KR20100025363A - 나노 패턴 제조방법, 마스크 제조방법 및 나노 임프린트 리소그래피 방법 - Google Patents

나노 패턴 제조방법, 마스크 제조방법 및 나노 임프린트 리소그래피 방법 Download PDF

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Abstract

나노 패턴을 제조하는 방법으로, 먼저 기판 상에 레지스트막을 형성하고, 형성된 레지스트막에 트렌치를 형성하기 위하여 몰드를 각인시킨다. 트렌치가 형성된 레지스트막 상에 금속을 퇴적시킨 후 에칭한다.
증착, 에칭, 리소그래피, 임프린트

Description

나노 패턴 제조방법, 마스크 제조방법 및 나노 임프린트 리소그래피 방법{A METHOD FOR FABRICATING A NANOPATTERN, A METHOD FOR FABRICATING A MASK AND A NANOIMPRINT LITHOGRAPHY METHOD}
본 개시는 임프린트 리소그래피를 이용한 패턴 제조방법 및 마스크 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기판 상에 미세 패턴을 형성하기 위해 나노 임프린트 리소그래피를 이용하여 나노 패턴을 제조하는 방법 및 마스크 제조방법에 관한 것이다.
최근에는 나노 구조물(일례로 나노선(nanowire))을 제조하는 기술들에 대한 관심이 모아지고 있다. 이는 나노 구조물들이 갖는 고유한 물리적, 화학적 성질들에 의하여, 나노 구조물이 차세대 나노 스케일의 전자 기기, 광학 기기, 및 기계 기기 제조에 있어 중요하게 이용될 수 있기 때문이다.
따라서, 나노 구조물들의 제조를 위한 차세대 리소그래피 기술이 등장하고 있는데, 그 예로 나노임프린트 리소그래피를 들 수 있다. 나노임프린트 리소그래피는 원하는 패턴을 몰드에 형성하고, 이 몰드를 레지스트막에 접촉시켜 패턴을 전사한 후, 전사된 패턴을 기판 상에 형성할 수 있는 기술이다.
하나의 실시예에 따르면 나노 패턴을 제조하는 방법이 제공된다. 이 방법에 의하면, 기판 상에 레지스트막을 형성하고, 레지스트막 내에 트렌치를 정의하기 위해 몰드를 각인(imprint)시키고, 트렌치를 갖는 레지스트막 상에 금속을 퇴적(deposit)시킨다. 금속은 트렌치 바닥면 상에는 퇴적되지 않는 각도로 퇴적된다. 트렌치 바닥면 하부에 배치된 잔여 레지스트막 부분을 에칭한다.
하나의 실시예에 따르면, 마스크를 제조하는 방법이 제공된다. 이 방법에 의하면, 기판 상에 레지스트막을 형성하고, 레지스트막을 몰딩시켜, 레지스트막 내에 리세스와 그 리세스 하부에 배치된 잔여 레지스트막 부분을 정의하는 레지스트 패턴을 형성하고, 레지스트 패턴 상에 금속을 퇴적(deposit)시킨다. 금속은 잔여 레지스트막 부분 상에는 퇴적되지 않는 각도로 퇴적된다. 잔여 레지스트막 부분 하부의 기판부를 노출시키기 위해 잔여 레지스트막 부분을 에칭한다.
하나의 실시예에 따르면, 나노 임프린트 리소그래피 방법이 제공된다. 이 방법에 의하면, 기판 상에 레지스트막을 형성하고, 원하는 피쳐(feature) 패턴을 갖는 실리콘 나노선 몰드를 레지스트막에 부착시킨다. 실리콘 나노선 몰드를 가압하고 가열한 다음, 실리콘 나노선 몰드를 레지스트막으로부터 탈착시킨다. 실리콘 나노선 몰드로부터 전사된 피쳐 패턴을 갖는 레지스트막 상에 금속을 퇴적(deposit)시킨다. 금속은 피쳐 패턴의 트렌치 바닥면 상에는 퇴적되지 않는 각도로 퇴적된다. 트렌치 바닥면 하부에 배치된 잔여 레지스트 부분을 에칭한다.
