KR101015065B1 - 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적은 수의 제조 단계를 통하여 각종 회로나 플렉서블 디스플레이 등에 이용될 수 있는 금속선을 제조하기 위해서 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법에 관한 것으로, 절연 특징을 가지는 감광막을 기판 위에 도포하고 나노임프린팅을 수행하여 소정의 패턴을 형성하고 금속을 증착하여 다른 기판 상에 찍어 내는 것을 특징으로 하며, 이는 제조 공정이 상대적으로 간단하고 제조비용을 절감할 수 있게 하며 제조시간을 단축할 수 있게 할 뿐만 아니라 대량으로 생산할 수 있게 하는 효과를 제공한다.
나노임프린트 리소그래피, 기판, 나노 패턴, 금속선, 패터닝, 스탬프, 감광막

Description

나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법{Patterning method of metal line on flexible substrate using nanoimprint lithography}
본 발명은 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적은 수의 제조 단계를 통하여 기판 내부에 금속선을 패터닝하는 제조방법을 통해서 많은 기대 효과를 얻을 수 있는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법에 관한 것이다.
일반적으로 기판상에 금속선을 패터닝 하기 위해서는 리소그래피 기술을 이용하여 감광막을 우선적으로 패터닝한 다음에 금속을 증착하고 감광막을 제거하는 기술과, 금속을 증착한 후 감광막을 패터닝하고 일부 금속을 식각하여 감광막을 제거하는 기술이 이용되고 있다.
상기와 같은 기술들의 경우에서는 포토 리소그래피 기술이 갖는 수십 나노 선폭의 패터닝이 힘들다는 선폭 제한의 단점과 여러 가지 화학 물질의 영향을 받아 유연 기판 또는 불유연 기판과 공정 진행 장비에 무리를 줄 수 있는 단점을 가지고 있다.
따라서, 요즘에는 포토 리소그래피기술의 선폭 제한 단점을 극복하기 위해서 전자 빔 리소그래피(Electron Beam lithography), 전자의 터널링 현상을 이용한 리소그래피(Atomic Force Microscopy Lithography), 나노 임프린트 리소그래피(Nano Imprint Lithography)등과 같은 많은 리소그래피 기술들이 대두되고 있으며, 그 중 나노 임프린트 리소그래피 기술은 생산 속도와 생산량에 있어 가장 각광받는 기술이라 할 수 있다.
그러나, 수십 나노와 같은 극미세 패턴 사이즈를 갖는 금속 선을 제조 하기 위해서 이러한 나노 임프린트 기술을 적용한다 하더라도 금속을 입히거나 식각 함에 있어서 발생되는 화학 물질에의 노출 문제는 사용 물질의 한계와 폐기물 처리와 관련된 환경 문제를 불러 일으키기 때문에 이 또한 극복해야 할 문제이기도 하다.
도 1은 종래의 유연기판에 금속을 전사하는 방법을 보이고 있는 도면이다.
여기서는, 전사하고자 하는 패턴이 새겨진 스탬프(1)와 금속(3)이 전사 될 기판(2)으로 이루어지고, 상기 스탬프(1)는 금속이 잘 붙지 않도록 표면처리가 이루어진 부분과 전사하고자 하는 금속(3)이 입혀진 부분을 구성한다.
상기와 같이 구성되는 유연기판 내부 금속의 전사방법을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 종래의 유연기판 내부 금속의 전사 방법을 보이고 있는 순서도로서, 극미세 패턴을 갖는 스탬프(1)를 제작하고, 이 표면에 해당 금속(3)이 잘 붙지 않도록 표면 처리 공정을 거친다.
그 다음에 금속(3)을 증착하거나 액체 상태의 금속(3)을 묻혀 준비된 유연 기판(2) 위에 전사하여 패턴을 형성한다.
이러한 패턴 위에 또 다른 층을 얹고자 할 경우, 극미세 금속 패턴이 전사된 유연기판 위에 전사된 금속의 특성과 기판(2)의 특성 등을 고려하여 절연물질(4)을 도포한다.
도포된 절연물질(4) 위에 다른 하나의 스탬프(1-1)를 이용하여 다시 한번 상기의 방법으로 금속(3-1)을 패터닝하기 위해서 CMP(5) 공정을 통해 표면의 균일도 및 절연물질(4)의 두께를 조절한다.
