专利名称：压印光刻的校准的制作方法
技术领域：
本发明涉及压印光刻(imprint lithography)的校准(alignment)。
背景技术：
光刻装置是将所需图案施加到基板的目标部分上的机器。光刻装置通常应用在，例如制造集成电路(ICs)、平板显示器和其它涉及精细结构的设备。
理想的是在光刻图案中减小特征的尺寸，因为这使得在给定的基板区域上特征的密度更高。在光刻中，通过使用更短波长的辐射，可以获得增加的分辨率。然而，伴随这种减小存在一些问题。当前的系统开始采用波长为193nm制式的光源，但是即使在这种水平，衍射的限制成为一种障碍。在较低的波长下，材料的透明性很差。能够增强分辨率的光刻机需要复杂的光学装置和稀有的材料，因此很昂贵。
称为压印光刻的印制100nm以下的特征的备选方案包括通过使用物理模具或模板将图案压印到可压印介质中而将图案转移到基板上。可压印介质可以是基板或涂布在基板表面上的材料。可压印介质可以是功能性的或可被用做“掩模”以将图案转移到下表面上。可压印介质，可以例如以沉积在基板如半导体材料上的抗蚀剂的形式提供，由模板限定的图案被转移到其中。因此压印光刻基本上是一种微米或纳米等级的模制过程，其中模板的外形限定了在基板上产生的图案。图案可以如同光刻工艺一样分层，使得，在原则上压印光刻可以用于这种应用如IC制造。
压印光刻的分辨率仅受到模板制造工艺的分辨率的限制。例如，压印光刻可以用于产生50nm以下的特征，与传统的光刻工艺所能实现的相比，具有显著提高的分辨率和线边缘粗糙度。另外，压印工艺不需要昂贵的光学装置、先进的照射源或特定抗蚀剂材料，而这些是光刻工艺通常需要的。
目前的压印光刻工艺可能有如下所述的一个或多个缺点，特别是对于获得覆盖精度和/或高生产量来说。然而，从压印光刻中可获得的分辨率和线边缘粗糙度的显著提高是解决这些和其它问题的强大推动力。
发明内容
依据本发明的第一方面，提供一种相对于基板的目标区域校准压印模板的方法，该方法包括在目标区域内沉积一定体积的可压印介质；使压印模板接触可压印介质，使得可压印介质被压制；和在目标区域和压印模板之间的界面张力作用下，使压印模板、目标区域或两者彼此相互横向移动，其中，提供比基板湿润性小的材料，其被配制为至少部分地包围基板的目标区域。
依据本发明的第二方面，提供一种光刻装置，包括基板工作台，其构造以固定(hold)基板；和模板固定器(holder)，其构造以固定压印模板，其中压印模板、基板或两者被配置成，在界面张力作用下，可彼此相互横向移动，直到达到平衡位置，其中该界面张力基本上互相抵消，所述界面张力产生自待在基板和压印模板之间提供的可压印介质。
依据本发明的第三方面，提供一种在用于压印光刻的基板上提供材料的方法，该材料比基板的湿润性小，该方法包括将包括感光成酸剂的聚合物层提供给基板，用光化辐射照射基板的所选区域，并且使聚合物层和含硅物质反应以在所选区域内形成抗湿润性材料。
依据本发明的第四方面，提供一种在用于压印光刻的基板上提供材料的方法，该材料比基板的湿润性小，该方法包括使基板暴露于单体，并且用光化辐射照射基板的所选区域，使得单体和基板反应。
本发明的一个或多个实施方案可应用到任何压印光刻工艺，其中图案化的模板被压印到可流动状态的可压印介质中，例如可以应用到如下所述的热和UV压印光刻。
现在参考所附的示意图仅举例描述本发明的实施方案，其中相同的附图标记表示相同的部件，其中图1a-1c分别示出了传统的软性、热和UV光刻工艺的实例；
图2示出了当采用热和UV压印光刻来图案化抗蚀剂层时应用的两步蚀刻方法；图3示意地示出了模板和典型的沉积在基板上的可压印的抗蚀剂层；和图4-7示意性地示出了按照本发明实施方案，对具有可压印介质和抗湿润性材料的基板进行压印；图8示出了用于本发明实施方案中以形成抗湿润性材料的化学反应；图9-11示出了按照本发明实施方案，用于在基板上提供抗湿润性材料的可能的布局；和图12按照本发明实施方案，示意性地表示对具有可压印介质和抗湿润性材料的基板进行压印。
具体实施例方式
对压印光刻来说，主要有两种方法，通常被称为热压印光刻和UV压印光刻。此外还有第三类称为软性光刻的“印制”光刻。这些的例子在图1a-1c中示出。
图1a示意性地描述了软性光刻工艺，其包括将分子11(通常是油墨如硫醇)层从软性模板10(通常由聚二甲基硅氧烷(PDMS)制造)转移到抗蚀剂层13上，该抗蚀剂层被担载在基板12和平面化及转移层12′之上。模板10在其表面上具有特征图案，分子层被置于该特征之上。当模板压向抗蚀剂层时，分子11层粘到抗蚀剂上。从抗蚀剂上移除模板，分子11层粘到抗蚀剂上，抗蚀剂的残余层被蚀刻，从而没有被所转移的分子层覆盖的抗蚀剂区域被蚀刻至基板。
软性光刻中所用的模板可以容易地变形，并且由于模板的变形可能对所压印的图案产生不利的影响，因此该模板可能不适合于高分辨率应用，例如，纳米等级。进一步地，当构成多层结构时，其中相同的区域可能被覆盖多次，软性压印光刻可能无法提供纳米等级的覆盖精度。
