KR20160113429A - 와이어 그리드 편광자 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

와이어 그리드 편광자 및 그 제조 방법이 제공된다. 와이어 그리드 편광자의 제조방법은 기판 상에 금속층, 금속층 상에 비선택층, 비선택층 상에 소프트층을 순차적으로 형성하는 단계, 소프트층을 패턴닝하여 소프트 패턴층을 형성하는 단계, 소프트 패턴층을 마스크로 이용하여 비선택층을 선택 영역과 비선택 영역으로 구획하는 단계, 비선택 영역과 선택 영역을 갖는 비선택층 상에 서로 다른 둘 이상의 단량체를 갖는 공중합체를 도포하는 단계 및 서로 다른 둘 이상의 단량체를 갖는 공중합체를 어닐링시켜 서로 다른 두 가지 단량체를 정렬시켜 제1, 2 단량체 블록을 갖는 블록 공중합체를 형성하는 단계를 포함하되, 블록 공중합체를 형성하는 단계는, 선택 영역의 표면에 대해 평행한 방향으로 정렬된 제1 블록 공중합체을 형성하고, 비선택 영역의 표면에 대해 수직한 방향으로 정렬된 제2 블록 공중합체를 형성하는 하는 단계를 포함한다.

Description

와이어 그리드 편광자 및 이의 제조방법{WIRE GRID POLARIZER AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 와이어 그리드 편광자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치 등과 같은 디스플레이 장치에서 빛의 편광상태를 제어하는 편광자가 많이 사용된다. 편광자는 자연 상태의 빛을 단일의 직진 상태의 편광된 빛으로 바꾸는 역할을 한다.
액정 표시 장치에서 편광된 빛을 만들기 위해서는 일반적으로 필름 방식의 편광자를 사용하고 있다. 필름 방식의 편광자는 두 개의 TAC(tri-acetyl-cellulose) 필름과 PVA(poly-vinyl-alcohol) 필름을 사용한 적층 구조 형태로 만들어 질 수 있다. 그러나 필름 방식의 편광자는 높은 습도와 온도에 편광자 고유의 특성의 변형을 가져오기 쉽다.
이러한 필름 방식의 편광 필름의 단점을 보안하기 위하여 유리 기판 위에 나노 사이즈의 금속 패턴을 가진 나노 와이어 그리드(nanowire grid)는 그 대안으로 각광받고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 비패턴부 영역이 형성되지 않는 와이어 그리드 편광자의 제조 방법, 이를 통하여 제조된 와이어 그리드 편광자 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
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 와이어 그리드 편광자는 기판; 및 상기 기판 상에 주기성을 갖고 배치되는 와이어 패턴을 포함하되, 상기 와이어 패턴은, 상기 기판 상에 배치되는 제1 와이어 패턴, 적어도 어느 하나 이상의 상기 제1 와이어 패턴 상에 배치되는 중성 패턴, 표면 처리 패턴, 제1, 2 단량체 블록 패턴 중 적어도 어느 하나 이상을 구비하는 제2 와이어 패턴을 포함한다.
상기 표면 처리 패턴은 상기 제1, 2 단량체 블록 패턴 중 어느 하나와 상기 중성 패턴 사이에 배치될 수 있다.
적어도 어느 하나 이상의 상기 중성 패턴 측면의 일부에는 상기 표면 처리 패턴이 더 배치될 수 있다.
상기 제1 와이어 패턴은 빛을 반사하는 금속성 와이어 패턴이 배치될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조방법은, 기판 상에 금속층, 상기 금속층 상에 비선택층, 상기 비선택층 상에 소프트층을 순차적으로 형성하는 단계, 상기 소프트층을 패턴닝하여 소프트 패턴층을 형성하는 단계, 상기 소프트 패턴층을 마스크로 이용하여 상기 비선택층을 선택 영역과 비선택 영역으로 구획하는 단계, 상기 비선택 영역과 선택 영역을 갖는 상기 비선택층 상에 서로 다른 둘 이상의 단량체를 갖는 공중합체를 도포하는 단계 및 서로 다른 둘 이상의 단량체를 갖는 공중합체를 어닐링시켜 상기 서로 다른 두 가지 단량체를 정렬시켜 제1, 2 단량체 블록을 갖는 블록 공중합체를 형성하는 단계를 포함하되, 상기 블록 공중합체를 형성하는 단계는, 상기 선택 영역의 표면에 대해 평행한 방향으로 정렬된 제1 블록 공중합체을 형성하고, 상기 비선택 영역의 표면에 대해 수직한 방향으로 정렬된 제2 블록 공중합체를 형성하는 하는 단계를 포함한다.
상기 비선택층은 서로 다른 선택 특성을 갖는 영역으로 구획된 표면으로 상기 제1, 2 단량체 블록의 정렬 순서를 제어할 수 있다.
상기 소프트 패턴층을 마스크로 이용하여 상기 비선택층을 선택 영역과 비선택 영역으로 구획하는 단계는, 상기 소프트 패턴층의 일부 및 상기 비선택층의 일부를 애싱(ashing)시켜 시드 패턴을 형성하고, 상기 시드 패턴의 표면에 표면 처리층을 형성하여 상기 선택 영역을 형성하는 단계 및 상기 소프트 패턴층을 세정하여 상기 비선택층의 표면을 노출시켜 상기 비선택 영역을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 소프트 패턴층 및 비선택층의 일부를 애싱하는 단계는, 상기 소프트 패터층 및 비선택층을 산소 플라즈마 처리(O2 plasma treatment)하는 단계일 수 있다.
상기 시드 패턴은 단면 상으로 측면이 테이퍼진 형상, 반원 형상, 사각 형상 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.
상기 표면 처리층은 상기 블록 공중합체의 단량체 중 어느 하나의 단량체에 대해 친수성일 수 있다.
상기 표면 처리층은 상기 비선택층의 노출 표면에 형성된 수산화기(OH-)로 이루어질 수 있다.
상기 표면 처리층은 상기 제1 블록 공중합체의 제1, 2 단량체 블록의 정렬 순서를 제어하고, 상기 제1 블록 공중합체는 상기 제2 블록 공중합체의 제1, 2 단량체 블록의 정렬 순서를 유도할 수 있다.
상기 시드 패턴은 상기 비선택층의 표면 상에 1um 내지 5um 범위로 배치될 수 있다.
상기 비선택층은 케텐(Ketene) 계열, 아지드 (Azide) 계열 및 이들의 화합물 중 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 제1 블록 공중합체 및 제2 블록 공중합체를 형성하는 단계 후에, 상기 제1, 2 단량체 블록을 갖는 상기 제2 블록 공중합체에서 상기 제1 단량체 블록을 일부 제거시킨 잔사 패턴을 형성하여 상기 제1 단량체 블록 및 상기 제2 단량체 블록의 높이 단차를 형성하는 제1 식각 단계 및 상기 잔사 패턴 하부에 배치된 상기 금속층, 상기 비선택층, 상기 표면 처리층, 상기 제1 단량체 블록 및 상기 제2 단량체 블록 중 적어도 어느 하나 이상을 제거하는 제2 식각 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 식각 단계는 O2, 불화 탄소 기체, HF 및 Cl로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 화학적 반응성 가스를 사용하는 단계일 수 있다.
상기 잔사 패턴은 상기 비선택 영역의 상기 비선택층의 표면을 덮을 수 있게 형성될 수 있다.
상기 제2 식각 단계는 수소(H), 아르곤(Ar), 헬름(He) 및 이들의 혼합한 혼합 가스인 무반응성 불활성 가스를 사용하는 단계일 수 있다.
상기 제2 식각 단계는 상기 금속층을 식각시켜 형성된 제1 와이어 패턴 및 적어도 어느 하나 이상의 상기 제1 와이어 패턴 상에 상기 비선택층의 일부가 잔존하여 형성된 중성 패턴, 상기 표면 처리층의 일부가 잔존하여 형성된 표면 처리 패턴, 상기 제1, 2 단량체 블록의 일부가 잔존하여 형성된 제1, 2 단량체 블록 패턴 중 적어도 어느 하나로 형성되는 제2 와이어 패턴을 포함하는 와이어 패턴을 형성하는 단계일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는 와이어 그리드 편광자 상에 배치되는 보호막, 상기 보호막 상에 형성되고 제1 방향으로 연장되는 게이트 라인, 상기 게이트 라인과 절연되고 제2 방향으로 연장되는 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 전기적으로 연결되는 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 화소 전극을 포함하되, 상기 와이어 그리드 편광자는, 상기 기판 상에 돌출하여 주기성을 갖고 배치되는 와이어 패턴을 포함하되, 상기 와이어 패턴은 상기 기판 상에 배치되는 제1 와이어 패턴, 적어도 어느 하나 이상의 상기 제1 와이어 패턴 상에 배치되는 중성 패턴을 구비하고, 적어도 어느 하나 이상의 상기 중성 패턴 상에 표면 처리 패턴, 제1, 2 단량체 블록 패턴 중 적어도 어느 하나 이상을 구비하는 제2 와이어 패턴을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 비패턴부 영역이 형성되지 않는 와이어 그리드 편광자의 제조 방법 및 이를 통하여 제조된 와이어 그리드 편광자를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 사시도이다.
도 2 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 공정을 도시한 단면도들이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 와이어 그리드 편광자를 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 와이어 그리드 편광자를 도시한 단면도이다.
도 14은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 와이어 그리드 편광자를 도시한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자를 도시한 사시도이다.
도 16 내지 도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제5 와이어 그리드 편광자를 도시한 단면도이다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제6 와이어 그리드 편광자를 도시한 단면도이다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 사시도이다.
도 24 내지 도 28은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 29 내지 도 31은 본 발명의 또 다른 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 단면도이다.
도 32는 본 발명의 또 다른 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 단면도이다.
도 33은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자를 포함하는 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
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.
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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 와이어 그리드 편광자(100)는 기판(105), 기판(105) 상에 돌출하여 배치되며, 일정 주기를 가지면서 반복적으로 나란히 배치된 다수의 와이어 패턴(101)을 포함한다.
와이어 패턴(101)은 기판(105) 상에 배치된 제1 와이어 패턴(115) 및, 제1 와이어 패턴(115) 상에 배치되는 제2 와이어 패턴(190)을 구비할 수 있다. 제1 와이어 패턴(115)과 제2 와이어 패턴(190)은 동일한 폭으로 형성될 수 있다.
제1 와이어 패턴(115)은 기판(105) 상에 배치되어 와이어 그리드 편광자(100)에 제공된 일부의 빛을 반사시킬 수 있는 금속성 물질로 배치될 수 있다. 다시 말해 반사된 빛은 각종 필름을 통과하고 반사판에 의해 반사되어 P 편광파와 S 편광파로 변환되어 전면으로 나오게 되며 재생(recycling)된 빛은 상기의 현상을 무한히 반복할 수 있어 광 효율을 향상시킬 수 있다.
상기한 제1 와이어 패턴(115)은 전도성 와이어 패턴으로써 전도성 금속 소재이면 제한 없이 사용이 가능하다. 예시적인 실시예에서, 제1 와이어 패턴(115)은 금속 재질일 수 있고, 보다 구체적으로는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe), 텅스텐(W), 코발트(Co) 및 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 금속, 이들의 합금인 것을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 또는, 경우에 따라서 제1 와이어 패턴(115)은 둘 이상의 층을 포함할 수 있다.
제1 와이어 패턴(115)의 폭은 와이어 패턴(101)의 주기보다 작고 편광 성능을 나타낼 수 있는 범위에서, 10 nm 내지 200 nm 범위인 것을 들 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1 와이어 패턴(115) 상에 배치되는 제2 와이어 패턴(190) 동일한 폭으로 배치될 수 있다.
또한, 제1 와이어 패턴(115)의 두께는 10 nm 내지 500 nm 범위인 것을 들 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
제2 와이어 패턴(190)은 적어도 어느 하나 이상의 제1 와이어 패턴(115) 상에 배치될 수 있다. 제2 와이어 패턴(190)은 적어도 어느 하나 이상의 제1 와이어 패턴(115) 상에 배치되는 중성 패턴(120E)을 구비할 수 있다.
제2 와이어 패턴(190)은 적어도 어느 하나 이상의 중성 패턴(120E) 상에 표면 처리 패턴(155E), 제1, 2 단량체 블록 패턴(162E, 167E) 중 적어도 어느 하나 이상이 배치될 수 있다.
예를 들면, 적어도 어느 하나 이상의 제1 와이어 패턴(115) 상에 중성 패턴(120E)을 구비한 제2 와이어 패턴(190)이 배치될 수 있다. 따라서 적어도 어느 하나 이상의 와이어 패턴(101)은 제1 와이어 패턴(115) 상에 중성 패턴(120E)을 구비하는 제2 와이어 패턴(190)을 포함할 수 있다.
또는, 적어도 어느 하나 이상의 제1 와이어 패턴(115) 상에 중성 패턴(120E)이 배치되고, 적어도 어느 하나 이상의 중성 패턴(120E) 상에는 표면 처리 패턴(155E)을 구비하는 제2 와이어 패턴(190)이 배치될 수 있다. 따라서 적어도 어느 하나 이상의 와이어 패턴(101)은 제1 와이어 패턴(115) 상에 중성 패턴(120E) 및 표면 처리 패턴(155E)을 구비하는 제2 와이어 패턴(190)을 포함할 수 있다.
또는, 적어도 어느 하나 이상의 제1 와이어 패턴(115) 상에 중성 패턴(120E) 및 표면 처리 패턴(155E)이 배치되고, 표면 처리 패턴(155E) 상에 제1 단량체 블록 패턴(162E) 또는, 제2 단량체 블록 패턴(167E)을 구비하는 제2 와이어 패턴(190)이 배치될 수 있다. 표면 처리 패턴(155E)은 제1, 2 단량체 블록 패턴(162E, 167E) 중 어느 하나에 대해 친수성을 갖는 패턴일 수 있다.
여기서는 제1 단량체 블록 패턴(162E)이 표면 처리 패턴(155E)에 대해 친수성을 갖는 것을 예를 들어 설명한다. 따라서 적어도 어느 하나 이상의 와이어 패턴(101)은 제1 와이어 패턴(115) 상에 중성 패턴(120E), 표면 처리 패턴(155E) 및 제1 단량체 블록 패턴(162E)을 구비하는 제2 와이어 패턴(190)을 포함할 수 있다.
또는, 적어도 어느 하나 이상의 제1 와이어 패턴(115) 상에 중성 패턴(120E), 표면 처리 패턴(155E)이 배치되고, 표면 처리 패턴(155E) 상에 제1 단량체 블록 패턴(162E) 및 제2 단량체 블록 패턴(167E)을 구비하는 제2 와이어 패턴(190)이 배치될 수 있다. 여기서 제1 단량체 블록 패턴(162E) 및 제2 단량체 블록 패턴(167E)은 반복적으로 배치될 수 있다. 따라서 적어도 어느 하나 이상의 와이어 패턴(101)은 제1 와이어 패턴(115) 상에 중성 패턴(120E), 표면 처리 패턴(155E), 제1 단량체 블록 패턴(162E) 및 제2 단량체 블록 패턴(167E)을 구비하는 제2 와이어 패턴(190)을 포함할 수 있다.
