【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用柔性印模上的压印图案来压印抗蚀剂层的装置，以及用于这种装置的卡盘。
技术介绍
1、在ep 3126909a中公开的类型的压印光刻技术，作为更传统的基于掩膜的光学光刻技术的可行替代技术，正在获得关注，因为压印光刻技术有望在待大面积转移到衬底(例如半导体器件的衬底)上的图案中提供(更)小的特征尺寸。在诸如衬底共形压印光刻(“scil”)等压印光刻技术中，柔性印模(包括其表面的特征浮雕图案)与这样的衬底接触，该衬底通常带有抗蚀剂材料。抗蚀剂材料由特征图案压印。随后，抗蚀剂材料显影(例如固化)，其后特征图案从抗蚀剂材料中释放出来，以在衬底上留下图案化的抗蚀剂层。
2、在该工艺中，可固化但流动的抗蚀剂层被施加到支撑在卡盘上的衬底(例如晶片)上。柔性印模例如是橡胶，而抗蚀剂层可以在被压印的同时固化(凝固)，以便在印模从抗蚀剂层上移除后在抗蚀剂层上留下与印模浮雕层的浮雕互补的凝固的浮雕。压印过程需要将薄柔性印模(例如，由粘附在薄柔性板(例如金属板或玻璃板)上的pdms橡胶层形成，而pdms层的浮雕表面与玻璃板侧相对)布置在印模操纵器上。这种印模操纵器也被称为凹槽板。这就提供了玻璃板抵靠印模操纵器，而印模的浮雕表面与卡盘上的晶片的抗蚀剂层相对。
3、印模通常(但不必)被倒置地保持在晶片上方并且两部件在x-y平面上相互平行，并沿z方向与流体抗蚀剂层的表面保持小段距离。该小段距离限定了在印模的浮雕表面和抗蚀剂层之间沿z方向的所谓的压印间隙。
4、印模可被局部地操纵，例如由印模操纵器局部地和顺
5、为了能够将印模附接到操纵器上，需要将印模倒置地定位在操纵器下方。为此，需要将印模放在印模保持件上(倒置放置，浮雕表面面向下方)。将印模操纵器移动到已放好的印模上方，面向印模的玻璃板的背面，其后通过操纵器开口的操作将印模的玻璃板表面粘附到操纵器上。
6、然后将衬底装载到卡盘上，并根据期望相对于浮雕层表面进行定位。
7、为了在过程的开始时设置压印间隙，需要将距离(在z方向上)设置为所期望的值(例如，在50μm至150μm的范围内)，并在压印过程期间保持在严格的公差范围(例如，间隙变化在5μm至10μm的范围内)内。压印间隙是晶片和印模之间的间隙。
8、在压印步骤期间，操纵器开口从欠压转换为轻微过压，以逐渐地使印模从印模操纵器上释放，使得特征图案由毛细力拉入抗蚀剂层中，因为这种图案的相邻突起之间的间距通常起到毛细管的作用，这因而加快了印模被抗蚀剂层的润湿。在抗蚀剂层与印模接触并显影(例如凝固)之后，柔性印模的特征图案通过相反的过程从抗蚀剂层中释放出来，在这个相反的过程中，单个操纵器开口会切换到欠压状态，从而逐渐将特征图案从已显影的抗蚀剂层中释放出来。释放过程通常会受到印模材料和已显影(固化)的抗蚀剂层之间的相互作用的阻碍，这减慢了释放过程。这是由于在印模和固化的抗蚀剂之间的增大的表面积，而这增加了单位面积上的范德华力。因此，在压印装置(例如wo2008/068701a2中公开的装置)上设置压印或释放步骤的速度是可行的。
9、在目前的scil压印机中，可使用直径为100到200mm的晶片。单个线性z平台被用于卡盘的竖直移动，以便装载和卸载晶片并调整压印间隙。例如，调整卡盘和凹槽板之间的倾斜度(rx和ry)可利用三个微米调整螺钉手动实现。
10、现有机器中印模降落环(landing ring)的高度是固定的。只能通过更换具有不同高度的印模降落环来进行调节。
11、存在扩大设计以便能够印刷更大的晶片(例如300mm的晶片)的期望。这就导致增加所需的加工力(process force)(例如，两倍高的加工力)和更大的跨度(例如，直径为300mm而不是200mm)。为了在加工负荷期间保持所需的压印间隙变化(例如5-10μm)，仅简单地放大现有设计是不可行的。尤其是，晶片的支撑件将不具有足够的刚度。
