KR102624399B1 - 프레임 경화 템플릿 및 프레임 경화 템플릿 이용 시스템 및 방법 - Google Patents

프레임 경화 템플릿 및 프레임 경화 템플릿 이용 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

기판 상에 성형가능 재료를 임프린트하기 위한 프레임 경화 템플릿 및 프레임 경화 템플릿 이용 시스템 및 방법. 템플릿은: 템플릿의 전방측면 상의 메사 상의 패터닝면; 템플릿의 전방측면 상의 메사를 둘러싸는 함몰면; 함몰면 상의 함몰면 코팅을 포함할 수 있다. 화학 방사선에 대한, 템플릿의 후방측면으로부터 함몰면 코팅을 통한 제1 투과율은 제1 문턱값 투과율 미만일 수 있다. 제1 프레임 창이 함몰면 코팅 내에 삽입될 수 있고 메사를 둘러싼다. 화학 방사선에 대한, 템플릿의 후방측면으로부터 제1 프레임 창을 통한 템플릿의 제2 투과율은 제1 문턱값 투과율을 초과할 수 있다.

Description

프레임 경화 템플릿 및 프레임 경화 템플릿 이용 시스템 및 방법{FRAME CURING TEMPLATE AND SYSTEM AND METHOD OF USING THE FRAME CURING TEMPLATE}
본 개시 내용은 임프린트용 템플릿, 시스템 및 템플릿으로 기판 상에 패턴을 임프린트하는 방법에 관한 것이다.
나노-제조는, 약 100 나노미터 또는 그 미만의 피쳐(feature)를 갖는 매우 작은 구조물의 제조를 포함한다. 나노-제조가 상당한 영향을 미쳐온 하나의 적용예는 집적 회로의 제조이다. 반도체 처리 산업은, 기판에 형성되는 단위 면적 당 회로를 증가시키면서, 더 큰 생산 수율을 위해서 계속 노력하고 있다. 나노-제조에서의 개선은, 형성된 구조물의 최소 피쳐 치수의 지속적인 감소를 또한 허용하면서, 더 큰 프로세스 제어 및/또는 개선된 처리량을 제공하는 것을 포함한다.
오늘날 사용되는 하나의 나노-제조 기술은 나노임프린트 리소그래피로서 일반적으로 지칭된다. 나노임프린트 리소그래피는, 예를 들어 집적된 소자의 하나 이상의 층을 제조하는 것을 포함하는, 다양한 적용예에서 유용하다. 집적된 소자의 예는, 비제한적으로, CMOS 로직, 마이크로프로세서, NAND 플래시 메모리, NOR 플래시 메모리, DRAM 메모리, MRAM, 3D 크로스-포인트 메모리(cross-point memory), Re-RAM, Fe-RAM, STT-RAM, MEMS 및 기타를 포함한다. 예시적인 나노임프린트 리소그래피 시스템 및 프로세스가 미국 특허 제8,349,241호, 미국 특허 제8,066,930호, 및 미국 특허 제6,936,194호와 같은 수 많은 간행물에서 구체적으로 설명되어 있고, 그 모두는 본원에서 참조로 포함된다.
전술한 특허의 각각에서 개시된 나노임프린트 리소그래피 기술은 성형가능 재료 (중합 가능) 층 내에 릴리프 패턴을 형성하는 것 그리고 릴리프 패턴에 상응하는 패턴을 하부 기판 내로 및/또는 상으로 전사하는 것을 포함한다. 패터닝 프로세스는 기판으로부터 이격된 템플릿, 및 템플릿과 기판 사이에 도포된 성형가능 액체를 이용한다. 성형가능 액체가 응고되어, 성형가능 액체와 접촉되는 템플릿 표면의 형상에 일치되는 패턴을 갖는 고체 층을 형성한다. 응고 후에, 템플릿은 응고된 층으로부터 분리되고, 그에 따라 템플릿 및 기판이 분리된다. 이어서, 기판 및 응고된 층은, 에칭 프로세스와 같은, 부가적인 프로세스를 거치며, 그에 따라 응고된 층 및/또는 응고된 층 아래에 위치되는 패터닝된 층 중 하나 또는 모두 내의 패턴에 상응하는 화상을 기판 내로 전사한다. 패터닝된 기판은, 예를 들어, 경화, 산화, 층 형성, 침착, 도핑, 평탄화, 에칭, 성형가능 재료 제거, 다이싱, 본딩, 및 패키징 등을 포함하는, 소자(물품) 제조를 위한 공지된 단계 및 프로세스를 더 거칠 수 있다.
적어도 제1 실시예가 기판 상에 성형가능 재료를 임프린트하기 위한 템플릿일 수 있다. 템플릿은: 템플릿의 전방측면 상의 메사 상의 패터닝면; 템플릿의 전방측면 상의 메사를 둘러싸는 함몰면; 함몰면 상의 함몰면 코팅을 포함할 수 있다. 화학 방사선에 대한, 템플릿의 후방측면으로부터 함몰면 코팅을 통한 제1 투과율은 제1 문턱값 투과율 미만일 수 있다. 제1 프레임 창이 함몰면 코팅 내에 삽입될 수 있고 메사를 둘러싼다. 화학 방사선에 대한, 템플릿의 후방측면으로부터 제1 프레임 창을 통한 템플릿의 제2 투과율은 제1 문턱값 투과율을 초과할 수 있다.
제1 실시예의 양태는, 함몰면 코팅 내에 삽입되고 제1 프레임 창을 둘러싸는 제2 프레임 창을 더 포함할 수 있다. 화학 방사선에 대한, 템플릿의 전방측면으로부터 제2 프레임 창을 통한 그리고 템플릿 내로의 템플릿의 제3 투과율은 제1 문턱값 투과율을 초과할 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 함몰면 코팅의 전방측면 상에 입사되는 화학 방사선의 반사율이 제2 문턱값 반사율을 초과할 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 함몰면 코팅이: 크롬 박막; 크롬 박막 및 보호 층; 알루미늄 박막; UV 강화 알루미늄 박막; 및 다층 반사 막 중 하나로 제조될 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 함몰면 코팅은 또한 메사 측벽의 일부를 덮을 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 화학 방사선이 UV일 수 있다.
제1 실시예의 양태는 템플릿을 이용하여 성형가능 재료를 기판 상에 임프린트하도록 구성된 장치일 수 있고, 그러한 장치는: 템플릿을 보유하도록 구성된 템플릿 척; 기판을 보유하도록 구성된 기판 척; 패터닝면을 기판의 임프린트 필드 내의 성형가능 재료와 접촉시키도록 구성된 배치 시스템; 패터닝면을 통과하지 않는, 화학 방사선의 프레임 유사 조사 패턴을 템플릿 내의 프레임 창을 통해서 방출하도록 구성된 제1 공급원; 및 패터닝면을 통과하는 화학 방사선의 경화 선량(curing dose)을 방출하도록 구성된 제2 공급원을 포함할 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 제1 공급원은 화학 방사선의 겔화 선량(gelling dose)을 방출하도록 구성될 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 제1 공급원은 화학 방사선의 경화 선량을 방출하도록 구성될 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 방사선 공급원은 제1 공급원 및 제2 공급원 모두에 의해서 방출된 화학 방사선을 생성할 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 제2 공급원 및 제1 공급원은 화학 방사선의 프레임 유사 조사 패턴 및 화학 방사선의 경화 선량 모두를 유도하기 위해서 하나 이상의 광학적 구성요소를 공유할 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 하나 이상의 광학적 구성요소는 제1 상태 및 제2 상태가 되도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 광학적 구성요소가 제1 상태에 있는 제1 경우에, 화학 방사선의 프레임 유사 조사 패턴은: 템플릿을 통해서 유도될 수 있고; 제1 프레임 창을 통해서 유도될 수 있고; 그리고 기판과 패터닝면의 둘레 영역 사이의 간극 내의 성형가능 재료에 입사될 수 있다. 하나 이상의 광학적 구성요소가 제2 상태에 있는 제2 경우에, 화학 방사선의 경화 선량이 템플릿 및 패터닝면을 통해서 유도될 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 화학 방사선은, 기판과 패터닝면의 둘레 영역 사이의 간극 내의 성형가능 재료에 화학 방사선이 도달하게 하는 각도로 프레임 창을 통과할 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 제1 창을 통과하는 프레임 유사 조사 패턴의 제1 부분이 기판에 의해서 반사될 수 있다. 제1 부분 중의 제2 부분이 함몰면 코팅에서 반사될 수 있다. 제2 부분이 기판과 패터닝면의 둘레 영역 사이의 간극 내의 성형가능 재료 상에 입사되도록, 프레임 창이 메사 측벽에 대해서 배치될 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 화학 방사선의 프레임 유사 조사 패턴이, 기판과 패터닝면의 둘레 영역 사이의 간극 내의 성형가능 재료 상으로 입사되기 전에, 기판과 함몰면 코팅 사이에서 1회를 초과한 횟수로 반사되도록, 프레임 창이 메사 측벽에 대해서 배치될 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 기판에 의해서 반사되는 제1 부분 중의 제3 부분이, 함몰면 코팅을 포함하지 않는 함몰면의 제1 섹션을 통해서 투과될 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 제1 섹션은: 프레임 창; 및 외부 프레임 창으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
적어도 제2 실시예가, 템플릿으로 물품을 제조하는 방법일 수 있다. 템플릿은: 템플릿의 전방측면 상의 메사 상의 패터닝면, 템플릿의 전방측면 상의 메사를 둘러싸는 함몰면, 함몰면 상의 함몰면 코팅, 함몰면 코팅 내에 삽입되고 메사를 둘러싸는 제1 프레임 창을 가질 수 있다. 그러한 방법은 기판 상의 임프린트 필드 내의 성형가능 재료를 패터닝면과 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 패터닝면이 성형가능 재료와 접촉한 후에, 성형가능 재료가 템플릿의 메사 측벽을 향해서 패터닝면 아래에서 확산되는 것을 더 포함할 수 있다. 방법은, 성형가능 재료가 메사 측벽에 도달하기 전에, 프레임 창을 통해서, 성형가능 재료를 화학 방사선의 프레임 유사 조사 패턴에 노광시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 그러한 방법은, 화학 방사선의 프레임 유사 조사 패턴이 성형가능 재료의 점도를 높이는 것을 더 포함할 수 있다. 방법은 성형가능 재료를 패터닝면을 통해서 화학 방사선의 경화 선량에 노광시켜 경화된 성형가능 재료의 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 템플릿을 경화된 성형가능 재료로부터 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 물품 제조를 위해서 패턴이 위에 형성된 기판을 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제2 실시예의 양태에서, 화학 방사선의 프레임 유사 조사 패턴은, 메사 측벽에 접근하는 성형가능 재료 상에 입사되기 전에, 함몰면 코팅과 기판 사이에서 반사될 수 있다.