제1, 2 단량체 블록 패턴(162E, 167E)은 제조 공정 중에 형성되는 시드 패턴(참조 도 5의 150)의 형상에 따라 사선 형상의 패턴으로 형성될 수 있다. 또는 적어도 어느 하나 이상의 제2 와이어 패턴(190) 중 적어도 어느 하나 이상의 제1, 2 단량체 블록 패턴(162E, 167E)은 쉐브론(chevron) 형상의 패턴으로 배치될 수 있다.
이처럼, 와이어 그리드 편광자(100)는 입사되는 전자기파의 파장보다 와이어 패턴(101)의 배열 주기가 짧은 경우, 와이어 패턴(101)과 평행한 편광 성분(S파)은 반사되고 수직한 편광 성분(P파)은 투과시킬 수 있다.
이 현상을 이용하여 편광 효율이 우수하고, 투과율이 높으며, 시야각이 넓은 평판 편광자(planar polarizer)를 제조할 수 있다. 선편광판(linear polarizer)과는 달리 와이어 그리드 편광자(100)는 제1 와이어 패턴(115)을 금속으로 사용하므로 빛을 반사하는 효율이 매우 높으므로 반사된 빛을 재반사시킬 수 있어 그 빛을 재활용하여 모든 빛을 하나의 편광으로 만들 수 있다.
와이어 패턴(101)은 일정한 주기를 가지고 나란하게 배열되어 있을 수 있다. 와이어 패턴(101)의 주기는 입사광의 파장 대비 짧을수록 높은 편광 소광비를 가질 수 있다. 다만, 주기가 짧을수록 제조가 어려워지는 문제점이 있다. 가시광선 영역은 일반적으로 380 nm 내지 780 nm 범위이고, 와이어 그리드 편광자(100)가 적, 녹, 청(R, G, B)의 빛의 3원색에 대해서 높은 소광비를 가지도록 하기 위해서는, 적어도 200 nm 이하의 주기를 가져야 편광 특성을 기대할 수 있다. 다만, 기존 편광자 대비 동등 이상의 편광 성능을 나타내기 위해서는 120 nm 이하의 주기를 가질 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(100)는 제1 와이어 패턴(115) 및 제2 와이어 패턴(190)을 형성하여 비패턴부 영역이 형성되지 않는 편광자를 형성할 수 있어 투광 및 편광 특성을 향상시킬 수 있다.
이하, 상술한 바와 같은 와이어 그리드 편광자의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 2 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 공정을 도시한 단면도들이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기판(105) 상에 금속층(110)을 형성하고, 금속층(110) 상에 비선택층(120)을 형성한다. 이하, 비선택층(120)은 용어 통일 및 용이한 이해를 위해 중성층(120)으로 명칭한다.
기판(105)은 가시광선을 투과시킬 수 있으면 그 재질은 용도나 공정에 맞게 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 유리, Quartz, 아크릴, TAC(triacetylcellulose), COP(cyclic olefin copolymer), COC(cyclic olefin polymer), PC(polycarbonate), PET(polyethylene naphthalate), PI(polyimide), PEN(polyethylene naphthalate), PES(polyether sulfone), PAR(polyarylate) 등의 다양한 폴리머 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 기판(105)은 일정 정도의 유연성(flexibility)을 가지는 광학용 필름 기재로 형성할 수도 있다.
기판(105) 상에 형성되는 금속층(110)은 금속 재질일 수 있고, 보다 구체적으로는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 코발트(Co) 및 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 금속 또는 이들의 합금인 것을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
경우에 따라서는, 금속층(110)은 둘 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 금속층(미도시)은 알루미늄으로 구성될 수 있고, 제2 금속층(미도시)은 티타늄 또는 몰리브덴으로 구성될 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 금속층이 알루미늄으로 구성될 경우, 이후 공정에서 공정 온도에 따라 힐록(hillock)이 발생하여 상부 표면이 균일하지 않아, 제품의 광학 특성을 저하시킬 수 있다.
이를 방지하기 위하여 상기 제1 금속층 상에 티타늄 또는 몰리브덴으로 구성되는 상기 제2 금속층을 형성하여, 공정 상 발생할 수 있는 힐록을 방지할 수 있다. 그리고 금속층(110)은 추후에 수행되는 무반응 플라즈마 식각 공정에서 식각이 용이한 금속을 사용할 수 있다.
금속층(110)을 형성하는 방법은 일반적인 스퍼터링 방법, 화학기상 증착법(CVD), 이베포레이션(Evaporation)법 등을 이용할 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이어서, 금속층(110) 상에 중성층(120)을 형성한다.
중성층(120)은 친수성이나 소수성의 극성을 갖지 않는 화학적으로 중성인 물질로 형성될 수 있다. 또한, 중성층(120)은 가교가 가능한(Crosslinkable neutral layer) 물질로 형성할 수 있다.
중성층(120)은 중성층(120)의 표면에 대해 수직한 방향으로 블록 공중합체(참조 도 8의 160B)를 정렬시킬 수 있다. 다시 말해, 중성층(120)은 블록 공중합체(참조 도 8의 160B)에 대해서 중성의 극성을 갖는 물질로 형성되어 블록 공중합체(참조 도 8의 160B)의 제1, 2 단량체 블록(참조 도 8의 162, 167)들을 중성층(120)의 표면에 대해 수직한 방향으로 정렬시킬 수 있다.
중성층(120)은 케텐(Ketene) 계열, 아지드 (Azide) 계열 및 이들의 화합물 중 선택된 어느 하나로 형성할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
예를 들어, 케텐 계열의 중성층(120)은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.
화학식 1
Figure pat00001
그리고, 아지드 계열의 중성층(120)은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다.
화학식 2
Figure pat00002
여기서 R은 치환기를 나타낸다.
이어서, 중성층(120) 상에 소프트층(130)을 형성한다. 소프트층(130)은 포토레지스트(PR; photoresist)와 같은 패턴을 형성할 수 있는 물질층일 수 있다. 소프트층(130)은 유기물 등의 유동성 있는 물질로 형성될 수 있다. 여기서 소프트층(130)은 포토레지스트를 사용한 것을 예로서 설명하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 소프트층(130)은 스핀 코팅법, 슬릿 코팅법, 그라비아 코팅법 등의 방법으로 코팅할 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
도 3에 도시된 바와 같이, 소프트층(130)을 패터닝하여 소프트 패턴층(135)을 형성한다.
소프트 패턴층(135)은 나노 임프린트 리소그래피(Nanoimprint lithography(NIL))으로 형성할 수 있으나, 패터닝 방법은 이에 한정하는 것은 아니며 포토 리소그래피(Photo lithography), 이 빔 리소그래피(E Beam Lithography) 등 여러 가지 패터닝 기법들이 사용될 수 있다.
소프트층(130)에 패턴을 형성방법으로 나노 임프린트 리소그래피를 예를 들어 설명하면, 소프트층(130) 상에 음/양각의 패턴(143, 145)이 형성된 몰드(140)를 접촉시킨다. 몰드(140)에 형성된 미세 패턴인 음각면(145) 방향으로 삼투압 현상 및 모세관 현상이 발생할 수 있다. 상기한 모세관 현상 및 삼투압의 힘은 음각면(145) 방향으로 소프트층(130)의 물질을 이동시킬 수 있다.
여기서 소프트층(130)에 접촉하는 몰드(140)의 양각면(143)의 일부에 소프트층(130)에 대해서 소수성을 갖는 표면처리를 할 수도 있다. 상기한 소수성 처리면은 소프트층(130)의 물질 이동(mass transition)을 더욱 용이하게 할 수 있다.
이와 같이, 몰드(140)의 음각면(145)에 소프트층(130)의 물질이 이동할 수 있다. 그리고 몰드(140)를 소프트층(130)에서 탈착시키면 소프트층(130)의 물질이 이동하여 형성된 소프트 패턴층(135)을 형성할 수 있다.
소프트 패턴층(135)은 단면상으로 볼 경우, 측면이 테이퍼진 형상으로 형성할 수도 있고, 반원 형상, 사각 형상 등으로 형성할 수 있으나, 추후에 형성되는 시드 패턴(참조 도 5의 150)을 형성할 수 있는 형상이면 되기 때문에 이들에 한정하지 않는다.
도 4에 도시된 바와 같이, 소프트 패턴층(135)을 마스크로 이용하여 중성층(120)의 일부를 제거할 수 있다. 중성층(120)의 일부를 제거하는 과정 중에 소프트 패턴층(135)의 일부가 제거될 수 있다.
소프트 패턴층(135) 및 중성층(120)의 일부를 제거하는 단계는, 플라즈마 처리(plasma treatment)를 할 수 있으며, 예를 들면, 플라즈마 처리(plasma treatment)는 소스 가스로 산소를 이용한 산소 플라즈마 처리(O2 plasma treatment)일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 산소 플라즈마 처리를 통해 소프트 패턴층(135)의 일부 및 중성층(120)의 일부를 에싱(ashing)할 수 있다. 이처럼, 상기 산소 플라즈마 처리의 경우, 소프트 패턴층(135) 및 중성층(120)은 소프트 패턴층(135)의 형상을 따라 에싱(ashing)될 수 있다.
에싱(ashing)하는 과정에서 소프트 패턴층(135) 및 중성층(120)은 동일한 두께로 에싱(ashing)될 수 있다. 즉, 에싱(ashing)하는 과정에서 소프트 패턴층(135)의 양각부(135V)와 음각부(135C)의 형상은 소프트 패턴층(135) 및 중성층(120)의 형상에 전사될 수 있다.
소프트 패턴층(135)의 양각부(135V)보다 음각부(135C)는 상대적으로 중성층(120)에 인접하게 배치될 수 있다. 따라서 에싱으로 음각부(135C)의 하부에 배치된 중성층(120)의 일부도 식각될 수 있다.
여기서 양각부(135V) 영역 상에 배치된 중성층(120)의 표면을 노출시키지 않도록 양각부(135V) 상에 배치된 소프트 패턴층(135)의 일부는 잔존시켜야 한다. 이는 추후에 도 5 및 6에서 상세히 설명하기로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 중성층(120)의 일부를 제거하여 시드 패턴(150)을 형성한다. 여기서 시드 패턴(150)의 노출된 표면에 표면 처리층(155)을 형성할 수 있다. 이처럼 중성층(120)에 서로 다른 표면 특성을 갖는 영역으로 구획하기 위해 표면 처리층(155)을 갖는 시드 패턴(150)을 중성층(120)의 일부 영역에 형성할 수 있다.
먼저, 시드 패턴(150)을 설명하기 위해 중성층(120)을 중심으로 설명하면, 중성층(120)은 플라즈마 처리에 의해 제거된 영역이 주변 영역에 대해 상대적으로 음각 형상으로 형성될 수 있다. 이처럼, 상대적으로 음각 형상을 한 영역을 음각 영역(150C)으로 정의하고, 음각 영역(150C)에 대해 상대적으로 양각을 이루는 영역을 양각 영역(150V)으로 정의한다. 상기와 같이, 음각 영역(150C)에 형성된 패턴으로 시드 패턴(150)이 될 수 있다.
음각 영역(150C)에는 상기 산소 플라즈마 처리에 의해 중성층(120)의 일부가 제거되면서 중성층(120)의 노출 표면에 지속적으로 산소 플라즈마가 제공될 수 있다. 여기서 산소 플라즈마 처리과정 중에 제공된 산소 성분은 시드 패턴(150)으로 노출된 중성층(120)과 반응하여 중성층(120)의 노출 표면에 수산화기(OH-)를 형성시킬 수 있다. 상기 수산화기(OH-)는 시드 패턴(150)이 형성된 중성층(120)의 노출 표면을 따라 표면 처리층(155)을 형성할 수 있다. 이와 같이, 음각 영역(150C)에 형성된 표면 처리층(155)은 시드 패턴(150)의 노출면을 따라 형성될 수 있다.
표면 처리층(155)을 이루는 수산화기(OH-)는 추후에 형성되는 블록 공중합체(160B)에 포함된 어느 하나의 단량체에 대해 반응기로 작용할 수 있다. 따라서 표면 처리층(155)은 블록 공중합체(160B)에 포함된 어느 하나의 단량체에 대해 선택성을 갖을 수 있다. 예를 들면, 표면 처리층(155)은 블록 공중합체(160B)에 포함된 어느 하나의 단량체에 대해 용이한 결합을 할 수 있는 친수의 특성을 갖을 수 있다. 또는 반대로 소수의 특성을 갖는 표면을 형성할 수도 있다. 이와 같이, 표면 처리층(155)은 중성층(120)의 일부 영역에 선택 영역(P)을 형성할 수 있다. 선택 영역(P)은 이해를 돕기 위해 이하 "극성 영역" (P)으로 명칭한다.
그리고 양각 영역(150V)의 중성층(120) 상에는 잔존 소프트 패턴층(137)이 배치될 수 있다. 잔존 소프트 패턴층(137)은 마스크 역할을 하여 양각 영역(150V)의 중성층(120)을 산소 플라즈마(O2 plasma)로 부터 보호할 수 있다.
양각 영역(150V)에 잔존 소프트 패턴층(137)이 배치되지 않은 경우, 양각 영역(150V)의 중성층(120)은 산소 플라즈마에 노출되어 음각 영역(150C)에 형성되는 표면 처리층(155)과 유사한 층이 양각 영역(150V)의 중성층(120)에도 형성될 수 있다. 따라서 중성층(120)을 서로 다른 표면 특성을 갖는 영역으로 구획하는데 곤란할 수 있다.
한편, 시드 패턴(150)의 형상 및 배치 관계는 추후 형성되는 블록 공중합체(160B)와 관계되어 블록 공중합체(160B)를 형성하는 단계에서 설명하기로 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 중성층(120)에 산소 플라즈마 처리(O2 plasma treatment)하여 표면 처리층(155)이 형성된 극성 영역(P)을 형성한 이후에, 세정(wash out) 공정을 통해 양각 영역(150V)에 잔존하는 잔존 소프트 패턴층(137)을 제거할 수 있다. 다시 말해, 잔존 소프트 패턴층(137)을 제거하여 양각 영역(150V)의 중성층(120)의 표면을 노출시켜 비선택 영역(N)을 형성할 수 있다. 비선택 영역(N)은 이해를 돕기 위해 이하 "중성 영역"(N)으로 명칭한다.