当在纳米等级使用时，热压印光刻(或热压)还被称为纳米压印光刻(NIL)。该工艺使用由例如硅或镍制成的较硬模板，其更能抵抗磨损和变形。这在例如美国专利No.6,482,742中有描述，并且在图1b示出。在典型的热压印工艺中，固体模板14被压印到铸塑(cast)在基板12表面的热固性或热塑性的聚合树脂15中。例如，树脂可以被旋转涂覆并且烧到基板表面上或更典型地(如在所示例子中)烧到平面化及转移层12′上。当描述压印模板时，术语“硬”可以理解为包括可通常认为的介于“硬”和“软”材料之间的材料，例如“硬”橡胶。用作压印模板的特殊材料的适宜性由其应用需求而确定。
当使用热固性聚合树脂时，树脂被加热到一定的温度，从而在与模板接触时，树脂是充分可流动的，以便流进限定在模板上的图案特征内。然后提高树脂的温度以使树脂热固化(如交联)，从而其固化并且不可逆地接受所需的图案。然后可以移除模板并冷却图案化的树脂。
用于热压印光刻工艺中的热塑性聚合物树脂的例子是聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯、聚(甲基丙烯酸苄酯)或聚(甲基丙烯酸环己酯)。热塑性树脂被加热从而在即将用模板压印之前它处于可自由流动状态。通常需要加热热塑性树脂到比该热塑性树脂的玻璃态转变温度高很多的温度。模板被压进可流动树脂中，施加充分的压力以保证树脂流入限定在模板上的所有的图案特征。然后树脂被冷却到其玻璃态转变温度以下，同时模板在适当的位置上，于是树脂不可逆地接受所需的图案。图案将包括从树脂的残余层浮突出来的特征，然后可以通过适当的蚀刻方法移除上述树脂残余层从而只剩下图案特征。
从固化树脂上面移除模板后，接着进行典型的两步蚀刻方法，如图2a-2c所示。基板20上直接具有平面化及转移层21，如图2a所示。平面化及转移层的目的是双重的。它用来提供基本上平行于模板表面的表面，这有助于保证模板和树脂之间的接触是平行的，并且也用于提高如本文中所述的被印制特征的纵横比。
模板被移除之后，固化树脂的残余层22留在平面化及转移层21之上，其形状为所需的图案。第一次蚀刻是各向同性的并且移除了部分残余层22，导致较差的特征纵横比，其中L1是特征23的高度，如图2b所示。第二次蚀刻是各向异性的(或选择性的)并且提高了纵横比。该各向异性蚀刻移除了平面化及转移层21中没有被固化树脂覆盖的那些部分，增加特征23的纵横比到(L2/D)，如图2c所示。如果压印的聚合物足够抗腐蚀，蚀刻后留在基板上的所得聚合物的厚度差异(thickness contrast)可以用作例如用于干性蚀刻的掩模，例如作为搬离(lift-off)方法中的步骤。
热压印光刻的缺点不仅在于在较高的温度进行图案转移，而且为了保证在模板移除之前树脂充分固化，可能需要相当大的温度差。可能需要温度差在35到100℃之间。例如，基板和模板之间不同的热膨胀，可能然后导致在转移的图案中的失真。压印步骤所需的较高的压力可能使其加剧，由于可压印材料的粘性特性，这可导致基板的机械变形，再次使图案失真。
另一方面，UV压印光刻，没有涉及这种高温和温度改变，也不需要这种粘性的可压印材料。相反地，UV压印光刻包括使用部分或完全透明的模板和可UV固化液体，典型地诸如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯等的单体。例如，在J.Haisma″Mold-assisted nanolithographyA process for reliablepattern replication，″J.Vac.Sci.Technol.B 14(6)，Nov/Dec 1996中阐述了UV压印光刻。通常，可以使用任何可光聚合材料，诸如单体和引发剂的混合物。可固化液体，例如，还可以包括二甲基硅氧烷衍生物。这种材料比用于热压印光刻中的热固性和热塑性树脂具有更低的粘性，从而更快地移动以填充模板图案特征。低温和低压操作还有利于得到更高的生产量。尽管名称“UV压印光刻”意味着总是使用UV辐射，但本领域技术人员可以明白可以使用任何合适的光化辐射(例如，可以使用可见光)。因此，任何本文中所说的UV压印光刻、UV辐射、UV可固化材料等，应该解释为包括任何合适的光化辐射，而不应理解为仅限于UV辐射。
UV压印工艺的例子在图1c中示出。以和图1b所示工艺类似的方式，将石英模板16施加到UV可固化树脂17。代替在用热固性树脂热压时的升温或用热塑性树脂时的温度循环，UV辐射通过石英模板施加到树脂上，使之聚合从而固化。在移除模板后，蚀刻抗蚀剂的残余层的剩余步骤与本文中所描述的热压工艺相同或类似。通常使用的可UV固化树脂具有比通常的热塑性树脂低得多的粘度，从而可以使用较低的压印压力。由于较低的压力造成的物理变形的减小，同时由于高温和温度改变引起的变形的减小，使得UV压印光刻适合需要高覆盖精度的应用。另外，UV压印模板的透明性可同时对压印提供光学校准技术。
尽管这种类型的压印光刻主要使用可UV固化材料，并因此通常叫做UV压印光刻，但其它波长的辐射也可以用于固化适当选择的材料(例如活化聚合或交联反应)。通常，如果可得到适当的可压印材料，可以使用任何能够引发这种化学反应的辐射。例如，可供选择的“活化辐射”可以包括可见光、红外辐射、X-线辐射和电子束辐射。在本文一般性描述中，UV压印光刻和使用UV辐射所提及的内容不意味着排斥这些和其它活化辐射的可能性。
