專利名稱：光刻印刷系統(tǒng)的制作方法
光刻印刷系統(tǒng)本發(fā)明涉及納米光刻印刷系統(tǒng)。納米制造包括制造極小的結構，例如具有納米級或更小的特征(feature) 的結構。納米制造具有顯著影響的一個領域是集成電路的制造。隨著半導 體加工工業(yè)持續(xù)地力求獲得更高的生產(chǎn)率，同時增加每單位面積基片上形 成的電路數(shù)量，納米制造變得越來越重要。納米制造提供了更高的工藝控 制，同時允許更大程度地減小形成的結構的最小特征尺寸。已經(jīng)應用納米 制造的其它研發(fā)領域包括生物技術、光學技術、機械系統(tǒng)等。一種示例性的納米制造技術通常被稱為印刷光刻。示例性的印刷光刻 法在許多公開出版物中進行了詳細描述，例如參見美國專利申請公開第 2004/0065976，其提交時的美國專利申請?zhí)枮?0/264,960,標題為"在基材上 設置特征、從而復制具有極小的尺寸變化的特征的方法和模具(Method and a Mold to Arrange Features on a Substrate to Replicate Features having Minimal Dimensional Variability)";美國專利申請公開第2004/0065252號， 其申請時為美國專利申請第10/264,926號，題為"在基材上形成層以促進度 量標準制造的方、法(Method of Forming a Layer on a Substrate to Facilitate Fabrication of Metrology Standards)";以及美國專利第6,936,194號，題為" 用于印刷光刻法的功能圖案化材料(Functional Patterning Material for Imprint Lithography Processes)",所有這些專利申請都轉讓給本發(fā)明的受讓 人，所有這些專利都參考結合入本文中。上述這些美國專利申請公開和美國專利中所述的基本印刷光刻技術都 包括了在可聚合的層中形成浮雕圖案，將與所述浮雕圖案對應的圖案轉移 到下面的基材中。所述基材可以置于移動的臺上，到達所需的位置，以促 進其圖案化。使用與所述基材隔開的模板，在模板和基材之間存在可成形 的液體。所述液體固化形成其中記錄有圖案的固化的層，所述圖案與與所 述液體接觸的模板表面的形狀一致。然后將所述模板與固化的層相分離，使得模板和基材隔開。然后對基材和固化的層進行加工，將對應于所述固 化的層中的圖案的浮雕圖案轉移到所述基材中。人們需要能夠使得印刷光刻更高效更吸引人的系統(tǒng)。通過本發(fā)明的主權項的系統(tǒng)完成了這個目標。通過在納米光刻印刷過 程中，在模板和基材之間產(chǎn)生特定的環(huán)境，提高了印刷光刻的效率，更具 體來說是通過部分真空環(huán)境印刷提高了印刷光刻的效率。本發(fā)明優(yōu)選的實施方式的特征在從屬權項中進行描述。下面結合附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，在附圖中

圖1是具有與基材隔開的模板的光刻系統(tǒng)的簡化側視圖；圖2顯示了模板上的部分真空環(huán)境a)具有孔的模板的側視圖；b)具有多個孔的模板a)的俯視圖；c)具有溝槽的模板的側視圖；d)模板c)的俯視圖； 圖3顯示了另外的附加的板(add-on plate);圖4顯示了使用上升空氣墊在模板周圍用作為半密封的部分真空環(huán)境；圖5顯示了本發(fā)明的另一實施方式。參見圖1，用來在基材12上形成浮雕圖案的系統(tǒng)8包括平臺10，該平 臺10將基材12支承在其上，還包括模板14，該模板14上具有圖案化表面 18。在另一個實施方式中，基材12可以與基材卡盤(未顯示)連接，所述基 材卡盤(未顯示)是任意的卡盤，包括但不限于真空卡盤和電磁卡盤。模板14和/或模具16可以由以下的材料形成，包括但不限于熱解法 二氧化硅、石英、硅、有機聚合物、硅氧垸聚合物、硼硅酸鹽玻璃、氟碳 聚合物、金屬和硬化藍寶石。如圖所示，圖案化表面18包括通過多個間隔 的凹陷17和凸起19構成的特征。但是，在另一個實施方式中，圖案化表 面18可以基本上是平滑和/或平坦的。圖案化表面18可以限定初始圖案， 該初始圖案形成用來形成于基材12上的圖案的基礎。模板14可以與印刷頭20連接，用來促進模板14的移動，從而促進模 具16的移動。在另一個實施方式中，模板14可以與模板卡盤(未顯示)連接， 所述模板卡盤(未顯示)是任意的卡盤，包括但不限于真空卡盤和電磁卡盤。 連接流體分配系統(tǒng)22,選擇性地設置為與基材12流體連通，用來將聚合材料24沉積在基材12之上。應當理解，可以使用任意已知的技術沉積聚合 材料24，這些技術包括例如液滴分配，旋涂，浸涂，化學氣相沉積(CVD)， 物理氣相沉積(PVD)等。另外，如下所述，在模具16和基材12之間建立環(huán) 境之前，可以將聚合材料24設置在基材12之上，或者在另一個實施方式 中，可以將流體分配系統(tǒng)22置于基材12和模板14之間。能量28的源頭26沿路徑30與直接能源28相連。印刷頭20和平臺 10的構型設計分別用來將模具16和基材12疊加設置在路徑30中。印刷頭 20、平臺IO或者這兩者在模具16和基材12之間的距離發(fā)生變化，用來在 其之間限定所需的體積，該體積將被聚合材料24填充。參見圖1，在模具16和基材12之間限定所需的體積之前，將聚合材 料24設置在基材22之上。但是，可以在已經(jīng)得到所需的體積之后，用聚 合物材料24填充所述體積。在所需體積被聚合物材料24填充之后，源頭 26產(chǎn)生能量28,例如寬帶能，使得聚合材料24固化和/或交聯(lián)，與基材12 的表面25的形狀相一致，并使表面18圖案化，在基材12上形成圖案化的 層50。