CN104570594B - 压印设备和制造制品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种压印设备和制造制品的方法,所述压印设备实施通过使用模具在基板上形成图案的压印处理,所述设备包括:加热单元,其构造成加热基板上的待压印的区域,从而使得所述区域变形;和处理单元,其构造成将待压印的第一区域和第二区域中的一个区域确定为首先将被压印的区域并且将另一个区域确定为随后将被压印的区域,其中,在所述加热单元使得所述一个区域变形以使得所述一个区域接近目标形状的情况中对所述另一个区域造成的影响小于在所述加热单元使得所述另一个区域变形以使得所述另一个区域接近所述目标形状的情况中对所述一个区域造成的影响。

Description

压印设备和制造制品的方法
技术领域
本发明涉及一种压印设备和制造制品的方法。
背景技术
通过使用模具在基板上成形压印材料的压印技术作为一种用于磁存储介质、半导体装置等的大规模生产光刻技术而受到关注。使用这种技术的压印设备在压印材料和模具相互接触的同时硬化供给在基板上的压印材料。然后压印设备从所述硬化的压印材料分离(释放)模具,从而在基板上形成图案。
在半导体装置等的制造过程中,需要高准确度地将模具叠置在形成在基板上的投射区域中。日本专利申请特开No.2013-89663提出了一种加热基板以使得投射区域变形的方法。可以通过加热另一个投射区域而使得待压印的目标投射区域变形。因此,可以实施待压印的每个投射区域中的压印处理,以便减小加热另一个投射区域所造成的影响。
日本专利特开No.06-204116提出了一种方法,在所述方法中,多个帕尔帖元件布置在构造成保持基板的基板保持单元中并且控制基板温度,以便使投射区域变形。如在日本专利特开No.06-204116中公开的那样,为了通过使用诸如帕尔帖元件的热电元件高准确度地控制基板温度,热电元件或者由热电元件控制其温度的构件可以与基板紧密接触。然而,本发明人发现的是例如,当颗粒粘附到基板或者基板倾斜时,热电元件或者构件不能与基板紧密接触,因而可能变得难以以高准确度控制基板温度。
发明内容
本发明提供了一种压印设备,其有利于例如以高准确度叠置基板和模具。
根据本发明的一个方面,提供了一种压印设备,所述压印设备实施通过使用模具在基板上形成图案的压印处理,所述设备包括:加热单元,所述加热单元构造成加热基板上的待压印的区域,从而使得所述区域变形;和处理单元,所述处理单元构造成将待被压印的第一区域和第二区域中的一个区域确定为首先将被压印的区域并且将另一个区域确定为随后将被压印的区域,其中,在所述加热单元使得所述一个区域变形以使得所述一个区域接近目标形状的情况中对所述另一个区域造成的影响小于在所述加热单元使得所述另一个区域变形以使得所述另一个区域接近所述目标形状的情况中对所述一个区域造成的影响。
根据本发明的一个方面,提供了一种压印设备,所述压印设备实施通过使用模具在基板上形成图案的压印处理,所述设备包括:加热单元,所述加热单元构造成加热所述基板上的待压印区域,从而使得所述区域变形;和处理单元,所述处理单元构造成,将与通过所述压印处理而形成图案的所述第一区域毗邻的多个区域中因加热单元加热而对所述第一区域造成影响最小的区域确定为紧接在所述第一区域之后将被压印的第二区域。
根据本发明的一个方面,提供了一种压印设备,所述压印设备实施通过使用模具在基板上形成图案的压印处理,所述设备包括:加热单元,所述加热单元构造成加热所述基板上的待压印区域,从而使得所述区域变形;和处理单元,所述处理单元构造成,对于所述基板上的每个区域阵列,基于待压印的每个目标区域的形状将符合第一方向的顺序和符合与所述第一方向相反的第二方向的顺序中的一个确定为实施所述压印处理的顺序。
根据本发明的一个方面,提供了一种压印设备,所述压印设备实施通过使用模具在形成在基板的第一表面上的投射区域中形成压印材料图案的压印处理,所述模具包括形成有所述模具的图案的图案区域,所述设备包括:基板保持单元,所述基板保持单元构造成保持所述基板;和控制单元,其中,所述基板保持单元包括加热单元,所述加热单元构造成用光照射与所述第一表面相反的第二表面,以便将热量施加到所述基板上并且使得所述投射区域变形,并且所述控制单元控制所述加热单元,以便使得所述图案区域和所述投射区域之间的形状差异处于允许范围内。
根据本发明的一个方面,提供了一种制造制品的方法,所述方法包括:使用压印设备在基板上形成图案;和处理在其上已经形成有图案的所述基板,以便制造制品,其中,所述压印设备实施通过使用模具在基板上形成所述图案的压印处理,并且所述压印设备包括:加热单元,所述加热单元构造成加热所述基板上的待压印区域,从而使得所述区域变形;和处理单元,所述处理单元构造成将待压印的第一区域和第二区域中的一个区域确定为首先将被压印的区域而将另一个区域确定为随后将被压印的区域,其中,在所述加热单元使得所述一个区域变形以使所述一个区域接近目标形状的情况中对所述另一个区域造成的影响小于在所述加热单元使得所述另一个区域变形以使所述另一个区域接近目标形状的情况中对所述一个区域造成的影响。
根据本发明的一个方面,提供了一种制造制品的方法,所述方法包括:使用压印设备在基板上形成图案;和处理在其上已经形成有图案的所述基板,以便制造所述制品,其中,所述压印设备实施通过使用模具在形成在基板的第一表面上的投射区域中形成压印材料图案的压印处理,所述模具包括图案区域,在所述图案区域中形成有所述模具的图案,并且所述压印设备包括:基板保持单元,所述基板保持单元构造成保持所述基板;和控制单元,其中,所述基板保持单元包括加热单元,所述加热单元构造成用光照射与所述第一表面相反的第二表面,以便将热量施加到所述基板上并且使得所述投射区域变形,并且所述控制单元控制所述加热单元,以便使得所述图案区域和所述投射区域之间的形状差异处于允许范围内。
参照附图从以下示例性实施例的描述中本发明的其它特征将变得显而易见。
附图说明
图1是示出了根据第一实施例的压印设备的视图;
图2是示出了压印处理中的操作顺序的流程图;
图3是示出了形成在基板上的多个投射区域的布置方案的视图;
图4A和图4B是用于解释投射区域和模具的图案区域之间的对准的视图;
图5A和5B是示出了基板上相互毗邻的第一投射区域和第二投射区域的视图;
图6A和6B是示出了在基板上相互毗邻的第一投射区域和第二投射区域的视图;
图7A和图7B是示出了在基板上相互毗邻的第一投射区域和第二投射区域的视图;
图8是示出了第一投射区域和毗邻第一投射区域的多个投射区域的布置方案的视图;
图9是示出了形成在基板上的多个投射区域的布置方案的视图;
图10是示出了包括在投射区域阵列L1中的多个投射区域的布置方案的视图;
图11是示出了根据第四实施例的压印设备的布置方案的示意图;
图12是示出了根据第四实施例的压印设备中的基板保持单元的布置方案的视图;
图13是示出了当从Z方向观察时基板保持单元的视图;
图14A是示出了基板保持单元的布置方案的示例的视图;
图14B是示出了基板保持单元的布置方案的示例的视图;
图15是示出了基板保持单元的布置方案的示例的视图;
图16是示出了压印处理中的操作顺序的流程图;
图17A是示出了模具的图案区域的形状的视图;
图17B是示出了基板的投射区域的形状的视图;
图18是示出了由加热单元照射基板的下表面的光强度相对时间的变化和基板的温度相对于时间的变化以及投射区域的变形量相对于时间的变化的曲线图;
图19A是示出了待由加热单元变形的多个投射区域的布置方案的视图;
图19B是示出了待由加热单元变形的多个投射区域的布置方案的视图。
具体实施方式
将参照附图描述本发明的示例性实施例。注意的是,在附图中用相同的附图标记表示相同的构件,并且将省略其重复描述。在相应附图中,在平行于基板表面的平面上相互垂直的方向定义为X和Y方向,垂直于基板表面的方向定义为Z方向。
<第一实施例>
将参照图1描述根据本发明的第一实施例的压印设备100。压印设备100用于制造半导体装置等。压印设备100实施通过使用模具121在基板上形成压印材料以在基板111上形成图案的压印处理。例如,其上形成有图案的模具121接触压印材料的同时压印设备100使得基板上的压印材料(树脂)硬化。然后,压印设备100增宽基板111和模具121之间的间隔,以便使得模具121与硬化的压印材料分离。结果,压印设备100能够将图案转印到基板上。硬化压印材料的方法的示例是使用热量的热循环方法和使用光的光硬化方法。根据第一实施例的压印设备100采用光硬化方法。光硬化方法是将未硬化的紫外线硬化树脂(在下文中称作树脂)作为压印材料供应到基板上、并且在模具121和树脂相互接触的同时用紫外线照射树脂、从而使得树脂硬化的方法。通过在借助紫外线照射使得树脂硬化之后将模具121从树脂释放,能够在基板上形成图案。
