平版印刷术的工艺和系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种使用一装置（３９００）通过平版印刷来形成有图形的基底的工艺，该装置包括一印刷头（３１００）、一激活的光源（３５００）、一运动平台（３６００）、一构有图形的模板（３７００）、一印刷头支承件（３９１０）、一运动平台支承件（３９２０）、桥架支承件（３９３０）和一支承台（３９４０）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请人为分子制模股份有限公司、国际申请日为2003年7月10日、申请号为03816412.4(国际申请号PCT/US2003/021556)、题为“平版印刷术的工艺和系统”的PCT专利申请的分案申请。
本文提出的诸实施例涉及用于平版印刷术(imprint lithography)的方法和系统。具体来说，诸实施例涉及用于毫微平版印刷工艺的方法和系统。
技术介绍
光学平版印刷技术(optical lithography technique)目前用于制造最小的微电子器件。然而，据认为这些方法已经达到其分辨率的极限。因此，需要提供改进的平版印刷技术。
技术实现思路
一种使用一模板在一基底上形成一图形的方法，该方法包括：在彼此的间隔关系上定位该模板和该基底，以使一间隙形成在模板与基底之间；用光激活的光固化液体大致地填充该间隙；以及，固化光激活的光固化液体(light activating lightcurable light)。在一实施例中，该模板具有图形并包括一第一表面和多个形成在模板内的凹陷，这些凹陷从第一表面朝一相对的第二表面延伸。诸凹陷在构有图形的模板(patterned template)的第一表面内形成多个特征。一预定量的光激活的光固化液体涂敷到基底的一部分。光激活的光固化液体是一低粘稠的液体，其粘度约小于30厘泊。构有图形的模板和基底定位成彼此间隔开的关系，以使一间隙形成在它两之间。模板定位成使固化液体基本上填充模板的非凹陷部分与基底之间的间隙。模板的位置应是如此：从大致在模板凹陷下面的基底区域起基本上没有涂敷固化液体。激活的光线施加到固化液体，以在基底上形成一图形层(patterned layer)。根据时用一具有一图形区域的模板在一基底上形成一图形的另一方法，该方法包括：将该图形区域放置在与基底的一区域相对，其间形成一间隙；将光激活的光固化液体定位在基底与模板之间；通过使光激活的光固化液体分别与模板和基底接触，同时，将光激活的光固化液体限制在该间隙之内，由此，用光激活的光固化液体填充间隙；以及，由光激活的光固化液体形成一固化的材料。然后，该方法可在基底的一第二部分上重复。以此方式，基底在多个“步骤”中被印刷，而不是在单一的步骤中。通过利用低粘度的液体增强了平版印刷工艺。在一实施例中，光激活的光固化液体的粘度约小于30厘泊。可用多种方法来实现模板周界内的液体的控制。在一实施例中，模板与基底之间的距离设定为：由模板施加在液体上的力不强制液体超过模板的边界。一模板包括有多个凹陷，它们在模板上形成多个特征。也通过形成一个或多个蚀刻到模板周界内的边界来控制对液体的限制。这些边界的深度基本上大于模板凹陷部分的深度。-->在另一实施例中，在一包括一平面化区域的模板存在的情形下，通过固化对设置在基底上的一固化液体进行固化而形成一平面化层。在一实施例中，一预定量的光激活的光固化液体涂敷到基底的第一区域。一平面化的模板接触于光激活的光固化液体，并施加激活光(activating light)来固化光激活的光固化液体。以此方式，平面层形成在基底的第一区域内。然后，工艺在基底的附加区域上重复该工艺。以此方式，对基底以多个“步骤”而不是一单一步骤进行平面化。一用于形成基底上的图形的系统包括：一支承基底的本体；一连接于本体并具有一图形区域的模板；一连接于本体的位移系统，用来在基底与模板之间提供相对运动，并放置模板与基底的一部分重叠，形成一图形的部分；一液体分配器，它被偶联以将光激活的光固化液体分配到图形部分的子部分上，通过减小基底与模板之间的距离，使所述偶联的位移系统有选择地放置光激活的光固化液体与模板相接触，一照射光源照在图形部分上，使光有选择地固化光激活的光固化液体；以及，一连接于印刷头上的力探测器(force detector)，以便通过模板和光激活的光固化液体之间的接触产生指示一施加到模板上的力的信息，使位移系统建立一根据信息实施距离变化的速率，以将延伸到图形部分的基底外面的区域的光激活的光固化液体量减到最小。采用该结构，通过便于模板和基底之间的相对转动同时将其间的平移位移减到最小，系统在模板与基底之间可建立和保持一平行相对的位置关系。该系统还包括有一运动平台、一印刷头和一液体分配器，以及一光源。该运动平台连接于本体，以便沿第一和第二横轴在基底与模板之间提供相对运动。印刷头连接于本体，以便沿横向于第一和第二轴线延伸的第三轴线在模板与基底之间提供相对运动。液体分配器连接于本体，以便将光激活的光固化液体分配到基底上。连接该光源以将光照射到基底上，选择光线来固化光激活的光固化液体。在一实施例中，在构有图形的模板存在的情况下由固化设置在基底上的固化液体而形成图形层。在一实施例中，用来在基底上形成一图形层的系统包括一印刷头和一运动平台。