專利名稱：連續(xù)的圖案化層沉積的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于使圖案化層沉積在基板上的方法和裝置。
背景技術(shù)：
區(qū)域選擇性的原子層沉積(ALD)是一種用于使具有預(yù)定數(shù)量的原子的厚度的層沉積的技術(shù)。在Xirong Jiang等撰寫的題目為“Area Selective ALD withSoft Lithographic Methods Using Self-Assembled Monolayers to DirectFilmDeposition，，(發(fā)表在 the Journal of Phys. Chem. C 2009，113，第 17613-17625 頁)的論文中描述了區(qū)域選擇性的原子層沉積(ALD)。Jiang等描述了一種方法，其中使用印刷模具(printing stamp)將自組裝單層膜(SAM)以二維圖案的方式涂敷至基板。隨后，使用ALD將原子層涂敷于基板上。換而言之，許多不同的氣體被連續(xù)地提供給基板、并被移除，以便來自第一氣體的第一原子選擇性地附著至不存在SAM的基板上，且隨后來自后續(xù)氣體 的接續(xù)的原子附著至存在來自在先氣體的原子的基板上的該來自在先氣體的原子上。使用僅附著至來自在先氣體的原子上的氣體組分，以便得到的每一層的厚度不超過一個(gè)原子。W02009/061199 公開了許多 SAM。ALD的方法需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間用于施加每一種氣體等待直至來自氣體的原子已附著至整個(gè)可用表面，撤除該氣體，及用下一種氣體重復(fù)上述過程。US2009/0081827公開了一種用于形成圖案化的薄膜的ALD方法，其中將沉積抑制劑材料涂敷于基板上，且在沉積后或沉積的過程中使該沉積抑制劑材料形成圖案，以便使基板的選擇性區(qū)域不具有沉積的抑制劑材料。隨后，無機(jī)膜材料被沉積在選擇的區(qū)域上。該文件描述了可通過本領(lǐng)域已知的任意方法(包括使用光致抗蝕劑的光刻法、激光消融法等)進(jìn)行圖案的形成。其中所描述的實(shí)施例為通過光掩模曝光達(dá)5 15分鐘，且在甲苯中顯影曝光的樣品達(dá)45 90秒，隨后漂洗。另一實(shí)施例使用直接印刷的方法，該方法使用具有圖案化浮雕結(jié)構(gòu)的彈性體模具，將該彈性模具保持與基板接觸達(dá)3分鐘。另一實(shí)施例包括在將基板放置在噴墨印刷機(jī)的樣品固定器(holder)中后的噴墨印刷，且隨后進(jìn)行10分鐘的退火步驟。抑制劑材料的圖案用在沉積無機(jī)膜的方法的準(zhǔn)備中。當(dāng)隨后將基板在沉積設(shè)備中暴露于無機(jī)膜材料時(shí)，無機(jī)膜材料僅附著于沒有抑制劑的區(qū)域。US2009/0081827公開了基板可利用浮動(dòng)輸送頭暴露于無機(jī)膜材料中，其中浮動(dòng)輸送頭經(jīng)面向基板的輸出通道輸出許多不同的氣體。該氣體包括兩種反應(yīng)氣體和惰性凈化氣體。輸送頭在基板表面上方浮動(dòng)，且基板和浮動(dòng)頭在平行于基板表面的方向上以往復(fù)移動(dòng)的方式相對(duì)于彼此移動(dòng)。W02008/027125公開了一種用于進(jìn)行基板表面處理和膜沉積的集成設(shè)備，用于進(jìn)行銅互連。該設(shè)備包括內(nèi)部具有用于分配處理氣體的多個(gè)鄰近頭的腔體。描述了一個(gè)實(shí)施方式，其中在分配處理氣體之前激發(fā)該處理氣體。本文件描述了可通過熱燈絲，通過UV、激光，或通過等離子體激發(fā)處理氣體。在被委托與本專利申請(qǐng)相同的受讓人的共同待決的未公開的專利申請(qǐng)PCT/NL/2009/050511中已描述了一種用于將氣體施加至基板的裝置和方法，該裝置和方法使用通過氣體軸承懸浮在基板上方的注射頭施加前體氣體。該共同待決的專利申請(qǐng)PCT/NL/2009/050511通過引用并入本文。在 Hiroyuki Sugimura 等的題目為 “Photolithography based on organosilaneself-assembled monolayer resist，，(發(fā)表在Electrochimica Acta 47, (2001)第 103-107頁)的論文中已討論了 SAM用于光刻的應(yīng)用。Sugimura等注意到SAM在真空紫外光下從基板上分離。更廣泛地說，SAM可在UV光或甚至在其它波長(zhǎng)的光下發(fā)生分離。

