KR20180041059A - 임프린트 물질의 확산을 제어하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

그 위에 임프린트 필드를 형성하는 위치를 갖는 임프린트 리소그래피에 유용한 기판이 제공되며, 임프린트 필드는 내부 영역, 내부 영역을 둘러싸는 주연부 영역, 경계부에 의해 추가로 한정되고, 주연부 영역은 유체 제어 특징부를 더 포함한다. 임프린트 필드 위치에서 기판 상에 피착된 중합가능 물질은 기판 상에 확산이 가능하고, 유체 제어 요철 특징부는 중합가능 물질의 확산을 재지향하여 추가의 임프린트 리소그래피 기술이 이후 수행될 때 중합가능 물질이 임프린트 필드 경계부를 넘어 확산하는 것을 최소화한다.

Description

임프린트 물질의 확산을 제어하기 위한 방법{METHODS FOR CONTROLLING SPREAD OF IMPRINT MATERIAL}
나노 제작은 대략 100 나노미터 이하 정도의 특징부를 갖는 매우 작은 구조물의 제작을 포함한다. 나노 제작이 상당한 영향이 있는 하나의 용례는 집적 회로의 가공이다. 반도체 가공 산업은 기판 상에 형성되는 단위 면적당 회로를 증가시키면서 생산 수율을 높이고자 계속 노력하고 있으며; 따라서, 나노 제작이 점점 더 중요해지고 있다. 나노 제작은 형성된 구조물의 최소 특징부 치수의 지속적인 감소를 허용하면서 더 큰 처리 제어를 제공한다.
현재 사용되고 있는 예시적인 나노 제작 기술은 일반적으로 나노임프린트 리소그래피라고 지칭된다. 나노임프린트 리소그래피는, 예컨대, CMOS 로직, 마이크로프로세서, NAND 플래시 메모리, NOR 플래시 메모리, DRAM 메모리와 같은 집적된 디바이스, 또는 MRAM, 3D 크로스-포인트 메모리, Re-RAM, Fe-RAM, STT-RAM 등의 다른 메모리 디바이스의 층의 제작을 포함하여, 다양한 응용예에서 유용하다. 예시적인 나노임프린트 리소그래피 프로세스는, 모두가 여기에 참조로 통합된, 미국 특허 번호 제8,349,241호, 미국 특허 번호 제8,066,930호, 및 미국 특허 번호 제6,936,194호 등의 수많은 공보에 상세히 설명된다.
상기 언급된 미국 특허 각각에 개시된 나노임프린트 리소그래피 기술은 형성가능(예컨대, 중합가능) 층에 요철 패턴의 형성, 그리고 요철 패턴에 대응하는 패턴을 하부 기판에 전사하는 것을 포함한다. 패터닝 프로세스는 전형적으로 기판으로부터 이격된 템플릿을 사용하는데, 상기 형성가능 층은 예를 들어 액적 토출 기술에 의해 액체로서 기판에 도포된다. 형성가능 액체는 형성가능 액체에 접촉하는 템플릿의 표면의 형상과 일치하는 패턴을 갖는 고형 층을 형성하도록 응고된다. 응고 이후, 템플릿은 응고된 층으로부터 분리된다. 특정 경우, 이 프로세스는 이후 전체 기판이 패턴화될 때까지 필드-바이-필드(field-by-field)에 기초하여 기판에 걸쳐 반복된다(소위 "스텝-앤드-리피트(step-and-repeat)" 프로세스). 그리고, 기판은 응고된 층에 형성된 패턴에 대응하는 요철 이미지를 기판 내에 전사하기 위해 에칭 프로세스와 같은 추가의 프로세스로 처리된다. 특히, 이러한 스텝-앤드-리피트 프로세스에서, 템플릿 패터닝 표면을 넘는 형성가능 물질의 압출(extrusion)을 회피하는 것이 바람직하다. 이러한 압출이 발생하는 경우, 이는 각종 임프린트 및 사후-임프린트 결함으로 이어질 수 있다.
따라서 본 발명의 특징 및 장점이 상세히 이해될 수 있도록, 첨부 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 첨부 도면은 단지 본 발명의 대표적인 실시예를 예시하고 있을 뿐이며, 따라서 본 발명은 동일하게 유요한 다른 실시예를 인정할 수 있으므로, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 점에 유의하여야 한다.
