하는 단계; 및

   상기 제2 기판 상에 남아 있는 폴리머층 및 크롬층을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 결정 제조방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 제1, 제2 및 제3 기판은 쿼츠 글래스(Quartz Glass) 또는 실리콘(Si)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 결정 제조방법.

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