TWI710858B - 用於控制壓印材料的擴散之方法、製造裝置的方法、和基板 - Google Patents

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Abstract

一種用於壓印光刻的基板，具有其上定義壓印場的位置，所述壓印場由內部區域、圍繞所述內部區域的周邊區域以及邊界進一步定義，所述周邊區域更包括流體控制特徵。在壓印場位置處配置在基板上的可聚合材料被允許擴散在基板上，其中流體控制浮雕特徵重新定向可聚合材料的擴散，以便當進一步的壓印光刻技術被執行時，將可聚合材料的超過該壓印場邊界的擴散最小化。

Description

用於控制壓印材料的擴散之方法、製造裝置的方法、和基板
本發明係有關用於控制壓印材料的擴散之方法。
奈米製造包括具有大約100奈米或更小等級的特徵的非常小的結構的製造。奈米製造具有相當大影響的一個應用是積體電路的處理。在半導體製程工業增加在基板上形成的每單位面積的電路之同時，半導體製程工業仍繼續努力提高產量；因此奈米製造變得越來越重要。在奈米製造允許所形成的結構的最小特徵尺寸的持續減小之同時，奈米製造提供更大的製程控制。
現今使用的示例性奈米製造技術通常被稱為奈米壓印光刻術。奈米壓印光刻在各種應用中是有用的，包括例如製造積體裝置的層，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，或諸如MRAM、3D交叉點記憶體、Re-RAM、Fe- RAM、STT-RAM等的其他記憶體裝置。示例性的奈米壓印光刻處理在諸如美國專利U.S.8,349,241號，美國專利U.S.8,066,930號和美國專利U.S.6,936,194號的許多出版物中有詳細描述，所有這些都藉由引用併入本文。
在上述美國專利中的每一個中公開的奈米壓印光刻技術包括在可形成(例如可聚合)層中形成浮雕圖案，並將對應於浮雕圖案的圖案轉印到下面的基板中。圖案化處理典型地使用與基板間隔開的模板，例如藉由液滴分配技術，可成形物以液體形態被施加到基板。該可成形的液體固化形成固體層，其具有與可成形液體接觸的模板表面形狀一致的圖案。固化後，將模板與固化層分離。在某些情況下，接著在整個基板上逐「場」(field by field)重複該處理，直到整個基板被圖案化為止(即所謂的“分步重複(step-and-repeat)”處理)。然後對基板進行諸如蝕刻處理的額外的處理，以將浮雕影像轉印到對應於在固化層中形成的圖案的基板中。特別是在這種分步重複中，期望避免將可成形材料擠壓超過模板圖案化表面。當這種擠壓發生時，它可能導致各種印記和印後缺陷。
在第一概括態樣，設置一種基板，該基板具有在其上界定壓印場之位置，該壓印場更由內部區域、圍繞該內部區域的周邊區域以及邊界進一步定義，其中該周邊區域更包括流體控制特徵。然後，所設置的基板可以經受其中可聚合材料在壓印場位置處配置到基板上並允許在基板上擴散的方法，其中流體控制釋放特徵重新導引可聚合材料的擴散，以便最小化可聚合材料超過該壓印場邊界的擴散。 　　[0006] 這些概括態樣的實現可以包括以下特徵中的一個或多個。流體控制特徵被設置鄰近壓印場邊界的邊緣並且在方向上被定向成平行於每個該邊緣。流體控制特徵是具有長度為其寬度的至少10或100或1,000或10,000倍之細長的特徵。流體控制特徵是線、線段或交錯條。流體控制特徵包括可選地具有0.005至1μm的高度或深度的突起和/或凹陷。 　　[0007] 在進一步提供的態樣中，所述方法還可以包括使壓印光刻模板與沈積在基板上的可聚合材料接觸以填充模板的浮雕圖案。所設置的壓印光刻模板可以包括以下特徵中的一個或多個。流體控制特徵設置在模板與基板的壓印場的周邊區域對準的區域中。模板的這種流體控制特徵可以是與基板的流體控制特徵互補並對準的。在某些態樣中，模板的流體控制特徵相對於基板的流體控制特徵是互補的並且與之對準或交錯的。在其他態樣中，模板的流體控制特徵相對於基板的突出流體控制特徵是凹陷並交錯的。 　　[0008] 在進一步的態樣中，可聚合材料可以在壓印場位置處被固化在基板上以形成圖案化層，並且圖案化層一旦被形成，就可以與固化圖案分離。圖案一旦被形成，圖案可以轉移到基板中，並且基板進一步處理以製造裝置。 　　[0009] 從附圖和下面實施方式的詳細描述中，本發明的其它特徵和優點將是顯然的。
