KR20120079734A - 나노임프린트용 스탬프 제조방법 - Google Patents

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KR20120079734A
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이병규
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삼성전자주식회사
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Abstract

나노임프린트용 스탬프 제조방법이 개시된다. 개시된 나노임프린트용 스탬프 제조방법은 스탬프 기판 상에 임프린트 공정을 반복 수행하여 나노크기의 나노폭이 형성된 레지스트 패턴을 형성한다. 이때, 복수의 임프린트 공정에서 서로 선택적으로 식각되는 레지스트층을 순차적으로 사용한다. 이어서, 레지스트 패턴을 이용하여 스탬프 기판을 패터닝한다.

Description

나노임프린트용 스탬프 제조방법{Method of fabricating stamp for nano-imprint}
미세구조를 가진 나노임프린트용 스탬프의 제조방법에 관한 것이다.
나노 임프린트 공정은 단단한 재질의 스탬프 표면에 원하는 형상의 패턴을 새기고, 그 스탬프를 상대적으로 무른 대상재의 표면에 찍어서 해당 패턴을 반복적으로 복사해나가는 공정을 말한다.
종래의 고분해능 고밀도 패턴을 얻는 방법으로 포토리쏘그래피(photolithography), 전자빔 리쏘그래피(e-beam lithography) 등의 방법을 주로 이용하여 왔다. 이방법들은 포톤(photon)이나 전자(electron)가 산란되어 노광된 영역 이외의 영역까지 영향을 미쳐 미세 패턴, 예컨대 20 nm 이하의 패턴을 만드는데 어려움이 있다.
임프린트 공정을 이용한 다중 패터닝 방법으로 나노임프린트용 스탬프를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 나노임프린트용 스탬프 제조방법은:
스탬프 기판 상에 제1 레지스트층을 형성하는 제1 단계;
제1패턴이 형성된 임프린트 스탬프로 임프린트 공정을 수행하여 상기 제1 레지스트층에 상기 제1패턴을 전사하여 제1 레지스트 패턴을 형성하는 제2 단계;
상기 스탬프 기판 상으로 상기 제1 레지스트 패턴을 덮는 제2 레지스트층을 형성하는 제3 단계;
상기 임프린트 스탬프로 임프린트 공정을 수행하여 상기 제2 레지스트층에 상기 제1패턴을 전사하여 제2 레지스트 패턴을 형성하는 제4 단계;
상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 제1 레지스트 패턴을 식각하여 제3 레지스트 패턴을 형성하는 제5 단계; 및
상기 제3 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 스탬프 기판을 식각하는 제6 단계;를 포함한다.
상기 제1 레지스트층과 상기 제2 레지스트층은 서로 선택적으로 식각이 되는 물질로 형성된다.
상기 제1 레지스트층과 상기 제2 레지스트층 중 하나는 아크릴레이트계 폴리머 또는 우레탄계 폴리머이며, 다른 하나는 유기-무기 폴리머로 이루어질 수 있다.
상기 유기-무기 폴리머는 실리콘 함유 아크릴레이트계 폴리머 또는 실리콘 함유 우레탄계 폴리머일 수 있다.
제1 레지스트 패턴 형성 단계는, 상기 스탬프 기판을 노출시키는 단계일 수 있다
상기 제2 레지스트 패턴 형성단계는, 상기 제1 레지스트 패턴에 대해서 상기 제1패턴의 볼록부가 상기 제1 레지스트 패턴의 볼록부에 오도록 정렬하여 수행된다.
제2 레지스트 패턴 형성 단계는, 상기 제1 레지스트 패턴의 상면을 노출시키는 단계일 수 있다.
상기 제3 레지스트 패턴 형성단계는, 상기 제2 레지스트 패턴을 선택적으로 식각하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제5 단계후, 상기 제3 단계 내지 상기 제5 단계를 반복적으로 임프린트 공정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 임프린트 공정은 상기 제1 패턴을 등간격으로 상기 제1 레지스트층에 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 나노임프린트용 스탬프 제조방법은:
스탬프 기판 상에 제1 레지스트층을 형성하는 단계;
제1패턴이 형성된 제1 임프린트 스탬프로 임프린트 공정을 수행하여 상기 제1 레지스트층에 상기 제1패턴을 전사하여 제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
상기 스탬프 기판 상으로 상기 제1 레지스트 패턴 높이로 제2 레지스트층을 형성하는 단계;
상기 제1패턴의 볼록부 보다 좁은 볼록부를 가진 제2패턴이 형성된 제2 임프린트 스탬프로 임프린트 공정을 수행하여 상기 제2 레지스트층에 상기 제2패턴을 전사하여 제2 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
상기 제1 레지스트 패턴을 선택적으로 식각하여 제3 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 제3 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 스탬프 기판을 식각하는 단계;를 포함한다.