제2 실시예의 양태가, 화학 방사선의 프레임 유사 조사 패턴 및 템플릿 및 프레임 창 모두를 통한 화학 방사선의 경화 선량 모두를 생성하는 방사선 공급원으로부터 화학 방사선의 프레임 유사 조사 패턴을 유도하기 위한 하나 이상의 광학적 구성요소를 이용하여 성형가능 재료를 화학 방사선의 프레임 유사 조사 패턴에 노광시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은, 템플릿 및 패터닝면을 통해서 방사선 공급원으로부터 화학 방사선의 경화 선량을 유도하기 위한 하나 이상의 광학적 구성요소를 이용하여 성형가능 재료를 화학 방사선의 경화 선량에 노광시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
첨부 도면 및 제공된 청구항과 함께 고려할 때, 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 관한 이하의 구체적인 설명으로부터, 본 개시 내용의 이러한 그리고 다른 목적, 특징 및 장점이 명확해질 것이다.
본 발명의 특징 및 장점이 구체적으로 이해될 수 있도록, 첨부 도면에 도시된 실시예를 참조하여, 본 발명의 실시예에 관한 보다 특별한 설명이 제공될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면은 단지 본 발명의 전형적인 실시예를 도시한 것이고, 그에 따라, 본 발명이 다른 마찬가지로 유효한 실시예를 포함할 수 있기 때문에, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것을 주목하여야 한다.
도 1은 실시예에서 사용되는 바와 같은 기판으로부터 이격된 메사를 갖춘 템플릿을 가지는 예시적인 나노임프린트 리소그래피 시스템의 도면이다.
도 2는 실시예에서 사용될 수 있는 예시적인 템플릿의 도면이다.
도 3은 실시예에서 사용될 수 있는 예시적인 프레임 유사 조사 패턴의 도면이다.
도 4는 실시예와 관련된 점도 데이터를 도시하는 차트이다.
도 5는 실시예에서 사용될 수 있는 프레임 유사 조사 패턴의 세기 변동을 도시하는 차트이다.
도 6a 내지 도 6m은, 실시예이고 또한 실시예에서 및/또는 실시예에 의해서 사용될 수 있는 예시적인 프레임 경화 템플릿의 도면이다.
도 7a 내지 도 7g는 실시예일 수 있는 예시적인 프레임 경화 템플릿을 이용하는 예시적인 나노임프린트 시스템의 부분을 도시한다.
도 8은 실시예에서 이용되는 바와 같은 예시적인 임프린팅 방법을 도시한 흐름도이다.
도면 전체를 통해서, 동일한 참조 번호 및 문자는, 달리 기술되지 않는 한, 도시된 실시예의 유사한 특징, 요소, 구성요소 또는 부분을 나타내기 위해서 사용된다. 또한, 이제 도면을 참조하여 청구된 개시 내용을 구체적으로 설명할 것이지만, 이는 설명에 도움이 되는 예시적인 실시예와 함께 설명된다. 첨부된 청구범위에 의해서 규정되는 바와 같은 청구된 개시 내용의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고도, 다양한 변화 및 수정이 설명된 예시적인 실시예에 대해서 이루어질 수 있을 것이다.
임프린트 프로세스에서, 임프린팅 프로세스 중에 성형가능 재료가 템플릿의 메사의 측벽을 넘어서 압출될 때, 압출부가 형성될 수 있다. 압출된 성형가능 재료가 경화될 수 있고 분리 후에 기판 또는 템플릿 상에서 유지될 수 있다. 압출부는, 특히 그 높이가 피쳐 크기를 초과할 때, 결함으로 간주될 수 있다. 압출부의 형성을 방지하는 방법이 요구된다.
나노임프린트 시스템
도 1은, 실시예가 구현될 수 있는, 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)의 도면이다. 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은 기판(102) 상에 릴리프 패턴을 형성하기 위해서 이용된다. 기판(102)은 기판 척(104)에 커플링될 수 있다. 기판 척(104)은, 비제한적으로, 진공 척, 핀-유형 척, 홈-유형 척, 정전기 척, 전자기 척 및/또는 기타일 수 있다.
기판(102) 및 기판 척(104)은 기판 배치 스테이지(106)에 의해서 더 지지될 수 있다. 기판 배치 스테이지(106)는 x, y, z, θ, 및 φ-축 중 하나 이상을 따른 병진운동 및/또는 회전운동을 제공할 수 있다. 기판 배치 스테이지(106), 기판(102), 및 기판 척(104)은 또한 기부(미도시) 상에 배치될 수 있다. 기판 배치 스테이지는 배치 시스템의 일부일 수 있다.
템플릿(108)이 기판(102)으로부터 이격된다. 템플릿(108)은 템플릿(108)의 전방측면 상에서 기판(102)을 향해서 연장되는 (몰드로도 지칭되는) 메사(110)를 갖는 본체를 포함할 수 있다. 메사(110)는 템플릿(108)의 전방측면 상에서 패터닝면(112)을 또한 가질 수 있다. 대안적으로, 템플릿(108)이 메사(110) 없이 형성될 수 있고, 그러한 경우에 기판(102)에 대면되는 템플릿의 표면은 몰드(110)와 동일하고, 패터닝면(112)은 기판(102)에 대면되는 템플릿(108)의 해당 표면이다.
템플릿(108)은, 비제한적으로, 용융 실리카, 석영, 규소, 유기 중합체, 실록산 중합체, 붕규산 유리, 플루오로카본 중합체, 금속, 경화된 사파이어, 및/또는 기타를 포함하는 재료로 형성될 수 있다. 패터닝면(112)은 복수의 이격된 템플릿 함몰부(114) 및/또는 템플릿 돌출부(116)에 의해서 형성된 피쳐를 포함할 수 있다. 패터닝면(112)은, 기판(102) 상에 형성하고자 하는 패턴의 기본을 형성하는 패턴을 형성한다. 대안적인 실시예에서, 패터닝면(112)은 피쳐를 가지지 않고, 그러한 경우에 평면형 표면이 기판 상에 형성된다.
템플릿(108)은 템플릿 척(118)에 커플링될 수 있다. 템플릿 척(118)은, 비제한적으로, 진공 척, 핀-유형 척, 홈-유형 척, 정전기 척, 전자기 척 및/또는 다른 유사 척 유형일 수 있다. 템플릿 척(118)은 응력, 압력 및/또는 스트레인(strain)을 템플릿(108)에 인가하도록 구성될 수 있고, 이는 템플릿(108)에 걸쳐 달라진다. 템플릿 척(118)은 임프린트 헤드에 커플링될 수 있고, 임프린트 헤드는 다시 가교부(bridge)(120)에 이동 가능하게 커플링될 수 있고, 그에 따라 템플릿 척(118), 임프린트 헤드 및 템플릿(108)이 적어도 z-축 방향으로, 그리고 잠재적으로 다른 방향으로(예를 들어, x, y, θ, 및 φ-축) 이동될 수 있다. 배치 시스템은, 템플릿(108)을 이동시키는 하나 이상의 모터를 포함할 수 있다.
