在模具与可聚合组合物之间提供所需特性的方法技术

本发明专利技术揭示了一种方法和组合物，其特征在于能够改进湿润特性，同时具有对于基板和模具进行选择性粘合和脱模的特性，在所述基板与模具之间具有压印材料。该方法包括用一定体积的含表面活性剂的溶液涂覆模具表面。溶液中的表面活性剂包含基本上由许多含氟分子组成的疏水性组分。所述组合物的特征是能够改进对基板和模具的选择性粘合和脱模的特性，在基板与模具之间具有压印材料。所述组合物可帮助压印材料分成两部分，一部分是富含表面活性剂组分的子部分，另一部分是位于所述富含表面活性剂组分的子部分与所述基板之间的缺少表面活性剂组分的子部分。还揭示了利用了所述组合物特性的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及纳米结构的微制造。更具体地说，本专利技术涉及一种方法，它能在模具与可聚合组合物之间提供所需的湿润和脱模特性，所述可聚合组合物适用于压印光刻工艺(imprint lithographic process)。
技术介绍
纳米级制造涉及制造非常小的结构，例如具有1纳米或以上的数量级特征的结构。用于纳米级微制造的一种前景看好的工艺是众所周知的压印光刻工艺。压印光刻工艺的例子在许多文献中有详细描述，如登记为美国专利申请10/264960、题为“Method and a Mold to Arrange Features on a Substrate toReplicate Features having Minimal Dimensional Variability”的美国公开专利申请2004-0065976；登记为美国专利申请10/264926、题为“Method ofForming a Layeron a Substrate to Facilitate Fabrication of Metrology Standards”的美国公开专利申请2004-0065252；登记为美国专利申请10/235314、题为“Method and a Moldto Arrange Features on a Substrate to Replicate Features having MinimalDimensional Variability”的美国公开专利申请2004-0046271；上述专利均转让于本专利技术的受让人。参见附图说明图1，在压印光刻背后的基本概念是在基板上形成浮雕图案，基板的功能之一是用作蚀刻掩模，从而在基板中形成一种对应于所述浮雕图案的图形。用来形成浮雕图案的系统10包括平台11，其上承载基板12。模板14含有模具16，其上有图形化的表面18。图形化表面18可基本上是光滑的和/或平坦的，或者可以图形化，在其中形成一个或多个凹进。模板14与压印头20相连，以利于模板14的移动。连接流体分配系统22，使该系统有选择地与基板12之间流体连通，以便在基板上沉积可聚合物材料24。连接能量28的供应源26，使能量28沿路径30传递。对压印头20和平台11进行配置，使模具16与基板12彼此叠加，并位于路径30中。使压印头20和平台11中的任何一个或二者同时变化，以调整模具16与基板12之间的距离，在二者之间形成可注入可聚合物材料24的所需空间。一般在确定模具16与基板12之间的所需空间之前，先将可聚合物材料24置于基板12上。然而，也可以在得到所需空间后将可聚合物材料24注入该空间。在所需空间注入可聚合物材料24之后，能量供应源26产生能量28，该能量引起可聚合物材料24固化和/或交联，形成的聚合物材料的形状与基板表面24和模具表面18的形状相一致。此工艺通过处理器32控制，该处理器与平台11、压印头20、流体分配系统22和能量供应源26之间存在数据通讯，执行存储在存储器34中的可机读程序。在可聚合物材料中精确形成图案的一个重要特性是减少(若不能防止的话)聚合物材料粘合到模具上，同时确保适当粘合到基板上。这种现象称作选择性脱模与粘合性质。这样，记录在聚合物材料中的图案就不会在从其上分离模具的过程中发生变形。现有技术试图通过在模具表面施加脱模层来改善脱模特性。脱模层通常是疏水的和/或具有低表面能。脱模层粘合在模具上。提供脱模层能改善脱模特性，是因为它最大程度减小了记录在聚合物材料中的图案的变形，这种变形是分离模具引起的。