發(fā)明內(nèi)容
其中，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于使圖案化層沉積在基板上的方法和裝置，以減少沉積所述圖案化層所需的時(shí)間。本發(fā)明提供了一種用于制造具有沉積材料的圖案化層的基板的方法，所述圖案化 層從加工頭沉積，所述方法包括從所述加工頭施加軸承氣體(bearing gas)以保持所述加工頭通過氣體軸承(gasbearing)懸浮在所述基板上方；使所述基板和懸浮的所述加工頭相對(duì)于彼此移動(dòng)；涂敷打底材料，用于沉積材料至所述基板的選擇性沉積，所述打底材料從所述加工頭的面向所述基板的表面的第一區(qū)域涂敷，且在涂敷所述打底材料后或涂敷所述打底材料的過程中在所述基板上使所述打底材料立體地形成圖案；從所述加工頭的面向所述基板的表面的第二區(qū)域涂敷所述沉積材料至所述基板，所述第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域在所述基板相對(duì)于所述加工頭的移動(dòng)方向上的下游。這使得可以使用連續(xù)工藝在基板上界定圖案化層，而不需要改變工藝腔體內(nèi)的氣體以進(jìn)行不同的處理步驟。如本文所使用的，打底材料(primer material)可為沉積材料附著在上面的材料，且沉積材料不附著至基板的暴露部分?？蛇x擇地，本文所使用的打底材料可為沉積材料不附著在上面的陰性(negative)打底材料,沉積材料附著至基板的暴露部分。圖案化層可具有傳統(tǒng)的二維圖案，該二維圖案依賴于沿傳送方向上的基板表面和沿橫向交叉(transverse)于傳送方向的基板表面的方向上的位置。在一個(gè)實(shí)施方式中，在打底材料和沉積材料的沉積過程中，基板和懸浮的加工頭相對(duì)于彼此以恒定速度連續(xù)移動(dòng)。因此實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的工藝。在一個(gè)實(shí)施方式中，第一區(qū)域和第二區(qū)域可在傳送方向上具有不等的直徑，使得直徑之間的比率對(duì)應(yīng)于在該兩個(gè)區(qū)域中的沉積速度之間的比率。在一個(gè)實(shí)施方式中，可從第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的加工頭施加圖案化的光。當(dāng)使用光敏感的打底材料時(shí)，這可使打底材料在基板上形成圖案，而無需離開加工頭。可選擇地，可使用噴墨印刷技術(shù)從涂敷打底材料的起始時(shí)起就以圖案化的方式涂敷打底材料。這樣可能會(huì)產(chǎn)生較粗糙的結(jié)構(gòu)，但在兩種情況下，避免了加工頭和基板之間的接觸力。在一個(gè)實(shí)施方式中，使用多步驟的原子層沉積(ALD)工藝涂敷圖案化層。在這種情況下，可在加工頭上順序提供多個(gè)區(qū)域以從加工頭供應(yīng)連續(xù)原子層的組分。因此可在一個(gè)連續(xù)工藝中生成多個(gè)層?？蛇x擇第一沉積材料以附著至基板上的打底材料，且不附著至暴露的基板(或附著至暴露的基板且不附著至打底材料)，但該第一沉積材料不附著至基板上的沉積材料；選擇另外的沉積材料以附著至基板上的上述沉積材料，但不附著至上述沉積材料上的該另外的沉積材料和打底材料(或暴露的基板)。在一個(gè)實(shí)施方式中，從加工頭的面向基板的表面中的位置處的開口進(jìn)行抽吸，所述位置沿第二區(qū)域的邊緣定位。