TW201518859A - 用於壓印微影術之利用方向性圖案化模板的液滴圖案生成技術 - Google Patents

用於壓印微影術之利用方向性圖案化模板的液滴圖案生成技術 Download PDF

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Abstract

一種壓印微影術方法，其將可聚合材料之沈積小滴組成圖案，該圖案在當使用方向性圖案化模板時，可改善填滿時間性能。該圖案以由沿著快以及慢速軸定位之小滴列之重覆組所形成之網格陣列為基礎，每一列中沿著慢速軸之小滴，相對於鄰近列中之小滴偏移。

Description

用於壓印微影術之利用方向性圖案化模板的液滴圖案生成技術 相關申請案之交叉引用
此申請案依照35 U.S.C.§119(e)(1)，請求在2013年7月12日提申之美國臨時申請案第61/845,500號之權益，其之完整內容在此併入本案以為參考。
本發明係有關於一種用於壓印微影術之利用方向性圖案化模板的液滴圖案生成技術。
發明背景
奈米製造技術，包括具有100奈米級或更小之特徵之極小型結構之製造。一個奈米製造於其中產生巨大衝擊之應用，是積體電路之製程。半導體製造廠一直的在謀求更大的產率，同時增加在基材上所形成之電路/單位面積；因此，奈米製造變得越來越重要。奈米製造提供了更多的製程控制，同時容許持續的降低所形成之結構之最小特徵之尺寸。已經使用奈米製造之其它發展領域，包括光電池、生物技術、光學技術、機械系統等等。
現今使用之例示性奈米製造技術，通常意指壓印 微影術。壓印微影術可用於各種的應用，包括，例如，製造諸如CMOS邏輯、微處理器、NAND快閃記憶體、NOR快閃記憶體、DRAM記憶體之積體裝置層，或諸如MRAM、3D交叉點記憶體、Re-RAM、Fe-RAM、STT-RAM之其它記憶裝置層等等。壓印微影術亦可用於製造硬碟之薄膜磁頭裝置中之層。壓印微影術亦可用於製造硬碟驅動器之規則媒介(patterned media)、諸如用於顯示器之偏光板之光學元件、光子晶體結構、光捕捉結構以及光伏打元件之濾波器、用於電池電極之奈米結構、用於增強型光子以及光伏打元件之量子點結構、生醫元件、感應器，以及製造受控制的奈米粒子。受控制的奈米粒子可用於製造結晶半導體材料，或在其它用途上可作為聚合物為基礎的藥物載體。例示性壓印微影術方法，在諸如美國專利案第8,349,241號以及第6,936,194號，以及美國專利公開案第2004/0065252號之許多公開案中，有詳細的說明，其等全部在此併入本案以為參考。
在之前所提及之美國專利公開案以及專利案每一個中所揭示之壓印微影技術，包括在可成形(可聚合)層中形成浮雕圖案，以及將相當於該浮雕圖案之圖案，轉移進入下面的基材。該基材可連結至移動台子，以便獲得所欲的定位，幫助該圖案化方法。該圖案化方法使用一與該基材間隔開之模版，以及在該模版以及該基材之間施用可成形的液體。使該可成形的液體固化，形成硬質層，其具有符合接觸該可成形的液體之模版的表面形狀之圖案。固化 後，使該模版與該硬質層分開，如此該模版與該基材間隔開來。之後，使基材以及固化層經歷額外的處理，以便將浮雕影像轉移進入該基材，其相當於該固化層中之圖案。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種用於在基材上形成圖案化層之壓印微影方法，該方法包含：提供一壓印微影模版，該壓印微影模版具有一圖案表面，其至少一部分具有方向取向平行於該模版之軸AT之重覆細長特徵；於基材上沈積複數個間隔開之可聚合材料小滴成一圖案，該圖案另外包含沿著垂直的軸AS以及AF取向之網格陣列，且具有複數個沈積小滴之重覆列組，每組有n列，各沈積小滴具有直徑DD，各列取向平行於軸AS，而垂直於軸AF，其中各列內之小滴定位成彼此間隔第一距離dS，以及其中該複數個列中每一個定位成與各鄰近列間隔第二距離dF，dF大於dS/n，以及其中任何列中沈積小滴之位置，沿著軸AS，相對於鄰近列中沈積小滴之位置偏移dS/n；使該模版定位成與該沈積小滴之圖案重疊，如此該模版之軸AT定向成平行於該沈積小滴之圖案之軸AF；使該模版與該沈積的可聚合材料接觸，以便使該可聚合材料開始展開，以及形成符合該模版圖案表面之相連的可聚合材料層；固化該可聚合材料，在該基材上形成一圖案化層；以及分離該模版以及該形成的圖案化層。