도 1과 도 2에서 보여주는 종래의 유연 기판(2) 내부 금속선 패터닝 방법 이외에도, 원하는 패턴의 모양대로 액체 형태의 금속을 직접 그리듯 패터닝을 수행하거나 잉크 젯 형태로 액체 타입의 금속을 패터닝 하는 방법이 있다.
그러나, 상기 종래의 유연한 기판(2) 내부에 수십 나노 단위의 선폭을 가지는 금속 박막을 패터닝 하는 방법은 액체 형태의 금속을 사용하기 때문에 금속 박막의 두께를 조절하기가 쉽지 않고, 공정 가능 면적과 공정 시간의 한계 때문에 대량생산이 필요한 산업화 부분에 취약한 문제점을 가지고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 한 번의 패터닝 단계와 한 번의 금속 증착 공정과 한 번의 유연기판 부착 및 일부 금속 박막 제거 공정을 이용한 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 임프린팅에 의한 수십 나노 선급 단위의 패터닝과 금속 박막 증착 단계를 거쳐 일부 금속 박막 제거 공정을 이용한 유연한 기판 내부에 수십 나노 선급 단위의 금속 박막을 형성하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 나노 임프린팅 공정 단계를 거쳐 유연한 기판에 수십 나노 선급 단위의 패턴을 제조하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 플라즈마를 이용한 금속 박막 증착 단계를 통하여, 수십 나노 선급 단위의 패턴에 금속 박막을 증착하여 유연한 기판에 수십 나노 선급 단위의 패턴을 제조하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 수십 나노 선급 단위의 임프린팅 패터닝과 플라즈마를 이용한 금속 박막 증착 단계로 형성된 금속 박막 층의 일부를 패턴이 없으며 같은 물질의 금속 박막이 증착된 기판과 맞닿게 하는 단계를 거쳐 유연한 기판에 수 십 나노 선급 단위의 금속 박막 패턴을 제조하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 수십 나노 선급 단위의 패턴에 금속 박막이 증착된 기판과 패턴이 없이 같은 물질의 금속 박막이 증착된 기판을 맞닿게 하여 열과 압력을 이용한 임프린팅 단계를 거쳐 수십 나노 선급 단위의 패턴의 금속 박막의 일부가 패턴이 없는 같은 물질의 금속 박막이 증착된 기판 위에 전사 되도록 하는 단계를 거쳐 유연한 기판에 수십 나노 선급 단위의 금속 박막 패턴을 제조하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법을 제공하는 데에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법은, 자외선 및 압력을 이용하여 폴리머 재질의 제1 기판 위에 나노 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 기판 위의 나노 패턴과 나노 패턴이 없는 폴리머 재질의 제2 기판 위의 전면에 금속을 증착하는 단계; 및 상기 제1 기판 상의 나노 패턴의 양각 부분에 증착된 금속을 상기 제2 기판 상에 증착된 금속으로 전사시켜 금속선을 형성하는 단계;로 이루어진다.
