使用壓印平板印刷術形成有臺階的結構的方法

專利名稱：使用壓印平板印刷術形成有臺階的結構的方法
技術領域：
本發明的領域總體上涉及結構的微型制造。更具體地，本發明涉及形成適合用于鑲嵌加工的有圖案的基體。
背景技術：
微型制造包括制造很小的結構，例如具有微米或更更小數量級的結構特征。其中微型制造具有相當大影響的一領域是在集成電路的加工中。隨著半導體加工工業繼續爭取較大的生產量、同時增加在基底上形成的單位面識的電路，微型制造變得越來越重要。微型制造提供更大的加工控制，同時允許不斷地縮小所形成的結構的最小特征尺寸。
在集成電路的制造期間所采用的普通加工包括金屬導線和觸點的制造。觸點互連被絕緣層分離的諸相鄰的導線。通常通過在基底中形成稱為道路和溝槽的臺階結構制造導線和觸點。用其形成道路—溝槽臺階結構的通用方法稱為鑲嵌加工。
鑲嵌包括在絕緣層中形成凹槽并用例如鋁、銅等的導電材料充填該凹槽。以這方式，在凹槽中形成導線。為了形成觸點以及導線，通常使用雙鑲嵌加工，用于在其中形成凹槽的絕緣層區域內形成一道路。
一示例的雙鑲嵌加工在絕緣層上制造一道路的圖像圖案。為此，絕緣層用光致抗蝕劑包復，并通過適當的掩膜被暴露，然后暴露該掩膜，用于形成道路的圖像圖案。該圖案被非均質地蝕刻在絕緣層的上部內。然后在與第一掩膜圖案對齊以包圍該道路之后通過帶有凹槽的圖像圖案的一第二掩膜暴露光致抗蝕劑。用于在絕緣材料的上部中的導線的非均質地蝕刻凹槽造成已經存在于絕緣層的上部內的該道路被同步蝕刻和復制在絕緣材料的下部中。在完成蝕刻之后，用導電金屬材料充填道路和凹槽。用導電材料同步充填凹槽和道路是在單一鑲嵌加工方面的改進。但是，雙鑲嵌加工帶有缺點，例如要求在兩不同掩模之間對齊。此外，對于相對于道路恰當地定位凹槽、對齊變得很關鍵，以致增加了加工時間和掩膜所要求的成本。
因此，需要提供用于形成臺階結構的改進加工，以促進集成電路的制造。

發明內容
本發明提供用于在基底上形成有臺階的結構的方法，其中將多層排列結構的顛倒形狀轉移進入基底。在一實施例中，多層排列結構包括具有一凸出部分和諸肩部的雙高度凸起。凸出部分具有頂表面，諸肩部與頂表面和基底隔開，形成該形狀。關于本發明的一示例性使用是自對齊的溝槽—道路結構的形成。為此，道路部分的尺寸被確定為凸出部分的尺寸的一函數。溝槽部分的尺寸被確定為肩部尺寸的一函數。在另一實施例中，多層排列結構是形成在基底上的一島部。本文將敘述這些和其它實施例。


圖1是按照本發明的平版印刷系統的立體圖；圖2是用于產生按照本發明的有圖案的壓印層的在圖1中示出的平版印刷系統的簡化的視圖；圖3是按照本發明在被聚合和交聯之前由其組成圖2所示的有圖案的壓印層的材料的簡化視圖；圖4是按照本發明在受到輻射之后圖3所示的材料轉變成的交聯的聚合材料的簡化視圖；圖5是按照本發明形成圖案之后與圖1所示的有圖案的壓印層分開的壓印裝置的簡化的橫剖視圖；圖6是按照本發明的一實施例通過在其附近覆蓋一蝕刻選擇層形成多層結構之后圖5所示的有圖案的壓印層的簡化的橫剖視圖；圖7是按照本發明的一實施例在圖6所示的多層結構的覆蓋層蝕刻形成冠表面之后的簡化的橫剖視圖；圖8是按照本發明的一實施例在冠表面受到蝕刻在基底中形成道路部分之后圖7所示的多層結構的簡化剖視圖；
圖9是按照本發明的一實施例在冠表面受到非均質的蝕刻形成與道路部分對齊的溝槽部分之后的圖8所示的多層結構的簡化剖視圖；圖10是按照本發明的一實施例在道路部分和溝槽部分內沉積導電材料之后圖9所示的多層結構的簡化橫剖視圖；圖11是按照本發明的一第一可替換的實施例在圖6所示的多層結構的覆蓋層蝕刻形成冠表面之后的簡化橫剖視圖；圖12是在冠表面受到非均質的蝕刻在基底中形成道路部分的一第一部分之后圖11所示的多層結構的簡化橫剖視圖；圖13是在冠表面受到覆蓋層蝕刻以露出有圖案的壓印層的諸區域和形成道路部分的一第二部分之后圖12所示的多層結構的簡化橫剖視圖；圖14是在冠表面受到非均質的氟蝕刻形成溝槽部分和道路部分的一第二部分時圖13所示的多層結構的簡化橫剖視圖；圖15是按照本發明的一第二可替換的實施例的圖5所示的凸起的俯視圖；圖16是按照本發明的一第三可替換的實施例的圖5所示的凸起的俯視圖。
圖17是按照本發明的一第四可替換的實施例的圖5所示的凸起的剖視圖。
圖18是按照本發明的一第五可替換的實施例的圖17所示的凸起的俯視圖。
圖19是按照本發明的一第六可替換的實施例的圖17所示的凸起的俯視圖。
