TWI289731B - A system for forming a pattern on a substrate - Google Patents

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1289731 狄、發明說明： J：發明所屬技術領域3 發明背景 本文提出的實施例係有關用於壓印微影術之方法及系 5 統。更特定言之，實施例係有關用於微米及奈米壓印微影 術處理之方法及系統。 先前技術 現今使用光學微影術技術來製造微電子元件。然而， 咸信這些方法係達到其解析度的極限。因此，需要提供改 馨 1〇 良的微影術技術。 C發明内容3 發明概要 本發明描述一種用於在一基材上形成一圖案之系統， 其特點在於一耦合至一體部之細微定向系統，其便利模板 15與基材之間的相對旋轉運動同時盡量降低其間的平移性位 移藉以在一模板與基材之間建立及維持一平行之相對位置 性關係。在系統中亦包括一動作平台，一壓印頭及一液體 鲁 配送器及一光源。動作平台耦合至體部以沿著第一及第二 橫向軸線在基材與模板之間提供相對運動。壓印頭耦合至 20體部以沿著一對於第一及第二轴線呈橫向延伸之第三軸線 在模板與基材之間提供相對運動。液體配送器耦合至體部 以將一活化光可固化性液體配送至基材上。光源係受到連 接以使光衝擊在基材上，其中光經過選擇可使活化光可固 化性液體產生固體化。 6 1289731 在一實施例中，在屮招 ^ ^ 配置於-美材以 案狀模板的情形下來固化 配置於基材上的-可固化性液體，藉以 層。在-實施例中，-用於在一 圖案狀 系統係包括-壓印頭及_動^ / ®案狀層之 5住r 平台。壓印頭構成為可固持 1案純板。壓印頭亦包括-細微定向系統。細微定 向糸統可使圖案狀模板相對於一基材產、Λ 狀模板的-大致平行定向 &達成圖案 疋向。在一實施例中，細微定 係為一種當模板接觸-配置於基材上的液體時可使模板自 我矮正非平面性之被動系統。壓印頭n ):。力制器係麵合至模板且構成為可決二由配置= 固化性液想施加至模板之一阻力。繼合至， 動:平台。動作平台構成為可支撑住基材及在 板平行的平面中移動基材。 、 15 壓印微衫術系統亦包括一液體配送器。液體配送器可 麵合至騎頭或系統體部的一部分。液體配送器構成為可 化光可固化性液體配送至基材上。騎微影術系統 ,、 光予14輕合至圖案狀模板之光源。光源構成為可 在使用時將活化料·案狀模板料達可固化性液體 上。用於形成具有100奈米以下特性尺寸的特性之屢印微影 =統通常係對於溫度變化具有敏感性。當系統的溫度增 门寺切件(亦即用於支擇模板、基材及麼印微影術的其 他、件之組件)可能膨脹。支擇件的膨脹可能由於模板與基 材不對準而造成誤差。在一實施例中，支撐件由一具有低 熱膨脹係數(譬如小於约20ppmrc)的材料所構成。 20 1289731 為可I外印微影術系統可放置在—外殼中。外殼構成 中了抑^卜殼内大於約rc的溫度變異。—替代性實施例 液體配2微影術系統係包括-壓印頭、一動作平台、一 細微一力债測器及—活化光源。此實施例中，一 丄疋"糸統耗合至動作平台而非壓印頭。因此，改變基 達2相受壓印的基材部分與模板大致平行為止，藉以 位置:支=:此實施例中，壓印頭麵合至-位於-固定 —x I而動作平台構成為可使—基材在模板下沿 10 1鶴。壓印微顯纟_其触件大致係與其他 貫麵例之前文描述相同。 15 一知實知例中’ I印微景多術系統係包括-塵印頭、 及—作平口、一基材支撐件、—液體配送器、-力制器 印=1匕光源。壓印頭構成為可固持住一圖案狀模板。屢 :包括-細微定向系統。—實施例中，細微定向系統 種當模板接觸-配置於基材上的液體時可使模板自 2橋正非平面性之被動系統。㈣頭福合至-動作平台。 作平台構成為可在—大致與模板平行的平面中移動慶印 =基材輕合至一基材支揮件。基材支樓件構成為可在使 用時在一固定位置中固持住基材。壓印微影術系統的其他 組件大致係與其他實施例之前文描述相同。 實她例中壓印微影術系統係包括—壓印頭、 一動作平台、-基材支擇件、一液體配送器、一力侧器 及Γ活化光源。壓印頭構成為可固持住一圖案狀模板。壓 印頭麵合至一動作平台。動作平台構成為可在-大致與基 20 1289731 材平行的平面中移動壓印頭。基材麵合至-基材支擇件。 基材支撐件構成為可在使用期間在一固定位置中固持住基 材基材支撐件亦包括一細微定向系統。細微定向系統構 成為可改變基材的定向直到受壓印的基材部分及模板大致 5平行為jL墨印微影術系統的其他組件大致係與其他實施 例之前文描述相同。 部分實施例中，可設計一圖案狀模板藉以改善液體控 制田模板接觸到一配置於一基材上的液體時，液體將 傾向於覆蓋住-比液體原本覆蓋區域更大之基材區域。部 10分處理中，使液體留置在一由模板所界定之區域内將是有 利的方式。部分實施例中，一模板的適當設計將可抑止液 體流顯著地超過模板周邊。一圖案狀模板係包括一第一表 面以及形成於模板的一或多個圖案化區域中從第一表面往 一相對第二表面延伸之複數個凹部。凹部係界定複數個被 15壓印在基材上之特性。模板亦包括一沿著圖案化區域的周 邊形成之邊界。邊界形成為一從第一表面往第二表面延伸 之凹部。邊界深度係顯著地大於用以界定模板特性的凹部 之深度。包括邊界的圖案狀模板可使用於本文所述的任何 系統中。使用期間，使模板接觸一配置於基材的表面上之 20可固化性液體。由模板施加至基材之力量係可能造成基材 傾斜，特別是當模板靠近基材的一邊緣時尤然。一實施例 中，基材係耦合至一包括一基材傾斜模組之基材支撐件。 基材傾斜模組係構成為可在使用期間校準基材表面的 傾斜度。此外，基材傾斜模組構成為可當壓力施加在基材 1289731 上時藉由傾斜模組的彈性來抑止基材的傾斜 併入—可在使用期間使基材產生動作之_平台2 一固定的基材支撐件中。本文更完整地描料些及其他實 施例。 、 5圖式簡單說明 第1圖顯示一用於壓印微影術之系統的一實施例； 第2圖顯示一壓印微影術系統外殼；

第3圖顯示一耦合至一壓印微影術系統之壓印微影術 頭的一實施例； 10 第4圖顯示一壓印頭的投影圖； 第5圖顯示一壓印頭的分解圖； 第6圖顯示一第一撓曲構件的投影圖； 第7圖顯示一第二撓曲構件的投影圖； 弟8圖顯示麵合在一起之第一及第二挽曲構件的投影 15圖；

第9圖顯示一耦合至一壓印頭的一預校準系統之細微 定向系統的投影圖； 第10圖顯示一預校準系統的橫剖視圖； 第11圖顯示一撓曲系統的示意圖； 2〇 第12圖顯示一壓印微影術系統的一壓印頭及一動作平 台之投影圖； 第13圖顯示一液體配送系統的示意圖； 第14圖顯示一壓印頭之投影圖，其中壓印頭具有一光 學耦合至壓印頭之光源及攝影機； 10 1289731 第15及16圖顯示一液滴與一模板的一部分之間的一介 面之側視圖； 第17圖顯示用於在模板周邊拘限液體之模板的第一實 施例之橫剖視圖； 5 第18圖顯示用於在模板周邊拘限液體之模板的第二實 施例之橫剖視圖； 第19A-19D圖顯示一模板接觸一配置於一基材上的液 體之步驟順序的橫剖視圖； 第20A-20B圖分別顯示一具有複數個圖案化區域之模 10 板的俯視圖及橫剖視圖； 第21圖顯不一剛性模板支撐系統的投影圖，其中剛性 模板支撐系統係耦合至一壓印頭的一預校準系統； 第22圖顯示-輕合至— χ_γ動作纽之壓印頭； 第23A-23F圖顯示一負壓印微影術處理的橫刻視圖； 15 帛24A_24D圖顯不_具有一轉移層的負壓印微影術處 理之橫剖視圖； 正壓印微影術處理的橫剖視圖； 具有一轉移層的正壓印微影術處

第25A-25D圖顯示一 第26A-26C圖顯示一 理之橫剖視圖； 20 第27A-27D圖顯示一 橫剖視圖； 組合的正及負壓印微影術處理之 第28圖顯示一^ 裝置的示意圖； 第29圖顯示一 疋位於一模板及基材上之光學對準測量 使用對準標記藉自料她看及再聚焦 11 1289731 來决定-模板相對於一基材之對準的示意圖； " 第30圖顯示一使用對準標記及偏光濾片來決定一模板 相對於一基材之對準的示意圖； $ 第31圖顯示由偏光線形成之一對準標記的俯視圖； 第32A-32C圖顯示施加至一基材之可固化性液體的圖 案之俯視圖； 第33A-33C圖顯示在固化後從一基材移除一模板之示 意圖； 第34圖顯示可供以電場為基礎的微影術使用之一定位 肇 10在一基材上的模板之一實施例； 第35A-35D圖顯示一利用與一模板接觸來形成奈米尺 度結構之處理的第一實施例； 第36A-36C圖顯示一用於形成奈米尺度結構而不與模 板接觸之處理的第一實施例； 15 第37A_37B圖顯示一包括一配置於一非傳導基部上的 連續圖案狀傳導層之模板； 第38圖顯示一具有一基材傾斜模組之動作平台； 修 第39圖顯示一具有一基材傾斜模組之動作平a · 第40圖顯示一基材支撐件的示意圖； 20 第41圖顯示一包括一配置於一基材支揮件下方的壓印 頭之壓印微影術系統的示意圖。 C實施方式3 發明詳細描述 此處提出的實施例一般係有關用於製造小元件之系 12 1289731 5 10 15 統、裝置及相關處理。更 有_印微影術之純、裝置^目：處提出的實施例係 這些實施例將次刚及㈣處理。譬如，可使用 基材上。應瞭解這巧ttt —諸如半導體晶圓等 列其他種類的元件：用 个㈣下 光學元株佩W 、、枓儲存之圖案狀磁性媒體、微 先千-件、微機電系統、生物 元件及X射線光學元件。 化子取及反應 麼印微影術處理已經展現出 招樸結構之f彡傻3料其表面上的 鸟傻y 複製高解析度(次50奈米） :像之此力。可在製造微好元件、光學元件、m難、 裝置、储存應用的圖案狀磁性媒體等將基材進行圖案 化時使用壓印微影術。在製造諸如微透鏡及T閘結構等立體 結構時’壓印微影術技術可能優於光學微影術。一壓印微 影術系統的組件係經過設計藉以適當地容納一可重覆的處 里/、中此等組件係包括模板、基材、液體及可能影響系 統中包括但不限於表面能、介面能、哈馬可(Hamacker)常 數、凡德瓦力、黏度、密度、不透明度等物理性質之任何 其他材料。

用於壓印微影術之方法及系統係揭露於發證予威爾森 20 (Willson)4人名為“步進及快閃壓印微影術，，的美國專利案 6,334,960號，且此案以引用方式併入本文中。額外的用於 壓印微影術之方法及系統係進一步論述於以下美國專利申 請案：2001年7月π日名為“用於壓印微影術處理之自動流 體配送方法及系統，，的美國專利申請案09/908,455號；2001 13 1289731 年7月16日名為“用於壓印微影術之高解析度覆層對準方法 及系統’’的美國專利申請案〇9/907,512號；2001年8月1日名 為“可供壓印微影術處理使用在一透明模板與基材之間進 行高精度間隙定向感應之方法”的美國專利申請案 5 〇9/920,341號；2001年8月21日名為“以撓曲為基礎之巨觀動 作平移平台”的美國專利申請案09/934,248號；2000年10月 27日名為“用於壓印微影術處理之高精度定向對準及間隙 控制平台”的美國專利申請案09/698,317號；2001年1〇月12 日名為“用於室溫、低壓微米及奈米壓印微影術之模板設 10 計”的美國專利申請案09/976,681號；2002年5月1日發證予 琺森(Voison)名為“用於製造一微影術模板之方法，，的美國 專利申請案10/136，188號；及2001年5月16日發證予威爾森 (Willson)等人名為“利用電場以光可固化性組成物製造奈 米尺度圖案之方法及系統”之美國專利申請案，上述各案均 15 以引用方式併入本文中。其他方法及系統係論述於下列公 開案中，且皆以引用方式併入本文中：“用於步進及快閃壓 印微影術之定位平台的設計”，B.J·崔，S.強森，M.柯奔，s.V. 司潤凡森，C.G.威爾森（B.J.Choi，S.Johnson，M.Colburn， S.V.Sreenivasan，C.G·Willson)，精密工程期刊（J. 〇f precisi〇n 20 Engineering);"利用奈米壓印微影術製成之大區域高密度量 子化磁碟” W·吳，B·邱，X.Y.孫，W·張，L.莊，S.Y.周（W.Wu， B.Cui，X.Y.Sun，W.Zhang，L.Zhuang，S.Y.Chou)，j.Van Sci

