Transparent and Hard Replica Mold for Imprint Lithography

Abstract

We suggest a new and economical replica fabrication method of transparent and hard mold for imprinting lithography such as NIL and S-FIL. The process is started on the use of replica hard mold from master using polymer copy as a carrier. This replicated hard mold is useful to avoid essentially the direct contact between a hard master and a patterned polymer on a substrate or the contamination of master using as hard mold in imprinting process. Also, as this replica hard mold has transparent and very hard properties as well as a glass, it has a potential for imprinting lithography such as NIL and S-FIL.;다양한 분야에서 적용되는 나노 구조를 제작할 수 있는 기존의 방법으로 photolithography 를 들 수 있다. 그러나 복잡한 고가의 공정비용이 들기 때문에 이러한 단점을 극복할 수 있는 대안이 필요하다. Imprint lithography 는 비용절감과 공정의 단순화를 위해 적절한 대체 방법으로 많이 연구되어왔다. 그러나 imprint lithography 에서도 고가의 quartz mold 가 필요하며 mold 의 손상과 오염 또한 피할 수 없기 때문에 비용 절감에 한계가 있다. 본 논문에서는 이러한 imprint lithography 에서 쓰이는 고가의 quartz mold 를 대체하기 위해 sol-gel process 와 저압의 imprinting 을 이용한 복제 mold의 개발을 보고하였다. 세 가지 precursor SiO2, TiO2, 와 GLYMO 를 각각 만들어 섞은 후 25시간 동안 합성시켜 SiO2-TiO2 sol-gel solution 준비한다. 준비된 solution 을 glass에 약 300 nm 정도의 두께로 코팅을 한 후 저압의 imprinting 공정을 거쳐 molding 을 한다. 이렇게 복제된 mold 는 200 ℃에서 열처리를 통해 매우 단단한 mold 로 완성된다. 낮은 점성을 나타내는 solution 의 특성으로 인해 master 와 매우 유사한 복제 mold 의 제작이 가능하다. 완성된 mold 는 단단하며 투명한 성질을 나타내기 때문에 imprint lithography 에서뿐만 아니라 UV curable materials 을 사용하는 step and flash imprint lithography 에서도 적용이 가능하다.