스템퍼 제조방법{Manufacturing method of stamper}
본 발명은 인쇄회로기판의 회로패턴을 형성하는 용도로 사용되는 스템퍼의 제조방법에 관한 것이다.
현재 전자 전기 기술은 21세기 고도 정보 통신 사회의 구현에 발 맞추기 위하여 더 많은 용량의 정보 저장, 더 빠른 정보 처리와 전송, 더 간편한 정보 통신망의 구축을 위해 빠르게 발전해가고 있다. 특히, 주어진 정보 전송 속도의 유한성이라는 조건 하에서, 이러한 요구 조건을 충족시킬 수 있는 한 방법으로서 그 구성 소자들을 가능한 더욱 작게 구현하는 동시에 신뢰성을 높여 새로운 기능성을 부여하기 위한 방안이 제시되고 있다. 상술한 바와 같이, 전자제품의 경박 단소화 추세에 따라 인쇄회로기판 역시 미세 패턴(fine pattern)화, 소형화 및 패키지화가 동시에 진행되고 있으며, 이에 따라 신호 처리 능력이 뛰어난 회로를 보다 좁은 면적에 구현하기 위해서 고밀도의 기판(line/space≤10㎛/10㎛, Microvia＜30㎛) 제조에 대한 필요성이 대두되고 있다. 지금까지 가장 널리 사용되고 있는 미세 구조 제작 기술 중의 하나는 UV 리소그래피(UV lithography)로서, 포토 레지스트 박막이 입혀진 기판 위에 자외선을 쪼아주어 회로 패턴을 형성시키는 방법이다. 그러나, UV 리소그라피 방법을 사용하여 기판을 제조할 때에는 회로로 사용되는 동박이 두꺼워야 한다는 점과 습식 에칭법을 사용해야 한다는 제한이 있기 때문에 UV 리소그라피로 10㎛ 이하의 미세 선폭을 형성할 경우 제품의 신뢰성이 떨어진다는 문제점을 안고 있다. 최근에는 인쇄회로기판의 집적도가 더욱 높아지는 추세이며 그에 따라 미세 패턴을 형성하는 방법에 대한 연구가 더욱 활발해지고 있는 바, 상술한 UV 리소그라피의 대체 공법으로서 회로 패턴 형성용 스템퍼를 이용하여 고밀도의 기판을 제조하려는 시도가 주목을 받고 있다. 스템퍼를 이용한 회로패턴의 형성방법에 있어서, 스템퍼의 재질은 실리콘(Si)이었다. 실리콘 재질의 스템퍼는 정교한 가공은 쉬우나 쉽게 깨지기 때문에 대면적의 스템퍼를 제조하는 데는 한계가 있었다.
본 발명은 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 수지를 이용하여 대면적의 스템퍼를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 금속판의 표면에 금속패턴이 형성된 패턴 기판을 준비하는 단계, (b) 상기 패턴 기판의 표면에 이형층을 적층하는 단계, (c) 지지판의 표면에 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)를 주재질로 하는 수지층이 적층된 스템퍼 기판에, 상기 금속패턴 방향으로 상기 패턴 기판을 가압하는 단계, 및 (d) 상기 패턴 기판을 상기 스템퍼 기판과 분리하는 단계를 포함하는 스템퍼 제작방법이 제공된다. 상기 (b)단계는 상기 패턴 기판의 표면에 상기 이형으로서 자기정렬단일막(SAM)을 형성함으로써 이루어질 수 있다. 상기 (c)단계는, 상기 폴리메틸메타아크릴레이트에 열을 가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기의 과제 해결 수단과 같이, 폴리메틸메타아크릴레이트를 이용할 경우, 투명성과 경도가 높고 표면 광택과 성형성이 우수한 스템퍼를 제조할 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스템퍼의 제조방법의 실시예에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스템퍼의 제조방법의 순서도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스템퍼의 제조 공정도이다. 도 2를 참조하면, 스템퍼(20), 패턴 기판(21), 금속판(211), 금속패턴(212), 스템퍼 기판(22), 지지판(221), 수지층(222), 수지 패턴(223), 이형층(23)이 도시되어 있다. S11은 금속판의 표면에 금속패턴이 형성된 패턴 기판을 준비하는 단계로서, 도 2의 (a)는 이에 상응하는 공정이다. 금속판(211)은 전도성 있는 재질이며, 경도가 확보되는 재질이다. 