TWI600058B - 用於製造物件之壓印設備及方法 - Google Patents

Description

用於製造物件之壓印設備及方法

本發明涉及壓印設備與製造物品的方法。

壓印技術能夠形成奈米級精細圖案，並且作為一種用於磁存儲媒介和半導體裝置的批量生產的光刻技術正逐漸投入使用。採用壓印技術的壓印設備使用形成有精細圖案(凹凸不平)的模具(印模)作為原版(original)，在諸如矽晶圓或玻璃板等基板上形成圖案。壓印設備例如利用光固化樹脂(例如，紫外光固化樹脂)塗布基板，並且使用模具對樹脂進行塑模。利用光(例如，紫外光)照射樹脂以使樹脂固化，然後將模具與固化的樹脂分離，藉以在基板上形成樹脂圖案。

在壓印設備中將模具與基板上的固化樹脂分離的分離步驟中，在基板上樹脂的圖案(轉印圖案)與模具的各表面上可能出現電荷(分離電荷)。分離電荷可能造成轉印圖案的放電擊穿和向模具吸入灰塵(微粒)，因而產生轉印圖案缺陷。

為了減少分離電荷，日本特許第5137635號公報和日本特開第2009-286085號公報提出了一種包括抗靜電設備(電離器)的壓印設備。該壓印設備使用利用能夠避免灰塵的軟X射線進行照射的電離器。

然而，在傳統技術中，來自電離器的軟X射線照射存在於壓印設備內的未固化的樹脂，以開始了樹脂的聚合反應(固化反應)。當利用樹脂塗布(供給)基板的塗布設備被配置在壓印設備內時，尤其，在利用軟X射線照射排出口時，存在於樹脂的排出口中的樹脂會固化，而利用樹脂對基板的塗布會變得不穩定。

本發明提供一種在去除模具與基板之間的空間中的電荷的方面有利的技術。

根據本發明的第一方面，提供一種壓印設備，其在基板上的壓印材料與模具保持接觸的狀態下，利用光進行照射以固化該壓印材料，並且將該模具與該固化的壓印材料分離，藉以在該基板上形成圖案，該壓印設備包括：供給單元，其包括排出該壓印材料的排出口，並且被建構為經由該排出口將該壓印材料供給到該基板上；以及產生單元，其被建構為藉由利用軟X射線照射一遠離一介於該模具與該基板之間的第一空間的第二空間來產生離子，其中，該排出口和該產生單元被配置為將該模具的一側面夾在中間，並且藉由向該第一空間供給在該第二空間 中產生的該離子來去除該第一空間中的電荷。

根據以下參照附圖對例示性實施例的描述，本發明的其他態樣將變得清楚。

100‧‧‧壓印設備

2‧‧‧模具夾頭

3‧‧‧構造體

5‧‧‧台板

6‧‧‧基板台

7‧‧‧照射單元

12‧‧‧樹脂供給單元

15‧‧‧抗靜電機構(電離器)

