接触光刻设备、系统和方法

专利名称：接触光刻设备、系统和方法
技术领域：
本发明涉及半导体及其制造。具体而言，本发明涉及在半导体制造 期间用于限定微米尺度或纳米尺度结构之一或二者的接触和/或压印光 刻技术。
背景技术：
光刻方法范例，它们通常涉及到构图工具(例如掩模、模具、模板等) 和将要在其上制造结构的衬底之间的直接接触。具体而言，在接触光刻 期间，将构图工具(即掩模)与衬底或衬底的图案接收层对准，然后与 之接触。类似地，在压印光刻中，将构图工具(即模具)与衬底对准， 之后将图案压印在衬底的接收表面上或引入接收表面中。对于任一种方 法而言，构图工具和衬底之间的对准通常涉及到将构图工具保持在衬底 上方4艮小的距离处，同时对工具和/或衬底的相对位置进行^f黄向和旋转调 节(例如x-y平移和/或角旋转)。然后将构图工具与衬底接触以进行光 刻构图。
在接触光刻和压印光刻中，最终的对准精度和可实现的构图分辨率 都可能受到对准过程中构图工具和衬底彼此平行和接近的程度的不利 影响。此外，由于在对准之后将工具与衬底接触时可能发生已对准的构 图工具和衬底相对定位的偏离或滑动，对准精度可能会受到不利影响。
因此，希望有一种技术方法在横向和旋转对准期间提供和保持构图 工具和衬底之间相对平行和接近的关系。此外，提供一种方法来使对准 后构图工具和衬底接触期间的对准偏离和/或滑动最小化将是有用的。这 种方法将解决接触光刻和压印光刻领域中长期存在的需求。

发明内容
在本发明的 一些实施例中,提供了 一种接触光刻设备。该接触光刻设
备包括具有图案化区域的掩模，所述图案化区域具有光刻图案；以 及布置在所述掩模和被构图衬底之间的间隔体。在掩模和衬底与间隔体 相互接触时，所述间隔体提供掩模和衬底的间隔平行且靠近的取向。所 述掩模、衬底和间隔体之一或多者是可形变的，使得形变促进图案转移。 在本发明的其他实施例中，提供了一种接触光刻系统。接触光刻系 统包括接触光刻模块和支撑所述接触光刻模块的接触掩模对准器。接触 光刻4莫块包括间隔体和多个光刻元件。间隔体位于多个元件之间。间隔
形变在对准器保持元件对;的同时提:图案转移。 °
在本发明的其他实施例中,提供了 一种接触光刻方法。该方法包括利
行取向。掩模和衬底与间隔体相互接触。该方法还包括诸发掩模、衬底 和间隔体之一或多者的形变，使得掩模和衬底直接接触以进行图案转 移。
除了上述特征之外和/或作为上述特征的替代，本发明的某些实施例 还具有其他特征。以下参考如下附图详细描述本发明的这些和其他特征。


结合附图参考以下详细说明将更容易理解本发明的实施例的各特 征，在附图中类似的附图标记表示类似的结构元件，其中
图1示出了根据本发明实施例的接触光刻设备的侧视图。
图2A示出了图1的接触光刻设备实施例的侧视图，其具有根据本 发明实施例被形成为掩模整体部分的间隔体。
图2B示出了根据本发明实施例的图2A中所示的掩模的透视图。图2C示出了图1的接触光刻设备的另一实施例的横截面，其具有 根据本发明另 一实施例被形成为衬底整体部分的间隔体。
图2D示出了根据本发明实施例的接触光刻设备的侧视图。
图3A示出了根据本发明实施例的接触光刻设备的侧视图。
图3B示出了处于根据本发明实施例的闭合构造中的图3A的接触光 刻设备的侧3见图。
图3C示出了图3A和3B的接触光刻设备的实施例的侧视图，其中 根据本发明的实施例采用了掩模弯曲。
图3D示出了图3A和3B的接触光刻设备的另一实施例的侧视图， 其中根据本发明的实施例采用了衬底弯曲。
图3E示出了图3A和3B的接触光刻设备的实施例的侧视图，其中 根据本发明的实施例采用了间隔体变形。
图3F示出了图3A和3B的接触光刻设备的实施例的側视图，其中 根据本发明的实施例采用了表现出塑性变形的间隔体。
图3G示出了图3A和3B的接触光刻设备的实施例的側视图，其中 根据本发明的实施例采用了可变形间隔体。
图4示出了根据本发明实施例的接触光刻系统的方框图。
图5A示出了处于根据本发明实施例的初始开放配置中的图4的接 触光刻系统的掩模对准器部分的側视图。
图5B示出了接触光刻模块处于根据本发明实施例的闭合配置中的 图5A的接触光刻系统的掩模对准器部分的横截面图。
图5C示出了图5B的接触光刻系统的掩模对准器部分的横截面图， 绘示了根据本发明实施例为了诱发柔性衬底栽体弯曲而施加的力。
图5D示出了图5B的接触光刻系统的掩模对准器部分的横截面图， 绘示了根据本发明实施例为了诱发掩模和衬底载体之间的间隔体形变 而施力口的力。
图6示出了根据本发明实施例的接触光刻方法的流程图。
具体实施例方式
本发明的实施例方便了利用涉及到构图工具和衬底之间接触的光 刻技术对衬底的构图。在各种实施例中，本发明采用构图工具和衬底之 间的一个或多个间隔体来建立其间的平行且靠近的对准。在于构图工具
,劲
且靠近的对准，以建立工具和衬底之间期望的对准。此外，根据本发明
的各实施例，构图工具、衬底和间隔体中的一个或多个的弯曲或变形促
进了衬底和构图工具之间的接触。此外，由弯曲促进的接触对根据本发 明的各实施例此前建立的横向和转动对准没有或几乎没有不良影响。
根据本发明的一些实施例，采用间隔体的平行且靠近的对准可以减 少与接触光刻的振动和温度有关的对准和稳定性问题。例如，在一些实 施例中，对准期间诸如掩才莫、间隔体和衬底的元件之间的相互接触可能 导致掩模和衬底处于基本相同的温度，于是减小了与元件间温度差相关 的对准误差。在一些实施例中，掩模、间隔体和衬底可以基本作为单个 单元对振动做出反应，从而减小了，在有些情况下最小化了常规接触光 刻设备和系统中存在的振动差异导致的对准误差。
这里，术语"形变"在其范围内一般包括塑形形变和弹性形变之一 或二者。如这里所用地，"塑性形变"表示响应于外加力在形状上发生 的基本不可逆的、不可恢复的永久改变。此外，如这里所用地，"塑性 形变"包括材料在法向应力作用下的脆性破裂(例如玻璃的断裂或粉碎) 造成的形变以及在切应力期间(例如钢的弯曲或泥土的模制)发生的塑 性形变。而且，如这里所用地，"弹性形变，，表示响应于外加力形状发
的。这里，"弯曲" 一词与"形变"具有相同的意思，可互换地使用这 些术语，如"弯曲，，和"形变"、"可弯曲的"和"可形变的，，以及"弯 曲中"和"形变中"等。
这里，"形变" 一词在其范围内一般还包括被动形变和主动形变之 一或二者。这里，"被动形变，，指直接响应于外加形变力或压力发生的 形变。例如，本质上，利用材料特性和/或物理构造可以使任何材料都以 类似弹簧的方式做出反应，或者，形状是可以被动形变的。如这里所用 地，"主动形变" 一词是指可以由简单施加变形力之外的方式激活或发 起的任何形变。例如，压电材料的晶格在独立于外加变形力向其施加电 场时产生活动形变。在主动形变的另一范例中，热塑体在被加热到软化 点之前不会响应于外加的形变力而形变。
