KR20110013163A - 자기 조립된 나노 리소그래피 임프린트 마스크들 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복제 프로세스에서의 마스크로서 블록 공중합체 구조물을 이용하여 대규모의 나노 패턴 구조물들을 복제하는 기술에 관한 것이다. 예시적인 방법들은 자기 조립형 블록 공중합체 반응들을 수행하여 큰 자기 조립형 나노 구조물들을 생성하는 것을 포함할 수도 있다. 또한, 나노 구조물들은 나노 임프린트 리소그래피에서의 마스크로서 큰 자기 조립형 나노 구조물을 이용함으로써 복제될 수도 있다.
나노 임프린트 리소그래피, 자기 조립형 블록 공중합체 반응, 대규모의 나노 패턴 구조물

Description

자기 조립된 나노 리소그래피 임프린트 마스크들{SELF-ASSEMBLED NANO-LITHOGRAPHIC IMPRINT MASKS}
본 발명은 일반적으로 대규모의 나노 패턴 구조물들을 복제하는 기술, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
나노 임프린트 리소그래피 (NIL: nano-imprint lithography) 는 예를 들어, 전기 소자, 광학 소자, 광소자 및 생체 (biological) 소자에 사용되었던 나노미터 크기의 패턴들을 포함한 구조물을 생성하는 데 사용될 수도 있다. NIL 은 패터닝 재료의 기계적 변형에 의해 표면 나노 구조물을 형성한다. 일반적으로, NIL 은 임프린트 레지스트 또는 패터닝 재료의 층으로 코팅된 기판에 가압되는 토폴로지 (topology) 의 나노 패턴들을 갖는 마스크를 생성하는 것을 수반한다. 마스크/레지스트/기판 조합이 경화된다. 그 후, 기판으로부터 마스크가 제거되어 몰드에 포함된 나노 패턴들의 레지스트에 임프린트를 남긴다. 이후, 패턴 전사 프로세스가 수행되어 아래의 기판에 레지스트의 패턴을 전사할 수도 있다.
나노 임프린트 리소그래피는 나노미터 크기의 구조물을 포함한 나노 패턴들을 복제하는 방법이다. NIL 로 나노미터 크기의 구조물들을 제조하는 것은 일반적으로 저렴하고 높은 쓰루풋 및 높은 분해능을 가질 수도 있다. 나노 임프린트 리소그래피 (NIL) 에서는, 토폴로지의 나노 패턴들을 가지는, 몰드, 템플렛 또는 스탬프로서 또한 알려진 마스크가 생성된다. 마스크는 임프린트 레지스트의 층으로 코팅된 기판 상의 마스크에 포함되는 나노 패턴들을 임프린트하는 데 사용될 수도 있다. NIL 에 이용되는 단일 마스크는 통상 복수의 복제물들을 생성하는 데 사용될 수도 있다. 즉, 각각의 마스크는 통상 재사용가능하다.
보통, NIL 에서 임프린팅하기 위해 이용되는 마스크는 전자 빔 리소그래피 (EBL: electron beam lithography) 에 의해 만들어질 수도 있다. EBL 은 다른 소자 또는 기술에 사용하는 또다른 재료에 전사될 수도 있는 레지스트에 나노 구조물을 제조하는 방법이다. EBL 에서는, 레지스트 (또는 막) 로 덮인 표면이 "레지스트를 노광하는 것" 으로서 불리는 패터닝된 방식으로 전자 빔에 의해 주사될 수도 있다. 다음으로, 레지스트 중 노광된 영역 또는 비노광된 영역 중 어느 하나가 제거되며, 이것은 "현상" 으로서 불린다. 현상은 레지스트에 나노 구조물들을 생성한다. 그 후, 현상된 나노 구조물을 갖는 레지스트는 다른 표면을 임프린팅하는 데 사용될 수도 있다. 그러나, EBL 을 이용하여 마스크를 생성하는 것은 면 당 수 인치로 마스크의 크기를 제한할 수도 있다. 또한, EBL 에 의 해 마스크를 생성하는 것은 전체 기판을 노광하는 데 긴 시간이 걸리기 때문에 상대적으로 긴 시간을 걸릴 수도 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 양태에서, 제 1 기판에 자기 조립형 블록 공중합체 반응을 수행함으로써 대규모의 나노-패터닝된 구조물을 포함하는 포지티브 패턴을 갖는 제 1 기판을 포함한 제 1 패터닝된 기판을 형성하는 단계; 및 제 1 패터닝된 기판을 마스크로서 이용하고, 상기 마스크를 이용하여 제 2 기판 상에 나노 임프린트 리소그래피 (nano-imprint lithography) 를 수행함으로써 제 1 기판의 포지티브 패턴의 네거티브 임프린트를 갖는 제 2 기판을 패터닝하여 제 2 패터닝된 기판을 형성하는 단계를 포함하는 대규모의 나노 패턴 구조물을 복제하는 방법이 제공된다.
본 발명의 제 2 양태에서, 제 1 기판에 자기 조립형 블록 공중합체 반응을 수행하여 포지티브 자기 조립된 나노 구조물 패턴을 포함한 패터닝된 기판을 형성하는 단계; 패터닝된 기판을 제 1 나노 임프린트 리소그래피 프로세스에서의 마스크로서 제 2 기판에 이용하여 포지티브 자기 조립된 나노 구조물의 네거티브 임프린트 패턴을 갖는 제 2 패터닝된 기판을 생성하는 단계; 및 제 2 패터닝된 기판을 다른 나노 임프린트 리소그래피 프로세스에서의 마스크로서 이용하여 포지티브 자기 조립된 나노 구조물의 포지티브 패턴 임프린트를 갖는 기판을 생성하는 단계를 포함하는 대규모의 나노 패턴 구조물들의 포지티브 이미지 임프린트를 복제하는 방법이 제공된다.
본 발명의 제 3 양태에서, 표면 상에 패턴을 포함한 제 1 패터닝된 기판; 및 임프린트 레지스트 재료로 적어도 부분적으로 코팅된 표면을 갖는 제 2 기판을 포함하는 대규모의 나노 패턴 구조물의 복제 시 사용하는 결합된 유닛이 제공되고, 패턴이, 제 1 기판의 표면을 용액으로 적어도 부분적으로 코팅하여 표면 상에 블록 공중합체막을 형성하는 것, 표면 상부에 플레이트를 배치하는 것, 블록 공중합체막이 플레이트의 후퇴 에지에서 자기 조직화하여 미리 패터닝된 기판을 형성하도록 제 1 기판의 표면을 가로지르게 플레이트를 이동시키는 것, 및 미리 패터닝된 기판을 어닐링하여 패터닝된 기판을 형성하는 것을 포함한 블록 공중합체 반응을 통해 달성되며, 제 1 패터닝된 기판의 표면 상의 패턴은 제 2 기판의 적어도 부분적으로 코팅된 표면에 가압된다.
자기 조립형 계층식 화학 반응을 이용하여 마스크들을 생성함으로써, 보다 저렴한 마스크들이 보다 빠르게 생산될 수도 있다. 또한, 자기 조립형 계층식 화학 반응을 이용하여 NIL 에서 사용하는 마스크들을 생산하는 것은 예를 들어, 나노 솔라 표면 거칠기 (roughening), 나노 유체 역학 (fluidics), 표면 특성 제어, 디스플레이 확산 또는 광학에 사용될 수도 있는 복잡한 패턴들을 갖는 임의의 대규모 나노 패턴들의 생산을 허용할 수도 있다.
본 명세서에서 교시된 방법들에 따르면, 다양한 나노 크기의 디자인들이 예상대로 달성될 수도 있다. 나노 구조물들, 예를 들어, 개별 돗트 (dot) 들 또는 라인 (line) 들은 대략 나노미터 정도일 수도 있다. 나노 패턴들, 예를 들 어, 개별 돗트들, 라인들 또는 다른 구조 (morphology) 들로 이루어진 특정 패턴들은 약 10 나노미터 이하의 범위일 수도 있다. 단일 웨이퍼 NIL 의 사용에 적당한 (단일 나노 패턴들의 반복을 포함한) 나노 패턴들을 하나 이상 포함한 기판들은 약 2-4 인치보다 크거나 약 8 인치일 수도 있다. 일반적으로, 대규모의 나노 패턴 구조물은 예를 들어, 상술한 범위에서의 나노 구조물의 나노 패턴들을 포함한 단일 웨이퍼 NIL 에 적당한 기판일 수도 있다. 대안적 실시예에서는, 기판, 나노 구조물 및 나노 패턴에 대한 다른 치수들이 사용될 수도 있다.
본 발명의 상기 및 다른 특징들은 수반한 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명 및 첨부된 청구범위로부터 보다 명확하게 될 것이다. 이들 도면이 본 발명에 따른 몇몇 실시예만을 도시하고, 이에 따라 자신의 범위를 한정하지 않는 것으로 고려된다는 것을 이해하면서, 본 발명은 수반한 도면의 이용을 통해 부가적 특이성 및 상세함을 갖고 개시될 것이다.
