KR20240016263A - 초대형 구조 높이를 갖는 3차원 미세 구조를 캐리어 재료 내에 임프린트하기 위한 리소그래피 방법 - Google Patents

초대형 구조 높이를 갖는 3차원 미세 구조를 캐리어 재료 내에 임프린트하기 위한 리소그래피 방법 Download PDF

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요하노이움 리서치 포르슝스게젤샤프트 엠베하
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Abstract

본 발명은, 노광 장치를 사용하여 초대형 구조 높이를 갖는 3차원 미세 구조를 광구조화 가능한 캐리어 재료 내에 임프린트하기 위한 리소그래피 방법에 관한 것이며, 이때 초대형 구조 높이는 최대 공칭 침투 깊이의 값을 초과하는 높이를 갖는다. 이 방법은 다음과 같은 공정 단계를 포함한다: - 기판 캐리어(2) 상에 층 높이(H.1)를 갖는 광구조화 가능한 캐리어 재료(1)를 평평하게 도포하는 단계; - 컴퓨터 지원 방식으로, 캐리어 재료(1) 내부로 노광하는 동안 최대 공칭 침투 깊이보다 큰 총 높이(H.10)를 갖는 임프린트될 미세 구조의 가상의 3차원 구조 모델(10)을 모델링 하는 단계; - 컴퓨터 지원 방식으로, 구조 모델(10)의 총 높이(H.10)를 순차적으로 적층된 복수의 하위 구조(11, 12, 13, )로 분할하는 단계; - 각각의 하위 구조(11, 12, 13, )에 대한 가상 포토마스크(M.11, M.12, M.13, )를 계산하는 단계; - 가상 포토마스크(M.11, M.12, M.13, )를 참조하여, 전체 가상 포토마스크(M.11, M.12, M.13, )가 층별로 구조화될 때까지, 캐리어 재료(1)의 노광 및 현상(E)을 이용하여 구조화하는 단계; - 전체 구조 모델(S.10) 및 자체 총 높이(H.10)에 상응하는 구조화를 포함하는 완전히 구조화된 캐리어 재료(30)를 수득하는 단계.

Description

초대형 구조 높이를 갖는 3차원 미세 구조를 캐리어 재료 내에 임프린트하기 위한 리소그래피 방법
본 발명은, 큰 구조 높이를 갖는 3차원 미세 구조를 광구조화 가능한 캐리어 재료 내에 임프린트하기 위한 리소그래피 방법에 관한 것이다.
다수의 과학 기술 분야에서 소형화가 진행됨에 따라, 미세 구조는 최근에 예를 들어 광전자 공학, 포토닉스(photonics), 이미지 처리 센서 시스템의 분야에서, 머신 비전(machine vision), 로봇 공학의 분야에서 그리고 모션-제어-시스템에서 수많은 새로운 응용 분야를 발견했다. 이와 같은 응용 분야 및 또 다른 응용 분야에서는, 예를 들어 100 마이크로미터(㎛)로부터 출발하여 서브-밀리미터(㎜)-스케일까지 이르는 더 큰 구조 높이 또는 구조 깊이를 갖더라도, 캐리어 재료 내에서 1차원, 2차원 및/또는 3차원 미세 구조를 신속하게 그리고 가능한 최고의 정밀도로 효율적으로 제조할 수 있어야만 한다는 요구가 자주 제기된다. 또한, 경우에 따라 돌출부 또는 공동을 갖는 1차원(축약해서: 1D), 2차원(축약해서: 2D) 및/또는 3차원(축약해서: 3D) 미세 구조를 구비하는 캐리어 재료를 제조하는 것 외에, 더 나아가서는 또한 소위 2.5D-미세 구조까지도 캐리어 재료 내에 형성될 수 있어야만 한다는 요청도 존재한다. 당업자는 "2.5D"라는 용어를, 본질적으로 3차원(3D)이지만 정의된 하부 에지를 구비하지 않는 물체 또는 구조로 이해하고 있다. 특히 2.5D-미세 구조는 후방 절단부, 언더컷 및/또는 돌출부를 구비할 수 있다. 예를 들어, 자체 하부 에지가 라운딩 처리된 구면 렌즈(spherical lens)가 2.5D-구조로서 지칭된다. 이와 같은 2.5D-미세 구조는 예를 들어 광학 응용 분야를 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 범주 안에서 볼 때, "미세 구조의 구조 높이"라는 용어는 또한 미세 구조의 구조 깊이와도 동일한 의미로 이해될 수 있다. 3차원 직교 좌표계에서는, 예를 들어 X-축 방향의 길이 및 Y-축 방향의 폭을 갖는 평평한 미세 구조가 명시될 수 있다. 미세 구조의 구조 높이는, 높이를 지시하기 위해 이용되는 Z-축 방향으로 명시된다. 표면 수준으로부터 측정될 수 있는 미세 구조의 함몰부 또는 공동은 음의 Z-축 방향의 구조 깊이로서도 명시될 수 있다. 단순화를 위해, 이하에서는 주로 구조 높이에 관하여 언급될 것이다.
이에 대해, 선행 기술로부터는 이미 두 가지 상이한 방법이 공지되어 있는데, 이 경우에는 두 가지 방법 모두 미세 구조의 구조화를 위해 광자를 이용한다:
마스크 없는 1-광자-레이저 빔 리소그래피(축약해서: 1PL)에서는, 포지티브-포토레지스트 층이 가상의 디지털 포토마스크를 사용하여 노출된 후에 현상된다. 가상 포토마스크에 의해서는, 개별 광 선량(light dose)을 국부적으로 변경함으로써 포토레지스트 층의 개별 지점이 상응하게 상이하게 노출될 수 있고, 이로써 후속하는 1회 현상과의 상호 작용에 의해 개별적으로 구조화될 수 있다.
하지만, 상기와 같은 선행 기술에서의 단점은, 포토레지스트의 층 두께에 따라 광 흡수가 기하급수적으로 증가하기 때문에 포토레지스트를 노출시킬 때에는 침투 깊이가 심하게 제한된다는 것이다. 이와 결부되어, 포토레지스트가 구조화될 수 있는 가능한 최대 구조 높이 또는 구조 깊이도 동일한 제한을 받게 된다. 하지만, 광 선량이 증가하면, 다시 말해 노광된 면적당 광 강도가 증가하면, 특정 한계부터는 포토레지스트가 파괴될 수 있다. 현재 시중에서 구입할 수 있는 포지티브-포토레지스트는 통상적으로 최대 1200 mWs/㎠의 광 선량으로 노출될 수 있다. 그렇기 때문에, 단일 층의 포지티브-포토레지스트를 사용하는 경우에는, 미세 구조의 제조는 치대 100 ㎛(마이크로미터)의 최대 구조 높이 또는 구조 깊이로 제한되었다.
또한, 선행 기술로부터는, 예를 들어 사전 제작된 3D-매크로 광학 장치상에 미세 광학 구조를 추가로 제작하기 위해 적용될 수 있는 소위 직접 2-광자-레이저 빔 리소그래피(축약해서: 2PL)도 공지되어 있다.
이때, 캐리어 재료의 구조화는, 가상의 3D-포토마스크를 사용한 소위 "복셀(voxel)"의 순차적 스캐닝 그리고 후속적으로 이루어지는 포토레지스트의 1회 현상을 토대로 한다. 영어에서 유래하는 '볼륨(volume)'을 뜻하는 축약-음절 'vox'와 '요소(elements)'를 뜻하는 'el'의 조합으로 구성된 용어 '복셀(voxel)'은 컴퓨터 그래픽에서 3차원 격자 내에 있는 격자점 또는 화소를 의미한다. 직교 좌표 내에 이산 형태로 존재하는 공간 데이터 세트의 경우, 복셀은 이 데이터 세트의 XYZ-좌표에 있는 이산 값을 지칭한다.
자체적으로 밀리미터 범위 안에 있는 구조 높이를 갖는 2.5D-구조 및 실제 3D-구조도 제조할 수 있는 상기와 같은 방식에서의 단점은, 현재 대략 다만 시간당 3 ㎟에 불과한 매우 느린 기록 속도이다. 이때, 이 방법에서, 기록된 각각의 개별 구조 층의 층 높이는 1 복셀 크기, 즉 1 마이크로미터(㎛) 미만의 하나의 화소의 크기에 해당한다. 그렇기 때문에, 이 기술은 최대 수 제곱밀리미터에 해당하는 구조화될 전체 면적에 제한되어 있다. 또한, 지나치게 느린 처리 시간으로 인해 이와 같은 이와 같은 미세 구조는 효율적으로 생산될 수도 없고, 또한 저렴하게 생산될 수도 없으며, 다만 낮은 처리율으로만 생산될 수 있다.
이미 공지된 제3 기술은, 원칙적으로 회전 대칭 물체의 제작에 한정된 다이아몬드 선삭 기술(diamond turning technology)이다. 자체적으로 마이크로미터-스케일의 3D-구조를 구조화하기 위해서도 현상된 초정밀 다이아몬드 선삭 기술도 약점을 갖고 있다. 따라서, 초정밀 다이아몬드 선삭 기술을 사용해서 제조된 가공품의 구조는 통상적으로 마이크로미터 스케일에서는 사전 설정된 구조 형상으로부터 벗어난다. 이 경우에는 최대 3 마이크로미터(㎛)의 편차가 통상적이기 때문에, 다이아몬드 선삭 기술은 미세 구조의 정밀한 구조화를 위해서는 적합하지 않다.