此外在本文中，并非出于限制的目的，"接触光刻" 一词一般是指 利用了提供图案的装置或构图工具和接收图案的装置或衬底(包括具有
体而言，如这里所用地，"接触光刻"包括但不限于光学接触光刻、X
射线接触光刻和压印光刻多种形式。
例如，在光学接触光刻中，在光掩模(即构图工具)和衬底上的光 敏抗蚀剂层(即图案接收装置)之间建立物理接触。在物理接触期间，
经过光掩模的可见光、紫外(uv)光或另一种形式的辐射对光致抗蚀
剂曝光。结果，将光掩模的图案转移到了衬底上。
在压印光刻中，例如，模具(即构图工具)通过压印工艺将图案转 移到衬底上。在一些实施例中，模具和衬底上的可形成或可压印材料层
之间的物理接触将图案转移到衬底。在Chen等人的美国专利6294450 和Chou的美国专利6482742B1中描述了压印光刻以及各种可用的压印 材料，在此通过引用将两篇文献并入于此。
在此为简单起见，没有在衬底和衬底上的任何层或结构(例如光致 抗蚀剂层或可压印材料层)之间做出区分，除非这种区分是为了理解而 必需的。如此一来，不论是否在衬底上采用抗蚀剂层或可形成层以接收 图案，"图案接收装置"在此一般是指"衬底"。此外，为了讨论简单 且并非出于限制的目的，构图工具(例如光掩模、X射线掩模、压印掩 模、模板)在此通常是指"掩模"。
图1示出了根据本发明实施例的接触光刻设备100的側碎见图。接触 光刻设备100包括构图工具或"掩模，，110和一个或多个间隔体120。 接触光刻设备100将图案从掩模IIO拷贝、印刷或以其他方式转移到衬 底130。具体而言，在图案转移期间采用了掩模110和衬底130之间的 直接接触。
在接触光刻设备100中，在图案转移之前和期间，间隔体120位于 掩模IIO和衬底130之间。间隔体120在掩模110和衬底130之间提供 并保持基本平行且靠近的间隔。掩模IIO、间隔体120和衬底130中一 个或多个的形变通过使掩模110和衬底130能够彼此接触而促进了图案 转移。例如，在一些实施例中，采用柔性掩模IIO和柔性衬底130之一 或两者。在另一个实施例中，采用了可形变(例如可伸缩)间隔体120。 在其他实施例中，采用了柔性掩模110、柔性衬底和可形变间隔体120 之一或多个的组合。在包括该组合的实施例中，如下所述，可以通过<吏 在图案转移期间支持掩模110和衬底130之一或两者的板或载体具有刚
性。当掩模H0和衬底130直接接触时，由于弯曲和/或形变发生了图案 转移。
在一些实施例中，尤其是采用了掩模IIO和衬底130之一或两者的 弯曲的实施例中，在由间隔体120包围或界定的区域之间或之内可能会 发生弯曲。例如，间隔体120可以位于掩模图案化区域(和/或衬底要构 图的区域)的周边，在周边之内发生掩模110和/或衬底130的弯曲。
在一些实施例中，例如在采用了可形变间隔体120时，可以《吏用基 本不可形变的掩模110和/或基本不可形变的衬底130。例如，在图案转 移期间不会形变或不需要其形变的半刚性或刚性掩模110可以是不可形 变的掩模IIO。此外，在使用可形变间隔体120时， 一个或多个间隔体 120可以位于更宽的图案化区域之内。例如，衬底130可以是其上界定 有多个单个管芯或芯片的晶片。管芯具有相应的局部图案化区域。在这 一例子中，可形变间隔体120可以位于晶片衬底130的局部图案化区域 之间的空间或区域中。局部图案化区域之间的空间或区域包括但不限于 在晶片衬底130上分隔单个管芯的"街区"或"锯缝，，。
在一些实施例中，间隔体120是和掩模IIO或衬底130分开的组件。 在这样的实施例中，在建立掩冲莫IIO和衬底130之间的接触以进行图案 转移之前，通常将间隔体120定位于、置于或插入于掩模110和衬底130 之间。
在其他实施例中，间隔体120形成为掩模IIO和衬底130之一或两 者的整体部分。例如，在 一 些实施例中可以将间隔体12 0制作成掩模110 的整体部分。在其他实施例中，可以将间隔体120制作成衬底130的整 体部分。在其他实施例中，可以将一些间隔体120形成为掩模IIO和衬 底130之一或两者的整体部分，而其他间隔体120不是掩模IIO或衬底 130的整体部分。
在一些实施例中，通过在掩模IIO或衬底130任一个的相应表面上 淀积或生长材料层形成与掩冲莫IIO或衬底130是整体的间隔体120。例 如，可以在硅(Si)衬底130的表面上生长或淀积二氧化硅(Si02)层。 可以采用对所淀积或生长的Si02层的选择性蚀刻以界定间隔体120,例 如像直立的柱体。在一些实施例中，通过同时生长或淀积间隔体120来 确立每一直立柱间隔体120的均匀高度。例如，利用在衬底130表面上 淀积蒸发性材料同时形成间隔体]20 —般会使每一间隔体120具有基本
相同的高度。替换地或额外地，可以利用对所生长和/或淀积的间隔体
120的后期处理，例如但不限于微机械加工(例如化学机械抛光等)来 进一步调节和/或提供均匀的高度。可以采用类似的方法来在掩模110 上形成间隔体120或将间隔体120形成为掩冲莫110的整体部分。
在其他实施例中，可以独立制造间隔体120并随后利用胶粘剂、环 氧树脂或其他用于结合的适当方法将间隔体120固定到掩模110和衬底 130之一或两者。不过，无论是制造成掩冲莫110或衬底130之一或两者 的整体部分或是固定到掩模UO或衬底130之一或两者，在采用接触光 刻设备100进行接触光刻之前都如此制造或固定间隔体120。
在一些实施例中，可形变间隔体120可以表现出塑性形变和弹性形 变之一或两者。例如，在可形变间隔体120的塑性形变中，形变力基本 可以压碎或压破间隔体120。在被压扁或压》年之后，当4敎除变形力时， 间隔体120将几乎不会或不会明显恢复到原样。在另一个范例中，可形 变间隔体120可以响应于形变力发生弹性形变。在弹性形变期间，间隔 体120可以弯曲或压缩，不过一旦撤除该力间隔体120将基本会返回到 其原始形状。例如，弹性形变的间隔体120可以包括橡皮状材料或类似
弹簧的材料/结构。
在一些实施例中，可形变间隔体120提供^皮动形变和主动形变之一 或两者。可被动形变的间隔体120可以表现出塑性和弹性形变之一或两 者。适于用作可被动形变间隔体120、表现出弹性形变的具有类似弹簧 行为的材料包括各种弹性材料。具体而言，间隔体120可以包括的弹性 材料例如但不限于丁腈橡胶或天然橡胶、硅橡胶、全氟弹性体、含氟 弹性体(例如氟硅酮橡胶)、丁基橡胶(例如异亚丁基或异戊二烯橡胶)、 氯丁二烯橡胶(例如氯丁橡胶)、乙烯-丙烯-二烯橡胶、聚酯和聚苯乙 烯。也可以采用在被动形变期间促进类似弹簧行为的非弹性材料。可以 形成被用作间隔体120的弹簧的非弹性材料范例包括金属，例如但不限 于铍、铜和不锈钢以及基本任何相对刚性的聚合物。此外，可以将很多 常规半导体材料微机械加工成机械弹簧构造。这种材料的范例包括但不 限于硅(Si)、氧化硅(Si02)、氮化硅(SiN)、碳化硅(SiC)、砷 化镓(GaAs)和大部分其他常规半导体材料。这种被形成为弹簧的非弹 性材料可用来生产被动形变的间隔体120,该间隔体120根据特定形状 和所施加的力表现出塑性和弹性形变之一或两者。
