專利名稱：模具、壓印方法和用于生產(chǎn)芯片的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模具、使用該模具的壓印方法和通過使用該模具用于生產(chǎn)芯片的工藝。
背景技術(shù)：
近些年來，用于在壓力下將模具上的微細(xì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到待處理的部件例如樹脂材料和金屬材料上的微細(xì)處理技術(shù)得到發(fā)展并且引起注意。該技術(shù)稱為納米壓印或納米壓花并且具有若干納米數(shù)量級(jí)的分離，因此越來越有期望該技術(shù)取代曝光設(shè)備例如步進(jìn)器或掃描器最為下一代半導(dǎo)體制造技術(shù)。
該技術(shù)可以允許同時(shí)處理晶片上的三維結(jié)構(gòu)，因此除了半導(dǎo)體制造技術(shù)它還期望應(yīng)用于如下生產(chǎn)技術(shù)。例如，該技術(shù)期望應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的不同領(lǐng)域包括光學(xué)設(shè)備例如光電晶體的領(lǐng)域和生物芯片例如微總分析系統(tǒng)(μ-TAS)的領(lǐng)域。
在這種壓印技術(shù)應(yīng)用于半導(dǎo)體制造技術(shù)的情況下，例如在Stephan Y.Chou e al.，Appl.Phys.Lett.，Vol.67，Issue 21，pp.3114-3116(1995)(斯蒂芬.Y.周等，應(yīng)用物理快報(bào)，第67卷，第21期，第3114-3116頁(yè)，1995年)中所述的，壓印方法以如下方式進(jìn)行。通過在基板(例如半導(dǎo)體晶片)上施加一層可光固化的樹脂材料構(gòu)成的機(jī)件或工件被準(zhǔn)備。模具具有處理表面，在所述處理表面上形成具有凸起和凹陷的期望的壓印圖案，該模具壓靠在機(jī)件上，接著繼續(xù)施加壓力并用紫外線輻射來固化可光固化的樹脂材料。按這種方式，圖案轉(zhuǎn)印到樹脂層上，使得樹脂層用作為實(shí)現(xiàn)蝕刻的掩模，因此在半導(dǎo)體晶片上進(jìn)行圖案形成。
在上述壓印技術(shù)中，在模具的壓印圖案轉(zhuǎn)印期間，模具與機(jī)件的校準(zhǔn)(位置調(diào)整)是重要的因素。
日本待審公開專利申請(qǐng)2000-323461已經(jīng)公開了下面的校準(zhǔn)方法。更具體地，用于位置基準(zhǔn)的標(biāo)記設(shè)置在透光的模具基板上并且與用于位置基準(zhǔn)的標(biāo)記對(duì)應(yīng)的標(biāo)記設(shè)置在機(jī)件上。通過使用這些用于位置基準(zhǔn)的標(biāo)記，實(shí)現(xiàn)模具與機(jī)件的校準(zhǔn)。通過使光線從上方穿過模具基板并且同時(shí)觀察用于模具基板的基準(zhǔn)的標(biāo)記以及機(jī)件的標(biāo)記可以實(shí)現(xiàn)模具與機(jī)件的校準(zhǔn)。
但是本發(fā)明人的研究結(jié)果表明，上述校準(zhǔn)方法伴隨著下列問題。
如果具有透光的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的模具與可光固化的樹脂材料彼此接觸，那么由于校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)與可光固化的樹脂材料之間的折射率差較小，校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)是不清楚的或者模糊的。
更具體地，用于壓印技術(shù)的可光固化的樹脂材料通常具有大約1.5的折射率。另一方面，模具本身通常由具有大約1.45的折射率的石英形成。當(dāng)然，在用于模具的材料與可光固化的樹脂材料之間的折射率差是較小的，因此既使用于校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的凸起和凹陷通過處理模具而設(shè)置在模具表面上，由于校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)與可光固化的樹脂材料的接觸，不容易視覺辨認(rèn)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。在這種情況下，有可能既使在用于校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的凸起和凹陷稍微可在視覺上辨認(rèn)時(shí)，也會(huì)實(shí)際上取決于要求的校準(zhǔn)精度影響校準(zhǔn)。
但是，校準(zhǔn)要求高精度地可靠地進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種適用于高精度校準(zhǔn)的模具。
本發(fā)明的另一目的是提出一種使用該模具的壓印方法。
本發(fā)明的又一目的是提出一種芯片的生產(chǎn)工藝，其中使用該模具。
按本發(fā)明的第一方面，提供一種模具，包括包括第一材料的基板；和設(shè)置在基板上的包括不同于第一材料的第二材料的校準(zhǔn)標(biāo)記；其中，第一材料和第二材料對(duì)于至少在一部分紫外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線的透射性，并且第二材料具有不小于1.7的折射率。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種壓印方法，包括將可光固化的樹脂材料設(shè)置在按本發(fā)明的第一方面的模具與具有校準(zhǔn)標(biāo)記的待處理的部件之間；和實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)標(biāo)記與待處理的部件的校準(zhǔn)控制，同時(shí)檢測(cè)模具的校準(zhǔn)標(biāo)記和待處理的部件的校準(zhǔn)標(biāo)記。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于生產(chǎn)芯片的工藝，包括準(zhǔn)備按本發(fā)明的第一方面的模具和待處理的部件，在其上設(shè)置可光固化的樹脂材料；用模具在可光固化的樹脂材料上形成圖案；和通過使用圖案作為掩模實(shí)現(xiàn)蝕刻一個(gè)區(qū)域，該區(qū)域接觸一個(gè)在其中形成圖案的層。
按本發(fā)明的第四方面，提供一種模具，包括包括第一材料的基板；多個(gè)凸起包括第一層，所述第一層包括不同于第一材料的第二材料；和包括第二材料的設(shè)置在各凸起之間的第二層；其中，第一材料和第二材料具有對(duì)于至少在一部分紫外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線的透射性，其中，第二材料具有不小于1.7的折射率，和其中，第一層和第二層具有不同的厚度。
按本發(fā)明的第五方面，提供一種模具，包括包括第一材料的基板；和多個(gè)凸起，所述凸起設(shè)置在基板上并且包括第一層，所述第一層包括第二材料；其中，第一材料和第二材料具有對(duì)于至少在一部分紫外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線的透射性，其中，第二材料具有不小于1.7的折射率，和其中，第二材料不設(shè)置在基板上的各凸起之間。
按本發(fā)明的第六方面，提供一種模具，包括校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域；和壓印圖案區(qū)域；其中，在校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域內(nèi)設(shè)置具有不小于1.7的折射率的材料。
根據(jù)本發(fā)明的其他方面，如下所述提供一種模具、一種模具的生產(chǎn)工藝、一種壓力處理方法和一種壓力處理設(shè)備。
更具體地，模具例如設(shè)有凹陷和凸起并且用于一層可光固化的樹脂材料的圖案形成。模具包含一個(gè)包括第一材料的模具基板和一個(gè)包括第二材料并構(gòu)成至少一部分凸起的表面層。第一材料和第二材料的特征在于具有對(duì)于在至少一部分紫外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線的透射性并且第二材料的特征在于具有不小于1.7的折射率。
