压印光刻的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种光刻设备，其包括用来保持多个压印模板的模板保持器和用来保持基板的基板保持器，所述模板保持器位于基板保持器的下方。
【专利说明】压印光刻【技术领域】
[0001]本发明涉及压印光刻。
【背景技术】
[0002]光刻设备是一种将所需的图案施加至基板的目标部位上的机器。光刻设备通常例如用于制造集成电路(IC)、平板显示器以及其他包含精细结构的设备。 [0003]人们希望能够降低光刻图案中特征部的尺寸，因为这样就能在给定的基板面积上得到更大密度的特征部。在光刻中，通过使用较短波长的辐射可以得到更高的分辨率。然而，存在许多与这种尺寸减小相关的问题。当前的系统将开始采用波长在193nm波段内的光源，然而即使在这个波段内，衍射限制也成为一种障碍。在低波长时，材料的透射性非常差。能够增大精度分辨率的光学光刻机需要复杂的光学器件和稀有材料，并因此非常昂贵。
[0004]用来印刷IOOnm以下的特征部的另一种方案称为压印光刻，包括使用一个物理模具或模板将图案压印入压印介质中从而将图案转印到基板上。该压印介质可以是所述基板也可以是涂覆在所述基板表面上的材料。该压印介质可以是功能性的或者可以作为“掩模”而将图案转印到下面的表面上。这种压印介质例如可以是沉积在基板上的抗蚀剂，例如半导体材料，模板所限定的图案被转印到其中。压印光刻实质上是一种在微米或纳米尺度上进行模制过程，其中，模板的构形限定了在基板上产生的图案。图案可以像光学光刻工艺那样是分层的，因此，原则上，压印光刻可以用于如集成电路(IC)制造的应用。
[0005]压印光刻的分辨率仅仅受模板制造工艺的分辨率的限制。例如，压印光刻可以用来生产50nm以下范围内的特征部，与传统的光学光刻工艺可获得的分辨率相比，压印光刻具有明显提高的分辨率和线边缘粗糙度。此外，压印工艺不需要昂贵的光学器件、先进的照明源或者光学光刻工艺通常所需的专门的抗蚀剂材料。
[0006]目前的压印光刻工艺可能具有一个或更多以下将提到的缺陷，特别是有关获得覆盖精度和/或高生产量的缺陷。然而，压印光刻可达到的分辨率和线边缘粗糙度的极大提高足以促使人们努力去解决这些和其他问题。
[0007]典型的，在压印光刻中，压印介质被喷墨印刷到基板上，然后，模板被压入该压印介质中。因此出现了一个问题，就是在压印介质被模板压印之前，部分压印介质会从基板上蒸发。
【发明内容】
[0008]根据本发明的第一方面，提供一种光刻设备，包括用来保持多个压印模板的模板保持器和用来保持基板的基板保持器，其中，所述模板保持器位于所述基板保持器的下方。
[0009]根据本发明的第二方面，提供一种光刻设备，包括用来保持多个压印模板的模板保持器和用来保持基板的基板保持器，其中，所述模板保持器布置成使得当压印模板被保持在模板保持器中时压印模板的上表面保持暴露。。
[0010]根据本发明的第三方面，提供一种光刻设备，包括用来保持多个压印模板的模板保持器和一个或多个将液体配送到所述多个压印模板上的分配器。
[0011]根据本发明的第四方面，提供一种压印光刻方法，包括将压印介质施加到多个压印模板的带图案的表面，然后将压印模板与基板压靠接触，使得压印介质被转印至基板。
[0012]根据本发明的第五方面，提供一种光刻设备，包括用来保持多个压印模板的模板保持器，所述模板保持器布置成使得当压印模板被保持在模板保持器中时，这些压印模板的最上表面基本上位于同一平面内。
[0013]根据本发明的第六方面，提供一种光刻设备，包括:用来保持多个压印模板的模板保持器；用来保持基板的基板保持器；和，与各压印模板相关联的多个冲头，其中，每一个冲头围绕一区域进行冲压，每个冲头的尺寸使得冲头围绕进行冲压的区域大于与之关联的压印模板的区域。