以這種方式，可防止沉積氣體到達(dá)鄰近的區(qū)域。在圍繞光刻(lithographic)凹槽和/或用于涂敷打底材料的凹槽的邊緣可使用相似的抽吸開口。在一個(gè)實(shí)施方式中，在加工頭中提供用于供應(yīng)蝕刻等離子體的另外的區(qū)域。因此可在一種包括圖案形成和沉積的連續(xù)工藝中進(jìn)行蝕刻?？墒褂脗魉蜋C(jī)械裝置，其中基板的各部分纏繞在第一輥和第二輥上，且通過從一個(gè)輥至另一輥漸進(jìn)地滾動(dòng)基板來生產(chǎn)基板。加工頭使得使用這樣簡(jiǎn)單的傳送機(jī)械裝置成為可能。一種用于制造具有沉積材料的圖案化層的基板的裝置，與權(quán)利要求8 13中任一項(xiàng)的特征相組合，所述裝置可選擇地包括 加工頭，具有氣體軸承表面；傳送機(jī)械裝置，設(shè)置用于使基板和所述加工頭相對(duì)于彼此傳送，同時(shí)所述氣體軸承表面面向所述基板；所述氣體軸承表面包括第一區(qū)域，具有聯(lián)結(jié)至第一氣體源的凹槽或一組開口，用于將打底材料涂敷至所述基板；第二區(qū)域，具有聯(lián)結(jié)至第二氣體源的凹槽或一組開口，用于將沉積材料涂敷至所述基板；氣體軸承開口，圍繞所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域。


使用以下附圖，根據(jù)示例性實(shí)施方式的描述，這些及其它目的和有利方面將變得明顯圖I示出了加工頭的截面；圖2示出了加工頭的底面；圖3a、3b示出了又一加工頭；圖4示出了傳送裝置。
具體實(shí)施例方式圖I示出了基板10和利用氣體軸承懸浮在基板上方的加工頭12的截面。加工頭12具有底面120，且加工頭12包含終止于底面120中的開口 126處的氣體導(dǎo)管122、124，其中氣體導(dǎo)管122、124用于提供氣體至底面120下面的層和將氣體從底面120下面的層移除。氣體導(dǎo)管122、124可聯(lián)結(jié)至軸承氣體的來源(未示出)和泵(未示出)。第一、第二和第三凹槽128a 128c被連續(xù)設(shè)置在底面120中(即加工頭12的主體內(nèi))，被各組多排開口 126分隔開。雖然圖中示出了圓形開口，但應(yīng)理解上述開口可具有任意形式，諸如伸長(zhǎng)的狹縫。第一和第三凹槽128a、128b具有聯(lián)結(jié)至加工氣體源(未示出)的氣體供應(yīng)輸入端。第二凹槽128b包括滑動(dòng)光刻裝置129。進(jìn)一步地，鄰近第一至第三凹槽128a 128c提供多組多排開口 126，以便多組多排開口 126存在于第一、第二和第三凹槽128a 128c中的每一個(gè)的任一側(cè)。圖2示出了包含開口 126和凹槽128a 128c的底面120，第一、第二和第三凹槽128a 128c中的每一個(gè)均被多排開口 126圍繞。圖中僅示例性示出了開口 126的尺寸和位置。實(shí)際上，這些開口應(yīng)比圖中小很多且更密集地配置。第一凹槽128a具有輸入開口 20或用于SAM前體氣體(precursor gas)的輸入開口。第二凹槽128b包含滑動(dòng)光刻裝置的輸出端22。第三凹槽128c具有輸入開口 24或用于沉積前體氣體的輸入開口。在操作中，基板10和加工頭12相對(duì)于彼此移動(dòng)，同時(shí)加工頭利用氣體軸承懸浮在基板10的上方。將軸承氣體施加至用于供應(yīng)氣體的導(dǎo)管122，以在底面120的至少一部分和基板10之間產(chǎn)生軸承氣體壓力。例如，可使用氮?dú)?N2)或另一惰性氣體作為軸承氣體。重力可在加工頭12上產(chǎn)生朝向基板10的力，但軸承氣體的壓力抵抗該力，從而使 加工頭12的底面120保持在距離基板10小距離處。還可假設(shè)通過除了重力之外的其它方式(諸如彈簧或電磁鐵等)在加工頭12上產(chǎn)生朝向基板10的力。在另一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)基板10的表面不是水平導(dǎo)向時(shí)，則加工頭12可位于基板10的下方或面向基板10?