12‧‧‧基材
10‧‧‧微影系統
14‧‧‧基材夾盤
16‧‧‧台子
18‧‧‧模版
20‧‧‧凸形、模具
22‧‧‧圖案表面
24‧‧‧凹處
26‧‧‧突出
28‧‧‧夾盤
30‧‧‧壓印頭
32‧‧‧流體分配系統
34‧‧‧可成形的材料
38‧‧‧能源
42‧‧‧路徑
40‧‧‧直接能量
54‧‧‧處理器
56‧‧‧記憶體
44‧‧‧表面
46‧‧‧圖案層
48‧‧‧殘留層
50‧‧‧突起
52‧‧‧凹處
t1、t2‧‧‧厚度
120、130、140、150、160、170、180、190‧‧‧液滴圖案
AS‧‧‧慢速軸
122a、121b、124a、124b、126a、126b、128a、128b、132a、132b、132c、172a、172b、182a、182b、192a、192b‧‧‧小滴
121a‧‧‧第一列
121b‧‧‧第二列
AF‧‧‧快速軸
dF1、dF、dF2、dF3、dF4、dF5、dS、dS1、dS2、dS3、dS4、dS5‧‧‧距離
123a、123b、125a、125b、127a、127b、131a、131b、131c‧‧‧列
100‧‧‧流程圖
102~116‧‧‧步驟
DD1、DD2、DD3‧‧‧直徑
L1、L2、L3‧‧‧直線
為詳細的了解本發明之特徵以及優點，可參考所 附圖式中例示說明之具體例，獲得本發明之具體例更詳細的說明。然而，應注意，所附之圖式僅例示說明本發明之典型的具體例，因此不應視為其範疇之限制，本發明可認可其它相等有效之具體例。
圖1說明一例示性壓印微影術系統之簡化側視圖。
圖2說明圖1中所示出之基材之簡化側視圖，具有奈米結構之圖案層於其上。
圖3說明用於產生流體液滴圖案之例示性方法之流程圖。
圖4A說明沈積在基材表面上之例示性液滴圖案。
圖4B說明圖4A中之液滴圖案，在與方向性圖案化模版接觸之後，立刻產生之方向性流體擴散。
圖5A-5C說明沈積在基材表面上之例示性液滴圖案。
圖6說明沈積在基材表面上之例示性液滴圖案。
圖7A-7C說明沈積在基材表面上之例示性液滴圖案，具不同的小滴直徑以及間隔。
圖8A-8D描述顯示出習用正方形網格液滴圖案，以及之後與方向性圖案化模版接觸時，流體展開之影像。
圖9A-9C描述顯示出例示性液滴圖案，以及之後與方向性圖案化模版接觸時，流體展開之影像。
圖10描述圖9B中所述之流體展開之放大圖。
較佳實施例之詳細說明
參照圖式，特別是圖1，其中所述的是一種用於在基材12上形成浮雕圖案之微影系統10。基材12可結合基材夾盤14。如所述的，基材夾盤14是真空夾盤。然而，基材夾盤14可為任何夾盤，包括，但不限於，真空式、插銷式、溝槽式、靜電式、電磁式和/或相似物。例示性夾盤述於美國專利案第6,873,087號中，其在此併入本案以為參考。
基材12以及基材夾盤14可另外由台子16承載。台子16可提供沿著x、y以及z-軸之平移和/或旋轉動作。台子16、基材12以及基材夾盤14亦可安裝在基座上(未示出)。
與基材12間隔開的是模版18。模版18可包括一本體，其具有第一側以及第二側，一側具有從其向基材12延伸之凸形20。在凸形20上具有圖案表面22。另外，凸形20可被稱作模具20。選擇性地，可形成無凸形20之模版18。
模版18和/或模具20可由諸如下列之材料形成，包括，但不限於，熔融矽、石英、矽石、有機聚合物、矽氧烷聚合物、硼矽酸鹽玻璃、氟碳聚合物、金屬、硬化藍寶石和/或相似物。如圖所述，圖案表面22包含由數個間隔開之凹處24和/或突出26界定之特徵，然而本發明之具體例不限於此構形(如，平坦表面)。圖案表面22可界定任何原始圖案，其會形成欲形成在基材12上之圖案之基礎。
模版18可結合夾盤28。夾盤28可裝配成，但不限 於，真空式、插銷式、溝槽式、靜電式、電磁式和/或其它相似的夾盤類型。美國專利案第6,873,087號中，有例示夾盤之進一步說明。另外，夾盤28可結合壓印頭30，如此夾盤28和/或壓印頭30可裝配成可幫助模版18之移動。