[0014]根据本发明的第七方面，提供一种压印光刻方法，包括:将压印介质施加到多个压印模板的带图案表面以及保持该多个压印模板的压印模板保持器；使得该压印介质变成基本上为固态；使用冲头切穿该基本上为固态的压印介质，这些冲头布置成沿着落在各压印模板周边外部的周边切穿该压印介质；和，使得压印模板与基板压靠接触。
[0015]根据本发明的第八方面，提供一种光刻设备，包括:用来保持多个压印模板的模板保持器；用来保持基板的基板保持器；光化辐射源；和辐射导向装置，其布置成引导该光化辐射穿过该模板保持器，而不引导光化辐射穿过该压印模板。
[0016]根据本发明的第九方面，提供一种压印光刻方法，包括:将压印介质施加到压印模板的带图案表面；将氰基丙烯酸酯施加到基板表面；和，将压印模板与基板压靠接触，使得该氰基丙烯酸酯诱发该压印介质的聚合反应。
[0017]根据本发明的第十方面，提供一种压印光刻方法，包括:将聚合物和溶剂施加到压印模板的带图案表面；使溶剂蒸发从而使得该聚合物成为固态；在基板上施加一层单体；将压印模板与基板压靠接触，使得该聚合物被推抵至该单体层；以及在接触之后，用光化辐射照射该单体层。
[0018]根据本发明的第十一方面，提供一种压印光刻方法，包括:将单体和聚合物的混合物施加到压印模板的带图案表面上；将压印模板与基板压靠接触；以及在接触之后，用光化辐射对该单体和聚合物的混合物进行照射。
[0019]根据本发明的第十二方面，提供一种压印光刻的方法，包括:将压印介质施加到压印模板的带图案表面；将平面层施加到基板的表面，该压印介质和该平面层都是液态的；以及在施加之后，将压印模板与基板压靠接触。
[0020]本发明的一个或更多实施例可应用于任何压印光刻过程，其中，带图案的模板被压印到成流动态的压印介质中，并且例如可以被应用于上面所述的热和紫外(UV)压印光亥IJ。为了便于理解本发明的一个或更多实施例，不需要更详细地描述那些已经提供的和在所属领域公知的压印过程。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]现在将结合附图并仅借助于实施例来进行描述本发明的【具体实施方式】，附图中相同的附图标记代表相同的部分，其中:
[0022]图1a-1c分别表示传统的软、热和UV光刻工艺的例子；[0023]图2表示当使用热和UV压印光刻在抗蚀剂上形成图案时所使用的两步蚀刻工艺；
[0024]图3示意性地图示了模板和沉积在基板上的典型的压印抗蚀剂层；
[0025]图4a_4c根据本发明实施例示意性地表示了压印光刻设备；
[0026]图5a_5c示意性地图示了本发明实施例的特性；和
[0027]图6a_14f示意性地图示了本发明的实施例。
【具体实施方式】
[0028]在压印光刻中有两种基本的方法，通常被称为热压印光刻和UV压印光刻。另外还有第三种“印刷”光刻被称为软光刻。图1a-1c分别图示了它们的一些示例。
[0029]图1a示意地描述了软光刻工艺，包括将分子层11 (典型地为油墨，例如硫醇)从柔性模板10(典型地是由聚二甲基硅氧烷(PDMS)制成)上转印到抗蚀剂层13上，抗蚀剂层13支撑在基板12和平面转印层12’上。模板10在其表面上具有特征部构成的图案，分子层沉积在这些特征部上。当模板抵压在该抗蚀剂层上时，分子层11粘附到抗蚀剂上。一旦将模板从抗蚀剂上移开，分子层11则粘在抗蚀剂上，残留抗蚀剂层被蚀刻，使得没有被转印分子层覆盖的抗蚀剂区域被向下蚀刻至基板。
