KR20050035134A

KR20050035134A - 비점착성 몰드를 이용한 패턴 구조의 재현

Info

Publication number: KR20050035134A
Application number: KR1020047005223A
Authority: KR
Inventors: 시흐우셍; 램제임스이써드; 대프론마크
Original assignee: 브레우어 사이언스 인코포레이션
Priority date: 2001-10-11
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2005-04-15
Also published as: EP1441868A4; EP1441868A2

Abstract

본 발명은 새로운 비점착성 몰드(nonstick mold) 및 이러한 몰드를 형성 및 사용하는 방법에 관한 것이다. 상기 몰드는 플루오르폴리머, 플루오르화 실록산 중합체, 실리콘, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군에서 선택되는 것과 같은 비점착성 재료로 형성된다. 상기 비점착성 몰드에는 마스터 몰드(master mold)의 네거티브 이미지가 인쇄되는데, 상기 마스터 몰드는 마이크로 전자 소자용 기판의 표면에 요구되는 것에 상응하는 토포그래피 패턴(topography pattern)을 가지도록 설계되는 것이다. 다음에, 상기 비점착성 몰드는 상기 패턴 또는 이미지를 기판상의 유동성 막에 전사하기 위해 사용된다. 다음에, 상기 막이 경화됨으로써, 언제든지 더욱 더 가공될 수 있는 원하는 패턴이 얻어진다.

Description

비점착성 몰드를 이용한 패턴 구조의 재현{PATTERNED STRUCTURE REPRODUCTION USING NONSTICKING MOLD}

(관련 출원)

이 출원은 참조로 본원에 인용되는 것으로서, 2001년 10월 11일 자로 미합중국 특허출원 제 60/328,841호로 출원된 “고유 비점착성 몰드를 이용한 패턴 구조의 재현”이란 제목의 분할 출원의 우선권을 주장한다.

본 발명은 비점착성 몰드(nonstick mold), 이러한 몰드를 형성하는 방법, 및 이러한 몰드를 이용하여 구조적인 패턴을 다른 표면에 전사하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 몰드는 마이크로 전자 소자, 광전자 소자, 광자 소자, 광학 소자, 평판 디스플레이 소자, 마이크로 전자 기계 시스템(MEMS), 바이오칩 및 센서 소자의 제작에 유용하게 사용된다.

집적 회로(IC)의 제작은 물체 표면상에 초미세 구조를 제작하는 것에 기초한다. 오늘날, 포토리소그래피가 이러한 구조를 만들기 위해 사용되고 있다. 포토래지스트로 알려진 감광성 재료가 표면상에 특정 두께로 코팅된다. 다음에, 토래지스트로 코팅된 표면에는 적절한 파장의 광이 원하는 구조의 패턴을 갖는 마스크를 통해 조사된다. 다음에, 상기 노광 표면은 적당한 포토래지스트 현상액을 이용하여 현상된다. 사용되는 래지스트의 유형에 따라 마스크의 포지티브 또는 네거티브 패턴이 상기 포토래지스트 층에 전사된다. 다음에, 상기 현상된 표면은 습식 또는 건식 화학 기법을 이용하여 식각됨으로써 상기 포토래지스트로 피복되지 않은 영역이 식각된다. 끝으로, 상기 포토래지스트가 습식 화학 방법 또는 건식 화학 방법, 또는 둘 모두의 방법에 의하여 제거된다. 그 결과, 상기 표면상에 원하는 패턴이 형성된다.

포토리소그래피 공정에서는 복잡한 세공(tooling), 지루한 가공, 및 각종 유독성 화학제가 사용된다. 상기 리소그래피 공정을 단순화하기 위한 노력으로서, 새로운 방법인 임프린트 리소그래피(imprint lithography)가 표면에 마이크로구조 패턴을 형성하기 위해 개발되어 왔다(Chou 등, Appl. Phys. Lett., 67(21), 3114-3116 (1995); Chou 등, J. Vac. Sci. Technol. B14(6), 4129-4133 (1996); Wilson 등의 미합중국 특허 출원 제 2001/0040145 A1호). 임프린트 리소그래피는 스핀 코팅법 또는 기타 방법에 의해 유동성 재료를 표면상에 도포하는 것을 포함한다. 다음에, 원하는 구조의 패턴을 갖는 몰드가 적절한 조건하에서 상기 스핀 코팅된 재료에 인쇄된다. 상기 재료는 열 또는 광 공정을 이용하여 경화된다. 상기 몰드가 상기 인쇄된 표면으로부터 이형되면, 상기 표면상에는 원하는 구조의 패턴이 남는다.

상기 몰드를 이형하는 것은 중요한 단계인데, 이는 상기 표면이 특정 성질을 갖지 않는 경우 상기 성형된 재료가 상기 몰드 표면에 들러붙기 쉽기 때문이다. 오늘날의 몰드는 석영, 실리콘, 이산화실리콘 또는 금속으로 이루어진다. 그러나, 이러한 재료들은 이형 공정을 촉진하기에 충분한 표면 특성을 갖지 않는다. 따라서, 상기 성형된 재료로부터 상기 몰드의 이형을 촉진하기 위하여 두 방법이 연구되어 왔다. 한 방법은 상기 몰드 표면을 비점착성 물질의 박막으로 코팅하는 것을 포함한다. 상기 박막은 상기 몰드를 적당한 화학적 매질에 침지하여 도포하거나, 플라즈마 스퍼터링, 플라즈마 강화 화학 기상 증착 또는 진공 증발을 을 이용하여 도포하는 것과 같은 다수의 방법을 이용하여 도포될 수 있다. 상기 박막은 주로, TeflonTM의 상표명으로 시판되는 재료와 유사한 플루오로카본 중합체이다. 플루오로카본 중합체 막은 매우 낮은 표면 에너지를 가지므로, 우수한 비점착성 재료가 된다. 그러나, 이러한 비점착 특성은 상기 몰드 표면에 상기 막을 증착하는 것을 어렵게 만든다. 또한, 상기 성형된 표면상에서 패턴 구조의 임계 치수(CD)를 유지하기 위해서 상기 막은 매우 얇아야 한다.

상기 몰드의 이형을 촉진하기 위한 또 다른 방법은 상기 성형된 재료에 이형제를 첨가하는 것이다. 그러나, 이러한 방법은 상기 재료의 최초 특성을 변화시키고 후속 공정에 악영향을 미친다. 또한 상기 이형제는 기판 표면에서 성형 재료의 밀착성을 감소시킬 수도 있다. 또 다른 단점은 재료 상용성을 달성하기 위하여 상이한 성형 재료들이 상이한 이형제들을 필요로 한다는 것이다.

Wilson 등의 미합중국 특허 출원 제 2001/0040145 A1호는 스텝 및 플래시 임프린트 리도그래피 방법을 개시하고 있다. 상기 방법은 중합성 유체를 통해 패턴 이미지를 기판의 전사층에 전사하기 위하여 양각 구조를 갖는 몰드를 이용한다. 상기 몰드는 상기 전사층 표면으로부터 소정 거리 이격되어 유지되고, 중합성 유체가 몰드의 주변부로부터 상기 몰드 양각 구조에 채워진다. 상기 성형된 중합체(중합된 유체) 및 상기 전사층의 플라즈마 식각이 필요하다. 각종 몰드 재료가 개시되어 있는데, 석영이 바람직한 몰드 재료이다. 그러나, 상기 Wilson 등의 출원에서는 상기 몰드 표면은 상기 고체 중합체 재료로부터 상기몰드의 이형을 촉진하기 위하여 표면 변경제로 처리되어야 한다고 개시하고 있다. 또한, 상기 Wilson 등의 출원의 몰드는 플라즈마법, 화학적 기상 증착법, 용액 처리법, 또는 이들의 조합 방법을 이용하여 표면 변경제로 처리되어야 한다.