作为使用平板模板(其被维持基本平行于基板表面)的压印系统的备选方案，已经开发了辊压印系统。热和UV辊压印系统都已经被提出，其中模板形成在辊上但是在其它方面压印工艺与使用平板模板的压印很相近。除非上下文另外需要，压印模板所提及的内容包括辊模板所提及的内容。
特别开发了称为步进闪光压印光刻(SFIL，step and flash imprintlithography)的UV压印技术，其可被用来以与传统地例如在IC制造中使用的光学步进器类似的方式，以小步进图案化基板。这包括在某一时间通过将模板压印到可UV固化树脂来印制基板的若干小区域，通过基板“闪光”UV辐射以固化在模板之下的树脂，移除模板，步进到基板的邻近区域并且重复上述操作。小范围尺寸的这种步进和重复过程可以有助于减少图案失真和CD变化，从而SFIL可以特别适用于IC制造和需要高覆盖精度的其它设备。美国专利申请US2004-0124566详细描述了一种步进闪光压印光刻装置的例子。
尽管在原理上可以例如通过旋转涂覆将可UV固化树脂施加到整个基板表面，但由于可UV固化树脂的挥发特性这可能会带来问题。
一种解决这个问题的方法是所谓的“按需滴落(drop on demand)”的方法，其中在即将用模板压印之前，树脂以液滴的方式分配到基板的目标部分上。控制液体分配，使一定体积的液体沉积在基板的特定目标部分。液体可以以各种图案进行分配，可使用小心地控制液体体积和图案布置(placement)的结合以将图案化限制到目标区域。
提到的按需要分配树脂不是微不足道的事。液滴的大小和间距被小心地控制以保证有足够的树脂来填充模板特征，同时使可被辊压成不期望厚度的或不平坦的残余层的过量树脂最小化，因为只要相邻的液滴接触流体，树脂将没有地方流动。
尽管在本文中所提及的是将可UV固化液体沉积到基板上，但液体也可以被沉积在模板上，通常应采用相同的技术和考虑因素。
图3表示模板、可压印材料(可固化单体、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和可固化树脂层的厚度t之间的比率约为106。值得注意的是，为了避免从模板突出的特征损坏基板，尺寸t应大于在模板上突出的特征的深度。
冲压(stamping)后留下的残余层对保护下面的基板是有用的，但是如本文中所述，它也可能是问题的起源，特别是当需要高分辨率和/或最小CD(临界尺寸)变化时。第一次“穿透(breakthrough)”蚀刻是各向同性的(非选择性的)，因此这样将在某种程度上腐蚀压印的特征和残余层。如果残余层过厚和/或不平时这可能会加剧。这个问题，例如，可以导致最终在下面基板中形成的线的厚度发生变化(即临界尺寸变化)。在第二次各向异性蚀刻中在转移层中蚀刻的线的厚度的一致性依赖于在树脂中留下的特征形状的纵横比和形状完整性。如果残余树脂层不平坦，那么非选择性的第一次蚀刻可能留下这些带有“圆”顶的特征中的一些，使得它们未足够好地被限定以保证在第二次和任何后续蚀刻工艺中良好的线厚度一致性。在原理上，可通过保证残余层尽可能薄来减少上面提到的问题，但是这可能需要使用不期望的大压力(可能增加基板变形)和相对长的压印时间(可能减少生产量)。
模板是压印光刻系统中重要的组件。如这里谈到的，模板表面上特征的分辨率是在基板上印制的特征的可得到的分辨率的一个限制因素。用于热和UV光刻的模板通常在两步方法中形成。最初，记录期望的图案，用例如电子束记录装置(例如用电子束图案产生器)以便在抗蚀剂中给出高分辨率图案。然后使抗蚀剂图案转移到铬合金薄层上以将图案转移到模板的基层材料上，其中该铬合金薄层形成最终、各向异性蚀刻步骤的掩模。可以使用其它技术如离子束光刻法、X-线光刻法、极端UV光刻、外延生长、薄膜沉积、化学蚀刻、等离子蚀刻、离子蚀刻或离子研磨。通常，当模板是有效的1x掩模，且被转移的图案分辨率受到模板上图案分辨率的限制时，可以采用能够得到很高分辨率的技术。
模板的脱离特性可能也是一个考虑因素。例如模板可以用表面处理材料处理以在具有低表面能的模板上形成薄脱离层(薄脱离层也可以沉积在基板上)。
在压印光刻的开发中另一考虑因素是模板的机械耐久性。模板在抗蚀剂的冲压期间可能经受大的力，并且在热光刻的情况下，也可能经受过度的压力和温度。这可能导致模板磨损，并且可能对基板上压印的图案形状产生不利影响。
在热压光刻中，使用和待图案化的基板相同或相似的材料的模板以减少两者之间不同的热膨胀具有潜在的优势。在UV压印光刻中，模板对于活化辐射来说至少部分透明，因此使用石英模板。
尽管在本文中可能具体参照的是将压印光刻应用在ICs制造上，但应理解的是所述压印装置和方法可以有其它的应用，如制造集成光学系统、磁畴记忆(magnetic domain memories)的引导和检测图案、硬盘磁性介质、平板显示器、薄膜磁头等。
