大面積壓印光刻的制作方法
【專利摘要】提供了使用壓印光刻技術(shù)用于圖案化分配在柔性襯底或平坦襯底上的可聚合材料的方法和系統(tǒng)。還呈現(xiàn)了模板復(fù)制方法和系統(tǒng)，其中來自主模板的圖案被轉(zhuǎn)印到柔性襯底以形成柔性薄膜模板。這樣的柔性薄膜模板則被用來圖案化大面積平坦襯底。可通過模板和襯底之間的相對平移來發(fā)起和傳播壓印模板和襯底之間的接觸。
【專利說明】大面積壓印光刻
[0001]相關(guān)申請交叉參照
[0002]本申請在35U.S.C.§ 119(e)⑴下要求2012年2月22日提交的美國臨時申請N0.61/601,632的權(quán)益，該文獻被通過引用結(jié)合于此。
[0003]背景信息
[0004]納米制造包括制造具有100納米或更小數(shù)量級的特征的非常小的結(jié)構(gòu)。其中納米制造已經(jīng)具有相當(dāng)大的影響的一個應(yīng)用是在集成電路的加工。半導(dǎo)體加工產(chǎn)業(yè)繼續(xù)爭取更大生產(chǎn)率同時增多在襯底上形成的每單位面積的電路，因此納米制造變得越來越重要。納米制造提供更好的工藝控制，同時允許所形成的結(jié)構(gòu)的最小特征尺寸繼續(xù)減小。已經(jīng)采用納米制造的其它發(fā)展領(lǐng)域包括生物技術(shù)、光技術(shù)、機械系統(tǒng)等。
[0005]當(dāng)今使用的一種示例性的納米制造技術(shù)通常稱為壓印光刻。壓印光刻在各種應(yīng)用中都是有用的，例如制造集成器件的層，集成器件諸如CMOS邏輯、微處理器、NAND閃存、N0R閃存、DRAM存儲器或其它存儲器設(shè)備，諸如MRAM、3D交叉點存儲器、Re-RAM、Fe-RAM、STT-RAM等。壓印光刻對于制造硬盤的薄膜頭設(shè)備的層也是有用的。壓印光刻也可用來制造硬盤驅(qū)動器的圖案化介質(zhì)、諸如顯示器的偏振器之類的光學(xué)設(shè)備、光子晶體結(jié)構(gòu)、光伏器件的光俘獲結(jié)構(gòu)和過濾器、電池電極的納米結(jié)構(gòu)、增強型光子和光伏器件的量子點結(jié)構(gòu)、生物醫(yī)學(xué)設(shè)備、傳感器，并用在受控的納米顆粒制造中。受控的納米顆?？捎脕碇圃旖Y(jié)晶半導(dǎo)體材料，或者基于聚合物的藥物載體，還有其它用途。示例性壓印光刻工藝在諸如美國專利公開N0.2004/0065976、美國專利公開N0.2004/0065252、以及美國專利N0.6，936，194之類的多個專利公開中進行了詳細(xì)描述，以上所有專利通過引用結(jié)合于此。
[0006]在上述美國專利申請公開和美國專利中的每一個中公開的壓印光刻技術(shù)包括在可成形(可聚合)層中形成立體圖案，并將對應(yīng)于該立體圖案的圖案轉(zhuǎn)印到下層襯底中。該襯底可耦合至運動臺，以獲得期望定位來幫助圖案化工藝。該圖案化工藝使用與襯底間隔的模板和施加在該模板與該襯底之間的可成形液體。該可成形液體被固化以形成具有與接觸可成形液體的模板表面的形狀一致的圖案的剛性層。在固化后，模板與剛性層分離，從而使模板和襯底間隔開。然后襯底和固化層經(jīng)受附加加工，以將對應(yīng)于固化層中的圖案的立體圖案轉(zhuǎn)印到襯底中。
[0007]發(fā)明概述
[0008]本發(fā)明提供用于圖案化柔性薄膜襯底和/或平坦襯底的壓印光刻系統(tǒng)和方法，這類襯底包括用于平板顯示器的諸如玻璃或塑料襯底之類的大面積平坦襯底，該平板顯示器結(jié)合到電話、平板電腦、監(jiān)視器、電視等中。在各方面，提供一種壓印光刻系統(tǒng)和方法，用于置于當(dāng)柔性薄膜襯底和平坦襯底同時平移時壓印置于這兩個襯底之間的可聚合材料。這類系統(tǒng)和方法既可用于使用平板狀壓印模板(例如，板輥壓印)來圖案化柔性薄膜，又可用于使用柔性模板(例如，輥板壓印)來圖案化平坦的大面積襯底。在任一情形下，結(jié)果圖案化的襯底可形成或被納入到最終產(chǎn)品中，或者利用其本身作為壓印模板以進一步圖案化。在一個方面，該系統(tǒng)包括第一和第二間隔的卷繞輥，它們被配置成固定柔性薄膜襯底的相對兩端并使柔性薄膜襯底的一部分保持繞在這兩個輥中的一個輥或另一個輥而卷繞。一個或多個輥驅(qū)動組件耦合至第一和第二卷繞輥，其中驅(qū)動組件被配置成向第一和第二卷繞輥施加旋轉(zhuǎn)力，以使柔性薄膜襯底沿第一方向和第二相反方向在第一和第二卷繞輥之間的期望張力下可被平移。還設(shè)置第一和第二壓印/分離輥，并第一和第二壓印/分離輥置于第一和第二卷繞輥附近。壓印/分離輥具有平行的旋轉(zhuǎn)軸線并進一步被配置和放置為以接合和支承柔性薄膜襯底的背側(cè)表面。隨著柔性薄膜卷繞著卷繞輥/從卷繞輥退卷繞，它在兩個壓印/分離輥之間平移。還設(shè)置了耦合至第一和第二壓印/分離輥子的每端的運動致動器。每個運動致動器被配置成向壓印/分離輥的每一端提供獨立的運動，以使被支承在第一和第二壓印/分離輥之間的柔性薄膜襯底的部分可經(jīng)受Z、Y傾斜、X傾斜、和歪斜運動。這樣的運動在可聚合材料的擴散、填充、和固化期間允許兩個襯底之間更好的順應(yīng)性。進一步設(shè)置運動臺，該運動臺具有被配置成固定平坦襯底的第一卡盤。運動臺被進一步配置成當(dāng)柔性薄膜襯底在第一和第二壓印/分離輥之間平移時使平坦襯底平移至與柔性薄膜襯底重疊。在特定方面，運動臺被配置成沿X和Y兩個方向平移該平坦襯底(即當(dāng)置于壓印/分離輥之間時處于與柔性襯底的平面平行的平面內(nèi)，其中X方向平行于柔性薄膜平移的方向，而Y方向與該方向正交)。在這個方面，可使用具有期望圖案的較小平坦襯底(即，平坦模板)以分步重復(fù)方式來圖案化柔性薄膜襯底的較大面積。在又一些方面，設(shè)置第二卡盤或包含第二卡盤的運動臺，它們可固定第二平坦襯底(如，大面積襯底)。然后可使用圖案化的柔性薄膜襯底(即柔性薄膜模板)來圖案化這個襯底。設(shè)置流體分配系統(tǒng)并將流體分配系統(tǒng)置于一個或多個運動臺附近。流體分配系統(tǒng)被配置成將可聚合材料分配到平坦襯底上。材料可例如作為多個液滴或作為材料薄膜被分配。能量源(如UV源)被放置在壓印/分離輥之間并鄰近柔性薄膜襯底的背側(cè)表面。能量源提供固化能量從而當(dāng)柔性薄膜襯底和平坦襯底在壓印/分離輥之間平移時使置于這兩個襯底之間的可聚合材料固化。
[0009]在又一些方面，系統(tǒng)和相關(guān)的方法還包括分別被置于鄰近第一和第二卷繞輥的第一和第二保護薄膜輥。每個保護薄膜輥被配置成留存保護薄膜用于保護柔性薄膜襯底。保護薄膜輥操作從而當(dāng)柔性薄膜襯底卷繞在卷繞輥上時將保護薄膜覆蓋在柔性薄膜襯底的前表面(有源側(cè))上，并以類似方式，當(dāng)柔性薄膜襯底從卷繞輥退繞時將保護薄膜從柔性薄膜襯底的前表面撤回。在又一些方面，靜電放電設(shè)備(例如)被放置在第一和第二保護薄膜輥附近。
[0010]這些靜電放電設(shè)備進一步被配置成當(dāng)保護薄膜被覆蓋在柔性薄膜襯底的前表面或從其上撤回時從柔性薄膜襯底的前表面去除靜電電荷，此舉有助于保護防止襯底的顆粒污染。