圖20是在其中形成有為圖17所示凸起的顛倒形狀的凹槽的基底的剖視圖；圖21是按照本發明的一第七可替換的實施例的在其上形成有諸島部的一基底的橫剖視圖；圖22是示出模子和有圖案層的簡化橫剖視圖，該有圖案層具有與用于形成圖21所示的凸起的模子互補的一形狀；圖23是示出沉積在圖22所示的有圖案層上的蝕刻選擇層的蝕刻之后形成的冠表面的橫剖視圖；圖24是冠表面受到蝕刻以露出基底的諸區域之后圖23所示的多層結構的橫剖視圖；以及圖25是按照本發明的一第八可替換的實施例圖5所示的基底和壓印裝置的簡化橫剖視圖。
具體實施例方式
圖1示出了按照本發明的一實施例的平版印刷系統10，該系統包括一對分開的橋支持件12，并具有在之間延伸的橋接件14和臺架支持件16。橋接件14和臺架支持件16相互分開。連接于橋接件14的是壓印頭18，壓印頭從橋接件14朝臺架支持件16延伸。設置在臺架支持件16上、面對壓印頭18的是運動臺20。運動臺20被構成相對于臺架支持件16沿X和Y軸線運動。輻射源22連接于系統10，用于將光化輻射撞擊在運動臺20上。如圖所示，輻射源22連接于橋接件14，并包括連接于輻射源22的電源發生器23。
參照圖1和2，連接于壓印頭18的是在其中具有有圖案的模子27的基底26。有圖案的模子27包括具有在其中形成圖案的表面27a。由許多分開的凹槽28和凸起29形成圖案。凹槽28具有臺階部分29b位于側面的凹槽部分29a的臺階形狀。各凹槽28的組合寬度“Wc”是凹槽部分29a的寬度“W1”和2W2的總和，其中W2是其中一個臺階部分29b的寬度。凸起29具有寬度“W3”。以橫向于Z軸線延伸的一方向測量各寬度W1、W2和W3。原始圖形將轉移進入位于運動臺20上的基底31內。基底31通常包括由例如硅的適當材料制成的晶片31a。基底31還可以包括具有沉積在其上的一或多層材料的晶片31a。在本例子中，基底31被示為包括例如成份為SiwCxOyHz的有機硅酸鹽玻璃(OSG)的絕緣材料的多層31c和31e。OSG的相鄰層31c和31e可以由例如一氮化鈦的任何合適材料形成的蝕刻障礙層31d分開。附加的蝕刻障礙層31b可以位于絕緣層31c和晶片31a之間。
參照圖2和3，例如有圖案的壓印層34的可流動區設置在呈現為基本上光滑外形的表面32的一部分上。可以使用任何已知技術形成可流動的區域，這些已知技術例如是在美國專利號5,772,902(該專利的全部內容結合在此供參考)中所揭示的熱模壓加工或者在2002年6月出版的自然雜志、835-837頁上，417欄上登載的Cou等人的文章“在硅中諾米結構的超快的和直接的刻印”中所述類型的激光直接刻印(LADI)加工。但是，在該實施例中，可流動的區域包括設置為在基底31上材料36a的許多相互分開的單獨的珠36的有圖案的壓印層34，以下將對它詳細討論。基本上無硅材料36a形成有圖案的壓印層34，該材料可以選擇地被聚合和交聯，以在其中記錄原始圖案，形成被記錄的圖案。材料36a在圖4中被示為在諸點36b處被交聯，形成交聯的聚合材料36c。由約48％重量的可從伊利諾伊州、Niles、聚合科學公司得到的丙烯酸環己酯、單體；約48％重量的可從密蘇里州、圣路易斯的Sigma-Aldrich公司得到的乙二醇雙丙烯酸酯、交聯劑；以及約4％重量的可從紐約州、Tarrytown的Ciba得到的商標名為Darocur的自由基生成元的化合物形成材料36a的一示例性參閱圖2、3和5，部分地通過與有圖案的模子27的機械接觸產生記錄在有圖案的壓印層34中的圖案。為此，如圖1所示，壓印頭18適合于沿著Z軸線運動和改變在圖案的模子27和基底31之間的距離“d”。以這方式，有圖案的模子27擴散諸珠滴36，以致形成帶有在表面32上的材料36a的連續成形的有圖案的壓印層34。或者在與壓印頭18的結合中，運動臺20可以沿著Z軸線運動基底，以允許在諸珠滴36和有圖形的模子27之間機械接觸。在一實施例中，縮小距離“d”，以允許有圖案的壓印層34的分部分34c撞擊進入和充填凹槽28。這便于在有圖案的模子27上的原始圖案被撞擊進入基底31的可流動區。
