[发明专利]接触光刻设备、系统和方法

说明书

对相关申请的交叉引用

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联邦政府资助研究或开发声明

美国政府对该发明具有付款使用权，并在有限条件下有权要求专利所有人在国防高级研究项目局(Defense Advanced Research ProjectsAgency)签署的合同No.MDA972-01-3-0005条款中规定的合理条件下授权给他方。

技术领域

本发明涉及半导体及其制造。具体而言，本发明涉及在半导体制造期间用于限定微米尺度或纳米尺度结构之一或二者的接触和/或压印光刻技术。

背景技术

接触光刻和压印光刻为用于定义微米尺度和纳米尺度结果的两种光刻方法范例，它们通常涉及到构图工具(例如掩模、模具、模板等)和将要在其上制造结构的衬底之间的直接接触。具体而言，在接触光刻期间，将构图工具(即掩模)与衬底或衬底的图案接收层对准，然后与之接触。类似地，在压印光刻中，将构图工具(即模具)与衬底对准，之后将图案压印在衬底的接收表面上或引入接收表面中。对于任一种方法而言，构图工具和衬底之间的对准通常涉及到将构图工具保持在衬底上方很小的距离处，同时对工具和/或衬底的相对位置进行横向和旋转调节(例如x-y平移和/或角旋转)。然后将构图工具与衬底接触以进行光刻构图。

在接触光刻和压印光刻中，最终的对准精度和可实现的构图分辨率都可能受到对准过程中构图工具和衬底彼此平行和接近的程度的不利影响。此外，由于在对准之后将工具与衬底接触时可能发生已对准的构图工具和衬底相对定位的偏离或滑动，对准精度可能会受到不利影响。

因此，希望有一种技术方法在横向和旋转对准期间提供和保持构图工具和衬底之间相对平行和接近的关系。此外，提供一种方法来使对准后构图工具和衬底接触期间的对准偏离和/或滑动最小化将是有用的。这种方法将解决接触光刻和压印光刻领域中长期存在的需求。

发明内容

在本发明的一些实施例中，提供了一种接触光刻设备。该接触光刻设备包括：具有图案化区域的掩模，所述图案化区域具有光刻图案；以及布置在所述掩模和被构图衬底之间的间隔体。在掩模和衬底与间隔体相互接触时，所述间隔体提供掩模和衬底的间隔平行且靠近的取向。所述掩模、衬底和间隔体之一或多者是可形变的，使得形变促进图案转移。

在本发明的其他实施例中，提供了一种接触光刻系统。接触光刻系统包括接触光刻模块和支撑所述接触光刻模块的接触掩模对准器。接触光刻模块包括间隔体和多个光刻元件。间隔体位于多个元件之间。间隔体在对准器对准元件期间提供元件的间隔平行且靠近的取向。模块中的形变在对准器保持元件对准的同时提供图案转移。

在本发明的其他实施例中，提供了一种接触光刻方法。该方法包括利用具有特定尺寸的间隔体以间隔平行关系对光刻掩模和被构图衬底进行取向。掩模和衬底与间隔体相互接触。该方法还包括诱发掩模、衬底和间隔体之一或多者的形变，使得掩模和衬底直接接触以进行图案转移。

除了上述特征之外和/或作为上述特征的替代，本发明的某些实施例还具有其他特征。以下参考如下附图详细描述本发明的这些和其他特征。

附图说明

结合附图参考以下详细说明将更容易理解本发明的实施例的各特征，在附图中类似的附图标记表示类似的结构元件，其中：

图1示出了根据本发明实施例的接触光刻设备的侧视图。

图2A示出了图1的接触光刻设备实施例的侧视图，其具有根据本发明实施例被形成为掩模整体部分的间隔体。

图2B示出了根据本发明实施例的图2A中所示的掩模的透视图。

图2C示出了图1的接触光刻设备的另一实施例的横截面，其具有根据本发明另一实施例被形成为衬底整体部分的间隔体。

图2D示出了根据本发明实施例的接触光刻设备的侧视图。

图3A示出了根据本发明实施例的接触光刻设备的侧视图。

图3B示出了处于根据本发明实施例的闭合构造中的图3A的接触光刻设备的侧视图。

图3C示出了图3A和3B的接触光刻设备的实施例的侧视图，其中根据本发明的实施例采用了掩模弯曲。

图3D示出了图3A和3B的接触光刻设备的另一实施例的侧视图，其中根据本发明的实施例采用了衬底弯曲。

图3E示出了图3A和3B的接触光刻设备的实施例的侧视图，其中根据本发明的实施例采用了间隔体变形。

图3F示出了图3A和3B的接触光刻设备的实施例的侧视图，其中根据本发明的实施例采用了表现出塑性变形的间隔体。

图3G示出了图3A和3B的接触光刻设备的实施例的侧视图，其中根据本发明的实施例采用了可变形间隔体。