按本發(fā)明的模具的特征在于，表面層的光路長(zhǎng)度在凹陷處與在凸起處之間是不同的。
本發(fā)明的模具的特征在于，它具有一個(gè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)并且至少一部分校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)由第二材料構(gòu)成。
本發(fā)明的模具的特征在于，它被使用在半導(dǎo)體、包括光電晶體的光學(xué)設(shè)備和生物芯片的生產(chǎn)技術(shù)的任意一種中。
按本發(fā)明的模具生產(chǎn)工藝的特征在于用于生產(chǎn)上述模具的下列兩個(gè)步驟(1)和(2)(1)在第一材料的模具基板上形成具有不小于1.7的折射率的第二材料的表面層的步驟，和(2)通過蝕刻表面層形成凹陷和凸起的期望的階梯形狀的步驟。
本發(fā)明的模具的壓力處理方法的特征在于，上述模具用于壓力處理。模具或待處理的部件被壓緊并且從光源發(fā)出的光線穿過模具以固化待處理的部件的可光固化的樹脂材料。模具使用在將形成于模具處理表面上的圖案轉(zhuǎn)印到待處理的部件上的期間。
另外，模具的壓力處理方法的特征在于，采用處于可光固化的樹脂材料不固化的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)。
按本發(fā)明的模具的壓力處理設(shè)備包括模具并且壓緊模具或者待處理的部件，然后通過采用從光源發(fā)出的光線穿過模具輻射可光固化的樹脂材料來硬化待處理的部件的可光固化的樹脂材料。該設(shè)備另外包括用于將形成于模具處理表面上的圖案轉(zhuǎn)印到待處理的部件上的裝置。
另外在本發(fā)明中，上述凹陷和凸起的特征在于，它們是用于校準(zhǔn)的圖案。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種模具，能實(shí)現(xiàn)高精度地校準(zhǔn)模具和機(jī)件。
在結(jié)合附圖考慮本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形式的下列說明的情況下，本發(fā)明的這些和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)變得更顯然。


圖1是用于描述按本發(fā)明的模具的示意截面圖。
圖2(a)至2(h)是用于描述按本發(fā)明的模具的示意截面圖。
圖3是用于描述在本發(fā)明的一種實(shí)施例中模具與機(jī)件校準(zhǔn)的示意截面圖。
圖4(a)和4(b)、圖5(a)至5(c)、圖6(a)至6(f)、圖7(a)至7(f)、圖8(a)至8(h)和圖9(a)至9(e)是按本發(fā)明的模具的生產(chǎn)工藝的示意截面圖。
圖10(a)至10(d)是用于描述按本發(fā)明的壓印方法的示意截面圖。
圖11是用于描述按本發(fā)明的模具的示意截面圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例模具)圖1是用于描述設(shè)在模具(或模板)中的校準(zhǔn)標(biāo)記的示意截面圖。
參考圖1，模具1000包括一個(gè)基板(模具基板)1010、一個(gè)設(shè)有校準(zhǔn)標(biāo)記的校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域1020和一個(gè)用于通過壓印來轉(zhuǎn)印圖案的圖案區(qū)域1050。在圖案區(qū)域1050中，用于壓印的圖案(例如通過凹陷和凸起構(gòu)成的結(jié)構(gòu))實(shí)際上是形成的，但是在圖1中省略了。
在該實(shí)施例中，壓印圖案區(qū)域1050位于中心部分，而兩個(gè)校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域1020位于壓印圖案區(qū)域1050兩側(cè)，但是它們之間的位置關(guān)系不特別地受限制。例如校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域1020也可以位于壓印圖案區(qū)域1050內(nèi)部。另外，校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域1020的數(shù)量也可以是一個(gè)或者不少于三個(gè)。
在該實(shí)施例中的校準(zhǔn)標(biāo)記用于在平面內(nèi)方向例如X-Y平面內(nèi)方向校準(zhǔn)模具的圖案區(qū)域，或者用于調(diào)整模具與待處理的部件之間的縫隙。
以下參考圖2(a)至2(h)描述該實(shí)施例的模具(模板)。
在這些附圖中，在由第一材料構(gòu)成的基板(模具基板)2010上設(shè)置由不同于第一材料的第二材料構(gòu)成校準(zhǔn)標(biāo)記2102。另外在以下說明中，校準(zhǔn)標(biāo)記2102有時(shí)簡(jiǎn)單稱為部件或表面層。第一材料和第二材料具有對(duì)于在至少一部分紫外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線的透射性，并且第二材料具有不低于1.7的折射率。
通過采用具有不低于1.7折射率的材料作為構(gòu)成模具的校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域的第二材料，既使在模具和可光固化的樹脂材料彼此接觸的情況下，也可能有效地檢測(cè)(或觀測(cè))模具的校準(zhǔn)標(biāo)記。因此可以高精度地實(shí)現(xiàn)模具與待處理的部件的校準(zhǔn)。
換言之，按該實(shí)施例，通過在處理模具表面時(shí)形成具有不低于預(yù)定值的折射率的表面層(由第二材料構(gòu)成)，可以解決因模具與待處理部件之間的小的折射率差引起的傳統(tǒng)的校準(zhǔn)問題。
更具體地，通過采用表面層材料具有大于1.7的折射率的結(jié)構(gòu)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，基于在該材料與可光固化樹脂材料之間的折射率差，檢測(cè)設(shè)置給模具和機(jī)件(待處理部件)的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，以允許高精度的校準(zhǔn)。
在本發(fā)明中表面層的折射率不低于1.7，優(yōu)選不低于1.8，更優(yōu)選不低于1.9。另外折射率可以例如不高于3.5。但是折射率的上限不受限制，只要因此的模具可用在本發(fā)明中。
另外在一部分表面層具有上述折射率的情況下，該表面層也可以被涂覆其它層。
如上所述，在該實(shí)施例中，由第二材料形成的部件2102作為校準(zhǔn)標(biāo)記設(shè)置在基板2010上。部件2102可以按變化的厚度在垂直于厚度方向2600的方向2610上設(shè)置。通過按這種方式設(shè)置第二材料，可以在引起光線從基板2010側(cè)沿厚度方向2600進(jìn)入模具中的情況下改變光路長(zhǎng)度(折射率×介質(zhì)長(zhǎng)度)。這意味著，設(shè)在校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域中的凹陷和凸起之一可被視覺觀察。例如，凸起和凹陷可以觀察為多個(gè)線、點(diǎn)或環(huán)。
上述部件在垂直于模具厚度方向的方向上具有第一厚度和第二厚度，而且第二厚度如圖2(a)、2(e)和2(g)所示具有一定數(shù)值或者如圖2(b)、2(c)、2(d)和2(f)所示為零。
換言之，構(gòu)成上述校準(zhǔn)標(biāo)記的第二材料的部件2102設(shè)置在模具基板2010上并且在凹陷處與在凸起處厚度不同，使得校準(zhǔn)標(biāo)記可以視覺觀察。部件2102在凹陷處和在凸起處具有不同厚度(在垂直于模具厚度方向的方向上)的情況例如包括圖2(h)的情況，其中，一層部件2102設(shè)置在兩層或三層或更多層中以改變厚度(光程)。
