TW202216478A - 藉由施加抽吸力和振動彎液面來清潔流體分配器的方法 - Google Patents

藉由施加抽吸力和振動彎液面來清潔流體分配器的方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202216478A
TW202216478A TW110133214A TW110133214A TW202216478A TW 202216478 A TW202216478 A TW 202216478A TW 110133214 A TW110133214 A TW 110133214A TW 110133214 A TW110133214 A TW 110133214A TW 202216478 A TW202216478 A TW 202216478A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
panel
nozzle
nozzles
suction force
substrate
Prior art date
Application number
TW110133214A
Other languages
English (en)
Inventor
克雷格 康恩
倪起
近藤洋之
安東尼 戴林傑
史帝文 沙克爾頓
Original Assignee
日商佳能股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商佳能股份有限公司 filed Critical 日商佳能股份有限公司
Publication of TW202216478A publication Critical patent/TW202216478A/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/165—Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517—Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/1652—Cleaning of print head nozzles by driving a fluid through the nozzles to the outside thereof, e.g. by applying pressure to the inside or vacuum at the outside of the print head
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow
    • B08B5/04—Cleaning by suction, with or without auxiliary action
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/02—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by distortion, beating, or vibration of the surface to be cleaned
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/112—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using individual droplets, e.g. from jetting heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205—Means for applying layers
    • B29C64/209—Heads; Nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/35—Cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04596—Non-ejecting pulses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/07—Ink jet characterised by jet control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/165—Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517—Cleaning of print head nozzles
    • B41J2002/16567—Cleaning of print head nozzles using ultrasonic or vibrating means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

一種在流體分配器的非接觸維護期間清潔用於分配材料之流體分配器的方法。此流體分配器包括設置在面板上之複數個噴嘴。此方法包括：使用抽吸設備將抽吸力施加至面板的表面上，此抽吸設備係由面板之一端平移至面板的相對端，使得複數個噴嘴之部分噴嘴暴露至抽吸力。此方法藉由振動暴露至抽吸力的部分噴嘴之彎液面所繼續，以移除面板上所積聚的至少一部分材料。

Description

藉由施加抽吸力和振動彎液面來清潔流體分配器的方法
本揭示內容有關在分配器的非接觸維護期間清潔分配器之方法，尤其是，此清潔方法可應用於與噴墨頭相關聯的分配器。
奈米製造包括具有100奈米或更小數量級之特徵的極小結構之製造。奈米製造已產生相當大影響的一項應用是在積體電路之製造中。半導體處理工業持續努力升高產量，同時增加基材上所形成的每單位面積之電路。奈米製造中的改進包括提供較大之製程控制及/或改進產量，同時亦允許繼續減少所形成結構的最小特徵維度。
當今使用之一種奈米製造技術通常稱為奈米壓印微影技術。奈米壓印微影技術於各種應用中都很有用，包括例如藉由在基材上將薄膜塑形來製造一層以上的積體裝置。積體裝置之範例包括但不限於CMOS邏輯、微處理器、NAND快閃記憶體、NOR快閃記憶體、DRAM記憶體、MRAM、3D交叉點記憶體、Re-RAM、Fe-RAM、STT-RAM、MEMS等。示範性奈米壓印微影術系統及製程詳細地敘述在許多公告本，諸如美國專利第8,349,241號、美國專利第8,066,930號、及美國專利第6,936,194號中，所有這些專利特此以引用的方式併入本文中。
上述專利之每一者中所揭示的奈米壓印微影技術敘述藉由在可成形之材料(可聚合)層中形成浮凸圖案而於基材上將薄膜塑形。然後，此薄膜的形狀可使用於將與浮凸圖案相對應之圖案轉印進入及/或至下面的基材上。
圖案化製程使用與基材隔開之模板，且在模板與基材之間施加可成形材料。模板被帶入與可成形材料接觸，造成可成形材料展開並填充模板與基材之間的空間。硬化可成形之液體，以形成具有一形狀(圖案)的薄膜，此形狀(圖案)符合與可成形液體接觸之模板表面的形狀。於硬化之後，模板與硬化層分開，使得模板及基材隔開。
