專利名稱：壓印工藝的分離階段中的應(yīng)變和動力學(xué)控制的制作方法
壓印工藝的分離階段中的應(yīng)變和動力學(xué)控制相關(guān)申請的引用本專利申請要求2008年10月30日提交的美國臨時申請S/N 61/109, 557,2008 年10月M日提交的美國臨時申請S/N 61/108, 131以及2009年10月23日提交的美國專利申請S/N 12/604,517的權(quán)益，全部這些文獻(xiàn)作為參考援引于此。背景信息納米制造包括制造結(jié)構(gòu)特征在100納米量級或更小的非常微小結(jié)構(gòu)的制造。納米制造已具有相當(dāng)可觀的影響的一種應(yīng)用是在集成電路的加工中。半導(dǎo)體加工工業(yè)不斷設(shè)法在增加形成在襯底上的每單位面積的電路的同時獲得更高的生產(chǎn)率；因此納米制造變得越來越重要。納米制造在允許不斷減小所形成結(jié)構(gòu)的最小特征尺寸的同時提供更好的工藝控制。其中已采用納米制造的其它研發(fā)領(lǐng)域包括生物技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、機(jī)械系統(tǒng)等。當(dāng)今使用的一種示例性納米制造技術(shù)通常稱為壓印光刻。示例性壓印光刻工藝在眾多公開物中有詳細(xì)記載，例如美國專利公開No. 2004/0065976、美國專利公開 No. 2004/0065252以及美國專利No. 6，936，194，所有這些文獻(xiàn)通過參考援引于此。在前面提到的美國專利公開和專利中披露的壓印光刻技術(shù)包括形成可塑液體 (可聚合液體)的凸凹圖案并將與凸凹圖案對應(yīng)的圖案轉(zhuǎn)印到下層襯底中。襯底可耦合于移動平臺以獲得利于布圖工藝的要求定位。布圖工藝采用與襯底隔開一定距離的模板以及涂覆在模板和襯底之間的可塑液體。可塑液體固化以形成剛性層(固化層)，該固化層具有一圖案，該圖案順應(yīng)于模板與可塑液體接觸的表面的形狀。在固化后，模板與剛性層分離以使模板和襯底間隔開。襯底和固化層隨后經(jīng)歷其它工藝以將凸凹圖像轉(zhuǎn)印至與固化層內(nèi)的圖案對應(yīng)的襯底。在壓印技術(shù)中，在所得到的壓印圖案中可觀察到類似剪切、拔起和磨損特征的缺陷。由于在分離過程中模板和襯底的應(yīng)變失配，缺陷經(jīng)常發(fā)生。所得到的布圖特征結(jié)構(gòu)可能翹起和/或損壞，且經(jīng)常對最小特征結(jié)構(gòu)有最大的影響。分離影響也可具有徑向相關(guān)性。 從高特征密度區(qū)向低特征密度區(qū)的過渡也可能導(dǎo)致大量壓印缺陷，其結(jié)果經(jīng)常是模板和襯底之間的剪切失配的突然改變。當(dāng)前壓印方法經(jīng)常采用任意厚度和形狀的模板以及任意厚度的晶片和盤片(襯底)。另外，對于提高壓印質(zhì)量，類似分離力、翹起、模板和晶片后側(cè)壓力、真空水平的分離階段壓印參數(shù)以及所有上述參數(shù)的動力學(xué)因素在當(dāng)前壓印方法中可能未被考慮在內(nèi)。附圖簡述因此可以更詳細(xì)地理解本發(fā)明，參照附圖中示出的各實施例提供對本發(fā)明實施例的描述。然而要注意，所附附圖僅示出本發(fā)明的常見實施例，并因此不應(yīng)認(rèn)為是對范圍的限定。

圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光刻系統(tǒng)的簡化側(cè)視圖。圖2示出圖1所示其上設(shè)有經(jīng)布圖層的襯底和模板的簡化側(cè)視圖。圖3A和IBB示出在分離事件中接觸區(qū)的縮短。圖4示意地示出剛性布圖模板(頂部)和其上具有復(fù)制層的柔性襯底(底部)之間的界面。圖5示出在壓印工藝前具有添加至襯底表面的硬化層的襯底的簡化側(cè)視圖。圖5示出晶片和SOG晶片之間的比較，其中晶片具有多個分離缺陷。圖7A和7B示出模板曲率和根據(jù)模板特征密度的其表面的相應(yīng)剪切應(yīng)變。圖8示出分離力隨時間的圖表表示。圖9示出在最小化剪切和拔起應(yīng)變的同時將模板從布圖層分離的示例性方法的流程圖。圖10示出圖1所示光刻系統(tǒng)的一部分的簡化側(cè)視圖，其包括襯底和模板，在襯底和模板之間設(shè)有經(jīng)布圖的層。圖11示出在通過采用反饋、監(jiān)測和跟蹤使剪切和拔起應(yīng)力減至最小的同時將模板從布圖層分離的示例性方法的流程圖。圖12示出各種傀儡(dummy)填充圖案選擇。