나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은 유체 분배기(122)을 더 포함할 수 있다. 유체 분배기(122)는 또한 가교부에 이동 가능하게 커플링될 수 있다. 실시예에서, 유체 분배기(122) 및 템플릿 척(120)은 하나 이상의 배치 구성요소를 공유한다. 대안적인 실시예에서, 유체 분배기(122) 및 템플릿 척(120)이 서로 독립적으로 이동된다. 유체 분배기(122)을 이용하여 성형가능 재료(124)(예를 들어, 중합 가능 재료)를 패턴으로 기판(102) 상에 침착시킬 수 있다. 부가적인 성형가능 재료(124)가 또한, 점적 분배, 스핀-코팅, 침지 코팅, 화학기상증착(CVD), 물리기상증착(PVD), 박막 침착, 후막 침착, 및/또는 기타와 같은 기술을 이용하여 기판(102) 상에 부가될 수 있다. 성형가능 재료(124)는 설계 고려사항에 따라 희망 부피가 몰드(112)와 기판(102) 사이에 형성되기 전에 및/또는 후에 기판(102) 상으로 분배될 수 있다. 성형가능 재료(124)는, 전체가 본원에서 참조로 모두 포함되는, 미국 특허 제7,157,036호 및 미국 특허 제8,076,386호에서 설명된 바와 같은 단량체를 포함하는 혼합물을 포함할 수 있다.
상이한 유체 분배기(122)들이 상이한 기술들을 이용하여 성형가능 재료(124)를 분배할 수 있다. 성형가능 재료(124)가 분사될 수 있을 때, 잉크 젯 유형의 분배기를 이용하여 성형가능 재료를 분배할 수 있다. 예를 들어, 열적 잉크 젯팅, 잉크 젯팅을 기초로 하는 미세전기기계적 시스템(MEMS), 및 압전 잉크 젯팅이 젯팅 가능 액체를 분배하기 위한 일반적인 기술이다.
나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은, 노광 경로(128)를 따라 화학적 에너지를 지향시키는 방사선 공급원(126)을 더 포함할 수 있다. 임프린트 헤드 및 기판 배치 스테이지(106)는 템플릿(108) 및 기판(102)을 노광 경로(128)와 중첩되게 배치하도록 구성될 수 있다. 확산 카메라(136)의 이미지화 필드가 노광 경로(128)와 중첩되도록, 확산 카메라(136)가 마찬가지로 배치될 수 있다. 확산 카메라(136)는 템플릿(108) 아래의 성형가능 재료의 확산을 검출하도록 구성될 수 있다.
나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은, 확산 카메라(136)로부터 분리된 액적 검사 시스템(138)을 더 포함할 수 있다. 액적 검사 시스템(138)은 CCD, 카메라, 라인 카메라, 광검출기 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 액적 검사 시스템(138)은, 렌즈, 거울, 조리개, 필터, 프리즘, 편광기, 창, 적응형 광학기기, 및/또는 광 공급원과 같은 하나 이상의 광학적 구성요소를 포함할 수 있다. 액적 검사 시스템(138)은, 패터닝면(112)이 기판(102) 상의 성형가능 재료(124)와 접촉하기 전에, 액적을 검사하도록 배치될 수 있다.
성형가능 재료(124)가 기판 상으로 분배되기 전에, 기판 코팅(140)이 기판(102)에 도포될 수 있다. 실시예에서, 기판 코팅(140)은 접착 층이다. 실시예에서, 기판 코팅(140)은, 기판이 기판 척(104) 상으로 적재되기에 앞서서, 기판(102)에 도포된다. 대안적인 실시예에서, 기판 코팅(140)은, 기판(102)이 기판 척(104) 위에 있는 동안, 기판(102)에 도포된다. 실시예에서, 기판 코팅(140)은 스핀 코팅, 침지 코팅 등에 의해서 도포된다. 실시예에서, 기판(102)은 반도체 웨이퍼이다. 다른 실시예에서, 기판(102)은, 임프린트 이후에 도터 템플릿(daughter template)을 생성하기 위해서 이용되는 블랭크 템플릿(복제 블랭크)이다.
기판 배치 스테이지(106), 임프린트 헤드, 유체 분배기(122), 방사선 공급원(126), 확산 카메라(136) 및/또는 액적 검사 시스템(138)과 같은 하나 이상의 구성요소 및/또는 하위시스템과 통신하는 하나 이상의 프로세서(132)(제어기)에 의해서, 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)이 조절되고, 제어되고 및/또는 지시 받을 수 있다. 프로세서(132)는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 메모리(134) 내에 저장된 컴퓨터 판독 가능 프로그램 내의 명령어를 기초로 동작될 수 있다. 프로세서(132)는 CPU, MPU, GPU, ASIC, FPGA, DSP, 및 범용 컴퓨터 중 하나 이상일 수 있거나 포함할 수 있다. 프로세서(132)는 목적형 구축 제어기일 수 있거나, 제어기가 되도록 구성될 수 있는 범용 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 메모리의 예는, 비제한적으로, RAM, ROM, CD, DVD, 블루-레이, 하드 드라이브, 네트워크형 부착 저장장치(NAS), 인트라넷 연결형 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 디바이스, 및 인터넷 연결형 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 디바이스를 포함한다.
임프린트 헤드, 기판 배치 스테이지(106) 중 어느 하나, 또는 그 모두가 몰드(110)와 기판(102) 사이의 거리를 변경하여, 성형가능 재료(124)로 충진되는 희망 부피(3차원적인, 경계 지어진 물리적 범위)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 몰드(110)가 성형가능 재료(124)와 접촉되도록, 임프린트 헤드가 템플릿(108)에 힘을 인가할 수 있다. 희망 부피가 성형가능 재료(124)로 충진된 후에, 방사선 공급원(126)이 화학 방사선(예를 들어, UV, 248 nm, 280 nm, 350 nm, 365 nm, 395 nm, 400 nm, 405 nm, 435 nm 등)을 생성하여, 성형가능 재료(124)가 경화, 응고, 및/또는 교차-결합되게 하고; 기판면(130) 및 패터닝면(112)의 형상에 일치시켜, 기판(102) 상에 패터닝된 층을 형성한다. 템플릿(108)이 성형가능 재료(124)와 접촉되는 동안, 성형가능 재료(124)가 경화되어 기판(102) 상에 패터닝된 층을 형성한다. 따라서, 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은, 패터닝면(112) 내의 패턴에 반대인 함몰부 및 돌출부를 갖는 패터닝된 층을 형성하기 위해서, 임프린팅 프로세스를 이용한다.
임프린팅 프로세스는 기판면(130)에 걸쳐 확산되는 복수의 임프린팅 필드에서 반복적으로 실시될 수 있다. 임프린팅 필드의 각각이, 메사(110)와 또는 단지 메사(110)의 패턴 지역과 동일한 크기를 가질 수 있다. 메사(110)의 패턴 지역은, 소자의 피쳐이고 이어서 소자의 피쳐를 형성하기 위해서 후속 프로세스에서 이용되는, 기판(102) 상의 패턴을 임프린트하기 위해서 사용되는 패터닝면(112)의 영역이다. 메사(110)의 패턴 지역은, 압출을 방지하기 위해서 이용되는 유체 제어 피쳐를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 대안적인 실시예에서, 기판(102)은, 기판(102)과 실질적으로 동일한 크기의 단지 하나의 임프린팅 필드 또는 메사(110)로 패터닝되는 기판(102)의 지역을 갖는다. 대안적인 실시예에서, 임프린팅 필드들이 중첩된다. 임프린팅 필드의 일부가, 기판(102)의 경계와 교차되는 부분적인 임프린팅 필드일 수 있다.
각각의 임프린팅 필드 내의 기판면(130)과 패터닝면(112) 사이의 성형가능 재료(124)의 최소 두께인 잔류 층 두께(RLT)를 갖는 잔류 층을 갖도록, 패터닝된 층이 형성될 수 있다. 패터닝된 층은 또한, 두께를 가지는 잔류 층을 넘어서 연장되는 돌출부와 같은 하나 이상의 피쳐를 포함할 수 있다. 이러한 돌출부는 메사(110) 내의 함몰부(114)와 합치된다.
템플릿
도 2는 실시예에서 사용될 수 있는 템플릿(108)의 도면이다. 패터닝면(112)은 (도 2에서 쇄선 상자에 의해서 표시된) 메사(110) 상에 위치된다. 메사(110)는 템플릿의 전방측면 상에서 함몰면(242)에 의해서 둘러싸인다. 메사 측벽(244)은 함몰면(242)을 메사(110)의 패터닝면(112)에 연결시킨다. 메사 측벽(244)은 메사(110)를 둘러싼다. 메사가 둥근 또는 둥근 모서리를 가지는 실시예에서, 메사 측벽은, 모서리가 없이 연속적인 벽인 단일 메사 측벽을 지칭한다.
압출부
임프린팅 중에 해결할 필요가 있는 문제 중 하나는 압출부가 메사 측벽(244) 상에 형성되는 것을 방지하는 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위한 하나의 방법은 둘레 영역 내의 메사(100) 아래의 성형가능 재료(124)를 화학 방사선에 노광시켜, 패터닝면(112)과 기판(102) 사이의 성형가능 재료(124)가 메사 측벽(244)에 도달하기 전에, 그러한 둘레 영역 내의 성형가능 재료(124)가 부분적으로 경화(겔화) 또는 완전히 경화되게 하는 것이다. 하나의 경화 방법은, 성형가능 재료(124)의 유체 전방부가 메사 측벽(244)에 도달하기 전에 또는 그 도중에, 템플릿(108)을 통해서 그리고 성형가능 재료 상으로 화학 방사선을 비추는 광의 메사 형상의 관형 조리개를 이용하는 것이다. 따라서, 성형가능 재료(124)가 메사 측벽(244)에 도달하는 것이 방지되고, 압출부의 형성이 방지된다.
