KR20090047146A

KR20090047146A - 임프린트용 스탬프 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20090047146A
Application number: KR1020070113175A
Authority: KR
Inventors: 최정수
Original assignee: 주식회사 에이디피엔지니어링
Priority date: 2007-11-07
Filing date: 2007-11-07
Publication date: 2009-05-12

Abstract

본 발명은 임프린트용 스탬프 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 임프린트용 스탬프는 광 투과성 재료로 마련되며, 음각부와 양각부로 이루어지는 미세패턴이 형성되는 기판;및 광 차단성 재료로, 상기 양각부의 돌출면에 마련되며, 광을 차단하는 차광막;을 구비함으로써, 패턴이 형성될 기판에 도포된 감광막의 노광부와, 비노광부가 명확히 구분되도록 하여, 원하는 고품질의 패턴형상을 얻을 수 있으며, 이에 따라, 불량생산을 감소시켜, 생산비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

임프린트용 스탬프 및 이의 제조방법{IMPRINT STAMP AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 임프린트용 스탬프 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하기판에 미세패턴을 형성하는 임프린트용 스탬프 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

최근 들어 급속히 정보화 시대로 진입하면서, 언제 어디서나 정보를 접할 수 있도록, 정보를 문자 또는 영상으로 표시하여 눈으로 볼 수 있게 해주는 디스플레이 기술이 더욱 중요시 되고 있다.

이러한 디스플레이 장치의 소비경향을 살펴보면, 기존의 CRT는 부피가 크고, 무거운 단점이 있어서 사용하기 편리한 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel) 등의 평판 디스플레이의 수요가 급격히 늘어나고 있다.

평판 디스플레이의 제조 공정은 크게 투명한 기판위에 컬러 필터, 화소, 박막 트랜지스터(thin film transistor) 등을 형성하는 전극공정과, 액정분자를 일정 방향으로 배열하기 위해 배향처리를 한 기판을 접합하여 액정을 주입하는 패널 조 립공정과, 액정 패널에 드라이버 IC, 기판, 백라이트 등을 부착하게 되는 실장공정의 3가지 공정으로 구분할 수 있다.

이 중 핵심공정으로 분류되는 전극공정은 사진현상(photo lithography) 기술에 의해 진행되어 왔다. 사진현상 방법은 간략하게, 감광막 도포, 노광, 현상, 식각, 감광막 제거의 공정으로 이루어진다. 그러나 이러한 사진현상 방법은 회로의 미세화가 진행됨에 따라 노광장비의 초기 투자비용의 증가와, 사용되는 빛의 파장과 유사한 해상도를 갖는 마스크의 필요에 따라 마스크의 가격도 급등하는 문제를 갖고 있다.

따라서 고비용의 사진현상 기술을 대체되는 기술로 미세패턴 형성기술이 주목받고 있다. 미세패턴 형성기술은 기판 위에 도포된 고분자 소재의 감광막에 미세패턴이 각인된 스탬프(stamp)를 접촉시키고, 이 스탬프를 가압함으로써, 기판 위에 미세패턴을 형성시킨다.

여기서, 스탬프에는 감광막에 형성 될 미세패턴의 양각패턴 및 음각패턴과 반대인 음각부 및 양각부로 이루어지는 패턴이 형성되어 있다. 다시 말하면, 감광막에는 스탬프의 양각부가 음각패턴으로, 스탬프의 음각부가 양각패턴으로 각인되며, 미세패턴이 형성된다. 이때, 감광막에 형성되는 음각패턴의 바닥면에는 스탬프 양각부의 돌출면이 기판 상부면에 접촉되지 않아 잔여막으로 남게된다.

이와 같이, 감광막에 미세패턴이 형성되면, 기판과 미세패턴의 접착력을 향상시키기고, 미세패턴을 견고히 하기 위해, 감광막의 경화공정이 진행된다. 감광막의 경화공정은 감광막의 경화방식에 따라, 열경화 방식과, 자외선 경화 방식으로 구분될 수 있다.