다음 문헌(Hirai 등, Journal of Photopolymer Science and Technology, 14(3), 457-462 (2001))에서는 FEP(플루오르화 에틸렌 프로필렌)의 진공 증발에 의하여 플루오르 중합체를 몰드 표면상에 증착하여 상기 중합체로부터 몰드의 이형을 개선하는 방법을 설명하고 있다. 상기 FEP는 매우 낮은 증착 속도로 0.028 Torr의 전체 압력에서 약 555℃까지 가열된다. 몰드의 내구성을 개선하기 위하여, FEP 진공 증발 증착동안 200℃까지 가열되어야 하는데, 이는 FEP 증착 속도를 더욱 감소시키게 된다. 따라서, 이러한 높은 성형 온도에서 플루오로카본 중합체의 원하는 두께를 달성하기 위하여, 몰드가 가열되지 않는 경우에 요구되는 증착 시간과 비교하여 아주 더 긴 증착 시간이 요구된다. 또 다른 단점은 FEP 중합체가 555℃에서 분해됨으로써 몰드 표면상에 증착된 막이 최초 FEP 중합체와 상이한 분자 구조 및 표면 특성을 갖는다는 것이다.

또한 Hirai 등은 몰드를 퍼플루오로폴리에테르-실란으로 이루어지는 용액내로 대기하에서 1분 동안 실온에서 침지하는 대안의 몰드 표면 처리 방법을 설명하고 있다. 다음에, 상기 몰드는 95% 습도 및 65℃ 온도의 조건하에서 1분 동안 유지된 다음, 10분 이상동안 세정되어 과량의 퍼플루오로에테르-실란을 몰드 표면으로부터 제거한 다음, 건조된다. 이러한 방법의 단점은 원하는 임프린트 패턴을 달성하기 위하여 비교적 다량의 플루오로카본 용매를 이용하여 몰드를 세정하여야 한다는 것이다.

다음 문헌(Bailey 등, J. Vac. Sci. Technol., B18(6), 3572-3577 (2000))에서는 몰드 재료로서 석영의 사용을 개시하고 있다. 그러나, 상기 석영과 몰드 재료 사이의 전체 접촉 표면적은 몰드 재료와 하부 기판 사이의 접촉 표면적보다 아주 크다. 몰드 표면과 성형 재료 사이의 큰 표면 에너지로 인해 상기 성형 재료가 기판으로부터 쉽게 박리되어 몰드에 들러붙는다. 이러한 표면 에너지를 감소시켜서 몰드의 이형을 용이하게 하기 위하여, 상기 몰드의 표면은 트리데카플루오로-1,1,2,2-테트라히드로옥틸 트리클로로실란 (CF3-(CF2)5-CH2-CH2-SiCl3)을 이용하여 90℃로 1시간동안 처리하여야 한다. 이러한 표면 변경제는 염소기를 이용하여 석영 표면에 히드록시기(-OH)를 결합시킨다. 이러한 표면 처리 방법의 중요한 단점은 표면 병경제로 사용되는 실란이 습기에 민감하므로 건조한 불활성 기체 분위기에서 처리되어야 한다는 것이다. 또한, 상기 표면 처리 공정 동안에 염산(HCl)이 방출되어 환경 및 건강 문제를 야기하므로 처리 시스템의 배기가 요구된다.

다음문헌(Chou 등, Appl. Phy. Lett., (67(21), 3114-3116 (1995) 및 J. Vac. Sci. Technol., B14(6), 4129-4133(1996))에서는 이산화실리콘 및 실리콘을 몰드 재료로 이용하는 것을 설명하고 있다. 상기 몰드는 e-빔 리도그래피 및 반응성 이온 에칭을 이용하여 제작된 다음, 몰드 표면을 더 이상 코팅 또는 처리하지 않고 이용된다. 그러나, 상기 몰드에 대한 성형 재료(폴리메틸 메타크릴레이트, PMMA)의 접착력을 감소시키기 위하여 PMMA에 이형제가 첨가된다. 이러한 이형제를 첨가하면 재료의 최초 특성이 변화되고 후속 공정이 악영향을 받을 수 있다. 또한, 상기 이형제는 기판 표면에 대한 성형재료의 접착력을 감소시킬 수 있다. 이러한 방법의 또 다른 단점은 재료의 상용성을 달성하기 위해 상이한 성형 재료들이 상이한 이형제들을 필요로 한다는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 비점착성 몰드를 형성하기 위한 단계를 개략적으로 도시한다.

도 2는 본 발명에 따른 비점착성 몰드를 이용하여 네거티브 패턴을 비점착성 몰드로부터 인쇄가능한 기판에 전사하는 것을 개략적으로 도시한다.

본 발명은 신규의 비점착성 몰드, 및 이러한 몰드를 마이크로 소자(microelectronic) 제작 공정에서 네거티브 원판(negatives)으로 이용하는 방법에 관한 것이다.

더욱 상세하게, 상기 비점착성 몰드는 마이크로 소자 기판에 원하는 패턴을 전사하도록 설계되는 그의 최소한 한 표면에 구조체(토포그래피, 라인, 피쳐 등)의 패턴이 형성된다. 종래의 몰드에 비해 이점이 있고 상이한 것으로서, 본 발명의 몰드 전체는 비점착성 재료로 형성됨으로써, 종래의 몰드와 관련된 문제가 해소된다.

본 발명에서 사용하기에 적당한 비점착성 재료로는 비점착성을 가지는 것으로 당업계에서 인식되어 있는 재료가 있다. 상기 재료의 표면 에너지는 접촉각 측정에 의하였을 때 바람직하게는 약 30 dyn/cm 이하, 더욱 바람직하게는 약 18 dyn/cm 이하, 아주 더 바람직하게는 약 10 dyn/cm 이하이다. 이러한 재료의 적당한 예로는 플루오르폴리머, 플루오르화 실록산 중합체, 실리콘, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군에서 선택되는 것들이 있는데, 플루오르화 에틸렌 프로필렌 공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로알콕시 중합체, 및 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 중합체가 특히 바람직하다.

본 발명의 비점착성 몰드는 전술한 비점착성 재료를 마스터 몰드(master mold)에 압착(pressing)함으로써 형성된다. 이러한 비점착성 재료는 상업적으로 입수가능한 막 또는 펠릿 형태로 제공될 수 있지만, 당업계에서 이용되는 설비 및 재료에서 통상적이고 필수적인 바와 같이 철저히 클리닝되어야 한다.

상기 마스터 몰드는 공지의 방법에 따라 설계되고, 최종의 마이크로 소자 기판(예, 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 유리 기판, 석영 기판, 중합체, 절연 기판, 금속, 합금, 탄화 탄화물, 질화실리콘, 사파이어, 및 세라믹) 에서 요구되는 것에 상응하는 마이크로소자 토포그래피(microelectronic topography)를 가지도록 선택되어야 한다. 상기 비점착성 몰드를 마스터 몰드에 압착하는 것은 필요한 균일 압력을 인가할 수 있는 어떤 압착 수단에 의해 달성될 수 있다.