；?0和加工頭12可在將基板10上的各位置依次暴露于第一、第二和第三凹槽128a 128c的方向上相對(duì)于彼此移動(dòng)。優(yōu)選地使用連續(xù)移動(dòng)，更優(yōu)選地使用基本恒定速度的連續(xù)移動(dòng)。例如，基板10可以恒定速度相對(duì)移動(dòng)，同時(shí)加工頭12保持在固定位置。相對(duì)移動(dòng)使得基板10上的某一位置依次暴露于第一、第二和第三凹槽128a 128c。當(dāng)上述位置暴露于第一凹槽128a時(shí)，自組裝單層膜(SAM)形成于該位置上?？墒褂萌我獾腟AM，例如Jiang的論文和/或其參考文獻(xiàn)中公開的SAM，包括例如ODTS、SiMeC13、SiMe2C12 (DMDCS)、SiMe3Cl、SiMe3Br、SiMe3I、HMDS、正 _BuSiC13、異 _BuSiC13、叔-BuSiC13、芐基-SiC13、0DTM、0DTE、F0TS。所用縮寫為十八烷基三氯硅烷(ODTS)、六甲基二硅氮烷(HDMS)、十八烷基三甲氧基硅烷(ODTM，(CH3 (CH2) 17Si (0CH3) 3))、十八烷基三乙氧基硅烷(ODTE)和十三氟_1，1，2，2-四氫辛基三氯硅烷(FOTS)。作為另一實(shí)例，可使用W02009/061199中公開的SAM。這些SAM通過引用并入本文。隨后，當(dāng)上述位置暴露于第二凹槽128b時(shí)，SAM通過曝光被局部移除。通過光照的SAM移除本身是已知的?；瑒?dòng)光刻(sliding lithography)可用于在基板10上提供與位置無關(guān)的曝光強(qiáng)度。例如可利用光源和傳送機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)光刻，該光源以橫向交叉于基板10的移動(dòng)方向(例如垂直于該方向)的平面提供光，該傳送機(jī)械裝置用于掩模在與基板10移動(dòng)相反的方向上直線地穿過上述平面?？商峁┏上窆鈱W(xué)裝置以使掩模在基板10上成像。在另一實(shí)施方式中，可使用具有控制回路的激光束掃描器和激光調(diào)制器，其中控制回路設(shè)置用于根據(jù)呈現(xiàn)期望的曝光圖案的信息來控制激光強(qiáng)度的調(diào)節(jié)，且控制回路被配置為例如通過反射激光束的旋轉(zhuǎn)鏡子的方式來掃描在橫向垂直于基板10移動(dòng)方向的平面內(nèi)的激光束。在另一實(shí)施方式中，可使用光源的線性陣列(諸如LED的線性陣列)以利用控制回路實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)光刻，其中該控制回路設(shè)置用于根據(jù)呈現(xiàn)期望的曝光圖案的信息來控制光源的強(qiáng)度調(diào)節(jié)?？善叫惺褂枚鄠€(gè)所述陣列，與基板10的移動(dòng)一致，對(duì)連續(xù)陣列依次施加相同的強(qiáng)度以提供更長(zhǎng)的曝光時(shí)間。在另一實(shí)施方式中，可使用電子束光刻?？墒褂闷渌牧先〈鶶AM，使用激光消融法通過激光束掃描器以形成圖案的方式移除這些材料。具有成像光學(xué)裝置以使掩模在表面上成像的滑動(dòng)光刻曝光裝置，或具有強(qiáng)度調(diào)制器的束流掃描器是可在加工頭12中使用或與加工頭12組合運(yùn)行的繪圖裝置(pattern writing device)。這些繪圖裝置提供了二維圖案的界定，其中二維圖案依賴于在傳送方向和在沿橫向交叉于傳送方向的基板表面的方向上沿基板表面的位置。接下來，當(dāng)上述位置暴露于第三凹槽128c時(shí)，沉積材料，且材料僅選擇性附著在通過SAM的局部移除而已被暴露的基板10上的位置處。(在可選擇的實(shí)施方式中，可沉積材料，且材料僅選擇性附著在通過SAM的局部移除而已被暴露的基板10上的SAM留下的無遮蔽的位置處。)對(duì)鄰近第二凹槽128b邊緣的一部分導(dǎo)管124進(jìn)行抽吸以移除通過光刻從表面分離的SAM顆粒。