图1是示出了根据第一实施例的压印设备100的视图。压印设备100包括:保持基板111的基板台102;保持模具121的模具台103;对准测量单元104;照射单元105和树脂供应单元106。模具台103固定到桥接板142,所述桥接板通过支柱143被底板141支撑。基板台102固定到底板141。压印设备100还包括控制单元107和处理单元109。控制单元107包括CPU和存储装置,并且控制压印处理(控制压印设备100中的每个单元)。处理单元109由例如包括CPU和存储装置的计算机构成。基于形成在基板上的多个投射区域108中的每一个中的形状的信息(在下文中称作形状信息),处理单元109确定待压印的投射区域108的顺序。
作为基板111,例如可以使用单晶硅基板、SOI(绝缘体上的硅结构)基板,等。树脂供应单元106(将在稍后描述)将树脂(紫外线硬化树脂)供应到基板111的上表面(处理目标表面)。模具121通常由诸如紫外线能够穿过的石英的材料制成。在模具121的基板侧表面上的部分区域(图案区域121a)中形成待转印到基板111的凸-凹图案。
基板台102包括基板保持单元112和基板驱动单元113。当使得模具121的图案区域121a和基板上的树脂相互接触时,基板台102使得基板111沿着X和Y方向运动,以便使得基板111和模具121对准。基板保持单元112凭借真空夹持力、静电夹持力等保持基板111。基板驱动单元113机械地保持基板保持单元112,并且沿着X和Y方向驱动基板保持单元112(基板111)。可以使用例如线性马达作为基板驱动单元113,并且基板驱动单元113可以由诸如粗驱动系统和细驱动系统的多个驱动系统构成。基板驱动单元113可以具有沿着Z方向驱动基板111的驱动功能、驱动基板11使其沿着θ方向(围绕Z轴线的旋转方向)旋转并调节基板位置的位置调节功能、校正基板111的倾斜的倾斜功能,等。
模具台103包括:模具保持单元122,所述模具保持单元122凭借真空夹持力、静电夹持力等保持模具121;和模具驱动单元123,所述模具驱动单元123沿着Z方向驱动模具保持单元122。模具保持单元122和模具驱动单元123在它们的中央部分(内侧)具有开口区域,使得由照射单元105发射的光经由模具121照射基板111。因制造误差、热变形等在模具121中可以产生包括分量的变形,所述分量例如放大分量或者梯形分量。鉴于此,模具台103可以包括变形单元124,所述变形单元124通过将力施加到模具121的侧表面上的多个部分处而使得模具121变形。例如,变形单元124由多个致动器构成,所述多个致动器如此布置,以便将力施加到模具121的相应侧表面上的多个部分上。通过由多个致动器分别单独将力施加到模具121的相应侧表面上的多个部分上,变形单元124能够修正图案区域121a中的模具121变形。作为变形单元124的致动器,例如使用线性马达、气缸或者压电致动器。
模具驱动单元123包括诸如线性马达或者气缸的致动器,并且沿着Z方向驱动模具保持单元122(模具121),以便使得模具121的图案区域121a和基板上的树脂相互接触或者使它们相互分离。因为当使得模具121和基板上的树脂相互接触时模具驱动单元123需要实施高准确度定位,所以其可以由诸如粗驱动系统和细驱动系统的多个驱动系统构成。除了具备沿着Z方向驱动的功能之外,模具驱动单元123还可具有调整模具沿着X和Y以及θ方向的位置的位置调整功能、修正模具121的倾斜的倾斜功能等。在根据第一实施例的压印设备100中,模具驱动单元123实施改变基板111和模具121之间的距离的操作。替代地,基板台102的基板驱动单元113可以实施这种功能,或者模具驱动单元123和基板驱动单元113二者可以相对地实施这种功能。
对准测量单元104测量模具121的图案区域121a的形状和形成在基板上的投射区域108的形状之间的差异(在下文中称作形状差异)。测量形状差异的方法的示例是检测分别形成在模具121的图案区域121a和基板上的投射区域108中的多个对准标记。图案区域121a的对准标记和投射区域108的对准标记布置成当图案区域121a和投射区域108沿着X和Y方向相互重合时相互重叠。对准测量单元104叠置在图案区域121a的对准标记和投射区域108的对应的对准标记上面并且观察图案区域121a的对准标记和投射区域108的对应的对准标记,以便检测检测它们之间的位置偏移量。以这种方式,对准测量单元104能够测量图案区域121a和投射区域108之间的形状差异。
树脂供应单元106将树脂(未硬化树脂)供应到基板上(由树脂覆盖基板)。如上所述,根据第一实施例的压印设备100使用紫外线硬化树脂作为压印材料,所述紫外线硬化树脂具有树脂通过紫外线照射硬化的特性。然而,树脂并不局限于此,能够在半导体装置制造步骤中在多种条件下适当地选择将被从树脂供应单元106供应至基板111的树脂(压印材料)。能够根据待形成在基板上的树脂上的图案的厚度、图案的密度等来适当地确定从树脂供应单元106的分配喷嘴分配的树脂量。为了用供应在基板上的树脂充分填充形成在模具121的图案区域121a中的图案,处理可以在模具121和树脂相互接触的同时等待一预定时间的经过。
在一系列半导体装置制造步骤中的沉积步骤(例如溅射)中,在加热处理等之后将待由压印设备100压印的基板111装载到压印设备100。因此,可以在基板上的投射区域108中发生包括诸如放大分量、梯形分量、弧形分量或者筒形分量的分量的变形。在这种情况中,难以仅仅凭借由变形单元124使得模具121的图案区域121a变形而执行模具121的图案区域121a和基板上的投射区域108之间高准确度对准。理想的是,使得基板上的投射区域108变形,使得投射区域108匹配模具121的图案区域121a的因变形单元124而变形的形状。为此,根据第一实施例的压印设备100包括加热单元132,所述加热单元132通过加热基板111使得投射区域108的形状变形。下面将解释包括曝光单元131和加热单元132的照射单元105的布置方案。
照射单元105能够包括:曝光单元131,所述曝光单元131发射光,用于使得基板上的树脂硬化;加热单元132,所述加热单元132发射光,用于加热基板111;和光学构件133,所述光学构件133将由曝光单元131发射的光和由加热单元132发射的光引导到基板上。曝光单元131能够包括:光源,所述光源发射光(紫外线),用于硬化基板上的树脂;和多个光学元件,所述多个光学元件将由光源发射的光调节成适于压印处理的光。加热单元132能够包括:光源,所述光源发射光,用于加热基板111;和光学系统,用于改变从光源发射的照射基板111的光的照度分布。加热单元132的光源发射光,所述光的波长(例如,400nm至2,000nm)适于加热基板111而不会使得供应在基板上的树脂硬化。加热单元132的光学系统包括光学元件,所述光学元件改变由加热单元132的光源发射的照射基板111的光的照度分布,使得投射区域108中的热量分布成为理想分布,即,投射区域108的形状变为目标形状。使用例如DMD(数字微镜器件)或者液晶元件作为包括在加热单元132的光学系统中的光学元件。
例如,当在投射区域108中已经发生包括放大分量的变形时,加热单元132用光照射投射区域108,以便使得投射区域108中的热剂量(加热量)均匀。能够将热量施加到基板111,以便使得投射区域中的温度均匀,并且在其中已经发生包括放大分量的变形的投射区域108能够变形为目标形状。相反,当在投射区域108中已经发生包括梯形分量的变形时,加热单元132用光照射投射区域108,以便沿着从短边至长边的方向线性减小投射区域108中的热剂量。能够将热量施加到基板111,以便沿着从短边至长边的方向线性降低投射区域中的温度,并且在其中已经发生包括梯形分量的变形的投射区域108能够变形为目标形状。光学构件133能够包括例如分束器,所述分束器反射由曝光单元131发射的光(紫外线)并且传递由加热单元132发生的光(波长介于400nm至2,000nm之间)。
将参照图2描述在具有根据第一实施例的这种布置方案的压印设备100中将模具121上的图案转印到基板上的投射区域108的压印处理。图2是示出了在将模具121的图案转印到基板上的投射区域108的压印处理的操作顺序的流程图。