도 1은 기판으로부터 이격된 몰드와 템플릿을 갖는 나노임프린트 리소그래피 시스템의 개략 측면도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시되고, 그 위에 형성된 응고되고 패턴화된 층을 갖는 기판의 개략도를 도시한다.
도 3은 기판으로부터 이격된 나노임프린트 리소그래피 템플릿의 개략 측면도를 도시한다.
도 4는 도 3의 기판의 부분 평면도를 도시한다.
도 5a 내지 도 5d는 템플릿이 기판 상에 피착된 형성가능 물질에 접촉하는 상태인, 도 3의 기판 및 리소그래피 템플릿의 개략 측면도를 도시한다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 따라서 템플릿이 기판 상에 피착된 형성가능 물질에 접촉하는 상태인, 기판 및 리소그래피 템플릿의 개략 측면도를 도시한다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 다른 실시예에 따라서 템플릿이 기판 상에 피착된 형성가능 물질에 접촉하는 상태인, 기판 및 리소그래피 템플릿의 개략 측면도를 도시한다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라서 템플릿이 기판 상에 피착된 형성가능 물질에 접촉하는 상태인, 기판 및 리소그래피 템플릿의 개략 측면도를 도시한다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 추가 실시예에 따라서 템플릿이 기판 상에 피착된 형성가능 물질에 접촉하는 상태인, 기판 및 리소그래피 템플릿의 개략 측면도를 도시한다.
개요
제1 일반적인 양태에서, 임프린트 필드를 그 위에 형성하는 위치를 갖는 기판이 제공되며, 임프린트 필드는 내부 영역, 내부 영역을 둘러싸는 주연부 영역, 및 경계부에 의해 추가로 한정되고, 주연부 영역은 유체 제어 특징부를 더 포함한다. 이후, 제공된 기판은, 중합가능 물질이 임프린트 필드 위치에서 기판 상에 피착되고 기판 상에 확산 가능하며, 유체 제어 요철 특징부는 중합가능 물질의 확산을 재지향하여 임프린트 필드 경계부를 넘는 중합가능 물질의 확산을 최소화하는 방법에 의해 처리된다.
이들 일반적인 양태의 실시는 하나 이상의 다음의 특징부를 포함할 수 있다. 유체 제어 특징부는 임프린트 필드 경계부의 에지에 인접하여 제공되고 각각의 이러한 에지에 대해 평행하게 방향성있게 배향된다. 유체 제어 특징부는 그 폭보다 적어도 10 또는 100 또는 1,000 또는 10,000배 보다 큰 길이를 갖는 세장형 특징부이다. 유체 제어 특징부는 라인, 라인 세그먼트, 또는 스태거형 바이다. 유체 제어 특징부는 선택적으로 0.005 내지 1 ㎛의 높이 또는 깊이를 갖는 돌출부 및/또는 오목부를 포함한다.
추가 제공되는 양태에서, 방법은 또한 템플릿의 요철 패턴을 충전하도록 기판 상에 피착되는 중합가능 물질과 임프린트 리소그래피 템플릿을 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 제공된 임프린트 리소그래피 템플릿은 하나 이상의 다음 특징부를 포함할 수 있다. 유체 제어 특징부는 기판의 임프린트 필드의 주연부 영역과 정렬된 템플릿의 영역에 제공된다. 템플릿의 이러한 유체 제어 특징부는 기판의 유체 제어 특징부에 상보적일 수 있고 유체 제어 특징부와 정렬될 수 있다. 소정 양태에서, 템플릿의 유체 제어 특징부는 기판의 유체 제어 특징부에 상보적이고 유체 제어 특징부에 정렬되고 또는 유체 제어 특징부에 대해 엇갈리게 배치된다. 다른 양태에서, 템플릿의 유체 제어 특징부는 기판의 돌출 유체 제어 특징부에 대해 오목하게 되고 엇갈리게 배치된다.