圖3a、3b示出了又一包括5個(gè)凹槽30a 30e的加工頭，每個(gè)凹槽被底面120中的氣體導(dǎo)管122、124的開口圍繞。第一凹槽30a具有輸入開口 20或用于SAM前體氣體的輸入開口。第二凹槽30b包含用于滑動(dòng)光刻的裝置的輸出端22。第三和第四凹槽30c、30d 具有輸入開口 32、34或用于第一和第二 ALD氣體的輸入開口。在Jiang等的論文及其參考文獻(xiàn)中描述了可能的ALD氣體的實(shí)例，且這些實(shí)例通過引用的方式并入本文。使用第五凹槽30e以施加等離子體，用于從基板10上蝕刻材料。在蝕刻等離子體和等離子體發(fā)生器中使用的材料本質(zhì)上是已知的，且可依賴于必須被蝕刻的材料及必須被留在基板10上的材料進(jìn)行選擇。第五凹槽30e可包含用于產(chǎn)生射頻電磁場(chǎng)的電極或線圈及用于將被激發(fā)以形成等離子體的氣體的輸入開口。在運(yùn)行中，可以與圖I和圖2相同的方式使用圖3a、3b的加工頭，但具有額外的處理步驟。分別在第三和第四凹槽30c、30d中供應(yīng)第一和第二氣體，其中第一和第二氣體用于供應(yīng)通過ALD沉積的層的第一和第二組分。在第五凹槽30e中通過等離子體蝕刻可選擇性移除暴露出的SAM。對(duì)鄰近第三和第四凹槽30c、30d的邊緣的一部分導(dǎo)管124進(jìn)行抽吸以防止在凹槽之間的組分的流動(dòng)。相似的，可對(duì)鄰近第五凹槽30e的邊緣的一部分導(dǎo)管124進(jìn)行抽吸。應(yīng)理解可在底面中使用更多的凹槽以提供額外的沉積步驟。可增加更多的如第二凹槽128b的用于實(shí)施進(jìn)一步光刻步驟的凹槽，或用于其它非沉積步驟如等離子體蝕刻的凹槽。當(dāng)然，如果不需要移除SAM層，則可省略等離子體蝕刻。圖4示出了一種裝置，其中基板10是從第一可旋轉(zhuǎn)的輥40供應(yīng)至第二可旋轉(zhuǎn)的輥42的可彎曲的箔片，加工頭12在基板10從第一輥40傳送至第二輥42的過程中露出來的位置處懸浮在基板10的上方?？商峁╇姍C(jī)以旋轉(zhuǎn)第二可旋轉(zhuǎn)的輥42和/或第一輥40，或可提供電機(jī)以旋轉(zhuǎn)各個(gè)輥。在其它實(shí)施方式中，可使用輸送機(jī)(例如具有輸送帶)以傳送基板10經(jīng)過加工頭12，或可使用支撐基板10的可傳送的運(yùn)載器以移動(dòng)經(jīng)過加工頭。在另一實(shí)施方式中，加工頭可被放置在例如直線電機(jī)的移動(dòng)部分上或被放置在輸送機(jī)上。如應(yīng)理解的那樣，示例性的實(shí)施方式提供了一種組合的過程，從而在加工頭12和基板之間不需要任何固定連接的情況下在基板上產(chǎn)生圖案化的層。加工頭12能夠在大氣環(huán)境壓力下運(yùn)行。凹槽內(nèi)的氣體條件(氣體壓力、氣體組成)可保持不變，而不需要在不同處理步驟之間排空凹槽，從而不能通過環(huán)境大氣壓力平衡凹槽的排空。在基板10和加工頭12的底面120之間的狹窄的間隔中充滿軸承氣體，且如果需要該狹窄的間隔與聯(lián)結(jié)至抽吸導(dǎo)管124的抽吸開口結(jié)合，則該狹窄的間隔可足以排除環(huán)境條件帶來的有害影響。
氣體軸承允許進(jìn)行加工頭12相對(duì)于基板10的準(zhǔn)確的位置控制?；?0可例如設(shè)置有導(dǎo)向標(biāo)記，且可設(shè)置有位置控制回路，其中位置控制回路包括導(dǎo)向標(biāo)記傳感器(例如光學(xué)傳感器，諸如圖像傳感器或干涉型傳感器)和位置調(diào)節(jié)器(position actuator),諸如直線電機(jī)以在橫向交叉于加工頭12相對(duì)于基板10的主連續(xù)相對(duì)移動(dòng)的方向上控制加工頭12相對(duì)于基板10的橫向定位?？赏ㄟ^相似類型的反饋回路控制連續(xù)移動(dòng)的速度?？墒褂昧硗獾姆答伝芈芬钥刂萍庸ゎ^12的底面120和基板10之間的距離。