在引导条件下通过液化的纳米结构自修复和增强的制作方法

专利名称：在引导条件下通过液化的纳米结构自修复和增强的制作方法
技术领域：
本发明涉及极小器件的制造，该极小器件具有接近或在纳米级范围内 (小于大约1微米)的最小尺度的结构特征。本发明特别涉及一种具有结构 增强和减少的缺陷的器件， 一种制造这种器件的方法和一种实施所迷方法的机构。
背景技术：
纳米级和接近纳米级的器件对于多种应用是重要的。这些器件包括日益 高密度的半导体集成电路和多种电、光、磁、机械和生物器件。
这些纳米器件的性能通常取决于其结构的形状和尺度，并且，这些器件 通常被设计为具有精确的形状和尺度以实现所期望的功能。这些器件通过如 光刻、蚀刻、材料沉积和压印(imprint)技术之类的多种技术中的 一种技术 制造。不过，这些制造技术在纳米级水平并不精确。这些制造技术由于每一 处理过程的统计性质而具有内在缺陷，并且由于制造环境(例如，微尘)而
具有外在缺陷。结果，这些器件由于具有几何(拓朴)缺陷、结构缺陷或者 二者兼有而偏离所期望的设计。典型的几何缺陷包括边缘粗糙、偏离平直或 圓形边缘、平面度偏离和侧壁不垂直。典型的结构缺陷包括晶体缺陷、晶界 和材料性能退化。随着器件尺寸变得越来越小，这些缺陷使器件的性能越来越低。
图9有助于理解本发明所指的问题，其中示意地图示了具有夸大的边缘 粗糙度、平面度偏离和垂直度偏离的传统纳米器件。纳米器件8通常包括大 尺寸的衬底11，衬底11支撑可从衬底突出的一个或多个纳米结构10。纳米 结构IO通常包括远离衬底界面的外露的"顶"表面13和一个或多个外露的 侧表面14,外露的侧表面14从衬底表面延伸至顶表面13,并在一个或多个 边缘9处相交于顶表面。纳米结构10作为纳米级或接近纳米级的结构，应 具有最小特征，例如，宽度W，该宽度小于大约l微米，并且更通常地小于 大约200纳米。
为达到最佳性能，外露的远端顶表面13通常应该平滑并平行于衬底。 外露的侧表面14应该理想地垂直于表面13。它们应该基本上不具有非垂直 部分6,并且，边缘9应该平滑平直，或者在希望其弯曲的情况下平滑弯曲。 这些边缘应该基本上不具有粗糙、不规则特征7。在许多应用中，纳米结构 理想地具有通过比率D/W测量的较高的纵横比，其中，W为最小侧面尺度， D为侧壁的高度。
降低边缘粗糙度的一种方法为，制造具有聚合物阻隔物掩模的器件8， 该聚合物阻隔物掩模已被加热至阻隔物的流动温度。这种加热和由此引起的 流动通常使阻隔物的边缘平滑。不过，同样的加热和流动可使边缘变圓而使 其产生垂直度偏离，并可使表面变圆而产生平面度偏离。为了避免竖直侧壁 的严重偏离和表面变圓，消除边缘粗糙度的加热持续时间通常很短。因此， 仅消除了部分边缘粗糙状况。结果，阻隔物侧壁和表面经常变形。
为了克服阻隔物结构侧壁和表面的退化，Artia的美国专利No. 6,905,949 建议采用流动温度高于阻隔物的第二材料涂覆整个图样化阻隔物结构，然后
将如此涂覆后的阻隔物加热至流动温度。不过，采用该方法的问题在于，在 所有界面包围阻隔物的涂层使得阻隔物难以改变形状。
还应该注意的是，采用阻隔物遮掩通常是许多所需步骤中的早期步骤， 以形成坚硬、高熔融温度材料的纳米器件，所述材料例如为半导体、金属或
电介质、或其混合物。之前的将整个器件完全(blankly )加热而使阻隔特征 平滑的方法不能应用于坚硬、高熔融温度的材料，这是因为加热将会熔融和 破坏衬底和周围的其他结构。结果，即使完全平滑的阻隔掩模也不能避免在 后续处理步骤产生新的缺陷。因此，有必要改进用于修复和增强纳米器件的 结构特征的方法。

发明内容
根据本发明，图样化的纳米级或接近纳米级的器件(即，包括最小横向 尺度小于大约l微米的的纳米结构的器件)的结构，通过在另外的引导结构 提供适当的引导条件的情况下将图样化的纳米结构液化 一 段时间并然后使 纳米结构固化而修复和/或增强。有利的引导条件包括分开且邻近或者接触 引导表面，从而控制外露的纳米结构表面，并保持顶表面的平直度和侧壁的 垂直度。无约束的外露侧表面边界允许边缘粗糙度和曲率的平滑。在优选的 实施例中，具有平坦表面的层或板的引导结构被放置为覆盖在图样化的纳米 结构顶表面的上面，其中，所述平坦表面与顶表面邻近并具有间隙，或者与 顶表面接触。侧表面保持无约束，并且纳米结构通过高强光被液化以修复和 /或增强纳米特征。


本发明的有利之处、特性和各种特征，通过结合附图详细描述的示例性 实施例将更显得更充分。在附图中，