[0030]在软光刻中所使用的模板很容易变形，因此不适合高分辨率应用，例如不适合在纳米尺度上的应用，这是因为模板的变形对压印图案产生非常不利的影响。另外，当制造多层结构时，其中相同的区域会被重叠覆盖多次，软压印光刻不能提供纳米尺度上的覆盖精度。
[0031]热压印光刻(或热模压印)当用于纳米尺度时也被称为纳米压印光刻(NIL)。这种工艺使用较硬的模板，该模板例如是由硅或镍制造，对于磨损和变形具有更强的抵抗力。这种技术例如已在美国专利N0.6482742中记载并在图1b中示出。在典型的热压印工艺过程中，坚硬的模板14被压印到热固性或热塑性聚合树脂15中，聚合树脂15已被浇铸在基板12的表面上。该树脂可以例如是被旋转涂覆且烘焙在基板表面上或者更加典型地(如实施例所示)在平面转印层12’上。“硬”这个词当描述压印模板时应当理解为包括通常被认为介于“硬”和“软”之间的材料，例如“硬”橡胶。特定材料用于压印模板的适用性是由它的应用需求来决定的。
[0032]当使用热固性聚合树脂时，该树脂被加热到一定温度，使得当该树脂与模板接触时，树脂可以充分流动进入在模板上形成的图案特征部中。然后升高该树脂的温度以便热固化(例如交联)该树脂，从而该树脂凝固并且不可逆地形成所需的图案。然后该模板被移走，并冷却该图形化树脂。
[0033]在热压印光刻工艺过程中的使用的热塑性树脂的例子是聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚苄基丙烯酸甲酯或聚甲基丙烯酸环己酯。热塑性树脂被加热，使其在即将用模板压印之前处于可自由流动的状态。通常需要将热塑性树脂加热到大大高于树脂的玻璃转变温度的温度。模板被按压到该流动树脂中，施加足够的压力以保证树脂流入在模板上所限定的全部图案特征部中。然后在模板处于原位的情况下将树脂冷却到它的玻璃转变温度以下，于是，树脂不可逆地形成了所需的图案。该图案由这样的特征部构成，即，这些特征部明显区别于残留树脂层，而该残留树脂层之后可通过适当的蚀刻工艺被去除而只留下这些图案特征部。
[0034]将模板从固化树脂上移开之后，进行图2a到2c所示的两步蚀刻工艺过程。基板20之上紧接着有平面转印层21，如图2a示意性所示出的。该平面转印层的作用是双重的。它提供一个基本平行于模板表面的表面，帮助保证模板和树脂之间的接触是平行的，另外还可以提高印刷特征部的纵横比，如这里所述。
[0035]将模板移走之后，固化树脂的残留层22被留在平面转印层21的上面，成形为所需图案。第一步蚀刻是各向同性的并去除了部分残留层22，形成了纵横比较差的特征部，其中LI是特征部23的高度，如图2b所示。第二步蚀刻是各向异性的(或选择性的)，并提高了纵横比。各向异性的蚀刻去除了平面转印层上没有被固化树脂覆盖的部分，将特征部23的纵横比提高至(L2 / D)，如图2c所示。如果压印聚合物具有足够的抗蚀能力，蚀刻之后留在基板上的聚合物的厚度衬度可被作为例如干蚀刻的掩模，例如作为剥离(Iift-off)工艺的一个步骤。
[0036]热压印光刻具有一些缺点，不仅图案转印需要在较高温度下进行，而且为了保证树脂在模板移走之前能够充分凝固还需要相对较大的温度差。需要的温度差在35到100°C之间。例如在基板和模板之间的热膨胀差会导致转印图案的变形。由于压印材料的粘性，这种情况会因为压印步骤所需的较高压力而进一步加剧，这会导致基板的机械变形和图案的变形。