在当前的讨论中，把这种类型的脱模层称作预先脱模层，即固化到模具上的脱模层。另一种试图改进脱模性质的现有技术见述于Bender等，Multiple Imprintingin UV-based Nanoimprint LithographyRelated Material Issues，MicroelectronicEngeering，61-62(2002)，第407-413页。具体说来，Bender等采用含有预先的脱模层的模具，再辅以经过氟处理的可UV固化材料。为此，将可UV固化层施加在基板上，具体方法是旋涂200cPs的可UV固化流体，形成可UV固化层。可UV固化层富含氟基团，以改进脱模性质。现有技术所用脱模层的缺点是它往往增加湿润表面所需的时间，从而降低了该工艺的总体生产效率。据信，这是脱模层的疏水性带来的结果。具体说来，疏水性与脱模所需做的功呈负相关性，而与湿润表面所需时间呈正相关性。因此，在压印光刻工艺所需的湿润特性与脱模特性之间存在冲突。因此，需要改进压印光刻工艺所用模具的选择性脱模和粘合性质。专利技术概述本专利技术提供了一种以组合物为特征的方法，所述组合物的特征在于能够改进湿润特性，同时具有相对于基板和模具的选择性粘合和脱模的特性，压印材料位于所述基板与模具之间。该方法包括用一定体积的含表面活性剂的溶液涂覆模具表面。溶液中的表面活性剂包括基本上由许多含氟分子组成的疏水性组分。所述许多含氟分子分布在整个溶液中，提供了对于基板上的可聚合组合物的所需的接触角。所述接触角小于或等于50°。所述组合物的特征是能够改进对于基板和模具的选择性粘合和脱模特性，而在基板与模具之间设置有压印材料。所述组合物可帮助压印材料分成两部分，一部分是富含表面活性剂组分的子部分，另一部分是位于所述富含表面活性剂组分的子部分与所述基板之间的缺少表面活性剂组分的子部分。此富含表面活性剂的子部分一旦固化，即可削弱模具与压印材料之间的粘合力。本专利技术还揭示了利用了所述组合物特性的方法。这里描述了这些以及其他实施方式。附图简述图1是现有技术中的光刻系统的示意图。图2是本专利技术中位于基板上的模板和压印材料的简化正视图。图3是图2所示模板和基板的简化正视图，具有显示已图形化和固化的压印材料。图4是图2所示压印材料液滴的详图，显示液滴分化成富含表面活性剂的区域和缺少表面活性剂的区域。图5是用旋涂技术沉积的压印材料层的详图，显示了该层分化成富含表面活性剂的区域和缺少表面活性剂的区域。图6是与压印材料接触的模板的截面图，压印材料如图4或图5所示沉积，显示在固化的压印材料与模板之间形成弱的边界薄层。图7是图6所示模板的截面图，该模板上具有一层按本专利技术的含表面活性剂的溶液。专利技术详述参见图1和2，根据本专利技术，模具36可用于系统10，并且可限定一个具有基本光滑或平坦外形的表面(未示出)。或者，模具36可包含由许多隔离的凹进38和凸起40确定的特征结构。所述许多特征结构确定了将要转移到基板42中的初始图案。基板42包括裸晶片或其上包含一层或多个层的晶片。因此，模具36与基板42之间的距离“d”减小。这样，模具36上的特征结构可压印到基板42的适合区域，如位于表面44上呈现基本平坦外形的部分上的压印材料。应当理解，压印材料可采用任何已知技术沉积，例如旋涂、浸涂等。但是，在本实例中，压印材料以众多隔离的离散液滴46的形式沉积在基板42上。压印层34可由一种组合物形成，该组合物可发生选择性聚合和交联，以在其中记录初始图案，形成记录的图案。具体说来，记录在压印材料中的图案是部分通过与模板36的相互作用例如电相互作用、磁相互作用、热相互作用、机械相互本文档来自技高网...

【技术保护点】
在具有表面的模具与可聚合组合物之间提供所需的润湿和脱模特性的方法，所述方法包括：用一定体积的含表面活性剂的溶液涂覆所述表面，其中所述表面活性剂包含基本上由许多原子组成的疏水组分，其中所述氟原子分布在所述整个体积中，为所述可聚合组合物提供所需的接触角。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：FY徐，EB弗莱彻，VN柴斯盖特，MN米勒，
申请(专利权)人：分子制模股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]