자외선 경화방식의 경우, 감광막은 자외선 경화형 수지로 도포되며, 스탬프는 자외선이 투과될 수 있는 투명한 소재를 사용한다. 자외선 경화 방식은 감광막에 스탬프를 가압하고, 스탬프의 상측에서 자외선을 조사시켜, 감광막을 경화시키는 방법으로 공정이 진행된다. 이때, 스탬프는 투명한 소재로 사용되므로, 자외선에 의해 잔여막은 양각패턴과 함께 경화된다.

잔여막은, 음각패턴에 전극 형성을 위해 도포되는 금속재료와 기판 간 접착력을 저하시키게 되므로, 식각공정을 거쳐 제거되고 있다.

종래의 자외선 경화방식의 미세패턴 형성방법은, 스탬프가 자외선 투과형으로 마련되고, 기판의 감광막 전체에 자외선이 조사되므로, 패턴에 따라 경화되지 않아도 되는 감광막의 잔여막까지 경화된다.

따라서, 잔여막의 식각 시, 잔여막이 이웃하는 양각패턴에 응결되어, 이웃하는 양각패턴도 함께 떨어져 나갈 수 있어, 기판에 형성되는 미세패턴의 품질저하로 이어지며, 이에 따라, 불량생산에 따른 원자재의 소비 증가로 이어지는 문제점이 있다.

이에 따른 본 발명이 이루고자 하는 목적은 기판에 형성될 미세패턴에 따라 잔여막에 광이 조사되지 않도록 하여 잔여막의 경화를 방지함으로써, 잔여막의 제 거가 용이하도록 한 임프린트용 스탬프 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 임프린트용 스탬프는 광 투과성 재료로 마련되며, 음각부와 양각부로 이루어지는 미세패턴이 형성되는 기판;및 광 차단성 재료로, 상기 양각부의 돌출면에 마련되며, 광을 차단하는 차광막;을 구비한다.

한편, 본 발명에 따른 임프린트용 스탬프의 제조방법은 기판 위에 차광막을 증착하는 증착 단계;상기 차광막 위에 감광막을 도포하는 도포 단계;상기 감광막을 패턴에 따라 노광시키는 노광 단계;노광된 상기 감광막을 현상하여, 상기 감광막에 상기 패턴을 형성하는 현상 단계;상기 패턴에 따라 상기 차광막을 식각하는 차광막 식각 단계;상기 패턴에 따라 상기 기판을 식각하는 기판 식각 단계;및 상기 감광막을 제거하는 감광막 제거 단계;를 구비할 수 있다.

상기 노광 단계는, 상기 노광에 사용되는 광을 G-Line(436nm), I-Line(365nm), KrF excimer(248nm), x-ray(7nm), 전자빔(E-beam), 자외선 중 어느 하나로 할 수 있다.

상기 도포 단계는, 양성 감광막(positive photoresist)을 도포할 수 있다.

상기 현상 단계는, 상기 노광 단계에서 노광된 상기 감광막의 노광부를 알칼리 수용액에 의해 분해시킬 수 있다.

본 발명에 따른 임프린트용 스탬프 및 이의 제조방법은 기판에 형성될 미세패턴에 따라 잔여막에 광이 조사되지 않도록 하여 잔여막의 경화를 방지함으로써, 잔여막의 제거가 용이하여, 원하는 고품질의 미세패턴을 얻을 수 있으며, 이에 따라, 불량생산을 감소시켜, 생산비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 임프린트용 스탬프에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 미세패턴 형성 공정 중, 본 발명의 실시예에 따른 임프린트용 스탬프와, 기판의 접촉상태를 나타낸 확대 단면도이다. 도 1을 참조하면, 스탬프는 기판(100)(이하, '스탬프기판'이라 함.)과, 차광막(110)을 구비한다.