所述寬帶能量可包括光化成分，包括但不限于紫外波長、熱能、電磁 能、可見光等。所述采用的光化成分是本領域技術人員已知的，通常取決 于用來形成印刷層12的材料。通過處理器32調(diào)控該過程，所述處理器32 與平臺10、印刷頭20、流體分配系統(tǒng)22和源頭26數(shù)據(jù)連通，通過存儲在 存儲器34內(nèi)的計算機可讀程序進行操作。以下三種能力被認為是有助于使得印刷光刻更高效，更吸引人1. 產(chǎn)生和保持純氦或其它操作氣氛，例如C02;2. 部分或完全真空印刷(縮短填充時間，減少缺陷和氧中毒)；3. 減小或消除分離作用力。通過室的理念(chamberconcept)在模板附近產(chǎn)生和保持壓力，在模板的 活性區(qū)域附近產(chǎn)生了防漏的體積，然后可以通過使用氣體加壓或抽氣。由 于模板的幾何結構，當模板與晶片接觸的時候，活性區(qū)域周圍的蝕刻的背 面區(qū)域(backregion)能夠很方便地提供這樣的體積。因為蝕刻的背面區(qū)域比 活性區(qū)域高出約5-15微米，其還能提供對任意氣體/流體極高的流阻。圖2a)-d)顯示了使用具有用于氣體流動的凹槽213或孔204的模板 203-211的部分真空環(huán)境。需要具有多個流動的源(例如孔204)或環(huán)繞的槽 213，以便在模板205、 214的活性區(qū)域202-212下方產(chǎn)生均勻的部分真空。 通過所述開口 204、 216的真空流將已有的空氣或氣體抽走，而在由小而長 的間隙造成的顯著壓降的存在下，會降低活性區(qū)域202、 212和基材201、 210之間的壓力。美國專利申請公開第2005/0072755號，提交時的美國專 利申請?zhí)枮?0/677,639，題為"單相流體印刷光刻法(Single Phase Fluid Imprint Lithography Method)",描述了一種在模板203、 211和基材201、 210 之間引入流體的方法，該專利參考結合入本文中。參見圖3，當模板302無法進行鉆孔或加工形成槽的時候，可以在模板 302的外部添加另外的板塊304，使在該添加的板塊304和模板302之間的 小間隙305能夠產(chǎn)生活性區(qū)域306和基材301之間必需的氣體壓降。為了 將小間隙保持在5-50微米范圍內(nèi)，添加的延伸部分可具有空氣墊，空氣墊 與匹配表面面接。圖4顯示了用來在基材402和模板403之間產(chǎn)生分壓的分壓印刷裝置 的橫截面圖。真空預先加載的空氣墊410能夠基本密封該小環(huán)境405，所述 小環(huán)境405可以用合適的操作氣體(例如He)填充，代替空氣。所述空氣墊 界面410位于與板塊406相鄰的位置。槽(未顯示)會導致從環(huán)境405抽氣 408，同時加壓的氣體407通過空氣墊環(huán)410被引入，達到空氣墊參比表面 406和相應的模板平臺404的平衡。 一旦完成了對晶片的印刷，可以降低向 上的空氣墊，以提供晶片I/O末端效應器(end-effecter)的途徑。圖5顯示了一種實施方式，其中使用噴嘴系統(tǒng)在模板502和基材501 之間產(chǎn)生部分He環(huán)境。上述本發(fā)明的實施方式是示例性的?？梢栽诓槐畴x本發(fā)明范圍的前提 下對上述內(nèi)容進行許多的變化和改良。因此，本發(fā)明的范圍不限于上述內(nèi) 容，應當由所附權利要求書及其全部等價內(nèi)容來決定。
權利要求
1.一種用來在納米光刻印刷過程中，在模板和基材之間產(chǎn)生特定環(huán)境的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括基材；模板，所述模板設置在與所述基材緊密相鄰的位置，在所述模板上的納米印刷模具與基材上的相應位置之間產(chǎn)生空間體積；一種裝置，用來部分抽走在所述納米印刷模具和基材之間的空間體積內(nèi)的氣體。
2. 如權利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模板還包括多個孔， 這些孔位于所述納米印刷模具周圍，穿通所述模板，所述用來部分抽走氣 體的裝置使用所述多個孔，部分抽走在所述納米印刷模具和基材之間的空 間體積內(nèi)的氣體。
3. 如權利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模板還包括形成于模 板之內(nèi)、圍繞所述納米印刷模具的槽，所述槽與所述用來部分抽走氣體的 裝置相連。
4. 如權利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用來部分抽走氣體的 裝置還包括位于所述模板周圍的主體，所述主體的構型能夠在所述模板側 面和所述主體側面之間產(chǎn)生間隙，使向上流過所述間隙的空氣將所述模板 和基材之間的氣體抽走。
5. 如權利要求l所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括分配在所述納米印刷模 具和所述基材之間的可聚合流體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過使用固定納米印刷模具的模板中的凹槽或孔產(chǎn)生部分真空，在納米印刷光刻模板附近產(chǎn)生和保持所需環(huán)境的方法和系統(tǒng)。
文檔編號B05D5/00GK101405087SQ200780009983
公開日2009年4月8日 申請日期2007年4月2日 優(yōu)先權日2006年4月3日
發(fā)明者A·切羅拉, B·-J·喬伊, I·M·麥克麥基, P·B·拉德 申請人:分子制模股份有限公司