KR20100056483A - 임프린트 방법 및 기판 가공 방법 - Google Patents

Abstract

임프린트 방법에서, 기판 상의 수지 재료 상에 몰드의 패턴을 임프린팅함으로써 패턴을 형성하는 단계가 복수회 반복된다. 임프린트 방법은, 패턴이 형성되지 않은 위치에 차광 부재를 포함하는 몰드를 준비하는 단계;
기판 상에 제공된 광 경화성 수지 재료와 몰드를 접촉시키는 단계, 광 경화성 수지 재료를 광 조사를 통해 경화시킴으로써 제1 가공 영역을 형성하는 단계, 및 제1 가공 영역의 주위에서 제1 가공 영역으로부터 외부 영역으로 밀려나온 광 경화성 수지 재료의 일부를 제거하는 단계를 포함하는 단계들을 통해, 제1회째의 패턴을 형성하는 단계; 및 외부 영역을 포함하고 제1 가공 영역과 인접하는 영역 내의 기판 상에 제공된 광 경화성 수지 재료와 몰드를 접촉시키는 단계, 영역 내의 광 경화성 수지 재료를 경화시킴으로써 제2 가공 영역을 형성하는 단계, 및 제2 가공 영역의 주위에서 제2 가공 영역으로부터 밀려나온 광 경화성 수지 재료의 일부를 제거하는 단계를 포함하는 단계들을 통해, 제2회째의 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

임프린트 방법 및 기판 가공 방법{IMPRINT METHOD AND PROCESSING METHOD OF SUBSTRATE}

본 발명은, 몰드의 패턴을 수지 재료 층에 임프린트하는 임프린트 방법 및 기판 가공 방법에 관한 것이다.

최근, 몰드 상의 미세한 구조를 수지 재료, 금속 재료 등의 피가공 부재에 전사하는 미세 가공 기술이 개발되어, 주목을 받아왔다(Stephan Y. Chou 외, App1. Phys. Lett., Vol., 67, Issue 21, pp. 3114-3116(1995)). 이 기술은, 나노임프린트 또는 나노 엠보싱 등이라고 불리며 수 nm 오더의 분해능을 제공한다. 이러한 이유로, 스테퍼, 스캐너 등의 노광 장치를 대신하는 차세대 반도체 제조 기술에 이 기술을 적용하는 것이 더욱 더 기대되어 왔다. 또한, 이 기술은 3차원 구조를 웨이퍼 레벨에서 집합적으로 가공할 수 있기 때문에, 광결정(photonic crystal) 등의 광학 소자 및 μ-TAS(Micro Total Analysis System) 등의 바이오칩(biochip)의 제조 기술 등의 폭넓은 분야에 이 기술이 응용될 것이 기대된다.

이러한 가공 기술이 반도체 제조 기술에 적용될 경우에는 이하의 방식으로 행하여진다.

기판(예를 들어 반도체 웨이퍼) 및 기판 상에 배치된 광 경화성 수지 재료 층을 포함하는 공작물(피가공물(workpiece))과, 원하는 임프린트(볼록부/오목부) 패턴이 형성된 몰드를 서로 대향하도록 배치하고, 공작물과 몰드 사이에 수지 재료를 충전시키고, 자외광(UV light)을 조사함으로써 수지 재료를 경화시킨다.

이에 의해, 수지 재료 층에 상기 패턴이 전사되고, 그 후 이 수지 재료 층을 마스크로서 이용하여 에칭 등을 행하여, 기판 상에의 패턴 형성이 행하여진다.

반도체 제조 기술을 위한 리소그래피로서 (나노-)임프린트를 사용하는 경우, 기판보다 작은 크기의 몰드를 사용하여, 기판에의 전사를 반복해 행하는 스텝-앤드-리피트(step-and-repeat) 방식이 적합하다(T. Bailey 외, J. Vac. Sci. Technol. B, Vo1. 18, No. 6, pp. 3572-3577(2000)). 그 이유는, 웨이퍼 크기의 증가에 기인하는 정렬 및 몰드 패턴 자체의 적산 오차를 감소시켜 정밀도를 향상시킬 수 있고, 웨이퍼 크기의 증가에 의해 증가되는 몰드의 제작 비용을 감소시키는 것이 가능하기 때문이다.

그러나, 상술한 임프린트 방법은, 몰드보다도 크기가 큰 디바이스를 제조하는 것이 곤란하다고 하는 문제를 수반한다.