이하의 실시예들에서, 다음의 참조 부호들이 사용된다: 하나 이상의 동작들 (12-30) 을 포함하는, 마스크를 준비하고 그 마스크를 이용하여 대규모의 나노 패턴 구조물을 복제하는 방법 (10). 기판 (102), 블록 공중합체막 용액 (104), 플레이트 (106), 자기 조직화된 마이크로 패턴에서의 보다 두꺼운 두께 영역 (108), 자기 조직화된 마이크로 패턴에서의 보다 얇은 두께 영역 (110) 을 하나 이상 포함하는, 기판에서 자기 조직화 마이크로 패턴들을 발생하기 위하여 기판을 가로지르게 플레이트가 이동되는 적어도 부분적으로 코팅된 기판 (100). 마이크 로 패터닝 후의 자기 조직화된 마이크로 패턴 (112) 및 블록 공중합체 구조물 (114) 을 하나 이상 포함하는 자기 조직화된 마이크로 패턴 구조물 (114). 어닐링 후에 생성된 계층식 나노 패턴 (116), 계층식 나노 패턴에서 잘 정렬된 라멜리 (118), 계층식 나노 패턴에서 랜덤하게 정렬된 라멜리 (120), 및 잘 정렬된 라멜리와 랜덤하게 정렬된 라멜리 사이의 명확한 경계 (122) 를 하나 이상 포함하는, 블록 공중합체막으로 코팅된 기판을 자기 조직화 마이크로 패턴과 함께 어닐링한 후 생성된 자기 조립된 공중합체 구조물 (124). 나노 임프린트 리소그래피에서 이용되는 마스크 (202), 나노 임프린트 리소그래피에서 이용되는 기판 (204), 나노 임프린트 리소그래피에서 이용되는 임프린트 레지스트 재료 (206), 나노 임프린트 리소그래피에서 이용되는 마스크 상의 나노 패터닝 (208), 임프린트 레지스트가 코팅된 기판 (210) 을 하나 이상 포함하는, 나노 임프린트 리소그래피 프로세스에서의 마스크로서 이용되는 자기 조립된 공중합체 구조물 (203). 임시 결합된 유닛 (임프린트 레지스트가 코팅된 기판에 가압된 마스크) (212). 기계적 변형이 임프린트 레지스트 재료 상에 마스크 패턴 (214) 을 임프린팅한 후의 임프린트 레지스트가 코팅된 기판인 임프린트 샘플, 임프린트 샘플의 기판 (220) 및 임프린트 샘플의 레지스트 상의 패턴 (222) 을 하나 이상 포함하는, 경화 후의 원래의 블록 공중합체 마스크의 네거티브 임프린트 복제 (225). 하나 이상의 동작들 (52-62) 을 포함하는, 나노 임프린트 리소그래피의 또다른 반복을 통해 원래의 블록 공중합체 나노 패터닝된 마스크의 포지티브 이미지 복제물들을 생성하는 방법 (50). 공중합체 구조물 마스크에 패턴의 네거티브 임프린트를 갖는 레지스트 (305) 의 제조를 포함하는, 본 명세서에 제공되는 방법들과 연관된 구조물들 (301). 나노 임프린트 리소그래피의 제 2 라운드에서 이용되는 임프린트 레지스트가 코팅된 기판 (310) 및 어닐링 (322) 후에 생성된 공중합체 구조물 마스크에 패턴의 포지티브 임프린트를 갖는 레지스트 (320) 를 포함하는, 나노 임프린트 리소그래피에 의한 원래의 자기 조립된 공중합체 구조물의 포지티브 패턴 이미지를 갖는 나노 구조물들의 복제 (302). 기판 상에 에칭되고 나노 임프린트 리소그래피에서의 마스크에 사용된 블록 공중합체 구조물 (405) 을 가지는 기판, 롤투롤 (roll-to-roll) 식 나노 임프린트 리소그래피에서 이용하는 기판 상의 임프린트 레지스트 (407), 공중합체 구조물로부터 에칭되고 추가로 롤투롤식 나노 임프린트 리소그래피 프로세스에서의 마스크로서 사용된 기판 마스크의 네거티브 이미지 패턴을 갖는 레지스트 (410), 롤투롤식 나노 임프린트 리소그래피 프로세스 (412) 및 공중합체 구조물로부터 에칭된 기판 마스크의 포지티브 이미지 패턴인 나노 패턴들을 가지는 롤투롤식 나노 임프린트 리소그래피 프로세스 후에 생성된 웹 (414) 을 포함하는, 롤투롤식 나노 임프린트 리소그래피에 의해 원래의 자기 조립된 공중합체 구조물의 포지티브 패턴 이미지를 갖는 나노 구조 웹의 복제 (401). 동작들 (502-504) 을 포함하는, 대규모의 나노 패턴 구조물들을 복제하는 방법 (500). 동작들 (602-606) 을 포함하는, 대규모의 나노 패턴 구조물들의 포지티브 이미지 임프린트를 복제하는 방법 (600).
다음의 상세한 설명에서는, 상세한 설명의 일부를 형성하는 수반한 도면을 참조를 행한다. 도면에서, 유사한 심볼들은 통상 문백에서 다르게 지시하지 않 으면 유사한 구성요소와 동일시 한다. 상세한 설명, 도면 및 청구범위에서 기재된 서술적 실시형태들은 한정되는 것으로 의미되지 않는다. 다른 실시형태들이 이용될 수도 있고, 본 명세서에서 나타낸 주제의 사상 및 범위를 이탈함 없이 다른 변경들이 행해질 수도 있다. 본 명세서에서 일반적으로 기재되고 도면에서 나타내는 바와 같은 본 발명의 양태들은 본 명세서에서 명백히 예상되는 모든 다양하고 상이한 구성들로 배열되고, 치환되고, 조합되고, 분리되며 설계될 수도 있음이 용이하게 이해될 것이다.
도 1a 는 본 명세서에서 언급되는 다양한 실시예에 따라 임의의 대규모 나노 패턴 구조물들을 생성하기 위해 마스크를 준비하고 복제 프로세스에서 마스크를 이용하는 방법 (10) 을 나타내는 흐름도이다. 본 명세서에서 대규모의 나노 패턴 구조물을 생성하거나 복제하는 방법에 대한 논의가 행해지나, 나노 패턴 구조물들이 임의의 적당한 크기로 복제될 수도 있음이 이해될 것이고, 이로써 대규모로 한정되지 않을 것이다. 도시되는 바와 같이, 방법 (10) 은 동작 12 에서 하나 이상의 제 1 기판을 제공하는 단계, 동작 14 에서 적어도 부분적으로 제 1 기판의 표면을 막으로 코팅하는 단계, 동작 16 에서 제 1 기판의 표면 상에 플레이트를 배치하는 단계, 동작 18 에서 제 1 기판의 표면을 가로지르게 플레이트를 이동시켜 미리 패터닝된 기판을 형성하는 단계, 및 동작 20 에서 미리 패터닝된 기판을 어닐링하여 패터닝된 기판을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다. 패터닝된 기판은 리소그래피 프로세스에서의 마스크로서 제 2 기판에 사용될 수도 있다. 그러므로, 방법 (10) 은 동작 22 에서 제 2 기판을 제공하는 단계, 동작 24 에서 적어도 부분적으로 제 2 기판을 막 또는 재료로 코팅하는 단계, 동작 26 에서 제 2 기판에 패터닝된 기판 (또는 마스크) 을 가압하여 임시 결합된 유닛을 생성하는 단계, 동작 28 에서 결합된 유닛을 경화하는 단계, 및 동작 30 에서 제 2 기판으로부터 패터닝된 기판을 제거하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 따라서, 패터닝된 제 2 기판이 형성될 수도 있다. 제 2 기판의 크기는 실질적으로 한정되지 않고, 예시적인 방법 (10) 은 임의의 대규모 구조물을 패터닝하는 데 이용될 수도 있다.
특정 실시예들에서, 제 1 기판은 블록 공중합체 자기 조립용 막을 수용하기 위한 임의의 적당한 재료일 수도 있다. 몇몇 실시에서, 제 1 기판의 표면은 예컨대, 기판에 대한 친수성을 증가시킴으로써 막을 수용하는 데 적합함을 강화하도록 준비될 수도 있다. 적어도 부분적으로 제 1 기판을 코팅하는 데 이용되는 막은 블록 공중합체막일 수도 있다. 예컨대 기판 상에 코팅된 공중합체막을 가로지르게 글라스 플레이트를 슬라이딩함으로써 기판을 가로지르게 플레이트를 이동시키는 것은 막 내에 자기 조직화 마이크로 패턴들을 생성할 수도 있다. 그러므로, 마이크로 패턴들은 처리된 제 1 기판이 예를 들어, NIL 에 사용될 수도 있는 마스크로서 고려될 수도 있도록 어닐링되는 경우 추가적인 계층식 패터닝을 형성하도록 더 패터닝될 수도 있는 패턴을 형성한다. 따라서, 제 2 기판은 일반적으로 마이크로 패터닝이 바람직한 임의의 재료를 포함할 수도 있다. 기판 재료의 선택 시에 가요성이 큰 것이 가능할 수도 있다. 통상 기판 재료들은 예를 들어, 실리콘, 니켈, 유리, 석영 또는 실리콘 이산화물, 또는 NIL 에 유용할 수도 있는 임의의 다른 재료를 포함할 수도 있다. 적어도 부분적으로 제 2 기판을 코 팅하는 데 사용되는 막은 예를 들어, NIL 에 사용하는 임프린트 레지스트 재료일 수도 있다.
일반적으로, 블록 공중합체 반응들은 나노 크기의 구조의 자발적인 정렬을 나타내는 레지스트에서의 패턴을 갖는 블록 공중합체 구조물을 생성하는 데 이용된다. 이렇게 생성된 구조물은 본 명세서에서 "블록 공중합체 구조물" 또는 "패터닝된 기판" 이라고 불린다. 본 명세서에 제공되는 실시예들에 따르면, 블록 공중합체 구조물은 그 후 나노 임프린트 리소그래피 프로세스에서의 마스크로서 이용되어 블록 공중합체 구조물 상에 포함된 나노 패턴들을 복제하는 추가적인 패터닝된 기판들을 제조할 수도 있다.
따라서, 계층식 자기 조립형 블록 공중합체 프로세스들은 도 1a 의 방법 (10) 의 동작들 (14-20) 에 대해서 기재되는 바와 같이 나노 구조물들을 포함한 패터닝된 기판을 생성하도록 사용될 수도 있다. 도 1b 내지 도 1d 는 방법 (10) 과 연관된 구조물들을 나타낸다.
