基于接触线移动跟踪控制的高吞吐量刻印制造技术

描述了在刻印可聚合的材料期间用于控制模板与基板之间的接触线的速度以及高度分布的系统和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于接触线移动跟踪控制的高呑吐量刻印有关申请的交叉参照本申请根据35U. S.C. § 119(e) (1)要求2007年12月4日提交的美国临时申请 61/005, 297以及2008年12月3日提交的美国专利申请12/327，618的权益，这两份申请引 用在此作为参考。背景信息纳米制造包括制造非常小的结构，这种结构所具有的特征是在100纳米的量级或 更小。纳米制造已具有相当大的影响的一种应用是在集成电路的处理过程中。半导体处理 工业继续努力在增大基板上所形成的每单位面积的电路数目的同时获得更大的生产率，因 此，纳米制造变得越来越重要。纳米制造提供了更大的过程控制，同时允许继续减小所形成 的结构的最小特征尺寸。已使用纳米制造的其它开发领域包括生物技术、光学技术、机械系 统等。目前所使用的典型纳米制造技术常常被称为刻印光刻技术 (imprintlithography)。典型的刻印光刻工艺在大量的出版物中都有详细描述，比如美国 专利公报2004/0065976、美国专利公报2004/0065252和美国专利6，936，194，这些文献引 用在此作为参考。上述美国专利公报和专利所揭示的刻印光刻技术包括在可成形的层(可聚合 的)中形成凹凸图案；以及将该凹凸图案所对应的图案转移到下面的基板中。该基板可以 耦合到移动平台以获得期望的定位从而使图案化处理更容易。该图案化处理使用了与基板 分开的模板以及涂在模板与基板之间的可成形的液体。该可成形的液体被固化以形成一刚 性层，该刚性层所具有的图案与接触该可成形的液体的模板的表面形状相一致。在固化之 后，使该模板与该刚性层分开，使得该模板和该基板分开了。然后，该基板与经固化的层经 受额外的处理，以将凹凸图案转移到该基板中，该凹凸图案对应于经固化的层中的图案。附图说明可以更详细地理解本专利技术，结合附图中所示的实施方式，提供了关于本专利技术各实 施方式的描述。然而，注意到，附图仅仅示出了本专利技术的典型实施方式，因此并不被视为限 制本专利技术的范围。图1示出了根据本专利技术一实施方式的光刻系统的简化侧视图。图2示出了图1所示基板的简化侧视图，其上有图案化的层。图3A-3D示出了模板与基板之间的多个接触阶段的简化侧视图。图4示出了在模板与基板之间发生接触期间由刻印头提供的接触力的图示，该接 触力与模板刚度有关。图5示出了在模板上压强与力的分布的图示。图6示出了用于控制接触转移并使模板与基板相一致的典型方法的流程图。图7示出了典型的控制系统的框图，可以用该控制系统来提供模板与基板之间的 受控的接触。图8示出了另一个典型的控制系统的框图，可以用该控制系统来提供模板与基板 之间的受控的接触。图9示出了用于确定模板与基板之间的接触面的高度分布的典型方法的流程图。图10示出了在模板与基板之间的接触面附近的高度分布的图示。图11示出了用于获得接触面的典型方法的流程图。图12示出了从涂敷照相机获得的接触面的图像与接触面的相关映像(map)的并 列比较。图13示出了用于接触模板并限定接触面的卡盘的简化侧视图。图14示出了另一个典型的控制系统，可以用该控制系统基本上实时地提供在模 板与基板之间的受控的接触线移动。具体实施例方式参照附图，特别是图1，示出了一种光刻系统10，被用于在基板12上形成凹凸图 案。基板12可以耦合到基板卡盘14。如图所示，基板卡盘14是真空卡盘。然而，基板卡 盘14可以是任何卡盘，包括但不限于真空型、引线型、凹槽型、静电型、电磁型等。美国专利 6，873，087描述了典型的卡盘，该专利引用在此作为参考。平台16可以进一步支撑基板12和基板卡盘14。平台16可以提供沿着x、y和ζ 轴的移动。平台16、基板12和基板卡盘14也可以位于基座(未示出)上。与基板12分开的是模板18。模板18可以包括台面20，台面20从模板18朝着基 板12延伸，在台面20上有图案化的表面22。此外，台面20可以被称为模子20。或者，可 以形成不具有台面20的模板18。