KR20200121389A - 심이 없는 대면적 임프린트를 생성하기 위한 방법들 및 장치 - Google Patents

심이 없는 대면적 임프린트를 생성하기 위한 방법들 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 임프린트 리소그래피에 관한 것으로, 더 구체적으로, 심이 없는 대면적 임프린트를 생성하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다. 본원에서 개시되는 방법들은 일반적으로, 스탬프 또는 생성물에서의 피처들의 경화 시간을 심 및 주변부의 경화 시간과 분리하는 것을 포함한다. 심 및 주변부가 먼저 경화될 수 있거나, 또는 심 및 주변부가 마지막에 경화될 수 있다. 부가적으로, 심 경화 동작들은 마스터 상에서, 스탬프 상에서, 또는 최종 생성물 상에서 수행될 수 있다.

Description

심이 없는 대면적 임프린트를 생성하기 위한 방법들 및 장치
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 임프린트 리소그래피(imprint lithography)에 관한 것으로, 더 구체적으로, 심(seam)이 없는 대면적 임프린트를 생성하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다.
[0002] 임프린트 리소그래피는 나노미터 스케일 패턴들을 제작하는 데 사용될 수 있는 접촉 패터닝(contact patterning) 방법이다. 일반적으로, 임프린트 리소그래피는 패턴의 템플릿(template)을 생성하는 것으로 시작된다. 패터닝될 기판 상에 포토레지스트와 같은 액체가 증착된다. 이어서, 패터닝된 템플릿이 액체에 대해 가압되어 기판 상에 패턴이 임프린팅된다. 이어서, 패터닝된 기판이 경화되어 기판 상의 포토레지스트에서 패터닝이 응고된다.
[0003] 그러나, 종래의 임프린트 리소그래피 방법들 및 장치는 다양한 난제들을 갖는다. 예컨대, 종래의 임프린트 리소그래피 방법들은 디스플레이 디바이스들과 같은 대면적 기판들(300 mm 초과)에 적합하지 않은데, 이는 종래에 사용된 마스터(master)들이 대면적 디스플레이들을 패터닝하기에 충분히 크지 않기 때문이다. 따라서, 일부 종래의 임프린트 방법들은 서로 부착된 다수의 마스터들을 사용하였다. 그러나, 마스터들 사이에 그리고 주변부에 심이 형성되며, 그 후, 이 심은 기판 상의 패터닝으로 전사(transfer)된다. 심들 및 주변부에서의 패터닝된 불규칙성(irregularity)들은 디바이스 효율을 감소시킬 수 있고, 심지어 디바이스가 고장나게 할 수 있다. 예컨대, LGP(light guided panel)의 경우, LGP 내에 심이 임프린팅될 때, 심은 LGP 밖으로 광을 지향 또는 아웃-커플링시킬 수 있는 표면 피처(feature)가 된다. LCD(liquid crystal display)의 경우, 심이 LCD 내에 임프린팅될 때, 뷰어는 디스플레이에서 심을 보게 될 것이다.
[0004] 따라서, 대면적 기판들을 임프린팅하기 위해 사용될 수 있는 개선된 임프린트 리소그래피 방법들 및 장치가 필요하다.
[0005] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 임프린트 리소그래피에 관한 것으로, 더 구체적으로, 심이 없는 대면적 임프린트를 생성하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다. 본원에서 개시되는 방법들은 일반적으로, 스탬프(stamp) 또는 생성물에서의 피처들의 경화 시간을 심 및 주변부의 경화 시간과 분리하는 것을 포함한다. 심 및 주변부가 먼저 경화될 수 있거나, 또는 심 및 주변부가 마지막에 경화될 수 있다. 부가적으로, 심 경화 동작들은 마스터 상에서, 스탬프 상에서, 또는 최종 생성물 상에서 수행될 수 있다.
[0006] 일 실시예에서, 임프린트 리소그래피 방법이 개시된다. 방법은, 스탬프를 형성하기 위해, 배킹 플레이트에 부착된 복수의 마스터들로 스탬프 재료를 임프린팅하는 단계 ― 각각의 마스터는 복수의 피처들을 상부에 갖고, 복수의 마스터들의 각각의 쌍은 각각의 쌍 사이에 심을 가짐 ―; 스탬프 재료와 자외선 광 소스 사이에 마스크를 포지셔닝하는 단계; 및 스탬프 재료의 경화된 부분들 및 경화되지 않은 부분들을 형성하기 위해, 자외선 광 소스로부터의 자외선 광에 스탬프 재료를 노출시키는 단계를 포함한다.