본 발명의 일 실시예 따르면, 상기 금속선을 형성하는 단계는, 상기 제1 기판 위에 형성된 감광막이 잘 붙도록 하는 기능기를 가진 필름에 감광막을 도포하는 단계와, 상기 감광막이 도포된 제1 기판 위에 소정의 선폭을 갖는 나노 패턴이 형 성되도록 임프린팅을 함으로써 패터닝을 수행하는 단계와, 상기 패터닝 단계에 의하여 나노 패턴이 새겨진 감광막에 금속을 증착하는 단계와, 패턴이 없는 제2 기판 위에 금속을 증착하는 단계와, 상기 제1 기판의 나노 패턴의 양각 부분에 증착된 금속을 패턴이 있지 않은 제2 기판의 금속으로 열과 압력을 이용하여 전사시키는 단계와, 상기 제1 기판의 금속 패턴 위에 다시 감광막을 고르게 도포하여 금속이 감광막 사이에 내포되도록 하는 단계;로 이루어진다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법은, 자외선 및 압력을 스탬프에 적용하여 제3 기판 위에 나노 패턴을 전사하는 단계; 상기 제3 기판 위의 나노 패턴의 양각 부분에 금속을 증착하는 단계; 상기 제3 기판 상의 나노 패턴의 양각 부분에 증착된 금속을 열과 압력을 이용하여 상기 제4 기판 상으로 전사시켜 금속선을 형성하는 단계; 및 상기 제3 기판의 금속 패턴 위에 다시 감광막을 고르게 도포하여 금속이 감광막 사이에 내포되도록 하는 단계;로 이루어져서, 상기 제3 기판과 상기 제4 기판 위에 희생층이 필요한 금속을 희생층이 없이 금속선을 증착하며, 상기 나노 패턴의 제3 기판은, 절연 특성을 가지며 자외선에 감광하는 물질을 나노 임프린트 공정으로 패터닝된 양극 금속 패턴부와, 상기 양극 금속 패턴부를 중심으로 그 양쪽으로 소정의 거리만큼 떨어져서 형성된 음극 금속 패턴부를 구성한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법을 이용하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째. 종래의 마이크로 컨택 프린팅이나 잉크 젯 프린팅과 같은 공정을 이용하는 것과 같은 정도 또는 그 이하의 선폭을 가지면서도 제작 공정이 상대적으로 간단하고, 제조 비용 및 제조 시간을 절감할 수 있게 한다.
둘째. 사용되는 스탬프의 재질 및 선폭에 한계를 갖지 않으면서도 대형화가 가능한 장점을 가지게 되어 뛰어난 생산량을 얻을 수 있게 한다.
셋째. 패터닝은 임프린팅을 이용하여 수행하기 때문에 종래의 반도체를 패터닝하는 단계와 다를 뿐만 아니라, 일반적인 임프린팅 공정에서 수반되는 잔여 물질의 제거를 위한 에슁 또는 에칭 공정이 필요 없으므로 좀더 빠르고 간단하게 대량생산 할 수 있게 한다.
넷째. 금속 박막 증착 공정은 증착 공정만을 수행하여 종래의 반도체 공정에서 이루어지던 금속 박막의 에칭 공정이나 리프트어프 공정이 수반되지 않기 때문에 이에 필요한 추가의 감광막 패터닝이 필요하지 않아 환경 오염이나 공정 시간 및 공정 비용이 현격히 줄어들 수 있게 한다.
이하, 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법에 대한 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법을 보인 순서도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법을 보인 순서도이고, 도 5는 본 발명의 실시예들에 의해 유연 기판 내부에 전사된 수십 나노 단위 의 선폭을 갖는 금속선의 촬영 사진이며, 도 6은 도 5의 수십 나노 단위의 선폭을 갖는 금속선의 AFM 측정 결과를 보인 사진이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법은 나노 패턴(13) 형성단계, 금속(15, 25) 증착단계 및 금속선(30) 형성단계로 구성된다.
상기 나노 패턴(13)의 형성단계는, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 자외선 및 압력을 이용하여 폴리머 재질의 제1 기판(10) 위에 나노 패턴(13)을 형성하는 공정이다.
즉, 유연한 기판(10)의 표면에 자외선 및 압력을 통해 감광하는 물질로 이루어진 감광막(40)을 도포하여 준비된 스탬프(5)의 양각 패턴을 전사시키는 공정이다.
그리고, 상기 제1 기판(10)에 나노 패턴(13)을 전사할 때 롤 타입의 UV-NIL을 이용하는 것도 가능하다.
상기 제1 기판(10) 위에 양각의 나노 패턴(13)이 형성되면 도 3의 (b) 및 (c)에 나타낸 바와 같이 제1 기판(10) 위의 나노 패턴(13)과 나노 패턴이 없는 폴리머 재질의 제2 기판(20) 위의 전면에 각각 금속(15, 25)을 증착시킨다.
이때, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이 제1 기판(10) 상에 수십 나노 단위의 나노 패턴(13) 상부에 금속(15)을 증착시킬 때에는, 전사된 유연 제1 기판(10) 상부 패턴의 깊이보다 적은 두께의 금속을 증착시키는 것이 바람직하다.
상기 제1 기판(10) 및 제2 기판(20) 상에는 사용할 감광막(40)이 잘 붙도록 하는 기능기를 가진 필름층(7)이 형성되게 한다.