具體實施例方式參見附圖，尤其是圖1，圖中示出一種用來在襯底12上形成凸凹圖案的光刻系統(tǒng) 10。襯底12可耦合于襯底卡盤14。如圖所示，襯底卡盤14是真空式卡盤。然而，襯底卡盤 14可以是任何卡盤，包括但不僅限于，真空式、銷式、溝槽式、電磁式和/或其它。示例性卡盤記載在美國專利No. 6，873，087中，該文獻(xiàn)通過參考援引于此。襯底12和襯底卡盤14可進(jìn)一步由平臺16支承。平臺16可提供沿x_、y-和z_軸的運動。平臺16、襯底12和襯底卡盤14也可設(shè)置在底座(未示出)上。模板18與襯底12間隔開。模板18通常包括從模板18向襯底12伸出的臺面20， 臺面20上具有布圖表面22。此外，臺面20可視為模具20。模板18和/或模具20可由這些材料形成，包括但不僅限于，熔凝硅石、石英、硅、有機(jī)聚合物、硅氧烷聚合物、硼硅玻璃、 氟烴聚合物、金屬、硬化藍(lán)寶石和/或其它。如圖所示，布圖表面22包括由多個間隔開的凹部M和/或凸部沈界定的特征，盡管本發(fā)明的這些實施例不僅限于這些結(jié)構(gòu)。布圖表面 22可界定形成擬形成在襯底12上的布圖的基礎(chǔ)的原始圖案。模板18可耦合于卡盤28?？ūP28可配置成但不僅限于真空式、銷式、溝槽式、電磁式和/或其它類似的卡盤類型。示例性卡盤進(jìn)一步記載在美國專利No. 6，873，087中，該文獻(xiàn)通過參考援引于此。此外，卡盤洲可耦合于壓印頭30以使卡盤28和/或壓印頭30 可配置成利于模板18的移動。系統(tǒng)10可進(jìn)一步包括流體分配系統(tǒng)32。流體分配系統(tǒng)32可用來將可聚合材料 34沉積在襯底12上。可聚合材料34可使用例如液滴分配、旋涂、浸漬涂覆、化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、薄膜沉積、厚膜沉積和/或其它來技術(shù)設(shè)置在襯底12上。 可聚合材料；34可在根據(jù)設(shè)計因素在模具20和襯底12之間界定一要求體積之前和/或之后設(shè)置在襯底12上?？删酆喜牧?4可包括美國專利No. 7，157，036和美國專利公開 No. 2005/0187339中記載的單體，這些文獻(xiàn)通過參考援引于此。參見圖1和圖2，系統(tǒng)10還可包括沿路徑42耦合于直接能量40的能量源38。壓印頭30和平臺16可配置成將模板18和襯底12定位成與路徑42重疊。系統(tǒng)10可由與平臺16、壓印頭30、流體分配系統(tǒng)32和/或源38通信的處理器M調(diào)節(jié)并工作在存儲于存儲器56中的計算機(jī)可讀程序上。壓印頭30或平臺16或者前述二者改變模具20和襯底12之間的距離以界定其間的要求體積，該體積由可聚合材料34填充。例如，壓印頭30可對模板18施力以使模具20 接觸可聚合材料34。在用可聚合材料34填滿要求的體積之后，源38產(chǎn)生能量40，例如寬帶紫外線輻射，使可聚合材料34順應(yīng)于襯底12的表面44和布圖表面22的形狀固化和/ 或交聯(lián)，從而在襯底上界定經(jīng)布圖層46。經(jīng)布圖層46 (固化層)46可包括殘留層48和圖示為凸部50和凹部52的多個特征，其中凸部50具有厚度Ii1而殘留層具有厚度ti2。前述系統(tǒng)和工藝可進(jìn)一步應(yīng)用于美國專利No. 6，932，934、美國專利公開 No. 2004/01M566、美國專利公開No. 2004/0188381以及美國專利公開No. 2004/0211754中提到的壓印光刻工藝和系統(tǒng)，這些文獻(xiàn)通過參考援引于此。強健的層分離仍然參見圖1和圖2，模板18和襯底12中的應(yīng)變差異導(dǎo)致壓印特征的變形、拔起、 線壓潰和/或壓印工藝后模板18和襯底12分離過程中的其它壓印缺陷。應(yīng)變和關(guān)聯(lián)的應(yīng)力可基于模板18和襯底12的幾何形狀、作用力以及工藝的動力學(xué)特性。