散射对齐法在平版压印中的应用制造技术

介绍了用平版压印工艺在基底上形成图案的方法。在平版压印工艺中，先将液体分布到基底上，然后使模板与液体接触，并固化液体，其中固化液体包含在模板上形成的任何图案的印记。在一种实施方式中，用散射法使模板与预先在基底上形成的层对齐。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及平版压印的方法和系统。更具体地说，本专利技术涉及微米和纳米尺度平版压印工艺的方法和系统。
技术介绍
当前多数微电子器件是用光学平版印刷术制造的。但是，人们相信这些方法在分辨率上正在接近极限。亚微米尺度的平版印刷已经成为微电子工业的关键工艺。生产商利用亚微米平版印刷技术可以满足呼声日高的对芯片电路小型化和密集化的要求。可以预期，微电子工业所追求的结构将小至50nm左右，甚至更小。此外，纳米平版印刷在光电子和磁性存储领域的应用也浮出水面。例如，光子晶体和亿万字节/平方英寸的高密度印花磁性存储器需要尺度小于100nm的平版印刷技术。为制造尺寸小于50nm的结构，光学平版印刷技术可能要利用波长非常短的光(例如，约13.2nm)。在这种短波长下，许多普通的材料不再透光，因而成像系统通常要用复杂的反光器件制造。此外，要在这些波长下获得具有足够输出强度的光源很困难。这种系统的设备和工艺极其复杂，在费用上是一大障碍。人们还确信，高分辨率电子束平版印刷技术虽然非常精确，但速度太慢，无法付诸大规模商业应用。人们已经对几种平版压印技术进行了探索，以适用于低成本大规模生产代替传统的高分辨率成图的照相平版印刷技术。各种平版压印技术比较相似，它们都用具有一定形貌的模板在基底膜上复制表面浮雕图案。一种平版压印的形式是众所周知的热浮雕法。热浮雕技术面临若干挑战1)压印浮雕结构通常需要100MPa以上的压力；2)温度必须高于聚合物膜的Tg；3)(基底膜中的)图案限于隔离沟或类似于重复的线和间隔的密集结构。热浮雕不适合印刷分立的突起结构，如线和点，这是因为基底膜温度升高形成的高粘性液体需要极高的压力和极长的时间才能大批移动，从而形成分立结构。这种图案依赖性使热浮雕技术失去吸引力。另外，高温、高压、热膨胀和材料变形对逐层对齐到器件生产所需精度构成严峻的技术挑战。图案对不齐会给应用带来问题，如存储应用中带有图案的磁性介质。读写头对印花介质比特的寻址非常困难，除非图案位置偏差能够保持最小。专利技术概述在一种实施方式中，印花层这样形成，即在印花模板的存在下，固化基底上可通过激发光固化的液体。印花模板位于基底上的预定部分。一般地，基底的预定部分包含预先形成图案的区域。模板与基底借助它们上面的对齐标记对齐。在一种实施方式中，印花模板与基底隔开一定距离。印花模板包含一个对齐标记。模板对齐标记包括一个衍射光栅，它与对应的基底对齐标记相匹配。本体上装有散射对齐系统，用该系统可以分析模板衍射光栅与基底衍射光栅的对齐情况。用光以基本上垂直于基底平面的角度照射模板对齐标记和基底对齐标记，可以完成对齐操作。测定模板和基底对齐标记上反射的非零级光，所述光测定包括分析多个波长的光强度。对在不同波长下读取的光强度值求平均，以此确定平均对齐误差。平均对齐误差可用来调整模板相对于基底的位置，然后再形成印花层。在另一种实施方式中，印花模板与基底隔开一定距离。印花模板包含一个对齐标记。模板对齐标记包括一个衍射光栅，它与对应的基底对齐标记相匹配。用两个光束以基本上不垂直于基底平面的角度照射模板对齐标记和基底对齐标记，可以完成对齐操作。测定模板和基底对齐标记上反射的零级光，光测定值包括分析多个波长的光强度。对在多个波长下读取的光强度值求平均，以此确定平均对齐误差。平均对齐误差可用来调整模板相对于基底的位置，然后再形成印花层。在另一种实施方式中，印花模板与基底隔开一定距离。印花模板包含一个对齐标记。模板对齐标记包括一个衍射光栅，它与对应的基底对齐标记相匹配。用两束入射光以基本上不垂直于基底平面的角度照射模板对齐标记和基底对齐标记，可以完成对齐操作。测定模板和基底对齐标记上反射的非0级的光，光测定值包括分析多个波长的光强度。对在不同波长下读取的光强度值求平均，以此确定平均对齐误差。