KR102563532B1

KR102563532B1 - 임프린트 리소그래피 방법, 이를 이용한 임프린트 리소그래피용 마스터 템플릿의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 임프린트 리소그래피용 마스터 템플릿

Info

Publication number: KR102563532B1
Application number: KR1020160001203A
Authority: KR
Inventors: 박승원; 장대환; 김민욱; 남중건; 이대영; 조국래
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2016-01-05
Filing date: 2016-01-05
Publication date: 2023-08-07
Also published as: KR20170082197A

Abstract

임프린트 리소그래피 방법은 베이스 기판 상의 제1 영역에 제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계, 상기 베이스 기판 상의 상기 제1 영역과 일부 중첩하는 제2 영역에 제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 제1 임프린트 패턴 및 상기 제1 레지스트 패턴을 식각 장벽으로 하여, 상기 제2 영역과 중첩하지 않는 상기 제1 영역의 부분인 제3 영역 내의 상기 제1 임프린트 패턴의 하부를 식각하는 단계, 잔류하는 상기 제1 임프린트 패턴 및 상기 제1 레지스트 패턴을 제거하는 단계, 상기 베이스 기판 상의 상기 제3 영역과 일부 중첩하고 상기 제2 영역과 중첩하는 제4 영역에 제2 임프린트 패턴을 형성하는 단계, 상기 베이스 기판 상의 상기 제3 영역에 제2 레지스트 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 제2 임프린트 패턴 및 상기 제2 레지스트 패턴을 식각 장벽으로 하여, 상기 제2 영역 내의 상기 제2 임프린트 패턴의 하부를 식각하는 단계를 포함한다.

Description

임프린트 리소그래피 방법, 이를 이용한 임프린트 리소그래피용 마스터 템플릿의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 임프린트 리소그래피용 마스터 템플릿{Imprint lithography method, method for manufacturing master template using the method and master template manufactured by the method}

본 발명은 임프린트 리소그래피 방법, 상기 임프린트 리소그래피 방법을 이용한 임프린트 리소그래피용 마스터 템플릿의 제조 방법 및 상기 제조 방법에 의해 제조된 임프린트 리소그래피용 마스터 템플릿에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대면적 공정에 이용되는 임프린트 리소그래피 방법, 상기 임프린트 리소그래피 방법을 이용한 임프린트 리소그래피용 마스터 템플릿의 제조 방법 및 상기 제조 방법에 의해 제조된 임프린트 리소그래피용 마스터 템플릿에 관한 것이다.

최근 들어, 기술의 발전에 힘입어 소형, 경량화 되면서 성능은 더욱 뛰어난 디스플레이 제품들이 생산되고 있다. 지금까지 디스플레이 장치에는 기존 브라운관 텔레비전(cathode ray tube: CRT)이 성능이나 가격 면에서 많은 장점을 가지고 널리 사용되었으나, 소형화 또는 휴대성의 측면에서 CRT의 단점을 극복하고, 소형화, 경량화 및 저전력 소비 등의 장점을 갖는 액정 표시 장치가 주목을 받고 있다.

상기 액정 표시 장치는 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 분자 배열을 변환시키고, 이러한 분자 배열의 변환에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하여 영상을 표시하는 디스플레이 장치이다.

상기 액정 표시 장치는 상기 액정의 분자 배열을 제어하기 위한 편광판, 표시 패널, 광학시트 및 백라이트 어셈블리를 포함한다. 최근, 상기 편광판이 상기 패널 내부에 배치되는 구조(in-cell polarizer)가 사용되는데, 예를 들면 와이어 그리드 편광 소자(wire grid polarizer) 가 사용될 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광 소자는 임프린트 리소그래피 공정(imprint lithography)의해 제조될 수 있다. 그러나, 상기 임프린트 리소그래피 공정에서 사용하는 마스터 템플릿의 크기가 제한되어 있으므로, 대형 패널의 제작에 어려움이 있었다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 대면적 공정이 가능한 임프린트 리소그래피 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 임프린트 리소그래피 방법을 이용한 임프린트 리소그래피용 마스터 템플릿의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 제조 방법에 의해 제조된 임프린트 리소그래피용 마스터 템플릿을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 임프린트 리소그래피 방법은 베이스 기판 상의 제1 영역에 제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계, 상기 베이스 기판 상의 상기 제1 영역과 일부 중첩하는 제2 영역에 제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 제1 임프린트 패턴 및 상기 제1 레지스트 패턴을 식각 장벽으로 하여, 상기 제2 영역과 중첩하지 않는 상기 제1 영역의 부분인 제3 영역 내의 상기 제1 임프린트 패턴의 하부를 식각하는 단계, 잔류하는 상기 제1 임프린트 패턴 및 상기 제1 레지스트 패턴을 제거하는 단계, 상기 베이스 기판 상의 상기 제3 영역과 일부 중첩하고 상기 제2 영역과 중첩하는 제4 영역에 제2 임프린트 패턴을 형성하는 단계, 상기 베이스 기판 상의 상기 제3 영역에 제2 레지스트 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 제2 임프린트 패턴 및 상기 제2 레지스트 패턴을 식각 장벽으로 하여, 상기 제2 영역 내의 상기 제2 임프린트 패턴의 하부를 식각하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계는 상기 베이스 기판 상에 상기 제1 영역 내에 수지 용액을 복수의 방울 형태로 제공하는 단계, 임프린트 몰드를 사용하여 상기 수지 용액을 제1 원시 패턴으로 형성하는 단계, 및 상기 제1 원시 패턴에 자외선을 조사하여 상기 수지 용액을 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 원시 패턴은 상기 베이스 기판 상에 형성되는 잔류층 및 상기 잔류층 상에 돌출되는 복수의 돌출 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계는 상기 원시 패턴을 전체적으로 식각하여 상기 돌출 패턴들 사이의 잔류층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 수지 용액의 일부가 상기 제1 영역 외부로 유출되어 넘쳐 제1 오버플로우 부분을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 제1 레지스트 패턴은 상기 제1 오버플로우 부분을 커버할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 제1 레지스트 패턴은 상기 제1 임프린트 패턴의 일부를 커버할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계는 상기 베이스 기판 상에 수지층을 형성하는 단계, 및 임프린트 몰드를 사용하여 상기 제1 영역 내에 상기 수지층에 상기 제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 수지층은 상기 베이스 기판의 전체를 커버할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 레지스트 패턴을 형성하는 단계는 상기 제2 레지스트 패턴의 가장자리와 상기 제3 영역과 상기 제2 영역의 경계가 일치하도록 상기 제2 레지스트 패턴을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 임프린트 패턴의 하부를 식각하는 단계, 및 상기 제2 임프린트 패턴의 하부를 식각하는 단계에서는, 상기 베이스 기판을 직접 패터닝 하여 상기 베이스 기판 표면에 형성되는 음각 패턴을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 방법은 상기 제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계 전에, 상기 베이스 기판 상에 제1 층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 층은 투명한 물질을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 방법은 상기 제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계 전에, 상기 제1 층 상에 마스크층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 임프린트 패턴이 형성되는 상기 제1 영역은 서로 이격된 두 개 이상의 서브 영역을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 레지스트 패턴들은 각각 0.5um 내지 4um의 두께를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 레지스트 패턴들은 노볼락 계열의 포토레지스트를 이용하여 형성될 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 임프린트 리소그래피용 마스터 템플릿의 제조 방법은 베이스 기판 상의 제1 영역에 임프린트 몰드를 이용하여 제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계, 상기 베이스 기판 상의 상기 제1 영역과 일부 중첩하는 제2 영역에 제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 제1 임프린트 패턴 및 상기 제1 레지스트 패턴을 식각 장벽으로 하여, 상기 제2 영역과 중첩하지 않는 상기 제1 영역의 부분인 제3 영역 내의 상기 제1 임프린트 패턴의 하부를 식각하는 단계, 잔류하는 상기 제1 임프린트 패턴 및 상기 제1 레지스트 패턴을 제거하는 단계, 상기 베이스 기판 상의 상기 제3 영역과 일부 중첩하고 상기 제2 영역과 중첩하는 제4 영역에 상기 임프린트 몰드를 이용하여 제2 임프린트 패턴을 형성하는 단계, 상기 베이스 기판 상의 상기 제3 영역에 제2 레지스트 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 제2 임프린트 패턴 및 상기 제2 레지스트 패턴을 식각 장벽으로 하여, 상기 제2 영역 내의 상기 제2 임프린트 패턴의 하부를 식각하는 단계를 포함한다. 상기 베이스 기판은 상기 임프린트 몰드 보다 크다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 임프린트 리소그래피용 마스터 템플릿은 제1 영역 및 상기 제1 영역과 인접하는 제2 영역을 포함하는 베이스 기판, 및 미세 패턴이 형성되고 상기 베이스 기판 상에 배치되는 제1 층을 포함한다. 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 전체의 대각선 길이는 300mm 이상이다. 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 경계에서 상기 와이어 그리드 패턴들이 균일하지 않게 형성된 부분의 폭은 포토레지스트 공정의 정렬 공차 이내 이다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 미세 패턴은 일 방향으로 균일하게 형성된 복수의 와이어 그리드 패턴들일 수 있다. 상기 와이어 그리드 패턴들이 균일하지 않게 형성된 부분은 1.5 um이내 일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 임프린트 리소그래피 방법은 제2 임프린트 패턴의 일부가 제1 임프린트 패턴과 중첩하도록 형성함으로써, 임프린트 몰드보다 큰 크기의 면적에 임프린트 공정이 가능하다.