즉, 도 10에 나타낸 바와 같이, 기판(5203)을 가공함으로써, 기판(5203) 상에 패턴이 형성되는 경우에, 1샷분의 임프린트를 행했을 때, 수지 재료(5202)가 샷 영역 밖으로 밀려나와 몰드(5201)의 가장자리에 따르는 외부 영역(5204)을 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 외부 영역(5204)은, 일반적으로 패턴의 크기 또는 패턴의 주기보다 큰 폭을 갖는다. 또한, 외부 영역(5204)의 수지 재료 층의 두께는, 다수의 경우에 샷 영역(가공 영역)(5205) 내의 수지 재료 층의 두께보다 두껍다. 예를 들어, 가공 영역(5205)에 있어서의 패턴의 요철 및 수지 재료 층의 두께는 약 몇 십 nm 내지 약 몇 백 nm 정도이고, 외부 영역(5204)의 수지 재료 층의 두께는 수 μm 이상일 수 있다.

이러한 외부 영역(5204)에서는, 패턴을 형성하는 것이 어렵기 때문에, 인접하는 샷 영역들 사이에, 적어도 외부 영역(5204)의 폭에 대응하는 간극이 발생한다. 이 결과, 몰드의 패턴으로부터 전사된 패턴들을 연결시켜서 크기가 큰 디바이스를 제조하는 것이 어렵다. 또한, 크기가 큰 디바이스를 제조하지 않을 경우에도, 외부 영역(5204)의 존재에 의해, 1매의 웨이퍼로부터 준비되는 칩의 개수가 감소하여, 제조 비용이 증가한다고 하는 문제가 발생한다.

상술된 문제의 관점에서, 본 발명의 주된 목적은, 인접하는 가공 영역들 사이의 패턴들을 서로 연결시켜, 제조 비용을 감소시킬 수 있는 임프린트 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 그 임프린트 방법을 이용하는 기판 가공 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 인접하는 가공 영역들의 패턴들을 서로 연결시켜 제조 비용을 감소시킬 수 있는 임프린트 방법을 실현하는 것이 가능하다. 그 임프린트 방법을 이용하는 기판 가공 방법을 실현하는 것도 가능하다.

본 발명의 이러한 및 다른 목적, 특징, 및 이점은, 첨부 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예의 이하의 설명을 고려할 때 더욱 명백하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예의 임프린트 방법의 흐름도이다.
도 2의 (a) 내지 도 2의 (e)는 본 발명의 제1 실시예의 외부 영역의 수지 재료의 제거 단계를 설명하는 개략도들이다.
도 3의 (a) 내지 도 3의 (c)는 본 발명의 제1 실시예의 가공 영역의 주위에 밀려나온 수지 재료의 일부에 방사되는 광을 차단하는 구조를 갖는 몰드를 사용하는 2회째의 패턴을 형성하는 단계를 설명하는 개략도들이다.
도 4의 (a) 내지 도 4의 (c)는 본 발명의 제1 실시예의 패턴을 형성하는 단계를 반복하는 임프린트 방법에서 각 전사 단계에 있어서의 가공 영역들의 배열을 도시하는 개략도들이다.
도 5의 (a) 내지 도 5의 (c)는 본 발명의 제1 실시예의 기판에의 패턴의 전사 방법을 도시하는 개략도들이다.
도 6의 (a) 및 도 6의 (b)는 본 발명의 제1 실시예의 패턴의 연결을 도시하는 개략도들이다.
도 7의 (a) 내지 도 7의 (d) 및 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)는 본 발명의 제2 실시예에의 가공 영역들의 배열들을 도시하는 개략도들이다.
도 9의 (a) 내지 도 9의 (d)는 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 기판 가공을 도시하는 개략도들이다.
도 10은 임프린트를 이용하는 종래의 기판 가공 방법의 문제를 도시하는 개략도이다.

본 발명의 실시예가 설명될 것이다.

본 발명에 따른 임프린트 방법의 실시예에서, 몰드의 패턴이 임프린트될 때, 가공 영역이 형성되고 외부 영역의 수지 재료가 제거되는 패턴을 형성하는 단계가 복수회 반복된다. 제2 전사 단계 또는 그 이후의 전사 단계에서, 제1 전사 단계에서 형성된 가공 영역의 주위에서, 가공 영역으로부터 외부 영역으로 밀려나온 수지 재료의 일부가 외부 영역으로부터 제거되고, 후속의 패턴 전사가, 외부 영역과 겹치는 가공 영역에서 행해진다.