[0020] 本文進一步描述了用於避免擠壓可成形材料超過模板圖案化表面的不同技術。具體參見圖1，其中示出了用於在基板12上形成浮雕圖案的示例性奈米壓印光刻系統10。基板12可以耦合到基板卡盤14。如圖所示，基板卡盤14是真空吸盤。然而，基板卡盤14可以是包括但不限於真空、針型、槽型、靜電、電磁和/或類似物的任何卡盤。在美國專利第U.S. 6,873,087號中描述了示例性卡盤，其藉由引用併入本文。 　　[0021] 基板12和基板卡盤14可以由平台16進一步支撐。平台16可以沿x、y和z軸提供平移和/或旋轉運動。平台16、基板12和基板卡盤14也可以定位在基座（未示出）上。 　　[0022] 與基板12間隔開的是模板18。模板18可以包括具有第一側和第二側的主體，其一側具有從其朝向基板12延伸的檯面20。檯面20可以在其上具有圖案化表面22。此外，檯面20可以被稱為模具20。替代地，模板18可以形成為沒有檯面20。 　　[0023] 模板18和/或模具20可以由這樣的材料形成，包括但不限於熔融二氧化矽、石英、矽、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/或類似物。如圖所示，儘管本發明的實施例不限於這種構造（例如，平坦表面），圖案化表面22包括由多個間隔開的凹陷24和/或突起26所定義的特徵。圖案化表面22可以定義形成要在基板12上形成的圖案的基礎的任何原始圖案。 　　[0024] 模板18可以耦接到卡盤28。卡盤28可以被配置為但不限於真空、針型、槽型、靜電、電磁和/或其它類似的卡盤類型。此外，卡盤28可以耦接到壓印頭30，壓印頭30又可以可移動地耦接到橋36，使得卡盤28、壓印頭30和模板18可以在至少z軸方向上移動。 　　[0025] 奈米壓印光刻系統10還可以包括流體分配系統32。流體分配系統32可以用於將可成形材料34（例如，可聚合材料）配置在基板12上。可使用技術將可成形材料34定位在基板12上，技術例如液滴分配、旋塗、浸塗、化學氣相沉積（chemical vapor deposition; CVD）、物理氣相沉積（physical vapor deposition; PVD）、薄膜沉積、厚沉積等。根據設計考慮，在模具22和基板12之間定義所需體積之前和/或之後，可成形材料34可以設置在基板12上。例如，可成形材料34可以包括如美國專利U.S.7,157,036號和美國專利U.S.8,076,386號中所述的單體混合物，兩者均藉由引用併入本文。
參考圖1和2，奈米壓印光刻系統10還可以包括沿路徑42引導能量40的能源38。壓印頭30和平台16可以被配置成將模板18和基板12定位成與路徑42重疊。相機58可以同樣地被定位與路徑42重疊。奈米壓印光刻系統10可以藉由與平台16、壓印頭30、流體分配系統32、能源38和/或相機58通訊的處理器54來調節，並且可以在儲存在記憶體56中的計算機可讀程式上操作。
壓印頭30、或平台16、或兩者都可改變模具20和基板12之間的距離，以定義由可成形材料34填充在其間的期望體積。例如，壓印頭30可以對模板18施加力，使該模具20接觸可成形材料34。所需體積填充有可成形材料34之後，能源38產生能量40，例如，紫外線輻射，使可成形的材料34固化和/或交叉連接，符合基板12的表面44和圖案化表面22的形狀，在基板12上定義圖案化層46。圖案化層46可以包括殘餘層48和多個特徵，如突起50和凹陷52所示，突起50具有厚度t1，殘餘層具有厚度t2。然後可以對其上形成有圖案化層46的基板12進行額外的處理，例如蝕刻處理，以將浮雕影像轉印到對應於圖案化層46的圖案的基板12中。然後可以將因此圖案化的基板進一步進行已知用於裝置製造的步驟和處理，包括例如氧化、成膜、沉積、摻雜、平坦化、蝕刻、抗蝕劑去除、切割、黏合和封 裝等。
上述系統和方法可以進一步用於美國專利U.S.6,932,934號、美國專利U.S.7,077,992號、美國專利U.S.7,179,396號和美國專利U.S.7,396,475號中所指的壓印光刻處理和系統，其全部內容藉由引用併入本文。
在諸如上述那些的壓印光刻處理中，特別是使用液滴分配技術的光刻處理中，期望避免將可聚合材料34擠壓超過檯面20的邊緣。當發生這種擠壓時，其可導致多種的印記和印後缺陷。例如，在分步重複的處理中，擠壓的材料可能導致材料在被壓印的場和鄰近的場之間的邊界處不必要的堆積，或者更糟的是可能導致在鄰近的場本身上之材料的堆積。這種材料堆積將沿著這些邊界以及跨越鄰近非壓印場的受影響區域產生更厚的殘餘層厚度，其反過來導致隨後的晶片製造過程中的缺陷，從而降低了裝置產量。類似地，如果將材料擠壓到先前壓印的鄰近的場上，則擠壓的材料將覆蓋先前壓印的圖案特徵，同樣導致隨後的處理缺陷並降低了裝置產量。此外，擠壓的材料也可以積聚在模板檯面側壁上。這種積聚的材料的部分可以稍後斷裂並配置到隨後的壓印場上，再次導致處理缺陷並降低了裝置產量。此外，這種側壁積聚可導致模板損壞本身，或減少模板使用壽命，或者另外需要昂貴的模板修復或回收。