為了便于充填凹槽28，材料36a設置有完全填滿凹槽28的必要性能，同時覆蓋表面32帶有材料36a的連續成形。在該實施例中，在達到所需的、通常最小的距離“d”之后，留有與凸起29重疊的有圖案的壓印層34的分部分34c，保留凸出部分34a有厚度t1，肩部34b有厚度t2和分部分有厚度t3。凸出部分34a和肩部34b在基底31的表面32上形成雙高度凸起。分部分34c稱為剩余層，而厚度t3為剩余厚度。根據應用情況，厚度“t1”、“t2”和“t3”可以是任何所需厚度。
參閱圖2、3和4，在達到所需的距離“d”之后，輻射源22產生聚合和交聯材料36a的光化輻射，形成交聯的聚合材料。因此，有圖案的壓印層34的成分從材料36a轉變成為固體的材料36c。尤其，材料36c被固化，以提供帶有與有圖案的模子27的表面27a的形狀一致的形狀的有圖案的壓印層34的側面34d，如圖5更清楚地所示。以這方式，在基底31上形成許多固化的雙高度凸起34e。在有圖案的壓印層34被轉變成由如圖4所示的材料36c組成之后，移動圖1所示的壓印頭18，以增加距離“d”，以致有圖案的模子27和有圖案的壓印層34分開。
將雙高度凸起34e的顛倒形狀轉移進入基底31，用于在其中形成道路部分(未示出)和溝槽部分(未示出)。以這方式，道路部分(未示出)的尺寸被確定為凸出部分34a的尺寸的函數，以及溝槽部分(未示出)的尺寸被確定為肩部34b的尺寸的函數。因此，如圖6所示，在形成固化的雙高度凸起34e之后在有圖案的壓印層34附近設置蝕刻選擇層40。基底31、有圖案的壓印層34和蝕刻選擇層40形成多層結構38。
參閱圖6，可使用任何已知加工、包括化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、濺射和旋轉涂復(spin-on)技術施加蝕刻選擇層40。當記錄圖形每單位面積具有許多結構特征、即密集的有結構特征的圖案時蝕刻選擇層40的旋轉涂復沉積可以是有利的。在該例子中，使用壓印平板印刷加工、例如相對于沉積有圖案的壓印層34以上所討論的那些加工沉積蝕刻選擇層40。為此，除了從其形成蝕刻選擇層40的材料包括硅，即為含硅聚合材料之外，可以從類似于相對于圖3和4以上所述的聚合材料的一聚合材料形成蝕刻選擇層40。用作為蝕刻選擇層40的一示例性化合物是由約48％重量的可從賓夕法尼亞州、Morrisville的Gelest公司得到的生產代號為SIA的甲硅烷基丙烯酸；約24％重量的可從密蘇里州、圣路易斯的Sigma-Aldrin公司得到的丁基丙稀酸；約24％重量的可從賓夕法尼亞州、Morrisville的Gelest公司得到的生產代碼為SIB 1402的甲硅烷基二甲丙烯酸；以及約4％重量的從紐約州、Tarrytown的Ciba可得到的商標名為Darocur的自由基生成元形成。蝕刻選擇層40包括第一和第二相對側。第一側40b面對有圖案的壓印層34，并具有與有圖案的壓印層34的外形互補的外形。第二側面對離開有圖案的壓印層34的方向，形成規范表面40a。通過保證在各凸出部分34a的頂表面34f和規范表面40a之間的距離基本上相同、在各肩部34b和規范表面40a之間的距離基本上相同以及在各分部分34c的最低表面34g(如圖6所示)和規范表面40a之間的距離相同，規范表面40a設置有基本規范的外形。以其對規范表面40a提供規范化外形的一方式包括使用具有將與蝕刻選擇層40接觸的光滑表面、即無結構特征表面127a的模子127。如以上所述，通過如圖1所示沿著Z軸線移動壓印頭18、沿著Z軸線移動運動臺20或兩者，可以完成這工作。因此，使模子127與蝕刻選擇層40分開，并且光化輻射撞擊在蝕刻選擇層40上，用于聚合，從而固化蝕刻選擇層。
參閱圖6和7，利用覆蓋層蝕刻，用于去除蝕刻選擇層40的諸部分，以提供帶冠表面38a的多層結構38。一示例性蝕刻加工采用CF4等離子體蝕刻，其中蝕刻氣體的主要部分由CF4組成。從2003年2月23日到2月28在加利福尼亞州、Santa Clara舉行的SPIE微平版印刷會議散發的白皮書內、在“分級的和快速的壓印平版印刷中的進步”中Johnson等人討論了一示例的蝕刻化學。在覆蓋層蝕刻之后由各凸出部分34a的暴露的頂表面30f和保留在蝕刻選擇層40上的諸部分40c的上表面形成冠表面38a。