제1 전사 단계에서 복수회 행해진 임프린트에 의해, 제1 방향 및 제1 방향과 직교하는 제2 방향 중 적어도 하나의 방향에 대하여 전술한 가공 영역에 복수의 가공 영역이 형성될 때, 복수의 가공 영역 중 인접하는 가공 영역들 사이의 간격은 각 가공 영역의 폭의 길이의 정수배이다. 이에 의해, 가공 영역에서뿐만 아니라 가공 영역으로부터 수지 재료가 밀려나온 외부 영역에서도 수지 재료에 패턴을 용이하게 전사할 수 있어 인접하는 샷 영역들(인접하는 가공 영역들) 사이의 간격을 없이하거나 감소시킬 수 있고, 인접하는 샷 영역들의 패턴들을 서로 연결시킬 수 있는 임프린트 방법을 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 가공 방법의 실시예에서, 전술된 임프린트 방법에서 외부 영역의 수지 재료를 제거하는 단계에 계속하여, 몰드의 패턴의 전사를 통하여 기판 상의 수지 재료 위에 형성된 패턴을 사용하여, 기판의 가공을 행하는 것이 가능하다. 여기서, 기판은, 실리콘 웨이퍼 등의 단일 기판뿐만 아니라, 다층의 막이 형성되어 있는 다층 기판도 포함하는 피가공 부재를 의미한다.

이하에, 본 발명의 실시예가, 도면을 참조하여 설명될 것이다. 각 도면에 있어서, 동일 또는 대응하는 부분은 동일한 참조 부호 또는 기호로 표시된다.

(제1 실시예)

제1 실시예에서는, 본 발명에 따른 임프린트 방법이 설명될 것이다.

도 1은 본 실시예의 임프린트 방법의 흐름도이다.

단계(101)는, 몰드의 패턴을 기판 상에 형성된 수지 재료 층에 전사하기 위한 임프린트가 스텝-앤드-리피트 방식에 의해 1회 또는 복수회 행해져 제1 가공 영역을 형성하는 제1 전사 단계이다.

단계(102)는 단계(101)에서 제1 가공 영역으로부터 외부 영역의 주위 부분으로 밀려나온 수지 재료가 제거되는 제1 제거 단계이다. 이에 의해, 제1 패턴이 형성된다.

이와 같이, 본 실시예에서 패턴을 형성하는 단계는, 상기한 바와 같이, 전사 단계와, 전사 단계 후에 외부 영역의 수지 재료를 제거하기 위한 제거 단계의 일련의 단계로 이루어진다

단계(103)는, 제2 가공 영역을 형성하기 위한 제2 전사 단계이다. 이 단계에서, 단계(102)에서 수지 재료가 제거된 외부 영역과 제2 가공 영역이 겹치도록 임프린트 단계를 행한다.

단계(104)는 단계(103)에서 제2 가공 영역으로부터 외부 영역의 주위 부분으로 밀려나온 수지 재료가 제거되는 제2 제거 단계이다. 이에 의해, 제2 패턴이 형성된다.

이렇게 전사 단계와 제거 단계의 일련의 단계로 이루어지는 패턴을 형성하는 단계를, 제3 패턴을 형성하는 단계 이후에도 복수회 반복함으로써, 일단 발생한 외부 영역의 수지 재료 층에도 패턴을 전사하는 것이 가능해진다.

도 1에서는, 단계(105)가 제N번째 전사 단계이고, 단계(106)가 제N번째 제거 단계이다.

이하에서 설명되는 실시예에서는, 패턴을 형성하는 단계를 3회 행할 경우가 설명될 것이다.

다음에, 본 실시예에서의 임프린트 단계가 구체적으로 설명될 것이다.

도 2의 (a) 내지 도 2의 (e)는 본 실시예에서의 임프린트 단계에 대해서 설명하는 개략도들이다.

우선, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같은 단계에서, 기판(203) 상에 수지 재료 층(202)을 형성한다. 그 후, 도 2의 (b)에 나타내는 단계에서, 몰드(201)와 수지 재료(202)를 접촉시켜 몰드(201)와 기판(203) 사이에 수지 재료를 충전한다. 이때, 몰드(201)에 의해 가공 영역(205)으로부터 압출된 수지 재료 층(202)의 일부가 외부 영역(압출 영역)(204)에 형성된다.

차광막(701)은, 외부 영역(204)의 수지 재료 층(202)이 광 조사에 의해 경화하지 않도록 차광하기 위한 막이며, 몰드(201)의 패턴이 형성되지 않는 위치에서 몰드(201)에 제공된다. 수지 재료 층(202)은, 광 경화성 수지 재료로 형성된다. 다음에, 도 2의 (c)에 나타내는 단계에서, 몰드(201)의 이면으로부터 UV선 등을 이용한 조사에 의해 수지 재료 층(202)을 경화시킨다. 몰드(201)는 차광막(701)을 구비하고 있기 때문에, 가공 영역(205)의 수지 재료 층(702)만을 경화시키고, 외부 영역(204)의 수지 재료 층(703)은 미경화 상태(uncured state)로 할 수 있다. 다음에, 도 2(d)에 나타내는 단계에서, 몰드(201)는 수지 재료 층(702)과 미경화 수지 재료 층(703)으로부터 분리됨으로써, 몰드(201) 상의 패턴이 수지 재료 층(702)에 전사된다.

