CN111247623B - 压印装置和物品制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于使用模具在基板上形成压印材料的图案的压印装置，该压印装置的特征在于包括：光学系统，该光学系统用于在模具的台面部与压印材料接触的状态下利用用于增大压印材料的粘度的照射光照射包括台面部的端部的周边区域，该周边区域围绕台面部；以及控制单元，该控制单元在模具的台面部与基板上的压印材料接触的状态下，控制光学系统以使得在相互不同的定时处利用照射光来照射周边区域中的具有距台面部的中心相互不同的距离的多个区(52a至52h、52n)。

Description

压印装置和物品制造方法
技术领域
本发明涉及通过使用模具在基板上形成压印材料的图案的压印装置。
背景技术
作为用于制造诸如半导体设备和MEMS之类的物品的方法，已知用于通过使用模具在基板上成形压印材料的压印方法。根据压印方法，压印材料被供应到基板上，并且使所供应的压印材料与模具接触(被称为“压印”)。然后，压印材料在与模具接触的状态下被固化，并且模具从固化的压印材料被释放(被称为“脱模”)。因此，压印材料的图案形成在基板上。
在压印装置中，在使基板上的压印材料与模具接触之后，压印材料被完全填充到在模具中形成的凹凸图案的凹部中，然后压印材料被固化。日本专利公开No.2013-069919公开了一种压印装置，在该压印装置中在压印材料和模具保持彼此接触的同时，用于固化压印材料的光被施加到基板的外周部以防止压印材料扩散到基板的外周部。
在压印装置中使用的模具的部分区域是以从周围区域突起的突起物(被称为“台面部”)的形式。模具的台面部具有形成要形成在基板上的图案(图案区域)的表面，或者是由不形成图案的平坦面定义的表面。因而，在基板上的压印材料与模具的台面部保持彼此相对并且压印材料与台面部的表面保持接触期间，存在压印材料可能从台面部突出并粘附到台面部的侧面，从而引起异物的可能性。日本专利公开No.2013-069919中公开的压印装置可以防止压印材料扩散到基板的外周部，但是不能防止压印材料突出到模具的台面部的侧面(外侧)之上。
发明内容
本发明提供了通过使用模具在基板上形成压印材料的图案的压印装置，该压印装置包括：光学系统，该光学系统在模具的台面部保持与压印材料接触的状态下向周边区域施加用于增大压印材料的粘度的照射光，该周边区域包括模具的台面部的端部并且围绕台面部；以及控制单元，该控制单元控制光学系统，使得在模具的台面部保持与基板上的压印材料接触的状态下向周边区域中的多个区施加照射光的定时彼此不同，这些区被定位在距台面部的中心不同的距离处。
附图说明
图1示出了压印装置。
图2示出了形成压印材料的图案的步骤。
图3A示出了相关技术的压印方法。
图3B示出了相关技术的压印方法。
图3C示出了相关技术的压印方法。
图4A示出了第一实施例中的照射区域。
图4B示出了第一实施例中的照射区域。
图5A示出了第一实施例中的照射区域。
图5B示出了第一实施例中的照射区域。
图5C示出了第一实施例中的照射区域。
图6示出了确定第一实施例中的照射区域的光学系统。
图7示出了压印材料和模具彼此接触的区域以及照射区域。
图8A示出了第一实施例中的各个照射区和照射定时。
图8B示出了第一实施例中的各个照射区和照射定时。
图8C示出了第一实施例中的各个照射区和照射定时。
图9A示出了第二实施例中的照射强度和照射时间。
图9B示出了第二实施例中的照射强度和照射时间。
图10A示出了第三实施例中的各个照射区和照射定时。
图10B示出了第三实施例中的各个照射区和照射定时。
图11A示出了第四实施例中的各个照射区和照射定时。
图11B示出了第四实施例中的各个照射区和照射定时。
图12A示出了第五实施例中的各个照射区和照射定时。
图12B示出了第五实施例中的各个照射区和照射定时。
图12C示出了第五实施例中的各个照射区和照射定时。
图13A示出了第六实施例中的各个照射区和照射定时。
图13B示出了第六实施例中的各个照射区和照射定时。
图14A示出了第七实施例中的照射强度的分布。
图14B示出了第七实施例中的照射强度的分布。
图15A示出了第八实施例中的照射强度的分布。
图15B示出了第八实施例中的照射强度的分布。
图16示出了第九实施例中的照射强度的分布。
图17示出了第十实施例中的照射强度的分布。
图18示出了第十一实施例中的液滴位置和模具端部。
图19A示出了第十二实施例中的液滴位置和模具端部。
图19B示出了第十二实施例中的液滴位置和模具端部。
图20是在第十三实施例中改变参数的流程图。
图21A示出了平坦化处理的步骤。
图21B示出了平坦化处理的另一步骤。
图21C示出了平坦化处理的又一步骤。
图21D示出了平坦化处理的又一步骤。
图22A是被参考以说明物品制造方法的说明图。
图22B是被参考以说明物品制造方法的说明图。
图22C是被参考以说明物品制造方法的说明图。
图22D是被参考以说明物品制造方法的说明图。
图22E是被参考以说明物品制造方法的说明图。
图22F是被参考以说明物品制造方法的说明图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的优选实施例。附图中相同的组件由相同的附图标记表示，并且省略了对这些组件的重复描述。
(压印装置)
图1示出了根据实施例的压印装置1的配置。参考图1描述压印装置1的配置。这里，如图1中所示，以设置基板10的平面为XY平面并且与该XY平面正交的方向为Z方向为假设来定义轴。压印装置1是如下的装置：使供应到基板上的压印材料与模具8接触，并且用于固化压印材料的能量被施加以通过模具的凹凸图案的转印形成固化材料的图案。模具也可以被称为模板或原件板。图1中所示的压印装置1被用于制造例如半导体设备的设备作为物品的示例。这里描述使用光固化方法的压印装置1。
在压印装置中，使供应到基板上的压印材料与模具接触，并且用于固化压印材料的能量被施加以通过模具的凹凸图案的转印形成固化材料的图案。换句话说，压印装置是用于通过使用模具在基板上成形压印材料的装置。
压印装置1包括用于保持和移动模具8的模具保持器3(压印头)、用于保持和移动基板10的基板保持器4(台)以及用于将压印材料供应到基板上的供应单元5(分配器)。压印装置1还包括用于发射光9以固化压印材料的光照射系统2、用于发射光35并捕获模具和压印材料之间的接触状态的图像捕获单元6以及用于控制压印装置1的操作的控制单元7。此外，压印装置1包括用于检测在模具和基板上形成的标记的检测器12。
基板保持器4包括用于保持基板10的基板卡盘16以及用于控制基板10相对于XYZ坐标系中的至少两个轴(即，X轴方向和Y轴方向)的位置的基板驱动机构17。基板保持器4的位置由设置在基板保持器4上的镜18和干涉仪19确定。可以通过使用编码器而不是镜18和干涉仪19两者来确定基板保持器4的位置。