압착 단계동안에 인가되는 압력은 바람직하게는 약 5-200 psi, 더욱 바람직하게는 약 10-100 psi이다. 온도에 관하여, 상기 비점착성 재료는 상기 가압 단계 동안에 및/또는 이전에 상기 비점착성 재료의 Tg 내지 상기 비점착성 재료의 융점보다 약 20℃ 더 높은 온도까지 가열되는 것이 바람직하다. 아주 더 바람직하게는 상기 온도는 상기 비점착성 재료의 융점 내지 상기 융점보다 약 10℃ 더 높은 온도이다. 따라서, 당업자는 이러한 사용 온도가 이용되는 비점착성 재료에 따라 변화하고 또 인가되는 압력에 비례하고 의존한다는 것을 알 수 있지만, 상기 압착 단계 동안 및/또는 이전의 온도는 대표적으로는 약 100-400℃, 더욱 바람직하게는 약 150-300℃ 이다. 상기 압착 단계는 마스터 몰드로부터 비점착성 재료로 이미지를 전사하기에 충분한 시간동안 수행되어야 한다. 이러한 시간은 압착 온도 및 압력에 따라 다르지만, 대표적으로는 약 0.1-10 분, 더욱 바람직하게는 약 2-5 분이다. 끝으로, 이러한 압착 공정은 대기압 또는 진공 분위기하에서 수행될 수 있다.

다음에, 상기 비점착성 몰드는 약 실온으로 냉각된 다음, 마스터 몰드로부터 분리되어 본 발명의 비점착성 몰드 또는 네거티브 원판(negative)이 얻어진다. 상기 비점착성 몰드는 버팀없이 서 있는 형태로서 단독으로 사용될 수 있거나, 또는 스템핑(stamping) 또는 롤링(rolling)을 위한 지지체(예, 실린더의 외측 표면)에 부착될 수 있다. 이러한 방법의 대안으로서, 상기 비점착성 몰드는 공지의 사출 성형 방법에 의해 성형될 수도 있다.

다음에, 본 발명의 비점착성 몰드 또는 네거티브 원판은 기판에 이미지를 인쇄하기 위한 임프린트 리도그래피 도구로서 유용하게 사용될 수 있다. 이러한 공정에 있어서, 유동성 조성물이 스핀 코팅과 같은 방법에 의해 기판 표면에 도포됨으로써 상기 기판상에 상기 조성물의 층 또는 막이 형성된다. 이러한 층은 최종의 원하는 토포그래피에 따라 대표적으로는 약 0.1-500 μm 의 두께를 가지는데, 상기 비점착성 몰드의 두께는 상기 유동성 조성물 층의 두께 보다 큰 것이 바람직하다. 상기 유동성 조성물은 광경화성 조성물(예, 광개시제가 첨가된 에폭사이드, 아크릴레이트, 유기실록산), 열경화성 조성물, 또는 당업계에서 통상적으로 사용되는 어떤 다른 형태의 조성물일 수 있다.

다음에, 상기 비점착성 몰드는 충분한 시간동안 충분한 온도 및 압력에서 상기 유동성 조성물 층에 압착됨으로써 상기 비점착성 몰드의 네거티브 이미지가 상기 조성물 층에 전사된다. 이 단계 동안에 및/또는 이전에 상기 조성물을 이의 유동 온도까지 가열하는 것이 필요할 수도 있다. 상기 압착 단계는 일반적으로는 약 5-200 psi, 더욱 바람직하게는 약 10-70 psi의 압력을 인가하는 것을 포함하고, 약 18-250 ℃, 바람직하게는 약 18-135℃의 온도에서 수행될 수 있다. 이러한 공정은 주위 조건도 적당하지만, 약 20 Torr, 바람직하게는 약 0-1 Torr까지 감압된 챔버에서 수행되는 것이 바람직하다. 이러한 압력을 인가하기 위해 광학적 평판 또는 일부의 동등한 수단이 사용될 수 있고, 상기 선택되는 압력 인가 수단은 특정의 공정에 적합하도록 선택되어야 한다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, UV-경화 공정이 이용되는 경우, UV-투과성 광학 평판이 필요하다.

상기 몰드 및 기판이 접촉 상태로 유지되는 동안, 상기 유동성 조성물은 통상적인 수단에 의해 경화된다. 예를 들어, 상기 조성물이 광경화성인 경우, 이것은 UV 광(특정 조성물에 적당한 파장)에 노출됨으로써 경화된다. 마찬가지로, 상기 조성물이 열경화성인 경우, 이것은 열을 가한후 (예, 열판, 오븐, 또는 IR 가온을 통해) 그의 Tg 이하, 바람직하게는 약 50 ℃ 이하로 냉각함으로써 경화된다. 경화 수단에 무관하게, 상기 몰드는 최종적으로 기판으로부터 분리됨으로써 패턴 형성된 기판이 얻어진다.

본 발명의 방법은 넓은 범위의 치수를 달성할 수 있다는 중요한 장점이 있다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 방법은 약 5 μm 이하, 약 1 μm 이하, 또는 부미크론(예, 약 0.5 μm이하)의 토포그래피 및 피쳐 사이즈를 갖는 기판을 형성하기 위해 사용할 수 있다. 동시에, 더욱 큰 토포그래피 및 피쳐 사이즈가 요구되는 경우(예, MEMS 및 패키지), 약 100 μm 이상 및 심지어는 약 50,000 μm 까지의 토포그래피 및 피쳐 사이즈가 얻어질 수 있다. 본 발명에서 사용되는 용어 “토포그래피”(topography)는 구조체의 높이 또는 깊이를 나타내는 반면에, 용어 “피쳐 사이즈”(feature size)는 구조체의 폭 및 길이를 나타낸다. 폭 및 길이가 상이한 경우, 더 작은 수를 피쳐 사이즈로 나타내는 것이 일반적이다.

도 1을 참조하면, 광학 평판(10), 디스크(10) 및 마스터 몰드(14)가 마련된다. 디스크(12)는 전술한 것과 같은 비점착성 재료(예, FEP 중합체)로 이루어진다. 또한, 디스크(12)는 당업계에서 일반적으로 알려져 있는 바와 같이

아주 매끄럽고 아주 깨끗한 것이 바람직하다.

마스터 몰드(14)는 어떤 통상의 재료로 이루어지고 공지의 제작 방법(예, 포토리도그래피, e-빔 리도그래피 등)에 의해 제작될 수 있다. 마스터 몰드(14)는 특정의 예정된 목적에 요구되는 구조 및 토포그래피를 가지도록 패턴화되는 표면(15)을 가진다. 제작 동안, 디스크(12)는 도 1에서 도시하는 바와 같이 광학 평판(10)과 마스터 몰드(14)의 사이에 위치하며, 광학 평판(10) 및 마스터 몰드(14) 각각은 열판과 접촉하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 마스터 몰드(14)의 표면은 디스크(12)에 접하여 위치한다.

다음에, 디스크(12)는 도시한 바와 같이 광학 평판에 충분한 시간 및 온도(디스크(12)를 구성하는 재료의 특성에 의존하는 온도)로 압착됨으로써 상기 디스크(12)가 표면(15)에 의해 인쇄되는데, 상기 표면(15) 및 광학 평판(10)은 전체의 압착 과정 동안 서로 실제적으로 평행하게 유지된다. 압착후, 상기 결합물은 냉각되는 것이 바람직하고, 상기 광학 평판(10) 및 마스터 몰드(14)는 최종 비점착성 몰드(16)를 제거하기 위하여 분리된다. 도시한 바와 같이, 비점착성 몰드(16)는 상기 마스터 몰드 표면(15)의 네거티브 패턴(18)을 가진다.

