CN106462054B - 压印方法、用于压印方法的计算机程序产品和装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于使柔性印模的浮雕模压表面与衬底的接收表面接触的方法和装置。该方法和装置可以用在压印方法中。在该方法期间并且利用该装置，在其中局部弯曲的浮雕模压表面的部分与印模接收表面接触的预形成的接触区域的接触前沿（边界）附近创建或打破接触，这样的创建或打破的速度针对柔性印模的不同部分而变化，使得该接触前沿在印模接收表面之上在沿印模接收表面上的接触前沿移动轨迹的不同位置处以不同速度移动。这可以用于在使用这样的方法和装置时优化吞吐量。

Description

压印方法、用于压印方法的计算机程序产品和装置

技术领域

本发明涉及用于使柔性印模的浮雕印模表面与衬底的印模接收表面接触和/或用于从印模接收表面释放柔性印模的浮雕表面的操作方法和装置。

本发明进一步涉及用于执行本发明的方法的计算机程序产品。

本发明又进一步涉及用于控制用来使柔性印模的浮雕印模表面与衬底的印模接收表面接触的装置的控制设备以及包括该控制设备的装置。

本发明最后涉及压印衬底的方法。

背景技术

压印光刻作为对用于制造半导体设备的更传统（基于掩模）的光学光刻技术的可行替换方案正赢得关注，因为压印光刻能够以明显更低的成本提供相当的特征大小的图案化。

在诸如衬底保形压印光刻（SCIL）之类的软印模压印光刻技术中，使在其表面上包括浮雕特征图案的柔性印模与衬底接触，该衬底典型地承载将被特征图案压印的（可固化的）抗蚀剂（resist）材料。因而，在典型压印光刻方法中，压印步骤包括使衬底上的抵御材料层与柔性印模的浮雕图案表面接触。在该步骤之后，使抗蚀剂材料显影，例如固化以便凝固，同时仍旧与柔性印模的浮雕图案表面接触。一旦凝固，柔性印模（以及伴随它的其浮雕特征图案）从凝固的抗蚀剂材料释放以在衬底上留下图案化的凝固的抗蚀剂层。

当将软印模用于压印光刻时，实施压印步骤的一种方式在美国专利申请20100083855中公开。该方法包括柔性印模局部弯曲以使印模表面的部分区域朝向衬底突起并且在该突起处创建要被压印的衬底表面与柔性印模表面之间的初始接触区域。在这样的初始接触已经形成之后，然后通过逐渐地在接触区域的边缘处或其附近形成进一步接触而在衬底和柔性印模的较大部分之上生长（例如，延伸）初始接触区域，使得接触区域的边缘沿衬底表面移动。在抗蚀剂材料的凝固化已经发生之后，使用接触的逐渐破坏的逆向过程来完成印模的释放。

为了使这样的压印光刻过程尽可能在商业上可行，期望的是使这样的过程的吞吐量最大化。然而，这是非比寻常的，因为增大的吞吐量可能损害在抗蚀剂层中形成的图案的质量，例如因为图案未被准确地转移，例如因为印模与衬底之间的不充分的保形接触正被创建，或者因为印模的特征图案从经显影的抗蚀剂的过快释放可能引起对经显影的抗蚀剂层或者甚至印模上的特征图案的损坏。

本身已知的是，有可能单独地优化这样的压印过程的压印步骤和释放步骤的整体的吞吐量，即这些步骤可以在不同速度下执行。典型地，压印步骤可以在比释放步骤更高的速度下执行。这例如可能是因为在压印步骤期间，抗蚀剂材料仍旧是低粘性的并且可以流动，而在另一方面，释放过程受到印模材料与经显影（凝固）的抗蚀剂之间的交互的阻碍，这减慢了释放过程以便防止柔性印模在释放期间的损坏。这归因于印模和固化的抗蚀剂之间的增强表面区域，其增大了每单位区域的范德华力。

例如，可能的是在诸如在美国专利20100083855中公开的装置之类的压印装置上设定压印步骤的速度并且设定用于释放步骤的不同速度。仍旧存在改进如上文所述的压印过程的吞吐量的进一步需要。

发明内容

本发明的目的在于完成在软印模压印方法中提供改进的吞吐量的前述目标。

本发明通过独立权利要求限定。从属权利要求提供有利实施例。

根据本发明，对系统的控制以创建或打破接触使得针对沿接触前沿的移动方向的至少两个不同位置，移动速率具有不同值。因而，在用于衬底的压印的衬底表面与柔性印模的浮雕模压表面之间创建接触的速度，或者在用于柔性印模在压印之后从衬底的释放的衬底表面与柔性印模的浮雕印模（模压）表面之间打破接触的速度，沿着沿衬底表面的接触前沿的推进轨迹而变化。接触或释放的速度与接触前沿以其或者可以以其沿着沿衬底表面的轨迹移动的速率有关。这可以以适当的方式使用装置的系统来影响。存在许多类型的装置，现有的以及根据本发明的新颖的且创新的装置二者可以执行这样的方法，如将在下文并且在本发明的具体实施方式中进一步阐述。

本发明是基于以下认识：通常要压印在衬底上的特征图案包括具有诸如特征密度和/或特征深度和/或特征宽度等之类的不同浮雕形貌的不同区域。此外，已经发现的是，在使用可变形压印抗蚀剂层涂覆衬底的压印光刻方法的情况下，压印速度受到这样的浮雕形貌的影响、由其确定或者甚至限制，例如，在具有较密集的特征图案的区域中，将印模吸引到衬底的接触前沿处或其附近的较高毛细力使得更快速地建立接触并且因而相比于具有较不密集的特征图案的区域允许在该区域中使用更快的压印速度。类似的争辩对于具有较深和/或较窄特征大小的区域成立。还已经认识到，在具有不同浮雕形貌的区域中，可以调节释放速度以便保障所转移的图案的质量，同时优化柔性印模从衬底的释放速度。例如，在例如具有较密集和/或较深特征图案的区域中，相比于具有较不密集和/或较不深的特征图案的区域，将更加难以从衬底上的凝固的抗蚀剂材料释放印模。因而，在后一种类型的区域中，释放速度相比于第一种类型的区域可以增大。相反地，较不密集的图案区可以更快地释放，即以更高的释放速度释放。

本发明因而允许单独地优化压印速度和/或释放速度，而不损害具有所有其小而易损的（nm到微米尺度）特征的柔性印模的完整性和/或图案转移的质量以便改进压印过程的吞吐量。

本发明可以由此有利地用于压印或微接触印刷方法和装置中。

在本发明中，在接触步骤或释放步骤期间对系统的控制可以包括第一步骤和第二步骤，其中在第一步骤中，接触被创建（用于接触步骤）或者打破（用于释放步骤），使得移动速率在沿移动方向的第一预定距离之上具有第一恒定值，第一预定距离包括至少两个不同位置中的一个，并且其中在第二步骤中，接触被创建（用于接触步骤）或打破（用于释放步骤），使得移动速率在沿移动方向的第二预定距离之上具有第二恒定值，第二预定距离包括至少两个不同位置中的另一个，第一恒定值不同于第二恒定值。

这允许对于柔性印模图案内的不同局部区域限定不同压印或释放速度，其中柔性印模图案沿接触前沿推进轨迹针对每一个区块具有预定距离。因而，例如衬底的外围区块可以限定成以与衬底的中央区块不同的速度来处置。可替换地或者此外，存在于印模上的压印图案的设计图可以用于设定沿着沿衬底表面的某一限定接触前沿推进轨迹的预定距离。

在本发明中，第一预定距离可以对应于具有第一浮雕形貌的浮雕模压表面的第一区域的尺寸，并且第二预定距离可以对应于具有与第一浮雕形貌不同的第二浮雕形貌的浮雕模压表面的第二区域的尺寸。柔性印模的浮雕图案典型地可以具有其中浮雕形貌关于例如特征密度和/或特征大小（突起或凹陷的宽度或长度尺寸）和/或特征深度而不同的区块。这样的区块典型地可能需要用于压印和/或释放的不同速度，如在本文中前面并且在具体实施方式中所描述。如在本文中前面所解释的，已经认识到，例如在其中压印图案相对密集的区域中，较高的毛细力将使印模与衬底之间的保形接触更快地建立，使得压印速度可以在这样的区块中增大。类似地，对于压印图案的较不密集区域，压印速度可以减小，其中这样的毛细力的帮助较不显著或者甚至不存在。

预定距离可以是可从存储这样的值的查找表中检索的或者可以从其中检索。所存储的值可以基于印模的特征图案的设计图并且可以手动地或以其它方式事先准备。

如果装置包括用于检查浮雕模压表面的检查单元，则方法可以包括利用检查单元检查浮雕模压表面以基于其浮雕形貌确定第一区域和第二区域，以及沿其中将发生接触前沿的移动的方向而从第一区域导出第一预定距离且从第二区域导出第二预定距离。现在可以自动获取特征形貌的图和/或将其存储在例如查找表中，而不必事先准备和存储它。在接触和/或释放步骤期间可以存在图案的连续检查结合基于检查反馈对接触或释放速度的连续调节。对于如在卷对卷（reel-to-reel）压印中的连续接触和/或释放过程，这将是有利的。