상기 제2패턴의 패턴 폭은 상기 제1패턴의 패턴 폭과 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 제2 레지스트층 형성 단계는, 상기 스탬프 기판 상으로 상기 제1 레지스트 패턴을 덮는 제2 레지스트층을 형성하는 단계; 및
상기 제2 레지스트층을 전면 식각을 하여 상기 제1 레지스트 패턴의 상면을 노출시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 나노임프린트용 스탬프의 제조방법은:
스탬프 기판 상에 제1 레지스트층을 형성하는 단계;
제1패턴이 형성된 제1 임프린트 스탬프로 임프린트 공정을 수행하여 상기 제1 레지스트층에 상기 제1패턴을 전사하여 제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
상기 스탬프 기판 상으로 상기 제1 레지스트 패턴을 덮는 제2 레지스트층을 형성하는 단계;
상기 제1패턴의 볼록부의 폭 보다 넓은 폭을 가진 볼록부가 상기 제1패턴의 볼록부와 대응되게 제2패턴이 형성된 제2 임프린트 스탬프로 임프린트 공정을 수행하여 상기 제2 레지스트층에서 상기 제1 패턴의 볼록부 상으로 상기 제2패턴을 전사하여 제2 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
상기 제1 레지스트 패턴을 선택적으로 식각하여 제3 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 제3 레지스트 패턴을 전면 식각하여 상기 제3 레지스트 패턴을 상기 스탬프 기판에 전사 식각하는 단계;를 포함한다.
제2 레지스트 패턴형성 단계는, 상기 제2 레지스트 패턴의 볼록부를 상기 제1 레지스트 패턴의 볼록부의 상면과 접촉시키는 단계일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 20nm 이상의 패턴폭을 가진 스탬프를 사용하여 적어도 2회 임프린트 공정을 수행함으로써 20nm 이하의 패턴폭을 가진 나노임프린트용 스탬프를 용이하고 정밀하게 제조할 수 있다.
도 1a 내지 도 1h는 일 실시예에 따른 나노임프린트용 스탬프 제조방법을 단계적으로 보여주는 개략적 단면도이다.
도 2a 내지 도 2g는 다른 실시예에 따른 나노임프린트용 스탬프 제조방법을 단계적으로 보여주는 개략적 단면도이다.
도 3a 내지 도 3g는 또 다른 실시예에 따른 나노임프린트용 스탬프 제조방법을 단계적으로 보여주는 개략적 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다. 명세서를 통하여 실질적으로 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 사용하고 상세한 설명은 생략한다.
도 1a 내지 도 1h는 일 실시예에 따른 나노임프린트용 스탬프 제조방법을 단계적으로 보여주는 개략적 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 나노임프린트용 스탬프 제작을 위한 스탬프 기판(110) 상에 제1 레지스트층(120)을 형성한다. 스탬프 기판(110)은 단단한 물질, 예컨대 석영 또는 글래스로 이루어질 수 있다. 제1 레지스트층(120)은 광경화성 수지 또는 열경화성 수지를 스핀코팅 방법을 사용하여 형성할 수 있다.
한편, 제1패턴(132)이 형성된 임프린트 스탬프(130)를 마련한다. 제1패턴(132)는 볼록부(132a)와 오목부(132b)를 가진다. 제1패턴(132)은 일정한 패턴 폭(W1)을 가진다. 임프린트 스탬프(130)는 유리 또는 석영 등으로 형성될 수 있다. 임프린트 스탬프(130)는 스탬프 기판(110)에 형성하고자 하는 패턴 폭(예컨대, 20nm) 이상의 패턴 폭(W1)을 가지도록 형성될 수 있으므로, 통상의 전자빔 리쏘그라피, 레이저 간섭 리쏘그라피, 광학 리쏘그라피 등의 방법으로 제작할 수 있다. 패턴 폭(W1)은 원하는 패턴 폭의 정수배일 수 있다.