Technol B 16 (6) 3825-3829 Nov-Dec 1998 週期性聚合物 微柱陣列之微影引發式自行組裝”S.Y·周，L，張 1289731 (S.Y.Chou，L，Zhang)，J.Van Sci Tech B 17 (6) 3197-3202, 1999 ;及“使用電場之嵌段共聚物薄膜中的大面積分域對 準’’ P·曼斯基，J·迪洛屈，J·梅司，M·匹茲拉立司，τ·莫克維，H. 捷格，T·羅素（RMansky，J.DeRouchey，J.Mays，M.Pitsilalis， 5 T.Morkved，Η·Jaeger，T.Russell)，Macromolecules 13, 4399 (1998) 〇 第1圖顯示一用於壓印微影術之系統39〇〇的一實施 例。系統3900包括一壓印頭3100。壓印頭31〇〇安裝至一壓 印頭支撐件3910。將壓印頭3100構成為可固持住一圖案狀 1〇模板3700。圖案狀模板3700包括複數個凹部，此等複數個 凹部係界定一即將壓印在一基材中之特性圖案。將壓印頭 3100或動作平台3600進一步構成為可在使用期間令圖案狀 模板3700移往及移離一受壓印的基材。系統39〇〇亦包括_ 動作平台3600。動作平台3600安裝至動作平台支撐件 15 3920。將動作平台3600構成為可固持住一基材且以一概呈 平面性動作沿著動作平台支撐件3920移動此基材。系統 3900進一步包括一耦合至壓印頭31〇〇之固化光系統35〇〇。 將活化光系統3500構成為可產生一固化光及使所產生的固 化光引導通過耗合至壓印頭31〇〇之圖案狀模板37〇〇。固化 2〇光係包括處於一適當波長以固化一可聚合液體之光。固化 光係包括紫外光、可見光、紅外光、墙_射及電子束韓 射。 @ 壓印頭支撐件3910由橋接支撐件393〇耦合至動作平台 支撐件3920。利用此方式將壓印頭31〇〇定位在動作平台 15 1289731 〇上方。麼印頭支撐件391〇、動作平台支樓件3·及橋 妾支揮件393〇此處合稱為系統“體部，，。系統體部的組件可 ‘、、、穩疋材料形成。熱穩定材料在室溫(譬如25。⑺具有小於 約10 ppm/t的熱膨脹係數。部分實施例中，構造材料可具 5有約l〇Ppm/t：3il小於！ ppm/t的熱膨脹係數。此等材料的 範例係包含碳化石夕、鐵的特定合金且其包括但不限於鋼與 錄的特定合金(譬如市售具_VAR⑧名稱的合金)及鋼、錄 ”鈷的特定合金(譬如市售具有super腑八⑽名稱的合 金）。此等材料的其他範㈣包含敎喊且其包括但祕 馨 1〇於ZER〇DUR®陶竟。動作平台支撐件3920及橋接支撐件 係輕5至-支撑台3940。支樓台3940對於系統39〇〇的 組件提供-大致無振動的支撐件。支撑台侧將系統39〇〇 隔離不又到環i兄振動（譬如由於力〇工、其他機具等造成）。動 作平口及振動隔離支撐台可構自加州爾況的新港公司 15 (Newport Corporation)。 本文所用的“X軸線，，係指行經橋接支撐件·之間的 軸線。本文所用的“γ軸線，，係指與乂軸線正交之轴線。本文 鲁 所用的“χ-γ平面，，係為一由X軸線與Y軸線界定之平面。本 文所用的Ζ轴線係指—條與χ_γ平面正交從動作平台支樓 20件3920前往星印頭支撐件391〇之轴線。一般而言，壓印處 理係包含使基材或壓印頭沿著一χ_γ平面移動直到基材相 對於圖案狀模板達成適當位置為止。模板或動作平台沿著Ζ 軸線的移動係將圖案狀模板帶到一可使圖案狀模板與一配 置於基材的一表面上之液體之間發生接觸之位置。 16 1289731 系統3900可放置在一外殼3960中，如第2圖所示。外殼 3960包圍住壓印微影術系統3900且對於微影術組件提供一 熱及空氣障壁。外殼3960係包括一可移式取及板3962，如 第2圖所示當移至一“開啟，，位置時，可移式取及板3962可供 5取及壓印頭及動作平台。當位於一“關閉，，位置時，系統3900 的組件至少部份地與室大氣呈隔離。取及板3962亦作為熱 障壁藉以降低室内溫度變化對於外殼3960内的組件溫度之 影響。外殼3960包括一溫度控制系統。使用一溫度控制系 統來控制外殼3960内的組件溫度。一實施例中，將溫度控 10制系統構成為可抑制大於約1°C的溫度變異。部分實施例 中，一溫度控制系統可抑制大於約〇 l°C的溫度變異。一實 施例中’可使用調溫器或其他溫度測量裝置連同一或多個 風扇使外殼3960維持一大致固定的溫度。 各種使用者介面亦可出現在外殼3960上。一電腦控制 15式使用者介面3694可耦合至外殼3960。使用者介面3964可 顯示操作參數、診斷資訊、工作進展及與被密閉的壓印系 統3900運作相關之其他資訊。使用者介面3%4亦可接收操 作員指令以變更系統3900的操作參數。一階台支撐件3966 亦可耦合至外殼3960。階台支撐件3966在一壓印微影術處 20理期間係可供操作員使用藉以支撐基材、模板及其他設 備。部分實施例中，階台支撐件3966可包括一或多個用於 固持住一基材之凹口 3967(譬如，一用於半導體晶圓之圓形 凹口）。階台支撐件3966亦可包括一或多個用於固持一模板 之凹口 3968。 1289731 可依據壓印微影術系統設計實行用途之處理而定，提 供額外的組件。譬如，可將包括但不限於自動晶圓載入器、 自動模板載入器及一前往匣載入器的介面（皆未圖示）之半 導體處理設備耦合至壓印微影術系統3900。 5 第3圖顯示一壓印頭31 〇〇的一部分之一實施例。壓印頭 3100包括一預校準系統31〇9及一耦合至預校準系統之細微 定向系統3111。模板支撐件3130耦合至細微定向系統 3111。將模板支撐件3130設計成為可支撐一模板3700及將 模板3700耦合至細微定向系統3111。 10 參照第4圖，一用於構成預校準系統3109的一部分之碟 形撓曲環3124係耦合至壓印頭殼體3120。壓印頭殼體3120 係由導軸3112a、3112b耦合至一中間框架3114。一實施例 中’可使用三個導軸（第4圖看不見背導轴）來對於殼體3120 提供一支撐件。使用沿著中間框架3114耦合至對應導軸 15 3112a、3112b之滑件3116A及3116B，以利殼體3120進行上 下動作。一碟形基板3122耦合至殼體3120的底部。基板3122 可耦合至撓曲環3124。撓曲環3124係支撐住包括第一撓曲 構件3126及第二撓曲構件3128等細微定向系統組件。撓曲 構件3126、3128的操作及組態詳細描述於下文中。 20 第5圖顯示壓印頭3100的分解圖。如第5圖所示，致動 态3134a、3134b、3134c固定在殼體3120内且耦合至基板 3122及撓曲環3124。操作時，致動器313如、3134b、3134c 的動作係控制撓曲環3124之運動。致動器313如、3134b、 3134c的動作可容許進行粗糙的預校準。部分實施例中，致 1289731 動器3134a、3134b、3134c可沿殼體3120等距分隔。致動器 3134a、3134b、3134c及撓曲環3124共同形成預校準系統。 致動器3134a、3134b、3134c可允許撓曲環3124沿著Z轴線 平移以精確地控制間隙。 5 壓印頭3100亦包括一能夠使模板3700具有細微的定向 控制之機構，藉以可達成適當的定向對準且可由模板相對 於一基材表面維持一均勻的間隙。一實施例中，分別利用 第一及第二撓曲構件3126及3128來達成對準及間隙控制。 第6及7圖分別更詳細地顯示第一及第二撓曲構件3126 10 15 20 及3128的實施例。如第6圖所示，第一撓曲構件3126係包4 複數個耦合至對應剛性體部3164及3166之撓曲接合^ 3160。撓曲接合部316〇可為缺口形以供剛性體部MM 2 3166繞著沿撓曲接合部最細剖面之樞轉軸線產生動作。$ 曲接合部3160及剛性體部3164共同形成臂3172，而額外点 撓曲接合部3160及剛性體部3166共同形成臂3174。臂3n 及3174係耦合至第一撓曲框架3170且自其延伸。第一撓y 框架3170具有-開σ3182,可使固化光(譬如紫外光)通過】 一挽曲構件3126。在圖示實施射，四個撓曲接合部316 可使第-撓曲框架317G繞著—第—^向軸線318〇產生童 2然而應瞭解，可使用更多或更少個撓曲接合部來心 ^要的控制。如第嶋示，第_撓曲構件仙經由第_ 疋曲框架317_合至第二撓曲構件3128 ⑽亦包括兩麵合構弟撓曲構+ 冊18及3186輕合構件遍及318 彳用任何適當的緊固裝置使麵合構件附接