따라서, 대면적의 스템퍼를 제조함에 있어서, 부자재인 패턴 기판(21)으로 사용될 수 있다. 금속판(211)은 구리(Cu)로 제조될 수 있다. 금속패턴(212)는 금속판(211)에 도금으로 형성할 수 있다. 감광성 필름(미도시)을 금속판(211)에 적층한 후, 금속패턴(212)이 형성될 영역을 남기고 노광 및 현상공정을 진행한다. 이후, 전해 도금을 진행하면 도 2의 (a)와 같이 금속판(211)에 금속패턴(212)이 형성된 패턴 기판(21)이 형성될 수 있다. 금속패턴(212)의 재질은 구리(Cu)일 수 있다. S12는 상기 패턴 기판의 표면에 이형층을 적층하는 단계로서, 도 2의(b)는 이에 상응하는 공정이다. 이형층(23)은 자기정렬단일막(SAM, Self Assembled Monolayer)을 적층함으로서 이루어진다. 이형층(23)은 추후에 임프린트 공정에서 패턴 기판(21)과 스템퍼 기판(22)의 분리를 원활하도록 한다. 이형층(23)은 이형을 쉽게 하는 역할이라면 다른 재질을 사용하더라도 무방하다. S13은 지지판의 표면에 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)를 주재질로 하는 수지층이 적층된 스템퍼 기판에, 금속패턴 방향으로 패턴 기판을 가압하는 단계로서, 도 2의 (c), (d)는 이에 상응한다. 스템퍼 기판(22)은 경성의 지지판(221)에 수지층(222)이 적층된 형태이다. 수지층(222)의 재료로는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA, polymethyl metacrylate)를 주성분으로 이루어진다. 폴리메틸메타아크릴레이트는 투명성이 우수하다. 따라서, 스템퍼 기판(22)에 표지를 형성한 후, 정렬하기에 용이하다. 또한, 폴리메틸메타아크릴레이트는 경도가 높고, 표면광택이 우수하여, 스템퍼(20)로 제조될 경우 반복적인 임프린트 공정을 진행할 수 있고, 매끄러운 패턴을 형성할 수 있는 장점이 있다. 또한, 온도에 의해서 컨트롤이 쉽기 때문에 성형성이 우수하다. 지지판(221)은 유리로 이루어진 기판이 사용될 수 있다. 지지판(221)은 수지층(222)을 지지할 수 있는 재료라면 금속판을 사용할 수도 있다. 폴리메틸메타아크릴레이트를 주성분으로 하는 수지층(222)이 지지판(221)에 적층된 것을 스템퍼 기판(22)이라 칭하는데, 스템퍼 기판(22)은 아직 수지 패턴(223)이 형성되기 전의 상태이다. 도 3의 (c)와 같이 스템퍼 기판(22)의 상면에, 패턴 기판(21)을 정렬한다. 이후, 도 3의 (d)와 같이 가압하면, 패턴 기판(21)의 금속패턴(212)은 수지층(222)에 함침된다. 이때, 약 0.1Mpa정도의 압력을 천천히 인가하는 것이 좋다. 또한, 수 지층(222)의 온도를 섭씨 180도까지 천천히 상승시켜 가온하는 것도 좋다. 즉, 온도와 압력을 적절히 조절함으로써, 자연스럽게 수지층(222)으로 금속패턴(212)이 함침되도록 한다. 이후, 수지층(222)을 경화하는 단계를 더 진행할 수도 있다. S14는 상기 패턴 기판을 상기 스템퍼 기판과 분리하는 단계를 더 진행할 수 있다. 패턴 기판(21)에는 이형층(23)이 형성되어 있으므로, 쉽게 스템퍼 기판(22)과 분리된다. 패턴 기판(21)이 분리되면, 수지 패턴(223)이 형성된 스템퍼(223)가 완성된다. 스템퍼(20)는 인쇄회로기판의 회로패턴을 사용하는데 사용하는 도구로 활용한다. 간단히 스템퍼(20)의 사용방법을 설명하면, 절연층에 스템퍼(20)를 임프린팅을 하고, 그 절연층에 도금층을 형성하는 방법으로 인쇄회로기판에 회로패턴을 형성할 수 있다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였지만, 해당기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스템퍼의 제조방법의 순서도. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스템퍼의 제조 공정도. <도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> 스템퍼(20) 패턴 기판(21) 금속판(211) 금속패턴(212) 스템퍼 기판(22) 지지판(221) 수지층(222) 수지 패턴(223) 이형층(23) |
