KR20160045818A - 나노미터 규격 정확도를 갖는 사용자 정의 프로파일의 박막들의 프로그램 작동 가능한 적층 방법 - Google Patents

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Abstract

사용자 정의 프로파일의 박막들을 프로그램 작동 가능하게 적층하는 잉크젯 기반 처리 방법에 관한 것이다. 전구체 액체 유기 재료인 액적들이 멀티젯에 의해 기판상의 다양한 위치에서 방출된다. 후면 압력에 의해 구부러진 기판은 아래로 내려와 기판의 전방 면에 의해 액적들과의 제1 접축부를 형성하며 이로써 액체 프론트가 외부를 향해 퍼져 다른 액적들과 통합하여 기판과 슈퍼스트레이트 사이에 포획되는 연속막을 형성하는 것을 시작한다. 기판의 비-평형 과도 상태, 연속 막 및 기판에 이어 유지 시간 이후에 이루어진다. 연속 막은 이어 폴리머로 가교된다. 슈퍼스트레이트는 폴리머로부터 분리되고 이로서 폴리머 막이 기판 상에 남겨진다. 이러한 방식으로, 비-균일 막들이 상단한 재료 낭비 없이 저비용 방식으로 형성될 수 있다.

Description

나노미터 규격 정확도를 갖는 사용자 정의 프로파일의 박막들의 프로그램 작동 가능한 적층 방법{PROGRAMMABLE DEPOSITION OF THIN FILMS OF A USER-DEFINED PROFILE WITH NANOMETER SCALE ACCURACY}
본 발명은 전체적으로 박막 적층에 관한 것으로, 더 상세하게는 나노미터 규격 정확도를 갖는 사용자 정의 프로파일의 박막의 프로그램 작동 가능한 적층에 관한 것이다.
본 출원은 2013년 8월 19일자로 출원된 미국 예비 특허 가출원 번호 61/867, 393호 "나노스케일 박막의 프로그램 작동 가능한 적층"에 대하여 우선권을 주장하며, 이 가출원은 본 명세서에 그 전체로서 참조되어 병합된다.
미국 정부는 국립 과학 재단(National Science Foundation)의 등록 번호 ECCS1120823의 조건에 따라 본 발명의 특정 권한들을 가진다.
반도체들, 광 및 광전자 소자들, MEMS/NEMS, 전자 표시장치(예컨대 LCD) 등을 포함하는 대부분의 마이크로- 및 나노-제조 소자들(devices)을 제조하는 것은 많은 박막들(thin films)를 적층하는 것을 필요로 한다. 몇몇 적층 방안들이 현 산업계에 존재한다. 액상(liquid phase)으로 적층하는 것이, 스핀코팅과 같은 처리들에 의해 보통 수행되며, 이는 요구되는 박막을 얻기 위해 액체를 후속 반응들 고화시키는(solidify) 후속 반응에 대한 전구체로 종종 사용된다. 기상(vapor phase)에서, 대부분 공통적으로 사용되는 기술은 화학적 기상 적층(Chemical Vapor deposition, "CVD")이다. 일반적인 CVD 처리에서, 기판은 기체 상태 (gaseous phase)인 전구체에 노출되며 이는 기판의 표면 상에 요구되는 막을 형성하기 위하여 반응 또는 분해된다. CVD 처리들에 대한 몇몇 타입들이 있다. 사용된 압력에 따라, 이 타입들은 대기압 CVD(Atmospheric Pressur CVD, "APCVD"), 저압 CVD(Low Pressure CVD, "LPCVD"), 또는 초고 진공 CVD(Ulatrahigh Vacuum CVD, "UHVCVD")로 분류될 수 있다. 낮은 압력들은 원치 않는 반응들을 감소키며 막 두께 균일성을 증가시키는 경항이 있다. 플라즈마 향상 CVD(Plasma Enhanced CVD, "PECVD")와 같은 플라즈마 기반 방법들이 화학 반응들을 향상시키기 위하여 사용된다. 원거리 PECVD가 적층 온도들을 낮추어 고온 효과로부터 기판을 보호하기 위하여 반도체 산업 분야의 박막 적층에서 또한 사용된다. 원자층 적층(Atomic Layer Deposition, "ALD")이라 불리는 기술이 또한 하나 또는 복수의 상이한 재료들의 컨포멀한(conformal) 단일층(monolayers)을 생성하기 위하여 빈번하게 사용된다. 물리적 기상 적층(Physical Vapor Deposition, "PVD") 방법들이 또한 중요한 박막 적층 기술들이다. 그 이름에서 알 수 있듯이, 이것들은 화학 반응들에 의존하지 않으며, 진공 환경에서 기판 상으로 증발된(vaporized) 재료를 응축 형태로 적층한다. 증발 적층 및 서프터링이 PVD의 두 개의 일반적인 예이다. 후자는 적층될 재료를 높은 증기압력으로 가열하는 반면, 후자는 적층될 재료의 원자들로 기판 표면을 뒤덮기 위하여 플라즈마 방출을 사용한다.
앞서 논의된 모든 처리들은 단위 면적 당 적층된 재료의 양이 실질적으로 동일한 방식으로 박막들을 적층한다. 의도적으로 비-균일한(non-uniform) 막을 형성하도록 재료를 맞춤하는 능력은 이러한 처리들에서 일방적으로 가능하지 않다. 또한, 스핀 코팅과 같은 처리들은 상당한 재료 낭비에 연관되는 한편 진공 처리들은 처리가 수행되는 챔버들을 펌프 다운(pump down)해야 하기 때문에 고비용일 수 있다.
이에, 저비용 방식으로 상당한 재료 낭비 없이 의도적으로 비-균일한 막들을 형성하기 위한 수단들이 근래에는 존재하지 않았다.
본 발명의 일 실시예에서, 박막을 적층하는 처리 방법은, 잉크젯 노즐의 배열로 전구체 액체 유기 재료인 액적들을 기판 상의 복수의 위치에 방출하는 단계를 포함한다. 처리 방법은 추가로 슈퍼스트레이트를 아래로 내려 상기 액적들이 상기 기판 및 상기 슈퍼스트레이트 사이에 포획되는 연속 막을 형성하는 단계를 포함한다. 처리 방법은 추가로 유지 시간 이후에 상기 , 상기 연속 막 및 상기 기판의 비-평형 과도 상태를 유발하는 단계를 포함한다. 또한, 처리 방법은 상기 연속 막을 고체로 고화시키도록 상기 연속 막을 경화하는 단계를 포함한다. 더하여, 처리 방법은 상기 슈퍼스트레이트를 상기 고체로부터 분리하여 상기 기판 상에 폴리머 막을 남기는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 의도적으로 비-균일한 막을 적층하는 처리 방법은 요구되는 비-균일 막 두께 프로파일을 획득하는 단계를 포함한다. 처리 방법은 추가로 방출된 액적들의 부피 및 위치를 획득하여 상기 요구되는 비-균일 막 두께 프로파일 및 최종 막 두께 프로파일 사이의 오류의 규준을 최소화함으로써 상기 최종 막 두께 프로파일의 부피 분포가 상기 방출된 액적들의 상기 부피 및 상기 위치의 함수가 되도록 역 최적화 프로그램의 해를 구하는 단계를 포함한다. 처리 방법은 또한 잉크젯 노즐들의 배열로 전구체 액체 유기 재료인 상기 액적들을 기판의 복수의 위치들로 방출하는 단계를 포함한다. 또한, 처리 방법은 를 아래로 내려 상기 기판 및 상기 슈퍼스트레이트 사이에 포획된 연속 막을 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 처리 방법은 역 최적화 계획에 의해 주어진 유지 시간 이후에 상기 슈퍼스트레이트, 상기 연속 막 및 상기 기판의 비-평형 과도 상태를 유발 하는 단계를 포함한다. 추가로, 처리 방법은 상기 연속 막을 폴리머로 고화시키도록 상기 연속 막을 경화하는 단계를 포함한다. 또한, 처리 방법은 상기 슈퍼스트레이트를 상기 고체로부터 분리하여 상기 기판 상에 폴리머 막을 남기는 단계를 포함한다.
전술한 내용은 후술할 본 발명의 상세한 설명들이 더욱 잘 이해될 수 있게 다소 전반적으로 본 발명의 하나 또는 복수의 기술적 이점들 및 특징들을 개괄하였다. 본 발명의 추가적인 특징들 및 이점들은 이하에서 설명될 것이고 이는 본 발명의 청구항의 주요부의 형태일 수 있다.
본 발명의 더 나은 이해가 후술하는 발명의 상세한 설명을 첨부된 도면에 관련하여 고려할 때 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PAINT를 사용하는 소정의 막 두께 변경을 위한 방법의 순서도이다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1에 기술된 제조 단계들 동안 기판 상에 박막을 적층하는 단면도들을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PAINT를 사용하는 균일 막들의 적층에 대한 실험 결과를 도시하는 그래프로서, 여기서 2% 미만의 비-균일성을 갖는 막들이 본 발명의 일 실시예에 따라 광범위한 두께에 걸쳐 획득되는 그래프이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 모델링 예측으로 실험적으로 획득된 데이터 및 본 발명의 일 실시예에 따른 대표(representative) 정현파형 프로파일에 대한 요구 프로파일에 대한 비교를 도시하는 그래프이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 정현파형 두께 변동을 음영의 변화로 도시하는 웨이퍼의 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템의 기하 구조를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 평형 상태에 도달할 때까지 유체의 복구를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리싱된 3" 실리콘 웨이퍼 상의 상이한 라인 스캔들(line scans)을 가로질러 측정된 상이한 공간 주파수들에 대한 진폭 분포를 도시하는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 상이한 두께의 배열을 나타내는 슈퍼스트레이트(204)의 외관을 도시한다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼스트레이트의 재장착 가능한(reloadable) 롤-롤 구성을 도시한다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 또한 재장착 가능한 롤-롤 구성으로 기판 및 재장착 가능한 슈퍼스트레이트를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 작은 처리 시간들에 대한 지형 없는 선형화된 모델의 실현가능성을 나타내는 불균일성(non-uniformity)의 발달의 비교를 도시하는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 역 최적 프레임워크를 도시한다.
도 12a는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형적으로 등급 지어진 막 두께의 선도이다.
도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 패턴의 개략도이다.
도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 10km의 곡률 반경의 타원형 프로파일의 선도이다.
도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 패턴의 개략도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 PAINT를 사용하여 기판 지형을 폴리싱하기 위한 방법의 순서도이다.
도 15a-내 도 15f는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 14에 기술된 단계들을 사용하여 웨이퍼의 지형을 폴리싱하는 것에 대한 단면도들을 도시한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 PAINT를 사용하여 3 실리콘 웨이퍼 상의 지형의 단일-단계를 보여주는 선도이다.
