具有改进基片／模具分离的压印平版印刷术制造技术

在压印平版印刷术中，具有凸起和凹进区的图案的模具（３００）被按压到在基片（３０１）上的可模塑表面（３０２）中。如此压印的可模塑表面（３０２）允许至少部分地硬化以保留压印，并且将基片（３０１）和模具（３００）分离。按照本发明专利技术，通过横向远离界面弯曲模具（３００）的侧向远端区（３００Ａ和３００Ｂ）（远离中心朝向边缘的区）并横向限制基片（３０１），将基片（３０１）与模具（３００）分离。然后通过横向位移可容易地将模具（３００）与基片（３０１）分离（３００）。也描述了用来实现这样的分离的设备（例如图５和６）。

【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术(imprintlithography ),尤其涉及 具有用来将压印基片与模具分离的改进方法和设备的压印平版印刷 术。
技术介绍
平版印刷术是半导体集成电路和多种光学、磁性、生物、及微机 械装置制造中的关键工艺。平版印刷术在基片支持的可模塑膜上创建 图案，从而能够在后续工艺步骤中将图案复制到基片中或加在基片上 的另一材料中。常规平版印刷术被称作光刻(photolithography)，包括将光敏 抗蚀剂薄膜涂敷到基片上、将抗蚀剂爆光于希望辐射图案及显影曝光 的抗蚀剂，以在基片上产生物理图案。由光刻产生的图案的分辨率受 到膝光辐射的波长限制。况且，随着图案特征变小，也就要求愈加昂 贵的较短波长设备。基于根本不同原理的压印平版印刷术提供高分辨率、高生产能力、低成本及大区域覆盖的可能性。在压印平版印刷术中，具有凸起 和凹进特征的图案的模具被按压到典型地为薄膜的可模塑表面中，使 膜的形状变形并且在膜中形成起伏图案。膜如通过UV或热固化而被 硬化，并且将模具和压印基片分离。在移除模具之后，可除去膜的残余减小厚度部分，以便暴露下层基片以供进一步处理。压印平版印刷 术可用来复制微米级和纳米级的高分辨率特征的图案。納米级压印平版印刷术("纳米压印平版印刷术")的细节在于1998年6月30日 发行的题为"纳米压印平版印刷术(Nanoimprint Lithography)，，的美 国专利No. 5,772,905中有所描述。'905专利通过引用包括在这里。使用压印平版印刷术对于制造生产能力的潜在限制是，将模具和 基片分离所需要的时间。典型地，通过将楔插入到模具与基片之间而 从边缘机械地分离模具和基片。这种边缘分离典型地要求将模具/基片 组件从压制设备运输到分离设备，因而，限制了压印的生产能力。此 外，这种边缘分离损坏模具，这又进一步增加了操作成本并限制了生 产能力。因此，非常希望提供在压印平版印刷术中用于分离的改进方法和设备。
技术实现思路
在压印平版印刷术中，具有凸起和凹进区的图案的模具被按压到 在基片上的可模塑表面中。如此压印的可模塑表面允许被至少部分地 硬化以保持压印，并且将基片和模具分离。按照本专利技术，通过横向远 离界面弯曲模具的侧向远端区(远离中心朝向边缘的区)和横向限制 基片，将基片与模具分离。然后通过横向位移可容易地将模具与基片 分离。通过提供其侧向尺寸在至少两侧上延伸过基片的对应侧向尺寸 的模具可促进分离。作为替换，基片可具有比模具大的侧向尺度，并 且模具可被限制。基片的远端区可在横向方向上被弯曲。也描述了用 来实现这样的分离的设备。附图说明本专利技术的优点、性质及各种另外特征在考虑联系附 要详细描述 的说明性实施例时将变得更为显而易见。 在附图中图l是示意性地表明常规压印平版印刷术的流程图。图2例示了经由弯曲的边缘分离。图3示出了在按照本专利技术的分离期间各个阶段的基片和模具。图4例示了用于按照本专利技术的分离的模具和基片的各种构造。图5示出了使用表面高台精确控制弯曲的设备。图6例示了使用表面突出特征精确控制弯曲的设备；和图7示出了用来证实本专利技术的试验装备的照片。图8示出了使用本专利技术的原理的分离器的照片；并且图9A、 9B示出了分离器的掩模/晶片吸盘的照片。要理解，这些附图用于例示本专利技术的概念且未按比例绘出。具体实施例方式参照附图，图1是常规压印平版印刷术的示意性框图。在框A中示出的初始步骤是提供有图案的模具和具有可模塑表面的基片。典型地，可模塑聚合物层如通过旋转、滴落或沉积作为薄膜涂敷在基片上。模具具有拓朴表面变化，该拓朴表面变化包括通过压印被复制到可模塑聚合物中的特征。 