專(zhuān)利名稱(chēng)：非接觸漫射固化曝光的系統(tǒng)、方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及納米壓印，更特別地，涉及為制造光聚物納米壓印壓模(stamper)提供非接觸漫射曝光的改進(jìn)的系統(tǒng)、方法和裝置。
背景技術(shù)：
納米壓印是使圖案化記錄介質(zhì)的概念成為產(chǎn)品的最可行技術(shù)。然而，由于制造母模(master)的極高成本，使用原始母模直接壓印以批量制造盤(pán)拷貝(replica)有壽命限制。還會(huì)有在壓印操作期間損壞原始母模的高風(fēng)險(xiǎn)。
克服這些問(wèn)題的一種方法是使用“子母模(daughter master)”，其中盤(pán)拷貝壓印分為兩個(gè)階段。在第一階段，原始母模用來(lái)制造許多便宜的子壓模。然后，在第二階段，子壓模被用來(lái)壓印許多盤(pán)拷貝。
例如，圖1-4示出制造子壓模的一種方法。如圖1所示，壓?？刮g劑(stamper resist)的液滴21位于原始硅母模23上，其與具有凝膠墊27的壓模背墊板(stamper backing plate)25間隔開(kāi)。在壓力之下(圖2)，板25接觸抗蝕劑21且使其分布在母模23上。如圖3所示，UV固化29然后固化抗蝕劑21從而在板25上形成圖案化壓模層30(圖4)或子母模/壓模。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5-8，描述一種盤(pán)拷貝壓印工藝的方法。如圖5所示，拷貝抗蝕劑的液滴31位于基板33上，其與板25和凝膠墊27上的子壓模30間隔開(kāi)。在壓力之下(圖6)，子壓模30接觸抗蝕劑31且使其分布在基板33上。如圖7所示，UV固化39然后固化抗蝕劑31從而在基板33上形成圖案化拷貝層40(圖8)。
這些制造工藝期間會(huì)遇到的另一問(wèn)題是缺陷和不期望的壓模表面微坑(dimple)的形成。例如，如圖9-11所示，壓模背墊板25會(huì)積累缺陷或污染物41(圖9)，例如碎屑、纖維、缺陷等。子壓模制造工藝期間(圖10)，凝膠墊27和板25如圖所示地被壓。污染物41迫使凸起43顯現(xiàn)在它們所位于的板25的相反表面上，在該情況下是板25的底部。這是因?yàn)榘?5的彈性形變的傳播。UV固化29之后，表面凸起43引起局部斑點(diǎn)，其薄化子壓模30，如圖所示。釋放壓力后(圖11)，底部板表面彈性恢復(fù)到其原始形狀(即平坦)，結(jié)果，子壓模30中的薄斑點(diǎn)形成壓模微坑45。壓模微坑45導(dǎo)致在壓印的拷貝上不期望的基層厚度不一致，其又導(dǎo)致不一致圖案在RIE之后轉(zhuǎn)移到盤(pán)表面。
再一潛在問(wèn)題源發(fā)生在制造子壓模的UV固化工藝期間。如圖12所示，UV輻射作為準(zhǔn)直束被發(fā)射。當(dāng)準(zhǔn)直UV光29穿過(guò)凝膠墊27和板25時(shí)，任何額外的缺陷或污染物47例如其他類(lèi)型的碎屑或顆粒在抗蝕劑21上形成陰影。這些陰影形成沿壓模層/母模界面的不一致UV曝光強(qiáng)度區(qū)域50并導(dǎo)致另外的表面形貌和因此產(chǎn)生的表面缺陷。UV光強(qiáng)度的不一致是由于位于UV束路徑中的污染物49的遮蔽效應(yīng)。
UV固化之后光聚物通常有可觀的體積縮小(約10％)。另外，光聚物的機(jī)械屬性也隨著聚合工藝而改變。從液體到固態(tài)該改變比體積縮小更顯著?？紤]到隨著固化水平而進(jìn)展的抗蝕劑屬性的全部改變，預(yù)期存在相當(dāng)復(fù)雜的熱-機(jī)械相互作用且應(yīng)力平衡在遮蔽區(qū)域和背景光聚物層之間起作用。
拷貝厚度塊缺陷(patch defect)由于其較大尺寸和高缺陷密度而可以對(duì)盤(pán)拷貝的質(zhì)量有顯著的負(fù)面影響。這些缺陷可以通過(guò)反映它們的基層厚度變化的顏色對(duì)比而從背景容易地檢測(cè)到。這些缺陷中基層厚度分布在約50到200nm的范圍，其遠(yuǎn)厚于一致區(qū)域的厚度分布(約20nm或更小)。因此，這些缺陷阻止了用來(lái)制造圖案化盤(pán)基板的反應(yīng)離子蝕刻(RIE)工藝期間一致的圖案轉(zhuǎn)移。
幾乎不可能從壓印系統(tǒng)完全去除嵌埋在凝膠墊中的雜質(zhì)(例如氣泡、雜質(zhì)等)、板上的表面缺陷(例如擦痕)、或者氣載沉降物顆粒。獲得優(yōu)良質(zhì)量的所使用的每種材料和用于納米壓印操作的極佳清潔環(huán)境是非常昂貴的，如果不是不可能的話(huà)。與其優(yōu)化壓印操作中包括的所有事物，彌補(bǔ)造成所述問(wèn)題的根本是更合意的。因此，期望一種用于制造光聚物納米壓印壓模的能避免所述問(wèn)題的改進(jìn)的系統(tǒng)、方法和裝置。