在一個實施例中， 應(yīng)變和關(guān)聯(lián)的應(yīng)力可基于模板18和襯底12的幾何形狀、作用力以及工藝的動力學(xué)特性。可將所涉及材料的勁度和楊氏模量考慮在內(nèi)。壓印材料34和襯底12之間、壓印材料34和模板18之間的附著力以及分離過程中布圖表面22和襯底12上得到的特征結(jié)構(gòu)之間的摩擦應(yīng)當(dāng)在應(yīng)變分析中被考慮。模板18的布圖表面22上的特征密度的變化在斷裂擴(kuò)展動力學(xué)方面扮演重要角色并顯著地影響所產(chǎn)生的應(yīng)變和壓印質(zhì)量，包括強健的層分離。匹配應(yīng)變圖3A和;3B示出在分離工藝中兩時刻、和t2的示例。簡化起見，以柔性襯底(晶片)301和較低柔性模板302為例，較低柔性模板302相比柔性襯底301相對厚。施加恒力 F以分離模板302和襯底301。在圖3A和;3B的示圖中，接觸面積(表示為A1和A2)是襯底 301在分離工藝中與模板302接觸的面積。如圖所示，接觸面積在時間、為A1，而接觸面積在時間t2為A2。在t2時的接觸面積A2小于、時的接觸面積A1 (其中t2 >、)，這是由于模板302和襯底301被彼此拉開。如果在接觸面積從較大面積A1縮小至較小面積A2的同時作用力F未適當(dāng)?shù)販p小，則襯底301沿接觸面積A2周緣的應(yīng)變將明顯大于接觸面積A1周緣的應(yīng)變。這可增加其局部應(yīng)力，并相應(yīng)地增加局部應(yīng)變。沿襯底301表面的剪切應(yīng)力可導(dǎo)致沿其表面的表面應(yīng)變、延長或擠壓。如果模板 302在襯底301上具有壓印特征，則所產(chǎn)生的應(yīng)變可能在分離過程中剪切特征結(jié)構(gòu)使其離開襯底301。圖4示意地示出剛性布圖模板18和柔性襯底12之間的分離面積，其中柔性襯底 12上具有包括特征50的復(fù)制層。典型特征高度h為lOOnm。—種最小化分離過程中不均應(yīng)力和應(yīng)變影響的方法一一如果無法防止的話—— 是使模板18和襯底12中的應(yīng)變基本匹配。例如，使應(yīng)變匹配可包括使模板18和襯底12 的硬度匹配。使硬度匹配應(yīng)當(dāng)將模板18和襯底12的幾何形狀考慮在內(nèi)，包括各自的厚度。 在一個實施例中，襯底12的厚度匹配于模板18的厚度，因此它們具有基本相等的厚度。如本申請中使用的，匹配可包括順應(yīng)、調(diào)節(jié)、適配、改型、配合、調(diào)整等；以使應(yīng)變特性適度地相等或等效，或當(dāng)將相等力施加于襯底12和模板18時使來自襯底12的響應(yīng)與來自模板18
6的響應(yīng)相同或近乎相同。楊氏模量、取向(翹曲)和其它因子也可用來最小化——如果無法防止的話——分離過程中不均應(yīng)力和應(yīng)變的影響。在一個實施例中(如圖2所示)，使模板18和襯底12的硬度匹配可通過增加殘留層48的厚度Ii2來實現(xiàn)。殘留層48是在壓印工藝中將可聚合材料34設(shè)置在襯底12上的結(jié)果。附加的可聚合材料34可在建立襯底12總厚度的壓印工藝中設(shè)置在襯底12上，由此改變襯底12的總體幾何特征和硬度特性，并減小模板18和襯底12分離過程中的拉應(yīng)力和 /或剪切應(yīng)力。在示例性實施例中，預(yù)定量的可聚合材料34被設(shè)置在襯底12上，該量被計算以產(chǎn)生要求的幾何特征和/或要求的硬度和/或應(yīng)力特征。在圖5所示實施例中，可在壓印工藝之前將硬化層100添加至襯底12的表面。例如，硬化層100可以是有機(jī)層，例如玻璃上旋涂(SOG)層或其它。硬化層100可在壓印工藝前添加至襯底12的表面。硬化層100的添加改變了襯底12的總體幾何特征和硬度特征。 襯底12特性的這種改變導(dǎo)致模板18 (未示出)和襯底12分離過程中減小的拉應(yīng)力和/或剪切應(yīng)力。在示例性實施例中，預(yù)定厚度的硬化層100被加至襯底12的表面，計算該厚度以產(chǎn)生要求的幾何特征和/或要求的硬度和/或應(yīng)力特征。幾何特征、硬度和/或應(yīng)力特征的改變可導(dǎo)致具有較少和/或較小壓印分離缺陷的更強健的層分離。