전술한 내용은 이하 본 개시의 실시를 위한 구체적인 내용에서 더 상세하게 기술된 사항을 단순화한 형태로서 기술적 개념의 선택된 일 예를 소개하기 위해 제공된 것이다. 이러한 내용은 특허청구범위의 청구 대상의 중요 특징 또는 필수적인 특징들을 지시하는 것으로 의도된 것이 아닐 뿐만 아니라, 특허청구범위의 청구 대상의 범위를 제한하는 데 사용하도록 의도된 것이 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 일 실시예에 따른 나노 임프린트 리소그래피를 이용하여 나노 패턴을 제조하는 공정 및 마스크 제조 공정을 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분의 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로, 어떤 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
먼저 하나의 실시예에 따른 나노 패턴 제조 방법을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 도 1은 일 실시예에 따른 나노 패턴 제조 방법에 이용되는 기판을 도시한다. 도 2는 일 실시예에 따른 나노 패턴 제조 방법에 이용되는 몰드를 도시한다. 도 3a 및 도 3b는 일 실시예에 따른 나노 패턴 제조 방법에서 레지스트 패턴 상에 금속층을 형성하는 단계를 모시적으로 도시한다. 도 4는 일 실시예에 따라 형성된 나노 패턴을 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판(10) 상에 레지스트막(15)을 형성한다. 기판(10)은 용도와 필요에 따라 실리콘, 실리콘 게르마늄, 실리콘 게르마늄 카본, 갈륨 아세나이드, 석영(quartz) 등의 다양한 재료를 포함할 수 있지만, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 실리콘 기판을 사용한 것을 예로 들어 설명한다.
레지스트막(15)은 원하는 피쳐(features)의 패턴을 접촉면에 포함하고 있는 몰드를 수용하여 레지스트막(15) 상에 그 몰드의 패턴을 전사시키기(transfer) 위하여 기판(10) 상에 형성하는 막이다. 레지스트막(15)은 자외선 경화성 고분자 수지 또는 열 경화성 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예컨대, 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethly Methacrylate, PMMA)와 같은 아크릴수지가 레지스트막(15)으로서 사용될 수 있다. 레지스트막(15)은 예를 들어 스핀 코팅 방식으로 기판(10) 상에 도포될 수 있다. 일 실시예에서, PMMA 레지스트막(15)은 약 100 내지 300nm 두께(t1)로 형성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 레지스트막과 기판 사이에 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막과 같은 추가의 막을 형성할 수도 있다.
그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 원하는 피쳐 패턴을 레지스트막(15)과의 접촉면에 포함하고 있는 몰드(20)를 준비한다. 피쳐 패턴은 나노 스케일의 패턴일 수 있다. 몰드(20)는 다양한 재료를 사용하여 제조될 수 있으나, 본 실시예에서는 실리콘 몰드를 예로 들어 설명한다. 예컨대, 몰드(20)는 실리콘으로 이루어진 몰드 의 접촉면 상에 형성된 나노선(nanowire) 패턴을 포함할 수 있다. 나노선 패턴을 포함하는 몰드(20)는 광학 리소그래피에 의한 스페이서 리소그래피 공정에 의해 제작될 수 있다. 예를 들어, 스페이서 리소그래피 공정은 광학 리소그래피에 의하여 실리콘 웨이퍼 상에 형성한 하드 마스크 산화막에 패터닝을 수행하고, 패터닝된 하드 마스크 산화막 상에 컨포멀한 산화막을 형성한 후, 패터닝된 하드 마스크 산화막의 패턴 측벽에 형성된 컨포멀한 산화막으로 이루어지는 측벽 스페이서를 형성한다. 그 다음, 그 측벽 스페이서를 하드 마스크로 사용하여 하드 마스크 산화막 및 그 하부에 배치된 실리콘 웨이퍼를 에칭하면 측벽 스페이서의 두께에 대응하는 두께의 나노선 패턴이 실리콘 웨이퍼 상에 형성된다.