另外，可以僅通過清楚地觀察校準(zhǔn)標(biāo)記的存在位置來實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)。當(dāng)然在這種情況下，在改變部件2102的厚度時(shí)，該部件不必要求設(shè)置在基板上。
另外當(dāng)?shù)诙牧系牟考?102從上方看時(shí)(例如在未示出的頂視圖中)，部件2102按多個(gè)線、點(diǎn)或環(huán)的形狀設(shè)置。
圖2(a)示出作為校準(zhǔn)標(biāo)記的、具有凸起的、由第二材料構(gòu)成的部件2102設(shè)置在平整的基板2010上的情況。換言之，模具2103具有這樣一種結(jié)構(gòu)，使得由表面層2102提供一個(gè)階梯部分。
圖2(b)示出作為校準(zhǔn)標(biāo)記的、由第二材料構(gòu)成的部件2102設(shè)置在平整的基板2010上的情況。換言之，模具2104具有這樣一種結(jié)構(gòu)，使得在表面層2102與模具基板2010之間的邊界設(shè)置一個(gè)階梯部分。在這種情況下，表面層2102本身構(gòu)成該階梯部分。
圖2(c)示出作為校準(zhǔn)標(biāo)記的、由第二材料構(gòu)成的部件2102設(shè)置在基板2010的凸起2011上(該基板也可以看作為具有凹陷或溝槽的基板)的情況。換言之，模具2105具有一個(gè)階梯部分，其深度(高度)對(duì)應(yīng)于表面層2102的厚度與模具基板2101的一定部分的厚度之和。
圖2(d)示出圖2(c)中的模具另外被涂覆一種涂層材料(保護(hù)層)2106因此覆蓋部件2102和基板2010的情況。模具2107具有這樣一種結(jié)構(gòu)，使得由第三材料構(gòu)成的保護(hù)層2106設(shè)在示于圖2(c)中的模具2105的整個(gè)基板上。類似地，保護(hù)層也可以設(shè)置在示于圖2(a)中的模具2103的整個(gè)表面上或者示于圖2(b)中的模具2104的整個(gè)表面上。第三材料可以相同于表面層2102的材料，但是可以同模具基板2010和表面層2102一樣選自于任何對(duì)于紫外線波長(zhǎng)范圍具有透射性的材料。第三材料也可以是脫模劑，它可以應(yīng)用以便允許在壓印之后模具的光滑脫離。
圖2(e)示出模具2108僅通過由第二材料構(gòu)成的部件2102構(gòu)成的情況。
圖2(f)示出作為校準(zhǔn)標(biāo)記的、由第二材料構(gòu)成的部件2102設(shè)置在基板2010的凹陷處的情況。部件2102的厚度不特別地受限制，但是可以優(yōu)選為這樣的數(shù)值，使得部件2102不從基板2010的最上面的表面伸出。
圖2(g)和2(h)示出作為校準(zhǔn)標(biāo)記的、由第二材料構(gòu)成的部件2102設(shè)置在基板2010的凹陷2099處(圖2(g))或者設(shè)置在基板2010的凹陷2099和凸起2011下部處的情況(圖2(h))。設(shè)置在凹陷處的物質(zhì)2021可以相同于或不同于部件2102的物質(zhì)(第二材料)。但是物質(zhì)2021可以優(yōu)選具有與部件2102的折射率接近的折射率。在這種情況下，在凸起2011處的部件2102的厚度d1和在凹陷處2099或者凹陷2099與凸起2011處的物質(zhì)2021的厚度d2可以優(yōu)選彼此不同。另外，從校準(zhǔn)標(biāo)記在模具的最上面的表面上可以更清楚地視覺辨認(rèn)的角度，厚度d1和d2可以優(yōu)選為d1＞d2。但是，按該實(shí)施例的本發(fā)明不限制于這種關(guān)系(d1＞d2)。
另外，基板2010和部件2102的厚度不特別地受限制，但是可以期望地為能夠避免不必要的干涉條件的數(shù)值。例如如果觀察光線有波長(zhǎng)λ，而部件2102具有折射率n，那么例如在下列關(guān)系中λ/4n＜部件2102＜觀察光線的相干長(zhǎng)度不必要的干涉可被引起發(fā)生而阻礙對(duì)比度的確保。
如果觀察光線的波長(zhǎng)是633nm并且部件2102的折射率是1.7，那么λ/4n大約是100nm。因此，部件2102的厚度可以期望地不大于100nm或者不小于觀察光線的相干長(zhǎng)度。可以類似地考慮基板2010的厚度。但是除了上述干涉關(guān)系，如果也考慮模具的強(qiáng)度，那么基板2010的厚度可以期望地不小于幾十微米。
(第一材料和第二材料)用于模具基板2010的第一材料和用于表面層2102的第二材料具有關(guān)于在至少一部分紫外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線的透射性，該透射性能固化設(shè)在機(jī)件(待處理的部件)上的可光固化樹脂材料層。結(jié)果，通過從光源發(fā)出的光線穿過模具的輻射使得設(shè)置在機(jī)件上的可光固化的樹脂材料固化或者凝固，因此可以將形成在模具的處理表面上的壓印圖案(具有凹陷和凸起)轉(zhuǎn)印到機(jī)件上。通過第一材料和第二材料構(gòu)成的整個(gè)模具具有關(guān)于紫外線(例如波長(zhǎng)365nm)不小于50％、優(yōu)選不小于70％、更優(yōu)選不小于85％的透射性。
因此，基板2010、部件(表面層)2102和保護(hù)層2106對(duì)于在至少一部分紫外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線具有透射性，用于至少固化可光固化的樹脂材料。
模具與機(jī)件的校準(zhǔn)通過使用處于不固化可光固化的樹脂材料的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線來實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)然，基板2010、部件(表面層)2102和保護(hù)層2106的相應(yīng)材料可以優(yōu)選也具有對(duì)于在可光固化的樹脂材料不固化的一部分波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線的透射性。也可以使用這樣一種光源用于校準(zhǔn)，使得用于實(shí)際上固化可光固化的樹脂材料的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線量下降。
另外如上所述，基于可光固化的樹脂材料的折射率與第二材料的折射率之間的差，通過檢測(cè)關(guān)于模具設(shè)置的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)模具與機(jī)件(待處理的部件)的高精度校準(zhǔn)，因此表面層2102要求由在折射率方面不同于可光固化樹脂材料的材料構(gòu)成。
接下來說明在用于基板2010、表面層2102和保護(hù)層2106的相應(yīng)材料的選擇中表面層的透射率和折射率。
紫外線的透射性要求是這樣的數(shù)值，使得可光固化的樹脂材料可以在模具設(shè)置于光源與可光固化樹脂材料之間的狀態(tài)下通過來自于光源的紫外線的輻射來固化。
可光固化的樹脂材料基本上通過提高曝光量來固化，除非模具的透射性關(guān)于所使用的紫外線為零。但是在實(shí)際通過量的角度上，透射性要求是到一定程度的較高的數(shù)值。
作為用在光固化處理中的光源，使用一種能夠發(fā)出波長(zhǎng)例如為365nm的波長(zhǎng)的光線。關(guān)于該波長(zhǎng)，例如，SiO2具有大約90％的透射性。
為了不明顯降低與SiO2相比的通過量，由第二材料構(gòu)成的部件(表面層)可以期望地具有至少不小于30％的透射性。
另外如果在基板2010、表面層2102和保護(hù)層2106之間在透射性方面有大的差別，那么有可能引起發(fā)生在可光固化的樹脂材料的固化狀態(tài)下的不規(guī)則性。因此，用于這些部件的材料的透射性可以優(yōu)選彼此較接近。由第二材料構(gòu)成的部件(表面層)可以更優(yōu)選具有不小于60％、進(jìn)一步優(yōu)選不小于80％的透射性。
下面說明折射率。
總體上在具有彼此差別較大的折射率的物質(zhì)之間可以基于他們之間的折射、反射或散射在視覺上辨認(rèn)結(jié)構(gòu)。部件(表面層2102)的折射率越高，對(duì)比度越可靠地得到保證。