추가 양태에서, 중합가능 물질은 임프린트 필드 위치에서 기판 상에 패턴화된 층을 형성하도록 응고될 수 있고 템플릿은 일단 형성된 응고된 패턴으로부터 분리될 수 있다. 패턴은 일단 형성되면 기판 내로 전사되고 기판은 디바이스를 제조하도록 추가로 처리된다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부의 도면 및 이하의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
템플릿 패터닝 표면을 넘는 형성가능 물질의 압출을 회피하기 위해 기술을 변화시키는 점이 여기에 추가로 설명된다. 특히 도 1을 참조하면, 기판(12) 상에 요철 패턴을 형성하기 위해 사용되는 예시적인 나노임프린트 리소그래피 시스템(10)이 도시된다. 기판(12)은 기판 척(14)에 결합될 수 있다. 도시된 바와 같이, 기판 척(14)은 진공 척이다. 그러나, 기판 척(14)은 진공 척, 핀-형 척, 그루브-형 척, 정전 척, 전자기 척, 및/또는 기타를 포함하는 임의의 척일 수 있고, 하지만 이에 한정되지는 않는다. 예시적인 척이 여기에 참조로 통합되는 미국 특허 번호 제6,873,087호에 개시된다.
기판(12) 및 기판 척(14)은 스테이지(16)에 의해 추가로 지지될 수 있다. 스테이지(16)는 x-축, y-축 및 z-축을 따라 병진 및/또는 회전 운동을 제공할 수 있다. 스테이지(16), 기판(12) 및 기판 척(14)은 또한 베이스(미도시) 상에 위치설정될 수 있다.
템플릿(18)이 기판(12)으로부터 이격된다. 템플릿(18)은 제1 측면 및 제2 측면을 갖는 본체를 포함할 수 있고, 하나의 측면은 이로부터 기판(12)을 향해 연장하는 메사(mesa)(20)를 갖는다. 메사(20)는 그 위에 패터닝 표면(22)을 가질 수 있다. 또한, 메사(20)는 몰드(20)로 지칭될 수 있다. 대안적으로, 템플릿(18)은 메사(20) 없이 형성될 수 있다.
템플릿(18) 및/또는 몰드(20)는 용융 실리카, 석영, 실리콘, 유기 중합체, 실록산 중합체, 붕규산 유리, 플루오로카본 중합체, 금속, 경화 사파이어 및/또는 기타를 포함하는 그러한 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 본 발명의 실시예가 그러한 구성(예컨대, 평탄한 표면)에 한정되지는 않지만, 도시된 바와 같이, 패터닝 표면(22)은 복수의 이격된 오목부(24) 및/또는 돌출부(26)에 의해 형성된 특징부를 포함한다. 패터닝 표면(22)은 기판(12) 상에 형성될 패턴의 기초를 형성하는 임의의 원래의 패턴을 형성할 수 있다.
템플릿(18)은 척(28)에 결합될 수 있다. 척(28)은 진공 척, 핀-형 척, 그루브-형 척, 정전 척, 전자기 척 및/또는 다른 유사한 척 유형으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 척(28)은 임프린트 헤드(30)에 결합될 수 있으며, 척(28), 임프린트 헤드(30) 및 템플릿(18)이 적어도 z-축 방향으로 이동 가능하도록, 임프린트 헤드는 브릿지(36)에 이동 가능하게 결합될 수 있다.
나노임프린트 리소그래피 시스템(10)은 유체 토출 시스템(32)을 추가로 포함할 수 있다. 유체 토출 시스템(32)은 기판(12) 상에 형성가능 물질(34)(예컨대, 중합가능 물질)을 피착시키도록 사용될 수 있다. 형성가능 물질(34)은 액적 토출, 스핀-코팅, 딥 코팅, 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD), 박막 증착, 후막 증착, 및/또는 기타와 같은 기술을 이용하여 기판(12) 상에 위치설정될 수 있다. 형성가능 물질(34)은 설계 고려 사항에 따라 몰드(22)와 기판(12) 사이에 원하는 체적이 형성되기 전에 및/또는 형성된 후에, 기판(12) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 형성가능 물질(34)은 모두 여기에 참조로 통합된 미국 특허 번호 제7,157,036호 및 미국 특허 번호 제8,076,386호에 설명된 바와 같이 단량체 혼합물을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 나노임프린트 리소그래피 시스템(10)은 경로(42)를 따라 에너지(40)를 전달하는 에너지 공급원(38)을 추가로 포함할 수 있다. 임프린트 헤드(30) 및 스테이지(16)는 경로(42)와 중첩되게 템플릿(18) 및 기판(12)을 위치설정하도록 구성될 수 있다. 카메라(58)는 또한 경로(42)와 중첩되게 위치설정될 수 있다. 나노임프린트 리소그래피 시스템(10)은 스테이지(16), 임프린트 헤드(30), 유체 토출 시스템(32), 공급원(38) 및/또는 카메라(58)와 통신하는 프로세서(54)에 의해 조절될 수 있으며, 메모리(56)에 저장된 컴퓨터 판독 가능한 프로그램에 따라 작동할 수 있다.