본 실시예에 따른 나노선 패턴을 포함하는 실리콘 몰드를 이용한 임프린트 리소그래피는 가열방식의 임프린트 리소그래피를 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이하, 나노선 패턴을 포함하는 실리콘 몰드를 실리콘 나노선 몰드라 한다. 일 실시예에서, 실리콘 나노선 몰드는 약 50nm 내지 약 200nm의 두께(t2) 및 약 50nm 이하의 피쳐 사이즈(w1)를 가질 수 있다. 여기서, "피쳐 사이즈"라 함은 원하는 피쳐의 폭 또는 깊이를 의미한다.
준비된 몰드(20)를 도 1에 도시한 기판(10) 상에 형성된 레지스트막(15) 상부에 접촉시킨다. 그 다음, 소정의 압력으로 가압한 후 레지스트막(15)을 경화시켜 몰드(20)의 피쳐 패턴에 대응하는 트렌치(30)를 갖는 레지스트 패턴(15a)을 형성한다. 이때, 레지스트막(15)이 자외선 경화성 고분자 수지일 경우에는 자외선으로 노 광하고, 레지스트막(15)이 열경화성 고분자 수지일 경우에는 열을 가하여 레지스트막(15)를 경화시킬 수 있다. 전술한 공정, 즉, 몰드(20)를 레지스트막(15) 상부에 접촉시켜 원하는 패턴을 레지스트막(15)에 형성하고 레지스트막(15)을 경화시키는 공정을 각인 공정(imprinting process) 또는 몰딩 공정이라고 칭하기로 한다.
이 각인 공정(imprinting process) 또는 몰딩 공정은 기판(10)과 몰드(20)의 등각 접촉(conformal contact)을 방해(ruin)할 수 있는 더스트 오염(dust contamination)을 피하기 위해 클래스-100 클린룸 환경에서 수행될 수 있다. 각인 공정은 예컨대 약 100℃ 내지 150℃에서 약 3000psi 내지 5000psi 의 압력으로 약 200초 내지 500초 동안 수행될 수 있다. 몰드(20)를 레지스트막(15)에 각인시킨 후, 예컨대 레지스트막(15)을 형성하는 물질이 전술한 바와 같이 열경화성인 경우에는 가열 공정을 통해 레지스트막(15)을 경화시킨다. 각인 공정이 수행되는 각인 챔버(imprint chamber)는 가열 및 압인(pressing) 공정 동안 발생하는 증기(vapor)를 제거하기 위해 진공 펌핑(vacuum-pumped)될 수 있다. 각인 공정 후, 기판은 실온(room temperature)에서 공기 냉각된다(air cooled).
그 다음, 몰드(20)를 기판(10)으로부터 떨어지도록 한다. 예컨대, 몰드(20)를 흡착하는 스탬프 척(미도시)을 이용하여 몰드(20)를 기판(10)으로부터 분리할 수 있다. 결과적으로, 레지스트막(15) 상부에는 몰드(20)의 피쳐 패턴에 대응하는 트렌치(30)를 갖는 레지스트 패턴(15a)이 형성된다. 레지스트 패턴(15a)에는 트렌치(30) 하부에 위치한 잔여 레지스트막 부분(32)이 포함되는 것으로 정의한다. 도 2에서 트렌치(30)의 폭(w2)은 몰드(20)의 피쳐 사이즈(w1)에 따라 결정되며, 본 실시예에서는 예컨대 약 50nm 이하로 형성될 수 있다.
