[发明专利]纳米压印工艺中用于衬底的对齐系统和方法

说明书

技术领域

本发明的领域一般涉及结构的纳米制造。

背景信息

纳米制造涉及制造非常小的结构，例如制造具有纳米或更小量级的部 件的结构。纳米制造已经具有相当大影响力的一个领域是集成电路加工领 域。随着半导体加工产业继续争取更大生产率同时增多在衬底上形成的每 单位面积的电路，纳米制造变得越来越重要。纳米制造提供更好的工艺控 制，同时允许所形成结构的最小特征尺寸继续减小。已经采用纳米制造的 其它开发领域包括生物技术、光技术、机械系统等。

一种示例性的纳米制造技术通常称为压印光刻。示例性的压印光刻工 艺在多个出版物中都有详细描述，诸如题为“用于将部件设置在衬底上以复 制尺寸变化性最小的部件的方法和模具(Method and a Mold to Arrange Features on a Substrate to Replicate Features having Minimal Dimensional Variability)”的被提交为美国专利申请10/264,960的美国专利申请公开 2004/0065976、题为“在衬底上形成层以便于计量标准制造的方法(Method of Forming a Layer on a Substrate to Facilitate Fabrication of Metrology Standards)”的被提交为美国专利申请10/264,926的美国专利申请公开 2004/0065252、以及题为“用于压印光刻工艺的功能图案化材料(Functional Patterning Material for Imprint Lithography Processes)”的美国专利 6,936,194，以上专利或申请均转让给本发明的受让人，而且通过引用结合 在本文中。

在上述美国专利申请公开和美国专利中的每一个中公开的压印光刻技 术包括在可聚合层中形成凹凸图案，并将对应于该凹凸图案的图案转移到 下面的衬底中。该衬底可被定位在可动平台上，以获得期望位置以便于其 图案化。为此，采用了与衬底隔开的模板，且在模板与衬底之间存在可成 形的液体。该液体被固化以在其中形成所记录图案的固化层，该图案符合 与液体接触的模板的表面的形状。然后将模板与固化层分开，从而模板和 衬底被分隔开。然后对衬底和固化层进行加工，以将对应于固化层中图案 的凹凸图案转移到衬底中。

概述

一种用于将透明压印模板模具与衬底对齐的系统包括扫描传感器系 统，该扫描传感器系统产生光能束，并被配置成仅接收从检测面反射的出 现在相对于衬底表面的角窗(angular window)内的光能的部分。这些光栅 被设置成包围对应于压印模板的有效区。这些光栅具有检测面，这些检测 面具有对应于预定尺寸增量的间距，从而能确定位置。该系统还包括用于 在由工具坐标确定的透明模板模具下定位衬底的工具定位系统。该系统具 有设置在传感器系统与衬底之间的定位平台，该定位平台被配置成相对于 衬底的表面定位压印模板模具的有效区。

该系统具有用于产生控制信号的控制器，这些控制信号用于定位衬底 和传感器系统。传感器信号响应于所接收的从模板或衬底反射或散射的光 能的变化。

首先，公开了一种在平台坐标框架中定位和定向模板的方法。模板具 有带有可压印部件的有效区。模板上的光栅与压印部件同时产生，因而相 对于压印部件准确定位。光栅可由连续的线或多段线组成。传感器系统产 生光能束，且被配置成仅接收在相对于测量面的表面的小角窗中的光能部 分。在控制器中处理传感器信号以在工具坐标中定位该模板。

在另一实施例中，当测量光束经由反射面——该反射面倾斜以引导反 射光束到达传感器的接收器——被反射时，同一光传感器可定位衬底的边 缘。当衬底的边缘阻挡返回光束时，接收器处的光能改变，这表明衬底边 缘的位置。可确定衬底的中心位置和衬底ID的直径。

在另一实施例中，公开了一种用于在平台坐标框架中定位/定向压印衬 底的相似的系统/方法。衬底包含用具有匹配光栅的模板压印之后的光栅。 衬底上的光栅具有对应于模板的间距的相同间距。通过收集来自衬底光栅 的光能，可使用用于该模板的同一传感器来定位/定向该衬底。通过测量压 印光栅在衬底上的位置和取向，可使用光栅相对于衬底的误差来补偿后续 压印的定中心误差和定向误差。可调节针对定中心误差的补偿，从而可将 衬底上的压印部件偏置到预定方向。