例如，圖6是兩壓印襯底的示圖；第一襯底602表現(xiàn)出在襯底12上壓印而沒有硬化層100的結(jié)果，而第二襯底604表現(xiàn)出在襯底12上壓印并具有在壓印前增添的硬化層 100的結(jié)果。如圖6所示，沒有硬化層100的常規(guī)晶片(襯底602)在區(qū)域630和632表現(xiàn)出產(chǎn)生自分離工藝的分離缺陷。然而，具有在壓印前增添至襯底12表面的硬化層100的晶片(襯底604)沒有表現(xiàn)出任何分離缺陷。改變作用力的大小當(dāng)模板18具有變化的特征密度的面積時，匹配應(yīng)變表現(xiàn)出唯一的挑戰(zhàn)。在示例性實施例中，可改變或控制在分離工藝中施加于襯底12和模板18的力以獲得更強健的層分
1 O圖7A和7B示出根據(jù)模板特征密度的模板曲率和其表面的相應(yīng)剪切應(yīng)變。相對曲率(由分離角α表示)代表襯底12(未示出)由于與模板18分離過程中的應(yīng)變引起的撓曲。這里，由于為了在密集特征區(qū)722將模板18從襯底12分離相比稀疏特征區(qū)720、7M 需要較大力來克服較大摩擦力(除粘附力外)，因此出現(xiàn)應(yīng)變和曲率的改變。這里，分離角 α在圖7Α中在稀疏特征區(qū)720、7Μ表示為α i而在密集特征結(jié)構(gòu)區(qū)722表示為α 2。如圖7Β所示，隨著分離通過特征密度變化進(jìn)行而改變施加于襯底12和/或模板 18的力(圖示為F1和F2)可改善強健的層分離。在另一實施例中，如圖8中的曲線圖所示，模板18和襯底12之間的分離通常包括兩個步驟。在步驟82中，模板18之間的分離力Fsep可增至峰值P。這種增長可能引起壓印區(qū)域的最初斷裂。例如，分離力Fsep的增加可能引起在壓印區(qū)域的一個或多個角落的最初斷裂，從而使模板18和襯底12的分離開始。在步驟84，分離力Fsep可能劇烈地減小。例如， 分離力Fsep可在非常短的時間量從最大值減小至零或非常低的值。在一個實施例中，力減小時間接近10ms。回來參見圖4，一個實施例改變作用力以控制分離過程中模板18相對于襯底12的側(cè)向運動，從而減小要不就最小化剪切應(yīng)力。例如，在分離工藝中，模板18可順應(yīng)未分離區(qū)440中的特征50。模板18和特征50之間的側(cè)向運動可受模板18和特征50之間的摩擦力的約束。然而，壓印頭30(圖1所示)也可受模板18和特征50之間的摩擦力影響。例如， 壓印頭30可能在壓印過程中受到過度約束，這導(dǎo)致在壓印頭30的一個或多個彈性元件中的一些能量存儲。就在模板18和襯底12分離的最后一刻前，模板18和特征50之間的摩擦力可迅速減小至零。壓印頭30中存儲的勢能可在這個時間釋放，這將導(dǎo)致模板18和襯底12之間的相對xy運動。圖9示出使模板18從襯底12分離同時通過限制側(cè)向位移而最小化剪切應(yīng)力和拉應(yīng)力的示例性方法的工藝90(并參見圖10)。在步驟92，可通過卡盤觀將預(yù)定壓力施加于模板18。在步驟94，可通過壓印頭30施加分離力Fsep以開始模板18和布圖層(固化層)46 的分離。在步驟96中，可監(jiān)視由壓印頭30施加的分離力FSEP，使其保持恒定的拉應(yīng)力。例如，可隨著布圖層46朝向模板18的中心C分離而監(jiān)視施加于壓印頭30的力。在步驟98， 卡盤觀可減小施加于模板18的預(yù)定壓力。在步驟100，模板18可從布圖層46分離。使用這種方法，可將接觸線60的曲率控制在可聚合材料34和/或布圖層46的特性容許的程度，并隨后在遞減的壓力下逐漸減小至零。例如，通過卡盤觀施加于模板18的壓力可通過分離過程中因模板18的彎曲造成的應(yīng)力而得到平衡。隨著壓力減小，這些應(yīng)力可用來使模板18從布圖層46分離?？芍鲗?dǎo)由卡盤觀提供的壓力梯度從高壓力至低壓力(例如從卡盤觀內(nèi)側(cè)向外側(cè))，并可使之垂直于模板18的布圖表面22。由于流體在靜態(tài)時一般不能支持剪切，因此分離力Fsep可保持基本垂直于布圖表面22。如此，在模板18與經(jīng)布圖層46分離的最后時刻可能不需要來自壓印頭30的ζ運動。因此，通過控制由壓印頭30施加的力和由卡盤28 施加的壓力，可在模板18和布圖層46分離過程中控制基于側(cè)向位移的剪切負(fù)載。