KR20060126967A - 고속 충전 및 처리량을 달성하기 위한 분배 구조 및 전도성주형 - Google Patents

고속 충전 및 처리량을 달성하기 위한 분배 구조 및 전도성주형 Download PDF

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KR20060126967A
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시들가타 브이. 스리니바산
이안 엠. 맥마킨
병진 최
로널드 디. 보이신
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몰레큘러 임프린츠 인코퍼레이티드
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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Abstract

본 발명은 분배 구조를 사용하는 방법, 전도성 주형 및 임프린트 리소그래피 공정 중에 고속 충전 및 처리량을 달성하기 위한 전도성 주형을 형성하는 방법에 관한 것이다.
Figure 112006032861617-PCT00001
리소그래피, 분배, 전도성, 주형, 임프린트, 리소그래피

Description

고속 충전 및 처리량을 달성하기 위한 분배 구조 및 전도성 주형{DISPENSE GEOMETRY AND CONDUCTIVE TEMPLATE TO ACHIEVE HIGH-SPEED FILLING AND THROUGHPUT}
일반적으로, 본 발명의 분야는 임프린트 리소그래피에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 임프린트 리소그래피 공정 중에 임프린트 재료로 주형의 형상을 충전하는 데 소요되는 시간을 감소시키는 것에 관한 것이다.
마이크로가공은, 예를 들면 마이크로미터 이하 정도의 형상을 가진 매우 작은 구조물의 가공을 수반한다. 마이크로가공이 상당한 영향을 미치는 한 가지분야는 집적 회로 가공이다. 반도체 가공 산업이 기판 상에 형성된 단위 면적 당 회로를 증가시키면서 더 큰 생산 수율을 계속 요구하고 있기 때문에, 마이크로가공은 더욱 더 중요하게 되었다. 마이크로가공은 더 큰 공정 제어를 제공하는 한편, 형성된 구조물의 최소 형상 치수를 더 감소시킨다. 마이크로가공이 사용되고 있는 다른 개발 분야로는 생명공학, 광학, 기계 시스템 등이 있다.
예시적인 마이크로가공 기술은 미국 특허 제6,334,960호(Willson et al.)에 나타나 있다. 상기 특허(Willson et al.)는 구조물 내에 릴리프 이미지를 형성하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 전사층을 가진 기판을 제공하는 단계를 포함한 다. 전사층은 중합성 유체 조성물로 피복된다. 몰드를 중합성 유체에 기계적 접촉시킨다. 몰드는 릴리프 구조물을 포함하고, 중합성 유체 조성물은 릴리프 구조물을 충전한다. 그 다음, 중합성 유체 조성물은 이를 고화 및 중합시키는 조건에 두어서, 몰드에 상보적인 릴리프 구조물을 함유하는 전사층 상에 고화된 중합 재료를 형성한다. 그 다음, 몰드를 고체 중합 재료에서 분리하여, 몰드 내 릴리프 구조물의 사본이 고화된 중합 재료에 형성되도록 한다. 전사층 및 고화된 중합 재료는 고화된 중합 재료에 대하여 전사층을 선택적으로 에칭하는 환경에 두어, 릴리프 이미지가 전사층에 형성되게 한다. 이 기술에 의해 제공되는 소요 시간 및 최소 형상 치수는, 그 중에서도 특히, 중합 재료의 조성에 의존한다.
그러므로, 임프린트 리소그래피 주형의 형상을 충전하는 데 소요되는 시간을 감소시키는 기술을 제공하는 것이 요망된다.
발명의 개요
본 발명은 액적 내 액체가 기판 상에 액체의 인접층을 형성하기 위하여 인접 액적에 도달하도록 이동해야 하는 거리를 최소화시키는 것을 특징으로 하는, 기판 상에 액체의 다수의 이격된 액적을 분배하는 방법에 관한 것이다. 그 결과, 패터닝된 주형으로 액적을 패터닝할 때, 패턴의 형상을 충전하고, 기판을 피복하는 데 소요되는 시간은 최소화된다. 이는 임프린트 공정의 처리량을 증가시킨다. 이를 위하여, 본 발명의 방법은 기판 상에 다수의 이격된 액적을 배치하는 단계를 포함하며, 이들 각각은 서로 연관된 단위 부피를 가진다. 다수의 액적의 하위세트의 인접 액적 간의 간격은 하위세트와 연관된 최소 단위 부피의 함수인 것으로 선택된다. 그 결과, 인접 액적 간의 거리는 최소화되고, 액적 분배 장치의 해상도에 의존할 뿐이다.
