KR20160032777A - 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 와이어 그리드 편광 소자의 제조방법 - Google Patents

패턴 형성 방법 및 이를 이용한 와이어 그리드 편광 소자의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 더블 패터닝(Double Patterning )기술을 이용하여 비 패턴 영역을 최소화한 가이드 패턴을 형성하고, 상기 가이드 패턴의 측면의 표면 특성과 상기 가이드 패턴의 사이에서 노출된 바닥판의 표면 특성이 서로 달라지도록 각각을 선택적으로 표면 처리한 후, 블록 공중합체의 자기조립 특성을 활용하여 가이드 패턴 사이에 블록 공중합체 패턴을 형성하는 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 와이어 그리드 편광자의 제조 방법을 제공한다.

Description

패턴 형성 방법 및 이를 이용한 와이어 그리드 편광 소자의 제조방법{PATTERNING METHOD AND METHOD FOR MANUFACTURING WIRE GRID POLARIZER BY USING THE SAME}
본 발명은 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 와이어 그리드 편광 소자의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 더블 패터닝(Double Patterning )기술을 이용하여 비 패턴 영역을 최소화한 가이드 패턴을 형성하고, 상기 가이드 패턴의 측면의 표면 특성과 상기 가이드 패턴의 사이에서 노출된 바닥판의 표면 특성이 서로 달라지도록 각각을 선택적으로 표면 처리한 후, 블록 공중합체의 자기조립 특성을 활용하여 가이드 패턴 사이에 블록 공중합체 패턴을 형성하는 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 와이어 그리드 편광자의 제조 방법에 관한 것이다.
고성능을 가지는 소자에 대해 소형화, 밀집화에 대한 요구가 끊임없이 이어짐에 따라 미세 패턴 공정의 확립이 필요하게 되었다. 특히, 저비용 공정을 통하여 대면적으로 고밀도의 나노 패턴을 제작하는 것은 다양한 차세대 나노 소자의 개발을 위해 중요하다.
지금까지는 I-line이나 ArF 등의 광리소그래피 기술이 주로 사용되어 왔으나, 25 nm 미만 수준의 패턴 제작에 있어서, 한계를 보이고 있다. 또한, 광리소그래피 기술은 포토레지스트(photoresist)로 덮힌 영역이 비 패턴 영역으로 남게 되는 문제가 있었다.
본 발명은 가이드 패턴을 구성하는 선상 구조물들의 선폭을 줄여 비 패턴 영역을 최소화하고, 블록 공중합체의 수직 배향성을 향상시키며, 가이드 패턴의 측면의 젖음성을 감소시켜 블록 공중합체의 오버 플로우(over flow)를 방지한 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 와이어 그리드 편광자 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성 방법은 베이스 기판의 상부면에 가이드층이 상호 이격되어 있는 가이드층 패턴을 형성하는 단계; 상기 가이드층의 사이에서 노출된 상기 베이스 기판의 상부면 전부에 제1 블록 또는 제2 블록을 포함하는 랜덤 공중합체(Random Copolymer)로 구성된 중성층(neutral layer)을 형성하는 단계; 상기 가이드층의 상부면으로부터 측면까지 연장 형성되어 상호 이격되어 있는 소수성막을 형성하는 단계; 상기 소수성막의 사이에서 노출된 중성층의 상부면에 상기 제1 블록과 상기 제2 블록을 포함하는 블록 공중합체(Block Copolymer, BCP)를 도포하는 단계; 상기 블록 공중합체를 열처리하거나 용매 어닐링하여 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록을 교대 배열시키는 단계; 및 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록 중 어느 하나를 선택적으로 제거하여 비씨피(BCP) 패턴을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 가이드층 패턴을 형성하는 단계는, 베이스 기판, 가이드층, 금속층, 희생층이 순차적으로 적층된 적층 구조물을 형성하는 단계; 상기 희생층 상에 포토레지스트(photoreist)를 도포하여 포토레지스트 도포층을 형성하고, 노광 및 현상 공정을 통해서 상기 포토레지스트 도포층들이 상호 이격되어 있는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 희생층의 일부를 제거함으로써 금속층을 노출시키고 상기 희생층들이 상호 이격되어 있는 희생층 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 희생층 패턴의 상부면 및 측면과 상기 금속층의 상부면에 보조 가이드층을 연속 형성하는 단계; 상기 희생층 패턴의 상부면과 상기 금속층의 상부면의 보조 가이드층을 선택적으로 제거한 후, 상기 희생층 패턴을 제거하여 상기 보조 가이드층들이 상호 이격되어 있는 보조 가이드층 패턴을 형성하는 단계; 상기 보조 가이드층 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 금속층과 상기 가이드층을 순차적으로 제거함으로써 상기 베이스 기판을 노출시키고, 가이드층들이 상호 이격되어 있는 가이드층 패턴을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 중성층을 형성하는 단계는, 상기 베이스 기판의 상부면에 상기 랜덤 공중합체를 오버코팅(overcoating)하는 단계; 오버코팅층을 베이킹(baking)하는 단계; 및 산소 플라즈마 에싱(O2 plasma ashig) 후 세정(wash out) 공정을 통해 상기 오버코팅 층의 일부를 제거하고 상기 가이드 패턴의 상부면 전부와 측면의 일부를 노출시키는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 소수성막을 형성하는 단계는, 상기 가이드 패턴의 상부면 및 측면과 상기 중성층의 상부면에 불소계 소수성 물질을 코팅(coating)하는 단계; 코팅층을 베이킹하는 단계; 및 세정(wash out) 공정을 통해 소수성막을 제거하여 상기 중성층의 상부면을 노출시키는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 랜덤 공중합체는, PS-r-PMMA(poly(styrene-r-methylmethacrylate)), PS-r-PB(poly(styrene-r-butadiene)), PS-r-PI(poly(styrene-r-isoprene)), PS-r-PE(poly(styrene-r-ethylene)), PS-r-PEO(poly(styrene-r-ethyleneoxide)), PS-r-PFS(poly(styrene-r-ferrocenyldimethylsilane)), PS-r-P2VP(poly(styrene-r-(2-vinylpyridine))) 및 PS-r-PDMS(poly(styrene-r-dimethylsiloxane))로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
상기 랜덤 공중합체는 말단이 수산화기, 알콕시기 및 염소기(Cl-)로 이루어진 군에서 선택된 하나의 반응기로 보호되어 있을 수 있다.
상기 소수성막은 불소계 소수성 재료로 구성될 수 있고, 상기 불소계 소수성 물질은 불소계 고분자와 불소계 단분자로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상과 폴리디메틸디실록산을 포함할 수 있다.
상기 불소계 소수성 재료는 말단이 수산화기, 알콕시기 및 염소기(Cl-)로 이루어진 군에서 선택된 하나의 반응기로 보호되어 있을 수 있다.