图la-图If图示了本发明第一实施例，其中使用邻近于纳米结构表面 的分开的引导表面；
图2a -图2d显示了可代替实施例，其中使用接触纳米结构表面的引导表面；
图3a和3b图示了与单独纳米结构接触的引导结构的使用；
图4a和4b图示了通过选择性加热纳米结构而自修复固态纳米结构或衬底；
图5示意性图示了用于进行纳米结构的自修复和/或结构增强的工具；
图6- 8图示了通过本发明的处理而自修复和/或增强的纳米结构的具体 实例；和
图9图示了传统纳米器件，其中具有夸大的纳米结构缺陷；
图10a显示了沉积在熔融石英村底上的Cr片(将被修复和增强的纳米 结构)的SEM图像，该Cr片的侧面尺寸为110nmx 140nm,高为20nm;
图10b显示了图10a中Cr方形结构变为直径80nm、高48nm的圆点的 SEM图像，其中，未使用任何引导结构，并经过420mJ/cm2的单脉冲(20ns 的脉冲宽度)准分子激光(308nm的波长)辐射；
图10c显示了图10a中Cr方形结构变为高62nm、直径70nm的圆柱的 SEM图像，该圓柱包括平顶、竖直壁和高得多的纵横比，其中，采用由石 英制成并具有平坦引导表面和在初始Cr结构表面上方的60nm的初始间隙 的引导结构，并经过420mJ/cm2和20nm脉冲宽度的9380nm (波长)单激光 脉冲。Cr结构在熔融过程中上升并接触顶表面。
应该理解的是，附图仅图示了本发明的概念，并未限定其范围。在所有 附图中，相同的附图标记用于指示相似的部件。
具体实施例方式
不同于在传统制造中辛苦而又通常无望地试图消除缺陷，在本发明中， 通过在纳米结构恢复到固态之前利用由引导结构提供的适当的引导条件将 纳米结构液化一段时间，来实现修复和增强包含固态纳米结构的器件的结构 特征。液体的表面张力和低粘度可以自修复几何缺陷。液体中的原子和电子
的运动可以自修复(退火)结构缺陷。引导结构的引导表面具有邻近于纳米 器件的结构特征的顶表面的间隙，可使得结构特征高度增加、结构特征宽度 变窄，并由此增大结构特征的纵横比.并且，引导结构的引导表面具有邻近 于纳米器件的结构特征的顶表面的间隙或与其直接接触，可增强侧壁的垂直 度并保持结构特征顶表面的平直度。
将固体液化为液体的方法包括采用激光束或灯加热的辐射加热和超声 波加热。加热可为脉沖或连续加热。而且，加热可泛布包围整个晶片或选揭r 性地朝向每一纳米结构。纳米结构的选择性加热可通过下述方式实现，即， 通过使用被纳米结构材料选择性吸收的加热辐射波长，通过使用掩模加热所 选择的纳米结构，或通过在所选择的纳米结构上采用聚焦加热束进行选择性 扫描。
参见附图，图la- lf图示了本发明的优选实施例，其中，衬底U上的 一个或多个纳米结构0a和10b通过板或层的引导结构将纳米结构]Oa和 10b液化而被修复和增强，所述板或层设置以形成邻近于外露的纳米顶表面 13a、 13b并与其具有间隙的引导表面12。
第一步骤为提供納米结构。纳米结构可通过光刻法、压印、蚀刻或沉积 而提供。下一步骤为通过另外的引导结构提供具有适当引导条件的纳米结 构。如图lb所示，引导表面12可为邻近于表面]3a和13b设置并与其具有 间隙的层或板15的平坦表面。有时，可通过隔离件16提供和保持该间隙。 可选择间距S以将材料从表面13a、 13b吸附到引导表面。典型的引导层或 板的厚度根据制造方法确定。引导层或板可为厚度为io纳米-ioo微米的 薄膜，或为厚度大约为毫米级的板。隔离件16从侧表面14a、 14b离开足够 远，使得所述侧表面不会被吸附到所述隔离件并且基本上无约束。
第三步骤为在由引导结构提供的引导条件下液化纳米结构。图lc显示 了纳米结构10a和10b被加热至熔融状态并持续一段时间，而同时板15和 隔离件16保持固态。持续时间可短至lps(皮秒)和长至数秒钟乃至数分钟。 在熔融状态时，结构10a和10b优选地上升至平坦表面12，减小纳米结构的宽度W,同时增加其高度D(图ID)。这增大了纳米结构的纵横比(D/W)。 先前，设置平坦的高分子膜以上升至距膜一段距离放置的引导表面，如在 2004年3月30日发布的申请人Chou等人的美国专利No.6,713，238中所述， 该专利通过引用被并入本文。
下一步骤为重新固化纳米结构。当停止加热时，纳米结构重新固化，而 具有减小的侧边缘粗糙度、平坦的顶表面，和对应于高度增大和宽度减少的 更高的纵横比(图le)。然后，可选地可以将引导结构移除，从而产生如图 1 f所示的具有修复和增强的纳米结构的纳米结构器件。可以通过机械分离或 溶剂溶解实现上述移除。在某些情况下，引导结构可为纳米器件的功能材料 的一部分。