在模具8由模具卡盘11保持的状态下，模具保持器3通过设置在模具保持器上的模具驱动机构38(致动器)在上下方向(Z轴方向)上移动。当模具保持器3通过模具驱动机构38向下(在-Z方向上)移动时，使模具8的图案区域8a与压印材料14接触(被称为“压印”)。压印装置1中使用的模具8的台面部8d(参见图3)具有形成与要形成在基板上的凹凸图案相反的图案(图案区域)的表面，或者由不形成图案的平坦面(平坦部)定义的表面。虽然结合模具的台面部具有图案区域8a的情况进行以下描述，但是模具的台面部可以是不形成图案的平坦部。在压印材料被固化之后，模具保持器3通过模具驱动机构38向上(在+Z方向上)移动，由此模具8的图案区域8a从固化的压印材料释放(被称为“脱模”)。
由隔板41和模具8定义的空间13可以在模具保持器3中形成，使得可以通过调节空间13中的压力使模具8在压印和/或脱模期间变形。例如，通过在压印期间增大空间13中的压力，图案区域8a和压印材料14可以在模具8被变形为朝着基板10突起的形状的状态下彼此接触。
检测器12可以检测在模具8上形成的标记和在基板10上形成的标记。压印装置1可以根据由检测器12检测到的结果来检测模具8相对于基板10的位置，并且可以通过移动模具8和基板10中的至少一个来对准模具8和基板10。
控制单元7控制压印装置1中的各种机构的操作以在形成在基板10上的多个压射区域中形成图案。此外，控制单元7可以被构造成具有控制模具保持器3、基板保持器4、供应单元5、光照射系统2和检测器12的功能。控制单元7可以被设置在压印装置1内，或者可以被安装在与压印装置1分开的地方并且可以执行远程控制。
压印材料被作为通过施加固化能量而固化的可固化的组合物(也被称为“未固化状态的树脂”)给出。例如，电磁波或热被用作固化能量。电磁波例如是具有选自10nm或较长至1mm或较短的范围的波长的光，即，红外光、可见光或紫外光。
可固化的组合物是通过光的照射或加热而固化的组合物。在这些组合物中，通过光的照射而固化的光可固化组合物至少包含聚合性化合物和光聚合起始剂，并且根据需要还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、供氢剂、内部脱模剂、表面活性剂、抗氧化剂、聚合物成分等的组的至少一个。
通过使用旋涂机或狭缝涂布机将压印材料以膜的形式施加到基板上。可替代地，可以通过使用液体喷射头将压印材料以液滴的形式或以由多个互连的液滴形成的岛状或膜状施加到基板上。压印材料的粘度(在25℃)例如不小于1mPa·s且不大于100mPa·s。
基板例如由玻璃、陶瓷、金属、半导体或树脂制成。可以根据需要在基板的表面上形成由与基板的材料不同的材料制成的构件。基板的实际示例是硅晶片、化合物半导体晶片、石英玻璃片等。
(第一实施例)
图2是示出通过压印装置1在基板10上成形压印材料14的步骤的流程图。参考图2描述利用光固化方法的压印方法。
首先，在步骤101中，基板10被装载到压印装置1中。基板10通过基板输送机构(未示出)被装载以位于基板保持器4的基板卡盘16上。
然后，在步骤102中，供应单元5将压印材料14供应到基板10上的要形成压印材料的图案的压射区域。在步骤103中，模具8和基板10彼此靠近放置，以使得供应到基板10上的压印材料14和模具8的图案区域8a接触(压印步骤)。
就此而言，如图3A中所示，发现由于压印材料14和模具8之间的高润湿性，压印材料14从模具8的图案区域8a突出并粘附到图案区域8a的侧面8b。如果压印材料14在粘附到图案区域8a的侧面8b的状态下被固化，那么当释放模具8时形成具有图3B中所示的形状的压印材料14。要注意的是，在图3B中，省略了与图案区域8a对应的精细凹凸图案。如果如图3B中所示，突出物15形成在压印材料14上，那么存在膜厚度可能变得不均匀并且例如可能不利地影响后续步骤中的刻蚀处理的可能性。还存在粘附到图案区域8a的侧面8b的压印材料14的一部分在压印期间可能掉落到基板10上并且可能变成异物的可能性。当模具8在压印步骤期间与基板上的异物接触时，基板10上异物的存在可能破坏在模具8的图案区域8a中形成的精细图案。因此，异物的存在可能引起图案形成的失败。
在最终填充压印材料的位置，诸如压射区域的角落(即，具有矩形的压射区域的角落)，因为压印材料14没有被完全填充在整个图案区域8a上，所以如图3C所示可能生成未填充区8c。当在基板10上存在未填充区8c时，也存在压印材料14的膜厚度可能变得不均匀并且例如可能不利地影响后续步骤中的刻蚀处理的可能性。这个实施例旨在通过减小压印材料对图案区域8a的侧面8b的粘附并通过防止图案形成的失败和模具8的损坏来提供具有高产量的压印装置。
为此，在根据这个实施例的压印装置1中，当在步骤103中使图案区域8a与压印材料14接触时，通过在步骤104中向图案区域8a的外周部施加照射光50来防止压印材料14的突出。在步骤104中，在步骤103完成之前在图案区域8a的一部分与压印材料14接触的状态下施加照射光50。
在步骤103中完成压印并且压印材料被填充到图案区域8a的图案中之后，在步骤105中执行模具8和基板10之间的对准。例如通过由检测器12检测从形成在模具8上的标记和形成在基板10上的标记反射的光来执行模具8和基板10之间的对准。照射光50不被施加到形成精细图案的模具8的图案区域8a的中心附近。如上所述，通过将照射光50施加到模具8的侧面8b，可以在不改变存在于模具8的中心区域中的压印材料14的粘度的情况下防止压印材料14粘附到侧面8b并对精细图案维持填充性能。
在步骤104中，压印材料14的粘度被改变，但是压印材料14尚未被固化。如果如相关技术中那样模具8的侧面8b附近的压印材料14被固化以防止压印材料14粘附到模具8的侧面8b，那么在执行模具8和基板10之间的对准时会出现困难。而且，当在图案区域8a直到模具8的侧面8b附近的位置中形成精细结构时，压印材料14在被完全填充到精细结构中之前被固化，并且由于压印材料的填充不足而引起的缺陷增加。覆盖精确度的降低和由于填充不足而引起的缺陷的增加可能减小产量。
作为确定覆盖精确度的结果，如果在步骤106中覆盖精确度满足确定值，那么在步骤107中在模具8和压印材料14彼此接触的状态下压印材料14被固化。在固化压印材料14之后，在步骤108中模具8被从固化的压印材料14释放(脱模)。如果在步骤106中覆盖精确度不满足确定值，那么继续对准模具和基板的步骤，即，步骤105。可替代地，如果在步骤106中不满足确定值，那么处理可以被强制地前进到下一步骤。