折射率的上限不特別地受限制。透過紫外線的代表性的介電部件的折射率的例子可以包括對(duì)于氟化鈣(典型地由CaF2表示)為1.43、對(duì)于二氧化硅、石英或石英玻璃(典型地由SiO2表示)為1.45、對(duì)于氧化鋁(典型地由Al2O3表示)為1.78、對(duì)于氮化硅(典型地由SiN表示)為2.0以及對(duì)于氧化鈦(典型地由TiO2表示)為大約2.4。這些物質(zhì)關(guān)于例如波長(zhǎng)大約為365nm的紫外線的透射性的示例可以包括對(duì)于CaF2為大約97％、對(duì)于SiO2為大約90％、對(duì)于Al2O3為大約80％、對(duì)于TiO2為大約60％以及對(duì)于SiN為大約90％。如果校準(zhǔn)標(biāo)記能夠視覺觀察，那么在一些情況下使用SiNC或SiC作為第二材料。SiC的折射率為3.1，因此折射率的上限不大于3.5，優(yōu)選不大于3.0。折射率本身取決于測(cè)量波長(zhǎng)而發(fā)生變化，但是上述關(guān)于折射率的數(shù)據(jù)是對(duì)于可見光(波長(zhǎng)633nm)的折射率。
在本發(fā)明的該實(shí)施例中的第二材料的折射率可以優(yōu)選對(duì)于可見光(波長(zhǎng)633nm)不小于1.7。折射率的上限不特別地受限制，而是可以如上所述不大于3.5。
在折射率的差較小的情況下，為了獲得在微型結(jié)構(gòu)中較高的對(duì)比度，光路長(zhǎng)度的差是一個(gè)重要的因素。
如果可光固化的樹脂材料的折射率是nl、用于表面層2102的第二材料的折射率是n2并且模具的表面層2102的階梯部分的高度(深度)是t，那么在模具的凹陷和凸起處被機(jī)件表面反射的光線的光路長(zhǎng)度差按下面的等式獲得光路長(zhǎng)度差＝2|n2×t-n1×t|＝2t|n2-n1|如果入射光線的波長(zhǎng)為λ，那么如果光程差為(1/2+m)λ(其中m為整數(shù))時(shí)可以確保最高的對(duì)比度。
當(dāng)然如果滿足以下關(guān)系可以獲得最大對(duì)比度2t|n2-n1|＝(1/2+m)λ(其中m為整數(shù))但是在n1與n2之差較小并且t等于或小于λ時(shí)，僅有m＝0的情況并且等式左側(cè)在大多數(shù)情況下較小。
當(dāng)然，下面的關(guān)系式是對(duì)比度的實(shí)際指數(shù)2t|n2-n1|≤(1/2)λ作為檢測(cè)光線，在可光固化的樹脂材料不固化的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線用在本發(fā)明中，但是通常使用在可見波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線。
例如假設(shè)使用單一波長(zhǎng)為633nm的光源，那么(1/2)λ的數(shù)值為316.5nm。
在此例如在模具僅由具有1.45的折射率的SiO2構(gòu)成的情況下，假設(shè)可光固化的樹脂材料的折射率為1.5并且模具的深度為150nm，那么得到的光路長(zhǎng)度差為2×150nm×|1.45-1.5|＝15nm。
這是一個(gè)示例，實(shí)際上按照由發(fā)明人進(jìn)行的試驗(yàn)獲得對(duì)比度是困難的。
當(dāng)然，光路長(zhǎng)度差要求至少為超過15nm的數(shù)值。
另一方面，在具有TiO2的表面層的模具(t＝60nm)浸入水中(折射率1.4)的示例中成功檢測(cè)對(duì)比度。
假設(shè)TiO2的折射率為2.4，那么在該示例中光路長(zhǎng)度差為2×60nm×(2.4-1.4)＝120nm。
從上述示例的結(jié)果可以考慮能夠允許觀察對(duì)比度的閾值在范圍15nm≤光路長(zhǎng)度差≤120nm。
在此例如假設(shè)光路長(zhǎng)度差的閾值為60nm，如果表面層具有150nm的厚度，那么n2＞1.7。當(dāng)然在這種情況下，為了提供能夠允許僅通過表面的凹陷和凸起觀察對(duì)比度的模具，需要不小于1.7的折射率。
換言之，第二材料可以優(yōu)選具有不小于1.7的折射率。
這意味著在表面層與可光固化的樹脂材料之間的折射率差大于0.2。
另外，光路長(zhǎng)度差成比例于階梯部分的數(shù)值和折射率的產(chǎn)生，因此階梯部分的數(shù)值(高度或深度)可以通過準(zhǔn)備具有高折射率的材料來實(shí)際降低。另一方面，折射率可以通過增加階梯部分的數(shù)值來實(shí)際上降低。
另外如果可以提高檢測(cè)器的靈敏度，那么既使在光路長(zhǎng)度差較小的情況下也可以檢測(cè)對(duì)比度。
當(dāng)然不小于1.7的折射率僅僅是一種實(shí)際的解決方案，但是可以是這樣一種折射率，即當(dāng)該折射率小于1.7時(shí)難以檢測(cè)對(duì)比度。
考慮上述說明，用于基板2010、由第二材料構(gòu)成的部件(表面層)2102以及保護(hù)層2106的相應(yīng)材料選擇如下用于由第一材料構(gòu)成的模具基板2010的材料的示例可以包括SiO2、CaF2和普通玻璃和石英。
用于由第二材料構(gòu)成的部件2102的材料的示例可以包括SiN、TiO2、Al2O3、氧化銦錫(ITO)和氧化鋅。
用于保護(hù)層2106的材料的示例可以包括透明的介電材料，例如SiO2、SiN、TiO2、ITO、Al2O3和CaF以及脫模劑。
作為用于示于圖2(d)中的保護(hù)層2106的材料，優(yōu)選可以使用二氧化硅。在這種情況下，通過涂層方法形成一層二氧化硅作為保護(hù)層2106。這是因?yàn)樵谑杷墓柰轳盥?lián)劑用作為壓印步驟中的脫模劑的情況下由于有二氧化硅作為模具的表面層的保護(hù)層的材料，脫模劑可以輕易地粘附到模具上。
另外，基板2010和部件2102的厚度不是特別地受限制的，而是可以期望地為能夠避免不必要的干涉條件的數(shù)值。例如，當(dāng)觀察光線具有波長(zhǎng)δ并且部件2102具有折射率n時(shí)，可能引起發(fā)生不必要的干涉以阻礙對(duì)比度的確保，例如在如下關(guān)系式時(shí)δ/4n＜(部件2102的厚度)＜(觀察光線的相干長(zhǎng)度)如果觀察光線的波長(zhǎng)是633nm并且部件2102的折射率是1.7，那么δ/4n大約為100nm。因此，部件2102的厚度可以期望地不大于100nm或者不小于觀察光線的相干長(zhǎng)度。類似地可以考慮基板2010的厚度。但是除了上述干涉關(guān)系外還要考慮模具的強(qiáng)度，基板2010的厚度可以期望地不小于幾十微米。
(校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域和圖案區(qū)域的層結(jié)構(gòu))在示于圖1的校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域1020和圖案區(qū)域1050具有相同的層結(jié)構(gòu)的情況下，相同的層結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的，因?yàn)樵跍?zhǔn)備模具期間的步驟被簡(jiǎn)化了。另外，相同的層結(jié)構(gòu)可以優(yōu)選引起在模具的平面內(nèi)方向上在模具的剛性方面較少的不規(guī)則性。
也可以在校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域1020和圖案區(qū)域1050中采用不同的層結(jié)構(gòu)。例如在這種情況下，校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域由石英(二氧化硅或石英玻璃)構(gòu)成并且氮化硅作為石英層的表面層，而圖案區(qū)域由石英構(gòu)成。結(jié)果用于準(zhǔn)備模具的工藝略微復(fù)雜，但是如果要控制模具的厚度，那么上述情況是有效的。這種構(gòu)造特別適合于控制相對(duì)較大的厚度。
(待處理的部件)待處理的部件在一些情況下也稱為機(jī)件。
待處理的部件的示例可以包括半導(dǎo)體基板例如Si基板或GaAs基板、樹脂基板、石英基板(二氧化硅基板或石英玻璃基板)、玻璃基板。也可以使用一種多層基板，它準(zhǔn)備成使得一個(gè)薄膜在這些基板上生長(zhǎng)或者粘結(jié)至這些基板。也可采用石英(二氧化硅或石英玻璃)的透光的基板。
