CN108701585A - 压印装置、操作压印装置的方法和制造物品的方法 - Google Patents

压印装置、操作压印装置的方法和制造物品的方法 Download PDF

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Abstract

提供通过在基板上的压印材料与模具接触的状态下固化压印材料来在基板(101)上形成图案的压印装置，其中，所述压印装置具有：基板卡盘(102)，其具有用于保持基板的基板保持区域；周边部件(113)，其被布置为围绕由基板卡盘保持的基板的侧面；以及控制单元，其用于控制用于通过使用包括带电单元的清洁部件(170)来清洁周边部件的区域的至少一部分的清洁过程。所述清洁过程包括用于在带电单元面向周边部件的区域的所述至少一部分的状态下使清洁部件相对于周边部件移动使得所述区域中的微粒被带电单元吸引的操作。

Description

压印装置、操作压印装置的方法和制造物品的方法
技术领域
本发明涉及压印装置、操作压印装置的方法和制造物品的方法。
背景技术
在使模具(mold)与放置在基板上的压印材料接触的同时固化压印材料以在基板上形成图案的压印技术已受到大量的关注。在模具中形成由凹部制成的图案。当使模具与基板上的压印材料接触时，通过毛细管现象在凹部中填充压印材料。为了促进压印材料在凹部中的填充并防止压印材料因空气(氧气)固化，吹扫(purge)气体被供给到基板和模具之间的空间。当压印材料在凹部中充分填充时，诸如光或热等的能量被施加到压印材料。因此，压印材料被固化，并且由在模具中形成的凹部制成的图案被转印到基板上的压印材料。在压印材料固化之后，模具从压印材料脱离。
当模具从基板上的固化的压印材料脱离时，模具可以带电。通过由该带电形成的电场将静电力(库仑力)施加到微粒(particle)。这使得可以将微粒吸引到模具并使微粒附着到模具。这些微粒可以从压印装置的腔室的外部进入，或者可以在腔室中通过机械部件之间的摩擦和机械部件与基板或原版之间的摩擦而产生。替代地，当从排出口排出压印材料以将未固化的压印材料布置在基板上时，产生压印材料雾(mist)。然后通过使压印材料雾凝固可以产生微粒。
日本专利公开No.2014-175340描述了在模具中形成异物捕获区域并然后使异物捕获区域带电以在基板向转印位置的输送期间移除存在于大气中和/或基板上的异物。日本专利公开No.2015-149390描述了在模具的第一表面上形成图案部分和第一导电膜，在第二表面上形成第二导电膜，以及使第一导电膜和第二导电膜带电以将图案部分附近的微粒吸引到第一导电膜。
在微粒附着到模具时，当使模具与基板上的压印材料接触并形成图案时，形成具有缺陷的图案，或者基板和/或模具可以被损坏。另一方面，已考虑了如下布置：在该布置中，周边部件被布置为围绕基板的侧面，以便有效地将吹扫气体供给到基板和模具之间的空间中。通过布置周边部件，可以减小模具下面的空间的体积，并且可以将吹扫气体有效地维持在该空间中。
然而，当布置周边部件时，在从基板上的压印材料移除模具之后当要移动基板时，周边部件以小的距离面向模具。由于静电力与距离的平方成反比，因此作用于周边部件上的微粒上的静电力可以显著大于在不存在周边部件的情况下作用于基板保持器上的微粒上的静电力。微粒可以通过大量的基板的处理而附着。这样的微粒中的以弱的附着力附着到周边部件的微粒因作用于它们上的静电力而容易从周边部件脱离并可以附着到模具。
发明内容
本发明提供一种有利于减少可以由容易从周边部件脱离的微粒产生的图案缺陷和对基板和/或模具的损坏的技术。
根据本发明的一个方面，提供一种压印装置，所述压印装置用于通过在使模具与基板上的压印材料接触的同时固化所述压印材料来在所述基板上形成图案，所述压印装置包括：基板卡盘，所述基板卡盘具有用于保持所述基板的基板保持区域；周边部件，所述周边部件被布置为围绕由所述基板卡盘保持的基板的侧面；以及控制单元，所述控制单元被配置为控制用于通过使用包括带电单元的清洁部件来对所述周边部件的至少部分区域进行清洁的清洁过程，其中，所述清洁过程包括用于通过在所述带电单元面向所述周边部件的至少部分区域的同时相对于所述周边部件移动所述清洁部件来将所述部分区域中的微粒吸引到所述带电单元的操作。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明的实施例的压印装置的一部分的布置的图；
图2是示意性示出根据本发明的实施例的压印装置的布置的图；
图3A是例示清洁部件的图；
图3B是例示清洁部件的图；
图3C是例示清洁部件的图；
图4是用于解释用于保持清洁部件的保持单元的图；
图5是例示周边部件的图；
图6A是例示周边部件的清洁过程的图；
图6B是例示周边部件的清洁过程的图；
图6C是例示周边部件的清洁过程的图；
图6D是例示周边部件的清洁过程的图；
图7是例示周边部分的清洁序列的流程图；
图8是例示基板卡盘的清洁过程的图；
图9是例示基板卡盘的清洁序列的流程图；
图10是示意性示出根据本发明的第二实施例的压印装置的布置的图；
图11是示出清洁部件的布置示例的图；
图12是例示根据本发明的第二实施例的压印装置的操作的流程图；
图13是示出另一个清洁部件的布置的图；
图14是示出又另一个清洁部件的布置的图；
图15A是用于解释图14所示的清洁部件对周边部件的清洁的图；
图15B是用于解释图14所示的清洁部件对周边部件的清洁的图；
图16A是示出根据本发明的第三实施例的模具的放电的图；以及
图16B是示出根据本发明的第三实施例的模具的放电的图。
具体实施方式
将参考附图使用例示的实施例来描述根据本发明的压印装置及其操作方法。
图2示出根据本发明的实施例的压印装置IMP的布置的示例。压印装置IMP通过压印操作将模具100的图案转印到基板101上。换句话说，压印装置IMP通过压印操作将模具100的图案转印到基板101上的压印材料(转印目标材料)上。压印操作意指使模具与压印材料接触并使压印材料固化。模具100具有由凹部形成的图案。当使模具100与基板101上的压印材料(未固化的树脂)接触时，利用压印材料填充图案的凹部。在这种状态下，将用于固化压印材料的能量施加到压印材料以固化压印材料。因此，模具100的图案被转印到压印材料，使得由固化的压印材料制成的图案形成在基板101上。