몰드(20)의 레지스트막(15)과의 접촉면에는 부착방지막(anti-sticking layer)(25)이 코팅될 수 있다. 부착방지막(25)은 테프론계 막으로 제조될 수 있으며 몰드(20)의 접촉면에 코팅될 수 있다. 부착방지막(25)은 몰드(20)가 레지스트막(15)에 각인(imprinted)되어 패턴을 전사한 후, 몰드(20)를 전사된 레지스트 패턴(15a)으로부터 분리시키는 것이 용이해지도록 한다. 이에 따라 몰드(20)를 레지스트 패턴(15a)으로부터 분리시키는 과정에서, 전사된 패턴이 변형되어 오차가 생기는 것을 방지할 수 있다. 본 개시에서는 부착방지막(25)을 포함하는 몰드(20)를 사용함으로써, 보다 정확한 나노스케일의 전사 패턴을 형성할 수 있다.
부착방지막(25)은 예컨대 FTS(tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl-1-trichlorosilane)를 이용하여 몰드(20)의 접촉면에 형성될 수 있다. 예컨대, 몰드(20)의 접촉면은 유기 오염물 등을 제거하기 위해 세정 공정을 거친 후, 불소 처리된(fluorine-terminated) 자가 조립된 모노층(SAM, self-assembled monolayer)을 형성하기 위해 FTS(tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl-1-trichlorosilane)로 코팅 처리될 수 있다. 몰드(20)의 부착방지막(25)은 전술한 테프론계 막으로 한정되는 것이 아니다. 이와 같이 몰드(20)의 접촉면에 행하는 처리(treatment)는 몰드(20) 접촉면의 표면 에너지를 레지스트막에 비하여 낮게 함으로써, 각인 공정 후 레지스트 패턴으로부터 몰드(20)를 분리시키는 것을 용이하게 할 수 있다.
전술한 바와 같이 레지스트 패턴(15a)을 형성한 후, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 각도를 갖는(angled) 금속 퇴적을 통하여 레지스트 패턴(15a) 상에 금속층(35)을 형성한다. 여기서, "각도를 갖는 금속 퇴적"이라 함은, 층 상에 금속을 퇴적시킬 때, 층 표면에 수직하는 방향(다시 말해, 층 표면을 기준으로 90°의 각도를 갖는 방향)으로 금속이 퇴적되는 것이 아니라, 90°±α(0°<α<90°)의 각도를 갖는 방향으로 퇴적되는 것을 말한다. 이하, 각도를 갖는 금속 퇴적에 대해 자세히 설명한다.
먼저, 도 3a를 참조하면, 몰드(20)에 의하여 형성된 레지스트 패턴(15a)의 상부 표면 상에 금속을 퇴적하여 금속층(35)을 형성한다. 예를 들어, 일 실시예에서 금속층(35)은 약 5nm 내지 약 20nm 범위의 두께(t3)로 형성될 수 있으며, 특히 약 7nm 내지 약 15nm 두께(t3)로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 금속층(35)은 전자빔 증착법, 열(thermal) 증착법, 레이저 유도(laser induced) 증착법, 또는 이온빔 유도(ion-beam induced) 증착법 과 같은 증착법(evaporation)에 의해 퇴적될 수 있다. 이 때, 트렌치(30)의 바닥면(bottom)에는 금속이 퇴적되는 것을 방지할 수 있는 각도(θ)로 금속의 퇴적이 이루어진다.
도 3b는 도 3a에 도시된 구조를 C-C' 절개선 방향으로 자른 단면을 보여준다.