본 발명은 나노미터 규격 정확도를 갖는 사용자-정의 프로파일(user-defined profile)의 박막들의 프로그램 작동 가능한(programmable) 적층을 위한 다용도 잉크젯-기반(inkjet-based) 처리를 나타낸다. 이러한 방법은 박막들의 프로그램 작동 가능한 잉크젯(Programmable Inkjetting of Thin-films) 또는 PAINT로 여기에서 지칭된다. PAINT는, 프로그램 작동 가능한 막 두께 프로파일을 획득하는 그 능력으로 인해 및 높은 처리 속도 및 재료 낭비가 거의 없는 그러한 처리를 수행할 수 있기 때문에, 독특하며 실행가능한 기능들을 제공한다. 실행 성능 및 낮은 비용의 이러한 조합은 본 명세서에서 논의된 바와 같은 중요한 응용들에 대한 잠재력을 가진다. PAINT는 거의 재료 낭비 없이 균일한 두께의 막들을 또한 적층할 수 있고 이로써 비용에 민감한 응용들에 균일한 막들을 적층하는 데 유용하다. PAINT는 기판 타입, 두께 또는 재료의 선택에 대해 무관하며 넓은 영역들 위에 막들을 적층할 수 있다. 설계에 의해, PAINT는 표면 지형(surface topography), 잉크젯 액적 부피 변화(inkjet drop volume variation) 등과 같은, 체계적인 기생(systematic parasitics)의 영향을 실질적으로 분리시키며 그것들이 최후 막 두께를 손상시키는 것을 방지할 수 있다. PAINT를 가장 강제적으로 사용하는 것은 자유 표면(freeform surface)을 형성하는 것이며, 그 프로파일은 사용자에 의해 정의되고 이는 소프트웨어에서, 기구 또는 하드웨어의 어떠한 변동 없이도 적응적으로 변경될 수 있다.
PAINT는 기판 상에 전구체 액체 유기 재료(pre-cursor liquid organic material)인 액적들을 방출하도록 멀티젯(multi-jet)으로 또한 알려진 하나 또는 복수의 배열의 잉크젯 노즐들을 사용한다. 재료는 하나 또는 복수의 모노머들, 올리고머들, 단쇄 중합체들(short-chain polymers), 용제들(solvent), 산들, 염기들, 염들 등을 포함하는 혼합물일 수 있다. 기판 표면은 이러한 재료의 펼쳐짐(spreading)을 향상시키기 위하여 전처리될(pre-treated) 수 있다. 멀티젯에 다수의 노즐들이 존재하기 때문에, 요구되는 기판 영역은 멀티젯 또는 기판을 구동하는 스캐닝 단계에서 짧은 시간 동안 요구되는 액적들로 덮힐 수 있고, 이때 각각의 방출된 액적의 부피 및 위치에 대한 제어를 유지한다. 각각의 요구되는 막 두께 프로파일에 대하여, 최적의 액적 부피들 및 위치들은 선형화된 막박 윤활 모델 주위로 감싸여진 역 최적화 루틴(inverse optimization routine)으로부터 얻어진다. 액적 방출 이후에, 최적의 유연성 슈퍼스트레이트(superstrate)가 액적들 상의 제1 접촉부가 전방부에 의해 이루어지도록 된다. 유연성 슈퍼스트레이트는 후방 압력 또는 중력에 의해 굽혀질 수 있다. 이는 액적 프론트(liquid front)가 외부를 향하여 빠르게 퍼져 액적들에 합쳐지고 이로써 연속 막을 생성하는 것을 시작한다. 이러한 기판-유체-슈퍼스트레이트 “샌드위치”는 역 최적화 루틴에 의해 주어진 요구 기간 동안 개선되고 이후 유기 재료가 광 또는 열 에너지에 의해 경화되어 이를 폴리머들에 가교시킨다. 슈퍼스트레이트는 이어 기판 상의 폴리머 박막을 떠나는 샌드위치로부터 분리된다. 그러하 처리는 도 1 및 도 2에 관련하여 도시된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PAINT를 사용하는 소정의 막 두께 변경을 위한 방법(100)의 순서도이다. 도 1은 도 2a 내지 도 2f와 관련하여 논의될 것이며, 이들은 도 1에 기술된 제조 단계들 동안 기판 상에 박막을 적층하는 단면도들을 도시한다.
본 명세서에서 논의된 바와 같이, "슈퍼스트레이트(superstrate)"는 "최적 유연성(optimal flexibility)"에 대한 처리를 필요로 하며 여기서 그 강성(stiffness)는: (1) 액체 유기 재료 액적들이 섬형(islands)으로 떨어진 개개의 액적들을 그 주위를 둘러싸는 슈퍼스트레이트에 트래핑(trapping)시키는 것이 아니라 측방향으로 통합되게 하는 것을 촉진하게 할 만큼 충분히 크고, 및 (2) 그 변형으로 인해 내에 저장되는 스트레인 에너지(strain energy)가 모노머(monomer)의 가교(crosslinking) 또는 경화 이전에 박막 유체의 동적 거동에 상당한 영향을 미치지 않도록 충분히 작다. 또한, 이는 기판 지형 특징(signature)의 존재를 상당히 경감시키고 그에 무관한 방향으로 되기에 충분히 낮아야 한다.
도 1을 참조하면, 도 2a 내지 도 2f와 연관하여, 단계(101) 에서, 재료의 액적들(201)은 도 2a에 도시된 바와 같이 멀티젯(multi-jet)(203)에 의해 기판(202) 상의 요구된 위치들에 방출된다. 멀티젯 배열은 도 2a의 평면 내로 연장하며 멀티젯(203)은 싱글젯(single jet)로 도시된다. 액적들의 요구된 위치들은 역 최적화 프레임워크(inverse optimization framework)로부터 유도된다. 일 실시예에서, 방출된 액적들(201)의 최소 부피는 피에조 젯(piezo jet) 또는 전자 수력 동적 젯(electro hydro dynamic jets) 를 사용하여 제5 피코리터(picoliters) 미만이다. 다른 실시예에서, 방출된 액적들(201)의 최소 부피는 피에조 젯 또는 전자 수력 동적 젯을 사용하여 1 피코리터 미만이다. 일 실시예에서, 기판(202)은 1Gpa 초과의 영률을 갖는 재료로 구성된다. 일 실시예에서, 기판(202)은 규소(silicon), 이산화 규소(silicon dioxide) 및 질화 갈륨(gallium nitride) 중 하나 이상으로 구성되는 강성 웨이퍼이다.
단계(102)에서, 최적 유연성 슈퍼스트레이트(204)가 도 2b에 도시된 바와 같이 방출된 액적들(201) 상으로 내려오게 된다.
단계(103)에서, 유체 전면(fluid front)(205)가 이에 도 2c에 도시된 바와 같이 슈퍼스트레이트(204)가 방출된 액적들(201) 상으로 내려온 것에 대응하여 시작된다. 슈퍼스트레이트(204)의 형상 및 그 것이 아래로 내려오는 속도는 액적들(201)이 측방향으로 통합되어 연속 막을 형성하기 위하여 공기 거품들에 대한 임의의 트래핑을 최소하도록 선택될 수 있다. 유기 액체들에서 용해가능한 CO2 또는 대부분의 기판들(202) 및/또는 슈퍼스트레이트(204) 내부로 쉽게 확산하는 He와 같은 국부적인 기체 분위기가 이러한 처리에서 거품들의 트래핑을 회피하는 것을 추가로 보조하기 위하여 기판-슈퍼스트레이트 샌드위치 영역에서 사용될 수 있다. 슈퍼스트레이트(204)의 재료는 이에 한정되는 것은 아니나 유리(예를들어, 석영, 용융 실리카 등), 플라스틱(예를 들어, PMMA, 폴리카보테이트, PET, PEN 등) 또는 폴리머 박막을 갖는 세라믹을 포함하는 세라믹(예를 들어, Zerodur®)을 포함하는 많은 선택지들을 가질 수 있다. 플라스틱 및 세라믹 재료들은 고유의 다공성을 가지며 이는 기체들의 전달을 추가로 보조하며 거품들의 트래핑을 방지한다. 슈퍼스트레이트(204)는 보통 국부적으로 매끄럽게, 즉 낮은 표면 거칠기를 갖게(거칠기는 마이크론 공간 파장에 걸친 진폭의 변화들로 정의됨) 연마된다. 슈퍼스트레이트(204)의 표면은 FOTS 또는 Teflon과 같은 낮은 표면 에너지 코팅으로서 코팅될 수 있고, 한편 기판(202)의 표면은 BARC, ValMat, 또는 TranSpin과 같은 접착 촉진제(adhesion promoter)로 코팅될 수 있다. 슈퍼스트레이트 및/또는 기판 코팅을 사용하는 것은 이러한 처리의 최종 단계에서 경화된 재료를 기판(202) 상에 남기는 능력을 향상시킬 것이다. 잉크젯된 재료는 Molecular Imprints, Inc.의해 제공되는 MonoMat® 및 SilMat® 또는 Micro-resist technologies 사에 의해 제공되는 과 같은 the mr-UVcur**와 같은 UV-경화 재료들을 포함할 수 있다.
단계(104)에서, 슈퍼스트레이트-유체-기판 샌드위치 구조가 지속 시간 이후의 비평형 과도기 상태를 개선하게 하며 이로써 액적들(201)은 도 2d에 도시된 바와 같이 연속 막(206)의 최상부 상의 슈퍼스트레이트 층(204)로 연속 막(206)을 형성한다.
단계(105)에서, 슈퍼스트레이트-유체-기판 샌드위치 구조는 UV 노출(207)로부터 경화되며 이로써 연속 막(206)은 도 2e에 도시된 바와 같이 폴리머로 가교된다.
단계(106)에서, 슈퍼스트레이트(204)는 폴리머로부터 분리되어 폴리머 막(208)이 도 2f에 도시된 바와 같이 기판(202) 상에 남겨진다. 기판(202)은 제조되는 기능적 부분을 갖는 것으로 가정되며, 반면에 슈퍼스트레이트(204)는 필수적으로 PAINT 처리를 달성하기 위한 매개물이 된다. 일 실시예에서, 폴리머 막(208)은 막 두께 프로파일이 이하에서 추가로 논의될 바와 같이 아래에 놓인 기능적 막 또는 기판(202)에 전달되는 것이 가능하도록 에칭된 필름일 수 있다.
몇몇 구현예들에서, 방법(100)은 명확성을 위하여 도시되지 않은 다른 및/또는 추가적인 단계들을 포함할 수 있다. 또한, 몇몇 구현예들에서, 방법(100)은 제시된 것과 상이한 순서로 실행될 수 있다. 추가로, 몇몇 구현예들에서, 방법(100)의 특정 단계들이 실질적으로 동시 방식으로 실행될 수 있거나 또는 생략될 수 있다.
PAINT 처리가 매우 균일한 막들 및 모델들에 우수한 연관성을 갖는 비-단순 반복 정현파 타입 프로파일(도 4a 및 도 4b)을 갖는 상이한 막들을 적층함으로써 시현되었다. 도 3은 PAINT를 사용하는 균일 막들의 적층에 대한 실험 결과를 도시하는 그래프이고, 여기서 2% 미만의 비-균일성을 갖는 막들이 본 발명의 일 실시예에 따라 광범위한 두께에 걸쳐 획득되었다. 도 4a는 모델링 예측으로 실험적으로 획득된 데이터 및 본 발명의 일 실시예에 따른 대표(representative) 정현파형 프로파일에 대한 요구 프로파일에 대한 비교를 도시하는 그래프이다. 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 정현파형 두께 변동을 음영의 변화로 도시하는 웨이퍼의 사진이다. 몇몇 그러한 프로파일들이 상이한 파장들을 갖는 PAINT를 통해 획득되었다.