또한, 1차 임프린트에 의해 형성되는 패턴과 2차 임프린트에 의해 형성되는 패턴의 경계면에 대한 정렬(alignment)은 포토레지스트 공정에 의해 수행되므로, 정밀 포토레지스트 공정에 의해 정밀 정렬이 가능하다.

또한, 상기 방법을 이용하여 이음매 없는(seamless) 대면적 임프린트 리소그래피용 마스터 템플릿이 제공될 수 있다.

또한, 상기 방법을 이용하여 형성된 임프린트 리소그래피용 마스터 템플릿을 이용하면, 대면적 임프린트 리소그래피 공정을 진행할 수 있다.

도 1a 내지 1k는 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 임프린트 리소그래피 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2a 내지 2i는 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 임프린트 리소그래피 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3a 내지 3i는 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 임프린트 리소그래피 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4a 내지 4g는 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 임프린트 리소그래피 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5a 내지 5f는 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 임프린트 리소그래피 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1a 내지 1k는 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 임프린트 리소그래피 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 1a를 참조하면, 베이스 기판(100) 상에 제1 층(110)을 형성한다. 상기 베이스 기판(100)은 광투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 베이스 기판(100)은 유리 기판, 석영 기판, 투명 수지 기판 등으로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 투명 수지 기판은 폴리이미드계(polyimide-based) 수지, 아크릴계(acryl-based) 수지, 폴리아크릴레이트계(polyacrylate-based) 수지, 폴리카보네이트계(polycarbonate-based) 수지, 폴리에테르계(polyether-based) 수지, 술폰산계(sulfonic acid-based) 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계(polyethyleneterephthalate-based) 수지 등을 포함할 수 있다.

상기 제1 층(110)은 자외선을 투과시키는 투명한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 층(110)은 투명한 실리콘 화합물 등의 무기 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 층(110)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 실리콘 산탄화물(SiOxCy), 실리콘 탄질화물(SiCxNy) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 또한, 상기 제1 층(110)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO)등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.

상기 제1 층(110)은 스핀 코팅(spin coating) 공정, 화학 기상 증착(CVD) 공정, 플라즈마 증대 화학 기상 증착(PECVD) 공정, 고밀도 플라즈마-화학 기상 증착(HDP-CVD) 공정, 프린팅(printing) 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다.

도 1b를 참조하면, 제1 수지 용액(200)이 상기 제1 층(110) 상에, 제1 영역(A1) 내에 제공된다. 상기 제1 수지 용액(200)은 복수의 방울(droplet) 형태로 상기 제1 층(110) 상에 제공될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 수지 용액(200)은 상기 제1 층(110) 상에 잉크젯 방식으로 드랍(drop)될 수 있다. 상기 제1 수지 용액(200)은 점성(viscosity)이 낮은 자외선 경화성 수지 조성물일 수 있다.

상기 제1 영역(A1)은 상기 베이스 기판(100)의 일부 영역이고, 1차 임프린트가 진행되는 영역이다.

도 1c를 참조하면, 임프린트 몰드(M)와 상기 베이스 기판(100) 사이의 거리가 가까워 짐에 따라, 상기 제1 수지 용액(200)은 상기 임프린트 몰드(M)에 의해 제1 원시 패턴(210)을 형성한다. 이에 따라, 1차 임프린트가 진행된다. 상기 제1 수지 용액(200)은 점성이 낮으므로, 모세관 현상에 의해, 상기 임프린트 몰드(M)와 상기 베이스 기판 사이에서 상기 제1 원시 패턴(210)을 형성할 수 있다.

상기 임프린트 몰드(M)는 상기 제1 영역(A1)에 대응하는 부분에 위치하는 몰드 패턴을 포함한다. 상기 임프린트 몰드(M)는 자외선을 투과시키도록 투명한 재질로 형성될 수 있다. 상기 몰드 패턴은 상기 제1 원시 패턴(210)에 반전 대응하는 형상을 갖는다. 예를 들면, 와이어 그리드 패턴에 대응되는 상기 원시 패턴을 형성하기 위해, 일정한 간격으로 형성되고 동일한 형상을 갖는 돌출 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 돌출 패턴들은 약 50nm(나노미터) 내지 150nm의 피치(pitch)를 가질 수 있다. 상기 피치는 상기 돌출 패턴의 폭과 이웃하는 돌출 패턴들 사이의 거리의 합을 말한다.

상기 제1 수지 용액(200)은 상기 제1 영역(A1)에 위치하므로, 상기 제1 원시 패턴(210)은 상기 제1 영역(A1)에 형성된다. 상기 1차 임프린트가 진행되면서, 상기 제1 수지 용액(200)의 일부가 상기 제1 영역(A1) 외부로 유출되어 넘쳐(overflow) 제1 오버플로우 부분(overflowed portion; 210a)을 형성할 수 있다.

상기 제1 원시 패턴(210)은 상기 제1 층(110) 상에 형성되는 잔류층 및 상기 잔류층 상에 돌출되는 복수의 돌출 패턴들을 포함한다. 상기 제1 원시 패턴(210)의 각각의 상기 돌출 패턴들은 상기 임프린트 몰드(M)의 상기 몰드 패턴의 각각의 상기 돌출 패턴들 사이에 위치하게된다.

이후, 상기 제1 원시 패턴(210)에 자외선을 조사하여, 상기 제1 원시 패턴(210)의 수지 용액을 경화시킨다. 상기 임프린트 몰드(M)는 자외선을 투과시키므로, 상기 자외선은 상기 임프린트 몰드(M)를 통해 상기 제1 원시 패턴(210)에 도달하고, 상기 제1 원시 패턴(210)의 수지 용액을 경화시킬 수 있다. 이후, 상기 임프린트 몰드(M)를 상기 베이스 기판(100)으로부터 이격시켜, 상기 제1 원시 패턴(210)을 형성할 수 있다.

도 1d를 참조하면, 상기 제1 원시 패턴(210)의 상기 잔류층을 제거하여 제1 임프린트 패턴(220)을 형성한다. 상기 제1 임프린트 패턴(220)은 상기 제1 영역(A1)에 형성된다. 상기 제1 원시 패턴(210)이 전체적으로 식각되어 상기 돌출 패턴들 사이의 상기 잔류층이 제거되어 상기 제1 임프린트 패턴(220)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 오버플로우 부분(210a)는 일부 제거되어 제1 잔류-오버플로우 부분(220a)을 형성한다.

이후, 상기 제1 임프린트 패턴(220)이 형성된 상기 제1 층(110) 상에, 제2 영역(A2) 내에 제1 레지스트 패턴(300)을 형성한다. 상기 제1 레지스트 패턴(300)은 상기 제1 영역(A1)의 가장자리에 형성된 상기 제1 임프린트 패턴(220) 및 상기 제1 잔류-오버플로우 부분(220a)을 커버한다.

상기 제2 영역(A2)은 상기 제1 영역(A1)과 인접하며, 상기 제2 영역(A2)의 가장자리는 상기 제1 영역(A1)의 가장자리와 중첩한다. 즉, 상기 제2 영역(A2)은 상기 제1 영역(A1)과 부분적으로 중첩한다.