상기 블록 공중합체는 PS-b-PMMA(poly(styrene-b-methylmethacrylate)), PS-b-PB(poly(styrene-b-butadiene)), PS-b-PI(poly(styrene-b-isoprene)), PS-b-PE(poly(styrene-b-ethylene)), PS-b-PEO(poly(styrene-b-ethyleneoxide)), PS-b-PFS(poly(styrene-b-ferrocenyldimethylsilane)), PS-b-P2VP(poly(styrene-b-(2-vinylpyridine))) 및 PS-b-PDMS(poly(styrene-b-dimethylsiloxane))로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
상기 베이스 기판은 산화규소(SiO2), 산화질소(SiNx) 및 금속으로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자 제조 방법은, 투광성 기판, 제1 금속층, 가이드층, 제2 금속층, 희생층이 순차적으로 적층된 적층 구조물을 형성하는 단계; 상기 제1 금속층의 상부면에 가이드층이 상호 이격되어 있는 가이드층 패턴을 형성하는 단계; 상기 가이드층의 사이에서 노출된 상기 제1 금속층의 상부면 전부에 제1 블록 또는 제2 블록을 포함하는 랜덤 공중합체(Random Copolymer)로 구성된 중성층(neutral layer)을 형성하는 단계; 상기 가이드층의 상부면으로부터 측면까지 연장 형성되어 상호 이격되어 있는 소수성막을 형성하는 단계; 상기 소수성막의 사이에서 노출된 중성층의 상부면에 상기 제1 블록과 상기 제2 블록을 포함하는 블록 공중합체(Block Copolymer, BCP)를 도포하는 단계; 상기 블록 공중합체를 열처리하거나 용매 어닐링하여 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록을 교대 배열시키는 단계; 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록 중 어느 하나를 선택적으로 제거하여 비씨피(BCP) 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 비씨피(BCP) 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 중성층, 상기 제1 금속층을 순차적으로 제거함으로써 상기 투광성 기판을 노출시키고, 가이드층들이 상호 이격되어 있는 제1 금속층 패턴을 형성하는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 방법은, 상기 가이드층 패턴을 형성하는 단계는, 상기 희생층 상에 포토레지스트(photoreist)를 도포하여 포토레지스트 도포층을 형성하고, 노광 및 현상 공정을 통해서 상기 포토레지스트 도포층들이 상호 이격되어 있는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 희생층의 일부를 제거함으로써 제2 금속층을 노출시키고 상기 희생층들이 상호 이격되어 있는 희생층 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 희생층 패턴의 상부면 및 측면과 상기 금속층의 상부면에 보조 가이드층을 연속 형성하는 단계; 상기 희생층 패턴의 상부면과 상기 금속층의 상부면의 보조 가이드층을 선택적으로 제거한 후, 상기 희생층 패턴을 제거하여 상기 보조 가이드층들이 상호 이격되어 있는 보조 가이드층 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 보조 가이드층 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 제2 금속층, 상기 가이드층을 순차적으로 제거함으로써 상기 제1 금속층을 노출시키고, 가이드층들이 상호 이격되어 있는 가이드층 패턴을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 방법은, 상기 중성층을 형성하는 단계는, 상기 제1 금속층의 상부면에 상기 랜덤 공중합체를 오버코팅(overcoating)하는 단계; 오버코팅층을 베이킹(baking)하는 단계; 및 산소 플라즈마 에싱(O2 plasma ashig) 후 세정(wash out) 공정을 통해 상기 오버코팅 층의 일부를 제거하고 상기 가이드 패턴의 상부면 전부와 측면의 일부를 노출시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 투광성 그리드 편광자 제조 방법은, 기판, 제1 금속층, 제1 캡핑층, 가이드층, 제2 금속층, 제2 캡핑층, 희생층이 순차적으로 적층된 적층 구조물을 형성하는 단계; 상기 제1 캡핑층의 상부면에 가이드층이 상호 이격되어 있는 가이드층 패턴을 형성하는 단계; 상기 가이드층의 사이에서 노출된 상기 제1 캡핑층의 상부면 전부에 제1 블록 또는 제2 블록을 포함하는 랜덤 공중합체(Random Copolymer)로 구성된 중성층(neutral layer)을 형성하는 단계; 상기 가이드층의 상부면으로부터 측면까지 연장 형성되어 상호 이격되어 있는 소수성막을 형성하는 단계; 상기 소수성막의 사이에서 노출된 중성층의 상부면에 상기 제1 블록과 상기 제2 블록을 포함하는 블록 공중합체(Block Copolymer, BCP)를 도포하는 단계; 상기 블록 공중합체를 열처리하거나 용매 어닐링하여 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록을 교대 배열시키는 단계; 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록 중 어느 하나를 선택적으로 제거하여 비씨피(BCP) 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 비씨피(BCP) 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 중성층, 상기 제1 캡핑층, 상기 제1 금속층을 순차적으로 제거함으로써 상기 투광성 기판을 노출시키고, 가이드층들이 상호 이격되어 있는 제1 금속층 패턴을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 방법은, 상기 가이드층 패턴을 형성하는 단계는, 상기 희생층 상에 포토레지스트(photoreist)를 도포하여 포토레지스트 도포층을 형성하고, 노광 및 현상 공정을 통해서 상기 포토레지스트 도포층들이 상호 이격되어 있는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 희생층의 일부를 제거함으로써 제2 캡핑층을 노출시키고 상기 희생층들이 상호 이격되어 있는 희생층 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 희생층 패턴의 상부면 및 측면과 상기 금속층의 상부면에 보조 가이드층을 연속 형성하는 단계; 상기 희생층 패턴의 상부면과 상기 금속층의 상부면의 보조 가이드층을 선택적으로 제거한 후, 상기 희생층 패턴을 제거하여 상기 보조 가이드층들이 상호 이격되어 있는 보조 가이드층 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 보조 가이드층 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 제2 캡핑층, 상기 제2 금속층, 상기 가이드층을 순차적으로 제거함으로써 상기 제1 금속층을 노출시키고, 가이드층들이 상호 이격되어 있는 가이드층 패턴을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 방법은, 상기 중성층을 형성하는 단계는, 상기 제1 캡핑층의 상부면에 상기 랜덤 공중합체를 오버코팅(overcoating)하는 단계; 오버코팅층을 베이킹(baking)하는 단계; 및 산소 플라즈마 에싱(O2 plasma ashig) 후 세정(wash out) 공정을 통해 상기 오버코팅 층의 일부를 제거하고 상기 가이드 패턴의 상부면 전부와 측면의 일부를 노출시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제1 캡핑층은 제1 금속층에 비해 식각률이 낮은 티타늄(Ti)으로 구성되고, 상기 제2 캡핑층은 제2 금속층에 비해 식각률이 낮은 티타늄(Ti)으로 구성될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
더블 패터닝(Double Patterning) 기술을 이용하여 가이드 패턴을 구성하는 선상 구조물들의 선폭을 줄임으로써, 비 패턴 영역을 최소화할 수 있다.