对于本发明，可以存在接触步骤和释放步骤二者。在这样的实施例中，接触步骤的移动方向和释放步骤的移动方向可以是下述中的任何一个：相同、彼此相反、以及朝向彼此形成某一角度。在包括随后是如在背景技术中所描述的抗蚀剂材料固化的步骤的用于接触的步骤的压印方法中，在相同方向上的接触和释放对于在压印和固化步骤期间针对浮雕模压表面的每一个区块使印模和压印抗蚀剂材料之间的接触时间保持恒定是有利的。例如，因为一些抗蚀剂材料要求印模在凝固（固化）期间吸收其某些组分（例如，水和/或其它溶剂）。可替换地，当装置在从衬底表面拆卸时具有用于印模的优选位置时，如例如当如US8172968中所描述的那样使用固定位置印模锚定表面时，在相反方向上的接触和释放可能是有利的。当特征图案具有某种对称性，即在一个方向上具有长沟槽而在另一方向上具有短壕沟时，在朝向彼此形成某一角度（诸如例如45度或90度）的方向上的压印和释放可能是有利的。可以发现的是，压印在垂直于沟槽的方向上最佳地完成，而释放在平行于沟槽的方向上更好地完成。

如果装置的系统包括用于保持柔性印模的印模保持器和多个印模配合元件，每一个印模配合元件在第一配置和第二配置之间可切换，在第一配置中柔性印模被附连和/或吸引到印模保持器并且在第二配置中印模从印模保持器释放或者推开，则方法可以包括对系统的控制包括相继地将印模配合元件从第一状态切换到第二状态以用于创建接触（用于接触步骤），或者反之以用于打破接触释放。优选地，多个这样的元件在空间上沿接触前沿的移动轨迹布置。多个印模配合元件可以布置在阵列中。就沿接触前沿推进轨迹分布的多个印模配合元件而言，这样的系统和方法允许对过程的良好控制，印模的弯曲可以被控制并且局部偏移以使接触前沿沿着表面移动。切换元件可以是细长的（如例如具有板中的孔槽）或者方形、圆形等。切换元件的周期性优选地在1mm和5cm之间，但是可以以不同方式选取。更优选地，距离在5mm和2cm之间。

方法可以包括在接触步骤期间，与针对具有增大的特征密度的压印图案的部分相继切换到第二状态的速率相比，针对具有减小的特征密度的压印图案的部分而减小相继切换到第二状态的速率，和/或与针对具有减小的特征密度的压印图案的部分相继切换到第二状态的速率相比，针对具有增大的特征密度的压印图案的部分而增大相继切换到第二状态的速率。

当与较不密集的区块相比时，更密集区块中的更高毛细力允许更高的接触速度。

方法可以包括在释放步骤期间，与针对具有减小的特征密度的压印图案的部分相继切换到第一状态的速率相比，针对具有增大的特征密度的压印图案的部分而减小相继切换到第一状态的速率，和/或与针对具有增大的特征密度的压印图案的部分相继切换到第一配置的速率相比，针对具有减小的特征密度的压印图案的部分而增大相继切换到第一状态的速率。

如本文中之前所解释到，已经认识到，浮雕形貌可能要求对速度的调节以用于优化，即相对密集的图案区块将更加难以从经显影的抗蚀剂释放，使得这样的区域中的印模的释放速度可以减小以便保障所转移的图案的质量。相反地，较不密集的图案区块可以更快地释放，即以更高的释放速度释放。

在实施例中，方法可以进一步包括在预定数量的接触区域是与衬底的接触区域时增大第一速率。换言之，一旦足够质量的保形接触已经建立，就可以增大向切换于第一状态的印模配合元件的池添加印模配合元件（例如，孔；参见下文）的速率以便减小压印步骤的吞吐时间。

在实施例中，以第一速率将所述阵列中的下一印模配合元件周期性地切换到第二状态以便增大柔性印模与衬底保持器之间的接触区域的步骤包括：在衬底的外部区块与柔性印模之间创建接触区块；以及在接触区域朝向衬底的中央区块扩展时减小第一速率。

如果装置的系统包括具有印模配合表面的印模保持器和具有衬底配合表面的衬底保持器，则方法可以进一步包括在接触步骤和/或释放步骤期间控制使得印模配合表面和衬底配合表面平行于彼此并且以某一间隙彼此分离。该间隙应当使得浮雕模压表面和印模接收表面在接触步骤之前不会彼此接触。

间隙大小的设置可以确定在接触步骤或释放步骤期间的速度并且保持间隙恒定确保该速度由（独立于间隙大小的）其它参数在要压印的整个表面之上很好地控制。

因而，联合但是也独立于其中速度在接触或释放期间变化的当前发明，改变接触步骤和释放步骤之间的间隙大小可以用于优化整个过程的速度。因而，根据本发明的方法可以包括在接触步骤之后和/或在释放步骤之前增大间隙。

在实施例中，方法进一步包括在对抗蚀剂层显影之后增大间隙。已经发现，这允许将更大的力应用于与经显影的抗蚀剂配合的压印图案，这可以用于进一步减小释放步骤的持续时间，由此进一步减小压印过程的总体持续时间。此外，这在必须以较慢速率释放区域时（例如由于这样的区域中的较高的特征图案密度）减小了图案变形的风险，因为从印模保持器跨越到衬底保持器的印模部分的增大的长度改进了该部分吸收在发起这样的区域的释放时生成的增大力的能力。

如在先前的权利要求中任一项所要求保护的方法，其中该方法包括接触步骤以及在接触步骤之后的固化步骤，其中系统的控制允许存在于衬底的接收表面上的或者形成衬底的接收表面的抗蚀剂层的凝固而同时其与浮雕模压表面接触。接触和释放方法有利地用于优化用于压印方法的速度和吞吐量。这样的方法典型地包括以下步骤：其中在接触步骤中，使可变形压印抗蚀剂层涂覆衬底与浮雕模压表面接触（即，被压印），在此之后，在固化步骤期间，经压印的抗蚀剂层被凝固（固化），有时候称为显影。固化步骤可以包括设定确定压印抗蚀剂与印模之间的接触时间的参数，和/或可以包括系统的控制以使得主动固化经由利用例如辐射（光化辐射）对经压印的抗蚀剂层的光照或者经由热量的应用而发生，该辐射诸如IR、极端UV（＜20nm）、UV-辐射或者可见光。

如在先前的权利要求中任一项所要求保护的方法，其中该方法包括接触步骤和释放步骤。接触步骤然后可以包括在接触的创建期间限定预定距离的两个步骤，并且释放步骤然后可以包括在接触的打破期间限定预定距离的两个步骤。如果用于接触和释放的接触前沿移动方向相同（并且开始于相同位置），则预定距离可以相同，并且如果用于接触和释放的接触前沿移动方向彼此相反，则它们可以反向。

本发明限定一种从通信网络可下载和/或存储在计算机可读和/或微处理可执行介质上的计算机程序产品，其特征在于，它包括程序代码指令以用于实现依照根据本发明的方法中的任何一个的方法。计算机程序产品优选地包括允许用户设定用于执行本发明的方法所需的参数中的任何一个的代码。这样的参数可以包括方向参数，如例如预定距离，以及要沿其执行接触前沿推进的横向（XY平面）距离，或者在这样的横向方向之间的角度。参数可以包括确定接触前沿移动速率的移动参数，诸如例如切换印模配合元件以沿衬底表面形成接触前沿推进的速率，如果这样的元件存在于装置中的话。

计算机程序产品可以是计算机代码形式的，该计算机代码可以通过使用诸如LAN或WLAN等等之类的适当数据网络经由例如制造商的网站或储存库从诸如互联网服务器之类的远程服务器下载来远程地获得。可替换地，它可以存储在计算机可读数据载体上，诸如：存储器，包括但不限于嵌入处理器单元的RAM、SRAM等，永久性但是可再写入的固态存储器，诸如闪存或SD，或者光学（CD、DVD、蓝光盘等）或磁盘或磁带或基于远程的服务器，诸如互联网服务器。

本发明限定用于控制用于使柔性印模的浮雕模压表面与衬底的印模接收表面接触的装置的控制设备，其中该控制设备被配置成能够使该装置执行本发明的方法。出于上文所解释的原因，这样的控制设备是有利的。优选地，控制设备包括计算机或微处理器以及根据本发明的计算机程序产品。

