TW202348389A - 用於壓印微影的印模 - Google Patents
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Abstract
根據一個實施例，一種用於壓印微影的印模定義了可固化樹脂的期望形狀，其中，該印模對用於固化可固化樹脂的電磁輻射至少部分透明，並且其中，該印模包括至少一個擴散器結構，用於在電磁輻射傳播通過該印模時，擴散該電磁輻射。
Description
本揭露係關於壓印微影領域，並且更具體地，係關於用於壓印微影的印模、用於壓印微影的方法和用於壓印微影的布置。
在壓印微影中，光源和可固化樹脂之間的任何障礙物或光源中的任何不均勻性都可能導致樹脂的不同區域中的劑量不均勻。這可能導致出現未固化和固化區域可能存在的情況。增加總劑量，例如增加曝光時間或光源功率，可以在一定程度上緩解問題，但也可能導致過度固化，這可能表現為樹脂開裂或對樹脂造成其他類型的損害。
提供此發明內容以簡化形式介紹概念的選擇，這些概念將在下面的實施方式中進一步描述。此發明內容不旨在識別要求保護的標的的關鍵特徵或基本特徵，也不旨在用於限制要求保護的標的的範圍。
一個目的是提供用於壓印微影的印模、用於壓印微影的方法和用於壓印微影的布置。前述和其他目的通過獨立請求項的特徵實現。進一步的實施形式從附屬請求項、說明書和附圖中顯而易見。
根據第一態樣，一種用於壓印微影的印模定義了可固化樹脂的期望形狀，其中，該印模對用於固化可固化樹脂的電磁輻射至少是部分透明的，並且其中，該印模包括至少一個擴散器結構，用於在該電磁輻射傳播通過該印模時擴散該電磁輻射。
根據第二態樣，一種用於壓印微影的方法包括：提供具有可固化樹脂的晶圓，該可固化樹脂在該晶圓上，其中，該可固化樹脂可使用電磁輻射固化；提供如第一態樣的印模；通過將該印模壓在該樹脂上，將期望形狀從該印模轉移到該可固化樹脂上；以及通過該印模將電磁輻射發射到該樹脂上來固化該樹脂。
根據第三態樣，一種用於壓印微影的布置包括：一種用於保持具有可固化樹脂的晶圓的結構，該可固化樹脂在該晶圓上，其中，該可固化樹脂可使用電磁輻射固化；如第一態樣的印模，用於在將該印模壓到該樹脂上時將期望形狀從該印模轉移到該可固化樹脂上；以及電磁輻射源，用於在該印模壓在該樹脂上時通過該印模將電磁輻射發射到該樹脂上來固化該樹脂。
許多伴隨特徵將更容易被理解，因為它們通過參考結合附圖考慮的以下實施方式而變得更好理解。
100:印模
101:擴散器結構
102:圖案
200:方法
201:步驟
202:步驟
203:步驟
204:步驟
300:布置
301:結構
302:晶圓
303:可固化樹脂、樹脂
304:電磁輻射
305:電磁輻射源
在下文中，參考附圖和圖式更詳細地描述示例實施例，其中：
圖1示出了用於壓印微影的印模的示意圖；
圖2示出了用於壓印微影之方法的流程圖；以及
圖3示出了用於壓印微影的布置的示意圖。
在下文中，相同的元件符號表示相似的或至少功能上等同的特徵。
在下面的描述中，參考了構成本揭露的一部分的附圖，並且在附圖中通過說明的方式示出了本揭露可以置於其中的具體態樣。應當理解，可以利用其他態樣，並且可以在不脫離本揭露的範圍的情況下進行結構或邏輯改變。因此，以下實施方式不應理解為限制意義，因為本揭露的範圍由所附申請專利範圍限定。
例如，應當理解，與所描述的方法相關的揭露也適用於被配置為執行該方法的相應裝置或系統，反之亦然。例如，如果描述了特定的方法步驟，則對應的裝置可以包括執行所描述的方法步驟的單元，即使這樣的單元沒有在圖中明確描述或圖示。另一方面，例如，如果特定設備是基於功能單元描述的，則相應的方法可以包括執行所描述的功能的步驟，即使這樣的步驟沒有在圖中明確描述或圖示。此外，應當理解，除非另有具體說明，否則此處描述的各種示例態樣的特徵可以相互組合。
圖1說明了用於壓印微影之印模的示意圖。