如可^L动形变的间隔体120那样，可主动形变的间隔体120可以表 现出塑性形变和弹性形变之一或两者。例如，可主动形变的间隔体120
可以包括具有响应于所加电场而形变的晶格的压电材料。在这种示范性 实施例中，替代所施加的形变力或除了所施加的形变力之外，可以利用
响应于电场的晶格形变来提供间隔体120的形变。由于一旦撤除所施加 的电场(即形变力)压电材料的晶格形变基本恢复到原始形状，因此由 这种压电材料形成的间隔体120在此被视为表现出实质上的弹性形变。
在另一个范例中，可活动形变的间隔体120可以包括基本空心的结 构，例如但不限于由流体(例如气体和液体之一或两者)填充的气嚢或 管子，使得在被填充后间隔体120可抗拒形变。为了激起形变，填充间 隔体120的流体被去除、排出或允许其从中泄漏。这样一来，直到通过 去除填充的流体来加以激活，间隔体120基本可以抗拒形变力造成的形 变。这样的间隔体120可以根据，例如是否更换了空心结构中的填充流 体而表现出弹性或塑性形变。在又〃范例中，间隔体120可以包括响应 于温度刺激而改变形状和/或弹性的由热激活的材料。由热激活的材料的 范例包括不限于在特定温度处或更高温度熔化、软化或表现出玻璃化转 变的材料。根据实施例，通过将材料加热到熔点、软化点或玻璃化转变 点以上来激活包括这种由热激活的材料的间隔体120。热塑料是这种热 激活材料的范例，其由于温度刺激激活而表现出实质上的塑性形变。
如上所述，可形变间隔体120可以提供基本可逆的形变(即弹性形 变)或基本不可逆的形变(即塑性形变)。在一些实施例中，根据实施 例，可形变间隔体120可以提供塑性形变和弹性形变的组合。例如，如 上所述，提供基本可逆的形变或弹性形变的可形变间隔体120的范例为 弹性间隔体或类似弹簧的间隔体。可以由刚性或半刚性材料提供基本不 可逆或塑性形变的间隔体120，其中包括该材料的间隔体120被施加形 变力而压碎或压破。例如，间隔体120可以包括多孔半刚性材料，例如 但不限于聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫。这种多孔半刚性泡沫在施加形变 力时可表现出基本不可逆(即塑性)形变。在另一范例中，淀积在掩冲莫 IIO和衬底130之一或两者上并形成为柱状间隔体120的较为多孑L的二 氧化硅(Si02)层可以提供基本不可逆或塑性的形变。在这种实施例中， 柱状间隔体120在施加足以压扁柱状间隔体120的形变力时发生不可逆 或塑性形变。此外，在一些实施例中，利用如上所述的组合材料和被动
或主动形变，间隔体120可以包括可逆和不可逆特性的组合。
此外，掩模IIO和衬底130之一或两者可以是可形变的。此外，可 形变掩模110和/或可形变衬底130可以表现出如上所述的塑性或弹性形 变之一或两者。此外，可形变掩模110和/或衬底130可以提供如上所述 的被动或主动形变之一或两者。在一些实施例中，掩模U0和衬底130 之一或两者可以包括上述针对间隔体120所述的材料，以实现弹性、塑 性、；故动和主动形变的之一或多个。
图2A示出了图1的接触光刻设备100的侧视图，其中根据本发明 的实施例将间隔体120形成为掩模110的整体部分。图2B示出了根据 本发明实施例的图2A中所示的掩模的透视图。具体而言，如图2B所示， 在掩模110的表面上或表面中形成三个被图示为直立柱或梁的间隔体 120。
图2C示出了图1的接触光刻设备100的横截面图，其中根椐本发 明的另一实施例将间隔体120形成为衬底130的整体部分。例如，可以 使用常规半导体制造技术，包括但不限于蚀刻、淀积、生长和微加工之 一或多者来将间隔体120制造成衬底130的整体部分。
无论是单独提供还是制造(即形成)为掩模110和衬底130之一或 两者的部分，在一些实施例中，间隔体120包括得到精密控制的尺度。 具体而言，所制造的间隔体120具有得到精确控制的尺度，用于将掩才莫 110和衬底130分开或隔开。如这里所用地，术语"间隔尺度"是指在 接触光刻设备100中采用间隔体120时控制掩斗莫IIO和衬底130之间的 间隔的间隔体120的尺度。
例如，在制造间隔体120期间可以精确控制图2B中三个间隔体120 的每一个的高度。结果，当间隔体120共同作用以隔开掩模UO和衬底 130时，间隔采取了等于间隔体120高度的受到精确控制的间隔尺度。 此外，在该范例中，如果间隔体120的高度基本彼此相等，那么掩模IIO 和衬底30不仅仅^皮间隔体120分开，而且还通过间隔体120的分开作 用而基本彼此平行地对准。例如，可以采用如图2B所示的具有基本相 同高度的间隔体120实现掩模110和衬底130的平行对准。
间隔尺度的另一实施例为间隔体的直径。例如，具有圓形截面的间 隔体120的直径可以是间隔尺度。具有圆形截面的这种间隔体120的范 例包括但不限于杆、O形环和球体。通过控制间隔体120的直径，在掩
模IIO和衬底130与具有圆形截面的间隔体120彼此接触并被其分隔开 的时候，可以实现掩才莫IIO和衬底130之间的平行对准。在一些实施例 中，具有圆形截面的间隔体120具有环或圈的形状，例如圆形、半圆形、 矩形或正方形，其中环形间隔体120的截面直径大约等于环的周长。这 种环形间隔体120可以围绕掩模IIO和衬底130的边缘，如下所述。
在一些实施例中，在用于接触光刻设备100中时，间隔体120位于 掩模110的图案化区域和/或村底130要构图区域(即目标区域或部分) 的外部(即周边)。例如，间隔体120可以位于掩模IIO和衬底130之 一或两者的边缘(即周边)上或附近。在其他实施例中，间隔体120位 于掩模110或衬底130的边缘或周边之外的区域。例如，如上所述，间 隔体可以位于图案化区域之间(例如局部图案化区域之间的锯缝中)。
例如，再次参考图2B,掩模110的图案化区域112被图示为由虚线 包围的示范性矩形区域。图2B所示的柱形间隔体120在图案化区域112 外部。此外，参考图2C,在村底130表面上示出了衬底130的目标部分 或区域132。图2C所示的柱形间隔体120位于衬底130的目标部分132 以及掩模110的图案化区域112的外部。如这里所用地，"目标部分" 或"目标区域"是指接收由掩模110的图案化区域112表达的掩模图案 拷贝的衬底110的部分。
