CN110361929B - 成型设备和制造物品的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及成型设备和制造物品的方法。本发明提供了一种成型设备，该成型设备使用模具执行用于对基板上的组合物成型的成型处理，该成型设备包括被配置为保持基板的保持单元以及被配置为控制成型处理的控制单元，其中，所述控制单元在基板由保持单元以第一保持力保持的同时，开始用于将模具压靠在基板上的组合物上的处理，使得保持单元在处理开始之后以小于第一保持力的第二保持力保持基板，并且维持由保持单元以第二保持力对基板的保持，直到完成将基板上的组合物填充到模具中。

Description

成型设备和制造物品的方法

技术领域

本发明涉及成型设备和制造物品的方法。

背景技术

如在日本专利公开No.2009-518207和日本专利公开No.2017-103399中所公开的，压印设备在其上已形成图案的模具和基板上的压印材料彼此接触的状态下固化压印材料，并从固化的压印材料中脱离模具，从而在基板上形成图案。日本专利公开No.2009-518207公开了一种技术，该技术在使模具与基板上的压印材料接触时使模具朝向基板变形为凸状形状。日本专利公开No.2017-103399公开了一种技术，该技术在使模具与基板上的压印材料接触时，通过控制施加到基板的背表面的压力(压力分布)来控制基板的表面形状。

在压印设备中，在用于保持(支撑)基板的基板保持表面上需要数μm或更小的平坦度和低粗糙度精度，以维持基板和模具之间的平衡。当基板保持表面的平坦度低时，在基板和基板保持表面之间产生空间，因此从模具到压印材料的按压力(pressing force)在该区域中不能充分传送。因此，在基板上形成的图案中产生缺陷(空隙)，导致产量降低。另一方面，当基板和基板保持表面之间的空间被设定为高真空状态以使得没有空间时，基板保持表面的粗糙度被转移到形成在基板上的图案，导致产量降低。

发明内容

本发明提供了一种有利于提高产量的成型设备。

根据本发明的第一方面，提供了一种成型设备，该成型设备使用模具执行用于对基板上的组合物成型的成型处理，所述成型设备包括被配置为保持基板的保持单元以及被配置为控制所述成型处理的控制单元，其中，所述控制单元在所述基板由所述保持单元以第一保持力保持的同时，开始用于将所述模具压靠在所述基板上的组合物上的处理，使得所述保持单元在所述处理开始之后以小于所述第一保持力的第二保持力保持所述基板，并且维持由所述保持单元以所述第二保持力对所述基板的保持，直到完成将所述基板上的组合物填充到所述模具中为止。

根据本发明的第二方面，提供了一种制造物品的方法，包括使用成型设备在基板上形成图案；处理在所述形成时在其上形成图案的基板；以及从经处理的基板制造所述物品，其中，所述成型设备使用模具执行用于对基板上的组合物成型的成型处理，并且所述成型设备包括被配置为保持所述基板的保持单元以及被配置为控制所述成型处理的控制单元，并且所述控制单元在所述基板由所述保持单元以第一保持力保持的同时，开始用于将所述模具压靠在所述基板上的组合物上的处理，使得所述保持单元在所述处理开始之后以小于所述第一保持力的第二保持力保持所述基板，并且维持由所述保持单元以所述第二保持力对所述基板的保持，直到完成将所述基板上的组合物填充到所述模具中为止。

参考附图，根据示例性实施例的以下描述，本发明的其它方面将变得清楚。

附图说明

图1是示意性地示出作为本发明的一个方面的压印设备的布置的视图。

图2是示意性地示出模具保持单元和模具保持单元的周边的布置的截面图。

图3是示意性地示出基板卡盘(substrate chuck)的布置的视图。

图4是示意性地示出模具的布置的视图。

图5A和图5B是示出基板卡盘的凹状部分与模具的图案部分之间的位置关系的视图。

图6A至图6G是用于解释模具整个表面压射(shot)区域的压印处理的视图。

图7A和图7B是用于解释模具整个表面压射区域的压印处理的视图。

图8A和图8B是示出基板卡盘的凹状部分与模具的图案部分之间的位置关系的视图。

图9是用于解释图1中所示的压印设备的操作的流程图。

图10A至图10F是用于解释制造物品的方法的视图。

图11A至图11D是用于解释图1中所示的压印设备用作平坦化设备的情况的视图。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明的优选实施例。注意，在整个附图中，相同的附图标记指示相同的构件，并且将不给出其重复描述。