또한, 또한, 패턴화된 가이드층의 사이에서 노출된 바닥판에 블록 공중합체의 제1 블록과 제2 블록에 대한 선호도가 유사한 중성층을 형성함으로써, 상기 제1 블록과 상기 제2 블록의 수직 배향성을 향상시킬 수 있다.
또한, 패턴화된 가이드층의 상부면과 측면에 소수성 막을 형성하여 젖음성(wettability)를 감소시킴으로써 블록 공중합체의 오버플로우(overflow) 현상을 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 베이스 기판, 가이드층, 금속층, 희생층이 순차적으로 적층된 적층 구조물을 형성한 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 2는 희생층의 상부면 전면에 포토레지스트층을 형성한 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 3은 포토리소그래피법을 이용하여 포토레지스트층 패턴을 형성한 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 4 내지 도 5는 포토레지스트층 패턴을 마스크로 이용하여 희생층 패턴을 형성한 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 6은 보조 가이드층(6)을 희생층 패턴과 희생층 패턴의 사이에서 노출된 금속층에 형성한 단계를 도시하고 있다.
도 7은 보조 가이드층 패턴을 형성한 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 8은 보조 가이드층 패턴의 사이의 희생층 패턴을 제거한 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 9는 보조 가이드층 패턴을 마스크로 이용하여 금속층의 일부를 제거하여 금속층 패턴을 형성한 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 10은 보조 가이드층 패턴과 금속층 패턴을 마스크로 이용하여 가이드층의 일부를 제거하고 가이드층 패턴을 베이스 기판의 상부면에 형성한 후, 가이드층 패턴의 상부층들을 제거한 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 11은 중성층을 오버 코팅하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 12는 오버 코팅된 중성층의 일부를 제거하여 베이스 기판의 상부면 전부에만 중성층을 선택적으로 형성하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 13은 소수성막을 오버 코팅하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 14는 오버 코팅된 소수성막의 일부를 제거하여 패턴화된 가이드층의 상부면과 측면에만 선택적으로 소수성막을 형성시키는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 15는 블록 공중합체를 코팅하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 16은 블록 공중합체의 열처리 또는 용매 어닐링을 통해 제1 블록과 제2 블록을 자기 정렬시키는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 17 내지 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자를 제조 방법에 따라 가이드 패턴을 형성하는 과정을 모식적으로 도시하고 있다.
도 25는 중성층을 오버 코팅하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 26은 오버 코팅된 중성층의 일부를 제거하여 베이스 기판의 상부면 전부에만 중성층을 선택적으로 형성하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 27은 소수성막을 오버 코팅하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 28은 오버 코팅된 소수성막의 일부를 제거하여 패턴화된 가이드층의 상부면과 측면에만 선택적으로 소수성막을 형성시키는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 29는 블록 공중합체를 코팅하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 30은 블록 공중합체의 열처리 또는 용매 어닐링을 통해 제1 블록과 제2 블록을 자기 정렬시키는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 31은 제1 블록을 제거하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 32는 제2 블록을 마스크로 이용하여 하부 층을 패터닝하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 33은 투광성 기판의 상부면에 형성된 금속층 패턴을 제외한 상부 층들을 제거하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성 방법에 따라 가이드 패턴을 형성하는 과정을 모식적으로 도시하고 있다.
도 1은 베이스 기판(1), 가이드층(2), 금속층(3), 희생층(4)이 순차적으로 적층된 적층 구조물를 형성한 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
베이스 기판(1)은 비제한적인 일례에서, 산화규소(SiO2), 산화질소(SiNx) 또는 금속 등으로 구성될 수 있다. 가이드층(2)은 가이드층 패턴을 형성하기 위한 모층(mother layer)으로서, 비제한적인 일례에서, 산화질소(SiNx)로 구성될 수 있다. 금속층(3)은 하드 마스크로서 역할을 할 수 있고, 가이드층(2)에 비해 식각률이 작은 재료로 구성될 수 있다. 비제한적인 일례에서, 알루미늄(Al)으로 구성될 수 있다. 희생층(4)은 보조 가이드층 패턴 구현을 위한 것으로서, 금속층(3)에 비해 식각률이 큰 재료로 구성될 수 있다. 비제한적인 일례에서, 산화질소(SiNx)로 구성될 수 있다.
도 1을 참고하면, 베이스 기판(1)의 상부면 전면을 가이드층(2)이 덮고 있고, 가이드층(2)의 상부면 전면을 금속층(3)이 덮고 있으며, 금속층(3)의 상부면 전면을 희생층(4)이 덮고 있다.
도 2는 희생층(4)의 상부면 전면에 포토레지스트층(5)이 형성된 단계를 모식적으로 도시하고 있다. 도 3은 포토리소그래피법을 이용하여 포토레지스트층 패턴(5P)를 형성한 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
포토레지스트층(5)은 희생층(4)의 상부면 전면에 포토레지스트를 도포하여 형성할 수 있고, 포토레지스트층 패턴(5P)은 포토리소그래피법을 이용하여 포토레지스트층의 노광, 현상 및 베이킹 공정을 통해 형성할 수 있다. 포토레지스트층 패턴(5P)는 희생층(4)의 상부면에서 서로 이격되어 형성되어 있고, 포토레지스트층 패턴(5P) 사이에는 희생층(4)이 노출될 수 있다.
도 4 내지 도 5는 포토레지스트층 패턴(5P)을 마스크로 이용하여 희생층 패턴(4P)을 형성한 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 포토레지스트층 패턴(5P)으로 보호되지 않은 된 희생층(4)을 제거할 수 있다. 희생층 패턴(4P)은 포토레지스트층 패턴(5P)으로 보호된 영역에 형성될 수 있다. 희생층 패턴(4P)은 서로 이격된 상태로 금속층(3)의 상부면에 배열되어 있고, 희생층 패턴(4P)의 사이에서 금속층(3)이 노출될 수 있다. 도 5는 포토레지스트층 패턴(5P)를 제거한 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 6은 보조 가이드층(6)을 희생층 패턴(4P)과 희생층 패턴(4P)의 사이에서 노출된 금속층(3)에 형성한 단계를 도시하고 있다.
보조 가이드층(6)은 희생층(4)에 비해 식각률이 작은 재료로 구성할 수 있다. 비제한적인 일례에서, 보조 가이드층(6)은 산화규소(SiO2)로 구성할 수 있다.
보조 가이드층(6)은 희생층 패턴(4P)의 상부면 전부와 측면 전부를 덮고 있고, 금속층(3)의 전부를 덮고 있으며, 서로 연장 형성되어 있다.