전도성 주형도 개시되어 있으며, 기판을 제공하는 단계; 기판 상에 메사를 형성하는 단계; 및 오목부의 바닥부가 전기 전도성 재료를 포함하고, 돌출부가 전기 절연성 재료를 포함하는, 메사 상에 다수의 오목부 및 돌출부를 형성하는 단계를 포함하는 전도성 주형의 형성 방법도 개시되어 있다. 메사는 방사선, 예를 들면 자외 방사선에 실질적으로 투명할 것이 요망된다. 그 결과, 자외 방사선을 전파시키는 재료로 전기 전도성 재료를 형성하는 것이 바람직하다. 본 발명에서, 산화주석인듐은 전기 전도성 재료를 형성하는 적당한 재료이다. 그러나, 산화주석인듐은 그 내에칭성으로 인하여 패터닝하기가 어렵다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 방법은 임프린트 리소그래피에 사용하기에 적당한 산화인듐으로 전도성 주형을 형성하는 방법을 제공한다. 이들 및 다른 구체예는 이하에서 보다 상세하게 논의하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 리소그래피 시스템의 투시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 리소그래피 시스템의 간략 입면도이다.
도 3은 중합 및 가교 전에 도 2에 도시된 임프린트층을 구성하는 재료의 개략 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 재료가 방사선 조사된 후에 변형된 가교된 폴리머 재 료의 개략 도면이다.
도 5는 임프린트층의 패터닝 후, 도 1에 도시된, 임프린트층으로부터 이격된 몰드의 개략 입면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 구체예에 따라서 상기 도 2에 도시된 기판의 영역 상에 침착된 임프린트 재료의 액적의 배열을 보여주는 하향도이다.
도 7은 본 발명의 한 구체예에 따라서, 도 6에 도시된 액적의 배열에 충돌하는, 도 2에 도시된 몰드의 캔틸레버링 충돌(cantilevering impingement)의 간략 개략도이다.
도 8 내지 도 11은 도 7에 도시된 몰드의 캔틸레버링 충돌을 이용한, 상기 도 6에 도시된 액적의 압축을 도시하는 하향도이다.
도 12는 본 발명의 대안의 구체예에 따라서, 개별적으로 어드레스 지정 가능한 전기 전도체를 가진 몰드의 상향도이다.
도 13은 도 12에 도시된 주형의 측단면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 구체예에 따라서 도시된 주형을 제조하는 데 사용되는 기판의 하향도이다.
도 15는 도 14에 도시된 라인 15-15를 따라 취한, 기판의 영역의 측단면도이다.
도 16 내지 도 23은 도 13에 도시된 주형을 제조하는 데 사용되는 다양한 공정을 설명하는, 도 15에 도시된 영역의 측단면도이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 제4 구체예에 따른 배열로 배치된 임프린트 재료 의 액적을 가진, 도 6에 도시된 영역의 하향도이다.
도 25는 본 발명의 제5 구체예에 따라서, 도 2에 도시된 몰드를 사용하는, 상기 도 24에 도시된 액적의 압축을 도시하는 하향도이다.
도 26은 본 발명의 제6 구체예에 따른 주형의 단면도이다.
도 27은 본 발명의 제7 구체예에 따라서, 도 26에 도시된 주형을 제조하는 데 사용되는 기판의 하향도이다.
도 28은 도 27에 도시된 라인 28-28을 따라 취한 기판의 영역의 단면도이다.
도 29 내지 도 30은 도 26에 도시된 기판을 제조하는 데 사용되는 다양한 공정을 설명하는, 도 28에 도시된 영역의 단면도이다.
도 1은 브리지(14)와 스테이지 서포트(16)가 사이에서 연장하는 한쌍의 이격된 브리지 서포트(12)를 포함하는, 본 발명의 한 구체예에 따른 리소그래피 시스템(10)을 도시한다. 브리지(14)와 스테이지 서포트(16)는 이격되어 있다. 브리지(14)에는 임프린트 헤드(18)가 결합되는데, 브리지(14)로부터 스테이지 서포트(16)로 연장하고, Z축을 따른 이동을 제공한다. 동작 스테이지(20)는 스테이지 서포트(16) 상에 배치되어 임프린트 헤드(18)를 대면한다. 동작 스테이지(20)는 X축 및 Y축을 따라 스테이지 서포트(16)에 관하여 이동하도록 구성된다. 임프린트 헤드(18)는 X축 및 Y축뿐만 아니라, Z축을 따른 이동을 제공할 수 있고, 동작 스테이지(20)는 Z축, 뿐만 아니라 X축 및 Y축으로의 이동을 제공할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예시적인 동작 스테이지 장치는 본 발명의 출원인에게 양도된 미국 특허 출원 제10/194,414호(2002년 7월 11일 출원, 발명의 명칭 "단계 및 반복 임프린트 리소그래피 시스템")에 개시되어 있으며, 본 명세서에서 그 전체를 참고 인용한다. 