그렇기 때문에, 본 발명은, 큰 구조 높이를 갖는 3차원 미세 구조를 캐리어 재료 내에 임프린트하기 위한 개선된 리소그래피 방법을 제공하려는 과제를 설정하고 있다. 이때, 이 새로운 유형의 방법은 선행 기술로부터 공지된 단점들을 극복해야만 한다:
특히, 1-광자-레이저 빔 리소그래피(1PL-방식)에 비해 이 새로운 유형의 방법은, 100 마이크로미터(㎛) 이상의 구조 높이 또는 구조 깊이를 갖는 미세 구조도 신속하게 그리고 고도의 정밀도로 제작할 수 있어야만 한다.
2-광자-레이저 빔 리소그래피(2PL-방식)에 비해 이 새로운 유형의 방법은, 예를 들어 기본 면적이 수 제곱센티미터인 비교적 넓은 면적의 미세 구조도 신속하게 그리고 높은 처리율로 제조할 수 있어야만 한다.
상기 과제는, 청구항 1의 특징부를 갖는 서두에 언급된 유형의 리소그래피 방법에 의해서 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예 및 개선예는 종속 청구항 및 상세한 설명 부분에 명시되어 있다.
본 발명에 따르면, 광구조화 가능한 캐리어 재료의 노광 특성과 관련된 노광 장치의 노광 파라미터에 따라, 노광의 최대 공칭 침투 깊이 및 그와 더불어 결과적으로 캐리어 재료의 광구조화가 야기되고, 초대형 구조 높이가 최대 공칭 침투 깊이의 값을 초과하는 높이를 갖게 되는, 노광 장치를 사용하여 초대형 구조 높이를 갖는 3차원 미세 구조를 광구조화 가능한 캐리어 재료 내에 임프린트하기 위한 리소그래피 방법은 다음과 같은 공정 단계들을 포함한다:
-a- 기판 캐리어 상에 광구조화 가능한 캐리어 재료를 평평하게 도포하는 단계로서, 이 경우 도포된 캐리어 재료는 층 높이 및 기판 캐리어에 마주 놓인 상부 면에 평탄한 표면을 갖고 있으며, 그리고 이 경우 캐리어 재료의 특성은 전자기 방사선을 이용한 노출에 의해서 변경될 수 있으며;
-b- 정보 데이터를 입력 변수로서 이용하는 단계로서, 이 경우 이 정보 데이터는 선택된 광구조화 가능한 캐리어 재료의 최대 공칭 침투 깊이에 대한 그리고 초대형 구조 높이를 갖는 임프린트될 3차원 미세 구조의 기하학적 형태에 대한 데이터를 포함하고 있으며;
-c- 컴퓨터 지원 방식으로, 단계 -b-에 따른 정보 데이터에 따라 임프린트될 미세 구조의 가상의 3차원 구조 모델을 모델링 하는 단계로서, 이 경우 구조 모델은 형성될 미세 구조의 지형학적 데이터를 포함하고, 이 지형학적 데이터를 참조하여 형성될 미세 구조에 대한 구조 모델의 총 높이가 결정되며, 이 총 높이는 캐리어 재료 내로 노출하는 동안의 전자기 방사선의 최대 공칭 침투 깊이보다 크고, 캐리어 재료의 도포된 층 높이보다 작으며;
-d- 컴퓨터 지원 방식으로, 3차원 구조 모델(10)의 총 높이(H.10)를 순차적으로 위·아래로 적층된 높이 층의 숫자 N(N ≥ 2 내지 n)으로 세분하는 단계로서, 이 경우 숫자 N은 N ≥ 2 내지 N = n의 실행 변수이며, 이때 N(N ≥ 2 내지 n)개의 높이 층 각각은 구조 모델의 단 하나의 하위 구조에 상응하며, 그리고 이 경우 N(N ≥ 2 내지 n)개의 각각의 개별 하위 구조는 각각 부분 높이를 가지며, 이때 숫자 N은 는 수 2보다 크거나 같은 정수이며, 그리고 이 경우 숫자 N(N ≥ 2 내지 n)은, 각각의 N(N ≥ 2 내지 n)개의 부분 높이가 캐리어 재료 내부를 노광할 때에 노광 장치에 의해서 전달될 수 있는 전자기 방사선의 가능한 공칭 침투 깊이보다 작거나 같도록 선택되며, 이때 개별 하위 구조의 N(N ≥ 2 내지 n)개의 부분 높이의 총합은 구조 모델의 총 높이에 상응하며;
-e- 구조 모델의 N(N ≥ 2 내지 n)개의 하위 구조 각각에 대한 가상 포토마스크를 계산하는 단계로서, 이 경우에는 N(N ≥ 2 내지 n)개의 포토마스크 각각에 대해 각각의 개별 하위 구조의 개별 지형학적 데이터가 개별적인 노광 선량의 상응하는 값으로 환산되며, 이때 일 하위 구조의 특정 지점에 대해 계산된 노광 선량은 해당 하위 구조 내부에 있는 동일한 지점의 개별적인 고도와 상관관계를 맺고 있으며;
-f- 구조 모델의 가장 낮은 높이 층에 있는 제1 하위 구조에 상응하는 제1 가상 포토마스크의 위치 및 캐리어 재료의 표면상에서 정렬 마킹의 위치를 결정하는 단계;
-g- 표면에 배열된 정렬 마킹을 참조하여 캐리어 재료를 정렬된 상태에서 노출시키는 단계로서, 이 경우에는 캐리어 재료의 표면으로부터 출발하여, 제1 가상 포토마스크 내에서 확정된 개별적인 노광 선량에 상응하게 공간적으로 분해된 노출에 의해서, 제1 하위 구조의 구조화가 캐리어 재료 내부에 기록되며;
-h- 제1 가상 포토마스크에 의해 사전 설정되고 노출된 캐리어 재료의 섹션을 습식 화학적으로 현상하는 단계로서, 이 경우 제1 하위 구조의 구조화의 표면은, 노출 및 현상 후에 구조화의 표면이 광학적으로 매끄러워질 때까지 캐리어 재료의 현상 속도에 따라 그리고 계산된 노광 선량에 따라 평활화되며;
-i- 부분적으로 구조화된 캐리어 재료의 제1 중간 생성물을 수득하는 단계로서, 이 경우 제1 중간 생성물은 제1 하위 구조의 구조화를 포함하며;
-j- 또 다른 N 번째(N ≥ 2 내지 n) 가상 포토마스크의 위치를 결정하는 단계로서, 이 경우 N 번째(N ≥ 2 내지 n) 가상 포토마스크는, 각각 선행하는(N-1) 중간 생성물의 각각 선행하는(N-1) 하위 구조의 이미 구조화된 구조화 내부에서, 각각 선행하는(N-1) 높이 층에 순차적으로 후속하는 구조 모델의 그 다음으로 더 높이 놓여 있는 N 번째(N ≥ 2 내지 n) 높이 층에 있는 N 번째(N ≥ 2 내지 n) 하위 구조에 상응하며;
-k- 표면에 배열된 정렬 마킹을 참조하여 각각 선행하는(N-1) 중간 생성물을 정렬된 상태에서 추가로 노출시키는 단계로서, 이 경우에는 각각 선행하는(N-1) 하위 구조의 이미 구조화된 구조화로부터 출발하여, N 번째(N ≥ 2 내지 n) 가상 포토마스크 내에서 확정된 개별적인 노광 선량에 상응하게 공간적으로 분해된 노출에 의해서, N 번째(N ≥ 2 내지 n) 하위 구조의 구조화가 부분적으로 구조화된 캐리어 재료의 각각 선행하는(N-1) 중간 생성물 내부에 기록되며, 이때 캐리어 재료 내부에서 N 번째(N ≥ 2 내지 n) 하위 구조의 구조화는 각각 선행하는(N-1) 하위 구조의 구조화보다 각각 더 깊이 놓여 있으며;
-l- N 번째(N ≥ 2 내지 n) 가상 포토마스크에 의해 사전 설정되고 노출된 캐리어 재료의 섹션을 습식 화학적으로 현상하는 단계로서, 이 경우 N 번째(N ≥ 2 내지 n) 하위 구조의 구조화의 표면은, 노출 및 현상 후에 구조화의 표면이 광학적으로 매끄러워질 때까지 캐리어 재료의 현상 속도에 따라 그리고 계산된 노광 선량에 따라 평활화되며;
-m- 필요한 경우에는, 전체 N(N ≥ 2 내지 n)개의 가상 포토마스크가 층별로 구조화될 때까지, 단계 -j-(각각 또 다른 가상 포토마스크의 위치 결정), 단계 -k-(추가 노출) 및 단계 -l-(추가 현상)의 시퀀스를 상응하게 반복하는 단계;
-n- 완전히 구조화된 캐리어 재료를 수득하는 단계로서, 이 경우 완전히 구조화된 캐리어 재료는 전체 구조 모델 및 그 총 높이에 상응하는 구조화를 포함한다.
여기에서 "초대형 구조 높이"라는 용어는, 광구조화 가능한 캐리어 재료 내부로의 노광의 최대 공칭 침투 깊이보다 큰 구조 높이를 갖는 미세 구조로서 이해된다.
노광의 최대 공칭 침투 깊이는 다음과 같은 파라미터에 따라 다르게 나타난다:
- 선택된 캐리어 재료의 광화학적 물질 특성에 의존하는, 사용된 광구조화 가능한 캐리어 재료 및 각각 가능한 노광 깊이의 선택;
- 캐리어 재료를 비파괴적으로 노출시키기 위한 바람직한 광 선량의 선택;
- 사용된 노광 장치의 선택;
- 바람직한 현상 시간의 선택.