추가로, 선형적으로 단차를 갖는 막들 및 ~10 km인 곡률 반경의 공칭 반경을 갖는 볼록/오목 프로파일들이 모두 모델들에 대한 우수한 연관성을 가지면서 또한 획득되었다. 선형적으로 단차를 갖고 큰 곡률 반경을 갖는 막들은 본 명세서에서 이후 논의된다. 더하여, 자유로운 형태의 표면들이 임의의 표면 지형에 대한 수정을 위하여 사용될 수 있고, 이는 본 명세서에 이후에 논의되는 바와 같이 기판 연마에 대해 매우 가치 있는 것이다. 이에, 잠재적인 응용 영역들이 반도체 소자들, 포토닉스(photonics), 생물의학(biomedical) 및 나노유체 응용들(nanofluidics application)을 아우른다.
측방향 길이 규격들이 높이(박막)에 비해 훨씬 더 큰 영역들 내의 유체 유동이 윤활 근사법(lubrication approximation)을 사용하여 해석될 수 있고 이는 유동이 주로 표면에 평행하며 수직한 압력 구배가 0인 것을 가정한다. 중력을 무시하여 이러한 접근법을 사용하면, 유체 부피 및 박막 굽힘부를 따른 모멘텀 보존은 두 개의 판들 사이에서 샌드위치 되는 얇은 유체 막에 대한 아래의 지배 방정식(governing equation)을 야기한다.
Figure pct00001
여기서 μ, h(x,y,t), D,
Figure pct00002
, w s (x,y) and w c (x,y)는 각각 유체 점성, 막 두께, 슈퍼스트레이트의 굽힘 강성, 공간적 구배 백터, 기판 및 슈퍼스트레이트의 시불변 공칭 지형이다.
굽힘 강성은
Figure pct00003
로 표현될 수 있고, 여기서, E, b and v 는 각각 슈퍼스트레이트의 영률, 두께 및 포아송 비(Poisson's ration)이다. 아래에서 더 논의될 바와 같이, 일 실시예에서, 슈퍼스트레이트(204)는 액적들(201)의 통합을 형성하기 위해 요구되는 최소 보다 크면서 연속 막(206)이 슈퍼스트레이트(204)가 아래로 내려온 이후 지정된 기간의 시간이 지나기 전에 평형 상태가 되지 않는 것을 보장하는 것에 요구되는 최대 보다 작은 것으로 정의되는 최적 범위를 갖는 굽힘 강성을 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시스템의 기하 구조가 도 5에 도시된다. 박막 샌드위치의 특성 발달 시간 규격(τpaint)이 적층 면적 및 점성에 정비례하며 굽힘 강성 및 평균 막 두께에 반비례하는 것으로 고려되었다. 따라서, 슈퍼스트레이트의 두께(b)가, 평균 막 두께(h o ) 또는 영률(E)이 증가함에 따라, τpaint는 감소하여, 더 급격한 유체의 복구가 야기된다. 이러한 복구로 인해, 최종 막 두께 프로파일은 그 평형 상태를 발달하고 이는 각각 기판(202) 및 슈퍼스트레이트(204)의 아래에 또는 위에 놓인 지형들의 특징들을 또한 포함한다. 이러한 급격한 복구는 이후에 논의될 바와 같이 일반적으로 요구되지 않는 것이다. 이는 대체로 평탄한 기판에 대하여 도 6에서 도시되고, 여기서 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 평형 상태에 도달할 때까지 유체(206)의 복구(도 2d, 도 2e, 및 도 5 참조)를 도시한다. 그러나, 최종 막 두께가 초기 재료 분포로부터 획득될 수 있도록 이러한 복구를 최소화하는 것이 목표이며 이로써 PAINT의 "프로그램 작동 가능한" 속성이 잉크젯된 유체 액적들의 부피 및 미리 정의된 위치들에 의해 달성될 수 있다. 다시 말해, 이러한 동적 모델은 평형 상태가 보통 불필요하고 기판의 지형(도 6에 미도시)에 의해 손상된 오직 하나의 가능한 해답을 허용하기 때문에 미리 평형화된 과도 상태를 샌드위치의 발달 중에 유지하는 것이 불가피하다는 사실을 드러낸다. 이는 박막의 프로그램 작동 가능한 적층의 목적을 후퇴시킨다. 이러한 개념은 "잉크젯된 유체 액적들에 실질적으로 연관되는 미리 평형화된 과도 상태들을 유지하는 것" 및 PAINT 처리의 발명적인 개념들 중 하나를 형성하는 기판 및 슈퍼스트레이트 지형의 효과를 배제하며, 종래의 처리들로부터 차별화되게 설정한다. 즉, 연속 막(206)의 미리 평형화된 과도 상태는 그 부피 분포가 기판(202) 사에 배출되는 액적들(201)의 부피 분포의 함수인 막 두께 프로파일을 생성한다.
도 6을 참조하면, 도 6은 초기 재료 분포가 과도 상태를 지나 그 최종 평형 상태로 발전하는 것을 도시한다. 평형 상태는, 이 경우 균일막(uniform film)(206) 및 그것의 오직 하나의 용액(solution)만을 포함하며, 이는 슈퍼스트레이트(superstrate)(204) 및 기판(202)의 지형이 여기서 고려되지 않기 때문이다. 일반적으로, 평형은 본래 잉크젯되는(inkjetted) 유체 액정 부피들/위치로 정정되지 않는다. 그러므로, PAINT는 "잉크젯되는 유체 액적들에 실질적으로 상호 연관되는 비-형형 과도 상태를 포착하는 것"을 요구한다.
평형 상태를 지연시키고 표면 지형과 같은 기생성의 영향을 감소시키기 위하여 특성 시간 규모(characteristic time scale)을 증가시키는 것이 필요하다. 동시에, 액적 통합 처리 동안 야기되는 임의의 기생 버블들(parasitic bubbles)을 최소화 시키기 위하여, 및 통합의 완료를 위한 시간의 부족으로 이한 액적들 간의 사이 영역들(interstitial regions)에서 어떠한 원치 않은 박막 두께 변동도 유체 막이 포함하지 않도록, 유체 액적들의 통합을 완료하기 위한 최소 시간이 요구된다. "강건한(robust)" 액적 통합 처리를 야기하는 이러한 최소 시간은 본 명세서에서 (xrobust)로 지칭될 것이다.
특성 시간 규모는 이하의 가능한 방안들로 증가될 수 있다"(i) 유체 점성을 증가시키고, (ii) 평균 막 두께를 감소시키고, (iii) 적층된 영역의 특성 측방향 길이 규모를 증가시키고, (iv) 슈퍼스트레이트 재료의 영률(Young's moudlus)을 감소 시키고, 및 (v) 슈퍼스트레이트의 두께를 감소시킨다. 방안(i)은, 유체 특성들이 막 발달과 연관하여 퍼짐(spreading), 통합 및 경화에 대해 최적화되어야만 하며 이러한 제약들이 점성의 요구 사항을 정의할 수 있다는 것으로 상황이 주어지는 것에 대해 항상 실현가능한 것은 아닐 수 있다. 위의 방안(ii) 및 (iii)에서, 평균 막 두께 및 특성 길이 규격은 적층 요건이 전반적으로 적용되고, 이로써, 공정 파라미터로 제어되기 위하여 선택되지 않을 수 있다. 방안(iv)의 슈퍼스트레이트 재료는 경화, 액적 퍼짐 및 분리를 위해 최적화될 수도 있다. 이로써, 조정될 수 있는 바람직한 파라미터가 그 두께 또는 방안(v)에 의해 슈퍼스트레이트의 기하 구조(geometry)가 된다.
평형을 지연하는 것에 관한 관점에서, 슈퍼스트레이트(204)를 가능한 얇게 제조하는 것이 바람직하다. 그러나, 슈퍼스트레이트(204)를 아무렇게나 얇게 만드는 것은 최적의 유연성의 맥락으로 앞서 언급된 바와 같이 실현 가능하지 않다. 게다가, 얇은 슈퍼스트레이트들(204)은 자동화, 장착 등으로 취급되는 것이 어려울 수 있다. 최적 슈퍼스트레이트 설계는 이하의 인자들을 기초로 할 수 있다, (i) 경화 타입(광적/열적/다른 것), (ii) 요구되는 처리 타임 규격(desired process time scale), (iii) 존재하는 슈퍼스트레이트의 사용 가능성, (iv) 유체 한정(fluid confinement)에 대한 필요, 및 (v) 마주치는(encountered) 전형적이 지형의 규격.
예시로서, 전형적인 폴리싱된 Si 웨이퍼들에 대하여, 지형의 규격이 도 7에 도시된다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리싱된 3" 실리콘 웨이퍼 상의 상이한 라인 스캔들(line scans)을 가로질러 측정된 상이한 공간 주파수들에 대한 진폭 분포를 도시하는 그래프이다. UV-경화 처리들에 대하여, 용융 실리카 웨이퍼(fused silica wafer)가 슈퍼스트레이트(204)로 사용될 수 있다. 이러한 웨이퍼들은 그 취성(fragility)로 인해 임의로 더 얇아질 수 없기 때문에, 그것들은, 그것들이 취급될 수 있는 두꺼운 두께의 외부 링 및 그것들이 유체와 상호작용하는 더 얇은 두께인 내부 원을 갖도록 설계될 수 있다. 최적 두께 값들의 결정은 나노형상(nanotopography) 크기들 및 방정식 2의 상응하는 공정 파리미터들에 따른 요구되는 시간 규격의 값으로부터 이루어질 수 있다. 100 s의 타임 규격 및 100 nm의 평균 막 두께에 대하여, Monomat®이 분자 임프린트(Molecular Imprints)에 대해 저항하고, 2 mm 파장에서의 -10 nm의 지형으로 인한 부식을 최소화하여, 슈퍼스트레이트(204)의 최적 두께는 0.01 내지 1 mm의 범위를 가진다. 0.01 mm 이하가 되는 것은 액적들이 서로에 대하여 5 mm 보다 많이 이격되어 통합되는 것을 방지할 수 있고 이로써, 공기 버블들 및 기공들과 같은 결함들을 야기할 수 있다. 그러나, 만일, 이웃하는 액적들이 멀리 떨어지게 배치되는 것이 필요하지 않은 경우에는, 이는 더욱 두께를 줄이는 것에 도움이 된다. 다른 한편으로, 1 mm 이상이 되는 것은 급격한 평형 상태 및 적층된 막 상의 기생 지형(parasitic toppgraphy)의 발현을 야기한다.