压印材料由可固化组合物制成，该可固化组合物在固化能量施加到它时被固化。压印材料可以意指处于固化状态的材料或处于未固化状态的材料。固化能量的示例是电磁波和热。电磁波可以是可以在10nm(包括10nm)至1mm(包括1mm)的波长范围内选择的光(例如，红外光、可见光或紫外光)。
可固化组合物通常是利用光照射或加热而固化的组合物。要利用光固化的光可固化组合物可以至少包含可聚合化合物和光聚合引发剂。此外，光可固化组合物可以另外包含不可聚合化合物或溶剂。不可聚合化合物可以是从由敏化剂、氢供体、内部脱模剂、表面活性剂、抗氧化剂和聚合物成分构成的组中选择的至少一种材料。
在本说明书和附图中，方向被指示为其中平行于基板101的表面的方向被定义为XY平面的XYZ坐标系中的方向。平行于XYZ坐标系中的X轴、Y轴和Z轴的方向分别被定义为X方向、Y方向和Z方向。围绕X轴、Y轴和Z轴的旋转分别被定义为θX、θY和θZ。X轴、Y轴和Z轴上的控制和驱动操作分别指示平行于X轴、Y轴和Z轴的方向上的控制和驱动操作。关于θX轴、θY轴和θZ轴的控制和驱动操作指示对于围绕平行于X轴、Y轴和Z轴的轴的旋转的控制和驱动操作。位置是基于X轴、Y轴和Z轴的坐标所指定的信息。取向是由围绕θX轴、θY轴和θZ轴的相对旋转所指定的信息。对准指示位置和/或取向的控制。
压印装置IMP包括用于对准基板101的基板驱动机构SDM。基板驱动机构SDM包括例如基板卡盘102、周边部件113、精细移动机构114、粗略移动机构115和基部结构116。基板卡盘102具有用于保持基板101的基板保持区域，并且可以通过吸附(例如，真空吸附或静电吸附)来保持基板101。精细移动机构114可以包括用于支撑基板卡盘102和周边部件113的精细移动台和用于驱动精细移动台的驱动机构。周边部件113被布置在基板101被布置的区域周围，以便围绕基板101的侧面。周边部件113可以具有具有与基板101的上表面的高度相同的高度的上表面。周边部件113可以分成多个部件。另外，多个部件中的全部或一些可以被布置为彼此分隔开或彼此接触。
精细移动机构114是用于通过精细地驱动基板卡盘102来精细地驱动基板101的机构。粗略驱动机构115是通过粗略地驱动精细移动机构114来粗略地驱动基板101的机构。基部结构116支撑粗略驱动机构115、精细移动机构114、基板卡盘102和周边部件113。基板驱动机构SDM可以被配置为例如相对于多个轴(例如，包括X轴、Y轴和θZ轴的三个轴)驱动基板101。诸如干涉仪的测量单元117监视与基板卡盘102集成的精细移动机构114的一部分(精细移动台)的位置。
压印装置IMP包括用于对准模具100的模具驱动机构MDM。模具驱动机构MDM可以包括模具卡盘110、驱动机构109和周边部件151。周边部件151被布置在模具100被布置的区域周围，以便围绕模具100的侧面。支撑结构108可以支撑模具驱动机构MDM和周边部件151。模具卡盘110可以通过吸附(例如，真空吸附或静电吸附)来保持模具100。驱动机构109通过驱动模具卡盘110来驱动模具100。例如，模具驱动机构MDM可以被配置为相对于多个轴(例如，包括X轴、Y轴、Z轴、θX轴、θY轴和θZ轴的六个轴)驱动模具100。
基板驱动机构SDM和模具驱动机构MDM构成用于使基板101和模具100相对对准的驱动单元。驱动单元相对于X轴、Y轴、θX轴、θY轴和θZ轴调整基板101和模具100之间的相对位置，并且还相对于Z轴调整基板101和模具100之间的相对位置。相对于Z轴的基板101和模具100之间的相对位置的对准包括用于使压印材料和模具100在基板101上彼此接触并将它们彼此分离的操作。
压印装置IMP可以包括用于将未固化的压印材料施加、布置或供给到基板101上的分配器(供给单元)111。分配器111可以被配置为例如以多个液滴的形式将压印材料布置在基板101上。支撑结构108可以支撑分配器111。
压印装置IMP可以包括通过利用诸如UV光等的光照射压印材料来固化基板101上的压印材料的固化单元104。压印装置IMP还可以包括用于观察压印的状态的照相机103。从固化单元104发射的光可以被镜105反射并透过模具100以照射压印材料。照相机103可以被配置为通过模具100和镜105来观察压印的状态，例如压印材料和模具100之间的接触状态。
压印装置IMP可以包括用于检测基板101上的标记和模具100上的标记之间的相对位置的对准观测器(scope)107a和107b。对准观测器107a和107b可以被布置在由支撑结构108支撑的上部结构106中。压印装置IMP可以包括用于检测基板101上的多个标记的位置的离轴观测器112。支撑结构108可以支撑离轴观测器112。
压印装置IMP可以包括一个或多个吹扫气体供给单元118a和118b。吹扫气体供给单元118a和118b可以被布置在模具卡盘110周围，以便围绕模具卡盘110。吹扫气体供给单元118a和118b将吹扫气体供给到基板101和模具100之间的空间。例如，支撑结构108可以支撑吹扫气体供给单元118a和118b。作为吹扫气体，可以使用不干扰压印材料的固化的气体，例如包含氦气、氮气和可冷凝气体(例如，五氟丙烷(PFP))中的至少一种的气体。提供有周边部件113和151的布置有利于利用吹扫气体有效地填充基板101和模具100之间的空间。
压印装置IMP包括腔室190。上述构成元件可以被布置在腔室190中。压印装置IMP还可以包括主控制单元(控制单元)126、压印控制单元120、照射控制单元121、观测器控制单元122、分配器控制单元123、吹扫气体控制单元124和基板控制单元125。主控制单元126控制压印控制单元120、照射控制单元121、观测器控制单元122、分配器控制单元123、吹扫气体控制单元124和基板控制单元125。压印控制单元120控制模具驱动机构MDM。照射控制单元121控制固化单元104。观测器控制单元122控制对准观测器107a和107b以及离轴观测器112。分配器控制单元123控制分配器111。吹扫气体控制单元124控制吹扫气体供给单元118a和118b。基板控制单元125控制基板驱动机构SDM。