다시 말하자면, 현상 시간과 같은 선택된 노광 장치의 노출 파라미터에 따라, 그리고 캐리어 재료를 파괴하지 않으면서 선택될 수 있는 최대 광 선량과 같은 광구조화 가능한 캐리어 재료의 노광 특성 또는 물질 특성과의 관계에서, 현재 사용 가능한 재료 및 장치와 함께 예컨대 최대 100 마이크로미터(㎛)의 공칭 침투 깊이에 놓여 있는 노광의 최대 공칭 침투 깊이가 나타난다.
예를 들면, 수치상으로 0.14의 직경을 갖는 4x 현미경 대물렌즈를 노광 장치로서 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 예를 들면, 마스크 없는 1-광자-레이저 빔 리소그래피(축약해서: 1PL)를 이용하여, 405 나노미터(㎚)의 광 파장에서 그리고 100 ㎜/s의 기록 속도에서, 대략 50 마이크로미터(㎛)에 해당하는 광구조화 가능한 캐리어 재료 내에서의 노광 깊이를 달성하기 위하여, 750 mWs/㎠의 광 선량을 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 현상 시간의 선택을 위해, 예를 들어 특히 Microchemicals(www.michrochemicals.com) 사의 제품 AZ® 2026 MIF Developer가 현상제로서 사용되는 경우에는, 30분의 현상 시간을 선택하는 것이 바람직할 수 있다.
따라서, 초대형 구조 높이는 이하에서 정의에 따라, 대략 100 마이크로미터(㎛)에 해당하는 언급된 지침 값보다 크고 이 지침 값보다 훨씬 더 클 수도 있는 높이를 갖는다. 바람직하게, 본 발명에 따른 방법에 의해서는, 또한 예를 들어 크기가 500 마이크로미터(㎛) 또는 그 이상일 수 있는 구조 높이를 갖는 구조도 광구조화 가능한 캐리어 재료 내에 임프린트 또는 기록될 수 있다. 이와 같은 초대형 구조 높이는 이하에서 서브-밀리미터(㎜)-스케일의 구조 높이로서도 지칭된다.
단계 -a-에서는, 광구조화 가능한 캐리어 재료가 먼저 기판 캐리어 상에 평평하게 도포된다. 바람직하게, 광구조화 가능한 캐리어 재료는, 캐리어 재료 내로 전사되어야만 하는 임프린트될 3차원 미세 구조의 초대형 구조 높이보다 상응하게 더 큰 평탄한 캐리어 재료의 상응하게 큰 층 높이가 존재할 때까지, 필요한 경우에는 복수의 층으로 위·아래로 적층되는 포토레지스트일 수 있다.
이와 같은 목적을 위해, 광구조화 가능한 캐리어 재료는 다음과 같은 일반적인 코팅 방법들 중 중 하나에 따라 기판 캐리어 상에 한 번 그리고/또는 여러 번 도포될 수 있다: 딥 코팅(dip coating); 스핀 코팅(spin coating); 슬롯 다이 코팅(slot die coating); 닥터 블레이딩(doctor blading), 커튼 코팅(curtain coating) 또는 계량봉 코팅(metering rod or Meyer bar coating).
단계 -b-에서는, 선택된 캐리어 재료를 노광할 때의 최대 공칭 침투 깊이를 참조하여 그리고 초대형 구조 높이를 갖는 임프린트될 미세 구조의 기하학적 형상, 특히 윤곽 데이터를 참조하여, 3차원 미세 구조의 후속 모델링을 위한 상응하는 정보가 수집된다.
단계 -c-는, 바람직한 방식으로 임프린트될 3차원 미세 구조로부터 이전에 결정된 정보에 따라 가상의 또는 디지털 3차원 구조 모델로서 생성되는 CAD(Computer Aided Design)-파일을 참조하여 이루어질 수 있다. 이때, 가상의 구조 모델은 형성될 미세 구조의 지형학적 데이터를 포함하며, 이 경우에는 지형학적 데이터를 참조하여 형성될 미세 구조의 구조 모델의 총 높이가 결정된다. 이 구조 모델의 총 높이는, 캐리어 재료 내부로 노출되는 동안의 전자기 방사선의 최대 공칭 침투 깊이보다 크고, 캐리어 재료의 도포된 층 높이보다 작다. 조금 전에 이미 기술된 바와 같이, 최소 100 마이크로미터(㎛)의 전체 구조 높이 또는 전체 구조 깊이를 갖는 그리고 그 이상으로는 서브-㎜-범위의 구조 높이까지 이르는 미세 구조가 형성될 수 있다. 구조 높이 또는 구조 깊이는 또한 3차원 직교 좌표계 내의 Z-축 방향과 관련되며, 이 경우 Z-축 방향은 고도를 지시한다.
"지형학"(그리스어: , "장소" 및 , "묘사하다" 또는 "기록하다", 문자 그대로는 "장소 기록")이라는 용어는 또한 표면 상태로 이해되거나, 기하학적 형상에 대한 기록뿐만 아니라 기술적 표면 또는 미세 구조의 물리적 및 화학적 특성의 기록으로도 이해된다. 지형학(표면 거칠기, 표면 형상 등)에 대한 설명은 일반적으로 측정 방법의 데이터를 기반으로 한다.
그 다음 단계 -d-에서는, 컴퓨터의 지원을 받아 3차원 구조 모델의 총 높이를 숫자 N(N ≥ 2 내지 n)으로 세분하는 과정이 이루어지며, 이 경우 숫자 N은 순차적으로 위·아래로 적층된 높이 층의 N ≥ 2 내지 N = n의 실행 변수이며, 이 높이 층의 부분 높이는 각각 캐리어 재료 내부로 노출 시 노광 장치에 의해 전달될 수 있는 전자기 방사선의 가능한 공칭 침투 깊이보다 각각 작거나 같으며, 이때 개별 하위 구조의 부분 높이의 총합은 구조 모델의 전체 높이에 상응한다. 가상의 구조 모델을 위·아래로 적층된 적어도 2개 이상의 높이 층으로 세분하는 공정은 직교 좌표계의 고도에 상응하는 Z-축 방향으로 이루어진다.
가상의 구조 모델의 하위 구조 각각에 대한 가상 포토마스크를 계산하는 그 다음 단계 -e-는 바람직하게 마스크 없는 그레이 톤-리소그래피를 위한 장치를 제어하기 위해 이용된다. 따라서, 각각의 가상 포토마스크는 하위 구조의 특정 지점에 대한 개별적인 노광 선량 또는 광 강도를 나타낸다.
이때, 구조 모델의 개별 고도 또는 하위 구조의 특정 지점의 최대 구조 높이는 하위 구조의 이 지점이 캐리어 재료 내에 임프린트되거나 새겨질 수 있는 최대 깊이에 상응한다. 구조 모델의 상응하는 하위 구조의 구조 높이가 캐리어 재료 내에서의 이 하위 구조의 구조화의 구조 깊이로 반전되는 상황은 광화학적 구조화의 결과이다.
이때, 현상 가능한 층 두께는 대부분 노광 선량 또는 단위 시간당 광 강도[단위는 mWs/㎠]에 따라 비선형적으로 증가한다.
이어서, 단계 -f-에서는, 구조 모델의 가장 낮은 높이 층에 있는 제1 하위 구조에 상응하는 제1 가상 포토마스크가 캐리어 재료의 표면에서 상응하게 위치되며, 이 경우 제1 가상 포토마스크 내에는 또한 캐리어 재료의 표면상에 임프린트시키기 위한 정렬 마킹도 저장되어 있다.
그 다음 단계 -g-에서는, 캐리어 재료의 표면에 배열된 정렬 마킹을 참조하여 캐리어 재료의 정렬된 방식의 노출이 이루어지며, 이 경우에는 캐리어 재료의 표면으로부터 출발하여, 제1 가상 포토마스크 내에서 확정된 개별적인 노광 선량에 상응하게 공간적으로 분해된 노출에 의해서, 제1 하위 구조의 구조화가 캐리어 재료 내부에 기록된다.
노출에 이어서, 단계 -h-에서는, 제1 가상 포토마스크에 의해 사전 설정되고 노출된 캐리어 재료의 섹션의 습식 화학적 현상이 이루어지며, 이 경우 제1 하위 구조의 구조화의 표면은, 노출 및 현상 후에 구조화의 표면이 광학적으로 매끄러워질 때까지, 선택된 구조화 전략에 따라, 다시 말해 사용된 캐리어 재료의 현상 속도에 따라 그리고 계산된 노광 선량에 따라 평활화된다.
특히 광학 구성 요소를 제조하기 위한 형성 방법의 분야에 속한 당업자에게는 "광학적으로 매끄러운 표면"이라는 용어가 공지되어 있다. 예를 들어 Alexander W. Koch 외의 전문 서적 "Optische Messtechnik an technischen Oberflaechen"(expert-Verlag 1998, ISBN 3-8169-1372-5)으로부터 알 수 있는 바와 같이, 표면 거칠기 또는 표면 구조가 가시 스펙트럼 범위의 파장(λ = 람다)보다 훨씬 더 아래에 놓여 있는 경우, 표면은 "광학적으로 매끄러운" 것으로서 지칭된다. 광학적으로 고품질의 구성 요소에 대해서는, λ/16의 광학적으로 매끄러운 표면을 능가하는 최대 비평탄성의 요구가 적용된다.
대략 380 ㎚ 내지 780 ㎚의 파장(λ)을 갖는 광의 가시 스펙트럼 범위에 대해서는, "광학적으로 매끄러운" 표면의 거칠기 값이 최대 23.75 ㎚(380 ㎚/16) 내지 48.75 ㎚(780 ㎚㎚/16)일 수 있다는 것을 의미한다.
