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TWI473701B - 於奈米壓印微影術中控制模板表面組成物的技術 - Google Patents

於奈米壓印微影術中控制模板表面組成物的技術 Download PDF

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TWI473701B
TWI473701B TW98103506A TW98103506A TWI473701B TW I473701 B TWI473701 B TW I473701B TW 98103506 A TW98103506 A TW 98103506A TW 98103506 A TW98103506 A TW 98103506A TW I473701 B TWI473701 B TW I473701B
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nanoimprint lithography
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Application number
TW98103506A
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English (en)
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TW200940321A (en
Inventor
Frank Y Xu
Weijun Liu
Original Assignee
Molecular Imprints Inc
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Publication date
Application filed by Molecular Imprints Inc filed Critical Molecular Imprints Inc
Publication of TW200940321A publication Critical patent/TW200940321A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI473701B publication Critical patent/TWI473701B/zh

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

於奈米壓印微影術中控制模板表面組成物的技術 相關申請案之相互參照
本申請案在35 U.S.C. §119(e)(1)下主張於2008年2月5日所提出的美國臨時專利申請案序號61/026,161之利益,該申請案其全文以參考方式併入本文。
與聯邦贊助的研究或發展有關之說明
美國政府在本發明中具有已付使用費的使用權及在有限事項下之權利,其可要求專利所有人在如由國家標準機構(NIST)ATP判決所授予之70NANB4H3012的項目所提供之合理項目上准許其它權利。
發明領域
本發明之領域廣泛關於結構的奈米製造。
發明背景
奈米製造包括非常小的結構(具有級數100奈米或較小的構形)之製造。奈米製造具有相當大衝擊性的應用之一為積體電路加工。半導體加工工業對較大的製造產率同時增加每單位面積在基材上所形成之電路持續奮鬥,因此奈米製造漸漸變重要。奈米製造提供較大的製程控制同時允許持續減低所形成之結構的最小構形尺寸。已經使用奈米製造來發展之其它領域包括生物工藝、光學技術、機械系統及其類似領域。
至今所使用的典型奈米製造技術通常指為壓印微影術。典型的壓印微影方法詳細描述在許多公告中,諸如美國專利申請案公告案號2004/0065976、美國專利申請案公告案號2004/0065252及美國專利案號6,936,194,此些全部藉此以參考方式併入本文。
在前述提及的每篇美國專利申請案公告及專利中所揭示之壓印微影技術包括在一可成型(可聚合)層中形成一浮雕圖案,及將一與該浮雕圖案相應之圖案轉印至下面基材中。該基材可連結至一移動平臺以獲得想要的位置來促進該圖案化製程。該圖案化製程使用一與基材間隔開的模板及一塗敷在該模板與基材間之可成型液體。固化該可成型液體,以形成一具有符合接觸該可成型液體之模板表面形狀之圖案的堅硬層。在固化後分離該模板與堅硬層,以便該模板與基材間隔開。然後,讓該基材與固化層接受其它製程,以將浮雕影像轉印至基材中而與在固化層中的圖案相應。