도 2를 참조하면, 상기 비점착성 몰드(16)는 인쇄가능한 표면상에 패턴을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 광학 평판(10)외에도, 성형 또는 인쇄가능한 재료(20) 및 기판(22)이 마련되는데, 상기 재료(20)는 기판(20)과 접촉 상태로 유지된다. 재료(20)는 광경화 또는 열경화될 수 있거나 또는 열가소성인 유동성 조성물인 것이 바람직하다. 상기 재료(20)는 스핀 코팅과 같은 어떤 공지된 방법에 의해 기판(22)에 도포될 수 있다. 상기 재료(20)는 바람직하게는 네거티브 패턴(18)의 토포그래피보다 더욱 큰 두께로 기판(22)에 도포되어야 한다.

상기 광학 평판(10) 및 기판(22)은 이들 사이에 위치한 비점착성 몰드(16)에 의해 서로 이격된다. 상기 비점착성 몰드(16)의 네거티브 패턴(18)이 상기 인쇄가능한 재료(20)에 면하여야 한다는 것은 중요하다. 상기 패턴(18) 및 기판(22)은 서로 실제적으로 평행하게 유지되는 것이 바람직하다. 다음에, 광학 평판(10) 및 기판(22)은 이용되는 특정의 인쇄가능한 재료(20)의 특성에 적합한 시간, 온도 및 압력으로 일제히 압착됨으로써 상기 네거티브 패턴(18)이 상기 인쇄가능한 재료(20)에 전사됨으로써, 원하는 패턴(26)을 갖는 전구 회로 구조체(24)가 얻어진다.

하기 실시예는 본 발명에 따른 바람직한 방법을 설명한다. 그러나, 상기 실시예는 예시의 목적으로 제공되는 것으로서 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 결코 아니다.

실시예 1: 1 μm 토포그래피 FEP 패턴형성 막의 제작 및 광경화성 재료를 이용한 패턴 전사

FEP TeflonTM 막(Du Pont로부터 입수)를 적당한 크기로 다듬었다. 다음에, 상기 FEP 막을 철저히 클리닝하여 그 표면상의 유기 잔류물 및 입자를 제거했다. 상기 FEP 막을 1μm 토포그래피 라인 구조를 갖는 미리 클리닝한 물체 표면에 위치시켰다. 선폭은 12.5 μm-237.5 μm 였다. 이러한 패턴형성된 물체 표면을 마스터 몰드로 사용했다. 아주 매끄러운 표면을 갖는 또 다른 물체를 상기 FEP 막의 상부에 위치시키되, 상기 매끄러운 표면이 상기 FEP 막에 면하도록 하였다. 상기 매스터 몰드/FEP 막/매끄러운 표면 물체의 적층물을 280 ℃까지 가열했다. 상기 적층물의 상부면으로부터 하부면까지 총 64 psi의 압력을 인가했다. 이러한 압력은 5분동안 인가되었다. 상기 압착 공정은 주위 대기 조건하에서 수행되었지만, 진공 및 기타 조건하에서 수행될 수도 있다. 상기 압력을 해제하고, 상기 적층물을 실온으로 냉각한 다음 분해했다. 상기 마스터 몰드의 네거티브 패턴이 상기 FEP 막 표면에 전사되었다. 상기 얻어지는 FEP 막은 6인치 이상의 직경을 가졌고, 후술하는 바와 같이 다른 기판 표면에 패턴을 전사하기 위해 사용될 수 있었다.

노볼락 수지(50wt%, Dow Chemical DEN431)를 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(50wt%)와 혼합하여 광경화성 에폭시 조성물을 형성했다. 다음에, 1-3 wt%의 트리아릴설포늄 헥사플루오로포스페이트(광-산 발생제)를 상기 혼합물에 첨가하였는데, 상기 트리아릴설포늄 헥사플루오로포스페이트의 중량%는 상기 사용된 노볼락 수지의 중량에 대한 것이다.

상기 광경화성 에폭시 조성물의 1.5 μm 두께 막을 6인치 실리콘 웨이퍼 상에 코팅했다. 상기 웨이퍼를 압착 챔버내의 웨이퍼 스테이지에 위치시키되, 상기 에폭시-코팅된 표면이 UV-투과성 광학 평판 물체에 면하도록 하였다. 상기 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼와 광학 평판 물체의 사이에 위치시키되, 상기 패턴형성된 표면이 상기 에폭시로 코팅된 웨이퍼에 면하도록 하였다. 상기 압착 챔버를 밀봉하고 20 Torr이하로 감압하고, 상기 웨이퍼 스테이지를 상승시켜서 상기 웨이퍼를 상기 패턴형성된 FEP 막에 압착하면서, 상기 FEP 막을 64 psi의 압력으로 1분간 상기 광학 평판 표면에 압착했다. 상기 FEP 막을 상기 광학 평판 표면과 접촉 상태로 유지하면서, 상기 광학 평판을 통해 UV광을 조사하여 상기 에폭시를 경화시켰다. 상기 에폭시가 경화된 후 상기 압착 압력을 해제했다. 상기 웨이퍼 스테이지를 하강시키고, 상기 챔버를 배기시켰다. 상기 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼 표면으로부터 분리했다. 1 μm 토포그래피를 갖는 상기 마스터 몰드의 패턴이 상기 에폭시로 코팅된 6인치 웨이퍼 표면에 전사되었다.

실시예 2: 1 μm 토포그래피의 FEP 패턴형성 막 및 복사열 공정을 이용한 패턴 전사

15 μm 두께의 예비 중합체(드라이 에치 식각 벤조시클로부텐, 이하, “드라이 에치 BCB”라함, Dow Chemical로부터 입수가능한 CYCLOTENE 300 시리즈)를 6인치 실리콘 웨이퍼 표면에 코팅했다. 상기 웨이퍼를 135 ℃에서 7분간 베이킹했다. 다음에, 상기 웨이퍼를 압착 챔버내의 150 ℃로 예열된 웨이퍼 스테이지에 옮기되, 상기 예비중합체로 코팅된 표면이 광학 평판 물체에 면하도록 하였다. 실시예 1에서 이용된 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼와 상기 광학 물체의 사이에 위치시키되, 상기 패턴형성된 표면이 상기 중합체로 코팅된 웨이퍼 표면에 면하도록 하였다. 상기 압착 챔버를 밀봉하고 20 Torr이하로 감압하고, 상기 웨이퍼 스테이지를 상승시켜서 상기 웨이퍼를 상기 패턴형성된 FEP 막에 압착하면서, 상기 FEP 막을 64 psi의 압착 압력으로 1분간 상기 광학 평판 표면에 압착했다. 다음에, 상기 웨이퍼 스테이지를 50 ℃이하로 냉각하면서 상기 압착 압력을 유지했다. 상기 웨이퍼 스테이지를 하강시키고, 상기 챔버를 배기시켰다. 다음에, 상기 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼 표면으로부터 분리했다. 1 μm의 토포그래피를 갖는 상기 마스터 몰드의 패턴이 상기 중합체로 코팅된 웨이퍼 표면에 성공적으로 전사되었다.