該另外的反饋回路可包括距離傳感器(例如光學(xué)干涉儀)和在朝向基板10的方向上對(duì)加工頭12施加可控制的力的調(diào)節(jié)器。在示例性的實(shí)施方式中提供了所有氣相工藝(如本文所使用，術(shù)語氣體包括蒸汽)。SAM從氣相沉積在基板10上，且沉積的SAM從基板10上被局部移除進(jìn)入氣相。在第三凹槽128c、30c和可選擇的另外的凹槽中從氣相沉積材料。通過等離子氣體進(jìn)行SAM的可選擇的蝕刻。以這種方式，最小化施加在加工頭12和基板10之間的機(jī)械力，從而簡(jiǎn)化處理過程。且不需要包括光阻劑的涂覆、光阻劑的曝光蝕刻等的傳統(tǒng)的光阻處理。在實(shí)施方式中，可將工藝液體(process liquid)供應(yīng)給一個(gè)或多個(gè)凹槽,例如供 應(yīng)給第三凹槽128c。可使用該工藝液體進(jìn)行化學(xué)鍍。在這種情況下，具有圍繞凹槽邊緣的開口的氣體軸承還用于將液體限制于凹槽中?？蛇x擇地，可使用鄰近凹槽邊緣的抽吸開口以移除多余的工藝液體。雖然已示出一個(gè)其中材料從凹槽沉積在基板10上的實(shí)施方式，但應(yīng)理解凹槽可被底面120的區(qū)域中的另外的開口陣列所取代，以與其中供應(yīng)軸承氣體的相同方式供應(yīng)具有用于沉積的原子的氣體。換而言之，可將具有凹槽的底面120的區(qū)域或具有開口陣列的底面120的區(qū)域用于供應(yīng)沉積材料。但是，對(duì)基板的必須被處理的整個(gè)區(qū)域開口的凹槽的使用具有可降低軸承氣體影響的優(yōu)點(diǎn)。雖然已示出實(shí)施方式，其中用于供應(yīng)沉積材料的區(qū)域諸如凹槽128a、128c、30a、30c、30d和其它凹槽在移動(dòng)方向上具有相等的直徑，但應(yīng)理解這些凹槽的直徑可以不同。例如當(dāng)?shù)谝粎^(qū)域中沉積材料的附著比第二區(qū)域中的另一沉積材料的附著花費(fèi)實(shí)質(zhì)上更長(zhǎng)的時(shí)間，則可使第一區(qū)域的直徑大于第二區(qū)域的直徑，以與附著所需的持續(xù)時(shí)間之比成比例。可類似地使用于等離子體蝕刻和光刻的凹槽的直徑較小或較大。此外，可以非連續(xù)的模式(開啟/關(guān)閉)運(yùn)行對(duì)一個(gè)或多個(gè)凹槽以及曝光的氣體供應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，隨后進(jìn)行光刻的SAM沉積可被使用SAM材料代替油墨的噴墨印刷技術(shù)取代。因此，第一和第二凹槽128a、128b可被一個(gè)凹槽取代。在該實(shí)施方式中，力口工頭12包含通過一個(gè)凹槽運(yùn)行的噴墨印刷機(jī)，噴墨打印機(jī)被配置用于將SAM材料用作“油墨”印刷圖案?？墒褂镁哂卸鄠€(gè)噴墨輸出端的印刷頭，其中噴墨輸出端沿橫向交叉于基板移動(dòng)方向的直線設(shè)置；或可使用聯(lián)結(jié)至調(diào)節(jié)器的印刷頭，該調(diào)節(jié)器被配置用于沿所述直線掃描印刷頭。在一個(gè)實(shí)施方式中，使用SAM沉積、隨后進(jìn)行蝕刻的使用第一和第二凹槽的128a、128b的圖案形成已被印刷法取代。本加工頭的實(shí)施方式使用有圖案的印刷輥和SAM前體浴，即加工頭包含在其表面上具有印刷圖案的印刷輥、及在印刷圖案的表面路徑中的SAM前體浴。在印刷輥的每次旋轉(zhuǎn)中，印刷輥的表面依次經(jīng)過SAM前體浴至基板10。在經(jīng)過SAM前體浴之后，印刷輥的表面根據(jù)印刷輥上的印刷圖案選擇性地保持為濕的?？墒褂妙A(yù)定的靜態(tài)圖案，或可使用在旋轉(zhuǎn)過程中動(dòng)態(tài)寫在印刷輥上的圖案。從印刷技術(shù)諸如復(fù)印機(jī)，動(dòng)態(tài)印刷輥繪圖機(jī)(例如靜電繪圖機(jī))本質(zhì)上是已知的。如應(yīng)理解地，印刷輥的使用意味著印刷輥施加了在基板10和加工頭之間起作用的接觸力。