虽然在本文中的描述中具体参照了使用压印光刻以通过实际起抗蚀剂作用的可压印树脂将模板图案转移到基板上，在一些情况下，可压印材料本身可以是功能性材料，例如具有诸如导电或导热功能、尤其是光学线性或非线性响应。例如，功能性材料可以形成传导层、半导体层、电介质层或具有其它所需机械、电子或光学特性的层。一些有机物质也可以是适当的功能性材料。这种应用可以在本发明实施方案的范围内。
图4示意性地表示基板100的截面部分，所述基板100被基板工作台101担载。在基板的上表面上提供平面化层102，其包含例如聚(甲基丙烯酸甲酯)或聚苯乙烯。基板100具有抗湿润性材料104的两个区域和可压印介质106的液滴列阵。可压印介质106相对于平面化层102是湿润的。
图5是从基板100上看过去的示意图。在基板上示出三十七个方块，每个方块代表要被压印的目标区域(target region)108。目标区域108被抗湿润性材料104的栅格围绕(图4中示出的区域(areas)形成这个栅格的部分)。
通过在平面化层102上面接技抗湿润性材料分子(例如该分子可以是(预)氟化丙烯酸脂)可以提供抗湿润性材料104的栅格。例如，这可以通过将基板100放置在一个封闭的腔室中并且通过用UV辐射照射明确限定的位置而在基板上在那些位置上连接抗湿润性分子来实现。例如，使用存储的图案，可以使UV辐射斑点引导在基板100的表面上，其中所存储的图案反映了目标区域108的精确位置。这可形成抗湿润性材料104，其被以优于100nm、优于50nm或优于10nm的精度定位。在一些例子中，可以使用两步(dual stage)或多步(multi stage)系统，其中目标区域108的位置测量可以发生在光刻装置中的第一位置处，并且基板100的压印可以发生在光刻装置中的第二位置处。例如，施加抗湿润性材料104可以发生在第一位置或第二位置处，或者可以发生在也可在光刻装置中的一些其它位置处。
可以通过如下方式提供上述抗湿润性材料104用UV辐射照射适当的材料，然后使该材料与含硅物质反应，所述含硅物质包含提供低表面能的基团。
在一种实施方案中，基板被旋转涂覆含感光成酸剂的平面化层。平面化层包含具有反应性基团的聚合物，其中所述基团由小分子基团封端(blocked)。例如，聚合物，聚(叔丁氧基羰基)-羟基苯乙烯具有被叔丁氧基羰基保护的反应性的羟(-OH)基。用UV辐射照射计划为抗湿润性聚合物的所选区域，于是感光成酸剂在照射区域中释放酸。该酸催化所述小保护基(即叔丁氧基羰基)的去封端。这种去封端只发生在被照射的区域中，并且在聚合物中产生反应性位点(-OH基)。
反应性基团可以和以下所述的分子反应，该分子至少包含(1)连接到平面化层的反应性基团的能力和(2)提供低表面能的基团，即具有抗湿润特性。适当材料的例子是正十八烷基二甲基(二甲基氨基)硅烷。这种分子和聚合物形成共价键，并且十八烷基提供低表面张力，如图8所示。或者，可以使用氟化烷基二甲基(二甲基氨基)硅烷。
在一种实施方案中，具有感光成酸剂的聚合物以薄层形式被旋转涂覆在现有的平面化层上，例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)或聚苯乙烯。该层的厚度可以是例如薄于50nm。
用于在平面化层上形成抗湿润性材料的照射，可以用例如激光记录器来实现。或者，可以使用通过光掩模的照射。
可压印介质106的液滴可以由分配器(例如喷墨喷嘴)阵列来提供。或者，可以使用单个喷嘴。如图4所示，可压印介质106的液滴都有相同的体积。但是，在某些例子中，考虑到要被压印的图案中的位置比其它位置需要更多的可压印介质，可以调整液滴的体积。
参考图6，由模板固定器122固定的压印模板120位于基板100之上。压印模板具有凸起的图案化部分123(叫做台面(mesa))。压印模板120的凸起的图案化部分123和可压印介质106接触。
可将压印模板120带到这种位置的一种方式是通过使用致动器(未示出)移动模板固定器122。装置可以这样设置(arrange)，使得一旦压印模板120的凸起的图案化部分123与可压印介质106的液滴接触，压印模板120就从模板固定器122上脱离。一旦压印模板120从模板固定器122上脱离，在其自身重量和/或在界面张力的驱动下它自由地移向基板100。术语“界面张力”是指由在可压印介质106内作用的吸引力产生的力。它和表面张力类似，但是不同于表面张力的是不限于液体和气体接触。
继续压印模板120向基板100的移动直到位于压印模板120和基板100之间的气体(如空气)已经漏出(escape)。在备选的排列(arrangement)中，模板固定器122可以从致动器脱离，而不是使压印模板120从模板固定器122脱离。
可压印介质106在其外周界上具有弯月面(meniscus)，其被抗湿润性材料104限制。压印模板120的凸起的图案化部分123的外周界具有锐利(sharp)的边缘124。这样设置使得可压印介质的弯月面保持与压印模板凸起的图案化部分123强力连接。由可压印介质的弯月面施加的界面张力用于使压印模板120在x和y方向移动，直到压印模板处于平衡位置，其中它离抗湿润性材料基本上是等距的。在一些例子中，抗湿润性材料104之间的距离在x和y方向上可以不同，从而，压印模板120在x方向离抗湿润性材料基本上是等距的，并且在y方向离抗湿润性材料基本上是等距的(在两个方向上的等距距离不同)。