4‧‧‧基板

1‧‧‧模具

10‧‧‧樹脂

13‧‧‧排出頭

14‧‧‧槽

23‧‧‧供給管

11‧‧‧排出口

SP1‧‧‧第一空間

SP2‧‧‧第二空間

17‧‧‧氣體供給單元

20‧‧‧遮蔽件

21‧‧‧蓋子

22‧‧‧蓋構件

23a‧‧‧遮蔽件

圖1是示出根據本發明的一個方面的壓印設備的結構的示意圖。

圖2是示出根據本發明的一個方面的壓印設備的結構的示意圖。

圖3是示出模具夾頭、基板台、抗靜電機構以及排出頭的附近的示意圖。

圖4是示出模具夾頭、基板台、抗靜電機構以及排出頭的附近的示意圖。

圖5A和圖5B是示出樹脂供給單元的排出頭的排出口的附近的示意圖。

圖6是示出模具夾頭、基板台、抗靜電機構以及排出頭的附近的示意圖。

圖7是示出樹脂供給單元的供給管的結構的示意圖。

圖8A和圖8B是示出模具夾頭、基板台、抗靜電機構以及排出頭的附近的示意圖。

下面，將參照附圖詳細說明本發明的較佳實 施例。應指出的是，所有附圖中相同的標號表示相同的構件，將不給出其重複的描述。

圖1是示出根據本發明的一個方面的壓印設備100的結構的示意圖。壓印設備100是例如，用於製造諸如半導體裝置等的裝置的光刻設備，使用模具(印模)對在基板上的壓印材料(未固化的樹脂)進行塑模，並且在基板上形成圖案。在本實施例中，壓印設備100在基板上的壓印材料與模具保持接觸的狀態下利用紫外光進行照射以固化壓印材料，然後將模具與基板上的固化壓印材料分離，藉以在基板上形成圖案。

壓印設備100包括模具夾頭2、構造體3、台板5、基板台6、照射單元7、樹脂供給單元12、抗靜電機構(電離器)15。

模具夾頭2是保持模具1的模具保持件，在模具1上形成有與應當被轉印到基板4上的圖案對應的凹凸不平(精細圖案)，並且模具夾頭2在垂直方向(移動接近或遠離基板4的方向)上可移動。模具夾頭2被構造體3支撐。

將基板4保持在台板5的表面內可移動的基板台6上。可以在基板台6上配設在垂直方向(移動接近或遠離模具1的方向)可移動的機構。基板4是將模具1的圖案轉印到其上的基板，其包括矽晶圓和玻璃板。

照射單元7包括光源和光學元件，利用光進行照射以固化壓印材料。在本實施例中，在紫外光照射時 可被固化的樹脂10被用作壓印材料，因此照射單元7進行紫外光照射。應指出的是，來自照射單元7之用來照射壓印材料的光(的波長)係根據壓印材料的類型來決定。

樹脂供給單元12將樹脂10供給(塗佈)基板4。樹脂供給單元12包括，形成有排出口11以排出樹脂10的排出頭13、包含樹脂10的槽14、以及連接排出口11和槽14並且將槽14中包含的樹脂10供給到排出口11的供給管23。排出頭13包括振動壓電元件的噴墨機構。噴墨機構將樹脂10從排出口11排出到基板4上。

將描述壓印處理，即，在壓印設備100中的基板4的預定位置(照射區域)形成圖案的處理。在壓印處理中，首先，移動基板台6以使基板4位於樹脂供給單元12的排出頭13的排出口11的下方，經由排出口11將樹脂10供給(塗佈)到基板4上。

接下來，移動基板台6以使塗布了樹脂10的基板4位於模具1的下方，將模具夾頭2在靠近基板4的方向上移動，藉以使基板4上的樹脂10接觸模具1(對基板4按壓模具1)。此時，藉由將基板台6在靠近模具1的方向上移動，可以使基板4上的樹脂10與模具1接觸。模具1接觸處於流動的狀態的樹脂10，即，未固化的樹脂10，藉以利用基板4上的樹脂10填充模具1的圖案(凹部)。

然後，在基板4上的樹脂10與模具1相互接 觸的狀態下，經由模具1利用來自照射單元7的紫外光照射樹脂10。在紫外光照射時樹脂10的聚合反應開始，並且在模具1上塑模的樹脂10被固化。

然後，將模具夾頭2移動於遠離基板4的方向上，藉以將模具1與基板4上的固化樹脂10分離。因此，在基板4的預定照射區域內形成樹脂10的圖案(轉印圖案)。

藉由重複這些步驟，可以在基板4的整個表面，即，基板4的所有照射區域上形成樹脂10的圖案。

壓印設備100中的壓印處理中，在將模具1與基板4上的固化的樹脂10分離的分離步驟中，在模具1和轉印圖案的表面上出現電荷(分離電荷)。如果模具1和轉印圖案的表面變為帶電，則發生轉印圖案的放電擊穿和向模具1吸入灰塵(在周圍空間漂浮的微粒)，因而產生轉印圖案缺陷。