도 7은 보조 가이드층 패턴(6P)를 형성한 단계를 모식적으로 도시하고 있다. 도 8은 보조 가이드층 패턴(6P)의 사이의 희생층 패턴(4P)를 제거한 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 7을 참고하면, 희생층 패턴(4P)의 상부면과 상기 금속층(3)의 상부면의 보조 가이드층(6)을 선택적으로 제거할 수 있다. 도 8을 참고하면, 보조 가이드층 패턴(6P) 사이의 희생층 패턴(4P)을 선택적으로 제거할 수 있다. 보조 가이드층 패턴(6P)은 상호 이격된 상태에서 금속층(3)의 상부면에 형성될 수 있고, 보조 가이드층 패턴(6P)의 사이에서 금속층(3)의 일부가 노출될 수 있다.
도 9는 보조 가이드층 패턴(6P)을 마스크로 이용하여 금속층(3)의 일부를 제거하여 금속층 패턴(3P)를 형성한 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 9를 참고하면, 보조 가이드층 패턴(6P)로 보호되지 않은 금속층(3)을 제거하여 상호 이격된 상태로 배열되어 있는 금속층 패턴(3P)를 가이드층(2)의 상부면에 형성할 수 있다. 금속층 패턴(3P)의 사이에서 가이드층(2)이 노출될 수 있다.
도 10은 보조 가이드층 패턴(6P)과 금속층 패턴(3P)을 마스크로 이용하여 가이드층(2)의 일부를 제거하고 가이드층 패턴(2P)을 베이스 기판(1)의 상부면에 형성한 후, 가이드층 패턴(2P)의 상부층들을 제거한 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 10을 참고하면, 가이드층 패턴(2P)은 상호 이격된 상태로 베이스 기판(1)의 상부면에 형성될 수 있다. 패턴화된 가이드층들의 상부면에는 금속층 패턴(3)의 일부가 잔류할 수도 있다.
도 11은 중성층(7)을 오버 코팅하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다. 도 11을 참고하면, 중성층(7)은 가이드층 패턴(2P)의 상부까지 오버코팅될 수 있다. 오버코팅된 중성층(7)은 가이드 패턴(2P)의 사이에 채워져 가이드 패턴(2P)의 상부면과 베이스 기판의 상부면을 덮고 있을 수 있다.
중성층(7)은 이후 공정에서 도포될 블록 공중합체(도 15의 9)의 제1 블록과 제2 블록에 대한 선호도가 유사한 제1 블록과 제2 블록의 랜덤 공중합체일 수 있다. 이 때, 제1 블록과 제2 블록의 랜덤 공중합체는 2개의 블록을 가진 것으로 한정되지 않는다.
비제한적인 일례에서, 중성층(7)은 PS-r-PMMA(poly(styrene-r-methylmethacrylate)), PS-r-PB(poly(styrene-r-butadiene)), PS-r-PI(poly(styrene-r-isoprene)), PS-r-PE(poly(styrene-r-ethylene)), PS-r-PEO(poly(styrene-r-ethyleneoxide)), PS-r-PFS(poly(styrene-r-ferrocenyldimethylsilane)), PS-r-P2VP(poly(styrene-r-(2-vinylpyridine))) 및 PS-r-PDMS(poly(styrene-r-dimethylsiloxane)) 등으로 구성될 수 있다.
중성층(7)을 구성하는 랜덤 공중합체의 말단은 말단이 수산화기, 알콕시기 및 염소기(Cl-)로 이루어진 군에서 선택된 하나의 반응기로 보호되어 있을 수 있고, 상기 반응기를 통해 베이스 기판(1)과 결합할 수 있다.
도 12는 오버 코팅된 중성층(7)의 일부를 제거하여 베이스 기판(1)의 상부면 전부에만 패턴화된 중성층(7P)을 선택적으로 형성하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
패턴화된 중성층(7P)은 오버코팅된 중성층(7)을 베이킹(baking)한 후, 산소 플라즈마 에싱(O2 plasma ashig)과 세정(wash out) 공정을 통해 가이드층 패턴(2P)의 상부면 전부와 측면의 일부를 노출되도록 오버코팅된 중성층(7)의 일부를 제거함으로써 형성할 수 있다.
패턴화된 중성층(7P)의 양 끝단은 패턴화된 가이드층의 측면으로 연장 형성될 수 있다. 패턴화된 중성층(7P)의 양 끝단은 중앙부에 비해 두껍게 형성될 수 있다. 즉, 패턴화된 중성층(7P)의 일면에는 트렌치(trench)가 형성될 수 있다.
도 13은 소수성막(8)을 오버 코팅하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
소수성막(8)은 산소 플라즈마 에싱(O2 plasma ashig) 이후 패턴화된 가이드층의 표면의 젖음성(wetability)가 증가하여 이후 공정에서 블록 공중합체 (도 15의 9)의 도포 시 블록 공중합체(도 15의 9)의 오버 플로우(overflow)가 발생하는 것을 감소시킬 수 있다.
소수성막(8)은 불소계 소수성 재료로 구성될 수 있고, 비제한적인 일례에서, 불소계 소수성 물질은 불소계 고분자와 불소계 단분자로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상과 점착 성분으로서 실리콘계 접착제인 폴리디메틸디실록산을 포함할 수 있다. 불소계 소수성 재료는 말단이 수산화기, 알콕시기, 염소기(Cl-) 등의 반응기로 보호되어 있을 수 있고, 패턴화된 가이드층의 표면과 반응기를 통해 결합할 수 있다.
오버코팅된 소수성막(8)은 가이드층 패턴(7P)의 상부면으로부터 가이드층 패턴(7P)의 측면을 통해 패턴화된 중성층(7P)의 상부면까지 연장 형성될 수 있다. 오버코팅된 소수성막(8)은 가이드층 패턴(7P)의 상부면과 측면 및 패턴화된 중성층(7P)의 상부면을 전부 덮고 있을 수 있다.
도 14는 오버 코팅된 소수성막(8)의 일부를 제거하여 패턴화된 가이드층의 상부면과 측면에만 선택적으로 패턴화된 소수성막(8P)을 형성시키는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 14를 참고하면, 패턴화된 소수성막(8P)은 가이드층 패턴(2P)의 상부면으로부터 측면까지 연장 형성될 수 있고, 서로 이격되어 있을 수 있다. 패턴화된 소수성막(8P)의 사이에서 패턴화된 중성층(7P)의 트렌치의 상부면이 노출될 수 있다. 패턴화된 소수성막(8P)의 끝단은 패턴화된 가이드층의 측면 일부를 덮고 있는 패턴화된 중성층(7P)의 끝단과 접촉할 수 있다.
패턴화된 소수성막(8P)은 오버코팅된 소수성막(8)을 베이킹한 후, 세정하여 과량의 소수성막을 제거함으로써 형성할 수 있다.