然後，基材及硬化層可遭受額外的製程，諸如蝕刻製程，以將影像轉印進入基材，此影像對應於硬化層及/或硬化層下方之圖案層的一或兩者中之圖案。圖案化的基材可進一步遭受用於裝置(物品)製造之已知步驟及製程，包括例如固化、氧化、層形成、沉積、摻雜、平面化、蝕刻、可成形材料移除、切割、黏合、及封裝等等。
奈米製造技術涉及將可成形材料由分配器分配至基材上。經過許多分配循環，可成形材料能開始在分配器的面板上積聚。最終，積聚之數量可干擾生產，且需要維護。當清潔分配器面板上所積聚的可成形材料時未物理接觸此面板之清潔方法及清潔系統典型較佳的。然而，未物理地接觸此面板之清潔方法及清潔系統使用抽吸設備。如果抽吸設備太接近面板或抽吸力/功率太強，其可造成與面板的噴嘴相關聯之彎液面破裂。此彎液面係噴嘴中的流體之彎曲上表面。因此，本技術領域需要未與面板物理接觸的清潔方法及系統，同時防止與流體分配器之面板的噴嘴相關聯之彎液面破裂。
本揭示內容包括在流體分配器的非接觸維護期間清潔流體分配器之方法，而不破裂與流體分配器的每一個噴嘴相關聯之彎液面。
於流體分配器的非接觸維護期間清潔用於分配材料之流體分配器的方法。此流體分配器包括設置在面板上之複數個噴嘴。此方法包括使用抽吸設備將抽吸力施加至面板的表面上，此抽吸設備係由面板之一端平移至面板的相對端，使得複數個噴嘴之一部分噴嘴暴露至抽吸力。此方法藉由振動暴露至抽吸力的該部分噴嘴之彎液面而繼續，以移除面板上所積聚的至少一部分材料。
分配系統包括建構為分配材料之流體分配器，具有面板、複數個噴嘴、及用於將抽吸力施加至面板上的抽吸設備。此分配系統亦包括一個以上之處理器及一個以上的儲存指令之記憶體，當藉由此一個以上的處理器執行時，此等指令造成分配系統使用抽吸設備將抽吸力施加至面板之表面上，此抽吸設備係由面板的一端平移至面板之相對端，使得複數個噴嘴的部分噴嘴暴露至抽吸力；及振動暴露至抽吸力之此部分噴嘴的彎液面，以移除面板上所積聚之至少一部分材料。
一種製作物品的方法，包括清潔帶有複數個噴嘴之面板的流體分配器，此清潔包括使用抽吸設備將抽吸力施加至面板之表面上，此抽吸設備被由面板的一端平移至面板之相對端，使得複數個噴嘴的部分噴嘴暴露至抽吸力；及振動暴露至抽吸力之此部分噴嘴的彎液面，以移除面板上所積聚之至少一部分材料。製作物品的方法藉由使用流體分配器將部分材料分配至基材上、在基材上形成分配之材料的圖案或層、及處理所形成的圖案或層以製作物品而繼續。
於閱讀本揭示內容之示範性實施例的以下詳細敘述時，當結合附圖及所提供之請求項時，本揭示內容的這些及其他目標、特徵、及優點將變得很明顯。
遍及此揭示內容，主要參考奈米壓印微影術，它使用上述圖案化模板將圖案賦予至可成形液體上。然而，如下文所述，於替代實施例中，模板係無特徵的，在此案例中，可於基材上形成平面式表面。在此等形成平面式表面之實施例中，此形成製程稱為平面化。因此，遍及此揭示內容，無論何時提及奈米壓印微影術，都應該理解，同樣的方法係可適用於平面化。在模板沒有特徵之實例中，「上覆層」一詞使用來代替「模板」一詞。
噴墨技術中的進步已促進橫越寬廣技術範圍之製造製程。奈米壓印微影術係一種對其製程使用噴墨頭的技術。噴墨頭由微觀噴嘴射出液滴(例如光阻劑)，並將其沉積於基材上。此等液滴以表面為目標，以製造三維(3D)結構，諸如電子部件以及用於生命科學中之應用的材料。噴墨技術在奈米技術之發展中很受歡迎，因為它可用界定明確的圖案精確地沉積幾皮升體積之溶液或懸浮液。所沉積的流體係諸如光阻劑之功能性材料。一種方法係按需單滴(DOD)。電壓信號施加至壓電(PZT)傳感器，以造成流體室的機械變形將流體擠出噴嘴並形成液滴，而模仿重力造成液體由較大噴嘴滴落之方式。個別液滴的體積及速度和二連續液滴之間的時間間隔可藉由適當調整電壓信號，諸如波形、電壓振幅及電壓持續時間來完全控制。
使用噴墨頭之奈米製造技術涉及將可成形材料由分配器分配至基材上。然而，經過多次分配循環，可成形材料可在分配器的面板上積聚。最終，積聚之數量可干擾生產，且需要清潔。本揭示內容係與非接觸式空氣清潔方法有關，此方法避免位於分配器面板上的噴嘴之彎液面破裂。流體或可成形材料分配器存在於下面參考圖1所討論的奈米壓印微影術系統內。
圖1係奈米壓印微影術系統100之圖解。奈米壓印微影術系統100使用來塑形在基材102上的薄膜。基材102可為耦接至基材卡盤104。基材卡盤104可為但不限於真空卡盤、插銷型卡盤、溝槽型卡盤、靜電卡盤、電磁卡盤、及/或類似者。
基材102及基材卡盤104可為進一步藉由基材定位台106所支撐。基材定位台106可沿著一個以上的x、y、z、θ及φ軸提供平移及/或旋轉動作。基材定位台106、基材102、及基材卡盤104亦可定位在底座上(未示出)。基材定位台可為定位系統之一部分。
與基材102隔開者係模板108。此模板108可包括在模板108的前側具有朝基材102延伸之模具110的本體。此模具110於模板108之前側上亦具有在其上的圖案化表面112。替代地，模板108可於沒有模具110之情況下形成，在此案例中，模板面向基材102的表面係相當於模具110，圖案化表面112係模板108面向基材102之表面。
模板108可為由此等材料所形成，包括但不限於熔融矽石、石英、矽、有機聚合物、矽氧烷聚合物、硼矽酸鹽玻璃、氟碳聚合物、金屬、硬化藍寶石及/或類似材料。圖案化表面112可具有藉由複數個隔開的模板凹部114及/或模板突起部116所界定之特徵。圖案化表面112界定圖案，其形成要在基材102上形成之圖案的基礎。於替代實施例中，圖案化表面112係無特徵的，在此案例中，於基材上形成平面式表面。在替代實施例中，圖案化表面112係無特徵的，且與基材之尺寸相同，並橫越整個基材形成平面式表面。於此等形成平面式表面的實施例中，此形成製程可替代地稱為平面化，且無特徵之模板可替代地稱為上覆層。
模板108可為耦接至模板卡盤118。模板卡盤118可為、但不限於真空卡盤、插銷型卡盤、溝槽型卡盤、靜電卡盤、電磁卡盤、及/或其他類似的卡盤類型。模板卡盤118可建構為對模板108施加橫越此模板108變動之應力、壓力及/或應變。模板卡盤118可包括壓電致動器，其可擠壓及/或拉伸模板108的不同部分。模板卡盤118可包括諸如基於區域之真空卡盤、致動器陣列、壓力囊等的系統，其可對模板之後表面施加壓力差，造成模板彎曲及變形。
模板卡盤118可為耦接至作為定位系統的一部分之壓印頭120。壓印頭120能為可運動地耦接至橋接件。壓印頭可包括一個以上的致動器，諸如音圈馬達、壓電馬達、線性馬達、螺帽及螺絲馬達等，這些致動器建構為至少在z軸方向中、及潛在地於其他方向中(例如x、y、θ、ψ及φ軸)相對基材運動模板卡盤118。
