用于压印平版印刷的溶剂辅助的层形成制造技术

通过在压印平版印刷基板的表面上施用流体组合物的多个离散部分，使该组合物的离散部分在该基板表面上自发铺展以形成基本连续层，从而形成固体层。该组合物包含溶剂和固体或溶剂和可聚合材料。该组合物可以是溶液或分散体。从该组合物蒸发至少一些溶剂，在该基板上形成固体层（例如聚合的或干燥的层）。该固体层基本无间隙空穴。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及压印平版印刷中的溶剂辅助的层形成。 背景 纳米制造涉及制造非常小的结构，例如具有大约纳米或更小尺寸的特征元件。纳 米制造产生相当大影响的一个领域是加工集成电路。随着半导体加工工业不断进步以获得 更高的生产产率同时增加基板每单位面积上形成的电路，纳米制造变得越来越重要。纳米 制造提供更高的工艺控制同时能明显减小所形成结构的最小特征元件尺寸。已经采用纳米 制造的其他发展领域包括生物技术、光学技术、机械系统等。 —种示例的纳米制造技术通常称为压印平版印刷。许多出版物中详细描述了示例 的压印平版印刷法，例如美国专利申请公开第2004/0065976号，题为"在基板上排列特征 元件以复制具有最小尺寸可变性的特征元件的方法"；美国专利申请公开第2004/0065252 号，题为"在基板上形成层以便制造度量标准的方法"；和美国专利第6936194号，题为"用 于压印平版印刷法的功能图案化材料";所有这些文献的全部内容都通过参考结合于此。 上述公开和专利中揭示的压印平版印刷技术包括在可聚合层中形成浮雕图案并 将对应于该浮雕图案的图案转移至下方基板中。基板可位于运动平台上以获得所需位置以 促进对其进行图案化。为此采用与基板隔开的模板，模板和基板之间存在可成形的流体组 合物。该流体组合物可聚合形成固化层，该层中记录与该组合物所接触模板表面的形状相 符的图案。然后从该固化层分离模板，使得模板和基板分开。然后加工基板和固化层，将对 应于固化层中图案的浮雕图象转移至基板中。 有时候使用旋涂技术在压印之前在基板上形成可聚合材料的层。但是，由旋涂得 到的层可能在压印之后形成不均匀的残余层，例如当模板特征元件(feature)密度不均匀 时。而且，如果需要双面压印，则旋涂技术会在基板(例如晶片)的至少一面上导致颗粒污 染。 可使用按需滴落分配方法在基板上形成液体层，在压印之后得到更接近均匀的残 余层。但是，基板上可聚合液滴之间的间隙区域中夹杂的气体会抑制液滴在基板上的铺展 和结合。当压印之前可聚合材料在基板上形成不连续层时，会在聚合层中导致间隙空穴之 类的缺陷。从间隙区域排出气体所需的时间会降低压印平版印刷法的生产量。 旋涂和按需滴落方法可包括向可聚合材料添加表面活性剂以加强从模板脱离的 性能。另外，在流体铺展前沿，表面活性剂会与基板发生相互作用。在一些情况中，表面活性剂的存在会通过例如阻塞效应(pinning effect)限制材料的铺展。 专利技术概述 在一个方面中，压印平版印刷方法包括在压印平版印刷基板表面上施用流体组合 物的多个离散部分，使该组合物的离散部分在基板表面上自发铺展以形成基本连续层。该 组合物可包含溶剂和可聚合材料或溶剂和固体。从流体组合物蒸发至少一些溶剂，在基板 上形成基本无间隙空穴的固体层。形成固体层可包括使得可聚合材料聚合。该溶剂可包含 RfX-R，其中Rf包含氟和碳，R包括烷基，X是二价原子。 附图简要说明 附图说明图1是纳米压印平版印刷系统的图。 图2是在基板上形成的图案化层的图。 图3A-D描绘基板上的流体组合物的多个离散部分。 图4描绘基板上流体组合物的离散部分的不均匀分布。 图5描绘流体组合物的离散部分在基板上铺展以形成基本连续层。 图6描绘被粘度更大的流体的离散部分包围的流体组合物的离散部分。 图7描绘向基板相继施用流体组合物的多个离散部分。 图8描绘图案化基板上流体组合物的铺展。 专利技术详述 参考图l，显示在基板12上形成浮雕图案的系统10。基板12可包含例如以下材 料熔凝二氧化硅、石英、硅、有机聚合物、硅氧烷聚合物、硼硅酸盐玻璃、氟碳聚合物、金属、 塑料、砷化镓、碲化汞、硬化蓝宝石、和它们的任意复合物。另外，基板12可包括一个或多个 层，例如介电层、金属层、半导体层、平面化层等。