실시예 3: 1 μm 토포그래피의 FEP 패턴형성 막 및 적외선(IR) 열공정을 이용한 패턴 전사

15 μm 두께의 드라이 에치 BCB 막을 6 인치 실리콘 웨이퍼 표면에 코팅했다. 상기 웨이퍼를 135 ℃에서 7분간 베이킹했다. 다음에, 상기 웨이퍼를 압착 챔버내의 웨이퍼 스테이지에 옮기면서 상기 중합체로 코팅된 표면이 IR-투과성 평판 물체에 면하도록 하였다. 실시예 1에서 이용된 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼와 상기 광학 물체의 사이에 위치시키되, 상기 패턴형성된 표면이 상기 중합체로 코팅된 웨이퍼 표면에 면하도록 하였다. 상기 압착 챔버를 밀봉하고 20 Torr이하로 감압하였다. 상기 광학 물체 및 FEP 막을 통해 IR 광을 조사하여 상기 중합체를 그의 유동 온도까지 가열했다. 다음에, 상기 웨이퍼 스테이지를 상승시켜서 상기 웨이퍼를 상기 패턴형성된 FEP 막에 압착한 다음, 상기 FEP 막을 64 psi의 압착 압력으로 1분간 상기 광학 평판 표면에 압착하면서 상기 IR 가열을 계속하여 상기 유동 온도를 유지했다. 상기 IR 가열을 중지한 다음, 상기 웨이퍼를 30초간 냉각했다. 상기 압착 압력을 해제했다. 상기 웨이퍼 스테이지를 하강시키고, 상기 챔버를 배기시켰다. 다음에, 상기 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼 표면으로부터 분리했다. 1 μm 토포그래피를 갖는 상기 마스터 몰드의 패턴이 상기 중합체로 코팅된 웨이퍼 표면에 전사되었다.

실시예 4: 0.5 μm 토포그래피 FEP 패턴형성 막의 제작 및 광경화성 재료를 이용한 패턴 전사

FEP TeflonTM 막을 적당한 크기로 다듬었다. 다음에, 상기 FEP 막을 철저히 클리닝하여 그 표면상의 유기 잔류물 및 입자를 제거했다. 상기 FEP 막을 0.5 μm 토포그래피 및 3-500 μm 피쳐 사이즈 구조를 갖는 미리 클리닝한 물체 표면에 위치시켰다. 이러한 패턴형성된 물체 표면을 마스터 몰드로 사용했다. 아주 매끄러운 표면을 갖는 또 다른 물체를 상기 FEP 막의 상부에 위치시키면서 상기 매끄러운 표면이 상기 FEP 막에 면하도록 하였다. 상기 매스터 몰드/FEP 막/매끄러운 물체의 적층물을 280 ℃까지 가열했다. 상기 적층물의 상부면으로부터 하부면까지 총 64 psi의 압력을 인가했다. 이러한 압력은 5분 동안 인가되었다. 상기 압착 공정은 대기 조건하에서 수행되었다. 상기 압력을 해제하고, 상기 적층물을 실온으로 냉각한 다음 분해했다. 상기 마스터 몰드의 네거티브 패턴이 상기 FEP 막 표면에 전사되었다. 상기 얻어지는 FEP 막은 6인치 이상의 직경을 가졌고, 후술하는 바와 같이 다른 기판 표면에 패턴을 전사하기 위해 사용되었다.

1.5 μm 두께의 광경화성 에폭시를 6 인치 실리콘 웨이퍼 상에 코팅했다. 상기 웨이퍼를 압착 챔버내의 웨이퍼 스테이지에 위치시키되, 상기 에폭시로 코팅된 표면이 UV-투과성 광학 평판 물체에 면하도록 하였다. 상기 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼와 광학 평판 물체의 사이에 위치시키되, 상기 패턴형성된 표면이 상기 에폭시로 코팅된 웨이퍼에 면하도록 하였다. 상기 압착 챔버를 밀봉하고 20 Torr이하로 감압했다. 상기 웨이퍼 스테이지를 상승시켜서 상기 웨이퍼를 상기 패턴형성된 FEP 막에 압착하면서, 상기 FEP 막을 64 psi의 압력으로 1분간 상기 광학 평판 표면에 압착했다. 상기 광학 평판 표면과 계속 접촉시키면서, 상기 광학 평판 표면을 통해 UV 광을 조사하여 상기 에폭시를 경화시켰다. 상기 에폭시가 경화된 후 상기 압착 압력을 해제했다. 상기 웨이퍼 스테이지를 하강시키고, 상기 챔버를 배기시켰다. 상기 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼 표면으로부터 분리했다. 0.5 μm의 토포그래피를 갖는 상기 마스터 몰드의 패턴이 상기 에폭시로 코팅된 6 인치 웨이퍼 표면에 전사되었다.

실시예 5: 0.5 μm 토포그래피의 FEP 패턴형성 막 및 복사열 공정을 이용한 패턴 전사

15 μm 두께의 드라이 에치 BCB 층을 6 인치 실리콘 웨이퍼 표면에 코팅했다. 상기 웨이퍼를 135 ℃에서 7분간 베이킹했다. 다음에, 상기 웨이퍼를 압착 챔버내의 150 ℃로 예열된 웨이퍼 스테이지에 옮기면서 상기 예비중합체로 코팅된 표면이 광학 평판 물체에 면하도록 하였다. 실시예 4에서 이용된 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼와 상기 광학 물체의 사이에 위치시켰다. 상기 압착 챔버를 밀봉하고 20 Torr이하로 감압하고, 상기 웨이퍼 스테이지를 상승시켜서 상기 웨이퍼를 상기 패턴형성된 FEP 막에 압착한 다음, 상기 FEP 막을 64 psi의 압력으로 1분간 상기 광학 평판 표면에 압착했다. 다음에, 상기 웨이퍼 스테이지를 50 ℃이하로 냉각하면서 상기 압착 압력을 유지했다. 상기 웨이퍼 스테이지를 냉각한 후, 상기 웨이퍼 스테이지를 하강시키고, 상기 챔버를 배기시켰다. 다음에, 상기 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼 표면으로부터 분리했다. 0.5 μm의 토포그래피를 갖는 상기 마스터 몰드의 패턴이 상기 중합체로 코팅된 웨이퍼 표면에 성공적으로 전사되었다.

실시예 6: 0.5 μm 토포그래피의 FEP 패턴형성 막 및 적외선(IR) 열공정을 이용한 패턴 전사

15 μm 두께의 드라이 에치 BCB 층을 6 인치 실리콘 웨이퍼 표면에 코팅했다. 상기 웨이퍼를 135 ℃에서 7분간 베이킹했다. 다음에, 상기 웨이퍼를 압착 챔버내의 웨이퍼 스테이지에 옮기면서 상기 중합체로 코팅된 표면이 IR-투과성 평판 물체에 면하도록 하였다. 실시예 4에서 이용된 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼와 상기 광학 물체의 사이에 위치시켰다. 상기 압착 챔버를 밀봉하고 20 Torr이하로 감압하였다. 상기 광학 물체를 통해 IR 광을 조사하여 상기 중합체를 그의 유동 온도까지 가열했다. 다음에, 상기 웨이퍼 스테이지를 상승시켜서 상기 웨이퍼를 상기 패턴형성된 FEP 막에 압착한 다음, 상기 FEP 막을 64 psi의 압착 압력으로 1분간 상기 광학 평판 표면에 압착하였다. 상기 압착 공정 동안, 상기 IR 가열을 계속하여 상기 유동 온도를 유지했다. 상기 IR 가열을 중지한 다음, 상기 웨이퍼를 30초간 냉각하고, 상기 압착 압력을 해제했다. 상기 웨이퍼 스테이지를 하강시키고, 상기 챔버를 배기시켰다. 다음에, 상기 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼 표면으로부터 분리했다. 0.5 μm의 토포그래피를 갖는 상기 마스터 몰드의 패턴이 상기 중합체로 코팅된 웨이퍼 표면에 전사되었다.

