结构的显微光刻制造制造技术

在基底上形成的压印层中的微米和纳米图案和用于形成这样的层的光刻法。这些层包括多个结构，和具有从基底的表面延伸到结构底部的残留层厚度(RLT)的残留层，其中RLT根据预定图案在基底表面上变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】结构的显微光刻制造对相关申请的交叉引用本申请要求2016年10月18日提交的美国临时申请No.62/409,533的申请日的权益。美国申请No.62/409,533的内容全文经此引用并入本文。本专利技术的
本专利技术涉及具有所需几何结构的微米和纳米结构，还涉及制造这样的结构的显微光刻方法。专利技术背景纳米制造包括具有大约100纳米或更小级别的构件(feature)的极小结构的制造。纳米制造具有巨大影响的一个用途是在集成电路的加工中。半导体加工工业继续追求更大产量，同时增加在基底上形成的每单位面积的电路，因此纳米制造变得越来越重要。纳米制造在允许继续降低形成的结构的最小构件尺寸的同时提供更高工艺控制。已经使用纳米制造的其它发展领域包括生物技术、光学技术、机械系统等等。纳米制造可包括加工基底以在基底上形成包括微米和纳米结构的图案的材料层。形成此类结构的一种示例性方法是压印光刻。专利技术概述本说明书涉及在压印层中形成具有厚度不等的残留层和在基底中的蚀刻深度不等的构件的微米和纳米图案的方法。这样的微米和纳米图案例如可用于制造用于光学波导的更高效衍射图案。本公开的实施方案包括通过根据预定图案在基底表面上选择性施加压印流体来制造具有不等的残留层厚度的压印层的方法。例如，可以根据残留层厚度的所需变化的图案改变施加到基底表面上的压印流体的每单位面积的体积。本公开的实施方案还包括使用具有不等的残留层厚度的压印图案作为用于蚀刻基底的掩模来在基底中制造蚀刻深度不等的构件的方法。一般而言，本说明书中描述的主题的创新方面可实现为包括根据预定图案在基底表面上分配压印流体的操作的方法。使压印流体与压印光刻模板的表面接触以使压印流体填充压印光刻模板的表面中的构件。将压印流体固化成图案化层，由此在图案化层中形成：与压印光刻模板的构件对应的结构，和具有从基底的表面延伸到结构底部的残留层厚度(RLT)的残留层，其中图案化层的第一部分的第一RLT不同于图案化层的第二部分的第二RLT。这种和其它实施方案可各自任选包括一个或多个下列特征。在一些实施方案中，在第一部分和第二部分之间的区域中的RLT从第一RLT向第二RLT逐渐变化。在一些实施方案中，从第一RLT到第二RLT的RLT变化在第一部分和第二部分之间的区域中是阶梯变化(stepchange)。在一些实施方案中，分配压印流体包括以滴的图案分配压印流体，其中在基底表面各处分配的滴的体积根据预定图案而变化。在一些实施方案中，滴的图案在预定区域中对应于固定的滴密度。在一些实施方案中，滴的图案在预定区域中对应于变化的滴密度。在一些实施方案中，分配压印流体包括用喷射分配系统分配压印流体。在一些实施方案中，所述方法可包括蚀刻图案化层和基底，其中蚀刻到基底中的构件的深度根据RLT的变化而变化。在一些实施方案中，压印光刻模板中的构件具有一致的构件深度。在一些实施方案中，压印光刻模板是主模板(mastertemplate)和在蚀刻后，所述基底是光刻子主模板(sub-masterlithographytemplate)。此外，所述方法可包括在第二基底的表面上分配第二压印流体，其体积在基底表面上基本一致。并且，使第二压印流体与子主模板的表面接触以使压印流体填充压印光刻模板的表面中的构件，由此在第二压印流体中形成结构和具有根据蚀刻到子主模板中的构件尺寸的变化而变化的RLT的残留层。在一些实施方案中，压印光刻模板中的构件具有不等的构件深度。在一些实施方案中，预定图案与衍射效率输出图对应。在一些实施方案中，所述结构是纳米结构。在一些实施方案中，所述结构是微米结构。在一些实施方案中，第一RLT和第二RLT之差在5nm至500nm之间。本说明书中描述的主题的另一大致方面可实现为包括在基底表面上分配压印流体的操作的方法，压印流体的体积根据预定图案在基底表面上变化。使压印流体与压印光刻模板的表面接触以使压印流体填充压印光刻模板的表面中的构件，由此在压印流体中形成结构和具有从基底的表面延伸到结构底部的残留层厚度(RLT)的残留层，其中RLT根据每单位面积的压印流体体积在基底表面上变化。在一些实施方案中，分配压印流体包括以与填充压印光刻模板中的构件所需的体积对应的预定图案分配压印流体。另一大致方面可实现为一种光学器件，其包括基底和在基底表面上的聚合物压印抗蚀剂。聚合物压印抗蚀剂包括形成衍射图案的多个结构和具有从基底的表面延伸到结构底部的残留层厚度(RLT)的残留层，其中RLT根据预定图案在基底表面上变化。这种和其它实施方案可各自任选包括一个或多个下列特征。在一些实施方案中，RLT的变化与具有一致RLT的不同衍射光栅的衍射效率图对应。