[0007] 다른 실시예에서, 임프린트 리소그래피 방법이 개시된다. 방법은, 스탬프를 형성하기 위해, 배킹 플레이트에 부착된 복수의 마스터들로 스탬프 재료를 임프린팅하는 단계 ― 각각의 마스터는 복수의 피처들을 상부에 갖고, 복수의 마스터들의 각각의 쌍은 각각의 쌍 사이에 심을 가짐 ―; 스탬프로 기판 상의 포토레지스트 재료를 임프린팅하는 단계; 포토레지스트 재료와 자외선 광 소스 사이에 마스크를 포지셔닝하는 단계; 및 포토레지스트 재료의 경화된 부분들 및 경화되지 않은 부분들을 형성하기 위해, 자외선 광 소스로부터의 자외선 광에 포토레지스트 재료를 노출시키는 단계를 포함한다.
[0008] 또 다른 실시예에서, 임프린트 리소그래피 방법이 개시된다. 방법은, 배킹 플레이트에 복수의 마스터들을 부착하는 단계 ― 각각의 마스터는 복수의 피처들을 상부에 갖고, 복수의 마스터들의 각각의 쌍은 각각의 쌍 사이에 심을 가짐 ―; 충전제(filler) 재료로 복수의 마스터들의 각각의 쌍 사이의 심을 충전(fill)하는 단계; 복수의 마스터들로 스탬프 재료를 임프린팅함으로써 스탬프를 형성하는 단계; 스탬프로 기판 위의 포토레지스트 재료를 임프린팅하는 단계; 및 충전된 심 및 복수의 피처들의 포지티브 이미지를 상부에 갖는 최종 생성물을 형성하기 위해, 임프린팅된 포토레지스트 재료로부터 스탬프를 제거하는 단계를 포함한다.
[0009] 또 다른 실시예에서, 임프린트 리소그래피 장치가 개시된다. 장치는 UV 투명 배킹 플레이트, 및 UV 투명 배킹 플레이트에 커플링된 적어도 2개의 마스터들을 포함하며, 적어도 2개의 마스터들 각각은 복수의 피처들을 상부에 갖고, 적어도 2개의 마스터들은 이들 사이에 심을 갖는다.
[0010] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0011] 도 1a 내지 도 1f는 본원에서 개시되는 실시예들에 따른 기판 패터닝 방법의 다양한 스테이지들을 도시한다.
[0012] 도 2a 내지 도 2d는 본원에서 개시되는 실시예들에 따른 기판 패터닝 방법의 다양한 스테이지들을 도시한다.
[0013] 도 3a 내지 도 3d는 본원에서 개시되는 실시예들에 따른 기판 패터닝 방법의 다양한 스테이지들을 도시한다.
[0014] 도 4a 및 도 4b는 본원에서 개시되는 실시예들에 따른 기판 패터닝 방법의 다양한 스테이지들을 도시한다.
[0015] 도 5a 내지 도 5f는 본원에서 개시되는 실시예들에 따른 기판 패터닝 방법의 다양한 스테이지들을 도시한다.
[0016] 도 6a 내지 도 6f는 본원에서 개시되는 실시예들에 따른 기판 패터닝 방법의 다양한 스테이지들을 도시한다.
[0017] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지시하기 위해 가능한 모든 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 부가적으로, 일 실시예의 엘리먼트들은 본원에서 설명되는 다른 실시예들에서의 활용을 위해 유리하게 구성될 수 있다.
[0018] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 임프린트 리소그래피에 관한 것으로, 더 구체적으로, 심이 없는 대면적 임프린트를 생성하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다. 본원에서 개시되는 방법들은 일반적으로, 스탬프 또는 생성물에서의 피처들의 경화 시간을 심 및 주변부의 경화 시간과 분리하는 것을 포함한다. 심 및 주변부가 먼저 경화될 수 있거나, 또는 심 및 주변부가 마지막에 경화될 수 있다. 부가적으로, 심 경화 동작들은 마스터 상에서, 스탬프 상에서, 또는 최종 생성물 상에서 수행될 수 있다.
[0019] 다음의 실시예들은 심이 없는 대면적 임프린트를 생성하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다. 실시예들은 또한, 마스터, 스탬프, 또는 최종 생성물의 주변부에서의 유사한 심과 같은 난제들을 해결하는 데 유용하다.
[0020] 도 1a 내지 도 1f는 본원에서 개시되는 실시예들에 따른 기판 패터닝 방법의 다양한 스테이지들을 도시한다. 도 1a 내지 도 1f에 도시된 방법은 심 및 주변부 난제들에 대한 마스터-레벨 솔루션을 제공한다. 방법은 배킹 플레이트(102) 상에 복수의 마스터들(104)을 부착하는 것으로 시작된다. 도 1a에 도시된 실시예에서, 2개의 마스터들(104)이 배킹 플레이트(102)에 부착된다. 마스터들(104)은 상부에 피처들(105)의 패턴을 갖는다. 2개의 마스터들(104) 사이에 심(106)이 형성된다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 심(106)은 충전제 재료(108)로 충전된다. 일반적으로, 충전제 재료(108)는 완전히 평탄한 표면을 생성하는 방식으로 심(106)을 충전하지 않을 것이다. 대신에, 심(106)이 충전제 재료(108)로 과소 충전(underfill)되는 경우, 도 1b에 도시된 바와 같이, 심(106)은 오목하게 될 것이다. 다른 실시예에서, 심(106)은 충전제 재료(108)로 과다 충전(overfill)되고 볼록하게 된다.