도 1b를 참조하면, 제1 레지스트층(120) 상으로 임프린트 스탬프(130)를 가압하는 임프린트 공정을 수행하여, 제1패턴을 제1 레지스트층(120)에 전사하여 제1 레지스트 패턴(122)을 형성한다. 제1 레지스트층(120)의 물질에 따라, 열을 가해 제1 레지스트층(120)을 구성하는 고분자를 경화시키거나, 또는 자외선을 조사하여 제1 레지스트층(120)을 경화시킨다.
도 1c를 참조하면, 임프린트 스탬프(130)를 스탬프 기판(110)으로부터 이격시킨다. 이에 따라 스탬프 기판(100)의 표면이 노출된다. 스탬프 기판(100)의 표면에서 제1패턴(132)이 접촉하였던 제1부분에 제1 레지스트층(120)이 일부 남은 경우, 제1 레지스트 패턴(122)을 전면 식각하여 스탬프 기판(100)의 제1부분을 노출시킨다. 제1 레지스트 패턴(122)은 제1패턴(132)와 반대되는 제2패턴(오목 패턴)(124)을 가진다. 제2패턴(124)은 볼록부(124a)와 오목부(124b)fmf를 가진다. 제2패턴(124)의 폭(W2)은 제1패턴(132)의 폭(W1)과 동일하다.
도 1d를 참조하면, 스탬프 기판(110) 상으로 제1 레지스트 패턴(122)을 덮도록 코팅 방법으로 제2 레지스트층(140)을 형성한다. 제2 레지스트층(140)은 제1 레지스트층(120)과 다른 식각 특성을 가지는 물질로 형성한다. 예컨대, 제1 레지스트층(120)은 유기계 물질, 예컨대 아크릴레이트계 폴리머 또는 우레탄계 폴리머가 사용될 수 있다. 제2 레지스트층(140)은 유기-무기 폴리머가 사용될 수 있다. 유기-무기 폴리머는 실리콘이 함유된 아크릴레이트계 폴리머 또는 우레탄계 폴리머일 수 있다.
역으로, 제1 레지스트층(120)이 유기-무기 폴리머를 사용하고, 제2 레지스트층(140)이 아크릴레이트계 폴리머 또는 우레탄계 폴리머로 사용될 수 있다.
도 1e를 참조하면, 제2 레지스트층(140) 위에 임프린트 스탬프(130)를 이동하여 임프린트 스탬프(130)의 제1패턴(132)의 볼록부(132a)가 제1 레지스트 패턴(122)의 제2패턴(124)의 볼록부(124a) 사이에 오도록 한다. 도 1e에서는 제1패턴(132)이 제2패턴(124)의 정중앙에 오게 배치하였다. 이러한 이동은 미세이동이여야 하므로, 통상의 반도체 공정에서 사용하는 기판의 미세이동 및 정렬방법을 사용할 수 있다. 이후, 위에서 설명한 공정과 동일하게 제2차 임프린트 공정을 수행하여 제2 레지스트 패턴(142)을 형성한다. 제2 레지스트 패턴(142)은 제1 레지스트 패턴(122)과 동일한 패턴 폭(W3)을 가진 제3패턴(144)을 가진다. 제3패턴(144)은 볼록부(144a)와 오목부(144b)를 구비한다.
도 1f를 참조하면, 임프린트 스탬프(130)를 스탬프 기판(110)으로부터 이격시킨다. 제1 레지스트 패턴(122)에서 제1패턴(132)의 볼록부(132a)가 접촉하였던 제2부분에 제2 레지스트층(140)의 일부가 남아있는 경우, 제2 레지스트 패턴(142)을 전면 식각하여 제1 레지스트 패턴(122)의 제2부분을 노출시킨다.
제2 레지스트 패턴(142)을 마스크로 이용하여 오목부(144b)에 노출된 제1 레지스트 패턴(122)을 선택적으로 식각하여 스탬프 기판(110)의 상면을 노출시킨다. 제1 레지스트 패턴(122)이 아크릴레이트계 폴리머 또는 우레탄계 폴리머로 형성된 경우 산소 플라즈마를 이용하여 건식 스트립 방법으로 제2 레지스트 패턴(142)로 노출된 제1 레지스트 패턴(122)을 선택적으로 식각할 수 있다.
