專利名稱：非接觸漫射固化曝光的系統(tǒng)、方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總地涉及納米壓印，更特別地，涉及為制造光聚物納米壓印壓模(stamper)提供非接觸漫射曝光的改進的系統(tǒng)、方法和裝置。
背景技術：
納米壓印是使圖案化記錄介質的概念成為產品的最可行技術。然而，由于制造母模(master)的極高成本，使用原始母模直接壓印以批量制造盤拷貝(replica)有壽命限制。還會有在壓印操作期間損壞原始母模的高風險。
克服這些問題的一種方法是使用“子母模(daughter master)”，其中盤拷貝壓印分為兩個階段。在第一階段，原始母模用來制造許多便宜的子壓模。然后，在第二階段，子壓模被用來壓印許多盤拷貝。
例如，圖1-4示出制造子壓模的一種方法。如圖1所示，壓?？刮g劑(stamper resist)的液滴21位于原始硅母模23上，其與具有凝膠墊27的壓模背墊板(stamper backing plate)25間隔開。在壓力之下(圖2)，板25接觸抗蝕劑21且使其分布在母模23上。如圖3所示，UV固化29然后固化抗蝕劑21從而在板25上形成圖案化壓模層30(圖4)或子母模/壓模。
現(xiàn)在參照圖5-8，描述一種盤拷貝壓印工藝的方法。如圖5所示，拷貝抗蝕劑的液滴31位于基板33上，其與板25和凝膠墊27上的子壓模30間隔開。在壓力之下(圖6)，子壓模30接觸抗蝕劑31且使其分布在基板33上。如圖7所示，UV固化39然后固化抗蝕劑31從而在基板33上形成圖案化拷貝層40(圖8)。
這些制造工藝期間會遇到的另一問題是缺陷和不期望的壓模表面微坑(dimple)的形成。例如，如圖9-11所示，壓模背墊板25會積累缺陷或污染物41(圖9)，例如碎屑、纖維、缺陷等。子壓模制造工藝期間(圖10)，凝膠墊27和板25如圖所示地被壓。污染物41迫使凸起43顯現(xiàn)在它們所位于的板25的相反表面上，在該情況下是板25的底部。這是因為板25的彈性形變的傳播。UV固化29之后，表面凸起43引起局部斑點，其薄化子壓模30，如圖所示。釋放壓力后(圖11)，底部板表面彈性恢復到其原始形狀(即平坦)，結果，子壓模30中的薄斑點形成壓模微坑45。壓模微坑45導致在壓印的拷貝上不期望的基層厚度不一致，其又導致不一致圖案在RIE之后轉移到盤表面。
再一潛在問題源發(fā)生在制造子壓模的UV固化工藝期間。如圖12所示，UV輻射作為準直束被發(fā)射。當準直UV光29穿過凝膠墊27和板25時，任何額外的缺陷或污染物47例如其他類型的碎屑或顆粒在抗蝕劑21上形成陰影。這些陰影形成沿壓模層/母模界面的不一致UV曝光強度區(qū)域50并導致另外的表面形貌和因此產生的表面缺陷。UV光強度的不一致是由于位于UV束路徑中的污染物49的遮蔽效應。
UV固化之后光聚物通常有可觀的體積縮小(約10％)。另外，光聚物的機械屬性也隨著聚合工藝而改變。從液體到固態(tài)該改變比體積縮小更顯著?？紤]到隨著固化水平而進展的抗蝕劑屬性的全部改變，預期存在相當復雜的熱-機械相互作用且應力平衡在遮蔽區(qū)域和背景光聚物層之間起作用。
拷貝厚度塊缺陷(patch defect)由于其較大尺寸和高缺陷密度而可以對盤拷貝的質量有顯著的負面影響。這些缺陷可以通過反映它們的基層厚度變化的顏色對比而從背景容易地檢測到。這些缺陷中基層厚度分布在約50到200nm的范圍，其遠厚于一致區(qū)域的厚度分布(約20nm或更小)。因此，這些缺陷阻止了用來制造圖案化盤基板的反應離子蝕刻(RIE)工藝期間一致的圖案轉移。