[0021] 도 1c에 도시된 바와 같이, 스탬프(112)를 형성하기 위해, 스탬프 재료(110)가 마스터들(104)에 의해 접촉된다. 도 1d에 도시된 바와 같이, 스탬프(112)는 마스터들(104)의 네거티브 패턴이다. 따라서, 스탬프(112)는 오목한 심(106)에 대응하는 포지션에 있는 볼록한 부분(114), 및 네거티브 피처들(116)을 포함한다. 이어서, 도 1f에 도시된 바와 같은 최종 생성물(122)을 형성하도록, 도 1e에 도시된 바와 같이, 기판(120) 위에 증착된 포토레지스트 재료(118)를 패터닝하기 위해, 스탬프(112)가 사용된다. 최종 생성물(122)은 오목한 부분(127) 뿐만 아니라 복수의 피처들(125)로 패터닝된 포토레지스트 재료(118)를 포함한다. 방법이, 스탬프 레벨 및 최종 생성물 레벨에서, 2개의 전사 임프린트들을 포함하기 때문에, 최종 생성물(122)은 마스터들(104) 및 심(106)의 포지티브 이미지이다.
[0022] 충전제 재료(108)는 일반적으로 임의의 적합한 재료이다. 일 예에서, 충전제 재료(108)는 폴리머이다. 다른 예에서, 충전제 재료(108)는 폭이 약 100 μm 내지 약 500 μm인 갭들 또는 심들을 충전할 수 있는 저 점도 접착제, 이를테면 저 점도 실리콘(silicone)이다. 일부 예들에서, 충전제 재료(108)는 모세관 작용을 통해 갭들 또는 심들을 충전할 수 있다. 스탬프 재료(110)는 일반적으로 임의의 적합한 재료이다. 일 예에서, 스탬프 재료(110)는 기판 상에 스핀 코팅 또는 증착된 PDMS(polydimethyl siloxane) 재료 또는 PDMS에 대한 임의의 다른 변형이다. 추가적인 예들에서, 스탬프 재료(110)는 PVA(polyvinyl alcohol) 기반과 같은, 중간 패턴 전사 매체로서 기능하는 임의의 연질 재료이다. 기판은 일반적으로, 유리, 용융 실리카, 석영, PMMA(poly(methyl methacrylate)), PET(polyethylene terephthalate), 및 폴리카보네이트를 포함하는(그러나 이에 제한되지는 않음) 임의의 적합한 기판 재료이다.
[0023] 추가적인 실시예들에서, 방법은 기판을 패터닝하기 위해 더 적거나 또는 부가적인 동작들을 포함한다. 예컨대, 일 실시예에서, 기판 상에 마스터들의 네거티브 이미지를 만들기 위해, 부가적인 전사 임프린트 동작이 수행된다. 다른 실시예에서, 마스터들은 직접적으로 기판을 패터닝하기 위해 사용되고, 중간 전사 임프린트 동작들이 제거된다.
[0024] 도 2a 내지 도 2d는 본원에서 개시되는 실시예들에 따른 기판 패터닝 방법의 다양한 스테이지들을 도시한다. 도 2a 내지 도 2d에 도시된 방법은, 심 및 주변부가 마지막에 경화되는, 심 및 주변부 난제들에 대한 스탬프-레벨 솔루션을 제공한다. 방법은 배킹 플레이트(202) 상에 복수의 마스터들(204)을 부착하는 것으로 시작된다. 도 2a에 도시된 실시예에서, 2개의 마스터들(204)이 배킹 플레이트(202)에 부착된다. 마스터들(204)은 상부에 피처들(205)의 패턴을 갖는다. 2개의 마스터들(204) 사이에 심(206)이 형성된다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 심(206)은 충전되지 않은 상태로 남겨진다. 다른 실시예들에서, 심(206)은 과소 충전되고, 그에 따라, 심(206)은 오목하게 된다.
[0025] 다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 마스터들(204)은 스탬프 재료(210)를 임프린팅한다. 마스터들(204)이 스탬프 재료(210)를 임프린팅한 후에, 도 2c에 도시된 바와 같이, 스탬프 재료(210)와 UV(ultraviolet) 광 소스(226) 사이에 마스크(224)가 포지셔닝된다. 동작에서, 마스크(224)는 UV 광이 심(206)에 대응하는 스탬프 재료(210)의 부분에 도달하는 것을 방지한다. UV 광 소스(226)로부터의 UV 광이 심(206)에 대응하는 스탬프 재료(210)의 부분에 도달하지 않기 때문에, 심(206)은 스탬프 재료(210)에 임프린팅되지만 경화되지는 않을 것이다.