為了達成對該固化層之基材有較好的黏附力及讓該固化層與該模板之圖案化表面有較好的脫模性,可在壓印製程前處理該基材、模板或二者。例如,在半導體工業中已經使用六甲基二矽氮烷(HMDS)作為矽及其它型式晶圓用之增黏劑。
發明概要
在一個觀點中,奈米壓印微影方法包括在一實質上無機的奈米壓印微影模板之表面上形成許多羥基,其中該等羥基鍵結至在該模板表面上的原子;加熱該模板及讓預先選擇百分比在模板表面上之羥基與一單官能性、無氟化的化合物反應,以在該奈米壓印微影模板的表面上形成一單層塗層。
在另一個觀點中,奈米壓印微影方法包括將一可聚合組成物放置在一奈米壓印微影基材上,讓該可聚合組成物與一奈米壓印微影模板之圖案化表面接觸,固化該可聚合組成物以形成一圖案化層,及分離該經塗敷的奈米壓印微影模板與該圖案化層。該圖案化表面包括一預先選擇百分比已鍵結至該模板表面的羥基及一無氟化、含矽單層塗層(其藉由讓一單官能性、無氟化的化合物與在該圖案化表面上的羥基反應而形成)。
在另一個觀點中,奈米壓印微影模板包括一在該奈米壓印微影模板上的圖案化表面,及一在該奈米壓印微影模板之圖案化表面上所形成的含矽、無氟化單層塗層。該單層塗層藉由讓一單官能性、無氟化的化合物與一預先選擇百分比在模板表面上之羥基反應而形成。
在某些裝備中,該奈米壓印微影模板包含矽。該等羥基可鍵結至在該奈米壓印微影模板的表面上之矽原子。在某些實例中,該單層塗層為一矽烷基塗層。該單官能性、無氟化的化合物可包括矽。在某些實例中,該單官能性、無氟化的化合物為矽烷。該單官能性、無氟化的化合物可藉由六甲基二矽氮烷之分解而形成。在某些實例中,該單官能性、無氟化的化合物包括三甲基矽烷基。該單層不交聯及不形成多層或網狀結構。
在某些裝備中,讓該預先選擇百分比在模板表面上之羥基與該單官能性、無氟化的化合物反應,以在該模板表面上形成一單層塗層,此反應包括讓三甲基矽烷基鍵結至該模板表面。該預先選擇的百分比可從約5%至約90%或從約20%至約70%。
在某些裝備中,讓一在模板表面上具有預先選擇的羥基百分比與無氟化單層塗層之奈米壓印微影模板與一包含至多約0.3重量%、至多約0.2重量%或至多約0.1重量%的界面活性劑之可聚合組成物接觸。
在某些實例中,在單層塗層中被切斷的鍵結就地與水分反應以在模板表面上形成羥基,且羥基與接觸表面之界面活性劑交互作用以維持脫模性能一段時間。該單層塗層可在該模板表面與可聚合組成物間提供減少的摩擦力。
在某些裝備中,該經塗敷的奈米壓印微影模板與實質上無界面活性劑之可聚合組成物接觸。在某些裝備中,該經塗敷的奈米壓印微影模板與一含界面活性劑的組成物接觸。該單層塗層可為約1奈米厚。該單層塗層可實質上不反應。
在某些裝備中,該奈米壓印微影基材包括一黏附層,及該可聚合組成物配置在該黏附層上。在該可聚合組成物與該圖案化表面接觸前,該圖案化表面可與一含界面活性劑的組成物接觸。
圖式簡單說明
所以,為了更詳細了解本發明,可參照在附加圖形中所闡明的具體實例來提供本發明之具體實例說明。但是,要注意的是,所附加的圖形僅闡明本發明之典型具體實例,因此不視為該範圍之限制。
第1圖闡明微影系統之具體實例的簡化側視圖。
第2圖闡明顯示在第1圖中具有圖案化層配置於上面之基材的簡化側視圖。
第3圖闡明一氟化的界面活性劑。
第4圖闡明一移殖有羥基的模板表面。
第5圖闡明在模板表面中的羥基與一單官能性、無氟化的化合物反應,而在模板表面處連接一無氟化基團。
第6圖闡明一包括以一單官能性、無氟化的化合物來處理一模板表面及讓該經處理的表面與一含界面活性劑的組成物接觸之方法。
較佳實施例之詳細說明
參照第1圖,在其中闡明一種使用來在基材12上形成一浮雕圖案之微影系統10。基材12可連結至基材夾盤14。如所闡明,基材夾盤14為一真空吸盤。但是,基材夾盤14可為任何夾盤,包括(但不限於)真空、栓型、溝槽型、電磁及/或其類似型式。典型的夾盤描述在美國專利案號6,873,087中,其藉此以參考方式併入本文。