施加在基板上的樹脂例如通過用紫外線從模具側(cè)輻射基板而硬化。這種可光固化的樹脂的示例可以包括聚氨酯類型的、環(huán)氧類型的和丙烯酸類型的樹脂。
另外作為樹脂也可以使用熱固性的樹脂例如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、硅樹脂或聚酰亞胺，以及熱塑性的樹脂例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者丙烯酸樹脂。通過使用這些樹脂，圖案通過熱處理如期望的那樣進(jìn)行轉(zhuǎn)印。
在待處理的部件不包含樹脂地構(gòu)成的情況下，待處理的部件僅通過擠壓力而物理變形。
在第一實(shí)施例中的上述部件或技術(shù)特征也可以應(yīng)用于本發(fā)明的所有實(shí)施例。另外，美國(guó)專利No.6,696,220、No.6,719,915、No.6,334,960和No.5,772,905以及美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/221331的全部公開內(nèi)容通過引用的方式清楚地結(jié)合在此。例如，美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/221331公開了這樣一種支承方式，使得處理部件不是局部地支承，而是在處理部件的整個(gè)背面上支承。但是，可移動(dòng)的機(jī)構(gòu)、待處理的部件和模具(印模)夾緊部分上的夾緊機(jī)構(gòu)可應(yīng)用于本發(fā)明。
上述按本發(fā)明的模具可以應(yīng)用于轉(zhuǎn)印特別屬于納米至微米數(shù)量級(jí)的凹陷和凸起的圖案。
(第二實(shí)施例模具)按本發(fā)明第二實(shí)施例的模具將參考圖2(g)說明如下。
在上述第一實(shí)施例中，圖2(g)是模具在校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域內(nèi)的層結(jié)構(gòu)的截面圖。但是在本實(shí)施例中，使用示于圖2(g)中的層結(jié)構(gòu)，而在校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域與圖案區(qū)域之間沒有區(qū)別。這是因?yàn)樵谝恍┣闆r下可以合適地確定，設(shè)在模具處理表面上的、有凹陷和凸起的、壓印圖案的哪個(gè)部分是否用作為校準(zhǔn)標(biāo)記。
更具體地，只要模具有下列描述的特征，那么該模具包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)，而不管所述特征設(shè)置在模具的任何區(qū)域。
參考圖2(g)，本實(shí)施例的模具包括由第一材料構(gòu)成的基板2010、多個(gè)由不同于第一材料的第二材料的第一層2102構(gòu)成的凸起2011和由第二材料構(gòu)成的、設(shè)置在相鄰的凸起2011之間在基板2010上的第二層2021。
第一材料和第二材料具有對(duì)于在至少一部分紫外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線的透射性，并且第二材料具有不小于1.7的折射率。第一層和第二層的厚度(在圖2(g)的d1和d2)彼此不同。通過如在第一實(shí)施例中所述的不同厚度d1和d2，可以保證光路長(zhǎng)度差。當(dāng)然，既使在可光固化的樹脂材料設(shè)置在模具與機(jī)件之間的狀態(tài)下，也可以視覺觀察或檢測(cè)第一和第二層2102和2021。
在本實(shí)施例中，d2的數(shù)值也可以為零。另外，d1的數(shù)值可以為零并且d2的數(shù)值是示于圖2(f)中的一個(gè)定值。
示于圖2(g)中的模具例如以示于圖8中的方式進(jìn)行準(zhǔn)備，該方式后面將詳細(xì)描述于實(shí)施例5。
另外，示于圖2(f)中的模具例如以示于圖9中的方式進(jìn)行準(zhǔn)備，該方式后面將詳細(xì)描述于實(shí)施例6。
對(duì)于本實(shí)施例，描述于第一實(shí)施例中的技術(shù)特征也可以應(yīng)用，只要它們與本實(shí)施例中的那些技術(shù)特征相一致。
(第三實(shí)施例模具)按本實(shí)施例的模具將參照?qǐng)D1說明。
如圖1所示，模具包括壓印圖案區(qū)域1050(其中沒有示出凹陷和凸起的圖案)和校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域(其中沒有示出校準(zhǔn)標(biāo)記)。如在第一實(shí)施例中所述，各區(qū)域之間的位置關(guān)系和校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域的數(shù)量不特別受限制。
構(gòu)成校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域的材料是具有不小于1.7的折射率的材料并且可以例如選自于如上所述的氮化硅、氧化鈦和氧化鋁。不必僅用上述材料構(gòu)成校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域。
壓印圖案區(qū)域1050可以通過與上述材料相同的材料或者石英(二氧化硅或石英玻璃)構(gòu)成。
通過采用上述這種構(gòu)造，例如既使在模具1000的處理表面接觸可光固化的樹脂材料的情況下，也能夠以高對(duì)比度辨認(rèn)校準(zhǔn)標(biāo)記，因?yàn)樵谛?zhǔn)標(biāo)記區(qū)域采用具有高折射率的材料。結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)高精度的校準(zhǔn)。
另外在本實(shí)施例中如圖11所示，校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域1020也可以設(shè)置成使其從壓印圖案區(qū)域1050的最上面的表面的水平面伸出。更具體地如圖11所示，在校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域1020，一個(gè)部分(構(gòu)成校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域)2202設(shè)置在模具基板2010上，因此以厚度p從模具基板2010的表面伸出。厚度p的數(shù)值可以合適地設(shè)置在不小于1nm并不大于1μm的范圍內(nèi)。部分2202由具有不小于1.7的折射率的材料構(gòu)成。這種構(gòu)造如下所述是有效的。
在壓印方法中，如圖10(d)所示的由附圖標(biāo)記9002表示的殘留薄膜的厚度盡量一致是重要的。這是因?yàn)闅埩舯∧げ糠挚傮w上例如通過活性離子蝕刻除去，但是如果殘留薄膜的厚度不一致時(shí)，最終用作為掩模的樹脂部分的形狀是不一致的。
通過采用如圖11所示的構(gòu)造并且使得部分1020以及待處理的并相對(duì)設(shè)置的部件相互接觸，可以實(shí)現(xiàn)殘留薄膜的一致的厚度。在一些情況下，非常薄的樹脂層實(shí)際上保留在部分1020與待處理的部件之間。
在本實(shí)施例中，構(gòu)成校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域1020的部分2022也可以在模具的最外面的表面上由具有導(dǎo)電性和不小于1.7的折射率的材料例如氧化鈦構(gòu)成。在這種情況下，一個(gè)與模具側(cè)的校準(zhǔn)標(biāo)記相應(yīng)的(導(dǎo)電材料的)標(biāo)記預(yù)先設(shè)置在機(jī)件(待處理的部件)側(cè)。
通過檢測(cè)兩個(gè)標(biāo)記的物理接觸或者在接近于接觸狀態(tài)的狀態(tài)下的電變化，可以實(shí)現(xiàn)模具與機(jī)件的校準(zhǔn)，即在平面內(nèi)方向上的位置校準(zhǔn)和/或在垂直于平面內(nèi)方向的方向上的縫隙調(diào)整。另外，電變化的檢測(cè)可以例如通過電流在模具與工件之間流動(dòng)的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)。