[0037]另一方面，UV压印光刻不涉及如此高的温度和温度变化，也不需要粘性的压印材料。相反，UV压印光刻包括使用部分或全部透光的模板以及UV固化液体，该UV固化液体典型地是单体，例如丙烯酸酯或甲基丙烯酸脂。UV压印光刻已被讨论过，例如在J.Haisma 的文章 “Mold-assisted nano lithography:A process for reliable patternreplication(模具辅助的纳米光刻:一种可靠的图案复制工艺)”，其发表于J.Vac.Sc1.Technol.B14(6)，1996年11月/ 12月。通常，任何光聚合材料都可以使用，例如单体和引发剂的混合物。固化液体包括例如二甲基硅氧烷的衍生物。这些材料的粘性都比在热压印光刻中使用的热固性或热塑性材料的粘性小，因此在填充模板的图案特征部时流动得更快。低温低压操作有利于提高生产能力。尽管称谓“UV压印光刻”意味着经常使用UV辐射，然而本领域技术人员知道任何合适的光化辐射都可以使用(例如可以使用可见光)。因此，在此提到的任何UV压印光刻，UV辐射、UV固化材料等，都应理解为包括任何合适的光化辐射，而不应理解为仅仅限于UV辐射。
[0038]UV压印工艺的例子如图1e所述。一种石英模板16以与图1b工艺过程相似的方式应用于UV固化树脂17。与在使用热固性树脂的热模压印中提高温度或者使用热塑性树脂时的温度周期变化不同，为了使树脂聚合并从而将其固化，将UV辐射透过石英模板施加于该树脂上。一旦移走模板，蚀刻抗蚀剂残留层的其余步骤与此处描述的热模压印过程相同或相似。通常使用的UV固化树脂具有的粘性比常用的热塑性树脂低得多，这样可以使用较低的压印压力。由于低压使得物理变形减小，再加上由于高温和温度变化使得变形减小，这就使得UV压印光刻适合于需要高的覆盖精度的用途。此外，UV压印模板的透光特性使得光学校准技术同时适用于该压印工艺。
[0039]尽管这类压印光刻主要使用UV固化材料，并因此通常被称为UV压印光刻，然而其它波长的辐射也可以用来固化经合适选择的材料(例如，激活聚合作用或交联反应)。通常，如果可以获得合适的压印材料，任何可以启动这些化学反应的辐射都可以使用。可替代的“激活辐射”包括例如可见光，红外线辐射，X射线辐射和电子束辐射。在此处的一般描述中，当提到UV压印光刻和使用UV辐射时，并不是要把这些和其他可能的激活辐射方式排除。
[0040]作为使用与基板表面保持基本平行的平面模板的压印系统的一种替代方案，辊子压印系统已经发展起来。已经提出了热辊子压印系统和UV辊子压印系统，其中模板在辊子上形成，但是除此之外这种压印过程与使用平面模板的压印非常相似。除非是上下文提到，否则，提到的压印模板也包括辊子模板。
[0041]有一种UV压印光刻的进步技术，称为步进快闪式压印光刻(SFIL)，其可被用于以与在例如IC制造中常规使用的光学步进器相类似的方式以很小的步长在基板上构图。这包括:通过将模板压印到UV固化树脂中而一次印刷该基本的小面积，UV辐射穿透模板进行“快闪”而固化模板下的树脂，移开模板，步进到基板的相邻区域并重复上述操作。这种小面积尺寸的步进和重复过程可以帮助减少图案变形和CD变化，这使得SFIL非常适用于IC制造和其他需要高覆盖精度的装置的制造。美国专利申请公开文本2004-0124566详细描述了 一种步进快闪式压印光刻设备的例子。
[0042]尽管在理论上UV固化树脂可施加至整个基板表面(例如通过旋转涂覆)，但是由于UV固化树脂的挥发性会导致一些问题出现。
[0043]一种解决这些问题的方法被称为“按需滴液(drop on demand) ”工艺，其中，在即将用模板进行压印之前，以液滴的形式将树脂配送到基板的目标区域。该液体的配送是被控制的，使得一定体积的液体被沉积到基板的特定目标区域。该液体可以以多种不同的方式配送，小心控制液体体积图案的布置相结合可被用来限制该目标区域的构图。