基材12及基材夾盤14可進一步由平臺16支撐。平臺16可提供繞著x、y及z軸移動。平臺16、基材12及基材夾盤14亦可配置在一基礎物(無顯示)上。模板18與基材12間隔開。模板18通常包括一由彼朝向基材12延伸的台面20,在台面20上面具有一圖案化表面22。再者,台面20可指為模具20。模板18及/或模具20可從下列材料形成,包括(但不限於)無機材料、有機材料或其組合,包括熔融二氧化矽、石英、矽、有機聚合物、矽氧烷聚合物、硼矽酸鹽玻璃、碳氟化合物聚合物、金屬、硬化的藍寶石及/或其類似物。如所闡明,圖案化表面22包含由複數個間隔開的凹處24及/或突出物26所限定出的構形,然而本發明之具體實例不限於此組態。圖案化表面22可定出任何原始圖案(其形成欲在基材12上形成的圖案之基礎)的輪廓。
模板18可連結至夾盤28。夾盤28可安裝如為(但不限於)真空、栓型、溝槽型、電磁及/或其它類似的夾盤型式。典型的夾盤進一步描述在美國專利案號6,873,087中,其藉此以參考方式併入本文。再者,夾盤28可連結至壓印頭30,如此裝配的夾盤28及/或壓印頭30可促進模板18移動。
系統10可進一步包含一流體給料系統32。可使用流體給料系統32來將可聚合材料34沉積在基材12上。基材12可包括一或多層固化在基材上的層(例如,黏附層)。可聚合材料34可使用下列技術放置在基材12上,諸如液滴給料法、旋轉塗佈法、浸沾塗佈法、化學氣相沉積法(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、薄膜沉積法、厚膜沉積法及/或其類似方法。可在模具20與基材12間限定出想要的體積前及/或後將可聚合材料34放置於基材12上,端視設計考慮而定。可聚合材料34可包含一單體,如描述在美國專利案號7,157,036及美國專利申請案公告案號2005/0187339中,此等文獻全部藉此以參考方式併入本文。
參照第1及2圖,系統10可進一步包含一能量來源38,其沿著路徑42連結至直接能量40。可將壓印頭30及平臺16裝配成能將模板18及基材12配置成與路徑42疊印。系統10可藉由與平臺16、壓印頭30、流體給料系統32及/或來源38連通之處理器54來控制,及可在可讀取貯存於記憶體56中的程式之電腦上操作。
壓印頭30、平臺16之任一個或二者可在模具20與基材12間改變一距離,以便於此之間限定出想要由可聚合材料34填充之體積。例如,壓印頭30可對模板18施加力量,使得模具20接觸可聚合材料34。在該想要的體積填充可聚合材料34後,來源38產生能量40(例如,寬帶紫外線輻射),造成可聚合材料34固化及/或交聯而保形基材12之表面44與圖案化表面22的形狀,在基材12上定出圖案化層46之輪廓。圖案化層46可包含殘餘層48及複數個顯示出如為突出物50及凹處52的構形,且突出物50具有厚度t1及殘餘層48具有厚度t2。
可在美國專利案號6,932,934、美國專利申請案公告案號2004/0124566、美國專利申請案公告案號2004/0188381及美國專利申請案公告案號2004/0211754中所指出的壓印微影方法及系統中進一步執行上述描述的系統及方法,該等文獻每篇藉此以參考方式併入本文。
為了在奈米壓印微影方法(諸如上述描述的那些)中促進圖案化層46與圖案化表面22脫模,可將一或多種界面活性劑加入至該可聚合材料。在某些實例中,可在該圖案化表面接觸該可聚合材料前,將界面活性劑或含界面活性劑的組成物塗佈至模板18之圖案化表面22。該界面活性劑可改良圖案化層46從圖案化表面22上脫模。在某些具體實例中,如描述於第3圖中,該界面活性劑300可包括一氟化的非極性端302及一由連結基團306連結之極性端304。
由實質上無機材料(例如,石英、熔融二氧化矽及其類似物)所製得之某些模板18在圖案化表面上具有天然發生的羥基(-OH)。對含矽圖案化表面或模板來說,羥基可連接至在該圖案化表面或模板的表面上之矽原子以形成矽烷醇基團,-SiOH。在實質上無機的圖案化表面22上之羥基數量或密度可在該圖案化表面經清潔(例如,以溼式硫酸過氧化物混合物(SPM)或電漿乾式清潔)後增加。在某些具體實例中,於清潔後,該圖案化表面22可完全移殖或實質上覆蓋羥基,如闡明在第4圖中。
當界面活性劑300接近圖案化表面22時,該界面活性劑300的極性端304可與該圖案化表面交互作用,如闡明在第4圖中。也就是說,界面活性劑300可與在圖案化表面22上的羥基交互作用(例如,形成非共價鍵,諸如氫鍵),如此該圖案化表面錨定住該界面活性劑之極性端,及該氟化的非極性端302導向遠離該圖案化表面(例如,朝向空氣或週圍氣體)。