상기 제1 레지스트 패턴(300)은 상기 제1 임프린트 패턴(220)이 형성된 상기 제1 층(110) 상에 포토레지스트층을 형성한 후, 추가적인 마스크를 이용하여 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여, 상기 제2 영역(A2)에 대응되는 부분만 잔류시켜 형성할 수 있다. 상기 제1 레지스트 패턴(300)을 형성하는데 노볼락 계열의 포토레지스트가 사용될 수 있다. 상기 제1 레지스트 패턴(300)은 약 0.5um 내지 4um의 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 제3 영역(A3) 내의 상기 제1 임프린트 패턴(220)이 노출된다.

상기 제3 영역(A3)은 상기 제1 영역(A1)의 상기 제2 영역(A2)과 중첩하지 않는 부분이다.

도 1e를 참조하면, 상기 제1 임프린트 패턴(220) 및 상기 제1 레지스트 패턴(300)을 마스크로 하여, 상기 제1 층(110)을 부분적으로 제거한다. 이에 따라, 상기 제3 영역(A3)에 제1 층 패턴(110a)를 형성할 수 있다. 예를 들면 상기 제1 임프린트 패턴(220) 및 상기 제1 레지스트 패턴(300)을 식각 장벽(etch barrier)으로하여 상기 제1 층(110)을 건식 식각(dry etching)할 수 있다. 이때, 상기 제1 레지스트 패턴(300)이 상기 제2 영역(A2)을 커버하고 있으므로, 상기 제2 영역(A2)에 대응하는 상기 제1 층(110)은 그대로 유지되고, 상기 제3 영역(A3) 내의 상기 제1 층(110)이 상기 제1 층 패턴(110a)으로 패터닝 된다.

이후, 상기 제3 영역(A3) 내의 잔류하는 상기 제1 임프린트 패턴(220)을 제거할 수 있다.

도 1f를 참조하면, 상기 제1 레지스트 패턴(300)과 상기 제2 영역(A2) 내에 잔류하는 상기 제1 임프린트 패턴(220) 및 상기 제1 상기 잔류-오버플로우 부분(220a)을 제거한다. 이에 따라, 상기 제2 영역(A2)의 상기 제1 층(110)이 노출된다.

도 1g를 참조하면, 제2 수지 용액(250)이 상기 제1 층(110) 상에, 제4 영역(A4) 내에 제공된다. 상기 제2 수지 용액(250)은 복수의 방울(droplet) 형태로 상기 제1 층(110) 상에 제공될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 수지 용액(250)은 상기 제1 층(110) 상에 잉크젯 방식으로 드랍(drop)될 수 있다. 상기 제2 수지 용액(250)은 점성(viscosity)이 낮은 자외선 경화성 수지 조성물일 수 있다.

상기 제4 영역(A4)은 상기 베이스 기판(100)의 일부 영역이고, 2차 임프린트가 진행되는 영역이다. 상기 제4 영역(A4)은 상기 제2 영역(A2)과 중첩한다. 상기 제4 영역(A4)의 가장자리는 상기 제3 영역(A3)의 가장자리와 중첩한다. 즉, 상기 제4 영역(A4)은 상기 제3 영역(A3)과 부분적으로 중첩한다.

도 1h를 참조하면, 상기 임프린트 몰드(M)와 상기 베이스 기판(100) 사이의 거리가 가까워 짐에 따라, 상기 제2 수지 용액(250)은 상기 임프린트 몰드(M)에 의해 제2 원시 패턴(260)을 형성한다. 이에 따라, 2차 임프린트가 진행된다. 상기 제2 수지 용액(250)은 점성이 낮으므로, 모세관 현상에 의해, 상기 임프린트 몰드(M)와 상기 베이스 기판 사이에서 상기 제2 원시 패턴(260)을 형성할 수 있다.

상기 임프린트 몰드(M)는 상기 1차 임프린트에 사용된 것과 동일한 것일 수 있다. 상기 임프린트 몰드(M)는 일반적인 웨이퍼의 크기 (300mm) 이하 일 수 있으며, 이에 따라 상기 제3 영역(A3) 및 상기 제2 영역(A2)의 면적의 합은 상기 일반적인 웨이퍼의 크기 이상일 수 있다.

상기 제2 수지 용액(250)은 상기 제4 영역(A4)에 위치하므로, 상기 제2 원시 패턴(260)은 상기 제4 영역(A4)에 형성된다. 상기 2차 임프린트가 진행되면서, 상기 제2 수지 용액(250)의 일부가 상기 제4 영역(A4) 외부로 유출되어 넘쳐(overflow) 제2 오버플로우 부분(overflowed portion; 260a)을 형성할 수 있다.

상기 제2 원시 패턴(260)은 상기 제1 층(110) 상에 형성되는 잔류층 및 상기 잔류층 상에 돌출되는 복수의 돌출 패턴들을 포함한다. 상기 제2 원시 패턴(260)의 각각의 상기 돌출 패턴들은 상기 임프린트 몰드(M)의 상기 몰드 패턴의 각각의 상기 돌출 패턴들 사이에 위치하게된다.

이후, 상기 제2 원시 패턴(260)에 자외선을 조사하여, 상기 제2 원시 패턴(260)의 수지 용액을 경화시킨다. 상기 임프린트 몰드(M)는 자외선을 투과시키므로, 상기 자외선은 상기 임프린트 몰드(M)를 통해 상기 제2 원시 패턴(260)에 도달하고, 상기 제2 원시 패턴(260)의 수지 용액을 경화시킬 수 있다. 이후, 상기 임프린트 몰드(M)를 상기 베이스 기판(100)으로부터 이격시켜, 상기 제2 원시 패턴(260)을 형성할 수 있다.

도 1i를 참조하면, 상기 제2 원시 패턴(260)의 상기 잔류층을 제거하여 제2 임프린트 패턴(270)을 형성한다. 상기 제2 임프린트 패턴(270)은 상기 제4 영역(A4)에 형성된다. 상기 제2 원시 패턴(260)이 전체적으로 식각되어 상기 돌출 패턴들 사이의 상기 잔류층이 제거되어 상기 제2 임프린트 패턴(270)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2 오버플로우 부분(260a)는 일부 제거되어 제2 잔류-오버플로우 부분(270a)을 형성한다.

이후, 상기 제2 임프린트 패턴(270)이 형성된 상기 제1 층(110) 상에, 제3 영역(A3) 내에 제2 레지스트 패턴(400)을 형성한다. 상기 제2 레지스트 패턴(400)은 상기 제3 영역(A3) 내에 형성된 상기 제2 임프린트 패턴(270) 및 상기 제2 잔류-오버플로우 부분(270a)을 커버한다.

상기 제2 레지스트 패턴(400)은 상기 제2 임프린트 패턴(270)이 형성된 상기 제1 층(110) 상에 포토레지스트층을 형성한 후, 추가적인 마스크를 이용하여 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여, 상기 제3 영역(A3)에 대응되는 부분만 잔류시켜 형성할 수 있다. 상기 제2 레지스트 패턴(400)을 형성하는데 노볼락 계열의 포토레지스트가 사용될 수 있다. 상기 제2 레지스트 패턴(400)은 약 0.5um 내지 4um의 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 영역(A2) 내의 상기 제2 임프린트 패턴(270)이 노출된다. 상기 제2 레지스트 패턴(400)의 가장자리는 정밀 공정을 통해 상기 제3 영역(A3)과 상기 제2 영역(A2)의 경계에 일치하도록 정렬(alignment)될 수 있다.

이때 상기 제2 레지스트 패턴(400)의 가장자리의 정렬 오차는 포토 레지스트 공정의 정확도에 의존한다. 예를 들면, 포토레지스 공정의 정렬 공차가 1.5um 인 경우, 후술할 제1 층 패턴의 상기 제3 영역(A3)과 상기 제2 영역(A2)의 상기 경계 근처에서의 이음매(stitch) 폭은 1.5um 이하일 수 있다.