바람직하게는, 상기 필름층(7)으로는 폴리카보네이트 필름층이 이용되는 것도 가능하다.
따라서, 원칙적으로 상기 제1 기판(10) 상의 나노 패턴(13) 형상은 스탬프(5)를 이용한 임프린트 장비에 의하여 감광막(40)이 잘 붙도록 하는 기능기를 가진 필름 층(7) 위에 형성되는 것이다.
그리고, 상기 제1 기판(10) 상의 감광막(40) 도포는, 스핀 코팅에 의해 행해지며, 감광막(40)을 제1 기판(10) 위에 또는 그 위에 형성된 감광막(40)이 잘 붙도록 하는 기능기를 가진 필름층(7)에 도포하거나 일정 양을 떨어뜨리므로서 이루어진다.
상기 금속선(30)의 형성은, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 제1 기판(10) 상의 나노 패턴(13)의 양각 부분에 증착된 금속(15)을 열과 압력을 이용하여 상기 제2 기판(20) 상에 증착된 금속(25)으로 전사시킨다.
마지막으로 상기 나노 금속 패턴이 전사된 기판(20)을 스탬프(5), 바람직하게는 롤 타입 임프린트용 스탬프를 이용하여 자외선에 감광하는 물질이나 열에 반응하는 물질에 나노 임프린트 공정을 수행한다.
한편, 상기 제2 기판(20) 상에 금속선(30)을 형성시키는 단계를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 나노 패턴(13)이 형성되는 제1 기판(10)과 상기 제1 기판(10) 위에 형성된 감광막(40)이 잘 붙도록 하는 기능기를 가진 필름층(7)에 감광막(40)을 도포한다(도 3의 (a) 참조).
그 다음, 제1 기판(10) 상의 감광막(40)이 도포된 감광막(40)이 잘 붙도록 하는 기능기를 가진 필름층(7) 위에 소정의 선폭을 갖는 나노 패턴(13)이 형성되도록 임프린팅을 함으로써 패터닝을 수행한다((도 3의 (a) 참조).
그리고, 상기 패터닝 단계에 의하여 이루어진 제1 기판(10) 상의 나노 패턴(13)이 새겨진 감광막(40)에 금속(15)을 증착시키고(도 3의 (b) 참조), 패턴이 없는 제2 기판(20) 위의 감광막(40)이 잘 붙도록 하는 기능기를 가진 필름층(7)에 금속(25)을 증착시킨다(도 3의 (c) 참조).
그 다음, 상기 제1 기판(10)의 나노 패턴(13)의 양각 부분에 증착된 금속(15)을 패턴이 있지 않은 제2 기판(20)의 금속(25)으로 열과 압력을 이용하여 전사시켜서(도 3의 (c) 참조), 제2 기판(20) 상의 금속(25) 위에 제1 기판(10) 상의 금속(15)이 전사된다(도 3의 (d-1) 참조).
여기서, 상기 제1 기판(10) 상의 금속(15)을 제2 기판(20)의 금속(25)으로 전사할 때, 열과 압력이 아닌 정전기 등의 힘을 이용하는 것도 가능하다.
또한, 상기 나노 패턴(13)의 제1 기판(10) 자체에 열과 압력 등을 이용하여 패터닝하는 것도 가능하다.
그리고, 상기 제1 기판(10)의 금속 패턴 위에 다시 감광막(40)을 고르게 도포하여 금속(15)이 감광막(40) 사이에 내포되게 한다(도 3의 (d-2) 참조).
상기와 같이 금속선(30)을 형성시키는 공정(도 3의 (c))이 끝난 후, 두 개의 유연한 제1 기판(10)과 제2 기판(20)을 떼어보면 수십 나노 단위의 패턴을 가진 제 1 기판(10)의 패턴 상부 쪽의 금속 패턴이 어떠한 금속 패턴도 없던 제2 기판(20) 쪽으로 전사되는 것(도 3의 (d-1))과 동시에 수십 나노 단위의 감광막 패턴의 하부 쪽에 있던 금속은 그 자리에 남게 되는 것이다(도 3의 (d-2)).