壓印設備100包括抗靜電機構15，用以去除在這樣的分離步驟中產生的分離電荷。在本實施例中，抗靜電機構15係作為產生單元之用，其中，產生單元藉由利用軟X射線，照射一遠離一介於模具1和基板4之間的第一空間(壓印空間)SP1的第二空間SP2來產生離子。

抗靜電機構15可以應用本領域已知的任何結構，利用由例如螢光燈產生的軟X射線進行從照射視窗到第二空間SP2的照射。從抗靜電機構15照射的軟X射線藉由離子化產生高密度的離子。來自抗靜電機構15的軟 X射線照射的照射角θ很大，因此可以在寬範圍內去除靜電。包含由來自抗靜電機構15的軟X射線照射所產生的許多離子的空氣，沿著在第一空間SP1周圍流動的氣體的通道(搭乘一空氣流)到達模具1的附近，並且去除模具1的電荷以及基板4上的轉印圖案的電荷。如上所述，壓印設備100將在第二空間SP2中產生的離子供給到第一空間SP1，藉以去除第一空間SP1中的電荷。去除第一空間SP1中的電荷包括去除在分離步驟中產生的分離電荷，或具體而言，包括針對模具1去除電荷和針對基板4上的轉印圖案去除電荷的至少一者。

另一方面，藉由利用軟X射線的照射，被供給至該基板4上的樹脂10也被固化。如圖1中所示，樹脂供給單元12的排出頭13的排出口11存在於壓印設備100內。排出口11係處於樹脂10和周圍的氣體形成邊界(介面)的狀態中。因此，如果用軟X射線照射該介面，則存在於介面處的樹脂10被固化而造成排出口11的堵塞，並且在基板4上的樹脂10的供給變得不穩定(發生樹脂10的排出故障)。

為了處理這個問題，在本實施例中，將樹脂供給單元12的排出頭13的排出口11和抗靜電機構15配置為將模具1的一側面夾設在中間。此外，將樹脂供給單元12的排出頭13的排出口11配置在從抗靜電機構15照射出的軟X射線的照射角θ之外。在本實施例中，將排出頭13的排出口11朝著基板4向下設置，使得排出口11 不存在於從抗靜電機構15照射出的軟X射線的照射角θ之內。因此，只有如上述地佈置樹脂供給單元12的排出頭13的排出口11和抗靜電機構15，來自抗靜電機構15的軟X射線才不會直接照射排出口11。

如圖2中所示，壓印設備100還包括氣體供給單元17，該氣體供給單元17為了提高包括第一空間SP1和第二空間SP2的內部空間的清潔度而向壓印設備100供給氣體。氣體供給單元17包括例如鼓風機，藉由篩檢器將乾淨的氣體供給第一空間SP1，並且形成從第二空間SP2至第一空間SP1的通道。在從第二空間SP2至第一空間SP1的通道的上游側配置抗靜電機構15，而在從第二空間SP2至第一空間SP1的通道的下游側配置樹脂供給單元12的排出頭13的排出口11。因此，來自抗靜電機構15的軟X射線不直接照射模具1和排出口11(第一空間SP1)，但是用來自抗靜電機構15的軟X射線照射在氣體供給單元17和第一空間SP1之間的第二空間SP2，藉以將在第二空間SP2中產生的離子經由通道供給到第一空間SP1。藉由從此供給到第一空間SP1的離子來去除在第一空間SP1中的電荷。這使得能夠消除在壓印設備100中在分離步驟中產生的分離電荷，並且防止存在於排出頭13的排出口11的樹脂10被固化。

壓印設備100可以防止基板4上的轉印圖案的放電擊穿和向模具1吸入灰塵，也保持排出口11處於良好狀態(沒有由樹脂10的固化引起的排出故障的狀 態)，藉以不斷地進行良好的壓印處理。