임프린트 헤드(30)와 스테이지(16) 중 어느 하나 또는 둘 모두는, 형성가능 물질(34)에 의해 충전되는 원하는 체적을 그 사이에 형성하기 위해 몰드(20)와 기판(12) 사이의 거리를 변화시킨다. 예컨대, 몰드(20)가 형성가능 물질(34)에 접촉하도록, 임프린트 헤드(30)가 템플릿(18)에 힘을 인가할 수 있다. 소정의 체적이 형성가능 물질(34)로 충전된 후, 공급원(38)은 에너지(40), 예컨대 자외선을 생성하여 패터닝 표면(22)과 기판(12)의 표면(44)의 형상과 일치하도록 형성가능 물질(34)을 응고시키고/또는 가교 결합시켜, 기판(12) 상에 패턴화된 층(46)을 형성한다. 패턴화된 층(46)은 잔류층(48), 및 돌출부(50)와 오목부(52)로서 도시된 복수의 특징부를 포함할 수 있으며, 돌출부(50)는 두께(t1)를 갖고, 잔류층은 두께(t2)를 갖는다. 그 위에 형성된 패턴화된 층(46)을 갖는 기판(12)은 이후 패턴화된 층(46)의 패턴에 대응하는 요철 패턴을 기판(12) 내에 전사하기 위해 에칭 프로세스와 같은 추가의 프로세스로 처리된다. 이에 따라 패턴화된 기판은 이후 예를 들어 산화, 막 형성, 피착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등을 포함하는, 디바이스 제작을 위한 공지된 단계 및 프로세스가 추가적으로 실시할 수 있다.
상술된 시스템 및 프로세스는, 모두가 여기에 전체적으로 참조로 통합된, 미국 특허 제6,932,934호, 미국 특허 제7,077,992호, 미국 특허 제7,179,396호, 및 미국 특허 제7,396,475호에 참조된 임프린트 리소그래피 프로세스 및 시스템에서 추가로 채용될 수 있다.
상술된 바와 같은, 특히 액적 토출 기술을 채용한 임프린트 리소그래피 프로세스에서, 메사(20)의 에지를 넘는 중합가능 물질(34)의 압출을 회피하는 것이 바람직하다. 이러한 압출이 발생하는 경우, 이는 각종 임프린트 및 사후 임프린트 결함으로 이어질 수 있다. 예컨대, 스텝-앤드-리피트 프로세스에서, 압출된 물질은 임프린트된 필드와 이웃하는 필드 사이의 경계부에 물질의 원하지 않는 구축을 발생시킬 수 있고, 또는 더 심하게는 이웃하는 필드 자체 상의 물질의 구축으로 이어질 수 있다. 이러한 물질 구축은 이들 경계부를 따라서 또한 이웃하는 임프린트되지 않은 필드의 영향을 받는 구역에 걸쳐 더 두꺼운 잔류층 두께를 초래할 수 있고, 이는 디바이스 수율을 감소시키는, 후속 웨이퍼 제작 프로세스 동안의 결함을 초래한다. 유사하게, 물질이 이전에 임프린트된 이웃하는 필드 상으로 압출되는 경우, 압출된 물질은 이전에 임프린트된 패턴 특징부를 덮을 것이고, 마찬가지로 후속 처리에서 결함 및 감소된 디바이스 수율을 초래할 것이다. 추가로, 압출된 물질은 또한 템플릿 메사 측벽에 축적될 수 있다. 이 축적된 물질의 일부는 추후 파단될 수 있고, 후속하여 임프린트된 필드 상으로 피착될 수 있으며, 재차 처리 결함 및 감소된 디바이스 수율로 이어질 수 있다. 또한, 이러한 측벽 축적은 템플릿 자체의 손상으로 이어지거나, 템플릿 작업 수명을 감소시키고 또는 고가의 템플릿 수리 또는 교정을 요구할 수 있다.
