納米級(jí)空隙的減小的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式通常涉及圖案化媒介的加工。
[0002]發(fā)明背景
[0003]抗蝕劑墨水分散、壓印和UV曝光為圖案化媒介加工中的平版印刷步驟?？刮g劑微滴分散使用少量的抗蝕劑材料，由此對(duì)不同密度的特征產(chǎn)生一致的殘留層控制。此外，用于形成抗蝕劑膜的抗蝕劑微滴分散可以利用更加簡(jiǎn)單的工具設(shè)計(jì)來(lái)提供相對(duì)高的生產(chǎn)量。
[0004]在抗蝕劑微滴分散之后的抗蝕劑膜形成工藝包括初始微滴潤(rùn)濕，隨后在模板/圓盤配合過(guò)程中融合微滴陣列。融合的微滴陣列與模板的結(jié)構(gòu)圖案化表面一致。所述模板與圓盤分離，在圓盤上留下結(jié)構(gòu)圖案化的表面。
【附圖說(shuō)明】
[0005]本發(fā)明將利用附圖來(lái)進(jìn)行示例性的而非限制性的說(shuō)明，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
[0006]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，腔室內(nèi)壓印平版印刷操作的簡(jiǎn)化橫截面視圖。
[0007]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，在模板已與抗蝕劑微滴接觸之后，腔室內(nèi)壓印平版印刷操作的簡(jiǎn)化橫截面視圖。
[0008]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，在抗蝕劑層已被固化并與模板分離之后，腔室內(nèi)壓印平版印刷操作的簡(jiǎn)化橫截面視圖。
[0009]圖4為根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，在移除過(guò)程之后腔室內(nèi)壓印平版印刷操作的簡(jiǎn)化橫截面視圖。
[0010]圖5為在壓印平版印刷操作之后，包括圖案化空隙的媒介圓盤表面的放大部分的簡(jiǎn)化視圖，其中氣氛為He或N2。
[0011]圖6為描述了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，形成媒介圓盤的示例性工藝的流程圖。
[0012]發(fā)明詳述
[0013]現(xiàn)在將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其例子在附圖中描述。雖然本發(fā)明將結(jié)合附圖進(jìn)行討論，但是將會(huì)理解的是，它們并不意圖將本發(fā)明僅限制于這些實(shí)施方式。與之相反，本發(fā)明意圖覆蓋如在所附的權(quán)利要求中定義的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)包括的變形、改進(jìn)和等價(jià)形式。此外，在本發(fā)明下文詳細(xì)的說(shuō)明中，大量的特定細(xì)節(jié)被提出以提供對(duì)本發(fā)明完全的理解。然而，本發(fā)明的實(shí)施方式可以不利用這些特定的細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)施。在其它例子中，已知的方法、步驟、部件和電路并未被詳細(xì)地描述，其并不會(huì)致使本發(fā)明的各個(gè)方面不清楚。
[0014]本發(fā)明的實(shí)施方式提供了用于圖案化媒介抗蝕劑壓印的方法，在記錄媒介的制造中，局部填充不足的空隙基本上被消除。然而，本發(fā)明的實(shí)施方式可被應(yīng)用于任何位圖案化媒介(“BPM”)和相關(guān)的制造技術(shù)，以及任何納米壓印相關(guān)半導(dǎo)體設(shè)備制造方法，只要納米壓印是圖案化步驟所需要的。
[0015]本發(fā)明的實(shí)施方式允許在用于制造圖案化媒介的抗蝕劑壓印過(guò)程中，基本上消除空隙，例如模具圖案局部填充不足形成的空隙。通過(guò)確定并保持腔室內(nèi)相對(duì)更低的壓力，更小體積的氣體會(huì)存在于腔室內(nèi)。當(dāng)抗蝕劑融合膜形成在基底上的時(shí)候，所述更小體積的氣體有利于將氣體吸收至抗蝕劑微滴內(nèi)。結(jié)果，在抗蝕劑壓印過(guò)程之后，生產(chǎn)量被提高并且不會(huì)存在納米壓印空隙。降低壓力的腔室利用合適的揮發(fā)性模板釋放劑進(jìn)行凈化，從而使得模板持續(xù)性地充滿脫模劑，從而在每個(gè)壓印操作中保持一致的分離性能?？刮g劑單體和光引發(fā)劑還可以以蒸氣的形式排進(jìn)腔室內(nèi)，如果需要提高腔室真空程度適應(yīng)性的話。