图7示出了如果压印模板120的凸起的图案化部分123没有正确位于基板100的平面化层102上，那么将出现的一种实例情形。伸长的弯月面126出现并且施加作用力，该作用力拖拉压印模板120并且使它横向(即与基板100表面交叉)移动，在这种情况下，沿逆x方向移动。持续施加作用力直到弯月面126和将形成在压印模板120相对侧上的弯月面达到平衡状态，其中施加的力互相抵消。
如果这种抗湿润性材料104处于正确的位置，那么压印模板120的凸起的图案化区域123将在基板100上处于正确的位置，例如相对于以前在基板100上提供的图案。因此本发明实施方案提供一种技术上简单且方便的方式，其中压印模板120的凸起的图案化区域123可以与以前在基板上提供的图案校准。
一旦经过充分的时间周期，使得压印模板120相对于抗湿润性材料104的条(stripe)到达平衡位置，光化辐射直接通过压印模板120和模板固定器122，因此固化可压印介质并且将压印图案固定到可压印介质中。然后模板固定器122(或致动器)重新连接到压印模板120(或模板固定器)，用于从固化的可压印介质上移除压印模板。
在一些例子中，可发现压印模板120的平衡位置是不正确的。当这种情况发生时，例如，可以使用激光来烧掉部分抗湿润性材料104，这样就调整了压印模板120的平衡位置。
将会理解的是上述方法和装置可以提供给压印模板阵列而不是只用于单一压印模板。
在一种实施方案中，用于一个压印模板组(imprint template set)的所有原始模板用相同的电子束工具在基本相同的温度(该温度被严格控制)下制造。为制造多个压印模板以用于平行压印(即同时压印一个以上的模板)所需的全部复制步骤被设置以维持通过电子束工具记录的压印模板的精度。如果需要校准(因为由于加工造成的基板尺寸的变化)，可通过重新定义由电子束工具记录的图案来实现。
未示出的校准装置可以被设置以比较提供在压印模板120上的校准标记和提供在基板100上的校准标记的位置，以保证在用UV辐射进行照射前压印模板准确地校准。使用校准装置不是必需的，这是因为通过可压印介质106的弯月面可自动进行校准。例如，校准装置可用于获得校准被准确进行的验证。
如上面进一步提到的，用UV辐射进行照射所提及的内容并不意味着排除在适当情况下，使用其它波长的辐射。
在上面描述的实施方案中，抗湿润性材料104提供在基板100上的栅格102中。可以理解抗湿润性材料104还可以提供在一些其它构造中。例如，可不必用抗湿润性材料完全包围目标区域108。目标区域108可以另外例如至少部分地被抗湿润性材料104包围，或者可以例如被抗湿润性材料104基本包围。
本领域技术人员将会理解基板100将通常具有多个印模(die)。印模是含有正被制造的完整功能设备(例如集成电路)的基板区域。在加工的最后阶段，基板被分成单个印模(其中例如在每个印模上有单个设备)。
为调节单个印模的间隔，已知在基板上在间隔位置定位相邻的印模。相邻印模间的空间应该有足够的尺寸来使印模分开，例如通过锯、切割或折断，而不破坏单个印模。相邻印模间的空间通常称为(并且在本文中将称为)“位置线(scribe lane)”。单个基板可以在基板上在x和y方向都具有多个印模，因此位置线可以在x和y方向在相邻印模间提供。这样，每个印模可以被相邻的位置线限界(bounded)，其中该位置线在x和y方向沿着其外边缘延伸。
有时为了其它目的利用形成位置线的基板区域可能是有用的。例如，功能性特征或参考特征可以形成在位置线上(例如测试结构或校准标记可以形成在位置线上)。当用光刻在基板上形成图案时，可以使用相同的方法方便地在位置线上形成特征。
因此，在本发明实施方案中(如下面的详细描述)，抗湿润性材料可以以如下排列(arrangement)而提供在基板上，即当图案化印模区域时该排列使结构的图案化能够在位置线以内。例如可以提供比基板湿润性小的材料，其配置为至少部分地包围基板的目标区域并且目标区域被设置使得其包括印模区域(die area)和位置线压印区域(scribe lane imprint area)。印模区域可以简单地包括基板区域，期望其上将形成印模。或者，印模区域可以已经包括在基板区域上的一个或多个已加工的层(例如形成集成电路的层)。位置线压印区域包括至少一个邻近印模区域的位置线的至少一部分(如后面更详细的描述)。
参考图9，在一种实施方案中，基板100(例如硅晶片)包括多个印模区域250，并且每个印模区域通过位置线200与相邻的印模区域分开。例如，印模区域250可以是基板的矩形区域。印模区域250可以在基板100的表面上提供，沿两个垂直方向成行设置(其在图9中是在基板上按x和y方向校准)。如此，在这种实施方案中，提供了在x和y方向延伸的位置线200。位置线200可以以栅格排列的形式(如图9所示)提供。例如第一多个间隔平行的位置线200a，可以在基板100上提供并在第一方向延伸，第二多个间隔平行的位置线200b，可以在基板100上提供并在第二方向(例如与第一方向垂直的方向)延伸。