在步骤S101中,控制单元107控制模具运送机构(未示出),以便运送位于模具保持单元122下方的模具121,并且控制模具保持单元122,以保持模具121。因此,模具121布置在压印设备100的内部。在步骤S102中,控制单元107控制基板运送机构(未示出),以便将基板111运送到基板保持单元112并且控制基板保持单元112以保持基板111。因此,基板111布置在压印设备100内部。在步骤S103中,处理单元109获得形成在基板上的多个投射区域108中的每一个中的形状信息。例如,上述对准测量单元104可以检测形成在每个投射区域108中的对准标记的位置,并且处理单元109可以获得基于检测到的对准标记的位置的每个投射区域108的形状信息。替代地,处理单元109可以获得由外部设备测量获得的每个投射区域108的形状信息。在步骤S104中,根据每个投射区域108的已经在步骤S103中获得的形状信息,处理单元109确定待压印的投射区域108的顺序。稍后将描述确定实施压印处理的顺序的方法。
在步骤S105中,控制单元107控制树脂供应单元106以将树脂(未硬化树脂)供应到待压印的目标投射区域108。在步骤S106中,控制单元107控制基板驱动单元103,以便使得基板111运动,使得被供应树脂的投射区域108布置在模具121的图案区域121a下方。在步骤S107中,控制单元107控制模具驱动单元123以使得模具121的图案区域121a和基板上的树脂相互接触,即,以便减小基板111和模具121之间的距离。在步骤S108中,控制单元107控制对准测量单元104,以检测形成在投射区域108上的对准标记和形成在模具121上的对准标记。对准测量单元104能够测量(实施对准测量)基板上的投射区域108和模具上的区域121a之间的形状差异。
在步骤S109中,控制单元107控制基板驱动单元113使得基板111基于步骤S108中的对准测量结果运动并且定位基板111和模具121。步骤S109中的定位是针对基板上的投射区域108和模具121的图案区域121a之间的形状差异之外的平移分量和旋转分量所进行的修正。除了平移分量和旋转分量之外,形状差异可以包括诸如放大分量或者成梯形分量的变形分量。在步骤S110中,控制单元107控制变形单元124和加热单元132以实施投射区域108和图案区域121a之间的形状差异(例如,放大分量或者成梯形分量)的修正(形状修正)。基于每个投射区域108的已经在步骤S103中获得的形状信息,处理单元109能够确定由加热单元132施加到基板111的热剂量。然而,可以根据已经在步骤S104中确定的投射区域108的顺序来调节热剂量,并且在所述投射区域108中实施压印处理。即,考虑到加热先前已经压印的投射区域108的影响,可以根据先前已经压印的投射区域108的热剂量来调节待压印的目标投射区域108的热剂量。
在步骤S111中,控制单元107控制曝光单元131以用紫外线照射与模具121的图案区域121a相接触的树脂,从而硬化树脂。在步骤S112中,控制单元107控制模具驱动单元123,以使得模具121的图案区域121a从基板上的树脂分离(释放),即,以增加基板111和模具121之间的距离。在步骤S113中,控制单元107确定模具121的图案在其中后续转印的投射区域108(下一个投射区域108)是否存在于基板上。如果存在下一个投射区域108,则处理返回到步骤S104。如果不存在下一个投射区域108,则处理进行至步骤S114。在步骤S114中,控制单元107控制基板运送机构(未示出),以从基板保持单元112回收基板111。在步骤S115中,控制单元107确定是否存在后续待压印的基板111(下一个基板111)。如果存在下一个基板111,则处理返回到步骤S102。如果不存在下一个基板111,则处理进行至步骤S116。在步骤S116中,控制单元107控制模具运送机构(未示出)以从模具保持单元122回收模具121。
将解释在具有根据第一实施例的上述布置方案的压印设备100中基板上的投射区域108和模具121的图案区域121a之间的对准。图3是示出了形成在基板上的多个投射区域108的布置方案的视图。可以在多个投射区域108中的每一个中发生包括诸如放大分量、梯形分量、弧形分量或者筒形分量的分量的变形。以下描述假设在每个投射区域108中均已经发生包括成梯形分量的变形,并且每个投射区域108的初始形状均是梯形。而且,假设在模具121的图案区域121a中没有发生变形,并且图案区域121a的初始形状是设计形状(矩形形状)。初始形状是投射区域108(或者图案区域121a)在因加热单元(或者变形单元124)而发生变形之前的形状。
首先,将参照图4A和4B描述一个投射区域108(例如,第一投射区域108a)和模具121的图案区域121a之间的对准。在图4A中,41是示出了形成在基板111上的第一投射区域108a的视图。如上所述,第一投射区域108a的初始形状变形为梯形形状A1。在图4B中,42是示出了模具121的图案区域121a的视图。如上所述,图案区域121a的初始形状是作为设计形状的矩形形状C1。
为了使得第一投射区域108a和图案区域121a对准,控制单元107控制变形单元124以使得图案区域121a变形,以致使图案区域121a的形状C1接近梯形形状。在此时,如果由变形单元沿着±X方向将力施加到模具121的侧表面上的沿着±X方向的多个部分,则除了沿着±X方向的变形之外,在图案区域121a中还发生甚至沿着±Y方向基于泊松比的变形。因此,图案区域121a的形状C1不再为梯形,而是由图4B中的42中的虚线表示的形状C2。控制单元107设定因变形单元124而变形的图案区域121a的形状C2为目标形状A2。然后,控制单元107控制加热单元132对基板111的加热,使得第一投射区域108a的形状A1接近目标形状A2。例如,控制单元107控制加热单元132以用光照射基板111,使得第一投射区域108a的热剂量分布成为这样的分布,在所述分布中,热剂量沿着X方向均匀,并且就Y方向而言,热剂量沿着-Y方向线性减小。此时,基板111根据温度各向同性扩展,并且第一投射区域108a根据温度不仅仅沿着±X方向而且还沿着±Y方向变形。结果,第一投射区域108a的形状A1能够接近因变形单元124而变形的图案区域121a的形状C2(目标形状A2)。即,基板上的第一投射区域108a和模具上的图案区域121a能够以高准确度对准。能够根据投射区域108的初始形状的大小和尺寸来确定待施加到基板111上为了使得投射区域108变形的热剂量。
接下来,将参照图5A至6B描述在基板上相互毗邻的第一投射区域108a(第一区域)和第二投射区域108b(第二区域)中相继实施压印处理时投射区域108和图案区域121a之间的对准。图5A至图6B是均示出了在基板上相互毗邻的第一投射区域108a和第二投射区域108b的视图。如上所述,第一投射区域108a和第二投射区域108b的初始形状分别为梯形A1和梯形B1。为了便于描述,假设第一投射区域108a的形状A1和第二投射区域108b的形状B1具有相同的尺寸。然而,本发明并不局限于此,第一投射区域108a和第二投射区域108b可以具有不同的形状和不同的尺寸。
例如,将描述这样的情况,在所述情况中,首先实施第一投射区域108a的压印处理然后实施第二投射区域108b的压印处理(见图5A和5B)。在这种情况中,如图5A中的51所示,控制单元107控制加热单元132对基板111的加热,使得第一投射区域108a的形状A1在第一投射区域108a和模具121的图案区域121a之间对准时接近目标形状A2。在第一投射区域108a的压印处理结束后,控制单元107开始实施第二投射区域108b和模具121的图案区域121a之间的对准,此时,加热单元132加热基板111以使得第一投射区域108a的形状A1接近目标形状A2时产生的热量存留在基板111中。由于这个热量所造成的影响,第二投射区域108b的形状B1变成图5B中的52中示出的形状B1'。即,第二投射区域108b的梯形分量增加,从而在加热单元132使得第二投射区域108b变形之前增宽了与形状B1的上边和下边的差。如果第二投射区域108b的形状B1在第一投射区域108a的变形的影响下变为形状B1',则当加热单元132加热基板111以使得第二投射区域108b的形状接近目标形状B2时的热剂量可以增加。如果热剂量增加,则必须延长由加热单元132加热基板111的时间,或者增大加热单元132的光源的输出。这可能导致追加设备成本或者减小产出。
相反,将检查这种情况,在所述情况中,首先实施第二投射区域108b的压印处理然后实施第一投射区域108a的压印处理(见图6A和图6B)。在这个情况中,如图6A中的61所示,控制单元107控制加热单元132对基板111的加热,使得在第二投射区域108b与模具121的图案区域121a之间对准时第二投射区域108b的形状接近目标形状B2。在结束第二投射区域108b的压印处理后,控制单元107开始第一投射区域108a和模具121的图案区域121a之间的对准。此时,在加热单元132加热基板111以使得第二投射区域108b的形状B1接近目标形状B2时产生的热量存留在基板111中。由于这种热量的影响,第一投射区域108a的形状A1变为图6B中的62示出的形状A1'。