[0011]在本發(fā)明的又一些方面，提供了圖案化柔性薄膜襯底和/或平坦襯底的壓印光刻方法。在一個這樣的方面，設(shè)置其上具有圖案化表面的平坦壓印光刻模板(如，由玻璃、熔融二氧化硅、硅等制成)用于圖案化柔性薄膜襯底。可聚合材料被沉積到模板的圖案化表面上，并且模板被放置在柔性薄膜襯底附近。然后通過沿第一方向?qū)⑷嵝员∧ひr底和模板同時從第一位置平移至第二位置而使柔性薄膜襯底與模板接觸，從而當(dāng)發(fā)生平移時使可聚合材料填充在模板和襯底之間界定的體積?？删酆喜牧先缓蟊还袒哪０宸蛛x以在柔性薄膜襯底上形成圖案化的層。在特定方面，當(dāng)柔性薄膜襯底從第一位置平移至第二位置和/或通過在分離的卷繞輥上卷繞/退繞柔性薄膜襯底而被平移時，可由第一和第二間隔的壓印/分離輥支承該柔性薄膜襯底。在其它方面，可通過繼續(xù)沿第一方向同時平移柔性薄膜襯底和模板使其越過另外的壓印/分離輥來完成柔性薄膜襯底從模板的分離，以使具有所形成的圖案化層的柔性薄膜襯底從模板剝離，或者替代地通過相反方向以使柔性薄膜襯底和薄膜向回平移再次經(jīng)過第一壓印/分離輥，以使所形成的圖案化層從模板剝離。在其中模板寬度小于柔性襯底的寬度的情況下，這樣的方向反轉(zhuǎn)可進一步伴隨有模板的Y方向平移，接著是第二壓印步驟以鄰近之前所形成的圖案而形成圖案，從而以分步和重復(fù)方式圖案化柔性薄膜襯底。在又一些方面中，在柔性薄膜襯底和模板接觸期間，柔性薄膜襯底可經(jīng)受Z、Y傾斜、X傾斜、或歪斜運動，從而使柔性薄膜襯底順應(yīng)模板內(nèi)的平面不規(guī)則性，如之前已經(jīng)描述過的那樣。在又一些方面，在將柔性薄膜襯底從模板分離之后將保護薄膜覆蓋在所形成的圖案層上，和/或柔性薄膜襯底一開始就被設(shè)置有圖案化前被去除的保護薄膜。在又一些方面，作為最小化或避免顆粒污染的方式，在接觸模板之前和/或?qū)⒈Ｗo薄膜覆蓋在柔性薄膜襯底上之前從柔性薄膜襯底去除靜電電荷。在又一些方面，前述方法可用來通過柔性薄膜模板(即具有形成在其上的圖案化表面的柔性薄膜襯底)來圖案化平坦襯底。在這些方面，平坦壓印光刻模板用平坦襯底(例如玻璃或塑料面板)替代并且未被圖案化的柔性薄膜襯底用柔性薄膜模板替代。
[0012]附圖簡述
[0013]因此，通過參照附圖中示出的實施例而提供的對本發(fā)明的實施例的描述，能更詳細(xì)地理解本發(fā)明。然而，應(yīng)注意附圖僅示出了本發(fā)明的典型實施例，因此不應(yīng)認(rèn)為是對范圍的限制，因為本發(fā)明可允許其它同等有效的實施例。
[0014]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的光刻系統(tǒng)的示例性實施例的簡化側(cè)視圖，其中在第一輥上模板與柔性襯底接觸。
[0015]圖2示出圖1的光刻系統(tǒng)的簡化側(cè)視圖，其中模板與柔性襯底接觸并且界面的一部分處于UV曝光下。
[0016]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的光刻系統(tǒng)的示例性實施例的簡化側(cè)視圖。
[0017]圖4示出在壓印光刻工藝期間模板與薄膜板的分離的示例性方法的簡化側(cè)視圖。
[0018]圖5示出在壓印光刻工藝期間模板與薄膜板的分離的示例性方法的簡化側(cè)視圖。
[0019]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的光刻系統(tǒng)的示例性實施例的簡化側(cè)視圖。
[0020]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的光刻系統(tǒng)的示例性實施例的簡化側(cè)視圖。
[0021]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的光刻系統(tǒng)的示例性實施例的簡化側(cè)視圖。
[0022]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的光刻系統(tǒng)的示例性實施例的簡化側(cè)視圖。
[0023]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的光刻系統(tǒng)的示例性實施例的簡化側(cè)視圖。
[0024]圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的光刻系統(tǒng)的示例性實施例的簡化側(cè)視圖。
[0025]圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的光刻系統(tǒng)的示例性實施例的簡化側(cè)視圖。
[0026]圖13和圖14不出了根據(jù)本發(fā)明的光刻系統(tǒng)的一不例性實施例的簡化俯視和底視透視圖。
[0027]圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的光刻系統(tǒng)的示例性實施例的簡化側(cè)視圖。

【具體實施方式】
[0028]參照附圖，已由許多研究或商業(yè)機構(gòu)展示了在連續(xù)或網(wǎng)狀襯底上的圖案化。例如，光學(xué)器件的微模制是最廣泛可用的應(yīng)用之一。最近，在連續(xù)或網(wǎng)狀襯底上的納米壓印已被認(rèn)為是一種潛在的應(yīng)用，其中微米和/或亞微米尺寸的精細(xì)特征可從模板轉(zhuǎn)印至襯底。在美國專利N0.8，817，515中進一步予以描述示例性技術(shù)，該專利通過引用結(jié)合于此。
[0029]這里，柔性襯底可以是連續(xù)的網(wǎng)狀薄塑料襯底或者是各圓形、方形、矩形、或類似形狀的襯底。示例是聚合物薄膜，它是在頂部具有或不具有薄涂層的由PET、PEN等制成的10-1000微米厚的連續(xù)薄膜。涂層材料可以是金屬、氧化物、電介質(zhì)等。為了在商業(yè)上可行，柔性襯底上的納米壓印一般需要滿足某些規(guī)格，并因此一些壓印工藝對于壓印柔性襯底來說是不可行的。例如，熱納米壓印工藝(如，熱浮雕)一般使用厚涂布(旋涂、刀刃涂布等)和/或沉積的材料來實現(xiàn)從模板至襯底的特征轉(zhuǎn)印。這種工藝一般不適于在薄膜上作納米壓印，因為關(guān)于精細(xì)特征轉(zhuǎn)印、提供薄膜壓印層的能力、導(dǎo)致圖案轉(zhuǎn)印所需的殘留層的能力、以及最小化面內(nèi)薄膜扭曲以取得精確圖案化覆蓋的能力的工藝限制方面存在若干問題。更困難的工藝問題之一涉及沒有精細(xì)特征扭曲和/或精細(xì)特征斷裂的精細(xì)特征轉(zhuǎn)印(如低于約lOOnm)。
[0030]此處描述了在柔性襯底上的精細(xì)特征轉(zhuǎn)印的壓印方案。一般來說，壓印方案可包括使用按要求分配的滴液的UV納米壓印。在一個實施例中，可使用基板平坦的模板。這種類型的模板可由圓形或者方形/矩形襯底制成，該襯底由玻璃材料、S1、熔融二氧化硅等制成?？赏ㄟ^利用工業(yè)建立的半導(dǎo)體襯底制造工藝來實現(xiàn)這種類型的模板的高度無缺陷表面質(zhì)量和高精度幾何規(guī)格。在壓印工藝期間，模板平坦性被有意地調(diào)整以形成期望的面外彎曲以改進壓印速度和/或產(chǎn)量。典型地，可以小點式接觸發(fā)起流體填充且流體填充沿徑向傳播，或者以線接觸發(fā)起流體填充且流體填充沿柔性襯底運動的方向傳播。模板可基本沿與移動的柔性襯底相同的方向行進。在另一實施例中，可使用帶狀模板。這種連續(xù)模板可包括用主模具復(fù)制的多個圖案化部分。