图1示意性地示出图2中的压印装置IMP的一部分。微粒150可以进入腔室190的内部空间。微粒150可以在腔室190中通过例如机械部件之间的摩擦和机械部件与基板或原版之间的摩擦而产生。替代地，当分配器111从排出口排出压印材料以将未固化的压印材料布置在基板101上时，产生压印材料雾。当压印材料雾凝固时，然后可以产生微粒150。
微粒150可以附着到周边部件113的上表面等。微粒150以各种强度附着到周边部件113。当附着到周边部件113的微粒150没有从周边部件113脱离时，不发生在微粒150附着到基板101或模具100时发生的图案缺陷或对基板和/或模具的损坏。相反，当附着到周边部件113的微粒150从周边部件113脱离时，微粒150附着到基板101或模具100或者保持在基板101和模具100之间。
当模具100从基板101上的固化的压印材料脱离时，模具100可以带电。通过由该带电形成的电场将静电力(库仑力)施加到微粒150。这可以使微粒150被吸引到模具100并附着到模具100。因为周边部件113的上表面可以具有与基板101的上表面的高度相同的高度，所以模具100和周边部件113之间的距离非常小。由于静电力与距离的平方成反比，因此作用于周边部件113上的微粒上的静电力可以显著大于在不存在周边部件113的情况下作用于基板卡盘102及其周围存在的部件上的微粒上的静电力。通过大量基板101的处理可以使许多微粒150附着到周边部件113。
在该情况下，压印装置IMP执行用于通过使用包括带电单元的清洁部件170来清洁周边部件113的至少部分区域的清洁过程。主控制单元(控制单元)126可以通过控制包括带电单元的清洁部件170的驱动操作来执行清洁过程。清洁过程可以包括用于通过在清洁部件170的带电单元面向周边部件113的至少部分区域的同时相对于区域移动清洁部件170来将区域中的微粒150吸引到带电单元的操作。在这种情况下，当包括带电单元的清洁部件170面向周边部件113时，以弱的附着力附着到周边部件113的微粒150因静电力而可以从周边部件113脱离并附着到带电单元。通常，在基板101上不存在任何压印材料的情况下执行清洁过程，并且分配器111在清洁过程期间不将压印材料供给到基板101上。
图1示出在基板101存在于基板卡盘102的基板保持区域1021上时如何执行清洁过程。然而，可以在基板保持区域1021上不存在基板101的情况下执行清洁过程。基板保持区域1021可以是整个地与基板101接触或者部分地与基板101接触的区域。在后一种情况下，与基板101接触的区域的一部分可以具有销和/或环。
考虑如下情况：在该情况下，当模具100从基板101上的固化的压印材料脱离时，模具100带电为-3kV。假设周边部件113接地到接地电势。假设周边部件113和模具100之间的间隙为1mm。在这种情况下电场的方向是向上的(沿Z轴的正方向)，并且电场的强度是3kV/mm。在这种情况下，清洁部件170的带电单元优选带电为低于-3kV的电势V(V<-3kV)。在清洁过程中，在清洁部件170的带电单元带电并且面向周边部件113的至少部分区域的同时，清洁部件170相对于该区域移动。利用该清洁过程，以弱的附着力附着到部分区域的微粒150从该区域脱离并被带电单元吸引和捕获。
在清洁过程中减小周边部件113和清洁部件170的带电单元之间的间隙可以增加周边部件113和带电单元之间的电场。这可以增强清洁过程的效果。例如，令GN为当移动基板101以将压印材料从分配器111供给到基板101上时模具100和周边部件113之间的间隙，并且GC为清洁过程中周边部件113和带电单元之间的间隙，则可以设置GN>GC。清洁过程中周边部件113和清洁部件170的带电单元之间的间隙可以被设置为例如0.8mm或者更小。
保持单元119可以保持清洁部件170。保持单元119可以是具有能够保持清洁部件170的结构的任何单元。例如，该单元可以是诸如机器人臂等的可移动部件或固定部件。替代地，模具卡盘110可以用作该单元的替代品。
图3A至3C各自示出清洁部件170的示例。在图3A所示的第一示例中，清洁部件170包括支撑体131和由支撑体131保持的带电单元132。带电单元132可以通过使由石英等制成的介电部件带电来制备。介电部件可以通过使其与布置在虚拟(dummy)基板上的压印材料接触并且从由固化单元104固化的压印材料脱离来带电。虚拟基板是可以放置在基板卡盘102上以代替基板101的基板。支撑体131和带电单元132可以由相同的材料制成。
与压印材料接触的表面积越大，带电量越大。因此，带电单元132可以在其表面上具有图案(凹/凸图案)。包括支撑体131和带电单元132的清洁部件170可以是例如作为废弃物品的模具100(例如，使用过的或非标准的模具)。替代地，包括支撑体131和带电单元132的清洁部件170可以是具有比用于制造物品的模具100高的图案密度并且有利于增加带电量的部件(例如，作为用于检查压印装置IMP的废弃物品的模具)。注意，废弃物品是未用于其原始目的的物品。
在图3B所示的第二示例中，清洁部件170包括支撑体131和由支撑体131支撑的驻极体(electret)133。驻极体是保持形成电场的材料，其可以通过在诸如聚合材料的介电物质中注入并固定电荷来形成。将电荷注入到驻极体中的方法的示例包括在夹持聚合材料的电极之间施加高电压的同时使熔融状态的聚合材料凝固的方法、使用电晕放电的方法和使用离子注入的方法。在电极之间施加电压的方法中，驻极体的与各个电极接触的表面带电为正极性和负极性。在使用电晕放电的方法中，驻极体带电为负极性。在使用离子注入的方法中，驻极体通常带电为正极性。