奈米壓印微影術系統100更包含流體分配器122。流體分配器122亦能可運動地耦接至橋接件。在實施例中，流體分配器122及壓印頭120共享一個以上或所有定位部件。於替代實施例中，流體分配器122及壓印頭120彼此獨立地運動。流體分配器122可使用於將液體可成形材料124(例如，可聚合材料)按圖案沉積至基材102上。在可成形材料124沉積至基材102上之前，額外之可成形材料124亦可使用技術加至基材102上，例如，滴注分配、旋塗、浸塗、化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、薄膜沉積、厚膜沉積、及/或類似技術。取決於設計考量，可成形材料124能在模具110與基材102之間界定所期望體積之前及/或之後分配至基材102上。可成形材料124能包含包括單體之混合物，如美國專利第7,157,036號及美國專利第8,076,386號中所述，此二專利以引用之方式併入本文中。
不同的流體分配器122可使用不同之技術來分配可成形材料124。當可成形材料124係能噴射的，噴墨型分配器分配此可成形材料124。例如，熱噴墨、基於微機電系統(MEMS)之噴墨、閥式噴墨、及壓電噴墨係用於分配可噴射液體的常見技術。
奈米壓印微影術系統100可更包含沿著暴露路徑128引導光化能量之輻射源126。壓印頭120及基材定位台106可建構為將與暴露路徑128疊加的模板108及基材102定位。在模板108已與可成形材料124接觸之後，輻射源126沿著暴露路徑128發送光化能量。圖1說明當模板108未與可成形材料124接觸時的暴露路徑128，這是為了說明性目的來作成，以致可輕易地識別個別部件之相對位置。熟諳本技術領域的人員將理解，當模板108被帶入與可成形材料124接觸時，暴露路徑128實質上將不會改變。
奈米壓印微影術系統100可更包含現場照相機136，此照相機定位來在模板108已與可成形材料124接觸之後觀看可成形材料124的展開。圖1以虛線說明現場照相機之成像場的光軸。如圖1中所說明，奈米壓印微影術系統100可包括一個以上之光學部件(分色鏡、光束結合器、稜鏡、透鏡、反射鏡等)，它們將光化輻射與待藉由現場照相機所偵測的光結合。現場照相機136可建構為偵測模板108之下的可成形材料之展開。如圖1中所說明，現場照相機136的光軸係筆直的，但可藉由一個以上之光學部件彎曲。現場照相機136可包括CCD、感測器陣列、線列式照相機、及光電偵測器的一個以上，它們建構為收集具有一定波長之光，此波長顯示模板108下方與可成形材料接觸的區域及模板108下方未與可成形材料124接觸的區域之間的對比。現場照相機136可建構為收集可見光之單色影像。現場照相機136可建構為提供模板108下方的可成形材料124之展開、模板108與固化的可成形材料之分開的影像，並可使用於跟蹤壓印製程上之進展。
奈米壓印微影術系統100可更包含與現場照相機136分開的液滴檢查系統138。液滴檢查系統138可包括CCD、照相機、線列式照相機、及光電偵測器之一個以上。液滴偵測系統138可包括一個以上的光學部件，諸如透鏡、反射鏡、孔徑、濾波器、稜鏡、偏振鏡、窗口、適應性光學儀器及/或光源。液滴檢查系統138可定位成在圖案化表面112接觸基材102上的可成形材料124之前檢查液滴。
奈米壓印微影術系統100可更包括熱輻射源134，其可建構為將熱輻射的空間分佈提供至模板108及基材102之一或兩者。熱輻射源134可包括一個以上的熱電磁輻射源，這些輻射源將加熱基材102及模板108之一或兩者，且不會造成可成形材料124硬化。熱輻射源134可包括空間光調制器，諸如數位微鏡裝置(DMD)、矽基液晶(LCoS)、液晶裝置(LCD)等，以調制熱輻射的空間時間分佈。奈米壓印微影術系統100可更包含一個以上之光學部件，這些部件使用於將光化輻射、熱輻射、及藉由場照相機136所收集的輻射結合至單一光路徑上，當模板108及基材102上之可成形材料124接觸時，此光路徑與壓印場相交。在模板108已與可成形材料124接觸之後，熱輻射源134可沿著熱輻射路徑(於圖1中說明為2條粗黑線)發送熱輻射。圖1說明當模板108未與可成形材料124接觸時的熱輻射路徑，這是為了說明目的所作成，以致可輕易地識別個別部件之相對位置。熟諳本技術領域的人員將瞭解，當模板108被帶入與可成形材料124接觸時，熱輻射路徑實質上將不會改變。於圖1中，熱輻射路徑顯示為終止在模板108，但它亦可終止於基材102。在替代實施例中，熱輻射源134係於基材102下方，且熱輻射路徑未與光化輻射及可見光結合。
在可成形材料124分配至基材102上之前，基材塗層132可施加至基材102，於實施例中，基材塗層132可為黏著層。在實施例中，基材塗層132可於基材裝載至基材卡盤104上之前施加至基材102上。在替代實施例中，基材塗層132可於基材102係在基材卡盤104上的同時施加至基材102上。於實施例中，基材塗層132可藉由旋塗、浸塗等施加。在實施例中，基材102可為半導體晶圓。於另一實施例中，基材102可為坯料模板(複製坯料)，其可在壓印之後使用於創建子代模板。
奈米壓印微影術系統100可藉由一個以上的處理器140(控制器)調節、控制、及/或引導，此處理器140與一個以上之部件及/或子系統，諸如基材卡盤104、基材定位台106、模板卡盤118、壓印頭120、流體分配器122、輻射源126、熱輻射源134、現場照相機136、及/或液滴檢查系統138通訊。處理器140可基於儲存在非暫態電腦可讀記憶體142中的電腦可讀程式中之指令來操作。處理器140可為或包括CPU、MPU、GPU、ASIC、FPGA、DSP、及通用電腦的一個以上。處理器140可為特製之控制器，或可為適於作為控制器的通用計算裝置。非暫態電腦可讀記憶體之範例包括但不限於RAM、ROM、CD、DVD、藍光、硬碟、網路附加儲存裝置(NAS)、內部網路連接式非暫態電腦可讀儲存裝置、及網際網路連接式非暫態電腦可讀儲存裝置。
無論是壓印頭120、還是基材定位台106、或兩者都變動模具110與基材102之間的距離，以界定用可成形材料124填充之所期望空間(在三維空間中的有界物理範圍)。例如，壓印頭120可施加力量至模板108，使得模具110係與可成形材料124接觸。在用可成形材料124填充所期望的體積之後，輻射源126產生光化輻射(例如紫外線、248 nm、280 nm、350 nm、365 nm、395 nm、400 nm、405 nm及435 nm等)，造成可成形材料124固化、硬化、及/或交聯；符合基材表面130及圖案化表面112的形狀，界定於基材102上的圖案化層。可成形材料124被固化，而模板108係與可成形材料124接觸，在基材102上形成圖案層。因此，奈米壓印微影術系統100使用壓印製程來形成具有凹部及突起部之圖案層，這些凹部及突起部係圖案化表面112中的圖案之反向(inverse)。於替代實施例中，奈米壓印微影術系統100使用壓印製程來形成具有無特徵的圖案化表面112之平面式層。
壓印製程可在橫越基材表面130展開的複數個壓印場域中重複地作成。每一個壓印場域之大小可為與模具110相同，或僅只是模具110的圖案區。模具110之圖案區係圖案化表面112的使用於將圖案壓印在基材102上之區域，這些圖案係裝置的特徵或接著使用於隨後製程中以形成裝置之特徵。模具110的圖案區可或未能包括使用於防止擠壓之質量速度變動特徵。在替代實施例中，基材102僅具有一個壓印場域，此壓印場域的大小係與基材102或基材102之要用模具110圖案化的區相同。於替代實施例中，壓印場域重疊。一些壓印場域可為與基材102之邊界相交的局部壓印場域。