도 1g를 참조하면, 제2 레지스트 패턴(142)을 제거하면, 스탬프 기판(110)에는 제3 레지스트 패턴(126)이 남는다. 제2 레지스트 패턴(142)이 유기-무기 폴리머로 형성된 경우, 산소와 불소가 함유된 개스를 사용하여 건식식각으로선택적으로 제2 레지스트 패턴(142)를 제거할 수 있다. 제3 레지스트 패턴(126)의 패턴 폭(W4)은 2차례의 임프린트 공정으로 패턴 폭(W1) 보다 줄어든다. 도 1g에는 패턴 폭(W4)이 패턴 폭(W1)의 1/2 로 줄어든 경우를 도시하였다.
도 1h를 참조하면, 제3 레지스트 패턴(126)을 마스크로 이용하여 스탬프 기판(110)을 식각한다. 통상의 리프트 오프 공정으로 제3 레지스트 패턴(126)을 제거한다. 결과물인 나노임프린트 스탬프(112)에는 제3 레지스트 패턴(126)이 전사되어 나노패턴이 형성된다.
상기 실시예에서는 하나의 임프린트 스탬프(130)를 2회 사용하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 1g에서 추가로 제2 레지스트층(140)과 같이 제1 레지스트층(120)과 선택적 식각이 가능한 물질로 제3 레지스트층을 형성한 후, 상술한 바대로 제3차 임프린트 공정을 반복하고, 제2차 임프린트 공정 및 제3차 임프린트 공정을 제1패턴(124)에 대해서 등간격으로 수행하면, 패턴 폭(W1)을 임프린트 회수대로 감소시킬 수 있다. 결과물로서의 다른 레지스트 패턴을 이용하여 상술한 대로 스탬프 기판에 다른 레지스트 패턴을 전사하여 나노임프린트용 스탬프를 제작할 수 있다.
일 실시예의 나노임프린트용 스탬프 제조방법에 따르면, 동일한 패턴을 가진 임프린트 스탬프를 반복 사용함으로써 패턴 폭을 정수 배로 감소시킬 수 있다. 따라서, 20nm 이상의 패턴폭을 가진 임프린트 스탬프를 사용하여 20nm 이하의 나노폭을 가진 나노임프린트용 스탬프를 용이하게 제조할 수 있다.
도 2a 내지 도 2g는 다른 실시예에 따른 나노임프린트용 스탬프 제조방법을 단계적으로 보여주는 개략적 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 나노임프린트용 스탬프 제작을 위한 스탬프 기판(210) 상에 제1 레지스트층(220)을 형성한다. 스탬프 기판(210)은 단단한 물질, 예컨대 석영 또는 글래스로 이루어질 수 있다. 제1 레지스트층(220)은 광경화성 수지 또는 열경화성 수지를 스핀코팅 방법을 사용하여 형성할 수 있다.
한편, 제1패턴 (232)이 형성된 임프린트 스탬프(230)를 마련한다. 제1패턴(232)은 볼록부(232a)와 오목부(232b)를 구비한다. 제1패턴(232)은 일정한 패턴 폭(W1)을 가진다. 임프린트 스탬프(230)는 유리 또는 석영 등으로 형성될 수 있다. 임프린트 스탬프(230)는 스탬프 기판(210)에 형성하고자 하는 패턴 폭(예컨대, 20nm) 이상의 패턴 폭(W1)을 가지도록 형성될 수 있으므로, 통상의 전자빔 리쏘그라피, 레이저 간섭 리쏘그라피, 광학 리쏘그라피 등의 방법으로 제작할 수 있다. 패턴 폭은 원하는 패턴 폭의 정수배일 수 있다.
도 2b를 참조하면, 제1 레지스트층(220) 상으로 임프린트 스탬프(230)를 가압하는 임프린트 공정을 수행하여, 제1패턴(232)을 전사하여 제1 레지스트 패턴(222)을 형성한다. 제1 레지스트층(220)의 물질에 따라, 열을 가해 제1 레지스트층(220)을 구성하는 고분자를 경화시키거나, 또는 자외선을 조사하여 제1 레지스트층(220)을 경화시킨다.
도 2c를 참조하면, 임프린트 스탬프(230)를 스탬프 기판(210)으로부터 이격시킨다. 제1 레지스트 패턴(222)은 제1패턴(232)과 반대되는 제2패턴(224)을 가진다. 제2 패턴(224)은 볼록부(224a)와 오목부(224b)를 구비한다. 제2패턴(224)의 폭(W2)은 제1패턴(232)의 폭(W1)과 동일하다.