여기서, 상기 나노 패턴(13)의 제1 기판(10)으로부터 일부 금속을 제거 할 때, 고무 종류와 같이 부드러운 물질을 이용하여 지우개로 지우듯 닦아내는 것이 바람직하다.
비록 여기서는 상기 나노 패턴의 제1 기판(10)이나 나노 금속 패턴이 전사된 제2 기판(20)의 재질을 유연한 기판으로 한정하였지만, 사용 용도 및 적용 범위에 따라 유연하지 않은 기판을 사용하는 것도 가능하다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따라 제4 기판(200) 상에서 희생층이 필요한 금속을 희생층이 없이 금속선(300)을 증착하기 위해 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법은 나노 패턴(13) 전사단계, 금속(15) 증착단계 및 금속선(300) 형성단계 및 금속(15)을 감광막(40)에 내포시키는 단계로 구성된다.
상기 제3 기판(100) 상의 나노 패턴(13) 전사 단계는, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 자외선 및 압력을 스탬프(50)에 적용함으로써 전사된다.
그리고, 상기 제3 기판(100) 상에는 감광막(40)이 잘 붙도록 하는 기능기를 가진 필름층(7)이 형성되게 한다.
그리고, 상기 제3 기판(100) 상의 감광막(40)이 잘 붙도록 하는 기능기를 가진 필름층(7) 상의 감광막(40) 위에 형성된 나노 패턴(13) 형상은 스탬프(50)를 이용한 임프린트 장비에 의해 형성된다.
한편, 상기 제3 기판(100)에 나노 패턴(13)을 전사할 때 롤 타입의 UV-NIL을 이용하는 것도 가능하다.
상기 제3 기판(100) 위에 금속(15)을 증착하는 단계에서는 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 나노 패턴(13)의 양각 부분에 금속(15)을 증착시킨다.
여기서, 상기 나노 패턴(13)의 제3 기판(100)은, 절연 특성을 가지며 자외선에 감광하는 물질을 나노 임프린트 공정으로 패터닝된 양극 금속 패턴부(13-1)와, 상기 양극 금속 패턴부(13-1)를 중심으로 그 양쪽으로 소정의 거리만큼 떨어져서 형성된 음극 금속 패턴부(13-2)를 구성한다.
도 4의 (d-1)에 나타낸 바와 같은 제4 기판(200) 상에 금속선(300)을 형성시키는 단계는, 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이, 제3 기판(100) 상의 나노 패턴(13)의 양각 부분에 증착된 금속(15)을 열과 압력을 이용하여 상기 제4 기판(200) 상으로 전사시켜 이루어진다.
한편, 상기 제3 기판(100)의 양극 금속 패턴부(13-1)의 금속(15)을 제4 기판(200)에 전사할 때, 열과 압력이 아닌 정전기 등의 힘을 이용하는 것도 가능하다.
그리고, 양극 금속 패턴부(13-1)의 금속(15)을 상기 제4 기판(200)에 전사할 때, 상기 나노 패턴(13)의 제3 기판(100) 자체에 열과 압력 등을 이용하여 패터닝하는 것도 가능하다.
상기의 금속(15)을 감광막(40)에 내포시키는 단계는 제3 기판(100)의 음극 금속 패턴(13-2) 위(도 4의 (d-2) 참조)에 다시 감광막(40)을 고르게 도포하여 금속(15)이 감광막(40) 사이에 내포되도록 하는 공정이다.
그리고, 상기 음극 금속 패턴부(13-2) 위에 절연 특징을 가지며 자외선에 감광하는 물질을 다시 도포하여 나노 임프린트 공정을 수행한다.
상기 음극 금속 패턴부(13-2) 위에 절연 특징을 가지며 자외선에 감광하는 물질을 다시 도포하여 나노 임프린트 공정을 수행할 시, 패턴 정렬 시스템과 다른 패턴을 가진 스탬프를 이용하여 수행함으로써 반복적으로 유연한 기판 내부에 금속선(30)을 제조하는 것이 바람직하다.
마지막으로, 상기 나노 금속 패턴이 전사된 제4 기판(200)을 스탬프(50), 바람직하게는 롤 타입 임프린트용 스탬프를 이용하여 자외선에 감광하는 물질이나 열에 반응하는 물질에 나노 임프린트 공정을 수행한다.