在一些实施例中，定位间隔体120以和掩模110和/或衬底130上局 部起伏最小或如果有图案特征但也很少的对应区域对准。将间隔体120 置于即使有图案特征也极少的区域中，例如在图案化区域或被构图区域 之外，在一些实施例中减少了间隔体120和利用接触光刻设备300进行 的构图之间的干扰，而在其他实施例中，确保了其间是最小的干扰。
这里，"局部起伏"是指特征高度，其中"特征"在下文中定义。 通常，特征高度小于间隔体120的间隔尺度以避免掩模110的图案化区 域和衬底130在形变前接触。"最小的局部起伏"表示掩模110和衬底 130具有最小特征高度的任何区域。换言之，掩模UO和/或衬底130表 现出最小局部起伏的区域是分别含有从掩模IIO或衬底130的标称平面 的基本最小突起(正或负)的区域。通过将间隔体120定位成与具有最 小局部起伏的区域对准，间隔体120能够在对准期间在接触表面上滑动， 而不会对间隔体提供的掩模110和衬底130之间的平行靠近关系产生不 利影响。
在一些实施例中，间隔体120提供大约0.01到50微米(pm)范 围内的间隔尺度(即靠近关系)。在其他实施例中，间隔体120提供0.1 到10微米(m m )范围内的间隔尺度。在其他实施例中，间隔体120可 以提供对特定接触光刻条件或应用有利的几乎任何间隔尺度。
图2D示出了根据本发明实施例的接触光刻设备100的侧;f见图。具 体而言，图2D示出了间隔体120发生作用以将掩模IIO和衬底130分 开间隔尺度S。例如，图2D所示的示范性间隔体120具有圆形截面， 并且在一些实施例中可以与掩才莫IIO和衬底130分开提供。
在一些实施例中，间隔体120的间隔尺度大于掩模110和/或衬底 130的特征的最大组合高度。"特征，，表示除间隔体120之外的从掩模 110或衬底130的任一个的标称平面的任何突起(正或负)。特征高度 为掩模IIO或衬底130的任一个的特征在其标称表面上或从该表面延伸 的程度。在这种实施例中，当要在接触光刻设备100中使用时，间隔体 120产生了在掩模110的所有特征的最大高度和衬底130的所有特征的 最大高度之间的间隔。换言之，间隔体120在掩模IIO和衬底130的最 大高度特征之间提供了空隙。如图2D所示，由间隔体120提供的空隙 C基本确保了掩模110的最高特征与衬底130的最高特征分离或隔开。
图3A示出了根据本发明实施例的接触光刻设备100的侧视图。具 体而言，图3A所示的侧视图绘示了在启动图案转移之前处于示范性开 放或初始配置中的接触光刻设备100。如图3A所示，掩模110和衬底 130沿示范性笛卡尔坐标系的x-y平面取向且沿z轴方向彼此分开。
例如，通过沿z方向向着衬底130移动掩沖莫110来起始利用接触光 刻设备100的图案转移。移动掩模110直到间隔体120接触到掩模110 和衬底130二者为止。图3A中沿z轴取向的箭头表示在启动图案转移 时掩模110的运动。虽然未示出，可以替代移动掩模110或在掩模110 移动之外，沿z方向向着掩冲莫110移动衬底130,这仍在本发明实施例 的范围之内。
一旦实现了与间隔体120的相互接触，间隔体120如上所述在掩冲莫 110和衬底130之间提供了基本平行的间隔。具体而言，由于间隔体120 的间隔尺度的作用，间隔体120保持了掩模IIO和衬底130相对于垂直 轴或z轴(z)的均匀距离和靠近关系。
图3B示出了#^居本发明的实施例处于闭合配置中的接触光刻设备
100的侧视图。具体而言，图3B示出了在启动图案转移之后的接触光刻 设备IOO。如图3B所示，掩模110和衬底130与间隔体120相互接触。 闭合配置下隔开的掩模110和衬底130之间的均勻距离基本上是间隔体 120的高度(即间隔尺度)，如图3B所示。
在间隔体120保持着z方向的平行间隔的情况下，可以实现掩模110 和衬底130之间橫向对准和角对准(例如x-y对准和/或转动对准)之一 或两者。具体而言，对于图3A和3B所示的示范性接触光刻设备100 而言，可以在x-y平面中移动和/或转动掩模IIO和衬底130之一或两者 以实现对准。在这种对准期间保持了村底130、间隔体120和掩模110 之间的相互接触。图3B中所示的双向箭头表示在橫向和角度方向之一 或两者上对准掩冲莫IIO和衬底130。
由于间隔体120的间隔尺度或高度确立了掩模110和衬底130沿z 方向的平行对准，因此根据本发明的实施例，可以实现这种横向对准和 /或角对准而不给或几乎不给平行对准带来干扰。如上文进一步所述，在 一些实施例中，间隔体120的间隔尺度(例如高度或截面直径)在横向 (x-y方向)对准和/或旋转(co方向)对准期间足以防止掩模110的图 案化区域U2与衬底130的目标部分132接触或触及。换言之，在横向 对准和/或转动对准期间，由间隔体120的高度保持了掩模110的已构图 部分112和衬底130的目标部分132的相应特征之间的空隙。
在一些实施例中，间隔体120包括有助于掩才莫IIO和衬底130之间 横向对准的材料。具体而言，间隔体材料容易在掩模110和衬底130之 一或两者的接触面上滑动。间隔体120可在接触面上滑动使得能够在x-y 和/或co方向上平滑地调节掩纟莫110和衬底130的相对位置。
在一些实施例中，间隔体120由在间隔体120与掩模IIO和衬底130 之一或两者之间的接触点处产生较低摩擦界面的材料制造。在对准期 间，低摩擦界面方便了间隔体120在掩模110和衬底130之一或两者的 表面上滑动。在一些实施例中，根据实施例，替代间隔体120或除间隔 体120之外，掩模IIO和衬底130之一或两者或其接触部分由相应的低 摩擦产生材料制成。在其他实施例中，间隔体120的接触面被涂布以产 生低摩擦界面的材料。在其他实施例中，用相应的产生低摩擦界面的材 料涂布被间隔体120接触的掩模1 IO和衬底130之一或两者的表面部分。 在其他实施例中，这样用相应的低摩擦产生材料涂布间隔体120的接触
面以及掩模110和衬底130之一或两者的接触面，以便于对准期间间隔 体120的滑动。
可以提供低摩擦界面的所涂布涂层材料的范例包括但不限于 Teflon 、氟化分子的自组装单原子层、石墨、各种非活性金属以及硅、 二氧化硅和氮化硅的各种组合。此外，包括但不限于纳米压印光刻(NIL) 抗蚀剂的特定光刻抗蚀剂材料可以充当滑润剂来产生低摩擦界面。可以 提供低摩擦界面的其他示范性所涂布的涂层材料包括各种润滑剂，包括 但不限于可以被涂布到一个或多个接触或被接触表面的液体润滑剂(例 如油)和干式润滑剂(例如石墨粉)。