(第四實(shí)施例壓印方法)按本實(shí)施例的壓印方法采用按第一至第三實(shí)施例中任一種所述的模具。
更具體地，可光固化的樹脂材料設(shè)置于模具與待處理的部件之間，并且在檢測(cè)關(guān)于模具設(shè)置的校準(zhǔn)標(biāo)記和關(guān)于待處理的部件設(shè)置的校準(zhǔn)標(biāo)記的同時(shí)進(jìn)行模具與待處理的部件的位置控制。
(第五實(shí)施例芯片生產(chǎn)工藝)按本實(shí)施例用于生產(chǎn)芯片的工藝采用如第一至第三實(shí)施例中任一種所述的模具。
更具體地，生產(chǎn)工藝包括準(zhǔn)備模具和待處理的部件，通過使用模具在設(shè)置于待處理的部件上的可光固化的樹脂材料上形成圖案，和實(shí)現(xiàn)一個(gè)區(qū)域的蝕刻，該區(qū)域接觸一個(gè)在其中通過使用圖案作為掩模來形成圖案的層。
實(shí)際上，凹陷在待處理的部件的上部在不形成圖案的區(qū)域內(nèi)形成。
下面參考圖10(a)至10(d)說明在本實(shí)施例中采用的壓印方法的示例。
壓印方法的示例是用于通過光輻射來固化樹脂材料的光壓印方案。然而，也可以通過加熱或者通過加熱和光輻射來固化樹脂材料。
首先如圖10(a)所示，具有一層在其表面上的可光固化的樹脂材料9034的待處理的部件9033例如硅基板和模具9020(在圖10(a)中未示出)相對(duì)設(shè)置。
然后如圖10(b)所示，模具9020和可光固化的樹脂材料9034被相互接觸。這這種情況下，它們可以通過移動(dòng)模具和待處理的部件之一或兩者而相互接觸。通過接觸使壓力施加到這些部件上。結(jié)果，可光固化的樹脂材料的形狀改變成反應(yīng)模具的具有凹陷和凸起的圖案的形狀。另外，在圖10(b)中，這樣刻畫模具，使得它設(shè)有一定的壓印圖案，并且在該圖中省略了校準(zhǔn)標(biāo)記。
如果在上述實(shí)施例中的模具使用在本實(shí)施例中，那么既使在模具9020和可光固化的樹脂材料9034相互接觸(在接觸狀態(tài))的情況下，也可以清楚地觀察校準(zhǔn)標(biāo)記。當(dāng)然，既使在這樣一種接觸狀態(tài)下，也可以實(shí)現(xiàn)高精度的校準(zhǔn)控制。
然后如圖10(c)所示，可光固化的樹脂材料9034用紫外線5001從模具9020的背面?zhèn)冗M(jìn)行輻射，因此被固化。
此后如圖10(d)所示，模具9020從已固化的樹脂材料9034上移開。如所需要的，模具或待處理的部件相對(duì)移動(dòng)，以又在臨近于圖案轉(zhuǎn)印區(qū)域的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)印，因此實(shí)施分步重復(fù)方案。
如圖10(d)所示，在殘留薄膜9022在樹脂部分內(nèi)存在的情況下，如期望的那樣殘留薄膜9002通過灰化(氧反應(yīng)蝕刻)來除去。結(jié)果，模具的圖案轉(zhuǎn)印到待處理的部件(機(jī)件)上。
盡管沒有示出于圖10(a)至10(d)中，通過使用被轉(zhuǎn)印的圖案作為掩模，在被轉(zhuǎn)印的圖案(在圖10(a)至10(d)情況下由已硬化的樹脂材料構(gòu)成)下面的基板受到蝕刻?；逵晒杌灞旧砘蛘咭环N將多個(gè)層在其上層壓為一個(gè)多層薄膜的基板構(gòu)成。
另外如果可光固化的樹脂材料具有非常低的粘度，那么盡管圖案轉(zhuǎn)印的程度根據(jù)可光固化的樹脂材料的粘度發(fā)生變化，可以通過充分降低要施加到可光固化的樹脂材料上的模具壓力來實(shí)現(xiàn)圖案轉(zhuǎn)印。
接著說明模具與待處理的部件(機(jī)件)的校準(zhǔn)。
圖3是用于描述模具與機(jī)件(待處理的部件)的校準(zhǔn)的示意截面圖，該模具是示于圖2(a)至2(h)的模具中的任一種。
例如如圖3所示，準(zhǔn)備模具3104并且將可光固化的樹脂材料3203施加到機(jī)件3202上。換言之，在模具3104與機(jī)件3202之間填充可光固化的樹脂材料。在圖3中，模具3104設(shè)有一個(gè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)(校準(zhǔn)標(biāo)記)3205。一個(gè)表面層2102可以如圖3所示形成在模具基板2010上或形成在模具基板的內(nèi)側(cè)。機(jī)件3202設(shè)有校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)3206。
在該示例中，用于表面層2102的材料具有大于1.7的折射率。
在上述構(gòu)造中，通過使用作為檢測(cè)光線3204的光線來實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)，在該光線的波長(zhǎng)范圍內(nèi)可光固化的樹脂材料3203不固化。
表面層2102和可光固化的樹脂材料3203具有不同的折射率，因此可以觀察校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)3205。
更具體地，表面層2102構(gòu)成為具有大于1.7的折射率，因此可以確保表面層2102與可光固化的樹脂材料3203之間的折射率差。換言之，上述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)3205可以清楚地觀察。
檢測(cè)光線3204穿過模具基板2010和表面層2102，因此可以同時(shí)觀察基板3202上的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)3206。
當(dāng)然，根據(jù)本實(shí)施例的上述構(gòu)造，既使在模具和機(jī)件被促使彼此接近而處于在模具與機(jī)件之間填充可光固化的樹脂材料的狀態(tài)即不僅模具而且機(jī)件接觸可光固化的樹脂材料時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)高精度的校準(zhǔn)。
為了在通過用紫外線輻射的光學(xué)壓印技術(shù)中實(shí)現(xiàn)精確的校準(zhǔn)，優(yōu)選可以在模具與機(jī)件彼此接近的狀態(tài)下執(zhí)行校準(zhǔn)。但是在這種情況下，在模具與機(jī)件之間填充可光固化的樹脂材料，因此引起在這種狀態(tài)下僅能較少地觀察校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的問題。
然而如上所述，按本實(shí)施例通過使用具有由高折射率材料構(gòu)成的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的模具，既使在可光固化的樹脂材料中也可以用可見光檢測(cè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)(校準(zhǔn)標(biāo)記)，同時(shí)保證高對(duì)比度。結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)高精度的校準(zhǔn)。
以下基于具體的實(shí)施例來更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
(實(shí)施例1圖2(a)的模具)在本實(shí)施例中描述按本發(fā)明的通過蝕刻的模具生產(chǎn)工藝。
圖4(a)和4(b)是用于描述在本實(shí)施例中模具的準(zhǔn)備步驟的示例的橫截面圖。
(1)首先，將一個(gè)掩模層4301形成在模具基板2010的表面層2102上(圖4(a))。掩模層4301可以是抗蝕劑掩模層或者金屬材料例如Cr、Al或WSi的硬質(zhì)掩模層。
(2)其次，通過使用掩模層4301作為掩模使表面層2102受到蝕刻(圖4(b))。
(3)蝕刻之后，除去掩模層4301。
在此通過在表面層2102的中間部分上停止蝕刻，可以形成示于圖2(a)中的模具。
另外通過在模具基板2010與表面層2102之間的邊界(分界面)上停止蝕刻，可以形成示于圖2(b)中的模具。
另外通過繼續(xù)蝕刻直到除去模具基板2010的一定量，可以形成示于圖2(c)中的模具。