然而,在首先实施第二投射区域108b的压印处理时对第一投射区域108a造成的影响小于在首先实施第一投射区域108a的压印处理时对第二投射区域108b造成的影响。这是因为第一投射区域108a中的位于第二投射区域侧上的部分108a1与对应目标形状之间的差小于第二投射区域108b中的位于第一投射区域侧上的部分108b1和对应目标形状之间的差。即,待施加到第一投射区域108a的部分108a1的热剂量小于待施加到第二投射区域108b的部分108b1的热剂量。为此,较之如图5A和5B所示首先实施第一投射区域108a的压印处理的情况,如图6A和6B所示,通过首先实施第二投射区域108b的压印处理,待施加到随后将被压印的投射区域108的热剂量将更小。即,在压印处理中,可以将在第一投射区域108a和第二投射区域108b中实施压印处理的顺序确定成,使待施加到第一投射区域108a和第二投射区域108b的热剂量减小。
根据第一实施例的压印设备100(处理单元109)确定第一投射区域108a和第二投射区域108b中的一个作为将被首先压印的投射区域108。然后,压印设备100确定第一投射区域108a和第二投射区域108b中的另一个作为将被压印的投射区域108。此时,在因加热单元132使得一个投射区域变形以便接近目标形状时对所述另一个投射区域造成的影响小于在由加热单元使得另一个投射区域变形以便接近目标形状时对所述一个投射区域造成的影响。以这种方式,确定实施压印处理的顺序。能够抑制在先前已经压印的投射区域的影响下将施加到待被压印的目标投射区域108的热剂量增大。
确定实施压印处理的顺序的一个方法是基于已经在图2的步骤S103中获得的关于每个投射区域108的形状信息确定顺序的方法。例如,如图7A所示,处理单元109将第一投射区域108a的部分108a1和对应目标形状之间的形状差异与第二投射区域108b的部分108b1和对应目标形状之间的形状差异进行比较。处理单元109确定第一投射区域108a和第二投射区域108b中的具有更小形状差异的投射区域108作为首先将被压印的投射区域108。在图7A示出的示例中,第二投射区域108b的部分108b1处的形状差异小于第一投射区域108a的部分108a1处的形状差异。因此,处理单元109确定第二投射区域108b作为首先将被压印的投射区域108。即,如图7A所示,当在每个投射区域108中均已经发生包括梯形分量的变形时,将符合从梯形的上边和下边中的从短边至长边的方向(图7A中的箭头S)的顺序确定为将被压印的投射区域108的顺序。即,根据表示包括在每个投射区域108中的变形分量的类型或者方向的指标,处理单元109可以确定实施压印处理的顺序。
替代地,例如,基于每个投射区域108的位于第一投射区域108a和第二投射区域108b之间的边界线(线P1-P2)上的侧边的变形量,处理单元109可以确定实施压印处理的顺序,如图7A所示。处理单元109将第一投射区域108a的位于线P1-P2上的侧边和目标形状的对应侧边之间的差(变形量)和第二投射区域108b的位于线P1-P2上的侧边和目标形状的对应侧边之间的差(变形量)进行比较。处理单元109确定第一投射区域108a和第二投射区域108b中具有更小变形量的投射区域108为首先将被压印的投射区域。在图7A示出的示例中,第二投射区域108b的线P1-P2上的侧边的变形量小于第一投射区域108a上的变形量。因此,处理单元109确定第二投射区域108b作为首先将被压印的投射区域108。
此外,确定实施压印处理的顺序的另一个方法是根据待施加到形成在基板上的每个投射区域108的热分布确定顺序的方法。例如,根据已经在图2的步骤S103中获得的每个投射区域108的形状信息,处理单元109确定待施加到每个投射区域的热量分布。在图7A的右侧示出了所确定的热量分布。然后,处理单元109比较待施加到第一投射区域108a的部分108a1的热剂量与待施加到第二投射区域108b的部分108b1的热剂量。处理单元109确定具有更小热剂量的投射区域108作为首先将被压印的投射区域。
在上述示例中,在每个投射区域108中已经发生包括梯形分量的变形。然而,本发明并不局限于此。例如,当在每个投射区域108中均已经发生包括弧形分量的变形时,如图7B所示,根据形状信息或者热量分布可以确定实施压印处理的顺序。在图7B示出的示例中,理想地以符合箭头S的方向的顺序在两个投射区域108a和108b中实施压印处理。即,加热单元132首先加热第二投射区域108b。这能够减小将被施加到基板111的热剂量,以便修正第一投射区域108a和第二投射区域108b的位于边界线(线P1-P2)上的侧边。当在每个投射区域108中均已经发生了包括梯形分量和弧形分量的组合的变形时,可以通过设定评估函数来确定顺序。例如,准备:梯形系数,在所述梯形系数中,将在图7A中示出的梯形的方向定义为“+”;和弧形系数,在所述弧形系数中,将在图7B中示出的弧形的方向定义为“+”。添加通过梯形分量的数量乘以梯形系数获得的值和通过弧形分量的数量乘以弧形系数获得的值。基于求和的符号(正/负)来确定顺序。
如上所述,根据第一实施例的压印设备100确定在多个投射区域108中实施压印处理的顺序,以便减小待施加到每个投射区域108的热剂量。例如,压印设备100将相互毗邻的第一投射区域108a和第二投射区域108b中的一个确定为待压印的投射区域108而将另一个投射区域确定为待后续压印的投射区域108。在由加热单元132使得一个投射区域变形以便接近目标形状时对另一个投射区域造成的影响小于当由加热单元132使得另一个投射区域变形以便接近目标形状时对一个投射区域造成的影响。以这种方式,确定实施压印处理的顺序。能够因存留在基板111中的热量的影响而造成将被施加到形成在基板上的每个投射区域108的热剂量增大。第一实施例已经例证相互毗邻的多个投射区域108。然而,本发明甚至可应用于这样的情况中,在所述情况中,针对彼此不毗邻的多个投射区域108确定压印处理的顺序。
<第二实施例>
将解释根据第二实施例的压印设备。根据第一实施例的压印设备100比较多个投射区域108中的形状差、热剂量等,以便确定在投射区域108中实施压印处理的顺序。相反,根据第二实施例的压印设备根据待压印的目标投射区域108(目标投射区域108d(第一区域))的热量分布依序确定在投射区域108之后将被压印的每个投射区域108。根据第二实施例的压印设备具有与根据第一实施例的压印设备100相同的设备布置方案,并且将不重复设备布置方案的描述。
例如,假设在待压印的目标投射区域108d中已经发生包括梯形分量的变形,并且目标投射区域108d的初始形状是梯形D1,在所述梯形D1中,沿着Y方向的侧边(上边)比沿着-Y方向的侧边(下边)短,如图8所示。此时,加热单元132加热目标投射区域108d时的热量分布是这样的分布,在所述分布中,如在图8的上侧和右侧所示,热剂量沿着X方向恒定,而就Y方向而言,热剂量沿着-Y方向线性减小。当根据这个热量分布加热目标投射区域108d时,目标投射区域108的下侧边的变形量变得小于上侧边的变形量。即,在毗邻目标投射区域108d的多个投射区域108e至108h中,较之布置在上侧边旁边的投射区域108e,目标投射区域108d变形所造成的影响在布置在目标投射区域108d的下侧边旁边的投射区域108g中更小。因此,处理单元109基于目标投射区域108d的热量分布确定毗邻目标投射区域108d的多个投射区域108e至108g中的因加热单元132而使得目标投射区域108d变形对其造成影响最小的投射区域108g。处理单元109确定被确定的投射区域108g作为将紧接在目标投射区域108d之后被压印的投射区域108(第二区域)。在图8中,从沿着X和Y方向毗邻目标投射区域108d的多个投射区域108e至108h中确定紧接在目标投射区域108d之后将被压印的投射区域108。然而,本发明并不局限于此。例如,可以将对角地毗邻目标投射区域108d的投射区域108确定为将紧接在目标投射区域108d之后被压印的投射区域108。
如上所述,根据第二实施例的压印设备根据加热目标投射区域108d时的热量分布确定将紧接在待压印的目标投射区域108d之后的被压印的投射区域108。以这种方式,确定紧接在目标投射区域108d之后待压印的投射区域108。能够抑制因存留在基板111中的热量所造成的影响而致使将被施加到形成在基板上的每个投射区域108的热剂量增加。
<第三实施例>