[0044]所提到的按需配送树脂不是无关轻重的事。液滴的大小和间隔需要仔细控制来保证有足够的树脂填充模板特征部，同时使多余的树脂最少，多因为一旦邻近的液滴接触流体，树脂将无处流动，多余的树脂会被滚压为不希望的厚度和不均匀的残留层。
[0045]尽管这里提到将UV固化液体沉积到基板上，但是该液体也可以被沉积到模板上，并通常应用相同的技术和考虑相同的因素。
[0046]图3示出了模板、压印材料(可固化的单体、热固性树脂、热塑性树脂等)和基板的相对尺寸。基板的宽度D与固化树脂层的厚度t的比值在IO6的数量级。值得指出的是，为了避免从模板上凸出的特征部损坏基板，尺寸t应该大于模板上凸出特征部的深度。
[0047]压印之后余下的残留层对于保护下面的基板是很有用的，但是正如此处所指出的，它也可能带来一些问题，特别是当需要高分辨率和/或最小的⑶(临界尺寸，criticaldimension)变化时。第一步“穿透”蚀刻是各向同性的(非选择性的)，并由此在某种程度上腐蚀了压印的特征部和该残留层。如果残留层覆盖得过厚和/或不均匀，这种情况则会加剧。这个问题例如会导致最终形成在下面基板上的线条的厚度的变化(即，临界尺寸的变化)。在第二步各向异性蚀刻中，在转印层中蚀刻出的线条厚度的均匀性依赖于在树脂中留下的特征部形状的纵横比和完整性。如果该残留树脂层是不均匀的，那么非选择性的第一步蚀刻会留下一些具有圆形顶部的特征部，从而这些特征部不能很好地形成以保证在第二步和随后的蚀刻过程中线条厚度的均匀性。原则上，保证该残留层尽可能地薄就可以减少上述问题，但是这需要施加非常大的压力(可能会增加基板的变形)和相对较长的压印时间(可能会降低产量)，这是所不希望的。
[0048]该模板是压印光刻系统中非常重要的部件。正如此处提到的，模板表面上的特征部分辨率是印刷在基板上的特征部可达到的分辨率的限制因素。用于热和UV压印光刻的模板通常是通过两步工艺过程形成的。开始，将需要的图案使用例如电子束刻写(例如用电子束图案发生器)的方式记录下来，从而在抗蚀剂中得到高分辨率图案。这个抗蚀剂图案被转印到一薄层铬上，它为最后的各向异性蚀刻步骤形成了一个掩模，以便将图案转印到该模板的基体材料上。也可以使用其他的技术，例如离子束光刻，X射线光刻，远紫外光亥IJ，外延生长，薄膜沉积，化学蚀刻，等离子体蚀刻，离子蚀刻或离子铣削。通常，当该模板实际上是I倍掩模蚀，能够获得高分辨率的技术将被使用，其中，转印图案的分辨率受到模板上的图案的分辨率的限制。
[0049]模板的剥离性能也需要考虑。例如可以使用一种表面处理材料来处理该模板，从而在模板上形成具有低的表面能的薄的剥离层(簿的剥离层可以被沉积在基板上)。
[0050]在压印光刻的研制中还需要考虑的是模板的机械耐久性。在压印抗蚀剂的过程中模板要承受很大的力，和在热光刻中，还可能承受极大的压力和高温。这会导致模板的磨损，因此极为不利地影响压印在基板上的图案的形状。
[0051 ] 在热压印光刻中，使用与将被构图的基板相同或相似材料的模板具有潜在的优势，就是可以减小两者之间的热膨胀差别。在UV压印光刻中，该模板对于该激活辐射来说是至少部分地透光的，并因此可以使用石英模板。
[0052]尽管在本文特别提到了在IC制造中使用压印光刻，但应当理解在此描述的压印设备和方法可以有其它的应用，例如制造集成光学系统、用于磁畴存储器的制导和探测图案、硬盘磁介质、平板显示器、薄膜磁头等。
[0053]如文中所述，特别提到了使用压印光刻借助于实际上作为抗蚀剂的压印树脂将模板图案转印到基板上，在一些情况下，该压印材料本身可以是功能材料，例如具有电传导或热传导、光学线性或非线性响应以及其它功能。例如，该功能材料可以形成导电层、半导体层、电介质层或具有其他需要的机械、电学或光学性质的层。一些有机物也可以是合适的功能材料。这些应用都在本发明实施例的范围之内。