參閱圖7和8，冠表面38a受到非均質的蝕刻。選擇非均質的蝕刻的蝕刻化學，用于對如圖6所示的、處于相互重疊的有圖案的壓印層34的部分40c的蝕刻最小。在該例子中，利用了有圖案的壓印層34和蝕刻選擇層40之間的硅含量的不同。尤其，使用其中氧為主要氣體的等離子體蝕刻，確定了在靠近冠表面38a的諸部分40c的諸區域中將產生現場硬化的掩膜42。從2003年2月23日到2月28日在加利福尼亞州、Santa Clara舉行的SPIE微平版印刷會議散發的白皮書內，在“分級的和快速的壓印平版印刷中的進步”中Johnson等人討論了一示例的蝕刻化學。作為硬化的掩膜42和蝕刻加工的非均質的結果，露出在與凸出部分34a重疊關系的基體31上的諸區域44。在該例子中，區域44是圖2所示的蝕刻障礙層31b的暴露區。區域44的寬度U優選地等于圖2所示的寬度W2。
參閱圖8，在區域44暴露之后，采用例如2003年2月23日到2月28日在加利福尼亞州、Santa Clara舉行的SPIE微平版印刷會方散發的白皮書內“分級的和快速的壓印平版印刷中的進步”中Johnson等人討論的采用CF4氣體的一類型的氟為基的等離子蝕刻，以去除如圖7所示與硬化掩膜42為重疊關系的多層結構38的諸區域，用于暴露如圖9所示的諸區域45a和45b，該各區域具有寬度U’，該寬度優選地等于W2。區域45a和45b形成凹槽部分46，從區域45a和45b延伸到區域44的通路48形成道路部分。凹槽部分46形成溝槽部分，通路48形成道路部分。使用隨后的蝕刻加工去除層34和40的其余部分。因此，可以同時用、例如鋁、銅、鎢、鈦、鈦—鎢合金或它們的組合物等的導電材料充填道路部分和溝槽部分，形成獨點50和導線52，如圖10所示。
參閱圖2、7和8，該加工的優點是多方面的。例如由于存在硬化的掩膜42，在部分40c和露出的頂表面30f之間相對的蝕刻速率在約1.5∶1至約100∶1的范圍內。因此，可以在基底31中形成自對齊的道路和溝槽，同時精確地控制它們的尺寸。這減少了圖5示出的雙高度凸起34e的顛倒形狀上的圖案進入基底31內的轉移失真。
此外，參閱圖5和9，尺寸寬度U和U’的控制變得相對獨立于剩余厚度t3。聚合流體充填在有圖案的模子27上的圖案的速率反比于剩余厚度t3的立方。因此，可以選擇剩余厚度t3，使生產量最大而不是顯著增加傳移失真。最后，在從基本上無硅聚合流體形成有圖案的壓印層34便于有圖案的模子27的清潔加工，尤其考慮到通常從熔融的硅石形成有圖案的模子27。
參閱圖2和11，本發明的附加優點是可以不需要使用蝕刻障礙層31d和31b。如眾所周知的那樣，通過避免使用蝕刻障礙層31d和31b，可以降低基底的總介電常數，從而使這加工適合于制造道路和溝槽，以促進高速集成電路的制造。為此，建立蝕刻條件，以致由其建立在區域140c中所示的蝕刻選擇層和絕緣層131c的材料基本上對用于去除從其形成有圖案的壓印層34的材料的蝕刻化學不起作用。在該例子中，由其形成區域140c和絕緣層131c的材料對氧等離子體蝕刻相對地不起作用。
參閱圖11和12，以相對于圖7中的冠表面38a所討論的方式形成的冠表面138a受到氧等離子體蝕刻。作為上述蝕刻選擇性差異的結果，頂表面130f與示為M1的凸出部分134a的整個范圍一起、與從而重疊在壓印材料層134中的所有材料一起被去除。以這方式，形成了道路部分的一第一部分148a。
采用如以上所討論的氟基化學作用進行隨后的覆蓋層等離子體蝕刻。覆蓋層蝕刻去除圖11所示的硬化掩膜142和區域140c，以露出圖13所示的肩部134b。同時對于露出的肩部134b，通過去除示為M2的絕緣層131c的材料形成道路部分(未示出)的一第二部分148b。
參閱圖13和14，進行非均質的氧為基的等離子體蝕刻，以去除硬化肩部134b以及與其重疊關系的壓印材料層134的材料，用于露出絕緣層131c的區域145a和145b，從而形成溝槽部分146。同時對于露出區域145a和145b，通過去除示為M3的絕緣層131c的材料形成道路部分的一第三部分148c。道路部分148a、148b、148c的組合長度形成了與溝槽部分146對齊的道路部分148。以這方式，可以制造自對齊的道路和溝槽。
參閱圖5和15，雖然相對于形成自對齊道路和溝槽討論了本發明，也可以應用本發明形成各種各樣的多層排列結構。例如，如圖5所示，與各凸起34e相關聯的可以是等距離離開處于高度h1的頂表面34f和在凸起部分34a兩側的一對分開的肩部34b。或者，凸起134e可以包括圍繞頂表面134f的單個肩部134b，如圖16所示。