방사선원(22)은 시스템(10)에 결합되어 동작 스테이지(20) 상에 화학 방사선을 조사한다. 도시된 바와 같이, 방사선원(22)은 브리지(14)에 결합되어 있고, 방사선원(22)에 연결된 동력 발생기(23)를 포함한다. 통상적으로, 리소그래피 시스템의 작동은 이와 데이타 통신 관계에 있는 프로세서(25)에 의해 제어된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 임프린트 헤드(18)에는 몰드(28)가 위에 있는 주형(26)이 연결되어 있다. 몰드(28)는 다수의 이격된 오목부(28a)와 돌출부(28b)에 의해 한정된 다수의 형상을 포함한다. 다수의 형상은 동작 스테이지(20) 상에 위치된 기판(30)으로 전사하고자 하는 원래의 패턴을 한정한다. 이를 위하여, 임프린트 헤드(18) 및/또는 동작 스테이지(20)는 몰드(28)와 기판(30) 간의 거리 "d"를 변경시킬 수 있다. 이 방식으로, 몰드(28) 상의 형상은 기판(30)의 유동성 영역으로 임프린트될 수 있으며, 이하에서 보다 상세하게 논의할 것이다. 방사선원(22)은 몰드(28)가 방사선원(22)과 기판(30) 사이에 위치되도록 위치시킨다. 그 결과, 몰드(28)는 방사선원(22)에 의해 생성되는 방사선에 실질적으로 투명하게 하는 물질로부터 제조된다. 이를 위하여, 몰드(28)는 석영, 훈증 실리카, 규소, 사파이어, 유기 폴리머, 실록산 폴리머, 붕규산염 유리, 플루오로카본 폴리머 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 또한, 주형(26)은 전술한 재료, 뿐만 아니라 금속으로 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 유동성 영역, 예컨대 임프린트층(34)은 실질적인 편평한 프로필을 제공하는 표면(32)의 부분에 배치된다. 예시적인 유동성 영역은 기판(30) 상에 재료(36a)의 다수의 이격된 개별 액적(36)으로서 침착된 임프린트층(34)으로 구성되며, 하기에서 보다 상세하게 논의될 것이다. 액적(36)을 침착시키기 위한 예시적인 시스템은 본 발명의 출원인에게 양도된 미국 특허 출원 제10/191,749호(2002년 7월 9일 출원, 발명의 명칭 "액체 분배 시스템 및 방법")에 개시되어 있으며, 본 명세서에서 그 전체를 참고 인용한다. 임프린트층(34)은 선택적으로 중합 및 가교될 수 있는 재료(36a)로부터 형성되어 원래의 패턴을 그 안에 기록하여 기록된 패턴을 한정한다. 재료(36a)에 대한 예시적인 조성물은 미국 특허 출원 제10/463,396호(2003년 6월 16일 출원, 발명의 명칭 "정합성 영역과 몰드의 패턴 간의 접착력 감소 방법")에 개시되어 있으며, 본 명세서에서 그 전체를 참고 인용한다. 재료(36a)는 지점(36b)에서 가교되어 가교된 폴리머 재료(36c)를 형성한 것으로서 도 4에 도시되어 있다.
도 2, 도 3 및 도 5를 참조하면, 임프린트층(34)에 기록된 패턴은, 부분적으로 몰드(28)와의 기계적 접촉에 의하여 생성된다. 이를 위하여, 거리 "d"를 감소시켜서 임프린트 액적(36)을 몰드(28)와 기계적 접촉시키고, 액적(36)을 확산시켜서 표면(32) 위에 재료(36a)가 인접 형성된 임프린트층(34)을 형성한다. 한 구체예에서, 거리 "d"를 감소시켜 임프린트층(34)의 하위부분(34a)이 오목부(28a)에 진입하여 충전되게 한다.
오목부(28a)의 충전을 촉진하기 위하여, 재료(36a)는 오목부(28a)를 완전히 충전시키면서, 재료(36a)의 인접 형성으로 표면(32)을 피복하는 필수 성질을 갖춘 다. 본 구체예에서, 돌출부(28b)와 중첩하는 임프린트층(34)의 하위부분(34b)은 바람직한 통상의 최소 거리 "d"에 도달하여, 두께 t1인 하위부분(34a)과 두께 t2인 하위부분(34b)을 남긴다. 두께 "t1" 및 "t2"는 용도에 따라서 소정의 임의의 두께일 수 있다. 통상적으로, t1은 하위부분(34a)의 폭 u의 2 배 이하, 즉 t1 ≤ 2u이고, 도 5에 보다 명확하게 도시되어 있다.
도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 소정의 거리 "d"에 도달한 후, 방사선원(22)은 화학 방사선을 생성하여 재료(36a)를 중합 및 가교시켜서 가교된 폴리머 물질(36c)를 형성한다. 그 결과, 임프린트층(34)의 조성은 재료(36a)에서 고형물인 가교된 폴리머 물질(36c)로 변형된다. 구체적으로, 가교된 폴리머 재료(36c)는 고화되어 몰드(28)의 표면(28c)의 형상에 정합하는 외형을 가진 임프린트층(34)의 면(34c)을 제공하며, 도 5에 보다 명백하게 도시되어 있다. 임프린트층(34)이 도 4에 도시된 가교 폴리머 물질(36c)로 구성되도록 변형된 후, 도 2에 도시된 임프린트 헤드(18)는 몰드(28)와 임프린트층(34)이 이격되도록 이동하여 거리 "d"를 증가시킨다.