[0031]參見圖1，這里示出根據(jù)本發(fā)明的示例性壓印系統(tǒng)10，其使用模板18來在柔性襯底12上形成立體(relief)圖案。襯底12的材料組分可包括但不限于，聚合薄膜、玻璃、硅、氮化硅、Kevlar?加強的聚合物薄膜、鋁、和/或其它類似的材料以及這些材料的組合。對于例如聚合物薄膜上的玻璃沉積，或者被沉積在聚合物薄膜上的諸如Al、Ag之類的金屬。襯底12的厚度可基于設(shè)計考量。例如，襯底12可以是厚度為大約ΙΟμπι-ΙΟΟΟμπι的柔性板。在一個實施例中，襯底12可具有足夠的多孔性。多孔性大小(例如，多孔的孔尺寸)可被優(yōu)化以使得在壓印過程中在模板和襯底12之間捕獲的氣體分子可被基本耗散，如本文中進一步描述的那樣?？壮叽缧枰粌?yōu)化以允許氣體(He、N2、02或其它)可流過，但壓印流體或濕氣無法進入襯底。襯底12可被耦合至一個或多個輥14或由一個或多個輥14所支承。例如，如圖1所示，薄膜板12由輥14a、14b支承。應(yīng)當(dāng)注意，取決于第一輥和最末輥之間的設(shè)計考量可使用任何數(shù)量的輥14。如進一步解釋的那樣，取決于襯底平移的方向，這樣的輥既有助于在襯底上發(fā)起圖案化層的壓印又有助于將后繼的圖案化層從模板分離。這樣的輥在本文中可進一步被稱為“壓印/分離輥”。
[0032]輥14可有助于襯底12的至少一部分的移動。例如，圖1的輥14a和14b可各自繞軸旋轉(zhuǎn)以有助于襯底12沿路徑16、17、18在從輥14a移動至輥14b的方向中的移動。在壓印流體存在的情況下，這樣的移動可引起模板18和柔性襯底之間的接觸。接著，模板和柔性襯底的匹配的平移移動的運動擴展了界面的流體填充部分。圖2示出模板和襯底界面，在那里襯底的早期流體填充部分通過UV曝光被橫向連接。在對固定區(qū)域圖案化之后，輥14可有助于襯底12的移動以使襯底12的第一部分與模板18偏移。為了簡化描述，不詳細(xì)描述輥14(例如，直徑、材料組分)，因為光刻工藝中使用的輥是業(yè)內(nèi)熟知的。
[0033]在圖1和圖2中，模板被圖示為平移移動的。作為替代方案，模板可以是靜止的而輥單元可在旋轉(zhuǎn)的同時移動。
[0034]每個輥14可具有軸Ax。例如，圖1中的輥14a、14b分別具有軸A,和A2。輥14的軸Ax可在系統(tǒng)10內(nèi)被置于相對于彼此基本平行，并被設(shè)置在彼此相距距離d處。兩個輥之間的距離可類似于壓印域的長度，或替代地該距離可顯著小于壓印域。一般來說，確定距離以提供流體填充和UV暴露的足夠工藝時長。如果流體填充相比UV曝光花費更多時間，為了流體填充目的有必要分配輥空間的更多部分。輥14a、14b可放置為相對于模板18基本平行和水平。替代地，輥14的軸Ax可被放置為基本平行但處于不同高度，以使得襯底12可被放置為相對于模板18的一個角度上。該角度可基于設(shè)計考量而被確定。
[0035]模板18可包括圖案化表面。在一個實施例中，模板18可包括臺面(mesa)，該臺面從自身向襯底12延伸，且臺面上具有圖案化表面。臺面可被稱為模具或壓印模具。或者，模板18可形成為不具有臺面。
[0036]圖案化表面可由多個特征(如，間隔的凹部和/或凸部)限定，但是本發(fā)明的實施例不限于此類構(gòu)造。圖案化表面可限定任何原始圖案，該原始圖案形成將被形成在薄膜板12上的圖案的基礎(chǔ)。圖案可以是諸如階梯形或自由形狀的3D特征。圖案化表面應(yīng)當(dāng)具有低粗糙度，以使壓印層產(chǎn)生均勻的壓印殘留層厚度。替代地，圖案化表面可基本光滑和/或平坦，具有中等或低的納米形貌粗糙度。
[0037]模板18和/或模具可由包括但不限于以下的材料形成:熔融二氧化硅、石英、硅、有機聚合物、硅氧烷聚合物、硼硅玻璃、碳氟聚合物、金屬、硬化藍(lán)寶石和/或其它。在一個實施例中，模板18的至少一部分可由多孔材料形成。多孔性大小(例如孔尺寸)可被優(yōu)化以使得在壓印過程中在模板18和襯底12之間的氣體分子可使用如美國專利公布N0.2010/0104852和N0.2010/0109201中描述的那些技術(shù)被基本耗散，這兩篇文獻均通過引用結(jié)合于此。模板18可以是位于另一材料的較厚襯底上的一種材料的薄膜。薄膜厚度可以是1-100微米而另一材料的較厚襯底可以是100微米至10mm。實施例之一可以是位于聚合物支承材料頂部的薄Si02層。圖案可被形成在薄的Si02層上。PECVD沉積的氧化物多孔層可以是薄的Si02層。
[0038]模板18可由玻璃和/或玻璃類材料形成。可通過復(fù)制使用當(dāng)前壓印工具來制造由玻璃形成的模板18，這可降低模板18的制造成本。替代地模板可直接從電子束工具制成。
[0039]參見圖1和圖2，模板18的長度U、寬度W和厚度t3可基于設(shè)計考量。模板的寬度未在圖中示出。典型地，模板的寬度略小于柔性襯底的寬度。模板長度與模板寬度之比L/W可以是0.1-50。在一些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，該比可增至100?？蛇x擇模板厚度和材料以使其在交界表面處的彎曲誘發(fā)的應(yīng)變與柔性襯底的應(yīng)變相匹配。這里，模板交界表面是其中柔性襯底在壓印流體存在的情況下形成接觸的表面。在一個實施例中，模板18可具有在大約
0.1-0.8mm之間的厚度t3。
[0040]模板18可耦合至卡盤(未示出)?？ūP可被配置為但不限于真空型、銷型、凹槽型、靜電型、電磁型、和/或其他類似卡盤類型。示例性卡盤在美國專利N0.6，873，087中進一步進行了描述，該專利通過引用結(jié)合于此。此外，卡盤可被耦合至壓印頭，以使卡盤和/或壓印頭被配置成有助于模板18的移動?？墒褂靡延械陌雽?dǎo)體加載器來自動進行模板18的加載和卸載。
[0041]圖3示出其中使用兩個壓印模塊的系統(tǒng)配置。這種配置相比單個壓印模塊的情形，可提供更高的產(chǎn)量。模板18a和18b可分別耦合至壓印頭30a和30b。對分配單元32a、壓印頭30a、和UV固化單元38a的一側(cè)的所有控制順序可類似地實現(xiàn)到32b、30b和38b的另一側(cè)。然而，為了從兩個模塊生成一致的壓印，有必要調(diào)整分配單元、UV固化單元的工作條件，及其它。
[0042]參見圖1和圖2，系統(tǒng)10可進一步包括流體分配系統(tǒng)32。流體分配系統(tǒng)32可用于在襯底12上沉積可成形材料34(例如，可聚合材料)。可可使用一些技術(shù)將成形材料34放置在襯底12上，這些技術(shù)例如液滴分配、旋涂、浸涂、化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、柔性沉積、厚膜沉積和/或其他。例如，可成形材料34可使用美國專利公布N0.2005/0270312和美國專利公布N0.2005/0106321中描述的那些技術(shù)放置在襯底12上，這兩篇文獻均被通過引用結(jié)合于此。
[0043]可成形材料34可作為多個間隔的液滴被沉積在柔性薄膜襯底12上。例如，可成形材料34可以是沉積的液滴，其中每個液滴具有在大約1-200皮升之間的單位體積?？沙尚尾牧?4的液滴可根據(jù)滴注圖案被部署在襯底12上。滴注圖案可基于設(shè)計考量和/或被確定以提供如美國專利公布N0.2005/0270312中描述的那些特定特性。這樣的按需滴注方法可減少材料成本、蒸發(fā)補償?shù)鹊取?br> [0044]可成形或可聚合材料34可包括如美國專利N0.7，157，036和美國專利N0.8，076，386中所述的單體混合物，這兩篇專利通過引用結(jié)合于此。另外，為了有助于在壓印之后的加濕和/或粘附，可通過美國專利N0.7，691，313中描述的組分來處理襯底12，該文獻通過引用結(jié)合于此。