在步骤108中模具8被从基板上的压印材料14释放之后，在步骤109中执行关于在基板10上的指定压射区域上压印处理是否完成了的结束确定。如果在步骤109中确定压印处理完成了，那么在步骤110中基板10被卸载到压印装置1的外部。如果压印处理没有完成，那么过程返回到步骤102，并且压印材料14被供应到下一个压印位置(压射区域)。以这种方式，重复各个步骤，直到压印处理完成为止。
下面详细描述在步骤104中执行的光照射。图4是被参考以说明在步骤104中执行的光照射的说明图。如图4A中所示，照射光50被施加到包括侧面8b的周边区域(照射区域52)，该侧面8b是模具8的图案区域8a的外周部。照射光50只需要是能够引起压印材料14的聚合反应的光即可，并且不限于紫外线。如果压印材料14被照射光50固化，那么在步骤105中不能执行对准。因此，通过将光施加到增大图案区域8a附近的压印材料14的粘度而不固化压印材料14的这样的程度来执行步骤104中的光照射。考虑到压印材料14的材料性质等，可以适当地确定照射光50的波长、照射时间、强度等。
图4B示出了在照射光50通过模具8被施加到基板10上的照射区域52与模具8的侧面8b(外周部)之间的位置关系。如图4中所示，照射光50的照射区域52包括模具8的侧面8b。通过如图4中所示设定照射区域52，可以防止压印材料14从图案区域8a突出。
当图5A中均示出的模具8的图案区域8a与供应到基板10上的压印材料14接触时，模具8的图案区域8a被迫变形为朝着基板10突起的形状并且在一些情况下与压印材料14接触。如图5B中所示，在模具8的中心附近的图案区域8a与压印材料14接触之后，模具和压印材料彼此接触的区域开始朝着图案区域8a的外侧(外周部)扩散。如图5C中所示，在用照射光50照射的区域中的压印材料14的气-液界面14b处，通过照射光50开始聚合反应并且压印材料14的粘度增大。随着在图案区域8a的外周部中的压印材料14的粘度的增大，压印材料14的气-液界面14b向图案区域8a的外侧扩散的移动速度减小，并且可以防止压印材料粘附到模具8的侧面8b。就此而言，因为恰当地改变压印材料14的粘度所需的照射光50的强度和照射光50的照射定时例如取决于压印材料14的类型而不同，所以需要基于实验单独地寻找照射条件。
参考图6描述用于将照射光50施加到图案区域8a的外周部(即，包括侧面8b的区域)的光学系统的示例。图6是用于施加照射光50的光学系统的示意图。准备发射使压印材料14开始聚合反应的波长的光的照射光源51。照射光源51被选择作为具有能够使压印材料14进行聚合反应并具有期望的粘度的光输出的光源。照射光源51例如由灯、激光二极管或LED构成。来自照射光源51的光通过光学元件54a被引入到光调制器53(空间光调制器)。作为示例，在这个实施例中，数字微镜设备(下文中被称为“DMD”)被用作光调制器53。但是，光调制器53不限于DMD，并且也可以使用诸如LCD设备或LCOS设备之类的其它类型的光调制器。利用设置在照射光源51和基板10之间的光调制器53，压印装置1可以在基板上的任何位置处可选地设定照射光50的照射区域52和强度。此外，在通过光调制器53控制照射光50的照射区域52和光强度之后，通过光学元件54b调节投影到模具8和基板10的照射光50的倍率。
下面将更详细地描述第一实施例中的上述步骤103和104。
当在步骤103中使模具8与压印材料14接触时，如图7中所示，压印材料14的气-液界面14b以圆形或类似的形状向外扩散。换句话说，模具8和压印材料14之间的接触区域以从图案区域8a的中心附近扩散的方式改变。因为模具8的图案区域8a一般为矩形，所以照射区域52也具有与图案区域8a的矩形外周部类似的形状。因此，取决于照射区域52的各种位置，压印材料14的气-液界面14b到达照射光50的照射区域52(即，图案区域8a的外周部)的定时不同。
另一方面，如果在步骤104中照射光50的照射定时早于气-液界面14b到达照射区域52的定时，那么存在可能在模具8的侧面8b附近的位置处的图案区域8a中生成由于填充不足而引起的缺陷的可能性。此外，如果照射光50的照射定时晚于气-液界面14b到达照射区域52的定时，那么存在压印材料14可能向模具8的侧面8b突出并粘附到其的可能性。因此，必须在压印步骤中的适当定时处施加用于防止压印材料14的突出的照射光50。
考虑上面提到的要点，在第一实施例中，如图8A中所示，在步骤104中照射区域52被划分为多个小区52a、52b、…、52n。此外，在针对每个小区改变照射定时和照射强度中的至少一个的同时，照射光50被施加到小区。关于照射区域52，可以通过使用光调制器53来设定照射光50的照射定时、照射区和照射强度。虽然图8A示出了照射区域52被划分为由垂直方向上的八个区和水平方向上的六个区组成的正方形小区的示例，但是划分的小区的数量不限于这种示例，并且可以被设定为期望的值。而且，每个小区的形状可以被设定为诸如矩形或三角形之类的任何其它合适的形状。
在第一实施例中，确定气-液界面14b到达照射区域52中的小区52a、52b、…、52n的定时，并且根据确定结果改变照射光50对每个小区的照射定时。可以基于由图像捕获单元6捕获的结果来实时确定气-液界面14b到达每个小区的定时。可替代地，可以预先确定气-液界面14b到达每个小区的定时，并且可以基于这种结果来确定照射光50对每个小区的照射定时。
图8B是表示当气-液界面14b如图7中所示从图案区域8a的中心向外扩散时针对照射区域52中的每个小区的照射光50的照射定时的图。为了简化描述，图8B仅示出了沿着图案区域8a的左侧的照射区域52中的小区52a、52b、…、52h的照射定时图。横轴指示时间。如从图8B看出的，在压印步骤开始之后，对于气-液界面14b较早到达的小区，照射定时较早。
在压印步骤开始之后从图案区域8a的中心附近扩散的气-液界面14b在时刻T1处到达小区52d和小区52e。此时，图6中的控制单元7控制光调制器53，使得照射光50被施加到小区52d和小区52e。然后，气-液界面14b在时刻T2处到达小区52c和小区52f。此时，控制单元7控制光调制器53，使得照射光50被施加到小区52c和小区52f。然后，气-液界面14b在时刻T3处到达小区52b和小区52g。此时，控制单元7控制光调制器53，使得照射光50被施加到小区52b和小区52g。最后，气-液界面14b在时刻T4处到达小区52a和小区52h。此时，控制单元7控制光调制器53，使得照射光50被施加到小区52a和小区52h。
可以可选地设定照射光50被施加到每个小区期间的时间段。在图8B中所示的示例中，照射光50被施加到每个小区期间的时间段被设定为ΔT。施加到每个小区的照射光的强度被设定为相同。