以前的擠壓控制技術已經集中在模板設計，包括納入流體控制特徵，例如美國專利US 8,361,371號。然而，這樣的技術因此僅在模板處於與可聚合材料相互作用的位置是有效的，即模板與材料接觸之後是有效的。在如上所述的處理中，首先將材料分配在基板上，例如作為液滴，然後運動平台將基板移動到壓印頭的下方，並將基板針對模板向下移動就位且接觸配置在基板上的材料。在模板接觸從中心到周邊的處理中，即接觸在模板檯面的中心被開始，然後逐漸朝向檯面邊緣向外移動，液滴分配和完全接觸到檯面邊緣之間的時間間隔（對應於整個指定壓印場的完全接觸）典型地可以為1秒以上。在這段過去的時間內，液滴會顯著擴散，特別是當在基板上使用具有高度潤濕性的材料時，這用於高通量的處理中是較佳的。 　　[0031] 如本文進一步描述的，本發明包括在基板上設置流體控制特徵，其有助於在模板接觸之前控制在基板區域的邊緣處擴散的材料，以作為最小化或防止材料擠壓的方式。在某些處理中，這些特徵可以單獨工作或與位於壓印模板本身上的流體控制特徵協同工作。藉由這種方法，可以開發更寬的擠壓控制處理窗口，以便結合到壓印光刻處理中。 　　[0032] 參考圖3和圖4所示，具有檯面20的模板18與位於基板12上的場100重疊地示出。場100被進一步定義為包括內部區域102和周圍的周邊區域104。內部區域102表示期望的圖案被轉移到基板12以進行進一步的處理並且將要進行裝置製造所位於的場100內之區域。周圍的周邊區域104，在本文中有時稱為切口區域，包括對準標記和在壓印處理中或在進一步的處理步驟中有用的其它計量標記，但是這些切口區域最終將在進一步的處理步驟中被犧牲。轉到圖5A-圖5D，示出了在檯面20與材料34和基板12完全接觸之前，配置在切口區域104上或在切口區域附近的可聚合材料34流動超過檯面邊緣21的情形。更具體地，圖5A示出了基板12與配置作為液滴的材料34，其當模板18接觸材料34和基板12時，然後如圖5B所示擴散並合併在一起。然而，在該示例中，在與模板18完全接觸之前，材料34已經擴散跨越並超過切口區域104，當實現完全接觸時，導致擠壓材料延伸超過檯面邊緣21，如圖5C所示。當材料34隨後固化並且模板18與基板12分離時，如圖5D所示，缺陷部分106保留在形成的圖案化層上，其中擠壓材料108積聚在模板邊緣21上，如前所述，兩者都可引起後續的缺陷。 　　[0033] 為了更好地控制這種擠壓材料，本發明設置了位於基板上的流體控制特徵。當使用例如在基板上快速擴散的高度可潤濕的材料時，這種控制特徵對於防止擠壓是有利的。當使用較不快速擴散的材料以便簡單地增加壓印處理控制窗口時，即允許在材料分配和完全模板接觸之間的不同可能的時間間隔以適應其他處理變量時，它們也是有利的。在各種實施例中，控制特徵可以沿著包括在切口區域內的一個或多個壓印場邊緣放置。為了進一步控制材料擴散，控制特徵也可以具有方向性，例如，它們可以基本上平行於最接近的壓印場邊界或邊緣而被取向。藉由方向性，意味著控制特徵可以包括重複細長的特徵，其大致被定向為平行於鄰近的壓印場邊緣。這些特徵在長度上相對於它們寬度可至少大於10倍，並且更佳地在長度上相對於它們寬度可至少為大於10、100、1000或甚至10,000或更多倍。控制特徵可以具有各種設計，包括但是不限於光柵(即，重複特定間距的線和空間)線段、單交錯或多交錯條設計、分數或分段線設計、單槽設計、棋盤設計等等。本領域技術人員將理解，其它特徵設計也是有用的，只要實施的設計在平行於壓印場邊緣或邊界的方向上重新導向擴散材料。取決於壓印應用要求，這些特徵的寬度可以從次微米寬度到幾微米寬。在特定實施例中，流體控制特徵可以被設計成具有在0.005-20um之間的寬度、長度或直徑以及0.005-1um的高度(即，凸出的特徵)或深度(即，凹陷的特徵)。在基板上圖案化的流體控制特徵可進一步用材料進行表面處理，以降低抗蝕劑在這些特徵上的潤濕性。在基板上圖案化的流體控制特徵也可以與位於模板上的流體控制特徵結合使用。