19 1289731 3124之開口。耦合構件3184及3186如圖所示經由臂3172及 3174耦合至第一撓曲框架3170。 第二撓曲構件3128包括一對從第二撓曲框架3206延伸 之臂3202及3204，如第7圖所示。撓曲接合部3162及剛性體 5部3208共同形成臂3202，而額外的撓曲接合部3162及剛性 體部3210共同形成臂3204。撓曲接合部3162可為缺口形以 供剛性體部321 〇及3204繞著沿撓曲接合部的最細剖面之樞 轉軸線產生動作。臂3202及3204係耦合至模板支撐件3130 且自其延伸。將模板支撐件3130構成為可固持及扣持一圖 10案狀模板的至少一部分。模板支撐件3130亦具有一開口 3212，可使固化光（譬如紫外光)通過第二撓曲構件3128。在 圖示實施例中，四個撓曲接合部3162可使模板支撐件3130 繞著一第二定向軸線3200產生動作。然而應瞭解，可使用 更多或更少個撓曲接合部來達成所需要的控制。第二撓曲 15構件3128亦包括拉條3220及3222。拉條3220及3222包括可 使拉條附接至第一撓曲構件3126部分之開口。 一實施例中，第一撓曲構件3126及第二撓曲構件3128 係如第8圖所示接合以形成細微定向段3111。拉條322〇及 3222麵合至第一撓曲框架3170使得第一撓曲構件3126的第 20 一定向轴線3180及第二撓曲構件的第二定向軸線3200大致 彼此正交。此組態中，第一定向軸線3180及第二定向軸線 3200係在模板支撐件3130中一圖案狀模板37〇〇的大約中心 區域上於一樞點3252交會。第一及第二撓曲構件的此種耦 合作用可在使用期間使圖案狀模板3700具有間隙控制及細 1289731 微對準。雖然將第-及第二挽曲構件顯示為分離的元件， 應注意第-及第二撓曲構件可由將挽曲構件整合在一起之 單一加工元件所形成。撓曲構件3126及3128係藉由將表面 對接加以搞合使得圖案狀模板删的動作繞著樞點3252發 5生，而在壓印微影術之後顯著地降低了可能剪切被壓印特 性之“擺動”及其他動作。細微定向段係藉由撓曲接合部之 選擇性拘限的高結構性勁度來傳遞模板表面上可忽略之橫 向動作以及繞著模板表面的法向之可忽略的扭轉動作。特 別是當與摩擦接合部比較時，使用本文描述的挽曲構件之 1〇另-優點係為其不會產生大量顆粒。由於顆粒可能擾亂此 等處理，這對於壓印微影術處理提供了一種優點。 第9圖顯示麵合至預校準系統之經組裝的細微定向系 統。圖案狀模板3700係位於身為第二撓曲構件3128一部分 之模板支撐件3130内。第二撓曲構件3128以一大致正交的 15疋向搞合至第一撓曲構件3126。第一撓曲構件3126經由耦 合構件3186及3184耦合至撓曲環3124。如同已在上文出現 之描述，撓曲環3124耦合至基板3122。 第10圖代表預校準系統經由橫剖面3 26〇觀看之橫剖視 圖。如第ίο圖所示，以致動器3134將撓曲環3124耦合至基 20板3122。致動态3134包括一端點3270，且此端點3270耦合 至一與撓曲環3124接觸之力偵測器3135。在使用期間，致 動器3134的啟動係造成端點3270移往或移離撓曲環3124。 端點3270朝向挽曲ί辰3124之移動係引發挽曲環的變形且造 成細微定向糸統沿著Ζ轴線朝向基材平移。基部3270遠離挽 21 1289731 曲環之移Μ使減曲環㈣成為料始雜且在處理_ 將細微定向平台移離基材。 、在—典型的壓印處理中，如同前圖所描述，模板配置 於一耦合至細微定向系統之模板固持件中。使模板與位於 士基材的一表面上之一液體產生接觸。當模板靠近基材 時，基材上之液體的壓縮作用係造成液體將一阻力施加在 模板上。如第9及10圖所示，此阻力平移通過細微定向系統 且到達撓曲環3124。相對於撓曲環3124施加的力量亦將平 移成為對於致動器3134的一阻力。可利用力感應器3135來 鲁 1〇決定出施加至一致動器3134的阻力。力感應器3135可耦合 至致動器3134，藉以決定及控制在使用期間施加至致動器 3135之一阻力。 苐11圖顯示一概標為3300之挽曲模型，可有效用以瞭 解一諸如本文描述的細微定向段等細微退耦定向平台之操 15作原理。撓曲模型3300可包括四個平行接合部：接合部i、 2、3及4，以在其標稱及旋轉組態中提供一四桿連桿系統。 線3310代表接合部1及2的一對準軸線。線3312代表接合部3 · 及4的一對準軸線。角度^^代表一通過模板37〇〇中心的垂 直軸線與線3312之間的角度。角度〇:2代表一通過模板370〇 20 中心的垂直軸線與線3310之間的角度。部分實施例中，選 擇角度α !及α 2藉以使得彈性的對準軸線（或定向軸線）大 致位於模板3700表面上。為了具有細微的定向變化，接合 部2與3之間的剛性體部3314可繞一條由點C描繪的轴線旋 轉。剛性體部3314可代表第二撓曲構件3128的模板支撐件 22 1289731 3130。 洲儆疋向糸統座生純秤的傾斜戴而在耦合至細微定 向系統之一模板的表面上並無顯著的橫向動作。利用撓性 臂可在不想要側邊動作或旋轉之方向中對於細微定向系統 5提供高勁度且在想要所需要的定向動作之方向中提供較低 的勁度。藉此，細微定向系統可使模板支撐件且因此亦使 核板繞著樞點旋轉，同時在一垂直於模板且平行於模板的 方向中提供充足的阻力以維持相對於基材的適當位置。利 用此方式，使用-被動定向系統將模板定向至相對於一模 10製的—平行定向。“被動”名稱軸—種無任何使用者或可 =Γ干預下發生之動作，亦即，系統藉由模板與 觸而自行繞正至一適當定向。亦可實行藉由馬達 來控制撓曲臂的動作以產生主動撓曲之替代性實施例。 15加以向平台的動作可藉由與液體的直接或間接接觸 〇十成為、兀者兩條定向軸線具有最 配置為彼此正交且配置在-位於細=平:= 印構件的壓印表面上。斜 代疋η十口上之堡 扭轉彈力值設定為相同。將=印構件，係將兩正交 ”在模板相對於一基材不平行設計成為 產生不平均的液歷力。可^曲構件係補償了模板上所 行此補償。並且，—如上、以超越量或無超越量來實 使液體固化的夠長時間2=定料台可在一段足以 夺住模板與基材之間大致 23 1289731 平行的定向。 β 第圖所*壓印頭3100安裝至壓印頭支撑件3910。 此實紅例中，將壓印頭Μ〇〇安裝成為可使得壓印頭隨時皆 θ在α定位置中。使用期間，藉由動作平台3刪對於基 5材進行沿Χ-Υ平面的所有運動。 使用動作平台3_來支擇—受壓印的基材且在使用期 間使基材沿著一 χ_γ平面移動。部分實施例中，動作平台能 夠以至少奈米的精確度、較佳約奈米的精確度將一 土材移動長達數百公厘的距離。__實施例中，如第㈣ Φ 10不’動作平台包括—耗合至滑架362〇之基材炎頭如〇。滑 木3 620在摩擦性軸承系統或一非摩擦性轴承系統上沿一 基部3630移動。一實施例中，使用一包括一空氣軸承的非 摩擦性轴承系統。在一實施例中，使用一空氣層（亦即“空 氣軸承，，)將滑架3620懸置於動作平台的基部·上方。可 15使用磁性或真空系統來對於空氣轴承位準提供一制衡力。 以磁性或以真空為基礎的系統均可購自許多供應商且可 在一壓印微影術處理中使用任何此等系統。一適用於壓印 # 微影術處理之動作平台的範例係為講自加州爾況的新港公 司（Newport Corporati〇^Dynam γχ動作平台動作平台 亦可包括-類似於校準平台之梢部傾斜平台且其設計可 使基材對於ΧΥ動作平面呈大約平放狀。其亦可包括一或多 個Wtheta)平台以將基材上的圖蚊向至χγ動作轴線。 系、、先3900亦包括一用於將一可固化性液體配送至—基 材上之液體配送系統。液體配送系統輛合至系統體部。一 24 1289731 實施例中，一液體配送系統耦合至壓印頭3100。第3圖顯示 從壓印頭3100的覆蓋件3127延伸出之一液體配送系統的液 體配送頭2507。液體配送系統3125的各種組件可配置於壓 印頭3100的覆蓋件3127中。 5 第13圖顯示一液體配送系統的示意圖。一實施例中， 一液體配送系統包括一液體容器2501。將液體容器2501構 成為可容納一活化光可固化性液體。液體容器2501經由入 口導管2502耦合至一泵2504。一入口閥2503位於液體容器 2501與泵2504之間以控制通過入口導管2502的流動。泵 鲁 10 2504經由出口導管2506福合至一液體配送頭2507。 將液體配送系統構成為可對於配送至一下方基材上的 液體量具有精密之容積控制。一實施例中，利用一壓電閥 作為泵2504來達成液體控制。壓電閥可購自康乃迪克州魏 斯布魯克的李公司（Lee Company)。使用期間，經由入口導 15管2502將一可固化性液體抽入泵2504中。當一基材適當地 定位於下方時，將泵2504啟動以強迫一預定容積的液體通 過出口導管2506。液體隨後配送通過液體配送頭2507到達 修 基材上。此實施例中，藉由泵2504的控制達成液體容積控 制。藉由將泵從開啟狀態快速切換至關閉狀態，可使得一 20控制量的液體送到配送頭2507。將泵2504構成為可配送小 於約1微升(μί)容積的液體。泵2504的操作可使液體滴或使 一連續液體圖案配送至基材上。藉由泵從開啟狀態快速地 循環至關閉狀態來施加液體滴。將泵留在開啟狀態中且使 基材在液體配送頭底下移動藉以在基材上產生一液體物 25 1289731 流0 另一實施例中，可利用液體配送頭2507達成液體容積 控制。此系統中，使用泵2504將一可固化性液體供應至液 體配送頭2507。利用一液體配送致動器來配送可精確地指 5 定容積之小滴液體。液體配送致動器的範例係包括微電磁 線圈閥或壓電致動配送器。壓電致動配送器可購自德州普 蘭諾的微#布技術公司（MicroFab Technologies，Inc.)。將液 體配送致動器併入液體配送頭中以供控制液體配送之用。 將液體配送致動器構成為可以在每滴配送液體中配送約50 10 PL至約1〇〇〇 pL的液體。一種具有一液體配送致動器的系統 的優點係包括更快的配送時間及更精確的容積控制。液體 配送系統進一步描述於2〇〇1年7月17日名為“用於壓印微影 術處理之自動流體配送的方法及系統，，之美國專利申請案 09/908,455號，此案以引用方式併入本文中。 15 利用線性編碼器（譬如外露的線性編碼器）來決定出模 板及基材位置的粗糙判定。編碼器提供〇〇1微米左右的粗 链測里。線性編碼器包括一麵合至移動物件之秤具及一麵 合至體部之讀取器。秤具可由包括玻璃、玻璃陶瓷及鋼等 各種材料形成。秤具包括數種標記以供讀取器決定出移動 20物件的相對或絕對位置。#具藉由此技術習知的裝置麵合 至動作平台。一讀取器耦合至體部且光學性耦合至秤具。 貝苑例中，可使用一外露的線性編碼器。將編碼器構成 為可决定出動作平台沿著單一軸線或位於一二轴線平面中 之位置。一外露的二軸線線性編碼器之範例係為講自依利 26 1289731 諾州香堡的海登漢公司（Heidenhain Corporation)的PP機型 編碼器。一般係將編碼器内建在許多市售的X-Y動作平台 中。譬如，構自新港公司（NewportCorp.)的DynamYX動作 平台具有一内建在系統中之二軸線編碼器。 5 亦使用一線性編碼器來決定出模板沿著Z軸線之粗糙 位置。一實施例中，可使用一外露的線性編碼器來測量模 板的位置。一實施例中，線性編碼器的一秤具耦合至壓印 頭的預校準環。或者，秤具可直接耦合至模板支撐件3130。 讀取器耦合至體部且光學性耦合至秤具。利用編碼器沿著Z · 10 軸線決定出模板的位置。 一實施例中，如第3圖所示，一空氣錶計3135可耦合至 壓印頭3100。使用空氣錶計3135來決定一配置於一動作平 台上之基材是否大致平行於一參考平面。本文所用的“空氣 錶計”係指一種用於測量一導往一表面的空氣流壓力之裝 15 置。當一基材配置於空氣錶計3135的一出口底下時，基材 相距空氣錶計3135出口之距離將影響空氣錶計所感應之壓 力。一般而言，基材愈遠離空氣錶計，則壓力愈小。 ® 此組態中，可使用空氣錶計3135來決定基材表面與空 氣錶計之間的距離所導致之壓力差異。藉由將空氣錶計 20 3135沿基材表面移動，空氣錶計係決定出各測量點上之空 氣錶計與基材表面之間的距離。藉由比較各測量點上之空 氣錶計與基材之間的距離來決定出基材相對於空氣錶計之 平面性程度。利用基材及空氣錶計上至少三點之間的距離 來決定出一基材是否為平面性。若距離大致相同，則基材 27 1289731 視為平面性。基材與空氣錶計之間測得距離之顯著差異係 代表基材與空氣錶計之間具有一種非平面性關係。此非平 面性關係可能由基材的非平面性或基材的傾斜所造成。在 使用之前矯正基材的傾斜以在基材與模板之間建立一平面 5性關係。模板係使用附接至Y X平台之梢部傾斜平台。適當 的二氣錶δ十可賭自塞乃司公司（senex )。 在使用空氣錶計期間，將基材或模板放置在空氣錶計 的測量範圍内。可藉由壓印頭的z轴線動作或動作平台的2 轴線動作來達成基材朝向空氣錶計的動作。 10 在一壓印微影術處理中，將一光可固化性液體配置於 基材的一表面上。使一圖案狀模板接觸光可固化性液體且 將活化光施加至光可固化性液體。本文所用的“活化光，，係 指可影響化學變化之光。活化光可包括紫外光(譬如具有約 200奈米至約400奈米波長之光）、光化光、可I光或紅外 I5光。-般係將能夠影響化學變化之任何光波長歸類為活化 性。化學變化可以多種形式顯現。化學變化可能係包括但 不限於任何會造成聚合或交聯反應發生之化學反應。在一 實施例中，活化光係在抵達組成物之前穿過模板。利用此 方式光可口化性液體係固化以形成與模板上所形成的結 20 構呈互補之結構。 部分實施例中，活化光源3500係為-能夠產生具有約 200示米至440G奈米波長的光之紫外光源。活化光源％⑻ 如第1圖所示光學性輕合至模板。一實施例中，活化光源 3500位置鄰近於壓印頭31⑽。壓印頭侧包括一鏡面 28 1289731 3121(顯示於第4圖，其從活化光源將光反射至圖案狀模 板）。光係穿過壓印頭3100體部中的一開口且被鏡面3121反 射朝向3700。利用此方式，活化光源係輻照一圖案狀模板 而不配置於壓印頭31〇〇中。 5 大部份的活化光源係在使用期間產生大量的熱。若活 化光源3500太靠近壓印系統3900，來自光源的熱量將朝向 壓印系統體部輻射且可能造成體部部分的溫度增高。因為 許多金屬在加熱時會膨脹，壓印系統的體部部分溫度增高 可能會造成體部膨脹的擴大。此膨脹作用可能在製造次1〇〇 10奈米特性時影響到壓印系統的精確度。 一實施例中，活化光源相距體部具有一段充足距離， 使得系統體部藉由活化光源3500與壓印頭3100之間的中介 空氣而與活化光源3500產生的熱量呈絕緣。第14圖顯示一 光學性耦合至壓印頭3100之活化光源3500。活化光源3500 15 包括一用於將一光源產生的光往壓印頭3100投射之光學系 統3510。光從光學系統3510經由開口 3123通入壓印頭3100 内。光隨後係藉由配置於壓印頭内的鏡面3121反射往一耦 合至壓印頭3100之模板（見第4圖）。利用此方式，光源與體 部呈熱性絕緣。一適當光源可購自加州聖塔克拉樂的OAI 20 公司。 可將一或多個光學測量裝置耦合至壓印頭3910及/或 動作平台3920。一般而言，光學測量裝置係為可決定一模 板相對於一基材的位置及/或定向之任何裝置。 參照第14圖，經由模板將光學成像系統3800光學性耦 29 1289731 合至壓印頭。光學成像系統3800包括一光學成像裝置3810 及一光學系統3820。在一實施例中，光學成像裝置381〇係 為一CCD顯微鏡。光學成像系統3800經由壓印頭光學性耗 合至模板。當基材配置於圖案狀模板底下時，光學成像系 5 統3800亦光學性搞合至一基材。如本文所描述，使用光學 成像系統3800來決定一圖案狀模板與一下方基材之間的放 置誤差。一實施例中，鏡面3121(顯示於第4圖）係可在壓印 頭内移動。在一對準或光學檢視處理期間，鏡面3121移出 光學成像系統的光學路徑外。 10 在使用一光學對準裝置期間，將基材或模板放置在空 氣光學成像系統的測量範圍（譬如視野）内。可藉由壓印頭的 Z軸線動作或動作平台的z軸線動作來達成基材朝向光學成 像系統之動作。 如前文所描述，一光可固化性液體放置在一基材上， 15且在一壓印微影術處理期間使一模板接觸到光。可固化性 液體係為一種低黏度液體單體溶液。一適當溶液可具有約 ο·〇 1厘泊（cp)至約100厘泊的黏度(在25它測量）。對於高解析 度（譬如次100奈米）結構需要低黏度。低黏度亦導致更快速 的間隙關閉。此外，低黏度導致低壓時間隙區域更快速的 20液體充填。特定言之，在次50奈米情境下，溶液黏度應處 於或低於約30厘泊，或更佳低於約5厘泊（在25ι測量 可在一壓印微影術處理中利用一低黏度光可固化性液 體來解決其他微影術技術所遇到之許多問題。低黏度光可 固化性液體的圖案化係利用低黏度光敏感性液體來解決熱 30 1289731 浮雕技術面臨的各項問題。亦使用一種厚、剛性、透明的 核板來提供更容易進行層與層對準之可能性。剛性模板一 般對於液體活化光及對準標記測量光皆為透明。 可固化性液體可由各種不同的聚合材料構成。一般而 5言，可採用任何的可光聚材料。可光聚材料可包括一種單 體”光引發劑之混合物。部分實施例中，可固化性液體可 包括一或多種市售負光阻材料。可由一適當溶劑來稀釋液 體光阻藉以降低光阻材料的黏度。 實施例中，一適當的可固化性液體係包括單體、矽 10化單^及引發劑。亦可包括交聯劑及二甲基錢烧衍生 物單體係包括但不限於丙稀酸醋及丙烯酸甲酉旨單體。單 體的fe例係包括但不限於丙埽酸丁醋、甲基丙稀酸醋、甲 基丙稀酉夂甲醋或其混合物。單體構成可固化性液體中約25 至5〇/0的重量。咸信單體可確保光引發劑在可固化性液體 中，、有適當溶解性。進-步咸信，單體在使用時提供了對 於—下方有機轉移層之黏附力。 、可固化性液體亦可包括-石夕化單體。石夕化單體一般係 為包括-石夕基團之可聚合的化合物。石夕化單體的分類係包 =不限於魏稀㈣基及魏甲基丙烯醯基魅物。特 20定範例係包括甲基丙稀酿基两基三(三_甲基甲石夕院氧基㈣ 甲境及(3-丙烯醯丙基)三(三-甲基甲石夕院氧基)_石夕甲烧。石夕 化單體可具有25至50%重量之出現量。可固化性液體亦可 已括〜甲基石夕氧烧街生物。二甲基石夕氧烧衍生物的範例係 包括但不限於（丙_丙基）甲基錢燒二甲基㈣烧共聚 31 1289731 甲基 物、丙烯醯丙基甲基矽氧烷均聚物、及以丙烯醯蠕化之聚 一甲基矽氧烷。二甲基矽氧烷衍生物具有約〇至5〇%重量之 出現量。咸信矽化單體及二甲基矽氧烷衍生物可辦於固化 液體賦予高的氧蝕刻抵抗性。此外，矽化單體及二甲基矽 氧烷衍生物兩者咸信可降低固化液體的表面能，因此提古 了拉板從表面釋放之能力。此處列出的矽化單體及 石夕氧垸衍生物皆可購自吉樂司特公司（Gelest，Inc )。

可採用能引發自由基反應的任何材料作為引發劑。為 了以活化光來固化可固化性材料，引發劑較佳係為一光引 10發劑。引發劑的範例係包括但不限於α-羥基酮（譬如， 羥基環己基二苯酮，由汽巴嘉基(ciba_Geigy)專用化學物部 門以Irgacure 184銷售），及醯基氧化膦引發劑（譬如丨_亨尼 (henyl)雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基）氧化膦，其由汽巴嘉基 (Ciba-Geigy)專用化學物部門以irgaciire 819銷售。

可固化性液體亦可包括一交聯劑。交聯劑係為包括兩 或更多個可聚合基團之單體。一實施例中，可使用多官能 矽氧烷衍生物作為交聯劑。多官能矽氧烷衍生物的一範例 為1，3-雙(3-甲基丙烯酿丙基)_四甲基二石夕氧烧。 一範例中，一可固化性液體可包括一種含有5〇%重量 2〇 的正丁基丙烯酸酯及50%重量的（3-丙烯醯丙基）三_三甲基 矽氧烷-矽甲烷之混合物。可對於此混合物添加3%重量的 1:1 Irgacure 819及Irgacire 184以及5%的交聯劑匕^雙^一甲 基丙烯醯丙基)-四甲基二矽氧烷之混合物。此混合物的黏度 在約25°C測量時係小於30厘泊。 32 1289731 5 10 15 I替錄實_巾，π恤紐 產生光劑及-驗產生光劑所形成。單體的範例酸 =_聚合物及環氧樹脂。酸產生光劑係為：L: 先處理時釋出社化合物。 / . 土土 w自夂肿惟化單艚的取人 悉此技術者瞭解，此等酸產生添加劑及二 添加劑係依據單體及所需要_定條件而定。 射且又有^酸產生添加劑經過選擇賴於第-波長又】的輕 “發感第一波長λι在部分實施例中係位於可見光 外光(近υν)乾圍中。譬如，部分實行方式中，第-=λι經過選擇大約為_奈錢更大。亦將-驗產生光 =添加至單體。驗產生光射在靠近難时面處抑制ΐ :之固化。驗產生光劑可對於第二波長λ2的輕射具有敏感 對於第一波長l的輕射為惰性。並且，第二波長λ2 應丄，擇可使传第二波長的姉主要在與模板的介面上 單體表面處被吸收而不穿透深入可固化性液體中。譬 3 Ρ刀實仃方式中，可使用-對於深UV範圍的波長又2 輻射具有敏姐之驗產生添加劑，S言之，可使用具有約 190-280奈米範圍波長的輻射。