图1是示意性地示出作为本发明的一个方面的压印设备100的布置的视图。压印设备100是在光刻处理中采用的光刻设备，光刻处理是半导体器件或液晶显示元件的制造处理并且在基板上形成图案。压印设备100用作使用模具(模板或构件)执行用于对基板上的组合物成型的成型处理的成型设备。在该实施例中，压印设备100使供应到基板上的压印材料与模具接触并将固化能量施加到压印材料，从而形成固化产品的图案，模具的不平坦图案被转移到该固化产品的图案上。

使用通过接收固化能量而固化的可固化组合物(也称为未固化材料和未固化状态的树脂)作为压印材料。固化能量的示例是电磁波、热等。例如，使用从10nm(包含)至1mm(包含)的波长范围中选择并包括红外光、可见光束和紫外光的光作为电磁波。

可固化组合物是通过光照射或加热而固化的组合物。通过光照射固化的光固化性组合物至少包含聚合性化合物和光聚合引发剂，并且根据需要可以包含非聚合性化合物或溶剂。非聚合性化合物是选自包括敏化剂、氢供体、内部脱模剂、表面活性剂、抗氧化剂和聚合物组分的组中的至少一种材料。

可以通过旋涂机或狭缝涂布机将压印材料以膜形状施加到基板上。也可以以液滴的形式或者以通过使用液体注入头连接多个液滴而获取的岛或膜的形式将压印材料施加到基板上。压印材料的粘度(25℃下的粘度)例如为1mPa·s(包含)至100mPa·s(包含)。

使用玻璃、陶瓷、金属、半导体、树脂等作为基板。根据需要，可以在基板的表面上形成由与基板不同的材料制成的构件。更具体地，基板包括硅晶片、化合物半导体晶片、石英玻璃等。

如图1中所示，压印设备100包括基板台104、用于支撑基板台104的支撑基座113以及用于驱动基板台104(基板103)的基板驱动单元132。基板台104设置有用于通过抽吸保持基板103的基板卡盘(保持部分)108和参考标记115。压印设备100还包括用于保持模具102的模具保持单元101和用于驱动模具保持单元101(模具102)的模具驱动单元131。

在该实施例中，使用XYZ坐标系示出方向，其中假设平行于基板103的表面的方向在X-Y平面上。假设平行于XYZ坐标系中的X轴、Y轴和Z轴的方向分别是X方向、Y方向和Z方向，以及围绕X轴、Y轴和Z轴的旋转分别由θX、θY和θZ指示。相对于X轴、Y轴和Z轴的控制或驱动(移动)意味着分别相对于平行于X轴的方向、平行于Y轴的方向以及平行于Z轴的方向控制或驱动。相对于θX、θY和θZ的控制或驱动意味着分别相对于围绕平行于X轴的轴的旋转、围绕平行于Y轴的轴的旋转以及围绕平行于Z轴的轴的旋转的控制或驱动。

基板驱动单元132和模具驱动单元131形成相对驱动机构，用于相对于X轴、Y轴、Z轴、θX轴、θY轴和θZ轴的六个轴调节基板103和模具102之间的相对位置和旋转。相对于Z轴调节基板103和模具102之间的相对位置包括使基板上的压印材料与模具102接触(将模具102压靠在基板上的压印材料上)的操作以及从基板上的固化压印材料脱离模具102的操作。基板驱动单元132驱动基板台104，以便例如相对于多个轴(例如，X轴、Y轴和θZ轴)驱动基板103。模具驱动单元131驱动模具保持单元101，以便相对于多个轴(例如，X轴、Y轴、Z轴、θX轴、θY轴和θZ轴)驱动模具102。

压印设备100还包括对准器(alignment scope)116、基板测量单元109、离轴对准器107、固化单元105、观察单元114、供应单元(分配器)106和模具测量单元117。

对准器116测量模具102和基板103之间的相对位置。对准器116获取指示模具102上的标记与基板103上的标记之间的相对位置的信息，信息例如是模具102上的标记和基板103上的标记的图像或由模具102上的标记和基板103上标记形成的莫尔条纹图像。例如，通过提供四个对准器116，可以同时检测在基板103的压射区域的四个角处的标记。

基板测量单元109测量基板103的表面的形状。在该实施例中，基板测量单元109包括能够测量距离的传感器并测量基板103的表面上的多个位置处的高度。离轴对准器107检测基板103上的标记。固化单元105将用于固化压印材料的能量(例如，光)供应给基板上的压印材料并固化压印材料。

观察单元114观察基板上的压印材料和模具102之间的接触状态以及压印材料到模具102的图案中的填充状态。以这种方式，观察单元114用作用于获取基板上的压印材料到模具102中的填充状态的获取单元。