따라서 중성층(120)은 음각 영역(150C) 상에 표면 처리층(155)을 갖는 시드 패턴(150)을 형성하여 극성 영역(P)을 형성하고, 양각 영역(150V)의 잔존 소프트 패턴층(137)을 제거하여 중성층(120)의 표면을 노출시켜 중성 영역(N)을 형성할 수 있다. 이와 같이, 중성층(120)은 서로 다른 표면 특성을 갖는 영역으로 구획될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 중성 영역(N)과 극성 영역(P)으로 구획된 중성층(120) 상에 서로 다른 둘 이상의 단량체들이 무질서하게 연결되어 있는 공중합체(160R)를 도포한다. 이하, 서로 다른 둘 이상의 단량체를 갖는 공중합체(160R)는 명칭을 줄이면서 추후에 설명할 블록이 형성된 블록 공중합체(160B)와 구분을 위해 "공중합체" (160R)로 명칭한다.
공중합체(160R)는 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 어느 하나 일 수 있다.
공중합체(160R)는 다분산성 지수(Poly-Dispersity Index (PDI))가 1.1 내지 2 이고, 분자량은 10,000 이하인 고분자일 수 있다.
공중합체(160R)는 중성층(120)의 표면인 중성 영역(N) 및 표면 처리층(155)의 표면인 극성 영역(P)에 접촉되도록 배치될 수 있다. 여기서 서로 다른 둘 이상의 단량체를 갖는 공중합체(160R) 중 적어도 어느 하나 이상의 단량체는 음각 영역(150C)에 형성된 표면 처리층(155)에 대해서 친수성을 가질 수 있다. 따라서 공중합체(160R)는 친수 특성에 의해서 음각 영역(150C)에 배치가 용이할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 서로 다른 둘 이상의 단량체를 갖는 공중합체(160R)를 어닐링시켜 단량체들을 정렬시킬 수 있다. 공중합체(160R)를 정렬시켜 블록이 형성된 블록 공중합체(160B)를 형성한다. 공중합체(160R)를 정렬시켜 블록 공중합체(160B)를 형성하는 방법은, 가열 어닐링 또는 솔벤트 어닐링 및 이들을 혼합한 방법 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 공중합체(160R)를 정렬시켜 블록 공중합체(160B)를 형성하는 방법은 열을 가하는 가열 어닐링에 비하여, 기화된 솔벤트를 포함하는 챔버 내에서 어닐링하는 솔벤트 어닐링이 상분리하는 정렬 시간을 단축시킬 수 있다는 장점이 있지만, 전체 공정 레이아웃에 따라 적절하게 선택하여 진행할 수 있다.
공중합체(160R)를 어닐링시켜 서로 다른 식각률 및 서로 다른 친/소수 특성을 갖는 제1 단량체 블록(162) 및 제2 단량체 블록(167)들이 교대로 반복적으로 정렬된 블록 공중합체(160B)를 형성할 수 있다. 즉, 블록 공중합체(160B)는 하나의 단량체가 중합되어 블록을 형성하고, 이어서 다른 단량체가 중합되어 다른 블록을 형성하는 식으로 반복되어 형성될 수 있다. 제1 단량체 블록(162) 및 제2 단량체 블록(167)들은 서로 공유 결합될 수 있다.
상기한 블록 공중합체(160B)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))로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 일 수 있다.
블록 공중합체(160B)는 접촉하고 있는 표면에 대해 정렬된 방향이 서로 다른 제1 블록 공중합체(1610)와 제2 블록 공중합체(1620)를 포함할 수 있다.
먼저, 제1 블록 공중합체(1610)는 선택적 표면에 접촉한 블록 공중합체(160B)의 단량체들은 접촉 표면에 대해 수평한 방향으로 정렬될 수 있다. 여기서 선택적 표면인 표면 처리층(155)은 어느 하나의 단량체에 대해서 친수 또는 소수의 극성을 갖는 표면일 수 있다. 즉, 여기서 어느 하나의 단량체에 대한 선택적 표면은 극성을 갖는 극성 영역(P)일 수 있다.
구체적으로, 제1 블록 공중합체(1610)는 시드 패턴(150)의 표면에 대해 평행하게 정렬된 복수의 제1, 2 단량체 블록(162, 167)들이 반복적으로 형성될 수 있다. 표면 처리층(155)이 형성된 시드 패턴(150)의 표면 상에 즉, 극성 영역(P)에서 복수의 제1, 2 단량체 블록(162, 167)들이 시드 패턴(150)의 표면에 대해 평행한 방향으로 정렬될 수 있다.
그리고, 제2 블록 공중합체(1620)는 중성 영역(N)에서 제1, 2 단량체(162, 167)들이 표면에 대해서 수직한 방향으로 정렬될 수 있다. 구체적으로, 제2 블록 공중합체(1620)는 접촉하는 중성층(120)의 표면에 대해 수직하게 정렬된 복수의 제1, 2 단량체 블록(162, 167)이 형성될 수 있다. 이처럼, 중성 영역(N)에는 복수의 제1, 2 단량체 블록(162, 167)이 접촉하고 있는 중성층(120)의 표면에 대해 수직한 방향으로 정렬된 제2 블록 공중합체(1620)가 형성될 수 있다.
한편, 제1 블록 공중합체(1610)는 접촉하고 있는 표면 처리층(155)의 표면에 대해서 수평한 방향으로 정렬될 수 있고, 제1 블록 공중합체(1610) 상에 배치되는 제2 블록 공중합체(1620)는 접촉하고 있는 표면이 제1 블록 공중합체(1610)가 될 수 있다.
이와 같이, 제1 블록 공중합체(1610) 상에 배치되는 제2 블록 공중합체(1620)는 접촉하고 있는 표면 처리층(155) 또는 중성층(120)의 표면에 접촉하고 있지 않는다. 여기서 접촉면에 대해 단량체들이 수평 방향으로 형성된 제1 블록 공중합체(1610)의 상부는 자동적인 화학적 패턴(chemical pattern)으로 형성될 수 있다.
따라서 제1 블록 공중합체(1610)에서 자동적으로 형성된 화학적 패턴(chemical pattern)에 의하여 제1 블록 공중합체(1610) 상에 배치된 제2 블록 공중합체(1620)는 제1 블록 공중합체(1610)의 접촉 표면에 대해 수직한 방향으로 정렬될 수 있다. 즉, 제1 블록 공중합체(1610) 상에 배치된 제2 블록 공중합체(1620)는 인접한 제2 블록 공중합체(1620)의 정렬 방향을 따라 동일한 방향으로 정렬될 수 있다.
이와 같이, 블록 공중합체(160B)는 접촉하고 있는 표면에 특성에 따라 서로 다른 형상으로 정렬될 수 있다. 즉, 제1 블록 공중합체(1610) 상에 배치된 제2 블록 공중합체(1620)는, 인접한 제2 블록 공중합체(1620)와 동일한 중성층(120)의 표면에 대해서 수직한 방향으로 정렬될 수 있다.
구체적으로, 제1 블록 공중합체(1610) 상에 배치된 제2 블록 공중합체(1620)에 형성된 제1, 2 단량체 블록(162, 167)들은 시드 패턴(150)의 표면을 따라 수평한 방향으로 정렬되다가 제2 블록 공중합체(1620)가 배치된 영역에서는 제1, 2 단량체 블록(162, 167)들이 절곡되어 중성 영역(N)에 배치된 제2 블록 공중합체(1620)와 같이, 중성층(120)에 표면에 대해 수직한 방향으로 정렬될 수 있다.
여기서 제1, 2 단량체 블록(162, 167)들의 절곡은 시드 패턴(150)의 형상에 따라 각각 다르게 형성될 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 도 18에 도시된 와이어 그리드 편광자(100)의 제조 방법에서 제1, 2 블록 공중합체(1610, 1620)의 제1, 2 단량체 블록(162, 167)의 절곡 영역이 시드 패턴(150) 내에서 형성될 수 있다.
한편, 블록 공중합체(160B)는 서로 다른 표면 특성을 갖는 영역으로 구획된 중성층(120)을 이용하여 제1, 2 단량체 블록(162, 167)의 정렬 순서를 제어할 수 있다.
먼저, 공중합체(160R)는 중성 영역(N) 및 극성 영역(P)에 접촉하도록 배치될 수 있다. 여기서 서로 다른 둘 이상의 단량체를 갖는 공중합체(160R)는 특정 패턴을 형성하지 않고 무질서하게 분포하고 있다가, 서로 다른 둘 이상의 단량체를 갖는 공중합체(160R)에 어닐링 공정을 진행하면, 고분자 사슬에 유연성 및 이동성을 부여하여 분자의 유동이 생기면서 일정한 패턴을 형성할 수 있게 된다.
여기서 극성 영역(P)에 접촉하고 있는 공중합체(160R) 중 어느 하나의 단량체는 극성 영역(P)에 배치된 표면 처리층(155)에 대해 친수 특성을 가질 수 있다. 이에 따라 중성층(120) 상에 배치된 공중합체(160R)보다 극성 영역(P)에 배치된 공중합체(160R)의 어느 하나의 단량체가 표면 처리층(155)에 친수성에 반응하여 분자의 유동이 발생할 수 있다.
따라서 극성 영역(P)에 배치된 공중합체(160R)는 시드 패턴(150)의 표면 처리층(155)에 의해 단량체의 정렬 순서가 결정되어 정렬될 수 있다. 즉, 제1 블록 공중합체(1610)가 먼저 정렬되고, 제1 블록 공중합체(1610) 상에 배치되는 제2 블록 공중합체(1620)가 정렬됨에 따라 중성층(120) 상에 배치된 제2 블록 공중합체(1620)의 정렬을 유도할 수 있다.
다시 말해, 제1 블록 공중합체(1610)는 제2 블록 공중합체(1620)의 정렬을 유도할 수 있음에 따라 제1 블록 공중합체(1610)에 의해 제2 블록 공중합체(1620)는 자발 정렬(self align)될 수 있다.
여기서 제1 블록 공중합체(1610)가 제2 블록 공중합체(1620)를 자발 정렬시키기 위해 시드 패턴(150) 간의 거리는 1um 내지 5um 범위로 배치될 수 있다. 시드 패턴(150)의 배치 간격이 1um 이하면 단량체 중의 일부에 친수 극성인 표면 처리층(155)의 배치가 가까워져 제2 블록 공중합체(1620)가 중성층(120) 표면에 대해서 수직한 방향으로 정렬되는데 곤란해질 수 있다.
그리고 시드 패턴(120)의 배치 간격이 5um 이상이면 자발 정렬될 수 있는 배치 간격이 너무 멀어 자발 정렬이 용이하게 이루어지지 않을 수 있다. 즉, 제2 블록 공중합체(1620)가 일정한 패턴에서 어긋난 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 표면 처리층(155)이 배치된 시드 패턴(150)의 형성 폭은 200nm 내지 2um의 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 시드 패턴(150)에 배치되는 단량체 블록은 4주기를 갖는 단량체 블록이 배치될 수 있다. 4주기의 크기를 배치하면, 제1, 2 단량체 블록(162, 167)의 두께에 따라 200nm 내지 2um의 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(100)의 제조 방법은 시드 패턴(150)으로 통해 블록 공중합체(160B)를 자발 정렬시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(100)의 제조 방법은 비 패턴부를 형성하지 않고도 블록 공중합체(160B)를 정렬시킬 수 있다.
다시 말해, 단량체 블록과 유사한 크기의 패턴을 형성하기 위한 트리밍 공정, 또는 더블 패터닝과 같은 여러 번의 패턴 공정을 실시하지 않고도 블록 공중합체(160B)를 정렬시킬 수 있다. 그리고, 시드 패턴(150)을 기판(105) 상에 용이하게 형성할 수 있어 블록 공중합체(160B)를 대면적 나노 패턴으로 형성할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 서로 다른 식각률을 갖는 제1, 2 단량체 블록(162, 167) 중 어느 한 가지 단량체 블록을 선택적으로 제거한다. 여기서는 두 가지 단량체 블록(162, 167) 중 제2 단량체 블록(167)보다 상대적으로 식각율이 높은 제1 단량체 블록(162)을 선택적으로 제거하는 것을 예를 들어 설명하기로 한다.
상대적으로 식각율이 높은 제1 단량체 블록(162)을 선택적으로 제거하기 위해 건식 식각을 실시할 수 있다. 상기 건식 식각은 제1 식각 가스(G1)를 이용하는 제1 식각 공정을 이용할 수 있으나, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
제1 식각 가스(G1)를 이용한 제1 식각 공정은 화학적 반응성 가스를 사용하여 상대적으로 식각율이 높은 제1 단량체 블록(162)을 선택적으로 제거할 수 있다. 상기 제1 식각 공정에 사용될 수 있는 제1 식각 가스(G1)는 반응성 가스로 O2, 불화 탄소 기체, HF 및 Cl로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 상기 불화 탄소 기체는 예를 들어, C4F8, CHF3, CH2F2, C4F8, CF4 및 C2F6로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
여기서 상기 제1 식각 공정은 제1 블록 공중합체(1610)에 접촉되도록 배치된 표면 처리층(155)이 식각되지 않도록 제1 단량체 블록(162)을 식각할 수 있다. 또한, 중성 영역(N)에서는 중성층(120) 표면이 노출되지 않는 영역까지 제1 단량체 블록(162)을 식각할 수 있다.
이와 같이, 제1 식각 가스(G1)를 통해 제1 단량체 블록(162)의 일부를 선택적으로 식각할 수 있다.
제1 식각 가스(G1)를 통해 중성층(120)의 표면 상에, 그리고 제2 블록 공중합체(1620) 상에 남겨진 제1 단량체 블록(162)으로 잔사 패턴(170)을 형성할 수 있다.
중성 영역(N)의 중성층(120)의 표면을 커버할 수 있도록 잔사 패턴(170)을 형성할 수 있다. 또한, 잔사 패턴(170) 하부에는 제1 블록 공중합체(1610)가 배치될 수 있다. 제1 블록 공중합체(1610)는 시드 패턴(150) 상에 단량체 블록들이 형성되어 지속적으로 제1 단량체 블록(162)을 제거하는 경우, 시드 패턴(150) 상에 형성된 제1 블록 공중합체(1610)의 제1 단량체 블록(162)까지 제거될 수 있다. 즉, 시드 패턴(162)의 접촉표면에 대해 평행하게 정렬된 제1 단량체 블록(162)이 식각되는 경우, 시드 패턴(150) 상의 블록 공중합체(160B)의 패턴은 일정한 간격으로 배치되는 패턴을 유지하는데 곤란해질 수 있다.
따라서 중성층(120)의 표면을 커버할 수 있는 정도까지 제1 단량체 블록(162)을 식각시킨 잔사 패턴(170)을 형성할 수 있다. 이와 같이, 잔사 패턴(170)은 중성 영역(N) 및 극성 영역(P) 상에 동일한 크기로 형성됨에 따라 제1 블록 공중합체(1610)가 배치된 영역 즉, 극성 영역(P) 중에서 시드 패턴(150) 내에 배치된 제1 단량체 블록(162)은 제1 식각 가스(G1)로부터 보호되어 남아 있을 수 있다.