可以改变照射强度而不是照射光50的照射定时。例如，如图9A中所示，可以改变照射区域52中的小区52a、52b、…、52h的照射强度。横轴指示时间，并且纵轴指示每个小区的照射强度。对于气-液界面14b最先到达的小区的照射光50的照射强度被设定为高水平，并且以气-液界面14b到达小区的次序逐渐减小照射强度。在图9A中，横轴指示时间，并且纵轴指示每个小区(即，小区52a至小区52h)的照射光50的照射强度。
虽然仅在沿着图案区域8a的左侧的照射区域52中的小区上进行了参考图8的上述描述，但是实际上为所有小区52a、52b、…、52n中的每个确定了照射定时或照射强度。通过如上所述划分照射区域，可以根据模具的图案区域8a与基板上的压印材料14之间的接触区域的扩散而在最优定时处施加照射光50。
(第二实施例)
结合第一实施例中描述的改变施加到照射区域52中的小区(即，小区52a至小区52n)的照射光50的照射量的情况来描述第二实施例。
第一实施例中所述的当通过照射区域52中的小区52a、52b、…、52n时气-液界面14b的速度-即，能量的量彼此不同。考虑到这一点，在第二实施例中，在针对每个小区改变照射光50的照射量的同时施加照射光50，以便更精确地控制在扩散的气-液界面14b处的粘度。
图9A和图9B是表示当气-液界面14b如图7中所示从图案区域8a的中心向外扩散时对照射区域52中的小区的照射光50的照射定时的图。为了简化描述，图9A和图9B仅示出了沿着图案区域8a的左侧的照射区域52中的小区52a、52b、…、52h的照射定时图。横轴指示时间，并且纵轴指示每个小区的照射强度。图9A表示照射时间保持恒定并且照射强度改变的示例。图9B表示照射强度保持恒定并且照射时间改变的示例。如从图9看出的，在压印步骤开始之后，对于气-液界面14b较早到达的小区，增大照射量。
如图7中所示，当气-液界面14b从图案区域8a的中心向外扩散时，曝光量一般被设定为针对中心附近的小区52d和52e提供较大的曝光量，并且针对端部中的小区52a和52h提供较小的曝光量。除了改变小区的曝光量之外，还可以如第一实施例中所述的那样改变小区的照射定时。
虽然仅在沿着图案区域8a的左侧的照射区域52中的小区上进行了参考图9的上述描述，但是实际上为所有小区52a、52b、...、52n中的每个确定了照射量。通过如上所述划分照射区域52，可以根据模具的图案区域8a与基板上的压印材料14之间的接触区域的扩散而以最优曝光量来施加照射光50。
(第三实施例)
根据小区与压射区域的中心位置61之间的距离，结合在第一实施例中所述的改变对照射区域52中的小区(即，小区52a至小区52n)的照射光50的照射定时的情况来描述第三实施例。
图10B是表示当气-液界面14b如图7中所示从图案区域8a的中心向外扩散时针对照射区域52中的每个小区的照射光50的照射定时的图。为了简化描述，图10B仅示出了沿着图案区域8a的左侧的照射区域52中的小区52a、52b、…、52h的照射定时图。横轴指示时间。这里假设压射区域的中心位置61与小区52a、52b、…、52h之间的距离分别由La、Lb、…、Lh表示。
在第三实施例中，压印步骤的开始时间被设定为0，并且每个小区的照射定时由函数Tx＝f(Lx)定义，其中x＝a、b、…、h。换句话说，根据距离来确定第三实施例中的每个小区的照射定时。例如，通过使用比例常数K，可以基于Tx＝K×Lx来确定照射定时。可以基于线性函数或二次或更高次函数来确定照射定时。如从图10B看出的，照射定时一般被设定为在压印步骤开始之后随着压射区域的中心位置61与照射区域52中的每个小区之间的距离越短而越早。虽然已假设压印步骤的开始时间为0来描述图10B的定时图，但是模具8和压印材料14彼此接触的定时可以被设定为时间0。
此外，可以以与第二实施例中所述的类似的方式根据距离La、Lb、…、Lh来改变照射强度或照射时间。例如，当照射强度根据距离而改变时，随着距离缩短，照射强度可以增大。当照射时间根据距离而改变时，随着距离缩短，照射时间可以延长。因此，可以以与第二实施例中所述的类似的方式改变照射量。可替代地，可以改变照射定时以及照射强度和照射量中的任一个。
虽然仅在沿着图案区域8a的左侧的照射区域52中的小区上进行了参考图10的上述描述，但是实际上根据距中心位置61的距离针对所有小区52a、52b、…、52n中的每个确定了照射定时或照射量。照射区域52中的划分的小区52a、52b、…、52n的数量以及每个划分的小区的形状不限于如上述情况的图10A中所示的这些。通过如上所述划分照射区域52，可以根据压射区域的中心与每个小区之间的距离而以最优曝光量来施加照射光50。根据第三实施例，即使当没有由图像捕获单元6捕获的结果时，也可以根据压射区域的形状来控制照射定时。
(第四实施例)
根据小区和模具8的压印中心位置62之间的距离，结合在第一实施例中所述的改变对照射区域52中的小区(即，小区52a至小区52n)的照射光50的照射定时的情况来描述第四实施例。可以改变照射强度而不是照射定时。这里，模具8的压印中心位置62是指模具8的图案区域8a与基板上的压印材料首先接触的位置。一般而言，模具8的图案区域8a的中心首先与压印材料接触。但是，当在包括基板的外周的压射区域(也被称为周边压射或边缘压射)中形成图案时，首先接触位置并不总是图案区域8a的中心。
图11A示出了第四实施例中的照射区域52和模具8的压印中心位置62。在这种情况下，图11B表示针对照射区域52中的小区的照射光的照射定时。为了简化描述，图11B仅示出了针对沿着图案区域8a的左侧的照射区域52中的小区52a、52b、…、52h的照射定时图。横轴指示时间。这里假设压印中心位置62与小区52a、52b、…、52h之间的距离分别由La、Lb、…、Lh表示。
在第四实施例中，压印步骤的开始时间被设定为0，并且每个小区的照射定时由函数Tx＝f(Lx)定义，其中x＝a、b、…、h。换句话说，如第三实施例中那样，根据距离确定第四实施例中的每个小区的照射定时。如从图11B看到的，照射定时一般被设定为在压印步骤开始之后随着压印中心位置62与照射区域52中的每个小区之间的距离越短而越早。虽然已假设压印步骤的开始时间为0来描述图11B的定时图，但是模具8和压印材料14彼此接触的定时可以被设定为时间0。
此外，可以以与第二实施例中所述的类似的方式根据距离La、Lb、…、Lh来改变照射强度或照射时间。例如，当照射强度根据距离而改变时，随着距离缩短，照射强度可以增大。当照射时间根据距离而改变时，随着距离缩短，照射时间可以延长。因此，可以以与第二实施例中所述的类似的方式改变照射量。可替代地，可以改变照射定时以及照射强度和照射量中的任一个。