供应单元106将压印材料供应(施加)到基板上。供应单元106包括例如其中排列有用于排出压印材料的多个排出口的排出单元。供应单元106可以包括相对于多个轴(例如，六个轴)驱动排出单元的驱动机构。

模具测量单元117测量模具102的图案表面(表面)的形状。在该实施例中，模具测量单元117包括能够测量距离的传感器并测量模具102的图案表面上的多个位置处的高度。

如图2中所示，压印设备100还包括将净化气体供应到模具102和基板103之间的空间的气体供应单元170。气体供应单元170包括例如设置在模具保持单元101中的通道。使用不妨碍基板上的压印材料的固化的气体，例如包括氦气、氮气和可冷凝气体(例如，五氟丙烷(PFP))中的至少一种的气体作为净化气体。

压印设备100还包括控制整个压印设备100的控制单元190。控制单元190由例如包括CPU、存储器等的计算机形成，并且根据存储在存储单元中的程序综合地控制压印设备100的各个单元。

图2是示意性地示出模具保持单元101和模具保持单元101的周边的布置的截面图。模具保持单元101包括例如抽吸部分110并通过使用抽吸部分110抽吸模具102来保持模具102。模具102包括台面形图案部分(台面部分)1021。要在基板上形成的图案形成在图案部分1021(的图案表面)上。

模具保持单元101具有例如传送从固化单元105供应的用于固化基板上的压印材料的能量的结构，并且更具体地，模具保持单元101具有中空结构。模具保持单元101包括用于在模具102的背表面侧(与图案表面相对的表面)上形成压力室(腔)133的密封构件(例如，玻璃片)112、用于控制压力室133中的压力的通道111、以及压力控制单元181。

压力控制单元181经由通道111连接到压力室133。压力控制单元181控制压力室133中的压力，例如，使得压力室133中的压力变得高于外部空间中的压力。因此，模具102可以变形，使得模具102的图案部分1021(中央部分)具有朝向基板103(下侧)的凸状形状。压力控制单元181和通道111形成控制(调节)模具102的变形的模具变形机构180。

图3是示意性地示出基板卡盘108的布置的视图。基板卡盘108包括压力控制机构300，该压力控制机构300在控制单元190的控制下控制(调节)相对于基板103的抽吸压力(基板卡盘108保持基板103的保持力)。压力控制机构300控制基板103的背表面侧的压力分布。

压力控制机构300包括设置在基板卡盘108的表面上的多个凹状部分121、122、123、124和125，以及能够单独地控制多个凹状部分121至125中的压力的压力控制单元150。多个凹状部分121至125形成能够独立地控制相对于基板103的保持力的多个保持区域。例如，考虑压力控制单元150向凹状部分122、123和124供应-40kPa的负压并向凹状部分121供应-5kPa的负压的情况。在这种情况下，可以保持基板103而不会使与基板103的凹状部分121对应的区域(部分)与基板卡盘108紧密接触。注意，凹状部分121至125的数量不限于五个，并且根据要求的规格可以改变为任意数量。压力控制单元150可以单独地供应到凹状部分121至125的压力的范围和值根据要求的规格来确定。如图3中所示，凹状部分121至125的形状可以是同心布置的圆形形状或环形形状，或者可以是其它形状。基板卡盘108可以包括在与基板103相对的平面中的边缘处的锥形部分TP。关于基板103的背表面侧上的压力，即，由基板卡盘108和基板103围绕的空间中的压力，可以设置用于测量空间中的压力的传感器并通过传感器获取的测量值来控制压力。

图4是示意性地示出模具102的布置的视图。模具102包括薄板状可移动部分(隔膜)1022、设置成从可移动部分1022突出的图案部分1021以及用于支撑可移动部分1022的支撑部分1024。由支撑部分1024围绕的中空部分1025设置在可移动部分1022的背表面侧(与布置图案部分1021的一侧相对的一侧)上。中空部分1025形成压力室133的一部分。

可移动部分1022具有例如约1mm的厚度。图案部分1021具有例如约30μm的厚度。在图案部分1021的表面(图案表面)上，形成由凸状图案204和凹状图案203形成的图案。凸状图案204的表面和凹状图案203的表面之间的台阶，即凸状图案204的高度，例如在数十nm到数百nm的范围内。在图案部分1021中，提供一个或多个标记206。