그 후, 도 2의 (e)에 나타낸 바와 같이, 아세톤 등의 용제를 사용해서 외부 영역(204)의 수지 재료 층(703)만을 제거할 수 있다.

본 실시예에서, 몰드(201)는 몰드의 표면에 원하는 패턴을 갖고, 실리콘, 석영 또는 사파이어 등의 재료로 형성된다. 패턴이 형성되는 표면은 일반적으로 불소계 실란 커플링제 등을 사용한 이형 처리(parting processing)를 실시한다. 여기서는, 이형 처리에 의해 형성된 이형층을 갖는 몰드를 포함하여 "몰드"라고 칭한다.

수지 재료 층(202)을 위한 재료로서, 아크릴계 또는 에폭시계의 광 경화성 수지 재료 등이 사용 가능하다.

기판(203) 상의 수지 재료 층(202)을 형성하는 방법으로서, 잉크젯 방법, 디스펜서를 이용하는 드롭와이즈 어플리케이션(dropwise application) 방법, 스핀 코팅법 등을 적용할 수 있다.

차광막(701)은, 스퍼터링, CVD(chemical vapor deposition), 진공 증착(vacuum deposition), 이온 플레이팅에 의해 형성된 Cr 등의 금속의 막일 수 있다. 차광막(701)은 광 경화성 수지 재료를 경화시킬 수 있는 광을 완전히 차단하지 않는 막일 수도 있다. 이 경우, 막은 차광되지 않는 영역과, 차광되는 영역 사이에서 경화 정도에 필요한 차이가 발생하게 하는 것만 필요할 수 있다.

도 3의 (a) 내지 도 3의 (c)는 가공 영역의 주위에 밀려나온 수지 재료에 방사되는 광을 차단하는 구조를 갖는 몰드를 사용했을 때의 제2 패턴을 형성하는 단계를 도시하는 개략도들이다.

도 3의 (a)에서, 제1 전사 단계에서 형성된 수지 재료 층(801)에 인접한 영역에 제2 전사 단계에 대한 수지 재료 층(802)을 배치한다.

이때, 수지 재료 층(802)과 몰드(201)는, 제2 전사 단계의 임프린트 단계의 가공 영역(407)이, 제1 전사 단계의 외부 영역(404)에 겹치도록 배치할 필요가 있다.

도 10의 (b)에서, 몰드(201)를 수지 재료 층(802)과 접촉시키고, 결과적인 수지 재료 층(803)이 몰드(201)의 이면으로부터 광으로 조사되어, 제2 전사 단계에서 가공 영역(407)에 형성된 수지 재료 층(803)이 경화된다. 한편, 차광막(701)을 사용하여 제2 전사 단계에서 외부 영역(406)에 형성된 수지 재료 층(804)은, 경화되지 않는다. 도 3의 (b)에서, 몰드(201)가 수지 재료 층(802)과 접촉되면, 외부 영역(406)의 수지 재료 층(804)의 일부가 가공 영역(405)의 수지 재료 층(801) 위에도 위치된다. 그러나, 수지 재료 층(801)은 제1 패턴을 형성하는 단계에서 이미 경화되었기 때문에, 수지 재료 층(801)은 미경화 수지 재료 층(804)과 섞이지 않는다. 그 결과, 외부 영역의 수지 재료 층만을 제거하는 것이 가능하다.

마찬가지로, 제3 패턴을 형성하는 단계에서도, 그 이전의 단계에서의 외부 영역과 제3 가공 영역이 중첩된 상태에서 패턴을 전사하고, 그 후 외부 영역의 수지 재료 층만을 제거한다.

전술된 단계를 통해, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 기판(203) 상에, 원하는 패턴이 전사된 수지 재료 층을 형성할 수 있다.

상기와 같이, 차광막이 제공되는 몰드를 사용하는 제거 방법을 사용하여, 인접하는 가공 영역들 사이의 간극을 감소시키는 것(없애는 것) 및 인접하는 가공 영역들의 패턴들의 연결을 실현할 수 있다. 이 경우에, 수지 재료 층을 용제에 녹이는 것 만으로, 외부 영역의 수지 재료 층을 제거하는 것이 가능하다. 이러한 이유 때문에, 외부 영역의 수지 재료 층 제거 동안 기판에 대한 손상을 경감할 수 있다.

다음에, 패턴을 형성하는 단계를 3회 행하는 임프린트 방법이 더욱 구체적으로 설명될 것이다.

도 4의 (a) 내지 도 4의 (c)는 패턴을 형성하는 단계를 3회 행하는 임프린트 방법의 전사 단계들에서 가공 영역들의 배열을 도시하기 위한 상면도들이다. 참조 번호(501)는 제1 전사 단계에 있어서의 가공 영역(제1 가공 영역)을 나타내고, 참조 번호(502)는 제2 전사 단계에 있어서의 가공 영역(제2 가공 영역)을 나타내고, 참조 번호(503)는 제3 전사 단계의 가공 영역(제3 가공 영역)을 나타낸다.