圖6A-圖6D示出了具有基板12的實施例，基板12包括位於基板12的切口區域104中的流體控制特徵122。如圖6A所示，可聚合材料34的液滴配置在切口區域104附近和在切口區域104上。隨著模板18接觸材料34和基板12(圖6B)，液滴隨後擴散並合併在一起。然而，由於材料34跨越切口區域104擴散，而是在與模板18完全接觸之前，材料的流動被流體控制特徵限制和重新導向，以便不 延伸超過切口區域104。當實現完全模板接觸時，如圖6C所示，材料34保持在壓印區域內，並且不會擠壓超過場的邊緣。結果，隨後的固化和分離(圖6D)不產生任何擠壓相關的缺陷。
諸如特徵122的流體控制特徵可以使用本領域技術人員已知的光刻處理在基板上形成，包括但不限於光學光刻或壓印光刻處理。此外，在某些情況下，這些處理可以被併入現有的處理流程。例如，通常典型的是，在將期望的圖案壓印到基板上之前，基板將經受平坦化步驟。可以使用空白壓印模板，即具有平坦的平坦化圖案化表面的壓印模板來執行這種平坦化步驟。這樣的模板可以替代地設置有位於模板邊緣附近的期望流體控制特徵對應的浮雕圖案，使得期望的流體控制特徵被壓印在切口區域中，同時場的有效區域被平坦化。然後執行隨後的蝕刻步驟以將浮雕特徵蝕刻到場的切口區域中。類似地，隨後進行光刻處理的平坦化步驟可以用於在基板中形成期望的流體控制特徵。也就是說，可以例如藉由旋塗處理在整個基板上塗覆平坦化層，隨後進行光刻步驟以將期望的流體控制特徵圖案化成平坦化層。從此，隨後的蝕刻步驟也將所需的流體控制特徵蝕刻到基板中。類似地，這種壓印光刻或光刻圖案可以在平坦化之前或者甚至不進行平坦化處理之前進行以獲得類似的效果。
圖7A-圖7D示出了本發明的另一個實施例。這裡，基板12包括如上圖6A-圖6D所述的流體控制特徵122，但是進一步與模板118組合，其同樣設置有互補的流體控制特徵132。特別如圖7B和7C所示，模板控制特徵132被定位成與基板12上的特徵122對準。由於特徵122和特徵132被對準，模板和基板之間的更大的有效通道被產生用於流體容納。也就是說，對於相同的二維區域，更大體積的材料可以被限制和被重新定向。此外，藉由限制這種較大體積的材料，材料在場邊界邊緣處的相關毛細管壓力被降低。由於毛細管壓力驅動流體流動，毛細管壓力流體的減少會降低邊界處的流體速率，這進一步有助於限制材料擠壓。 　　[0037] 圖8A-圖8D示出了類似的實施例。這裡，模板120還具有互補的流體控制特徵134，然而它們被定位成與基板12上的流體控制特徵122偏位。這種佈置可以類似地限制並重新引導較大體積的材料穿過相同的二維區域。 　　[0038] 圖9A-圖9D示出了基板12上的流體控制特徵122被升高，即從基板12表面向上延伸的實施例。期望這樣的特徵122不會延伸得高於所形成的圖案化層152的目標殘留層厚度，以免產生導向模板的特徵之風險，除其他事項外，這可能導致模板損壞或過度高的摩擦力，其可能干擾模板與基板對準。這裡，模板對準的對應流體控制特徵134相對於流體控制特徵122而被定位，以提供圖7A-圖7D的實施例的類似優點。具有進一步限制在突起特徵位置處的流體流動的額外的優點。 　　[0039] 在進一步的實施例（未示出）中，基板可以具有突起和凹陷的流體控制特徵，並且可以被單獨使用或與具有互補流體控制特徵的模板組合使用。作為這種組合的一個例子，基板和模板兩者的凹陷之流體控制可以被對準，從而針對流體控制產生更大的有效通道，如圖7A-圖7D所示，其中突起的特徵設置了在這些通道之間流體流動的額外的流體限制。在更進一步的實施例中，模板流體控制特徵可以進一步包括多個步驟和/或多個蝕刻深度以進一步控制流體如何被約束和重新定向。 　　[0040] 鑑於此實施方式的描述，不同態樣的進一步修改和替代實施例對於本領域技術人員將是顯然的。因此，該實施方式的描述僅被解釋為說明性的。應當理解，本文所示和描述的形式將被視為實施例的示例。本文所示出和描述的那些元件和材料可以被替代，部件和處理可以被顛倒，並且某些特徵可以獨立地被利用，這一切在本領域技術人員在獲得本說明書的好處之後是顯然的。
[0041]10‧‧‧奈米壓印光刻系統12‧‧‧基板14‧‧‧基板卡盤16‧‧‧平台18‧‧‧模板20‧‧‧檯面、模具21‧‧‧邊緣22‧‧‧圖案化表面24‧‧‧凹陷26‧‧‧突起28‧‧‧卡盤30‧‧‧壓印頭32‧‧‧流體分配系統34‧‧‧材料36‧‧‧橋38‧‧‧能源40‧‧‧能量42‧‧‧路徑44‧‧‧表面46‧‧‧圖案化層48‧‧‧殘餘層50‧‧‧突起52‧‧‧凹陷54‧‧‧處理器56‧‧‧記憶體58‧‧‧相機100‧‧‧場102‧‧‧內部區域104‧‧‧周邊區域、切口區域106‧‧‧缺陷部分108‧‧‧擠壓材料118‧‧‧模板122‧‧‧特徵132‧‧‧特徵134‧‧‧特徵152‧‧‧圖案化層t1‧‧‧厚度t2‧‧‧厚度