실시예 7: 5 μm 토포그래피 FEP 패턴형성 막의 제작 및 열경화성 재료를 이용한 패턴 전사

FEP TeflonTM 막을 적당한 크기로 다듬었다. 다음에, 상기 FEP 막을 철저히 클리닝하여 그 표면상의 유기 잔류물 및 입자를 제거했다. 상기 FEP 막을 5 μm 토포그래피 및 50 μm 내지 5000 μm 이상의 피쳐 사이즈 구조를 갖는 미리 클리닝한 물체 표면에 위치시켰다. 이러한 패턴형성된 물체 표면을 마스터 몰드로 사용했다. 아주 매끄러운 표면을 갖는 또 다른 물체를 상기 FEP 막의 상부에 위치시키되, 상기 매끄러운 표면이 상기 FEP 막에 면하도록 하였다. 상기 매스터 몰드/FEP 막/매끄러운 표면 물체의 적층물을 280 ℃까지 가열했다. 상기 적층물의 상부면으로부터 하부면까지 총 35 psi의 압력을 인가했다. 이러한 압력은 4분 동안 인가되었다. 상기 압착 공정은 대기 조건하에서 수행되었다. 상기 압력을 해제하고, 상기 적층물을 실온으로 냉각한 다음 분해했다. 상기 마스터 몰드의 패턴이 상기 FEP 막 표면에 전사되었다. 따라서, 직경이 6인치 이상인 패턴형성된 막이 얻어졌으며, 이것은 다른 기판 표면에 패턴을 전사하기 위해 사용되었다.

5 μm 이상의 두께를 갖는 드라이 에치 BCB 층을 6 인치 실리콘 웨이퍼 표면에 코팅했다. 상기 웨이퍼를 150℃에서 1분간 베이킹했다. 다음에, 상기 웨이퍼를 압착 챔버내의 예열 웨이퍼 스테이지(175℃ 온도)에 옮기면서 상기 중합체로 코팅된 표면이 광학 평판 물체에 면하도록 하였다. 5 μm 토포그래피를 갖는 상기 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼와 상기 광학 평판 물체의 사이에 위치시켰다. 다음에, 상기 웨이퍼 스테이지를 상승시켜서 상기 웨이퍼를 상기 패턴형성된 FEP 막에 압착한 다음, 상기 FEP 막을 21 psi의 압착 압력으로 5분간 상기 광학 평판 표면에 압착하였다. 다음에, 상기 전체의 압착된 물체를 75℃ 이하로 냉각하면서 상기 압착 압력을 21 psi로 유지했다. 상기 압착 압력을 해제하고, 상기 웨이퍼 스테이지를 하강시켰다. 상기 적층물을 압착 도구로부터 제거하고 실온으로 냉각했다. 상기 적층물을 분해한 다음, 상기 패턴형성된 FRP 막을 상기 웨이퍼 표면으로부터 분리했다. 5 μm의 토포그래피를 갖는 상기 마스터 몰드의 패턴이 상기 중합체로 코팅된 웨이퍼 표면에 전사되었다.

실시예 8: 0.25 μm 구조를 갖는 1 μm 토포그래피 FEP 패턴형성 막의 제작 및 광경화성 재료를 이용한 패턴 전사

FEP TeflonTM 막을 적당한 크기로 다듬었다. 다음에, 상기 FEP 막을 철저히 클리닝하여 그 표면상의 유기 잔류물 및 입자를 제거했다. 상기 FEP 막을 1 μm 토포그래피 및 0.25 μm 내지 50 μm 피쳐 사이즈 구조를 갖는 미리 클리닝한 물체 표면에 위치시켰다. 이러한 패턴형성된 물체 표면을 마스터 몰드로 사용했다. 아주 매끄러운 표면을 갖는 또 다른 물체를 상기 FEP 막의 상부에 위치시키되, 상기 매끄러운 표면이 상기 FEP 막에 면하도록 하였다. 상기 매스터 몰드/FEP 막/매끄러운 표면 물체의 적층물을 280 ℃까지 가열했다. 상기 적층물의 상부면으로부터 하부면까지 총 64 psi의 압력을 인가했다. 이러한 압력은 5분 동안 인가되었다. 상기 압착 공정은 대기 조건하에서 수행되었다. 상기 압력을 해제하고, 상기 적층물을 실온으로 냉각한 다음 분해했다. 상기 마스터 몰드의 네거티브 패턴이 상기 FEP 막 표면에 전사되었다. 따라서, 직경이 6인치 이상인 패턴형성된 막이 얻어졌으며, 이것은 후술하는 바와 같이 다른 기판 표면에 패턴을 전사하기 위한 모울드로 사용되었다.

1.5 μm 두께의 광경화성 에폭시를 6 인치 실리콘 웨이퍼 상에 코팅했다. 상기 웨이퍼를 압착 챔버내의 웨이퍼 스테이지에 위치시키되, 상기 에폭시로 코팅된 표면이 UV-투과성 광학 평판 물체에 면하도록 하였다. 상기 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼와 광학 평판 물체의 사이에 위치시키되, 상기 패턴형성된 표면이 상기 에폭시로 코팅된 웨이퍼에 면하도록 하였다. 상기 압착 챔버를 밀봉하고 20 Torr이하로 감압했다. 상기 웨이퍼 스테이지를 상승시켜서 상기 웨이퍼를 상기 패턴형성된 FEP 막에 압착한 다음, 상기 FEP 막을 64 psi의 압력으로 1분간 상기 광학 평판 표면에 압착했다. 상기 FEP 막을 상기 광학 평판 표면과 접촉시키면서, 상기 광학 평판 표면을 통해 UV 광을 조사하여 상기 에폭시를 경화시켰다. 상기 에폭시가 경화된 후, 상기 압착 압력을 해제했다. 상기 웨이퍼 스테이지를 하강시키고, 상기 챔버를 배기시켰다. 상기 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼 표면으로부터 분리했다. 0.25 μm 구조를 갖는 1 μm 토포그래피의 상기 마스터 몰드의 패턴이 상기 에폭시로 코팅된 6 인치 웨이퍼 표면에 전사되었다.

실시예 9: 승온에서 광경화성 재료를 이용한 패턴 전사

약 13 μm 두께의 UV 경화성 재료(감광성 벤조시클로부텐, Dow Chemical에 의해 시판되는 CYCLOTENE 4000 시리즈)를 6인치 실리콘 웨이퍼 표면에 코팅했다. 다음에, 상기 웨이퍼를 압착 챔버내의 135 ℃로 예열된 웨이퍼 스테이지에 옮기면서 상기 중합체로 코팅된 표면이 UV 투과성 광학 평판 물체에 면하도록 하였다. 실시예 4에서 이용된 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼와 상기 광학 물체의 사이에 위치시키되, 상기 패턴형성된 표면이 상기 웨이퍼에 면하도록 하였다. 상기 웨이퍼를 상기 웨이퍼 스테이지 상에서 1분간 베이킹했다. 상기 압착 챔버를 밀봉하고 20 Torr이하로 감압했다. 135℃에서, 상기 웨이퍼 스테이지를 상승시켜서 상기 웨이퍼를 상기 패턴형성된 FEP 막에 압착하여 상기 FEP 막을 64 psi의 압착 압력으로 1분간 상기 광학 평판 표면에 압착했다. 상기 광학 평판 표면과 계속 접촉시키면서, 상기 광학 평판을 통해 UV광을 조사하여 상기 코팅된 재료를 경화시켰다. 상기 재료가 경화된 후, 상기 압착 압력을 제거했다. 상기 웨이퍼 스테이지를 하강시키고, 상기 챔버를 배기시켰다. 다음에, 상기 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼 표면으로부터 분리했다. 0.5 μm 토포그래피를 갖는 상기 마스터 몰드의 패턴이 6 인치 웨이퍼 표면에 전사되었다.