将掩模110的图案化区域112和衬底130的目标部分132接触，从 而完成利用接触光刻设备IOO进行的图案转移。如上所述，在一些实施 例中，通过掩模110的弯曲和衬底130的弯曲之一或两者来提供接触。 在其他实施例中，由间隔体120的形变(可逆或弹性、不可逆或塑性、 或其组合)来提供接触。例如，如上所述，可以由可被动形变材料(例 如像胶、聚合物或另一种弹性体材料)和可主动形变材料(例如压电致 动的间隔体或热致动的间隔体)之一或两者构造这种可形变间隔体120。 此外，在一些实施例中，例如在主动形变的实施例中，可以控制间隔体 120的形变。
图3C示出了图3A和3B的接触光刻设备100的侧—见图，其中根据 本发明的实施例采用了掩模110的弯曲。所采用的弯曲足以让掩模110 和衬底130接触。具体而言，掩模110的弯曲诱发掩模110的倾斜，其 足以让掩模110的图案化区域112与衬底130的目标部分132物理接触。
图3D示出了图3A和3B的接触光刻设备100的侧视图，其中根据 本发明的实施例采用了衬底130的弯曲。衬底弯曲是为了实现与图3C 所示的掩模弯曲等价的目的。
例如，在执行基于紫外光(UV)的NIL时，通常掩模110和衬底 30之一或两者是UV透明的。适于生产UV透明掩冲莫110的材料包括 但不限于，玻璃、石英、碳化硅(SiC)、合成金钢石、氮化硅(SiN)、 Myla, 、 Kapton 、其他UV透明塑料膜以及其上淀积有其他薄膜的这 些材料的任一种。Mylar⑧和Kapton必是Delaware Wilmington的E. I.Du Pont De Nemours and Company的注册商标。当掩模是UV透明的时，衬 底130无需是透明的。于是，衬底130的材料可以包括硅(Si)、砷化
镓(GaAs)、铝(Al)、镓(Ga)、砷(As)和磷(P)的组合体(例 如AlxGauAsyPLy),以及各种金属、塑料和玻璃。在衬底130透明而掩 模110不透明的情形下，可以采用类似但相反的一组材料。不过，掩模 110和衬底130都是透明的也在本发明的各实施例的范围内。
在示范性实施例中，在形变前处于闭合配置中时，掩模UO和衬底 130之间的间隙或空隙(即间隔体120的间隔尺度)大约小于或等于5 微米(^m)左右。在该示范性实施例中，压印目标区域132为衬底130 上大约2.5厘米(cm)范围的正方形区域。间隔体120的每个都距目标 区域132的边缘大约1.25cm。在这样的示范性实施例中，应变计算表明， 可以在被压印图案中实现小于1纳米(nm)的橫向畸变。
在一些实施例中，向掩模UO和衬底130之一或两者施加力，使得 在由间隔体120分隔的掩才莫IIO和衬底130之一或两者的区域中发生弯 曲。在其他实施例中，外加力导致间隔体120形变，使得间隔体120分 隔的区域发生物理接触。在其他实施例中，间隔体120和掩模110与衬
底130之一或两者都#:外加力导致形变和/或弯曲。
外加力可以包括但不限于流体静力、机械力(例如压电方式致动 的)、电磁力(例如静态和/或动态电场和/或磁力)以及声学力(例如 声波和/或声震)。图3C和3D中的外加力由沿z方向取向的大箭头表 示。掩模IIO、衬底130和间隔体120之一或多个的形变分别促进掩模 110的图案化区域112和衬底130的目标部分132之间的期望的接触压 力。例如，在压印光刻中，接触压力足以将掩模或模具IIO压到衬底130 的接收表面中。
在完成掩才莫110和衬底130的对准之后施加力。例如，通过在间隔 体120上滑动来移动掩才莫110,直到与衬底130对准。然后施加力以使 掩沖莫110和/或衬底130弯曲。如此一来，未干扰对准而实现了接触。在 其他范例中，通过在间隔体120上滑动来移动衬底130而不是移动掩模 110,或相互移动衬底130和掩冲莫110 二者，直到对准。此外，在这些 其他实施例中，可以施加力使间隔体120形变而不是使掩冲莫110和/或衬 底130形变，或者除了使掩模110和/或衬底130形变外还使间隔体120 形变。如上所述，形变可以是塑性、弹性、被动或主动形变之一或多种。
在一些实施例中，可以通过机械装置施加弯曲力。例如，可以用夹 具挤压掩模110、衬底130和间隔体120之一或多者，由此诱发掩沖莫100 和衬底130之间的形变和接触。在其他实施例中，可以利用关节式骨架 来施加弯曲力。在其他实施例中，可以施加流体静压来产生弯曲。
例如可以z使用液压机或通过液压囊施加流体4争压。或者，可以利用 掩模110和衬底130之间的空腔和接触光刻设备100周围区域之间的气 压差施加液压。利用气压差的范例在Wu等人于2004年9月1日提交的 共同未决专利申请USSN 10/931672中有所描述，在此通过参考而引入。
在一些实施例中，在掩模IIO和衬底130之一或两者弯曲期间间隔 体120可以保持不受影响。在其他实施例中，在施加导致弯曲的力期间 或作为其结果，间隔体120可能会压缩或形变到不同程度。在这种实施 例中，在发生大部分弯曲之后可以发生间隔体120的压缩，以使压缩期 间可能发生的任何对准偏离和/或滑动最小化。在一些这样的实施例中， 间隔体120可以由弯曲后恢复或返回到初始形状或尺度的材料制造，因 此可以重复使用(例如可逆的或弹性形变)。出于各实施例的目的，如 下所述，间隔体120可以从具有如下一个或多个性质的材料或组合材料 选择刚性的、半刚性的、可反弹的、可弹性形变的、可塑性形变的、 可被动形变的、可主动形变的、 一次性的和可重复使用的。
图3E示出了图3A和3B的接触光刻设备100的实施例的侧视图， 其中根据本发明的实施例采用了间隔体120的塑性形变。如图3E所示， 通过掩模作用的外加力(箭头)诱发间隔体120发生形变，从而使掩模 110的图案化区域112以期望的接触压力与衬底130的目标部分132接 触并压在其上。
图3F示出了图3A和3B的接触光刻设备的实施例的側视图，其中 根据本发明的实施例采用了间隔体120的塑性或不可逆形变。如图3F 所示，经过掩模IIO发生作用的外加力(箭头)诱发间隔体120的塑性 或基于破裂的形变，使得掩模110的图案化区域112能以期望的接触压 力与衬底130的目标部分132接触并压在其上。
图3G示出了接触光刻设备100的实施例的侧视图，其中根据本发 明的实施例采用了可形变间隔体120。在图3G中，多个可形变间隔体 120位于更宽的图案化区域之内，其包括但不限于掩模110的多个局部 图案化区域112和/或衬底130的目标部分132之间的空间或区域134(例 如街区、锯缝等)。如图3G所示，通过掩模IIO作用的外加力(箭头) 诱发间隔体120的形变，使得掩模110的图案化区域112能以期望的接
触压力接触衬底130的目标部分132并压在其上。
尽管在图3E、 3F和3G中所示通常将外加力施加到掩冲莫110上，也 可以不向掩模110施加力而代之以向衬底130施加力或者除向掩模110 施加力之外还向衬底130施加力，这仍然在本发明各实施例的范围之内。 此外，尽管图3E-3G中将外加力一般表示为与掩模IIO相邻位于中心的 箭头，但将力沿着掩模110和/或衬底130施加在无论何处以至诱发间隔 体120的形变，都在这里所述的实施例范围之内。