20 根據—實施例，將一種包括單體、酸產生光劑及驗產 生光劑之可固化性液體沉積在一基材上 。使模板接觸到可 口化14液體。可固化性液體隨後大致同時地暴露於第一波 長又1及第—波長Ζ 2的輻射。或者，固化液體可暴露於第二 、2的輕射，卩返後暴露於第一波長；^的輻射。藉由可固 液體暴路於第二波長λ2的輻射之作用，在接近與模板 33 1289731 的介面處產生過多的鹼。過多的鹼係具有將可固化性液體 暴露於第一波長又！的輻射所產生之酸予以中和之作用，藉 以防止酸將可固化性液體加以固化。因為第二波長λ 2的輻 射在可固化性液體中具有淺的穿透深度，該輻射產生的驗 5只阻止與模板的介面上或附近之可固化性液體發生固化。 可固化性液體的其餘部分係藉由暴露於穿透整體可固化性 液體之較長波長輻射（λ〗）而固化。名為“元件製造之非平面 性表面平面化，，美國專利案6,218,316號係描述了有關於此 處理的額外細節且以引用方式併入本文中。 1〇 另一實施例中，可固化性液體可包括一感光劑且其當 言如對於珠UV輪射暴光時將分解產生一或多種氣體，諸如 氫(h2)、氮(n2)、一氧化二氮(n20)、三氧化硫(so3)、乙块 (C2H2)、二氧化碳(C〇2)、氨(NH3)或甲烷(CH4)。可使用諸 如可見光或近UV等第一波長λ 1的輻射來固化可固化性液 15體，且可使用深UV輻射（又2)來產生一或多種上述氣體。氣 體的產生係在靠近固化液體與模板之間的介面處形成局部 壓力，以利模板從固化液體產生分離。美國專利案6,218,316 號描述有關於此處理之額外細節且以引用方式併入本文 中。 20 另一實施例中，一可固化性液體可由一種單體構成， 此單體係固化形成一可經由暴光予以分解之聚合物。一實 施例中，一具有雙重取代碳骨架之聚合物沉積在基材上。 在使模板接觸可固化性液體之後，可固化性液體暴露於第 一波長；I ι(譬如大於400奈米）的輻射及深UV範圍的第二波 34 1289731 長λ2輕射。第-波長的輻射係具有固化可固化性液體之作 · 用。當可固化性液體暴露於第二波長λ2時，裂解發生於取 代的碳原子上。s為深υν輻射未穿透深人可固化性液體， 聚合物只在靠近與模板的介面處分解。固化的液體之分解 5的表面係利於從模板分離。亦可採用利於聚合物光分解之 其他官能基團。美國專利案6,218,310號描述有關於此處理 之額外細節且以引用方式併入本文中。 各實施例中，使用包括但不限於下列處理來製造一壓 印微影術模板：光學顯影術、電子束微影術、離子束微影 10術、X射線微影術、極紫外線微影術、掃描探針微影術、聚 焦離子束打薄、干涉測量微影術、磊晶成長、薄膜沉積、 化學侧、電漿钱刻、離子打薄、反應性離子钱刻或上述 之組a。製造圖案狀模板之方法係描述於年$月1曰名 為發證予綠森(Voi_)名為“用於製造—微影術模板之方 1S法”之美國專利申請案10/136，188號，且此案以引用方式併 入本文中。 一實施例中，壓印微影術模板對於活化光大致呈透 鲁 明。模板包括一具有一下表面之體部。模板進一步包括位 於下表面朝向體部頂表面延伸之複數個凹部。凹部可具有 20任何適當的尺寸，但通常至少一部分的凹部具有小於約250 奈米的特性尺寸。 相對於壓印微影術處理而言，可能需考慮到模板的耐 久I*生及其釋放特徵。—實施例中，_模板由石英製成。可 使用其他材料來形成模板，其包括但不限於：石夕錯碳、氮 35 1289731 化鎵、=鍺、藍寶石、神化鎵Ww問氧 化物、一氧化矽或其組合。模板亦 紗mu , 於形成諸如對 ^ 測特性之材料。譬如，可_特性可由si〇x 形成，其中X小於2。部分實施例中，χ約為15。另一範例 中’可偵測特性可由純舞成。對於用來固化可聚合性 液體之光，Si〇x及削⑽皆呈光學透明。利用這些材料將 可使對準標記生成於模板上而不與下方基材的固化產生干 擾0

如珂文所提及，模板係由-表面加工材料進行加工以 10在模板表面上形成-薄層。將一表面加工處理最佳化以產 生一低表面能的塗層。利用此塗層來製備用於壓印微影術 之壓印模板。經加工的模板具有相對於未加工模板理想之 釋放特徵。未加工的模板表面擁有約65達因/公分或更大的 表面自由能。本文揭露的一加工程序係產生一表現出高耐 15久性之表面加工層。表面加工層的耐久性可使一模板使用 在許多次壓印而不必更換表面加工層。部分實施例中，表 面加工層係將25 C測出之下表面的表面自由能降低至小於 約40達因/公分’或在部分案例中降低至小於約2〇達因/公 分。 一實施例中，藉由烷基矽烷、氟烷基矽烷或氟烷基三 氯石夕烧與水之反應產物形成一表面加工層。此反應在圖案 狀模板的表面上形成一矽烧化塗覆層。譬如，矽烧化表面 加工層係由十三氟-1，1，2,2-四氫辛基三氯石夕烧與水之一反 應產物所形成。一表面加工層可利用一液相處理或一蒸氣 36 !28973i 相處理所形成。在一液相處理中，基材浸入一預形體及溶 劑的溶液中。在一蒸氣相處理中，經由一惰性載體氣體來 輪送一預形體。可能難以獲得一用於液相加工之純粹無水 溶液。在加工期間呈混合相（bulk phase)的水可能導致結塊 5 沉積，而不利於塗層的最後品質或覆蓋作用。在一蒸氣相 處理的實施例中，模板放置在一真空室中，隨後將室循環 清除以移除過多的水。然而，部分吸收的水仍留在模板的 表面上。然而，咸信需要少量的水來引發一用於構成塗層 之表面反應。咸信可由下式描述此反應： 鲁