실시예 10: FEP 펠릿으로부터 1 μm 토포그래피 FEP 패턴형성 막의 제작 및 광경화성 재료를 이용한 패턴 전사

1 μm 토포그래피 라인 구조를 갖는 미리 클리닝한 물체 표면을 기판 스테이지에 위치시켰다. 상기 물체 표면상의 라인 구조는 12.5 μm 내지 237.5 μm의 폭을 가졌다. 이러한 패턴형성된 물체 표면을 마스터 몰드로 사용했다. 상기 패턴형성된 물체 표면을 약 2-3mm 펠릿(pellet) 형태의 FEP 수지로 덮었다. 아주 매끄러운 표면을 갖는 또 다른 물체를 상기 FEP 펠릿의 상부에 위치시키되, 상기 매끄러운 표면이 상기 FEP 재료에 면하도록 하였다. 상기 매스터 몰드/FEP 펠릿/광학 평판 물체의 적층물을 280 ℃까지 가열했다. 상기 적층물의 상부면으로부터 하부면까지 총 64 psi의 압력을 5분동안 인가했다. 상기 압착 공정은 대기 조건하에서 수행되었다. 다음에, 상기 압력을 제거하고, 상기 적층물을 실온으로 냉각한 다음 분해했다. 상기 마스터 몰드의 네거티브 패턴을 갖는 FEP 막이 상기 FEP 펠릿으로부터 제작되었다. 다음에, 직경이 6인치 이상인 상기 패턴형성된 FEP 막을 다른 기판 표면에 패턴을 전사하기 위한 모울드로 사용하였다.

1.5 μm 두께의 광경화성 에폭시 막을 6 인치 실리콘 웨이퍼 표면상에 코팅했다. 상기 웨이퍼를 압착 챔버내의 웨이퍼 스테이지에 위치시키되, 상기 에폭시로 코팅된 표면이 UV-투과성 광학 평판 물체에 면하도록 하였다. 상기 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼와 광학 평판 물체의 사이에 위치시키되, 상기 패턴형성된 표면이 상기 에폭시로 코팅된 웨이퍼에 면하도록 하였다. 상기 압착 챔버를 밀봉하고 20 Torr이하로 감압했다. 상기 웨이퍼 스테이지를 상승시켜서 상기 웨이퍼를 상기 패턴형성된 FEP 막에 압착한 다음, 상기 FEP 막을 64 psi의 압력으로 30초간 상기 광학 평판 표면에 압착했다. 상기 FEP 막을 상기 광학 평판 표면과 접촉시키면서, 상기 광학 평판을 통해 UV 광을 조사하여 상기 에폭시를 경화시켰다. 상기 에폭시가 경화된 후, 상기 압착 압력을 해제했다. 상기 웨이퍼 스테이지를 하강시키고, 상기 챔버를 배기시켰다. 상기 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼 표면으로부터 분리했다. 1 μm 토포그래피의 상기 마스터 몰드의 패턴이 상기 에폭시로 코팅된 6 인치 웨이퍼 표면에 전사되었다.

실시예 11: 적외선(IR) 후면 가열에 의한 열공정을 이용한 패턴 전사

15 μm 두께의 드라이 에치 BCB 층을 6 인치 실리콘 웨이퍼 표면에 코팅했다. 상기 웨이퍼를 135 ℃에서 7분간 베이킹했다. 0.5 μm 토포그래피 패턴을 갖는 패턴형성된 FEP 막을 압착 챔버내의 웨이퍼 스테이지에 위치시키되, 상기 막의 패턴 형성 표면이 상기 스테이지 표면으로부터 이격되어 면하도록 하였다. 상기 중합체로 코팅된 웨이퍼를 압착 챔버에 옮겼다. 상기 웨이퍼를 상기 FEP 막과 광학 평판 물체사이에 위치시키되, 상기 중합체로 코팅된 표면이 상기 패턴형성 FEP 막 표면에 면하도록 하였다. 상기 웨이퍼의 후면은 상기 광학 평판 표면에 면하도록 하였다. 상기 압착 챔버를 밀봉하고 20 Torr이하로 감압하였다. 상기 광학 물체를 통해 적외선(IR) 광을 조사하여 상기 웨이퍼의 후면을 상기 중합체의 유동 온도까지 가열했다. 다음에, 상기 웨이퍼 스테이지를 64 psi의 압력으로 2분간 상승시켜서 상기 FEP 막을 상기 중합체로 코팅된 웨이퍼에 압착하여 상기 웨이퍼를 상기 광학 물체 표면에 압착했다. 상기 압착 공정 동안, 상기 광학 물체를 통해 IR을 조사하여 상기 압착 온도를 유지했다. 다음에, IR 가열하지 않고 상기 웨이퍼를 상기 코팅 중합체의 유동 온도 이하로 1분간 가열했다. 상기 압착 압력을 해제하고, 상기 웨이퍼 스테이지를 하강시켰다. 상기 챔버를 배기시키고, 상기 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼 표면으로부터 분리했다. 0.5 μm 토포그래피를 갖는 상기 마스터 몰드의 패턴이 상기 중합체로 코팅된 웨이퍼 표면에 전사되었다.

실시예 12: 열가소성 재료를 이용한 패턴 전사

열가소성 재료인 2.7 μm의 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)를 6 인치 실리콘 웨이퍼상에 코팅했다. 상기 웨이퍼를 예열된 웨이퍼 스테이지 상에서 120℃로 30분간 압착 챔버에서 베이킹하되, 상기 중합체로 코팅된 웨이퍼 표면이 광학 평판 물체에 면하도록 하였다. 1 μm 토포그래피를 갖는 상기 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼와 광학 평판 물체의 사이에 위치시켰다. 상기 웨이퍼 스테이지를 상승시켜서 상기 웨이퍼를 상기 FEP 막에 압착하여 상기 FEP 막을 상기 광학 평판 표면에 34psi의 압력으로 5분간 압착했다. 상기 압착 압력을 해제하고 상기 웨이퍼 스테이지를 하강시켰다. 상기 웨이퍼/FEP 막/광학 평판 물체의 적층물을 상기 압착 도구로부터 제거하고 실온으로 냉각한 다음, 상기 적층물을 분해했다. 다음에, 상기 패턴형성된 FEP 막을 상기 웨이퍼 표면으로부터 분리했다. 1.0 μm 토포그래피를 갖는 매스터 몰드의 패턴이 상기 PMMA로 코팅된 웨이퍼 표면에 전사되었다.

실시예 13: 롤링 패턴 전사

패턴형성된 FEP 막을 4.5 인치 직경의 원통체상에 부착하되, 상기 패턴형성된 표면이 외측을 향하도록 하였다. 15 μm 두께의 예비중합체 드라이 에치 BCB를 6 인치 실리콘 웨이퍼 표면에 코팅했다. 상기 웨이퍼를 150 ℃로 1분간 베이킹했다. 상기 FEP 막이 부착된 원통형 물체를 150 ℃로 약 3초간 상기 웨이퍼 표면을 따라 균일하게 롤링시켰다. 상기 웨이퍼로부터 열원을 제거하고, 실온으로 냉각했다. 1 μm 토포그래피를 갖는 상기 매스터 몰드의 패턴이 상기 중합체가 코팅된 웨이퍼 표면에 전사되었다. 이 실시예는 1분간 100 ℃의 베이킹 온도 및 5초간 100 ℃의 롤링 온도에서 성공적으로 반복되었다.