구조화의 표면, 다시 말해 캐리어 재료의 표면에 있는 구조화된 리세스의 표면이 노출 및 현상 후에는 광학적으로 매끄러워야만 한다는 기준은, 후속하는 하나 또는 복수의 추가 노광 단계에서 바람직하지 않은 산란광 효과가 방지될 수 있는 효과를 갖는다. 특히 추가 레이저 구조화의 경우에는, 산란광 효과 및 이 효과와 관련된 오류 원인 없이 추가 구조화를 실행하는 것이 중요하다.
평균 거칠기 값(Ra)으로 표현되는 구조화된 표면의 거칠기가 낮을수록, 이전에 구조화된 표면의 추가 노광 및 현상에 의해서 그 다음 후속 구조화 중에 발생할 수 있는 산란광 효과는 그만큼 더 적어진다. 그에 따라, 노광과 현상을 이용한 추가 구조화도 그만큼 더 정확하게 실행될 수 있다. 바람직하게, 캐리어 재료 내부에 있는 구조화된 리세스 또는 공동의 표면의 구조화는, 광학적으로 매끄러운 표면에 대한 거칠기 값이 30 ㎚(나노미터) 이하로 설정되도록 실행된다.
여기에서 "구조화"라는 용어는, 공정 단계 "정렬된 상태에서의 노출"(단계 -g-)과 "습식 화학적 현상"(단계 -h-)의 조합으로 이해된다.
다시 말해, 구조화의 결과는, 하나 또는 복수의 후속하는 추가 구조화 단계를 위해 적합한 광학적으로 매끄러운 표면을 구비하는 캐리어 재료 내부에 기록된 구조이다.
따라서, 단계 -i-에 따르면, 부분적으로 구조화된 캐리어 재료의 제1 중간 생성물이 생성되며, 이 경우 제1 중간 생성물은 제1 하위 구조의 구조화를 포함한다.
추가 단계 -j-, -k- 및 -l-은, 이전에 이미 생성된 구조화 내부에서 가상의 구조 모델의 후속하는 그 다음 고도에 상응하게 그 다음 가상 포토마스크를 구조화하기 위해 이용된다.
단계 -m-에 따르면, 필요한 경우에는, 전체 가상 포토마스크가 층별로 구조화될 때까지 단계 -j-(각각 하나의 또 다른 가상 포토마스크의 위치 결정), -k-(추가 노출) 및 -l-(추가 현상)의 시퀀스가 반복된다.
단계 -n-에 따르면, 방법에 따라 완전히 구조화된 캐리어 재료가 생성물로서 수득되며, 이 경우 완전히 구조화된 캐리어 재료는 자체 총 높이를 따라 또는 자체 총 높이를 포함하여 전체 가상의 3차원 구조 모델에 상응하는 구조화를 포함한다. 완전히 구조화된 캐리어 재료는 또한 예를 들어 갈바닉 방법을 이용하여 원래 구조를 추가로 형성하거나 실리콘 형성에 의해 스탬프를 제조하기 위한 마스터로서 이용될 수도 있다.
이 방법에 의해서는, 3차원(3D)-미세 구조를 광화학적으로 구조화 가능한 캐리어 재료 내에 임프린트하기 위한 새로운 유형의 역 리소그래피 방법이 제공되는데, 이 경우 3차원 미세 구조는 마이크로미터-스케일 내지 서브-밀리미터-스케일 안에 있는 초대형 구조 높이를 갖게 되며, 이와 같은 구조 높이는 현재 공지된 제조 방법으로써는 지금껏 신속하고 정확하게 제조될 수 없었다.
본 발명에 따른 방법에서는, 광구조화 가능한 캐리어 재료가, 후속하는 습식 화학적 현상 동안 노출된 섹션이 캐리어 재료로부터 제거되는 포지티브 톤 포토레지스트인 경우가 바람직할 수 있다.
포토레지스트(photoresist)는 포토리소그래피 구조화에서 사용되는데, 특히 마이크로 및 서브마이크로미터 범위 안에 있는 구조의 생산을 위한 마이크로 전자 공학 및 마이크로 시스템 공학에서 그리고 인쇄 회로 기판 제조에서 사용된다. 포토레지스트를 위한 가장 중요한 출발 물질은 폴리머(예컨대 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸글루타르이미드) 또는 에폭시 수지, 시클로펜타논 또는 감마-부티롤락톤과 같은 용매 그리고 감광성 성분이다.
액상 포토레지스트 외에 고체 또는 건식 레지스트(광 포일: photo foil)도 있다.
노출 중에, 포토 층의 용해도는 자외선-광 성분 형태의 전자기 방사선에 의해서 가상 포토마스크의 광 선량에 상응하게 국부적으로 변경된다(광화학적 반응).
용해도 변경 후에는 다음과 같은 차이점이 나타난다:
- 네거티브 톤 포토레지스트(negative tone photoresist): 용해도는 노출에 의해 감소함
- 포지티브 톤 포토레지스트(positive tone photoresist): 용해도는 노출에 의해 증가함.
포지티브 톤 포토레지스트의 경우, 경우에 따라 이미 고형화된 포토레지스트는 노광에 의해 광화학적으로 변경되고, 이로써 상응하는 현상 용액에 대해 용해될 수 있으며, 현상 후에는 다만 상응하는 커버 마스크에 의해 방사선 조사로부터 보호되었거나 노출된 섹션 외부에 위치된 영역만 남겨진다.
포지티브 톤 포토레지스트를 광구조화 가능한 캐리어 재료로서 사용하는 것은, 사전 설정된 구조 모델의 총 높이에 상응하는 총 높이를 갖는 완전히 구조화된 포지티브-포토레지스트 내의 리세스 또는 공동을 최종적으로 수득하기 위하여, 공정에 따라 높이 층이 층별로 - 계산된 가상 포토마스크에 상응하게 - 포지티브-포토레지스트 내로 점점 더 깊이 구조화될 수 있다는 장점을 제공한다. 포지티브 톤 포토레지스트의 비구조화된 영역, 다시 말해 노출 및 현상되지 않은 영역은 바람직하게 (단계 -a-에 따라) 초기에 선택된 층 높이를 유지한다.
포지티브 톤 포토레지스트 형태의 완전히 구조화된 캐리어 재료는 또한 예를 들어 갈바닉 방법을 이용하여 원래 구조를 추가로 형성하기 위한 또는 실리콘 형성에 의해 스탬프를 제조하기 위한 마스터로서 이용될 수도 있다.
본 발명에 따른 방법에서 캐리어 재료의 정렬된 상태에서의 노출 공정이 1-광자-흡수 및/또는 2-광자 흡수에 기초한 마스크 없는 레이저 리소그래피에 의해 또는 마스크 없는 광학 리소그래피 - 이 경우에는 공간적 광 변조기 및 이미징 광학 장치가 사용됨 - 에 의해 실행되는 경우가 특히 바람직할 수 있다.
당업자는 "마스크 없는 레이저 리소그래피"라는 용어를, 순차적 스캐닝 및 광 강도의 동시 변조를 이용한 레이저 빔의 포커싱에 의해, 광구조화 가능한 캐리어 재료, 바람직하게는 포지티브 톤 포토레지스트를 노광시키기 위한 방법으로 이해한다. 노광 소스로서는 레이저 광이 사용된다. 이와 같은 노광 방법의 장점으로서는, 마스크 없는 레이저 리소그래피에 의해서는 XYZ-좌표를 참조하여 정확하게 정의된 데이터 세트의 지점에서 픽셀 당 특히 정밀하게 정의된 광 선량이 나타난다는 것이 언급될 수 있다. 따라서, 1-광자 흡수(축약해서: 1PL) 및/또는 2-광자 흡수(축약해서: 2PL)의 이용 가능성으로 인해, 이와 같은 노광 방법에 의해서는 실제 3D-구조화가 실행될 수 있다. 하지만, 이와 같은 노광 방법에서의 단점은, 순차적인 스캐닝으로 인해 오히려 느리다는 것이다.
당업자는 "마스크 없는 광학 리소그래피"라는 용어를, 캐리어 재료 또는 바람직하게는 포토레지스트 상에서 공간적 광 변조기의 일 표면(픽셀-매트릭스)의 광학적 이미징에 의해 구조화가 이루어지는, 광구조화 가능한 캐리어 재료, 바람직하게는 포지티브 톤 포토레지스트를 노광하기 위한 방법으로 이해한다. 이 목적을 위한 노광 소스로서는 예를 들어 UV-LED에 의해 생성되는 UV-광이 사용된다.
이와 같은 노광 방법에서는, 표면 노광이 마스크 없는 레이저 리소그래피보다 훨씬 더 신속하게 이루어질 수 있다는 것이 바람직하다. 하지만, 마스크 없는 광학 리소그래피 방법에서의 단점은, 이와 같은 노광 방법을 이용한 실제 3D-구조화를 위해서는 구조화 중에 해당 샘플 또는 캐리어 재료를 기울여야 할 필요가 있을 수 있다는 것이다. 본 발명의 바람직한 일 변형 실시예에서는, 특히 하나 이상의 가상 포토마스크가 정렬 마킹을 참조하여 경사각으로 기울어진 상태로 배열된 캐리어 재료의 표면에 위치되는 경우가 후방 절단부를 구조화하는 데 특히 바람직할 수 있다.
조금 전에 언급된 바와 같이, 특히 마스크 없는 광학 리소그래피를 노광 방법으로서 사용하는 경우에는, 후방 절단부, 언더컷 및/또는 돌출부와 같은 실제 3D-구조를 구조화하는 동안 캐리어 재료를 기울일 필요가 있을 수 있다. 캐리어 재료가 기울어질 필요가 있는 해당 경사각은 예를 들어 전동식 각도계(goniometer)를 사용하여 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 의해서는, 복수의 또는 전체 가상 포토마스크가 경사각으로 기울어지게 배열된 캐리어 재료의 표면에 위치되는 것도 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 방법의 범주 안에서는, 노광을 위해 복수의 가상 포토마스크를 위한 또는 전체 가상 포토마스크를 위한 캐리어 재료가 구조화될 높이 층마다 또는 가상 포토마스크마다 각각 동일한 경사각으로 또는 그러나 개별적으로 상이한 경사각으로 기울어질 수 있는 것도 제안되었다.