基板12可与基板夹具14连接。如图所示， 基板夹具14是真空夹具，但是基板夹具14可以是包括但并不限于以下的任何夹具真空、 针型、槽型、或电磁类，如美国专利第6873087号中所述，该专利题为"用于压印平版印刷法 的高精度方向对齐和缝隙控制平台"，该专利通过参考结合于此。可将基板12和基板夹具 14支承在平台16上。而且，平台16、基板12和基板夹具14可定位于基座上。平台16可 以提供绕x和y轴的运动。 图案化装置17与基板12隔开。图案化装置17包括模板18，从模板18向基板12 延伸出台面20，台面20上具有图案化表面22。而且，台面20可称为模具20。台面20还可 称为纳米压印模具20。在进一步的实施方式中，模板18可基本没有模具20。模板18和模 具20可以由包括但并不限于以下的材料形成熔凝二氧化硅、石英、硅、有机聚合物、硅氧 烷聚合物、硼硅酸盐玻璃、氟碳聚合物、金属、塑料、砷化镓、碲化汞、硬化蓝宝石、和它们的 任意复合物。另外，模具20可以由例如以下的一些材料形成氧化铟锡、金刚石类碳、MoSi、 溶胶-凝胶等。如图所示，图案化表面22包括由多个隔开的凹陷24和突起26限定的特征 元件。但是在进一步的实施方式中，图案化表面22可以是基本光滑和/或平坦的。图案化 表面22可限定初始图案，该初始图案成为要在基板12上形成的图案的基础。模板18可以 与模板夹具28连接，模板夹具28是包括但并不限于以下的任何夹具真空、针型、槽型、或 电磁类，如美国专利第6873087号中所述。另外，模板夹具28可以与压印头30连接，以帮 助模板18进行运动，从而方便模具20运动。 系统10进一步包括流体分配系统32。流体分配系统32可以与基板12流体连通，从而在其上施用可聚合材料34。系统10可包括任意数量的流体分配器，流体分配系统32 中可包括多个分配单元。可使用例如以下的任何已知技术向基板12施用可聚合材料34:滴 落分配、喷涂、旋涂、浸涂、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、薄膜沉积、厚膜沉积 等。通常在模具20和基板12之间限定所需体积之前在基板12上设置可聚合材料34。但 是，可聚合材料34可以在获得所需体积之后填充该体积。 参考图1和2，系统10进一步包括耦合的能量源38，沿着路径42提供能量40。压 印头30和平台16的构造使模具20和基板12分别排列成重叠形式并设置在路径42中。压 印头30和/或平台16使模具20和基板12之间的距离发生变化，从而在其间限定所需体 积，该体积由可聚合材料34填充。用可聚合材料34填充该所需体积之后，能量源38产生能 量40，例如宽带紫外辐射，使可聚合材料34固化和/或交联，与基板12的表面44的形状相 符并对表面22进行图案化，在基板12上限定图案化层46。图案化层46可包括残余层48 和大量显示为突起50和凹陷52的特征元件。在一些情况中，残余层48的厚度在约0-100 纳米。横向(或关键)尺寸(或突起50的宽度)可以约为5纳米至500微米，突起之间的 间隔(或凹陷52的宽度)约为5纳米至500微米。突起50的高度约为0-500纳米。可以 用处理器54调节系统10，该处理器54与平台16、压印头30、流体分配系统32和能量源38 进行数据通讯，根据存储器56中储存的计算机可读程序运行。 上述内容可进一步用于以下文献中提到的压印平版本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压印平版印刷方法，该方法包括：在压印平版印刷基板的表面上施用流体组合物的多个离散部分，其中该组合物包含：溶剂；和可聚合材料；使该组合物的离散部分在基板表面上自发铺展以形成基本连续的层；从该组合物蒸发至少一些溶剂；和聚合所述可聚合材料，从而在基板上形成聚合材料的固体层，其中该固体层基本无间隙空穴。

【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：W刘，FY徐，EB弗莱克瑟，
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]