도 3b를 참조하면, 금속이 퇴적되는 각도(θ)는 트렌치(30) 바닥면(즉, 잔여 레지스트막 부분(32)의 상부 표면)에는 금속층(35)이 형성되지 않는 각도일 수 있 다. 즉, 레지스트 패턴(15a) 상부 표면(A)에는 금속층(35)이 형성될 수 있도록 하는 반면, 트렌치(30) 바닥면에는 금속층(35)이 형성되지 않도록 하는 범위내에서 선택될 수 있다. 예컨대, 금속이 퇴적되는 각도(θ)는 0°< θ <90°및 90°< θ <180°의 각도 내에서 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 금속이 퇴적되는 각도(θ)는 도 3b에 도시된 제1 각도(θ1)와 제2 각도(θ2) 사이에서 선택될 수 있다. 여기서, 제1 각도(θ1)는 트렌치(30) 레지스트 패턴(15a) 상부 표면(A)과 바닥면을 제외한 트렌치(30)의 측벽(sidewall)(B)의 상당부분에 금속이 퇴적될 수 있는 각도를 말한다. 그리고, 제2 각도(θ2) 는 도시된 바와 같이 적어도 레지스트 패턴(15a) 상부 표면(A)과 트렌치(30)의 측벽(sidewall)(B) 상부 일부 상에만 금속층(35)이 형성될 수 있는 각도를 말한다. 또한, 다른 실시예에서, 금속이 퇴적되는 각도(θ)는 약 30°< θ < 60°또는 120°< θ < 150°의 범위 내에서 선택될 수 있다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 금속 증착 공정에 의해 트렌치(30)의 측벽(B)에 형성될 수 있는 금속벽(여기서, 금속벽은 금속층(35) 중 트렌치(30) 측벽에 형성된 부분을 의미함)의 높이는 금속이 퇴적되는 각도에 따라 조절될 수 있으며, 트렌치 형성 목적에 따라 설계자가 임의로 설계할 수 있을 것이다.
상기 금속층(35)의 형성에는 트렌치(30) 바닥면 하부의 잔여 레지스트막 부분(32)을 제거하기 위한 에칭 공정시, 에칭되지 않는 재질이면 어떤 물질이든 이용 가능하다. 예로, 금(Au) 또는 크롬(Cr)이 이용될 수 있다.
금속의 증착은 전자빔(e-beam) 증착법, 열(thermal) 증착법, 레이저 유 도(laser induced) 증착법, 또는 이온빔 유도(ion-beam induced) 증착법 등에 의해 수행될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
다음, 트렌치(30) 바닥면 하부의 잔여 레지스트막 부분(32)을 에칭법에 의해 제거하여 기판(10)을 노출시킨다. 도 4에는 에칭이 수행된 후의 노출된 기판(10 )이 도시되어 있다. 트렌치(30) 바닥면 하부의 잔여 레지스트막 부분(32)은 건식 또는 습식 에칭법에 의해 제거될 수 있다. 예를 들어, 산소 플라즈마 존재하의 브레이크쓰루 에칭법(breakthrough etching)에 의해 잔여 레지스트막 부분(32)이 제거될 수 있다. 이 때, 레지스트 패턴(15a) 상부 표면(A) 및 트렌치(30) 상부 측벽(B) 상에 형성된 금속은 그 하부에 위치한 레지스트 패턴(15a) 부분의 에칭을 방지한다. 따라서, 에칭 단계에서 트렌치(30)가 설계된 넓이보다 더 넓어지는 것을 방지할 수 있으며, 에칭 이후에 얻어지는 연장된 트렌치(30a)의 종횡비(aspect ratio)를 크게 유지할 수 있다. 다시 말해, 브레이크쓰루 에칭법과 같은 등방성(isotropic) 에칭을 잔여 레지스트막 부분(32) 제거에 이용하고 금속층(35)이 존재하지 않는 경우, 레지스트 패턴(15a) 상부의 일부도 에칭에 의해 제거되어 트렌치 종횡비가 작아질 수 있을 뿐만 아니라, 트렌치 측벽이 에칭되어 트렌치 폭이 늘어나는 트렌치 넓어짐(trench widening) 현상이 발생할 수 있다. 본 실시예에서는, 각도를 갖는(angled) 금속 증착에 의해 형성된 금속층(35)에 의해 레지스트 패턴(15a) 상부 표면(A) 및 트렌치(30) 상부 측벽(B)을 에칭으로부터 보호하므로, 에칭의 결과로서 일어나는 트렌치 넓어짐(trench widening) 현상을 방지 할 수 있을 뿐 아니라, 레지스트막 상부 및 트렌치 측벽 에칭을 방지하여 트렌치 종횡비를 높 게 유지할 수 있다.