将描述根据第三实施例的压印设备。第三实施例将解释针对包括至少两个投射区域108的每个投射区域阵列确定实施压印处理的顺序。图9是示出了基板上的多个投射区域108的布置方案的视图。如图9所示,形成在基板上的多个投射区域108被分配给多个投射区域阵列L1至L6,所述每个投射区域阵列L1至L6均包括至少两个投射区域108,所述至少两个投射区域108沿着Y方向(第一方向)排列。就相应的投射区域阵列L1至L6而言,根据第三实施例的压印设备将符合第一方向(Y方向)的顺序和符合与第一方向相对的第二方向(-Y方向)的顺序中的一个确定为待压印的投射区域108的顺序。下文将描述确定相应投射区域阵列L1至L6中的待被压印的投射区域108的顺序的方法。
针对每个投射区域阵列确定待被压印的投射区域108的顺序的一种方法是根据代表投射区域108的形状或者方向的指标的评估函数评估每个投射区域108并且基于评估结果确定顺序的方法。例如,将解释这种情况,在所述情况中,确定在包括在投射区域阵列L1中的四个投射区域108i至108l中实施压印处理的顺序。假设包括在投射区域阵列L1中的相应的投射区域108i至108l中已经发生了包括梯形分量的变形,如图10所示。在此时,当图7A中示出的目标形状的方向的指标被定义为“+”时,则投射区域108i、108j和108l中的方向(形状)的指标为“+”,而投射区域108k中的方向(形状)的指标为“-”。通过相加四个投射区域108i至108l中的方向的指标获得的值变为“+”。因此,处理单元109将符合-Y方向(第二方向)的顺序确定作为在投射区域阵列L1的四个投射区域108i至108l中实施压印处理的顺序。类似地,就其余投射区域阵列L2至L6而言,根据评估函数评估相应投射区域中的方向(形状),并且根据评估结果确定在相应投射区域阵列L2至L6中实施压印处理的顺序。
在第三实施例中,根据代表投射区域108的方向(形状)的指标的评估函数来确定实施压印处理的顺序。然而,当实施压印处理的顺序具有不同于投射区域108的方向(形状)的约束条件时,根据需要可以采用遵守这种约束条件的约束函数。当投射区域阵列包括在其中由加热单元132施加的热剂量超过阈值的投射区域108时,投射区域阵列中的顺序可以改变为最后通过加热单元132使得投射区域108变形。例如,当将被施加到图10中示出的投射区域阵列L1的投射区域108k的热剂量超过阈值时,投射区域阵列L1中的顺序可以变为在投射区域108i、108j和108l之后实施投射区域108k的压印处理。
如上所述,根据第三实施例的压印设备针对包括至少两个投射区域108的每个投射区域阵列确定实施压印处理的顺序。当针对每个投射区域阵列确定实施压印处理的顺序时,压印设备通过使用代表投射区域108的形状或者方向的评估函数评估每个投射区域阵列中的每个投射区域108,并且根据评估结果确定顺序。以这种方式,针对每个投射区域阵列确定实施压印处理的顺序。在抑制压印设备的生产力(产出)减小的同时,能够抑制在存留在基板111中的热量的影响下施加到每个投射区域108的热剂量的增加。
<第四实施例>
将参照图11描述根据本发明的第四实施例的压印设备400。压印设备400通过使用具有在其中形成有图案的图案区域408a的模具408使得形成在基板410的上表面(第一表面)上的投射区域中的压印材料成形,从而在投射区域中形成图案。例如,压印设备400用于制造半导体装置等。压印设备400在形成有图案的模具408与压印材料相接触的同时使得基板上的压印材料硬化。然后,压印设备400增宽基板410和模具408之间的间隔,以便使得模具408从硬化的压印材料分离(释放)。结果,压印设备400能够将模具408上的图案转印到基板上。根据第四实施例的压印设备400采用光硬化方法。
图11是示出了根据第四实施例的压印设备400的布置方案的示意图。压印设备400包括模具保持单元403、基板保持单元404、曝光单元402、树脂供应单元405和对准测量单元406(测量单元)。压印设备400还包括控制单元407,所述控制单元407控制压印处理(控制压印设备400的每个单元)。控制单元407由包括CPU和存储装置的计算机构成并且经由线路连接到压印设备400的每个单元而且能够根据程序等控制每个单元。控制单元407可以与压印设备400的其余部分构成为一体(可以布置在共用壳体中)或者与其余部分分离(可以布置在另一个壳体中)。模具保持单元403固定到桥接板428上,所述桥接板经由阻尼器429和支柱430由底板427支撑。基板保持单元404固定到底板427。阻尼器429抑制振动从安装有压印设备400的地板传递到桥接板428。
在实施压印处理时,曝光单元402用光409(紫外线)照射基板上的树脂414,用于硬化树脂414。曝光单元402能够包括:光源,所述光源发射光(紫外线),用于硬化基板上的树脂414;和光学系统,所述光学系统使得由光源发射的光成形为适于压印处理的光。在根据第四实施例的压印设备400中,由曝光单元402发射的光409被光学构件436反射并且照射基板上的树脂414,以便不阻挡由对准测量单元406(稍后描述)发射的光435的光路。根据第四实施例的压印设备400构造成,使得由曝光单元402发射的光409被光学构件436反射并且照射基板410,并且源自对准测量单元406的光435通过光学构件436并且照射基板410。然而,本发明并不局限于此。例如,压印设备400可以构造成,使得由曝光单元402发射的光409通过光学构件436并且照射基板410,而源自对准测量单元406的光435由光学构件436反射并且照射基板410。作为光学构件436,例如,能够使用具有这样特征的分色镜,凭借所述特征,镜使得具有特定波长的光穿过而反射具有与特定波长不同的波长的光。
模具408通常由能够透过紫外线的诸如石英的材料制成。待转印到基板410上的凸凹图案形成在模具408的基板侧上的局部区域(图案区域408a)中。模具408可以构造成在模具408的与基板侧表面相对的表面中形成腔(凹陷部分),使得图案区域408a附近处的厚度减少。因为形成所述腔以致减小了图案区域附近的厚度,所以当增大开口区域413(稍后描述)的压力时图案区域408a能够变形为朝向基板410凸出的凸面形状。
模具保持单元403能够包括:模具夹盘411,所述模具夹盘411通过真空夹持力、静电夹持力等保持模具;和模具驱动单元412,所述模具驱动单元412沿着Z方向驱动模具夹盘411。模具驱动单元412在其中央部分(内侧)处具有开口区域413,使得由曝光单元402发射的光经由模具408照射基板410。透光构件(例如,玻璃板(未示出))可以布置在开口区域413中,使得由开口区域413的一部分和形成在模具408中的腔限定的空间成为封闭的空间。当以这种方式布置透光构件时,压力调节装置(未示出)经由管连接到由透光构件封闭的空间,并且调节空间中的压力。例如,当使得模具408与基板上的树脂414相互接触时,压力调节装置将空间中的压力设定为高于外部压力,并且使得模具408的图案区域408a变形为朝向基板410凸出的凸面状。因为图案区域408a能够从图案区域408a的中央部分向外与基板上的树脂414相接触,所以这能够减小捕获在模具408的图案中的气泡。结果,能够防止转印到基板上的图案丢失。
在一些情况中,因制造误差、热变形等在模具408的图案区域408a中已经发生包括诸如放大分量、梯形分量或平行四边形分量的分量的变形。因此,模具保持单元403可以包括变形单元438,所述变形单元438通过将力施加到模具408的侧表面上的多个部分上而使得图案区域408a变形。例如,变形单元438可以包括多个致动器439,所述多个致动器439布置成使得将力施加到模具408的相应侧表面上,如图12所示。布置在模具408的相应侧表面上的多个致动器439各自将力施加到相应侧表面上的多个部分上。变形单元438因此能够使得模具408的图案区域408a变形。作为变形单元438中的致动器439,例如,能够使用线性马达、气缸或者压电致动器。监测变形量、扭曲量和施加的力中的至少一个。基于监测结果,控制单元407控制变形单元438中的多个致动器439。
模具驱动单元412包括例如诸如直线电动或者气缸的致动器,并且沿着Z方向驱动模具夹盘(模具408),以便使得模具408和基板上的树脂414相互接触或者相互分离。因为当模具408和基板上的树脂414相互接触时模具驱动单元412需要实施高精度定位,所以其可以由诸如粗驱动系统和细驱动系统的多个驱动系统构成。除了沿着Z方向驱动的功能之外,模具驱动单元412可以具有沿着X和Y方向以及ωZ方向(围绕Z轴的旋转方向)调节模具408的位置的位置调节功能、修正模具408的倾斜的倾斜功能等。在根据第四实施例的压印设备400中,模具驱动单元412实施改变模具408和基板410之间的距离的操作。替代地,基板保持单元404的基板驱动单元417可以实施这种操作或者模具驱动单元412和基板驱动单元417二者可以相对地实施这种操作。