系統10可另外包括流體分配系統32。流體分配系統32可用於沈積可成形的材料34(如，可聚合材料)在基材12上。可使用諸如滴落分配(drop dispense)、旋轉塗佈、浸塗、化學氣相沈積(CVD)、物理氣相沈積(PVD)、薄膜沈積、厚膜沈積和/或相似之技術，將可成形的材料34沈積在基材12上。取決於設計之考量，可在模具22以及基材12之間界定出所需體積之前和/或之後，將可成形的材料34沈積在基材12上。可成形的材料34可為需要功能性奈米粒子之生物領域、太陽能電池產業、電池產業和/或其它產業中使用之功能性奈米粒子。例如，可成形的材料34可包含美國專利案第7,157,036號以及美國專利案第8,076,386號中所述之單體混合物，其等在此併入本案以為參考。選擇性地，可成形的材料34可包括，但不限於，生物材料(如，PEG)、太陽能電池材料(如，N型、P型材料)和/或相似物。
參照圖1以及2，系統10可另外包含能源38，其沿著路徑42結合至直接能量40。壓印頭30以及台子16可裝配成，可將模版18以及基材12定位成與路徑42重疊。可用連繫台子16、壓印頭30、流體分配系統32和/或能源38之處理器54，調節系統10，且其可在貯存於記憶體56中之電腦可讀取的程式上操作。
壓印頭30、台子16，或二者，可改變模具20以及基材12之間之距離，以界定出其間填滿可成形的材料34所需的體積。例如，壓印頭30可施予一個力量在模版18上，如此模具20會接觸到可成形的材料34。在填滿所需體積之可成形的材料34之後，能源38會產生能量40，如紫外線，使成形的材料34依照基材12之表面44以及圖案表面22之形狀固化和/或交聯，在基材12上界定出圖案層46。圖案層46可包含殘留層48以及數個由突起50以及凹處52顯示出之特徵，突起50具厚度t1，而殘留層具厚度t2。
以上所提及之系統以及方法可另外用於在美國專利案第6,932,934號、美國專利案第7,077,992號、美國專利案第7,179,396號以及美國專利案第7,396,475號中所述之壓印微影方法以及系統，其等全部之完整內容，在此併入本案以為參考。
在壓印微影方法之商業適應上，高生產率是很重要的。當使用施用可聚合材料至基材上之液滴分配方法時，該壓印方法周期通常包括(1)分配(或沈積)液體可聚合材料之小滴至基材表面上，(2)使模版與此等液體小滴接觸，如此該液體完全地展開以及填滿該模版圖案表面之形貌，(3)固化(如，光固化)該液體，以及(4)分開該模版以及該基材，留下具有該模版圖案之浮雕影像之聚合材料之固化層在該基材表面上。壓印周期時間，以及因此之生產率之主要貢獻者，是填滿時間，即，與該液體聚合材料展開以及填滿該模版圖案特徵相關之時程。因此，在大量生產 製程中，減少填滿時間對增加生產率很重要。在此示出用於減少填滿時間之方法以及系統。
在以上概略所述之分配步驟(1)方面，分配該可聚合材料(或另外在此使用之“光阻”)之液體小滴，在該基材表面上製造一液滴之圖案。可計算該液滴之布局，使在該表面上之液體液滴之總體積，符合所欲光阻圖案之總體積。除了符合該所欲光阻圖案所需之總體積外，進一步符合該所欲光阻圖案所需之局部體積係有利的。因此，在該基材之需要較多光阻圖案體積之區域中，分配較大量的液體體積。可達到前述之液滴圖案產生方法，述於，例如，美國專利案第8,119,052號以及第8,586,126號中，其各在此併入本案以為參考。
可將諸如，例如，美國專利申請案U.S.2010/0098847(同樣地在此併入本案以為參考)中所述之可用的噴墨印表系統，調整成可分配體積範圍在0.1至10微微升(pL)內之光阻小滴，2pL是例示性液滴體積。在典型的光阻液滴圖案方面，2pL小滴之光阻大約占40,000平方微米之基材表面。此圖案之液滴圖案布局，可能由每40,000平方微米1小滴構成。例如，一符合此液滴密度規格之液滴圖案布局，是具200微米之節距之正方形網格陣列。另一符合此小滴密度規格之液滴圖案布局是矩形網格，其在一方向上具有節距50微米，而在垂直方向上具有節距400微米。
然而，已發現，圖案之方向性以及模版之圖案特徵，會大大地影響流體展開過程之動態以及方向性。例如， 方向性圖案，諸如線性/空間格子陣列，可使流體沿著格子之軸，相對於垂直於此軸之方向，更快速地展開。此流體各向異性展開之結果，在使用方向性圖案化模版之液滴圖案布局的設計上，變成重要的考量。在此提供的是產生使用方向性圖案化模版之液滴圖案之方法。使用此方法，顯示出填滿時間大幅的改善。在此使用之“方向性圖案化模版”意指一種模版，在其等之圖案表面中之至少一部分，具有重複細長的特徵，其方向平行於該模版之軸(AT)，該細長特徵之長度，至少比其等之寬度長10倍，更佳地長至少10、100、1,000或甚至10,000倍或更多倍。具有格子(即，具有特定節距之重覆的線以及空間)之模版，係方向性圖案化模版之例子，但熟悉此技藝之人士應了解，在此界定之方向性圖案化模版之特徵，不限於格子，且包括各種特徵圖案，包括，但不限於，線段等等。例如，如在此所提供之範例中另外所述的，當使用具32nm線性/空間設計之格子之模版時，之前的液滴產生方法，在顯微鏡之觀察下，會產生局部填滿時間範圍從5至7秒或更長。使用依照在此所提供之方法產生之液滴圖案，相同區域可在小於2秒內填滿。
