[发明专利]形成模板的方法，图案化衬底的方法和用于所述方法的模板和图案化系统

说明书

优先权的主张

本申请案主张申请日2007年4月18日申请的美国专利申请案第11/787,928号，“形 成模板的方法，图案化衬底的方法和用于所述方法的模板和图案化系统(METHODS OF FORMING A STAMP，METHODS OF PATTERNING A SUBSTRATE，AND A STAMP AND A PATTERNING SYSTEM FOR SAME)”的权利。

技术领域

本发明的实施例涉及半导体制造且更具体说来，涉及图案化衬底的方法、一种图案 化衬底的模板和一种图案化衬底的系统。

背景技术

随着纳米级半导体装置和系统的发展增加，需要用以制造所述半导体装置和组件的 新颖方法和材料。虽然半导体装置的形体尺寸日益减小，但光刻工具的成本却呈指数形 式增加。进一步减小形体尺寸通常受使用光刻方法可实现的尺寸下限限制。使用常规光 刻法难以制造具有约60纳米(nm)或60纳米以下的特征(本文中称作“亚光刻”特征) 的半导体装置。

微接触印刷(Microcontact printing)是一种在半导体装置上形成亚光刻特征的方法。 所述技术在半导体装置的衬底表面上的特定位点上形成自组装单层(self-assembled monolayer，SAM)。在常规工艺中，通过光刻或电子(电子束)光刻来制备具有地形特 征的主模。参看图1A，上面具有抗蚀剂12的模板衬底10在模板衬底10的表面上形成 图案。使常规上由聚二甲基硅氧烷形成的弹性体外套14沉积在模板衬底10和抗蚀剂12 上方，且固化。使模板衬底10和抗蚀剂12与固化的弹性体外套14分离以形成具有地 形特征的软性模板14′(图1B和图1C)。软性模板14′包括对应于抗蚀剂12中的图案的 图案，所述图案将形成在半导体装置上。接着，用墨水16湿润软性模板14′且使其与受 体衬底18接触(图1D)。将所述墨水物理吸附在软性模板14′上且转移到受体衬底18 上以形成SAM 20(图1F)。理论上，只在墨水16与受体衬底18相接触的区域中形成 SAM 20。然而，墨水16的物理吸附性质导致模压在受体衬底18上的特征的分辨率不 良，这是因为未与受体衬底18接触的墨水16由于毛细管作用而渗入软性模板14′中。 另一个缺点在于，模压的特征不小于通过光刻法界定的软性模板14′的特征。

已试图通过此项技术中已知的其它方法在半导体装置上制备亚光刻特征。举例来 说，已试图使用电子束光刻和远紫外(EUV)光刻来制备所述亚光刻特征。然而，包括 (例如)高成本和/或与高产量制造方法不相容在内的困难已妨碍所述方法的广泛使用。 因此，需要用于在半导体装置上制备亚光刻特征的改良方法和系统，以及用于实现所述 方法和系统的模板。

附图说明

图1A到图1C为根据常规工艺技术在制造的各个阶段期间软性模板的横截面图；

图1D到图1F为根据常规工艺技术在微接触印刷期间软性模板的横截面图；

图2为制造和使用本发明模板的实施例的流程图；

图3为本发明模板的实施例的横截面图，其中墨水材料被化学吸附到所述模板上；

图4为根据本发明的一个实施例的模板-墨水材料-受体衬底复合体的横截面图；

图5到图18为在制造的各个阶段期间本发明的模板结构或中间模板结构的实施例 的横截面图；

图19为本发明模板的实施例的横截面图，其包括自组装嵌段共聚物的域；且

图20A、图20B和图20C为上面包括自组装单层的受体衬底的实施例的横截面图。

具体实施方式

以下关于图式的描述内容描述根据本发明的装置和方法的实施例。所述描述内容只 是出于说明性目的，且并非为了限制本发明。由此，预期并涵盖本发明的其它实施例。