當(dāng)印刷與氣體軸承結(jié)合時(shí)需要謹(jǐn)慎，但可能產(chǎn)生粗糙的圖案。印刷機(jī)諸如噴墨印刷機(jī)或具有印刷輥的印刷機(jī)是實(shí)現(xiàn)可在加工頭12中使用的繪圖裝置的另外的實(shí)施例。繪圖裝置提供了二維圖案的界定。但是可使用提供這種位置依賴性的圖案界定的任意類型的繪圖裝置。雖然已示出其中已使用SAM沉積和ALD的實(shí)施例，但應(yīng)意識(shí)到可使用其它材料?？赏ㄟ^光，例如通過加熱或光激發(fā)的化學(xué)改性移除的任何材料可代替SAM材料被沉積。相似地，可在第二沉積步驟中使用選擇性附著至沉積層但不附著至基板(或相反)的任何材料。SAM和ALD的使用具有可更容易地制造非常小規(guī)模的圖案的優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)使用被第三凹槽128c的沉積材料附著的基板時(shí)，可使用不被沉積材料附著的SAM或可選擇的材料。當(dāng)使用不被第三凹槽128c的沉積材料附著的基板時(shí)，可使用被沉積材料附著的SAM或可選擇的層。在后一種情況中，SAM或可選擇的層可保留在基板10上。
權(quán)利要求
1.一種制造具有沉積材料的圖案化層的基板的方法，所述圖案化層從加工頭沉積，所述方法包括 從所述加工頭施加軸承氣體以保持所述加工頭通過氣體軸承懸浮在所述基板上方； 使所述基板和懸浮的所述加工頭相對(duì)于彼此移動(dòng)； 涂敷打底材料，用于沉積材料至所述基板的選擇性沉積，所述打底材料從所述加工頭的面向所述基板的表面的第一區(qū)域涂敷，且在涂敷所述打底材料后或涂敷所述打底材料的過程中在所述基板上使所述打底材料立體地形成圖案； 從所述加工頭的面向所述基板的表面的第二區(qū)域涂敷所述沉積材料至所述基板，所述第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域在所述基板相對(duì)于所述加工頭的移動(dòng)方向上的下游。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中在所述打底材料和所述沉積材料的沉積過程中，所述基板和懸浮的所述加工頭相對(duì)于彼此以恒定速度連續(xù)移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述打底材料是在光的影響下從所述基板分離的材料，所述方法包括從所述加工頭的面向所述基板的表面的第三區(qū)域，從所述加工頭向所述基板施加圖案化的光，所述第三區(qū)域位于所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中使用多步驟的原子層沉積(ALD)工藝涂敷所述圖案化層，其中至少一種另外的沉積材料被選擇性沉積在所述沉積材料上，所述方法包括 從所述加工頭的面向所述基板的表面的另外的區(qū)域涂敷所述沉積材料至所述基板，所述另外的區(qū)域位于所述第二區(qū)域在所述基板相對(duì)于所述加工頭的所述移動(dòng)方向上的下游。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括從位于所述加工頭的面向所述基板的表面的位置處的開口進(jìn)行抽吸，所述位置沿所述第二區(qū)域的邊緣定位。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括 在所述加工頭的面向所述基板的表面中的凹槽中產(chǎn)生等離子體，所述凹槽位于所述第二區(qū)域在所述基板相對(duì)于所述加工頭的所述移動(dòng)方向上的下游； 在所述凹槽中使用所述等離子體以從所述基板蝕刻曝光的所述打底材料。