控制设备可以包括用于保持和操控柔性印模和/或衬底保持器的系统，使得当系统保持柔性印模和衬底时，柔性印模局部弯曲或者可以局部弯曲以在印模接收表面的部分上创建接触区域，在该接触区域内浮雕模压表面的部分与印模接收表面接触，而模压表面的另外部分不与印模接收表面接触，接触区域与非接触区域之间的边界的至少一部分限定接触前沿。

计算机或微处理器可以内置于控制设备中或者独立于控制设备，只要它具有到相关电机和用于操控印模和/或衬底系统的其它部分和/或检查单元和/或用于主动固化的单元（参见下文）的（电气的或其它的）连接。

控制设备可以包括用于保持柔性印模的印模保持器和多个印模配合元件，每一个印模配合元件在第一配置和第二配置之间可切换，在第一配置中，柔性印模被附连和/或吸引到印模保持器，并且在第二配置中，印模从印模保持器释放或者从其推开。优选地，多个这样的元件在空间上沿接触前沿的移动轨迹布置。多个印模配合元件可以布置在阵列中。就沿接触前沿推进轨迹分布的多个印模配合元件而言，这样的系统和方法允许对过程的良好控制，印模的弯曲可以受控制并且局部偏移以使接触前沿沿着表面移动。切换元件可以是细长的（如例如具有板中的孔槽）或方形、圆形等。切换元件的周期性优选地在1mm和5cm之间，但是可以以不同方式选取。更优选地，距离在5mm和2cm之间。

优选地，印模配合元件包括用于提供欠压以附连和/或吸引柔性印模或者用于提供过压以释放和/或推开柔性印模的孔，并且其中控制设备进一步包括压力调控器，其包括用于单独地设定多个印模配合元件的每一个孔的欠压和/或过压的可切换阀门。实现了在低复杂性和伴随它的低成本下的良好操作。其可以利用没有适用于印模配合元件的配合的金属或磁性部分的柔性印模。

孔可以是凹槽形状的（在印模保持器表面中的细长的沟槽），尽管应当理解到，任何适当的形状可以用于这些孔，例如圆形状、椭圆形形状、长方形形状等等。

优选地，每一个孔包括用于在用于第一状态的欠压通道和用于第二状态的过压通道之间切换该孔的阀门，所述阀门由所述处理器或计算机控制。除阀门之外，控制设备可以包括也由所述处理器或计算机控制的压力调控器。这提供用于具有用来提供过压和/或欠压的孔的印模配合元件的简单第一和第二状态生成。

方法可以进一步包括在压印步骤期间和/或在释放步骤期间改变过压。例如，在压印步骤期间，可以在印模和衬底之间的初始接触的建立期间增大过压以减小用于建立保形接触所要求的时间，而在释放步骤中，可以减小过压以便从印模保持器部分地释放印模，由此增大桥接间隙的印模的分段的长度。这允许向压印图案应用更大的力，其可以用于帮助在其中印模承载特别密集的特征图案的区域中的释放。此外，在释放步骤期间过压的减低将引起从印模的受压区域向真空的较少泄露，这有助于实现改进的真空，帮助促进印模从经显影的抗蚀剂的释放速度的增大。

可替换地或者与气动印模配合元件结合，控制设备可以具有多个印模配合元件，其包括用于提供磁力以附连或吸引柔性印模或者用于提供磁力以释放和/或推开柔性印模的电磁体，并且其中控制设备进一步包括用于将适当的附连/吸引和/或释放/推开电气信号切换到多个印模配合元件的每一个单独的电磁体的电气装备。这允许对具有作为印模配合元件附连部分的金属或磁性部分的柔性印模的操控。

控制设备优选地包括切换单元以用于提供针对多个印模配合元件中的每一个的设定，以使得这些设定在接触步骤期间和/或在释放步骤期间可以是可变的。

本发明限定用于使柔性印模的浮雕模压表面与衬底的印模接收表面接触的装置，该装置包括：用于保持和操控柔性印模和/或用于操控衬底保持器的系统，使得当该系统保持柔性印模并且衬底保持器保持衬底时，柔性印模局部弯曲或者可以局部弯曲以在印模接收表面的部分上创建接触区域，在该接触区域内浮雕模压表面的部分与印模接收表面接触，而模压表面的另外部分不与印模接收表面接触，接触区域与非接触区域之间的边界的至少一部分限定接触前沿；以及根据本发明的控制设备。

印模保持器优选地可移动地安装并且由所述处理器控制。这样的压印装置获益于其可以提供的增大的吞吐量，由此促进在由装置执行的压印过程中的显著成本降低。

装置可以进一步包括用于在柔性印模附着在用于保持和操控柔性印模的系统中时检查柔性模压表面的浮雕特征形貌的检查设备。检查单元可以是诸如CCD相机之类的相机，或者浮雕轮廓量测仪。

装置可以进一步包括用于主动固化的设备。这样的设备可以是用于向衬底和抗蚀剂层提供适当（参见上文）辐射的曝光单元。它可以包括UV灯或者可见光灯。可替换地或者此外，该设备可以包括加热元件。加热元件可以是并入在衬底和/或印模保持器中的直接加热元件，或者用于比如利用IR灯提供辐射热量的远距离加热元件。

本发明的方法可以包括用于提供接触区域的初始接触步骤。因而，接触区域可以通过使用与用于操控印模和衬底的相同系统来创建。

在实施例中，衬底保持器可以包括用于围绕衬底的边缘部分，其中该边缘部分用于在初始接触步骤期间形成接触区域。

如果用于控制系统以执行任何方法的参数可以使用按钮或者利用软件来设定，则是有利的。因而，该方法可以包括设定确定用于接触步骤和/或释放步骤的移动的方向的一个或多个方向参数；以及设定确定用于接触动作和/或释放动作的移动速率的一个或多个移动参数。如果装置包括操控柔性印模的多个印模配合元件，则移动参数可以包括这样的印模配合元件相继从第一状态向第二状态切换的速率（参见下文）。

本发明提供使用使柔性印模的浮雕模压表面针对衬底的印模接收表面接触和释放的压印的方法，该方法包括以下相继的步骤：

- 提供包括浮雕模压表面的柔性印模；

- 提供包括由可变形压印层制成的印模接收表面的衬底；

- 使用用于保持和操控柔性印模和/或用于保持和操控衬底以便局部弯曲浮雕模压表面的系统来在印模接收表面的部分上创建接触区域，在该接触区域内浮雕模压表面的部分与印模接收表面接触，而模压表面的另外部分不与印模接收表面接触，接触区域的边界的至少一部分限定接触前沿；

- 使浮雕模压表面与印模接收表面接触，接触步骤包括对系统的控制以在接触前沿处或其附近创建接触以使得接触前沿以移动速率沿着基本上垂直于接触前沿且远离接触前沿的移动方向而沿衬底的印模接收表面移动；

- 在印模接收表面与浮雕模压表面接触的同时，使可变形压印层凝固；

在接触区域中从印模接收表面释放浮雕模压表面，该释放步骤包括对系统的控制以在接触前沿处或其附近打破接触，以使得接触前沿以移动速率沿着基本上垂直于接触前沿且朝向接触区域的移动方向而沿着沿衬底的印模接收表面的衬底的印模接收表面移动，

其中对系统的控制以创建或打破接触使得移动速率对于沿移动方向的至少两个不同位置具有不同值。

本发明因而提供一种对具有浮雕模压表面的可变形衬底表面层进行压印的方法。

该方法可以是衬底保形压印光刻（SCIL）方法或者任何其它适当的压印方法。

附图说明

更加详细地并且通过非限制性示例方式参照附图描述本发明的实施例。附图仅仅是示意性的并且没有按照比例绘制。贯穿附图，相同参考标号指示相同或类似部分。

图1示意性描绘了根据本发明一个的实施例的压印装置；

图2示意性描绘了使用图1的压印装置的压印循环；

图3示意性描绘了使用图1的压印装置的释放循环；

图4示意性描绘了根据本发明的一个实施例的压印过程；

图5示意性描绘了根据本发明的另一实施例的压印过程；以及

图6示意性描绘了根据本发明的一个实施例的适用于促进图5的压印过程的压印装置的一方面。

具体实施方式

图1描绘了根据本发明的一个实施例的压印装置100。该特定压印装置100是如在US20100083855或US8172968或US20050173049中公开的类型。然而，本发明等同地适用于适合用于纳米到微米大小特征图案尺度压印图案从柔性印模向衬底的转移的其它压印装置，诸如在例如US20040011231或US20040197712中所公开，如将在下文另外进一步阐明。这些公开内容通过引用并入本文。

压印装置100包括用于保持和操控柔性印模和衬底的系统。该系统包括用于保持柔性印模10的第一保持器或载体110，柔性印模10包括柔性印模10的浮雕模压表面形式的压印图案12。