도 1a 에 도시되는 바와 같이, 기판은 블록 공중합체막과 같은 막으로 적어도 부분적으로 코팅될 수도 있다. 본 발명에 비춰 이해될 수도 있는 바와 같이, 박막은 기판 표면 및 공기-중합체 계면으로부터 강한 경계 조건들의 대상일 수도 있다. 블록 공중합체 조립이 표면 에너지 (surface energetics) 에 의존할 수도 있기 때문에, 이들 경계 조건들은 초미세 (nanoscopic) 폴리머 도메인들의 배향에 영향을 미칠 수도 있다. 기판의 젖음 특성 (wetting characteristics) 은 자신의 조성, 소수성 (hydrophobicity), 친수성 (hydrophilicity), 전하에 의해 또 는 표면-활성 중합체로 변형과 같은 표면 처리에 의해 영향을 받을 수도 있다. 따라서, 기판의 재료 및 기판용 재료의 임의의 처리는 기판 상에 형성된 패턴의 배향에 영향을 미치도록 선택될 수도 있다. 막을 수용하는 데 적당한 임의의 기판이 사용될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 실리콘, 실리콘 이산화물 (유리 및 석영), 중합체 또는 다른 재료들이 사용될 수도 있다.
기판의 표면은 박막으로 적어도 부분적으로 코팅될 수도 있다. 예를 들어, 드롭 캐스팅 (drop casting), 딥 코팅, 스핀 코팅, 와이핑 또는 기타를 포함하는, 기판을 코팅하는 임의의 적당한 방법이 사용될 수도 있다. 도 1b 는 몇몇 실시예에 따라 자기 조직화 마이크로 패턴들을 발생하기 위하여 기판을 가로지르게 플레이트가 이동되는 적어도 부분적으로 코팅된 기판을 나타낸다. 도 1b 의 실시예에서, 블록 공중합체 용액의 박막 (104) 은 기판 (102) 의 표면상에서 와이핑된다.
공중합체들은 랜덤, 교호 또는 그래프트 구조물 체인들로 2 개 이상의 단량체 단위들의 화학적 통합에서 유래한다. 블록 공중합체는 중합을 이용하여 합성된 중합체 체인들의 교호 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 이러한 중합체들은 화학적으로 접속되고, 상호 혼합이 불가능하거나 양립할 수 없는 세그먼트들 또는 블록들로 구성된 중합체 체인을 포함한다. 이러한 중합체들은 마이크로상 분리를 겪을 수도 있다. 블록들의 물리적 접속 가능성에 의해, 블록들은 큰 상 분리 도메인을 형성하지 못하고, 따라서 개별적 세그먼트들이 나노 크기의 치수들을 갖는 도메인들로 자기 조직화할 수도 있다. 일부 체인 길이 및 체적 프렉션 (fraction) 에서, 자기 조직화된 구조물들은 예를 들어, 표면 자유 에너지들의 최소화에 기인한 정돈된 구, 실린더, 라멜리 및 2 연속 구조물들을 포함한 잘 정의된 2 차원 및 3 차원 주기성을 가질 수도 있다. 일반적으로, 분리된 도메인들이 사용하는 분리된 도메인들의 길이 크기 및 구성은 세그먼트들의 분자량, 조성, 상호작용 및 구성에 의존하고 임의의 공결합된 첨가물들의 성질에 의존할 수도 있다. 마이크로상 분리된 블록 공중합체의 자기 조립 및 구조적 조직화는 또한 전계, 전단력, 젖음성의 표면 제어, 표면에 대한 화학적 부착, 나노 패터닝된 기판 상의 에피택셜 자기 조립, 기판들 및 몰드에서의 표면 완화 패턴들에 의한 공간 한정 및 다공성 호스트들의 범위에서 보이드들에 의해 영향 받을 수도 있다.
따라서, 일반적으로 블록 공중합체 용액은 계층식 자기 조립형 나노 패턴들을 생성하는 용액이다. 임의의 적당한 블록 공중합체 용액이 사용될 수도 있고, 사용되는 특정 용액은 원하는 자기 조립 구조에 기초하여 선택될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 블록 공중합체 용액은 톨루엔에 용해된 폴리스티렌-블록-폴리(메틸메타크릴레이트) (PS-b-PMMA) 일 수도 있다. 본 발명에 비춰 폴리스티렌 용액들 외에도 예를 들어, 용액에 사용되는 경우 도전성 중합체들 및 액체 결정성 중합체들이 자기 조립 나노형 패턴들을 생성하는 데에 적당할 수도 있음이 인식될 것이다. 다른 용액들도 사용될 수도 있다.
또한, 박막으로 코팅된 기판의 표면은 플레이트 (106) 로 피복될 수도 있다. 일반적으로, 플레이트 (106) 는 예를 들어, 플라스틱, 금속 또는 유리와 같은 막이 피복된 기판을 가로지르게 이동될 수도 있는 임의의 재료로 이루어질 수도 있 다. 일 실시예에서는, 유리가 사용된다. 블록 공중합체막 (104) 은 일반적으로 기판 (102) 과 플레이트 (106) 사이에 개재될 수도 있다. 그 후, 플레이트 (106) 는 도 1b 에 도시되는 바와 같이 기판 (102) 을 가로지르게 이동될 수도 있다. 일반적으로, 플레이트는 임의의 공지된 이동 장치를 이용하여 기판의 블록 공중합체막이 코팅된 표면을 가로지르게 기계적으로 인출될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 기판을 가로지르는 플레이트의 인출은 블록 공중합체막의 균일한 주기적 두께 변화를 보장하는 일정한 속도, 예를 들어 약 2 ㎛s-1 내지 약 40 ㎛s-1 사이의 속도에서 행할 수도 있다. 블록 공중합체 용액 (104) 으로 코팅된 표면 기판 (102) 을 가로지르게 플레이트 (106) 를 이동시키는 것은 도 1b 에 도시되는 바와 같이 용액으로 하여금 마이크로 패턴으로 자기 조직화하게 한다. 블록 공중합체막 (104) 은 용액 전방에서 톨루엔 (또는 유사한 재료) 의 증발에 의해 플레이트의 후퇴 에지 (receding edge) 에서 자기 조직화된다. 톨루엔이 증발함에 따라, 공중합체의 잔류물은 블록 공중합체 용액의 에지에 남겨진다. 이러한 잔류물은 용액 에지의 후퇴 속도를 주기적으로 변화시키는 방식으로 용액 에지의 이동을 일시적으로 느리게 하여 공중합체막 용액 (104) 에서 주기적으로 보다 큰 두께 영역 (108) 과 보다 적은 두께 영역 (110) 을 생성한다. 도 1c 는 블록 공중합체 용액 (104) 을 가로지르게 플레이트 (106) 를 인출한 후 생성된 주기적 두께 변화 (108, 110) 를 나타내는 자기 조직화된 마이크로 패턴 (112) 의 상면도를 도시한다.
언급된 바와 같이, 블록 공중합체 자기 조직화의 구조에 영향을 미치도록 다양한 인자들이 사용될 수도 있다. 일반적으로, 블록 공중합체막은 주기적이고 예측가능한 구조들을 초래할 수도 있다. 변경하고자 하는 어떤 인자들을 포함한 인자들 및 이러한 인자들의 레벨의 선택은 이들 구조에 영향을 미칠 수도 있다. 예를 들어, 블록 공중합체 용액 (104) 으로 코팅된 기판 (102) 의 표면을 가로지르는 플레이트 (106) 의 슬라이딩 속도는 자기 조직화의 구조 및 마이크로 패터닝의 지오메트리에 영향을 미칠 수도 있다. 블록 공중합체막이 코팅된 기판 상에서 플레이트의 슬라이딩 속도 및 블록 공중합체막에서의 블록 공중합체의 농도는 돗트, 줄무늬 및 사다리꼴과 같은, 블록 공중합체 상의 나노 패턴들의 상이한 유형들을 달성하도록 선택될 수도 있다. 나노 돗트는 예를 들어, 약 50 ㎛s-1 의 슬라이딩 속도에서 약 0.1gL-1 의 농도를 갖는 폴리스티렌 용액으로 형성될 수도 있다. 주기적 줄무늬는 약 0.5gL-1 보다 높은 농도에서 형성할 수도 있다. 약 4.0gL-1 보다 매우 높은 농도에서는, 균일한 사다리꼴 패턴들이 나타날 수도 있다. 유사하게, 슬라이딩 속도는 줄무늬 (108) 들의 간격에 영향을 미칠 수도 있다. 슬라이딩 속도가 증가함에 따라, 줄무늬들의 간격은 초기에 감소하나, 이후 슬라이딩 속도의 증가에 따라 증가할 수도 있다. 따라서, 나노 패턴들에서의 나노 구조물들의 주기성은 예측가능하게 변화될 수도 있다.
본 명세서에서는 마스크 또는 패터닝된 기판을 생성하는 시스템이 제공된다. 이러한 시스템은 기판 홀더, 이동 장치, 코팅 장치 및 프로세서를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 기판 홀더 및 이동 장치는 기판 홀더를 이동시키는 경우에 완전하게 형성될 수도 있다. 플레이트는 기판 홀더의 일방에 부착될 수도 있다. 플레이트는 컴퓨터 제어 구동 시스템에 의해 설정될 수도 있는 속도로 이동될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 제 2 플레이트는 다른 기판 홀더에 부착될 수도 있다. 2 개의 플레이트들은 예컨대 약 3-4㎝ 정도로 겹쳐지고, 기판과 플레이트 사이에 공중합체막의 적용을 허용하기 위하여 약 180-220㎛ 의 거리만큼 이격될 수도 있다. 제 2 기판 홀더가 다양한 유형의 기판을 유지할 수도 있고, 제 2 기판이 제 1 기판과 상이한 재료, 형상 및/또는 크기를 포함할 수도 있음이 인식될 것이다. 몇몇 실시예에서, 본 명세서에 기재된 방법들을 실시하는 시스템은 몇몇 실시예에서의 플레이트 또는 플레이트들이 기판을 가로지르게 이동되는 속도를 제어하기 위한 컴퓨터 시스템을 더 포함할 수도 있다. 기판의 표면을 적어도 부분적으로 코팅하기 위해서 기계화된 브러쉬, 딥핑 장치 또는 다른 장치와 같은 코팅 장치가 제공될 수도 있다. 자기 조직화 마이크로 패터닝을 관찰하기 위해서 마이크로스코프 시스템이 제공될 수도 있다.