图5A和图5B是示出在使用图4中所示的模具102执行用于在基板上的压印材料上形成图案的压印处理时图3中所示的基板卡盘108的凹状部分121至125与模具102的图案部分1021之间的位置关系的视图。参考图5A和图5B，基板103的压射区域902与用于执行压印处理的目标区域对应。由于模具102的图案部分1021的整个表面配合在压射区域902中，因此这种压射区域被称为模具整个表面压射区域。在这种情况下，凹状部分122、123和124各自设定为压射正下方的区域(第一保持区域)，并且凹状部分121和125各自设定为压射周边区域(第二保持区域)。

参考图6A、图6B、图6C、图6D、图6E、图6F、图6G、图7A和7B，将描述压印设备100中的模具整个表面压射区域的压印处理。通过控制单元190综合地控制压印设备100的各个单元来执行压印处理。

图6A至图6G示出了在压印处理期间基板103和模具102的状态。为简单起见，图6A至图6G中仅示出了模具102的图案部分1021。图7A示出了经由模具102施加到基板上的压印材料301的按压力的轮廓。将由模具102按压压印材料301的力视为负按压力。在图7A中，纵坐标表示按压力，并且横坐标表示时间。图7B示出了基板卡盘108相对于基板103的抽吸压力的轮廓，并且将基板103被基板卡盘108抽吸处的压力视为负抽吸压力。在图7B中，纵坐标表示抽吸压力，并且横坐标表示时间。注意，在下文中，图7B中所示的抽吸压力表示相对于基板103的在基板卡盘108的压射正下方的区域中的抽吸压力，并且关于抽吸压力的解释是针对在基板卡盘108的压射正下方的区域的。此外，图7A和图7B中所示的时刻(时间)Tb、Tc、Td、Te、Tf和Tg分别与图6B、图6C、图6D、图6E、图6F和图6G中所示的状态对应。

首先，如图6A中所示，在从气体供应单元170向模具102和基板103之间的空间供应净化气体的状态下，控制单元190控制模具驱动单元131开始模具102的下降。这使得模具102接近从供应单元106供应到基板103的压射区域的压印材料301。此时，控制单元190控制压力控制机构300，使得基板卡盘108以第一抽吸压力(第一保持力)保持基板103。以这种方式，控制单元190在基板103由基板卡盘108以第一抽吸压力保持的同时，开始将模具102压靠在基板上的压印材料301上的处理(按压处理)。

注意，在模具102下降之前，即，在按压处理开始之前，或者与按压处理并行地，控制单元190可以经由压力控制单元181控制压力室133中的压力，使得模具102具有朝向基板103的凸状形状。通常，经由压力控制单元181使模具102变形为目标凸状形状需要约数百毫秒。因此，与通过供应单元106将压印材料301供应到基板103上并行地，可以开始通过压力控制单元181控制压力室133中的压力。

然后，如图6B中所示，控制单元190使模具102的图案部分1021的一部分与基板上的压印材料301接触(将模具102的图案部分1021的一部分压靠在基板上的压印材料301上)。此时，优选从图案部分1021的中央部分开始使模具102的图案部分1021与基板上的压印材料301接触，以防止气体进入基板103和模具102的图案部分1021之间。使模具102和基板103彼此靠近的操作包括例如第一操作和第一操作之后的第二操作。在第一操作中，模具102和基板103以第一速度彼此靠近。在第二操作中，模具102和基板103以比第一速度慢的第二速度彼此靠近，从而使模具102和基板上的压印材料301彼此接触。这可以防止模具102(的图案部分1021)与基板103之间的碰撞。在图6B中所示的状态下，经由模具102施加到基板上的压印材料301的按压力和基板卡盘108相对于基板103的抽吸压力分别与图7A和图7B中所示的时刻Tb处的压力和抽吸压力对应。

接下来，如图6C中所示，控制单元190控制模具驱动单元131，使得基板上的压印材料301扩散到模具102的图案部分1021的端部。如图7A中所示，该时段是直到经由模具102施加到基板上的压印材料301的按压力最大的时刻Tc的时段，即，按压力增加的第一时段。如图7B中所示，基板卡盘108相对于基板103的抽吸压力维持第一抽吸压力直到时刻Tc。在该实施例中，第一抽吸压力是在使模具102与基板上的压印材料301接触和从压印材料301脱离模具102之间的时段中的最小抽吸压力。在这种状态下，因为目的是使基板卡盘108和基板103彼此紧密接触以便不释放模具驱动单元131的力，所以优选基板卡盘108相对于基板103具有较低的抽吸压力。