이와 같이, 잔사 패턴(170)을 통해 시드 패턴(150) 상에 배치된 제1 블록 공중합체(1610)의 패턴을 보호하여 제1 블록 공중합체(1610) 상에 배치된 제2 블록 공중합체(1620)의 형상을 유지시킬 수 있다.
이러한 잔사 패턴(170)은 제1 식각 가스(G1)의 조건을 조절하여 상기와 같은 형상으로 형성할 수 있다. 조절되는 제1 식각 가스(G1)의 조건은 예를 들면, 제1 식각 가스(G1)에 대해 제1 단량체 블록(170)을 노출하는 시간, 제1 식각 가스(G1)의 량 등일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
여기서 잔사 패턴(170)을 형성하면서 제1 식각 가스(G1)에 노출된 제2 단량체 블록(167)의 일부도 식각될 수도 있다.
이처럼, 블록 공중합체(160B) 중 선택적으로 제1 단량체 블록(162)의 일부를 식각시켜 형성된 잔사 패턴(170)을 통해 잔사 패턴(170)과 제2 단량체 블록(167)의 높이 단차를 형성할 수 있다. 여기서 잔사 패턴(170)과 제2 단량체 블록(167)의 높이 단차는 공중합체(160R)의 도포 두께에 따라 결정될 수도 있어 특별히 한정하지 않기로 한다.
이와 같이, 반응성 가스인 제1 식각 가스(G1)를 사용하여 제1 단량체 블록(162)의 일부를 선택적으로 식각하여 잔사 패턴(170)을 형성하고, 잔사 패턴(170)과 제2 단량체 블록(167)의 높이 단차를 형성할 수 있다. 따라서 반복적으로 배치된 복수의 제2 단량체 블록(167)들은 인접한 제2 단량체 블록(167) 사이에 트렌치가 형성될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 잔사 패턴(170)과, 제2 단량체 블록(167)의 높이 단차가 형성된 기판 상에 제2 식각 가스(G2)를 제공하여 잔사 패턴(170) 및 잔사 패턴(170)의 하부에 배치된 중성층(120), 금속층(110), 제1, 2 단량체 블록(162, 167) 및 표면 처리층(155) 중 적어도 하나 이상을 물리적인 에너지로 식각한다. 여기서 잔사 패턴(170) 하부에 배치된 다수의 층을 식각하는 과정에서 제2 식각 가스(G2)에 노출된 제2 단량체 블록(167) 또한 일부가 식각될 수 있다.
제2 식각 가스(G2)는 무반응성 가스로써 수소(H), 아르곤(Ar), 헬름(He) 및 이들을 혼합한 혼합 가스 등의 반응성이 작은 불활성 가스 등을 이용할 수 있다.
무반응성 가스인 제2 식각 가스(G2)를 사용하여 잔사 패턴(170) 및 잔사 패턴(170)의 하부에 배치된 중성층(120), 금속층(110), 제1, 2 단량체 블록(162, 167) 및 표면 처리층(155) 중 적어도 어느 하나 이상을 물리적인 에너지로 식각할 수 있다.
제2 식각 가스(G2)를 통해 잔사 패턴(170)에서 금속층(110)까지 식각하게 되면 금속층(110) 상부에 배치되어 있는 중성층(120), 금속층(110), 제1, 2 단량체 블록(162, 167) 및 표면 처리층(155) 중 적어도 어느 하나 이상은 식각되어야만 한다. 따라서 금속층(110)까지 식각할 경우, 식각된 금속층(110)의 상부에는 다수의 패턴이 형성될 수도 있다.
게다가, 제2 식각 가스(G2)에 노출된 제2 단량체 블록(167) 또한 일부가 식각되면서 패턴의 전체적인 높이는 저감될 수 있다.
도 11 및 도 1을 참조하면, 기판(105) 상에 배치된 중성층(120), 표면 처리층(155), 제1, 2 단량체 블록(162, 167) 중 적어도 어느 하나 및 금속층(110)까지 식각시켜 다수의 와이어 패턴(101)을 포함하는 와이어 그리드 편광자(100)를 형성할 수 있다.
와이어 패턴(101)은 금속층(110) 식각시켜 주기적인 패턴을 갖는 제1 와이어 패턴(115)을 형성할 수 있다. 제1 와이어 패턴(115)은 금속으로 이루어져 전도성 와이어 패턴일 수 있다.
금속층(110), 중성층(120), 표면 처리층(155), 제1, 2 단량체 블록(162, 167) 중 적어도 어느 하나가 배치된 기판은 제2 식각 가스(G2)를 통한 식각 될 수 있고, 적어도 어느 하나 이상의 제1 와이어 패턴(115) 상에는 상기한 재료들이 식각되어 남은 패턴들로 이루어진 제2 와이어 패턴(190)이 형성될 수 있다.
제2 와이어 패턴(190)은 적어도 어느 하나 이상의 제1 와이어 패턴(115) 상에 형성된 중성 패턴(120E)을 구비할 수 있다. 따라서, 적어도 어느 하나 이상의 제2 와이어 패턴(190)은 적어도 어느 하나 이상의 중성 패턴(120E) 상에 표면 처리 패턴(155E), 제1, 2 단량체 블록 패턴(162E, 167E) 중 적어도 어느 하나 이상이 형성될 수 있다.
와이어 그리드 편광자(100)는 적어도 어느 하나 이상의 제1 와이어 패턴(115) 상에 중성 패턴(120E)을 구비한 제2 와이어 패턴(190)이 배치될 수 있다. 따라서 적어도 어느 하나 이상의 와이어 패턴(101)은 제1 와이어 패턴(115) 상에 중성 패턴(120E)을 구비하는 제2 와이어 패턴(190)을 포함할 수 있다.
또는, 적어도 어느 하나 이상의 제1 와이어 패턴(115) 상에 중성 패턴(120E)이 배치되고, 적어도 어느 하나 이상의 중성 패턴(120E) 상에는 표면 처리 패턴(155E)을 구비하는 제2 와이어 패턴(190)이 배치될 수 있다. 따라서 적어도 어느 하나 이상의 와이어 패턴(101)은 제1 와이어 패턴(115) 상에 중성 패턴(120E) 및 표면 처리 패턴(155E)을 구비하는 제2 와이어 패턴(190)을 포함할 수 있다.
또는, 적어도 어느 하나 이상의 제1 와이어 패턴(115) 상에 중성 패턴(120E) 및 표면 처리 패턴(155E)이 배치되고, 표면 처리 패턴(155E) 상에 제1 단량체 블록 패턴(162E) 또는, 제2 단량체 블록 패턴(167E)을 구비하는 제2 와이어 패턴(190)이 배치될 수 있다. 표면 처리 패턴(155E)은 제1, 2 단량체 블록 패턴(162E, 167E) 중 어느 하나에 대해 친수성을 갖는 패턴일 수 있다. 여기서는 제1 단량체 블록 패턴(162E)이 표면 처리 패턴(155E)에 대해 친수성을 갖을 수 있다.
따라서 적어도 어느 하나 이상의 와이어 패턴(101)은 제1 와이어 패턴(115) 상에 중성 패턴(120E), 표면 처리 패턴(155E) 및 제1 단량체 블록 패턴(162E)을 구비하는 제2 와이어 패턴(190)을 포함할 수 있다.
또는, 적어도 어느 하나 이상의 제1 와이어 패턴(115) 상에 중성 패턴(120E), 표면 처리 패턴(155E)이 배치되고, 표면 처리 패턴(155E) 상에 제1 단량체 블록 패턴(162E) 및 제2 단량체 블록 패턴(167E)을 구비하는 제2 와이어 패턴(190)이 배치될 수 있다. 여기서 적어도 어느 하나 이상의 와이어 패턴(101)은 제1 단량체 블록 패턴(162E) 및 제2 단량체 블록 패턴(167E)은 반복적으로 배치될 수 있다.
따라서 적어도 어느 하나 이상의 와이어 패턴(101)은 제1 와이어 패턴(115) 상에 중성 패턴(120E), 표면 처리 패턴(155E), 제1 단량체 블록 패턴(162E) 및 제2 단량체 블록 패턴(167E)을 구비하는 제2 와이어 패턴(190)을 포함할 수 있다.
제1, 2 단량체 블록 패턴(162E, 167E)은 시드 패턴(150)의 형상에 따라 형성되어 사선 형상의 패턴으로 형성될 수 있다. 또는 적어도 어느 하나 이상의 제2 와이어 패턴(190) 중 적어도 어느 하나 이상의 제1, 2 단량체 블록 패턴(162E, 167E)은 쉐브론(chevron) 형상의 패턴으로 배치될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(100, 100-1)의 제조 방법은 중성층(120)에 서로 다른 극성을 갖도록 시드 패턴(150)을 중성층(120) 표면을 형성하여 블록 공중합체(160B)가 중성층(120) 상에서 자발 정렬되도록 함으로써 대면적 공정에 적용 가능하고, 블록 공중합체(160B)의 정렬시키기 위한 비패턴부를 형성할 필요가 없는 전면 나노 패턴을 갖는 와이어 그리드 편광자(100)를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(100) 제조 방법 및 이를 통하여 제조된 와이어 그리드 편광자는 서로 다른 극성을 갖도록 중성층(120)의 표면을 처리하여 비패턴부 영역이 형성되지 않아 투광 및 편광 특성을 개선시킬 수 있다.
게다가 블록 공중합체(160B)를 형성하기 위해 와이어 패턴(101)과 유사한 크기를 갖는 패턴을 형성하는 트리밍 공정, 더블 패터닝 공정 등의 일련의 제조 과정이 필요 없어 제조 공정이 용이해 질 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 와이어 그리드 편광자를 도시한 단면도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 와이어 그리드 편광자를 도시한 단면도이고, 도 14은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 와이어 그리드 편광자를 도시한 단면도이다.
여기서 도 12 내지 도 14는 도 1 내지 도 11을 인용하여 설명하며 중복되는 엘리멘트는 생략하거나 간략히 설명한다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 제1, 2, 3 와이어 그리드 편광자(100-1, 100-2, 100-3)는 제2 식각 단계에서, 제2 식각 가스(G2)의 노출시간 등에 따라 제1 단량체 블록(162), 제2 단량체 블록(167) 및 중성층(120)의 식각되는 영역이 증가될 수 있다.
다시 말해, 제1, 2, 3 와이어 그리드 편광자(100-1, 100-2, 100-3)는 식각 량을 조절하여 와이어 패턴(101-1, 101-2, 101-3)의 높이 즉, 제2 와이어 패턴(190-1, 190-2, 190-3)의 높이가 조절될 수 있다. 또한, 제1, 2, 3 와이어 그리드 편광자(100-1, 100-2, 100-3)는 식각 량에 따라 와이어 패턴(101-1, 101-2, 101-3)의 상부에 노출되는 패턴들의 형상이 상이하게 형성될 수 있다.
도 12를 참조하면, 제1 와이어 그리드 편광자(100-1)는 와이어 패턴(101-1)의 제2 와이어 패턴(190-1) 중 적어도 어느 하나 이상의 상부 면에는 제1 단량체 블록 패턴(162E-1), 표면 처리 패턴(155E-1)이 배치될 수 있다.
여기서 제2 와이어 패턴(190-1)의 상부 면에는 제1 단량체 블록 패턴(162E-1) 및 제1 단량체 블록 패턴(162E-1)의 일 측부에 표면 처리 패턴(155E-1)이 노출되도록 배치될 수 있다.
이러한 표면 처리 패턴(155E-1)은 제1 단량체 블록 패턴(162E-1)과 중성 패턴(120E-1) 사이에 배치될 수 있으며, 제2 와이어 패턴(190-1)의 일 측부에서 타 측부로 배치될 수 있다. 즉, 표면 처리 패턴(155E-1)은 기판(105) 면에 대해서 사선 방향으로 배치될 수 있다. 제2 와이어 패턴(190-1)의 상부 면에는 표면 처리 패턴(155E-1)이 제2 와이어 패턴(190-1)의 상부 면에서 일 측부에 노출될 수 있다.
따라서, 제2 와이어 패턴(190-1)의 상부 면에는 제1 단량체 블록 패턴(162E-1) 및 제1 단량체 블록 패턴(162E-1)의 일 측부에 배치된 표면 처리 패턴(155E-1)이 노출되도록 배치될 수 있다. 그리고 제2 와이어 패턴(190-1)의 측부 면에는 중성 패턴(120E-1), 표면 처리 패턴(155E-1) 및 제1 단량체 블록 패턴(162E-1)이 순차적으로 적층되어 배치될 수 있다.
이와 같이, 표면 처리 패턴(155E-1) 일면 상에는 단면이 삼각형으로 형성된 제1 단량체 블록 패턴(162-1)이 배치될 수 있다. 그리고 표면 처리 패턴(155E-1)의 타면 상에는 일면이 사선의 변을 갖는 사다리꼴 형상으로 형성된 중성 패턴(120E-1)이 배치될 수 있다.
도 13을 참조하면, 제2 와이어 그리드 편광자(100-2)는 적어도 어느 하나 이상의 중성층(120)이 식각되어 남은 중성 패턴(120E-2)이 와이어 패턴(101-2)의 상부에 노출된 형상으로 형성될 수 있다.
그리고 제2 와이어 그리드 편광자(100-2)는 제2 와이어 패턴(190-2) 중 적어도 어느 하나 이상의 상부 면에는 제1 단량체 블록 패턴(162E-2), 표면 처리 패턴(155E-1) 및 중성 패턴(120-2)이 노출되도록 배치될 수 있다.
구체적으로, 제2 와이어 패턴(190-2)의 상부 면에는 표면 처리 패턴(155E-2)이 제1 단량체 블록 패턴(162E-2) 및 중성 패턴(120E-2) 사이에 배치되어 노출될 수 있다.
그리고, 제2 와이어 패턴(190-2)의 측부 면에는 중성 패턴(120E-2), 표면 처리 패턴(155E-2) 및 제1 단량체 블록 패턴(162E-2)이 순차적으로 적층되어 배치될 수 있다.
이러한 표면 처리 패턴(155E-2)은 상부 면에 제1 단량체 블록 패턴(162E-2)과 중성 패턴(120E-2) 사이에 배치될 수 있으며, 기판(105) 면에 대해서 사선 방향으로 배치될 수 있다. 따라서, 표면 처리 패턴(155E-2)은 제2 와이어 패턴(190-2)의 상부 면에서 측 벽면에 노출되도록 배치될 수 있다.
이와 같이, 표면 처리 패턴(155E-2) 일면 상에는 단면이 삼각형으로 형성된 제1 단량체 블록 패턴(162-2)이 배치될 수 있다. 그리고 표면 처리 패턴(155E-2)의 타면 상에는 일면이 사선의 변을 가지며, 상부 면의 일면이 노출된 중성 패턴(120E-2)이 배치될 수 있다.
도 14를 참조하면, 제1 와이어 그리드 편광자(100-3)는 와이어 패턴(101-3)의 제2 와이어 패턴(190-3) 중 적어도 어느 하나 이상의 상부 면에는 제1 단량체 블록 패턴(162E-3), 제2 단량체 블록 패턴(167E-3)이 배치될 수 있다.