블록 공중합체막으로 코팅된 기판의 표면을 가로지르게 플레이트를 이동시키는 것은 미리 패터닝된 기판을 생성한다. 미리 패터닝된 기판은 고온, 예컨대 약 170℃ 와 약 210℃ 사이에서, 또는 예를 들어, 190℃ 에서 어닐링될 수도 있다. 블록 공중합체 구조물 (114) 을 어닐링하는 것은 명백히 계층식 나노 패터닝 (116) 이 된다. 예를 들어, 나노 패터닝은 도 1d 에 도시되는 바와 같이 잘 정 렬된 마이크로 크기의 줄무늬 (118) 들과 랜덤하게 정렬된 아멜리 (120) 를 교호하는 것을 포함하여 줄무늬 (118) 들과 아멜리 (120) 사이에 일반적으로 뚜렷한 경계 (122) 를 갖게 할 수도 있다. 일반적으로, 도 1d 에 도시되는 바와 같이, 잘 정렬된 아멜리 (118) 는 도 1b 및 도 1c 에 도시된 자기 조직화 마이크로 패터닝 프로세스 동안 생성된 블록 공중합체막 (104) 의 두꺼운 부분 (108) 에서 발생한다. 몇몇 실시예에서, 블록 공중합체 구조물들은 용매로 씻겨져 나노 패턴들의 토포그래피 (topography) 를 향상시킬 수도 있다.
따라서, 일단 어닐링되면, 예를 들어, 큰 나노 패턴 구조물 (116) 을 포함한 패터닝된 기판 (124) 이 제공된다. 이렇게 형성한 패터닝된 기판 (124) 이 다양한 나노 애플리케이션에 직접적으로 사용될 수도 있다. 대안으로, 이렇게 형성한 패터닝된 기판은 도 1a 의 동작들 (22-30) 에 기재된 바와 같은 NIL 프로세스에서의 마스크로서 사용될 수도 있다. 전체 웨이퍼 나노 임프린트 리소그래피에서는, 기판 상에 임프린팅하는 모든 패턴들이 단일 나노 임프린트 필드에 포함되고 단일 임프린트 동작에서 전사된다. 이것은 높은 쓰루풋과 균일성을 허용하나, 예를 들어, EBL 에 의해 제조되는 경우 비용이 들 수도 있는 상대적으로 큰 크기로 된 마스크를 요구한다. NIL 프로세스에서의 마스크로서 블록 공중합체가 패터닝된 기판을 이용하는 것은 대규모의 나노 패턴들을 포함한 구조물의 보다 저렴한 복제를 허용할 수도 있다.
나노 임프린트 리소그래피는 나노미터 크기의 패턴들을 신뢰하고 저렴하게 만드는 능력에 의해 나노 기술적 실시를 위한 많은 가능성을 갖는다. 일반적으 로 NIL 은 나노 패터닝된 마스크를 이용하여 기계적 변형을 통해 임프린트 레지스트 내에 패턴들을 생성하는 것을 수반한다. 임프린트 레지스트 물질은 예를 들어, 본 발명에 비춰 이해되는 전기화학적 나노 임프린팅과 같은 다른 방법들 외에도 열 (열 NIL) 또는 자외광 (광 또는 UV NIL) 으로 임프린팅하는 동안 경화될 수도 있다.
도 2a 는 몇몇 실시예에 따라, 나노 임프린트 리소그래피 프로세스에서의 마스크로서 자기 조립된 블록 공중합체 구조물을 이용하는 것을 나타낸다. 도 2a 에 도시되는 바와 같이, 일반적으로 NIL 프로세서에서 사용되는 3 개의 구성요소들이 있다: 또한 템플렛, 몰드 또는 스템프로서 잘 알려진 마스크 (202); 기판 (204); 및 임프린트 레지스트 재료 (206). 임프린트 레지스트 재료 (206) 의 얇은 층 또는 박막은 도 1a 의 동작 24 에 개시되는 바와 같이 기판 (204) 에 도포될 수도 있다. 임프린트 레지스트 재료 (206) 는 마스크에 의한 기계적 변형을 위해 임의의 적당한 재료일 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 임프린트 레지스트 재료는 임프린팅 동안 열 또는 UV 광에 의해 경화될 수도 있는 단량체 또는 중합체 제형 (formulation) 일 수도 있다. 임프린트 레지스트 재료 (206) 의 층은 예를 들어, 일반적으로 평탄한 기판에 일반적으로 균일한 박막을 도포하는 프로세스인 스핀 코팅에 의해 도포될 수도 있다. 스핀 코팅을 이용하면, 과잉 용액이 기판의 표면 상에 배치되고, 그 후 기판은 원심력에 의해 유체를 분산하기 위하여 스핀 코터에 의해 고속으로 회전된다. 대안으로, 기판의 표면을 박막으로 코팅하는 임의의 알려진 방법이 사용될 수도 있다. 도 2b 는 몇몇 실시예에 따라, 임프린트 레지스트가 코팅된 기판에 마스크를 가압하여 임시 결합된 유닛을 생성하는 것을 나타낸다. 그 후, 기판 (202) 상에 토폴로지의 나노 패턴 (208) 을 가지고, 동작들 (12-20) 에서 형성되는 패터닝된 기판 (202) (또한 마스크로서 알려짐) 은 도 2b 에 도시되는 바와 같이 코팅된 기판 유닛 (210) 에 가압될 수도 있다.
레지스트가 코팅된 기판을 임프린팅하는 데 사용되는 패터닝된 기판 또는 마스크는 도 1d 에 도시된 블록 공중합체 구조물일 수도 있다. 패터닝된 기판은 임프린트 레지스트막으로 코팅될 수도 있는 제 2 기판의 표면에 가압된다. 구체적으로, 그 상에 패턴을 갖는 패터닝된 기판의 표면은 임프린트 레지스트막에 가압되어 도 2b 에 도시되는 임시 결합된 유닛 (212) 을 형성할 수도 있다. 그 후, 임시 결합된 유닛 (212) 은 경화될 수도 있다. 일 실시예에서, 경화는 임프린트 레지스트 재료 (206) 의 유리전이 온도보다 높은 온도로 결합된 유닛 (212) 을 가열하고, 그 후 결합된 유닛 (212) 을 냉각함으로써 수행될 수도 있다. 경화 온도가 예컨대 80℃ 내지 100℃ 의 편리한 온도에서 발생하도록 임프린트 레지스트 재료가 선택될 수도 있다. 임프린트 레지스트 재료가 자신의 유리전이 온도를 지나서 가열되는 경우, 마스크 상의 구조물들은 용융된 임프린트 레지스트 재료로 임프린팅될 수도 있다. 결합된 유닛은 오븐과 같이, 임프린트 레지스트 재료의 유리전이 온도보다 높은 열을 달성할 수도 있는 임의의 원하는 방법에 의해 가열될 수도 있다. 대안으로, 결합된 유닛은 UV 광에 의해 경화될 수도 있다.
제 2 기판 상에 임프린트 레지스트 재료가 코팅된 제 2 기판은 임프린트 샘 플 (210) 을 포함할 수도 있다. 마스크 또는 패터닝된 기판 (202) 에의 가압 후에, 임프린트 샘플 (210) 은 마스크 (202) 상의 나노 패턴의 네거티브 임프린트 (208) 로 임프린팅된다. 도 2c 는 몇몇 실시예에 따라, 경화 후에 원래의 공중합체 마스크의 네거티브 임프린트 복제의 제조를 나타낸다. NIL 프로세스에서의 마스크로부터 복제되는 패턴은 마스크의 네거티브 임프린트이고, 도 2c 에서 알 수 있는 바와 같이 패터닝된 구조물 (214) 로 불릴 수도 있다. 마스크가 융기면을 갖는 경우, 대응하는 오목면 (indented surface) 은 임프린트 레지스트 재료에 생길 수도 있다. 유사하게, 마스크가 2 개의 융기면들 사이에 오목형 표면을 갖는 경우, 임프린트 레지스트는 융기면이 임프린팅될 수도 있다. 이러한 이유로, 레지스트 상에 임프린팅되는 패턴은 마스크 패턴의 네거티브 임프린트일 수도 있다. 레지스트와 템플렛 사이의 접합은 적절한 방출을 용이하게 하도록 제어될 수도 있다. 일반적으로, 패터닝된 기판 (202) 또는 마스크는 내구성이 있어, 기판 상에 나노 패턴들을 복제하는 데 다수 회 사용될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 반응성 이온 에칭 (RIE) 과 같은 패턴 전사 프로세스는 레지스트 (222) 아래의 기판 (220) 으로 레지스트 (222) 상에 임프린팅된 네거티브 패턴을 전사하도록 이용될 수도 있다.
NIL 프로세스용 기판 (204) 재료로서 실리콘, 실리콘 이산화물 (유리 및 석영), 중합체 및 다른 재료들과 같은 반도체들이 이용될 수도 있다. 임프린트 레지스트 패터닝 매체 (206) 는 중합체일 수도 있으나, 이것은 또한 예를 들어, 단량체, 수지, 실리콘 또는 금속 등일 수도 있다. PMMA (폴리 메틸 메타크릴레이 트) 는 임프린트 레지스트 재료로서 사용되는 가장 일반적인 열가소성 중합체들 중 하나이다.
본 명세서에 기재된 프로세스들을 통해 생성되는 블록 공중합체 구조물을 NIL 프로세스에서의 마스크로서 사용하는 것은 상대적으로 저렴한 방식으로 대규모 복잡한 패턴들의 복제를 용이하게 한다. 또한 NIL 에서의 마스크로서 사용될 수도 있는, 블록 공중합체 프로세스를 통해 생성된 패턴들의 밀도 및 복잡도는 위에서 언급된 바와 같이 패턴들을 생성하는 데 사용되는 화학물질을 변경함으로써 조정될 수도 있다.
