[发明专利]用于纳米刻印光刻的多孔模板和刻印层叠物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)(1)要求2007年11月21日提交的美国临时申请第60/989,681号以及2007年12月3日提交的美国临时申请第60/991,954号的权益，这两个申请都参考结合入本文中。

关于联邦资助研究或开发的声明

美国政府享有本发明的支付许可，根据NIST ATP AWARD70NANB4H3012的条款，在有限的情况下有权要求专利权所有人以合理的费用许可他人使用本发明。

背景

纳米制造包括制造极小的结构，例如具有100纳米级或更小的特征(feature)的结构。纳米制造具有相当大影响的一个应用是集成电路的加工。随着半导体加工工业持续地力求获得更高的生产率，同时增加每单位面积基片上形成的电路数量，因此纳米制造变得越来越重要。纳米制造提供了更高的工艺控制，同时允许持续地减小形成的结构的最小特征尺寸。已经应用纳米制造的其它研发领域包括生物技术、光学技术、机械系统等。

概述

在一个方面，一种刻印(imprint)光刻模板或刻印层叠物(imprinting stack)包含多孔材料，所述多孔材料限定出大量平均孔径至少约为0.4纳米的孔。所述多孔材料的孔隙率至少约为10％。

在一些实施方式中，所述平均孔径至少约为0.5纳米，或者至少约为1.0纳米。所述多孔材料的孔隙率可以至少约为20％。在一些情况下，所述多孔材料是有机硅酸盐(organosilicate)低k材料。所述多孔材料相对于熔凝硅石的相对孔隙率至少约为20％。在一些情况下，所述多孔材料的杨氏模量至少约为2GPa，至少约为5GPa，或者至少约为10GPa。

在一些模板实施方式中，所述多孔材料设置在基底层和覆盖层之间。所述基底层可以包含熔凝硅石。在一些情况下，所述基底层包括凹槽，所述多孔材料位于所述凹槽内。在一些情况下，所述覆盖层包含SiO_x，其中1≤x≤2。所述覆盖层的厚度可以约小于100nm，约小于50nm，或者约小于20nm。可以从所述覆盖层伸出一些凸起件。

在一些刻印层叠物实施方式中，所述多孔材料设置在基片和覆盖层之间。所述基片可以包含硅。

在另一个方面，形成刻印光刻模板的方法包括在基底层上形成多孔层，以及在所述多孔层上形成覆盖层。在另一个方面，形成刻印光刻模板的方法包括在基底内形成大量的凹槽，在所述凹槽内沉淀多孔材料，以及在基底层上形成覆盖层。在另一个方面，形成刻印光刻层叠物的方法包括在基片上形成多孔层，以及在所述多孔层上形成覆盖层。所述多孔层限定出大量平均孔径至少约为0.4纳米的孔，所述多孔层的孔隙率至少约为10％。

在另一个方面，刻印光刻法包括将可聚合材料的液滴施加于刻印层叠物，使所述可聚合材料与模板接触，使所述可聚合材料固化，以及将模板与固化材料分离。在一些情况下，所述模板包含多孔材料。在一些情况下，所述刻印层叠物包含多孔材料。在一些情况下，所述模板和刻印层叠物都包含多孔材料。所述多孔材料限定出大量平均孔径至少约为0.4纳米的孔，所述多孔材料的孔隙率至少约为10％。

在另一个方面，一种刻印光刻法包括将可聚合材料的液滴分配在刻印层叠物的表面上，使所述可聚合材料与模板接触，使所述可聚合材料可铺展，在刻印层叠物的表面上形成基本连续层。所述模板、刻印层叠物或两者包含多孔材料，该多孔材料限定出大量平均孔径至少约为0.4纳米的孔，所述多孔材料的孔隙率至少约为10％。所述可聚合材料铺展形成基本连续层所需的时间约为类似的可聚合材料发生类似的分布从而在第二模板和第二刻印层叠物之间形成基本连续层所需的时间的80％或更少，约50％或更少，或者约20％或更少，所述第二模板和第二刻印层叠物的平均孔径约小于0.4nm。

附图简述

为了更详细地理解本发明，对于附图所示的实施方式，提供了对本发明的实施方式的描述。但是，需要注意的是，附图仅仅显示了本发明的一般实施方式，因此认为它们不限制本发明的范围。

图1显示了光刻系统的简化侧视图。

图2显示了图1所示基片的简化侧视图，所述基片上具有位于其上的形成图案的层。

图3显示了多孔模板。

图4显示了多孔刻印层叠物。

图5显示了一个层的一部分，其中在大量凹槽内具有多孔材料。

图6显示了使用多孔模板和多孔刻印层叠物的刻印光刻法。

图7显示了使用整体的多孔模板和多孔刻印层叠物的刻印光刻法。

图8是分配在基片上的刻印抗蚀剂液滴的照片。