作为基板410,例如可以使用单晶硅基板、SOI(绝缘体上硅结构)结构等。树脂供应单元405(将在后文描述)将树脂(紫外线硬化树脂)供应到基板410的上表面(处理目标表面(第一表面))上。
基板保持单元404包括基板夹盘416和基板驱动单元417并且沿着X和Y方向驱动基板410。基板夹盘416通过凭借真空夹持力、静电夹持力等夹持基板410的下表面(与第一表面相对的第二表面)来保持基板410。基板驱动单元417机械地保持基板夹盘416,并且沿着X和Y方向驱动基板夹盘416(基板410)。作为基板驱动单元417可以使用例如线性马达或者平面马达。基板驱动单元417可以由诸如粗动驱动系统和微动驱动系统的多个驱动系统构成。而且,基板驱动单元417可以具有沿着Z方向驱动基板410的驱动功能、沿着ωZ方向驱动基板410旋转并且调节基板410的位置的位置调节功能、修正基板410的倾斜的倾斜功能等。
位置测量单元419测量基板保持单元404的位置。位置测量单元419包括例如激光干涉仪和编码器并且测量基板保持单元404的位置。将描述这样的示例,在所述示例中,位置测量单元419包括激光干涉仪。激光干涉仪朝向布置在基板保持单元404(基板夹盘416)的侧表面上的反射板418发射激光束并且根据由反射板418反射的激光束检测基板保持单元404上的基准位置的移动。根据由激光干涉仪检测到的移动,位置测量单元419能够测量基板保持单元404的当前位置。根据位置测量单元419的测量结果,控制单元407控制基板保持单元404(基板410)的定位。位置测量单元419可以包括一个或者多个激光干涉仪,用于检测基板保持单元404沿着X、Y和Z方向的移动。在这种情况中,基板保持单元404包括与相应激光干涉仪相对应的多块反射板418。利用这种布置方案,位置测量单元419能够测量基板保持单元404沿着X方向、Y方向、Z方向、ωX方向(围绕X轴线的旋转方向)、ωY方向(围绕Y轴线旋转方向)和ωZ方向的位置。
树脂供应单元405将压印材料供应到基板上。如上所述,在第四实施例中,使用紫外线硬化树脂(树脂414)作为压印材料,所述紫外线硬化树脂具有这样的特性,即,树脂在紫外线照射时硬化。能够在半导体装置制造步骤中根据各种条件适当地选择由树脂供应单元405供应到基板上的树脂414。能够鉴于待形成在基板上的树脂414上的图案的厚度、图案密度等来适当地确定由树脂供应单元405供应的树脂的量。为了用供应在基板上的树脂414充分填充形成在模具408上的图案,处理可以在模具408和树脂相互接触的同时等待预定时间。
对准测量单元406通过检测分别形成在模具408的图案区域408a和基板410的投射区域420中的多个标记(对准标记)测量图案区域408a和投射区域420之间的形状差异。图案区域408a的标记和投射区域420的标记布置成当使图案区域408a和投射区域420沿着X和Y方向相互吻合时相互重叠。对准测量单元406经由光学构件436利用光照射图案区域408的标记和投射区域420的对应标记并且针对相应标记检测它们之间的偏移量。因此,对准测量单元406能够测量图案区域408a和投射区域420之间的形状差异。
在具有该实施例的压印设备400中,在一系列半导体装置制造步骤(例如,诸如溅射的沉积步骤)中在热处理等之后将待压印的基板410装载到压印设备400中。因此,在基板上的投射区域420中可能已经发生包括诸如放大分量或梯形分量的分量的变形。在这种情况中,仅仅通过借助变形单元438使得模具408的图案区域408a变形不能使得模具408的图案区域408a和基板410的投射区域420令人满意地叠置。因此,基板410的投射区域420可以变形,使得投射区域420适合模具408的因变形单元438而变形的图案区域408a的形状。为此,在根据第四实施例的压印设备400中,基板保持单元404包括加热单元437,所述加热单元437利用光照射基板410的下表面,以便加热基板410并且使得投射区域420变形。将参照图12解释包括加热单元437的基板保持单元404的布置方案。图12是示出了在根据第四实施例的压印设备400中的基板保持单元404的布置方案的视图。
包括在基板保持单元404中的加热单元437利用光421照射基板410的下表面上的多个部分,以便将热量施加到基板410并且使得投射区域420变形。加热单元437包括:多个光照射部分422,所述多个光照射部分422各个均包括发射元件422a,所述发射元件422a发射光421以照射基板410的下表面上的一个部分;和腔422b,所述腔422b形成在一个部分和发射元件422a之间,使得用于照射基板410的下表面的光通过腔422b。每个光照射部分422中的发射元件422a均构造成,使得光421倾斜入射在基板的下表面上的一个部分上。由发射元件422a发射的光421的波长可以是由基板410吸收的波长。例如,能够使用紫外线光至可见光的区域中的波长。作为发射元件422a,根据第四实施例的加热单元437使用诸如激光二极管的光发射元件440。准直透镜422c布置成将由发射元件422a发射的光421有效引导至基板410的下表面。例如,如图13所示,多个光照射部分422布置在基板保持单元404的X-Y平面上的矩阵中,使得能够在形成在基板上的多个投射区域420的每一个中实施变形。图13是示出了当从Z方向观察时的基板保持单元404的视图。能够根据投射区域420的变形分量、投射区域420变形时的精度等来确定光发射部分422的布置方案和数量。
每个光发射部分422均可以包括光吸收构件422d,用于吸收已经由发射元件422a发射且由基板410的下表面反射的光。因此能够防止用由基板410反射的光照射基板夹盘416(在腔422b的内部)、发射元件422a等,并且防止它们的温度升高。光吸收构件422d可以构造成,使得例如由基板410的下表面反射的光421的吸收率变为80%或者更大。而且,在每个光照射部分422中,腔422b均可以包含透光构件422e(例如,玻璃构件),所述透光构件422e传递由发射元件422a发射的光421,如图14A所示。这能够在基板保持单元404没有保持基板410时防止颗粒(诸如灰尘的异物)进入到腔422b中。此外,每个光照射部分422均可以包括调节部分422f,所述调节部分422f经由管423调节腔422b中的压力,如图14B所示。通过布置调节部分422f,每个光照射部分422均能够具有夹持基板的功能。即,在基板410安装在基板保持单元404上的同时调节每个光照射部分422的腔422b中的压力时,由多个光照射部分422夹持并且保持基板410。
如图11和图12所示,基板保持单元404可以构造成,使得温度调节板433插置在基板夹盘416和基板驱动单元417之间,并且每个光照射部分422的发射元件422a均布置在温度调节板433内部。温度调节板433具有例如流道,用于供应冷却剂。通过控制冷却剂的流量或者温度,温度调节板433能够将基板夹盘416的温度管控至预定温度或者吸收由发射元件422a和光吸收构件422d产生的热量。基板保持单元404中的加热单元437可以使用光纤441作为发射元件422a,所述光纤441将由光源444发射的光引导至基板410的下表面上的一个部分,如图15所示。即使在这个情况中,准直透镜422c也可以布置成将由用作发射元件422a的光纤441发射的光421有效引导至基板410的下表面。光源444可以构造成能够独立改变照射在基板410的下表面上的每个部分的光的强度。
基板保持单元404可以构造成能够改变用于夹持基板410上的多个区域中的每一个的夹持力。在由此构造的基板保持单元404中,在投射区域420与模具408的图案区域408a之间对准时,用于夹持基板上的包括投射区域420的区域的夹持力被设定成小于用于夹持基板上的另一个区域的夹持力。例如,假设基板410上的多个区域包括具有待压印的目标投射区域420a的第一区域和不同于第一区域的第二区域。此时,控制基板保持单元404,使得在投射区域420a和图案区域408之间对准时当用光照射基板410的下表面使得投射区域420a变形时第一区域中的夹持力小于第二区域中的夹持力。以这种方式,控制基板上的每个区域中的夹持力。在防止基板410的位置偏移的同时,能够减小将产生在投射区域420a的下表面和基板保持单元404之间的摩擦力,以便相对于输入到基板410的热量输入量增大投射区域420a的变形。结果,能够减小光的照射量,其中,所述光照射基板410使得投射区域420a的形状变为目标形状。能够减小由发射元件422a发射的光421的强度,并且可以缩短用光421照射基板410的时间。