도 5를 참조하면, 추가 공정을 사용하여 기판(30)의 패터닝을 완성할 수 있다. 예를 들면, 기판(30)과 임프린트층(34)을 에칭하여 임프린트층(34)의 패턴을 기판(30)으로 전사하여 패터닝된 표면(34c)을 제공한다. 에칭을 촉진하기 위하여, 임프린트층(34)을 형성하는 재료는 필요에 따라 기판(30)에 관하여 상대 에칭 속도를 한정하도록 변경할 수 있다.
도 2, 도 3 및 도 6을 참조하면, 매우 밀집한 형상, 예컨대 나노미터 정도의 오목부(28a)를 가진 몰드의 경우, 오목부(28a)를 충전하기 위하여 몰드(28)와 중첩된 기판(30)의 영역에 액적(36)을 확산시키는 것은 장시간을 요할 수 있으며, 따라서 임프린트 공정의 처리 속도를 저하시킨다. 임프린트 공정의 처리 속도 증가를 촉진하기 위하여, 기판(30)에 확산시키고, 오목부(28a)를 충전시키는 데 소요되는 시간을 최소화하도록 분배한다. 이는 인접 액적(36) 간의, S1 및 S2로 나타낸 간격을 최소화하도록 이차원 매트릭스 배열(42)로서 액적(36)을 분배함으로써 달성된다. 도시된 바와 같이, 매트릭스 배열(42) 영역의 액적(36)은 6 개의 열(n1-n6)과 6 개의 행(m1-m6)으로 배열되어 있다. 그러나, 액적(36)은 기판(30) 상에 실질적으로 임의의 이차원 배열로 배열될 수 있다. 요망되는 것은 소정의 패터닝된 층을 형성하는 데 필요한 임프린트 재료(36)의, 소정의 전체 부피 Vt에 대하여 매트릭스 배열(42) 내 액적(36)의 수를 최대화하는 것이다. 이는 인접 액적 간의 간격 S1 및 S2를 최소화시킨다. 또한, 하위세트 내 각각의 액적(36)은 단위 부피 Vu로 정의된, 이와 연관된 임프린트 재료(36a)의 실질적으로 동일한 양을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 기준에 기초하여, 매트릭스 배열(42) 내 액적(36)의 총 수 n을 다음과 같이 결정할 수 있다:
(1) n = Vt/Vu
상기 식에서, Vt 및 Vu는 상기 정의되어 있다. 액적(36)의 사각형 배열을 가 정하고, 액적(36)의 총 수 n은 다음과 같이 정의한다:
(2) n = n1 x n2
상기 식에서, n1은 제1 방향을 따른 액적의 수이고, n2는 제2 방향을 따른 액적의 수이다. 제1 방향을 따른, 즉 일차원에서 인접 액적(36) 간의 간격 S1은 다음과 같이 결정할 수 있다:
(3) S1 = L1/n1
상기 식에서, L1은 제1 방향을 따른 영역(40)의 길이이다. 유사한 방식으로, 제1 방향에 횡단 연장하는 제2 방향을 따른 인접 액적(36) 간의 간격 S2는 다음과 같이 결정할 수 있다:
(4) S2 = L2/n2
상기 식에서, L2는 제2 방향을 따른 영역(40)의 길이이다.
각각의 액적(36)과 연관된 임프린트 재료(36a)의 다위 부피가 분배 장치에 의존한다는 것을 고려하면, 간격 S1 및 S2가 해상도, 즉 액적(36)을 형성하는 데 사용되는 액적 분배 장치(도시하지 않음)의 작동 제어에 의존한다는 것은 명백하게 된다. 구체적으로, 분배 장치(도시하지 않음)가 각각의 액적(36) 내에 최소량의 임프린트 재료(36a)를 갖추어 정확하게 제어할 수 있는 것이 요망된다. 이 방식으로, 각각의 액적(36) 내 임프린트 재료(36a)가 이동해야 하는 영역(40)의 면적은 최소 화된다. 이는 오목부(28)를 충전하고, 기판을 임프린트 재료(36a)의 인접층으로 피복하는 데 소요되는 시간을 감소시킨다.