可形成圖案化層，使得其具有殘餘層厚度(RLT)之殘餘層，此殘餘層厚度係基材表面130與每一壓印場域中的圖案化表面112之間的可成形材料124之最小厚度。圖案化層亦可包括一個以上的特徵，諸如延伸在具有厚度之殘餘層上方的突起部。這些突起部與模具110中之凹部114匹配。
圖2係藉由奈米壓印微影術系統100進行壓印製程的流程圖，此製程可使用於在一個以上之壓印場域(亦稱為：圖案區或壓射區)上的可成形材料124中形成圖案。壓印製程可藉由奈米壓印微影術系統100在複數個基材102上重複地施行。處理器140可使用於控制壓印製程。
在替代實施例中，可施行類似製程來使基材102平面化。於平面化之案例中，實質上相對於圖2施行本文所討論的相同步驟，除了使用無圖案之上覆層來代替模板。因此，應該理解，下面的敘述亦可適用於平面化方法。當作為上覆層使用時，上覆層可為與基材102之尺寸相同或較大。
壓印製程的開始可包括模板安裝步驟，造成模板運送機構將模板108安裝至模板卡盤118上。壓印製程亦可包括基材安裝步驟，處理器140可造成基材運送機構將基材102安裝至基材卡盤104上。基材可具有一個以上之塗層及/或結構。模板108及基材102安裝至奈米壓印微影術系統100上的順序未特別受限制，且模板108及基材102可按順序或同時地安裝。
在定位步驟中，處理器140可造成基材定位台106及/或分配器定位台之一或兩者將基材102的壓印場域i(索引i可為初始設定至1)運動至流體分配器122下方之流體分配位置。基材102可分成N個壓印場域，其中每一個壓印場域係藉由索引i所識別。其中N係實數整數，諸如1、10、75等{N∈Z +}。於分配步驟S202中，處理器140可造成流體分配器122將可成形材料分配至壓印場域i上。在實施例中，流體分配器122將可成形材料124分配為複數個液滴。流體分配器122可包括一個噴嘴或複數個噴嘴。流體分配器122能將可成形材料124由一個以上的噴嘴同時噴射。壓印場域i可相對流體分配器122運動，而流體分配器正噴射可成形材料124。因此，一些液滴落在基材上之時間可橫越壓印場域i變動。於實施例中，在分配步驟S202期間，可成形材料124能按照液滴圖案分配至基材上。液滴圖案能包括諸如沉積可成形材料的液滴之一個以上的位置、可成形材料之液滴的體積、可成形材料之類型、可成形材料的液滴之形狀參數等資訊。
於分配液滴之後，接著可啟動接觸步驟S204，處理器140可造成基材定位元台106及模板定位台的一或兩者將模板108之圖案化表面112帶入與壓印場域i中的可成形材料124接觸。
在展開步驟S206期間，可成形材料124接著展開朝壓印場域i之邊緣及模具側壁。壓印場域的邊緣可藉由模具側壁所界定。可成形材料124如何展開並填滿模具可經由現場照相機136來觀察，並可使用於跟蹤可成形材料之流體前端的進展。
在固化步驟S208中，處理器140可將指令發送至輻射源126，以經過模板108、模具110及圖案化表面112發送光化輻射之固化照明圖案。固化照明圖案提供足夠的能量來固化(聚合)圖案化表面112之下的可成形材料124。
於分開步驟S210中，處理器140使用基材卡盤104、基材定位台106、模板卡盤118、及壓印頭120之一個以上，以將模板108的圖案化表面112與基材102上之固化的可成形材料分開。
如果有額外之壓印場域要被壓印，則此製程移回至步驟S202。在實施例中，於處理步驟S212中，在基材102上施行額外處理，以藉由在基材上形成已分配材料的圖案或層，並處理所形成之圖案或層來製造物品。於實施例中，每一壓印場域包括複數個裝置。
處理步驟S212中的進一步處理可包括蝕刻製程，以將浮凸影像轉印進入基材，此浮凸影像對應於圖案層中之圖案或該圖案的反向。處理步驟S212中之進一步處理亦可包括用於物品製造的已知步驟及製程，包括例如固化、氧化、層形成、沉積、摻雜、平面化、蝕刻、可成形材料移除、切割、黏合、及封裝等。可處理基材102以生產複數個物品(裝置)。
現在參考圖3A，顯示分配器122的側視圖。分配器122包括具有第一端部123及第二端部125之面板133。面板133具有於X維度中由第一端部123延伸至第二端部125的長度127。圖3B顯示分配器122之底側視圖。分配器122的底側視圖揭露面板133之表面135，面板133中形成複數個分配噴嘴137。形成在面板133的表面135上之噴嘴137的數量可為數百，例如500以上的量級。面板133包括於Y維度中延伸之寬度139，此Y維度係垂直於X維度。
圖4A及4B顯示在可成形材料124已積聚於面板133的表面135上之後的分配器122之幾個視圖。分配器122的結構係與上面相對於圖3A及3B所討論者相同，唯一差異是在分配器122已多次分配可變形材料124之後，該可變形材料124已累積於面板133的表面135上。如圖4A及4B中所示意地顯示，所積聚之可成形材料124能以各種圖案及厚度位於橫越面板133的表面135。當分配可成形材料時，面板133之表面135上的可成形材料124可造成噴嘴之停用。為了由面板133的表面135移除抗蝕劑或所積聚之可成形材料124，清潔製程係施加至分配器122。此清潔製程可使用非接觸式清潔方法，例如真空設備(抽吸設備)可使用於由面板133的表面135移除可成形材料124。下面將參考圖5更詳細地敘述真空設備。
現在參考圖5，其係可使用於將抽吸力賦予至分配器122之面板133的表面135上之示例性真空設備的分解圖。真空設備204使用於清潔來自分配器122之可成形材料。真空設備204與真空源205耦接。真空設備204可使用平移機構(未示出)平移橫越面板133的表面135。如圖3A及3B中所顯示，真空設備204可沿著X軸平移。用於平移真空設備之理由是確保可成形材料能由面板133的整個表面移除。
平移機構可為本技術領域中適合用於賦予物體之線性平移的已知任何機構。例如，此平移機構可為線性致動器，其可包括：步進器馬達；線性馬達；運動線圈；液壓致動器；氣動致動器；等等。線性致動器可包括位置編碼器。位置編碼器可為旋轉或線性編碼器。此等編碼器在本技術領域中是已知的，並於特定時刻即時提供位置資訊。
真空設備204包括真空孔口206。真空孔口206可為細長之縫隙形狀，在此真空孔口206的長度遠大於真空孔口206之寬度。例如，真空孔口206的長度對真空孔口206之寬度的比例可為由5:1至100:1，可為10:1至90:1，可為20:1至80:1，可為30:1至70:1，或可為40:1至65:1。在一範例中，此比例可為60:1。於示範實施例中，真空孔口206之長度與面板133在Y維度中的寬度139實質上相同(例如，於±20%內)。於示範實施例中，真空孔口206之寬度足夠寬，以致它不會變得被可成形材料所堵塞，同時足夠窄以提供足夠的真空(例如，0.5 mm、1 mm等)。真空孔口206亦可在每一側具有唇部，此等唇部之寬度係與真空孔口206的寬度類似(例如，於±30%內)，其有助於將抽吸力限制在面板133之局部區域。真空設備204可更包括真空連接器212及連接器通孔210。真空連接器212可包括與連接器通孔210連接的第一端部214及與真空源205連接之第二端部216。因此，藉由啟動此真空源205，抽吸力施加至真空孔口206。