幾乎不可能從壓印系統(tǒng)完全去除嵌埋在凝膠墊中的雜質(例如氣泡、雜質等)、板上的表面缺陷(例如擦痕)、或者氣載沉降物顆粒。獲得優(yōu)良質量的所使用的每種材料和用于納米壓印操作的極佳清潔環(huán)境是非常昂貴的，如果不是不可能的話。與其優(yōu)化壓印操作中包括的所有事物，彌補造成所述問題的根本是更合意的。因此，期望一種用于制造光聚物納米壓印壓模的能避免所述問題的改進的系統(tǒng)、方法和裝置。

發(fā)明內容
用于壓模構造的系統(tǒng)、方法和裝置的一個實施例包括Mylar膜負載柱、石英頂板、凝膠墊、壓模背墊板、壓?？刮g劑、以及硅或石英母模。UV光漫射器置于該石英板之上。漫射器的用途在于使準直UV光束隨機化從而減弱來自位于UV光學路徑中的任何缺陷物的遮蔽效應。
另外，該凝膠墊配置為組合中心圓墊和外環(huán)狀墊，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單個大圓墊。因此，環(huán)形“非接觸”區(qū)域形成在兩個墊片之間。設計兩個墊組合的尺寸和形狀以避免母模上的圖案化壓印區(qū)域之上的直接凝膠墊接觸。凝膠墊、非接觸配置的目的在于消除沿負載柱引起的任何可能的表面變形，且由此避免任何形變彈性傳播到壓?？刮g劑表面。
結合所附權利要求和附圖參考下面對本發(fā)明的詳細描述，本發(fā)明的前述和其他目的和優(yōu)點將對本領域技術人員變得顯然。


因此，可獲得本發(fā)明的特征和優(yōu)點以及其他將變得顯然的方式，且可以更詳細地理解所述方式，通過參照示于附圖中的其實施例，可獲得上面概述的本發(fā)明的更特定的描述，所述附圖構成說明書的一部分。然而，將注意到，附圖僅示出本發(fā)明的實施例，因此不應被理解為對其范圍的限制，本發(fā)明可包括其他等效實施例。
圖1-4是常規(guī)子壓模制造工藝的剖視圖，示出其制造工序；圖5-8是常規(guī)盤拷貝壓印工藝的剖視圖，示出其制造工序；圖9-11是剖視圖，示出不期望的壓模表面微坑的形成；圖12是剖視圖，示出壓模層上的不期望的UV光遮蔽的形成；圖13是根據(jù)本發(fā)明構造的非接觸UV漫射器壓印工藝的一個實施例的剖視圖；圖14和15分別是根據(jù)本發(fā)明構造的在圖13的工藝中使用的凝膠墊和壓模背墊板的頂視圖和剖視圖；以及圖16是根據(jù)本發(fā)明構造的方法的一個實施例的高層次(high level)流程圖。
具體實施例方式
參照圖13-16，示出根據(jù)本發(fā)明構造的用于光聚物壓模制造的系統(tǒng)、方法和裝置的一個實施例。本發(fā)明包括具有開口103的膜支承件101(圖13)。膜105安裝到膜支承件101使得膜105跨膜支承件101中的開口103延伸并密封該開口。由諸如石英的材料形成的板107與膜105相鄰地定位以用于允許至少一些UV光穿過它。板具有軸109且沿徑向延伸。
如圖13-15所示，凝膠墊111安裝到板107。在一個實施例中，凝膠墊包括兩片，包括與板107軸對準的圓柱形的內部分113、以及與內部分113徑向間隔開且軸對準的環(huán)狀外部分115。壓模背墊板或子壓模117安裝到凝膠墊111。在一個實施例中，壓模117基本是截頭圓錐體形狀且具有一上表面，該上表面具有比下表面的直徑121大的直徑119(圖15)，如圖所示。凝膠墊111的最大直徑123大于壓模117的最大直徑119。
再參照圖13，母模125位于與子壓模117相鄰與凝膠墊111相反，且具有帶壓印特征的接觸表面127。定義在凝膠墊111的內和外部分113、115之間的徑向空間129與母模125的接觸表面127上的壓印特征的徑向位置一致。制造期間，光聚物抗蝕劑的層131位于母模125與子壓模117之間以用于根據(jù)母模125上的圖案化區(qū)域在子壓模117上形成圖案133。