10 R-SiCI3 + 3H20 => R-Si(OH)3 + 3HCI 為了利於反應，經由一溫度控制夾頭將模板帶到一所需要 的反應溫度。預形體隨後以一段指定時間饋送至反應室 中。依據特定預形體及模板基材組合來定製諸如模板溫 度、預形體濃度、流動幾何結構等反應參數。藉由控制這 15些條件來控制表面加工層的厚度。表面加工層的厚度保持 一最小值，以盡量減少表面加工層與特性尺寸之干擾。一 實施例中，形成一單層的表面加工層。 鲁 一實施例中，具有至少兩種與模板下表面上的凹部相 關之分離深度。第20A及20B圖分別顯示一圖案狀模板之俯 2〇視圖及杈剖視圖，此圖案狀模板係包括具有兩種深度之凹 邛。參第20A及20B圖，一模板係包括一或多個圖案化區 域401。此等實施例中，一第一較淺深度係與模板的圖案化 區域中之凹部相關，如第20B圖所示。圖案化區域係包括在 模板圖案化期間複製之區域。圖案化區域定位在一由模板 37 1289731 的邊界/外區409所界定之區内。將邊界409界定為從任何圖 案化區域的一外邊緣延伸至模板的一邊緣407之區。邊界具 有一顯著大於圖案化區域的凹部深度之深度。模板的周邊 在此處界定為圖案化區域與邊界409之間的邊界。如第20A 5圖所示，四個圖案化區域位於由模板所界定之區域内。圖 案化區域係由邊界409與模板的邊緣4〇7分離。模板的“周 邊，，係由圖案化區域的邊緣403a、403b、403c、403d、403e、 403f、403g及403h所界定。 圖案化區域可由通路/邊界區405彼此分離。通路區係 10為位於圖案化區域之間的凹部且具有比圖案化區域的凹部 更大的深度。如下述，邊界區及通路區係分別抑制圖案化 區之間或超過圖案化區域周邊之液體流。 基於所使用微影術處理類型來選擇模板的設計。譬 如，一用於正壓印微影術之模板具有一種有利於在基材上 15形成不連續薄膜之設計。一實施例中，將一模板12形成為 可使得-或多個結構具有比用以形成圖案化區的深度相對 較大之深度’如第15圖所示。使用期間，將模板12放置成 為與基材20具有理想的分隔關係。此實施例中，模板12下 表面536與基材20之間的間隙(h〇遠小於凹入表面534與基 材20之間的間_2)。譬如，hi可能小於約細奈米/城 可能大於約10,000奈米。當模板接觸到基材2〇上的液體4〇 時，液體40離開凹入表面534底下的此區且充填下表面伽 與基材2 0之間的間隙(如第i 6圖所示）。咸信表面能與毛細力 之組合係將液體從較大凹部抽入較窄區中。當^減小時， 38 1289731 模板12施加至液體的力係可能克服用於在下表面536底下 抽取液體之毛細力。這些力量可造成液體分散至凹入表面 534底下的區域中。可抑制液體分散至一凹部532中之最小 值比在此處係稱為“最小薄膜厚度”。此外，當hl增加時，毛 5 細力降低，最後使得液體分散至較深的凹入區中。毛細力 足以抑制液體流入較深的凹入區中之最大值匕在此處係稱 為“最大薄膜厚度”。 如第17及18圖所示，各實施例中，將模板12形成為可 抑制一放在基材2 0上的可固化性液體使其不會流動超過模 馨 10板12周邊412。第17圖所示的實施例中，從基材2〇至淺凹入 表面552量測出高度hi。淺凹入表面552延伸至模板12周 邊。因此，模板邊緣形成高度h且相對於高度匕實質上為無 限大。弟18圖所示的實施例中，一深凹部形成於模板12外 邊緣上。在基材20與深凹入表面554之間量測出高度、。再 15度於基材20與淺凹入表面552之間量測出高度匕。兩實施例 中，高度h2遠大於高度hl。若hl夠小，施加一固化劑時，活 化光可固化性液體係留在模板12與基材2〇之間隙中。深凹 鲁 入部在步進及重覆處理中對於液體拘限作用特別有用。 一實施例中，模板12及基材20各具有一或多個對準標 2〇記。可使用對準標記來對準模板12與基材2〇。譬如，使用 一或多個光學成像裝置(譬如，顯微鏡、攝影機、成像陣列 等）來決定對準標記的對準。 部分實施例中’模板的-對準標記對於活化光可為大 致透明。或者，對準標記對於對準標記伯測光可為大致不 39 1289731 透明。本文所用之對準標記偵測光及其他測量與分析用途 的光係稱為“分析光”。一實施例中，分析光包括但不限於'· 可見光及/或紅外光。對準標記可由一種與體部材料不同之 材料形成。譬如，對準標記可由SiOx形成，其中χ約為i 。 5另一實施例中，對準標記可由鉬化矽構成。或者，對準椤 吕己可包括餘刻在體部一表面上之複數條線。將線構成為可 大致地擴散活化光但在分析光底下產生一可分析標記。 各實施例中，一或多個深凹部如上述可完整地突起通 過模板體部以在模板中形成開口。此等開口的一優點係 10為，其可有效地確保各開口上相對於1^具有很大的高度h2。 此外，部分實施例中，可將加壓氣體或真空施加至開口。 液體固化之後，加壓氣體或真空亦可施加至一或多個開 口。譬如，可在身為一剝拉處理的一部分之固化後施加加 壓氣體，以幫助模板脫離經固化的液體。 15 可根據下述替代性實施例來修改上述壓印微影術系 統。應瞭解任何上述替代性實施例可單獨或組合地合併本 文所描述之任何其他的系統。 如上述’一壓印頭係包括一可使模板相對於基材具有 一被動疋向之細微定向系統。另一實施例中，細微定向 20系統可包括耦合至撓曲臂之致動器。致動器可以“主動，，控 制細微定向系統。在使用期間，一操作員或可程式化控制 器係監測模板相對於基材之定向。操作員或可程式化控制 器隨後係藉由操作致動器來變更模板相對於基材之定向。 致動器的移動將造成撓曲臂的動作以變更模板的定向。利 1289731 用此方式，可達成模板相對於基材的細微定位之“主動，，控 制。一主動細彳政疋向系統係進一步描述於2⑽1年8月1日名 為“用於壓印微影術的一透明模板與基材之間的高精度間 隙疋向感應方法”之美國專利申請案〇9/92〇,341號，該案以 5 引用方式併入本文中。 一替代性實施例中，如上述，壓印頭可包括一預校準 系統。預权準系統包括一如第21圖所示的撓曲環3124。取 代如上述的細微定向系統，一模板支撐系統3125耦合至預 校準環。不同於細微定向系統，模板支撐系統3125由大致 馨 10剛性及非彈性構件3127形成。這些構件對於一配置於模板 支擇件3130中的模板3700提供一大致剛性支標件。此實施 例中，可利用動作平台代替模板支撐件來達成細微定向。 先前實施例中，壓印頭3100在一固定位置中耦合至體 部。一替代性實施例中，如第22圖所示，壓印頭31〇〇可安 15裝至一可使壓印頭沿χ-γ平面移動之動作系統。如同本文的 任何實施例所描述，將壓印頭3100構成為支撐一圖案狀模 板。壓印頭3100麵合至一包括一壓印頭夾頭3121及一壓印 鲁 動作平台3123之動作糸統。壓印頭31 〇〇安裝至壓印頭夾頭 3121。壓印頭夾頭係與壓印動作平台3123交互作用以使壓 2〇印頭沿著一Χ·Υ平面移動。可使用機械或電磁動作系統。電 磁系統係仰賴磁鐵來使壓印夾頭產生一χ_γ平面性動作。一 般而言，一電磁系統係將永久磁鐵及電磁磁鐵併入壓印動 作平台3123及壓印頭夾頭3121中。藉由壓印頭夾頭3121與 壓印頭動作平台3123之間的空氣緩衝來克服這些磁鐵的引 41 1289731 力，藉以產生空氣軸承’’。壓印頭夾頭及因此包括壓印頭 係在-空氣緩衝部上沿著-X-Y平面移動。電磁Χ-Υ動作平 台進一步詳細地描述於名為“用於動作控制之方法及裝置，， 之美國專利案6,389,702號，且此案以引用方式併入^文 5中。一機械動作系統_，壓印頭夾頭附接至一動作平台。 動作平台隨後利用各種機械裝置加以移動以變更壓印頭夾 頭因此包括壓印頭沿著χ-γ平面之位置。此實施例中，如本 文所為述，壓印頭可包括一被動彈性細微定向系統、一受 致動的細微定向系統、或一剛性模板支撐系統。 1〇 由於壓印頭31〇〇耦合至一移動的支撐件，基材可安裝 至一靜態支撐件。因此，一替代性實施例中，如本文所描 述將壓印頭3100耦合至一χ_γ軸線動作平台。一基材安裝至 大致靜悲的基材支撐件。一靜態基材支撐件描繪於第4〇圖 中。靜悲基材支撐件3640包括一基部3642及一基材夾頭 15 3644。將基材夾頭3644構成為可在壓印微影術處理期間支 撐一基材。基材夾頭可採用任何適當的裝置來將一基材扣 持至基材夾頭。一實施例中，基材夾頭3644可包括一真空 系統，此真空系統將一真空施加至基材以將基材耦合至基 材夾頭。基材夾頭3644耦合至一基部3642。基部3642耦合 20至一壓印微影術系統（見第1圖）的支撐件3920。使用期間， 壓印頭位置變動以取及基材的不同部分時，靜態基材支撐 件3640係留在支撐件3920上的一固定位置中。 藉由將一壓印頭耦合至一動作平台，可提供比使基材 位於一動作平台上之技術更好的優點。動作平台一般倚靠 42 1289731 在一空氣軸承上以使動作平台具有大致無摩擦的動作。一 - 般而言’未將動作平台設計成為可容納沿著/軸線施加之顯 者疋力 ¥壓力沿者z轴線施加至一動作平台時，動作平台 失碩位置將回應此壓力而略微改變。在一步進及重覆處理 5期間’使用一具有比基材面積更小的面積之模板來形成多 重的受壓印區域。基材動作平台比模板更大，以容納更大 基材。當一模板在一偏離中心的位置中接觸到基材動作平 台時，動作平台將傾斜以容納增高的壓力。藉由將壓印頭 傾斜來補償此傾斜以確保適當的對準。然而，若壓印頭耦 鲁 10合至動作平台，不論壓印發生於基材上何處，沿著Z軸線的 全部力量將定心於模板上。這將導致更容易的對準且亦可 提兩系統的產出。 一實施例中’如第38圖所示，一基材傾斜模組可形成 於一基材支撐件中。基材支撐件3650包括一耦合至一基材 15傾斜模組3654之基材夾頭3652。基材傾斜模組3654耦合至 一基部3656。一實施例中，基部3656耦合至一可使基材支 撐件產生X動作之動作平台。或者，基部3656耦合至一支撐 泰 件（譬如3920)，使得基材支撐件在一固定位置中安裝至一壓 印系統。 20 基材夾頭3652可採用任何適當的裝置來將一基材扣持 至基材夾頭。一實施例中，基材夾頭3654可包括一真空系 統’此真空系統將一真空施加至基材以使基材耦合至基材 夾頭。基材傾斜模組3654包括一耦合至撓曲環支撐件3660 之撓曲環3658。複數個致動器3662耦合至撓曲環3658及撓 43 1289731 曲％支撐件366G。操作致動n3662以㈣撓曲環3658_ 斜^度。一實施例中，致動器使用-可以人工或自動操作 之差速齒輪機構。-替代性實施例中，致㈣使用一偏心 ;袞子機構。一偏心滾子機構一般對於基材支樓件提供了比 5 :差速齒輪機構更大的垂直勁度。一實施例中，基材傾斜 权、、且係具有當模板將約1碎到約10碎的力施加至基材上的 /夜體時將會抑制基材傾斜之勁度。具體言之，將基材傾 斜模組構成為當最高約達10镑壓力經由模板上的液體施加 土材寺了谷許不大於5微經度加^。ra(jian)之傾斜度。 鲁 1〇 纟使用期間’可使用輕合至基材夾頭之感應器來決定 出基材的傾斜度。藉由致動器3662來調整基材的傾斜度。 可利用此方式達成基材的傾斜矯正。 基材傾斜模組亦可包括一細微定向系統。一包括一細 微疋向系統之基材支撐件描繪於第38圖中。為了達成細微 15的疋向控制，撓曲臂3658包括一設有基材夾頭3652之中央 凹部。中央凹部的深度可使得基材夾頭3652上之一基材的 一上表面大致與撓曲環3658的一上表面呈現平整。可利用 · 致動3662達成細微定向。使用能夠具有奈米範圍的動作 控制之致動器來達成細微定向。或者，可以被動方式達成 2〇細微疋向。致動器可大致呈彈性。致動器的彈力可在一模 板接觸到配置於一基材表面上之一液體時使得基材自行矯 正傾斜變異。藉由將基材配置於一大致與撓曲環呈平整之 位置中，可在使用期間於基材液體介面上達成細微定向。 因此，致動器的彈力轉移至基材上表面，以使基材產生細 44 1289731 微定向。 - 上述系統一般係構成為可使一活化光可固化性液體配 送至一基材上且使基材與模板彼此緊鄰之系統。然而，應 瞭解，可修改上述系統以使一活化光可固化性液體施加至 5 一模板而非基材。此實施例中，模板放置在基材下方。第 41圖顯示一系統41〇〇的一實施例之示意圖，其構成為可使 得模板位於一基材下方。系統41〇〇包括一壓印頭411〇及一 位於壓印頭4110上方之基材支撐件4120。將壓印頭構成為 可固持一模板3700。壓印頭可具有與任何本文描述的壓印_ φ 10頭相類似之設計。譬如，壓印頭4110可包括一如本文所描 述之細微定向系統。壓印頭耦合至壓印頭支撐件413〇。壓 印頭可耦合在一固定位置中且在使用期間大致保持不動。 或者，壓印頭可放置在一可在使用期間使壓印頭411〇具有 Χ·Υ平面性動作之動作平台上。 15 受壓印的基材安裝至一基材支撐件4120上。基材支撐 件4120具有一種與任何本文描述的基材相似之設計。譬 如，基材支撐件412〇可包括一如本文所描述之細微定向系、 # 統。基材支撐件4120可在一固定位置中耦合至一支撐件 4140且在使用期間保持大致不動。或者，基材支撐件41加 2〇可放置在可使基材支撐件在使用期間產生χ_γ平面性動 作之動作平台上。 使用期間，將-活化光可固化性液體放置在一配置於 壓印頭中之模板3700上。依據所進行操作類型而定，模板 可為圖案狀或平面性。可將圖案狀模板構成為可使用在如 45 1289731 本文所描述之正、負或正與負組合的壓印微影術系統中。 一典型的壓印微影術處理係顯示於第23A-23F圖中。如 第23A圖所示，模板12對於基材2〇為一種分隔關係，以使一 間隙形成於模板12與基材20之間。模板12可包括一用於界 5定一或多個所需要特性之表面，此等特性可在圖案化期間 轉移至基材。本文所用的“特性尺寸，，一般係指一個所需要 的特性之寬度、長度及/或深度。各實施例中，所需要的特 性可在模板12表面上界定為凹部及或一形成於模板的一表 面上之傳導圖案。模板12的表面14可以一用於降低模板表 1〇面此及幫助模板12脫離基材20之薄膜13予以加工。用於模 板之表面加工層描述於本文中。 一實施例中，可在模板12相對於基材移入一所需要的 位置之前將物質40配送至基材2〇上。物質40可為一可固化 性液體且其順應於模板12的所需要特性之形狀。一實施例 15中，物質40為一種至少部份地充填間隙31的空間而不用高 溫之低黏度液體。低黏度液體亦可使模板與基材之間隙關 閉而不需要高壓力。本文所用的“低黏度液體，，係指在25它 $測時具有小於約3〇厘泊黏度之液體。有關基材4〇的適當 選擇之進一步細節論述於下文中。模板12可與可固化性液 2〇體40交互作用以使液體遵從一所需要的形狀。譬如，可固 化性液體40可遵從如第23B圖所示之模板12形狀。可調整模 板12的位置以在模板與基材2〇之間生成一所需要的間隙矩 離。亦可调整模板12的位置以使模板與基材適當地對準。 在將模板12適當地定位之後，物質4〇固化以在基材上 46 1289731 形成一遮罩層42。一實施例中，利用活化光使物質40固化 以形成遮罩層42。將活化光施加通過模板12以固化液體之 作用係顯示於第23C圖中。液體大致固化之後，從遮罩層42 移除模板12，而將經固化的遮罩層留在基材2〇表面上，如 5第23D圖所示。遮罩層42具有一與模板12圖案呈互補之圖 案。遮罩層42可包括一位於一或多個所需要特性之間的“基 層’’(亦稱為“殘留層”。模板12從遮罩層42完成分離，使得所 需要的特性仍然完好而無對於基材2〇表面的剪切或撕裂。 關於壓印過後模板12從基材20分離的其他細節係描述於下 鲁 10 文中。 可以各種不同方式來使用遮罩層42。譬如，部分實施 例中’遮罩層42可為一功能層。此等實施例中，可固化性 液體40可固化性形成一傳導層、一半導層、一介電層及/或 一具有所需要機械或光學性質之層。另一實施例中，可在 15基材20的進一步處理期間利用遮罩層42來覆蓋基材2〇的一 部分。譬如，可在一材料沉積處理期間使用遮罩層42來抑 止材料沉積在基材的特定部分上。同樣地，可使用遮罩層 · 42作為-用於餘刻基材20之遮罩。為了簡化遮罩層42的進 -步論述，在T列實關巾只論述騎_财理用的遮 20罩用途。然而應瞭解，本文描述的實施例中之遮罩層可如 同前述般地使用在各種不同處理中。 為了使用於-餘刻處理中’可利用一勉刻處理來姓刻 遮罩層42’直到如第23E圖所示基材的特定部分經由遮罩層 42露出為止。亦即可蝕除基層的特定部分。遮罩_的部 47 1289731 分44可能留在基材20上以供抑止基材2〇部分的蝕刻之用。 在遮罩層42完成蝕刻之後，可利用已知的蝕刻程序來蝕刻 基材20。當基材20的暴露部分被餘刻時，配置於遮罩層42 部分44底下之基材20部分大致仍未被姓刻。利用此方式， 5可將一對應於模板12圖案之圖案轉移至基材20。可移除遮 罩層42保留的部分44，而留下一圖案狀基材2〇，如第23F 圖所示。 第24A-24D圖顯示一使用一轉移層的壓印微影術處理 之一實施例。一轉移層18可形成於基材2〇的一上表面上。 泰 1〇轉移層18可由一種具有與下方基材20及/或一以一可固化 性液體40構成的遮罩層不同的蝕刻特徵之材料形成。亦 即，可相對於其他層至少略為選擇性蝕刻各層（譬如轉移層 18、遮罩層及/或基材20)。 如同參照第23A-23C圖所描述，將一可固化性液體沉積 5在轉移層18表面上及固化遮罩層，藉以使一遮罩層44形成 於轉移層18的表面上。可使用遮罩層42作為一用於蝕刻轉 移層18之遮罩。利用-钱刻處理來餘刻遮罩層42,直到轉 · 移層18部分經由遮罩層42露出為止，如第24B圖所示。遮罩 2層42部分44係留在轉移層18上且可用來抑止轉移層部分產 20生餘刻。遮罩層42完成姓刻之後，可利用已知侧處理來 麵刻轉移層18 °轉移層18暴露部分被蝕刻時，配置於遮罩 層42部分44底下之轉移層18部分可大致保持未餘刻。利用 此方式，將遮罩層42的圖案複製在轉移層18中。 第24C圖中’轉移層18受姓刻部的部分44共同形成一遮 48 1289731 ^堆積46，此遮罩堆積46可用來抑止下方基獅部分的韻 可利用:已知_處理(譬如電⑽刻處理、反應性離 4處理等)來進仃基材2〇的钱刻。如第鳩圖所示，遮 $堆積可抑止基材2G下方部分之㈣。基材2()的暴露部分 ^繼續_直到抵達-_深度為止。_遮罩堆積作 :、、、麵刻基材2G的遮罩之-優點係為層的合併堆積可生成一 高尺寸比的遮罩層（亦即，-種具有比寬度更大的高度之遮 罩）°在⑽處理顧可能需要-高尺寸_遮罩層來抑止 遮罩部分產生過切。 1〇 ·在第23八_2317圖及第24八-240圖中描述的處理係為負 壓印微影術處理之範例。本文所用的“負壓印微影術，，處理 身又係才曰使可固化性液體在固化前大致遵從模板形狀之處 理。亦即，模板的一負影像形成於固化液體中。如這些圖 式所示，模板的非凹入部變成遮罩層的凹入部。因此，將 15杈板設計成為具有一種代表一傳遞至遮罩層的負圖案影像 之圖案。 本文所用的“正壓印微影術，，處理一般係指一種使形成 於遮罩層中的圖案成為模板圖案的一鏡像之處理。如同下 文進一步描述，模板的非凹入部變成遮罩層的非凹入部。 20 一典型的正壓印微影術處理顯示於第25A-25D圖中。 如第25Α圖所示，模板12對於基材20具有一種分隔關係使得 一間隙形成於模板12與基材20之間。模板12表面可由一薄 表面加工層13予以加工，此薄表面加工層13係降低薄膜的 表面能且幫助模板12從經固化的遮罩層分離。 49 1289731 一可固化性液體40配置於基材20的表面上。使模板12 接觸可固化性液體40。如第25B圖所示，可固化性液體係充 填在模板下表面與基材之間隙。不同於負壓印微影術處 理，可固化性液體40大致未存在於大約位於模板凹部至少 5 一部分下方之基材區域。因此，可固化性液體40係在基材 上保持作為一不連續薄膜且其係由模板12凹部的至少一部 分位置所界定。模板12適當地定位之後，可固化性液體40 係固化在基材上形成一遮罩層42。模板12從遮罩層42移 除，而將經固化的遮罩層留在基材20表面上，如第25C圖所 鲁 10示。遮罩層42具有一與模板12圖案互補之圖案。 遮罩層42可用來抑止基材2〇部分之蝕刻。遮罩層42完 全形成之後，可利用已知的蝕刻處理來蝕刻基材2〇。基材 20的暴露部分被蝕刻時，配置於遮罩層42底下之基材2〇部 分可大致保持未蝕刻，如第25D圖所示。利用此方式，模板 15 12的圖案可複製在基材20中。可移除遮罩層42的其餘部分 44以生成一圖案狀基材2〇。 第26A-26C圖顯示一使用一轉移層的正壓印微影術處 · 理之一實施例。一轉移層18可形成於基材20的一上表面 上。轉移層18係由一種具有與下方轉移層18及/或基材2〇不 20同的蝕刻特徵之材料形成。如同參照第25A-25C圖所描述， 將一可固化性液體沉積在轉移層18表面上且將遮罩層固 化，藉以使遮罩層42形成於轉移層18的表面上。 可使用遮罩層42作為一用於餘刻轉移層18之遮罩。遮 罩層42可抑止轉移層18部分之姓刻。可利用已知的餘刻處 50 1289731 理錄刻轉移層18。轉移層18的暴露部分被钱刻時，配置 於遮罩層42底下之轉移層18部分可大致保持絲刻。利用 此方式，可將遮罩層42的圖案複製在轉移層Μ中。 第26B圖中’遮罩層42及轉移層⑽受敍刻部分係共同 5形成-遮罩堆積46,此遮罩堆積％可用來抑止下方基材加 部分祕刻。可姻—已知_處理（譬如電漿侧處理、 反應性離子蚀刻處理等）來進行基材20的钮刻。如第26C圖 所示，遮罩堆積可抑止基材2〇下方部分之姓刻。基材如的 暴露部分可繼續蝕刻直到抵達一預定深度為止。 馨 10 -實施例中，一處理可將正與負壓印微影術加以合 併。-用於合併的正及負壓印微影術處理之模板係可包括 適合正微影術之凹部及適合負微影術之凹部。譬如，一用 於合併的正及負壓印微影術之模板的一實施例顯示於第 27A圖中。模板12如第27A圖所示包括一下表面566、至少 15 一第一凹部562、及至少一第二凹部564。將第一凹部562構 成為可在模板接觸可固化性液體時生成可固化性液體4〇的 一不連續部分。第一凹部的高度(hj顯著地大於第二凹部的 鲁 高度。 一典型的合併壓印微影術處理係顯示於第27冬27〇圖 20中。如第27A圖所示，模板12對於基材20具有一分隔關係使 得一間隙形成於模板12與基材20之間。模板12的至少丁表 面566可由一薄表面加工層（未圖示）予以加工，薄表面加工 層係降低模板的表面能且幫助模板12從經固化的遮罩層分 離。此外，第一凹部562及/或第二凹部564的表面可由薄表 51 1289731 面加工層予以加工。 一可固化性液體4〇配置於基材20表面上。使模板12接 觸可固化性液體40。如第27B圖所示，可固化性液體係充填 在模板566下表面與基材之間隙。可固化性液體4〇亦充填第 5 一凹部562。然而，可固化性液體40大致不存在於大約位於 第二凹部564下方之基材20區。因此，可固化性液體40係保 持作為基材上之一不連續薄膜，且其包括對應於第一凹部 562所形成圖案之表面拓樸結構。模板12適當地定位之後， 可固化性液體40固化以在基材上形成一遮罩層42。從遮罩 10層42移除模板12，而將經固化的遮罩層留在基材20表面 上，如第27C圖所示。遮罩層42可包括一與負壓印微影術形 成的一遮罩層相似之區568。此外，遮罩層42可包括一不含 任何遮罩材料之區569。 一實施例中，遮罩層42係由一種具有與下方基材相同 15或相似的蝕刻速率之材料所構成。將一蝕刻處理施加至遮 罩層42以大致相同蝕刻速率來移除遮罩層及基材。利用此 方式，模板的多層圖案可轉移至基材，如第27D圖所示。亦 可如同其他實施例所描述利用一轉移層來進行此處理。 正及負微影術的一組合亦可將一模板的多區有效地圖 2〇案化。譬如，一基材可包括需要圖案化之複數個區。如第 27C圖所示，一具有多重深度凹部的模板係包括兩個圖案化 區568且其具有一中介的通路/邊界區569。通路區569係抑 止一液體流動超過模板的圖案化區域。 本文所用的“步進及重覆，，處理係指使用一比基材更小 52 1289731 之模板來在基材上形成複數個圖案化區。一步進及重覆壓 印處理係包括將一可固化性液體液體沉積在一基材的一部 分上，將經固化液體中的一圖案對準至基材上的先前圖 案，將一模板壓印至液體中，固化此液體，及將模板從經 口化液體为離。藉由將模板從基材分離，可在經固化液體 中召下杈板的一拓樸結構影像。因為模板比基材的總表面 積更小，只有一部分基材包括圖案狀的經固化液體。處理 的“重覆”部分係包括將—光可@化性液體沉積在基材的一 不同部分上。一圖案化模板隨後對準於基材且接觸可固化 10性液體。利用活化光來固化可固化性液體以形成經固化液 體的-第一區域。可連續重覆此處理直到大部份基材皆被 圖案化為止。步進及重覆處理可配合使用正、負或正/負壓 p處理。可以本文所描述設備的任何實施例來進行步進及 重覆處理。 步進及重覆壓印微影術處理係提供比其他技術更好之 數種優點。本文描述的步進及重覆處理係以使用低黏度光 可固化性液體及剛性透明模板之壓印微影術作為基礎。模 板對於液體活化光及對準標記偵測光係為透明 ，因此提供 如了層對層對準之可能性。對於多位準元件之量產規模的壓 P微影術而言’擁有很高解析度（譬如低達最小特性尺寸 (MFS)的二分之一）的層對層對準將是有利的。 製造模板時失真誤差(dist〇rti〇n err〇r)具有各種來源。 I用步進及重覆處理’所以在_給定步進期間只處理一基 材的-部分。各步進期間受處理範圍的尺寸應小到足以擁 53 1289731 有低達MFS的三分之一以下之圖案扭曲。故需要以高解析 ， 度壓印微影術進行步進及重覆圖案化。這也是為何大部份 光學微影術工具為步進及重覆系統之原因所在。並且，如 前文所描述，由於需要具有低的CD變異及缺陷檢視/修理， 5所以亦偏好小範圍的處理。 為了保持低的處理成本，顯影術設備務必擁有夠高的 產出。產出需求對於每範圍所允許的圖案化時間構成了嚴 格的限制。從產出觀點來看，身為可固化性液體之低黏度 液體係具有吸引力。這些液體可大幅較快地移動以適當地 | 10充填模板與基材之間隙，且微影術的能力與圖案不相干。 所產生的低壓、室溫處理係適合高產出用途，但仍保留有 層對層對準之利益。 雖然先前的發明已討論到低黏度光可固化性液體之圖 案化’其未對於步進及重覆處理提及此作用。在光微影術 15及熱汁雕中，在圖案化之前將一薄膜旋塗及硬烤在基材 上。如果此途徑配合使用低黏度液體，則有三項主要問題。 低黏度液體因為傾向於去濕化(dewet)且無法保持連續薄Μ · 狀故難以進行旋塗。並且，在一步進及重覆處理中，當 減在基材上方步進及重覆時，液體係經歷蒸發故造成基 20材上留有不同的液體量。最後，一毯覆暴光係傾向於散佈 超過被圖案化的特定範圍。這傾向於造成後續領域的部分 固化’因此在壓印之前影響到液體的流體性質。一種用於 將適合單一範圍的液體以一次一範圍的方式配送至基材上 之途徑係可解決上述三項問題。然而，務必將液體精確地 54 1289731 拘限至該特定範圍，以避免損失基材上的可用面積。 一般而言，微影術係為製造元件時之許多單元處理的 其中一種。特別是在多位準元件中，由於所有這些處理的 成本的緣故，亟需將圖案狀區放置成盡量靠近彼此而不干 5擾到後續圖案。這可實質上盡量增大可用面積，因此亦盡 量增大了基材的使用率。並且，壓印微影術可以“混合及匹 配(mix and match)，，模式與其他類型微影術(諸如光微影術) -起使用，其巾同-元件的不同位準係由不同微影術技術 製成。將壓印微影術處理製成與其他微影術技術相容將是 有利的。一截口 /邊界區係為用於分離一基材上的兩個相鄰 範圍之區。在先進的光微影術工具中，此邊界區可能小到 5〇至10G微米。邊界尺寸通常受限於用以分離圖案狀區之刃 片尺寸。當用於分割個別晶片的切刃變薄時，此小邊界區 可望k小。為了達成此嚴格的邊界尺寸需求，從圖案狀區 15域驅出的任何多餘液體之位置均應受到良好拘限且可重 覆口此包括模板、基材、液體等個別組件以及包括但 不限於表面能、介面能、哈馬可(Hamacker)常數、凡德瓦 力、黏度、密度、不透明度等會影響系統的物理性質之任 可八他材料身如同本文所描述經過設計，以適當地容納一 2〇 可重覆的處理。 *如:文所論述，利用-適當圖案化模板來形成不連續 薄膜s如，一具有可界定一邊界區的高尺寸比凹部之模 板係可抑止一液體流動超過邊界區域。一邊界區域内之液 體抑止作用係受到數種因素所影響。如上述，模板設計會 55 1289731 影響到液體拘限的作用。此外，用於使模板接觸液體之處 理亦會影響液體的拘限。 第19Α-C圖顯示一使不連續薄膜形成於一表面上之處 理的檢剖視圖。一貫施例中，^一可固化性液體40配送至一 5 基材20上作為線或滴的一圖案，如第19A圖所示。因此，可 固化性液體40未覆蓋住受壓印基材20的完整面積。當模板 12的下表面536接觸液體40時，液體上之模板的力量造成液 體分散於基材20表面上，如第19B圖所示。一般而言，模板 對於液體施加愈大力量，則愈使液體分散於基材上。因此， 10若施加足夠的力量，可能迫使液體超過模板的周邊，如第 19C圖所示。藉由控制模板施加至液體的力量，將液體拘限 在模板的預定邊界内，如第19D圖所示。 施加至液體之力量大小係與配送至基材上之液體量及 固定期間模板相距基材之距離相關。對於一負壓印微影術 15處理而言，配送至基材上的流體量應小於或等於由下列各 項界定之容積·大致充填圖案狀模板的凹部所需要之液體 谷積、被圖案化的基材面積、被固化層所需要的厚度。如 果固化液體量超過此容積，當模板帶到相距基材的適當距 離時，液體將從模板周邊產生位移。對於一正壓印微影術 20處理而言，配送至基材上的液體量應小於由下列各項界定 之容積：固化層的所需要厚度（亦_，模板非凹入部與基材 之間的距離，及被圖案化的基材部分之表面積）。 對於一使用一含有一或多個邊界的模板之壓印微影術 處理而言，如前述，將模板的非凹入表面與基材之間的距 56 1289731 離設定為介於最小薄膜厚度與最大薄膜厚度之間。藉由將 高度設定在這些值之間，可使得適當的毛細力將液體包含 在模板的邊界界定區域内。此外，層的厚度應大約可與圖 案狀特性的咼度相比擬。若固化層太厚，形成於固化層中 5的特性在轉移至下方基材之前可能已受到侵蝕。因此需要 控制容積使其下降’错以能夠使用適當的薄膜厚度。 模板施加至液體之力量亦會受到模板接觸液體之速率 所影響。一般而言，愈快接觸模板，則有更大力量施加至 液體。因此，可藉由控制模板接觸液體之速率，來對於液 10 體在基材表面上的分散達成部分的控制手段。 當對於一壓印微影術處理將模板相對於基材進行定仅 時，需考慮所有這些特性。藉由以一預定方式來控制這此 變數，可控制液體流使其保持拘限在一預定區域内。 覆層對準方案係包括測量對準誤差，然後補償這些講 15差以達成一圖案狀模板與一基材上的一所需要的壓印位置 之精確對準。為了達成圖案狀層與基材上任何先前形成％ 層之適當對準，相對於基材正確地放置模板是很重要的。 本文所用的放置誤差一般係指模板與基材之間的χ_γ定位 誤差（亦即，沿著X及/或Υ軸線的平移）。一實施例中，利用 20 一通過模板之光學元件來決定及矯正放置誤差，如第14圖 所示。 第28圖顯示通過模板光學成像系統3800之_光^、％ 3 8 20之示意圖（亦見第14圖）。將光學系統3 8 20構成為可將來 自不同平面的兩對準標記聚焦至單一焦平面上。光學系純 57 1289731 3820可利用不同波長的光導致之焦距變化來決定模板與一 下方基材之對準。光學系統3820可包括一光學成像裝置 3810、一照明源(未圖示）及一聚焦裝置38〇5。可利用個別光 源或利用單一寬頻光源及將光學帶通濾器插入成像平面與 5對準標記之間，藉喊生具有不同波長的光。依據模板37〇〇 與基材2500之間隙而定，選擇不同波長以調整焦距。在所 使用的各光波長下，如第29圖所示，各覆層標記可在成像 平面上產生兩影像。一使用一特定光波長的第一影像26〇1 係為一清楚聚焦的影像。一使用相同光波長的第二影像 鲁 1〇 2602係為一失焦影像。為了消除各失焦影像，可使用數種 方法。 第一方法中，在第一光波長的照明下，藉由光學成像 裝置3810接收兩影像。影像描繪於第29圖中且概標為編號 2604。 雖然將影像顯示為正方形，應瞭解可使用任何其他 15的形狀，包括十字形。影像2602對應於基材上的一覆層標 圮。影像2601對應於模板上的一覆層標記。當影像26〇2聚 焦時，影像2601係失焦。一實施例中，可使用一種影像處 · 理技術來擦拭對應於與影像2602相關的像素之幾何資料。 因此’可消除基材標記的失焦影像，只留下影像26〇1。利 20用相同程序與第二光波長，影像2605及2606可形成於一光 學成像裝置3810上。隨後消除失焦影像26〇6，只留下影像 2605。 兩個剩餘的聚焦影像26〇1及26〇5隨後合併成單一成 像平面2603以進行覆層誤差測量。 第二方法可利用如第30圖所示之兩個共面偏光陣列， 58 1289731 及偏光照明源。第30圖顯示覆層標記2701及正交偏光陣列 ’ 2702。偏光陣列2702形成於模板表面上或放置在表面上。 在兩個偏光照明源下，只有聚焦影像2703(各對應於一不同 波長及偏光）可出現在成像平面上。因此，藉由偏光陣列 5 2702濾出失焦影像。此方法的一優點係為其可能不需用影 像處理技術來消除失焦影像。 已經對於光學微影術處理使用以網紋圖案（μ〇^ pattern)為基礎之覆層測量。對於壓印微影術處理而言，其 中兩層網紋圖案未位於相同平面上但仍在成像陣列中重 春 10疊，可能難以達成兩個個別聚焦的影像。然而，藉由在光 學測置工具的焦點深度内小心地控制模板與基材之間隙且 在模板與基材之間無直接接觸，將可同時獲得兩層網紋圖 案而產生最少的聚焦問題。咸信可對於壓印微影術處理直 接地施行以網紋圖案為基礎之其他標準覆層方案。 15 對於使ffiUV可固化性液體材料的壓印微影術處理所 用之覆層對準的另-考量因素可能料對準標記的可見 度。對於覆層放置誤差測量使用兩個覆層標記，其中一者 鲁 位於模板上而另-者位於基材上。然而，因為模板需要對 於-固化劑呈透明，部分實施例中，模板覆層標記並非不 0透明線。取而代之’模板覆層標記係為模板表面的拓樸特 I*生。邛为貫施例中，標記由與模板相同的材料構成。此外， uv可固化性液體可具有與模板材料（譬如石英)類似之折射 率。因此’當UV可固化性㈣充填模板與基材之間隙時， 模板覆層標記可能變得很難辨認。若模板覆層標記以一不 59 1289731 透明材料（譬如鉻）製成，覆層標記底下的uv可固化性液體 可能未適當地暴露於UV光。 一實施例中，在模板上使用可被光學成像糸統看 見但對於固化光（譬如uv光）呈不透明之覆層標^。此途徑 5的一實施例顯示於第31圖中。第31圖中’不採用完全不透 明的線，模板上的覆層標記3012可由細微偏光線3101形 成。譬如，適當的細微偏光線具有約為作為固化劑之活化 光波長的％至％之寬度。偏光線3101的線寬應夠小使得穿過 兩線之間的活化光充分地衍射以造成線下方的所有液體產 10 生固化。此實施例中，可根據覆層標記3102的偏光使得活 化光受到偏光。活化光的偏光係對於所有模板區包括具有 覆層標記3102之區提供了較均勻的暴光。用於將覆層標記 3102定位在模板上之光可為寬頻光或一可能不使液體材料 固化之特定波長。偏光線3101對於測量光大致為不透明， 15因此可利用既有的覆層誤差測量工具看見覆層標記。利用 諸如電子束微影術等現有技術將細微偏光覆層標記製作在 模板上。 另 20