當真空設備204的真空孔口206沿著X維度行進時，可藉由致動真空源205將真空力選擇性賦予在面板133上。真空設備204之孔口206亦延伸橫越面板133的寬度139。
使用真空設備204用於清潔來自面板133之表面135的可成形材料124已知為非接觸維護。當施行非接觸維護時，偶爾會在維護完成之後觀察到噴嘴停用的情況。這顯現為當抽吸力，亦即真空位準太高或真空設備204離分配器122太近時發生。再者，當使用具有面板133之改性表面135的分配器時，普遍及常見之情況是，光阻劑被設計為於已將表面135改性之後不潤濕表面135。不濕潤的表面具有相當低之表面能量，其可將已積聚在表面135上的可成形材料誘導成於表面135上形成大珠粒。在非接觸維護之後的噴嘴停用可用沖洗氣或流體(彎液面壓力之改變)來恢復，其假設此彎液面已破裂，且需要重新建立。為了減輕此情況，於噴射期間可使用非噴射波形來直接激發彎液面。非噴射波形亦已知為白色像素噴射。使用非噴射波形，以致無流體噴射進入製程模組，較少流體積聚在表面135上，且所有分配器噴嘴於維護之後分配。應使白色像素的噴射量減至最少，因為它可造成一些流體積聚至表面135上，故僅正積極進行維護區應該用非噴射波形激發。如果在定期維護之後的噴射性能不令人滿意，則亦可於常規條件下之維護期間激發彎液面。在非接觸維護期間直接激發彎液面可減少來自面板清潔製程的噴嘴停用。
申請人已發現定期地施行非接觸維護以移除來自分配器面板133之多餘流體是有利的。申請人亦已發現如果於施行非接觸維護之後要求每一噴嘴隨後發射，則改善奈米壓印微影術系統100的性能。申請人已發現可成形材料124與非濕潤表面135之間的表面能量不匹配會增加在以先前技術領域的方式施行非接觸維護之後噴嘴性能下降的可能性。申請人亦已發現，如果施行非接觸維護並同時在清潔噴嘴時亦激發噴嘴之彎液面，則可減少此可能性。申請人亦已發現，如果真空孔口漂移太接近至面板，噴嘴性能下降的可能性增加，此可能性可藉由在清潔噴嘴時激發噴嘴之彎液面而減輕。這改善製程容許度(process window)，而於此製程容許度之下施行非接觸維護。
藉由奈米壓印微影術系統100或平面化系統的液滴分配方法可使用於將可成形材料124之液滴圖案分配至基材102上，其接著被壓印/平面化。壓印/平面化可藉由場域基礎或在整個晶圓基礎上於一場域中作成。可成形材料124的液滴亦可藉由場域基礎或在整個晶圓基礎上於一場域中沉積。甚至當液滴沉積在整個基材基礎上時，生成液滴圖案較佳係藉由場域基礎於場域上作成。
生成用於全場域之液滴圖案可包括接收代表性基板102的基板圖案、及代表性模板108之模板圖案的處理器140。
基材圖案可包括關於代表性基材之基材形貌、代表性基材的場域及/或代表性基材之全場域的資訊。基材形貌可為基於先前之製造步驟測量、生成及/或基於設計資料生成。在替代實施例中，基材圖案係無特徵的，要麼是因為沒有先前之製造步驟，要麼是基材先前已平面化以減少形貌。基材形貌可包括關於邊緣形狀的資訊，諸如代表性基板之斜面邊緣或圓形邊緣。基板形貌可包括關於一個以上的識別基材之定向的平坦部或凹口之形狀及位置的資訊。基板形貌可包括關於圍繞要形成圖案之基材區的參考邊緣之形狀及位置的資訊。
模板圖案可包括關於代表性模板之圖案化表面112的形貌之資訊。圖案化表面112的形貌可基於設計資料測量及/或生成。在替代實施例中，代表性實施例之模板圖案係無特徵的，並可使用於平面化基材102。圖案化表面112之大小可為與以下者相同：個別全場域；多個場域；整個基材，或大於基材。
—旦接收基材圖案及模板圖案，處理器140能計算可成形材料124的分佈，當基材及圖案化表面在壓印期間藉由間隙所分開時，此分佈將產生填充基材與圖案化表面之間的體積之薄膜。可成形材料於基材上的分佈可採取以下形式：可成形材料之區密度；可成形材料的液滴之位置；及/或可成形材料的液滴之體積。計算可成形材料的分佈可考量以下之一個以上者：可成形材料的材料特性；圖案化表面之材料特性；基材表面的材料特性；圖案化表面與基材表面之間的體積中之空間變動；流體流動；蒸發；等。
在面板133上的任何可成形材料積聚之前，真空設備204的初始位置係相對面板133之表面135設定。也就是說，面板133於表面135上沒有任何可成形材料。真空設備204的位置係藉由改變真空設備204相對面板133之表面135的角度、真空設備204與面板133之間的距離、或真空設備204相對面板133之表面135的行進方向之角度來相對面板133的表面135改變。
真空設備204使用於清潔面板133之表面135。真空設備204可安裝至托架，使得當平移機構致動時，托架、及真空設備204都一起在X維度中平移橫越面板133的表面135。為此理由，有可能致動真空以將可成形材料124由面板133之表面135抽離。因此，真空設備204於與面板133的表面135保持一定距離處沿著X維度行進，同時將可成形材料124抽吸進入孔口206。
當真空設備204沿著X維度由第一端部123行進至第二端部125時，真空壓力可於真空設備204接近第二端部125時增加(變得更負)。真空壓力中之增加可由25%更高至100%更高、由33%更高至80%更高、或由50%更高至66%更高。然後，真空壓力中的增加可保持在增加之量處，直至抵達面板133的第二端部125。朝面板133之第二端部125增加真空壓力的益處是，突然增加之真空壓力有助於抽離可成形材料124，此可成形材料在直至X維度的此點已發生抽真空期間已位移。也就是說，於設定初始真空壓力之時刻期間，當真空設備204在X維度中橫越面板133行進時，一些可成形材料124將被抽出，而一些將朝面板133的第二端部125之方向中位移。當真空設備204繼續於X維度中行進而可抽吸一些已位移的可成形材料124時，其他數量將繼續在面板133之第二端部125的方向中位移。面板133之第二端部125附近的真空壓力中之突然增加輔助抽離最後數量的已位移之可成形材料124。
如上所述，奈米壓印微影術系統100可藉由一個以上的處理器140(控制器)來調節、控制、及/或引導。這包括上述之所有方法步驟，包括控制改變影響真空設備204相對面板133的位置之所有三個位置因素的硬體、控制平移機構以控制真空設備204之運動、控制何時施加真空壓力及以何種壓力施加。雖然於圖面中未顯示，但應該理解，任何機械式調整(亦即調整接近的角度、真空設備相對面板之角度、及真空設備與面板之間的距離)都可藉由控制器經由馬達或其他已知之自動化手段來控制。
現在參考圖6，於分配器122的非接觸維護之前及之後顯示所分配液滴的測試模式。所分配液滴300之第一測試圖案顯示當所有噴嘴按預期在維護分配器122之前發射時的示範性分配滴液之圖案。所分配液滴的測試圖案係藉由奈米壓印微影術工具100分配至測試基材上之液滴的圖案，且使用於測量流體分配器122之性能。顯示所分配液滴300的測試圖案之放大部分310，其指示來自噴嘴的液滴沒有丟失或偏離。所分配液滴之第二測試圖案320係在施行非接觸維護而沒有同時施行白色像素噴射之後的分配液滴圖案之範例。如於所分配液滴320的測試圖案之放大部分330中可觀察到，緊接在維護之後有幾個噴嘴停用(液滴丟失或液滴在偏離位置)。因此，使用非接觸維護同時避免噴嘴停用是一個重要目標，諸如流體丟失或來自噴嘴的液滴偏離。
