具有对准标记的图案模板及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种图案模板及其制造方法，该图案模板包括柔性基底、形成在柔性基底上并包括图案的模板模子和对准标记，对准标记的折射率大于模板模子的折射率。通过提供包括图案区的主模板、在图案区涂覆用于模子的树脂、通过在用于模子的树脂上安装柔性板并通过照射ＵＶ射线固化用于模子的树脂来形成模板模子、将模板模子与主模板分离、在模板模子上涂覆薄的金属膜并在模板模子的两侧均形成对准标记，来制造该图案模板。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有对准标记(alignment mark)的图案模板(pattern template)及其制造方法，更具体地讲，涉及一种具有形成在图案两侧的对准 标记以有助于在大面积内形成精细图案的图案模板及其制造方法。
技术介绍
光刻(photolithography)是半导体图案转印技术中的一个核心部分。电 子束蚀刻(lithography)和X射线曝光用于制造光刻掩模和形成精细图案。 随着半导体图案变得更精细，与制造半导体图案相关的成本增加。纳米压印蚀刻(NIL)由于其用于形成图案的效率且经济的工艺而备受关 注。对于NIL已经提出通过对模子(模板图案)施压将图案直接从模子转印 到基底来实现纳米工艺(l-100nm)。将热塑性树脂或感光树脂涂覆在基底上， 纳米尺寸的模子被压到基底上，以将图案从模子转印到基底上，随后利用 光束执行固化。NIL能够以比传统的光刻更简化的方式在基底上形成复杂的 阶梯(step)图案。传统的光刻需要若干工艺来形成多阶梯图案，但是NIL 使得能够通过一次(one-time)施压转印来形成这类多阶梯图案。因此，尤其 对于形成多阶梯形状的图案，NIL是有效的。据才艮道，NIL可以取代传统的 蚀刻来用于制造光电器件比如MOS-FET。然而，虽然NIL可以产生纳米规格 的精细结构，但是却不能达到光刻提供的对准位置的准确性。NIL可以分为两种类型，即热压(hot embossing)蚀刻(或热压印蚀刻) 和UV辅助压印蚀刻。在热压蚀刻或热压印蚀刻中，向聚合物层施加热，从 而使得聚合物层具有柔性，随后，将模子压向聚合物层，以在聚合物层上形 成期望的图案。然而，高热(highheat)和高压的施加需要昂贵、复杂的设备。 此外，存在这样的缺点例如，由于热压蚀刻或热压印蚀刻需要高压并会在 基底中形成裂紋，所以难以将其应用于形成大规模的图案。为了解决这些问题，已经引入了利用UV射线固化的聚合物的UV辅助 压印蚀刻。这种方法与传统的热压法相近，除了该方法利用通过UV射线固化的粘度与水的粘度类似的液体，由此可以在比热压的压力更小的压力下执行压制工艺之外。由于UV射线用于固化聚合物层，所以利用石英基模子。与传统的压印方法相比，这种方法的优点在于工艺条件比如较低的压力。然 而，在石英模子上形成纳米图案非常困难并且费用高。此外，难以防止造成 缺陷的气泡被捕获在模子中。目前,这两种压印方法用于不同的领域。各种因素归因于NIL工艺的优点或缺点。这些因素包括例如1 )能够进 行大面积工艺、2)使聚合物剩余层最小化和3)保证精确的对准。此外，模 子与聚合物层的分离以及压力和温度的降低是重要的因素。至于大面积工艺的因素，据报道，可以成功地执行大约4晶片工艺，而 几乎没有缺陷产生。对于较大尺寸的基底，目前没有报道称通过一次工艺成 功完成对晶片的整体图案转印，这可能是因为难以对大面积施加均匀的压力 且模子自身的价格高。因此，近来已经广泛地使用分布重复(step and repeat) 法，在分布重复法中，重复地印制小的模子。在理论上，分布重复法可以应 用于8晶片或更大的晶片。与剩余层相关的问题(concern)明确地会出现在模制工艺(包括压印工 艺)。当通过模子来对聚合物施压时，通常在基底上残留具有一定厚度的聚合 物剩余层。因此，需要用包括聚合物刻蚀工艺的两步干刻蚀来去除聚合物剩 余层。对减少聚合物剩余层开展了大量研究。已经提出用软模板替代硬模板(rigidtemplate)的方法来进行大面积工艺 并使聚合物剩余层最小化。图1A示出了利用硬模板的传统的纳米压印工艺， 图1B示出了利用软模板的传统的纳米压印工艺。参照图1A，在具有起伏的或波浪状的表面的基底11上形成树脂层12。 通过利用硬模板103施压，将图案12a转印到树脂层12上。当使用例如石英 的硬模板103时，会得到不规则的图案，并会留下聚合物剩余层，这样就限 制了对形成大面积图案的工艺的使用。参照图1B,软模板13可以将用于树脂层12的图案转印到起伏的基底11 上，使得可以得到均勻的图案12b，并且可以将聚合物剩余层最小化。可以 由石英或Si形成的主模板以低成本通过UV纳米压印工艺来制造软模板13。与对准相关的问题在主图案和基底不相互接触的曝光工艺中不会经常出 现。