虽然仅在沿着图案区域8a的左侧的照射区域52中的小区上进行了参考图11的上述描述，但是实际上根据距压印中心位置62的距离针对所有小区52a、52b、…、52n中的每个确定了照射定时或照射量。照射区域52中的划分的小区52a、52b、…、52n的数量以及每个划分的小区的形状不限于如上述情况的图11A中所示这些。当在包括基板的外周的压射区域中形成图案时，因为压印材料不与和基板10的外侧区域对应的图案区域8a接触，所以压印材料不可能与模具8的侧面8b接触。因而，不需要将照射光50施加到存在于基板10的外侧区域中的照射区域52中的小区。
通过如上所述划分照射区域52，可以根据压印中心位置与每个小区之间的距离以最优曝光量来施加照射光50。根据第四实施例，即使当没有由图像捕获单元6捕获的结果时，也可以根据压射区域的形状来控制照射定时。
(第五实施例)
结合照射区域52中的小区具有与上述实施例中描述的照射区域52中的小区的形状不同的形状的情况来描述第五实施例。在第五实施例中，如图12A中所示，照射区域52被划分为在垂直方向(y方向)上长的小区52y和在水平方向(x方向)上长的小区52x。在改变照射定时或照射强度的同时，照射光50被施加到这些小区中的每个。
图12A示出了第五实施例中的照射区域52。在这种情况下针对照射区域52中的小区52x和52y的照射光50的照射定时被表示在图12B中。换句话说，图12B示出了针对小区52x和52y的照射定时图。横轴指示时间。这里，假设压射区域的中心位置或压印中心位置与小区52x和52y之间的距离分别由Ly和Lx表示。在如图12A中所示的距离Ly＜Lx的情况下，针对小区52y的照射定时通常早于针对小区52x的照射定时。
在第五实施例中，例如，可以在预先通过实验确定的定时处将照射光50施加到垂直长的小区52y和水平长的小区52x中的每个上。通过使用诸如相机之类的图像捕获单元6，还可以观察上述实施例中描述的气-液界面14b到达垂直长的小区52y和水平长的小区52x中的每个的定时，并基于观察的结果确定照射光50的照射定时。作为替代，可以根据距压射区域的中心位置或压印中心位置的距离Ly和Lx通过第三实施例中描述的确定照射定时的方法来确定照射光50的照射定时。
此外，可以以与第二实施例中所述的类似的方式根据距离Lx和Ly来改变照射强度或照射时间。例如，当照射强度根据距离而改变时，随着距离缩短，照射强度可以增大。当照射时间根据距离而改变时，随着距离缩短，照射时间可以延长。因此，可以以与第二实施例中所述的类似的方式改变照射量。可替代地，可以改变照射定时以及照射强度和照射量中的任一个。
将照射区域定义为垂直长的小区52y和水平长的小区52x的划分方法不限于图12A中所示的方法。在另一示例中，如图12C中所示，照射区域可以被划分为垂直长的小区52y和水平长的小区52x。例如，可以执行划分以使得垂直长的小区52y和水平长的小区52x具有相同的面积。
通过如上所述划分照射区域52，可以以简化的方式根据压射区域的中心与每个小区之间的距离以最优曝光量来施加照射光50。
(第六实施例)
结合照射区域52中的小区具有与上述实施例中描述的照射区域52中的小区的形状不同的形状的情况描述第六实施例。在第六实施例中，如图13A中所示，在第一实施例中参考图8描述的照射区域52中的小区52a至52n各自以在从压射区域的中心向外的方向上划分照射区域52的方式进一步被划分。例如，如图13A中所示，小区52c被划分为从压射区域的中心看时被相继定位的三个较小的区52c1、52c2和52c3。划分的较小的区的数量可以被设定为期望的值，并且每个较小的区的形状也可以被设定为任何合适的形状。在改变照射定时或照射强度的同时，照射光50被施加到每个较小的区。
图13A示出了第六实施例中的照射区域52。针对这种情况下的照射区域52中的较小的区52c1、52c2和52c3的照射光50的照射定时被表示在图13B中。换句话说，图13B示出了针对较小的区52c1、52c2和52c3的照射定时图。横轴指示时间。如图13B中所示，例如，照射光50从定位在压射区域的内侧的较小的区开始被相继施加到较小的区。虽然仅关于图8中所示的小区52c进行了以上参考图13的描述，但是可以通过以类似的方式从内侧开始将照射光50相继施加到其它小区中的每个的较小的区来对照射区域52中的所有小区执行照射。
不限于第一实施例，第六实施例可以进一步被应用于根据第二实施例至第五实施例中的任何一个中所描述的方式来划分照射区域52的情况。
通过如上所述划分照射区域52，可以根据模具8的图案区域8a与压印材料14之间的接触区域的扩散(即，随着气-液界面14b的移动)以最优曝光量来施加照射光50。
(第七实施例)
第七实施例提供了压印装置，在该压印装置中通过减小压印材料对图案区域8a的侧面8b的粘附并通过防止图案形成的失败和模具8的损坏来提高产量。此外，第七实施例提供了压印装置，在该压印装置中可以在不减小压印材料对易于发生填充不足的区的填充性能的情况下形成压印材料的图案。
在根据上述实施例的压印装置1中，如果在图2的步骤104中照射光50也被施加到压射区域(图案区域8a)的定位在侧面8b附近的角落，那么因为压印材料14难以完全填充角落，所以存在可能生成由于填充不足而引起的缺陷的可能性。为了应对这种可能性，在根据第七实施例的压印装置1中，在步骤104中减小针对图案区域8a的每个角落(第二区)的照射光50的强度。
下面详细描述在步骤104中执行的光照射。图4是被参考以说明在步骤104中执行的光照射的说明图。如图4A中所示，照射光50被施加到包括作为模具8的图案区域8a的外周部的侧面8b的周边区域(照射区域52)。照射光50只需要是能够引起压印材料14的聚合反应的光，并且不限于紫外光。如果压印材料14被照射光50固化，那么在步骤105中不能执行对准。因而，通过将光施加到增大图案区域8a附近的压印材料14的粘度而不固化压印材料14的这种程度来执行步骤104中的光照射。考虑到压印材料14的材料性质等，可以适当地确定照射光50的波长、照射时间、强度等。
如图14A中所示，压印材料难以完全填充图案区域8a的角落。考虑到这一点，在第七实施例中，减小施加到与角落对应的位置的照射光50的强度，而不是将照射光50均匀地施加到图4B中所示的照射区域52。
为此，在第七实施例中，如图14B中所示，照射区域52被划分为多个小区。此外，在改变照射强度的同时将照射光50施加到小区。关于照射区域52，可以通过使用光调制器53来设定照射光50的照射区和照射强度。虽然图14B示出了照射区域52被划分为由垂直方向上的八个区和水平方向上的六个区组成的正方形小区的示例，但是划分的小区的数量不限于这种示例，并且可以被设定为期望的值。而且，每个小区的形状可以被设定为诸如矩形或三角形之类的任何其它合适的形状。