본 발명이 피하고자 하는 다른 문제점은 패터닝된 표면(34c)이 형성되면 임프린트층(34)에 가스가 포획된다는 것이다. 구체적으로, 매트릭스 배열(42)의 이격된 액적(36) 사이의 부피(44)에서 가스가 존재하고, 매트릭스 배열(42) 내 액적(36)은 영역(40)에 확산되어, 방지하지 않더라도, 가스가 그 안에 포획되는 것을 피한다. 이를 위하여, 본 발명의 한 구체예에 따르면, 매트릭스 배열(42) 내 액적(36)의 하위세트는 제1 방향을 따라 몰드(28)에 의하여 제1 방향을 따라 압축된 후, 제1 방향에 횡단 연장하는 제2 방향을 따라 매트릭스 배열(42)의 나머지 액적(36)을 압축시킨다. 이는 도 8에 도시된, 액적(36)으로 몰드(28)를 캔틸레버링 충돌시킴으로써 달성된다.
도 6, 도 7 및 도 8을 참조하면, 주형(26)은 몰드(28)의 표면(28c)이 기판(30)의 기판 표면(30a)에 대하여 사각(斜角) θ를 형성하도록 위치되며, 캔틸레버링 충돌이라고 한다. 각 θ의 형성을 촉진하는 예시적인 장치는 미국 특허 출언 제09/698,317호(2000년 10월 27일 출원, 발명의 명칭 "임프린트 리소그래피 공정에 대한 고 정밀도 배향 정렬 및 갭 제어 단계"에 개시되어 있으며, 본 명세서에서 그 전체를 참고 인용한다. 몰드(28)의 캔틸레버링 충돌의 결과로서, 몰드(28)와 기판(30) 간의 거리를 감소시킴에 따라서, 몰드(28)의 하위부분은 매트릭스 배열(42) 내 액적(36)의 하위세트와 접촉한 후, 몰드(28)의 나머지 부분은 매트릭스 배 열(42)의 나머지 액적(36)을 접촉한다. 도시된 바와 같이, 몰드(28)는 열 n6과 연관된 모든 액적(36)을 실질적으로 동시에 접촉한다. 이는 액적(36)을 확산시키고, 열 n1-n5 내 액적을 향하여 영역(40)의 단부(40a)로부터 연장하는 임프린트 재료(36a)의 인접 액체 시트(46)를 생성한다. 액체 시트(46)의 한 단부는 단부(40a)로부터 떨어져 단부(40b, 40c 및 40d)로 향하여 부피(44) 내 가스를 밀어내도록 작용하는 액체-기체 계면(46a)을 한정한다. 열 n1-n5 내 액적(36) 간의 부피(44)는 가스가 영역(40)의 주변 부분으로 밀려질 수 있는 가스 통로를 한정한다. 이 방식으로, 가스 통로와 함께 계면(46a)은 액체 시트(46) 내 가스의 포획을 방지하지 않더라도 감소시킨다.
도 7 및 도 9를 참조하면, 주형(26)이 기판(30)을 향하여 이동함에 따라서, 몰드(28)의 회전이 일어나서 열 n4 및 n5 내 액적(36)의 후속 하위세트와 연관된 임프린트 재료(36a)를 확산시키고, 인접 유체 시트(46)에 포함되게 한다. 주형(26)은 계속 회전하여, 이어서 몰드(28)가 열 n2 및 n3과 연관된 액적(36)을 접촉하고, 이와 관련된 임프린트 재료(36a)가 확산되어 도 10에 도시된 인접 시트(46)에 포함된다. 공정은 도 11에 도시된 바와 같이 모든 액적(36)이 인접 시트(46)에 포함될 때까지 계속된다. 이해될 수 있는 바와 같이, 계면(46a)은 단부(40c)로 향하여 이동하여 영역(40)의 나머지 부피(44a) 내 가스(도시하지 않음)가 이동하는 방해받지 않은 통로를 형성한다. 이는 부피(44a) 내 가스가 단부(40c)와 대향하는 영역(40) 으로부터 유출되게 한다. 이 방식으로, 표면(34c)을 가진, 도 5에 도시된 임프린트층(34) 내 가스의 포획은 피하지 못하더라도 감소된다.