除了提高纵橫比以外，板表面12还保持纳米结构顶表面13平坦，并且 有助于使纳米结构侧表面14垂直于(竖直)顶表面。在液态时，纳米结构 的几何和/或结构缺陷被修复，纳米结构通过液体流动和原子迁移被增强。 边缘粗糙度减小，粗糙的弯曲变为平滑的弯曲。晶体缺陷、晶界和材料性能 退化减少。
图2a-2d图示了可代替实施例，其中，在纳米结构被加热至熔融状态 前，引导表面12与相应的纳米结构10a和10b的顶表面13a和13b接触。 经过一段时间(在此过程中，提供有表面12的层15保持固态)之后，纳米 结构重新固化。此过程修复了包括边缘粗糙和不平滑弯曲在内的几何缺陷。 引导表面12可以使邻接的纳米结构表面保持平坦，并使侧壁竖直。此过程 还減少了包括晶体缺陷、晶界和材料性能退化在内的结构缺陷。
图3a-图3b显示了本发明的第三实施例，其中，引导表面为单独引导 结构32的形式，并且设置在各个纳米结构10a、 10b和10c的外露顶表面上。 引导结构由熔融温度高于纳米结构的材料构成。引导结构的尺寸与其所接触 的纳米结构可以相同(图3a)，或可以不同(图3b)，或者二者可以具有 不同形状(例如，器件结构为方形，而引导结构为三角形)(图3c)。单独 的引导结构可在每一纳米器件结构特征的顶部上或在引导板的表面上形成(图3d)。在每种情况下，纳米结构被加热至熔融状态保持一段时间，而 同时，引导结构基本上保持固态，然后，纳米结构重新固化。在每种情况下， 此过程修复几何和结构缺陷。引导结构使邻接表面保持平坦，同时有助于使 侧壁竖直。如图3b所示，如果单独引导结构32大于其所覆盖的图2b中的 纳米结构10a,则纳米结构趋向于在引导结构的区域延伸。
图4a和4b图示了本发明的又一实施例，其中，固态的、高熔融温度的 纳米结构，例如，半导体、金属或电介质纳米结构10a、 10b,在衬底上选择 性地加热，而同时，衬底11和在纳米结构与衬底之间的任何其他中间结构 5在整体上保持固态。在此特定实例中，图4a中的纳米结构10a意在形成为 条状，而图4b中的纳米结构L0b意在形成为圓点。中间层5为硅衬底11上 的二氧化硅。
经过一段时间之后，纳米结构10a、 10b重新固化。这一过程修复几何 缺陷和结构缺陷。几何缺陷包括边缘粗糙和偏离预定平滑形状(例如，偏离 直边或平坦表面的凸的或凹的形状，或原定为圓点的非圓形状)。结构缺陷 包括晶体缺陷、晶界和材料性能退化。选择性加热意味着仅有将进行修复的 纳米结构被加热至熔融状态。
在某些应用中，引导材料将在自修复和增强之后移除。在其他应用中， 引导材料将保留在纳米器件上，从而变成纳米器件的功能部分。
虽然不希望受限于理论，不过申请人当前最好的理解是，上述通过液化 的自修复("SELF")主要是由于(a)液体的表面张力易于消除表面变化， 和(b )液体的低粘度使液体流动并在非常短的时间内改变其形状。通过SELF 修复固态材料中的结构缺陷，主要是由于在将进行修复的材料的液态(熔融) 状态下原子和电子具有高度激活的运动。
液态材料上升至最初在材料上方的具有间隙的板表面，是由于材料与板 之间的吸附力。此力可以包括静电力、范德壁力、分子力和其他力。
如在专利No.6,713,238中所述，由发明者Chou和Lei Zhuang之一发现 最初无特征且平坦的无特征熔融阻隔(resist)膜上升以形成周期性的柱阵列并接触顶板。阻隔材料为聚合物，而初始膜在纳米级状态下基本上没有特征。
仅通过液化形成图样，而形成的微尺度(microscale )特征根据材料的参数 而不是用户的设计来确定。
在这种情况下，初始结构现在可预图样化至纳米级而不是无特征，并且， 这些结构可由高熔融温度的固体(熔融温度>400°0构成，而不是由低熔融 温度的聚合物阻隔物组成。
在SELF中固态材料的加热可通过多种形式提供，包括辐射加热、传导 加热和对流加热。加热可来自激光、灯、电阻加热器、辐射源、RF加热器、 超声波加热器，等。加热也可以为间接的，如通过将导热材料设置在将进行 修复的结构的顶部。加热可为脉冲的或连续的。加热时间可短至lps(皮秒) 或长达数秒乃至数分钟，这取决于其他制造要求。加热可以是单脉冲或多个 序列(sequential)脉冲。可通过实现所需结构形状的方式控制加热。