도 15는 블록 공중합체(9)를 코팅하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
블록 공중합체(9)는 제1 블록과 제2 블록을 포함하는 블록 공중합체(block copolymer)일 수 있고, 제1 블록과 제2 블록 중 하나는 극성(polar)을 가지고 다른 하나는 비극성(nonpolar)을 가질 수 있다.
비제한적인 일례에서, 블록 공중합체(9)는, PS-b-PMMA(poly(styrene-b-methylmethacrylate)), PS-b-PB(poly(styrene-b-butadiene)), PS-b-PI(poly(styrene-b-isoprene)), PS-b-PE(poly(styrene-b-ethylene)), PS-b-PEO(poly(styrene-b-ethyleneoxide)), PS-b-PFS(poly(styrene-b-ferrocenyldimethylsilane)), PS-b-P2VP(poly(styrene-b-(2-vinylpyridine))) 및 PS-b-PDMS(poly(styrene-b-dimethylsiloxane)) 등일 수 있다.
도 16은 블록 공중합체(9)의 열처리 또는 용매 어닐링을 통해 제1 블록(9a)과 제2 블록(9b)을 자기 정렬시킨 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
블록 공중합체(9)를 자기 정렬시키기 위한 열처리 조건은, 블록 공중합체(9)가 유동성을 가지게 되는 유리전이온도(Tg) 이상이면서 블록 공중합체(9)가 열분해되지 않는 온도 이하 범위로 설정된다.
예를 들어, PS-b-PMMA의 경우, 약 100 ℃ 이상에서 자기 정렬이 가능하나, 저온에서는 자기 조립이 완성되는데 오랜 시간이 걸린다. 따라서 산소를 배제한 약 250 ℃ 의 고진공 분위기에서 열처리를 할 수 있으며, 이 경우 분자의 유동 흐름이 원활해 짧은 시간에 규칙적인 자기 정렬을 완성할 수 있다.
블록 공중합체(9)를 자기 정렬시키기 위한 용매 어닐링은 포화된 용매 기체를 이용하여 고분자 사슬에 유연성과 이동성을 부여하여 박막의 표면에서부터 용매가 기화되면서 박막의 자기 정렬을 발생시키는 것이다.
자기 정렬 이전의 블록 공중합체(9)의 제1 블록(9a)과 제2 블록(9b)은 특정 패턴을 형성하지 않고 무질서하게 분포하고 있다가, 자기 정렬을 진행하면 분자의 유동이 생기면서 일정한 패턴을 형성하게 된다. 블록 공중합체(9)의 제1 블록(9a)과 제2 블록(9b)은 베이스 기판(1)에 대해 수직 정렬된 상태에서 교대 배열될 수 있다.
제1 블록(9a)과 제2 블록(9b) 중 어느 하나를 선택적으로 제거함으로써, 가이드층 패턴(2P) 사이에 비씨피(BCP) 패턴을 형성할 수 있고, 비씨피(BCP) 패턴을 마스크로 이용하여 하부층들을 패터닝할 수 있다.
도 17 내지 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자를 제조 방법에 따라 가이드층 패턴(2P)을 형성하는 과정을 모식적으로 도시하고 있다.
도 17의 적층 구조물은 베이스 기판(1)이 투광성 기판이고, 베이스 기판(1)과 가이드층(2)의 사이에 금속층(10)과 캡핑층(11)이 순차적으로 적층되고, 금속층(3)과 희생층(4)의 사이에 캡핑층(12)이 개재되어 있는 점에서 도 2의 적층 구조물과 상이하다.
설명의 편의상, 금속층(10)을 제1 금속층(10)으로 지칭하고, 금속층(3)을 제2 금속층(3)으로 지칭하며, 캡핑층(11)을 제1 캡핑층(11)으로 지칭하고, 캡핑층(12)을 제2 캡핑층(12)으로 지칭하기로 한다.
제1 금속층(10)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 등으로 이루어질 수 있고, 비제한적인 일례에서, 반사율이 높은 알루미늄(Al)으로 구성될 수 있다.
제1 캡핑층(11)은 제1 금속층(10)에 비해 식각률이 낮은 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 캡핑층(11)은 티타늄(Ti)으로 이루어질 수 있다. 제1 캡핑층(11)은 생략될 수 있으나, 제1 금속층(10)의 힐락 현상을 방지하기 위해 제1 금속층(10) 상에 형성하는 것이 바람직하다.
제2 캡핑층(12)은 제2 금속층(3)에 비해 식각률이 낮은 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 캡핑층(12)은 티타늄(Ti)으로 이루어질 수 있다. 제1 캡핑층(12)은 생략될 수 있으나, 제2 금속층(3)의 힐락 현상을 방지하기 위해 제2 금속층(3) 상에 형성하는 것이 바람직하다.
도 19는 희생층 패턴(4P)의 사이에서 제2 캡핑층(12)이 노출되는 점에서 희생층 패턴(4P)의 사이에서 제2 금속층(3)이 노출되는 도 4와 상이하다.
도 21은 보조 가이드층(6)이 희생층 패턴(4P)의 상부면과 측면 및 제2 캡핑층(12)의 상부면에 연속 형성되는 점에서, 보조 가이드층(6)이 희생층 패턴(4P)의 상부면과 측면 및 제2 금속층(3)의 상부면에 형성되는 도 6과 상이하다.
도 22와 도 23은 보조 가이드층 패턴(6P)의 사이에서 제2 캡핑층(12)이 노출되는 점에서 보조 가이드층 패턴(6P)의 사이에서 제2 금속층(3)이 노출되는 도 7 및 도 8과 상이하다.
도 24는 가이드층 패턴(2P)이 제1 캡핑층(12)의 상부면에 형성되어 있는 점에서 가이드층 패턴(2P)이 베이스 기판(1)의 상부면에 형성되어 있는 도 10과 상이하다. 또한, 가이드층 패턴(2P)의 상부면에 제2 금속층 패턴(3P)가 잔류하고 있는 점에서 도 10과 상이하다. 다만, 제2 금속층 패턴(3P)은 완전히 제거될 수 있다.
도 25는 중성층(7)을 오버 코팅한 단계를 모식적으로 도시하고 있다. 오버코팅된 중성층(7)이 제1 캡핑층(11)의 상부면을 덮고 있는 점에서 오버코팅된 중성층(7)이 베이스 기판(1)의 상부면을 덮고 있는 도 11과 상이하다.
오버코팅된 중성층(7)이 제2 금속층 패턴(3P)의 상부면을 덮고 있는 오버코팅된 중성층(7)이 패턴화된 가이드층의 상부면을 덮고 있는 점에서 도 11과 상이하다.
도 26은 오버 코팅된 중성층(7)의 일부를 제거하여 제1 캡핑층(11)의 상부면 전부에만 패턴화된 중성층(7P)을 선택적으로 형성하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
패턴화된 중성층(7P)이 제1 캡핑층(11)의 상부면에 형성되는 점에서 패턴화된 중성층(7P)이 베이스 기판(1)의 상부면에 도 12와 상이하다.