[0010] 因此，藉由參考附圖中所示的實施例來對本發明的實施例進行更具體的描述，可以詳細了解本發明的特徵和優點。然而，應當注意，附圖僅示出了本發明的典型實施例，因此不應被認為是對其範圍的限制，因為本發明可以允許其他同等有效的實施例。 　　[0011] 圖1示出了具有模板和與基板間隔開的模具的奈米壓印光刻系統的簡化側視圖。 　　[0012] 圖2示出了圖1所示的基板的簡化視圖，其上形成有固化的圖案化層。 　　[0013] 圖3示出了與基板間隔開的奈米壓印光刻模板的簡化側視圖。 　　[0014] 圖4示出了圖3的基板的局部俯視圖。 　　[0015] 圖5A-圖5D示出了圖3的光刻模板和基板的簡化側視圖，其中模板接觸配置在基板上的可成形材料。 　　[0016] 圖6A-圖6D示出了根據本發明的實施例的光刻模板和基板的簡化側視圖，其中模板接觸配置在基板上的可成形材料。 　　[0017] 圖7A-圖7D示出了根據本發明的另一個實施例的光刻模板和基板的簡化側視圖，其中模板接觸配置在基板上的可成形材料。 　　[0018] 圖8A-圖8D示出了根據本發明的又1另一個實施例的光刻模板和基板的簡化側視圖，其中模板接觸配置在基板上的可成形材料。 　　[0019] 圖9A-圖9D示出了根據本發明進一步的實施例的光刻模板和基板的簡化側視圖，其中模板接觸配置在基板上的可成形材料。
12:基板
20:檯面、模具
21:邊緣
102:內部區域
104:周邊區域、切口區域
118:模板
122:特徵
132:特徵

Claims (20)

  1. 一種用於控制壓印材料擴散的方法，該方法包含以下步驟：設置基板，該基板具有在其上定義具有邊界的壓印場之位置，該壓印場更由內部區域和圍繞該內部區域的周邊區域進一步定義，其中該周邊區域更包括在該基板內的流體控制特徵；在該壓印場位置處將可聚合材料沉積到該基板上；和允許該可聚合材料在該基板上擴散，其中包括有浮雕特徵的該等流體控制特徵將該可聚合材料的該擴散重新導向而遠離該壓印場的該邊界。
  2. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該壓印場的該邊界具有一個或多個邊緣，並且其中鄰近每個該邊緣的該等流體控制特徵在方向上被定向成平行於每個該邊緣。
  3. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該等流體控制特徵更包含具有長度為大於它們的寬度的至少10或100或1,000或10,000倍之細長的特徵。
  4. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該等流體控制特徵更包含線段或交錯條。
  5. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該等流體控制特徵更包含突起或凹陷。
  6. 根據申請專利範圍第5項之方法，其中該等突起或該等凹陷具有0.005至1μm的高度或深度。
  7. 根據申請專利範圍第1項之方法，更包含將具有以浮雕圖案位於其上之圖案表面的壓印光刻模板與在該基板上的該可聚合材料接觸以填充該模板的該浮雕圖案之步驟。
  8. 根據申請專利範圍第7項之方法，其中該壓印光刻模板包括與該周邊區域對準的區域中之流體控制特徵。
  9. 根據申請專利範圍第8項之方法，其中該模板的該等流體控制特徵與該基板的該等流體控制特徵是互補的且對準。
  10. 根據申請專利範圍第8項之方法，其中該模板的該等流體控制特徵相對於該基板的該等流體控制特徵是互補的且交錯的。
  11. 根據申請專利範圍第8項之方法，其中該模板的該等流體控制特徵相對於該基板之突出的流體控制特徵是凹陷的且交錯的。
  12. 根據申請專利範圍第7項之方法，更包含固化該可聚合材料以在該壓印場位置處形成圖案化層在該基板上的步驟。
  13. 根據申請專利範圍第12項之方法，更包含從該形成的圖案化層分離該模板的步驟。
  14. 一種製造裝置的方法，包含：根據申請專利範圍第12項之方法在該基板上形成圖案化層；將該圖案化層的圖案轉移到該基板中；以及處理該基板以製造該裝置。
  15. 一種具有在其上定義具有邊界的壓印場之位置的壓印光刻基板，該壓印場更由內部區域和圍繞該內部區域的周邊區域進一步定義，其中該周邊區域更包含流體控制特徵，該流體控制特徵包括浮雕特徵。
  16. 根據申請專利範圍第15項之壓印光刻基板，其中該壓印場的該邊界具有一個或多個邊緣，並且其中鄰近每個該邊緣的該等流體控制特徵在方向上被定向成平行於每個該邊緣。