現在參考圖7A，顯示左側狀態良好之噴嘴400及右側於定期噴射之後需要維護狀態之相同噴嘴400，噴嘴400包括流體室402，具有流體403或可成形材料佈置在將由噴嘴400分配出來的分配器內。於本揭示內容所顯示之實施例中，噴嘴400包括壓電傳感器(PZT)材料404。雖然圖7A中顯示PZT材料，但任何眾所周知的材料都可使用於噴嘴400。PZT材料404可包括非潤濕的塗層材料406，以防止PZT材料404之表面部分積聚流體403在面板133的表面135上。於實施例中，非潤濕之塗層材料406具有比沒有非潤濕的塗層材料406之面板133的表面135更高之表面能。在實施例中，表面135被修改為對於可成形材料403來說非濕潤的。在實施例中，表面135及/或噴嘴之內部的一部分對於可成形材料403來說非濕潤。在實施例中，此非潤濕塗層係聚醯胺材料。噴嘴400內之流體403的表面形成彎液面408。彎液面408可為與在基於定期地噴射液滴之狀態良好的噴嘴之孔徑407相對齊平。在實施例中，彎液面係凹入或凸出的，且位於噴嘴內或與孔徑407相對地齊平。彎液面408之位置及形狀可藉由調整控制流體經過分配器的通道之供給泵及返回泵的壓力來控制。當個別之彎液面破裂時，對個別噴嘴的彎液面之位置及形狀的控制可為中斷。圖11A係凸出彎液面之顯微照片的圖解。圖11B係凹入彎液面之顯微照片。圖11C係彎液面破裂的顯微照片。
右側噴嘴400需要維護，因為所積聚之可成形材料410已積聚至可成形材料滴至基材上的可能性已變得無法接受之點。典型地，噴嘴在定期噴射數小時、數天或數周之後需要維護。定期噴射包括電壓信號施加至PZT材料404。電壓信號或噴射波形造成PZT材料404內的機械變形，其依次造成流體/可成形材料403由噴嘴407之孔徑分配。由於造成流體403將由噴嘴分配的噴射所致，流體403可在數百萬次的滴注分配循環之後積聚於噴嘴的表面。當有流體或可形成材料403之積聚時，需要對噴嘴進行維護，以防止在流體分配期間惡化。因此，真空設備使用於將抽吸力賦予至噴嘴上，以移除由噴射所造成的流體積聚。在實施例中，噴嘴之壁面可為由PZT材料所製成。於實施例中，連接至噴嘴400的流體室402之一個以上的壁面可為由PZT材料所製成。在實施例中，PZT傳感器可於連接至流體室或噴嘴之膜片中造成機械變形。在實施例中，代替使用PZT材料來啟動噴射，加熱器使用來生成氣泡以啟動噴射。於實施例中，代替使用PZT材料來啟動噴射，使用MEMS或另一可變形裝置來啟動噴射。
現在參考圖7B，左側噴嘴400具有藉由真空設備412所施加的非接觸維護，此真空設備將抽吸力賦予在所積聚之可成形材料410上。如果抽吸力太大、或真空設備412離噴嘴400太近，那麼非接觸維護可造成彎液面408破裂，諸如圖7B右側上的噴嘴400中所顯示。於實施例中，面板之表面135係弓形的，或在其他方面為不平坦的，這可使得其難以確保真空設備412於噴嘴行進橫越面板時與噴嘴400保持適當距離。如果彎液面408如所顯示地破裂，這可導致噴嘴停用、液滴體積變動、畸形之液滴、及/或液滴著陸位置的錯位。本揭示內容之重點是避免彎液面由於非接觸維護的結果而破裂。
現在參考圖7C，對噴嘴400施行非接觸維護，但彎液面408仍保持完整。圖7C顯示於噴嘴400之非接觸維護期間，當應用真空設備412以移除所積聚的可成形材料410時，藉由將電壓信號施加至PZT材料404來造成PZT材料404變形而發生彎液面激發。PZT材料404之變形使得PZT材料404擴展並對流體403施加力量。PZT材料404的變形足以造成PZT材料404垂直於由噴嘴400分配流體403之方向擴展。藉由PZT材料404所施加的力量不應該超過足以造成流體403由噴嘴400分配之閾值。藉由PZT材料404所施加的力量應該低於造成流體403由噴嘴400分配之閾值。在使用真空設備412對噴嘴400進行非接觸維護期間，將電壓施加至PZT材料404可導致維持噴嘴400的彎液面408，同時移除藉由噴嘴之噴射所造成的正常積聚410。於替代實施例中，一個以上之噴嘴的彎液面以非噴射方式藉由以下之一個以上者所激發：向流體噴嘴中的流體供給力量之PZT材料；向與流體噴嘴流體連接的腔室中之流體供給力量的PZT材料；向與流體噴嘴流體連接之流體供給力量的MEMS裝置；及產生與流體噴嘴流體連通之氣泡的加熱器。
圖8係示意圖，其僅強調在非接觸維護期間所激發之分配器600的一部分602。由於當真空設備604於分配器之特定區上運動時，每一噴嘴區被選擇性激發。這允許最小的彎液面激發。太多彎液面激發可增加流體至面板之積聚。圖8顯示由分配器600的左側至分配器600之右側的方向606中運動之真空設備604，此方向已知為維護方向606。彎液面激發施加至分配器600上的與真空設備604相鄰之區，使得僅一小部分具有相關聯噴嘴的分配器600具有藉由PZT材料所施加之力量，以造成彎液面激發。例如，真空設備604可具有矩形的真空孔口，其中最窄之寬度係0.5 mm。真空設備604亦可具有圍繞矩形孔口的0.3 mm之唇部。真空設備可具有特徵寬度(w v)，其包括真空孔口的最窄寬度之寬度及唇部寬度的兩倍，其在此範例中係1.1 mm。僅一小部分於激發寬度(w e)內之具有相關聯噴嘴的分配器600使其彎液面激發。在實施例中，如圖10中所說明，激發寬度係大於特徵寬度(w e＞w v)。激發的寬度602亦藉由噴嘴分配器之間距所限制，使得在任何時候都少於2、3、4、5、6、7、8、9或10個噴嘴被激發。
圖9係說明非接觸維護之前、期間及之後的示範性步驟之流程圖，以顯示何時按照本揭示內容的實施例實施白色像素噴射以防止流體分配噴嘴中之彎液面破裂。在第一方塊S700中，分配器正在正常運行，其可造成噴嘴表面上的正常積聚。於第二方塊S702中，決定分配器是否需要因正常之可成形材料積聚進行維護。如果分配器不需要維護(積聚不足)，則下一步驟可返回至第一方塊S700，且分配器可繼續正常地運行(噴射)。替代地，如果有足夠的積聚，並決定分配器需要維護，則下一步驟是縮回分配器並開始維護過程S704。載入白色像素波形並開始維護。
在維護步驟S704期間，真空設備將抽吸力賦予在分配器之局部區上。暴露至抽吸力的分配器之局部區是激發噴嘴以避免彎液面破裂的區。於完成分配器的維護之後，在步驟S706中，白色像素波形被切換至噴射波形，以由噴嘴分配流體，作為對品質的測試。如果分配器之品質令人滿意，於步驟S708中為是，分配器能在步驟S710中持續分配可成形材料。替代地，如果分配器的品質不令人滿意，於步驟S708中為否，則載入白色像素波形，並在步驟S704中再次啟始維護。
藉由改變基本之噴射參數，分配器波形可為由單一的初級液滴狀況改變為帶有液滴形成狀況之噴嘴潤濕。於維護活動期間，每一噴嘴可保持濕潤，同時移除所積聚的阻劑，其增加在面板上有或無非濕潤塗層之分配器的可行製程容許度。藉由改變基本噴射參數來改變分配器波形，使得於分配器之維護期間，每一噴嘴可保持濕潤，同時移除所積聚的阻劑。