여기서 제1 단량체 블록 패턴(162E-3), 제2 단량체 블록 패턴(167E-3) 은 제2 와이어 패턴(190-1)의 상부 면에 노출될 수 있다.
또한, 표면 처리 패턴(155E-3)은 제1 단량체 블록 패턴(162E-3)과 중성 패턴(120E-3) 사이에 배치될 수 있으며, 제2 와이어 패턴(190-3)의 일 측부에서 타 측부로 배치될 수 있다. 즉, 표면 처리 패턴(155E-3)은 기판(105) 면에 대해서 사선 방향으로 배치될 수 있다.
따라서, 제2 와이어 패턴(190-3)의 상부 면에서는 제1 단량체 블록 패턴(162E-3), 제2 단량체 블록 패턴(167E-3)이 노출되도록 배치되고, 제2 와이어 패턴(190-3)의 측벽 면에서는 중성 패턴(120E-3), 표면 처리 패턴(155E-3), 제1 단량체 블록 패턴(162E-3) 및 제2 단량체 블록 패턴(167E-3) 순으로 적층되어 배치될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자들(100, 100-1, 100-2, 100-3)은 와이어 패턴(101, 101-1, 101-2, 101-3) 중 제2 와이어 패턴(190, 190-1, 190-2, 190-3)의 식각 량을 조절하여 서로 다른 형상을 가진 와이어 패턴(101, 101-1, 101-2, 101-3)이 형성될 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자를 도시한 사시도이고, 도 16 내지 도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 방법을 도시한 단면도들이다. 여기서 본 실시예는 도 1 내지 도 14를 인용하여 설명하며, 동일 엘리먼트는 중복 설명을 회피하기 위해 간략히 설명하거나 생략하기로 한다.
도 15를 참조하면, 와이어 그리드 편광자(100-4)는 기판(105)상에 돌출된 다수의 와이어 패턴(101-4)이 배치될 수 있다.
와이어 패턴(101-4)은 기판(105) 상에 돌출되어 배치되는 제1 와이어 패턴(115-4) 및 적어도 어느 하나 이상의 제1 와이어 패턴(115-4) 상에는 중성 패턴(120E-4), 표면 처리 패턴(155E-4), 제1 단량체 블록 패턴(162E-4) 및 제2 단량체 블록 패턴(167E-4) 중 적어도 하나 이상이 배치된 제2 와이어 패턴(190-4)을 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 시드 패턴(참조 도 17의 150-4)의 형상이 중성층(120-4)의 단면에 대해 사각 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라 와이어 패턴(101-4) 중에서 적어도 어느 하나 이상의 제2 와이어 패턴(190-4)은 제1 와이어 패턴(115-4) 상에 중성 패턴(120E-4), 표면 처리 패턴(155E-4), 제1 단량체 블록 패턴(162E-4) 및 제2 단량체 블록 패턴(167E-4)의 형상은 단면이 사각 형상인 스트라이프(stripe) 패턴으로 형성될 수 있다.
환언하면, 중성 패턴(120E-4), 표면 처리 패턴(155E-4), 제1 단량체 블록 패턴(162E-4) 및 제2 단량체 블록 패턴(167E-4)들은 제1 와이어 패턴(115-4)의 적층면에 수직한 단면에 대해 평행한 패턴들로 형성될 수 있다.
한편, 적어도 어느 하나 이상의 제2 와이어 패턴(190-4) 상에 적어도 어느 하나 이상의 중성 패턴(120E-4)의 측면의 일부에 표면 처리 패턴(155E-4)이 배치될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(100-4)는 제1 와이어 패턴(115-4) 및 제1 와이어 패턴(115-4)의 적층면에 수직한 단면에 대해 평행한 방향으로 배치된 제2 와이어 패턴(190-4)을 형성하여 비패턴부 영역이 형성되지 않는 편광자를 형성할 수 있어 투광 및 편광 특성을 향상시킬 수 있다.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 16에 도시된 바와 같이, 기판(105) 상에 금속층(110-4)을 형성하고, 금속층(110-4) 상에 중성층(120-4)을 형성한다. 그리고 중성층(120-4) 상에 소프트층을 형성하고, 상기 소프트층을 패터닝하여 소프트 패턴층(130-4)을 형성할 수 있다. 여기서 소프트 패턴층(130-4)은 하부에 배치된 중성층(120-4)의 일부를 노출시킬 수도 있고, 일부 덮도록 형성할 수도 있다. 여기서 중성층(120-4)은 케텐 계열, 아지드 계열 및 이들을 화합물 중 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다.
소프트 패턴층(130-4)은 금속층(110-4), 중성층(120-4)의 적층 면의 단면에 대해 사각 형상으로 형성할 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 소프트 패턴층(130-4)을 마스크로 사용하여 산소 플라즈마 공정를 통해 중성층(120-4)을 애싱(ashing)할 수 있다. 중성층(120-4)의 일부를 애싱시켜 중성층(120-4)의 표면에 대해 음각 패턴으로 형성된 시드 패턴(150-4)을 형성할 수 있다.
시드 패턴(150-4)이 형성되면서 노출된 중성층(120-4)은 산소 플라즈마에 노출되는 표면에 수산화기(OH-)가 형성된 표면 처리층(155-4)을 형성할 수 있다. 여기서 표면 처리층(155-4)은 시드 패턴(150-4)의 노출면인 시드 패턴(150-4)의 바닥면 및 측면에 형성될 수 있다.
애싱 과정을 거치면 소프트 패턴층(130-4)으로 커버되지 않고 노출된 중성층(120-4)은 산소 플라즈마에 노출되어 주변의 중성층(120-4)에 대해 음각 형상으로 형성된 음각 영역으로 형성될 수 있다. 이와 같이, 음각 영역에 형성된 패턴으로 시드 패턴(150-4)을 형성할 수 있다.
그리고, 음각 영역에 대해 상대적으로 양각으로 형성된 양각 영역에는 중성층(120-4)의 표면 상에 소프트 패턴층(130-4)이 남아 있을 수 있다.
그리고, 애싱하는 과정이 끝나면 중성층(120-4) 상에 잔존하는 소프트 패턴층을 제거한다. 여기서 양각 영역에는 잔존 소프트 패턴층을 형성시켜 중성층(120-4)을 극성 영역(P)과 중성 영역(N)으로 구획된 영역을 형성할 수 있다.
이와 같이, 시드 패턴(150-4)에 배치된 표면 처리층(155-4)을 형성하여 극성 영역(P)을 형성하고, 중성층(120-4) 상부에 남아 있는 소프트 패턴층(130-4)을 제거하여 중성 영역(N)을 형성하여 서로 다른 극성을 갖는 표면을 갖는 중성층(120-4)을 형성할 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 극성 영역(P)과 중성 영역(N)으로 구획된 중성 층(120-4)의 표면 상에 공중합체를 도포하고, 어닐링 공정을 실시하여 블록 공 중합체(160B-4)를 형성할 수 있다.
여기서 블록 공중합체(160B-4)는 극성 영역(P) 상에 형성된 제1 블록 공중합체(1610-4), 중성 영역(N) 상에 형성된 제2 블록 공중합체(1620-4)를 포함할 수 있다. 제1, 2 블록 공중합체(1610-4, 1620-4)는 제1 단량체 블록(162-4) 및 제2 단량체 블록(167-4)을 포함하고 있으며, 접촉하고 있는 표면에 따라 서로 다른 방향으로 정렬될 수 있다.
제1 블록 공중합체(1610-4)는 시드 패턴(150-4)의 표면에 형성된 표면 처리층(155-4)에 접촉하여, 즉, 극성 영역(P)의 표면 상에 접촉하여 제1, 2 단량체 블록(162-4, 167-4)은 시드 패턴(150-4)의 표면에 대해 평행한 방향으로 정렬될 수 있다.
제2 블록 공중합체(1620-4)는 중성층(120-4)의 표면에 접촉하여, 즉, 중성 영역(N)의 표면 상에 접촉하여 제1, 2 단량체 블록(162-4, 167-4)은 중성층(120-4)의 표면에 대해 수직한 방향으로 정렬될 수 있다.
여기서 제1 블록 공중합체(1610-4)는 단량체 중 어느 하나에 대해 친수성인 표면 처리층(155-4)에 접촉하여 극성 영역(P)에서 접촉 표면에 대해 평행한 방향으로 정렬될 수 있다. 이에 따라 제1 블록 공중합체(1610-4) 상에 배치되는 제2 블록 공중합체(1620-4)는 제1 블록 공중합체(1610-4)의 정렬 순서에 따라 정렬될 수 있다.
예를 들면, 표면 처리층(155-4)에 친수인 제1 블록 공중합체(1610-4)의 제1 단량체 블록(162-4)이 표면 처리층(155-4)의 표면에 대해 수평한 방향으로 먼저 정렬될 수 있다. 그리고, 제1 블록 공중합체(1610-4) 상에 배치되는 제2 블록 공중합체(1620-4)는 제1 블록 공중합체(1610-4)의 정렬에 따라 제2 단량체 블록(167-4)은 중성 영역(N)에서 중성층(120-4)의 접촉 표면에 대해서 수직한 방향으로 정렬될 수 있다.
따라서 제2 블록 공중합체(1620-4)의 제1, 2 단량체 블록(162-4, 167-4)은 제1 블록 공중합체(1610-4)의 정렬 순서에 의해서 정렬 순서가 이어질 수 있다. 그리고, 중성 영역(N)에 배치된 제2 블록 공중합체(1620-4)는 제1 블록 공중합체(1610-4) 상에 배치된 제2 블록 공중합체(1620-4)의 단량체 순서에 따라 중성층(120-4)의 표면에 대해 수직한 방향으로 자발 정렬될 수 있다.
다음으로, 블록 공중합체(160B-4)가 형성된 기판 상에 소스 가스로써 제1 식각 가스(G1)를 제공하여 제1 식각 공정를 실시할 수 있다. 상기 제1 식각 공정은 제1 식각 가스(G1)로 반응성 가스를 블록 공중합체(160B-4)에 제공하여 블록 공중합체(160B-4)의 단량체들 중 어느 하나의 단량체를 일부 식각할 수 있다.
도 19에 도시된 바와 같이, 제1 식각 가스(G1)를 블록 공중합체(160B-4)에 제공하여 제1, 2 단량체 블록(162-4, 167-4) 중 어느 하나의 단량체를 일부 식각시켜 잔사 패턴(170-4)을 형성할 수 있다.
여기서 제1 단량체 블록(162-4)이 식각되는 것을 예를 들어 설명하면, 잔사 패턴(170-4)은 중성층(120-4) 표면이 노출되지 않는 영역까지 식각할 수 있다. 잔사 패턴(170-4)이 중성층(120-4)의 표면이 노출될 정도까지 식각되는 경우, 제1 블록 공중합체(1610-4)에 배치된 제1 단량체 블록(162-4)은 시드 패턴(150-4)의 표면에 수평한 방향으로 배치되어 제1 블록 공중합체(1610-4) 상에 제1 단량체 블록(162-4)이 과식각될 수 있다.
이에 따라 일정 주기를 갖는 제2 단량체 블록(167-4)의 형상을 유지하는데 곤란해 질 수 있다. 결국, 제1 단량체 블록(162-4)이 과식각되는 경우, 제2 단량체 블록(167-4)이 일정 주기로 형성되지 않아 일정 주기를 갖는 와이어 패턴(101-4)을 형성하는데 곤란해 질 수 있다.
따라서 잔사 패턴(170-4)은 중성층(120-4)의 표면이 노출되지 않는 영역까지, 또는 시드 패턴(150-4)의 측면에 배치된 표면 처리층(155-4)이 식각되지 않는 영역까지 제1 단량체 블록(162-4)을 식각시켜 형성할 수 있다.
상기와 같이 잔사 패턴(170-4)을 형성하여 잔사 패턴(170-4)과 제2 단량체 블록(167-4)은 높이 단차가 형성될 수 있다. 다시 말해, 제2 단량체 블록(167-4)은 인접한 제2 단량체 블록(167-4) 사이에 트렌치가 형성될 수 있다.
그리고, 잔사 패턴(170-4)을 형성시켜 제2 단량체 블록(167-4)들 사이에 트렌치가 형성된 기판 상에 제2 식각 가스(G2)를 제공하여 잔사 패턴(170-4) 및 잔사 패턴(170-4) 하부에 배치된 물질들을 물리적으로 식각할 수 있다. 여기서 제2 식각 가스(G2)에 노출된 제2 단량체 블록(167-4) 또한 일부가 식각될 수 있다. 여기서 제2 식각 가스(G2)는 무반응성 식각 가스로 불활성 가스를 사용할 수 있다.
도 20 및 도 13을 참조하면, 제2 식각 가스(G2)를 통해 잔사 패턴(170-4)의 하부의 물질들 및, 제2 단량체 블록(167-4)을 식각시켜 일정 주기로 형성되는 와이어 패턴(101-4)을 형성할 수 있다.
와이어 패턴(101-4)은 금속층(110-4) 식각시켜 주기적인 패턴을 갖는 제1 와이어 패턴(115-4)을 형성할 수 있다. 제1 와이어 패턴(115-4)은 금속으로 이루어져 전도성 와이어 패턴일 수 있다.
금속층(110-4), 중성층(120-4), 표면 처리층(155-4), 제1, 2 단량체 블록(162-4, 167-4) 중 적어도 어느 하나가 배치된 기판은 제2 식각 가스(G2)를 통한 식각 과정을 거치면서, 적어도 어느 하나 이상의 제1 와이어 패턴(115-4) 상에는 제2 와이어 패턴(190-4)이 형성될 수 있다.
제2 와이어 패턴(190-4)은 적어도 어느 하나 이상의 제1 와이어 패턴(115-4) 상에 형성된 중성 패턴(120E-4)을 구비할 수 있다. 따라서, 적어도 어느 하나 이상의 제2 와이어 패턴(190-4)은 적어도 어느 하나 이상의 중성 패턴(120E-4) 상에 표면 처리 패턴(155E-4), 제1, 2 단량체 블록 패턴(162E-4, 167E-4) 중 적어도 어느 하나 이상이 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(100-4)의 제조 방법은 중성층(120-4)에 서로 다른 극성을 갖도록 시드 패턴(150-4)을 중성층(120-4) 표면에 형성하여 블록 공중합체(160B-4)가 중성층(120-4) 상에서 자발 정렬되도록 함으로써 대면적 공정에 적용 가능하고, 블록 공중합체(160B-4)의 정렬시키기 위한 비패턴부를 형성할 필요가 없는 전면 나노 패턴을 갖는 와이어 그리드 편광자(100-4)를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(100-4) 제조 방법 및 이를 통하여 제조된 와이어 그리드 편광자(100-4)는 서로 다른 극성을 갖도록 중성층(120-4)의 표면을 처리하여 비패턴부 영역이 형성되지 않아 투광 및 편광 특성을 개선시킬 수 있다.