  17. 根據申請專利範圍第15項之壓印光刻基板，其中該等流體控制特徵更包含具有長度為大於它們的寬度的至少10或100或1,000或10,000倍之細長的特徵。
  18. 根據申請專利範圍第15項之壓印光刻基板，其中該等流體控制特徵更包含線段或交錯條。
  19. 根據申請專利範圍第15項之壓印光刻基板，其中該等流體控制特徵更包含突起或凹陷。
  20. 根據申請專利範圍第19項之壓印光刻基板，其中該等突起或該等凹陷具有0.005至1μm的高度或深度。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10549313B2 (en) 2016-10-31 2020-02-04 Canon Kabushiki Kaisha Edge field imprint lithography
JP2019212862A (ja) * 2018-06-08 2019-12-12 キヤノン株式会社 モールド、平面プレート、インプリント方法、および物品製造方法
JP7086758B2 (ja) * 2018-07-06 2022-06-20 キオクシア株式会社 パターン形成方法および半導体装置の製造方法
US11294277B2 (en) * 2018-07-25 2022-04-05 Canon Kabushiki Kaisha Process of imprinting a substrate with fluid control features
JP7150535B2 (ja) * 2018-09-13 2022-10-11 キヤノン株式会社 平坦化装置、平坦化方法及び物品の製造方法
CN109445247B (zh) * 2018-11-16 2020-06-19 京东方科技集团股份有限公司 压印模板及其制备方法和压印方法
US11243466B2 (en) * 2019-01-31 2022-02-08 Canon Kabushiki Kaisha Template with mass velocity variation features, nanoimprint lithography apparatus that uses the template, and methods that use the template

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200732836A (en) * 2005-12-08 2007-09-01 Molecular Imprints Inc Method for expelling gas positioned between a substrate and a mold
US20080303187A1 (en) * 2006-12-29 2008-12-11 Molecular Imprints, Inc. Imprint Fluid Control
US20130120485A1 (en) * 2010-06-30 2013-05-16 Fujifilm Corporation Liquid application device, liquid application method, and nanoimprint system
TW201518859A (zh) * 2013-07-12 2015-05-16 Canon Nanotechnologies Inc 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
TW201518067A (zh) * 2013-07-22 2015-05-16 Koninkl Philips Nv 圖案化印模製造方法、圖案化印模壓印方法及壓印物件

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3066930A (en) 1959-04-20 1962-12-04 Walter I Chinnick Holding tongs
US6873087B1 (en) 1999-10-29 2005-03-29 Board Of Regents, The University Of Texas System High precision orientation alignment and gap control stages for imprint lithography processes