当如图14B中所示照射区域52被划分为多个小区时，例如，针对小区52a、52b、52c和52d(第二区)的照射光50的强度被设定为低于针对其它区域(第一区)的强度。此时，控制单元7控制光调制器53，使得施加到小区52a、52b、52c和52d的照射光50的强度变得低于施加到其它区的照射光50的强度。可替代地，控制单元7可以控制光调制器53，使得照射光50不被施加到小区52a、52b、52c和52d。这里，第二区被定义为当使模具和压印材料接触时压印材料在比第一区晚的时间处到达模具的图案区域的侧面的区。
通过如上所述划分照射区域并且将照射光50的强度设定为在图案区域8a的角落与其它区之间不同，可以在减小压印材料的突出的同时避免对图案区域8a的角落的填充性能的减小。
(第八实施例)
压印材料的填充性能受到在图案区域8a中形成的图案的宽度的影响。压印材料更难完全填充其凹部的宽度大于其它凹凸形状的宽度的诸如对准标记之类的图案。考虑到以上这一点，在根据第八实施例的压印装置1中，针对照射区域52中的形成定义较大宽度的凹部的诸如对准标记之类的图案的区的照射光50的强度被设定为低于针对其它区的强度。
如图15A中所示，压印材料难以完全填充图案区域8a中的形成对准标记的区。因而，在第八实施例中，减小了在与对准标记对应的位置处的照射光50的强度，而不是将照射光50均匀地施加到图15B中所示的照射区域52。
为此，在第八实施例中，如图15B中所示，照射区域52被划分为多个小区。此外，在改变照射强度的同时将照射光50施加到小区。关于照射区域52，可以通过使用上述光调制器53来设定照射光50的照射区和照射强度。虽然图15B示出了照射区域52被划分为由垂直方向上的八个区和水平方向上的六个区组成的正方形小区的示例，但是划分的小区的数量不限于这种示例，并且可以被设定为期望的值。而且，每个小区的形状可以被设定为诸如矩形或三角形之类的任何其它合适的形状。
当如图15B中所示照射区域52被划分为多个小区时，例如，针对小区52e和52f(第二区)的照射光50的强度被设定为低于针对其它区域(第一区)的强度。此时，控制单元7控制光调制器53，使得施加到小区52e和52f的照射光50的强度变得低于施加到其它小区的照射光50的强度。可替代地，控制单元7可以控制光调制器53，使得照射光50不被施加到小区52e和52f。这里，第二区被定义为当使模具和压印材料接触时压印材料在比第一区晚的时间处到达模具的图案区域的侧面的区。特别地，包括形成对准标记的区的区域被定义为第二区。
通过如上所述划分照射区域并将照射光50的强度设定为在图案区域8a中的对准标记区与其它区之间不同，可以在减小压印材料的突出的同时避免对图案区域8a中的对准标记区的填充性能的减小。可以不仅针对对准标记区，而且针对在模具中形成的凹形图案当中的形成具有相对大宽度的图案的其它区，来减小照射光50的强度。而且在这种情况下，可以在维持压印材料的填充性能的同时减小压印材料的突出。
(第九实施例)
已经结合照射光50的强度被设定为取决于存在压印材料难以完全填充图案区域8a的区而分布的情况描述了根据第七实施例和第八实施例的压印装置。结合照射光50的强度被设定为取决于存在压印材料趋于容易地从图案区域8a突出的区(即，压印材料在比另一区早的时间处到达模具的图案区域的侧面的区)而分布的情况来描述根据第九实施例的压印装置。
压印材料突出的趋势(换另一种表述，压印材料到达模具的图案区域的侧面的时间差)受到在图案区域8a中形成的图案的方向的影响。如图16中所示，例如，当压印材料14的液滴和模具8彼此接触时，压印材料趋于在形成于图案区域8a中的凹凸图案的图案方向上扩散。因而，与当图案区域8a的端部(侧面8b)沿着图案方向被定位时相比，当图案区域8a的端部跨图案方向被定位时，压印材料更易于突出。这里，图案方向是指以线的形式的凹凸图案延伸的方向。当图案包括多个图案方向时，最靠近图案区域8a的端部定位的图案形状的方向可以被定义为图案方向，或者可以根据在图案区域中包括的凹凸形状的方向的平均值来确定图案方向。
如图16中所示，当图案区域8a的端部沿着y方向延伸时，与图案方向为y方向的区(第二区)相比，与模具8接触的压印材料更易于从图案方向为x方向的区域(第一区)突出。考虑到以上这一点，照射光50的强度可以被设定为通过增大针对压印材料更易于突出的区的照射光50的强度而分布。可替代地，照射光50的强度可以被设定为通过减小针对压印材料不易于突出的区的照射光50的强度而分布。照射光50的强度可以被设定为不仅根据图案方向而且根据图案密度而分布。这里，第二区被定义为当使模具和压印材料接触时压印材料在比第一区晚的时间处到达模具的图案区域的侧面的区。
取决于图案方向，在图案区域的端部处(即，压射区域的端部)的压印材料的突出趋势和填充性能是不同的。因而，如上所述，通过将照射光50的强度设定为根据图案方向而分布，可以在维持压印材料的填充性能的同时减小压印材料的突出。
(第十实施例)
结合照射光50的强度被设定为取决于存在压印材料趋于容易地从图案区域8a突出的区而分布的情况描述根据第十实施例的压印装置。
压印材料突出的趋势受到在压射区域的端部附近的压印材料的液滴位置的影响。如图17中所示，例如，随着压印材料14的液滴的滴下位置与图案区域8a的端部(即，压射区域的端部)之间的距离变短，压印材料14更易于突出。此外，在放置在基板上的压印材料14的液滴的密度较高的区中压印材料14更易于突出。
考虑到以上这一点，照射光50的照射强度被设定为分布为使得针对在压印材料14的液滴的滴下位置与压射区域的端部之间的距离相对短的区(第一区)的照射强度高于针对其它区(第二区)的照射强度。作为替代，照射光50的强度可以被设定为通过减小针对压印材料不易于突出的区(即，压印材料在比第一区晚的时间到达模具的图案区域的侧面的区)的照射光50的强度而分布。类似地，照射光50的照射强度可以被设定为分布为使得针对压印材料14的液滴的密度相对高的区(第一区)的照射强度高于针对其它区(第二区)的照射强度。照射光50的照射强度可以被设定为根据与压印材料的量有关的信息而不是液滴的密度而分布。这里，第二区被定义为当使模具和压印材料接触时压印材料在比第一区晚的时间处到达模具的图案区域的侧面的区。
压印材料在图案区域的端部(即，压射区域的端部)处的突出趋势和填充性能取决于供应到基板上的压射区域的压印材料14的液滴的位置而不同。因而，如上所述，通过将照射光50的强度设定为根据压印材料的液滴的滴下位置与图案压射的端部之间的距离并且根据液滴的密度而分布，可以在维持压印材料的填充性能的同时减小压印材料的突出。
(第十一实施例)
结合照射光50的强度被设定为取决于存在压印材料趋于容易地从图案区域8a突出的区而分布的情况来描述根据第十一实施例的压印装置。
压印材料突出的趋势不仅受到在压射区域的端部附近的压印材料的液滴位置的影响，而且还受到在模具8中形成的图案区域8a的形状的影响。例如，如图18中所示，压射区域的端部的形状并不总是线性的。因此，压印材料突出的趋势受到压射区域的端部与供应到基板上的压印材料的液滴当中的一个液滴的滴下位置之间的距离的影响，该一个液滴被定位较接近压射区域的端部。