可以由许多材料构成模板18和/或模子20，包括但不限于熔融硅石、石英、硅、有 机聚合物、硅氧烷聚合物、硼硅酸盐玻璃、碳氟化合物聚合物、金属、硬化的蓝宝石等。如图 所示，图案化的表面22包括由多个间隔开的凹槽24和/或凸起26限定的特征，尽管本发 明的实施方式并不限于这样的配置。图案化表面22可以定义任何原始的图案，这种原始图 案构成了将要在基板12上形成的图案的基础。模板18可以耦合到卡盘28。可以将卡盘28配置成，但不限于，真空型、引线型、凹 槽型、静电型、电磁型和/或其它相似的卡盘类型。美国专利6，873，087进一步描述了典型 的卡盘，该专利引用在此作为参考。此外，卡盘28可以耦合到刻印头30，可以配置卡盘28 和/或刻印头30使模板18的移动更容易。系统10可以进一步包括流体分配系统32。可以用流体分配系统32将可聚合的材 料34沉积在基板12上。通过使用滴落分配、旋转涂敷、浸渍涂敷、化学汽相沉积(CVD)、物 理汽相沉积(PVD)、薄膜沉积、厚膜沉积等技术，可以将可聚合的材料34放置到基板12上。 根据各种设计方面的考虑，在模子20和基板12之间限定了期望的体积之前和/或之后，就 可以将可聚合的材料34置于基板12上。可聚合的材料34可以包括美国专利7，157，036 和美国专利公报2005/0187339所描述的单体混合物，这些文献引用在此作为参考。参照图1、2，系统10可以进一步包括沿着路径42耦合到直接能量40的能量源38。 可以将刻印头30和平台16配置成使模板18和基板12定位成与路径42重叠。系统10可 以通过处理器54进行调节，处理器54与平台16、刻印头30、流体分配系统32和/或源38相连通，并且系统10可以在存储器56中所存储的计算机可读程序上运行。刻印头30、平台16的每一个或这两者改变模子20和基板12之间的距离，以在模 子与基板之间限定期望的体积，该期望的体积是用可聚合的材料34填充的。例如，刻印头 30可以向模板18施力，使得模子20接触可聚合的材料34。在以可聚合的材料34填满该 期望的体积之后，源38产生能量40，比如紫外辐射，从而使可聚合的材料34固化和/或交 联，从而符合基板12的表面44以及图案化表面22的形状，由此在基板12上限定了图案化 的层46。图案化的层46可以包括剩余层48以及多个特征(图示即凸起50和凹陷52)，凸 起50的厚度是、，剩余层的厚度是t2。上述系统和处理过程可以进一步被用在下列文献所引用的刻印光刻工艺与系统 中美国专利6，932，934，美国专利公报2004/0124566，美国专利公报2004/0188381，美国 专利公报2004/0211754，每一份文献都引用在此作为参考。在刻印期间，可以使用卡盘28和基板卡盘14，以分别固定模板18和基板12。可 以将卡盘28安装在刻印头30上。刻印头30可能能够控制多个轴上的移动。例如，刻印 头30可以是三轴刻印头30，能够通过移动到独立的位置Z1J2和Z3来控制Z、RX和Ry移动 (例如，尖端/倾斜移动)。刻印头30也可以提供在模板18和基板12之间的接触力F。通常，在刻印过程中，有三个用于刻印头30的阶段。在阶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制系统，在基板上刻印可聚合的材料期间所述控制系统控制模板与基板之间的接触线的速度以及高度分布，所述控制系统包括：刻印头，所述刻印头具有多个致动器，能够向模板提供预定大小的力；卡盘，所述卡盘位于模板附近并且能够向模板提供预定大小的压强，预定大小的力和预定大小的压强对模板提供施加的力和施加的压强，从而产生模板与基板之间的第一接触线速度以及模板与基板之间的第一高度分布；至少一个力传感器，位于模板与基板之间并且能够对模板提供施加的力和施加的压强的第一信号；以及控制器，所述控制器与力传感器、致动器和卡盘相连通，所述控制器能够接收来自力传感器的第一信号并且评估该第一信号以向致动器和卡盘提供第二信号，所述第二信号具有经调节过的力和经调节过的压强以提供模板与基板之间的接触线的第二速度以及模板与基板之间的第二高度分布。

【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：吕晓明，PD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]