12、例如，用于晶圆的支撑件包括支撑框架，例如c型框架支撑设计和卡盘。由于加工负荷或由于加热期间的翘曲，支撑框架可能会弯曲。弯曲或翘曲会导致压印间隙的较大变化。这显著地降低了压印过程的质量。较大的卡盘还具有较大的热质量，这导致了较长的加热时间和冷却时间。
13、wo 2017/060259 a1描述了一种光刻装置，其包括被配置为接收物体的夹具。该夹具限定了被配置为使第一流体温度下的流体通过的至少一个通道。该光刻装置还包括与夹具联接的卡盘。
技术实现思路
1、因此，一个问题是需要用较大面积的晶片支撑件(如卡盘和凹槽板，直径为300mm)来很精确地控制压印间隙，同时仍允许简单地装载印模和晶片。例如，这种装载要求卡盘相对于凹槽板的更长距离的操纵。专利技术人发现，在较大卡盘的情况下，现有的设计很难以能够实现足够刚度以确保在整个卡盘区域上控制压印间隙的公差来制造。
2、另一个问题是能够精确稳定地控制晶片支撑件(被称为卡盘)的位置。
3、另一个问题是确保在印模和衬底之间的均匀的加工间隙，包括在围绕印模的外部区域的印模降落环的位置处。
4、本专利技术旨在解决这些问题中的一个或多个问题。
5、根据本专利技术，提供了一种压印装置，包括：
6、第一承载件，其用于承载具有压印图案的柔性印模；以及
7、第二承载件，其能够相对于第一承载件移动且被配置为承载衬底，衬底具有抗蚀剂层，
8、其中第二承载件包括卡盘，该卡盘包括空心圆柱形体，该空心圆柱形体具有顶面和底面，其中顶面和底面各自包括用于在一组进水口和一个出水口之间提供流动路径的内部水通道布置结构。
9、该压印装置可以是或包括衬底共形压印光刻装置。柔性印模具有压印图案，并且例如第一承载件包括用于将柔性印模拉向第一承载件和用于将柔性印模推离第一承载件的致动器阵列(例如，操纵器开口或孔)。致动器阵列可以是或包括压力操作的操纵器开口或孔，但也可以使用其他类型的致动器，例如与具有金属支撑层的柔性印模结合的电动或电磁致动器。
10、即使使用了大尺寸卡盘，例如承载直径为300mm的衬底，卡盘的设计也能避免其在使用期间发生变形。卡盘在保持了用于保持均匀的压印间隙所需的刚度的同时具有减少的热质量。此外，加热和冷却流体(气体或液体)通道靠近卡盘的用于承载衬底的表面，使得卡盘材料的差的导热性对衬底的加热或冷却的影响减小。
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【技术保护点】
1.一种卡盘(500)，其用于压印装置(100)中并被配置成承载具有抗蚀剂层(182)的衬底(180)，其中所述卡盘包括具有顶面(820)和底面(830)的空心圆柱形体，其中所述顶面和所述底面各自包括用于在一组进水口和一个出水口之间提供流动路径的内部水通道布置结构。
2.根据权利要求1所述的卡盘，其中，所述卡盘包括位于所述顶面和所述底面之间的格子布置结构(814)。
3.根据权利要求1或2所述的卡盘，其中，所述一组进水口被围绕所述卡盘的外围布置，而所述出水口被布置在所述卡盘的中心。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的卡盘，其中，所述卡盘包括在所述顶面和所述底面之间延伸的一组导管(800)，其中在所述顶面的所述进水口和所述底面的相应进水口之间具有导管，且在所述顶面的所述出水口和所述底面的所述出水口之间具有导管，其中所述导管各自包括应力减小特征(842)。
5.根据权利要求4所述的卡盘，其中，所述应力减小特征包括波纹管结构。
6.根据权利要求2至5中的任一项所述的卡盘，其中，所述内部水通道布置结构各自包括用于在所述进水口
7.根据权利要求6所述的卡盘，其中，所述内部水通道布置结构各自还包括沿所述蜿蜒路径的一组支柱(852)。
8.一种压印装置(100)，包括：
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述第二承载件包括一组卡盘致动器(620)，每个卡盘致动器用于在垂直于所述第二承载件的所述平面的方向上平移所述卡盘的一部分。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，每个卡盘致动器包括致动器输出端和在所述致动器输出端与卡盘驱动构件之间的杠杆布置结构。