此外，參閱圖17，各凸起234e可以包括與頂表面234f隔開的分別處于不同高度h1、h2、h3和h4的多個肩部234a、234b、234c和234d，實際上可以包括從0至n的任何數量，其中“n”是整數。為此，模子(未示出)將具有形成在它的一表面內的、將與凸起234e的形狀互補的一個或多個凹槽。并且，肩部234a、234b、234c和234d可以位于頂表面234f的兩側，如圖18所示。或者，肩部234a、234b、234c和234d可以同中心地設置在頂表面234f周圍，如圖19所示。使用凸起234e，可以將基底231形成為具有與凸起234e的形狀互補的凹槽，如圖20中的標號250所示。雖然基底231被示為由均質材料、例如硅形成，但是在基底231上可以包括材料的任何層數(未示出)，并在上述諸層的一層或多層和/或基底231中可以形成凹槽250。并且，該諸層可以由適合于半導體加工的任何材料構成。
參閱圖2和21，已相對于使用具有在其中形成的多個凹槽的模子27形成基體31上的凹槽討論了上述內容。但是，可以使用上述相同的加工形成在基底331上的諸島部335。為此，圖22所示的模子237包括從表面328a延伸的一個或多個凸起328，各凸起328具有凸出部分328b和與凸出部分隔開的在表面328a和凸出部分328b之間的肩部328c。將一層壓印材料設置在基底331上，并被擴展形成如以上討論的有圖案的層334。以這方式，有圖案的層334包括與模子327上的圖案互補的圖案。在該例子中，這造成在有圖案的層334內形成一個或多個凹槽334a。
參閱圖22和23，因此在有圖案的層334上設置蝕刻選擇層340和冠表面340a以形成如以上所述形成的多層結構338。以這方式，在冠表面340a形成之后所留下的僅僅蝕刻選擇層340的諸部分充填諸凹槽334a。將冠表面340a暴露于在不被凹槽334a重疊的有圖案的層334的諸部分內是非常有選擇性的氧等離子體蝕刻化學作用，該冠表面被去除，以露出基底331的諸區域344，如圖24所示。部分地由于當暴露于使用如以上所討論的主要由氧氣構成的一化學作用的等離子體蝕刻時、蝕刻選擇層340的其余部分中存在的硅所形成的硬化掩膜342，實現這了加工。
參閱圖21和24，在露出諸區域344之后，使用例如以上所討論的類型的氟基等離子體蝕刻，以去除如圖23所示的多層結構338的與硬化掩膜342為重疊關系的諸區域，以露出諸區域345。尤其，在區域344和硬化掩膜342之間的蝕刻速率差異造成諸島部335的形成。但是，應該理解按照如圖22所示的模子327上的圖案以這方式可以形成以上所述的任何有臺階的結構特征。并且，雖然基底331被示為由例如硅的均質材料形成，但是在基底331上可以包括材料的任何層數(未示出)，并且在上述諸層的一層或多層和/或基底331中可以形成諸島部335。而且，可以由適合于半導體加工的任何材料構成該諸層。
參閱圖1和2，一示例性的輻射源22可以產生紫外線輻射。可以使用其它輻射源，例如熱的、電磁的等。選擇所使用的輻射以開始聚合在有圖案的壓印層34內的材料對于該領域的熟練人員是已知的，并通常取決于所需的特定應用情況。對輻射源22定位使有圖案的模子27位于輻射源22和基底31之間。因此，可以由允許對輻射源22產生的輻射基本上能穿透的材料制造基底31和/或有圖案的模子27。示例性的材料包括但不局限于熔融的硅石、石英、硅、有機聚合物、硅氧烷聚合物、硼硅酸鹽玻璃、碳氟聚合物、金屬和它們的組合物。
可能需要由熱穩定的材料制造系統10的另件，例如這些材料在室溫附近(例如攝氏25度)具有小于約百萬分之一/1℃的熱膨脹系數。在某些實施例中，結構材料可以具有小于約百萬分之十/1℃或小于百萬分之一/1℃的熱膨脹系數。為此，橋支持件12、橋接件14和/或臺支持件16可以由以下材料的一種和多種制成碳化硅、商標為INVAR或SUPER INVARTM的鐵合金、包括但不局限于ZERODUR陶瓷的陶瓷。此外，臺架24可以被制成使系統10的其余零件與環境振動相隔離。一示例式臺架24可從加利福尼亞州Irvine的Newport公司得到。
參閱圖1、2和3，按照所采用的獨特的沉積加工，材料36a的特性對于有效地使基底31形成圖案是很重要的。如以上所述，材料36a被沉積在基底上成為多個單獨的和分開的珠滴36。諸珠滴36的組合容積使材料36a適當地分布在表面32的將形成有圖案的壓印層34的區域。因此，有圖案的壓印層34被擴展和與通過暴露于輻射、例如紫外線輻射而隨后建立的圖案同時被形成圖案。作為沉積加工的結果，希望材料36a具有便于在表面32上迅速和均勻地擴展在諸珠滴36中的材料36a的某些特性，以便全部厚度t1基本均勻和全部剩余厚度t2基本均勻。