另外，模具基板本身由用于表面層2102的材料形成，因此可以準(zhǔn)備示于圖2(e)中的模具2108。
(實(shí)施例2圖2(b)的模具)在本實(shí)施例中說明按本發(fā)明的通過升起的(lift-off)方法的模具生產(chǎn)工藝。
圖5(a)至5(c)是用于描述在本實(shí)施例中的模具的準(zhǔn)備步驟的示例的示意橫截面圖。
(1)首先，在模具基板2010的表面上形成抗蝕劑掩模層5401(圖5(a))。
(2)其次，在掩模層5401的整個(gè)表面上由一種材料形成表面層2102(圖5(b))。
(3)再次，通過升起的方法除去掩模層5401以形成圖案2102(圖5(c))。
示于圖5(c)中的模具對(duì)應(yīng)于示于圖2(b)中的模具。但是也可以在形成掩模層5401之前通過在模具基板2010的整個(gè)表面上形成表面層2102來形成模具2103。另外也可以通過使用表面層2102的材料作為用于模具基板的材料來形成模具2108。
另外通過使用由升起方法形成的表面層2102作為掩模，使模具基板2010受到蝕刻以準(zhǔn)備模具2105。但是在這種情況下，必需選擇能夠確保有效蝕刻選擇速度的材料與蝕刻條件的組合。
(實(shí)施例3)在本實(shí)施例中說明按本發(fā)明的模具生產(chǎn)工藝，為了與在實(shí)際的圖案區(qū)域和校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)區(qū)域中的階梯部分對(duì)應(yīng)地調(diào)整深度(高度)。
允許觀察校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的接觸基本上取決于在(由第二材料構(gòu)成的)表面層2102上形成的階梯部分。
當(dāng)然關(guān)于模具2104和2105，僅需要將表面層2102形成為薄膜，其厚度設(shè)計(jì)成允許對(duì)比。
另一方面，在模具2103和2108的情況下，在表面層2102上形成的階梯部分不必具有適合于壓印工藝的深度。在這種情況下，有必要改變?cè)趯?shí)際的圖案區(qū)域與在校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)區(qū)域之間的階梯部分的深度。實(shí)現(xiàn)這種構(gòu)造的工藝示于圖6(a)至6(f)中。
(1)首先，在模具基板2010的表面層2102上例如由Al、Cr或WSi形成硬質(zhì)掩模層6503(圖6(a))。
(2)其次，將抗蝕劑6504設(shè)置在硬質(zhì)掩模層6503上并且受到圖案形成(圖6(b))。
(3)然后，使硬質(zhì)掩模層6503受到蝕刻并接著使表面層2102受到蝕刻。在表面層2102的蝕刻期間，利用硬質(zhì)掩模層6503作為掩模，抗蝕劑6504可以保留不變或者可以被除去并受到蝕刻(圖6(c))。
(4)接著，抗蝕劑6505受到圖案形成，因此覆蓋實(shí)際的圖案區(qū)域1050(圖6(d))。
(5)然后，在校準(zhǔn)區(qū)域1020中實(shí)現(xiàn)利用硬質(zhì)掩模層6503作為掩模的附加蝕刻(圖6(e))。
(6)此后，除去抗蝕劑6505(圖6(f))。
在上述工藝中可以準(zhǔn)備這樣一種模具，使得校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)(校準(zhǔn)標(biāo)記)的凹陷的深度大于實(shí)際的圖案的凹陷的深度。
另一方面，在校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的凹陷的深度小于實(shí)際圖案的凹陷的深度的情況下，抗蝕劑6505的圖案形成可以實(shí)現(xiàn)，以覆蓋校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。
在上述方式中，可以合適地和有選擇地準(zhǔn)備一些模具，它們包括具有最優(yōu)凹陷的實(shí)際圖案和校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。
另外，在上述步驟(6)之后，也可以通過合適地除去硬質(zhì)掩模層6503來準(zhǔn)備用于壓印的模具。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)模具。
更具體地，可以實(shí)現(xiàn)這樣一種模具，即不僅校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域1020而且壓印圖案區(qū)域1050都通過包含凹陷地構(gòu)成，使得在校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域中的凹陷的深度大于在壓印圖案區(qū)域中的凹陷的深度。
另外，在本實(shí)施例中，也可以通過在步驟(6)之后除去模具基板2010(圖6(f))或者通過在步驟(1)中省略模具基板2010(圖6(a))來準(zhǔn)備模具，只要得到的模具本身可以確保充分的強(qiáng)度。
(實(shí)施例4圖2(h)的模具)圖7(a)至7(f)示出示于圖2(h)中的模具的生產(chǎn)工藝。
(1)在模具基板2010的表面上由高折射率的材料形成一層2021(圖7(a))。
(2)在所述層2021上由折射率與模具基板2010的材料相同或接近的材料形成一層2710(圖7(b))。
(3)在所述層2710上由折射率與所述層2021的材料相同或接近的材料形成一層2102(圖7(c))。
(4)在所述層2102的表面上形成一個(gè)掩模層7301(圖7(d))。
(5)在使用掩模層7301的情況下蝕刻所述層2102(圖7(e))，并且然后蝕刻所述層2710。
在蝕刻所述層2710期間，掩模層7301可以保留不變，或者可以使用所述層2102作為掩模層的情況下被除去并且受到蝕刻。在每一情況下，得到的結(jié)構(gòu)最終處于掩模層7301被除去的狀態(tài)(圖7(f))。
(實(shí)施例5圖2(g)的模具)圖8(a)至8(h)示出示于圖2(g)中的模具的生產(chǎn)工藝。
(1)在模具基板2010的表面上由高折射率的材料形成一層2021(圖8(a))。
(2)在所述層2021的基板上形成掩模層8301(圖8(b))。
(3)在使用掩模層8301作為掩模的情況下蝕刻所述層2021(圖8(c))。
(4)在除去掩模層8301之后，在所述層2021上由折射率與模具基板2021的材料相同或接近的材料形成一層2710(圖8(d))。
(5)在所述層2710上由折射率與所述層2021的材料相同或接近的材料形成一層2102(圖8(e))。
(6)在所述層2102的表面上形成掩模層8302(圖8(f))。
(7)在使用掩模層8301的情況下蝕刻所述層2102(圖8(e))，并且然后蝕刻所述層2710。
(8)在蝕刻所述層2710期間，掩模層8302可以保留不變，或者可以使用所述層2102作為掩模層的情況下被除去并且受到蝕刻。在每一情況下，得到的結(jié)構(gòu)最終處于掩模層8302被除去的狀態(tài)(圖8(h))。
(實(shí)施例6圖2(f)的模具)圖9(a)至9(e)示出示于圖2(f)中的模具的生產(chǎn)工藝。
(1)在模具基板2010的表面上形成一個(gè)掩模層9301(圖9(a))。
(2)在使用掩模層9301的情況下蝕刻模具基板2010(圖9(b))。也可以在模具基板2010與掩模層9301之間設(shè)置一個(gè)硬質(zhì)掩模層。
(3)在模具基板2010的表面上由高折射率的材料形成一層2102(圖9(c))。
(4)例如通過處理方法例如化學(xué)機(jī)械拋光來蝕刻和局部除去所述層2102，因此與模具基板2010具有相同的表面水平(圖9(d))。
(5)繼續(xù)通過蝕刻等除去所述層2102，因此具有的厚度使得所述層2102的上表面位于在模具基板2010的上表面與設(shè)在模具基板2010上的凹陷的底部之間的任意中間部分處(圖9(e))。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參照包含于其中的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但是它不限制于闡述的細(xì)節(jié)并且本申請(qǐng)要覆蓋一些可以落在后面的權(quán)利要求的改進(jìn)目的或范圍之內(nèi)的修改或變化。
