纳米级空隙的减小的制作方法
【技术领域】
[0001]根据本发明的实施方式通常涉及图案化媒介的加工。
[0002]发明背景
[0003]抗蚀剂墨水分散、压印和UV曝光为图案化媒介加工中的平版印刷步骤。抗蚀剂微滴分散使用少量的抗蚀剂材料，由此对不同密度的特征产生一致的残留层控制。此外，用于形成抗蚀剂膜的抗蚀剂微滴分散可以利用更加简单的工具设计来提供相对高的生产量。
[0004]在抗蚀剂微滴分散之后的抗蚀剂膜形成工艺包括初始微滴润湿，随后在模板/圆盘配合过程中融合微滴阵列。融合的微滴阵列与模板的结构图案化表面一致。所述模板与圆盘分离，在圆盘上留下结构图案化的表面。
【附图说明】
[0005]本发明将利用附图来进行示例性的而非限制性的说明，其中相同的附图标记表示相同的元件。
[0006]图1为根据本发明的一种实施方式，腔室内压印平版印刷操作的简化横截面视图。
[0007]图2为根据本发明的一种实施方式，在模板已与抗蚀剂微滴接触之后，腔室内压印平版印刷操作的简化横截面视图。
[0008]图3为根据本发明的一种实施方式，在抗蚀剂层已被固化并与模板分离之后，腔室内压印平版印刷操作的简化横截面视图。
[0009]图4为根据本发明的一种实施方式，在移除过程之后腔室内压印平版印刷操作的简化横截面视图。
[0010]图5为在压印平版印刷操作之后，包括图案化空隙的媒介圆盘表面的放大部分的简化视图，其中气氛为He或N2。
[0011]图6为描述了根据本发明的某些实施方式，形成媒介圆盘的示例性工艺的流程图。
[0012]发明详述
[0013]现在将对本发明的实施方式进行详细说明，其例子在附图中描述。虽然本发明将结合附图进行讨论，但是将会理解的是，它们并不意图将本发明仅限制于这些实施方式。与之相反，本发明意图覆盖如在所附的权利要求中定义的本发明精神和范围内包括的变形、改进和等价形式。此外，在本发明下文详细的说明中，大量的特定细节被提出以提供对本发明完全的理解。然而，本发明的实施方式可以不利用这些特定的细节来实施。在其它例子中，已知的方法、步骤、部件和电路并未被详细地描述，其并不会致使本发明的各个方面不清楚。
[0014]本发明的实施方式提供了用于图案化媒介抗蚀剂压印的方法，在记录媒介的制造中，局部填充不足的空隙基本上被消除。然而，本发明的实施方式可被应用于任何位图案化媒介(“BPM”)和相关的制造技术，以及任何纳米压印相关半导体设备制造方法，只要纳米压印是图案化步骤所需要的。
[0015]本发明的实施方式允许在用于制造图案化媒介的抗蚀剂压印过程中，基本上消除空隙，例如模具图案局部填充不足形成的空隙。通过确定并保持腔室内相对更低的压力，更小体积的气体会存在于腔室内。当抗蚀剂融合膜形成在基底上的时候，所述更小体积的气体有利于将气体吸收至抗蚀剂微滴内。结果，在抗蚀剂压印过程之后，生产量被提高并且不会存在纳米压印空隙。降低压力的腔室利用合适的挥发性模板释放剂进行净化，从而使得模板持续性地充满脱模剂，从而在每个压印操作中保持一致的分离性能。抗蚀剂单体和光引发剂还可以以蒸气的形式排进腔室内，如果需要提高腔室真空程度适应性的话。
[0016]图1为根据本发明的一种实施方式，腔室101内压印平版印刷操作100的简化横截面视图。所述腔室101包括基底102和模板104。在一种实施方式中，所述基底例如可以是铝或玻璃圆盘(例如65mm直径，具有20mm孔)，Si或石英晶片，或者其它晶片材料。模板104被置于基底102上方。模板104包括预定图案106。在某些实施方式中，预定图案106包括多种不同尺寸的条带孔108。
[0017]在不同的实施方式中，腔室101还可以包括一个或多个输入口，例如腔室泵送端口 103和脱模剂进料口 105。脱模剂进料口 105还可以作用为抗蚀剂单体/光引发剂进料口。在压印平版印刷操作100之前，压印抗蚀剂被分散在圆盘基底102上，并且基底102被转移至腔室101内，例如通过抗蚀剂微滴分散过程。脱模剂进料口 105为可操作的，从而在压印平版印刷操作100过程中将脱模剂、抗蚀剂单体和/或光引发剂蒸气排入腔室101内。
[0018]抗蚀剂微滴110可被沉积在基底102上，例如通过滴加-分散方法。在某些实施方式中，抗蚀剂微滴110可以pL和低于PL范围的微滴体积沉积，微滴之间相距约十分之一至百分之一微米。与基底102和模板104 —起，抗蚀剂微滴110被用于图案化步骤中，例如基于滴加-分散UV固化纳米压印平版印刷的步骤(参见下文)。
[0019]在抗蚀剂微滴分散之后的抗蚀剂膜形成工艺由初始微滴润湿以及随后微滴阵列在限定的模具-基底空间内的融合构成。由于抗蚀剂微滴在限定的模具-基底空间内的融合，腔室101内的气体会被滞留于抗蚀剂微滴中，因此导致局部抗蚀剂填充不足(参见下文)。这种局部抗蚀剂填充不足会导致图案转移的失败。