이전의 압출 제어 기술은 미국 특허 제8,361,371호에 개시된 바와 같은, 유체 제어 특징부의 포함을 포함하는, 템플릿 설계에 중점을 두었다. 그러나, 이러한 기술은 템플릿이 중합가능 물질과 상호작용하는 위치에 있을 때, 즉 템플릿이 물질과 접촉한 이후에만 효과적이다. 상술된 프로세스에서, 물질이 먼저 기판 상에, 예컨대 액적으로서, 토출되고, 이후 이동 스테이지는 기판을 임프린트 헤드 아래로 그리고 템플릿이 하측으로 이동하여 기판 상에 피착된 물질과 접촉하는 위치로 이동시킨다. 템플릿 접촉이 중앙에서 주변으로 이루어지는 프로세스에서, 즉, 접촉이 템플릿 메사의 중앙에서 시작되고 이후 메사 에지를 향해 외측으로 점진적으로 이동할 때, 액적 토출과 메사 에지 외부로의 완전 접촉(지정된 임프린트 필드를 가로지르는 완전 접촉에 대응함) 사이의 시간 간격은 전형적으로 1초 이상일 수 있다. 이 경과 시간 내에, 액적은 특히 기판에 대해, 높은 처리량 프로세스에서 사용하기에 바람직한, 높은 정도의 습윤성을 갖는 물질을 사용하는 경우, 상당히 확산될 수 있다.
여기에 추가로 설명되는 바와 같이, 본 발명은 재료 압출을 최소화 또는 방지하는 방식으로서 템플릿 접촉 이전에 기판 필드의 에지에서 물질 확산을 제어하는 것을 보조하는 유체 제어 특징부를 기판 상에 제공하는 것을 포함한다. 소정의 프로세스에서, 이러한 특징부는 혼자서 작용하거나 또는 임프린트 템플릿 자체 상에 위치된 유체 제어 특징부와 협력하여 작용할 수 있다. 이러한 접근법에 의해, 임프린트 리소그래피 프로세스에 통합을 위해 더 넓은 압출 제어 프로세스 윈도우가 개발될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 메사(20)를 갖는 템플릿(18)이 기판(12) 상에 위치된 필드(100)와 중첩되게 도시된다. 필드(100)는 내부 영역(102) 및 주위 주연부 영역(104)을 포함하도록 추가로 한정된다. 내부 영역(102)은, 필드(100) 내의 영역을 나타내고, 여기서 추가의 처리 및 디바이스 제작을 위해 기판(12)에 전사될 원하는 패턴이 위치된다. 본 명세서에서 때때로 커프(kerf) 영역으로 지칭되는, 주위 주연부 영역(104)은 임프린트 프로세스 또는 추가의 처리 단계에서 유용한 정렬 마크 및 다른 메트롤로지 마크를 포함하지만, 이러한 커프 영역은 추가의 처리 단계에서 궁극적으로 희생될 수 있다. 도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 메사(20)와 물질(34) 및 기판(12)의 완전 접촉 이전에 커프 영역(104) 상에 또는 부근에 피착된 중합가능 물질(34)이 메사 에지(21)를 넘어 유동하는 시나리오가 도시된다. 더욱 특히, 도 5a는 물질(34)이 액적으로서 피착된 기판(12)을 도시하고, 이후 도 5b에 도시된 바와 같이 물질은 템플릿(18)이 물질(34) 및 기판(12)과 접촉할 때 확산되어 함께 합쳐진다. 그러나, 본 예에서, 물질(34)은 템플릿(18)과의 완전 접촉 이전에 커프 영역(104)을 가로질러 그리고 커프 영역을 넘어 확산되고, 그 결과 도 5c에 도시된 바와 같이 완전 접촉이 달성될 때 압출된 물질은 메사 에지(21)를 넘어 확장된다. 물질(34)이 후속하여 경화되고 템플릿(18)이 기판(12)으로부터 분리될 때, 도 5d에 도시된 바와 같이, 형성된 패턴화된 층 상에 결함부(106)가 잔류하고, 압출된 물질(108)이 템플릿 에지(21)에 축적되며, 이들 모두 이전에 설명된 바와 같이 추후 결함을 초래할 수 있다.