纳米结构的加热可以是整个衬底(或模区域)的覆盖式加热，或者是仅 直接加热指定的纳米结构的选择性加热。上述的选择性可通过使用有效阻隔 不希望加热的区域的掩模或栅实现。掩模或栅可以直接设置在衬底上或离开 衬底定位(类似于在投影光刻中使用的掩模)。掩模还可以是例如初始用于 形成纳米结构的光刻掩模。选择性加热的另一方式为，将聚焦束指向或扫描 指定结构。
引导表面层或板15可以对于热源是透明的，从而使热能可以透过所述 板而没有被显著吸收。适于层或板的示例性材料包括石英、二氧化硅、玻璃，
层或板15或引导结构32的熔融温度应该高于将进行修复的纳米结构的 炫融温度。优选地，层、板或引导结构不吸收热能，或者其吸收的热能少于 纳米结构吸收的热能，例如，所述加热是由纳米结构进行选择性吸收的辐射力口热。
引导结构的邻近于纳米结构的表面可视为具有所希望的润湿或非润湿 (亲水的或疏水的)性能，这取决于最终的所需结构。为形成垂直侧壁14,通常优选疏水表面。
加热选择性可通过仔细选择加热辐射的波长实现，从而只有指定的納米结构将吸收加热辐射。例如，为了选择性地加热由Si02包围的硅或金属， 可使用波长为308nm ( XeCl)或者波长为l卯nm - 500mn的激光或加热源。 激光仅熔融硅或金属的表面而不熔融周围的Si02或下面的材料。这是因为 Si02的能带隙大于激光波长的能带隙。因此，激光能量通过硅或金属的超薄 表面层吸收，而不直接渗入薄表面下面的材料中。加热辐射波长可以是小于 5nm的窄带宽或5nm - 1000nm的宽带宽。
可以控制选择性加热和加热时间，以修复纳米结构的缺陷，而同时不会 损害(或不会显著改变)衬底上的其他结构。在一些情况下，需要超高速加 热或选择性加热中的至少一种。脉冲准分子激光器或脉沖灯有利于上述这种 控制。
SELF可用于修复不同类型材料上的缺陷，这些材料包括半导体、金属、 电介质、陶瓷、聚合物、半流体和这些材料的组合、混合物或合金。SELF 尤其有利于修复由熔融温度通常超过400°C的这些坚硬材料所构成的纳米 结构。
通过本发明修复或增强的纳米结构的结构特征包括以下形状方形、长 方形、圓形、多边形和其他不同的几何形状。
纳米结构的结构特征可以由特定材料形成，所述特定材料从由以下物质 所组成的组中选出半导体、金属、电介质、陶瓷、聚合物、半流体、以及 其組合、混合物或合金。
引导结构可以由特定材料形成，所述特定材料从由以下物质组成的组中 选出半导体、金属、电介质、陶瓷、聚合物、半流体、以及其组合、混合 物或合金。
衬底可以由特定材料形成，所述特定材料从由以下物质所组成的组中选 出半导体、金属、电介质、陶瓷、聚合物、半流体、以及其组合、混合物 或合金。
参见图5,实现SELF的工具可以包括用于衬底、用于掩模和用于一个 或多个加热源的台(stage)。其中可以包括用于对准衬底、掩模和加热源的 机构。优选地，其中包括用于机器操作的传感器、用于监控机器操作的机器 显示装置、和编程的机器智能。
在选择性SELF处理中，加热源与纳米结构的精确对准是有利的。这种 对准可使用光对准技术或电对准技术实现。例如，对准传感器和对准标记可 分别是产生莫尔对准图样的光学检测器和光学对准标记。然后，可采用莫尔 对准技术将加热区域相对于进行修复的纳米结构定位。这种技术在以下文献 中进行描述，即，J. Vac. Sci. Technol. B6 ( 1 )的1988年1月/2月第394页 Nom Lira等人的" 一 种用于混合和匹配光刻系统的莫尔对准技术(A MOIRE ALIGNMENT TECHNIQUE FOR MIX AND MATCH LITHOGRAPHIC SYSTEM )"，和J. Vac. Sci. Technol. B7 ( 6 )的1989年11月/12月第1977 页Hara等人的"一种利用偏折莫尔信号的对准技术(AN ALIGNMENT TECHNIQUE USING DEFRACTED MOIRE SIGNALS )",上述两篇文献沣皮 并入本文。作为另外的实例，对准标记可以为引导结构电容(guiding stmctureacitor )板，使得传感器检测标记之间的引导结构电容。每个台可以 最多具有6个运动自由度x、 y、 z和3个旋转自由度。
控制器可以监控全部或部分的操作参数，例如，电的、光的、气动的和 机械的参数。控制软件可以处理反馈、分析、智能决策和控制。
本发明通过下述实例将理解得更清楚。
实例1