發(fā)明內(nèi)容
用于壓模構(gòu)造的系統(tǒng)、方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例包括Mylar膜負(fù)載柱、石英頂板、凝膠墊、壓模背墊板、壓模抗蝕劑、以及硅或石英母模。UV光漫射器置于該石英板之上。漫射器的用途在于使準(zhǔn)直UV光束隨機(jī)化從而減弱來(lái)自位于UV光學(xué)路徑中的任何缺陷物的遮蔽效應(yīng)。
另外，該凝膠墊配置為組合中心圓墊和外環(huán)狀墊，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單個(gè)大圓墊。因此，環(huán)形“非接觸”區(qū)域形成在兩個(gè)墊片之間。設(shè)計(jì)兩個(gè)墊組合的尺寸和形狀以避免母模上的圖案化壓印區(qū)域之上的直接凝膠墊接觸。凝膠墊、非接觸配置的目的在于消除沿負(fù)載柱引起的任何可能的表面變形，且由此避免任何形變彈性傳播到壓?？刮g劑表面。
結(jié)合所附權(quán)利要求和附圖參考下面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述和其他目的和優(yōu)點(diǎn)將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員變得顯然。


因此，可獲得本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他將變得顯然的方式，且可以更詳細(xì)地理解所述方式，通過(guò)參照示于附圖中的其實(shí)施例，可獲得上面概述的本發(fā)明的更特定的描述，所述附圖構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分。然而，將注意到，附圖僅示出本發(fā)明的實(shí)施例，因此不應(yīng)被理解為對(duì)其范圍的限制，本發(fā)明可包括其他等效實(shí)施例。
圖1-4是常規(guī)子壓模制造工藝的剖視圖，示出其制造工序；圖5-8是常規(guī)盤(pán)拷貝壓印工藝的剖視圖，示出其制造工序；圖9-11是剖視圖，示出不期望的壓模表面微坑的形成；圖12是剖視圖，示出壓模層上的不期望的UV光遮蔽的形成；圖13是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的非接觸UV漫射器壓印工藝的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖；圖14和15分別是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的在圖13的工藝中使用的凝膠墊和壓模背墊板的頂視圖和剖視圖；以及圖16是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的方法的一個(gè)實(shí)施例的高層次(high level)流程圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D13-16，示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的用于光聚物壓模制造的系統(tǒng)、方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例。本發(fā)明包括具有開(kāi)口103的膜支承件101(圖13)。膜105安裝到膜支承件101使得膜105跨膜支承件101中的開(kāi)口103延伸并密封該開(kāi)口。由諸如石英的材料形成的板107與膜105相鄰地定位以用于允許至少一些UV光穿過(guò)它。板具有軸109且沿徑向延伸。
如圖13-15所示，凝膠墊111安裝到板107。在一個(gè)實(shí)施例中，凝膠墊包括兩片，包括與板107軸對(duì)準(zhǔn)的圓柱形的內(nèi)部分113、以及與內(nèi)部分113徑向間隔開(kāi)且軸對(duì)準(zhǔn)的環(huán)狀外部分115。壓模背墊板或子壓模117安裝到凝膠墊111。在一個(gè)實(shí)施例中，壓模117基本是截頭圓錐體形狀且具有一上表面，該上表面具有比下表面的直徑121大的直徑119(圖15)，如圖所示。凝膠墊111的最大直徑123大于壓模117的最大直徑119。
再參照?qǐng)D13，母模125位于與子壓模117相鄰與凝膠墊111相反，且具有帶壓印特征的接觸表面127。定義在凝膠墊111的內(nèi)和外部分113、115之間的徑向空間129與母模125的接觸表面127上的壓印特征的徑向位置一致。制造期間，光聚物抗蝕劑的層131位于母模125與子壓模117之間以用于根據(jù)母模125上的圖案化區(qū)域在子壓模117上形成圖案133。