根據一個實施例，印模100定義可固化樹脂的一期望形狀，該印模對用於固化可固化樹脂的電磁輻射至少部分透明，並且該印模包括至少一個擴散器結構(diffuser structure)101，用於在電磁輻射傳播通過該印模時擴散電磁輻射。
印模100可以透過印模100一側上的圖案102定義期望的形狀。因此，當將印模100壓到樹脂上時，隨著印模100上的圖案102使樹脂表面變形，期望形狀被轉移到樹脂上。例如，在圖1的實施例中，印模100的圖案102包括定義期望形狀的突起。應當理解，圖1的實施例中所示的一維圖案102僅僅是為了說明目的的簡化示例。
在此，壓印微影可以包括例如奈米壓印微影(nanoimprint lithography；NIL)、光奈米壓印微影(photo nanoimprint lithography；P-NIL)、紫外光奈米壓印微影(ultraviolet nanoimprint lithography；UV-NIL)或任何其他類型的壓印微影。
印模100可以減少可固化樹脂的不均勻固化，因為印模可以擴散電磁輻射並因此在空間上使樹脂的固化均勻。因此，印模本身可以用作擴散器，使輻射更均勻地擴散到樹脂上。由於當印模100放置在樹脂上時印模100和樹脂之間沒有任何東西，所以大部分的擴散光最終進入樹脂。因此，也可以降低損失。此外，可以不需要單獨的擴散器或電磁輻射源中的擴散器。
印模100也可稱為壓模、模具或類似物。
根據一個實施例，至少一個擴散器結構101包括微粒和/或奈米顆粒。
例如，在圖1的實施例中，印模100包括微粒，例如微粒和/或奈米顆粒，作為擴散器結構101。
根據一個實施例，印模100包含0.1-5重量百分比的微粒和/或奈米顆粒。
替代地或額外地，印模100可以包含例如0.2-4、0.2-3、0.2-2、0.2-1、0.3-1和/或0.4-0.6重量百分比的微粒和/或奈米顆粒。
根據一個實施例，微粒和/或奈米顆粒包含氧化物、二氧化物、二氧化矽(SiO2)、二氧化鈦(TiO2)、二氧化鋯(ZrO2)、二氧化鉿(HfO2)、氧化鋁(Al2O3)和/或氧化銦錫(ITO)。
例如，微粒和/或奈米顆粒可以由氧化物、二氧化物、二氧化矽、二氧化鈦、二氧化鋯、二氧化鉿、氧化鋁和/或氧化銦錫製成。
根據一個實施例，微粒和/或奈米顆粒的尺寸在500奈米(nm)-900微米(μm)的範圍內。
替代地或額外地，微粒和/或奈米顆粒的尺寸可以在500nm-900μm、500nm-1000nm、5μm-700μm、1μm-900μm、10μm-500μm、10μm-200μm、50μm-200μm和/或50μm-150μm。
在一些實施例中，微粒和/或奈米顆粒可以是微米球(microspheres)和/或奈米球(nanospheres)。微米球和/或奈米球的直徑可以在500奈米-900微米的範圍內。替代地或額外地，微米球和/或奈米球的直徑可以在500nm-900μm、500nm-1000nm、5μm-700μm、1μm-900μm、10μm-500μm、10μm-200μm、50μm-200μm和/或50μm-150μm。
根據一個實施例，微粒和/或奈米顆粒包括以下中的至少一種：微米球和/或奈米球、微米柱(microrod)和/或奈米柱(nanorod)、微米立方體(microcube)和/或奈米立方體(nanocube)、核殼顆粒(core-shell
particle)、奈米粉末顆粒、覆盆子狀顆粒(raspberry-like particle)和/或棘顆粒(spike particle)。
覆盆子狀顆粒可指包含顆粒表面的基本上球形突起的顆粒。
奈米粉末可以被定義為具有奈米尺度的單個顆粒的粉末材料或具有奈米尺度的結晶的材料。
在一些實施例中，顆粒可以包括各種形狀的簇(cluster)，例如柱和/或棘。
在一些實施例中，微粒和/或奈米顆粒可以具有隨機形狀。
在一些實施例中，微粒和/或奈米顆粒可包含氧化物多層顆粒，例如SiO2/TiO2核殼顆粒。氧化物多層顆粒可包含複數個層，其中每一層包含可不同於另一層的氧化物。當顆粒包含兩層時，這可稱為核殼顆粒。