이제 도 8을 참조하면, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 상이한 두께의 배열을 나타내는 슈퍼스트레이트(204)의 외관을 도시한다. 유연성 슈퍼스트레이트(204)는 0.525 mm 두께인 표준 웨이퍼로 구현되어 0.25 mm 두께로 내부 원을 조각한다(carving). 외관에 대한 추가적인 개선들이 유체 프론트(front)을 고정하고 미리 정의된 영역 내로 유체를 한정하기 위하여 얇은 측 상의 메사들(mesas)을 이용하여 이루어질 수 있다. 추가적인 슈퍼스트레이트 기하구조들은 용융 실리카 슈퍼스트레이트들에 비하여 크게 낮은 영률을 갖는 플라스틱 재료들을 사용하는 것을 포함한다. 추가로, 이러한 재료들의 다공성 성질은 가스들의 빠른 용해 및 갇힌 거품(trapped bubble)의 최소화에 그 자체로 적합하다. 그러한 플라스틱 슈퍼스트레이트들(204)는, 그 대응하는 용유 실리카 부분들과 유사하게, 독립형(stand-alone) 판들로 사용될 수 있거나, 또는 인장-제어식 롤-롤 구성으로 사용될 수 있다. 평면내 슈퍼스트레이트 힘 및 모멘트들은 슈퍼스트레이트의 효과적인 굽힙 강성을 형성하기 위하여 존재하는 굽힘 강성과 결합될 수 있다. 바람직한 슈퍼스트레이트 접근 방식은 매우 유연하고, 액적들의 강건한 통합을 보장하기에 충분한 정도만인 효과적인 굽힘 강성을 갖는 인장력을 유지하고, 및 미리-평형화된 과도 상태들을 유지하기 위한 능력을 향상시키기 위하여 액적들이 효과적인 굽힙 강성을 최소화시키도록 통합된 때 그 인장력이 감소되는, 슈퍼스트레이트(204)를 사용하는 것에 관련된다. 롤 투 롤 유연성 슈퍼스트레이트(204)는 반복되는 결함들이 특정 오염물로부터 발생하는 것을 방지하기 위하여 빠른 재장착(re-loading)을 가능케 하는 추가 이점을 가진다. 슈퍼스트레이트 실시예가 플라스틱 롤에 대한 것이기 때문에, 이는 상대적으로 저비용이며 도 9에 도시된 바와 같이 공정 비용 면에서 상당한 감소를 이룬다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼스트레이트(204)의 재장착 가능한(reloadable) 롤-롤 구성을 도시한다. 이 실시예에서, 슈퍼스트레이트(204)는 인장력하에서 유지되는(화살표 902 참조) 플라스틱 롤(901)이다. 오직 롤(901)의 일부분 만이 슈퍼스트레이트(204)로 사용된다. PAINT 처리를 반복함에 따라, 사용된 부분은 입자상 물질(particulate matter) 및 공정 결합에 의해 오염될 수 있다. 그것이 나타나면, 롤들(901)은 깨끗한 슈퍼스트레이트 영역(cleaner superstrate area)을 가져오기 위해 회전될 수 있다. 전체 롤이 이로써 사용된 이후에, 이는 폐기될 수 있고 새 롤이 빠른 처리 반복을 위해 장착될 수 있다.
그러나, 평면내 인장력을 추가하는 것은 슈퍼스트레이트-유체-기판 샌드위치인 발전 역학구조를 변경한다. 용융 실리카 슈퍼스트레이트들(204)와 같은 동일한 성능 측정을 달성하기 위하여,ㅣ 요구되는 평면내 인장력은 대략 0.1-100 kN/m이다. 일반적으로, 100 μm 또는 그 미만인 플라스틱 슈퍼스트레이트로, 이러한 범위의 인장력 값을 갖는 평면내 응력들은 잠재적으로 재료의 인장 응력 한계를 초과할 수 있고, 이로써 임계 인장력 또는 심지어 좌굴 파단(buckling failure)이 가능성에 이르게 한다. 이에, 얇은 슈퍼스트레이트(204)는 슈퍼스트레이트(204)가 더 유연하게 되면서 높은 처리 시간 규격을 갖도록 하는 것이 바람직하며, 이때 인장력에 따른 파단이 이루어지지 않도록 얇아야만 한다.
폴리머 웹(polymer web)의 롤인 슈퍼스트레이트(204)를 따라, 기판(202)도 역시, 롤투롤 구성으로 다른 플라스틱 롤로서 구현될 수 있다. PAINT는 기판(202)가 슈퍼스트레이트(204)에 비해 더 단단할 때 최고의 결과를 나타낸다. 기판(202)가 슈퍼스트레이트(204) 보다 적게 변형되는 것을 유지하기 위하여, 기판(202) 대 슈퍼스트레이트(204)의 유혀 굽힙 강성의 비율은 5 보다 작게 유지되어야 한다. 기생 지형의 발현에 대한 엄격한 공차를 위하여, 이러한 비율 제한은 상응하여 더 높아져야 될 필요가 있다. 판형(plate-like) 기판들에 대하여, 강성 기판(202)이 그것들은 진공에 의해 척 상에서 유지됨으로서 실현된다. 동일한 것들이 R2R 설정에서 높은 유연성 기판들, 예컨대 PET, PC, PEN 등에 대하여, 그것들이 크게 연마된 표면을 갖는 부분적으로 또는 완전히 다공성 또는 진공 척 상에서 사용될 수 있고 기판(202)이 전방으로 굴러 미끄러지는 것을 가능케 함으로써, 사용될 수 있다. 이는, 슈퍼스트레이트(204)는 도 9b에 도시된 바와 같은 기판(202)에 비해 훨씬 더 유연하기 때문에, 슈퍼스트레이트(204)를 롤로서 얻을 수 있게 한다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 R2R 구성으로 기판(202) 및 재장착 가능한 슈퍼스트레이트(204)를 도시한다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 기판(202)은 인장력 하에서 유지되는(화살표 904 참조) 플라스틱의 롤(903)이다. 높은 유연성 기판(202)이 PAINT 처리 동안 그 유효 굽힙 강성을 증가시키기 위해 진공 또는 다공성 척(905)에 맞대어 유지될 수 있다.
방정식 1에서 주어진 박막 윤활 모델은 외부 지형 입력들을 포함하기 때문에 매우 비선형적이며 복잡하고, 이로써 고비용인 수치 시뮬레이션을 요구한다. 그러나, 그 모델의 제1 순서 특성들(order properties)이
Figure pct00004
의 선형 분석을 수행함으로써 분석적으로 얻어질 수 있고, 여기서,
Figure pct00005
이며 지형은 없다. 이는 새로운 선형화 모델이 균일한 막들에 대한 지형을 갖는 완전 비선형 모델의 해 및 실험 데이터 모두에 대하여 비교된다. 불-균일성의 발달이 도 10에서 합산된다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 작은 처리 시간들에 대한 지형 없는 선형화된 모델의 실현가능성을 나타내는 불균일성(non-uniformity)의 발달의 비교를 도시하는 그래프이다. 이 결과들로부터, 실험 데이터는 작은 처리 시간들에 대한 모델의 두 버전들(versions)에 대해 잘 부합한다는 것을 알 수 있다. 그러나, 높은 처리 시간들에 대하여, 지형 없는 선형화된 모델은 실험 데이터에 잘 부합하지 않거나 비선형 모델이 실험 데이터에 더 잘 부합한다. 이는 처리 시간(t)이 '상대적으로 작게'(<τlinear) 유지되면, 두 모델들 사이의차이가 무시될 수 있다는 것을 것 보여준다. 이는 지형 없는 선형화된 모델이 분석적으로 풀이될 수 있고 이로써 컴퓨터 계산의 복잡성을 크게 감소시키며 PAINT의 핵심 요소(key aspect): 요구 막 두께 프로파일에 대한 유체 액적들의 최적 위치들 및 부피들이 풀이될 수 있게 한다.
이제, □linear의 값은 슈퍼스트레이트(204)의 유효 굽힙 강성에 따르며, 이로서 더 크게 유연한 슈퍼스트레이트(204)가, 선형화된 모델의 나빠짐(corruption)이 지형으로 인해 일어날 수 있기 전에, 더 큰 윈도우를 가능하게 할 것이다. 그러나, 앞서 논의된 바로부터, 처리의 최소 시간 규격은 개개의(discrete) 액적들(201)의 강건한 통합을 가능케하여 최소 버블들로 연속 막(206)을 생성하기에 충분하게 커야 한다. 그러므로, τlinear > τrobust 이며 또한 이는 합리적인 처리 윈도우에 대해 요구되는 미리-평형화된 과도 상태를 유지하는 것을 가능케 하는 것임이 명백하다.
액적들(201)이 적당한 거리만큼 이격, 예를 들어, 5mm 미만으로 이격되는 한, τlinear이 슈퍼스트레이트의 굽힘 강성에 따를 때, τrobust는 그렇지 않다는 것을 여기서 유념하는 것이 또한 중요하다. 액적들(201)의 최적의 퍼짐 및 통합은 또한 슈퍼스트레이트(204)의 강성에 의존한다. 만일 액적들(201)이 서로에 대하여 이격될 때, 슈퍼스트레이트(204)는 액적들(201)의 퍼짐 및 통합을 유발하기 위하여 더 많은 스트레인 에너지(strain energy)를 전달하는 것을 필요로 할 것이고, 이로써 슈퍼스트레이트(204)의 설계(design)를 더 강성인 재료 또는 더 두꺼운 기하 구조로 이루려 할 것이다. 이러한 문제는 개별적인 액적 부피들을 낮게하며 액적들(201)을 서로에 대하여 가깝게 함으로써 완화될 수 있다.
앞서의 접근 방식이 (τlinear, τrobust)의 간격 내 최적 (t)를 선택하기 위하여 사용된다면, 유사한 지형 프로파일들을 갖는 기판들에 대하여, 지형 없는 선형화된 모델을 사용하는 것이 충분하다. 이러한 접근 방식이 PAINT 처리를 기판 및 슈퍼스트레이트의 지형에 대해 실질적으로 알 수 없게 만들 수 있다. 이는 PAINT의 중요한 관점이며, 이는 기판들(202) 및/또는 슈퍼스트레이트(204)의 지형을 작은 진폭으로, 특히 허용 가능한 폴리싱 비용들로, 제어하는 것이 매우 어렵기 때문이다. 그러므로, 얻어진 막 두께 프로파일을 제어하는 것은 기판(202) 및/또는 슈퍼스트레이트(204)의 폴리싱 품질에 의해 실질적으로 영향받지 않는다. 다시 말해, PAINT를 사용하여 얻어지는 박막 프로파일의 정확도는 기판(202) 및/또는 슈퍼스트레이트(204)의 바람직하지 않은 지형을 크게 초과할 수 있다.
기판(202) 및/또는 슈퍼스트레이트(204)의 지형에 무관한 PAINT에 관한 상기 기술 내용은 이하에서 더 상세히 논의된다. 슈퍼스트레이트-유체-기판 샌드위치 구조는 초기 조건으로 주어진, 식(1)의 정모델(forward model)을 사용하여 예측될 수 있는 풍부한 동적 거동을 나타낸다. 그러나, 소산 속성(dissipative nature) 및 시스템을 위해 사용되는 대칭적인 경계 조건들이 주어진 대, 평형 상태
Figure pct00006
는 임의의 주어진 초기 조건에 대해 동일하다. 이러한 평형 상태는
Figure pct00007
로 주어진 유체 막 두께 프로파일로 무변형(zero-deformation) 상태를 달성하는 슈퍼스트레이트(204)에 의해 실현되고, 여기서 h 0 는 평균 막 두께이다. 알 수 있는 바와 같이, 슈퍼스트레이트(204) 및 기판(202) 모두는 평형인 막 두께 프로파일을 결정한다. 소정의 공간 변화를 갖는 막들의 적층을 위하여, 평형 상태는 오직 단일한 가능한 해만을 얻을 수 있고, 이는 기판(202) 및 슈퍼스트레이트(204)의 지형에 의해서만 다시 영향을 받기 때문에, 시스템은 평형 상태로부터 멀리 제거되는 것이 바람직하다.