스탬프기판(100)은 광을 투과시킬 수 있는 재료로, 유리(Glass), 쿼츠(Quartz)와 같은 투명한 재료 중 선택되는 어느 하나로 사용될 수 있다. 스탬프기판(100)은, 미세패턴이 형성될 기판(10)(이하,'기판'이라 함.)에 도포된 감광막(11)(이하, '제1 감광막'이라 함.)에 미세패턴을 임프린트(Imprint)하기 위한, 스탬프패턴(SP)을 구비한다. 스탬프패턴(SP)은 음각부(100a)와 양각부(100b)를 구비한다.

차광막(110)은 광을 차단할 수 있는 재료로, 크롬(Cr), 니켈(Ni)과 같은 금속재료 중 선택되는 어느 하나로 사용될 수 있다. 차광막(10)은 스탬프패턴(SP) 양각부(100b)의 돌출면(100ba)에 구비될 수 있다. 차광막(110)은 제1 감광막(11)의 음각패턴(11a)으로 조사되는 광을 차단하여, 제1 감광막(11)의 음각패턴(11a)에 남아있는 잔여막(13)의 경화를 방지한다.

이와 같은, 스탬프는 미세패턴 경화를 위한 광의 조사로 인한 제1 감광막(11)의 잔여막(13)이 경화되는 것를 방지한다. 따라서, 제1 감광막(11)의 잔여막(13)이 이웃하는 양각패턴(11b)에 응결되지 않으므로, 잔여막(13)의 제거를 용이하도록 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 임프린트용 스탬프의 제조방법에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f는 본 발명의 실시예에 따른 임프린트용 스탬프의 제조방법을 나타낸 공정도이다.

우선 도 2a를 참조하면, 스탬프기판(100)을 마련한다. 스탬프기판(100)은 유리(Glass), 쿼츠(Quartz)와 같이 광을 투과시킬 수 있는 재료로 마련된다.

이어, 스탬프기판(100) 위에 차광막(110)을 증착한다. 차광막(110)은 크롬(Cr), 니켈(Ni)과 같은 금속재료와 같이 광을 차단할 수 있는 재료로 마련된다. 차광막(110)의 증착방법으로는 물리증착법(PVD;Physical Vapor Deposition), 화학증착법(CVD;chemical vapor deposition) 중 선택되는 어느 하나로 사용될 수 있다.

도 2b를 참조하면, 차광막(110) 위에 제2 감광막(130)을 도포한다. 제2 감광막(130)은 폴리머(Polymer)와 같은 감광성 재료로 마련된다. 제2 감광막(130)은 노광되는 부분이 현상액에 반응하여 상대적으로 잘 용해되어 떨어져 나가는 양성 감 광막(positive photoresist)으로 마련될 수 있다. 제2 감광막(130)은 차광막(110) 위에 감광액을 스핀코팅(Spin-coating)하는 방법에 의해 도포될 수 있다.

도 2c를 참조하면, 제2 감광막(130)을 패턴에 따라 노광시켜, 제2 감광막(130)에 패턴을 형성한다. 즉, 제2 감광막(130)과, 제2 감광막(130)의 경화를 위한 광원의 사이에, 패턴이 형성된 마스크(mask;150)를 위치시키고, 이 마스크(150)에 광을 조사시킨다.

이때, 마스크(150)로는 패턴의 선폭(CD;Critical Dimension)과 동일한 마스크를 사용할 수 있으며, 패턴의 선폭보다 일정 배수만큼 크게 패턴이 형성된 레티클(Reticle)을 사용할 수 있다.

여기서, 사용되는 광으로는 광의 파장에 따라, G-Line(436nm), I-Line(365nm), KrF excimer(248nm), x-ray(7nm),(이하, '레이저'라 함.) 전자빔(E-beam), 자외선(UV) 중 어느 하나로 채용될 수 있다.