在第一示例中，因为过量电荷分布在带电单元132的介电部件的表面上，所以带电量根据环境而降低。与此相反，因为电荷被注入到介电材料中，所以第二示例中使用的驻极体可以半永久地保持电荷。在图3B所示的示例中，尽管驻极体133被提供在支撑体131的整个下表面上，但是驻极体133可以仅被提供在下表面的一部分上。另外，如第一示例中所述，驻极体可以被布置在作为废弃物品的模具的下表面上。
用于驻极体的材料的示例可以是(a)聚合材料，诸如丙烯酸树脂、尼龙和氟树脂等；以及(b)无机膜，诸如SiO2膜和SiO2/SixNy多层膜等。氟树脂包括Teflon(从DuPont可获得)和(从Asahi Glass可获得)作为可以通过旋涂形成的有机驻极体膜。特别地，CYTOP以具有高表面电荷密度为特征。
还可以使用被配置为使电极覆盖有介电材料的单元作为带电单元。假设带电单元由暴露的电极形成，并且微粒是金属微粒。在这种情况下，通过电荷交换使附着到带电单元的微粒带电为与电极的极性相同的极性。结果，微粒因排斥力而从带电单元脱离，因此不能被带电单元捕获。由于这个原因，利用介电材料覆盖电极通过防止电荷交换允许带电单元捕获甚至金属微粒。
在图3C所示的第三示例中，清洁部件170包括支撑体131以及由支撑体131支撑的负带电单元134和正带电单元135。作为负带电单元134和正带电单元135，可以使用第二示例中描述的驻极体。提供带电为负极性的负带电单元134和带电为正极性的正带电单元135可以移除附着到周边部件113的微粒，而不管微粒的极性如何。
将参考图4来补充地描述保持清洁部件170的保持单元119。如上所述，保持单元119仅需要能够保持清洁部件170。例如，保持单元119可以是诸如机器人臂等的可移动部件或固定部件。替代地，模具卡盘110可以用作该单元的替代品。
例如，保持单元119可以是维护单元136的构成元件。维护单元136可以是例如用于基板卡盘102的附接/拆卸的单元。基板卡盘102可以因与基板101的接触而被污染或磨损，因此可以通过使用维护单元136来更换。维护单元136具有用于保持基板卡盘102的保持机构。该保持机构可以用作保持单元119。基板卡盘102不与对周边部件113的清洁过程同时地更换。因此，当在维护单元136保持清洁部件170的同时执行清洁过程时，预期没有特别的缺点。另外，在维护单元136保持清洁部件170的同时执行清洁过程将有助于简化压印装置IMP的布置。
当在模具卡盘110保持清洁部件170的同时要执行清洁过程时，可以通过使用用于将模具100传送到模具卡盘110的传送机构来将清洁部件170传送到模具卡盘110。
图5是周边部件113的顶视图，其例示了周边部件113的形状。在图5所示的情况下，周边部件113具有例如矩形外形，并且可以具有各种外形。周边部件113具有围绕基板101的侧面的开口部。该开口部的形状符合基板101的外形。
周边部件113可以包括具有光滑表面的连续部分和各自具有粗糙表面的不连续部分。用于测量模具100与压印装置IMP的基准之间的相对位置的基准标记被布置在周边部件113上。另外，当光被用作用于固化的能量时，用于测量光的照度的照度计可以被布置在周边部件113上。在由基准标记和照度计代表的部件或单元与周边部件113之间可以存在沟槽或台阶部。另外，当周边部件113由多个分割的组件构成时，在组件之间可以存在沟槽或台阶部。此外，用于将周边部件113紧固到精细移动机构114的紧固部可以形成沟槽或台阶部。这样的沟槽或台阶部构成各自具有粗糙表面的不连续部分的示例。另一方面，光滑的上表面是具有光滑表面的连续部分的示例。主控制单元126可以控制清洁过程，使得清洁部件170的带电单元面向每单位面积的不连续部分的总时间变得长于清洁部件170的带电单元面向每单位面积的连续部分的总时间。
在压印装置IMP中，为了通过使用压印材料在基板101上的多个击射(shot)区域中形成图案，可以执行由多个压印循环(cycle)构成的压印序列(图案形成方法)。每个压印循环可以包括通过使用分配器111在基板101上布置压印材料的步骤、使模具100与压印材料接触的步骤、固化压印材料的步骤、以及使模具100从固化的压印材料脱离的步骤。
图5例示当分配器111将压印材料布置在基板101上的给定区域中时周边部件113、模具100和分配器111之间的位置关系。模具100的图案区域(具有要转印到基板101上的图案的区域)被布置在周边部件113上。
区域140是在执行压印序列的时间段(即，在基板的多个击射区域中分别形成图案的时间段)中可以面向模具100的图案区域的区域。区域140是周边部件113的整个上表面的在压印序列中趋于变为模具100的图案区域的微粒源的区域。因此，当清洁过程的目标要限于周边部件113的部分区域而不是整个上表面时，应当对包括至少区域140的区域执行清洁过程。
例如，用于驱动模具100的模具驱动机构MDM当从分配器111观察时位于第一方位位置(在X轴的负方向上)。区域140是周边部件113的上表面的如下区域：该区域位于比由基板卡盘102保持的基板101的位于第一方位侧的侧面更靠近第一方位位置。
图6A至6D各自例示如下的清洁过程：在该清洁过程中，在清洁部件170的带电单元面向周边部件113的至少部分区域的同时，使清洁部件170相对于该部分区域移动。在图6A所示的示例中，主控制单元126控制清洁过程以便选择性地清洁周边部件113的区域140。这样的清洁过程有利于缩短该过程所需的时间。在图6B所示的示例中，主控制单元126控制清洁过程以便清洁周边部件113的整个区域。在清洁过程中清洁部件170的带电单元相对于周边部件113的移动可以是如图6A和6B所例示的预定的操作单位的连续重复。该操作单位可以包括在与第一方向(例如，X轴方向)平行的方向上的相对移动和在与第一方向相交的第二方向(例如，Y轴方向)上的相对移动。
在图6C所示的示例中，清洁部件170的带电单元相对于周边部件113的移动的路径可以包括围绕基板保持区域1021的多个环路。在这种情况下，多个环路具有与基板保持区域1021的不同距离。在图6C所示的示例中，该路径没有穿过基板保持区域1021。然而，该路径可以穿过基板保持区域1021。