在图13示出的示例中,基板保持单元404构造成能够单独改变用于夹持基板410上的四个区域410a至410d中的每一个的夹持力。假设区域410c包括待压印的目标投射区域420a。在投射区域420a和图案区域408a之间对准时,控制基板保持单元404,使得包括投射区域420a的区域410c和毗邻区域410d中的夹持力变得小于区域410a和410b中的夹持力。在防止基板410位置偏移的同时,能够减小产生在投射区域420a的下表面和基板保持单元404之间的摩擦力,以便使得投射区域420a有效变形。图13中示出的基板保持单元404构造成,能够单独地改变基板上沿着X方向分成的四个区域410a至410d中的夹持力。然而,本发明并不局限于此。例如,能够在最优组合中适当地设定基板上的区域的数量和形状,用于使得投射区域420变形。根据此,还能够适当地改变基板保持单元404的布置方案
将参照图16解释根据第四实施例的压印设备400中将模具408的图案转印到基板上的多个投射区域420中的每一个的压印处理。图16是示出了将模具408的图案转印到基板上的多个投射区域420中的每一个的压印处理的操作顺序。
在步骤S601中,控制单元407控制基板运送机构(未示出),以便将基板410运送到基板保持单元404上并且控制基板保持单元404以保持基板410。因此,基板410布置在压印设备400内。在步骤S602中,控制单元407控制基板驱动单元417,以便将基板上的投射区域420a(待压印的投射区域420)布置在树脂供应单元405下方。控制单元407控制树脂供应单元405,以便将树脂414(未硬化树脂)供应到投射区域420a。在步骤S603中,控制单元407控制基板驱动单元417以将供应有树脂414的投射区域420a布置在模具408的图案区域408a下方。在步骤S604中,控制单元407控制模具驱动单元412,以便使得模具408和基板上的树脂414相互接触。在步骤S605中,控制单元407获得代表模具408的图案区域408a和基板上的投射区域420a之间的形状差异的信息。控制单元407可以通过凭借布置在压印设备400中的对准测量单元406测量图案区域408a和投射区域420a之间的形状差异获得这种信息。替代地,控制单元407可以获得图案区域408a和投射区域420a之间的形状差异作为这种信息,其中所述形状差异已经通过处于压印设备400外的测量装置获得。
在步骤S606中,基于步骤S605中获得的信息,控制单元407确定模具408的图案区域408a的修正量和基板410的投射区域420a中的修正量。在步骤S607中,基于模具408的图案区域408a中的修正量,控制单元407确定当变形单元438使得图案区域408a变形时变形单元438的驱动量(待由变形单元438施加到模具的力)。而且,基于基板410的投射区域420a中的修正量,控制单元407确定由加热单元437照射基板410的下表面的光强度分布。基于已经在步骤S607中确定的驱动量和光的强度分布,控制单元407控制变形单元438和加热单元437以修正模具408的图案区域408a的形状和基板410的投射区域420a的形状。即,控制单元407使得模具408的图案区域408a与基板410的投射区域420a对准。
将参照图17A和图17B解释模具408的图案区域408a和基板410的投射区域420a之间的对准。图17A是示出了模具408的图案区域408a的形状的视图。图17B是示出了基板410的投射区域420a的形状的视图。假设在投射区域420a中已经发生了包括梯形分量的变形。首先,控制单元407控制变形单元438以将力447沿着±Y方向施加到模具408的侧表面上的预定部分,从而使得图案区域408a变形,使得图案区域408a的形状接近投射区域420a的形状(梯形)。此时,除了沿着±Y方向之外,甚至还可以沿着+X方向发生基于泊松比的变形448。因此,图案区域408a的形状成为由图17A中的虚线表示的形状446。如果图案区域408a和投射区域420a在这个阶段重叠时,重叠准确度可能下降对应于基于泊松比变形的幅度。因此,控制单元407将因变形单元438而变形的图案区域408a的形状设定为目标形状。然后,控制单元407控制加热单元437对基板410的加热,使得投射区域420a的形状接近目标形状(形状446)。
例如,控制单元407控制加热单元437中的每个光照射部分422的发射元件422a,使得投射区域420a的温度分布成为这样的分布(图17B中的上方视图),在所述分布中,温度沿着Y方向一致而沿着+X方向线性增加。此时,基板410根据温度各向同性膨胀,并且投射区域420a不仅仅沿着±Y方向而且还沿着±X方向变形,而且变成为由图17B中的虚线表示的形状445。结果,投射区域420a的形状能够接近因变形单元438而变形的图案区域的形状446(目标形状)。即,模具408的图案区域408a和基板410的投射区域420a能够以高准确度对准。在图17A和17B示出的示例中,已经解释了在其中已经发生包括梯形分量的变形的投射区域的修正。然而,实践中,在投射区域420a中可能已经发生包括多种分量(例如,放大分量、梯形分量和平行四边形分量)的变形。在这种情况中,可以控制加热单元437中的每个光照射部分422的发射元件422a,以便根据产生在投射区域420a中的变形的每个分量在投射区域的X-Y平面中形成适当的温度分布。
在步骤S608中,控制单元407控制曝光单元402以用紫外线照射与模具408相接触的树脂414,从而使得树脂414硬化。为了使得模具408的图案区域408a与基板410的投射区域420a高准确度对准,可以甚至在树脂414正在硬化的时段451中保持因加热单元437而变形的投射区域的形状。因此,在树脂414正在硬化的时段451中,控制单元407可以调节加热单元437照射基板410的下表面的光的强度,以便保持因加热单元437而变形的投射区域420a的形状。
例如,将解释这样的情况,在所述情况中,在时段452(时间t0和时间t1之间)中,在保持加热单元437照射基板410的下表面的光的强度恒定的同时加热基板410,在所述时段452中,投射区域420a正在变形,如图18所示。在这种情况中,在时段452(时间t0和时间t1之间)中,基板410的温度线性升高,并且投射区域420a的变形量也线性增大。在投射区域420a的形状和目标形状之间的差处于可允许范围内的时间t1时,控制单元407减小加热单元437照射基板410的下表面的光的强度,以便将基板410的温度保持在时间t1时的温度。因此,能够在树脂414正在硬化的时段451中保持投射区域420a的形状和目标形状之间的差处于可允许范围内的状态。能够将时刻t1(时段451)之后的光的强度设定成,使得通过由加热单元437用光照射基板410而施加到基板410的热量的大小几乎等于由基板410辐射的热量。由投射区域420a辐射的热量能够包括例如扩散在基板410中的热量、从基板410传递到空气等中的热量和从基板410传递到基板夹盘416的热量。
在步骤S609中,控制单元407控制模具驱动单元412,以便使得模具408从基板上的树脂414分离(释放)。在步骤S610中,控制单元407确定模具408的图案随后转印被转印的投射区域420(下一个投射区域420)是否存在于基板上。如果存在下一个投射区域420,则处理返回到步骤S602。如果不存在下一个投射区域420,则压印处理结束。在图16中,模具408的图案区域408a和基板410的投射区域420a在模具408和基板上的树脂414相互接触的同时对准。然而,本发明并不局限于此。例如,模具408和基板上的树脂414可以在对准之后相互接触。即,在图16中,可以在步骤S607之后实施步骤S604。
如上所述,在根据第四实施例的压印设备400中,基板保持单元404包括加热单元437,所述加热单元437用光照射基板410的下表面,以便加热基板410并且使得投射区域420变形。根据第四实施例的压印设备400(控制单元407)控制加热单元437,使得模具408的图案区域408a和基板410的投射区域420之间的形状差异处于可允许的范围内。模具408的图案区域408a和基板410的投射区域420能够以高准确度对准,并且模具408的图案能够以高准确度转移到投射区域420。
第四实施例已解释了这样的示例,在所述示例中,加热单元437修正形成在基板410上的一个投射区域420a的形状,并且在投射区域420a中实施压印处理。然而,本发明并不局限于此。例如,加热单元437可以一次修正形成在基板410上的多个投射区域420的形状,诸如如图19A所示排列的四个投射区域420,或者如图19B所示的成对角线布置的两个投射区域420。此外,第四实施例已解释了这样的示例,在所述示例中,当使得待压印的投射区域420a变形时,用光照射投射区域420a的下表面。然而,本发明并不局限于此。例如,当使得投射区域420a变形时,可以用光照射布置在投射区域420a附近的投射区域420的下表面。投射区域420a的形状能够有效地接近目标形状(由变形单元438变形的图案区域408a的形状)。