一般在模压表面上涂有抗粘着层，以便促进表面脱离。依据使用的聚合物，压印平版印刷术可划分成热压印平版印刷术和UV (紫外光)压印平版印刷术。热压印平版印刷术使用热塑性聚合物或热可固化聚合物作为抗蚀剂。XJV压印平版印刷术使用IJV可固化聚合物。热和UV压印平版印刷术的工艺类似，不同之处在于是它们操控聚合物流动能力的方式。在图l的框B中示出的下个步骤是将模具和基片按压在一起；以及允许压印可模塑表面硬化或部分硬化。为了压印热塑性聚合物，希望在压印之前将聚合物加热到其塑性转变温度以上至流动状态。热可固化聚合物和UV可固化聚合物在它们凝固或固化之前典型地是液体。在表面复制特征被按压到可模塑聚合物层中之后，应该允许聚合物至少部分地硬化，以变得不可变形。热塑性聚合物通过将聚合物冷却到其塑性转变温度以下被硬化。热可固化聚合物通过加热被硬化。uv可固化聚合物通过经uv辐射启动分子交联被硬化。第三步骤(图l，框c)是将基片与模具分离。模具典型地具有表面抗粘着涂层，以促进可模塑层与模具表面的清洁分离。典型地，基片对可模塑层的表面粘合力要强于可模塑层对模具的表面粘合力。为此，基片可以通过粘合层粘合到可模塑层上。在分离之后，基片如通过蚀刻可以被进一步处理，以除去在压印图案的凹进区域下面的残余聚合物层(未在图1中示出)。压印平版印刷术的进一步细节在于1998年6月30日发行的美国专利No.5,772,905中有所描述，该专利通过引用包括在这里。按照本专利技术，通过在界面的侧向远端区(例如，远离中心的边缘)上向两个部件(模具或基片)之一施加横向远离的弯曲力并限制另一部件(基片或模具)，将基片与模具分离。这种分离方法通过考虑图2和3能够得到更好地理解。图2例示了将弯曲力施加到远离模具中心的侧向远端区上是如何能够启动分离的。假定模具200和基片201先前4皮按压在一起并且聚合物层202已经被压印且至少部分地硬化以保持压印。如图2A所示，两个部件(200、 201)需要分离。如图2B所示，当模具200在远端区处被弯曲时，基片201的远端区会由于表面粘合力而跟随模具的弯曲曲率。在粘合边界表面处的模具200内和基片201内会产生内部应力。应力具有将模具200和基片201复原到它们的未弯曲状态的趋势。当模具200的弯曲如图2C所示进一步增加时，基片201边缘的应力将克服表面粘合力。于是基片将在基片边缘处从模具200的表面移开。由于模具200典型地在其表面上具有脱离涂层，并且聚合物202与基片粘合，所以聚合物将留在基片上，并且与模具分离。图3现在示出针对已经被一并处理的才莫具300和基片301如何可获得完全分离。参见图3A，在模具300上的复制特征已经通过按压填满聚合物302，并且聚合物被硬化或部分地硬化。 一个部件(例如模具300)要比另一个部件(例如基片301)侧向延伸得更远。随后9如图3B所示，模具300在一个或多个远端区300A、 300B处被弯曲。基片301在其边缘处将跟随弯曲曲率，因为表面粘合力将基片301与模具300保持在一起。在基片301中以及在模具与基片之间的边界表面处产生应力。应力倾向于复原基片。然而，表面粘合力会阻止复原。当模具300的弯曲增加时，如图3C中所示，表面粘合力不再能够阻止基片的复原。基片301在每个边缘处从与模具表面的接触移开。因而得到在边缘处的初始分离。在图3D中示出的下个步骤是限制两个部件(300、 301)中的一个(例如基片)，并且横向分离模具和基片。基片301可由固定装置303用施加到基片后表面上的真空处理区域3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压印平版印刷术的方法，包括如下步骤：　提供具有可模塑表面的基片；　提供模具，该模具具有用来压印到可模塑表面中的模压表面；　将模具布置成与基片相邻，使模压表面与可模塑表面相邻；　将模压表面和可模塑表面横向按压在一起 ，以压印可模塑表面；　至少部分地硬化可模塑表面，以保留压印；及　通过横向远离模具／基片界面弯曲模具或基片的远端侧向区和将模具和基片横向拉开，将模具与基片分离。

【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：张伟，谭华，胡琳，SY周，
申请(专利权)人：纳诺尼克斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]