然后，如图6D中所示，控制单元190控制模具驱动单元131，使得基板上的压印材料301在模具102的图案部分1021的整个表面上扩散。如图7A中所示，该时段是在经由模具102施加到基板上的压印材料301的按压力减小的第二时段(从时刻Tc到时刻Te的时段)期间的从时刻Tc到时刻Td的时段。如图7B中所示，基板卡盘108相对于基板103的抽吸压力在从第一时段到第二时段的转变的时刻(时刻Tc)被设定为低于第一抽吸压力的第二抽吸压力(切换到小于第一保持力的第二保持力)。在该实施例中，第二抽吸压力(第二保持力)是在使模具102与基板上的压印材料301接触和从压印材料301脱离模具102之间的时段中的最大抽吸压力。以这种方式，通过松开基板卡盘108和基板103之间的紧密接触，释放转移到基板上的压印材料301的基板卡盘108的粗糙度。为了释放基板卡盘108和基板103之间的紧密接触，第二抽吸压力可以设定为零。

接下来，如图6E中所示，控制单元190控制模具驱动单元131，以便维持基板上的压印材料301在模具102的图案部分1021的整个表面上扩散的状态。因此，基板上的压印材料301填充在模具102的图案部分1021(凹状图案203)中。如图7A中所示，该时段是在经由模具102施加到基板上的压印材料301的按压力减小的第二时段期间的从时刻Td到时刻Te的时段。如图7B中所示，基板卡盘108相对于基板103的抽吸压力维持第二抽吸压力直到时刻Te。然后，在第二时段结束的时刻(时刻Te)，设定高于第二抽吸压力的第三抽吸压力(切换到大于第二保持力的第三保持力)。注意，在该实施例中，第三抽吸压力(第三保持力)是低于第一抽吸压力(小于第一保持力)的抽吸压力，但是第三抽吸压力可以等于第一抽吸压力。

接下来，如图6F中所示，控制单元190控制固化单元105，使得用于固化基板上的压印材料301的能量被供应到基板上的压印材料301。因此，基板上的压印材料301被固化，并且形成在模具102的图案部分1021中的图案被转移到压印材料301。在图6F中所示的状态下，经由模具102施加到基板上的压印材料301的按压力和基板卡盘108相对于基板103的抽吸压力分别与图7A和图7B中所示的时刻Tf处的按压力和抽吸压力对应。

接下来，如图6G中所示，控制单元190控制模具驱动单元131，使得模具102从基板上的固化的压印材料301脱离。在图6G中所示的状态下，经由模具102施加到基板上的压印材料301的按压力和基板卡盘108相对于基板103的抽吸压力分别与图7A和图7B中所示的时刻Tg处的按压力和抽吸压力对应。

如上所述，在本实施例中，在按压处理开始之后，例如，在经由模具102向基板上的压印材料301施加按压力期间的时段中，基板卡盘108相对于基板103的抽吸压力从第一抽吸压力切换到第二抽吸压力。维持基板卡盘108以第二抽吸压力保持基板103的状态，直到完成将基板上的压印材料301填充到模具102中。因此，从模具102到压印材料301的按压力被充分地转移，并且抑制了基板卡盘108的粗糙度被转移到形成在基板上的图案，从而可以提高产量。

另外，在本实施例中，在完成将基板上的压印材料301填充到模具102中之后且在压印材料301被固化之前，基板卡盘108相对于基板103的抽吸压力从第二抽吸压力切换到第三抽吸压力。这使得可以维持形成在基板上的图案的转移精度，以及防止在从基板上的固化的压印材料301脱离模具102时发生脱粘(dechucking)。注意，将基板卡盘108相对于基板103的抽吸压力从第二抽吸压力切换到第三抽吸压力的时刻可以设定为在压印材料301固化之后且在模具102从压印材料301脱离之前。

关于基板卡盘108的压射的正下方区域以外的压射周边区域，不需要切换相对于基板103的抽吸压力。关于基板卡盘108的压射周边区域，在从按压处理开始直到完成将压印材料301填充到模具102中、或者更具体地直到模具102从压印材料103脱离的时段期间，维持基板103被以第一抽吸压力保持的状态是足够的。换句话说，在压印处理期间，在基板卡盘108的压射的正下方区域以外的区域中维持基板103的保持。这使得可以减小基板103在基板卡盘108中的位置偏移。

该实施例举例说明了这样的情况，其中基于经由模具102施加到基板上的压印材料301的按压力的轮廓(图7A)，基板卡盘108相对于基板103的抽吸压力从第一抽吸压力切换到第二抽吸压力。然而，可以基于通过观察单元114获取的基板上的压印材料301到模具102的填充状态，来将基板卡盘108相对于基板103的抽吸压力从第一抽吸压力切换到第二抽吸压力。更具体地，当观察单元114获取的填充状态是基板上的压印材料301填充在模具102的整个表面上的状态时，基板卡盘108相对于基板103的抽吸压力从第一抽吸压力切换到第二抽吸压力。