曝光工艺可以容易地应用于弯曲的或多层的结构。然而，当纳米压印工 艺应用于弯曲的或多层的结构时，转印图案失败的机会增加。正在进行利用对准标记来解决这个问题的许多研究。对于软模板，还没有提出可应用于纳 0 ;i -口 tAA 士姿传统的纳米压印工艺利用7通过刻蚀在模板的表面上形成对准标记的方 法。然而，当使用模板时，因为模板和图案树脂通常具有相近的折射率，所 以在压印工艺的过程中，当图案树脂与模板接触时，难以识别对准标记。为了解决这个问题，如图2A至图2E所示，已经提出了在模板的图案的下部中 形成对准标记的方法。参照图2A，在玻璃或SiCb基底21上形成抗蚀图案(resist pattern ) 22。 如图2B所示，在抗蚀图案22之间的图案区23中，对基底21进行反应离子 刻蚀(RIE)。参照图2C和图2D,沉积对准标记24和Si02，然后再次执行 RIE。参照图2E，利用剥离(lift-off)工艺去除抗蚀图案22，以得到嵌入对 准标记的模板。可见对准标记24形成在每个图案区23的下部中。然而，对 于图2E中所示的才莫^反，几乎不可能识别形成在图案区23下部中的纳米尺寸 的对准标记24。为了识别对准标记，对准标记需要具有微米级尺寸。因此， 难以用于纳米尺寸的压印工艺。
技术实现思路
本专利技术提供了一种在纳米压印工艺的过程中可用于大面积工艺的图案模 板。该图案沖莫一反4吏聚合物剩余层的形成最小化，并包括对准标记，对准标记 可以被容易地识别以用于执行对准的工艺中。在压印工艺后，该图案模板可 以被容易地分离。本专利技术还提供了 一种制造该图案模板的方法。根据本专利技术的一方面，提供了一种图案模板，该图案模板包括柔性基底；模板模子，形成在该柔性基底上，模板模子具有形成在其上的图案；对准标记，形成在模板模子上，对准标记的折射率大于模板模子的折射率。 图案模板还包括置于模板模子和对准标记之间的金属膜。图案模板还包括形成在金属膜上的SAM涂层。在模板模子上设置两个或更多个对准标记，所述两个或更多个对准标记 均设置在图案模板表面的相对的端部处。 柔性基底是透光基底。柔性基底由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氨酯弹性体或软环氧树脂 形成。金属膜由Au、 Ag、 Cu、 Pd或Pt形成。3rf 、在A货A t±t其根据本专利技术的另 一方面，提供了 一种制造具有对准标记的图案模板的方法，该方法包括提供主模板，主模板包括图案区和涂覆在图案区上的涂覆 树脂；在涂覆树脂上放置柔性板，并将涂覆树脂固化以形成模板模子；将模 板模子与主模板分离；在模板模子上形成对准标记，对准标记的折射率大于模板模子的折射率。该方法还包括在形成对准标记之前在模板模子上涂覆金 属膜。该方法还包括通过在模板模子和金属膜上涂覆根据金属膜的材料选择 的配位体或前驱体来形成SAM层。 主模板由石英、Si或Ni形成。用于模子的树脂包含使UV与官能化的预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图案模板，包括：　　　　柔性基底；　　　　模板模子，形成在柔性基底上，模板模子具有形成在其上的图案；　　　　对准标记，形成在模板模子上，对准标记的折射率大于模板模子的折射率。

【技术特征摘要】
KR 2006-12-1 10-2006-01209741、一种图案模板，包括柔性基底；模板模子，形成在柔性基底上，模板模子具有形成在其上的图案；对准标记，形成在模板模子上，对准标记的折射率大于模板模子的折射率。2、 如权利要求1所述的图案模板，还包括置于模板模子和对准标记之间 的金属膜。3、 如权利要求2所述的图案模板，还包括形成在金属膜的除了形成有对 准标记的部分之外的部分上的自组装单层。4、 如权利要求1所述的图案模板，其中，在模板模子上设置两个或更多 个的对准标记，所述两个或更多个对准标记均设置在模板模子的表面的相对 的端部处。5、 如权利要求1所述的图案模板，其中，柔性基底透射光。6、 如权利要求1所述的图案模板，其中，柔性基底由聚对苯二曱酸乙二 醇酯、聚氨酯弹性体或软环氧树脂形成。7、 如权利要求1所述的图案模板，其中，金属膜由从Au、 Ag、 Cu、 Pd 和Pt组成的组中选择的材料形成。8、 如权利要求1所述的图案模板，其中，对准标记包含苯自由基。9、 一种制造具有对准标记的图案冲莫^1的方法，所述方法包括 提供主模板，主模板包括图案区和涂覆在图案区上的涂覆树脂； 在涂覆树脂上放置柔性板，并将涂覆树脂固化以形成模板模子； ...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵恩亨，左圣熏，孙镇昇，李斗铉，金海成，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]