參閱圖3和25，使用材料36a中的上述成份便于壓印平版印刷，在基底431上包括底層456。尤其，底層456的功能是提供與有圖案的壓印層434的標準的界面，從而減少需要對由其形成基底431的材料定制各加工。此外，可以由帶有與有圖案的壓印層434為相同蝕刻特性的有機材料形成底層456。以使其具有連續的、光滑的較無瑕疵的表面的方式制造底層456，該表面可以呈現對有圖案的壓印層434極好的粘附性。
此外，為了保證有圖案的壓印層434不粘附于有圖案的模子27，表面27a可以被處理成帶有低表面能量復層458。從而，當有圖案的模子27與基底431接觸時，有圖案的壓印層434位于底層456和復層458之間。可以利用任何已知加工施加復層458。例如，加工技術可以包括化學汽相淀積法、物理汽相淀積、原子層淀積、釬焊或許多其它技術。可以按類似方式將低表面能量復層施加于如圖6所示的模子127。或者，可以通過有由其制造有圖案的壓印層34或蝕刻選擇層40的材料中包括具有低表面能量的稱為表面活化劑的化合物改進有圖案的壓印層34或蝕刻選擇層40的釋放性能。利用已知材料使該化合物分別遷移到與如圖2和6所示的模子27和/或127交界的層表面。通常，表面活化劑具有與其相關聯的比該層中可聚合材料的表面能量較小的表面能量。在微電子工程第61-62頁(2002)上“在紫外線為基礎的諾米壓印平版印刷中的多次壓印”內Bender等人討論了由其形成上述表面活化劑的示例性材料和加工。表面活化劑的低表面能量提供了降低壓印層34或蝕刻選擇層40分別對如圖2和6所示的模子27和/或127的粘附的所需的釋放性能。應該理解可以與圖25所示的低表面能量復層458相結合或代替它使用表面活化劑。
以上所述的本發明的實施例是示例性的。對于以上所揭示的內容可以作出許多變化和修改，同時保持在本發明的范圍內。因此，本發明的范圍不應該參考以上敘述來確定，而是應該由所附權利要求書和諸等價物的它們的整個范圍確定。
權利要求
1.在一基底上形成一有臺階的結構的一方法，所述方法包括在所述基底上形成具有一形狀的多層排列結構；以及將所述形狀的一顛倒形狀轉移進入所述基底內。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，轉移還包括將所述形狀的所述顛倒形狀轉移進入所述基底，用于形成一道路部分和一溝槽部分，同時所述道路部分的尺寸被確定為所述多層排列結構的一第一分部分的尺寸的函數，以及所述溝槽部分的尺寸被確定為所述多層排列結構的一第二分部分的尺寸的函數。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，轉移還包括用一蝕刻選擇層覆蓋所述多層排列結構，同時所述基底、所述蝕刻選擇層和所述多層排列結構形成一多層結構，并去除所述多層結構的諸部分，以露出與所述多層排列結構的一第一分部分重疊的所述基底的諸區域，同時在所述蝕刻選擇層的與所述多層排列結構的一第二分部分重疊的區域內形成一硬掩膜。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，轉移還包括用一蝕刻選擇層覆蓋多層排列結構，以及所述蝕刻選擇層、所述基底、所述多層排列結構形成多層結構，并使所述多層結構受到蝕刻加工，該蝕刻加工從所述多層結構順序地去除材料的第一和第二批量，同時材料的所述第一批量對應于所述多層排列結構的一第一分部分、與其重疊的所述蝕刻選擇層的諸第一部分、以及與所述多層排列結構的第一分部分重疊的所述多層排列結構和所述基底的諸部分，材料的所述第二批量對應于諸所述肩部、與其重疊的所述蝕刻選擇層的諸第二部分和與所述諸肩部重疊的所述多層排列結構和所述基底的所述諸第二部分。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，形成還包括在所述基底上沉積一可聚合的流體合成物，以及使所述合成物與具有包括對所述多層排列結構的所述形狀互補的一形狀的一釋放結構的一模子接觸，并將所述合成物暴露于光化輻射，用于聚合所述合成物。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，形成還包括由基本上無硅的一有機可聚合的材料形成所述多層排列結構，而覆蓋還包括從一含硅的材料形成所述蝕刻選擇層。