另外，在压印设备100中，不仅在模具整个表面压射区域上而且在部分压射区域上执行压印处理，如图8A和图8B中所示。这里，部分压射区域是这样的压射区域，其中在模具102的图案部分1021中形成的图案的一部分被转移到基板上的压印材料并且该压射区域包括基板103的外周(边缘)。

图8A和图8B是示出在使用图4中所示的模具102执行基板103的部分压射区域上的压印处理时图3中所示的基板卡盘108的凹状部分121至125与模具102的图案部分1021之间的位置关系的视图。参考图8A和图8B，由于模具102的图案部分1021的整个表面没有配合在基板103的压射区域903中，因此这种压射区域被称为部分压射区域。在这种情况下，凹状部分121和122中的每一个被设定为压射正下方的区域(第一保持区域)，并且凹状部分123、124和125中的每一个被设定为压射周边区域(第二保持区域)。当对基板103的部分压射区域执行压印处理时，可以如在对模具整个表面压射区域执行压印处理的情况下那样控制基板卡盘108相对于基板103的抽吸压力。换句话说，在部分压射区域和模具整个表面压射区域之间，基板卡盘108相对于基板103的抽吸压力的控制没有差别。

将参考图9描述压印设备100的操作(基板103的每个压射区域的压印处理)。在步骤S801中，将基板103装载在基板卡盘108上。在步骤S802中，从基板103的多个压射区域中选择作为用于执行压印处理的目标区域的目标压射区域。

在步骤S803中，获取经由模具102施加到基板上的压印材料并且与在步骤S802中选择的目标压射区域对应的按压力(图7A)的轮廓。可以通过例如使用从配方获取的诸如模具驱动单元131相对于目标压射区域的驱动轮廓的信息和压印材料的特性的仿真来获取按压力的轮廓。在步骤S804中，基于在步骤S803中获取的按压力的轮廓，产生基板卡盘108相对于基板103的抽吸压力(图7B)的轮廓。

在步骤S805中，对在步骤S802中选择的目标压射区域执行压印处理。在压印处理中，根据在步骤S804中产生的轮廓来控制基板卡盘108相对于基板103的抽吸压力。

在步骤S806中，确定是否存在未被选择作为目标压射区域的压射区域。如果存在未被选择作为目标压射区域的压射区域，则处理返回到步骤S802，以便选择新的目标压射区域。另一方面，如果没有未被选择作为目标压射区域的压射区域，则处理进入步骤S807。在步骤S807中，从基板卡盘108卸载基板103。

使用压印设备100形成的固化产品的图案永久地用于各种物品中的至少一些或在制造各种物品时暂时使用。物品是电路元件、光学元件、MEMS、记录元件、传感器、模具等。电路元件的示例是诸如DRAM、SRAM、闪速存储器和MRAM的易失性和非易失性半导体存储器以及诸如LSI、CCD、图像传感器和FPGA的半导体元件。模具的示例是用于压印的模具。

固化产品的图案直接用作至少一些上述物品的组成构件或暂时用作抗蚀剂掩模。在基板处理步骤中执行蚀刻或离子注入之后，去除抗蚀剂掩模。

接下来将描述制造物品的详细方法。如图10A中所示，准备诸如硅晶片的基板103，其具有在表面上形成的诸如绝缘体的经处理的材料。接下来，通过喷墨方法等将压印材料施加到经处理的材料的表面。这里示出了将压印材料作为多个液滴施加到基板上的状态。

如图10B中所示，用于压印的模具102的具有不平坦图案的一侧被引导并使其面对基板上的压印材料。如图10C中所示，使施加有压印材料的基板103与模具102接触，并施加压力。模具102和经处理的材料之间的间隙被压印材料填充。在这种状态下，当经由模具102用固化能量照射压印材料时，压印材料被固化。

如图10D中所示，在压印材料被固化后，从基板103脱离模具102。然后，在基板上形成压印材料的固化产品的图案。在固化产品的图案中，模具102的凹状图案与固化产品的凸状部分对应，并且模具102的凸状图案与固化产品的凹状部分对应。也就是说，模具102的不平坦图案被转移到压印材料。