波长为308nm且脉沖宽度为20ns的准分子激光应用在SELF试验中。 Si和Cr中的边缘粗糙度和非圓形状均成功修复。图6显示，SOI上的70nm 宽且100nm厚的Si线上的严重Z形边缘在545mJ/cm2的能量流下的准分子 单脉冲后变得平直和年滑。
实例2
图7显示了在Si02上的10nm厚、初始形状类似方形的非圓形的Cr"点" 通过使用SELF可以变成近乎理想的圓点。
实例3
图8显示了 SIMOX (注氧隔离)SOI晶片在SELF前在Si02上的边长 115nm、厚度50nm的Si方形体。这些Si方形体在SELF之后变成直径85nm 的Si圓点。在硅层没有明显烧蚀(ablation)的情况下，450 - 890 mJ/cm2
的激光能量流都可以产生相似的结果。
实例-3
图10a显示了沉积在熔融石英衬底上的Cr垫(将进行修复和增强的纳 米结构)的SEM图像，该Cr垫侧面尺度为llOnmx 140nm，高度为20nm。 图10b的SEM图像显示，图0a中Cr方形结构在没有使用任何引导结构的 情况下经过420 mJ/cm2的单脉沖(20ns的脉冲宽度)准分子激光(308nm 的波长)辐射之后变为直径80nm、高度48nm的圓点。图10c的SEM图像 显示，图10a中Cr的方形结构在采用引导结构的情况下经过脉沖宽度为 20nm的420mJ/cm2的9308nm(波长)激光单脉冲变成高度62nm、直径70nm 的圓柱，所述圓柱包括平坦顶部、竖直壁和更高的纵横比，所述引导结构由 石英制成并具有平坦引导表面和初始Cr结构表面上方60nm的初始间隙。 Cr结构在熔融过程中上升并接触顶表面。
在上述实例中，SELF中的选择性加热通过脉冲激光完成，所述选择性 加热仅由能带隙小于光能的材料的薄表面层吸收。所述表面上或下方的其他 材料在SELF中将保持在低得多的温度。不同于在通过等温加热熔融聚合物 材料时众所周知的边缘平滑和形状圓滑，SELF可以在没有熔融或损害其他 器件元件或衬底的情况下修复表面制造缺陷。
在SELF中自修复时间少于200ns,这比使聚合物材料平滑的时间缩短 5至6个数量级。这种快速的修复时间，对于不损害薄片和应用的其他部分 很重要，并归结于下述事实，即，与熔融的聚合物材料相比，熔融的半导体 和金属的粘度下降了 3至5个数量级且其表面张力至少高10倍。
在此描述的纳米结构的自修复和增强可在真空或在气体混合物中完成，
从而改善纳米器件的结构特征。所述气体混合物可以包括惰性气体(例如， 氮、氩)和还原气体(例如，氩、水蒸气)。
在此所描述的方法可用于制造许多领域的产品，包括电子产品(尤其是 集成电路)、光产品、光电子产品、磁产品、数据存储产品(磁方式的和光 方式的)、生物技术产品，等。
在此描述的方法也可以用于制造针对包括上述应用在内的不同应用的 纳米压印模具。
应理解的是，我们仅例示了 SELF修复机构可用于修复纳米结构的多种 可能方式中的一些方式。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的 技术人员可以对SELF处理进行多种变化和修改。
权利要求
1、一种减少纳米器件中几何和/或结构缺陷的方法，所述纳米器件包括最小尺寸大约1微米或更小的至少一个纳米结构，所述方法包括以下步骤提供所述纳米器件；将一引导表面设置为邻近所述纳米结构的外露表面；将所述纳米结构液化一段时间；和将所述液化后的纳米结构重新固化。
2、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述引导表面从所述纳米结构的表面分开一段距离。
3、 根据权利要求1所述的方法 的表面接触。
4、 根据权利要求1所述的方法 结构暴露于辐射能而被液化。
5、 根据权利要求1所述的方法 并通过力口热所述4十底而寻皮'液4匕。
6、 根据权利要求1所述的方法其中，所述引导表面与所述纳米结构其中，所述纳米结构通过使所述纳米其中，所述纳米结构设置在一衬底上其中，所述纳米结构设置在一衬底上并通过选择性地直接辐射所述衬底的设置有特征部的部分而被液化。
7、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述纳米结构设置在一衬底上， 并通过遮掩所述衬底以选择性地使设置有所述纳米结构的部分外露和利用 所述掩模进行直接辐射而被液化。
8、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述纳米结构设置在一衬底上， 并通过在设置有所述纳米结构的衬底上扫描一辐射束而被液化。