<制造制品的方法的实施例>
根据本发明的实施例的制造制品的方法适于制造诸如微型装置(例如,半导体装置)或者具有微型结构的元件。根据本发明制造制品的方法包括通过使用压印设备在施加到基板的树脂上形成图案的步骤(在基板上实施压印处理的步骤)和处理在前面的步骤中已经形成图案的基板的步骤。此外,制造方法包括其它众所周知的步骤(例如,氧化、沉积、汽相沉积、掺杂、平面化、蚀刻、抗蚀剂去除、切割、粘合和包装)。根据本发明的制造制品的方法在于制品的性能、质量、生产量和制造成本中的至少一种中优于传统方法。
尽管已经参照示例性实施例描述了本发明,但是应当理解的是,本发明并不局限于公开的示例性实施例。以下权利要求的范围赋予最宽泛的理解,以便涵盖所有这种修改方案和等效结构和功能。

Claims (26)

1.一种压印设备,所述压印设备实施通过使用模具在基板上对于基板中的第一区域和第二区域中的每个区域形成压印材料的图案的压印处理,所述压印设备包括:
加热单元,所述加热单元构造成加热基板,从而使基板上的待压印的区域变形;和
处理单元,所述处理单元构造成,确定针对第一区域和第二区域实施压印处理的顺序,使得第一区域和第二区域中的一个区域将首先被压印,第一区域和第二区域中的另一个区域将随后被压印,
其中,处理单元确定所述顺序,使得在所述加热单元使得所述一个区域变形以使得所述一个区域接近目标形状的情况中对所述另一个区域造成的影响小于在所述加热单元使得所述另一个区域变形以使得所述另一个区域接近所述目标形状的情况中对所述一个区域造成的影响。
2.根据权利要求1所述的设备,其中,所述第一区域和所述第二区域布置成相互毗邻。
3.根据权利要求2所述的设备,其中,所述处理单元根据所述第一区域中的在第二区域一侧上的部分的形状和目标形状的对应部分之间的差以及所述第二区域中的在第一区域一侧上的部分的形状和目标形状的对应部分之间的差来确定所述顺序。
4.根据权利要求2所述的设备,其中,所述处理单元基于将被施加到所述第一区域中的位于第二区域一侧上的部分的热剂量和将被施加到所述第二区域中的位于第一区域一侧上的部分的热剂量来确定所述顺序。
5.根据权利要求4所述的设备,其中,所述处理单元根据针对所述一个区域的热剂量调节针对所述另一个区域的热剂量。
6.根据权利要求1所述的设备,其中,所述加热单元包括光源,并且通过用由所述光源发射的光照射所述基板加热所述基板。
7.一种压印设备,所述压印设备实施通过使用模具在基板上对于基板中的多个区域中的每个区域形成压印材料的图案的压印处理,所述压印设备包括:
加热单元,所述加热单元构造成加热基板,从而使所述基板上的待压印区域变形;和
处理单元,所述处理单元构造成,在多个区域中将第二区域确定为紧接在第一区域之后将被压印的区域,
其中,所述处理单元将与所述第一区域毗邻的区域中的、在第一区域的压印处理中由加热单元加热所述第一区域造成的影响最小的区域确定为第二区域。
8.根据权利要求7所述的设备,其中,所述处理单元基于通过所述加热单元在所述第一区域中形成的热量分布来确定所述第二区域。
9.一种压印设备,所述压印设备实施通过使用模具在基板上对于排列在基板上的多个区域中的每个区域形成压印材料的图案的压印处理,所述压印设备包括:
加热单元,所述加热单元构造成加热基板,从而使所述基板上的待压印区域变形;和
处理单元,所述处理单元构造成,基于所述多个区域的形状将符合沿着所述多个区域的阵列方向的第一方向的第一顺序和符合与所述第一方向相反的第二方向的第二顺序中的一个确定为针对所述多个区域实施压印处理的顺序。
10.根据权利要求9所述的设备,其中,所述处理单元通过使用评估函数评估每个区域的形状,并且基于评估结果确定针对所述多个区域实施压印处理的顺序。
11.根据权利要求9所述的设备,其中,在所述多个区域包括在压印处理中由所述加热单元施加的热剂量超过阈值的区域的情况中,所述处理单元改变所确定的顺序,以最后实施对于所述在压印处理中由所述加热单元施加的热剂量超过阈值的区域的压印处理。
12.一种压印设备,所述压印设备实施通过使用模具在形成在基板的第一表面上的投射区域中形成压印材料图案的压印处理,所述模具包括形成有所述模具的图案的图案区域,所述压印设备包括:
基板保持单元,所述基板保持单元构造成保持所述基板;和
控制单元,
其中,所述基板保持单元包括加热单元,所述加热单元构造成用光照射与所述第一表面相反的第二表面,以便将热量施加到所述基板上并且使得所述投射区域变形,并且
所述控制单元控制所述加热单元,以便使得所述图案区域和所述投射区域之间的形状差异处于允许范围内。
13.根据权利要求12所述的设备,其中,所述加热单元包括腔,所述腔形成在所述基板保持单元中,以便允许照射所述第二表面的光通过所述腔。
14.根据权利要求13所述的设备,其中,所述加热单元包括透光构件,所述透光构件形成在所述腔中并且构造成使得照射所述第二表面的光透过。
15.根据权利要求13所述的设备,其中,所述加热单元包括调节单元,所述调节单元构造成调节所述腔中的压力并且通过所述基板保持单元夹持所述基板。
16.根据权利要求12所述的设备,其中,所述加热单元还包括光吸收构件,所述光吸收构件构造成吸收已照射所述第二表面并且已经由所述第二表面反射的光。
17.根据权利要求16所述的设备,其中,
所述加热单元构造成使得光倾斜入射在所述第二表面上,并且
所述光吸收构件构造成将吸收由所述第二表面反射的光的吸收率设定为不小于80%。
18.根据权利要求12所述的设备,其中,
所述基板保持单元构造成通过夹持所述第二表面保持所述基板并且能够改变用于夹持所述基板上的多个区域中的每一个区域的夹持力,
所述多个区域包括具有待压印的所述投射区域的第一区域和与所述第一区域不同的第二区域,并且
所述控制单元控制所述基板保持单元,以便在所述图案区域和所述投射区域之间的对准过程中将所述第一区域中的夹持力设定为小于所述第二区域中的夹持力。
19.根据权利要求12所述的设备,其中,所述加热单元包括多个发射元件,所述多个发射元件构造成发射光,以用于照射所述第二表面上的多个部分。
20.根据权利要求19所述的设备,其中,所述每个发射元件均包括激光二极管。
21.根据权利要求19所述的设备,其中,每个发射元件均包括光学纤维,所述光学纤维构造成将由光源发射的光引导至所述第二表面。
22.根据权利要求19所述的设备,其中,所述加热单元包括形成在所述基板保持单元中的多个腔,以便允许由多个照射部分发射的光束通过所述腔。
23.根据权利要求19所述的设备,其中,所述控制单元单独地改变由每个发射元件发射的光的强度,以便形成所述投射区域中的温度分布。
24.根据权利要求12所述的设备,还包括测量单元,所述测量单元构造成测量所述形状差异,
其中,所述控制单元基于由所述测量单元测量的所述形状差异控制所述加热单元。
25.一种制造制品的方法,所述方法包括:
使用压印设备在基板上形成图案;和
处理在其上已经形成有图案的所述基板,以便制造制品,
其中,所述压印设备实施通过使用模具在基板上对于基板中的第一区域和第二区域中的每个区域形成压印材料的所述图案的压印处理,并且所述压印设备包括:
加热单元,所述加热单元构造成加热基板,从而使所述基板上的待压印区域变形;和
处理单元,所述处理单元构造成确定针对第一区域和第二区域实施压印处理的顺序,使得第一区域和第二区域中的一个区域首先将被压印,第一区域和第二区域中的另一个区域随后将被压印,
其中,处理单元确定所述顺序,使得在所述加热单元使得所述一个区域变形以使所述一个区域接近目标形状的情况中对所述另一个区域造成的影响小于在所述加热单元使得所述另一个区域变形以使所述另一个区域接近目标形状的情况中对所述一个区域造成的影响。
26.一种制造制品的方法,所述方法包括:
使用压印设备在基板上形成图案;和
处理在其上已经形成有图案的所述基板,以便制造所述制品,
其中,所述压印设备实施通过使用模具在形成在基板的第一表面上的投射区域中形成压印材料图案的压印处理,所述模具包括图案区域,在所述图案区域中形成有所述模具的图案,并且所述压印设备包括:
基板保持单元,所述基板保持单元构造成保持所述基板;和
控制单元,
其中,所述基板保持单元包括加热单元,所述加热单元构造成用光照射与所述第一表面相反的第二表面,以便将热量施加到所述基板上并且使得所述投射区域变形,并且
所述控制单元控制所述加热单元,以便使得所述图案区域和所述投射区域之间的形状差异处于允许范围内。
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