鑒於本說明書，諸多態樣之進一步修改及替代實施例對於熟諳此技術領域的人員將為明顯的。因此，本說明書應解釋為僅只是說明性。應理解的是，此處所顯示及敘述之形式應被視為實施例的範例。元件及材料可替代此處所說明及敘述之元件及材料，零件及製程可顛倒，且某些特徵可獨立地利用，在擁有本說明書的益處之後，所有這些對於熟諳此技術領域的人員將為明顯的。
100:奈米壓印微影術系統 102:基材 104:基材卡盤 106:基材定位台 108:模板 110:模具 112:圖案化表面 114:模板凹部 116:模板突起部 118:模板卡盤 120:壓印頭 122:流體分配器 123:第一端部 124:可成形材料 125:第二端部 126:輻射源 127:長度 128:暴露路徑 130:基材表面 132:基材塗層 133:面板 134:熱輻射源 135:表面 136:現場照相機 137:分配噴嘴 138:液滴檢查系統 139:寬度 140:處理器 142:非暫態電腦可讀記憶體 204:真空設備 205:真空源 206:孔口 210:連接器通孔 212:真空連接器 214:第一端部 216:第二端部 300:所分配液滴 310:放大部分 320:所分配液滴 330:放大部分 400:噴嘴 402:流體室 403:流體 404:壓電換能器材料 406:塗層材料 407:孔徑 408:彎液面 410:可成形材料 412:真空設備 600:分配器 602:部分 604:真空設備 606:維護方向
為了能夠詳細地瞭解本揭示內容之特徵及優點，可參考附圖中所說明的實施例，對本揭示內容之實施例進行更具體的敘述。然而，應注意的是，附圖僅只說明本揭示內容之典型實施例，且因此不應認為對其範圍進行限制，因為本揭示內容可接受其他同樣有效的實施例。
[圖1]係按照示範實施例之示範性奈米壓印微影術系統的圖解。
[圖2]係流程圖，說明按照示範實施例之示範性壓印方法。
[圖3A]顯示按照示範實施例的分配器之側視圖。
[圖3B]顯示按照示範實施例的圖3A之分配器的底側視圖。
[圖4A]顯示按照示範實施例，在可成形材料已積聚於面板表面之後的分配器之側視圖。
[圖4B]顯示按照示範實施例，在可成形材料已積聚於面板表面之後的圖4A之分配器的底部視圖。
[圖5]顯示按照示範實施例之真空設備的立體分解圖。
[圖6]顯示如所預期在非接觸維護之前施行的噴嘴及於非接觸維護之後的幾個噴嘴停用之示意圖。
[圖7A]顯示包括狀態良好的墨水室之噴嘴及需要維護的噴嘴之示意圖。
[圖7B]顯示來自圖7A的需要維護之噴嘴的示意圖，在此使用真空設備之非接觸維護造成噴嘴中的彎液面破裂。
[圖7C]顯示來自圖7A之需要維護的噴嘴之示意圖，在此使用真空設備按照示範實施例進行非接觸維護。
[圖8]顯示強調按照示範實施例維護期間的帶有彎液面激發之選擇性區的示意圖。
[圖9]說明方塊圖，顯示按照示範實施例於分配器之非接觸維護期間的白色像素噴射。
[圖10]顯示強調按照示範實施例在維護期間相對真空設備的特徵寬度具有彎液面激發之選擇性區的寬度之示意圖。
[圖11A-C]係於不同狀態中之彎液面的顯微照片。
遍及此等圖面，除非另有陳述，否則相同之參考數字及字母係使用於標示所說明的實施例之類似特徵、元件、部件或部分。再者，雖然現在將參考此等圖面詳細地敘述主題揭示內容，但它是結合說明性示範實施例來這樣做成。其係意欲在不偏離如藉由所附請求項所界定的主題揭示內容之真正範圍及精神的情況下，可對所敘述之示範性實施例進行改變及修改。
600:分配器
602:部分
604:真空設備
We:激發寬度
Wv:特徵寬度

Claims (15)

  1. 一種在流體分配器的非接觸維護期間清潔用於分配材料之流體分配器的方法，該流體分配器包括設置在面板上之複數個噴嘴，該方法包含： 使用抽吸設備將抽吸力施加至該面板的表面上，該抽吸設備係由該面板之一端平移至該面板的相對端，使得該複數個噴嘴之一部分噴嘴暴露至該抽吸力；及 振動暴露至該抽吸力的該部分噴嘴之彎液面，以移除該面板上所積聚的至少一部分材料。
  2. 如請求項1的方法，其中，在該振動中，未振動與來自該複數個噴嘴中未暴露至該抽吸力之的噴嘴相關聯之彎液面。
  3. 如請求項1的方法，其中與暴露至該抽吸力之該部分噴嘴相關聯的噴嘴之數目係少於該面板上的噴嘴總數。
  4. 如請求項1的方法，其中該面板具有非濕潤塗層。
  5. 如請求項1的方法，其中該流體分配器是噴射型分配器。
  6. 如請求項1的方法，其中該流體分配器是壓電噴射型分配器。
  7. 如請求項1的方法，其中暴露至該抽吸設備的該抽吸力之該部分噴嘴的彎液面係藉由施加電壓至該部分噴嘴所振動。
  8. 如請求項7的方法，其中施加至該部分噴嘴之電壓係振動該彎液面所需的最小電壓量，而不會造成流體由該部分噴嘴分配。
  9. 如請求項1的方法，其中暴露至該抽吸設備的該抽吸力之該部分噴嘴被振動，以致於該等噴嘴在垂直於流體分配方向的方向中運動。
  10. 如請求項1的方法，其中非噴射波形被施加至暴露至該抽吸設備的該抽吸力之該部分噴嘴。
  11. 如請求項1的方法，其中沒有流體係從暴露至該抽吸設備的該抽吸力之該部分噴嘴射出或分配進入製程模組。
  12. 如請求項1的方法，其中該複數個噴嘴中之每一噴嘴包括彎液面，其中該彎液面係該噴嘴中的液體之彎曲上表面。
  13. 如請求項1之方法，其中當平移該抽吸設備使得該部分噴嘴不再暴露至該抽吸力時，新的部分噴嘴係暴露至該抽吸力，除非該抽吸設備已抵達該面板之相對端。
  14. 一種分配系統，包含： 流體分配器，建構為分配材料，包括帶有複數個噴嘴的面板； 抽吸設備，用於將抽吸力施加至面板上； 一個以上之處理器；及 一個以上的儲存指令之記憶體，當藉由該一個以上的處理器執行時，該等指令造成該分配系統： 使用該抽吸設備將該抽吸力施加至該面板之表面上，該抽吸設備係由該面板的一端平移至該面板之相對端，使得該複數個噴嘴的部分噴嘴暴露至該抽吸力；及 振動暴露至該抽吸力之該部分噴嘴的彎液面，以移除該面板上所積聚之至少一部分材料。
  15. 一種製作物品的方法，包含： 清潔包括帶有複數個噴嘴之面板的流體分配器，該清潔包括： 使用抽吸設備將抽吸力施加至該面板之表面上，該抽吸設備被由該面板的一端平移至該面板之相對端，使得該複數個噴嘴的部分噴嘴暴露至該抽吸力；及 振動暴露至該抽吸力之該部分噴嘴的彎液面，以移除該面板上所積聚之至少一部分材料； 使用該清潔的流體分配器將部分材料分配至基材上； 在該基材上形成該分配之材料的圖案或層；及 處理該形成的圖案或層以製作該物品。
TW110133214A 2020-10-27 2021-09-07 藉由施加抽吸力和振動彎液面來清潔流體分配器的方法 TW202216478A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/081,332 2020-10-27
US17/081,332 US20220126332A1 (en) 2020-10-27 2020-10-27 Method of cleaning fluid dispenser by applying suction force and vibrating meniscus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202216478A true TW202216478A (zh) 2022-05-01