在图6D所示的示例中，周边部件113具有诸如沟槽和/或台阶部等的不连续部分141、142和143以及作为连续部分的剩余部分。因为不连续部分141、142和143比连续部分更容易捕获微粒，所以在不连续部分141、142和143上比在连续部分上可以存在更多的微粒。主控制单元126可以控制清洁过程，使得清洁部件170的带电单元面向每单位面积的不连续部分141、142和143的总时间变得长于清洁部件170的带电单元面向每单位面积的连续部分的总时间。
例如，在接收到执行用于通过压印来在基板上形成图案的压印过程的命令时，主控制单元126可以在响应于该命令执行压印过程之前执行清洁过程。替代地，主控制单元126可以在没有制造物品的空闲时间期间执行清洁过程，或者可以每次处理设置的数量的基板时或者每次处理一个基板时执行清洁过程。替代地，每次在击射区域中形成图案时，主控制单元126可以执行清洁过程。
可以基于被执行以检查执行清洁过程的必要性的评估来执行清洁过程。例如，通过使用用于评估的模具进行压印来在一个或多个击射区域中形成图案(第一样品)。在模具带电之后，在模具面向周边部件113的同时移动周边部件113。然后通过使用模具进行压印来在一个或多个击射区域中形成图案(第二样品)。可以通过比较第一样品中的缺陷的数量与第二样品中的缺陷的数量来评估周边部件113的状态。
图7例示对于周边部件113的清洁序列。主控制单元126控制该清洁序列。在步骤S201中，主控制单元126指示传送机构(未示出)使保持单元119保持清洁部件170。在步骤S202中，主控制单元126辨别清洁部件170的类型。清洁部件170的类型可以通过例如对于清洁部件170所提供的标识符来辨别。替代地，可以基于通过使用测量表面电势的测量设备测量清洁部件170的带电单元的带电量的结果来辨别清洁部件170的类型。
如图3A所例示的，通过使介电部件与压印材料接触并使介电部件从它脱离的操作来产生电荷的类型的清洁部件将被称为非连接类型。另外，如图3B和3C所例示的，使用驻极体的类型的清洁部件将被称为连接类型。如果主控制单元126在步骤S202中确定清洁部件170是非连接类型，则过程前进到步骤S203。如果主控制单元126确定清洁部件170是连接类型，则过程前进到步骤S206。
在步骤S203中，主控制单元126指示传送机构(未示出)将虚拟基板传送到基板卡盘102上。在步骤S204中，主控制单元126控制基板驱动机构SDM和分配器111以将压印材料布置在虚拟基板上。在步骤S205中，主控制单元126控制使清洁部件170的介电部件与虚拟基板上的压印材料接触的虚拟压印操作，从而使固化单元104固化压印材料，并使介电部件从固化的压印材料脱离。利用该虚拟压印操作，介电部件被带电，并且制备了带电单元。使用连接类型的清洁部件170使得不必执行像步骤S203至S205中执行的带电的过程。
在步骤S206中，主控制单元126执行对于周边部件113的清洁过程。更具体地，主控制单元126在清洁部件170的带电单元面向周边部件113的部分区域的同时相对于至少部分区域移动(扫描)清洁部件170。利用该操作，该区域中的微粒150从该区域脱离并附着到带电单元，从而清洁该区域。
在步骤S207中，主控制单元126指示传送机构(未示出)卸载清洁部件170。在这种情况下，当提供了专用于保持清洁部件170的保持单元119时，步骤S201和S207是不必要的，并且清洁部件170可以由保持单元119一直保持。
如图8所例示的，可以采用上述清洁过程来从基板卡盘102(基板保持区域1021)移除微粒。基板卡盘102的基板保持区域1021可以具有用于支撑基板101的销和/或环。如果微粒附着到销和/或环，则基板101可能变形而引起形成的图案中的缺陷。
因此，主控制单元126可以被配置为控制对于基板卡盘102(基板保持区域1021)的清洁过程。在该清洁过程中，通过在清洁部件170的带电单元面向基板卡盘102的同时相对于基板卡盘102移动清洁部件170，基板卡盘102上的微粒150被吸引到带电单元。
图9例示对于基板卡盘102的清洁序列。主控制单元126控制该清洁序列。在步骤S211中，如果在基板卡盘102上存在基板101，则主控制单元126指示传送机构(未示出)卸载基板101。在步骤S212中，主控制单元126指示传送机构(未示出)使保持单元119保持清洁部件170。在步骤S213中，主控制单元126辨别清洁部件170的类型。如果主控制单元126在步骤S213中确定清洁部件170是非连接类型，则过程前进到步骤S214。如果主控制单元126确定清洁部件170是连接类型，则过程前进到步骤S218。
在步骤S214中，主控制单元126指示传送机构(未示出)将虚拟基板传送到基板卡盘102上。在步骤S215中，主控制单元126控制基板驱动机构SDM和分配器111以将压印材料布置在虚拟基板上。在步骤S216中，主控制单元126控制使清洁部件170的介电部件与虚拟基板上的压印材料接触的虚拟压印操作，从而使固化单元104固化压印材料，并使介电部件从固化的压印材料脱离。利用该虚拟压印操作，介电部件被带电，并且制备了带电单元。在步骤S217中，主控制单元126指示传送机构(未示出)从基板卡盘102卸载虚拟基板。对于连接类型清洁单元170，像步骤S214至S217中的带电的过程是不必要的。
在步骤S218中，主控制单元126执行对于基板卡盘102的清洁过程。更具体地，主控制单元126在清洁部件170的带电单元面向基板卡盘102的至少部分区域的同时相对于基板卡盘102移动(扫描)清洁部件170。利用该操作，基板卡盘102的部分区域中的微粒150从基板卡盘102脱离并被吸引到带电单元，由此清洁基板卡盘102的部分区域。
在步骤S219中，主控制单元126指示传送机构(未示出)卸载清洁部件170。在这种情况下，当提供了专用于保持清洁部件170的保持单元119时，步骤S212和S219是不必要的，并且清洁部件170可以由保持单元119一直保持。
