再生模板的方法和再生設備技術

本發明專利技術涉及再生模板的方法和再生設備。本發明專利技術的一方面，這里提供了一種再生模板的方法。該模板包括轉移表面和脫模層。該轉移表面具有凹凸圖案。該脫模層包含無機官能團和有機官能團，二者都鍵合到該轉移表面上。該再生模板的方法包括下面兩個步驟：通過對脫模層中所包含的有機官能團進行氧化和分解來除去有機官能團；和除去無機官能團；并且通過將硅烷偶聯劑與轉移表面偶聯來形成脫模層。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術的實施方案主要涉及一種再生模板的方法及其再生設備。
技術介紹
在近年，已經開發了這樣的技術，其將納米印記施加到半導體上的光刻膠圖案上。納米壓印(NIL)將帶有凹凸圖案的模板壓到涂覆有光刻膠的基底上，固化該光刻膠，和隨后從基底上剝離該模板，由此形成精細圖案。公開了一種
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，其在模板表面上形成脫模層，來易于從固化的光刻膠上剝離模板。不幸的，該
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需要更換所述模板，因為該模板在重復壓印過程中可能劣化。因此,需要一種新技術來改進模板的耐久性。
技術實現思路
根據本專利技術的一方面，提供了一種再生模板的方法。該模板包括轉移表面和脫模層。該轉移表面具有凹凸圖案。該脫模層包含無機官能團和有機官能團，這二者都鍵合到轉移表面上。該再生模板的方法包括下面兩個步驟:通過對脫模層中所包含的有機官能團進行氧化和分解來除去有機官能團；和除去無機官能團；并且通過將硅烷偶聯劑與轉移表面偶聯來形成脫模層。此外，根據本專利技術的另一方面，提供了一種用于再生模板的再生設備。該再生設備包括第一加工區，該加工區用于通過氧化和分解來除去脫模層的有機官能團；第二加工區，該加工區用于除去脫模層的無機官能團；和第三加工區，該加工區用于通過硅烷偶聯劑與轉移表面偶聯來形成脫模層。附圖說明圖1是一個流程圖，示例了根據第一實施方案的再生模板的方法。圖2是一個例子，表示了模板的脫模層的形成方法。圖3是一個流程圖，示例了根據對比方法的再生模板的方法。圖4是一個圖，表示了通過第二實施方案的方法所制備的Si氧化物膜的膜厚的測量。圖5是一個俯視圖，表示了根據第二實施方案的一種再生設備。圖6是一個截面圖，表示了根據第二實施方案的再生設備。圖7是表示根據第二實施方案的用于再生模板的各自步驟的圖。具體實施例方式本專利技術的實施方案將在下面參考附圖來詳細描述。第一實施方案圖1是一個流程圖，示例了根據第一實施方案的再生模板的方法。在步驟S I中，脫模層是在模板表面上形成的。當使用光固化光刻膠時，模板的材料包括石英玻璃。形成脫模層的方法包括使用硅烷偶聯劑的方法。該硅烷偶聯劑是用化學式Rn-S1-X4-n來表示的。R的例子包括烷基和氟基團。X的例子包括烷氧基、乙酰氧基和鹵素原子。圖2是一個例子，表示了模板用的脫模層的形成方法。硅烷偶聯劑的官能團X與空氣中的水分發生水解反應，產生硅醇基團(S1-OH)。脫水合成反應使得該硅醇基團與二氧化硅模板表面上的另一硅醇基團彼此化學鍵合。結果，該脫水合成反應形成了 S1-O-Si鍵合，從而在模板表面上制備脫模層。同時，官能團R賦予了剝離性能。另外，該模板可以通過紫外線照射來清潔，由此允許它在模板表面上均勻地提供娃醇基團。該硅烷偶聯劑是以液相或者氣相來供給的。該液態試劑是通過用有機溶劑稀釋該試劑來制備的，來將該液態試劑供給到二氧化硅模板表面上。在供給之后，可以進行沖洗和烘焙，來分別除去未反應的殘 留物和用于增強所述反應。在該硅烷偶聯劑與基底反應之前，清潔該基底來均勻地增強所述反應。可選擇的，可以使用用R3-S1-NH-S1-R’ 3、R3_Si_NR’ 2表示的胺化合物，以及硅烷偶聯劑。在步驟SI，形成脫模層，隨后用模板壓印。模板表面上的脫模層在反復壓印過程中逐漸破裂，從而劣化了模板從光刻膠上的剝離力。因此，進行了包括下面的步驟S2-S3的再生方法。在步驟S2，將在模板表面上形成的脫模層的有機官能團進行氧化和分解。該氧化分解方法包括紫外線照射、等離子體曝露、和化學-溶液處理。該氧化分解氧化和分解了硅烷偶聯劑的有機官能團R，將S1-O鍵曝露于模板表面。模板表面上的有機官能團可以通過與空氣中的水分反應會變成娃醇基團。在步驟S3，在模板上形成的脫模層的無機官能團是用化學溶液除去的。具體地，將在步驟S2中殘留的硅烷偶聯劑的S1-O鍵用化學溶液來從模板表面上除去。化學溶液的例子包括含有氨、膽堿或者氫氧化鈉的堿溶液；和含有氟化氫的酸溶液。