[0016]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，腔室101內(nèi)壓印平版印刷操作100的簡(jiǎn)化橫截面視圖。所述腔室101包括基底102和模板104。在一種實(shí)施方式中，所述基底例如可以是鋁或玻璃圓盤(例如65mm直徑，具有20mm孔)，Si或石英晶片，或者其它晶片材料。模板104被置于基底102上方。模板104包括預(yù)定圖案106。在某些實(shí)施方式中，預(yù)定圖案106包括多種不同尺寸的條帶孔108。
[0017]在不同的實(shí)施方式中，腔室101還可以包括一個(gè)或多個(gè)輸入口，例如腔室泵送端口 103和脫模劑進(jìn)料口 105。脫模劑進(jìn)料口 105還可以作用為抗蝕劑單體/光引發(fā)劑進(jìn)料口。在壓印平版印刷操作100之前，壓印抗蝕劑被分散在圓盤基底102上，并且基底102被轉(zhuǎn)移至腔室101內(nèi)，例如通過(guò)抗蝕劑微滴分散過(guò)程。脫模劑進(jìn)料口 105為可操作的，從而在壓印平版印刷操作100過(guò)程中將脫模劑、抗蝕劑單體和/或光引發(fā)劑蒸氣排入腔室101內(nèi)。
[0018]抗蝕劑微滴110可被沉積在基底102上，例如通過(guò)滴加-分散方法。在某些實(shí)施方式中，抗蝕劑微滴110可以pL和低于PL范圍的微滴體積沉積，微滴之間相距約十分之一至百分之一微米。與基底102和模板104 —起，抗蝕劑微滴110被用于圖案化步驟中，例如基于滴加-分散UV固化納米壓印平版印刷的步驟(參見(jiàn)下文)。
[0019]在抗蝕劑微滴分散之后的抗蝕劑膜形成工藝由初始微滴潤(rùn)濕以及隨后微滴陣列在限定的模具-基底空間內(nèi)的融合構(gòu)成。由于抗蝕劑微滴在限定的模具-基底空間內(nèi)的融合，腔室101內(nèi)的氣體會(huì)被滯留于抗蝕劑微滴中，因此導(dǎo)致局部抗蝕劑填充不足(參見(jiàn)下文)。這種局部抗蝕劑填充不足會(huì)導(dǎo)致圖案轉(zhuǎn)移的失敗。
[0020]在壓印平版印刷過(guò)程中，腔室101內(nèi)的壓力(例如真空程度)可被設(shè)定為這樣的范圍，即腔室101內(nèi)的一種或多種構(gòu)成氣體保持低于它們的亨利定律平衡(Henry’ s lawequilibrium)。脫模劑、抗蝕劑單體、光引發(fā)劑和所選擇的惰性氣體可被注射至腔室101內(nèi)，并且真空程度被維持，從而抑制抗蝕劑蒸發(fā)。例如，脫模劑和抗蝕劑單體連同光引發(fā)劑可以通過(guò)脫模劑進(jìn)料口 105而被注射至腔室101內(nèi)。在不同的實(shí)施方式中，移除和添加氣體的其它進(jìn)料口和/或方法可被使用。在又一種實(shí)施方式中，惰性氣體具有比He和/或N2的亨利定律平衡大兩個(gè)數(shù)量級(jí)的亨利定律平衡。
[0021]確定這樣的真空程度，即腔室101內(nèi)的一種或多種構(gòu)成氣體保持低于它們的亨利定律平衡。結(jié)果，存在于腔室101內(nèi)的更小體積的氣體會(huì)更加容易地被抗蝕劑微滴110吸收。這就最小化了由未被吸收的氣體所導(dǎo)致的壓印缺陷，并最大化生產(chǎn)量。在一種實(shí)施方式中，脫模劑可在隨后的壓印平版印刷操作過(guò)程中被添加至腔室101。
[0022]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，在模板104已與抗蝕劑微滴110(圖1)接觸之后，腔室101內(nèi)壓印平版印刷操作100的簡(jiǎn)化橫截面視圖。模板104致使抗蝕劑微滴110(圖1)鋪展開(kāi)來(lái)，由此形成抗蝕劑層212。在壓印鋪展時(shí)間內(nèi)(定義為模板開(kāi)始與抗蝕劑接觸至UV輻射被施加以固化抗蝕劑的時(shí)間)，抗蝕劑層212會(huì)在模板104和基底102上鋪展。在一種實(shí)施方式中，抗蝕劑圖案214可以是預(yù)定圖案106(圖1)的負(fù)像。