在替代實施例中，假設(shè)卡盤觀不需要在模板18和布圖層46分離開始前將預(yù)定壓力施加于模板18，則步驟92認(rèn)為是可選的。如此，僅在分離的最后時刻可使用局部真空壓力使模板18與布圖層46分離。使用這種方法，在分離的最后時刻接觸線60的運動可以與壓印頭30的運動無關(guān)。例如，可通過模板18和/或襯底12壓力或真空跟蹤控制來產(chǎn)生垂直分離運動。如此，可能有起因于ζ分離機(jī)構(gòu)的平移或旋轉(zhuǎn)誤差運動的有限剪切缺陷。可通過控制壓印頭30的位置和/或重新確定襯底12的位置來釋放起因于長距分離運動的剪切應(yīng)變。這可減少分離運動過程中對大量精確度的需求。此外，由于分離最后時刻模板18 的撓曲一般被最小化，因此可能由模板18的曲率造成的側(cè)向運動被最小化。改變作用力的加速度和速度在另一實施例中，可改變或修改作用力的加速度和/或速度以實現(xiàn)模板18和襯底 12的強健的層分離。參見圖10，壓印頭30可將模板18以高的加速度拉離襯底12。由于模板18和襯底12的慣性(其質(zhì)量以及接觸面積周圍的空氣慣性)，加速過程中的動態(tài)模板 18和襯底12應(yīng)變將比恒速過程中更高。慣性效應(yīng)將導(dǎo)致在加速過程中模板18和襯底12 中存儲額外的應(yīng)變能，這類似于在相同條件下將能量存儲在彈簧中。當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到恒定牽引速度時，該“彈簧”能量被轉(zhuǎn)化為動能。在高加速度下增大的應(yīng)變可能造成額外的法向力，導(dǎo)致附加摩擦。盡管這種穩(wěn)態(tài)動摩擦具有很弱的速度相關(guān)性，然而從靜摩擦力向動摩擦力的過渡被表述為雪崩式過程， 對于過渡速率很敏感。所建立的動摩擦力一般小于靜摩擦力。換句話說，在短時間內(nèi)，所產(chǎn)生的摩擦系數(shù)可能增大。另外快速移動模板18 (從靜止姿態(tài)過渡至運動)的嘗試可增大靜摩擦系數(shù)(所謂的限值)。這是因為并非模板18和布圖層46彼此附連的所有接觸點都在同一時間分離，由此導(dǎo)致需要額外的分離能。例如，這可能發(fā)生在相互交叉或互鎖的特征結(jié)構(gòu)沿略傾斜方向分離的過程中。該額外分離能可能導(dǎo)致布圖損壞、破裂的特征結(jié)構(gòu)、拔起以及線壓潰。由于較高加速的操作下存在增大的摩擦力(和增大的約束)，因此模板18和襯底 12中的應(yīng)變可望在以恒速或較低加速度操作的分離工藝下減小。為使壓印缺陷的數(shù)量減至最小，可以允許在分離過程中最小化摩擦力的方式調(diào)整、修改或改變分離速度。在一個實施例中，作出分離速度改變并同時通過變化特征密度的布圖區(qū)來傳播模板18和襯底12的分離。例如，當(dāng)從具有密集特征圖案的區(qū)域過渡至具有較不密集特征圖案的區(qū)域時，斷裂(分離)的傳播速度可能猝然改變。反之亦然。在前一種情形下，額外的彈性能量被釋放，由此導(dǎo)致斷裂速度(分離速度)的猝然加速。具有猝然加速瞬間的過渡區(qū)更容易產(chǎn)生壓印缺陷。最小化過渡區(qū)問題的一種方法是減慢模板18和襯底12的分離。例如，如果分離一般花費IO-IOOms來完成，則減慢分離可包括調(diào)整工藝參數(shù)以使分離花費兩倍時間來完成， 即20-200ms?？赏ㄟ^監(jiān)視作用于模板18的分離力并蓄意減小該作用力來控制分離速度。 因此，在一個實施例中，分離減慢至用戶確定的速率，由此減小或防止模板18和/或襯底12 的表面彎曲和/或彈性能儲存。在另一實施例中，控制分離速度，在斷裂移動通過特征圖案邊界的同時保持穩(wěn)定分離速度。監(jiān)視和反饋參見圖10，可通過分析接觸線60的運動和/或峰值P分離力Fsep的檢測來監(jiān)視和 /或跟蹤模板18和襯底12的分離。例如，可通過成像系統(tǒng)66捕捉接觸線60的運動(例如曲率和長度)。成像系統(tǒng)66可以是能夠提供布圖層46的宏觀和/或微觀視圖的任何系統(tǒng)。成像系統(tǒng)66的一些示例可包括網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、視頻相機(jī)(磁帶式、盤式或數(shù)字式)、膠卷相機(jī)(靜止或運動)、超光譜成像系統(tǒng)(光譜干涉計)或其它。