도 2d를 참조하면, 스탬프 기판(210) 상으로 제1 레지스트 패턴(222)을 덮도록 스핀코팅 방법으로 제2 레지스트층(240)을 형성한다. 제2 레지스트층(240)은 제1 레지스트 패턴(222)과 동일한 높이로 형성되거나 또는 도 2d에서 처럼 제1 레지스트 패턴(222) 보다 높게 형성되어서 제1 레지스트 패턴(222)의 볼록부(224b)를 얇게 덮을 수도 있다. 제2 레지스트층(240)은 제1 레지스트층(220)과 다른 식각 특성을 가지는 물질로 형성한다. 예컨대, 제1 레지스트층(220)은 유기계 물질, 예컨대 아크릴레이트계 폴리머 또는 우레탄계 폴리머가 사용될 수 있다. 제2 레지스트층(240)은 유기-무기 폴리머가 사용될 수 있다. 유기-무기 폴리머는 실리콘이 함유된 아크릴레이트계 폴리머 또는 우레탄계 폴리머일 수 있다.
역으로, 제1 레지스트층(220)이 유기-무기 폴리머를 사용하고, 제2 레지스트층(240)이 아크릴레이트계 폴리머 또는 우레탄계 폴리머로 사용될 수 있다.
제2 레지스트층(240) 위로부터 전면 식각을 하여 제1 레지스트 패턴(222) 상의 제2 레지스트층(240)을 제거한다.
제2 레지스트층(240)에 임프린트 공정을 수행할 다른 임프린트 스탬프(250)를 마련한다. 임프린트 스탬프(250)는 임프린트 스탬프(230)의 제1패턴(232)의 폭(W1)과 같은 패턴 폭(W3)을 가지는 제3패턴(252)이 일면 상에 형성될 수 있다. 제2패턴(252)은 볼록부(252a)와 오목부(252b)를 구비한다. 제3패턴(252)의 볼록부(252a)의 폭은 제1패턴(232)의 볼록부(232a)의 폭 보다 작게 형성된다.
도 2e를 참조하면, 임프린트 스탬프(250)의 제3패턴(252)의 볼록부(252a)이 제1 레지스트 패턴(222)의 제2패턴(224)의 오목부(242b)의 중간에 오도록 정렬한다(도 2d 참조). 이후, 위에서 설명한 공정과 동일한 공정을 수행하여 제2 레지스트 패턴(242)을 형성한다. 제1 레지스트 패턴(222)과 제2 레지스트 패턴(242)이 동일한 층에 형성된다.
도 2f를 참조하면, 임프린트 스탬프(250)를 스탬프 기판(210)으로부터 이격시킨 후, 제1 레지스트 패턴(222)을 선택적으로 식각하여 스탬프 기판(210)의 상면을 노출시킨다. 스탬프 기판(210) 상에는 제3 레지스트 패턴(244)이 형성된다.
도 2g를 참조하면, 제3 레지스트 패턴(244)을 마스크로 하여 스탬프 기판(210)을 식각한다. 통상의 리프트 오프 공정으로 제3 레지스트 패턴(244)을 제거한다. 결과물인 나노임프린트 스탬프(212)는 제3 레지스트 패턴(244)이 전사된 나노패턴이 형성된 스탬프가 된다.
다른 실시예에 따르면, 서로 다른 패턴을 가진 두개의 임프린트 스탬프를 순차적으로 사용하여 나노폭을 가진 나노임프린트용 스탬프를 용이하게 제조할 수 있다.
도 3a 내지 도 3g는 또 다른 실시예에 따른 나노임프린트용 스탬프 제조방법을 단계적으로 보여주는 개략적 단면도이다.
도 3a를 참조하면, 나노임프린트용 스탬프 제작을 위한 스탬프 기판(310) 상에 제1 레지스트층(320)을 형성한다. 스탬프 기판(310)은 단단한 물질, 예컨대 석영 또는 글래스로 이루어질 수 있다. 제1 레지스트층(320)은 광경화성 수지 또는 열경화성 수지를 스핀코팅 방법을 사용하여 형성할 수 있다.
