[发明专利]压印光刻设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种紫外压印光刻设备和用于制造器件的方法。

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内特征的密度。在光学光刻技术中，对更小特征的推动已经导致发展了诸如浸没光刻和极紫外(EUV)光刻技术等技术，然而它们成本较高。

一种已经得到越来越多关注的潜在的低成本的用以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，分辨率主要由压印模具上的图案密度限定。

压印光刻术包括图案化将要被图案化的衬底的表面上的可压印介质。所述图案化可以包括：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中的凹陷内并被图案化表面上的突起推到一边。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。在图案化可压印介质之后，可压印介质适于变成不可流动的或冻结状态，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，通常衬底和图案化的可压印介质被进一步处理，以便图案化或进一步图案化衬底。通常，可压印介质由将要被图案化的衬底的表面上的可压印介质液滴形成。

发明内容

紫外压印光刻，尤其是步进闪光压印光刻(SFIL)，通常包括将紫外线可固化的可压印液体介质(例如紫外线可固化的光致抗蚀剂)的液滴的阵列分散到例如衬底上，随后对准压印模具的图案化表面和液滴的阵列，或对准压印模具的图案化表面和衬底，并且将图案化表面和衬底放在一起(例如通过将图案化表面移向衬底，将衬底移向图案化表面，或同时朝向彼此移动图案化表面和衬底)，使得压印模具的图案化表面接触液滴。当图案化表面和衬底放在一起，液滴可以铺开且流动以基本上充满图案化表面中的凹陷。通常，随后紫外线可固化的可压印介质夹在压印模具和衬底之间、压印模具和衬底保持在一起持续一个保持时间段，紫外线可固化的可压印液体介质被固化。通常，紫外辐射被引导通过适于透过或半透过紫外辐射的压印模具到紫外线可固化的介质。例如，压印模具可以是例如石英等材料。一旦紫外线可固化的可压印液体介质已经充分固化，使得固化介质的最终的图案化层自支撑，然后压印模具与衬底和最终的图案化层分开(例如，通过从衬底移离图案化表面、通过从图案化表面移离衬底、或同时相对彼此移离图案化表面和衬底)。“自支撑”意味着一旦压印模具与图案化层分开，图案化层具有充分高的粘度或被充分凝胶化或固化或硬化，以保持图案化表面的压印形状。然后，压印模具可以用于压印其他衬底，或相同衬底的其他部分，并且重复上述过程。通过传统的刻蚀技术，例如在光学光刻技术中通常使用的，使得固化的层中的图案可以转移到下面的衬底。

相对于诸如光学光刻技术等其他光刻工艺，低产出率可能是例如SFIL等压印光刻方法的问题。用于使紫外线可固化的可压印液体介质的液滴流入压印模具上的图案化表面的凹陷中、使得凹陷基本上被充满所花费的时间是整个工艺中最花费时间的步骤之一，通常超过2秒。因为紫外线可固化的可压印液体介质流入凹陷以基本上充满凹陷花费的时间，紫外线可固化的可压印液体介质的粘度应该尽可能得低，以促进流动。在已知的紫外压印光刻方法中，在已经填充图案化表面的凹陷之后，紫外线可固化的可压印液体介质开始固化成自支撑图案化层。这使得一直到图案化表面的凹陷被充分填充之前紫外线可固化的可压印液体介质的粘度不会增大。任何粘度的增大会潜在地导致更长的用于凹陷的填充时间段，延长整个工艺时间或过程时间。通常，在通常发生固化期间，保持步骤需要另外的0.5到1秒，并且这也对总的工艺时间具有很大的贡献。

通过使用较高的紫外辐射功率可以潜在地缩短保持时间段的持续时间，但是这会导致一个或多个与压印模具、可压印介质和/或衬底升温相关的问题，例如由热膨胀引起的应力和变形。

因此，期望，例如提供一种压印光刻方法和设备，其允许更快速地分离压印模具的图案化表面和由紫外压印光刻(尤其是SFIL)形成在衬底上的图案化层，以便提高工艺产出。因此，期望例如提供一种压印光刻方法和设备，其能够缩短保持时间段的持续时间。因此，期望例如提供一种压印光刻方法和设备，其不需要对紫外压印光刻设备的物理特征和特性进行实质修改，使得可以通过对已有的紫外压印光刻设备做很小的修改就能够实现本发明的实施例。