Claims

기판과 상기 기판상의 인쇄가능한 층을 포함하는 마이크로 전자 소자의 제작에서 사용되는 네거티브 원판(negative)으로서, 상기 네거티브 원판은 다수의 토포그래피 피쳐(topography feature)를 포함하는 패턴을 가지며, 또한 상기 네거티브 원판은 비점착성 재료로 형성된 단일체를 포함하고 인쇄 표면을 가지며, 상기 단일체는 상기 소자의 제작 동안 상기 층의 표면에 상기 패턴을 인쇄하기에 충분한 강도를 가지는 것을 특징으로 하는 네거티브 원판.
제 1 항에 있어서, 상기 재료는 약 30 dyn/cm 이하의 표면 에너지를 가지는 것을 특징으로 하는 네거티브 원판.
제 1 항에 있어서, 상기 인쇄 표면으로부터 이격된 표면을 따라 상기 단일체에 고정된 지지체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 네거티브 원판.
제 3 항에 있어서, 상기 지지체는 외측 표면을 갖는 원통체이고, 상기 단일체가 상기 외측 표면에 고정되는 것을 특징으로 하는 네거티브 원판.
제 1 항에 있어서, 상기 비점착성 재료는 플루오르폴리머, 플루오르화 실록산 중합체, 실리콘, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 네거티브 원판.
제 5 항에 있어서, 상기 비점착성 재료는 플루오르화 에틸렌 프로필렌 공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로알콕시 중합체, 및 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 중합체로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 네거티브 원판.
인쇄가능한 표면을 갖는 마이크로 전자 소자용 기판과;

다수의 토포그래피 피쳐를 함유하는 패턴을 포함하는 인쇄 표면을 갖는 네거티브 원판의 결합체로서, 상기 네거티브 원판을 비점착성 재료로 형성되는 단일체를 포함하고, 상기 단일체는 상기 패턴을 상기 기판의 표면에 인쇄하기에 충분한 강도를 가지는 것을 특징으로 하는 결합체.
제 7 항에 있어서, 상기 재료는 약 30 dyn/cm 이하의 표면 에너지를 가지는 것을 특징으로 하는 결합체.
제 7 항에 있어서, 상기 비점착성 재료는 플루오르폴리머, 플루오르화 실록산 중합체, 실리콘, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 결합체.
제 9 항에 있어서, 상기 비점착성 재료는 플루오르화 에틸렌 프로필렌 공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로알콕시 중합체, 및 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 중합체로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 결합체.
제 7 항에 있어서, 상기 기판은 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 유리 기판, 석영 기판, 유기 중합체, 절연 기판, 금속, 합금, 탄화실리콘, 질화 실리콘, 사파이어, 및 세라믹으로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 결합체.
패턴을 전사하는 방법에 있어서,

다수의 토포그래피 피쳐를 함유하는 패턴을 포함하는 인쇄 표면을 가지는 네거티브 원판으로서, 비점착성 재료로 형성된 단일체를 포함하는 네거티브 원판을 제공하는 단계와;

상기 네거티브 원판을 인쇄가능한 표면을 갖는 마이크로 전자 소자용 기판과, 상기 패턴을 상기 인쇄가능한 표면에 인쇄하기 위한 조건하에서 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 접촉 단계는 약 5-200 psi의 압력으로 상기 네거티브 원판을 상기 기판에 밀착하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 접촉 단계는 약 18-250 ℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 인쇄가능한 표면에 인쇄된 패턴은 약 5 μm 이하의 토포그래피를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 인쇄가능한 표면에 인쇄된 패턴은 약 5 μm 이하의 피쳐 사이즈를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 인쇄가능한 표면에 인쇄된 패턴은 약 100-50,000 μm의 토포그래피를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 인쇄가능한 표면에 인쇄된 패턴은 약 100-50,000 μm의 피쳐 사이즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 인쇄가능한 표면은 광경화성 조성물을 포함하고, 상기 방법은 상기 접촉 단계 이전 또는 접촉단계 동안에, 상기 조성물을 실질적으로 경화하기에 충분한 시간 동안 UV광에 노출시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 인쇄가능한 표면은 열경화성 조성물을 포함하고, 상기 방법은 상기 접촉 단계 이전 또는 접촉단계 동안에, 상기 조성물을 그의 유동 온도까지 가열하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 20 항에 있어서, 상기 접촉 단계는 상기 네거티브 원판을 상기 인쇄가능한 표면에 압착하고, 상기 압착 상태를 상기 조성물이 대략 Tg 이하의 온도로 냉각될 때 까지 유지하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 20 항에 있어서, 상기 가열 단계는 상기 조성물을 IR 광에 노출시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 22 항에 있어서, 상기 가열 단계는 IR 광을 상기 인쇄가능한 표면에 대향하는 상기 기판 표면에 조사하여 상기 조성물을 IR 광에 노출시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 비점착성 재료가 약 30 dyn/cm 이하의 표면 에너지를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 인쇄 표면으로부터 이격된 표면을 따라 상기 단일체에 고정된 지지체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 25 항에 있어서, 상기 지지체는 외측 표면을 갖는 원통체이고, 상기 단일체가 상기 외측 표면에 고정된 것을 특징으로 하는 방법.
제 26 항에 있어서, 상기 접촉 단계는 상기 원통체를 상기 인쇄가능한 표면에 대고 충분한 압력으로 롤링하여 상기 패턴을 상기 인쇄가능한 표면에 인쇄하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 비점착성 재료는 플루오르폴리머, 플루오르화 실록산 중합체, 실리콘, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 28 항에 있어서, 상기 비점착성 재료는 플루오르화 에틸렌 프로필렌 공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로알콕시 중합체, 및 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 중합체로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 기판은 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 유리 기판, 석영 기판, 유기 중합체, 절연 기판, 금속, 합금, 탄화실리콘, 질화 실리콘, 사파이어, 및 세라믹으로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
마이크로 전자 소자의 제작에 사용하기 위한 비점착성 몰드를 형성하는 방법에 있어서,

다수의 토포그래피 피쳐를 포함하는 패턴형성된 표면을 갖는 마스터 몰드를 제공하는 단계와;

비점착성 재료에 상기 패턴형성된 표면의 네거티브를 형성하기 위한 조건하에서 상기 비점착성 재료를 상기 패턴형성된 표면에 압착하는 단계와;

상기 표면으로부터 상기 비점착성 재료를 분리하여 비점착성 몰드를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비점착성 몰드 형성 방법.
제 31 항에 있어서, 상기 분리 단계후 상기 비점착성 몰드를 지지체의 외측 표면에 적용하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 31 항에 있어서, 상기 압착 단계는 상기 비점착성 재료에 약 5-200 psi의 압력을 인가하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 31 항에 있어서, 상기 압착 단계 이전 또는 동안에, 상기 비점착성 재료가 약 100-400℃의 온도까지 가열하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 31 항에 있어서, 상기 압착 단계는 약 0.5-10분간 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 34 항에 있어서, 상기 비점착성 재료는 상기 분리 단계 이전에 실온으로 냉각되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 31 항에 있어서, 상기 비점착성 재료가 약 30 dyn/cm 이하의 표면 에너지를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 31 항에 있어서, 상기 비점착성 재료는 플루오르폴리머, 플루오르화 실록산 중합체, 실리콘, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 38 항에 있어서, 상기 비점착성 재료는 플루오르화 에틸렌 프로필렌 공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로알콕시 중합체, 및 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 중합체로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 31 항에 있어서, 상기 압착 단계는 대기압하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 31 항에 있어서, 상기 압착 단계는 진공 분위기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.