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，形成還包括由具有一可聚合的化合物的一材料和具有比所述可聚合的化合物的一表面能量較小的一表面能量的一表面活化劑形成所述多層排列結構。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，覆蓋還包括由具有一可聚合的化合物的一材料和具有比所述可聚合的化合物的一表面能量較少的一表面能量的一表面活化劑形成所述蝕刻選擇層。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，覆蓋還包括通過在所述多層排列結構上沉積一可聚合的流體合成物、和使所述可聚合的流體合成物與具有一基本上光滑的表面一模子接觸、以及使所述可聚合的流體合成物受到用于聚合所述可聚合的流體合成物的環境作用形成所述蝕刻選擇層。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，覆蓋還包括通過在所述多層排列結構上旋轉涂復一含硅材料沉積所述蝕刻選擇層。
11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在所述基底上形成位于所述基底和所述多層排列結構之間的一蝕刻停止層。
12.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在所述道路部分和所述溝槽部分中沉積一導電材料。
13.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述多層排列結構包括一有臺階的凹槽。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，還包括由一晶片和一薄膜層形成所述基底，其中轉移還包括將所述形狀的所述顛倒形狀轉移進入所述薄膜層。
15.如權利要求13所述的方法，其特征在于，還包括由所述晶片和所述薄膜層形成所述基底，其中轉移還包括將所述形狀的所述顛倒形狀轉移進入所述晶片。
16.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述多層排列結構包括一雙高度凸起，該雙高度凸起包括一凸示出部分和諸肩部，同時所述凸出部分具有一頂表面和所述諸肩部與所述頂表面和所述基底隔開。
17.如權利要求16所述的方法，其特征在于，還包括由所述晶片和所述薄膜層形成所述基底，其中轉移還包括將所述形狀的所述顛倒形狀轉移進入所述薄膜層。
18.如權利要求16所述的方法，其特征在于，還包括由所述晶片和所述薄膜層形成所述基底，其中轉移還包括將所述形狀的所述顛倒形狀轉移進入所述晶片。
19.在一基底上形成一有臺階的結構的一方法，所述方法包括在所述基底上形成一多層排列結構；用一蝕刻選擇層覆蓋所述多層排列結構，同時所述基底、所述蝕刻選擇層和所述多層排列結構形成一多層結構；使要被蝕刻的所述基底的諸區域限定為通過去除所述蝕刻選擇層被暴露的多層排列結構的諸部分的函數。
20.如權利要求19所述的方法，其特征在于，形成還包括形成帶有一凸出部分和諸肩部的所述多層排列結構，限定所述諸區域還包括同時去除所述多層排列結構的諸部分，以在與一凸出部分重疊的所述基底的一區域中形成一道路部分，同時通過將所述多層排列結構暴露于一等離子體蝕刻在與所述諸肩部重疊的所述蝕刻選擇層的諸區域中形成一硬掩膜。
21.如權利要求19所述的方法，其特征在于，形成還包括在所述基底上沉積一可聚合的流體合成物，以及使所述合成物與具有包括對所述多層排列結構的所述形狀互補的一形狀的一釋放結構的一模子接觸，并將所述合成物暴露于光化輻射，用于聚合所述合成物。
22.如權利要求19所述的方法，其特征在于，形成還包括由基本上無硅的一有機可聚合的材料形成所述多層排列結構，而覆蓋還包括從一含硅的材料形成所述蝕刻選擇層。
23.如權利要求21所述的方法，其特征在于，覆蓋還包括通過在所述多層排列結構上沉積一可聚合的流體合成物、和使所述可聚合的流體合成物與具有一基本上光滑的表面一模子接觸、以及使所述可聚合的流體合成物受到用于聚合所述可聚合的流體合成物的環境作用形成所述蝕刻選擇層。