成像系統(tǒng)66能提供靜止圖像和/或運動圖像以分析起因于布圖層46的預(yù)期問題。成像系統(tǒng)66也能存儲和回憶靜止圖像和/或運動圖像或?qū)⑵浣?jīng)由通信系統(tǒng)傳輸。在一個實施例中，跟蹤布圖層46上的分離接觸線60提供力的大小或速度/加速度的反饋以在給定時間施加。例如，可向用戶和/或自動化系統(tǒng)提供相對于作用的分離力 Fsep的反饋控制環(huán)。接收該反饋的自動化系統(tǒng)可自動調(diào)整各個作用力，包括真空度、壓力、拉力的大小、速度和加速度及其它。另外，接收該反饋的自動化系統(tǒng)可對壓印系統(tǒng)的物理要素作出調(diào)整，包括翹曲度、配準(zhǔn)度、旋轉(zhuǎn)、角度及其它多個要素。對作用力和物理要素的這種控制可提高布圖層46中的強健的層分離。圖11示出通過使用反饋以控制在一時間段作用的分離力來改善強健的層分離的示例性方法Iio的流程圖。在步驟112，可施加分離力以開始模板18和襯底12之間的分離。例如，壓印頭30可將分離力Fsep施加于模板18以使模板18與布圖層46分離。這種分離力的施加可造成模板18和布圖層46之間的最初斷裂。在步驟114，可監(jiān)視和/或跟蹤接觸線60的運動(例如曲率和長度)和/或分離力的峰值P以分析起因于布圖層46的預(yù)期問題。監(jiān)視和跟蹤可通過各種成像系統(tǒng)66來實現(xiàn)。
在步驟116，可基于從監(jiān)視和/或跟蹤采集的數(shù)據(jù)來分析襯底和/或模板的應(yīng)變特性。然后可基于監(jiān)視和/或跟蹤和所執(zhí)行的分析來提供反饋。在步驟118，可使用來自接觸線60和/或峰值P的跟蹤的反饋來調(diào)整、修改或改變所作用的分離力。在一個示例中，可監(jiān)視接觸線60的曲率量。如果該曲率達(dá)到預(yù)定程度或具有暗示缺陷發(fā)生概率的預(yù)定特征，則可減小、增大各分離力，或?qū)Ψ蛛x力的速度、加速度、 作用方向等作出改變。在示例性實施例中，調(diào)整、修改或改變可自動地執(zhí)行。在步驟120中，可存儲對于模板18和布圖層46之間的分離的反饋信息結(jié)果并將其用來形成系統(tǒng)10中未來使用和應(yīng)用的算法。傀儡填充圖案如之前描述的那樣，在分離過程中從密集布圖區(qū)至稀疏布圖區(qū)的過渡代表一個考慮因素。已觀察到由于剪切和粘附失效造成的特征損壞主要集中在過渡區(qū)，在那里由于特征密度變化引起的分離速度改變可能導(dǎo)致施加于細(xì)小特征的應(yīng)力變化。在許多情形下，可將所謂的“傀儡圖案”引入集成電路(IC)制造中以平衡蝕刻負(fù)載和改善化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)?？軋D案是包含在模板18上的外來填充圖案，并設(shè)置在模板18上的關(guān)鍵或相關(guān)特征圖案的區(qū)域周圍。傀儡圖案的使用可通過用外來圖案填充較低密度特征區(qū)以減小或消除較高密度特征區(qū)和較低密度特征區(qū)之間的過渡發(fā)生來很大程度地改善強健的層分離。為了減少壓印工藝中的缺陷，傀儡圖案布局應(yīng)當(dāng)考慮與感興趣的關(guān)鍵密集特征的接近性、使在分離過程中可能經(jīng)歷的彈性能跳變減至最小所需的尺寸和形狀以及與關(guān)鍵布圖區(qū)的特征圖案緊密匹配的填充因數(shù)。另外，要求選擇傀儡圖案的取向和/ 或?qū)ΨQ性以匹配關(guān)鍵密集區(qū)域內(nèi)經(jīng)歷的機(jī)械應(yīng)力。在器件功能設(shè)計的約束中，傀儡圖案可盡可能地靠近相關(guān)稠密圖案的區(qū)域設(shè)置。在一個實施例中，間隔只是幾百納米。圖12示出各種傀儡填充的選擇。如圖所示，可考慮多種傀儡圖案，例如可采用方塊、柵條、間斷柵條、交錯矩形、雙向矩形及其它。傀儡圖案的填充因數(shù)或圖案密度可將匹配的圖案考慮在內(nèi)。在示例性一般規(guī)則中，可實現(xiàn)50 %傀儡圖案填充。在一個實施例中，可通過改變模板18的圖案密度來減小最初分離力。這可采用作為模板18的臺面20部分的鋸齒形或波形圖案來達(dá)成。一般來說，臺面20沿界面60的絕大部分周界基本垂直于分離方向。