도 27은 소수성막(8)을 오버 코팅하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다. 도 28은 오버 코팅된 소수성막(8)의 일부를 제거하여 패턴화된 제1가이드층의 상부면과 측면에만 선택적으로 패턴화된 소수성막(8P)을 형성시킨 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
오버코팅된 소수성막(8)이 제2 금속층 패턴(3P)의 상부면과 측면, 가이드층 패턴(7P)의 측면을 덮고 있는 점에서 오버코팅된 소수성막(8)이 패턴화된 가이드층의 상부면과 측면을 덮고 있는 도 13과 상이하다.
도 29는 블록 공중합체(9)를 코팅하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다. 도 30은 블록 공중합체(9)의 열처리 또는 용매 어닐링을 통해 제1 블록(9a)과 제2 블록(9b)을 자기 정렬시키는 단계를 모식적으로 도시하고 있다. 도 31은 제1 블록(9a)을 제거하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 31을 참고하면, 제1 블록(9a)을 제거하여 중성층 패턴(7P)의 트렌치의 상부면에서 상호 이격되어 배열된 제2 블록(9b)을 형성할 수 있다.
도 32는 제2 블록(9b)을 마스크로 이용하여 하부 층을 패터닝하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 32를 참고하면, 제2 블록(9b)을 마스크로 이용하여 하부의 중성층(7P), 제1 캡핑층(11), 제1 금속층(10)을 순차적으로 패터닝할 수 있다. 제2 블록(9b)으로 보호된 영역에는 상호 이격된 상태로 배열되어 투광성 기판을 노출시키는 중간층 패턴(7P), 제1 캡핑층 패턴(11Pb), 제1 금속층 패턴(10Pb)가 형성될 수 있다. 측면에 소수성막(8P)으로 보호된 영역에는 제1 캡핑층 패턴(11Pa), 제1 금속층 패턴(10Pa)가 형성될 수 있다. 제1 캡핑층 패턴(11Pb)과 제1 금속층 패턴(10Pb)은 제1 캡핑층 패턴(11Pa)과 제1 금속층 패턴(10Pa)의 사이에 형성된다.
도 33은 베이스 기판(1)의 상부면에 형성된 제1 금속층 패턴(10Pa, 10Pb)을 제외한 상부 층들(11Pa, 11Pb, 7P, 2P, 3P, 8P)을 제거한 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
도 33을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 와이어 그리드 편광자의 개구부는 투광성의 베이스 기판(1)의 상부면에 제1 금속층 패턴(10Pa, 10Pb)이 형성된 구조일 수 있다. 와이어 그리드 편광 소자는 비개구부에는 제1 금속층 패턴(10Pam 10Pb)의 사이에서 투광성 베이스 기판(1)이 노출되지 않는다.
와이어 그리드 편광 소자는 비편광된 빛을 특정 진동방향을 갖는 직선 편광으로 유도하는 광학소자의 일종으로, 일반적으로 광 투과성 기판 상에 복수의 금속 세선이 서로 평행하게 배열된 구조를 갖는다.
금속 세선의 피치가 입사광의 파장보다 충분히 짧은 경우, 입사광 중에서 금속 세선에 직교하는 전기장 벡터를 갖는 성분 (즉, p 편광)은 투과하고, 금속 세선과 평행한 전기장 벡터를 갖는 성분 (즉, s 편광)은 반사된다. 와이어 그리드 편광 소자는 S 편광을 리싸이클링(recycling)시켜서 광효율을 증가시킬수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 베이스 기판
2: 가이드층
2P: 가이드층 패턴
3: 제2 금속층
3P: 제2 금속층 패턴
4: 희생층
4P: 희생층 패턴
6: 보조 가이드층
6P: 보조 가이드층 패턴
7: 중성층
7P: 중성층 패턴
8: 소수성막
8P: 소수성막 패턴
9: 블록 공중합체
9a: 제1 블록, 9b: 제2 블록
10: 제1 금속층
11: 제1 캡핑층
12: 제2 캡핑층

Claims (17)

  1. 베이스 기판의 상부면에 가이드층이 상호 이격되어 있는 가이드층 패턴을 형성하는 단계;
    상기 가이드층의 사이에서 노출된 상기 베이스 기판의 상부면 전부에 제1 블록 또는 제2 블록을 포함하는 랜덤 공중합체(Random Copolymer)로 구성된 중성층(neutral layer)을 형성하는 단계;
    상기 가이드층의 상부면으로부터 측면까지 연장 형성되어 상호 이격되어 있는 소수성막을 형성하는 단계;
    상기 소수성막의 사이에서 노출된 중성층의 상부면에 상기 제1 블록과 상기 제2 블록을 포함하는 블록 공중합체(Block Copolymer, BCP)를 도포하는 단계;
    상기 블록 공중합체를 열처리하거나 용매 어닐링하여 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록을 교대 배열시키는 단계; 및
    상기 제1 블록 및 상기 제2 블록 중 어느 하나를 선택적으로 제거하여 비씨피(BCP) 패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하는 패턴 형성 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드층 패턴을 형성하는 단계는,
    베이스 기판, 가이드층, 금속층, 희생층이 순차적으로 적층된 적층 구조물을 형성하는 단계;
    상기 희생층 상에 포토레지스트(photoreist)를 도포하여 포토레지스트 도포층을 형성하고, 노광 및 현상 공정을 통해서 상기 포토레지스트 도포층들이 상호 이격되어 있는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 희생층의 일부를 제거함으로써 금속층을 노출시키고 상기 희생층들이 상호 이격되어 있는 희생층 패턴을 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 희생층 패턴의 상부면 및 측면과 상기 금속층의 상부면에 보조 가이드층을 연속 형성하는 단계;
    상기 희생층 패턴의 상부면과 상기 금속층의 상부면의 보조 가이드층을 선택적으로 제거한 후, 상기 희생층 패턴을 제거하여 상기 보조 가이드층들이 상호 이격되어 있는 보조 가이드층 패턴을 형성하는 단계;
    상기 보조 가이드층 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 금속층과 상기 가이드층을 순차적으로 제거함으로써 상기 베이스 기판을 노출시키고, 가이드층들이 상호 이격되어 있는 가이드층 패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하는 패턴 형성 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 중성층을 형성하는 단계는,
    상기 베이스 기판의 상부면에 상기 랜덤 공중합체를 오버코팅(overcoating)하는 단계;
    오버코팅층을 베이킹(baking)하는 단계; 및
    산소 플라즈마 에싱(O2 plasma ashig) 후 세정(wash out) 공정을 통해 상기 오버코팅 층의 일부를 제거하고 상기 가이드 패턴의 상부면 전부와 측면의 일부를 노출시키는 단계;
    를 포함하는 패턴 형성 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 소수성막을 형성하는 단계는,
    상기 가이드 패턴의 상부면 및 측면과 상기 중성층의 상부면에 불소계 소수성 물질을 코팅(coating)하는 단계;
    코팅층을 베이킹하는 단계; 및
    세정(wash out) 공정을 통해 소수성막을 제거하여 상기 중성층의 상부면을 노출시키는 단계;