實％例巾，覆層標記由_與模板列的材料步 成。譬如，-種選擇絲形成模板覆層標記之材料^ 可見光大致呈不判，但對於作為固化獅活化光 光)則為透明。譬如，可使用㈣其中X小於2)作為此; 特定言之’㈣〇x(射㈣成的結構大轉 光呈不透明，但對於UVS]化光則為透明。 、可見 在一慶印微影術處理的财實施射，將— 液體 配送 60 1289731 至一 10 15 基材上。軸下m針對在基材上 解將液體配送至m w 、魏應瞭 液體配_相μ㈣配送技術。 讀'為種小心控制的處理…般而言，液體配送 旦又=制糟以在基材上的適當位置中配送—預定液體 =系絲控制適當㈣容積與適當液體位置之組合。特定 。之’步進及重覆處理係使用液體容積控制及液體放置之 一組合來將圖案化拘限在-指定範圍。 使用眾多不同的液體配送圖案。圖案可能為一連續線 或液滴圖案的形式。部分實施例中，利用1放置作為基 礎的液體配送梢部與—壓印構件之_相對動作來形成一 種使大致連續的線位於壓印構件-部分上之圖案。利用相 對動作及配送的平衡速率來控觀的橫剖Φ尺寸及線的形 狀。在配送處理期間，配送梢部在靠近基材(數十微米左右） 處叉到固定。連續圖案的兩範例顯示於第32A及32B圖中。 第32A及32B圖所示的圖案係為正弦性圖案；然而，亦可能 具有其他圖案。如第32A及32B圖所示，可利用單一配送梢 部2401或多重配送梢部2402畫出連接線圖案。或者，如第