该印刷头被构造成保持一构有图形的模板。该印刷头还包括一细调定向系统(fineorientation system)。该细调定向系统允许构有图形的模板相对于基底运动，以便构有图形的模板达到一基本上平行的定向。在一实施例中，该细调定向系统是一被动系统，当模板接触于设置在基底上的液体时该系统允许模板对非平面化(non-planarity)作自我纠正。该印刷头还包括一力探测器。该力探测器连接于模板，并被构造成用于确定由设置在基底上的固化液体施加到模板上的阻力。基底连接于运动平台。运动平台被构造成支承基底和在基本上平行于模板的一平面内移动基底。该平版印刷系统还包括一液体分配器。该液体分配器可连接于印刷头或系统本体的一部分。该液体分配器被构造成将一光激活的光固化液体分配到基底上。该平版印刷系统还包括一光源，它光学连接于构有图形的模板。该光源被构造成：在使用过程中它直接激活光线通过构有图形的模板并照射到固化液体上。用来形成特征尺寸在100nm以下的特征的平版印刷系统，通常敏感于温度的变化。当系统温度上升时，支承件(即，支承平版印刷系统的模板、基底和其它部件的诸部件)可膨胀。支承件的膨胀可促成模板与基底对齐不准而引起误差。在一实施例中，支承件由具有低热膨胀系数(例如，小于约20ppm/℃)的材料形成。此外，该平版印刷系统可放置在一封闭外壳内。该封闭外壳被构造成阻止外壳内发生大于约1℃的温度变化。在一变化的实施例中，一平版印刷系统包括一印刷头、一运动平台、一液体分配器、一力探测器和一激活光源(activating light source)。在此实施例中，一细-->调定向系统连接于运动平台，而不是连接于印刷头。因此，通过变化基底的定向，直到被印刷的基底部分和模板基本上平行，可达到细调定向。在此实施例中，印刷头连接于一固定位置内的支承件，而运动平台被构造成围绕一在模板下面的X-Y平面移动基底。该平版印刷系统的其它部件基本上与其它实施例中所描述的相同。在其它实施例中，一平版印刷系统包括一印刷头、一运动平台、一基底支承件、一液体分配器、一力探测器和一激活光源。印刷头被构造成用于保持一构有图形的模板。印刷头还包括一细调定向系统。在一实施例中，该细调定向系统是一被动系统，当模板接触于设置在基底上的液体时该系统允许模板对非平面化作自我纠正。印刷头连接于运动平台。运动平台被构造成在一基本上平行于基底本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成基底上的图形的系统，包括：一支承基底的本体；一连接于本体并具有一图形区域的模板；一连接于本体的位移系统，用来在基底和模板之间提供相对运动，并放置模板使之与基底的一部分重叠以形成一图形的部分；一液体分配器，该液体分配器被连接以将光激活的光固化液体分配到图形部分的子部分上，通过减小基底和模板之间的距离而使所述位移系统连接为有选择地放置光激活的光固化液体与模板相接触，一光源，它照在图形部分上，使光有选择地固化光激活的光固化液体；以及一力探测器，它连接于印刷头，以便通过模板和光激活的光固化液体之间的接触产生指示一施加到模板上的力的信息，使位移系统建立一根据信息实施距离变化的速率，以使延伸到图形部分的基底外面的区域的光激活的光固化液体量减到最小。

【技术特征摘要】
US 2002-7-11 10/194,414;US 2002-7-11 10/194,411;US1.一种用于形成基底上的图形的系统，包括：一支承基底的本体；一连接于本体并具有一图形区域的模板；一连接于本体的位移系统，用来在基底和模板之间提供相对运动，并放置模板使之与基底的一部分重叠以形成一图形的部分；一液体分配器，该液体分配器被连接以将光激活的光固化液体分配到图形部分的子部分上，通过减小基底和模板之间的距离而使所述位移系统连接为有选择地放置光激活的光固化液体与模板相接触，一光源，它照在图形部分上，使光有选择地固化光激活的光固化液体；以及一力探测器，它连接于印刷头，以便通过模板和光激活的光固化液体之间的接触产生指示一施加到模板上的力的信息，使位移系统建立一根据信息实施距离变化的速率，以使延伸到图形部分的基底外面的区域的光激活的光固化液体量减到最小。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，位移系统还包括一运动平台，以沿第一和第二横向轴线在基底和模板之间提供相对运动，基底支承在该平台上；以及，一与模板附连的印刷头，以沿横向于第一和第二轴线延伸的第三轴线在基底和模板之间提供相对运动。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括一连接于模板的细调定向系统，以允许模板相对于基底作枢转运动，从而响应于施加到模板的力相对于基底保持一平行的定向。4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括一连接于运动平台的细调定向系统，以允许基底相对于...

【专利技术属性】
技术研发人员：S斯里尼瓦伞，BJ乔伊，M瓦茨，N苏马克，R弗伊欣，M美斯尔，R伯尼卡策，G维尔森，
申请(专利权)人：分子制模股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]