[0026] 스탬프 재료(210)의 마스킹되지 않은 부분들(도 2d에서 경화된 부분들(228)로서 도시됨)이 경화된 후에, 도 2d에 도시된 바와 같이, 마스터들(204)이 스탬프 재료(210)로부터 제거되고, 스탬프 재료(210)의 경화되지 않은 부분들(230)(심(206) 및 주변부에 대응함)은, 경화되지 않은 부분들(230)이 기판(221)의 표면을 따라 평탄하게 될 때까지, 유동하거나 또는 "릴렉스(relax)"된다. 경화되지 않은 부분들(230)이 유동하고 기판(221)의 표면을 따라 평탄하게 된 후에, 피처들(225)을 상부에 갖는 스탬프(212)를 생성하기 위해, 스탬프 재료(210)가 부가적인 UV 광으로 다시 경화된다. 스탬프(212)는 최종 생성물에 심을 남기지 않으면서 최종 생성물, 이를테면 대면적 기판을 임프린팅하기 위해 사용될 수 있다.
[0027] 스탬프 재료(210)는 일반적으로 임의의 적합한 재료이다. 일 예에서, 스탬프 재료(210)는 PDMS 재료이다. 다른 예에서, 연질 스탬프 재료(210)는 PVA로 제조된다. 기판(221)은 일반적으로, 유리, PMMA, 및 폴리카보네이트를 포함하는(그러나 이에 제한되지는 않음) 임의의 적합한 기판 재료이다.
[0028] 다른 실시예에서, 심(206)은 폴리머와 같은 충전제 재료로 과다 충전된다. 도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같이, 스탬프 재료(210)는 기판(221) 상에 증착되지만, 추가적인 실시예들에서, 스탬프 재료(210)는 마스터들(204) 상에 직접적으로 코팅되고, 추후에 제거된다. 추가적인 실시예들에서, 경화되지 않은 부분들(230)은, 후속하여 경화되는 대신에, 세척하여 제거된다(washed away). 예컨대, 경화되지 않은 부분들(230)은 특정 스탬프 재료(210)를 제거하기 위해 선택된 하나 이상의 용제들을 사용하여 제거될 수 있다. 부가적으로, 추가적인 실시예들은, 집중된 좁은 복사 빔을 사용하여 재료의 미리 결정된 부분들을 경화시키기 위해, 마스크리스 직접 기록 레이저 시스템(maskless direct write laser system)을 사용하는 것을 고려한다. 예컨대, 마스크리스 직접 기록 시스템은, 임프린트 방법 동안, 피처들을 갖는 구역들을 경화시키기 위해 사용될 수 있다. 이어서, 마스크리스 직접 기록 레이저 시스템은 또한, 마스터들이 제거된 후에 심 및 주변부 구역들을 경화시키기 위해 사용될 수 있다.
[0029] 추가적인 실시예들에서, 방법은 기판을 패터닝하기 위해 더 적거나 또는 부가적인 동작들을 포함한다. 예컨대, 일 실시예에서, 기판 상에 마스터들의 네거티브 이미지를 만들기 위해, 부가적인 전사 임프린트 동작이 수행된다. 다른 실시예에서, 마스터들은 직접적으로 기판을 패터닝하기 위해 사용되고, 중간 전사 임프린트 동작들이 제거된다.
[0030] 도 3a 내지 도 3d는 본원에서 개시되는 실시예들에 따른 기판 패터닝 방법의 다양한 스테이지들을 도시한다. 도 3a 내지 도 3d에 도시된 방법은, 심 및 주변부가 먼저 경화되는, 심 및 주변부 난제들에 대한 스탬프-레벨 솔루션을 제공한다. 방법은 배킹 플레이트(302) 상에 복수의 마스터들(304)을 부착하는 것으로 시작된다. 도 3a에 도시된 실시예에서, 2개의 마스터들(304)이 배킹 플레이트(302)에 부착된다. 마스터들(304)은 상부에 피처들(305)의 패턴을 갖는다. 2개의 마스터들(304) 사이에 심(306)이 형성된다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 심(306)은 충전되지 않은 상태로 남겨진다. 다른 실시예들에서, 심(306)은 과소 충전되고, 그에 따라, 심(306)은 오목하게 된다.