在本发明实施方案中，抗湿润性材料204(其被提供用于以和上面参照图6和7所述的相同的方式校准基板100上的压印模板)被沉积在基本沿位置线200延伸的条上。例如抗湿润性材料204的每个条可以沿邻近多个印模区域250的整行的位置线延伸(例如抗湿润性材料204的条可被提供，其沿每个位置线200的基本上整个长度延伸)。通过提供沿每个位置线200延伸的抗湿润性材料204的条，抗湿润性材料204的条可以以栅格排列的形式提供。例如抗湿润性材料204的第一多个间隔平行的条可被提供在基板上沿第一方向(例如x方向)延伸，抗湿润性材料204的第二多个间隔平行的条可被提供在基板上沿第二方向(例如y方向)延伸。例如第二方向可以垂直于第一方向。
在一些实施方案中，如图9所示，可提供抗湿润性材料204，通常沿每个位置线200的中央区域延伸。例如，抗湿润性材料204的条通常可以位于相邻印模区域250的中间部分(例如抗湿润性材料204的条与位于位置线的任一侧的印模区域的外边缘可以是等距的)。在这种排列下，每个目标区域包括另外的位置线压印区域260，其形式是围绕印模区域250整个周界延伸的边界的形式(使得目标区域包括在印模区域250的全部四边上的位置线压印区域260)。例如位置线压印区域260可以是通常围绕印模区域250的整个周界的恒定宽度的边界，并且待压印的目标区域的总面积是(2x+y)2(其中x是印模区域250的边缘和抗湿润性材料204的条之间的距离，y是印模区域250的宽度)。
当制造特殊的设备时，印模区域250的尺寸可能被固定(例如通过所制造的设备的形式和功能)。位置线200所需的宽度也可能被固定(例如通过基板切割过程所需的印模之间的间隙)。因此，所提供的抗湿润性材料204的条的宽度可以是在确定位置线压印区域260的尺寸中的主要变量(例如，为了使位置线压印区域260最大化，抗湿润性材料204的条的宽度可以最小化)。
为了保证校准压印模板的方法有效，抗湿润性材料204的条的最小宽度可能需要受到限制。例如，可能需要考虑压印模板可以和沉积在基板上的可压印介质接触的初始布置精度(在宽度测量的方向上)。例如，抗湿润性材料204的条可具备模板初始布置精度的至少两倍的宽度。即使当压印模板位于其精度的极限值时，由于绕模板外周界形成的弯月面(由抗湿润性材料204限界)，这可以例如保证压印模板的边缘(其可以是例如上述的锐利边缘)将充分地和抗湿润性材料204的条校准。例如，如果压印模板初始以1-10微米的精度放置时，那么抗湿润性材料应该具有的最小宽度是2-20微米。
虽然图9示出了在x和y方向延伸的具有相同宽度的抗湿润性材料204的条，将理解的是如果用于使压印模板和可压印介质接触的装置在一个轴向和另一个轴向相比有不同的布置精度，那么抗湿润性材料的条的宽度也将相应地改变。
图10示出了备选实施方案，其中目标区域包括仅在印模区域350两侧的位置线压印区域360。例如，目标区域可以如此配置，使得印模区域350位于目标区域的角上。例如印模区域350的两侧可以和目标区域的两侧大体相一致(例如印模区域350所述侧边和目标(区域)所述侧边相遇的角也可大体相一致)。本实施方案目标区域的配置是提供抗湿润性材料304的条的结果，其中该抗湿润性材料的条最接近位置线300的一侧(即抗湿润性条邻近一个印模区域350，并且通过位置线与下一个印模区域相间隔)。对于给定印模区域的尺寸、位置线的宽度和抗湿润性条的宽度，这种排列提供比图9实施方案的位置线压印区域260宽的位置线压印区域360。例如位置线压印区域360可以具有基本上等于位置线300整个宽度的宽度；相反，图9的位置线压印区域260可具有基本上等于位置线200一半宽度的宽度。在本实施方案中待压印的目标区域的总面积是(a+b)2(其中a是印模区域350的边缘和抗湿润性材料304的条之间的距离，其约等于位置线的宽度，b是印模区域350的宽度)。
在图11的另一个实施方案中，提供抗湿润性材料404，其配置为至少部分地包围目标区域并且也至少部分地包围印模区域450。例如目标区域可以通过沿位置线400延伸的抗湿润性材料404a的条由抗湿润性材料包围(其中，例如抗湿润性材料404a的每个条沿位置线400的基本整个长度延伸)。例如目标区域可以被设置，其配置为其中印模区域450的两侧和目标区域的两侧大体一致(如图10中的实施方案)，使得抗湿润性材料404a的条既包围目标区域又限界了印模区域450的两侧。因此在这种排列中，只需邻近于印模区域450的两侧提供另外的抗湿润性材料404b，从而提供这样的排列，其中目标区域和印模区域450都至少部分地被抗湿润性材料包围。例如，这种排列可导致抗湿润性材料404提供了围绕位置线压印区域460和印模区域450的基本完全的边界。