    를 포함하는 패턴 형성 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 랜덤 공중합체는, PS-r-PMMA(poly(styrene-r-methylmethacrylate)), PS-r-PB(poly(styrene-r-butadiene)), PS-r-PI(poly(styrene-r-isoprene)), PS-r-PE(poly(styrene-r-ethylene)), PS-r-PEO(poly(styrene-r-ethyleneoxide)), PS-r-PFS(poly(styrene-r-ferrocenyldimethylsilane)), PS-r-P2VP(poly(styrene-r-(2-vinylpyridine))) 및 PS-r-PDMS(poly(styrene-r-dimethylsiloxane))로 이루어진 군에서 선택된 하나인 패턴 형성 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 랜덤 공중합체는 말단이 수산화기, 알콕시기 및 염소기(Cl-)로 이루어진 군에서 선택된 하나의 반응기로 보호되어 있는 패턴 형성 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 소수성막은 불소계 소수성 재료로 구성되고,
    상기 불소계 소수성 물질은 불소계 고분자와 불소계 단분자로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상과 폴리디메틸디실록산을 포함하는 패턴 형성 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 불소계 소수성 재료는 말단이 수산화기, 알콕시기 및 염소기(Cl-)로 이루어진 군에서 선택된 하나의 반응기로 보호되어 있는 패턴 형성 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 블록 공중합체는 PS-b-PMMA(poly(styrene-b-methylmethacrylate)), PS-b-PB(poly(styrene-b-butadiene)), PS-b-PI(poly(styrene-b-isoprene)), PS-b-PE(poly(styrene-b-ethylene)), PS-b-PEO(poly(styrene-b-ethyleneoxide)), PS-b-PFS(poly(styrene-b-ferrocenyldimethylsilane)), PS-b-P2VP(poly(styrene-b-(2-vinylpyridine))) 및 PS-b-PDMS(poly(styrene-b-dimethylsiloxane))로 이루어진 군에서 선택된 하나인 패턴 형성 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스 기판은 산화규소(SiO2), 산화질소(SiNx) 및 금속으로 이루어진 군에서 선택되는 하나인 패턴 형성 방법.
  11. 투광성 기판, 제1 금속층, 가이드층, 제2 금속층, 희생층이 순차적으로 적층된 적층 구조물을 형성하는 단계;
    상기 제1 금속층의 상부면에 가이드층이 상호 이격되어 있는 가이드층 패턴을 형성하는 단계;
    상기 가이드층의 사이에서 노출된 상기 제1 금속층의 상부면 전부에 제1 블록 또는 제2 블록을 포함하는 랜덤 공중합체(Random Copolymer)로 구성된 중성층(neutral layer)을 형성하는 단계;
    상기 가이드층의 상부면으로부터 측면까지 연장 형성되어 상호 이격되어 있는 소수성막을 형성하는 단계;
    상기 소수성막의 사이에서 노출된 중성층의 상부면에 상기 제1 블록과 상기 제2 블록을 포함하는 블록 공중합체(Block Copolymer, BCP)를 도포하는 단계;
    상기 블록 공중합체를 열처리하거나 용매 어닐링하여 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록을 교대 배열시키는 단계;
    상기 제1 블록 및 상기 제2 블록 중 어느 하나를 선택적으로 제거하여 비씨피(BCP) 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 비씨피(BCP) 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 중성층, 상기 제1 금속층을 순차적으로 제거함으로써 상기 투광성 기판을 노출시키고, 가이드층들이 상호 이격되어 있는 제1 금속층 패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 가이드층 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 희생층 상에 포토레지스트(photoreist)를 도포하여 포토레지스트 도포층을 형성하고, 노광 및 현상 공정을 통해서 상기 포토레지스트 도포층들이 상호 이격되어 있는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 희생층의 일부를 제거함으로써 제2 금속층을 노출시키고 상기 희생층들이 상호 이격되어 있는 희생층 패턴을 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 희생층 패턴의 상부면 및 측면과 상기 금속층의 상부면에 보조 가이드층을 연속 형성하는 단계;
    상기 희생층 패턴의 상부면과 상기 금속층의 상부면의 보조 가이드층을 선택적으로 제거한 후, 상기 희생층 패턴을 제거하여 상기 보조 가이드층들이 상호 이격되어 있는 보조 가이드층 패턴을 형성하는 단계;
    상기 보조 가이드층 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 제2 금속층, 상기 가이드층을 순차적으로 제거함으로써 상기 제1 금속층을 노출시키고, 가이드층들이 상호 이격되어 있는 가이드층 패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 중성층을 형성하는 단계는,
    상기 제1 금속층의 상부면에 상기 랜덤 공중합체를 오버코팅(overcoating)하는 단계;
    오버코팅층을 베이킹(baking)하는 단계; 및
    산소 플라즈마 에싱(O2 plasma ashig) 후 세정(wash out) 공정을 통해 상기 오버코팅 층의 일부를 제거하고 상기 가이드 패턴의 상부면 전부와 측면의 일부를 노출시키는 단계;
    를 포함하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  14. 투광성 기판, 제1 금속층, 제1 캡핑층, 가이드층, 제2 금속층, 제2 캡핑층, 희생층이 순차적으로 적층된 적층 구조물을 형성하는 단계;
    상기 제1 캡핑층의 상부면에 가이드층이 상호 이격되어 있는 가이드층 패턴을 형성하는 단계;
    상기 가이드층의 사이에서 노출된 상기 제1 캡핑층의 상부면 전부에 제1 블록 또는 제2 블록을 포함하는 랜덤 공중합체(Random Copolymer)로 구성된 중성층(neutral layer)을 형성하는 단계;
    상기 가이드층의 상부면으로부터 측면까지 연장 형성되어 상호 이격되어 있는 소수성막을 형성하는 단계;
    상기 소수성막의 사이에서 노출된 중성층의 상부면에 상기 제1 블록과 상기 제2 블록을 포함하는 블록 공중합체(Block Copolymer, BCP)를 도포하는 단계;
    상기 블록 공중합체를 열처리하거나 용매 어닐링하여 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록을 교대 배열시키는 단계;
    상기 제1 블록 및 상기 제2 블록 중 어느 하나를 선택적으로 제거하여 비씨피(BCP) 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 비씨피(BCP) 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 중성층, 상기 제1 캡핑층, 상기 제1 금속층을 순차적으로 제거함으로써 상기 투광성 기판을 노출시키고, 가이드층들이 상호 이격되어 있는 제1 금속층 패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 가이드층 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 희생층 상에 포토레지스트(photoreist)를 도포하여 포토레지스트 도포층을 형성하고, 노광 및 현상 공정을 통해서 상기 포토레지스트 도포층들이 상호 이격되어 있는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 희생층의 일부를 제거함으로써 제2 캡핑층을 노출시키고 상기 희생층들이 상호 이격되어 있는 희생층 패턴을 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 희생층 패턴의 상부면 및 측면과 상기 금속층의 상부면에 보조 가이드층을 연속 형성하는 단계;
