用于改进的覆盖纠正的低接触式压印光刻术模板卡盘系统技术方案

提供压印光刻术模板卡盘和相关系统以及方法，其基本上保持结构支承功能，同时大大地提高压印质量功能。卡盘纳入了动态真空密封件，以在对齐和畸变纠正过程中显著地减小模板接触，同时在分离时仍然提供良好的结构支承。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交互参照本申请根据35U.S.C§119(e)(1)要求享受2013年11月8日提交的美国临时专利申请No.61/901,549的权益；本文以参见方式引入其全部内容。
技术介绍
纳米级的加工制造包括特征在100纳米数量级或更小的非常小结构的加工制造。纳米级加工制造具有相当大影响的一种应用便是集成电路的处理。半导体处理行业继续为大生产量而努力，同时增加形成在基底上的每单位面积的电路数量；因此，纳米级加工制造正日益变得重要。纳米级加工制造提供更高的过程控制，同时允许继续减小所形成结构的最小特征尺寸。已经采用纳米级加工制造的其它开发领域包括生物技术、光学技术、机械系统等。如今使用中的示范的纳米级加工制造技术通常被称作压印光刻术。压印光刻术用于各种应用中，包括例如加工制造集成器件的各层，集成器件诸如CMOS逻辑器、微处理器、NAND闪存存储器、NOR闪存存储器、DRAM存储器或其它存储器器件，其它存储器器件诸如MRAM、3D交叉点存储器、Re-RAM、Fe-RAM、STT-RAM等。压印光刻术还可用于加工制造硬盘的薄膜头器件中的各层。压印光刻术还可用来加工制造硬盘驱动器的图形介质、诸如用于显示器的偏光器的光学器件、光子学晶体结构、光陷阱结构和用于光伏器件的过滤器、用于电池电极的纳米结构、用于增强的光子学和光伏器件的量子点结构、生物医学器件、传感器，以及用于加工制造受控的纳米颗粒。受控的纳米颗粒可用来加工制造晶体的半导体材料，或尤其作为聚合物基的药物载体。示范的压印光刻术工艺在许多出版物中有详细的描述，诸如美国专利No.8,349,241、美国专利出版物No.2004/0065252和美国专利No.6,936,194，本文以参见方式引入所有这些专利。上述各个美国专利出版物和专利中披露的压印光刻技术包括：在可成形的(可聚合物化的)层内形成突起的图形，以及将对应于突起图形的图形转移到下面的基底。基底可耦联到运动台以获得理想的定位，从而便于图形形成过程。图形形成过程使用与基底间距开的模板以及施加在模板和基底之间的可成形的液体。可成形的液体可被固化而形成刚性层，该刚性层具有符合于接触可成形的液体的模板表面的形状的图形。在固化之后，模板与刚性层分离，使得模板和基底间距开。基底和固化层然后经受另外的过程，以将突起的图像转移到对应于固化层内图形的基底。
技术实现思路
如上所述的压印光刻术模板通常用卡盘或卡盘系统固定就位，该卡盘系统尤其对模板提供结构支承，既将模板固定就位，又防止其在压印和分离过程中遇到的载荷作用下发生变形。如此的卡盘和卡盘系统通常施加真空压力，以使模板保持抵靠住卡盘或卡盘系统，并进一步含有多个脊面和/或销子，它们与模板背面物理接触，以便提供如此的结构支承。然而，正如本文要进一步描述的，卡盘和模板之间如此物理接触的程度会不利地影响压印质量功能，诸如是需要保持或诱发模板图形表面的平面性，以及实现对齐和面内的畸变纠正。通过提供压印光刻术的模板卡盘和相关系统，以及在保持结构支承功能的同时显著地提高压印质量功能而提供的方法，本专利技术满足了上述的和其它的需求。这些卡盘、系统和相关的方法包括动态的真空密封，以在对齐和畸变纠正过程中基本上减小模板与卡盘或卡盘系统的接触，同时，在压印和分离之下仍提供足够的结构支承。在本专利技术的一个方面，提供压印光刻术模板卡盘系统，该系统具有带模板支承表面的卡盘体和从模板表面延伸的第一及第二密封件，第一密封件包围第二密封件，并在两者之间形成第一凹陷。这些密封件可以是环形的，而在某些情形中也可以是同心布置。还设置有多个支承销，它们位于凹陷内并同样地从模板支承表面延伸出来。支承销可相对于支承卡盘的中心径向地设置。这些支承销适于并构造成接触固定住的压印光刻术模板的背侧，并进一步将固定住的模板保持在离第一和第二密封件的距离d处。还设置一个或多个延伸通过卡盘体的流体通道，这些流体通道通向第一凹陷，还连同设置压力控制系统，其操作地耦联到一个或多个流体通道，并构造成对第一凹陷施加真空压力。密封件和支承销之间的距离d或间隙距离是这样的：当真空压力通过压力控制系统施加到凹陷上时，真空密封件可保持对着模板，但模板物理上不接触密封件。即，应这样来控制间隙距离d，使得模板足以避免与密封件接触，同时保持足够小距离使真空密封件对着固定住的模板。该间隙距离d可在0.05至5.0微米之间。在本专利技术的另一方面，可在第二密封件之内设置第三密封件(即，第二密封件包围第三密封件)，由此，在两者之间形成第二凹陷，使一个或多个附加的流体通道延伸通过卡盘体到第二凹陷。该第三密封件同样地可以是环形的，并与第一和第二密封件同心。压力控制系统同样操作地耦联到一个或多个第二流体通道，使得真空压力可同样地施加到第二凹陷，或者与施加到第一凹陷的真空压力同时施加，或者独立于施加到第一凹陷的真空压力进行施加。