더 작은 처리 시간 또는 더 높은 특성 시간 규격에 대한 요구가, 기생 지형에 대한 영향을 줄이면서도 간격(τrobust, τlinear) 내의 최적 처리 시간(τoptimal)에 이르는 강건한 액적 통합을 위해 충분히 큰 처리 시간을 유지하기 위해 주장되어 왔다. 이로써, 요구되는 비-균일 막 두께 프로파일을 프로그래밍 할 수 있도록, 과제는 요구되는 비-균일 과도기를 찾는 것 중 하나가 되어, 이로써 소정의 공간 프로파일이 충족된다. 250μm 코어 슈퍼스트레이트(204)와 같은 얇은 슈퍼스트레이트들(204)을 사용하는 것은 시간 규격을 연장시키는 데에 일조하며, 이로써 요구되는 과도기를 유지하기 위해 물리적인 영역 내 더 큰 여유 공간이 확보된다. 개개의 유체 액적들(201)의 최적 위치들/부피에 대한 해답을 따라 이러한 양태는 소정의 비-균일 막 두께 프로파일의 적층을 프로그래밍 하기 위한 기초를 형성하는 역 모델 공식화의 기초를 형성한다.
역 모델 공식화는 몇몇 중요한 양태들을 가지며 이는 요구되는 도 11에 도시된 바와 같이 비-균일 과도 상태를 획득하는 것에 다다르게 한다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 역 최적 프레임워크(1100)를 도시한다. 잉크젯 파라미터들(1101) 및 속도 시간(1102)가 출력이며 다른 처리 파라미터들(1103), 지형(1104) 및 소정의 막 두께 프로파일(1105)는 입력을 형성한다. 이러한 요구되는 비-균일 상태를 달성하는 것은 우선 시스템에 대한 최적의 초기 조건(1106)을 결정하는 것 및 이어 이러한 초기 조건(1106)이 최적화 해답기(solver)(1107)에 의해 발달되는 최적 시간을 필요로 한다. 최적화 해답기(1107)은 유전자 알고리즘, 패턴 검색, 시뮬레이션된 어닐링(simulated annealing) 및 다른 기술들 또는 그들의 조합들을 포함할 수 있다. 공식화의 핵심은 그 분석 단순성으로 인해 지형 없는 선형화된 모델(1108)에 의해 주어지고, 이는 초기 조건(1106)이 주어진 최종 프로파일(1109)을 제공한다. 그러나, 시스템의 초기 조건(1106)은, 그 자체로, 수많은 액적들(201)의 퍼짐 및 통합의 결과이다. 초기 조건(1106)을 규정하는 것은, 이에, 각각의 수많은 액적들(201)의 부피 및 x와 y 위치를 규정하는 것과 동등하다. 파라미터들에 관련된 잉크젯 액적을 따라 시스템이 발달되는 것에 필요한 최적 시간은 또한 모델(1108)의 출력을 형성한다. 주요 입력들은, 방정식 (2) 및 연관된 시스템 파라미터들 및 임의의 지형 정보들에 의해 주어지는, 처리의 시간-규격을 포함한다. 시스템 파라미터들은 또한 액적들의 증발 프로파일, 수축 영향들 또는 비-균일 에칭 특징들과 같은 임의의 시스템적인 기생성을 포함할 수 있고, 이로써 그것들은 요구되는 막 두께를 획득할 대 보상될 수 있다. 이로써, 전체적으로, 역 모델은, 그 적분 및 도함수를 포함하는, 그 실제 막 두께 프로파일과, 그 저군 및 도함수를 포함하는, 요구되는 막 두께 프로파일 사이에서 에러의 최소화로서 주어진 목적 함수를 갖는 최적화 루틴(optimization routine)으로 설정될 수 있다. 이러한 에러는 실제 필름 두께 및 요구되는 필름 두께의 적절한 편차를 제공할 수 있는 적절한 규준(norm)에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 실제 및 요구 막 두께 값들 사이의 "평균" 차이가 중요할 때, L2 규준이 각 위치에서의 편차의 제곱합들의 제곱근을 계산하기에 적절하다. 다른 한편으로, 최대 차이가 중요해질 때, L-infinity 규준을 사용하는 것이 더 적절해진다. 동일한 원리들이 실제 및 요구 막 께 프로파일에서 구배들(예를 들어, 기울기 에러를 최소화하는 데 필요할 때) 또는 적분들(예를 들어, 총 부피 편차들을 최소화하는 데 필요할 때)에 적용될 수 있다.
목적 함수는 시스템 하드웨어 및 처리의 모델링에 관한 가정들로부터 근원하는 몇몇 제약들의 지배를 받는다. 주요 제약들은 잉크젯 액적 파라미터들, 즉, 액적 부피 및 위치의 불연속적 속성(discrete nature)에서 나타난다. 각각의 액적(201)의 부피 및 x와 y 위치들이 역 모델로부 요구되는 출력이며 보통의 막 두께 적층에 대해 연관된 수 많은 액적들(201)이 있다고 주어질 때, 이러한 정수인 제약들의 개수는 엄청나게 커진다. 이는 최적화의 복잡성을 크게 증가시키며 문제를 크게 비선형화 되게 한다. 목적 함수가 에러 규준의 표준 최소화라고 하더라도, 분석해는 이러한 정수 제약들의 존재로 인해 취급 가능하지 않다.
다른 흔치 않은 처리 양태는 - 동일한 재료 또는 상이한 재료로 이루어지는- 다중층 막들이 적층될 수 있는 용이성에 있다. 박막 모델로부터, 평균 막 두께(h0)를 자게 유지하는 것은 시간 규격을 높게 유지하는 것에 도움이 되며 이는 비-평형 과도 상태 (방정식 2)에 바람직한 것이 명백하다. 이로써, 두꺼운 균일 막들 또는 큰 두께 변동을 갖는 막들을 단일 단계에서 적층하는 것이 문제가될 수 있다. 이는 요구되는 프로파일을 작은 단위 증분들의 합으로 분해함으로써 완화될 수 있고, 이는 시간 규격이 각각의 단위 단계에 대해 바람직하게 높아, 노하우(knowhow) 및 단일 단계 처리에 대해 수립된 상응하는 정확도를 보존하는 것을 보장한다. 이는 도 3에서 간략히 주어지며, 여기서, 균일한 막들에 대해, 450nm 만큼 큰 두께를 갖는 막들이 150nm 막들을 연속적으로 삼 회에 걸쳐 적층함으로써 우수한 균일성이 획득되었음을 보여준다.
적층을 위한 바람직한 방법이 잉크젯이기 때문에, 다중-단계 처리들이 상이한 잉크젯 재료들을 사용함으로써 다중-재료 스택들(stacks)의 적층으로 확장될 수 있고 있고, 이로써 그 스택 내의 각각의 층은 소정의 프로파일을 가질 수 있다. 이는 그 깊이 방향으로 재료 및 막 두께 구배를 갖는 막들의 적층을 가능케 하고, 그 특질(feature)은 현재의 기술 수준에 쉽게 가능한 것은 아니다. 이러한 처리는 각각의 멀티-젯에서 상이한 재료들이 사용되는 또는 하나의 멀티-젯에서 상이한 재료들이 사용되는 멀티-젯의 세트를 가짐으로써 달성될 수 있다. 전체 처리는 다양한 개별적인 PATINT 단계들 사이에서 기구로부터 제거되는 기판 없이 달성될 수 있다.
PAINT의 잠재적인 응용들과 관련하여, 균일한 나노스케일 두께인 폴리머 막들이, 이에 한정되는 것은 아니나, 광학 및 반도체들의 반사방지 코팅들, 생의학에서의 단분산 나노입자를 생성하기 위한 전구체 막들 등을 포함하는 많은 응용들에서 사용된다. 공간적으로 변하는 막들의 적층은 또한 본 명세서에서 논의된 바와 같은 몇몇 신규한 응용들을 포함한다. 이것들은 PAINT에 대한 응용들에 대한 완전한 리스트는 아니다.
구배 표면(Gradient Surfaces)
구배 표면들은 하나 또는 복수의 재료 특성들이 공간에 걸쳐 연속적으로 변하며 이에 실험 조건들의 큰 세트의 탐구를 허용하는 것나타낸다. 전체 파라미터 공간들의 영향은, 더 적은 낭비로 더 빠른 재료 실험을 하게 하는, 하나의 표본 상에서 동시에 포착될 수 있다. 사실, 재료 특성화의 조합 접근 방식이 "높은 처리량 실험들"로 상호 교환 가능하게 종종 사용되어 이러한 기술의 힘 및 실용성을 실험 과학자에게로 이끌어 낸다. 이러한 재료 거동의 동시적 표현은 동일한 표본 상에서의 하나 보다 많은 구배의 조합에 의해 증폭될 수 있고, 이는 훨씬 더 큰 절약을 야기한다. 구배 표면들에 대한 관심 있는 특성들은 화학적인 것(예를 들어, 조성, 습윤성, 등) 및 물리적인 것(예를 들어, 온도, 막 두께 등) 일 수 있다. 그러한 표면들은 재료 특성들을 특성화하며 선별하기 위하여 및 처리 관련 현상들을 추진하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 두께 구배만으로, 모든 앞서의 목적들이 달성될 수 있다. 등급 있는 블록 코폴리머(copolymer) 막 두께는 블록 코폴리머들의 드웨팅(dewetting) 또는 형태를 막 두께의 함수로서 이해 또는 특성화하는 데 도움이 될 수 있다. 동시에, 동일한 두께 구배들은 주어진 샘플에 대한 형광 염료들과 같은 측정 재료들을 발견 및 선별하는 데에 유용할 수 있다. 또한, 소정의 나노스케일 두께인 막들에 수반하는 공간적으로 변하는 계면 에너지들은 특정 재료인 액적들의 거동을 향상 또는 중단시키도록 사용될 수 있다. 이로써, 심지어 막 두께 구배 하나만으로도, 높은-처리량의 및 비용 효율적인 구배 라이브러리(gradient library)의 생산이 요구되는, 특히 생의학, 제약 및 바이오소재 영역에서 그러한 표면들에 대한 큰 기회가 있음을 알 수 있다. 이는 도 12a 및 도 12b에 도시되는 바와 같이 40nm 영역에 걸쳐 25nm 내지 100nm 범위의 두께에서 선형적으로 등급 지어진 막 두께 프로파일을 얻기 위해 PAINT를 사용함으로써 해결되었다.
도 12a는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형적으로 등급 지어진 막 두께의 선도이다. 선도는 모델이 요구되는 프로파일을 정확하게 매칭함에 있어 몇몇 오류들을 가짐을 나타낸다. 이는 액적의 해상도(resolution) 및 불연속적인 액적 위치들로 인한 제약에 기인한다. 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 패턴의 개략도이다.