게다가 블록 공중합체(160B-4)를 형성하기 위해 와이어 패턴(101-4)과 유사한 크기를 갖는 패턴을 형성하는 트리밍 공정, 더블 패터닝 공정 등의 일련의 제조 과정이 필요 없어 제조 공정이 용이해 질 수 있다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제5 와이어 그리드 편광자를 도시한 단면도이고, 도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제6 와이어 그리드 편광자를 도시한 단면도이다.
여기서 도 21 및 도 22는 도 15 내지 도 20을 인용하여 설명하며 중복되는 엘리멘트는 생략하거나 간략히 설명한다.
도 21 및 도 22를 참조하면, 제5, 6 와이어 그리드 편광자(100-5, 100-6)는 제2 식각 단계에서, 제2 식각 가스(G2)의 노출시간 등에 따라 제1 단량체 블록(162-4), 제2 단량체 블록(167-4) 및 중성층(120-4)의 식각 량이 증가될 수 있다.
다시 말해, 제5, 6 와이어 그리드 편광자(100-5, 100-6)는 식각 량을 조절하여 와이어 패턴(101-5, 101-6)의 높이 즉, 제2 와이어 패턴(190-5, 190-6)의 높이가 조절될 수 있다. 또한, 제5, 6 와이어 그리드 편광자(100-5, 100-6)는 식각 량에 따라 와이어 패턴(101-5, 101-6)의 상부에 노출되는 패턴들의 형상이 상이할 수 있다.
도 21을 참조하면, 제5 와이어 그리드 편광자(100-5)는 제1 와이어 패턴(115-5) 및 제2 와이어 패턴(190-5)을 구비하는 와이어 패턴(101-5)을 포함한다. 제1 와이어 패턴(115-5) 상에는 제2 와이어 패턴(190-5)이 배치될 수 있다.
적어도 어느 하나 이상의 제2 와이어 패턴(190-5)은 중성 패턴(120E-5)이 배치될 수 있다.
또는, 적어도 어느 하나 이상의 제2 와이어 패턴(190-5)은 중성 패턴(120E-5) 이 배치될 수 있다. 이중에서 적어도 어느 하나 이상의 중성 패턴(120E-5)의 측벽 면의 일부에는 표면 처리 패턴(155E-5)이 배치될 수 있다.
또는, 적어도 어느 하나 이상의 제2 와이어 패턴(190-5)은 제1 와이어 패턴(115-5) 상에 중성 패턴(120E-5), 표면 처리 패턴(155E-5), 제1 단량체 블록 패턴(162E-5), 제2 단량체 블록 패턴(167E-5)이 순차적으로 배치될 수 있다.
또는, 적어도 어느 하나 이상의 제2 와이어 패턴(190-5)은 제1 와이어 패턴(115-5) 상에 중성 패턴(120E-5), 표면 처리 패턴(155E-5), 제1 단량체 블록 패턴(162E-5), 제2 단량체 블록 패턴(167E-5)이 순차적으로 배치될 수 있고, 상기 제2 단량체 블록 패턴(167E-5) 상에 제1 단량체 블록 패턴(162E-5)이 더 적층되어 배치될 수 있다.
따라서 제2 와이어 패턴(190-5)의 상부 면에는 제1, 2 단량체 블록 패턴(162E-5, 167E-5) 중 어느 하나가 노출될 수 있고 또는, 중성 패턴(120E-5)이 노출될 수 있다. 여기서 중성 패턴(120E-5)이 노출된 제2 와이어 패턴(190-5) 중 적어도 어느 하나는 측벽 면에 표면 처리 패턴(155E-5)이 배치될 수 있다.
도 22를 참조하면, 제6 와이어 그리드 편광자(100-6)는 제1 와이어 패턴(115-6) 및 제2 와이어 패턴(190-6)을 구비하는 와이어 패턴(101-6)을 포함한다. 제1 와이어 패턴(115-6) 상에는 제2 와이어 패턴(190-6)이 배치될 수 있다.
적어도 어느 하나 이상의 제2 와이어 패턴(190-6)은 중성 패턴(120E-6)이 배치될 수 있다.
또는, 적어도 어느 하나 이상의 제2 와이어 패턴(190-6)은 중성 패턴(120E-6) 이 배치될 수 있다. 이중에서 적어도 어느 하나 이상의 중성 패턴(120E-6)의 측벽 면의 일부에는 표면 처리 패턴(155E-6)이 배치될 수 있다.
또는, 적어도 어느 하나 이상의 제2 와이어 패턴(190-6)은 제1 와이어 패턴(115-6) 상에 중성 패턴(120E-6), 표면 처리 패턴(155E-6), 제1 단량체 블록 패턴(162E-6), 제2 단량체 블록 패턴(167E-6)이 순차적으로 배치될 수 있다.
따라서 제2 와이어 패턴(190-6)의 상부 면에는 제2 단량체 블록 패턴(167E-6)이 노출될 수 있고 또는, 중성 패턴(120E-6)이 노출될 수 있다. 여기서 중성 패턴(120E-6)이 노출된 제2 와이어 패턴(190-6) 중 적어도 어느 하나는 측벽 면에 표면 처리 패턴(155E-6)이 배치될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제5, 6 와이어 그리드 편광자들(100-5, 100-6)은 와이어 패턴(101-5, 101-6) 중 제2 와이어 패턴(190-5, 190-6)의 식각 량을 조절하여 서로 다른 형상을 가진 와이어 패턴(101-5, 101-6)을 형성할 수 있다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 사시도이고, 도 24 내지 도 28은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
여기서 본 실시예는 도 1 내지 도 14를 인용하여 설명하며, 동일 엘리먼트는 중복 설명을 회피하기 위해 간략히 설명하거나 생략하기로 한다.
도 23을 참조하면, 와이어 그리드 편광자(100-7)는 기판(105)상에 돌출된 다수의 와이어 패턴(101-7)이 배치될 수 있다.
와이어 패턴(101-7)은 기판(105) 상에 돌출되어 배치되는 제1 와이어 패턴(115-7) 및 적어도 어느 하나 이상의 제1 와이어 패턴(115-7) 상에는 중성 패턴(120E-7), 표면 처리 패턴(155E-7), 제1 단량체 블록 패턴(162E-7) 및 제2 단량체 블록 패턴(167E-7) 중 적어도 하나 이상이 배치된 제2 와이어 패턴(190-7)을 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 시드 패턴(참조 도 25의 150-7)의 형상이 중성층(120-7)의 단면에 대해 반원 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라 와이어 패턴(101-7) 중에서 적어도 어느 하나 이상의 제2 와이어 패턴(190-7)은 제1 와이어 패턴(115-7) 상에 중성 패턴(120E-7), 표면 처리 패턴(155E-7), 제1 단량체 블록 패턴(162E-7) 및 제2 단량체 블록 패턴(167E-7)의 형상은 단면이 라운드진 형상인 스트라이프(stripe) 패턴으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 제조 공정 중에 형성되는 시드 패턴(150-7)의 형상은 중성층(120-7)의 단면에 대해 반원 형상으로 형성될 수 있고, 상기 시드 패턴(150-7)의 표면에 형성되는 표면 처리 패턴(155E-7)은 시드 패턴(155-7)의 표면을 따라 반원 형상을 따라 형성될 수 있다.
이에 따라, 표면 처리 패턴(155E-7) 상에는 식각 공정으로 인해 단면 형상이 적층면 대해 라운드진 형상으로 형성된 제1 단량체 블록 패턴(162E-7) 및 제2 단량체 블록 패턴(167E-7)이 배치될 수 있다. 제1 단량체 블록 패턴(162E-7) 및 제2 단량체 블록 패턴(167E-7)은 표면 처리 패턴(155E-7)의 곡률에 대해 동일한 곡률을 가질 수 있다.
여기서 표면 처리 패턴(155E-7), 제1 단량체 블록 패턴(162E-7) 및 제2 단량체 블록 패턴(167E-7)은 동일한 곡률을 가질 수 있으나, 반경은 서로 다르게 형성될 수 있다. 예를 들면, 와이어 패턴(101-7) 상에 형성된 패턴들 중에 표면 처리 패턴(155E-7), 제1 단량체 블록 패턴(162E-7), 제2 단량체 블록 패턴(167E-7) 순으로 반경이 작아질 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(100-7)는 제1 와이어 패턴(115-7) 및 제1 와이어 패턴(115-7)의 적층면에 수직한 단면에 대해 라운드지게 배치된 제2 와이어 패턴(190-7)을 형성하여 비패턴부 영역이 형성되지 않는 편광자를 형성할 수 있어 투광 및 편광 특성을 향상시킬 수 있다.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 24에 도시된 바와 같이, 기판(105) 상에 금속층(110-7)을 형성하고, 금속층(110-7) 상에 중성층(120-7)을 형성한다. 그리고 중성층(120-7) 상에 소프트층을 형성하고, 상기 소프트층을 패터닝하여 소프트 패턴층(130-7)을 형성할 수 있다. 여기서 소프트 패턴층(130-7)은 하부에 배치된 중성층(120-7)의 일부를 노출시킬 수도 있고, 일부 덮도록 형성할 수도 있다. 여기서 중성층(120-7)은 케텐 계열, 아지드 계열 및 이들을 화합물 중 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다.
소프트 패턴층(130-7)은 금속층(110-7), 중성층(120-7)의 적층 면의 단면에 대해 반원 형상으로 형성할 수 있다.
도 25에 도시된 바와 같이, 소프트 패턴층(130-7)을 마스크로 사용하여 산소 플라즈마 공정를 통해 중성층(120-7)을 애싱(ashing)할 수 있다. 중성층(120-7)의 일부를 애싱을 통해 중성층(120-7)의 표면에 대해 음각 패턴으로 형성된 시드 패턴(150-7)을 형성할 수 있다.
시드 패턴(150-7)이 형성되면서 노출된 중성층(120-7)은 산소 플라즈마에 노출되는 표면에 수산화기(OH-)가 형성된 표면 처리층(155-7)을 형성할 수 있다. 여기서 표면 처리층(155-7)은 시드 패턴(150-7)의 라운드진 표면을 따라 형성될 수 있다.
애싱 과정을 거치면 소프트 패턴층(130-7)으로 커버되지 않고 노출된 중성층(120-7)은 산소 플라즈마에 노출되어 주변의 중성층(120-7)에 대해 음각 형상으로 형성된 음각 영역으로 형성될 수 있다. 그리고, 음각 영역에 대해 상대적으로 양각으로 형성된 양각 영역에는 중성층(120-7)의 표면 상에 소프트 패턴층이 남아 있을 수 있다.
애싱하는 과정이 끝나면 중성층(120-7) 상에 잔존하는 소프트 패턴층을 제거한다. 여기서 양각 영역에는 잔존 소프트 패턴층을 형성해야만 중성층(120-7)을 극성 영역(P)과 중성 영역(N)으로 형성할 수 있다.
이와 같이, 시드 패턴(150-7)에 배치된 표면 처리층(155-7)을 형성하여 극성 영역(P)을 형성하고, 중성층(120-7) 상부에 남아 있는 소프트 패턴층을 제거하여 중성 영역(N)을 형성하여 서로 다른 극성을 갖는 표면을 갖는 중성층(120-4)을 형성할 수 있다.
도 26에 도시된 바와 같이, 극성 영역(P)과 중성 영역(N)으로 구획된 중성 층(120-7)의 표면 상에 공중합체를 도포하고, 어닐링 공정을 실시하여 블록 공 중합체(160B-7)를 형성할 수 있다.
여기서 블록 공중합체(160B-7)는 극성 영역(P) 상에 형성된 제1 블록 공중합체(1610-7), 중성 영역(N) 상에 형성된 제2 블록 공중합체(1620-7)를 포함할 수 있다. 제1, 2 블록 공중합체(1610-7, 1620-7)는 제1 단량체 블록(162-7) 및 제2 단량체 블록(167-7)을 포함하고 있으며, 접촉하고 있는 표면에 따라 서로 다른 방향으로 상분리되어 정렬될 수 있다.
제1 블록 공중합체(1610-7)는 시드 패턴(150-7)의 표면에 형성된 표면 처리층(155-7)에 접촉하여, 즉, 극성 영역(P)의 표면 상에 접촉하여 제1, 2 단량체 블록(162-7, 167-7)은 시드 패턴(150-7)의 표면에 대해 평행한 방향으로 상분리되어 정렬될 수 있다.
제2 블록 공중합체(1620-7)는 중성층(120-7)의 표면에 접촉하여, 즉, 중성 영역(N)의 표면 상에 접촉하여 제1, 2 단량체 블록(162-7, 167-7)은 중성층(120-7)의 표면에 대해 수직한 방향으로 상분리되어 정렬될 수 있다.
여기서 제1 블록 공중합체(1610-7)는 단량체 중 어느 하나에 대해 친수성인 표면 처리층(155-7)에 접촉하여 극성 영역(P)에서 상분리되어 정렬될 수 있다. 이에 따라 제1 블록 공중합체(1610-7) 상에 배치되는 제2 블록 공중합체(1620-7)는 제1 블록 공중합체(1610-7)의 정렬 순서에 따라 정렬될 수 있다.
따라서 제2 블록 공중합체(1620-7)의 제1, 2 단량체 블록(162-7, 167-7)은 제1 블록 공중합체(1610-7)의 정렬 순서에 의해서 정렬 순서가 이어질 수 있다. 그리고, 중성 영역(N)에 배치된 제2 블록 공중합체(1620-7)는 제1 블록 공중합체(1610-7) 상에 배치된 제2 블록 공중합체(1620-7)의 단량체 순서에 따라 중성층(120-7)의 표면에 대해 수직한 방향으로 자발 정렬될 수 있다.
다음으로, 블록 공중합체(160B-7)가 형성된 기판 상에 소스 가스로써 제1 식각 가스(G1)를 제공하여 제1 식각 공정를 실시할 수 있다. 상기 제1 식각 공정은 제1 식각 가스(G1)로 반응성 가스를 블록 공중합체(160B-7)에 제공하여 블록 공중합체(160B-7)의 단량체들 중 어느 하나의 단량체를 일부 식각할 수 있다.
도 27에 도시된 바와 같이, 제1 식각 가스(G1)를 블록 공중합체(160B-7)에 제공하여 제1, 2 단량체 블록(162-7, 167-7) 중 어느 하나의 단량체를 일부 식각시켜 잔사 패턴(170-7)을 형성할 수 있다.
잔사 패턴(170-7)은 중성층(120-7)의 표면이 노출되지 않는 영역까지, 또는 시드 패턴(150-7)의 측면에 배치된 표면 처리층(155-7)이 식각되지 않는 영역까지 제1 단량체 블록(162-7)을 식각시켜 형성할 수 있다.