이와 같은 바람직한 방법 변형예의 일 개선예에서는, 캐리어 재료를 정렬된 상태에서 노출시키는 공정 그리고 하나 이상의 가상 포토마스크에 의해 사전 설정되고 노출된 캐리어 재료의 섹션의 후속적인 습식 화학적 현상 공정이 경사각으로 기울어진 상태로 배열된 캐리어 재료의 표면에서 정렬 마킹을 참조하여 이루어질 수 있다.
캐리어 재료의 표면에서 제1 가상 포토마스크와 함께 구조화되는 정렬 마킹은, 노광이 기울어져 있거나 캐리어 재료의 구조화가 기울어진 경우에도 후속하는 추가 구조화 단계를 정확하게 위치시키는 데 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에서 광구조화 가능한 캐리어 재료가 100 마이크로미터(㎛) 이상의, 바람직하게는 200 마이크로미터(㎛) 이상의, 특히 바람직하게는 500 마이크로미터(㎛) 이상의 층 높이를 갖는 경우가 특히 바람직할 수 있으며, 이 경우 캐리어 재료는 바람직하게 기판 캐리어 상에 다중 층으로 도포된다.
이때, 캐리어 재료의 층 높이는, 캐리어 재료가 전체 구조 모델, 특히 구조 모델의 총 높이를 수용하기에 충분한 층 두께를 제공하도록 선택되어야만 한다.
본 발명에 따른 방법에서는, 구조 모델의 총 높이가 100 마이크로미터(㎛) 이상인 경우가 바람직할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 방법에 의해서는, 현재 공지된 제조 방법을 사용해서는 지금껏 신속하고 정확하게 제조될 수 없었던 마이크로미터-스케일 내지 서브-밀리미터-스케일의 초대형 구조 높이를 갖는 3차원 미세 구조가 제조될 수 있다. 그렇기 때문에, 단계 -c-에서 모델링 되는 구조 모델의 총 높이는 100 마이크로미터(㎛)보다 훨씬 더 클 수 있으며, 서브-밀리미터-스케일에까지 도달할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 변형예에 따른 방법에서는, 개별 하위 구조의 각각의 N(N ≥ 2 내지 n)개의 부분 높이가 최대 공칭 침투 깊이보다 작거나 같도록, 바람직하게는 30 마이크로미터(㎛)보다 작도록, 특히 바람직하게는 20 마이크로미터(㎛)보다 작도록 숫자 N(N ≥ 2 내지 n)이 선택될 수 있다.
조금 전에 이미 언급된 바와 같이, 노광 중의 최대 공칭 침투 깊이는 주로 다음과 같은 인자(factor)의 조합에 의해서 결정된다:
- 캐리어 재료를 파괴하지 않으면서 최대로 가능한 광 선량;
- 최대 현상 시간;
- 사용된 캐리어 재료의 광화학적 재료 특성.
이와 같은 인자로 인해, 예비 테스트에서는, 예를 들어 하위 구조의 부분 높이가 50 마이크로미터(㎛)보다 작거나 같게 선택되면, 응용 분야에 따라 캐리어 재료의 정밀한 구조화가 가능할 수 있다고 나타났다. 하위 구조의 부분 높이가 더 작게 선택될수록, 복잡한 구조 모델, 즉 예를 들어 후방 절단부를 포함하는 복잡한 기하학적 형상을 갖는 구조 모델은 공정에 따라 그만큼 더 정확하게 캐리어 재료 내부에 기록될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에서 개별 하위 구조의 각각의 N(N ≥ 2 내지 n)개의 부분 높이가 최대 공칭 침투 깊이보다 작거나 같은, 바람직하게는 30 마이크로미터(㎛)보다 작은, 특히 바람직하게는 20 마이크로미터(㎛)보다 작은 동일한 부분 높이를 갖도록 숫자 N(N ≥ 2 내지 n)이 선택되는 경우가 특히 바람직할 수 있다.
이 변형예에서는, 각각의 하위 구조의 항상 동일한 부분 높이를 사용하여 효율적으로 작업이 이루어질 수 있다.
특히 정밀한 구조화는, 본 발명에 따른 방법에서 노출 및 현상 후에 하위 구조의 광학적으로 매끄러운 표면이 최대 50 나노미터(㎚), 바람직하게는 최대 40 나노미터(㎚), 특히 바람직하게는 최대 30 나노미터(㎚)의 평균 거칠기 값(Ra)을 갖는 거칠기를 갖는 경우에 달성될 수 있다.
특히 추가의 레이저 구조화에서 광학적으로 매끄러운 표면은, 산란광 효과 및 이 효과와 관련된 오류 원인 없이 후속하는 추가 구조화를 실행할 수 있다는 장점을 제공한다.
본 발명의 또 다른 세부사항, 특징부 및 장점은 도면부에 개략적으로 도시된 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 드러난다. 도면부에서는 각각 측면도로:
- 도 1은 기판 캐리어 상에 층 높이로 도포된 광구조화 가능한 캐리어 재료를 도시하며;
- 도 2는 캐리어 재료 내로 전사되어야만 하는 제1 변형 실시예에 따른 미세 구조의 3차원 구조 모델을 도시하고;
- 도 3은 위·아래로 적층된 복수의 높이 층의 시퀀스에 상응하는 복수의 하위 구조로 분할된 후의 도 2에 도시된 구조 모델을 도시하며;
- 도 4는 구조 모델의 개별 하위 구조 또는 높이 층의 지형학적 데이터에 상응하는 복수의 가상 포토마스크를 도시하고;
- 도 5는 각각의 개별 하위 구조의 지형학적 데이터와 각각의 가상 포토마스크의 개별 노광 선량의 상관관계를 단순화된 다이어그램 형태로 도시하며;
- 도 6은 캐리어 재료의 표면에 있는 정렬 마킹과 함께, 구조 모델의 가장 낮은 높이 층의 제1 하위 구조에 상응하는 제1 가상 포토마스크의 위치 결정을 도시하고;
- 도 7은 제1 가상 포토마스크를 참조하여 캐리어 재료를 노광 및 현상한 후에, 제1 하위 구조의 이미 구조화된 구조화 내부에서, 가장 낮은 높이 층에 순차적으로 후속하는 그 다음으로 가장 높은 구조 모델의 높이 층의 제2 하위 구조에 상응하는 추가의 제2 가상 포토마스크의 위치를 결정하는 공정을 도시하며;
- 도 8은 제1 및 제2 가상 포토마스크를 참조하여 캐리어 재료를 노광 및 현상한 후에, 이전에 제조된 구조화 내부에서 추가의 제3 가상 포토마스크의 위치를 결정하는 공정을 도시하고;
- 도 9는 도 2에 표시된 전체 구조 모델의 구조화를 갖는 완전히 구조화된 캐리어 재료를 도시하며,
- 도 10은 캐리어 재료의 표면에 있는 정렬 마킹과 함께, 제2 변형 실시예에 따른 미세 구조의 구조 모델의 가장 낮은 높이 층의 제1 하위 구조에 상응하는 제1 가상 포토마스크의 위치를 결정하는 공정을 도시하고;
- 도 11은 제1 가상 포토마스크를 참조하여 캐리어 재료를 노광 및 현상한 후에, 제1 하위 구조의 이미 구조화된 구조화 내부에서 경사각으로 기울어진 위치에서, 가장 낮은 높이 층에 순차적으로 후속하는 그 다음으로 가장 높은 구조 모델의 높이 층의 제2 하위 구조에 상응하는 추가의 제2 가상 포토마스크의 위치를 결정하는 공정을 도시하며; 그리고
- 도 12는 돌출부를 갖는 구조 모델의 구조화를 갖는 완전히 구조화된 캐리어 재료를 도시한다.
이하의 상세한 도면 설명부에서는, 본 발명에 따른 방법의 제1 변형 실시예와 관련이 있는 도 1 내지 도 9의 이미지가 이하에서 참조될 것이다.
도 1은, 복수의 평평한 층(1.1, 1.2, 1.3, 1.4) 내에서 총 층 높이(H.1)로 기판 캐리어(2) 상에 도포된 광구조화 가능한 캐리어 재료(1), 예를 들어 포지티브 톤 포토레지스트를 개략적으로 보여준다. 여기에서 기판 캐리어(2)로서는 예를 들어 평평한 유리판이 이용된다. 도포된 캐리어 재료(1)를 구성하는 복수의 층(1.1, 1.2, 1.3, 1.4)은 도 1의 부분 단면도에서 상징적으로 표시되어 있다. 실제로, 가급적 각각의 지점에서 동일한 광화학적 재료 특성을 갖고 큰 층 높이(H.1)를 갖는 균질하게 구조화된 캐리어 재료(1)를 수득하기 위해서는, 포지티브 톤 포토레지스트의 복수의 층(1.1, 1.2, 1.3, 1.4)이 가급적 균질하게 서로 연결되는 것이 중요하다. 여기에서, 캐리어 재료(1) 또는 포토레지스트의 층 높이(H.1) 또는 층 두께는 예를 들어 900 ㎛(마이크로미터)로써 선택된다. 직교 좌표계 내에서 층 높이(H.1)의 높이 방향은 Z-축 방향에 해당한다. 캐리어 재료(1)는 평평한 표면(O.1) 또는 XY-평면의 방향으로 연장되는 외부 면을 갖고 있다.