이때, 사용되는 광으로 레이저 또는, 전자빔이 채택될 경우에는 레이저 또는, 전자빔이 원자외선에 비해, 광의 직진성이 보장되므로, 마스크(150) (또는, 레티클)을 사용하지 않고, 광의 경로를 제어함으로써, 패턴에 따라 제2 감광막(130)을 노광시킬 수 있다.

도 2d를 참조하면, 패턴에 따라 제2 감광막(130)에 노광부(130a)와, 비노광부(130b)가 형성되면, 제2 감광막(130)을 현상한다. 즉, 현상액을 제2 감광막(130) 위에 분사 또는, 흘림으로써, 제2 감광막(130)의 노광부(130a)를 분해시킨다. 이때, 제2 감광막(130)은 양성 감광막으로 마련되므로, 현상액으로는 알칼리 수용액 을 사용할 수 있다.

이와 같이, 노광부(130a)는 제거되고, 비노광부(130b)는 차광막(110) 위에 잔류하여, 차광막(110) 위에 패턴이 형성된다.

도 2e를 참조하면, 패턴에 따라 차광막(110)을 식각한다. 차광막(110)은 식각 용액에 스탬프기판(100)을 넣어 액체-고체(liquid-solid) 화학반응에 의해 차광막(110)을 식각하는 습식식각, 또는 이온 충격에 의한 물리적 작용이나, 플라즈마 속에서 발생된 반응 물질들의 화학작용, 또는 물리 및 화학적 작용을 동시에 발생시켜 차광막(110)을 식각하는 건식식각 중 어느 하나로 선택되어 식각될 수 있다.

도 2f를 참조하면, 패턴에 따라 스탬프기판(100)을 식각한다. 스탬프기판(100)은 상술된 습식식각, 또는 건식식각 중 어느 하나의 방법으로 식각될 수 있다. 스탬프기판(100)에 패턴에 따라 식각이 이루어지면, 기판(10)에 임프린트 될 패턴이 형성된다.

이어, 차광막(110) 위에 잔류하는 제2 감광막(130)을 제거함으로써, 차광막(110)이 형성된 스탬프를 완성한다.

도 1는 미세패턴 형성 공정 중, 본 발명의 실시예에 따른 임프린트용 스탬프와, 기판의 접촉상태를 나타낸 확대 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100 : 기판 100a : 음각부

100b : 양각부 110a : 노광부

110b : 비노광부 110 : 차광막

Claims

광 투과성 재료로 마련되며, 음각부와 양각부로 이루어지는 미세패턴이 형성되는 기판;및

광 차단성 재료로, 상기 양각부의 돌출면에 마련되며, 광을 차단하는 차광막;을 구비하는 것을 특징으로 하는 임프린트용 스탬프.
기판 위에 차광막을 증착하는 증착 단계;

상기 차광막 위에 감광막을 도포하는 도포 단계;

상기 감광막을 패턴에 따라 노광시키는 노광 단계;

노광된 상기 감광막을 현상하여, 상기 감광막에 상기 패턴을 형성하는 현상 단계;

상기 패턴에 따라 상기 차광막을 식각하는 차광막 식각 단계;

상기 패턴에 따라 상기 기판을 식각하는 기판 식각 단계;및

상기 감광막을 제거하는 감광막 제거 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 임프린트용 스탬프의 제조방법.
제2 항에 있어서, 상기 노광 단계는,

상기 노광에 사용되는 광을 G-Line(436nm), I-Line(365nm), KrF excimer(248nm), x-ray(7nm), 전자빔(E-beam), 자외선 중 어느 하나로 사용하는 것을 특징으로 하는 임프린트용 스탬프의 제조방법.
제2 항에 있어서, 상기 도포 단계는,

양성 감광막(positive photoresist)을 도포하는 것을 특징으로 하는 임프린트용 스탬프의 제조방법.
제4 항에 있어서, 상기 현상 단계는,

상기 노광 단계에서 노광된 상기 감광막의 노광부를 알칼리 수용액에 의해 분해시키는 것을 특징으로 하는 임프린트용 스탬프의 제조방법.