[0054]图4a示意性地描述了一种压印光刻设备，它包括一个保持在模板保持器41内的压印模板40以及保持在基板台43上的基板42。与传统的压印光刻设备相比，该压印模板40设置在基板台43和基板42的下方。基板42通过设在基板台表面处的真空而被牢固地固定在基板台43上。喷墨嘴44被布置成用来将压印介质45的液滴提供到压印模板40上(可以使用多个喷墨嘴)。这是与传统的压印光刻设备相反的地方，在传统的压印光刻设备中，压印介质被提供在基板上而不是压印模板上。
[0055]压印模板40的全部表面或者至少是具有要被压印到基板42上的图案的那部分区域被压印介质45的液滴覆盖。尽管图4A显示的液滴45相互接触，但是这些液滴也可以是相互分离的。
[0056]与基板42的材料性质相比，由于压印模板40的材料性质,压印介质45的蒸发可以小于压印介质45施加在基板42上的情形。材这些料性质将会在下面进一步讨论。
[0057]参看图4B，压印模板40向上移动(和/或基板向下移动)，直到压印模板与基板42接触并压靠在一起。这会使压印介质45流入在压印模板40上构成图案的凹槽内。压印模板40保持在这个位置直到压印模板的基本上所有的凹槽都被压印介质45充满。接着，如图4C所示，光化辐射(例如UV辐射或可见光)指向压印介质45。光化辐射穿过压印模板40，该压印模板40对所用的波长是透明的，并且，该光化辐射被压印介质45吸收。该压印介质被光化辐射固化，具有这样的效果，即，一旦将压印模板移走，该压印介质45保持由压印模板40所压印的该图案。该基板随后以传统方式被化学处理。
[0058]如上所述，压印介质45从压印模板40上的蒸发可以小于将压印介质施加在基板42上时所产生的蒸发。这是由于压印模板40的材料性质所导致的。
[0059]图5A不意性地表不了位于具有润湿表面的基板46上的一滴压印介质45a。与图4所示的基板不同，图5A所示的基板46具有常规取向。图5B表示了位于非润湿表面51上的一滴压印介质45b。
[0060]通常，液体和固体表面之间的相互作用依赖于它们各自的极性。如果液体和固体表面具有相同的极性，那么固体表面就是浸润表面。例如，一种极性液体(例如水)浸润极性玻璃基板。当压印介质和一表面具有相同的极性(该表面是浸润的)，例如当该表面是基板46，该压印介质将很容易地散布在整个表面上，并且压印介质液滴45a将成为图5A所示的形态。如果该表面是不浸润的，例如如果该液体和该固体表面具有相反的极性，那么压印介质和基板之间的接触面积将减少。在这种情况下，压印介质的液滴45b将成为图5B所示的形态。当包在表面和该液滴之间的角(如图5A和5B中的Θ )大于90度时，通常将该表面定义为浸润的。如果这个角度小于90度，如图5B所示，那么这个表面通常被称为不浸润的。
[0061]压印模板40是略微浸润的。如图5C所不,其中一滴压印介质45c与压印模板表面40的包角稍微大于90度。基板42的表面比压印模板40是显著更为浸润的(B卩，角Θ明显大于90度)，这通过比较图5A和5C可知。由于这个原因，提供于压印模板40上的压印介质液滴45c与压印模板的接触面积小于如果将其提供于基板46上时的情形。由于压印介质45c的液滴有同样的体积，较小的接触面积意味着液滴的高度将增加。液滴45c还具有明显更小的表面积；也就是说，与提供在基板上的液滴45a的圆顶面积相比，液滴45c的圆顶面积减小了。
[0062]从压印介质45的液滴表面会发生蒸发现象。在压印模板40上的压印介质液滴45c的表面积小于基板46上的压印介质液滴45a的表面积,这是由于压印模板40的表面的湿润度小于基板46的表面湿润度。这意味着压印介质45的蒸发被削弱了。