7.一種用于制造具有沉積材料的圖案化層的基板的裝置，所述裝置包括 加工頭，具有氣體軸承表面； 傳送機(jī)械裝置，設(shè)置用于使基板和所述加工頭相對(duì)于彼此傳送，同時(shí)所述氣體軸承表面面向所述基板； 所述氣體軸承表面包括 第一區(qū)域，具有聯(lián)結(jié)至第一氣體源的凹槽或一組開口，用于將打底材料涂敷至所述基板； 第二區(qū)域，具有聯(lián)結(jié)至第二氣體源的凹槽或一組開口，用于將沉積材料涂敷至所述基板； 氣體軸承開口，圍繞所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域； 所述加工頭包括繪圖機(jī)，所述繪圖機(jī)被配置用于在涂敷所述打底材料之后或在涂敷所述打底材料的過程中，以及在涂敷所述沉積材料之前，使所述打底材料在所述基板上立體地形成圖案。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，包括被配置用于產(chǎn)生圖案化的光的光源，所述圖案化的光從所述加工頭的面向所述基板的表面的第三區(qū)域輸出；所述第三區(qū)域位于所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間。
9.根據(jù)前述裝置權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，在所述加工頭的面向所述基板的表面的另外的區(qū)域內(nèi)，所述裝置包括聯(lián)結(jié)至第三氣體源的另外的凹槽或另外的開口，所述另外的區(qū)域位于所述第二區(qū)域在所述基板相對(duì)于所述加工頭的所述移動(dòng)方向上的下游。
10.根據(jù)前述裝置權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，包括抽吸開口，所述抽吸開口位于所述加工頭的表面中沿所述第二區(qū)域的邊緣定位的位置。
11.根據(jù)前述裝置權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，包括等離子體源，所述等離子體源定位于或聯(lián)結(jié)至所述加工頭的面向所述基板的表面中的凹槽，所述凹槽位于所述第二區(qū)域在所述基板相對(duì)于所述加工頭的所述移動(dòng)方向上的下游。
12.根據(jù)前述裝置權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述傳送機(jī)械裝置包括第一輥和第二輥，分別用于輥裝和輥卸所述基板；所述加工頭沿從所述第一輥至所述第二輥的基板傳送途徑定位。
13.根據(jù)前述裝置權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述加工頭在所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域處的表面中具有第一凹槽和第二凹槽，所述第一氣體源和所述第二氣體源分別聯(lián)結(jié)至所述第一凹槽和所述第二凹槽。
全文摘要
一種用于制造具有沉積材料的圖案化層的基板的方法，所述圖案化層從加工頭沉積，所述方法包括從所述加工頭施加軸承氣體以保持所述加工頭通過氣體軸承懸浮在所述基板上方；使所述基板和懸浮的所述加工頭相對(duì)于彼此移動(dòng)；涂敷打底材料，用于沉積材料至所述基板的選擇性沉積，從所述加工頭的面向所述基板的表面的第一區(qū)域涂敷所述打底材料，且在涂敷所述打底材料后或涂敷所述打底材料的過程中在所述基板上使所述打底材料立體地形成圖案；從所述加工頭的面向所述基板的表面的第二區(qū)域涂敷所述沉積材料至所述基板，所述第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域在所述基板相對(duì)于所述加工頭的移動(dòng)方向上的下游。
文檔編號(hào)C23C16/455GK102803553SQ201180014351
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月18日
發(fā)明者阿里爾·德格拉夫, 歐文·約翰·凡·斯維特, 保盧斯·威爾布羅杜薩·喬治·普迪, 阿德里亞努斯·約翰尼斯·皮德勒斯·瑪利亞·弗米爾 申請(qǐng)人:荷蘭應(yīng)用自然科學(xué)研究組織Tno