도 3a 는 NIL 의 또다른 반복을 통해 포지티브 나노 구조물들의 임의 큰 표면을 생성하는 방법 (50) 을 나타낸다. 도시되는 바와 같이, 네거티브 패턴을 갖는 마스크가 제공될 수도 있다. 다양한 실시예에서, 패터닝된 기판에 의해 패터닝되는 바와 같은 제 2 기판인 마스크는 도 1a 의 프로세스를 이용하여 형성될 수도 있다. 도 1a 의 패터닝된 기판은 일반적으로 포지티브 패턴을 구비함으로써 제 2 기판을 패터닝하는 마스크로서 사용되는 경우 제 2 기판 상에 네거티브 패턴을 형성할 수도 있다. 본 명세서에서 언급된 실시예에 따르면, 네거티브 패턴으로 패터닝되는 제 2 기판은 이로써 제 3 기판 상에 포지티브 패턴을 패터닝하는 마스크로서 사용될 수도 있다. "제 3 기판" 이란 용어가 사용될 수도 있으나, 다양한 실시예에서 3 개 보다 많거나 적은 기판들이 사용될 수도 있고 제 3 기판으로서 기판에 대한 언급은 한정적으로 의도되지 않음이 이해될 것이다.
따라서, 본 명세서에 기재된 프로세스들을 이용하여 형성된 마스크는 NIL 프 로세스에 사용되어 마스크 상에 네거티브 패턴의 포지티브 이미지를 갖는 타깃면을 임프린팅할 수도 있다. 도 3b 및 도 3c 는 도 3a 의 방법의 동작들을 수행하는 구조물을 나타낸다.
도 3a 에 도시되는 바와 같이, 방법 (50) 은 동작 52 에서 네거티브 패턴을 갖는 마스크를 제공하는 단계, 동작 54 에서 제 3 기판을 제공하는 단계, 동작 56 에서 적어도 부분적으로 제 3 기판의 표면을 재료로 코팅하는 단계, 동작 58 에서 제 3 기판의 적어도 부분적으로 코팅된 표면에 마스크의 네거티브 패턴을 가압하여 임시 결합된 유닛을 형성하는 단계, 동작 60 에서 임시 결합된 유닛을 경화하는 단계, 및 동작 62 에서 제 3 기판으로부터 마스크를 분리하는 단계를 하나 이상 포함할 수도 있다.
제 3 기판은 NIL 을 이용하여 임프린팅될 수 있도록 임프린트 레지스트 재료로 코팅될 수도 있다. 마스크의 크기는 보통 마스크 제작을 한정하는 인자들에 의해 한정되지 않고, 임의의 큰 패터닝된 마스크가 형성될 수도 있다. 패터닝된 기판 상에 네거티브 패턴을 형성하는 것은 NIL 후에 제 3 기판 상에 형성된 포지티브 패턴이 된다. 이로써, 본 명세서에 언급되는 바와 같이 형성된 상대적으로 큰 네거티브 패터닝된 마스크를 이용하여, 전체 웨이퍼 나노 임프린트 리소그래피를 이용한 단일 동작에서 포지티브 패턴을 갖는 구조물이 형성될 수도 있다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 2 개의 NIL 프로세스는 기판 상에 임프린트 레지스트 재료에서의 포지티브 이미지를 생성하도록 수행될 수도 있다.
도 3b 는 네거티브 임프린트 패턴 (305) 을 갖는 마스크의 제조를 나타내는 프로세스 흐름이다. 흐름 방향은 임프린트 레지스트 (206) 가 코팅된 기판 (204) 에 대한 마스크 (124) 로서 사용될 수도 있는 블록 공중합체 구조물 (124) 로부터 시작한다. 다음으로, 마스크 (124) 는 레지스트 (206) 가 코팅된 기판 (204) 에 가압되어 임시 결합된 유닛 (126) 을 생성할 수도 있다. 마지막으로, 마스크 (124) 는 기판으로부터 떼어져 원래의 블록 공중합체 마스크 (124) 의 네거티브 임프린트 (305) 를 갖는 구조물의 생성을 드러낼 수도 있다. 도 3b 는 제 1 NIL 프로세스의 프로세스 흐름을 나타낸다.
도 3c 는 몇몇 실시예에 따라, 포지티브 패턴 이미지를 갖는 나노 구조물의 나노 임프린트 리소그래피에 의한 복제의 프로세스 흐름을 나타낸다. 제 2 NIL 프로세스는 마스크 (305) 로서 제 1 NIL 프로세스에서 생성된 네거티브 패터닝된 기판 (305) 과 레지스트가 코팅된 제 3 기판 (310) 을 사용할 수도 있다. 제 3 기판의 표면은 도 3c 에 도시되는 바와 같이 적어도 부분적으로 임프린트 레지스트 재료 (310) 로 코팅될 수도 있다. 제 1 NIL 프로세스에서 생성된 마스크 (305) 는 이번에는 패터닝된 기판의 원래의 블록 공중합체 구조물의 포지티브 패턴의 네거티브 이미지인, 마스크의 네거티브 이미지의 포지티브 패턴을 생성하는 데 사용될 수도 있다. 이로써, 마스크 (305) 는 적어도 부분적으로 코팅된 제 3 기판 (310) 에 가압되어 임시 결합된 유닛 (315) 을 형성한다. 임시 결합된 유닛 (315) 은 경화되고 마스크 (305) 가 제거될 수도 있다. 이렇게 형성한 포지티브 이미지는 일반적으로 패터닝된 기판 (124) 상에 제공되는 이미지를 복제한다. 따라서, 제 2 NIL 프로세스는 원래의 블록 공중합체 구조물 (124) 의 포지티브 이미지 구조물 (320) 을 생성할 수도 있다.
또다른 실시예에서, 방법 (1) 에 따라 생성되는 블록 공중합체 패턴은 예를 들어 반응성 이온 에칭 (RIE) 에 의해 기판에 에칭되어 패터닝된 기판 웨이퍼를 형성할 수도 있다. 그 후, 패터닝된 기판 웨이퍼는 NIL 에서의 마스크로서 사용될 수도 있다. 웨이퍼는 제 1 기판과 상이한 재료로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 웨이퍼는 실리콘 기판으로 이루어질 수도 있다. 따라서, 웨이퍼의 재료는 다른 프로세스들에 적당함을 위해 선택될 수도 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼는 실질적으로 블록 공중합체가 패터닝된 기판을 형성하는 데 이용될 수도 있는 PMMA 계 공중합체 기판보다 단단할 수도 있다. 예를 들어, 보다 단단한 마스크는 PMMA 타깃면으로의 패터닝에 유리할 수도 있다.
공중합체가 생성된 구조물은 피치와 밀도와 같은 제어된 파라미터들을 갖는 의사-랜덤 나노 패턴들을 필요로 하는 표면에 적당할 수도 있다. 이러한 패턴들은 예를 들어, 나노 솔라 표면 거칠기, 나노 유체, 표면 특성 제어, 디스플레이 분산 또는 광학에 사용될 수도 있다.
일 실시예에서, 본 방법에 의해 생산된 나노 구조물은 평판 패널 LCD 디스플레이용 확산 기능을 제공하여 시야각을 증가시키는 데 사용될 수도 있다. 롤온 (roll-on) 식 NIL 방법은 이러한 사용을 위한 나노 구조물을 생산하도록 사용될 수도 있고, LCD TV 스크린에 사용하는 나노 구조물에 대해 충분히 큰 표면을 생성할 수도 있다. 나노 구조물의 웹을 생성하는 롤온식 방법은 일반적으로 표준 방법들과 비교해 쓰루풋을 증가시켰다. 롤온식 NIL 프로세스에서는, 마스크가 롤러 상에 놓여지고 임프린트 레지스트 재료로 피복된 기판 상에 굴려질 수도 있다.
롤온식 NIL 은 열로 또는 UV 광에 의해 경화될 수도 있다. 롤온식 NIL 은 8 인치 이상 정도의 마스크들의 복제 (또는 웹들의 생성) 를 허용할 수도 있다. 일 실시형태에서, 롤온식 UV NIL 장치는 2 개의 동기화된 모터들에 의해 제어될 수도 있는 투명한 석영 실린더를 구비할 수도 있다. 실리더가 예를 들어, 금속, 플라스틱 또는 유리와 같은 임의의 적당한 재료로 이루어질 수도 있음이 인식될 것이다. 또한, 2 개의 동기화된 모터들이 본 실시예에 기재되나, 임의의 모터 수가 사용될 수도 있다. 기판 상의 블록 공중합체 패터닝은 도 1a 의 동작들 (12-20) 을 수행함으로써 생성될 수도 있다. 블록 공중합체 기판은 도 1a 의 동작들 (24-30) 의 수행 동안의 제 1 마스크로서 사용될 수도 있으며, 제 1 마스크는 NIL 를 이용하여 가요성 필름 마스크로부터 생성될 수 있다. 가요성 필름 마스크는 임의의 적당한 물질, 예를 들어, PDMS (폴리다이메틸-실록산), PET (폴리에틸렌 테레프탈레이트) 또는 폴리카보네이트로 이루어질 수도 있다. 가요성 필름 마스크는 블록 공중합체 패터닝의 네거티브 임프린트를 생성할 수도 있다. 그 후, 필름 마스크는 예를 들어, 롤온식 NIL 장치의 투명한 석영 실린더 상에 셋업 (set-up) 될 수도 있다. 롤온식 장치는 필름 마스크의 패터닝은 레지스트 재료로 기판 상의 네거티브 이미지로서 전사되게 한다. 기판은 예를 들어, 실리콘 또는 플라스틱과 같은 임의의 재료로 이루어질 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다. 레지스트는 중합체, 단량체, 수지, 실리콘 또는 금속과 같은 임의의 적절한 재료일 수도 있다. 롤온식 방법에서, 임프린팅 프로세스는 임프린 팅 압력 하에서 기판 이송 운동을 통해 연속적일 수도 있다. 임프린팅 프로세스가 완료된 후에, 임프린팅된 레지스트를 갖는 기판은 예를 들어, 열로 또는 UV 광에 의해 경화될 수도 있다. 또다른 실시형태에서, UV 광은 레지스트를 갖는 기판이 동시에 임프린팅되고 경화되도록 투명한 롤러의 내부에 있을 수도 있다. 또한, 롤온식 NIL 방법은 예를 들어 보다 큰 경식 스크린 투영 디스플레이를 생성하는 데 사용될 수도 있다.