参考图12，图11的配置提供了如此排列的抗湿润性材料404，其中目标区域具有至少一个抗湿润性材料404b的中间区域(intermediate area)。例如，抗湿润性材料404b的中间区域可以横向位于至少部分包围目标区域450的抗湿润性材料404a的条之间。在图12中，例如抗湿润性材料404b的中间区域沿x方向在抗湿润性材料404a之间(或中间)提供(并且例如可沿y方向提供抗湿润性材料404b的其它中间区域)。例如抗湿润性材料404b的中间区域可以在印模区域和位置线压印区域之间的边界上提供。抗湿润性材料404b的中间区域可以例如是沿着目标区域的印模区域450的边缘排列的抗湿润性材料的条或带的形式(如图11中)。
如上所述(参考图6和7)，当压印模板420和可压印介质406接触时(例如通过模板固定器)，提供抗湿润性材料404来约束可压印介质406。抗湿润性材料404b的中间区域在模板420的目标区域内，因此也起到约束可压印介质406的作用。这导致可压印介质形成两个分开的区域406a和406b(例如可以分别位于印模区域450和位置线压印区域460)，每个区域都受到在压印模板和基板之间形成的弯月面426的限界。在图12的情况下，两个区域沿x方向分开。但是可以理解在y方向也可提供同样的排列。在目标区域的外周界，弯月面426被抗湿润性材料404a限制，在目标区域内，被抗湿润性材料404b的中间区域限制。
如上所述，可压印介质406的弯月面施加界面张力，所述界面张力用于在x和y方向移动压印模板420，直到压印模板处于平衡位置。由于抗湿润性材料404b的中间区域形成可压印介质406a和406b的两个单独的区域，所以力将通过两个区域的弯月面施加到压印模板上。将施加力直到区域406a对侧的弯月面426a和406b对侧的弯月面426b到达平衡状态。在该平衡状态，由弯月面426a跨区域406a所施加的力相互抵消，并且由弯月面426b跨区域406a所施加的力相互抵消。
由于可压印介质的两个区域406a和406b的弯月面426在压印模板420上施加力，直到实现校准(并且因而平衡)，因此可以理解的是本实施方案能够在压印模板上施加更大的校准力(alignment force)(当和没有抗湿润性材料404b的中间区域的等价排列相比时)。在一些实施方案中，例如校正力(correction force)可以是加倍的，这是由于提供了两倍的弯月面(例如在图12的实施方案中有四个弯月面，相比而言，在图6的实施方案中有两个弯月面)。校正力的增加是所期望的，因为这减少了校准时间并且可以因此增加压印光刻装置的生产量。
为了在位置线区域460中印制特征，例如，模板420可以具有用于图案化可压印介质406a(其提供在印模区域450上)的第一图案化区域423a，和用于图案化可压印介质406b(其提供在位置线压印区域460上)的第二图案化区域423b。
为了精确校准模板420，可压印介质406a和406b的两个区域在基板表面上的高度应基本上相同。例如，如果高度之间有差别，那么模板420可能不平行于基板100。这可能例如对保证准确体积的可压印介质沉积到目标区域的每个区域(例如印模区域450和位置线压印区域460)中是很重要的。印模区域450可以具有比位置线压印区域460明显大的面积，如此，在位置线压印区域460上提供的可压印介质406b的体积变化可能对模板校准的精度有很大的影响。因此，例如可能需要在基板100上在抗湿润性材料404a和404b的条(其限定了位置线区域)之间提供准确量的可压印介质的液滴。例如可能有利的是保证位置线压印区域460的面积是较大面积(例如位置线的基本上整个面积)。如果位置线压印区域460具有与其上待沉积的可压印介质的体积相比较大的表面面积，那么体积的任何变化都可能例如导致较小的可压印介质406b的高度变化。
例如，在图11的实施方案中，位置线压印区域460的面积是2ab+a2(其中a是印模区域450的边缘和抗湿润性材料404的条之间的距离-约等于位置线宽度，并且b是印模区域450的宽度)。因此，在此区域所需的可压印流体的体积将是h·(2ab+a2)(其中h是基板和模板之间的可压印流体的高度)。使用典型实例值a(80μm)，b(25mm)和h(100nm)，在位置线压印区域中可压印介质的总体积可以例如在400pl附近。由于可压印介质可以以体积为例如10pl的液滴的形式沉积在基板上，因此该体积可以例如需要40滴来沉积到位置线压印区域中。填充位置线区域时漏掉一滴将因此例如相应于2.5％的误差，即高度上2.5nm的误差。从而，本领域技术人员可以理解已知的方法应当用于精确测量和监视沉积的液滴量。
虽然抗湿润性材料204、304和404的条在图9-11中由连续线示出，但这里所提及的“条”不限于沿其长度连续的(或未间断)线或带。例如，抗湿润性材料204、304或404可以以非连续的条(例如虚线、点线或间断线)的形式提供从而提供一种排列，其中目标区域至少部分地被抗湿润性材料104包围。
虽然在本文中提及了向基板移动压印模板，但应理解的是本发明的实施方案包括基板可以向压印模板移动，或可以使用压印模板和基板的运动组合。
虽然已经在上面描述了本发明的特定实施例，但可以理解本发明可以以不同于所述的方式实施。本文所述内容并不构成对本发明的限制。