24.如權利要求21所述的方法，其特征在于，覆蓋還包括通過在所述多層排列結構上旋轉涂復一含硅材料沉積所述蝕刻選擇層。
25.如權利要求21所述的方法，其特征在于，形成還包括由具有一可聚合的化合物的一材料和具有比所述可聚合的化合物的一表面能量較小的一表面能量的一表面活化劑形成所述多層排列結構。
26.如權利要求21所述的方法，其特征在于，覆蓋還包括由具有一可聚合的化合物的一材料和具有比所述可聚合的化合物的一表面能量較少的一表面能量的一表面活化劑形成所述蝕刻選擇層。
27.如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述多層排列結構包括具有一形狀的一有臺階的凹槽。
28.如權利要求27所述的方法，其特征在于，還包括由一晶片和一薄膜層形成所述基底，并將所述形狀的一顛倒形狀轉移進入所述薄膜層。
29.如權利要求27所述的方法，其特征在于，還包括由所述晶片和所述薄膜層形成所述基底，其中轉移還包括將所述形狀的所述顛倒形狀轉移進入所述晶片。
30.如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述多層排列結構包括一雙高度凸起，該雙高度凸起包括一凸出部分和諸肩部，同時所述凸出部分具有一頂表面和所述諸肩部與所述頂表面和所述基底隔開，所述雙高度凸起形成一形狀。
31.如權利要求30所述的方法，其特征在于，還包括由所述晶片和所述薄膜層形成所述基底，其中轉移還包括將所述形狀的所述顛倒形狀轉移進入所述薄膜層。
32.如權利要求31所述的方法，其特征在于，還包括由所述晶片和所述薄膜層形成所述基底，其中轉移還包括將所述形狀的所述顛倒形狀轉移進入所述晶片。
33.在一基底上形成一有臺階的結構的一方法，所述方法包括在所述基底上形成具有包括一凸出部分和諸肩部的雙高度凸起的一有圖案層，所述凸出部分具有一頂表面，同時所述諸肩部與所述頂表面和所述基底隔開；用一蝕刻選擇層覆蓋所述凸出部分；通過去除所述蝕刻選擇層的一部分以露出所述頂表面產生一冠表面，同時所述雙高度凸起的諸其余部分被所述蝕刻選擇層覆蓋；去除所述頂表面和與所述頂表面重疊的所述有圖案層的材料，同時避免暴露所述雙高度凸起的諸其余部分；去除與所述雙高度凸起的所述諸其余部分重疊的所述蝕刻選擇層的諸區域，以露出所述諸肩部；以及去除所述諸肩部和與其重疊的所述有圖案層。
34.如權利要求33所述的方法，其特征在于，形成還包括在所述基底上沉積一可聚合的流體合成物，以及使所述合成物與具有包括對所述雙高度凸起的一形狀互補的一形狀的一釋放結構的一模子接觸，并將所述合成物暴露于光化輻射，用于聚合所述合成物。
35.如權利要求33所述的方法，其特征在于，形成還包括由基本上無硅的一有機可聚合的材料形成所述有圖案層，覆蓋還包括從一含硅的材料形成所述蝕刻選擇層。
36.如權利要求35所述的方法，其特征在于，去除所述頂表面還包括使所述冠表面受到一蝕刻化學作用，該蝕刻化學作用與由其形成的雙高度凸起的材料是高度易起反應的，并在包括由其形成的所述蝕刻選擇層的材料的所述冠表面的區域內形成一硬掩膜。
37.如權利要求35所述的方法，其特征在于，覆蓋還包括通過在所述有圖案層上沉積一可聚合的流體合成物、和使所述可聚合的流體合成物與具有一基本上光滑的表面一模子接觸、以及使所述可聚合的流體合成物受到用于聚合所述可聚合的流體合成物的環境作用形成所述蝕刻選擇層。
38.如權利要求35所述的方法，其特征在于，覆蓋還包括通過在所述有圖案層上旋轉涂復一含硅材料沉積所述蝕刻選擇層。
39.如權利要求35所述的方法，其特征在于，形成還包括由具有一可聚合的化合物的一材料和具有比所述可聚合的化合物的一表面能量較小的一表面能量的一表面活化劑形成所述有圖案層。
40.如權利要求35所述的方法，其特征在于，覆蓋還包括由具有一可聚合的化合物的一材料和具有比所述可聚合的化合物的一表面能量較少的一表面能量的一表面活化劑形成所述蝕刻選擇層。
全文摘要
本發明提供用于在基底(31)上形成有臺階的結構(34a、34b、34c)的方法，其特征在于，將在基底上設置的有臺階的結構的顛倒形狀轉移進入該基底。
文檔編號B81C1/00GK1791967SQ200480013913
公開日2006年6月21日 申請日期2004年4月21日 優先權日2003年4月25日
發明者S·V·斯里尼瓦桑 申請人:分子制模股份有限公司