压力控制系统还可进一步构造成：在压印循环过程中(即，模板填充、固化和分离)，其将真空压力施加到第二凹陷上，以比例地匹配于施加到模板上的背压(即，施加到模板背面的正压力)。正如文中要进一步详细描述的，如此的方法使支承销上的载荷达到连续的平衡，在压印循环中载荷可保持恒定不变，并恒定地保持真空密封。在本专利技术的还有其它方面，还可在卡盘体的凹陷内纳入可缩回的销子。如此的销子从第一缩回位置可移动到第二伸展位置，在第二伸展位置销子可接触模板。在需要较少支承的模板填充和对齐过程中，这些可缩回的销子可保持缩回，而在附加结构支承会是有利的分离过程中，则销子延伸而与模板接触。还提供压印方法，其使用如文中将进一步描述的创新的卡盘和卡盘系统。附图说明参照附图中所示的实施例，可对本专利技术的实施例进行更加详细的描述，由此，可以理解本专利技术的特征和优点。然而，应该指出的是，附图只是示出了本专利技术典型的实施例，因此不能认为限制本专利技术的范围，因为本专利技术可允许有其它同样有效的实施例。图1示出具有模板和与基底间距开的模具的压印光刻系统的简化侧视图。图2示出其上具有图形层的图1所示基底的简化图。图3A示出根据现有技术实施例的卡盘系统和固定住的模板的简化的侧视剖视图。图3B示出图3A的卡盘系统的仰视图。图4A和4B示出根据本专利技术一个实施例的卡盘系统和固定住的模板的简化的侧视剖视图。图5A示出根据本专利技术另一个实施例的卡盘系统和固定住的模板的简化的侧视剖视图。图5B示出图5A的卡盘系统的仰视图。图6示出根据本专利技术还有另一个实施例的卡盘系统和固定住的模板的简化的侧视剖视图。具体实施方式参照附图，尤其是图1，图中示出用来在基底12上形成突起图形的压印光刻系统10。基底12可耦联到基底卡盘14上。如图所示，基底卡盘14是真空卡盘。然而，基底卡盘14可以是任何的卡盘，其包括但不限于真空型、销子型、槽型、静电型、电磁型和/或诸如此类的型式。示范的卡盘在美国专利No.6,873,087中描述，本文以参见方式引入该专利。基底12和基底卡盘14还可进一步由支承台16支承。支承台16可提供沿着x、y和z轴的平移运动和/或转动运动。支承台16、基底12和基底卡盘14也可定位在基部(未示出)上。模板18与基底12间距开。模板18可包括具有第一侧和第二侧的本体，第二侧带有具有从其中朝向基底12延伸的台面(me本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来固定压印光刻术模板的卡盘系统，包括：具有模板支承表面的卡盘体，模板支承表面具有：从模板支承表面延伸的第一及第二密封件，第一密封件包围第二密封件，并在两者之间限定第一凹陷；位于凹陷内并从模板支承表面延伸出来的多个支承销，支承销适于接触模板，并使模板与第一和第二密封件保持距离d，并且其中，距离d是这样的：当真空压力施加到凹陷时，真空密封件可保持对着模板；以及一个或多个流体通道，流体通道延伸通过卡盘体并通向第一凹陷；以及压力控制系统，压力控制系统操作地耦联到一个或多个流体通道，构造成对第一凹陷施加真空压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.08 US 61/901,5491.一种用来固定压印光刻术模板的卡盘系统，包括：具有模板支承表面的卡盘体，模板支承表面具有：从模板支承表面延伸的第一及第二密封件，第一密封件包围第二密封件，并在两者之间限定第一凹陷；位于凹陷内并从模板支承表面延伸出来的多个支承销，支承销适于接触模板，并使模板与第一和第二密封件保持距离d，并且其中，距离d是这样的：当真空压力施加到凹陷时，真空密封件可保持对着模板；以及一个或多个流体通道，流体通道延伸通过卡盘体并通向第一凹陷；以及压力控制系统，压力控制系统操作地耦联到一个或多个流体通道，构造成对第一凹陷施加真空压力。2.如权利要求1所述的卡盘系统，其特征在于，距离d从0.05至5.0微米。3.如权利要求1或2所述的卡盘系统，其特征在于，所述第一和第二密封件是环形且同心的。4.如权利要求3所述的卡盘系统，其特征在于，一个或多个支承销相对于支承卡盘的中心径向地设置。5.如权利要求3所述的卡盘系统，其特征在于，所述一个或多个支承销设置为等距离间距开的径向设置对，并且其中，该径向设置对中的至少一个支持一个或多个流体通道中的至少一个。6.如权利要求1-5中任一项所述的卡盘系统，其特征在于，还包括第三密封件，第二密封件包围第三密封件，并在第二密封件和第三密封件之间形成第二凹陷，并且一个或多个第二流体通道延伸通过卡盘体并通向第二凹陷，其中，压力控制系统操作地耦联到一个或多个第二流体通...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·美斯尔，A·切罗拉，崔炳镇，S·J·巴梅斯伯格，
申请(专利权)人：佳能纳米技术公司，株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：美国;US