如上所述，方向性圖案化模版會製造各向異性展開之流體，流體之流動沿著該方向性圖案特徵之方向較容易且較快，即，快速軸(或AF)，其平行於AT，而正交或垂直於該方向特徵之方向較慢，即，慢速軸(或AS)。結果，此等模版當與非均一液滴圖案一起使用時，具產生高的局 部未填滿“慢斑點”或間隙孔洞或通道發生率之傾向，其會花比完全填滿所需更長的時間。均一網格圖案可給予一些改善，但仍會產生不欲的孔洞或通道，其影響填滿時間。在此提供之方法，透過使用具重複的液滴之偏移(或交錯)列組之網格液滴圖案，克服此各向異性展開之行為。很重要地，此等液滴圖案另外考慮到起始液滴直徑(或DD)，即，在模版接觸之前，沈積在基材上之液滴的直徑。在指定的光阻以及指定的基材表面方面，該液滴直徑可靠經驗決定。相反地，習用之液滴產生方法不會使用液滴直徑作為輸入變量。對方向性模版圖案而言，液滴直徑(DD)是重要的設計輸入；合併該起始液滴直徑(DD)作為液滴圖案產生之因子，在方向性模版之填滿時間上，可獲得顯著的改善。
各重覆組中之列的數目可改變，如此對任何指定的圖案而言，該重覆組可包括n列。因此，雖然在此例示說明具有二或三列之重覆組之圖案，但亦可考慮具四或更多列之重覆組之其它圖案。各列之方向平行於慢速軸AS以及垂直於快速軸AF，各列中之小滴之位置與另一小滴相隔距離為dS，而任何一列中之小滴，與沿著快速軸AF之鄰近列之小滴產生偏移。各列間之距離dF至少等於或更佳地大於dS/n，而沿著軸AS之小滴，相對於鄰近列之小滴之偏移等於dS/n。當經歷方向性模版給予之各向異性展開條件時，此方法會增加液滴體積橫過該基材表面上之分佈的空間均一性。因此，因縮短了每一個小滴流動至填滿該方向性圖案特徵之距離，而改善了總填滿速度。因此，沿著該慢速展 開軸AS之小滴間隔，主要由該基材表面上之液滴(DD)的直徑決定。然後，沿著該快速軸之小滴中心之間之平均距離，由小滴之目標密度決定。小滴之目標密度由許多因子決定，包括小滴體積、模版圖案需要之體積以及殘留層所欲之厚度(RLT)。因此，在某些變化中，可將該小滴排列成使液滴中心之間之距離沿著慢速展開方向(AS)進一步縮短，而滴滴中心之間之距離沿著快速展開方向(AF)拉長，如此dF大於dS。
根據本發明之液滴圖案之例子，示於圖4A中。參照該圖，液滴圖案120包括方向與慢速軸AS平行之小滴122a之第一列121a以及小滴121b之第二列121b，列121a以及121b彼此相對於快速軸AF分開之距離為dF1。小滴122a以及122b分別地沿著各對應的列121a以及121b，與另一小滴分隔距離為dS1，且沿著慢速軸AS，相對於鄰近列之對應小滴之偏移距離為dS1/2(即，在AS軸上，列121b之小滴122b，相對於列121a之小滴122a之位置偏離距離為dS1/2)。在此，距離dF大於dS之比為3：1。在與具細長特徵，使得模版之軸AT對齊快速軸AF之方向性圖案化模版接觸時，小滴會以如圖4B中所述之方向形式展開，流體沿著軸AF快速地展開，而沿著軸AS較慢速的展開，如此大量的流體填滿沿著快速軸AF完成。
額外的例示性圖案示於5A、5B以及5C中，其顯示在重覆二列圖案上之變化。參照圖5A，液滴圖案130包括分別含有小滴124a以及124b之重覆列123a以及123b，方向 平行於慢速軸AS。在各分別的列中之小滴124a以及124b，彼此分開之距離為dS2，鄰近列123a以及123b沿著快速軸AF分開之距離為dF2。列123b之小滴124b沿著慢速軸AS，相對於列123a之小滴123a之偏移距離為dS2。在此，dF2：dS2之比為5：2。參照圖5B，液滴圖案140與液滴圖案130相似，同樣的包括二個分別含有小滴126a以及126b之重覆列125a以及125b之組，小滴間隔之距離為dS3，列間隔之距離為dF3，而鄰近列小滴間之偏移為dS3/2。相較於液滴圖案130，dF3：dS3之比小於2：1，另外，在慢速軸AS方向上之網格節距大於圖案130，如此圖案140之dS3大於圖130中之距離dS2。參照圖5C，相似地，圖案150與液滴圖案130相似，具二個分別含有小滴128a以及128b之重覆列127a以及127b之組。在此，該等液滴間隔為dS4，鄰近列間隔為dF4(如此，重覆列組之間的距離為2dF4)。又，鄰近列之小滴之間之AS偏移為dS4/2。相對於圖案130，在此之dF4：dS4比大於3：1。