如图10E中所示，当使用固化产品的图案作为蚀刻抗蚀剂掩模执行蚀刻时，去除固化产品不存在或保持薄的经处理的材料的表面的一部分，以形成沟槽。如图10F中所示，当去除固化产品的图案时，可以获取在经处理的材料的表面中形成有沟槽的物品。在此，去除固化产品的图案。然而，代替处理或去除固化产品的图案，它可以用作例如包括在半导体元件等中的层间电介质膜，即，物品的组成构件。

注意，该实施例已经举例说明了用于转移具有不平坦图案的电路图案的模具作为模具102。然而，模具102可以是平坦模板，其包括平坦部分而没有不平坦图案。平面模板(构件)用于平坦化设备(成型设备)中，该平坦化设备(成型设备)执行平坦化处理(成型处理)，以使用平坦部分将基板上的组合物成型为平坦的。平坦化处理包括在平坦模板的平坦部分与供应在基板上的可固化组合物接触的状态下，通过光照射或加热来固化可固化组合物的处理。以这种方式，该实施例适用于使用平板模板对基板上的组合物成型的成型设备。

基板上的下层图案具有源自在前一步骤中形成的图案的凹状/凸状轮廓。更具体地，基板(处理晶片)可以具有约100nm的台阶以及最近的存储器元件的多层结构。可以通过光刻处理中使用的曝光设备(扫描仪)的聚焦跟踪功能来校正源自基板的整个表面的适度波动的台阶。然而，具有小间距并落入曝光设备的曝光狭缝区内的精细凹状/凸状部分直接消耗曝光设备的DOF(焦点深度)。使用例如SOC(碳上旋涂)或CMP(化学机械抛光)之类的形成平坦化层的技术作为平坦化基板的下层图案的传统方法。然而，在传统技术中，如图11A中所示，在隔离图案区域A和重复密集(线和空间图案的密集)图案区域B之间的边界部分中，只能获取40％至70％的不平坦抑制率，因此不能获取足够的平坦化性能。另外，由多层形成导致的下层图案的凹状/凸状差异趋于增加。

作为该问题的解决方案，美国专利No.9415418提出了一种技术，该技术通过用喷墨分配器施加用作平坦化层的抗蚀剂并用平面模板压印来形成连续膜。另外，美国专利No.8394282提出了一种技术，该技术将基板侧的形貌测量结果反映在由喷墨分配器指示施加抗蚀剂的每个位置的密度信息上。压印设备100特别适用于平坦化(平坦化)设备，以用于通过将平坦模板而不是模具102压靠在预先施加的未固化的抗蚀剂(未固化的材料)来局部地平坦化基板的表面。

图11A示出了在执行平坦化之前的基板。凸状图案部分的面积在隔离图案区域A中较小。在重复密集图案区域B中，凸状图案部分占据的面积和凹状图案部分占据的面积是1：1。隔离图案区域A和重复密集图案区域B的平均高度取决于凸状图案部分占据的比率而具有不同的值。

图11B示出了用于形成平坦化层的抗蚀剂被施加到基板的状态。图11B示出了基于美国专利No.9415418中提出的技术通过喷墨分配器施加抗蚀剂的状态。然而，可以使用旋涂机来施加抗蚀剂。换言之，可以应用压印设备100，只要其包括通过将平坦模板压靠在预先施加的未固化的抗蚀剂上来平坦化预先施加的未固化的抗蚀剂的步骤。

如图11C中所示，平坦模板由透射紫外光的玻璃或石英制成，并且抗蚀剂通过用来自光源的紫外光照射而固化。平坦模板符合基板表面的轮廓，以使整个基板平缓的不平坦。在抗蚀剂被固化后，如图11D中所示，使平坦模板从抗蚀剂脱离。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以包含所有这些修改以及等同的结构和功能。

Claims (17)

1.一种成型设备，其特征在于，该成型设备使用模具执行用于对基板的目标区域上的组合物成型的成型处理，所述成型设备包括：

保持单元，包括多个凹状部分，并且被配置为通过使所述多个凹状部分的压力为负压来保持所述基板；和

控制单元，被配置为控制所述成型处理，

其中，所述控制单元在所述基板由所述保持单元以第一保持力保持的同时，开始用于将所述模具压靠在所述基板的所述目标区域上的组合物上的处理，在用于按压所述模具的处理开始之后，通过增加所述多个凹状部分当中的在所述目标区域下方的第一凹状部分的压力以使所述第一凹状部分的压力为负压或零，使得所述保持单元以小于所述第一保持力的第二保持力保持所述基板，并且维持由所述保持单元以所述第二保持力对所述基板的保持，直到完成将所述基板上的组合物填充到所述模具中。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，多个第一凹状部分在所述目标区域的下方，并且