在本實施例中，描述了樹脂供給單元12的排出頭13的排出口11作為藉由利用來自抗靜電機構15的軟X射線的照射來固化樹脂10造成問題的部分的示例。然而，固化樹脂10造成問題的部分不限於排出口11。固化樹脂10造成問題的部分包括例如，在壓印設備100內存在有未固化的樹脂10的部分，譬如樹脂供給單元12的槽14和供給管23以及排出口11的維護機構等。因此，抗靜電機構15和存在未固化的樹脂10的部分係以不被來自抗靜電機構15的軟X射線直接照射的方式來配置。

關於在基板4上的未固化樹脂10，從樹脂10被供給到基板4的位置到進行壓印處理的位置的基板4輸送路徑係被配置在從抗靜電機構15照射的軟X射線的照射角θ的外面。這也適用於將樹脂供給單元12配置在壓印設備100外面的情況，即，載入接收了在壓印設備100外部的樹脂10的基板4的情況。

如圖3中所示，將遮蔽件20配置在抗靜電機構15和樹脂供給單元12的排出頭13的排出口11之間，以限制抗靜電機構15照射第二空間SP2的軟X射線的照射角。遮蔽件20較佳地限制在抗靜電機構15的附近的照射角。例如，在圖3中，遮蔽件20遮蔽從抗靜電機構15(軟X射線的射出口)中以圓錐形傳播的軟X射線中的、在連接抗靜電機構15和排出口11的直線上方通過的軟X射線，即，朝著排出口11的方向的軟X射線。這能 夠更有效地防止排出口11被來自抗靜電機構15的軟X射線直接照射。

此外，如圖4中所示，不藉由配置遮蔽件20而藉由使用形成壓印設備100的結構可以遮蔽來自抗靜電機構15的軟X射線照射。在圖4中，模具夾頭2被配置在抗靜電機構15和排出口11之間，以藉由模具夾頭2遮蔽從抗靜電機構15射向樹脂供給單元12的排出頭13的排出口11的軟X射線照射。這能夠更有效地防止排出口11被來自抗靜電機構15的軟X射線直接照射。

此外，如圖5A中所示，樹脂供給單元12的排出頭13的排出口11的附近可以作為遮蔽來自抗靜電機構15的軟X射線照射的遮蔽結構。在圖5A中，排出頭13具有構件13a，構件13a從形成排出口11的表面向基板側突出並且圍繞排出口11。構件13a遮蔽從抗靜電機構15射向樹脂供給單元12的排出頭13的排出口11的軟X射線照射。這能夠更有效地防止排出口11被來自抗靜電機構15的軟X射線直接照射。

遮蔽從抗靜電機構15向樹脂供給單元12的排出頭13的排出口11的軟X射線照射的遮蔽件不必總是處於固定位置。例如，考慮基板台6遮蔽從抗靜電機構15至排出口11的軟X射線的情況。在這種情況下，當壓印處理正在進行時，例如，當基板台6位於樹脂供給單元12的排出頭13的排出口11的下方時，基板台6可以遮蔽從抗靜電機構15至排出口11的軟X射線。應指出的 是，如果在更換基板4或類此者時將基板台6移動遠離排出口的下方的話，則可以用從抗靜電機構15至排出口11的軟X射線照射排出口11。在這種情況下，當基板台6不位於樹脂供給單元12的排出頭13的排出口11的下方時，將遮蔽從抗靜電機構15至排出口11的軟X射線的遮蔽件插入抗靜電機構15和排出口11之間。更具體而言，如圖5B中所示，一可從排出頭13拆卸下來的蓋子21被設置在樹脂供給單元12中以覆蓋排出頭13的排出口11。

也考慮基板台6移動更遠離通常壓印位置(在模具1下方的位置)的情況。在這種情況下，如圖6中所示，覆蓋排出頭13的排出口11的蓋構件22被配置在基板台6上。在基板台6位於更遠離壓印位置的狀態下，蓋構件22覆蓋排出口11。