이와 같이 각도를 갖는 금속 퇴적을 이용하여 형성된 도 4의 레지스트 패턴(15a) 및 그 상부를 덮는 금속층(35)을 나노 패턴으로 칭할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 형성된 레지스트 패턴(15a) 및 그 상부를 덮는 금속층(35)은 후속 공정에서 마스크(50)로 이용될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따라 형성한 레지스트 패턴(15a) 및 금속층(35)을 이온 주입 마스크(50a)로 사용하는 실시예를 나타낸다.
레지스트 패턴(15a) 및 금속층(35)이 이온 주입 마스크(50a)로서 작용할 때에는, 연장된 트렌치(30a)의 종횡비가 높을수록 원하지 않는 기판 부분으로의 이온 주입을 보다 확실하게 방지할 수 있게 된다.
즉, 도 5a에 도시된 바와 같이, 금속층(35) 하부의 레지스트 패턴(15a) 및 그 하부의 기판 내로의 이온 주입(47)이 연장된 트렌치(30a)의 높은 종횡비와 금속층(35)의 구조에 의해 차단되며, 에칭 공정에 의해 노출된 기판(10') 상에는 원하는 이온(45a)들이 주입된다.
도 5b에는 도 5a의 이온 주입 과정에 따라서 도 4의 에칭 공정에 의해 노출된 기판(10') 상에 형성한 이온주입부(45)가 도시되어 있다. 예컨대, 레지스트 패턴(15a) 및 금속층(35)으로 구성된 이온 주입 마스크(50a)를 이용하여 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb), 또는 붕소(B)와 같은 도너 이온(donor ion)들을 노출된 기판(10') 내에 주입하여 노출된 기판(10') 내에 이온 주입부(45)를 형성할 수 있다.
도 6a는 도 1 내지 도 4에 도시된 공정 이후의 후속 공정의 실시예로서 나노 금속선(metal wire) 형성 공정을 도시한다. 에칭 공정에 의해 노출된 기판(10) 상에, 레지스트 패턴(15a)과 그 상부에 퇴적된 금속층(35)을 하드 마스크(50b)로 하여 나노 금속선(40)을 형성할 수 있다. 예컨대, 플래티늄(Pt)과 같은 금속을 이용하여, 전자빔 증착법, 열(thermal) 증착법, 레이저 유도(laser induced) 증착법, 또는 이온빔 유도(ion-beam induced) 증착법 등에 의해 노출된 기판(10) 상에 금속선을 형성할 수 있다. 금속선에 이용되는 금속의 종류와 금속선의 형성 방법은 다양할 수 있으며, 전술한 예로 제한되는 것이 아니다.
이 후, 레지스트 패턴(15a)을 제거함으로써 그 상부에 형성된 층들을 리프트-오프(lift off)시켜, 도 6b에 도시된 바와 같이 원하는 나노 금속선 패턴(40a)이 기판(10) 상에 형성된다.
본 실시예의 하드 마스크(50b)로 사용되는 금속층(35)은, 도 3 및 4를 참조하여 설명한 바와 같이 각도를 갖는(angled) 금속 퇴적법에 의해 레지스트 패턴(15a)의 상부 표면 및 트렌치(30)의 상부 측면에만 형성되므로, 레지스트 패턴(15a)에 대응되는 나노 금속선 패턴(40a)을 얻을 수 있다.
본 실시예에서는 기판(10) 상에 나노 금속선 패턴(40a)을 형성하는 공정을 설명하였으나, 다른 실시예에서는 하드 마스크 (50b)를 이용하여 기판 상에 금속 도트(dot)를 형성할 수도 있다.