한편, 제1패턴 (332)이 형성된 임프린트 스탬프(330)를 마련한다. 제1패턴(332)은 볼록부(332a)와 오목부(332b)를 구비한다. 제1패턴(332)은 일정한 패턴 폭(W1)을 가진다. 임프린트 스탬프(330)는 유리 또는 석영 등으로 형성될 수 있다. 임프린트 스탬프(330)는 스탬프 기판(310)에 형성하고자 하는 패턴 폭(예컨대, 20nm) 이상의 패턴 폭(W1)을 가지도록 형성될 수 있으므로, 통상의 전자빔 리쏘그라피, 레이저 간섭 리쏘그라피, 광학 리쏘그라피 등의 방법으로 제작할 수 있다. 패턴 폭은 원하는 패턴 폭의 정수배일 수 있다.
도 3b를 참조하면, 제1 레지스트층(320) 상으로 임프린트 스탬프(330)를 가압하는 임프린트 공정을 수행하여, 제1패턴(332)을 전사하여 제1 레지스트 패턴(322)을 형성한다. 제1 레지스트층(320)의 물질에 따라, 열을 가해 제1 레지스트층(320)을 구성하는 고분자를 경화시키거나, 또는 자외선을 조사하여 제1 레지스트층(320)을 경화시킨다.
도 3c를 참조하면, 임프린트 스탬프(330)를 스탬프 기판(310)으로부터 이격시킨다. 제1 레지스트 패턴(322)은 제1패턴(332)과 반대되는 제2패턴(볼록 패턴)(324)을 가진다. 제2패턴(324)의 폭(W2)은 제1패턴(332)의 폭(W1)과 동일하다.
도 3d를 참조하면, 스탬프 기판(310) 상으로 제1 레지스트 패턴(322)을 덮도록 스핀코팅 방법으로 제2 레지스트층(340)을 형성한다. 제2 레지스트층(340)은 제1 레지스트층(320)과 다른 식각 특성을 가지는 물질로 형성한다. 예컨대, 제1 레지스트층(320)은 유기계 물질, 예컨대 아크릴레이트계 폴리머 또는 우레탄계 폴리머가 사용될 수 있다. 제2 레지스트층(340)은 유기-무기 폴리머가 사용될 수 있다. 유기-무기 폴리머는 실리콘이 함유된 아크릴레이트계 폴리머 또는 우레탄계 폴리머일 수 있다.
역으로, 제1 레지스트층(320)이 유기-무기 폴리머를 사용하고, 제2 레지스트층(340)이 아크릴레이트계 폴리머 또는 우레탄계 폴리머로 사용될 수 있다.
제2 레지스트층(340) 위에 다른 임프린트 스탬프(350)를 이동하여 임프린트 공정을 수행한다. 임프린트 스탬프(350)이 일면에는 제2패턴(352)가 형성된다. 제2패턴(352)은 볼록부(352a)와 오목부(352b)를 구비한다. 볼록부(352a)는 제1 레지스트 패턴(322)의 볼록부(322a)와 대응되게 형성된다. 볼록부(352a)의 폭은 제1패턴(322)의 볼록부(322a)의 폭 보다 크게 형성된다. 임프린트 스탬프(350)의 제2패턴(352)의 볼록부(352a)가 제1 레지스트 패턴(322)의 제1패턴(324)의 볼록부(324a) 위로 오도록 정렬한다.
도 3e를 참조하면, 임프린트 스탬프(350)을 제2 레지스트층(340) 위로 가압하여 제2 패턴(352)의 볼록부(352a)가 이 제1 레지스트 패턴(322)의 볼록부(322a)의 상부면과 접촉하도록 한다. 이어서, 상술한 바와 같은 임프린트 공정을 수행한다.
도 3f를 참조하면, 임프린트 스탬프(350)를 스탬프 기판(310)으로부터 이격시킨다. 제1 레지스트 패턴(322)의 상면을 노출시킨다. 노출된 제1 레지스트 패턴(322)을 선택적으로 식각하여 스탬프 기판(310)의 상면을 노출시킨다. 스탬프 기판(310) 상에는 제2 레지스트층(340)으로 이루어진 제2 레지스트 패턴(342)이 형성된다. 제2 레지스트 패턴(342)은 3차원적 형상을 가진다.
도 3g를 참조하면, 제2 레지스트 패턴(342)의 상방으로부터 일정한 식각률로 제2 레지스트 패턴(344) 및 스탬프 기판(310)을 식각하면, 제2 레지스트 패턴(344)이 스탬프 기판(310)에 전사된다. 스탬프 기판(310)에는 제2 레지스트층(340)과 스탬프 기판(310)의 식각률에 따라서 수직으로 수축 또는 팽창된 패턴이 형성된다. 결과적으로 3차원적 형상이 패터닝된 스탬프(312)가 만들어진다.