[0031] 다음으로, 기판(321) 위에 증착된 스탬프 재료(310)가 경화된다. 더 구체적으로, 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 스탬프 재료(310)와 UV 광 소스(326) 사이에 마스크(324)가 포지셔닝된다. 동작에서, 마스크(324)는 피처들(305)로 임프린팅될, 스탬프 재료(310)의 부분들(경화되지 않은 부분들(330)로서 도시됨)에 UV 광이 도달하는 것을 방지한다. 스탬프 재료(310)의 마스킹되지 않은 부분들(경화된 부분들(328)로서 도시됨)이 경화된다. 경화된 부분들(328)은 심(306) 및 주변부의 영역들에 대응한다. 이어서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 마스터들(304)이 스탬프 재료(310)의 경화되지 않은 부분들(330)을 임프린팅하는 반면에, 경화된 부분들(328)은 임프린팅되지 않는다. 임프린팅된 후에, 임프린팅된 경화되지 않은 부분들(330)이 경화된다. 이어서, 도 3d에 도시된 바와 같이, 피처들(325)을 상부에 갖는 스탬프(312)를 형성하기 위해, 마스터들(304) 및 배킹 플레이트(302)가 제거된다. 스탬프(312)는 최종 생성물에 심을 남기지 않으면서 최종 생성물, 이를테면 대면적 기판을 임프린팅하기 위해 사용될 수 있다.
[0032] 스탬프 재료(310)는 일반적으로 임의의 적합한 재료이다. 일 예에서, 스탬프 재료(310)는 PDMS 재료이다. 기판(321)은 일반적으로, 유리, PMMA, 및 폴리카보네이트를 포함하는(그러나 이에 제한되지는 않음) 임의의 적합한 기판 재료이다.
[0033] 다른 실시예에서, 심(306)은 폴리머와 같은 충전제 재료로 과다 충전된다. 추가적인 실시예들은, 임프린트 동작들 전에, 피처들을 갖는 구역들을 경화시키기 위해, 마스크리스 직접 기록 레이저 시스템을 사용하는 것을 고려한다. 예컨대, 마스크리스 직접 기록 레이저 시스템은, 마스터들(304)이 스탬프 재료(310)를 임프린팅하기 전에, 심(306) 및 주변부 구역들을 경화시키기 위해 사용된다. 부가적으로, 마스크리스 직접 기록 레이저 시스템은, 마스터들(304)에 의해 스탬프 재료(310)가 임프린팅된 후에, 스탬프 재료(310)의 나머지 부분을 경화시키기 위해 사용될 수 있다.
[0034] 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이, UV 광 소스(326)는 스탬프 재료(310) 아래에 포지셔닝된다. 그러나, 도 4a에 도시된 실시예에서, UV 광 소스(426)는 배킹 플레이트(402), 마스터들(404), 및 스탬프 재료(410) 위에 포지셔닝된다. 이 실시예에서, 마스터들(404)은 자체-정렬된 마스크로서 동작하고, 그에 따라, 경화되지 않은 부분들(430)로 도시된 바와 같은, 마스터들(404) 아래에 있는 스탬프 재료(410)의 부분들에 UV 광이 도달하지 않게 된다. 따라서, 배킹 플레이트(402)는 경화를 위해 사용되는 UV 광의 파장에 대해 투명한 임의의 적합한 재료를 포함한다. 적합한 배킹 플레이트 재료들은 유리, 석영, 사파이어, 및 용융 실리카를 포함한다(그러나 이에 제한되지는 않음). 도 4b에 도시된 바와 같이, UV 광의 각도에 따라, 경화되는 스탬프 재료(410)의 구역은 일반적으로 심(406)보다 약간 더 크게 되어, 임프린팅되는 스탬프의 기계적 안정성을 개선한다. 달리 말하면, 일반적으로, 마스터들(404)의 에지들에 중첩 구역(431)이 있고, 그에 따라, 그 아래의 스탬프 재료(410)의 구역이 경화된다. 마스터들(404)과 스탬프 재료(410)의 경화된 구역 사이의 약간의 중첩을 획득하기 위한 다른 방법들 및 구성들이 또한 고려된다. 중첩 구역(431)의 사이즈는 일반적으로, 피처들(405)의 패턴에 대한 영향을 최소화하면서 또한, 심이 없거나 또는 심이 거의 없는 전사를 달성하기 위해, 마스터들(404) 및 경화된 구역들의 굴곡(flexure)에 기반하여 선택된다.
[0035] 중첩 구역(431)은, 마스터들(404)이 스탬프 재료(410) 내에 피처들(405)의 패턴을 전사할 때 발생될 수 있는, 심(406)의 단부에서의 작은 스텝-높이를 제거 또는 감소시키는 데 유용하다. 도 4b에 도시된 동작 후에, 후속 임프린트 단계들이 마스터들(404) 상의 패턴을 스탬프 재료(410)로 전사하기 위해 사용되며, 그 후에, 스탬프 재료(410)는 경화된다.