雖然在圖案化表面22上的羥基透過交互作用(諸如,氫鍵)提供錨定住界面活性劑300,當在壓印微影方法中的壓印次數增加時,在圖案化表面上之羥基亦趨向於抓取及累積界面活性劑。界面活性劑的累積或積聚速率或程度可受在圖案化表面上之羥基數量或密度影響。在某些具體實例中,界面活性劑積聚在圖案化表面22處可於圖案化表面22上之最近於高界面活性劑濃度的場所處減低流體裝填速度。
在某些具體實例中,當在圖案化表面上的羥基數量或密度減少時(例如,當在表面上預先選擇的羥基百分比由較少反應性或較少極性的基團置換時),可製造出實質上無缺陷的圖案化層而沒有減低裝填速度(其可歸因於界面活性劑累積在圖案化表面上)。因此,在壓印前選擇性處理該圖案化表面可在奈米壓印微影方法中促進高生產量,同時允許有優良的脫模性能。經選擇性處理的圖案化表面亦會需要較少進行清潔,而產生較少的設備停工期。
在一個具體實例中,在圖案化表面上的某些羥基可與一物質反應(例如,進行縮合反應),以便在表面上的某些羥基由一不會與界面活性劑之極性端交互作用,或與界面活性劑的交互作用比羥基較不強之基團置換。例如,如闡明在第5圖中,於圖案化表面22中鍵結至例如在表面上之矽原子(由Si表示)的羥基,在縮合反應中與一單官能性、無氟化的化合物反應(例如,CH3 (CH2 )n R1 R2 Si-X,其中n範圍從0至16(涵蓋所有項目),其中R1 及R2 可為相同或不同的基團及可為烷基(諸如例如,CH3 ))。在羥基中的氫有效地由一含矽、無氟化基團500置換。對n=0及R1 =R1 =CH3 來說,基團500為三甲基矽烷基,其形狀視為實質上球形,如闡明在第5圖中。
在闡明於第6圖的方法中,前驅物(例如,HMDS)分解(例如,於加熱存在下)以形成一單官能性、無氟化矽烷(例如,三甲基矽烷基),其與表面羥基反應。在該單官能性矽烷已與表面羥基反應後,在矽烷上並無殘餘反應性基團。也就是說,該單官能性矽烷及由彼所形成的塗層實質上不反應,如此該單官能性矽烷無法聚合(例如,無法一起鍵結以形成寡聚物或單體),及在該圖案化表面上形成具有厚度約1奈米或較少或約2奈米或較少之含矽、無氟化單層。該單層之不反應本質抑制在該圖案化表面上或在該單層上形成網狀層、基質或多層塗層。因此,具有細微構形(例如,奈米級數)之圖案化表面可成功地再現而沒有由較厚塗層所造成的尺寸變形。
雖然HMDS在技藝中已知為增黏劑(及不為脫模劑),已未預期及驚人地發現在圖案化表面上從HMDS所形成之三甲基矽烷基單層具有單層厚度約1奈米,其不會失去模板的脫模性能。事實上,在圖案化表面上透過HMDS分解及讓三甲基矽烷基以預先選擇的位置百分比黏合至表面所形成之三甲基矽烷基單層可減低在圖案化表面與可聚合或已聚合材料間之黏附力。也就是說,存在於該模板表面上與該聚合材料交互作用之羥基較少,摩擦力較小及在圖案化表面與聚合材料間之黏附力較低。可達成通常可歸因於三甲基矽烷基的球形本質之摩擦力減低而沒有增加界面活性劑在圖案化表面上的交互作用。再者,該三甲基矽烷基單層藉由以三甲基矽烷基置換預先選擇百分比的羥基來控制在圖案化表面上之羥基百分比,而不需要使用氟化或含矽氧烷化合物。也就是說,經選擇之單官能性、無氟化的化合物量可與圖案化表面反應,以便置換在該圖案化表面上預先選擇百分比的羥基而在該模板表面上形成一單層塗層。
可在一定範圍內預先選擇於圖案化表面上欲以含矽、無氟化基團(例如,三甲基矽烷基)置換之羥基的百分比,例如,從約5%至約90%或從約20%至約70%。在某些具體實例中,可在從約30%至約60%或從約40%至約50%之範圍內預先選擇於圖案化表面上欲以含矽、無氟化基團(例如,三甲基矽烷基)置換的羥基百分比。
在某些具體實例中,如描述於第6圖中,約一半的羥基可由含矽、無氟化基團500置換。當以界面活性劑或含界面活性劑的組成物處理圖案化表面22時,可獲得較少與界面活性劑交互作用之羥基。也就是說,已經藉由將含矽、無氟化基團(諸如三甲基矽烷基)接附至圖案化表面來控制(例如,調節)在模板表面上及可獲得以與界面活性劑交互作用的羥基數量或百分比。因此,在圖案化表面22處(如顯示於第6圖)之界面活性劑密度少於在如顯示於第4圖之圖案化表面處的界面活性劑密度。可獲得與界面活性劑交互作用的位置較少,界面活性劑較不可能累積在圖案化表面上。就其本身而論,減少在圖案化表面上的羥基數目之表面處理可改良在奈米壓印微影方法中的生產量及減低圖案化表面之清潔頻率。