压印装置100进一步包括用于相对于衬底保持器120定位和重新定位压印保持器110的构件，包括在由三个笛卡尔坐标X、Y和Z表示的三个维度中。此外，可以提供用于使用平移和取向二者横向地（在平行于衬底保持器120的方向上）、竖直地（在垂直于衬底保持器120的Z方向上）调节相对位置的构件。因而为了清楚起见，Z方向垂直于XY平面并且平行于在图1中指示的距离方向30。在该示例中，该装置包括自动化移位设备。该自动化移位构件可以包括例如机械或电气单元，其提供用于精确地控制印模保持器110相对于衬底保持器120的相对XYZ位置和取向的机械或电气反馈机制。这样的移位构件本身是已知的并且因此仅为了简要起见没有以任何进一步的细节来描述。

衬底保持器120可选地还可以是系统的部分，但这不是必要的。可以以类似于以上用于印模保持器110的控制构件的方式独立地控制它，以便增加压印装置100的自由度。然而，等同可行的是，提供具有静态或固定衬底保持器120的压印装置100。

印模可以具有以原本平坦的印模中的突起和/或凹槽为形式的特征，以便根据浮雕图案形成压印图案。柔性印模10和压印图案12可以实现在任何适当的材料中，例如适当（合成）橡胶材料，诸如基于聚硅氧烷的材料，例如聚二甲基硅氧烷（PDMS）。US20110094403详细公开了制造这样的PDMS柔性印模的材料和方法。在当前情况下，柔性印模10包括在其与柔性印模10的浮雕侧相对的背侧处作为支撑物的薄柔性玻璃板。然而，为了清楚起见，该板没有在图1中示出，并且假定该板是柔性印模10的主体的部分。压印图案（即，突起和/或凹槽）的特征大小可以是任何适当的大小，并且优选地是纳米到微米的尺度，也就是说，图案具有低至10nm直到超过1mm的特征大小，其中特征的纵横比（竖直尺寸除以横向尺寸）可以是8或者更高。然而应当理解到，也可以设想到其它特征大小，并且本发明可以很好地等同应用于转移具有更小纵横比的图案。例如，本发明的至少一些实施例适合于转移具有在0.001至10的范围中的纵横比的压印图案。

印模保持器110包括多个印模配合元件112，其可以布置在跨印模保持器的表面（垂直于附图平面延伸）的阵列或网格中。这样的印模配合元件112典型地被布置成在第一配置中朝向印模保持器110拉拽柔性印模10的部分，并且在第二配置中从印模保持器110释放或推开柔性印模的部分。在图1中，印模配合元件112由孔体现，该孔可以在欠压（真空）与过压之间切换以便分别提供第一和第二配置。然而，等同可行的是，使用其它类型的印模配合元件112，例如使用磁性和/或电气激活以用于向适当柔性印模施加对应力的机械印模配合元件和/或电气印模配合元件。

孔112可以具有任何适当的形状。例如，孔112可以是凹槽形的，其中凹槽在印模保持器110的基本上整个长度或宽度之上延伸；孔112可以是圆形的，其中孔112限定二维网格，如在图6中所示。对于技术人员而言，其它适当的形状将是显然的。在柔性印模的压印方向和释放方向彼此相同或相反的情况下，凹槽形的孔112例如是适合的，如随后将更加详细地解释的。如在图6中示出的圆形或其它形状（诸如方形）孔112的二维网格例如在柔性印模10的压印方向和释放方向彼此不同的情况下是特别地适合的，如随后将更加详细地解释的。

本发明的印模配合元件之间的距离可以选取为处在若干cm至若干mm的范围中。

每一个孔112包括阀门114，其可以在经由第一通道140（从此处开始被称为过压通道）提供的过压源与经由第二通道150（从此处开始被称为欠压通道）提供的欠压源（例如，真空泵）之间切换孔112。每一个阀门114与欠压通道150之间的连接通过实线示出，并且每一个阀门114与过压通道140之间的连接通过虚线示出。

相应阀门114由控制设备控制。控制设备包括处理元件或微处理器130，其可以采取任何适当的形状或形式，但是典型地具有半导体集成电路或由离散电气组件制成的集成电路的形式。处理元件130典型地执行计算机程序代码，其指导处理元件130在压印过程期间如何控制阀门114和印模保持器印模保持器110和/或衬底保持器120。控制设备优选地包括包含计算机程序代码的计算机可读介质，诸如半导体存储器（RAM或闪存等类型）或磁盘或光盘。

此外或者作为上述控制设备的可替换方案，控制设备可以包括阀门系统，其允许针对每一个印模配合元件的压力的单独设定。为了执行本发明的方法，柔性印模10可以通过将孔112切换到欠压而附着到印模保持器110。可以例如在柔性印模10的边缘部分周围提供附加的附着构件。这样的附着构件可以例如包括将柔性印模10的边缘夹持到印模保持器110的夹具，尽管应当理解到，在至少一些实施例中不使用附加的附着构件。

要使用装置执行的方法可以针对任何适当的衬底20来执行，例如可以使用任何半导体衬底，诸如硅衬底、绝缘体上硅（SOI）衬底、硅锗衬底、玻璃或石英或聚合的或塑料的衬底，其全部与作为衬底的部分或者应用于它的适当可压印的层相结合。这样的衬底可以是平坦或（部分）弯曲的、透明或不透明的，诸如玻璃、刚性聚合物（聚碳酸酯）或石英。

为了实现压印，衬底20在该情况下承载抗蚀剂层22，其可以是用于压印的任何适当的材料。例如，抗蚀剂层22可以包括（某种适当粘性的）液体可固化材料，其可以被凝固（固化）以使压印图案12在抗蚀剂层22中固定不动。在该示例中，抗蚀剂层22包括溶胶-凝胶材料。在WO2009/141774A1中公开了这样的材料的适当示例。适当抗蚀剂材料的另外示例例如可以在US2004/0261981A1、WO2005/101466A2、US2005/0230882A1、US2004/0264019中以及在非专利出版物Advanced Materials, 1988, 卷10(8), 页码571中找到。在该示例中，印模保持器110由控制设备的处理元件130根据具体指令来控制。

印模保持器110相对于衬底保持器120被定位成使得柔性印模通过间隙30与衬底分离，该间隙大小可以由处理元件130例如通过配合用于相对于衬底保持器120定位和重新定位印模保持器110的构件来控制。

在特定实施例中，当存在分立的压印和处理步骤时，处理元件130可以编程为在压印步骤与释放步骤之间更改间隙大小。具体地，处理元件130可以编程为在压印步骤完成后（以及在对抗蚀剂层22显影之后）增大间隙大小，因为增大间隙大小可以帮助压印图案12从经显影的抗蚀剂层22的释放，如将在下文更加详细地解释的。

在示例中，过压通道140包括在处理元件130的控制之下的压力调控器142。这例如促进在压印或释放步骤期间改变过压，如随后将更加详细地解释的。

压印装置100可以具有用户接口，例如用户终端，其包括至少一个诸如键盘、鼠标、追踪球等之类的指令输入设备以用于允许用户依照所期望的压印过程配置压印装置100。应当理解到，可以使用任何适当的用户接口。

如上文所提及，处理元件130被布置成依照本发明的压印方法的实施例控制印模保持器110、阀门114和/或压力调控器142。为此目的，可能地作为控制设备的部分的压印装置100进一步包括计算机可读数据存储介质（未示出），诸如存储器设备，例如闪速存储器、RAM或ROM、固态盘、磁盘等。数据存储介质包括用于由处理元件130执行的计算机程序代码，该计算机程序代码使处理元件130实现依照本发明的实施例的压印方法的各种步骤。数据存储介质可以位于压印装置100的任何适当位置中；数据存储介质可以集成到处理元件130或者可以是由处理元件130以任何适当的方式（例如通过数据通信总线或者处理元件130与数据存储介质之间的点对点连接）可访问的分立组件。处理元件可以连接到诸如LAN、无线LAN或类似物之类的数据网络以用于转移数据和/或转移或下载或执行计算机程序产品。

当衬底和柔性印模已经插入在上文描述的装置中时，使用压印装置100且根据本发明的压印过程可以如下。包括浮雕图案12的柔性印模10例如通过切换阀门114以使得孔112连接到欠压通道150而附着到印模保持器110，该通道可以连接到诸如真空泵之类的欠压提供源。印模保持器110随后相对于承载涂覆有适当抗蚀剂层22的衬底20的衬底保持器120而被定位，使得浮雕图案12面向抗蚀剂层22。印模保持器110典型地相对于衬底保持器120定位以使得存在间隙30，该间隙30可以由压印装置100的用户限定以确保在压印期间柔性印模10与衬底20之间形成良好的保形接触。间隙30可以在任何适当的范围中选取；例如在其中压印图案12是纳米尺度特征图案的过程中，间隙30可以在从10-500μm的范围中选取，优选地在20-200μm的范围中选取，更优选地在从10-100μm的范围中选取。还参见US20100083855以得到如何设定间隙的另外细节。在相对于衬底保持器120定位印模保持器110时，压印过程继续进行压印步骤，在该压印布置中创建（初始）接触区域24，其中柔性印模10的浮雕模压表面12和衬底20的接收表面彼此接触。在该示例中，浮雕模压表面将被嵌入在该接触区域中的抗蚀剂层中。接触区域24在衬底表面之上逐渐扩展或移位，直到已经使预期用于接触衬底20的整个压印图案12在一个时间点处与该衬底接触。针对这一点的详细过程在图2的帮助下解释。要指出，在图2中，压印图案12已经仅为了清楚的目的而被省略；这不应当被解释为压印图案是不存在的。

