기술소개

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특허권자 한국기계연구원 출원일자 2006.06.09
기술명칭 극초미세형상 패터닝이 가능한 고온엠보싱 장비기술
기술분야 기계 기술개발상태 TRL 2단계
지재권정보 (등록번호)10-0761212 특허명세서 1020060052140.pdf
기술거래유형 협의 후 결정 희망거래금액 협의 후 결정
응용분유 디스플레이, 유연기판 소자, Si태양전지 및 박막태양전지, 나노/바이오소자 및 나노장비
관련자료 [SMK] 03. 2006-0052140_열판 및 상기 열판을 적용한 고온 엠보싱 나노 임프린트리소그래피 장치.pdf
기술개요
본 기술은 열판 및 상기 열판을 적용한 고온 엠보싱 나노 임프린트 리소그래피에 관한 것으로, 6인치 이
하 크기의 기판에 나노-마이크로수준의 극초미세 형상을 패터닝할 수 있는 기술임.
기술특징
6인치 크기에서 Si 웨이퍼를 포함하여 유연한 폴리머에 패터닝할 수 있는 장비기술은 개발되었으나
자동으로 기판을 공급해주는 기능 등이 포함된 자동화 시스템은 개발되어 있지 않았으며, 기존 고온
엠보싱장비는 독일 Suss Microtec, 오스트리아 EVG 등에서 개발하여 상용화되어 있으나, 이 기술
들은 동일하게 실리콘 웨이퍼를 사용하도록 되어 있고, 진공분위기를 이용하도록 되어 기판 종류에 제
약이 있음. 또한 기존 장비는 진공챔버를 사용함으로써 기판크기 및 스템프의 재질에 제약을 받으며 크기가 큰 경우 작업이 어려우며, 작업압력을 제어할 수 없고, 스템프와 기판을 변경하여 연속 작업을 수행할 수 없으며, 시스템의 확장성이 낮아 롤 이송장치 등을 이용한 연속작업을 수행하는데 어려움이 있음. 이에 유연스템프를 포함한 작업성의 한계를 극복하고, 대면적에서의 패턴균일도를 향상시켜야 하는 문제가 있었으며, 본 발명은 이와 같은 문제를 해결하는데 있어 다음과 같은 장점을 가짐.

- 대면적에서 패턴균일도 :
가열/냉각장치의 크기를 조정하여 6인치 이상에서도 작업이 가능하며, 6인치 Si기판에 폴리머를
도포한 후 고온 엠보싱공정을 통하여 50nm 패턴에서 95% 이상의 패턴균 일도를 유지할 수 있음.
6인치이상 8인치까지도 확장성이 있으며, 가열과 냉각속도가 빠름.
고세장비의 나노패터닝이 가능함.
- 유연스템프를 포함한 작업성 향상 :
기존 장비에 비해서 Ni, Si, Glass, PMMA, PC, PET 등과 같은 다양한 스템프를 사용할 수 있어서
다양한 응용이 가능하며, 개발시스템의 유연기판 연속공급 및 가열/냉각 플레이트의 크기를 조정함으
로써 시스템의 확장성을 높일 수 있음.
- 연속작업이 가능한 고온 엠보싱장비 :
개발시스템의 유연기판의 연속공급용 롤 유니트와 가열/냉각 플레이트의 크기를 조정함으로써 연속작
업이 가능함.

50nm선폭을 Si 스템프를 이용하여 Si 기판에 PMMA와 열가소성 폴리머를 코팅한 고온엠보싱 공정을 수행한 결과 최대 96% 수준의 패턴전사 균일도를 확보했으며, PUA와 Polycarbonate 필름에 직접 패턴전사가 가능하고, 전사된 Polyc arbonate필름을 스템프로 사용하여 PMMA에 동일한 패턴을 전사함.
Polycarbonate필름에 기능성렌즈 패터닝을 함으로써 별도의 공정없이 기능성 렌즈 구현 가능함. 또한 , 이를 이용할 경우 Si 태양전지 및 박막태양전지 패터닝에 사용가능함.
Micro Engineering 등에 다수의 SCI논문을 게재함으로써 기술의 우수성을 입증함.
사업성
본 기술은 열판 본체(모체) 내부에 일자형 히터와 냉각홀을 병렬로 배치하여 가열과 냉각 기능을 동시에 제공하는 것을 특징으로 하고 있는바, 열판의 구조를 단순화하여 프레스 압력에 대응하기 쉬우며 무엇보다 대면적으로 확장성이 뛰어남. 또한, 열판 장치를 구성하는 원통형 카트리지 히터나 열전대 센서, 질소 가스와 냉각 장치를 구성하는 부품은 시중에서 쉽게 구할 수 있기 때문에 장치를 값싸게 구성할 수 있음. 현재 고온 엡보싱 나노 임프린트 장비는 100mm 웨이퍼의 나노패턴을 제작할 수 있는 초보적 수준에 머물고 있으나, 본 기술과 같은 대면적 확장성이 뛰어난 열판을 제공함으로써 200mm 웨이퍼 또는 그 이상의 기판에 나노패턴을 제작할 수 있음. 또한, 본 기술에서 제시한 열판의 표면은 사각형이므로 작업 가능한 기판이 원형 웨이퍼에 머무르지 않고 롤을 이용하는 나노 임프린트 장비와 같이 사각평면에 나노형상을 만드는 공정장비에도 활용될 수 있음.
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