프레임 경화
본 출원인은, 도 3에 도시된 바와 같이, 성형가능 재료(124)를 프레임 유사 조사 패턴(346)을 갖는 화학 방사선에 노광시키는 것이 유리하다는 것을 발견하였고, 그러한 화학 방사선은, 중앙 영역 내의 성형가능 재료(124)가 경화 선량으로 경화되기 전에, 메사(110) 아래의 둘레 영역 내의 성형가능 재료(124)를 겔화 선량에 노광시킨다. 이러한 것을 달성하기 위한 시스템 및 방법이, 본원에서 참조로 포함되는, 2017년 12월 11일에 출원된 미국 특허출원 제15/837,898호에 설명되어 있다(출원인은, 2018년 6월 13일에 계획된 이러한 인용된 출원의 공개 후에 CFR 1.57(h) 하에서 참조로 이러한 포함을 보정하고자 한다). 대안적인 실시예에서, 중앙 영역(652) 내의 성형가능 재료(124)를 경화 선량의 화학 방사선으로 경화시키기에 앞서서, 둘레 영역(654)이 경화 선량에 노광된다.
도 4는 화학 방사선 노광 선량에 따른 2개의 성형가능 재료 제형(#1 및 #2)에 대한 점도 데이터를 도시하는 차트이다. 출원인은, 이러한 재료를 위한 적절한 화학 방사선 선량이, 도 4에 도시된 바와 같이, 상응 범위 #1 및 #2에 의해서 개략적으로 표시된다는 것을 확인하였다. 양 재료들의 원래의 성형가능 재료 점도는 화학 방사선에 노광되기 전에 약 10 mPa·s이다. 본 출원인은 적절한 화학 방사선 선량을 위한 범위가, 성형가능 재료 점도가 원래의 성형가능 재료 점도(11 또는 100 또는 1000 mPa·s)의 1.1x 또는 10x 내지 100x로부터 변화되는 범위라는 것을 확인하였다. 화학 방사선 공급원은 50 내지 500 mW/cm2의 광 세기를 가질 수 있다. 1.0 또는 1.5 내지 3.5 mJ/cm2의 노광 선량을 생성하기 위해서, ~ 2 또는 3 msec 내지 70 msec의 범위 내의 노광 시간을 필요로 한다. 이러한 노광 시간은 화학 방사선의 겔화 선량을 제공하고, 이는 확산 페이즈(spreading phase) 중에 패턴 영역 외측의 성형가능 재료를 겔화시키지만, 동시에 그러한 성형가능 재료를 완전히 경화시키지는 않을 것이다. 겔화 선량은 유체를 완전히 경화시키는데 필요한 화학 방사선 선량의 약 1% 내지 4%이다. 겔화 선량은, 제1 선량 범위 내에 포함되는 선량이다. 제1 선량 범위의 하한선은, 예를 들어 약 1 mJ/cm2의, 중합 발생이 시작되는 개시 선량보다 큰 선량이다. 방사선이 중합 시작 지점 미만일 때, 다른 화학 반응은 중합 반응을 냉각(quench)시킨다. 제1 선량 범위의 상한선은, 유체가 고체로 전환되기 시작하고 정렬 및 공극 제거 프로세스를 방해하는, 선량이다. 제2 선량 범위는, 제1 선량 범위보다 크고 유체를 실질적으로 응고(경화)시키는데 필요한 총 화학 방사선 선량을 포함하는, 경화 선량이다.
이하의 표 1은, 유체 #1 및 #2에 대한 예시적인 실시예에서 이용될 수 있는 화학 방사선 선량 범위 및 점도 범위를 설명한다. 농밀화 선량은, 성형가능 재료가 더 점성적이 되게 하는 범위 내에 포함된다. 유체가 더 이동될 수 있으나, 확산 비율(속도)이 상당히 감소된다.
출원인은, 성형가능 재료가 템플릿(108)과 기판(102) 사이에 개재될 때 성형가능 재료가 확산되는 속도가 성형가능 재료의 점도에 대략적으로 반비례한다는 것을 확인하였다. 따라서, 1.1x, 1.5x, 2x, 5x, 또는 10x 내지 25x, 50x 또는 100x의 범위까지 점도를 증가시키는 것은 성형가능 재료 유동 비율(속력)을 감소시키고 원래의 값의 1% 내지 10% 또는 90%까지 유동 비율을 낮춘다. 예를 들어, 점도가, 대략적으로, 10%, 20%, 50%, 200%, 500%, 1000% 등 만큼 증가될 수 있다. 압출부가 실질적으로 제거되도록, 점도가 증가될 수 있다. 이러한 것은 압출부의 형성을 감소시킬 수 있는데, 이는 성형가능 재료가 더 느리게 유동될 뿐만 아니라 모세관 슬릿(메사(110)와 기판(102) 사이의 공간)의 외부로 유동되는 성형가능 재료의 양이 상당히 감소되고 그에 따라 메사 측벽(244)에서 임의의 상당한 부피의 성형가능 재료가 축적되는 것을 허용하지 않기 때문이다.
방사선 공급원(126)은, 경화 선량 및 겔화 선량의 화학 방사선을 생성하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 화학 방사선은: UV LED; 형광 램프; 중공 음극 램프, 가스-방전 레이저; 등으로 생성될 수 있다. 방사선 공급원(126)은, 공간 및 시간 모두에서 광의 세기를 변조하는 광 프로세서를 포함할 수 있다. 예시적인 광 프로세서는: 디지털 미러 디바이스(DMD); 규소 상의 액정(LcoS); 공간적 광 변조기(SLM); 액정 디바이스(LCD); 하나 이상의 기계적 셔터, 하나 이상의 반사부, 또는 제어되는 방식 및 가변적인 방식으로 공간 및 시간 모두에서 화학 방사선의 세기를 변조할 수 있는 임의의 다른 디바이스이다. 광 프로세서로부터의 광이 광학적 구성요소에 의해서 템플릿(108)을 통해 그리고 기판(102) 상의 성형가능 재료(124)를 향해 유도될 수 있다. 프로세서(132)로부터의 신호에 응답하여, 방사선 공급원(126)은 화학 방사선의 세기 및 공간적 분포를 조정할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 방사선 공급원(126)은, 메사 조사 패턴 및 프레임 유사 분포 패턴의 2개의 상이한 조사 패턴을 갖는 경화 선량을 생성하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 제1 공급원이 프레임 유사 조사 패턴을 갖는 화학 방사선을 방출할 수 있고, 제2 공급원이 메사 조사 패턴을 갖는 화학 방사선을 방출할 수 있다. 일 실시예에서, 방사선 공급원은, 제1 공급원 및 제2 공급원에 의해서 방출되는 화학 방사선을 생성할 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 공급원 및 제1 공급원이 독립적인 방사선 공급원들을 포함할 수 있다.
도 5는 위치에 따른 세기 변동을 보여주는 차트이다. 출원인은, 디지털 미러 디바이스와 같은 광 프로세서를 이용하여 프레임 유사 조사 패턴(346)을 제공하고 이어서 그러한 패턴이 템플릿(108)을 통과할 때, 투사된 광의 급격한 컷오프(sharp cutoff)를 갖는 템플릿(108) 하에서 프레임 유사 조사 패턴을 생성하기 어렵다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 도 5는, 다양한 프레임 유사 조사 패턴 폭을 갖는 프레임 유사 조사 패턴(346)의 일부의 횡단면 내에서 세기가 어떻게 변동되는지를 도시한다.
개선된 프레임 경화를 위한 템플릿
출원인은, 압출부를 방지하기 위해서 이용될 수 있는 도 6a 및 도 6b(실제 축척은 아니다)에 도시된 바와 같은, 프레임 경화 템플릿(608a)을 개발하였다. 패터닝면(112)은, 도 6a에서 평면도로 도시된 바와 같이, 중앙 영역(652) 및 중앙 영역(652)을 둘러싸는 둘레 영역(654)을 갖는다. 둘레 영역의 폭은, 5 ㎛, 10 ㎛, 50 ㎛, 100 ㎛, 200 ㎛, 또는 충분한 유체 제어 또는 다른 목적을 제공하는 다른 폭일 수 있다. 실시예에서, 중앙 영역(652)이 패터닝 피쳐를 포함할 수 있거나 평면형일 수 있다. 둘레 영역(654)은, 압출부 방지에 도움을 주는 유체 제어 피쳐를 포함할 수 있다.