도 4의 (a)는 제1 패턴을 형성하는 단계의 제1 전사 단계에서의 가공 영역(제1 가공 영역) 배열을 나타낸다. 도 4(a)의 제1 방향(1ST)의 배열에 대하여, 제1 방향에 대한 인접한 가공 영역 사이의 간격은 제1 방향에 대한 가공 영역의 폭의 정수배, 예를 들면 2배이다. 가공 영역의 폭의 "2배"는 몰드 가공 오차와 몰드 정렬 오차의 합에 대한 조정량이 더해진 가공 영역의 폭의 "2배"를 의미하고, 하기의 설명에서, 유사한 의미가 적용된다.

제1 방향(1ST)에 수직인 제2 방향(2ND)으로의 배열에 대하여, 각 가공 영역은 가공 영역 폭의 1배인 거리만큼 제1 방향으로 이동되고, 가공 영역 폭의 예를 들어, 1.5배인 거리만큼 제2 방향으로 이동한다. 제2 방향에 있어서 각 가공 영역의 이동 거리는 가공 영역 폭의 1.5배에 한정되지 않고 적어도 가공 영역의 폭과 외부 영역의 폭의 합인 거리이며 최대로는 가공 영역 폭의 두배인 길이에서 외부 영역 폭을 빼서 얻어지는 거리이다.

도 4의 (b)는 제2 패턴을 형성하는 단계의 제2 전사 단계에서의 가공 영역들(502)의 배열을 나타낸다. 도 4의 (b)의 제1 방향에 대하여, 가공 영역들(502)은 1회째의 전사 단계에서 배열된 가공 영역들(501)에 인접하도록 배치된다.

도 4의 (c)는, 제3 패턴을 형성하는 단계의 제3 전사 단계에서의 제3 가공 영역들(503)의 배열을 나타낸다. 도 4의 (c)에서 제1 방향에 대하여, 1회째의 전사 단계와 2회째의 전사 단계에서의 제1 가공 영역들(501)과 제2 가공 영역들(502) 사이에 제3 전사 단계에서 제3 가공 영역들(503)이 배치된다.

본 실시예에서와 같이 가공 영역들을 배열함으로써, 패턴을 형성하는 단계를 3회 반복함으로써 실질적으로 기판(203) 전체에 패턴을 전사할 수 있다.

패턴을 형성하는 단계를 3회 이상 반복할 경우에도, 복수의 가공 영역 중 인접하는 가공 영역들 사이의 간격이, 가공 영역 폭의 길이와 제1 패턴을 형성하는 단계의 완료 후에 반복하여 행해지는 패턴을 형성하는 단계들의 횟수를 곱해서 얻어진 길이로 설정되어, 패턴 영역은 실질적으로 기판 전체에 유사하게 전사될 수 있다. 그러나, 일반적으로, 패턴을 형성하는 단계에 있어서의 전사 단계와 제거 단계에서, 사용하는 장치를 교환해야 할 필요가 있다. 이러한 이유 때문에, 가공 방법의 처리량을 향상시키기 위해서는, 반복하여 행해지는 패턴을 형성하는 단계들의 횟수가 적은 것이 바람직할 수 있다.

본 실시예에서와 같이 가공 영역들을 배열함으로써 인접하는 모든 가공 영역에 대하여, 인접하는 가공 영역들 사이의 간극을 감소시키고 패턴을 형성하는 단계를 3회 반복하는 것 만으로 모든 가공 영역의 패턴들을 서로 연결시키는 것이 가능하다.

도 4의 (a) 내지 도 4의 (c)는 본 실시예의 예를 단순히 도시한다. 그리하여, 각 전사 단계에 있어서의 임프린트 단계들의 횟수 등은, 몰드와 기판의 크기 또는 형상에 따라 변한다.

본 실시예에서, 패턴이 전사된 마스크로서의 수지 재료 층을 통하여, 기판(203)에 패턴을 전사하는 것도 가능하다. 도 5의 (a) 내지 도 5의 (c)는 그 방법을 설명하는 단면도들이다.

기판 상에 전사된 수지 재료 층은, 패턴의 기초로서 일반적으로 잔류막(residual film)이라고 불리는 부분을 갖는다.

도 5의 (a)는 수지 재료 층들(801, 803)의 잔류막 등을 제거한 후의 수지 재료 층(901)을 나타낸다. 즉, 이 상태는 전체 기판 표면 상의 수지 재료 층의 두께가 도 4의 (b)에 나타낸 수지 재료 층의 상태로부터 잔류막이 없어질 때까지 수지 재료 층의 에칭에 의해 균일하게 감소되는 시기(stage)이다. 다음에, 남은 수지 재료 층(901)을 마스크로서 사용하여 기판의 에칭을 행해 도 5의 (b)에 나타낸 상태를 형성한다. 최후에, 남은 수지 재료 층(901)을 제거함으로써, 도 5의 (c)에 나타낸 바와 같이, 기판 상에 원하는 패턴을 전사할 수 있다.