[0023]在某些實(shí)施方式中，一系列空隙216、例如納米級(jí)空隙會(huì)在鋪展之后在抗蝕劑微滴110 (圖1)之間的邊界處形成在抗蝕劑層212內(nèi)，并形成在模板凹部?jī)?nèi)。例如，空隙216可以是約1nm至數(shù)ym尺寸，并且可以作為氣泡的結(jié)果而形成，所述氣泡由于抗蝕劑層212對(duì)氣體分子的不完全吸收而形成。此外，空隙216可以作為以預(yù)定圖案106(圖1)在條帶孔108內(nèi)的局部抗蝕劑填充不足的結(jié)果而形成。
[0024]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，在抗蝕劑層212(圖2)已被固化之后，腔室101內(nèi)壓印平版印刷操作100的簡(jiǎn)化橫截面視圖。抗蝕劑層212 (圖2)例如通過(guò)UV光輻射已被交聯(lián)，并且已被硬化和固化成剛性抗蝕劑層322。所述剛性抗蝕劑層322可以包括空隙216和抗蝕劑凸起320。模板104 (圖2)已與剛性抗蝕劑層322和基底102分離，留下包括抗蝕劑圖案214的剛性抗蝕劑層322連接至基底102。
[0025]圖4為根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，當(dāng)CO2被用作為惰性氣體時(shí)，腔室101內(nèi)壓印平版印刷操作100的簡(jiǎn)化橫截面視圖。使用0)2作為惰性氣體允許腔室101內(nèi)在低壓環(huán)境下快速產(chǎn)生吸收。通過(guò)在腔室101內(nèi)建立并維持低壓，更小體積的氣體存在于腔室內(nèi)并快速吸收至基底102上的抗蝕劑微滴內(nèi)，導(dǎo)致在抗蝕劑壓印過(guò)程之后納米壓印空隙216 (圖2)的消除。由此，預(yù)定的可預(yù)見(jiàn)圖案的抗蝕劑凸起320可以基本上不含有空隙216。
[0026]圖5為在壓印平版印刷操作100 (圖1)之后，包括空隙線530的圖案528的媒介圓盤526的表面的放大部分524的簡(jiǎn)化視圖，其中氣氛例如為He或N2。如上所述的，空隙線530可以隨著它們?cè)趬河∵^(guò)程中鋪展在一起而在抗蝕劑微滴的邊界處形成。另外，如上所述的，空隙線530為抗蝕劑局部填充不足的結(jié)果(圖2)?？障毒€530由此在媒介圓盤526的表面上形成不期望的圖案528，有時(shí)稱為“魚(yú)網(wǎng)”圖案。當(dāng)He (或者具有類似于或小于He在抗蝕劑中的溶解度的其它氣體)在壓印過(guò)程中被用作為氣氛的時(shí)候，如果通過(guò)光學(xué)和電子束檢測(cè)方法檢測(cè)，空隙線530可以用作為抗蝕劑局部填充不足的指示?？刮g劑局部填充不足導(dǎo)致圖案轉(zhuǎn)移的失敗。
[0027]在CO2基非真空壓印環(huán)境中，空隙線530的體積尺寸可被大量地減小(例如50%) ο在其它實(shí)施方式中，空隙線530的體積尺寸可被基本上消除。由此，CO2的高亨利常數(shù)性質(zhì)與He相比，在壓印平版印刷過(guò)程中提供顯著降低的局部填充不足，以及更小的“魚(yú)網(wǎng)”圖案。
[0028]因此如上所述的，不同的實(shí)施方式可以包括一種或多種用于減小納米級(jí)空隙尺寸的方式。例如，在一種實(shí)施方式中，腔室內(nèi)的壓力可被設(shè)定在這樣的范圍內(nèi)，即腔室內(nèi)的一種或多種構(gòu)成氣體保持為低于它們的亨利定律平衡。例如，在一種實(shí)施方式中，惰性氣體具有的亨利定律平衡比He和/或N2的亨利定律平衡大兩個(gè)數(shù)量級(jí)。例如，在一種實(shí)施方式中，使用CO2作為惰性氣體可以允許腔室內(nèi)在低壓環(huán)境下實(shí)現(xiàn)快速吸收。例如，在一種實(shí)施方式中，惰性氣體在抗蝕劑層中的溶解度比He的溶解度更大。
[0029]圖6描述了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，在磁性媒介圓盤上示例性的納米壓印制造過(guò)程的流程圖600。在方框602中，抗蝕劑在用于制備抗蝕劑層的腔室外面被分散在基底上，其中，所述抗蝕劑層包括抗蝕劑微滴。在某些實(shí)施方式中，分散抗蝕劑層包括滴加分散抗蝕劑層。例如，在圖1中，抗蝕劑微滴可以通過(guò)墨水噴射滴加分散方法而被噴射沉積在基底上?？刮g劑微滴可以PL和低于PL范圍的微滴體積沉積，微滴之