图4示出了根据本发明实施例的接触光刻系统200的方框图。具体 而言，接触光刻系统200提供构图工具(例如光刻掩模、压印光刻模具、 光刻模板)和要构图的衬底之间的平行对准、横向对准和旋转对准。此 外，接触光刻系统200方便了通过构图工具和衬底之间的直接接触而对 衬底进行的构图。通过构图工具、衬底以及构图工具和衬底之间的间隔 体之一或多者的弯曲而又不显著干扰其对准实现方便化的构图。接触光 刻系统200适用于任何涉及到构图工具和要被构图的衬底之间的接触的 光刻方法，包括但不限于光学接触光刻、X射线接触光刻和压印光刻。 在下文中，为了表述简单起见且不失一般性将构图工具称为掩模。
接触光刻系统200包括接触掩模对准器210和接触光刻模块或设备 220。接触掩模对准器210在横向/旋转对准和构图期间都支撑着接触光 刻模块220。接触掩模对准器210包括掩模框架212和衬底夹盘、压盘 或台214。在一些实施例中，接触掩模对准器210可以包括具有用于保 持衬底的衬底夹盘或台的常规掩模对准器以及用于保持掩模的掩模框 架。在常规接触掩模对准器中，掩模框架和衬底夹具可相对于彼此移动， 以使包含或保持掩模和衬底的掩模和/或掩模板能够相对地横向和转动 对准(例如x-y对准和/或角(w )对准)。本发明的接触掩模对准器210 与常规掩模对准器不同之处在于，掩模对准器210保持或支撑本发明的 接触光刻模块220用于衬底构图，这将在下文中描述。此外，在本发明 的各种实施例中也采用了常规所用的掩模框架和衬底夹盘之间的相对
运动来实现掩模和衬底之间的图案转移接触。不过，在本发明的实施例 中采用这种常规相对运动是为了闭合接触光刻模块220,而不是为了图 案转移。取而代之，采用光刻模块220的形变来在掩模对准器210维持 对准的同时提供闭合的接触光刻模块220中的图案转移接触。
接触光刻模块220包括掩模板222、衬底载体224和一个或多个间
隔体226。在一些实施例中，掩模板222包括为构图工具或掩模228a提 供安装表面的柔性板。在一些这样的实施例中，掩模228a可以是柔性 的、半刚性的或基本刚性的(即基本不可形变)。在这样的实施例中， 可以利用粘合剂或用于机械固定的装置，如卡子或夹子，或利用真空， 将掩模228a可移除地固定到掩模板222的安装表面上。在其他实施例 中，掩模板222为刚性板或半刚性板，掩模228a为柔性的。在这种实 施例中，以方便柔性掩模228a弯曲的方式将掩模228a可移除地固定到 掩模板222的安装表面上。在其他实施例中，掩模228a可以形成在掩 模板222中或制造成其一部分。在这种实施例中，可以将掩模板222视 为基本等价于掩沖莫228a。在一些实施例中利用掩模板222和/或掩模228a 的柔性来促进图案转移接触，如下所述。
在一些实施例中，衬底栽体224是为衬底228b提供安装表面的刚 性或半刚性板。将衬底228b可移除地固定到衬底载体224的安装表面 上。例如，可以采用粘合剂或机械夹具将衬底228b固定到衬底载体224。 在另一范例中，可以采用现有技术公知的真空、电磁或类似的力将衬底 228b固定到载体224。
在一些实施例中，衬底228b是柔性的，可以用方便弯曲的方式固 定到安装表面。例如，可以仅围绕衬底228b的周边固定衬底228b。或 者，可以直到需要弯曲时才固定衬底228b。例如，可以释放或关闭保持 衬底228b的真空以方便弯曲。
在其他实施例中，村底载体224包括柔性板，向其上可移除地固定 衬底。在这种实施例中，衬底228b可以是柔性的、半刚性的或基本刚 性的，即基本不可形变的。在其他实施例中，衬底228b本身就可以充 当衬底栽体224。在任何情况下，都利用衬底载体224 (在有的情况下) 和/或衬底228b的柔性来在一些实施例中促进图案转移接触。
在一些实施例中，在掩模228a和衬底228b的区域外部将间隔体226 放置在掩模板222和衬底栽体224之间。在其他实施例中，间隔体226 位于掩模228a和衬底228b的区域之内(系统200中未示出)。间隔体 226全部基本是均匀的垂直间隔尺度(例如高度或直径)，从而当使掩 模板222和^)"底载体224与间隔体226接触时，掩模4反222与衬底载体 224隔开并基本平行地对准(即取向)。此外，在还包括掩冲莫228a和衬 底228b之一或两者的实施例中，通过分别固定到掩模板222和衬底载
体224，将掩模228a和衬底228b以隔开关系基本彼此平行地对准(即 取向)。在一些实施例中，间隔体226是独立提供的元件。在其他实施 例中，将间隔体226固定到掩模板222和衬底载体224之一或两者上。 在其他实施例中，将间隔体226制造成掩模板222和衬底载体224之一 或两者的整体部分。
在一些实施例中，将间隔体226放置在掩才莫228a和衬底228b之间， 而不是掩模板222和衬底载体224之间。同样，间隔体226的垂直间隔 尺度(例如高度或直径)是均匀的，使得在掩模228a和衬底228b与间 隔体226接触时，掩模228a与衬底228b隔开并基本平行且靠近地与其 对准。在这些实施例中，间隔体226位于掩模228a的构图区域和衬底 228b的目标部分的外部。在这些实施例的一些中，间隔体226是独立提 供的元件。在其他实施例中，间隔体226或者被固定到掩模228a和村 底228b之一或两者上，或者被制造成掩模228a和衬底228b之一或两 者的整体部分。
在一些实施例中，接触光刻模块220基本类似于上文所述的接触光 刻设备100。在这种实施例中，掩模板222和掩模228a—起基本类似于 掩模110,而衬底栽体224和衬底228b基本类似于衬底130，间隔体226 基本类似于上文针对接触光刻设备100的各实施例描述的间隔体120。
接触掩模对准器210 —开始将接触光刻模块220作为由掩模框架 212和衬底夹具214限定的分离或隔开部分而加以保持。具体而言，掩 模板222和所固定的掩模228a由掩模对准器210的掩模框架212保持， 而衬底载体224和所固定的衬底228b坐落于衬底夹具214中并由其保 持。如上所述，在一些实施例中，间隔体226可以固定到掩;^莫板222、 掩模228a、衬底载体224、衬底228b或其任意组合上。在其他实施例 中，间隔体226可以;波制作成掩^f莫板222、掩冲莫228a、衬底载体224、 衬底228b或其任意组合的整体部分。或者，间隔体226可以仅仅是位 于其之间。此外， 一些间隔体226可以仅仅位于其间，而其他间隔体226 可以是如下情况之一或两者固定到掩模板222、掩模228a、衬底载体 224、衬底228b或其任意组合之一或多者上或制作成其整体部分。在#皮 掩模对准器210作为分开的部分保持时，可以将接触光刻模块220说成 是"开放"的。