도 1j를 참조하면, 상기 제2 임프린트 패턴(270) 및 상기 제2 레지스트 패턴(400)을 마스크로 하여, 상기 제1 층(110)을 부분적으로 제거한다. 이에 따라, 상기 제2 영역(A2)에 제1 층 패턴(110a)를 형성할 수 있다. 예를 들면 상기 제2 임프린트 패턴(270) 및 상기 제2 레지스트 패턴(400)을 식각 장벽(etch barrier)으로하여 상기 제1 층(110)을 건식 식각(dry etching)할 수 있다. 이때, 상기 제2 레지스트 패턴(400)이 상기 제3 영역(A3)을 커버하고 있으므로, 상기 제3 영역(A3)에 대응하는 상기 제1 층 패턴(110a)은 그대로 유지되고, 상기 제2 영역(A2) 내의 상기 제1 층(110)이 상기 제1 층 패턴(110a)으로 패터닝 된다.

이후, 상기 제2 영역(A2) 내의 잔류하는 상기 제2 임프린트 패턴(270)을 제거할 수 있다.

도 1k를 참조하면, 상기 제2 레지스트 패턴(400)과 상기 제3 영역(A3) 내에 잔류하는 상기 제2 임프린트 패턴(270) 및 상기 제2 상기 잔류-오버플로우 부분(270a)을 제거한다.

이에 따라, 상기 제1 층 패턴(110a)이 상기 베이스 기판(100) 상에 배치되는 임프린트 리소그래피용 마스터 템플릿을 제조할 수 있다. 상기 마스터 템플릿은 상기 임프린트 몰드(M)보다 큰 면적에 대해 임프린트 공정을 진행할 수 있다. 예를 들면, 상기 마스터 템플릿은 표시 패널에 사용되는 인-셀(in-cell) 와이어 그리드 편광자(wire grid polarizer)를 형성하는데 사용될 수 있다.

상기 몰드(M)는 일반적인 웨이퍼 크기(300mm) 이하이나, 상기 마스터 템플릿은 상기 몰드(M)의 면적의 수 배의 크기로 형성될 수 있으므로, 대면적 임프린트 공정이 가능하다. 따라서 상기 마스터 템플릿의 상기 베이스 기판(100)은 300mm 이상일 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 임프린트 공정을 진행하는데 있어서, 상기 제3 영역과 제2 영역의 경계에서 정밀 포토 레지스트 공정에 의한 정렬이 가능하므로, 상기 경계에서의 패턴 오차를 줄일 수 있다.

또한, 상기 마스터 템플릿을 제조하는 것 외에도, 상기 방법을 이용하여 표시 패널에 사용되는 인-셀(in-cell) 와이어 그리드 편광자(wire grid polarizer)를 직접 제조할 수도 있다.

도 2a 내지 2i는 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 임프린트 리소그래피 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 2a를 참조하면, 제1 수지 용액(200)이 상기 베이스 기판(100) 상에, 제1 영역(A1) 내에 제공된다.

상기 베이스 기판(100)은 광투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 베이스 기판(100)은 유리 기판, 석영 기판, 투명 수지 기판 등으로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 투명 수지 기판은 폴리이미드계(polyimide-based) 수지, 아크릴계(acryl-based) 수지, 폴리아크릴레이트계(polyacrylate-based) 수지, 폴리카보네이트계(polycarbonate-based) 수지, 폴리에테르계(polyether-based) 수지, 술폰산계(sulfonic acid-based) 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계(polyethyleneterephthalate-based) 수지 등을 포함할 수 있다.

상기 제1 수지 용액(200)은 복수의 방울(droplet) 형태로 상기 제1 층(110) 상에 제공될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 수지 용액(200)은 상기 제1 층(110) 상에 잉크젯 방식으로 드랍(drop)될 수 있다. 상기 제1 수지 용액(200)은 점성(viscosity)이 낮은 자외선 경화성 수지 조성물일 수 있다.

이후, 임프린트 몰드(M)와 상기 베이스 기판(100) 사이의 거리가 가까워 짐에 따라, 상기 제1 수지 용액(200)은 상기 임프린트 몰드(M)에 의해 제1 원시 패턴(210)을 형성한다. 이에 따라, 1차 임프린트가 진행된다. 상기 제1 수지 용액(200)은 점성이 낮으므로, 모세관 현상에 의해, 상기 임프린트 몰드(M)와 상기 베이스 기판 사이에서 상기 제1 원시 패턴(210)을 형성할 수 있다.

상기 제1 원시 패턴(210)은 상기 베이스 기판(100) 상에 형성되는 잔류층 및 상기 잔류층 상에 돌출되는 복수의 돌출 패턴들을 포함한다. 상기 제1 원시 패턴(210)의 각각의 상기 돌출 패턴들은 상기 임프린트 몰드(M)의 상기 몰드 패턴의 각각의 상기 돌출 패턴들 사이에 위치하게된다.

도 2b를 참조하면, 상기 제1 원시 패턴(210)의 상기 잔류층을 제거하여 제1 임프린트 패턴(220)을 형성한다. 상기 제1 임프린트 패턴(220)은 상기 제1 영역(A1)에 형성된다. 상기 제1 원시 패턴(210)이 전체적으로 식각되어 상기 돌출 패턴들 사이의 상기 잔류층이 제거되어 상기 제1 임프린트 패턴(220)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 오버플로우 부분(210a)는 일부 제거되어 제1 잔류-오버플로우 부분(220a)을 형성한다.

이후, 상기 제1 임프린트 패턴(220)이 형성된 상기 베이스 기판(100) 상에, 제2 영역(A2) 내에 제1 레지스트 패턴(300)을 형성한다. 상기 제1 레지스트 패턴(300)은 상기 제1 영역(A1)의 가장자리에 형성된 상기 제1 임프린트 패턴(220) 및 상기 제1 잔류-오버플로우 부분(220a)을 커버한다.

상기 제1 레지스트 패턴(300)은 상기 제1 임프린트 패턴(220)이 형성된 상기 베이스 기판(100) 상에 포토레지스트층을 형성한 후, 추가적인 마스크를 이용하여 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여, 상기 제2 영역(A2)에 대응되는 부분만 잔류시켜 형성할 수 있다. 상기 제1 레지스트 패턴(300)을 형성하는데 노볼락 계열의 포토레지스트가 사용될 수 있다. 상기 제1 레지스트 패턴(300)은 약 0.5um 내지 4um의 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 제3 영역(A3) 내의 상기 제1 임프린트 패턴(220)이 노출된다.

도 2c를 참조하면, 상기 제1 임프린트 패턴(220) 및 상기 제1 레지스트 패턴(300)을 마스크로 하여, 상기 베이스 기판(100)을 부분적으로 제거한다. 이에 따라, 상기 제3 영역(A3)에 상기 베이스 기판(100)의 표면의 일부가 제거되어 형성되는 음각 패턴(100a)을 형성할 수 있다. 예를 들면 상기 제1 임프린트 패턴(220) 및 상기 제1 레지스트 패턴(300)을 식각 장벽(etch barrier)으로하여 상기 베이스 기판(100)을 건식 식각(dry etching)할 수 있다. 이때, 상기 제1 레지스트 패턴(300)이 상기 제2 영역(A2)을 커버하고 있으므로, 상기 제2 영역(A2)에 대응하는 상기 베이스 기판(100)은 그대로 유지되고, 상기 제3 영역(A3) 내의 상기 베이스 기판(100) 상에 상기 음각 패턴(100a)이 형성된다.

도 2d를 참조하면, 상기 제1 레지스트 패턴(300)과 상기 제2 영역(A2) 내에 잔류하는 상기 제1 임프린트 패턴(220) 및 상기 제1 상기 잔류-오버플로우 부분(220a)을 제거한다. 이에 따라, 상기 제2 영역(A2)의 상기 베이스 기판(100)이 노출된다.

도 2e를 참조하면, 제2 수지 용액(250)이 상기 베이스 기판(100) 상에, 제4 영역(A4) 내에 제공된다. 상기 제2 수지 용액(250)은 복수의 방울(droplet) 형태로 상기 베이스 기판(100) 상에 제공될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 수지 용액(250)은 상기 베이스 기판(100) 상에 잉크젯 방식으로 드랍(drop)될 수 있다. 상기 제2 수지 용액(250)은 점성(viscosity)이 낮은 자외선 경화성 수지 조성물일 수 있다.

상기 제2 수지 용액(250)은 점성(viscosity)이 낮은 자외선 경화성 수지 조성물일 수 있다.