由于沿周界的應(yīng)變在各個位置基本相等，這種取向?qū)е聻槭狗蛛x開始需要較大的總作用力。在一個實施例中，鋸齒形或波形臺面(具有類似于郵票或刀片上的許多小鋸齒) 用來幫助模板18和襯底12的最初分離。使用鋸齒形或波形圖案作為模板18的臺面20部分上的傀儡填充可通過使應(yīng)力沿小鋸齒集中而允許使用較低的分離力開始分離。較小最初分離力的使用有益于通過如上所述減小分離工藝中施加的峰值力P并通過對整個分離工藝中施加的力提供更多的控制來改善強健的層分離。卡盤銷去除在另一實施例中，可修改或改變卡盤觀裝置以改善強健的層分離。剛性模板18 可視為具有多個支承件的梁。當(dāng)力作用于模板18時支承件不改變，因此模板18的應(yīng)變基本與作用的分離力保持線性關(guān)系。相反，在分離工藝中施加作用力的過程中，襯底12與各銷作出接觸和中斷接觸。此外，在其上施加真空的襯底12的下方“自由跨距”區(qū)隨著作用力而改變；因此，襯底12應(yīng)變將基本與作用力成線性關(guān)系。
10
如果使用無銷晶片卡盤，襯底12的應(yīng)變可更具線性。將銷從卡盤觀去除形成對作用力具有更好線性反應(yīng)的區(qū)域。在一個實施例中，在關(guān)鍵應(yīng)力區(qū)將多個預(yù)定卡盤銷從卡盤觀去除。在一個實施例中，預(yù)定的卡盤銷是沿襯底12位于應(yīng)變相對于襯底12的應(yīng)力具有最大非線性相關(guān)性的位置的那些銷。在又一實施例中，預(yù)定卡盤銷是在分離過程中處于襯底12和模板18之間最后幾個接觸點區(qū)域的銷。例如，可通過去除在壓印中央?yún)^(qū)和/或接近襯底12和模板18之間最末接觸點附近的卡盤銷來減小非線性應(yīng)變-應(yīng)力相關(guān)性。更具線性的分離增加了強健的層分離，并可最小化分離時產(chǎn)生缺陷的可能性。
權(quán)利要求
1.一種對襯底布圖的方法，包括使所述襯底的應(yīng)變特性與模板匹配，所述模板具有第一凸凹圖案；將與所述模板上的第一凸凹圖案對應(yīng)的第二凸凹圖案轉(zhuǎn)印至所述襯底，所述轉(zhuǎn)印包括在所述襯底和模板之間的可塑液體中形成第二凸凹圖案，所述第二凸凹圖案對應(yīng)于所述模板上的第一凸凹圖案，所述可塑液體形成沉積在所述襯底上的固化層；以及將所述模板從所述固化層分離。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述襯底是壓印光刻襯底，并且所述匹配包括使所述襯底的硬度順應(yīng)于所述模板的硬度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述匹配包括使所述襯底的厚度順應(yīng)于所述模板的厚度。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，還包括在所述模板和所述襯底之間涂覆過剩的可塑液體，所述過剩的可塑液體形成殘留層，其中所述匹配包括通過改變所述殘留層的厚度來匹配應(yīng)變特性。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述匹配包括通過將所述殘留層的厚度增加一預(yù)定量而匹配所述應(yīng)變特性。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的方法，其特征在于，還包括在轉(zhuǎn)印前對所述襯底的表面施加預(yù)定厚度的硬化層。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述硬化層是玻璃上旋涂(SOG)層。
8.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的方法，其特征在于，所述分離包括在所述模板從所述固化層分離的同時修改作用于所述模板和/或所述襯底中的至少一個的力。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述修改包括改變作用于所述襯底的壓力和/或真空力，以在所述模板從所述固化層分離的同時使所述襯底的應(yīng)變特性保持恒定。