[0045]參照圖1和圖2，系統(tǒng)10可進一步包括沿路徑42耦合至直接能量40的能源38。壓印頭30和/或輥子14可被配置成將模板18和襯底12的一部分放置為與路徑42重疊。路徑42可具有長度L2，該長度L2因變于光固化強度和材料固化靈敏性來確定。典型地，L2與模板長度之比可以是0.01-0.5。系統(tǒng)10可由處理器54調(diào)整，該處理器54與輥14、壓印頭30、流體分配系統(tǒng)32、和/或源38通信并可在存儲器56中存儲的計算機可讀程序上運行。
[0046]參見圖1和圖2，壓印頭30可改變模板18和襯底12之間的距離以在兩者之間限定由可成形或可聚合材料34填充的期望體積。例如，壓印頭30可向模板18施加力以使模板18的圖案化表面22接觸可成形材料34。在用可成形材料34填充期望的體積之后，源38產(chǎn)生能量40 (例如，紫外線輻射)，由此使得可成形材料34固化和/或交聯(lián)、順應(yīng)襯底12和圖案化表面22的形狀、將圖案化層46限定在柔性薄膜襯底12的第一部分15上。圖案化層46可包括殘留層和多個特征(例如，突起和凹入)。
[0047]參見圖1和圖2，模板18可周期性地地或同時地隨著移動襯底12平移以執(zhí)行連續(xù)壓印操作。隨著模板18與柔性襯底12以相同的速度行進，可發(fā)生抗蝕劑填充、UV固化、以及模板18從襯底12的分離?？山柚鷻C械配置被動地控制或通過交叉連接的控制器主動地控制模板和柔性襯底之間的運動控制。用來維持模板和柔性襯底的運動的機械配置可以是基于連桿的機構(gòu)、輥對輥接觸結(jié)構(gòu)、或其它。
[0048]隨著模板和柔性襯底發(fā)起在第一輥14a上的流體接觸，分配的液滴填充由兩個表面形成的間隙。如有需要，可將氣體清洗噴嘴的陣列放置在模板和柔性襯底交界區(qū)的前面。在輥14a上卷繞的彎曲柔性襯底將與模板形成線接觸。液滴將融合，因為液滴之間的任何氣體將或者從模板-襯底交界處被排出或者通過模板和/或柔性襯底的表面耗散。在圖1中，氣體排出方向?qū)⒀叵蜃蠓较?，即與模板-襯底平移方向相反的方向。
[0049]壓印頭30使模板18與可成形材料34接觸達(dá)一時間周期，直到模板-襯底達(dá)到UV固化位置為止。UV固化系統(tǒng)可以是基于LED的UV源陣列或附連至傳統(tǒng)的Hg-Xe UV源或類似源的線型UV探針。從UV源至模板背部的距離可小于幾毫米。為了增加UV均勻性，薄的擴散板(未示出)可被放置在UV源和模板之間。當(dāng)UV固化的工作距離小于幾毫米(諸如5mm)時，可維持足夠高的強度以在小于1秒或0.5秒或甚至0.1秒的時間完成UV固化壓印材料。
[0050]參見圖1和圖2，當(dāng)襯底12沿箭頭19從模板18彎曲離開的同時，模板18在輥14b上平移時，發(fā)生模板18和襯底12之間的間隔。當(dāng)模板的彎曲硬度顯著大于柔性襯底的彎曲硬度時，絕大多數(shù)彎曲發(fā)生在柔性襯底。因此，柔性襯底12和模板18由于彎曲生成不同的應(yīng)變，并因而，當(dāng)應(yīng)變不平衡時壓印特征可遭受圖案變形和/或失效。
[0051]用于減少應(yīng)變的現(xiàn)有技術(shù)方法包括通過控制背壓/真空來平衡來自模板和襯底的兩個應(yīng)變。示例性方法在美國專利公布N0.2011/0260361中進一步予以描述，該專利通過引用結(jié)合于此。然而，對于連續(xù)的柔性襯底，背壓控制可能是不實際的，因為可在旋轉(zhuǎn)中的輥上出現(xiàn)分離。
[0052]參見圖4，如果襯底12的材料性遠(yuǎn)比模板18的材料性更軟，則特征50、52的應(yīng)變(d)的絕大部分可能由于襯底12的彎曲引起的。典型地，應(yīng)變大小可小于1微米，然而，即便如此也會導(dǎo)致精細(xì)特征失效。為了補償分離期間模板18和襯底12之間的界面處的應(yīng)變誤差，可有意地減短襯底12被分離的部分。
[0053]在一個實施例中，襯底12的各個部分可被分類成擴散部分(即，其上擴散和固化有可成形材料34的襯底12部分)和分離部分(即，其中模板18與襯底12上的固化圖案化層分離的襯底12的部分)。擴散部分在圖5中被標(biāo)不為部分A,而分離部分被標(biāo)不為部分B。相比分離部分B可將較高的張力施加至擴散部分A。張力差的大小可因變于襯底12的材料性和/或輥14b和14c的半徑。
[0054]在一個示例中，相比分離部分B中的張力，擴散部分A中的張力大小顯著更高。然而，對擴散部分A的過量張力可導(dǎo)致襯底12沿軸方向的屈曲(buckle)。由此，可限制這種施加張力的大小。
[0055]在另一示例中，棍14b和14c相比棍14a可包括大半徑,其中棍14a和14b同樣起到壓印和分離作用，而增加的輥14c提供進一步支承。大半徑可減少相對應(yīng)變，這可減少襯底12中的較高張力和較低張力之間的差。在一個實施例中，輥14a和14b之間的距離可以是固定的，并且輥14a的半徑可顯著小于輥14b的半徑，如圖5所示。例如，輥14a和14b之間的距離可大約為100mm，其中輥14a的半徑大約為20mm而輥14b和/或14c的半徑大約為40mm。
[0056]另外，輥14可由較軟材料(例如200微米厚PET)形成。通過用較軟材料支承襯底12，減少的張力可更有效地補償應(yīng)變。輥14的材料硬度可比比襯底12的材料硬度軟上幾倍。例如，輥14可提供由硅、橡膠等形成的支承材料。另外，輥14的厚度(例如1_)可顯著大于襯底12的厚度(例如200微米)。
[0057]另外，可使用傳感器來監(jiān)視模板18和襯底12之間的最初對準(zhǔn)和/或分離期間模板18和襯底12的對準(zhǔn)。通過監(jiān)視分離期間的對準(zhǔn)，可調(diào)整襯底12的分離部分的張力。例如，如果應(yīng)變匹配誤差指示圖案化層46伸展，則可降低襯底12的分離部分的張力。
[0058]可通過監(jiān)視圖案化層46和/或襯底12和/或模板18的對準(zhǔn)標(biāo)記，來提供應(yīng)變匹配。例如，在一個實施例中，第一組傳感器可沿輥14a的軸&放置，而第二組傳感器可與輥14b (即，分尚棍)的軸A2略為偏移地放置。
[0059]各對準(zhǔn)誤差測量方法和系統(tǒng)可與系統(tǒng)10 —起使用。當(dāng)襯底12用對準(zhǔn)標(biāo)記來預(yù)圖案化時，可通過使標(biāo)記與模板18的對準(zhǔn)標(biāo)記重疊來收集對準(zhǔn)誤差信號。為測量，可調(diào)整光成像方法(例如，框中框或莫爾(Moire)圖案)。
[0060]如果沒有用對準(zhǔn)標(biāo)記來預(yù)圖案化襯底12，則在襯底12的分離部分處仍可測得應(yīng)變補償狀況。例如，隨著襯底12彎曲，圖案化層的特征50和52可位移背離它們的原始位置，由此模板18的圖案和圖案化層46可生成相比應(yīng)變匹配情形截然不同的光信號。這可使用顯微成像、激光器/LED感測等來感測出。