在一個(gè)實(shí)施例中(圖3)，內(nèi)部分113的外徑114等于或小于圖案133(即圖案化區(qū)域)的內(nèi)徑116，外部分115的內(nèi)徑118等于或大于圖案133或圖案化區(qū)域的外徑120。因此，凝膠墊111徑向上不位于圖案133之上，從而內(nèi)部分113和外部分115都不位于圖案133之上。
本發(fā)明還包括位于與膜105相鄰且與板107相反用于將準(zhǔn)直UV入射束137漫射為在光聚物抗蝕劑131處的隨機(jī)UV入射束139的UV束漫射器135。
本發(fā)明還包括制造光聚物壓模的方法。如圖16所示，該方法始于步驟141所示，且在如步驟155所示的結(jié)束之前包括配置具有內(nèi)部分和與內(nèi)部分徑向間隔開(kāi)的外部分的凝膠墊(步驟143)；安裝子壓模(例如背墊板)到凝膠墊(步驟145)；放置光聚物抗蝕劑在具有圖案化區(qū)域的母模上(步驟147)；使子壓模117與母模125之間接觸(例如在使膜105變形且將壓印柱(column)一起壓的壓力下)從而凝膠墊111避免了壓在母模125的圖案化區(qū)域127上(步驟149)；將朝向光聚物抗蝕劑發(fā)射的準(zhǔn)直UV束漫射成隨機(jī)UV入射束以固化光聚物抗蝕劑(步驟151)；從母模釋放子壓模使得圖案通過(guò)固化的光聚物抗蝕劑形成在子壓模上(步驟153)。
該方法還可包括將凝膠墊的內(nèi)部分配置為圓柱，將凝膠墊的外部分配置為與內(nèi)部分軸對(duì)準(zhǔn)的環(huán)狀形狀；定義凝膠墊的內(nèi)和外部分之間的徑向空間與母模的圖案化區(qū)域的徑向位置一致；和/或配置凝膠墊的最大直徑超過(guò)壓模的最大直徑，且配置具有截頭圓錐體形狀的壓模，該截頭圓錐體的上表面的直徑超過(guò)下表面的直徑。
本發(fā)明具有若干優(yōu)點(diǎn)，包括能提供獨(dú)特的非接觸漫射器曝光壓模制造方法，其使得光聚物子壓模法能產(chǎn)生高質(zhì)量壓印盤(pán)拷貝。漫射器漫射準(zhǔn)直UV曝光，而不管能將其陰影投射到壓?？刮g劑/母模界面上的污染物顆粒、碎屑、纖維、或表面擦痕的存在。通過(guò)克服該遮蔽效應(yīng)，UV光強(qiáng)度不被局部地改變，壓?？刮g劑的固化動(dòng)力學(xué)不受影響。該方案消除了碎屑引發(fā)的壓模表面非一致性，例如表面微坑、槽等。
雖然以其一些形式顯示和描述了本發(fā)明，但是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，本發(fā)明不限于此，而是可以進(jìn)行各種改變而不偏離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種壓印裝置，包括具有開(kāi)口的膜支承件；膜，安裝到該膜支承件使得該膜跨該膜支承件中的開(kāi)口延伸且密封；板，位于與所述膜相鄰以用于允許至少一些UV光穿過(guò)它，該板具有軸且沿徑向延伸；凝膠墊，安裝到該板；壓模，安裝到該凝膠墊；母模，位于與所述壓模相鄰與所述凝膠墊相反，且具有帶壓印特征的接觸表面；以及UV束漫射器，位于與所述膜相鄰且與所述板相反，以用于將準(zhǔn)直UV入射束漫射成隨機(jī)化的UV入射束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的壓印裝置，其中該凝膠墊包括兩部分，該兩部分包括與所述板和壓模軸對(duì)準(zhǔn)的內(nèi)部分、以及與所述被部分徑向間隔開(kāi)的外部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的壓印裝置，其中該凝膠墊的內(nèi)部分是圓柱形的，該凝膠墊的外部分具有環(huán)狀形狀且與所述內(nèi)部分軸對(duì)準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的壓印裝置，其中定義在該凝膠墊的所述內(nèi)和外部分之間的徑向空間與所述母模的所述接觸表面上的壓印特征的徑向位置一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的壓印裝置，其中所述凝膠墊的內(nèi)部分的外徑等于或小于所述壓印特征的內(nèi)徑，所述凝膠墊的外部分的內(nèi)徑大于或等于所述壓印特征的外徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的壓印裝置，其中該凝膠墊的最大直徑超過(guò)所述壓模的最大直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的壓印裝置，其中該壓模是截頭圓錐體形狀且具有一上表面，該上表面的直徑超過(guò)下表面的直徑。