至少一個擴散器結構101還可以包括用於擴散電磁輻射的任何其他類型的結構。例如，至少一個擴散器結構101可以包括用於擴散電磁輻射的擴散材料層、用於擴散電磁輻射的區域和/或用於擴散電磁輻射的玻璃/塑料。在一些實施例中，印模100可以由配置為擴散電磁輻射的玻璃/塑料製成。
根據一個實施例，印模包括聚合物、聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane；PDMS)、環氧樹脂、矽酮和/或無機-有機混合聚合物印模。
例如，印模可以由聚合物、聚二甲基矽氧烷、環氧樹脂、矽酮和/或無機-有機混合聚合物印模製成。
印模100可以包括例如不同尺寸和形狀的二氧化矽或任何其他二氧化物奈米顆粒和/或微粒。也可以使用不同濃度的奈米顆粒/微粒。
印模100可以通過例如將諸如微米和/或奈米顆粒的擴散材料添加到液體材料中並將該液體材料澆鑄成期望的形狀來製造。該材料可以包括，例如，任何在澆鑄之前為液體形式的基於聚合物的材料。
圖2示出了一種用於壓印微影之方法的流程圖。
根據一個實施例，方法200包括提供具有可固化樹脂的晶圓(步驟201)，該可固化樹脂在晶圓上，其中該可固化樹脂是使用電磁輻射可固化的。
方法200還可以包括提供印模100(步驟202)。
方法200還可以包括通過將印模壓到樹脂上來將期望形狀從印模轉移到可固化樹脂上(步驟203)。
方法200還可以包括通過印模將電磁輻射發射到樹脂上來固化樹脂(步驟204)。
方法200還可以包括從可固化樹脂上移除印模。
方法200還可以包括使用圖案轉移製程(例如反應性離子蝕刻或一些其他蝕刻製程)將圖案從固化樹脂轉移到晶圓。
根據一個實施例，樹脂是紫外光可固化的，並且電磁輻射包括紫外光。
替代地，可固化樹脂可以通過一些其他類型的光固化，例如可見光或紅外光，並且電磁輻射可以包括那種類型的光。
根據一個實施例，印模中的微粒和/或奈米顆粒的尺寸大於電磁輻射的波長。
根據電磁輻射的波長，可能需要相應地配置微粒和/或奈米顆粒的尺寸。此外，印模中微粒和/或奈米顆粒的適當重量百分比也可能取決於電磁輻射的波長。
根據一個實施例，期望形狀包括用於光學繞射光柵的晶格結構。
替代地或額外地，期望的形狀可以包括任何其他組件的形狀，例如光學組件、繞射光學元件、微透鏡陣列、波導、晶圓光學組件、擴散器和/或奈米/微米結構。
圖3示出了一種用於壓印微影的布置的示意圖。
根據一個實施例，布置300包括一種用於保持晶圓302的結構301，在晶圓302上具有可固化樹脂303，其中可固化樹脂303可使用電磁輻射304固化。
晶圓302也可以稱為基板或類似物。
布置300還可以包括印模100，用於在將印模100壓到樹脂303上時將期望形狀從印模100轉移到可固化樹脂303上。
布置300還可以包括電磁輻射源305，用於在印模100被壓到樹脂303上時通過印模100將電磁輻射304發射到樹脂303上來固化樹脂303。
在印模100已經被壓到可固化樹脂303上並且樹脂303已經被固化之後，可以移除印模100。因此，圖案被轉移到固化樹脂303。
圖案轉移製程，例如反應性離子蝕刻或一些其他蝕刻製程，可用於將圖案從樹脂303轉移到晶圓302。
布置300還可以包括其他組件/結構。例如，布置300可以包括用於將印模100壓到可固化樹脂303上和/或用於從可固化樹脂303移除印模100的組件。
根據一個實施例，布置300還包括用於將印模100壓到樹脂303上的按壓裝置。
根據一個實施例，布置300還包括用於在樹脂303已經固化之後從樹脂303移除印模100的移除裝置。
本文給出的任何範圍或裝置值都可以擴展或改變而不失去所尋求的效果。除非明確禁止，否則任何實施例都可以與另一個實施例組合。
儘管已經用特定於結構特徵和/或動作的語言描述了標的，但是應當理解，所附申請專利範圍中定義的標的不一定限於特定的特徵或如上所述的動作。相反，上述具體特徵和動作是作為實施申請專利範圍的示例而揭露的，並且其他等同特徵和動作旨在落入申請專利範圍的範圍內。