[0020]在压印平版印刷过程中，腔室101内的压力(例如真空程度)可被设定为这样的范围，即腔室101内的一种或多种构成气体保持低于它们的亨利定律平衡(Henry’ s lawequilibrium)。脱模剂、抗蚀剂单体、光引发剂和所选择的惰性气体可被注射至腔室101内，并且真空程度被维持，从而抑制抗蚀剂蒸发。例如，脱模剂和抗蚀剂单体连同光引发剂可以通过脱模剂进料口 105而被注射至腔室101内。在不同的实施方式中，移除和添加气体的其它进料口和/或方法可被使用。在又一种实施方式中，惰性气体具有比He和/或N2的亨利定律平衡大两个数量级的亨利定律平衡。
[0021]确定这样的真空程度，即腔室101内的一种或多种构成气体保持低于它们的亨利定律平衡。结果，存在于腔室101内的更小体积的气体会更加容易地被抗蚀剂微滴110吸收。这就最小化了由未被吸收的气体所导致的压印缺陷，并最大化生产量。在一种实施方式中，脱模剂可在随后的压印平版印刷操作过程中被添加至腔室101。
[0022]图2为根据本发明的一种实施方式，在模板104已与抗蚀剂微滴110(图1)接触之后，腔室101内压印平版印刷操作100的简化横截面视图。模板104致使抗蚀剂微滴110(图1)铺展开来，由此形成抗蚀剂层212。在压印铺展时间内(定义为模板开始与抗蚀剂接触至UV辐射被施加以固化抗蚀剂的时间)，抗蚀剂层212会在模板104和基底102上铺展。在一种实施方式中，抗蚀剂图案214可以是预定图案106(图1)的负像。
[0023]在某些实施方式中，一系列空隙216、例如纳米级空隙会在铺展之后在抗蚀剂微滴110 (图1)之间的边界处形成在抗蚀剂层212内，并形成在模板凹部内。例如，空隙216可以是约1nm至数ym尺寸，并且可以作为气泡的结果而形成，所述气泡由于抗蚀剂层212对气体分子的不完全吸收而形成。此外，空隙216可以作为以预定图案106(图1)在条带孔108内的局部抗蚀剂填充不足的结果而形成。
[0024]图3为根据本发明的一种实施方式，在抗蚀剂层212(图2)已被固化之后，腔室101内压印平版印刷操作100的简化横截面视图。抗蚀剂层212 (图2)例如通过UV光辐射已被交联，并且已被硬化和固化成刚性抗蚀剂层322。所述刚性抗蚀剂层322可以包括空隙216和抗蚀剂凸起320。模板104 (图2)已与刚性抗蚀剂层322和基底102分离，留下包括抗蚀剂图案214的刚性抗蚀剂层322连接至基底102。
[0025]图4为根据本发明的一种实施方式，当CO2被用作为惰性气体时，腔室101内压印平版印刷操作100的简化横截面视图。使用0)2作为惰性气体允许腔室101内在低压环境下快速产生吸收。通过在腔室101内建立并维持低压，更小体积的气体存在于腔室内并快速吸收至基底102上的抗蚀剂微滴内，导致在抗蚀剂压印过程之后纳米压印空隙216 (图2)的消除。由此，预定的可预见图案的抗蚀剂凸起320可以基本上不含有空隙216。
[0026]图5为在压印平版印刷操作100 (图1)之后，包括空隙线530的图案528的媒介圆盘526的表面的放大部分524的简化视图，其中气氛例如为He或N2。如上所述的，空隙线530可以随着它们在压印过程中铺展在一起而在抗蚀剂微滴的边界处形成。另外，如上所述的，空隙线530为抗蚀剂局部填充不足的结果(图2)。空隙线530由此在媒介圆盘526的表面上形成不期望的图案528，有时称为“鱼网”图案。当He (或者具有类似于或小于He在抗蚀剂中的溶解度的其它气体)在压印过程中被用作为气氛的时候，如果通过光学和电子束检测方法检测，空隙线530可以用作为抗蚀剂局部填充不足的指示。抗蚀剂局部填充不足导致图案转移的失败。
[0027]在CO2基非真空压印环境中，空隙线530的体积尺寸可被大量地减小(例如50%) ο在其它实施方式中，空隙线530的体积尺寸可被基本上消除。由此，CO2的高亨利常数性质与He相比，在压印平版印刷过程中提供显著降低的局部填充不足，以及更小的“鱼网”图案。
[0028]因此如上所述的，不同的实施方式可以包括一种或多种用于减小纳米级空隙尺寸的方式。例如，在一种实施方式中，腔室内的压力可被设定在这样的范围内，即腔室内的一种或多种构成气体保持为低于它们的亨利定律平衡。例如，在一种实施方式中，惰性气体具有的亨利定律平衡比He和/或N2的亨利定律平衡大两个数量级。例如，在一种实施方式中，使用CO2作为惰性气体可以允许腔室内在低压环境下实现快速吸收。例如，在一种实施方式中，惰性气体在抗蚀剂层中的溶解度比He的溶解度更大。
[0029]图6描述了根据本发明的某些实施方式，在磁性媒介圆盘上示例性的纳米压印制造过程的流程图600。在方框602中，抗蚀剂在用于制备抗蚀剂层的腔室外面被分散在基底上，其中，所述抗蚀剂层包括抗蚀剂微滴。在某些实施方式中，分散抗蚀剂层包括滴加分散抗蚀剂层。例如，在图1中，抗蚀剂微滴可以通过墨水喷射滴加分散方法而被喷射沉积在基底上。抗蚀剂微滴可以PL和低于PL范围的微滴体积沉积，微滴之