    상기 희생층 패턴의 상부면과 상기 금속층의 상부면의 보조 가이드층을 선택적으로 제거한 후, 상기 희생층 패턴을 제거하여 상기 보조 가이드층들이 상호 이격되어 있는 보조 가이드층 패턴을 형성하는 단계;
    상기 보조 가이드층 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 제2 캡핑층, 상기 제2 금속층, 상기 가이드층을 순차적으로 제거함으로써 상기 제1 금속층을 노출시키고, 가이드층들이 상호 이격되어 있는 가이드층 패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 중성층을 형성하는 단계는,
    상기 제1 캡핑층의 상부면에 상기 랜덤 공중합체를 오버코팅(overcoating)하는 단계;
    오버코팅층을 베이킹(baking)하는 단계; 및
    산소 플라즈마 에싱(O2 plasma ashig) 후 세정(wash out) 공정을 통해 상기 오버코팅 층의 일부를 제거하고 상기 가이드 패턴의 상부면 전부와 측면의 일부를 노출시키는 단계;
    를 포함하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 캡핑층은 제1 금속층에 비해 식각률이 낮은 티타늄(Ti)으로 구성되고,
    상기 제2 캡핑층은 제2 금속층에 비해 식각률이 낮은 티타늄(Ti)으로 구성된 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9612379B2 (en) 2014-12-18 2017-04-04 Samsung Display Co., Ltd. Wire grid polarizer and method of fabricating the same
KR20170138621A (ko) * 2016-06-07 2017-12-18 삼성디스플레이 주식회사 미세패턴 형성 방법

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160020622A (ko) * 2014-08-13 2016-02-24 삼성디스플레이 주식회사 편광 소자 및 이의 제조방법
KR102226116B1 (ko) * 2014-09-12 2021-03-11 삼성디스플레이 주식회사 와이어 그리드 편광자 및 이의 제조방법
KR102422109B1 (ko) * 2015-01-08 2022-07-19 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 이를 제조하는 방법
KR102389618B1 (ko) * 2015-03-10 2022-04-25 삼성디스플레이 주식회사 편광 소자, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 패널
FR3051965A1 (fr) 2016-05-27 2017-12-01 Commissariat Energie Atomique Procede de formation d’un motif de guidage fonctionnalise pour un procede de grapho-epitaxie
FR3051964B1 (fr) 2016-05-27 2018-11-09 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de formation d’un motif de guidage fonctionnalise pour un procede de grapho-epitaxie
FR3051966B1 (fr) * 2016-05-27 2018-11-09 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de formation d’un motif de guidage fonctionnalise pour un procede de grapho-epitaxie
JP2019061125A (ja) * 2017-09-27 2019-04-18 デクセリアルズ株式会社 偏光板及びその製造方法、並びに光学機器
JP6458174B1 (ja) * 2018-01-12 2019-01-23 デクセリアルズ株式会社 パターン形成方法及び偏光板の製造方法
CN108681138A (zh) * 2018-05-17 2018-10-19 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制备方法、显示面板

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100852985B1 (ko) * 2001-01-03 2008-08-19 이유브이 리미티드 라이어빌러티 코포레이션 극자외선 리쏘그래피용 자가세정 광학장치
KR20090100186A (ko) * 2008-03-19 2009-09-23 삼성전자주식회사 금속 배선 형성 방법
KR20100080336A (ko) * 2008-12-30 2010-07-08 삼성전자주식회사 나노 구조체의 제조 방법 및 이를 이용한 패턴의 제조 방법
KR20120033583A (ko) * 2010-09-30 2012-04-09 삼성전자주식회사 블록 공중합체 및 이를 이용한 패턴 형성 방법
KR20140013654A (ko) * 2012-07-26 2014-02-05 삼성디스플레이 주식회사 편광 소자, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 표시 패널 및 이를 포함하는 표시 장치

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101148208B1 (ko) 2008-12-12 2012-05-25 삼성전자주식회사 패턴화된 구조를 가지는 블록공중합체의 나노구조체 및 그 제조방법
KR101892623B1 (ko) 2011-04-29 2018-08-30 삼성디스플레이 주식회사 중성표면을 형성하기 위한 랜덤 공중합체 및 그 제조 및 사용 방법들
KR20130034778A (ko) 2011-09-29 2013-04-08 주식회사 동진쎄미켐 유도된 자가정렬 공정을 이용한 반도체 소자의 미세패턴 형성 방법
KR102003334B1 (ko) 2012-09-04 2019-07-24 삼성전자주식회사 패턴 형성 방법
KR102164694B1 (ko) 2013-12-20 2020-10-13 삼성디스플레이 주식회사 랜덤 공중합체, 미세 패턴 형성 방법 및 표시 장치의 제조 방법
KR102146121B1 (ko) 2014-01-28 2020-08-21 삼성디스플레이 주식회사 모기판 어셈블리 제조방법
KR102160791B1 (ko) * 2014-02-03 2020-09-29 삼성디스플레이 주식회사 블록 공중합체 및 이를 사용한 패턴 형성 방법
KR102350824B1 (ko) * 2015-01-08 2022-01-13 삼성디스플레이 주식회사 와이어 그리드 편광자의 제조 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100852985B1 (ko) * 2001-01-03 2008-08-19 이유브이 리미티드 라이어빌러티 코포레이션 극자외선 리쏘그래피용 자가세정 광학장치
KR20090100186A (ko) * 2008-03-19 2009-09-23 삼성전자주식회사 금속 배선 형성 방법
KR20100080336A (ko) * 2008-12-30 2010-07-08 삼성전자주식회사 나노 구조체의 제조 방법 및 이를 이용한 패턴의 제조 방법
KR20120033583A (ko) * 2010-09-30 2012-04-09 삼성전자주식회사 블록 공중합체 및 이를 이용한 패턴 형성 방법
KR20140013654A (ko) * 2012-07-26 2014-02-05 삼성디스플레이 주식회사 편광 소자, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 표시 패널 및 이를 포함하는 표시 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9612379B2 (en) 2014-12-18 2017-04-04 Samsung Display Co., Ltd. Wire grid polarizer and method of fabricating the same
KR20170138621A (ko) * 2016-06-07 2017-12-18 삼성디스플레이 주식회사 미세패턴 형성 방법

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