权利要求
1.一种相对于基板的目标区域校准压印模板的方法，该方法包括在目标区域内沉积一定体积的可压印介质；使压印模板接触可压印介质，使得可压印介质被压制；和在目标区域和压印模板之间的界面张力的作用下，使压印模板、目标区域或两者彼此相互横向运动，其中，提供比基板湿润性小的材料，其配置为至少部分地包围基板的目标区域。
2.权利要求1的方法，其中湿润性较小的材料以优于100nm的精度在基板上提供。
3.权利要求1的方法，其中压印模板通过其自重、产生自可压印介质的界面张力或两者的作用而压入可压印介质中。
4.权利要求1的方法，还包括用光化辐射照射可压印介质。
5.权利要求1的方法，其中可压印介质的目标区域被湿润性较小的材料基本上包围。
6.权利要求1的方法，其中目标区域是基板上多个目标区域中的一个，并且湿润性较小的材料至少部分地包围多个目标区域中的每一个。
7.权利要求6的方法，其中压印模板是多个压印模板中的一个，不同的压印模板被配置以和基板上的各自目标区域校准。
8.权利要求1的方法，其中基板包括相对于可压印材料为湿润性的平面化层。
9.权利要求1的方法，其中压印模板包括凸起的图案化区域，该凸起的图案化区域包括具有锐利边缘的外周界。
10.权利要求1的方法，其中目标区域是基板上多个目标区域中的一个，湿润性较小的材料基本上包围多个目标区域中的每一个。
11.权利要求1的方法，其中界面张力是表面张力。
12.一种光刻装置，包括基板工作台，其构造以固定基板；和模板固定器，其构造以固定压印模板，其中压印模板、基板或两者被配置以在界面张力作用下可彼此相互横向移动，直到达到平衡位置，其中该界面张力基本上互相抵消，所述界面张力产生自待在基板和压印模板之间提供的可压印介质。
13.权利要求12的装置，其中压印模板包括凸起的图案化区域，该凸起的图案化区域包括具有锐利边缘的外周界。
14.权利要求12的装置，其中模板固定器被配置以释放压印模板而使压印模板在基板表面上横向移动。
15.权利要求12的装置，其中模板固定器由致动器固定，致动器被配置以释放模板固定器而使压印模板和模板固定器在基板表面上横向移动。
16.一种在用于压印光刻的基板上提供材料的方法，该材料比基板的湿润性小，该方法包括将包括感光成酸剂的聚合物层提供给基板，用光化辐射照射基板的所选区域，并且使聚合物层和含硅物质反应以在所选区域内形成抗湿润性材料。
17.权利要求16的方法，其中聚合物是聚(叔丁氧基羰基)-羟基苯乙烯。
18.权利要求16的方法，其中含硅物质是烷基二甲基(二甲基氨基)硅烷或氟化烷基二甲基(二甲基氨基)硅烷。
19.权利要求16的方法，其中用激光记录器进行照射，或通过光掩模照射。
20.权利要求16的方法，其中抗湿润性材料的区域边缘的位置通过用激光烧掉一些材料来调整。
21.一种在用于压印光刻的基板上提供材料的方法，该材料比基板的湿润性小，该方法包括使基板暴露于单体，并且用光化辐射照射基板的所选区域，使得单体和基板反应。
22.权利要求21的方法，其中基板包括平面化层，并且单体和平面化层反应。
23.权利要求21的方法，其中单体是丙烯酸烷基酯或氟化丙烯酸烷基酯。
24.权利要求21的方法，其中用激光记录器进行照射，或通过光掩模照射。
25.权利要求1的方法，其中目标区域如此设置，使得它包括印模区域和位置线压印区域。
26.权利要求25的方法，其中位置线压印区域包括至少一个邻近印模区域的位置线的至少一部分。
27.权利要求25的方法，其中提供比基板湿润性小的材料，其配置为与印模区域的至少一边间隔。
28.权利要求25的方法，其中位置线压印区域在印模区域的仅两边提供。
29.权利要求25的方法，其中印模区域的两边被设置为和目标区域边中的两边大体一致。
30.权利要求1的方法，其中目标区域具有至少一个抗湿润性材料的中间区域。
31.权利要求30的方法，其中抗湿润性材料的中间区域被设置为接近印模区域和位置线压印区域之间的边界。
32.权利要求31的方法，其中抗湿润性材料的中间区域以沿印模区域边缘设置的抗湿润性材料的条或带的形式提供。
33.权利要求31的方法，其中抗湿润性材料的中间区域至少部分地包围印模区域。
34.权利要求1的方法，其中当界面张力产生时，目标区域固定在适当位置上，使得界面张力导致压印模板相对于目标区域横向移动。
全文摘要
公开了一种相对于基板的目标区域校准压印模板的方法，该方法包括在目标区域内沉积一定体积的可压印介质；使压印模板接触可压印介质，使得可压印介质被压制；和在目标区域和压印模板之间的界面张力的作用下，使压印模板、目标区域或两者彼此相互横向运动，其中，提供比基板湿润性小的材料，其配置为至少部分地包围基板的目标区域。
文档编号G03F7/00GK101051182SQ200610131010
公开日2007年10月10日 申请日期2006年12月22日 优先权日2005年12月23日
发明者J·F·迪杰克斯曼, Y·W·克鲁伊特－斯特格曼, R·J·克纳彭, K·T·克拉斯特夫, S·F·武斯特, I·施拉姆, J·范文格登 申请人:Asml荷兰有限公司