在一個實施例中(圖3)，內部分113的外徑114等于或小于圖案133(即圖案化區(qū)域)的內徑116，外部分115的內徑118等于或大于圖案133或圖案化區(qū)域的外徑120。因此，凝膠墊111徑向上不位于圖案133之上，從而內部分113和外部分115都不位于圖案133之上。
本發(fā)明還包括位于與膜105相鄰且與板107相反用于將準直UV入射束137漫射為在光聚物抗蝕劑131處的隨機UV入射束139的UV束漫射器135。
本發(fā)明還包括制造光聚物壓模的方法。如圖16所示，該方法始于步驟141所示，且在如步驟155所示的結束之前包括配置具有內部分和與內部分徑向間隔開的外部分的凝膠墊(步驟143)；安裝子壓模(例如背墊板)到凝膠墊(步驟145)；放置光聚物抗蝕劑在具有圖案化區(qū)域的母模上(步驟147)；使子壓模117與母模125之間接觸(例如在使膜105變形且將壓印柱(column)一起壓的壓力下)從而凝膠墊111避免了壓在母模125的圖案化區(qū)域127上(步驟149)；將朝向光聚物抗蝕劑發(fā)射的準直UV束漫射成隨機UV入射束以固化光聚物抗蝕劑(步驟151)；從母模釋放子壓模使得圖案通過固化的光聚物抗蝕劑形成在子壓模上(步驟153)。
該方法還可包括將凝膠墊的內部分配置為圓柱，將凝膠墊的外部分配置為與內部分軸對準的環(huán)狀形狀；定義凝膠墊的內和外部分之間的徑向空間與母模的圖案化區(qū)域的徑向位置一致；和/或配置凝膠墊的最大直徑超過壓模的最大直徑，且配置具有截頭圓錐體形狀的壓模，該截頭圓錐體的上表面的直徑超過下表面的直徑。
本發(fā)明具有若干優(yōu)點，包括能提供獨特的非接觸漫射器曝光壓模制造方法，其使得光聚物子壓模法能產生高質量壓印盤拷貝。漫射器漫射準直UV曝光，而不管能將其陰影投射到壓?？刮g劑/母模界面上的污染物顆粒、碎屑、纖維、或表面擦痕的存在。通過克服該遮蔽效應，UV光強度不被局部地改變，壓?？刮g劑的固化動力學不受影響。該方案消除了碎屑引發(fā)的壓模表面非一致性，例如表面微坑、槽等。
雖然以其一些形式顯示和描述了本發(fā)明，但是對本領域技術人員顯然的是，本發(fā)明不限于此，而是可以進行各種改變而不偏離本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種壓印裝置，包括具有開口的膜支承件；膜，安裝到該膜支承件使得該膜跨該膜支承件中的開口延伸且密封；板，位于與所述膜相鄰以用于允許至少一些UV光穿過它，該板具有軸且沿徑向延伸；凝膠墊，安裝到該板；壓模，安裝到該凝膠墊；母模，位于與所述壓模相鄰與所述凝膠墊相反，且具有帶壓印特征的接觸表面；以及UV束漫射器，位于與所述膜相鄰且與所述板相反，以用于將準直UV入射束漫射成隨機化的UV入射束。
2.根據(jù)權利要求1的壓印裝置，其中該凝膠墊包括兩部分，該兩部分包括與所述板和壓模軸對準的內部分、以及與所述被部分徑向間隔開的外部分。
3.根據(jù)權利要求2的壓印裝置，其中該凝膠墊的內部分是圓柱形的，該凝膠墊的外部分具有環(huán)狀形狀且與所述內部分軸對準。
4.根據(jù)權利要求2的壓印裝置，其中定義在該凝膠墊的所述內和外部分之間的徑向空間與所述母模的所述接觸表面上的壓印特征的徑向位置一致。
5.根據(jù)權利要求2的壓印裝置，其中所述凝膠墊的內部分的外徑等于或小于所述壓印特征的內徑，所述凝膠墊的外部分的內徑大于或等于所述壓印特征的外徑。
6.根據(jù)權利要求1的壓印裝置，其中該凝膠墊的最大直徑超過所述壓模的最大直徑。
7.根據(jù)權利要求1的壓印裝置，其中該壓模是截頭圓錐體形狀且具有一上表面，該上表面的直徑超過下表面的直徑。