而且，例如当压射区域的端部具有如图18中所示的这种形状时，随着压印材料14的液滴的滴下位置与压射区域的端部之间的距离越短，压印材料14更易于突出。在图18中所示的情况下，压印材料的液滴的滴下位置相对于压射区域的端部以液滴15(a)、15(b)、15(c)和15(d)的次序逐渐远离压射区域的端部。考虑到以上这一点，照射光50的照射强度被设定为分布为使得针对在压印材料的液滴的滴下位置与压射区域的端部之间的距离较短的区(第一区)的照射强度高于针对其它区(第二区)的照射强度。这里，第二区被定义为当使模具和压印材料接触时压印材料在比第一区晚的时间处到达模具的图案区域的侧面的区。
压印材料在图案区域的端部处突出的趋势不仅取决于被供应到基板上的压射区域的压印材料14的液滴的位置而且还取决于图案区域的端部的形状而不同。因而，如上所述，通过将照射光50的强度设定为根据压印材料的液滴的滴下位置与压射区域的端部之间的距离而分布，可以在维持压印材料的填充性能的同时减小压印材料的突出。
(第十二实施例)
结合照射光50的强度被设定为取决于存在压印材料趋于容易地从图案区域8a突出的区而分布的情况来描述根据第十二实施例的压印装置。
压印材料突出的趋势受到从基板上的压印材料14和图案区域8a之间的接触的开始时间直到压印材料被固化为止的压印时间的影响。如图19A中的点线所表示的那样，当使模具8的图案区域8a和压射区域上的压印材料以从中心逐渐向外扩散的方式接触时，压印时间以液滴15(e)、15(f)和15(g)的次序逐渐增大。当相对于压射区域的端部的液滴位置和压印时间针对区而不同时，照射光50的强度被设定为根据压印时间和压射区域的端部的位置而分布。
通过如图19B中所示将照射区域52沿着从压射区域的中心向外的方向划分为小区，照射光50的强度可以被设定为根据图案区域8a的形状而分布。照射区域52中的划分的小区的数量可以被可选地设定，并且每个小区的形状也可以被可选地设定。因此，照射光50的照射强度可以被设定为根据压射区域(图案区域8a)的外轮廓图案而分布。此外，照射光50的照射强度可以被设定为根据压印材料保持与模具8的图案区域8a接触期间的压印时间而分布。例如，针对图19B中所示的照射区域52中的阴影区(第一区)的照射强度可以被设定为高于针对其它区(第二区)的照射强度。这里，第二区被定义为当使模具和压印材料接触时压印材料在比第一区(即，压印时间较短的区)晚的时间处到达模具的图案区域的侧面的区。
如上所述，通过将照射光50的强度设定为根据模具8的图案区域8a的形状和压印时间而分布，可以在维持压印材料的填充性能的同时减小压印材料的突出。
(第十三实施例)
结合检查存在压印材料趋于容易地从图案区域8a突出的区并且将照射光50的强度设定为根据填充性能的检查结果而分布的情况来描述根据第十三实施例的压印方法。
参考图20的流程图描述根据第十三实施例的压印方法。首先，在步骤201中，根据上面参考图2所述的压印处理，通过使用模具在基板上形成压印材料的图案。然后，在步骤202中，观察在步骤201中形成的图案在压射区域的端部处的填充性能。在步骤203中，根据步骤201中的观察结果，确定是否需要优化照射光的照射强度的分布。如果在步骤203中确定不需要填充性能的优化，那么在步骤204中将当前参数(照射强度的分布)设定为最优值。
如果在步骤203中确定需要填充性能的优化，那么根据液滴的布局信息和模具的图案条件来确定图案区域的端部处的填充性能，并且在步骤205中计算照射光50的照射强度的分布，包括照射强度和照射位置。然后，在步骤207中，在步骤205中计算出的照射强度的分布被设定为新参数。此外，检查在压印之后在压射区域的端部处的填充性能，并且在步骤206中确定是否需要优化诸如液滴的布局信息和压印轮廓之类的参数。如果需要优化，那么可以在步骤208中优化液滴的布局信息等。
通过如上所述重复压印处理以及检查填充性能并校正参数的步骤，可以在维持压印材料的填充性能的同时减小压印材料的突出。
虽然已经结合使用光固化方法的压印装置1描述了上述实施例中的任一个，但是压印装置可以在不使用光固化方法的情况下利用热来固化压印材料。在这种情况下，压印装置包括用于利用热来增大压印材料的粘度的加热单元作为固化单元，代替将照射光施加到压印材料以增大压印材料的粘度的光学系统。在模具和压印材料彼此接触的状态下，加热单元(固化单元)加热基板，使得施加到与第一区对应的压印材料的一部分的每单位面积的热量大于施加到与第二区对应的压印材料一部分的每单位面积的热量。
(平坦化装置的实施例)
下面将参考图21描述对其应用本发明的平坦化装置的实施例。虽然上述实施例使用将先前在模具(原始板或模板)上绘制的图案转印到基板(晶片)的方法，但是在这个实施例中使用的模具(平面板)中未形成凹凸图案。基板上的底层图案具有不均匀的轮廓，这归因于在先前步骤中形成的图案。特别地，一些工艺晶片具有大约1100nm的水平差，同时最近趋向于存储器元件的多层结构。可以通过曝光步骤中使用的扫描曝光装置的聚焦跟踪功能来补偿由整个基板上的轻微起伏而引起的水平差。但是，具有比曝光装置的曝光狭缝面积小的细间距的不均匀性完全落在曝光装置的DOF(焦深)内。诸如SOC(碳上旋涂)或CMP(化学机械抛光)之类的形成平坦化层的方法被用作使基板上的底层图案平坦化的相关技术方法。但是，相关技术方法存在的问题是，在图21A所示的孤立图案区域A和重复密集图案(线和间隔图案集中)区域B之间的边界部分中，不均匀性抑制率是40％至70％，并且不能获得足够的平坦化性能。此外，由多层结构引起的底层图案的不均匀性水平将来趋于进一步增大。
作为对上述问题的解决方案，美国专利No.9415418提出了一种通过利用喷墨分配器施加成为平坦化层的抗蚀剂并通过利用平面模板按压抗蚀剂来形成连续膜的方法。此外，美国专利No.8394282提出了一种在每个位置的密度信息上反映针对晶片获得的形貌测量结果的方法，该密度信息在施加抗蚀剂时由喷墨分配器指示。在这个实施例中，本发明被应用于平坦化(扁平化)装置，该平坦化(扁平化)装置通过将平面模板(模具)压在预先施加的未固化的抗蚀剂(压印材料或未固化的树脂)上而在基板面执行局部平坦化。
图21A示出了在平坦化处理开始之前的基板。区域A表示图案中的凸部的面积相对小的孤立图案区域，并且区域B表示由图案中的凸部所占的面积与由图案中的凹部所占的面积之比为1:1的密集区域。区域A和区域B中的平均高度根据凸部的比例而具有不同的值。
图21B示出了形成平坦化层的抗蚀剂被施加到基板的状态。虽然图21B示出了根据美国专利No.9415418的通过喷墨分配器施加抗蚀剂的状态，但是本发明也可以被应用于利用旋涂机涂覆抗蚀剂的情况。换句话说，本发明可以被应用于包括使平面模板与预先涂覆的未固化的抗蚀剂接触以进行平坦化的步骤的任何处理。