所述控制单元通过增加所述多个第一凹状部分的压力以使所述多个第一凹状部分的压力为负压或零，使得所述保持单元以小于所述第一保持力的所述第二保持力保持所述基板。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个凹状部分具有圆形形状或环形形状。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制单元通过使所述多个凹状部分中的在所述目标区域下方的第一凹状部分的压力大于所述多个凹状部分中的不在所述目标区域下方的第二凹状部分的压力，使得所述保持单元以小于所述第一保持力的所述第二保持力保持所述基板。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制单元在用于按压所述模具的处理开始之后且在经由所述模具将按压力施加到所述基板上的组合物的时段期间，将用于由所述保持单元保持所述基板的保持力从所述第一保持力切换到所述第二保持力。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制单元在完成将所述基板上的组合物填充到所述模具中之后且在从所述基板上的组合物脱离所述模具之前，使得所述保持单元以大于所述第二保持力的第三保持力保持所述基板。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制单元在将所述模具压靠在所述基板上的组合物上的同时，在完成将所述基板上的组合物填充到所述模具之后且在固化所述基板上的组合物之前，使得所述保持单元以大于所述第二保持力的第三保持力保持所述基板。

8.根据权利要求6所述的设备，其中，所述第三保持力小于所述第一保持力。

9.根据权利要求6所述的设备，其中所述第三保持力等于所述第一保持力。

10.根据权利要求1所述的设备，其中用于按压所述模具的处理包括第一时段和第二时段，在所述第一时段中，经由所述模具施加到所述基板上的组合物的按压力增加，在所述第二时段中，所述按压力减小，以及

所述控制单元在用于按压所述模具的处理从所述第一时段转变到所述第二时段的时刻，将用于由所述保持单元保持所述基板的保持力从所述第一保持力切换到所述第二保持力。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，在所述第二时段结束的时刻，所述控制单元将用于由所述保持单元保持所述基板的保持力从所述第二保持力切换到大于所述第二保持力的第三保持力。

12.根据权利要求1所述的设备，还包括获取单元，所述获取单元被配置为获取所述基板上的组合物到所述模具中的填充状态，

其中，所述控制单元基于由所述获取单元获取的填充状态，将用于由所述保持单元保持所述基板的保持力从所述第一保持力切换到所述第二保持力。

13.根据权利要求12所述的设备，其中，当由所述获取单元获取的填充状态是所述基板上的组合物在所述模具的整个表面扩散的状态时，所述控制单元将用于由所述保持单元保持所述基板的保持力从所述第一保持力切换到所述第二保持力。

14.根据权利要求1所述的设备，其中

所述保持单元包括能够独立地控制相对于所述基板的保持力的多个保持区域，和

在所述多个保持区域当中，在用于保持与所述目标区域对应的区域的第一保持区域中，所述控制单元使得在用于按压所述模具的处理开始之后以所述第二保持力保持所述基板，并且维持以所述第二保持力保持所述基板的状态，直到完成将所述基板上的组合物填充到所述模具中为止，和

在所述多个保持区域当中的除所述第一保持区域之外的第二保持区域中，在从处理开始到完成将所述基板上的组合物填充到所述模具中的时段期间，所述控制单元维持以所述第一保持力保持所述基板的状态。

15.根据权利要求1所述的设备，其中，所述成型设备通过使所述模具的图案与所述组合物接触而形成所述基板上的组合物的图案。

16.根据权利要求1所述的设备，其中，所述成型设备通过使所述模具的平坦部分与所述组合物接触而使所述基板上的组合物平坦化。

17.一种制造物品的方法，其特征在于，所述方法包括：

使用成型设备在基板上形成图案；

处理在所述形成时在其上形成所述图案的基板；和

从经处理的基板制造所述物品，

其中，所述成型设备使用模具执行用于对所述基板的目标区域上的组合物成型的成型处理，并且所述成型设备包括：

保持单元，包括多个凹状部分，并且被配置为通过使所述多个凹状部分的压力为负压来保持所述基板，和

控制单元，被配置为控制所述成型处理，以及

所述控制单元在所述基板由所述保持单元以第一保持力保持的同时，开始用于将所述模具压靠在所述基板的所述目标区域上的组合物上的处理，在用于按压所述模具的处理开始之后，通过增加所述多个凹状部分当中的在所述目标区域下方的第一凹状部分的压力以使所述第一凹状部分的压力为负压或零，使得所述保持单元以小于所述第一保持力的第二保持力保持所述基板，并且维持由所述保持单元以所述第二保持力对所述基板的保持，直到完成将所述基板上的组合物填充到所述模具中为止。