[发明专利]压印光刻的压印模具、设备和图案化方法

说明书

本申请是申请日为2009年10月6日、申请号为200980145244.6、发明名称为“压印光刻设备和方法”的专利申请的分案申请。

相关申请的参照援引

本申请要求于2008年12月4日递交的美国临时申请第61/193,509号的优先权，并且在这里通过参考全文并入。

技术领域

本发明涉及一种压印光刻设备和一种用于制造例如电子器件和集成电路等器件的方法，或者其他应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁头等。

背景技术

在光刻技术中，不断需要减小光刻图案中的特征的尺寸，以便提高在给定的衬底区域上的特征的密度。在光学光刻技术中，对更小特征的推动已经导致诸如浸没光刻术和极紫外辐射(EUV)光刻术等技术的发展，然而它们成本较高。

一种已经得到越来越多的关注的潜在的以低成本获得更小特征的方法是所谓的压印光刻术，其通常使用“印章”(通常称为压印模具)以将图案转移到衬底上。压印光刻术的优点在于，特征的分辨率不会受到例如辐射源的发射波长或投影系统的数值孔径的限制。相反，分辨率主要受限于压印模具上的图案密度。

通常光刻术包括将若干个图案应用至衬底上，图案被彼此层叠、使得它们一起形成例如集成电路等器件。将每个图案对准之前提供的图案是重要的考虑方面。如果图案没有充分精确地彼此对准，则这会导致在层之间的某些电连接没有实现。这可能又会引起器件失效。因此，光刻设备通常包括对准设备，其可以用于将每个图案与先前设置的图案对准，和/或与提供至衬底上的对准标记对准。

通常，衬底被夹持到衬底保持装置，并且衬底保持装置和/或压印模具(或多个压印模具)在多次压印之间相对于另一个是可移动的。通常，控制系统，例如运行计算机程序的计算机，使用来自对准设备的信息以在压印每个图案的时候控制衬底和/或压印模具相对于另一个的位置。在本说明书中，术语“衬底”意味着包括形成衬底的一部分的任何表面层，例如平面化层或抗反射涂层。

发明内容

压印光刻术涉及将衬底的将要被图案化的表面上的可压印介质图案化。图案化的步骤可以包括：将压印模具的图案化表面与可压印介质的层接触，使得可压印介质流入图案化表面内的凹陷内并且被图案化表面上的凸起推开。凹陷限定压印模具的图案化表面的图案特征。通常，在图案化表面和可压印介质彼此接触时可压印介质是可流动的。在可压印介质的图案化之后，可压印介质被适当地变成非可流动(或凝固状态)并且压印模具的图案化表面和图案化的可压印介质被分开。然后衬底和图案化的可压印介质通常被进一步处理，以便图案化衬底。可压印介质通常由将要被图案化的衬底表面上的可压印介质液滴形成。

图案化的可压印介质中的图案化失真可能由于在压印模具的图案化表面和/或衬底和/或可流动的可压印介质之间捕获的气窝产生。例如，一旦可压印介质已经设置就位，则在压印模具和衬底上的可压印的可流动介质(例如抗蚀剂)之间捕获的气窝可以导致不规则，因此常规地，必须在可压印介质设置就位之前提供足够的时间用于使气体扩散/溶解到可压印介质、衬底或压印模具中或者从可压印介质、衬底或压印模具中逃逸。这会导致用于气体溶解/扩散或逃逸的时间成为压印循环中决定速度的步骤。本发明的一个实施例涉及一种用以加速气体逃逸或溶解/扩散的方法和设备。

例如氦气等高扩散气体可以用于形成执行压印的气体环境。则任何被捕获的气窝可以更迅速地溶解或扩散进入可压印介质、衬底或压印模具。然而，这种方法产生的间题在于，气体的溶解和/或扩散是相对慢的过程，甚至在使用例如氦气等气体时也是如此。这会导致需要将压印模具和可压印介质保持在一起若干秒、几十秒、甚至几分钟，以便减少气窝对图案化造成的变形。这又会导致压印光刻工艺的产量减少，因为扩散时间可以是阻止较早地将压印模具和图案化的可压印介质分开的决定速度的步骤。这意味着，用于可压印介质(例如抗蚀剂液滴)的压缩成型的时间成为压印循环中确定速度的步骤。因此，需要例如一种方法和设备以克服现有技术中的这种问题或其他问题。

因此，在一实施例中，目的尤其在于提供一种压印光刻方法和设备，其允许更迅速地使压印模具和图案化的可压印介质分开，而没有捕获的气窝。