도 2f를 참조하면, 상기 임프린트 몰드(M)와 상기 베이스 기판(100) 사이의 거리가 가까워 짐에 따라, 상기 제2 수지 용액(250)은 상기 임프린트 몰드(M)에 의해 제2 원시 패턴(260)을 형성한다. 이에 따라, 2차 임프린트가 진행된다. 상기 제2 수지 용액(250)은 점성이 낮으므로, 모세관 현상에 의해, 상기 임프린트 몰드(M)와 상기 베이스 기판 사이에서 상기 제2 원시 패턴(260)을 형성할 수 있다.

상기 임프린트 몰드(M)는 상기 1차 임프린트에 사용된 것과 동일한 것일 수 있다. 상기 임프린트 몰드(M)는 일반적인 웨이퍼의 크기 (300mm) 이하 일 수 있으며, 이에 따라 상기 제1 영역(A1) 및 상기 제2 영역(A2)의 면적의 합은 상기 일반적인 웨이퍼의 크기 이상일 수 있다.

상기 제2 원시 패턴(260)은 상기 베이스 기판(100) 상에 형성되는 잔류층 및 상기 잔류층 상에 돌출되는 복수의 돌출 패턴들을 포함한다. 상기 제2 원시 패턴(260)의 각각의 상기 돌출 패턴들은 상기 임프린트 몰드(M)의 상기 몰드 패턴의 각각의 상기 돌출 패턴들 사이에 위치하게된다.

도 2g를 참조하면, 상기 제2 원시 패턴(260)의 상기 잔류층을 제거하여 제2 임프린트 패턴(270)을 형성한다. 상기 제2 임프린트 패턴(270)은 상기 제4 영역(A4)에 형성된다. 상기 제2 원시 패턴(260)이 전체적으로 식각되어 상기 돌출 패턴들 사이의 상기 잔류층이 제거되어 상기 제2 임프린트 패턴(270)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2 오버플로우 부분(260a)는 일부 제거되어 제2 잔류-오버플로우 부분(270a)을 형성한다.

이후, 상기 제2 임프린트 패턴(270)이 형성된 상기 베이스 기판(100)상에, 제3 영역(A3) 내에 제2 레지스트 패턴(400)을 형성한다. 상기 제2 레지스트 패턴(400)은 상기 제3 영역(A3) 내에 형성된 상기 제2 임프린트 패턴(270) 및 상기 제2 잔류-오버플로우 부분(270a)을 커버한다.

상기 제2 레지스트 패턴(400)은 상기 제2 임프린트 패턴(270)이 형성된 상기 베이스 기판(100) 상에 포토레지스트층을 형성한 후, 추가적인 마스크를 이용하여 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여, 상기 제3 영역(A3)에 대응되는 부분만 잔류시켜 형성할 수 있다. 상기 제2 레지스트 패턴(400)을 형성하는데 노볼락 계열의 포토레지스트가 사용될 수 있다. 상기 제2 레지스트 패턴(400)은 약 0.5um 내지 4um의 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 영역(A2) 내의 상기 제2 임프린트 패턴(270)이 노출된다. 상기 제2 레지스트 패턴(400)의 가장자리는 정밀 공정을 통해 상기 제3 영역(A3)과 상기 제2 영역(A2)의 경계에 일치하도록 정렬(alignment)될 수 있다.

도 2h를 참조하면, 상기 제2 임프린트 패턴(270) 및 상기 제2 레지스트 패턴(400)을 마스크로 하여, 상기 베이스 기판(100)을 부분적으로 제거한다. 이에 따라, 상기 제2 영역(A2)에 상기 베이스 기판(100)의 표면의 일부가 제거되어 형성되는 음각 패턴(100a)을 형성할 수 있다. 예를 들면 상기 제2 임프린트 패턴(270) 및 상기 제2 레지스트 패턴(400)을 식각 장벽(etch barrier)으로하여 상기 베이스 기판(100)을 건식 식각(dry etching)할 수 있다. 이때, 상기 제2 레지스트 패턴(400)이 상기 제3 영역(A3)을 커버하고 있으므로, 상기 제3 영역(A3)에 대응하는 상기 음각 패턴(100a)은 그대로 유지되고, 상기 제2 영역(A2) 내의 상기 베이스 기판(100) 상에 상기 음각 패턴(100a)이 형성된다.

도 2i를 참조하면, 상기 제2 레지스트 패턴(400)과 상기 제3 영역(A3) 내에 잔류하는 상기 제2 임프린트 패턴(270) 및 상기 제2 상기 잔류-오버플로우 부분(270a)을 제거한다.

이에 따라, 상기 음각 패턴(100a)이 형성된 상기 베이스 기판(100)을 포함하는 임프린트 리소그래피용 마스터 템플릿을 제조할 수 있다.

또한, 상기 마스터 템플릿을 제조하는 것 외에도, 상기 방법을 이용하여 기판 상에 직접 음각 패턴을 형성할 수 있다.

도 3a 내지 3i는 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 임프린트 리소그래피 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 3a를 참조하면, 베이스 기판(100) 상에 제1 층(110)을 형성한다. 상기 베이스 기판(100)은 광투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다.

상기 제1 층(110)은 스핀 코팅(spin coating) 공정, 화학 기상 증착(CVD) 공정, 플라즈마 증대 화학 기상 증착(PECVD) 공정, 고밀도 플라즈마-화학 기상 증착(HDP-CVD) 공정, 프린팅(printing) 공정, 스퍼터링(sputtering) 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다.

이후, 마스크층(120)이 상기 제1 층 (110) 상에 형성된다. 상기 마스크층(120)은 상기 제1 층(110)의 식각 조건에서 상기 제1 층(110)에 비해 식각 속도가 낮은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 층(110)이 실리콘 산화물(SiOx)을 포함하는 경우, 상기 마스크층(120)은 알루미늄등의 금속층일 수 있다. 반대로 상기 제1 층(110)이 알루미늄을 포함하는 경우, 상기 마스크층(120)은 실리콘 산화물(SiOx)을 포함할 수 있다.

이후, 제1 수지 용액이 상기 마스크층(120)상에, 제1 영역(A1) 내에 제공된다. 상기 제1 수지 용액은 복수의 방울(droplet) 형태로 상기 마스크층(120) 상에 제공될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 수지 용액은 상기 마스크층(120) 상에 잉크젯 방식으로 드랍(drop)될 수 있다. 상기 제1 수지 용액은 점성(viscosity)이 낮은 자외선 경화성 수지 조성물일 수 있다.

이후, 임프린트 몰드(M)와 상기 베이스 기판(100) 사이의 거리가 가까워 짐에 따라, 상기 제1 수지 용액은 상기 임프린트 몰드(M)에 의해 제1 원시 패턴(210)을 형성한다. 이에 따라, 1차 임프린트가 진행된다. 상기 제1 수지 용액은 점성이 낮으므로, 모세관 현상에 의해, 상기 임프린트 몰드(M)와 상기 베이스 기판 사이에서 상기 제1 원시 패턴(210)을 형성할 수 있다.

상기 제1 수지 용액은 상기 제1 영역(A1)에 위치하므로, 상기 제1 원시 패턴(210)은 상기 제1 영역(A1)에 형성된다. 상기 1차 임프린트가 진행되면서, 상기 제1 수지 용액의 일부가 상기 제1 영역(A1) 외부로 유출되어 넘쳐(overflow) 제1 오버플로우 부분(overflowed portion; 210a)을 형성할 수 있다.

상기 제1 원시 패턴(210)은 상기 마스크층(120) 상에 형성되는 잔류층 및 상기 잔류층 상에 돌출되는 복수의 돌출 패턴들을 포함한다. 상기 제1 원시 패턴(210)의 각각의 상기 돌출 패턴들은 상기 임프린트 몰드(M)의 상기 몰드 패턴의 각각의 상기 돌출 패턴들 사이에 위치하게된다.

도 3b를 참조하면, 상기 제1 원시 패턴(210)의 상기 잔류층을 제거하여 제1 임프린트 패턴(220)을 형성한다. 상기 제1 임프린트 패턴(220)은 상기 제1 영역(A1)에 형성된다. 상기 제1 원시 패턴(210)이 전체적으로 식각되어 상기 돌출 패턴들 사이의 상기 잔류층이 제거되어 상기 제1 임프린트 패턴(220)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 오버플로우 부분(210a)는 일부 제거되어 제1 잔류-오버플로우 부분(220a)을 형성한다.