[0061]圖6-8示出根據(jù)本發(fā)明使用連續(xù)模板80(S卩，帶狀模板)的光刻系統(tǒng)100a-100C的示例性實施例。連續(xù)模板80可用于在薄膜式襯底12(圖6所示)或大型平坦襯底12a(圖7所示)上壓印。
[0062]連續(xù)模板80可包括圖案化區(qū)82。圖案化區(qū)82可包括特征(即，突起84和凹入86)?？梢耘c前述相同的方式形成圖案化層46的突起50和凹入52。在一個實施例中，模板80可包括臺階形邊界(即臺面)，其被配置成在壓印期間包含可成形的材料34。
[0063]模板80可耦合至輥90a和90b。輥90a和90b可以順時針和/或逆時針方式繞軸Ax移動。例如，輥90a可繞軸A4移動而輥90b可繞軸A5移動。另外，輥90a、90b可繞x軸和y軸移動。
[0064]可使用多種方法來形成模板80。在一個實施例中，可通過從主模具88復(fù)制來形成模板80的圖案化區(qū)82。如果模板80的長度比主模具有源區(qū)的長度長數(shù)倍，則可通過使用主模具88的重復(fù)壓印來形成圖案化區(qū)82的特征84、86。例如，可使用與結(jié)合圖1和圖2詳細(xì)描述的方法相似的壓印方案來生成圖案化區(qū)82的特征。如果主模具包含模板80的長度的整個壓印區(qū)，則可通過平移主模具同時卷繞模板80來完成模板復(fù)制，由此整個圖案可作為單個區(qū)域被轉(zhuǎn)印至復(fù)制模板而不需要縫合。
[0065]可通過使用與結(jié)合圖4和圖5描述的類似張力控制方案來提供應(yīng)變匹配條件，其中模板80的流體擴散部可處于較高的張力下而模板80的分離部可處于較低的張力下。
[0066]參見圖8，在另一實施例中，可使用支承卡盤94來形成模板80。支承卡盤94可幫助在圖案化區(qū)82形成期間保持模板80的壓印部分。在美國專利N0.8，817，515中進一步描述了示例性支承卡盤94和使用方法，該專利通過引用結(jié)合于此。在另一實施例中，可經(jīng)由分離工具形成或在其中壓印襯底12的同一工具中制造模板80。
[0067]當(dāng)主模板由類似于壓印襯底的大尺寸格式制造時，復(fù)制模板80a可從大的主模板88a制成，在大的主模板88a中，固化的壓印層被附連至復(fù)制側(cè)，如圖9所示。分配可在主模板88a上完成(如圖示那樣)或在復(fù)制薄膜表面上完成(未示出)壓印材料34的流體。復(fù)制模板80a可在復(fù)制壓印之后被后處理，例如表面處理、金屬沉積、清洗及其它。復(fù)制模板80a可隨后用來壓印襯底。例如，如圖10所示，可將柔性襯底裝載到相同臺或平臺上，而不是主模板88a上，并且在那里可在襯底上完成(如圖所示)或者在壓印模板80a本身上完成(未示出)壓印材料34的流體分配，并且可如本文前面描述的那樣執(zhí)行壓印。以此方式，可在同一工具平臺上執(zhí)行模板復(fù)制和壓印。
[0068]模板80上的圖案化區(qū)82可被形成并投入使用到光刻系統(tǒng)100a-100c中，而不需要蝕刻工藝。替代地，壓印區(qū)82可使用包括但不限于蝕刻(例如VUV蝕刻)、蒸氣處理、化學(xué)氣相沉積等處理被進一步加工；例如美國專利公布N0.2011/0183521中描述的那些業(yè)內(nèi)已知的蝕刻技術(shù)，該專利通過弓I用結(jié)合于此。
[0069]在模板80的制造過程中可提供清洗和/或去除裝置。例如，如果模板80變得損壞和/或圖案化區(qū)82沒有被正確地形成或處理，則可使用在線(in line)清洗工藝來最小化系統(tǒng)的停機時間。此外，由于模板80可不需要附加裝載/卸載工藝，則可使總的工具環(huán)境基本保持干凈。
[0070]參見圖6，一般來說，襯底12可包含連續(xù)的壓印。為此，在一個實施例中，可在圖案化區(qū)82中形成沒有開放空間的模板80。輥90a和90b也可以順時針和/或逆時針方式移動。這樣的移動可生成模板80在各區(qū)域之間具有或沒有間隙的完全圖案化的圖案化區(qū)82，并可代替不具有開放空間的模板80或作為其附加。
[0071]模板80的周緣長度(如，帶長度)可被平衡以對應(yīng)于被壓印在襯底12上的區(qū)域長度。例如，周緣長度可基本匹配壓印數(shù)量乘以區(qū)域的尺寸。然而，使周緣長度基本地精確等于期望長度可能是困難的。由此，在主模板88至模板80的復(fù)制之前調(diào)整周緣長度可有助于平衡。附加地，模板80的表面可被處理以使其包括對準(zhǔn)標(biāo)記。這些對準(zhǔn)標(biāo)記可具有高于或低于100nm的特征。例如，對準(zhǔn)標(biāo)記可由微米大小的線和/或其它圖案構(gòu)成。
[0072]一旦模板80被安裝至輥90a和90b，可相對于主模具88的區(qū)域尺寸測量其長度。例如，如果區(qū)域尺寸的長度為100mm，并且如果五個壓印在模板80上形成一組等距的圖案，則模板80的長度可被調(diào)整至大約500mm+/-e，其中e是誤差預(yù)算。沒有負(fù)載/張力情況下，模板80的長度也可合理地配合期望長度。可通過調(diào)節(jié)模板80的張力來提供模板80的長度的最終調(diào)整。例如，輥90a和90b之間的距離可被調(diào)整以改變模板80中的張力。在另一示例中，僅可調(diào)整模板80的壓印部分。
[0073]在一個實施例中，如果帶由一件長的柔性襯底制成模板80的話，模板80可包括縫合區(qū)。由于表面粗糙度，可防止縫合區(qū)接觸流體34和/或襯底12。在一個實施例中，縫合區(qū)可超出被認(rèn)為區(qū)域之間的可接受間距。由此，可使用多于一個模板80。例如，第一模板80可具有第一數(shù)量的區(qū)域(如，一半)，而第二模板80可具有剩余數(shù)量的區(qū)域。
[0074]可成形材料34可被施加至模板18和/或襯底12。在一個實施例中，第一材料可被施加至模板18且第二材料可被施加至襯底12。第一材料和第二材料可相似或不同，并形成可成形材料34的基礎(chǔ)。
[0075]通過包括低粘度材料(例如，可成形材料34)的按需滴注分配的納米壓印可導(dǎo)致具有非常薄的壓印層的壓印。特征84和86—般與作為底部的殘留層連接。薄的和均勻的殘留層傾向于高度期望蝕刻工藝和光學(xué)性質(zhì)。按需滴注分配可補償由于流體蒸發(fā)、圖案密度變化、材料收縮等造成的誤差。薄膜式襯底12上的壓印也可通過實現(xiàn)按需滴注分配而獲益。通過生成薄的和均勻的殘留層，也可實現(xiàn)在線蝕刻。
[0076]模板80可置于襯底12附近，以使可成形材料34在模板18和襯底12之間的間隙內(nèi)擴散?？墒褂酶郊虞?未示出)維持襯底-流體-模板配置，以使可成形材料34可擴散并填充該間隙。附加輥可基本類似于輥90a和90b。在一個實施例中，附加輥90的表面可由軟塑料或聚合物層形成，以使附加輥可生成均勻的順應(yīng)壓力至模板-流體-襯底疊層。
[0077]可在線地調(diào)整對準(zhǔn)和放大控制。例如，可成形材料34的擴散區(qū)下的對準(zhǔn)誤差可被確定，并通過調(diào)整模板80的張力控制來補償這種誤差。在一個實施例中，可使用壓電致動器來改變輥90a和90b之間的距離，由此調(diào)整張力控制。隨著輥90a和90b之間的距離改變，模板80的長度可改變，進而使得沿模板80的方向(即，帶行進方向)的區(qū)域改變放大。