32C圖所示’可使用一液滴圖案。一實施例中，使用一種具 20有一中央滴的液滴圖案，其中中央滴係比周遭滴具有更大 容積。當模板接觸液滴時，如第32C圖所示，液體分散以充 填模板的圖案化區域。 配送速率vd及一壓印構件的相對橫向速度vs可能具有 下列關係： 61 1289731

Vd二Vd / td(配送容積/配送週期） （1)

Vs二L / td(線長度/配送週期） （2)

Vd = aL(其中，“a”為線圖案的橫剖面積）（3) 因此， vd = a Vs (4) 初始線圖案的寬度通常可能係依據配送器的梢部尺寸 而定。一實施例中，使用一液體配送控制器來控制所配送 的液體容積(Vd)及液體配送時間（td)。Vd及td若為固定，線長 度的增加將導致受圖案化的線具有較低的橫剖面高度。可 修 1〇 能藉由增加週期性圖案的空間性頻率來增加圖案長度。較 低的圖案高度可能導致壓印處理期間被位移之液體量減 少。利用連接至同一配送線之多重的梢部，比起單一配送 梢部之案例可以更快地形成具有較長長度的線圖案。或 者，利用複數個緊密分佈的滴來形成一具有精確容積的線。 15 20 在液體完成固化之後，使模板從經固化的液體分離。 因為模板及基材幾乎完全平行，模板、受壓印層及基材之 總成係導致模板與經固化液體之間具有一大致均勻的接 觸。此系統可能需要一大的分離力來使模板從經固化液體 產生分離。在一撓性模板或基材的案例中，一實施例中， 利用“剝離處理”進行分離。然而，對於高解析度的覆層對 準而言，可能不希望採用撓性模板或基材。在一石英模板 石夕基材的案例中，可能難以實行剝離處理。-實施例 及^行-“剝及拉，，處理來使模板從_受壓印層分離。剝 々理的一實施例顯示於第33A、33B及33C圖中。 62 1289731 第33A圖顯示一在固化後嵌入一固化層4〇中之模板 12。物質40固化之後，模板12或是基材20可傾斜以在模板 U與基材20之間刻意引發一角度3604，如第33B圖所示。可 利用一耦合至模板或基材之預校準平台來在模板與固化層 5 40之間引發一傾斜。若傾斜軸線靠近模板-基材介面，在傾 斜動作期間模板12與基材20之間可能具有不顯著的相對橫 向動作。一旦模板12與基材20之間的角度夠大，可只利用z 軸線動作（亦即垂直動作)使模板12從基材2〇分離。此種剝及 拉方法可能導致所需要的特性44在一轉移層18及基材2〇上 10 保持完好而無不良的剪切。 除了上述實施例外，本文描述的實施例係包括利用電 場形成圖案狀結構。可對於單一壓印或步進及重覆處理使 用藉由電場形成之固化層以在固化層中引發一圖案。 第34圖顯示模板1200及基材12〇2的一實施例。一實施 15例中，模板1200係由一種對於活化光呈透明之材料所形 成，以藉由暴露於活化光使得可聚合組成物/活化光可固化 性液體產生固化。藉由一透明材料形成模板12〇〇，亦可利 用既有光學技術來測量模板12〇〇與基材12〇2之間隙及測量 覆層標記以在形成結構期間進行覆層對準及放大率矯正。 20模板1200亦為熱性與機械性穩定，以提供奈米解析度圖案 化能力。模板1200包括一導電材料及/或層12〇4，以使模板 -基材介面上產生電場。 一實施例中，使用熔融矽石（譬如石英）胚料作為模板 1200的基部1206之材料。氧化銦錫（IT〇)沉積在基部12〇6 63 1289731 上。ITO對於可見光及UV光為透明且為傳導材料。可利用 高解析度電子束微影術將ITO圖案化。如前文所描述，可將 一低表面能塗層塗覆在模板上以改善模板與活化光可固化 性液體之間的釋放特徵。基材1202可包括標準晶圓材料， 5 諸如Si、GaAs、SiGeC及InP等。可使用一UV可固化性液體 及/或一熱可固化性液體作為可聚合組成物1208。一實施例 中’可將可聚合組成物1208旋塗在晶圓1210上。另一實施 例中，可如本文所描述以一預定圖案將一預定容積的可聚 合組成物1208配送至基材上。部分實施例中，可將轉移層 10 1212放置在晶圓1210與可聚合組成物1208之間。可選擇轉 移層1212材料性質及厚度以從固化液體材料所產生之低尺 寸比的結構來生成高尺寸比的結構。藉由將IT〇連接至一電 壓源1214，可在模板1200與基材1202之間產生一電場。 在第35A-D圖及第36A-C圖中顯示上述處理的兩實施 15例。各實施例中，可將一所需要的均勻間隙維持在模板與 基材之間。可施加一具有理想量值的電場，使得可聚合組 成物1208吸往模板1200的凸起部1216。第35A-D圖中，間隙 及場的量值可使得可聚合組成物12〇8直接地接觸及黏附至 模板1200。可使用一固化劑（譬如，活化光1218及/或熱量） 20來固化液體。一旦已經形成所需要的結構，可藉由本文描 述的方法將模板1200從基材12〇2分離。 參照第34、35A-D及36A_C圖，另一實施例中，模板1200 為可調整”式。此實施例中的“可調整，，一般係指獨立地控 制傳導材料及/或層1204的不同傳導部分。傳導部的控制係 64 1289731 指接通、關斷及/或調整傳導部的-電場。因此，模板1200 ^ 將包括用於使不同傳導部彼此絕緣之非傳導材料。非傳導 材料1704譬如可由二氧化石夕形成。傳導部將形成一與遮罩 層上產生的圖案互補之圖案。傳導部的圖案係利用熟悉此 5技術者瞭解之方法由非傳導材料形成。傳導部係獨立地或 共同地電性連接至電壓源1214。在使-傳導部獨立地連接 至電壓源1214之實施例中，可能具有一控制裝置藉以獨立 地調整一或多個傳導部所產生的電場。一實施例中，電連 接器可從另一側行經非傳導材料以連接至傳導部。一替代 10性實施例中，傳導部可延伸通過非傳導材料，故不需要電 連接器。 第36A-C圖中，可選擇間隙及場的量值，使得可聚合組 成物1208達成一種大致與模板1200相同之拓樸結構。可達 成此拓樸結構而不直接接觸模板。可使用一固化劑（嬖如活 15 化光1218)來固化液體。在第35A-D及36A-C圖的實施例 中，可使用一後續的蝕刻處理來移除經固化的材料122〇。 如第35A-D及36A-C圖所示，轉移層1212如果出現在經固化 鲁 的材料1220與晶圓1210之間，亦可使用進一步的蝕刻。 另一實施例中，第37A圖顯示一導電模板，其包括麵合 20 至一非傳導基部1502之一連續層的導電部1504。如第37B 圖所示，模板的非傳導部1502係由傳導部1504彼此隔離。 此模板可如上文所述使用在一“正，，壓印處理中。 如同這些實施例所描述，利用電場可以快速地(在小於 約1秒的時間内）形成微影術圖案化結構。結構一般具有數 65 1289731 5 10 15 20 只的尺寸。—實施射’因為在存在電場的情況下固 声一=光可固化性液體，在基材上係生成了一圖案狀 :—具有特定奈米尺度拓樸結構的模板使其對於一 之—薄膜的可固化性液體具有—段受控制的距離 (舌°數奈米内的距離)，藉以生成圖案。若所有或一部分的 所需要結構係為規律重覆的圖案(諸如__點陣列），則模板上 的圖案可能顯著地大於所需要的重覆結構之尺寸。 #可將電場施加至模板與基材之間，藉以將圖案複製 f核板上ϋ為液體及空氣(或真空)具有不同介電常數且電 劳由於存在模板的拓樸結構而產生局部性改變，可產生一 將液體區吸往模板之靜電力。表面張力或毛細壓力傾向於 使薄膜穩定下來。在高的電場強度時，可使活化光可固化 性液體吸引至模板且在特定點上自基材呈去濕化。然而， 液體將發生附接，其限制條件為靜電力的比值可與毛細力 進行匕較且以無因次$ (dimensionless number) Λ加以測 量。靜電力的量值約為其中£為真空電容率，$為 電場的買值，d為特性尺寸。毛細力的量值約為7 3，其 中r為液體-氣體表面張力。這兩種力量之比值係為Λ = ε五j/r。為了使介面變形且附接至上表面，電場必須使 得z大約為一。精確值係取決於板的拓樸結構的細節以及液 體氣體電容率及高度而定，但此數將為〇(!)。因此，以下式 逼近求出電場：E〜（r/e匀1/2。可藉由組成物的聚合反應， 當場硬化此活化光可固化性液體。可由一低能自行組裝單 層薄膜（譬如氟化介面活性劑）來加工此模板，以幫助經聚合 66 1289731 的組成物脫離模板。 。 一下文顯示上述逼近法的-_。對於d=i()()奈米及r = 3〇宅焦耳/公尺及ε =8.85xl0-12c2J m而言，£=ι侧8偷， 且板間隔右為1 〇 〇奈米其將對應於板之間中等的i 8 V電位 5差，且板間R!若為1_奈米則為⑽v。請注意特性尺寸‘ r/M代表特性尺寸將隨著電場平方而減小。因此，5〇 奈米特性對於刚及麵奈米㈣隔將需要25或謂伏特左 右之電壓。 可月b需要控制電場、模板的拓樸設計及模板對於液體 0 10表面之緊鄰程度’以在不接觸模板表面之活化光可固化性 液體中生成-圖案。藉由此技術可能不再需要使模板從經 聚合的組成物產生機械性分離。此技術亦可消除圖案中之 一潛在的缺陷來源。然而，若無接觸，液體可能未形成如 同在接觸案例中所清楚界定之敏銳、高解析度的結構。可 15首先在活化光可固化性液體中生成在一給定電場上部份地 界定之結構，藉以解決此問題。隨後，間隙係可在模板與 基材之間增大，同時將電場量值增大以“抽出，，液體形成清 鲁 楚界定之結構而不需要接觸。 活化光可固化性液體可如先前描述般地沉積在一轉移 20層的頂上。此雙層處理可產生利用電場形成之低尺寸比、 高解析度結構，然後進行一蝕刻處理以產生高尺寸比、高 解析度結構。亦可使用此雙層處理來進行一“金屬掘除處 理’，以將一金屬沉積在基材上，藉以在原始生成結構的溝道 區域中於掘除之後留下金屬。 67 1289731 利用一低黏度活化光可固化性液體，可能快速地（譬如 小於約1秒）利用電場形成圖案，且此結構可能快速地固 化。藉由在基材及活化光可固化性液體中避免溫度變動， 亦可以防止會使得奈米解析度的層對層對準變得不切實際 5 之不良的圖案失真。此外，如上述，可能快速地形成一圖 案而不接觸到模板，藉此消除了有關於需要直接接觸的壓 印方法之缺陷。 已經將特定美國專利案及美國專利申請案以引用方式 併入此專利案中。然而，此等美國專利案及美國專利申請 鲁 10 案的内容之引用併入程度並不使此等内容牴觸本文的其他 描述與圖式。若有此牴觸，則引用併入的美國專利案、美 國專利申請案中的任何此等牴觸内容係具體地不以引用方 式併入此專利案中。 雖然已經參照各種示範性實施例來描述本發明，預定 15 不以限制性意義來詮釋此描述。熟悉此技術者參照本描述 可瞭解本發明的示範性實施例及其他實施例之各種修改及 組合。因此，申請專利範圍預定涵蓋了任何此等修改或實 ® 施例。 I：圖式簡單說明3 20 第1圖顯示一用於壓印微影術之系統的一實施例； 第2圖顯示一壓印微影術系統外殼； 第3圖顯示一耦合至一壓印微影術系統之壓印微影術 頭的一實施例； 苐4圖顯不一壓印頭的投影圖， 68 1289731 第5圖顯示一壓印頭的分解圖； 第6圖顯示一第一撓曲構件的投影圖； 第7圖顯示一第二撓曲構件的投影圖； 第8圖顯示耦合在一起之第一及第二撓曲構件的投影 5 圖； 第9圖顯示一耦合至一壓印頭的一預校準系統之細微 定向系統的投影圖； 第10圖顯示一預校準系統的橫剖視圖； 第11圖顯示一撓曲系統的示意圖； 10 第12圖顯示一壓印微影術系統的一壓印頭及一動作平 台之投影圖； 第13圖顯示一液體配送系統的示意圖； 第14圖顯示一壓印頭之投影圖，其中壓印頭具有一光 學耦合至壓印頭之光源及攝影機； 15 第15及16圖顯示一液滴與一模板的一部分之間的一介 面之側視圖； 第17圖顯示用於在模板周邊拘限液體之模板的第一實 施例之橫剖視圖； 第18圖顯示用於在模板周邊拘限液體之模板的第二實 20 施例之橫剖視圖； 第19A-19D圖顯示一模板接觸一配置於一基材上的液 體之步驟順序的橫剖視圖； 第20A-20B圖分別顯示一具有複數個圖案化區域之模 板的俯視圖及橫剖視圖； 1289731 第21圖顯示1性模板支撐线的投影圖， 模板支射統_合至_壓印頭的一預校準系統「中剛性 第22圖顯示―輕合至―Χ·Υ動作系統之壓印頭； 第23A-23F圖顯示_負壓印微影術處理的橫 第24A-24D圖顯干目士 姑必η 、。呢圖； 理之橫剖視圖； ……—不n轉移層㈣壓顿影術處 第25A-25D圖顯示一正壓印微影術處理的横剖視圖； 第26A-26C圖顯子_目士 4* ^ r? 、/、有一轉移層的正壓印微影術處 理之橫剖視圖； 第27A-27D圖顯示—組合的正及負壓印微影術處理之 橫剖視圖； 第28圖顯示一定位於一模板及基材上之光學對举測量 裝置的示意圖； 第29圖顯示一使用對準標記藉由順序性觀看及再聚焦 15來決定一模板相對於一基材之對準的示意圖； 第30圖顯示一使用對準標記及偏光濾片來決定〆模板 馨 相對於一基材之對準的示意圖； 第31圖顯示由偏光線形成之一對準標記的俯視圖； 第32A-32C圖顯示施加至一基材之可固化性液體的圈 20案之俯視圖； 第33A-33C圖顯示在固化後從一基材移除一模板之济 思、圖； 第34圖顯示可供以電場為基礎的微影術使用之/定位 在一基材上的模板之一實施例； 70 1289731 第35A-35D圖顯示一利用與一模板接觸來形成奈米尺 度結構之處理的第一實施例； 第36A-36C圖顯示一用於形成奈米尺度結構而不與模 板接觸之處理的第一實施例； 5 第37A-37B圖顯示一包括一配置於一非傳導基部上的 連續圖案狀傳導層之模板； 第38圖顯示一具有一基材傾斜模組之動作平台； 第39圖顯示一具有一基材傾斜模組之動作平台； 第40圖顯示一基材支撐件的示意圖； 10 第41圖顯示一包括一配置於一基材支撐件下方的壓印 頭之壓印微影術系統的示意圖。 【圖式之主要元件代表符號表】 1，2,3,4...接合部 403a，403b，403c，403d，403e，403f， 12,1200...模板 4〇3g,403h.··圖案化區域的邊緣 13··.薄膜 405,569.··通路/邊界區 14. ·.表面 407...邊緣 18，1212...轉移層 409.··邊界/外區 20，1202,2500,3122.._基材 412···周邊 40...可固化性液體 532,562,563,565···凹部 42...遮罩層 534···凹入表面 44...特性 536,566···下表面 44...遮罩層42的部分 552···淺凹入表面 46...遮罩堆積 554···深凹入表面 401...圖案化區域 562···第一凹部 71 1289731 563a，565a···肩部 564···第二凹部 565b…額外部分 568...圖案化區 1204…導電材料及/或層 1206,3630,3642,3656_ · ·基部 1208···可聚合組成物 1210· ··晶圓 1214…電壓源 1216···凸起部 1218···活化光 1220···經固化的材料 1502…非傳導基部 1504···導電部 1704…非傳導材料 2401…單一配送梢部 2402…多重配送梢部 2501···液體容器 2502·••入口導管 2503···入口閥 2504_ ••泵 2506···出口導管 2507…液體配送頭 2601…第一影像 2602. ••第二影像 2603 ···單一成像平面 2605,2606···影像 2701，3012···覆層標記 2702···正交偏光陣列 2703…聚焦影像 3100,4110···壓印頭 3172,3174,3202,3204···臂 3164,3166,3204,3208,3210,3314 ...剛性體部 3101…細微偏光線 3109…預校準系統 3111···細微定向系統 3112a，3112b··.導軸 3114…中間框架 3116a，3116b·.·滑件 3120…壓印頭殼體 3121.. .鏡面 3122.. .碟形基板 3123.. .壓印動作平台 3124.3658.. .撓曲環 3125.. .液體配送系統 3126…第一撓曲構件 3127…大致剛性及非彈性構件