프레임 경화 템플릿(608a)은 또한, 도 6a에 도시된 컷팅 평면(B)을 따른 도면인 도 6b에 도시된 바와 같이, 함몰면(242) 상의 함몰면 코팅(648)을 갖는다. 함몰면 코팅(648)은, 두께가 25 nm 이상인 크롬 막일 수 있다. 함몰면 코팅(648)은 다층 막, 원소 막(예를 들어, 알루미늄, 금, 은, 크롬 등), 다수-원소 막(예를 들어, 산화물, 불화물 등); 크롬 박막; 크롬 박막 및 보호 층; 알루미늄 박막; UV 강화 알루미늄 박막; 또는 다층 반사 필름으로 제조될 수 있다. 함몰면 코팅(648)은, 겔화 선량의 화학 방사선을 반사 또는 흡수하는 재료로 제조될 수 있다. 함몰면 코팅(648)은, 제2 문턱값 반사율보다 큰, 함몰면 코팅(648)의 전방측면 상으로 입사되는 화학 방사선에 대한, 반사율을 가질 수 있다. 제2 문턱값 반사율은 이상적으로 100%이나, 99%, 90%, 80%, 또는 50%일 수 있다. 함몰면 코팅(648)은, 겔화 선량의 화학 방사선이 템플릿(608a)을 통과할 수 있게 하는, 함몰면 코팅(648) 내에 삽입된 프레임 창(650)을 갖는다. 대안적인 실시예에서, 겔화 선량의 화학 방사선의 프레임 유사 분포가, 경화 선량 화학 방사선의 프레임 유사 분포로 대체된다.
이상적인 실시예에서, 화학 방사선에 대한 프레임 창(650)의 투과율이 100%이다. 실제 세계의 실시예에서, 화학 방사선에 대한 프레임 창(650)의 투과율은 100% 미만이고, 프레임 창(650)을 통과하는 화학 방사선이, 템플릿(108)을 기판(102)으로부터 분리하기 전에 성형가능 재료(124)가 메사 측벽(244)에 도달하지 않을 정도로 성형가능 재료(124)를 충분히 경화 또는 겔화할 정도로 충분히 크다. 화학 방사선에 대한 프레임 창(650)의 투과율은 템플릿의 굴절률, 임의의 잔류 함몰면 코팅, 입사 프레임 유사 분포의 입사각, 입사 프레임 유사 분포의 분산, 반사방지(AR) 코팅, 및 프레임 창(650)에 인접한 가스에 따라 크게 달라질 수 있다. 화학 방사선에 대한 프레임 창(650)의 투과율이 제1 문턱값 투과율보다 클 수 있다. 입사 프레임 유사 분포에 대한 프레임 창(650)의 평균 투과율은 94%, 90%, 80%, 70%, 60%, 등보다 클 수 있다. 실시예에서, 프레임 창은 AR 코팅, 더 얇은 함몰면 코팅, 템플릿의 나표면(bare surface), 및/또는 보호 코팅을 갖는다.
이상적인 실시예에서, 화학 방사선에 대한 함몰면 코팅(648)의 투과율이 0이다. 통과하는 화학 방사선이 패터닝면(112)의 중앙 영역(652) 내의 성형가능 재료를 경화 또는 겔화시킬 정도로 충분히 크지 않는 한, 화학 방사선에 대한 함몰면 코팅(648)의 투과율은 0보다 클 수 있다. 예를 들어, 함몰면 코팅(648)의 템플릿측면 상으로 입사되는 프레임 유사 분포 패턴의 선량에 따라, 화학 방사선에 대한 함몰면 코팅(648)의 투과율이 0.1%, 1%, 5%, 10%, 또는 50% 미만일 수 있다. 화학 방사선에 대한 함몰면 코팅(648)의 투과율이 제1 문턱값 투과율보다 작을 수 있다. 템플릿(108)의 후방측면으로부터 템플릿을 통해서 투과될 때, 제1 문턱값 투과율은 입사 방사선의 0.1%, 1%, 5%, 10%, 또는 50%일 수 있다. 프레임 창(650)의 투과율은 또한 함몰면 코팅(648)의 투과율의 1000X, 100X, 50X, 10X, 또는 2X배일 수 있다.
도 6c는, 성형가능 재료(124)가 침착된 기판(102)의 임프린팅 필드 위에 배치된 템플릿(108)의 중앙 영역(652)의 도면이다
도 6d는, 템플릿(108)의 중앙 영역(652)이 기판(102) 상의 임프린팅 필드 내의 성형가능 재료(124)와 접촉된 후의, 템플릿(608a) 및 기판(102)의 도면이다. 이는, 모세관 작용 및/또는 인가된 압력으로 인해서 성형가능 재료(124)가 확산되게 한다. 확산은, 둘레 영역(654) 및 메사 측벽(244)을 향해서 확산되는 성형가능 재료(124)의 유체 전방부(656)를 생성한다. 유체 전방부(656)가 둘레 영역(654)을 통해서 확산됨에 따라 그리고 유체 전방부(656)가 메사 측벽(244)에 도달하기 전에, 프레임 창(650)을 통과하는 도 6e에 도시된 바와 같은 화학 방사선의 겔화 선량에 유체 전방부(656)가 노광된다. 프레임 창(650)은, 얼마나 많은 화학 방사선이 중앙 영역(652) 내의 성형가능 재료에 도달하는지를 또한 제한하면서, 화학 방사선의 겔화 선량이 유체 전방부(656)에 도달하게 하는 공간적 필터인 프레임 형상의 조리개를 갖는다.
화학 방사선의 겔화 선량은, 템플릿(608a)의 후방면 상으로 입사될 때, 프레임 유사 조사 패턴(346)을 갖는다. 프레임 유사 조사 패턴(346)은 디지털 광 프로세서, 공간적 광 변조기, 디지털 마이크로미러 어레이, 프레임 유사 조리개 또는 거울의 이동 가능 세트, 등에 의해서 생성될 수 있다. 조사 빔 프레임 연부(θ)를 갖는 메사 측벽(244)에 유체 전방부(656)가 도달하기 전에 프레임 유사 조사 패턴(346)의 일부가 유체 전방부(656)의 성형가능 재료(124)에 도달하도록, 프레임 유사 조사 패턴(346)이 템플릿(608a)의 후방면 상의 입사각 및 빔 발산을 갖는다. 대안적인 실시예에서, 유체 전방부(656)는, 프레임 유사 조사 패턴(346)을 갖는 화학 방사선의 경화 선량에 노광된다.
도 6e에 도시된 바와 같이, 각도(θE)를 갖는 내부 조사 빔 연부를 갖는 프레임 유사 화학 방사선 패턴에 템플릿(108)을 노광시킴으로써, 화학 방사선의 겔화 선량을 이용하여 유체 전방부(656)를 조사할 수 있고, 그에 따라, 유체 전방부(656)가 둘레 영역(654)을 통과할 때 겔화 선량의 화학 방사선이 프레임 창(650)을 통과하고, 그에 따라 성형가능 재료(124)가 메사 측벽(244)에 도달하지 못하는 한편, 동시에 템플릿의 중앙 영역(652)은 겔화 선량의 화학 방사선에 노광되지 않는다. 함몰면 코팅(648)은 템플릿의 후방면 상에 입사되는 프레임 유사 조사 패턴(346)의 일부 부분을 차단하고, 템플릿의 후방면 상에 입사되는 조사 패턴보다 더 급격한 컷오프를 갖는 조사 패턴을 기판에서 제공한다. 대안적인 실시예에서, 겔화 선량은 경화 선량이다.
성형가능 재료(124)가 확산된 후에 그리고 템플릿(608a) 아래의 임의의 가스가 소산된 후에, 도 6f에 도시된 바와 같이, 성형가능 재료(124)가 패터닝면(112)을 통해서 경화 선량의 화학 방사선에 노광될 수 있다. 화학 방사선의 경화 선량은, 경화된 성형가능 재료가 패터닝면(112)의 형상을 유지하는 지점까지 성형가능 재료(124)가 응고되게 하는 화학 방사선의 선량이다.
대안적인 실시예에서, 도 6g에 도시된 바와 같이, 함몰면 코팅(648)은 반사적이고 겔화 선량의 화학 방사선은, 성형가능 재료가 둘레 영역(654) 내에 있는 동안 그리고 메사 측벽(244)에 도달하기 전에, 프레임 창(650)을 통과하고, 기판(102)에서 반사되고, 함몰면 코팅(648)에서 다시 반사되며, 성형가능 재료(124) 상으로 입사된다. 도 6e에 도시된 실시예보다 뛰어난 도 6g에 도시된 실시예의 장점은, 내부 조사 빔 연부가 겔화 선량의 화학 방사선이 템플릿의 후방에 입사되는 각도(θG)를 갖고, 그러한 각도는 프레임 창의 표면과 수직에 근접하고, 이어서 프레임 창(650)을 빠져 나가는 겔화 선량의 화학 방사선의 각도는, 도 6g에서 도시된 실시예에서와 같이, 도 6e에 도시된 실시예에서 보다 작을 수 있다는 것이다. 다른 장점은, 프레임 창(650)이 메사 측벽(244)으로부터 더 멀 수 있다는 것 그리고 프레임 유사 겔화 선량의 화학 방사선의 내부 후행 연부가 메사(110)의 중앙 영역(652)에 도달하지 않는다는 것이다. 대안적인 실시예에서, 전술한 바와 같은 겔화 선량 대신, 경화 선량의 화학 방사선이 프레임 창을 통과한다.
대안적인 실시예에서, 도 6h에 도시된 바와 같이, 화학 방사선의 프레임 유사 분포가 프레임 창(650)을 통과하고, 메사 측벽(244)에 위치되는 성형가능 재료(124)에 도달하기 전에, 함몰면 코팅(648)과 기판(102) 사이에서 몇차례 반사된다.
