晶圆级纳米压印光刻：畸变改善与稳定化（一）

纳米压印光刻（NIL）已不再是新兴技术，但自首次报道以来，其在工业应用方面已取得了巨大进展。其中主要的技术演进之一是采用了软质印章介质，目前这已成为一项标准技术。EVG 公司推出了采用整片晶圆压印解决方案（印章尺寸对应于待印刷晶圆的尺寸）的该类技术，且近五年来所取得的成果均处于行业领先水平。该技术目前已能同时实现重复性、均匀性、亚 50nm 分辨率以及高深宽比图形。

然而，仍有一些挑战有待解决，例如套刻精度，特别是畸变现象。畸变是导致套刻误差的主要因素之一，其影响与整体的平移和旋转误差并列。

本研究聚焦于使用柔性背板进行 NIL 工艺过程中出现的畸变效应，以及通过采用不同材料来最小化该畸变的方法。研究中将用作软质印章载体的聚合物背板与玻璃背板进行了对比。通过实施一种专门的方法来精确测量这种畸变，从而去除了整体对准的特征信号。首先使用已建立的标准软质印章材料和参考工艺对畸变特征进行了评估，并获得了每片晶圆的畸变指纹图谱。基于该图谱，提取了畸变监控图，以便跟踪不同晶圆（片与片之间）及不同批次（批与批之间）畸变的演变情况。研究结果突出表明，使用 EVG 开发的玻璃背板，不仅在畸变的幅度上，而且在稳定性上，均能显著改善畸变。

一、介绍

纳米压印光刻（NIL）技术在科研领域和工业界的应用正日益增多。自该技术问世以来，其发展路径呈现出多样化趋势，从而导致了多种实施方式的产生。其中一些技术基于相同的物理现象，但采用了不同的材料或衬底；而另一些则使用了不同的机制，却采用了相同的材料。在这些技术中，紫外软压印同时展现了高分辨率图形复制能力、低缺陷率以及良好的集成能力。

EVG 公司已在晶圆级层面开发了此类技术，并正与 LETI（格勒诺布尔电子与信息技术研究所）合作以进一步提升其性能。对于半导体制造厂而言，要使该技术达到成熟的量产标准，其中一个关键指标就是具备满足微电子套刻精度约束的能力。

在晶圆级纳米压印技术中，如图1所示，影响套刻精度的主要因素之一是畸变。因此，本研究主要聚焦于通过硬件和工艺改进来测量并改善畸变。在本文中，我们首先阐述了从套刻精度测量数据中提取由 NIL 工艺引起的畸变的方法，以及对其进行表征的方式。借此，在第二部分中，我们分析了使用一种名为“标准背板”的常规软质印章夹持器所获得的畸变，并将其与使用基于玻璃背板 的更刚性夹持器所获得的结果进行了对比。在第二部分的最后，我们还针对一种试图通过限制拉伸来减小畸变的改进型工艺进行了畸变测量。最后，我们对使用玻璃背板及新工艺相较于标准工艺的效果进行了总结。

图 1：套刻精度及其在不同要素（如畸变）上的分解示意图。