여기에서 포지티브 톤 포토레지스트로서는 예를 들어 Microchemicals(www.microchemichals.com) 사의 제품 AZ® 4562("Positive thick resist") 또는 제품 AZ® 9260이 선택적으로 사용될 수 있다. 이와 같은 포토레지스트에서는 노광의 최대 공칭 침투 깊이가 대략 75 마이크로미터(㎛)이다.
도 2는, 캐리어 재료(1) 내로 전사되어야만 하는 3차원 미세 구조의 디지털 방식으로 생성된 가상의 3차원 구조 모델(10)을 측면도로 보여준다. 구조 모델(10)은 형성될 미세 구조의 지형학적 데이터(T.10)를 포함한다. 구조 모델(10)은, Z-축 방향으로 구조 모델(10)의 최대 연장부에 상응하는 총 높이(H.10)를 갖는다. 여기에서 구조 모델(10)의 총 높이(H.10)는 예를 들어 400 ㎛(마이크로미터)이고, 이로써 캐리어 재료를 노출시킬 때의 전자기 방사선의 최대 공칭 침투 깊이(대략 75 ㎛)보다 큰데, 여기에서는 기판 캐리어(2) 상에 도포된 캐리어 재료(1)의 900 ㎛의 층 높이(H.1)보다 작다.
도 3은, 컴퓨터의 지원을 받아, 위·아래로 적층된 복수의 높이 층의 시퀀스에 상응하게 복수의 하위 구조(11, 12, 13)로 세분된 후에, 도 2에 도시된 가상의 3차원 구조 모델(10)을 보여준다. 각각의 하위 구조(11, 12, 13)는 부분 높이(H.11, H.12, H.13)를 가지며, 이 경우 각각의 부분 높이(H.11, H.12, H.13)는 캐리어 재료를 노출시킬 때에 가능한 공칭 침투 깊이보다 작거나 같다.
여기에서는, 예를 들어 각각의 하위 구조(11, 12, 13)에 대해 각각 동일한 부분 높이(H.11, H.12, H.13)가 선택되는데, 이 부분 높이는 여기에서 예를 들어 40 ㎛이고 이로써 캐리어 재료를 노출시킬 때의 공칭 침투 깊이보다 작다. 실제로, 여기에 예시적으로 언급된 경우에는, 400 ㎛의 총 높이(H.10)가 위·아래로 적층된 10개의 하위 구조(11, 12, 13 등)에 분배되어야만 하며, 이 경우 각각의 하위 구조는 여기에서 예를 들어 각각 40 ㎛에 해당하는 동일한 부분 높이(H.11, H.12, H.13 등)를 갖는다. 각각의 하위 구조(11, 12, 13)는 관련 지형학적 데이터(T.11, T.12, T.13)를 구비한다. 하지만, 단순화를 위해 이하의 개략도에서의 도시 내용은 위·아래로 적층된 도시된 3개의 하위 구조(11, 12, 13)에 한정적으로 적용된다. 하지만, 요구 사항에 따라서는 상응하는 가상의 구조 모델(10)을 필요한 경우에는 또한 경우에 따라 상이한 부분 높이를 갖는 다수의 하위 구조로 세분하는 것도 당업자에게 잘 알려진 내용이다.
도 4는, 구조 모델(10)의 각각의 개별 하위 구조(11, 12, 13)에 대해 계산되는 복수의 가상 포토마스크(M.11, M.12, M.13)를 보여준다. 이 목적을 위해, 구조 모델(10)의 개별 하위 구조(11, 12, 13) 또는 높이 층의 각각의 지형학적 데이터(T.11, T.12, T.13)가 개별적인 노광 선량에 상응하는 값으로 환산된다. 여기에서 O.11, O.12 및 O.13으로 지칭되는 하위 구조(11, 12, 13)의 상부 면은, 단순히 전체적으로 전체 구조 모델(10)을 형성하기 위하여 개별 하위 구조(11, 12, 13)가 위·아래로 적층되는 명확한 할당 방식을 설명하는 역할만을 한다. 도 4에 개략적으로 도시된 포토마스크(M.11, M.12, M.13)는 - 하나의 하위 구조(11, 12, 13)의 특정 지점(X, Y, Z)에 대해 계산된 개별적인 노광 선량이 이 하위 구조(11, 12, 13) 내부에 있는 동일한 위치 지점(X, Y, Z)의 Z-축 방향의 좌표 값과 또는 개별적인 관련 고도와 관련이 있는 한 - 지형학적 데이터(T.11, T.12, T.13)와 상관관계를 맺고 있다.
도 5는, 각각의 개별 하위 구조(11, 12, 13)의 지형학적 데이터와 각각의 가상 포토마스크(M.11, M.12, M13)의 개별적인 노광 선량 I(단위는 mWs/㎠)의 상관관계를 단순화된 다이어그램 형태로 보여준다. 국부적 노광 선량(I)이 더 크게 선택될수록, 지점(X, Y, Z)은 하위 구조(11, 12, 13) 내부에서 그만큼 더 높이 위치하게 되고, 이 경우 상기 지점의 고도는 구조 모델(10) 내에서의 자체 위치와 관련이 있으며, 그리고 이어지는 구조화에서는 가상 포토마스크(M.11, M.12, M,13)에 의해 그만큼 더 깊이 캐리어 재료(1) 내부에 기록될 수 있다. 다시 말해, 캐리어 재료(1)와 관련하여 더 높은 노광 선량(I)은 캐리어 재료(1) 내부로 그만큼 더 깊이 기록될 수 있다는 것을 의미한다.
도 6은, 캐리어 재료(1) 또는 포지티브 톤 포토레지스트의 표면(O.1)에 있는 정렬 마킹(20)과 함께, 구조 모델(10)의 가장 낮은 높이 층의 제1 하위 구조(11)에 상응하는 제1 가상 포토마스크(M.11)의 위치 결정을 도시한다. 포토마스크(M.11)의 위치 결정은 여기에서 화살표(A)로 표시된다. 후속하는 공정 단계들 또한 정렬 시 참조하게 되는 정렬 마킹(20)은 제1 가상 포토마스크(M.11) 내에 포함되어 있고, 이 포토마스크와 함께 구조화된다.
제1 가상 포토마스크(M.11)에 의해 사전 설정되고 노출된 캐리어 재료(1)의 섹션을 정렬된 상태에서 노출시키는 공정 및 이어지는 습식 화학적 현상 공정을 포함하고, 화살표(E)에 의해 상징적으로 표시된, 광화학적 구조화의 작용 방식을 설명하기 위해, 여기 도 6에는 또한 반전된 제1 가상 포토마스크(M'.11)도 도시되어 있다. 이 반전된 제1 가상 포토마스크(M'.11)는 제1 가상 포토마스크(M.11)에 상응하지만 극성이 변경되었거나 반전되었다.
구조 모델(10)의 상응하는 제1 하위 구조(11)의 구조 높이(H.11)(도 3에 따른 "양의" Z-축 방향)가 캐리어 재료(1) 내에서 상기 하위 구조(11)의 구조화(S.11)의 구조 깊이(도 6에 따른 "음의" Z-축 방향)로 반전되는 상황은 광화학적 구조화로 인해 나타난다. 이때, 구조화 파라미터는, 구조화(S.11)의 표면이 노출 및 현상 후와 같은 구조화(E) 후에 광학적으로 매끄럽게(G) 되도록 선택된다. 위치 "21"로써는 구조화된 캐리어 재료(1)의 제1 중간 생성물(21)이 지시되며, 이 중간 생성물은 제1 하위 구조(11)에 상응하는 구조화(S.11)로써 구조화되었다.
도 7은, 제1 가상 포토마스크(M.11)를 참조하여 캐리어 재료를 노광 및 현상(E)한 후에, 제1 하위 구조(11)의 이미 구조화된 구조화(S.11) 내부에서, 가장 낮은 높이 층에 순차적으로 후속하는 그 다음으로 가장 높은 구조 모델(10)의 높이 층의 제2 하위 구조(12)에 상응하는 추가의 제2 가상 포토마스크(M.12)의 위치를 결정하는 공정을 보여준다.
다시 한 번, 제2 가상 포토마스크(M.12)는 정렬 마킹(20)을 참조하여 캐리어 재료(1)의 표면(O.1)에 위치되며, 이와 같은 상황은 화살표(A)에 의해 상징적으로 표시되어 있다.
제2 가상 포토마스크(M.12)에 의해 사전 설정되고 노출된 캐리어 재료(1)의 섹션을 정렬된 상태에서 노출시키는 공정 및 이어지는 습식 화학적 현상 공정을 포함하는 추가 구조화는 화살표(E)에 의해 상징적으로 표시되어 있다.
도 7과 비교하여, 여기 도 7에는 또한 반전된 제2 가상 포토마스크(M'.12)도 도시되어 있다. 반전된 제2 가상 포토마스크(M'.12)는 제2 가상 포토마스크(M.12)에 상응하지만 극성이 변경되었거나 반전되었다.
구조 모델(10)의 상응하는 제2 하위 구조(12)의 구조 높이(H.12)(도 3에 따른 "양의" Z-축 방향)가 캐리어 재료(1) 내에서 상기 하위 구조(12)의 구조화(S.12)의 구조 깊이(도 7에 따른 "음의" Z-축 방향)로 반전되는 상황은 재차 광화학적 구조화로 인해 나타난다. 이때, 구조화 파라미터는, 또한 이전에 구조화된 공동(S.11) 내부에 또는 아래에 배열되는 구조화(S.12)의 표면도 노출 및 현상 후와 같은 구조화(E) 후에 광학적으로 매끄럽게(G) 되도록 선택된다. 위치 "22"로써는 구조화된 캐리어 재료(1)의 제2 중간 생성물(22)이 지시되며, 이 중간 생성물은 추가로 제2 하위 구조(12)에 상응하는 구조화(S.12)로써 구조화되었다.