主控制单元126可以由诸如FPGA(现场可编程门阵列)的PLD(可编程逻辑器件)实现。替代地，例如，主控制单元126可以由合并了ASIC(专用集成电路)或程序的通用计算机实现。此外，主控制单元126可以由以上构成元件中的全部或一些的组合实现。剩余的控制单元120至125各自可以由诸如FPGA等的PLD、ASIC、合并了程序的通用计算机、或者以上构成元件中的全部或一些的组合实现。
下面将描述制造物品的方法。以下将例示制造器件(半导体集成电路元件、液晶显示元件等)作为物品的方法。制造物品的方法包括通过使用以上压印装置在基板(晶圆、玻璃板或膜形式基板)上形成图案的步骤。此外，该制造方法可以包括处理(例如，蚀刻)其上形成图案的基板的步骤。当制造诸如图案化介质(记录介质)或光学元件的其它物品时，该制造方法可以包括加工其上形成图案的基板的其它过程以代替蚀刻。与根据相关技术的方法相比较，根据本实施例的制造物品的方法在物品的性能、质量、生产率和生产成本中的至少一个方面是有利的。
(第二实施例)
以上清洁过程可以(a)在执行压印过程之前、(b)当压印装置处于空闲状态时或者(c)在处理设置的数量的基板之后执行。以下将例示带电单元被布置在压印装置IMP中的特定位置处以与一系列的压印操作同时地执行清洁过程而不需要提供用于清洁过程的任何特定时间的情况。
图10例示根据本发明的第二实施例的压印装置IMP的布置。清洁部件170被布置为使得模具100位于清洁部件170和分配器111之间。布置在模具卡盘110的周边的周边部件151可以保持清洁部件170。如图11所例示的，清洁部件170具有带电单元171。
在第二实施例中，清洁部件170被布置为使得模具100位于清洁部件170和分配器111之间。利用这种布置，在使作为压印目标的击射区域在分配器111下方移动、然后使模具100垂直移动的序列中，图5所示的区域140的一部分面向清洁部件170以被清洁。对于多个击射区域顺次执行这样的序列，以允许清洁部件170清洁整个区域140。这缩短了清洁周边部件113所需的时间。这将有助于增加与通过压印的图案形成有关的吞吐量。
考虑到清洁的效率，带电单元171在与清洁部件170、模具100和分配器111排列的方向垂直的方向上的宽度L2优选大于模具100的图案部分160的宽度L1。
图12例示根据第二实施例的压印装置IMP的操作。假设在这种情况下，清洁部件170的带电单元171通过带电的操作而被设置成带电状态，并且通过放电的操作而被设置成非带电状态。然而，注意，可以使用不需要这样的操作的带电单元171。在这样的情况下，下面要描述的步骤S201和S205是不必要的。在简单的情况下，带电单元171可以通过被供给电荷而被设置成带电状态，并且可以通过移除电荷而被设置成非带电状态。
首先，在步骤S221中，主控制单元126将带电单元171设置成带电状态。在步骤S222中，主控制单元126控制分配器111和基板驱动机构SDM，以便将压印材料布置在作为压印目标的击射区域中。在这种情况下，作为压印目标的击射区域被布置在分配器111下方。在步骤S223中，主控制单元126控制基板驱动机构SDM，以便将作为压印目标的击射区域布置在模具100下方。在步骤S222和S223中，清洁面向清洁部件170的带电单元171的周边部件113的表面的区域。
在步骤S224中，首先，主控制单元126控制模具驱动机构MDM，以便使模具100与作为压印目标的击射区域上的压印材料接触。在步骤S024中，主控制单元126控制固化单元104以便固化压印材料。此后，主控制单元126控制模具驱动机构MDM，以便使模具100从固化的压印材料脱离。在步骤S225中，主控制单元126将带电单元171设置成非带电状态。
在步骤S226中，主控制单元126确定是否已对于基板上的所有击射区域完成了压印。如果存在尚未执行压印的任何击射区域，则过程返回到步骤S221以重复对于剩余的击射区域的过程。如果已完成对于所有击射区域的压印，则主控制单元126在步骤S227中确定是否已完成了对于所有基板的压印。如果存在尚未执行压印的任何击射区域，则主控制单元126返回到步骤S201以重复对于剩余的基板的过程。
为了通过使用清洁部件170清洁比周边部件113大的区域，如图13所例示的，具有更大面积的清洁部件170是有用的。图13所例示的清洁部件170具有在所有方向上围绕模具100的形状。
可以在模具100周围布置各种类型的机构。在这种情况下，可能难以采用在所有方向上围绕模具100的清洁部件170。可以在模具100周围布置的机构的示例包括用于通过向模具100的侧面施加力来使模具100变形的机构、用于调整模具100的倾斜的机构、以及作为模具驱动机构MDM的一部分的机构。
图14示出除了清洁部件170之外还提供清洁部件180和181的情况。即，图14示出提供多个清洁部件170、180和181的情况。如图15A所例示的，清洁部件180清洁周边部件113的部分区域300。如图15B所例示的，清洁部件181清洁周边部件113的另一区域310。可以通过提供多个清洁部件并对它们分配要被清洁的区域来限制压印装置IMP的尺寸的增加。在这种情况下，清洁部件170可以用于与对基板101上的多个击射区域进行压印同时地清洁周边部件113。另一方面，清洁部件180和181可以在如下的专用的清洁序列中使用:该专用的清洁序列在没有对基板101执行压印的时间段中(例如，在维护时间段或空闲时间段中)执行。
(第三实施例)
压印装置IMP优选包括用于在模具100从固化的压印材料脱离时使带电的模具100放电的放电机构。例如，使用电离器来使模具100放电。存在各种类型的电离器，诸如电晕放电方案和能量线照射方案(例如，X射线照射方案或α射线照射方案)等。电晕放电方案可以是产生微粒的因素。因此，为了在维持清洁的同时使模具100放电，优选使用X射线照射方案或α射线照射方案。因为模具100和基板101之间的空间非常小，所以难以在空间周围布置电离器并且利用X射线或α射线直接照射模具100。除利用X射线或α射线直接照射模具100的方案之外，存在利用X射线或α射线照射气体以使气体电离、并将电离气体供给到模具100下面的空间的方案可用。然而，注意，当气体穿过管线和喷嘴并且进一步穿过从喷嘴到模具100和基板101之间的空间的路径时，电离气体的离子浓度降低，因此在模具100下面的空间中有时不能维持足够的离子浓度。在这样的情况下，模具100不能有效地放电。