[0063]从基板46的表面到压印介质液滴的热传递是影响压印介质45蒸发量的贡献因素。当压印介质45的液滴被提供在压印模板40上时，热传递的影响减小，这是因为液滴较高地站立并且与该表面的接触面积较小，从而降低了热传递量。这有助于减少压印介质的蒸发量。
[0064]压印介质45的液滴边缘的蒸发量通常高于液滴其它部位的蒸发量。因为提供在压印模板40上的压印介质45的液滴的接触面积小于提供在基板46上的液滴的接触面积，因此液滴边缘的长度相应减小，液滴边缘的蒸发量也减少了。
[0065]本发明实施例的另一个优点是:对于给定体积的压印介质45的液滴，液滴之间的临界距离减小了。所述临界距离是为了保证压印介质45的两个液滴不会相互接触并合并成为一个单独的液滴所需要的距离。由于临界距离减小了，因此在压印之前提供的由压印介质45的液滴形成的图案就有了更大的灵活性。
[0066]如前所述，压印模板40上具有凹槽，这些凹槽一起形成了将要压印到压印介质45中的图案。这些图案通常包括数纳米或数十纳米分辨率的结构。该结构有可以减小各滴压印介质45与压印模板40之间的包角的效果，即它可以使压印模板是低浸润的。这种效果有时被称为“荷叶效应”，在莲属植物的叶子上可以看到这种现象，叶子上面长有细小的绒毛使得叶子不会湿润并且促使水滴沿着绒毛滚动，并且在它们前进时拾取灰尘并清洁叶子。
[0067]当压印模板40压靠在基板42上时，压印模板的低浸润性不会阻止压印介质45充分流过整个模板从而使得压印模板上的凹槽被填满。模板材料是充分浸润的以使压印介质45流入压印模板上所有的凹槽内。由常规材料(例如石英)制造的压印模板可以与由常规材料(例如硅)制造的基板一起使用。压印模板40放置在基板42的下方，这样重力作用可以保持住提供在压印模板上表面上的压印介质45的液滴。如果压印模板40放置在基板42的上方并面朝下，那么重力作用会导致压印介质45的液滴从压印模板上滴落。
[0068]如此所述，基板42可具有平面转印层(图4和图5中未示出)。该平面转印层用来提供一个与压印模板40的表面基本平行的表面。这个平面转印层在蚀刻压印特征部的过程中提高了这些特征部的纵横比。
[0069]尽管在图4和图5中所示的压印模板40是水平的，但是可以理解诶，压印模板也可以与水平面有一小角度，只要这个角度不足以使压印介质45的液滴在压印模板的平面上移动。
[0070]在本发明的实施例中，氰基丙烯酸酯可以代替UV辐射来固化该压印介质。参看图6a，基板100上提供有一个平面转印层101。低粘性氰基丙烯酸酯102以液滴阵列的形式被油墨印刷(ink-printed)到基板100上。这是在干燥空气中进行的，这是因为氰基丙烯酸酯接触水会发生聚合反应。这种对氰基丙烯酸酯102的油墨印刷非常快，典型地只需要几秒钟就可以为整个基板100提供氰基丙烯酸酯。如图6b所示，一旦整个基板100都被提供了氰基丙烯酸酯102，此前已提供有一层压印介质104的压印模板103就与基板100对准并按压在基板上。这使得氰基丙烯酸酯102发生聚合反应，即固化该压印介质。一旦完成了聚合反应或者对压印介质104的固化,将压印模板103就从基板100上移走,如图6c所示。固化的压印介质104保留在基板100上，并包括了与压印模板103底侧的图案相对应的图案。
[0071]该压印介质104例如可以是富硅聚合物。这种类型的聚合物是有益的，因为这种材料是浸润的，并因此可以容易地进入在压印模板103上形成图案的凹槽150中。这会使压印步骤本身(即将压印模板103压印到基板100上)很快完成。该压印步骤的压力可以选择使得该压印步骤的进行不会发生不适当的延迟。