[0036] 도 5a 내지 도 5f는 본원에서 개시되는 실시예들에 따른 기판 패터닝 방법의 다양한 스테이지들을 도시한다. 도 5a 내지 도 5f에 도시된 방법은, 심 및 주변부가 마지막에 경화되는, 심 및 주변부 난제들에 대한 생성물-레벨 솔루션을 제공한다. 방법은 배킹 플레이트(502) 상에 복수의 마스터들(504)을 부착하는 것으로 시작된다. 도 5a에 도시된 실시예에서, 2개의 마스터들(504)이 배킹 플레이트(502)에 부착된다. 마스터들(504)은 상부에 피처들(505)의 패턴을 갖는다. 2개의 마스터들(504) 사이에 심(506)이 형성된다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 심(506)은 충전제 재료(508)로 충전된다. 일반적으로, 충전제 재료(508)는 완전히 평탄한 표면을 생성하는 방식으로 심(506)을 충전하지 않을 것이다. 대신에, 심(506)이 충전제 재료(508)로 과다 충전되는 경우, 도 5b에 도시된 바와 같이, 충전된 심(506)은 볼록하게 될 것이다. 다른 실시예에서, 충전된 심(506)은 충전제 재료(508)로 과소 충전되고 오목하게 된다.
[0037] 도 5c에 도시된 바와 같이, 스탬프(512)를 형성하기 위해, 스탬프 재료(510)가 마스터들(504)에 의해 접촉된다. 도 5d에 도시된 바와 같이, 스탬프(512)는 마스터들(504)의 네거티브 패턴이다. 따라서, 스탬프(512)는 볼록한 심(506)에 대응하는 포지션에 있는 오목한 부분(514), 및 네거티브 피처들(516)을 포함한다. 이어서, 스탬프(512)는 기판(520) 위에 증착된 포토레지스트 재료(518)를 패터닝하기 위해 사용된다. 도 5e에 도시된 바와 같이, 스탬프(512)와 UV 광 소스(526) 사이에 마스크(524)가 포지셔닝된다. 동작에서, 마스크(524)는, 경화되지 않은 부분(530)으로 도시된 바와 같은, 스탬프(512)의 주변부 및 심(506)에 UV 광이 도달하는 것을 방지하고, 그에 따라, 심 및 주변부가 임프린팅되지만 경화되지는 않는다. 이어서, 도 5f에 도시된 바와 같이, 스탬프(512)가 제거되고, 최종 생성물(522)이 형성된다. 최종 생성물(522)은 경화되지 않은 부분(530)을 포함하며, 경화되지 않은 부분(530)은, 경화되지 않은 부분(530)이 기판(520)의 표면을 따라 평탄하게 될 때까지, 유동하거나 또는 "릴렉스"된다. 경화되지 않은 부분(530)이 유동하고 기판(520)의 표면 상에서 평탄하게 된 후에, 피처들(525)을 상부에 갖고 심이 없는 최종 생성물(522)을 생성하기 위해, 최종 생성물(522)이 부가적인 UV 광으로 다시 경화된다.
[0038] 도 5a 내지 도 5f에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 재료(518)는 기판(520) 상에 증착되지만, 추가적인 실시예들에서, 포토레지스트 재료(518)는 스탬프(512) 상에 직접적으로 코팅되고, 추후에 제거된다. 추가적인 실시예들에서, 경화되지 않은 부분(530)은, 후속하여 경화되는 대신에, 세척하여 제거될 수 있다. 부가적으로, 추가적인 실시예들은, 임프린트 방법 동안, 피처들을 갖는 구역들을 경화시키기 위해, 마스크리스 직접 기록 레이저 시스템을 사용하는 것을 고려한다.
[0039] 도 6a 내지 도 6f는 본원에서 개시되는 실시예들에 따른 기판 패터닝 방법의 다양한 스테이지들을 도시한다. 도 6a 내지 도 6f에 도시된 방법은, 심 및 주변부가 먼저 경화되는, 심 및 주변부 난제들에 대한 생성물-레벨 솔루션을 제공한다. 방법은 배킹 플레이트(602) 상에 복수의 마스터들(604)을 부착하는 것으로 시작된다. 도 6a에 도시된 실시예에서, 2개의 마스터들(604)이 배킹 플레이트(602)에 부착된다. 마스터들(604)은 상부에 피처들(605)의 패턴을 갖는다. 2개의 마스터들(604) 사이에 심(606)이 형성된다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 심(606)은 충전제 재료(608)로 충전된다. 일반적으로, 충전제 재료(608)는 완전히 평탄한 표면을 제공하는 방식으로 심(606)을 충전하지 않을 것이다. 대신에, 심(606)이 충전제 재료(608)로 과다 충전되는 경우, 도 6b에 도시된 바와 같이, 충전된 심(606)은 볼록하게 될 것이다. 다른 실시예에서, 충전된 심(606)은 충전제 재료(608)로 과소 충전되고 오목하게 된다.