參照圖6，液滴圖案160包括三個重覆列131a、131b以及131c，方向平行於慢速軸AS，分別含有小滴132a、132b以及132c。各列與各鄰近列以距離dF5間隔開，如此列131a、131b以及131c之重覆組之間之距離為3dF5，而各分別的列之小滴以距離dS5與鄰近列中之小滴間隔開。在此含有三列之列的重覆組之例子中，沿著慢速軸AS之小滴，相對於鄰近列之小滴之偏移距離為dS5/3。
現在參照圖2，流程圖100提供一用於產生供本發明之方向性圖案化模版用之液滴圖案之例示方法。尤其 是，流程圖100提供之液滴圖案包括二個偏移列之重覆組。在步驟102中，提供有關模版設計以及分配系統參數之特定的輸入值，包括所產生之圖案化層之目標殘留層厚度(RLT)、模版蝕刻深度(ED)(即，蝕刻進入模版圖案表面之方向性特徵的深度)、沈積在基材表面上之光阻小滴之標稱的液滴體積(DV N )以及液滴直徑(DD)、分配器之最小網格節距(g F x g S )以及壓印區域之區域面積(W F xW S )。在步驟104中，計算在指定蝕刻深度ED下，達到目標RLT所需之光阻之總體積(V)。在步驟106中，之後以下列方程式計算所需之小滴的總數目(N R )：N R =V/DV N
然後在步驟108以及110中，計算沿著該液滴圖案之快速軸以及慢速軸之小滴間隔。再次，術語“快速軸”以及“慢速軸”意指液滴圖案之垂直的軸，在此“快速軸”或AF之方向平行於模版軸AT，即，與模版之細長特徵平行，而“慢速軸”或AS是垂直於該快速軸之軸，即，方向垂直於該模版之細長特徵之軸。注意，表示快速軸參數之變數之縮寫為‘F’，而表示慢速軸參數之變數之縮寫為‘S’。例如，gS意指沿著慢速軸AS之網格間隔。以下列方程式計算沿著慢速軸之小滴間隔d S ：
在此乘數為2，相當於重覆列組中列的數目，在此例示中是2。對於大於2列之重覆組，該乘數相對於此等 列之數目n。
依下列方程式計算沿著快速軸之小滴間隔dF：
之後，在步驟112以及114中，決定理想的小滴體積，DV I 。首先在步驟112中，依下列方程式計算網格陣列中之小滴數目：N G =(W F /d F )×(W S /d S )
之後，在步驟114中，依下列方程式，用此計算值計算該理想的液滴體積，DV I ：DV I =(V/N G )
在步驟116中，將以上小滴間隔d F 與d S 以及理想小滴體積DV I 之計算值，用於產生輸出液滴圖案。該輸出液滴圖案是具有小滴體積DV I 以及小滴間隔為d F x d S (即，d F 乘以d S )之小滴的偏移(或錯開)網格(即，x-y)圖案，在此，該網格之“x”軸相當於慢速軸(AS)，而“y”軸相當於快速軸(AF)。小滴之交替線條是沿著慢速軸(AS)錯開或偏移d S /2。如以上相對於慢速軸之間隔，除數2在此同樣的相當於重覆列組中列的數目，在此例示中，其再次為2。因此，對於大於2列之重覆組，除數相當於此列之數目，即，d S /n。
關於步驟108以及110，函數f(.)是分配器以及台子特性二者之函數。然而，台子安置精準度典型地優於分配器一個數量級。因此，f(.)可安全地設計為分配器之網格間隔以及液滴之安置精準度之函數。
用於計算沿著慢速軸之間隔，d S ，之函數，應選擇如下：
在此，g S 是沿著慢速軸之網格間隔，ε S 是分配器之最大液滴安置誤差，而DD是液滴直徑。此一函數之例子為：f(a)=floor(a)
在此floor(a)是不大於a之最大的整數。
在各種程度之各向異性展開條件方面，可修改函數fS來估算沿著慢速軸之流體傳送能力。例如，用於計算沿著慢速軸之間隔，x S ，之函數fS，可修改成使：