9、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述纳米结构被设置在包含硅 的衬底上。
10、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述纳米结构通过辐射加热、 传导力。热、对流加热或超声波加热而被液化。
11、 根据权利要求1所述的方法，其中，通过加热lps至100ms的时间4殳进行所述液化。
12、 根据权利要求1所述的方法，其中，通过加热ls或更长的时间段 进^f所述液化。
13、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述液化通过采用使所述纳米 结构选择性吸收的一个或多个波长的辐射进行加热而实现。
14、 根据权利要求13所述的方法，其中，所述纳米结构包括硅或金属， 基本上被Si02包围，并通过波长大致为308nm的辐射而被液化。
15、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述纳米结构和其他结构设置 在一衬底上，并通过加热一段时间而液化，从而足以修复所述纳米结构中的 缺陷而不损害其他结构。
16、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述纳米结构设置在一衬底上， 并且在所述纳米结构上设置引导盖以控制所述纳米结构的形状。
17、 根据权利要求16所述的方法，其中，所述引导盖的构成材料在所
18、 根据权利要求16所述的方法，其中，所述引导盖的构成材料润湿 液化后的材料。
19、 根据权利要求16所述的方法，其中，所述引导盖的构成材料不会 润湿液化后的材料。
20、 根据权利要求16所述的方法，其中，所述引导盖形成为用于成形 所述纳米结构的形状。
21、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述減少的几何缺陷包括从由 以下缺陷所组成的组中选出的一种或多种缺陷边缘粗糙、表面粗糙、平直 偏离、竖直偏离，和偏离预定形状。
22、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述减少的结构缺陷包括从由 以下缺陷所组成的组中选出的一种或多种缺陷点缺陷、晶体缺陷、晶界、 不希望出现的非晶区和不希望出现的多晶区。
23、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述纳米结构的形成材料从由 以下材料所组成的组中选出半导体、金属、电介质、陶瓷、聚合物、以及 其组合、混合物或合金。
24、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述引导表面包含一种材料， 所述材料的熔融温度不同于所述纳米结构的熔融温度。
25、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述引导表面包含一种材料， 所述材料的熔融温度高于所述纳米结构的熔融溫度。
26、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述引导表面的面积至少是所 述外露表面的面积的五倍。
27、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述引导表面的面积基本上与 所述外露表面的面积相等。
28、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述引导表面的侧面尺寸基本 上与所述外露表面的侧面尺寸相等。
29、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述引导表面通过在所述引导 表面与所述衬底或所述纳米结构之间的隔离部而与所述外露表面分开 一 段 距离。
30、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述纳米结构的熔融和重新固 化改变所述纳米结构的形状
31、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述纳米结构包括一顶表面， 所述顶表面的形状从由线条形、方形、圆形，和多边形所组成的组中选出。