[0040] 도 6c에 도시된 바와 같이, 스탬프(612)를 형성하기 위해, 스탬프 재료(610)가 마스터들(604)에 의해 접촉된다. 도 6d에 도시된 바와 같이, 스탬프(612)는 마스터들(604)의 네거티브 패턴이다. 따라서, 스탬프(612)는 볼록한 심(606)에 대응하는 포지션에 있는 오목한 부분(614), 및 네거티브 피처들(616)을 포함한다. 이어서, 스탬프(612)는 기판(620) 위에 증착된 포토레지스트 재료(618)를 패터닝하기 위해 사용된다. 도 6e에 도시된 바와 같이, 스탬프(612)와 UV 광 소스(626) 사이에 마스크(624)가 포지셔닝된다. 동작에서, 마스크(624)는 피처들(616)로 임프린팅될, 포토레지스트 재료(618)의 부분들(경화되지 않은 부분들(630)로서 도시됨)에 UV 광이 도달하는 것을 방지한다. 포토레지스트 재료(618)의 마스킹되지 않은 부분들(경화된 부분들(628)로서 도시됨)이 경화된다. 경화된 부분들(628)은 심(606) 및 주변부의 영역들에 대응한다. 이어서, 도 6f에 도시된 바와 같이, 스탬프(612)가 포토레지스트 재료(618)의 경화되지 않은 부분들(630)을 임프린팅하는 반면에, 경화된 부분들(628)은 임프린팅되지 않고, 그에 따라, 심이 없는 최종 생성물(622), 이를테면 대면적 기판이 형성된다.
[0041] 스탬프 재료(610)는 일반적으로 임의의 적합한 재료이다. 일 예에서, 스탬프 재료(610)는 PDMS 재료이다. 포토레지스트 재료(618)는 일반적으로 임의의 적합한 포토레지스트 재료이다. 기판(620)은 일반적으로, 유리, PMMA, 및 폴리카보네이트를 포함하는(그러나 이에 제한되지는 않음) 임의의 적합한 기판 재료이다.
[0042] 다른 실시예에서, 심(606)은 폴리머와 같은 충전제 재료로 과다 충전되고, 고 탄성 스탬프 재료(610)가 사용된다. 추가적인 실시예들은 또한, 임프린트 전에, 심(606) 및 주변부 구역들을 경화시키기 위해, 마스크리스 직접 기록 레이저 시스템을 사용하는 것을 고려한다. 예컨대, 마스크리스 직접 기록 레이저 시스템은, 스탬프(612)가 포토레지스트 재료(618)의 경화되지 않은 부분들(630)을 임프린팅하기 전에, 심(606) 및 주변부 구역들을 경화시키기 위해 사용된다. 부가적으로, 마스크리스 직접 기록 레이저 시스템은, 임프린팅이 발생된 후에, 포토레지스트 재료(618)의 나머지 부분을 경화시키기 위해 사용될 수 있다.
[0043] 개시되는 방법들 및 장치는, 심들 및 주변부에서의 패터닝 문제들을 감소 또는 제거함으로써, 300 나노미터(nm) 이상의 디스플레이 디바이스들과 같은 대면적 기판들 상에 나노스케일 피처들을 패터닝하는 데 유익하게 사용된다. 예컨대, 개시되는 방법들 및 장치는, 심들 및 주변부에서의 패터닝 문제들을 감소 또는 제거함으로써, 나노피처(nanofeature)들, 이를테면 100 nm 피처들 또는 50 nm 피처들을 디스플레이 디바이스에 임프린팅하는 데 사용될 수 있다. 개시되는 방법들 및 장치는, LCD(Liquid Crystal Display)들, LGP(Light Guide Plate)들, LFP(Light Field Plate)들, 및 WGP(Wire Grid Polarizer)들 뿐만 아니라, 다른 디스플레이 디바이스들, 및 자동차(automotive) 애플리케이션들, 또는 증강 현실 또는 가상 현실 헤드셋들 또는 스마트 윈도우들을 포함하는 다른 애플리케이션들을 위한 다른 광학 엘리먼트들 또는 필름들을 패터닝하는 데 유용하다. 심들 및 주변부에서의 패터닝 불규칙성들을 감소 또는 제거함으로써, 광학 디바이스의 기능성이 일반적으로 개선된다. 예컨대, LGP에서, 심 및 주변부에서의 불규칙성들을 감소 또는 제거하는 것은 디바이스로부터의 광 손실을 감소시킬 것이다. LCD에서, 심 및 주변부에서의 불규칙성들을 감소 또는 제거하는 것은 디스플레이로부터의 투사되는 이미지의 품질을 개선할 것이고, 뷰어들은 투사되는 이미지에서 패터닝된 심들을 보지 않게 될 것이다.