낮은 곡률 자유형 광학의 표면들
낮은 곡률 자유형 광학은 낮은 파장 이미징(imaging)의 몇몇 영역들(domains)에서 응용된다. 이는 본 명세서에서 문맥상 x-레이 광학으로 논의된다. x-레이의 이미징은 천문학 및 의학 분야에서 매우 유용한 도구였다. 최근에, x-레이를 사용하여, 특히, 나노현미경(nanoscopy)의 목적으로, 나노스케일 이미징을 실현하는 것이 추진되고 있다. x-레이를 사용하는 신뢰성 있는 나노현미경은 잠재적으로 생의학 이미징, 반도체 제조 및 다른 물질들 사이에서 재료를 식별하는 것에 관한 분야에 상당한 영향이 있다. x-레이는 그 샘플 내부로 깊게 침투하는 능력 및 상이한 물질들을 이미징하는 그 범용성으로 인해 최첨단 전자 빔 현미경 전반에 이점을 제공하고 있다. 그러나, 나노현미경 기반 응용들을 실제로 실행함에 있어 요구되는 나노스케일 해상도를 신뢰성 있게 달성하는 것에 대한 상당한 기술적 과제가 존재한다. 대부분의 이러한 과제들은 x-레이 나노형미경들에 대한 포커싱(focusing) 및 이미징 광학을 형성하는 것에 대한 엄격한 요건들로부터 기인한다. 이러한 요건들은 하드 x-레이(hard x-ray)에 대한 반사 광학일 때, 소프트 x-레이들에 대한 영역 판(zone plate)에 비해 증폭된다.
x-레이에 대한 반사 광학은 포커싱을 위하여 금속 코팅 거울에 의존한다. 실리콘 거울은 또한 x-레이 천문 응용들에서 통합 시현된다. 그러나, 이러한 요건이 간섭과 관련된 반사에 의존하는 다중층 미러들에 대해 완화될 지라도, 요구되는 해상도 및 포커싱을 달성하기 위하여 반사 미러는 그레이징 입사(grazing) incidence, 즉, 거의 0에 가까운 입사각을 사용하여야 한다. 예를 들어, 대략 2 도, 0.6도 및 0.1도의 임계각들이 전체 외부 반사를 달성하기 위하여 1, 10 및 100 keV 에너지의 x-레이를 갖는 이리듐 샘플에 대해 각각 요구된다. 이러한 제약 조건이 주어질 때, 이러한 거울들은 표면 거칠기 및 피규어(figure)(~λ/10), 이는 웨이퍼의 나노지형에 유사함, 전반에 걸친 엄격한 공간 제어를 요구하는 것으로 가정될 수 있다. x-레이의 길이는 <10nm이고, 이는 요구되는 공간 제어가 <1nm인 것을 의미한다. 이러한 허용 오차 제한 보다 큰 거칠기 및 피규어의 임의의 섭동(perturbations)은 바람직하지 않은 산란 효과를 야기할 수 있다. 이로써, 적응형 피규어 수정이 요구되는 품질의 광학 요소들을 얻기 위하여 중요한 요소가 된다. 또한, 거울 표면의 요구되는 프로파일은 보통 원뿔형 구역(포물형, 쌍곡선형 또는 타원형)이며, 이로써 그러한 다중 거울들의 배열은 요구되는 포커싱 특성을 달성할 수 있다. 그러한 프로파일들은 대체로 원뿔형 구역들이 아는 표면들 상에 진공 기반 우선 코팅(vacuum based preferential coating) 또는 차동 적층 기술(differential deposition technique)에 의해 시현되었다. PAINT는, 잠재적으로, 적절한 공간적인 두께 변동을 갖는 막들을 적층함으로써 피규어 결함을 수정하는 것 및 원뿔 영역 표면들에 유사하게 피규어를 적응적으로 변형하는 것 모두를 수행하는 능력을 가진다. 이는 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이 거의 10km에 가까운 곡률 반경을 갖는 볼록한 타원형 막을 적층함으로써 시험되었다.
도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 10km의 곡률 반경의 타원형 프로파일의 선도이다. 도 13a에 도시된 바와 같이, 실험 데이터는 모델 예측에 잘 부합한다. 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 패턴의 개략도이다.
그러한 막의 적층 다음에 "매칭된 에치-백(matched etch-back)"이 이루어질 수 있고, 여기서 레지스트(resist) 및 기판 표면 에칭이 동일한 비율로 에칭된다. 이는 레지스트가 완전히 제거되어 표면 프로파일이 x-레이 미러의 표면 프로파일이 될 때까지 계속될 수 있다. 기능성을 활성화하기 위하여, 단일 또는 다중 금속층들이 이어 PVD 또는 ALD를 이용하여 적층될 수 있다.
기판 지형이 폴리싱
임의의 표면의 지형 및 거칠기이 추가적인 기판 처리에 대한 문제를 나타낼 수 있음을 감안하여, 몇몇 기술들이 이것들은 완화하기 위하여 몇 년에 걸쳐 발전하여 왔다. 간단히 여기에 설명된 세 가지 기본 기술이 있다.
그라인딩(grinding), 래핑(lapping) 및 폴리싱(polishing)이, 금속, 유리, 반도체, 광학체 및 세라믹을 포함하는 다양한 기판들의 거칠기를 제거하기 위해 제조 시설들에서 통상 사용된다. 최종 표면 마감의 품질 및 거칠기, 기판의 기계적인 특성 및 불규칙하거나 장범위(longer-range)인 지형에 따라, 하나 또는 복수의 이러한 처리들이 요구된 목적을 달성하기 위해 사용될 수 있다. 이것들은 회전하는 휠(wheels) 또는 지그들(jigs) 상에 기판들을 장착하여 다양한 크기의 연마 입자들을 거칠기 및 지형을 수정하기 위하여 사용한다. 그라인딩이 높은 속도 및 큰 입자들로 조악한 수준의 수정(coarse-level correction)을 할 때, 래핑 및 폴리싱 및 그들의 변형들은 정교한 광학 품질을 갖는 훨씬 미세한 표면 마감들을 생성할 수 있다.
이러한 점에서, 우수한 표면 품질을 요구하는 최고급 응용, 주로 13.5 nm 파장 광으로 수행되는 극 자외선 리소그라피(Extreme Ultra- Violet Lithography, "EUVL")를 위한 마스크 블랑크(mask blank)의 제조에 유익하다. 자기 유변 마감(Magneto-Rheological Finishing, "MRF") 및 이온 빔 가공(Ion beam Figuring, "IBF")와 같은 기술들이 EUBL 마스크 블랑크들의 평탄도에 대한 수정을 위해 제안되었다. 그러나, 이 두 기술들은, 본질적으로 낮은 처리량으로 인해 또는 평탄도에 대한 연속적인 수정에 요구되는 추가적인 폴리싱 단계들로 인해 매우 낮은 처리 시간을 겪는다. 그러한 기술들은 이에 비용 소모적이며 매우 높은 가치를 차지할 수 있는 부분들로만 제한된다.
서브미크론 기기 기술들에서 평탄도에 대한 엄격한 조건을 만족하기 위하여 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, "CMP")가 가장 널리 사용되는 폴리싱 기술이다. 이는 평탄한 프로파일을 얻기 위하여 연마제 함유 화학 물질 슬러리 및 기계적인 패드의 조합을 사용한다. CMP에 대한 가장 큰 관심사는, 고밀도 및 저밀도 사이의 단계의 형성으로 이어지는, 재료의 패턴 밀도의 물질 제거 속도의 의존도이다. 그 단계는 표면의 나노지형에 규모상 비슷한, 평탄화된 막 내의 장범위 두께 변화로 나타난다. 더미 채우기(dummy fill) 및 패턴화된 레지스트와 같은 예방 기술들이 패턴 밀도 내 변동을 줄이기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 기술들은 평탄화 처리의 복잡성을 증가시키며 기기 설계 유연성을 상당히 제한한다. CMP는 비-평탄 표면에서도 시현되었다. 그러나, 그러한 기판들을 평탄화하는 것에 요구되는 재료 및 하드웨어는 평탄한 표면들에 요구되는 것과 상이하고, 이로써 상이한 프로파일들에 걸친 유연성을 제한한다.
접촉 평탄화(Contact Planarization, "CP")가 CMP 처리의 대안으로 보고되었다. 기판은 광 경화 재료로 스핀 코팅되고 잔류 용매(residual solvent)를 제거하기 위하여 프리 베이킹된다. 극평탄(ultra flat) 표면 또는 광학 평탄면이 스핀 코팅된 웨이퍼 상에 압착된다. 재료는 리플로우(reflow) 되도록 힘을 받는다. 재료를 균등하게 퍼지도록 및 전체적인 평탄화가 달성되도록 압력이 사용된다. 기판은 이어 UV 조사광에 노출되어 광 경화 재료가 경화된다. 매력적이지만, 이러한 처리는, 웨이퍼와 광면 평면의 표면 지형에서의 차이를 고려하지 않기 때문에, 적용가능하지 않으며 그 처리 동안 발생하는 모든 기생성들을 해결할 수 없다. 또한, 높은 점성의 재료를 사용하는 것은 리플로우를 느리게 하며 얻을 수 있는 처리량을 제한한다.
PAINT는, 임의의 기판의 지형을 보상하도록 다양한 두께의 막들을 적층할 수 있고 명목상 평탄한 상부 표면을 얻을 수 있기 때문에, 기판 폴리싱에 대한 잠재적으로 이상적인 대안이 된다. PAINT를 기판 폴리싱의 대안으로 사용하기 위한 처리가 도 14 및 도 15a 내지 15f와 관련하여 이하에서 논의된다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 PAINT를 사용하여 기판 지형을 폴리싱하기 위한 방법(1400)의 순서도이다. 도 14는 도 15a 내지 도 15f와 결합되어 논의될 것이고, 이들은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 14에서 기술된 단계들을 사용하여 기판 지형을 폴리싱하는 단면도들을 도시한다.
도 14를 참조하면, 단계(1401)에서, 전구체 액체 유기 재료(1502)의 액적 패턴이 도 15a 내지 도 15b에 도시된 바와 같이 하나 또는 복수의 멀티젯(1503)에 의해 웨이퍼(1501)의 지형에 근거하여 웨이퍼(1501) 상의 다양한 위치들에 떨어지며, 여기서 도 15a는 패턴 액적 이전의 기판(1501)을 도시하고 도 15b는 지형에 근거하여 패턴을 떨어뜨리는 것을 도시한다.
단계(1402)에서, 슈퍼스트레이트(1504)(이는 도 2a 내지 도 2f의 슈퍼스트레이트(204)와 유사함)가 도 15c에 도시된 바와 같이 방출된 액적들(1502) 상으로 내려온다.
앞서 논의된 바와 같이, 일 실시예에서, 슈퍼스트레이트(1504)는 도 15d 및 도 15e에 도시된 바와 같이 단계(1403)에서 웨이퍼(1501) 및 슈퍼스트레이트(1504) 사이에 포획되는 연속막(1506)을 형성하도록 사용된다. 슈퍼스트레이트(1504)의 형상 및 슈퍼스트레이트가 내려올 때의 속도는 액적들(1502)가 앞서 논의된 바와 같이 연속 막(1506)을 형성하기 위하여 공기 거품들에 대한 임의의 트래핑(trapping)을 최소화하도록 측방향으로 통합할 수 있게 선택될 수 있다.
단계(1404)에서, 슈퍼스트레이트-유체-웨이퍼 샌드위치 구조가 유지 시간 이후에 시간 구간 비-평형 과도 상태를 발달 시키게 하며 이로써 액적들(1502)는 도 15e에 도시된 바와 같이 연속 막(1506)의 상의 슈퍼스트레이트 층(1504)을 갖는 연속막(1506)을 형성한다.
단계(1405)에서, 슈퍼스트레이트-유체-웨이퍼 샌드위치 구조는 도 15e에 도시된 바와 같이 UV 노출(1507)에 의해 경화되고 이로써 폴리머 막으로 연속 막(1506)은 폴리머 막으로 가교된다(crosslink).