한편, 상기 나노 패턴의 제3 기판(100)으로부터 일부 금속을 제거 할 때, 고무 종류와 같이 부드러운 물질을 이용하여 지우개로 지우듯 닦아내는 것이 바람직하다.
비록 여기서는 상기 나노 패턴의 제3 기판(100)이나 나노 금속 패턴이 전사된 제4 기판(200)의 재질을 유연한 기판으로 한정하였지만, 사용 용도 및 적용 범위에 따라 유연하지 않은 기판을 사용하는 것도 가능하다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의해서, 도 5 및 도 6의 사진들에 나타낸 바와 같은 유연 기판 내부에 전사된 수십 나노 단위의 선폭을 갖는 금속박막을 얻을 수 있게 되는 것이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
도 1은 종래의 유연기판에 금속을 전사하는 방법을 보이고 있는 도면.
도 2는 종래의 유연기판 내부 금속의 전사 방법을 보이고 있는 순서도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법을 보인 순서도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법을 보인 순서도.
도 5는 본 발명의 실시예들에 의해 유연 기판 내부에 전사된 수십 나노 단위의 선폭을 갖는 금속선의 촬영 사진.
도 6은 도 5의 수십 나노 단위의 선폭을 갖는 금속선의 AFM 측정 결과를 보인 사진.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 간략한 설명*
5, 50: 스탬프 7: 필름층
10: 제1 기판 13: 나노 패턴
13-1: 양극 금속 패턴부 13-2: 음극 금속 패턴부
15, 25: 금속 20: 제2 기판
30, 300: 금속선 40: 감광막
100: 제3 기판 200: 제4 기판

Claims (19)

  1. 자외선 및 압력을 이용하여 폴리머 재질의 제1 기판(10) 위에 나노 패턴(13)을 형성하는 단계;
    상기 제1 기판(10) 위의 나노 패턴(13)과 나노 패턴이 없는 폴리머 재질의 제2 기판(20) 위의 전면에 금속(15, 25)을 증착하는 단계; 및
    상기 제1 기판(10) 상의 나노 패턴(13)의 양각 부분에 증착된 금속(15)을 상기 제2 기판(20) 상에 증착된 금속(25)으로 전사시켜 금속선(30)을 형성하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 기판(10) 및 제2 기판(20) 상에는 감광막(40)이 잘 붙도록 하는 기능기를 가진 필름층(7)이 형성되는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 기판(10)의 상기 감광막(40)이 잘 붙도록 하는 기능기를 가진 필름층(7) 상의 감광막(40) 위에 형성된 나노 패턴(13) 형상은 스탬프(5)를 이용한 임프린트 장비에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속선(30)을 형성하는 단계는,
    상기 제1 기판(10) 위에 형성된 감광막(40)이 잘 붙도록 하는 기능기를 가진 필름층(7)에 감광막(40)을 도포하는 단계와,
    상기 감광막(40)이 도포된 상기 제1 기판(10)의 감광막(40)이 잘 붙도록 하는 기능기를 가진 필름층(7) 위에 소정의 선폭을 갖는 나노 패턴(13)이 형성되도록 임프린팅을 함으로써 패터닝을 수행하는 단계와,
    상기 패터닝 단계에 의하여 제1 기판(10) 상의 나노 패턴(13)이 새겨진 감광막(40)에 금속(15)을 증착하는 단계와,
    패턴이 없는 제2 기판(20) 위의 감광막(40)이 잘 붙도록 하는 기능기를 가진 필름층(7)에 금속(25)을 증착하는 단계와,
    상기 제1 기판(10)의 나노 패턴(13)의 양각 부분에 증착된 금속(15)을 패턴이 있지 않은 제2 기판(20)의 금속(25)으로 열과 압력을 이용하여 전사시키는 단계와,
    상기 제1 기판(10)의 금속(15) 패턴 위에 다시 감광막(40)을 고르게 도포하여 금속(15)이 감광막(40) 사이에 내포되도록 하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 감광막(40)을 도포하는 단계는, 스핀 코팅에 의하여 상기 감광막(40)을 상기 제1 기판(10) 위의 상기 감광막(40)이 잘 붙도록 하는 기능기를 가진 필름층(7)에 도포하거나 일정 양을 떨어뜨리는 것을 특징으로 하는 나 노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제1 기판(10) 상의 금속(15)을 상기 제2 기판(20)의 금속(25)으로 전사할 때, 열과 압력이 아닌 정전기 등의 힘을 이용하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
  7. 자외선 및 압력을 스탬프(50)에 적용하여 제3 기판(100) 위에 나노 패턴(13)을 전사하는 단계;
    상기 제3 기판(100) 위의 나노 패턴(13)의 양각 부분에 금속(15)을 증착하는 단계;