图21C示出了使用由玻璃或石英制成的平面模板利用来自曝光光源的曝光光的照射来固化抗蚀剂的步骤，其中平面模板透过紫外线。此时，相对于整个基板上的适度不均匀性，平面模板遵循基板的表面轮廓而变形。
图21D示出了在抗蚀剂固化之后移除平面模板的状态。
因此，本发明也可以应用于平坦化装置的实施例，并且在使用具有不包括图案的台面部的模具(平面模板)的情况下，如上述实施例那样，可以减小抗蚀剂(压印材料)从台面部的突出。
已经结合气-液界面14b从模具的图案区域(台面部)的中心均匀地向外移动的情况各自描述了上述实施例。但是，气-液界面14b并不总是均匀(同心)地移动，并且压印材料到达图案区域的侧面所花费的时间可能取决于供应到基板上的压印材料的位置和量而在一些小区中变化。因而，压印装置的控制单元可以根据供应到基板上的压印材料的位置和量来改变对照射区域52中的小区的照射次序。
虽然已经结合使用光固化方法的压印装置1各自描述了上述实施例，但是压印装置可以在不使用光固化方法的情况下利用热来固化压印材料。在这种情况下，压印装置包括用于利用热来增大压印材料的粘度的加热单元作为固化单元，以代替将照射光施加到压印材料以便增大压印材料的粘度的光学系统。
(物品制造方法)
由压印装置形成的固化材料的图案被永久地用作各种物品中的每个的至少一部分，或者当制造各种物品时被暂时使用。物品是指电路元件、光学元件、MEMS、记录元件、传感器、模具等。电路元件例如包括诸如DRAM、SRAM、闪存存储器和MRAM之类的易失性或非易失性半导体存储器，以及诸如LSI、CCD、图像传感器和FPGA之类的半导体元件。模具例如包括压印模具。
固化材料的图案按原样被用作至少物品的一部分中的组成构件，或暂时被用作抗蚀剂掩模。例如在基板处理步骤中执行了刻蚀或离子注入之后，移除抗蚀剂掩模。
下面将描述实际的物品制造方法。如图22A中所示，准备诸如硅晶片之类的基板1z，该基板1z包括在基板表面上形成的诸如绝缘体之类的经处理的材料2z，并且例如压印材料3z通过喷墨法被施加到经处理的材料2z的表面。图22A示出了压印材料3z以多个液滴的形式被施加到基板上的状态。
如图22B中所示，压印模具4z被定位成使得形成凹凸图案的模具表面面对基板上的压印材料3z。如图22C中所示，使模具4z与施加有压印材料3z的基板1z接触，然后按压模具4z。压印材料3z被填充到模具4z与经处理的材料2z之间的间隙中。在这种状态下，将光作为固化能量通过模具4z施加到压印材料3z，从而压印材料3z被固化。
如图22D中所示，通过在压印材料3z已被固化之后从基板1z释放模具4z，在基板1z上形成固化材料-即，固化的压印材料3z的图案。在固化材料的图案中，固化材料的凸部具有与模具的凹部的形状对应的形状，并且固化材料的凹部具有与模具的凸部的形状对应的形状。因此，模具4z的凹凸图案被转印到压印材料3z。
如图22E中所示，通过利用用作抗刻蚀掩模的固化材料的图案执行刻蚀，经处理的材料2z的表面的固化材料不存在或保留为薄膜的部分被移除并形成为凹槽5z。优选地，通过与上述刻蚀不同的另一种刻蚀来预先移除残留部分。如图22F中所示，通过移除固化材料的图案，可以获得包括在经处理的材料2z的表面中形成的凹槽5z的物品。虽然在上述情况下移除了固化材料的图案，但是在上述处理之后可以利用图案而不是移除它，该图案被用作半导体元件中包括的层间绝缘膜，例如，即作为物品的组件。
本发明不限于上述实施例，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种修改和更改。所附的权利要求是为了使本发明的范围对公众公开。
本申请要求基于2017年10月17日提交的日本专利申请No.2017-201415、2017年10月23日提交的日本专利申请No.2017-204553以及均于2018年9月21日提交的日本专利申请No.2018-177272和No.2018-177271的优先权的权益，所述日本专利申请均通过引用整体并入本文。

Claims (8)

1.一种通过使用包括图案区域的模具在基板上形成压印材料的图案的压印装置，其特征在于，所述压印装置包括：
光学系统，所述光学系统通过模具向周边区域施加用于增大压印材料的粘度的照射光，其中周边区域包括图案区域的端部并且围绕图案区域，且周边区域还包括构成图案区域的外周部的侧面；以及
控制单元，所述控制单元控制光学系统使得向周边区域中的与图案区域的第一区接触的压印材料施加照射光的定时早于向周边区域中的在比与第一区接触晚的定时与图案区域的第二区接触的压印材料施加照射光的定时。
2.根据权利要求1所述的压印装置，还包括图像捕获单元，所述图像捕获单元捕获模具和压印材料彼此接触的状态；
其中，根据由图像捕获单元捕获的结果确定的压印材料到达图案区域的第一区的时间和压印材料到达图案区域的第二区的时间来设置施加照射光的定时。
3.根据权利要求1所述的压印装置，其中，模具和压印材料彼此接触的区域的中心与图案区域的第一区之间的距离短于模具和压印材料彼此接触的区域的中心与图案区域的第二区之间的距离。
4.根据权利要求1所述的压印装置，其中，根据从模具与压印材料彼此接触的区域的中心朝向周边区域移动的压印材料到达第一区的时间、以及从模具与压印材料彼此接触的区域的中心朝向周边区域移动的压印材料到达第二区的时间来设置施加照射光的定时。
5.根据权利要求1所述的压印装置，其中，图案区域的第二区包括在图案区域是矩形的情况下的图案区域的角落部分。
6.根据权利要求1所述的压印装置，其中，根据与图案区域的第一区对应的被供应到基板上的压印材料的供应位置、以及与图案区域的第二区对应的被供应到基板上的压印材料的供应位置来设置施加照射光的定时。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的压印装置，其中，光学系统包括光调制器，所述光调制器改变施加照射光的定时。
8.一种用于通过使用包括图案区域的模具在基板上形成压印材料的图案的压印方法，其特征在于，所述压印方法包括：
将模具与压印材料接触；以及
在模具与压印材料彼此接触的状态下，通过模具向周边区域施加用于增大压印材料的粘度的照射光，其中周边区域包括图案区域的端部并且围绕图案区域，且周边区域还包括构成图案区域的外周部的侧面，
其中，在所述施加中，向周边区域中的与图案区域的第一区接触的压印材料施加照射光的定时早于向周边区域中的在比与第一区接触晚的定时与图案区域的第二区接触的压印材料施加照射光的定时。
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