이러한 압출된 물질에 대한 더 양호한 제어를 위해, 본 발명은 기판 상에 위치된 유체 제어 특징부를 제공한다. 이러한 제어 특징부는 예컨대 기판 상에 급속히 확산되는 고습윤성 물질의 사용시 압출을 규제하는데 바람직하다. 이들은 또한, 임프린트 프로세스 제어 윈도우를 간단히 증가시키기 위해, 즉, 다른 프로세스 변수들을 수용하도록 물질 토출과 완전 템플릿 접촉 사이에 상이한 가능한 시간 간격을 허용하기 위해 덜 급속하게 확산되는 물질의 사용시 또한 유리하다. 다양한 실시예에서, 제어 특징부는 커프 영역 내를 포함하여, 하나 이상의 임프린트 필드 에지를 따라서 배치될 수 있다. 물질 확산을 추가로 제어하기 위해, 제어 특징부는 또한 방향성을 가질 수 있고, 예컨대, 가장 가까운 임프린트 필드 경계부 또는 에지에 실질적으로 평행하게 배향될 수 있다. 방향성은 제어 특징부가 이웃하는 임프린트 필드 에지에 일반적으로 평행하게 배향되는 반복적 세장형 특징부를 포함할 수 있다는 점을 의미한다. 이들 특징부는 그 폭에 대해 길이 면에서 적어도 10배 클 수 있고, 더 바람직하게는 그 폭에 대해 길이 면에서 적어도 10, 100, 1,000, 또는 심지어 10,000 배 이상 클 수 있다. 제어 특징부는 격자(즉, 특정 피치의 반복적 선 및 공간) 라인 세그먼트, 단일- 또는 다중- 스태거형 바 설계, 분획 또는 세그먼트화된 라인 설계, 단일 트렌치 설계, 체커보드 설계 등을 포함하는 각종 설계를 가질 수 있으나, 이로 한정되지는 않는다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 실시되는 설계가 임프린트 필드 에지 또는 경계부에 평행한 방향으로 확산 물질을 재지향할 수 있다면, 다른 특징부 설계가 또한 유용하다는 점을 이해할 것이다. 임프린트 응용예 요구 조건에 따르면, 이들 특징부의 폭은 서브미크론의 폭 내지 수 미크론의 폭에서 변할 수 있다. 특정 실시예에서, 유체 제어 특징부는 0.005 내지 20㎛의 폭, 길이 또는 직경, 그리고 0.005 내지 1㎛의 높이(즉, 돌출 특징부) 또는 깊이(즉, 오목 특징부)를 갖도록 설계될 수 있다. 기판 상에 패턴화된 유체 제어 특징부는 이들 특징부 상의 레지스트의 습윤성을 감소시키는 물질로 추가로 표면처리될 수 있다. 기판 상에 패턴화된 유체 제어 특징부는 또한 템플릿 상에 위치된 유체 제어 특징부와 조합하여 사용될 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 기판(12)의 커프 영역(104)에 위치된 유체 제어 특징부(122)를 포함하는 기판(12)을 갖는 실시예를 도시한다. 도 6a에서, 중합가능 물질(34)의 액적이 커프 영역(104) 부근에 그리고 커프 영역 상에 피착된다. 이후 액적은 템플릿(18)이 물질(34) 및 기판(12)과 접촉할 때 확산되어 함께 합쳐진다(도 6b). 그러나, 여기서 물질(34)이 커프 영역(104)을 가로질러 확산하지만 템플릿(18)과 완전 접촉 이전일 때, 물질의 유동은 커프 영역(104)을 넘어 확장되지 않도록 유체 제어 특징부에 의해 구속되고 재지향된다. 템플릿의 완전 접촉이 달성될 때, 도 6c에 도시된 바와 같이, 물질(34)은 임프린트 필드 내에 잔류하고 필드의 에지를 넘어 압출되지 않는다. 그 결과, 이후의 경화 및 분리(도 6d)는 임의의 압출-관련 결함을 생성하지 않는다.