상기와 같이 잔사 패턴(170-7)을 형성하여 잔사 패턴(170-7)과 제2 단량체 블록(167-7)은 높이 단차가 형성될 수 있다. 다시 말해, 제2 단량체 블록(167-7)은 인접한 제2 단량체 블록(167-7) 사이에 트렌치가 형성될 수 있다.
그리고, 잔사 패턴(170-7)을 형성시켜 제2 단량체 블록(167-7)들 사이에 트렌치가 형성된 기판 상에 제2 식각 가스(G2)를 제공하여 잔사 패턴(170-7) 및 잔사 패턴(170-7) 하부에 배치된 물질들을 물리적으로 식각할 수 있다. 여기서 제2 식각 가스(G2)에 노출된 제2 단량체 블록(167-7) 또한 일부가 식각될 수 있다. 여기서 제2 식각 가스(G2)는 무반응성 식각 가스로 불활성 가스를 사용할 수 있다.
도 23 및 도 28을 참조하면, 제2 식각 가스(G2)를 통해 잔사 패턴(170-7)의 하부의 물질들 및, 제2 단량체 블록(167-7)을 식각시켜 일정 주기로 형성되는 와이어 패턴(101-7)을 형성할 수 있다.
와이어 패턴(101-7)은 금속층(110-7) 식각시켜 주기적인 패턴을 갖는 제1 와이어 패턴(115-7)을 형성할 수 있다. 제1 와이어 패턴(115-7)은 금속으로 이루어져 전도성 와이어 패턴일 수 있다.
금속층(110-7), 중성층(120-7), 표면 처리층(155-7), 제1, 2 단량체 블록(162-7, 167-7) 중 적어도 어느 하나가 배치된 기판은 제2 식각 가스(G2)를 통한 식각 과정을 거치면서, 적어도 어느 하나 이상의 제1 와이어 패턴(115-7) 상에는 제2 와이어 패턴(190-7)이 형성될 수 있다.
제2 와이어 패턴(190-7)은 적어도 어느 하나 이상의 제1 와이어 패턴(115-7) 상에 형성된 중성 패턴(120E-7)을 구비할 수 있다. 따라서, 적어도 어느 하나 이상의 제2 와이어 패턴(190-7)은 적어도 어느 하나 이상의 중성 패턴(120E-7) 상에 표면 처리 패턴(155E-7), 제1, 2 단량체 블록 패턴(162E-7, 167E-7) 중 적어도 어느 하나 이상이 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(100-7)의 제조 방법은 중성층(120-7)에 서로 다른 극성을 갖도록 시드 패턴(150-7)을 중성층(120-7) 표면에 형성하여 블록 공중합체(160B-7)가 중성층(120-7) 상에서 자발 정렬되도록 함으로써 대면적 공정에 적용 가능하고, 블록 공중합체(160B-7)의 정렬시키기 위한 비패턴부를 형성할 필요가 없는 전면 나노 패턴을 갖는 와이어 그리드 편광자(100-7)를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(100-7) 제조 방법 및 이를 통하여 제조된 와이어 그리드 편광자는 서로 다른 극성을 갖도록 중성층(120-7)의 표면을 처리하여 비패턴부 영역이 형성되지 않아 투광 및 편광 특성을 개선시킬 수 있다.
게다가 블록 공중합체(160B-7)를 형성하기 위해 와이어 패턴(101-7)과 유사한 크기를 갖는 패턴을 형성하는 트리밍 공정, 더블 패터닝 공정 등의 일련의 제조 과정이 필요 없어 제조 공정이 용이해 질 수 있다.
도 29 내지 도 31은 본 발명의 또 다른 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 단면도이다. 여기서 도 28 내지 도 31은 도 1 내지 도 21을 인용하여 설명한다.
도 29 내지 도 31을 참조하면, 와이어 그리드 편광자(100-8, 100-9, 100-10)는 기판(105) 상에 돌출 형성되는 와이어 패턴(101-8, 101-9, 101-10)을 구비하고, 와이어 패턴(101-8, 101-9, 101-10)은 기판(105) 면에 접촉 형성되며, 금속으로 형성되는 제1 와이어 패턴(115-8, 115-9, 115-10)과, 제1 와이어 패턴(115-8, 115-9, 115-10) 상에 배치되는 제2 와이어 패턴(190-8, 190-9, 190-10)을 포함할 수 있다.
여기서 제2 와이어 패턴(190-8, 190-9, 190-10)은 중성 패턴(120E-8, 120E-9, 120E-10)으로 배치될 수 있다. 또한, 제2 와이어 패턴(190-8, 190-9, 190-10)은 적어도 어느 하나 이상에 중성 패턴(120-8, 120-9, 120-10) 상에 배치되는 표면 처리 패턴(155E-8, 155E-9, 155E-10)을 포함할 수 있다.
먼저 도 1 내지 도 21을 인용하여 설명하면, 와이어 그리드 편광자(100-1, 100-4, 100-7)는 제조 과정 중에 제1 와이어 패턴(115-1, 115-4, 115-7) 상에 중성 패턴(120E-1, 120E-4, 120E-7), 표면 처리 패턴(155E-1, 155E-4, 155E-7), 제1 단량체 블록 패턴(162E-1, 162E-4, 162E-7) 및 제2 단량체 블록 패턴(167E-1, 167E-4, 167E-7) 중 적어도 하나 이상이 배치될 수 있다.
여기서 제2 와이어 패턴(190-1, 190-4, 190-7)에 식각액 또는 식각 가스를 제공하여 표면 처리 패턴(155E-1, 155E-4, 155E-7)에 인접한 제1 단량체 블록 패턴(162E-1, 162E-4, 162E-7)을 제거할 수 있다. 이와 같이, 제1 단량체 블록 패턴(162E-1, 162E-4, 162E-7)을 제거하여 제1 단량체 블록 패턴(162E-1, 162E-4, 162E-7) 상에 배치된 복수의 패턴들을 리프트 오프(lift off)시킬 수도 있다. 여기서 제1 단량체 블록 패턴(162E-1, 162E-4, 162E-7) 상에 배치되는 패턴들은 제2 단량체 블록 패턴(167E-1, 167E-4, 167E-7), 제1 단량체 블록 패턴(162E-1, 162E-4, 162E-7) 중 적어도 어느 하나 일 수 있다.
그리고 제1 단량체 블록 패턴(162E-1, 162E-4, 162E-7)과 중성 패턴(120E-1, 120E-4, 120E-7) 사이에 배치되는 표면 처리 패턴(155E-1, 155E-4, 155E-7)은 제1 단량체 블록 패턴(162E-1, 162E-4, 162E-7)을 제거시키는 과정에서 제거될 수도 있고, 남아 있을 수도 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(100-8, 100-9, 100-10)는 기판(105) 상에 배치되는 서로 다른 높이를 갖는 와이어 패턴(101-8, 101-9, 101-10)을 포함할 수 있다. 와이어 패턴(101-8, 101-9, 101-10)은 기판(105) 상에 배치된 제1 와이어 패턴(115-8, 115-9, 115-10)과, 제1 와이어 패턴(115-8, 115-9, 115-10) 상에 배치되며 중성 패턴(120E-8, 120E-9, 120E-10)으로 이루어진 제2 와이어 패턴(190-8, 190-9, 190-10)을 포함할 수 있다.
또한, 제2 와이어 패턴(190-8, 190-9, 190-10)은 적어도 어느 하나 이상의 중성 패턴(120E-8, 120E-9, 120E-10) 상에 배치되는 표면 처리 패턴(155E-8, 155E-9, 155E-10)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자(100-8, 100-9, 100-10)는 상기와 같이 서로 다른 높이를 갖는 와이어 패턴(101-8, 101-9, 101-10)을 배치할 수 있고, 와이어 패턴(101-8, 101-9, 101-10)의 높이 제어를 통해 와이어 그리드 편광자(100-8, 100-9, 100-10)의 투광 및 편광 특성을 제어할 수 있다.
구체적으로 설명하기 위해 도 29 및 도 31을 참조하면, 와이어 그리드 편광자(100-8, 100-10)는 시드 패턴(150)의 형상에 따라 단면이 사선 형상 또는 반원 형상으로 형성될 수 있고, 시드 패턴(150) 상에 배치된 복수의 패턴들을 제거함으로써 제2 와이어 패턴(190-8, 190-10)의 높이가 서로 다르게 형성될 수 있다.
와이어 패턴(101-8, 101-10)은 적어도 어느 하나 이상은 동일한 높이로 형성되는 제1 영역(A)이 존재하고, 제1 영역(A)과 와이어 패턴(101-8, 101-10)의 높이가 상이한 제2 영역(B)이 존재할 수 있다. 여기서 제2 영역(B)에 배치되는 와이어 패턴(101-8, 101-10)의 높이 또한 서로 다른 높이로 형성될 수 있다.
그리고 제2 영역(B) 상에 배치된 적어도 어느 하나 이상의 제2 와이어 패턴(190-8, 190-10) 즉, 중성 패턴(120E-8, 120E-10)의 상부 영역에는 표면 처리 패턴(155E-8, 155E-10)이 배치될 수 있다.
도 30에 도시된 바와 같이, 와이어 그리드 편광자(100-9)는 시드 패턴(150)의 형상에 따라 단면이 사각 형상으로 형성될 수 있고, 제2 와이어 패턴(190-9)의 높이가 서로 다르게 형성될 수 있다.
구체적으로, 와이어 패턴(101-9)은 적어도 어느 하나 이상은 동일한 높이로 형성되는 제1 영역(A)이 존재하고, 제1 영역(A)과 와이어 패턴(101-9)의 높이가 상이한 제2 영역(B)이 존재할 수 있다. 여기서 제2 영역(B)에 배치되는 와이어 패턴(101-9)의 높이는 동일한 높이로 형성될 수 있다.
그리고, 제2 영역(B) 상에 배치된 적어도 어느 하나 이상의 제2 와이어 패턴(190-9) 즉, 중성 패턴(120E-9)의 상부 영역에는 표면 처리 패턴(155E-9)이 배치될 수 있다. 또한, 표면 처리 패턴(155E-9)은 제2 영역(B)에 인접한 제1 영역(A)의 제2 와이어 패턴(190-9)의 측벽에 더 배치될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예들에 따른 와이어 그리드 편광자(100-8, 100-9, 100-10)는 상기와 같이 서로 다른 높이를 갖는 와이어 패턴(101-8, 101-9, 101-10)을 배치할 수 있고, 와이어 패턴(101-8, 101-9, 101-10)의 높이 제어를 통해 와이어 그리드 편광자(100-8, 100-9, 100-10)의 투광 및 편광 특성을 제어할 수 있다.
도 32는 본 발명의 또 다른 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 단면도이다. 여기서 도 32는 도 1 내지 도 31을 인용하여 설명한다.
와이어 그리드 편광자(100-11)는 기판(105) 상에 돌출 형성되는 제1 와이어 패턴(115-11)을 구비할 수 있다. 이와 같이, 와이어 그리드 편광자(100-11)는 기판(105) 면에 접촉 형성되며, 금속으로 형성되는 제1 와이어 패턴(115-11)만으로 와이어 패턴(101-11)을 형성할 수 있다.
먼저, 와이어 그리드 편광자(100, 100-4, 100-7)는 제조 과정 중에 제1 와이어 패턴(115, 115-4, 115-7) 상에 중성 패턴(120E, 120E-4, 120E-7), 표면 처리 패턴(155E, 155E-4, 155E-7), 제1 단량체 블록 패턴(162E, 162E-4, 162E-7) 및 제2 단량체 블록 패턴(167E, 167E-4, 167E-7) 중 적어도 하나 이상이 배치될 수 있다.
여기서 제2 와이어 패턴(190, 190-4, 190-7)에 식각액 또는 식각 가스를 제공하여 중성 패턴(120E, 120E-4, 120E-7)을 제거할 수 있다. 이와 같이, 중성 패턴(120E, 120E-4, 120E-7)을 제거하여 중성 패턴(120E, 120E-4, 120E-7) 상에 배치된 복수의 패턴들을 리프트 오프(lift-off)시킬 수도 있다.
이와 같이, 제1 와이어 패턴(115-11) 상에 배치된 복수의 패턴을 제거하여 일정 간격으로 배치되는 제1 와이어 패턴(115-11)만을 남길 수 있고, 남겨진 제1 와이어 패턴(115-11)만으로 와이어 패턴(101-11)의 역할을 할 수 있다.
그리고 제1 와이어 패턴(115-11)이 형성된 기판 상에 보호막을 더 배치시켜 와이어 그리드 편광자(100-11)를 형성할 수 있다. 상기 보호막은 기판(105) 상에 돌출 형성된 제1 와이어 패턴(115-11)을 보호하고, 추후에 와이어 그리드 편광자(100-11)에 접촉 형성되는 제품과의 접촉을 용이하게 해 줄 수 있다.
도 33은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자를 포함하는 표시 장치의 개략적인 단면도이다. 여기서 와이어 그리드 편광자는 도 1 내지 32를 인용하여 설명하기로 한다.
도 33을 참조하면, 표시 장치(1)는 제1 표시 기판(10), 제1 표시 기판(10)과 이격하여 대향하는 제2 표시 기판(200) 및 제1 표시 기판(10)과 제2 표시 기판(200) 사이에 개재된 액정층(300)을 포함할 수 있다. 각 표시 기판(10, 200)은 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소가 정의될 수 있다.
제1 표시 기판(10)에는 제1 방향으로 연장된 복수의 게이트 라인, 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장된 복수의 데이터 라인이 형성될 수 있다. 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 정의된 각 화소마다 화소 전극(80)이 배치될 수 있다.
화소 전극(80)은 스위칭 소자인 박막 트랜지스터를 통해 데이터 전압을 제공받을 수 있다. 박막 트랜지스터의 제어단자인 게이트 전극(20)은 게이트 라인에 연결되고, 입력 단자인 소오스 전극(52)은 데이터 라인에 연결되고, 출력 단자인 드레인 전극(57)은 화소 전극(80)에 콘택홀을 통해 연결될 수 있다. 박막 트랜지스터의 채널은 반도체층(40)으로 형성될 수 있다. 반도체층(40)과 소오스/드레인 전극(52, 57) 사이에는 일함수가 높은 오믹 콘택층(45)이 더 배치될 수 있다. 오믹 콘택층(45)은 반도체층(40)에 도펀트(dopant)를 도핑하여 높은 일함수를 갖을 수 있다.
반도체층(40)은 게이트 전극(20)과 오버랩되도록 배치될 수 있다. 소오스 전극(52)과 드레인 전극(57)은 반도체층(40)을 기준으로 이격될 수 있다. 화소 전극(80)은 공통 전극(250)과 함께 전계를 생성하여 그 사이에 배치된 액정층(300) 액정 분자의 배향 방향을 제어할 수 있다. 액정층(300)은 양의 유전율 이방성을 가지는 트위스티드 네마틱(twisted nematic; TN) 모드, 수직 배향(VA) 모드 또는 수평 배향(IPS, FFS) 모드 등일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
제2 표시 기판(200)에는 각 화소마다 컬러 필터(230)가 형성될 수 있다. 컬러 필터(230)는 적색, 녹색, 청색 컬러 필터(230)를 포함할 수 있다. 적색, 녹색, 청색 컬러 필터(230)는 교대로 배열될 수 있다. 각 컬러 필터(230)간 경계에는 차광 패턴(220)이 배치될 수 있다. 또한, 차광 패턴(220)은 제2 표시 기판(200)의 비표시 영역에까지 배치될 수 있다. 제2 표시 기판(200)에는 화소와 무관하게 일체형으로 형성된 공통 전극(250)이 배치될 수 있다.