도 3, 도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 구체예에서, 도 7 내지 도 11에 관하여 설명된 바와 같이, 한 열씩 매트릭스 배열(42) 내 액적(36)의 연속 확산은 몰드(28)의 캔틸레버링 충돌을 요하지 않으면서 달성될 수 있다. 이는 전자기력을 사용하여 임프린트 재료(36a)를 영역(40)을 가로질러 및/또는 몰드(128)를 항하여 이동시킴으로써 달성될 수 있다. 이를 위하여, 몰드(128)는 몰드(128)의 오목부(128a)의 바닥부(118a)를 형성하는 q1-q6으로 도시된 다수의 개별 어드레스 지정 가능한 전도성 소자를 포함한다. 하위부분(118b)의 측면에 접하는 몸체(150)의 하위부분(118b)은 돌출부(128b)와 중첩하고, 전도성 재료를 포함하지 않는다. 몰드(128)의 형성은 이하에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 14를 참조하면, 주형을 형성하는 한 방법은 몸체(150)를 얻는 단계 및 주형을 형성하는 4 개의 영역(150a, 150b, 150c 및 150d)를 확인하는 단계를 포함한다. 구체적으로, 몸체(150)는 표준 6025 훈증 실리카로 구성된다. 주형(126, 226, 326 및 426)으로 도시된 4 개의 주형을 몸체(150)의 4 개의 별도 영역으로 동시에 형성된다. 본 개시의 간략함을 위하여, 주형(126)의 제조는 주형(126)에 관한 논의가 주형(226, 326 및 426) 동일한 비중으로 적용된다는 이해로 논의한다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 통상적으로 몸체(150)는 한 면이 152.4 mm이다. 몸체(150)는 그 전체 면(112) 상에 존재하는 크롬층(130)을 가진다. 포토레지스 트(132) 층은 크롬층(130)을 피복한다. 포토레지스트층(132)은 패터닝되고, 면(112)의 중심부(136)를 둘러싸는 영역(134)을 노출시키도록 현상된다. 통상적으로, 포토레지스트층(132)은 레이저 판독기를 사용하여 패터닝된다. 포토레지스트층(132)이 현상된 후, 영역(134)과 중첩하는 크롬층(130)은 임의의 적당한 에칭 기술, 예컨대 질산암모늄 또는 플라즈마 에칭을 사용하여 에칭할 수 있다. 그 후, 적당한 에칭 후 공정, 예를 들면 오븐 소성 또는 다른 세정 공정을 행할 수 있다.
몸체(150)가 훈증 실리카로부터 형성된다고 가정하면, 적당한 에칭 기술은 완충된 산화물 에칭(buffered oxide etch; BOE)을 수반한다. 이는 도 18에 도시된, 몸체(150)의 표면(112)으로부터 측정된 바와 같이, 메사(133)에 대하여 소정의 높이 h를 제공하기에 충분한 시간의 양 동안 일어난다. 그 후, 포토레지스트층(132)의 나머지 부분은 제거되고, 중심부(136) 상의 크롬층(130)의 나머지 부분은 제거된다. 도 19에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 재료(134)의 층은 주형(126) 위에 침착된다. 메사(133)와 중첩하는 포토레지스트 재료(134)의 영역은 도 20에 도시된 바와 같이, 표준 기술을 사용하여 패터닝하고, 현상하여 몸체(150)의 영역을 노출시키고, 패터닝된 포토레지스트층(138)을 남긴다. 그 후, 산화인듐주석(ITO)의 층(140)을 주형(126) 상에 침착시켜서 도 21에 도시된 바와 같이, 패터닝된 층(138)을 피복한다. ITO는 몰드(128)에 사용하기에 적당한 재료인데, 그 이유는 이것이 전기적으로 전도성이고, 도 2에 도시된 방사선원(22)에 의해 생성되는 방사선의 파장에 실질적으로 투명하기 때문이다. 리프트 오프(lift-off) 공정을 사용하여, 도 20에 도시된 패터닝된 포토레지스트층(138)을 제거하는데, 영역(136)과 중 첩하지 않는 ITO 층의 모든 부분은 리프트 오프 공정 중에 제거된다. 이 방식으로, 몸체(150)의 영역이 노출된, 패터닝된 ITO 층(142)은 도 22에 도시된 바와 같이 형성된다. 패터닝된 ITO 층(142)의 형성 후, 산화규소 SiO2(146)의 층(146)은 도 23에 도시된 바와 같이 침착된다. 이것은 몰드(128)를 형성하는데, 산화규소층(146)은 도 13에 도시된 바와 같이 산화규소가 영역(144)과 중첩하는 ITO 층(142) 내 ITO 재료와 중첩하지 않도록 패터닝된다. 이 방식으로, 오목부(128a)의 바닥부는 ITO로 형성되고, 돌출부(128b)는 SiO2로 형성된다.
도 3, 도 12 및 도 13을 참조하면, 돌출부(128a)가 전기 절연성 재료로 형성된다고 이해하면, 오목부(128a)에 근접한 전자기장 EM1은 돌출부(128b)에 근접한 전자기장 EM2보다 더 크다는 것을 알 수 있을 것이다. 이를 위하여, 전압 공급원(120)은 도 12에 도시된 바와 같이, 공지된 임의의 적당한 커플링 기술을 사용하여 전도성 소자 q1-q2와 전기 연통한다. 본 실시예에서, 전도성 소자 q1-q6은 몰드(128) 너머로 연장하도록 형성되고, 전압 공급원(120)이 거기에 접속된다. 더욱이, 전도성 소자 q1-q6을 선택적으로 어드레스 지정함으로써, 선택된 액적(36)은 도 7 내지 도 11에 관하여 상기 논의된 확산 패턴을 비롯하여 소정의 실질적으로 임의의 방식으로 선택적으로 확산된다.