US6932934B2 (en) 2002-07-11 2005-08-23 Molecular Imprints, Inc. Formation of discontinuous films during an imprint lithography process
US7077992B2 (en) 2002-07-11 2006-07-18 Molecular Imprints, Inc. Step and repeat imprint lithography processes
US6936194B2 (en) 2002-09-05 2005-08-30 Molecular Imprints, Inc. Functional patterning material for imprint lithography processes
US8349241B2 (en) 2002-10-04 2013-01-08 Molecular Imprints, Inc. Method to arrange features on a substrate to replicate features having minimal dimensional variability
US7179396B2 (en) 2003-03-25 2007-02-20 Molecular Imprints, Inc. Positive tone bi-layer imprint lithography method
US7396475B2 (en) 2003-04-25 2008-07-08 Molecular Imprints, Inc. Method of forming stepped structures employing imprint lithography
US7157036B2 (en) 2003-06-17 2007-01-02 Molecular Imprints, Inc Method to reduce adhesion between a conformable region and a pattern of a mold
US8076386B2 (en) 2004-02-23 2011-12-13 Molecular Imprints, Inc. Materials for imprint lithography
US8361371B2 (en) 2008-02-08 2013-01-29 Molecular Imprints, Inc. Extrusion reduction in imprint lithography
JP5460541B2 (ja) * 2010-03-30 2014-04-02 富士フイルム株式会社 ナノインプリント方法、液滴配置パターン作成方法および基板の加工方法
JP5759195B2 (ja) * 2011-02-07 2015-08-05 キヤノン株式会社 型、インプリント方法及び物品製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200732836A (en) * 2005-12-08 2007-09-01 Molecular Imprints Inc Method for expelling gas positioned between a substrate and a mold
US20080303187A1 (en) * 2006-12-29 2008-12-11 Molecular Imprints, Inc. Imprint Fluid Control
US20130120485A1 (en) * 2010-06-30 2013-05-16 Fujifilm Corporation Liquid application device, liquid application method, and nanoimprint system
TW201518859A (zh) * 2013-07-12 2015-05-16 Canon Nanotechnologies Inc 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
TW201518067A (zh) * 2013-07-22 2015-05-16 Koninkl Philips Nv 圖案化印模製造方法、圖案化印模壓印方法及壓印物件

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