在一些实施方案中，聚合物压印抗蚀剂是紫外线可固化的纳米压印光刻(UV-NIL)抗蚀剂。可以实施本说明书中描述的主题的特定实施方案以实现一个或多个下列优点。本公开的实施方案能够使用压印光刻法制造具有不等残留层厚度的微米或纳米图案化层。实施方案可允许在基底(例如硅片)的不同区域上制造具有不等RLT的图案。实施方案可允许制造更高效的波(例如光)衍射图案。实施方案可允许大面积制造在不等的构件形状轮廓、占空比(dutycycle)和节距(pitch)的图案下的一致(不变)RLT。实施方案可允许将构件图案化到基底中，其随后可用作用于批量生产的子主模板。本文所用的术语“微米”、“微米结构”和“微米构件”代表具有至少一个小于或等于50微米的维度的结构或结构构件。本文所用的术语“纳米”、“纳米结构”和“纳米构件”代表具有至少一个小于或等于500纳米的维度的结构或结构构件。如本文所用，将体积、图案或尺寸描述为“相等”、“基本相等”、“相同”、“基本相同”或“一致”无意精确指示测量值的相等性。相反，这样的描述用于指示在考虑到特定情况中使用的制备或测量设备的质量和精确度的合理误差容许度和/或生产特别设计的器件或压印光刻图案所需的合理误差容许度内相等的体积、图案或尺寸的相似性。在附图和下文的描述中阐述本说明书中描述的主题的一个或多个实施方案的细节。该主题的其它潜在特征、方面和优点从说明书、附图和权利要求书中显而易见。附图描述图1图解光刻系统的简化侧视图。图2图解具有置于其上的图案化层的基底的简化侧视图。图3图解具有残留层厚度(RLT)不等的图案化层的基底的简化侧视图。图4A图解根据本公开的实施方案制造可变RLT图案和可变蚀刻深度图案的示例性方法。图4B-4D图解图4A中所示的方法的几种示例性变动。图5图解根据本公开的实施方案具有各种示例性压印流体图案的基底的顶视图。图6图解可用于根据本公开的实施方案在压印流体中制造可变RLT图案的几种示例性压印光刻模板设计。图7显示根据本公开的实施方案制造可变RLT图案和可变蚀刻深度图案的示例性方法的流程图。图8A-8B显示可在其中使用具有可变RLT的图案或可变蚀刻深度构件的示例性器件。详述在压印层中制造具有厚度不等的残留层和在基底中的蚀刻深度不等的构件的微米和纳米图案的各种实例。这样的微米和纳米图案例如可用于制造用于光学波导的更高效衍射图案。这些实例通常包括根据预定图案在基底表面上选择性施加压印流体以制造在基底上具有厚度不等的残留层的压印层。例如，可以根据残留层厚度的所需变化的图案改变施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造可变深度图案的方法，所述方法包含：根据预定图案在基底表面上分配压印流体；使压印流体与压印光刻模板的表面接触以使压印流体填充压印光刻模板的表面中的构件；和将压印流体固化成图案化层，由此在图案化层中形成：与压印光刻模板的构件对应的结构，和具有从基底的表面延伸到结构底部的残留层厚度(RLT)的残留层，其中图案化层的第一部分的第一RLT不同于图案化层的第二部分的第二RLT。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.18 US 62/409,5331.一种制造可变深度图案的方法，所述方法包含：根据预定图案在基底表面上分配压印流体；使压印流体与压印光刻模板的表面接触以使压印流体填充压印光刻模板的表面中的构件；和将压印流体固化成图案化层，由此在图案化层中形成：与压印光刻模板的构件对应的结构，和具有从基底的表面延伸到结构底部的残留层厚度(RLT)的残留层，其中图案化层的第一部分的第一RLT不同于图案化层的第二部分的第二RLT。2.权利要求1的方法，其中在第一部分和第二部分之间的区域中的RLT从第一RLT向第二RLT逐渐变化。3.权利要求1的方法，其中从第一RLT到第二RLT的RLT变化在第一部分和第二部分之间的区域中是阶梯变化。4.权利要求1的方法，其中分配压印流体包含以滴的图案分配压印流体，其中在基底表面各处分配的滴的体积根据预定图案而变化。5.权利要求4的方法，其中滴的图案在预定区域中对应于固定的滴密度。6.权利要求4的方法，其中滴的图案在预定区域中对应于变化的滴密度。7.权利要求1的方法，其中分配压印流体包含用喷射分配系统分配压印流体。8.权利要求1的方法，其进一步包含蚀刻图案化层和基底，其中蚀刻到基底中的构件的深度根据RLT的变化而变化。9.权利要求1的方法，其中压印光刻模板中的构件具有一致的构件深度。10.权利要求9的方法，其中所述压印光刻模板是主模板并且在蚀刻后，所述基底是光刻子主模板，且其中所述方法进一步包含：在第二基底的表面上分配第二压印流体，其体积在基底表面上...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·辛格，K·娄，M·N·米勒，S·杨，F·Y·徐，
申请(专利权)人：分子印记公司，
类型：发明
国别省市：美国,US