이하, 상기한 표시 장치(1)에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
제1 표시 기판(10)은 와이어 그리드 편광자(100, 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6, 100-7, 100-8, 100-9, 100-10, 100-11)를 갖는 와이어 그리드 편광기판(102)을 베이스 기판으로 사용할 수 있다. 여기서 도 1을 예를 들어 와이어 그리드 편광자(100)를 갖는 와이어 그리드 편광기판(102)을 대표적으로 설명하지만, 다른 실시예 및 또 다른 실시예들의 외어어 그리드 편광자(100, 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6, 100-7, 100-8, 100-9, 100-10, 100-11)를 포함하는 와이어 그리드 편광기판(102)을 사용할 수도 있다.
기판(105)은 유리나 투명한 플리스틱과 같은 투명한 절연 기판으로 이루어질 수 있다.
와이어 그리드 편광기판(101)은 와이어 그리드 편광자(100) 상에 와이어 패턴(101)을 보호하고 절연하는 보호막(195)을 포함할 수 있다.
기판(105) 상에 돌출하여 위치하는 와이어 패턴(101)을 포함할 수 있다.
와이어 패턴(101)은 기판(105) 상에 배치되는 제1 와이어 패턴(115), 제1 와이어 패턴(115) 상에 배치되는 제2 와이어 패턴(190)을 포함할 수 있다. 적어도 어느 하나 이상의 제2 와이어 패턴(190)은 제1 와이어 패턴(115) 상에 중성 패턴(120E), 표면 처리 패턴(155E), 제1 단량체 블록 패턴(162E) 및 제2 단량체 블록 패턴(167E)을 구비할 수 있다.
와이어 그리드 편광기판(102) 중에 와이어 패턴(101)은 비 패턴부를 형성하지 않고도 주기성 있는 나노 패턴을 기판 전면에 형성할 수 있다. 따라서 박막트랜지스터 등과 같은 빛이 투과되지 않는 영역에 관계 없이 와이어 그리드 편광자(100)를 배치시켜 투광 및 편광 효율을 개선할 수 있다. 따라서, 표시 장치(1)의 휘도를 향상시킬 수 있다.
와이어 그리드 편광기판(102)의 보호막(195) 상에는 도전성 물질로 이루어진 게이트 라인 및 그로부터 돌출된 게이트 전극(20)이 형성될 수 있다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 게이트 라인은 비표시 영역까지 연장될 수 있고, 상기 비표시 영역에서 게이트 패드를 형성할 수 있다.
게이트 라인 및 게이트 전극(20)은 게이트 절연막(30)에 의해 덮인다.
게이트 절연막(30) 상에는 반도체층(40)과 오믹 콘택층(45)이 형성될 수 있다. 반도체층(40) 및 오믹 콘택층(45) 상에는 데이터 라인으로부터 분지된 소오스 전극(52) 및 소오스 전극(52)과 이격된 드레인 전극(57)이 형성될 수 있다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 데이터 라인은 비표시 영역까지 연장될 수 있고 비표시 영역에서 데이터 패드를 형성할 수 있다.
소오스 전극(52)과 드레인 전극(57) 상에는 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산질화막 등의 절연 물질로 이루어진 절연막의 일종인 패시베이션막(60)이 형성되고, 패시베이션막(60) 상에는 유기 물질로 이루어진 유기막(70)이 형성될 수 있다. 패시베이션막(60)과 유기막(70)은 비표시 영역까지 형성될 수 있다. 패시베이션막(60)은 생략될 수도 있다.
유기막(70) 상에는 화소마다 도전 물질로 이루어진 화소 전극(80)이 형성될 수 있다. 화소 전극(80)은 유기막(70)과 패시베이션막(60)을 관통하여 드레인 전극(57)을 노출하는 콘택홀의 통해 드레인 전극(57)과 전기적으로 연결될 수 있다. 화소 전극(80)은 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 인듐 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물, 갈륨 산화물, 티타늄 산화물, 알루미늄, 은, 백금, 크롬, 몰리브덴, 탄탈륨, 니오븀, 아연, 마그네슘, 이들의 합금이나 이들의 적층막으로 구성될 수 있다.
계속해서, 제2 표시 기판(200)에 대해 설명한다. 제2 표시 기판(200)은 제2 기판(210)을 베이스 기판으로 한다. 제2 기판(210)은 유리나 투명한 플리스틱과 같은 투명한 절연 기판으로 이루어질 수 있다.
제2 기판(210) 상에는 차광 패턴(220)이 형성된다. 차광 패턴(220)은 비표시 영역까지 형성될 수 있다.
표시 영역의 차광 패턴(220) 상에는 컬러 필터(230)가 형성될 수 있다.
컬러 필터(230)와 차광 패턴(220) 상에는 오버코팅층(240)이 형성될 수 있다. 오버코팅층(240)은 비표시 영역까지 형성될 수 있다.
오버코팅층(240) 상에는 공통 전극(250)이 배치될 수 있다. 공통 전극(250)은 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 인듐 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물, 갈륨 산화물, 티타늄 산화물, 알루미늄, 은, 백금, 크롬, 몰리브덴, 탄탈륨, 니오븀, 아연, 마그네슘, 이들의 합금이나 이들의 적층막으로 구성될 수 있다.
공통 전극(250)은 표시 영역 전체를 커버하도록 형성될 수 있다. 다만, 공통 전극(250)은 표시 영역 내에서 슬릿이나 개구부를 포함할 수도 있다.
공통 전극(250)은 비표시 영역의 일부에까지 형성될 수 있지만, 제2 표시 기판(200)의 테두리 부근에는 미형성되어 오버코팅층(240)을 노출할 수 있다.
제1 표시 기판(10)과 제2 표시 기판(200)은 소정의 셀갭을 유지하면서 대향하여 배치된다. 제1 표시 기판(10)과 제2 표시 기판(200) 사이에는 액정층(300)이 개재될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 액정층(300)에 접하는 제1 표시 기판(10)과 제2 표시 기판(200)의 표면 중 적어도 하나에는 배향막이 형성될 수 있다. 제1 표시 기판(10)의 화소 전극(80)과 제2 표시 기판(200)의 공통 전극(250)은 상호 마주보도록 배치되어 액정층(300)에 전계를 형성할 수 있다.
이와 같이, 와이어 그리드 편광기판(102)은 금속을 사용하므로 빛을 반사하는 효율이 매우 높으므로 반사된 빛을 재반사시킬 수 있다. 따라서 그 빛을 재활용하여 모든 빛을 하나의 편광으로 만들 수 있다. 와이어 그리드 편광기판(102)을 표시 장치(1)에 적용시켜 빛의 투광 및 편광 효율을 증가시킬 수 있고, 휘도를 향상시킬 수 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.
100: 와이어 그리드 편광자 101: 와이어 패턴
105: 기판 110: 금속층
115: 제1 와이어 패턴 120: 비선택층
120E: 중성 패턴 130: 소프트층
135: 소프트 패턴층 150: 시드 패턴
155: 표면 처리층 160R: 공중합체
160B: 블록 공중합체 162: 제1 단량체 블록
167: 제2 단량체 블록 170: 잔사 패턴
190: 제2 와이어 패턴

Claims (20)

  1. 기판; 및
    상기 기판 상에 주기성을 갖고 배치되는 와이어 패턴을 포함하되,
    상기 와이어 패턴은,
    상기 기판 상에 배치되는 제1 와이어 패턴,
    적어도 어느 하나 이상의 상기 제1 와이어 패턴 상에 배치되는 중성 패턴, 표면 처리 패턴, 제1, 2 단량체 블록 패턴 중 적어도 어느 하나 이상을 구비하는 제2 와이어 패턴을 포함하는 와이어 그리드 편광자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 표면 처리 패턴은 상기 제1, 2 단량체 블록 패턴 중 어느 하나와 상기 중성 패턴 사이에 배치되는 와이어 그리드 편광자.
  3. 제 1항에 있어서,
    적어도 어느 하나 이상의 상기 중성 패턴 측면의 일부에는 상기 표면 처리 패턴이 더 배치되는 와이어 그리드 편광자.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 와이어 패턴은 빛을 반사하는 금속성 와이어 패턴이 배치되는 와이어 그리드 편광자.
  5. 기판 상에 금속층, 상기 금속층 상에 비선택층, 상기 비선택층 상에 소프트층을 순차적으로 형성하는 단계;
    상기 소프트층을 패턴닝하여 소프트 패턴층을 형성하는 단계;
    상기 소프트 패턴층을 마스크로 이용하여 상기 비선택층을 선택 영역과 비선택 영역으로 구획하는 단계;
    상기 비선택 영역과 선택 영역을 갖는 상기 비선택층 상에 서로 다른 둘 이상의 단량체를 갖는 공중합체를 도포하는 단계; 및
    서로 다른 둘 이상의 단량체를 갖는 공중합체를 어닐링시켜 상기 서로 다른 두 가지 단량체를 정렬시켜 제1, 2 단량체 블록을 갖는 블록 공중합체를 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 블록 공중합체를 형성하는 단계는,
    상기 선택 영역의 표면에 대해 평행한 방향으로 정렬된 제1 블록 공중합체을 형성하고, 상기 비선택 영역의 표면에 대해 수직한 방향으로 정렬된 제2 블록 공중합체를 형성하는 하는 단계를 포함하는 와이어 그리드 편광자의 제조 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 비선택층은 서로 다른 선택 특성을 갖는 영역으로 구획된 표면으로 상기 제1, 2 단량체 블록의 정렬 순서를 제어하는 와이어 그리드 편광자의 제조 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 소프트 패턴층을 마스크로 이용하여 상기 비선택층을 선택 영역과 비선택 영역으로 구획하는 단계는,
    상기 소프트 패턴층의 일부 및 상기 비선택층의 일부를 애싱(ashing)시켜 시드 패턴을 형성하고, 상기 시드 패턴의 표면에 표면 처리층을 형성하여 상기 선택 영역을 형성하는 단계; 및
    상기 소프트 패턴층을 세정하여 상기 비선택층의 표면을 노출시켜 상기 비선택 영역을 형성하는 단계를 포함하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 소프트 패턴층 및 비선택층의 일부를 애싱하는 단계는,
    상기 소프트 패터층 및 비선택층을 산소 플라즈마 처리(O2 plasma treatment)하는 단계인 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 시드 패턴은 단면 상으로 측면이 테이퍼진 형상, 반원 형상, 사각 형상 중 어느 하나의 형상으로 형성되는 와이어 그리드 편광자의 제조 방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 표면 처리층은 상기 블록 공중합체의 단량체 중 어느 하나의 단량체에 대해 친수성인 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 표면 처리층은 상기 비선택층의 노출 표면에 형성된 수산화기(OH-)로 이루어지는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 표면 처리층은 상기 제1 블록 공중합체의 제1, 2 단량체 블록의 정렬 순서를 제어하고,
    상기 제1 블록 공중합체는 상기 제2 블록 공중합체의 제1, 2 단량체 블록의 정렬 순서를 유도하는 와이어 그리드 편광자의 제조 방법.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 시드 패턴은 상기 비선택층의 표면 상에 1um 내지 5um 범위로 배치되는 와이어 그리드 편광자의 제조 방법.
  14. 제 5항에 있어서,
    상기 비선택층은 케텐(Ketene) 계열, 아지드 (Azide) 계열 및 이들의 화합물 중 선택된 어느 하나인 와이어 그리드 편광자의 제조 방법.
  15. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 블록 공중합체 및 제2 블록 공중합체를 형성하는 단계 후에,
    상기 제1, 2 단량체 블록을 갖는 상기 제2 블록 공중합체에서 상기 제1 단량체 블록을 일부 제거시킨 잔사 패턴을 형성하여 상기 제1 단량체 블록 및 상기 제2 단량체 블록의 높이 단차를 형성하는 제1 식각 단계; 및
    상기 잔사 패턴 하부에 배치된 상기 금속층, 상기 비선택층, 상기 표면 처리층, 상기 제1 단량체 블록 및 상기 제2 단량체 블록 중 적어도 어느 하나 이상을 제거하는 제2 식각 단계를 더 포함하는 와이어 그리드 편광자의 제조 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제1 식각 단계는 O2, 불화 탄소 기체, HF 및 Cl로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 화학적 반응성 가스를 사용하는 단계인 와이어 그리드 편광자의 제조 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 잔사 패턴은 상기 비선택 영역의 상기 비선택층의 표면을 덮을 수 있게 형성되는 와이어 그리드 편광자의 제조 방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 제2 식각 단계는 수소(H), 아르곤(Ar), 헬름(He) 및 이들의 혼합한 혼합 가스인 무반응성 불활성 가스를 사용하는 단계인 와이어 그리드 편광자의 제조 방법.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 제2 식각 단계는
    상기 금속층을 식각시켜 형성된 제1 와이어 패턴; 및
    적어도 어느 하나 이상의 상기 제1 와이어 패턴 상에 상기 비선택층의 일부가 잔존하여 형성된 중성 패턴, 상기 표면 처리층의 일부가 잔존하여 형성된 표면 처리 패턴, 상기 제1, 2 단량체 블록의 일부가 잔존하여 형성된 제1, 2 단량체 블록 패턴 중 적어도 어느 하나로 형성되는 제2 와이어 패턴;
    을 포함하는 와이어 패턴을 형성하는 단계인 와이어 그리드 편광자의 제조 방법.
  20. 와이어 그리드 편광자 상에 배치되는 보호막;
    상기 보호막 상에 형성되고 제1 방향으로 연장되는 게이트 라인;
    상기 게이트 라인과 절연되고 제2 방향으로 연장되는 데이터 라인;
    상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 전기적으로 연결되는 박막 트랜지스터; 및
    상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 화소 전극을 포함하되,
    상기 와이어 그리드 편광자는,
    상기 기판 상에 돌출하여 주기성을 갖고 배치되는 와이어 패턴을 포함하되,
    상기 와이어 패턴은 상기 기판 상에 배치되는 제1 와이어 패턴, 적어도 어느 하나 이상의 상기 제1 와이어 패턴 상에 배치되는 중성 패턴을 구비하고, 적어도 어느 하나 이상의 상기 중성 패턴 상에 표면 처리 패턴, 제1, 2 단량체 블록 패턴 중 적어도 어느 하나 이상을 구비하는 제2 와이어 패턴을 포함하는 표시 장치.
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