因此，在本实施例中，从吹扫气体供给单元118供给放电气体。可以从与吹扫气体供给单元118不同的气体供给单元供给放电气体。如图16A所示，优选在模具100的图案部分160从固化的压印材料脱离之前利用放电气体填充模具100周围的空间。吹扫气体供给单元118可以在图案部分160脱离之前停止供给放电气体，或者可以在脱离操作期间保持供给放电气体，只要模具100周围的空间被放电气体充分地填充即可。结果，如图16B所示，在使图案部分160从固化的压印材料脱离的步骤中，周围的放电气体被吸入到图案部分160和要更换的基板101之间的间隙中。
放电气体需要包含具有比空气长的电子平均自由路径的气体。具体地，放电气体可以是由单原子分子构成的稀有气体。在稀有气体当中，特别优选具有最长的平均自由路径的氦气。存在于电场中的电子因电场被携带到阳极侧，并且在被携带的过程中与气体分子碰撞。在这种情况下，当已被充分加速以具有高于气体的电离能量的能量的电子与气体分子碰撞时，发生电离，并且产生电子-阳离子对。产生的电子也被电场加速以电离气体分子。以这种方式顺次发生电离以产生大量的电子-阳离子对。这种现象被称为电子雪崩。在具有长的电子平均自由路径的气体中，被加速的过程中的电子不与气体分子碰撞并加速到高能量状态。因此，即使在比空气低的电场中，具有长的电子平均自由路径的气体也更容易引起电子雪崩。这使得可以在累积大量的电压之前使模具100放电。
通常，放电气体具有高扩散性并且当图案部分160被压印材料填充时可以用作压印空间中的吹扫气体。下面将讨论关于当清洁部件170的带电单元171在其自身与周边部件113之间产生电场以对周边部件113执行清洁过程时要施加到带电单元171的电压。当放电气体进入已被施加电压的带电单元171与周边部件113之间的间隙以引起电子雪崩时，大量的电子或阳离子被供给到带电单元171的表面上以在带电单元171中引起电压降，由此降低清洁效果。因此，需要设置要施加到带电单元171的电压，使得在带电单元171和周边部件113之间产生的电场的强度变得等于或小于通过放电气体而发生放电的电场强度。由于这个原因，可以提供用于控制要被施加到带电单元171的电压的电压控制单元172。电压控制单元172设置要被施加到带电单元171的电压，使得在带电单元171和周边部件113之间产生的电场的强度变得等于或小于通过放电气体而发生放电的电场强度。在带电单元171和周边部件113之间是否发生电子雪崩取决于电场强度和放电气体的类型。因此，可以根据带电单元171和周边部件113之间的距离以及放电气体的类型来决定要被施加到带电单元171的电压的值。即，要施加到带电单元171的电压的值根据放电气体的类型以及带电单元171和周边部件113之间的距离而变化。
在使模具100从固化的压印材料脱离的过程之后，放电气体将模具100的电压维持在通过放电气体而发生放电的电压或者更小。因此，通过使用其带电单元171被设置为以上电压的清洁部件170来执行对于周边部件113的清洁过程可以防止微粒150被附着到模具100。
虽然没有从吹扫气体供给单元118供给放电气体，但是施加到带电单元171的电压可以被设置为使得在带电单元171和周边部件113之间产生的电场的强度变得高于通过放电气体而发生放电的电场强度的值。例如，在不执行压印过程时，可以在带电单元171中设置高于压印过程中的电压的电压以执行清洁过程。即使在压印过程中，虽然没有供给放电气体，但是也可以增加施加到带电单元171的电压以增强清洁效果。
本发明不限于上述实施例，并且可以在本发明的精神和范围内进行各种改变和修改。因此，为了向公众告知本发明的范围，作出以下权利要求。
本申请要求基于2016年2月26日提交的日本专利申请No.2016-036315、2016年11月18日提交的日本专利申请No.2016-225379和2017年2月3日提交的日本专利申请No.2017-018915的优先权，这些日本专利申请通过在本文中其整体引用而特此合并。
附图标记列表
IMP：压印装置，100：模具，101：基板，102：基板卡盘，113：周边部件，131：支撑体，132-135：带电单元，150：微粒，170：清洁部件。

Claims (29)

1.一种压印装置，所述压印装置用于通过在使模具与基板上的压印材料接触的同时固化所述压印材料来在所述基板上形成图案，其特征在于，所述压印装置包括：
基板卡盘，所述基板卡盘具有用于保持所述基板的基板保持区域；
周边部件，所述周边部件被布置为围绕由所述基板卡盘保持的基板的侧面；以及
控制单元，所述控制单元被配置为控制用于通过使用包括带电单元的清洁部件来对所述周边部件的至少部分区域进行清洁的清洁过程，
其中，所述清洁过程包括用于通过在所述带电单元面向所述周边部件的至少部分区域的同时相对于所述周边部件移动所述清洁部件来将所述部分区域中的微粒吸引到所述带电单元的操作。
2.根据权利要求1所述的压印装置，其特征在于，所述带电单元相对于所述周边部件的移动包括重复以下的操作单位：所述操作单位包括与第一方向平行的方向上的相对移动以及与所述第一方向相交的第二方向上的相对移动。
3.根据权利要求1所述的压印装置，其特征在于，所述带电单元相对于所述周边部件的移动的路径包括围绕所述基板保持区域的多个环路，并且所述多个环路具有与所述基板保持区域的不同距离。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的压印装置，其特征在于，还包括供给单元和模具驱动机构，所述供给单元被配置为将压印材料供给到基板上，所述模具驱动机构被配置为驱动模具，