用于溶解殘留在模板表面上的S1-O鍵的反應是用反應式Si02+0!T — HSiOf來表示的。優選的是進行大于0.15nm的蝕刻，來除去脫模層上的無機官能團。上述步驟S2和S3已經除去了模板表面上的脫模層。在步驟S4，在模板表面上再次形成了新的脫模層。在步驟S4的具體加工與步驟SI相同。步驟S4制備了新的脫模層，以使得當在壓印中從光刻膠上剝離時，能夠恢復模板的剝離力。例如當所制造的半導體產品的缺陷發生率增加；或者剝離力降低時，用于再生模板的步驟S2-S4是通過確定脫模層已經劣化來進行的。包括在所制造的半導體產品中的缺陷發生率是例如通過計算晶片上圖案檢查方法中缺陷產品數來評估的。已經確定了當缺陷發生率超過恒定值時，模板的剝離力劣化。可選擇的，可以確定當用于壓印的剝離力(其通常是在壓印設備中測量的)降低時，模板的剝離力劣化。將描述用對比方法和本專利技術的實施方案所獲得的實施例。下面規定的數值或者材料完全包括在一個實施例中。因此，該實施方案不限于所述值或者材料。圖3是一個流程圖，示例了根據對比方法的用于再生模板的方法。該對比方法中的步驟S11、S12和S13與圖1所示的本專利技術的實施方案中的S1、S2和S3相同。該對比方法不同于本專利技術的實施方案之處在于該對比方法取消了圖1所示的本專利技術實施方案的步驟S3。將描述用對比方法所獲得的一種試驗例子。將熱氧化的膜用于模板。在Si晶片上形成的該熱氧化的膜被用作基底，并且厚度是52nm。將六甲基二硅氮烷(HMDS)用作脫模層的材料。將清潔的基底曝露于空氣中的HMDS，來在基底表面上制備脫模層。隨后，將所形成的基底用紫外線(λ=172ηπι)照射，來氧化和分解該脫模層。重復上述方法11次，隨后用橢率計測量Si氧化物膜的膜厚。該測量表明膜厚升高了 1.92nm ;S卩，對于脫模層的形成和氧化分解來說，每個周期的增量是0.17nm。該增量對應于分子單層的厚度，這表明脫模層的形成和氧化分解的每個重復組在基底表面上形成了Si氧化物膜。氧化分解例如等離子體或者紫外照射分解了硅烷偶聯劑的有機官能團R，但是沒有除去直接鍵合到基底上的S1-O鍵，這表明脫模層的形成和氧化分解的重復進行確實在基底表面上形成了 Si氧化物膜。上述試驗結果揭示了通過對比方法再生模板依次在基底表面上形成了 Si氧化物膜。重復該對比方法的步驟可能會改變模板的尺寸。即使這樣若干納米的尺寸改變也會影響微制作的半導體產品。因此，需要一種新的方法和新的設備來再生模板，而其中無尺寸改變。下面將描述圖1所示的本專利技術實施方案的試驗結果。進行圖1所示的實施方案以及上述對比方法中所包括的步驟S1、S2和S3。在步驟S3中除去無機官能團是通過用化學溶液除去多余的Si氧化物膜來進行的。該多余的Si氧化物膜是通過脫模層的形成和氧化分解而加入的。具體的，該多余的Si氧化物膜是通過將具有在對比方法的試驗中所形成的多余的Si氧化物膜的Si基底進行浸潰來除去的。根據上述對比方法的試驗結果，優選的是蝕刻至少0.17nm或者大于0.15nm。將膽堿和過氧化氫的液體化合物用水稀釋，來用于該化學溶液。圖4是一個圖，表示了通過本專利技術的實施方案所制備的Si氧化物膜的膜厚的測量。當基底浸入到化學溶液中時，使用橢率計測量膜厚隨著浸潰時間的變化。圖4的圖表示了 Si氧化物膜的膜厚隨著本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種再生模板的再生方法，該模板包含：具有凹凸圖案的轉移表面，和包含無機官能團和有機官能團的脫模層，這兩種官能團都鍵合到該轉移表面上，該方法包含：通過對脫模層中所包含的有機官能團進行氧化和分解來除去有機官能團；除去無機官能團；和通過將硅烷偶聯劑與轉移表面偶聯來形成脫模層。

【技術特征摘要】
2011.09.22 JP 2011-2078211.一種再生模板的再生方法,該模板包含: 具有凹凸圖案的轉移表面,和 包含無機官能團和有機官能團的脫模層，這兩種官能團都鍵合到該轉移表面上， 該方法包含: 通過對脫模層中所包含的有機官能團進行氧化和分解來除去有機官能團； 除去無機官能團；和 通過將硅烷偶聯劑與轉移表面偶聯來形成脫模層。2.權利要求1的方法，其中無機官能團的除去是按如下進行的:用含有選自氨、膽堿、氫氧化鈉和氟化氫中的至少一種的化學溶液進行處理。3.權利要求1的方法，其中在無機官能團的除去中，進行0.15n m或者更大的蝕刻。4.權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：小林正子，平林英明，
申請(專利權)人：株式會社東芝，
類型：發明
國別省市：