특징부(122)와 같은 유체 제어 특징부는 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 알려진 리소그래피 프로세스를 사용하여 기판 상에 형성될 수 있으며, 이러한 리소그래피 프로세스는 광학 리소그래피 또는 임프린트 리소그래피 처리를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 또한, 소정의 상황에서, 이러한 프로세스는 존재하는 프로세스 플로우 내로 통합될 수 있다. 예를 들어, 기판 상에 원하는 패턴을 임프린트하기 전에 기판이 평탄화 단계 처리되는 것은 흔히 전형적인 것이다. 이러한 평탄화 단계는 블랭크 임프린트 템플릿을 사용하여, 즉 편평하고 평면의 패터닝 표면을 갖는 임프린트 템플릿을 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 템플릿에는 템플릿의 에지 부근에 위치된 원하는 유체 제어 특징부에 대응하는 요철 패턴이 대신 제공될 수 있고, 이에 따라 필드의 활성 구역이 평탄화되면서 원하는 유체 제어 특징부가 커프 영역 내에 임프린트된다. 이후의 에칭 단계가 수행되어 요철 특징부를 필드의 커프 영역 내로 에칭한다. 마찬가지로, 원하는 유체 제어 특징부를 기판 내에 형성하도록 광학 리소그래피 프로세스에 이어서 평탄화 단계가 사용될 수 있다. 즉, 원하는 유체 제어 특징부를 평탄화 층 내에 패턴화하기 위해 광학 리소그래피 단계에 이어서 평탄화 층이 예컨대 스핀-온(spin-on) 프로세스에 의해 전체 기판 상에 코팅될 수 있다. 이제, 이후의 에칭 단계는 유사하게 원하는 유체 제어 특징부를 기판 내에 에칭한다. 마찬가지로, 이러한 임프린트 리소그래피 또는 광학 리소그래피 패터닝은 평탄화 이전에 또는 유사한 효과를 달성하도록 평탄화없이 수행될 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 여기서, 기판(12)은 도 6a 내지 도 6d에서 상기 도시된 바와 같은 유체 제어 특징부(122)를 포함하지만 추가로 상보적 유체 제어 특징부(132)가 유사하게 구비된 템플릿(118)이 조합된다. 특히 도 7b 및 도 7c를 참조하면, 템플릿 제어 특징부(132)는 기판(12) 상의 특징부(122)와 정렬되게 위치설정된다. 이렇게 정렬된 특징부(122, 132)에 의해, 유체 격납을 위해 템플릿과 기판 사이에 더 큰 유효 채널이 생성된다. 즉, 동일한 2차원 구역에 대해 물질의 더 큰 체적이 구속되고 재지향된다. 추가로, 이러한 더 큰 체적의 물질의 구속에 의해, 필드 경계 에지에서의 물질의 관련된 모세관 압력이 감소된다. 모세관 압력이 유체 유동을 유발하기 때문에, 모세관 압력 유체의 감소는 경계에서의 유체 속도를 감소시키고, 이는 추가로 물질 압출의 제한을 보조한다.
도 8a 내지 도 8d는 유사한 실시예를 도시한다. 여기서 템플릿(120)에는 또한 상보적 유체 제어 특징부(134)가 제공되지만, 기판(12) 상의 유체 제어 특징부(122)로부터 오프셋되게 위치설정된다. 이러한 배열은 동일한 2차원 구역에 걸쳐 더 많은 체적의 물질을 유사하게 구속하고 재지향할 수 있다.
도 9a 내지 도 9d는 기판(12) 상의 유체 제어 특징부(122)가 상승되어 있는, 즉 기판(12) 표면으로부터 상측으로 연장되는 실시예를 도시한다. 바람직하게는, 이러한 특징부(122)는 템플릿과 상기 특징부의 직결(direct)의 위험이 없도록 최종 형성된 패턴 층(152)의 목표 잔류 층 두께보다 더 높게 연장되지 않는데, 이러한 직결은 다른 것 중에서도 기판과 템플릿의 정렬을 간섭할 수 있는 매우 높은 마찰력 또는 템플릿 손상으로 이어질 수 있다. 여기서 템플릿 정렬의 대응하는 유체 제어 특징부(134)는 도 7a 내지 도 7d의 실시예의 유사한 장점을 제공하도록 유체 제어 특징부(122)에 대해 위치설정될 수 있고, 상승된 특징부 위치에서 유체 유동을 추가로 제한하는 추가 장점을 갖는다.
추가 실시예(미도시)에서, 기판에는 융기된 그리고 오목한 유체 제어 특징부 모두가 제공될 수 있고, 혼자서 또는 상보적 유체 제어 특징부를 갖는 템플릿과 조합하여 사용될 수 있다. 이러한 조합의 일 예로서, 기판 및 템플릿 모두의 오목한 유체 제어부가 정렬될 수 있고, 도 7a 내지 도 7d에서와 같이 유체 제어를 위한 더욱 유효한 채널을 생성하며, 융기된 특징부는 이들 채널 사이에 유체 유동의 추가적인 유체 규제를 제공한다. 또 다른 실시예에서, 템플릿 유체 제어 특징부는 유체가 구속되고 재지향되는 방법에 관한 추가의 제어를 제공하기 위해 다중 단차부 및/또는 다중 에칭 깊이를 더 포함할 수 있다.