如在图2的上方中可以看到，通过在过压通道140之上在水平箭头的方向上从欠压向过压单独地切换所选孔112而在柔性印模10与衬底20之间创建初始接触区域24。在图2中，出于清楚的原因而仅示出阀门114与相应通道140和150之间的所选连接。这使得远离印模保持器110的柔性印模10的部分朝向衬底保持器120凸出，以便在包括承载抗蚀剂层22的衬底20的衬底保持器120与柔性印模10之间建立接触区域14。接触区域的边缘界定接触区域，即它们界定与衬底接触的印模的（多个）部分以及不与衬底接触的印模的部分。整个边缘的部分可以被限定为可以沿衬底表面移动的接触前沿。

接触区域24现在通过移动接触区域24的一个或多个边缘而扩展。在当前示例中，通过经由控制其阀门114而从欠压向过压顺序地且随后地切换先前一个孔的右边的下一孔112来在前述箭头（向右）的方向上移动接触区域的右侧的一个接触前沿，如在图2的下方中所示。重复该过程，直到接触区域24建立在衬底20的整个期望区域之上，即已经使压印图案12的期望部分与抗蚀剂层22接触。

尽管印模与抗蚀剂层接触，但是可以执行固化过程以凝固抗蚀剂层，使得其在浮雕图案中冻结。固化过程将在下文描述。

在可替换压印步骤中，接触区域没有扩展或者没有整体地扩展以跨越要压印的整个衬底区域，但是还或者仅沿着衬底表面移位。为了使这一点发生，上述移动接触前沿的相对侧处的边缘必须还通过顺序地并且随后地将凸出区域内的孔切换到欠压而在相同方向上移动。抗蚀剂层的凝固必须在接触区域处执行，而同时印模与抗蚀剂材料接触。

在图1所描述的装置和所述的方法中，印模在其图案向下面对衬底的情况下位于衬底之上。在另一示例中，印模和衬底保持器的整个配置被上下颠倒，使得印模在仍旧以其浮雕侧面向衬底的情况下处于衬底下方。衬底与印模之间的初始接触然后通过向保持印模的阀门中的至少一些应用力（过压）而形成，以便将其提升以桥接间隙30。该方法的其余部分可以保持不变。

接触前沿的移动速率（其涉及接触区域24的创建速率）典型地通过下一孔112以其切换到过压的速率以及通过间隙30的大小来确定。接触前沿移动的典型速率可以是0.25-1cm/s，而同时将5-100mbar范围中的压力应用于孔（真空喷嘴）。另外的细节可以在US20100083855中找到。与其中印模不被印模保持器110或衬底20接触的接触前沿相关联的桥宽度W可以例如在10和50mm之间选取。主要是间隙大小、柔性印模10的弯曲刚度和所应用的压力的函数的桥宽度影响可获得的压印速度和印模释放速度，假定孔间距被选取得足够小并且因而不限制桥。较大的间隙允许更多的衬底总厚度变化（TTV）（对于弯曲衬底是重要的）并且使间隙设定较不重要（例如，允许更多变化的楔形）。较小的间隙允许更快的压印速度。作为非限制性示例，压印速度（从欠压向过压切换孔112之间的延迟）对于100微米间隙30而言是~0.8-1.5秒每孔，例如1.92mm/秒，但是在间隙30为50微米时可以高达8.33mm/秒（0.3秒延迟）。不同速度和不同孔间隔当然等同地可行。

将孔112切换到过压的速率典型地被选取成使得确保在压印图案12与衬底20之间建立良好保形接触。例如在切换速率被选取成使得其允许柔性印模10的部分接触衬底20以便通过源自于柔性印模10的压印图案12中的凹陷的毛细力（以及其它）而拉拽到抗蚀剂22中或者通过诸如例如范德华力或其它分子间力之类的材料相互作用力而拉拽到干燥衬底20上时，实现这样的良好保形接触。

看起来如毛细力的这样的力以及在印模上伴随其的图案对衬底抗蚀剂可以利用这样的图案压印的本征速度具有很大影响。通常，要压印的图案在整个印模之上不是均匀的，并且因而这样的本征速度可能在利用整个图案对衬底的压印期间变化。

为了能够利用这样的变化以便作为整体加速压印步骤，依照本发明的至少一些实施例，处理元件130和/或控制设备适于取决于某些过程参数而改变诸如具有孔112的那些之类的印模配合元件被切换到过压的速率，如将在下文更详细解释。与其中该速率在压印步骤期间典型地恒定并且基于最坏情况（即，其中步骤的速率是基于涉及图案的特定部分的最慢本征速度）的现有技术压印方法相比，这可以显著地减少压印步骤的持续时间。相比而言，依照本发明的至少一些实施例，已经认识到，该速率可以在压印步骤的某些阶段期间增大，由此减少该步骤的总体持续时间。

一旦已经在压印图案12与衬底20之间建立期望的接触区域，随后就以任何适当的方式（例如通过暴露于诸如UV或可见光、热量或本领域中已知的其它刺激之类的外部刺激）对抗蚀剂层22显影，例如固化，而同时印模与抗蚀剂/衬底接触。这使抗蚀剂层22凝固，其使压印图案12在经显影的抗蚀剂层22中固定不动。

在方法的该阶段处，间隙30可以被调节，即增大，以便减少其中从经显影的抗蚀剂层22释放压印图案12的释放步骤的持续时间。并非所有间隙设定都促进印模的自动释放。取决于压印图案12和抗蚀剂层22的类型，印模10可以通过凝固的抗蚀剂与印模之间相对高的力而附连到所压印的显影的抗蚀剂层22。可以生成的释放力对于较大的间隙30而言较高。例如，可能的是，如果间隙30被设定成50微米，则印模10不能从经显影的抗蚀剂层22释放，但是如果该间隙为100微米，则印模10可以释放。这归因于释放印模的方式，其如将在图3的帮助下更详细地解释。

在该释放步骤期间，各个孔112通过处理元件130控制相应阀门114而从过压通道140切换到欠压通道（真空）150，这使柔性印模10向上移动，即柔性印模10远离经显影的抗蚀剂层22脱落，由此密封真空并且使桥宽度W缩短一个孔间距。这增大了接触区域24上的力，并且随着更多孔112被切换到欠压以使释放侧处的接触区域24的接触前沿在水平箭头的方向上移位，如在图3的下方中所示，桥进一步缩短，直到力等于柔性印模10的压印图案12从由衬底保持器120承载的衬底20上的经显影的抗蚀剂层22的释放力。这然后通过印模的释放而放松。在较大间隙30的情况下，正交于衬底晶片的力更大，由此包围印模释放。而且，由该较大间隙30引起的较长桥长度允许在真空密封在将柔性印模10保持就位的印模保持器110的孔112与印模10的部分之间丧失之前应用更大的力，例如孔112与柔性印模10的外边缘接触。

在这一点上，要指出的是，在印模释放期间，柔性印模10与释放印模所要求的力相平衡。下一孔112只能在具有与孔到孔距离相当的大小的柔性印模10的部分（平均来说）已经释放之后才切换到欠压，例如真空。因此，柔性印模10从衬底20的释放速率（释放接触前沿的移动速率）也将由间隙设定来确定。例如，如果柔性印模10可以使用50和100微米的间隙来释放，则针对100微米的间隙的释放速度将高于50微米间隙的释放速度，使得可以由处理单元130（即通过将对应阀门114周期性地切换到欠压通道150）应用更高的释放速率，即各个孔112沿由水平线指示的方向切换到欠压的速率。本发明人已经认识到，对于总体压印过程的最高吞吐量，用于压印步骤的间隙30设定可以不同于在图3中所示的释放步骤期间的最佳印模释放所要求的间隙30。

在现有技术的压印装置100中，处理元件130典型地被配置成在释放步骤期间以恒定速率从包括经显影的抗蚀剂层22的衬底20释放柔性印模10。依照本发明的实施例中的至少一些，处理元件130适于取决于某些过程参数而改变孔112切换到欠压的速率，如将在下文更加详细解释。相比于现有技术压印方法，这可以显著地减少释放步骤的持续时间，其中该速率典型地在整个释放步骤期间是恒定的并且基于最差情况（同样上述用于压印步骤的比较推理）。相比而言，依照本发明的至少一些实施例，已经认识到，该速率可以在释放步骤的某些阶段期间增大，由此减少该步骤的总体持续时间。