72 1289731 3128…第二撓曲構件 3130…模板支撐件 3134,3134a，3134b，3134c，3662 ...致動器 3135…力感應器 3160,3162…撓曲接合部 3170…第一撓曲框架 3180…第一定向軸線 3182,3212···開口 3184,3184 · · ·麵合構件 3200···第二定向軸線 3206···第二撓曲框架 3220,3222···拉條 3252.. .樞點 3260·.·橫剖面 3270···端點 3300···撓曲模型 3310…接合部1及2的對準軸線 3312···接合部3及4的對準轴線 3500···活化光源 3600,3920···動作平台 3604.. .角度 3610,3644,3652…基材夾頭 3620.. .滑架 3640…靜態基材支撐件 3 650,4120…基材支揮件 3654…基材傾斜模組 3660…撓曲環支撐件 3694···電腦控制式使用者介面 3700…圖案狀模板 3 800…模板光學成像系統 3805···聚焦裝置 3810…光學成像裝置 3820…光學系統 3900…壓印微影術系統 3910,4130···壓印頭支撐件 3920…動作平台支撐件 3930…橋接支撐件 3940…支撐台 3962· ··可移式取及板 3966…階台支撐件 3967,3968.··凹口 4100…系統 4140…支撐件 a···線圖案的橫剖面積 C.··點 d···特性尺寸 E···電場的量值

73 1289731 hi…第二凹部的高度 h2···第一凹部的高度 td...液體配送時間 Vd...液體容積 角度 7·.·液體-氣體表面張力 7 d._·毛細力的量值 ε…真空電容率

Vs...壓印構件的相對橫向速度 又1...第一波長 α 1，α2···通過模板3700中心 λ2···第二波長 的垂直軸線與線3310之間的

74

Claims (1)

1. 拾、申請專利範圍： 1. 一種用於在一基材上形成一圖案之系統，包含： 一體部，其支撐該基材； 一模板，其耦合至該體部且具有一圖案狀區； 5 —位移系統，其耦合至該體部，以提供該基材與該 模板之間的相對運動以及將該模板放置為與該基材的 一部分疊置，而界定一圖案化部；

   一液體配送器，其耦合為將一活化光可固化性液體 配送至該圖案化部的一次部分上，其中該位移系統係耦 10 合為可降低該基材與該模板之間的一距離藉以將該活 化光可固化性液體選擇性放置成為接觸該模板， 一源，其將光衝擊在該圖案化部上，其中該光經過 選擇可使該活化光可固化性液體產生固體化；及 一力偵測器，其耦合至該壓印頭以產生指示出藉由 15 該模板與該活化光可固化性液體之間的接觸施加至該

   模板的一力之資訊，其中該位移系統依據該資訊來建立 一距離變化的速率藉以盡量降低延伸至該圖案化部外 的基材區域之該活化光可固化性液體數量。 2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該位移系統進一步 20 包括一其上支撐該基材之動作平台，以沿著第一及第二 橫向軸線提供該基材與該模板之間的相對運動，且包括 一可供該模板附接之壓印頭，以沿著一與該第一及第二 轴線呈橫向延伸之第三轴線提供該模板與該基材之間 的相對運動。 75 1289731 3·如申請專利範圍第1項之系統，進一步包括一連接至該 模板之細微定向系統，以回應一施加至該模板的力使該 模板相對於該基材產生樞轉運動以相對於該基材維持 一大致平行的定向。 5 4·如申請專利範圍第1項之系統，進一步包括一連接至該 動作平台之細微定向系統，以回應一施加至該基材的力 使該基材相對於該模板產生動作。 5·如申請專利範圍第4項之系統，其中該動作平台係進一 步包括一用以支撐該基材之基材夾頭及一耦合至該基 10 材夾頭之基材傾斜模組，以及一連接至該傾斜模板之細 k疋向系統藉以回應施加至該基材的力量使該傾斜模 組改變該基材的傾斜度及使該基材及該模板維持一大 致平行的定向。 6·如申請專利範圍第1項之系統，進一步包括一細微定向 15 糸統，該細微定向系統係具有一連接至該模板之第一子 系統藉以回應一施加至該模板之力量使該模板相對於 該基材產生樞轉運動以相對於該基材維持一大致平行 的定向，該細微定向系統並具有一連接至該動作平台之 第二子系統藉以回應一施加至該基材之力量使該笑材 2〇 相對於該模板產生動作以相對於該模板維持一大致平 行的定向。 7 ·如申請專利範圍第1項之系統’其中該模板進一步包括 第一及第二相對侧，其中該圖案區及一第一表面配置於 該第一側上，該圖案區係包括一圖案表面以及一從該圖 76 1289731 ^表面往該第二側延伸而終止於—終端之凹部，其中該 表面係與4第—側分開—第—距離，該終端與該第 :則分開—第二輯且關案表面與該第二側分開〆 5 二二距離，其中該第-距離與該第二及第三距離皆不 同。 8.如=利範圍第1項之系統，進-步包括一具有-第 微定向系統，其中該第-撓曲構件構成 至該二撓係麵合 10 第二定位_轉，二:心 件其中雜板係附接至該支樓件。 撓曲構 9·如申請專利範圍第8項m 含第一及第二臂，复中#第 ' Μ 4曲構件包 邻且… ，包含-第，且嬈曲接人 15 將_—組撓曲接合部構成為可使該第〜:5 件繞該第-定向軸線產生樞轉動作，且其中繞曲構 含一第二組撓曲接合部且將該第二组撓曲接^二臂包 為可使該第-撓曲構件繞該第—定向抽妾5部構成 :，且其中該第二撓曲構件包含 生:轉動 20 第三臂包含-第三組挽曲接合部且將該第二，其中該 合::成為使該第二撓曲構件 :=接 樞轉動作，且其中該第四臂勺人片 π輛線產生 將該第四組撓曲接合部構3帛四組撓曲接合部且 該第二定向轴線產生枢轉動作可使該第一徺曲構件繞 10·如申凊專利範圍第8項之系統 〜，其中該第1曲構件包 77 1289731 該第-撓曲構縣合至該第二撓曲構件時該第一、第二 及第三開口大致對準。 含一第一開口，該第二繞曲構件包含一第二開口且該 支撺件包含-第三·，其中各該第―、第二及第三開 口構成為可在使用期間使活化光導至該模板上，其中當 5 10 11·如申請專利範圍第丨項之㈣，進_步包含—搞合至該 細微定向系統之預校準平台，其中該預校準系統構成為 可在使用期間將該細微定向系統移往及移離該基材。 12.如申請專利範圍第丨項之系統，進一步包含一耦合至該 壓印頭及該動作平台之支撐結構，其中該支撐結構包含 一在25 C時具有小於20 ppm/t：的線性熱膨脹係數之材 料0 13·如申請專利範圍第1項之系統，其中該動作平台包含一 空氣軸承平台。 15 I4·如申請專利範圍第1項之系統，進一步包含一耦合至該 動作平台之編碼器系統，其中該線性編碼器系統構成為 可決定出該動作平台相對於該體部上的一參考點之位 移。 15.如申請專利範圍第1項之系統，進一步包含一耦合至該 20 動作平台之編石馬器系統，其中該線性編石馬器系統構成為 玎決定出該動作平台相對於該體部上的一參考點朝向 該模板之位移。 16·如申請專利範園第1項之系統，進一步包含—位於至小 該塵印頭及該動作平台周圍之外殼以及-溫度控制^ 78 1289731 統，其中該溫度控制系統構成為可在使用期間抑止該外 殼内大於i°c之溫度變異。 17·如申請專利範圍第1項之系統，其中該圖案狀模板進一 步包含一位於該第一表面的至少一部分上之表面加工 層，且其中該表面加工層包含烧基矽烧、氟燒基矽烧或 氟烧基二氣吩烧與水之一反應產物。 18·如申請專利範圍第丨項之系統，其中該圖案狀模板進一 步包含一位於該第一表面的至少一部分上之表面加工 層，且其中該表面加工層包含十三氟—mi四氫辛基 鲁 二氣矽烷與水之一反應產物。

   氧化銦錫、矽氧化物或其組合。

   材與該模板之間的一距離。 壓印頭之空氣錶計，其中該空 ’進一步包含一耦合至該 氧^錶叶構成為可決定該基

   基材與該模板之間的一距離。 79 1289731 23.—種用於在一基材上形成一圖案之系統，包含： 一體部； 一模板，其具有具一圖案區之第一及第二相對側與 位在該第一側上之第一表面，該圖案區包括一圖案表面 5 及一從該圖案表面往該第二側延伸而終止於一終端中 之凹部，其中該第一表面與該第二側分開一第一距離， 該終端與該第二側分開一第二距離且該圖案表面與該 第二側分開一第三距離，其中該第一距離與該第二及第 三距離皆不同； 參 10 動作平台，其耦合至該體部以沿著第一及第二橫向 軸線提供該基材與該模板之間的相對運動； 一壓印頭，其耦合至該體部以沿著一對於該第一及 第二軸線呈橫向延伸之第三軸線提供該模板與該基材 之間的相對運動； 15 一細微定向系統，其耦合至該體部以便利該模板與 該基材之間產生相對旋轉運動同時盡量減少其間的平 移性位移藉以在該模板與該基材之間建立及維持一平 ® 行的相對位置關係； 一液體配送器，其耦合至該體部以將一活化光可固 20 化性液體配送至該基材上； 一源，其將光衝擊在該基材上，其中該光經過選擇 可使該活化光可固化性液體產生固體化；及 一力偵測器，其耦合至該壓印頭以決定出藉由該模 板與該活化光可固化性液體接觸而施加至該模板之一 80 1289731 4t 力量。 f 24.如申請專利範圍第23項之系統，其中該細微定向系統進 -步包括—連接至該模板之第-子系統藉以回應一施 加至該模板之力量使該模板相對於該基材產生樞轉運 5 動以相對於該基材維持—大致平行蚊向，該細微定向 系統並具有一連接至該動作平台之第二子系統藉以回 應把加至該基材之力量使該基材相對於該模板產生 動作以相對於該模板維持一大致平行的定向。 25·如申請專利範圍第24項之系統，其中該動作平台係進一 # 1〇 #包括―用以支撐該基材之基材夾頭及-耦合該基材 夾頭之基材傾斜模組’其中該第二子純連接至該傾斜 模組藉以回應施加至該基材的力量使該傾斜模組改變 該基材的傾斜度及使該基材與該模板維持一大致平行 的定向。 15 26.如申請專利範圍第23項之系統，其中該細微定向系統包 括一第一撓曲構件，其中該第一撓曲構件構成為可繞一 第-定向軸線樞轉且一第二撓曲構件係耗合至該第一 _ 撓曲構件，其中該第二撓曲構件構成為可繞一第二定位 轴線樞轉，且將一支撐件耦合至該第二撓曲構件，其中 . 20 該模板係附接至該支撐件。 27·如申請專·圍第23項之系統，進一步包含―耗合至g ， 細微定向系統之預校準平台，其中該預校準系統構成為 可在使用期間將該細微定向系統移往及移離該基材。 28·如申請專利範圍第23項之系統，進一步包含一耦合至該 81 1289731 壓印頭及該動作平台之支撐結構，其中該支撐結構包含 一在25 °C時具有小於20 ppm/°C的線性熱膨脹係數之材 料。 29. 如申請專利範圍第23項之系統，進一步包含一位於至少 5 該壓印頭及該動作平台周圍之外殼以及一溫度控制系 統，其中該溫度控制系統構成為可在使用期間抑止該外 殼内大於1°C之溫度變異。 30. 如申請專利範圍第23項之系統，進一步包含一耦合以決 定該基材與該模板間的一距離之空氣錶計。 1289731 柒、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（1 )圖。 (二) 本代表圖之元件代表符號簡單說明： 3100,4110···壓印頭 3500.. .活化光源 3600.. .動作平台 3700…圖案狀模板 3900.. .壓印微影術系統 3910···壓印頭支撐件 3920.. .動作平台支撐件 3930…橋接支撐件 3940.. .支撐台 捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：