8.一種用于光聚物壓模制造的壓印系統(tǒng)，包括膜支承件，具有開口；膜，安裝到該膜支承件，使得該膜跨所述膜支承件中的開口延伸且密封；板，位于與所述膜相鄰以用于允許至少一些UV光穿過它，該板具有軸且沿徑向延伸；凝膠墊，安裝到該板且包括與該板軸對準的內部分、以及與該內部分徑向間隔開的外部分；子壓模，安裝到該凝膠墊；母模，位于與該子壓模相鄰與該凝膠墊相反，且具有帶壓印特征的接觸表面；以及光聚物抗蝕劑層，位于該母模與該子壓模之間用于形成圖案在該子壓模上。
9.根據(jù)權利要求8的壓印系統(tǒng)，UV束漫射器位于與所述膜相鄰且與所述板相反以用于將準直UV入射束漫射為在所述光聚物抗蝕劑處的隨機化UV入射束。
10.根據(jù)權利要求8的壓印系統(tǒng)，其中該凝膠墊的內部分是圓柱形的，該凝膠墊的外部分具有環(huán)狀形狀且與該內部分軸對準。
11.根據(jù)權利要求8的壓印系統(tǒng)，其中定義在該凝膠墊的所述內和外部分之間的徑向空間與所述母模的所述接觸表面上的壓印特征的徑向位置一致。
12.根據(jù)權利要求8的壓印系統(tǒng)，其中該凝膠墊的所述內部分的外徑等于或小于所述壓印特征的內徑，所述凝膠墊的所述外部分的內徑大于或等于所述壓印特征的外徑。
13.根據(jù)權利要求8的壓印系統(tǒng)，其中所述凝膠墊的最大直徑超過所述壓模的最大直徑。
14.根據(jù)權利要求8的壓印系統(tǒng)，其中所述壓模是截頭圓錐體形狀且具有一上表面，該上表面的直徑比下表面的直徑大。
15.一種制造光聚物壓模的方法，包括(a)配置具有內部分和與該內部分徑向間隔開的外部分的凝膠墊；(b)安裝子壓模到該凝膠墊；(c)放置光聚物抗蝕劑在具有圖案化區(qū)域的母模上；(d)使該子壓模與該母模之間接觸使得該凝膠墊避免壓在該母模的所述圖案化區(qū)域上；(e)將朝向所述光聚物抗蝕劑發(fā)射的準直UV束漫射成隨機UV入射束以固化所述光聚物抗蝕劑；及(f)釋放所述子壓模和母模使得圖案通過固化的光聚物抗蝕劑形成在該子壓模上。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，還包括配置所述凝膠墊的該內部分為圓柱形的，以及配置該凝膠墊的所述外部分為與所述內部分軸對準的環(huán)狀形狀。
17.根據(jù)權利要求15所述的方法，還包括定義所述凝膠墊的所述內和外部分之間的徑向空間與所述母模的圖案化區(qū)域的徑向位置一致。
18.根據(jù)權利要求15所述的方法，還包括定義所述凝膠墊的所述內部分的外徑等于或小于所述圖案化區(qū)域的內徑，以及定義所述凝膠墊的所述外部分的內徑大于或等于所述圖案化區(qū)域的外徑。
19.根據(jù)權利要求15所述的方法，還包括配置所述凝膠墊的最大直徑超過所述壓模的最大直徑，以及配置所述壓模為具有一上表面的截頭圓錐體形狀，該上表面的直徑超過下表面的直徑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種納米壓印配置，包括UV光漫射器，其使準直UV光束隨機化從而減弱來自位于UV光學路徑中的缺陷物的遮蔽效應。另外，組合中心圓墊和外環(huán)形墊形成兩個墊片之間的環(huán)形“非接觸”區(qū)域。設計兩個墊組合的尺寸和形狀從而避免該盤基板上圖案化壓印區(qū)域之上的直接凝膠墊接觸。凝膠墊、非接觸配置的目的在于消除沿負載柱產生的任何可能的表面形變，且由此避免任何形變彈性傳播到壓?？刮g劑表面。
文檔編號G03F7/00GK101055418SQ20071000577
公開日2007年10月17日 申請日期2007年2月13日 優(yōu)先權日2006年2月14日
發(fā)明者茲沃尼米爾·Z·班迪克, 吳才偉 申請人:日立環(huán)球儲存科技荷蘭有限公司