可各自獨立地(例如,在該圖案化表面與使用來形成圖案化層之可聚合組成物接觸前或後)將一界面活性劑或含界面活性劑的組成物塗佈至該圖案化表面。在某些具體實例中,減少在圖案化表面上的羥基數目可允許減少從圖案化表面達成實質上無缺陷釋放出圖案化層所需要之界面活性劑(例如,含界面活性劑的組成物或可聚合組成物)量。例如,在某些實例中,可以一奈米壓印微影模板達成優良的脫模性能,其中該模板以一包含至多約0.3重量%的界面活性劑、至多約0.2重量%的界面活性劑或至多約0.1重量%的界面活性劑之可聚合組成物的組合處理,將表面羥基數目減少至預先選擇的羥基百分比。
減少在可聚合組成物中之界面活性劑量可減少界面活性劑積聚於圖案化表面上,及可減少界面活性劑積聚在奈米壓印微影方法中於生產量上的副作用。在某些具體實例中,減少在圖案化表面上的羥基數目可允許達成從圖案化表面上實質上無缺陷地釋放出圖案化層而沒有在可聚合組成物中使用界面活性劑。
於本文中所描述的單層塗層在數個方面上與某些模板塗層不同。首先,形成於本文中所描述之無氟化單層的基團不會一起或與其它化合物交聯或鍵結而形成一聚合或網狀塗層。形成此單層的基團之不反應本質可抑制其它層或多層塗層形成。其次,形成於本文中所描述之無氟化單層的基團強健且實質上可自我修復。例如,鍵結至模板表面的三甲基或三甲基矽烷基可從表面裂解出。然後,該表面可與水分反應,使得三甲基或三甲基矽烷基有效地由羥基置換。然後,新的羥基可與接觸該模板之界面活性劑交互作用(例如,含界面活性劑的溶液、含界面活性劑之可聚合組成物等等),使得該模板表面塗佈界面活性劑。於此實例中,避免或減低“熱斑點”或造成聚合材料黏附至模板之斑點,且實質上維持模板的脫模性能一段時間。比較上,在奈米壓印微影術之技藝中已知的模板塗層包括鍵結至表面之長鏈氟化基團,當長鏈基團在碳-碳鍵結間被切斷而留下較無效塗層與不反應性懸吊基團且實質上無修復可能性時,其趨向於失去效用。
實施例
在實施例中,以HMDS處理圖案化表面以藉由下列方法形成三甲基矽烷基單層。使用氮發泡器與氮流速55毫升/分鐘來攜帶HMDS蒸氣。讓HMDS蒸氣通過細微過濾器以移除顆粒,然後將其引進已加熱至100℃的反應室中。將已經在各別烘箱中於120℃下預烘烤2小時以達成脫水之模板引進該反應室及曝露至HMDS蒸氣7.5分鐘。
表1以每重量的份數計列出比較性可聚合組成物M1及可聚合組成物M2及M3之組分。
丙烯酸異酯(IBOA)顯示在下列,其可從賓夕法尼亞州(Pennsylvania)艾克斯通(Exton)的沙脫莫有限公司(Sartomer Company,Inc.)購得,如為SR506A。
美朵10顯示在下列,其為丙烯酸(2-乙基-2-甲基-1,3-二 -4-基)甲酯,其可從日本的大阪有機化學(Osaka Organic Chemical)購得。
二丙烯酸1,6-己二醇酯(HDODA)顯示在下列,其可從喬治亞州(Georgia)施米拉(Smyrna)的賽特克表面專業有限公司(Cytec Surface Specialties,Inc.)購得。
俄加丘爾907顯示在下列,其為光起始劑(2-甲基-1-[4-(甲硫基)-苯基]-2-嗎福啉并丙-1-酮),其可從瑞士(Switzerland)的西巴專業化學(Ciba Specialty Chemicals)購得。
達洛庫4265為1:1的2,4,6-氧化三甲基苄醯基二苯基膦(TPO)與2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮之光起始劑混合物,其可從西巴專業化學購得。TPO顯示在下列,其為一可從德州(Texa)菲力波特(Freeport)的貝斯拂(BASF)購得之光起始劑。
2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮之結構顯示在下列。
馬蛇夫FS-2000為氟化的界面活性劑,其可從伊利諾州(Illinois)阿靈頓高市(Arlington Heights)的馬松化學公司(Mason Chemical Company)購得。
比較性可聚合組成物M1包含約1重量%的馬蛇夫FS-2000。可聚合組成物M2包含約0.1%重量%的馬蛇夫FS-2000。可聚合組成物M3不包含界面活性劑。