在此gS是沿著慢速軸之網格間隔，εS是分配器之最大液滴安置誤差，而DD是液滴直徑，以及λ是依經驗決定，或從模擬液滴展開行為決定之因子。在高度各向異性展開方面，λ1。在展開是較低各向異性之情況，λ>1。當λ增加時，沿著慢速軸之間隔隨著增加，因此導致沿著快速軸之間隔減少。
在設計在此所提供之液滴圖案上之額外考量，是提供沿著快速軸AF之最鄰近小滴之間之重疊的液滴邊界，作為減少沿著慢速軸AS之流體輸送的要求之手段之優勢。沿著快速軸之重疊液滴邊界之需求，在液滴展開行為變得高度各向異性時，變得越來越重要。在具有連續格子或不間斷線以及空間之模版方面，液滴展開是高度各向異性 的，因此液滴重疊可幫助排除慢填滿通道孔洞之產生。因分配系統產生之液滴安置精準度之誤差界限，亦應併入，因為製造通道孔洞之填滿時間補償是高的。
參照圖7A-7C，其顯示三種液滴圖案，其中藉由調整液滴體積以及節距，產生相同的RLT。在圖7A之圖案170中，小滴172a以及172b具直徑DD1，其與沿著快速軸AF之直線L1重疊，因此，沿著直線L1不會形成慢填滿通道孔洞。在圖7B之圖案180中，小滴182a以及182b具較小的直徑DD2，因此相對於圖案170之小滴172a以及172b，必須含有較小的液滴體積。因此，為了維持相同的RLT，需將沿著快速軸之小滴182a以及182b擠更近一點。然而，沿著軸AF之最鄰近的小滴之小滴直徑不會重疊。因此，沿著直線L2會產生慢填滿通道孔洞。在圖7C之圖案190中，小滴直徑(以及因此之體積)縮小了，如此，為了維持相同的結果RLT，在慢與快速軸AS與AF二者上之小滴192a以及小滴192b擠得甚至更近，但在此案例中，沿著與快速軸AF對齊之直線L3之最鄰近的小滴有重疊。因此，不會形成慢填滿通道孔洞，且與圖案170相比，更擠的小滴間隔，進一步幫助減少填滿時間。為達到此重疊，沿著慢速軸AS隔開之小滴的距離dS，應使dS小於n乘以小滴直徑(DD)，在此n是重覆列組中列之數目。在圖7A以及7C之範例中，其表示二列的案例，此距離將小於2乘以DD。
範例
使用非均一、非周期性液滴圖案、正方形網格液 滴圖案以及依照在此之本發明之液滴圖案，進行比較實驗(以下之範例1-3)。在各實驗中，使用具有由具32nm線以及間隔1：1節距之格子構成之圖案化表面之壓印微影模版，進行壓印方法。在各實驗中，壓印之進行係使用可得自Molecular Imprints,Inc.(Austin,TX)之UV可固化樹脂MonoMat®作為可聚合材料，以及沈積液滴於旋塗上黏著層(TranSpin® adhesive，可得自Molecular Imprints,Inc.)之矽晶圓上。與模版接觸時，進行顯微檢驗，以及觀察流體展開以及模版特徵填滿所花費之時間。
範例1：非均一圖案
非均一、非周期性液滴圖案之產生，係依照美國專利案第8,119,025號中所述之方法。在最初與模版接觸時，該非均一、非周期性液滴圖案(未示出)產生具有各種形狀以及大小之未填滿空間或孔洞分佈之流體展開，以及觀察孔洞最後填滿之時間。最快填滿的孔洞在1.5秒內填滿，而最慢填滿的孔洞花約5秒之時間填滿。
範例2：正方形網格圖案
用以上之方法，沈積如圖8A之影像所示之正方形網格液滴圖案，然後再次監控用於填滿所花費之時間。在此，沈積的小滴具有直徑107μm(標稱的)。沿著各列(AS方向)之小滴之間的距離為211.25μm，而列(AF方向)之間之距離同樣地為211.25μm，鄰近列之小滴間沒有偏移。圖8B-8C之影像顯示在模版接觸後，分別在0.1秒、1秒以及7秒時之充填程度。在模版接觸後0.1秒所拍攝之影像(圖8B) 顯示，沿著格，或快速軸(AF)之方向最鄰近之小滴之間的流體合併。接觸後1秒(圖8C)，超過70%之區域填滿，而未填滿區域由像通道孔洞構成。在7秒後(圖8D)，僅小部分之區域仍未填滿；然而需要另一個8秒來產生相連的薄膜，即，相連的可聚合材料層(最後填滿的影像未示出)。
範例3：設計用於方向性模版之液滴圖案
將以上述之方法產生之液滴圖案，以上述之方法，沈積在基材上，該液滴圖案由二列之重覆組構成，鄰近列之間之偏移如圖9A中之影像所示。在此，該沈積的小滴具直徑90μm(標稱的)。沿著各列(AS方向)之小滴間之距離為169μm，而列(AF方向)之間之距離為211.25μm。在此，每組之重覆列之數目，n，為2。偏移為169/n，n=2或84.5μm。圖9B之影像顯示與模版一開始之接觸；圖9C之影像是接觸後1秒。在模版接觸視野中之液滴後1.3秒(影像未示出)，最後的孔洞消失。新的液滴圖案設計之結果，在填滿速度上大幅的改善。在圖9B之放大圖之圖10中，沿著液滴邊緣所放置之箭頭指出在液滴合併之前，相對流體前方之位置。因此，在此範例中，填滿時間比範例1之非均一、非周期圖案快約4倍，以及比範例2之正方形網格圖案幾乎快12倍。