단계(1406)에서, 슈퍼스트레이트(1504)는 도 15f에서 도시된 바와 같이 폴리머로부터 분리되고 이로써 웨이퍼(1501) 상의 폴리머 막(1508)이 남겨진다.
단계(1407)에서, 적층된 막(1508) 및 기판(1501)은 기판(1501)으로 평탄한 상부 프로파일을 던달하기 위해 동일한 속도로 동시에 에칭될 수 있거나, 또는 도시된 바와 같이, 추가적인 균일한 막이 추가적인 후처리가 가능하게 현재의 평탄한 상부 표면 상에 적층될 수 있다.
몇몇 구현예들에서, 방법(1400)은, 명확성을 위해, 도시되지 않은 다른 및/또는 추가적인 단계들을 포함할 수 있다. 또한, 몇몇 구현예들에서, 방법(1400)은 도시된 것과 상이한 순서로 수행될 수 있다. 추가로, 몇몇 구현예들에서, 방법(1400)의 특정 단계들은 실질적으로 동시 방식으로 수행될 수 있거나 또는 생략될 수 있다.
도 14 및 도 15a 내지 도 15f와 관련하여 앞서 논의된 바와 같이, 본 발명의 아이디어는 막 두께 프로파일이 기판 지형에 반대 형상인 액적 패턴을 얻는 것이다. 고 품질의 나노지형 도량(metrology), 및 피코리터 부피 해상도를 이용하여, 정밀한 기판 지형의 정밀한 반대형(negative)이 실질적으로 평탄한 상부 표면을 달성하기 위하여 적층될 수 있다.
PAINT의 이러한 연마 능력을 시현하기 위하여, 처리가 세 개의 3 인치 단면 연마 Si 웨이퍼를 사용하여 수행되었다. 이로써, 하나의 단계에서 기판 지형의 거의 50%의 감소가 도 16에 도시된 바와 같이 달성되었다. 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 PAINT를 사용하여 3 실리콘 웨이퍼 상의 지형의 단일-단계를 보여주는 선도이다. 잠재적으로, 훨씬 더 큰 감소들이 PAINT 처리의 추가적인 반복, 개선된 액적 부피 해상도 및 시작 나노지형의 개선된 도량에 의해 가능할 수 있다.
앞서의 실험적인 시현에서, 금속인 매우 균일한 박박이 광학 프로필로메트리(profilometry)를 위하여 웨이퍼 표면이 반사가능 하도록 적층된다. 일반적으로, 이는, 금속 표면이 바람직하지 않은 반도체들과 같은 응용들에서 실현가능하지 않다. 다른 잠재적인 대안은 "매칭된 에치-백"을 수행하는 것이고, 여기서 기판 및 레지스트의 에칭은 동일한 속도로 진행된다. 이는 획득되는 최종 표면이 웨이퍼와 동일한 재료로 이루어지는 것을 보장한다. 이러한 방법은, 또한, 에칭이 특히 치명적인 전단(front-end) 응용에 대해 반도체 표면의 품질을 격하(degrade)시키기 때문에, 그 결함을 가진다. 만일 그렇다면, PAINT는 반도체 웨이퍼의 후면 지형을 교정하도록 사용될 수 있고, 이는 전체 웨이퍼에 걸치 평탄도를 유지하는 동일한 목적을 수행한다. 매칭된 에치-백은, 후면 상의 반도체 표면을 드러내는 것이 중요하지 않을 수 있기 때문에, 필요하지 않을 수 있다. PAINT를 이용한 후면 폴리싱 동안에, 웨이퍼의 전면(frontside)는 용매로 쉽게 세정될 수 있는 폴리머 막에 의해 보호될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들의 설명들이 예시적인 목적으로 이루어졌으나, 이는 완전한 것 또는 개시된 실시예를 제한하는 것을 의도하지 않는다. 많은 변형 및 변경들이 기술된 실시예들의 범주 및 사상을 벗어 나지 않으면서 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예들의 원리, 실제 응용 또는 시장에서 찾을 수 있는 기술들을 통한 기술 개선을 가장 잘 설명하기 위해 또는 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 다른 자가 본 명세서에 기술된 실시예들을 이해할 수 있도록 선택되었다.

Claims (36)

  1. 잉크젯 노즐의 배열로 전구체 액체 유기 재료인 액적들을 기판 상의 복수의 위치에 방출하는 단계;
    슈퍼스트레이트를 아래로 내려 상기 액적들이 상기 기판 및 상기 슈퍼스트레이트 사이에 포획되는 연속 막을 형성하는 단계;
    유지 시간 이후에 상기 , 상기 연속 막 및 상기 기판의 비-평형 과도 상태를 유발하는 단계;
    상기 연속 막을 고체로 고화시키도록 상기 연속 막을 경화하는 단계; 및
    상기 슈퍼스트레이트를 상기 고체로부터 분리하여 상기 기판 상에 폴리머 막을 남기는 단계를 포함하는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    후면 압력으로 인해 구부러진 상기 슈퍼스트레이트를 아래로 내려 상기 액적들 상의 제1 접촉부가 상기 슈퍼스트레이트의 전방 면에 의해 형성되어 상기 액적들에 통합하게 외부를 향해 퍼지는 액체 프론트각 상기 연속 막을 형성하는 것을 시작하는 단계를 더 포함하는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 슈퍼스트레이트를 아래로 내려 상기 액적들 상의 상기 제1 접촉부가 유기 액체에서 용해 가능한 국부적인 기체 분위기 내에서 상기 슈퍼스트레이트의 상기 전방 면에 의해 형성되는 단계를 더 포함하는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 슈퍼스트레이트를 아래로 내려 상기 액적들 상의 상기 제1 접촉부가 헬륨 또는 이산화탄소의 국부적인 기체 분위기 내에서 상기 슈퍼스트레이트의 상기 전방 면에 의해 형성되는 단계를 더 포함하는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 슈퍼스트레이트는 다공성이며 트래핑된 가스들이 전달되게 하는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 슈퍼스트레이트는 유리, 세라믹, 폴리머 또는 그들의 조합인 재료를 포함하는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 슈퍼스트레이트의 표면은 낮은 표면 에너지 코팅으로 코팅되고, 상기 기판의 표면은 접착 촉진제로 코팅되는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 연속 막은 상기 연속 막을 상기 폴리머로 고화시키기 위하여 광 또는 열 에너지에 의해 경화되는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 연속 막은 상기 기판 또는 상기 슈퍼스트레이트를 통과하는 자외선 조사광에 노출되어 경화되는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 슈퍼스트레이트는 인장력 하에서 유지되는 플라스틱 롤인, 박막을 적층하는 처리 방법.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 슈퍼스트레이트는 1Gpa 보다 큰 영률을 갖는 재료로 구성되는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  12. 제10 항에 있어서, 상기 기판은 실리콘, 이산화 실리콘 및 질화 갈륨 중 하나 이상으로 구성된 강성 웨이퍼인, 박막을 적층하는 처리 방법.
  13. 제10 항에 있어서, 상기 플라스틱 롤의 제1 부분이 제1 슈퍼스트레이트로 사용되고, 상기 플라스틱 롤의 제2 부분이 제2 슈퍼스트레이트로 사용되는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  14. 제10 항에 있어서, 상기 기판은 플라스틱 롤인, 박막을 적층하는 처리 방법.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 기판은 진공 또는 다공성 척에 맞대어 유지되는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  16. 제14 항에 있어서, 상기 기판은 상기 슈퍼스트레이트에 비하여 더 강성인, 박막을 적층하는 처리 방법.
  17. 제14 항에 있어서, 기판의 유효 굽힘 강성 대 상기 슈퍼스트레이트의 비율은 5를 초과하는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  18. 제1 항에 있어서, 상기 슈퍼스트레이트는 용유 실리카 웨이퍼를 포함하고, 상기 웨이퍼의 외부 링은 상기 전구체 액체 유기 재료인 상기 액적들에 상호작용하는 상기 웨이퍼의 내부 링에 비해 더 큰 두께를 가지는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  19. 제1 항에 있어서,
    상이한 잉크젯 재료들을 이용하여 상기 기판 상에 다중-재료 스택(stack)을 적층하는 단계를 더 포함하는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  20. 제19 항에 있어서, 잉크젯 노즐들의 세트가 상기 기판 상에 상기 다중-재료 스택을 적층하고, 상기 잉크젯 노즐의 세트 중 하나 또는 복수의 잉크젯 노즐은 상이한 재료를 갖는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  21. 제1 항에 있어서, 상기 는 상기 액적들의 통합을 생성하기에 요구된는 최소 값에 비해 크며 상기 연속 막이 상기 슈퍼스트레이를 아래로 내린 이후 지정된 유지 시간에 평형 상태가 되지 않는 것을 보장하기 위해 요구되는 최대 값보다 작은 것으로 정의되는 최적 범위인 유효 굽힘 강성을 갖는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  22. 제21 항에 있어서, 상기 연속 막의 미리-평형화된 과도 상태는 그 부피가 상기 기판 상에 방출된 상기 액적들의 부피 분포의 함수인 막 두께 프로파일을 생성하는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  23. 제1 항에 있어서, 상기 기판 상의 상기 방출된 액적들의 위치 및 부피는 실제 막 두께 프로파일 및 요구되는 막 두께 프로파일 사이의 오류의 규범(norm)을 최소화하도록 역 최적화의 해를 구함으로써 얻어지는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  24. 제23 항에 있어서, 상기 역 최적화는 액적 부피들 및 액적 위치들 중 하나 이상에 연관된 불연속적인 변수들을 포함하는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  25. 제1 항에 있어서,
    막 두께 프로파일이 아래에 놓인 기능성 막 또는 상기 기판에 전달될 수 있도록 상기 폴리머 막을 에칭하는 단계를 더 포함하는, 박막을 적층하는 처리 방법.
  26. 제1 항에 있어서, 방출된 액적들의 최소 부피는 피에조 젯 또는 전자 수력 동적 젯을 사용하여 5 피코 리터 미만인, 박막을 적층하는 처리 방법.
  27. 제1 항에 있어서, 방출된 액적들의 최소 부피는 피에조 젯 또는 전자 수력 동적 젯을 사용하여 1 피코 리터 미만인, 박막을 적층하는 처리 방법.
  28. 요구되는 비-균일 막 두께 프로파일을 획득하는 단계;
    방출된 액적들의 부피 및 위치를 획득하여 상기 요구되는 비-균일 막 두께 프로파일 및 최종 막 두께 프로파일 사이의 오류의 규준을 최소화함으로써 상기 최종 막 두께 프로파일의 부피 분포가 상기 방출된 액적들의 상기 부피 및 상기 위치의 함수가 되도록 역 최적화 프로그램의 해를 구하는 단계;
    잉크젯 노즐들의 배열로 전구체 액체 유기 재료인 상기 액적들을 기판의 복수의 위치들로 방출하는 단계;
    슈퍼스트레이트를 아래로 내려 상기 기판 및 상기 슈퍼스트레이트 사이에 포획된 연속 막을 형성하는 단계;
    역 최적화 계획에 의해 주어진 유지 시간 이후에 상기 슈퍼스트레이트, 상기 연속 막 및 상기 기판의 비-평형 과도 상태를 유발 하는 단계;
    상기 연속 막을 폴리머로 고화시키도록 상기 연속 막을 경화하는 단계; 및
    상기 슈퍼스트레이트를 상기 폴리머로부터 분리하여 상기 기판 상에 폴리머 막을 남기는 단계를 포함하는, 의도적으로 비-균일한 막을 적층하는 처리 방법.