[0044] 전술한 바가 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 및 추가적인 실시예들이 본 개시내용의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 스탬프(stamp)를 형성하기 위해, 배킹 플레이트에 부착된 복수의 마스터(master)들로 스탬프 재료를 임프린팅(imprint)하는 단계 ― 각각의 마스터는 복수의 피처(feature)들을 상부에 갖고, 상기 복수의 마스터들의 각각의 쌍은 각각의 쌍 사이에 심(seam)을 가짐 ―;
    상기 스탬프 재료와 자외선 광 소스 사이에 마스크를 포지셔닝하는 단계; 및
    상기 스탬프 재료의 경화된 부분들 및 경화되지 않은 부분들을 형성하기 위해, 상기 자외선 광 소스로부터의 자외선 광에 상기 스탬프 재료를 노출시키는 단계
    를 포함하는,
    임프린트 리소그래피 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 스탬프 재료의 상기 경화된 부분들은 상기 복수의 마스터들의 각각의 쌍 사이의 상기 심에 대응하는,
    임프린트 리소그래피 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 스탬프 재료의 상기 경화되지 않은 부분들은 상기 복수의 마스터들의 각각의 쌍 사이의 상기 심에 대응하는,
    임프린트 리소그래피 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 스탬프 재료의 경화된 부분들 및 경화되지 않은 부분들을 형성하기 위해, 상기 자외선 광 소스로부터의 자외선 광에 상기 스탬프 재료를 노출시키는 단계는, 상기 스탬프를 형성하기 위해, 배킹 플레이트에 부착된 복수의 마스터들로 스탬프 재료를 임프린팅하는 단계 전에 발생되는,
    임프린트 리소그래피 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 스탬프 재료의 경화된 부분들 및 경화되지 않은 부분들을 형성하기 위해, 상기 자외선 광 소스로부터의 자외선 광에 상기 스탬프 재료를 노출시키는 단계는, 상기 스탬프를 형성하기 위해, 배킹 플레이트에 부착된 복수의 마스터들로 스탬프 재료를 임프린팅하는 단계 후에 발생되는,
    임프린트 리소그래피 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 스탬프 재료의 상기 경화되지 않은 부분들을 경화시키기 위해, 상기 자외선 광 소스로부터의 부가적인 자외선 광에, 상기 경화된 부분들 및 상기 경화되지 않은 부분들을 갖는 상기 스탬프 재료를 노출시키는 단계를 더 포함하는,
    임프린트 리소그래피 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 스탬프 재료의 상기 경화되지 않은 부분들을 세척하여 제거(wash away)하는 단계를 더 포함하는,
    임프린트 리소그래피 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 스탬프로 별개의 기판 상의 포토레지스트 재료를 임프린팅하는 단계; 및
    패터닝된 최종 생성물을 형성하기 위해, 상기 임프린팅된 포토레지스트 재료로부터 상기 스탬프를 제거하는 단계
    를 더 포함하는,
    임프린트 리소그래피 방법.
  9. 스탬프를 형성하기 위해, 배킹 플레이트에 부착된 복수의 마스터들로 스탬프 재료를 임프린팅하는 단계 ― 각각의 마스터는 복수의 피처들을 상부에 갖고, 상기 복수의 마스터들의 각각의 쌍은 각각의 쌍 사이에 심을 가짐 ―;
    상기 스탬프로 기판 상의 포토레지스트 재료를 임프린팅하는 단계;
    상기 포토레지스트 재료와 자외선 광 소스 사이에 마스크를 포지셔닝하는 단계; 및
    상기 포토레지스트 재료의 경화된 부분들 및 경화되지 않은 부분들을 형성하기 위해, 상기 자외선 광 소스로부터의 자외선 광에 상기 포토레지스트 재료를 노출시키는 단계
    를 포함하는,
    임프린트 리소그래피 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 포토레지스트 재료의 상기 경화된 부분들은 상기 심에 대응하는,
    임프린트 리소그래피 방법.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 포토레지스트 재료의 상기 경화되지 않은 부분들은 상기 심에 대응하는,
    임프린트 리소그래피 방법.
  12. 배킹 플레이트에 복수의 마스터들을 부착하는 단계 ― 각각의 마스터는 복수의 피처들을 상부에 갖고, 상기 복수의 마스터들의 각각의 쌍은 각각의 쌍 사이에 심을 가짐 ―;
    충전제(filler) 재료로 상기 복수의 마스터들의 각각의 쌍 사이의 상기 심을 충전(fill)하는 단계;
    상기 복수의 마스터들로 스탬프 재료를 임프린팅함으로써 스탬프를 형성하는 단계;
    상기 스탬프로 기판 위의 포토레지스트 재료를 임프린팅하는 단계; 및
    상기 충전된 심 및 상기 복수의 피처들의 포지티브(positive) 이미지를 상부에 갖는 최종 생성물을 형성하기 위해, 상기 임프린팅된 포토레지스트 재료로부터 상기 스탬프를 제거하는 단계
    를 포함하는,
    임프린트 리소그래피 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 충전제 재료는 폴리머인,
    임프린트 리소그래피 방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 심은 상기 스탬프에 오목한 구역을 형성하기 위해 과다 충전(overfill)되는,
    임프린트 리소그래피 방법.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 심은 상기 스탬프에 볼록한 구역을 형성하기 위해 과소 충전(underfill)되는,
    임프린트 리소그래피 방법.
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