權(quán)利要求
1.一種模具，包括包括第一材料的基板；和設(shè)置在基板上的包括不同于第一材料的第二材料的校準(zhǔn)標(biāo)記；其特征在于第一材料和第二材料具有對(duì)于至少在一部分紫外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線的透射性，并且第二材料具有不小于1.7的折射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于在所述基板上，包括所述校準(zhǔn)標(biāo)記的第二材料的部件設(shè)置成在垂直于所述模具的厚度方向的方向上改變其厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模具，其特征在于所述部件在垂直于所述模具的厚度方向的方向上具有第一厚度和第二厚度，第二厚度是一定的數(shù)值或者零。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于包括所述校準(zhǔn)標(biāo)記的第二材料的部件設(shè)置在所述基板上，并且在所述模具的凹陷處具有一種厚度，以及在所述模具的凸起處具有與在所述模具的凹陷處的厚度不同的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于作為所述校準(zhǔn)標(biāo)記，包括第二材料并具有凸起的部件設(shè)置在所述基板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于作為所述校準(zhǔn)標(biāo)記，包括第二材料的部件設(shè)置在所述基板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于所述基板具有凸起，并且包括第二材料的部件作為所述校準(zhǔn)標(biāo)記設(shè)置在所述基板的凸起處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于所述基板具有凹陷，并且包括第二材料的部件作為所述校準(zhǔn)標(biāo)記設(shè)置在所述基板的凹陷處。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于第一材料選自于由二氧化硅、氟化鈣和玻璃構(gòu)成的組中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于第二材料選自于由氮化硅、硅氮氧化物、氧化鈦、氧化鋁、氧化銦錫和氧化鋅構(gòu)成的組中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于所述模具具有其中設(shè)有校準(zhǔn)標(biāo)記的校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域和壓印圖案區(qū)域，以及在校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域中具有層結(jié)構(gòu)，并且在壓印圖案區(qū)域中具有與在校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域中的層結(jié)構(gòu)相同的層結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于所述模具具有其中設(shè)有校準(zhǔn)標(biāo)記和凹陷的校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域和其中設(shè)有凹陷的壓印圖案區(qū)域，以及在校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域中的凹陷處具有一種深度，并且在壓印圖案區(qū)域中的凹陷處具有與在校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域中的凹陷處的深度不同的深度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于校準(zhǔn)標(biāo)記的第二材料被涂覆第三材料。
14.一種壓印方法，包括將可光固化的樹脂材料設(shè)置在按權(quán)利要求1的模具與具有校準(zhǔn)標(biāo)記的待處理的部件之間；和實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)標(biāo)記與待處理的部件的校準(zhǔn)控制，同時(shí)檢測(cè)模具的校準(zhǔn)標(biāo)記和待處理的部件的校準(zhǔn)標(biāo)記。
15.一種用于生產(chǎn)芯片的工藝，包括準(zhǔn)備按權(quán)利要求1的模具和待處理的部件，在所述待處理的部件上設(shè)置可光固化的樹脂材料；用模具在可光固化的樹脂材料上形成圖案；和通過使用圖案作為掩模實(shí)現(xiàn)蝕刻一個(gè)區(qū)域，該區(qū)域接觸一個(gè)在其中形成圖案的層。
16.一種模具，包括包括第一材料的基板；多個(gè)凸起包括第一層，所述第一層包括不同于第一材料的第二材料；和包括第二材料的設(shè)置在各凸起之間的第二層；其特征在于第一材料和第二材料具有至少對(duì)于在一部分紫外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線的透射性，其中，第二材料具有不小于1.7的折射率，和其中，第一層和第二層具有不同的厚度。
17.一種模具，包括包括第一材料的基板；和多個(gè)凸起，所述凸起設(shè)置在所述基板上并且包括第一層，所述第一層包括第二材料；其特征在于第一材料和第二材料具有對(duì)于至少在一部分紫外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線的透射性，其中，第二材料具有不小于1.7的折射率，和其中，第二材料不設(shè)置在基板上的各凸起之間。
18.一種模具，包括校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域；和壓印圖案區(qū)域；其特征在于在所述校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域內(nèi)設(shè)置具有不小于1.7的折射率的材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的模具，其特征在于所述材料選自于由氮化硅、氧化鈦、氧化鋁、氧化銦錫和氧化鋅構(gòu)成的組中。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的模具，其特征在于所述模具具有在所述校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域中的凹陷和在所述壓印圖案區(qū)域中的凹陷，在所述校準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)域中的凹陷具有的深度大于在壓印圖案區(qū)域中的凹陷的深度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種模具，它既使在可光固化的樹脂材料設(shè)置于模具與待處理的部件之間的狀態(tài)下也能夠高精度地實(shí)現(xiàn)模具和待處理的部件的校準(zhǔn)，該模具通過一個(gè)由第一材料形成的基板(2010)和一個(gè)由不同于第一材料的第二材料形成的校準(zhǔn)標(biāo)記(2102)構(gòu)成。第一材料和第二材料具有對(duì)于在一部分紫外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線的透射性。第二材料具有不小于1.7的折射率。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1928711SQ20061012818
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月6日
發(fā)明者寺崎敦則, 關(guān)淳一, 末平信人, 稻秀樹, 奧島真吾 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社