平均对齐误差可用来调整模板相对于基底的位置，然后再形成印花层。附图简述结合附图阅读以下详细描述后，将能更好地理解本专利技术的其他目标和优点附图说明图1所示为平版压印系统的一种实施方式；图2所示为平版压印系统的外壳；图3所示为平版压印系统上配备的平版压印头的一种实施方式；图4所示为压印头的透视图；图5所示为压印头的分解图；图6所示为第一弯曲件的透视图；图7所示为第二弯曲件的透视图；图8所示为第一和第二弯曲件结合在一起的透视图；图9所示为压印头预校正系统上配备的精细定向系统的透视图；图10所示为预校正系统的剖面图；图11所示为弯曲系统的示意图；图12所示为平版压印系统的运动台和压印头的透视图；图13所示为液体给料系统的示意图；图14所示为压印头的透视图，压印头上连有光源和照相机；图15和16所示为液滴与一部分模板之间的界面的侧视图；图17所示为模板的第一种实施方式的剖面图，该模板将液体限制在模板周缘；图18所示为模板的第二种实施方式的剖面图，该模板将液体限制在模板周缘；图19A-D所示为模板与基底上的液体接触的一系列步骤的剖面图；图20A-B分别是含有许多图案区和边界的模板的顶视图和剖面图；图21所示为与压印头的预校正系统相连的刚性模板支撑系统的透视图；图22所示为与X-Y运动系统相连的压印头；图23A-F所示为阴模平版压印工艺的剖面图；图24A-D所示为带有转移层的阴模平版压印工艺的剖面图；图25A-D所示为阳模平版压印工艺的剖面图；图26A-C所示为带有转移层的阴模平版压印工艺的剖面图；图27A-D所示为阳模和阴模组合平版压印工艺的剖面图28所示为装在模板和基底上的光学对齐测定装置的示意图；图29所示为确定模板与基底对齐情况的示意图，它利用对齐标记依次进行观察和再聚焦；图30所示为确定模板与基底对齐情况的示意图，它利用对齐标记和偏振滤光片；图31所示为由偏振线形成的对齐标记的顶视图；图32A-C所示为施涂在基底上的可固化液体图案的顶视图；图33A-C所示为固化后从基底上取下模板的示意图；图34所示为电场平版印刷基底上的模板的实施方式；图35A-D所示为利用与模板接触形成纳米结构的工艺的第一种实施方式；图36A-C所示为不与模板接触形成纳米结构的工艺的第一种实施方式；图37A-B所示为包含位于非传导基底上的连续印花传导层的模板；图38所示为含有基底倾斜模块的运动台；图39所示为包含精细定向系统的运动台；图40所示为基底载体的示意图；图41所示为平版压印系统的示意图，它包含位于基底载体下方的压印头；图42所示为模板和基底的运动角度；图43所示为基于干涉仪的定位探测器的示意图；图44所示为基于干涉仪的定位探测器的透视图；图45所示为印花模板的剖面图，该模板包含由边界围起的对齐标记；图46A-D所示为离轴对齐方法的示意图；图47A-E所示为θ对齐法的俯视图；图48A所示为含有衍射光栅的对齐靶的顶视图；图48B所示为衍射光栅的剖面图；图48C所示为含有衍射光栅的对齐靶的顶视图，衍生光栅具有不同的间隔；图49所示为散射系统的示意图，该系统用于分析多波长N级散射光；图50所示为散射系统的示意图，该系统用于分析通过光学元件的多波长N级衍射光；图51所示为散射系统的示意图，该系统用于分析非垂直角的零级散射光；图52所示为散射系统的示意图，该系统用于分析通过光学元件的非垂直角的零级散射光；图53所示为散射系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
确定含有模板对齐标记的模板与含有基底对齐标记的基底之间对齐情况的方法，所述方法包括：将所述模板和所述基底重叠起来；获得多个对齐测定值；根据所述多个对齐测定值，鉴别与所述模板对齐标记和所述基底对齐标记的所需空间方向的偏差，确定对齐偏差；以及根据所述对齐偏差确定平均偏差。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MPC瓦茨，I姆克麦基，SV斯里尼瓦桑，BJ乔伊，RD弗伊欣，NE苏马克，
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]