图5A示出了处于根据本发明实施例的初始开放配置中的接触光刻
系统200的掩4莫对准器210部分的侧4见图。如图5A所示，在该实施例 中间隔体226为圓锥形的，并且例如与村底载体224相邻或在其上。虚 线基本包围了图5A中所示的光刻模块220的元件。此外，在图5A中仅 示出了光刻模块220附近的掩模对准器210的部分。
图5B示出了接触光刻模块220处于根据本发明实施例的闭合配置 中的图5A的接触光刻系统200的掩模对准器210部分的横截面图。在 一些实施例中，通过彼此相向地移动掩模框架212和衬底夹盘214以使 掩模板222和衬底栽体224与间隔体226相互接触来实现闭合配置。掩 模框架212和样本夹盘214的移动可以包括相对于掩模对准器210的参 照系移动框架212和夹盘214之一或两者。这种移动与使对准的掩模与 覆盖有抗蚀剂的衬底接触的常规掩模对准器操作 一致。在接触光刻模块 220的闭合配置下，掩模228a与衬底228b分开，使得闭合时，在从掩 模228a向衬底228b的方向延伸的特征和从衬底228b向着掩才莫228a延 伸的特征之一或两者之间具有空隙或空间。
接触光刻模块220的闭合配置以类似于现有技术公知的掩模对准方 式利用掩模对准器210的常规操作促进了掩模228a和衬底228b的对准。 具体而言，通过掩模板222和/或衬底载体224的相对运动(例如x-y运 动和角运动)提供对准(即横向对准和转动对准)。不过，与常规掩模 操作不同的是，通过在间隔体226和掩模板222和/或衬底栽体224之一 或两者的表面之间的可滑动接触上滑动掩模板222和衬底载体224之一 或两者来提供相对运动，根据实施例，上述表面可以包括掩才莫228a和/ 或衬底228b的表面。此外，与常规掩模对准器操作不同，通过间隔体 226和相应表面之间的低摩擦界面或可滑动接触(即光滑和/或可滑动的 界面)提供相对运动。此外，通过间隔体226的分隔作用基本彼此平行 地保持掩模板222和衬底栽体224。在可滑动接触上滑动在整个对准期 间和之后都保持了掩模板222和衬底载体224之间的基本平行关系。图 5B中所示的双向箭头表示在对准期间掩模板222和/或衬底载体224之 间的相对运动(例如x-y运动和角运动)。
一旦对准，就通过掩模板222、衬底载体224、掩一莫228a、衬底228b 和间隔体226之一或多者的形变在掩冲莫228a和衬底228b之间提供接触。 在一些实施例中，通过向如特定实施例所限定的接触光刻模块220的适 当柔性元件施加力来提供形变。例如，当掩模板222为柔性元件时，施
加力掩模板222绕间隔体弯曲(例如类似于图3C所示)。在另一个范 例中，当衬底228b为柔性元件时，向衬底228b施加力(例如如图3D 或5C所示)。在又一个范例中，将力施加到基本非柔性的掩模228a和 基本非柔性的衬底228b之一或两者上，使可形变间隔体226形变(例 如如图3E、 3F和5D所示)。在任何情况下，施加力都诱发相应可形变 元件的形变并方便了用于图案转移的掩模228a和衬底228b之间的接 触。
图5C示出了接触光刻系统200的掩模对准器210部分的横截面图， 绘示了 #^据本发明实施例为了诱发柔性衬底载体224弯曲而施加的力。 如图5C所示，所诱发的形变促进了掩模228a和衬底228b之间的物理 接触。可以如以上针对接触光刻设备IOO所述那样施加力。例如，可以 通过经衬底夹盘214内的开口 216施加流体静压来"i秀发弯曲。
图5C还示出了，根据实施例，衬底228b也随着衬底载体224的弯 曲而弯曲。不过，可以如此i殳计衬底228b的尺寸或形状，〗吏得衬底228b 的弯曲不和衬底载体224的弯曲共存，这也在本发明的实施例范围之内。 此外，衬底栽体224也具有类似于衬底夹盘2M中的开口的开口，从而 可以将弯曲限制在仅使衬底228b弯曲，这也在本发明的实施例范围之 内。类似地，在一些实施例中，掩模板222的弯曲可以或可以不包括掩 模228a的弯曲，或者根据实施例，掩模板222中的开口可以容许掩模 228a向着衬底228b弯曲，而不会也使掩模板222弯曲。因此，图5C中 所示的实施例仅是例示性的并非在此加以限制。
在一些实施例中，掩模板222和掩模228a基本上对光或X射线是 透明的，以方便例如在光刻中通过掩才莫228a对衬底228b上的光致抗蚀 剂层曝光。或者，掩模板222具有开口而掩模228a是透明的。在一些 实施例中，衬底栽体224和衬底228b对光或X射线基本透明。或者， 衬底载体224具有开口而衬底228b是透明的。在其他实施例中，掩模 板222和衬底载体224之一或两者是对光基本透明的，或具有开口，以 例如在压印光刻中促进衬底228b表面上的可模制层的光固化或促进其 光软化。在这样的实施例中，接触光刻系统200还包括辐射源230 (例 如红外、可见和/或紫外(UV)光或X射线源)。图4以举例方式示出 了可选的辐射源230。
在其他实施例中，利用热固化衬底228b上的可模制层或利用先加
热后冷却来对其进行软化。在这种实施例中，接触光刻系统200还包括 在压印期间向可沖莫制层加热的热源240,在图4中以举例方式也示出该 热源作为选择。在一些实施例中，接触光刻系统200包括辐射源230和 热源240两者，从而在压印光刻和光刻中的曝光期间实现可模制层的热 固化/软化和光固化/软化之一或两者。因此在一些实施例中，接触光刻 系统200基本是整套承包系统，其在单套设备中提供了利用如上所述的 形变获得的对准、接触光刻(例如光学和压印光刻之一或两者)以及接 收层的固化。此外，由接触光刻模块220的实施例的元件促进实现的可 控接触压力提供了均匀的图案转移。
图5D示出了图5B的接触光刻系统200的掩模对准器部分210的横 截面图，绘示了根据本发明实施例为了诱发掩模板222和衬底载体224 之间的可形变间隔体226形变而施加的力。在一些实施例中，掩才莫板222 和衬底栽体224彼此无关地为柔性的、半刚性或刚性的。在一些实施例 中，掩模228a和衬底228b彼此无关地为柔性的、半刚性的或刚性的。 在每一实施例中，掩模框架212和样本夹盘214是基本不可形变的，使 得仅间隔体226形变。在上文所述的接触光刻系统200的每一实例中， 柔性元件可以彼此无关地为可塑性、弹性、被动和主动形变的之一或多 者。
图6示出了根据本发明实施例的接触光刻方法300的流程图。该方
"掩模"和被构图的村底进行取向310。间隔体最初阻止掩模的图案化 部分和衬底的目标部分之间直接接触。例如，在取向310时，掩模的最 高特征高度与衬底的最高特征高度分开或不接触。在一些实施例中，在 取向310期间或之后，间隔体还提供并维持掩模和衬底之间基本平行的 关系。例如，在取向310之后，通过间隔体的相对间隔尺度(例如直径 或高度)使掩模的平面表面基本平行于衬底的平面表面。