[0078]用于固化可成形材料34(如UV固化)的能量可從模板80的方向和/或襯底12的方向被提供。在一個實施例中，襯底12可被涂覆不透明的材料。由此，固化可成形材料34的能量可從模板80的方向被提供。
[0079]在模板80和襯底12分離期間，模板80和襯底12可彼此分開地彎曲。如果模板輥和襯底輥之間的輥直徑是相同的，并且如果模板的材料性質(zhì)類似于柔性襯底的材料性質(zhì)，應(yīng)變導(dǎo)致的扭曲相比本文描述的其它壓印方案可能較小。
[0080]在又一些實施例中，可通過從主模板復(fù)制圖案在柔性薄膜襯底上形成一個或多個復(fù)制模板。參見圖11，柔性薄膜板襯底180被固定在卷繞輥194和196的任一端，并通過壓印/分離輥190、192引導(dǎo)和支承。取決于輥194和196的旋轉(zhuǎn)方向，輥194和196的轉(zhuǎn)動可被同步以使柔性薄膜板襯底180沿向前或向后方向在輥190和192之間平移。包含圖案特征的主模板188沿與柔性薄膜板襯底180相同的方向平移。分配器132可將可聚合材料34直接分配到主模板188上(如圖所示)，或者替代地，可將可聚合材料分配到柔性薄膜板襯底180本身上(未示出)。隨著柔性薄膜板襯底180和主模板188接觸，可聚合材料34可被固化，如之前描述的那樣，以在柔性薄膜板襯底180上創(chuàng)建相應(yīng)圖案化特征以形成復(fù)制模板182。在復(fù)制模板182與主模板188分離期間，相比主側(cè)模板180，對于薄膜側(cè)復(fù)制模板80存在更強的粘附。隨著薄膜復(fù)制模板182繞輥196卷繞，保護薄膜層可被設(shè)置在模板表面上以防止精細(xì)特征圖案化表面接觸柔性薄膜相對較硬的背側(cè)表面，如進一步描述的那樣。如能理解的那樣，可利用這種模板復(fù)制工藝以將柔性薄膜襯底的全部長度轉(zhuǎn)化成多個復(fù)制模板。
[0081]參見圖12，包含復(fù)制模板182的柔性薄膜板180b可用來經(jīng)由壓印光刻方法將圖案轉(zhuǎn)印到襯底112上。襯底112可例如是平坦的玻璃襯底。在壓印工藝之前，可任選地處理被復(fù)制的模板182的表面以增強脫模步驟。在一個示例中，形成在柔性薄膜板180b上的每個復(fù)制模板182可用來壓印襯底112上的一個區(qū)域，且然后包含下一復(fù)制模板182的柔性薄膜板180b的新部分可被卷繞至壓印位置，下一復(fù)制模板可被印刷在襯底112上的新位置或替代地印刷在取代襯底112的另一襯底上。一旦使用柔性薄膜板180b上的最后一個模板182以使柔性薄膜板180b和模板182的絕大部分卷繞在輥196周圍，則壓印方向可被反轉(zhuǎn)，柔性薄膜板180b的平移方向如今是從輥192向輥190 (并具有相應(yīng)顛倒的襯底移動)，由此重復(fù)壓印的另一整個循環(huán)。替代地，柔性薄膜板180b可重新卷繞在輥194上并可沿相同初始方向繼續(xù)壓印的一個新循環(huán)。在又一些方法中，以類似方式可使用相同的模板182在柔性薄膜板180b上圖案化多個襯底區(qū)域。一旦制造了預(yù)定數(shù)量的區(qū)域，所使用的具有所使用的模板182的柔性薄膜板180b被鋪開(roll out)并且具有新模板182的新柔性薄膜板180b被裝載到壓印位置中。
[0082]當(dāng)圖案化相對大的區(qū)域時，在平板襯底和/或柔性薄膜襯底中的平坦不規(guī)則部分，不管它位于兩襯底之間還是由于兩襯底之間的平面不匹配(即一個平面相對于另一個平面不共面)，可能不利地影響壓印流體(可聚合材料)擴散和填充均勻性。這進而可能導(dǎo)致隨后固化的圖案化層中的特征不均勻性和/或缺陷。為了補償，可將運動致動器耦合至輥190和192的端部從而為各輥端部提供獨立的上和下運動。參見圖11-12，致動器212、214被固定至框202并分別耦合至輥190和192的端部，以提供這樣的移動。可將類似致動器設(shè)置在每個輥190和192的另一端(未示出)。這種配置允許支承在輥190和192之間的薄膜襯底可在四個單獨自由度上移動(Z、Y傾斜、X傾斜、和歪斜運動)，以在關(guān)鍵流體擴散以及填充和固化步驟期間使得兩個襯底更好地順應(yīng)彼此?？刂破?未示出)向每個致動器提供獨立的信號以觸發(fā)每個致動器的移動或力的方向和大小，從而產(chǎn)生襯底的協(xié)調(diào)順應(yīng)。適用于本發(fā)明的致動器包括簡單電動機，諸如音圈致動器以及能夠向輥端部傳遞向上和向下(Z軸線)平移運動的其它合適的已知致動器或電動機。
[0083]在壓印光刻中，還重要的是使形成的模板保持盡可能地不受顆粒污染的影響。污染顆粒捕獲在模板上可能既造成在每次壓印時在平坦襯底表面上的壓印圖案中的缺陷，又損壞模板本身的形成特征。后一種情況導(dǎo)致重復(fù)缺陷并可需要更換整個模板。類似地，gp使在模板形成之前，有利的是應(yīng)該類似地保護柔性薄膜襯底。參見圖11，保護薄膜板208被圖示為覆蓋在柔性襯底180的部分上，該柔性襯底180卷繞在卷繞輥194上，其中保護性薄膜板208的一部分從卷繞輥194延伸并固定至保護性薄膜輥204，該保護性薄膜輥204位于相鄰的卷繞輥194附近。保護性薄膜208比柔性薄膜襯底180更軟(即較低模量)，并可由下列材料形成，該材料包括但不限于軟塑性薄膜，諸如丙烯酸樹脂、LDPE、PET、PVC等。保護性薄膜208可以是單層或雙層，并可進一步包括具有背部或靜態(tài)附著薄膜的低粘性的粘附薄膜。當(dāng)柔性襯底180從輥194退繞時，保護性薄膜輥204沿相反方向從輥194旋轉(zhuǎn)以從柔性襯底180剝離或撤回保護性薄膜208。相對于卷繞輥196提供類似的配置，其中保護性薄膜輥206類似地放置于卷繞輥196附近。當(dāng)現(xiàn)在包含所形成的模板(或區(qū)域)182的柔性襯底180被卷繞在卷繞輥196周圍時，當(dāng)保護性薄膜板繞卷繞輥196卷繞時被饋送向并覆蓋在所形成的模板(或區(qū)域)182上。為了進一步保護不受到顆粒污染，靜電釋放設(shè)備224和226 (如離子發(fā)生器)被分別設(shè)置在鄰近保護性薄膜輥194、196處、位于從柔性襯底180到保護性薄膜208的層疊或分層附近的位置。設(shè)備224、226去除局部大氣中的靜電電荷，由此減少否則可能吸引可造成顆粒污染的帶電顆粒的電荷相互作用。
[0084]圖13和圖14示出前述具有壓印/分離輥和卷繞輥的輥系統(tǒng)的又一實施例。系統(tǒng)200包括固定的矩形支承框202，其具有安裝在向下伸出的框的每個角落處的音圈致動器212、213、214和215。壓印/分離輥190和192在相對端部處可轉(zhuǎn)動地分別連接至音圈212、213和214、215的可移動臂。音圈212-215可操作地連接至控制系統(tǒng)(未示出)，該控制系統(tǒng)可獨立地控制每個獨立音圈的移動方向(上/下)和移動大小(距離)，藉此提供第一和第二壓印/分離輥190和192中的每一端的獨立移動。這樣的獨立移動進而允許支承在第一和第二壓印/分離輥之間的柔性薄膜襯底的那部分可經(jīng)受如前所述的Z、Y傾斜、X傾斜、和歪斜移動。如所示那樣，壓印/分離輥190、192被配置成被動旋轉(zhuǎn)，但是它們也可同樣地被配置成主動旋轉(zhuǎn)以協(xié)助進給柔性薄膜襯底。UV光源238被置于相鄰(且被固定至)支承框202。如所示，UV源被配置成沿一路徑提供UV能量，該路徑延伸過基本等于壓印/分離輥的長度的長度，UV能源相對背側(cè)被引導(dǎo)。