    상기 제3 기판(100) 상의 나노 패턴(13)의 양각 부분에 증착된 금속(15)을 열과 압력을 이용하여 제4 기판(200) 상으로 전사시켜 금속선(300)을 형성하는 단계; 및
    상기 제3 기판(100)의 금속(15) 패턴 위에 다시 감광막(40)을 고르게 도포하여 금속(15)이 감광막(40) 사이에 내포되도록 하는 단계;로 이루어져서, 상기 제4 기판(200) 위에 희생층이 필요한 금속을 희생층이 없이 금속선(300)을 증착하며,
    상기 나노 패턴(13)의 제3 기판(100)은,
    절연 특성을 가지며 자외선에 감광하는 물질이 나노 임프린트 공정으로 패터닝된 양극 금속 패턴부(13-1)와,
    상기 양극 금속 패턴부(13-1)를 중심으로 그 양쪽으로 소정의 거리만큼 떨어져서 형성된 음극 금속 패턴부(13-2)를 구성하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제3 기판(100)의 양극 금속 패턴부(13-1)의 금속(15)을 상기 제4 기판(200)에 전사할 때, 열과 압력이 아닌 정전기 등의 힘을 이용하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 감광막(40)을 도포하는 단계는, 스핀 코팅에 의하여 상기 감광막(40)을 상기 제3 기판(100) 위에 도포하거나 일정 양을 떨어뜨리는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 음극 금속 패턴부(13-2) 위에 절연 특징을 가지며 자외선에 감광하는 물질을 다시 도포하여 나노 임프린트 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 음극 금속 패턴부(13-2) 위에 절연 특징을 가지며 자외선에 감광하는 물질을 다시 도포하여 나노 임프린트 공정을 수행할 시, 패턴 정렬 시스템과 다른 패턴을 가진 스탬프를 이용하여 수행함으로써 반복적으로 유연한 기판 내부에 금속선(300)을 제조하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 제3 기판(100) 상에는 감광막(40)이 잘 붙도록 하는 기능기를 가진 필름층(7)이 형성되는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
  13. 제7항 또는 제12항에 있어서, 상기 제3 기판(100) 상의 상기 감광막(40)이 잘 붙도록 하는 기능기를 가진 필름층(7) 상의 감광막(40) 위에 형성된 나노 패턴(13) 형상은 스탬프(50)를 이용한 임프린트 장비에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
  14. 제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 나노 금속 패턴이 전사된 기판(20, 200)을 스탬프로 이용하여 자외선에 감광하는 물질이나 열에 반응하는 물질에 나노 임프린트 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
  15. 제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 나노 금속 패턴이 전사된 기판(20, 200)을 롤 타입 임프린트용 스탬프로 이용하여 자외선에 감광하는 물질이나 열에 반응하는 물질에 나노 임프린트 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래 피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
  16. 제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 나노 패턴 기판(10, 100)이나 나노 금속 패턴이 전사된 기판(20, 200)의 재질은 유연하지 않은 기판을 사용하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
  17. 제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 나노 패턴 기판(10, 100)에 나노 패턴을 전사할 때 롤 타입의 UV-NIL을 이용하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
  18. 제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 나노 패턴 기판(10, 100) 자체에 열과 압력 등을 이용하여 패터닝하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
  19. 제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 나노 패턴 기판(10, 100)으로부터 일부 금속을 제거 할 때, 고무 종류와 같이 부드러운 물질을 이용하여 지우개로 지우듯 닦아내는 것을 특징으로 하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 기판상의 금속선 패터닝 방법.
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