실시예에서, 함몰면(242)의 제한된 지역만이 함몰면 코팅(648)을 가지며, 이는 방사선의 부분이 템플릿(108)을 통과할 수 있게 하고 기판(102)에서 반사되게 할 수 있다. 성형가능 재료가 패터닝면(112) 아래에서 확산되고 존재하는 임의의 함몰부(114)를 충진하는 동안, 화학 방사선은 메사(110) 외측의 템플릿(108)의 부분에 노광된다. 그에 따라, 화학 방사선은 프레임 창(650)을 통과하고, 기판(102)과 함몰면 코팅(648) 사이에서 반사될 수 있고, 마지막으로 임프린팅 필드의 연부에서 중합 가능 재료를 노광시키고 및/또는 메사 측벽(244)을 통과할 수 있다.
이러한 방법은 필드의 연부에서 중합 가능 재료를 응고 또는 겔화하기 위해서 이용될 수 있다. 이러한 방법은 메사 아래의 성형가능 재료를 경화시키기에 앞서서 실시될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 경화 방사선이 중앙 영역(652)을 통과하는 동안 프레임 창을 통과하는 화학 방사선에 의해서, 둘레 영역(654) 내의 유체 전방부가 경화될 수 있고, 부분적으로 응고될 수 있고, 또는 겔화될 수 있다. 성형가능 재료(124)가 겔화 선량의 화학 방사선에 노광된 후에 및/또는 노광되는 동안, 성형가능 재료(124)의 점도 증가로 인해서 유체 전방부(656)는 감속될 것이다. 메사 측벽(244)에 근접한 성형가능 재료(124)의 점도를 증가시키는 것은 압출부를 방지하는 것 및 시기 적절한 방식으로 템플릿과 기판의 정렬을 촉진하는 것 모두에 있어서 유리하다.
도 6i는 도 6e에 도시된 실시예의 확대도이다. 메사 측벽(244)에 가장 근접한 프레임 창(650)의 연부는 메사 측벽(240)으로부터 거리(d)를 두고 배치되고, 그에 따라 겔화 선량의 화학 방사선의 프레임 유사 조사 패턴의 연부가 각도(θE)로 프레임 창을 빠져 나가고, 이는, 함몰면 코팅(648) 아래의 높이(h)에 위치되는 유체 전방부(656)에 도달한다. 여기에서, 각도(θE)는 빔 발산 및 입사각의 조합이다.
출원인은, 임프린트 필드에 이웃하는 성형가능 재료를 경화 또는 겔화시키기에 충분한 에너지를 여전히 가지면서, 화학 방사선이 기판(102)과 반사적인 함몰면 코팅(648) 사이에서 반사되고 몇 밀리미터 이동될 수 있다는 것을 발견하였다. 도 6j 및 도 6k는, 이러한 문제를 해결할 수 있고 이웃하는 필드가 실질적으로 노광되는 것을 방지할 수 있는 실시예를 개시한다.
도 6j는, 프레임 창(650) 및 외부 프레임 창(658j) 모두를 포함하는 템플릿의 예시적인 실시예인 템플릿(608j)을 도시한다. 기판(102)에서 반사된 그리고 템플릿(108)을 통과한 화학 방사선이, 인접 필드의 상당한 부분이 겔화 선량(또는 경화 선량)의 화학 방사선에 노광되는 것을 방지할 수 있도록, 외부 프레임 창(658j)이 배치될 수 있다. 외부 프레임 창(658j)은, 무작위적으로 산란된 화학 방사선이 인접 필드에 도달하는 것을 방지하는 외부 경계부를 포함할 수 있다.
도 6k는, 프레임 창(650) 및 외부 프레임 창(658k) 모두를 포함하는 템플릿의 예시적인 실시예인 템플릿(608k)을 도시한다. 외부 프레임 창(658k)이 외부 경계부를 포함하지 않고 도 6k에 도시된 바와 같이 템플릿 연부를 향해서 연장된다는 것을 제외하고, 템플릿(608k)은 템플릿(608j)과 실질적으로 유사하다.
전술한 템플릿은 패터닝면(112) 및 함몰면(242)에 수직인 메사 측벽(244)과 함께 도시되어 있다. 대안적인 실시예에서, 메사 측벽은 도 6l에 도시된 바와 같이 약간의 각도 및/또는 곡률을 가질 수 있다. 도 6l은, 함몰면(242), 패터닝면(112), 및 이들을 연결하는 메사 측벽(244)을 보여주는 공초점 현미경에 의해서 캡쳐된 바와 같은 템플릿의 일부의 표면 프로파일이다. 화학 방사선이 템플릿의 연부에 위치되는 패터닝면 아래의 성형가능 재료에 도달하지 않도록 그리고 메사 측벽을 통과하여 성형가능 재료에 도달하도록, 프레임 창(650)이 배치된다.
메사 측벽(244)에 도달한 프레임 유사 조사 패턴(346)은, 메사 측벽과 패터닝면(112)의 각도와 유사할 수 있는, 기판(102)에 대한 입사각을 가질 수 있다. 입사각은, 프레임 유사 조사 패턴(346)의 세기가 성형가능 재료를 겔화(또는 대안적인 실시예에서 경화)하는 각도이다.
전술한 템플릿은, 단일 평면 및 함몰면 코팅(648)을 갖는 함몰면(242)과 함께 도시되어 있다. 대안적인 실시예에서, 함몰면은 곡선형이고, 다수의 평면 및/또는 단차부를 갖는다. 대안적인 실시예에서, 함몰면은, 곡선형 표면, 평면, 및/또는 단차부 중 하나 이상에서 화학 방사선을 흡수 및/또는 반사시킬 수 있는 함몰면 코팅을 갖는다. 실시예에서, 프레임 창 및/또는 외부 프레임 창이, 상이한 평면들에서 변화를 가지고, 교차될 수 있다. 실시예에서, 도 6m에 도시된 바와 같이, 템플릿(608m)이, 메사 측벽(244)의 일부를 덮을 수 있는 함몰면 코팅(648)을 가질 수 있다.
개선된 프레임 경화를 위한 템플릿 및 광학적 시스템
도 7a 및 도 7b는, 프레임 화학 방사선 분포 및 경화 분포 모두를 출력할 수 있는 광학적 시스템(760)을 포함하는 나노임프린트 시스템의 일부의 도면이다. 도 7a는, 광학적 시스템(760)이 프레임 유사 조사 패턴(346)을 생성하는 제1 상태에 있을 때, 유체 전방부(656)만을 조사하기 위해서 어떻게 템플릿(608a)이 광학적 시스템(760)과 함께 사용될 수 있는지를 도시한다. 프레임 유사 조사 패턴(346)은 중앙 영역(652)을 경화 또는 겔화 선량의 화학 방사선에 노광시키지 않는다. 도 7b는, 광학적 시스템(760)이 패터닝면(112) 아래의 성형가능 재료를 경화시키기 위해서 사용되는 경화 조사 패턴을 생성하는 제2 상태에 있을 때, 성형가능 재료(124)를 경화시키기 위해서 어떻게 템플릿(608a)을 광학적 시스템(760)과 함께 이용할 수 있는지를 보여준다.
도 7c는, 함몰면 코팅(648)이 경화 조사 패턴의 일부를 차단하는 나노임프린트 시스템의 일부의 도면이다.
도 7d는, 프레임 창(750)의 외부 경계부가 템플릿 연부와 일치되는 프레임 창(750)을 갖는 템플릿(708d)을 이용하는 도 7a에 도시된 실시예와 실질적으로 유사한 나노임프린트 시스템의 일부의 도면이다. 그러한 경우에, 인접 필드의 원치 않는 겔화 또는 조기의 경화를 방지하기 위해서, 광학적 시스템(760)이 프레임 유사 조사 패턴(346)의 외부 연부를 제어할 필요가 있을 것이다.
도 7e는, 템플릿(708e)과 조합되어 이용되는 도 7d에 도시된 실시예와 실질적으로 유사한 나노임프린트 시스템의 부분의 도면이다. 도 7e에 도시된 실시예에서, 프레임 유사 조사 패턴(346)은, 프레임 창 내로 더 연장되는 외부 연부를 가지며, 그에 따라 기판(102)에 의해서 반사된 화학 방사선의 원치 않는 부분이 도 7e에 도시된 바와 같이 프레임 창을 역으로 통과하고 템플릿(708e) 내로 전달된다. 원치 않는 부분이 템플릿(708e) 내로 전달된 후에, 원치 않는 부분은 템플릿(708e)을 통과할 수 있고, 그 내부에서 반사될 수 있고, 또는 도시되지 않은 빔 범프에 의해서 흡수될 수 있다.