이후, 상기 제1 임프린트 패턴(220)이 형성된 상기 마스크층(120) 상에, 제2 영역(A2) 내에 제1 레지스트 패턴(300)을 형성한다. 상기 제1 레지스트 패턴(300)은 상기 제1 영역(A1)의 가장자리에 형성된 상기 제1 임프린트 패턴(220) 및 상기 제1 잔류-오버플로우 부분(220a)을 커버한다.

상기 제1 레지스트 패턴(300)은 상기 제1 임프린트 패턴(220)이 형성된 상기 마스크층(120) 상에 포토레지스트층을 형성한 후, 추가적인 마스크를 이용하여 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여, 상기 제2 영역(A2)에 대응되는 부분만 잔류시켜 형성할 수 있다. 상기 제1 레지스트 패턴(300)을 형성하는데 노볼락 계열의 포토레지스트가 사용될 수 있다. 상기 제1 레지스트 패턴(300)은 약 0.5um 내지 4um의 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 제3 영역(A3) 내의 상기 제1 임프린트 패턴(220)이 노출된다.

도 3c를 참조하면, 상기 제1 임프린트 패턴(220) 및 상기 제1 레지스트 패턴(300)을 마스크로 하여, 상기 마스크층(120)을 부분적으로 제거한다. 이에 따라, 상기 제3 영역(A3)에 마스크 패턴(120a)를 형성할 수 있다. 예를 들면 상기 제1 임프린트 패턴(220) 및 상기 제1 레지스트 패턴(300)을 식각 장벽(etch barrier)으로하여 상기 마스크층(120)을 건식 식각(dry etching)할 수 있다. 이때, 상기 제1 레지스트 패턴(300)이 상기 제2 영역(A2)을 커버하고 있으므로, 상기 제2 영역(A2)에 대응하는 상기 마스크층(120)은 그대로 유지되고, 상기 제3 영역(A3) 내의 상기 마스크층(120)이 상기 마스크 패턴(120a)으로 패터닝 된다.

도 3d를 참조하면, 상기 제1 레지스트 패턴(300)과 상기 제2 영역(A2) 내에 잔류하는 상기 제1 임프린트 패턴(220) 및 상기 제1 상기 잔류-오버플로우 부분(220a)을 제거한다. 이에 따라, 상기 제2 영역(A2)의 상기 마스크층(120)이 노출된다.

도 3e를 참조하면, 제2 수지 용액(250)이 상기 마스크층(110) 상에, 제4 영역(A4) 내에 제공된다. 상기 제2 수지 용액(250)은 복수의 방울(droplet) 형태로 상기 마스크층(120) 상에 제공될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 수지 용액(250)은 상기 마스크층(120) 상에 잉크젯 방식으로 드랍(drop)될 수 있다. 상기 제2 수지 용액(250)은 점성(viscosity)이 낮은 자외선 경화성 수지 조성물일 수 있다.

도 3f를 참조하면, 상기 임프린트 몰드(M)와 상기 베이스 기판(100) 사이의 거리가 가까워 짐에 따라, 상기 제2 수지 용액(250)은 상기 임프린트 몰드(M)에 의해 제2 원시 패턴(260)을 형성한다. 이에 따라, 2차 임프린트가 진행된다. 상기 제2 수지 용액(250)은 점성이 낮으므로, 모세관 현상에 의해, 상기 임프린트 몰드(M)와 상기 베이스 기판 사이에서 상기 제2 원시 패턴(260)을 형성할 수 있다.

상기 제2 원시 패턴(260)은 상기 마스크층(120) 상에 형성되는 잔류층 및 상기 잔류층 상에 돌출되는 복수의 돌출 패턴들을 포함한다. 상기 제2 원시 패턴(260)의 각각의 상기 돌출 패턴들은 상기 임프린트 몰드(M)의 상기 몰드 패턴의 각각의 상기 돌출 패턴들 사이에 위치하게된다.

도 3g를 참조하면, 상기 제2 원시 패턴(260)의 상기 잔류층을 제거하여 제2 임프린트 패턴(270)을 형성한다. 상기 제2 임프린트 패턴(270)은 상기 제4 영역(A4)에 형성된다. 상기 제2 원시 패턴(260)이 전체적으로 식각되어 상기 돌출 패턴들 사이의 상기 잔류층이 제거되어 상기 제2 임프린트 패턴(270)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2 오버플로우 부분(260a)는 일부 제거되어 제2 잔류-오버플로우 부분(270a)을 형성한다.

이후, 상기 제2 임프린트 패턴(270)이 형성된 상기 베이스 기판(100) 상에 제3 영역(A3) 내에 제2 레지스트 패턴(400)을 형성한다. 상기 제2 레지스트 패턴(400)은 상기 제3 영역(A3) 내에 형성된 상기 제2 임프린트 패턴(270) 및 상기 제2 잔류-오버플로우 부분(270a)을 커버한다.

상기 제2 레지스트 패턴(400)은 상기 제2 임프린트 패턴(270)이 형성된 상기 마스크 패턴(120a) 및 상기 마스크층(120) 상에 포토레지스트층을 형성한 후, 추가적인 마스크를 이용하여 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여, 상기 제3 영역(A3)에 대응되는 부분만 잔류시켜 형성할 수 있다. 상기 제2 레지스트 패턴(400)을 형성하는데 노볼락 계열의 포토레지스트가 사용될 수 있다. 상기 제2 레지스트 패턴(400)은 약 0.5um 내지 4um의 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 영역(A2) 내의 상기 제2 임프린트 패턴(270)이 노출된다. 상기 제2 레지스트 패턴(400)의 가장자리는 정밀 공정을 통해 상기 제3 영역(A3)과 상기 제2 영역(A2)의 경계에 일치하도록 정렬(alignment)될 수 있다.

도 3h를 참조하면, 상기 제2 임프린트 패턴(270) 및 상기 제2 레지스트 패턴(400)을 마스크로 하여, 상기 마스크층(120)을 부분적으로 제거한다. 이에 따라, 상기 제2 영역(A2)에 마스크 패턴(120a)를 형성할 수 있다. 예를 들면 상기 제2 임프린트 패턴(270) 및 상기 제2 레지스트 패턴(400)을 식각 장벽(etch barrier)으로하여 상기 마스크층(120)을 건식 식각(dry etching)할 수 있다. 이때, 상기 제2 레지스트 패턴(400)이 상기 제3 영역(A3)을 커버하고 있으므로, 상기 제3 영역(A3)에 대응하는 상기 마스크 패턴(120a)은 그대로 유지되고, 상기 제2 영역(A2) 내의 상기 마스크(120)이 상기 마스크 패턴(110a)으로 패터닝 된다.

도 3i를 참조하면, 상기 제2 레지스트 패턴(400)과 상기 제3 영역(A3) 내에 잔류하는 상기 제2 임프린트 패턴(270) 및 상기 제2 상기 잔류-오버플로우 부분(270a)을 제거한다.

이후 상기 마스크 패턴(120a)를 마스크로 하여, 상기 제1 층(110)을 부분적으로 제거한다. 이에 따라, 상기 제2 및 제3 영역(A2, A3)에 제1층 패턴(110a)를 형성할 수 있다.

도 4a 내지 4g는 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 임프린트 리소그래피 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 4a를 참조하면, 베이스 기판(100) 상에 제1 층(110)을 형성한다. 상기 베이스 기판(100)은 광투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 층(110)은 자외선을 투과시키는 투명한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 층(110)은 투명한 실리콘 화합물 등의 무기 물질을 사용하여 형성될 수 있다.

이후, 제1 수지층(200)이 상기 제1 층(110) 상에 형성된다. 예를 들면, 상기 제1 수지층(200)은 상기 제1 층(110) 상에 스핀 코팅으로 형성될 수 있다. 상기 제1 수지층(200)은 임프린트 공정을 진행하기 위한 전사(transfer layer)층으로 임프린트용 일반적인 수지가 사용될 수 있다.