[0072]本发明该实施例的一个优点是不需要为了固化压印介质104而采用UV辐射(或其它光化辐射)。这意味着压印模板103不必采用可透射UV辐射的材料制造。合适的不贵的材料可以用来制造该压印模板，例如镍或其它金属。
[0073]应当指出的是氰基丙烯酸酯102不包含硅，因此也不会形成蚀刻屏障层。相反，该氰基丙烯酸酯102可以被认为是提供在基板100上的平面层101的延伸段。换句话说，为了保证压印在压印介质104中的图案的特征部被合适地形成而所需的蚀刻量不受到该氰基丙烯酸酯的影响。[0074]本发明的实施例中所使用的氰基丙烯酸酯包括氰基丙烯酸甲酯，氰基丙烯酸乙酯，或者烷氧基氰基丙烯酸乙酯。氰基丙烯酸酯有时称为强力胶水(superglue)。氰基丙烯酸乙酯的结构式如下所示:
【权利要求】
1.一种光刻设备，包括用来保持多个压印模板的模板保持器和一个或多个将液体配送到所述多个压印模板上的分配器。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述的一个或多个分配器是喷墨嘴。
3.如权利要求1所述的设备，其中，所述液体是压印介质。
4.如权利要求1所述的设备，还包括用来保持基板的基板台。
5.一种压印光刻方法，包括将压印介质施加到多个压印模板的带图案的表面，然后将压印模板与基板压靠接触，使得压印介质被转印至基板。
6.如权利要求5所述的方法，还包括用光化辐射照射该转印的压印介质，该光化辐射的波长适合于使该压印介质固化。
7.如权利要求5所述的方法，还包括在压印模板与基板压靠接触之前将平面层施加至所述基板。
8.一种光刻设备，包括用来保持多个压印模板的模板保持器，所述模板保持器布置成使得当压印模板被保持在模板保持器中时，这些压印模板的最上表面基本上位于同一平面内。
9.如权利要求8所述的设备，其中，所述压印模板保持器布置成使得当压印模板被保持在模板保持器中时，这些压印模板的最上表面与压印模板保持器的最上表面基本上位于同一平面内。
10.一种光刻设备，包括:用来保持多个压印模板的模板保持器；用来保持基板的基板保持器；光化辐射源；和辐射导向装置，其布置成引导该光化辐射穿过该模板保持器，而不引导光化辐射穿过该压印模板。
11.一种压印光刻方法，包括:将聚合物和溶剂施加到压印模板的带图案表面；使溶剂蒸发从而使得该聚合物成为固态；在基板上施加一层单体；将压印模板与基板压靠接触，使得该聚合物被推抵至该单体层；和接触之后，用光化辐射照射该单体层。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述单体层包括一定比例的聚合物。
13.—种压印光刻方法，包括:将单体和聚合物的混合物施加到压印模板的带图案表面上；将压印模板与基板压靠接触；和接触之后，用光化辐射对该单体和聚合物的混合物进行照射。
14.如权利要求13所述的方法，其中，该单体和聚合物的混合物的粘性足以使其与压印模板接触时不会破裂。
15.一种压印光刻方法，包括:将压印介质施加到压印模板的带图案表面；将平面层施加到基板的表面，该压印介质和该平面层都是液态的；和施加之后，将压印模板与基板压靠接触。
16.如权利要求15所述的方法，还包括在压印模板和基板接触之后，用光化辐射对该压印介质和该平面层进行照射。
【文档编号】G03F7/00GK103543602SQ201310495547
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2006年12月20日 优先权日:2005年12月21日
【发明者】S·F·伍伊斯特, J·F·迪克斯曼, Y·W·克鲁特-斯特格曼 申请人:Asml荷兰有限公司