Family

ID=81258948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110133214A TW202216478A (zh) 2020-10-27 2021-09-07 藉由施加抽吸力和振動彎液面來清潔流體分配器的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220126332A1 (zh)
JP (1) JP2022070829A (zh)
KR (1) KR20220056115A (zh)
CN (1) CN114509913A (zh)
TW (1) TW202216478A (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5574485A (en) * 1994-10-13 1996-11-12 Xerox Corporation Ultrasonic liquid wiper for ink jet printhead maintenance
US6692100B2 (en) * 2002-04-05 2004-02-17 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Cleaning apparatus and method of assembly therefor for cleaning an inkjet print head
JP2015013374A (ja) * 2013-07-03 2015-01-22 セイコーエプソン株式会社 液体噴射装置、及び、液体噴射装置の制御方法
US20160288374A1 (en) * 2015-03-30 2016-10-06 Canon Kabushiki Kaisha Cleaning method for liquid discharge apparatus, liquid discharge apparatus, imprint apparatus, and method of manufacturing article
JP7002317B2 (ja) * 2017-12-20 2022-01-20 エスアイアイ・プリンテック株式会社 液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置、液体噴射ヘッドの駆動方法および液体噴射ヘッドの駆動プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022070829A (ja) 2022-05-13
CN114509913A (zh) 2022-05-17
US20220126332A1 (en) 2022-04-28
KR20220056115A (ko) 2022-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11209730B2 (en) Methods of generating drop patterns, systems for shaping films with the drop pattern, and methods of manufacturing an article with the drop pattern
JP2018074159A (ja) 基板からナノインプリントテンプレートを引き離す方法
JP7210155B2 (ja) 装置、方法、および物品製造方法
JP6714378B2 (ja) インプリント装置、及び物品の製造方法
WO2021108175A1 (en) Wafer process, apparatus and method of manufacturing an article
KR102368281B1 (ko) 나노임프린트 시스템의 처리량 개선을 위한 시스템 및 방법
JP7071484B2 (ja) インプリントシステム内のディストーションの補正を伴うナノ製作方法
KR20210147905A (ko) 분배기의 면판 상의 축적된 재료를 검출하기 위한 시스템 및 면판을 검사하는 방법
JP7079085B2 (ja) インプリントリソグラフィのための液滴法および装置
US11373861B2 (en) System and method of cleaning mesa sidewalls of a template
US11215921B2 (en) Residual layer thickness compensation in nano-fabrication by modified drop pattern
TW202216478A (zh) 藉由施加抽吸力和振動彎液面來清潔流體分配器的方法
US11442359B2 (en) Method of separating a template from a shaped film on a substrate
US11429022B2 (en) Systems and methods for curing a shaped film
JP6951483B2 (ja) 質量速度変動フィーチャを有するテンプレート、テンプレートを使用するナノインプリントリソグラフィ装置、およびテンプレートを使用する方法
US20210181621A1 (en) Systems and Methods for Curing an Imprinted Film
JP7263036B2 (ja) 成形装置、成形方法および、物品製造方法
US20220308445A1 (en) Shaping System with Cutouts in an Optical Diaphragm and Method of Use
US11262652B2 (en) Nanofabrication method with correction of distortion within an imprint system
US11541577B2 (en) Template apparatus and methods of using the same
US20240066786A1 (en) Nanofabrication method with correction of distortion within an imprint system
JP2023020142A (ja) 液体吐出装置、液体吐出方法、成形装置及び物品の製造方法
US20100099047A1 (en) Manufacture of drop dispense apparatus
JP2022091479A (ja) 形成装置、形成方法及び物品の製造方法
JP2018182264A (ja) インプリント装置、インプリント方法、および物品の製造方法