對熟悉此技藝之人士而言，在參考此說明書後，各種態樣之進一步之修改以及替代具體例將變得顯而易見。據此，此說明書應僅以例示性之方式作解釋。應了解，在此所顯示以及敘述之形式，應視為具體例中之例子。元件以及材料可被該等在此所例示以及敘述的取代，部分以 及製程可相反的，且某些特徵可獨立地使用，此等全部，在熟悉此技藝之人士明暸此說明書之後，是很明顯的。在不逸離以下申請專利範圍所述之技術思想以及範疇之情況下，所述之元件可做改變。
100‧‧‧流程圖
102-116‧‧‧步驟

Claims (20)

  1. 一種用於在基材上形成圖案化層之壓印微影方法，該方法包含：提供一壓印微影模版，該壓印微影模版具有一圖案表面，其至少一部分具有方向取向平行於該模版之軸AT之重覆細長特徵；於基材上沈積複數個間隔開之可聚合材料小滴成一圖案，該圖案另外包含沿著垂直的軸AS以及AF取向之網格陣列，且具有複數個沈積小滴之重覆列組，每組有n列，各沈積小滴具有直徑DD，各列取向平行於軸AS，而垂直於軸AF，其中各列內之小滴定位成彼此間隔第一距離dS，以及其中該複數個列中每一個定位成與各鄰近列間隔第二距離dF，dF大於dS/n，以及其中任何列中沈積小滴之位置，沿著軸AS，相對於鄰近列中沈積小滴之位置偏移dS/n；使該模版定位成與該沈積小滴之圖案重疊，如此該模版之軸AT定向成平行於該沈積小滴之圖案之軸AF；使該模版與該沈積的可聚合材料接觸，以便使該可聚合材料開始展開，以及形成符合該模版圖案表面之相連的可聚合材料層；固化該可聚合材料，在該基材上形成一圖案化層；以及分離該模版以及該形成的圖案化層。
  2. 如請求項1之方法，其中dF大於dS。
  3. 如請求項1之方法，其中該複數個小滴列進一步包含第一以及第二列之重複組，且其中該第二列中之小滴相對於該等於鄰近列中之小滴，偏移距離等於該第一距離dS之一半。
  4. 如請求項1之方法，其中該複數個小滴列進一步包含第一、第二以及第三列之重複列，其中該第二列中之小滴相對於該等於該第一列中之小滴，偏移距離等於該第一距離dF之三分之一，且其中該第三列中之小滴相對於該等於該第一列中之小滴，偏移距離等於該第一距離dS之三分之二。
  5. 如請求項1之方法，其中該第一距離dS小於n乘以該直徑DD。
  6. 如請求項1之方法，其中該模版之細長的特徵是格子。
  7. 如請求項1之方法，其另外包含：提供一流體分配器，其用於沈積可聚合材料之小滴之圖案於該基材上，該流體分配器另外具有分別相當於軸AF以及AS之最小網格節距g F x g S ，以及相對於軸AS之液滴安置誤差為εS，以及以下列方程式決定該第一距離dS：
  8. 如請求項7之方法，其中決定f S ，以便使：
  9. 如請求項8之方法，其中f(a)=floor(a)以及其中floor(a)是不大於a之最大整數。
  10. 如請求項8之方法，其中該圖案表面相當於一區域，該區域具有分別與陣列軸AF以及AS相關之尺寸W F xW S ，且另外包含下列步驟：決定該模版之蝕刻深度(ED)；提供該圖案化層所欲的殘留層厚度(RLT)；根據該蝕刻深度(ED)以及該所欲的殘留層厚度(RLT)，決定形成圖案化層所需之可聚合材料之總體積(V)；提供可聚合材料之各沈積小滴之標稱的液滴體積(DV N )；根據該標稱的液滴體積(DV N )，以下列方程式決定欲分配之小滴的總數目N R ：N R =V/DV N 以及；依下列方程式決定該第二距離dF：
  11. 如請求項10之方法，其另外包含：依下列方程式決定欲實際沈積在該網格陣列中之總液滴數目N G ：N G =(W F /d F )×(W S /d S )以及依下列方程式，決定各欲實際沈積在該網格陣 列中之液滴之實際液滴體積(DVI)：DV I =(V/N G )。