8.一種用于光聚物壓模制造的壓印系統(tǒng)，包括膜支承件，具有開(kāi)口；膜，安裝到該膜支承件，使得該膜跨所述膜支承件中的開(kāi)口延伸且密封；板，位于與所述膜相鄰以用于允許至少一些UV光穿過(guò)它，該板具有軸且沿徑向延伸；凝膠墊，安裝到該板且包括與該板軸對(duì)準(zhǔn)的內(nèi)部分、以及與該內(nèi)部分徑向間隔開(kāi)的外部分；子壓模，安裝到該凝膠墊；母模，位于與該子壓模相鄰與該凝膠墊相反，且具有帶壓印特征的接觸表面；以及光聚物抗蝕劑層，位于該母模與該子壓模之間用于形成圖案在該子壓模上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的壓印系統(tǒng)，UV束漫射器位于與所述膜相鄰且與所述板相反以用于將準(zhǔn)直UV入射束漫射為在所述光聚物抗蝕劑處的隨機(jī)化UV入射束。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的壓印系統(tǒng)，其中該凝膠墊的內(nèi)部分是圓柱形的，該凝膠墊的外部分具有環(huán)狀形狀且與該內(nèi)部分軸對(duì)準(zhǔn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的壓印系統(tǒng)，其中定義在該凝膠墊的所述內(nèi)和外部分之間的徑向空間與所述母模的所述接觸表面上的壓印特征的徑向位置一致。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的壓印系統(tǒng)，其中該凝膠墊的所述內(nèi)部分的外徑等于或小于所述壓印特征的內(nèi)徑，所述凝膠墊的所述外部分的內(nèi)徑大于或等于所述壓印特征的外徑。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的壓印系統(tǒng)，其中所述凝膠墊的最大直徑超過(guò)所述壓模的最大直徑。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的壓印系統(tǒng)，其中所述壓模是截頭圓錐體形狀且具有一上表面，該上表面的直徑比下表面的直徑大。
15.一種制造光聚物壓模的方法，包括(a)配置具有內(nèi)部分和與該內(nèi)部分徑向間隔開(kāi)的外部分的凝膠墊；(b)安裝子壓模到該凝膠墊；(c)放置光聚物抗蝕劑在具有圖案化區(qū)域的母模上；(d)使該子壓模與該母模之間接觸使得該凝膠墊避免壓在該母模的所述圖案化區(qū)域上；(e)將朝向所述光聚物抗蝕劑發(fā)射的準(zhǔn)直UV束漫射成隨機(jī)UV入射束以固化所述光聚物抗蝕劑；及(f)釋放所述子壓模和母模使得圖案通過(guò)固化的光聚物抗蝕劑形成在該子壓模上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括配置所述凝膠墊的該內(nèi)部分為圓柱形的，以及配置該凝膠墊的所述外部分為與所述內(nèi)部分軸對(duì)準(zhǔn)的環(huán)狀形狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括定義所述凝膠墊的所述內(nèi)和外部分之間的徑向空間與所述母模的圖案化區(qū)域的徑向位置一致。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括定義所述凝膠墊的所述內(nèi)部分的外徑等于或小于所述圖案化區(qū)域的內(nèi)徑，以及定義所述凝膠墊的所述外部分的內(nèi)徑大于或等于所述圖案化區(qū)域的外徑。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括配置所述凝膠墊的最大直徑超過(guò)所述壓模的最大直徑，以及配置所述壓模為具有一上表面的截頭圓錐體形狀，該上表面的直徑超過(guò)下表面的直徑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種納米壓印配置，包括UV光漫射器，其使準(zhǔn)直UV光束隨機(jī)化從而減弱來(lái)自位于UV光學(xué)路徑中的缺陷物的遮蔽效應(yīng)。另外，組合中心圓墊和外環(huán)形墊形成兩個(gè)墊片之間的環(huán)形“非接觸”區(qū)域。設(shè)計(jì)兩個(gè)墊組合的尺寸和形狀從而避免該盤(pán)基板上圖案化壓印區(qū)域之上的直接凝膠墊接觸。凝膠墊、非接觸配置的目的在于消除沿負(fù)載柱產(chǎn)生的任何可能的表面形變，且由此避免任何形變彈性傳播到壓?？刮g劑表面。
文檔編號(hào)G03F7/00GK101055418SQ20071000577
公開(kāi)日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月14日
發(fā)明者茲沃尼米爾·Z·班迪克, 吳才偉 申請(qǐng)人:日立環(huán)球儲(chǔ)存科技荷蘭有限公司