임프린트 몰드(M)와 상기 베이스 기판(100) 사이의 거리가 가까워 짐에 따라, 상기 베이스 기판(100)의 제1 영역(A1) 내에 상기 임프린트 몰드(M)에 의해 상기 제1 수지층(200)으로부터 제1 원시 패턴(210)이 형성한다. 이에 따라, 1차 임프린트가 진행된다.

이후, 상기 제1 원시 패턴(210)이 형성된 상기 제1 수지층(200)에 자외선을 조사하여, 상기 수지층(200)을 경화시킨다. 상기 임프린트 몰드(M)는 자외선을 투과시키므로, 상기 자외선은 상기 임프린트 몰드(M)를 통해 상기 제1 원시 패턴(210)에 도달하고, 상기 제1 원시 패턴(210)이 형성된 상기 제1 수지층(200)을 경화시킬 수 있다.

도 4b를 참조하면, 상기 제1 원시 패턴(210)의 상기 잔류층을 제거하여 제1 임프린트 패턴(220)을 형성한다. 상기 제1 임프린트 패턴(220)은 상기 제1 영역(A1)에 형성된다. 상기 제1 원시 패턴(210)및 상기 제1 수지층(200)이 전체적으로 식각되어 상기 돌출 패턴들 사이의 상기 잔류층이 제거되어 상기 제1 임프린트 패턴(220)이 형성될 수 있다.

이후, 상기 제1 임프린트 패턴(220)이 형성된 상기 제1 수지층(200) 상에, 제2 영역(A2) 내에 제1 레지스트 패턴(300)을 형성한다. 상기 제1 레지스트 패턴(300)은 상기 제1 영역(A1)의 가장자리에 형성된 상기 제1 임프린트 패턴(220) 및 상기 제1 수지층(200)을 커버한다.

상기 제1 레지스트 패턴(300)은 상기 제1 임프린트 패턴(220)이 형성된 상기 수지층(200) 상에 포토레지스트층을 형성한 후, 추가적인 마스크를 이용하여 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여, 상기 제2 영역(A2)에 대응되는 부분만 잔류시켜 형성할 수 있다. 상기 제1 레지스트 패턴(300)을 형성하는데 노볼락 계열의 포토레지스트가 사용될 수 있다. 상기 제1 레지스트 패턴(300)은 약 0.5um 내지 4um의 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 제3 영역(A3) 내의 상기 제1 임프린트 패턴(220)이 노출된다.

도 4c를 참조하면, 상기 제1 임프린트 패턴(220) 및 상기 제1 레지스트 패턴(300)을 마스크로 하여, 상기 제1 층(110)을 부분적으로 제거한다. 이에 따라, 상기 제3 영역(A3)에 제1 층 패턴(110a)를 형성할 수 있다. 예를 들면 상기 제1 임프린트 패턴(220) 및 상기 제1 레지스트 패턴(300)을 식각 장벽(etch barrier)으로하여 상기 제1 층(110)을 건식 식각(dry etching)할 수 있다. 이때, 상기 제1 레지스트 패턴(300)이 상기 제2 영역(A2)을 커버하고 있으므로, 상기 제2 영역(A2)에 대응하는 상기 제1 층(110)은 그대로 유지되고, 상기 제3 영역(A3) 내의 상기 제1 층(110)이 상기 제1 층 패턴(110a)으로 패터닝 된다.

도 4d를 참조하면, 상기 제1 레지스트 패턴(300)과 상기 제2 영역(A2) 내에 잔류하는 상기 제1 임프린트 패턴(220) 및 상기 제1 수지층(200)을 제거한다. 이에 따라, 상기 제2 영역(A2)의 상기 제1 층(110)이 노출된다.

도 4e를 참조하면, 제2 수지층(250)이 상기 제1 층(110) 상에, 제4 영역(A4) 내에 제공된다. 예를 들면, 상기 제2 수지층(250)은 상기 제1 층(110) 상에 스핀 코팅으로 형성될 수 있다. 상기 제2 수지층(250)은 임프린트 공정을 진행하기 위한 전사(transfer layer)층으로 임프린트용 일반적인 수지가 사용될 수 있다.

임프린트 몰드(M)와 상기 베이스 기판(100) 사이의 거리가 가까워 짐에 따라, 상기 베이스 기판(100)의 상기 제4 영역(A4) 내에 상기 임프린트 몰드(M)에 의해 상기 제1 수지층(200)으로부터 제1 원시 패턴(210)이 형성한다. 이에 따라, 1차 임프린트가 진행된다.

이후, 상기 제2 원시 패턴(260)에 자외선을 조사하여, 상기 제2 수지층(250)을 경화시킨다. 상기 임프린트 몰드(M)는 자외선을 투과시키므로, 상기 자외선은 상기 임프린트 몰드(M)를 통해 상기 제2 원시 패턴(260)에 도달하고, 상기 제2 원시 패턴(260)이 형성된 상기 제2 수지층(250)을 경화시킬 수 있다.

도 4f를 참조하면, 상기 제2 원시 패턴(260)의 상기 잔류층을 제거하여 제2 임프린트 패턴(270)을 형성한다. 상기 제2 임프린트 패턴(270)은 상기 제4 영역(A4)에 형성된다. 상기 제2 원시 패턴(260)이 전체적으로 식각되어 상기 돌출 패턴들 사이의 상기 잔류층이 제거되어 상기 제2 임프린트 패턴(270)이 형성될 수 있다.

이후, 상기 제2 임프린트 패턴(270)이 형성된 상기 제2 수지층(250) 상에, 제3 영역(A3) 내에 제2 레지스트 패턴(400)을 형성한다. 상기 제2 레지스트 패턴(400)은 상기 제2 영역(A2)의 가장자리에 형성된 상기 제2 임프린트 패턴(270) 및 상기 제2 수지층(250)을 커버한다.

도 4g를 참조하면, 상기 제2 임프린트 패턴(270) 및 상기 제2 레지스트 패턴(400)을 마스크로 하여, 상기 제1 층(110)을 부분적으로 제거한다. 이에 따라, 상기 제2 영역(A2)에 제1 층 패턴(110a)를 형성할 수 있다. 예를 들면 상기 제2 임프린트 패턴(270) 및 상기 제2 레지스트 패턴(400)을 식각 장벽(etch barrier)으로하여 상기 제1 층(110)을 건식 식각(dry etching)할 수 있다. 이때, 상기 제2 레지스트 패턴(400)이 상기 제3 영역(A3)을 커버하고 있으므로, 상기 제3 영역(A3)에 대응하는 상기 제1 층 패턴(110a)은 그대로 유지되고, 상기 제2 영역(A2) 내의 상기 제1 층(110)이 상기 제1 층 패턴(110a)으로 패터닝 된다.

이후, 상기 제2 영역(A2) 내의 잔류하는 상기 제2 임프린트 패턴(270), 상기 제2 레지스트 패턴(400), 상기 제2 임프린트 패턴(270) 및 상기 제2 수지층(250)을 제거할 수 있다.

도 5a 내지 5f는 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 임프린트 리소그래피 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 5a를 참조하면, 베이스 기판(100) 상에 제1 층(110)이 형성된다. 상기 제1 층(110) 상에 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2) 내에 제1 원시 패턴(210)이 형성된다. 상기 제1 원시 패턴(210)은 상기 제1 층(110) 상에 수지 용액을 제공한 후, 임프린트 몰드(M)를 사용하여 형성할 수 있다. 상기 제1 영역(A1)의 상기 제1 원시 패턴(210) 및 상기 제2 영역(A2)의 상기 제1 원시 패턴(210)은 동시에 또는 순차적으로 형성될 수 있다.

도 5b를 참조하면, 상기 제1 원시 패턴(210)을 전체적으로 식각하여, 제1 임프린트 패턴(220)을 형성한다. 이후, 상기 제1 영역(A1) 및 상기 제2 영역(A2) 사이에 위치하고 상기 제1 영역(A1) 및 상기 제2 영역(A2)과 일부 중첩하는 제3 영역(A3)에 상기 제1 층(110) 및 상기 제1 임프린트 패턴(220)을 커버하는 제1 레지스트 패턴(300)을 형성한다.

이때, 상기 제1 영역(A1)은 상기 제2 영역(A2)과 실질적으로 동일한 크기를 가질 수 있다. 상기 제3 영역(A3)은 상기 제1 영역(A1) 및 상기 제2 영역(A2) 보다 작을 수 있다.