評估比較性可聚合組成物M1與相關連未經HMDS處理的圖案化表面。測量比較性可聚合組成物M1在富含界面活性劑(未經HMDS處理)之圖案化表面上的接觸角,如為18.8°。
評估可聚合組成物M2與相關連已經如上所述的HMDS處理之圖案化表面。測量可聚合組成物M2在經HMDS處理的圖案化表面上之接觸角,如為13.0°。接觸角減低(與在更富含界面活性劑(及未經HMDS處理)的圖案化表面上之M1比較)指示出可一起使用經HMDS處理的模板與減低的界面活性劑濃度來達成改良的裝填速度。以可聚合組成物M2與經HMDS處理具有32奈米線及間隔(1:1稠密的線柵)之圖案化表面所形成的圖案化層顯示出細微的稠密構形,其構形精確可與在更富含界面活性劑(及未經HMDS處理)的圖案化表面上之比較性可聚合組成物M1者比較。
評估可聚合組成物M3與相關已經如上所述的HMDS處理之圖案化表面,及一含有黏附層的基材。描述在美國專利申請案公告案號2007/0021520中如為組成物3之黏附層組成物,其包括將大約77克的艾梭瑞得(Isorad)TM 501(羧基官能性、丙烯酸化的鄰甲酚型酚醛環氧樹脂寡聚物,可從NY斯克奈塔第(Schenectady)的斯克奈塔第國際公司(Schenectady International,Inc.)購得)、22克的賽美爾(Cymel)303ULF(可從賽特克工業公司(Cytec Industries,Inc.)購得)及1克賽凱特(Cycat)4040(可從賽特克工業公司購得)引進大約1900克的PM醋酸酯(醋酸丙二醇單甲基醚酯或醋酸2-(1-甲氧基)丙酯,可從TN金絲波特(Kingsport)的伊士特曼化學公司(Eastman Chemical Co.)購得)中之組合。
在塗佈以從上述描述的組成物所形成之黏附層的基材上,使用奈米壓印微影方法從可聚合組成物M3來形成一圖案化層。在該圖案化層與該黏附層間之黏附力經測量為約2.4×105 帕,同時在圖案化層與經HMDS處理的圖案化表面間之黏附力經測量為約1.4×104 帕。因此,在缺乏傳統的脫模層、脫模劑或其組合下,於圖案化表面上達成較佳的黏附力。如於本文中所使用,當在基材與圖案化層間之黏附力超過在圖案化層與圖案化表面間之黏附力時達成“較佳的黏附力”。
上述描述之本發明的具體實例為典型。可對上述敘述之揭示製得許多改變及改質,同時保持在本發明的範圍內。因此,本發明之範圍應該不由上述描述所限制,反而是應該參考任何附加的申請專利範圍與其最大同等物範圍一起來決定。
10...微影系統
12...基材
14...基材夾盤
16...平臺
18...模板
20...模具
22...圖案化表面
24,52...凹處
26...突出物
28...夾盤
30...壓印頭
32...流體給料系統
34...可聚合材料
38...能量來源
40...能量
42...路徑
44...表面
46...圖案化層
48...殘餘層
50...突出物
54...處理器
56...記憶體
300...界面活性劑
302...氟化的非極性端
304...極性端
306...連結基團
500...基團
t1,t2...厚度
第1圖闡明微影系統之具體實例的簡化側視圖。
第2圖闡明顯示在第1圖中具有圖案化層配置於上面之基材的簡化側視圖。
第3圖闡明一氟化的界面活性劑。
第4圖闡明一移殖有羥基的模板表面。
第5圖闡明在模板表面中的羥基與一單官能性、無氟化的化合物反應,而在模板表面處連接一無氟化基團。
第6圖闡明一包括以一單官能性、無氟化的化合物來處理一模板表面及讓該經處理的表面與一含界面活性劑的組成物接觸之方法。
20...模具
22...圖案化表面
300...界面活性劑
302...氟化的非極性端
304...極性端
500...基團

Claims (23)