该方法300还包括诱发掩模、衬底和间隔体之一或多者的形变320, 使掩模的图案化部分和衬底的目标部分直接接触。诱发形变320包括沿 向着衬底的方向使掩模弯曲、沿向着掩模的方向使衬底弯曲以及使间隔 体形变或压扁之一或多者。在所有情况下，所诱发(320)的形变促进 了掩模的一部分和衬底的一部分之一或两者通过取向(310)期间由间 隔体造成的空间中的运动。被促进的运动使得相应的掩^^莫部分直接接触
相应的衬底部分。在一些实施例中，掩模为对衬底进行光学光刻构图时 使用的光刻掩模，而掩模与衬底或衬底的图案接收层直接接触(例如光
学接触光刻、x射线接触光刻等)。在其他实施例中，掩模为直接接触
期间用于将图案印刷或压印到衬底的图案接收表面上的模具(例如压印
光刻)。所诱发(320)的形变导致的直接接触将光刻图案的拷贝转移 到衬底上。
在一些实施例中，接触光刻方法300任选地还包括在取向310之后
但在诱发320形变之前对准掩模和衬底。进行对准330包括掩模和衬底
之一或两者之间的横向对准和旋转对准之一或多者。在这种实施例中，
横向对准和/或旋转对准包括在间隔体上滑动掩模和衬底之一或两者。间 隔体和掩模与衬底之一或两者之间的界面是可滑动的以促进滑动。
标准的现有技术光刻掩模对准器通常使掩模和衬底以典型为5-10 微米(ym)的间隔达到平行关系。如果将这种对准器用于接触光刻， 典型的偏离和滑动距离将会在0.5jum的量级。在纳米压印光刻中，已 经证实可实现尺寸为6纳米(nm)的特征，而且还可能将这些特征按比 例缩小至大约lnm。因此，在多步光刻中，可能希望能具有提供lnm量 级对准能力的接触光刻设备和方法。本发明的实施例提供了满足或超过 这些非常严格的对准约束的设备和方法。
在此，已经描述了利用间隔体和弯曲实现掩模/衬底接触的接触光刻 设备、系统和方法的实施例。应当理解，上述实施例仅仅是代表本发明 原理的很多特定实施例的一些的例示。显然，本领域的技术人员在不脱 离如以下权利要求所限定的本发明的范围的情况下能够很容易设计出 4艮多其他结构。
权利要求
1.一种接触光刻设备100，220，其包括:具有图案化区域112的掩模110，228a，222，所述图案化区域112具有光刻图案；以及布置在所述掩模110，228a，222和被构图衬底130，228b，224之间的间隔体120，226，当所述掩模110，228a，222和所述衬底130，228b，224与所述间隔体120，226相互接触时，所述间隔体120，226提供所述掩模110，228a，222和所述衬底130，228b，224之间分隔平行且靠近的取向310，其中所述掩模110，228a，222、所述衬底130，228b，224和所述间隔体120，226之一或多者是可形变的，从而形变320促进了图案转移300。
2. 根椐权利要求1所述的接触光刻设备100， 220，其中平行取向 310的掩才莫110, 228a, 222和衬底130, 228b， 224的横向对准330和 旋转对准330之一或两者由所述相互接触所促进。
3. 根据权利要求1-2的任一项所迷的接触光刻设备100， 220,其 中所述间隔体120, 226被固定到所述掩模110, 228a, 222和所述衬底 130, 228b， 224之一或两者。
4. 根据权利要求1-3的任一项所述的接触光刻设备100, 220,其 中所述掩才莫IIO, 228a, 222和所述衬底130, 228b, 224之一或两者包 括所述间隔体120， 226，所述间隔体120， 226^f皮制造成所述掩才莫110, 228a， 222和所述衬底130, 228b, 224之一或两者的整体部分。
5. 根据权利要求1-4的任一项所述的接触光刻设备100, 220,其 中所述间隔体120， 226具有间隔尺度S,其在平行取向310的掩模110, 228a, 222和衬底130， 228b, 224之间产生均匀空间，所述间隔尺度S 为间隔体120, 226的恒定截面直径或间隔体120, 226的恒定高度。
6. 根据权利要求1-5的任一项所述的接触光刻设备100, 220,其 中所述间隔体120, 226为如下情形之一或多者可塑性形变、可弹性 形变、可被动形变和可主动形变。
7. 才艮据权利要求1-6的任一项所述的接触光刻设备100, 220，其 中所述间隔体120, 226的接触表面容易在所述掩模110， 228a, 222和 所述衬底130, 228b, 224之一或两者的接触表面上滑动，所述可滑动性由相应接触表面的材料特性或涂布到相应接触表面的低摩擦涂层材 料提供。
8. 根据权利要求1-7的任一项所述的接触光刻设备100， 220，其 中所述间隔体120， 226的接触表面容易在所述掩模110, 228a, 222和 所述衬底130, 228b， 224之一或两者的接触表面上滑动，所述掩才莫110, 228a， 222和所述衬底130, 228b, 224之一或两者的接触表面包括局部 起伏最小的区域。
9. 根据权利要求1-8的任一项所述的接触光刻设备100, 220,其 中所述掩才莫IIO, 228a, 222和所述衬底130, 228b, 224之一或两者彼 此无关地为如下情形之一或多者可塑性形变、可弹性形变、可被动形 变、可主动形变和透明的。
10. 根据权利要求1-9的任一项所述的接触光刻设备100， 220，其 用在接触光刻系统200中，所述系统200包括接触掩模对准器210,所 述接触掩模对准器210对准330所迷设备100, 220的平行取向310的 掩才莫UO, 228a, 222和衬底130， 228b， 224，所述对准器210在形变 促进320的图案转移300期间支撑所述设备100， 220。
全文摘要
接触光刻设备100，220、系统200和方法300利用形变320来促进图案转移300。设备100，220、系统200和方法300包括间隔体120，226，在与所述间隔体120，226相互接触时，所述间隔体120，226提供光刻元件，如掩模110，228a，222和衬底130，228b，224的间隔平行且靠近的取向310。所述掩模110，228a，222、所述衬底130，228b，224和所述间隔体120，226之一或多者是可形变的，从而其形变320促进了图案转移300。
文档编号G03F7/20GK101375209SQ200680029255
公开日2009年2月25日 申请日期2006年7月1日 优先权日2005年8月12日
发明者D·斯图尔特, W·吴 申请人:惠普开发有限公司