其中，所述模具驱动机构当从所述供给单元观察时位于第一方位位置，并且所述部分区域包括所述周边部件的上表面的以下区域：该区域位于比由所述基板卡盘保持的基板的位于所述第一方位位置的一侧的侧面更靠近所述第一方位位置。
5.根据权利要求4所述的压印装置，其特征在于，所述清洁过程在所述基板上不存在压印材料时执行，并且
在所述清洁过程期间，所述供给单元不将压印材料供给到所述基板上。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的压印装置，其中，在发出执行用于通过压印来在所述基板上形成图案的压印过程的命令之后，所述控制单元在响应于所述命令而执行所述压印过程之前执行所述清洁过程。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的压印装置，其特征在于，所述周边部件包括具有光滑表面的连续部分和具有粗糙表面的不连续部分，并且所述控制单元将所述带电单元被使得面向每单位面积的不连续部分的总时间设置为长于所述带电单元被使得面向每单位面积的连续部分的总时间。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的压印装置，其特征在于，还包括模具卡盘和保持单元，所述模具卡盘被配置为保持模具，所述保持单元被配置为保持清洁部件，
其中，所述控制单元在所述清洁部件由所述保持单元保持时执行所述清洁过程。
9.根据权利要求1至7中的任一项所述的压印装置，其特征在于，所述清洁过程在所述清洁部件由被配置为保持模具的模具卡盘保持时执行。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的压印装置，其特征在于，所述清洁过程中所述带电单元和所述周边部件之间的间隙小于当所述基板被移动以将压印材料供给到所述基板上时所述模具和所述周边部件之间的间隙。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的压印装置，其特征在于，所述清洁过程在所述带电单元和所述周边部件之间的间隙被设置为不多于0.8mm的情况下执行。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的压印装置，其特征在于，所述带电单元包括带电的介电部件。
13.根据权利要求1至11中的任一项所述的压印装置，其特征在于，所述带电单元包括驻极体。
14.根据权利要求1至11中的任一项所述的压印装置，其特征在于，所述带电单元包括保持正电荷的驻极体和保持负电荷的驻极体。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的压印装置，其特征在于，所述控制单元控制通过在没有基板被所述基板卡盘保持的同时相对于所述基板卡盘移动所述带电单元来使所述带电单元吸引所述基板卡盘上的微粒的操作。
16.一种操作压印装置的方法，所述压印装置包括基板卡盘和周边部件，所述基板卡盘被配置为保持基板，所述周边部件被布置为围绕由所述基板卡盘保持的基板的侧面，其特征在于，所述方法包括：
执行用于通过使用包括带电单元的清洁部件来对所述周边部件的至少部分区域进行清洁的清洁过程的步骤；以及
通过将压印材料供给到由所述基板卡盘保持的基板上并且在模具与所述压印材料接触的同时固化所述压印材料来在所述基板上形成图案的步骤，
其中，所述清洁过程包括用于通过在所述带电单元面向所述周边部件的至少部分区域的同时相对于所述周边部件移动所述清洁部件来将所述部分区域中的微粒吸引到所述带电单元的操作。
17.一种物品制造方法，其特征在于，所述物品制造方法包括：
通过使用权利要求1至15中的任一项中限定的压印装置来在基板上形成图案的步骤；以及
处理其上形成图案的基板的步骤。
18.一种物品制造方法，其特征在于，所述物品制造方法包括：
通过根据权利要求16中限定的操作方法来操作压印装置并且使用所述压印装置来在基板上形成图案的步骤；以及
处理其上形成图案的基板的步骤。
19.根据权利要求1至15中的任一项所述的压印装置，其特征在于，所述清洁部件被布置为使得所述模具位于被配置为将压印材料供给到基板上的分配器和所述清洁部件之间。
20.根据权利要求19所述的压印装置，其特征在于，所述控制单元执行控制以用于将所述清洁部件的带电单元设置成带电状态或非带电状态。
21.根据权利要求20所述的压印装置，其特征在于，所述控制单元在所述分配器将压印材料供给到基板之前将所述带电单元设置成带电状态。
22.根据权利要求19至21中的任一项所述的压印装置，其特征在于，所述带电单元在与所述清洁部件和分配器被排列的方向垂直的方向上的宽度大于图案区域的宽度。
23.根据权利要求1所述的压印装置，其特征在于，还包括：
气体供给单元，所述气体供给单元被配置为供给用于使所述模具放电的气体；以及
电压控制单元，所述电压控制单元被配置为控制施加到所述带电单元的电压。
24.根据权利要求23所述的压印装置，其特征在于，所述电压控制单元设置施加到所述带电单元的电压，使得在所述带电单元和周边部件之间产生的电场的强度变得不大于通过所述气体而发生放电的电场强度。
25.根据权利要求24所述的压印装置，其特征在于，施加到所述带电单元的电压根据所述气体的类型以及所述带电单元和周边部件之间的距离而变化。
26.根据权利要求23至25中的任一项所述的压印装置，其特征在于，所述模具通过利用所述气体替换从固化的压印材料脱离的模具和所述压印材料之间的间隙来放电。
27.根据权利要求23至26中的任一项所述的压印装置，其特征在于，所述气体包括具有比空气长的电子平均自由路径的气体。
28.根据权利要求23至26中的任一项所述的压印装置，其特征在于，所述气体包括氦气。
29.根据权利要求23所述的压印装置，其特征在于，所述电压控制单元在所述气体供给单元不供给气体时设置施加到所述带电单元的电压，使得在所述带电单元和周边部件之间由所述带电单元产生的电场的强度变得高于通过所述气体而发生放电的电场强度。
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