도 7은 도 1 내지 도 4에 도시된 공정 이후의 후속 공정의 실시예로서 에칭 공정을 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 증착된 금속층(35) 및 레지스트 패턴(15a)을 에칭 마스크(50c)로서 이용하여 노출된 기판(10)을 에칭하여, 기판(10) 내에 리세스(60)를 형성할 수 있다. 에칭 마스크(50c)로 이용되는 금속층(35)이 레지스트 패턴(15a)의 상부 표면 및 트렌치(30a)의 상부 측벽에 형성되기 때문에, 이 에칭 마스크(50c)를 이용하여 원하는 치수의 리세스(60)가 기판 내에 형성되도록 할 수 있다.
일 실시예에 따라 형성한 레지스트 패턴 및 금속층은 나노 패턴을 이용하는 나노 디바이스나 집적 회로 형성에 이용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 의해 형성된 나노 패턴을 이용하여 트랜지스터, 나노 광학 디바이스 또는 나노 센서 등을 제작할 수 있을 것이다.
상기 사항들로부터, 본 개시사항의 특정 실시예들이 여기에서 예시의 목적으로 설명되었고, 본 개시사항의 사상 및 범위로부터 벗어남 없이 다양한 변경들이 행해질 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 설명된 실시예들은 모든 점에서 예시적인 것으로서, 그리고 제한적이지 않은 것으로서, 고려된다. 그러므로, 본 개시사항의 범위는, 상기 설명에 의해서가 아니라, 첨부된 청구항들에 의해서만 지정된다. 첨부된 청구항들의 균등의 의미와 범위 내의 모든 변형들이 첨부된 청구항들의 범위 내에 포함될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 나노 패턴 제조 방법에 이용되는 기판의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 나노 패턴 제조 방법에 이용되는 몰드의 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 일 실시예에 따른 나노 패턴 제조 방법에서 레지스트 패턴 상에 금속층을 형성하는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 4는 일 실시예에 따라 형성된 나노 패턴의 모식도이다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 이온 주입 공정을 나타내는 개략도이다.
도 6a 및 도 6b는 일 실시예에 따른 금속선 패턴 형성 공정을 나타내는 개략도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 에칭 공정을 나타내는 개략도이다.

Claims (18)

  1. 나노 패턴을 제조하는 방법으로서,
    기판 상에 레지스트막을 형성하는 단계;
    상기 레지스트막에 나노 사이즈의 트렌치를 형성하기 위한 나노 피쳐 패턴을 갖는 몰드를 각인(imprint)시키는 단계;
    상기 몰드를 각인시키는 단계에 의하여 상기 레지스트막에 형성된 상기 트렌치 상에 금속을 퇴적(deposit)시키는 단계로서, 상기 금속은 상기 트렌치 바닥면 상에는 퇴적되지 않는 각도로 퇴적되는 것인, 상기 금속 퇴적 단계;
    상기 트렌치의 바닥면 하부에 배치된 잔여 레지스트막 부분을 에칭하는 단계
    를 포함하는 나노 패턴 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 금속 퇴적 단계는 증착법(evaporation)에 의해 수행되는 나노 패턴 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 증착법은 전자빔 증착법, 열 증착법, 레이저 유도 증착법, 및 이온빔 유도 증착법으로 구성되는 그룹에서 선택되는 나노 패턴 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 에칭 단계에서는 브레이크쓰루(breakthrough) 에칭법 을 사용하는 나노 패턴 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각도는, 퇴적되는 상기 금속이 상기 레지스트막의 상부 표면과 상기 트렌치의 상부 측벽을 덮도록 결정되는 나노 패턴 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몰드는 실리콘 나노선 몰드를 포함하는 나노 패턴 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 몰드는 상기 몰드의 상기 레지스트막과의 접촉면 상에 배치되는 부착방지막(anti-sticking layer)을 포함하는 나노 패턴 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몰드를 각인시키는 단계는,
    원하는 피쳐(feature) 패턴을 갖는 상기 몰드를 상기 레지스트막에 부착시키는 단계;
    상기 몰드를 가압하고 가열하는 단계;
    상기 몰드를 상기 레지스트막으로부터 탈착시키는 단계
    를 포함하는 나노 패턴 제조 방법.
