[发明专利]非接触漫射固化曝光的系统、方法和装置

说明书

技术领域

本发明总地涉及纳米压印，更特别地，涉及为制造光聚物纳米压印压模(stamper)提供非接触漫射曝光的改进的系统、方法和装置。

背景技术

纳米压印是使图案化记录介质的概念成为产品的最可行技术。然而，由于制造母模(master)的极高成本，使用原始母模直接压印以批量制造盘拷贝(replica)有寿命限制。还会有在压印操作期间损坏原始母模的高风险。

克服这些问题的一种方法是使用“子母模(daughter master)”，其中盘拷贝压印分为两个阶段。在第一阶段，原始母模用来制造许多便宜的子压模。然后，在第二阶段，子压模被用来压印许多盘拷贝。

例如，图1-4示出制造子压模的一种方法。如图1所示，压模抗蚀剂(stamper resist)的液滴21位于原始硅母模23上，其与具有凝胶垫27的压模背垫板(stamper backing plate)25间隔开。在压力之下(图2)，板25接触抗蚀剂21且使其分布在母模23上。如图3所示，UV固化29然后固化抗蚀剂21从而在板25上形成图案化压模层30(图4)或子母模/压模。

现在参照图5-8，描述一种盘拷贝压印工艺的方法。如图5所示，拷贝抗蚀剂的液滴31位于基板33上，其与板25和凝胶垫27上的子压模30间隔开。在压力之下(图6)，子压模30接触抗蚀剂31且使其分布在基板33上。如图7所示，UV固化39然后固化抗蚀剂31从而在基板33上形成图案化拷贝层40(图8)。

这些制造工艺期间会遇到的另一问题是缺陷和不期望的压模表面微坑(dimple)的形成。例如，如图9-11所示，压模背垫板25会积累缺陷或污染物41(图9)，例如碎屑、纤维、缺陷等。子压模制造工艺期间(图10)，凝胶垫27和板25如图所示地被压。污染物41迫使凸起43显现在它们所位于的板25的相反表面上，在该情况下是板25的底部。这是因为板25的弹性形变的传播。UV固化29之后，表面凸起43引起局部斑点，其薄化子压模30，如图所示。释放压力后(图11)，底部板表面弹性恢复到其原始形状(即平坦)，结果，子压模30中的薄斑点形成压模微坑45。压模微坑45导致在压印的拷贝上不期望的基层厚度不一致，其又导致不一致图案在RIE之后转移到盘表面。

再一潜在问题源发生在制造子压模的UV固化工艺期间。如图12所示，UV辐射作为准直束被发射。当准直UV光29穿过凝胶垫27和板25时，任何额外的缺陷或污染物47例如其他类型的碎屑或颗粒在抗蚀剂21上形成阴影。这些阴影形成沿压模层/母模界面的不一致UV曝光强度区域50并导致另外的表面形貌和因此产生的表面缺陷。UV光强度的不一致是由于位于UV束路径中的污染物49的遮蔽效应。

UV固化之后光聚物通常有可观的体积缩小(约10％)。另外，光聚物的机械属性也随着聚合工艺而改变。从液体到固态该改变比体积缩小更显著。考虑到随着固化水平而进展的抗蚀剂属性的全部改变，预期存在相当复杂的热-机械相互作用且应力平衡在遮蔽区域和背景光聚物层之间起作用。

拷贝厚度块缺陷(patch defect)由于其较大尺寸和高缺陷密度而可以对盘拷贝的质量有显著的负面影响。这些缺陷可以通过反映它们的基层厚度变化的颜色对比而从背景容易地检测到。这些缺陷中基层厚度分布在约50到200nm的范围，其远厚于一致区域的厚度分布(约20nm或更小)。因此，这些缺陷阻止了用来制造图案化盘基板的反应离子蚀刻(RIE)工艺期间一致的图案转移。

几乎不可能从压印系统完全去除嵌埋在凝胶垫中的杂质(例如气泡、杂质等)、板上的表面缺陷(例如擦痕)、或者气载沉降物颗粒。获得优良质量的所使用的每种材料和用于纳米压印操作的极佳清洁环境是非常昂贵的，如果不是不可能的话。与其优化压印操作中包括的所有事物，弥补造成所述问题的根本是更合意的。因此，期望一种用于制造光聚物纳米压印压模的能避免所述问题的改进的系统、方法和装置。

发明内容

用于压模构造的系统、方法和装置的一个实施例包括Mylar膜负载柱、石英顶板、凝胶垫、压模背垫板、压模抗蚀剂、以及硅或石英母模。UV光漫射器置于该石英板之上。漫射器的用途在于使准直UV光束随机化从而减弱来自位于UV光学路径中的任何缺陷物的遮蔽效应。