도 8은, 이전에 이미 도 6 및 도 7에 도시된 구조화 단계의 반복을 도시하며, 그리고 이전에 실행된 구조화(E), 즉 캐리어 재료(1)의 노출 및 현상 후에, 제1 가상 포토마스크(M.11) 및 제2 가상 포토마스크(M.12)를 참조하여, 이전에 이미 제조된 구조화(S.12) 내부에서 추가의 제3 가상 포토마스크(M.13)의 위치를 결정하는 공정을 보여준다.
여기에 도시된 반전된 제3 가상 포토마스크(M'.13)는 재차 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같은 제3 가상 포토마스크(M.13)에 상응하지만, 극성이 변경되었거나 반전되었다.
제3 가상 포토마스크(M.13)에 의해 사전 설정되고 노출된 캐리어 재료(1)의 섹션을 정렬된 상태에서 노출시키는 공정 및 이어지는 습식 화학적 현상 공정을 포함하는 추가 구조화는 재차 화살표(E)에 의해 상징적으로 표시되어 있다.
이때, 구조화 파라미터는, 또한 이전에 구조화된 공동(S.12) 내부에 또는 아래에 배열되는 구조화(S.13)의 표면도 노출 및 현상 후와 같은 구조화(E) 후에 광학적으로 매끄럽게(G) 되도록 선택된다. 위치 "23"으로써는 구조화된 캐리어 재료(1)의 제3 중간 생성물(23)이 지시되며, 이 중간 생성물은 추가로 제3 하위 구조(13)에 상응하는 구조화(S.13)로써 구조화되었다.
추가적인 층별 구조화(E)가 이루어질 때에 참조하게 되는 추가 가상 포토마스크의 위치 결정 공정을 바람직하게 반복함으로써는, 캐리어 재료(1)가 최종적으로 자신의 총 높이(H.10)에 상응하는 전체 구조 모델(S.10)의 구조화를 포함하게 될 때까지, 전체 하위 구조가 층별로 캐리어 재료(1) 내부로 점점 더 깊이 구조화된다.
도 9는, 도 2에 도시된 전체 구조 모델(10)의 구조화와 함께 완전히 구조화된 캐리어 재료(30)를 제조 공정의 생성물로서 측면도로 보여준다.
또 다른 이미 도 10 내지 도 12는 본 발명에 따른 방법의 추가 변형 실시예와 관련이 있으며, 이 추가 변형 실시예는 실질적으로 다만 후방 절단부를 구조화하기 위해 캐리어 재료(1)를 기울인다는 점에서만 전술된 변형예에 대하여 구별된다. 대등한 방법 특징부에 대해서는 각각 동일한 위치 표시가 사용된다. 이와 관련해서는 이전의 상세한 설명이 참조될 수 있다.
도 10은 - 도 6과 대등하게 - 캐리어 재료(1)의 표면에 있는 정렬 마킹(20)과 함께, 제2 변형 실시예에 따른 미세 구조의 구조 모델(10)의 가장 낮은 높이 층의 제1 하부 구조(11)에 상응하는 제1 가상 포토마스크(M.11)의 위치 결정 공정을 보여준다.
도 11은, 구조화(E) 후에, 다시 말해 캐리어 재료(1)의 노출 및 현상 후에, 제1 하위 구조(11)의 이미 이전에 제조된 구조화(S.11) 내부에서 경사각(α)으로 기울어진 위치에서, 가장 낮은 높이 층에 순차적으로 후속하는 그 다음으로 가장 높은 구조 모델(10)의 높이 층의 제2 하위 구조(12)에 상응하는 추가의 제2 가상 포토마스크(M.12)의 위치를 결정하는 공정을 보여준다. 캐리어 재료(1) 또는 여기에서는 구조화된 캐리어 재료(1)의 제1 중간 생성물(21)이 기울어지는 경사각(α)은 수평으로, 다시 말해 직교 좌표계 내에 있는 X-Y-평면을 기준으로 명시된다.
도 12는, 구조화의 3차원 후방 절단부 또는 돌출부를 형성하는 추가의 제2 구조화(S.12)가 이미 제조되어 있는 제2 중간 생성물(22)을 보여준다. 후방 절단부의 섹션은 도 12에 이점쇄선으로 표시되어 있다. 필요한 경우에는, 추가 구조화 단계의 상응하는 반복에 의해서, 돌출부를 갖는 구조 모델의 구조화가 이루어진 완전히 구조화된 캐리어 재료가 제조될 수 있다.
1: 광구조화 가능한 캐리어 재료, 포토레지스트
1.1: 캐리어 재료의 층(또는 추가 층 1.2, 1.3, 1.4)
2: 기판 캐리어
10: 구조 모델
11: 구조 모델의 제1 하위 구조
12: 구조 모델의 제2 하위 구조
13: 구조 모델의 제3 하위 구조
20: 정렬 마킹
21: 구조화된 캐리어 재료의 제1 중간 생성물
22: 추가로 구조화된 캐리어 재료의 제2 중간 생성물
23: 구조화된 캐리어 재료의 제3 중간 생성물
30: 구조화된 캐리어 재료
A: 가상 포토마스크 위치 결정(화살표)
E: 노출 및 현상(화살표)
G: 광학적으로 매끄러운 표면
H.1: 캐리어 재료의 층 높이
H.10: 구조 모델의 총 높이
H.11: 구조 모델의 제1 하위 구조의 부분 높이
H.12: 구조 모델의 제2 하위 구조의 부분 높이
H.13: 구조 모델의 제3 하위 구조의 부분 높이
L.1: 캐리어 재료의 길이
M.11: 구조 모델의 제1 하위 구조의 제1 가상 포토마스크
M.12: 구조 모델의 제2 하위 구조의 제2 가상 포토마스크
M.13: 구조 모델의 제3 하위 구조의 제3 가상 포토마스크
M'.11: 반전된 제1 가상 포토마스크(극성이 변경됨)
M'.12: 반전된 제2 가상 포토마스크(극성이 변경됨)
M'.13: 반전된 제3 가상 포토마스크(극성이 변경됨)
O.1: 캐리어 재료의 표면 또는 외부 면
O.11: 제1 가상 포토마스크의 상부 면
O.12: 제2 가상 포토마스크의 상부 면
O.13: 제3 가상 포토마스크의 상부 면
S.10: 전체 구조 모델의 구조화
S.11: 구조 모델의 제1 하위 구조의 구조화
S.12: 구조 모델의 제2 하위 구조의 구조화
S.13: 구조 모델의 제3 하위 구조의 구조화
T.10: 전체 구조 모델의 지형학적 데이터
T.11: 제1 하위 구조의 지형학적 데이터
T.12: 제2 하위 구조의 지형학적 데이터
T.13: 제3 하위 구조의 지형학적 데이터
X: X-축 방향
Y: Y-축 방향
Z: Z-축 방향
α: 경사각

Claims (10)

  1. 노광 장치를 사용하여 초대형 구조 높이를 갖는 3차원 미세 구조를 광구조화 가능한 캐리어 재료 내에 임프린트하기 위한 리소그래피 방법으로서,
    이때에는 광구조화 가능한 캐리어 재료의 노광 특성과 관련된 노광 장치의 노광 파라미터에 따라, 노광의 최대 공칭 침투 깊이 및 그와 더불어 결과적으로 캐리어 재료의 광구조화가 야기되고, 초대형 구조 높이가 최대 공칭 침투 깊이의 값을 초과하는 높이를 갖게 되며, 이때 상기 방법은 다음과 같은 공정 단계들, 즉
    -a- 기판 캐리어(2) 상에 광구조화 가능한 캐리어 재료(1)를 평평하게 도포하는 단계를 포함하며, 이때 상기 도포된 캐리어 재료(1)는 층 높이(H.1) 및 기판 캐리어(2)에 마주 놓인 상부 면에 평탄한 표면(O.1)을 갖고 있으며, 그리고 이때 캐리어 재료(1)의 특성은 전자기 방사선을 이용한 노출에 의해서 변경될 수 있으며;
    -b- 정보 데이터를 입력 변수로서 이용하는 단계를 포함하며, 이때 상기 정보 데이터는 선택된 광구조화 가능한 캐리어 재료(1)의 최대 공칭 침투 깊이에 대한 그리고 초대형 구조 높이를 갖는 임프린트될 3차원 미세 구조의 기하학적 형태에 대한 데이터를 포함하고 있으며;
    -c- 컴퓨터 지원 방식으로, 단계 -b-에 따른 정보 데이터에 따라 임프린트될 미세 구조의 가상의 3차원 구조 모델(10)을 모델링 하는 단계를 포함하며, 이때 상기 구조 모델(10)은 형성될 미세 구조의 지형학적 데이터(T.10)를 포함하고, 상기 지형학적 데이터(T.10)를 참조하여 상기 형성될 미세 구조에 대한 구조 모델(10)의 총 높이(H.10)가 결정되며, 상기 총 높이(H.10)는 캐리어 재료(1) 내로 노출하는 동안의 전자기 방사선의 최대 공칭 침투 깊이보다 크고, 캐리어 재료(1)의 도포된 층 높이(H.1)보다 작으며;
    -d- 컴퓨터 지원 방식으로, 3차원 구조 모델(10)의 총 높이(H.10)를 순차적으로 위·아래로 적층된 높이 층의 숫자 N(N ≥ 2 내지 n)으로 세분하는 단계를 포함하며, 이때 N(N ≥ 2 내지 n)개의 높이 층 각각은 구조 모델(10)의 단 하나의 하위 구조(11, 12, 13, )에 상응하며, 그리고 이때 N(N ≥ 2 내지 n)개의 각각의 개별 하위 구조(11, 12, 13, )는 각각 부분 높이(H.11, H.12, H.13, )를 가지며, 이때 숫자 N은 는 수 2보다 크거나 같은 정수이며, 그리고 이때 숫자 N(N ≥ 2 내지 n)은, 각각의 N(N ≥ 2 내지 n)개의 부분 높이가 캐리어 재료(1) 내부를 노광할 때에 노광 장치에 의해서 전달될 수 있는 전자기 방사선의 가능한 공칭 침투 깊이보다 작거나 같도록 선택되며, 이때 상기 개별 하위 구조(11, 12, 13, )의 N(N ≥ 2 내지 n)개의 부분 높이(H.11, H.12, H.13, )의 총합은 구조 모델(10)의 총 높이(H.10)에 상응하며;