또한, 몇몇 애플리케이션에서는, 웹을 생성하는 롤투롤식 NIL 방법이 요구될 수도 있다. 도 4 는 제 1 마스크로서 블록 공중합체가 패터닝된 기판을 이용한 롤투롤식 NIL 이용하는 프로세스 흐름을 나타낸다. 도 1a 의 동작들 (12-20) 을 수행함으로써 생성된 블록 공중합체 패터닝은 예를 들어, 반응성 이온 에칭 (RIE) 에 의해 기판 웨이퍼 (405) 에 에칭될 수도 있다. 그 후, 에칭된 기판 웨이퍼 (405) 는 마스크로서 사용되어 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 (ETFE) 와 같은 특정 레지스트 (407) 로 코팅된 기판을 임프린팅할 수도 있다. 이렇게 형성한 ETFE 네거티브 패터닝된 기판 (410) 은 이후 추가적인 롤투롤식 나노 임프린트 리소그래피 프로세스에서의 마스크로서 사용되어 블록 공중합체 패터닝된 기판 (124) 에 상보적인 나노 구조물 (414) 의 포지티브 이미지 웹을 생성할 수도 있다.
기판 웨이퍼 (405) 는 실리콘 또는 다른 적당한 재료를 포함할 수도 있다. 표준 NIL 프로세스에서, 공중합체 구조물 (124) 의 패터닝을 포함한 실리콘 웨이퍼 (405) 는 마스크로서 사용되어 임프린트 레지스트가 코팅된 기판 (407) 을 패터닝할 수도 있다. 임프린트 레지스트는 다른 실시예에서 기재되는 바와 같이 임 의의 재료로 이루어질 수도 있다. 특히, LCD TV 스크린의 제조 시 사용하는 경우, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 (ETFE) 을 포함한 임프린트 레지스트가 사용될 수도 있다. 따라서, 마스크 (405) 를 사용하는 것은 ETFE 임프린트 레지스트 (407) 로 패턴을 임프린팅함으로써 ETFE 구조물 (410) 을 생성할 수도 있다. 또한, ETFE 구조물 (410) 은 롤투롤식 NIL 프로세스 (412) 에서의 마스크로서 사용될 수도 있다. 구체적으로, 몇몇 실시예에서, ETFE 마스크는 스테인레스 스틸 롤러에 감기고 고정될 수도 있다. 기판 상에는 액체 레지스트가 적어도 부분적으로 코팅될 수도 있다. 몇몇 실시예에서는, 이러한 코팅이 일반적으로 연속적일 수도 있다. 롤투롤식 프로세스에서 사용되는 레지스트 및 경화 방법은 어떠한 롤투롤식 NIL 속력이 요구되느냐에 기초하여 선택될 수도 있다.
이렇게 형성한 웹 (414) 은 원래의 공중합체 구조물 (124) 의 포지티브 이미지인 구조물로 임프린팅될 수도 있다. 이것은 ETFE 마스크 (410) 가 공중합체 구조물 (124) 의 네거티브 이미지이기 때문이고, ETFE 마스크 (410) 는 롤투롤식 프로세스 (412) 로부터 기인한 웹 (414) 을 임프린팅하는 데 사용될 수도 있다. 나노 구조물의 웹을 제조하는 상술한 방법은 LCD 스크린과 같은 화면을 코팅하기에 일반적으로 충분히 큰 웹을 생성하도록 사용될 수도 있다.
또다른 실시예에서, 선행하는 실시예에 기재된 프로세스는 레이저 광원을 이용한 투영 디스플레이, 특히 가요성 재료로 이루어진 투영 디스플레이 상의 반점 (speckle) 들의 영향을 감소시키거나 제거하는 데 사용될 수도 있다. 웹 상의 조직의 크기는 레이저 광이 소싱된 투영 디스플레이로부터 반점을 제거하기에 충분 히 클 수도 있다. 일반적으로, 레이저 광원은 상대적으로 순수하고, 보다 낮은 전력으로 버닝되고 다른 광원보다 효율적일 수도 있다. 그러나, 레이저 광은 빔의 코히런스 (coherence) 에서 변화로서 나타나는 반점으로 알려진 국지적 보강 및 상쇠 간섭을 겪을 수도 있다. 텔레비전, 예를 들어, 광원으로서 레이저 광을 사용하는 경우, 스크린 상의 이미지는 반점에 의해 "비등하는 (boiling)" 것으로 나타날 수도 있다. NIL 또는 롤투롤식 NIL 을 이용하여 복제된 자기 조립형 블록 공중합체 구조물로 이루어진 메쉬를 투영 스크린에 적용하는 것은 반점 효과를 분산시켜 반점 효과를 제거할 수도 있다.
본 발명은 일반적으로 대규모의 나노 패턴 구조물을 복제하는 기술, 시스템 및 방법에 관한 것이다. 도 5 는 몇몇 실시예에 따라, 대규모의 나노 패턴 구조물을 복제하는 방법의 흐름도를 나타낸다. 도 5 에 도시되는 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 방법 (500) 은 동작 502 에서 제 1 기판에 자기 조립형 블록 공중합체 반응을 수행함으로써 대규모의 나노-패터닝된 구조물을 포함하는 포지티브 패턴을 갖는 제 1 기판을 포함한 제 1 패터닝된 기판을 형성하는 단계; 및 동작 504 에서 제 1 패터닝된 기판을 마스크로서 이용하고, 상기 마스크를 이용하여 제 2 기판 상에 나노 임프린트 리소그래피 (nano-imprint lithography) 를 수행함으로써 제 1 기판의 포지티브 패턴의 네거티브 임프린트를 갖는 제 2 기판을 패터닝하여 제 2 패터닝된 기판을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다.
다양한 실시에서, 자기 조립형 블록 공중합체 반응을 수행하는 것은 제 1 기판의 표면을 용액으로 적어도 부분적으로 코팅하여 블록 공중합체막을 형성하는 단 계; 제 1 기판의 표면 상에 플레이트를 배치하는 단계; 블록 공중합체막이 플레이트의 후퇴 에지 (receding edge) 에서 자기 조직화하여 미리 패터닝된 기판을 형성하도록 제 1 기판의 표면을 가로지르게 플레이트를 이동시키는 단계; 및 미리 패터닝된 기판을 어닐링하여 제 1 패터닝된 기판을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다. 용액은 다이블록 공중합체 용액일 수도 있다. 다이블록 공중합체 용액은 톨루엔에 용해된 폴리스티렌-블록-폴리(메틸 메타크릴레이트) 일 수도 있다. 어닐링은 약 190℃ 에서 수행될 수도 있다. 임프린트 레지스트는 중합체일 수도 있다. 제 1 기판은 실리콘일 수도 있다. 패터닝된 구조물은 다른 나노 임프린트 리소그래피의 수행 시의 마스크로서 사용되어 포지티브 패턴 임프린트를 갖는 기판을 생성할 수도 있다. 다른 나노 임프린트 리소그래피는 롤투롤 (roll-to-roll) 식 나노 임프린트 리소그래피 또는 롤온 (roll-on) 식 나노 임프린트 리소그래피에 의해 수행될 수도 있다.
다양한 실시에서, 나노 임프린트 리소그래피를 수행하는 것은 적어도 부분적으로 제 2 기판의 표면을 임프린트 레지스트 재료로 코팅하는 단계; 임프린트 레지스트 재료에 마스크를 가압하여 임시 결합된 유닛을 생성하는 단계; 임시 결합된 유닛을 경화하는 단계; 및 마스크를 제거하는 단계를 포함할 수도 있다. 경화는 열에 의해 또는 자외광에 의해 수행될 수도 있다. 제 2 기판은 실리콘일 수도 있다.
본 발명은 일반적으로 대규모의 나노 패턴 구조물들의 포지티브 이미지 임프린트들을 복제하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 도 6 에 도시되는 바와 같 이, 몇몇 실시예에서, 방법 (600) 은 동작 602 에서 제 1 기판에 자기 조립형 블록 공중합체 반응을 수행하여 포지티브 자기 조립된 나노 구조물 패턴을 포함한 패터닝된 기판을 형성하는 단계; 동작 604 에서 패터닝된 기판을 제 1 나노 임프린트 리소그래피 프로세스에서의 마스크로서 제 2 기판에 이용하여 포지티브 자기 조립된 나노 구조물의 네거티브 임프린트 패턴을 갖는 제 2 패터닝된 기판을 생성하는 단계; 및 동작 606 에서 제 2 패터닝된 기판을 다른 나노 임프린트 리소그래피 프로세스에서의 마스크로서 이용하여 포지티브 자기 조립된 나노 구조물의 포지티브 패턴 임프린트를 갖는 기판을 생성하는 단계를 포함할 수도 있다.
다양한 실시에서, 다른 나노 임프린트 리소그래피 프로세스는 롤투롤식 나노 임프린트 리소그래피 프로세스 또는 롤온식 나노 임프린트 리소그래피 프로세스일 수도 있다. 포지티브 자기 조립된 나노 구조물 패턴은 액정 디스플레이 스크린에 대한 확산 패턴일 수도 있다. 포지티브 자기 조립된 나노 구조물 패턴은 레이저 광원을 이용한 투영 디스플레이에 대한 반점 감소 (speckle-reduction) 패턴일 수도 있다.
다양한 실시에서, 자기 조립형 블록 공중합체 반응을 수행하는 것은 적어도 부분적으로 제 1 기판의 표면을 용액으로 코팅하여 블록 공중합체막을 형성하는 단계; 제 1 기판의 표면 상부에 플레이트를 배치하는 단계; 블록 공중합체막이 플레이트의 후퇴 에지에서 자기 조직화하여 미리 패터닝된 기판을 형성하도록 제 1 기판의 표면을 가로지르게 플레이트를 이동시키는 단계; 및 미리 패터닝된 기판을 어닐링하여 패터닝된 기판을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다.
다양한 실시에서, 나노 임프린트 리소그래피를 수행하는 것은 적어도 부분적으로 제 2 기판의 표면을 임프린트 레지스트 재료로 코팅하는 단계; 마스크를 임프린트 레지스트 재료에 가압하여 임시 결합된 유닛을 생성하는 단계; 임시 결합된 유닛을 경화하는 단계; 및 마스크를 제거하는 단계를 포함할 수도 있다.