[0085]卷繞輥194和196置于框202、音圈212-215、和壓印/分離輥190、192組件的任一側(cè)，其中每個棍194、196同樣由在每個棍的任一端處的各可移動框立柱(未不出)支承并可在其上旋轉(zhuǎn)。卷繞輥194和196在其遠(yuǎn)端進一步終止在滑輪195和197內(nèi)，滑輪195和197中的每一個可分別與帶254和264接合，如進一步詳述的那樣。在卷繞輥194、196附近分別是保護性薄膜輥204和206，它們同樣被安裝在獨立的可移動框立柱(未示出)上。每個保護性薄膜輥204和206可進一步朝向和背離卷繞輥194和196樞轉(zhuǎn)，以在保護性薄膜繞輥卷繞和/或從輥上退繞時容納輥的工作直徑變化。如所示，保護性薄膜輥204和206在它們的遠(yuǎn)端分別耦合至樞轉(zhuǎn)臂205和207的端部，其中每個樞轉(zhuǎn)臂205和207的相對端連接至驅(qū)動桿201和203并可繞驅(qū)動桿201和203樞轉(zhuǎn)，驅(qū)動桿201和203進而分別終止在滑輪208、209中。滑輪208和209分別與帶244和274樞轉(zhuǎn)，如下面進一步詳述的那樣。類似地提供樞轉(zhuǎn)臂(未示出)以將保護性薄膜輥204和206的近端耦合至可移動的框立柱(未示出)，從而隨著保護性薄膜輥204和206分別朝向或背離卷繞輥194和196樞轉(zhuǎn)使保護性薄膜輥204和206的軸與相鄰卷繞輥194、196的軸保持平行。
[0086]用于驅(qū)動(即，旋轉(zhuǎn))卷繞輥194和196的帶驅(qū)動組件包括分別驅(qū)動帶254和264以及電動機250和260。如所示，帶254可操作地連接至由電動機250驅(qū)動的滑輪252、并連接至固定至框258的滑輪256?？?58可平移地耦合至立柱(post) 259，即框258可沿相對于立柱259向上和或向下的垂直(z)方向平移。類似地，帶264可操作地連接至由電動機260驅(qū)動的滑輪262，并連接至固定至框268的滑輪266，其中框268可平移地耦合至立柱269以使它也能沿垂直(z)方向相對于立柱259向上或向下平移。立柱259和269本身牢固地緊固至板安裝件284和286，這些板安裝件284和286固定至靜止支承件(未示出)。如前面描述的，位于卷繞輥194和196遠(yuǎn)端處的滑輪195和197接合驅(qū)動帶254和264，以使得操作期間，工作電動機250和260經(jīng)由驅(qū)動帶254和264，控制卷繞方向、力和被施加至卷繞輥194和196的張力。另外，卷繞輥194和196可通過立柱259和269的向上移動從驅(qū)動帶254和264脫開。這樣的移動產(chǎn)生滑輪256和266的相應(yīng)向上移動，從而使帶254和264從滑輪195和197脫開。以這種方式，卷繞輥組件能容易地被去除和更換。
[0087]類似的帶驅(qū)動組件被提供以用于維持保護性薄膜輥204和206上的張力。電動機240和280分別驅(qū)動帶244和274。帶244可操作地連接至通過電動機240驅(qū)動的滑輪242，并連接至固定至框248的滑輪246?？?48平移地耦合至板安裝件282以使它能沿水平(X)方向平移。帶274可操作地連接至由電動機270驅(qū)動的滑輪272，并連接至固定至框278的滑輪276?？?78同樣可平移地耦合至板安裝件288以使它能沿水平(x)方向相對平移。板282和288固定至靜止支承件(未示出)。如之前描述的，滑輪208和209，其本身通過樞轉(zhuǎn)臂205和207連接至保護性薄膜輥子204和206，并分別可與驅(qū)動帶244和274接合。在操作中，電動機240和270驅(qū)動帶244和274并通過樞轉(zhuǎn)臂205和207，控制被施加至保護性薄膜輥204和206的樞轉(zhuǎn)運動和張力。這兩者均控制每個保護性薄膜輥和關(guān)聯(lián)的卷繞輥之間的距離、并控制施加至保護性薄膜本身的張力。此外，類似于前述的卷繞輥組件，保護性薄膜輥204和206可類似地通過框248和278背離輥204和206的水平移動從驅(qū)動帶244和274脫開。即，這樣的移動使滑輪246和276移離滑輪208和209并使帶244和274從滑輪208和209脫開。以這種方式，保護性薄膜輥組件可同樣容易被去除和更換，或者結(jié)合或者獨立于卷繞輥組件的去除和更換。
[0088]轉(zhuǎn)向圖15，輥系統(tǒng)200可進一步結(jié)合至系統(tǒng)300中，該系統(tǒng)300能提供柔性薄膜模板和/或壓印平坦襯底兩者的生成，包括使用這種柔性薄膜模板的大面積襯底。系統(tǒng)300包括具有輥系統(tǒng)200的臺306，其被設(shè)置在相對于臺306固定的位置。臺306進一步包括軌道302和304，它們?nèi)菁{允許運動臺310和360沿x方向的平移，以使固定至運動臺310或360的襯底可以之前描述的方式與固定至輥系統(tǒng)200的柔性薄膜襯底(或模板)共同平移。運動臺310進一步設(shè)有較小的臺320，該較小的臺320可沿運動臺320的緣部312沿y方向平移。臺320進一步提供有卡盤330?？ūP330可適于固定將例如業(yè)內(nèi)慣用的硅晶片、或類似尺寸的另一平坦襯底。通過對比，運動臺360可被配置有卡盤系統(tǒng)，該卡盤系統(tǒng)容納較大面積的平坦襯底，例如在制備玻璃平板顯示器中有用的玻璃襯底。這樣的襯底可具有高至系統(tǒng)200的壓印/分離和/或卷繞輥的長度的寬度。支承件350包括流體分配系統(tǒng)352，隨著運動臺310或360在分配系統(tǒng)352下面經(jīng)過，流體分配系統(tǒng)352能以期望圖案將可聚合材料傳遞至位于運動臺310或310上的襯底上。在特定配置中，分配系統(tǒng)352配置成還沿1方向移動。分配系統(tǒng)352可被配置成分配可聚合材料的滴液，如之前已描述的那樣。替代地，分配系統(tǒng)可被配置成使用例如狹縫涂層設(shè)備在薄膜中沉積可聚合材料。在后一方法中，為實現(xiàn)薄殘留層，低粘度抗蝕劑或具有較高溶劑含量的抗蝕劑是優(yōu)選的，并可在涂層之后執(zhí)行干燥和/或加熱以去除溶劑。
[0089]在各實施例中，通過圖案化如前所述設(shè)置在輥系統(tǒng)200上的柔性薄膜襯底，系統(tǒng)300可可用于創(chuàng)建一個或多個復(fù)制模板。在一個這樣的實施例中，被形成在例如硅內(nèi)的平坦主模板可被提供并固定至卡盤330，并用來以逐步和重復(fù)方式沿柔性薄膜襯底的寬度和長度兩者來圖案化多個區(qū)域。也就是說，在每次壓印后，柔性薄膜襯底可被再放置，并且包含模板的臺320可沿y方向進給，并重復(fù)壓印工藝從而在前述圖案附近壓印附加圖案。一旦以這種方式圖案化柔性襯底的整個寬度，則柔性襯底可進給并且下一連續(xù)的圖案被壓印。替代地，沿X方向的相鄰圖案被壓印之后，是模板沿1方向平移至下一位置，然后是沿X方向的重復(fù)壓印。以這種方式，可在柔性襯底上創(chuàng)建具有重復(fù)圖案的大面積模板。
[0090]之后或獨立地，然后可使用該柔性模板來圖案化更大尺寸的平坦襯底，包括如用于顯示器面板的玻璃襯底。運動臺360可配有多個卡盤系統(tǒng)以容納期望的襯底尺寸。