將理解，上述益處和優點可涉及一個實施例或可涉及數個實施例。這些實施例不限於解決任何或所有所述問題的那些實施例或具有任何或所有所述益處和優點的那些實施例。還應當理解，對“一個”項目的引用可以指那些項目中的一個或多個。
上述任何實施例的態樣可以與所描述的任何其他實施例的態樣組合以形成進一步的實施例而不失去所尋求的效果。
術語“包括”在本文中用於表示包括所識別的方法、塊(block)或元件，但是這樣的塊或元件不包括排他性列表並且方法或設備可以包含額外的塊或元件。
應當理解，以上描述僅以示例的方式給出，並且本技術領域中具有通常知識者可以做出各種修改。上述說明、示例和數據提供了示例性實施例的結構和使用的完整描述。儘管以上已經以一定程度的特殊性或者參考一個或多個單獨的實施例描述了各種實施例，但是本技術領域中具有通常知識者可以在不脫離本說明書的精神或範圍的情況下對所揭露的實施例進行多種修改。
100:印模
101:擴散器結構
102:圖案
Claims (13)
- 一種用於壓印微影的印模(100)，該印模定義可固化樹脂的期望形狀，其中，該印模對用於固化該可固化樹脂的電磁輻射至少部分透明，並且其中，該印模包括至少一個擴散器結構(101)，用於在該電磁輻射傳播通過該印模時，擴散該電磁輻射，其中，該至少一個擴散器結構(101)包括微粒和/或奈米顆粒。
- 如請求項1所述的印模(100)，其中，該印模包含0.1-5重量百分比的微粒及/或奈米顆粒。
- 如請求項1或2所述的印模(100)，其中，該微粒及/或奈米顆粒包括氧化物、二氧化物、二氧化矽、二氧化鈦、二氧化鋯、二氧化鉿、氧化鋁及/或氧化銦錫。
- 如請求項1至3中任一項所述的印模(100)，其中，該微粒及/或奈米顆粒的尺寸在500奈米-900微米的範圍內。
- 如請求項1至4中任一項所述的印模(100)，其中，該微粒及/或奈米顆粒包括以下至少一種：微米球及/或奈米球；微米柱及/或奈米柱；微米立方體及/或奈米立方體；核殼顆粒；奈米粉末顆粒；覆盆子狀顆粒；及/或棘顆粒。
- 如請求項1至5中任一項所述的印模(100)，其中，該印模包含聚合物、聚二甲基矽氧烷、環氧樹脂、矽酮及/或無機-有機混合聚合物印模。
- 一種用於壓印微影的方法(200)，該方法(200)包括：提供(201)具有可固化樹脂的晶圓，該可固化樹脂在該晶圓上，其中，該可固化樹脂可使用電磁輻射固化；提供(202)如請求項1至6中任一項的印模；通過將該印模壓在該樹脂上，將該期望形狀從該印模轉移(203)到該可固化樹脂上；以及通過該印模將電磁輻射發射到該樹脂上來固化(204)該樹脂。
- 如請求項7所述的方法(200)，其中，該樹脂可紫外光固化，並且該電磁輻射包括紫外光。
- 如請求項7或8所述的方法(200)，其中，該印模中之該微粒及/或奈米顆粒的尺寸大於該電磁輻射的波長。
- 如請求項7至9中任一項所述的方法(200)，其中，該期望形狀包括用於光學繞射光柵的晶格結構。
- 一種用於壓印微影的布置(300)，該布置包括：一種用於保持晶圓(302)的結構(301)，在該晶圓(302)上具有可固化樹脂(303)，其中，該可固化樹脂(303)可使用電磁輻射(304)固化；如請求項1至6中任一項所述的印模(100)，用於當該印模(100)被壓到該樹脂(303)上時，將該期望形狀從該印模轉移到該可固化樹脂(303)上；以及電磁輻射源(305)，用於在該印模(100)被壓到該樹脂(303)上時，通過該印模(100)將該電磁輻射(304)發射到該樹脂(303)上來固化該樹脂(303)。
- 如請求項11所述的布置(300)，進一步包括用於將該印模(100)壓到該樹脂(303)上的按壓裝置。
- 如請求項12所述的布置(300)，進一步包括用於在該樹脂(303)固化後，從該樹脂(303)移除該印模(100)的移除裝置。
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