도 7f는, 프레임 창(650) 내에서 반사방지(AR) 코팅(750f)을 갖는 프레임 창(650)을 갖는 템플릿(708f)과 조합되어 이용되는 도 7d에 도시된 실시예와 실질적으로 유사한 나노임프린트 시스템의 부분의 도면이다. 도 7f에 도시된 바와 같이, 화학 방사선의 원치 않는 부분이 AR 코팅(750f) 상으로 입사된다. AR 코팅(750f)은 상당한 양의 원치 않는 화학 방사선이 템플릿(750f) 내로 전달될 수 있게 할 것이다. 비록 AR 코팅(750f)이 원치 않는 화학 방사선에 대한 템플릿(750f)의 투과율을 개선하지만, 이는 완벽하지 않고 그러한 원치 않는 화학 방사선의 일부가 기판(102)을 향해서 역으로 반사될 것이고, 이는 이어서 템플릿(750f)을 통해서 역으로 전달된다. 이는, 원치 않는 방사선이 소산될 때까지 반복해서 발생될 것이다. 기판(102)에 수직인 중앙 입사 광선을 보여주는 도 7f가 도시되었다는 것을 주목하여야 한다. 입사 방사선은, 반사된 광에 의해서 설명되는 일부 발산을 갖는다. 대조적으로, 도 7a 내지 도 7e는, 발산 빔의 연부를 나타내는 근축 광선(paraxial ray)을 도시한다. 실시예에서, 프레임 창(650)은 외부 경계부를 가지며, AR 코팅(750f)의 외부 연부 및 함몰면의 연부에 의해서 경계 지어진 함몰면(242)의 일부는, 반사적일 수 있는 함몰면 코팅(650)으로 코팅될 수 있다.
도 7g는, 프레임 창(650) 내에서 반사방지(AR) 코팅(750f)을 갖는 프레임 창(650)을 갖는 템플릿(708g)과 조합되어 이용되는 도 7f에 도시된 실시예와 실질적으로 유사한 나노임프린트 시스템의 부분의 도면이다. 템플릿(708g)은 또한, 프레임 창(650)을 둘러싸는 흡수 코팅(748g)을 포함할 수 있다. 흡수 코팅(748g)은 함몰면의 연부까지 연장될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 흡수 코팅(748g)은 함몰면의 연부까지 연장되지 않는다.
광학적 시스템(760)은 방사선 공급원(126)일 수 있거나 방사선 공급원(126)에 광학적으로 커플링될 수 있다. 도 7a 내지 도 7g는 광학적 시스템(760)의 출력 창을 도시한다. 이러한 분포를 생성하는 광학적 시스템(760)의 구성은, 경화 선량 및 겔화 선량의 화학 방사선을 생성하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 화학 방사선은: UV LED; 형광 램프; 가스-방전 레이저; 등 중 하나 이상으로 생성될 수 있다. 방사선 공급원은, 공간 및 시간 모두에서 광의 세기를 변조하는 광 프로세서를 포함할 수 있다. 예시적인 광 프로세서는: 디지털 미러 디바이스(DMD); 규소 상의 액정(LcoS); 공간적 광 변조기(SLM); 액정 디바이스(LCD); 하나 이상의 기계적 셔터, 하나 이상의 반사부, 또는 제어되는 방식 및 가변적인 방식으로 공간 및 시간 모두에서 화학 방사선의 세기를 변조할 수 있는 임의의 다른 디바이스이다. 광 프로세서로부터의 광이 광학적 구성요소에 의해서 템플릿(108)을 통해 그리고 기판(102) 상의 성형가능 재료(124)를 향해 유도될 수 있다. 프로세서(132)로부터의 신호에 응답하여, 방사선 공급원(126)은 화학 방사선의 세기 및 공간적 분포를 조정할 수 있다. 광학적 시스템은 프레임 유사 분포 패턴(346)을 함몰면(242), 프레임 창(650), 기판(102), 유체 전방부(656) 또는 함몰면 코팅(648) 상에 또는 그 부근에 포커스할 수 있다.
임프린팅 프로세스
도 8은, 하나 이상의 (패턴 지역 또는 샷 지역으로도 지칭되는) 임프린팅 필드상의 성형가능 재료(124) 내에 패턴을 형성하기 위해서 이용될 수 있는 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)에 의한 임프린팅 프로세스(800)의 흐름도이다. 임프린팅 프로세스(800)는 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)에 의해서 복수의 기판(102) 상에서 반복적으로 실시될 수 있다. 프로세서(132)는 임프린팅 프로세스(200)를 제어하기 위해서 이용될 수 있다.
임프린팅 프로세스(800)의 시작은, 템플릿 이송 메커니즘이 템플릿 척(118) 상의 템플릿(108)에 장착되게 하는 템플릿 장착 단계를 포함할 수 있다. 임프린팅 프로세스는 또한 기판 장착 단계를 포함할 수 있고, 프로세서(132)는 기판 이송 메커니즘이 기판(102)을 기판 척(104) 상에 장착하게 할 수 있다. 기판은 하나 이상의 코팅 및/또는 구조물을 가질 수 있다. 템플릿(108) 및 기판(102)이 나노임프린트 리소그래피 시스템(100) 상으로 장착되는 순서는 특별히 제한되지 않고, 템플릿(108) 및 기판(102)이 순차적으로 또는 동시에 장착될 수 있다.
배치 단계에서, 프로세서(132)는, 기판 배치 스테이지(106) 및 분배기 배치 스테이지 중 하나 또는 둘 모두가 기판(102)의 임프린팅 필드(i)(i는 초기에 1로 설정될 수 있다)를 유체 분배기(122) 아래의 유체 분배 위치로 이동시키게 할 수 있다. 기판(102)은 N개의 임프린팅 필드로 분할될 수 있고, 각각의 임프린팅 필드는 지수 i에 의해서 식별된다. 여기에서 N은 1, 10, 75, 등 과 같은 실제 정수이다. 분배 단계에서, 프로세서(132)는, 유체 분배기(122)가 성형가능 재료를 임프린팅 필드(i) 상으로 분배하게 할 수 있다. 실시예에서, 유체 분배기(122)는 성형가능 재료(124)를 복수의 액적으로서 분배한다. 유체 분배기(122)는 하나의 노즐 또는 다수의 노즐을 포함할 수 있다. 유체 분배기(122)는 하나 이상의 노즐로부터 성형가능 재료(124)를 동시에 토출할 수 있다. 유체 분배기가 성형가능 재료(124)를 토출하는 동안, 임프린트 필드(i)가 유체 분배기(122)에 대해서 이동될 수 있다. 따라서, 액적의 일부가 기판 상에 놓이는 시간은 임프린트 필드(i)에 걸쳐 다를 수 있다.
그 후에, 액적이 분배되고, 이어서 접촉 단계(S802)가 개시될 수 있고, 프로세서(132)는, 기판 배치 스테이지(106) 및 템플릿 배치 스테이지 중 하나 또는 둘 모두가 템플릿(108)의 패터닝면(112)을 임프린팅 필드(i) 내의 성형가능 재료(124)와 접촉되게 할 수 있다.
확산 단계(S804) 중에, 성형가능 재료(124)는 이어서 임프린팅 필드(i)의 연부 및 메사 측벽(244)을 향해서 확산된다. 임프린팅 필드의 연부는 메사 측벽(244)에 의해서 형성될 수 있다. 성형가능 재료(124)가 어떻게 확산되고 메사를 충진하는지를 확산 카메라(136)를 통해서 관찰할 수 있고, 유체 전방부(656)의 진행을 추적하기 위해서 이용될 수 있다.
프레임 조사 단계(S806)에서, 유체 전방부(656)가 전진하는 동안, 프로세서(132)는, 프레임 유사 조사 패턴(346)을 프레임 창(650)을 향해서 보내도록 방사선 공급원(126) 및/또는 광학적 시스템(760)에 명령을 전달할 수 있다. 접촉 단계(S802) 이후에 또는 유체 전방부(656)가 확산 카메라(136)에 의해서 결정되는 바와 같은 특정 범위까지 확산된 후에, 프레임 조사 단계(S806)가 특정 시간에 실시될 수 있다. 프레임 창(650)은 프레임 유사 조사 패턴(346)에 적용되는 템플릿의 함몰면(242) 상의 공간적 필터 내의 개구부이고, 프레임 유사 조사 패턴은 이어서, 메사 측벽에 도달하기 전에, 유체 전방부(656) 상으로 입사된다. 프레임 창(650)에 의해서 공간적으로 필터링된 프레임 유사 조사 패턴(346)이 기판(102)과 함몰면 코팅(648) 사이에서 반사될 수 있다. 유체 전방부(656)에 도달할 때의 필터링된 프레임 유사 조사 패턴(346)의 세기는, 겔화를 유발하나 경화는 유발하지 않는 세기를 가질 수 있다. 대안적인 실시예에서, 필터링된 프레임 유사 조사 패턴(346)은 경화를 유도하나, 단지 메사 측벽(244)에 근접한 성형가능 재료(124)의 경화를 유도한다.
경화 단계(S808)에서, 프로세서(132)는, 화학 방사선의 경화 조사 패턴을 템플릿(108), 메사(110) 및 패터닝면(112)에 전달하도록, 방사선 공급원(126) 및/또는 광학적 시스템(760)에 명령을 전달할 수 있다. 경화 조사 패턴은, 패터닝면(112) 아래의 성형가능 재료(124)를 경화(중합)시키기에 충분한 에너지를 제공한다. 실시예에서, 경화 조사 패턴은 중앙 영역(652) 아래의 성형가능 재료를 비추고, 또한 둘레 영역(654)의 전부 또는 일부를 비출 수 있다. 실시예에서, 단계(S806) 및 단계(S808)가 중첩될 수 있다.
분리 단계(S810)에서, 프로세서(132)는 기판 배치 스테이지(106) 및 템플릿 배치 스테이지 중 하나 또는 둘 모두를 이용하여, 템플릿(108)의 패터닝면(112)을 기판(102) 상의 경화된 성형가능 재료로부터 분리한다.