在图4中示出在压印步骤期间接触形成的速率在其期间可以变化的第一组可能的情境，图4描绘了衬底保持器120的顶视图（上方）和截面图（下方）。应当理解到，图4组合如将在下文更详细解释的若干实施例，然而这些实施例可以等同地孤立应用而不脱离本发明的教导。在图4中，衬底保持器120包括边缘部分122，其典型地是界定其中要放置衬底20的区块的边缘。换言之，边缘部分122起用于衬底20的保持器的作用。在图4中，仅作为非限制性示例，边缘部分122被示出为具有与衬底20相同的高度。应当理解到，边缘部分122可以具有与衬底20不同的高度（特别是更低的高度），使得边缘部分122在压印过程期间不干扰邻近边缘部分122的衬底20的边缘区块与柔性印模10之间的接触。依照本发明的实施例，接触前沿可以以其移动以在图2中所示的压印步骤期间扩展接触区域24的速率可以取决于接触区域24扩展到衬底保持器120的哪个分区或区块中而变化。

图4标识五个不同分区（Z1-Z5）。压印过程典型地通过在区块Z1中的衬底保持器120与柔性印模10之间建立初始接触区域24、随其还限定第一接触前沿而开始。为此目的，区块Z1可以可选地包括一个或多个对准标记（未示出）以用于相对于衬底保持器120正确地对准印模保持器110。因为柔性印模10与衬底保持器120之间的接触的质量在该区块中不是至关重要的，所以区块Z1中的接触区域14可以以相对较高的速率建立，即将随后的孔112切换到过压之间的延迟可能相对较短。

在接触区域14的接触前沿到达区块Z2时，发起柔性印模10与衬底20之间的接触。在这一点上，重要的是建立柔性印模10与衬底20之间的良好保形接触，以及避免在接触区块的该部分中包括空气气泡。因此，合期望的是，在到达区块Z2时，通过对应阀门114的控制适当地减小通过将下一行孔112周期性地切换到过压而扩展接触区块24的速率。可选地，由所选孔112应用的过压可以临时增大，而接触区域14的接触前沿穿过区块Z2以进一步改进该区块中柔性印模10与衬底20之间的接触。这可以通过处理元件130在压印步骤的该阶段处相应地配置压力调控器142而实现。要指出，过压中的这种增大可以增加通过被切换到欠压（真空）的孔112中的至少一些的泄漏，其可以减小柔性印模10到印模保持器10的固定强度。然而，这是可忽略的问题，只要接触区域24相对较小。

在接触区域24的接触前沿扩展到区块Z3中时，柔性印模10与衬底20之间的保形接触已经变得很好地建立，使得在这一点上可以再次增大接触前沿移动的速率（接触区域24的扩展速率），即通过增大下一行孔112的阀门114被切换到过压通道140的速率。同时，优选的是通过处理元件130在该过压临时增大的情况下相应地控制压力调控器142而将过压减小到其初始值，如之前所解释。接触前沿移动速率典型地在已经建立预定数量的接触区域24时增大。预定数量可以通过实验确定并且将典型地取决于所使用的材料，诸如柔性印模10和抗蚀剂层22的材料。在压印步骤期间，这种较高的速率可以维持，直到到达区块Z5。

类似地，在释放步骤期间，必须克服以从经显影的抗蚀剂层22释放柔性印模10的力从边缘朝向衬底20的中心逐渐增大。因而，向所选孔112应用欠压以便逐渐地减小柔性印模10与经显影的抗蚀剂层22之间的接触区域的速率与边缘区块Z3和Z5相比可以在中心区块Z4中减小。

在这一点上，要指出的是，在印模从衬底的释放期间接触前沿的变化，即孔112被切换到欠压的速率，与中心区块Z4相比在外部区块Z3和Z5中可以独立于区块Z1-Z3中的接触前沿形成前沿的变化，即孔112被切换到过压的速率。换言之，这些变化是本发明的独立实施例，这些实施例可选地可以彼此组合。

图5示意性描绘了具有压印图案12的柔性印模10，其中各区块具有不同特征密度。在图5中，通过非限制性示例方式示出了具有高特征密度的第一区块R1和具有低特征密度（例如，没有特征）的第二区块R2；本领域技术人员将立即理解到，用于依照本发明的压印方法的实施例中的典型柔性印模10可以包括由不同特征密度表征的许多不同区块。应当理解到，图5组合了如将在下文更详细解释的若干实施例，然而这些实施例可以等同地孤立应用而不脱离本发明的教导。

本发明人已经认识到，在柔性印模10包括具有带有不同特征密度的这样的不同区块的压印图案12的情况下，各个孔112被切换到欠压以从经显影的抗蚀剂层22释放压印图案的速率可以依照这些不同区块而变化。特别地，具有相对高特征密度的区块R1展现经显影的抗蚀剂层22与压印图案12的对应特征之间的较高有效接触区域（该有效接触区域不与接触区域24混淆。有效接触区域意味着由于较密集的特征的缘故，可以存在给出在印模材料和抗蚀剂/衬底之间的较大接触区域的更多浮雕），这意味着将要求更高的力以从经显影的抗蚀剂层22释放柔性印模10的区块R1。因而，该区块优选地以比区块R2低的速率释放，以便确保柔性印模10在没有不利影响的情况下从经显影的抗蚀剂层22释放。

可选地，应用于（尚）未切换到欠压的孔112的过压可以在释放步骤期间减小，因为这将导致较少泄漏以及因而导致用于切换到欠压的孔112的更好真空度。这创建更高的释放力，其特别地将帮助释放具有高纵横比压印图案12的柔性印模10。

在实施例中，此外要认识到，对于某些类型的压印图案12，接触区域24的接触前沿在压印步骤期间向前移动的方向可以不同于接触区域24的接触前沿在释放步骤期间应当从经显影的抗蚀剂层22释放的方向。在该上下文中，不同方向旨在意味着接触前沿在释放步骤期间遵循的路径不同于接触前沿在压印步骤期间遵循的路径；换言之，不同方向不包括压印步骤的方向的反向。

这样的压印图案的非限制性示例是栅格，其示意性地在图5中描绘。为了完全取得帮助在柔性印模10与衬底20之间形成保形接触的毛细力的益处，压印步骤应当与栅格线平行地执行。相比而言，当在垂直于栅格线（图5的区块R1中的阴影线）的方向上从经显影的抗蚀剂层22释放压印图案12时，压印图案12从经显影的抗蚀剂层22的释放可以更容易地实现。压印与释放之间的这种不同方向对于其有益的压印图案的其它示例对于技术人员而言将是显然的。如之前所解释，这样的多方向压印和释放可以由如图6中所示的印模保持器110促进。

在这一点上，要指出的是，仅作为非限制性示例，本发明的压印装置100的实施例被示为具有孔112作为柔性印模10的印模配合元件。例如等同可行的是，由机械印模配合元件（例如活塞等）替换孔112，该机械印模配合元件可以由处理单元130单独地控制，使得在第一配置中机械印模配合元件朝向印模保持器110拉拽柔性印模的部分，并且在第二配置中机械印模配合元件抵靠衬底20推柔性印模10的部分。还可以基于例如磁体或电磁体使用电气元件。电气元件可以与具有对磁力起反应的背平面的柔性印模结合地使用，例如由适当金属制成的背平面。本领域技术人员将知晓如何实现那些印模配合元件和对应的驱动构件。

本领域技术人员将立即认识到，这样的机械印模配合元件或电气印模配合元件或其它元件可以以完全类似的方式来控制，例如通过改变在压印步骤期间这些机械印模配合元件在第一与第二配置之间切换的速率和/或在释放步骤期间这些机械印模配合元件第二与第一配置之间切换的速率。此外，为了避免疑问而要指出的是，柔性印模10可以以任何适当的方式稳固在这样的机械印模配合元件上，例如使用夹持构件、粘合构件、抽吸构件等。因为这样的稳固构件本身是公知的，所以仅为了简洁，将不对此进一步详细的解释。

可以提供一种包括计算机程序代码的计算机程序产品，其可从数据网络下载或者存储在计算机可读数据载体上，并且其在处理元件130上执行时实现本发明的方法的一个或多个实施例。计算机程序代码典型地是可以在存在于压印装置100中的控制设备的处理元件130上执行的代码，并且该代码使处理元件130依照该方法的一个或多个实施例对控制设备以及随其包括这样的设备的压印装置100进行控制。因而，控制设备和/或压印装置100可以包括计算机程序产品。可以使用任何适当的计算机可读数据载体；这样的计算机可读数据载体的非限制性示例包括CD、DVD、闪速存储器、诸如固态盘或磁盘（该盘可以位于因特网服务器中）之类的因特网可访问数据载体等等。