또 다른 실시예에 따르면, 서로 다른 패턴을 가진 두개의 임프린트 스탬프를 순차적으로 사용하여 1차적으로 3차원적인 패턴을 스탬프 기판에 형성한 후, 3차원적 패턴을 전면식각하여 3차원적 패턴의 형상을 스탬프 기판에 전사한다. 이러한 전사방법으로 복잡한 나노스케일의 패턴이 형성된 나노임프린트용 스탬프를 용이하게 제작할 수 있다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들은 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 스탬프 기판 상에 제1 레지스트층을 형성하는 제1 단계;
    제1패턴이 형성된 임프린트 스탬프로 임프린트 공정을 수행하여 상기 제1 레지스트층에 상기 제1패턴을 전사하여 제1 레지스트 패턴을 형성하는 제2 단계;
    상기 스탬프 기판 상으로 상기 제1 레지스트 패턴을 덮는 제2 레지스트층을 형성하는 제3 단계;
    상기 임프린트 스탬프로 임프린트 공정을 수행하여 상기 제2 레지스트층에 상기 제1패턴을 전사하여 제2 레지스트 패턴을 형성하는 제4 단계;
    상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 제1 레지스트 패턴을 식각하여 제3 레지스트 패턴을 형성하는 제5 단계; 및
    상기 제3 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 스탬프 기판을 식각하는 제6 단계;를 포함하는 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 레지스트층과 상기 제2 레지스트층은 서로 선택적으로 식각이 되는 물질로 형성된 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 레지스트층과 상기 제2 레지스트층 중 하나는 아크릴레이트계 폴리머 또는 우레탄계 폴리머이며, 다른 하나는 유기-무기 폴리머로 이루어진 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유기-무기 폴리머는 실리콘 함유 아크릴레이트계 폴리머 또는 실리콘 함유 우레탄계 폴리머인 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 제1 레지스트 패턴 형성 단계는,
    상기 스탬프 기판을 노출시키는 단계인 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 레지스트 패턴 형성단계는, 상기 제1 레지스트 패턴에 대해서 상기 제1패턴의 볼록부가 상기 제1 레지스트 패턴의 볼록부에 오도록 정렬하여 수행되는 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 제2 레지스트 패턴 형성 단계는,
    상기 제1 레지스트 패턴의 상면을 노출시키는 단계인 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제3 레지스트 패턴 형성단계는, 상기 제2 레지스트 패턴을 선택적으로 식각하는 단계를 더 포함하는 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제5 단계후, 상기 제3 단계 내지 상기 제5 단계를 반복적으로 임프린트 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 임프린트 공정은 상기 제1 패턴을 등간격으로 상기 제1 레지스트층에 형성하는 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  11. 스탬프 기판 상에 제1 레지스트층을 형성하는 단계;
    제1패턴이 형성된 제1 임프린트 스탬프로 임프린트 공정을 수행하여 상기 제1 레지스트층에 상기 제1패턴을 전사하여 제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 스탬프 기판 상으로 상기 제1 레지스트 패턴 높이로 제2 레지스트층을 형성하는 단계;
    상기 제1패턴의 볼록부 보다 좁은 볼록부를 가진 제2패턴이 형성된 제2 임프린트 스탬프로 임프린트 공정을 수행하여 상기 제2 레지스트층에 상기 제2패턴을 전사하여 제2 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 레지스트 패턴을 선택적으로 식각하여 제3 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제3 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 스탬프 기판을 식각하는 단계;를 포함하는 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2패턴의 패턴 폭은 상기 제1패턴의 패턴 폭과 실질적으로 동일한 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 레지스트층과 상기 제2 레지스트층 중 하나는 아크릴레이트계 폴리머 또는 우레탄계 폴리머이며, 다른 하나는 유기-무기 폴리머로 이루어진 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 제1 레지스트 패턴 형성 단계는,
    상기 스탬프 기판을 노출시키는 단계인 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제2 레지스트층 형성 단계는,
    상기 스탬프 기판 상으로 상기 제1 레지스트 패턴을 덮는 제2 레지스트층을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 레지스트층을 전면 식각을 하여 상기 제1 레지스트 패턴의 상면을 노출시키는 단계;를 더 포함하는 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 제2 레지스트 패턴 형성 단계는,