從防止未固化樹脂10被來自抗靜電機構15的軟X射線照射的觀點來看，例如，如圖7中所示，向排出口11供給樹脂10的供給管23係由遮蔽來自抗靜電機構15的軟X射線照射的遮蔽件23a構成。例如，具有1mm或更大的厚度的樹脂管或具有大約0.1mm或更大的厚度的金屬管被用作為遮蔽件23a。應指出的是，諸如槽14、供給管23的接頭和歧管等用於供給未固化的樹脂10的所有系統可以由遮蔽來自抗靜電機構15的軟X射線照射的遮蔽件構成。

在壓印設備100中也能夠臨時停止抗靜電機 構15的軟X射線的照射。因此，如果可用從抗靜電機構15至排出口11的軟X射線來照射排出口11的話，則抗靜電機構15的軟X射線的照射可被停止。考慮例如基板台6遮蔽從抗靜電機構15至排出口11的軟X射線的情況。在這種情況下，如圖8A中所示，當基板台6移動更遠離正常的壓印位置時，抗靜電機構15停止利用軟X射線的照射。此外，如圖8B中所示，當保持基板4的基板台6移動並且在從抗靜電機構15照射出的軟X射線的照射角內存在未固化的樹脂10時，抗靜電機構15停止利用軟X射線的照射。

如上所述，壓印設備100可以防止基板4上的轉印圖案的放電擊穿和向模具1吸入灰塵，也保持排出口11處於良好狀態，藉以不斷地進行良好的壓印處理。因此，壓印設備100可以高產量且經濟地提供諸如高品質半導體裝置等的物品。

將描述製造作為物品的裝置(半導體裝置、磁存儲媒介、液晶顯示元件等)的方法。製造方法包括使用壓印設備100在基板(晶圓、玻璃板、膜狀基板等)上形成圖案的步驟。製造方法還包括處理形成有圖案的基板的步驟。處理步驟可以包括去除圖案的殘留膜的步驟。處理步驟也可以包括諸如使用圖案作為遮罩來刻蝕基板的步驟等的其他已知步驟。根據本實施例的製造物品的方法，與傳統方法相比，優勢在於物品的性能、品質、生產力和生產成本中的至少一個。

雖然參照例示性實施例對本發明進行了描述，但是應當理解，本發明並不限於所公開的例示性實施例。應當對所附申請專利範圍的範圍給予最寬的解釋，以使其涵蓋所有這些變型例以及等同的結構和功能。

1‧‧‧模具

2‧‧‧模具夾頭

3‧‧‧構造體

4‧‧‧基板

5‧‧‧台板

6‧‧‧基板台

7‧‧‧照射單元

10‧‧‧紫外光固化樹脂

11‧‧‧排出口

12‧‧‧樹脂供給單元

13‧‧‧排出頭

14‧‧‧槽

15‧‧‧抗靜電機構(電離器)

23‧‧‧供給管

100‧‧‧壓印設備

SP1‧‧‧第一空間

SP2‧‧‧第二空間

Claims (15)