임프린트하고자 하는 부가적인 임프린팅 필드가 존재하는 경우에, 프로세스는 단계(S802)로 다시 이동된다. 실시예에서, 부가적인 처리가 처리 단계(S812)에서 기판(102) 상에서 실시되고, 그에 따라 제조 물품(반도체 소자)을 생성한다. 실시예에서, 각각의 임프린팅 필드는 복수의 소자를 포함한다.
처리 단계(S812)에서의 추가적인 처리는, 패터닝된 층 내의 패턴에 상응하는 릴리프 화상을 기판 내로 전사하기 위한 에칭 프로세스를 포함할 수 있다. 처리 단계(S812)에서의 추가적인 처리는, 또한, 예를 들어, 경화, 산화, 층 형성, 침착, 도핑, 평탄화, 에칭, 성형가능 재료 제거, 다이싱, 본딩, 및 패키징 등을 포함하는, 물품 제조를 위한 공지된 단계 및 프로세스를 포함할 수 있다. 복수의 물품(소자)을 생산하도록 기판(102)이 처리될 수 있다.
다양한 양태의 추가적인 수정예 및 대안적인 실시예가 본 설명을 고려한 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 이러한 설명은 단지 예시적인 것으로 간주된다. 본원에 도시되어 있고 설명되어 있는 형태가 실시예의 예로서 취해져야 한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 설명으로부터 이점을 취득한 당업자에게 전부가 명백한 바와 같이, 본 명세서에 설명되고 예시된 요소 및 재료가 대체될 수 있고, 프로세스가 반전될 수 있으며, 특정 특징이 독립적으로 이용될 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 기판 상에 성형가능 재료를 임프린트하기 위한 템플릿이며:
    상기 템플릿의 전방측면 상의 메사 상의 패터닝면;
    상기 템플릿의 상기 전방측면 상의 상기 메사를 둘러싸는 함몰면;
    상기 함몰면 상의 함몰면 코팅을 포함하고;
    화학 방사선에 대한, 상기 템플릿의 후방측면으로부터 상기 함몰면 코팅을 통한 제1 투과율은 제1 문턱값 투과율 미만이고;
    제1 프레임 창이 상기 함몰면 코팅 내에 삽입되고 상기 메사를 둘러싸며;
    상기 함몰면 코팅의 상기 전방측면 상에 입사되는 상기 화학 방사선의 반사율이 제2 문턱값 반사율보다 크고,
    상기 화학 방사선에 대한, 상기 템플릿의 상기 후방측면으로부터 상기 제1 프레임 창을 통한 상기 템플릿의 제2 투과율은 상기 제1 문턱값 투과율보다 큰, 템플릿.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 함몰면 코팅 내에 삽입되고 상기 제1 프레임 창을 둘러싸는 제2 프레임 창을 더 포함하고;
    상기 화학 방사선에 대한, 상기 템플릿의 상기 전방측면으로부터 상기 제2 프레임 창을 통한 그리고 상기 템플릿 내로의 상기 템플릿의 제3 투과율은 상기 제1 문턱값 투과율보다 큰, 템플릿.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 함몰면 코팅이, 크롬 박막; 크롬 박막과 보호 층; 알루미늄 박막; UV 강화 알루미늄 박막; 및 다층 반사 막 중 하나로 제조되는, 템플릿.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 함몰면 코팅이 또한 상기 메사의 측벽의 일부를 덮는, 템플릿.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화학 방사선이 UV인, 템플릿.
  7. 템플릿을 이용하여 기판 상에 성형가능 재료를 임프린팅하도록 구성된 장치이며:
    상기 템플릿을 보유하도록 구성된 템플릿 척;
    상기 기판을 보유하도록 구성된 기판 척;
    패터닝면을 상기 기판의 임프린팅 필드 내의 상기 성형가능 재료와 접촉시키도록 구성된 배치 시스템;
    상기 패터닝면을 통과하지 않는 화학 방사선의 프레임 유사 조사 패턴을 상기 템플릿 내의 프레임 창을 통해서 방출하도록 구성된 제1 공급원; 및
    상기 패터닝면을 통과하는 상기 화학 방사선의 경화 선량(curing dose)을 방출하도록 구성된 제2 공급원을 포함하고,
    상기 템플릿은,
    상기 템플릿의 전방측면 상의 메사 상의 패터닝면;
    상기 템플릿의 상기 전방측면 상의 상기 메사를 둘러싸는 함몰면;
    상기 함몰면 상의 함몰면 코팅을 포함하고;
    화학 방사선에 대한, 상기 템플릿의 후방측면으로부터 상기 함몰면 코팅을 통한 제1 투과율은 제1 문턱값 투과율 미만이고;
    제1 프레임 창이 상기 함몰면 코팅 내에 삽입되고 상기 메사를 둘러싸며;
    상기 화학 방사선에 대한, 상기 템플릿의 상기 후방측면으로부터 상기 제1 프레임 창을 통한 상기 템플릿의 제2 투과율은 상기 제1 문턱값 투과율보다 큰,
    장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 공급원은 상기 화학 방사선의 상기 경화 선량과 겔화 선량 중 하나 또는 둘 모두를 방출하도록 구성되는, 장치.
  9. 제7항에 있어서, 추가로,
    상기 제2 공급원 및 상기 제1 공급원은 상기 화학 방사선의 상기 프레임 유사 조사 패턴 및 상기 화학 방사선의 상기 경화 선량 모두를 유도하기 위해서 하나 이상의 광학적 구성요소를 공유하고,
    상기 하나 이상의 광학적 구성요소가 제1 상태 및 제2 상태가 되도록 구성될 수 있고;
    상기 하나 이상의 광학적 구성요소가 상기 제1 상태에 있는 제1 경우에, 상기 화학 방사선의 상기 프레임 유사 조사 패턴은:
    상기 템플릿을 통해서 유도되고;
    상기 제1 프레임 창을 통해서 유도되고; 그리고
    상기 기판과 상기 패터닝면의 둘레 영역 사이의 간극 내의 상기 성형가능 재료에 입사되며; 그리고
    상기 하나 이상의 광학적 구성요소가 상기 제2 상태에 있는 제2 경우에, 상기 화학 방사선의 상기 경화 선량이 상기 템플릿 및 상기 패터닝면을 통해서 유도되는, 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 화학 방사선은, 상기 기판과 상기 패터닝면의 둘레 영역 사이의 간극 내의 상기 성형가능 재료에 상기 화학 방사선이 도달하게 하는 각도로 상기 제1 프레임 창을 통과하는, 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 프레임 창을 통과하는 상기 프레임 유사 조사 패턴의 제1 부분이 상기 기판에 의해서 반사되고;
    상기 제1 부분 중의 제2 부분이 상기 함몰면 코팅에서 반사되며;
    상기 제2 부분이 상기 기판과 상기 패터닝면의 둘레 영역 사이의 간극 내의 상기 성형가능 재료 상에 입사되도록, 상기 제1 프레임 창이 상기 메사의 측벽에 대해서 배치되는, 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 화학 방사선의 상기 프레임 유사 조사 패턴이, 상기 기판과 상기 패터닝면의 둘레 영역 사이의 상기 간극 내의 상기 성형가능 재료 상으로 입사되기 전에, 상기 기판과 상기 함몰면 코팅 사이에서 1회를 초과한 횟수로 반사되도록, 상기 제1 프레임 창이 상기 메사의 측벽에 대해서 배치되는, 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 기판에 의해서 반사되는 상기 제1 부분 중의 제3 부분이, 상기 함몰면 코팅을 포함하지 않는 상기 함몰면의 제1 섹션을 통해서 투과되는, 장치.
  14. 템플릿으로 물품을 제조하는 방법이며, 상기 템플릿은 상기 템플릿의 전방측면 상의 메사 상의 패터닝면, 상기 템플릿의 상기 전방측면 상의 상기 메사를 둘러싸는 함몰면, 상기 함몰면 상의 함몰면 코팅, 상기 함몰면 코팅 내에 삽입되고 상기 메사를 둘러싸는 제1 프레임 창을 갖고, 상기 방법은:
    기판 상의 임프린트 필드 내의 성형가능 재료를 상기 패터닝면과 접촉시키는 단계로서, 상기 패터닝면이 상기 성형가능 재료와 접촉한 후에, 상기 성형가능 재료가 상기 템플릿의 메사 측벽을 향해서 상기 패터닝면 아래에서 확산되는, 단계;
    상기 성형가능 재료가 상기 메사 측벽에 도달하기 전에, 상기 제1 프레임 창을 통해서, 상기 성형가능 재료를 화학 방사선의 프레임 유사 조사 패턴에 노광시키는 단계로서, 상기 화학 방사선의 상기 프레임 유사 조사 패턴이 상기 성형가능 재료의 점도를 높이는, 단계;
    상기 성형가능 재료를 상기 패터닝면을 통해서 상기 화학 방사선의 경화 선량에 노광시켜 경화된 성형가능 재료의 패턴을 형성하는 단계;
    상기 템플릿을 상기 경화된 성형가능 재료로부터 분리하는 단계; 및
    상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하여 상기 물품을 제조하는 단계를 포함하는, 물품 제조 방법.
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