  1. 一種用於控制模板表面組成物的方法,其包括:在一實質上無機的奈米壓印微影模板之表面上形成許多羥基,其中該羥基已鍵結至在該模板表面上的原子;讓預先選擇百分比在該模板表面上之羥基與一單官能性、無氟化的化合物反應,以在該奈米壓印微影模板之表面上形成一單層塗層,藉此產生一經塗覆之奈米壓印微影模板,於該經塗覆之奈米壓印微影模板表面上包含未反應羥基;以及令該經塗覆之奈米壓印微影模板之表面與一包含有極性端及氟化非極性端之界面活性劑相接觸,藉此於該界面活性劑的極性端與該經塗覆之奈米壓印微影模板表面上之未反應羥基之間,形成非共價性的交互反應。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該奈米壓印微影模板包含矽,及該羥基已鍵結至在該奈米壓印微影模板的表面上之矽原子。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該單官能性、無氟化的化合物包含矽或為矽烷。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該單官能性、無氟化的化合物為矽烷及該單層塗層包含矽烷基。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法,更包括分解六甲基二矽氮烷以形成該單官能性、無氟化的化合物。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該單官能性、無氟化 的化合物包含三甲基矽烷基。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該單層不交聯。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該預先選擇的百分比範圍從約5%至約90%。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該經塗覆之奈米壓印微影模板之表面與該界面活性劑之接觸,包括讓該經塗佈的奈米壓印微影模板之表面與一包含界面活性劑之可聚合組成物接觸,其中該可聚合組成物包含至多約0.3重量%之該界面活性劑。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法,其中在該單層塗層中被切斷的鍵結就地與水分反應,以便在該模板表面上形成額外的羥基,及該額外的羥基與界面活性劑交互作用以於該界面活性劑的極性端與該額外的羥基之間形成非共價性交互作用。
  11. 如申請專利範圍第1項之方法,更包括讓該經塗敷的奈米壓印微影模板與一可聚合組成物接觸,其中該可聚合組成物實質上無界面活性劑。
  12. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該單層塗層為約1奈米厚或較少。
  13. 一種奈米壓印微影模板,其藉由如申請專利範圍第1項之方法處理。
  14. 一種奈米壓印微影方法,其包括:將一可聚合組成物配置在一奈米壓印微影基材上;讓該可聚合組成物與一奈米壓印微影模板的圖案 化表面接觸,其中該圖案化表面包含一預先選擇百分比已鍵結至該模板表面的未反應羥基,及一藉由讓一單官能性、無氟化的化合物與在該圖案化表面上之羥基反應所形成的無氟化、含矽單層塗層;固化該可聚合組成物以形成一圖案化層;及分開該圖案化層與該經塗敷的奈米壓印微影模板。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法,其中該奈米壓印微影基材包含一黏附層,其中該可聚合組成物配置在該黏附層上。
  16. 如申請專利範圍第14項之方法,其中該可聚合組成物實質上無界面活性劑。
  17. 如申請專利範圍第14項之方法,更包括在該可聚合組成物與該圖案化表面接觸前,讓該圖案化表面與一含界面活性劑的組成物接觸。
  18. 如申請專利範圍第14項之方法,其中該單層塗層包括鍵結至該模板表面的三甲基矽烷基。
  19. 如申請專利範圍第14項之方法,其中該預先選擇的百分比範圍從約20%至約70%。
  20. 一種圖案化的奈米壓印微影層,其藉由如申請專利範圍第14項之方法形成。
  21. 一種奈米壓印微影模板,其包含:一在該奈米壓印微影模板上的圖案化表面;及一在該奈米壓印微影模板之圖案化表面上形成之含矽、無氟化單層塗層,其中該單層塗層藉由讓一單官 能性、無氟化的化合物與預先選擇百分比在該模板表面上的羥基反應形成,藉此產生一經塗覆之奈米壓印微影模板,於該經塗覆之奈米壓印微影模板表面上包含未反應羥基。
  22. 如申請專利範圍第21項之奈米壓印微影模板,其中該單官能性、無氟化單層包含三甲基矽烷基。
  23. 如申請專利範圍第21項之奈米壓印微影模板,其中該預先選擇的百分比範圍從約20%至約70%。
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