1. 一種壓印設備，其在基板上的壓印材料與模具保持接觸的狀態下固化該壓印材料，並且將該模具與該固化的壓印材料分離，藉以在該基板上形成圖案，該壓印設備包含：供給單元，其被建構為從一排出該壓印材料的排出口將該壓印材料供給到該基板上；及產生單元，其被建構來射出軟X射線並用該被射出的軟X射線產生離子，該離子將被供給至一包括壓印位置的空間，其中，該排出口被配置在從該產生單元被射出至該排出口的軟X射線被一建構來固持該模具的固持件遮蔽的位置處。
2. 如申請專利範圍第1項的壓印設備，該壓印設備更包含氣體供給單元，其相對於該固持件而言被配置在和該產生單元同一側，其中，該氣體供給單元被建構來供給一氣體，使得藉由照射該軟X射線而產生的離子被供給至該包括該壓印位置的空間。
3. 如申請專利範圍第1項的壓印設備，其中，該產生單元的一軟X射線出口埠被斜向下地導向。
4. 如申請專利範圍第1項的壓印設備，該壓印設備進一步包含遮蔽件，其被建構來遮蔽從該產生單元被射至該排出口的該軟X射線。
5. 一種壓印設備，其在基板上的壓印材料與模具保持接觸的狀態下固化該壓印材料，並且將該模具與該固化的壓印材料分離，藉以在該基板上形成圖案，該壓印設備包含：供給單元，其被建構為從一排出該壓印材料的排出口將該壓印材料供給到該基板上；產生單元，其被建構來射出軟X射線並用該被射出的軟X射線產生離子，該離子將被供給至一包括壓印位置的空間；及遮蔽件，其被建構來遮蔽從該產生單元被射至該排出口的該軟X射線，其中一被建構來保持該模具的模具保持件被設置在該產生單元和該供給單元之間。
6. 如申請專利範圍第5項的壓印設備，其中，該供給單元包括形成有該排出口的排出頭，並且該遮蔽件是一在該基板的一側的部分，其由一形成有該排出頭的該排出口的表面突伸出並環繞該排出口。
7. 如申請專利範圍第5項的壓印設備，其中，該遮蔽件是一蓋構件，其被包括在該供給單元內且能夠覆蓋該排出口。
8. 如申請專利範圍第1項的壓印設備，該壓印設備進一步包含可移動的基板台，其被建構來保持該基板，其中，一蓋構件被配置在該基板台上，該蓋構件在該基板台位於一水平方向上遠離該壓印位置的狀態下可覆蓋 該排出口。
9. 如申請專利範圍第1項的壓印設備，其中，該供給單元包括供給管，其被連接到該排出口並且被建構來供給該壓印材料，並且該供給管被形成來遮蔽從該產生單元被射出的該軟X射線。
10. 如申請專利範圍第9項的壓印設備，其中，該供給管是由厚度不小於1mm的樹脂和厚度不小於0.1mm的金屬的一者所構成。
11. 如申請專利範圍第1項的壓印設備，其中，從該模具去除掉電荷、以及從該基板上的該固化的壓印材料去除電荷的至少一者是用被供給至該包括該壓印位置的空間的離子來實施的。
12. 如申請專利範圍第1項的壓印設備，其中，該包括該壓印位置的空間是一個在被建構來固持該模具的該固持件底下的空間。
13. 一種壓印設備，其在基板上的壓印材料與模具保持接觸的狀態下固化該壓印材料、將該模具與該固化的壓印材料分離，藉以在該基板上形成圖案、以及供給離子至一介於與該被固化的壓印材料分離的該模具和該基板之間的空間，該壓印設備包含：固持件，其被建構來固持該模具；供給單元，其包括一排出該壓印材料的排出口；及X射線源，其被建構來射出軟X射線以產生該離子，其中該排出口被設置在從該X射線源被射出至該排出 口的軟X射線被該固持件遮蔽的一位置處。
14. 一種壓印設備，其在基板上的壓印材料與模具保持接觸的狀態下固化該壓印材料、將該模具與該固化的壓印材料分離，藉以在該基板上形成圖案、以及供給離子至一介於與該被固化的壓印材料分離的該模具和該基板之間的空間，該壓印設備包含：固持件，其被建構來固持該模具；供給單元，其包括一排出該壓印材料的排出口；X射線源，其被建構來射出軟X射線以產生該離子；及遮蔽件，其備建構來遮蔽從該X射線源被射出至該排出口的軟X射線，其中該固持件被設置在該X射線源和該供給單元之間。
15. 一種製造物品的方法，該方法包括：使用如申請專利範圍第1至14中的任一項的壓印設備，在基板上形成圖案；及對形成有該圖案的該基板進行處理。