이 설명을 참조하면, 다양한 양태에 대한 추가적인 변형예 및 대안적인 실시예가 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서, 이 설명은 단지 예시적인 것으로 해석되어야 한다. 여기에 도시되고 설명된 형태는 실시예의 예로서 간주되어야 한다는 것을 이해하여야 한다. 구성요소와 물질은 여기에 도시되고 설명된 것들로 대체될 수 있으며, 부품과 프로세스는 반전될 수 있고, 소정의 특징은 독립적으로 사용될 수 있으며, 이 모든 것이 본 설명의 이점을 활용한 후 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백해질 것이다.

Claims (12)

  1. 경계부를 갖는 임프린트 필드를 규정하는 위치를 구비한 기판 제공 단계로서, 상기 임프린트 필드는 내부 영역 및 상기 내부 영역을 둘러싸는 주연부 영역에 의해 추가로 규정되고, 상기 주연부 영역은 유체 제어 특징부를 더 포함하는, 기판 제공 단계,
    상기 임프린트 필드 위치에서 상기 기판 상에 중합가능 물질을 피착시키는 단계, 및
    상기 중합가능 물질의 상기 기판 상의 확산을 허용하는 허용 단계로서, 유체 제어 요철 특징부가 상기 임프린트 필드 경계부를 넘는 상기 중합가능 물질의 확산을 최소화하도록 상기 중합가능 물질의 확산을 재지향시키는, 허용 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 임프린트 필드 경계부는 하나 이상의 에지를 갖고, 각각의 상기 에지에 인접한 상기 유체 제어 특징부는 상기 에지에 평행하게 방향성있게 배향되는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유체 제어 특징부는 그 폭보다 적어도 10 또는 100 또는 1,000 또는 10,000배 큰 길이를 갖는 세장형 특징부를 더 포함하는, 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유체 제어 특징부는 라인, 라인 세그먼트, 또는 스태거형 바를 더 포함하는, 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    요철 패턴이 배치된 패턴 표면을 구비한 임프린트 리소그래피 템플릿을, 상기 템플릿의 상기 요철 패턴을 충전하도록 상기 기판 상의 중합가능 물질과 접촉시키는 단계를 더 포함하고, 상기 임프린트 리소그래피 템플릿은 상기 주연부 영역과 정렬된 영역 내에 유체 제어 특징부를 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 템플릿의 상기 유체 제어 특징부는 상기 기판의 상기 유체 제어 특징부에 대해 상보적이고 상기 유체 제어 특징부와 정렬되거나 상기 유체 제어 특징부에 대해 엇갈리게 배치되는, 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 임프린트 필드 위치에서 상기 기판 상에 패턴화된 층을 형성하도록 상기 중합가능 물질을 응고시키는 단계 및 형성된 패턴화된 층으로부터 상기 템플릿을 분리하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  8. 디바이스를 제조하는 방법이며,
    제7항의 방법에 따라 기판 상에 패턴화된 층을 형성하는 단계,
    상기 패턴화된 층의 패턴을 상기 기판에 전사하는 단계, 및
    상기 기판을 가공하여 상기 디바이스를 제조하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  9. 경계부를 갖는 임프린트 필드를 규정하는 위치를 구비한 기판이며,
    상기 임프린트 필드는 내부 영역 및 상기 내부 영역을 둘러싸는 주연부 영역에 의해 추가로 규정되고, 상기 주연부 영역은 유체 제어 특징부를 더 포함하는, 기판.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 임프린트 필드 경계부는 하나 이상의 에지를 갖고, 각각의 상기 에지에 인접한 상기 유체 제어 특징부는 상기 에지에 대해 평행하게 방향성있게 배향되는, 기판.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 유체 제어 특징부는 그 폭보다 적어도 10 또는 100 또는 1,000 또는 10,000배 큰 길이를 갖는 세장형 특징부를 더 포함하는, 기판.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 유체 제어 특징부는 라인, 라인 세그먼트, 또는 스태거형 바를 더 포함하는, 기판.
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