본 발명은 일반적으로 대규모의 나노 패턴 구조물의 복제 시 사용하는 결합된 유닛에 관련한 것일 수도 있으며, 여기서 결합된 유닛은 표면 상에 패턴을 포함한 제 1 패터닝된 기판; 및 임프린트 레지스트 재료로 적어도 부분적으로 코팅된 표면을 갖는 제 2 기판을 포함하고, 패턴이, 제 1 기판의 표면을 용액으로 적어도 부분적으로 코팅하여 표면 상에 블록 공중합체막을 형성하는 것, 표면 상부에 플레이트를 배치하는 것, 블록 공중합체막이 플레이트의 후퇴 에지에서 자기 조직화하여 미리 패터닝된 기판을 형성하도록 제 1 기판의 표면을 가로지르게 플레이트를 이동시키는 것, 및 미리 패터닝된 기판을 어닐링하여 패터닝된 기판을 형성하는 것을 포함한 블록 공중합체 반응을 통해 달성되며, 제 1 패터닝된 기판의 표면 상의 패턴은 제 2 기판의 적어도 부분적으로 코팅된 표면에 가압된다.
본 발명은 다양한 양태에 대한 설명으로서 의도되는, 본 명세서에 기재된 특정 실시형태들에 의해 한정되지 않는다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 그 사상 및 범위로부터 이탈함 없이 많은 변형 및 변경이 행해질 수도 있다. 본 명세서에 열거된 방법들과 장치들 외에도 본 발명의 범위 내에서 기능적으로 균등한 방법들과 장치들은 상기 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다. 이러한 변형 및 변경은 첨부된 청구범위의 범위 내에 있도록 의도된다. 본 발명은 첨부된 청구범위가 부여한 균등물들의 전체 범위와 함께 이러한 청구범위의 조건들에서만 한정될 것이다. 본 발명은 물론 변할 수 있는 특정 방법, 시약 (reagent), 화합물, 조성 또는 생물학적 시스템 (biological system) 에 한정되지 않음이 이해될 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 특정 실시형태들만을 기술할 목적으로 그리고 한정하는 것으로 의도되지 않음이 이해될 것이다.
본 명세서에서의 실질적으로 임의의 복수 용어 및/또는 단수 용어의 사용에 대해서, 당업자는 문맥 및/또는 명세서에 적당하도록 복수로부터 단수로 및/또는 단수에서 복수로 해석할 수도 있다. 다양한 단수/복수의 치환은 간결함을 위해 본 명세서에서 명백히 예상될 수도 있다.
일반적으로, 본 명세서에서 그리고 특히 첨부된 청구항 (예를 들어, 첨부된 청구항의 본문) 에서 사용되는 용어는 일반적으로 "개방적인" 용어들 (예를 들어, "포함하는" 이라는 용어는 "포함하지만 한정되지 않는" 으로 해석되어야 하고, "갖는" 이라는 용어는 "적어도 갖는" 으로 해석되어야 하고, "포함한다" 라는 용어는 "포함하지만 한정되지 않는다" 로 해석되어야 한다) 로서 의도된다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 또한, 도입된 청구항 기재의 특정한 수가 의도되는 경우, 이러한 의도는 청구항에 명시적으로 기재될 것이며, 이러한 기재의 부재 시에 그러한 의도가 없다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 예를 들어, 이해를 돕기 위하여, 다음의 첨부된 청구항은 청구항 기재를 도입하기 위한 "적어도 하나" 및 "하나 이상" 의 서두 어구의 사용을 포함할 수도 있다. 그러나, 이러한 어구의 사용은, 동일 청구항이 서두 어구 "하나 이상" 또는 "적어도 하나" 및 "a" 또 는 "an" 과 같은 부정관사 (예를 들어, "a" 및/또는 "an" 은 "적어도 하나" 또는 "하나 이상" 을 의미하도록 해석되어야 한다) 를 포함할 때에도, 부정관사 "a" 또는 "an" 에 의한 청구항 기재의 도입이 이렇게 도입된 청구항 기재를 포함하는 임의의 특정 청구항을 하나의 이러한 기재만을 포함하는 실시형태들로 한정한다는 것을 내포하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 청구항 기재를 도입하는 데 사용되는 정관사의 사용에 대해서도 동일하게 유효하다. 또한, 도입되는 청구항 기재의 구체적 수가 명시적으로 기재되는 경우에도, 당업자는 이러한 기재가 적어도 기재된 수 (예를 들어, 다른 수식어 없이, "2 개의 기재" 에 대한 그대로의 기재는, 적어도 2 개의 기재들 또는 2 개 이상의 기재들을 의미한다) 를 의미하는 것으로 해석되어야 한다는 것을 인식할 것이다. 또한, "A, B 및 C 중 적어도 하나 등" 과 유사한 관례가 사용되는 경우에서, 일반적으로 이러한 구성은 당업자가 그 관례를 이해할 것이라는 의미로 의도된다 (예를 들어, "A, B 및 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템" 은 A 만을, B 만을, C 만을, A 및 B 를 함께, A 및 C 를 함께, B 및 C 를 함께, 및/또는 A, B 및 C 를 함께 등을 갖는 시스템을 포함하지만 이에 한정되지 않을 것이다). "A, B 또는 C 중 적어도 하나 등" 과 유사한 관례가 사용되는 경우에서, 일반적으로 이러한 구성은 당업자가 그 관례를 이해할 것이라는 의미로 의도된다 (예를 들어, "A, B 또는 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템" 은 A 만을, B 만을, C 만을, A 및 B 를 함께, A 및 C 를 함께, B 및 C 를 함께, 및/또는 A, B 및 C 를 함께 등을 갖는 시스템을 포함하지만 이에 한정되지 않을 것이다). 또한, 상세한 설명, 청구범위 또는 도면에서, 2 개 이상의 택일적 용어를 나타내는 실질적으로 임의의 이접 단어 및/또는 어구가 용어들 중 하나, 용어들 중 어느 한쪽 또는 양 용어 모두를 포함할 가능성들을 예상하도록 이해되어야 한다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 예를 들어, 어구 "A 또는 B" 는 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B" 의 가능성을 포함하도록 이해될 것이다.
또한, 본 명세서의 특징 또는 양태들이 마커쉬 (Markush) 군들에 의해 기술되는 곳에서, 당업자는 본 발명이 또한 이에 따라 마커쉬 군의 임의의 개별 요소 또는 요소들의 하위군에 의해 기술됨을 인식할 것이다.
당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 임의의 그리고 모든 목적을 위해, 특히 서면 기재를 제공하는 관점에서, 본 명세서에 개시된 모든 범위는 또한 임의의 그리고 모든 가능한 하위범위 (subrange) 및 그 하위범위들의 조합을 포함한다. 임의의 기재된 범위는 충분히 기술하고 동일 범위가 적어도 2 등분, 3 등분, 4 등분, 5 등분, 10 등분 등으로 분할되게 하는 것으로서 용이하게 인식될 수도 있다. 비한정적 실시예로서, 본 명세서에서 논의된 각각의 범위는 용이하게 하위 3 분의 1, 중위 3 분의 1 및 상위 3 분의 1 등으로 분할될 수도 있다. 또한, 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, "까지", "적어도", "보다 큰", "미만" 등과 같은 모든 용어는 인용된 수를 포함하고 계속해서 상술한 바와 같은 하위범위들로 분할될 수도 있는 범위를 언급한다. 마지막으로, 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 범위는 각각의 개별 요소를 포함한다. 이로써, 예를 들어, 1 내지 3 개의 셀들을 갖는 군은 1 개의 셀, 2 개의 셀 또는 3 개의 셀을 갖는 군들을 언급한다. 유사하게, 1 내지 5 개의 셀들을 갖는 군은 1 개의 셀, 2 개의 셀, 3 개의 셀, 4 개의 셀 또는 5 개의 셀 등을 갖는 군들을 언급한다.
본 명세서에서 다양한 양태들 및 실시형태들이 개시되었으나, 당업자들에게는 다른 양태들 및 실시형태들이 명백할 것이다. 본 명세서에 개시된 다양한 양태들 및 실시형태들은 설명을 위한 것이고 한정적으로 의도되지 않으며, 진정한 범위 및 사상이 다음의 청구범위에 의해 나타난다.
도 1a 는 몇몇 실시예에 따라 임의의 대규모 나노 패턴 구조물을 생성하기 위하여 마스크를 준비하고 복제 프로세스에서 그 마스크를 사용하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1b 는 몇몇 실시예에 따라 자기 조직화 마이크로 패턴들을 생성하기 위하여 기판을 가로지르게 플레이트가 이동되는 적어도 부분적으로 코팅된 기판을 나타낸다.
도 1c 는 몇몇 실시예에 따라 블록 공중합체 용액으로 적어도 부분적으로 코팅된 기판을 가로지르게 플레이트를 인출한 후에 생성된 주기적 두께 변화를 나타내는 자기 조직화된 마이크로 패턴의 상면도를 나타낸다.
도 1d 는 몇몇 실시예에 따라 자기 조직화 마이크로 패턴들로 미리 패터닝된 기판을 어닐링한 후에 생성된 자기 조립된 블록 공중합체 구조물의 제조를 나타내며, 나노 패터닝이 잘 정렬된 마이크로 크기 줄무늬들과 램던하게 정렬된 라멜리 (lamellae) 를 교번하여 줄무늬들과 라멜리 사이에 일반적으로 뚜렷한 경계를 갖는 것을 포함한다.
도 2a 는 몇몇 실시예에 따라 나노 임프린트 리소그래피 프로세스에서의 마스크로서 자기 조립된 블록 공중합체 구조물을 이용하는 것을 나타낸다.
도 2b 는 몇몇 실시예에 따라 임시 결합된 유닛을 생성하기 위하여 임프린트 레지스트 코팅된 기판에 마스크를 가압하는 것을 나타낸다.
도 2c 는 몇몇 실시예에 따라, 경화 후에 원래의 공중합체 마스크의 네거티 브 임프린트 복제품의 제조를 나타낸다.