[0091]盡管已針對壓印平坦的玻璃式襯底對前述方法和系統(tǒng)進行了描述，然而也可使用如描述和繪出的柔性薄膜型模板來壓印在類似柔性薄膜襯底。此外，盡管也已針對用于后續(xù)的平坦、玻璃式襯底的壓印的壓印柔性薄膜模板對前述方法和系統(tǒng)作了描述，然而這些方法和系統(tǒng)可用于生成最終圖案化的柔性薄膜產(chǎn)品，例如含柵格的柔性薄膜。
[0092]鑒于本說明書，各個方面的進一步修改和替代實施例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見。因此，這種描述僅被解釋為示例性的。應(yīng)當(dāng)理解，本文中所示和描述的形式應(yīng)被理解為實施例的例子?？商鎿Q本文中示出和描述的元件和材料，零件和過程可顛倒，并且某些特征可單獨利用，以上所有對獲知描述的本領(lǐng)域技術(shù)人員都顯而易見?？蓪Ρ疚闹兴枋龅囊刈鞒鲂薷?，而不背離如所附權(quán)利要求中所描述的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于壓印放置于柔性薄膜襯底和平坦襯底之間的可聚合材料的壓印光刻系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: (a)第一和第二間隔的卷繞輥，所述卷繞輥被配置成固定所述柔性薄膜襯底的相對兩端并使所述柔性薄膜襯底的一部分保持卷繞在這兩個輥中的一個輥或另一個輥； (b)耦合至第一和第二卷繞輥的一個或多個輥驅(qū)動組件，所述驅(qū)動組件被配置成向第一和第二卷繞輥施加旋轉(zhuǎn)力，以使所述柔性薄膜襯底能沿第一方向和第二相反方向在第一和第二卷繞輥之間的期望張力下平移； (c)定位在第一和第二卷繞輥附近的第一和第二間隔的壓印/分離輥，所述第一和第二間隔的壓印/分離輥具有平行轉(zhuǎn)軸并進一步被配置成當(dāng)柔性薄膜襯底在所述第一和第二間隔的壓印/分離輥之間平移時接合并支承柔性薄膜襯底的背側(cè)表面； (d)耦合至第一和第二壓印/分離輥的每一端的運動致動器，每個運動致動器被配置成提供獨立的運動，以使被支承在第一和第二壓印/分離輥之間的所述柔性薄膜襯底的那部分可經(jīng)受Z、Y傾斜、X傾斜、和歪斜運動； (e)運動臺，所述運動臺具有被配置成固定所述平坦襯底的第一卡盤，所述運動臺進一步配置成當(dāng)所述柔性薄膜襯底在所述第一和第二壓印/分離輥之間平移時，將所述平坦襯底平移為與所述柔性薄膜襯底重疊； (f)流體分配系統(tǒng)，其被放置在所述壓印/分離輥和所述運動臺附近，所述流體分配系統(tǒng)被配置成將所述可聚合材料分配在所述平坦襯底上；以及 (g)能量源，被放置在所述壓印/分離輥之間且鄰近所述柔性薄膜襯底的所述背側(cè)表面，所述能量源被配置成提供固化能量以固化置于所述柔性薄膜襯底和所述平坦襯底之間的可聚合材料。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流體分配系統(tǒng)被進一步配置成將所述可聚合材料作為多個液滴分配。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流體分配系統(tǒng)被配置成將所述可聚合材料作為薄膜分配。
4.如前面任何一項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括分別放置為鄰近所述第一和第二卷繞輥的第一和第二保護性薄膜輥，每個保護性薄膜輥配置為在保護性薄膜輥卷繞在所述卷繞輥上時將所述保護性薄膜覆蓋在所述柔性薄膜襯底的前表面上并在保護性薄膜輥從所述卷繞輥上退繞時從所述柔性薄膜襯底的前表面撤回所述保護性薄膜。
5.如前面任何一項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括分別放置為鄰近第一和第二保護性薄膜輥的第一和第二靜電放電設(shè)備，每個靜電放電設(shè)備進一步被配置成當(dāng)所述保護性薄膜被覆蓋在柔性薄膜襯底的前表面上或從柔性薄膜襯底的前表面撤回時從所述柔性薄膜襯底的前表面去除靜電電荷。
6.如前面任何一項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述運動臺被進一步配置成平行于(X方向)和垂直于(Y方向)所述柔性薄膜平移的方向來平移所述平坦襯底。
7.如前面任何一項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括被配置成固定第二平坦襯底的第二卡盤。
8.一種圖案化柔性薄膜襯底的方法，所述方法包括下列步驟: (a)提供其上具有圖案化表面的壓印光刻模板； (b)將可聚合材料沉積到所述模板的所述圖案化表面上； (c)將所述模板放置在所述柔性薄膜襯底附近； (d)通過同時將所述柔性薄膜襯底和所述模板沿第一方向從第一位置平移至第二位置來使所述柔性薄膜襯底與所述模板接觸，以使所述可聚合材料填充界定在所述模板和所述襯底之間的體積； (d)固化所述可聚合材料以在所述柔性薄膜襯底上形成圖案化層；以及 (e)使所述模板與所述柔性薄膜襯底上的所形成的圖案化層分離。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述柔性薄膜襯底從所述第一位置向第二位置平移時，由第一和第二間隔的壓印/分離輥支承所述柔性薄膜襯底。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述柔性薄膜襯底的任一端卷繞繞第一和第二卷繞輥而卷繞，并且其中所述柔性薄膜襯底的平移通過所述第一和第二卷繞輥的卷繞或退繞而發(fā)生。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述接觸步驟進一步包括使置于第一和第二壓印/分離輥之間的柔性薄膜襯底經(jīng)受Z、Y傾斜、X傾斜、或歪斜運動以使所述柔性薄膜襯底順應(yīng)所述模板中的平面不規(guī)則性。
12.如權(quán)利要求8-11中任何一項所述的方法，其特征在于，所述分離進一步包括沿第一方向繼續(xù)同時地平移所述柔性薄膜襯底和所述模板，以使具有所形成的圖案化層的所述柔性薄膜襯底從所述模板剝落。
13.如權(quán)利要求8-12中任何一項所述的方法，其特征在于，所述分離進一步包括沿與所述第一方向相反的第二方向同時平移所述柔性薄膜襯底和所述模板，以使具有所形成的圖案化層的柔性薄膜襯底從所述模板被剝落。
14.如權(quán)利要求8-13中任何一項所述的方法，其特征在于，還包括在使所述柔性薄膜襯底與所述壓印模板接觸之前從所述柔性薄膜襯底去除靜電電荷。
15.如權(quán)利要求8-14中任何一項所述的方法，其特征在于，還包括在將所述柔性薄膜襯底與所述模板分離后，將保護性薄膜覆蓋在所形成的圖案化層上。
16.如權(quán)利要求8-15中任何一項所述的方法，其特征在于，所述柔性薄膜襯底的寬度比所述模板的寬度更大，并且在所述分離步驟之后進一步包括下列步驟:相對于第一方向垂直地將所述模板移動等于所述模板寬度的距離；以及重復(fù)步驟(b)-(e)以在所述柔性薄膜襯底上鄰近初始地形成的圖案化層處形成附加圖案化層。
【文檔編號】G03F7/00GK104303104SQ201380015762
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月22日
【發(fā)明者】崔炳鎮(zhèn), S·H·安, M·加納帕斯蘇伯拉曼尼安, M·N·米勒, S·V·斯里尼瓦桑 申請人:佳能納米技術(shù)公司, 分子制模股份有限公司