  29. 제28 항에 있어서, 상기 처리 방법은 상기 기판의 지형을 폴리싱 하기 위해 사용되는, 의도적으로 비-균일한 막을 적층하는 처리 방법.
  30. 제29 항에 있어서, 상기 요구되는 비-균일 막 두께 프로파일은 상기 기판의 상기 지형을 보상하도록 설계되는, 의도적으로 비-균일한 막을 적층하는 처리 방법.
  31. 제28 항에 있어서, 상기 요구되는 비-균일 막 두께 프로파일은 상기 기판 상의 요구되는 표면 프로파일 및 시작 기판의 측정 지형에 의해 주어지는, 의도적으로 비-균일한 막을 적층하는 처리 방법.
  32. 제31 항에 있어서, 상기 처리 방법은 증발, 수축 및 에치 백 중 하나 이상을 포함하는 처리 기생성을 보상하기 위해 사용되는, 의도적으로 비-균일한 막을 적층하는 처리 방법.
  33. 제28 항에 있어서, 상기 요구되는 비-균일 막 두께 프로파일은 상기 기판의 형상의 불완전성을 보상하기 위해 사용되는, 의도적으로 비-균일한 막을 적층하는 처리 방법.
  34. 제33 항에 있어서, 상기 기판의 상기 형상은 평탄한 형상인, 의도적으로 비-균일한 막을 적층하는 처리 방법.
  35. 제33 항에 있어서, 상기 기판의 상기 형상은 비-평탄 형상인, 의도적으로 비-균일한 막을 적층하는 처리 방법.
  36. 제33 항에 있어서, 상기 처리 방법은 증발, 수축 및 에치 백 중 하나 이상을 포함하는 처리 기생성을 보상하기 위해 사용되는, 의도적으로 비-균일한 막을 적층하는 처리 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190090339A (ko) * 2018-01-24 2019-08-01 캐논 가부시끼가이샤 슈퍼스트레이트 및 그 사용 방법
KR20190098710A (ko) * 2018-02-14 2019-08-22 캐논 가부시끼가이샤 수퍼스트레이트 및 수퍼스트레이트의 사용 방법

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4792028B2 (ja) * 2004-06-03 2011-10-12 モレキュラー・インプリンツ・インコーポレーテッド ナノスケール製造技術における流体の分配およびドロップ・オン・デマンド分配技術
GB2514139A (en) 2013-05-14 2014-11-19 Aghababaie Lin & Co Ltd Apparatus for fabrication of three dimensional objects
US10166725B2 (en) 2014-09-08 2019-01-01 Holo, Inc. Three dimensional printing adhesion reduction using photoinhibition
IL258703B2 (en) * 2015-10-15 2023-11-01 Univ Texas A versatile process for precise manufacturing on a nanometer scale
US11141919B2 (en) 2015-12-09 2021-10-12 Holo, Inc. Multi-material stereolithographic three dimensional printing
US10717646B2 (en) 2016-05-20 2020-07-21 Board Of Regents, The University Of Texas System Precision alignment of the substrate coordinate system relative to the inkjet coordinate system
US11669009B2 (en) * 2016-08-03 2023-06-06 Board Of Regents, The University Of Texas System Roll-to-roll programmable film imprint lithography
US10079152B1 (en) 2017-02-24 2018-09-18 Canon Kabushiki Kaisha Method for forming planarized etch mask structures over existing topography
US10935891B2 (en) 2017-03-13 2021-03-02 Holo, Inc. Multi wavelength stereolithography hardware configurations
US11520226B2 (en) 2017-05-12 2022-12-06 Canon Kabushiki Kaisha Imprint method, imprint apparatus, imprint system, and method of manufacturing article
GB2564956B (en) 2017-05-15 2020-04-29 Holo Inc Viscous film three-dimensional printing systems and methods
US10245785B2 (en) 2017-06-16 2019-04-02 Holo, Inc. Methods for stereolithography three-dimensional printing
US10580659B2 (en) * 2017-09-14 2020-03-03 Canon Kabushiki Kaisha Planarization process and apparatus
KR102369538B1 (ko) 2017-09-28 2022-03-03 캐논 가부시끼가이샤 성형 장치 및 물품 제조 방법
KR102426957B1 (ko) 2017-10-17 2022-08-01 캐논 가부시끼가이샤 임프린트 장치, 및 물품의 제조 방법
US10553501B2 (en) 2018-03-28 2020-02-04 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus for use in forming an adaptive layer and a method of using the same
US10894420B2 (en) * 2018-04-11 2021-01-19 Canon Kabushiki Kaisha Ejection-material injecting method, ejection-material ejection apparatus, and imprinting apparatus
JP7033994B2 (ja) 2018-04-11 2022-03-11 キヤノン株式会社 成形装置及び物品の製造方法
JP7104577B2 (ja) * 2018-07-06 2022-07-21 キヤノン株式会社 平坦化層形成装置、平坦化層の製造方法、および物品製造方法
CN109112593A (zh) * 2018-10-10 2019-01-01 江苏师范大学 一种平面加工的磁流变-射流电沉积方法及其装置
US11018018B2 (en) * 2018-12-05 2021-05-25 Canon Kabushiki Kaisha Superstrate and methods of using the same
CN117067579A (zh) 2018-12-26 2023-11-17 霍洛公司 用于三维打印系统和方法的传感器
JP7286400B2 (ja) * 2019-04-24 2023-06-05 キヤノン株式会社 成形装置、決定方法、および物品製造方法
US11402749B2 (en) 2019-06-19 2022-08-02 Canon Kabushiki Kaisha Drop pattern correction for nano-fabrication
JP7450358B2 (ja) * 2019-09-25 2024-03-15 東京エレクトロン株式会社 基板処理制御方法、基板処理装置、及び記憶媒体
US11550216B2 (en) * 2019-11-25 2023-01-10 Canon Kabushiki Kaisha Systems and methods for curing a shaped film
US11567401B2 (en) 2019-12-20 2023-01-31 Canon Kabushiki Kaisha Nanofabrication method with correction of distortion within an imprint system
JP7493957B2 (ja) 2020-02-25 2024-06-03 キヤノン株式会社 膜形成装置、膜形成方法、および物品の製造方法
JP2022071729A (ja) 2020-10-28 2022-05-16 キヤノン株式会社 成形方法、成形装置、成形システム及び物品の製造方法
FR3147133A1 (fr) * 2023-03-30 2024-10-04 Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives Procédé de rectification d’un film polymère

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007182063A (ja) * 2005-11-04 2007-07-19 Asml Netherlands Bv インプリントリソグラフィ
US20090243153A1 (en) * 2008-04-01 2009-10-01 Molecular Imprints, Inc. Large Area Roll-To-Roll Imprint Lithography
KR20110025951A (ko) * 2008-06-09 2011-03-14 더 보드 오브 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템 적응적 나노토포그래피 형상제작
KR20110046438A (ko) * 2008-07-15 2011-05-04 몰레큘러 임프린츠 인코퍼레이티드 나노임프린트 리소그래피를 위한 내부 캐비티 시스템
JP2012039057A (ja) * 2010-07-13 2012-02-23 Canon Inc インプリント装置及び物品の製造方法
KR101193918B1 (ko) * 2004-06-03 2012-10-29 몰레큘러 임프린츠 인코퍼레이티드 나노-스케일 제조공정을 위한 유체 배분방법과 필요에 따른액적 배분방법
JP2013116622A (ja) * 2011-10-31 2013-06-13 Jx Nippon Oil & Energy Corp ゾルゲル法を用いた凹凸基板の製造方法、それに用いるゾル溶液、及びそれを用いた有機ｅｌ素子の製造方法並びにそれから得られた有機ｅｌ素子
KR20130073890A (ko) * 2010-04-27 2013-07-03 몰레큘러 임프린츠 인코퍼레이티드 나노임프린트 리소그래피를 위한 기판/주형의 분리 제어

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6048799A (en) 1987-02-27 2000-04-11 Lucent Technologies Inc. Device fabrication involving surface planarization
US6478404B2 (en) * 2001-01-30 2002-11-12 Hewlett-Packard Company Ink jet printhead
US7077992B2 (en) 2002-07-11 2006-07-18 Molecular Imprints, Inc. Step and repeat imprint lithography processes
US7641840B2 (en) * 2002-11-13 2010-01-05 Molecular Imprints, Inc. Method for expelling gas positioned between a substrate and a mold
US7878791B2 (en) * 2005-11-04 2011-02-01 Asml Netherlands B.V. Imprint lithography
WO2009067241A1 (en) * 2007-11-21 2009-05-28 Molecular Imprints, Inc. Porous template and imprinting stack for nano-imprint lithography
EP2319090A1 (en) * 2008-08-11 2011-05-11 SoloPower, Inc. Flexible thin film photovoltaic modules and manufacturing the same
US8278748B2 (en) * 2010-02-17 2012-10-02 Maxim Integrated Products, Inc. Wafer-level packaged device having self-assembled resilient leads

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101193918B1 (ko) * 2004-06-03 2012-10-29 몰레큘러 임프린츠 인코퍼레이티드 나노-스케일 제조공정을 위한 유체 배분방법과 필요에 따른액적 배분방법
JP2007182063A (ja) * 2005-11-04 2007-07-19 Asml Netherlands Bv インプリントリソグラフィ
US20090243153A1 (en) * 2008-04-01 2009-10-01 Molecular Imprints, Inc. Large Area Roll-To-Roll Imprint Lithography
KR20110004380A (ko) * 2008-04-01 2011-01-13 몰레큘러 임프린츠 인코퍼레이티드 큰 면적 롤-대-롤 임프린트 리소그래피
KR20110025951A (ko) * 2008-06-09 2011-03-14 더 보드 오브 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템 적응적 나노토포그래피 형상제작
KR20110046438A (ko) * 2008-07-15 2011-05-04 몰레큘러 임프린츠 인코퍼레이티드 나노임프린트 리소그래피를 위한 내부 캐비티 시스템
KR20130073890A (ko) * 2010-04-27 2013-07-03 몰레큘러 임프린츠 인코퍼레이티드 나노임프린트 리소그래피를 위한 기판/주형의 분리 제어
JP2013532369A (ja) * 2010-04-27 2013-08-15 モレキュラー・インプリンツ・インコーポレーテッド ナノインプリント・リソグラフィのテンプレート製作方法およびそのシステム
JP2012039057A (ja) * 2010-07-13 2012-02-23 Canon Inc インプリント装置及び物品の製造方法
JP2013116622A (ja) * 2011-10-31 2013-06-13 Jx Nippon Oil & Energy Corp ゾルゲル法を用いた凹凸基板の製造方法、それに用いるゾル溶液、及びそれを用いた有機ｅｌ素子の製造方法並びにそれから得られた有機ｅｌ素子

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190090339A (ko) * 2018-01-24 2019-08-01 캐논 가부시끼가이샤 슈퍼스트레이트 및 그 사용 방법
KR20190098710A (ko) * 2018-02-14 2019-08-22 캐논 가부시끼가이샤 수퍼스트레이트 및 수퍼스트레이트의 사용 방법

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