피치가 X인 도트(dot) 패턴을 가공 영역(205)에 전사할 때, 본 발명을 적용하지 않을 경우에는 도 6의 (a)의 상태가 될 수 있다. 즉, 외부 영역(204)에서 인접하는 가공 영역들 사이의 폭이 Y일 때, 피치는 Y 이상이다. 여기서, Y가 X보다 큰 경우에는 인접하는 가공 영역들 사이에서 피치를 X가 되도록 설정하는 것이 어렵다.

한편, 본 발명에서, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 외부 영역에도 패턴을 형성할 수 있어 인접하는 가공 영역들을 서로 근접시키는 것이 가능해져, 인접하는 가공 영역들 사이의 도트 패턴의 피치를 X로 설정할 수 있다.

위에서 기술된 바와 같이, 본 실시예에서는, 인접하는 가공 영역들의 패턴들을 서로 연결시키는 것이 가능하다. 이러한 가공 방법은, 굴절률의 분포가 면내 방향에 대하여 주기적으로 배열되는 광결정 등의 구조에 적절하게 사용될 수 있다.

연결될 수 있는 패턴으로서, 도트 패턴 외에, 라인-앤드-스페이스 패턴, 홀 패턴, 자유 패턴 등의 다른 패턴을 사용할 수도 있다.

또한, 본 실시예에서 가공 영역의 몰드의 형상은, 사각형에 한정되지 않고, 육각형 등의 다양한 형상일 수 있다.

또한, 차광막을 사용하지 않고, 패턴들을 연결시키는 것도 가능하다.

즉, 제1 가공 영역 상에 제1 가공 영역을 보호하는 제1 보호층을 형성하고, 제1 보호층에 의해, 가공 영역의 수지 재료 층에 형성된 패턴이 제거되지 않도록 보호하면서, 외부 영역의 수지 재료 층을 제거한다. 다음에, 외부 영역을 포함하고 제1 가공 영역과 인접하는 영역에 형성된 수지 재료 층과 몰드를 접촉시켜, 제2 가공 영역을 형성한다.

그 후, 제2 가공 영역의 수지 재료 층 상에, 제2 가공 영역을 보호하는 제2 보호층을 형성한다

최후에, 제1 및 제2 보호층에 의해, 제1 및 제2 가공 영역의 수지 재료 층 상에 형성된 패턴이 제거되지 않도록 보호하면서, 제2 가공 영역으로부터 제2 가공 영역의 주위에 밀려나온 수지 재료를 제거한다.

이와 같이, 기판 상에 수지 재료를 도포하고, 몰드를 사용하여 임프린트를 1회 또는 복수회 수행함으로써 제1 가공 영역을 형성하고, 제1 가공 영역의 주위에 밀려나온 수지 재료를 제거하여, 제1회째의 패턴을 형성한다. 그 후, 외부 영역을 포함하고 제1 가공 영역에 인접한 영역에서 제1 패턴을 형성하는 단계에서와 동일한 단계를 반복함으로써 제2회째의 패턴이 형성될 수 있다.

(제2 실시예)

제2 실시예에 있어서, 제1 실시예와는 다른 가공 영역들의 배열 방법이 설명될 것이다.

본 실시예와 제1 실시예의 차이는 각 전사 단계에서 가공 영역들의 배열 방법이기 때문에, 차이만이 설명될 것이다.

도 7의 (a) 내지 도 7의 (d)를 참조하여, 패턴을 형성하는 단계를 4회 반복하는 방법이 설명될 것이다.

참조 번호(1201)는 제1 전사 단계에서의 가공 영역을 나타내고, 참조 번호(1202)는 제2 전사 단계에서의 가공 영역을 나타내고, 참조 번호(1203)는 제3 전사 단계에서의 가공 영역을 나타내며, 참조 번호(1204)는 제4 전사 단계에서의 가공 영역을 나타낸다.

우선, 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 제1 전사 단계에서, 제1 방향 및 제2 방향 둘 다에 대하여 가공 영역 폭의 2배인 배열 주기를 가지고 가공 영역(1201)에서의 패턴 전사가 수행된 후, 제거 단계를 수행한다.

다음에, 도 7의 (b) 및 도 7의 (c)에 나타낸 바와 같이, 제2 전사 단계 및 제3 전사 단계에서, 수평으로 인접하는 가공 영역들(1201) 사이의 가공 영역(1202) 및, 수직으로 인접하는 가공 영역들(1201) 사이의 가공 영역(1203)에 각각 패턴이 전사되며, 그 후 대응하는 제거 단계가 수행된다.