도 3, 도 24 및 도 25를 참조하면, 상기 논의된 바와 같이, 액적(136 및 236)은 실질적으로 임의의 매트릭스 배열로 배치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 액 적(136 및 236)은 두 개의 세트로 배치된다. 각각의 액적(136) 내 임프린트 재료(36a)의 양은 실질적으로 동일하고, 각각의 액적(236) 내 임프린트 재료(36a)의 양은 실질적을 동일하다. 각각의 액적(236) 내 임프린트 재료의 양은 각각의 액적(136) 내 임프린트 재료(36a)의 양보다 실질적으로 많다. 이 방식으로 상이한 양의 임프린트 재료(36a)를 가진 액적(136 및 236)을 배치함으로써, 몰드(28)의 오목부(128a)를 충전하는 데 소요되는 시간은 몰드(128)를 기판(30)에 캔틸레버링 충돌하는 것을 사용하지 않고, 임프린트층(36a) 내 가스의 포획을 피하면서 최소화할 수 있다. 구체적으로, 최소 부피를 가진 액적(136)을 제공함으로써, 오목부(128a)의 감소된 충전 시간에 관하여 상기 논의된 이점이 달성된다. 도 24에 도시된 액적(236) 내 도 3에 도시된 임프린트 재료(36a)의 비교적 대량 및 상기의 위치는 액적(236)에 의해 형성되는 임프린트 재료-가스 계면(146a)의 유동이 임프린트 재료(36a) 내 가스 포획없이 영역(140)의 주변부를 향하여 가스를 도출하기에 충분히 강력하게 되는 가능성을 증가시킨다.
도 3, 도 12 및 도 24를 참조하면, 액적(136 및 236) 내 임프린트 재료(36a)를 확산하고 패터닝하는 데 소요되는 시간을 더 감소시키기 위하여, 주형(128)을 사용할 수 있고, 전도성 소자 q1-q6은 상기 논의된 바와 같이 연속적으로, 또는 동시에 활성화될 수 있다.
도 3, 도 26 및 도 27을 참조하면, 몰드를 가로질러 전자기장을 동시에 적용하는 것이 요망된다면, 주형(526)을 사용할 수 있다. 주형(526)은 적당한 재료, 예 컨대 훈증 실리카로 된 몸체(550)로 형성된다. 예시적인 재료는 한 면에서 대략 152.4 mm의 측정치를 가진 표준 6025 훈증 실리카이다. 4 개의 주형(526, 626, 726 및 826)은 각각 4 개의 별도의 영역(550a, 550b, 550c 및 550d)에 형성된다. 본 발명의 개시의 간략성을 위하여, 주형(526)의 제조를 논의하는데, 주형(526)에 대한 논의를 주형(626, 726 및 826)과 동일한 비중으로 적용하였음을 이해해야 한다.
도 28 및 도 29를 참조하면, 몸체(550)는 그 전체 면(512)에 존재하는 크롬층(530)을 가진다. 메사(533)는 도 16 내지 도 18에 관하여 상기 논의된 방식으로 몸체(550) 상에 형성된다. 그 다음, 산화주석인듐(ITO)의 층은 도 30에 도시된 바와 같이 표준 기술을 사용하여 몸체(550)의 전체 면(512)에 침착된다. 도 26에 도시된 바와 같이, 표준 기술을 사용하여 패터닝하고 에칭하여 오목부(528a) 및 돌출부(528b)를 형성하는 산화규소층 SiO2는 ITO 층(534) 위에 침착된다. 이 방식으로, 오목부(128a)의 바닥부는 ITO로 형성되고, 돌출부(528b)는 ITO로 형성된다. 돌출부(528a)가 전기 절연성 재료로 형성된다고 이해하면, 오목부(528a)에 근접한 전자기장 EM1은 돌출부(528b)에 근접한 전자기장 EM2보다 더 크다는 것을 알 수 있을 것이다. 그 결과, 몰드(528)에 근접한 임프린트 재료(36a)는 오목부(528a)로 당겨지기가 더 쉽고, 이에 의하여 재료(36a)를 몰드(528)에 정합하는 데 소요되는 시간을 감소시킨다.
전술한 본 발명은 예시적이다. 많은 변형과 수정은 본 발명의 범주 내에 있으면서 전술한 개시 내용에서 이루어질 수 있다. 예를 들면, 전자기장의 사용은 임 프린트 재료가 몰드 상의 형상을 완전히 충전함으로써 임프린트층 내 단절을 피할 수 있다는 것을 유리하게 입증할 수 있다. 그러한 단절은 임프린트 재료가 몰드의 오목부를 충전하지 못할 때 일어난다. 이는 다양한 환경 및 재료에 기초한 매개변수, 예컨대 돌출부와 이와 중첩되는 표면 간의 모세관 인력에 기인할 수 있다. 전기장을 인가하여 임프린트 재료를 몰드로 끌어내는 것은 이러한 성질을 극복한다. 그러므로, 본 발명의 범주는 상기 설명에 의하여 한정되는 것이 아니라, 균등물의 완전한 범주와 함께 첨부된 청구범위를 참고로 결정해야 한다.