11.根据权利要求8、9或10所述的装置，其中，所述装置还包括：
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述第二承载件还包括子框架，其中所述子框架被连接到所述主框架，所述卡盘被安装到所述子框架，其中所述子框架通过弹簧布置结构被安装到所述主框架，所述弹簧布置结构用于在压印期间通过运动耦合器将所述子框架偏压到所述第一承载件上。
13.根据权利要求1至7中的任一项或16所述的卡盘，或根据权利要求8至12中的任一项所述的装置，其中，所述卡盘包括用于测量从所述卡盘的表面到所述第一承载件的距离的一组位置传感器。
14.根据权利要求8至13中的任一项所述的装置，其中，所述装置还包括围绕所述卡盘的外侧的至少一部分的印模降落设备，其中所述印模降落设备用于在所述柔性印模的区域之外面对所述第一承载件，其中所述第二承载件包括用于测量从所述印模降落设备到所述第一承载件的距离的一组位置传感器。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述装置还包括一组降落环致动器，每个降落环致动器具有比所述第一行程小的第三行程，用于在垂直于所述第二承载件的所述平面的方向上相对于所述主框架平移所述印模降落环的一部分。
16.一种用在根据权利要求8至15中的任一项所述的压印装置(100)中的卡盘(500)，其中，所述卡盘包括空心圆柱形体，所述空心圆柱形体具有顶面和底面以及位于所述顶面和所述底面之间的格子布置结构。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种卡盘(500)，其用于压印装置(100)中并被配置成承载具有抗蚀剂层(182)的衬底(180)，其中所述卡盘包括具有顶面(820)和底面(830)的空心圆柱形体，其中所述顶面和所述底面各自包括用于在一组进水口和一个出水口之间提供流动路径的内部水通道布置结构。
2.根据权利要求1所述的卡盘，其中，所述卡盘包括位于所述顶面和所述底面之间的格子布置结构(814)。
3.根据权利要求1或2所述的卡盘，其中，所述一组进水口被围绕所述卡盘的外围布置，而所述出水口被布置在所述卡盘的中心。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的卡盘，其中，所述卡盘包括在所述顶面和所述底面之间延伸的一组导管(800)，其中在所述顶面的所述进水口和所述底面的相应进水口之间具有导管，且在所述顶面的所述出水口和所述底面的所述出水口之间具有导管，其中所述导管各自包括应力减小特征(842)。
5.根据权利要求4所述的卡盘，其中，所述应力减小特征包括波纹管结构。
6.根据权利要求2至5中的任一项所述的卡盘，其中，所述内部水通道布置结构各自包括用于在所述进水口和所述出水口之间限定蜿蜒路径的一组脊状件(850)。
7.根据权利要求6所述的卡盘，其中，所述内部水通道布置结构各自还包括沿所述蜿蜒路径的一组支柱(852)。
8.一种压印装置(100)，包括：
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述第二承载件包括一组卡盘致动器(620)，每个卡盘致动器用于在垂直于所述第二承载件的所述平面的方向上平移所述卡盘的一部分。
【专利技术属性】
技术研发人员：D·M·M·J·珀蒂，J·B·M·苏滕斯，T·P·H·沃默达姆，M·A·维尔斯储雷恩，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：
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