최후에, 도 7의 (d)에 나타낸 바와 같이, 남은 가공 영역(1204)에 제4 전사 단계에서 패턴을 전사하고 그 후 제거 단계를 수행한다.

패턴을 형성하는 단계를 3회 반복하는 방법에서는, 제1 방향 및 제2 방향 중 하나의 방향에 대하여 가공 영역들의 가장자리들을 정렬시킬 수 없다. 한편, 패턴을 형성하는 단계를 4회 반복하는 방법에서는, 제1 방향과 제2 방향의 양쪽에 대하여 가공 영역들의 가장자리들을 정렬시키는 것이 가능하다.

즉, 제1 방향과 제2 방향의 양쪽에 대하여 가공 영역들의 가장자리들을 정렬시킬 필요가 있을 경우에도, 예를 들어, 그물코 형상의 가공 영역들의 가장자리들을 따라 기판을 다이싱하는 경우에도.

도 8의 (a) 내지 도 8의 (b)를 참조하여, 패턴을 형성하는 단계를 2회 반복하는 방법이 설명될 것이다.

도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이, 제1 전사 단계에서, 가공 영역(1201)에서의 패턴 전사는 제1 방향에 대하여 가공 영역 폭의 2배이고 제2 방향에 대하여 인접하는 가공 영역들 사이의 적당한 간격을 가지는, 가공 영역들(1201)의, 배열 주기를 가지고 행해지고, 그 후 제거 단계가 수행된다. 적당한 간격은 각 외부 영역의 외부 영역이 인접하는 가공 영역과 겹치지 않는 것이다.

다음에, 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이 제2 전사 단계에서, 제1 전사 단계에서의 제1 방향에 대해 인접한 가공 영역들(1201) 사이의 가공 영역들(1202)에 패턴이 전사되고, 그 후 제거 단계가 수행된다.

전술된 단계들을 통해, 일방향에 대하여만 각 가공 영역들의 전사 패턴들을 서로 연결시킬 필요가 있을 경우에는, 패턴을 형성하는 단계를 3회보다 적은 2회만 반복함으로써 패턴을 전사하는 것이 가능하다.

본 발명에 있어서, 패턴을 형성하는 단계의 반복 횟수, 가공 영역들의 배열 방법, 배열의 순서, 및 가공 영역의 몰드의 형상은, 상기의 것들에만 한정되지 않는다.

(제3 실시예)

제3 실시예에서, 제1 실시예 및 제2 실시예의 가공 영역들의 배열 방법과는 상이한 배열 방법이 설명될 것이다.

제1 실시예 및 제2 실시예와 제3 실시예의 차이는, 각 전사 단계에서 사용된 몰드의 구성이기 때문에, 차이점만이 설명될 것이다.

본 발명에서는, 각 전사 단계에서 반드시 같은 몰드를 사용하지는 않는다. 즉, 예를 들어 제2 실시예에서 패턴을 형성하는 단계를 4회 반복하는 방법에서, 제1 내지 제4 전사 단계에서 각각 상이한 몰드를 사용하는 것도 가능하다.

도 9의 (a)는 제1 전사 단계가 완료된 후의 시기를 나타낸다.

도 9의 (b)는 제2 전사 단계가 완료된 후의 시기를 나타낸다. 제2 전사 단계에서 사용한 몰드는 제1 전사 단계에서 사용한 몰드와는 상이한 패턴을 갖는다.

도 9의 (c)는 제3 전사 단계가 완료된 후의 시기를 나타낸다. 제3 전사 단계에서 사용한 몰드는, 제1 및 제2 전사 단계에서 사용되는 몰드들의 패턴과 상이한 패턴을 갖는다.

도 9의 (d)는 제4 전사 단계를 완료한 후의 시기를 나타낸다. 제4 전사 단계에서 사용한 몰드는, 제1 내지 제3 전사 단계에서 사용된 몰드들의 패턴과 상이한 패턴을 갖는다.

모든 전사 단계에서 같은 패턴을 갖는 몰드를 사용할 때는, 가장 컸을 때 1개의 가공 영역에 대응하는 주기를 가지는 패턴만 전사할 수 있다. 그러나, 본 실시예에서와 같이, 전사 단계들에서 상이한 패턴을 가지는 몰드를 각각 사용함으로써, 4배의 주기 구조를 가지는 패턴을 전사하는 것이 가능하다.

이상과 같이, 본 실시예에서는, 각 전사 단계에서 상이한 패턴을 갖는 몰드가 사용되어, 더 큰 주기를 갖는 패턴을 전사하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 제조 비용을 감소시키기 위해 인접하는 가공 영역들의 패턴들을 서로 연결시킬 수 있는 임프린트 방법을 제공하는 것이 가능하다. 그 임프린트 방법을 사용하는 기판 가공 방법을 제공하는 것도 가능하다.