도 5c를 참조하면, 상기 제1 임프린트 패턴(220) 및 상기 제1 레지스트 패턴(300)을 식각 장벽으로 하여, 상기 제1 층(110)이 부분적으로 식각된다. 이에 따라, 상기 제1 층 패턴(110a)이 제1a 영역(A1a) 및 제2a 영역(A2a)에 형성된다. 상기 제1a 영역(A1a)은 상기 제1 영역(A1)의 일부로써 상기 제3영역(A3)과 중첩하지 않는 부분이다. 상기 제2a 영역(A2a)은 상기 제2 영역(A2)의 일부로써 상기 제3영역(A3)과 중첩하지 않는 부분이다.

이때, 상기 제1a 영역(A1a), 상기 제2a 영역(A2a) 및 상기 제3 영역(A3)은 실질적으로 동일한 크기이거나 유사한 크기일 수 있다.

도 5d를 참조하면, 상기 제1 층(110) 상에 제4 영역(A4)내에 제2 원시 패턴(250)이 형성된다. 상기 제2 원시 패턴(250)은 상기 제1 층(110) 상에 수지 용액을 제공한 후, 임프린트 몰드(M)를 사용하여 형성할 수 있다.

이때, 상기 제4 영역(A4)은 상기 제3 영역(A3)과 중첩하고, 상기 제1a 영역(A1a)의 일부 및 상기 제2a 영역(A2a)의 일부와 중첩한다.

도 5e를 참조하면, 상기 제2 원시 패턴(250)을 전체적으로 식각하여, 제2 임프린트 패턴(260)을 형성한다. 이후, 상기 제1a 영역(A1a) 및 상기 제2a 영역(A2a) 내에 상기 제1 층 패턴(110a) 및 상기 제2 임프린트 패턴(260)을 커버하는 제2 레지스트 패턴(400)을 형성한다.

도 5f를 참조하면, 상기 제2 임프린트 패턴(260) 및 상기 제2 레지스트 패턴(400)을 식각 장벽으로 하여, 상기 제1 층(110)이 부분적으로 식각된다. 이에 따라, 상기 제1 층 패턴(110a)이 상기 제3 영역(A3)에 형성된다. 이에 따라 상기 베이스 기판(100) 상에 상기 임프린트 몰드(M)의 크기 보다 큰 면적에 상기 제1 층 패턴(110a)을 형성할 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 베이스 기판 110: 제1 층
110a: 제1 층 패턴 120: 마스크층
200: 수지 용액 210: 원시 패턴
220: 임프린트 패턴 120: 마스크층
300: 제1 레지스트 패턴 400: 제2 레지스트

Claims

베이스 기판 상의 제1 영역에 제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계;
상기 베이스 기판 상의 상기 제1 영역과 일부 중첩하는 제2 영역에 제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
상기 제1 임프린트 패턴 및 상기 제1 레지스트 패턴을 식각 장벽으로 하여, 상기 제2 영역과 중첩하지 않는 상기 제1 영역의 부분인 제3 영역 내의 상기 제1 임프린트 패턴의 하부를 식각하는 단계;
잔류하는 상기 제1 임프린트 패턴 및 상기 제1 레지스트 패턴을 제거하는 단계;
상기 베이스 기판 상의 상기 제3 영역과 일부 중첩하고 상기 제2 영역과 중첩하는 제4 영역에 제2 임프린트 패턴을 형성하는 단계;
상기 베이스 기판 상의 상기 제3 영역에 제2 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 제2 임프린트 패턴 및 상기 제2 레지스트 패턴을 식각 장벽으로 하여, 상기 제2 영역 내의 상기 제2 임프린트 패턴의 하부를 식각하는 단계를 포함하는 임프린트 리소그래피 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계는
상기 베이스 기판 상에 상기 제1 영역 내에 수지 용액을 복수의 방울 형태로 제공하는 단계;
임프린트 몰드를 사용하여 상기 수지 용액을 제1 원시 패턴으로 형성하는 단계; 및
상기 제1 원시 패턴에 자외선을 조사하여 상기 수지 용액을 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트 리소그래피 방법.
제2 항에 있어서,
상기 원시 패턴은 상기 베이스 기판 상에 형성되는 잔류층 및 상기 잔류층 상에 돌출되는 복수의 돌출 패턴들을 포함하고,
상기 제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계는
상기 원시 패턴을 전체적으로 식각하여 상기 돌출 패턴들 사이의 잔류층을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트 리소그래피 방법.
제3 항에 있어서,
상기 제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계에서,
상기 수지 용액의 일부가 상기 제1 영역 외부로 유출되어 넘쳐 제1 오버플로우 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 임프린트 리소그래피 방법.
제4 항에 있어서,
상기 제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계에서,
상기 제1 레지스트 패턴은 상기 제1 오버플로우 부분을 커버하는 것을 특징으로 하는 임프린트 리소그래피 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계는
상기 제1 레지스트 패턴은 상기 제1 임프린트 패턴의 일부를 커버하는 것을 특징으로 하는 임프린트 리소그래피 방법.
제1 항에 있어서,
제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계는
상기 베이스 기판 상에 수지층을 형성하는 단계; 및
임프린트 몰드를 사용하여 상기 제1 영역 내에 상기 수지층에 상기 제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트 리소그래피 방법.
제7 항에 있어서,
상기 수지층은 상기 베이스 기판의 전체를 커버하는 것을 특징으로 하는 임프린트 리소그래피 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제2 레지스트 패턴을 형성하는 단계는
상기 제2 레지스트 패턴의 가장자리와 상기 제3 영역과 상기 제2 영역의 경계가 일치하도록 상기 제2 레지스트 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 임프린트 리소그래피 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제1 임프린트 패턴의 하부를 식각하는 단계, 및 상기 제2 임프린트 패턴의 하부를 식각하는 단계에서는,
상기 베이스 기판을 직접 패터닝 하여 상기 베이스 기판 표면에 형성되는 음각 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 임프린트 리소그래피 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계 전에,
상기 베이스 기판 상에 제1 층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트 리소그래피 방법.
제11 항에 있어서,
상기 제1 층은 투명한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트 리소그래피 방법.
제12 항에 있어서,
상기 제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계 전에,
상기 제1 층 상에 마스크층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트 리소그래피 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제1 임프린트 패턴이 형성되는 상기 제1 영역은 서로 이격된 두 개 이상의 서브 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트 리소그래피 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 레지스트 패턴들은 각각 0.5um 내지 4um의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 임프린트 리소그래피 방법.
제15 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 레지스트 패턴들은 노볼락 계열의 포토레지스트를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 임프린트 리소그래피 방법.
베이스 기판 상의 제1 영역에 임프린트 몰드를 이용하여 제1 임프린트 패턴을 형성하는 단계;
상기 베이스 기판 상의 상기 제1 영역과 일부 중첩하는 제2 영역에 제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
상기 제1 임프린트 패턴 및 상기 제1 레지스트 패턴을 식각 장벽으로 하여, 상기 제2 영역과 중첩하지 않는 상기 제1 영역의 부분인 제3 영역 내의 상기 제1 임프린트 패턴의 하부를 식각하는 단계;
잔류하는 상기 제1 임프린트 패턴 및 상기 제1 레지스트 패턴을 제거하는 단계;
상기 베이스 기판 상의 상기 제3 영역과 일부 중첩하고 상기 제2 영역과 중첩하는 제4 영역에 상기 임프린트 몰드를 이용하여 제2 임프린트 패턴을 형성하는 단계;
상기 베이스 기판 상의 상기 제3 영역에 제2 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 제2 임프린트 패턴 및 상기 제2 레지스트 패턴을 식각 장벽으로 하여, 상기 제2 영역 내의 상기 제2 임프린트 패턴의 하부를 식각하는 단계를 포함하고,
상기 베이스 기판은 상기 임프린트 몰드 보다 큰 것을 특징으로 하는 임프린트 리소그래피용 마스터 템플릿의 제조 방법.
제17 항에 있어서,
상기 제2 레지스트 패턴을 형성하는 단계는
상기 제2 레지스트 패턴의 가장자리와 상기 제3 영역과 상기 제2 영역의 경계가 일치하도록 상기 제2 레지스트 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 임프린트 리소그래피용 마스터 템플릿의 제조 방법.
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