  9. 마스크를 제조하는 방법으로서,
    기판 상에 레지스트막을 형성하는 단계;
    상기 레지스트막을 몰딩시켜, 상기 레지스트막 내에, 트렌치와 상기 트렌치의 하부에 배치된 잔여 레지스트막 부분을 포함하는 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 레지스트 패턴 상에 금속을 퇴적(deposit)시키는 단계로서, 상기 금속은 상기 잔여 레지스트막 부분 상에는 퇴적되지 않는 각도로 퇴적되는 것인, 상기 금속 퇴적 단계;
    상기 잔여 레지스트막 부분 하부의 상기 기판을 노출시키기 위해 상기 잔여 레지스트막 부분을 에칭하는 단계
    를 포함하는 마스크 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 마스크는 이온 주입 마스크, 금속선(metal wire) 형성 마스크, 금속 도트(dot) 형성 마스크, 에칭 마스크 중에서 적어도 하나로 기능하는 마스크 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 금속 퇴적 단계는 증착법(evaporation)에 의해 수행되는 마스크 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 증착법은 전자빔 증착법, 열 증착법, 레이저 유도 증 착법, 및 이온빔 유도 증착법으로 이루어진 그룹에서 선택되는 마스크 제조 방법.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각도는, 상기 금속이 상기 레지스트 패턴의 상부 표면과 상기 트렌치의 상부 측벽을 덮도록 결정되는 마스크 제조 방법.
  14. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에칭 단계는 산소 플라즈마 존재 하에서의 브레이크쓰루(breakthrough) 에칭법에 의해 수행되는 마스크 제조 방법.
  15. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몰딩 단계는 실리콘 나노선 몰드를 이용하는 단계를 포함하는 마스크 제조 방법.
  16. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레지스트 패턴을 형성하는 단계는,
    원하는 피쳐(feature) 패턴을 갖고, 상기 레지스트막과의 접촉면 상에 부착방지막(anti-sticking layer)이 형성된 몰드를 상기 레지스트막에 부착시키는 단계;
    상기 몰드를 가압하고 가열하는 단계;
    상기 몰드를 상기 레지스트막으로부터 탈착시키는 단계
    를 포함하는 것인, 마스크 제조 방법.
  17. 나노 임프린트 리소그래피 방법으로서,
    기판 상에 레지스트막을 형성하는 단계;
    원하는 피쳐(feature) 패턴을 갖고, 상기 레지스트막과의 접촉면 상에 부착방지막(anti-sticking layer)이 형성된 실리콘 나노선 몰드를 상기 레지스트막에 부착시키는 단계;
    상기 실리콘 나노선 몰드를 가압하고 가열하는 단계;
    상기 실리콘 나노선 몰드를 상기 레지스트막으로부터 탈착시키는 단계;
    상기 실리콘 나노선 몰드로부터 전사된 피쳐 패턴을 갖는 상기 레지스트막 상에 금속을 퇴적(deposit)시키는 단계로서, 상기 금속은 상기 피쳐 패턴의 트렌치 바닥면 상에는 퇴적되지 않는 각도로 퇴적되는 것인, 상기 금속 퇴적 단계;
    상기 트렌치 바닥면 하부에 배치된 잔여 레지스트막 부분을 에칭하는 단계
    를 포함하는 나노 임프린트 리소그래피 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 각도는, 상기 금속이 상기 레지스트막의 상부 표면과 상기 트렌치의 상부 측벽을 덮도록 결정되는 것인, 나노 임프린트 리소그래피 방법.
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