在实施例中，计算机程序代码的方面可以从指定柔性印模10的压印图案12的设计文件导出，诸如GDSII文件。特别地，可以自动地评估这样的文件以建立压印图案12中的特征变化并且导出最优的压印过程参数，诸如在压印步骤中所要求的速率变化、压印方向、压印和释放步骤之间的间隙尺寸的改变、在释放步骤中所要求的速率变化、释放方向确定、接触前沿移动速率在其之上应当保持恒定的预定距离等等。这些导出的参数可以包括在要由处理元件130执行的压印装置控制程序中。过程参数的这样的包括可以以查找表的形式完成。

可以基于设计文件预先向查找表给出参数，但是可替换地，装置可以包括诸如相机之类的检查设备以检查所安装的柔性印模，以便导出涉及印刷图案设计的信息。可以再次使用从这样的文件确定前述参数的软件。

现在将在以下示例的帮助下解释本发明。应当理解到，这些示例仅用于说明性目的，并且不旨在以任何方式限制发明范围。

在以下示例中，使用具有指定图案的PDMS印模印刷若干个图案以压印包括溶胶-凝胶抗蚀剂层（Philips UV溶胶-凝胶V4，其可从Philips Innovation Services,Eindhoven, The Netherlands可获得）的硅衬底。在每一个示例中，其中使用恒定压印和释放速率的压印循环（标记为静态过程）的吞吐时间与其中压印速率和释放速率中的至少一个变化的压印循环（标记为动态过程）相比较。

示例1

PDMS印模：具有400nm间距、100nm深度的棋盘图案。

静态过程：

- 压印循环：100微米间隙，20mBar过压，将相邻孔112切换到过压之间的1秒延迟。

- 释放循环：100微米间隙，20mBar过压，将相邻孔112切换到欠压的1秒延迟。

总过程时间：160秒。

动态过程：

- 压印循环：50微米间隙，20mBar过压，将相邻孔112切换到过压之间的0.3秒延迟。

- 释放循环：100微米间隙，20mBar过压，将相邻孔112切换到欠压之间的0.5秒。

总过程时间：64秒。

示例2

使用了与示例1中相同的印模和静态过程。动态过程条件改变如下：

动态过程：

- 压印循环：50微米间隙；20mBar过压；

将相邻孔112切换到过压之间的0.2秒延迟。

- 释放循环：100微米间隙；10mBar过压；将相邻孔112切换到欠压之间的0.3秒延迟。

总过程时间：40秒。

示例3

在如图4中所示的设置中使用与示例1中相同的印模。动态过程条件改变如下。压印步骤分成五个阶段：

a. 接触衬底保持器120；

b. 将印模从衬底保持器120推进到衬底20上；

c. 主要在衬底20之上推进；

d. 将印模从衬底20推进到衬底保持器120上；以及

e. 进一步接触衬底保持器120。

释放步骤分成五个阶段：

a. 从衬底保持器120释放；

b. 将印模从衬底保持器120释放到衬底20；

c. 主要在图案化的衬底20之上释放；

d. 将印模从衬底20释放到衬底保持器120；以及

e. 从衬底保持器120的最终释放。

静态过程：

- 压印循环：75微米间隙，20mBar过压，

将相邻孔112切换到过压之间的1秒延迟。

- 释放循环：75微米间隙；20mBar过压；将相邻孔112切换到欠压之间的1.3秒延迟。

总处理时间：184秒。

动态过程：

- 压印循环：100微米间隙；20mBar过压；

阶段a：将相邻孔112切换到过压之间的0.15秒延迟（23x）；

阶段b：将相邻孔112切换到过压之间的1秒延迟（4x）；

阶段c：将相邻孔112切换到过压之间的0.3秒延迟（26x）；

阶段d：将相邻孔112切换到过压之间的1秒延迟（4x）；

阶段e：将相邻孔112切换到过压之间的0.15秒延迟（23x）；

总持续时间压印步骤：22.7秒。

- 释放循环：100微米间隙，20mBar过压

阶段a：将相邻孔112切换到欠压之间的0.15秒延迟（23x）；

阶段b：将相邻孔112切换到欠压之间的0.3秒延迟（4x）；

阶段c：将相邻孔112切换到欠压之间的0.3秒延迟（26x）；

阶段d：将相邻孔112切换到欠压之间的0.3秒延迟（4x）；以及

阶段e：将相邻孔112切换到欠压之间的0.15秒延迟（23x）。

总持续时间释放步骤：14.1秒。

总处理时间：36.8秒。

示例4

使用了与示例3中相同的印模和静态过程。动态过程改变如下：

动态过程：

- 印模循环：50微米间隙，20mBar过压；

阶段a：0.1秒延迟（23x）

阶段b：0.3秒延迟（4x）

阶段c：0.2秒延迟（26x）

阶段d：0.3秒延迟（4x）

阶段e：0.1秒延迟（23x）

总持续时间压印步骤：12.2秒

- 释放循环：100微米间隙；10mBar过压；

阶段a：0.1秒延迟（23x）

阶段b：0.3秒延迟（4x）

阶段c：0.3秒延迟（26x）

阶段d：0.3秒延迟（4x）

阶段e：0.1秒延迟（23x）

总持续时间释放步骤：14.8秒

总处理时间：27秒。

示例5

使用了与示例3相同的印模和静态过程。在距衬底中心左和右4cm处添加了对准标记。

压印步骤分成五个阶段：

a. 接触和推进衬底上的印模；

b. 衬底上的第一对准标记区域；

c. 推进衬底上的印模；

d. 衬底上的第二对准标记区域；

e. 推进衬底上的印模。

应用单阶段释放步骤，其中印模从主要利用纳米图案和微米大小的图案的小区域图案化的衬底释放。

静态过程：

- 压印循环：100微米间隙；20mBar过压；将相邻孔112切换到过压之间的1秒延迟。

- 释放循环：100微米间隙；20mBar过压；将相邻孔112切换到欠压之间的1.3秒延迟。

总过程时间：184秒。

动态过程：

- 压印循环：50微米间隙；25mBar过压；

阶段a：将相邻孔112切换到过压之间的0.15秒延迟（23x）；

阶段b：将相邻孔112切换到过压之间的1秒延迟（4x）；

阶段c：将相邻孔112切换到过压之间的0.3秒延迟（26x）；

阶段d：将相邻孔112切换到过压之间的1秒延迟（4x）；以及

阶段e：将相邻孔112切换到过压之间的0.15秒延迟（23x）。

总持续时间压印步骤：22.7秒。

- 释放循环：100微米间隙；10mBar过压，将相邻孔112切换到欠压之间的0.3秒延迟（80x）。

总过程时间：46.7秒。

在上述所有示例中，使用动态过程压印在衬底上的图案被证明为具有与使用静态过程压印的图案相当的质量。

上述示例清楚地展示了诸如印模保持器110与衬底保持器120之间的间隙30、分别在压印和释放步骤期间的压印速率和释放速率的变化和/或压印和释放步骤之间的过压的变化之类的过程参数的动态控制可以显著地减少单个压印循环的总体过程时间，而没有不利地影响压印在衬底20上的图案的质量。

在上述示例装置和方法中，将压印和释放描述为在连贯的步骤中执行。在可替换设置中，这些步骤可以部分并行地或者完全并行地执行，如以卷对卷那样的方式执行。在这样的方法的示例中，印模的释放通过从已经创建的接触区域的一端移动释放接触前沿而开始（以有效地减小接触区域），而同时通过移动相同接触区域的另一接触前沿来执行压印，由此至少部分地抵消释放的影响。这样的动作的效果是接触区域跨衬底移动，从而允许连续的压印过程（卷对卷）。如果接触区域的移动速率是相等的，则创建稳定状态（非扩展或减少）但移动的接触区域。在该情况下，对两个移动接触前沿的速率的调节需要同时完成以便不干扰稳定状态情形。

还可能的是，具有释放和压印接触前沿的不同移动速率。然而，如果后者高于前者，则接触区域将减小，从而在接触区域变小的情况下使释放的超时成为必要。并非具有不同速率的连续压印然后仍旧是可能的，而是然后周期性地执行释放。以此方式，可以控制接触区域大小，即保持在特定大小以下，或者甚至在连续的过程中在期望大小之间，而同时可以享有本发明的益处。