  12. 一種用於在基材上形成圖案化層之壓印微影方法，該方法包含：提供一壓印微影模版，該壓印微影模版具有一圖案表面，其至少一部分具有方向取向平行於該模版之軸AT之重覆細長特徵；於基材上沈積複數個間隔開之可聚合材料小滴成一圖案，該圖案另外包含沿著垂直的軸AS以及AF取向之網格陣列，且具有複數個沈積小滴之重覆列組，每組有n列，各沈積小滴具有直徑DD，各列取向平行於軸AS，而垂直於軸AF，其中各列內之小滴定位成彼此間隔第一距離dS，以及其中該複數個列中每一個定位成與各鄰近列間隔第二距離dF，dF大於dS，其中任何一列中沈積小滴之位置，沿著軸AS，相對於鄰近列中沈積小滴之位置偏移d S /n，以及其中該第一距離dS小於n乘以該小滴直徑DD；使該模版定位成與該沈積小滴之圖案重疊，如此該模版之軸AT定向成平行於該沈積小滴之圖案之軸AF；使該模版與該沈積的可聚合材料接觸，以便使該可聚合材料開始展開，以及形成符合該模版圖案表面之相連的可聚合材料層；固化該可聚合材料，在該基材上形成一圖案化層；以及 分離該模版以及該形成的圖案化層。
  13. 如請求項12之方法，其中該複數個小滴列進一步包含第一以及第二列之重複組，且其中該第二列中之小滴相對於該等於鄰近列中之小滴，偏移距移等於該第一距離dS之一半。
  14. 如請求項12之方法，其中該複數個小滴列進一步包含第一、第二以及第三列之重複組，其中該第二列中之小滴相對於該等於該第一列中之小滴，偏移距離等於該第一距離dF之三分之一，且其中該第三列中之小滴相對於該等於該第一列中之小滴，偏移距離等於該第一距離dS之三分之二。
  15. 如請求項12之方法，其中該模版之細長的特徵是格子。
  16. 如請求項12之方法，其另外包含：提供一流體分配器，其用於沈積可聚合材料之小滴之圖案於該基材上，該流體分配器另外具有分別相當於軸AF以及AS之最小網格節距g F x g S ，以及相對於軸AS之液滴安置誤差為εS，以及以下列方程式決定該第一距離dS：
  17. 如請求項16之方法，其中決定f S ，以便使：
  18. 如請求項16之方法，其中該圖案表面相當於一區域，該區域具有分別與陣列軸AF以及AS相關之尺寸W F xW S ，且 另外包含下列步驟：決定該模版之蝕刻深度(ED)；提供該圖案化層所欲的殘留層厚度(RLT)；根據該蝕刻深度(ED)以及該所欲的殘留層厚度(RLT)，決定形成圖案化層所需之可聚合材料之總體積(V)；提供可聚合材料之各沈積小滴之標稱的液滴體積(DV N )根據該標稱的液滴體積(DV N )，以下列方程式決定欲分配之小滴的總數目N R ：N R =V/DV N 以及；依下列方程式決定該第二距離dF：
  19. 如請求項18之方法，其另外包含：依下列方程式決定欲實際沈積在該網格陣列中之總液滴數目N G ：N G =(W F /d F )×(W S /d S )以及依下列方程式，決定各欲實際沈積在該網格陣列中之液滴之實際液滴體積(DVI)：DV I =(V/N G )。
  20. 一種用於在基材上形成圖案化層之壓印微影方法，該方法包含：提供一壓印微影模版，該壓印微影模版具有一圖案 表面，其至少一部分具有方向取向平行於該模版之軸AT之格子；提供一流體分配器，其用於沈積可聚合材料之小滴之圖案於該基材上，該流體分配器另外具有分別相當於垂直的軸AF以及AS之最小網格節距g F x g S ，以及相對於軸AS之液滴安置誤差為εS，以及透過該流體分配器，於基材上沈積複數個間隔開之可聚合材料小滴成一圖案，該圖案另外包含沿著垂直的軸AS以及AF取向之網格陣列，且具有複數個沈積小滴之重覆列組，每組有n列，各沈積小滴具有直徑DD，各列取向平行於軸AS，而垂直於軸AF，其中各列內之小滴定位成彼此間隔第一距離dS，以及其中該複數個列中每一個定位成與各鄰近列間隔第二距離dF，dF大於dS，其中任何一列中沈積小滴之位置，沿著軸AS，相對於鄰近列中沈積小滴之位置偏移d S /n，以及其中該第一距離dS小於n乘以該小滴直徑DD，以及進一步其中以下列方程式決定該第一距離dS： 決定f S ，以便使： 使該模版定位成與該沈積小滴之圖案重疊，如此該模版之軸AT定向成平行於該沈積小滴之圖案之軸AF；使該模版與該沈積的可聚合材料接觸，以便使該可 聚合材料開始展開，以及形成符合該模版圖案表面之相連的可聚合材料層；固化該可聚合材料，以便在該基材上形成圖案化層；以及分離該模版以及該形成的圖案化層。
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