10.如權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述修改包括基于所述第一凸凹圖案的特征密度來改變作用于所述模板和/或襯底中的至少一個的壓力和/或真空力。
11.如權(quán)利要求8、9或10所述的方法，其特征在于，所述修改包括將作用于所述模板和/或所述襯底中的至少一個的壓力和/或真空力增加至預(yù)定峰值量級；以及當(dāng)檢測到最初分離時，將作用于所述模板和/或所述襯底中的至少一個的壓力和/或真空力減小至預(yù)定的最小量級。
12.如權(quán)利要求8、9、10或11所述的方法，其特征在于，所述修改包括修改作用于所述模板和/或所述襯底中的至少一個的力以使所述模板與所述固化層的分離以預(yù)定加速度率發(fā)生。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述修改包括修改作用于所述模板和/或所述襯底中的至少一個的力以使所述模板與所述固化層的分離以恒速發(fā)生。
14.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述修改包括將預(yù)定壓力作用于所述模板；作用一分離力，所述分離力配置成使所述模板與所述固化層的分離開始，所述分離力保持恒定并垂直于所述固化層；以及減小施加于所述模板的預(yù)定壓力。
15.如權(quán)利要求8或14所述的方法，其特征在于，所述修改包括作用一分離力，所述分離力配置成使所述模板與所述固化層的分離開始，所述分離力保持恒定并垂直于所述固化層；以及一旦分離已開始，則將真空施加于所述模板和/或所述襯底中的至少一個。
16.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15所述的方法，其特征在于， 所述分離包括在所述模板與所述固化層分離的同時監(jiān)視作用于所述模板和/或所述襯底中的至少一個的力；分析所述襯底的應(yīng)變特性； 基于所述分析提供反饋；基于所接收到的反饋自動調(diào)整作用于所述模板和/或所述襯底中的至少一個的力。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)視是通過配置成獲得處于各個離散波長的實時圖像的超光譜成像系統(tǒng)來實現(xiàn)的。
18.—種對襯底布圖的方法，包括使所述襯底的應(yīng)變特性匹配于模板，所述模板具有第一凸凹圖案，其中所述第一凸凹圖案包括位于相關(guān)圖案附近的外來填充圖案；將與所述模板上的第一凸凹圖案對應(yīng)的第二凸凹圖案轉(zhuǎn)印至襯底，所述轉(zhuǎn)印包括在所述襯底和模板之間的可塑液體中形成對應(yīng)于所述模板上的第一凸凹圖案的第二凸凹圖案， 所述可塑液體形成沉積在所述襯底上的固化層；以及將所述模板從所述固化層分離。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述外來填充圖案包括配置成使所述模板開始與所述固化層分離的鋸齒。
20.一種對襯底布圖的方法，包括使所述襯底的應(yīng)變特性匹配于模板，所述模板具有第一凸凹圖案； 將與所述模板上的第一凸凹圖案對應(yīng)的第二凸凹圖案轉(zhuǎn)印至所述襯底，所述轉(zhuǎn)印包括在所述襯底和模板之間的可塑液體中形成對應(yīng)于所述模板上的第一凸凹圖案的第二凸凹圖案，所述可塑液體形成沉積在所述襯底上的固化層；以及從襯底卡盤去除多個預(yù)定的卡盤銷，其中所述多個預(yù)定卡盤銷位于具有應(yīng)變相對于襯底應(yīng)力的最大非線性相關(guān)性的位置；以及將所述模板從所述固化層分離。
全文摘要
描述了壓印光刻工藝的分離工藝中改善強健的層分離的系統(tǒng)和方法。包括方法使擬壓印的襯底和模板之間的應(yīng)變匹配；改變或修正在分離過程中作用于模板和/或襯底的力，或改變或修正分離工藝的動力學(xué)特性。
文檔編號G03F7/00GK102203671SQ200980142645
公開日2011年9月28日 申請日期2009年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日
發(fā)明者E·湯普森, F·Y·徐, G·施米德, M·J·美斯?fàn)? M·N·米勒, N·胡斯努季諾夫, P·K·尼瑪卡雅拉, 呂曉明, 崔炳鎮(zhèn) 申請人:分子制模股份有限公司