    -e- 구조 모델(10)의 N(N ≥ 2 내지 n)개의 하위 구조(11, 12, 13, ) 각각에 대한 가상 포토마스크(M.11, M.12, M.13, )를 계산하는 단계를 포함하며, 이때에는 N(N ≥ 2 내지 n)개의 포토마스크(M.11, M.12, M.13, ) 각각에 대해 각각의 개별 하위 구조(11, 12, 13, )의 개별 지형학적 데이터(T.11, T.12, T.13, )가 개별적인 노광 선량의 상응하는 값으로 환산되며, 이때 일 하위 구조(11, 12, 13, )의 특정 지점(X, Y, Z)에 대해 계산된 노광 선량은 해당 하위 구조(11, 12, 13, ) 내부에 있는 동일한 지점(X, Y, Z)의 개별적인 고도(Z)와 상관관계를 맺고 있으며;
    -f- 구조 모델(10)의 가장 낮은 높이 층에 있는 제1 하위 구조(11)에 상응하는 제1 가상 포토마스크(M.11)의 위치 및 캐리어 재료(2)의 표면(O.1)상에서 정렬 마킹(20)의 위치를 결정하는 단계를 포함하며;
    -g- 표면(O.1)에 배열된 정렬 마킹(20)을 참조하여 캐리어 재료(1)를 정렬된 상태에서 노출시키는 단계를 포함하며, 이때에는 캐리어 재료(1)의 표면(O.1)으로부터 출발하여, 제1 가상 포토마스크(M.11) 내에서 확정된 개별적인 노광 선량에 상응하게 공간적으로 분해된(X, Y, Z) 노출에 의해서, 제1 하위 구조(11)의 구조화(S.11)가 캐리어 재료(1) 내부에 기록되며;
    -h- 제1 가상 포토마스크(M.11)에 의해 사전 설정되고 노출된 캐리어 재료(1)의 섹션을 습식 화학적으로 현상(E)하는 단계를 포함하며, 이때 제1 하위 구조(11)의 구조화(S.11)의 표면은, 노출 및 현상(E) 후에 구조화(S.11)의 표면이 광학적으로 매끄러워질(G) 때까지 캐리어 재료(1)의 현상 속도에 따라 그리고 계산된 노광 선량에 따라 평활화되며;
    -i- 부분적으로 구조화된 캐리어 재료의 제1 중간 생성물(21)을 수득하는 단계를 포함하며, 이때 상기 제1 중간 생성물(21)은 제1 하위 구조(11)의 구조화(S.11)를 포함하며;
    -j- 또 다른 N 번째(N ≥ 2 내지 n) 가상 포토마스크(M.12, M.13, )의 위치를 결정하는 단계를 포함하며, 이때 상기 N 번째(N ≥ 2 내지 n) 가상 포토마스크(M.12, M.13, )는, 각각 선행하는(N-1) 중간 생성물(21)의 각각 선행하는(N-1) 하위 구조(11)의 이미 구조화된 구조화(S.11) 내부에서, 각각 선행하는(N-1) 높이 층에 순차적으로 후속하는 구조 모델(10)의 그 다음으로 더 높이 놓여 있는 N 번째(N ≥ 2 내지 n) 높이 층에 있는 N 번째(N ≥ 2 내지 n) 하위 구조(12, 13, )에 상응하며;
    -k- 표면(O.1)에 배열된 정렬 마킹(20)을 참조하여 각각 선행하는(N-1) 중간 생성물(21, 22, 23, )을 정렬된 상태에서 추가로 노출시키는 단계를 포함하며, 이때 각각 선행하는(N-1) 하위 구조(11)의 이미 구조화된 구조화(S.11)로부터 출발하여, N 번째(N ≥ 2 내지 n) 가상 포토마스크(M.12, M.13, ) 내에서 확정된 개별적인 노광 선량에 상응하게 공간적으로 분해된(X, Y, Z) 노출에 의해서, N 번째(N ≥ 2 내지 n) 하위 구조(12, 13, )의 구조화(S.12, S.13, )가 부분적으로 구조화된 캐리어 재료의 각각 선행하는(N-1) 중간 생성물(21) 내부에 기록되며, 이때 캐리어 재료(1) 내부에서 N 번째(N ≥ 2 내지 n) 하위 구조(12, 13, )의 구조화(S.12, S.13, )는 각각 선행하는(N-1) 하위 구조(11)의 구조화(S.11)보다 각각 더 깊이 놓여 있으며;
    -l- N 번째(N ≥ 2 내지 n) 가상 포토마스크(M.12, M.13)에 의해 사전 설정되고 노출된 캐리어 재료(1)의 섹션을 습식 화학적으로 현상하는 단계를 포함하며, 이때 상기 N 번째(N ≥ 2 내지 n) 하위 구조(12, 13, )의 구조화(S.12, S.13, )의 표면은, 노출 및 현상(E) 후에 구조화(S.11)의 표면이 광학적으로 매끄러워질(G) 때까지 캐리어 재료(1)의 현상 속도에 따라 그리고 계산된 노광 선량에 따라 평활화되며;
    -m- 필요한 경우에는, 전체 N(N ≥ 2 내지 n)개의 가상 포토마스크(M.11, M12, M.13, )가 층별로 구조화될 때까지, 단계 -j-(각각 또 다른 가상 포토마스크의 위치 결정), 단계 -k-(추가 노출) 및 단계 -l-(추가 현상)의 시퀀스를 상응하게 반복하는 단계를 포함하며;
    -n- 완전히 구조화된 캐리어 재료(30)를 수득하는 단계를 포함하며, 이때 상기 완전히 구조화된 캐리어 재료(30)는 전체 구조 모델(S.10) 및 자체 총 높이(H.10)에 상응하는 구조화를 포함하는, 리소그래피 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광구조화 가능한 캐리어 재료(1)가, 후속하는 습식 화학적 현상 동안 노출된 섹션이 캐리어 재료(1)로부터 제거되는 포지티브 톤 포토레지스트인 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 캐리어 재료(1)의 정렬된 상태에서의 노출 공정이 1-광자-흡수 및/또는 2-광자 흡수에 기초한 마스크 없는 레이저 리소그래피에 의해 또는 마스크 없는 광학 리소그래피 - 이 경우에는 공간적 광 변조기 및 이미징 광학 장치가 사용됨 - 에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 가상 포토마스크(M.11, M.12, M.13)가 정렬 마킹(20)을 참조하여 경사각(α)으로 기울어진 상태로 배열된 캐리어 재료(1)의 표면(O.1)에 위치되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 캐리어 재료(1)를 정렬된 상태에서 노출시키는 공정 그리고 하나 이상의 가상 포토마스크(M.11, M.12, M.13)에 의해 사전 설정되고 노출된 캐리어 재료(1)의 섹션의 후속적인 습식 화학적 현상(E) 공정이 경사각(α)으로 기울어진 상태로 배열된 캐리어 재료(1)의 표면(O.1)에서 정렬 마킹(20)을 참조하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광구조화 가능한 캐리어 재료(1)가 100 마이크로미터(㎛) 이상의, 바람직하게는 200 마이크로미터(㎛) 이상의, 특히 바람직하게는 500 마이크로미터(㎛) 이상의 층 높이(H.1)를 가지며, 이때 캐리어 재료(1)는 바람직하게 기판 캐리어(2) 상에 다중 층(1.1, 1.2, 1.3, 1.4)으로 도포되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구조 모델(10)의 총 높이(H.10)가 100 마이크로미터(㎛) 이상인 것을 특징으로 하는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 하위 구조(11, 12, 13, )의 각각의 N(N ≥ 2 내지 n)개의 부분 높이(H.11, H.12, H.13, )가 최대 공칭 침투 깊이보다 작거나 같도록, 바람직하게는 30 마이크로미터(㎛)보다 작도록, 특히 바람직하게는 20 마이크로미터(㎛)보다 작도록 숫자 N(N ≥ 2 내지 n)이 선택되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 하위 구조(11, 12, 13, )의 각각의 N(N ≥ 2 내지 n)개의 부분 높이(H.11, H.12, H.13, )가 최대 공칭 침투 깊이보다 작거나 같은, 바람직하게는 30 마이크로미터(㎛)보다 작은, 특히 바람직하게는 20 마이크로미터(㎛)보다 작은 동일한 부분 높이를 갖도록 숫자 N(N ≥ 2 내지 n)이 선택되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노출 및 현상(E) 후에 하위 구조(S.11, S.12, S.13)의 광학적으로 매끄러운 표면(G)이 최대 50 나노미터(㎚), 바람직하게는 최대 40 나노미터(㎚), 특히 바람직하게는 최대 30 나노미터(㎚)의 평균 거칠기 값(Ra)을 갖는 거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는, 방법.
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