32、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述引导表面的形状从由线条 形、方形、圓形和多边形所组成的组中选出，从而在重新固化时将所述纳米 结构引导为相似的形状。
33、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述液化通过加热辐射的脉冲 序列实现。
34、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述液化通过基本上被所述纳 米结构完全吸收的加热辐射而实现。
35、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述液化通过釆用在1 - 800nm 的范围中的一个或多个波长的加热辐射而实现。
36、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述液化通过具有纳米色辐射 源的加热实现。
37、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述液化通过具有窄带辐射源 的加热实现。
38、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述液化通过具有宽带辐射源 的加热实现。
39、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述液化通过加热辐射实现， 并且所述引导表面由使所述加热辐射基本上可以透过的材料构成。
40、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述引导表面在重新固化后被移除。
41、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述引导表面的构成材料从由 以下材料所组成的组中选出半导体、金属、电介质、陶瓷、聚合物、以及 其组合、混合物或合金。
42、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述衬底的构成材料从由以下 材料所组成的组中选出半导体、金属、电介质、陶瓷、聚合物、以及其组 合、混合物或合金
43、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述纳米结构通过利用一标记 暴露于辐射而被液化，所述标记被对准以暴露所述纳米结构。
44、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述液化和重新固化基本上在 真空中进行。
45、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述液化和重新固化在一气体 混合物中进行，所述气体混合物被选择以利于所述纳米结构的修复或增强。
46、 一种用于纳米印制光刻的模具，所述模具通过根据权利要求l所述 的方法制成。
47、 一种根据权利要求1所述的方法制成的产品。
48、 一种工具，用于进行根据权利要求1所述的方法，所述工具包括 用于支撑包括所迷纳米结构的衬底的台； 用于支撑加热源的台；和用于使所述加热源对准所述衬底的机构，该机构包括光学检测器和产生 莫尔对准图样的光学对准标记。
49、 一种工具，用于进行根据权利要求1所述的方法，所述工具包括 用于对准所述加热源和所述衬底的机构，所述机构包括对准标记，所述对准标记包括电容板和用于检测所述板之间电容的传感器。
50、 一种根据权利要求25或26所述的设备，其中，每个台均可移动。
全文摘要
根据本发明，图样化的纳米级或近纳米级的器件(纳米结构)的结构，通过在适当的引导条件下将图样化的器件液化一段时间并之后将器件固化而进行修复和/或增强。有利的引导条件包括邻近且分离于表面或接触表面以控制表面结构并保持竖直。无约束边界使边缘粗糙变得平滑。在优选实施例中，平坦表面设置为覆盖在图样化的纳米结构表面上，并且，此表面通过高强度光源液化以修复或增强纳米特征。
文档编号H01L21/00GK101208774SQ200680023201
公开日2008年6月25日 申请日期2006年5月29日 优先权日2005年5月27日
发明者夏强飞, 斯蒂文·Y·舒 申请人:普林斯顿大学