도 3a 는 몇몇 실시예에 따라, NIL 의 또다른 반복을 통해 포지티브 나노 구조물의 임의의 대면적을 생성하는 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 3b 는 몇몇 실시예에 따라, 네거티브 임프린트 패턴을 갖는 마스크의 제작을 위한 프로세스 흐름을 나타낸다.
도 3c 는 몇몇 실시예에 따라, 포지티브 패턴 이미지를 갖는 나노 구조물들의 나노 임프린트 리소그래피에 의한 복제를 위한 프로세스 흐름을 나타낸다.
도 4 는 몇몇 실시예에 따라, 제 1 마스크로서 블록 공중합체 패터링된 기판을 이용하여 롤투롤식 NIL 을 이용하는 흐름도를 나타낸다.
도 5 는 몇몇 실시예에 따라, 대규모의 나노 패턴 구조물을 복제하는 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 6 은 몇몇 실시예에 따라, 모두가 본 발명에 따라 정렬된 대규모의 나노 패턴 구조물의 포지티브 이미지 임프린트를 복제하는 방법의 흐름도를 나타낸다.
*부호의 설명*
100: 적어도 부분적으로 코팅된 기판
102: 기판
104: 블록 공중합체막 용액
106: 플레이트
108: 두꺼운 두께 영역
110: 얇은 두께 영역
112: 자기 조직화된 마이크로 패턴
114: 블록 공중합체 구조물
116: 계층식 나노 패턴
118: 잘 정렬된 라멜리
120: 랜덤하게 정렬된 라멜리
122: 경계
124: 자기 조립된 공중합체 구조물
202: 마스크
203: 자기 조립된 공중합체 구조물
204: 기판
206: 임프린트 레지스트 재료
208: 마스크 상의 나노 패터닝
210: 임프린트 레지스트가 코팅된 기판
212: 임시 결합된 유닛
214: 임프린트 레지스트 재료 상의 마스크 패턴
220: 임프린트 샘플의 기판
222: 레지스트 상의 패턴
225: 네거티브 임프린트 복제
305: 네거티브 임프린트를 갖는 레지스트
310: 임프린트 레지스트가 코팅된 기판
320: 포지티브 임프린트를 갖는 레지스트
322: 어닐링
405: 기판
407: 임프린트 레지스트
410: 네거티브 이미지 패턴을 갖는 레지스트
412: 나노 임프린트 리소그래피 프로세스
414: 웹

Claims (20)

  1. 대규모의 나노 패턴 구조물을 복제하는 방법으로서,
    제 1 기판에 자기 조립형 블록 공중합체 반응을 수행함으로써 상기 대규모의 나노-패터닝된 구조물을 포함하는 포지티브 패턴을 갖는 상기 제 1 기판을 포함한 제 1 패터닝된 기판을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 패터닝된 기판을 마스크로서 이용하고, 상기 마스크를 이용하여 제 2 기판 상에 나노 임프린트 리소그래피 (nano-imprint lithography) 를 수행함으로써 상기 제 1 기판의 상기 포지티브 패턴의 네거티브 임프린트를 갖는 상기 제 2 기판을 패터닝하여 제 2 패터닝된 기판을 형성하는 단계를 포함하는, 대규모의 나노 패턴 구조물을 복제하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기 조립형 블록 공중합체 반응을 수행하는 것은,
    적어도 부분적으로 상기 제 1 기판의 표면을 용액으로 코팅하여 블록 공중합체막을 형성하는 단계;
    상기 표면 상에 플레이트를 배치하는 단계;
    상기 블록 공중합체막이 상기 플레이트의 후퇴 에지 (receding edge) 에서 자기 조직화하여 미리 패터닝된 기판을 형성하도록 상기 제 1 기판의 표면을 가로지르게 상기 플레이트를 이동시키는 단계; 및
    상기 미리 패터닝된 기판을 어닐링하여 상기 제 1 패터닝된 기판을 형성하는 단계를 포함하는, 대규모의 나노 패턴 구조물을 복제하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 용액은 다이블록 공중합체 용액을 포함하는, 대규모의 나노 패턴 구조물을 복제하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 다이블록 공중합체 용액은 톨루엔에 용해된 폴리스티렌-블록-폴리(메틸메타크릴레이트) 를 포함하는, 대규모의 나노 패턴 구조물을 복제하는 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 어닐링 단계는 약 190℃ 에서 수행되는, 대규모의 나노 패턴 구조물을 복제하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노 임프린트 리소그래피를 수행하는 것은,
    적어도 부분적으로 상기 제 2 기판의 표면을 임프린트 레지스트 재료로 코팅하는 단계;
    상기 임프린트 레지스트 재료에 상기 마스크를 가압하여 임시 결합된 유닛을 생성하는 단계;
    상기 임시 결합된 유닛을 경화하는 단계; 및
    상기 마스크를 제거하는 단계를 포함하는, 대규모의 나노 패턴 구조물을 복제하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 경화 단계는 열 또는 자외광에 의해 수행되는, 대규모의 나노 패턴 구조물을 복제하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 기판은 실리콘을 포함하는, 대규모의 나노 패턴 구조물을 복제하는 방법.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 임프린트 레지스트는 중합체를 포함하는, 대규모의 나노-패턴 구조물을 복제하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판은 실리콘을 포함하는, 대규모의 나노 패턴 구조물을 복제하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    다른 나노 임프린트 리소그래피의 수행 시의 마스크로서 상기 제 2 패터닝된 기판을 이용하여 포지티브 패턴 임프린트를 갖는 제 3 패터닝된 기판을 생성하는 단계를 더 포함하는, 대규모의 나노 패턴 구조물을 복제하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 다른 나노 임프린트 리소그래피는 롤투롤 (roll-to-roll) 식 또는 롤온 (roll-on) 식 나노 임프린트 리소그래피에 의해 수행되는, 대규모의 나노 패턴 구조물을 복제하는 방법.
  13. 대규모의 나노 패턴 구조물들의 포지티브 이미지 임프린트를 복제하는 방법으로서,
    제 1 기판에 자기 조립형 블록 공중합체 반응을 수행하여 포지티브 자기 조립된 나노 구조물 패턴을 포함한 패터닝된 기판을 형성하는 단계;
    상기 패터닝된 기판을 제 1 나노 임프린트 리소그래피 프로세스에서의 마스크로서 제 2 기판에 이용하여 상기 포지티브 자기 조립된 나노 구조물의 네거티브 임프린트 패턴을 갖는 제 2 패터닝된 기판을 생성하는 단계; 및
    상기 제 2 패터닝된 기판을 다른 나노 임프린트 리소그래피 프로세스에서의 마스크로서 이용하여 상기 포지티브 자기 조립된 나노 구조물의 포지티브 패턴 임 프린트를 갖는 기판을 생성하는 단계를 포함하는, 대규모의 나노 패턴 구조물들의 포지티브 이미지 임프린트를 복제하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 다른 나노 임프린트 리소그래피 프로세스는 롤투롤식 또는 롤온식 나노 임프린트 리소그래피 프로세스인, 대규모의 나노 패턴 구조물들의 포지티브 이미지 임프린트를 복제하는 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 포지티브 자기 조립된 나노 구조물 패턴은 액정 디스플레이 스크린용 확산 패턴을 포함하는, 대규모의 나노 패턴 구조물들의 포지티브 이미지 임프린트를 복제하는 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 포지티브 자기 조립된 나노 구조물 패턴은 레이저 광원을 이용한 투영 디스플레이용 반점 감소 (speckle-reduction) 패턴을 포함하는, 대규모의 나노 패턴 구조물들의 포지티브 이미지 임프린트를 복제하는 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 자기 조립형 블록 공중합체 반응을 수행하는 것은,
    적어도 부분적으로 상기 제 1 기판의 표면을 용액으로 코팅하여 블록 공중합체막을 형성하는 단계;
    상기 표면 상부에 플레이트를 배치하는 단계;
    상기 블록 공중합체막이 상기 플레이트의 후퇴 에지에서 자기 조직화하여 미리 패터닝된 기판을 형성하도록 상기 제 1 기판의 표면을 가로지르게 상기 플레이트를 이동시키는 단계; 및
    상기 미리 패터닝된 기판을 어닐링하여 상기 패터닝된 기판을 형성하는 단계를 포함하는, 대규모의 나노 패턴 구조물들의 포지티브 이미지 임프린트를 복제하는 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 나노 임프린트 리소그래피 프로세스 및 상기 다른 나노 임프린트 리소그래피 프로세스는,
    적어도 부분적으로 상기 제 2 기판의 표면을 임프린트 레지스트 재료로 코팅하는 단계;
    상기 마스크를 상기 임프린트 레지스트 재료에 가압하여 임시 결합된 유닛을 생성하는 단계;
    상기 임시 결합된 유닛을 경화하는 단계; 및
    상기 마스크를 제거하는 단계를 포함하는, 대규모의 나노 패턴 구조물들의 포지티브 이미지 임프린트를 복제하는 방법.
  19. 대규모의 나노 패턴 구조물의 복제 시 사용하는 결합된 유닛으로서,
    표면 상에 패턴을 포함한 제 1 패터닝된 기판; 및
    임프린트 레지스트 재료로 적어도 부분적으로 코팅된 표면을 갖는 제 2 기판을 포함하고,
    상기 패턴은,
    적어도 부분적으로 제 1 기판의 표면을 용액으로 코팅하여 상기 표면 상에 블록 공중합체막을 형성하는 것,
    상기 표면 상부에 플레이트를 배치하는 것,
    상기 블록 공중합체막이 상기 플레이트의 후퇴 에지에서 자기 조직화하여 미리 패터닝된 기판을 형성하도록 상기 제 1 기판의 표면을 가로지르게 상기 플레이트를 이동시키는 것, 및
    상기 미리 패터닝된 기판을 어닐링하여 상기 패터닝된 기판을 형성하는 것을 포함한 블록 공중합체 반응을 통해 달성되며,
    상기 제 1 패터닝된 기판의 표면 상의 패턴은 상기 제 2 기판의 적어도 부분적으로 코팅된 표면에 가압되는, 결합된 유닛.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 용액은 톨루엔에 용해된 폴리스티렌-블록-폴리(메틸메타크릴레이트) 인, 결합된 유닛.
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