본 발명이 본 명세서에서 개시된 구조를 참조하여 기술되었지만 본 발명은 개시된 세부사항에 제한되지 않으며 본 출원은 개선의 목적 또는 하기의 청구항들의 범위 내가 될 수 있는 수정 또는 변경을 포괄하도록 의도된다.

Claims (8)

1. 기판 상의 수지 재료에, 몰드의 패턴을 임프린트함으로써 패턴을 형성하는 단계를 복수회 반복하는 임프린트 방법이며, 상기 임프린트 방법은,
   상기 패턴이 형성되지 않은 위치에 차광 부재를 포함하는 몰드를 준비하는 단계;
   상기 기판 상에 제공된 광 경화성 수지 재료와 상기 몰드를 접촉시키는 단계, 상기 광 경화성 수지 재료를 광 조사를 통해 경화시킴으로써 제1 가공 영역을 형성하는 단계, 및 상기 제1 가공 영역의 주위에서 상기 제1 가공 영역으로부터 외부 영역으로 밀려나온 상기 광 경화성 수지 재료의 일부를 제거하는 단계를 포함하는 단계들을 통해, 제1회째의 패턴을 형성하는 단계; 및
   상기 외부 영역을 포함하고 상기 제1 가공 영역과 인접하는 영역 내의 상기 기판 상에 제공된 광 경화성 수지 재료와 상기 몰드를 접촉시키는 단계, 상기 영역 내의 상기 광 경화성 수지 재료를 경화시킴으로써 제2 가공 영역을 형성하는 단계, 및 상기 제2 가공 영역의 주위에서 상기 제2 가공 영역으로부터 밀려나온 상기 광 경화성 수지 재료의 일부를 제거하는 단계를 포함하는 단계들을 통해, 제2회째의 패턴을 형성하는 단계
   를 포함하는 임프린트 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1회째의 패턴을 형성하는 상기 단계에서, 복수의 가공 영역이 상기 제1 가공 영역 내에 제1 방향 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향 중 적어도 하나의 방향으로 형성될 때,
   상기 복수의 가공 영역 중 인접하는 가공 영역들 사이의 간격은, 각 가공 영역의 폭의 길이의 정수배인 임프린트 방법.
3. 제2항에 있어서,
   각 가공 영역의 상기 폭의 상기 길이는, 상기 몰드의 가공 오차 및 상기 기판과 상기 몰드 사이의 정렬 오차(alignment error)를 포함하는 조정량에 대응하는 길이를 포함하는 임프린트 방법.
4. 제2항에 있어서,
   상기 패턴을 형성하는 상기 단계는 3회 반복되며,
   상기 임프린트 방법은,
   상기 제1 방향으로 상기 제1 가공 영역에 형성된 상기 복수의 가공 영역 중 인접하는 가공 영역들 사이의 간격이, 상기 제1 가공 영역의 폭의 길이의 2배이고, 상기 가공 영역들이 상기 제2 방향으로 서로 인접하지 않게 배치되도록, 상기 가공 영역 각각을 형성하는 단계; 및
   상기 제2회째의 패턴을 형성하는 상기 단계 후에, 상기 제2 가공 영역과 인접하는 영역에 제3 가공 영역을 형성하는 단계를 더 포함하는 임프린트 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 패턴을 형성하는 단계가 복수회 반복될 때, 상기 패턴을 형성하는 상기 단계들에서 각각 상이한 몰드가 사용되는 임프린트 방법.
6. 기판 가공 방법이며,
   제1항에 따른 임프린트 방법에 의해 상기 기판 상의 수지 재료에 임프린트된 패턴을 마스크로서 이용하여 상기 기판을 가공하는 단계를 포함하는 기판 가공 방법.
7. 제6항에 따른 기판 가공 방법을 이용하여 만들어진 구조체.
8. 기판 상의 수지 재료에, 몰드의 패턴을 임프린트함으로써 패턴을 형성하는 단계를, 복수회 반복하는 임프린트 방법이며, 상기 임프린트 방법은,
   상기 기판에 수지 재료를 도포하고, 상기 몰드를 이용하여 1회 또는 복수회 행해지는 임프린트를 통해 제1 가공 영역을 형성하고, 상기 제1 가공 영역의 주위에서 상기 제1 가공 영역으로부터 외부 영역으로 밀려나온 상기 수지 재료의 일부를 제거함으로써 제1회째의 패턴을 형성하는 단계, 및 그 후에
   상기 외부 영역을 포함하고 상기 제1 가공 영역과 인접하는 영역에, 상기 제1 단계와 같은 단계를 반복함으로써, 제2회째의 패턴을 형성하는 단계
   를 포함하는 임프린트 방법.

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