    상기 스탬프 기판의 상면을 노출시키는 단계인 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 레지스트 패턴 형성단계는, 상기 제1 레지스트 패턴에 대해서 상기 제2패턴의 볼록부가 상기 제1 레지스트 패턴의 볼록부의 중앙에 오도록 정렬하여 수행하는 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  18. 스탬프 기판 상에 제1 레지스트층을 형성하는 단계;
    제1패턴이 형성된 제1 임프린트 스탬프로 임프린트 공정을 수행하여 상기 제1 레지스트층에 상기 제1패턴을 전사하여 제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 스탬프 기판 상으로 상기 제1 레지스트 패턴을 덮는 제2 레지스트층을 형성하는 단계;
    상기 제1패턴의 볼록부의 폭 보다 넓은 폭을 가진 볼록부가 상기 제1패턴의 볼록부와 대응되게 제2패턴이 형성된 제2 임프린트 스탬프로 임프린트 공정을 수행하여 상기 제2 레지스트층에서 상기 제1 패턴의 볼록부 상으로 상기 제2패턴을 전사하여 제2 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 레지스트 패턴을 선택적으로 식각하여 제3 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제3 레지스트 패턴을 전면 식각하여 상기 제3 레지스트 패턴을 상기 스탬프 기판에 전사 식각하는 단계;를 포함하는 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 레지스트층과 상기 제2 레지스트층 중 하나는 아크릴레이트계 폴리머 또는 우레탄계 폴리머이며, 다른 하나는 유기-무기 폴리머로 이루어진 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
  20. 제 18 항에 있어서, 제2 레지스트 패턴형성 단계는,
    상기 제2 레지스트 패턴의 볼록부를 상기 제1 레지스트 패턴의 볼록부의 상면과 접촉시키는 단계인 나노임프린트용 스탬프 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9541806B2 (en) 2015-01-13 2017-01-10 Samsung Display Co., Ltd. Method for forming thin film pattern

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013004669A (ja) * 2011-06-15 2013-01-07 Toshiba Corp パターン形成方法、電子デバイスの製造方法及び電子デバイス
US9159925B2 (en) * 2011-11-14 2015-10-13 Orthogonal, Inc. Process for imprint patterning materials in thin-film devices
DE102016002451A1 (de) * 2016-02-29 2017-08-31 Giesecke & Devrient Gmbh Prägeplatte, Herstellungsverfahren und geprägtes Sicherheitselement
EP3559745B1 (en) * 2016-12-22 2024-02-14 Illumina, Inc. Imprinting apparatus

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5772905A (en) * 1995-11-15 1998-06-30 Regents Of The University Of Minnesota Nanoimprint lithography
US6517995B1 (en) 1999-09-14 2003-02-11 Massachusetts Institute Of Technology Fabrication of finely featured devices by liquid embossing
US7294294B1 (en) * 2000-10-17 2007-11-13 Seagate Technology Llc Surface modified stamper for imprint lithography
KR100628879B1 (ko) 2004-08-05 2006-09-27 주식회사 광스틸 조립식 건물의 벽체구조
US8069782B2 (en) * 2004-12-20 2011-12-06 Nanoink, Inc. Stamps with micrometer- and nanometer-scale features and methods of fabrication thereof
JP2007088374A (ja) 2005-09-26 2007-04-05 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 半導体装置の製造方法
KR100772639B1 (ko) * 2005-10-18 2007-11-02 한국기계연구원 다이아몬드상 카본 박막을 이용한 미세 임프린트리소그래피용 스탬프 및 그 제조방법
JP2007136790A (ja) 2005-11-16 2007-06-07 Ricoh Elemex Corp インプリンティング法による貫通孔構造体の製造方法、およびその製造方法により製造された貫通孔構造体
JP2008146691A (ja) * 2006-12-06 2008-06-26 Fujifilm Corp スタンパ原版およびスタンパの製造方法
KR100897931B1 (ko) 2006-12-30 2009-05-18 고려대학교 산학협력단 나노스탬프 제조방법
KR101452257B1 (ko) * 2007-10-01 2014-10-24 시게이트 테크놀로지 엘엘씨 표면 플라즈몬을 이용한 나노 패터닝 방법, 이를 이용한나노 임프린트용 마스터 및 이산 트랙 자기기록매체의제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9541806B2 (en) 2015-01-13 2017-01-10 Samsung Display Co., Ltd. Method for forming thin film pattern

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