Claims (16)

  1. 전도성 주형의 형성 방법으로서,
    기판을 제공하는 단계;
    다수의 이격된 전도성 영역을 기판 상에 침착시킴으로써 다수의 전기 전도성 영역을 형성한 후, 다수의 전기 전도성 영역 위의 층 상에 절연성 재료의 층을 침착시키는, 기판 상에 다수의 오목부 및 돌출부를 형성하는 단계로서, 오목부의 하위세트의 바닥부는 전기 전도성 재료를 포함하는 것인 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 다수의 오목부를 형성하는 단계는 선택적으로 활성화시키고자 하는 다수의 전기 전도성 영역을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 다수의 오목부를 형성하는 단계는 기판 상에 산화주석인듐의 층을 침착시키고, 산화주석인듐의 층 상에 절연성 재료의 층을 침착시키는 단계; 및 절연층의 표면으로부터 연장하고 산화주석인듐의 층에서 종결되는 다수의 바이어스를 안에 형성하도록 절연층을 패터닝하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 다수의 오목부를 형성하는 단계는 기판 상에 다수의 이격된 전도성 영역으로서 산화주석인듐의 층을 형성하는 단계로서, 이격된 전도성 영역과 중첩하지 않는 기판의 영역은 노출되는 단계, 노출된 영역을 한정하는 단계 및 노출된 영역 상에 전기 절연성 재료를 형성하는 단계를 더 포함하고, 전기 절연성 재료 및 전도성 영역은 다수의 바이어스를 가진 패터닝된 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 기판; 및
    기판 상에 배치된 다수의 이격된 전기 전도성 영역
    을 포함하고, 기판 및 전기 전도성 영역은 둘 다 에너지의 소정 파장에 실질적으로 투명한 것을 특징으로 하는 주형.
  6. 제5항에 있어서, 상기 기판은 메사를 더 포함하고, 상기 다수의 이격된 전기 전도성 영역의 하위세트는 상기 메사 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 주형.
  7. 제5항에 있어서, 상기 다수의 이격된 전도성 영역은 산화주석인듐으로 형성되는 것을 특징으로 하는 주형.
  8. 제5항에 있어서, 동력원에 접속되어 전기 에너지를 적용하도록 그 작동을 지정하여 상기 다수의 이격된 전기 전도성 영역에 연속적으로 전기 에너지를 인가하 는 프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주형.
  9. 패턴을 몸체 상에 형성하는 방법으로서,
    액체를 주형과 상기 몸체 사이에 배치하는 단계;
    상기 주형을 상기 액체에 근접하게 배향하는 단계; 및
    상기 액체의 일부를 이동시켜서 상기 몸체 위에 상기 상기 액체를 확산시켜서 필름 내 단절을 방지하면서 필름을 형성하도록 상기 주형과 상기 몸체 사이에 전기장을 인가하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 인가 단계는 상기 주형과 상기 몸체 사이에서 상기 액체의 모세관력을 극복하기에 충분한 강도의 전기장을 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 액체 재료를 중합 및 가교시키는 방사선에 투명한 전기 전도성 층을 상기 주형에 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 전기장 인가 단계는 전압을 상기 전도성 층에 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 기판 상에 액체의 전체 부피를 분배하는 방법으로서,
    각각 연관된 단위 부피를 갖는 다수의 이격된 액적을 상기 기판에 배치하는 단계;
    상기 다수의 액적 내 액체를 상기 기판의 영역에 확산시키는 단계; 및
    인접 액적과 연관된 액체를 접촉하기 전에 상기 다수의 액적 각각과 연관된 액체가 이동하는 거리를 최소화하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 최소화 단계는 상기 다수의 액적의 하위세트의 인접 액적 간의 간격이 상기 하위세트와 연관된 최소 단위 부피의 함수이도록 하는 패턴으로 상기 다수의 액적을 배열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 확산 단계는 상기 기판과 몸체의 패터닝된 영역 사이에서 상기 다수의 액적을 압축하여 상기 패터닝된 영역과 중첩하는 상기 기판의 영역 상에 상기 액체의 인접층을 형성하는 단계 및 상기 인접층 내 액체를 상기 패터닝된 영역에 상보적인 상기 패턴으로 고화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제12항에 있어서, 확산 단계는 전자기장을 상기 다수의 액적에 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제12항에 있어서, 패터닝된 영역을 그 위에 가진 몸체를 상기 다수의 액적에 근접하게 배치하는 단계를 더 포함하고, 확산 단계는 상기 액적이 상기 패터닝된 영역에 정합하도록 전자기장을 상기 다수의 액적에 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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