已经使用如在US20100083855、US8172968或US20050173049中所述的经修改的设备描述了本发明，其中系统包括用于控制接触或释放速度的多个印模配合元件。然而，本发明等同地良好地适用于在例如US20040011231或US20040197712中描述的装置，尽管它们再次具有衬底保持器和印模保持器，但是它们不同于以上示例，因为不存在多个印模配合元件，而是存在能够操控整个印模以使用机械构件和/或空气压力朝向衬底覆盖（drape）它（US20040011231）或对其施加力 （US20040197712）的更大印模配合元件。本发明的概念在应用于这样的装置时保持不变。用于操控印模的构件必须被操作以在接触期间和/或在印模从如上文所述的衬底的释放期间提供可变移动速率。这样做的详细方式将根据装置的对应公开而是明显的，因为在那里本领域技术人员将找到如何构建这样的设备、执行压印或释放步骤以便能够利用根据本发明的控制设备修改装置的描述，该控制设备能够控制对应装置的操控系统的相关部分。

总之，公开了一种用于使柔性印模的浮雕模压表面与衬底的接收表面接触的方法和装置。该方法和装置可以在压印方法中使用。在该方法期间并且利用该装置，在其中局部弯曲的浮雕模压表面的部分与印模接收表面接触的预形成的接触区域的接触前沿（边界）附近创建或打破接触，这样的创建或打破的速度对于柔性印模的不同部分而言是变化的，使得该接触前沿在印模接收表面之上在沿着印模接收表面上的接触前沿移动轨迹的不同位置处以不同速度移动。这可以用于在使用这样的方法和装置时优化吞吐量。

应当指出的是，上文提及的实施例说明而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计许多可替换实施例而不脱离随附权利要求的范围。在权利要求中，放置于括号之间的任何参考标记不应当解释为限制范围。词语“包括”不排除除了权利要求中列出的那些之外的元件或步骤的存在。元件前面的词语“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。本发明可以借助于包括若干分立元件的硬件而实现。在枚举若干构件的设备权利要求中，这些构件中的若干个可以由同一个硬件项体现。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的仅有事实不指示这些措施的组合不能用于获益。

Claims (17)

1.一种在压印光刻过程内操作用于使柔性印模（10）的浮雕模压表面针对衬底（20）的印模接收表面（22）接触和/或释放的装置（100）的方法，该装置包括：

- 用于保持和操控柔性印模（10）和/或用于保持和操控衬底（20）系统，使得当该系统保持柔性印模和衬底时，柔性印模能够局部弯曲以在印模接收表面（22）的部分上创建接触区域（14），在该接触区域（14）内浮雕模压表面的部分与印模接收表面（22）接触，而浮雕模压表面的另外部分不与印模接收表面接触，接触区域的边界的至少部分限定接触前沿；

该方法包括提供接触区域（14）以及以下步骤中的至少一个：

- 用于使浮雕模压表面与印模接收表面（22）接触的接触步骤，该接触步骤包括对所述系统的控制以在接触前沿处或其附近创建接触，使得接触前沿以移动速率沿着基本上垂直于接触前沿且远离接触区域（14）的移动方向而沿衬底（20）的印模接收表面（22）移动，以及

- 用于从接触区域（14）中的印模接收表面（22）释放浮雕模压表面的释放步骤，该释放步骤包括对所述系统的控制以打破接触前沿处或其附近的接触，使得接触前沿以移动速率沿着基本上垂直于接触前沿且朝向接触区域的移动方向而沿着沿衬底的印模接收表面的衬底（20）的印模接收表面（22）移动，

其中，对所述系统的控制以创建或打破接触包括第一步骤和第二步骤，其中在第一步骤中创建或打破接触以使得移动速率沿移动方向在第一预定距离之上具有第一恒定值，第一预定距离包括至少两个不同位置中的一个，并且其中在第二步骤中创建或打破接触以使得移动速率沿移动方向在第二预定距离之上具有第二恒定值，第二预定距离包括所述至少两个不同位置中的另一个，第一恒定值不同于第二恒定值，并且

其中第一预定距离对应于具有第一浮雕形貌的浮雕模压表面（12）的第一区域的尺寸，并且第二预定距离对应于具有不同于第一浮雕形貌的第二浮雕形貌的浮雕模压表面（12）的第二区域的尺寸。

2.如权利要求1所述的方法，其中第一和第二预定距离从其中存储用于第一预定距离和第二预定距离的值的查找表来检索。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述装置包括用于检查浮雕模压表面（12）的检查单元，并且其中所述方法包括：

- 利用检查单元检查浮雕模压表面以基于其浮雕形貌来确定第一和第二区域；

- 沿着将发生接触前沿的移动的方向，从第一区域导出第一预定距离并且从第二区域导出第二预定距离。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括接触步骤和在接触步骤之后的固化步骤，其中对所述系统的控制允许存在于衬底的印模接收表面上或形成衬底的印模接收表面的抗蚀剂层的凝固化而同时抗蚀剂层与浮雕模压表面接触。

5.如权利要求1、2或4所述的方法，其中所述方法包括接触步骤和释放步骤，并且其中接触步骤的移动方向和释放步骤的移动方向被选取为下述中的任何一个：相同、彼此相反以及朝向彼此形成某一角度。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述系统包括用于保持柔性印模（10）的印模保持器（110）和多个印模配合元件（112），每一个印模配合元件是在第一配置和第二配置之间可切换的，在第一配置中柔性印模被附连和/或吸引到印模保持器，在第二配置中印模从印模保持器释放或推开，并且其中所述方法包括：

- 对所述系统的控制包括印模配合元件（112）从第一状态向第二状态的相继切换以用于创建接触，或者反之用于打破接触。

7.如权利要求1或6所述的方法，其中所述系统进一步包括具有印模配合表面的印模保持器（110）和具有衬底配合表面的衬底保持器（120），其中所述方法进一步包括在接触步骤和/或释放步骤期间所述控制使得印模配合表面和衬底配合表面平行于彼此并且以间隙彼此分离。

8.一种计算机可读和/或微处理器可执行介质，其存储有计算机程序产品，该计算机程序产品包括程序代码指令，所述程序代码指令被执行时，用于实现根据权利要求1-7中任一项的方法。

9.一种用于控制用来使柔性印模（10）的浮雕模压表面与衬底（20）的印模接收表面（22）接触的装置的控制设备，其中该控制设备被配置成使所述装置执行权利要求1-7中任一项的方法。

10.如权利要求9所述的控制设备，包括：

- 计算机或微处理器；以及

- 如权利要求8所述的计算机可读和/或微处理器可执行介质。

11.如权利要求9或10所述的控制设备，进一步包括用于保持和操控柔性印模（10）和/或衬底保持器（120）系统，使得当该系统保持柔性印模和衬底（20）时，柔性印模局部弯曲或者可能局部弯曲以在印模接收表面（22）的部分上创建接触区域（14），在该接触区域（14）内，浮雕模压表面的部分与印模接收表面接触，而浮雕模压表面的另外部分不与印模接收表面接触，接触区域和非接触区域之间的边界的至少部分限定接触前沿。

12.如权利要求10所述的控制设备，其中所述系统进一步包括用于保持柔性印模（10）的印模保持器（110）和多个印模配合元件（112），每一个印模配合元件在第一配置与第二配置之间可切换，在第一配置中柔性印模被附连和/或吸引到印模保持器，在第二配置中印模从印模保持器释放或推开。

13.如权利要求12所述的控制设备，其中所述多个印模配合元件（112）中的每一个包括用于提供欠压以附连和/或吸引柔性印模（10）或者用于提供过压以释放和/或推开柔性印模的孔，并且其中控制设备进一步包括压力调控器，该压力调控器包括用于单独地设定所述多个印模配合元件的每一个孔的欠压和/或过压的可切换阀门（114）。

14.如权利要求12所述的控制设备，其中所述多个印模配合元件（112）中的每一个包括用于提供磁力以附连或吸引柔性印模（10）或者用于提供磁力以释放和/或推开柔性印模的电磁体，并且其中控制设备进一步包括用于将适当的附连/吸引和/或释放/推开电气信号切换到所述多个印模配合元件的每一个单独的电磁体的电气装备。

15.如权利要求14所述的控制设备，包括切换单元以用于提供针对所述多个印模配合元件（112）中的每一个的切换设定以使得这些设定在接触步骤期间和/或在释放步骤期间可以是可变的。

16.一种用于使柔性印模（10）的浮雕模压表面与衬底（20）的印模接收表面（22）接触的装置，该装置包括：用于保持和操控柔性印模和/或用于操控衬底保持器（120）的系统，使得当该系统保持柔性印模并且衬底保持器保持衬底时，柔性印模局部弯曲或者可能局部弯曲以在印模接收表面的部分上创建接触区域（14），在该接触区域（14）内，浮雕模压表面的部分与印模接收表面接触，而浮雕模压表面的另外部分不与印模接收表面接触，接触区域与非接触区域之间的边界的至少部分限定接触前沿；以及

- 根据权利要求9-13中任一项的控制设备。

17.如权利要求16所述的装置，进一步包括检查设备以用于在柔性印模（10）附着在用于保持和操控柔性印模的系统中时检查柔性模压表面的浮雕特征形貌。

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